CN111698069B - 基于plmn进行随机接入的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及基于公共陆地移动网络(PLMN)进行随机接入的方法和设备，其中PLMN与运营商相关联。提供了用于基站设备侧的通信方法，包括：在区域内基于PLMN将用户设备划分为N个用户设备组，其中N等于该区域内的PLMN的数量；将Preamble码划分为N个相互正交的Preamble码子集；向N个用户设备组中的每个用设备组发送互不相同的单独的Preamble码子集，其中每个用户设备组中的用户设备利用所接收的Preamble码子集中的Preamble码进行随机接入。在该方法中，每个用户设备组中的用户设备利用所接收的Preamble码子集中的Preamble码进行随机接入可以包括：每个用户设备组中的每个用户设备从所接收的Preamble码子集中随机选择一个Preamble码并将其发送给基站设备，然后从基站设备接收随机接入响应。
Description
技术领域
本公开涉及无线通信领域，特别地，涉及用于基于公共陆地移动网络(PublicLand Mobile Network,PLMN)进行随机接入的无线通信方法和设备。
背景技术
在第五代(5G)移动通信***中，通过独立组网(SA组网)能够一步到位引进5G基站和5G核心网络，同时可以支持5G网络所引入的各种新功能和新业务。由于5G***中的工作频段高，基站数量多、造价昂贵并且功耗高，因此为了降低成本以及高效地建设5G基站，多个运营商共建基站(在本文中与“共享基站”可互换地使用)成为非常有前景的发展趋势。在SA组网模式下，通过共建基站能够实现网络覆盖增倍、速率增倍、以及使得用户享受到更高的传输带宽和更大的数据速率。目前，诸如中国电信和***的运营商已经在全国多个地区共同建立了5G共享基站。
多个运营商在共享基站的情况下，通过共享载波方式进行***共享。为了尽量减少不同运营商之间的干扰，当前的研究倾向于支持网络切片功能，该功能为每个运营商切分独立的隔离资源(切片)。然而，当前的网络切片技术在由于一个网络切片内部事件导致的公共信令过载或拥塞的情况下，无法保证其他网络切片的性能。也就是说，当出现一个运营商的用户数量激增而导致网络拥塞的情况时，与其共享基站的其他运营商的接入性能很可能受到不良影响。此外，将无线随机信道硬性切分成多个独立的自信道，也容易导致有限的信道资源没有得到充分的利用。
因此，需要有效可靠的通信方法和电子设备，以使得不同运营商的用户能够公平高效地进行随机接入，同时具有一定的资源隔离度。
发明内容
本公开提供了新颖的基于PLMN进行随机接入的通信方法和电子设备。
根据本公开的第一方面，提供了一种用于基站设备侧的通信方法，包括：在区域内基于公共陆地移动网络(PLMN)将用户设备划分为N个用户设备组，其中N等于所述区域内的PLMN的数量；将Preamble码划分为N个相互正交的Preamble码子集；向N个用户设备组中的每个用设备组发送互不相同的单独的Preamble码子集，其中每个用户设备组中的用户设备利用所接收的Preamble码子集中的Preamble码进行随机接入。在该方法中，每个用户设备组中的用户设备利用所接收的Preamble码子集中的Preamble码进行随机接入可以包括：每个用户设备组中的每个用户设备从所接收的Preamble码子集中随机选择一个Preamble码并将其发送给基站设备，然后从基站设备接收随机接入响应。在该方法中，PLMN与运营商相关联，一个运营商可以对应于一个或多个PLMN。在该方法中，Preamble码可以用于基于竞争的随机接入。Preamble码是通过ZC(ZADOFF-CHU)序列循环移位而产生的正交序列。在该方法中，所述区域可以包括以下中的一个或多个：小区、小小区、微小区、毫微微小区。
对应地，根据本公开的第一方面，本公开提供了一种用于基站设备侧的电子设备，包括：一个或多个处理器；以及一个或多个存储器，其上存储有可执行指令，所述可执行指令当由所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行相应的方法。
对应地，根据本公开的第一方面，本公开还提供了一种其上存储有可执行指令的非暂态计算机可读存储介质，所述可执行指令当由一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行相应的方法。
