背景技术
TDD(Time Division Duplex,时分双工)中的时隙比例配置,如表1所示:
表1
PRACH(Physical Random Access Channels,物理随机接入信道)是终端发送preamble(接入前缀)的时频资源。对于LTE FDD(long term evolutionfrequency division duplex,长期演进频分双工)系统,PRACH资源的配置如表2所示:
表2 LTE FDD中PRACH配置
PRACH configuration(PRACH配置) |
System frame number(系统帧号) |
Subframe number |
0 |
Even(偶数帧) |
1 |
1 |
Even |
4 |
2 |
Even |
7 |
3 |
Any(奇数帧和偶数帧) |
1 |
PRACH configuration(PRACH配置) |
System frame number(系统帧号) |
Subframe number |
4 |
Any |
4 |
5 |
Any |
7 |
6 |
Any |
1,6 |
7 |
Any |
2,7 |
8 |
Any |
3,8 |
9 |
Any |
1,4,7 |
10 |
Any |
2,5,8 |
11 |
Any |
3,6,9 |
12 |
Any |
0,2,4,6,8 |
13 |
Any |
1,3,5,7,9 |
14 |
Any |
0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 |
15 |
Even |
9 |
从表2可以看出,在LTE FDD中,每个子帧(subframe)最多只有一个PRACH。在一个无线帧(10ms)中,最多可以有10个PRACH,即每个subframe有一个PRACH(配置14)。
对于TDD系统,每条PRACH采用(f
RA,t
RA 0,t
RA 1,t
RA 2)的形式表示,其中f
RA表示PRACH在特定UL subframe(上行子帧)中的频域索引;
指示PRACH分布在所有的无线帧(radio frames),
指示PRACH只位于偶数无线帧,
指示PRACH只位于奇数无线帧;
表示PRACH是位于第一个半帧(half frame),
表示PRACH是位于第二个半帧;t
RA 2表示该PRACH起始的上行子帧号(从0开始,对两个连续的DL(Dplink,下行链路)到UL(Uplink,上行链路)的转换点之间的UL子帧编号)。对于配置在UpPTS(UplinkPilot Time Slot,上行导频时隙)上的PRACH,t
RA 2用(*)来表示。如下表3所示,是LTE TDD中PRACH配置表。
表3 LTE TDD中PRACH配置
从6到19PRACH索引,上下行比例0到6配置如附图1-7所示,其中一个子帧标识一条PRACH信道。
如图1-8所示,D表示下行子帧,S表示特殊子帧,U表示上行子帧,U表示承载负荷的上行子帧,每个子帧1ms。
对时隙结构配置6的从25/35到29/39PRACH索引,preamble码长度为2ms,其配置如图8所示,其中使用加粗线条和“U”在内的两个子帧表示一条PRACH信道。
在图8中,D表示下行子帧,S表示特殊子帧,U表示上行子帧。每个子帧1ms。这时一个由于preamble码长为2ms,所以由两个上行时隙承载一个PRACH,其中一个粗线条框表示一个PRACH。
针对其他的PRACH索引尽管有多条PRACH信道,但都位于一个子帧内,所以也不会有PRACH选择问题。
下面以配置(18,6)(即PRACH index 18,UL/DL配置6)为例来说明PRACH负载的情况。
如图9所示,该配置有两个频率f0和f1承载PRACH。其中f0上为5个PRACH,f1上为1个PRACH。这样在每个频率上的PRACH负载概率总和分别为0.5,这样在上面的PRACH,即f1时隙的一个PRACH,发送Preamble的概率将为0.5;而下面的5个PRACH,作为整体,其PRACH负载的概率也为0.5。根据时域选择的原则,需要按照时间的顺序选择子帧。根据现有技术中的选择方法,由于第一个PRACH上承载了更多的下行时隙准备发的preamble,所以第一个PRACH的负载概率为0.2,第二个、第三个以及最后一个PRACH的负载概率只有0.05。从图9的负载示意图可以看出,各个子帧的负载概率相差10倍。
