具有增強覆蓋的隨機接入過程的制作方法

專利名稱：具有增強覆蓋的隨機接入過程的制作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信的領域。更具體地，本發明涉及用戶設備 (UE)(無線通信終端)按照(除其他使用以外)初始網絡接入的 隨機4妾入過程。
背景技術：
演進的UTRA (E-UTRA或演進的UMTS (通用移動通信系統) 陸地無線接入)網絡架構包括無線接入網絡(提供UE到蜂窩通信系 統的核心網絡的接入)，其中無線資源被劃分成時間塊(子幀)和 頻率(頻率塊)。在上行鏈路中，這些塊被用于這里所稱的共享信 道(SCH)或基于竟爭的隨機接入信道(RACH)。(這里使用名稱 SCH僅指示基站可以從中針對每個單獨的UE分配共享的上行鏈路 無線資源，而不是由縮寫SCH所指代的任何特定信道)。E-UTRA 網絡包括這里稱為基站的實體，并且在其他地方有時也稱為節點B 或eNB。 E-UTRA網絡的基站為UE分酉己SCH資源并且UE使用RACH 來接入到網絡或請求SCH資源(或可能在某些情況下，在一些網絡 中傳送少量的用戶數據)。RACH也用在除E-UTRA類型無線網絡 以外的網絡中。RACH通常是基于竟爭的資源(相比于共享的資源)， 其由UE使用于接入到無線接入網絡，通常是用于初始接入和突發數 據傳輸。
在現有技術中，當UE需要傳送用戶業務(話音或數據)或發送 同步突發但UE不具有在SCH上分配的系統資源時，^^用隨枳4妾入
過程(即，RACH或類似的基于竟爭的資源被使用)。UE可能想執
行初始網絡接入，做出位置區域更新、從空閑模式轉移到活躍狀態
或在活躍狀態下請求容量。當無線接入網絡給定UE定時超前值(以 補償發送消息到無線接入網絡到稍后接收該消息之間的時間，并且 反之亦然)以及在SCH上的分配(用作用于向無線接入網絡發送話 音或用戶數據的業務信道)時，無線接入過程在E-UTRA網絡中結束。
問題在于要設計出提供好的覆蓋和低延遲、具有最小化的資源 使用的無線接入過程。
使用非固定頻帶是有利的。此外，結合隨機接入過程來使用HARQ (混合自動重傳請求處理)是有利的。
本發明可包括這里所稱的臨時小區特定地址，其現在在本領域 中有時也稱為C-RNTI (小區無線網絡臨時身份)。臨時小區特定地 址/C-RNTI比其他的唯一標識符更短(例如，16比特)并因此而更 容易使用，該其他的唯一標識符例如TMSI(臨時移動用戶標識符)、 IMS1 (國際移動用戶身份)和IMEI (國際移動設備身份)。使用臨 時小區特定地址(以標識資源的接收方)來做出所有的資源分配。 當UE第一次建立與小區的通信時，其可以接收臨時小區特定地址。

發明內容
因此，在本發明的第一方面中，提供一種用戶設備無線通信終端 與無線通信系統的無線接入網絡的基站進行通信中所使用的方法， 包括(a)通過無線通信系統的隨機接入信道的傳輸提供消息突發 前導，并且將簽名與所述前導包括在一起；(b)響應于此，從所述 基站接收指示已經接收到所述前導的確認并且提供前導標識符和對 于共享信道的資源分配的一個或多個消息；以及(c)根據資源分配 提供消息突發以便在所述共享的信道進行傳輸，但不會在接收到指 示確認并且提供所述資源分配的消息之前進行，并且將地址包括在
所述消息突發中以便用于識別用戶設備。根據本發明的第 一 方面，其中可以在與指示所述確認的消息分開的消息中提供所述資源分配。仍根據本發明的第 一 方面，其中地址可以是臨時小區特定地址或 隨木U也址。仍根據本發明的第一方面，方法可以進一步包括從所述基站接 收重傳的請求，該請求指示所述前導標識符；以及提供所述消息突 發，以便重傳到所述基站。其中，重傳的請求可以是下行鏈路共享 控制信道上的來自基站的信號，該信號指示上行鏈路資源分配并且 包括所述前導標識符。仍根據本發明的第 一方面，該方法可進一步包括接收基站已經接 收到所述消息突發的確認。其中確認可以是下行鏈路共享控制信道 上的來自基站的信號，該信號指示下行鏈路資源分配并且包括所述 前導標識符，并且用戶設備可以配置成解碼信號并且獲得由信號所 指示的地址，并且接著將地址與由用戶設備包括在消息突發中的地 址進行比較，以確定該確認是對消息突發的確認還是對來自另一用 戶設備的消息突發的確認。仍根據本發明的第 一 方面，該方法可以進一 步包括跳頻消息突發前導，即提供使用共享信道頻率范圍的第一窄頻率范圍來傳輸消 息突發的 一 部分；以及提供使用不同于第 一 窄頻率范圍的共享信道 頻率范圍的第二窄頻率范圍來傳輸消息突發的另 一部分。前導也可 以是跳頻的(但在隨機接入信道上)。仍根據本發明的第一方面，該方法可以進一步包括從指示(前導的)確認的一個或多個消息獲得簽名的摘要或簽名號，并且確定確 認是由用戶設備所發送的前導的確認還是來自另一用戶設備無線通 信設備的消息的確認。仍根據本發明的第 一 方面，該方法可以進 一 步包括響應于所述 消息突發，從所述基站接收用于用戶數據的上行鏈路共享信道的進 一步分配，其中所述分配提供有由所述用戶設備所提供的地址，并
