具有增强覆盖的随机接入过程的制作方法

专利名称：具有增强覆盖的随机接入过程的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信的领域。更具体地，本发明涉及用户设备 (UE)(无线通信终端)按照(除其他使用以外)初始网络接入的 随机4妾入过程。
背景技术：
演进的UTRA (E-UTRA或演进的UMTS (通用移动通信系统) 陆地无线接入)网络架构包括无线接入网络(提供UE到蜂窝通信系 统的核心网络的接入)，其中无线资源被划分成时间块(子帧)和 频率(频率块)。在上行链路中，这些块被用于这里所称的共享信 道(SCH)或基于竟争的随机接入信道(RACH)。(这里使用名称 SCH仅指示基站可以从中针对每个单独的UE分配共享的上行链路 无线资源，而不是由缩写SCH所指代的任何特定信道)。E-UTRA 网络包括这里称为基站的实体，并且在其他地方有时也称为节点B 或eNB。 E-UTRA网络的基站为UE分酉己SCH资源并且UE使用RACH 来接入到网络或请求SCH资源(或可能在某些情况下，在一些网络 中传送少量的用户数据)。RACH也用在除E-UTRA类型无线网络 以外的网络中。RACH通常是基于竟争的资源(相比于共享的资源)， 其由UE使用于接入到无线接入网络，通常是用于初始接入和突发数 据传输。
在现有技术中，当UE需要传送用户业务(话音或数据)或发送 同步突发但UE不具有在SCH上分配的系统资源时，^^用随枳4妾入
过程(即，RACH或类似的基于竟争的资源被使用)。UE可能想执
行初始网络接入，做出位置区域更新、从空闲模式转移到活跃状态
或在活跃状态下请求容量。当无线接入网络给定UE定时超前值(以 补偿发送消息到无线接入网络到稍后接收该消息之间的时间，并且 反之亦然)以及在SCH上的分配(用作用于向无线接入网络发送话 音或用户数据的业务信道)时，无线接入过程在E-UTRA网络中结束。
问题在于要设计出提供好的覆盖和低延迟、具有最小化的资源 使用的无线接入过程。
使用非固定频带是有利的。此外，结合随机接入过程来使用HARQ (混合自动重传请求处理)是有利的。
本发明可包括这里所称的临时小区特定地址，其现在在本领域 中有时也称为C-RNTI (小区无线网络临时身份)。临时小区特定地 址/C-RNTI比其他的唯一标识符更短(例如，16比特)并因此而更 容易使用，该其他的唯一标识符例如TMSI(临时移动用户标识符)、 IMS1 (国际移动用户身份)和IMEI (国际移动设备身份)。使用临 时小区特定地址(以标识资源的接收方)来做出所有的资源分配。 当UE第一次建立与小区的通信时，其可以接收临时小区特定地址。

发明内容
因此，在本发明的第一方面中，提供一种用户设备无线通信终端 与无线通信系统的无线接入网络的基站进行通信中所使用的方法， 包括(a)通过无线通信系统的随机接入信道的传输提供消息突发 前导，并且将签名与所述前导包括在一起；(b)响应于此，从所述 基站接收指示已经接收到所述前导的确认并且提供前导标识符和对 于共享信道的资源分配的一个或多个消息；以及(c)根据资源分配 提供消息突发以便在所述共享的信道进行传输，但不会在接收到指 示确认并且提供所述资源分配的消息之前进行，并且将地址包括在
所述消息突发中以便用于识别用户设备。根据本发明的第 一 方面，其中可以在与指示所述确认的消息分开的消息中提供所述资源分配。仍根据本发明的第 一 方面，其中地址可以是临时小区特定地址或 随木U也址。仍根据本发明的第一方面，方法可以进一步包括从所述基站接 收重传的请求，该请求指示所述前导标识符；以及提供所述消息突 发，以便重传到所述基站。其中，重传的请求可以是下行链路共享 控制信道上的来自基站的信号，该信号指示上行链路资源分配并且 包括所述前导标识符。仍根据本发明的第 一方面，该方法可进一步包括接收基站已经接 收到所述消息突发的确认。其中确认可以是下行链路共享控制信道 上的来自基站的信号，该信号指示下行链路资源分配并且包括所述 前导标识符，并且用户设备可以配置成解码信号并且获得由信号所 指示的地址，并且接着将地址与由用户设备包括在消息突发中的地 址进行比较，以确定该确认是对消息突发的确认还是对来自另一用 户设备的消息突发的确认。仍根据本发明的第 一 方面，该方法可以进一 步包括跳频消息突发前导，即提供使用共享信道频率范围的第一窄频率范围来传输消 息突发的 一 部分；以及提供使用不同于第 一 窄频率范围的共享信道 频率范围的第二窄频率范围来传输消息突发的另 一部分。前导也可 以是跳频的(但在随机接入信道上)。仍根据本发明的第一方面，该方法可以进一步包括从指示(前导的)确认的一个或多个消息获得签名的摘要或签名号，并且确定确 认是由用户设备所发送的前导的确认还是来自另一用户设备无线通 信设备的消息的确认。仍根据本发明的第 一 方面，该方法可以进 一 步包括响应于所述 消息突发，从所述基站接收用于用户数据的上行链路共享信道的进 一步分配，其中所述分配提供有由所述用户设备所提供的地址，并
