专利名称：分配随机接入信道资源的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明主要有关于一进化B节点(eNodeB)在无线通信网络中在载波集成模式下 分配随机接入信道(random access channel (RACH))资源的方法及装置。
背景技术：
在一般符合3GPP及3GPP2标准的无线网络中，一个随机接入(random access (RA))步骤须在一上行分量载波(component carrier (CC))上启动，以获得上行传 输所需的时间先行(timing advance) 0因此，需要一个可使进化B节点(eNodeB)有效率地 将随机接入信道(RACH)资源分配至一用户设备(user equipment (UE))的方法及装置，以 进行所需的随机接入步骤。
发明内容
此文件说明在无线通信网络中的进化B节点分配随机接入信道资源的方法和装 置。此方法包括配置一上行分量载波组及一下行分量载波组给一用户设备供载波集成之 用。此方法还包括将上行分量载波组中的一上行分量载波与下行分量载波组中的一下行分 量载波作配对以进行随机接入，其中此上行分量载波具有随机接入信道资源。此方法也包 括在该上行分量载波上接收来自该用户设备的随机接入前导消息，并在收到该随机接入前 导消息后，在配对的下行分量载波上传送随机接入响应消息。
图1显示一多重接取无线通信系统；图2显示根据本发明一实施例所述的多输入多输出系统(MIMO)的简化方块图；图3是根据本发明一实施例中显示一通信设备的简化功能框图；图4是根据此发明一实施例中表示一执行程序代码的简化功能框图；图5是表示根据本发明一实施例所述分配随机接入信道(RACH)资源的说明流程 图。主要组件符号说明100 接取网络；104、106、108、110、112、114 天线群组；116、122 原始资料；118、IM 反向链路;120、126 前向链路；200 多输入多输出系统；210 发射器系统；212、236 数据资料源；214,238 发射数据处理器；
216 引导数据；220 多输入多输出处理器；222a 222t、254a 254r、314 收发器；224a 224t、252a 252r 天线；230、270 处理器；232、272 内存；242 接收数据处理器；244、274 反向链路消息；250 接收器系统；260 接收数据处理器；280 调制器；240 解调器；300 通信设备；302 输入设备；304 输出设备；306 控制电路；308 中央处理器；310 内存；312 执行程序代码；400 应用层；402 第三层；404 第二层；406 第一层；
具体实施例方式以下实施例所叙述的系统及设备为一无线通信系统所使用，并支持一广播服务。 无线通信系统被广为应用在各种语音及数据传输上。这些无线通信系统可架构在各种技 术上，其中包括分码多重接入(CDMA)，分时多重接入(TDMA)，正交分频多重接入(OFDMA)， 3GPP长期演进技术(LTE)无线接入，3GPP2超行动宽带(UMB)，全球互通无线接入(WiMax)， 以及各种其它调制技术。这里特别提到以下叙述的范例无线通信系统支持一或多个由第三代通信系统 标准组织(3rd Generation Partnership Pro ject, 3GPP)所制定的标准。其中包括文 件号码3GPP TR 36.814( “进化通用移动通信系统陆面无线接入实体层的演进(第九 版)，，，"Further Advancements for E-UTRA Physical Layer Aspects (Release 9)，，)、 3GPP TSG-RAN WG2 R2-095898 ( “ 随机接入信道及载波集成模式”，“RACH and carrier aggregation”)、3GPP TSG-RAN WG2R2-094719 ( “在初始随机接入模式中的开启下分量载波不明石角 t生，，，"On DLcomponent carrier ambiguity in initial random access procedure”)、3GPPTSG_RAN WG2 R2-094993 ( “载波集成模式的初始随机接入 