CN101248699B - 在移动通信系统中传递消息 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在移动通信系统中传递消息。优选的是，本发明包括：请求用于发送至少一个消息的无线资源；接收对于针对无线资源的所述请求的响应；发送用于请求到第一节点的第一层连接的第一消息；以及在建立所述第一层连接之前发送用于请求与第二节点的第二层连接的第二消息。

Description

在移动通信系统中传递消息
技术领域
本发明涉及无线移动通信系统，更具体地涉及一种在无线移动通信系统中传递消息的方法。
背景技术
图1是通用移动电信系统(UMTS)的网络结构的框图。参照图1，UMTS主要包括用户设备(UE)、UMTS地面无线接入网络(UTRAN)以及核心网络(CN)。
UTRAN包括至少一个无线网络子系统(RNS)。RNS包括一个无线网络控制器(RNC)以及由该RNC管理的至少一个基站(节点B)。一个节点B中存在至少一个或更多个小区。
图2是基于3GPP无线接入网络标准的UE与UTRAN之间的无线接口协议的架构图。参照图2，无线接口协议在竖直方向上包括物理层、数据链路层和网络层。在水平方向上，所述无线接口协议包括用于数据信息传送的用户平面，以及用于信令传送的控制平面。基于通信系统领域中公知的开放系统互连(OSI)标准模型的下三层，图2中的协议层可分为第一层(L1)、第二层(L2)以及第三层(L3)。
下面对图2中的各个层进行描述。首先，作为第一层的物理层(PHY)利用物理信道向上层提供信息传送服务。媒体访问控制(MAC)层位于PHY之上。物理层(PHY)经由传输信道而连接到(MAC)层，其中数据经由传输信道在MAC层与PHY之间传送。此外，数据经由物理信道在不同物理层之间，更具体地来讲，在发送侧的一个物理层与接收侧的另一个物理层之间进行传送。
第二层的MAC层经由逻辑信道向位于MAC层之上的无线链路控制(RLC)层提供服务。第二层的RLC层支持可靠的数据传送，并可对从上层传送来的RLC服务数据单元(SDUs)进行分段和级联。
位于第三层的最下级的无线资源控制(RRC)层仅被定义在控制平面内，并且与负责控制逻辑、传送和物理信道的无线承载(RB)的配置、重新配置和释放相关联。在此情况下，RB指明了向第二层提供的、用于在UE和UTRAN之间传送数据的服务。并且，RB的配置指明了用于对提供特定服务所需的协议层和信道的特性进行调节的处理，以及用于分别设置其特定参数和运行方法的处理。
下面具体描述RRC连接和信令连接。首先，UE进行到UTRAN的RRC连接，以开始通信并进行到CN的信令连接。UE经由RRC和信令连接与UTRAN或CN交换UE专用控制信息。图3是针对RRC连接发送在UE与RNC之间交换的消息，而针对信令连接发送初始直传(IDT)消息的处理的流程图。
参照图3，对于RRC连接处理，UE向RNC发送RRC连接请求消息(S11)。RNC接着响应于RRC连接请求消息而向UE发送RRC连接建立消息(S12)。随后，UE向RNC发送RRC连接建立完成消息(S13)。在成功完成上述处理之后，在UE和RNC之间建立了RRC连接。建立了RRC连接后，UE通过发送IDT消息而开始建立信令连接的处理(S14)。
下面将描述随机接入信道(RACH)，它是诸如宽带CDMA(WCDMA)的异步移动通信系统的传输信道。RACH用于在上行链路中发送长度较短的数据。RRC消息，例如RRC连接请求消息、小区更新消息、UTRAN登记区域(URA)更新消息等，可以经由RACH来发送。逻辑信道，例如公共控制信道(CCCH)，专用控制信道(DCCH)或专用业务信道(DTCH)，能够被映射到传输信道RACH。此外，传输信道RACH可以被映射到物理信道，例如物理随机接入信道(PRACH)。
图4例示了根据现有技术的物理信道PRACH的发送方法。参照图4，上行链路物理信道PRACH被分为前导部分和消息部分。前导部分执行功率斜坡(power ramping)功能以调节用于消息发送的适当发送功率。前导部分还执行防止多个用户设备(UE)之间的冲突的功能。消息部分发送从MAC层递送到物理信道的MAC分组数据单元(MAC PDU)。
如果UE的MAC层指示UE的物理层来进行PRACH发送，则UE的物理层首先选择一个接入时隙和一个签名，然后在上行链路中向基站(节点B)发送PRACH前导。该前导是在1.33ms的接入时隙区间内发送的。从16种签名中选择一种签名，并且在第一预定长度的接入时隙内进行发送。
如果UE发送了前导，则基站经由诸如捕获指示信道(AICH)的下行链路物理信道来发送响应信号。响应于该前导而经由AICH发送的响应信号在与携带了前导的前一接入时隙相对应的第一预定长度的接入时隙内携带了由该前导选择的签名。在此情况下，基站经由AICH所携带的签名向UE发送肯定响应(ACK)或否定响应(NACK)。
如果UE接收到了ACK，则UE利用与发送的签名相对应的正交可变扩频因子(OVSF)码来发送长度为10ms或20ms的消息部分。如果UE接收到了NACK，则UE的MAC层指示UE的物理层在适当时段之后重复PRACH发送。同时，如果UE没有经由AICH接到与所发送的前导相对应的响应信号，则UE在所选接入时隙之后以比前一前导的功率高一个步长的功率来发送新的前导。
图5是根据现有技术的下行链路物理信道AICH的结构图。参照图5，下行链路物理信道AICH在长度5120码片的接入时隙内发送16符号签名Si(i＝0…15)。在此情况下，UE从签名S0到S15中选择任意签名Si，并在该接入时隙的前4096码片长度内发送该签名，而将该接入时隙的其余1024码片长度设置为不发送任何符号的发送功率“关”区间。同时，上行链路物理信道PRACH的前导部分按照与图4所示类似的方式，在前4096码片长度内发送16符号签名Si(i＝0…15)。
然而，在现有技术的RACH发送方法中，当尝试经由RACH来发送具有较长长度的MAC PDU时，应当提高RACH发送功率。因此，现有技术的问题是小区覆盖率降低。此外，因为发送具有较长长度的消息受到了限制，所以使用RACH的初始建立过程被延长。
