專利名稱：用于無線通信系統中隨機接入信號傳輸的方法和裝置的制作方法
技術領域：
概括地說，本發明涉及多址無線通信。更具體地但非限制性地，本發明涉及在多址、無線通信系統中支持隨機接入信號傳輸的技術。
背景技術：
為了提供諸如話音、數據等等之類的各種類型的通信內容，廣泛部署了無線通信系統。這些系統是能夠通過共享可用的系統資源(例如，帶寬和發射功率)支持與多個用戶通信的多址系統。這類多址系統的例子包括碼分多址(“CDMA”)系統、時分多址(“TDMA”)系統、頻分多址(“FDMA”)系統、3GPP長期演進(“LTE”)系統、正交頻分多址(“0FDMA”)系統。一般而言，無線多址通信系統可以同時支持多個無線終端的通信。每個終端通過前向鏈路和反向鏈路上的傳輸與一個或多個基站通信。前向鏈路(或下行鏈路)指的是從基站到終端的通信鏈路，反向鏈路(或上行鏈路)指的是從終端到基站的通信鏈路。通信鏈路可以通過單輸入單輸出、多輸入單輸出或多輸入多輸出(“ΜΜ0”)系統建立。MIMO系統采用多個(“Ντ”)發射天線和多個(“Νκ”)接收天線進行數據傳輸。可以將Nt個發射天線和Nk個接收天線構成的MMO信道分解為Ns個獨立信道，其也稱為空間信道，其中，Ns<min {NT，NK}。Ns個獨立信道中的每一個對應于一個維度。如果利用由多個發射天線和接收天線構成的額外的維度，則MIMO系統可以提供提高的性能(例如，更高的吞吐量和/或更好的可靠性)。MMO系統支持時分雙工(“TDD”)和頻分雙工(“FDD”)系統。在TDD系統中，前向鏈路和反向鏈路傳輸在同一頻段進行，這樣，互反性原則允許從反向鏈路信道估計前向鏈路信道。這使得接入點可以在該接入點處有多個天線可用時，在前向鏈路上提取發射波束成形增益。一般而言，無線蜂窩通信網絡包括多個移動用戶設備(“UE”)和多個基本節點(“節點B”)。節點B—般是固定站，也可以稱為基本收發系統(“BTS”)、接入點(“AP”)、基站(“BS”)或一些其它等效術語。隨著對網絡的改進，節點B的功能也得以演進，因此節點B有時也稱為演進的節點B ( “eNB”)。一般而言，在部署時，節點B硬件是固定的且不可移動的，而UE硬件是便攜式的。與節點B相反，移動UE可以包括便攜式硬件。UE通常也稱為終端或移動站，可以是固定的或移動的設備，并且可以是無線設備、蜂窩電話、個人數字助理(“PDA”)、無線調制解調器卡等。上行鏈路通信(“UL”)指的是從移動UE到節點B的通信，下行鏈路(“DL”)指的是從節點B到移動UE的通信。每個節點B包括用于直接與移動UE通信的射頻發射機和接收機，這些移動UE圍繞節點B自由移動。類似地，每個移動UE包括用于直接與節點B通信的射頻發射機和接收機。在蜂窩網絡中，移動UE無法相互直接通信，但是需要與節點B通信。 傳統地，對于從UE到節點B的上行鏈路傳輸只支持一個發射天線。雖然一些傳統的通信系統提供能夠進行天線切換的特性，但是一般針對上行鏈路傳輸只支持SM0，其中包括針對像用于隨機的和初始的接入功能的基于競爭的物理隨機接入信道(“PRACH”)這樣的物理上行鏈路信道。
但是，應該了解的是，通過進行經由多個發射天線的MMO傳輸，可以執行各種操作，例如波束成形、MU-MM0、SU-MM0等等，這可以增加通信系統的整體吞吐量。因此，所需要的是一種支持針對基于競爭的信道(例如MMO系統中的PRACH)使用多個天線的方法，這樣，UE可以利用波束成形、發射分集和/或任何其它適當的措施來提高吞吐量。本申請能解決這些問題。
發明內容
本發明一般涉及用于在MIMO無線通信系統中提供隨機接入信號傳輸的裝置和方法。至少部分地基于系統中的發射天線的數目來確定用于MIMO通信系統的隨機接入傳輸方案。利用隨機接入傳輸方案在隨機接入信道(例如，PRACH)中發射該隨機接入信號。至少部分地基于隨機接入傳輸方案來執行隨機接入信道中的功率控制。在一個方面，本發明涉及一種有助于無線通信系統中的MIMO通信的方法。至少部分地根據用于所述MIMO通信的發射天線的數目來確定用于所述MIMO通信的隨機接入傳輸方案。然后，利用所述隨機接入傳輸方案發送隨機接入信號。在一個方面，本發明涉及一種用于無線通信的裝置。所述裝置包括用于至少部分地根據用于多輸入多輸出(MIMO)通信的發射天線的數目來確定用于所述MIMO通信的隨機接入傳輸的模塊；以及用于利用所述隨機接入傳輸方案來發送隨機接入信號的模塊。在另一個方面，本發明涉及一種有助于無線通信系統中的MIMO通信的方法。確定多個用戶設備針對所述MMO通信要使用的隨機接入傳輸方案。然后，依照所述隨機接入傳輸方案接收由所述多個用戶設備中的一個用戶設備發送的隨機接入請求。在一個方面，本發明涉及一種用于無線通信的裝置。所述裝置包括用于確定多個用戶設備針對多輸入多輸出(MIMO)通信要使用的隨機接入傳輸方案的模塊；以及用于依照所述隨機接入傳輸方案從所述多個用戶設備中的一個接收隨機接入請求的模塊。在又一個方面，本發明涉及有助于無線通信系統中的MIMO通信的方法。