一种lte系统中的随机接入方法

专利名称：：一种lte系统中的随机接入方法
技术领域：
：本发明涉及移动通信
技术领域：
，尤其涉及LTE系统中终端和基站之间随机接入方法。
背景技术：
：在LTE长期演进(LongTermEvolution,简称为LTE)中随机接入的过程，如图1所示，主要包括两个步骤步骤一终端在物理随机接入信道(PRACH)上发送随机接入前导步骤二然后终端在规定的接收时间窗口内等待接收基站发送的随机接入响应消息为了便于理解上述的两个随机接入过程的步骤，以下首先对LTE系统中的帧结构、前导格式、LTE系统的随机接入配置及频域复用和映射等进行简要介绍。在LTE系统中有两个类型的帧结构，即Type1和Type2，其中，Type1帧结构可以应用于FDD模式，而Type2帧结构可应用于TDD模式。其中，Type1和Type2的帧结构分别如图2A图2B，如图2A或图2B所示，在LTE帧结构中，一个10ms的无线帧被分成两个5ms的半帧，每个半帧由5个lms的子帧组成。除Type2帧结构的特殊子帧外，其它子帧都是由两个O.5ms的时隙组成的。Type2中的特殊子帧由下行导频时隙(DownlinkPilotTimeSlot，简称为DwPTS)、保护间隔(GuardPeriod,简称为GP)及上行导频时隙(UplinkPilotTimeSlot,简称为UpPTS)3个特殊时隙组成。在LTE帧结构中，一个上/下行符号的持续时间是66.7us，每个上/下行符号前都会附带一个循环前缀(CyclicPrefix，CP)。在LTE中定义了两种循环前缀常规循环前缀(NormalCP)和扩展循环前缀(ExtendedCP)，对于长度为5.21us及4.69us的常规循环前缀，一个时隙包含7个上/下行符号，其中第一个符号循环前缀长度为5.21us，其余6个符号的循环前缀长度为4.69us;对于长度为16.67us的扩展循环前缀，一个时隙包含6个上/下行符号。在Type2帧结构中，子帧0、5及DwPTS始终用于下行传输，子帧2及UpPTS始终用于上行传输。当10ms内有2个下行到上行转换点的时候，子帧7也用于上行传输。其它子帧由上、下行配置来决定是用于上行传输，还是用于下行传输。目前的上、下行比例配置集合如表1所示，共有7种上、下行配置，其中D表示用于下行传输的子帧、U表示用于上行传输的子帧、S表示特殊子帧，包含了DwPTS、GP及UpPTS。而Type1帧结构上下行采用不同的频率资源，所以上下行的子帧数总是相同的。表1LTETDD上下行比例配置集合Switch-pointSubframeenumber(子帧号)Configurationperiodicity(配置号)0123456789(转换点周期)05msDSUUUDSUUU15msDSuuDDSuuD25msDSuDDDSuDD310msDsuuUDDDDD410msDsuuDDDDDD510msDsuDDDDDDD65msDsuuUDSUUDLTE系统中PRACH信道的结构如图3所示。一个前导(preamble)由CP和序列(Sequence)两部分组成，不同的前导格式(preambleformat)的CP和/或Sequence长度不同。目前LTE系统TDD模式和FDD模式都支持的preambleformat种类如表2所示。表2前导格式<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>[OOSO](该格式只应用于TDD模式)上述前导格式中，preambleformat0_3在TDD或者FDD系统的普通上行子帧中传输，而preambleformat4在TDD系统的UpPTS内传输，并且，其中，preambleformat0在一个普通上行子帧内传输；preambleformat1、2在两个普通上行子帧内传输；preambleformat3在三个普通上行子帧内传输；preambleformat4在UpPTS内传输；在频域，上述各种PRACH都占6个资源块(ResourceBlock,简称为RB)，每个RB包含12个子载波，每个子载波的带宽为15kHz。LTEFDD和TDD系统的随机接入配置分别如表3，4所示表3.LTEFDD随机接入配置PRACHPreamblSysteSubframPRACHPreamblSystemConfiguratio6msnumbsrconfiguratio6framsnFormatframs(子帧nFormatnumb6rIndex(PRACH(前导numbs号)index(PRACH(前导(系统帧配置索引)格式)r(系配置索引)格式)号)统帧号)00Evsn132210Gvsn4332Even20Even7342Evsn30Any1352Any40Any4362Any0Any7372Any60Any1,6382Any70Any2，7392Any80Any3，8402Any90Any1，4，7412Any100Any2，5,