基站及用户设备的随机接入方法与流程

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种基站及用户设备的随机接入方法。

背景技术：

载波聚合(Carrier Aggregation，CA)，是为了满足单用户峰值速率和系统容量提升的要求，在先进长期演进(Long Term Evolution-Advanced，LTE-Advanced)系统中引入的一项增加传输带宽的技术。当业务需要时，基站会为处于连接态的用户设备(UE)配置载波聚合。处于载波聚合状态的用户设备可以同时使用多个分量载波的资源以达到高速数据传输速率的目的。

在载波聚合时，用户设备有一个主小区(Primary Cell，PCell)，用户设备从主小区上获取系统消息、寻呼消息等层3控制信令，其他小区均为辅小区(Secondary Cell，SCell)，辅小区可以为一个或多个。主小区和辅小区均称为服务小区。在实践中，用户设备针对不同小区的定时提前(Timing Advance，TA)可能不同，使得不同的服务小区可能属于不同的定时提前组(Timing Advance Group，TAG)。其中，将包含主小区的TAG称为pTAG，不包含主小区PCell的TAG称为sTAG。用户设备通过基站发送的无线资源控制(Radio Resource Control，RRC)信令可以获知辅小区属于哪个定时提前组。

现有技术中，当为用户设备配置载波聚合时的分量载波数量较多时，可能会导致主小区的负载过重，因为属于sTAG的辅小区激活之后需要发起随机接入以便获取定时提前，而随机接入响应均由主小区发送，这会导致主小区处理随机接入的负荷较重，进而导致不能顺利地激活属于sTAG的辅小区。

技术实现要素：

本发明实施例解决的技术问题是如何减轻载波聚合时主小区的负载，实现属于sTAG的辅小区的顺利激活。

为解决上述问题，本发明实施例提供了一种用户设备的随机接入方法， 所述方法，包括：

在为用户设备配置载波聚合时，通过RRC连接重配置信令向所述用户设备发送载波聚合的配置信息，所述配置信息包括发送随机接入响应的第一辅小区以及在所述第一辅小区上接收随机接入响应的辅小区所属的sTAG的信息；

当接收到所述用户设备发送的RRC连接重配置完成信息时，向所述用户设备发送激活属于所述sTAG的所述辅小区的激活命令，以使得所述用户设备对属于所述sTAG的辅小区发送的下行控制指令进行监听；

向所述用户设备发送随机接入的触发信令，使得所述用户设备在属于所述sTAG的辅小区上发起随机接入，并在所述第一辅小区的公共搜索空间上接收随机接入响应。

可选地，所述用户设备对所述辅小区发送的下行控制指令进行监听，包括：所述用户设备在接收到包括激活命令的子帧后的第八个子帧开始对属于所述sTAG的辅小区发送的下行控制指令进行监听。

可选地，所述第一辅小区为配置PUCCH的辅小区。

可选地，当所述用户设备在所述辅小区上发起的随机接入为竞争的随机接入或者非竞争的随机接入。

可选地，所述第一辅小区属于或不属于所述sTAG。

本发明实施例还提供了一种基站，所述基站包括：

配置单元，适于在为用户设备配置载波聚合时，通过RRC连接重配置信令向所述用户设备发送载波聚合的配置信息，所述配置信息包括发送随机接入响应的第一辅小区以及在所述第一辅小区上接收随机接入响应的辅小区所属的sTAG的信息；

激活单元，适于当接收到所述用户设备发送的RRC连接重配置完成信息时，向所述用户设备发送激活属于所述sTAG的辅小区的激活命令，以使得所述用户设备对属于所述sTAG的辅小区发送的下行控制指令进行监听；

触发接入单元，适于向所述用户设备发送随机接入的触发信令，使得所 述用户设备在属于所述sTAG的辅小区上发起随机接入，并在所述辅小区的公共搜索空间上接收随机接入响应。

可选地，所述用户设备适于在接收到包括激活命令的子帧之后的第八个子帧开始对所述辅小区发送的下行控制指令进行监听。

可选地，所述第一辅小区为配置PUCCH的辅小区。

可选地，当所述用户设备在属于所述sTAG的辅小区上发起的随机接入为竞争的随机接入或者非竞争的随机接入。

可选地，所述第一辅小区属于或不属于所述sTAG。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下的优点：

上述的方案，通过RRC连接重配置信令向所述用户设备发送随机接入响应的辅小区的信息，使得为所述用户设备配置的部分辅小区的随机接入响应在所述辅小区上进行接收，而不是在主小区上接收所述随机接入响应，因此，可以减轻主小区的负载，从而可以在载波聚合的分量载波数量较多时顺利实现用户设备的载波聚合，提升用户的使用体验。

