用于在正交多址通信系统中进行随机接入的方法和装置制造方法
【专利摘要】本申请描述了用于在正交多址通信系统中进行随机接入的方法和装置，其涉及用于接入无线通信系统的技术。用户设备（UE）发送用于系统接入的随机接入前导码。该随机接入前导码可以包括随机标识符（ID）、信道质量指示符（CQI）等。UE可以随机选择随机ID，或者可以被分配该随机ID。UE从基站接收随机接入响应。随机接入响应可以包括用于UE的控制信道资源（例如，CQI和PC资源）、上行链路资源和/或控制信息（例如，定时提前和PC校正）。可以使用两个消息在两部分中发送随机接入响应。第一消息可以在控制信道上发送并且可以包括标识信息和可能的其它信息。第二消息可以在共享数据信道上发送并且可以包括随机接入响应的剩余信息。
【专利说明】用于在正交多址通信系统中进行随机接入的方法和装置
[0001]本申请是申请日为2007年08月21日、申请号为200780030971.9、名称为“用于在正交多址通信系统中进行随机接入的方法和装置”的申请的分案申请。
[0002]本申请要求享有2006年8月21日递交的名称为“A METHOD AND APPARATUSFOR ACCESS PROCEDURE FOR ORTHOGONAL MULTIPLE ACCESS SYSTEMS” 的美国临时申请N0.60/839，220、2006 年 10 月 3 日递交的名称为 “A METHOD AND APPARATUS FOR ACCESSPROCEDURE”的美国申请N0.60/828, 058以及2006年10月31日递交的名称为“A METHODAND APPARATUS FOR ACCESS PROCEDURE FOR ORTHOGONAL MULTIPLE ACCESS SYSTEMS”的美国申请N0.60/863,610的优先权，所有这些申请被转让给本申请的受让人并通过参考并入本文。
【技术领域】
[0003]本公开一般涉及通信领域，更具体地涉及用于接入无线通信系统的技术。
【背景技术】
[0004]无线通信系统被广泛地部署用于提供各种通信内容，比如语音、视频、分组数据、消息、广播等。这些系统可以是能够通过共享可用系统资源来支持多个用户的多址系统。这种多址系统的实例包括:码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、正交FDMA (OFDMA)系统以及单载波FDMA (SC-FDMA)系统。
[0005]无线通信系统可以包括任意数量的基站，这些基站能够支持任意数量用户设备(UE)的通信。每个UE可以经由下行链路和上行链路上的传输与一个或多个基站通信。下行链路(或前向链路)是指从基站到UE的通信链路，而上行链路(或反向链路)是指从UE到基站的通信链路。
[0006]当UE期望获得对系统的接入时，该UE可以在上行链路上发送接入探测(accessprobe)ο基站可以接收该接入探测，并以接入准许(access grant)进行响应,其中接入准许可以包括用于UE的相关信息。使用上行链路资源来发送接入探测，而使用下行链路资源来发送接入准许。因此，在本领域中需要用于以尽可能小的开销来支持系统接入以便改进系统容量的技术。
【发明内容】
[0007]这里描述了用于高效接入无线通信系统的技术。在一种设计中，UE可以发送用于系统接入的随机接入前导码(或接入探测)。随机接入前导码可以包括随机标识符(ID)、下行链路信道质量指示符(CQI)等。例如，在切换期间，UE可以随机地选择随机ID，或者UE可以被直接地或间接地(在所分配的随机接入前导码/接入序列中)分配该随机ID。该随机ID可以用作随机接入前导码的标识信息，并且可以允许基站异步地对随机接入前导码进行响应。
[0008]UE可以从基站接收随机接入响应(或接入准许)。随机接入响应可以包括用于UE的控制信道资源、上行链路资源、控制信息、所分配ID等。控制信道资源可以包括由UE用于在上行链路上发送CQI的CQI资源、用于在下行链路上向UE发送功率控制(PC)校正的PC资源等。控制信息可以包括用于调整UE的发送定时的定时提前、用于调整UE的发送功率的PC校正等。可以使用两个消息在两部分中发送随机接入响应。可以在共享数据信道(例如，PDSCH)的控制信道(例如，PDCCH)上发送第一消息。可以在共享数据信道上发送第二消息。第一消息可以包括随机接入前导码或用于发送随机接入前导码的随机接入信道的标识信息、共享数据信道的下行链路资源以及可能的其它信息。第二消息可以包括随机接入响应的剩余信息。UE可以使用所分配的控制信道资源来交换控制信息，并且可以使用所分配的上行链路资源来发送数据。
[0009]下面更具体地描述本公开的各个方面和特征。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1示出了无线多址通信系统。