发明内容
本发明致力于在移动通信系统中传递消息。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中描述，并且部分地通过说明书中而显而易见，或可通过实践本发明而获知。本发明的这些目的和其他优点将通过说明及其权利要求以及附图中具体指出的结构来实现并获得。
为了实现这些和其他优点，并根据具体实施和广义描述的本发明的目的，本发明实现为一种在移动通信系统中传递消息的方法，该方法包括以下步骤：请求用于发送至少一个消息的无线资源；接收对于针对无线资源的所述请求的响应；发送用于请求到第一节点的第一层连接的第一消息；以及在建立所述第一层连接之前发送用于请求与第二节点的第二层连接的第二消息。
优选的是，所述第一层连接是移动终端的低层与所述第一节点之间的连接。优选的是，所述第二层连接是移动终端的高层与所述第二节点之间的连接。优选的是，在发送了所述第一消息之后立即发送所述第二消息。另选的是，所述第二消息与所述第一消息同时发送。
在本发明的一方面，所述方法还包括以下步骤：接收用于建立所述第一层连接的响应消息，其中所述响应消息包括与用于请求所述第二层连接的第二消息相关的反馈信息；以及发送用于表明建立了所述第一层连接的第三消息。优选的是，所述方法还包括以下步骤：如果接收到的反馈信息表明所述第二消息未被成功发送，则重新请求与所述第二节点的第二层连接。优选的是，在发送了所述第三消息后重新请求所述第二层连接。
优选的是，所述第一层连接是无线资源控制(RRC)连接，而所述第二层连接是信令连接。优选的是，所述第一消息和第二消息是在随机接入信道(RACH)上发送的。
优选的是，所述方法还包括以下步骤：从所述第一节点接收与所述第一消息是否被所述第一节点成功接收有关的响应消息。
优选的是，所述第一节点包括基站。
优选的是，请求用于发送至少一个消息的无线资源的所述步骤包括向所述第一节点发送前导。
优选的是，所述第一消息和第二消息是无线资源控制(RRC)消息。另选的是，所述第一消息和第二消息是无线链路控制(RLC)消息。优选的是，所述第一消息是无线资源控制(RRC)连接请求消息，而所述第二消息是初始直传(IDT)消息。
根据本发明的另一实施方式，一种在移动通信系统中传递消息的方法包括以下步骤：接收针对用于接收至少一个消息的无线资源的请求；发送对于针对无线资源的所述请求的响应；接收用于请求到第一节点的第一层连接的第一消息；以及在建立所述第一层连接之前接收用于请求与第二节点的第二层连接的第二消息。
优选的是，所述第一层连接是移动终端的低层与所述第一节点之间的连接。优选的是，所述第二层连接是移动终端的高层与所述第二节点之间的连接。
在本发明的一方面，所述方法还包括以下步骤：发送用于建立所述第一层连接的响应消息，其中所述响应消息包括与用于请求所述第二层连接的所述第二消息相关的反馈信息；以及接收用于表明建立了所述第一层连接的第三消息。优选的是，所述方法还包括以下步骤：如果所发送的反馈信息表明所述第二消息未被接收，则接收用于重新请求与所述第二节点的第二层连接的消息。优选的是，在接收到所述第三消息后接收用于重新请求第二层连接的所述消息。
优选的是，所述第一层连接是无线资源控制(RRC)连接，而所述第二层连接是信令连接。优选的是，所述第一消息和第二消息是在随机接入信道(RACH)上接收的。
优选的是，所述方法还包括以下步骤：从所述第一节点发送与所述第一消息是否被所述第一节点成功接收有关的响应消息。
优选的是，所述第一节点包括基站。
优选的是，接收针对用于接收至少一个消息的无线资源的请求的所述步骤包括在所述第一节点处接收前导。
优选的是，所述第一消息和第二消息是无线资源控制(RRC)消息。另选的是，所述第一消息和第二消息是无线链路控制(RLC)消息。优选的是，所述第一消息是无线资源控制(RRC)连接请求消息，而所述第二消息是初始直传(IDT)消息。
根据本发明的另一实施方式，一种用于在移动通信系统中传递消息的移动终端包括：处理器，其用于请求用于发送至少一个消息的无线资源；接收器，其由所述处理器控制、用于接收对于针对无线资源的所述请求的响应；发送器，其由所述处理器控制、用于发送用于请求到第一节点的第一层连接的第一消息，并在建立所述第一层连接之前发送用于请求与第二节点的第二层连接的第二消息。
优选的是，所述第一层连接是移动终端的低层与所述第一节点之间的连接。优选的是，所述第二层连接是移动终端的高层与所述第二节点之间的连接。优选的是，在发送了所述第一消息之后立即发送所述第二消息。另选的是，所述第二消息与所述第一消息同时发送。
在本发明的一方面，所述接收器接收用于建立所述第一层连接的响应消息，其中所述响应消息包括与用于请求所述第二层连接的所述第二消息相关的反馈信息，而所述发送器发送用于表明建立了所述第一层连接的第三消息。优选的是，如果接收到的反馈信息表明所述第二消息未被成功发送，则所述处理器重新请求与所述第二节点的第二层连接。
优选的是，在发送了所述第三消息后重新请求所述第二层连接。优选的是，所述第一层连接是无线资源控制(RRC)连接，而所述第二层连接是信令连接。优选的是，所述第一消息和第二消息是在随机接入信道(RACH)上发送的。
优选的是，所述接收器从所述第一节点接收与所述第一消息是否被所述第一节点成功接收有关的响应消息。
优选的是，所述第一节点包括基站。
优选的是，所述发送器通过向所述第一节点发送前导，来请求用于发送至少一个消息的无线资源。
优选的是，所述第一消息和第二消息是无线资源控制(RRC)消息。另选的是，所述第一消息和第二消息是无线链路控制(RLC)消息。优选的是，所述第一消息是无线资源控制(RRC)连接请求消息，而所述第二消息是初始直传(IDT)消息。
应该理解的是，本发明上述的总体描述和随后的详细描述都是示例性和说明性的，旨在对要求保护的发明做进一步的说明。
附图说明
所包括的用于为本发明提供进一步理解且并入此处而构成说明书的一部分的附图例示了本发明的实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原理。根据一个或更多个实施方式，在不同附图中用相同标号指代的本发明的特征、要素和方面代表相同的、等价或类似的特征、要素或方面。
