CN100411477C - 移动通信系统中的接入控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及移动通信技术，公开了一种移动通信系统中的接入控制方法，使得在系统过载的情况下，确保高优先级用户的接入成功率，从而提升移动通信系统的运营性能。本发明中，对系统负载情况进行监视，发生过载时，通过为高等级用户分配更多资源、为低等级用户分配更少的资源来确保高等级的用户的接入成功率。

Description

移动通信系统中的接入控制方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术，特别涉及移动通信系统中的接入控制方法。

背景技术

随着移动通信技术的日益进步，移动用户数量急剧增长，这给移动通信系统带来了新的压力，特别是对移动通信系统中的接入控制技术提出了更高的要求。接入控制技术是移动通信系统中实现对用户设备(User Equipment，简称“UE”)接入无线信道的一种控制方法。

下面对移动通信系统中的接入控制技术作一下简要说明。在移动通信系统中，UE在每个相邻小区中移动时，当进入某一个小区完成位置登记注册后，UE就驻留在该小区中，并进入空闲状态，该小区也就称为UE的当前小区。在空闲状态下，如果UE执行小区位置更新过程，或者需要对小区来的寻呼进行应答，或者需要和其它用户建立呼叫，包括业务请求、发送短消息请求等，则UE会向当前小区基站发送接入请求。需要说明的是，随机接入过程由该UE发起。UE在随机接入信道上向小区基站发送接入请求，进行接入试探。当网络侧接收到移动台的接入请求后，便在一个公共信道上给UE回信道分配消息，然后UE和基站在分配的特定信道上进行数据交互。还需要说明的是，UE发起的随机接入过程是根据当前小区基站的接入资源，并按照特定的算法来完成的。UE在可用的接入资源中选择接入时隙，这种选择是随机的，然后基站在收到移动台的接入试探后，小区基站就发送一个接入指示消息给UE，表明当前UE是否接入成功。如果随机接入不成功，那么UE则无法和当前小区进行数据交互，不能完成通话或者数据传输的功能。

在目前的移动通信系统中，UE驻留的当前小区始终保持一个，而一个小区基站的接入时隙资源是有限的，当有多个UE同时接入一个基站，并随机选择相同的接入时隙时，很可能会发生接入冲突，从而导致接入过程的失败，尤其是在城市人口密集及热点地区这种情况极易发生。

现有技术中在处理随机接入信道(Random Access CHannel，简称“RACH”)的接入过程中，根据用户接入系统的优先级别，给予对应用户的UE不同的接入资源，如更多的接入子信道，使得高优先级接入系统的用户能够更快的接入网络。

下面结合图1来具体描述现有技术中处理UE随机接入的具体过程。

首先，在步骤100中，UE确定接入时隙和前导签名。UE根据接入参数中的接入等级(Access Class，简称“AC”)和接入服务等级(Access ServiceClass，简称“ASC”)的映射关系以及UE存储在用户身份鉴别模件(SubscriberIdentification Module，简称“SIM”)和用户服务识别模块(User Service entityModule，简称“USIM”)中的AC信息，确定可用的子信道集，并在其中任选一条子信道，确定可用的接入时隙集，再任选一个接入时隙，确定可用的前导签名集，并且再任选一个前导签名。需要说明的是，UE中存储了AC信息，AC范围为0到15，15优先级最高，无线网络控制器在系统消息中给出AC到ASC的映射关系。其中，在WCDMA标准中的协议25331里，为了对接入信道资源进行划分，定义了ASC，ASC分为0-7共8类，0最高，每一类对应物理随机接入信道(Physical Random Access Channel，简称“PRACH”)信道资源的一种分配方式。UE读取系统消息，可以根据AC与ASC的映射关系，获取自己的ASC号，进而获得可以接入的子信道号当UE执行小区位置更新过程，或者需要对小区来的寻呼进行应答，或者UE需要和其它用户建立呼叫，包括业务请求、发送短消息请求等，则UE会向当前小区基站发送接入请求。在UE接入移动通信系统前，先要检查以保证从基站接受的接入参数是当前的，其中的接入参数包含持续参数(0-9，10-15)、持续修改量、初始接入功率要求、接入信道的数量、前导签名的数量、接入消息的最大长度、各种过载类别的值、接入尝试补偿参数等。在UE更新参数或确定参数是当前的以后，该UE便开始接入过程。

随后，在接下来的步骤110中，UE测量下行链路的功率电平，并根据导频发射功率、上行干扰等参数计算初始前导功率，第一个接入尝试在此功率电平上传送，并且每个随后的接入尝试在比前一个接入尝试高特定数量的功率电平上传送，然后进入步骤120。