根据本公开的第二方面，本公开提供了一种用于用户设备侧的通信方法，包括：在区域内的N个用户设备组中的每个用设备组从基站设备接收互不相同的单独的Preamble码子集，其中N等于所述区域内的公共陆地移动网络(PLMN)的数量，并且其中Preamble码被基站设备划分为N个相互正交的Preamble码子集；每个用户设备组中的用户设备利用所接收的Preamble码子集中的Preamble码进行随机接入。在该方法中，每个用户设备组中的用户设备利用所接收的Preamble码子集中的Preamble码进行随机接入可以包括：每个用户设备组中的每个用户设备从所接收的Preamble码子集中随机选择一个Preamble码并将其发送给基站设备，然后从基站设备接收随机接入响应。在该方法中，PLMN与运营商相关联，一个运营商可以对应于一个或多个PLMN。在该方法中，Preamble码可以用于基于竞争的随机接入。Preamble码是通过ZC(ZADOFF-CHU)序列循环移位而产生的正交序列。在该方法中，所述区域可以包括以下中的一个或多个：小区、小小区、微小区、毫微微小区。
对应地，根据本公开的第二方面，本公开提供了一种用于用户设备侧的电子设备，包括：一个或多个处理器；以及一个或多个存储器，其上存储有可执行指令，所述可执行指令当由所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行相应的方法。
对应地，根据本公开的第二方面，本公开还提供了一种其上存储有可执行指令的非暂态计算机可读存储介质，所述可执行指令当由一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行相应的方法。
通过以下参考附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得更为清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。
参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：
图1示出了根据本公开的实施例的无线通信***的示意图。
图2A和图2B示出了根据本公开的实施例的基于PLMN进行随机接入的方法流程图。
图3示出了根据本公开的实施例的基于PLMN进行随机接入的电子设备之间的通信交互图。
图4示出了根据本公开的示例性实施例的基于PLMN将用户设备划分为用户设备组的示意图。
图5示出了根据本公开的示例性实施例的基于PLMN将Preamble码划分为Preamble码子集的示意图。
图6示出了可以实现根据本公开的示例性实施例的计算设备的示例性配置。
应当认识到的是，本公开中的一部分附图标记采用两段式表示，两段的数字之间以“-”隔开，第一段的数字表示较大范围的元件或步骤，并且第二段的数字表示在该范围的元件或步骤中进一步细分的标号。
具体实施方式
以下将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应当注意的是：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。为了更好地解释本公开，在下面的描述中阐述了许多细节，然而可以理解的是，在没有这些细节的情况下也可以实践本公开。
以下对各种示例性实施例的描述仅仅是说明性的，本领域普通技术人员将认识到其它变体、修改和替代方案是可能的。在本公开中，术语“第一”、“第二”等仅仅被用来在元件或步骤等之间进行区分，而并不旨在表示时间顺序、优先级或重要性。
对于本领域普通技术人员已知的技术、方法和设备在本文中可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为本说明书的一部分。
图1示出了根据本公开的实施例的无线通信***100的示意图。
在图1中所示的无线通信***100中，基站设备101为多个运营商的共建基站。该无线通信***中包括多个用户设备102，这些用户设备102通过基站设备101可以接入到不同的运营商核心网络(例如，运营商A核心网络103和运营商B核心网络104)。应当理解的是，图1中示出了5个用户设备(即102-1至102-5)和两个运营商(即运营商A和运营商B)作为示例，实际上用户设备和运营商的数量并不限于此。
