动态随机接入资源大小配置和选择的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及使用随机接入在无线设备和移动通信网络之间的连接建立，并且更具体地涉及动态随机接入资源大小配置和选择。本公开还涉及动态随机接入资源配置和选择的方法、无线设备、以及无线网络的无线网络节点。
【背景技术】
[0002]3GPP长期演进(LTE)是在第三代合作伙伴计划3GPP下开发的、改进通用移动通信系统UMTS标准以应对关于改进的服务(例如较高的数据速率、提高的效率和降低的成本)的未来需求的第四代移动通信技术标准。通用陆地无线接入网(UTRAN)是UMTS的无线接入网，并且演进的UTRAN(E-UTRAN)是LTE系统的无线接入网。在UTRAN和E-UTRAN中，用户设备(UE)与无线电基站(RBS)无线连接，无线电基站(RBS)通常在UMTS中被称为节点B(NB)以及在LTE中被称为演进的节点B、eNodeB或eNB。RBS是能够向UE发送无线电信号和接收UE发送的信号的无线网络节点的通用术语。
[0003]蜂窝网络中未来通信发展的当前流行愿景包括大量小型自治设备，其通常不经常地(例如每周一次或每分钟一次)发送和接收仅少量数据。这些设备通常被假设为与人类不相关联，而是为了蜂窝网络内或外的所述自治设备的配置和数据接收而与应用服务器通信的不同类型的传感器或致动器。因此，这种类型的通信通常被称为是机器到机器M2M通信，并且设备被表示为机器设备MD。在通信的3GPP标准中使用的命名是机器类型通信MTC，而设备被表示为MTC设备。由于这些设备被假设为通常很少进行发送，它们的传输在大多数情况下将在随机接入RA过程之后，随机接入过程RA建立设备对网络的接入并向网络揭示设备的身份。
[0004]图1示意性示出了包括基站110和两个无线设备120a、120b (例如MTC设备)的蜂窝网100。在如图1中公开的小区中，无线设备位于距离基站110的不同距离处，其中信道特征由于不同原因(例如，到基站的距离、干扰无线电源或例如建筑物的障碍物)而变化。
[0005]3GPP无线接入网RANl中的一项正在进行的对于低成本的机器类型通信MTC的研宄项目旨在针对低速率的MTC设备以20dB的覆盖增强来增强覆盖。为了实现这些覆盖的增强，将需要改进多个信道。本公开针对还被称为RACH过程的随机接入过程中的覆盖增强。RACH代表随机接入信道。RACH本质上是由移动电话和其他无线设备使用的传输信道。然而，术语RACH通常被用作指代随机接入过程的通用术语。
[0006]作为示例，以下简要描述3GPP演进分组系统EPS (也称为3GPP长期演进/系统架构演进(LTE/SAE)网络)的随机接入过程。
[0007]在3GPP版本11中，长期演进LTE随机接入过程是四步过程，用于在建立无线电链路时的初始接入，在无线电链路失败后重新建立无线电链路，建立上行链路同步，或如果在物理上行控制信道PUCCH上尚未配置专用调度请求资源则用作调度请求。
[0008]3GPP版本11提供了在若干情况下使用的LTE随机接入过程:在建立无线电链路时(从无线电资源控制(RRC) _IDLE移动至RRC_CONNECTED状态)用于初始接入；在无线电链路失败后重新建立无线电链路；建立上行链路同步；或如果在物理上行控制信道PUCCH上尚未配置专用调度请求资源则用作调度请求。如一般在图2中所示，3GPP版本IlLTE随机接入过程实质上包括四个基本步骤，包括在终端和eNodeB之间交换的消息序列。图2中，四个步骤实质上与实线箭头相对应，而虚线箭头实质上与虚线箭头在前的实线箭头步骤的控制信令相对应。例如，第二步骤是(虚线的)第二箭头和(实线的)第三箭头。(虚线的)第二箭头告诉UE侦听与第二步骤相对应的第三箭头。此外，用相同的方式，第五箭头告诉UE侦听RA过程中与最后一个箭头相对应的第四步骤。以下简要讨论了这些四个基本步骤。
[0009]随机接入过程中的第一步骤包括在物理随机接入信道PRACH上的随机接入前导码的传输。作为随机接入过程的第一步骤，终端从如图3a所示的针对基于竞争的接入定义的两个子集301、302之一中随机选择一个要发送的前导码。在LTE中，在每一个小区中定义了总共64个前导码300。当存在接入相同资源的两个UE的冲突的风险时，使用基于竞争的建立。在不存在冲突的风险的情况下，例如在切换时，使用用于无竞争建立303的子集。
