专利名称：无线通信装置、无线通信系统、无线通信方法和基站的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无线通信装置、无线通信系统、无线通信方法和基站。
背景技术：
当前，在3GPP(第三代合作伙伴计划)中正在执行4G无线通信系统的标准化。4G使得可以使用诸如中继或载波聚合的技术，由此提高最大通信速度和在小区边缘的质量。另外，也已研究通过引入除eNodeB(宏小区基站)之外的基站(诸如，HeNodeB(家庭eNodeB、毫微微基站、移动电话的小型基站)或RRH(远程无线电头端))提高覆盖范围。在这种无线通信系统中，用户设备基于从基站发送的同步信号与基站实现帧同步，然后用户设备中的振荡器与具有高精确度的基站的振荡器同步。为了使基站同时接收 从多个用户设备发送的无线信号，每个用户设备根据基站和用户设备之间的距离对时间的长度执行调整，这称为定时提前。具体地讲，在用户设备朝着随机访问窗口发送前导的随机访问的过程中执行定时提前。从在基站的前导的到达时间和随机访问窗口之间的关系能够获得定时提前值。另外，在专利文献I、专利文献2等等中描述了这种随机访问。顺便提及，通信网络不仅已被广泛使用在由人员直接使用的普通终端(诸如，已有的便携式电话或PC (个人计算机))中，还被广泛使用在未由人员直接使用以便通信的终端(诸如，仪表、自动售货机或电子广告)中。以下，由人员直接使用的普通终端将会被称为MTC，并且未由人员直接使用以便通信的终端将会被称为MTC终端。存在关于3GPP中的MTC的讨论。作为MTC的应用，已研究各种应用，诸如用于收集供水系统或电力系统的信息的计量、用于收集医疗保健仪器的信息的健康等。MTC终端是针对这些应用具体地设计的终端。另外，例如，MTC终端具有诸如时间受控、在线少量数据传输的特性。由于这个原因，可能需要MTC终端定期地(诸如，每半小时或一小时)连接到基站并通过基站把信息发送给MTC服务器。在这种情况下，假设当MTC终端连接到基站时，MTC终端以与上述用户设备的方法类似的方法执行定时提前(包括应用的传输)。引用列表专利文献专利文献I JP 2008-60852A专利文献2 W0 2009/133599
发明内容
技术问题然而，预期在每个小区中容纳的MTC终端的数量变得非常大。因此，当所述多个MTC终端中的每一个同时在特定定时发送前导作为访问请求时，前导在基站中彼此冲突并且与基站的连接失败的情况的数量增加。在这个方面，可考虑获取能够在高峰期处理访问请求的无线电设备，但获取这种无线电设备将会需要过大的基础设施的投资。因此，本发明提供一种能够分配无线通信装置(诸如，MTC终端)的访问请求的定时的新的改进的无线通信装置、无线通信系统、无线通信方法和基站。问题的解决方案根据本发明的实施例，提供了一种无线通信装置，包括接收单元，用于接收来自基站的无线信号；发送单元，用于发送用于连接到基站的初始信号；随机数生成器，用于生成随机数；和控制器，用于在基于从基站接收的无线信号的同步处理之后，根据与由随机数生成器生成的随机数对应的延迟时间控制发送单元发送初始信号的定时。由接收单元接收的无线信号可以包括用于随机数生成的数据，并且其中随机数生成器可以通过使用用于随机数生成的数据来生成随机数。由接收单元接收的无线信号可以包括一条或多条用于随机数生成的数据，并且每 条用于随机数生成的数据与识别信息关联，并且其中随机数生成器可以通过使用无线通信装置与对应的识别信息关联的用于随机数生成的数据来生成随机数。由接收单元接收的无线信号可以是广播信号。用于随机数生成的数据可指示由随机数生成器生成的随机数的上限。用于随机数生成的数据可指示由随机数生成器生成的随机数的下限。用于随机数生成的数据可指示由随机数生成器生成的随机数的下限和上限。用于随机数生成的数据可指示由随机数生成器生成的随机数的中值和方差。用于随机数生成的数据可指示由随机数生成器生成随机数所使用的随机数模型。用于随机数生成的数据可以是由用户指定的值。无线通信装置可根据来自基站的命令以周期性的定时执行同步处理。另外，根据本发明的实施例，提供了一种无线通信系统，包括基站和无线通信装置。所述无线通信装置包括接收单元，用于接收来自基站的无线信号；发送单元，用于发送用于连接到基站的初始信号；随机数生成器，用于生成随机数；和控制器，用于在基于从基站接收的无线信号的同步处理之后，根据与由随机数生成器生成的随机数对应的延迟时间控制发送单元发送初始信号的定时。另外，根据本发明的实施例，提供了一种无线通信方法，包括接收来自基站的无线信号；生成随机数；以及在基于从基站接收的无线信号的同步处理之后，根据与由随机数生成器生成的随机数对应的延迟时间发送用于连接到基站的初始信号。另外，根据本发明的实施例，提供了一种基站，包括发送单元，用于把无线信号发送给无线通信装置；和接收单元，用于接收根据与在无线通信装置中生成的随机数对应的延迟时间从无线通信装置发送的初始信号，无线通信装置使用该初始信号连接到基站。发明的有益效果如上所述，根据本发明，可以分散无线通信装置(诸如，MTC终端)的访问请求的定时。
