專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)線移動(dòng)寬帶系統(tǒng)基于虛擬前導(dǎo)碼的隨機(jī)接入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)線移動(dòng)寬帶系統(tǒng)的隨機(jī)接入方法，具體涉及一種無(wú)線移動(dòng)寬帶系統(tǒng)基于虛擬前導(dǎo)碼的隨機(jī)接入方法，屬于無(wú)線移動(dòng)通訊領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨機(jī)接入過(guò)程是通信系統(tǒng)中媒體接入控制的一項(xiàng)重要技術(shù)，是LTE(Long Term Evolution,長(zhǎng)期演進(jìn)，是3G的演進(jìn)，始于2004年3GPP的多倫多會(huì)議)系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)， 特指用戶設(shè)備(UE，User Equipment，如手機(jī)、ipod、數(shù)據(jù)卡等具有輸入、輸出功能的通信領(lǐng) 域的通信終端設(shè)備)和網(wǎng)絡(luò)通信之間的接入過(guò)程，主要用于用戶的上行定時(shí)同步調(diào)整和用 戶調(diào)度資源的申請(qǐng)。通過(guò)隨機(jī)接入，UE可以獲得上行同步，并獲得調(diào)度初始資源，用于發(fā)送 上行信令和上行數(shù)據(jù)。根據(jù)現(xiàn)有LTE協(xié)議的最新版本定義，隨機(jī)接入可以分為競(jìng)爭(zhēng)模式的隨機(jī)接入和非 競(jìng)爭(zhēng)模式的隨機(jī)接入，二者的主要區(qū)別在于是否需要競(jìng)爭(zhēng)解決消息，也即競(jìng)爭(zhēng)模式的隨機(jī) 接入需要發(fā)送競(jìng)爭(zhēng)解決消息，非競(jìng)爭(zhēng)模式的隨機(jī)接入不需要發(fā)送競(jìng)爭(zhēng)解決消息。非競(jìng)爭(zhēng)模式的隨機(jī)接入主要應(yīng)用于以下場(chǎng)景場(chǎng)景一，上行非同步狀態(tài)時(shí)，UE處 在連接狀態(tài)，下行數(shù)據(jù)到達(dá)發(fā)起的隨機(jī)接入；場(chǎng)景二，切換過(guò)程中的隨機(jī)接入。所謂上行，指 從UE到基站eNB(Evolved NodeBase station，演進(jìn)型基站，與用戶UE對(duì)應(yīng))方向的通信。 所謂非同步，即基站eNB和UE沒(méi)有保持步調(diào)一致。如在美國(guó)的基站eNB會(huì)按照美國(guó)時(shí)間來(lái) 計(jì)算時(shí)刻，在中國(guó)的UE會(huì)按照中國(guó)時(shí)間來(lái)計(jì)算時(shí)刻，如果沒(méi)有約定好以哪國(guó)時(shí)間為參考時(shí) 間而約定10點(diǎn)網(wǎng)上見(jiàn)，則基站eNB按照美國(guó)時(shí)間的10點(diǎn)，UE按照中國(guó)時(shí)間的10點(diǎn)，即沒(méi)有 保持步調(diào)一致而無(wú)法在網(wǎng)上見(jiàn)。這種沒(méi)有達(dá)成步調(diào)一致的情況就是失步。所謂下行數(shù)據(jù)達(dá) 到，就是基站eNB有數(shù)據(jù)要發(fā)送給UE。所謂下行數(shù)據(jù)到達(dá)發(fā)起，指基站eNB有數(shù)據(jù)要發(fā)送， 基站eNB觸發(fā)數(shù)據(jù)發(fā)送動(dòng)作?，F(xiàn)有非競(jìng)爭(zhēng)模式的隨機(jī)接入過(guò)程如圖2所示，包括步驟101，基站eNB從專(zhuān)有隨機(jī)接入前導(dǎo)碼組中選擇隨機(jī)接入前導(dǎo)碼發(fā)送給UE。本步驟中，根據(jù)現(xiàn)有LTE協(xié)議規(guī)定，每個(gè)小區(qū)可以使用的隨機(jī)接入前導(dǎo)碼數(shù)量至 多為64個(gè)，根據(jù)接入目的不同分為非專(zhuān)有前導(dǎo)碼分組和專(zhuān)有前導(dǎo)碼分組，如圖3所示；非專(zhuān) 有前導(dǎo)碼用于競(jìng)爭(zhēng)模式的隨機(jī)接入，專(zhuān)有前導(dǎo)碼用于非競(jìng)爭(zhēng)模式的隨機(jī)接入。其中競(jìng)爭(zhēng)模 式的隨機(jī)接入可以使用的隨機(jī)接入前導(dǎo)碼索引會(huì)通過(guò)小區(qū)廣播消息進(jìn)行廣播，非競(jìng)爭(zhēng)模式 的隨機(jī)接入使用的專(zhuān)有前導(dǎo)碼由eNB分配給UE，UE按照協(xié)議定義的初始發(fā)射功率，在相應(yīng) 的隨機(jī)接入信道中發(fā)送前導(dǎo)碼。步驟102，UE在上行隨機(jī)接入信道時(shí)頻資源中發(fā)送專(zhuān)有前導(dǎo)碼。本步驟中，UE使用的前導(dǎo)碼是基站eNB分配的專(zhuān)有隨機(jī)接入前導(dǎo)碼，因而，不同的 UE發(fā)送不同的隨機(jī)接入前導(dǎo)碼不會(huì)發(fā)生碰撞。步驟103，基站eNB檢測(cè)到隨機(jī)接入信道中的專(zhuān)有前導(dǎo)碼后，即構(gòu)造隨機(jī)接入響應(yīng) (RAR, RandomAccess Response)消息并發(fā)送給 UE。
