CN101662836B - 竞争随机接入的方法、系统和演进基站 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种竞争随机接入方法、系统和一种eNB。所述方法包括：eNB检测发起随机接入过程的用户设备UE，当在用户检测窗内检测到多个UE同时选用了相同的随机接入资源发起随机接入过程时，不向同时选用相同随机接入资源的UE发送随机接入响应消息；发起随机接入过程的UE在随机接入响应窗内没有收到随机接入响应消息，则重新选择随机接入资源，再次发起随机接入过程。使用本发明能够成功完成随机接入过程，避免浪费随机接入响应过程中为碰撞UE分配的上行资源，降低随机接入时延。
Description
技术领域
本发明涉及媒体接入控制技术，具体涉及竞争随机接入的方法、系统和一种演进基站(eNB)。
背景技术
在当前长期演进(LTE，Long Term Evolution)系统中，媒体接入控制(MAC，Media Access Control)采用随机接入技术。随机接入技术分为竞争随机接入和非竞争随机接入两种模式。当前的通信系统大多采用竞争随机接入模式。
图1为竞争模式下的随机接入过程示意图。如图1所示，其处理流程为：
步骤1：用户设备(UE，User Equipment)在物理随机接入信道(PRACH，Physical Random Access Channel)上发送随机接入前导码(Random AccessPreamble)。
本步骤中，UE的MAC层在高层的指示下，从可用的包括随机接入前导码以及PRACH资源的接入资源内随机选择随机接入前导码和PRACH资源，这些可用的接入资源是基站广播给UE的。UE的物理层在MAC层选定的PRACH资源上使用指定的随机接入前导码发送功率传输选定的随机接入前导码。
步骤2：UE在下行共享信道(DL-SCH，Down Link-Shared Channel)上接收随机接入响应(Random Access Response)。
UE发送随机接入前导码之后，UE在随机接入响应窗内以随机接入无线网络暂时标识(RA-RNTI，Random Access-Radio Network TemporaryIdentifier)为标识监听分组专用控制信道(PDCCH)，从而接收随机接入响应。当UE成功监听到以自己RA-RNTI为标识的PDCCH时，并在PDCCH指示的下行共享资源上将接收到的MAC PDU成功解码，从而找到与自己发送的随机接入前导码匹配的随机接入响应消息，则停止对PDCCH的监听；如果UE在随机接入响应窗内没有收到随机接入响应，或者所有接收的随机接入响应中包含的随机接入前导码标识与传输的随机接入前导码标识都不匹配，则认为本次接收的随机接入响应不成功。其中，随机接入响应窗是一个时间段，其起始于随机接入前导码的发送子帧加3个子帧。
步骤3：在上行共享信道(UL-SCH，Up Link-Shared Channel)上的首次调度传输。
本步骤中，UE在成功接收到包含与自身发送的随机接入前导码匹配的随机接入响应以后，利用随机接入响应中指定的上行授权子帧，进行首次上行消息的传输，该上行消息中包括用于随机接入第4条消息的竞争决议标识。UE启动竞争判决定时器。
步骤4：在DL-SCH上的竞争决议。
本步骤中，当eNB成功接收到UE首次传输的上行消息以后，在反馈消息中携带该UE在首次传输的上行消息中携带的竞争决议标识。当UE在竞争判决定时器启动期间，成功接收到自己的竞争决议标识，则认为本次随机接入成功；否则认为本次随机接入失败。
至此，完成了竞争模式的随机接入过程。
从以上竞争模式的随机接入过程可以看出，接入资源是由用户独立随机选择的，各用户之间没有信息交互，因此可能存在两个或两个以上的用户选择相同接入资源，从而发生用户碰撞的情况。
目前前述步骤1和步骤2之间，当eNB接收到UE发送的随机接入前导码时，如图2所示，eNB在用户检测窗内扫描信道冲击响应(CIR，Channelimpulse response)窗内的信号功率值，当扫描到最大功率超过eNB预期的UE随机接入码发送功率(Threshold Preamble)时，认为检测到随机接入前导码，此时，eNB不考虑是否有多个用户选择了同样的随机接入资源，直接执行步骤2。那么，当有多个用户选择了同样的随机接入资源时，必然导致用户间发生碰撞，而目前的技术在用户首次调度时，若用户发生碰撞，则无法将不同用户的数据分开，必然导致用户首次调度失败，即使用户数据重传也无法实现首次调度的成功，从而使此次随机接入失败。