至少部分地根據用于所述MIMO通信的發射天線的數目來確定用于所述MIMO通信的隨機接入傳輸方案。然后，根據所述傳輸方案執行物理隨機接入信道(“PRACH”)的發射功率控制。在又一個方面，本發明涉及一種有助于無線通信系統中的MIMO通信的裝置。所述裝置包括處理器，被配置為至少部分地根據用于MIMO通信的發射天線的數目來確定用于所述MIMO通信的隨機接入傳輸方案；利用所述隨機接入傳輸方案發送隨機接入信號。在另一個方面，本發明涉及一種有助于無線通信系統中MIMO通信的裝置。所述裝置包括處理器，被配置為確定多個用戶設備針對MMO通信要使用的隨機接入傳輸方案；并且依照所述隨機接入傳輸方案來接收由所述多個用戶設備中的一個發送的隨機接入請求。在又一個方面，本發明涉及一種有助于無線通信系統中MIMO通信的計算機程序產品，所述計算機程序產品包括計算機可讀存儲介質，其包括用于使至少一個計算機至少部分地根據用于MIMO通信的發射天線的數目來確定用于所述MIMO通信的隨機接入傳輸方案的指令；以及用于使所述至少一個計算機利用所述隨機接入傳輸方案發送隨機接入信號的指令。在又一個方面，本發明涉及一種有助于無線通信系統中MIMO通信的計算機程序產品，所述計算機程序產品包括計算機可讀存儲介質，其包括用于使至少一個計算機確定多個用戶設備針對MMO通信要使用的隨機接入傳輸方案的指令；以及用于使所述至少一、個計算機依照所述隨機接入傳輸方案從所述多個用戶設備中的一個接收隨機接入請求的指令。本發明還涉及用于實現上述方法和本申請中所描述的其它功能的計算機程序產品、設備、裝置和系統。下面結合附圖進一步描述各個其它方面。
通過下面結合附圖所給出的詳細描述，可以更全面地理解本發明的應用，其中，相同的附圖標記指示本文中相同的元件，其中圖I示出了可以實現示例性實施例的多址無線通信系統；圖2示出了 MMO通信系統的實施例的框圖；圖3示出了用于在無線通信系統中支持PRACH通信的系統的框圖；圖4示出了有助于多天線通信系統中上行鏈路PRACH傳輸的流程圖；圖5示出了有助于實現無線通信系統中不同等級的PRACH支持的系統的框圖；圖6示出了有助于向關聯的用戶設備以信號形式發送所選PRACH傳輸方案的流程圖；圖7示出了用于在MMO通信系統中執行PRACH功率控制的流程圖。
具體實施例方式本申請公開了有助于無線通信的系統和方法。該系統和方法支持針對基于競爭的信道(例如MMO系統中的PRACH)使用多個天線，這樣，UE可以利用波束成形、發射分集和/或任何其它適當的措施來提高吞吐量。該系統和方法允許通知UE關于所選的PRACH傳輸方案，并且能夠使得根據所選傳輸方案來實現PRACH功率控制。在各種實施例中，通過使UE從預定義的預編碼向量集合中選擇預編碼向量來實現波束成形。例如，UE可以重復循環各個預定義的預編碼向量(例如，通過波束掃描)和/或以任何其它適當的方式選擇預編碼向量。對于具有重復前導碼的PRACH格式(例如，格式2、格式3等)，可以在每次突發進行預編碼向量的選擇以便使分集最大化。可以用各種形式提供發射分集，例如，天線選擇、時間切換發射分集(“TSTD”)等等，并且對eNodeB可以是透明的或不透明的。在其它實施例中，在非透明PRACH傳輸方案的情況中，可以通過例如RAR準許、重用或添加一個或多個指示傳輸方案的比特，或通過將roccH用于下行鏈路數據到達(例如通過重新解釋一個或多個指示傳輸方案的零填充比特)，來通知UE所選的PRACH傳輸方案。可替換地，用于PRACH的傳輸方案可以是預先指定的、硬編碼的(例如，在相關聯的網絡規定中)和/或事先選擇好的。此外，PRACH功率控制可以根據所選傳輸方案來實現。因此，例如像PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER這樣的參數可以考慮所選的傳輸方案。另外或者可替換地，初始的PUSCH功率控制可以根據所選的傳輸方案。在另一個例子中，重傳期間的功率漸增(powerramping)步長可以是基于所利用的傳輸方案的。在各個實施例中，本申請中所描述的技術可以用于各種無線通信網絡，例如碼分多址(“CDMA”)網絡、時分多址(“TDMA”)網絡、頻分多址(“FDMA”)網絡、正交FDMA( “0FDMA”)網絡、單載波FDMA( “SC-FDMA”)網絡以及其它通信網絡。如本申請中所、述，術語“網絡”和“系統”經常可以交替使用。CDMA網絡可以實現例如通用陸地無線接入(“UTRA”)、CDMA2000等的無線電技術。UTRA 包括寬帶-CDMA ( “W-CDMA”)和低碼片速率(“LCR”)。CDMA2000 涵蓋 IS-2000、IS-95和IS-856標準。TDMA網絡可以實現諸如全球移動通信系統(“GSM”)之類的無線電技術。OFDMA 網絡可以實現例如演進型 UTRA( “E-UTRA”)、IEEE 802. 11、IEEE 802. 16、IEEE 802. 20、閃速-OFDM等的無線電技術。