動態隨機接入資源大小配置和選擇的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及使用隨機接入在無線設備和移動通信網絡之間的連接建立，并且更具體地涉及動態隨機接入資源大小配置和選擇。本公開還涉及動態隨機接入資源配置和選擇的方法、無線設備、以及無線網絡的無線網絡節點。
【背景技術】
[0002]3GPP長期演進(LTE)是在第三代合作伙伴計劃3GPP下開發的、改進通用移動通信系統UMTS標準以應對關于改進的服務(例如較高的數據速率、提高的效率和降低的成本)的未來需求的第四代移動通信技術標準。通用陸地無線接入網(UTRAN)是UMTS的無線接入網，并且演進的UTRAN(E-UTRAN)是LTE系統的無線接入網。在UTRAN和E-UTRAN中，用戶設備(UE)與無線電基站(RBS)無線連接，無線電基站(RBS)通常在UMTS中被稱為節點B(NB)以及在LTE中被稱為演進的節點B、eNodeB或eNB。RBS是能夠向UE發送無線電信號和接收UE發送的信號的無線網絡節點的通用術語。
[0003]蜂窩網絡中未來通信發展的當前流行愿景包括大量小型自治設備，其通常不經常地(例如每周一次或每分鐘一次)發送和接收僅少量數據。這些設備通常被假設為與人類不相關聯，而是為了蜂窩網絡內或外的所述自治設備的配置和數據接收而與應用服務器通信的不同類型的傳感器或致動器。因此，這種類型的通信通常被稱為是機器到機器M2M通信，并且設備被表示為機器設備MD。在通信的3GPP標準中使用的命名是機器類型通信MTC，而設備被表示為MTC設備。由于這些設備被假設為通常很少進行發送，它們的傳輸在大多數情況下將在隨機接入RA過程之后，隨機接入過程RA建立設備對網絡的接入并向網絡揭示設備的身份。
[0004]圖1示意性示出了包括基站110和兩個無線設備120a、120b (例如MTC設備)的蜂窩網100。在如圖1中公開的小區中，無線設備位于距離基站110的不同距離處，其中信道特征由于不同原因(例如，到基站的距離、干擾無線電源或例如建筑物的障礙物)而變化。
[0005]3GPP無線接入網RANl中的一項正在進行的對于低成本的機器類型通信MTC的研宄項目旨在針對低速率的MTC設備以20dB的覆蓋增強來增強覆蓋。為了實現這些覆蓋的增強，將需要改進多個信道。本公開針對還被稱為RACH過程的隨機接入過程中的覆蓋增強。RACH代表隨機接入信道。RACH本質上是由移動電話和其他無線設備使用的傳輸信道。然而，術語RACH通常被用作指代隨機接入過程的通用術語。
[0006]作為示例，以下簡要描述3GPP演進分組系統EPS (也稱為3GPP長期演進/系統架構演進(LTE/SAE)網絡)的隨機接入過程。
[0007]在3GPP版本11中，長期演進LTE隨機接入過程是四步過程，用于在建立無線電鏈路時的初始接入，在無線電鏈路失敗后重新建立無線電鏈路，建立上行鏈路同步，或如果在物理上行控制信道PUCCH上尚未配置專用調度請求資源則用作調度請求。
[0008]3GPP版本11提供了在若干情況下使用的LTE隨機接入過程:在建立無線電鏈路時(從無線電資源控制(RRC) _IDLE移動至RRC_CONNECTED狀態)用于初始接入；在無線電鏈路失敗后重新建立無線電鏈路；建立上行鏈路同步；或如果在物理上行控制信道PUCCH上尚未配置專用調度請求資源則用作調度請求。如一般在圖2中所示，3GPP版本IlLTE隨機接入過程實質上包括四個基本步驟，包括在終端和eNodeB之間交換的消息序列。圖2中，四個步驟實質上與實線箭頭相對應，而虛線箭頭實質上與虛線箭頭在前的實線箭頭步驟的控制信令相對應。例如，第二步驟是(虛線的)第二箭頭和(實線的)第三箭頭。(虛線的)第二箭頭告訴UE偵聽與第二步驟相對應的第三箭頭。此外，用相同的方式，第五箭頭告訴UE偵聽RA過程中與最后一個箭頭相對應的第四步驟。以下簡要討論了這些四個基本步驟。
[0009]隨機接入過程中的第一步驟包括在物理隨機接入信道PRACH上的隨機接入前導碼的傳輸。作為隨機接入過程的第一步驟，終端從如圖3a所示的針對基于競爭的接入定義的兩個子集301、302之一中隨機選擇一個要發送的前導碼。在LTE中，在每一個小區中定義了總共64個前導碼300。當存在接入相同資源的兩個UE的沖突的風險時，使用基于競爭的建立。在不存在沖突的風險的情況下，例如在切換時，使用用于無競爭建立303的子集。
