在无线通信系统中执行用于覆盖增强用户设备的随机接入过程的方法和装置的制造方法

在无线通信系统中执行用于覆盖增强用户设备的随机接入过程的方法和装置的制造方法
【专利摘要】提供一种用于在无线通信系统中执行随机接入过程的方法和装置。在一个实施例中，用户设备(UE)在随机接入过程期间确定用于上行链路传输的所要求的重复的数量，以及基于确定的对于上行链路传输的所要求的重复的数目来执行用于上行链路传输的重复。上行链路传输可以包括被分组的前导的传输。在另一实施例中，UE配置用于低成本机器型通信(MTC)UE的通信窗口，以及通过所配置的通信窗口来执行随机接入前导过程。
【专利说明】
在无线通信系统中执行用于覆盖増强用户设备的随机接入过 程的方法和装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种无线通信，并且更加具体地，涉及一种用于在无线通信系统中执 行用于覆盖增强用户设备(UE)的随机接入过程的方法和装置。
【背景技术】
[0002] 通用移动电信系统(UMTS)是第三代（3G)异步移动通信系统，其基于欧洲系统、全 球移动通信系统(GSM)以及通用分组无线电服务(GPRS)在宽带码分多址(WCDMA)中操作。 UMTS的长期演进(LTE)通过标准化UMTS的第三代合作伙伴计划(3GPP)正在讨论当中。
[0003] 3GPP LTE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、以及扩大和改进覆盖和系统性能的LTE目标已经提出了许多方案。3GPP LTE要求每比特减少成本、增加服务可用性、灵活使用频带、简单结构、开放接口、以及终端 的适当功率消耗作为高级别的要求。
[0004] 机器型通信(MTC)是用于运营商的重要收益流并且从运营商的角度具有巨大的潜 能。存在通过开发专用于MTC的新接入技术的一些行业成员致力于有效的机器对机器(M2M) 系统的数个行业论坛。然后，对于运营商来说能够使用已经部署的无线电接入技术来服务 MTC用户设备(UE)是更有效的。因此对于运营商来说理解是否LTE应是对MTC有效支持的有 竞争力的无线电接入技术是重要的。设想将会部署大量的MTC UE，大到足以创建其自己的 经济系统。降低MTC UE的成本是实现"物联网"概念的重要推动元素。用于许多应用的MTC UE将会要求低操作功率消耗并且期望以非常少量的突发传输进行通信。
[0005] 另外，与所定义的LTE小区覆盖足迹相比较存在用于会要求覆盖增强的建筑物内 部深入地部署装置的M2M使用情况的实质性的市场。对于用于MTC UE的覆盖增强已经论述 了各种方法。

【发明内容】

[0006] 技术问题
[0007] 本发明提供一种用于执行用于覆盖增强用户设备(UE)的随机接入过程的方法和 装置。本发明提供一种用于基于确定的用于上行链路传输的所要求的重复的数量来执行用 于上行链路传输的重复的方法。本发明提供一种用于通过新定义的通信窗口来执行随机接 入过程的方法。
[0008] 问题的解决方案
[0009] 在一个方面中，提供一种在无线通信系统中通过用户设备(UE)执行随机接入过程 的方法。该方法包括:在随机接入过程期间确定用于上行链路传输的所要求的重复的数量； 以及基于确定的用于上行链路传输的所要求的重复的数量来执行用于上行链路传输的重 复。
[0010] 在另一方面中，提供一种在无线通信系统中的用户设备(UEhUE包括射频(RF)单 元，该RF单元用于发送或者接收无线电信号；以及处理器，该处理器被耦合到RF单元，并且 被配置成在随机接入过程期间确定用于上行链路传输的所要求的重复的数量，以及基于确 定的用于上行链路传输的所要求的重复的数量来执行用于上行链路传输的重复。
[0011]在另一方面中，提供一种用于在无线通信系统中通过用户设备(UE)执行随机接入 过程的方法。该方法包括:配置用于低成本机器型通信(MTC)UE的通信窗口；以及通过所配 置的通信窗口来执行随机接入过程。
[0012]有益效果
[0013]能够有效率地执行对于MTC UE的覆盖增强。
【附图说明】
[0014] 图1示出LTE系统架构。
[0015] 图2示出典型E-UTRAN和典型EPC的架构的框图。
[0016] 图3示出LTE系统的用户平面协议栈和控制平面协议栈的框图。
[0017]图4示出物理信道结构的示例。
[0018]图5示出基于竞争的随机接入过程。
[0019] 图6示出基于非竞争的随机接入过程。
[0020] 图7示出根据本发明实施例的用于执行随机接入过程的方法的示例。
[0021] 图8示出根据本发明的实施例的通信窗口的示例。
[0022] 图9示出根据本发明的实施例的用于执行随机接入过程的方法的另一示例。
[0023] 图10示出根据本发明的实施例的用于执行随机接入过程的方法的另一示例。
[0024] 图11示出实现本发明实施例的无线通信系统。
【具体实施方式】
[0025] 下文描述的技术能够在各种无线通信系统中使用，诸如码分多址(CDMA)、频分多 址(FDMA)、时分多址(TDMA)、正交频分多址(0FDMA)、单载波频分多址（SC-FDMA)等。CDMA能 够以诸如通用陆上无线电接入(UTRA)或者⑶MA-2000的无线电技术来实现。TDMA能够以诸 如全球移动通信系统(GSM)/通用分组无线电服务(GPRS)/增强型数据速率GSM演进(EDGE) 的无线电技术来实现。0FDMA能够以诸如电气与电子工程师协会（IEEE)802.11(Wi-Fi)、 IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802-20、演进的UTRA(E-UTRA)等的无线电技术来实现。IEEE 802.16m是IEEE 802.16e的演进，并且提供与基于IEEE 802.16的系统的向后兼容性。UTRA 是通用移动电信系统(UMTS)的一部分。第三代合作伙伴计划（3GPP)长期演进(LTE)是使用 E-UTRA的演进的UMTS(E-UMTS)的一部分。3GPP LTE在下行链路中使用0FDMA，以及在上行链 路中使用SC-FDMA。高级LTE (LTE-A)是3GPP LTE的演进。
