CN100441045C - 无线移动通信系统中用户终端选择随机接入信道的方法 - Google Patents

Abstract

无线移动通信系统中用户终端选择随机接入信道的方法，其中，所述用户终端所在的无线移动通信系统为一个多载波系统，所述系统中的一个小区被配置以至少一个载波，并且与所述随机接入信道关联的上行同步信道在至少一个所述为小区配置的载波上存在；首先对所述各载波上的上行同步信道的信道质量进行测量，并依据所述的信道质量测量结果设定所述各载波上的上行同步信道质量级别；然后，依据所述各载波上的上行同步信道质量级别设定与之关联的随机接入信道的动态保持级别，并向所述用户终端通知所述随机接入信道的动态保持级别；最后，所述用户终端根据所述随机接入信道的动态保持级别对其可用的随机接入信道进行选择。

Description

无线移动通信系统中用户终端选择随机接入信道的方法

技术领域

本发明涉及一种保证无线移动通信系统中用户终端随机接入可能性的方法，更具体而言，涉及一种无线移动通信系统中用户终端选择随机接入信道的方法。

背景技术

借助于多载波无线移动通信系统这个概念，所述系统中的一个小区在相同的覆盖范围内就可以容纳更多的用户，并同时可以取得平均的吞吐量突发速率。这样将节约各个载波的公共信道资源，从而更为有效地提高无线移动通信系统大规模组网的能力。

例如，在时分-同步码分多址(TD-SCDMA)多载波无线移动通信系统中，一个小区被配置以多个载波，上行同步信道可在所述为小区配置的多个载波上存在。由于可能存在一个所述载波上的上行同步信道(或称为上行导频时隙：uplink pilot time slot)在某一时段被严重削弱的可能性，而所述的上行同步信道与随机接入信道(RACH：Random Access Channel)相关联并且将被小区内的用户终端在随机接入过程中使用，因而用户终端在受损载波上的随机接入(Random Access)尝试将很可能失败。从整个服务时间来看，这负面地增加了通话建立(call setup)或数据传输(data transmission)延迟。因此，在这种情况下，所述系统应该提供可靠的保护措施，以便保证小区中所有用户终端的随机接入成功进行。有关上行同步信道与随机接入信道的关联方式以及随机接入过程的详细描述请参见3GPP标准文档TS 25.331。

另外，所述系统还应该对随机接入的性能恶化具有敏感性。同时该系统希望具有一种自治机制从而迅速地引导那些“无用的”的用户终端脱离重复和无效的随机接入尝试。但是目前为止还没有发现解决该问题的好的方法。

发明内容

本发明目的在于，一旦某个所述载波上的上行同步信道被干扰阻塞(incoming interferenceblock)，就提供一种迅速而灵活的措施来通知用户终端重新选择其他质量较好的所述载波上的上行同步信道进行随机接入。

本发明的上述目的通过以下的技术方案加以实现：无线移动通信系统中用户终端选择随机接入信道的方法，其中，所述用户终端所在的无线移动通信系统为一个多载波系统，所述系统中的一个小区被配置以至少一个载波，并且与所述随机接入信道关联的上行同步信道在至少一个所述为小区配置的载波上存在；首先对所述各载波上的上行同步信道的信道质量进行测量，并依据所述的信道质量测量结果设定所述各载波上的上行同步信道质量级别；然后，依据所述各载波上的上行同步信道质量级别设定与之关联的随机接入信道的动态保持级别，并向所述用户终端通知所述随机接入信道的动态保持级别；最后，所述用户终端根据所述随机接入信道的动态保持级别对其可用的随机接入信道进行选择。

根据本发明一个方面，在对所述各载波上的上行同步信道的信道质量进行测量时，所述的信道质量由所述各载波上的上行同步信道持续时间内的干扰电平决定。

根据本发明一个方面，在对所述各载波上的上行同步信道质量级别进行设定时，根据所述各载波上的上行同步信道传输时间内的干扰电平测量值与小区节点B期望的上行同步信道的接收功率确定所述各载波上的上行同步信道信扰比，并将所述的上行同步信道信扰比与预定的SIR阈值集合进行比较，以对所述各载波上的上行同步信道质量级别进行设定。

