专利名称：用于在增强随机接入信道上接收发送的基站和方法
技术领域：
实施例与无线通信相关。一些实施例涉及包括通用分组无线服务(GPRS)和增强GPRS(EGPRS)网络在内的GSM网络。一些实施例涉及在随机接入信道(RACH)上进行通信。一些实施例涉及包括在RACH上的小数据传输(SDT)在内的在RACH上的通信和数据发送。
背景技术：
通过无线网络进行通信的一个问题是传统上每个数据传输要求一定量的信令开销。该信令开销可以包括:对带宽的请求，对数据信道上带宽的分配，对数据传输的肯定应答，以及用于数据重传的任何信令。对于较大的数据传输，信令开销与数据量相比相对小，然而对于较小的数据传输，信令开销变得更为显著。通过无线网络传输数据以及其他信息的另一问题是由于传统上每个数据传输所采用的带宽请求和分配过程而导致的延迟量。对于较小的数据传输，延迟量与实际发送数据所需要的时间相比可以是显著的。从而，一般需要减少无线网络中与传输信息相关联的信息开销的通信台、基站和方法。一般还需要减少无线网络中与通信相关联的延迟的通信台、基站和方法。
图1示出了根据一些实施例的无线网络中的基站和移动台；图2示出了根据一些示例实施例的帧结构；图3A示出了根据一些实施例的在定时提前量未知时由通信台进行的发送的定时；图3B示出了传统接入突发结构；图3C示出了根据一些实施例的在定时提前量已知时由通信台进行的发送的定时；图4是根据一些实施例的通信台的功能框图；图5是根据一些实施例的在增强RACH上进行发送的过程；图6是根据一些实施例的基站的功能框图；以及图7是根据一些实施例的用于在增强RACH上对发送进行接收的过程。
具体实施方式
以下描述和附图充分说明了使得本领域技术人员能够将其实现的具体实施例。其他实施例可以并入结构、逻辑、电子、过程以及其他改变。可以将一些实施例的一部分和特征包括在其他实施例的一部分和特征中，或替代其他实施例的一部分和特征。在权利要求中阐述的实施例包含这些权利要求的所有可能等价物。图1示出了根据一些实施例的无线网络。无线网络100包括:基站(BS) 104、一个或多个通信台(CS) 108、以及一个或多个网络实体112。在一些实施例中，无线网络100可以是包括GPRS或EGPRS网络在内的GSM网络，尽管这不是必要条件。根据一些实施例，通信台(如通信台102)可以被配置用于在增强随机接入信道(RACH) 105上发送少量数据和其他信息。在这些实施例中，通信台102可以从基站104接收通知101，该通知101通知了被配置用于初始发送的增强RACH105的存在性。通知101可以包括定义了增强RACH105的参数。在通信台102知道定时提前量(TA)时，通信台102可以在增强RACH105上执行初始接入。在这些实施例中，初始接入可以包括发送初始接入突发103，初始接入突发103包括标识符和数据中至少一项。标识符可以是缩短标识符，其可以用于识别通信台102。初始接入突发103中包括的数据可以包括用户数据，且可以具有网络目的地110。初始接入突发103中包括的数据可以包括除了传统上在随机接入信道上发送的信息之外的信息。定时提前量可以是通信台102将其对初始接入突发103的发送加以提前的时间量(或其估计)，使得由基站104在增强RACH105的单一时隙中(即，不是在定时提前量未知时可能导致的多于I个时隙上)接收该初始接入突发103。在这些实施例中，定时提前量大于零。在一些实施例中，通信台102可以基于定时提前量将其发送初始接入突发103加以延迟，使得基站104在增强RACH105的单一时隙中接收到初始接入突发103。定时提前量取决于在通信台102和基站104之间的信号传播延迟。定时提前量可以是与服务小区相关联的定时提前量。在一些实施例中，可以对需要在时分复用上行链路信道中接收的任何发送的突发应用定时提前量。在一些实施例中，在通知101中发送的定义增强RACH105的参数可以包括:对物理信道的包括增强RACH105的时隙的指示等。在这些实施例中，可以向通信台102通知公共控制信道(CCCH)的可以包括增强RACH105的时隙。下面更详细地讨论这些实施例。由于增强RACH105是未在其上向通信台108指派特定的信道资源以用于发送初始接入突发103的随机接入信道，冲突可以发生。下面更详细讨论的实施例可以减少或消除这种冲突的概率。在一些实施例中，增强RACH105可以是辅助RACH。基站104可以提供主RACH107以用于由通信台108发送接入请求消息109 (如通信106)，以请求指派用于后续数据发送的信道资源。在增强RACH105上的初始接入突发103中发送的数据可以具有通信网络100中的网络目的地110，而不是由基站104使用，或由基站控制器使用。将增强RACH105用于发送较少量的数据可以导致传统上用于发送数据的网络资源量的显著减少。在这些实施例中，可以减少或消除传统上信道资源请求所要求的信令，且可以不需要建立临时块流(TBF)。例如，当尚未在通信台102和基站104之间建立在先连接时(如TBF)，可以在增强RACH105上发送初始接入突发103。可以在例如尚未分配用于数据发送的上行链路带宽时，在增强RACH105上发送初始接入突发103。可以例如在没有网络许可的情况下，在增强RACH105上发送初始接入突发103。在下面更详细讨论的一些实施例中，还可以减少或消除与肯定应答(ackowledgement)相关联的信令和网络资源。图2示出了根据一些实施例的帧结构。该帧结构可以由无线网络100 (图1)的GPRS和EGPRS实施例使用。在这些实施例中，多帧200可以包括多个帧202，且每个帧202可以包括多个时隙204。在该示例中，多帧200包括26个帧202，且每个帧202包括8个时隙204。图2还示出了可以用于在至少一些时隙204中发送的普通突发格式205。在一些实施例中，帧202的一个或多个时隙204 (如时隙203)可以包括增强RACH105 (图1)。下面更详细地讨论这些实施例。可以将一些其他时隙204指定为主RACH107(图1)以及控制和数据信道，尽管这不是必要条件。在一些实施例中，普通突发格式205可以用于在增强RACH105的至少一些时隙中发送。在这些实施例中，可以将初始接入突发103(图1)配置为具有普通突发格式205的普通突发，且初始接入突发103可以例如包括如图所示的数据部分207。主RACH107可以是仅作为上行链路信道的传统RACH，其中，接入是基于争用的，且接入不要求已知的定时提前量。