CN101883398A - 一种确定上行载波资源的方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种确定上行载波资源的方法，包括如下步骤：基站为用户设备分配用于非竞争随机接入的专用随机接入前导序列，并确定用于向用户设备发送所述专用随机接入前导序列的下行成员载波，将所述专用随机接入前导序列通过所确定的下行成员载波发送至用户设备；基站根据所确定的下行成员载波以及预先配置的下行链路/上行链路成员载波之间的绑定关系，得到用户设备发送专用随机接入前导序列所用的上行成员载波，在所述上行成员载波上接收专用随机接入前导序列。本发明还公开了另外的确定上行载波资源的方法、装置以及系统。本发明可以用于多载波聚合系统，填补现有技术的空白。

Description

一种确定上行载波资源的方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别涉及一种确定上行载波资源的方法、装置和系统。

背景技术

在3GPP长期演进LTE-Advanced(LTE是Long Term Evolution的缩写，是第三代移动通信系统的演进系统，LTE-Advanced系统是LTE系统的升级，简写为LTE-A)系统中，峰值速率比LTE有很大的提高，要求达到下行峰值速率达到1Gbps，上行峰值速率达到500Mbps。同时，LTE-A系统要求和LTE系统有很好的兼容性。基于提高峰值速率、与LTE系统兼容以及充分利用频谱资源的需要，LTE-A系统引入了载波聚合(Carrier Aggregation，CA)技术。

载波聚合技术是指在一个小区内上行链路和下行链路分别包含多个成员载波，而不是LTE及更早的无线通信系统中只有一套载波的模式。在载波聚合的系统中，各个成员载波可以是连续或非连续的，为了和LTE系统兼容，每个成员载波的最大带宽为20MHz，各成员载波间的带宽可以相同或不同。

在LTE系统中，用户设备(UE)随机接入的情况主要有如下几种：

1、从空闲状态(RRC IDLE)接入，该情况属于初始接入(Initial Access)；

2、无线链路失败发起随机接入，这种情况也属于初始接入；

3、UE在不同基站之间的切换过程需要随机接入；

4、UE处于连接状态(RRC CONNECTED)时有下行数据到达；

5、UE处于连接状态时有上行数据到达。

对于有下行数据到达或UE在不同基站之间的切换这两种情况，UE可以使用非竞争随机接入方式，非竞争随机接入的过程如下图1所示，包括如下步骤：

步骤101：基站为UE分配用于非竞争随机接入的专用随机接入前导序列(Random Access Preamble，以下简称为Preamble)以及所述Preamble对应的物理随机接入信道(Physical Random Access Channel，PRACH)时频资源位置，并将所述Preamble和PRACH时频资源位置通过随机接入指配信令发送给UE。

对于下行数据到达引起的非竞争随机接入，基站使用物理下行控制信道(Physical Downlink Control Channel，PDCCH)发送所述Preamble和PRACH时频资源位置；对于切换引起的非竞争随机接入，基站通过切换命令(handover command)携带所述Preamble和PRACH时频资源位置。

步骤102：UE在基站所指定的PRACH时频资源上向基站发送专用Preamble。

步骤103：基站向UE发送随机接入响应(Random Access Response)。

在引入载波聚合技术后，由于上行同时支持多个成员载波，因此需要确定图1所示非竞争随机接入的过程中，UE向基站发送专用Preamble是在哪个上行成员载波上发送的，目前技术标准中对此没有相关规定。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于，提出确定上行载波资源的方法、装置和系统，可以在多载波聚合系统中确定用户设备向基站发送专用Preamble所用的上行成员载波。

本发明实施例提出的一种确定上行载波资源的方法，包括如下步骤：

基站为用户设备分配用于非竞争随机接入的专用随机接入前导序列，并确定用于向用户设备发送所述专用随机接入前导序列的下行成员载波，将所述专用随机接入前导序列通过所确定的下行成员载波发送至用户设备；

基站根据所确定的下行成员载波以及预先配置的下行链路/上行链路成员载波之间的绑定关系，得到用户设备发送专用随机接入前导序列所用的上行成员载波，在所述上行成员载波上接收专用随机接入前导序列。