图1是通用移动电信系统(UMTS)的网络结构的框图。
图2是基于3GPP无线接入网络标准的UE与UTRAN之间的无线接口协议的构架图。
图3是针对RRC连接发送在UE与RNC之间交换的消息，而针对信令连接发送初始直传(IDT)消息的处理的流程图。
图4例示了根据现有技术的物理信道PRACH的发送方法。
图5是根据现有技术的下行链路物理信道AICH的结构图。
图6是例示了根据本发明一个实施方式的传递消息的方法的流程图。
图7是例示了根据本发明一个实施方式的传递消息的方法的流程图。
图8是例示了根据本发明一个实施方式的RACH配置方法的流程图。
图9是例示了根据本发明一个实施方式的重发第一PRACH消息的流程图。
图10是例示了根据本发明一个实施方式的重发第一PRACH消息的流程图。
图11是例示了根据本发明一个实施方式的发送RRC连接请求消息和UE的初始直传(IDT)消息的方法的流程图。
图12是根据本发明优选实施方式的MSG-ACK信道的图。
图13例示了根据本发明一个实施方式的发送物理信道PRACH的方法。
图14是例示了根据本发明另一实施方式的发送RRC连接请求消息和UE的初始直传(IDT)消息的方法的流程图。
图15例示了根据本发明优选实施方式的移动通信装置的框图。
具体实施方式
本发明涉及在移动通信系统中传递消息。下面将详细参照本发明的优选实施方式，其实例在附图中示出。
图6是例示了根据本发明一个实施方式的传递消息的方法的流程图。参照图6，UE可以将一个RRC消息分为两个RRC PDU而通过两个RACH消息来发送。另选的是，UE可以将对应于两个RRC消息的两个RRC PDU附加到两个RACH消息上来进行发送。优选的是，两个RACH消息都在初始发送中被成功发送。
UE RRC层经由RLC-DATA-REQ原语(primitive)把要包含在将首先(firstly)发送的RACH消息内的第一RRC PDU递送给RLC层[S100]。RLC层随后根据第一RRC PDU生成RLC PDU并经由MAC-DATA-REQ原语将RLC PDU递送给MAC层[S101]。
MAC层开始RACH处理。在RACH处理中，MAC层进行至少一次持续性测试以确定是否根据由RRC层设定的概率来进行发送。优选的是，MAC层经由PHY-ACCESS-REQ原语指示物理层在预定时段后开始PRACH发送处理[S102]。
UE的物理层开始PRACH发送处理。在此过程中，物理层向基站(节点B)发送PRACH前导[S103]。如果在预定时间内没有来自基站的对于该前导的响应，则物理层将发送功率增大预定水平并再次发送前导。
如果基站接收到了前导，则基站的物理层响应于该前导，经由捕获指示信道(AICH)来发送一信号[S104]。如果UE经由AICH接收到了对于前导的确认(ACK)响应，则UE的物理层经由PHY-ACCESS-CNF原语将经确认的前导通知给UE MAC层[S105]。UE MAC层随后经由PHY-DATA-REQ原语向UE的物理层递送包括第一RRC PDU的MACPDU[S106]。随后，UE经由PRACH消息部分将包括第一RRC PDU的MAC PDU发送到节点B[S107]。
节点B通过对接收到的PRACH消息进行循环冗余校验(CRC)等，来确定包括第一RRC PDU的MAC PDU是否被正确地接收。如果包括第一RRC PDU的MAC PDU被正确地接收，则节点B经由MSG-ACK信道向UE发送ACK[S108]，以表明PRACH消息部分被正确地接收。如果包括第一RRC PDU的MAC PDU被不正确地接收，则节点B经由MSG-ACK信道来发送否认响应(NACK)或者在相应的接入时隙内不发送任何信息。
如果包括第一RRC PDU的MAC PDU被正确地接收，则节点B经由RACH帧协议(RACH FP)将成功接收的包括第一RRC PDU的MACPDU递送到RNC。因此，包括在MAC PDU中的第一RRC PDU随后被递送到RNC的RRC层[S109]。
优选的是，UE物理层经由PHY-DATA-CNF原语通知UE MAC层：包括第一RRC PDU的MAC PDU被成功地发送[S110]。UE MAC层随后经由CMAC-STATUS-IND原语通知UE RRC层：第一RRC PDU被成功地发送[S111]。
优选的是，UE RRC层经由RLC-DATA-REQ原语把要包括在随后(secondly)发送的RACH消息内的第二RRC PDU递送到RLC层[S112]。UE RLC层随后根据第二RRC PDU生成RLC PDU，并经由MAC-DATA-REQ原语将其递送到UE MAC层[S113]。
优选的是，UE MAC层开始RACH处理。在此过程中，UE MAC层进行至少一次持续性测试以确定是否根据由RRC层设定的概率来进行发送。优选的是，UE MAC层经由PHY-ACCESS-REQ原语指示物理层在预定时段后开始PRACH处理[S114]。另选的是，为了第二RACH处理和之后的RRC PDU发送，UE MAC层可以经由PHY-ACCESS-REQ原语指示物理层立即开始PRACH发送处理，而无需持续性测试或预定的退避(back-off)时段。
UE物理层开始PRACH发送处理。因此，UE物理层发送PRACH前导[S115]。如果在预定时间内没有接收到对于前导的响应，则UE物理层将发送功率增大预定水平并再次发送前导。如果节点B(基站)接收到了前导，则节点B物理层响应于该前导，经由AICH发送一信号[S116]。如果UE经由AICH接收到了对于前导的ACK响应，则UE物理层经由PHY-ACCESS-CNF原语将对于前导的ACK通知给UE MAC层[S117]。
UE MAC层随后经由PHY-DATA-REQ原语将包括第二RRC PDU的MAC PDU递送到UE物理层[S118]。UE随后经由PRACH消息部分将包括第二RRC PDU的MAC PDU发送到节点B[S119]。