UTRA、E-UTRA和GSM是全球移動電信系統(“UMTS”)的一部分。具體而言，長期演進(“LTE”)是使用E-UTRA的UMTS的即將發布的版本。UTRA、E-UTRA、GSM、UMTS和LTE在來自名為“第三代合作伙伴”(“3GPP”)組織的文檔中有所描述，cdma 2000在來自名為“第三代合作伙伴2”( “3GPP2”)組織的文檔中有所描述。這些各種無線電技術和標準是本領域公知的。為了清楚起見，下面針對LTE描述本發明的裝置和方法的某些方面，在下面的大部分描述中使用了 LTE術語；但是，所描述的內容并不意在僅限于LTE應用。因此，本領域的技術人員應該了解，本申請中描述的裝置和方法可以應用于各種通信系統和應用。采用單載波調制和頻域均衡的單載波頻分多址(“SC-FDMA”)是感興趣的一種通信技術。SC-FDMA具有與OFDMA相似的性能和基本上相同的整體復雜性。但是，SC-FDMA信號由于其內在的單載波結構而具有比OFDMA信號低的峰均功率比(“PAPR”)。因此，SC-FDMA近來吸引了大量注意，尤其是針對較低PAPR使移動終端在發射功率效率方面明顯受益的上行鏈路通信。采用SC-FDMA是當前3GPP長期演進(“LTE”)或E-UTRA中的上行鏈路多址機制的工作前提。無線通信系統中的邏輯信道可以分類為控制信道和業務信道。邏輯控制信道可以包括廣播控制信道(“BCCH”)，也就是用于廣播系統控制信息的下行鏈路(“DL”)信道；尋呼控制信道(“PCCH”)，也就是傳送尋呼信息的DL信道；以及多播控制信道(“MCCH”)，也就是用于發送一個或多個多播業務信道(“MTCH”)的多媒體廣播和多播服務(“MBMS”)調度和控制信息的點對多點DL信道。一般地，在建立無線資源控制(“RCC”)連接之后，這一信道只由接收MBMS的UE使用。此外，專用控制信道(“DCCH”)是發送專用控制信息的點對點雙向信道并且由具有RRC連接的UE使用。
邏輯業務信道包括專用業務信道(“DTCH”)，該信道是專用于一個UE的用于傳輸用戶信息的點對點雙向信道，以及MTCH，是用于發送業務數據的點對多點DL信道。傳輸信道可以分類為下行鏈路(“DL”)和上行鏈路(“UL”)。DL傳輸信道可以包括廣播信道(“BCH”)、下行鏈路共享數據信道(“DL-SDCH”)和尋呼信道(“PCH”)。PCH可以用于支持UE功率節省(例如，當網絡向UE指示DRX循環時)，在整個小區上廣播并映射到可用于其它控制/業務信道的物理層(“PHY”)資源。UL傳輸信道可以包括隨機接入信道(“RACH”)、請求信道(“REQCH”)、上行鏈路共享數據信道(“UL-SDCH”)和多個PHY信道。PHY信道可以包括DL信道和UL信道的集合。
另外，DL PHY信道可以包括下面的信道公共導頻信道(“CPICH”)同步信道(“SCH”)公共控制信道(“CCCH”)共享DL控制信道(“ SDCCH” )多播控制信道(“MCCH” )共享UL分配信道(“SUACH” )確認信道(“ACKCH”)DL物理共享數據信道(“DL-PSDCH”)UL功率控制信道(“UPCCH”)尋呼指示符信道(“PICH”)負載指示符信道(“LICH”)UL PHY信道可以包括下面的信道集合物理隨機接入信道(“PRACH”)信道質量指示符信道(“CQICH” )確認信道(“ACKCH” )天線子集指示符信道(“ASICH”)共享請求信道(“SREQCH”)UL物理共享數據信道(“UL-PSDCH”)廣播導頻信道(“BPICH”)為了解釋說明或各個實施例的目的，本申請中可以使用下面的術語和縮寫AM確認模式AMD確認模式數據ARQ自動重傳請求BCCH廣播控制信道BCH廣播信道C-控制-CCCH公共控制信道CCH控制信道CCTrCH編碼合成傳輸信道CP循環前綴
CRC循環冗余校驗CTCH公共業務信道DCCH專用控制信道DCH專用信道DL下行鏈路
DSCH下行鏈路共享信道DTCH專用業務信道DCI下行鏈路控制信息FACH前向鏈路接入信道FDD頻分雙工LI層I (物理層)L2層2(數據鏈路層)L3層3(網絡層)LI長度指示符LSB最低有效位MAC媒體接入控制MBMS多媒體廣播多播服務MCCHMBMS點對多點控制信道MRff移動接收窗口MSB最高有效位MSCHMBMS點對多點調度信道MTCHMBMS點對多點業務信道PCCH尋呼控制信道PCH尋呼信道PDU協議數據單元PHY物理層PhyCH物理信道RACH隨機接入信道RLC無線鏈路控制RRC無線資源控制SAP服務接入點SDU服務數據單元SHCCH共享信道控制信道SN序列號SUFI超域TCH業務信道TDD時分雙工TFI傳輸格式指示符TM透明模式