[0026] 为了清楚起见，以下的描述将集中于LTE-A。然而，本发明的技术特征不受限于此。 [0027]图1示出LTE系统架构。通信网络被广泛地部署以通过IMS和分组数据提供诸如互 联网协议语音(VoIP)的各种通信服务。
[0028]参考图1，LTE系统架构包括一个或者多个用户设备(UE 10)、演进的UMTS陆上无线 电接入网络(E-UTRA)以及演进分组核心(EPChUE 10指的是用户携带的通信设备。UE10可 以是固定的或者移动的，并且可以被称为另一术语，诸如移动站(MS)、用户终端(UT)、订户 站(SS)、无线设备等。
[0029] E-UTRAN包括一个或者多个演进节点-B(eNB)20,并且多个UE可以位于一个小区 中。eNB 20向UE 10提供控制平面和用户平面的端点。eNB 20通常是与UE 10通信的固定站 并且可以被称为另一术语，诸如基站(BS)、基站收发器系统(BTS)、接入点等。每个小区可以 部署一个eNB 20。在eNB 20的覆盖范围内存在一个或者多个小区。单个小区被配置成具有 从1.25、2.5、5、10、以及20MHz等中选择的带宽中的一个，并且将下行链路或者上行链路传 输服务提供给数个UE。在这样的情况下，不同的小区能够被配置成提供不同的带宽。
[0030] 在下文中，下行链路(DL)表示从eNB 20到UE 10的通信，并且上行链路(UL)表示从 UE 10到eNB 20的通信。在DL中，发射器可以是eNB 20的一部分，并且接收器可以是UE 10的 一部分。在UL中，发射器可以是UE 10的一部分，并且接收器可以是eNB 20的一部分。
[0031] EPC包括负责控制平面功能的移动性管理实体(MME)和负责用户平面功能的系统 架构演进(SAE)网关(S-GWhMME/S-GW 30可以被定位在网络的末端处并且被连接到外部网 络。MME具有UE接入信息或者UE性能信息，并且这样的信息可以主要在UE移动性管理中使 用。S-GW是其端点是E-UTRAN的网关。MME/S-GW 30提供用于UE 10的会话和移动性管理功能 的端点。EPC可以进一步包括分组数据网络(PDN)网关(PDN-GW)。TON-GW是其端点是PDN的网 关。
[0032] MME向eNB 20提供包括非接入层(NAS)信令、NAS信令安全、接入层(AS)安全性控 制、用于3GPP接入网络之间的移动性的核心网络间（CN)节点信令、空闲模式UE可达到性(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)、P-GW和S-GW选择、对于利用MME变化的切换的MME选择、切换到2G或者3G 3GPP接入网络的服务GPRS支 持节点（SGSN)选择、漫游、认证、包括专用承载建立的承载管理功能、支持公共警报系统 (PWS)(包括地震和海啸警报系统(ETWS)和商用移动报警系统(CMAS))消息传输的各种功 能。S-GW主机提供包括基于每个用户的分组滤波(通过例如，深分组检查）、合法侦听、UE互 联网协议（IP)地址分配、在DL中的输送级别分组标注、UL和DL服务级别计费、门控和速率增 强、基于APN-AMBR的DL速率增强的各类功能。为了清楚，在此MME/S-GW 30将会被简单地称 为"网关"，但是理解此实体包括MME和S-GW。
[0033]用于发送用户业务或者控制业务的接口可以被使用。UE 10和eNB 20借助于Uu接 口被连接。eNB 20借助于X2接口被互连。相邻的eNB可以具有网状结构，其具有X2接口。eNB 20借助于S1接口被连接到EPC。eNB 20借助于S1-MME接口被连接到MME，并且借助于S1-U接 口被连接到S-GW。S1接口支持在eNB 20和MME/S-GW之间的多对多关系。
[0034] 图2示出典型E-UTRAN和典型EPC的架构的框图。参考图2，eNB 20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30的路由、寻呼消息的调度和发 送、广播信道(BCH)信息的调度和发送、在UL和DL两者中到UE 10的资源的动态分配、eNB测 量的配置和供应、无线电承载控制、无线电准入控制(RAC)、以及在LTE_ACTIVE状态下的连 接移动性控制的功能。在EPC中，并且如在上面所注明的，网关30可以执行寻呼发起、LTE_ IDLE状态管理、用户平面的加密、SAE承载控制、以及NAS信令的加密和完整性保护的功能。
[0035] 图3示出LTE系统的用户平面协议栈和控制平面栈的框图。图3_(a)示出LTE系统的 用户平面协议栈的框图，并且图3-(b)示出LTE系统的控制平面协议栈的框图。
[0036]基于在通信系统中公知的开放系统互连（0SI)模型的下面的三个层，在UE和E- UTRAN之间的无线电接口协议的层可以被分类成第一层（LI)、第二层（L2)、以及第三层 (L3)。在UE和E-UTRAN之间的无线电接口协议可以被水平地划分成物理层、数据链路层、以 及网络层，并且可以被垂直地划分成作为用于控制信号传输的协议栈的控制平面(C平面） 和作为用于数据信息传输的协议栈的用户平面(U平面）。在UE和E-UTRAN处，无线电接口协 议的层成对地存在，并且负责Uu接口的数据传输。
