CN101904130A - 用于初始建立的预调度的重新传输 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于无线通信网络进行数据分组通信的方法，通信网络包括用户设备(UE)和收发信机节点(eNodeB)。用户设备(UE)和节点(eNodeB)通过空中接口通信链路相互通信。用户设备(UE)在通信链路的建立期间在随机接入过程中在第一调度的传输中传送第一消息(MSG3)。本发明的特征在于，在由第一子帧(TTI＝3)中的第一消息的传输触发的第一HARQ进程中，在第一往返时间(RTT)内在第一子帧(TTI＝3)和第二子帧(TTI＝4；TTI＝5)中传送第一消息。本发明还涉及用于数据分组通信的无线通信网络。

Description

用于初始建立的预调度的重新传输
技术领域
本发明涉及一种用于无线通信网络进行数据分组通信的方法。通信网络包括用户设备和收发信机节点。用户设备和节点通过空中接口通信链路相互通信。用户设备在通信链路的建立期间在随机接入过程中在第一调度的传输中传送第一消息。本发明还涉及用于数据分组通信的无线通信网络。
背景技术
缩略词
ACK     确认
ARQ     自动重发请求
CBRA    基于争用的随机接入
CCCH    公共控制信道
HARQ    混合ARQ
IP      因特网协议
MAC     媒体接入控制
MSG     消息
NACK    否定确认
NAS     非接入层
RACH    随机接入信道
RB      无线电块
RLC     无线电链路控制
RLC-AM  RLC确认模式
RRC     无线电资源控制
TEID
SAE-GW    用户层面节点
TTI       传输时间间隔
UL        上行链路
VoIP      IP语音
本发明涉及在长期演进(LTE)项目中描述的系统，LTE项目是3GPP的进一步发展，它在3GPP版本8中进行了介绍。LTE使用正交频分复用(OFDM)及高级天线技术。现有的3GPP(GSM和WCDMA/HSDPA)和3GPP2(CDMA20001xRTT、EV-DO)系统通过为LTE提供优化移动性的标准化接口集成到LTE中。
LTE是用于诸如计算机和电话等移动用户设备的数据分组无线通信系统。移动用户设备与系统中的第二方之间的通信是通过经由系统中的数据链路在节点之间路由数据分组而实现的。在下文中，“上行链路”是指从用户设备到第二方的通信，而“下行链路”是指从第二方到用户设备的通信。在上行链路和下行链路两个方向上，打算传送的消息在传送单元中被细分成多个数据分组，这些数据分组被路由到接收单元并由接收单元组装。
移动用户设备通过空中接口与基站收发信台形式的节点eNodeB通信。对于下行链路通信，数据分组在eNodeB中排队或缓冲，而对于上行链路通信，则在用户设备中排队或缓冲。当从eNodeB或用户设备传送缓冲的数据分组时，所谓的HARQ(混合自动重发请求)进程启动带有设定时间间隔的计时器。当接收方(即，用户设备或eNodeB)接收到数据分组时，它将确认信号ACK传送回到传送数据分组的发送方，并且当接收到ACK时，HARQ进程停止，并且可使用相同的HARQ进程发送新分组。然而，如果在时间间隔内未接收到ACK，则HARQ进程认为数据分组未被接收，并且因此向发送方发送重新传输数据分组的信号。在LTE中，选择了同步HARQ的方法而非异步HARQ。其动机是，由于异步HARQ意指某个HARQ进程的(重新)传输可随时发生，因此需要HARQ进程号的显式信令。通过同步HARQ，可从例如子帧编号得出该编号。
在LTE中，还约定，对于上行链路HARQ使用停止并等待同步HARQ。这意味着，某个HARQ进程的(重新)传输限于在多个已知时刻发生，其间发送方停止并等待来自接收器的ACK/NACK反馈。