图I是表示无线通信系统I的示例性结构的解释示图。图2是表示4G的帧格式的解释示图。
图3是表示随机访问的比较例子的顺序图。图4是表不时间和小区通"[目量之间的关系的解释不图。图5是表示根据第一实施例的MTC终端20的结构的功能框图。图6是表示MTC终端20和eNodeB 10的操作的顺序图。图7是表示MTC终端20的操作的流程图。图8是表示根据第二实施例的BCH的示例性结构的解释示图。
具体实施例方式以下，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。需要注意的是，在本说明书和附 图中，具有基本上相同的功能和结构的元素由相同的标号表示，并且省略重复解释。此外，在说明书和附图中，通过具有基本上相同的功能结构的多个结构元素中的每一个具有添加到相同标号的末尾的不同字母，具有基本上相同的功能结构的多个结构元素可彼此区分。例如，具有基本上相同的功能结构的多个结构元素可根据需要彼此区分，诸如MTC终端20A、20B和20C。然而，如果并不特别地需要区分具有基本上相同的功能结构的多个结构元素中的每一个，则仅分配相同的标号。例如，如果并不特别地需要区分MTC终端20A、20B和20C，则它们简单称为MTC终端20。 另外，将根据下面的项目次序描述本发明。I.无线通信系统的概述1-1.无线通信系统的结构1-2.帧同步1-3.定时提前1-4. MTC 终端2.第一实施例2-1. MTC终端的结构2-2. MTC终端的操作3.第二实施例4.结论〈I.无线通信系统的概述〉当前，在3GPP中正在执行4G无线通信系统的标准化。作为说明性例子，本发明的实施例适用于4G无线通信系统，因此，将首先描述4G无线通信系统的概述。[1-1.无线通信系统的结构]图I是表示无线通信系统I的示例性结构的解释示图。如图I中所示，无线通信系统I包括eNodeB 10、核心网络、MTC终端20和MTC服务器30。核心网络包括MME (移动性管理实体)12、S-GW(服务网关)14和H)N(分组数据网络)-GW 16。图I中显示的eNodeB 10是基站的例子，并且MTC终端20是无线通信装置的例子。作为替代例子，无线通信装置可以是用户设备(UE :用户设备)。另外，例如，基站可以是中继转播eNodeB 10和无线通信装置之间的通信的中继节点或作为用于家庭的小型基站的家庭 eNodeB。eNodeB 10是这样一种无线电基站，其用作用于把无线信号发送给MTC终端20的发送器并且用作用于接收来自MTC终端20的无线信号的接收器。需要注意的是，仅一个eNodeB 10显示在图I中，但实际上，多个eNodeB能够连接到核心网络。另外，虽然从图I省略说明，但eNodeB 10也与例如用户设备通信。MME 12是控制用于数据通信的会话的设置、打开和切换的装置。MME 12通过称为X2的接口连接到eNodeB 10。S-Gff 14是执行用户数据的路由、传送等的装置。TON-GW 16用作与IP服务网络的连接点，并传送来自IP服务网络的用户数据以及把用户数据传送到IP服务网络。MTC终端20是针对已在3GPP中研究的MTC的应用具体地设计的终端，并根据应用执行与eNodeB 10的无线通信。另外，MTC终端20通过核心网络执行与MTC服务器30的双向通信。用户通过访问MTC服务器30执行具体应用。用户通常不直接访问MTC终端20。将在“ 1-4. MTC终端”中详细描述这种MTC终端20。[1-2.帧同步]
虽然未提供细节，但预期上述eNodeB 10和MTC终端20将会以类似于eNodeB 10和用户设备之间的通信的方法执行无线通信。因此，以下将会描述在eNodeB 10和用户设备之间共享的无线帧和帧同步。以下描述的细节能够被包括在eNodeB 10和MTC终端20之间的通信中。图2是表示4G的帧格式的解释示图。如图2中所示，IOms的无线帧由10个子帧#0至#9构成,每个子巾贞为Ims长。每个Ims子巾贞由两个0. 5ms时隙构成。另外，每个0. 5ms时隙由7个Ofdm码元构成。另外，在如图2中所示的在其里面绘制了对角线的Ofdm码元中，传输用于用户设备进行帧同步的同步信号。更具体地讲，在子帧#0的第五Ofdm码元中传输次同步信号(SSS)，在子帧#0的第六Ofdm码元中传输主同步信号(PSS)，在子帧#5的第五Ofdm码元中传输次同步信号，并且在子帧#5的第六Ofdm码元中传输主同步信号。用户设备通过使用主同步信号获取5ms的时间段，同时，从分为三组的小区编号组检测与当前位置对应的小区编号组。随后，用户设备通过使用次同步信号获取无线帧时间段(IOms的时间段)。此外，Zadoff-Chu序列用于同步信号的代码序列。