[发明专利]新接入节点随机接入的方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及中继站技术。

背景技术

随着通信技术逐渐向个人化、移动化、宽带化方向发展，移动技术、无线技术、宽带技术及多媒体通信技术渐成为研究热点技术。除了对于核心网的建设融合之外，接入网将是限制网络性能提升的瓶颈之一。因此宽带无线接入(Broadband Wireless Access，简称“BWA”)技术是下一代通信网络发展的关键技术之一。接入技术按有线、无线或者固定、移动可以分为多种。

无线接入是指从交换节点到用户终端部分或全部采用无线手段的接入技术。无线接入系统具有建网费用低、扩容可按需而定、运行成本低等优点，所以在发达地区可以作为有线网的补充，能迅速及时替代有故障的有线系统或提供短期临时业务；在发展中或边远地区可广泛用来替换有线用户环路，节省时间和投资。无线接入技术分为移动接入和固定接入两大类。

移动宽带无线接入现阶段主要是指第三代移动通信技术，该技术能实现移动状态下的宽带接入，但在不同的移动速度下所能提供的接入速度不同。移动接入又可分为高速移动接入和低速移动接入两类，高速移动接入一般可用蜂窝系统、卫星移动通信系统、集群系统等来实现；而低速接入系统可用个人通信系统来实现。

固定接入是指从交换节点到固定用户终端采用无线接入，它实际上是公用电话交换网(Public Switched Telephone Network，简称“PSTN”)/综合业务数字网(Integrated Services Digital Network，简称“ISDN”)的无线延伸。主要的固定无线接入有三类，即已经投入使用的多信道多点分布服务(Multi-channel Multi-point Distribution Service，简称“MMDS”)和固定卫星接入以及刚刚兴起并正成为热点的新兴宽带接入技术本地多点分配业务(Local Multi-point Distribution Service，简称“LMSD”)。

在通信领域的工程和研究中，由于对接入速率的要求越来越高，BWA方式已经引起了广泛的关注。IEEE 802.16工作组提出了对宽带无线系统的物理层和MAC层标准。802.16无线城域网提供了对固定、便携和移动宽带接入系统的空口规范，包含工作于10-66GHz范围内固定无线网络高数据率直视信号的要求，同时又对固定、便携和移动系统工作于11GHz以下的非视距信号要求。

众所周知，频率越高，无线电波随距离衰减越块。高的工作频率将导致基站的覆盖范围十分有限，因此，通过在网络中加入无线中继站，可以增加系统覆盖的范围或提高系统的吞吐率。

无线中继站通过空中接口与基站进行通信，并转发终端的数据。由于无线中继站最大的特点在于它不需要线缆与核心网络进行连接，其铺设的灵活性比传统基站大，因此在相同的系统性能要求下，包括系统的覆盖范围和吞吐量等，建设中继站的成本也要比建设基站小。中继站的特性也使得它能够被快速的铺设，并且操作上的费用也比较小。因此，使用中继站，可以以较低的成本获得较大的覆盖，这些优点也将扩大无线宽带接入网的市场需求。

现在运行中的中继站主要是放大转发型的直放站，这种中继站通常使用两套相互隔离的天线，其中一套天线用于接收基站的信号，另一套天线用于对接收信号进行放大并发射出去。这种中继站的缺点在于它不会提高信噪比，另外，如果收发天线隔离不好，还可能引起放大器的自激。

为了开发中继站的优点，同时克服传统直放站的不足，数字中继站正成为目前研究的热点。数字中继站的基本工作原理如下，数字中继站从发送端接收到信号后，首先对信号进行解码，然后重新编码后在发送给接收端。数字中继站的优点在于能提高信噪比，接收和发送可以根据链路质量采用不同的编码方式，从而提高频谱资源的利用率等。

目前，移动终端的随机接入过程是所有通信系统中移动终端接入网络之前必不可少的过程，随机接入过程主要发生在以下两种情况：第一是移动终端开机后到与网络建立连接之前，第二是移动终端收到网络的寻呼后，从空闲(idle)状态到与网络重新建立连接之前。但是，无论哪种情况，移动终端都必须处于基站覆盖范围内，才能实现随机接入。也就是说，如果移动终端不在基站覆盖的范围内，即使该移动终端处于中继站覆盖的范围内，也无法实现随机接入过程。

另外，新接入的节点除了可能是移动终端外，还可能是新接入的中继站，因此，如果中继站不在基站覆盖的范围内，即使该中继站处于其他已接入的中继站覆盖的范围内，也可能无法实现随机接入过程。