8422Any110Any3,6，9432Any120Any0,2,4，442Any6，8130Any1，3，5，452Any7，9140Any0,1,2,46N/AN/A3，4，5，6,7，8，91509472Even(子帧147471，62,73，81，4,72,5,83，6,90,2，4,6，81，3,5,7，9N/A<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表4.LTETDD系统随机接入配置<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>每个随机接入的配置索引(PRACHConfigurationIndex)都对应着一套配置参数的组合，对TDD来说，指示以下内容PRACH前导格式、PRACH密度(每个无线帧中配置有多少条PRACH信道)，时域配置的版本号(TDD模式中，该索引给出的是时域的几种不同映射方式的版本号)及各个PRACH起始子帧在时域的位置和频域序号。对于format4，PRACH起始子帧指的是UpPTS所在子帧。对FDD来说，指示以下内容PRACH前导格式，无线帧间隔(每2个或者每个无线帧)以及PRACH起始子帧的子帧号。配置索引是通过广播消息通知给终端的。对于LTEFDD系统，频域上最多只有一条PRACH信道，一个无线帧最多可包含10条PRACH信道，都在时域上分开，具体的时域位置由表3给出，频域位置上所有的PRACH信道是相同的，由基站统一配置。对于LTETDD系统，每个无线帧最多可包含6条PRACH信道，PRACH信道映射是先时域后频域的配制方式，当时域资源不够无法在时域不重叠PRACH的前提下通过时域复用来承载配置的PRACH密度，可以在频域上复用多条PRACH信道，所以频域上最多可包含6条PRACH信道。LTETDD系统中，对应于表4的PRACH配置，在表1所示的不同上下行配置下，所需的PRACH信道各自在上行资源的时域映射的位置如表5所示，表中的四元组的表示格式为(fRA，tKA°，t」，tKA2)，指示着某一随机接入物理资源，也就是指示某一条PRACH信道，其中fKA表示在由(tKA°，t^，tM2)指定的时域位置上某PRACH信道在频域的索引，也就是表示这个时域位置上频域第几条PRACH信道，fMG{0，1，2，3，4，5}。0,1,2分别指示某PRACH是在每个无线帧或只在偶数的无线帧或者只在奇数的无线帧中由(t^，t^)指示的帧内位置上再重新发送。=0，1分别指示某PRACH是位于一个无线帧的第一个半帧或第二个半帧。对于配置使用preambleformat0_3的PRACH信道，tKA2表示PRACH信道的时域映射起点所在的上行子帧在第一个半帧或第二个半帧中的编号，该编号从O开始顺序编，O号对应着每个半帧中除UpPTS外的第一上行子帧；使用Preambleformat4的PRACH信道总是配置在UpPTS中，此时表格中tM2就表示为(*)。表5LTETDD的随机接入信道在时域和频域的映射PRACHconf.Index(SeeTable5.7.1-3)01UL/DLconfiguration(SeeTable4.2-2)123(o，1，0，(o，1，0，(o，1，0，(o，1，0，(o，1，0，(0，1，0，(o，1，0，2)1)o)2)1)2)(0，2，0，(o，2，0，(o，2，0，(0，2，0，(o，2，0，(0，2，0，(0，2，0，2)1)o)2)1)2)(0，1，1，(o，1，1，(o，1，1，(0，1，0，(o，1，0，N/A(0，1，1，2)1)o)1)o)1)(0，0，0，(o，0，0，(o，0，0，(0，0，0，(o，0，0，(0，0，0，(0，0，0，2)1)o)2)1)2)(0，0，1，(o，0，1，(o，0，1，(0，0，0，(o，0，0，N/A(0，0，1，2)1)o)1)1)(0，0，0，(o，0，0，N/A(0，0，0，N/AN/A(0，0，0，1)o)0)1)(0，0，0，(o，0，0，(o，0，0，(0，0，0，(o，0，0，(0，0，0，(0，0，0，2)1)o)1)o)2)(0，0，1，(o，0，1，(o，0，1，(0，0，0，(o，0，0，(1，0，0，(0，0，1，2)1)o)2)1)o)1)(0，0，0，(o，0，0，N/A(0，0，0，N/AN/A(0，0，0，1)o)0)1)(0，0，1，(o，0，1，(0，0，0，(0，0，1，1)o)2)0)(0，0，0，N/AN/A(0，0，0，N/AN/A(0，0，0，90)o)o)(0，0，1，(o，0，0，(o，0，1，0)1)1)9(0，0，0，(0，0，0，(0，0，0，(o，0，0，(0，0，0，(o，0，0，(o，0，0，1)o)0)o)o)o)1)(0，0，0，(0，0，0，(0，0，1，(o，0，0，(0，0，0，(1，0，0，(o，0，0，2)1)0)1)1)0)2)(0，0，