用户设备的随机接入方案的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用户设备的随机接入方案。公开了一种当终端或者用户设备执行随机接入时有效处理随机接入响应消息的方法。在终端将随机接入前导传送到基站之后，响应于随机接入前导，终端可以从基站接收具有在媒体访问控制协议数据单元(MAC?PDU)的MAC头部中仅包括后退指示符子头部的MAC?PDU格式的随机接入响应消息。如上所述，已经接收到在MAC?PDU的MAC头部中仅包括后退指示符子头部的随机接入响应消息的终端可以认为随机接入响应接收过程不成功，并且可以执行用于随机接入响应接收失败的后续过程。
【专利说明】用户设备的随机接入方案
[0001]本申请是申请日为2009年12月23日、国际申请号为PCT/KR2009/007700、国家申请号为200980157553.5的、发明名称为“用户设备的随机接入方案”的中国专利申请的分
案申请。
【技术领域】
[0002]本发明涉及移动电信技术，并且更确切地说，涉及用于用户设备的随机接入方案。虽然本发明适合广泛的应用范围，但是其尤其适合当在移动电信终端中执行随机接入时有效处理随机接入响应消息。
【背景技术】
[0003]作为可以应用本发明的移动电信系统的示例，现将泛泛地描述第三代合作伙伴项目长期演进(在下文中称为“LTE”(3GPP LTE))电信系统。
[0004]图1图示了作为移动电信系统的示例的E-UMTS网络结构的全视图。此处，演进型通用移动电信系统(E-UMTS)对应于从常规通用移动电信系统(UMTS)演进的系统。3GPP目前实施用于E-UMTS的基本标准化处理。通常，E-UMTS也可以被称为LTE系统。
[0005]E-UMTS网络可以被泛泛地划分成演进UMTS陆地无线电接入网络(E-UTRAN) 101和核心网络(CN) 102。E-UTRAN101由用户设备(在下文中称为UE) 103、基站(在下文中称为e节点B或eNB)104以及接入网关(在下文中称为AG) 105构成，其位于网络的端部。AG105可以被划分成用于处理用户业务的部分和用于处理控制业务的部分。在此点上，在用于处理用户业务的新AG和用于处理控制业务的AG之间可以使用新接口，从而使得AG能够互相通信。
[0006]至少一个或多个小区能够存在于单一 e节点B中。在每个e节点B之间可以使用用于用户业务或控制业务的接口。CN102可以配置用于AG105和其他UE103的用户注册的节点。另外，也可以使用用于将E-UTRAN101与CN102区分开的接口。
[0007]基于在电信系统中通常和广泛已知的开放系统互联(OSI)参考模型的3个较低层，在用户设备(或终端)和网络之间的无线电接口协议的层可以被划分成LI(即，第一层)，L2(即，第二层)和L3(即，第三层)。此处，属于第一层的物理层使用物理信道来提供信息传送服务。而且，位于第三层中的无线电资源控制(在下文中称为RRC)层执行控制终端和网络之间的无线电源的功能。为此，RRC层使得用户设备和网络之间能够彼此交换RRC消息。RRC层可以分散在网络节点中，诸如e节点B104和AG105，或者RRS层可以仅位于e节点B104和AG105中的任一个中。
[0008]图2和图3分别图示了在用户设备(或终端)之间的无线电接口协议的结构，无线接口协议基于3GPP无线电接入网络标准和UTRAN来配置。图2和图3的无线电接口协议水平地配置物理层、数据链路层以及网络层，并且图2和图3的无线电接口协议被垂直划分成用户平面和控制平面。此处，用户平面用于传送数据信息，并且控制平面用于递送控制信号(或者用于控制信令)。更确切地说，图2图示了无线电协议控制平面的每个层，并且图3图示了无线电协议用户平面的每个层。如上所述，基于在电信系统中通常和广泛已知的开放系统互连(OSI)参考模型的3个较低层，图2和图3的协议层可以被划分成LI (即，第一层)、L2 ( SP，第二层)、以及L3 ( SP，第三层)。
[0009]在下文中，现在将详细描述图2中所示的无线电协议控制平面和图3中所示的无线电协议用户平面的每个层。
[0010]与第一层相对应的物理(PHY)层使用物理信道，以将信息传送服务提供到它的较高层(或上层)。PHY层通过传输信道被连接到媒体访问控制(MAC)层，媒体访问控制层对应于PHY层的较高层。并且，通过传输信道，向MAC层和PHY层以及从MAC层和PHY层传输(或传送)数据。在此点上，取决于信道的共享，传输信道可以被泛泛划分成专用传输信道和公共传输信道。此外，通过使用无线电源经由物理信道向不同PHY层以及从不同PHY层传输(或传送)数据，即，向传送系统的PHY层和接收系统的PHY层以及从传送系统的PHY层和接收系统的PHY层传输(或传送)数据。
[0011]在第二层中存在多个层。媒体访问控制(MAC)层将各种逻辑信道映射到各种传输信道。并且，MAC层也执行逻辑信道复用，其中，多个逻辑信道被映射到单一传送信道。MAC层通过逻辑信道被连接到它的较高层(或者上层)，无线链路控制(RLC)层。并且，取决于正被传输的信息的类型，逻辑信道可以被泛泛地划分成传输控制平面的信息的控制信道，以及传输用户平面的信息的业务信道。
[0012]第二层的无线电链路控制(RLC)层对从它的较高层接收到的数据执行分段和串接，从而调整数据的大小，使得它的较低层能够将已处理的数据适当地传输到无线电区段。而且，为了确保由每个无线电承载(RB)请求的多样的服务质量(QOS)，RLC层提供三个不同操作模式，透明模式(TM)、非确认模式(UM)以及确认模式(AM)。具体而言，AM RLC通过自动重发请求(ARQ)功能来执行重新传输功能，以便传输(或者传送)可靠数据。
