基於分層體系結構的移動通信無線接入網組網方法及系統的製作方法
2023-05-28 18:13:46
專利名稱：基於分層體系結構的移動通信無線接入網組網方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及移動通信 領域，具體涉及一種基於分層體系結構的移動通信無線接入網組網方法及系統。
背景技術：
移動通信中信號到達用戶有三種傳輸類型單播、廣播和組播。單播指在網絡和單個終端間的雙向點對點傳輸，廣播指從網絡到多個終端的下行鏈路點對多點傳輸，多播指從網絡到一組終端的下行鏈路點對多點連接，廣播和組播的下行物理鏈路機制是相同的。當我們需要將相同的內容傳送給多用戶時，通過單播傳送通常是一種低效率的傳輸方法，因此造成了無線資源浪費，特別是對於多媒體應用的高帶寬更是如此，同時還會帶來核心網信令負荷的增加。點對多點傳輸模式通過減少傳輸數據總量及大量信令過程(特別是上行鏈路)來減輕網絡資源的負荷。點對多點傳輸模式在當前移動通信系統中的典型應用是多媒體廣播/組播業務(Multimedia Broadcast Multicast Service, MBMS),已經應用於UMTS陸地無線接入網絡(UTRAN)和GSM EDGE無線接入網路(GERAN)。隨著移動多媒體業務的迅速發展，廣播和組播業務也將在移動業務中佔據相當大的比重，典型的廣播和組播內容可以包括新聞、天氣預報或現場直播移動電視等，形式非常廣泛多樣。然而，在目前和未來可預見的移動通信體系架構包括LTE系統中，所有傳輸類型的業務都是由同一個節點(或基站)傳輸的，也就是說單一節點不僅要提供單播業務，也要提供廣播和組播業務，這樣的組網模式對節點提出了非常高的能力要求。由於單個節點的覆蓋範圍主要取決於上行鏈路，因此，單個節點的覆蓋範圍將受到上下行鏈路不平衡的限制，這對於沒有上行鏈路的廣播和組播業務的無線覆蓋也是非常不利的。
發明內容
本發明針對上述不利因素提出一種基於分層體系結構的移動通信無線接入網組網方法及系統，根據單播、廣播和組播業務的傳輸特點，建立不同層次的無線覆蓋，將各傳輸類型的優勢充分的體現出來，最大限度的利用了無線網絡資源，不僅有效地解決了目前存在的問題，還可以大幅降低組網成本。廣播/組播節點分為兩種，其一是基於3GPP標準的節點(或基站)，該類節點遵從3GPP標準所作的規定，但是功能簡單得多，只保留與廣播和組播業務有關的功能，從而區別於3GPP定義的節點類型。其二也可以是非3GPP標準節點，比如基於DAB (Digital AudioBroadcasting)標準、DVB-H(Digital Video Broadcasting-Handheld)或 CMMB(ChinaMobile Multimedia Broadcasting)標準等的節點。不同於廣播/組播節點，為了最大限度地兼容3GPP網絡，單播節點是基於3GPP標準的節點，但是不保留其中的廣播和組播功能；也可以保留廣播和組播功能，做為備份或低優先級使用，當廣播/組播節點出現故障或因為資源不夠等狀況不能執行廣播/組播業務時使用，取決於具體的系統設計。
本發明所述的基於分層體系結構的移動通信無線接入網組網方法，具體方案如下
在現有移動通信系統中增設廣播/組播小區層，成為廣播/組播小區層和單播小區層分層體系結構，所述廣播/組播小區層的節 點與核心網元之間採用上下行鏈路通信方式，與移動終端之間只有下行鏈路通信方式，所述單播小區層的節點與核心網元及移動終端之間都採用上下行鏈路通信方式。所述基於分層體系結構的移動通信無線接入網具體工作流程如下
(I )移動終端發出業務請求消息；
(2 )移動終端發出的業務請求消息被該終端所在歸屬小區的節點接收並進行處理，該節點判斷消息的類型；
(3 )如果移動終端發出的請求消息屬於廣播/組播消息，該移動終端歸屬小區的節點將轉發該消息至核心網元；如果移動終端發出的請求消息不屬於廣播/組播消息，則進入其它消息處理流程；
(4 )如果移動終端發出的請求消息屬於廣播/組播消息，該移動終端歸屬小區的節點將轉發該消息至核心網元，核心網元與廣播/組播節點進行協商，根據策略判斷是否具備執行廣播/組播任務的能力；
