专利名称：随机接入方法、无线通信系统、无线终端以及基站的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信系统中的随机接入方法、无线通信系统、无线终端以及基站装置。本发明非常适用于例如下一代移动通信系统。
背景技术：
关于移动电话等移动通信系统，当前，基于CDMA方式的第三代方式开始服务，而通过3GPP (3rd Generation Partnership Project :第三代合作伙伴计划)(R)推进了能进行更高速通信的下一代移动通信系统(LTE :Long Term Evolution,长期演进)的研究(參见后述的非专利文献I)。其中，除了传输率的高速化之外，还研讨传输延迟的削減。在移动通信系统中，当基站装置(evolved Node B :eNB)与作为无线终端的移动站装置(User Equipment :UE)开始通信时，需要准备用于UE最开始进行发送的信道。在3GPP中，将其称为随机接入信道(RACH)，将RACH的通信开始步骤称为随机接入(參见后述的非专利文献2)。RACH中包含用于由eNB识别来自UE的发送的最小限度的信息。另外，RACH在通信开始时被使用，在此后的通信中使用単独信道(或共用信道)，因而只要不是多个UE同时使用，就能在UE彼此之间共同使用。于是，在RACH中应用被称为签名的识别符，由此，eNB能够识别通过RACH同时发送来的UE。随机接入在如下四种情况下执行，即(I)发送初次数据的情况；(2)当产生下行数据时建立上行同步的情况；(3)当产生上行数据时请求发送上行数据的情况；(4)执行切换时与移动目的地基站获得同步的情況。并且，从eNB向UE的方向为“下行”(下行链路DL),其相反方向为上行(上行链路UL)。这里，在(I)发送初次数据时和(3)发送上行数据时，UE从能使用的签名(前导)之中随机选择一个来使用(Contention Based Random Access Procedure :基于竞争的随机接入过程)。因此，虽然概率较低，然而也有可能引起多个UE同时使用相同的签名进行发送。另ー方面，在(2)下行数据发送时由eNB事先向UE分配单独签名，在(4)切换的情况下也由于一旦产生签名冲突则连接瞬时切断或根据场合而通信切断，因而应用了事先对要切换的 UE 分配单独签名的方法(Non-contention Based Random Access Procedure :基于非竞争的随机接入过程)。(a)基于竞争的随机接入过程图20表示上述非专利文献2记载的用于上述(I)和(3)的情况的随机接入步骤的例子。
当产生上行数据时，UE通过RACH向eNB发送包含随机选择的签名在内的消息(RandomAccess Preamble :随机接入前导)#1-1 (上行发送请求)(步骤S101)。此时,多个UE会同时使用相同的签名开始发送，可能发生竞争。但即便发生竞争，在该阶段eNB也无法识别有效的UE的ID，因此无法获悉在哪个UE间产生了签名的竞争。收到上述消息#1-1 (签名)的eNB将针对接收到的上述消息#1-1的响应消息(Random Access Response :随机接入响应)#1_2与用于上行通信的同步信号、发送许可等一起进行回复(步骤S102)。该响应消息#1-2在多个UE同时通过RACH进行发送的情况下回复给该多个UE。接下来，收到上述响应消息#1-2的UE通过消息(Scheduled Transmission :调度传输)#1-3发送本站ID，向eNB请求UL通信的调度(步骤S103)。 eNB通过接收该消息#1-3,从而可识别有效的UE的ID (以下也称之为终端ID)，因此可识别出在哪个UE之间产生了签名的竞争，如果产生了竞争则向该UE发送消息(Contention Resolution :竞争解决)#1-4,从而进行竞争的解决(步骤S104)。(b)基于非竞争的随机接入过程图21表示上述非专利文献2记载的使用于上述(2)和(4)的情况下的随机接入步骤(基于非竞争的随机接入过程)的例子。首先，eNB通过消息(Random Access Preamble assignment :随机接入前导分配)#2-1预先向进行管理的UE分配单独签名(步骤S201)。UE使用由eNB通过上述消息#2-1分配的单独签名，向eNB进行UL同步请求。即，UE通过RACH向eNB发送包含单独签名在内的消息#2-2 (步骤S202)。eNB在接收到该消息#2-2后，将针对该消息的响应消息#2-3与用于上行通信的同步信号、发送许可等一起回复(步骤S203 )。非专利文献I :3GPP, “Requirements for Evolved UTRA (E-UTRA) and EvolvedUTRAN (E-UTRAN)”，TR25. 913V7. 3. 0，Release 7, March 2006非专利文献2 :3GPP,“Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA)and Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN)”，TS36. 300,Release8, V8. I. 0, June 2007如上所述，在非专利文献2中，关于随机接入研究了两种过程，因而例如在上述
(2)产生下行数据时建立上行同步的情况和在上述(3)产生上行数据时进行上行数据发送请求的情况下，彼此不同的过程同时进行。如上，当分别地同时进行不同过程时，则在各过程中需要単独的资源(上述签名等)，因而过程进行之中可能被分配两种签名，造成签名的使用浪费。
发明内容
本发明目的之一在干，能选择性执行上述多个随机接入中的任ー种。另外，本发明目的之一还在于，实现在上述随机接入中使用的签名等资源的有效利用。并且，不限于上述目的，获得通过后述的具体实施方式
所示的各结构所帯来的作用效果、即通过现有技术无法获得的作用效果也可作为本发明其他目的之一。