[0013]当传输诸如IPv4或IPv6的IP分组时，第二层的分组数据会聚协议(I3DCP)层执行减少IP分组头部的大小的头部压缩功能，IP分组头部具有相对较大数据大小并且载有(或者包含)不必要的控制信息，以便在具有小带宽的无线电区段中有效地传输IP分组。通过仅允许传输在相应数据的头部部分中绝对必要的信息，头部压缩功能提高了无线电区段的传输效率。此外，在LTE系统中，PDCP层也执行安全功能。此处，安全功能由加密和完整性保护构成。更确切地说，加密防止第三方监视数据(或者数据监控)，并且完整性保护防止第三方更改数据。
[0014]与在第三层中的最上层相对应的第三层的无线电资源控制(RRC)层仅被定义在控制平面中。与配置、重新配置以及无线电承载(RB)的释放相关联，RRC层控制逻辑信道、传输信道和物理信道。此处，RB表示由无线电协议的第一和第二层提供的逻辑路径，以便在用户设备和UTRAN之间递送数据。通常，RS的配置涉及调节提供特定业务所要求的无线电协议层和信道的特性以及分别配置每个特定参数和操作方法的处理。然后，RB被划分成信令RB(SRB)和数据RB(DRB)。此处，将SRB用作用于传输来自控制平面(C平面)的RRC消息的路径，并且DRB用作用于传输来自用户平面(U平面)的用户数据的路径。
[0015]将数据从网络传输(或者传送)到用户设备的下行链路传输信道包括广播信道(BCH)和下行链路共享信道(SCH)。更确切地说，BCH传输系统信息，并且下行链路SCH传输其他用户业务或者控制消息。下行链路多播或业务或控制消息可以通过下行链路SCH被传输，或者可以通过单独下行链路多播信道(MCH)被传输。同时，将数据从用户设备传输到网络的上行链路传输信道包括随机接入信道(RACH)和上行链路共享信道(SCH)。更确切地说，RACH传输初始控制消息，并且上行链路SCH传输其他用户业务或控制消息。
[0016]另外，将被传输到下行链路传输信道的信息传输到网络和用户设备之间的无线电区段的下行链路物理信道包括物理广播信道(PBCH)、物理多播信道(PMCH)、物理下行链路共享信道(PDSCH)和物理下行链路控制信道(PDCCH)(或者下行链路(DL) LI/L2控制信道)。更确切地说，PBCH传输BCH的信息，并且PMCH传输MCH的信息。PDSCH传输PCH和下行链路SCH的信息。并且，PDCCH传输从第一层和第二层提供的控制信息，诸如下行链路或上行链路(DL/UL)调度许可。同时，将被传输到上行链路传输信道的信息传输到网络和用户设备之间的无线电区段的上行链路物理信道包括物理上行链路共享信道(PUSCH)、物理随机接入信道(PRACH)、和物理上行链路控制信道(PUCCH)。更确切地说，PUSCH传输上行链路SCH的信息，并且PRACH传输RACH的信息。此外，PUCCH传输从第一层和第二层提供的控制信息，诸如HARQ ACK或NACK、调度请求(SR)和信道质量指示符(CQI)报告。
[0017]在下文中，基于以上描述，将详细描述用于执行从用户设备至基站(或者e节点B，或者eNB)的随机接入的方法。首先，用户设备在下列情形下执行随机接入处理(或者过程):
[0018]-由于在用户设备和e节点B之间缺少RRC连接，当用户设备执行初始接入时
[0019]-在切换处理期间，当用户设备对目标小区执行第一接入时
[0020]-当通过来自e节点B的命令请求随机接入处理时
[0021]-当生成了要通过上行链路传输的数据时，在上行链路的时间同步不匹配的情形下，或者在未分配指定无线电源的情形下，所指定的无线电源被用于请求无线电源
[0022]-当执行恢复处理时，在无线电链路失败或切换失败的情形下
[0023]在LTE系统中，在选择随机接入前导的过程中，提供了基于竞争的随机接入过程和基于非竞争的随机接入过程两者，在基于竞争的随机接入过程中用户设备随机选择和使用来自特定组的前导，非竞争的随机接入过程使用仅从基站(或e节点B)至特定用户设备分配的随机接入前导。然而，仅在切换过程(或者处理)期间或者仅在从基站(或者e节点B)请求时，可以使用基于非竞争的随机接入过程。
[0024]同时，用特定基站(或者e节点B)执行随机接入的用户设备的处理可以泛泛地包括步骤:(I)使用户设备将随机接入前导传输到e节点B (或者基站)(在下文中没有混淆的情形下，也称为“消息I传输步骤”);(2)相对于所传输的随机接入前导，从e节点B接收随机接入响应(在下文中没有混淆的情形下，也称为“消息2接收步骤”)；(3)通过使用所接收到的信息，传输来自随机接入响应消息的上行链路消息(在下文中没有混淆的情形下，也称为“消息3传输步骤”)；以及(4)从e节点B接收与上行链路消息相对应的消息(在下文中没有混淆的情形下，也称为“消息4接收步骤”)。
[0025]在上述随机接入过程中，用户设备在消息3缓冲区(或者Msg3缓冲区)中存储要通过消息3传输的数据。然后，用户设备相对于上行链路许可(或UL许可)信号的接收来传输(或者传送)在消息3缓冲区中存储的数据。UL许可信号对应于关于上行链路无线电源的信号通知信息，当用户设备将信号传输到基站(或者e节点B)时，可以使用该信号。此处，在上述LTE系统的情形下，通过随机接入响应(RAR)消息来接收UL许可信号，UL许可信号通过物理下行链路控制信道(PDCCH)或者物理上行链路共享信道(PUSCH)被接收。在下文中，将更详细地描述用于接收用户设备的随机接入响应消息的方法。
[0026]图4图示了用于根据当前LTE标准来接收和处理随机接入响应消息的方法。在传输随机接入前导之后，用户设备尝试从随机接入响应接收窗口内接收它自己的随机接入响应，其通过系统信息或切换命令由基站(或者e节点B)指定。更确切地说，可以以MAC分组数据单元(MAC PDU)格式来传输随机接入响应信息。并且，用于传输随机接入响应信息的MAC PDU包括MAC有效载荷和对应于MAC有效载荷的MAC子头部。此处，MAC有效载荷对应于用于至少一个或多个用户设备的随机接入响应消息信息。MAC PDU可以进一步包括MAC子头部，MAC子头部包括后退指示符，当用户设备重新尝试随机接入时，可以使用后退指示符。可以通过物理下行链路共享信道(PDSCH)来传输MAC PDU0因此，在步骤601中，确定接收到的随机接入响应消息是否存在于预定随机接入响应接收窗口内。如果确定接收到的随机接入响应消息并不存在于预定随机接入响应接收窗口内，则推断(或确定)随机接入响应消息的接收已经失败。随后，过程移至步骤604，使得能够执行根据接收随机接入响应消息失败的操作。