且其中所述消息突發包括信息比特，該信息比特提供可由所述基站 使用來確定進一 步分配以分配給用戶的信息。在本發明的第二方面中，提供一種無線通信系統的無線接入網絡 的基站在與用戶設備無線通信終端進行通信中所使用的方法，包括(a )通過無線通信系統的隨機接入信道接收消息突發前導和簽名； (b)響應于所述消息突發前導，提供傳輸一個或多個消息，其中一 個或多個消息指示已經接收到所述前導的確認并且包括前導標識符和對共享信道的至少一部分的資源分配；以及(c)才艮據資源分配在所述共享信道上接收消息突發，解碼所述消息突發，并且獲得所述 消息突發中的地址以便用于識別所述用戶設備。還提供對應于本發明的第一方面和第二方面的設備(用于用戶 和無線接入網絡)和計算機程序產品(用于用戶設備和無線接入網 絡設備)。


在考慮通過結合附圖所提供的后續詳細描述，本發明的上述和其他目的、特征和優勢將變得明顯，其中圖1是其中本發明可以被實現的無線通信系統的框圖/流程圖， 包括各種通信終端，并且特別地是用戶設備(UE)無線通信終端和 用于無線耦合到用戶設備的無線接入網絡(R A N )的無線通信終端。圖2是圖1的RAN的UE終端或無線終端的簡化框圖(僅示出 與本發明相關的部分)。圖3是示出根據本發明的一個實施方式的RACH上的隨機接入 前導和SCH上的后續隨機接入消息突發的示意圖。圖4是根據本發明的 一 個實施方式的隨機接入過程的信令流程， 包括作為例子示出的(隨機接入)消息突發的一次重傳。
具體實施方式
本發明包括或涉及無線通信系統元素之間的協作，并且特別地
涉及用戶設備(UE)無線通信終端和無線通信系統的無線接入網絡
的元素之間的協作，UE通過該無線接入網絡的元素連接到無線通信 系統。無線通信系統的例子包括GSM (全球移動通信系統)的實現 和UMTS (通用移動通信系統)的實現。每個此類的無線通信系統 包括無線接入網絡(RAN )。在UMTS中，RAN被稱為UTRAN( UMTS 陸地RAN) 。 UTRAN包括一個或多個無線網絡控制器(RNC ), 每個具有對一個或多個節點B的控制，這些節點B是配置成可通信 地耦合到一個或多個UE終端的無線終端。RNC和其控制的節點B 的組合稱為無線網絡系統(RNS) 。 GSM RAN包括一個或多個基站 控制器(BSC),每個控制一個或多個基站收發臺(BTS) 。 BSC和 其控制的BTS的組合被稱為基站系統(BSS)。
現在參考圖l,示出其中本發明可以被實施的無線通信系統10a, 包括UE (無線通信)終端11、無線接入網絡12、核心網絡14和網 關15，該無線通信系統10a經由網關耦合到另一通信系統10b，例 如因特網、有線通信系統(包括所謂普通老式電話系統)和/或其他 無線通信系統。無線4妻入網絡包括無線終端12a(例如節點B或BTS, 二者在這里簡稱為基站)和控制器12b (例如RNC或BSC)。控制 器與核心網絡進行有線通信。核心網絡通常包括用于電路交換通信 的移動交換中心(MSC),以及用于分組交換通信的服務通用分組 無線服務(GPRS)支持節點(SGSN)。
LTE,或長期演進(也稱為3.9G)表示涉及第三代合作伙伴計 劃(3GPP)的研究和開發，目標在于確定可以改進例如UMTS的4支 術和能力。通常來說，大寫或小寫的前綴字母"E"代表LTE。E-UTRAN 包括eNB( E-UTRAN或增強的節點B )，其提供針對UE的E-UTRA 用戶平面(RLC/MACZPHY )和控制平面(RRC )協議終止。eNB通 過所謂X2接口彼此互聯，并且也通過所謂的Sl接口連接到EPC(演 進的分組核心)，例如連接到可以形成接入網關(aGW )的MME (移 動性管理實體)和UPE (用戶平面實體)。Sl接口支持MME/UPE 和eNB之間的多對多關系，并且提供MME和UPE之間的功能性劃
圖2示出通信終端20的一些組件，其可以是圖1的UE終端11 或RAN無線終端12a，即這里所稱的基站(并且因此包括基站收發 臺、節點B或eNB)。通信終端包括用于控制設備的操作的處理器 22，該操作包括所有的輸入和輸出。定時器的速率/定時由時鐘22a 校準，處理器可以包括BIOS (基本輸入/輸出系統)或可以包括設備 處理機，用于控制用戶音頻和視頻輸入和輸出，以及來自鍵盤的用 戶輸入。BIOS/設備處理機也可以允許來自網絡接口卡的輸入和到網 絡接口卡的輸出。BIOS和/或設備處理機也提供用于對無線前端25 的輸入和輸出，該無線前端25包括收發臺(TRX) 25b和TRX接口 25a, TRX接口可能包括一個或多個數字信號處理器(DSP)、專用 集成電路(ASIC)和/或現場可編程門陣列(FPGA) 。 TRX使得通 過空中與另一類似配置的通信終端進行通信。通信終端也可以包括 (取決于應用)其他I/0設備，例如鍵盤和鼠標或其他指示設備，視 頻顯示器、揚聲器/麥克風和網絡接口 (卡)，允許與其他通信終端 進行有線通信，并且特別是通過因特網的此類通信。
仍參考圖2，通信終端包括易失性存儲器，即所謂的可執行存儲 器23和非易失性存儲器24,即，存儲存儲器。處理器22可以將存 儲在非易失性存儲器中的應用(例如，日歷應用或游戲)復制進可 執行存儲器以便由處理器執行。處理器根據操作系統操作，并且為 此，處理器可以從存儲存儲器加載操作系統的至少 一部分到可執行 存儲器以便激活操作系統的相應部分。操作系統的其他部分，特別 是BIOS的至少一部分可以存在于通信終端中作為固件，并且因此不 必為了被執行而被復制進可執行存儲器中。引導指令是此類的操作 系統部分。
