CN101340714A - 时分同步码分多址上行增强系统的随机接入方法 - Google Patents

时分同步码分多址上行增强系统的随机接入方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种时分同步码分多址上行增强系统的随机接入方法，包括以下步骤：在时分同步码分多址上行增强系统的主载波上配置快速物理接入信道、物理随机接入信道、和上行增强随机接入控制信道的物理信道资源，并为主载波配置用于指示普通随机接入和上行增强随机接入的上行同步码集合；在时分同步码分多址上行增强系统的辅载波上，启用上行导频时隙资源，并配置快速物理接入信道和上行增强随机接入控制信道的物理信道资源；以及用户设备在一个传输时间间隔内进行普通随机接入和/或上行增强随机接入。

Description

时分同步码分多址上行增强系统的随机接入方法
技术领域
本发明涉及通信领域，更具体地涉及一种时分同步码分多址上行增强系统的随机接入方法。
背景技术
为了满足用户日益增长的对高速上行分组数据业务的需求，也为了更好地与高速下行分组接入(High Speed Downlink PacketAccess，简称HSDPA)技术相配合提供对更高业务质量的支持，3GPP分别在Rel6和Rel7中引入了基于宽带码分多址(Wideband CodeDivision Multiple Access，简称WCDMA)和时分同步码分多址(TimeDivision Synchronization Code Division Multiple Access，简称TD-SCDMA)的高速上行分组接入(High Speed Uplink PacketAccess，简称HSUPA)技术，或者称为上行增强(Enhanced Uplink)或增强的专用信道(Enhanced Dedicated Channel，简称E-DCH)技术。HSUPA采用混和自动重传请求(Hybrid Automatic RepeatreQuest，简称HARQ)、高阶调制(16QAM)、节点B(Node B)快速调度、和基于T/P的反向RoT(Rise over Thermal)控制等技术，可以获得更高的用户峰值速率和小区数据吞吐量，并可以达到稳定的反向RoT控制。
HSUPA业务按调度方式的不同分为调度传输和非调度传输业务，其中，非调度传输的增强上行物理信道资源由服务无线网络控制器(Serving Radio Network Controller，简称SRNC)采用静态配置的方式为用户设备(User Equipment，简称UE)分配，分配方式与现有的专用物理信道资源分配方式相同；对于调度传输，SRNC首先分配增强上行物理信道资源池并发送给NodeB，然后由Node B采用动态调度的方式为UE分配增强上行物理信道资源，分配方式与现有的HSDPA相关的高速物理下行共享信道(High SpeedPhysical Downlink Shared Channel，简称HS-PDSCH)的物理信道资源分配方式相同。
在物理层承载方面，HSUPA引入了上行增强物理信道(EnhancePhysical Uplink Channel，简称E-PUCH)来承载相应的传输信道。同时，为了完成相应的控制、调度、和反馈，HSUPA在物理层引入了上行增强随机接入控制信道(Enhanced Random access UplinkControl Channel，简称E-RUCHH)、增强绝对授权信道(EnhancedAbsolute Grant Channel，简称E-AGCH)、和增强混和自动重传请求确认指示信道(Enhanced HARQ Acknowledgement IndicatorChannel，简称E-HICH)三种物理控制信道。其中，E-RUCCH和E-AGCH物理信道仅用于调度传输方式。
上行增强随机接入信道(E-RUCCH，E-DCH随机接入上行控制信道，即增强上行链路随机接入上行控制信道)是物理层控制信道，用于在UE无授权资源的情况下，传输相关的辅助调度信息(Schedule Information，简称SI)，请求授权以进行E-DCH数据传输。与物理随机接入信道(Physical Random Access Channel，简称PRACH)相同，E-RUCCH物理信道的分配和使用方式为公共信道抢占方式，是在随机接入过程中进行的，因此，E-RUCCH和PRACH共享物理码道资源。为了可以和PRACH共享物理码道，同时又能在随机接入过程中区分PRACH物理信道和E-RUCCH物理信道，将随机接入过程中的上行同步过程中发射的上行同步码(8个SYNC_UL码)分成的两部分，一部分用于指示PRACH随机接入(表示为上行同步码集合A)，另一部分用于指示E-RUCCH随机接入(表示为上行同步码集合B)，并将集合A和B通过小区系统信息广播发送给UE，通过Node B应用部分(Node B Application Part，简称NBAP)消息中发送给Node B。如果UE需要进行PRACH物理信道发射(即，普通随机接入)，则在随机接入过程中的上行同步过程中，选择集合A中的一个上行同步码进行上行同步过程，这样，Node B就知道随后在共享码道上发射的是PRACH物理信道；如果需要进行E-RUCCH物理信道发射(即，上行增强随机接入)，则选择集合B中的一个上行同步码进行上行同步过程。