为达成上述目的，本发明使用如下所示的“无线通信系统中的随机接入方法、无线通信系统、无线终端以及基站装置”。(I) S卩，本发明的无线通信系统中的随机接入方法是具有基站装置和无线终端的无线通信系统的随机接入方法，其中，上述无线终端在检测到用于第I随机接入的第I信息和从上述基站装置接收到的用于第2随机接入的第2信息时，选择上述第I信息和上述第2信息中的任ー种。(2)此处可以构成为，上述无线终端中，上述第I信息是伴随朝向上述基站装置的上行数据的产生而生成的，上述第2信息是伴随从上述基站装置朝向上述无线终端的下行数据的产生而从上述基站装置接收到的。(3)另外，还可以构成为，上述无线终端在使用所选择的信息的一种随机接入的进 程之中或结束之后，实施在未被选择的另ー种随机接入的过程中发送给上述基站装置的第3信息的发送。(4)进而，还可以构成为，上述无线终端停止上述第2随机接入的进行，在上述第I随机接入的进程之中，将为了接收下行数据而请求建立上行通信同步的上行同步请求信息作为上述第3信息发送给上述基站装置。(5)另外，还可以构成为，上述无线终端停止上述第2随机接入的进行，在上述第2随机接入的进程之中或结束之后，将请求上行数据发送的上行数据发送请求信息作为上述第3信息发送给上述基站装置。(6)进而，还可以构成为，上述上行同步请求信息在上述第I随机接入的过程中被赋予给应发送到上述基站装置的上行消息中。(7)另外，还可以构成为，上述上行数据发送请求信息在上述第2随机接入过程中被赋予给应发送到上述基站装置的上行消息中。(8)进而，还可以构成为，上述基站装置在检测到从上述无线终端接收到的上述第I信息和分配给上述无线终端的上述第2信息的存在之后，当从上述无线终端接收到上述第3信息时，释放上述第I信息或上述第2信息的管理。(9)另外，本发明的无线通信系统中的随机接入方法是具有基站装置和无线终端的无线通信系统的随机接入方法，其中，上述无线终端在伴随朝向上述基站装置的上行数据的产生而生成用于第I随机接入的第I信息之前，伴随来自上述基站装置的下行数据的产生，从上述基站装置接收用于第2随机接入的第2信息，在使用上述第2信息的上述第2随机接入的进程之中或结束之后，实施在上述第I随机接入的过程中发送给上述基站装置的第3信息的发送。(10)进而，本发明的无线通信系统是具有基站装置和无线终端的无线通信系统，其中，上述无线终端选择用于第I随机接入的第I信息和从上述基站装置接收到的用于第2随机接入的第2信息中的任ー种，上述基站装置释放对上述第I信息和上述第2信息中未被选择的上述信息的管理。(11)另外，本发明的无线终端具有生成単元，其生成用于对基站装置进行第I随机接入的第I信息；接收单元，其从上述基站装置接收用于对上述基站装置进行第2随机接入的第2信息；以及选择单元，其选择上述第I信息和上述第2信息中的任ー种。(12)这里，还可以构成为，该无线终端还具有发送单元，该发送単元维持进行与由上述选择单元选择的信息对应的一种随机接入，实施在未被上述选择单元选择的另ー种随机接入的过程中发送给上述基站装置的第3信息的发送。(13)另外，还可以构成为，上述选择单元选择上述第I信息，上述发送单元在上述第I随机接入的进程之中，将为了接收下行数据而请求建立上行通信同步的上行同步请求信息作为上述第3信息发送给上述基站装置。(14)进而，还可以构成为，上述选择单元选择上述第2信息，上述发送单元在上述第2随机接入的进程之中，将请求上行数据发送的上行数据发送请求信息作为上述第3信息发送给上述基站装置。(15)另外，还可以构成为，上述发送单元把上述上行同步请求信息赋予给在上述第I随机接入的过程中应发送给上述基站装置的上行消息中。 (16)进而，还可以构成为，上述发送单元把上述上行数据发送请求信息赋予给在上述第2随机接入的过程中应发送给上述基站装置的上行消息中。(17)另外，本发明的基站装置具有管理単元，其管理从无线終端接收到的用于第I随机接入的第I信息和发送给上述无线终端的用于第2随机接入的第2信息；判别单元，其根据从上述无线终端接收到的第3信息，判别选择了上述第I信息和上述第2信息中的哪个；以及控制単元，其維持与通过上述判别单元判别为已选择的一种信息对应的ー种随机接入，实施与上述第3信息对应的控制。(18)这里，还可以构成为，当上述第3信息是为了接收下行数据而请求建立上行通信同步的上行同步请求信息时，上述判别单元判别为在上述无线终端中选择了上述第I信息。(19)另外，还可以构成为，当上述第3信息是请求上行数据发送的上行数据发送请求信息时，上述判别单元判别为在上述无线终端中选择了上述第2信息。(20)进而，还可以构成为，上述控制单元释放上述管理单元对上述判别单元判别为未被选择的另一种信息的管理。根据上述本发明，可以选择执行上述多个随机接入中的任ー种。另外，可以实现在上述随机接入中使用的签名等资源的有效利用。还可以抑制随机接入信道(RACH)的干扰。
图I是本发明第I实施方式涉及的基站(eNB)的功能框图。图2是本发明第I实施方式涉及的移动站(UE)的功能框图。图3是说明本发明第I实施方式涉及的随机接入步骤(方法)的序列图。图4是说明图3所示的随机接入步骤实施时的eNB的工作的流程图。图5是说明图3所示的随机接入步骤实施时的UE的工作的流程图。图6是说明不同随机接入步骤同时进行的情况的序列图。图7是说明本发明第2实施方式涉及的随机接入步骤(方法)的序列图。图8是说明图7所示的随机接入步骤实施时的eNB的工作的流程图。图9是说明图7所示的随机接入步骤实施时的UE的工作的流程图。图10是说明第2实施方式的第I变形例的序列图。
图11是说明第2实施方式的第2变形例的序列图。图12是说明本发明第3实施方式涉及的随机接入步骤(方法)的序列图。图13是说明图10所示的随机接入步骤实施时的eNB的工作的流程图。图14是说明图10所示的随机接入步骤实施时的UE的工作的流程图。图15是说明本发明第4实施方式涉及的随机接入步骤(方法)的序列图。
图16是说明图13所示的随机接入步骤实施时的eNB的工作的流程图。图17是说明图13所示的随机接入步骤实施时的UE的工作的流程图。图18是说明本发明第5实施方式涉及的随机接入步骤(方法)的序列图。图19是说明本发明第6实施方式涉及的随机接入步骤(方法)的序列图。图20是说明现有的随机接入步骤(基于竞争的随机接入步骤)的序列图。图21是说明现有的随机接入步骤(基于非竞争的随机接入步骤)的序列图。符号说明10基站(eNB);ll天线；12收发部；13缓冲部；14判定部；15签名管理部；16无线资源管理部；20移动站(UE) ；21天线；22收发部；23缓冲部；24签名管理部；25接入判定部；26识别符赋予部
