一種物理隨機接入信道的接入方法和裝置的製作方法
2023-05-13 17:52:01
專利名稱：一種物理隨機接入信道的接入方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信中的隨機接入技術，尤其涉及一種物理隨機接入信道 (PRACH, Physical Random Access Channel)的接入方法和系統。
背景技術：
隨著移動通信系統的演進，用戶的業務服務質量已成為運營商的首要目標，業務服務質量影響了服務性能，也決定了用戶對業務的滿意度。提高服務質量的重要方面就是建立連接和信道分配時的時間延遲以及成功率。為了進一步增強通訊系統的應用範圍，引入了物聯網的概念，並在通訊業標準會議上獲得廣泛推動。廣義的物聯網既包括傳統的人到人的通訊(H2H，human to human)，也包括機器到機器(M2M，Machine to Machine)的通訊，在第三代合作夥伴計劃(3GPP)會議中，M2M又被立項為"Machine Type Communication，，，簡稱MTC。引入M2M概念後，通訊業務被擴展了各行各業的方方面面。例如智能家居，包括家庭電器的遠程控制、家庭安防的遠程監控等等；智能交通，包括交通流量的監控、事故監控、車輛監控等；智能計量，包括工業儀表的監控和遠程控制、遠程抄表等。M2M業務將覆蓋到生活和工作、生產的各個領域，M2M的終端數量相比起現有的 H2H通訊終端，將大大的超越。這就對現有的無線接入網構成了新的壓力。其中最可能形成瓶頸的就是現有的無線接入能力很可能無法滿足大量M2M終端接入的要求。M2M終端和H2H終端發起呼叫的行為特徵有很大的區別，H2H終端的呼叫到達通常密度較小，而M2M終端的呼叫到達密度通常較大。以智能電網抄表業務為例，在城區人口密集的地區，一個基站小區所覆蓋區域內包括的智能電錶數量可以達到上萬個，當到達電錶數據上報時間時，上萬個電錶會在很短時間內(例如10秒內)一起發起無線接入，這樣會導致在這段時間內無線接入網的接入能力達到上限，從而嚴重影響普通H2H終端用戶的接入，用戶體驗的現象就是H2H呼叫無法成功，或者需要等待很長時間才能呼叫成功，這會嚴重影響到H2H終端用戶的感受度。而對於M2M設備來說，其服務質量(QoS，Quality of Serivce)要求和H2H終端是不同的，對於很大一部分的M2M業務來說(例如智能電錶)，較長的無線接入的延時是可以接受的。此外M2M引入的業務類型還有其他很多類型，例如火警報警，其對接入延遲的要求就可能比H2H終端更加嚴格；對於這種類型的M2M終端或者業務，很明顯也需要和QoS要求較低的終端或者業務區別對待。一般是，針對接入延遲的不同要求，不同終端或者不同的業務具有不同的接入優先級。M2M還引入了終端分組(Group)的概念，對於相同類型的終端、或者同處於某個區域內的終端，將其按組進行管理，可以大大節省空口的開銷，例如執行按組尋呼，比起普通的按單個終端尋呼，可極大節省尋呼信令開銷。考慮到上述因素，如何使M2M終端的密集接入行為對H2H終端造成的影響減小甚至消除，是一個目前需要解決的重要問題。
以UMTS系統為例，現有協議規定的用於表徵PRACH的信元有擾碼(scrambling code)號和籤名(signature)。不同的擾碼可以用於區分不同的PRACH，在使用相同擾碼的情況下，也可以使用的不同的籤名來區分不同的PRACH。目前的UMTS系統，當M2M終端大量接入時，擾碼資源和籤名資源被大量佔用；此時如果有H2H終端接入，就會有很大的概率發生接入衝突，導致H2H終端不斷重新發起接入，從而產生很大的接入時延，甚至接入失敗
發明內容