基站eNB獲取隨機(jī)接入前導(dǎo)碼后，根據(jù)不同的隨機(jī)接入前導(dǎo)碼，為該隨機(jī)接入前導(dǎo)碼對(duì)應(yīng)的UE分配隨機(jī)接入時(shí)頻資源，不同的UE分配的隨機(jī)接入時(shí)頻資源也不同。隨機(jī)接入響應(yīng)消息包括隨機(jī)接入前導(dǎo)碼標(biāo)識(shí)、時(shí)間提前消息、初始上行授權(quán)、以 及分配的臨時(shí)小區(qū)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)臨時(shí)標(biāo)識(shí)(T-C-RNTI，Temporary-Cell-RNTI)。隨機(jī)接入響應(yīng) 消息中可以包含對(duì)多個(gè)UE發(fā)送的隨機(jī)接入前導(dǎo)碼的響應(yīng)。至此，該非競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入流程結(jié)束。由此可見(jiàn)，現(xiàn)有的非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入流程，不同的UE分配了不同的隨機(jī)接入前導(dǎo) 碼，即使在相同的隨機(jī)接入信道請(qǐng)求隨機(jī)接入，由于前導(dǎo)碼之間的正交性，基站eNB可以針 對(duì)不同的前導(dǎo)碼正確區(qū)分UE，并向UE返回隨機(jī)接入響應(yīng)消息，然后UE分別在各自所分配的 隨機(jī)接入時(shí)頻資源上發(fā)消息，由于隨機(jī)接入時(shí)頻資源的不同，不同的UE發(fā)送的消息相互之 間不會(huì)發(fā)生沖突碰撞，基站eNB能夠正確接收并解調(diào)不同的UE的消息，進(jìn)而成功完成隨機(jī) 接入的過(guò)程。然而，上述現(xiàn)有技術(shù)存在以下不足。對(duì)于一些場(chǎng)景，比如規(guī)模用戶切換或下行數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)，專(zhuān)有前導(dǎo)碼由于數(shù)量受限， 不能滿足規(guī)模用戶的專(zhuān)有前導(dǎo)碼分配，進(jìn)而造成部分用戶發(fā)起競(jìng)爭(zhēng)模式的隨機(jī)接入而不是 非競(jìng)爭(zhēng)模式的隨機(jī)接入，而規(guī)模用戶同時(shí)發(fā)起競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入，將不可避免的發(fā)生碰撞，導(dǎo)致 UE的隨機(jī)接入成功率較低，同時(shí)增加UE接入時(shí)延，進(jìn)而影響UE業(yè)務(wù)質(zhì)量。由此可見(jiàn)，一方面，隨機(jī)接入前導(dǎo)碼僅分為專(zhuān)有和非專(zhuān)有兩類(lèi)，在如上描述的場(chǎng)景 中缺乏靈活性，導(dǎo)致專(zhuān)有前導(dǎo)碼受限；另一方面，把本可以進(jìn)行非競(jìng)爭(zhēng)模式的隨機(jī)接入流程 強(qiáng)行轉(zhuǎn)入競(jìng)爭(zhēng)模式的隨機(jī)接入，不能充分利用UE在網(wǎng)的信息，會(huì)降低接入成功率，增大接 入時(shí)延。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)線移動(dòng)寬帶系統(tǒng)基于虛擬前導(dǎo)碼的隨機(jī)接入方法，以 克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。從上述分析可知在LTE系統(tǒng)中，明確的規(guī)定了一個(gè)小區(qū)最多使用的隨機(jī)接入前導(dǎo) 碼數(shù)量為64，因而在不改動(dòng)現(xiàn)有LTE協(xié)議的情況下，不能通過(guò)硬性增加隨機(jī)接入前導(dǎo)碼數(shù) 量的方式來(lái)提高隨機(jī)接入成功率。同時(shí)，在現(xiàn)有LTE協(xié)議規(guī)定的非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入模式中，在 專(zhuān)有前導(dǎo)碼資源受限的時(shí)候，沒(méi)有考慮對(duì)非隨機(jī)競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)化，而是直接強(qiáng)制進(jìn)入競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī) 接入流程，沒(méi)有充分利用UE的在網(wǎng)信息資源，增加隨機(jī)接入碰撞的幾率和隨機(jī)接入時(shí)延。本發(fā)明通過(guò)在非專(zhuān)有前導(dǎo)碼分組設(shè)置前導(dǎo)碼虛擬資源池的方式，解決了上述幾方 面的技術(shù)問(wèn)題。