具体实施例方式下面，參照
本发明的实施方式。其中，本发明不限于以下所示的实施方式，当然可以在不脱离本发明主g的范围内进行各种变形来实施。I第I实施方式图I是本发明第I实施方式涉及的基站装置(eNB)的功能框图，图2是本发明第I实施方式涉及的移动站装置(UE)的功能框图，通过这些eNB 10和UE 20构成了无线通信系统。并且，eNB 10和UE 20可在上述无线通信系统中存在多个。另外，关于这些图I和图2所示的结构，只要没有特别说明，就在之后的第2至第4实施方式中也为同样。进而，本例中的基站装置10被设定为具备无线网络控制装置(RNC)的一部分或全部功能的LTE中的eNB，也可以是相比LTE处于前一代的(未组装RNC的功能)基站。此外，只要是规定了基于竞争的随机接入步骤和基于非竞争的随机接入步骤这两种方法的基站，就可以是任意系统的基站。
(eNB 的说明)关于图I所示的eNB 10，着眼于其主要部分的功能，例如具有天线11、收发部、缓冲部13、判定部14、签名管理部15、无线资源管理部16。在此，天线11接收来自UE 20的上行无线信号，并朝向UE 20发送下行无线信号。该天线11同时用于收发，也可以在发送和接收中分别设置。收发部(发送単元、接收单元)12对通过天线11接收的上行无线信号进行预定的接收处理，并对来自缓冲部13的数据(下行数据)进行预定的发送处理。上述接收处理例如包含低噪声放大、向基带频率进行频率转换(向下转换)、増益调整、基于预定的解调方式的解调、基于预定的解码方式的解码等。另ー方面，上述发送处理包含使用预定的编码方式对上述上行数据进行的编码、使用预定的调制方式(QPSK和16QAM等)对编码数据进行的调制、预定的无线帧的生成、向无线频率进行频率转换(向上转换)、功率放大等。上述无线帧例如能应用依据OFDMA和OFDMA的无线帧。缓冲部13在签名管理部15的控制之下暂时保持发往UE 20的下行数据，判定部(判别单元)14具有如下的功能根据通过收发部12进行了接收处理的上行数据(消息)，判定是否从UE 20请求了 UL同步请求和UL调度请求，判别在UE 20中选择了随机签名和单独签名中的哪一个。并且，在本例中，随机签名是指在UE 20中随机生成的签名(第I信息)，单独签名是指由eNB 10分配(发送)给UE 20的签名(第2信息)。另外，后面会叙述详细的上述判定(判别)手法。
签名管理部(管理单元)15对用于随机接入(过程)的签名(Random AccessPreamble :随机接入前导)(以下也称之为前导)进行管理，并且生成发送给使用于随机接入的UE 20的下行消息，还具备对UE 20进行签名的分配、释放的功能。并且，上述释放是按照判定部14的判定结果来实施的。无线资源管理部16对用于与UE 20通信(也包括随机接入时的通信)的UL和DL的无线资源[信道频率和时间(收发定时)等]及其分配进行管理，例如在上述OFDMA的情况下，具备对通过子信道频率和码元时间而规定的二维收发区域(被称为脉冲串)的配置(映射)进行管理的功能。除此之外，该无线资源管理部16还作为实施与上行消息(第3信息)对应的控制的控制单元而发挥功能，该上行消息是在与UE 20中未被选择的签名对应的随机接入过程中应当从UE 20接收到的。(UE 的说明)另一方面，关于图2所示的UE 20，着眼于其主要部分的功能，例如具有天线21、收发部22、缓冲部23、签名管理部24、接入判定部25、识别符赋予部26。其中，天线21接收来自eNB 10的下行无线信号，并且向eNB 10发送上行无线信号。该天线21也同时用于收发，也可以在发送和接收中分别设置。收发部(发送单元、接收单元)22对通过天线21接收的下行无线信号进行预定的接收处理，并且对来自缓冲部23的数据(上行数据)和经过识别符赋予部26发给eNB的上行消息(随机接入前导和调度传输消息)进行预定的发送处理。在UE 20中，上述接收处理例如包括低噪声放大、向基带频率进行频率转换(向下转换)、增益调整、基于预定的解调方式的解调、基于预定的解码方式的解码等。另一方面，上述发送处理包含使用预定的编码方式对上述上行数据进行的编码、使用预定的调制方式(QPSK和16QAM等)对编码数据进行的调制、向预定的无线帧进行上行数据的复用(映射)、向无线频率进行频率转换(向上转换)、功率放大等。缓冲部23在签名管理部24的控制之下暂时保持发往eNB 10的上行数据，签名管理部24管理用于随机接入处理(过程)的签名(随机接入前导)。接入判定部25与签名管理部24协作地生成使用于随机接入步骤的预定消息，其中，接入判定部25具有如下的功能监视(确认)是否产生了签名的复用分配、即是否存在从eNB 10分配的单独签名和本站(签名管理部24)中随机生成的随机签名，在复用分配时判定使哪个签名有效。识别符赋予部26具备对由接入判定部25生成的发往eNB 10的上行消息(例如通知终端ID的消息等)赋予如下消息和信息(识别符或标记等)的功能，该消息是由于在UE20中也产生上行数据而请求发送上行数据(UL调度)的消息，该信息表示还兼备针对由于下行数据到达eNB 10而在下行数据接收中所需的UL同步请求的UL同步确认。并且，所谓UL同步确认是指UE 20向eNB 10通知(确认响应)这样的情况正确接收到了来自eNB 10的UL定时信息，因而能够确保UL同步。(随机接入步骤的说明)下面，参照图3 图5详细叙述如上构成的本例的无线通信系统的工作(随机接入步骤)。并且，图3是说明本例的随机接入步骤(方法)的序列图，图4是说明实施本例的随机接入步骤时eNB 10中的工作的流程图，图5是说明实施本例的随机接入步骤时UE 20中 的工作的流程图。并且，与图20和图21的表记同样地，在此后叙述中，标注#1-1 #1-4示出的消息表示原本在基于竞争的随机接入步骤(第I随机接入)中使用的消息，标注#2-1 #2-3示出的消息表示原本在基于非竞争的随机接入步骤(第2随机接入)中使用的消息。