有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種PRACH的接入方法和系統，避免M2M終端的密集接入對H2H終端接入的影響，保證H2H終端的無線接入滿足QoS要求。為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的本發明提供的一種PRACH的接入方法，該方法包括接入網網元按照終端特徵類別設置PRACH分類信息，並將所述PRACH分類信息發送到終端；終端根據自身的終端特徵類別在所述PRACH分類信息中選擇相應的PRACH發起隨機接入。上述方案中，所述接入網網元按照終端特徵類別設置PRACH分類信息為接入網網元按照至少一種終端特徵類別進行分類，分別對每種分類配置一個或一個以上PRACHJf 所述終端特徵類別及對應的PRACH信息作為PRACH分類信息。上述方案中，所述按照至少一種終端特徵類別進行分類為至少包括以下一種 按照終端類型分類、按照呼叫業務類型分類、按照終端分組分類、按照接入優先級分類。上述方案中，所述將所述PRACH分類信息發送到終端為將所述PRACH分類信息添加到系統信息中進行廣播；或者，將所述PRACH分類信息通過尋呼發送給終端。上述方案中，所述將所述PRACH分類信息添加到系統信息中為將所述PRACH分類信息在現有的系統信息中添加；或者定義新的系統信息，在所述新的系統信息中放置所述 PRACH分類信息。上述方案中，該方法進一步包括接入網網元對每個PRACH配置專用的擾碼。上述方案中，所述終端根據自身的終端特徵類別在所述PRACH分類信息中選擇相應的PRACH發起隨機接入為終端在需要發起隨機接入時，按照與接入網網元約定使用的終端特徵類別，查詢自身的終端特徵類別在所述PRACH分類信息中所屬的分類，按照所述分類查找到對應的PRACH，終端從系統消息中讀取所述PRACH的配置信息，根據PRACH的配置信息中的擾碼和籤名構造前綴發起隨機接入。本發明提供的一種PRACH的接入系統，該系統包括接入網網元、終端；其中，接入網網元，用於按照終端特徵類別設置PRACH分類信息，並將所述PRACH分類信息發送到終端；終端，用於根據自身的終端特徵類別在所述PRACH分類信息中選擇相應的PRACH 發起隨機接入。上述方案中，所述接入網網元包括設置單元、發送單元；其中，設置單元，用於按照終端特徵類別設置PRACH分類信息，並通知發送單元；發送單元，用於將所述PRACH分類信息發送到終端。
上述方案中，所述設置單元按照終端特徵類別設置PRACH分類信息為所述設置單元按照至少一種終端特徵類別進行分類，分別對每種分類配置一個或一個以上PRACHJf 所述終 端特徵類別及對應的PRACH信息作為PRACH分類信息。上述方案中，所述設置單元，進一步用於對每個PRACH配置專用的擾碼。上述方案中，所述發送單元將所述PRACH分類信息發送到終端為發送單元將所述PRACH分類信息添加到系統信息中進行廣播；或者，發送單元將所述PRACH分類信息通過尋呼發送給終端。 上述方案中，所述終端根據自身的終端特徵類別在所述PRACH分類信息中選擇相應的PRACH發起隨機接入為終端在需要發起隨機接入時，按照與接入網網元約定使用的終端特徵類別，查詢自身的終端特徵類別在所述PRACH分類信息中所屬的分類，按照所述分類查找到對應的PRACH，從系統消息中讀取所述PRACH的配置信息，根據所述PRACH的配置信息中的擾碼和籤名構造前綴發起隨機接入。本發明提供的PRACH的接入方法和系統，接入網網元按照終端特徵類別設置 PRACH分類信息，並將所述PRACH分類信息發送到終端；終端根據自身的終端特徵類別在所述PRACH分類信息中選擇相應的PRACH發起隨機接入；如此，終端可以按照自身的終端特徵類別接入PRACH，避免M2M終端的密集接入對H2H終端接入的影響，保證H2H終端的無線接入滿足QoS要求。