1，(0，0，1，(1，0，0，(o，0，0，(1，0，0，(2，0，0，(o，0，1，2)1)0)2)1)0)1)10(0，0，0，(0，0，0，(0，0，0，N/A(0，0，0，N/A(o，0，0，0)1)0)o)o)(0，0，1，(0，0，1，(0，0，0，(o，0，0，0)(0，0，1，0)1)2)(0，0，1，o)(1，0，1，(1，0，0，(o，0，1，1)(0，0，1，0)0)o)1)11N/A(0，0，〔)，N/AN/AN/AN/A(o，0，0，o)1)(0，0，0，(o，0，1，1)o)(0，0，1，(o，0，1，o)1)12(0，0，0，(0，0，0，(0，0，0，(o，0，0，(0，0，0，(o，0，0，(o，0，0，1)o)0)o)o)0)1)(0，0，0，(0，0，0，(0，0，1，(o，0，0，(0，0，0，(1，0，0，(o，0，0，2)1)0)1)1)0)2)(0，0，1，(0，0，1，(1，0，0，(o，0，0，(1，0，0，(2，0，0，(o，0，1，1)o)0)2)0)o)(0，0，1，(0，0，1，(1，0，1，(1，0，0，(1，0，0，(3，0，0，(o，0，1，2)1)o)2)1)0)1)13(000，N/AN/A(0，00N/AN/A(0，0，0，0)o)o)(000，(0，00(0，0，0，2)1)1)(001，(0，00(0，0，0，0)2)2)(001，(1，00(0，0，1，2)1)1)14(000，N/AN/A(0，00N/AN/A(0，0，0，0)o)o)(000，(0，00(0，0，0，1)1)2)(001，(0，00(0，0，1，0)2)0)(001，(1，00(0，0，1，1)o)1)15(000，(0，00，(0，0，0(0，00(0，0，0(0，0，0，(0，0，0，0)o)o)o)o)o)o)(000，(0，00，(0，0，1(0，00(0，0，0(1，0，0，(0，0，0，1)1)o)1)1)o)1)(000，(0，01，(1，0，0(0，00(1，0，0(2，0，0，(0，0，0，2)o)0)2)0)0)2)(001，(0，01，(1，0，1(1，00(1，0，0(3，0，0，(0，0，1，1)1)0)1)1)0)o)(001，(1，00，(2，0，0(1，00(2，0，0(4，0，0，(0，0，1，2)1)0)2)1)0)1)16(000，(0，00，(0，0，0(0，00(0，0，0N/AN/A1)o)o)o)o)(000，(0，00，(0，01，(o00，(0，00，2)1)0)1)1)(001，(0，01，(1，00，(o00，(1，00，0)o)0)2)0)(001，(0，01，(1，01，(100，(1，00，1)1)0)0)1)(001，(1，01，(2，01，(100，(2，00，2)1)0)2)o)17(000，(0，00，N/A(000，N/AN/AN/A0)o)0)(o，0，0，(0，00，(o，0，0，1)1)1)(o，0，0，(0，01，(o，0，0，2)o)2)(0，0，1，(0，01，0)1)(1，0，0，(0，0，1，(1，00，0)2)o)(1，0，0，1)18(0，0，0，(0，00，(o，0，0，(0，0，0，(o，0，0，(o，0，0，(o0，0，0)o)o)0)o)o)o)(0，0，0，(0，00，(o，0，1，(0，0，0，(o，0，0，(1，0，0，(o0，0，1)1)o)1)1)o)1)(0，0，0，(0，01，(1，0，0，(0，0，0，(1，0，0，(2，0，0，(o0，0，2)o)o)2)o)o)2)(0，0，1，(0，01，(1，0，1，(1，0，0，(1，0，0，(3，0，0，(00，1，0)1)o)0)1)o)0)(0，0，1，(1，00，(2，0，0，(1，0，0，(2，0，0，(4，0，0，(00，1，1)1)o)1)o)0)1)(0，0，1，(1，01，(2，0，1，(1，0，0，(2，0，0，(5，0，0，(10，0，2)1)o)2)1)0)2)19N/A(0，00，N/AN/AN/AN/A(00，0，o)0)(0，00，(00，0，1)1)(0，01，(00，0，o)2)(0，01，(00，1，1)0)(1，00，(00，1，o)1)(1，01，(10，1，o)1)20/30(0，1，0，(0，10，N/A(0，1，0，(o，1，0，N/A(01，0，1)o)1)o)1)21/31(0，2，0，(0，20，N/A(0，2，0，(o，2，0，N/A(02，0，1)o)1)o)1)22/32(0，1，1，(0，11，N/AN/AN/AN/A(01，1，1)o)0)23/33(0，0，0，(0，00，N/A(0，0，0，(o，0，0，N/A(00，0，1)o)1)o)1)24/34(0，0，1，(0，01，N/AN/AN/AN/A(00，1，1)o)0)25/35(0，0，0，(0，00，N/A(0，0，0，(