下面所描述的功能(對于無線接入網絡的基站和對于UE兩者) 可以被實施為存儲在非易失性存儲器中的軟件模塊，并且在將所有 軟件或部分軟件復制進可執行RAM (隨機存取存儲器)后，由處理 器根據需要來執行。可選地，由此類軟件提供的邏輯也可以由ASIC
(專用集成電路)來提供。在軟件實現的情況下，本發明可以提供 為計算機程序產品，該計算機程序產品包括包含其上的由計算機處 理器執行的計算機程序代碼的計算機可讀存儲結構，計算機程序代 碼即是軟件。 一個例子是所謂的軟盤，其具有以機器(處理器)可 讀形式編碼在磁盤上的用于執行根據本發明的方法的指令。
現在，本發明特別提供一種隨機接入過程，該過程由UE使用來 獲得SCH上的資源分配以便對用戶數據進行上行鏈路傳輸，并且由 無線接入網絡的基站使用來提供分配。本發明的 一 個或多個實施方 式提供用于無線接入網絡中的無線接入過程的 一 個或多個以下(獨
立)特征，該無線接入網絡例如E-UTRA網絡，即現在3GPP(第三 代合作伙伴計劃)正在開發的UTRA網絡的演進版本。
A.對前導確認中的前導標識符。為了獲得SCH上的分配，UE 使用RACH向基站傳送隨機接入消息突發的前導，在該前導中包括 簽名(該簽名通常為偽隨機碼，通常由lms長的波形來傳送，旨在 作為標識UE和/或隨機接入消息的臨時手段)。接著UE在SCH上 向基站發送隨機接入突發消息自身，但僅在基站已經確認(在 DSCCH上，即，下行鏈路共享控制信道)接收到前導并且已經提供 SCH上的分配用于上行鏈路傳送消息突發，并且進一步，基站在(一 個或多個消息指示的)確認中提供前導標識符(前導可以僅包括簽 名，在該情形下，簽名用作前導，或也可以包括其他的組成)。使 用前導標識符，在接收中出現錯誤的情況下，基站可以要求UE重傳 隨機接入消息突發。基站接著可通過合并重復的傳輸來提高檢測概 率(這被稱為軟合并)。更具體地
UE在為前導保留的時間-頻率資源的 一個中的隨機接入信道上 傳送(可能僅)包括簽名的前導。
如果無線接入網絡的基站(或節點B或eNB)觀測到簽名，其 將前導標識符與簽名和時間-頻率資源進行關聯，即，其在數據倉庫 中保持表或其他數據結構，該表或其他數據結構將前導標識符與簽 名和時間—頻率資源進行關聯。
接著基站發送簽名索引，并且如果需要，也發送前導的時間和 頻率索引，并且也發送前導標識符作為確認。UE接收指示確認的一個或多個消息(并且提供前導標識符等 等)。UE檢查簽名、頻率和時間索引，并且如果索引對應于前導的簽名、頻率和傳輸時間，則UE用前導標識符來標識自身并且4全查是否隨著確認對資源進行了分配。基站可以立即為隨機接入消息突發而在SCH上分配資源，即， 時間和頻率，或其可以推遲分配。當合適的資源(SCH上的時間和 步驟)被釋放時，基站向UE分配資源以便進行消息突發的傳輸，其 使用前導標識符來指示對UE的分配。UE在由基站分配的資源(SCH上的時間和頻率)上傳輸消息突 發，并且在其中包括用于UE的臨時地址。基站基于UE用來傳送消 息突發的時間和頻率來將消息突發與其前導進行關聯。UE通過檢查包括前導標識符的重傳請求來檢查基站是否需要重 傳。檢查持續直到UE接收到針對該消息突發的確認(即，基站成功 地解碼消息突發)或直到前導標識符過期，這通常可能在前導傳輸 后的10ms發生。至少在一些實施方式中，消息突發包括一信息字段，該信息字 段提供可由無線接入網絡用來確定對UE做出的進一步分配以用于 上行鏈路傳送用戶數據的信息。消息突發自身也可以傳送用戶數據， 并且UE可能不需要在SCH上的進一步分配。如果需要進一步的分 配，則無線接入網絡使用信息字段來確定SCH上的何種進一步分配 將分配給UE，并且在DSCCH上將分配提供給UE，可能使用到包 括在消息突發中的臨時地址(如果UE具有CRNTI),響應于隨積』 接入消息突發，給定用于UE的CRNTI(如果UE在消息中發送隨機 id)或甚至前導標識符(如果節點B在前導響應中分配CRNTI,即， 如果前導標識符是用于UE的新的CRNTI)。B.跳頻。隨機接入消息的傳輸被擴展在幾個子幀上，在每個子 幀期間使用窄頻帶，但在子幀之間進行跳頻。 從用戶設備的角度來看，根據本發明的隨機接入過程的顯著特 征在于首先UE從前導的確認獲得前導標識符，并且其次，針對該隨 機接入消息的資源分配可以與前導確認分開，并且再次，在發送隨 機接入消息后，UE必須嘗試不僅要檢測出消息的確認，而且要檢測 出針對隨機接入消息突發的重傳的任何請求。而且，單獨的前導和/ 或隨機接入消息突發可以跳頻。
從基站的角度來看，根據本發明的隨機接入過程的顯著特征在
于基站分配用于尋址UE的前導標識符，并且在需要時使用前導標識 符來請求重傳，并且使用HARQ (軟合并)來解碼隨機接入消息突 發(在SCH上)。 說#
使用單獨的前導和前導標識符所產生的優勢在于在隨機接入消 息突發的接收中可以使用HARQ。 HARQ提高檢測的概率。改進了 覆蓋并且減小了任何的延遲，因為如果基站在第 一次傳輸后沒有成 功地解碼，UE并不需要從前導階段重新開始隨機接入處理；UE僅 重傳;肖息突發，使用前導標識符來確定重傳的內容。
得好的頻率分集和覆蓋，其中消息在固定的和寬的頻帶上傳送。跳 頻隨機化UE自己的信號衰落和其干擾兩者在跳頻模式下，衰落和 干擾條件不太可能對所有的頻率都不利。 #^^7^識##/膝秒她^ 關，犮'^f否6經被確"
