无线通信系统中发送基于竞争的PUSCH的方法及其设备与流程

本发明涉及一种无线通信系统，并且更加特别地，涉及一种在无线通信系统中发送基于竞争的pusch的方法及其设备。

背景技术：

作为可应用本发明的无线通信系统的示例，将简单地描述第三代合作伙伴计划长期演进(3gpplte)(以下，被称为“lte”)通信系统。

图1是示意性地图示作为示例性的无线电通信系统的e-umts的网络结构的视图。演进的通用移动通信系统(e-umts)是传统的通用移动通信系统(umts)的高级版本，并且其基本标准化当前正在3gpp中进行。e-umts通常可以被称为长期演进(lte)系统。对于umts和e-umts的技术规范的细节，可以参考“3rdgenerationpartnershipproject；technicalspecificationgroupradioaccessnetwork(第三代合作伙伴计划；技术规范组无线电接入网络)”的版本7和版本8。

参考图1，e-umts包括用户设备(ue)、e节点b(enb)，和接入网关(ag)，该接入网关(ag)位于网络(e-utran)的末端，并且被连接到外部网络。enb可以同时发送用于广播服务、多播服务和/或单播服务的多个数据流。

每个enb可以存在一个或多个小区。小区被设置以在诸如1.25、2.5、5、10、15和20mhz的带宽的一个中操作，并且在该带宽中将下行链路(dl)或者上行链路(ul)传输服务提供给多个ue。不同的小区可以被设置为提供不同的带宽。enb控制到多个ue的数据发送或者来自多个ue的数据接收。enb将dl数据的dl调度信息发送给相应的ue以便通知ue在其中应当发送dl数据的时间/频率域、编码、数据大小，和混合自动重传请求(harq)相关的信息。此外，enb将ul数据的ul调度信息发送给相应的ue，以便通知ue可以由ue使用的时间/频率域、编码、数据大小，和harq相关的信息。可以在enb之间使用用于发送用户业务或者控制业务的接口。核心网(cn)可以包括用于ue的用户注册的ag和网络节点等。ag基于跟踪区(ta)管理ue的移动性。一个ta包括多个小区。

虽然基于宽带码分多址(wcdma)无线通信技术已经被发展成lte，但是用户和服务提供商的需求和期望在上升。另外，考虑到正在开发的其他无线电接入技术，需要新的技术演进以确保未来的高的竞争力。需要减少每比特的成本、增加服务可用性、灵活使用频带、简化结构、开放接口、适当的ue功耗等。

技术实现要素：

技术问题

被设计以解决问题的本发明的目的在于一种在无线通信系统中发送基于竞争的pusch的方法和设备。本发明解决的技术问题不限于上述技术问题，并且本领域技术人员可以从下面的描述中理解其它的技术问题。

技术方案

本发明的目的能够通过提供如所附权利要求中阐述的在无线通信系统中操作用户设备(ue)的方法来实现。

在本发明的另一方面，在此提供如所附权利要求中所阐述的通信装置。

要理解的是，本发明的前述一般描述和下面的详细描述是示例性的和说明性的，并且旨在提供对要保护的本发明的进一步解释。

有益效果

本发明在于当mac实体决定经由cb许可成功发送触发的bsr/sr/ra的ul数据时，uemac实体取消待定的bsr、待定的sr或正在进行的ra过程。

本领域的技术人员将会理解，利用本发明实现的效果不限于已在上文特别描述的效果，并且从结合附图的下面的详细描中述将会更清楚地理解本发明的其它优点。

附图说明

附图被包括以提供对本发明进一步的理解，并且被合并且组成本申请的一部分，图示本发明的实施例，并且与该描述一起用作解释本发明原理。

图1是示出作为无线通信系统的示例的演进的通用移动通信系统(e-umts)的网络结构的图；

图2a是图示演进的通用移动通信系统(e-umts)的网络结构的框图；并且图2b是描述典型的e-utran和典型的epc的架构的框图；

图3是示出基于第三代合作伙伴计划(3gpp)无线电接入网络标准的ue和e-utran之间的无线电接口协议的控制面和用户面的图；

图4是示出在e-umts系统中使用的物理信道结构的示例的视图；

图5是根据本发明的实施例的通信装置的框图；

图6是执行基于竞争的传输的图的示例；

图7是执行基于竞争的sr过程的图的示例；

图8是执行基于竞争的传输的图的示例；

图9是ue侧中的mac结构概要的图；

图10是调度请求传输的图；

图11是缓冲器状态和功率余量报告的信令的图；

图12是执行基于非竞争的随机接入过程的示例方法的图；

图13是执行基于竞争的随机接入过程的示例方法的图；

图14是根据本发明的实施例的在无线通信系统中发送基于竞争的pusch的概念图；以及

图15是根据本发明的实施例的在无线通信系统中发送基于竞争的pusch的示例。

具体实施方式

通用移动电信系统(umts)是第三代(3g)异步移动通信系统，其在基于欧洲系统的宽带码分多址(wcdma)、全球移动通信系统(gsm)以及通用分组无线电服务(gprs)中操作。umts的长期演进(lte)正在由标准化umts的第三代合作伙伴计划(3gpp)进行讨论。

3gpplte是用于启用高速分组通信的技术。为了包括旨在减少用户和提供商成本、改进服务质量、以及扩大和提升覆盖和系统容量的lte目标已经提出了许多的方案。3gpplte要求降低的每比特成本、增加的服务可用性、频带的灵活使用、简单结构、开放接口、以及终端的适当的功耗作为更高级的要求。

在下文中，从本发明的实施例中将容易地理解本发明的结构、操作和其它的特征，在附图中图示其示例。在下文中将会描述的实施例是其中本发明的技术特征被应用于3gpp系统的示例。

虽然在本说明书中将使用长期演进(lte)系统和lte高级(lte-a)系统描述本发明的实施例，但是它们仅是示例性的。因此，本发明的实施例可应用于与上述定义相对应的任何其他的通信系统。另外，虽然在本说明书中基于频分双工(fdd)方案描述本发明的实施例，但是本发明的实施例可以被容易地修改并且被应用于半双工fdd(h-fdd)方案或者时分双工(tdd)方案。

图2a是图示演进的通用移动通信系统(e-umts)的网络结构的框图。e-umts也可以被称为lte系统。通信网络可以被广泛地部署以提供诸如通过ims的语音(voip)和分组数据的各种通信服务。