信道步骤讨论”，Initial RACH procedure discussion for CA”)、3GPP T SG-RAN WG2R2-097016( “不对称的初始随机接入信道步骤的问题”，“Issue at initialRACH procedure in assymetric”)、以及 3GPP TSG-RAN WG2R2-096486 ( “载波集成模式的调度Tj 0", "Scheduling aspects for carrier aggregation") JliS白勺 + 示}H及文^f牛在jit；弓I用 并构成本说明书的一部分。图1显示根据本发明一实施例所述的多重接入无线通信系统。接入网络 100 (access network, AN)包括多个天线群组，其一天线群组包括104及106，一天线群组包 括天线108及110，另一天线群组包括天线112及114。图1中，每一天线群组暂以两个天 线图型为代表，实际上每一天线群组的天线数量可多可少。接入终端116 (access terminal 116)与天线112及114进行通信，天线112及114透过前向链路120发送信息给接入终端 116，以及透过反向链路118接收由接入终端116传出的信息。接入终端122与天线106及 108进行通信，天线106及108透过前向链路1 发送信息给接入终端122，以及透过反向 链路1 接收由接入终端122传出的信息。在一分频双工(FDD)系统中，反向链路118、1M 及前向链路120、126可使用不同频率通信。举例说明，前向链路120可用与反向链路118 不同的频率。每一天线群组及/或它们设计涵盖的区块通常被称为接入网络的区块(sector)。 在此一实施例中，每一天线群组系设计为与接入网络100的区块所涵盖区域内的接入终端 进行通信。当与前向链路120及1 进行通信时，接入网络100中的传输天线利用波束形成 以分别改善接入终端116及122的前向链路信噪比。与一使用单个天线与涵盖范围中所有 接入终端进行传输的接入网络相比较，利用波束形成技术与在其涵盖范围中分散的接入终 端进行传输的接入网络可降低对位于临近小区中的接入终端的干扰。接入网络可以是用来与终端设备进行通信的固定机站或基地台，也可称作接入 点、B节点(Node B)、基地台、进化基地台、进化B节点(eNode B)、或其它专业术语。接入 终端(AT)也可称作用户设备(UE)、无线通信设备、终端机、接入终端、或其它专业术语。图2是显示根据本发明一实施例所述的多输入多输出系统(MIMO) 200的简化方块 图，其中多输入多输出系统(MIMO) 200包括发射器系统210(又名接入网络)及接收器系统 250(又名接入终端(AT)或用户设备(UE))。在发射器系统210端，多个数据流的流量资料 由数据资料源212送往发射数据处理器214。在一实施例中，每一数据流由其对应的发射天线传送。发射数据处理器214使用 特别为此数据流挑选的编码法将流量资料格式化、编码、交错处理并提供编码后的数据资 料。每一编码后的数据流可利用正交分频多工技术(OFDM)与引导数据(pilot data) 作多工处理。一般来说，引导数据是一串利用一些方法做过处理的已知数据模型，引导数据 也可用作在接收端估算信道响应。每一多工处理后的引导数据及编码后的数据接下来可 用选用的调制方法(二元相位偏移调制BPSK ；正交相位偏移调制QPSK ；多级相位偏移调制 M-PSK ；多级正交振幅调制M-QAM)作调制(符号标示，symbol mapped)。每一数据流的资料 传输率、编码、及调制由处理器230所指示。所有数据流产生的调制符号接下来被送到发射多输入多输出处理器220，调制符 号在这里可继续被处理(例如正交分频多工)。发射多输入多输出处理器220接下来提 供NT调制符号流到收发器22 至222t(RCVR/TMTR)。在某些状况下，发射多输入多输出处 理器220会提供波束形成的比重给数据流的符号以及发射符号的天线。
