用于随机接入的基站、用户设备和方法
【技术领域】
[0001]本文的实施例涉及一种基站、一种用户设备以及在它们中的方法。特别地，它涉及处理混合式蜂窝和设备到设备(D2D)网络中的随机接入信道(RACH)过程。
【背景技术】
[0002]诸如终端的通信设备也作为例如用户设备(UE)、移动终端、无线终端、和/或移动站而为人所知。终端被使得能够在蜂窝通信网络或者无线通信系统(有时也称为蜂窝无线电系统或蜂窝网络)中无线地进行通信。经由被包括在蜂窝通信网络内的无线电接入网络(RAN)并且有可能经由一个或多个核心网络，可以在例如两个终端之间、在终端与普通电话之间、和/或在终端与服务器之间执行通信。
[0003]终端可以进一步被称为移动电话、蜂窝电话、膝上型计算机、或者具有无线能力的网上冲浪板，这只是提到一些进一步的示例。本上下文中的终端可以是，例如，被使得能够经由RAN而与另一实体(诸如另一终端或服务器)传达语音和/或数据的便携式、口袋可储存式、手持式、包括计算机的、或者车载的移动设备。
[0004]蜂窝通信网络覆盖被划分为小区区域的地理区域，其中每个小区区域由基站来服务，基站例如无线电基站(1?5)，其有时可以被称为例如“6他”、“6如(^8”、10(^8”、“8节点”、基站收发机(BTS)、或者AP(接入点)，这取决于所使用的技术和术语。基于发射功率并且由此也基于小区大小，基站可以具有不同的类别，诸如例如，宏eNodeB、家庭eNodeB、或者微微基站。小区是如下的地理区域，在该地理区域处，无线电覆盖由基站站点处的基站来提供。位于基站站点处的一个基站可以服务于一个或若干小区。进一步地，每个基站可以支持一个或若干通信技术。基站通过操作在无线电频率上的空中接口来与基站的范围内的终端进行通信。在本公开内容的上下文中，使用表述“下行链路(DL) ”用于从基站到移动站的发射路径。使用表达“上行链路(UL) ”用于相反方向(即从移动站到基站)上的发射路径。
[0005]在第3代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)中，可以被称为eNodeB或者甚至eNB的基站可以直接地被连接至一个或多个核心网络。
[0006]UMTS是一种第三代移动通信系统，其从GSM演进而来，并且意图为基于宽带码分多址(WCDMA)接入技术来提供改进的移动通信服务。UMTS陆上无线电接入网络(UTRAN)本质上是针对终端而使用宽带码分多址的无线电接入网络。3GPP已经着手进一步演进基于UTRAN和GSM的无线电接入网络技术。
[0007]已经编写了 3GPP LTE无线电接入标准，以便支持既用于上行链路流量又用于下行链路流量的高比特率和低时延。所有的数据发射在LTE中都由无线电基站来控制。
[0008]D2D 通信
[0009]3GPP长期演进(LTE)的最近发展促进了接入住宅、办公室、公共热点、或者甚至户外环境中的局部的基于IP的服务。针对局部IP接入和局部连接性的重要使用情况之一牵涉到无线设备(诸如彼此紧邻的用户设备，通常小于数十米但是有时候多至几百米)之间的直接通信。
[0010]这种直接模式或者D2D相对于传统的蜂窝技术(其中两个设备经由蜂窝接入点(诸如例如基站)进行通信)而言，使得多种潜在的增益成为可能，这是因为D2D设备经常比必须经由蜂窝接入点来通信的蜂窝设备更加接近于彼此。
[0011]一种增益是容量增益，容量增益可以包括重用增益和跳增益(hop gain)。关于重用增益，D2D通信可以提供对无线电资源的重用，诸如例如正交频分复用(OFDM)资源块的重用增益。关于跳增益，D2D通信提供D2D链路，D2D链路提供了在发射机点与接收机点之间的单跳，这与经由蜂窝接入点的2跳链路是相反的。
[0012]另一种增益是最大可实现速率增益，最大可实现速率增益可以包括邻近增益。归因于邻近性以及潜在良好的传播，D2D通信可以进一步提供高峰值速率。
[0013]进一步的增益是时延增益。当UE通过D2D链路进行通信时，基站转发被短切(short cut)并且端到端时延能够减少。
[0014]蜂窝网络中的随机接入过程
[0015]MSGlo具有新数据要发射并且因此要求资源的用户设备向基站发送第一消息。该第一消息也可以被称为MSG1、前导码、或者随机接入信道(RACH)前导码。MSG是对于“消息”的缩写词。在该第一消息中，用户设备向网络提供与它的资源要求有关的指示。该第一消息包括前导码标识(ID)。在用户设备已经发射了它的前导码之后，它等待与它的RA-RNTI相关联的随机接入响应(RAR)，以查看基站是否听到该前导码。RA-RNTI包括用户设备以+1发射的帧号。
[0016]MSG2。当基站听到该前导码时，它通过向用户设备发射第二消息(也被称为MSG2或者RAR)来进行响应。该第二消息包括与定时提前(TA)、前导码ID、以及临时小区无线电网络临时标识符(TC-RNTI)有关的信息。TC-RNTI是由基站生成的号码，被用作用户设备在小区内的标识。