(5 )如果廣播/組播節點具備執行廣播/組播任務的能力，則該節點向移動終端進行廣播/組播業務傳送；
(6 )如果廣播/組播節點不具備執行廣播/組播任務的能力，則核心網元與移動終端歸屬小區的節點進行協商，根據策略判斷是否具備廣播/組播任務的能力；
(7 )如果移動終端歸屬小區的節點具備廣播/組播任務的能力，則該節點向移動終端進行廣播/組播業務傳送；
(8 )如果移動終端歸屬小區的節點不具備廣播/組播任務的能力，則向移動終端回復廣播/組播業務請求失敗消息。根據上述組網方法建立本發明所述的基於分層體系結構的移動通信無線接入網系統，其具體方案是在現有移動通信系統中增設廣播/組播小區層節點，組成具有廣播/組播小區層節點和單播小區層節點的接入網系統，所述廣播/組播小區層節點與核心網元之間具有上下行通信鏈路，與移動終端之間只有下行通信鏈路，所述單播小區層節點與核心網元及移動終端之間都具有上下行通信鏈路。分層的組網模式將在廣播/組播小區層節點與核心網元之間、廣播/組播小區層節點與單播小區層節點之間以及廣播/組播小區層節點相互之間引入新的接口。根據組網模式，如果新增的廣播/組播小區層節點是基於3GPP標準的，那麼需要引入廣播/組播小區層節點之間的接口稱為BM-BM接口、廣播/組播小區層節點與單播小區層節點之間的接口稱為BM-S接口，以及廣播/組播小區層節點與核心網元之間的接口稱為BM-CN接口。其中BM-BM接口和BM-S接口的主要功能是支持移動性、負載和幹擾管理等，BM-CN接口主要支持上下文管理、承載管理、移動性、尋呼和負荷管理等。在具體的組網中，BM-S接口和BM-BM接口可以不是強制要求，但是從LTE的需求來看，這兩個接口是必要的。當廣播/組播節點是非3GPP標準的節點時，除了增加以上三個接口外，還需要在廣播/組播小區層節點側引入網關BM-GW，主要承擔實現不同系統協議之間的轉換。
本發明所述接入網系統的廣播/組播小區層的節點與單播小區層的節點可以工作在不同頻段，也可以工作在相同頻段。當工作在不同頻段時，將不會彼此形成幹擾，簡化了網絡設計和維護工作。當工作在相同頻段時，一方將對另一方形成幹擾，此時需要採取技術手段如分時隙傳輸等對幹擾進行抑制和消除。在本發明所描述的接入網系統中，應儘可能地增大廣播/組播業務的覆蓋範圍，廣播/組播節點天線的布置高度應當大大高於單播小區層節點天線的布置高度，單播小區層節點對廣播/組播小區層節點將不會構成嚴重幹擾，可以採取常規技術手段予以解決。廣播/組播小區層節點對單播小區層節點的幹擾則不能忽視，尤其是在距廣播/組播節點較近的範圍內。本發明還提出一種採用功分器控制廣播/組播小區層節 點發射功率，併合理設置天線高度、傾角以降低幹擾的方法，即根據廣播/組播小區層節點與單播小區層節點的距離，合理規劃發射功率，將幹擾控制在一定範圍內。比如單播小區層節點在距離廣播/組播節點較近的範圍內，可以採取降低天線高度，增大天線下傾角，降低發射功率的方法，而在距離較遠的位置，可以採取增大天線高度，減小下傾角，提高發射功率的方法。本發明所述的接入網系統支持終端在層內小區切換和層間小區切換，層內小區間切換在相關標準如3GPP中已經做了詳細地規範，層間小區切換算法可以具體設計，本發明不做規定。
圖I為基於分層體系結構的移動通信無線接入網工作流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明內容作進一步的描述。本發明所述的基於分層體系結構的移動通信無線接入網組網方法，具體方案如下
在現有移動通信系統中增設廣播/組播小區層，成為廣播/組播小區層和單播小區層分層體系結構，所述廣播/組播小區層的節點與核心網元之間採用上下行鏈路通信方式，與移動終端之間只有下行鏈路通信方式，所述單播小區層的節點與核心網元及移動終端之間都採用上下行鏈路通信方式。所述基於分層體系結構的移動通信無線接入網具體工作流程如下
(I )移動終端發出業務請求消息；
(2 )移動終端發出的業務請求消息被該終端所在歸屬小區的節點接收並進行處理，該節點判斷消息的類型；
(3 )如果移動終端發出的請求消息屬於廣播/組播消息，該移動終端歸屬小區的節點將轉發該消息至核心網元；如果移動終端發出的請求消息不屬於廣播/組播消息，則進入其它消息處理流程；