在本發(fā)明中，用于隨機(jī)接入的前導(dǎo)碼可分為非專(zhuān)有前導(dǎo)碼分組，專(zhuān)有前導(dǎo)碼分組， 以及本發(fā)明提出的來(lái)自于虛擬資源池中的虛擬前導(dǎo)碼分組，前導(dǎo)碼虛擬資源池軟性的增加 隨機(jī)接入的專(zhuān)有前導(dǎo)碼的數(shù)量。通過(guò)設(shè)置eNB的前導(dǎo)碼虛擬資源池，在專(zhuān)有前導(dǎo)碼受限時(shí)， 基站eNB從前導(dǎo)碼虛擬資源池中隨機(jī)選擇虛擬前導(dǎo)碼并發(fā)送給滿足非競(jìng)爭(zhēng)接入的UE用于 隨機(jī)接入，UE在隨機(jī)接入信道中發(fā)送該前導(dǎo)碼，基站eNB接收并判斷該前導(dǎo)碼屬于前導(dǎo)碼 虛擬資源池，則為該前導(dǎo)碼對(duì)應(yīng)的UE優(yōu)先分配隨機(jī)接入時(shí)頻資源，UE根據(jù)隨機(jī)接入響應(yīng)信 息，完成非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入流程，基站eNB根據(jù)已有的UE在網(wǎng)信息，無(wú)論前導(dǎo)碼是否發(fā)生碰撞，都為所述UE返回隨機(jī)接入響應(yīng)消息，提高了該類(lèi)UE的接入成功率，同時(shí)降低了該類(lèi)UE隨機(jī)接入的接入時(shí)延。所述的前導(dǎo)碼虛擬資源池，是在非專(zhuān)有前導(dǎo)碼分組的基礎(chǔ)上，根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)的臨 時(shí)從非專(zhuān)有前導(dǎo)碼分組中借用一部分資源組成一個(gè)虛擬的專(zhuān)有前導(dǎo)碼分組，用于非競(jìng)爭(zhēng)隨 機(jī)接入流程使用。本發(fā)明的無(wú)線移動(dòng)寬帶系統(tǒng)基于虛擬前導(dǎo)碼的隨機(jī)接入方法，其特征在于該方法 包括以下步驟步驟1 基站eNB設(shè)置前導(dǎo)碼虛擬資源池；步驟2 基站eNB判斷UE的接入目的，并從專(zhuān)有前導(dǎo)碼分組或前導(dǎo)碼虛擬資源池 中為滿足非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入目的的UE選擇前導(dǎo)碼；步驟3 所述UE使用基站eNB分配的專(zhuān)有前導(dǎo)碼分組或虛擬資源池中的前導(dǎo)碼， 在相應(yīng)的隨機(jī)接入信道中向基站eNB發(fā)送該前導(dǎo)碼；步驟4 基站eNB接收并解調(diào)所述前導(dǎo)碼信息，判斷上述隨機(jī)接入的前導(dǎo)碼是否屬 于虛擬資源池中的前導(dǎo)碼，如果是，優(yōu)先為該UE分配相應(yīng)的作為隨機(jī)接入響應(yīng)消息的時(shí)頻 資源信息；如果不是，采用普通的隨機(jī)接入流程完成隨機(jī)接入；步驟5 所述的分配到虛擬前導(dǎo)碼的UE根據(jù)步驟4的隨機(jī)接入響應(yīng)消息中的信 息，按照非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入流程完成隨機(jī)接入過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)基于虛擬前導(dǎo)碼的非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī) 接入。上述步驟1中，基站eNB設(shè)置前導(dǎo)碼虛擬資源池包括基站eNB在其現(xiàn)有的非專(zhuān)有前導(dǎo)碼分組的基礎(chǔ)上，將部分或全部非專(zhuān)有前導(dǎo)碼設(shè) 置為前導(dǎo)碼虛擬資源池。上述基站eNB將部分非專(zhuān)有前導(dǎo)碼設(shè)置為前導(dǎo)碼虛擬資源池是根據(jù)基站eNB的負(fù) 載狀態(tài)確定設(shè)置前導(dǎo)碼虛擬資源池的比例，基站eNB負(fù)載10% 30%時(shí)，虛擬前導(dǎo)碼與其 他非專(zhuān)有前導(dǎo)碼的比例設(shè)置為1 2 1 3之間；基站eNB負(fù)載超過(guò)30%時(shí)，該比例設(shè) 置為1 4 1 5之間。上述步驟2中，在滿足非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入目的的UE中，如果該UE的接入場(chǎng)景滿足規(guī) 模用戶切換或下行數(shù)據(jù)到達(dá)，且基站eNB的專(zhuān)有前導(dǎo)碼受限，則基站eNB從前導(dǎo)碼虛擬資源 池中隨機(jī)選擇一個(gè)前導(dǎo)碼分配給所述UE,發(fā)起非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入，否則基站eNB從專(zhuān)有前導(dǎo) 碼分組中為該UE選擇前導(dǎo)碼，發(fā)起非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入；如果所述UE的隨機(jī)接入目的不滿足非 競(jìng)爭(zhēng)接入的策略，則按照競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入流程處理。