CN114928863A

CN114928863A - 高速移动下的上行通信方法及相关设备

Info

Publication number: CN114928863A
Application number: CN202210148638.4A
Authority: CN
Inventors: 董辰; 张语涵; 许晓东; 王碧舳; 韩书君
Original assignee: Beijing University of Posts and Telecommunications
Current assignee: Beijing University of Posts and Telecommunications
Priority date: 2022-02-17
Filing date: 2022-02-17
Publication date: 2022-08-19
Anticipated expiration: 2042-02-17
Also published as: CN114928863B

Abstract

本申请提供一种高速移动下的上行通信方法及相关设备，所述基站包括源基站和目标基站，所述通信方法包括：响应于所述目标基站的共享信息请求，将所述源基站中至少一个用户设备对应的用户信息表共享给所述目标基站；基于所述用户信息表，对所述用户设备传输的信号进行解调，以建立所述用户设备与所述目标基站之间上行链路的通信连接。本申请的方法，在用户序列调制下，能够将当前基站中存储的用户设备的相关信息共享给下一基站，避免了重新建立通信机制的耗时问题，能够保证高速移动场景下移动终端的数据进行稳定传输。

Description

高速移动下的上行通信方法及相关设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种高速移动下的上行通信方法及相关设备。

背景技术

近年来，中国高速铁路飞速发展，与此同时，用户在高速场景下进行通信的需求也日益增加，例如，用户在行进中的高铁列车上进行通信。当用户设备在高速移动状态下进行通信时，会出现切换频繁、切换失败率高、无线链路失败率高等多种问题。

基于此，亟需一种能够实现与高速移动的用户进行高效稳定的通信方案，尤其是上行通信的方案。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提出一种解决上述问题的高速移动下的上行通信方法及相关设备。

基于上述目的，本申请第一方面提供一种高速移动下的上行通信方法，所述基站包括源基站和目标基站，所述通信方法包括：

响应于所述目标基站的共享信息请求，将所述源基站中至少一个用户设备对应的用户信息表共享给所述目标基站；

基于所述用户信息表，对所述用户设备传输的信号进行解调，以建立所述用户设备与所述目标基站之间上行链路的通信连接。

进一步地，所述基于所述用户信息表，对所述用户设备传输的信号进行解调，以建立所述用户设备与所述目标基站之间上行链路的通信连接之后还包括：

获取所述目标基站的最后一次共享信息请求对应的时间信息；

根据所述最后一次共享信息请求对应的时间信息，确定所述目标基站的共享时长；

响应于确定所述大于预设的共享时长阈值，所述源基站停止与所述目标基站进行共享，并将所述用户信息表中的数据删除。

进一步地，所述方法还包括：

响应于用户设备向所述基站发送的连接请求，获取所述用户设备对应的用户设备信息；

响应于确定所述用户设备信息未在所述基站的用户信息表中存储，对所述用户设备进行编组，并为所述用户设备分配ZC序列。

进一步地，所述响应于确定所述用户设备信息未在所述基站的用户信息表中存储，对所述用户设备进行编组，并为所述用户设备分配ZC序列之后还包括：

响应于确定所述用户设备信息已在所述基站的用户信息表中存储，更新所述用户设备的最新连接时间；

根据所述最新连接时间，确定所述用户设备的连接时长；

响应于确定所述连接时长未在预设的连接时长阈值范围内，将所述用户设备从所述用户信息表中删除。

进一步地，所述对所述用户设备进行编组包括：

根据所述用户设备的接入所述基站的顺序，将预设数量的用户设备划分为一个编组；

根据各编组中每个所述用户设备的连接请求对应的时间信息，依次为各所述用户设备分配对应的序列号。

进一步地，所述为所述用户设备分配ZC序列，包括：

对于每个所述编组，分别匹配一ZC根序列，其中所述编组与所述ZC根序列一一对应；

根据所述ZC根序列，对同一所述编组中每个所述用户设备进行循环移位，生成所述用户设备的ZC序列，其中，所述用户设备与所述ZC序列一一对应。

进一步地，所述用户信息表包括以下至少一种：用户设备信息、ZC序列、序列号和最新连接时间。

基于同一发明构思，本申请第二方面提供一种高速移动下的基站上行通信装置，包括：

信息共享模块，被配置为响应于所述目标基站的共享信息请求，将所述源基站中至少一个用户设备对应的用户信息表共享给所述目标基站；

上行通信模块，被配置为基于所述用户信息表，对所述用户设备传输的信号进行解调，以建立所述用户设备与所述目标基站之间上行链路的通信连接。

基于同一发明构思，本申请第三方面提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现第一方面所述的方法。