0，0，0，N/A(o0，0，1)o)1)o)1)(0，0，1，(0，01，(1，0，0，(1，0，0，(o0，1，1)o)1)o)o)26/36(0，0，0，(0，00，(0，0，0，(o，0，0，(o0，0，1)o)N/A1)o)N/A1)(0，0，1，(o，0，1，(1，o，0，(1，0，0，(o，0，1，1)o)1)o)o)(1，0，0，(1，0，0，(2，0，0，(2，0，0，(1，0，0，1)o)1)o)1)27/37(0，0，0，(o，0，0，(0，0，0，(o，0，0，(o，0，0，1)o)N/A1)o)N/A1)(0，0，1，(o，0，1，(1，o，0，(1，0，0，(o，0，1，1)o)1)o)o)(1，0，0，(1，0，0，(2，0，0，(2，0，0，(1，0，0，1)o)1)o)1)(1，0，1，(1，0，1，(3，0，0，(3，0，0，(1，0，1，1)o)1)o)o)28/38(0，0，0，(o，0，0，(0，0，0，(o，0，0，(o，0，0，1)o)1)o)1)(0，0，1，(o，0，1，N/A(1，o，0，(1，0，0，N/A(o，0，1，1)o)1)o)o)11(10，0，(1，o，0，(2，0，0，(2，0，0，(1，0，0，1)o)1)o)1)(10，1，(1，o，1，(3，0，0，(3，0，0，(1，0，1，1)o)1)o)o)(20，0，(2，0，0，(4，0，0，(4，0，0，(2，0，0，1)o)1)o)1)29/39(00，0，(0，0，0，(0，0，0，(0，0，0，(o，0，0，1)o)1)o)1)(00，1，(0，0，1，N/A(1，0，0，(1，0，0，N/A(0，0，1，1)o)1)o)0)(10，0，(1，o，0，(2，0，0，(2，0，0，(1，0，0，1)o)1)o)1)(1，0，1，(1，o，1，(3，00，(3，0，0，(1，0，1，1)o)1)0)0)(2，0，0，(2，0，0，(4，00，(4，0，0，(2，0，0，1)o)1)0)1)(2，0，1，(2，0，1，(5，00，(5，0，0，(2，0，1，1)o)1)0)0)40(0，1，0，N/AN/A(0，10，N/AN/A(0，1，0，0)0)0)41(0，2，0，N/AN/A(0，20，N/AN/A(0，2，0，0)0)0)42(0，1，1，N/AN/AN/AN/AN/AN/A0)43(0，0，0，N/AN/A(0，00，N/AN/A(0，0，0，0)o)0)44(0，0，1，N/AN/AN/AN/AN/AN/A0)45(0，0，0，N/AN/A(0，00，N/AN/A(0，0，0，0)o)0)(0，0，1，(1，o0，(1，0，0，0)o)o)46(o，0，0，(0，00，(o，0，0，o)N/AN/Ao)N/AN/Ao)(o，0，1，(1，o0，(1，0，0，o)o)o)(1，0，0，(2，00，(2，0，0，o)o)0)47(o，0，0，(0，00，(0，0，0，o)N/AN/Ao)N/AN/A0)(o，0，1，(1，o0，(1，0，0，o)o)o)(1，0，0，(2，0，0，(20，0，o)o)o)(1，0，1，(3，0，0，(30，0，o)0)o)48(0，1，0，(o，1，0，(o，1，0，(0，1，0，(o，1，0，(0，1，0，(o1，0，*)*)49(0，2，0，(o，2，0，(o，2，0，(0，2，0，(o，2，0，(0，2，0，(o2，0，*)*)50(0，1，i，(o，1，1，(o，1，1，N/AN/AN/A(o1，1，*)*)51(0，0，0，(o，0，0，(o，0，0，(0，0，0，(o，0，0，(0，0，0，(o0，0，*)*)52(0，0，i，(o，0，1，(o，0，1，N/AN/AN/A(o0，1，*)*)53(0，0，0，(o，0，0，(o，0，0，(0，0，0，(o，0，0，(0，0，0，(o0，0，12承)承)承)承)承)承)承)(0，0，1，(0，0，1，(0，0，1，(1，0，0，(1，0，0，(1，0，0，(0，0，1，承)承)承)承)承)承)承)54(0，0，0，(0，0，0，(0，0，0，(o，0，0，(o，0，0，(o，0，0，(0，0，0，承)承)承)承)承)承)承)(0，0，1，(0，0，1，(0，0，1，(1，0，0，(1，0，0，(1，0，0，(0，0，1，承)承)承)承)承)承)承)(1，0，0，(1，0，0，(1，0，0，(2，0，0，(2，0，0，(2，0，0，(1，0，0，承)承)承)承)承)承)承)55(0，0，0，(0，0，0，(0，0，0，(o，0，0，(o，0，0，(o，0，0，(0，0，0，承)承)承)承)承)承)承)(0，0，1，(0，0，1，(0，0，1，(1，0，0，(1，0，0，(1，0，0，(0，0，1，承)承)承)承)承)承)承)(1，0，0，(1，0，0，(1，0，0，(2，0，0，(2，0，0，(2，0，0，(1，0，0，承)承