注意本發明使用前導標識符和臨時地址，但用于不同的目的。 基站給出前導標識符以要求重傳隨機接入消息突發。可以是隨機地 址或臨時小區特定地址的臨時地址由UE包括在消息突發中，以便 UE能夠明確地識別針對UE的消息。如果UE不具有臨時小區特定 地址，則UE選擇隨機地址作為臨時地址。在UE在隨機接入消息突 發中發送臨時地址到基站后，UE接著讀取下行鏈^各共享控制信道 (DSCCH)，使用UE前導標識符來搜索針對UE的上行鏈路和下 行鏈路的資源分配。上行鏈路資源分配由UE理解為指示UE必須重
傳其隨機接入消息突發。下行鏈路資源分配意味著基站正確地解碼
了隨機接入消息突發(經由CRC檢驗)，但不必是來自UE的消息 突發。下行鏈路資源分配指示UE用于解碼以便獲得臨時地址的下行 鏈路共享信道資源。如果下行鏈路消息中的臨時地址與UE的臨時地 址一致，則UE知道過程是成功的。另一方面，如果臨時地址不一致， 則UE被配置成終止過程，因為如果臨時地址不相同，則UE的前導 很可能與另一 UE的前導發生碰撞(即，UE和另一 UE兩者使用相 同的接入時隙)。為了獲得用作臨時小區特定地址的隨機地址，UE 從由基站廣播的系統信息消息所提供的地址集中隨機地選擇地址， 在大致同步于基站時，UE讀取該系統信息消息(通過不是本發明的 主題的過程)，即除了基于UE到基站的間隔所考慮的傳播延遲外的 同步。
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UE在RACH處理后在SCH上的碰撞的概率應該變得很小，因 為此類的碰撞將意味著UE以錯誤的定時提前進行傳送并且造成小 區內干擾。為了到達足夠低的碰撞概率，應該在隨機接入過程期間 確認足夠長的隨機或確定的UE地址。因此，根據本發明的一些實施 方式，隨機接入消息突發(其在SCH上發送)包括
臨時地址(從10到16比特)，其是臨時小區特定地址或用作 臨時小區特定地址的足夠長的隨機地址。將使用臨時小區特定地址 而不是存儲在訂戶身份模塊(SIM )中的IMSI (國際移動用戶身份)， 因為IMSI的傳輸會不必要地加長消息。
小數量(字節級或更小級別)的信息比特，其可由無線接入網 絡來使用于對UE做出進一步的SCH分配。
循環冗余檢驗(CRC)字。
信息比特可以用于指示針對SCH通信資源的(進一步的)需要， 例如用于緊急呼叫。而且，將大致地指示出將要在SCH上傳送的數據量。
銀々乙凝入;l感關'發
好的頻率分集對于在隨機接入過程中獲得短的延遲是必需的。 如果隨機接入消息突發必須在若干個子幀上延長以便給出充分的覆 蓋，則通過在每個子幀期間在最小可能的帶寬上進行傳送但在子幀 之間進行跳頻，可以經濟地獲得頻率分集。這在圖3中示出，示出 了在SCH的四個子幀上擴展的消息突發，即，包括四個段，每個段
占用相應的子幀。該消息突發占用SCH上的四個0.5ms乘312.5kHz 的資源塊(該312.5kHz的最小化頻率分配僅是個例子。時間幀可以 是兩個子帕或替代地甚至小于子幀)。如所示出的，消息部分包括 導頻或簽名部分，以及數據符號，即凈荷，并且每個段之后為保護 時間/周期(子幀的一部分)。訪段消息突發的總長度由于保護時間 而小于0.5ms(即，小于SCH上的一個子幀)，因為由于UE在通 信中的該階段不具有定時提前而需要保護時間。圖3也示出了前導 的跳頻(在RACH上)。
用于消息突發的編碼方案優選地使得每個子幀是可自解碼的。 在最簡單的例子中，在每個子幀期間傳送相同的符號。在好的條件 下，基站將成功解碼來自第一子幀的消息突發，如果基站可以在UE 發送消息突發的剩佘部分之前傳送確認，則這將加速隨機接入過程， 節省資源并減小干擾。
可以考慮針對隨機接入消息的多個段的長度的其他選擇。例如， 段可以長于一個子幀或甚至短于一個子幀。另外，在由UE進行的消 息突發的傳輸中將存在間隔，從而UE在將傳送的消息突發的多個段 之間的 一 個或多個子幀期間不活動。如果基站僅在第 一 段后成功解 碼消息突發，則這將允許基站有時間來終止消息突發傳送。
當用于UE和基站之間通信的定時提前不確定但UE已經獲得小 區特定臨時地址，根據本發明的隨機接入消息突發的幀格式可以在 其他的情況中使用。當如在GSM (全球移動通信系統)中切換被處 理，則切換就是此類情況。接著UE將通過服務基站獲得針對目標小 區的地址。當UE應該準備讀取攜帶關于上行鏈路通信信道分配的信 息的下行鏈路共享控制信道(DSCCH)時，目標基站將開始分配上
行鏈路資源。UE的第一次傳輸將以允許定時提前的幀格式來做出， 如根據本發明的隨機接入消息突發的幀格式，即，UE將使用本發明 的幀格式在目標小區內開始傳輸，盡管在切換的情況下，沒有上行 鏈路通信資源的竟爭。教的#爭/，度的銀^凝入《在的辦# ^滋才4' # *蘆，伊，^^力差i^^力C7(吵提供#^標識# f塔4j在圖4中示出根據本發明的一個實施方式的隨機接入過程的信 令流。在該實施方式中，RACH的接入時隙被保留用于發送前導。 UE選擇接入時隙并且向(服務)基站(E-UTRA中的eNB)發送帶 有從小集合(例如，16)中選擇的簽名的前導。在從基站接收到前 導起的固定時間周期后，即，在基站實際接收到前導后，基站在 DSCCH上發送第一反饋消息(如在圖4中的反饋1所指示的)，一 個或多個消息用于確認接收到前導，并且在第一反饋中包括簽名的 摘要或簽名的索引(用于向UE標識前導被確認，并且因此第一反饋 被用戶設備理解為確認，因為第 一 反饋經由包括在前導中的簽名來 標識前導)，傳送功率調整字段，以及短的標識符，這里稱為前導 標識符(指示為圖4中的前導id)，以及到用于發送隨機接入消息 突發(即，數據/凈荷)的SCH上的資源的指針。