用于lte设备的随机接入信道增强的制作方法
【专利摘要】本文中描述了一种用于由后台用户来聚合后台业务分组而非执行随机接入过程以为每个新分组请求上行链路资源的技术。由于由多个UE使用相同的物理随机接入信道(PRACH)资源以用于随机接入过程，所以会发生冲突。期望PRACH在非常低的冲突率下运行，但是如果用户的数量增加，则冲突以及错误率都会增加。所本公开的技术通过减少用于传输后台业务的随机接入过程的数量来减少冲突率。
【专利说明】用于设备的随机接入信道增强
[0001]优先权要求
[0002]本申请要求享有2012年9月28日递交的美国专利申请序列价).13/629，928的优先权，该申请要求享有2012年3月16日递交的美国临时专利申请序列如.61/612，188的优先权，所有这些专利申请以引用的方式全部并入本文。
【背景技术】
[0003]第三代合作伙伴计划(3?^)的112 (长期演进)规范中提出的[呢蜂窝系统提供了四个不同的服务质量(?)?类别，其被称为业务类别。他们是会话类、流类、交互类、和后台类。这些如3类别之间的主要区别因素是业务的延迟敏感度。会话类是指对延迟非常敏感的业务，而后台类是对延迟最不敏感的业务类别。
[0004]在口2系统中，移动终端(被称为用户设备⑴￡))最初从基站(被称为演进节点8(0^8))获得上行链路(见)资源以用于通过使用物理随机接入信道狀⑶)来执行随机接入(狀)过程以传输数据。？狀⑶信道是由6他所分配的供服用来执行狀过程的一组特定的时间-频率资源。如果网络没有将定期调度请求(部)的资源分配给服，则随机接入进程也被服使用以获取上行链路资源以用于所有的后续数据传输。
[0005]？狀】资源在处于连接模式中的用户直接以及处于空闲模式中的用户之间共享。由于多个服使用相同的？狀⑶资源以用于随机接入过程，所以会发生冲突。所期望的是？狀】在非常低的冲突率下运行，但是如果用户的数量增加，冲突率以及错误率都会增加。
标准详细说明了针对一般用户的前导重传的回退机制以便避免进一步的冲突，但是没有针对运行后台业务的用户的解决方案。如上所述，后台业务这个意义上是不同的:它没有严格的时延要求，并具有相对非常小的分组传输。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1示出了根据一些实施例的现和6他；
[0007]图2示出了根据一些实施例的随机接入过程；
[0008]图3八-38示出了根据一些实施例用于执行后台分组聚合的示例算法。
【具体实施方式】
[0009]以下描述和附图充分示出了具体实施例以使本领域技术人员能够实践它们。其它实施例可包含结构、逻辑、电气、过程和其它变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在其它实施例的部分和特征中，或替代其它实施例的部分和特征。权利要求中阐述所的实施例包括这些权利要求的所有可用等效物。
[0010]由于后台业务由小的分组构成并具有宽松的时延要求，本文中所公开的是一种由后台用户来聚合后台业务分组而不是执行狀过程，以为每个新分组请求见资源的技术。该技术的示例实施例如下。网络或6他通知运行后台业务的服以使用定时器，其在本文中被称为分组聚合定时器。当服获取用于初始化该分组聚合定时器的值(其被称为分组聚合定时器初始化值)时，定时器启动。对于由于后台业务的新见分组到达，服接着在定时器期间内聚合或缓冲所有分组到达。当该定时器到期时，经由狀过程来请求用于传输所有缓冲的后台分组的见资源。然后用分组聚合定时器值将定时器复位以再次开始该进程。在下文中讨论了关于本技术的其它实施例和变型。
[0011]示例[呢系统
[0012]图1示出了皿10和6他150的示例。皿100和6他150分别包括处理电路110和160，处理电路110和160中的每一个是要代表用于执行如下文所述的处理功能的任意类型的硬件/软件配置。在服100中的处理电路110被接合到一个或多个即收发器120，每个尺？收发器120都连接到多个天线130中的一个。6他150中的处理电路160被接合到多个即收发器170，每个即收发器170都连接到多个天线180中的一个。现100可以是例如移动电话或其它便携式计算装置。图1示出了用户接口 111，其可以是例如键盘或触摸屏。用户接口 111使得设备的用户能够与处理电路110通信，该通信可以包括如下所讨论的设置某些参数。还示出了用于向处理电路110指示电池的电量状态的电池指示器112。