且其中所述消息突发包括信息比特，该信息比特提供可由所述基站 使用来确定进一 步分配以分配给用户的信息。在本发明的第二方面中，提供一种无线通信系统的无线接入网络 的基站在与用户设备无线通信终端进行通信中所使用的方法，包括(a )通过无线通信系统的随机接入信道接收消息突发前导和签名； (b)响应于所述消息突发前导，提供传输一个或多个消息，其中一 个或多个消息指示已经接收到所述前导的确认并且包括前导标识符和对共享信道的至少一部分的资源分配；以及(c)才艮据资源分配在所述共享信道上接收消息突发，解码所述消息突发，并且获得所述 消息突发中的地址以便用于识别所述用户设备。还提供对应于本发明的第一方面和第二方面的设备(用于用户 和无线接入网络)和计算机程序产品(用于用户设备和无线接入网 络设备)。


在考虑通过结合附图所提供的后续详细描述，本发明的上述和其他目的、特征和优势将变得明显，其中图1是其中本发明可以被实现的无线通信系统的框图/流程图， 包括各种通信终端，并且特别地是用户设备(UE)无线通信终端和 用于无线耦合到用户设备的无线接入网络(R A N )的无线通信终端。图2是图1的RAN的UE终端或无线终端的简化框图(仅示出 与本发明相关的部分)。图3是示出根据本发明的一个实施方式的RACH上的随机接入 前导和SCH上的后续随机接入消息突发的示意图。图4是根据本发明的 一 个实施方式的随机接入过程的信令流程， 包括作为例子示出的(随机接入)消息突发的一次重传。
具体实施方式
本发明包括或涉及无线通信系统元素之间的协作，并且特别地
涉及用户设备(UE)无线通信终端和无线通信系统的无线接入网络
的元素之间的协作，UE通过该无线接入网络的元素连接到无线通信 系统。无线通信系统的例子包括GSM (全球移动通信系统)的实现 和UMTS (通用移动通信系统)的实现。每个此类的无线通信系统 包括无线接入网络(RAN )。在UMTS中，RAN被称为UTRAN( UMTS 陆地RAN) 。 UTRAN包括一个或多个无线网络控制器(RNC ), 每个具有对一个或多个节点B的控制，这些节点B是配置成可通信 地耦合到一个或多个UE终端的无线终端。RNC和其控制的节点B 的组合称为无线网络系统(RNS) 。 GSM RAN包括一个或多个基站 控制器(BSC),每个控制一个或多个基站收发台(BTS) 。 BSC和 其控制的BTS的组合被称为基站系统(BSS)。
现在参考图l,示出其中本发明可以被实施的无线通信系统10a, 包括UE (无线通信)终端11、无线接入网络12、核心网络14和网 关15，该无线通信系统10a经由网关耦合到另一通信系统10b，例 如因特网、有线通信系统(包括所谓普通老式电话系统)和/或其他 无线通信系统。无线4妻入网络包括无线终端12a(例如节点B或BTS, 二者在这里简称为基站)和控制器12b (例如RNC或BSC)。控制 器与核心网络进行有线通信。核心网络通常包括用于电路交换通信 的移动交换中心(MSC),以及用于分组交换通信的服务通用分组 无线服务(GPRS)支持节点(SGSN)。
LTE,或长期演进(也称为3.9G)表示涉及第三代合作伙伴计 划(3GPP)的研究和开发，目标在于确定可以改进例如UMTS的4支 术和能力。通常来说，大写或小写的前缀字母"E"代表LTE。E-UTRAN 包括eNB( E-UTRAN或增强的节点B )，其提供针对UE的E-UTRA 用户平面(RLC/MACZPHY )和控制平面(RRC )协议终止。eNB通 过所谓X2接口彼此互联，并且也通过所谓的Sl接口连接到EPC(演 进的分组核心)，例如连接到可以形成接入网关(aGW )的MME (移 动性管理实体)和UPE (用户平面实体)。Sl接口支持MME/UPE 和eNB之间的多对多关系，并且提供MME和UPE之间的功能性划
图2示出通信终端20的一些组件，其可以是图1的UE终端11 或RAN无线终端12a，即这里所称的基站(并且因此包括基站收发 台、节点B或eNB)。通信终端包括用于控制设备的操作的处理器 22，该操作包括所有的输入和输出。定时器的速率/定时由时钟22a 校准，处理器可以包括BIOS (基本输入/输出系统)或可以包括设备 处理机，用于控制用户音频和视频输入和输出，以及来自键盘的用 户输入。BIOS/设备处理机也可以允许来自网络接口卡的输入和到网 络接口卡的输出。BIOS和/或设备处理机也提供用于对无线前端25 的输入和输出，该无线前端25包括收发台(TRX) 25b和TRX接口 25a, TRX接口可能包括一个或多个数字信号处理器(DSP)、专用 集成电路(ASIC)和/或现场可编程门阵列(FPGA) 。 TRX使得通 过空中与另一类似配置的通信终端进行通信。通信终端也可以包括 (取决于应用)其他I/0设备，例如键盘和鼠标或其他指示设备，视 频显示器、扬声器/麦克风和网络接口 (卡)，允许与其他通信终端 进行有线通信，并且特别是通过因特网的此类通信。
仍参考图2，通信终端包括易失性存储器，即所谓的可执行存储 器23和非易失性存储器24,即，存储存储器。处理器22可以将存 储在非易失性存储器中的应用(例如，日历应用或游戏)复制进可 执行存储器以便由处理器执行。处理器根据操作系统操作，并且为 此，处理器可以从存储存储器加载操作系统的至少 一部分到可执行 存储器以便激活操作系统的相应部分。操作系统的其他部分，特别 是BIOS的至少一部分可以存在于通信终端中作为固件，并且因此不 必为了被执行而被复制进可执行存储器中。引导指令是此类的操作 系统部分。
下面所描述的功能(对于无线接入网络的基站和对于UE两者) 可以被实施为存储在非易失性存储器中的软件模块，并且在将所有 软件或部分软件复制进可执行RAM (随机存取存储器)后，由处理 器根据需要来执行。可选地，由此类软件提供的逻辑也可以由ASIC