圖1為本發明實現一種PRACH的接入方法的流程示意圖；圖2為本發明實現一種PRACH的接入系統的結構示意圖；圖3為本發明以UMTS系統為例，實現一種PRACH的接入方法的流程示意圖。
具體實施例方式本發明的基本思想是接入網網元按照終端特徵類別設置PRACH分類信息，並將所述PRACH分類信息發送到終端；終端根據自身的終端特徵類別在所述PRACH分類信息中選擇相應的PRACH發起隨機接入。下面通過附圖及具體實施例對本發明做進一步的詳細說明。本發明實現一種PRACH的接入方法，如圖1所示，該方法包括以下幾個步驟步驟101 接入網網元按照終端特徵類別設置PRACH分類信息；具體的，接入網網元按照至少一種終端特徵類別進行分類，分別對每一種分類配置一個或多個PRACH，該PRACH為這個分類專用，將所述終端特徵類別及對應的PRACH信息作為PRACH分類信息；本步驟中，所述接入網網元一般是基站，或稱NodeB ；所述終端特徵類別包括終端類型、呼叫業務類型、終端分組(group)、接入優先級等；所述終端類型，例如是M2M終端、或H2H終端、或者是除M2M終端和H2H終端以外的其他類型終端；所述呼叫業務類型，例如是普通呼叫、或緊急呼叫、或屬於M2M的新的呼叫業務類型；所述終端分組，指發起隨機接入的終端屬於的終端分組；所述接入優先級，指發起隨機接入的終端或者呼叫業務所具有的接入優先級；本步驟進一步包括，接入網網元對每個PRACH配置專用的擾碼，每個PRACH所對應的擾碼可以是相同，也可以是不同的；若兩個PRACH所對應的擾碼相同，則所述兩個PRACH 的隨機接入的隔離性就弱；若兩個PRACH所對應的擾碼不同，則所述兩個PRACH的隔離性就強，利用這兩個擾碼發起的隨機接入就不會相互衝突。步驟102 接入網網元將所述PRACH分類信息發送到終端；具體的，接入網網元將所述PRACH分類信息添加到系統信息中進行廣播，終端通過讀取系統信息獲得所述PRACH分類信息；進一步的，所述PRACH分類信息可以在現有的系統信息中添加；也可以定義新的系統信息，在所述新的系統信息中放置所述PRACH分類信息；或者，接入網網元將所述PRACH分類信息通過尋呼發送給終端；進一步的，接入網網元可以通過分組尋呼(group paging)將所述PRACH分類信息發送給分組終端，這樣可以降低信令開銷。步驟103 終端根據自身的終端特徵類別在所述PRACH分類信息中選擇相應的 PRACH發起隨機接入；具體的，終端在需要發起隨機接入時，按照與接入網網元約定使用的終端特徵類別，查詢自身的終端特徵類別在所述PRACH分類信息中所屬的分類，按照所述分類查找到對應的PRACH，終端從系統消息中讀取所述PRACH的配置信息，根據所述PRACH的配置信息中的擾碼和籤名構造前綴發起隨機接入；其中，在所述PRACH分類信息中的終端特徵類別對應多個PRACH時，可以任意選擇其中一個可用的PRACH。為了實現上述方法，本發明還提供了一種PRACH的接入系統，如圖2所示，該系統包括接入網網元21、終端22 ；其中，接入網網元21，用於按照終端特徵類別設置PRACH分類信息，並將所述PRACH分類信息發送到終端22 ；所述接入網網元21包括設置單元211、發送單元212 ；其中，設置單元211，用於按照終端特徵類別設置PRACH分類信息，並通知發送單元 212 ；發送單元212，用於將所述PRACH分類信息發送到終端22 ；上述中，所述接入網網元21—般是基站；所述終端特徵類別包括終端類型、呼叫業務類型、終端分組、接入優先級等；所述終端類型，例如是M2M終端、或H2H終端、或者是除M2M終端和H2H終端以外的其他類型終端；所述呼叫業務類型，例如是普通呼叫、或緊急呼叫、或屬於M2M的新的呼叫業務類型；所述終端分組，指發起隨機接入的終端屬於的終端分組；所述接入優先級，指發起隨機接入的終端或者呼叫業務所具有的接入優先級；