基于同一发明构思，本申请第四方面提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行第一方面所述的方法。

从上面所述可以看出，本申请提供的高速移动下的上行通信方法及相关设备，基于用户序列调制的通信机制，每一位用户接入同一基站，都会为其进行编组排序，并分配相应的ZC序列。在高速移动的场景下，用户从当前基站进入下一基站后，当前基站将其存储的用户信息表共享给下一基站，无需每一位用户重新与下一基站建立通信连接，节省了重新建立通信的时间，保证用户能够持续、稳定地进行通信，避免了切换频繁、切换失败率高的问题，提升了用户的体验。

附图说明

为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的高速移动下的上行通信方法流程图；

图2为本申请实施例的共享信息请求超时处理方法流程图；

图3为本申请实施例的新接入用户设备的处理方法流程图；

图4为本申请实施例的用户设备连接超时处理方法流程图；

图5为本申请实施例的高速移动下的基站上行通信装置结构示意图；

图6为本申请实施例的电子设备结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本申请进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如背景技术部分所述，相关技术中基站的通信方案还难以满足需要，申请认在实现本申请的过程中发现其至少存在以下问题：在高速移动的场景下，例如：用户处于高速行驶的列车中，基站的信号辐射范围有限，当用户从当前基站的信号辐射范围进入到下一基站的信号辐射范围时，由于下一基站并未存储列车上每个用户设备的相关信息，此时，用户需要与下一基站重新建立通信连接，重新建立通信连接耗费较多时间，会导致用户设备的信号中断，切换失败率高，影响用户的体验，此外，频繁的重新建立通信连接还增加了资源消耗。

有鉴于此，本申请实施例提供一种高速移动下的上行通信方法，考虑到将当前基站接入的用户设备的相关信息进行存储，在高速移动的场景下，用户设备从当前基站的信号辐射范围进入到下一基站的信号辐射范围时，当前基站将其存储的所有用户设备的相关信息共享给下一基站，从而能够避免用户设备与下一基站需要重新建立通信连接的耗时问题。

以下，通过具体实施例来详细说明本申请的技术方案。

参考图1，本申请一个实施例提供的一种高速移动下的上行通信方法，所述基站包括源基站和目标基站，所述方法具体包括以下步骤：

步骤S101，响应于目标基站的共享信息请求，将源基站中至少一个用户设备对应的用户信息表共享给所述目标基站。

本步骤中，对于每个基站来说，用户设备当前所处的基站为源基站，按照列车行驶方向相对于源基站的下一基站为目标基站。具体的，例如：在铁路轨道上高速行驶的列车，当列车内的用户设备跟随列车快速移动时，将不断离开当前基站的信号辐射范围并进入下一基站的信号辐射范围。

具体的，用户信息表至少包括以下至少一种：用户设备信息、ZC序列、序列号和最新连接时间。其中，用户设备(User Equipment，UE)可以为任何一种能与基站进行通信的通讯产品，包括但不限于：手机、电脑等。用户设备信息可以用户标识，且用户标识具有唯一性，即用户设备与用户标识一一对应。ZC(Zadoff-Chu)序列：本申请中的术语“ZC序列”是指一种类型的序列。每个基站信号辐射有一定的范围，最新连接时间是指用户设备最后一次请求访问铁路通信网络的时间。

步骤S102，基于所述用户信息表，对所述用户设备传输的信号进行解调，以建立所述用户设备与所述目标基站之间上行链路的通信连接。

本步骤中，通过用户信息表能够获取用户设备对应的ZC序列，ZC序列具有良好的自相关性和互相关性，将接收的信号经过均衡之后，与ZC序列作卷积，得到的峰值位置即为接收的符号值，将其转换为二进制，即得到接收的bit流。

需要说明的是，当用户设备需要与当前基站进行通信连接时，同样可基于用户信息表，对用户设备传输的信号进行解调，从而建立用户设备与当前基站之间的通信连接。

可见，本实施提供的高速移动下的上行通信方法，在高速移动的场景下，用户从当前基站进入下一基站后，当前基站将其存储的用户信息表共享给下一基站，无需每一位用户重新与下一基站建立通信连接，节省了重新建立通信的时间，保证用户能够持续、稳定地进行通信，避免了切换频繁、切换失败率高的问题，提升了用户的体验。