)承)承)承)承)承)(1，0，1，(1，0，1，(1，0，1，(3，0，0，(3，0，0，(3，0，0，(1，0，1，承)承)承)承)承)承)承)56(0，0，0，(0，0，0，(0，0，0，(o，0，0，(o，0，0，(o，0，0，(0，0，0，承)承)承)承)承)承)承)(0，0，1，(0，0，1，(0，0，1，(1，0，0，(1，0，0，(1，0，0，(0，0，1，承)承)承)承)承)承)承)(1，0，0，(1，0，0，(1，0，0，(2，0，0，(2，0，0，(2，0，0，(1，0，0，承)承)承)承)承)承)承)(1，0，1，(1，0，1，(1，0，1，(3，0，0，(3，0，0，(3，0，0，(1，0，1，承)承)承)承)承)承)承)(2，0，0，(2，0，0，(2，0，0，(4，0，0，(4，0，0，(4，0，0，(2，0，0，承)承)承)承)承)承)承)57(0，0，0，(0，0，0，(0，0，0，(0，0，0，(0，0，0，(0，0，0，(0，0，0，承)承)承)承)承)承)承)(0，0，1，(0，0，1，(0，0，1，(1，0，0，(1，0，0，(1，0，0，(0，0，1，承)承)承)承)承)承)承)(1，0，0，(1，0，0，(1，0，0，(2，0，0，(2，0，0，(2，0，0，(1，0，0，承)承)承)承)承)承)承)(1，0，1，(1，0，1，(1，0，1，(3，0，0，(3，0，0，(3，0，0，(1，0，1，承)承)承)承)承)承)承)(2，0，0，(2，0，0，(2，0，0，(4，0，0，(4，0，0，(4，0，0，(2，0，0，承)承)承)承)承)承)承)(2，0，1，(2，0，1，(2，0，1，(5，0，0，(5，0，0，(5，0，0，(2，0，1，承)承)承)承)承)承)承)从表5中可以看出，当时域资源不足以时分复用所配置的PRACH信道数时，多条PRACH信道的时域位置是相同，此时在该时域位置上将采用频分复用来映射这些PRACH信道。在普通上行子帧内，频域复用的PRACH信道的频域映射方法为从频带两边向中间映射，使得PRACH在频域有一定的间隔，具有分集增益，映射方法如公式(1)所示；对于UpPTS上的随机接入信道，两个UpPTS间频域复用的PRACH是在频带的上下边带交替映射，而在每个UpPTS上，多个频域PRACH是连续映射在频带的下边带或者上边带，映射方法如公式(2)所示。MiM一朋—"P朋。JSa十o2《-6-《咖-62if/^m。d2=0otherwise(1)〃尸朋if(0,m。d2)x(2-iVsp)+^)m。d2=0《_6C/^+l),otherwise(2)其中，nPoffset为PRACH信道的频域初始位置；NK,为上行系统带宽配制对应的总共的RB数；f^为时域位置相同的PRACH信道的频域索引丄」表示向下取整。nf为系统帧号，NSP是一个无线帧内下行到上行的转换点个数。可以用一个随机接入信道资源索引(PRACHresourceindex，简称PRI)来具体指示一个无线帧内的某个随机接入信道。对于FDD来说，PRI对应到PRACH起始无线子帧在一个无线帧内的相对序号。以PRACH配置索引13为例，在一个无线帧内有5个PRACH子帧，子帧号分别是1，3，5，7，9，它们的PRI分别是0，1，2，3，4。对TDD来说，PRI对应到表格5中PRACH配置索引和上行/下行配置组合对应的PRACH信道集合中出现的顺序。以PRACH配置索引15为例，假如上行/下行配置为0，那么在一个无线帧内的5个PRACH起始子帧在时域和频域的位置可以用5个四元组来表示，按照先后顺序分别是(O，O，O，O)，(O，O，O，l)，(0，0，0，2)，(O，O，l，l)，(0，0，1，2)，它们对应的PRI分别是0，1，2，3，4。在图1的随机接入过程中，步骤一中在相同的PRACH上发送随机接入前导的终端可以是一个或者一个以上。在步骤二中，规定的接收时间窗口可以用一个时间偏移和窗口大小表示，其中窗口大小小于等于10ms。比如时间偏移是3ms，而窗口大小是5ms，这就表示终端从发送随机接入前导的3ms以后开始，在5ms的时间范围内接收随机接入响应消息。基站根据终端发送的随机接入前导以及发送随机接入前导的PRACH在时域和频域的位置来区分，并且在随机接入响应消息中把相关的信息反馈给终端，用来表示步骤二中的随机接入响应消息是发送给那个终端的。其中与PRACH在时域和频域的位置相关的信息用一个随机接入无线网络临时标识(RA-RNTI)来表示，这个标识包含在发送随机接入响应消息的物理下行控制信道上(PDCCH)，具体地说是掩在PDCCH信息比特的CRC上的。而随机接入前导相关的信息包含在PDCCH所指向的物理下行共享信道(PDSCH)上，具体地说是用终端所发送的随机接入前导的索引来表示的。目前的LTE中RA-RNTI和PRACH信道在时域和频域的位置之间的对应关系是用以下的公式来表示的RA-RNTI=t_id+10*f_id其中tjd表示PRACH信道起始子帧的子帧号；fjd表示这个子帧内PRACH信道在频域内按照升序排列的序号。