[0027]替代地，如果确定接收到的随机接入响应消息存在于预定随机接入响应接收窗口内，则在步骤602中，系统确定在随机接入响应接收窗口内接收到的每个随机接入响应消息是否包括与从用户设备已经传输的随机接入前导不对应(或者匹配)的随机接入标识符(例如=RA-RNTI)。如果确定在随机接入响应接收窗口内接收到的所有随机接入响应消息包括与已经从用户设备传输的随机接入前导不对应(或者匹配)的随机接入标识符，则用户设备推断各个随机接入响应消息的接收已经失败。此后，过程移至步骤604，使得能够执行根据接收随机接入响应消息的失败的操作。另一方面，如果确定在随机接入响应接收窗口内接收到的至少一个或多个随机接入消息包括与从用户设备已经传输的随机接入前导相对应的随机接入标识符，则过程移至步骤603，使得能够处理相应的随机接入响应消息。
【发明内容】
[0028]技术问题
[0029]因此，本发明针对用于用户设备的随机接入方案，该随机接入方案基本消除了由于相关技术的限制和缺点导致的一个或多个问题。
[0030]在假设用于传输随机接入响应信息的MAC PUD基本由MAC有效载荷(其中MAC有效载荷用作用于至少一个或多个用户设备的随机接入响应消息)以及对应于MAC有效载荷的MAC子头部组成的情形下，设计了上述用户设备的随机接入响应消息接收算法。更确切地说，在当前LTE标准中，假设MAC PDU包括MAC子头部，MAC子头部包括作为可选元素的后退指示符，当用户设备重新尝试随机接入时，能够使用后退指示符，并且假设MAC PDU包括用作用于至少一个或多个用户设备的随机接入响应消息的MAC有效载荷，以及与MAC有效载荷相对应的MAC子头部，作为它的基本元素。
[0031]在其中负载在提供服务的小区内增加的系统中，或者在使用低带宽的系统中，本发明的下列描述提出了一种基站，该基站当被要求时允许仅包括后退指示符的MAC PUD的传输(或者传送)。本发明的目的是提供用于用户设备的随机接入方案，该随机接入方案能够提供用于根据所提出的系统改进的用户设备的随机接入响应消息接收算法。[0032]本发明的附加优点、目的和特征将在下面的描述中部分阐述，并且在研究下面的内容之上将部分地对本领域的普通技术人员变得显而易见，并且可以从本发明的实施获悉。通过在书面描述及其权利要求以及附图中特别指出的结构，可以实现和达到本发明的目的和其他优点。
[0033]问题的解决方案
[0034]为了实现这些目的和其他优点并且根据本发明的目的，如此处所实施和泛泛描述的，在通过终端执行对基站的随机接入的方法中，该方法包括步骤:将随机接入前导传送到基站；响应于随机接入前导，从基站接收具有在媒体访问控制协议数据单元(MAC PDU)的头部部分中仅包括后退指示符子头部的MAC PDU格式的随机接入响应消息；并且认为随机接入响应接收过程不成功；以及执行用于随机接收响应接收失败的后续过程。
[0035]在该点上，如果在具有预定时间长度的随机接入响应窗口内没有接收到随机接入响应，或者如果所有接收到的随机接入响应都不包含与所传送的随机接入前导相对应的随机接入前导标识符，则终端可以适于认为随机接入响应接收过程不成功。
[0036]更确切地说，其中所有接收到的随机接入响应中都不包含与所传送的随机接入前导相对应的随机接入前导标识符的情形可以包括第一情形和第二情形，在第一情形中，所有接收到的随机接入响应包含与所传送的随机接入前导不匹配的随机接入前导标识符；在第二情形中，接收到具有在MAC PDU的头部部分仅包括后退指示符子头部的MACPDU格式的随机接入响应消息。
[0037]在本发明的实施例中，可以通过如下来执行用于随机接入响应接收失败的后续过程:将随机接入前导传送计数器递增I ;并且如果随机接入前导传送计数器变成前导传送的预定最大数目，则向比媒体访问控制(MAC)层更高的较高层指示存在随机接入问题。
[0038]另外，可以通过如下来执行用于随机接入响应接收失败的后续过程:将随机接入前导传送计数器递增I ;并且如果由媒体访问控制(MAC)层选择了随机接入前导，则将后续随机接入前导传送延迟使用在后退指示符子头部中的后退指示符所选择的后退时间。
[0039]此处，可以假设通过物理下行链路共享信道(PDSCH)来接收具有MAC PDU格式的随机接入响应消息。
[0040]在本发明的另一方面中，在执行对基站的随机接入的终端中，终端包括:传送(Tx)模块，该传送(Tx)模块用于将随机接入前导传送到基站；接收(Rx)模块，该接收(Rx)模块用于响应于随机接入前导，从基站接收具有媒体访问控制协议数据单元(MAC PDU)格式的随机接入响应消息；以及媒体访问控制(MAC)层模块，该媒体访问控制(MAC)层模块适于:当由接收模块接收到的随机接入响应消息对应于在MAC PDU的头部部分中仅包括后退指示符子头部的MACPDU时，认为随机接入响应接收过程不成功并且执行用于随机接入响应接收失败的后续过程。
[0041]在该点上，如果接收模块在具有预定时间长度的随机接入响应窗口内没有接收到任何随机接入响应，或者如果没有任何包含与从传送模块传送的随机接入前导相对应的随机接入前导标识符的所接收到的随机接入响应被所述接收模块所接收，则MAC层模块可以适于认为随机接入响应接收过程未成功。
[0042]另外，其中没有任何包含与从传送模块传送的随机接入前导相对应的随机接入前导标识符的所接收到的随机接入响应被所述接收模块所接收的情形可以包括第一情形和第二情形，在第一情形中由接收模块接收到的所有随机接入响应都包含与从传送模块传送的随机接入前导不匹配的随机接入前导标识符，在第二情形中，接收模块接收到具有在MACPDU的头部部分中仅包括后退指示符子头部的MAC PDU格式的随机接入响应消息。