在一些实施例中，参考图2，对于前述实施例中的步骤S102，其之后还可以包括以下步骤：

步骤S201，获取所述目标基站的最后一次共享信息请求对应的时间信息。

本步骤中，若有目标基站请求共享信息，则说明列车中的用户设备已进入目标基站的信号辐射范围，若目标基站只发送了一次共享信息请求，既是第一次共享信息请求，也可以看作是最后一次共享信息请求。

步骤S202，根据所述最后一次共享信息请求对应的时间信息，确定所述目标基站的共享时长。

本步骤中，共享时长是从源基站将用户信息表共享给目标基站开始计时，到源基站停止将用户信息表共享给目标基站结束，时间差即为共享时长。

步骤S203，响应于确定所述大于预设的共享时长阈值，所述源基站停止与所述目标基站进行共享，并将所述用户信息表中的数据删除。

本步骤中，共享时长阈值是根据列车进入目标基站的信号辐射区域的时间与离开目标基站的信号辐射区域的时间计算得到的，设置共享时长阈值能够保证列车在目标基站的信号辐射区域内，用户能够正常通信，避免产生中断。

容易理解的是，当共享时长大于共享时长阈值时，说明用户设备已经不在目标基站的信号辐射区域内，此时源基站不再将用户信息表共享给目标基站，避免浪费通信资源。

在一些实施例中，结合图3，所述方法还可以包括以下步骤：

步骤S301，响应于用户设备向所述基站发送的连接请求，获取所述用户设备对应的用户设备信息。

本步骤中，当用户设备向基站发送连接请求后，并将其用户标识发送给基站。

步骤S302，响应于确定所述用户设备信息未在所述基站的用户信息表中存储，对所述用户设备进行编组，并为所述用户设备分配ZC序列。

本步骤中，在用户信息表中通过对照查找不存在该用户设备的用户标识，则该用户设备为首次接入轨道通信网路，可以确认该用户的其他相关用户信息未预先存储。

相应的，将用户标识、序列号、ZC序列和接入时间存储在用户信息表中。

容易理解的是，在用户信息表中通过对照查找存在该用户设备的用户标识，则该用户设备为已经接入轨道通信网路，可以确认该用户的其他相关用户信息已经预先存储，无需再进行编组和分配ZC序列操作。

在一些实施例中，结合图4，对于前述实施例中的步骤S302，其之后还可以包括以下步骤：

步骤S401，响应于确定所述用户设备信息已在所述基站的用户信息表中存储，更新所述用户设备的最新连接时间。

本步骤中，由于存在用户设备与基站通信连接断开的情况，需要重新进行连接，此时需要更新用户信息表中的最新连接时间。

步骤S402，根据所述最新连接时间，确定所述用户设备的连接时长。

本步骤中，连接时长是从用户设备发送连接请求开始计时，到当前时刻计时结束或到连接成功计时结束。

步骤S403，响应于确定所述连接时长未在预设的连接时长阈值范围内，将所述用户设备从所述用户信息表中删除。

本步骤中，为避免用户设备与基站长时间未建立连接，占用信道资源，对于长时间未连接成功的用户设备，则基站与用户设备断开连接，并清除相关信息。此时，用户设备重新发送连接请求在连接时长阈值范围内与基站建立通信连接。

在一些实施例中，对于前述实施例中所述对所述用户设备进行编组，其可以包括以下步骤：

步骤S501，根据所述用户设备的接入所述基站的顺序，将预设数量的用户设备划分为一个编组。

本步骤中，可根据实际情况对编组内的用户设备数量进行设置，在此不做具体限定。

步骤S502，根据各编组中每个所述用户设备的连接请求对应的时间信息，依次为各所述用户设备分配对应的序列号。

本步骤中，序列号的bit大小n，其为一个编组的最大数量N的对数，即n＝log₂ N。

在一些实施例中，对于前述实施例中所述为所述用户设备分配ZC序列，其可以包括以下步骤：

步骤S601，对于每个所述编组，分别匹配一ZC根序列，其中所述编组与所述ZC根序列一一对应。

步骤S602，根据所述ZC根序列，对同一所述编组中每个所述用户设备进行循环移位，生成所述用户设备的ZC序列，其中，所述用户设备与所述ZC序列一一对应。

需要说明的是，本申请实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本申请实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。

