CN101801096A

CN101801096A - 一种随机接入的方法、系统及设备

Info

Publication number: CN101801096A
Application number: CN 200910078027
Authority: CN
Inventors: 梁靖; 房家奕; 彦楠; 全海洋
Original assignee: Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Current assignee: China Academy of Telecommunications Technology CATT; Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Priority date: 2009-02-10
Filing date: 2009-02-10
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2029-02-10
Also published as: CN101801096B

Abstract

本发明提出了一种随机接入的方法、系统和设备，所述方法包括：基站接收用户设备UE发送的随机接入导频序列；所述基站根据所述随机接入导频序列向所述UE发送随机接入响应；所述基站接收所述UE发送的调度传输消息，并根据所述调度传输消息判断所述UE的能力，其中所述UE的能力包括所述UE为LTE的UE或LTE-A的UE；所述基站根据所述调度传输消息向所述UE发送竞争解决消息。本发明所述的方法、系统和设备可以在UE连接初始建立阶段就可以使网络区分出LTE和LTE-A的UE，便于网络进行后续的操作，减小随机接入的时延。

Description

一种随机接入的方法、系统及设备

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及随机接入过程。

背景技术

LTE-A(Long Term Evolution-Advanced)是LTE(Long Term Evolution，长期演进)的演进系统，它可以提供更大的带宽、更高的峰值速率、更小的时延等，而且它也需要与LTE系统兼容，也就是说，LTE-A的UE(User Equipment，用户设备)要能在LTE的网络中工作，同时LTE的UE也要能在LTE-A的网络中工作。LTE-A对UE从空闲Idle到连接Connected状态转换的时延要求是小于50ms，而LTE是小于100ms。这样，网络就需要在UE接入时，区分该UE是LTE-A的还是LTE的，以便对其提供后续的服务。

当前LTE的随机接入过程对于TDD(Time Division Duplex，时分双工)和FDD(Frequency Division Duplex，频分双工)系统是相同的，随机接入产生的原因有以下五种：从RRC_IDLE(无线资源控制_空闲)状态接入，也称为初始接入(initial access)；无线链路失败发起随机接入，也是初始接入的一种；切换过程需要随机接入；UE处于RRC_CONNECTED时有DL(下行)数据到达；UE处于RRC_CONNECTED时有UL(上行)数据到达；

随机接入过程又分为两种：基于竞争的随机接入和无竞争的随机接入。对于初始接入，只能采用基于竞争的随机接入过程。

如图1所示为基于竞争的随机接入流程图。包括以下四个步骤：1)

在RACH(Random Access Channel，随机接入信道)上传输随机接入导频符号Random Access Preamble(Msg1)；2)MAC(Media Access Control，媒体访问控制)在DL-SCH(下行同步信道)发送随机接入响应Random Access Response(Msg2)；3)在UL-SCH(上行同步信道)进行上行传输的首次调度(Msg3)；4)在DL-SCH的竞争解决(Msg4)。

其中，步骤3)使用HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest，混合自动重传)，对于初始接入，通过CCCH(Common Control Channel，公共控制信道)传输RRC(Radio Resource Control，无线资源控制)层产生的RRC Connection Request(RRC连接建立请求)消息，没有分段操作。步骤4)支持HARQ。

LTE中RRC连接建立请求消息的内容，36.331 v8.4.0协议中有如下描述：

RRCConnectionRequest-r8-IEs：：＝ SEQUENCE{

ue-Identity InitialUE-Identity，

establishmentCause EstablishmentCause，

spare BIT STRING(SIZE(1))

}

也就是说，LTE的RRC连接建立请求消息中包含：1)UE ID：S-TMSI(S-Temporary Mobile Station Identity，S-临时移动台标识符)或者randomValue(随机数)。2)建立原因：紧急呼叫、高优先级接入、被叫、主叫或主叫信令，以及三个spare值。3)一个比特的spare值，可用于将来的扩展。其中，1)和2)都可以认为基本上不能再扩展了。

MAC header(MAC头)的长度可变，其中包含逻辑信道标识LCID，用以区分相应的MAC SDU(MAC数据单元)、MAC CE(MAC控制单元)或者padding(填充)所使用的逻辑信道。每一个LCID对应一个MAC SDU、MAC CE或者padding，LCID占用5bit。

对于上行，规定承载SRB0(Signalling Radio Bearer0：信令无线承载0)的公共控制信道CCCH的LCID＝0，其他承载的逻辑信道号取值范围为00001-01010，目前仍然保留编号01011-11001以备扩展，如表1所示。