本发明实施例提出的另一种确定上行载波资源的方法，包括如下步骤：

用户设备接收专用随机接入前导序列，由接收所述专用随机接入前导序列的下行成员载波，根据预先配置的下行链路/上行链路成员载波之间的绑定关系，确定对应的上行成员载波；

用户设备在所确定的上行成员载波上向基站发送专用随机接入前导序列。

本发明实施例提出的又一种确定上行载波资源的方法，包括如下步骤：

用户设备接收专用随机接入前导序列；

用户设备在小区专用主载波或者用户设备专用主载波上向基站发送所述专用随机接入前导序列。

本发明实施例提出了又一种确定上行载波资源的方法，包括如下步骤：

用户设备从源基站向目标基站切换过程中，源基站向目标基站发送切换请求；

目标基站根据用户设备的能力，在用户设备可以支持的上行成员载波上，为该用户设备指定一个以上的上行成员载波；

目标基站向源基站发送切换请求确认消息，所述切换请求确认消息中包含专用随机接入前导序列和所指定的上行成员载波信息；

源基站向用户设备发送携带所述专用随机接入前导序列和上行成员载波信息的切换命令；

用户设备接收切换命令，根据切换命令中携带的上行成员载波信息确定上行成员载波，并在所确定的上行成员载波上向目标基站发送专用随机接入前导序列。

本发明实施例提出了又一种确定上行载波资源的方法，包括如下步骤：

基站根据用户设备能力以及各个上行成员载波上的随机接入负荷信息，在负荷均衡的原则下指定该用户设备发送专用随机接入前导序列可以使用的上行成员载波；

基站向用户设备发送携带专用随机接入前导序列以及所指定的上行成员载波信息的物理下行控制信道信令；

用户设备接收物理下行控制信道信令，根据所述物理下行控制信道信令的上行成员载指示域确定上行成员载波，在所确定的上行成员载波上发送专用随机接入前导序列。

本发明实施例提出一种基站，包括：

分配模块，用于分配用于用户设备进行非竞争随机接入的专用随机接入前导序列；

发送模块，用于确定发送所述分配模块所分配的专用随机接入前导序列的下行成员载波，将所述专用随机接入前导序列通过所确定的下行成员载波发送至用户设备；

对应关系模块，用于保存预先配置的下行链路/上行链路成员载波之间的绑定关系，根据所述发送模块发送专用随机接入前导序列所使用的下行成员载波以及所保存的绑定关系，得到对应的上行成员载波；

接收模块，用于在对应关系模块所得到的上行成员载波上接收专用随机接入前导序列。

本发明实施例提出一种用户设备，包括：

第一用户接收模块，用于接收专用随机接入前导序列；

用户对应关系模块，用于保存预先配置的下行链路/上行链路成员载波之间的绑定关系，由用户接收模块接收所述专用随机接入前导序列的下行成员载波，根据所述绑定关系，确定对应的上行成员载波；

第一用户发送模块，用于在所述用户对应关系模块确定的上行成员载波上向基站发送专用随机接入前导序列。

本发明实施例提出另一种用户设备，包括：

第二用户接收模块，用于接收专用随机接入前导序列；

第二用户发送模块，用于在小区专用主载波或者用户设备专用主载波上向基站发送所述第二用户接收模块所接收的专用随机接入前导序列。

本发明实施例提出一种确定上行载波资源的系统，包括用户设备，源基站和目标基站，用户设备从源基站向目标基站切换，

所述源基站用于向目标基站发送切换请求；并接收来自目标基站的切换请求确认消息，所述切换请求确认消息中包含专用随机接入前导序列和所指定的上行成员载波信息，并向用户设备发送携带所述专用随机接入前导序列和上行成员载波信息的切换命令；

所述目标基站用于接收来自源基站的切换请求后，根据用户设备的能力，在用户设备可以支持的上行成员载波上，为该用户设备指定一个以上的上行成员载波，并向源基站发送切换请求确认消息，所述切换请求确认消息中包含专用随机接入前导序列和所指定的上行成员载波信息；