[0043]在本发明的实施例中，作为用于随机接入响应接收失败的后续过程，MAC层模块可以将随机接入前导传送计数器递增1，并且如果随机接入前导传送计数器变成前导传送的预定最大数目，则可以向与比媒体访问控制(MAC)层更高的较高层相对应的较高层模块指示存在随机接入问题。并且，如果由媒体访问控制(MAC)层选择了随机接入前导，则MAC层模块也可以将后续随机接入前导传送延迟使用在后退指示符子头部中的后退指示符所选择的后退时间。
[0044]发明的有益效果
[0045]在其中负载在提供服务的小区内增加的系统中，或者在使用低带宽的系统中，本发明的下文描述提出了一种基站，该基站当被要求时允许仅包括后退指示符的MAC PDU的传输(或者传送)。本发明的优点是提供了用于用户设备的随机接入方案，该随机接入方案能够提供用于根据所提出的系统改进的用户设备的随机接入响应消息接收算法。
[0046]应当理解的是，本发明的前面的概括描述和下面的详细描述是示例性和解释性的，并且意在提供对如所要求保护的本发明的进一步解释。
【专利附图】
【附图说明】
[0047]附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并且被并入且构成本发明的部分，附图图示了本发明的实施例(多个)，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在附图中:
[0048]图1图示了作为移动电信系统的示例的E-UMTS网络结构的全视图；
[0049]图2和图3分别图示了在基于3GPP无线电接入网络标准配置的用户设备(或终端)和UTRAN之间的无线电接口协议的结构；
[0050]图4图示了用于根据当前LTE标准接收和处理随机接入响应消息的方法；
[0051]图5图示了在基于竞争的随机接入过程中用户设备(或终端)和基站的操作处理；
[0052]图6至图9图示了用于随机接入响应消息传送的MAC PDU格式和配置MAC PDU的随机接入响应和MAC子头部的结构；
[0053]图10图示了根据本发明的实施例的仅包括后退指示符的MACPDU格式；
[0054]图11图示了根据本发明的实施例改进的用于接收和处理用户设备的随机接入响应消息的算法；
[0055]图12图示了根据本发明的另一实施例改进的用于接收和处理用户设备的随机接入响应消息的算法；
[0056]图13图示了根据本发明的又一实施例改进的用于接收和处理用户设备的随机接入响应消息的算法；
[0057]图14图示了根据本发明的实施例的在用户设备中执行随机接入的方法；以及
[0058]图15图示了根据本发明的实施例的用户设备的结构。
【具体实施方式】[0059]现在将参考本发明的优选实施例，其示例在附图中图示。应当理解，本发明不仅局限于下面的实施例。下面的描述包括用于提供对本发明的充分理解的具体细节。然而，对本领域的技术人员显而易见的是，在没有这样的具体细节的情形下，也能够实施本发明。例如，虽然在下面的本发明详细描述中假设根据本发明的移动电信系统对应于3GPP LTE系统，但是排除了 3GPP LTE系统的典型特征，本发明也可以应用于其他随机移动电信系统。
[0060]在一些情形下，为了避免本发明的概念上的任何含糊，可能省略本公开的结构或设备，或者能够以集中于每个结构和设备的基本功能的框图形式来图示本发明的实施例。而且，只要可能，在整个附图中将使用相同附图标记来表示相同或相类似部分。
[0061]此外，在本发明的下面的描述中，假设终端统一指的是移动或固定类型用户端设备，诸如用户设备(UE)、移动站(MS)等。另外，还假设基站统一指的是与诸如节点B、e节点B、基站等终端通信的网络端的随机节点。
[0062]如上所述，本发明的下面的描述中提出了一种基站，该基站当被要求时允许仅包括后退指示符的MAC PDU的传输(或传送)。在下文中，为了理解仅包括后退指示符的上述MAC PDU的必要性，将详细描述随机接入过程和消息2的格式。
[0063]图5图示了在基于竞争的随机接入过程中用户设备(或终端)和基站的操作处理。
[0064](I)传送消息I
[0065]用户设备从由系统信息或者切换命令指定的一组随机接入前导中随机地选择了随机接入前导，并且然后，用户设备可以选择和传输能够传输所选择的随机接入前导的物理 RACH(PRACH)源(S501)。
[0066](2)接收消息2
[0067]在用户设备传送随机接入前导之后，如S501中所示，基站尝试从在由系统信息或者切换命令指定的随机接入响应接收窗口内接收它的随机接入响应(S502)。更确切地说，能够以MAC PDU格式传送随机接入响应信息，并且可以通过物理下行链路共享信道(PDSCH)来递送(或者传输)MAC PDU0而且，为了允许用户设备适当地接收被递送到I3DSCH的信息，优选的是，用户设备监视物理下行链路控制信道(PDCCH)。换言之，优选的是，PDCCH包括关于应当接收I3DSCH的用户设备的信息、PDSCH的无线电源的频率和时间信息、以及PDSCH的传送(或传输)格式。一旦用户设备成功接收向其传输(或者传送)的H)CCH，则用户设备可以适当地接收根据PDCCH的信息传送到I3DSCH的随机接入响应。此外，随机接入响应可以包括随机接入前导标识符(RAPID)、通知上行链路无线电源的上行链路(UL)许可、临时小区标识符(C-RNTI)、以及定时提前命令(TAC)。
[0068]如上所述，因为用于至少一个或多个的用户设备的随机接入响应信息可以被包括在单一随机接入响应中，同时也因为要求了指定(或者指示)其中UL许可、临时C-RTNI和TAC是有效的用户设备的信息，所以在随机接入响应中要求随机接入前导标识符(RAPID)。在该步骤中，假设用户设备选择随机接入前导标识符(RAPID)，该标识符与由用户设备自己在步骤502中选择的随机接入前导相匹配。通过所选择的RAPID，用户设备可以接收UL许可、临时小区标识符(C-RNTI)以及定时提前命令(TAC)。