由于在隨機(jī)接入過(guò)程中非競(jìng)爭(zhēng)和競(jìng)爭(zhēng)目的的UE同時(shí)存在，上述步驟4中，基站eNB 接收并解調(diào)所述前導(dǎo)碼信息，無(wú)論分配到虛擬資源池中的前導(dǎo)碼的UE發(fā)送的非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī) 接入與其它選擇該前導(dǎo)碼的競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入發(fā)生碰撞沖突與否，基站eNB優(yōu)先為虛擬資源池 前導(dǎo)碼分配時(shí)頻資源?；緀NB接收并解調(diào)所述前導(dǎo)碼信息，當(dāng)發(fā)生碰撞沖突時(shí)，可以通過(guò)以下方式解 決基站eNB填寫(xiě)上行授權(quán)信息時(shí)，只分配一個(gè)緩存狀態(tài)報(bào)告的帶寬，從而使基于非競(jìng)爭(zhēng)模 式的隨機(jī)接入流程，通過(guò)緩存狀態(tài)報(bào)告進(jìn)一步申請(qǐng)調(diào)度資源，而基于競(jìng)爭(zhēng)模式的隨機(jī)接入 流程，由于分配的資源不足以發(fā)送MSG3消息而停止本次隨機(jī)接入，以卻保非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入 的成功。
而且，當(dāng)發(fā)生碰撞沖突時(shí)，會(huì)有以下情況對(duì)于規(guī)模用戶切換時(shí)的場(chǎng)景，基站eNB根據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化對(duì)切換帶和切換 點(diǎn)的設(shè)置，計(jì)算出該處UE的時(shí)間發(fā)送提前量值來(lái)填寫(xiě)切換時(shí)發(fā)起非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入的提前 量值；或者基站eNB根據(jù)歷史記錄的UE在該處入網(wǎng)時(shí)的提前量值來(lái)填寫(xiě)切換時(shí)發(fā)起非競(jìng)爭(zhēng) 隨機(jī)接入的提前量值，以實(shí)現(xiàn)上行同步。對(duì)于上行非同步狀態(tài)的場(chǎng)景時(shí)，UE處在連接狀態(tài)，下行數(shù)據(jù)到達(dá)發(fā)起的隨機(jī)接入 場(chǎng)景，基站eNB填寫(xiě)歷史記錄的UE使用的提前量值，以實(shí)現(xiàn)上行同步。即通過(guò)引進(jìn)提前量 值是為了實(shí)現(xiàn)上行同步。由于虛擬前導(dǎo)碼虛擬資源池只是對(duì)非專(zhuān)有前導(dǎo)碼分組動(dòng)態(tài)的借用，故基于虛擬前 導(dǎo)碼的非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入完成之后，或該非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入失敗后將標(biāo)記為虛擬資源池中的前 導(dǎo)碼釋放，以還原其非專(zhuān)有前導(dǎo)碼的特性。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單可靠易行，通過(guò)設(shè)置前導(dǎo)碼虛擬資源池的方式不需要對(duì)基站eNB 進(jìn)行物理改變，也不需要改變已廣泛使用的現(xiàn)有的LTE協(xié)議，解決了目前現(xiàn)有非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī) 接入方法的不足，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)包括非競(jìng)爭(zhēng)目的與競(jìng)爭(zhēng)目的的隨機(jī)接入方法整體改善，提 高了用戶UE的隨機(jī)接入成功率，減少了用戶UE的隨機(jī)接入時(shí)延。由上述的技術(shù)方案可見(jiàn)，本發(fā)明提供的LTE系統(tǒng)中的基于虛擬前導(dǎo)碼的隨機(jī)接入 方法，基站eNB判斷所收到的前導(dǎo)碼是否屬于虛擬資源池，如果是，為所述的UE分配并發(fā)送 給UE相應(yīng)的隨機(jī)接入時(shí)頻資源；如果發(fā)生碰撞沖突，基站eNB填寫(xiě)UL Grant信息時(shí)，只分 配一個(gè)BSR大小的帶寬保證非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入的成功。這樣，在不改變當(dāng)前LTE協(xié)議規(guī)范的 前提下，因而能夠顯著的減少該類(lèi)UE的隨機(jī)接入時(shí)延并提高其接入成功率，對(duì)其它UE的隨 機(jī)接入成功率和接入時(shí)延沒(méi)有影響。


圖1為本發(fā)明的隨機(jī)接入方法的流程示意圖。圖2為現(xiàn)有非競(jìng)爭(zhēng)模式的隨機(jī)接入流程圖示意圖。圖3為現(xiàn)有前導(dǎo)碼分組方案示意圖。圖4為本發(fā)明的前導(dǎo)碼虛擬資源池分組方案示意圖。圖5為本發(fā)明在LTE協(xié)議下的基于虛擬前導(dǎo)碼的隨機(jī)接入流程示意圖。其中，1、非專(zhuān)有前導(dǎo)碼分組，2、專(zhuān)有前導(dǎo)碼分組，3、前導(dǎo)碼虛擬資源池。