首先，如果在UE 20中产生了上行数据且该上行数据保持于缓冲部23(图5的步骤BI)，则UE 20通过签名管理部24生成并存储随机签名(随机接入前导)(图5的步骤B2)。也就是说，签名管理部24具备作为生成单元的功能，该生成单元生成在产生发往eNB 10的上行数据时应该执行的基于竞争的随机接入中所使用的签名。然后，UE 20通过接入判定部25生成包含该签名的随机接入前导消息(上行发送请求)#1-1，经由收发部22从天线21发送给eNB 10 (图3的步骤Sla和图5的步骤B3)。eNB 10如果接收到上述上行发送请求消息#1_1，则回复针对所接收的上述上行发送请求消息#1-1的响应消息(随机接入响应)#1_2，同时还发送用于上行通信的同步信号和发送许可等(图3的步骤S2)。该响应消息#1-2在由多个UE 20同时通过RACH进行了发送的情况下会被回复给该多个UE 20。在此，在发送该响应消息#1-2之前，在eNB 10中，由于发往UE 20的下行数据从上位装置到达(在缓冲部13中存在下行数据)(图4的步骤Al)而无法结束该接收处理等原因，因而无法识别UE 20发送的上述上行发送请求消息#1-1。这种情况下，eNB 10通过签名管理部15生成并存储上述下行数据的目的地UE20进行随机接入(UL同步请求)应使用的签名(单独签名第2信息)(图4的步骤A2)，通过签名分配消息(随机接入前导分配)#2-1将该单独签名经由收发部12发送给上述目的地UE20 (图3的步骤Slb和图4的步骤A3)。在结束发送这些上行发送请求消息#1-1 (图3的步骤Sla)和签名分配消息#2-1(图3的步骤Slb)的阶段，eNB 10无法识别“哪个UE 20在使用哪个签名”。也就是说，无法识别哪个UE 20被发行了两个签名(Random Preamble和Dedicated Preamble :随机前导和专用前导)。这是因为，在上述非专利文献2中，哪个消息中都不包含识别UE 20的信息(终端ID)。根据上述非专利文献2，终端ID是可以包含于消息(调度传输)#1-3中的，因此这种情况下可在eNB 10中识别出哪个UE 20使用了哪个签名应该是在从UE 20接收到该消息#1-3 (图3的步骤S3)之后。与此相对，在UE 20中，无关于是否将本站20的终端ID通知给了 eNB 10，在结束发送上行发送请求消息#1-2 (图3的步骤Sla)和签名分配消息#2-1 (图3的步骤Slb)的阶段，都能识别(检测)出存在本站生成的随机签名(随机前导)和从eNBlO分配的单独签名(Dedicated Preamble :专用前导)这两者、即上述两种随机接入的产生。如上，当对一台UE 20发行了多个签名的情况下，UE 20判断使用哪个签名。即，如果在上述步骤S2中UE 20存在来自eNB 10的单独签名的分配(接收)(图5的步骤B4)，则接入判定部25与签名管理部24协作地确认是否产生了两个签名(前导)的复用分配(图5的步骤B5)。其结果，如果产生了复用分配(步骤B5的是分支)，则UE 20 (接入判定部25)忽视从eNB 10分配的单独签名(图3的步骤Slc和图5的步骤B6)，将本站生成的随机签名选择为有效签名。也就是说，接入判定部25具备作为选择上述两个签名中任一个的选择单元的 功能。并且，在没有产生复用分配的情况下，本站生成的随机签名在UE 20中为有效(步骤B5的否分支)。由此，基于在UE 20中生成的随机签名的随机接入步骤(基于竞争的随机接入步骤)为有效，UE 20继续进行基于竞争的随机接入步骤。g卩，UE 20生成消息#1-3并发送给eNB 10 (图3的步骤S3和图5的步骤B7)。此时，UE 20通过上述签名分配消息#2-1的接收而识别到发往本站的下行数据到达了 eNB10，因而优选通过识别符赋予部26将表示“还兼作用于接收下行数据所需的UL同步确认”的信息(识别符或标记)赋予给该消息#1-3再进行发送。所谓UL同步确认是指对如下情况进行确认和响应UE 20正确接收了包含于消息(随机接入响应)#1-2中的UL定时信息，从而能确保UL同步的情况。也就是说，在未被选择的基于非竞争的随机接入过程中应该发送给eNB 10的UL同步请求(第3信息)是用于从eNB 10接收UL定时信息以使UL同步的消息，但是UE 20已经在被选择的基于竞争的随机接入过程#1-2中获得了该定时信息。于是，为了向eNB 10通知已经能取得UL同步的情况，将UL同步确认赋予给应发送的消息#1-3再发送给eNB 10。其中，由于如上所述在接收到消息#1-3的时刻，eNB 10能识别被双重分配了签名的UE 20，因此即便没有明确赋予上述识别符或标记，也能默认判断为来自该UE 20的消息#1-3兼备UL同步请求。在eNB 10中，如果识别到上述消息(兼备UL同步确认)#1-3的接收(图4的步骤A4的是分支)，则判定部14判断为分配给该UE 20的单独签名在该UE 20中被忽视(UE 20中生成的随机签名为优先)，因而在签名管理部15中释放分配给该UE 20的单独签名(图3的步骤S3-1和图4的步骤A5)。因此，停止基于eNB 10所分配的单独签名的随机接入步骤(基于非竞争的随机接入步骤)，能在随机接入步骤的中途(及早)释放分配给UE 20的单独签名，能实现签名的有效利用。并且，当识别为上述消息#1-3兼备UL同步确认的情况下(步骤A4中否的情况)，则属于下行数据没有到达而仅产生了通常的上行数据通信的情况，因而eNB 10进行消息#1-4的发送(步骤A7)。另外，eNB 10通过无线资源管理部16开始与上述UL同步确认(第3信息)对应的处理(控制)、例如下行数据的调度(图4的步骤A6)。另外，eNB 10通过接收上述消息(兼UL同步确认)#1-3，能够识别出可以不从UE20发来对签名分配消息#2-1的响应(随机接入前导)，因此能避免徒劳地再次发送签名分配消息#2-1。进而，与进行单独签名的分配无关，eNB 10接收在基于竞争的随机接入步骤中使用的消息#1-3，因此能识别出在UE 20中也产生了上行数据的情况。eNB 10通过接收上述消息(兼备UL同步确认)#1-3，能够获悉有效的UE 20的ID,因此能够识别出在哪个UE之间产生了签名的竞争，向相应的UE 20发送竞争解决(Contention Resolution)消息#1-4,从而进行竞争的解决(图3的步骤S4)。