进一步地，所述接收随机接入相应的辅小区为配置PUCCH的辅小区，使得用户设备可以在所述辅小区上实现基于竞争的随机接入和非竞争的随机接入，因此，可以提高数据传输的灵活性。

附图说明

图1是现有技术中的一种用户设备的随机接入方法的流程图；

图2是本发明实施例中的另一种用户设备的随机接入方法的流程图；

图3是本发明实施例中的基站的结构示意图。

具体实施方式

现有技术中，当业务需要并且用户设备支持载波聚合时，基站会为处于连接态的用户设备配置载波聚合。处于载波聚合状态的用户设备可以同时使用多个分量载波(Component Carrier，CC)的资源以达到高速数据传输的目的。

在载波聚合时，用户设备有一个主小区(PCell，Primary Cell)，用户设备从主小区上获取系统消息、寻呼消息等层3控制信令，其他小区均为辅小区(Secondary Cell)。在实践中，用户设备针对不同小区的定时提前(Timing Advance，TA)可能不同，使得不同的服务小区可能属于不同的定时提前组(Timing Advance Group，TAG)。其中，将包含主小区的TAG称为pTAG，不包含主小区的TAG称为sTAG。用户设备通过基站发送的无线资源控制(Radio Resource Control，RRC)信令可以获知辅小区属于哪个定时提前组。

其中，用户设备在接入属于sTAG的服务小区时，需要发起随机接入以便获得该TAG的TA。基站通过在物理下行控制信令触发用户设备在辅小区上执行非竞争的随机接入(Non-contention based random access)，用户设备在辅小区上发送前导码(Preamble)之后，在主小区上接收随机接入响应(Random Access Response)。

随着用户设备汇聚的分量载波越来越多(最多可达32个)，主小区所承受的负载将越来越大，主小区上需要传输用户设备的RRC信令和非接入层(Non-access stratum，NAS)信令。通常主小区是覆盖比较大的宏小区，以实现信令的可靠传输。用户设备还可能因为其他原因触发随机接入，如无线链路失败触发重建时、用户设备初始接入小区时、切换时、上行失步时，所有这些随机接入响应均需要在主小区上传输，均需要使用位于公共搜索空间的下行控制信令。而公共搜索空间是有限的，主小区可能由于不能合理配置随机接入响应的资源导致用户设备在配置32个分量载波的载波聚合时不能顺利的激活属于sTAG的辅小区。

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明实施例采用的技术方案通过RRC连接重配置信令向所述用户设备发送随机接入响应的第一辅小区的信息，使得为所述用户设备配置的部分辅小区的随机接入响应在所述第一辅小区上进行接收，可以减轻主小区的负载，从而可以顺利实现用户设备的载波聚合，提升用户的使用体验。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图1示出了本发明实施例中的一种用户设备的随机接入方法的流程图。如图1所示的用户设备的随机接入方法，可以包括：

步骤S101：在为用户设备配置载波聚合时，通过RRC连接重配置信令向所述用户设备发送载波聚合的配置信息，所述配置信息包括发送随机接入响应的第一辅小区的信息以及在所述第一辅小区上接收随机接入响应的辅小区所属的sTAG。

步骤S102：当接收到所述用户设备发送的RRC连接重配置完成信息时，向所述用户设备发送激活所述属于所述sTAG辅小区的激活命令，以使得所述用户设备对所述辅小区发送的下行控制指令进行监听。

步骤S103：向所述用户设备发送随机接入的触发信令，使得所述用户设备在属于所述sTAG中的辅小区上发起随机接入，并在所述第一辅小区的公共搜索空间上接收随机接入响应。

上述的方案，通过RRC连接重配置信令向所述用户设备发送随机接入响应的第一辅小区的信息，使得为所述用户设备配置的部分辅小区的随机接入响应在所述第一辅小区上进行接收，可以减轻主小区的负载，从而可以顺利实现用户设备的载波聚合，提升用户的使用体验。下面将对本发明实施例中的用户设备的随机接入方法做进一步详细的介绍。

请参见图2所示，本发明实施例中的用户设备的随机接入方法，可以包括如下的步骤：

步骤S201：当为接入的用户设备配置载波聚合时，所述基站通过RRC连接重配置信令向所述用户设备发送载波聚合的配置信息，所述配置信息包括发送随机接入响应的第一辅小区以及在所述第一辅小区上接收随机接入响应的辅小区所属的sTAG信息。