在中国通信标准化协会(CCSA)目前制定的的多载波TD-SCDMA系统标准中，一个多载波小区包括多个载波。多个载波中的一个载波为主载波，其它载波为辅载波，仅在主载波上建立和使用全部或部分公共信道。其中，公共信道PRACH仅在主载波上配置和使用。如果在多载波TD-SCDMA系统中引入上行增强技术，则除了在主载波上进行E-DCH传输外，通常还要在辅载波上进行E-DCH传输，甚至同时在主载波和辅载波上进行E-DCH传输。为了使得在多载波E-DCH传输情况下，UE能够在无授权资源时发送相关的辅助调度信息，请求授权进行E-DCH数据传输，需要在多载波系统中引入相应的E-RUCCH物理信道配置及其使用方法。由于E-RUCCH与PRACH物理信道及随机接入过程相关，因此，涉及到整个随机接入过程及随机接入资源的配置和使用方法。
发明内容
鉴于以上所述的一个或多个问题，本发明提供了一种时分同步码分多址上行增强系统的随机接入方法。
根据本发明的时分同步码分多址上行增强系统的随机接入方法，包括：在时分同步码分多址上行增强系统的主载波上配置快速物理接入信道、物理随机接入信道、和上行增强随机接入控制信道的物理信道资源，并为主载波配置用于指示普通随机接入和上行增强随机接入的上行同步码集合；在时分同步码分多址上行增强系统的辅载波上，启用上行导频时隙资源，并配置快速物理接入信道和上行增强随机接入控制信道的物理信道资源；以及用户设备在一个传输时间间隔内进行普通随机接入和/或上行增强随机接入。
其中，普通随机接入是指以物理随机接入信道发送数据的随机接入；上行增强随机接入是指以上行增强随机接入控制信道发送数据的随机接入。
其中，用户设备在主载波上进行普通随机接入或上行增强随机接入，和/或在一个或多个辅载波上进行上行增强随机接入。在主载波上，物理随机接入信道和上行增强随机接入控制信道共享物理码道资源。在辅载波上启用上行导频时隙资源是指在辅载波上的上行导频时隙发射上行同步码，其中，该上行同步码用于上行增强随机接入。通过系统信息广播方式，将有关主载波上的物理信道资源的信息和上行同步码集合发送给用户设备。通过无线承载建立/重配置过程或系统信息广播方式，将有关辅载波上的物理信道资源的信息发送给用户设备。
其中，在一个传输时间间隔内，用户设备在主载波上只能进行普通随机接入或上行增强随机接入；用户设备可以在主载波上进行普通随机接入或上行增强随机接入的同时，在一个或多个辅载波上进行上行增强随机接入；用户设备可以在主载波上进行上行增强随机接入或普通随机接入，或在一个或多个辅载波上进行上行增强随机接入。
本发明继承并兼容了3GPP单载波TD-SCDMA上行增强系统和CCSA的多载波TD-SCDMA系统，并且在多载波TD-SCDMA系统中扩展了随机接入资源及相应的配置使用方法，使得UE能够在多载波E-DCH传输且无授权资源时发送相关的辅助调度信息，请求授权进行E-DCH数据传输，从而支持在多载波TD-SCDMA系统中引入上行增强技术。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的时分同步码分多址上行增强系统的随机接入方法的流程图；以及
图2是根据本发明实施例的时分同步码分多址上行增强系统的随机接入方法的模型图。
具体实施方式
下面参考附图详细说明本发明的具体实施方式。如图2所示，多载波TD-SCDMA系统的一个多载波小区包括3个载波：主载波、辅载波1、和辅载波2。其中，辅载波上的上行导频时隙(UpPTS)是启用的，即UE可以在辅载波的UpPTS发射上行同步码(SYNC_UL码)。而且，只在主载波上配置了PRACH随机接入相关资源，而在所有载波上都配置了E-RUCCH随机接入相关资源。UE只能在主载波上进行PRACH随机接入，而可以在主载波、和/或辅载波1、和/或辅载波2上进行E-RUCCH随机接入。如图1所示，根据本发明实施例的随机接入方法包括以下步骤(下面的步骤不表示严格的时间先后顺序)：
S102，在网络侧，在主载波上配置快速物理接入信道(FastPhysical Access Channel，简称FPACH)、PRACH、和E-RUCCH等的物理信道资源，其中，PRACH和E-RUCCH物理信道可以共享物理码道资源，并为主载波配置用于指示PRACH随机接入和E-RUCCH随机接入的上行同步码集合。同时，在辅载波上配置FPACH和E-RUCCH物理信道资源。