根据本发明一个方面，所述的SIR阈值集合由运营管理中心或小区节点B配置。

根据本发明一个方面，所述的随机接入信道也在至少一个所述为小区配置的载波上存在，并且一个所述随机接入信道所在的载波和与之相关联的上行同步信道所在的载波相同。

根据本发明一个方面，一个所述随机接入信道被映射到其所在载波上的至少一个物理随机接入信道之上，并且当所述映射到的物理随机接入信道为两个或两个以上时，对每个所述映射到的物理随机接入信道分别设定动态保持级别。

根据本发明一个方面，所述各载波上的上行同步信道质量级别设定和所述随机接入信道的动态保持级别设定周期性进行。

根据本发明一个方面，如果一个所述上行同步信道当前被设定的质量级别与其前一次被设定的质量级别相比衰减了k级，则设定与之关联的全部物理随机接入信道的动态保持级别增加k级或2k级，若所述物理随机接入信道增加后的动态保持级别大于8，设定所述动态保持级别为8；如果一个所述上行同步信道当前被设定的质量级别与其前一次被设定的质量级别相比增大了k级，并且一个与之关联的物理随机接入信道上的接入负荷不高时，则设定所述物理随机接入信道的动态保持级别减少k级或2k级，若所述物理随机接入信道减少后的动态保持级别小于1，设定所述动态保持级别为1。

根据本发明一个方面，当一个载波上的全部物理随机接入信道的动态保持级别等于或大于N_阈值时，则在所述用户终端对随机接入信道进行选择时，直接禁止其在所述载波上进行选择，所述的N_阈值由运营管理中心或小区节点B配置。

根据本发明一个方面，在任何一个所述物理随机接入信道的动态保持级别发生改变时，小区节点B启动业务信息块SIB7和/或SIB7bis更新过程，同时所述用户终端基于一个定时器过时的机制获得上述更新的信息。

附图说明

下面结合附图，详细描述本发明的具体实施例。其中：

图1是在多载波TD-SCDMA系统中上行同步信道质量级别设定和随机接入信道动态保持级别设定的示意图。

具体实施方式

根据本发明，在多载波无线移动通信系统中，所述系统通过调整不同载波上的随机接入信道的动态保持级别(dynamic persistence level)来调整用户终端可选择的随机接入信道和可允许用户终端选择的随机接入信道所在的载波子集(carrier subset)，从而缩短用户终端在随机接入过程中的尝试时间，提高随机接入过程的成功概率。

在本发明的实施过程中，设多载波TD-SCDMA无线移动通信系统中的一个小区被配置以至少一个载波，并且与随机接入信道关联的上行同步信道在至少一个所述为小区配置的载波上存在。在用户终端选择随机接入信道时，如图1所示，首先，对所述各载波上的上行同步信道的信道质量进行测量，并依据所述的信道质量测量结果设定所述各载波上的上行同步信道质量级别；然后，依据所述各载波上的上行同步信道质量级别设定与之关联的随机接入信道的动态保持级别，并向所述用户终端通知所述随机接入信道的动态保持级别；最后，所述用户终端根据所述随机接入信道的动态保持级别对其可用的随机接入信道进行选择。

所述上行同步信道的质量级别可以设定为多个级别，例如设定为四级，分别为良好、普通、不好、阻塞，分别用从0到3的数字代表。为了简化系统的目的，也可以使用数目较少的级别设定。

在多载波TD-SCDMA系统中，节点B可以在各所述载波上周期性地进行所述上行同步信道持续时间内的干扰电平测量，并结合已知的所期望的上行同步信道的接收功率值来计算各所述上行同步信道的信号干扰比(SIR)数值。进一步，节点B可以将计算得到的数值与预定质量SIR阈值集合例如{SIR_良好，SIR_普通、SIR_阻塞}进行比较，以获得各所述上行同步信道的质量级别。