另一方面，增强RACH105可以是使用已知的或估计的定时提前量的仅上行链路的信道，其中，接入是基于争用的。在基于争用的接入的情况下，由于不存在设备特定的调度，通信台108可以自主地选择何时在RACH上发送。在主RACH107上的接入可以假定定时提前量是未知的。主RACH107可以是形成CCCH的一部分的逻辑信道，CCCH是双向信道(即，载波+时隙)，其中，该双向信道的上行链路部分用于主RACH107。在主RACH107上的基于争用的接入允许通信台108基于要求，而不是基于例如可能不需要的所调度的周期性上行链路资源，来触发针对上行链路资源的请求。在基于争用的接入的情况下，存在2个或更多通信台108的接入突发重叠并冲突的风险。在基于争用的接入的情况下，还存在2个或更多通信台108在RACH的相同时隙内进行发送的风险。图3A示出了根据一些实施例的在定时提前量未知时通信台进行的发送。可以在单向信号传播延迟311之后，由通信台108接收来自基站104的发送302。由于通信台108可以将其时间基础303(观察到的时间基础)与基站104接收到的发送加以同步，在通信台108处可以在单一时隙内接收发送302。另一方面，当通信台108不知道定时提前量值时，可以在基站104处，在多于一个时隙中接收从通信台108到基站104的发送304。因此，在初始接入阶段期间，两个相邻时隙305传统上可以被分配用于在RACH的初始接入发送，如在主RACH107(图1)上。传统上，在初始接入阶段期间可以使用比时隙短得多的突发，使得可以在单一时隙内接收突发。在一些GSM实施例中，当定时提前量未知时，可以将时隙配对，且可以根据精简发送时间间隔(RTTI)模式来进行发送。通信台108可以使用包括附加保护比特在内的传统接入突发来发送接入请求消息109 (图1)，以减轻在通信台108处的未知信号传播延迟。因此由于该长的保护周期，在其中可以包括的有用信息量方面，主RACH107上的传统接入突发是受限的。在GSM和EDGE网络中，该有用信息量可以被限制为8个或11个比特。发送302可以是来自基站104的普通突发发送，且可以由通信台108用于同步其时间基础303，尽管这不是必要条件。通信台108可以使用其他基站发送(如来自网络的同步发送)来同步它们的时间基础303。在可以作为初始定时提前量估计过程的一部分的初始接入过程之后，网络可以确定并向通信台108指派定时提前量值，使得在指定时隙内在控制和数据信道上接收后续通信。这样，可以使用普通突发，且可以避免使用大量的保护比特。网络还可以基于在上行链路控制信道上发送的接入突发的定时变化，规律地更新定时提前量值。在配置GPRS和EDGE的网络的情况下，可以基于在上行链路分组定时提前量控制信道(PTCCH)上发送的接入突发的定时变化，使用PTCCH来更新定时提前量。这是连续的定时提前量更新过程，其可以要求额外的信令。网络还可以监视通信台108在各种控制信道上发送的普通突发和接入突发的延迟(例如，在网络针对接入突发进行显式轮询的情况下)。在一些备选实施例中，可以向RACH指派2个相邻时隙，以允许在定时提前量未知时接收被配置为具有普通突发格式205的接入突发。例如，增强RACH105可以包括2个相邻时隙，以允许在定时提前量未知时接收被配置为具有普通突发格式205的初始接入突发103。图3B示出了传统接入突发结构。根据突发结构320的接入突发可以用于使用主RACH107(图1)来请求并建立分组数据连接。突发结构320可以用于在通信台不知道定时提前量时使用主RACH107来发送接入请求消息109 (图1)。同步序列字段322可以对于所有通信台108都相同，且可以由网络用于评估通信台的距离。取决于使用的编码方案，数据字段324可以包含预定数目(例如，8或11)的信息比特，且保护时间字段326可以用于帮助确保基站104可以正确地在时隙中接收数据字段324。突发结构320还可以包括尾比特328。在GPRS和EGPRS无线网络中，通信台108可以通过在主RACH107上发送接入请求消息109来请求资源，可以将接入请求消息109称为信道请求消息或EGPRS分组信道请求消息。在这些实施例中，主RACH107可以是传统RACH。在主RACH107上发送的接入请求消息109可以在数据字段324，而不是具有网络目的地Iio的数据中包括用于建立后续连接的信息。例如，数据字段324可以包括建立原因、针对一阶段或两阶段接入的请求、和/或随机参考。由于数据字段324是接入请求消息109的一部分，数据字段324不包括目的地为网络目的地110(图1)的数据。数据字段324可以包括仅由基站104或网络控制器(如，基站控制器(图1中未示出))使用的信息，其可以用于分配后续数据发送用的资源(例如，时隙、载波、扩频码等等)，该后续数据发送的目的地可以是网络内的目的地。在主RACH107上发送传统接入请求消息(如接入请求消息109)的一个问题是其并不包括可以唯一标识发送台的标识信息。尽管接入请求消息109可以包括一个或多个随机比特，可以由在主RACH107上同时进行发送的2个通信台来选择该相同的随机比特。如下面更详细讨论的，可以在增强RACH105上的初始接入突发103中发送标识符(如，缩短的标识符)，以唯一标识发送台。可以重传(例如，在未从网络接收到响应的情况下)传统接入请求消息，最高到由网络在RACH控制参数信息单元中指示的最大次数。在连续尝试之间的间隔可以被配置为减少或最小化与其他通信台的冲突。在发送传统接入请求消息之后，通信台108可以针对来自网络的用于指派网络资源的立即指派消息，收听广播信道(BCCH)以及下行链路公共控制信道时隙。在例如没有资源可用时，网络还可以发送立即指派拒绝消息。根据一些实施例，可以在增强RACH105上发送的初始接入突发103可以包括增强接入突发，其中，用传输数据的比特来替换保护时间326的至少一些保护比特。在这些实施例中，可以根据传统接入突发结构320来配置增强接入突发。在这些实施例中，在一些或全部保护比特中传输的数据可以是具有网络目的地Iio的数据，而不是要由基站104使用的控制数据，尽管这不是必要条件。在这些实施例中，可以用已知的定时提前量来发送根据传统接入突发结构320配置的增强接入突发，以在增强RACH105的单一时隙内接收，帮助确保正确地接收到数据比特。图3C示出了根据一些实施例的在定时提前量已知时的通信台的发送。可以在单向信号传播延迟311之后，由通信台108接收来自基站104的发送302。