[0011]图2示出了基站和UE的方框图。
[0012]图3到图9示出了各种随机接入过程的消息流程。
[0013]图10到图25示出了用于UE和由UE进行系统接入的基站的各种处理和装置。【具体实施方式】
[0014]这里描述的技术可以用于各种无线通信系统，比如CDMA、TDMA, FDMA, OFDMA,SC-FDMA以及其它系统。术语“系统”和“网络”经常互换使用。CDMA系统可以实现诸如通用陆地无线接入(UTRA)、cdma2000等无线电技术。UTRA包括宽带CDMA (W-CDMA)和低码片速率(LCR)。cdma2000涵盖IS-2000、IS-95以及IS-856标准。TDMA系统可以实现比如全球移动通信系统(GSM)的无线电技术。OFDMA系统可以实现诸如演进的UTRA (E-UTRA)、超移动宽带(UMB)、IEEE802.11 (W1-Fi )、IEEE802.16 (WiMAX)、IEEE802.20、Flash-OFDM?等无线电技术。UTRA、E-UTRA和GSM是通用移动电信系统(UMTS)的一部分。3GPP长期演进(LTE)是使用E-UTRA的UMTS的即将出现的版本，其在下行链路上采用OFDMA而在上行链路上采用SC-FDMA。在来自名为“第三代合作伙伴计划”(3GPP)的组织的文档中描述了UTRA、E-UTRA、GSM、UMTS和LTE。在来自名为“第三代合作伙伴计划2”(3GPP2)的组织的文档中描述了 cdma2000和UMB。所述各种无线电技术和标准是本领域公知的。为清楚起见，下面针对LTE中的系统接入来描述这些技术的某些方面，并且在下面的大部分描述中使用了 LTE术语。
[0015]图1示出了根据一种设计的无线多址通信系统。为简明起见，图1仅示出了两个演变的节点B (eNB) 100和102。eNBlOO包括多个天线组，一组包括天线104和106，一组包括天线108和110，以及另外一组包括天线112和114。在图1中，对于每个天线组仅示出了两个天线。然而，可以为每个天线组采用更多或更少的天线。通常，eNB是用于与UE通信的固定站，并且也可以称为节点B、基站、接入点等。
[0016]UE116与天线112和114通信，其中天线112和114经由下行链路120向UE116发送信息，并且经由上行链路118从UE116接收信息。UE122与天线106和108通信，其中天线106和108经由下行链路126向UE122发送信息，并且经由上行链路124从UE122接收信息。通常，UE可以是固定的或移动的，并且也可以称为移动站、终端、接入终端、用户单元、站等。UE可以是蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、无线通信设备、手持设备、无线调制解调器、膝上型计算机等。在频分双工(FDD)系统中，通信链路118、120、124和126可以将不同频率用于通信。例如，下行链路120和126可以使用一个频率，而上行链路118和124可以使用另一个频率。
[0017]eNBlOO的总覆盖区域可以划分为多个(例如，三个)更小区域。这些更小区域可以由eNBlOO的不同天线组来服务。在3GPP中，术语“小区”可以指eNB的最小覆盖区域和/或对该覆盖区域提供服务的eNB子系统。在其它系统中，术语“扇区”可以指最小覆盖区域和/或对该覆盖区域提供服务的子系统。为清楚起见，在下面的描述中使用小区的3GPP概念。在一种设计中，eNBlOO的三个天线组支持在eNBlOO的三个小区中的UE的通信。
[0018]图2示出了 eNBlOO和UE116的设计的方框图。在该设计中，eNBlOO配备有T个天线224a到224t，并且UEl 16配备有R个天线252a到252r，其中一般T≤I且R≤I。
[0019]在eNBlOO处，发送(TX)数据处理器214可以从数据源212接收一个或多个UE的业务数据。TX数据处理器214可以基于为每个UE选择的一个或多个编码方案对该UE的业务数据进行处理(例如，格式化、编码和交织)以获得编码数据。然后TX数据处理器214可以基于为每个UE选择的一个或多个调制方案(例如，BPSK、QSPK, M-PSK或M-QAM)对该UE的编码数据进行调制(或符号映射)以获得调制符号。
[0020]TX MMO处理器220可以使用任何复用方案将所有UE的调制符号与导频符号进行复用。导频通常是以已知方式进行处理的已知数据，并且可以由接收机用于信道估计和其它用途。TX MMO处理器220可以处理(例如，预编码)已复用的调制符号和导频符号，并且将T个输出符号流提供到T个发射机(TMTR) 222a到222t。在某些设计中，TX MMO处理器220可以将波束成形加权应用到调制符号以便在空间上导引这些符号。每个发射机222可以处理各自的例如正交频分复用(OFDM)的输出符号流，以获得输出码片流。每个发射机222还可以进一步处理(例如，变换为模拟、放大、滤波和上变频)输出码片流，以获得下行链路信号。来自发射机222a到22 2t的T个下行链路信号可以分别经由T个天线224a到224t进行发送。