每一个收发器22 至222t接收并处理各自的符号流以提供一至多个模拟信号， 并再调节(例如放大、过滤、上调)这些模拟信号，以提供适合以多输入多输出信道发送的 信号。接下来，由收发器22 至222t送出的NT调制后信号各自传送至天线22 至224t。NR接收符号流由收发器25 至254r传送至接收数据处理器沈0，接收数据处理 器260将由收发器25 至254r传送的NR接收符号流用特定的接收处理技术处理，并且提 供NT「测得」符号流。接收数据处理器260接下来对每一测得符号流作解调、去交错、及译 码的动作以还原数据流中的流量资料。在接收数据处理器260所执行的动作与在发射系统 210内的发射多输入多输出处理器220及发射数据处理器214所执行的动作互补。处理器270周期性地决定欲使用的预编码矩阵(在下文讨论)。处理器270制定 一由矩阵指标及级值(rank value)所组成的反向链路消息274。此反向链路消息274可包括各种通信链路及/或接收数据流的相关信息。反向链 路消息274接下来被送至发射数据处理器238，由数据资料源236传送的数据流也被送至此 汇集并送往调制器280进行调制，经由收发器25 至254r调节后，再送回发射器系统210。在发射器系统210端，源自接收器系统250的调制后信号被天线2M接收，在收发 器22 至222t被调节，在解调器240作解调，再送往接收数据处理器242以提取由接收器 系统250端所送出的反向链路消息M4。处理器230接下来即可决定欲使用决定波束形成 的比重的预编码矩阵，并处理提取出的消息。接下来，参阅图3，图3是以另一方式表示根据本发明一实施例所述的通信设备 的简化功能方块图。在图3中，通信设备300可用以具体化图1中的用户设备(或接入终 端)116及122，并且此通信系统以一长期演进技术(LTE)系统为佳。通信设备300可包括 一输入设备302、一输出设备304、一控制电路306、一中央处理器(CPU) 308、一内存310、一 程序代码312、以及一收发器314。控制电路306在内存310中透过中央处理器308执行程 序代码312，并以此控制在通信设备300中所进行的作业。通信设备300可利用输入设备 302(例如键盘或数字键)接收用户输入信号；也可由输出设备304(例如屏幕或喇叭)输出 图像及声音。收发器314在此用作接收及发送无线信号，将接收的信号送往控制电路306， 以及以无线方式输出控制电路306所产生的信号。图4是根据此发明一实施例中表示图3中执行程序代码312的简化功能框图。此 实施例中，执行程序代码312包括一应用层400、一第三层402、一第二层404、并且与第一 层406耦接。第三层402 —般执行无线资源控制。第二层404 —般执行链路控制。第一层 406 一般负责实体连接。下文中将以3GPP架构参考模型为背景描述本发明。然而，熟悉此技术领域的人士 可简单地将本发明在3GPP网络架构所实施的方式，经由调整而应用于其它网络架构。如同3GPP TR 36. 814第九版中说明，载波集成为两个或多个分量载波(CCs)的结 合，是为支持更大的传输频宽所需。一终端设备依其能力可同时送收一个或多个分量载波。 举例说明，一个具备在载波集成模式中接收及发送功能的长期演进技术(LTE)终端设备可 同时在多个分量载波上进行接收及发送。在另一例中，一个长期演进技术(LTE)终端设备 也可在分量载波符合其规格的状况下，在单一分量载波上进行接收及发送。除此之外，也可 设置一用户设备使其可在上行及下行链路集成不同数量以及不同频宽的分量载波。一终端设备依其能力可同时送收一个或多个分量载波。基本上，载波的数量可依服务质量OioS)、载波的话务负载、以及载波涵盖范围而定。因此，不对称的上行及下行载波 数目在上行为主(UL-dominated)或下行为主(DL-dominated)的数据传输里是有可能的。 当载波集成模式被配置后，随机接入信道(RACH)资源便可能配置于多个上行载波。3GPP TSG-RAN WG2 R2-095898提供以下有关于当载波集成模式被配置后，一用户 设备的随机接入信道(RACH)资源的说明当一用户设备被分配多于一个上行分量载波供载波集成之用时，此用户设备有可 能有多于一个可用的随机接入信道(RACH)。每一指派的上行分量载波可支持一随机接入信 道(RACH)；事实上，当有不对称的上行及下行载波数目时(例如两个下行分量载波皆对应 至一个上行分量载波)时，一用户设备可在一上行分量载波上，以分割(例如时序分割)的 方式被分配两组随机接入信道(RACH)参数，其中每一组参数映射至一下行分量载波。