发送306可以由通信台108以已知的定时提前量(TA) 309来发送，使得基站104在单一时隙307内接收发送306。发送306可以在增强RACH105(图1)上发送。已知的定时提前量309可以补偿在通信台108和基站104之间的单向传播延迟311。在这些实施例中，发送306可以被配置为几乎与时隙时间一样长。在一些实施例中，发送306可以被配置为具有普通突发格式205 (图2)，并在增强RACH105上发送(图1)，尽管这不是必要条件。根据一些实施例，时隙307可以是增强RACH105 (图1)的时隙。在这些实施例中，当定时提前量已知时，通信台(如通信台102 (图1))可以通过发送初始接入突发103 (图1)在增强RACH105上执行初始接入。在这些实施例中，初始接入突发103可以被配置为在增强RACH105的单一时隙307内接收。初始接入突发103可以包括用于标识移动台的缩短标识符和/或目的地为网络目的地110的数据。返回图1，根据一些实施例，来自基站104的通知101可以指示:增强RACH105被配置用于初始接入发送。通知101可以包括定义增强RACH105的参数，且当通信台102知道定时提前量时，通信台102可以在增强RACH105上执行初始接入。在这些实施例中，通信台102可以具有增强RACH能力，且之前可以在例如先前的注册过程期间已向基站104(或核心网)指示了其具有增强RACH能力。在一些示例实施例中，增强RACH105可以被配置用于小数据传输(SDT)。通知101可以包括定义增强RACH105用于SDT的参数。在这些实施例中，在增强RACH105上发送的用户数据可以包括SDT。下面更详细地描述这些实施例。在一些实施例中，不同的物理信道可以用于主RACH106和增强RACH105。可以由物理信道的多个时隙和第一载频来定义主RACH107。可以由物理信道的一个或多个时隙和一个或多个载频来定义增强RACH105。在这些实施例中，主RACH107可以包括物理信道的大多数或全部时隙，而增强RACH105可以仅包括物理信道的每个帧或每个多帧的几个时隙，尽管实施例的范围不限于此。在一些备选实施例中，主RACH107和增强RACH105都可以使用相同的物理信道。在这些实施例中的一些实施例中，主RACH107和增强RACH105包括相同物理信道的不同时隙。在这些实施例中的一些实施例中，主RACH107可以使用整个物理信道(例如每一帧中的特定载波上的时隙O)，增强RACH105可以部分地或完全地与主RACH107重叠，且基站104可以检测不同的突发。在一些实施例中，基站104可以使用盲检测来检测不同的突发。在一些实施例中，主RACH107和增强RACH105可以包括共享一个或多个物理信道的逻辑信道。物理信道可以包括一个或多个载频，这一个或多个载频可以包括跳频载频，尽管这不是必要条件。在一些实施例中，主RACH107可以由通信台(例如，不具有增强RACH能力的通信台106)用于发送指派后续数据发送用的信道资源的接入请求消息109，而不管通信台106不得不发送的数据量。增强RACH105可以由具有增强RACH能力的通信台(例如，通信台102)来使用，以在发送数据量不超过在增强RACH105上单一时隙内用于接收的单一突发中能够发送的量时，发送初始接入突发103。在一些实施例中，当发送数据量超过在增强RACH105上单一突发内能够发送的量时，通信台可以要么使用主RACH107来发送用于对后续数据发送用的信道资源进行指派的接入请求消息109，要么可以在增强RACH105上的多个突发内发送数据。在一些实施例中，当发送数据量超过在单一突发内能够发送的量时，具有增强RACH能力的通信台可以使用增强RACH105。在这些实施例中，可以在增强RACH105上的多个初始接入突发103中发送具有网络目的地110的数据。在一些实施例中，当在多个初始接入突发中在增强RACH105上发送数据时，如果未正确接收到一个或多个初始接入突发(例如，由于冲突)，网络可以响应以对信道资源的指派或分配。在这些实施例中，网络可以将对数据子集的接收视为针对用于发送完整数据集合的资源的请求。在这些实施例中，当在多个初始接入突发中发送数据时，可以使用例如序列号来确定是否正确接收到任意的一个或多个突发。在一些实施例中，当在多个初始接入突发中在增强RACH105上发送数据时，可以在基站104处将来自多个突发的数据加以合并，以减少与通过网络发送分段数据相关联的开销(例如，报头等)的量。在一些实施例中，该合并可以在相对低的级别上进行，如无线链路控制(RLC)或媒体访问控制(MAC)层上，尽管这不是必要条件。在增强RACH105上在多个突发中发送数据的一些实施例中，可对发送多个突发所在的频率加以限制，使得其他通信台能够利用增强RACH105并减少冲突的概率。在定时提前量未知时，或在给定与数据相关联的服务质量(QOS)级别要求的情况下使用增强RACH105的发送不恰当时，主RACH107还可以由具有增强RACH能力的通信台来使用。可以将不具有增强RACH能力的通信台(如通信台106)称为传统通信台。可以将具有增强RACH能力的通信台(如通信台102)称为非传统通信台。传统通信台在主RACH107上发送的接入请求消息109不包括具有网络目的地110的数据。在主RACH107中发送的接入请求消息109中发送的信息可以被限制为用于建立和操作后续连接的信息(如，TBF或语音呼叫)，而不是具有网络目的地110的数据。可以由基站104在广播信道上规律地广播与主RACH107相关的信息。在一些实施例中，增强RACH105还可以由具有增强RACH能力的通信台用于发送指派后续数据发送用的信道资源的接入请求消息。使用增强RACH105而不使用主RACH107来发送接入请求消息的一个优点是:冲突的概率在增强RACH105上可以比在主RACH107上更低。在这些实施例中，当定时提前量已知时，具有增强RACH能力的通信台因为定时提前量已知，可以在接入请求消息中包括附加信息，且因此可以在确保在增强RACH105的单一时隙内接收到接入请求消息的同时发送附加信息。此外，在增强RACH105上，将仅在具有增强RACH能力的通信台之间存在争用。在一些实施例中，当定时提前量未知时，主RACH107可以用于发送指派后续数据发送用的信道资源的接入请求消息109。当定时提前量未知时，具有增强RACH能力的通信台可以避免在增强RACH105上发送初始接入突发103。