对于FDD来说，f」d总是等于0。对于TDD来说，f」d大于等于0，小于6。如果两个终端发送随机接入前导的PRACH在时间上相距超过10ms，那么因为LTE的窗口大小总是不大于10ms，而且时间偏移一样，所以对于这两个终端来说接收随机接入响应消息的接收时间窗口不会重叠，所以总是不会发生混淆。如果两个终端发送随机接入前导的PRACH在时间上相距不超过10ms，那么需要通过大小唯一的RA-RNTI来进行区分随机接入响应消息。而上述的对应关系保证了任何两个在时间上相距不超过10ms的不相同的PRACH信道所对应的RA-RNTI是不一样的。这种对应方法，对于FDD来说需要预留10个无线网络临时标识(RNTI)。对于TDD来说需要预留60个RNTI。而实际对于TDD来说PRACH最大的密度是6，也就是在一个无线帧的时间范围内，最多出现6个PRACH信道。从RNTI资源的角度来说目前的对应关系至少浪费了90%的RNTI的资源。另外一个重要的影响是系统的复杂程度。终端在发送随机接入前导以前，从系统消息或者专用信令中获取随机接入信道的配置参数，包括PRACH配置索引以及上行/下行14配置参数。终端根据这两个参数(对FDD来说只要PRACH配置索引)确定PRACH信道在时域和频域可能出现的位置。终端的MAC(媒体接入控制)层协议在选择(或者被网络指定)了某个PRACH信道来发送随机接入前导之后，需要把选定的PRACH信道所在的时域和频域的位置映射成RA-RNTI。然后MAC层协议在要求物理层发送随机接入前导的时候，把这个RA-RNTI通知给物理层。物理层根据RA-RNTI反映射出发送随机接入前导实际的PRACH信道在时域和频域的位置。这个过程对于FDD来说比较简单，因为RA-RNTI和PRACH信道在时域上的起始子帧的子帧号是一样的。对于TDD来说则比较复杂，而且包括了映射和反映射两个过程。如果是网络来指定一个无线帧内某个PRACH信道给终端，其中一中方法是采用PRI来指定某个PRACH信道。MAC层协议需要把这个PRI映射成RA-RNTI，然后通知物理层。物理层再从RA-RNTI上反映射出发送随机接入前导实际的PRACH信道在时域和频域的位置。
发明内容针对现有技术中存在的缺陷和不足，本发明要解决的技术问题是提出一种LTE系统中的随机接入方法用来解决上述RNTI资源浪费，以及所述的RA-RNTI给终端的无线协议MAC层和物理层之间互操作造成的复杂性的问题。为解决上述技术问题，本发明的技术方案为一种LTE系统中的随机接入方法，终端在物理随机接入信道上发送随机接入前导之后，在规定的接收时间窗口内接收随机接入响应消息，其特征在于所述终端监听和所述随机接入响应消息相关的物理下行控制信道；所述物理下行控制信道包含一个无线网络临时标识；所述无线网络临时标识等于发送所述随机接入前导的所述物理随机接入信道的资源索引与一个偏移值的和。进一步的，所述物理随机接入信道的资源索引是所述物理随机接入信道在无线帧内的统一编号，所述物理随机接入信道在无线帧内的统一编号对于FDD来说是指所述物理随机接入信道的起始子帧在无线帧内按照增序排列的相对序号；所述物理随机接入信道在无线帧内的统一编号对于TDD来说是指所述物理随机接入信道的起始子帧在时域和频域的位置按照先时域后频域顺序排列的相对序号。进一步的，所述接收时间窗口的大小不超过IO毫秒，所述接收时间窗口通过系统消息广播，或者通过专用信令发送给所述终端，所述终端在发起随机接入前获取所述接收时间窗口参数。所述偏移值可以是O或者大于O的常数，它的长度是固定的，所述无线网络临时标识和所述偏移值的长度是16比特。进一步的，所述物理下行控制信道包括下行无线资源配置信息，用来指向承载所述随机接入响应消息的物理下行共享信道的时频域无线资源，所述物理随机接入信道是所述终端自己自由选择或者是由网络通过专用信令指定的或者是在网络指定的范围内自由选择的。采用本发明的随机接入方法，减少了预留的RA-RNTI的资源，减少了MAC层和物理层之间的互操作的复杂性，同时也简化了MAC层处理RA-RNTI的过程。1附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中图1为随机接入的流程图；图2A为本发明实施例中Type1的帧结构示意图；图2B为本发明实施例中Type2的帧结构示意图；图3为本发明实施例中PRACH信道的结构示意图。具体实施例方式以下所述实施例应用于基于冲突的随机接入过程，也可以应用于基于非冲突的随机接入过程。对于基于冲突的随机接入过程来说，终端自己选择一个PRACH信道来发送随机接入前导。对于基于非冲突的随机接入过程来说，网络会给终端分配一个专用的随机接入前导，以及和这个专用的随机接入前导相关的随机接入信道掩码索引。