指針不必在與前導 標識符相同的消息中給出，因為可以使用前導標識符在尋址于UE 的隨后消息(仍是反饋1的部分)中提供給UE。注意僅在基站觀測 到前導后，用于消息突發的資源被保留，并且也注意到具有不同簽 名的UE將給予不同的資源，以便傳輸它們各自的消息突發。用于前 導和小區特定接入參數的資源將在由基站廣播的系統信息中給出。現有一個或多個UE將從第一反饋的前導標識符識別出它們自 身，并且接著將它們與前導標識符關聯(因為多于一個的UE可以在 相同的時間傳送前導，由于RACH是基于竟爭的資源，即，其不經 由多個接入機制來共享)。每個此類的UE將讀取下行鏈路共享控制 信道(DSCCH),并且當(上行鏈路)SCH上的資源使用前導標識 符指向DSCCH上時，UE將使用零定時提前，經由資源發送其隨機
接入消息突發。消息突發字段如上所解釋，即，臨時地址、信息比 特和CRC字。兩個UE具有相同的臨時地址字段的概率將是小的， 因為地址是唯 一 的或至少相對長的隨機比特序列。在成功地接收到
消息突發后，基站發送第二反饋(如圖4中的反饋2所指示出)， 根據需要，其包括臨時地址、定時提前值和到另外的SCH資源從而 持續上行鏈路/消息交換的指針。在該第二反饋之后，僅找到它們的 臨時地址的UE終端將繼續消息交換。成功解碼第二反饋但沒有在其 中找到它們的臨時地址的終端將必須從開始啟動隨^L接入過程。
如果基站沒有成功解碼來自 一個或多個UE的特定一個的隨機 接入消息突發，則其可以通過再次利用前導標識符來對UE進行尋址 以要求UE重傳消息突發，該前導標識符可以允許基站來請求重傳， 而臨時地址用于將已經選擇相同的簽名和接入時隙的UE進行分離。 接著基站將來自UE的最新接收到的隨機接入消息突發與早些傳輸 的符號進行軟合并，即基站可以在隨機接入過程中使用HARQ。這 極大地提高檢測的概率。基站也可以通過在試圖對隨機接入消,lr進 行解碼之前要求UE重傳隨機接入消息而優化延遲。
如果前導標識符已經由基站與由基站在某個時間和頻率資源內 觀察到的簽名進行關聯后，預先確定前導標識符僅對于相對短的時 間(例如，10ms)有效，則前導標識符可以是短的(例如，5比特)。 10ms的時間周期仍允許用于消息部分的若干次重傳的時間。
在第一反饋中向UE終端發送定時提前可能不太有用，因為兩個 UE終端，例如終端X和終端Y可能發送具有相同簽名的前導，但— 基站僅檢測出由終端X發送的前導。適用于終端Y的定時提前可以 完全不同于適用于終端X的定時提前。當終端Y以打算用于終端X 的定時提前進行傳送時，傳送可能重疊前一時隙或后一時隙。在UE 的地址已經在第二反饋中指示出后，對于定時提前的應用來說，碰 撞概率變得足夠的小。從而如在圖4中所指示的，定時提前有利地 提供在第二反饋中。
注意到利用根據本發明的隨機接入過程，僅當兩個UE已經選擇
相同的前導簽名時，兩個UE在(SCH的)相同的資源上發送他們的各自的隨機接入消息。在隨機接入消息的傳輸期間使用跳頻也是有利的。(單獨的) 前導和消息突發兩者都可以被劃分成在不同頻率上傳送的多個段。其中UE使用隨機接入過程來請求在共享信道SCH上的分配以便上行鏈路傳 送用戶數據。(盡管在該例子中，UE僅為了指示對SCH上的分配 的需要而使用隨機接入消息突發，從而基站可確定需要多少資源， 但本發明也允許UE使用隨機接入消息自身中的信息比特來上行鏈 路傳送用戶數據)。 #早前導在RACH上的RACH的窄BW (例如，1.25MHz/3的資源塊)中傳送。參見圖3。其長度被設置成兩個子幀。在子幀之間進行 跳頻，從而獲得分集。從簽名集合中隨機地選擇符號序列。針對每次重傳重復隨機選 擇。可用簽名的集合在由基站廣播的所謂系統信息中給出。使用開環功率控制根據測量的下行鏈路衰減和基站接收機中 的期望功率電平來對傳輸功率進行調節。此外，如果必須重傳前導 傳輸，則執行功率爬生。參數在系統信息中給出。根據RACH負載和延遲需要(等待第一接入時隙必須不能太長) 選4奪接入時隙的分集。隨著前導的每次重復傳輸，用于接入時隙的選擇的時間窗呈指 數級增長，或使用隨機化傳輸時間的某種其他方式。在下行鏈路共享控制信道(DSCCH)上傳送的分配表中提供前導確認。基站測量每個簽名和接入時隙的沖激響應并且在下行鏈路中發 送確i人，如果其觀測到前導。
肯定確認中的字段是
由UE發送的簽名號或簽名的摘要。如果確認可以在下行鏈路子 幀中以相對于接入時隙的固定偏移進行發送，貝'j接入時隙號不是必 要的。甚至在最大系統帶寬的情況下，可能不太需要僅通過頻率分 開的(時間)重疊接入時隙。
用于消息突發的(SCH上的)資源分配，(即，用于SCH上的 消息突發和頻率時隙，用于UE來上行鏈路傳送隨機接入消息突發)。 如上所指出，資源分配可以推遲以便與確認的剩余部分分開發送。
針對基站的短的標識符前導標識符(前導-id)將用于要求消息 突發的重傳。
相對于前導功率的功率調節。
在該階段提供定時提前(值)不是有用的，因為根據簽名和接 入時隙的負載和數目，很有可能兩個或多個UE可能在具有相同的簽 名的相同接入時隙內發送前導。定時提前值將僅對于它們中的一個 正確。
基站也可以發送NACK:已經在接入時隙中發送了前導的UE必 須停止RACH過程。這提供從RACH過載恢復的手段。 經在凝入L惑義"發'