具體實(shí)施例方式如圖5所示，在基于虛擬前導(dǎo)碼的隨機(jī)接入開(kāi)始之前，基站eNB根據(jù)非專(zhuān)有前導(dǎo)碼 和專(zhuān)有前導(dǎo)碼的配置情況，在非專(zhuān)有前導(dǎo)碼分組中設(shè)置前導(dǎo)碼虛擬資源池，以及相應(yīng)的策 略，即對(duì)于符合滿足非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入目的、接入場(chǎng)景為規(guī)模用戶切換或下行數(shù)據(jù)到達(dá)的UE, 且基站eNB的專(zhuān)有前導(dǎo)碼受限時(shí)，實(shí)現(xiàn)在不必改變現(xiàn)有LTE協(xié)議的前提下，對(duì)該UE采用基 于虛擬前導(dǎo)碼的隨機(jī)接入。如圖1所示，本發(fā)明的無(wú)線移動(dòng)寬帶系統(tǒng)基于虛擬前導(dǎo)碼的隨機(jī)接入方法，其特 征在于該方法包括以下步驟步驟1 基站eNB設(shè)置前導(dǎo)碼虛擬資源池；如圖4所示，即基站eNB在其現(xiàn)有的非專(zhuān)有前導(dǎo)碼分組的基礎(chǔ)上，將部分或全部非專(zhuān)有前導(dǎo)碼設(shè)置為前導(dǎo)碼虛擬資源池，可以根據(jù)基站eNB的負(fù)載狀態(tài)確定設(shè)置前導(dǎo)碼虛擬資源池的比例，基站eNB負(fù)載10% 30%時(shí)，虛 擬前導(dǎo)碼與其他非專(zhuān)有前導(dǎo)碼的比例設(shè)置為1 2 1 3之間；基站eNB負(fù)載超過(guò)30% 時(shí)，該比例設(shè)置為1 4 1 5之間。基站eNB的負(fù)載狀態(tài)與應(yīng)用場(chǎng)景密切相關(guān)，比如城 區(qū)應(yīng)用場(chǎng)景，大部分用戶是長(zhǎng)期駐留，非專(zhuān)有前導(dǎo)碼設(shè)置比例可以高一些；又如鐵路沿岸場(chǎng) 景，列車(chē)行駛中規(guī)模用戶切換頻繁，專(zhuān)有前導(dǎo)碼分組設(shè)置比例可以高。值得一提的是，基站 eNB甚至可以把整個(gè)非專(zhuān)有前導(dǎo)碼分組全部設(shè)置為前導(dǎo)碼虛擬資源池，這樣，對(duì)大規(guī)模用戶 切換場(chǎng)景的隨機(jī)接入，將有很大提高和改善。實(shí)際應(yīng)用中，前導(dǎo)碼虛擬資源池可以通過(guò)仿真或統(tǒng)計(jì)分析進(jìn)行設(shè)置，通過(guò)合理設(shè) 置前導(dǎo)虛擬資源池和虛擬資源池前導(dǎo)碼的隨機(jī)選擇策略，可以將基于前導(dǎo)碼虛擬資源池的 隨機(jī)接入U(xiǎn)E數(shù)量控制在合適的范圍內(nèi)，做到即不影響系統(tǒng)隨機(jī)接入的整體性能，又能保證 該類(lèi)非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入的接入成功率。步驟2 基站eNB判斷UE的接入目的，并從專(zhuān)有前導(dǎo)碼分組或前導(dǎo)碼虛擬資源池 中為滿足非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入目的的UE選擇前導(dǎo)碼；在滿足非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入目的的UE中，如果 該UE的接入場(chǎng)景滿足規(guī)模用戶切換或下行數(shù)據(jù)到達(dá)，且基站eNB的專(zhuān)有前導(dǎo)碼受限，則基 站eNB從前導(dǎo)碼虛擬資源池中隨機(jī)選擇一個(gè)前導(dǎo)碼分配給所述UE，發(fā)起非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入， 否則基站eNB從專(zhuān)有前導(dǎo)碼分組中為該UE選擇前導(dǎo)碼，發(fā)起非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入；如果所述UE 的隨機(jī)接入目的不滿足非競(jìng)爭(zhēng)接入的策略，則按照競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入流程處理。由此可見(jiàn)，UE滿足非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入目的，UE的接入場(chǎng)景滿足規(guī)模用戶切換或下行 數(shù)據(jù)到達(dá)，且基站eNB的專(zhuān)有前導(dǎo)碼受限，是構(gòu)成使用虛擬前導(dǎo)碼的前提條件。關(guān)于無(wú)線移 動(dòng)寬帶系統(tǒng)，一共有五種隨機(jī)接入場(chǎng)景，對(duì)于滿足其他三種場(chǎng)景的UE將分配到專(zhuān)有前導(dǎo)碼 而進(jìn)行非競(jìng)爭(zhēng)接入。