(专用集成电路)来提供。在软件实现的情况下，本发明可以提供 为计算机程序产品，该计算机程序产品包括包含其上的由计算机处 理器执行的计算机程序代码的计算机可读存储结构，计算机程序代 码即是软件。 一个例子是所谓的软盘，其具有以机器(处理器)可 读形式编码在磁盘上的用于执行根据本发明的方法的指令。
现在，本发明特别提供一种随机接入过程，该过程由UE使用来 获得SCH上的资源分配以便对用户数据进行上行链路传输，并且由 无线接入网络的基站使用来提供分配。本发明的 一 个或多个实施方 式提供用于无线接入网络中的无线接入过程的 一 个或多个以下(独
立)特征，该无线接入网络例如E-UTRA网络，即现在3GPP(第三 代合作伙伴计划)正在开发的UTRA网络的演进版本。
A.对前导确认中的前导标识符。为了获得SCH上的分配，UE 使用RACH向基站传送随机接入消息突发的前导，在该前导中包括 签名(该签名通常为伪随机码，通常由lms长的波形来传送，旨在 作为标识UE和/或随机接入消息的临时手段)。接着UE在SCH上 向基站发送随机接入突发消息自身，但仅在基站已经确认(在 DSCCH上，即，下行链路共享控制信道)接收到前导并且已经提供 SCH上的分配用于上行链路传送消息突发，并且进一步，基站在(一 个或多个消息指示的)确认中提供前导标识符(前导可以仅包括签 名，在该情形下，签名用作前导，或也可以包括其他的组成)。使 用前导标识符，在接收中出现错误的情况下，基站可以要求UE重传 随机接入消息突发。基站接着可通过合并重复的传输来提高检测概 率(这被称为软合并)。更具体地
UE在为前导保留的时间-频率资源的 一个中的随机接入信道上 传送(可能仅)包括签名的前导。
如果无线接入网络的基站(或节点B或eNB)观测到签名，其 将前导标识符与签名和时间-频率资源进行关联，即，其在数据仓库 中保持表或其他数据结构，该表或其他数据结构将前导标识符与签 名和时间—频率资源进行关联。
接着基站发送签名索引，并且如果需要，也发送前导的时间和 频率索引，并且也发送前导标识符作为确认。UE接收指示确认的一个或多个消息(并且提供前导标识符等 等)。UE检查签名、频率和时间索引，并且如果索引对应于前导的签名、频率和传输时间，则UE用前导标识符来标识自身并且4全查是否随着确认对资源进行了分配。基站可以立即为随机接入消息突发而在SCH上分配资源，即， 时间和频率，或其可以推迟分配。当合适的资源(SCH上的时间和 步骤)被释放时，基站向UE分配资源以便进行消息突发的传输，其 使用前导标识符来指示对UE的分配。UE在由基站分配的资源(SCH上的时间和频率)上传输消息突 发，并且在其中包括用于UE的临时地址。基站基于UE用来传送消 息突发的时间和频率来将消息突发与其前导进行关联。UE通过检查包括前导标识符的重传请求来检查基站是否需要重 传。检查持续直到UE接收到针对该消息突发的确认(即，基站成功 地解码消息突发)或直到前导标识符过期，这通常可能在前导传输 后的10ms发生。至少在一些实施方式中，消息突发包括一信息字段，该信息字 段提供可由无线接入网络用来确定对UE做出的进一步分配以用于 上行链路传送用户数据的信息。消息突发自身也可以传送用户数据， 并且UE可能不需要在SCH上的进一步分配。如果需要进一步的分 配，则无线接入网络使用信息字段来确定SCH上的何种进一步分配 将分配给UE，并且在DSCCH上将分配提供给UE，可能使用到包 括在消息突发中的临时地址(如果UE具有CRNTI),响应于随积』 接入消息突发，给定用于UE的CRNTI(如果UE在消息中发送随机 id)或甚至前导标识符(如果节点B在前导响应中分配CRNTI,即， 如果前导标识符是用于UE的新的CRNTI)。B.跳频。随机接入消息的传输被扩展在几个子帧上，在每个子 帧期间使用窄频带，但在子帧之间进行跳频。 从用户设备的角度来看，根据本发明的随机接入过程的显著特 征在于首先UE从前导的确认获得前导标识符，并且其次，针对该随 机接入消息的资源分配可以与前导确认分开，并且再次，在发送随 机接入消息后，UE必须尝试不仅要检测出消息的确认，而且要检测 出针对随机接入消息突发的重传的任何请求。而且，单独的前导和/ 或随机接入消息突发可以跳频。
从基站的角度来看，根据本发明的随机接入过程的显著特征在
于基站分配用于寻址UE的前导标识符，并且在需要时使用前导标识 符来请求重传，并且使用HARQ (软合并)来解码随机接入消息突 发(在SCH上)。 说#
使用单独的前导和前导标识符所产生的优势在于在随机接入消 息突发的接收中可以使用HARQ。 HARQ提高检测的概率。改进了 覆盖并且减小了任何的延迟，因为如果基站在第 一次传输后没有成 功地解码，UE并不需要从前导阶段重新开始随机接入处理；UE仅 重传;肖息突发，使用前导标识符来确定重传的内容。
得好的频率分集和覆盖，其中消息在固定的和宽的频带上传送。跳 频随机化UE自己的信号衰落和其干扰两者在跳频模式下，衰落和 干扰条件不太可能对所有的频率都不利。 #^^7^识##/膝秒她^ 关，犮'^f否6经被确"
注意本发明使用前导标识符和临时地址，但用于不同的目的。 基站给出前导标识符以要求重传随机接入消息突发。可以是随机地 址或临时小区特定地址的临时地址由UE包括在消息突发中，以便 UE能够明确地识别针对UE的消息。如果UE不具有临时小区特定 地址，则UE选择随机地址作为临时地址。在UE在随机接入消息突 发中发送临时地址到基站后，UE接着读取下行链^各共享控制信道 (DSCCH)，使用UE前导标识符来搜索针对UE的上行链路和下 行链路的资源分配。上行链路资源分配由UE理解为指示UE必须重