如果在计算得到的所述上行同步信道的SIR大于SIR_良好，则所述上行同步信道的质量级别为“良好”；如果计算得到的所述上行同步信道的SIR小于SIR_良好同时大于SIR_普通，则所述上行同步信道的质量级别为“普通”；如果计算得到的所述上行同步信道的SIR小于SIR_{普 通}同时大于SIR_阻塞，则所述上行同步信道的质量级别为“不好”；如果计算得到的所述上行同步信道的SIR小于SIR_阻塞，则所述上行同步信道的质量级别为“阻塞”。

可以由运营管理中心(OMC)配置或由节点B自己确定所述的SIR阈值集合{SIR_良好，SIR_普通、SIR_阻塞}。

在所述的系统中，随机接入信道也可以在至少一个所述为小区配置的载波上存在，并且一个所述随机接入信道所在的载波和与之相关联的上行同步信道所在的载波相同。一个所述随机接入信道可被映射到其所在载波上的至少一个物理随机接入信道(PRACH)之上，并且当所述映射到的物理随机接入信道为两个或两个以上时，对每个所述映射到的物理随机接入信道分别设定动态保持级别。

依据所述各载波上的上行同步信道质量级别设定，节点B可以使用下面的步骤对所述物理随机接入信道的动态保持级别进行设定：

(1)如果一个所述上行同步信道当前被设定的质量级别与其前一次被设定的质量级别相比衰减了k级，则设定与之关联的全部物理随机接入信道的动态保持级别增加k级(当所述质量级别的数目较多时)或2k级(当所述质量级别的数目较少时)，若所述物理随机接入信道增加后的动态保持级别大于8，设定所述动态保持级别为8；

(2)如果一个所述上行同步信道当前被设定的质量级别与其前一次被设定的质量级别相比增大了k级，并且一个与之关联的物理随机接入信道上的接入负荷不高时，则设定所述物理随机接入信道的动态保持级别减少k级(当所述质量级别的数目较多时)或2k级(当所述质量级别的数目较少时)，若所述物理随机接入信道减少后的动态保持级别小于1，设定所述动态保持级别为1。

在任何一个所述物理随机接入信道的动态保持级发生改变时，节点B应该启动系统业务消息块SIB 7和/或SIB 7bis向所述的用户终端通知所述物理随机接入信道动态保持级别的更新。同时，所述用户终端基于一个定时器过时的机制，从所述SIB 7和/或SIB 7bis中接收所述动态持续级别的设定。对所述定时器的过时的机制的定义请参阅3GPP标准文档3GPPTS 25.331。

在所述为小区配置的各载波中，若一个载波上的全部物理随机接入信道的动态保持级别均等于或大于N_阈值时，则在所述用户终端对随机接入信道进行选择时，直接禁止其在所述载波上进行选择。

因此，所述用户终端对随机接入信道的选择可进一步划分为对所述为小区配置的载波进行预选的步骤和在预选后的载波上对随机接入信道进行选择的步骤。设I为在所述为小区配置的载波上进行所述预选步骤中剩余的载波数量，按照下述公式(1)定义I个区间：

$\left\{\begin{array}{c}[0,p_1),i=1\\ [\underset{l=1}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}{p}_l,\underset{l=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{p}_l),i=2,...,I\end{array}\right.---\left(1\right);$

其中 $p_l=\frac{2^{n_1-n_l}}{\underset{m=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}{2}^{n_1-n_m}},=1,...,I,$ n_m表示第m个所述载波上物理随机接入信道的最小动态保持级别，m＝1，...，I。然后，产生一个[0，1)均匀分布的随机数字rand，并按照下述公式(2)在所述的剩余载波中进行载波预选：

最后，所述用户终端完成在预选后的载波上根据随机接入信道的动态保持级别对随机接入信道进行选择的步骤，这一步骤可与3GPP 1.28 Mcps TDD(时分双工)单载波无线移动通信系统标准文档3GPP TS 25.331中定义的随机接入信道的选择步骤相同。