所述設置單元211按照終端特徵類別設置PRACH分類信息，具體的，所述設置單元211按照至少一種終端特徵類別進行分類，分別對每一種分類配置一個或多個PRACH，該 PRACH為這個分類專用，將所述終端特徵類別及對應的PRACH信息作為PRACH分類信息；所述設置單元211，進一步用於對每個PRACH配置專用的擾碼，每個PRACH所對應的擾碼可以是相同，也可以是不同的；所述發送單元212將所述PRACH分類信息發送到終端22，具體的，發送單元212 將所述PRACH分類信息添加到系統信息中進行廣播，終端22通過讀取系統信息獲得所述 PRACH分類信息；進一步的，所述PRACH分類信息可以在現有的系統信息中添加；也可以定義新的系統信息，在所述新的系統信息中放置所述PRACH分類信息；或者，發送單元212將所述PRACH分類信息通過尋呼發送給終端22 ；進一步的，發送單元212可以通過分組尋呼(group paging)將所述PRACH分類信息發送給分組終端22，這樣可以降低信令開銷。終端22，用於根據自身的終端特徵類別在所述PRACH分類信息中選擇相應的 PRACH發起隨機接入；具體的，終端22在需要發起隨機接入時，按照與接入網網元21約定使用的終端特徵類別，查詢自身的終端特徵類別在所述PRACH分類信息中所屬的分類，按照所述分類查找到對應的PRACH，終端22從系統消息中讀取所述PRACH的配置信息，根據所述PRACH的配置信息中的擾碼和籤名構造前綴發起隨機接入。下面結合具體實施例詳細說明本發明的方法的實現過程和原理。本實施例中，以UMTS系統為例，實現PRACH的接入方法，如圖3所示，該方法包括以下幾個步驟步驟301 =NodeB按照終端特徵類別設置PRACH分類信息；具體的，NodeB按照至少一種終端特徵類別進行分類，分別對每一種分類配置一個或多個PRACH，該PRACH為這個分類專用，將所述終端特徵類別及對應的PRACH信息作為 PRACH分類信息；本步驟進一步包括，NodeB對每個PRACH配置專用的擾碼，每個PRACH所對應的擾碼可以是相同，也可以是不同的；所述終端特徵類別包括終端類型、呼叫業務類型、終端分組、接入優先級等；所述終端類型，例如是M2M終端、或H2H終端、或者是除M2M終端和H2H終端以外的其他類型終端；所述呼叫業務類型，例如是普通呼叫、或緊急呼叫、或屬於M2M的新的呼叫業務類型；所述終端分組，指發起隨機接入的終端屬於的終端分組；所述接入優先級，指發起隨機接入的終端或者呼叫業務所具有的接入優先級；本步驟若按照終端類型分類，則所述PRACH分類信息如表1所示，每一種終端類型，可以對應一個或多個PRACH，如表1中，可以採用16位長度的比特位圖(bitmap)來表示對應的PRACH，其中比特位圖的相應位的比特為1，則表示其對應的PRACH分配給了該終端類型；例如若比特位圖=0001000010000000，則表示序號為3和8的2個PRACH分配給了對應的終端類型，這裡的比特位圖之所以用16位長度，是因為在UMTS系統中，能夠支持配置的最大PRACH個數是16。
權利要求
1.一種物理隨機接入信道(PRACH)的接入方法，其特徵在於，該方法包括接入網網元按照終端特徵類別設置PRACH分類信息，並將所述PRACH分類信息發送到終端；終端根據自身的終端特徵類別在所述PRACH分類信息中選擇相應的PRACH發起隨機接入。
2.根據權利要求1所述的接入方法，其特徵在於，所述接入網網元按照終端特徵類別設置PRACH分類信息為接入網網元按照至少一種終端特徵類別進行分類，分別對每種分類配置一個或一個以上PRACH，將所述終端特徵類別及對應的PRACH信息作為PRACH分類信肩、ο