排队或缓冲的数据分组与上述停止并等待同步HARQ进程一起导致等待时间形式的延迟。分组交换网络中的等待时间通常称为往返等待时间，并且按照从源到目的地的单向等待时间加上从目的地回到源的单向等待时间的时间(即，从传送分组的时刻开始，直至发送方接收到ACK为止的时间)来计量。本发明涉及一种非平凡网络，其中一个典型的分组将经由许多节点/网关通过许多链路转发，其中在完全接收到分组之前，每个节点/网关将不会开始转发分组。最低等待时间是每条链路的最低等待时间加上除了最后一条链路以外的每条链路的传输延迟加上每个网关的转发等待时间之和。
改善连接建立的等待时间是LTE标准化的基本目标。因此，现在约定的假设是，某些非接入层NAS消息必须与RRC消息并置或者在RRC内携带以实现其快速传输。
eNodeB控制着称为小区的地理区域中的所有活动用户设备。当一个用户设备处于闲置状态或者是刚进入小区时，eNodeB并不知道该用户设备。当该用户设备想要传送上行链路数据分组时，第一步是变成活动状态，即，为eNodeB所知。eNodeB始终广播包括有关前置码(preamble)的信息的系统信息。用户设备通过使用基于争用的随机接入CBRA进程或无争用随机接入CFRA而变成活动状态，并且进程以用户设备向eNodeB传送包括有关用户设备的信息的随机接入前置码开始。eNodeB传送随机接入响应形式的响应。在此之后，下文称为MSG3的第一调度的传输使用如上所述的N信道停止并等待同步HARQ。每个HARQ(重新)传输添加增量冗余，接收侧可使用该增量冗余进行软组合以确保接收的安全。
由于MSG3是第一个L3消息，即，建立无线电资源控制RRC的请求，因此它不能依赖无线电链路控制RLC进行分段，这是因为它不可避免地必须在使用无线电链路控制透明模式RLC-TM的逻辑公共控制信道CCCH上发送。因此，提供给MSG3的传输的唯一分段是通过HARQ实现并且因此单独在MAC内的分段。
3GPP TR 36.300V8.2.0(2007-10)中的假设的结果是，MSG3大小必须是固定的。当前估计是，MSG3必须限于大约72或96位以便为小区边界用户设备实现最差情况覆盖。在初始NAS上载消息大于此类MSG3可提供的大小的情况下，它需要分割成两个部分，其中后一部分在成功完成CBRA之后发送。
此处的问题是多方面的，并且需要在其更大的篇幅中来讨论。
首先，MSG3需要是变化的大小，这是因为CBRA过程是多用途过程，并且所需MSG3大小实际上取决于触发CBRA发生的每个过程的用途，即，每个单独的初始用户设备消息需要传送哪方面的内容。具有一个固定大小是一种资源浪费。
其次，对于某些情形必须优化等待时间，而对于其它情形，则无需这样做。对于非时间关键的情况，不是进行适当用户设备识别所需的此类内容无需添加到MSG3，而是可跟在CBRA过程完成之后。同样地，具有一个固定大小是一种资源浪费。
第三，MSG3的大小不必受限制，以免应用于时间关键情形的消息将不适合。如上所述的连接建立是此类时间关键情形的主要示例。此处，为获得最佳等待时间，MSG3必须拥有一个RRC连接请求(在RAN层中终止)和一个NAS：服务请求(在RAN上方的层中终止)作为初始UE消息。
最后，在MSG3的时间只交换了几个位的信息，而且那些信息位是通过公共信道交换的。用户设备通过随机接入响应接收在时间频率域中用于MSG3传输的固定资源指配。它不了解确切多少功率是到达RBS的适当功率，并且必须使用与它用于传送前置码的功率近似相同的功率。由于根据当前的3GPP假设，资源是固定大小的资源，因此具有到达RBS的最差信道的用户设备(UE)将需要比使用更佳信道时重新传送更多次。