[0021]在UEl 16处，天线252a到252r可以从eNBlOO接收下行链路信号，并且将接收信号分别提供到接收机(RCVR) 254a到254r。每个接收机254可以调节(例如，滤波、放大、下变频和数字化)各自的接收信号以获得采样，并且可以进一步处理采样(例如，针对0FDM)以获得接收符号。MIMO检测器260可以接收来自所有R个接收机254a到254r的接收符号，并基于MMO接收机处理技术来对这些接收符号进行处理，以获得检测符号，检测符号是对eNBlOO发送的调制符号的估计。然后接收(RX)数据处理器262可以处理(例如，解调、解交织和解码)检测符号，并且将UE116的解码数据提供到数据宿264。通常，由MMO检测器260和RX数据处理器262进行的处理与由eNBlOO处的TX MIMO处理器220和TX数据处理器214进行的处理互逆。
[0022]在上行链路上，在UE116处，来自数据源276的业务数据和信令消息可以由TX数据处理器278进行处理，由调制器280进一步进行处理，由发射机254a到254r进行调节，并且被发送到eNBlOO。在eNBlOO处，来自UEl 16的上行链路信号可以由天线224接收，由接收机222进行调节，由解调器240进行解调，并且由RX数据处理器242进行处理，以获得UE116发送的业务数据和消息。
[0023]控制器/处理器230和270可以分别引导在eNBlOO和UEl 16处的操作。存储器232和272可以分别存储用于eNBlOO和UE116的数据和程序代码。调度器234可以为下行链路和/或上行链路传输调度UE，并且可以为所调度的UE提供资源分配。
[0024]该系统可以支持用于下行链路的一组传输信道以及用于上行链路的另一组传输信道。这些传输信道可以用于向媒体访问控制(MAC)和更高层提供信息传输服务。可以通过如何以及利用什么特征在无线链路上发送信息来描述传输信道。传输信道可以映射到物理信道，该物理信道可以通过各种属性来定义，所述属性比如调制和编码、数据到资源块的映射等。表1列出了根据一种设计在LTE中用于下行链路(DL)和上行链路(UL)的一些物理信道。
[0025]表1
[0026]
【权利要求】
1.一种用于无线通信的装置，包括: 至少一个处理器，其配置为: 发送由用户设备(UE)用于系统接入的随机接入前导码， 接收随机接入响应，所述随机接入响应包括分配给所述UE的上行链路资源、针对所述UE的定时提前、以及针对所述UE发送的所述随机接入前导码的随机接入(RA)前导码标识符， 基于所述定时提前调整所述UE的发送定时，以及 使用所述随机接入响应中传送的所分配的上行链路资源并且基于已调整的所述UE的发送定时来发送上行链路传输，其中，所述至少一个处理器进一步配置为: 在针对共享数据信道的控制信道上接收所述随机接入响应的第一消息，以及在所述共享数据信道上接收所述随机接入响应的第二消息，所述第一消息包括所述随机接入前导码的标识信息或者用于发送所述随机接入前导码的随机接入信道，并且所述第二消息包括分配给所述UE的所述上行链路资源；以及存储器，其耦合到所述至少一个处理器。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述随机接入响应包括下列中的至少一个:所述UE用于在上行链路上发送信道质量指示符(CQI)的CQI资源以及用于在下行链路上向所述UE发送功率控制(PC)校正的PC资源。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个处理器配置为基于随机标识符(ID)、信道质量指示符(CQI )、以及接入类型中的至少一个来确定所述随机接入前导码。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个处理器配置为接收所述随机接入响应中的控制信息，所述控制信息包括功率控制(PC)校正。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个处理器配置为接收所述随机接入响应中的小区无线网络临时标识符(C-RNTI)。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个处理器配置为接收所述随机接入响应中分配给所述UE的上行链路资源，并且使用所分配的上行链路资源来发送数据。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个处理器配置为从可用接入序列池中选择用于所述随机接入前导码的接入序列，以及发送所选择的接入序列来传送所述随机接入前导码。