节点B通过对接收到的PRACH消息进行循环冗余校验(CRC)等，来确定包括第二RRC PDU的MAC PDU是否被正确地接收。如果包括第二RRC PDU的MAC PDU被正确地接收，则节点B经由MSG-ACK信道向UE发送ACK，以表明PRACH消息部分被正确地接收[S120]。如果包括第二RRC PDU的MAC PDU被不正确地接收，则节点B经由MSG-ACK信道发送NACK，或在相应的接入时隙内不发送任何信息。
如果包括第二RRC PDU的MAC PDU被正确地接收，则节点B经由RACH帧协议(RACH FP)将成功接收的包括第二RRC PDU的MACPDU递送到RNC。包括在MAC PDU中的第二RRC PDU随后被递送到RNC的RRC层[S121]。因此，RNC的RRC层从接收到的第一和第二RRCPDU获得由UE RRC层发送的RRC消息。
优选的是，UE物理层经由PHY-DATA-CNF原语通知UE MAC层：包括第二RRC PDU的MAC PDU被成功地发送[S122]。UE MAC层随后经由CMAC-STATUS-IND原语通知UE RRC层：第二RRC PDU被成功地发送[S123]。
图7是例示了根据本发明一个实施方式的传递消息的方法的流程图。参照图7，UE RLC层可以将一个高层PDU分为两个RRC PDU而作为两个RACH消息进行发送。另选的是，UE RLC层可以发送与两个高层PDU相对应的两个RRC PDU，作为附在一起的两个RACH消息。优选的是，两个RACH消息都在初始发送中被成功地发送。
UE RLC层生成第一RLC PDU并经由MAC-DATA-REQ原语将其递送到MAC层[S131]。MAC层开始RACH处理。在RACH处理中，MAC层进行至少一次持续性测试以确定是否按照由RRC层设置的概率来进行发送。优选的是，MAC层经由PHY-ACCESS-REQ原语指示物理层在预定时段后开始PRACH发送处理[S132]。
UE物理层开始PRACH发送处理。在此过程中，物理层向到基站(节点B)发送PRACH前导[S133]。如果在预定时间内没有从基站接收到对于前导的响应，则物理层将发送功率增大预定水平并再次发送前导。
如果基站(节点B)接收到了前导，则基站的物理层响应于该前导经由AICH发送一信号[S134]。如果UE经由AICH接收到了对于前导的ACK响应，则UE物理层经由PHY-ACCESS-CNF原语将前导的ACK通知给UE MAC层[S135]。
UE MAC层随后经由PHY-DATA-REQ原语将包括第一RLC PDU的MAC PDU递送到UE物理层[S136]。接着，UE经由PRACH消息部分将包括第一RLC PDU的MAC PDU发送到节点B[S137]。
节点B通过对接收到的PRACH消息进行循环冗余检验(CRC)等，来确定包括第一RLC PDU的MAC PDU是否被正确地接收。如果包括第一RLC PDU的MAC PDU被正确地接收，则节点B经由MSG-ACK信道向UE发送ACK[S138]，以表明PRACH消息部分被正确地接收。如果包括第一RLC PDU的MAC PDU被不正确地接收，则节点B经由MSG-ACK信道发送NACK，或在相应的接入时隙内不发送任何信息。
如果包括第一RLC PDU的MAC PDU被正确地接收，则节点B经由RACH帧协议(RACH FP)将成功接收的包括第一RLC PDU的MACPDU递送到RNC。包括在MAC PDU中的第一RLC PDU随后被递送到RNC的RLC层[S139]。
UE物理层经由PHY-DATA-CNF原语通知UE MAC层：包括第一RLC PDU的MAC PDU被成功地接收[S140]。UE MAC层随后经由CMAC-STATUS-IND原语通知UE RLC层：第一RLC PDU被成功地发送[S141]。
优选的是，UE RLC层经由MAC-DATA-REQ原语将第二RLC PDU递送到UE MAC层[S142]。UE MAC层随后开始RACH处理。在此处理中，UE MAC层进行至少一次持续性测试以确定是否按照由RRC层设置的概率进行发送。优选的是，UE MAC层经由PHY-ACCESS-REQ原语指示物理层在预定时段后开始PRACH发送处理[S143]。另选的是，对于第二RACH处理和之后的RLC PDU发送，UE MAC层可以经由PHY-ACCESS-REQ原语指示物理层立即开始PRACH发送处理，而无需持续性测试或预定退避时段。
优选的是，UE物理层开始PRACH发送处理。在此过程中，UE物理层发送PRACH前导[S144]。如果在预定时间内没有对于该前导的响应，则UE物理层将发送功率增大预定水平并再次发送前导。
如果节点B(基站)接收到了前导，则节点B物理层经由AICH发送对于该前导的响应信号[S145]。如果UE物理层经由AICH接收到了对于前导的ACK响应，则UE物理层经由PHY-ACCESS-CNF原语将前导的ACK通知给UE MAC层[146]。UE MAC层随后经由PHY-DATA-REQ原语将包括第二RLC PDU的MAC PDU递送到UE物理层[147]。接着，UE经由PRACH消息部分将包括第二RLC PDU的MAC PDU发送到节点B[S148]。
节点B通过对接收到的PRACH消息进行循环冗余检验(CRC)等，来确定包括第二RLC PDU的MAC PDU是否被正确地接收。如果包括第二RLC PDU的MAC PDU被正确地接收，则节点B经由MSG-ACK信道向UE发送表明PRACH消息部分被正确接收的ACK[S149]。如果包括第二RLC PDU的MAC PDU被不正确接收，则节点B经由MSG-ACK信道发送NACK或者在相应的接入时隙内不发送任何信息。
如果包括第二RLC PDU的MAC PDU被正确地接收，则节点B经由RACH帧协议(RACH FP)将成功接收的包括第二RLC PDU的MACPDU递送到RNC。接着，包括在MAC PDU中的第二RLC PDU被递送到RNC的RLC层[S150]。因此，RNC的RLC层从接收到的第一和第二RLC PDU获得了UE高层的PDU。