如在图2a中所图示，e-umts网络包括演进的umts陆地无线电接入网络(e-utran)、演进的分组核心网(epc)、以及一个或者多个用户设备。e-utran可以包括一个或者多个演进的节点b(e节点b)20，并且多个用户设备(ue)10可以位于一个小区中。一个或者多个e-utran移动性管理实体(mme)/系统架构演进(sae)网关30可以被定位在网络的末端并且被连接到外部网络。

如在此所使用的，“下行链路”指的是从e节点b到ue10的通信，并且“上行链路”指的是从ue到e节点b的通信。ue10指的是由用户携带的通信设备并且也可以被称为移动站(ms)、用户终端(ut)、订户站(ss)或者无线设备。

图2b是描述典型的e-utran和典型的epc的架构的框图。

如在图2b中所图示，e节点b20将用户面和控制面的端点提供给ue10。mme/sae网关30为ue10提供会话和移动性管理功能的端点。e节点b和mme/sae网关可以经由s1接口被连接。

e节点b20通常是与ue10通信的固定站，并且也可以被称为基站(bs)或者接入点。每个小区可以部署一个e节点b20。用于发送用户业务或者控制业务的接口可以在e节点b20之间被使用。

mme提供各种功能，包括到enb20的nas信令、nas信令安全、as安全性控制、用于3gpp接入网络之间的移动性的cn节点间信令、空闲模式ue可达性(包括寻呼重传的控制和执行)、跟踪区域列表管理(用于在空闲和活跃模式下的ue)、pdngw和服务gw选择、对于具有mme变化的切换的mme选择、用于切换到2g或者3g3gpp接入网络的sgsn选择、漫游、认证、包括专用承载建立的承载管理功能、对pws(包括etws和cmas)消息传输的支持。sae网关主机提供相关联的功能，包括基于每个用户的分组过滤(通过例如深度分组检测)、合法侦听、ueip地址分配、在下行链路中的传输级分组标记、ul和dl服务级计费、门控和速率增强、基于apn-ambr的dl速率增强。为了清楚，在此mme/sae网关30将会被简单地称为“网关”，但是应理解此实体包括mme和sae网关。

多个节点可以在e节点b20和网关30之间经由s1接口被连接。e节点b20可以经由x2接口被相互连接，并且相邻的e节点b可以具有含x2接口的网状的网络结构。

如所图示的，e节点b20可以执行对于网关30的选择、在无线电资源控制(rrc)激活期间朝向网关的路由、调度和传输寻呼消息、调度和传输广播信道(bcch)信息、在上行链路和下行链路两者中向ue10动态分配资源、e节点b测量的配置和规定、无线电承载控制，无线电准入控制(rac)，和在lte_active(lte_激活)状态下的连接移动性控制的功能。在epc中，并且如上所述，sae网关30可以执行寻呼发起、lte-idle(lte-空闲)状态管理、用户面的加密、系统架构演进(sae)承载控制，以及非接入层(nas)信令的加密和完整性保护的功能。

epc包括移动性管理实体(mme)、服务网关(s-gw)、以及分组数据网络网关(pdn-gw)。mme具有关于ue的连接和能力的信息，主要在管理ue的移动性中使用。s-gw是具有e-utran作为端点的网关，并且pdn-gw是具有分组数据网络(pdn)作为端点的网关。

图3是示出基于3gpp无线电接入网络标准的在ue和e-utran之间的无线电接口协议的控制面和用户面的图。控制面指的是用于发送被用于在ue和e-utran之间管理呼叫的控制消息的路径。用户面指的是被用于发送在应用层中生成的数据，例如，语音数据或者互联网分组数据的路径。

第一层的物理(phy)层使用物理信道向高层提供信息传送服务。phy层经由传输信道被连接到位于更高层上的媒体接入控制(mac)层。数据在mac层和物理层之间经由传输信道传送。经由物理信道在发送侧的物理层和接收侧的物理层之间传送数据。详细地，在下行链路中使用正交频分多址接入(ofdma)方案调制物理信道并且在上行链路中使用单载波频分多址接入(sc-fdma)方案调制。

第二层的mac层经由逻辑信道向高层的无线电链路控制(rlc)层提供服务。第二层的rlc层支持可靠的数据传输。rlc层的功能可以通过mac层的功能块实现。第二层的分组数据汇聚协议(pdcp)层执行报头压缩功能，以在具有相对小的带宽的无线电接口中减小对于互联网协议(ip)分组，诸如ip版本4(ipv4)分组或者ip版本6(ipv6)分组的有效传输不必要的控制信息。

位于第三层的底部的无线电资源控制(rrc)层仅在控制面中被定义。rrc层关于无线电承载(rb)的配置、重新配置和释放控制逻辑信道、传输信道和物理信道。rb指的是第二层在ue和e-utran之间提供数据传输的服务。为此，ue的rrc层和e-utran的rrc层互相交换rrc消息。

enb的一个小区被设置为在诸如1.25、2.5、5、10、15和20mhz带宽的一个中操作，并且在该带宽中将下行链路或者上行链路传输服务提供给多个ue。不同的小区可以被设置为提供不同的带宽。

用于从e-utran到ue的数据传输的下行链路传输信道包括用于系统信息的传输的广播信道(bch)、用于寻呼消息的传输的寻呼信道(pch)，和用于用户业务或者控制消息的传输的下行链路共享信道(sch)。下行链路多播和广播服务的业务或者控制消息可以经由下行链路sch被发送，并且也可以经由单独的下行链路多播信道(mch)被发送。

用于从ue到e-utran的数据传输的上行链路传输信道包括用于初始控制消息传输的随机接入信道(rach)，和用于用户业务或者控制消息传输的上行链路sch。被定义在传输信道上方，并且被映射到传输信道的逻辑信道包括广播控制信道(bcch)、寻呼控制信道(pcch)、公共控制信道(ccch)、多播控制信道(mcch)和多播业务信道(mtch)。

