操作用户设备的方法以及操作基带单元的方法与流程

本发明的实施例涉及操作无线电接入网络的用户设备的方法。附加地，本发明的实施例涉及操作基带单元的方法。本发明的实施例还涉及使用这样的相应方法进行操作的用户设备和基带单元。

背景技术：

3gpp开发了长期演进lte，以应对针对更好的服务质量qos和突现带宽消耗多媒体应用的需求。lte无线电接口完全面向分组，并且在bbu到ue的下行链路以及ue到bbu的上行链路方向上均使用ofdm技术的变型。空中接口上的基本资源单元被称为物理资源块prb，物理资源块prb可以被分配给资源块组rbg中的某些用户(即，ue)，资源块组rbg涉及时域中1ms时隙传输时间间隔tti内的所使用的子帧、频域以及带宽。在每个tti处，为了在空中接口上实现正交传输，必须为请求用户从网络侧或终端侧对可用的prb的专用分配做出调度决定。该决定由称为调度器的实体完成，调度器可以被划分为用于下行链路prb分配的下行链路调度器和用于ulprb分配的上行链路调度器。在lte中，两个调度器部分在bbu中运行，bbu由在空中接口的控制信道上发送到ue以及从ue接收的相应控制数据支持。

即将到来的“物联网”增加了利用相关联的流量进行的所谓的机器型通信。而且，随着小区中活跃的移动用户数目的增加，lte的无线电接入系统的可扩展性被限制。一个重要的特征是大量的机器设备偶尔传输小的有效载荷消息(即，小的单独用户吞吐量)，但是传输总体显著的网络载荷。诸如lte的现有技术的无线电接入方案主要被设计用于支持高数据速率和高移动性。结果，机器设备的无线电接入关于所需的信令开销变得相当低效。

技术实现要素：

鉴于以上所述，本公开的一个目的是改进无线电接入网络中的通信。

因此，本发明的一些实施例涉及操作无线电接入网络中的用户设备的方法，方法包括：基于第一信息来选择无线电接入网络的小区；基于第二信息来确定所选择的小区是经由第一无线电接入方案还是第二无线电接入方案进行接入；以及根据所确定的无线电接入方案，经由所选择的小区的上行链路信道传输上行链路有效载荷。

在一些实施例中，第一信息和/或第二信息包括关于所选择的小区的下行链路信道、和/或关于所选择的小区的上行链路信道、和/或所选择的小区的基带单元的状态的信息。有利的是，决定可以基于对下行链路的评估而忽略与基带单元的任何有效通信。

在一些实施例中，范围内的阈值取决于第一信息和/或根据第二信息被确定，其中范围中的随机值被确定，并且其中第一无线电接入方案或第二无线电接入方案取决于随机值是大于还是小于阈值被选择。这引入了对无线电网络接入的进一步可变性。

在一些实施例中，第一信息和/或第二信息包括从所选择的小区的基带单元接收的载荷指示，其中如果载荷指示低于低载荷指示阈值，则第一无线电接入方案被选择。有利地，无线电接入方案取决于基带单元的载荷被选择，并因此提供小区中用户设备的自适应行为。

在一些实施例中，如果载荷指示高于低载荷指示阈值，则无线电接入方案被随机选择。

在一些实施例中，如果载荷指示符高于高载荷指示阈值，则第二无线电接入方案被选择。

在一些实施例中，关于相应小区的下行链路信道的信息包括在下行链路信道上观测到的多个ack和/或nack。

在一些实施例中，第一信息和/或第二信息包括：来自相应基带单元的、针对待传输的上行链路有效载荷类型的接入拒绝的指示；和/或来自相应基带单元的、使用第一传输方案和第二传输方案中的一个的指示；上行链路信道和/或相应基带单元的载荷的指示；和/或相应基带单元的队列长度的指示。

在一些实施例中，第一信息或第二信息包括：待传输的上行链路有效载荷的大小；和/或包括待传输的上行链路有效载荷的用户设备的缓冲器大小；和/或通过第一无线电接入方案传输上行链路有效载荷的失败尝试的第一数目；和/或通过第二无线电接入方案传输上行链路有效载荷的失败尝试的第二数目；用户设备的优先级。

在一些实施例中，第一无线电接入方案的实施例包括：在没有先前的上行链路资源请求的情况下，传输上行链路有效载荷。第二无线电接入方案包括：传输上行链路资源请求；接收上行链路资源分配；以及根据上行链路资源分配来传输上行链路有效载荷。

