CN101489285B - 用户设备接入方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种用户设备接入方法及***，其中方法包括：将***频带划分为一个或一个以上工作频带，每个工作频带的中间位置设置同步信道(SCH)和主广播信道(PBCH)；在SCH上发送下行同步信号，在PBCH上发送主广播信号，所述主广播信号包括用户设备接入***所需的信息；用户设备接收所述下行同步信号和主广播信号，进行***接入。本发明提出的方法和***法能够适应大***带宽下的无线接入。
Description
技术领域
本发明涉及宽带无线通信技术领域，特别涉及用户设备接入方法及***。
背景技术
现有的无线通信***的接入模式中，需要用户设备(UE，UserEquipment)具有与***带宽相匹配的信号接收能力。例如，在现有的长期演进(LTE，Long Term Evolution)无线通信标准中，最大***带宽达到20MHz，为了避免***设计的困难，将UE的信号接收能力设定为支持最大***带宽20MHz，而***的同步信道(SCH，Synchronization Channel)和广播信道(BCH，Broadcasting Channel)位于***带宽的中心区域。参见图1，图1为现有技术LTE***中SCH/BCH的频域结构示意图。SCH和BCH均被置于小区***带宽的中心，基本带宽为1.25MHz。
UE在开机或失去网络服务时，需要通过小区初始搜索来捕获***，UE需要识别出其将要驻留的小区并且解调出该小区BCH中的***信息。在这个过程中，UE扫描SCH，通过SCH实现时频同步，获取小区标识；UE接收***的广播信息，并根据***广播信息指示的上下行随机接入信道的时频资源分配信息，UE发起初始随机接入过程。完成上行同步后，UE和基站将继续交互高层信令，完成UE在小区的驻留操作。
LTE中定义的UE信号接收能力为***最大***带宽20MHz，因此不需要在***带宽上跳转来接收信号。基站可以根据UE的信号处理能力和***资源的分配情况，指示UE接收和处理某一指定频带的信号。用户能够很方便地进行监听***中心频带上的广播信息、小区测量及小区重选等。
宽带无线通信将成为今后移动通信的主要发展方向，例如，在ITU的IMT-Advanced***中，最大无线通信的带宽可以达到100MHz。未来无线通信***带宽的增大，使得带宽资源分配可能出现多种选择，不同的运营商可能分配的***带宽是不同的，同时UE的信号接收能力也有差别，因此，对于下一代宽带无线通信***来说，沿用现有的无线接入模式，要求UE具有与***带宽相匹配的信号接收能力显然是不现实的。可见，现有的无线接入模式无法适应大带宽***下的用户接入。
发明内容
本发明实施例提出一种用户设备接入方法，该方法能够适应大***带宽下的无线接入。
本发明实施例还提出一种用户设备接入***、用户设备和基站，能够适应大***带宽下的无线接入。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：
一种用户设备接入方法，包括：
将***频带划分为一个或一个以上工作频带，每个工作频带的中间位置设置SCH和主广播信道(PBCH，Primary BCH)；
在每个工作频带的SCH上发送下行同步信号，在每个工作频带的PBCH上发送主广播信号，所述主广播信号包括用户设备接入***所需的信息；
将公共广播信号划分为一个或一个以上信息块；所述公共广播信号包括除主广播信号外的***信息；
在每个工作频带设置公共广播信道，将每个信息块映射在一个工作频带的公共广播信道上，各信息块映射的工作频带不同；在每个工作频带的公共广播信道上发送对应的信息块；在发送信息块的每一帧中，信息块的映射次序相对于上一帧中信息块的映射次序在各个工作频带的公共广播信道上进行循环移位；
用户设备接收所述下行同步信号和主广播信号，进行***接入。
一种用户设备接入***，包括：
基站，用于将***频带划分为一个或一个以上工作频带，每个工作频带的中间位置设置SCH和PBCH；在每个工作频带的SCH上发送下行同步信号，在每个工作频带的PBCH上发送主广播信号，所述主广播信号包括用户设备接入***所需的信息；还用于将公共广播信号划分为一个或一个以上信息块；所述公共广播信号包括除主广播信号外的***信息；在每个工作频带设置公共广播信道，将每个信息块映射在不同工作频带的公共广播信道上，在每个工作频带的公共广播信道上发送对应的信息块；在发送信息块的每一帧中，信息块的映射次序相对于上一帧中信息块的映射次序在各个工作频带的公共广播信道上进行循环移位；