[0037]物理(PHY)层属于LUPHY层通过物理信道给较高层提供信息传送服务。PHY层通过 输送信道被连接到作为PHY层的较高层的媒体接入控制(MAC)层。物理信道被映射到输送信 道。通过输送信道在MAC层和PHY层之间传送数据。在不同的PHY层，即，发射器的PHY层和接 收器的PHY层之间，使用无线电资源通过物理信道传送数据。使用正交频分复用(0FDM)方案 来调制物理信道，并且利用时间和频率作为无线电资源。
[0038] PHY层使用数个物理控制信道。物理下行链路控制信道(PDCCH)向UE报告关于寻呼 信道(PCH)和下行链路共享信道(DL-SCH)的资源分配、以及与DL-SCH相关的混合自动重传 请求(HARQ)信息。PDCCH可以承载用于向UE报告关于UL传输的资源分配的UL许可。物理控制 格式指示符信道(PCFICH)向UE报告被用于PDCCH的0FDM符号的数目，并且在每个子帧中被 发送。物理混合ARQ指示符信道(PHICH)承载响应于UL传输的HARQ肯定应答(ACK)/否定应答 (NACK)信号。物理上行链路控制信道(PUCCH)承载诸如用于DL传输的HARQ ACK/NACK、调度 请求、以及CQI的UL控制信息。物理上行链路共享信道(PUSCH)承载UL-上行链路共享信道 (SCH)〇
[0039] 图4示出物理信道结构的示例。
[0040] 物理信道由时域中的多个子帧和频域中的多个子载波组成。一个子帧由时域中的 多个符号组成。一个子帧由多个资源块(RB)组成。一个RB由多个符号和多个子载波组成。另 外，每个子帧可以使用相应的子帧的特定符号的特定子载波用于PDCCH。例如，子帧的第一 符号可以被用于roCOLPDCCH承载动态分配的资源，诸如物理资源块(PRB)以及调制和编译 方案(MCS)。作为用于数据传输的单位时间的传输时间间隔（TTI)可以等于一个子帧的长 度。一个子帧的长度可以是lms。
[0041]根据是否信道被共享，输送信道被分类成公共输送信道和专用输送信道。用于将 来自于网络的数据发送到UE的DL输送信道包括用于发送系统信息的广播信道(BCH)、用于 发送寻呼消息的寻呼信道(PCH)、用于发送用户业务或者控制信号的DL-SCH等。DL-SCH通过 变化调制、编译和发送功率、以及动态和半静态资源分配两者支持HARQ、动态链路自适应。 DL-SCH也可以启用整个小区的广播和波束形成的使用。系统信息承载一个或者多个系统信 息块。可以以相同的周期性发送所有的系统信息块。通过DL-SCH或者多播信道(MCH)可以发 送多媒体广播/多播服务(MBMS)的业务或者控制信号。
[0042]用于将来自于UE的数据发送到网络的UL输送信道包括用于发送初始控制消息的 随机接入信道(RACH)、用于发送用户业务或者控制信号的UL-SCH等。UL-SCH通过变化发送 功率和可能的调制和编译支持HARQ和动态链路自适应。UL-SCH也可以启用波束形成的使 用。RACH通常被用于对小区的初始接入。
[0043] MAC层属于L2JAC层经由逻辑信道将服务提供给作为MAC层的较高层的无线电链 路控制(RLC)层。MAC层提供将多个逻辑信道映射到多个输送信道的功能。MAC层也通过将多 个逻辑信道映射到单个输送信道来提供逻辑信道复用的功能。MAC子层在逻辑信道上提供 数据传送服务。
[0044] 根据被发送的信息的类型，逻辑信道被分类成用于传送控制平面信息的控制信道 和用于传送用户平面信息的业务信道。即，为通过MAC层提供的不同数据传送服务定义逻辑 信道类型的集合。逻辑信道位于输送信道的上方，并且被映射到输送信道。
[0045] 控制信道仅被用于控制平面信息的传输。通过MAC层提供的控制信道包括广播控 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)以及专用 控制信道(DCCH)。BCCH是用于广播系统控制信息的下行链路信道。PCCH是传送寻呼信息的 下行链路信道并且当网络没有获知UE的位置小区时被使用。不具有与网络的RRC连接的UE 使用CCCH ICCH是被用于将来自于网络的MBMS控制信息发送到UE的点对多点下行链路信 道。DCCH是在UE和网络之间发送专用控制信息的由具有RRC连接的UE使用的点对点双向信 道。
[0046] 业务信道仅被用于用户平面信息的传输。由MAC层提供的业务信道包括专用业务 信道(DTCH)和多播业务信道(MTCHhDTCH是点对点信道，专用于一个UE用于用户信息的传 送并且能够在上行链路和下行链路两者中存在。MTCH是用于将来自于网络的业务数据发送 到UE的点对多点下行链路信道。
[0047]在逻辑信道和输送信道之间的上行链路连接包括能够被映射到UL-SCH的DCCH、能 够被映射到UL-SCH的DTCH以及能够被映射到UL-SCH的CCCH。在逻辑信道和输送信道之间的 下行链路连接包括能够被映射到BCH或者DL-SCH的BCCH、能够被映射到PCH的PCCH、能够被 映射到DL-SCH的DCCH、以及能够被映射到DL-SCH的DTCH、能够被映射至IjMCH的MCCH、以及能 够被映射到MCH的MTCH。
[0048] RLC层属于L2ALC层提供调节数据的大小的功能，通过在无线电分段中级联和分 割从较高层接收到的数据，以便适合于较低层发送数据。另外，为了确保由无线电承载(RB) 所要求的各种服务质量(QoS)，RLC层提供三种操作模式，即，透明模式(TM)、否定应答模式 (UM)、以及肯定应答模式(AM)。为了可靠的数据传输，AM RLC通过自动重传请求(ARQ)来提 供重传功能。同时，利用MAC层内部的功能块能够实现RLC层的功能。在这样的情况下，RLC层 可以不存在。