需要说明的是，上述对本申请的一些实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本申请还提供了一种高速移动下的基站上行通信装置。

参考图5，所述高速移动下的基站上行通信装置，包括：

信息共享模块701，被配置为响应于目标基站的共享信息请求，将源基站中至少一个用户设备对应的用户信息表共享给所述目标基站。

上行通信模块702，被配置为基于所述用户信息表，对所述用户设备传输的信号进行解调，以建立所述用户设备与所述目标基站之间上行链路的通信连接。

作为一个可选的实施例，所述装置还包括共享超时处理模块(图未示出)，所述共享超时处理模块被配置为获取所述目标基站的最后一次共享信息请求对应的时间信息；根据所述最后一次共享信息请求对应的时间信息，确定所述目标基站的共享时长；响应于确定所述大于预设的共享时长阈值，所述源基站停止与所述目标基站进行共享，并将所述用户信息表中的数据删除。

作为一个可选的实施例，所述装置还包括请求处理模块(图未示出)，所述请求处理模块被配置为响应于用户设备向所述基站发送的连接请求，获取所述用户设备对应的用户设备信息；响应于确定所述用户设备信息未在所述基站的用户信息表中存储，对所述用户设备进行编组，并为所述用户设备分配ZC序列。

作为一个可选的实施例，所述装置还包括连接超时处理模块(图未示出)，所述连接超时处理模块被配置为响应于确定所述用户设备信息已在所述基站的用户信息表中存储，更新所述用户设备的最新连接时间；根据所述最新连接时间，确定所述用户设备的连接时长；响应于确定所述连接时长未在预设的连接时长阈值范围内，将所述用户设备从所述用户信息表中删除。

作为一个可选的实施例，所述装置还包括编组模块(图未示出)，所述编组模块被配置为根据所述用户设备的接入所述基站的顺序，将预设数量的用户设备划分为一个编组；根据各编组中每个所述用户设备的连接请求对应的时间信息，依次为各所述用户设备分配对应的序列号。

作为一个可选的实施例，所述装置还包括ZC序列分配模块(图未示出)，所述ZC序列分配模块被配置为对于每个所述编组，分别匹配一ZC根序列，其中所述编组与所述ZC根序列一一对应；根据所述ZC根序列，对同一所述编组中每个所述用户设备进行循环移位，生成所述用户设备的ZC序列，其中，所述用户设备与所述ZC序列一一对应。

作为一个可选的实施例，所述用户信息表包括以下至少一种：用户设备信息、ZC序列、序列号和最新连接时间。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

上述实施例的装置用于实现前述任一实施例中相应的高速移动下的上行通信方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。

基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本申请还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上任意一实施例所述的高速移动下的上行通信方法。

图6示出了本实施例所提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。

处理器1010可以采用通用的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。

存储器1020可以采用ROM(Read Only Memory，只读存储器)、RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。

输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。

通信接口1040用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如USB、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信。

总线1050包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040)之间传输信息。

需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。

上述实施例的电子设备用于实现前述任一实施例中相应的高速移动下的上行通信方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。

基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本申请还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的高速移动下的上行通信方法。

本实施例的计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。

上述实施例的存储介质存储的计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的高速移动下的上行通信方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本申请的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本申请实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本申请实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本申请实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本申请的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本申请实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本申请的具体实施例对本申请进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。

本申请实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种高速移动下的上行通信方法，其特征在于，所述基站包括源基站和目标基站，所述通信方法包括：

2.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，所述基于所述用户信息表，对所述用户设备传输的信号进行解调，以建立所述用户设备与所述目标基站之间上行链路的通信连接之后还包括：

3.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，所述方法还包括：

4.根据权利要求3所述的通信方法，其特征在于，所述响应于确定所述用户设备信息未在所述基站的用户信息表中存储，对所述用户设备进行编组，并为所述用户设备分配ZC序列之后还包括：

根据所述最新连接时间，确定所述用户设备的连接时长；

5.根据权利要求4所述的通信方法，其特征在于，所述对所述用户设备进行编组包括：

6.根据权利要求5所述的通信方法，其特征在于，所述为所述用户设备分配ZC序列，包括：

7.根据权利要求1-6任意一项所述的通信方法，其特征在于，所述用户信息表包括以下至少一种：用户设备信息、ZC序列、序列号和最新连接时间。

8.一种高速移动下的基站上行通信装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任意一项所述的方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，其特征在于，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至7任一所述方法。