本发明的实施例进一步涉及操作无线电接入网络的基带单元以用于从用户设备接收上行链路有效载荷的方法，方法包括：在没有先前上行链路资源分配的情况下，从基带单元的小区中的用户设备接收上行链路有效载荷以及对应的前导码；解码前导码和对应的上行链路有效载荷进行；确定关于上行链路有效载荷的失败；以及传输上行链路资源分配，以便发起或重复由用户设备进行的上行链路有效载荷的传输。所提出的方法有利地允许第一无线电接入方案和第二无线电接入方案之间的无缝过渡。

上述方法可以实现对少量有效载荷消息的有效无线电接入，同时最大化频谱效率。此外，可以增加所支持的设备的数目。而且，可以减少用户设备处的接入延迟和所消耗的能量。因为该方法的实施例允许通过单个空中接口来集成多个不同的服务，所以可以避免关于宽带流量的性能下降。特别地，机器型通信从所提出的方法中受益，因为机器设备/用户设备将决定其是否在所选择的小区中进行接入尝试。如果尝试接入，则基于第二信息来执行两个无线电接入方案中的一个。所提出的方法有利地允许第一无线电接入方案和第二无线电接入方案之间的无缝过渡。

附图说明

图1示意性地示出了一个示例性无线电接入网络的两个小区；

图2示意性地示出了第一无线电接入方案；

图3示意性地示出了第二无线电接入方案；

图4示意性地示出了针对用户设备的操作的流程图；

图5示意性地示出了针对基带单元的操作的流程图；以及

图6示意性地示出了时间-频率图。

具体实施方式

图1示意性地示出了一个示例性无线电接入网络2的两个小区ca、cb。用户设备ue可以连接到第一小区ca的第一基带单元bbua或连接到第二小区cb的第二基带单元bbub。提供相应的下行链路信道dla、dlb(即，从第一基带单元bbua到用户设备ue以及从第二基带单元bbub到用户设备ue的信道)以及相应的上行链路信道ula、ulb(即，分别从用户设备ue到第一基带单元bbua以及从用户设备ue到第二基带单元bbub的信道)。当然，bbua和bbub可以由相应的远程无线电头来实现，每个远程无线电头提供相应的小区ca、cb。当然，图1仅用于示例性目的，并且一个基带单元bbu可以能够借助相应远程无线电头来提供多个小区ca、cb。术语基带单元bbu应当被理解为包括无线电接入节点(诸如，基站，尤其是enodeb)。如将理解的，用户设备ue、第一基带单元bbua和第二基带单元bbub包括无线电收发器、通信地耦合到无线电收发器的天线、处理器和存储器。处理器和存储器彼此通信地耦合。附加地，至少处理器被通信地耦合到无线电收发器。

图2示意性地示出了第一无线电接入方案4，根据第一无线电接入方案4，用户设备ue在传输步骤5中经由上行链路信道ul向基带单元bbu传输前导码6和上行链路有效载荷8。第一无线电接入方案4因此是单级无线电接入方案。

图3示意性地示出了第二无线电接入方案10，根据第二无线电接入方案10，用户设备ue在请求步骤12中经由上行链路信道ul向基带单元bbu传输上行链路资源请求14。第二无线电接入方案10因此是两级无线电接入方案。响应于上行链路资源请求14，基带单元bbu在分配步骤16中经由下行链路信道dl向用户设备ue传输上行链路资源分配18。响应于所接收的上行链路资源分配18，用户设备ue在传输步骤20中经由上行链路信道ul向基带单元bbu传输上行链路有效载荷8。

图4示意性地示出了针对用户设备ue的操作的流程图22。在第一步骤24中，做出了无线电接入网络2的小区c是否被选择的确定。因此，用户设备选择小区ca、cb中的一个并且在步骤26中同步到相应的下行链路dla、dlb，以评估相应的下行链路dla、dlb。取决于第一信息28，在步骤30中评估下行链路dl。取决于下行链路dl的该评估的结果，在步骤32中决定是否开始接入尝试。为了开始接入尝试，进行到第二步骤34；否则优选地使用与先前所选择的小区不同的小区，返回到执行第一步骤24。

第二信息38可以包括来自基带单元bbu的、使用第一或第二无线电接入方案4、10的明确请求。第一信息28可以包括针对待传输的上行链路有效载荷8的类型(例如，机器类型的上行链路有效载荷、载荷指示符、队列长度或从所选择的小区c的下行链路信道观察到的ack/nack)的接入拒绝。