TMD透明模式數據TTI傳輸時間間隔U-用戶-UE用戶設備UL上行鏈路UM未確認模式UMD未確認模式數據UMTS全球移動通信系統UTRAUMTS陸地無線接入UTRANUMTS陸地無線接入網絡MBSFN多播廣播單頻網絡MCEMBMS 協作實體MCH多播信道DL-SCH下行鏈路共享信道MSCHMBMS 控制信道PDCCH物理下行鏈路控制信道PDSCH物理下行鏈路共享信道PCFICH物理控制格式指示符信道應該了解的是，術語“示例性的”在本申請中表示“用作例子、示例或解釋說明的”。本申請中作為“示例性的”描述的任何實施例不是必須構造為比其它實施例更優選或更好的。現在參照圖1，示出了依照一個示例性實施例的多址無線通信系統。在各種實現中，接入點(“AP”)，例如圖I中的AP 100，可以是用于與接入終端通信的固定站，并且可以稱為接入點、節點B、e節點B、家用e節點B( “HeNB”)或其它術語。接入終端(“AT”)，例如圖I中的AT 116或AT122可以稱為接入終端、用戶設備(“UE”)、無線通信設備、終端、接入終端或其它術語。AT 116和122和UE 100可以配置為實現本申請中描述的實施例的各個方面。接入點100包括多個天線組，一組包括104和106，另一組包括108和110，另外一組包括112和114。在圖I中，只針對每個天線組示出了兩個天線，但是，在各個實施例中，可以針對每個天線組采用更多或更少的天線。接入終端116與天線112和114通信，其中天線112和114通過前向鏈路120向AT 116發送信息，并通過反向鏈路118從AT 116接收信息。接入終端122與天線106和108通信，其中，天線106和108通過前向鏈路126向AT 122發送信息，并通過反向鏈路124從AT 122接收信息。在FDD系統中，通信鏈路118、120、124和126對于AP 100和AT 116和122之間的通信可以采用不同的頻率。例如，前向鏈路120可以采用與反向鏈路118所用的不同的頻率。類似地，鏈路124和126可以采用相互不同的和/或不同于鏈路118和120的頻率。每個天線組和/或它們被設計進行通信的區域可以稱為接入點的扇區。在所示的示例性實施例中，將每個天線組設計為與接入點100所覆蓋的區域的指定扇區內的接入終、端進行通信。例如，將包括天線112和114的天線組分配給圖I中指定為扇區I的扇區，而將包括天線106和108的天線組分配給指定為扇區2的扇區。在通過前向鏈路120和126的通信中，將接入點100的發射天線配置為利用波束成形以提高針對不同接入終端116和122以及其它(未示出)接入終端的前向鏈路的信噪比。此外，在典型的實現中，相比接入點通過單個天線向其所有接入終端進行發射，接入點利用波束成形 向其覆蓋區域中隨機分布的接入終端進行發射對相鄰小區中的接入終端造成的干擾較小。應該了解的是，可以采用發射信號的預編碼以助于波束成形。現在將注意力轉移到圖2，圖2示出了示例性MMO系統200中的發射機系統210( S卩，接入點210)和接收機系統250 (即，接入終端250)的實施例的框圖。應該了解的是，發射機系統210和接收機系統250可以對應于圖I中的AP 100和AT 116和122。在運行中，在發射機系統210處，從數據源212向發射(“TX”)數據處理器214提供多個數據流的業務數據，在該處理器處對數據進行處理并將其發送給一個或多個接收機系統250。在一個實施例中，每個數據流得以處理并通過相應的發射天線(例如，天線224a-224t)進行發送。TX數據處理器214根據為每個數據流所選擇的特定編碼方案，對每個數據流的業務數據進行接收、格式化、編碼和交織，以便提供編碼數據。可以用OFDM技術將每個數據流的編碼數據與導頻數據進行復用。典型地，導頻數據是以已知方式進行處理的已知數據模式，并且可在接收機系統處用于估計信道響應。導頻數據可以提供給如圖2中所示的TX數據處理器214，并與編碼數據復用。然后，根據為每個數據流選擇的特定調制方案(例如，BPSK、QPSK、M-PSK、M-QAM等)，對數據流的復用后的導頻和編碼數據進行調制(即，符號映射)，以提供調制符號。基于存儲在存儲器232或發射系統250的其它存儲器或指令存儲介質中(未示出)的指令，可以利用由處理器230執行的指令來確定每個數據流的數據速率、編碼和調制。然后，將所有數據流的調制符號提供到TX MIMO處理器220，TXMIMO處理器220可以進一步處理調制符號(例如，針對0FDM)。然后，TX MIMO處理器220向Nt個發射機(“TMTR”)222a到222t提供Nt個調制符號流。在某些實施例中，TX MIMO處理器220對數據流的符號和相應的要發送該符號的一個或多個天線施加波束成形權重。每個發射機子系統222a到222t分別接收并處理符號流，以提供一個或多個模擬信號，并進一步調節(例如，放大、濾波和上變頻)模擬信號，以提供適合于通過MMO信道傳輸的調制信號。將來自發射機222a到222t的Nt個調制信號分別從Nt個天線224a到224t發送出去。在接收機系統250處，所發送的調制信號由Nr個天線252a到252r進行接收，將從每個天線252接收的信號分別提供給各自的接收機(“RCVR”) 254a到254r。每個接收機254調節(例如，濾波、放大和下變頻)相應的接收信號，將調節后的信號進行數字化以提供采樣，并進一步處理這些采樣以提供相應的“接收”符號流。然后，RX數據處理器260從Nr個接收機254a到254r接收Nr個符號流，并根據特定的接收機處理方法對符號流進行處理，以提供Nt個“檢測到的”符號流。然后，RX數據處理器260對每個檢測到的符號流進行解調、解交織和解碼，以恢復每個數據流的業務數據。RX數據處理器260的處理過程通常與在發射機系統210處的TX MIMO處理器220和TX數據處理器214所執行的處理過程相反。