(4 )如果移動終端發出的請求消息屬於廣播/組播消息，該移動終端歸屬小區的節點將轉發該消息至核心網元，核心網元與廣播/組播節點進行協商，根據策略判斷是否具備執行廣播/組播任務的能力；
(5 )如果廣播/組播節點具備執行廣播/組播任務的能力，則該節點向移動終端進行廣播/組播業務傳送；
(6 )如果廣播/組播節點不具備執行廣播/組播任務的能力，則核心網元與移動終端歸屬小區的節點進行協商，根據策略判斷是否具備廣播/組播任務的能力；
(7 )如果移動終端歸屬小區的節點具備廣播/組播任務的能力，則該節點向移動終端進行廣播/組播業務傳送；
(8 )如果移動終端歸屬小區的節點不具備廣播/組播任務的能力，則向移動終端回復廣播/組播業務請求失敗消息。 根據上述組網方法建立本發明所述的基於分層體系結構的移動通信無線接入網系統，其具體方案是在現有移動通信系統中增設廣播/組播小區層節點，組成具有廣播/組播小區層節點和單播小區層節點的接入網系統，所述廣播/組播小區層節點與核心網元之間具有上下行通信鏈路，與移動終端之間只有下行通信鏈路，所述單播小區層節點與核·心網元及移動終端之間都具有上下行通信鏈路。
權利要求
1.一種基於分層體系結構的移動通信無線接入網組網方法，其特徵是在現有移動通信系統中增設廣播/組播小區層，成為廣播/組播小區層和單播小區層分層體系結構，所述廣播/組播小區層的節點與核心網元之間採用上下行鏈路通信方式，與移動終端之間只有下行鏈路通信方式，所述單播小區層的節點與核心網元及移動終端之間都採用上下行鏈路通信方式，所述基於分層體系結構的移動通信無線接入網具體工作流程如下 (I )移動終端發出業務請求消息； (2 )移動終端發出的業務請求消息被該終端所在歸屬小區的節點接收並進行處理，該節點判斷消息的類型； (3 )如果移動終端發出的請求消息屬於廣播/組播消息，該移動終端歸屬小區的節點將轉發該消息至核心網元；如果移動終端發出的請求消息不屬於廣播/組播消息，則進入其它消息處理流程； (4 )如果移動終端發出的請求消息屬於廣播/組播消息，該移動終端歸屬小區的節點 將轉發該消息至核心網元，核心網元與廣播/組播節點進行協商，根據策略判斷是否具備執行廣播/組播任務的能力； (5 )如果廣播/組播節點具備執行廣播/組播任務的能力，則該節點向移動終端進行廣播/組播業務傳送； (6 )如果廣播/組播節點不具備執行廣播/組播任務的能力，則核心網元與移動終端歸屬小區的節點進行協商，根據策略判斷是否具備廣播/組播任務的能力； (7 )如果移動終端歸屬小區的節點具備廣播/組播任務的能力，則該節點向移動終端進行廣播/組播業務傳送； (8 )如果移動終端歸屬小區的節點不具備廣播/組播任務的能力，則向移動終端回復廣播/組播業務請求失敗消息。
2.實現權利要求I所述組網方法的一種基於分層體系結構的移動通信無線接入網系統，其特徵在於該系統包括廣播/組播小區層節點和單播小區層節點，所述廣播/組播小區層節點與核心網元之間具有上下行通信鏈路，與移動終端之間只有下行通信鏈路，所述單播小區層節點與核心網元及移動終端之間都具有上下行通信鏈路。
3.根據權利要求2所述的一種基於分層體系結構的移動通信無線接入網系統，其特徵在於所述的廣播/組播小區層節點和單播小區層節點可以工作在不同頻段，也可以工作在相同頻段。
全文摘要
本發明公開了一種基於分層體系結構的移動通信無線接入網組網方法及系統在現有移動通信系統中增設廣播/組播小區層，成為廣播/組播小區層和單播小區層分層體系結構。廣播/組播小區層的節點與核心網元之間採用上下行鏈路通信方式，與移動終端之間只有下行鏈路通信方式，單播小區層的節點與核心網元及移動終端之間都採用上下行鏈路通信方式。該組網方法將各傳輸類型的優勢充分的體現出來，最大限度的利用了無線網絡資源，不僅有效地解決目前存在的一些問題，還可以大幅降低組網成本。
文檔編號H04W4/06GK102932747SQ20121047748
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月22日 優先權日2012年11月22日
發明者肖琨, 陳甄, 張毅, 陸顯松 申請人:廣西師範大學