[发明专利]无线蜂窝网络中实现快速随机接入过程的方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信领域，特别涉及无线蜂窝网络接入技术领域，具体是指一种无线蜂 窝网络中实现快速随机接入过程(RACH过程)的方法。

背景技术

在UMTS无线通信系统中，移动台为了能得到通信网络的服务如打电话或者传数据，必 须建立一条从移动台到基站控制器的RRC连接，而建立RRC连接是由随机接入机制来实现 的，所以随机接入过程非常重要，是移动台从空闲态进入连接态的桥梁。在其他情况下，移 动台在IDLE态和CELL_PCH、URA_PCH连接态下进行小区重选，也要通过随机接入过程 实现小区更新，所以随机接入过程对于移动台来说也是频繁的。

随机接入过程主要由两个功能实体实现，一个是小区广播信息接收的功能实体；一个是 发起随机接入的功能实体。这主要是由随机接入信道本身的特性所决定的，由于随机接入信 道是一个公共信道，是针对当前小区中所有移动台的，而这条信道的负载又是有限的，移动 台必须通过相互竞争才能使用这条信道。同一个小区中众多移动台如果在同一时刻使用随机 接入信道而发送前导进行竞争问询，如果没有接入控制机制这样必然会造成干扰增大以及一 些移动台竞争失败。因此基站通过其广播的系统信息中的参数来控制随机接入前导脉冲的能 量级别和动态持续值以实现降低干扰和实现众多移动台同时竞争随机接入信道的使用而造成 的拥塞控制。所以在移动台每次要发起随机接入过程之前都必须去读取系统信息中关于随机 接入过程的控制参数。

对于UMTS系统来说，小区广播信息接收实体的工作原理如下：UE首先通过小区搜索， 在PSCH信道获得时隙同步，再通过SCCH进行帧同步，最后使用之前帧同步的时间信息获 得PCPICH的帧位信息，由于PCCPCH的帧位是和PCPICH的帧位是对齐的，所以也就同步 到了收取小区广播信息的物理信道P-CCPCH，这个信道上会广播小区系统信息，在空闲态和 CELL_PCH，URA_PCH，FACH状态下基站对于移动台的控制一般是通过广播系统信息来实 现的，系统信息是由一系列的系统信息块组成的，这些信息里面包含当前小区对于移动台的 控制信息和移动台接入所需信息，如当前的信道配置和接入标准，以及邻小区信息等，目前 UMTS支持最多18种系统信息块，另外还有一个主系统信息块和两个调度信息块。系统信息 通过BCCH逻辑信道发送，相应的映射到BCH传输信道以及P-CCPCH物理信道上，主系统 信息块在BCCH逻辑信道上的发送时间是固定和已知的，通过在固定的帧位上收取主信息块， 再从主信息块上获取调度信息块和其他信息块的帧位调度信息，再用这些调度信息去接收其 他需要的系统信息块和调度信息块。由于某一具体的系统信息块的帧位信息由主信息块或者 调度信息块负责调度，因此系统信息结构总是呈树形形状，树根总是主系统信息块。这些系 统信息是UE在小区选择和小区重选的时候必须接收的。但是基站有可能根据当前负载或者 是配置的需要，根据不同情况更新某些系统信息块的内容。系统信息的更新有两种方式，第 一种是用值标签的方式，第二种是用定时时钟溢出读取方式。

对于值标签更新系统信息的方式来说，当移动台驻扎完成以后，如果长时间不传送或接 收任何用户数据，它就会进入一个旨在延长电池工作时间的状态。而在此状态下，基站可以 通过在预先设定的时机向移动台发送寻呼信息与移动台保持通信，在两次发送寻呼消息之间 的间隔就称为DRX周期，在寻呼时机到的时候，移动台要打开接收机在寻呼信道上接收可能 的寻呼信息，这个寻呼时机通常很短暂。所以基站可以利用在寻呼信息里面增加系统信息块 值标签改变通知方式来实现系统信息更新，比如某些相对静态的系统信息发生改变，基站通 过在每个DRX周期发送一条寻呼消息要求移动台去读取，移动台从读到的寻呼信息上判断基 站是否要求进行系统信息更新，如果有则去做一次系统信息更新，这种方式主要是针对系统 信息内容更新频率相对较低，系统信息块中的参数相对稳定的系统信息块，比如随机接入信 道配置信息所属的系统信息块等。