處理器270定期地確定預編碼矩陣。然后，處理器270用公式表示包括矩陣索引部分和秩值部分的反向鏈路消息。在某些實施例中，反向鏈路消息可以包括關于通信鏈路和/或所接收的數據流的各種類型的信息。然后，該反向鏈路消息由TX數據處理器238處理(該處理器還從數據源236接收多個數據流的業務數據)，由調制器280調制，由發射機254a到254r調節，并發送回發射機系統210。在發射機系統210處，來自接收機系統250的調制信號由天線224接收，由接收機222調節，由解調器240解調，并由RX數據處理器242處理，以提取由接收機系統250所發送的反向鏈路消息。然后，處理器230確定將哪個預編碼矩陣用于確定波束成形權重，然后處理所提取的消息。應該了解的是，可以使用保持單載波波形的低PAPR(例如，在任何給定時間，該信道在頻率中是連續的或均勻間隔的)特性的信道結構。還應該了解的是，如本申請中下面、更詳細描述的，發射機系統210和接收機系統250可以配置為支持隨機接入信號傳輸(例如，使用PRACH和/或另一種適當的信道)。在某些實施例中，可以執行像波束成形、發射分集、MU-MMO、SU-MIMO等各種操作，這樣可以提高系統200的整體吞吐量。現在參照圖3，圖3示出了用于支持無線通信系統中的PRACH通信的系統的框圖。系統300可以包括一個或多個UE 310，UE 310可以通過相應的天線318和/或336在上行鏈路和/或下行鏈路上與一個或多個eNB 330通信。在一個實施例中，UE 310可以在上行鏈路上向eNB 330傳送數據、控制信令和/或任何其它適當的信息。例如，UE 310可以利用PRACH或類似的隨機接入信道向eNB 330發送信息。應該了解的是，PRACH可以占用任何適當量的時間、頻率等資源(例如，6PRB或在180kHz PRB情況下大約IMHz)。應該了解的是，基于非競爭的傳輸和/或其它類似類型的控制或數據傳輸(例如，PUSCH傳輸)一般不同于基于競爭的PRACH傳輸。例如，在基于非競爭的傳輸(例如I3USCH)中，可以先驗通知UE關于要采用的傳輸方案的信息，根據該信息，相關聯的eNB可以指示或命令UE采用指定的傳輸方案。但是，應該了解的是，由于基于競爭的傳輸(例如PRACH)無法以這種方式進行預先協作，所以期望有多種技術可以使傳統上用于基于非競爭的傳輸的MIMO傳輸方案適用于基于競爭的傳輸。在某些實施例中，為了針對基于競爭的信道(例如PRACH)支持使用多個天線318r318k,UE 310可以利用波束成形、發射分集和/或任何其它適當的方法。例如，在一個實施例中，UE 310可以包括波束成形模塊312，該模塊有助于適合的波束成形使得能在多天線UE 310中使用PRACH。在一個實施例中，波束成形模塊312通過例如至少部分地根據與UE 310相關聯的發射天線318^318,的數目選擇相應的預編碼向量，以對于相關聯的eNB330透明的方式進行操作。隨后將這些所選的預編碼向量與預編碼向量集合314關聯，波束成形模塊312可以從該集合中選擇用于PRACH通信的一個或多個向量。在一個實施例中，波束成形模塊312另外還有助于對預編碼向量集合314中的各個向量進行循環或波束掃描。UE 310還可以包括發射分集模塊316，該模塊有助于實現基于與UE310相關聯的多個發射天線318^318,的發射分集的各種形式。例如，發射分集模塊316有助于經由天線選擇、TSTD等等的分集。在一個實施例中，發射分集可以用于PRACH重傳的情況中，這會發生在，例如UE 310沒有從eNB 330接收到對隨機接入信號傳輸的響應的情況中。具體而言，發射分集模塊316有助于連續重傳的各種調整，例如天線選擇調整、發射分集調整、功率等級調整等等，以便使針對eNB 330的重傳效率最大化。這種調整可以對eNB 330透明地或在eNB 330的幫助下執行。因此，圖4中示出了有助于多天線通信系統中的上行鏈路PRACH傳輸的流程圖。首先，至少部分地根據相關聯的發射天線的數目來確定用于隨機接入信道上的MMO通信的隨機接入傳輸方案(402)。然后，利用該隨機接入傳輸方案發送隨機接入信號(404)。在另一個例子中，PRACH和/或其它合適的隨機接入信道的處理可以至少部分地根據與該隨機接入信道關聯的格式來執行。例如，如圖5的系統500中所示，隨機接入信道格式分析器510可以用于分析和/或識別由相關聯的隨機接入信道所用的格式。