表1：LCID的分配(上行)

Index	LCID values
		00000	CCCH
00001-01010	Identity of the IogiCal Channel
		01011-11001	Reserved
11010	Power Headroom Report
		11011	C-RNTI
11100	Truncated BSR
		11101	Short BSR
11110	Long BSR
		11111	Padding

从表1中可以看出，LCID中的01011-11001是保留的(Reserved)，尚未使用。

可以看出，在基于竞争的随机接入过程中，UE需要完成Msg3和Msg4的HARQ过程，才能完成随机接入，接入时延很长。另外，对于初始接入，信令承载使用CCCH公共控制信道。

现有技术在UE接入时，并不能区分该UE是LTE的还是LTE-A的，这样，网络无法确知UE的版本，也就无法根据该UE的版本在接入成功后立即对其提供相应的服务，只有当UE接入之后，网络再通过UE的能力查询过程来获得UE的版本。另外，在现有技术中，网络只能把接入的UE全部当作LTE的UE来进行处理，这样，对于初始接入过程，由于采用了基于竞争的随机接入，会有较大的时延，不利于满足LTE-A对Idle到Connected状态转换的时延要求，即小于50ms。

因此，目前需要一种方案可以在UE的初始接入过程中区分该UE是LTE的UE还是LTE-A的UE。

发明内容

为了解决上述问题之一，本发明提出了一种随机接入的方法，包括以下步骤：A、基站接收用户设备UE发送的随机接入导频序列；B、所述基站根据所述随机接入导频序列向所述UE发送随机接入响应；C、所述基站接收所述UE发送的调度传输消息，并根据所述调度传输消息判断所述UE的能力，其中所述UE的能力包括所述UE为LTE的UE或LTE-A的UE；D、所述基站根据所述调度传输消息向所述UE发送竞争解决消息。

根据本发明的实施例，所述步骤C还包括：所述基站根据所述调度传输消息的内容判断所述UE的能力。

根据本发明的实施例，所述步骤C还包括：所述基站根据其接收的所述调度传输消息所在的逻辑信道判断所述UE的能力。

根据本发明的实施例，所述步骤C还包括：如果所述基站在公共控制信道CCCH接收到所述调度传输消息，则判断所述UE为LTE的UE；如果所述基站在公共控制信道-A CCCH-A接收到所述调度传输消息，则判断所述UE为LTE-A的UE。

根据本发明的实施例，所述调度传输消息包括RRC连接建立请求消息和/或RRC连接重建请求消息。

根据本发明的实施例，所述步骤D还包括：所述基站根据所述调度传输消息在多个载波向所述UE发送所述竞争解决消息。

本发明还提出了一种系统，包括用户设备UE和基站。所述UE，用于向所述基站发送随机接入导频序列，接收所述基站发送的随机接入响应，并向所述基站发送调度传输消息，指示所述UE的能力，以及接收所述基站发送的竞争解决消息。所述基站，用于接收所述UE发送的所述随机接入导频序列，根据所述随机接入导频序列向所述UE发送随机接入响应，接收所述UE发送的调度传输消息，并根据所述调度传输信息判断所述UE的能力，以及根据所述调度传输消息向所述UE发送竞争解决消息。

本发明还提出了一种用户设备UE，包括：随机接入请求模块，其用于向基站发送随机接入导频序列；随机接入响应接收模块，其用于接收所述基站发送的随机接入响应；调度传输消息发送模块，其用于向所述基站发送调度传输消息，指示所述UE的能力；竞争解决消息接收模块，其用于接收所述基站发送的竞争解决消息。

根据本发明的实施例，所述调度传输消息发送模块还用于根据所述UE的能力确定所述调度传输消息的内容。

根据本发明的实施例，所述调度传输消息发送模块还用于根据所述UE的能力选择发送所述调度传输消息的逻辑信道。

根据本发明的实施例，如果所述UE为LTE的UE，则所述调度传输消息发送模块用于在公共控制信道CCCH向所述基站发送所述调度传输消息；如果所述UE为LTE-A的UE，则所述调度传输消息发送模块用于在公共控制信道-A CCCH-A向所述基站发送所述调度传输消息。