如上所述，根据本例的随机接入方法，即便存在相同时期内产生了上行数据和下行数据的UE 20，该UE 20也会选择由本站生成的签名，继续进行基于竞争的随机接入，因此例如图6所示，不会出现上述两种随机接入步骤对任一个UE 20同时进行到最后的情况。因此，能够简化随机接入的控制水平，还能够实现用于随机接入的签名的有效利用。进而，还能够抑制随机接入信道(RACH)的干扰。其中，上述两种随机接入步骤也可彼此同时进行。因此，例如在上述消息(兼 备UL同步确认)#1-3与其他UE竞争的情况下，UE 20通过参照从eNB 10通知的竞争解决消息#1-4，可知产生了竞争。此时，如果继续进行基于非竞争的随机接入，为了确保UL同步而则可能较需要时间，因此也可使用通过上述消息#2-1从eNB 10分配的单独签名，同时执行基于非竞争的随机接入。但是，此时需要将针对该UE 20的单独签名的有效期限设定得较长。另外，在基于非竞争的随机接入的继续进行之中，由于向eNB 10发送在未被选择的基于非竞争的随机接入的过程中应发送给eNB 10的信息(UL同步确认)，因而能够一并可靠地实施上行数据的发送处理和下行数据的接收处理。进而，上述UL同步请求与在所选择的基于竞争的随机接入的过程中被发送给eNB10的上行消息#1-3共用，从而无需在UL同步确认中准备(定义)单独的上行消息，可实现无线资源的有效利用。另外，在本例中，相比后述的第2实施方式，可以削减在eNB 10与UE 20之间收发的消息数量，因而可以实现无线资源的进一步有效利用、由重新发送控制(HARQ =HybridAutomatic Repeat reQuest,混合自动重传)导致的错误修复的缩短。2第2实施方式图7是说明本发明第2实施方式涉及的随机接入步骤的序列图，图8是说明第2实施方式涉及的随机接入步骤实施时的eNB 10中的工作的流程图，图9是说明第2实施方式涉及的随机接入步骤实施时的UE 20中的工作的流程图。本实施方式中，当产生了上述前导的复用分配时，UE 20忽视由本站生成的签名(第I信息)，选择从eNB 10分配的单独签名(第2信息)。因此，会继续进行基于非竞争的随机接入步骤。首先，如果在UE 20中产生了上行数据且将该上行数据保持于缓冲部23 (图9的步骤B11)JUUE 20通过签名管理部24生成并存储随机签名(随机接入前导)(图9的步骤B12)，通过接入判定部25生成包含该签名的上行发送请求(随机接入前导)消息#1-1，经由收发部22从天线21向eNB 10发送(图7的步骤Sla和图9的步骤B13)。eNB 10如果接收到上述上行发送请求消息#1_1，则将针对所接收的上述上行发送请求消息的响应消息(随机接入响应)#1-2与用于上行通信的同步信号和发送许可等一起进行回复(图7的步骤S2)。该响应消息#1-2在多个UE 20同时通过RACH进行发送的情况下被回复给该多个UE 20。在此，在本例中，在该响应消息#1-2发送之前，在eNB 10中，由于发往UE 20的下行数据从上位装置到达(在缓冲部13中存在下行数据)(图8的步骤Al I)而无法结束该接收处理等原因，无法识别UE 20所发送的上述上行发送请求消息#1-1。这种情况下，eNB 10通过签名管理部15生成并存储上述下行数据的目的地UE20进行随机接入(UL同步请求)应使用的签名(单独签名)(图8的步骤A12)，通过签名分配消息(随机接入前导分配)#2-1将该单独签名经由收发部12发送给上述目的地UE 20 (图7的步骤Slb和图8的步骤A13)。接收到上述签名分配消息#2-1的UE 20通过RACH向eNB 10发送包含由eNB 10分配的单独签名在内的消息(随机接入前导)#2-2 (图7的步骤S2a)。 在此，在UE 20中，在结束发送上行发送请求消息#1-1 (图7的步骤Sla)和签名分配消息#2-1(图7的步骤Slb)的阶段，都能识别出存在本站生成的随机签名和由eNB 10分配的单独签名这两者的情况。于是，UE 20判断使用哪个签名。S卩，本例的UE 20如果在上述步骤S2中存在来自eNB 10的签名分配(图9的步骤B14)，则接入判定部25与签名管理部24协作地确认是否产生了两个签名(前导)的复用分配(图9的步骤B15)。其结果，如果产生了复用分配(步骤B15的是分支)，则UE 20忽视本站生成的随机签名(发送给eNB 10的签名)(图7的步骤Sld和图9的步骤B16)，将由eNBlO分配的单独签名选择为有效签名。并且，在没有产生复用分配的情况下，单独签名也是有效的(步骤B15的否分支)。由此，基于eNB 10所分配的单独签名的随机接入步骤(基于非竞争的随机接入步骤)继续进行。此后，UE 20生成消息#1-3并发送给eNB 10(图7的步骤S3和图9的步骤B17)。此时，由于UE 20还产生上行数据，因而优选通过识别符赋予部26将表示“还兼备用于请求上行数据的发送(调度)的消息(UL调度请求)”的信息(识别符或标记)赋予给该消息#1-3再进行发送。也就是说，将在未被选择的基于竞争的随机接入的过程中应该发送给eNB 10的UL同步请求(第3信息)赋予给发往eNB 10的消息#1-3再发送给eNB 10。但是，由于在接收到消息#1-3的时刻，eNB 10能识别被双重分配了签名的UE 20，因此即便没有明确赋予上述识别符或标记，也能默认判断为来自该UE 20的消息#1-3兼备UL同步请求。在eNB 10中，如果识别到上述消息#1-3 (兼备UL同步确认)的接收(图8的步骤A14的是分支)，则可判断为分配给该UE 20的单独签名在该UE 20中是有效的，因而在签名管理部15中释放从该UE 20接收并管理的随机签名(图7的步骤S3-2和图8的步骤A15)。因此，基于UE 20生成的随机签名的随机接入步骤(基于竞争的随机接入步骤)为无效(停止)，可以在随机接入步骤的中途(及早)释放随机签名，可实现签名的有效利用。然后，eNB 10通过无线资源管理部16实施UL的无线资源分配，作为与上述UL调度请求对应的处理(控制)(图8的步骤A16)。