图4是示出在e-umts系统中使用的物理信道结构的示例的视图。物理信道包括在时间轴上的数个子帧和频率轴上的数个子载波。在此，一个子帧包括时间轴上的多个符号。一个子帧包括多个资源块并且一个资源块包括多个符号和多个子载波。另外，每个子帧可以使用子帧的某些符号(例如，第一符号)的某些子载波用于物理下行链路控制信道(pdcch)，即，l1/l2控制信道。在图4中，l1/l2控制信息传输区域(pdcch)和数据区域(pdsch)被示出。在一个实施例中，10ms的无线电帧被使用，并且一个无线电帧包括10个子帧。另外，一个子帧包括两个连续的时隙。一个时隙的长度可以是0.5ms。另外，一个子帧包括多个ofdm符号并且多个ofdm符号的一部分(例如，第一符号)可以被用于发送l1/l2控制信息。作为用于发送数据的单位时间的传输时间间隔(tti)是1ms。

除了某个控制信号或者某个服务数据之外，基站和ue主要使用作为传输信道的dl-sch经由作为物理信道的pdsch发送/接收数据。指示pdsch数据被发送到哪个ue(一个或者多个ue)以及ue如何接收和解码pdsch数据的信息在被包括在pdcch中的状态下被发送。

例如，在一个实施例中，利用无线电网络临时标识(rti)“a”对某个pdsch进行crc掩蔽，并且经由某个子帧使用无线电资源“b”(例如，频率位置)和传输格式信息“c”(例如，传输块大小、调制、编码信息等等)发送关于数据的信息。然后，位于小区中的一个或者多个ue使用其rnti信息监测pdcch。并且，具有rnti“a”的特定的ue读取pdcch并且然后接收通过pdcch信息中的b和c指示的pdsch。

图5是根据本发明的实施例的通信装置的框图。

在图5中示出的装置可以是适合于执行上述机制的用户设备(ue)和/或enb，但是其能够是用于执行相同操作的任何装置。

如在图5中所示，装置可以包括dsp/微处理器(110)和rf模块(收发器；135)。dsp/微处理器(110)与收发器(135)电连接并且对收发器(135)进行控制。基于其实现和设计者的选择，装置可以进一步包括功率管理模块(105)、电池(155)、显示器(115)、键盘(120)、sim卡(125)、存储设备(130)、扬声器(145)以及输入设备(150)。

具体地，图5可以表示包括被配置成从网络接收请求消息的接收器(135)，和被配置成将发送或者接收时序信息发送到网络的发射器(135)的ue。这些接收器和发射器能够组成收发器(135)。ue进一步包括被连接到收发器(135：接收器和发射器)的处理器(110)。

而且，图5可以表示网络装置，该网络装置包括发射器(135)，其被配置成将请求消息发送到ue；和接收器(135)，其被配置成从ue接收发送或者接收时序信息。这些发射器和接收器可以组成收发器(135)。网络进一步包括处理器(110)，其被连接到发射器和接收器。此处理器(110)可以被配置成基于发送或者接收时序信息计算延迟。

图6是执行基于竞争的传输的图的示例。

一种简单而有效的在未加载或者部分加载的网络中对典型互联网业务减少延迟的方法是预分配。预分配是一种预调度形式，其向ue提供发送ul分组的机会，而不要求ue发送调度请求。同步时的调度请求过程需要10ms，并且这使得lte不可能支持在原始lte要求规范25.913中定义的10ms往返(2个5ms单向)延时的原始ran延迟要求，除非为终端预调度ul资源。

当那些资源块未被用于来自其他ue的实际业务时，在ue有内容要发送的情况下，预分配向它们提供资源块许可。网络的一种可能性是使用可能需要来自ue的一些应答(例如，ping或者tcpack)的下行链路分组来触发这种ul资源的预分配。还能够考虑更通用的方案。

注意，预分配有别于其他形式的预调度，诸如，半持久调度。预分配使用pdcch，以在未被实际业务使用时许可ul资源。另一方面，半持久调度对ue提供常规分配，而在pdcch上不进行重复调度。

同时，基于竞争(cb)传输的目标是允许上行链路同步的ue发送上行链路数据，而不预先发送调度请求。这会减少延迟和信令开销。对于小数据分组，与预定的数据分组相比，可能存在在cb信道上更有效地发送小分组的折衷点。

cb信道的一般属性是错误率增加，因为数据分组可能彼此冲突。冲突减少信道的最大吞吐量，并且吞吐量对提供的负载变得敏感。如果允许提供的负载增加超过信道容量，则冲突概率迅速增加，系统变得不稳定并且吞吐量降低。因此，至关重要的是，cb传输不干扰无竞争(cf)上行链路传输，并且enb具有为cb传输分配资源的有效且快速的手段。

实现上述目标的一种方式是仅允许在尚未保留用于cf上行链路传输的上行链路资源块中进行cb传输。用于cb传输的上行链路资源块的动态分配能够通过使用下行链路物理控制信道(pdcch)来实现。通过使用pdcch，能够在逐子帧的基础上将cb许可分配给未使用的资源，使得上行链路cf传输的调度不受影响。通过这种方式，能够避免cb资源的静态分配，并且根据上行链路负载，能够动态分配cb资源。

引入基于竞争的无线电网络临时标识符(cb-rnti)，以识别pdcch上的cb上行链路许可。cb上行链路许可能够具有与rel-8ue相同的格式，即，指定用于上行链路cb传输的资源块、调制编码方案和传输格式。rel-10ue可以监听寻址到这些cb-rnti的cb上行链路许可，以及寻址到它们的专用c-rnti的许可。在rrc连接建立期间，能够向每个ue广播或用信号发送小区中的可用cb-rnti。该方案可后向兼容，因为预先的rel-10ue不会解码寻址到cb-rnti的许可。

在使用公共资源时，macpdu中需要唯一ue标识符来识别ue。能够将c-rntimac控制元素添加到在cb上行链路资源上发送的每个macpdu。

如果ue不具有专用cf许可，则应当仅允许该ue通过cb上行链路许可进行发送。应当仅允许ue针对有限数目的子帧使用cb资源，以改善冲突解决。与cb传输并行，ue还能够发送调度请求以请求无竞争资源。然而，注意，为了维持单载波上行链路属性，这些不能在同一子帧中被发送。

基于竞争的传输方案能够如图6所示。

关于图6，e节点b通过广播或者专用信令向ue通知可用cb-rnti(a)。ue接收cb-rnti，并且开始监测可用cb许可的pdcch(b)。e节点b在pdcch上调度cb许可(c)，以及ue检测cb许可并且对待发送的数据执行l2&l1处理(d)。ue使用cb许可在pusch上发送数据(e)。