[0049]分组数据会聚协议(PDCP)层属于L2WDCP层提供报头压缩的功能，其减少不必要 的控制信息使得通过采用诸如IPv4或者IPv6的IP分组发送的数据在具有相对小的带宽的 无线电接口上能够被有效率地发送。通过仅发送在数据的报头中的必要的信息报头压缩增 加无线电分段中的传输效率。另外，PDCP层提供安全性的功能。安全性的功能包括防止第三 方的检查的加密，和防止第三方的数据处理的完整性保护。
[0050]无线电资源控制(RRC)属于I^jLC层位于L3的最低部分，并且仅被定义在控制平 面中。RRC层起到控制在UE和网络之间的无线电资源的作用。为此，UE和网络通过RRC层交换 RRC消息。RRC层控制与RB的配置、重新配置、以及释放有关的逻辑信道、输送信道以及物理 信道。RB是通过L1和L2提供的用于UE和网络之间的数据递送的逻辑路径。即，RB表示用于UE 和E-UTRAN之间的数据传输的为L2提供的服务。RB的配置暗指用于指定无线电协议层和信 道特性以提供特定服务并且用于确定各个详细参数和操作的过程。RB被分类成两种类型， 即，信令RB (SRB)和数据RB (DRB)。SRB被用作在控制平面中发送RRC消息的路径。DRB被用作 在用户平面中发送用户数据的路径。
[0051 ] 参考图3-(a)，RLC和MAC层(在网络侧上的eNB中被终止)可以执行诸如调度、自动 重传请求(ARQ)、以及混合自动重传请求(HARQ)的功能。PDCP层(在网络侧上的eNB中终止） 可以执行诸如报头压缩、完整性保护、以及加密的用户平面功能。
[0052]参考图3- (b )，RLC和MAC层(在网络侧上的eNB中被终止)可以执行用于控制平面的 相同功能。RRC层(在网络侧上的eNB中被终止)可以执行诸如广播、寻呼、RRC连接管理、RB控 制、移动性功能、以及UE测量报告和控制的功能。NAS控制协议(在网络侧上的网关的MME中 被终止)可以执行诸如SAE承载管理、认证、LTE_IDLE移动性处理、LTE_IDLE中的寻呼发起、 以及用于网关和UE之间的信令的安全性控制的功能。
[0053] RRC状态指示UE的RRC层是否在逻辑上被连接到E-UTRAN的RRC层。RRC状态可以被 划分成诸如RRC连接状态和RRC空闲状态的两种不同的状态。当在UE的RRC层和E-UTRAN的 RRC层之间建立RRC连接时，UE是处于RRC_C0NNECTED中，否则UE是处于RRC_IDLE中。因为处 于RRC_C0NNECTED中的UE具有通过E-UTRAN建立的RRC连接，所以E-UTRAN可以识别处于RRC_ CONNECTED中的UE的存在并且可以有效地控制UE。同时，通过E-UTRAN不可以识别处于RRC_ IDLE中的UE，并且CN以比小区大的区域ΤΑ为单位来管理UE。即，以大区域为单位识别仅处于 RRC_IDLE中的UE的存在，并且UE必须转变到RRCJONNECTED以接收诸如语音或者数据通信 的典型移动通信服务。
[0054]在RRC_IDLE状态下，UE可以接收系统信息和寻呼信息的广播，同时UE指定由NAS配 置的非连续的接收(DRX)，并且UE已经被分配唯一地识别跟踪区域中的UE的标识（ID)并且 可以执行公共陆地移动网络(PLMN)选择和小区重选。此外，在RRC_IDLE状态下，在eNB中没 有存储RRC上下文。
[0055] 在RRC_C0NNECTED状态下，UE在E-UTRAN中具有E-UTRAN RRC连接和上下文，使得将 数据发送到eNB并且/或者从eNB接收数据变成可能。此外，UE能够向eNB报告信道质量信息 和反馈信息。在RRC_C0NNECTED状态下，E-UTRAN获知UE所属于的小区。因此，网络能够将数 据发送到UE并且/或者从UE接收数据，网络能够控制UE的移动性(切换和到具有网络辅助小 区变化(NACC)的GSM EDGE无线电接入网络(GERAN)的无线电接入技术(RAT)间小区变化顺 序），并且网络能够执行用于相邻小区的小区测量。
[0056] 在RRC_IDEL状态下，UE指定寻呼DRX周期。具体地，UE在每个UE特定寻呼DRX周期的 特定寻呼时机处监控寻呼信号。寻呼时机是寻呼信号被发送期间的时间间隔。UE具有其自 身的寻呼时机。
[0057]寻呼消息在属于相同的跟踪区域的所有小区上被发送。如果UE从一个TA移动到另 一 TA，则UE将跟踪区域更新(TAU)消息发送到网络以更新其位置。
[0058]当用户最初给UE通电时，UE首先搜寻适当的小区并且然后在该小区中保持处于 RRC_IDLE中。当存在建立RRC连接的需求时，保持在RRC_IDLE中的UE通过RRC连接过程与E-UTRAN的RRC建立连接并且然后可以转变到RRC_C0NNECTED。当由于用户的呼叫尝试等等上 行链路数据传输是必需的时，或者一旦在从E-UTRAN接收寻呼消息存在发送响应消息的需 求时，保持在RRC_IDLE中的UE可能需要建立与E-UTRAN的RRC连接。
[0059] 描述了随机接入(RA)过程。可以参考3GPP TS 36.300 VII.6.0(2013-06)的章节 10.1.5〇
[0060]随机接入过程其特征在于：
[0061 ]-用于FDD和TDD的公共过程；
[0062] -当配置载波聚合(CA)时一个过程，而不考虑小区大小和服务小区的数目。
[0063] 为与主小区(PCell)有关的下述事件执行随机接入过程：
[0064]-从RRC_IDLE的初始接入；
[0065] -RRC连接重新建立过程；
[0066]-切换；
[0067]-在要求随机接入过程的RRC_C0NNECTED期间的DL数据到达(例如，当UL同步状态 是"未被同步"时）；