虽然N信道停止并等待同步HARQ的方法起到了作为无论何时建立连接都确保上行链路传输安全的有效方法的目的，但它未能作为最快速且安全地建立此类连接的有效方法。停止并等待方法确保将增量冗余添加到传输，但代价是伴随每次重新传输具有大约一次往返延迟。这又限制了MSG3的最大大小。当前的3GPP假设是，MSG3的安全传输平均需要大约总共3-4次传输，这又将MSG3大小限制为大约72-96位。不用说的是，3GPP长期以来一直陷于并且现在仍陷于漫长的僵持争议中，其中涉及在几个RAN群组之间以及针对CT与SA群组的复杂的互相配合，如何挤压MSG3的内容，具有释放(loose)功能内容的风险。
因此，本发明的目的是寻找在随机接入进程中通信链路的更快建立，从而允许可调大小的MSG3。
发明内容
本发明的目的是改正上述缺陷以便在用于数据分组通信的无线通信网络中找到通信链路的更快建立(setup)。通信网络包括用户设备和收发信机节点。用户设备和节点通过空中接口通信链路相互通信。用户设备在通信链路的建立期间在随机接入过程中在第一调度的传输中传送第一消息，其中用于传输的资源已在同一随机接入过程中以前发送的随机接入前置码中进行了指示。本发明的特征在于，基于由前置码指示的预调度情形，在由第一子帧中的第一消息的传输触发的第一HARQ进程中，在第一往返时间内在第一子帧中传送第一消息，并在至少第二子帧中重新传送第一消息。
在第一往返时间内在第一子帧和至少第二子帧中传送第一消息的步骤将在下文称为预调度的重新传输。
本发明的基本概念是两方面的(bi-fold)。首先，它旨在为方法添加一些与已知技术一起区分时间关键情形的独特细节，并基于此决定应如何传送MSG3。其次，它旨在引入预调度的重新传输的方法以作为用于MSG3传输的方法，并且提议将它用于时间关键情形或就此而言用于涉及MSG3的传输的任何情形。时间关键情形可在交接期间发生，即，在用户设备从一个收发信机节点移到另一收发信机节点时发生。另一个示例是在用户设备从闲置转变为活动状态时。
由于根据本发明的预调度的重新传输不需要为反馈而停止并等待，因此它使得能够快速传输增量冗余，而没有现有技术方法中固有的等待时间成本。这样，该方法有可能更快速地为MSG3的安全传输添加增量冗余，并且由此缩短时间关键MSG3传输的前置期(lead-time)。
MSG3是表示在这第一调度的传输中发送的所有可能消息的集体的虚构名称。第一消息“MSG3”是指在比物理传输层更高的层(如RRC或MAC)上定义的消息。
第一消息的预调度的重新传输是实现处理时间关键情形及时间关键度更低情形所需的灵活性所必需的。本发明还介绍了应当采用使得传送的方法与每个群组相关联的方式将随机接入前置码分割成几个群组的构想。前置码分成至少第一群组和第二群组，其中第一群组与用于在第一往返时间内传送第一消息至少两次的发明性预调度情形相关联。第二群组可专用于不同情形或现有技术中已知的情形，从而允许用于HARQ进程(process)的仅停止并等待情形。然而，该构想的最佳应用是将前置码分成N＝1个群组，因此始终使用第一消息的预调度的重新传输。已知，一个公共资源池的集群效率要大于分段池的集群效率。LTE的随机接入前置码池可能已经为其它目的而分段。通常，完全商业的LTE系统也将支持无争用随机接入(在E-UTRAN；整体描述；第2阶段(版本8)3GPP TR 36.300V8.2.0(2007-10)中名为基于非争用RA的方法，其中为一个用户设备保留一个专用前置码)。
根据本发明，用户设备在传送第一消息之前将随机接入前置码传送到节点。如上所述，随机接入前置码分成几个群组。每个群组与选定的传输机会(occasion)相关联。每个群组也可与同每个群组相关联的选定大小的第一消息相关联。