根据本发明的实施例，所述竞争解决消息接收模块还用于接收所述基站在多个载波发送的所述竞争解决消息。

本发明还提出了一种基站，包括：随机接入请求接收模块，其用于接收UE发送的随机接入导频序列；随机接入响应发送模块，其用于根据所述随机接入导频序列向所述UE发送随机接入响应；调度传输消息接收模块，其用于接收所述UE发送的调度传输消息，并根据所述调度传输消息判断所述UE的能力，其中所述UE的能力包括所述UE为LTE的UE或LTE-A的UE；竞争解决消息发送模块，其用于向所述UE发送竞争解决消息。

根据本发明的实施例，所述调度传输消息接收模块还用于根据所述调度传输消息的内容判断所述UE的能力。

根据本发明的实施例，所述调度传输消息接收模块还用于根据其接收到的所述调度传输消息所在的逻辑信道判断所述UE的能力。

根据本发明的实施例，所述调度传输消息接收模块还用于：如果其在公共控制信道CCCH接收到所述调度传输消息，则判断所述UE为LTE的UE；如果其在公共控制信道-A CCCH-A接收到所述调度传输消息，则判断所述UE为LTE-A的UE。

根据本发明的实施例，所述竞争解决消息发送模块还用于在多个载波向所述UE发送所述竞争解决消息。

本发明所提出的方法、系统及设备在UE连接初始建立阶段就可以使网络区分出LTE和LTE-A的UE，便于网络进行后续的操作，减小随机接入的时延。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为基于竞争的随机接入流程图；

图2为本发明的方法的一个实施例的流程图；

图3为本发明的方法的另一个实施例的流程图；

图4为本发明的系统的一个实施例的功能结构图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

如图2所示为本发明的方法的一个实施例的流程图100，包括以下步骤：

S101、基站接收UE发送的随机接入导频序列；

S102、基站根据随机接入导频序列向UE发送随机接入响应；

S103、基站接收UE发送的调度传输消息，并根据调度传输消息的内容判断UE的能力。例如，如果该随机接入过程为RRC连接建立过程，则调度传输消息包括RRC连接建立请求消息，则基站根据RRC连接建立请求消息的内容判断UE的能力，区分LTE的UE和LTE-A的UE；

S104、基站根据调度传输消息向UE发送竞争解决消息。

采用该方法的实施例，可以在图1所示的随机接入过程的Msg3中区分该UE为LTE的UE或LTE-A的UE。

作为本发明的实施例，如果该随机接入过程为RRC连接建立过程，利用现有技术中RRC连接建立请求消息中的一个比特的spare值，进行LTE-A的扩展，将其设置为标志位，用来标识发送该RRC连接建立请求消息的UE是LTE的还是LTE-A的。例如当该标志位为1时，该UE即为LTE-A的UE，而当该标志位为0时，即为LTE的UE。作为本发明的一个实施例，新定义R10(LTE-A)的RRC连接建立请求消息，ASN.1表达如下：

RRCConnectionRequest-r10-IEs：：＝ SEQUENCE{

ue-Identity InitialUE-Identity，

establishmentCause EstablishmentCause，

lte-A-Id BOOLEAN

}

在上述实施例中，当lte-A-Id为TRUE时，该UE为LTE-A的UE，当lte-A-Id为FALSE时，该UE为LTE的UE。

如图3所示，为本发明的方法的另一个实施例200的流程图，包括以下步骤：

S201、基站接收UE发送的随机接入导频序列；

S202、基站根据随机接入导频序列向UE发送随机接入响应；

S203、基站接收UE发送的调度传输消息，并根据其接收的调度传输消息所占用的逻辑信道判断UE的能力，区分LTE的UE和LTE-A的UE；

S204、基站根据调度传输消息向UE发送竞争解决消息。

采用该方法，可以在图1所示的随机接入过程的Msg3中区分该UE为LTE的UE或LTE-A的UE。

作为本发明的另一个实施例，可以定义保留的(Reserved)逻辑信道号01011-11001中的其中一个值标识LTE-A终端发送Msg3使用的逻辑信道，用以表示该终端支持LTE-A的能力。

例如，使用保留的LCID＝01011标识支持LTE-A使用的逻辑信道CCCH-A，则余下的保留的(Reserved)逻辑信道为01100-11001，如表2所示。

表2：LCID的分配(上行)

Index	LCID values
		00000	CCCH
00001-01010	Identity of the Iogical channel
		01011	CCCH-A
01100-11001	Reserved
		11010	Power Headroom Report
11011	C-RNTI