并且，本例是单独签名为有效的例子，因此仅限于该UE 20，不需要基于竞争的随机接入步骤中竞争解决消息#1-4的发送并能将其停止(图7的步骤S4和图8的步骤A17)。另外，当识别出上述消息#1-3兼备UL调度请求的情况下，eNB 10结束处理(图8的步骤A14的否分支)。如上所述，根据本例的随机接入方法，即便存在相同时期产生了上行数据和下行数据的UE 20，UE 20也会选择由eNB 10分配的签名，继续进行基于非竞争的随机接入，因此这种情况下也不会出现上述两种随机接入步骤对某个UE 20同时进行到最后的情况。因此，能够简化随机接入的控制水平，还能够实现用于随机接入的签名的有效利用。进而，还能够抑制RACH的干扰。另外，当基于非竞争的随机接入的继续进行之中，由于UE 20向eNB 10发送在未被选择的基于竞争的随机接入的过程中应发送给eNB 10的信息(UL同步确认)，因而能一并可靠地实施上行数据的发送处理和下行数据的接收处理。进而，对eNB 10的上述UL同步请求与上行消息#1-3共用，从而无需在UL同步确 认中准备(定义)单独的上行消息，可实现无线资源的有效利用。并且，在上述第I和第2实施方式之中，设想了在从UE 20向eNB 10发送了上行发送请求消息#1-1之后，从eNB 10向UE 20发送签名分配请求消息#2-1，然而即便在以相反的顺序发送了这些消息#1-1、#2-1的情况下，由于产生签名的复用分配这一点是不会变的，因而只要使任一个签名有效即可。(2. I)第I变形例例如图10所示，兼作针对上述eNB 10的UL调度请求的消息也可以是在上述图7的步骤S2a中发送的消息(Random Access Preamble :随机接入前导)#2_2。这种情况下，由于UE 20无需发送消息#1-3，因此可以停止该消息#1-3的发送(步骤S3)。因此，能够避免浪费发送上行消息，可实现上行无线资源(带宽)的有效利用。另外，在eNB 10中，由于不接收到消息#1_3就不能识别(即无法管理)哪个UE 20使用着哪个前导，因此也无需释放前导(无需执行图7的步骤S3-2)。因此，可以减轻eNB 10中的前导管理的处理负荷。(2. 2)第2变形例进而，针对上述eNB 10的UL调度的请求可以不在继续进行基于非竞争的随机接入步骤时发送，例如图11所示，也可以在该步骤结束之后(从eNB 10向UE 20发送消息#2-3之后)，与对消息#2-3的响应(ACK/NACK信号)一起进行发送(图11的步骤S5)。还可以在发送消息#2-3之后，作为单独的上行消息进行发送。3第3实施方式图12是说明本发明第3实施方式涉及的随机接入步骤的序列图，图13是说明第3实施方式涉及的随机接入步骤实施时的eNB 10的工作的流程图，图14是说明第3实施方式涉及的随机接入步骤实施时的UE 20的工作的流程图。本实施方式不同于第I和第2实施方式，将说明对UE 20分配了单独签名的状态下在UE 20产生了上行数据的情况。S卩，当发往UE 20的下行数据从上位装置到达eNB 10(下行数据存在于缓冲部13)时(图13的步骤A21)，则eNB 10通过签名管理部15生成并存储由上述下行数据的目的地UE 20进行随机接入(UL同步请求)应该使用的签名(单独签名)(图13的步骤A22)，通过签名分配消息#2-1 (随机接入前导分配)经由收发部12将该单独签名发送给上述目的地UE20 (图12的步骤Sll和图13的步骤A23)。UE 20如果接收到上述签名分配消息#2-1，则通过签名管理部24存储、管理如上分配的单独签名(图14的步骤B21)。此后，如果在UE 20中产生了上行数据且该上行数据保持于缓冲部23(图14的步骤B22)，则UE 20 (签名管理部24)不会如第I和第2实施方式那样进行随机签名的生成(图12的步骤S12和图14的步骤B23)。取而代之，UE 20通过接入判定部25生成包含由eNB 10分配的单独签名在内的UL同步请求(随机接入前导)消息#2-2，从天线21经由收发部22发送给eNB 10。此时，UE 20会产生上行数据，因此通过识别符赋予部26向该消息#2-2赋予表示“还兼作UL调度请求”的信息(识别符或标记)再进行发送(图12的步骤S13和图14的步骤 B24)。 也就是说，在UE 20使用产生下行数据时用于获得(建立)上行同步的签名来执行随机接入之际，一并将UL调度请求也发送给eNB 19。如果在eNB 10中识别到上述消息#2_2(兼UL调度请求)的接收(图13的步骤A24的是分支)，则通过无线资源管理部16实施与该UL调度请求对应的UL的无线资源分配控制(图13的步骤A25)，通过签名管理部15生成对上述消息#2-2的响应消息#2_3，发送给UE20 (图12的步骤S14)。并且，在上述UL同步请求消息#2-2中不包含UL调度请求的情况下(图13的步骤A24中为否的情况)，属于仅产生通常的上行数据通信的情形，因而eNB 10不进行UL资源分配而进行消息#2-3的发送(图13的步骤A26)。如上所述，根据本例的随机接入方法，当在eNB 10中产生发往UE 20的下行数据且eNB 10对该UE 20分配了签名之后，如果在该UE 20产生了上行数据，则UE 20不会进行用于基于竞争的随机接入的签名的生成，而是使用eNB 10分配的签名继续进行基于非竞争的随机接入，因而上述两种随机接入步骤不会同时进行。因此，能够简化随机接入的控制水平，还能够实现用于随机接入的签名的有效利用。另外，在UE 20和eNB 10中均无需始终对上述两种签名进行管理。进而，当继续进行上述基于非竞争的随机接入时，由于向eNB 10发送在基于竞争的随机接入的过程中应发送给eNB 10的信息(UL调度确认)，因而能够一并可靠地实施上行数据的发送处理和下行数据的接收处理。另外，由于随机接入前导消息#2-2还兼作UL调度请求，因此相比后述的第4实施方式(对随机接入响应消息#2-3的确应响应消息兼作UL调度请求的情况)，可削减上行数据发送开始之前的延迟。4第4实施方式图15是说明本发明第4实施方式涉及的随机接入步骤的序列图，图16是说明第4实施方式涉及的随机接入步骤实施时的eNB 10的工作的流程图，图17是说明第4实施方式涉及的随机接入步骤实施时的UE 20的工作的流程图。