[0068]-在要求随机接入过程的RRC_C0NNECTED期间的UL数据到达(例如，当UL同步状态 是"未被同步"或者不存在可用的用于调度请求(SR)的PUCCH资源）；
[0069]-为了在要求随机接入过程的RRCJONNECTED期间的定位用途(例如，当对于UE定 位需要定时提前时）；
[0070]在SCe 11上也执行随机接入过程以建立用于相对应的辅助TAG (STAG)的时间对准。 [0071 ]此外，随机接入过程采用两种不同的形式：
[0072] -基于竞争的（可应用于前面的五个事件）；
[0073] -基于非竞争的（仅可应用于切换、DL数据到达、定位和获得用于STAG的定时提前 对准）。
[0074]正常的DL/UL传输能够在随机接入过程之后发生。
[0075]图5示出基于竞争的随机接入过程。
[0076] 基于竞争的随机接入过程的四个步骤是：
[0077] 1)在上行链路中的RACH上的随机接入前导（消息1):存在两个被定义的可能的组 并且一个是可选的。如果两个组被配置并且消息3的大小和路径损耗被用于确定从哪一个 组选择前导。前导所属的组提供消息3的大小和在UE处的无线电条件的指示。在系统信息上 广播前导组信息和必要的阈值。
[0078] 2)通过在DL-SCH上的MAC产生的随机接入响应(消息2):消息2可以与消息1是半同 步的（在其大小是一个或者多个TTI的灵活窗口内）。消息2不可以使用HARQ。在HXXH上可以 向随机接入无线电网络临时标识(RA-RNTI)寻址消息2。消息2可以传送至少RA前导标识符、 用于主定时提前组(pTAG)的定时对准信息、临时小区RNTI (C-RNTI)的初始UL许可和对准 (在竞争解决时可以或者可以不使其持久）。消息2可以预期在用于一个DL-SCH消息中的可 变数目的UE。
[0079] 3)在UL-SCH上首先调度的UL传输（消息3):消息3可以使用HARQ。传送块的大小取 决于在步骤2中传送的UL许可并且是至少80个比特。对于初始接入，消息3可以传送通过RRC 层产生并且经由CCCH发送的RRC连接请求，或者可以传送至少NAS UE标识符但是没有NAS消 息。对于RRC连接重新建立过程，消息3可以传送通过RRC层产生并且经由CCCH发送的RRC连 接重新建立请求，并且可以不包含任何NAS消息。在切换之后，在目标小区中，消息3可以传 送通过RRC层产生并且经由DCCH发送的加密的和完整性保护的RRC切换确认，或者可以传送 UE的C-RNTI(经由切换命令被分配）。当可能时，消息3可以包括上行链路缓冲状态报告。对 于其他事件，消息3可以至少传送UE的C-RNTI。
[0080] 4)在DL上的竞争解决(消息4):将会使用早期的竞争解决，即，eNB在解决竞争之前 没有等待NAS回复。消息4可以不与消息3同步。HARQ被支持。为了初始接入可以在PDCCH上向 临时C-RNTI寻址消息4，并且在无线电链路失败之后，并且/或者为在RRC_CONNECTED中的UE 在H)CCH上向临时C-RNTI寻址消息4。仅通过检测其自己的UE标识的UE发送HARQ反馈，如在 消息3中所提供的，在竞争解决消息中发回声。
[0081 ] 为检测RA成功并且其还没有C-RNTI的UE向C-RNTI推进临时C-RNTI;通过其他放 弃。检测RA成功并且已经具有C-RNTI的UE，使用其C-RNTI恢复。
[0082]当CA被配置时，基于竞争的随机接入过程的前面的三个步骤在PCell上出现，同时 通过PCell能够跨调度地竞争解决(步骤4)。
[0083]图6示出基于非竞争的随机接入过程。
[0084]基于非竞争的随机接入过程的三个步骤是：
[0085] 0)在DL中经由专用信令的随机接入前导指配:eNB将非竞争随机接入前导（不在广 播信令中发送的集合内的随机接入前导）指配给UE。可以经由通过目标eNB生成并且为了切 换经由源eNB发送的H0命令，或者在DL数据到达或者定位的情况下的HXXH，或者用于sTAG 的初始UL时间对准的H)CCH，用信号传送非竞争随机接入前导。
[0086] 1)在上行链路中的在RACH上的随机接入前导（消息1):UE发送被指配的非竞争随 机接入前导。
[0087] 2)在DL-SCH上的随机接入响应(消息2):消息2可以与消息1半同步(在其大小是两 个或者多个TTI的灵活窗口内）。消息2不可以使用HARQ。在roCCH上可以向RA-RNTI寻址消息 2。消息2可以至少传送用于切换的时序对准信息和初始UL许可、用于DL数据到达的时序对 准信息、RA前导标识符。消息2可以旨在用于一个DL-SCH消息中的一个或者多个UE。
[0088] 当对PCell执行基于非竞争的随机接入同时CA被配置时，在PCell上经由基于非竞 争的随机接入过程的步骤〇、步骤1以及步骤2的PDCCH的随机接入前导指配发生。为了建立 用于sTAG的时序提前，eNB可以通过在sTAG的被激活的SCell的调度小区上发送的PDCCH命 令发起基于非竞争的随机接入过程(步骤0)。前导传输(步骤1)在被指示的SCell上，并且随 机接入响应(步骤2)在PCell上发生。
[0089] 描述低成本机器型通信(MTC)UE。可以参考3GPP TR 36.888 V12.0.0(2013-06)的 章节5。对于基于LTE的低成本MTC UE的供应而研究的解决方案应支持下述作为最低要求。
[0090] -支持作为最小值的等效于通过EGPRS多时隙类别2装置（2个下行链路时间槽 (118.4Kbps )、1个上行链路时间槽（59.2Kbps )、以及最多3个活跃的时间槽）的支持的[R ' 99E-GPRS]的数据数率。这没有排除较高的数据速率的支持，只要成本目标没有被折衷。