11100	Truncated BSR
		11101	Short BSR
11110	Long BSR
		11111	Padding

该实施例可以应用于RRC连接建立过程和RRC连接重建过程。由于RRC连接重建过程中的Msg3也是使用逻辑信道CCCH，所以也可以采用这种方法，在RRC连接重建过程中的Msg3中区分LTE-A和LTE的UE。也就是说，当发生RRC连接重建过程时，随机接入时的Msg3也可以用CCCH-A的LCID，来表示发起此过程的UE是LTE-A的。

以上介绍的随机接入方法的两个实施例100和200，使用其中任何一种即可以在随机接入的Msg3中区分LTE的UE和LTE-A的UE。在具体实施过程中，可以任意选择其中一种实施例，也可以配合使用。

当网络根据Msg3区分出UE是LTE-A还是LTE的之后，可以进一步设计其他的机制来对这两种UE的后续随机接入过程进行优化，以减小随机接入的时延。例如，网络可以同时在多个载波回复Msg4，增加其可靠性，以降低Msg4 HARQ过程的时延。另外，网络也可以根据UE是LTE-A还是LTE的，在接入成功后立即对其提供相应的服务，而无需再进行能力查询过程，减少了接入的时延。

如图4所示为本发明的系统的一个实施例的功能结构图。如图4所示，该系统包括UE300和基站400。其中，UE300用于向基站400发送随机接入导频序列，接收基站400发送的随机接入响应，并向基站400发送调度传输消息，指示UE300的能力，以及接收基站400发送的竞争解决消息。基站400用于接收UE300发送的随机接入导频序列，根据随机接入导频序列向UE300发送随机接入响应，接收UE300发送的调度传输消息，并根据调度传输信息判断UE300的能力，以及根据调度传输消息向UE300发送竞争解决消息。

如图4所示，UE300包括：

随机接入请求模块301，其用于向基站400发送随机接入导频序列；

随机接入响应接收模块302，其用于接收基站400发送的随机接入响应；

调度传输消息发送模块303，其用于向基站400发送调度传输消息，指示UE300的能力。作为本发明的实施例，调度传输消息发送模块303根据UE300的能力确定调度传输消息的内容。例如，该随机接入过程为RRC连接建立过程，则调度传输消息包括无线资源控制RRC连接建立请求消息，调度传输消息发送模块303根据UE300的能力确定RRC连接建立请求消息的内容。

竞争解决消息接收模块304，其用于接收基站400发送的竞争解决消息。作为本发明的实施例，其可以用于接收基站400在多个载波发送的竞争解决消息。

作为本发明的实施例，调度传输消息发送模块303还用于根据所述UE的能力选择发送所述调度传输消息的逻辑信道。例如，如果UE300为LTE的UE，则调度传输消息发送模块303用于在公共控制信道CCCH向基站400发送调度传输消息；如果UE300为LTE-A的UE，则调度传输消息发送模块303用于在公共控制信道-A CCCH-A向基站400发送所述调度传输消息。

如图4所示，基站400包括：

随机接入请求接收模块401，其用于接收UE300发送的随机接入导频序列；

随机接入响应发送模块402，其用于根据随机接入导频序列向UE300发送随机接入响应；

调度传输消息接收模块403，其用于接收UE300发送的调度传输消息，并根据所述调度传输消息判断UE300的能力，其中UE300的能力包括UE300为LTE的UE或LTE-A的UE，作为本发明的实施例，调度传输消息接收模块403根据调度传输消息的内容判断UE300的能力，例如，在随机接入过程为RRC连接建立过程时，调度传输消息包括无线资源控制RRC连接建立请求消息，调度传输消息接收模块403根据RRC连接建立请求消息的内容判断UE300的能力。

竞争解决消息发送模块404，其用于向UE300发送竞争解决消息，作为本发明的实施例，其可以用于在多个载波向UE300发送竞争解决消息。

作为本发明的实施例，调度传输消息接收模块403还用于根据其接收到的调度传输消息所在的逻辑信道判断UE300的能力。例如，如果其在公共控制信道CCCH接收到调度传输消息，则判断UE300为LTE的UE；如果其在公共控制信道-A CCCH-A接收到调度传输消息，则判断UE300为LTE-A的UE。

作为本发明的实施例，调度传输消息可以包括RRC连接建立请求消息或RRC连接重建请求消息。

本发明所提出的随机接入的方法、系统及设备，可以在随机接入的Msg3中区分UE是LTE的UE还是LTE-A的UE，有利于系统对后续的过程进行优化，减少接入时延。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims

1.一种随机接入的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、基站接收用户设备UE发送的随机接入导频序列；