隨機接入消息突發在SCH上使用窄帶寬(例如，1.25MHz/3的 資源塊)進行發送并且擴展在若干個子幀上，在子幀之間跳頻。突 發長度的實驗性值為4個子幀。在若干個子幀上延長看起來是必需 的，以便滿足覆蓋要求。
隨機接入消息突發的示例性內容是
臨時小區特定地址或隨機地址(例如，16比特)，如果臨時小 區特定地址不存在；
信息比特，即，多達10個比特(或可能更多)以便通知基站需 要所請求的通信資源；以及
CRC字(例如，12或16比特)。
隨機地址必須足夠長，因為其使得在具有相同簽名的相同接入時隙內發送前導的所有UE分開。
x,經與凝入L感關7發'#確 乂
對隨機接入消息突發的確認提供在分配表中，該分配表沿下4亍
鏈路在共享控制信道上傳送。如果CRC失敗，則基站可以使用其在 前導確認中提供的前導標識符來要求消息突發的重傳。如果C RC成 功，則UE的地址(臨時小區特定或隨機)被確認。如果UE發送隨 機地址，則給出臨時小區特定地址。
在接收到對隨機接入消息突發的確認后，可以使用定時提前， 因為臨時小區特定地址已經唯一地標識UE并且幾乎唯一地標識隨 機地址。
用于上行鏈路消息的資源分配(在SCH上)可以作為分配表中 的規則SCH條目給出。 ^論
在該UE嘗試獲得SCH上的分配的示例性例子中，UE在RACH 上發送具有簽名的前導。基站用前導標識符、簽名(盡管替代地， 也可以發送簽名的摘要)的索引(也稱為簽名號)在DSCCH上確認， 從而UE知道ACK是針對其前導，以及用于隨機接入消息突發的傳 輸(可以在與前導標識符不同的消息中給出)的SCH (共享信道) 分配(SCH上的時隙和頻率)。UE接著在分配的時隙和頻率上發送 具有前導標識符的消息突發(包括信息字段、指示需要SCH上的進 一步分配)。可能存在碰撞，因為另一UE可能發送具有相同參數的 前導并且因此獲得用于隨機接入消息的相同SCH分配。在消息突發 中，UE包括基站可用來識別UE的臨時地址。基站如需要則使用 DSCCH要求UE重復，如果基站不能解碼消息突發(可能在其嘗試 解碼中使用軟合并/HARQ)，并且基站使用前導標識符將重復請求 發給UE。〔基站基于UE傳送消息突發所使用的時隙和頻率知道使 用什么前導標識符)。基站成功解碼消息突發，并且接著對UE做出 進一步的SCH分配(經由DSCCH),使用UE包括在消息突發中的 地址或使用前導標識符或基站在隨機接入;肖,包、的確認中提供給UE
的臨時小區特定地址，將進一步的SCH分配發給UE。 潛論
應該理解上述的設置僅是本發明的原理的應用的示例。本領域 技術人員在不脫離本發明的范圍下可以推導出多個修改方案和可選 設置，并且所附權利要求書旨在覆蓋此類的修改和設置。
權利要求
1. 一種由用戶設備無線通信終端在與無線通信系統的無線接入網絡的基站進行的通信中所使用的方法，包括(a)通過無線通信系統的隨機接入信道的傳輸提供消息突發前導，并且將簽名與所述前導包括在一起；(b)響應于此，從所述基站接收指示已經接收到所述前導的確認并且提供前導標識符和對共享信道的資源分配的一個或多個消息；以及(c)根據所述資源分配，提供在所述共享信道上傳輸的消息突發，但不會在接收到指示所述確認并且提供所述資源分配的消息之前進行，并且將地址包括在所述消息突發中以便用于識別所述用戶設備。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中在與指示所述確認的所述 消息分開的消息中提供所述資源分配。
3. 根據權利要求1所述的方法，其中如果所述用戶設備具有臨 時小區特定地址，則所述用戶設備使用所述臨時小區特定地址作為 所述;也址。
4. 根據權利要求1所述的方法，進一步包括 從所述基站接收重傳的請求，所述請求指示所述前導標識符；以及提供所述消息突發，以便重傳到所述基站。
5. 根據權利要求4所述的方法，其中所述重傳的請求是下行鏈 路共享控制信道上的來自所述基站的信號，所述信號指示上行鏈路 資源分配并且包括所述前導標識符。
6. 根據權利要求1所述的方法，進一步包括接收所述基站已經 接收到所述消息突發的確認，其中所述確認是下行鏈路共享控制信 道上的來自基站的信號，所述信號指示下行鏈路資源分配并且包括 所述前導標識符，并且其中所述用戶設備配置成解碼所述信號并且 獲得由所述信號所指示的地址，并且接著將所述地址與由所述用戶 設備包括在所述消息突發中的地址進行比較，以確定所述確認是對 所述消息突發的確認還是對來自另 一 用戶設備的消息突發的確認。
7. 根據權利要求1所述的方法，進一步包括提供使用所述共享信道頻率范圍的第 一窄頻率范圍對所述消息突發的一部分的傳輸；以及提供使用不同于所述第一窄頻率范圍的所述共享信道頻率范圍 的第二窄頻率范圍對所述消息突發的另 一 部分的傳輸。
8. 根據權利要求1所述的方法，進一步包括提供所述前導以便 部分地使用所述隨機接入信道頻率范圍的第 一 窄頻率范圍來傳輸以 及部分地使用不同于所述第 一窄頻率范圍內的所述隨機接入信道頻 率范圍的第二窄頻率范圍來傳輸。
9. 根據權利要求1所述的方法，進一步包括從指示所述確認的 所述一個或多個消息中獲得所述簽名的摘要或簽名號，并且確定所 述確認是對由所述用戶設備所發送的所述前導的確認還是對來自另 一用戶設備無線通信設備的消息的確認。