通过所提出的形式，仅对同步的ue支持cb传输。采取这种形式，预期对当前规范的更改会很小，并且将主要影响mac和rrc规范。如第3部分所述，例如在tcp性能方面存在可感知的增益。

扩展该概念也涵盖不同步ue将需要对物理层规范的实质性更改。对于不同步ue，传输不适合在子帧边界内，并且将需要保护时间以避免重叠传输。还需要某种形式的前导来同步enb接收器。将cb传输方案扩展到不同步ue的增益预计很小。同步ue的增益来自于6ms差异的重复。对于不同步ue，每个事务只有一次，因为在此之后，ue会被同步。因此，我们不认为来自不同步ue的cb传输是一种值得考虑的解决方案。

图7是执行基于竞争的sr过程的图的示例。

在rel-8中，经由rrc信令将sr资源和序列分配给ue。当然，较短的sr周期是以较高的pucch资源消耗为代价。理论上的sr容量是每prb18个ue，如果支持180个ue，则prb的数目等于180/18＝10。如果假设10mhz带宽1ms的sr周期，则20％的资源将用于sr，这是很重的控制信道负担。因此，我们提议考虑在一个以上ue之间共享sr资源。

图7图示出如何能够共享sr。enb通过rrc信令为几个ue配置相同的sr资源(s701)。ue使用经配置的sr资源向enb发送sr(s703)。如果没有冲突sr，则enb分配pusch许可(s705)。ue在pusch上发送上行链路数据(s707)。

能够考虑两个选项来启用共享sr。

选项1是将ul许可寻址到为每组共享ue配置的新的sr-rnti(共享的srrnti)。选项2是将pucch格式1a和/或格式1b使用于sr。例如，当使用格式1a时，能够识别2个ue；当使用格式1b时，能够识别4个ue。在enb使用格式1a和/或1b接收到sr之后，其能够向所识别的ue分配常规的ul许可。

现在，我们讨论一个以上ue在tti(冲突)中使用相同的pucch-sr资源时的处理。

对于选项1，enb可能无法判断何时发生pucch-sr冲突；它为ul传输许可资源，并且供一个以上ue使用。pusch传输将会失败。在这种情况下，enb可能向共享该资源的每个ue的c-rnti提供许可，或者不采取任何动作。如果在发送sr之后没有接收到任何ul许可，而需要应用一些(随机的或ue特定的)延时，则ue可以再次发送sr，以避免与会同时发送sr的另一个ue持续冲突。这种解决方案的效率取决于ul许可中所选的mcs的冲突概率和鲁棒性程度：(即，如果mcs非常具有鲁棒性，则第一非冲突传输通常被成功解码，因此能够假设失败的传输是因冲突所致)。

对于选项2，sr冲突可能引起enb处的dtx检测，因此不给予上行链路许可。ue行为能够与选项1的相似。可进一步研究enb是否能够区分接收冲突或者接收强干扰。如果enb能够区分，则能够分别为共享冲突资源的全部ue分配ul资源，这有助于减少因冲突后的退避所致的访问延时。

基于上述分析，似乎选项2提供比选项1更简单、资源更有效的sr冲突处理机制。此外，在选项2中无需新的sr-rnti。

在发生pucch-sr冲突的情况下，这两个选项皆为低效，但是，如果sr周期很短，并且少数几个ue共享该冲突资源，则冲突概率仍然很低。

将共享pucch-sr过程与cb-pusch进行比较，我们得出结论，当enb具有未使用的pusch资源时，cb-pusch提供最佳的延时性能。当加载网络时，优选共享的sr。

图8是执行基于竞争的传输的图的示例。

因为ue不需要发送专用sr(d-sr)并且等待enb作出响应，故假定基于竞争的资源可用于每个tti，基于竞争的传输与1ms的sr周期之间可能存在3ms差异。利用专用的预分配能够实现相同的性能，但在每个tti中，为每个ue分配专用的资源将极为昂贵。sr相关联的基于竞争的传输提供一种有意义的折中方案，其中共享预分配的资源，并且经由d-sr完成对使用该预分配的资源的ue的识别。在图8中示出sr相关联的基于竞争的传输的基本过程。

enb利用d-sr和共享的资源来配置ue(s801)。在ul数据到达后，ue不等待专用的ul许可而在共享的资源上“同时”发送sr和tb(s803)。基于所接收的sr，enb能够使用基于竞争的资源来识别ue。当enb接收到一个以上链接到相同资源的sr时，这意味着发生冲突，无论tb是否被正确解码，都对该tb进行ack，并且向发送sr的每个ue给予专用许可，即退回到r8/9；(针对冲突情况，经ack的tb会依赖于rlc重传)。当enb仅接收到链接到相同资源的一个sr时，没有冲突，如果tb未被正确解码，则为nack，否则为ack。因此，从ue的角度来看，正常的r8/9harq仍然适用(s805)。

具有不同资源的自适应重传可行，因为利用sr标识ue，这将减少基于竞争的资源的负载(s807)。

同时，资源使用效率是在pusch上进行基于竞争的传输所引起的主要问题之一，因为需要使用非常保守的mcs来保证覆盖。考虑到rlc报头(至少1～2个字节)+具有要被添加用于ue标识的一个字节的mac报头以及可能的bsr(2～4个字节)，针对大多提及的典型tcpack使用情况的tb的基于竞争的资源会需要3～4个prb(一个具有最保守mcs的prb为16位tbs)；而如果使用适当mcs的专用许可(一个prb至多为712位tbs)，则需要更少的资源来容纳tb。如果要保留几个基于竞争的资源以减少冲突概率，则专用许可的容量将会受到显著影响，这使得3ms的减少延时优化成为相当昂贵的方案。

此外，正常的harq操作可能无法工作，因为在接收到nack后来自ue的重传不起作用，甚至如果因冲突而解码失败会使情况更糟，并且enb难以(即使不是不可能)对在基于竞争的资源上传输的tb进行软组合；而ack不能被解释为ack，因为其可能是用于其他ue的ack。没有harq会使资源效率更差，因为将会需要更加保守的mcs才能确保仅在针对小区边缘ue的一个传输内解码tb。