尤其是當(dāng)規(guī)模移動(dòng)用戶發(fā)生切換，專(zhuān)有前導(dǎo)碼受限時(shí)，所述UE需要傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)數(shù) 據(jù)Q0S(Quality ofService，服務(wù)質(zhì)量，網(wǎng)絡(luò)的一種安全機(jī)制)時(shí)延要求較高，從前導(dǎo)碼虛 擬資源池中為所述UE選擇隨機(jī)接入前導(dǎo)碼，讓該類(lèi)UE發(fā)起非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入流程，能顯著地 提高其接入成功率并減少其接入時(shí)延。步驟3 所述UE使用基站eNB分配的專(zhuān)有前導(dǎo)碼分組或虛擬資源池中的前導(dǎo)碼， 在相應(yīng)的隨機(jī)接入信道中向基站eNB發(fā)送該前導(dǎo)碼；本步驟中，UE通過(guò)基站發(fā)送的PDCCH-Order消息(PDCCH控制信道命令，切換時(shí)用 的一個(gè)信令)或切換信令獲取基站eNB分配的隨機(jī)接入前導(dǎo)碼索引，所述UE按照協(xié)議定義 的初始發(fā)射功率，在相應(yīng)的隨機(jī)接入信道中發(fā)送出去。步驟4 基站eNB接收并解調(diào)所述前導(dǎo)碼信息，判斷上述隨機(jī)接入的前導(dǎo)碼是否屬 于虛擬資源池中的前導(dǎo)碼，如果是，優(yōu)先為該UE分配相應(yīng)的作為隨機(jī)接入響應(yīng)消息的時(shí)頻 資源信息；如果不是，采用普通的隨機(jī)接入流程完成隨機(jī)接入。由于在隨機(jī)接入過(guò)程中非競(jìng)爭(zhēng)和競(jìng)爭(zhēng)目的的UE同時(shí)存在，上述步驟4中，基站eNB 接收并解調(diào)所述前導(dǎo)碼信息，無(wú)論分配到虛擬資源池中的前導(dǎo)碼的UE發(fā)送的非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī) 接入與其它選擇該前導(dǎo)碼的競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入發(fā)生碰撞沖突與否，基站eNB優(yōu)先為虛擬資源池 前導(dǎo)碼分配時(shí)頻資源?；緀NB接收并解調(diào)所述前導(dǎo)碼信息，當(dāng)發(fā)生碰撞沖突時(shí)，如果按照先前的流程，會(huì)按照隨機(jī)接入失敗處理，但采用本發(fā)明后，可以充分利用基站eNB已有的信息，感知到該 類(lèi)UE發(fā)起的非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入與其它競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入發(fā)生了碰撞，并通過(guò)以下方式解決基 站eNB填寫(xiě)UL Grant (上行授權(quán)，就是基站eNB分給UE的可用資源)信息時(shí)，只分配一個(gè) BSR(Buffer Status R印ort，緩存狀態(tài)報(bào)告)的帶寬，從而使基于非競(jìng)爭(zhēng)模式的隨機(jī)接入流 程，通過(guò)緩存狀態(tài)報(bào)告進(jìn)一步申請(qǐng)調(diào)度資源，而基于競(jìng)爭(zhēng)模式的隨機(jī)接入流程，由于分配的 資源不足以發(fā)送MSG3消息而停止本次隨機(jī)接入，以卻保非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入的成功。這樣，基 站eNB可以充分利用UE在網(wǎng)信息，忽略碰撞，完成非競(jìng)爭(zhēng)模式的隨機(jī)接入，提高該類(lèi)UE隨 機(jī)接入的成功接入率，同時(shí)減少該類(lèi)UE隨機(jī)接入的接入時(shí)延。本實(shí)施案例中，基于前導(dǎo)碼虛擬資源池UE發(fā)送eNB分配的隨機(jī)接入前導(dǎo)碼，基站 eNB接收到該UE發(fā)送的MSG消息后，進(jìn)行判決，判決的結(jié)果存在以下兩種情況對(duì)于規(guī)模用戶切換時(shí)的場(chǎng)景，基站eNB根據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化對(duì)切換帶和切 換點(diǎn)的設(shè)置，計(jì)算出該處UE的時(shí)間發(fā)送提前量值來(lái)填寫(xiě)切換時(shí)發(fā)起非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入的 TA(Time Advanced，提前量)值；或者基站eNB根據(jù)歷史記錄的UE在該處入網(wǎng)時(shí)的提前量 值來(lái)填寫(xiě)切換時(shí)發(fā)起非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入的提前量值，以實(shí)現(xiàn)上行同步。對(duì)于上行非同步狀態(tài)的場(chǎng)景時(shí)，UE處在連接狀態(tài)，下行數(shù)據(jù)到達(dá)發(fā)起的隨機(jī)接入 場(chǎng)景，基站eNB填寫(xiě)歷史記錄的UE使用的提前量值，以實(shí)現(xiàn)上行同步。所述的TA值問(wèn)題屬 現(xiàn)有通信技術(shù)。