传其随机接入消息突发。下行链路资源分配意味着基站正确地解码
了随机接入消息突发(经由CRC检验)，但不必是来自UE的消息 突发。下行链路资源分配指示UE用于解码以便获得临时地址的下行 链路共享信道资源。如果下行链路消息中的临时地址与UE的临时地 址一致，则UE知道过程是成功的。另一方面，如果临时地址不一致， 则UE被配置成终止过程，因为如果临时地址不相同，则UE的前导 很可能与另一 UE的前导发生碰撞(即，UE和另一 UE两者使用相 同的接入时隙)。为了获得用作临时小区特定地址的随机地址，UE 从由基站广播的系统信息消息所提供的地址集中随机地选择地址， 在大致同步于基站时，UE读取该系统信息消息(通过不是本发明的 主题的过程)，即除了基于UE到基站的间隔所考虑的传播延迟外的 同步。
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UE在RACH处理后在SCH上的碰撞的概率应该变得很小，因 为此类的碰撞将意味着UE以错误的定时提前进行传送并且造成小 区内干扰。为了到达足够低的碰撞概率，应该在随机接入过程期间 确认足够长的随机或确定的UE地址。因此，根据本发明的一些实施 方式，随机接入消息突发(其在SCH上发送)包括
临时地址(从10到16比特)，其是临时小区特定地址或用作 临时小区特定地址的足够长的随机地址。将使用临时小区特定地址 而不是存储在订户身份模块(SIM )中的IMSI (国际移动用户身份)， 因为IMSI的传输会不必要地加长消息。
小数量(字节级或更小级别)的信息比特，其可由无线接入网 络来使用于对UE做出进一步的SCH分配。
循环冗余检验(CRC)字。
信息比特可以用于指示针对SCH通信资源的(进一步的)需要， 例如用于紧急呼叫。而且，将大致地指示出将要在SCH上传送的数据量。
银々乙凝入;l感关'发
好的频率分集对于在随机接入过程中获得短的延迟是必需的。 如果随机接入消息突发必须在若干个子帧上延长以便给出充分的覆 盖，则通过在每个子帧期间在最小可能的带宽上进行传送但在子帧 之间进行跳频，可以经济地获得频率分集。这在图3中示出，示出 了在SCH的四个子帧上扩展的消息突发，即，包括四个段，每个段
占用相应的子帧。该消息突发占用SCH上的四个0.5ms乘312.5kHz 的资源块(该312.5kHz的最小化频率分配仅是个例子。时间帧可以 是两个子帕或替代地甚至小于子帧)。如所示出的，消息部分包括 导频或签名部分，以及数据符号，即净荷，并且每个段之后为保护 时间/周期(子帧的一部分)。访段消息突发的总长度由于保护时间 而小于0.5ms(即，小于SCH上的一个子帧)，因为由于UE在通 信中的该阶段不具有定时提前而需要保护时间。图3也示出了前导 的跳频(在RACH上)。
用于消息突发的编码方案优选地使得每个子帧是可自解码的。 在最简单的例子中，在每个子帧期间传送相同的符号。在好的条件 下，基站将成功解码来自第一子帧的消息突发，如果基站可以在UE 发送消息突发的剩佘部分之前传送确认，则这将加速随机接入过程， 节省资源并减小干扰。
可以考虑针对随机接入消息的多个段的长度的其他选择。例如， 段可以长于一个子帧或甚至短于一个子帧。另外，在由UE进行的消 息突发的传输中将存在间隔，从而UE在将传送的消息突发的多个段 之间的 一 个或多个子帧期间不活动。如果基站仅在第 一 段后成功解 码消息突发，则这将允许基站有时间来终止消息突发传送。
当用于UE和基站之间通信的定时提前不确定但UE已经获得小 区特定临时地址，根据本发明的随机接入消息突发的帧格式可以在 其他的情况中使用。当如在GSM (全球移动通信系统)中切换被处 理，则切换就是此类情况。接着UE将通过服务基站获得针对目标小 区的地址。当UE应该准备读取携带关于上行链路通信信道分配的信 息的下行链路共享控制信道(DSCCH)时，目标基站将开始分配上
行链路资源。UE的第一次传输将以允许定时提前的帧格式来做出， 如根据本发明的随机接入消息突发的帧格式，即，UE将使用本发明 的帧格式在目标小区内开始传输，尽管在切换的情况下，没有上行 链路通信资源的竟争。教的#爭/，度的银^凝入《在的辦# ^滋才4' # *芦，伊，^^力差i^^力C7(吵提供#^标识# f塔4j在图4中示出根据本发明的一个实施方式的随机接入过程的信 令流。在该实施方式中，RACH的接入时隙被保留用于发送前导。 UE选择接入时隙并且向(服务)基站(E-UTRA中的eNB)发送带 有从小集合(例如，16)中选择的签名的前导。在从基站接收到前 导起的固定时间周期后，即，在基站实际接收到前导后，基站在 DSCCH上发送第一反馈消息(如在图4中的反馈1所指示的)，一 个或多个消息用于确认接收到前导，并且在第一反馈中包括签名的 摘要或签名的索引(用于向UE标识前导被确认，并且因此第一反馈 被用户设备理解为确认，因为第 一 反馈经由包括在前导中的签名来 标识前导)，传送功率调整字段，以及短的标识符，这里称为前导 标识符(指示为图4中的前导id)，以及到用于发送随机接入消息 突发(即，数据/净荷)的SCH上的资源的指针。指针不必在与前导 标识符相同的消息中给出，因为可以使用前导标识符在寻址于UE 的随后消息(仍是反馈1的部分)中提供给UE。注意仅在基站观测 到前导后，用于消息突发的资源被保留，并且也注意到具有不同签 名的UE将给予不同的资源，以便传输它们各自的消息突发。用于前 导和小区特定接入参数的资源将在由基站广播的系统信息中给出。现有一个或多个UE将从第一反馈的前导标识符识别出它们自 身，并且接着将它们与前导标识符关联(因为多于一个的UE可以在 相同的时间传送前导，由于RACH是基于竟争的资源，即，其不经 由多个接入机制来共享)。每个此类的UE将读取下行链路共享控制 信道(DSCCH),并且当(上行链路)SCH上的资源使用前导标识 符指向DSCCH上时，UE将使用零定时提前，经由资源发送其随机