在此 假设，若位于一上行分量载波的随机接入信道(RACH)资源被分割至2个或更多下行分量载 波，则这些随机接入信道(RACH)资源将被用户设备视为分开的随机接入信道(RACH)实体。如上所述，在不对称的载波集成模式分配中(一个上行分量载波和两个下行分量 载波)，一上行分量载波可被映射至两个下行分量载波以执行随机接入程序。在不对称的载波集成模式分配中的随机接入信道(RACH)资源组合的问题亦在以 下稿件(及文件)中讨论3GPP TSG-RAN WG2 R2-094778,3GPPTSG-RAN WG2 R2-094719、 3GPP TSG-RAN WG2 R2-094993、以及 3GPPTSG-RAN WG2 R2-0097016。这些稿件皆假设一上 行分量载波可被映射至多个下行分量载波以执行随机接入程序。如同上述列出稿件及文件所讨论，一个上行分量载波可被映射至多个下行分量载 波以执行随机接入程序。因此，以下连结至相同特殊小区或服务小区的不同用户设备的载 波集成组态是有可能的(1)用户设备1-下行分量载波1，分量载波3 ；上行分量载波2，分量载波4(2)用户设备2-下行分量载波1，分量载波5 ；上行分量载波2，分量载波4(3)用户设备3-下行分量载波1，分量载波7 ；上行分量载波2，分量载波4，分 量载波6假设用户设备1、用户设备2、用户设备3的随机接入信道(RACH)资源分配如下(1)用户设备1-分量载波1/分量载波2，分量载波3/分量载波4(2)用户设备2-分量载波1/分量载波2，分量载波5/分量载波4(3)用户设备3-分量载波1/分量载波2，分量载波7/分量载波4上述随机接入信道(RACH)资源分配的意思为上行分量载波2永远与下行分量载 波1配对以进行随机接入程序，而上行分量载波4可与在不同用户设备中的不同下行分量 载波(DL CCs，分量载波3、分量载波5、或分量载波7)配对。当相同的上行分量载波(例如 分量载波4)与在不同用户设备中的不同下行分量载波(例如分量载波3、分量载波5、及分 量载波)相关联时，因进化B节点在收到前导消息(preamble message)时并不知道用户设 备是谁，进化B节点必须在分量载波4上收到前导消息时(例如由用户设备1送出)在分 量载波3、分量载波5、及分量载波7上均传送响应消息。此分配不仅会使用较多的下行资 源，并可能在每次一用户设备启动一随机接入程序时，在其它载波上(例如分量载波5及分 量载波7)引起额外的随机接入冲突，以及对邻近小区产生更多的干扰。为避免这些缺点， 最好能避免将一个上行分量载波映射至多个下行分量载波供进行随机接入程序之用。
相反的，供进行随机接入程序的上行分量载波及下行分量载波间的映射应被限制 为允许一上行分量载波与一下行分量载波配对。可使用两个等级的限制(在用户设备的范 围内及在进化B节点的范围内)。再者，对一个具随机接入信道(RACH)资源的上行分量载波 来讲，通常会有至少一下行分量载波作系统消息广播之用，把上行分量载波与此下行分量 载波作配对可在载波集成模式被配置时减少信令传递的多余负担(signaling overhead) (即不需要在载波集成模式配置时多传递另一下行载波的消息-例如至少小区识别(cell ID)、载波频率、以及频宽)。如此一来，潜在的干扰以及碰撞的风险便可被避免。接下来，参阅图5，图5是表示根据本发明一实施例所述的分配随机接入信道 (RACH)资源的说明流程图500。步骤502中，一进化B节点配置一上行分量载波组及一下行 分量载波组(步骤502可由一第一模块执行)给一或多个用户设备供载波集成之用。在此 实施例中，该进化B节点使用一专用无线资源控制(RRC)消息(例如一无线资源控制(RRC) 连结重组消息)作为配置载波集成之用。步骤504中，该进化B节点将上行分量载波组中 的一上行分量载波与下行分量载波组中的一下行分量载波作配对以进行随机接入，其中此 上行分量载波具有随机接入信道资源(步骤504可由一第二模块执行)。再者，上述的专用 无线资源控制(RRC)消息可指示此配对的上行分量载波及下行分量载波的配对关系，并可 包括随机接入信道(RACH)配置消息。