所述用户设备用于接收切换命令，根据切换命令中携带的上行成员载波信息确定上行成员载波，并在所确定的上行成员载波上向目标基站发送专用随机接入前导序列。

本发明实施例提出另一种确定上行载波资源的系统，包括基站和用户设备，

所述基站根据用户设备能力以及各个上行成员载波上的随机接入负荷信息，在负荷均衡的原则下指定该用户设备发送专用随机接入前导序列可以使用的上行成员载波，并向用户设备发送携带专用随机接入前导序列以及所指定的上行成员载波信息的物理下行控制信道信令；

所述用户设备用于接收物理下行控制信道信令，根据所述物理下行控制信道信令的上行成员载指示域确定上行成员载波，在所确定的上行成员载波上发送专用随机接入前导序列。

从以上技术方案可以看出，本发明方案可以利用UL/DL成员载波之间的绑定关系来确定发送专用Preamble所使用的上行成员载波，或使用UE专用(UE-specific)上行主载波或者小区专用(cell-specific)上行主载波作为发送专用Preamble所使用的上行成员载波，或者是通过基站确定上行成员载波并通知用户设备的方式来确定用户设备上行发送专用Preamble所使用的上行成员载波，填补了现有技术的空白。

附图说明

图1为现有技术中的非竞争随机接入流程图；

图2为本发明实施例1的非竞争随机接入流程图；

图3为本发明实施例2的非竞争随机接入流程图；

图4为本发明实施例3的非竞争随机接入流程图；

图5为本发明实施例4的非竞争随机接入流程图。

具体实施方式

对于采用了载波聚合技术的多载波系统，上行同时支持多个成员载波。本发明针对这种情况给出了一种确定上行载波资源的方法，来确定非竞争随机接入过程中，UE向基站发送专用Preamble所使用的上行成员载波。上行成员载波确定方式可以包含但不限于如下几种：

(1)、如果上下行成员载波有上行链路(Uplink，UL)/下行链路(Downlink，DL)绑定关系，可以利用UL/DL成员载波之间的绑定关系来确定发送专用Preamble所使用的上行成员载波；

(2)、使用UE专用(UE-specific)上行主载波或者小区专用(cell-specific)上行主载波作为发送专用Preamble所使用的上行成员载波；

(3)、基站可以根据UE能力，随机指定一个UE可以支持的上行成员载波，并通过无线资源控制(RRC)消息或者PDCCH信令通知UE；

(4)、基站可以根据UE能力以及各个上行成员载波的随机接入负荷，指定可用的上行成员载波集合，并通过RRC消息或者PDCCH信令通知UE。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合实施例对本发明作进一步的详细阐述。

对于非竞争随机接入，UE和基站之间已经建立了无线资源控制(RRC)连接，所以UL/DL成员载波之间的配置可以是基于小区统一配置的也可以是基于UE单独配置。如果采用小区统一配置，则基站需要在非竞争随机接入之前通过广播消息将小区级UL/DL成员载波对应关系通知UE；如果UL/DL成员载波之间的对应关系是基于UE的，则基站需要在非竞争随机接入之前通过UE专用RRC信令通知UE该UE的UL/DL成员载波之间的对应关系。本发明实施例1的非竞争随机接入过程如图2所示，包括如下步骤：

步骤201：基站为UE分配用于非竞争随机接入的专用Preamble，并确定用于向UE发送所述Preamble的下行成员载波，并将所述Preamble和PRACH时频资源位置通过所确定的下行成员载波发送至UE。

步骤202：UE接收到所述Preamble，由接收所述Preamble的下行成员载波，根据预先配置的UL/DL成员载波之间的绑定关系，确定对应的上行成员载波。

步骤203：UE在所确定的上行成员载波上向基站发送专用Preamble。

步骤204：基站根据前述确定的下行成员载波以及预先配置的UL/DL成员载波之间的绑定关系，得到UE发送专用Preamble所用的上行成员载波，在所述上行成员载波上接收专用Preamble，并向UE发送随机接入响应。