用户设备，用于接收基站发送的下行同步信号和主广播信号，进行***接入。
一种基站，包括：
工作频带划分模块，用于将***频带划分为一个或一个以上工作频带，每个工作频带的中间位置设置SCH和PBCH；
下行同步信号发送模块，用于在工作频带划分模块所设置的每个工作频带的SCH发送下行同步信号；
主广播信号发送模块，用于在工作频带划分模块所设置的每个工作频带的PBCH发送主广播信号；
公共广播信号划分模块，用于将公共广播信号划分为一个或一个以上信息块；
信息块发送模块，用于在每个工作频带设置公共广播信道，将每个信息块映射在一个工作频带的公共广播信道上，各信息块映射的工作频带不同；在每个工作频带的公共广播信道上发送对应的信息块；在发送信息块的每一帧中，信息块的映射次序相对于上一帧中信息块的映射次序在各个工作频带的公共广播信道上进行循环移位。
可见，本发明实施例提出的用户设备接入方法、***用户设备和基站，将宽带频带划分为一个或一个以上工作频带，每个工作频带的中心位置设置SCH/BCH。所有用户都从小区的某一SCH/BCH进行初始的下行同步并发起初始随机接入，然后根据小区的***信息指示跳转到工作频带，这样就很好的解决了UE信号接收能力和***带宽不匹配的问题，使得小区能很好的兼容不同能力的UE；UE进入工作频带之后，接收本工作频带内的SCH和BCH，不必频繁跳转到特定的频点读广播。这样就能够适应大***带宽下的无线接入。
附图说明
图1为现有技术LTE***中SCH/BCH的频域结构示意图；
图2为本发明实施例***频带划分及SCH/BCH的位置示意图。
具体实施方式
本发明实施例提出一种宽带无线通信***用户设备接入方法，该方法将***频带划分为一个或一个以上工作频带，每个工作频带的中间位置设置SCH、主广播信道(PBCH)和公共广播信道，其中PBCH和公共广播信道可以统称为BCH；在SCH上发送下行同步信号，在PBCH上发送主广播信号，所述主广播信号包括用户设备接入***所需的信息；用户设备接收所述下行同步信号和主广播信号，进行***接入。在公共广播信道上发送公共广播信号。
上述划分***频带的方式可以为：根据***定义的最低等级的用户设备的信号接收能力，将***频带划分为一个或一个以上的工作频带，每个工作频带约带宽可以等于最低等级的用户设备所能够接收的带宽。
例如，***中定义的用户设备的信号接收能力分别有：5MHz、10MHz、15MHz、20MHz和40MHz，则可以根据最低等级的用户设备的信号接收能力，即5MHz，将***频带划分为多个工作频带，每个工作频带的带宽为5MHz。每个工作频带的中间位置设置SCH和BCH。如图2所示，图2为本发明实施例***频带划分及SCH/BCH的位置示意图。在图2中，***频带为60MHz，***中最低等级的用户设备的信号接收能力为5MHz，则将***频带划分为12个带宽为5MHz的工作频带，每个工作频带的中间位置设置SCH和BCH。
其中，在SCH上发送下行同步信号，用于下行时频同步、小区识别、帧定时和频点标识。每个工作频带的SCH上发送的下行同步信号可以是相同的、也可以是不同的。SCH应具有很好的自相关、互相关性和抗频偏、抗噪声能力，便于简化接收机的结构。
在PBCH上发送主广播信号，主广播信号中包含用户设备接入***所需的信息，包括：***带宽信息、随机接入信息和本工作频带内的相关信息。
在公共广播信道上发送公共广播信号，公共广播信号中包含了其他的***信息，如邻小区信息、小区重选信息和小区测量信息。由于公共广播信号包含的信息量较大，可以将公共广播信号分成多个信息快，在频域上均匀分布，在各相连的帧中每个信息块的发射次序循环移位。具体方式为：
将公共广播信号划分为一个或一个以上信息块；所述公共广播信号包括除主广播信号外的***信息，如：小区选择信息、重选信息和测量控制信息等。
将每个信息块映射在一个工作频带的公共广播信道上，各信息块映射的工作频带不同；在每个工作频带的公共广播信道上发送对应的信息块；在发送信息块的每一帧中，信息块的映射次序相对于上一帧中信息块的映射次序在各个工作频带的公共广播信道上进行循环移位。
如图2所示，将公共广播信号划分为12个信息块，每个信息块编号分别为0至11。t1帧时，将信息块0至信息块11分别映射到第0至11个工作频带的公共广播信道，在每个工作频带的公共广播信道上发送对应的信息块；t2帧时，信息块的映射次序在各个工作频带的公共广播信道上向后移动1位，即：将信息块1映射到第0个工作频带的公共广播信道、将信息块2映射到第1个工作频带的公共广播信道、......、将信息块11映射到第10个工作频带的公共广播信道、将信息块0映射到第11个工作频带的公共广播信道；t3帧时，信息块的映射次序在各个工作频带的公共广播信道上再向后移动1位，以此类推。