接入消息突发。消息突发字段如上所解释，即，临时地址、信息比 特和CRC字。两个UE具有相同的临时地址字段的概率将是小的， 因为地址是唯 一 的或至少相对长的随机比特序列。在成功地接收到
消息突发后，基站发送第二反馈(如图4中的反馈2所指示出)， 根据需要，其包括临时地址、定时提前值和到另外的SCH资源从而 持续上行链路/消息交换的指针。在该第二反馈之后，仅找到它们的 临时地址的UE终端将继续消息交换。成功解码第二反馈但没有在其 中找到它们的临时地址的终端将必须从开始启动随^L接入过程。
如果基站没有成功解码来自 一个或多个UE的特定一个的随机 接入消息突发，则其可以通过再次利用前导标识符来对UE进行寻址 以要求UE重传消息突发，该前导标识符可以允许基站来请求重传， 而临时地址用于将已经选择相同的签名和接入时隙的UE进行分离。 接着基站将来自UE的最新接收到的随机接入消息突发与早些传输 的符号进行软合并，即基站可以在随机接入过程中使用HARQ。这 极大地提高检测的概率。基站也可以通过在试图对随机接入消,lr进 行解码之前要求UE重传随机接入消息而优化延迟。
如果前导标识符已经由基站与由基站在某个时间和频率资源内 观察到的签名进行关联后，预先确定前导标识符仅对于相对短的时 间(例如，10ms)有效，则前导标识符可以是短的(例如，5比特)。 10ms的时间周期仍允许用于消息部分的若干次重传的时间。
在第一反馈中向UE终端发送定时提前可能不太有用，因为两个 UE终端，例如终端X和终端Y可能发送具有相同签名的前导，但— 基站仅检测出由终端X发送的前导。适用于终端Y的定时提前可以 完全不同于适用于终端X的定时提前。当终端Y以打算用于终端X 的定时提前进行传送时，传送可能重叠前一时隙或后一时隙。在UE 的地址已经在第二反馈中指示出后，对于定时提前的应用来说，碰 撞概率变得足够的小。从而如在图4中所指示的，定时提前有利地 提供在第二反馈中。
注意到利用根据本发明的随机接入过程，仅当两个UE已经选择
相同的前导签名时，两个UE在(SCH的)相同的资源上发送他们的各自的随机接入消息。在随机接入消息的传输期间使用跳频也是有利的。(单独的) 前导和消息突发两者都可以被划分成在不同频率上传送的多个段。其中UE使用随机接入过程来请求在共享信道SCH上的分配以便上行链路传 送用户数据。(尽管在该例子中，UE仅为了指示对SCH上的分配 的需要而使用随机接入消息突发，从而基站可确定需要多少资源， 但本发明也允许UE使用随机接入消息自身中的信息比特来上行链 路传送用户数据)。 #早前导在RACH上的RACH的窄BW (例如，1.25MHz/3的资源块)中传送。参见图3。其长度被设置成两个子帧。在子帧之间进行 跳频，从而获得分集。从签名集合中随机地选择符号序列。针对每次重传重复随机选 择。可用签名的集合在由基站广播的所谓系统信息中给出。使用开环功率控制根据测量的下行链路衰减和基站接收机中 的期望功率电平来对传输功率进行调节。此外，如果必须重传前导 传输，则执行功率爬生。参数在系统信息中给出。根据RACH负载和延迟需要(等待第一接入时隙必须不能太长) 选4奪接入时隙的分集。随着前导的每次重复传输，用于接入时隙的选择的时间窗呈指 数级增长，或使用随机化传输时间的某种其他方式。在下行链路共享控制信道(DSCCH)上传送的分配表中提供前导确认。基站测量每个签名和接入时隙的冲激响应并且在下行链路中发 送确i人，如果其观测到前导。
肯定确认中的字段是
由UE发送的签名号或签名的摘要。如果确认可以在下行链路子 帧中以相对于接入时隙的固定偏移进行发送，贝'j接入时隙号不是必 要的。甚至在最大系统带宽的情况下，可能不太需要仅通过频率分 开的(时间)重叠接入时隙。
用于消息突发的(SCH上的)资源分配，(即，用于SCH上的 消息突发和频率时隙，用于UE来上行链路传送随机接入消息突发)。 如上所指出，资源分配可以推迟以便与确认的剩余部分分开发送。
针对基站的短的标识符前导标识符(前导-id)将用于要求消息 突发的重传。
相对于前导功率的功率调节。
在该阶段提供定时提前(值)不是有用的，因为根据签名和接 入时隙的负载和数目，很有可能两个或多个UE可能在具有相同的签 名的相同接入时隙内发送前导。定时提前值将仅对于它们中的一个 正确。
基站也可以发送NACK:已经在接入时隙中发送了前导的UE必 须停止RACH过程。这提供从RACH过载恢复的手段。 經在凝入L惑义"发'
随机接入消息突发在SCH上使用窄带宽(例如，1.25MHz/3的 资源块)进行发送并且扩展在若干个子帧上，在子帧之间跳频。突 发长度的实验性值为4个子帧。在若干个子帧上延长看起来是必需 的，以便满足覆盖要求。
随机接入消息突发的示例性内容是
临时小区特定地址或随机地址(例如，16比特)，如果临时小 区特定地址不存在；