UE物理层经由PHY-DATA-CNF原语通知UE MAC层：包括第二RLC PDU的MAC PDU被成功发送[S151]。UE MAC层随后经由CMAC-STATUS-IND原语通知UE RLC层：第二RLC PDU被成功发送[S152]。
同时，RNC可以为使用ACK的RACH的使用指定特定的接入时隙、诸如签名的特定码，或者诸如特定TCTF编码值的特定MAC报头编码值。因此，可通过如下方式来设置限制。优选的是，如果节点B以根据本发明一个实施方式的方法来接收特定接入时隙、码或MAC报头编码值，则节点B可以经由MSG-ACK信道来发送ACK或NACK。
优选的是，如果需要消息的ACK，则UE利用特定接入时隙、特定码或特定MAC报头编码值来发送PRACH。在此情况下，如果节点B接收到利用所述特定接入时隙、特定码或特定MAC报头编码值发送的PRACH消息，则节点B经由MSG-ACK信道来发送ACK或NACK。在接收到利用其它接入时隙、码或MAC报头编码值而不是利用所述特定接入时隙、特定码或特定MAC报头编码值发送的PRACH消息的情况下，节点B不经由MSG-ACK信道发送ACK或NACK。
图8是根据本发明一个实施方式的RACH配置方法的流程图。参照图8，RACH配置信息包括用于对使用ACK的RACH进行配置的信息、用于配置AICH的信息，以及用于配置MSG-ACK信道的信息。此外，RACH配置信息还包括信道传输功率信息以及信道传输定时信息。
仍参照图8，RNC通过向节点B递送COMMON TRANSPORTCHANNEL SETUP REQUEST(公共传输信道建立请求)消息来对使用ACK的RACH进行配置[S161]。在此过程中，如果节点B接收到特定接入时隙、特定码或特定MAC报头编码值，则可以对RNC经由MSG-ACK信道发送ACK或NACK加以限制。在根据RACH配置信息的接收完成后，节点B向RNC发送COMMON TRANSPORT CHANNEL SETUPRESPONSE(公共传输信道建立响应)消息[S162]。
优选的是，RNC的RRC层包括系统信息块(SIB)内的RACH配置信息。因此，SIB被经由广播公共信道(BCCH)广播到UE[S163]。UE通过接收经由BCCH发送的SIB而获取RACH配置信息。优选的是，使用SIB类型5或6来发送RACH配置信息。
随后，UE的RRC层经由CPHY-RL-Setup-REQ原语，根据RACH配置信息来设置物理信道PRACH发送[S164]。UE的RRC层随后经由CPHY-TrCH-Config-REQ原语，根据RACH配置信息来设置传输信道RACH发送[S165]。最后，UE的RRC层经由CMAC-Config-REQ原语，根据RACH配置信息来设置传输信道RACH发送[S166]。
图9是例示了根据本发明一个实施方式的重发第一PRACH消息的流程图。参照图9，UE的RRC层经由RLC-DATA-REQ原语，向RLC层递送要包括在首先发送的RACH消息中的第一RRC PDU[S170]。RLC层随后根据第一RRC PDU生成RLC PDU，并经由MAC-DATA-REQ原语将RLC PDU递送到MAC层[S171]。
MAC层开始RACH处理。在RACH处理中，MAC层进行至少一次持续性测试以确定是否按照由RRC层设定的概率进行发送。优选的是，MAC层经由PHY-ACCESS-REQ原语指示物理层在预定时段之后开始PRACH发送处理[S172]。
UE的物理层开始PRACH发送处理。在此过程中，物理层向基站(节点B)发送PRACH前导[S173]。如果UE没有在预定时间内从基站接收到对于该前导的响应，则物理层将发送功率增大预定水平并再次发送前导。
如果基站接收到前导，则基站的物理层响应于该前导，经由AICH发送一信号[S174]。如果UE经由AICH接收到了对于前导的ACK响应，则UE的物理层经由PHY-ACCESS-CNF原语将对于前导的ACK通知给UE MAC层[S175]。因此，UE MAC层经由PHY-DATA-REQ原语将包括第一RRC PDU的MAC PDU递送到UE物理层[S176]。UE随后经由PRACH消息部分将包括第一RRC PDU的MAC PDU发送到节点B[S177]。
节点B通过对接收到的PRACH消息进行循环冗余检验(CRC)等，来确定包括第一RRC PDU的MAC PDU是否被正确地接收。如果包括第一RRC PDU的MAC PDU被不正确地接收，则节点B经由MSG-ACK信道发送NACK，或者在相应的接入时隙内不发送任何信息[S178]。
如果没有经由MSG-ACK信道接收到NACK，或者如果在相应的接入时隙内没有经由MSG-ACK信道接收到ACK或NACK，则UE物理层经由PHY-DATA-CNF原语通知UE MAC层：包括第一RRC PDU的MACPDU未被成功发送[S179]。
通过区分经由MSG-ACK信道接收到NACK和经由MSG-ACK信道没有接收到任何类型的响应的情况，UE可以不同地工作。优选的是，如果UE接收到NACK，则UE物理层通知MAC层接收到了NACK。因此，UE MAC层将发送延迟与NACK相对应的退避时间段，并从图9中的步骤S182开始执行。
如果UE没有接收到任何响应，则UE物理层将发送延迟退避时间段，并从图9中的步骤S183开始执行。另选的是，如果UE没有接收到任何响应，则UE物理层通知MAC层没有接收到响应。UE MAC层随后将发送延迟退避时间段并从步骤S182开始执行。
优选的是，UE MAC层经由CMAC-STATUS-IND原语通知UE RRC层第一RRC PDU没有被成功发送，并请求重发[S1 80]。UE RRC层随后经由RLC-DATA-REQ原语向UE RLC层重发第一RRC PDU[S181]。
UE RLC层根据第二RRC PDU生成第二RLC PDU，并经由MAC-DATA-REQ原语将第二RLC PDU递送到UE MAC层[S182]。然而，如果UE RLC层或UE MAC层存储有先前发送的第一RRC PDU，则UE可以跳过步骤S181和S182。