在步骤120中，UE设置前导重传计数器，将前导重传计数器设为前导重传最大值“Preamble Retrans Max”，该值可以从系统参数中直接获得。随后，进入步骤130。

在步骤130中，UE在接入时隙上发送选择的前导签名，并进入步骤140。

在步骤140中，UE对捕获指示信道(Acquisition Indicator Channel，简称“AICH”)进行解码，并查看基站是否检测到了前导。如果收到了否决捕获指示(Acquisition Indicator，简称“AI”)，则在接下来的步骤150中退出物理随机接入过程。如果收到确认AI，则在随后的步骤160中发送随机接入的消息部分，于是物理随机接入过程也至此完成。如果没有收到AI，则进入步骤170。在步骤170中，UE重新选择可用的接入时隙、前导签名，并对前导的发射功率重传计数器作相应处理。需要说明的是，这里的处理需要将前导的发射功率提升一个功率提升步长“Power Ramp Step”，并且将重传计数器减1，若减为零则退出物理随机接入过程，否则还需要发送新的前导。

在实际应用中，上述方案存在以下问题：在目前运行的移动通信系统中，会出现在系统负载过重的情况下，随着UE的不断接入请求，系统负载会进一步上升而恶化，而且移动通信系统无法对不同优先级的用户以区别对待接入，从而导致高优先级用户和一般低优先级用户一样无法和当前的小区基站建立连接而实现正常通信，影响了移动通信系统的性能，并加大了高优先级用户对系统运营的抱怨程度。

造成这种情况的主要原因在于，现有技术中对移动通信系统的接入控制不考虑过载情况，只是针对用户的等级给予相应的接入资源，而无法根据当前负载的情况动态地调整接入资源，故而无法在过载时保证高等级用户的接入成功率。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种移动通信系统中的接入控制方法，使得在系统过载的情况下，确保高优先级用户的接入成功率，从而提升移动通信系统的运营性能。

为实现上述目的，本发明提供了一种移动通信系统中的接入控制方法，包含以下步骤：

系统动态监测各小区负载情况，当发生小区过载时，对影响用户接入该过载小区成功概率的系统参数进行调整，使高等级用户的接入成功概率提高，低等级用户的接入成功概率降低。

其中，所述系统参数是在小区上选择信道要发起接入的用户所要读取的无线信道接入参数，包括坚持比例因子参数值、动态坚持级别参数值和接入资源参数。

当发生小区过载时，所述系统参数调整的步骤包含以下子步骤：

增加高等级用户的坚持比例因子参数值，降低高等级用户的动态坚持级别参数值，增加高等级用户的接入资源；

减小低等级用户的坚持比例因子参数值，提高低等级用户的动态坚持级别参数值，减少低等级用户的接入资源。

当发生小区负载较低时，对影响用户接入该过载小区成功概率的系统参数进行调整，在低等级用户的接入成功概率不高于高等级用户的接入成功概率前提下，使低等级用户的接入成功概率提高，高等级用户的接入成功概率降低。

当发生小区负载较低时所述系统参数调整的步骤包含以下子步骤：

在高等级用户的坚持比例因子参数值低于低等级用户的坚持比例因子参数值前提下，增加高等级用户的坚持比例因子参数值，减小低等级用户的坚持比例因子参数值；

在高等级用户的动态坚持级别参数值高于低等级用户的坚持比例因子参数值前提下，降低高等级用户的动态坚持级别参数值，减小低等级用户的坚持比例因子参数值；

在高等级用户的接入资源多于低等级用户的接入资源前提下，增加高等级用户的接入资源，减少低等级用户的接入资源。

所述接入资源参数包括接入资源的接入时隙和接入资源的前导签名。

所述系统动态监测各小区负载情况的步骤进一步包含以下子步骤：

所述系统发出测量各个小区负载指标的指令；

相应的系统测量模块响应所述指令，按该指令的要求测量所述各个小区的负载情况后上报。

通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于，现有技术不考虑系统是否过载，只是通过对接入资源的分配来保证高等级用户可以以更快的速度接入。而本发明首先对系统过载情况进行监视，发生过载时，通过为高等级用户分配更多资源、为低等级用户分配更少的资源来确保高等级的用户的接入成功率。

这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即本发明通过在移动通信系统中实施一种有效的接入控制方法，使得在系统出现过载的情况下，实施系统过载时的接入控制，并通过系统消息调整系统参数，一方面解决了现有技术中出现的系统过载进一步加大的问题，避免了系统过载的深度恶化，另一方面又可以有效地限制甚至拒绝低优先级用户的接入请求，并且尽量不影响到高优先级用户的接入请求，从而可以实现移动通信系统对不同优先级用户的差异化服务，始终确保了高优先级用户的成功接入率。