共同陆地移动网络(PLMN)指代由政府或其所批准的经营者为公众提供陆地移动通信业务目的而建立和经营的网络。PLMN通常可以与公众交换电话网络(Public SwitchedTelephone Network,PSTN)互连以形成整个地区的通信网络。通常来说，PLMN与运营商相关联，一个运营商可以对应于一个或多个PLMN。
如本文的背景技术部分中所提到的，当前的基于PLMN对网络进行切片的技术在一个运营商的用户数量激增导致网络堵塞的情况下，无法保证其他运营商的接入性能依然良好。这是由于目前不同运营商用于随机接入的Preamble码(通常也被称为“随机接入前导码”)是共享的。Preamble码是用户设备在物理随机接入信道中所发送的实际内容，并且可以通过ZC(ZADOFF-CHU)序列循环移位而产生正交序列来得到Preamble码。作为示例，根据当前的移动通信标准，一个小区存在相互正交的64个Preamble码(将其编号为0-63)，其中编号为0-61的Preamble码用于基于竞争的随机接入，而编号为62-63的Preamble码用于基于非竞争的随机接入。本公开主要针对用于基于竞争的随机接入的Preamble码。每个用户设备102随机选择一个Preamble进行接入，则两个或更多个用户设备可能选择了相同的Preamble码，导致发生碰撞，因此无法全部成功接入各自的运营商核心网络。
为了解决上述问题，本公开提供了基于PLMN对用户设备进行分组，同时对Preamble码进行子集划分的较为优化的方法，使得不同运营商所对应的用户设备使用不同的Preamble码子集进行随机接入，从而有效避免了运营商之间的接入干扰。
应当理解的是，本公开中所提到的基站设备一词具有其通常含义的全部广度，并且至少包括用于作为无线通信***或无线电***的一部分以便于通信的无线通信站。基站设备中可以包括一个或多个天线阵列，用于与用户设备之间发射和接收波束以及无线信号。本公开中所提到的用户设备通常也被称为终端设备，其包括但不限于智能电话、平板个人计算机、膝上型计算机、便携式游戏终端以及数字摄录装置等。
应当认识到的是，本文示出的无线通信***仅仅是一个示例。本领域技术人员可以根据需要，增加更多的组成部分或删减一些组成部分，并且可以对一些组成部分的功能和配置进行修改。
图2A和图2B示出了根据本公开的实施例的基于PLMN进行随机接入的方法流程图。具体而言，图2A示出了根据本公开的实施例的用于基站设备侧的基于PLMN进行随机接入的方法流程图200A。图2B示出了根据本公开的实施例的用于用户设备侧的基于PLMN进行随机接入的方法流程图200B。
在图2A中的步骤S201A处，基站设备在区域内基于PLMN将用户设备划分为N个用户设备组，其中N等于该区域内的PLMN的数量。在步骤S202A处，基站设备将Preamble码划分为N个相互正交的Preamble码子集。然后，在步骤S203A处，基站设备向N个用户设备组中的每个用设备组发送互不相同的单独的Preamble码子集，其中每个用户设备组中的用户设备利用所接收的Preamble码子集中的Preamble码进行随机接入。
在图2B的步骤S201B处，在区域内的N个用户设备组中的每个用设备组从基站设备接收互不相同的单独的Preamble码子集，其中N等于该区域内的PLMN的数量，并且其中Preamble码被基站设备划分为N个相互正交的Preamble码子集。此后，在步骤S202B处，每个用户设备组中的用户设备利用所接收的Preamble码子集中的Preamble码进行随机接入。
图3示出了根据本公开的实施例的基于PLMN进行随机接入的电子设备之间的通信交互图。图3旨在对图2A和图2B中所示的基于PLMN进行随机接入的方法流程进行更详细的阐述和说明。
首先，在301处，基站设备确定区域内的PLMN的数量N。应当理解的是，本公开中所述的区域可以包括但不限于小区(cell)、小小区(small cell)、微小区(microcell)、毫微微小区(femtocell)等。每个PLMN具有唯一对应的PLMN码，这对于基站设备来说是已知的。作为示例，中国电信包括PLMN码46011，***包括PLMN码46001。当基站确定该区域内一共包括N个PLMN之后，在302处，基站设备将区域内的所有用户设备划分为N个用户设备组，并且在303处，基站设备将Preamble码划分为N个相互正交的Preamble码子集。