[0013]1X2的物理层基于针对下行链路的正交频分复用(0501)以及针对上行链路的相关技术(单载波频分复用(3(:-1--)根据3即？[呢规范，下行链路和上行链路传输被组织在无线帧中，每个无线帧具有10-的周期。每个无线帧由10个子帧构成，每个子帧由两个连续的0.508的时隙构成。对于扩展循环前缀，每个时隙包含六个0？01符号，而对于普通循环前缀，每个时隙包含七个0？01符号。在上行链路和下行链路中，数据是通过将0？01符号映射到时间/频率资源栅格而复用的时间和频率，所述栅格包括被称为资源元素(即)的基本单元，其通过天线端口、子载波位置、以及无线帧内的0？01符号索引来唯一地标识。对应于单个时隙内的十二个连续的子载波的一组资源元素被称为资源块(即)。
[0014]当现处于连接状态时，所有上行链路和下行链路资源由6他分配。在物理层处，这些资源被分隔成单独的物理信道。在物理上行链路控制信道⑴此⑶)中为服分配资源，该资源用于请求用于通过物理上行链路共享信道…⑶)而向6他传输数据的资源。如果在户此⑶上服没有被分配用于传输这样的调度请求的资源，服可以使用随机接入过程以用于调度请求。
[0015]在112系统中，特定的时间-频率资源被保留以供由服使用来执行随机接入过程，该资源被称为物理随机接入信道狀⑶)。将时间-频率栅格中的的位置在系统信息块(318)中广播给服。随机接入可以被服所使用以用于多种用途，包括:用于初始接入以与6他建立连接，用于从空闲状态转换到连接状态，用于建立或重新建立与基站的同步，该同步包括接收定时提前参数以补偿上行链路传输到达洲8所花费的时间，以及用于在切换到新小区的过程中。
[0016]当移动站在物理随机接入信道狀⑶)上传输随机接入前导时，随机接入过程开始。这发起了移动站与基站之间的、可以是基于非竞争或基于竞争的消息交换。作为该过程的结果，移动站接收用于上行链路传输的资源、用于上行链路定时提前的初始化值、以及用于标识现并使现能够在物理下行链路控制信道$0(1?)中解码给该现的信息的0-^X1 (小区专用无线网络临时标识符)(如果该还没有一个0陬II的话)。图2示出了包括在执行基于竞争的狀过程中所涉及的步骤。在步骤八1，服使用？狀⑶传输随机接入前导。该前导传输向6他表明执行随机接入过程的服的存在，并且还允许6他估计服与6他之间的传输延迟时间以调整上行链路定时。在步骤八2，6他传输随机接入响应，所述响应包括给现的定时提前命令以允许现基于在步骤八1中所获得的定时估计来调整其上行链路传输的定时，并且还向终端分配在下一步中要使用的上行链路资源。在步骤八2的传输是通过由为随机接入响应所保留的90(1?传输所标识的资源的。如果6他检测到由于多个现尝试随机接入而造成的冲突，则随机接入响应还可以包括用于指示现在再次尝试随机接入之前进行延迟的回退命令。在步骤八3，现使用由步骤八2分配给现的户…⑶资源向6他传输识别消息。该识别消息还可以包括调度请求。在步骤八4，6他使用？03(?向服传输授予消息，这解决了由于多个服使用相同的前导来执行随机接入以及从6他接收相同的随机接入响应而造成的任何竞争。如果随机接入过程成功，则服被授予上行链路资源。使用由6他分配给服的专用前导，基于非竞争的随机接入过程仅涉及步骤八1和八2。
[0017]当服需要传输后台业务时，如果服已经被分配了资源，则可以在叩(1?上传输调度请求以便获得叩3(?资源来传输后台业务，或者如果现已经被分配了资源，则该业务可以被其它数据包括。如果服还没有被分配这样的上行链路资源，则可以使用随机接入过程。因为在如上所述的随机接入过程的步骤八1中，为了一些目的，多个服使用相同的？狀⑶资源，所以用于传输小的后台分组的随机接入过程的重复使用增加了在试图接入？狀⑶的服之间冲突的概率。另外，执行多个随机接入过程以传输每个小后台分组对于服的有限电池供电来说是繁重的。如本文中所描述的后台分组聚合技术改善了这两个问题。