本实施方式与第3实施方式相同，说明在对UE 20预先分配了单独签名的状态下，在UE 20中产生了上行数据的情况。S卩，当发往UE 20的下行数据从上位装置到达eNB 10的时候(缓冲部13存在下行数据)(图16的步骤A31)，则一他10通过签名管理部15生成并存储由上述下行数据的目的地UE 20进行随机接入(UL同步请求)应该使用的签名(单独签名)(图16的步骤A32)，通过签名分配消息#2-1 (随机接入前导分配)经由收发部12将该单独签名发送给上述目的地UE 20 (图15的步骤Sll和图16的步骤A33)。UE 20如果接收到上述签名分配消息#2-1，则通过签名管理部24对如上分配的单独签名进行存储、管理(图17的步骤B31)。之后，如果在UE 20中产生上行数据且该上行数据保持于缓冲部23中(图17的步骤B32)，则UE 20 (签名管理部24)不会如第I和第2实施方式那样进行随机签名的生成(图15的步骤S12和图17的步骤B33)。取而代之，UE 20通过接入判定部25生成包含由eNB 10分配的单独签名在内的UL同步请求消息#2-2 (随机接入前导)，从天线21经由收发部22发送给eNB 10 (图15的 步骤S13和图17的步骤B34)。在eNB 10中，如果识别到上述消息#2-2的接收(图16的步骤A34的是分支)，则通过无线资源管理部16实施UL的无线资源的分配(图16的步骤A35)，通过签名管理部15生成对上述消息#2-2的响应消息#2-3，发送给UE 20 (图15的步骤S14)。并且，当无法识别上述消息#2-2 (兼作UL调度请求)的接收的情况下，eNB 10结束处理(图16的步骤A34的否分支)。另一方面，如果UE 20从eNB 10接收到上述响应消息#2_3 (图17的步骤S34)，则通过消息判定部25生成对其的确认响应(ACK/NACK)消息#3并发送给eNB 10。此时，UE20通过识别符赋予部16将表示“还兼作UL调度请求”的信息(识别符或标记)赋予给该确认响应消息#3再进行发送(图17的步骤B35)。并且，可以不与确认响应消息#3同时发送，而是通过单独的上行消息来发送。也就是说，当UE 20使用产生下行数据时用于获得上行同步的签名来执行随机接入之际，在该随机接入结束之后向eNB发送UL调度请求。如上所述，根据本例的随机接入方法，当在eNB 10中产生了发往UE 20的下行数据而由eNB 10对该UE 20分配了签名之后，如果在该UE 20中产生了上行数据，则UE 20不生成用于基于竞争的随机接入的签名，而是使用由eNB 10分配的签名继续进行基于非竞争的随机接入，可获得与第3实施方式相同的效果或优点。除此之外，在本例中，由于对随机接入响应消息#2-3的确认响应消息#3兼作UL调度请求，所以即便由于传播环境而无法通过eNB 10正确接收、识别该确认响应消息#3，也至少能够正常地开始下行数据的发送。并且，兼作UL调度请求的上行消息例如可以作为将CQI报告给eNB 10的上行数据。5第5实施方式图18是说明本发明第5实施方式涉及的随机接入步骤的序列图。本例是由eNBlO发送了对UE 20的响应消息(随机接入响应)#1_2之后发送签名分配消息(随机接入前导分配)#2-1的情况下的例子。S卩，如果在UE 20产生了上行数据，则UE 20通过签名管理部24生成随机签名，向eNB 10发送包含该随机签名的随机接入前导消息(上行发送请求)#1-1 (步骤Sla)。eNB 10如果接收到上述消息#1_1，则将针对接收到的上述上行发送请求消息#1-1的响应消息(随机接入响应)#1-2与用于上行通信的同步信号和发送许可等一起进行回复(步骤S2)。该响应消息#1-2在多个UE 20同时通过RACH进行发送的情况下被回复给该多个UE 20。在该阶段，如果发往UE 20的下行数据从上位装置到达eNB 10，则eNB 10通过签名管理部15生成单独签名，通过签名分配消息(随机接入前导分配)#2-1发送给UE 20 (步骤 S2b)。在UE 20中，如果接收到上述签名分配消息(随机接入前导分配)#2_1，则会存在上述随机签名和单独签名，产生复用分配。UE 20如果检测到该复用分配，则与第I和第2实施方式相同地选择任一个签名，继续执行与所选择的签名对应的一种随机接入(图18中示出选择了基于竞争的随机接入的情形)。这种情况下，如第I实施方式那样，能通过在此后的步骤S3中发送的上行消息#1-3来兼作UL同步确认。另外，如第2实施方式那样，既能由上行消息#1-3兼作UL调度请求，也能由上行消息(随机接入前导)#2-2兼作UL调度请求。进而，UL调度请求既能通 过针对响应消息#2-3的ACK/NACK信号来发送，也能通过单独的上行消息来发送。然后，如果eNB 10对消息#1-3进行接收等来识别到有效的UE 20，则能释放复用分配状态下的一种签名。也就是说，根据第I实施方式和本例，发给UE 20的签名分配消息(随机接入前导分配)#2-1的发送定时可以是eNB 10接收消息#1-3之前的任何定时。6第6实施方式图19是说明本发明第6实施方式涉及的随机接入步骤的序列图。本例是由UE 20向 eNB 10 发送了消息(Scheduled Transmission :调度传输)#1_3 之后由 eNB 10 向 UE 20发送签名分配消息(随机接入前导分配)#2-1的情况下的例子。S卩，如果在UE 20中产生了上行数据，则UE 20会将包含随机签名的随机接入前导消息(上行发送请求)#1-1发送给eNB 10 (步骤Sla)，在接收到对该消息的响应消息#1-2(步骤S2)之后，发送消息#1-3 (步骤S3)。eNB 10如果接收到该消息#1-3,则开始有效的UE 20的ID (终端ID)的检测处理。如果检测到有效的终端ID，则可识别出在哪个UE 20间产生了签名的竞争，如果产生竞争则将竞争解决消息(Contention Resolution :竞争解决)#1_4发送给相应的UE 20,从而进行竞争解决(步骤S4)。在此，在该消息#1-3的处理之中，由于发往UE 20的下行数据从上位装置到达eNB10 (在缓冲部13中存在下行数据)而无法结束该接收处理等原因，无法识别UE20所发送的上述消息#1-3。这种情况下，eNB 10通过签名管理部15生成并存储由上述下行数据的目的地UE20进行随机接入(UL同步请求)应使用的签名(单独签名第2信息)，通过签名分配消息(RAPreamble Assignment :随机接入前导分配)#2-1将该单独签名经由收发部12发送给上述目的地UE 20 (步骤S3a)。在结束这些消息#1-3和消息#2-1的收发处理时，eNB 10能够识别“哪个UE 20在使用哪个签名”。也就是说，能够识别哪个UE 20被发行了两个签名(Random Preamble和Dedicated Preamble :随机前导和专用前导)。