UE可以在其所在的工作频带的公共广播信道上接收信息块，获取公共广播信号。对于信号接收能力与***带宽匹配的UE，可以在一帧之内快速接收完整的公共广播信号，并获得充分的频域分集增益，接收性能较好；对于信号接收能力最低的UE，可以在一个广播周期内将公共广播信号接收完整，如同工作在一个相对窄带的***中。
图2所示的实施例中，信息块的个数等于***中工作频带的个数，该实施例仅是一种较为理想的实施方式。在本发明的其它实施例中，信息块的个数可以不等于工作频带的个数，而依实际情况划分数据块。例如：***中有12个工作频带，公共广播信号被划分为15个信息块，则映射关系可以为：t1帧时，分别将信息块0至信息块11依次映射到第0至第11个工作频带的公共广播信道；t2帧时，分别将信息块12至信息块14映射到第0至第2个工作频带的公共广播信道，之后，分别将信息块1至信息块9映射到第3至第11个工作频带的公共广播信道；在t3帧时的映射关系以此类推，不再赘述。
将***频带进行上述划分之后，UE进行***接入的主要过程为：
1、下行同步信号搜索：
UE在开机后，根据SIM卡中的运营商纪录，扫描相应运营商频谱上的SCH，进行初始的下行同步信号捕获，如果下行同步信号检测成功则进入下一步读广播；如果不成功，则逐一扫描各可能的SCH，直至检测判决成功。
2、小区选择：
UE进行RSRP检测，满足S准则。
UE从PBCH的主广播信号中获取***广播信息，得知***带宽、支持业务、初始接入资源信息等。UE选择能力和业务匹配的合适的小区准备接入。
3、UE工作频带选择、接入和注册：
(1)对于信号接收能力与小区带宽匹配的UE：
UE直接选择当前频段。如果初始接入频点不在***带宽的中心位置，则UE根据主广播信号的指示作载频偏移调整。之后，UE进行下行同步校正，接收主广播信号，根据***指示的初始接入资源发起初始随机接入过程，进行小区注册操作。
(2)对于信号接收能力小于小区带宽匹配的UE：
UE在初始接入频点上发起初始随机接入，向基站上报自身的信号接收能力和信号处理能力；基站根据该UE的信号接收能力和信号处理能力以及各工作频带的负载情况分配上行接入信道资源，指示该UE跳转至合适的工作频带；UE根据所述指示进行工作频带跳转，并调整接收机的载频频点。
工作频带跳转的UE的初始随机接入是在初始接入频点上完成的，UE收到基站指示之后跳转到工作频带，在工作频带不必再次进行初始随机接入，根据***的指示可以可靠地建立信令连接，进行高层信令交互。
UE工作在工作频带时，如果需要发起业务，也需要随机接入过程。此时发起随机接入的具体过程可以为：UE接收所在工作频带的SCH上发送的下行同步信号，进行同步校正；UE接收所在工作频带的PBCH上发送的主广播信号，获取所述工作频带的上行接入信道资源信息，发起随机接入，进行小区注册操作。用户设备跳转之后，当需要立即在新的工作频段上建立高层信令连接时，该随机接入可以是非竞争的随机接入。基站可以根据各个工作频带内的UE的数量和接入成功率合理分配上行接入信道资源，令随机接入具有足够的成功概率，UE在基站分配的接入信道资源中发起随机接入过程。
4、小区重选
UE接入某小区之后，当满足小区重选的触发准则时，即需要进行小区重选。此时，对小区重选的测量范围可以有一定的限制，以下详述：
对于同频重选，可以考虑相同工作频带上的所有相邻小区，不考虑相邻小区的不同工作频带，因为小区重选的原因在于UE远离原来的服务小区，原小区各个频点的频率选择性信道中的信号强度是不同的，如果搜索相邻小区内的各个工作频带，从短期看是可能得到更好的信号，但从长期统计来看，各个工作频带的平均信号功率是一致的，因此相邻小区不同工作频带的测量工作是没有意义的，而且浪费时间。
对于异频重选，可以考虑本小区***频带之外的所有相邻小区的一个工作频带，不考虑相邻小区的多个工作频带，理由如上。
用户设备从相邻小区读取***广播信息，得知***带宽、支持业务、初始接入资源信息等。UE纪录下所有可能接入的小区信息，选择与自身能力和业务最为匹配的小区准备接入。
具体小区重选的方式可以为：UE获取本小区***频带之外的所有相邻小区的信号强度，在信号强度合适的小区中选择能力和业务匹配的小区进行异频重选；或者，用户设备获取本小区***频带之外的所有相邻小区的一个工作频带的信号强度，在信号强度合适的小区中选择能力和业务匹配的小区进行异频重选。