[0018]图3八-38示出了可以由服执行的算法的示例。现被配置为可选地在后台分组聚合模式中运行，在所述后台分组聚合模式中，后台分组被缓冲，而不是使用随机接入程序以请求上行链路资源而立即传输。当处在后台分组聚合模式中时，服接入？狀⑶被抑制，如果这样的接入是用于传输后台业务的目的，则直到后台分组聚合定时器到期，在此时才可以使用随机接入过程来传输缓冲的分组。在步骤81，服进行检查以查看是否已从6他或其它网络实体接收到分组聚合定时器初始化值。这样的接收到的初始化值被用作来自6他的命令以用于使服进入分组聚合模式。在其它实施例中，该命令可以被传输为其它类型的消息。在某些实施例中，分组聚合定时器值或其它命令可以由6他使用主信息块(118)或使用系统信息块(318)而进行广播。
[0019]如果已接收到初始化值，则在步骤82，服进行检查以查看接收到的值是否是来自0^8或其它网络实体的用于退出分组聚合模式的命令。这样的命令可以采用特定的初始化值(例如，零值)或显式命令消息的形式。如果接收到退出命令，则服退出分组聚合模式并在返回到步骤81之前在步骤83停止分组聚合定时器。如果接收到的初始化值不是退出命令，则在步骤84，服存储该值。在上述步骤同时，在步骤85，服还检查以查看是否检测到用于自主地进入后台分组聚合模式的条件。这样的条件可包括例如低电量状态或过高水平的后台业务。如果任何一种方式指示服进入后台分组聚合模式中，则如果尚未运行分组聚合定时器，则服启动该分组聚合定时器，并且在步骤86进入后台分组聚合模式。然后，在步骤87，服开始(或继续)在聚合缓冲器中存储这些后台分组，以用于执行针对这些后台分组的传输的随机接入过程。如在步骤88所定义的，这种缓冲一直持续到分组聚合定时器到期，在此时，在步骤89执行随机接入过程以传输缓冲的分组。然后，在步骤810，服检查是否存在退出后台分组聚合模式的条件，这样的条件可以包括例如来自6他的命令、经由用户输入的用户命令、和/或缺少自主地进入分组聚合模式的条件(如果仅由这些条件来负责服发起该模式)。如果存在这样的退出条件，则在步骤812，服退出分组聚合模式，并且返回到步骤81和85。否则，在步骤811，服使用存储的初始化值重启分组聚合定时器并且返回到步骤87。
[0020]在示例实施例中，一种作为在112网络中的现而运行的设备包括:即收发器，其用于提供口2空中接口以用于与作为增强/演进节点8 (6他)而运行的基站进行通信；以及处理电路，其被接合到所述即收发器并且被设置为如果当前没有向所述设备分配用于向所述6他传输调度请求的上行链路资源，则启动分组聚合定时器，并且通过缓冲具有宽松的时延要求的后台分组而传输所述后台分组，直到所述分组聚合定时器到期，在此时向所述6他请求上行链路资源以用于经由随机接入过程来传输所缓冲的后台分组。所述处理电路可以被配置为在所述分组聚合定时器到期后但仍然处在分组聚合模式中时，将所述分组聚合定时器重置为所存储的分组聚合定时器初始化值。所述设备可以被配置为可选地在后台分组聚合模式中运行，在所述后台分组聚合模式中，缓冲后台分组，直到分组聚合时间到期、或直到不在所述后台分组聚合模式中运行。
[0021]在该示例实施例中的所述处理电路可以进一步被设置为:从所述6他(或其他网络实体)接收所述分组聚合定时器初始化值，并存储接收到的值；如果在以超过特定阈值的速率来接收用于传输的后台分组，则向所述6他请求较小的分组聚合定时器初始化值；当从所述6他接收到正的分组聚合定时器初始化值时，进入所述后台分组聚合模式；当从所述6他接收到退出所述后台分组聚合模式的命令时，退出所述后台分组聚合模式，其中，来自所述6他的所述退出所述分组聚合模式的命令可以是特定的分组聚合定时器初始化值；当经由用户输入接收到用户命令时，进入所述后台分组聚合模式；如果已经缓冲的后台分组的数量超过了特定阈值，则在所述分组聚合定时器到期之前，向所述6他请求上行链路资源以用于传输所缓冲的后台分组；当在所述分组聚合模式下运行时，如果从所述6他接收到新的分组聚合定时器初始化值，则重启所述分组聚合定时器；在主信息块(118)或系统信息块(318)中接收由所述6他发送的所述分组聚合定时器初始化值；和/或如果在以超过特定阈值的速率来执行用于传输后台业务的随机接入过程，则进入所述后台分组聚合模式。该示例实施例的所述设备还可以包括电池电量指示器，并且所述处理电路被配置为如果所述电池电量指示器表示低电力状态，则进入所述后台分组聚合模式。