本发明可为所述的多载波系统提供基于各载波上的物理随机接入信道动态保持级别与接入负载情况的综合考虑，来迅速而灵活的通知用户终端重新选择其他质量较好的所述载波上的上行同步信道进行随机接入的方法。

通过使用本发明，最大程度的避免了用户终端因为选择低质量载波上的物理随机接入信道，而花费很长的时间重复进行随机接入尝试，从而缩短用户终端在随机接入过程中的尝试时间。并且，本发明还可在一个载波上存在严重干扰或较强衰减的情况下，迅速通知用户终端重新选择其他质量较好的载波上的物理随机信道进行随机接入，从而增加了随机接入的成功率。

本发明不限于给出的具体实施例。本领域技术人员可以理解，在不脱离本发明实质内容和主旨的前提下，可以对本发明进行变化和改变，而这些变化和改变也落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.无线移动通信系统中用户终端选择随机接入信道的方法，其中，所述用户终端所在的无线移动通信系统为一个多载波系统，所述系统中的一个小区被配置以至少一个载波，并且与所述随机接入信道关联的上行同步信道在至少一个所述为小区配置的载波上存在；其特征在于：首先对所述各载波上的上行同步信道的信道质量进行测量，并依据所述的信道质量测量结果设定所述各载波上的上行同步信道质量级别；然后，依据所述各载波上的上行同步信道质量级别设定与之关联的随机接入信道的动态保持级别，并向所述用户终端通知所述随机接入信道的动态保持级别；最后，所述用户终端根据所述随机接入信道的动态保持级别对其可用的随机接入信道进行选择。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在对所述各载波上的上行同步信道的信道质量进行测量时，所述的信道质量由所述各载波上的上行同步信道持续时间内的干扰电平决定。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于在对所述各载波上的上行同步信道质量级别进行设定时，根据所述各载波上的上行同步信道传输时间内的干扰电平测量值与小区节点B期望的上行同步信道的接收功率确定所述各载波上的上行同步信道信扰比，并将所述的上行同步信道信扰比与预定的SIR阈值集合进行比较，以对所述各载波上的上行同步信道质量级别进行设定。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述的SIR阈值集合由运营管理中心或小区节点B配置。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的随机接入信道也在至少一个所述为小区配置的载波上存在，并且一个所述随机接入信道所在的载波和与之相关联的上行同步信道所在的载波相同。

6.根据权利要求5所述的方法，一个所述随机接入信道被映射到其所在载波上的至少一个物理随机接入信道之上，并且当所述映射到的物理随机接入信道为两个或两个以上时，对每个所述映射到的物理随机接入信道分别设定动态保持级别。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述各载波上的上行同步信道质量级别设定和所述随机接入信道的动态保持级别设定周期性进行。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：如果一个所述上行同步信道当前被设定的质量级别与其前一次被设定的质量级别相比衰减了k级，则设定与之关联的全部物理随机接入信道的动态保持级别增加k级或2k级，若所述物理随机接入信道增加后的动态保持级别大于8，设定所述动态保持级别为8；如果一个所述上行同步信道当前被设定的质量级别与其前一次被设定的质量级别相比增大了k级，并且一个与之关联的物理随机接入信道上的接入负荷不高时，则设定所述物理随机接入信道的动态保持级别减少k级或2k级，若所述物理随机接入信道减少后的动态保持级别小于1，设定所述动态保持级别为1。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的方法，其特征在于：当一个载波上的全部物理随机接入信道的动态保持级别等于或大于N_阈值时，则在所述用户终端对随机接入信道进行选择时，直接禁止其在所述载波上进行选择。

10.根据权利要求6-8中任一项所述的方法，其特征在于：在任何一个所述物理随机接入信道的动态保持级别发生改变时，小区节点B启动业务信息块SIB7和/或SIB7bis更新过程，同时所述用户终端基于一个定时器过时的机制获得上述更新的信息。