图9是ue侧的mac结构概览的图。

mac层处理逻辑信道复用、混合arq重传以及上行链路和下行链路调度。当使用载波聚合时，它还负责跨多个分量载波复用/解复用数据。

mac采用逻辑信道的形式向rlc提供服务。逻辑信道由其携带信息的类型来定义，并且通常被分类为用于传输操作lte系统所需的控制和配置信息的控制信道或者用于用户数据的业务信道。为lte指定的逻辑信道类型的集合包括广播控制信道(bcch)、寻呼控制信道(pcch)、公共控制信道(ccch)、专用控制信道(dcch)、多播控制信道(mcch)、专用业务信道(dtch)、多播业务信道(mtch)。

从物理层开始，mac层采用传输信道的形式使用服务。传输信道由通过无线电接口发送信息的方式及其特性来定义。传输信道上的数据被组织成传输块。在每个传输时间间隔(tti)中，在不存在空间复用的情况下，至多一个动态大小的传输块通过无线电接口发送到终端/从终端发送。在空间复用(mimo)的情况下，每个tti能够存在多达两个传输块。

与每个传输块相关联的是传输格式(tf)，指定通过无线电接口发送传输块的方式。传输格式包括关于传输块大小、调制编码方案以及天线映射的信息。通过改变传输格式，mac层能够由此实现不同的数据速率。因此，速率控制也被称为传输格式选择。

为了支持优先级处理，每个逻辑信道具有其自身rlc实体的多个逻辑信道能够通过mac层复用成一个传输信道。在接收器处，mac层处理对应的解复用，并且将rlcpdu转发到它们各自的rlc实体，用于依序传递以及由rlc处理的其他功能。为了支持在接收器处进行解复用，使用mac。对于每个rlcpdu，在mac报头中存在相关联的子报头。子报头包含rlcpdu起源的逻辑信道(lcid)的标识以及pdu的长度(以字节为单位)。还存在标志，指示这是否为最后一个子报头。一个或几个rlcpdu与mac报头一起并且视需要填充以满足调度的传输块大小，形成一个转发到物理层的传输块。

除不同逻辑信道的复用之外，mac层还能够将所谓的mac控制元素插入传输块，以通过传输信道来发送。mac控制元素被使用于带内控制信令，例如，时序提前命令和随机接入响应。利用lcid字段中的保留值来识别控制元素，其中lcid值指示控制信息的类型。

另外，对于具有固定长度的控制元素，删除子报头中的长度字段。

在载波聚合的情况下，mac复用功能还负责处理多个分量载波。载波聚合的基本原理是独立处理物理层中的分量载波，包括控制信令、调度和混合arq重传，而载波聚合对rlc和pdcp不可见。因此，载波聚合主要见于mac层，其中包括任何mac控制元素的逻辑信道被复用，以为每个分量载波形成一个(在空间复用的情况下为两个)传输块，每个分量载波具有其自身的混合arq实体。

图10是调度请求传输的图。

调度器需要知道等待从终端传输的数据量以分配适量的上行链路资源。显然，无需向没有数据要发送的终端提供上行链路资源，因为这只会导致终端执行填充来填满许可的资源。因此，至少调度器需要知道终端是否具有要发送的数据并且是否应被给予许可。这被称为调度请求。

调度请求是由终端发起以从上行链路调度器请求上行链路资源的简单标志。由于根据定义请求资源的终端不具有pusch资源，因此在pucch上发送调度请求。每个终端能够被分配专用的pucch调度请求资源，每第n子帧出现。利用专用调度请求机制，不必提供请求调度的终端的标识，因为从发送请求的资源中隐含终端的标识。

如图15所示，当比发送缓冲器中已经存在的数据具有更高优先级的数据到达终端并且终端没有许可而由此无法发送数据时，终端在下一个可能时刻发送调度请求。在接收到请求后，调度器能够向终端分配许可。如果终端在下一个可能的调度请求时刻之前未接收到调度许可，则重新进行调度请求。仅存在单个调度请求位，这与终端能够支持的上行链路分量载波的数目无关。在载波聚合的情况下，根据主分量载波上的pucch传输的一般原理，在主分量载波上发送调度请求。

对于调度请求使用单个位的动机是，希望保持很小的上行链路开销，因为多位调度请求会出现较高的成本。单个位的调度请求的后果是，在接收到这样的请求时，在e节点b处关于终端处的缓冲状况的了解有限。不同的调度器实施方式以不同方式处理这一问题。一种可行方案是分配少量的资源，以确保终端能够有效地利用资源而不会变得功率受限。一旦终端已经开始在ul-sch上进行发送，便能够通过带内mac控制消息提供关于缓冲器状态和功率余量的更详细的信息，如下所述。也可以使用服务类型的知识——例如，在语音的情况下，要许可的上行链路资源优选为典型ip语音分组的大小。调度器还可以利用例如用于移动性和切换决策的路径损耗测量来估计终端可以有效利用的资源量。

一种专用调度请求机制的替选方案将是基于竞争的设计。在这样的设计中，多个终端共享公共的资源并且提供它们的标识作为请求的一部分。这类似于随机接入的设计。

作为请求的一部分，从终端发送的位数在这种情况下会较大，对资源的需求相应较大。相反，资源供多个用户共享。基本上，基于竞争的设计适于小区中存在大量终端以及业务强度很低且因此调度强度很低的情况。在较高强度的情况下，同时请求资源的不同终端之间的冲突率将会过高，并且导致设计效率低下。

虽然lte的调度请求设计依赖于专用资源，但尚未分配这样的资源的终端显然无法发送调度请求。相反，未配置调度请求资源的终端依赖于随机接入机制。原则上，lte终端由此能够被配置成依赖基于竞争的机制，如果在特定部署中这是有利的。

调度请求(sr)被用于为新的传输请求ul-sch资源。当sr被触发时，应将其视为待定的，直到其被取消。当组合macpdu并且该pdu包括bsr时，该bsr包含直到(并且包括)触发bsr的最后一个事件的缓冲器状态，或者当ul许可能够容纳全部可用于传输的待定的数据时，全部待定的sr应当被取消，并且sr-prohibittimer应当停止。

如果sr被触发并且不存在其他的sr待定，则ue可以将sr_counter设置为0。

只要一个sr待定，如果没有ul-sch资源可用于该tti中的传输，则ue即可在pcell上发起随机接入过程，并且如果ue不具有用于在任何tti中配置的sr的有效pucch资源，则取消全部待定的sr。