[0022]在上述实施例的其它修改中，如果某些条件得到满足，则即使处于所述后台分组聚合模式中时，仍可以在所述后台分组聚合定时器到期之前清空后台分组聚合缓冲器。例如，如果已缓冲的后台分组的数量超过特定阈值，则在分组聚合定时器到期之前，所述服可以经由随机接入过程来传输所缓冲的后台分组。在另一示例中，如果由于某些其它原因将上行链路资源分配给所述服，则虽然在所述后台分组聚合模式中，仍可以在所述后台分组聚合定时器到期之前来传输所缓冲的分组。
[0023]上述实施例可以在各种硬件配置中实现，所述硬件配置可以包括用于执行指令的处理器，其中，所述指令执行所描述的技术。这样的指令可以被包含在适当的存储介质中，所述指令可以从所述存储介质中被转移到存储器或其它处理器可执行介质。
[0024]本文中所提及的天线可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、贴片天线、环形天线、微带天线或适用于传输即信号的其它类型的天线。在一些实施例中，可以使用具有多个孔径的单个天线，而不是两个或更多天线。在这些实施例中，每个孔径可以被认为是单独的天线。在一些多输入多输出(祖舢)实施例中，天线可以被有效地分离以利用可能在每个天线与发射站的天线之间得到的空间分集和不同的信道特性。在一些1頂0实施例中，天线可以分离开多达波长的1/10或更多的距离。
[0025]已经结合前述具体实施例描述了本主题。应当理解的是，也可以以被认为有利的方式来组合这些实施例。另外，许多替换、变型、和修改对于本领域普通技术人员是显而易见的。其他这样的替换、变型、和修改意在落入以下所附权利要求的范围内。
[0026]提供摘要以符合37(1 化第1.72(?)部分，其要求将允许读者确定本技术公开的性质和要点的摘要。以这样的理解来提交本摘要:本摘要将不会被用来限制或解释权利要求的范围或含义。以下的权利要求特此被并入详细描述中，并且每个权利要求自身都作为单独的实施例。
【权利要求】
1.一种作为在长期演进LTE网络中的用户设备(UE)而运行的设备，包括: RF收发器，其用于提供LTE空中接口以用于与作为增强/演进节点B (eNB)而运行的基站进行通信； 处理电路，其被接合到所述RF收发器并且被设置为:如果当前没有向所述设备分配用于向所述eNB传输调度请求的上行链路资源，则启动分组聚合定时器，缓冲具有宽松的时延要求的后台分组，并且在所述分组聚合定时器到期时，经由随机接入过程从所述eNB请求上行链路资源以传输所缓冲的分组。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理电路被设置为在所述分组聚合定时器到期后但仍然处在分组聚合模式中时，将所述分组聚合定时器重置为所存储的分组聚合定时器初始化值。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述处理电路从所述eNB接收所述分组聚合定时器初始化值并存储所接收到的值。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述处理电路被配置为如果在以超过特定阈值的速率来接收用于传输的后台分组，则向所述eNB请求较小的分组聚合定时器初始化值。
5.根据权利要求3所述的设备，其中，在从所述eNB接收到正的分组聚合定时器初始化值时，所述处理电路进入后台分组聚合模式，在所述后台分组聚合模式中，后台分组被缓冲。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，在从所述eNB接收到退出所述后台分组聚合模式的命令时，所述处理电路退出所述后台分组聚合模式。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，来自所述eNB的退出所述分组聚合模式的命令是零分组聚合定时器初始化值。