这个随机接入信道掩码索引表示了一个无线帧内某个PRACH信道的PRI或者PRACH信道某种组合，比如一个无线帧内所有的PRACH信道，或者比如奇数或者偶数位置的PRACH时隙上的PRACH信道。PRACH时隙是指包含PRACH信道的无线子帧在时域上的位置。基于冲突的随机接入过程可以用于无线资源控制(RRC)连接的建立，重建过程，以及上行数据到达触发的随机接入过程。基于非冲突的随机接入过程可以用于下行数据达到或者切换导致的随机接入过程。总是由网络通过专用信令通知终端开始该过程。终端在确定了发送随机接入前导的PRACH信道以后，把RA-RNTI设置为和该PRACH信道对应的PRI，即RA-RNTI=PRI+RNTI-OFFSET,其中RNTI-OFFSET是一个大于或者等于0的常数。在一个无线帧内PRACH信道对应的PRI是唯一的，所以也可以保证任何两个在时间上相距不超过10ms的不同的PRACH信道所对应的RA-RNTI不会一样。以下的实施例中，RNTI-OFFSET=0。实施例1基于冲突的随机接入过程，FDD模式假设某个LTE小区中，PRACH配置索引是12，接收窗口的大小是6ms。这种配置索弓I对应的PRACH起始子帧的子帧号分别是0，2，4，6，8。它们对应的PRI分别是0，1，2，3，4。假设终端为了建立RRC连接发起随机接入过程，并且选择了起始子帧号为2的PRACH信道发送随机接入，那么这个随机接入过程是这样的步骤11，终端在MAC层协议选择在子帧号为2，即PRI为1的PRACH信道上发送一个索引为37的随机接入前导，并且把对应的RA-RNTI设置为1。然后把选择的随机接入前导，对应的RA-RNTI以及发送功率等参数通知物理层，要求物理层在所选定的PRACH信道上发送该随机接入前导；步骤12，终端的物理层根据RA-RNTI，在子帧号为2的PRACH信道上发送了随机接入前导以后，在接收窗口内收到一个随机接入响应消息。其中对应的PDCCH信道上的RA-RNTI等于1。物理层于是把解码得到的PDSCH上承载的传输块给MAC层协议处理实体；步骤13，终端的MAC层确定收到的随机接入响应消息中包含编号为37随即接入前导索引，于是确认收到了和自己发送的随机接入前导对应的随机接入响应消息。实施例2基于冲突的随机接入过程，TDD模式假设某个LTE小区中，PRACH配置索引是18，接收窗口的大小是10ms，上行/下行配置为l。这种配置索引对应的PRACH起始子帧的四元组分别是(O，O，O，O)，(O，O，O，l)，(O，O，l，O)，(O，O，l，l)，(l，O，O，l)，(l，O，l，l)。它们对应的PRI分别是0，1，2，3，4，5。假设终端为了建立RRC连接发起随机接入过程，并且选择了PRI为5的PRACH信道发送随机接入，那么这个随机接入过程是这样的步骤21，终端在MAC层协议选择PRI为5的PRACH信道上发送一个索引为37的随机接入前导，并且把对应的RA-RNTI设置为5。然后把选择的随机接入前导，对应的RA-RNTI以及发送功率等参数通知物理层，要求物理层在所选定的PRACH信道上发送该随机接入前导；步骤22，终端的物理层根据RA-RNTI，在PRACH在频域的索引为l，子帧号为8的PRACH信道上发送了随机接入前导以后，在接收窗口内收到一个随机接入响应消息。其中对应的PDCCH信道上的RA-RNTI等于5。物理层于是把解码得到的PDSCH上承载的传输块给MAC层协议处理实体；步骤23，终端的MAC层确定收到的随机接入响应消息中包含编号为37随即接入前导索引，于是确认收到了和自己发送的随机接入前导对应的随机接入响应消息。实施例3基于非冲突的随机接入过程，FDD模式假设某个LTE小区中，PRACH配置索引是12，接收窗口的大小是6ms。这种配置索弓I对应的PRACH起始子帧的子帧号分别是0，2，4，6，8。它们对应的PRI分别是0，1，2，3，4。假设终端处于RRC连接状态，但是已经失去了上行同步。网络在下行有数据到达缓冲的时候，通过PDCCH信道通知终端发起随机接入过程，那么这个随机接入过程是这样的步骤30，基站通过PDCCH信道通知终端在PRI为3的PRACH信道上发送索引为37的随机接入前导；步骤31，终端在收到该PDCCH信令以后，MAC层把对应的RA-RNTI设置为3，然后把网络要求的随机接入前导，对应的RA-RNTI以及发送功率等参数通知物理层，要求物理层在所选定的PRACH信道上发送该随机接入前导；步骤32，终端的物理层根据RA-RNTI，在子帧号为6的PRACH信道上发送了随机接入前导以后，在接收窗口内收到一个随机接入响应消息。其中对应的PDCCH信道上的RA-RNTI等于3。物理层于是把解码得到的PDSCH上承载的传输块给MAC层协议处理实体；步骤33，终端的MAC层确定收到的随机接入响应消息中包含编号为37随即接入前导索引，于是确认收到了和自己发送的随机接入前导对应的随机接入响应消息。实施例4基于非冲突的随机接入过程，TDD模式假设某个LTE小区中，PRACH配置索引是18，接收窗口的大小是10ms，上行/下行配置为l。