由此可见，当有用户间碰撞发生时，目前的随机接入技术无法成功的完成本次碰撞用户的随机接入过程，而且，浪费了随机接入响应过程中为碰撞用户分配的上行资源。用户若想完成随机接入，就需要重新选择随机接入资源，并重新发起随机接入过程，这必然导致用户随机接入时延的增加。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种竞争随机接入方法，能够避免现有技术中在出现用户碰撞时出现的问题。
该方法包括：
演进基站eNB检测发起随机接入过程的用户设备UE，当在用户检测窗内检测到多个UE同时选用了相同的随机接入资源发起随机接入过程时，不向同时选用相同随机接入资源的UE发送随机接入响应消息；
发起随机接入过程的UE在随机接入响应窗内没有收到随机接入响应消息，则重新选择随机接入资源，再次发起随机接入过程；
所述多个UE同时选用了相同的随机接入资源的检测方式包括：
当检测到用户检测窗内出现2个或2个以上信道冲击响应CIR检测窗内功率值，且所述CIR检测窗内功率值超过eNB预期的UE随机接入码发射功率时，判定多个UE同时选用了相同的随机接入资源。
其中，所述UE重新选择随机接入资源，再次发起随机接入过程包括：
发起随机接入过程的UE在随机接入响应窗内没有收到随机接入响应消息时，将随机接入前导码的发送次数加1，判断随机接入前导码的发送次数是否超过预设最大发送次数，如果是，通知无线资源控制RRC层，并结束本次的随机接入过程，否则，重新选择随机接入资源，择机发起随机接入过程。
所述择机发起随机接入过程为：
根据eNB指定的UE再次发起随机接入的最大等待时间，在零至最大等待时间内，等概率的重新选择发起时机，并重新发起随机接入过程。
本发明还提供了一种eNB，能够避免现有技术中在出现用户碰撞时出现的问题。
该eNB包括检测单元和检测结果执行单元；
所述检测单元，用于在用户检测窗内检测发起随机接入过程的UE，将检测结果通知给检测结果执行单元；
所述检测结果执行单元，在检测结果显示检测到多个UE同时选用了相同的随机接入资源发起随机接入过程时，不向同时选用相同随机接入资源的UE发送随机接入响应消息；
所述检测结果执行单元在检测结果显示用户检测窗内出现2个或2个以上CIR检测窗内功率值，且所述CIR检测窗内功率值超过eNB预期的UE随机接入码发射功率时，判定多个UE同时选用了相同的随机接入资源。
本发明还提供了一种竞争随机接入系统，能够避免现有技术中在出现用户碰撞时出现的问题。
该系统包括UE和如前所述的任一种eNB；
所述UE包括随机接入发起单元和随机接入响应处理单元；
所述随机接入发起单元，用于发起随机接入过程；在收到随机接入响应处理单元的通知后，将随机接入前导码的发送次数加1，判断随机接入前导码的发送次数是否超过预设最大发送次数，如果是，通知RRC，并结束本次的随机接入过程，否则，重新选择随机接入资源，并择机发起随机接入过程；
所述随机接入响应处理单元，用于在所述随机接入发起单元发起随机接入过程后，如果在随机接入响应窗内没有收到随机接入响应消息，则通知所述随机接入发起单元。
较佳地，所述随机接入发起单元判定随机接入前导码的发送次数未超过预设最大发送次数时，重新择机选择随机接入资源，根据eNB指定的UE再次发起随机接入的最大等待时间，在零至最大等待时间内，等概率的重新选择发起时机，并重新发起随机接入过程。
从本发明的技术方案可以看出，eNB在检测到UE碰撞时，不向碰撞UE返回随机接入响应消息，使得UE及时终止本次随机接入过程，尽快发起下一次随机接入过程，从而成功完成随机接入过程。
由于不向碰撞UE返回随机接入响应消息，从而避免浪费随机接入响应过程中为碰撞UE分配的上行资源。
而且，UE及时终止本次随机接入过程，使得碰撞UE可以尽快地重新发起下一次随机接入过程，从而降低了随机接入时延。
附图说明