发明人在实现本发明的过程中,发现现有技术中至少存在如下问题:
现有的选择物理随机接入信道的方法,会导致各个物理随机接入信道负载不均衡,差异过大。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的各个实施例的技术原理在于:在进行PRACH资源选择的时候以最近的有PRACH资源的子帧为起点,依据一定规则,将该子帧的PRACH资源和其后的PRACH资源组成一个集合,UE在该集合内随机等概率地选择一个PRACH资源发起随机接入。由于在该集合内随机等概率地选择PRACH资源,使得各个子帧的概率相当,使得负载的不均衡性得到了很好的解决。
当然,所属技术领域的技术人员显然能够明白,即使是不将PRACH资源配置成集合,只要能够最大化地使得各个PRACH资源有相同的概率承载负荷,也一样能够解决现有技术中的PRACH负荷不均衡的技术问题。
也即:通过使得各个PRACH尽可能等概率地承载负荷,基于这一技术原理的技术手段,都能够解决现有技术的技术问题。至于使得各个PRACH等概率地承载负荷的规则,如区分PRACH时间上是否连续,进而进行资源设置;或者是设定时间窗口,对时间窗口内的PRACH进行资源设置,使之等概率地进行承载负荷;或者是删除那些会导致负荷差异过大的PRACH配置,提升PRACH整体负荷的均衡性;或者是对所有的PRACH配置进行预先筛选计算,选择负荷均衡的PRACH配置,作为进行物理随机接入信道承载用户接入,都能够解决现有技术的技术问题,这是现有技术人员根据本发明显而易见能够获得的,都应当落入本发明的保护范围。
组成PRACH资源集合的规则可以包括:
规则一:与起始子帧时间上连续的PRACH资源
实施例一
如图10所示,在A点时刻,终端被触发,根据规则一,终端将在PRACH集合1中随机选择一个PRACH发送,即从子帧2、3、4中随机选择一个进行承载负荷;在B点时刻,终端被触发,根据规则一,终端将在PRACH集合2中随机选择一个PRACH发送。下面详细说明规则一的运用过程。
如图10所示,时间上连续的PRACH可以作为一个集合。在集合1中由于三个PRACH(子帧2、3、4)在时间上连续,将这三个连续的PRACH(子帧2、3、4)为一个集合。而子帧7、9所在的PRACH在时间上不连续,所以每个PRACH分别为一个集合。终端选择PRACH的过程如下:
1)、终端发起随机接入;
2)、查找到可以发送preamble的最近的PRACH集合,集合1比集合2更接近A点,集合1被选中;
3)、在集合1中,随机选择一个PRACH发送preamble。由于使用随机选择,使得对于所有在A点触发的接入而言,子帧2、3、4具有相同的概率被选中,他们之间的负荷差异为零,达到完全均衡。
同样地,如果不预设PRACH集合,同样可以运用该规则相同的技术效果。终端如果需要发起随机接入,则可以首先查找到可以发送preamble最近的PRACH,然后分两种方式进行处理:
如果最近的PRACH后面还存在着时间连续的其他PRACH,如图10所示的子帧2之后的子帧3、4,以及子帧3之后的子帧4,那么终端就在这些连续的PRACH上等概率的选择PRACH,即在子帧2、3、4或子帧3、4中随机选择一个,相应地,子帧2、3、4或子帧3、4被选中的概率是相同的,其负荷也就是完全均衡的。
如果最近的PRACH后面不存在时间上连续的PRACH,如子帧7、9,则直接选择最近PRACH发送(即子帧7或9)。
通过使用上述的选择过程之后,各个PRACH负载概率计算结果如图10下方所示。其计算过程如下:
在子帧9、0、1上触发发送的preamble,由于子帧2、3、4在时间上连续,那么就在子帧2、3、4上等概率随机选择,相应地,子帧2、3或4上选择的概率为3/10*1/3=0.1;
在子帧2上触发发送的preamble,由于子帧3、4在时间上连续,需要在子帧3和4上等概率随机选择,相应地,子帧3或4上选择的概率为3/10*1/3+1/10*1/2=0.15;
在子帧3上触发发送的preamble,由于子帧4之后不存在时间上连续的PRACH,只能选择子帧4上发送,相应地,子帧4上选择的概率为3/10*1/3+1/10*1/2+1/10=0.25;
子帧4、5、6上触发发送的preamble,由于子帧7之后不存在时间上连续的PRACH,只能选择子帧7上发送,相应地,子帧7上选择的概率为3/10=0.3;
子帧7、8上触发发送的preamble,由于子帧9之后不存在时间上连续的PRACH,只能选择子帧9上发送,相应地,子帧9上选择的概率为2/10=0.2。