附图说明

图1是现有技术中处理用户设备随机接入的流程示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的实现接入控制方法的流程示意图；

图3是根据本发明的一个实施例的接入控制方法中系统参数控制调整的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

总的来说，本发明通过在移动通信系统中实施在接入阶段控制用户的接入，实现了在系统过载的情况下，可以避免系统负载进一步上升，并同时能够实现移动通信系统对不同优先级用户的差异化服务。

具体地说，本发明通过系统对小区负载的监控，并根据系统负载情况来调整系统参数值，使低优先级用户分配更少的资源用于接入小区甚至禁止低优先级用户接入，而确保高优先级用户能够分配到更多的资源用于接入小区，从而实现了在系统过载的情况下，避免了系统过载问题的进一步上升，而且同时又能够保证高优先级用户的接入成功率，实现了移动通信系统对不同优先级用户的差异化服务。

图2示出了根据本发明的一个实施例的移动通信系统中实现接入控制方法的具体流程。

首先，在步骤200中，移动通信系统发出测量各个小区负载指标的指令，从而启动系统监测小区负载的功能，通过这样对小区负载的监测可以实时掌握系统负载的最新情况，为系统实施有效的控制接入提供及时的信息。随后，进入步骤210。

在步骤210中，系统中相应的测量模块在接收到指令后，按指令的具体要求测量网络中各个小区的负载情况，并上报具体的负载情况。通过这样的处理，就可以使得系统能够及时掌握各个小区的当前负载信息，实时了解系统运营状况，并对网络中某个小区出现过载的异常情况能够做出及时有效地控制和处理。接下来，进入步骤220。

在步骤220中，系统在接收到上报的各小区负载指标参数后，在网络侧记录各小区当前的负载情况，并进入步骤240。

在步骤240，根据移动通信系统中的负载情况，以及需要接入本小区用户所对应的用户设备(User Equipment，简称“UE”)的接入服务等级(AccessService Class，简称“ASC”)，通过调整系统参数，实现对不同优先级用户在接入系统阶段的有效控制，在实现差异化服务的同时保障了系统运营的稳定性。需要说明的是，这里所述的UE即是指各类具有接入移动通信系统的固定或移动终端，如手机，笔记本等。

需要说明的是，如果小区负载超过预先设定的过载门限，则应该恰当地调整该小区的系统参数值。需要调整的网络侧配置的系统参数包括坚持比例因子参数值“Persistence scaling factor”、动态坚持级别参数值“Dynamicpersistence level”以及接入资源参数。其中，坚持比例因子参数值“Persistencescaling factor”和动态坚持级别参数值“Dynamic persistence level”是指控制用户在无线信道上发起接入时接入概率大小的参数；而接入资源参数是指发起接入所能利用的资源，它包括接入资源的接入时隙“Access slot”和接入资源的前导签名“Preamble signature”。通过调整这些系统参数，使得移动通信系统对不同优先级的用户在接入系统时能根据当前系统负载的情况对应地进行有效控制，例如当出现系统负载过高时，可以通过上述的系统参数调整为低优先级用户分配较少的接入资源，降低其在当前情况下的接入概率并能够有效地保证高优先级用户的成功接入率。还需要说明的是要调整的系统参数可以并不局限于以上所述的几个参数，只要能够达到降低低优先级用户接入概率、保证高优先级用户的接入概率即可。

于是，通过本发明上面所述方案的处理，可见可以通过输出系统参数值以影响不同优先级用户接入小区，达到在系统过载时的实现对用户在接入阶段的有效控制，避免了在现有技术中出现的系统负载过重情况下负载仍会进一步上升的问题，并且同时能够实现移动通信系统对不同优先级用户的差异化服务，尽量在过载时不影响高端用户的接入。

下面再结合图3来具体描述本发明的一个实施例的接入控制方法中的系统参数控制调整的具体过程。

首先在步骤300中，系统检测当前小区负载是否过高，这是通过将当前小区负载情况与预先设定的系统过载门限来作比较而得到的，如果当前小区负载超过该过载门限值，则表明系统负载过高，于是进入先面的步骤310，否则进入步骤320。

在步骤310中，因为当前小区负载过高，需要减小低ASC用户的UE中所对应的坚持比例因子“Persistence scaling factor”，并且提高低ASC用户的动态坚持级别“Dynamic persistence level”，再减少低ASC用户的UE中可用的接入资源，即减少其中可用的接入时隙“Access slot”和可用的接入资源的前导签名“Preamble signature”。上面所述的对系统参数的调整，就可以有效地避免在当前系统负载过重的情况下依然会产生进一步恶化的负载过重的情况，使得低优先级用户分配更少的资源用于接入小区甚至禁止低优先级用户接入，从而降低了低优先级用户在当前小区负载过高的情况下的接入概率，并使得高优先级用户能够分配更多的资源用于接入小区，保证了那些高优先级用户的接入成功率，灵活且有效地实现了移动通信系统对不同优先级用户的差异化服务。