UE MAC层开始RACH处理。在该处理中，UE MAC层进行至少一次持续性试验以确定是否根据由RRC层设定的概率进行发送。UE MAC层随后经由PHY-ACCESS-REQ原语指示UE物理层在预定时段后开始PRACH处理[S183]。另选的是，对于第二RACH处理和之后的RACH发送，UE MAC层可以经由PHY-ACCESS-REQ原语指示物理层立即开始PRACH发送处理，而无需持续性测试或所述预定的退避时段。
UE物理层开始PRACH发送处理。在此过程中，UE物理层发送PRACH前导[S184]。如果在预定时间内没有接收到对该前导的响应，则UE物理层将发送功率增大预定水平并再次发送前导。
如果节点B(基站)接收到了前导，则节点B物理层响应于该前导，经由AICH发送一信号[S185]。如果UE经由AICH接收到了对于前导的ACK响应，则UE物理层经由PHY-ACCESS-CNF原语将对于前导的ACK通知给UE MAC层[S186]。UE MAC层随后经由PHY-DATA-REQ原语将包括第一RRC PDU的MAC PDU递送到UE物理层[S187]。接着，UE经由PRACH消息部分将包括第一RRC PDU的MAC PDU发送到节点B[S188]。
节点B通过对接收的PRACH消息进行循环冗余检验(CRC)等，来确定包括第一RRC PDU的MAC PDU是否被正确地接收。如果包括第一RRC PDU的MAC PDU被正确地接收，则节点B经由MSG-ACK信道向UE发送ACK以表明PRACH消息部分被正确接收[S189]。如果包括第一RRC PDU的MAC PDU被不正确地接收，则节点B经由MSG-ACK信道发送NACK或在相应接入时隙内不发送任何信息。
如果包括第一RRC PDU的MAC PDU被正确地接收，则节点B经由RACH帧协议(RACH FP)将成功接收到的包括第一RRC PDU的MACPDU递送到RNC[S190]。包括在MAC PDU中的第一RRC PDU随后被递送到RNC的RRC层。
之后，UE物理层经由PHY-DATA-CNF原语通知UE MAC层：包括第一RRC PDU的MAC PDU被成功发送[S191]。UE MAC层随后经由CMAC-STATUS-IND原语通知UE RRC层：第一RRC PDU被成功发送[S192]。
图10是例示了根据本发明一个实施方式的重发第一PRACH消息的流程图。优选的是，图10所示的实施方式同样适用于以下重发。
参照图10，UE RLC层生成RLC PDU并经由MAC-DATA-REQ原语将其递送到UE的MAC层[S201]。MAC层开始RACH处理。在RACH处理中，MAC层进行至少一次持续性测试以确定是否根据由RRC层设定的概率进行发送。优选的是，MAC层经由PHY-ACCESS-REQ原语指示物理层在预定时段后开始PRACH发送处理[S202]。
UE物理层开始PRACH发送处理。在此过程中，物理层向基站(节点B)发送PRACH前导[S203]。如果UE没有在确定时间内从基站接收到对于该前导的响应，则UE物理层将发送功率增大预定水平并再次发送前导。
如果基站(节点B)接收到了前导，则基站的物理层响应于该前导，经由AICH发送一信号[S204]。如果UE经由AICH接收到了对于前导的ACK响应，则UE物理层经由PHY-ACCESS-CNF原语将对于前导的ACK通知给UE MAC层[S205]。UE MAC层经由PHY-DATA-REQ原语将包括第一RLC PDU的MAC PDU递送到UE物理层[S206]。接着，UE经由PRACH消息部分将包括第一RLC PDU的MAC PDU发送到节点B[S207]。
节点B通过对接收的PRACH消息进行循环冗余检查(CRC)等，来确定包括第一RLC PDU的MAC PDU是否被正确接收。如果包括第一RLC PDU的MAC PDU被不正确地接收，则节点B经由MSG-ACK信道发送NACK或者在相应接入时隙内不发送任何信息[S208]。
如果UE经由MSG-ACK信道接收到NACK，或者如果UE没有在相应接入时隙内经由MSG-ACK信道接收到ACK或NACK，则UE的物理层经由PHY-DATA-CNF原语通知UE MAC层：包括第一RLC PDU的MAC PDU没有被成功发送[S209]。
同时，通过区分经由MSG-ACK信道接收到NACK和没有经由MSG-ACK信道接收到任何类型的响应的情况，UE可以不同地工作。优选的是，如果UE接收到了NACK，则UE物理层通知MAC层收到了NACK。UE MAC层随后将发送延迟与NACK相对应的退避时间，并从步骤S212开始执行。
如果UE没有接收到任何响应，则UE物理层将发送延迟退避时间并且从步骤S213开始执行。另选的是，如果UE没有接收到任何响应，则UE物理层通知MAC层没有收到响应。UE MAC层随后将发送延迟退避时间并从步骤S212开始执行。
UE MAC层经由MAC-STATUS-IND原语通知UE RLC层：第一RLCPDU没有被成功发送，并请求重发[S210]。UE RLC层随后经由MAC-DATA-REQ原语将第一RLC PDU递送到UE MAC层[S211]。然而，如果UE MAC层存储有先前发送的第一RLC PDU，则UE不执行步骤S210和S211。
UE MAC层开始RACH处理。在此过程中，UE MAC层进行至少一次持续性测试以确定是否根据由RRC设置的概率来进行发送。UE MAC层随后经由PHY-ACCESS-REQ原语指示UE物理层在预定时段后开始PRACH处理[S212]。另选的是，对于第二RACH处理和之后的RACH发送，UE MAC层可以经由PHY-ACCESS-REQ原语指示物理层立即开始PRACH发送处理，而无需持续性测试或所述预定的退避时段。
UE物理层开始PRACH发送处理。在此过程中，UE物理层发送PRACH前导[S213]。如果UE在预定时间内没有接收到对于该前导的响应，则UE物理层将发送功率增大预定水平并再次发送前导。