利用上述实施例一,使得PRACH之间的最大负荷差异变成0.3/0.1=3倍,比现有技术的10倍减少了三分之二。
另外,采用实施例一中的处理方式,还能够增加额外时延。比如按选最近的规则为选PRACH集合1的第一个PRACH,但是按这个规则有可能选PRACH集合1中的最后一个PRACH,就能够增加两个子帧的时延。
规则二:起始子帧开始的预定时间窗内的PRACH资源
实施例二
如图11所示,可以将一定时间窗中的所有PRACH称为一个集合。在集合1中包含两个PRACH:子帧2、4。集合2同样包含两个PRACH:子帧7、9。
利用规则二,其处理过程是:
终端随机接入后,需要查找可以发送preamble的最近的PRACH集合,然后在所述PRACH集合中随机选择一个PRACH,发送preamble。
如果不采用划分集合的方式,则当终端发起随机接入后,需要查找可以发送preamble的最近的PRACH,然后再找到这个PRACH后预定时间窗口内的所有PRACH,然后在这些PRACH随机选择一个PRACH,发送preamble。
下面,介绍图11中的运用规则二进行选择的详细过程:
以时间窗口为5ms为例,A点触发的随机接入在PRACH集合1中随机选择一个PRACH资源发送;B点触发的随机接入在PRACH集合2中随机选择一个PRACH资源发送。
对于A点触发的随机接入,其5ms的时间窗口从最近的子帧2开始,到子帧6为止,共5ms,包含子帧2、4共两个PRACH,这两个PRACH在内的5ms的数据帧组成集合1;
对于B点触发的随机接入,其5ms的时间窗口从最近的子帧4开始,到子帧8为止,共5ms,包含子帧4、7共两个PRACH,这两个PRACH在内的5ms的数据帧组成集合2。
负载概率计算结果如下:
从子帧2、4中随机选择一个PRACH,发送preamble,与前述实施例一的原理相同,子帧2、4的概率各为3/10*1/2=0.15;
子帧4的概率为0.15+2/10=0.35;
子帧7的概率为3/10*1/2=0.15;
子帧9的概率为0.15+2/10=0.35。
如果不采用划分集合的方式,则当终端发起随机接入后,其负荷概率计算过程如下:
子帧9、0、1上决定发送的preamble需要在子帧2上发送,子帧2、3上决定发送的preamble需要在子帧4上发送,子帧4、5、6上决定发送的preamble需要在子帧7上发送,子帧7、8上决定发送的preamble需要在子帧9上发送;
那么,子帧2的概率为3/10=0.3;
子帧4的概率为2/10=0.2;
子帧7的概率为3/10=0.3;
子帧9的概率为2/10=0.2。
利用实施例二的实施方式,各个PRACH的负荷之间的差异为:
使用集合方式处理:0.35/0.15=2.3倍;
或者,不使用集合方式处理:0.3/0.2=1.5倍。
都显著地小于现有技术中的10倍。而且,也都与实施例一一样地具有接入延迟的作用。
在上述各个实施例的基础上,进一步地,还可以删除一些PRACH负荷过于不均衡的配置。参照表3所示,配置2中的3个PRACH的配置和5个PRACH的配置都会产生明显的负载不均衡,而只保留1,2,4这三种情况,就可以降低负荷不均衡的情况。类似地,还有配置6对应的(18/19,6)的配置、(18/19,13)的配置等。PRACH负荷是否均衡,可以参照前述实施例一和实施例二中的方式,预先根据需要设定均衡门限,如将负荷概率差异设置为3倍,凡是超过此负荷差异的配置,都认为会引起负荷不均衡,可以予以删除。
删除这些配置也是合理的:首先,FDD的PRACH密度种类并没有TDD的密度种类那么多,也就是说TDD的PRACH的一些PRACH的密度是冗余的,实际使用中不会被使用。
其次,这些PRACH负载不均衡的配置被删除后,节约了系统资源。有些PRACH虽然被配置了,却很少使用,这本身就是一种资源浪费,删除劣质资源,保留优质资源是可取的。
在删除这些配置的基础上,再使用规则一或规则二,在5ms内有连续的PRACH(包括时域和频域)就在5ms中等概率的选,如果不连续则(就是PRACH-set概念)先时域在频域,对重发的PRACH,还可以通过backoff(延迟参数)进一步平衡PRACH负载,backoff平衡负载原则还要根据时隙比例配置。这是因为,当第一发送失败时,基站不会让终端马上就发第二次,而是会让终端延后一段时间再发,这个延后的时间就是backoff参数。由基站通过广播方式通知终端,基站可以根据这个参数把终端安置到合适的位置发preamble,能够进一步平衡PRACH负载。也能进一步保证接入延迟和负载均衡。