根据步骤36的一个实施例，范围中的阈值取决于第一信息和第二信息28、38被确定。例如，取决于基带单元bbu的载荷情况，在从0到1的范围中，阈值值被确定为0.1。范围内的零表示基带单元bbu完全空载。在范围内的一表示bbu被完全负载。所以0.1表示基带单元bbu被相对空载。例如利用范围内的均匀分布来确定范围内的随机变量。取决于随机变量是大于还是小于阈值来选择第一无线电接入方案4或第二无线电接入方案10。例如，在基带单元bbu根据阈值0.1的空载情况下，所确定的随机值具有落入0.1和1之间的范围内的高概率。如果是，则选择第一无线电接入方案4，因为通过该一级无线电接入方案在空载情况下产生的ack概率为高。

根据一个实施例，第一信息28和/或第二信息38包括例如从基带单元接收的、在空载的0和完全负载的1之间的载荷指示，并且其中如果载荷指示低于低载荷指示阈值，则选择第一无线电接入方案4。如果载荷指示高于低载荷指示阈值且低于高载荷指示阈值，则随机地选择第一或第二无线电接入方案4、10。如果载荷指示符高于高载荷指示阈值，则选择第二无线电接入方案。然而，也可以是仅一个阈值来执行无线电接入方案4或10中的一个。载荷指示可以是基带单元bbu上注册的用户设备ue的数目与基带单元bbu上注册用户设备的空闲时隙数目之比。载荷指示也可以是基带单元bbu相应处理实体的处理载荷。

在一个实施例中，第一信息28和/或第二信息38包括用户设备ue可以观测到的基带单元bbu的队列长度。队列长度指示成功前导码检测后，当前正在等待数据传输的设备数目。用户设备ue可以在步骤30中首先检查来自不同基带单元bbua和bbub的队列长度，然后如果到该基带单元bbu的链路质量足够，则选择具有最小队列长度的基带单元bbua。如果否，则用户设备ue可以选择具有链路质量和队列长度之间的最佳折衷的另一基带单元bbu。备选地或附加地，如果针对第二无线电接入方案10的队列长度超过相应的队列长度阈值，则用户设备可能冒险执行第一无线电接入方案4。

在步骤30的一个实施例中，用户设备ue观测在小区c中的下行链路信道上发送到另外用户设备ue(如果可能)的ack/nack以及基于该信息做出的决定。例如，如果在时间段内nack的数量超过了相应的阈值，则指示加载资源当前可用的太少，而检查另一小区c。相反，如果ack/nack信道几乎为空，则用户设备ue将了解小区c空载，并且可以在步骤32中选择相应的小区c，并且可以在步骤36中决定执行启动第一无线电接入方案4的第三步骤44a。也可以观测到ack/nack的比率。

在一个实施例中，用户设备ue在成功连接到所选择的小区c的基带单元bbu之后、在向基带单元bbu发送有效载荷8到之前，传输发送上行链路有效载荷8的尝试数目。发送上行链路有效载荷8的尝试可以包括：选择用于接收上行链路有效载荷8的基带单元bbu还未接收到相应的前导码。尝试数目可以包括针对相同有效载荷8通过一个或多个以下路径的数目：从步骤48到步骤26或30的路径、从步骤60到步骤26或30的路径、从步骤60到12的路径、从步骤48到5的路径、从步骤62到步骤26的路径、从步骤54到步骤26的路径。基于大量尝试，基带单元bbu可以以第一或第二信息28、38的形式向用户设备ue分配较高的优先级。相应地，对于低数目的尝试，基带单元bbu可以以第一或第二信息28、38的形式向用户设备ue分配较低的优先级。在高优先级的情况下，基带单元bbu可以请求用户设备ue以两级无线电接入方案的形式使用第二无线电接入方案10，以便确保提交另外的加载有效载荷8。有利地，提供另一度量来传输加载有效载荷8。

第二信息38还可以包括：待发送的上行链路有效载荷8的大小、和/或包括尝试数目以及是否执行第一无线接入方案4或第二无线接入方案10的传输历史、和/或用户设备的相对优先级和/或缓冲器中剩余的上行链路有效载荷8的数据量。例如，如果所有者支付更高质量的服务，则用户设备ue可以具有更高的相对优先级。然后，以其他设备具有较低成功的可能性为代价，可以做出决定来确保成功传输的较高可能性。