[0010]在第三隨機接入步驟中，通過終端想要且從功率的角度可以在物理上行鏈路共享信道PUSCH上發送的數據量給出從哪個子集選擇前導碼。圖3b中示出了這些傳輸要使用的時間/頻率資源，其通過閱讀E.Dahlman等人2011年Academic Press的“4G-LTE/LTEAdvanced for Mobile Broadband”來理解。小區的公共PRACH配置給出了要使用的時間/頻率資源310，其還可以通過可選的UE特定掩碼來進一步限制，可選的UE特定掩碼限制給定UE 的可用的 PRACH 機會。這在“3GPP TS 36.321 V.10.0.0.Medium Access Control (MAC)protocol specificat1n”和“3GPP TS 36.331 v.10.3.0.Rad1 Resource Control (RRC)protocol specificat1n”中進行了更透徹的描述。
[0011]隨機接入過程的第二步驟包括隨機接入響應。在隨機接入響應中，eNodeB在物理下行共享信道roscH上發送消息，該消息包含網絡檢測到的并且響應對其有效的隨機接入前導碼序列的索引、隨機接入前導碼接收機計算的定時修正、調度授權、以及用于UE和網絡之間的未來通信的臨時標識符TC-RNTI。在預定時間窗口內未響應于步驟I的UE的初始隨機接入前導碼傳輸而接收到任何隨機接入響應的UE將認為嘗試失敗，并且在認為整個隨機接入過程失敗之前將可能用高達最大四倍的更高的發送功率來重復隨機接入前導碼傳輸。
[0012]隨機接入過程的第三步驟提供，例如向小區內的UE指派唯一的身份C-RNTI。在該第三步驟中，UE使用在隨機接入響應中指派給UE的PUSCH資源來向eNodeB發送必要的信息。
[0013]隨機接入過程的第四個并且是最后一個步驟包括針對競爭解決的下行鏈路消息。該第四步驟的消息也被稱為是RRC連接建立消息。基于競爭解決消息，接收下行鏈路消息的每個終端將比較消息中的身份與第三步驟中發送的身份。僅觀察到第四步驟中接收到的身份與作為第一步驟的一部分發送的身份之間匹配的終端將宣稱隨機接入過程成功，否則終端將需要重新開始隨機接入過程。
[0014]根據從“3GPPTS 36.213 V.10.6.0.Physical layer procedures”獲知的特定公式(再現為表達式I)，利用系統信息中承載的參數來計算要在隨機接入嘗試中使用的UE功率。如果UE在過程的第二步驟中未接收到隨機接入響應，則以下PRACH傳輸的發送功率將增加參數Δ值，直至受到UE最大功率的限制。
[0015]表達式1:
[0016]PPRACH = min {PCMAX, c (i)，PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER+PLj _[dBm]
[0017]在表達式I 中，Pcmax,。⑴是根據 “3GPP TS 36.213 V.10.6.0.Physical layerprocedures”針對主小區的子幀i定義的已配置UE發送功率，并且？1^是在UE中計算的針對主小區的下行鏈路路徑損耗估計。
[0018]如當前在3GPP覆蓋增強TR 36.824中討論的，存在以下情況:UE由于隨機接入信道RACH覆蓋問題(例如UE具有廣播控制信道覆蓋)不能接入網絡，并且因此能夠在小區上測量并讀取小區的系統信息，但是因為UE的功率/覆蓋受限，網絡不能從UE接收任何隨機接入前導碼嘗試，因而在網絡中接收到的信號太弱。對于(例如)由具有高輸出功率的小區服務的置于室內的用戶是這種情況。
[0019]作為始于LTE版本11的備選，UE可以被配置為一次與多個小區連接，即一個主小區和一個或若干輔小區，并使用所謂的載波聚合。在這種情況下，如果小區屬于不同的定時提前組，則也允許用戶設備在“輔”小區上發送RACH請求。然而，如果設備不支持具有多個定時提前值的載波聚合，則僅在主小區上允許隨機接入。
[0020]因此，上述隨機接入過程提供了不充分的覆蓋。重復通常提供更好的覆蓋，但是為相干組合提供有限的機會，并經受影響序列之間的正交性的大的功率不均衡。因此，例如應用于LTE版本8-10方案的功率控制對于具有比導致最大功率的路徑損耗高得多的路徑損耗的用戶無益。
[0021]因此，需要提供一種提供充分的覆蓋并且適合低速率MTC設備的隨機接入過程。
【發明內容】
[0022]本公開提供了一種用于基于所估計的接收到的上行鏈路信道質量，針對每個無線設備/用戶設備來提供關于多個隨機接入資源大小和選擇隨機接入資源的不同隨機接入機會的方法。根據本公開，依賴于期望上行鏈路接收功率在不同的隨機接入資源之間劃分用戶。用這種方法，將在網絡處接收在每個隨機接入資源處接收到具有確保碼正交的相似功率的隨機接入請求。此外，不同資源長度的使用使得即使在路徑損耗高時也能夠在接收機中累加充足的能量。附加地，存在不同隨機接入資源大小將使能改進的覆蓋。以下將解釋這是如何實現的。
[0023]根據公開的一個方面，提供了一種無線設備中用于選擇隨機接入資