将理解，同与具有较低优先级的前置码相关联的第一消息相比，某个高优先级前置码允许用户设备传送更大的第一消息。此处，“优先级”有利地指时间关键情形(time critical scenarios)或其中可使用发明性预调度情形的其它情形。
根据本发明，收发信机节点包括用于处理与预调度情形相关联的至少第一前置码群组的调度器，其中该预调度情形指示用户设备在由第一子帧中的第一消息的传输触发的第一HARQ进程中，在第一往返时间内在第一子帧中传送第一消息并在第二子帧中重新传送第一消息，即，指示用户设备使用预调度的重新传输情形。调度器也可布置成用于处理所有类型的前置码群组。
根据本发明，对于至少一个群组，第一消息MSG3的所有调度传输在第一RTT内发生。
对于任何群组，第一消息MSG3的调度传输可延伸超出第一RTT的时间范围。
此外，前置码可用于基于争用的随机接入CBRA，也可用于无争用随机接入CFRA、或者是如3GPP标准所说的基于非争用的随机接入。因此，前置码可分成两个类别，一个用于CBRA，一个用于CFRA。
当使用CBRA时，收发信机节点(如eNodeB)采用使得同时寻址整个UE团体的方式发出(广播)有关可用于CBRA的前置码群组的信息。然后，用户设备从该群组中选择前置码，并参与CBRA中的争用。用户设备以随机化方式选择前置码，其目的在于分配这些选择以使得并非所有竞争者都使用一个相同的前置码。这不同于CFRA前置码，因为在CFRA中，用户设备不选择CFRA前置码，而是收发信机节点(例如，eNodeB)选择前置码并将前置码指定给用户设备。用于CFRA的前置码由收发信机节点(如eNodeB)明确指配，以便一个用户设备专用于无争用随机接入进程。
因此，对于基于争用的随机接入，用户设备选择前置码，而对于无争用随机接入，由节点指配用户设备使用前置码。随后，用户设备将选定或指配的前置码传送到节点，并从节点接收随机接入响应。用户设备在传送第一调度的消息时使用前置码来区分大小和与前置码群组相关联的选定传输机会。
基于必须在第一调度的传输中传送的消息的类型，根据其相关联的传输机会和大小，用户设备从群组之一中选择前置码，或者为用户设备指配前置码，并且用户设备传送该前置码。大小和选定的传输机会有利地与时间关键情形相关联。
根据本发明，第一子帧在时间上是在第二子帧之前的。此外，第一子帧和第二子帧可有利地按照连续顺序排列，或者可以按照非连续顺序排列。两种备选方案均提供等待时间缩短的优点。此处，“连续”是指彼此直接跟随。因此，连续传输方案中的子帧是指相互紧接排列的子帧。按照此论据，“非连续”是指用于传送第一消息的一个子帧与用于重新传送第一消息的第二子帧间相隔有子帧。应注意，连续和非连续的组合是允许的。例如，在第一往返时间内，在第一子帧和与第一子帧相隔至少一个子帧的第二子帧中传送第一消息，然后在直接跟随在第二子帧之后的至少第三子帧中传送第一消息。所有这些组合在本发明的范围内都是可能的。
如上所述，第一消息的传输触发对应的HARQ进程，它有利地包括根据现有技术的停止并等待功能。然而，HARQ进程可以同步或异步的，这产生了往返时间的不同计算。应注意，对应HARQ进程在收发信机节点中开始。
众所周知，节点形成(create)来自所接收的第一消息的能级之和以便对从用户设备传送的其它数据分组进行数据处理。预调度的重新传输的优点是，由于在第一往返时间内至少要第二次传送第一消息，因此能级之和增加的速率要比现有技术方法快。
在接收到随机接入前置码后，节点在传送第一消息之前将随机接入响应传送到用户设备。随机接入响应包括给用户设备的基于由用户设备选择的前置码的类型的调度信息。调度信息触发用户设备在第一HARQ进程中在第一往返时间内在第一调度的传输中传送第一消息至少两次。调度信息决定用户设备在第一HARQ进程中在第一往返时间内应传送第一消息的次数。