8.根据权利要求1所述的设备，其中，如果在以超过特定阈值的速率来执行用于传输后台业务的随机接入过程，则所述处理电路进入后台分组聚合模式，在所述后台分组聚合模式中，后台分组被缓冲。
9.根据权利要求1所述的设备，进一步包括: 电池电量指示器；以及 其中，如果所述电池电量指示器表示低电力状态，则所述处理电路进入后台分组聚合模式，在所述后台分组聚合模式中，后台分组被缓冲。
10.根据权利要求1所述的设备，其中，在经由用户输入接收到用户命令时，所述处理电路进入后台分组聚合模式，在所述后台分组聚合模式中，后台分组被缓冲。
11.根据权利要求1所述的设备，其中，如果已缓冲的后台分组的数量超过特定阈值，则在所述分组聚合定时器到期之前，所述处理电路向所述eNB请求上行链路资源以用于传输所缓冲的后台分组。
12.根据权利要求3所述的设备，其中，如果从所述eNB接收到新的分组聚合定时器初始化值，则所述处理电路重启所述分组聚合定时器。
13.根据权利要求3所述的设备，其中，所述处理电路在由所述eNB发送的主信息块(MIB)中接收所述分组聚合定时器初始化值。
14.根据权利要求3所述的设备，其中，所述处理电路在由所述eNB发送的系统信息块(SIB)中接收所述分组聚合定时器初始化值。
15.一种用于在长期演进LTE网络中运行用户设备(UE)的方法，包括: 如果启动了分组聚合模式并且当前由演进节点B(eNB)将上行链路资源分配给了所述UE，则使用当前所分配的上行链路资源来传输具有宽松的时延要求的后台分组； 如果启动了所述分组聚合模式并且当前还没有向所述UE分配用于向所述eNB传输调度请求的上行链路资源，则缓冲后台分组直到分组聚合定时器到期。
16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括:如果启动了所述分组聚合模式并且当前还没有向所述UE分配用于向所述eNB传输调度请求的上行链路资源，则通过以下步骤来传输后台分组: 启动所述分组聚合定时器； 存储所述后台分组； 在所述分组聚合定时器到期时，经由随机接入过程向所述eNB请求上行链路资源以用于传输所缓冲的后台分组并且在所分配的上行链路资源上传输所缓冲的后台分组。
17.根据权利要求15所述的方法，进一步包括:在所述分组聚合定时器到期后，将所述分组聚合定时器重置为所存储的分组聚合定时器初始化值。
18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括:从所述eNB接收所述分组聚合定时器初始化值并存储所接收到的值。
19.根据权利要求15所述的方法，进一步包括:如果在以超过特定阈值的速率来执行用于传输后台业务的随机接入过程，则进入后台分组聚合模式。
20.根据权利要求15所述的方法，进一步包括:如果电池电量指示器表示低电力状态，则进入后台分组聚合模式。
21.根据权利要求15所述的方法，进一步包括:在经由用户输入接收到用户命令时，进入后台分组聚合模式。
22.根据权利要求15所述的方法，进一步包括:如果启动了后台分组聚合模式，则如果已缓冲的后台分组的数量超过特定阈值，则在所述分组聚合定时器到期之前，向所述eNB请求上行链路资源以用于传输所缓冲的后台分组。
23.一种用于在LTE网络中运行演进节点B (eNB)的方法，包括: 检测用户设备(UE)间在接入物理随机接入信道(PRACH)方面的冲突率；以及 如果检测到的冲突率超过特定阈值，则在执行随机接入过程以请求上行链路资源之前，向所述UE传输使UE进入后台分组聚合模式的命令，在所述后台分组聚合模式中，在特定时间内后台分组被缓冲。
24.根据权利要求23所述的方法，进一步包括:在主信息块(MIB)中传输进入所述后台分组聚合模式的命令。
25.根据权利要求23所述的方法，进一步包括:在系统信息块(SIB)中传输进入所述后台分组聚合模式的命令。
【文档编号】H04W74/08GK104350798SQ201380014755
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年2月22日 优先权日:2012年3月16日
【发明者】A·T·科奇, U·蒲亚尔 申请人:英特尔公司