否则，如果ue具有用于为该tti配置的sr的有效pucch资源，如果该tti并非测量间隙的一部分，并且如果sr-prohibittimer未在运行，如果sr_counter<dsr-transmax，则ue可以使sr_counter递增1，指示物理层在pucch上用信号发送sr，并且启动sr-prohibittimer。

如果sr_counter≥dsr-transmax，则ue可以通知rrc释放全部服务小区的pucch/srs，清除任何配置的下行链路分配和上行链路许可，并且在pcell上发起随机接入过程以及取消全部待定的sr。

图11是缓冲器状态和功率余量报告的信令的图。

已经具有有效许可的终端显然不需要请求上行链路资源。然而，为了允许调度器确定在未来子帧中许可每个终端的资源量，如上所述，关于缓冲器状况和功率可用性的信息十分有用。该信息作为通过mac控制元素的上行链路传输的一部分而被提供给调度器。如图11所示，mac子报头之一中的lcid字段被设置成指示存在缓冲器状态报告的保留值。

从调度的角度来看，每个逻辑信道的缓冲信息是有益的，尽管这可能导致显著的开销。因此，逻辑信道被分组成逻辑信道组，并且按组完成报告。缓冲器状态报告中的缓冲器大小字段指示遍及逻辑信道组中的全部逻辑信道等待传输的数据量。

缓冲器状态报告(bsr)过程被用于向服务enb提供关于在ue的ul缓冲器中可用于传输的数据量的信息。通过配置两个定时器periodicbsr-timer和retxbsr-timer，以及通过针对每个逻辑信道，可选地向lcg(逻辑信道组)用信号发送分配逻辑信道的逻辑信道组，rrc能够控制bsr报告。

对于缓冲器状态报告过程，ue可以考虑全部未暂停的无线电承载，并且可以考虑暂停的无线电承载。如果发生以下事件中的任何一个，则可以触发缓冲器状态报告(bsr)：i)比当前传输缓冲器中的数据具有更高优先级的数据——即，比当前正发送的数据具有更高优先级的逻辑信道组中的数据——到达，因为这可能影响调度决策(即，对于属于lcg的逻辑信道，ul数据变得可用于在rlc实体或pdcp实体中进行传输，以及数据属于其优先级高于属于任何lcg的逻辑信道的优先级并且对其而言数据已经可用于传输的逻辑信道，或者不存在可用于属于lcg的逻辑信道中的任何一个的传输的数据，在这种情况下，bsr在下文中被称为“常规bsr”；retxbsr-timer期满并且对于属于lcg的逻辑信道中的任何一个ue具有可用于传输的数据，在这种情况下，bsr在下文中被称为“常规bsr”)；ii)服务小区改变，在这种情况下，缓冲器状态报告有益于向新的服务小区提供关于终端情况的信息；iii)由定时器进行周期性控制(即，periodicbsr-timer期满，在这种情况下，bsr在下文中被称为“周期性bsr”)；iv)代替填充。如果匹配调度的传输块大小所需的填充量大于缓冲器状态报告，则插入缓冲器状态报告。显然，如果可能，最好是利用可用的有效载荷来获得有用的调度信息，而不是填充(即，分配ul资源，并且填充位的数目等于或大于缓冲器状态报告mac控制元素加上其子报头的大小，在这种情况下，bsr在下文中被称为“填充bsr”)。

对于常规bsr，如果由于对于由上层为其配置logicalchannelsr-prohibittimer的逻辑信道数据变得可用于传输而被触发bsr，那么，如果logicalchannelsr-prohibittimer不在运行，则mac实体启动logicalchannelsr-prohibittimer。否则，如果logicalchannelsr-prohibittimer正在运行，则mac实体停止logicalchannelsr-prohibittimer。

对于常规和周期性bsr，如果一个以上lcg具有可用于在其中传输bsr的tti中进行传输的数据，则ue可以报告长bsr。否则，ue可以报告短bsr。

如果缓冲器状态报告过程确定至少一个bsr已被触发并且尚未被取消，那么，如果ue具有为该tti的新传输分配的ul资源，则ue可以指示复用和组合过程来生成bsrmac控制元素，除了当所有生成的bsr是截断的bsr之外，启动或重启periodicbsr-timer，并且启动或重启retxbsr-timer。

否则，如果常规bsr已被触发并且logicalchannelsr-prohibittimer未在运行，那么，如果未配置上行链路许可或者由于对于由上层为其设置逻辑信道sr掩蔽(logicalchannelsr-mask)的逻辑信道数据变得可用于传输而未触发常规bsr，则应当触发调度请求。

macpdu可以包含至多一个macbsr控制元素，即使当到了能够发送bsr的时间多个事件触发bsr时，在这种情况下，常规bsr和周期性bsr应当优先于填充bsr。

在指示在任何ul-sch上传输新数据的许可后，mac实体可以重启retxbsr-timer。

在该子帧中的ul许可能够容纳可用于传输的全部待定数据但不足以额外容纳bsrmac控制元素加上其子报头的情况下，可以取消全部触发的bsr。当bsr被包括在用于传输的macpdu中时，应当取消全部触发的bsr。

mac实体应当在tti中发送至多一个常规/周期性bsr。如果ue被请求在tti中发送多个macpdu，则其可以在未包含常规/周期性bsr的任何macpdu中包括填充bsr。

在已为tti建立全部macpdu之后，在该tti中发送的全部bsr始终反映缓冲器状态。每个lcg应当报告每个tti的至多一个缓冲器状态值，并且应当在为该lcg报告缓冲器状态的全部bsr中报告该值。

图12和图13是图示在随机接入过程中的终端(ue)和基站(enb)的操作过程的视图。图12对应于基于非竞争的随机接入过程，并且图13对应于基于竞争的随机接入过程。

随机接入过程采用两种不同的形式。一种是基于竞争(适用于前五个事件)随机接入过程，并且另一种是基于非竞争(仅适用于切换、dl数据到达和定位)随机接入过程。基于非竞争的随机接入过程也被称为专用rach过程。

对与pcell相关的下述事件执行随机接入过程：i)从rrc_idle开始的初始接入；ii)rrc连接重建过程；iii)切换；iv)在需要随机接入过程的rrc_connected期间的dl数据到达(例如，当ul同步状态为“非同步”时)，v)在需要随机接入过程的rrc_connected期间ul数据到达(例如，当ul同步状态为“非同步”或者不存在可用于sr的pucch资源时)，以及vi)为了在需要随机接入过程的rrc_connected期间的定位目的；(例如，当为了ue定位需要时序提前时)。