[0069](3)传送消息3
[0070]当用户设备接收有效随机接入响应时，处理在随机接入响应中包括的每个信息集合。更确切地说，用户设备采用TAC并且存储临时小区标识符(C-RNTI)。而且，相对于有效随机接入响应的接收要传送的数据可以被存储在消息3缓冲器(或者Msg3缓冲器)中。
[0071]同时，用户设备使用所接收到的UL许可，以便将数据(S卩，消息3)传送到基站(S503)。消息3将包括用户设备的标识符。在基于竞争的随机接入过程中，基站并不能够知道哪些用户设备执行随机接入处理。因此，应当识别用户设备以解决后面处理中的冲突。
[0072]此处提出了包括用于每个用户设备的标识符的两种方法。在第一种方法中，如果用户设备已经被提供了有效小区标识符，其在随机接入处理之前已经从相应小区被分配，则用户设备通过与UL许可相对应的UL传输(或者传送)信号来传送它的小区标识符。相反地，如果在随机接入处理之前未将有效小区标识符分配给用户设备，则用户设备传送包括其唯一标识符(例如，S-TMSI或随机ID)的数据。通常，唯一标识符长于小区标识符。如果用户设备已经传送与UL许可相对应的数据，则公开了一种竞争解决定时器(在下文中称为用于解决竞争(或者冲突)的“CR定时器”)。
[0073](4)接收消息4
[0074]在用户设备通过在随机接入响应中包括的UL许可已经传送了包含其标识符的数据之后，用户设备等待来自基站的用于解决冲突(或者竞争)的指令。更确切地说，为了特定消息，用户设备尝试PDCCH的接收(S504)。已经提出了两种用于接收PDCCH的方法。如上所述，如果通过使用小区标识符来传送相对于UL许可传送的消息3的标识符，则用户设备使用它自己的小区标识符来尝试HXXH接收。另一方面，如果标识符对应于唯一标识符，则用户设备可以通过使用在随机接入响应中包括的临时小区标识符来尝试roccH接收。此后，在前一种情形下，如果用户设备在CR定时器期满之前，通过它自己的小区标识符接收了 PDCCH，则用户设备确定已经成功执行随机接入处理，从而结束随机接入处理。在后一种情形下，如果用户设备在CR定时器期满之前，通过临时小区标识符接收了 PDCCH，则用户设备验证通过roscH传送的数据，其通过roccH来指定。然后，如果数据内容包含唯一标识符，则用户设备确定已经成功执行随机接入处理，从而结束随机接入处理。
[0075]在下文中，将详细描述在上述基于竞争的随机接入过程中从基站提供到用户设备的随机接入响应的数据配置格式。
[0076]图6至图9图示了用于随机接入响应消息传送的MAC PDU格式和配置MAC PDU的随机接入响应和MAC子头部的结构。
[0077]如图6中所示，用于传送随机接入响应消息的MAC PDU可以包括MAC头部和MAC有效载荷，并且也能包括作为可选元素的填充单元。MAC有效载荷可以包括N个随机接入响应信息(在下文中称为“MAC RAR”)，其中N是整数。MAC头部可以包括与N个MAC RAR的每个相对应的MAC子头部。此处，如图7中所示，与每个MAC RAR相对应的MAC子头部可以分别配置为E/T/RAPID字段。此外，MAC头部可以进一步包括MAC子头部，该MAC子头部包含后退指示符，用于当用户设备重新尝试随机接入时通知使用后退指示符确定时间延迟。此处，如图8中所示，包含后退指示符的MAC子头部(即，后退子头部)可以配置为E/T/R/R/BI字段。
[0078]如图7和图8所示，与每个MAC RAR相对应的MAC子头部和包含后退指示符的MAC子头部的E字段(或者扩展字段)指示与附加MAC RAR相对应的MAC子头部是否存在。例如，当E字段被设置为“I”时，这指示在相应MAC头部之后存在E/T/RAPID格式的MAC子头部。当E字段被设置为“O”时，用户设备确定在相应MAC子头部之后不再存在MAC子头部。并且，偶尔地，用户设备可以确定在相应MAC子头部的末端点开始MAC有效载荷，从而能够执行MAC有效载荷读取处理。
[0079]同时，图7和图8中示出的T字段(或者类型字段)可以指示相应MAC子头部是否对应于与MAC RAR相对应的MAC子头部，或者相应MAC子头部是否对应于包含后退指示符的MAC子头部。如果T字段被设置成“ I ”，则这指示在相应MAC子头部中存在随机接入前导标识符。并且，如果T字段被设置为“0”，则这指示相应MAC子头部对应于包含后退指示符的MAC子头部。
[0080]在图7中示出的与MAC RAR相对应的MAC子头部的RAPID字段指示随机接入前导标识符，该随机接入前导标识符指示各个MACRAR对应于哪个随机接入前导。而且，在图8中示出的包含后退指示符的MAC子头部的BI字段指示后退指示符。在图8中，RS字段对应于保留字段。
[0081]同时，图9图示了 MAC RAR的结构。如图9中所示，MAC RAR由4个字段组成:指示保留比特的R字段、用于确定(或者设定)上行链路信号同步化的“定时提前命令字段”、UL许可字段和临时小区标识符(或临时C-RNTI)字段。
[0082]如图6至图9中所示，并且更确切地说，如图6中所示，在当前LTE标准中，定义了用于传送随机接入响应消息的MAC PDU由MACRAR和与每个MAC RAR相对应的MAC子头部组成，作为基本元素，并且也由包含后退指示符的MAC子头部组成，作为可选元素。然而，在仅包含后退指示符的随机接入响应不能被支持的情形下，可能发生下面的问题。
[0083]假设在低带宽(例如，1.25MHz或5MHz)的系统中，存在多个用户设备，每个用户设备在特定时刻(或者时间点)向基站传送用于随机接入的随机接入前导。在该点上，由于诸如缺乏要指派(或分配)的源的原因，基站可能不能经由随机接入响应向传送随机接入前导的所有用户设备提供UL许可。在该情形下，除了用户设备被提供UL许可之外，优选的是，基站在没有提供有UL许可的剩余用户设备上使用后退指示符，以便将传送延迟随机时间值(或者随机时间段)，从而指令随机接入前导的重传。这是因为，如果在随机接入过载情形下没有适当地分散用于随机接入的重传，则可能累积和生成随机接入前导的重传和新接入。因此，上述过载情形可能恶化。