在304处，基站设备向N个用户设备组中的每个用户设备组发送单独的一个Preamble码子集，其中向不同的用户设备组发送的Preamble码子集是不同的。对应地，在接收到相应的Preamble码子集之后，每个用户设备组中的每个用户设备利用接收到的相应Preamble子集进行随机接入。具体而言，在305处，每个用户设备组中的每个用户设备从接收到的Preamble子集中随机选择一个Preamble码进行发送以用于随机接入。此后，基站设备在306处向用户设备发送随机接入响应(Random Access Response)，以告知该用户设备是否允许其接入网络。
由于每个PLMN的用户设备只能选择对应的Preamble码子集中的Preamble码用于随机接入，因此不同运营商的用户之间实现了良好的资源和接入隔离，能够有效提高随机接入的公平性和有效性，避免了由于一个运营商的网络堵塞而导致其他所有运营商的性能都受到损害的情况。以下关于图4和图5的描述中将具体阐述用户设备组划分和Preamble码子集划分的具体示例。
图4示出了根据本公开的示例性实施例的基于PLMN将用户设备划分为用户设备组的示意图400。
在本示例性实施例中，选择N＝2，即无线通信***中一共包括2个PLMN，表示为PLMN-A和PLMN-B(分别对应于两个运营商，即运营商A和运营商B)。基站设备401是两个运营商共同建立的共享基站，用于将用户设备接入相应的运营商的核心网络，即接入运营商A的核心网络A(402)或运营商B的核心网络B(403)。基站设备401基于PLMN将区域内的所有用户设备划分为2个用户设备组，即PLMN-A用户设备组404(包括用户设备404-1、404-2、…)和PLMN-B用户设备组405(包括用户设备405-1、405-2、…)。PLMN-A用户设备组404中的用户设备对应于运营商A(诸如，当用户设备为智能电话时，其SIM卡由运营商A发行，以及能够显示PLMN-A的PLMN码)，并且期望通过基站设备401随机接入核心网络A(402)。类似地，PLMN-B用户设备组405中的用户设备属于运营商B，并且期望通过基站设备401随机接入核心网络B(403)。
图5示出了根据本公开的示例性实施例的基于PLMN将Preamble码划分为Preamble码子集的示意图500。
在本示例性实施例中，选择N＝2，即无线通信***中一共包括2个PLMN(对应于两个运营商)，并且已经按照图4中所示的步骤将用户设备划分为2个用户设备组。如图5所示，Preamble码被基站设备划分为2个相互正交的Preamble码子集。作为示例，针对Preamble码中用于竞争随机接入的编号为0-61的Preamble码，将第0-30个Preamble码作为第一个子集，即Preamble码子集A，并且将第31-61个Preamble码作为第二个子集，即Preamble码子集B，其中Preamble码子集A和Preamble码子集B相互正交。如图4中所述，基站设备401将用户设备划分为2个用户设备组：PLMN-A用户设备组和PLMN-B用户设备组。在本示例性实施例中，基站设备对不同的用户设备组发送不同的Preamble码子集的信息。具体而言，PLMN-A用户设备组中的每个用户设备(诸如404-1、404-2、…)均接收到Preamble码子集A，PLMN-B用户设备组中的每个用户设备(诸如405-1、405-2、…)均接收到Preamble码子集B。此后，PLMN-A用户设备组中的用户设备只能选择接收到的Preamble码子集A中的Preamble码进行随机接入，而PLMN-B用户设备组中的用户设备只能选择接收到的Preamble码子集B中的Preamble码进行随机接入。每个用户设备在随机接入信道中向基站设备随机发送相应的Preamble子集中的一个Preamble码，并且从基站设备接收随机接入响应以获知接入是否成功。