其中，对于辅载波，通常只需要在进行E-DCH传输的载波上(即，配置有进行E-DCH传输所需物理信道资源的载波上)配置FPACH和E-RUCCH物理信道资源。由于辅载波的UpPTS时隙的所有上行同步码都只用于E-RUCCH随机接入，所以无需配置用于指示PRACH随机接入和E-RUCCH随机接入的上行同步码集合。
在网络侧，按现有网络结构(即，无线网络由无线网络控制器(Radio Network Controller，简称RNC)和节点B(Node B)两个网元组成，RNC与Node B通过Iub接口相连)，该配置过程可以由RNC通过Iub接口向Node B发起的Node B应用部分(Node BApplication Part，简称NBAP)协议中的物理共享信道重配置(Physical Shared Channel Reconfiguration)过程来实现。其中，在“物理共享信道重配置请求(PHYSICAL SHARED CHANNELRECONFIGURATION REQUEST)”消息中包括上述资源配置信息，并增加载波指示信息，以实现对每个载波分别进行上述资源配置。
对于主载波上的上述资源配置，其配置方法与现有3GPP标准中的单载波TD-SCDMA上行增强系统中的方法相同。对于辅载波上的FPACH、E-RUCCH物理信道资源配置，可以参考FPACH和PRACH物理信道的配置方法。
如果网络侧的无线网络只有Node B一个网元，则该配置过程可以由Node B内部的相关功能模块之间相互配合来实现。
S104，在网络侧，将在主载波和辅载波上配置的有关PRACH随机接入和E-RUCCH随机接入的资源发送给UE。
对于主载波上的上述资源配置，配置方法与现有3GPP标准中的单载波TD-SCDMA上行增强系统中的方法相同，即通过系统信息广播方式将有关主载波上的所述物理信道资源的信息和上行同步码集合发送给UE。
对于辅载波上的上述资源配置，有关E-RUCCH随机接入的资源配置信息可以在无线承载建立/重配置过程中发送给UE；也可以通过系统信息广播方式发送给UE。
对于在无线承载建立/重配置过程中配置辅载波上的有关E-RUCCH随机接入的资源的方式，按现有网络结构，该配置过程由RNC通过Uu接口(网络侧与UE间的接口)向UE发起的无线资源控制(Radio Resource Control，简称RRC)协议中的RRC连接建立过程(RRC connection establishment)、无线承载建立过程(radiobearer establishment)、无线承载重配置过程(radio bearerreconfiguration)、无线承载释放过程(the radio bearer release)、传输信道重配置过程(transport channel reconfiguration)、物理信道重配置过程(physical channel reconfiguration)、以及小区更新过程(cellupdate)等过程实现。其中，在相应的“RRC连接建立(RRCCONNECTION SETUP)”、“无线承载建立(RADIO BEARERSETUP)”、“无线承载重配置(RADIO  BEARERRECONFIGURATION)”、“无线承载释放(RADIO BEARERRELEASE)”、“传输信道重配置(TRANSPORT CHANNELRECONFIGURATION)”、“物理信道重配置(PHYSICAL CHANNELRECONFIGURATION)”、以及“小区更新确认(CELL UPDATECONFIRM)”消息中包括上述资源配置信息，并增加载波指示信息，以实现对每个载波分别进行上述资源配置。如果网络侧的无线网络只有Node B一个网元，则由Node B通过与上述过程类似的过程和消息来发送E-DCH传输相关的资源配置信息给UE。
S106，在某个传输时间间隔(Transmission Time Interval，简称TTI)，UE确定PRACH随机接入或E-RUCCH随机接入，并根据资源配置情况选择一个或多个载波发起PRACH随机接入或E-RUCCH随机接入过程。
在UE侧，如果UE没有HSUPA相关资源，则UE不会进行E-RUCCH随机接入，只会发起PRACH随机接入，因此，UE在主载波上进行PRACH随机接入过程。如果UE分配有HSUPA相关资源，但发起的是PRACH随机接入，则UE也在主载波上进行PRACH随机接入过程(如图2中的UE1)。
如果UE分配有HSUPA相关资源，而且发起的是E-RUCCH随机接入，则UE可以在主载波、辅载波1、和辅载波2中的一个或多个载波上进行E-RUCCH随机接入，以发送SI信息到Node B。如图2中的UE2、UE3、UE4分别在主载波、辅载波1、和辅载波2上进行E-RUCCH随机接入。
如果UE在主载波上进行PRACH随机接入或E-RUCCH随机接入，则在随机接入过程中，根据配置的用于不同随机接入的上行同步码集合，在相应的集合中选择一个上行同步码进行上行同步过程。