[0017]MSG3。如果用户设备找到适合的RAR，则它查看它的特定前导码标识是否被包括。如果是，则用户设备假设它接收到来自基站的肯定确认，并且用户设备使用TC-RNTI用于后续的向基站的信号发送。当用户设备已经假设它接收到来自基站的肯定确认时，用户设备使用由基站给定的资源在第三消息(也被称为MSG3)中发送RRC连接请求(并不总是被包括，例如，当用户设备处于RRC已连接模式中时，它可以仅使用RACH来请求资源授权)和缓冲器状况报告(BSR)控制元素(CE)。缓冲器状况报告(BSR)控制元素(CE)指示了将被发射的新数据的量。它还向基站发送诸如临时移动订户标识(TMSI)的标识符，其被用来解决竞争，即如果其他用户设备也使用相同RACH的话。请注意，RA-RNTI是根据用户设备前导码发射而被确定的，临时C-RNTI由基站来指配。
[0018]MSG4。基站在第四消息(也被称为MSG4)中发送寻址到用户设备的C-RNTI的对用户设备的物理下行链路控制信道(PDCCH) UL授权或者DL指配。在这个步骤中，已经接收到C-RNTI的用户设备继续于设立RRC连接。然而，也可以使用RACH用于RRC已连接的用户设备。如果其他用户设备使用相同的RACH，则它们将再次尝试发送前导码。
[0019]根据当前的LTE协议，在用于蜂窝用户设备的传统RACH过程中，用户设备为了接收MSG2而维持也被称为“响应窗口大小”的窗口，并且为了接收MSG4而维持也被称为“介质接入控制(MAC)-竞争解决定时器”的定时器。该窗口的可能值是从2个子帧到10个子帧，并且该定时器的值是从8个子帧到64个子帧。当该窗口是活动的时，用户设备将必须保持监测物理下行链路控制信道(PDCCH)以找寻DL上的可能MSG2。当该定时器是活动的时，用户设备将必须保持监测HXXH以找寻DL上的可能MSG4。如果在该窗口或者定时器内没有接收到授权，则这个RACH尝试失效。
[0020]在混合式蜂窝和D2D网络中，寻址的RACH过程被限制为由在用户设备处的新数据(即，要发送给基站的UL数据或者要发送给对应方的D2D数据)来触发，其中用户设备是不同步的，但是仍然是RRC已连接的。这里，“不同步”意味着与基站的UL同步丢失。在当前的RACH过程中，在UL MSG3中接收C-RNTI和BSR CE使得基站知道执行该RACH过程并且它具有数据要在UL上发送的用户设备的标识。基站然后在用于UL数据发射的物理上行链路共享信道(PUSCH)上调度用户设备，所以当用户设备接收到寻址到它的C-RNTI的HXXHUL授权(即MSG4)时，该RACH过程被视为成功的，并且“竞争解决定时器”被停止。然而，对于由D2D数据触发的RACH，在MSG3中接收C-RNTI和BSR的基站不了解它归因于蜂窝数据还是D2D数据，并且仍然在蜂窝UL链路上调度用户设备，即便用户设备真正想要的是调度D2D链路。
【发明内容】
[0021]因此，本文的实施例的一个目的是提供一种改进混合式蜂窝和D2D网络中的性能的方式。
[0022]根据本文的实施例的第一方面，该目的通过一种在基站中用于处理混合式蜂窝和D2D网络中的随机接入信道RACH过程的方法来实现。基站在RACH消息中，从第一用户设备接收该RACH涉及D2D通信的指示。基站然后基于该指示，向第一用户设备调度D2D链路。
[0023]根据本文的实施例的第二方面，该目的通过一种在第一用户设备中用于处理混合式蜂窝和D2D网络中的随机接入信道RACH过程的方法来实现。第一用户设备在RACH消息中，向该混合式蜂窝和D2D网络内的基站发送该RACH涉及D2D通信的指示。第一用户设备从基站接收与所调度的D2D链路有关的信息。该D2D链路已经基于该指示而被调度给第一用户设备。
[0024]根据本文的实施例的第三方面，该目的通过一种用于处理混合式蜂窝和D2D网络中的随机接入信道RACH过程的基站来实现。该基站包括:接收单元，被配置为在RACH消息中，从第一用户设备接收该RACH涉及D2D通信的指示。该基站进一步包括:调度器，被配置为基于该指示，向第一用户设备调度D2D链路。
[0025]根据本文的实施例的第四方面，该目的通过一种用于处理混合式蜂窝和D2D网络中的随机接入信道RACH过程的第一用户设备来实现。该第一用户设备包括:发送单元，被配置为在RACH消息中，向该混合式蜂窝和D2D网络内的基站发送该RACH涉及D2D通信的指示。该第一用户设备进一步包括:接收单元，被配置为从基站接收与所调度的D2D链路有关的信息。该D2D链路已经基于该指示而被调度给第一用户设备。
[0026]该基站从第一用户设备接收到该RACH涉及D2D通信的指示。该基站然后知道该RACH涉及D2D通信而不是蜂窝通信，并且能够因此将D2D链路调度给第一用户设备而不是不必要的蜂窝链路。以这种方式，改进了混合式蜂窝和D2D网络中的性能。
【附图说明】
[0027]参考附图来更加详细地描述本文的实施例的示例，在附图中:
[0028]图1是图示了蜂窝网络中的实施例的示意性框图。
[0029]图2是描绘了一种方法的实施例的组合式流程图和信令图。
[0030]图3是描绘了基站中的方法的实施例的流程图。
[0031]图4是图示了根据一些场景的实施例的示意性框图。
[0032]图5是图不了一种基站的实施例的不意性框图。
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