也在scell上执行随机接入过程以建立用于相应的stag的时间对准。

图12示出基于非竞争的随机接入过程。如上所述，可以在切换过程中，并且当通过e节点b的命令请求随机接入过程时执行非竞争的随机接入过程。甚至在这些情况下，可以执行基于竞争的随机接入过程。

首先，对于基于非竞争的随机接入过程，从e节点b接收不具有冲突可能性的特定随机接入前导是重要的。

ue接收指配的随机接入前导(s1201)。接收随机接入前导的方法可以包括：为了切换使用由目标enb生成并且经由源enb发送的ho命令的方法，在dl数据到达或定位的情况下使用物理下行链路控制信道(pdcch)的方法，以及用于stag的初始ul时间对准的pdcch。

如上所述，ue在从e节点b接收如上所述的被指配的随机接入前导之后向e节点b发送前导(s1203)。

ue在步骤s603中发送随机接入前导之后，通过切换命令或系统信息在由e节点b指示的随机接入响应接收窗口内尝试接收随机接入响应(s1205)。更加具体地，可以以媒体接入控制(mac)分组数据单元(pdu)的形式发送随机接入响应信息，并且可以经由物理下行链路共享信道(pdsch)传送macpdu。此外，ue优选地监测pdcch，以便于能够使ue正确地接收经由pdsch传送的信息。也就是说，pdcch可以优选地包括关于应接收pdsch的ue的信息、pdsch的无线电资源的频率和时间信息、pdsch的传送格式等。这里，如果已经成功地接收到pdcch，则ue可以根据pdcch的信息适当地接收在pdsch上发送的随机接入响应。随机接入响应可以包括随机接入前导标识符(例如，随机接入无线电网络临时标识符(ra-rnti))，指示上行链路无线电资源的ul许可、临时c-rnti，时间提前命令(tac)等等。

如上所述，随机接入响应包括随机接入前导标识符的原因是单个随机接入响应可以包括至少一个ue的随机接入响应信息，并且因此报告ul许可、临时c-rnti和tac对哪个ue有效。在此步骤中，假设ue选择与在步骤s1203中ue选择的随机接入前导匹配的随机接入前导标识符。

在基于非竞争的随机接入过程中，通过接收随机接入响应信息确定正常地执行随机接入过程，并且可以完成随机接入过程。

图13是图示基于竞争的随机接入过程中的ue和enb的操作过程的视图。

首先，ue可以从通过系统信息或切换命令指示的一组随机接入前导中随机选择单个随机接入前导，并且选择并发送能够发送随机接入前导的物理随机接入信道(prach)(s1301)。

定义了两个可能的组并且一个是可选组。如果两个组都被配置为消息3的大小并且路径损耗被用于确定从哪个组中选择前导。前导所属的组提供消息3的大小和在ue处的无线电状况的指示。在系统信息上广播前导组信息和必要的阈值。

接收随机接入响应信息的方法类似于上述非基于竞争的随机接入过程。也就是说，在步骤s1201中发送随机接入前导之后，ue尝试通过系统信息或切换命令在由e节点b指示的随机接入响应接收窗口内接收其自身的随机接入响应，并且使用与之对应的随机接入标识符信息接收物理下行链路共享信道(pdsch)(s1303)。因此，ue可以接收ul许可、临时c-rnti，tac等。

如果ue已经接收到对ue有效的随机接入响应，则ue可以处理包括在随机接入响应中的所有信息。也就是说，ue应用tac，并且存储临时c-rnti。此外，将对应于有效随机接入响应的接收而被发送的数据可以存储在msg3缓冲器中。

ue使用接收的ul许可以便将数据(即，消息3)发送到e节点b(s1305)。消息3应包括ue标识符。在基于竞争的随机接入过程中，e节点b可能不确定哪些ue正在执行随机接入过程，但是之后将为了竞争解决而识别ue。

这里，可以提供包括ue标识符的两种不同的方案。第一方案是，如果ue在随机接入过程之前已经接收到由相应小区分配的有效小区标识符，则通过与ul许可相对应的上行链路传输信号来发送ue的小区标识符。对比之下，第二方案是，如果ue在随机接入过程之前没有接收到有效的小区标识符，则发送ue的唯一标识符(例如，s-tmsi或随机id)。通常，唯一标识符比小区标识符长。如果ue已经发送与ul许可相对应的数据，则ue启动竞争解决(cr)定时器。

在通过随机接入响应中包括的ul许可发送具有其标识符的数据之后，ue等待来自e节点b的用于竞争解决的指示(指令)。也就是说，ue尝试接收pdcch以便接收特定消息(s1307)。这里，存在接收pdcch的两种方案。如上所述，如果使用ue的小区标识符发送对应于ul许可发送的消息3，则ue尝试使用其自身的小区标识符来接收pdcch，并且如果标识符是其唯一标识符，则ue尝试使用包括在随机接入响应中的临时c-rnti接收pdcch。此后，在前一方案中，如果在竞争解决定时器期满之前通过其自身的小区标识符接收到pdcch，则ue确定随机接入过程已经被正常地执行并且完成随机接入过程。在后一方案中，如果在竞争解决定时器已经期满之前通过临时c-rnti接收到pdcch，则ue检查由pdcch指示的pdsch传送的数据。如果ue的唯一标识符被包括在数据中，则ue确定随机接入过程已经被正常地执行并且完成随机接入过程。

对于检测ra成功并且尚未具有c-rnti的ue，临时c-rnti被提升为c-rnti；对于其它ue其被放弃。检测ra成功并且已经具有c-rnti的ue使用其c-rnti继续。

在现有技术中，当ul数据出现在第2层中时，mac实体触发缓冲器状态报告(bsr)。如果不存在被配置的ul许可，则mac实体触发调度请求(sr)。如果不存在被配置的sr资源，则mac实体发起随机接入(ra)过程。

如果ul许可能够容纳可用于传输的所有待定的处理数据，或者当包含缓冲器状态直到并且包括触发bsr的最后事件的bsr被包括在用于传输的macpdu中时，触发的bsr和sr被取消。

发起的ra过程不被取消，而是继续进行直到竞争解决方案被成功完成(ra成功情况)或rrc连接重建(ra故障情况)被发起。

通过引入基于竞争的(cb)许可，除了遵循传统过程，即，bsr/sr/ra过程之外，ue能够在cb许可上发送ul数据。cb-pusch传输和传统bsr/sr/ra过程两者的目的是向enb发送ul数据。