在具体实施中，当用户设备UE已经与基站ENB建立了RRC连接且已经建立了通信业务时，基站ENB在确定用户设备UE支持载波聚合且有业务需求时，可以为用户设备UE配置载波聚合。

其中，在为用户设备UE配置载波聚合时，基站ENB通过RRC连接重配置信令向用户设备UE发送载波聚合的配置信息。其中，所述载波聚合的配置 信息中不仅包括为所述用户设备配置的服务小区的信息，还包括用户设备UE接收随机接入响应的第一辅小区的信息(即第一辅小区发送随机接入响应)，以及所述第一辅小区上接收随机接入响应的辅小区所属的sTAG。用户设备在属于这些sTAG的辅小区上发起的随机接入，其随机接入响应由配置信息中的第一辅小区发送。

例如，基站ENB为用户设备UE配置的辅小区为3个，分别是SCell0，SCell1和SCell2。其中SCell0，SCell1属于sTAG1，SCell2属于sTAG2。为了实现将pTAG之外的辅小区的随机接入响应转移至辅小区上，基站ENB在发送给用户设备UE的RRC连接重配置信令中可以指明在sTAG1或sTAG2中的SCell发起的随机接入，其随机接入响应在第一辅小区SCell0上发送，即配置信息指示发送随机接入响应的第一辅小区SCell0以及相关的sTAG1和sTAG2。

其中，在本发明一实施例中，当SCell0为配置PUCCH的辅小区时，即用户设备UE可以在辅小区SCell0上通过物理上行控制信道(Physical Uplink Control CHannel，PUCCH)向基站发送混合自动重传请求(Hybrid Automatic Repeat reQuest，HARQ)反馈、信道状态信息等。同时，辅小区SCell0、SCell1和SCell2均属于同一个PUCCH组，即用户设备UE可以在辅小区SCell0上发送针对SCell0、SCell1和SCell2的信道状态信息如信道质量指示(Channel Quality Indicator，CQI)等，也可以在辅小区SCell0上发送与辅小区SCell0、SCell1和SCell2相关的混合自动重传请求(Hybrid Automatic Repeat reQuest，HARQ)反馈。

这里需要指出的是，用户设备UE除了在辅小区上通过PUCCH发送HARQ反馈、信道状态信息等之外，还在主小区上通过PUCCH发送HARQ反馈、信道状态信息，即主小区以及与主小区属于同一PUCCH组的SCell，其相应的信道状态信息以及HARQ反馈即确认/非确认消息(ACK/NACK)均在主小区上发送。

步骤S202：所述用户设备向所述基站发送RRC连接重配置完成信令。

在具体实施中，当用户设备UE在收到基站ENB发送的RRC连接重配置 信令之后，可以从中解析出配置的辅小区的信息，以及接收随机接入响应的第一辅小区之后，用户设备UE向基站ENB发送RRC连接重配置完成信令。

同样以上述的例子进行说明，用户设备UE在收到基站ENB发送的RRC连接重配置信令之后，便可以获知基站ENB为其配置的辅小区为3个，分别是SCell0，SCell1和SCell2，且SCell0，SCell1属于sTAG1，SCell2属于sTAG2，且属于sTAG1和sTAG2的辅小区SCell0，SCell1和SCell2的随机接入响应将在SCell0(第一辅小区)进行发送。在获知了上述的辅小区配置信息之后，用户设备UE可以向基站ENB发送RRC连接重配置完成信令，以告知基站ENB自己已经获知了并应用了上述的配置。

步骤S203：所述基站向所述用户设备发送激活属于所述sTAG的辅小区的激活命令。

在具体实施中，基站ENB在接收到用户设备UE发送的RRC连接重配置完成信令之后，可以通过介质访问控制(Medium Access Control，MAC)层控制元素(Control Element，CE)激活辅小区SCell0、SCell1或SCell2。此处假定基站通过MAC CE激活SCell0。

步骤S204：所述用户设备在接收到包括所述激活命令的子帧之后的第八个子帧开始对所述辅小区发送的下行控制信令进行监听。

在具体实施中，用户设备UE在子帧n接收到基站ENB发送的激活命令，那么，用户设备UE将从子帧n+8开始，监听辅小区SCell0上发送的下行控制信令，以获取基站ENB下发的下行控制指令(Downlink Control Information，DCI)。

