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CN100450308C - 无线网络随机接入资源的分配方法及系统 - Google Patents

无线网络随机接入资源的分配方法及系统 Download PDF

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CN100450308C CNB2006100780579A CN200610078057A CN100450308C CN 100450308 C CN100450308 C CN 100450308C CN B2006100780579 A CNB2006100780579 A CN B2006100780579A CN 200610078057 A CN200610078057 A CN 200610078057A CN 100450308 C CN100450308 C CN 100450308C
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Abstract

本发明公开了无线网络随机接入资源的分配方法及系统。频率资源的分配方法包括：播发步骤，通过广播信道播发广播信号，广播信号包括可用频带信息；接收步骤，移动终端接收广播信号，获得可用频带信息；接入步骤，移动终端从可用频带中选择一个频带发起随机接入。时间资源的分配方法包括：播发步骤，通过广播信道播发广播信号，广播信号包括可用时隙信息；接收步骤，移动终端接收广播信号，获得可用时隙信息；接入步骤，移动终端从可用时隙中选择一个时隙发起随机接入。本发明实现了对随机接入频带资源和/或时间资源的分配，在小区间尽可能平均分布随机接入干扰。

Description

无线网络随机接入资源的分配方法及系统
技术领域
本发明涉及无线网络的资源分配，尤其涉及一种无线网络随机接入的频率资源的分配方法及系统和一种无线网络随机接入的时间资源的分配方法及系统。
背景技术
自从3GPP(3rd Generation Partnership Project)发布UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信系统)网络的第一个商用版本Realse99以来，3GPP组织成员持续对网络进行改进，以期获得更多的网络特性和更好的网络性能。其中2003年发布的R5版本引入了HSDPA(High Speed Downlink PacketAccess，下行高速分组接入)以及2005年发布的R6版本引入了HSUPA(High Speed Uplink Packet Access，上行高速分组接入)使得WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址接入)的无线接入性能获得了重大的提升。
HSDPA整合了一系列新的无线接入技术，主要其中包括：HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request，混合重传技术)，AMC(Adaptive Modulation and Coding，自适应调制和编码)以及Fast-Scheduling(NodeB控制的快速调度方法)。使得整个系统的下行吞吐率和峰值速率获得了很大的提升(从R99的2Mbps提高到14Mbps)，从而提高了系统的频谱效率；此外HSDPA的最短TTI(Transmission Time Interval，传输时间间隔)从R99的10ms减小到2ms，结合系统架构和实现的改进能有效减少无线接入网的连接和传输时延，提高无线业务的用户感受。HSUPA通过在上行利用HARQ和Fast-Scheduling技术同样提高了系统的上行吞吐率和峰值速率(从R99的2Mbps提高到接近6Mbps)，并同时最短TTI从R99的10ms减小到2ms，为降低无线接入网络的时延提供了基础。
对于UMTS RAN(Radio Access Network，无线接入网络)的演进，大多数设备厂家将演进阶段分成中期演进(Medium TermEvolution，MTE)和长期演进(Long Term Evolution，LTE)两个阶段，如图1所示。中期演进的主要目的是对现有网络不作太大变动的前提下进行尽可能的优化，而长期演进则着眼于对现有网络进行一些本质的革新来提高无线接入网络的系统性能。
随着R5，R6版本HSDPA，HSUPA，以及MBMS(MultimediaBroadcast and Multicast Service，广播多播)等特性的引入和完善，UMTS网络已经完成了中期演进阶段。HSDPA和HSUPA所带来的网络性能提升基本能满足2010年前的业务需求，并同其他蜂窝网络相比具备足够的竞争力。2004年底随着HSUPA和MBMS的协议制定进入尾声，UMTS网络的长期演进问题也被提上日程。3GPPRAN工作组于2004年11月召集众多运营商和设备商在加拿大召开了一次特别会议讨论有关UMTS长期演进的需求和技术路线，以及成立标准化项目等问题。