图1为现有技术中竞争模式下的随机接入过程示意图。
图2为检测UE随机接入的示意图。
图3为本发明竞争随机接入方法的流程图。
图4为本发明检测到UE碰撞的示意图。
图5为本发明竞争随机接入系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明为一种竞争随机接入方案，其基本思想为：当eNB在用户检测窗内检测到多个UE选用了同样的随机接入资源，则不给这些发生碰撞的UE发送随机接入响应消息，使得发生碰撞的UE重新选择随机接入资源，并再次发起随机接入过程。
图3示出了本发明竞争随机接入方法的流程图。如图3所示，该流程包括以下步骤：
步骤301：UE选择随机接入资源，发起随机接入过程。
步骤302：eNB在用户检测窗内检测UE发送的随机接入前导码。
步骤303：当eNB检测到多个UE同时选用了相同的随机接入资源时，执行步骤304；当检测到一个UE发起随机接入过程时，执行步骤308；
本步骤303中eNB检测是否多个UE选用了相同的随机接入资源的方式可以为：如果多个UE从不同的方向，和/或不同距离，以相同的随机接入资源发起随机接入，由于实际通信环境存在干扰等影响，因此用户检测窗内会出现如图4所示的多个CIR检测窗内的功率值超过eNB预期的UE随机接入码发送功率。
因此，当eNB检测到用户检测窗内出现2个或2个以上CIR检测窗内功率值超过eNB预期的UE随机接入码发送功率时，判定出现UE碰撞。
在实际中可能会出现多个UE从同一点同一方位，以同样的随机接入资源发起随机接入的情况，在这种情况下，由于功率叠加的效果，在用户检测窗内，CIR检测窗内的功率值比单用户场景提高很多。因此，可以根据环境的干扰情况，预先设置一叠加阈值，当eNB检测到用户检测窗内的CIR检测窗内出现幅值超过设定的叠加阈值的波峰时，判定出现UE碰撞。
步骤304：不给碰撞UE即选用相同随机接入资源的UE发送随机接入响应。
步骤305：UE侧在随机接入响应窗内没有收到随机接入响应，则将随机接入前导码的发送次数加1。
步骤306：判断随机接入前导码的发送次数是否超过预设最大发送次数，如果是，则执行步骤310；否则，执行步骤307。
步骤307：UE重新选择随机接入资源，并择机重新发起随机接入过程。返回步骤302。
本步骤中，择机重新发起随机接入过程为：根据eNB指定的UE再次发起随机接入的最大等待时间，在零至最大等待时间内等概率的重新选择发起时机，并重新发起随机接入过程。
步骤308：eNB向检测到的发起随机接入的UE返回随机接入响应消息。
步骤309：基于MAC协议标准，UE在接收到随机接入响应消息后，执行常规随机接入过程的后续步骤，执行完毕转入步骤311。
步骤310：通知高层即无线资源控制(RRC，Radio Resource Control)层本次随机接入出现问题，执行步骤311。
步骤311：结束本次的随机接入过程。
至此，本流程结束。
从本发明的技术方案可以看出，eNB在检测到UE碰撞时，不向碰撞UE返回随机接入响应消息，使得UE及时终止本次随机接入过程，尽快发起下一次随机接入过程，从而成功完成随机接入过程。由于不向碰撞UE返回随机接入响应消息，避免浪费随机接入响应过程中为碰撞UE分配的上行资源。而且，UE及时终止本次随机接入过程，使得碰撞UE可以尽快地重新发起下一次随机接入过程，从而减低了随机接入时延。
为了实现上述方法，本发明提供了一种竞争随机接入系统，图5为该竞争随机接入系统的结构示意图。如图5所示，该系统包括UE和eNB。其中，
eNB包括检测单元61和检测结果执行单元62。
检测单元61，用于在用户检测窗内检测发起随机接入过程的UE，将检测结果通知给检测结果执行单元62。
检测结果执行单元62，在检测结果显示检测到多个UE同时选用了相同的随机接入资源发起随机接入过程时，不向同时选用相同随机接入资源的UE发送随机接入响应消息。
较佳地，检测结果执行单元62在检测结果显示用户检测窗内出现2个或2个以上CIR检测窗内功率值超过eNB预期的UE随机接入码发送功率时，判定多个UE同时选用了相同的随机接入资源。
UE包括随机接入发起单元71和随机接入响应处理单元72。其中，