利用本公开所提供的基于PLMN进行随机接入的方法和设备，在一个运营商出现突发状态导致资源过载或网络堵塞时，能够保证其他运营商的接入性能免受不良影响，从而保障相关运营商的用户体验。通过基于PLMN对用户设备进行分组以及将Preamble码进行子集划分，对应于多个运营商的多个用户设备组使用相互正交的相应Preamble码子集，能够有效避免不同运营商的用户设备之间发生Preamble码碰撞以及互相干扰，从而实现资源的有效隔离和利用。此外，本公开所提供的方法不需要将无线随机信道硬性切分为多个独立的信道，因此也可以减少无线信道资源的不必要的浪费。
图6示出了可以实现根据本公开的示例性实施例的计算设备600的示例性配置。计算设备600是可以应用本公开的上述方面的硬件设备的实例。计算设备600可以是被配置为执行处理和/或计算的任何机器。计算设备600可以是但不限制于工作站、服务器、台式计算机、膝上型计算机、平板计算机、个人数据助手(PDA)、智能电话、车载计算机或以上组合。
如图6所示，计算设备600可以包括可能经由一个或多个接口与总线602连接或通信的一个或多个元件。总线602可以包括但不限于，工业标准架构(Industry StandardArchitecture，ISA)总线、微通道架构(Micro Channel Architecture，MCA)总线、增强ISA(EISA)总线、视频电子标准协会(VESA)局部总线、以及外设组件互连(PCI)总线等。计算设备600可以包括例如一个或多个处理器604、一个或多个输入设备606、以及一个或多个输出设备608。一个或多个处理器604可以是任何种类的处理器，并且可以包括但不限于一个或多个通用处理器或专用处理器(诸如专用处理芯片)。输入设备606可以是能够向计算设备输入信息的任何类型的输入设备，并且可以包括但不限于鼠标、键盘、触摸屏、麦克风和/或远程控制器。输出设备608可以是能够呈现信息的任何类型的设备，并且可以包括但不限于显示器、扬声器、视频/音频输出终端、振动器和/或打印机。
计算设备600还可以包括或被连接至非暂态存储设备614，该非暂态存储设备614可以是任何非暂态的并且可以实现数据存储的存储设备，并且可以包括但不限于盘驱动器、光存储设备、固态存储器、软盘、柔性盘、硬盘、磁带或任何其他磁性介质、压缩盘或任何其他光学介质、缓存存储器和/或任何其他存储芯片或模块、和/或计算机可以从其中读取数据、指令和/或代码的其他任何介质。计算设备600还可以包括随机存取存储器(RAM)610和只读存储器(ROM)612。ROM 612可以以非易失性方式存储待执行的程序、实用程序或进程。RAM 610可提供易失性数据存储，并存储与计算设备600的操作相关的指令。计算设备600还可包括耦接至数据链路618的网络/总线接口616。网络/总线接口616可以是能够启用与外部装置和/或网络通信的任何种类的设备或***，并且可以包括但不限于调制解调器、网络卡、红外线通信设备、无线通信设备和/或芯片集(诸如蓝牙TM设备、1302.11设备、WiFi设备、WiMax设备、蜂窝通信设施等)。
可以单独地或以任何组合方式来使用前述实施方案的各个方面、实施方案、具体实施或特征。可由软件、硬件或硬件与软件的组合来实现前述实施方案的各个方面。
例如，前述实施方案可体现为计算机可读介质上的计算机可读代码。计算机可读介质为可存储数据的任何数据存储设备，所述数据其后可由计算机***读取。计算机可读介质的示例包括只读存储器、随机存取存储器、CD-ROM、DVD、磁带、硬盘驱动器、固态驱动器和光学数据存储设备。计算机可读介质还可分布在网络耦接的计算机***中使得计算机可读代码以分布式方式来存储和执行。
例如，前述实施方案可采用硬件电路的形式。硬件电路可以包括组合式逻辑电路、时钟存储设备(诸如软盘、触发器、锁存器等)、有限状态机、诸如静态随机存取存储器或嵌入式动态随机存取存储器的存储器、定制设计电路、可编程逻辑阵列等的任意组合。
虽然已通过示例详细展示了本公开的一些具体实施例，但是本领域技术人员应当理解，上述示例仅意图是说明性的而不限制本公开的范围。应当认识到的是，前述方法中的一些步骤不一定按照图示的顺序执行，而是它们可以被同时、以不同顺序或以重叠方式执行。此外，本领域技术人员可以根据需要增加一些步骤或省略一些步骤。前述***中的一些部件不是必须按照图示的布置，本领域技术人员可以根据需要增加一些部件或省略一些部件。本领域技术人员应当理解，上述实施例可以在不脱离本公开的范围和实质的情况下被修改。本公开的范围是通过所附的权利要求限定的。