如图12所示,在上述各个实施例的基础上,本发明还提供了实施例三,包括:
1201、设置物理随机接入信道为物理随机接入信道资源;
1202、在所述物理随机接入信道资源中随机选择物理随机接入信道。
其中,所述设置物理随机接入信道为物理随机接入信道资源包括:
将触发点之后最近的至少一个物理随机接入信道设置为物理随机接入信道资源。
其中,将触发点之后最近的至少一个物理随机接入信道设置为物理随机接入信道资源包括:
如果触发点之后最近的物理随机接入信道在时间上连续,则将所有时间上连续的物理随机接入信道设置为一个物理随机接入信道资源。
其中,将触发点之后最近的至少一个物理随机接入信道设置为物理随机接入信道资源包括:
如果触发点之后最近的物理随机接入信道在时间上不连续,则将时间上不连续的物理随机接入信道分别单独设置为一个物理随机接入信道资源。
其中,将触发点之后最近的至少一个物理随机接入信道设置为物理随机接入信道资源包括:
如果触发点之后最近的物理随机接入信道在时间上连续,则将所有时间上连续的物理随机接入信道设置为一个物理随机接入信道资源;
如果触发点之后最近的物理随机接入信道在时间上不连续,则将时间上不连续的物理随机接入信道分别单独设置为一个物理随机接入信道资源。
其中,所述设置物理随机接入信道为物理随机接入信道资源包括:
将触发点之后预设时间窗口内的至少一个物理随机接入信道设置为物理随机接入信道资源。
其中,所述设置物理随机接入信道为物理随机接入信道资源包括:
对于物理随机接入信道,根据时域选择方式,计算所述各个物理随机接入信道的负荷;
如果所述各个物理随机接入信道的负荷的差异超过预设值,则从随机接入信道配置表中删除所述各个物理随机接入信道。
其中,物理随机信道接入选择失败后,使用接收的延迟参数进行处理。
实施例三具有与实施一、二相适应的技术效果,不再重复。
如图13所示,是本发明的实施例四,本实施例公开了TDD物理随机接入信道的装置,包括:
设置单元1301,用于设置物理随机接入信道为物理随机接入信道资源;
选择单元1302,用于在所述物理随机接入信道资源中随机选择物理随机接入信道。
其中,所述设置单元包括:
第一设置模块,用于将触发点之后最近的至少一个物理随机接入信道设置为物理随机接入信道资源。
其中,所述第一设置模块包括:
第一设置子模块,用于如果触发点之后最近的物理随机接入信道在时间上连续,则将所有时间上连续的物理随机接入信道设置为一个物理随机接入信道资源。
其中,所述第一设置模块包括:
第二设置子模块,用于如果触发点之后最近的物理随机接入信道在时间上不连续,则将时间上不连续的物理随机接入信道分别单独设置为一个物理随机接入信道资源。
其中,所述第一设置模块包括:
第一设置子模块,用于如果触发点之后最近的物理随机接入信道在时间上连续,则将所有时间上连续的物理随机接入信道设置为一个物理随机接入信道资源;
第二设置子模块,用于如果触发点之后最近的物理随机接入信道在时间上不连续,则将时间上不连续的物理随机接入信道分别单独设置为一个物理随机接入信道资源。
其中,所述设置单元包括:
第二设置模块,用于将触发点之后预设时间窗口内的至少一个物理随机接入信道设置为物理随机接入信道资源。
其中,所述设置单元包括:
计算模块,用于对于物理随机接入信道,根据时域选择方式,计算所述各个物理随机接入信道的负荷;
删除模块,用于如果所述各个物理随机接入信道的负荷的差异超过预设值,则从随机接入信道配置表中删除所述各个物理随机接入信道。
其中,如图14所示,是本发明的实施例五,所述装置还可以包括:
延迟单元1401,用于物理随机信道接入选择失败后,使用接收的延迟参数进行处理。即可以根据延迟参数,决定物理随机信道接入的时间。
其中,所述装置包括:
手机、PMP(Portable Media Play,移动媒体播放器)、导航设备、车载系统或电脑外设。
本发明的装置实施例具有与方法实施例相适应的技术效果,不再重复。
通过以上的实施方式的描述,所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是个人计算机,移动电话,或者其他终端入网设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上所述的本发明实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。