目前关于LTE系统的标准工作正在热烈的讨论当中，初步确定LTE系统的下行物理层接入技术为OFDMA(Orthogonal FrequencyDivision Multiple Access，正交频分复用多接入)，上行物理层接入技术为SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division MultipleAccess，单载波频分复用多接入)。和WCDMA相比，没有了RNC(Radio Network Controller，无线网络控制器)节点，但RNC的功能被分解到了aGW(E-UTRAN Access Gateway，接入网关)和E-NodeB(E-UTRAN NodeB，演进的基站)节点。
随机接入过程用于UE(User Equipment，用户设备)的初始接入，目的是实现上行同步和向E-NodeB请求上行链路空口资源。在一个小区内，用于随机接入的频带和用于发射数据的频带是正交的，如图2所示，但在不同小区间如何分配随机接入频带资源目前LTE还没有决定。UE支持的最大带宽是由UE的能力决定，最小为10MHz，最大为20MHz。分配给随机接入的最小带宽是1.25MHz还是375KHz，目前还没有决定。基站间(小区间)是否同步也还没有决定。
在WCDMA系统中，随机接入所用的频率资源都是相同的，所以不存在频率资源的分配问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种无线网络随机接入的资源的分配方法及系统，用于实现对随机接入频带资源和/或时间资源的分配，在小区间尽可能平均分布随机接入干扰。
为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，本发明提供了一种无线网络随机接入的频率资源的分配方法。分配方法包括：播发步骤，通过广播信道播发广播信号，广播信号包括可用频带信息，可用频带信息是表示可用于随机接入的频带的信息；接收步骤，移动终端接收广播信号，获得可用频带信息；以及接入步骤，移动终端从可用于随机接入的频带中选择一个频带发起随机接入。
播发步骤可以包括：将总带宽分成若干等份；以及将若干等份中的一份或多份设置为移动终端的可用于随机接入的频带。播发步骤进一步可以包括：将每一等份编号，将编号中对应于所设置频带的一个或多个编号设置为可用频带信息。接收步骤可以包括：移动终端从设置为可用频带信息的编号得知可用于随机接入的频带。
上述总带宽可以为小区总带宽或基站总带宽，每一等份可以为每个随机接入的最小带宽。
为不同的小区分配不同的可用于随机接入的频带，使得相邻小区间分配的可用于随机接入的频带没有重叠。
如果小区间或基站间是同步的，则广播信号还可以包括可用于随机接入的频带上的接入时隙的信息。接入步骤进一步包括，移动终端从可用于随机接入的频带中选择一个频带以及从所选频带上的接入时隙中选择一个接入时隙来发起随机接入。为不同的小区分配不同的接入时隙，使得相邻小区间分配的接入时隙尽可能不同。
为了实现上述目的，根据本发明的第二方面，本发明提供了一种无线网络随机接入的频率资源的分配系统。分配系统包括：播发装置，用于播发广播信号，广播信号包括可用频带信息，可用频带信息是表示可用于随机接入的频带的信息；以及移动终端，用于接收广播信号，获得可用频带信息，从可用于随机接入的频带中选择一个频带发起随机接入。
在播发装置侧，可以将小区总带宽或基站总带宽分成若干等份，每一等份为每个随机接入的最小带宽，以及将若干等份中的一份或多份设置为移动终端的可用于随机接入的频带。
在播发装置侧，也可以将每一等份编号，将编号中对应于所设置频带的一个或多个编号设置为可用频带信息。移动终端可以从设置为可用频带信息的编号得知可用于随机接入的频带。
为不同的小区分配不同的可用于随机接入的频带，使得相邻小区间分配的可用于随机接入的频带没有重叠。
如果小区间或基站间是同步的，则广播信号还可以包括可用于随机接入的频带上的接入时隙的信息。移动终端从可用于随机接入的频带中选择一个频带以及从所选频带上的接入时隙中选择一个接入时隙来发起随机接入。为不同的小区分配不同的接入时隙，使得相邻小区间分配的接入时隙尽可能不同。
为了实现上述目的，根据本发明的第三方面，本发明提供了一种无线网络随机接入的时间资源的分配方法。分配方法包括：播发步骤，通过广播信道播发广播信号，广播信号包括可用时隙信息，可用时隙信息是表示可用于随机接入的时隙的信息；接收步骤，移动终端接收广播信号，获得可用时隙信息；以及接入步骤，移动终端从可用于随机接入的时隙中选择一个时隙发起随机接入。
为不同的小区分配不同的接入时隙，使得随机接入对相邻小区随机接入的干扰最小化。
为了实现上述目的，根据本发明的第四方面，本发明提供了一种无线网络随机接入的时间资源的分配系统。分配系统包括：播发装置，用于播发广播信号，广播信号包括可用时隙信息，可用时隙信息是表示可用于随机接入的时隙的信息；以及移动终端，用于接收广播信号，获得可用时隙信息，从可用于随机接入的时隙中选择一个时隙发起随机接入。