如果cb-pusch传输成功，则没有理由继续遵循传统的bsr/sr/ra过程。当cb-pusch传输成功时要求有一种机制来停止传统bsr/sr/ra过程。

图14是根据本发明的实施例的在无线通信系统中发送基于竞争的pusch的概念图。

本发明是当mac实体决定经由cb许可成功发送触发bsr/sr/ra的ul数据时，uemac实体取消待定的bsr、待定的sr或正在进行的ra过程。

ue接收用于配置用于从enb发送上行链路数据的基于竞争(cb)许可的信息(s1401)。ue在一个或多个子帧中被配置有cb许可。

cb许可意指这样的许可，即，在不要求ue发送调度请求的情况下，给ue配置有发送ul分组的机会。cb许可是允许至少两个ue向enb发送macpdu的时间-频率资源。也就是说，能够使用相同的cb许可来配置多个ue，即，enb能够给多个ue配置有相同的cb许可。

优选地，cb许可仅用于同步的ue，以便在不事先发送调度请求的情况下发送上行链路数据。

优选地，cb许可仅对应于尚未被保留用于专用上行链路传输的上行链路资源(即，使用传统的上行链路许可执行专用上行链路传输)，使得基于cb许可的传输不干扰专用上行链路传输。

当从上层接收到ul数据时，ue触发bsr和sr(s1403)。如果ue已经配置sr资源，则ue在配置的sr资源上传输sr。否则，ue发起ra过程。

如果已经触发bsr并且逻辑信道sr-prohibittimer未运行，并且如果由于对于通过上层为其设立逻辑信道sr掩蔽的逻辑信道(logicalchannelsr-mask)数据变得可用于传输而没有配置上行链路许可或者没有触发bsr，则调度请求将被触发。

在触发bsr/sr或正在执行的ra过程的同时，ue使用cb许可准备ul数据的cb-pusch传输(s1405)。当sr是待定的或ra过程正在进行时，ue使用cb许可发送ul数据(s1407)。

如果ue接收到cb-pusch传输的ack指示同时sr是待定的或ra过程正在进行(s1409)，并且如果不存在可用于传输的其他待定的数据，则ue取消所有待定的/正在进行的过程(s1411)。

例如，如果当在触发的sr是待定的时ue从enb接收到ack指示，则ue可以取消待定的bsr和sr，或者如果当ra过程正在进行时ue从enb接收到ack指示，则ue能够取消正在进行的ra过程。在这种情况下，ue认为ra过程成功完成。

如果当sr是待定的或ra过程正在进行时ue接收到cb-pusch传输的ack指示，但是如果存在可用于传输的待定的数据，则ue不会取消所有待定的/正在进行的过程，并且保持处理所有待定的/正在进行的过程(s1413)。

优选地，cb-pusch的ack指示由以下形式之一提供：i)接收由cb-rnti掩蔽的pdcch。cb-rnti和cb许可之间存在一对一的映射关系。映射关系由rrc配置，ii)接收由c-rnti掩蔽的pdcch，或iii)接收由c-rnti掩蔽的pdcch，并且相应的pdsch包括用于新传输的ul许可。

图15是根据本发明的实施例的在无线通信系统中发送基于竞争的pusch的示例。

在t＝t1时，当从上层接收到ul数据时，ue触发bsr和sr。同时，ue使用cb许可准备ul数据的cb-pusch传输。

在t＝t2时，当ue接收到cb-pusch传输的ack指示同时sr是待定的或者ra过程正在进行时，ue取消所有待定的过程，即，待定的bsr或sr。

另一方面，在t＝t3时，根据现有技术，当ue接收到与在t＝t2时没有提前终止的、被发送的bsr或sr相关联的ul许可时，ue应当取消所有待定的过程。

如在上面所提及的，如果cb-pusch传输成功，则没有理由继续遵循传统的bsr/sr/ra过程。根据本发明，当ue接收到用于cb-pusch传输的ack指示时，ue认为cb-pusch传输成功。因此，能够提前终止对于ue不再需要的所有待定的过程。

在下文中所描述的本发明的实施例是本发明的要素和特征的组合。除非另外提到，否则要素或特征可以被认为是选择性的。可以在不与其它要素或特征组合的情况下实践每个要素或特征。此外，可以通过组合要素和/或特征的一部分来构造本发明的实施例。可以重新排列在本发明的实施例中所描述的操作顺序。任何一个实施例的一些构造都可以被包括在另一实施例中，并且可以用另一实施例的对应构造来替换。对本领域的技术人员而言显而易见的是，在所附权利要求中未被明确彼此引用的权利要求可以以组合方式呈现为本发明的实施例，或者通过在本申请被提交之后的后续修改被包括作为新的权利要求。

在本发明的实施例中，可以通过bs的上节点执行被描述为通过bs执行的特定操作。即，显而易见的是，在由包括bs的多个网络节点组成的网络中，为了与ms通信而执行的各种操作可以由bs或除了该bs之外的网络节点来执行。术语“enb”可以用术语“固定站”、“节点b”、“基站(bs)”、“接入点”等替换。

可以通过例如硬件、固件、软件或其组合的各种手段来实现上述实施例。

在硬件配置中，可以通过一个或多个专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理设备(dspd)、可编程逻辑器件(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、处理器、控制器、微控制器、微处理器等来实现根据本发明实施例的方法。

在固件或软件配置中，可以以执行上述功能或操作的模块、过程、函数等的形式来实现根据本发明的实施例的方法。例如，软件代码可以被存储在存储器单元中并且由处理器来执行。存储器单元可以位于处理器的内部或外部，并且可以经由各种已知的装置将数据发送到处理器和从处理器接收数据。

本领域的技术人员将了解的是，在不脱离本发明的精神和本质特性的情况下，可以以除了在此阐述的特定方式以外的其它特定方式来执行本发明。上述实施例因此在所有方面都被解释成说明性的而不是限制性的。本发明的范围应该由所附权利要求来确定，而不是由上述描述来确定，并且旨在将落入所附权利要求的含义内的所有改变包括在其中。

工业实用性

虽然已经围绕被应用于3gpplte系统的示例描述了上述方法，但是除3gpplte系统之外，本发明还可适用于各种无线通信系统。