在步骤36的一个实施例中，用户设备ue取决于第二信息38生成阈值，该阈值指示设备选择第一或第二无线电接入方案4、10的概率(例如，在0和1之间)。用户设备ue然后生成0和1之间的均匀随机变量。如果该均匀随机变量低于阈值，则使用第一无线电接入方案4。否则，使用第二无线电接入方案10。因此，生成阈值，阈值产生用于执行第一无线电接入方案4的概率为1的值0和用于执行第二无线电接入方案4的概率为1的值1。

在第二步骤34中，确定所选择的小区c是经由第一无线电接入方案4还是第二无线电接入方案10被接入。在步骤36中，第二信息38被评估，并且在步骤40中，确定是否根据第一或第二无线电接入方案4、10来传输上行链路有效载荷。

根据一个实施例，步骤30和36以及第一和第二信息28和38相等，从而导致较少的计算量。

因此，提供了针对第一无线电接入方案4的第三步骤44a和针对第二无线电接入方案10的第三步骤44b。在第三步骤44a、44b中，根据第二步骤34中选择的无线电接入方案4、10，经由所选择的小区c的上行链路信道ul来传输上行链路有效载荷8。

第三步骤44a包括步骤5。在步骤5之后，执行步骤48。如果在步骤48中接收来自基带单元bbu的ack，则成功地发送上行链路有效载荷。

如果在步骤48中未接收到ack和nack，则执行步骤54。如果达到发送上行链路有效载荷8的最大尝试数目，则在步骤56中丢弃上行链路有效载荷8或启动定时器。在预定义的时间之后，过程继续到第一步骤24的步骤26，以尝试另一小区c用于发送上行链路有效载荷8。最大尝试数目可以指代所执行的第三步骤44a的数目或所执行的第三步骤44b的数目或两者的和。如果未达到发送上行链路有效载荷8的最大尝试数目，则在步骤58中增加用户设备ue的传输功率，并且过程继续到步骤5。

如果在步骤48中接收到上行链路资源分配18，则在步骤20中传输上行链路有效载荷8，随后传输基带单元bbu的ack。步骤20包括harq过程，根据harq过程，如果有效载荷8未被基带单元bbu无差错地接收，则有效载荷8可以被重新传输。

第三步骤44b包括步骤12。在步骤12之后，执行步骤60。如果在步骤60中接收上行链路资源分配18，则在步骤20中传输上行链路有效载荷8，随后传输基带单元bbu的ack。

如果在步骤60中未接收ack或nack，则执行步骤62。如果达到了发送上行链路有效载荷8的最大尝试数目，则在步骤56中丢弃上行链路有效载荷8或启动定时器。如果未达到发送上行链路有效载荷8的最大尝试数目，则在步骤64中增加用户设备ue的传输功率，并且过程继续到步骤12。

如果在步骤48或步骤60中接收nack，则执行步骤50。如果达到发送上行链路有效载荷8的最大尝试数目，则丢弃上行链路有效载荷8，或者返回到第一步骤24，以尝试另一小区c用于发送上行链路有效载荷8。最大尝试数目可以指代所执行的第三步骤44a的数目或所执行的第三步骤44b的数目或两者的和。如果未达到发送上行链路有效载荷8的最大尝试数目，则在步骤52中启动定时器，并且在预定的时间或随机确定的时间之后，过程继续到步骤30。

图5示意性地示出了用于基带单元bbu的操作的流程图66。在接收步骤68中，在没有先前上行链路资源分配18的情况下，从基带单元bbu的小区c中的用户设备ue接收上行链路有效载荷8和对应的前导码6。在解码步骤70中，前导码6和对应的上行链路有效载荷8被解码。在失败确定步骤72中，确定关于上行链路有效载荷8的失败。该失败可以包括：从有效载荷8计算的校验和不等于与上行链路有效载荷8一起接收的校验和。故障还可以包括：上行链路有效载荷8包括无效的ue标识，即，不能将上行链路有效载荷8分配到在基带单元bbu中注册的任何用户设备ue。如果确定没有失败，则基带单元bbu向用户设备ue传输ack。在分配步骤16中，例如以上行链路信道ul上的频率子带和子帧的形式，在上行链路信道ul上的资源被授予用户设备ue。当在失败确定步骤76中确定关于上行链路有效载荷8的失败时，执行分配步骤16。然而，当在请求步骤12中接收上行链路资源请求14时，也执行分配步骤16。