[0084]然而，除了上述情形之外，当多个用户设备的随机接入发生时，并且当基站不能将UL许可提供给多个用户设备的任何一个时，在系统中将MAC RAR和各个MAC子头部调节为配置MAC PDU的基本元素，其用于传送随机接入响应消息，后退指示符不能被传送到用户设备。因此，在随机接入过载的情形下，后退指示符不能被传送到各个用户设备，更不必说用于相应用户设备的随机接入的所有重传将最终集中在用于随机接入前导传送的下一(或后续)时机中。此外，在用于随机接入前导传送的相同时机期间，也将尝试新接入。因此，上述过载甚至可能更恶化。
[0085]因此，本发明的实施例提出了一种MAC PDU格式，该格式包括仅包含MAC子头部的MAC头部，MAC子头部包括根据本发明的实施例能够使用的后退指示符。图10图示了根据本发明的实施例仅包括后退指示符的MAC PDU格式。
[0086]当将图10中所示的MAC PDU格式与图6中所示的MAC PDU相比较时，图10图示了在MAC头部部分中仅包括后退指示符MAC子头部的MAC PDU格式，其中，每个MAC子头部由E/T/R/R/ΒΙ字段构成。如上所述，通过支持仅包括后退指示符MAC子头部的MAC PDU,在基站不能经由RAR对任何用户设备执行资源指派(或分配)的情形下，基站可以将后退指示符递送(或传输)给每个用户设备，从而适当地分发随机接入前导的重传定时。
[0087]显然，在本发明的这个实施例中，如图6中所示，MAC RAR和各个MAC子头部可以被包括在MAC子头部部分。更确切地说，提出了根据本发明的实施例的用于传送随机接入响应消息的MAC PDU包括一个MAC头部和O、I或多个MAC RAR0不包括任何MAC RAR的MACPDU指示相应MAC PDU不包括与空缺MAC RAR相对应的任何MAC子头部。然而，根据本发明的实施例的MAC PDU可以进一步和可选地包括填充单元。
[0088]通过使用图10中所示的MAC PDU,即使当基站不能通过MAC RAR将UL许可传送到各个用户设备时，基站也可以传送后退指示符，以便将相应用户设备(多个)的随机接入延迟预定时间段。此外，当接收具有“O”的E字段和“O”的T字段的MAC子头部时，用户设备不尝试MAC RAR的接收。相反，用户设备可以解释相应MAC子头部的BI字段，以便将所解释的内容应用至后续随机接入前导的重传。
[0089]同时，在根据本发明的实施例支持仅包括后退指示符MAC子头部的MAC PDU的情形下，将通过下面的描述检查，在参考图4描述的随机接入响应接收过程中是否存在一个或多个问题。
[0090]在用户设备从基站接收仅包括后退指示符MAC子头部的MAC PDU的情形下，由于在图4的步骤601中在随机接入响应接收窗口内存在接收到的随机接入响应消息，所以用户设备移至步骤602。然后，在图4的步骤602中，不是由用户设备接收到的所有RAR都包括如下的随机接入前导标识符，其不对应于(或者不匹配于)由每个RAR自己传送的随机接入前导。因此，用户设备移动至步骤603。更确切地说，在用户设备从基站仅接收后退指示符MAC子头部的情形下，由于不包括随机接入前导指示符，所以用户设备不确定随机接入响应的接收已经失败。
[0091]然而，在用户设备从基站仅接收后退指示符MAC子头部的情形下，由于MAC PDU未包括从相应用户设备传送的任何MAC RAR，所以处理各个MAC RAR是不可能的。
[0092]因此，在本发明的优选实施例中，如图10中所示，附加考虑了 MAC PDU格式随机接入响应消息的支持，其中，MAC PDU格式仅包括后退指示符MAC子头部。因此，在用户设备从基站接收MAC PDU格式随机接入响应消息的情形下，其中MAC PDU格式仅包括后退指示符MAC子头部，用户设备确定相应随机接入响应消息的接收已经失败。此后，如在本发明的优选实施例所提出的，用户设备被设置(或者适于)根据该失败执行操作，以接收随机接入响应消息。
[0093]更确切地说，当用户终端根据本发明的实施例从基站接收仅包括后退指示符MAC子头部的随机接入响应消息时，在本发明的描述中提出，用户设备被设置(或者适于)根据接收随机接入响应消息的失败而执行下面的操作。
[0094]1.将 PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER 值(前导 _ 传送 _ 计数器值)递增 I。
[0095]2.如果满足条件 PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER = PREAMBLE_TRANS_MAX+1，贝丨J向较高(或者上)层指示(或者报告)随机接入的问题。
[0096]3.如果当前处理的随机接入过程对应于基于竞争的随机接入过程，即，如果随机接入前导由媒体访问控制(MAC)层选择时，根据均匀分布来选择后退时间，以便将传送延迟所选择的后退时间，从而执行随机接入源选择处理(即，随机接入前导重传处理)。
[0097]在下文中，将详细描述根据本发明的实施例的用于接收和处理在用户设备中包括的MAC层模块的随机接入响应消息的算法的改进。
[0098]改讲I
[0099]图11图示了根据本发明的实施例改进的用于接收和处理用户设备的随机接入响应消息的算法。
[0100]与图4相比较，步骤1203和用于根据在步骤1203中确定的结果处理后续随机接入响应消息的过程被附加地包括在图11的用于接收和处理随机接入响应消息的算法中。更确切地说，当用户设备从基站接收仅包括后退指示符MAC子头部的随机接入响应消息时，由于不满足步骤1201和步骤1202的条件，如上所述，所以过程移至步骤1203。在步骤1203中，当用户设备接收仅包括后退指示符MAC子头部的随机接入响应消息时，确定随机接入响应消息的接收已经失败。并且因此，在步骤1203中，随机接入传送计数器递增“1”，从而根据随机接入传送计数器值向较高层报告随机接入问题，或者尝试通过应用所接收到的后退指示符来重传随机接入前导。