在一个TTI内，在主载波上，UE只能进行PRACH随机接入或E-RUCCH随机接入过程，不能同时进行PRACH随机接入和E-RUCCH随机接入过程。但是，在主载波和多个辅载波上，UE可以在主载波进行PRACH随机接入或E-RUCCH随机接入过程的同时，在一个或者多个辅载波上进行E-RUCCH随机接入过程；UE也可以只选择在主载波进行PRACH随机接入过程或E-RUCCH随机接入过程，或只选择在一个辅载波上进行E-RUCCH随机接入过程。
在UE发起随机接入以后，Node B根据上行同步码在主载波上确定并接收PRACH物理信道或E-RUCCH物理信道，在辅载波上接收E-RUCCH物理信道，并对从PRACH和E-RUCCH物理信道接收到的数据分别进行处理。
由于主载波上既可以进行PRACH随机接入又可以进行E-RUCCH随机接入，而且分别配置了不同的上行同步码集合，因此，在主载波上，Node B需要根据在上行同步过程中接收到的上行同步码来确定是PRACH物理信道还是E-RUCCH物理信道。由于上行同步码的发射和接收与随后的PRACH物理信道或E-RUCCH物理信道的发射和接收有对应关系，因此，虽然PRACH物理信道和E-RUCCH物理信道共享相同的物理码道资源，Node B还是可以区分接收PRACH物理信道或E-RUCCH物理信道。而对于辅载波，在随机接入过程中接收到的是E-RUCCH物理信道。
在Node B中，对于从E-RUCCH物理信道上接收到的数据，发送给Node B中的与E-DCH传输相关的MAC-e子层的相关实体。对于从PRACH物理信道上接收到的数据，如果无线网络包括RNC和Node B两个实体，则以RACH传输信道数据包的形式发送给RNC；如果只有Node B一个实体的话，则发送给Node B的内部相关功能实体。
综上所述，本发明继承并兼容了3GPP单载波TD-SCDMA上行增强系统和CCSA的多载波TD-SCDMA系统，并且在多载波TD-SCDMA系统中扩展了随机接入资源及相应的配置使用方法，使得UE能够在多载波E-DCH传输且无授权资源时发送相关的辅助调度信息，请求授权进行E-DCH数据传输。从而支持在多载波TD-SCDMA系统中引入上行增强技术。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种时分同步码分多址上行增强系统的随机接入方法，其特征在于，包括：
在时分同步码分多址上行增强系统的主载波上配置快速物理接入信道、物理随机接入信道、和上行增强随机接入控制信道的物理信道资源，并为所述主载波配置用于指示普通随机接入和上行增强随机接入的上行同步码集合；
在所述时分同步码分多址上行增强系统的辅载波上，启用上行导频时隙资源，并配置快速物理接入信道和上行增强随机接入控制信道的物理信道资源；以及
用户设备在一个传输时间间隔内进行普通随机接入和/或上行增强随机接入。
2.根据权利要求1所述的随机接入方法，其特征在于，所述普通随机接入是指以物理随机接入信道发送数据的随机接入；所述上行增强随机接入是指以上行增强随机接入控制信道发送数据的随机接入。
3.根据权利要求1所述的随机接入方法，其特征在于，所述用户设备在所述主载波上进行所述普通随机接入或所述上行增强随机接入，和/或在一个或多个所述辅载波上进行所述上行增强随机接入。
4.根据权利要求1所述的随机接入方法，其特征在于，在所述主载波上，所述物理随机接入信道和所述上行增强随机接入控制信道共享物理码道资源。
5.根据权利要求1所述的随机接入方法，其特征在于，在所述辅载波上启用上行导频时隙资源是指在所述辅载波上的上行导频时隙发射上行同步码，其中，所述上行同步码用于所述上行增强随机接入。
6.根据权利要求1所述的随机接入方法，其特征在于，通过系统信息广播方式，将有关所述主载波上的所述物理信道资源的信息和所述上行同步码集合发送给所述用户设备。
7.根据权利要求1所述的随机接入方法，其特征在于，通过无线承载建立/重配置过程或系统信息广播方式，将有关所述辅载波上的所述物理信道资源的信息发送给所述用户设备。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的随机接入方法，其特征在于，在一个传输时间间隔内，所述用户设备在所述主载波上只能进行所述普通随机接入或所述上行增强随机接入。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的随机接入方法，其特征在于，在一个传输时间间隔内，所述用户设备在所述主载波上进行所述普通随机接入或所述上行增强随机接入的同时，在一个或多个所述辅载波上进行所述上行增强随机接入。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的随机接入方法，其特征在于，在一个传输时间间隔内，所述用户设备在所述主载波上进行所述上行增强随机接入或所述普通随机接入，或在一个或多个所述辅载波上进行所述上行增强随机接入。
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