其中，基站eNB判斷前導(dǎo)碼不屬于虛擬資源池中的前導(dǎo)碼，將采用普通的隨機(jī)接 入流程完成隨機(jī)接入是指對(duì)于分配到專(zhuān)有前導(dǎo)碼或非專(zhuān)有前導(dǎo)碼的UE分別采用LTE協(xié)議 標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)有的非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入流程或競(jìng)爭(zhēng)接入流程而完成隨機(jī)接入。步驟5 所述的分配到虛擬前導(dǎo)碼的UE根據(jù)步驟4的隨機(jī)接入響應(yīng)消息中的信 息，按照非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入流程完成隨機(jī)接入過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)基于虛擬前導(dǎo)碼的非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī) 接入。由于虛擬前導(dǎo)碼虛擬資源池只是對(duì)非專(zhuān)有前導(dǎo)碼分組動(dòng)態(tài)的借用，故基于虛擬前 導(dǎo)碼的非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入完成之后，或該非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入失敗后將標(biāo)記為虛擬資源池中的前 導(dǎo)碼釋放，以還原其非專(zhuān)有前導(dǎo)碼的特性。由于非專(zhuān)有和專(zhuān)有前導(dǎo)碼都是由MAC層來(lái)維護(hù)的，本發(fā)明的虛擬資源池本身就是 MAC層協(xié)議棧的一部分，不需要另行加載，只需要MAC層自行根據(jù)算法維護(hù)即可。
權(quán)利要求
無(wú)線移動(dòng)寬帶系統(tǒng)基于虛擬前導(dǎo)碼的隨機(jī)接入方法，其特征在于該方法包括以下步驟步驟1基站eNB設(shè)置前導(dǎo)碼虛擬資源池；步驟2基站eNB判斷UE的接入目的，并從專(zhuān)有前導(dǎo)碼分組或前導(dǎo)碼虛擬資源池中為滿足非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入目的的UE選擇前導(dǎo)碼；步驟3所述UE使用基站eNB分配的專(zhuān)有前導(dǎo)碼分組或虛擬資源池中的前導(dǎo)碼，在相應(yīng)的隨機(jī)接入信道中向基站eNB發(fā)送該前導(dǎo)碼；步驟4基站eNB接收并解調(diào)所述前導(dǎo)碼信息，判斷上述隨機(jī)接入的前導(dǎo)碼是否屬于虛擬資源池中的前導(dǎo)碼，如果是，優(yōu)先為該UE分配相應(yīng)的作為隨機(jī)接入響應(yīng)消息的時(shí)頻資源信息；如果不是，采用普通的隨機(jī)接入流程完成隨機(jī)接入；步驟5所述的分配到虛擬前導(dǎo)碼的UE根據(jù)步驟4的隨機(jī)接入響應(yīng)消息中的信息，按照非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入流程完成隨機(jī)接入過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)基于虛擬前導(dǎo)碼的非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入。
2.如權(quán)利要求1所述的隨機(jī)接入方法，其特征在于上述步驟1中，基站eNB設(shè)置前導(dǎo)碼 虛擬資源池包括基站eNB在其現(xiàn)有的非專(zhuān)有前導(dǎo)碼分組的基礎(chǔ)上，將部分或全部非專(zhuān)有前導(dǎo)碼設(shè)置為 前導(dǎo)碼虛擬資源池。
3.如權(quán)利要求2所述的隨機(jī)接入方法，其特征在于上述基站eNB將部分非專(zhuān)有前導(dǎo)碼 設(shè)置為前導(dǎo)碼虛擬資源池是根據(jù)基站eNB的負(fù)載狀態(tài)確定設(shè)置前導(dǎo)碼虛擬資源池的比例， 基站eNB負(fù)載10% 30%時(shí)，虛擬前導(dǎo)碼與其他非專(zhuān)有前導(dǎo)碼的比例設(shè)置為1 2 1 3 之間；基站eNB負(fù)載超過(guò)30%時(shí)，該比例設(shè)置為1 4 1 5之間。
4.如權(quán)利要求1所述的隨機(jī)接入方法，其特征在于上述步驟2中，在滿足非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接 入目的的UE中，如果該UE的接入場(chǎng)景滿足規(guī)模用戶切換或下行數(shù)據(jù)到達(dá)，且基站eNB的專(zhuān) 有前導(dǎo)碼受限，則基站eNB從前導(dǎo)碼虛擬資源池中隨機(jī)選擇一個(gè)前導(dǎo)碼分配給所述UE,發(fā) 起非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入，否則基站eNB從專(zhuān)有前導(dǎo)碼分組中為該UE選擇前導(dǎo)碼，發(fā)起非競(jìng)爭(zhēng)隨 機(jī)接入；如果所述UE的隨機(jī)接入目的不滿足非競(jìng)爭(zhēng)接入的策略，則按照競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入流程 處理。