[0101]改讲2
[0102]图12图示了根据本发明的另一实施例改进的用于接收和处理用户设备的随机接入响应消息的算法。
[0103]与图4相比较，在图12中的用于接收和处理随机接入响应消息的算法中改进了步骤1301的条件。更确切地说，在步骤1301中，用户设备确定在预定随机接入响应接收窗口中是否接收到包括随机接入前导标识符的随机接入响应。如果用户设备从基站接收到仅包括后退指示符MAC子头部的随机接入响应，则这指示在预定随机接入响应接收窗口中没有接收到包括随机接入前导标识符的随机接入响应。因此，过程移至步骤1304，以便执行根据接收随机接入响应失败的操作。并且，因此，在步骤1304中，用户设备将随机接入传送计数器递增“1”，从而根据随机接入传送计数器值向较高层报告随机接入问题，或者通过应用所接收到的后退指示符来尝试随机接入前导的重传。
[0104]图12的用于接收和处理随机接入响应消息的算法的剩余部分和各个操作与图4中所描述的相同。
[0105]改讲3
[0106]图13图示了根据本发明的又一实施例改进的用于接收和处理用户设备的随机接入响应消息的算法。
[0107]与图4相比较，在图13的用于接收和处理随机接入响应消息的算法中改进了步骤1402的条件。更确切地说，如图13中所示，当用户设备从基站在随机接入响应接收窗口内接收仅包括后退指示符MAC子头部的随机接入响应时，这指示在步骤1401中已经在相应窗口中接收到随机接入响应。因此，该过程移至步骤1402。
[0108]在步骤1402中，用户设备确定是否存在(或者具有)包括与由相应用户设备传送的随机接入前导相对应的随机接入前导标识符的随机接入响应。如上所述示例中所示，在接收仅包括后退指不符MAC子头部的随机接入响应的用户设备中，相应随机接入响应与包括对应于从相应用户设备传送的随机接入前导的随机接入前导标识符的随机接入响应不相对应(或者匹配)。因此，该过程移至步骤1404中，从而执行根据接收随机接入响应失败的操作。
[0109]在上述改进I至3当中，改进I代表将如图10所示的接收仅包括后退指示符MAC子头部的随机接入响应的情形与根据接收随机接入响应失败的操作直接相关联的算法。并且，改进2和改进3分别代表修正(或者更改)如图4中所示的常规确定步骤的一个特定条件的算法，以便将如图10中所示的接收仅包括后退指示符MAC子头部的随机接入响应的情形与根据接收随机接入响应失败的操作相关联。
[0110]同时，现在将参考图14详细描述根据本发明的上述实施例的用户设备的示例性操作。图14图示了根据本发明的实施例的在用户设备中执行随机接入的方法。
[0111]首先，在步骤1501中，在基于竞争或非竞争的随机接入过程中，用户设备可以将随机接入前导传送到基站。根据本发明的实施例，如图10中所示，基站可以将仅包括后退指示符MAC子头部的MAC PDU格式随机接入响应消息传送到用户设备(S1502)。而且，根据本发明的优选实施例，已经接收到仅包括后退指示符MAC子头部的MACPDU格式随机接入响应消息的用户设备被设置成(或适于)确定随机接入响应接收已经失败(S1503)。为此，可以使用参考图11至图13的用于接收用户设备的随机接入响应消息的上述算法。可以在用户设备处理器的MAC层模块中以硬件或软件的形式设置和使用用于接收用户设备的随机接入响应消息的这样的算法。
[0112]同时，在步骤1503中已经确定随机接入响应失败的用户设备可以根据接收随机接入响应消息的失败来执行下面的操作(S1504)。
[0113]A.PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER 值(前导 _ 传送 _ 计数器值)递增 I。
[0114]B.如果满足条件 PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER = PREAMBLE_TRANS_MAX+1，贝丨J向较高(或上)层指示(或者报告)随机接入的问题。
[0115]C.如果当前处理的随机接入过程对应于基于竞争的随机接入过程，则根据均匀分布选择后退参数值，以便将传送延迟所选择的后退参数值，从而执行随机接入源选择处理。
[0116]在执行上述随机接入源选择处理之后，用户设备可以将随机接入前导传送到基站(S1505)。
[0117]在下文中，将详细描述对基站执行的随机接入的上述用户设备的设备结构。图15图示了根据本发明的实施例的用户设备的结构。
[0118]根据本发明的实施例的用户设备，并且更具体地，用户设备的处理器可以包括物理(PHY)层模块1600、媒体访问控制(MAC)层模块1700和较高层模块。此处，PHY层模块1600包括传送模块(Tx模块)1610和接收模块(Rx模块)1620。MAC层1700执行随机接入过程的实际处理操作。并且，参考图2和图3，较高层模块对应于比上述MAC层更高的层。
[0119]首先，可以配置根据本发明的实施例的用户设备，以便能够通过PHY层模块1600的TX1610来传送随机接入前导。另外，可以配置根据本发明实施例的用户设备，以便能够通过PHY层模块1600的Rx模块1620从基站接收媒体访问控制协议数据单元(MAC PDU)格式随机接入响应消息。此处，MAC PDU格式随机接入响应消息对应于用于由用户设备传送的随机接入前导的响应。更确切地说，提出了配置用户设备的Rx模块1620，以便接收包括O、I或多个MAC RAR的MAC PDU格式随机接入响应消息。