因为168种类型的编码序列用在小区编号组中的小区编号中并且两种类型的编码序列用于获得无线帧时间段，所以准备336种类型的编码序列。基于子帧#0中传输的次同步信号和子帧#5中传输的次同步信号的组合，用户设备能够确定接收的子帧是子帧#0还是子帧#5。[1-3.定时提前]为了使eNodeB 10同时接收从多个用户设备发送的无线信号，4G用户设备根据eNodeB 10和用户设备之间的距离对时间的长度执行调整，这称为定时提前。具体地讲，在用户设备朝着随机访问窗口发送前导的随机访问的过程中执行定时提前。从在eNodeB 10的前导的到达时间和上述随机访问窗口之间的关系能够获得定时提前值。另外，随机访问窗口位于无线帧中的预定位置，因此，它定期地到达。可以设想，虽然未提供细节，但一般MTC终端也以与用户设备的方法类似的方法执行定时提前并获取定时提前值。以下，作为相对于本发明的实施例的比较例子，将描述被认为由eNodeB 10和一般MTC终端执行的随机访问的流程。
图3是表示随机访问的比较例子的顺序图。如图3中所示，当MTC终端从eNodeB10接收到主同步信号和次同步信号(S42)时，MTC终端执行下行链路帧同步(S44)，如“1-2.帧同步”中所解释。随后，MTC终端朝着无线帧中的随机访问窗口发送前导(用于连接到eNodeB 10的初始信号)(S46)。这里，MTC终端把指示前导发送的次数的PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER设置为1，把作为与退避相关的参数的退避参数值设置为0，然后利用合适的功率发送前导。在以下的表中表示退避参数的例子。如果MTC终端发送前导失败，则MTC终端参考这些参数并在预定退避时间已过去之后重新发送前导。[表I]
权利要求
1.一种无线通信装置，包括 接收单元，用于接收来自基站的无线信号； 发送单元，用于发送用于连接到基站的初始信号； 随机数生成器，用于生成随机数；和 控制器，用于在基于从基站接收的无线信号的同步处理之后，根据与由随机数生成器生成的随机数对应的延迟时间控制发送单元发送初始信号的定时。
2.如权利要求I所述的无线通信装置，其中由接收单元接收的无线信号包括用于随机数生成的数据，并且 其中随机数生成器通过使用用于随机数生成的数据来生成随机数。
3.如权利要求2所述的无线通信装置，其中由接收单元接收的无线信号包括一条或多条用于随机数生成的数据，并且每条用于随机数生成的数据与识别信息关联，并且 其中随机数生成器通过使用无线通信装置与对应的识别信息关联的用于随机数生成的数据来生成随机数。
4.如权利要求3所述的无线通信装置，其中由接收单元接收的无线信号是广播信号。
5.如权利要求4所述的无线通信装置，其中所述用于随机数生成的数据指示由随机数生成器生成的随机数的上限。
6.如权利要求4所述的无线通信装置，其中所述用于随机数生成的数据指示由随机数生成器生成的随机数的下限。
7.如权利要求4所述的无线通信装置，其中所述用于随机数生成的数据指示由随机数生成器生成的随机数的下限和上限。
8.如权利要求4所述的无线通信装置，其中所述用于随机数生成的数据指示由随机数生成器生成的随机数的中值和方差。
9.如权利要求4所述的无线通信装置，其中所述用于随机数生成的数据指示由随机数生成器生成随机数所使用的随机数模型。
10.如权利要求4所述的无线通信装置，其中所述用于随机数生成的数据是由用户指定的值。
11.如权利要求I所述的无线通信装置，其中所述无线通信装置根据来自基站的命令以周期性的定时执行同步处理。
12.一种无线通信系统，包括 基站；和 无线通信装置，包括 接收单元，用于接收来自基站的无线信号； 发送单元，用于发送用于连接到基站的初始信号； 随机数生成器，用于生成随机数；和 控制器，用于在基于从基站接收的无线信号的同步处理之后，根据与由随机数生成器生成的随机数对应的延迟时间控制发送单元发送初始信号的定时。
13.一种无线通信方法，包括 接收来自基站的无线信号； 生成随机数；以及在基于从基站接收的无线信号的同步处理之后，根据与由随机数生成器生成的随机数对应的延迟时间发送用于连接到基站的初始信号。
14.一种基站,包括 发送单元，用于把无线信号发送给无线通信装置；和 接收单元，用于接收根据与在无线通信装置中生成的随机数对应的延迟时间从无线通信装置发送的初始信号，无线通信装置使用该初始信号连接到基站。
全文摘要
本发明提供了一种无线通信装置，包括接收单元，用于从基站接收无线信号；发送单元，用于发送用于连接到基站的初始信号；随机数生成器，用于生成随机数；和控制器，用于在基于从基站接收的无线信号的同步处理之后，根据与由随机数生成器生成的随机数对应的延迟时间控制发送单元发送初始信号的定时。
文档编号H04W74/08GK102972083SQ20118002924
公开日2013年3月13日 申请日期2011年6月13日 优先权日2010年6月23日
发明者吉泽淳, 高野裕昭 申请人:索尼公司