随机接入发起单元71，用于发起随机接入过程；在收到随机接入响应处理单元72的通知后，将随机接入前导码的发送次数加1，判断随机接入前导码的发送次数是否超过预设最大发送次数，如果是，通知RRC，并结束本次的随机接入过程，否则，重新选择随机接入资源，重新择机发起随机接入过程。
具体择机方式为：根据eNB指定的UE再次发起随机接入的最大等待时间，在零至最大等待时间内，等概率的重新选择发起时机，并重新发起随机接入过程。
随机接入响应处理单元72，用于在随机接入发起单元71发起随机接入过程后，如果在随机接入响应窗内没有收到随机接入响应消息，则通知随机接入发起单元71。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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保护范围之内。
Claims (6)
1.一种竞争随机接入方法，其特征在于，该方法包括：
演进基站eNB检测发起随机接入过程的用户设备UE，当在用户检测窗内检测到多个UE同时选用了相同的随机接入资源发起随机接入过程时，不向同时选用相同随机接入资源的UE发送随机接入响应消息；
发起随机接入过程的UE在随机接入响应窗内没有收到随机接入响应消息，则重新选择随机接入资源，再次发起随机接入过程；
所述多个UE同时选用了相同的随机接入资源的检测方式包括：
当检测到用户检测窗内出现2个或2个以上信道冲击响应CIR检测窗内功率值，且所述CIR检测窗内功率值超过eNB预期的UE随机接入码发射功率时，判定多个UE同时选用了相同的随机接入资源。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述UE重新选择随机接入资源，再次发起随机接入过程包括：
发起随机接入过程的UE在随机接入响应窗内没有收到随机接入响应消息时，将随机接入前导码的发送次数加1，判断随机接入前导码的发送次数是否超过预设最大发送次数，如果是，通知无线资源控制RRC层，并结束本次的随机接入过程，否则，重新选择随机接入资源，择机发起随机接入过程。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述择机发起随机接入过程为：
根据eNB指定的UE再次发起随机接入的最大等待时间，在零至最大等待时间内，等概率的重新选择发起时机，并重新发起随机接入过程。
4.一种eNB，其特征在于，该eNB包括检测单元和检测结果执行单元；
所述检测单元，用于在用户检测窗内检测发起随机接入过程的UE，将检测结果通知给检测结果执行单元；
所述检测结果执行单元，在检测结果显示检测到多个UE同时选用了相同的随机接入资源发起随机接入过程时，不向同时选用相同随机接入资源的UE发送随机接入响应消息；
所述检测结果执行单元在检测结果显示用户检测窗内出现2个或2个以上CIR检测窗内功率值，且所述CIR检测窗内功率值超过eNB预期的UE随机接入码发射功率时，判定多个UE同时选用了相同的随机接入资源。
5.一种竞争随机接入系统，其特征在于，该系统包括UE和如权利要求4所述的eNB；
所述UE包括随机接入发起单元和随机接入响应处理单元；
所述随机接入发起单元，用于发起随机接入过程；在收到随机接入响应处理单元的通知后，将随机接入前导码的发送次数加1，判断随机接入前导码的发送次数是否超过预设最大发送次数，如果是，通知RRC，并结束本次的随机接入过程，否则，重新选择随机接入资源，并择机发起随机接入过程；
所述随机接入响应处理单元，用于在所述随机接入发起单元发起随机接入过程后，如果在随机接入响应窗内没有收到随机接入响应消息，则通知所述随机接入发起单元。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述随机接入发起单元判定随机接入前导码的发送次数未超过预设最大发送次数时，重新择机选择随机接入资源，根据eNB指定的UE再次发起随机接入的最大等待时间，在零至最大等待时间内，等概率的重新选择发起时机，并重新发起随机接入过程。
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