信息比特，即，多达10个比特(或可能更多)以便通知基站需 要所请求的通信资源；以及
CRC字(例如，12或16比特)。
随机地址必须足够长，因为其使得在具有相同签名的相同接入时隙内发送前导的所有UE分开。
x,經與凝入L感关7发'#确 乂
对随机接入消息突发的确认提供在分配表中，该分配表沿下4亍
链路在共享控制信道上传送。如果CRC失败，则基站可以使用其在 前导确认中提供的前导标识符来要求消息突发的重传。如果C RC成 功，则UE的地址(临时小区特定或随机)被确认。如果UE发送随 机地址，则给出临时小区特定地址。
在接收到对随机接入消息突发的确认后，可以使用定时提前， 因为临时小区特定地址已经唯一地标识UE并且几乎唯一地标识随 机地址。
用于上行链路消息的资源分配(在SCH上)可以作为分配表中 的规则SCH条目给出。 ^论
在该UE尝试获得SCH上的分配的示例性例子中，UE在RACH 上发送具有签名的前导。基站用前导标识符、签名(尽管替代地， 也可以发送签名的摘要)的索引(也称为签名号)在DSCCH上确认， 从而UE知道ACK是针对其前导，以及用于随机接入消息突发的传 输(可以在与前导标识符不同的消息中给出)的SCH (共享信道) 分配(SCH上的时隙和频率)。UE接着在分配的时隙和频率上发送 具有前导标识符的消息突发(包括信息字段、指示需要SCH上的进 一步分配)。可能存在碰撞，因为另一UE可能发送具有相同参数的 前导并且因此获得用于随机接入消息的相同SCH分配。在消息突发 中，UE包括基站可用来识别UE的临时地址。基站如需要则使用 DSCCH要求UE重复，如果基站不能解码消息突发(可能在其尝试 解码中使用软合并/HARQ)，并且基站使用前导标识符将重复请求 发给UE。〔基站基于UE传送消息突发所使用的时隙和频率知道使 用什么前导标识符)。基站成功解码消息突发，并且接着对UE做出 进一步的SCH分配(经由DSCCH),使用UE包括在消息突发中的 地址或使用前导标识符或基站在随机接入;肖,包、的确认中提供给UE
的临时小区特定地址，将进一步的SCH分配发给UE。 潜论
应该理解上述的设置仅是本发明的原理的应用的示例。本领域 技术人员在不脱离本发明的范围下可以推导出多个修改方案和可选 设置，并且所附权利要求书旨在覆盖此类的修改和设置。
权利要求
1. 一种由用户设备无线通信终端在与无线通信系统的无线接入网络的基站进行的通信中所使用的方法，包括(a)通过无线通信系统的随机接入信道的传输提供消息突发前导，并且将签名与所述前导包括在一起；(b)响应于此，从所述基站接收指示已经接收到所述前导的确认并且提供前导标识符和对共享信道的资源分配的一个或多个消息；以及(c)根据所述资源分配，提供在所述共享信道上传输的消息突发，但不会在接收到指示所述确认并且提供所述资源分配的消息之前进行，并且将地址包括在所述消息突发中以便用于识别所述用户设备。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中在与指示所述确认的所述 消息分开的消息中提供所述资源分配。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中如果所述用户设备具有临 时小区特定地址，则所述用户设备使用所述临时小区特定地址作为 所述;也址。
4. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括 从所述基站接收重传的请求，所述请求指示所述前导标识符；以及提供所述消息突发，以便重传到所述基站。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中所述重传的请求是下行链 路共享控制信道上的来自所述基站的信号，所述信号指示上行链路 资源分配并且包括所述前导标识符。
6. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括接收所述基站已经 接收到所述消息突发的确认，其中所述确认是下行链路共享控制信 道上的来自基站的信号，所述信号指示下行链路资源分配并且包括 所述前导标识符，并且其中所述用户设备配置成解码所述信号并且 获得由所述信号所指示的地址，并且接着将所述地址与由所述用户 设备包括在所述消息突发中的地址进行比较，以确定所述确认是对 所述消息突发的确认还是对来自另 一 用户设备的消息突发的确认。
7. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括提供使用所述共享信道频率范围的第 一窄频率范围对所述消息突发的一部分的传输；以及提供使用不同于所述第一窄频率范围的所述共享信道频率范围 的第二窄频率范围对所述消息突发的另 一 部分的传输。
8. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括提供所述前导以便 部分地使用所述随机接入信道频率范围的第 一 窄频率范围来传输以 及部分地使用不同于所述第 一窄频率范围内的所述随机接入信道频 率范围的第二窄频率范围来传输。
9. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括从指示所述确认的 所述一个或多个消息中获得所述签名的摘要或签名号，并且确定所 述确认是对由所述用户设备所发送的所述前导的确认还是对来自另 一用户设备无线通信设备的消息的确认。
10. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括响应于所述消息突 发，从所述基站接收用于用户数据的上行链路的所述共享信道的进 一步分配，其中所述分配提供有由所述用户设备所提供的所述地址， 并且其中所述消息突发包括信息比特，所述信息比特提供可由所述 基站使用来确定所述进一 步分配以分配给用户的信息。
11. 一种包括计算机可读存储结构的计算机程序产品，所述计算机可读存储结构包括在其上的由计算机处理器执行的计算机程序代 码，其中所述计算机程序代码包括用于执行根据权利要求1-10中任 意一项所述的方法的指令。
12. —种可由用户设备无线通信终端在与无线通信系统的无线 接入网络的基站进行的通信中所使用的设备，所述设备包括用于执 行根据权利要求1-10中任意一项所述的方法的装置。
13. —种可由用户设备无线通信终端在与无线通信系统的无线 接入网络的基站进行的通信中所使用的设备，所述设备包括处理器，所述处理器配置成(a )通过所述无线通信系统的随机接入信道的传输提供消息突 发前导，并且将签名与所述前导包括在一起；(b) 响应于此，从所述基站接收指示已经接收到所述前导的确 认并且提供前导标识符和对共享信道的资源分配的一个或多个消 息；以及(c) 根据所述资源分配，提供消息突发以便在所述共享信道上 进行传输，但不会在接收到指示所述确认并且提供所述资源分配的 消息之前进行，并且将地址包括在所述消息突发中以便用于识别所述用户设备。
14. 根据权利要求13所述的设备，其中所述处理器配置成在与 指示所述确认的；肖息分开的消息中接收所述资源分配。
15. 根据权利要求13所述的设备，其中所述处理器配置成如果 所述用户设备具有临时小区特定地址，则所述用户设备使用所述临 时小区特定地址作为所述地址。
16. 根据权利要求13所述的设备，其中所述处理器进一步配置成从所述基站接收重传的请求，所述请求指示所述前导标识符；以及提供所述消息突发，以便重传到所述基站。
17. 根据权利要求16所述的设备，其中所述重传的请求是下行 链路共享控制信道上的来自所述基站的信号，所述信号指示上行链 路资源分配并且包括所述前导标识符。
18. 根据权利要求13所述的设备，其中所述处理器进一步配置 成接收所述基站已经接收到所述消息突发的确认，其中所述确认是 下行链路共享控制信道上的来自所述基站的信号，所述信号指示下 行链路资源分配并且包括所述前导标识符，并且其中所述处理器配 置成解码所述信号并且获得由所述信号所指示的地址，并且接着将 地址与由所述用户设备包括在所述消息突发中的地址进行比较，以 确定所述确认是对所述消息突发的确认还是对来自另 一 用户设备的 消息突发的确认。
19. 根据权利要求13所述的设备，其中所述处理器进一步配置成提供使用所述共享信道频率范围的第 一窄频率范围对所述消息 突发的一部分的传输；以及提供使用不同于所述第 一 窄频率范围的所述共享信道频率范围 的第二窄频率范围对所述消息突发的另 一部分的传输。
20. 根据权利要求13所述的设备，其中所述处理器进一步配置 成提供所述前导以便部分地使用所述随机接入信道频率范围的第一 窄频率范围来传输以及部分地使用不同于所述第 一 窄频率范围内的 所述随机接入信道频率范围的第二窄频率范围来传输。
21. 根据权利要求13所述的设备，其中所述处理器进一步配置 成从指示所述确认的所述 一 个或多个〉'肖息中获得所述签名的摘要或 签名号，并且确定所述确认是对由所述用户设备所发送的所述前导 的确认还是对来自另 一用户设备无线通信设备的消息的确认。
22. 根据权利要求13所述的设备，其中所述处理器进一步配置 成响应于所述消息突发，从所述基站接收用户数据的上行链路的所 述共享信道的进一步分配，其中所述分配提供有由所述用户设备所 提供的地址，并且其中所述消息突发包括信息比特，所述信息比特 提供可由所述基站使用来确定所述进一步分配以分配给用户的信 息。
23. —种用户设备无线通信终端，包括 根据权利要求13所述的设备；以及无线前端，用于传送所述前导和所述消息突发，并且用于接收所 述确认。
24. —种由无线通信系统的无线接入网络的基站在与用户设备 无线通信终端进行的通信中所使用的方法，包括(a )通过所述无线通信系统的随机接入信道接收消息突发前导 和签名；以及(b) 响应于所述消息突发前导，提供传输一个或多个消息，其 中所述一个或多个消息指示对已经接收到所述前导的确认并且包括 前导标识符和对共享信道的至少 一 部分的资源分配；以及(c) 根据所述资源分配在所述共享信道上接收消息突发，解码 所述消息突发，并且获得所述消息突发中的地址以便用于识别所述 用户设备。
25. 根据权利要求24所述的方法，其中在与指示所述确认的所 述消息分开的消息中提供所述资源分配。
26. 根据权利要求24所述的方法，其中当所述用户设备具有临 时小区特定地址时，则包括在所述消息突发中的地址是所述临时'J 、区特定地址。
27. 根据权利要求24所述的方法，进一步包括 提供向所述用户设备传输重传所述消息突发的请求，并且在所述请求中包括所述前导标识符，以便识别所述消息突发；以及接收重传的消息突发并且将所述重传的消息突发与先前传输的 消息突发进行软合并。
28. 根据权利要求27所述的方法，其中重传所述消息突发的请 求是下行链路共享控制信道上的来自所述基站的信号，所述信号指 示上行链路资源分配并且包括所述前导标识符。