附图说明
下面将结合多个图进一步描述本发明，其中：
图1以示意图方式示出根据本发明的连接建立闲置到活动过程；
图2a以示意图方式示出根据本发明用于基于争用的随机接入过程的信令序列；
图2b以示意图方式示出根据本发明用于无争用随机接入过程的信令序列；
图3以示意图方式示出根据现有技术的停止并等待同步HARQ进程；
图4以示意图方式示出根据本发明的涉及停止并等待HARQ进程的预调度的重新传输；
图5以示意图方式示出涉及HARQ进程的传输方案的根据现有技术的示例1和2；
图6以示意图方式示出涉及HARQ进程的传输方案的根据本发明的示例3和4；以及
图7以示意图方式示出涉及HARQ进程的传输方案的根据本发明的示例5和6。
具体实施方式
图1以示意图方式示出根据现有技术当用户设备(下文称为UE)从闲置状态切换到活动状态时UE到收发信机节点(下文称为eNodeB或eNB)的连接建立的进程方案。虚线方格中的事件将结合图2加以解释。
图1示出，某些NAS消息可与RRC消息并置或者在RRC内携带，由于其快速传输的原因。图1示出，在eNodeB接收到RRC连接请求和NAS服务请求之后，eNodeB将一条消息传送到控制节点移动性管理实体(下文称为MME)，该消息包括S1-AP＝初始UE消息(FFS)和NAS服务请求以及eNodeB到UE的信令连接ID(IDentity)。当MME接收到来自eNodeB的该消息时，MM  将一条消息传送到eNodeB，该消息包括S1-AP＝初始上下文建立请求、NAS消息、MME到UE的信令连接ID、安全上下文、UE能力信息(FFS)及承载建立(服务SAE-GW TEID、QoS简要表)。
诸如均在3GPP中指定的HSPA(高速分组接入)和LTE(长期演进)的现代蜂窝分组交换通信系统在其相应MAC(媒体接入控制)层中采用混合ARQ(自动重发请求)协议。HARQ协议的基本功能是校正通过空中接口发生的块差错。
在LTE和HSPA中指定的HARQ协议利用所谓的HARQ进程来传送数据。HARQ进程用于将可能的重新传输与其原始传输相关联以便使得能够在HARQ接收器处进行软组合。只有当HARQ接收器报告了正确接收到在HARQ进程上发送的数据时，它才可用于传送新数据。因此，在从接收器接收到HARQ状态报告之前，HARQ发送方无法知道它是应当发送新数据还是应当重新传输“旧数据”。与此同时，它因此“停止并等待”(因此而得名)，直至它知道传输的结果为止。为了在这些等待周期期间仍能够利用链路，习惯上使用多个并行的此类HARQ进程。
此外，存在两种主要HARQ协议模式：
1.同步HARQ，其中在初始传输之后的预定时间进行可能的重新传输。在这种情况下，无需传送HARQ进程号，因为进程号由其传输的时间隐式地标识。这种类型的操作被选择用于LTE上行链路HARQ协议。
2.异步HARQ，其中在传输与其重新传输之间无严格的定时关系。而是，在每个信息块中明示HARQ进程号。这种类型的操作被选择用于LTE下行链路HARQ协议。
3GPP TR 36.300V8.2.0(2007-10)中进一步约定的假设是，对上行链路HARQ使用N信道停止并等待同步HARQ。这基本上意味着，某个HARQ进程的(重新)传输限制为在多个已知时刻发生，其间发送方停止并等待来自接收器的ACK/NACK反馈。
选择了同步HARQ的方法而非异步HARQ。其动机是(参阅演进通用地面无线电接入(UTRA)的物理层方面(第7版)3GPP TR 25.814V7.1.0(2006-10))，由于异步HARQ意指某个HARQ进程的(重新)传输可随时发生，因此需要HARQ进程号的显式信令。通过同步HARQ，可从例如子帧编号得出该编号。然而，本发明也可用于异步HARQ。