在接收上行链路有效载荷8之后，在步骤76中确定是否正确接收了上行链路有效载荷8。如果是，则根据步骤78向用户设备ue传输ack。如果未正确接收上行链路有效载荷8，则启动混合自动重复请求序列harq。

图6示意性地示出了物理层的帧的时间-频率图80。传输时间间隔tti相当于一个子帧，并且是时间方向t上的最小分配单元。资源块rb相当于频率子带，并且是频率方向上最小的分配单位。根据前导码区域82的多个资源块被预留用于前导码，特别是例如在资源块85中的前导码6和上行链路资源请求14。在前导码区域82内，来自多个用户设备ue的许多不同的前导码序列被叠加。作为示例，可以应用zadoff-chu序列或m序列。其相关属性允许基带单元bbu检测每个单独的序列。可用序列的子集可以被保留用于第一无线电接入方案4，而另一子集用于第二无线电接入方案10。用户设备ue在优选子集内随机地选择一个序列。第一无线电接入方案4的子集内的每个前导码序列根据箭头86唯一地指向根据用于传输上行链路有效载荷8的资源块84的一个上行链路资源。指示了导频区87。多个前导码序列可以指向相同的上行链路资源，即，由于前导码具有比数据更低的冲突概率，所以数据的冲突不一定导致前导码的冲突。该方案允许例如通过连续干扰消除(sic)接收器的多用户检测(mud)的简单应用。也可以定义不同类型的上行链路资源。上行链路资源可以例如在(rb的数目)大小以及期望的调制和编码方案(mcs)方面不同。用户设备将根据其需要(例如，有效载荷大小和信道质量)来选择指向上行链路资源的前导码序列。

用于第二无线电接入方案10的子集的前导码序列也可以唯一地指向一个特定的上行链路资源(例如，前导码区之后的八个子帧)。与上行链路资源分配18相关的信息将是简单的一个比特ack/nack。备选地，第二无线电接入方案10的子集内的前导码序列也可以指向多个上行链路资源，并且基带单元将分配一个适当的上行链路资源。与上行链路资源分配18有关的信息将例如是该rb的时频索引或队列长度。由于变化的干扰条件，前导码6的区域和上行链路有效载荷8的区域可能在时频平面上移动或扩散。这为前导码6以及上行链路有效载荷8的传输提供了沿时频平面资源分配的灵活性。

如上所述，可以将两个不同的基线概念(即，一级/两级)的优点进行组合，这使得能够改进频谱效率(因此使得能够增加所支持的设备的数量)，并且减少接入延迟(因此减少(多个)设备处消耗的能量)。此外，如果流量载荷增加，而物理信道实现保持相同，则本发明的实施例为小型有效载荷消息提供从一级到两级传输方案的无缝转换。即，没有必要为一级和两级接入保留分离的无线电资源，但是二者可以同时使用相同的资源。

本领域技术人员将容易认识到，各种上述方法的步骤可以由编程的计算机来执行。本文中，一些实施例还旨在覆盖程序存储设备(例如，数字数据存储介质)，程序存储设备是机器或计算机可读的并且对机器可执行或计算机可执行指令程序进行编码，其中所述指令执行上述方法的一些或全部步骤。程序存储设备可以是例如数字存储器、诸如磁盘和磁带的磁存储介质、硬盘驱动器或光可读数字数据存储介质。实施例也旨在覆盖被编程为执行上述方法的所述步骤的计算机。

说明书和附图仅仅图示了本发明的原理。因此可以理解，本领域技术人员将能够设计出尽管在本文中未明确描述或示出、但体现本发明的原理并且被包括在其范围内的各种布置。此外，本文所记载的所有示例主要明确地仅用于教学目的，以帮助读者理解本发明的原理和发明人为促进本领域而贡献的概念，并且被解释为不限于这样具体记载的示例和条件。此外，本文中记载本发明的原理、方面和实施例的所有陈述以及其具体示例旨在涵盖其等同物。

本领域技术人员应理解，本文中的任何框图表示体现本发明原理的示例性电路的概念图。类似地，可以理解，无论计算机或处理器是否被明确示出，任何流程图、流程图表、状态转换图、伪代码等表示可以基本上在计算机可读介质中表示并由这样的计算机或处理器执行的各种处理。