[0010]在第三随机接入步骤中，通过终端想要且从功率的角度可以在物理上行链路共享信道PUSCH上发送的数据量给出从哪个子集选择前导码。图3b中示出了这些传输要使用的时间/频率资源，其通过阅读E.Dahlman等人2011年Academic Press的“4G-LTE/LTEAdvanced for Mobile Broadband”来理解。小区的公共PRACH配置给出了要使用的时间/频率资源310，其还可以通过可选的UE特定掩码来进一步限制，可选的UE特定掩码限制给定UE 的可用的 PRACH 机会。这在“3GPP TS 36.321 V.10.0.0.Medium Access Control (MAC)protocol specificat1n”和“3GPP TS 36.331 v.10.3.0.Rad1 Resource Control (RRC)protocol specificat1n”中进行了更透彻的描述。
[0011]随机接入过程的第二步骤包括随机接入响应。在随机接入响应中，eNodeB在物理下行共享信道roscH上发送消息，该消息包含网络检测到的并且响应对其有效的随机接入前导码序列的索引、随机接入前导码接收机计算的定时修正、调度授权、以及用于UE和网络之间的未来通信的临时标识符TC-RNTI。在预定时间窗口内未响应于步骤I的UE的初始随机接入前导码传输而接收到任何随机接入响应的UE将认为尝试失败，并且在认为整个随机接入过程失败之前将可能用高达最大四倍的更高的发送功率来重复随机接入前导码传输。
[0012]随机接入过程的第三步骤提供，例如向小区内的UE指派唯一的身份C-RNTI。在该第三步骤中，UE使用在随机接入响应中指派给UE的PUSCH资源来向eNodeB发送必要的信息。
[0013]随机接入过程的第四个并且是最后一个步骤包括针对竞争解决的下行链路消息。该第四步骤的消息也被称为是RRC连接建立消息。基于竞争解决消息，接收下行链路消息的每个终端将比较消息中的身份与第三步骤中发送的身份。仅观察到第四步骤中接收到的身份与作为第一步骤的一部分发送的身份之间匹配的终端将宣称随机接入过程成功，否则终端将需要重新开始随机接入过程。
[0014]根据从“3GPPTS 36.213 V.10.6.0.Physical layer procedures”获知的特定公式(再现为表达式I)，利用系统信息中承载的参数来计算要在随机接入尝试中使用的UE功率。如果UE在过程的第二步骤中未接收到随机接入响应，则以下PRACH传输的发送功率将增加参数Δ值，直至受到UE最大功率的限制。
[0015]表达式1:
[0016]PPRACH = min {PCMAX, c (i)，PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER+PLj _[dBm]
[0017]在表达式I 中，Pcmax,。⑴是根据 “3GPP TS 36.213 V.10.6.0.Physical layerprocedures”针对主小区的子帧i定义的已配置UE发送功率，并且？1^是在UE中计算的针对主小区的下行链路路径损耗估计。
[0018]如当前在3GPP覆盖增强TR 36.824中讨论的，存在以下情况:UE由于随机接入信道RACH覆盖问题(例如UE具有广播控制信道覆盖)不能接入网络，并且因此能够在小区上测量并读取小区的系统信息，但是因为UE的功率/覆盖受限，网络不能从UE接收任何随机接入前导码尝试，因而在网络中接收到的信号太弱。对于(例如)由具有高输出功率的小区服务的置于室内的用户是这种情况。
[0019]作为始于LTE版本11的备选，UE可以被配置为一次与多个小区连接，即一个主小区和一个或若干辅小区，并使用所谓的载波聚合。在这种情况下，如果小区属于不同的定时提前组，则也允许用户设备在“辅”小区上发送RACH请求。然而，如果设备不支持具有多个定时提前值的载波聚合，则仅在主小区上允许随机接入。
[0020]因此，上述随机接入过程提供了不充分的覆盖。重复通常提供更好的覆盖，但是为相干组合提供有限的机会，并经受影响序列之间的正交性的大的功率不均衡。因此，例如应用于LTE版本8-10方案的功率控制对于具有比导致最大功率的路径损耗高得多的路径损耗的用户无益。
[0021]因此，需要提供一种提供充分的覆盖并且适合低速率MTC设备的随机接入过程。
【发明内容】
[0022]本公开提供了一种用于基于所估计的接收到的上行链路信道质量，针对每个无线设备/用户设备来提供关于多个随机接入资源大小和选择随机接入资源的不同随机接入机会的方法。根据本公开，依赖于期望上行链路接收功率在不同的随机接入资源之间划分用户。用这种方法，将在网络处接收在每个随机接入资源处接收到具有确保码正交的相似功率的随机接入请求。此外，不同资源长度的使用使得即使在路径损耗高时也能够在接收机中累加充足的能量。附加地，存在不同随机接入资源大小将使能改进的覆盖。以下将解释这是如何实现的。
[0023]根据公开的一个方面，提供了一种无线设备中用于选择随机接入资