3.根據權利要求2所述的接入方法，其特徵在於，所述按照至少一種終端特徵類別進行分類為至少包括以下一種按照終端類型分類、按照呼叫業務類型分類、按照終端分組分類、按照接入優先級分類。
4.根據權利要求1所述的接入方法，其特徵在於，所述將所述PRACH分類信息發送到終端為將所述PRACH分類信息添加到系統信息中進行廣播；或者，將所述PRACH分類信息通過尋呼發送給終端。
5.根據權利要求4所述的接入方法，其特徵在於，所述將所述PRACH分類信息添加到系統信息中為將所述PRACH分類信息在現有的系統信息中添加；或者定義新的系統信息，在所述新的系統信息中放置所述PRACH分類信息。
6.根據權利要求1所述的接入方法，其特徵在於，該方法進一步包括接入網網元對每個PRACH配置專用的擾碼。
7.根據權利要求1至6任一項所述的接入方法，其特徵在於，所述終端根據自身的終端特徵類別在所述PRACH分類信息中選擇相應的PRACH發起隨機接入為終端在需要發起隨機接入時，按照與接入網網元約定使用的終端特徵類別，查詢自身的終端特徵類別在所述 PRACH分類信息中所屬的分類，按照所述分類查找到對應的PRACH，終端從系統消息中讀取所述PRACH的配置信息，根據PRACH的配置信息中的擾碼和籤名構造前綴發起隨機接入。
8.一種PRACH的接入系統，其特徵在於，該系統包括接入網網元、終端；其中， 接入網網元，用於按照終端特徵類別設置PRACH分類信息，並將所述PRACH分類信息發送到終端；終端，用於根據自身的終端特徵類別在所述PRACH分類信息中選擇相應的PRACH發起隨機接入。
9.根據權利要求8所述的接入系統，其特徵在於，所述接入網網元包括設置單元、發送單元；其中，設置單元，用於按照終端特徵類別設置PRACH分類信息，並通知發送單元； 發送單元，用於將所述PRACH分類信息發送到終端。
10.根據權利要求9所述的接入系統，其特徵在於，所述設置單元按照終端特徵類別設置PRACH分類信息為所述設置單元按照至少一種終端特徵類別進行分類，分別對每種分類配置一個或一個以上PRACH，將所述終端特徵類別及對應的PRACH信息作為PRACH分類信息ο
11.根據權利要求9所述的接入系統，其特徵在於，所述設置單元，進一步用於對每個PRACH配置專用的擾碼。
12.根據權利要求9所述的接入系統，其特徵在於，所述發送單元將所述PRACH分類信息發送到終端為發送單元將所述PRACH分類信息添加到系統信息中進行廣播；或者，發送單元將所述 PRACH分類信息通過尋呼發送給終端。
13.根據權利要求8至12任一項所述的接入系統，其特徵在於，所述終端根據自身的終端特徵類別在所述PRACH分類信息中選擇相應的PRACH發起隨機接入為終端在需要發起隨機接入時，按照與接入網網元約定使用的終端特徵類別，查詢自身的終端特徵類別在所述PRACH分類信息中所屬的分類，按照所述分類查找到對應的PRACH，從系統消息中讀取所述PRACH的配置信息，根據所述PRACH的配置信息中的擾碼和籤名構造前綴發起隨機接入。
全文摘要
本發明公開了一種物理隨機接入信道(PRACH)的接入方法，接入網網元按照終端特徵類別設置PRACH分類信息，並將所述PRACH分類信息發送到終端；終端根據自身的終端特徵類別在所述PRACH分類信息中選擇相應的PRACH發起隨機接入；本發明同時還公開了一種PRACH的接入系統，通過本發明的方案，終端可以按照自身的終端特徵類別接入PRACH，避免M2M終端的密集接入對H2H終端的接入的影響，保證H2H終端的無線接入服務質量要求。
文檔編號H04W74/08GK102378389SQ20101025947
公開日2012年3月14日 申請日期2010年8月20日 優先權日2010年8月20日
發明者戴謙, 許英奇 申請人:中興通訊股份有限公司