对于有下行数据到达的情况，UE接收Preamble和UE上行发送Preamble使用同一个小区的资源，因此可以利用UL/DL成员载波之间的绑定关系。但是对于UE在不同基站之间切换引起的非竞争随机接入，UE接收Preamble和UE上行发送Preamble使用的不是一个小区的资源，实施例1的方法对于这种情况就不再适用。

实施例2的非竞争随机接入过程如图3所示，包括如下步骤：

步骤301：基站为UE分配用于非竞争随机接入的专用Preamble，并在某下行成员载波上发送所述专用Preamble；

步骤302：UE在小区专用(cell-specific)主载波或者用户设备专用(UE-specific)主载波上向基站发送所述专用Preamble；

步骤303：基站在小区专用主载波或用户设备专用主载波上接收所述专用Preamble，并向UE发送随机接入响应。

本实施例方法使用小区专用主载波或用户设备专用主载波发送专用Preamble，实际上相当于基站和用户设备双方约定使用某个特定上行载波。实际应用中，也可以约定其他的特定上行载波，例如，约定为小区专用主载波的相邻上行载波中的一个。本实施例方案对于UE在不同基站之间切换和下行数据到达引起的非竞争随机接入均适用。

实施例3为用户设备在基站间切换引起的非竞争随机接入过程，其流程图如图4所示，包括如下步骤：

步骤401：用户设备从源基站向目标基站切换过程中，源基站向目标基站发送切换请求。

步骤402：目标基站根据UE能力，在UE可以支持的上行成员载波上，为该UE指定一个上行成员载波；所述指定上行成员载波的方式可以是随机指定，或者按照某种策略指定。例如，对于本次处理的UE指定第i个上行成员载波，对于下次处理的UE指定第i+1个上行成员载波。

步骤403：目标基站向源基站发送切换请求确认消息(HANDOVERREQUEST ACKNOWLEDGE)，该消息包含的透明容器(Target eNB ToSource eNB Transparent Container)中，除了包含用于非竞争随机接入专用的preamble、PRACH信息外还需要包含一个随机接入preamble发送使用的上行成员载波指示域，该指示域可以是上行成员载波的编号或者频点信息，以“cc info”表示，至于“cc info”域的取值大小则取于系统上行成员载波个数，由于目前标准中尚未规定，所以这里以N表示。

步骤404：源基站将所述透明容器携带在切换命令(Handover Command)中发送给UE。

步骤405：UE接收切换命令，根据其中透明容器携带的上行成员载波指示域确定上行成员载波，并在所确定的上行成员载波上向目标基站发送专用Preamble。

实施例4为下行数据达到引起的非竞争随机接入处理流程，如图5所示，包括如下步骤：

步骤501：基站根据UE能力以及各个上行成员载波上的随机接入负荷信息，在负荷均衡的原则下指定该UE发送专用Preamble可以使用的上行成员载波；所述负荷均衡原则可以有不同实现方式，比如可以选择随机接入负荷最小的成员载波或者当前业务传输负荷最小的载波。本发明并未对负荷均衡的具体实现方式作出限定。

步骤502：基站向UE发送PDCCH信令，在所述PDCCH信令中携带随机接入的专用preamble，为了指示UE上行发送的专用Preamble所使用的上行成员载波，还需要对PDCCH DCI formatlA格式进行修改，在PDCCH命令中增加专用Preamble使用的上行成员载指示域，该指示域可以是上行成员载波编号或者上行成员载波的频点信息，以“cc_info”表示，至于“cc_info”域的取值大小则取决于系统上行成员载波个数，由于目前标准中尚未规定，所以这里以N表示。

步骤503：UE接收PDCCH信令，根据所述PDCCH信令的上行成员载指示域确定上行成员载波，在所确定的上行成员载波上发送专用Preamble。

实施例四提出了一种基站，包括：

分配模块，用于分配用于用户设备进行非竞争随机接入的专用随机接入前导序列；

发送模块，用于确定发送所述分配模块所分配的专用随机接入前导序列的下行成员载波，将所述专用随机接入前导序列通过所确定的下行成员载波发送至用户设备；

对应关系模块，用于保存预先配置的下行链路/上行链路成员载波之间的绑定关系，根据所述发送模块发送专用随机接入前导序列所使用的下行成员载波以及所保存的绑定关系，得到对应的上行成员载波；