5.如權(quán)利要求1所述的隨機(jī)接入方法，其特征在于上述步驟4中，基站eNB接收并解調(diào) 所述前導(dǎo)碼信息，無(wú)論分配到虛擬資源池中的前導(dǎo)碼的UE發(fā)送的非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入與其它 選擇該前導(dǎo)碼的競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入發(fā)生碰撞沖突與否，基站eNB優(yōu)先為虛擬資源池前導(dǎo)碼分配 時(shí)頻資源。
6.如權(quán)利要求5所述的隨機(jī)接入方法，其特征在于基站eNB接收并解調(diào)所述前導(dǎo)碼信 息，當(dāng)發(fā)生碰撞沖突時(shí)，基站eNB填寫(xiě)上行授權(quán)信息時(shí)，只分配一個(gè)緩存狀態(tài)報(bào)告的帶寬， 從而使基于非競(jìng)爭(zhēng)模式的隨機(jī)接入流程，通過(guò)緩存狀態(tài)報(bào)告進(jìn)一步申請(qǐng)調(diào)度資源，而基于 競(jìng)爭(zhēng)模式的隨機(jī)接入流程，由于分配的資源不足以發(fā)送MSG3消息而停止本次隨機(jī)接入，以 卻保非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入的成功。
7.如權(quán)利要求5所述的隨機(jī)接入方法，其特征在于基站eNB接收并解調(diào)所述前導(dǎo)碼信 息，當(dāng)發(fā)生碰撞沖突時(shí)，對(duì)于規(guī)模用戶切換時(shí)的場(chǎng)景，基站eNB根據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化對(duì) 切換帶和切換點(diǎn)的設(shè)置，計(jì)算出該處UE的時(shí)間發(fā)送提前量值來(lái)填寫(xiě)切換時(shí)發(fā)起非競(jìng)爭(zhēng)隨 機(jī)接入的提前量值，以實(shí)現(xiàn)上行同步。
8.如權(quán)利要求5所述的隨機(jī)接入方法，其特征在于基站eNB接收并解調(diào)所述前導(dǎo)碼信 息，當(dāng)發(fā)生碰撞沖突時(shí)，對(duì)于規(guī)模用戶切換時(shí)的場(chǎng)景，基站eNB根據(jù)歷史記錄的UE在該處入 網(wǎng)時(shí)的提前量值來(lái)填寫(xiě)切換時(shí)發(fā)起非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入的提前量值，以實(shí)現(xiàn)上行同步。
9.如權(quán)利要求5所述的隨機(jī)接入方法，其特征在于基站eNB接收并解調(diào)所述前導(dǎo)碼信 息，當(dāng)發(fā)生碰撞沖突時(shí)，對(duì)于上行非同步狀態(tài)的場(chǎng)景時(shí)，UE處在連接狀態(tài)，下行數(shù)據(jù)到達(dá)發(fā) 起的隨機(jī)接入場(chǎng)景，基站eNB填寫(xiě)歷史記錄的UE使用的提前量值。
10.如權(quán)利要求1所述的隨機(jī)接入方法，其特征在于上述基于虛擬前導(dǎo)碼的非競(jìng)爭(zhēng)隨 機(jī)接入完成之后，或該非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入失敗后將標(biāo)記為虛擬資源池中的前導(dǎo)碼釋放。
全文摘要
一種無(wú)線移動(dòng)寬帶系統(tǒng)基于虛擬前導(dǎo)碼的隨機(jī)接入方法。包括以下步驟基站設(shè)置前導(dǎo)碼虛擬資源池，并從專(zhuān)有前導(dǎo)碼分組或虛擬資源池中為滿足非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入場(chǎng)景的UE選擇前導(dǎo)碼；UE在相應(yīng)的隨機(jī)接入信道中向基站發(fā)送分配到的前導(dǎo)碼；基站判斷接收到的前導(dǎo)碼是否屬于虛擬資源池，如果是，優(yōu)先為該UE分配相應(yīng)的時(shí)頻資源信息；如果不是，采用普通的隨機(jī)接入流程完成隨機(jī)接入；分配到虛擬前導(dǎo)碼的UE根據(jù)分配到的時(shí)頻資源信息按照非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入流程完成隨機(jī)接入過(guò)程。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單可靠，無(wú)需對(duì)基站進(jìn)行物理改變或改變LTE協(xié)議，解決了目前現(xiàn)有非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入方法的不足，提高了用戶UE的隨機(jī)接入成功率，減少了用戶UE的隨機(jī)接入時(shí)延。
文檔編號(hào)H04W74/08GK101990311SQ20101058206
公開(kāi)日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者孟鈺鑫, 張勤昭, 董軍宇 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋大學(xué)