隨后，隨機接入信道處理管理器520和/或其它適當的模塊可以用于根據隨機接入信道格式分析器510所識別出的隨機接入信道，控制本申請中所描述的隨機接入信道處理的一個或多個方面，例如通過波束成形模塊312的波束成形、通過發射分集模塊316的天線選擇和/或其 它發射分集操作等等。例如，對于具有重復前導碼的隨機接入信道(例如PRACH)格式(例如，PRACH格式2、PRACH格式3等)，預編碼向量和/或天線的選擇和/或系統500中的一個或多個其它適當的操作可以應用于每一次突發以便使分集最大化。返回圖3，在非透明和/或基于非競爭的PRACH傳輸方案中，UE 310可以配置為與eNB 330同步，這樣eNB 330可以為UE 310預先分配各種資源用于隨機接入信號傳輸。因此，舉個例子，eNB 330可以包括傳輸方案選擇器332，用于選擇由給定UE 310采用的PRACH傳輸方案，以及傳輸方案指不符模塊334,用于向UE 310指不所選的傳輸方案。在一個例子中，可以由eNB 330通過RAR準許(例如，傳統的隨機接入過程中的消息2,其中，消息I是隨機接入請求，消息2是RAR,消息3是調度的UL傳輸，消息4是消息3的確認)向UE 310指不PRACH傳輸方案。在一個實施例中，可以通過這種方式指不傳輸方案，例如向指示傳輸方案的RAR準許添加一個或多個比特。在另一個例子中，如果eNB 330檢測到數據到達相關聯的DL數據緩沖器(例如，經由HXXH)，則eNB 330可以發起PRACH過程，在這種情況中eNB 330可以指示UE 310利用基于非競爭的PRACH并向UE 310提供相關的傳輸方案分配。在這個例子中，可以通過重新解釋一個或多個零填充比特以指示傳輸方案，向UE 310指示傳輸方案。可替換地，應該了解的是，傳輸方案可以是硬編碼的和/或為系統300中基本上所有設備預先指定的(例如，通過網絡規定等等)。圖6中不出了有助于向相關聯的用戶設備以信號形式傳輸所選PRACH傳輸方案的流程圖。首先，確定多個用戶設備針對MMO通信要使用的隨機接入傳輸方案(602)。然后，接收由多個用戶設備中的一個依照該隨機接入傳輸方案發送的隨機接入請求(604)。在一個實施例中,PRACH功率控制可以在系統300中根據所選的傳輸方案來執行。例如,像PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER這樣的PRACH參數和/或另一個適當的參數可以配置為考慮所選的傳輸方案。在一個例子中，與初始PUSCH傳輸相關聯的功率控制(例如，在相關聯的PRACH過程完成之后)可以另外根據所選的PRACH傳輸方案來執行。在另一個例子中，用于連續的PRACH重傳(例如，如上所述)的功率漸增步長可以基于所采用的傳輸方案。因此，圖7中示出了在MMO通信系統中執行PRACH功率控制的流程圖。首先，至少部分地根據相關聯的發射天線的數目來確定用于隨機接入信道上的MIMO通信的隨機接入傳輸方案(702)。然后，至少部分地根據(例如，基于)該隨機接入傳輸方案執行PRACH功率控制(704)。返回圖3，在某些實施例中，UE 310可以包括處理器320和/或存儲器322，用于實現本申請中描述的一些或全部功能。另外或作為替換，eNB 330可以實現處理器320和/或存儲器322，以實現上述功能的各個方面。應 當理解的是，所公開的過程中的步驟的特定次序或層級僅僅是示例性方法中的一個例子。應當理解的是，根據設計偏好，在不脫離本發明的范圍的前提下，可以對過程中的步驟的任何特定次序或層級重新進行排列。所附的方法權利要求按照示例性的次序表示了各個步驟的要素，但并不旨在將各個步驟的要素限定于所給出的特定次序或層級。本領域的技術人員應該理解，可以使用各種不同的方法和技術中的任何一種來表示信息和信號。例如，在以上說明書中通篇所提及的數據、指令、命令、信息、信號、比特、符號和碼片可以用電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或光粒子、或者其任何組合來表示。
本領域技術人員還應當明白，結合本發明中所公開的各個實施例描述的各種示例性的邏輯框、模塊、電路和算法步驟均可以實現成電子硬件、計算機軟件或兩者的組合。為了清楚地表示硬件和軟件之間的可交換性,上面對各種示例性的組件、方框、模塊、電路和步驟均圍繞其功能進行了總體描述。至于這種功能是實現成硬件還是實現成軟件，取決于特定的應用和對整個系統所施加的設計約束條件。熟練的技術人員可以針對每個特定應用，以變通的方式實現所描述的功能，但是，這種實現決策不應解釋為背離本發明的保護范圍。結合本申請中公開的實施例所描述的各種示例性邏輯塊、模塊和電路可以利用被設計成用于執行本文所述功能的下列部件來實現或執行通用處理器、數字信號處理器(“DSP”)、專用集成電路(“ASIC”)、現場可編程門陣列(“FPGA”)或其它可編程邏輯器件、分立門或晶體管邏輯、分立的硬件部件或者這些部件的任何組合。