Claims (14)
1.一种用于基站设备侧的通信方法，包括：
在区域内基于公共陆地移动网络PLMN将用户设备划分为N个用户设备组，其中所述PLMN与运营商相关联，并且N等于所述区域内的PLMN的数量，并且其中所述N个用户设备组的用户共享基站设备；
将随机接入前导码(Preamble码)划分为N个相互正交的Preamble码子集；以及
向N个用户设备组中的每个用设备组发送互不相同的单独的Preamble码子集，其中每个用户设备组中的用户设备利用所接收的Preamble码子集中的Preamble码进行随机接入，
其中所述区域包括以下中的一个或多个：小区、小小区、微小区、毫微微小区。
2.根据权利要求1所述的方法，其中每个用户设备组中的用户设备利用所接收的Preamble码子集中的Preamble码进行随机接入包括：
每个用户设备组中的每个用户设备从所接收的Preamble码子集中随机选择一个Preamble码并将其发送给基站设备，然后从基站设备接收随机接入响应。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述PLMN与运营商相关联包括一个运营商对应于一个或多个PLMN。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述Preamble码用于基于竞争的随机接入。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述Preamble码是通过ZC(ZADOFF-CHU)序列循环移位而产生的正交序列。
6.一种用于用户设备侧的通信方法，包括：
在区域内的N个用户设备组中的每个用设备组从基站设备接收互不相同的单独的随机接入前导码(Preamble码)子集，其中：N等于所述区域内的公共陆地移动网络PLMN的数量，所述PLMN与运营商相关联，并且所述N个用户设备组的用户共享基站设备，并且其中Preamble码被基站设备划分为N个相互正交的Preamble码子集；以及
每个用户设备组中的用户设备利用所接收的Preamble码子集中的Preamble码进行随机接入，
其中所述区域包括以下中的一个或多个：小区、小小区、微小区、毫微微小区。
7.根据权利要求6所述的方法，其中每个用户设备组中的用户设备利用所接收的Preamble码子集中的Preamble码进行随机接入包括：
每个用户设备组中的每个用户设备从所接收的Preamble码子集中随机选择一个Preamble码并将其发送给基站设备，然后从基站设备接收随机接入响应。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述PLMN与运营商相关联包括一个运营商对应于一个或多个PLMN。
9.根据权利要求6所述的方法，其中所述Preamble码用于基于竞争的随机接入。
10.根据权利要求6所述的方法，其中所述Preamble码是通过ZC(ZADOFF-CHU)序列循环移位而产生的正交序列。
11.一种用于基站设备侧的电子设备，包括：
一个或多个处理器；以及
一个或多个存储器，其上存储有可执行指令，所述可执行指令当由所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行根据权利要求1-5中任一项所述的方法。
12.一种用于用户设备侧的电子设备，包括：
一个或多个处理器；以及
一个或多个存储器，其上存储有可执行指令，所述可执行指令当由所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行根据权利要求6-10中任一项所述的方法。
13.一种其上存储有可执行指令的非暂态计算机可读存储介质，所述可执行指令当由一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行根据权利要求1-5中任一项所述的方法。
14.一种其上存储有可执行指令的非暂态计算机可读存储介质，所述可执行指令当由一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行根据权利要求6-10中任一项所述的方法。
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