接收模块，用于在对应关系模块所得到的上行成员载波上接收专用随机接入前导序列。

实施例五提出了一种用户设备，包括：

第一用户接收模块，用于接收专用随机接入前导序列；

用户对应关系模块，用于保存预先配置的下行链路/上行链路成员载波之间的绑定关系，由用户接收模块接收所述专用随机接入前导序列的下行成员载波，根据所述绑定关系，确定对应的上行成员载波；

第一用户发送模块，用于在所述用户对应关系模块确定的上行成员载波上向基站发送专用随机接入前导序列。

实施例六提出了另一种用户设备，包括：

第二用户接收模块，用于接收专用随机接入前导序列；

第二用户发送模块，用于在小区专用主载波或者用户设备专用主载波上向基站发送所述第二用户接收模块所接收的专用随机接入前导序列。

实施例七提出一种确定上行载波资源的系统，包括用户设备，源基站和目标基站，用户设备从源基站向目标基站切换，

所述源基站用于向目标基站发送切换请求；并接收来自目标基站的切换请求确认消息，所述切换请求确认消息中包含专用随机接入前导序列和所指定的上行成员载波信息，并向用户设备发送携带所述专用随机接入前导序列和上行成员载波信息的切换命令；

所述目标基站用于接收来自源基站的切换请求后，根据用户设备的能力，在用户设备可以支持的上行成员载波上，为该用户设备指定一个以上的上行成员载波，并向源基站发送切换请求确认消息，所述切换请求确认消息中包含专用随机接入前导序列和所指定的上行成员载波信息；

所述用户设备用于接收切换命令，根据切换命令中携带的上行成员载波信息确定上行成员载波，并在所确定的上行成员载波上向目标基站发送专用随机接入前导序列。

实施例八提出另一种确定上行载波资源的系统，包括基站和用户设备，

所述基站根据用户设备能力以及各个上行成员载波上的随机接入负荷信息，在负荷均衡的原则下指定该用户设备发送专用随机接入前导序列可以使用的上行成员载波，并向用户设备发送携带专用随机接入前导序列以及所指定的上行成员载波信息的物理下行控制信道信令；

所述用户设备用于接收物理下行控制信道信令，根据所述物理下行控制信道信令的上行成员载指示域确定上行成员载波，在所确定的上行成员载波上发送专用随机接入前导序列。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种确定上行载波资源的方法，其特征在于，包括如下步骤：

基站为用户设备分配用于非竞争随机接入的专用随机接入前导序列，并确定用于向用户设备发送所述专用随机接入前导序列的下行成员载波，将所述专用随机接入前导序列通过所确定的下行成员载波发送至用户设备；

基站根据所确定的下行成员载波以及预先配置的下行链路/上行链路成员载波之间的绑定关系，得到用户设备发送专用随机接入前导序列所用的上行成员载波，在所述上行成员载波上接收专用随机接入前导序列。

2.一种确定上行载波资源的方法，其特征在于，包括如下步骤：

用户设备接收专用随机接入前导序列，由接收所述专用随机接入前导序列的下行成员载波，根据预先配置的下行链路/上行链路成员载波之间的绑定关系，确定对应的上行成员载波；

用户设备在所确定的上行成员载波上向基站发送专用随机接入前导序列。

3.一种确定上行载波资源的方法，其特征在于，包括如下步骤：

用户设备接收专用随机接入前导序列；

用户设备在小区专用主载波或者用户设备专用主载波上向基站发送所述专用随机接入前导序列。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述用户设备在小区专用主载波或者用户设备专用主载波上向基站发送所述专用随机接入前导序列之后，进一步包括：