在一些实施例中，具有增强RACH能力的通信台可以是具有固定地理位置的非移动通信台。在这些实施例中，可以将相同或预定的定时提前量用于增强RACH105上的数据传输。在这些实施例中，非移动通信台可以在增强RACH105上的初始接入突发103中传输数据，且初始接入突发103可以被非移动通信台配置为不长于增强RACH105的时隙。初始接入突发103可以被配置为具有普通突发格式205(图1)，尽管这不是必要条件的。在这些实施例中的一些实施例中，非移动通信台可以包括通过网络100报告数据的固定节点，如传感器。传感器节点的不例包括:环境传感器、电表和气表、以及目的是报告数据(如传感器数据)的其他类似设备。在一些实施例中，可以通过增强RACH105来传输机器类型通信(MTC)。MTC —般是不涉及人类用户的通信，且可以由MTC通信台来传输。在这些实施例中，只要通信台和服务基站的位置并未改变它们的相对位置，通信台就可以将相同定时提前量用于在增强RACH105上的所有数据传输。在这些实施例中的一些实施例中，可以用预定定时提前量对这些非移动通信台编程，尽管这不是必要条件。在一些实施例中，可以将特定小区专门用于MTC通信，且接入可以被配置用于支持MTC的通信台。当通信台102是不具有固定地理位置的移动通信台时，移动台可以确定定时提前量当前是否已知。在这些实施例中，当定时提前量已知时，增强RACH105可以用于初始接入和数据发送。当定时提前量未知时或当已知的定时提前量无效时，主RACH107可以用于接入请求消息109的发送和后续数据发送。移动台可以基于例如以下信息或数据来确定定时提前量当前是否已知或已改变:由基站104发送的小区标识信息、加速度计数据、全球定位系统(GPS)数据、时间和速度数据、当前或相邻小区功率水平数据、以及可以用于确定定时提前量是否已知的其他数据。在一些实施例中，当定时提前量未知时，移动台能够确定当前定时提前量，使得其可以使用增强RACH105。在这些实施例中，移动台可以使用传统技术，如测距(ranging)，来测量传播延迟并确定当前定时提前量。移动台还可以从基站104接收下行链路信道，以确定定时提前量，并可以从网络100接收定时提前量更新值，用于确定其定时提前量。在一些实施例中，增强RACH105可以被配置为普通突发RACH(NB-RACH)。从基站104接收到的通知101可以提供对NB-RACH的存在性的通知，且具有增强RACH能力的通信台可以将初始接入突发103的突发大小配置为不大于NB-RACH的时隙。在这些实施例中，初始接入突发103可以被配置为具有普通突发格式205的普通突发(图2)。在一些实施例中，通信台102在增强RACH105上发送的数据可以包括具有低时延要求的数据或具有不要求肯定应答的服务质量(QOS)级别要求的数据。在这些实施例中，通信台102可以使用增强RACH105，以发送不需要网络100立刻肯定应答的数据或完全不需要肯定应答的数据。因为避免了 TBF建立，对增强RACH105的使用可以允许在不要求肯定应答时的非常快速的数据发送。例如，传感器数据和MTC可以不要求肯定应答(因为传感器节点的电池消耗可以比接收到对数据的肯定应答更重要)。低时延数据和不要求肯定应答的数据的一些其他示例可以包括:对发送的消息的指示，对读取消息的指示，状态更新和即时消息。可以将在特定协议层上不使用或不要求肯定应答的实施例称为根据否定应答(UNACK)模式来工作。在一些情况下，可以由高层来提供肯定应答(ACK)，而不是由物理层或一般在无线接入网内或移动网络内终止的协议来提供肯定应答(ACK)。例如，针对不在网络实体(如，基站或服务GPRS支持节点(SGSN))内终止的一些协议，可以由较高层来提供肯定应答。在一些实施例中，可以由通信台102或基站104基于唯一识别(全局或局部(例如，在路由区域中))通信台102的全长度(例如32比特)标识符，来确定可以在增强RACH105上的初始接入突发103中包括的缩短标识符。在这些实施例中，缩短标识符可以基于:32比特国际移动订户标识(MSI)、临时逻辑链路标识符(TLLI)、临时移动订户标识(TMSI)、或通信台102的某个其他标识符。例如，缩短标识符可以包括全长度标识符的最后5个比特。在这些实施例中，缩短标识符可以由通信台102或基站104来确定。在一些实施例中，缩短标识符可以远远短于全长度标识符。由于仅基站104知道具有增强RACH能力的通信台才在增强RACH105上发送，缩短标识符可以用于唯一识别这些通信台中的每一个，且减少争用化解。在这些实施例中，缩短标识符仅需要足够长(在比特数目方面)，以能够区分可以在增强RACH上进行发送的具有增强RACH能力的通信台。在一些实施例中，缩短标识符可以由网络指派，且可以基于特定小区或小区ID来确定。在一些实施例中，可以将部分标识符与RACH组(下面讨论)结合使用，以识别通信台。在一些实施例中，可以使用散列函数(即，全长度标识符或缩短标识符的散列)。在一些备选实施例中，可以在增强RACH105上的初始接入突发103中使用全长度标识符。在一些实施例中，通知101可以包括由通信台102用于识别初始接入突发103中的通信台的缩短标识符。在这些实施例中，基站104可以向通信台102提供缩短标识符，以在增强RACH105上使用，尽管这不是必要条件。在一些实施例中，除了提供定义在通知101中发送的增强RACH105的参数之外，或取代提供定义在通知101中发送的增强RACH105的参数，还可以提供缩短标识符。在一些实施例中，在从基站104接收到对增强RACH105的存在性的通知之前，通信台102可以执行针对网络的注册过程(例如，经由基站104)。在注册过程期间，通信台102可以指示其是否具有增强RACH能力，以支持在增强RACH105上的数据发送。在注册过程期间，通信台102可以向网络提供唯一识别通信台102的全长度标识符。不将该注册过程视为针对信道资源的请求，且作为注册过程的一部分，一般不将资源指派给通信台102用于数据传输。在注册过程期间，可以分配用于允许完成注册过程的资源。在一些实施例中，当通信台102指示其具有增强RACH能力时，基站104可以向通信台102指派缩短标识符。可以在通知101中向通信台102提供缩短标识符。在一些实施例中，当具有要向网络目的地110发送的数据的通信台102不具有在数据信道上指派的资源(如分组数据信道(PDCH)上的资源)时，初始接入突发103可以由该通信台102的上层信令来触发。