如果节点B(基站)接收到了前导，则节点B物理层经由AICH发送对于该前导的响应消息[S214]。如果UE经由AICH接收到了对于前导的ACK响应，则UE物理层经由PHY-ACCESS-CNF原语将对于前导的ACK通知给UE MAC层[S215]。UE MAC层随后经由PHY-DATA-REQ原语将包括第一RLC PDU的MAC PDU递送到UE物理层[S216]。随后，UE经由PRACH消息部分将包括第一RLC PDU的MAC PDU发送到节点B[S217]。
节点B通过对接收的PRACH消息进行循环冗余检查(CRC)等，来确定包括第一RLC PDU的MAC PDU是否被正确接收。如果包括第一RLC PDU的MAC PDU被正确地接收，则节点B经由MSG-ACK信道向UE发送ACK[S218]，以表明PRACH消息部分被正确接收。如果包括第一RLC PDU的MAC PDU被不正确地接收，则节点B经由MSG-ACK信道发送NACK或者在相应接入时隙内不发送任何信息。
如果包括第一RLC PDU的MAC PDU被正确地接收，则节点B经由RACH帧协议(RACH FP)将成功接收的包括第一RLC PDU的MACPDU递送到RNC[S219]。包括在MAC PDU中的第一RLC PDU随后被递送到RNC的RLC层。
优选的是，UE物理层经由PHY-DATA-CNF原语通知UE MAC层：包括第一RLC PDU的MAC PDU被成功发送[S220]。UE MAC层随后经由MAC-STATUS-IND原语通知UE RLC层：第一RLC PDU被成功发送[S221]。
图11是例示了根据本发明一个实施方式的发送RRC连接请求消息和UE的初始直传(IDT)消息的方法的流程图。优选的是，通过使用根据本发明的RACH发送，UE能够向UTRAN发送用于请求RRC连接的RRC连接请求消息，以及用于请求信令连接的IDT消息。IDT消息中包括的消息例如可以是位置更新请求、通信管理(communicationmanagement)服务请求、路由区域更新请求以及服务请求中的至少一项。
参照图11，UE利用上述RACH处理同时向UTRAN发送RRC连接请求消息和IDT消息[S231]。例如，RRC连接请求消息可以对应于图6所示的实施方式的第一RRC消息，而IDT消息可以对应于图6所示的实施方式的第二RRC消息。优选的是，为了使UTRAN将IDT消息链接到RRC连接请求消息，IDT消息是以与RRC连接请求消息被发送的初始UE身份相同的初始UE身份(从临时应用)发送的。
接收到IDT消息的UTRAN利用接收到的IDT消息向CN递送INITIAL UE消息。随后，UTRAN响应于RRC连接请求消息，利用前向接入信道(FACH)向UE发送RRC连接建立消息[S232]。UE随后建立专用信道(DCH)并利用该DCH向UTRAN发送RRC连接建立完成消息[S233]。
图12是根据本发明优选实施方式的MSG-ACK信道的图。参照图12，在一个接入时隙内，MSG-ACK信道使用了1024码片区，AICH发送使用了4096码片区。优选的是，AICH信道使用了MSG-ACK信道的相同扰码和信道码。优选的是，如果发送了对于一个PRACH消息的肯定响应ACK，则利用与PRACH消息的PRACH前导相对应的码和签名来发送MSG-ACK。
图13例示了根据本发明一个实施方式的发送物理信道PRACH的方法。参照图13，在发送了一个PRACH消息之后，UE在与PRACH发送相对应的接入时隙内等待经由MSG-ACK信道发送的ACK或NACK响应。
如果MSG-ACK信道上承载了ACK，则UE为下一次PRACH消息发送发送一前导。如果经由AICH接收到了肯定响应，则UE发送下一PRACH消息。这里，如果下一PRACH消息是最后一个消息并且如果在与下一PRACH消息发送相对应的接入时隙内经由MSG-ACK信道接收到了ACK，则UE的物理层终止PRACH发送并通知UE的MAC层经由MSG-ACK信道接收到了ACK。同时，如果在与下一PRACH消息发送相对应的接入时隙内经由MSG-ACK信道接收到了NACK，或者什么都没有接收到，则UE再次发送前导以重发下一PRACH消息。
重发一个PRACH消息的处理一直执行，直到从MSG-ACK信道接收到ACK为止，或者被重复从RRC层发送到MAC或物理层的最大消息重发次数。最大消息重发次数可以包含在图8的RACH配置信息中。
图14是例示了根据本发明另一实施方式的发送RRC连接请求消息和UE的初始直传(IDT)消息的方法的流程图。
参照图14，UE利用公共控制信道(CCCH)向UTRAN发送用于请求RRC连接的RRC连接请求消息[S301]以及用于请求信令连接的先前(early)IDT消息(例如，CM服务请求)[S302]。此处，RRC连接请求消息被UTRAN正确地接收。因此，UTRAN将响应于UE的RRC连接请求消息，经由CCCH向UE发送RRC连接建立消息[S303]。
优选的是，UTRAN可以使用RRC连接建立消息来表明先前IDT消息的正确或不正确的接收。如果先前IDT消息被UTRAN正确地接收，则在发送到UE的RRC连接建立消息中包含了先前IDT消息的ACK。然而，如果先前IDT消息被UTRAN不正确地接收，则在发送到UE的RRC连接建立消息中包含了先前IDT消息的NACK[S302、S303]。
此外，如果UE接收到了先前IDT消息的NACK，则UE立即停止发送先前IDT并开始利用专用控制信道(DCCH)发送RRC连接建立完成消息[S304]。随后，UE利用DCCH向核心网络(CN)发送正常IDT消息[S305]。
明显地，UTRAN在接收到RRC连接请求消息后不需要等待接收先前IDT消息。如果UTRAN在发送RRC连接建立消息之前未在CCCH上接收到先前IDT消息，则UTRAN将在RRC连接建立消息中表明未接收到先前IDT消息(先前IDT消息的NACK)。因此，即使后来UTRAN在发送了RRC连接建立消息之后在CCCH上接收到先前IDT消息，UTRAN也会忽略后来接收到的先前IDT消息。
在本发明的一个方面，如果RRC连接请求消息未成功地发送而先前IDT消息被成功发送到UTRAN，则UE将在预定时间后重发RRC连接请求消息。优选的是，UE将同时发送RRC连接请求消息和先前IDT消息，无论之前是否成功发送了先前IDT消息。因此，UTRAN忽略任何在接收到RRC连接请求消息之前所接收到的先前IDT消息。