[0091] -与在当今的GSM/EGPRS网络中的R99 GSM/EGPRS终端而实现的相比较，并且在思 想上与LTE的相比较，使用于低数据速率MTC业务的平均频谱效率显著地改进。对于低成本 MTC UE的优化应最小化对在LTE版本8-10网络中的为其他终端(常规的LTE终端)可实现的 频谱效率的影响。
[0092]-假定在相同的频谱带上确保基于LTE的低成本MTC UE的服务覆盖足迹不再比（在 GSM/EGPRS网络中的）GSM/EGPRS MTC装置的服务覆盖足迹或者（在LTE网络中的）"常规的 LTE UE"的更差。
[0093]-与所定义如为"常规的LTE UE"设计的LTE小区覆盖足迹相比较应为低成本MTC UE制定20dB的覆盖改进的目标。
[0094] -确保整个功率消耗不比现有的基于GSM/GPRS的MTC装置差。
[0095] -确保良好的无线电频率与具有遗留(版本8_10)LTE无线电接口和网络共存。
[0096]-在相同载波上的低成本MTC UE和遗留LTE UE的目标操作。
[0097]-重用现有的LTE/SAE网络架构。
[0098] -在对说明书的版本10版本的变化方面应指定解决方案
[0099] -研究项目应考虑用于roD和TDD模式两者的优化。
[0100] -研究的初始阶段将会集中于没有必要地要求对LTE基站硬件的变化的解决方案。 [0101]-低成本MTC装置支持受限的移动性（即，不支持无缝的切换;在不同的国家中在网 络中操作的能力)并且是低功耗模块。
[0102] 一些MTC UE可以被安装在住宅建筑物的地下室或者由箱衬背的绝缘屏蔽的位置、 金属窗户或者传统厚墙的建筑物构造中。与常规的LTE UE相比这些MTC UE可能经历对无线 电接口的显著地更大的穿透损耗。因此，对于这些MTC UE，可以要求覆盖增强。在极端的覆 盖场景中的MTC UE可以具有诸如非常低数据速率、更大的延迟容限、以及无移动性的特性， 并且因此，可以不要求一些消息/信道。
[0103] 用于覆盖增强的基本方法可以是各个消息的重复。即，能够通过重复消息的传输 要求覆盖增强的效果。对于常规操作的所要求的覆盖增强的程度对于各个MTC UE来说可以 是不同的。换言之，可以要求各个MTC UE执行用于覆盖增强的不同数目的重复。来自于小区 中心的较远的MTC UE可能需要更多数量的重复，而附近的MTC UE可能需要较少数量的重 复。如果为各个MTC UE执行相同数量的重复，则由于不必要的重复可能出现不必要的资源 浪费和功耗。因此，有必要在用于避免不必要的重复的随机接入期间区分用于各个MTC UE 的重复的数量。此外，因为网络没有获知对于MTC UE的上行链路传输的重复的时序，所以可 能需要定义用于MTC UE的新的通信窗口。
[0104] 图7示出根据本发明的实施例的用于执行随机接入过程的方法的示例。在本实施 例中，为了避免不必要的重复提出用于各个MTC UE的重复的数目的区分和前导的分组。
[0105] 参考图7,在步骤S100中，UE在随机接入过程期间确定用于上行链路传输所要求的 重复的数量。为了在随机接入过程期间区分用于上行链路传输的重复的数目，在随机接入 过程期间UE可以自发地确定用于上行链路传输所要求的重复的数量。基于下述中的至少一 个可以确定用于上行链路传输所要求的重复的数目：
[0106] -Alt. 1:下行链路信道条件(例如，路径损耗、参考信号接收功率(RSRP)、参考信号 接收质量(RSRQ))
[0107] -Alt. 2:用于下行链路消息（例如，系统信息，寻呼）的正确接收的重复的数目，或 者
[0108] -Alt. 3:对于最新上行链路传输要求的重复的数目
[0109] 对于在上面描述的Alt. 1或者Alt. 2,网络可以提供在用于下行链路消息的正确接 收(或者下行链路路径损耗)所要求的重复的数目和用于到UE的上行链路传输的所估计的 重复的数目之间的映射表。可以经由专用/广播信令从网络将映射表提供给UE。可替选地， 可以在说明书中指定映射表。表1示出在用于上行链路传输的所估计的重复的数目和用于 下行链路消息的正确接收所要求的重复的数目之间的映射表的示例。
[0110] 〈表 1>
[0111]
[0112] 参考表1，例如，如果对于下行链路消息的正确接收UE所要求的重复的数目是20， 则所估计的上行链路重复的数目是30。1?可以基于映射表确定用于上行链路传输的所要求 的重复的数量。
[0113] 对于上述的Alt. 3,如果有，则UE存储对于最新上行链路传输所要求的重复的数 目。
[0114] 返回到图7,在步骤S110中，UE基于所确定的用于上行链路传输的所要求的重复的 数量执行用于上行链路传输的重复。如果存在发送包括前导的上行链路消息的需求，则UE 可以执行用于上行链路传输的重复的数量与用于Alt. 1或者Alt. 2的从映射表确定的所要 求的重复的数量一样多，或者与用于Alt.3的对于最新上行链路传输所要求的所存储的重 复的数目一样多。
[0115] 此外，为了让网络获知要求多少用于上行链路传输的重复，被包括在上行链路传 输中的前导可以被分组。基于下述中的至少一个可以分组前导：
[0116] - A11.1:下行链路信道条件(例如，路径损耗、RSRP、RSRQ)
[0117] -Alt. 2:用于下行链路消息（例如，系统信息，寻呼）的正确接收的重复的数目，或 者
[0118] -Alt. 3:对于最新上行链路传输所要求的重复的数量
[0119] 分组可以在本说明书中指定或者通过网络配置。在接收被分组的前导之后，网络 可以估计用于上行链路和下行链路消息的所要求的重复的数目。