10. 根據權利要求1所述的方法，進一步包括響應于所述消息突 發，從所述基站接收用于用戶數據的上行鏈路的所述共享信道的進 一步分配，其中所述分配提供有由所述用戶設備所提供的所述地址， 并且其中所述消息突發包括信息比特，所述信息比特提供可由所述 基站使用來確定所述進一 步分配以分配給用戶的信息。
11. 一種包括計算機可讀存儲結構的計算機程序產品，所述計算機可讀存儲結構包括在其上的由計算機處理器執行的計算機程序代 碼，其中所述計算機程序代碼包括用于執行根據權利要求1-10中任 意一項所述的方法的指令。
12. —種可由用戶設備無線通信終端在與無線通信系統的無線 接入網絡的基站進行的通信中所使用的設備，所述設備包括用于執 行根據權利要求1-10中任意一項所述的方法的裝置。
13. —種可由用戶設備無線通信終端在與無線通信系統的無線 接入網絡的基站進行的通信中所使用的設備，所述設備包括處理器，所述處理器配置成(a )通過所述無線通信系統的隨機接入信道的傳輸提供消息突 發前導，并且將簽名與所述前導包括在一起；(b) 響應于此，從所述基站接收指示已經接收到所述前導的確 認并且提供前導標識符和對共享信道的資源分配的一個或多個消 息；以及(c) 根據所述資源分配，提供消息突發以便在所述共享信道上 進行傳輸，但不會在接收到指示所述確認并且提供所述資源分配的 消息之前進行，并且將地址包括在所述消息突發中以便用于識別所述用戶設備。
14. 根據權利要求13所述的設備，其中所述處理器配置成在與 指示所述確認的；肖息分開的消息中接收所述資源分配。
15. 根據權利要求13所述的設備，其中所述處理器配置成如果 所述用戶設備具有臨時小區特定地址，則所述用戶設備使用所述臨 時小區特定地址作為所述地址。
16. 根據權利要求13所述的設備，其中所述處理器進一步配置成從所述基站接收重傳的請求，所述請求指示所述前導標識符；以及提供所述消息突發，以便重傳到所述基站。
17. 根據權利要求16所述的設備，其中所述重傳的請求是下行 鏈路共享控制信道上的來自所述基站的信號，所述信號指示上行鏈 路資源分配并且包括所述前導標識符。
18. 根據權利要求13所述的設備，其中所述處理器進一步配置 成接收所述基站已經接收到所述消息突發的確認，其中所述確認是 下行鏈路共享控制信道上的來自所述基站的信號，所述信號指示下 行鏈路資源分配并且包括所述前導標識符，并且其中所述處理器配 置成解碼所述信號并且獲得由所述信號所指示的地址，并且接著將 地址與由所述用戶設備包括在所述消息突發中的地址進行比較，以 確定所述確認是對所述消息突發的確認還是對來自另 一 用戶設備的 消息突發的確認。
19. 根據權利要求13所述的設備，其中所述處理器進一步配置成提供使用所述共享信道頻率范圍的第 一窄頻率范圍對所述消息 突發的一部分的傳輸；以及提供使用不同于所述第 一 窄頻率范圍的所述共享信道頻率范圍 的第二窄頻率范圍對所述消息突發的另 一部分的傳輸。
20. 根據權利要求13所述的設備，其中所述處理器進一步配置 成提供所述前導以便部分地使用所述隨機接入信道頻率范圍的第一 窄頻率范圍來傳輸以及部分地使用不同于所述第 一 窄頻率范圍內的 所述隨機接入信道頻率范圍的第二窄頻率范圍來傳輸。
21. 根據權利要求13所述的設備，其中所述處理器進一步配置 成從指示所述確認的所述 一 個或多個〉'肖息中獲得所述簽名的摘要或 簽名號，并且確定所述確認是對由所述用戶設備所發送的所述前導 的確認還是對來自另 一用戶設備無線通信設備的消息的確認。
22. 根據權利要求13所述的設備，其中所述處理器進一步配置 成響應于所述消息突發，從所述基站接收用戶數據的上行鏈路的所 述共享信道的進一步分配，其中所述分配提供有由所述用戶設備所 提供的地址，并且其中所述消息突發包括信息比特，所述信息比特 提供可由所述基站使用來確定所述進一步分配以分配給用戶的信 息。
23. —種用戶設備無線通信終端，包括 根據權利要求13所述的設備；以及無線前端，用于傳送所述前導和所述消息突發，并且用于接收所 述確認。
24. —種由無線通信系統的無線接入網絡的基站在與用戶設備 無線通信終端進行的通信中所使用的方法，包括(a )通過所述無線通信系統的隨機接入信道接收消息突發前導 和簽名；以及(b) 響應于所述消息突發前導，提供傳輸一個或多個消息，其 中所述一個或多個消息指示對已經接收到所述前導的確認并且包括 前導標識符和對共享信道的至少 一 部分的資源分配；以及(c) 根據所述資源分配在所述共享信道上接收消息突發，解碼 所述消息突發，并且獲得所述消息突發中的地址以便用于識別所述 用戶設備。
25. 根據權利要求24所述的方法，其中在與指示所述確認的所 述消息分開的消息中提供所述資源分配。
26. 根據權利要求24所述的方法，其中當所述用戶設備具有臨 時小區特定地址時，則包括在所述消息突發中的地址是所述臨時'J 、區特定地址。
27. 根據權利要求24所述的方法，進一步包括 提供向所述用戶設備傳輸重傳所述消息突發的請求，并且在所述請求中包括所述前導標識符，以便識別所述消息突發；以及接收重傳的消息突發并且將所述重傳的消息突發與先前傳輸的 消息突發進行軟合并。
28. 根據權利要求27所述的方法，其中重傳所述消息突發的請 求是下行鏈路共享控制信道上的來自所述基站的信號，所述信號指 示上行鏈路資源分配并且包括所述前導標識符。