在另一实施例中，配对的上行分量载波及下行分量载 波可形成一小区。在一实施例中，随机接入信道(RACH)配置消息可定义随机接入程序中所 使用的随机接入信道(RACH)资源。步骤506中，该进化B节点在该上行分量载波上接收由 用户设备送来的一随机接入前导消息(preamble message)，并在收到该随机接入前导消息 后，在配对的下行分量载波上传送一随机接入响应消息(步骤506可由一第三模块执行)。以上段落使用多种角度描述。显然这里的教示可以多种方式呈现，而在范例中揭 露的任何特定架构或功能仅为一代表性的状况。根据本文的教示，任何熟知此技艺的人士 应理解在本文呈现的内容可独立利用其它某种型式或综合多种型式作不同呈现。举例说 明，可遵照前文中提到任何方式利用某种装置或某种方法实现。一装置的实施或一种方式 的执行可用任何其它架构、或功能性、又或架构及功能性来实现在前文所讨论的一种或多 种型式上。再举例说明以上观点，在某些情况，并行的信道可基于脉冲重复频率所建立。又 在某些情况，并行的信道也可基于脉波位置或偏位所建立。在某些情况，并行的信道可基于 时序跳频建立。在某些情况，并行的信道可基于脉冲重复频率、脉波位置或偏位、以及时序 跳频建立。熟知此技艺的人士将了解消息及信号可用多种不同科技及技巧展现。举例，在以 上描述所有可能引用到的数据、指令、命令、消息、信号、位、符号、以及码片(chip)可以伏 特、电流、电磁波、磁场或磁粒、光场或光粒、或以上任何组合所呈现。熟知此技艺的人士更会了解在此描述各种说明性的逻辑区块、模块、处理器、装 置、电路、以及演算步骤与以上所揭露的各种情况可用电子硬件(例如用来源编码或其它 技术设计的数字实施、模拟实施、或两者的组合)、各种形式的程序或与指示作连结的设计 码(在内文中为方便而称作“软件”或“软件模块”)、或两者的组合。为清楚说明此硬件及 软件间的可互换性，多种具描述性的组件、方块、模块、电路及步骤在以上的描述大致上以 其功能性为主。不论此功能以硬件或软件型式呈现，将视加注在整体系统上的特定应用及 设计限制而定。熟知此技艺的人士可为每一特定应用将描述的功能以各种不同方法作实现，但此实现的决策不应被解读为偏离本文所揭露的范围。此外，多种各种说明性的逻辑区块、模块、及电路以及在此所揭露的各种情况可实 施在集成电路(IC)、接入终端、接入点；或由集成电路、接入终端、接入点执行。集成电路可 由一般用途处理器、数字信号处理器(DSP)、特定应用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列 (FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散闸或晶体管逻辑、离散硬件组件、电子组件、光学组件、 机械组件、或任何以上的组合的设计以完成在此文内描述的功能；并可能执行存在于集成 电路内、集成电路外、或两者皆有的执行码或指令。一般用途处理器可能是微处理器，但也 可能是任何常规处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器可由计算机设备的组合所构 成，例如数字信号处理器(DSP)及一微电脑的组合、多组微电脑、一组至多组微电脑以及 一数字信号处理器核心、或任何其它类似的配置。在此所揭露程序的任何具体顺序或分层的步骤纯为一举例的方式。基于设计上的 偏好，必须了解到程序上的任何具体顺序或分层的步骤可在此文件所揭露的范围内被重新 安排。伴随的方法权利要求以一示例顺序呈现出各种步骤的组件，也因此不应被此所展示 的特定顺序或阶层所限制。与文中所揭露型式有关的方法或算法的步骤可直接实施于一硬件，一处理器所执 行的软件模块，或两者的组合。软件模块(包括可执行的指令以及相关资料)以及其它资 料可常驻于一资料存储器(例如随机存取内存、闪存、只读存储器、可抹除可编程只读存储 器、电子式可抹除可编程只读存储器、缓存器、硬盘、可移除式磁盘、只读光盘、或在所知的 技术中以任何其它型式存在的计算机可读取储存介质)。一样本储存介质可耦合至一台机 器，例如一可由储存介质读取资料(例如编码)或编写资料至储存介质的计算机/处理器 (在本文中可能为了方便曾以“处理器”提及)。一样本储存介质亦可整合至处理器。