本发明实施例还提出一种用户设备接入***，包括：
基站，用于将***频带划分为一个或一个以上工作频带，每个工作频带的中间位置设置SCH和PBCH；在每个工作频带的SCH上发送下行同步信号，在每个工作频带的PBCH上发送主广播信号，所述主广播信号包括用户设备接入***所需的信息；
用户设备，用于接收基站发送的下行同步信号和主广播信号，进行***接入。
基站可以根据***定义的最低等级的用户设备的信号接收能力，对***频带进行划分。
上述***中，基站还可以进一步用于：将公共广播信号划分为一个或一个以上信息块；所述公共广播信号包括除主广播信号外的***信息；在每个工作频带的中间位置设置公共广播信道，将每个信息块映射在不同工作频带的公共广播信道上，在每个工作频带的公共广播信道上发送对应的信息块；在发送信息块的每一帧中，信息块的映射次序相对于上一帧中信息块的映射次序在各个工作频带的公共广播信道上进行循环移位；
所述用户设备可以进一步用于：在其所在的工作频带的公共广播信道上接收基站发送的信息块，获取公共广播信号。
本发明实施例还提出一种用户设备，可以包括：
初始随机接入发起单元，用于接收基站发送的下行同步信号和主广播信号，选择能力和业务匹配的小区，在初始接入频点发起初始随机接入，向基站上报自身的信号接收能力和信号处理能力；
跳转执行单元，用于接收基站发送的跳转指示，根据所述指示进行工作频带跳转，并调整接收机的载频频点。
上述用户设备还可以进一步包括：
随机接入发起单元，用于接收用户设备所在工作频带的SCH上发送的下行同步信号，进行同步校正；接收用户设备所在工作频带的PBCH上发送的主广播信号，获取所述工作频带的上行接入信道资源信息，发起随机接入。
公共广播信号获取模块，用于在用户设备所在的工作频带的公共广播信道上接收基站发送的信息块，获取公共广播信号。
同频重选单元，用于获取相同工作频带上的所有相邻小区的信号强度，在信号强度合适的小区中选择能力和业务匹配的小区进行同频重选。
异频重选单元，用于获取本小区***频带之外的所有相邻小区的一个工作频带的信号强度，在信号强度合适的小区中选择能力和业务匹配的小区进行异频重选。
本发明实施例还提出一种基站，可以包括：
工作频带划分模块，用于将***频带划分为一个或一个以上工作频带，每个工作频带的中间位置设置SCH和PBCH；
下行同步信号发送模块，用于在工作频带划分模块所设置的每个工作频带的SCH发送下行同步信号；
主广播信号发送模块，用于在工作频带划分模块所设置的每个工作频带的PBCH发送主广播信号。
上述基站还可以进一步包括：
公共广播信号划分模块，用于将公共广播信号划分为一个或一个以上信息块；
信息块发送模块，用于在每个工作频带的中间位置设置公共广播信道，将每个信息块映射在一个工作频带的公共广播信道上，各信息块映射的工作频带不同；在每个工作频带的公共广播信道上发送对应的信息块；在发送信息块的每一帧中，信息块的映射次序相对于上一帧中信息块的映射次序在各个工作频带的公共广播信道上进行循环移位。
总之，本发明实施例提出一种应对未来大带宽无线通信***的接入方法、***用户设备和基站，将***频带划分为一个或一个以上工作频带，用以兼容各种具有不同信号接收能力的用户设备；UE与***带宽不匹配的情况下，根据基站的指示进行工作频带跳转；***在各个工作频带上均设置SCH和BCH，使得UE进行某一工作频带后，可以接收本工作频带内的SCH和BCH，而不必频繁跳转到特定的频点读广播。另外，本发明实施例改进了公共广播信号的发送方式，使UE在接收公共广播信号时可以得频域分集增益；并且，本发明实施例还对小区重选的范围提出了限制，可以加快小区重选进程。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (14)
1.一种用户设备接入方法，其特征在于，所述方法包括：
将***频带划分为一个或一个以上工作频带，每个工作频带的中间位置设置同步信道SCH和主广播信道PBCH；
在每个工作频带的SCH上发送下行同步信号，在每个工作频带的PBCH上发送主广播信号，所述主广播信号包括用户设备接入***所需的信息；
将公共广播信号划分为一个或一个以上信息块；所述公共广播信号包括除主广播信号外的***信息；
在每个工作频带设置公共广播信道，将每个信息块映射在一个工作频带的公共广播信道上，各信息块映射的工作频带不同；在每个工作频带的公共广播信道上发送对应的信息块；在发送信息块的每一帧中，信息块的映射次序相对于上一帧中信息块的映射次序在各个工作频带的公共广播信道上进行循环移位；