每个HARQ进程与HARQ缓冲器相关联。
每个HARQ进程应保持状态变量CURRENT_TX_NB，该变量指示对于当前在缓冲器中的MAC PDU已进行的传输次数。在建立HARQ进程时，CURRENT_TX_NB应初始化为0。
在动态调度的传输的情况下，UE配置有在所有HARQ进程和所有逻辑信道之间相同的最大传输次数。
如果HARQ实体提供新PDU，则HARQ进程应当：
-将CURRENT_TX_NB设为0；
-将CURRENT_IRV设为0；
-将MAC PDU存储在相关联的HARQ缓冲器中；
-如下所述生成传输。
如果HARQ实体请求重新传输，则HARQ进程应当：
-如果在[PDCCH]上接收到对此的上行链路准予：
-则将CURRENT_IRV设为在上行链路准予中指示的值；
-如下所述生成传输。
为了生成传输，HARQ进程应当：
-指示物理层生成具有对应于CURRENT_IRV值和传输定时的冗余版本的传输；
-如果CURRENT_IRV＜[Y][FFS]：
-则将CURRENT_IRV增大1；
-将CURRENT_TX_NB增大1。
HARQ进程应当：
-如果接收到HARQ ACK；或者
-如果CURRENT_TX_NB≥所配置的最大传输次数：
-则清空HARQ缓冲器。
HARQ进程还应当：
-如果CURRENT_TX_NB＝所配置的最大传输次数；并且
-对于此进程未接收到HARQ ACK：
-则通知上层中的相关ARQ实体对应RLC PDU的传输失败。
图2a以示意图方式示出根据本发明用于基于争用的随机接入CBRA过程的信令序列。该过程在图1中用带虚线的方格标示。3GPPTR 36.300V8.2.0(2007-10)中约定的假设是，第一调度的传输(图2中的步骤3，下文称为MSG3)使用如上所述的此类N信道停止并等待同步HARQ。每个HARQ(重新)传输添加增量冗余，接收侧可利用该增量冗余来进行软组合以确保接收的安全。应注意，根据本发明的预调度的重新传输也可在异步HARQ进程上应用。
由于MSG3是第一个L3消息，即，建立RRC的请求，因此它不能依赖RLC进行分段，这是因为它不可避免地必须在使用无RLC-TM的逻辑CCCH上发送。因此，提供给MSG3的传输的唯一分段是通过HARQ实现并且因此单独在MAC内的分段。
上述假设的结果是，MSG3大小必须是固定的。当前估计是，MSG3必须限于大约72或96位以便为小区边界UE实现最差情况覆盖。在初始NAS UL消息大于此类MSG3可提供的大小的情况下，它需要分割成两个部分，其中后一部分在成功完成CBRA之后发送。
现有解决方案的问题已在上述背景部分中描述过。
图2b以示意图方式示出根据本发明用于无争用随机接入CFRA过程的信令序列。图2a中的CBRA与图2b中的CFRA之间的一个不同之处是，与CBRA相关联的进程包括广播有关前置码的群组的信息的步骤，其中用户设备UE将从该前置码群组中随机选择一个前置码，而与CFRA相关联的进程包括节点eNodeB将前置码指配给用户设备UE的步骤。另一个不同之处在于，在CFRA中，没有像图2a中的步骤4那样的争用解决。
尽管图2a和2b都示出步骤0到3，但在图2a中，收发信机节点eNodeB向用户设备广播系统信息，系统信息包括有关在选择前置码时用户设备UE可使用的可用RA前置码的信息，而在图2b中，收发信机节点eNodeB传送指配给用户设备UE的RA前置码。
随机接入前置码分成几个群组。每个群组与选定的传输机会相关联。每个群组也可与固定大小的第一消息MSG3相关联。将理解，与其它(较低优先级)前置码相比，某个(高优先级)前置码允许UE传送更大的第一消息。
