[發(fā)明專利]新接入節(jié)點(diǎn)隨機(jī)接入的方法及其系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610153392.0
• 申請(qǐng)日: 2006-09-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101146337A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張愛(ài)民;魯艷玲;李江;馮淑蘭;尚政
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H04Q7/38
• 分類號(hào): H04Q7/38;H04Q7/22
• 代理公司: 上海明成云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 成春榮;竺云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，特別涉及中繼站技術(shù)。

背景技術(shù)

隨著通信技術(shù)逐漸向個(gè)人化、移動(dòng)化、寬帶化方向發(fā)展，移動(dòng)技術(shù)、無(wú)線技術(shù)、寬帶技術(shù)及多媒體通信技術(shù)漸成為研究熱點(diǎn)技術(shù)。除了對(duì)于核心網(wǎng)的建設(shè)融合之外，接入網(wǎng)將是限制網(wǎng)絡(luò)性能提升的瓶頸之一。因此寬帶無(wú)線接入(Broadband?Wireless?Access，簡(jiǎn)稱“BWA”)技術(shù)是下一代通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。接入技術(shù)按有線、無(wú)線或者固定、移動(dòng)可以分為多種。

無(wú)線接入是指從交換節(jié)點(diǎn)到用戶終端部分或全部采用無(wú)線手段的接入技術(shù)。無(wú)線接入系統(tǒng)具有建網(wǎng)費(fèi)用低、擴(kuò)容可按需而定、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，所以在發(fā)達(dá)地區(qū)可以作為有線網(wǎng)的補(bǔ)充，能迅速及時(shí)替代有故障的有線系統(tǒng)或提供短期臨時(shí)業(yè)務(wù)；在發(fā)展中或邊遠(yuǎn)地區(qū)可廣泛用來(lái)替換有線用戶環(huán)路，節(jié)省時(shí)間和投資。無(wú)線接入技術(shù)分為移動(dòng)接入和固定接入兩大類。

移動(dòng)寬帶無(wú)線接入現(xiàn)階段主要是指第三代移動(dòng)通信技術(shù)，該技術(shù)能實(shí)現(xiàn)移動(dòng)狀態(tài)下的寬帶接入，但在不同的移動(dòng)速度下所能提供的接入速度不同。移動(dòng)接入又可分為高速移動(dòng)接入和低速移動(dòng)接入兩類，高速移動(dòng)接入一般可用蜂窩系統(tǒng)、衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)、集群系統(tǒng)等來(lái)實(shí)現(xiàn)；而低速接入系統(tǒng)可用個(gè)人通信系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

固定接入是指從交換節(jié)點(diǎn)到固定用戶終端采用無(wú)線接入，它實(shí)際上是公用電話交換網(wǎng)(Public?Switched?Telephone?Network，簡(jiǎn)稱“PSTN”)/綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(Integrated?Services?Digital?Network，簡(jiǎn)稱“ISDN”)的無(wú)線延伸。主要的固定無(wú)線接入有三類，即已經(jīng)投入使用的多信道多點(diǎn)分布服務(wù)(Multi-channel?Multi-point?Distribution?Service，簡(jiǎn)稱“MMDS”)和固定衛(wèi)星接入以及剛剛興起并正成為熱點(diǎn)的新興寬帶接入技術(shù)本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)(Local?Multi-point?Distribution?Service，簡(jiǎn)稱“LMSD”)。

在通信領(lǐng)域的工程和研究中，由于對(duì)接入速率的要求越來(lái)越高，BWA方式已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注。IEEE?802.16工作組提出了對(duì)寬帶無(wú)線系統(tǒng)的物理層和MAC層標(biāo)準(zhǔn)。802.16無(wú)線城域網(wǎng)提供了對(duì)固定、便攜和移動(dòng)寬帶接入系統(tǒng)的空口規(guī)范，包含工作于10-66GHz范圍內(nèi)固定無(wú)線網(wǎng)絡(luò)高數(shù)據(jù)率直視信號(hào)的要求，同時(shí)又對(duì)固定、便攜和移動(dòng)系統(tǒng)工作于11GHz以下的非視距信號(hào)要求。

眾所周知，頻率越高，無(wú)線電波隨距離衰減越塊。高的工作頻率將導(dǎo)致基站的覆蓋范圍十分有限，因此，通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)中加入無(wú)線中繼站，可以增加系統(tǒng)覆蓋的范圍或提高系統(tǒng)的吞吐率。

無(wú)線中繼站通過(guò)空中接口與基站進(jìn)行通信，并轉(zhuǎn)發(fā)終端的數(shù)據(jù)。由于無(wú)線中繼站最大的特點(diǎn)在于它不需要線纜與核心網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，其鋪設(shè)的靈活性比傳統(tǒng)基站大，因此在相同的系統(tǒng)性能要求下，包括系統(tǒng)的覆蓋范圍和吞吐量等，建設(shè)中繼站的成本也要比建設(shè)基站小。中繼站的特性也使得它能夠被快速的鋪設(shè)，并且操作上的費(fèi)用也比較小。因此，使用中繼站，可以以較低的成本獲得較大的覆蓋，這些優(yōu)點(diǎn)也將擴(kuò)大無(wú)線寬帶接入網(wǎng)的市場(chǎng)需求。

現(xiàn)在運(yùn)行中的中繼站主要是放大轉(zhuǎn)發(fā)型的直放站，這種中繼站通常使用兩套相互隔離的天線，其中一套天線用于接收基站的信號(hào)，另一套天線用于對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行放大并發(fā)射出去。這種中繼站的缺點(diǎn)在于它不會(huì)提高信噪比，另外，如果收發(fā)天線隔離不好，還可能引起放大器的自激。

為了開(kāi)發(fā)中繼站的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服傳統(tǒng)直放站的不足，數(shù)字中繼站正成為目前研究的熱點(diǎn)。數(shù)字中繼站的基本工作原理如下，數(shù)字中繼站從發(fā)送端接收到信號(hào)后，首先對(duì)信號(hào)進(jìn)行解碼，然后重新編碼后在發(fā)送給接收端。數(shù)字中繼站的優(yōu)點(diǎn)在于能提高信噪比，接收和發(fā)送可以根據(jù)鏈路質(zhì)量采用不同的編碼方式，從而提高頻譜資源的利用率等。

目前，移動(dòng)終端的隨機(jī)接入過(guò)程是所有通信系統(tǒng)中移動(dòng)終端接入網(wǎng)絡(luò)之前必不可少的過(guò)程，隨機(jī)接入過(guò)程主要發(fā)生在以下兩種情況：第一是移動(dòng)終端開(kāi)機(jī)后到與網(wǎng)絡(luò)建立連接之前，第二是移動(dòng)終端收到網(wǎng)絡(luò)的尋呼后，從空閑(idle)狀態(tài)到與網(wǎng)絡(luò)重新建立連接之前。但是，無(wú)論哪種情況，移動(dòng)終端都必須處于基站覆蓋范圍內(nèi)，才能實(shí)現(xiàn)隨機(jī)接入。也就是說(shuō)，如果移動(dòng)終端不在基站覆蓋的范圍內(nèi)，即使該移動(dòng)終端處于中繼站覆蓋的范圍內(nèi)，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)隨機(jī)接入過(guò)程。

另外，新接入的節(jié)點(diǎn)除了可能是移動(dòng)終端外，還可能是新接入的中繼站，因此，如果中繼站不在基站覆蓋的范圍內(nèi)，即使該中繼站處于其他已接入的中繼站覆蓋的范圍內(nèi)，也可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)隨機(jī)接入過(guò)程。