处理 器及储存介质可驻于一特定应用集成电路(ASIC)。此特定应用集成电路可驻于用户设备。 或者，处理器及样本储存介质可驻于一用户设备的一离散组件。此外，在一些型式中，任何 适合的计算机程序可包括内含一个至多个在本文中所揭露型式相关的编码的计算机可读 取介质所组成。在某些情况中，一个计算机程序产品可包括包装材料层。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技 艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围 当视所附的权利要求所界定者为准。
权利要求
1.一种随机接入信道资源分配方法，适用于在一无线通信系统中的一进化B节点分配 随机接入信道资源，包括配置一上行分量载波组及一下行分量载波组给一用户设备供载波集成之用；以及将上述上行分量载波组中的一上行分量载波与上述下行分量载波组中的一下行分量 载波作配对以进行随机接入，其中上述上行分量载波具有上述随机接入信道资源；以及接收来自上述用户设备在上述上行分量载波上传送的一随机接入前导消息，并在收到 上述随机接入前导消息后，在配对的上述下行分量载波上传送一随机接入响应消息。
2.如权利要求1所述的随机接入信道资源分配方法，其中上述上行分量载波与配对的 上述下行分量载波形成一小区。
3.如权利要求1所述的随机接入信道资源分配方法，还包括送出一专用无线资源控制消息以配置上述用户设备的上述载波集成。
4.如权利要求3所述的随机接入信道资源分配方法，其中上述上行分量载波与配对的 上述下行分量载波间的一配对关系由上述专用无线资源控制消息指示。
5.如权利要求3所述的随机接入信道资源分配方法，其中上述上行分量载波的一实体 随机接入信道配置包括在上述专用无线资源控制消息中，并上述实体随机接入信道配置可 定义上述随机接入信道资源。
6.如权利要求3所述的随机接入信道资源分配方法，其中上述专用无线资源控制消息 为一无线资源控制连结重组消息。
7.一种随机接入信道资源分配装置，适用于在一无线通信系统中的一进化B节点分配 随机接入信道资源，包括一第一模块，上述第一模块适用于配置一上行分量载波组及一下行分量载波组给一用 户设备供载波集成之用；以及一第二模块，上述第二模块适用于将上述上行分量载波组中的一上行分量载波与上述 下行分量载波组中的一下行分量载波作配对以进行随机接入，其中上述上行分量载波具有 上述随机接入信道资源；以及一第三模块，上述第三模块适用于接收来自上述用户设备在上述上行分量载波上传送 的一随机接入前导消息，并在收到上述随机接入前导消息后，在配对的上述下行分量载波 上传送一随机接入响应消息。
8.如权利要求7所述的随机接入信道资源分配装置，其中上述上行分量载波与配对的 上述下行分量载波形成一小区。
9.如权利要求7所述的随机接入信道资源分配装置，其中上述第一模块送出一专用无 线资源控制消息以配置上述用户设备的上述载波集成。
10.如权利要求9所述的随机接入信道资源分配装置，其中上述上行分量载波与配对 的上述下行分量载波间的一配对关系由上述专用无线资源控制消息指示。
11.如权利要求9所述的随机接入信道资源分配装置，其中上述上行分量载波的一实 体随机接入信道配置包括在上述专用无线资源控制消息中，并上述实体随机接入信道配置 可定义上述随机接入信道资源。
12.如权利要求9所述的随机接入信道资源分配装置，其中上述专用无线资源控制消 息为一无线资源控制连结重组消息。
全文摘要
此文件说明在无线通信网络中的进化B节点分配随机接入信道资源的方法和装置。此方法包括配置一上行分量载波组及一下行分量载波组给一用户设备供载波集成之用。此方法还包括将上行分量载波组中的一上行分量载波与下行分量载波组中的一下行分量载波作配对以进行随机接入，其中此上行分量载波具有随机接入信道资源。此方法也包括在该上行分量载波上接收来自该用户设备的随机接入前导消息，并在收到该随机接入前导消息后，在配对的下行分量载波上传送随机接入响应消息。
文档编号H04W72/04GK102149199SQ20101060602
公开日2011年8月10日 申请日期2010年12月24日 优先权日2009年12月24日
发明者郭丰旗 申请人:创新音速股份有限公司