[发明专利]一种用户接入移动通信网络的控制方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及控制移动用户接入移动通信网络的技术。

背景技术

无线通信能够使得人们不受地域限制进行通信，近几年得到了迅猛发展。随着移动用户增加，无线通信网络资源也趋于紧张，如何提高无线通信网络资源的利用率则成为一个重要的研究课题。

在无线通信中，基站会提供一系列前导序列(Preamble)供用户发起随机接入请求。当用户向基站发送某个前导序列以表明有接入请求后，如果基站正确检测出这个序列，就会分配相应的带宽供用户发起后续的接入请求的具体内容，否则用户就重新尝试。

根据3G LTE(3rd Generation Long Term Evolution，第三代移动通信系统长期演进)标准，前导序列分为两类：一类是基于竞争的前导序列(为便于描述，本文简称为竞争序列)，应用于基于竞争的随机接入流程；一类是专用前导序列，应用于基于非竞争的随机接入流程。

基于竞争的随机接入流程中，在每个接入机会(例如特定的时频资源)，用户可以从广播信道中获得随机序列池，从随机序列池中随机选择一个基于竞争的前导序列即竞争序列，并向基站发送接入请求。由于信道状况恶劣、功率过小等因素，基站可能无法检测到用户发送的信号，认为该接入信道空闲，从而没有应答；也可能多个用户会同时选择了同一个竞争序列，从而在基站端发生多个用户信号碰撞，此时基站会给出相应的应答，通常用户会按照一定的退避算法确定重新尝试的时间，以降低再次碰撞的概率。

在非竞争的随机接入中，基站会分配一个专用前导序列即专用序列给特定用户进行接入，从而不会在基站端产生用户的信号碰撞。但是，由于信道状况等因素，无法正确检测从而导致接入尝试失败的可能同样存在，所以专用前导序列通常都会固定分配给用户使用一段时间，或者尝试一定的接入次数。专用前导序列由于不存在竞争，不会发生碰撞，所以即使尝试失败也不需要进行退避，可以直接在下一个接入机会发起接入请求。

通常基于竞争的随机接入适用于由用户发起的接入流程，因为基站无法预知何时、哪个用户有接入请求，所以无法分配专用的前导序列。基于竞争的随机接入时延不确定性较大，接入时延与网络负载和退避算法密切相关。而非竞争的随机接入通常适于由基站发起的接入流程，因为基站明确知道哪些用户需要在RACH(随机接入信道，Random Access Channel)上发起请求，因此可以将专用前导序列通过信令分配给特定用户，从而有效控制接入时延。

根据3G LTE标准，用户在如下5种情况下使用随机接入信道发起随机接入流程：

(1)从RRC_IDLE(Radio Resource Control Idle，无线资源控制空闲)状态发起初始接入；

(2)无线链路错误之后发起随机接入；

(3)切换之后发起随机接入；

(4)在RRC_CONNECTED(Radio Resource Control Connected，无线资源控制连接)状态中，由于下行数据到达发起随机接入；

(5)在RRC_CONNECTED状态中，由于上行数据到达发起随机接入；

在上述5种接入流程中，其中第(3)和(4)两种情况，由于基站已知需要发起接入流程，因此更适合于非竞争的随机接入流程，即分配专用的前导序列供用户单独接入，对于如第(3)和(4)两种情况的需要发起接入流程的用户即为要使用专用前导序列的用户。

一般情况下，专用前导序列的数量都是按照设计应承受的系统负荷来配置的，不会出现负载过重的情况。但是在一些特殊情况下，比如小区内很多用户处于长休眠期，这个期间有很多这些用户下行数据同时到达基站，这样用户醒来获知后，可能会集中地使用随机接入信道获得下行数据，导致分配给用户的专用前导序列资源紧张；又如在早晚高峰时间，很多移动的用户可能会同时切换到一个小区，也会暂时引起非竞争随机接入流程的负载过重，该小区的基站可供分配的专用前导序列资源紧张。

为了缓解非竞争随机接入流程的负载过重，专用前导序列资源紧张的问题，在现有技术中将分配不到专用前导序列的用户执行基于竞争的随机接入流程：即在信令中不包含分配的专用前导序列，这样用户就默认从随机序列池中随机选择一个竞争序列，执行竞争随机接入流程；或者临时分配一个竞争序列作为专用前导序列给用户，然后在相应的随机接入响应消息中指明这个序列已经被临时分配作为专用前导序列，从而避免了后续消息的碰撞。