为不同的小区分配不同的接入时隙，使得随机接入对相邻小区随机接入的干扰最小化。
通过上述技术方案，本发明通过广播信道向移动终端播发可用于随机接入的频带的信息，该可用频带为从由移动终端支持的总带宽平均划分成的若干等于随机接入最小带宽的等份频带中选择的一份或多份，并且相邻小区间分配的用于随机接入的频带尽可能互不干扰，本发明还在一定条件下通过广播信道向移动终端播发可用于随机接入的时隙的信息，并且相邻小区间分配的用于随机接入的时隙尽可能互不干扰，使得在长期演进阶段无线接入网中随机接入干扰在小区间尽可能平均分布，从而提升系统的接入概率、容量、和吞吐量。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是UMTS网络的演进规划图；
图2是在一个小区内用于随机接入的频带和用于发射数据的频带间的关系图；
图3是根据本发明的用于随机接入的频率资源的分配方法的流程图；
图4是根据本发明的用于随机接入的频率资源的分配系统的框图；
图5是根据本发明的用于随机接入的时间资源的分配方法的流程图；
图6是根据本发明的用于随机接入的时间资源的分配系统的框图；
图7是根据本发明实施例的用于随机接入的子载波划分图；以及
图8是根据本发明实施例的不同小区UE可用于随机接入的频带分配图。
具体实施方式
下面将参考附图详细说明本发明。
本发明基于无线接入技术，提出了在移动终端的初始接入和资源请求阶段，用于在不同小区间分配随机接入频带资源的方法和系统。
如图3所示，本发明所提供的随机接入的频率资源的分配方法包括以下步骤：
S102，通过广播信道播发广播信号，广播信号包括可用频带信息，可用频带信息是表示可用于随机接入的频带的信息；
S104，移动终端接收广播信号，获得可用频带信息；以及
S106，移动终端从可用于随机接入的频带中选择一个频带发起随机接入。
如图4所示，本发明所提供的随机接入的频率资源的分配系统10包括：播发装置20，用于播发广播信号，广播信号包括可用频带信息，可用频带信息是表示可用于随机接入的频带的信息；以及移动终端30，用于接收广播信号，获得可用频带信息，从可用于随机接入的频带中选择一个频带发起随机接入。
如图5所示，本发明所提供的随机接入的时间资源的分配方法包括以下步骤：
S302，通过广播信道播发广播信号，广播信号包括可用时隙信息，可用时隙信息是表示可用于随机接入的时隙的信息；
S304，移动终端接收广播信号，获得可用时隙信息；以及
S306，移动终端从可用于随机接入的时隙中选择一个时隙发起随机接入。
如图6所示，本发明所提供的随机接入的时间资源的分配系统40包括：播发装置50，用于播发广播信号，广播信号包括可用时隙信息，可用时隙信息是表示可用于随机接入的时隙的信息；以及移动终端60，用于接收广播信号，获得可用时隙信息，从可用于随机接入的时隙中选择一个时隙发起随机接入。
本发明提供一种不同小区间随机接入所用频率/时间资源的分配方法，使得随机接入干扰在小区间尽可能平均分布，以提升系统的接入概率、容量和吞吐量。
(1)通过广播信道(Broadcast Channel，BCH)告诉其所对应的小区中UE可用于随机接入的频带。
其中随机接入频带的划分以图7为例予以说明。图7是一个20MHz带宽的小区，以每个随机接入所用带宽1.25MHz为例，划分为16等份，分别编号为0，...，15。BCH告诉UE编号，可以是0到15中的一个，也可以是一个集合(如几个)，具体可以根据应用场景而确定。
如果小区间是同步的(例如，基站同步，或者基站不同步但同一基站下的小区同步)，则BCH也需要广播不同小区所对应的频带上的接入时隙。接入时隙是指在接入频带上进行接入的时隙，其它时隙可以用作数据发送。如1、11、21发射接入信号，其它发射数据信号，则1、11、21就是接入时隙。
不同小区间的接入时隙尽可能不同或者平均分布，假设小区1、小区2、小区3都设置相同的频带作为随机接入频带，如果小区1用时隙1、11、21...作为接入时隙，则小区2可以用时隙2、12、22...作为接入时隙，小区3可以用时隙3、13、23...作为接入时隙。
(2)相邻小区间分配的用于随机接入的频带尽可能要互不干扰。
如图8所示，UE1属于小区1的用户，UE2属于小区2的用户，依次类推。
(3)UE检测BCH的广播信号，从其指定的频带或者频带集中选择一个发起随机接入。
如果小区间是同步的，还需要选择UE所对应的频带上的接入时隙。
通过本发明的上述实施例，在移动终端的初始接入阶段，实现了对随机接入资源的分配，在小区间尽可能地平均分布随机接入干扰。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种无线网络随机接入的频率资源的分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