[0120] 图8示出根据本发明的实施例的通信窗口的示例。由于网络不知道何时UE开始用 于上行链路消息的重复之中的第一重复，网络不可以正确地组合来自于UE的上行链路消 息。为了解决此问题，可以定义通信窗口。
[0121] 参考图8,在通信窗口内执行用于上行链路消息的重复之中的第一重复。在通信窗 口内，可以仅允许使用覆盖增强的UE重复相同的上行链路消息（包括随机接入前导）。可选 地，可以仅允许UE在所指定的子帧中发送在用于上行链路消息的重复之中的第一重复。例 如，在各个通信窗口中的第一子帧可以被用于在用于上行链路消息的重复之中的第一重 复。通信窗口的大小和/或被指定的子帧的位置可以是固定的或者经由广播/专用信令通过 网络配置。在一个通信窗口中发送上行链路消息之后UE可以尝试在下一个通信窗口中解码 下行链路响应消息(包括ACK/NACK)。
[0122] 图9示出根据本发明的实施例的用于执行随机接入过程的方法的另一示例。
[0123] 在步骤S200中，网络为对于覆盖增强所要求的UE配置通信窗口（例如，在小区边缘 处的低成本的MTC UE)。所配置的通信窗口的大小可以是固定的或者通过网络配置。可以允 许UE以在所配置的通信窗口内重复发送相同的上行链路消息。
[0124] 在步骤S210中，UE通过所配置的通信窗口执行随机接入过程。即，UE可以在所配置 的通信窗口内执行用于上行链路传输的重复。在所指定的子帧中可以执行用于上行链路传 输的重复之中的第一重复。UE可以随机地选择所配置的用于上行链路传输的通信窗口。对 于随机地选择通信窗口，网络可以经由广播/专用信令在通信窗口的单元中提供边界值。在 接收边界值之后，UE可以在边界值内选择具有相等的概率的通信窗口。在随机接入过程的 情况下，如果UE不能发送上行链路消息，则UE可以调节（即，添加或者乘以）具有退避值的边 界值。退避值可以由网络提供。不能进行上行链路传输的UE可以在被调节的边界值内选择 通信窗口。
[0125] 在下一个通信窗口中，UE可以监控用于通过RNTI (用于随机接入响应的新RA-RNTI)识别的下行链路响应消息（例如，随机接入响应)的PCel 1的H)CCH。如果UE在所选择的 通信窗口内不能发送上行链路消息或者UE不能接收下行链路响应消息，则UE可以在通信窗 口的单元中执行退避。
[0126] 图10示出根据本发明的实施例的用于执行随机接入过程的方法的另一示例。在本 实施例中，假定UE基于用于下行链路消息的正确接收，即，Alt. 2的通过UE所要求的重复的 数目确定用于上行链路传输的所要求的重复的数量。下行链路消息可以是经由专用/广播 信令提供的任何下行链路消息。
[0127] 在步骤S300中，网络经由广播信令向UE提供在用于上行链路传输的重复所估计的 数目和用于下行链路消息的正确接收UE所要求的重复的数目之间的映射表。在步骤S310 中，UE存储接收到的映射表。
[0128] 在步骤S320中，UE估计和存储对于下行链路消息的正确接收所要求的重复的数 目。然后，在步骤S300中UE计算在接收广播信令期间对于下行链路消息的正确接收所要求 的重复的数目。
[0129] 在步骤300中，当存在建立RRC连接的需求或者需要发送上行链路消息时，在步骤 S340中，UE基于存储的映射表和用于在步骤S320中估计的用于下行链路消息的正确接收所 要求的重复的数目来估计用于上行链路传输的重复的数目。
[0130] 在步骤S350中，UE基于对于在步骤S320中估计的下行链路消息的正确接收所要求 的重复的数目来拾取(pick up)前导。UE选择随机接入前导组并且然后在所选择的随机接 入前导组内随机地选择随机接入前导。
[0131] 在步骤S360中，UE以随机方式自发地选择通信窗口。在步骤S370中，在所选择的通 信窗口内，UE重复与在步骤S340中计算的数目一样多的所选择的随机接入前导的传输。
[0132] 在步骤S380中，在下一个通信窗口内，UE尝试通过为覆盖增强UE分配的新RA-RNTI 来解码随机接入响应。用于随机接入响应的响应窗口可以在此通信窗口的开始处开始。响 应窗口的长度可以与一个或者多个通信窗口的长度对准。随机接入响应可以包括允许UE发 送上行链路消息的通信窗口。随机接入响应也可以包括用于上行链路消息的传输所要求的 数目。
[0133] 如果UE在通信窗口内成功地解码随机接入响应，并且随机接入响应包括与所发送 的随机接入前导相对应的随机接入前导标识符，则UE可以认为此随机接入响应接收成功。 然而，对于下述情况，可以认为随机接入响应接收不成功。
[0134] -如果在通信窗口（和/或响应窗口）内没有接收随机接入响应，或者
[0135] -如果没有解码随机接入响应直到当前通信窗口（和/或响应窗口）的结束，或者
[0136] -如果UE没有解码随机接入响应，即使UE接收与最大数目一样多的消息，或者，
[0137] -如果所有接收到的随机接入响应没有包含与所发送的随机接入前导相对应的随 机接入前导标识符
[0138] 在这样的情况下，UE可以基于由网络提供的退避参数选择通信窗口。并且UE可以 增加用于上行链路传输的重复的数目。用于上行链路传输的重复的数目的增加可以是固定 的或者通过网络配置。
[0139] 在步骤S390中，如果UE认为此随机接入响应接收成功，则在下一个通信窗口（或者 通过随机接入响应的被分配的通信窗口），UE重复与对于成功的前导传输所要求的重复的 数目一样多（或者与通过随机接入响应指示的重复的数目一样多）的消息3。在完成重复消 息 3 之后，UE 启动 mac-ContentionResolutionTimer〇mac-ContentionResolutionTimer 可以 在下一个通信窗口的开始处交替地开始。定时器的长度可以与一个或者多个通信窗口的长 度对准。