这种配置索引对应的PRACH起始子帧的四元组分别是(O，O，O，O)，(O，O，O，l)，(O，O，l，O)，(O，O，l，l)，(l，O，O，l)，(l，O，l，l)。它们对应的PRI分别是0，1，2，3，4，5。假设终端处于RRC连接状态，并且网络想把该终端切换到目标小区。目标小区通过源小区发送一个RRC连接重配消息，通知终端进行切换。那么这个随机接入过程是这样的步骤40，目标小区在RRC连接重配消息中指定终端在PRI为2的PRACH信道上发送索引为37的随机接入前导步骤41，终端在收到该消息以后，MAC层协议把对应的RA-RNTI设置为2。然后把网络要求的随机接入前导，对应的RA-RNTI以及发送功率等参数通知物理层，要求物理层在所选定的PRACH信道上发送该随机接入前导；步骤22，终端的物理层根据RA-RNTI，在PRACH在频域的索引为O，子帧号为7的PRACH信道上发送了随机接入前导以后，在接收窗口内收到一个随机接入响应消息。其中对应的PDCCH信道上的RA-RNTI等于2。物理层于是把解码得到的PDSCH上承载的传输块给MAC层协议处理实体；步骤23，终端的MAC层确定收到的随机接入响应消息中包含编号为37随即接入前导索引，于是确认收到了和自己发送的随机接入前导对应的随机接入响应消息。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。权利要求一种LTE系统中的随机接入方法，终端在物理随机接入信道上发送随机接入前导之后，在规定的接收时间窗口内接收随机接入响应消息，其特征在于所述终端监听和所述随机接入响应消息相关的物理下行控制信道；所述物理下行控制信道包含一个无线网络临时标识；所述无线网络临时标识等于发送所述随机接入前导的所述物理随机接入信道的资源索引与一个偏移值的和。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物理随机接入信道的资源索引是所述物理随机接入信道在无线帧内的统一编号。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述物理随机接入信道在无线帧内的统一编号对于FDD来说是指所述物理随机接入信道的起始子帧在无线帧内按照增序排列的相对序号。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述物理随机接入信道在无线帧内的统一编号对于TDD来说是指所述物理随机接入信道的起始子帧在时域和频域的位置按照先时域后频域顺序排列的相对序号。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收时间窗口的大小不超过10毫秒。6.根据权利要求1或者5所述的方法，其特征在于，所述接收时间窗口通过系统消息广播，或者通过专用信令发送给所述终端，所述终端在发起随机接入前获取所述接收时间窗口参数。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述偏移值可以是0或者大于0的常数，它的长度是固定的。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线网络临时标识和所述偏移值的长度是16比特。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物理下行控制信道包括下行无线资源配置信息，用来指向承载所述随机接入响应消息的物理下行共享信道的时频域无线资源。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物理随机接入信道是所述终端自己自由选择或者是由网络通过专用信令指定的或者是在网络指定的范围内自由选择的。11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述随机接入前导是终端自己根据一定的原则选择的或者是由网络通过专用信令指定的。全文摘要本发明涉及移动通信
技术领域：
，尤其涉及LTE系统中终端和基站之间随机接入方法，本发明提供一种LTE系统中的随机接入方法，终端在物理随机接入信道上发送随机接入前导之后，在规定的接收时间窗口内接收随机接入响应消息，其特征在于所述终端监听和所述随机接入响应消息相关的物理下行控制信道；所述物理下行控制信道包含一个无线网络临时标识；所述无线网络临时标识等于发送所述随机接入前导的所述物理随机接入信道的资源索引与一个偏移值的和。采用本发明的随机接入方法，减少了预留的RA-RNTI的资源，减少了MAC层和物理层之间的互操作的复杂性，同时也简化了MAC层处理RA-RNTI的过程。文档编号H04W48/00GK101742682SQ200810217598公开日2010年6月16日申请日期2008年11月12日优先权日2008年11月12日发明者喻斌,杜忠达申请人:中兴通讯股份有限公司