步骤S205：所述基站向所述用户设备发送触发随机接入的下行控制信令。

在具体实施中，基站ENB通过下行控制信令触发用户设备UE在辅小区SCell0上发起随机接入，以使得用户设备UE可以获得针对辅小区SCell0的TA的信息。

步骤S206：用户设备在接收到所述触发随机接入的下行控制信令时，在所述辅小区上发起随机接入，向所述基站发送前导码的信息。

在具体实施中，用户设备UE在接收到基站ENB发送的随机接入的触发信令后，在辅小区SCell0上发起随机接入，发送前导码(Preamble)给辅小区SCell0。

步骤S207：所述用户设备在随机接入响应窗口接收所述第一辅小区发送的随机接入响应。

在具体实施中，用户设备UE在随机接入响应的接收窗口接收随机接入响应，由于用户设备UE已经获知针对sTAG1和sTAG2的随机接入响应在辅小区SCell0上发送，用户设备UE在辅小区SCell0上的公共搜索空间检测由随机接入无线网络临时标识(Random Access-Radio Network Temporary Identity，RA-RNTI)加扰的下行控制信令以及该信令指示的随机接入响应即可。

这里需要指出的是，当辅小区SCell0为配置PUCCH的辅小区时，用户设备UE在辅小区SCell0上发起随机接入可以是竞争的随机接入，也可以是非竞争的随机接入。

当用户设备UE在辅小区SCell0上发起的随机接入是非竞争的随机接入时，执行步骤S206和S207之后，便可以陆续激活其他的辅小区，如SCell2，并且在触发用户设备UE在辅小区SCell2上发起随机接入后，使得用户设备UE在辅小区SCell0上接收随机接入响应。

当用户设备UE在辅小区SCell0上发起的随机接入为竞争性随机接入时，用户设备在收到随机接入响应之后，需要依据随机接入响应中的资源配置信息发送MSG3(消息3)，在MSG3中携带UE的标识信息，基站如果能够正确的接收该MSG3，基站将发送MSG4(消息4)给用户设备以便指示竞争随机接入成功。竞争性随机接入可能会有多个用户设备使用相同的前导码进行随机接入，需要MSG3和MSG4解决冲突。当UE接收到MSG4时，需要反馈正确接收的确认消息，此时，基站ENB为UE配置的SCell0支持PUCCH，UE通过SCell0上的PUCCH反馈正确接收的消息给基站。

用户设备UE在成功地接收随机接入响应后，就可以在辅小区SCell0上进行上下行数据的传输。之后，基站可以再次激活辅小区SCell2，并且在触发UE在SCell2上发起随机接入后，在SCell0上发送其随机接入响应。在本发明上述的实施例中，第一辅小区属于配置信息中的sTAG组，当第一辅小区 不属于配置信息中的sTAG组，本发明实施例中的用户设备的随机接入方法同样适用。

下面将对本发明实施例中的用户设备的随机接入方法对应的装置做进一步详细的介绍。

图3示出了本发明实施例还中的一种基站的结构示意图。如图3所示的基站300，可以包括配置单元301、激活单元302和触发接入单元303，其中：

所述配置单元301，适于在为用户设备配置载波聚合时，通过RRC连接重配置信令向所述用户设备发送载波聚合的配置信息，所述配置信息包括发送随机接入响应的第一辅小区以及在所述第一辅小区上接收随机接入响应的辅小区所属的sTAG的信息。

在本发明一实施例中，所述第一辅小区属于所述sTAG。在本发明另一实施例中，所述第一辅小区不属于所述sTAG。

所述激活单元302，适于当接收到所述用户设备发送的RRC连接重配置完成信息时，向所述用户设备发送激活属于所述sTAG的辅小区的激活命令，以使得所述用户设备对属于所述sTAG的辅小区发送的下行控制指令进行监听。

其中，所述用户设备对所述辅小区发送的下行控制指令进行监听，包括：所述用户设备在接收到包括激活命令的子帧之后的第八个子帧开始对所述辅小区发送的下行控制指令进行监听。

所述触发接入单元303，适于向所述用户设备发送随机接入的触发信令，使得所述用户设备在属于所述sTAG的辅小区上发起随机接入，并在所述第一辅小区的公共搜索空间上接收随机接入响应。

在具体实施中，所述第一辅小区为配置PUCCH的辅小区。

在具体实施中，当所述发送随机接入响应的辅小区为配置PUCCH的辅小区时，所述用户设备在所述辅小区上发起的随机接入为竞争的随机接入或非竞争的随机接入。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于计算机可读 存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例的方法及系统做了详细的介绍，本发明并不限于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。