[0140] 在步骤S400中，在下一个通信窗口中，UE尝试解码消息4。对于下述情况，消息4的 接收可以被认为不成功。
[0141 ]-如果 mac-ContentionResolutionTimer 期满，或者
[0142] -如果UE没有解码消息4直到当前通信窗口的结束，或者
[0143] -如果UE没有解码消息，即使UE接收与最大数目一样多的消息。
[0144] 图11示出实现本发明实施例的无线通信系统。
[0145] 网络800的实体包括处理器810、存储器820和射频(RF)单元830。处理器810可以被 配置为实现在本说明书中所提出的功能、过程和/或方法。无线电接口协议的层可以在处理 器810中实现。存储器820可操作地与处理器810耦合，并且存储操作处理器810的各种信息。 RF单元830可操作地与处理器810耦合，并且发送和/或接收无线电信号。
[0146] UE 900包括处理器910、存储器920和RF单元930。处理器910可以被配置为实现所 提出的在本说明书中描述的功能、过程和/或方法。无线电接口协议的层可以在处理器910 中实现。存储器920可操作地与处理器910耦合，并且存储操作处理器910的各种信息。RF单 元930可操作地与处理器910耦合，并且发送和/或接收无线电信号。
[0147] 处理器810、910可以包括专用集成电路(ASIC)、其他芯片组、逻辑电路和/或数据 处理设备。存储器820、920可以包括只读存储器(R0M)、随机存取存储器(RAM)、快闪存储器、 存储器卡、存储介质和/或其他存储设备。RF单元830、930可以包括基带电路以处理射频信 号。当实施例以软件实现时，在此处描述的技术可以以执行在此处描述的功能的模块（例 如，过程、功能等）来实现。模块可以存储在存储器820、920中，并且由处理器810、910执行。 存储器820、920能够在处理器810、910内或者在处理器810、910的外部实现，在外部实现情 况下，存储器820、920经由如在本领域已知的各种手段可通信地耦合到处理器810、910。
[0148] 由在此处描述的示例性系统看来，已经参考若干流程图描述了按照公开的主题可 以实现的方法。为了简化的目的，这些方法被示出和描述为一系列的步骤或者块，但应该明 白和理解，所要求的主题不受步骤或者块的顺序限制，因为一些步骤可以以与在此处描绘 和描述的不同的顺序或者与其他步骤同时出现。另外，本领域技术人员应该理解，在流程图 中图示的步骤不是排他的，并且可以包括其他步骤，或者在示例流程图中的一个或多个步 骤可以被删除，而不影响本公开的范围和精神。
【主权项】
1. 一种在无线通信系统中通过用户设备（UE)执行随机接入过程的方法，所述方法包 括： 在随机接入过程期间，确定用于上行链路传输的所要求的重复的数量；以及 基于确定的用于上行链路传输的所要求的重复的数量来执行用于上行链路传输的重 复。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，基于下行链路信道条件或者用于下行链路消息的 正确接收的重复的数目来确定所要求的重复的数量。3. 根据权利要求2所述的方法，通过网络来提供在用于所述下行链路消息的正确接收 的重复的数目或者所述下行链路信道条件、与用于上行链路传输的估计的重复的数目之间 的映射关系。4. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述下行链路消息是系统信息或者寻呼消息中的 一个。5. 根据权利要求1所述的方法，其中，基于用于最新上行链路传输所要求的重复的数量 来确定所要求的重复的数量。6. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述上行链路传输包括被分组的前导的传输。7. 根据权利要求6所述的方法，其中，基于下行链路信道条件或者用于下行链路消息的 正确接收的重复的数目、或者用于最新上行链路传输所要求的重复的数量来分组所述前 导。8. -种在无线通信系统中的用户设备(UE )，所述UE包括： 射频(RF)单元，所述RF单元用于发送或者接收无线电信号；以及 处理器，所述处理器被耦合到所述RF单元，并且被配置成： 在随机接入过程期间，确定用于上行链路传输的所要求的重复的数量；以及 基于确定的用于上行链路传输的所要求的重复的数量来执行用于上行链路传输的重 复。9. 一种用于在无线通信系统中通过用户设备(UE)执行随机接入过程的方法，所述方法 包括： 配置用于低成本机器型通信(MTC)UE的通信窗口；以及 通过所配置的通信窗口来执行随机接入过程。10. 根据权利要求9所述的方法，其中，所配置的通信窗口的大小被固定或者通过网络 配置。11. 根据权利要求9所述的方法，其中，执行所述随机接入过程包括： 在所配置的通信窗口内执行用于上行链路传输的重复。12. 根据权利要求11所述的方法，其中，在指定的子帧中执行在用于上行链路传输的重 复之中的第一重复。13. 根据权利要求11所述的方法，其中，执行所述随机接入过程包括： 在所配置的通信窗口内执行用于上行链路传输的重复之后，在下一个通信窗口中监控 下行链路响应消息。14. 根据权利要求9所述的方法，其中，执行所述随机接入过程包括： 随机地选择所配置的通信窗口。
【文档编号】H04W74/08GK105993202SQ201480065703
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2014年12月1日
【发明人】李在煜, 朴成埈, 李英大, 郑圣勋
【申请人】Lg电子株式会社