通用處理器可以是微處理器，或者，該處理器可以是任何傳統的處理器、控制器、微控制器或狀態機。也可以將處理器實現為計算設備的組合，例如，DSP和微處理器的組合、多個微處理器、一個或多個微處理器與DSP核的結合或任何其它這樣的配置。此外，結合本申請所公布的方面描述的方法或者算法的步驟可直接體現為硬件、由處理器執行的軟件模塊或其組合。軟件模塊可以位于RAM存儲器、閃存、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器、硬盤、移動磁盤、⑶-ROM或者本領域熟知的任何其它形式的存儲介質中。一種示例性的存儲介質連接至處理器，從而使處理器能夠從該存儲介質讀取信息，且可向該存儲介質寫入信息。當然，存儲介質也可以是處理器的組成部分。此夕卜，在一些方面，處理器和存儲介質可以位于ASIC中。該ASIC可以位于用戶終端中。當然，處理器和存儲介質也可以作為分立組件存在于用戶終端中。為使本領域技術人員能夠實現或者使用本發明，提供了對所公開的實施例的上述描述。對于本領域技術人員來說，對于這些實施例的各種修改都是顯而易見的，并且，本發明所定義的總體原理也可以在不脫離本發明的保護范圍的基礎上適用于其它的實施例。因此，本發明并不限于本發明給出的實施例，而是要與本發明公開的原理和新穎性特征的最廣范圍相一致。
權利要求
1.ー種用于無線通信的方法，包括 至少部分地根據要用于多輸入多輸出(MIMO)通信的發射天線的數目來確定用于所述MIMO通信的隨機接入傳輸方案；以及 利用所述隨機接入傳輸方案來發送隨機接入信號。
2.如權利要求I所述的方法，其中，所述發送步驟還包括在基于競爭的隨機接入信道上發送所述隨機接入信號。
3.如權利要求2所述的方法，其中，所述隨機接入傳輸方案采用波束成形。
4.如權利要求3所述的方法，其中，所述確定步驟包括從預編碼向量集合中選擇預編碼向量，并且利用所述預編碼向量來生成所述隨機接入信號。
5.如權利要求4所述的方法，其中，所述確定步驟還包括如果所述隨機接入信道采用與重復前導碼相關聯的格式，則選擇至少ー個所述預編碼向量用于以每ー突發為基礎在所述隨機接入信道上進行的通信。
6.如權利要求5所述的方法，其中，所述格式包括物理隨機接入信道(PRACH)格式2或PRACH格式3中的至少ー個。
7.如權利要求2所述的方法，其中，所述MIMO通信包括隨機接入重傳。
8.如權利要求2所述的方法，其中，所述確定步驟至少部分地基于所述隨機接入信道的格式。
9.如權利要求I所述的方法，其中，所述隨機接入傳輸方案包括發射分集方案。
10.如權利要求9所述的方法，其中，所述發射分集方案包括時間切換發射分集(TSTD)。
11.如權利要求I所述的方法，其中，所述確定步驟包括接收所述隨機接入傳輸方案的指示。
12.如權利要求11所述的方法，其中，所述隨機接入傳輸方案包括基于非競爭的傳輸方案。
13.如權利要求11所述的方法，其中，所述確定步驟包括接收包含所述指示的隨機接入響應(RAR)準許消息。
14.如權利要求11所述的方法，其中，所述確定步驟包括接收傳送所述指示的控制信道。
15.如權利要求14所述的方法，其中，所述指示是利用ー個或多個零填充比特傳送的。
16.如權利要求I所述的方法，還包括 至少部分地根據所述隨機接入傳輸方案來執行物理隨機接入信道的發射功率控制。
17.ー種用于無線通信的方法，包括 確定多個用戶設備針對MMO通信要使用的隨機接入傳輸方案；以及 依照所述隨機接入傳輸方案從所述多個用戶設備中的ー個接收隨機接入請求。
18.如權利要求17所述的方法，還包括 向所述多個用戶設備提供所述隨機接入傳輸方案的指示。
19.如權利要求18所述的方法，其中，所述提供步驟包括發送包含所述指示的隨機接入響應(RAR)準許消息。
20.如權利要求19所述的方法，其中，所述指示是通過重用所述RAR準許消息的至少ー個比特或向所述RAR準許消息添加至少ー個比特來傳送的。
21.如權利要求18所述的方法，其中，所述提供步驟包括發送傳送所述指示的控制信道。
22.如權利要求21所述的方法，其中，所述指示是利用ー個或多個零填充比特傳送的。
23.如權利要求18所述的方法，其中，所述提供步驟還包括依照所述隨機接入傳輸方案發起與所述多個用戶設備的隨機接入過程。
24.如權利要求17所述的方法，其中，所述隨機接入傳輸方案是用于基于非競爭的隨機接入信號傳輸的。
25.ー種用于無線通信的裝置，包括 用于至少部分地根據要用于多輸入多輸出(MIMO)通信的發射天線的數目來確定用于所述MIMO通信的隨機接入傳輸的模塊；以及 用于利用所述隨機接入傳輸方案來發送隨機接入信號的模塊。
26.如權利要求25所述的裝置，其中，所述用于發送的模塊還包括用于在基于競爭的隨機接入信道上發送所述隨機接入信號的模塊。
27.如權利要求25所述的裝置，其中，所述用于發送的模塊包括用于波束成形的模塊或用于發射分集的模塊中的至少ー個。