8.一种用于无线通信的方法，包括 : 发送由用户设备(UE)用于系统接入的随机接入前导码； 接收随机接入响应，所述随机接入响应包括分配给所述UE的上行链路资源、针对所述UE的定时提前、以及针对所述UE发送的所述随机接入前导码的随机接入(RA)前导码标识符; 基于所述定时提前调整所述UE的发送定时；以及 使用所述随机接入响应中传送的所分配的上行链路资源并且基于已调整的所述UE的发送定时来发送上行链路传输， 其中，所述接收所述随机接入响应的步骤包括在针对共享数据信道的控制信道上接收所述随机接入响应的第一消息，所述第一消息包括所述随机接入前导码的标识信息或者用于发送所述随机接入前导码的随机接入信道；以及在所述共享数据信道上接收所述随机接入响应的第二消息，所述第二消息包括分配给所述UE的所述上行链路资源。
9.根据权利要求8所述的方法， 其中，所述随机接入响应包括信道质量指示符(CQI)资源以及功率控制(PC)资源中的至少一个，所述CQI资源被所述UE用于在上行链路上发送CQI，并且所述PC资源被用于在下行链路上向所述UE发送PC校正。
10.一种用于无线通信的装置，包括: 用于发送由用户设备(UE)用于系统接入的随机接入前导码的模块； 用于接收随机接入响应的模块，所述随机接入响应包括分配给所述UE的上行链路资源、针对所述UE的定时提前、以及针对所述UE发送的所述随机接入前导码的随机接入(RA)前导码标识符； 用于基于所述定时提前调整所述UE的发送定时的模块；以及 用于使用所述随机接入响应中传送的所分配的上行链路资源并且基于已调整的所述UE的发送定时来发送上行链路传输的模块， 其中，所述用于接收所述随机接入响应的模块包括:用于在针对共享数据信道的控制信道上接收所述随机接入响应的第一消息的模块，所述第一消息包括所述随机接入前导码的标识信息或者用于发送所述随机接入前导码的随机接入信道；以及用于在所述共享数据信道上接收所述随机接入响应的第二消息的模块，所述第二消息包括分配给所述UE的所述上行链路资源。
11.根据权利要求10 所述的装置， 其中，所述随机接入响应包括信道质量指示符(CQI)资源以及功率控制(PC)资源中的至少一个，所述CQI资源被所述UE用于在上行链路上发送CQI，并且所述PC资源被用于在下行链路上向所述UE发送PC校正。
12.—种非暂时性机器可读介质，其包括在由机器执行时使得所述机器进行包括以下在内的操作的指令: 发送由用户设备(UE)用于系统接入的随机接入前导码； 接收随机接入响应，所述随机接入响应包括分配给所述UE的上行链路资源、针对所述UE的定时提前、以及针对所述UE发送的所述随机接入前导码的随机接入(RA)前导码标识符; 基于所述定时提前调整所述UE的发送定时；以及 使用所述随机接入响应中传送的所分配的资源并且基于已调整的所述UE的发送定时来发送上行链路传输， 在针对共享数据信道的控制信道上接收所述随机接入响应的第一消息，所述第一消息包括所述随机接入前导码的标识信息或者用于发送所述随机接入前导码的随机接入信道；以及 在所述共享数据信道上接收所述随机接入响应的第二消息，所述第二消息包括分配给所述UE的所述上行链路资源。
13.根据权利要求12所述的非暂时性机器可读介质， 其中，所述随机接入响应包括信道质量指示符(CQI)资源以及功率控制(PC)资源中的至少一个，所述CQI资源被所述UE用于在上行链路上发送CQI，并且所述PC资源被用于在下行链路上向所述UE发送PC校正。
14.一种用于无线通信的装置，包括: 至少一个处理器，其配置为: 接收由用户设备(UE)用于系统接入而发送的随机接入前导码， 发送随机接入响应，所述随机接入响应包括分配给所述UE的上行链路资源、针对所述UE的定时提前、以及针对所述UE发送的所述随机接入前导码的随机接入(RA)前导码标识符， 接收由所述UE使用所述随机接入响应中传送的所分配的上行链路资源并且基于按所述定时提前调整的所述UE的发送定时而发送的上行链路传输，其中，所述至少一个处理器进一步配置为: 在针对共享数据信道的控制信道上发送所述随机接入响应的第一消息，以及在所述共享数据信道上发送所述随机接入响应的第二消息，所述第一消息包括所述随机接入前导码的标识信息或者用于发送所述随机接入前导码的随机接入信道，并且所述第二消息包括分配给所述UE的所述上行链路资源；以及存储器，其耦合到所述至少一个处理器。
15.根据权利要求14所述的装置， 其中，所述随机接入响应包括下列中的至少一个:所述UE用于在上行链路上发送信道质量指示符(CQI)的CQI资源以及用于在下行链路上向所述UE发送功率控制(PC)校正的PC资源。
【文档编号】H04W74/08GK103491644SQ201310334444
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2007年8月21日 优先权日:2006年8月21日
【发明者】D·P·马拉蒂, A·达姆尼亚诺维奇, J·蒙托霍 申请人:高通股份有限公司