用户设备接收所述下行同步信号和主广播信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法下行同步信号用于完成小区下行时频同步、小区识别、帧定时和频点标识。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述每个工作频带的SCH上发送的下行同步信号不同。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主广播信号包括：***带宽信息、随机接入信息和本工作频带内的相关信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
用户设备在其所在的工作频带的公共广播信道上接收所述信息块，获取公共广播信号。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
用户设备接收所述下行同步信号和主广播信号，选择能力和业务匹配的小区，在初始接入频点发起初始随机接入，向基站上报自身的信号接收能力和信号处理能力；基站根据所述用户设备的信号接收能力和信号处理能力以及各工作频带的负载情况，指示用户设备跳转至合适的工作频带；
用户设备根据所述指示进行工作频带跳转，并调整接收机的载频频点。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：基站根据各工作频带上的用户设备的数量和接入成功率，分配上行接入信道资源。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
用户设备接收所在工作频带的SCH上发送的下行同步信号，进行同步校正；
用户设备接收所在工作频带的PBCH上发送的主广播信号，获取所述工作频带的上行接入信道资源信息，发起随机接入。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当用户设备需要立即在跳转后所在的工作频段上建立高层信令连接时，所述随机接入为非竞争的随机接入。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：用户设备获取相同工作频带上的所有相邻小区的信号强度，在信号强度合适的小区中选择能力和业务匹配的小区进行同频重选。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：用户设备获取本小区***频带之外的所有相邻小区的一个工作频带的信号强度，在信号强度合适的小区中选择能力和业务匹配的小区进行异频重选。
12.一种用户设备接入***，其特征在于，所述***包括：
基站，用于将***频带划分为一个或一个以上工作频带，每个工作频带的中间位置设置SCH和PBCH；在每个工作频带的SCH上发送下行同步信号，在每个工作频带的PBCH上发送主广播信号，所述主广播信号包括用户设备接入***所需的信息；还用于将公共广播信号划分为一个或一个以上信息块；所述公共广播信号包括除主广播信号外的***信息；在每个工作频带设置公共广播信道，将每个信息块映射在不同工作频带的公共广播信道上，在每个工作频带的公共广播信道上发送对应的信息块；在发送信息块的每一帧中，信息块的映射次序相对于上一帧中信息块的映射次序在各个工作频带的公共广播信道上进行循环移位；
用户设备，用于接收基站发送的下行同步信号和主广播信号。
13.根据权利要求12所述的***，其特征在于，所述用户设备进一步用于：在其所在的工作频带的公共广播信道上接收基站发送的信息块，获取公共广播信号。
14.一种基站，其特征在于，所述基站包括：
工作频带划分模块，用于将***频带划分为一个或一个以上工作频带，每个工作频带的中间位置设置SCH和PBCH；
下行同步信号发送模块，用于在工作频带划分模块所设置的每个工作频带的SCH发送下行同步信号；
主广播信号发送模块，用于在工作频带划分模块所设置的每个工作频带的PBCH发送主广播信号；
公共广播信号划分模块，用于将公共广播信号划分为一个或一个以上信息块；
信息块发送模块，用于在每个工作频带设置公共广播信道，将每个信息块映射在一个工作频带的公共广播信道上，各信息块映射的工作频带不同；在每个工作频带的公共广播信道上发送对应的信息块；在发送信息块的每一帧中，信息块的映射次序相对于上一帧中信息块的映射次序在各个工作频带的公共广播信道上进行循环移位。
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