在此，当在UE 20与其他的UE (以下称之为其他UE)之间没有产生竞争的情况下，可判定为对UE 20产生了复用分配，因此eNB 10 (签名管理部15)立即释放分配给UE 20的单独签名，按照通常情况发送竞争解决消息#1-4 (步骤S4)。由于该阶段能正常确保上行同步，因此能开始下行数据的发送。另一方面，当在UE 20与其他的UE之间产生竞争的情况下，有可能性从UE 20和其他UE传送来的各消息#1-3发生冲突。这种情况下，由于无法在该阶段判定为对UE 20产生了复用分配，因此无法立即释放分配给UE 20的单独签名。在产生竞争的情况下，eNB10在竞争解决消息#1-4中向UE 20通知产生了竞争的情况。此时，优选在检测到签名复用的UE 20之前保持单独签名。与此相对，在UE 20中，与是否将本站20的终端ID通知给了 eNB 10无关，在结束发送消息#1-3和签名分配消息#2-1的阶段，都能识别(检测)出存在本站生成的随机签名 (随机前导)和由eNB 10分配的单独签名(Dedicated Preamble)这两者、即上述两种随机接入的产生。此时，当从UE 20和其他UE传送来的各消息#1_3没有在eNB 10中产生冲突的情况下，UE 20通过参照从eNB 10通知的竞争解决消息#1_4，可获悉没有产生竞争。这种情况下，UE 20例如释放单独前导，可通过基于竞争的随机接入步骤来确保UL同步。其原因在于已通过消息#1-2正确接收了 UL定时信息。另一方面，在从UE 20和其他UE传送来的各消息#1-3在eNB 10中产生冲突的情况下，UE 20通过参照从eNB 10通知的竞争解决消息#1_4，可获悉产生了竞争。这种情况下，UE 20释放单独前导，可如第I实施方式那样通过基于竞争的随机接入步骤同时确保UL同步请求和UL调度请求。另外，还可以如第2至第4实施方式那样，通过基于非竞争的随机接入步骤确保UL同步请求和UL调度请求。进而，如第I实施方式中所述那样，可同时进行各个随机接入步骤。也就是说，如果检测到产生竞争，则也可以使用通过上述消息#2-1通知的单独签名，来同时执行基于非竞争的随机接入。并且，在本实施方式中，记载了在上述消息#1-3的处理中发送了上述消息#2-1的情况，然而即便在上述消息#1-2与上述消息#1-3之间发送上述消息#2-1的情况下，本实施方式当然也可以实现同样的工作。产业上的可应用性如上详细叙述的那样，根据本发明，能选择性执行多个随机接入中的任一个，另夕卜，还能够实现在上述随机接入中所使用的签名等资源的有效利用，因而被认为对于无线通信技术领域而言是极为有用的。
权利要求
1.一种无线通信系统中的随机接入方法，上述无线通信系统包括基站和无线终端，上述随机接入方法包括如下步骤 在上述无线终端中， 选择用于第I随机接入的第I信息或用于第2随机接入的第2信息；以及在使用所选择的信息的随机接入的过程之中或结束之后，与响应消息一起发送在与使用所选择的信息的随机接入不同的随机接入的过程中发送给上述基站的第3信息。
2.根据权利要求I所述的随机接入方法，其中， 上述第I信息是第I随机接入前导，上述第2信息是第2随机接入前导。
3.根据权利要求I所述的随机接入方法，其中， 上述第3信息表示上述无线终端的缓冲部具有上行数据。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的随机接入方法，其中， 上述无线终端从上述基站接收用于上述第I随机接入的上述第I信息。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的随机接入方法，其中， 上述无线终端从上述基站接收用于上述第2随机接入的上述第2信息。
6.一种无线通信系统，该无线通信系统包括 基站；以及 与上述基站进行通信的无线终端，其中， 上述无线终端选择用于第I随机接入的第I信息或用于第2随机接入的第2信息，并且， 上述无线终端在使用所选择的信息的随机接入的过程之中或结束之后，与响应消息一起发送在与使用所选择的信息的随机接入不同的随机接入的过程中发送给上述基站的第3信息，并且， 上述基站与上述无线终端进行数据通信。
7.一种无线终端，该无线终端包括选择单元，其选择用于第I随机接入的第I信息或用于第2随机接入的第2信息；以及发送单元，其在使用所选择的信息的随机接入的过程之中或结束之后，与响应消息一起发送在与使用所选择的信息的随机接入不同的随机接入的过程中发送给基站的第3信肩、O
8.一种基站，该基站包括通信单元，该通信单元与无线终端进行数据通信，上述无线终端选择用于第I随机接入的第I信息或用于第2随机接入的第2信息，上述无线终端在使用所选择的信息的随机接入的过程之中或结束之后，与响应消息一起发送在与使用所选择的信息的随机接入不同的随机接入的过程中发送给上述基站的第3信息。
全文摘要
本发明提供随机接入方法、无线通信系统、无线终端以及基站。一种无线通信系统中的随机接入方法，上述无线通信系统包括基站和无线终端，上述随机接入方法包括如下步骤在上述无线终端中，选择用于第1随机接入的第1信息或用于第2随机接入的第2信息；以及在使用所选择的信息的随机接入的过程之中或结束之后，与响应消息一起发送在与使用所选择的信息的随机接入不同的随机接入的过程中发送给上述基站的第3信息。
文档编号H04W74/08GK102769927SQ20121027470
公开日2012年11月7日 申请日期2007年8月10日 优先权日2007年8月10日
发明者大渕一央, 太田好明, 河崎义博, 田岛喜晴 申请人:富士通株式会社