基站在小区专用主载波或用户设备专用主载波上接收所述专用随机接入前导序列，并向用户设备发送随机接入响应。

5.一种确定上行载波资源的方法，其特征在于，包括如下步骤：

用户设备从源基站向目标基站切换过程中，源基站向目标基站发送切换请求；

目标基站根据用户设备的能力，在用户设备可以支持的上行成员载波上，为该用户设备指定一个以上的上行成员载波；

目标基站向源基站发送切换请求确认消息，所述切换请求确认消息中包含专用随机接入前导序列和所指定的上行成员载波信息；

源基站向用户设备发送携带所述专用随机接入前导序列和上行成员载波信息的切换命令；

用户设备接收切换命令，根据切换命令中携带的上行成员载波信息确定上行成员载波，并在所确定的上行成员载波上向目标基站发送专用随机接入前导序列。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述上行成员载波信息为所指定的上行成员载波的编号或者频点信息。

7.一种确定上行载波资源的方法，其特征在于，包括如下步骤：

基站根据用户设备能力以及各个上行成员载波上的随机接入负荷信息，在负荷均衡的原则下指定该用户设备发送专用随机接入前导序列可以使用的上行成员载波；

基站向用户设备发送携带专用随机接入前导序列以及所指定的上行成员载波信息的物理下行控制信道信令；

用户设备接收物理下行控制信道信令，根据所述物理下行控制信道信令的上行成员载指示域确定上行成员载波，在所确定的上行成员载波上发送专用随机接入前导序列。

8.一种基站，其特征在于，包括：

分配模块，用于分配用于用户设备进行非竞争随机接入的专用随机接入前导序列；

发送模块，用于确定发送所述分配模块所分配的专用随机接入前导序列的下行成员载波，将所述专用随机接入前导序列通过所确定的下行成员载波发送至用户设备；

对应关系模块，用于保存预先配置的下行链路/上行链路成员载波之间的绑定关系，根据所述发送模块发送专用随机接入前导序列所使用的下行成员载波以及所保存的绑定关系，得到对应的上行成员载波；

接收模块，用于在对应关系模块所得到的上行成员载波上接收专用随机接入前导序列。

9.一种用户设备，其特征在于，包括：

第一用户接收模块，用于接收专用随机接入前导序列；

用户对应关系模块，用于保存预先配置的下行链路/上行链路成员载波之间的绑定关系，由用户接收模块接收所述专用随机接入前导序列的下行成员载波，根据所述绑定关系，确定对应的上行成员载波；

第一用户发送模块，用于在所述用户对应关系模块确定的上行成员载波上向基站发送专用随机接入前导序列。

10.一种用户设备，其特征在于，包括：

第二用户接收模块，用于接收专用随机接入前导序列；

第二用户发送模块，用于在小区专用主载波或者用户设备专用主载波上向基站发送所述第二用户接收模块所接收的专用随机接入前导序列。

11.一种确定上行载波资源的系统，包括用户设备，源基站和目标基站，用户设备从源基站向目标基站切换，其特征在于，

所述源基站用于向目标基站发送切换请求；并接收来自目标基站的切换请求确认消息，所述切换请求确认消息中包含专用随机接入前导序列和所指定的上行成员载波信息，并向用户设备发送携带所述专用随机接入前导序列和上行成员载波信息的切换命令；

所述目标基站用于接收来自源基站的切换请求后，根据用户设备的能力，在用户设备可以支持的上行成员载波上，为该用户设备指定一个以上的上行成员载波，并向源基站发送切换请求确认消息，所述切换请求确认消息中包含专用随机接入前导序列和所指定的上行成员载波信息；

所述用户设备用于接收切换命令，根据切换命令中携带的上行成员载波信息确定上行成员载波，并在所确定的上行成员载波上向目标基站发送专用随机接入前导序列。

12.一种确定上行载波资源的系统，包括基站和用户设备，其特征在于，

所述基站根据用户设备能力以及各个上行成员载波上的随机接入负荷信息，在负荷均衡的原则下指定该用户设备发送专用随机接入前导序列可以使用的上行成员载波，并向用户设备发送携带专用随机接入前导序列以及所指定的上行成员载波信息的物理下行控制信道信令；

所述用户设备用于接收物理下行控制信道信令，根据所述物理下行控制信道信令的上行成员载指示域确定上行成员载波，在所确定的上行成员载波上发送专用随机接入前导序列。

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