在这些实施例中，数据和缩短标识符可以被包括在增强RACH105上发送的初始接入突发103中。这与使用传统RACH(如主RACH107)不同，在传统RACH中，不允许发送具有网络目的地110的数据。这还与使用传统RACH (如主RACH107)不同，传统RACH不包括允许网络唯一确定发送台的标识的标识符。在一些实施例中，当发送数据量超过在增强RACH105上数据发送的预定值时，或当数据的QoS要求不满足一个或多个预定标准时，通信台102可以避免在增强RACH105上发送初始接入突发103，且可以尝试与基站104建立TBF，以发送数据。在这些实施例中，可以通过在主RACH107上发送接入请求消息109来建立TBF，以请求信道资源。在一些实施例中，当通信台108从上层接收到超过在增强RACH105上最大许可数据传输的数据时，通信台108可以使用一阶段或两阶段接入来请求上行链路TBF(例如，根据3GPP TS44.018)，或可以发送针对在增强RACH105上的分组资源的请求。在一些实施例中，当在从上层接收数据时许可通信台102接入增强RACH105时，通信台102可以在下一个机会上发起在增强RACH105上的发送。在一些实施例中，例如，如果通信台可以在预定时间(例如每小时)上产生上层业务，则通信台102可以将初始发送推迟一随机量，以避免产生与同时产生业务的其他设备的冲突。在一些实施例中，当从上层接收数据时，如果不许可通信台102接入增强RACH105且通信台102没有机会在预定时间窗口中(例如，在当前多帧中)在增强RACH105上进行发送，通信台102可以在接下来的机会之一上发起在增强RACH105上的发送。对要使用哪个机会的选择可以是随机的或准随机的。对要使用哪个机会的选择可以具有选择任何特定机会的预定概率区间，尽管这不是必要条件。这些实施例可以避免以下情况:其中，具有缓冲业务的、且具有在它们何时可以在增强RACH105上进行发送的相同或类似限制的多个通信台在同一时刻发起发送。在一些实施例中，可以取决于各种参数(例如，“QoS”对“下一个机会延迟”和“数据大小”)，使用主RACH107来建立TBF。在一些实施例中，基站104可以通过使用单块分组下行链路指派过程在控制信道(例如，PACCH)上发送增强RACH通知消息，来建立增强RACH105。增强RACH通知消息可以指示定义了增强RACH105的参数。在一些时分多址(TDMA)实施例中，通知可以包括对TDMA帧的包括增强RACH105在内的时隙的标识。在一些实施例中，增强RACH通知消息可以指示特定载频或定义了增强RACH105的其他信息。在一些实施例中，每个TDMA帧的特定时隙可以包括增强RACH105，而该帧的其他时隙可以包括其他信道，如分组数据信道或主RACH107。在一些GSM实施例中，TDMA帧可以包括8个时隙，且可以是近似4.6ms长，尽管实施例的范围不限于此。在示例实施例中，可以将第三时隙，如每个TDMA帧202的时隙203 (图2)，指派给增强RACH105。在一些实施例中，可以提供的通知101是各自定向至具有增强RACH能力的特定通信台的消息(即，信令点对点)。在一些备选实施例中，可以广播通知101，以指示增强RACH105的存在性和特性。在一些实施例中，增强RACH的可用性可以取决于可用资源。在这些实施例中，通知101可以指示:支持增强RACH105，但目前不可用。这可以指示当前小区拥塞，且这可以作为拥塞指示符。在一些实施例中，具有要发送的低时延数据(如MTC)的通信台108可以避免在增强RACH105上发送，直到增强RACH105可用。在一些实施例中，增强RACH105的通知101可以指示:增强RACH105的定义，RACH分组是否适用于增强RACH105，可以在增强RACH105上使用哪些分组流上下文(PFC)，通信台在增强RACH105上要使用的缩短标识符，在增强RACH105上是否允许抢占式重传，包括在增强RACH105上发送在内的预定数目的突发，对增强RACH105的任何定时限制，对在增强RACH105上发送的数据量的限制，移动台是否可以请求来自基站的接收肯定应答，和/或增强RACH105的有效时间。在一些实施例中，可以在序列中的第一发送的预定时间周期(例如，I秒)内发送抢占式重传(例如，当许可时)。在一些实施例中，可以在之前序列的最后一次发送的预定时间周期(例如，5秒)之后，发送属于新序列的数据。
在一些实施例中，基站104或诸如SGSN之类的其他网络实体112可以将来自通信台102的发送与特定网络目的地110相关联。在这些实施例中，通信台102可以避免将网络目的地110地址或用于数据的其他目的地指示符包括在增强RACH105上的初始接入突发103中。在向网络目的地110发送或转发数据之前，基站104可以向数据添加目的地地址。在这些实施例中，由特定通信台在增强RACH103上进行的所有数据发送可以具有相同的网络目的地110。在一些实施例中，可以用通信台102建立PDP上下文，且PDP上下文可以与特定目的地相关联，其允许基站104或诸如SGSN之类的其他网络实体识别数据的目标目的地。在一些实施例中，当增强RACH105的通知指示RACH分组适用于增强RACH105时，可以向通信台102指派多个RACH组之一。可以将RACH组的通信台限制为在指派给该RACH组的TDMA帧中在增强RACH105上发送初始接入突发103。这样，由于标识符仅需要区分在RACH组中的通信台，可以使用更短的标识符。这是因为基站将在指派给特定RACH组的TDMA帧中接收来自该RACH组的通信台的初始接入突发103。在这些实施例中，可以至少部分根据接收到初始接入突发的时间(例如，由TDMA帧和/或时隙所表征的)来确定通信台的标识。在使用RACH组的这些实施例中，可以将冲突减少为在相同RACH组的通信台之间的冲关。在一些实施例中，当通知101指示RACH分组(grouping)适用于增强RACH105时，可以向通信台102指派多个RACH组之一。RACH组的通信台可以提供RACH组标识符以及缩短标识符，作为初始接入突发103的一部分。可以至少部分基于允许使用更短标识符的RACH组标识符，来确定在增强RACH105上发送初始接入突发的通信台的标识。对更短标识符的使用在初始接入突发103中提供用于数据的额外空间。在一些实施例中，初始接入突发103可以包括对通信台102的能力的指示。