在本发明的另一方面，如果RRC连接请求消息和先前IDT消息均未成功发送到UTRAN，则UE将在预定时间后对RRC连接请求消息和先前IDT消息二者进行重发。
在本发明的再一方面，如果UE在发送了RRC连接请求消息之后进行小区重选，则UE将重发RRC连接请求消息。这种UE操作还适用于UE在成功发送了RRC连接请求消息和随后的较早IDT消息后进行小区重选的情形。因此，如果UE在发送RRC连接请求消息和随后的先前IDT消息后进行小区重选，则UE将再次发送RRC连接请求消息和先前IDT消息，因为UE不知道这两个消息是否都被成功发送，或者重选的小区是否由控制先前选择的小区的同一CRNC来控制。此外，在小区重选的情况下，如果UTRAN的RNC已经将在小区重选之前向CN传送了所接收的先前IDT消息，则UTRAN将延迟向UE传送第一非接入层(NAS)消息，直至从UE成功接收到RRC连接建立完成消息为止。
因此，本发明提供了下列效果或优点。首先，无线用户设备(UE)在上行链路中经由公共信道来发送前导和第一消息，而在上行链路中根据从网络接收到的下行链路响应信号经由公共信道来发送第二消息，或重发第一消息。因此，无线UE可以经由公共上行链路信道以适当的发送功率来发送长度较长的消息。其次，在UE经由上行链路公共信道来发送消息的情况下，节点B能够快速地对消息作出响应。
参照图15，其例示了本发明的无线通信装置400的框图，例如，实现本发明的方法的移动电话。移动通信装置400包括：诸如微处理器或DSP的处理单元410；RF模块435；电源管理模块406；天线440；电池455；显示器415；键盘420；诸如闪存、ROM或SRAM的存储单元430；扬声器445以及麦克风450。
用户通过按下键盘420上的按键或利用麦克风450进行声音激活而输入指令信息，例如电话号码。处理单元410接收并处理指令信息从而执行适当的功能，如拨打该电话号码。可以从存储单元430中获取运行数据以完成该功能。而且，处理单元410可以在显示器415上显示指令和运行的信息，以便用户参考。
处理单元410向RF模块435发出指令信息以开始通信，例如发送包括语音通信数据的无线信号。RF模块435包括用于接收和发送无线信号的接收器和发送器。天线440促成了无线信号的发送和接收。接收到无线信号时，RF模块435可以转发并将信号转换为基频，供处理单元410处理。例如，处理后的信号将变为经由扬声器445输出的可听见或可看见的信息。
处理单元410适用于从高层接收第一和第二数据并生成包括与要发送至网络的第一和第二数据有关的信息的第一和第二数据块。处理单元410还适用于控制RF模块435的发送器以将第一和第二数据块发送到网络。RF模块435的接收器适用于从网络接收信号。
尽管在移动通信的环境下描述了本发明，但是本发明也可以用在任何使用移动装置的无线通信系统中，这些移动设备例如是具有无线通信能力的PDA和膝上计算机。此外，用来描述本发明的特定术语并不是要将本发明的范围限制在诸如UMTS的特定类型的无线通信系统中。本发明还可以适用于其他使用不同空中接口和/或物理层的无线通信系统，例如TDMA、CDMA、FDMA、WCDMA等。
优选实施方式可以使用标准编程和/或工程技术实现为方法、装置或制品以产生软件、固件、硬件或它们的任意组合。这里使用的“制品”一词涉及在硬件逻辑中实现的代码或逻辑(例如，集成电路芯片、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等)或计算机可读介质(例如，磁存储介质(例如，硬盘驱动器、软盘、磁带等)、光存储器(CD-ROM、光盘等)、易失性和非易失性存储设备(例如，EEPROM、ROM、PROM、RAM、DRAM、SRAM、固件、可编程逻辑等))。
计算机可读介质中的代码可以由处理器访问和运行。还可以通过传输介质或从网络上的文件服务器来得到其中体现了示例性实施方式的代码。在这种情况下，其中执行该代码的制品可以包括传输介质，例如网络传输线、无线传输介质、空间信号传播、无线电波、红外信号等。当然，本领域技术人员将明了，在不脱离本发明的范围的情况下可以对该配置做出多种修改，并且制品可以包括本领域中已知的任何信息传递介质。
上述的实施方式和优点仅仅是示例性的并不应认为是对本发明的限制。本发明的教导可容易地应用于其他类型的设备。本发明的说明书是示范性的而不是对权利要求的范围的限制。本领域技术人员可以想到许多替换、修改和改变。在权利要求中，装置+方法的句式是为了涵盖此处描述的实现所述功能的结构，不仅是结构的等价形式而且是等价的结构。
工业实用性
本发明可应用于无线通信系统，例如宽带无线接入系统、移动接入系统以及无线通信系统等。

Claims (3)

1.一种在移动通信系统中从用户设备UE向节点B传递消息的方法，该方法包括以下步骤：
由UE的物理PHY层向节点B发送物理随机接入信道PRACH前导；
如果在预定时间内没有从节点B收到所述已发送的前导的响应，则UE的PHY层将发送功率增大预定水平并再次向节点B发送PRACH前导；
如果UE经由捕获指示信道AICH收到对于所述前导的确认ACK响应，由UE的物理PHY层经由PHY-ACCESS-CNF原语将前导的ACK通知给UE的MAC层，UE的MAC层经由PHY-DATA-REQ原语向UE的PHY层发送媒体接入控制协议数据单元MAC PDU，随后UE经由PRACH消息部分将MAC PDU发送给节点B。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述MAC PDU包括无线资源控制RRC PDU。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述MAC PDU包括无线链路控制RLC PDU。
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