B、所述基站根据所述随机接入导频序列向所述UE发送随机接入响应；

C、所述基站接收所述UE发送的调度传输消息，并根据所述调度传输消息判断所述UE的能力，其中所述UE的能力包括所述UE为LTE的UE或LTE-A的UE；

D、所述基站根据所述调度传输消息向所述UE发送竞争解决消息。

2.根据权利要求1所述的随机接入方法，其特征在于，

所述步骤C还包括：所述基站根据所述调度传输消息的内容判断所述UE的能力。

3.根据权利要求1所述的随机接入方法，其特征在于，所述步骤C还包括：

所述基站根据其接收的所述调度传输消息所在的逻辑信道判断所述UE的能力。

4.根据权利要求3所述的随机接入方法，其特征在于，所述步骤C还包括：

如果所述基站在公共控制信道CCCH接收到所述调度传输消息，则判断所述UE为LTE的UE；

如果所述基站在公共控制信道-A CCCH-A接收到所述调度传输消息，则判断所述UE为LTE-A的UE。

5.根据权利要求3所述的随机接入方法，其特征在于，所述调度传输消息包括RRC连接建立请求消息和/或RRC连接重建请求消息。

6.根据权利要求1所述的随机接入方法，其特征在于，所述步骤D包括：

所述基站根据所述调度传输消息在多个载波向所述UE发送所述竞争解决消息。

7.一种系统，包括用户设备UE和基站，

所述UE，用于向所述基站发送随机接入导频序列，接收所述基站发送的随机接入响应，并向所述基站发送调度传输消息，指示所述UE的能力，以及接收所述基站发送的竞争解决消息；

所述基站，用于接收所述UE发送的所述随机接入导频序列，根据所述随机接入导频序列向所述UE发送随机接入响应，接收所述UE发送的调度传输消息，并根据所述调度传输信息判断所述UE的能力，以及根据所述调度传输消息向所述UE发送竞争解决消息。

8.一种用户设备UE，其特征在于，包括：

随机接入请求模块，其用于向基站发送随机接入导频序列；

随机接入响应接收模块，其用于接收所述基站发送的随机接入响应；

调度传输消息发送模块，其用于向所述基站发送调度传输消息，指示所述UE的能力；

竞争解决消息接收模块，其用于接收所述基站发送的竞争解决消息。

9.根据权利要求8所述的UE，其特征在于，

所述调度传输消息发送模块还用于根据所述UE的能力确定所述调度传输消息的内容。

10.根据权利要求8所述的UE，其特征在于，

所述调度传输消息发送模块还用于根据所述UE的能力选择发送所述调度传输消息的逻辑信道。

11.根据权利要求10所述的UE，其特征在于，

如果所述UE为LTE的UE，则所述调度传输消息发送模块用于在公共控制信道CCCH向所述基站发送所述调度传输消息；

如果所述UE为LTE-A的UE，则所述调度传输消息发送模块用于在公共控制信道-A CCCH-A向所述基站发送所述调度传输消息。

12.根据权利要求8所述的UE，其特征在于，

所述竞争解决消息接收模块用于接收所述基站在多个载波所发送的所述竞争解决消息。

13.一种基站，其特征在于，包括：

随机接入请求接收模块，其用于接收UE发送的随机接入导频序列；

随机接入响应发送模块，其用于根据所述随机接入导频序列向所述UE发送随机接入响应；

调度传输消息接收模块，其用于接收所述UE发送的调度传输消息，并根据所述调度传输消息判断所述UE的能力，其中所述UE的能力包括所述UE为LTE的UE或LTE-A的UE；

竞争解决消息发送模块，其用于向所述UE发送竞争解决消息。

14.根据权利要求13所述的基站，其特征在于，

所述调度传输消息接收模块还用于根据所述调度传输消息的内容判断所述UE的能力。

15.根据权利要求13所述的基站，其特征在于，

所述调度传输消息接收模块还用于根据其接收到的所述调度传输消息所在的逻辑信道判断所述UE的能力。

16.根据权利要求15所述的基站，其特征在于，

所述调度传输消息接收模块还用于：

如果其在公共控制信道CCCH接收到所述调度传输消息，则判断所述UE为LTE的UE；

如果其在公共控制信道-A CCCH-A接收到所述调度传输消息，则判断所述UE为LTE-A的UE。

17.根据权利要求13所述的基站，其特征在于，

所述竞争解决消息发送模块还用于在多个载波向所述UE发送所述竞争解决消息。