该能力指示可以取代在初始接入请求103中包括的具有网络目的地的数据，或除了在初始接入请求103中包括的具有网络目的地的数据之外还包括该能力指示。该能力指示可以取代在初始接入突发103中可以包括的缩短标识符，或除了在初始接入突发103中可以包括的缩短标识符之外还包括该能力指示。这些能力可以包括对通信台102具有增强能力以及通信台102的其他能力的指示。在一些实施例中，初始接入突发103可以被配置为包括附加信息，如关于请求的数据信道的信息、关于通信台的能力的信息、以及识别通信台的信息。初始接入突发103还可以是针对上行链路信道资源的请求，且附加信息不是无线链路控制(RLC)肯定应答或否定应答模式的指示符，或除了无线链路控制(RLC)肯定应答或否定应答模式的指示符之外的信息。在这些实施例中，针对上行链路分组资源的请求包括除了传统信道请求消息或传统分组资源请求消息的字段之外的一个或多个附加字段。在一些实施例中，传统信道请求消息或传统分组资源请求消息可以用于在增强RACH105上的初始接入突发103内传递该信息。由于在使用使得在增强RACH105的单一时隙内接收到初始接入突发103的定时提前量的情况下，发送初始接入突发103，因此可以由基站正确接收到初始接入突发103。在一些实施例中，关于请求的数据信道的信息可以包括以下至少一项:对要发送的数据量的指示、对信号质量的指示、射频测量结果(例如，信号强度或干扰测量结果)或信道质量测量结果、与要发送的数据相关联的优先级、以及与要发送的数据相关联的QoS参数。QoS参数例如可以指示峰值吞吐量或等级。在一些实施例中，关于通信台能力的信息可以包括在由基站104按照与通信台的能力相对应的参数与通信台建立TBF中使用的信息。在这些实施例中，网络或基站可以使用能力的指示符来指派上行链路资源，以在建立TBF时利用通信台的能力。在一些实施例中，当初始接入突发并未请求TBF且在初始接入突发包括具有网络目的地的数据时，通信台102可以避免提供关于能力的信息。在这些实施例中，由于通信台并未请求TBF，可以不需要包括通信台能力。在一些实施例中，定时提前量可以是允许通信102发送具有更短保护时间的突发的时间量，以允许增加在突发中可以包括的信息量。在这些实施例中，定时提前量可以是用于将突发的发送提前至足以允许发送比在接入突发中传统(其中，假定定时提前量未知)包含的信息更多的信息的突发的时间量的较不精确或粗略的估计。在这些实施例中的一些实施例中，定时提前量越准确，则可以发送更长的突发，允许在突发中包括更多的信息。在一些实施例中，具有增强RACH能力的通信台可以使用2个或更多突发格式用于初始发送。对哪个突发格式的确定可以基于定时提前量是否已知或是否有效。当定时提前量是已知的或有效的，可以在增强RACH105上发送初始发送(如初始接入突发103)。初始接入突发103可以是普通突发格式205，尽管这不是必要条件。当定时提前量未知或无效，可以在主RACH107上发送根据接入突发结构320配置的初始发送。图4是根据一些实施例的通信台的功能框图。通信台400可以包括收发信机电路404和处理电路406等。收发信机电路404可以耦合到一个或多个天线408，以发送信号和从基站(如基站104(图1))接收信号。通信台400可以具有增强RACH能力，且可以适用于作为包括通信台102(图1)在内的通信台108(图1)中的任意一个。根据一些实施例，通信台402可以被配置为在随机接入信道上发送数据。在这些实施例中，处理电路406可以配置初始接入突发，如初始接入突发103 (图1)，以在增强RACH上发送，如增强RACH105 (图1)。初始接入突发可以包括缩短标识符和具有网络目的地110的数据中的至少一项，且可以被配置为不大于增强RACH105的单一时隙。当定时提前量已知时，收发信机电路404可以在使用使得在增强RACH105的单一时隙内接收到初始接入突发103的定时提前量(如，定时提前量309 (图3C))的情况下，发送初始接入突发103。在一些实施例中，通信台400可以是便携式无线通信设备的一部分，如个人数字助理(PDA)、具有无线通信能力的膝上型或便携式计算机、网络平板计算机、无线电话、无线手机、寻呼机、即时通讯设备、数字相机、接入点、电视、智能电话、或可以无线接收和/或发送信息的其他设备。天线408可以包括一个或多个定向或全向天线，包括例如:偶极天线、单极天线、片状天线、回路天线、微带天线、或适用于发送RF信号的其他类型天线。在一些实施例中，取代2个或更多天线，可以使用具有多孔径的单一天线。在这些实施例中，每个孔径可以被视为单独的天线。在一些多输入多输出(MMO)实施例中，可以有效地分离天线408，以利用空间分集和在每个天线408和发送台的天线之间不同信道特性的优点。尽管将通信台400说明为具有若干分离的功能单元，可以将一个或多个功能单元结合，且可以由软件配置的单元(如包括数字信号处理器(DSP)在内的处理单元)和/或其他硬件单元的结合来实现。例如，一些单元可以包括一个或多个微处理器、DSP、专用集成电路(ASIC)、射频集成电路(RFIC)和用于至少执行本文所述功能的各种硬件和逻辑电路的组合。在一些实施例中，通信台400的功能单元可以指代在一个或多个处理单元上工作的一个或多个过程。处理电路406可以包括一个或多个处理器。在一些实施例中，通信台400可以被配置为具有固定地理位置的被配置用于MTC的GPS模块。在这些实施例中，处理电路406可以配置初始接入突发用于在增强RACH105上发送。初始接入突发103可以包括具有网络目的地110的数据，且初始接入突发103可以被配置为不大于增强RACH的单一时隙。收发信机电路404可以用使得在增强RACH105的单一时隙内接收到初始接入突发的定时提前量来发送初始接入突发。在这些实施例中，初始接入突发中包括的数据可以是被限制为预定数目比特的小数据传输(SDT)(例如小于11个未编码比特或36个编码比特)。在这些实施例中的一些实施例中，初始接入突发可以被配置为具有普通突发格式205 (图2)。在一些实施例中，GPRS模块可以是被配置为通过GSM网络报告传感器数据的传感器设备的一部分。图5是根据一些实施例的用于在增强RACH上进行发送的过程。过程500可以由通信台(如通信102(图1))执行，以在增强RACH(如增强RACH105(图1))上进行发送。在操作502中，通信台可以向基站注册，且可以指示其具有增强RACH能力。在注册期间，通信台可以向基站提供其全长度标识符。