29. 根据权利要求24所述的方法，进一步包括提供所述基站已 经接收到所述消息突发的确认，其中所述确认是下行链路共享控制 信道上的来自所述基站的信号，所述信号指示下行链路资源分配并 且包括所述前导标识符。
30. 根据权利要求24所述的方法，进一步包括使用所述共享信道频率范围的第 一 窄频率范围来接收所述消息 突发的一部分；以及 使用不同于所述第 一 窄频率范围的所述共享信道频率范围的第 二窄频率范围来接收所述消息突发的另 一部分。
31. 根据权利要求24所述的方法，进一步包括接收所述随机接 入信道频率范围的第一窄频率范围中的部分前导以及不同于所述第 一窄频率范围内的所述随机接入信道频率范围的第二窄频率范围在 的部分前导。
32. 根据权利要求24所述的方法，进一步包括在所述确认中提供所述签名的摘要或签名号。
33. 根据权利要求24所述的方法，进一步包括响应于所述消息道的进一步分配，其中所述分配提供有由所述用户设备所提供的地 址，并且其中所述基站解码包括在所述消息突发中的信息比特，并 且至少部分地基于所述信息比特来确定所述进一步分配。
34. —种包括计算机可读存储结构的计算机程序产品，该计算机 可读存储结构包括在其上由计算机处理器执行的计算机程序代码， 其中所述计算机程序代码包括用于执行根据权利要求24-33中任意 一项所述的方法的指令。
35. —种由无线通信系统的无线接入网络的基站在与用户设备 无线通信终端进行的通信中所使用的设备，包括用于执行根据权利 要求24-33在的任意一项所述的方法的装置。
36. —种由无线通信系统的无线接入网络的基站在与用户设备 无线通信终端进行的通信中所使用的设备，包括处理器，所述处理 器配置成(a) 通过所述无线通信系统的随机接入信道接收消息突发前导 和签名；以及(b) 响应于所述消息突发前导，提供传输一个或多个消息，其 中所述一个或多个消息指示对已经接收到所述前导的确认并且包括 前导标识符和对共享信道的至少 一 部分的资源分配；以及(c) 根据所述资源分配在所述共享信道上接收消息突发，解码 所述消息突发，并且获得所述消息突发中的地址以便用于识别所述 所述用户设备。
37. 根据权利要求36所述的设备，其中所述处理器进一步配置成在与指示所述确认的是消息分开的消息中提供所述资源分配。
38. 根据权利要求36所述的设备，其中当所述用户设备具有临 时小区特定地址时，则包括在所述消息突发中的所述地址是临时小 区特定地址"
39. 根据权利要求36所述的设备，其中所述处理器进一步配置成提供向所述用户设备传输重传所述消息突发的请求，并且在所述 请求中包括所述前导标识符，以便识别所述消息突发；以及接收所述重传的消息突发并且将所述重传的消息突发与先前传 输的所述消息突发进行软合并。
40. 根据权利要求39所述的设备，其中重传所述消息突发的所 述请求是下行链路共享控制信道上的来自所述基站的信号，所述信 号指示上行链路资源分配并且包括所述前导标识符。
41. 根据权利要求36所述的设备，其中所述处理器进一步配置 成提供所述基站已经接收到所述消息突发的确认，其中所述确认是 下行链路共享控制信道上的来自所述基站的信号，所述信号指示下 行链路资源分配并且包括所述前导标识符。
42. 根据权利要求36所述的设备，其中所述处理器进一步配置成使用所述共享信道频率范围的第 一窄频率范围来接收所述消息 突发的一部分；以及使用不同于所述第 一窄频率范围的所述共享信道频率范围的第 二窄频率范围来接收所述消息突发的另 一 部分。
43. 根据权利要求36所述的设备，其中所述处理器进一步配置 成接收所述随机接入信道频率范围的第 一 窄频率范围中的部分前导 以及不同于所述第一窄频率范围内的所述随机接入信道频率范围的 第二窄频率范围中的部分前导。
44. 根据权利要求36所述的设备，其中所述处理器进一步配置 成在所述确认中提供所述签名的摘要或签名号。
45. 根据权利要求36所述的设备，其中所述处理器进一步配置 成响应于所述消息突发，向所述用户设备提供用于用户数据的上行 链路的所述共享信道的进一步分配，其中所述分配提供有由所述用 户设备所提供的地址，并且其中所述基站进一步配置成解码包括在 所述消息突发中的信息比特，并且至少部分地基于所述信息比特来 确定所述进一步分配。
46. —种无线通信系统的无线接入网络的基站，包括 根据权利要求36-45中任意一项所述的设备；以及 无线前端，用于接收所述前导和所述消息突发，并且用于传送所述确认。
47. —种系统，包括 根据权利要求46所述的多个基站；以及 多个用户设备终端，配置成无线地耦合到所述基站。
全文摘要
一种由UE无线通信终端在与无线接入网络(特别是E-UTRA网络)的基站(或节点B或eNB)进行通信中所使用的随机接入过程。随机接入前导由UE经由RACH单独地并且在随机接入消息突发之前前进行发送，该随机接入消息突发在SCH上发送，但不会在UE接收到指示对前导的确认并且提供对SCH上的分配，以及还提供前导标识符的一个或多个消息之前进行，如果需要，则无线接入网络可接着使用该前导标识符来请求消息突发的重传。
文档编号H04W72/14GK101395862SQ200780007027
公开日2009年3月25日 申请日期2007年1月18日 优先权日2006年1月20日
发明者E·蒂伊罗拉, J·S·科尔奥南, K·帕朱科斯基, M·J·韦尼卡 申请人:诺基亚公司