[0120]同时，根据本发明的实施例的用户设备的MAC层模块1700可以包括随机接入响应(RAR)接收控制模块1710和对于RAR接收失败的处理模块1720。根据本发明的实施例的MAC层模块1700的RAR接收控制模块1710对应于以硬件或软件的形式用于实施(或者实现)如图11和图13所示的用于接收和处理随机接入响应消息的算法的模块。更确切地说，如果由Rx模块1610接收到的随机接入响应消息对应于在MAC子头部中仅包括的后退指示符子头部的MAC rou，则确定随机接入响应消息的接收已经失败。因此，根据本发明的用户终端被设置成(或者适于)引导对于RAR接收失败的处理模块1720的操作，以便根据RAR接收失败执行后续操作。
[0121]更确切地说，RAR接收控制模块1710被设置成，将Rx模块1620在具有预定时间长度的随机接入响应消息接收窗口内未能接收到随机接入响应消息的情形，或者将Rx模块1620未能接收到包括与由Tx模块1610传送的随机接入前导相对应的随机接入前导标识符的随机接入响应消息的情形确定为，RAR消息接收已经失败的情形。此处，如果Rx模块1620未能接收到包括与由Tx模块1610传送的随机接入前导相对应的随机接入前导标识符的随机接入响应消息，则假设两种不同情形。在第一假设情形下，在RAR消息接收窗口内由Rx模块1620接收到的所有RAR消息包括并不对应于(或匹配于)与从Tx模块1610传送的随机接入前导相对应的随机接入前导标识符的随机接入前导标识符。并且，在第二假设情形下，Rx模块1620接收在MAC头部内仅包括后退指示符子头部的MAC PDU格式RAR消息。
[0122]因此，根据MAC层模块1700的随机接入接收失败而执行操作的处理模块1720将随机接入前导传送计数器值递增“I”。并且，在随机接入前导传送计数器值已经达到最大传送计数器值的情形下，向较高层模块报告在随机接入中存在问题。此后，如果当前随机接入过程对应于基于竞争的随机接入过程，则使用后退指示符，以便基于均匀分布来选择后退参数值，并且将传送延迟所选择的后退参数值，从而执行随机接入源选择处理。在执行上述随机接入源选择处理之后，用户设备可以通过Tx模块1610来重传随机接入前导。
[0123]可以通过物理下行链路共享信道(PDSCH)来接收由用户设备的Rx模块1620接收到的MAC PDU格式RAR。并且，用户设备的Rx模块1620可以在预定RAR接收窗口内监视PDCCH，以便接收MAC PDU格式RAR消息。
[0124]工业适用性
[0125]根据本发明的用户设备的随机接入方案具有下列优点。根据本发明的实施例通过支持在MAC头部中仅包括后退指示符子头部的MAC PDU格式RAR消息，在缺少系统资源的情形下，可以有效的分发来自多个用户设备的随机接入的会聚。此外，当改进根据本发明实施例的用于接收和处理RAR消息的算法时，即使当支持在MAC头部中仅包括后退指示符子头部的MAC PDU格式RAR消息时，如上所述，用户设备也可以在没有任何差错的情况下执行后续操作。
[0126]对本领域的技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的精神或范围的情形下，可以在本发明中做出各种修正和变化。因此，本发明旨在覆盖本发明的修正和变化，只要它们归入随附权利要求及其等同的范围之内。
【权利要求】
1.一种在通信系统中的终端的方法，所述方法包括: 经由物理随机接入信道(PRACH)将随机接入前导传送到网络； 在特定时间窗口期间在传送所述随机接入前导之后，监视与所述PRACH相关联的由第一类型标识符所标识的随机接入响应； 如果所述随机接入响应被所述第一类型标识符所标识，则对包括后退指示符子头部的所述随机接入响应进行解码； 如通过所述后退指示符子头部的后退指示符字段所指示的，在所述终端中设置后退参数值； 如果所述随机接入响应进一步包括标识所述随机接入前导的第二类型标识符，则执行用于成功随机接入响应接收的第一过程；以及 如果在所述特定时间窗口内没有接收到包含所述第二类型标识符的随机接入响应，则执行用于不成功随机接入响应接收的第二过程。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一类型标识符包括RA-RNTI。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二类型标识符包括随机接入前导标识符(RAPID)。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述特定时间窗口包括随机接入响应接收窗口。
5.一种用于在通信系统中使用的终端，所述终端包括: 传送器，所述传送器适于经由物理随机接入信道(PRACH)将随机接入前导传送到网络； 处理器，所述处理器适于在特定时间窗口期间在传送所述随机接入前导之后，监视与所述PRACH相关联的由第一类型标识符所标识的随机接入响应； 如果所述随机接入响应被所述第一类型标识符所标识并且所述随机接入响应包括后退指示符子头部，则所述处理器适于对所述随机接入响应进行解码，并且如通过所述后退指示符子头部的后退指示符字段所指示的，在所述终端中设置后退参数值； 如果所述随机接入响应包括标识所述随机接入前导的第二类型标识符，则所述处理器适于执行用于成功随机接入响应接收的第一过程；以及 如果在所述特定时间窗口内没有接收到包含所述第二类型标识符的随机接入响应，则所述处理器适于执行用于不成功随机接入响应接收的第二过程。
6.根据权利要求5所述的终端，其中，所述第一类型标识符包括RA-RNTI。
7.根据权利要求5所述的终端，其中，所述第二类型标识符包括随机接入前导标识符(RAPID)。
8.根据权利要求5所述的终端，其中，所述特定时间窗口包括随机接入响应接收窗口。
【文档编号】H04W74/08GK103987106SQ201410177741
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2009年12月23日 优先权日:2009年1月2日
【发明者】朴成埈, 李承俊, 千成德 申请人:Lg电子株式会社