在操作504中，通信台可以从基站接收对增强RACH的存在性的通知。该通知可以指示定义了增强RACH的参数，包括对TDMA帧的包括增强RACH在内的特定时隙的识别。该通知还可以包括通信台在增强RACH上进行发送时可以使用的缩短标识符。在一些实施例中，该通知可以包括在增强RACH上进行发送中使用的定时提前量，尽管这不是必要条件。在操作506中，通信台确定其定时提前量是否已知。当定时提前量已知且被认为是有效的，执行操作508。当定时提前量未知或不被认为是有效的，则执行操作510。在操作508中，通信台可以通过发送初始接入突发在增强RACH上执行初始接入。基于使得基站在增强RACH的单一时隙内接收到初始接入突发的定时提前量，来发送该初始接入突发。初始接入可以包括在传统接入请求消息中一般不包括的附加信息，如具有网络目的地的数据、用于识别通信台的缩短标识符、或其他信息(如关于请求的数据信道的信息、关于通信台能力的信息、以及识别通信台的信息)。在操作510中，通信台可以在主RACH上发送接入请求消息。在操作512中，可以向通信台分配在通信信道上的带宽。在一些实施例中，可以建立TBF，以从通信台向基站发送上行链路数据，尽管建立TBF不是必要条件。尽管将过程500的各个操作说明和描述为分离的操作，可以并发地执行该各个操作中的一个或多个操作，且不要求按照所说明的顺序来执行操作。图6是根据一些实施例的基站的功能框图。基站600包括收发信机电路604和处理电路606等。收发信机电路604可以被配置为使用一个或多个天线608来发送和接收RF信号。基站600可以适用于作为基站104 (图1)，尽管其他配置也可以是合适的。根据一些实施例，处理电路606可以被配置为使得收发信机电路604在增强RACH (如增强RACH105 (图1))上从通信台(如通信台102 (图1))接收初始接入突发(如初始接入突发103(图1))。该初始接入突发可以包括用于识别通信台的缩短标识符。该初始接入突发可以备选地包括或还包括数据。如上所述，通信台可以在使用使得在增强RACH105的单一时隙内接收到初始接入突发的已知定时提前量的情况下，发送初始接入突发。根据一些实施例，初始接入突发中包括的、且在增强RACH105上接收到的数据可以包括具有网络目的地110的数据(图1)。处理电路606可以被配置为将附加信息与数据相关联，以向网络目的地110转发。下面更详细地讨论这些实施例。天线608可以包括一个或多个定向或全向天线，包括例如:偶极天线、单极天线、片状天线、回路天线、微带天线、或适用于发送RF信号的其他类型天线。在一些实施例中，取代2个或更多天线，可以使用具有多孔径的单一天线。在这些实施例中，每个孔径可以被视为单独的天线。在一些多输入多输出(MIMO)实施例中，可以有效地分离天线608，以利用空间分集和在每个天线608和发送台的天线之间不同信道特性的优点。尽管将基站600说明为具有若干分离的功能单元，可以将一个或多个功能单元结合，且可以由软件配置的单元(如包括数字信号处理器(DSP)在内的处理单元)和/或其他硬件单元的结合来实现。例如，一些单元可以包括一个或多个微处理器、DSP、专用集成电路(ASIC)、射频集成电路(RFIC)和用于至少执行本文所述功能的各种硬件和逻辑电路的组合。在一些实施例中，基站600的功能单元可以指代在一个或多个处理单元上工作的一个或多个过程。处理电路606可以包括一个或多个处理器。在一些实施例中，由基站600执行的一些功能和操作可以由其他网络实体来执行，如基站控制器。图7是根据一些实施例的用于在增强RACH上对发送进行接收的过程。过程700可以由基站(如基站600 (图6))或其他网络实体(如网络实体112)来执行。在一些实施例中，过程700的一部分可以由其他网络实体来执行，如SGSN。操作702包括发送对增强RACH的通知，如通知101 (图1)。该通知可以包括定义了用于初始接入发送的增强RACH的参数。在一些实施例中，参数可以包括对TDMA帧的包括增强RACH在内的特定时隙的识别。在一些实施例中，可以向具有增强RACH能力的通信台提供缩短标识符，以在增强RACH上的后续发送中使用。在一些实施例中，通知的参数可以指示普通突发格式是否要用于在增强RACH上的初始接入突发。操作704包括在增强RACH上从通信台接收初始接入突发。初始接入突发103可以包括用于识别通信台的缩短标识符和数据，尽管这不是必要条件。通信台102可以在使用使得在增强RACH105的单一时隙内接收到初始接入突发103的定时提前量的情况下，发送初始接入突发103。操作706包括:将诸如在初始接入突发中接收到的缩短标识符之类的信息与通信台的全长度标识符相关联。操作708包括:基于通信台的标识，将在初始接入突发中接收到的数据与网络目的地地址相关联。在这些实施例中，在增强RACH105上接收到的、在初始接入突发中包括的数据可以包括具有网络目的地的数据。在这些实施例中，基站或其他网络实体可以将附加信息与数据相关联，以向网络目的地转发。可以将数据与诸如源地址或目的地地址和/或通信台的全长度标识符之类的附加信息相关联。在一些实施例中，可以基于通信台的标识，将在初始接入突发中接收到的数据与网络目的地址相关联。在操作710中，可以向网络目的地(如网络目的地110(图1))发送或转发具有网络目的地地址和全长度标识符的数据。在一些实施例中，在操作704中接收初始接入突发之前，基站可以执行与通信台的初始注册，以接收通信台的全长度标识符，并可以在对增强RACH的通知101中向通信台提供缩短标识符。缩短标识符可以由基站用于在与具有增强RACH能力的其他通信台之间区分在增强RACH105上的发送。尽管将过程700的各个操作说明和描述为分离的操作，可以并发地执行该各个操作中的一个或多个操作，且不要求按照所说明的顺序来执行操作。此外，不要求操作706和708都被执行，因为任一操作是可选的。可以在一个硬件、固件和软件中或他们的组合中实现实施例。还可以将实施例实现为在计算机可读存储介质中存储的指令，可以由至少一个处理器来读取并执行它们，以执行本文描述的操作。计算机可读介质可以包括用于以可由机器(例如，计算机)读取的形式存储的任何有形介质。例如，计算机可读介质可以包括:只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、以及闪存器件。尽管本文所述的很多实施例涉及包括GPRS和EGPRS网络在内的GSM网络，实施例一般适用于使用TDMA随机接入信道的任何无线网络。提供说明书摘要以符合37C.F.R Sectionl.72 (b)，其要求将允许读者确定技术公开内容的本质和要点的摘要。以理解其将不用于限制或解释权利要求的范围或含义的方式来提交摘要。因此将所附权利要求并入具体实施方式