播发步骤，通过广播信道播发广播信号，所述广播信号包括可用频带信息，所述可用频带信息是表示可用于随机接入的频带的信息；
接收步骤，移动终端接收所述广播信号，获得所述可用频带信息；以及
接入步骤，所述移动终端从所述可用于随机接入的频带中选择一个频带发起随机接入。
2.根据权利要求1所述的分配方法，其特征在于，所述播发步骤进一步包括以下步骤：
划分步骤，将总带宽分成若干等份；以及
分配步骤，将所述若干等份中的一份或多份设置为所述移动终端的可用于随机接入的频带。
3.根据权利要求2所述的分配方法，其特征在于，所述播发步骤进一步包括，将每一等份编号，所述分配步骤包括将所述编号中对应于所设置频带的一个或多个编号设置为所述可用频带信息，所述接收步骤包括，所述移动终端从设置为所述可用频带信息的编号得知所述可用于随机接入的频带。
4.根据权利要求3所述的分配方法，其特征在于，所述总带宽为小区总带宽，所述每一等份为每个随机接入的最小带宽。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的分配方法，其特征在于，为不同的小区分配不同的可用于随机接入的频带，使得相邻小区间分配的所述可用于随机接入的频带没有重叠。
6.根据权利要求1所述的分配方法，其特征在于，当小区间同步时，所述广播信号还包括所述可用于随机接入的频带上的接入时隙的信息，所述接入步骤进一步包括，所述移动终端从所述可用于随机接入的频带中选择一个频带以及从所选频带上的接入时隙中选择一个接入时隙来发起随机接入。
7.根据权利要求6所述的分配方法，其特征在于，为不同的小区分配不同的接入时隙，使得随机接入对相邻小区随机接入的干扰最小化。
8.一种无线网络随机接入的频率资源的分配系统，其特征在于，包括：
播发装置，用于播发广播信号，所述广播信号包括可用频带信息，所述可用频带信息是表示可用于随机接入的频带的信息；以及
移动终端，用于接收所述广播信号，获得所述可用频带信息，从所述可用于随机接入的频带中选择一个频带发起随机接入。
9.根据权利要求8所述的分配系统，其特征在于，在所述播发装置侧，将小区总带宽分成若干等份，每一等份为每个随机接入的最小带宽，将所述若干等份中的一份或多份设置为所述移动终端的可用于随机接入的频带。
10.根据权利要9所述的分配系统，其特征在于，在所述播发装置侧，将每一等份编号，将所述编号中对应于所设置频带的一个或多个编号设置为所述可用频带信息，所述移动终端从设置为所述可用频带信息的编号得知所述可用于随机接入的频带。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的分配系统，其特征在于，为不同的小区分配不同的可用于随机接入的频带，使得相邻小区间分配的所述可用于随机接入的频带没有重叠。
12.根据权利要求8所述的分配系统，其特征在于，当小区间同步时，所述广播信号还包括所述可用于随机接入的频带上的接入时隙的信息，所述移动终端从所述可用于随机接入的频带中选择一个频带以及从所选频带上的接入时隙中选择一个接入时隙来发起随机接入。
13.根据权利要求12所述的分配系统，其特征在于，为不同的小区分配不同的接入时隙，使得随机接入对相邻小区随机接入的干扰最小化。
14.一种无线网络随机接入的时间资源的分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
播发步骤，通过广播信道播发广播信号，所述广播信号包括可用时隙信息，所述可用时隙信息是表示可用于随机接入的时隙的信息；
接收步骤，移动终端接收所述广播信号，获得所述可用时隙信息；以及
接入步骤，所述移动终端从所述可用于随机接入的时隙中选择一个时隙发起随机接入。
15.根据权利要求14所述的分配方法，其特征在于，为不同的小区分配不同的接入时隙，使得随机接入对相邻小区随机接入的干扰最小化。
16.一种无线网络随机接入的时间资源的分配系统，其特征在于，包括：
播发装置，用于播发广播信号，所述广播信号包括可用时隙信息，所述可用时隙信息是表示可用于随机接入的时隙的信息；以及
移动终端，用于接收所述广播信号，获得所述可用时隙信息，从所述可用于随机接入的时隙中选择一个时隙发起随机接入。
17.根据权利要求16所述的分配系统，其特征在于，为不同的小区分配不同的接入时隙，使得随机接入对相邻小区随机接入的干扰最小化。
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Assignee: APPLE Inc.

Assignor: HUAWEI TECHNOLOGIES Co.,Ltd.

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Denomination of invention: Method and system for random access resource allocation in wireless network

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