28.如權利要求27所述的裝置，其中，所述用于波束成形的模塊包括用于從預編碼向量集合中選擇預編碼向量的模塊，以及用于利用所述預編碼向量生成所述隨機接入信號的模塊。
29.如權利要求28所述的裝置，其中，所述用于波束成形的模塊還包括用于如果隨機接入信道采用與重復前導碼相關聯的格式，則選擇至少ー個所述預編碼向量用于以每一突發為基礎在所述隨機接入信道上進行的通信的模塊。
30.如權利要求27所述的裝置，其中，所述用于發射分集的模塊包括用于實現時間切換發射分集(TSTD)方案的模塊。
31.如權利要求25所述的裝置，還包括 用于至少部分地根據所述隨機接入傳輸方案來執行物理隨機接入信道的發射功率控制的模塊。
32.ー種用于無線通信的裝置，包括 用于確定多個用戶設備針對多輸入多輸出(MIMO)通信要使用的隨機接入傳輸方案的模塊；以及 用于依照所述隨機接入傳輸方案從所述多個用戶設備中的一個接收隨機接入請求的模塊。
33.如權利要求32所述的裝置，其中，所述MMO通信是在基于競爭的隨機接入信道上進行的。
34.如權利要求32所述的裝置，還包括 用于向所述多個用戶設備提供所述隨機接入傳輸方案的指示的模塊。
35.如權利要求34所述的裝置，其中，所述指示是通過重用隨機接入響應(RAR)準許消息的至少ー個比特或向所述RAR準許消息添加至少ー個比特來傳送的。
36.如權利要求34所述的裝置，其中，所述指示是利用ー個或多個零填充比特傳送的。
37.如權利要求32所述的裝置，還包括 用于依照所述隨機接入傳輸方案發起與所述多個用戶設備的隨機接入過程的模塊。
38.ー種用于無線通信的裝置，包括 處理器，被配置為 至少部分地根據要用于多輸入多輸出(MIMO)通信的發射天線的數目來確定用于所述MIMO通信的隨機接入傳輸；以及 利用所述隨機接入傳輸方案來發送隨機接入信號。
39.如權利要求38所述的裝置，其中，所述處理器還被配置為至少部分地根據所述隨機接入傳輸方案來執行物理隨機接入信道的發射功率控制。
40.ー種用于無線通信的裝置，包括 處理器，被配置為 確定多個用戶設備針對多輸入多輸出(MIMO)通信要使用的隨機接入傳輸方案；以及 依照所述隨機接入傳輸方案從所述多個用戶設備中的ー個接收隨機接入請求。
41.如權利要求40所述的裝置，其中，所述處理器還被配置為向所述多個用戶設備提供所述隨機接入傳輸方案的指示。
42.如權利要求41所述的裝置，其中，所述指示是通過重用隨機接入響應(RAR)準許消息的至少ー個比特或向所述RAR準許消息添加至少ー個比特來傳送的。
43.如權利要求41所述的裝置，其中，所述指示是利用ー個或多個零填充比特傳送的。
44.一種有助于無線通信系統中多輸入多輸出(MIMO)通信的計算機程序產品，包括 計算機可讀存儲介質，包括 用于使至少ー個計算機至少部分地根據要用于所述MIMO通信的發射天線的數目來確定用于所述MIMO通信的隨機接入傳輸方案的指令；以及 用于使所述至少一個計算機利用所述隨機接入傳輸方案來發送隨機接入信號的指令。
45.如權利要求44所述的計算機程序產品，其中，所述隨機接入傳輸方案采用波束成形。
46.如權利要求44所述的計算機程序產品，其中，所述隨機接入傳輸方案包括發射分集方案。
47.如權利要求44所述的計算機程序產品，其中，所述計算機可讀存儲介質還包括用于使所述至少一個計算機至少部分地根據所述隨機接入傳輸方案來執行物理隨機接入信道的發射功率控制的指令。
48.一種有助于無線通信系統中多輸入多輸出(MIMO)通信的計算機程序產品，包括 計算機可讀存儲介質，包括 用于使至少ー個計算機確定多個用戶設備針對所述MMO通信要使用的隨機接入傳輸方案的指令；以及 用于使所述至少一個計算機依照所述隨機接入傳輸方案從所述多個用戶設備中的一個接收隨機接入請求的指令。
49.如權利要求48所述的計算機程序產品，其中，所述計算機可讀存儲介質還包括用于使所述至少一個計算機向所述多個用戶設備提供所述隨機接入傳輸方案的指示的指令，其中，所述指示是通過重用隨機接入響應(RAR)準許消息的至少ー個比特或向所述RAR準許消息添加至少ー個比特來傳送的。
50.如權利要求48所述的計算機程序產品，其中，所述計算機可讀存儲介質包括用于使所述至少一個計算機向所述多個用戶設備提供所述隨機接入傳輸方案的指示的指令，其中，所述指示是利用ー個或多個零填充比特傳送的。
全文摘要
本發明提供了用于在多輸入多輸出(MIMO)無線通信系統中提供隨機接入信號傳輸的裝置和方法。所述裝置和方法至少部分地根據該系統中的發射天線的數目來確定用于MIMO通信系統的隨機接入傳輸方案。利用該隨機接入傳輸方案在隨機接入信道中發送所述隨機接入信號。至少部分地根據所述隨機接入傳輸方案執行所述隨機接入信道的功率控制。
文檔編號H04B7/06GK102668406SQ201080048427
公開日2012年9月12日 申請日期2010年11月2日 優先權日2009年11月2日
發明者J·蒙托霍, P·加爾, W·陳, 張曉霞, 羅濤 申請人:高通股份有限公司