中，且每个权利要求单独形成单独的实施例。
权利要求
1.一种用于在增强随机接入信道“RACH”上接收来自设备的发送，以使得在单一时隙中从所述设备接收初始接入突发的方法，包括: 在增强随机接入信道“RACH”上接收来自所述设备的所述初始接入突发，所述初始接入突发由所述设备使用在所述设备处确定的定时提前量来发送， 其中，所述初始接入突发包括至少标识符或用户数据中之一，所述增强RACH是基于争用的仅上行链路的信道，所述增强RACH要求针对在其上的发送使用定时提前量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述用户数据包括具有网络目的地的数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，基站接收所述初始接入突发；其中，所述方法还包括:将附加信息与所述用户数据相关联，以向所述网络目的地转发；以及 其中，所述基站或服务通用分组无线服务“GPRS”支持节点“SGSN”将所述附加信息与所述用户数据相关联，以向所述网络目的地转发。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括:将在所述初始接入突发中接收到的标识符与所述设备的全长度标识符相关联。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括: 基于所述设备的标识，将在所述初始接入突发中接收到的用户数据与网络目的地地址相关联；以及 向所述网络目的地转发具有所述网络目的地地址和所述全长度标识符的用户数据。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，在接收所述初始接入突发之前，所述方法还包括: 接收所述设备的全长度标识符；以及 向所述设备提供标识符， 其中，基站使用所述标识符在所述增强RACH上来自具有增强RACH能力的设备的发送之间进行区分。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述全长度标识符包括所述设备的:国际移动订户标识“ IMSI ”、临时逻辑链路标识符“TLLI ”标识符、或临时移动订户标识“TMSI ”，以及 其中，所述标识符比所述全长度标识符短。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，包括在所述初始接入突发中且在所述增强RACH上接收到的用户数据包括以下至少一项:与所请求的数据信道有关的信息、与所述设备的能力有关的信息、以及标识所述设备的信息。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，在时分多址“TDMA”通信系统中执行所述方法， 其中，所述方法还包括:由基站发送对所述增强RACH的通知，所述通知包括定义用于初始接入发送的所述增强RACH的参数，所述参数包括对TDMA帧中包括所述增强RACH的时隙的标识。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述增强RACH是辅助RACH， 其中，主RACH由所述基站提供，用于从设备接收请求指派信道资源的接入请求消息，其中，当所述定时提前量未知时，具有增强RACH能力的设备使用所述主RACH来发送接入请求消息，以指派用于后续数据发送的信道资源，以及要避免在所述增强RACH上发送初始接入突发。
11.一种包括处理器的基站，所述处理器被配置为:在增强随机接入信道“RACH”上从设备接收初始接入突发，所述初始接入突发由所述设备使用在所述设备处确定的定时提前量来发送， 其中，所述初始接入突发包括至少标识符或用户数据之一，所述增强RACH是基于争用的仅上行链路的信道，所述增强RACH要求针对在其上的发送使用定时提前量。
12.根据权利要求11所述的基站，其中，所述用户数据包括具有网络目的地的数据，以及 其中，所述处理器还被配置为:将附加信息与数据相关联，以向所述网络目的地转发。
13. 根据权利要求12所述的基站，其中，所述处理器还被配置为:将在所述初始接入突发中接收到的标识符与所述设备的全长度标识符相关联。
14.根据权利要求13所述的基站，其中，所述处理器还被配置为: 基于所述设备的标识，将在所述初始接入突发中接收到的数据与网络目的地地址相关联；以及 向所述网络目的地转发具有所述网络目的地地址和所述全长度标识符的数据。
15.根据权利要求11所述的基站，其中，所述基站工作在时分多址“TDMA”通信系统中， 其中，所述处理器还被配置为:使所述基站发送对所述增强RACH的通知，所述通知包括定义用于初始接入发送的所述增强RACH的参数，所述参数包括对TDMA帧中包括所述增强RACH的时隙的标识， 其中，所述增强RACH是辅助RACH， 其中，主RACH由所述基站提供，用于从设备接收请求指派信道资源的接入请求消息，其中，当所述定时提前量未知时，具有增强RACH能力的设备使用所述主RACH来发送接入请求消息，以指派用于后续数据发送的信道资源，以及要避免在所述增强RACH上发送初始接入关发。
16.一种计算机可读介质，其中存储有指令，当执行所述指令时，所述指令使得机器实现根据权利要求1至10中的任一项所述的方法。
全文摘要
本文总体上描述了用于在无线网络中的增强随机接入信道(RACH)上进行接收的基站和方法的实施例。基站可以在增强RACH上从通信台接收初始接入突发，初始接入突发可以包括缩短，且可以在使用使得在增强RACH的单一时隙中接收初始接入突发的定时提前量的情况下，由通信台发送初始接入突发。基站将附加信息与在增强RACH上接收到的数据相关联，以向网络目的地转发。
文档编号H04W74/08GK103081555SQ201180024758
公开日2013年5月1日 申请日期2011年3月10日 优先权日2010年3月12日
发明者大卫·菲利普·霍尔, 雷内·福列, 萨蒂什·文科博, 史蒂文·迈克尔·汉诺夫, 雷默·博谢拉, 沃纳·克洛泽 申请人:捷讯研究有限公司