29. 根據權利要求24所述的方法，進一步包括提供所述基站已 經接收到所述消息突發的確認，其中所述確認是下行鏈路共享控制 信道上的來自所述基站的信號，所述信號指示下行鏈路資源分配并 且包括所述前導標識符。
30. 根據權利要求24所述的方法，進一步包括使用所述共享信道頻率范圍的第 一 窄頻率范圍來接收所述消息 突發的一部分；以及 使用不同于所述第 一 窄頻率范圍的所述共享信道頻率范圍的第 二窄頻率范圍來接收所述消息突發的另 一部分。
31. 根據權利要求24所述的方法，進一步包括接收所述隨機接 入信道頻率范圍的第一窄頻率范圍中的部分前導以及不同于所述第 一窄頻率范圍內的所述隨機接入信道頻率范圍的第二窄頻率范圍在 的部分前導。
32. 根據權利要求24所述的方法，進一步包括在所述確認中提供所述簽名的摘要或簽名號。
33. 根據權利要求24所述的方法，進一步包括響應于所述消息道的進一步分配，其中所述分配提供有由所述用戶設備所提供的地 址，并且其中所述基站解碼包括在所述消息突發中的信息比特，并 且至少部分地基于所述信息比特來確定所述進一步分配。
34. —種包括計算機可讀存儲結構的計算機程序產品，該計算機 可讀存儲結構包括在其上由計算機處理器執行的計算機程序代碼， 其中所述計算機程序代碼包括用于執行根據權利要求24-33中任意 一項所述的方法的指令。
35. —種由無線通信系統的無線接入網絡的基站在與用戶設備 無線通信終端進行的通信中所使用的設備，包括用于執行根據權利 要求24-33在的任意一項所述的方法的裝置。
36. —種由無線通信系統的無線接入網絡的基站在與用戶設備 無線通信終端進行的通信中所使用的設備，包括處理器，所述處理 器配置成(a) 通過所述無線通信系統的隨機接入信道接收消息突發前導 和簽名；以及(b) 響應于所述消息突發前導，提供傳輸一個或多個消息，其 中所述一個或多個消息指示對已經接收到所述前導的確認并且包括 前導標識符和對共享信道的至少 一 部分的資源分配；以及(c) 根據所述資源分配在所述共享信道上接收消息突發，解碼 所述消息突發，并且獲得所述消息突發中的地址以便用于識別所述 所述用戶設備。
37. 根據權利要求36所述的設備，其中所述處理器進一步配置成在與指示所述確認的是消息分開的消息中提供所述資源分配。
38. 根據權利要求36所述的設備，其中當所述用戶設備具有臨 時小區特定地址時，則包括在所述消息突發中的所述地址是臨時小 區特定地址"
39. 根據權利要求36所述的設備，其中所述處理器進一步配置成提供向所述用戶設備傳輸重傳所述消息突發的請求，并且在所述 請求中包括所述前導標識符，以便識別所述消息突發；以及接收所述重傳的消息突發并且將所述重傳的消息突發與先前傳 輸的所述消息突發進行軟合并。
40. 根據權利要求39所述的設備，其中重傳所述消息突發的所 述請求是下行鏈路共享控制信道上的來自所述基站的信號，所述信 號指示上行鏈路資源分配并且包括所述前導標識符。
41. 根據權利要求36所述的設備，其中所述處理器進一步配置 成提供所述基站已經接收到所述消息突發的確認，其中所述確認是 下行鏈路共享控制信道上的來自所述基站的信號，所述信號指示下 行鏈路資源分配并且包括所述前導標識符。
42. 根據權利要求36所述的設備，其中所述處理器進一步配置成使用所述共享信道頻率范圍的第 一窄頻率范圍來接收所述消息 突發的一部分；以及使用不同于所述第 一窄頻率范圍的所述共享信道頻率范圍的第 二窄頻率范圍來接收所述消息突發的另 一 部分。
43. 根據權利要求36所述的設備，其中所述處理器進一步配置 成接收所述隨機接入信道頻率范圍的第 一 窄頻率范圍中的部分前導 以及不同于所述第一窄頻率范圍內的所述隨機接入信道頻率范圍的 第二窄頻率范圍中的部分前導。
44. 根據權利要求36所述的設備，其中所述處理器進一步配置 成在所述確認中提供所述簽名的摘要或簽名號。
45. 根據權利要求36所述的設備，其中所述處理器進一步配置 成響應于所述消息突發，向所述用戶設備提供用于用戶數據的上行 鏈路的所述共享信道的進一步分配，其中所述分配提供有由所述用 戶設備所提供的地址，并且其中所述基站進一步配置成解碼包括在 所述消息突發中的信息比特，并且至少部分地基于所述信息比特來 確定所述進一步分配。
46. —種無線通信系統的無線接入網絡的基站，包括 根據權利要求36-45中任意一項所述的設備；以及 無線前端，用于接收所述前導和所述消息突發，并且用于傳送所述確認。
47. —種系統，包括 根據權利要求46所述的多個基站；以及 多個用戶設備終端，配置成無線地耦合到所述基站。
全文摘要
一種由UE無線通信終端在與無線接入網絡(特別是E-UTRA網絡)的基站(或節點B或eNB)進行通信中所使用的隨機接入過程。隨機接入前導由UE經由RACH單獨地并且在隨機接入消息突發之前前進行發送，該隨機接入消息突發在SCH上發送，但不會在UE接收到指示對前導的確認并且提供對SCH上的分配，以及還提供前導標識符的一個或多個消息之前進行，如果需要，則無線接入網絡可接著使用該前導標識符來請求消息突發的重傳。
文檔編號H04W72/14GK101395862SQ200780007027
公開日2009年3月25日 申請日期2007年1月18日 優先權日2006年1月20日
發明者E·蒂伊羅拉, J·S·科爾奧南, K·帕朱科斯基, M·J·韋尼卡 申請人:諾基亞公司