在步骤320中，由于当前小区负载并没有出现过高的情况，系统参数的变化应该向与上述步骤310中相反的方向进行调整，即提高低ASC用户的UE中所对应的坚持比例因子“Persistence scaling factor”，降低低ASC用户的动态坚持级别“Dynamic persistence level”，并提高低ASC用户的UE中可用的接入资源，即提高其中可用的接入时隙“Access slot”和可用的接入资源的前导签名“Preamble signature”。这样就使在当前小区负载没有出现过载的情况下，尽可能增加低ASC用户的接入资源，从而尽量使得低ASC用户能够成功接入系统。但需要特别注意的是，在此种情况下，高ASC的标准不能高于低ASC的标准，即高ASC的坚持比例因子“Persistence scalingfactor”、接入时隙“Access slot”、和接入资源的前导签名“Preamble Signature”应该大于等于低ASC的相应参数，而高ASC的动态坚持级别“Dynamicpersistence level”应该小于或等于低ASC的相应参数。因为，只有这样才能依然保持移动通信系统对高ASC用户和低ASC用户服务的差异化，使得高ASC用户能够始终保持着比一般低ASC用户享有更高优先级的接入服务，避免出现在调整系统参数后出现原先高ASC的用户反而失去了接入系统的优先级。

通过上面所述的在系统出现过载和没有过载的两种情况下分别对系统参数的调整，使得系统在不同负载情况下，控制不同优先级的用户接入系统。当一个小区负载出现过高时，本发明通过调整系统参数，提高低ASC用户的接入标准，限制低ASC用户的接入。一方面有效地实现了移动通信系统能够避免出现在过载情况下负载进一步恶化的问题，保障了移动通信系统运营的稳定性，另一方面又能保持移动通信系统对不同优先级用户的差异化服务，尽量保证高优先级用户的接入，能够始终确保高优先级用户的接入成功率。

虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (6)

1. 一种移动通信系统中的接入控制方法，其特征在于，包含以下步骤：

系统动态监测各小区负载情况，当发生小区过载时，对影响用户接入该过载小区成功概率的系统参数进行调整，使高等级用户的接入成功概率提高，低等级用户的接入成功概率降低；

所述系统参数是在小区上选择信道要发起接入的用户所要读取的无线信道接入参数，包括坚持比例因子参数值、动态坚持级别参数值和接入资源参数。

2. 根据权利要求1所述的移动通信系统中的接入控制方法，其特征在于，当发生小区过载时，所述系统参数调整的步骤包含以下子步骤：

增加高等级用户的坚持比例因子参数值，降低高等级用户的动态坚持级别参数值，增加高等级用户的接入资源；

减小低等级用户的坚持比例因子参数值，提高低等级用户的动态坚持级别参数值，减少低等级用户的接入资源。

3. 根据权利要求1所述的移动通信系统中的接入控制方法，其特征在于，进一步包括，当发生小区负载较低时，对影响用户接入该过载小区成功概率的系统参数进行调整，在低等级用户的接入成功概率不高于高等级用户的接入成功概率前提下，使低等级用户的接入成功概率提高，高等级用户的接入成功概率降低。

4. 根据权利要求3所述的移动通信系统中的接入控制方法，其特征在于，当发生小区负载较低时所述系统参数调整的步骤包含以下子步骤：

在高等级用户的坚持比例因子参数值低于低等级用户的坚持比例因子参数值前提下，增加高等级用户的坚持比例因子参数值，减小低等级用户的坚持比例因子参数值；

在高等级用户的动态坚持级别参数值高于低等级用户的坚持比例因子参数值前提下，降低高等级用户的动态坚持级别参数值，减小低等级用户的坚持比例因子参数值；

在高等级用户的接入资源多于低等级用户的接入资源前提下，增加高等级用户的接入资源，减少低等级用户的接入资源。

5. 根据权利要求1所述的移动通信系统中的接入控制方法，其特征在于，所述接入资源参数包括接入资源的接入时隙和接入资源的前导签名。

6. 根据权利要求1所述的移动通信系统中的接入控制方法，其特征在于，所述系统动态监测各小区负载情况的步骤进一步包含以下子步骤：

所述系统发出测量各个小区负载指标的指令；

相应的系统测量模块响应所述指令，按该指令的要求测量所述各个小区的负载情况后上报。

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