对于图2a和2b共同的是，eNodeB控制着称为小区的地理区域中的所有活动用户设备。当一个用户设备处于闲置状态或者刚进入小区(例如，交接)时，eNodeB并不知道该用户设备。当该用户设备想要传送上行链路数据分组时，第一步是变成活动状态，即，为eNodeB所知。用户设备通过使用基于争用的随机接入CBRA进程或无争用随机接入CFRA而变成活动状态，并且进程在步骤1以用户设备向eNodeB传送包括有关用户设备的信息的随机接入前置码开始。在步骤2，eNodeB传送随机接入响应形式的响应。在此之后，在步骤3，下文称为MSG3的第一调度的传输使用如上所述的N信道停止并等待HARQ。每个HARQ(重新)传输添加增量冗余，接收侧可利用该增量冗余来进行软组合以确保接收的安全。图2a示出包括用于CBRA的基于争用的解决的步骤4。步骤4在CFRA中明显是不需要的。
在MSG3中，UE为eNodeB提供有关UE唯一身份的信息。在几个UE在同一时间周期期间随机选择并传送了同一CBRA前置码的情况下，eNodeB使用该信息来解决争用。在CFRA的情况下，eNodeB已经具有关于被指配了CFRA前置码的UE的身份的信息。因此，在CFRA随机接入过程中不是严格需要MSG3及其内容。第一调度的传输可以是其它类型的数据。尽管不是必需的，但为了避免由于例如不正确检测到CFRA前置码而造成任何错误，MSG3仍可能是需要的。将来的标准可规定是否应在CFRA过程中传送MSG3。也可能的是，这两种备选方案都可用，并且随机接入响应指示UE是否要在MSG3中提供其唯一身份、或是否要立即开始其它数据的调度传输。应注意，序列中的数字0-4对于本发明并不重要。因此，步骤可以编为1-5或任何其它合适的表示。
图3以示意图方式示出根据现有技术的停止并等待同步HARQ进程。
如同在E-UTRAN；整体描述；第2阶段(版本8)3GPP TR 36.300V8.2.0(2007-10)中所描述地那样，UE在随机接入响应中接收初始UL准予(图2a和2b中的步骤2)。与显式定时对齐校正和有关该准予的时间有效性的显式或隐式信息(LTE标准尚未完全定义)(即，传送和重新传送的时机发生的时间)一起，这定义了一系列确切的上行链路子帧，总计为大小S的子帧空间。
当使用停止并等待同步HARQ的方法时，子帧是分离的，这是因为现有技术中的每个子帧必须与下一子帧隔开超过大致的往返时间RTT。
图4以示意图方式示出根据本发明在HARQ进程中的预调度的重新传输。此处，“预调度的重新传输”是指在由子帧TTI＝03中的第一消息的第一传输触发的往返时间RTT内的几个第一消息MSG3的传输。
根据本发明的一个实施例，利用带有增量冗余的预调度的重新传输来传送第一消息MSG3。通过采用该方法，相同量的子帧空间S可捆绑出现在任何子帧集合中，最快的空间是使用相互紧连出现的随后子帧的空间。在图4中，有三个子帧TTI＝03、TTI＝04和TTI＝05捆绑在一起以形成子帧空间S。此处，“捆绑”表示子帧以连续顺序排列，即，相互直接跟随。然而，在不同的实施例中，子帧以非连续顺序排列，即，子帧不相互直接跟随。下面将进一步解释后一实施例。
本发明的一个优点是，由于RTT内的快速预调度的重新传输，即，例如捆绑(即，连续排列)TTI＝03、TTI＝04和TTI＝05形式的不同传输，改善了等待时间。另外，它是更一般的方法，因为它也包含了任何子帧空间S和可能是停止并等待方法的结果的相关联延迟。此外，预调度的重新传输的方法也等待反馈，但是它不停下来等待反馈。
现在将论述对现有技术的一些另外参考以便描述本发明。在E-UTRAN；整体描述；第2阶段(版本8)3GPP TR 36.300V8.2.0(2007-10)中，当前的表述如下：
上行链路中的RACH上的随机接入前置码：
-带有6位：5位随机ID，1位指示有关受到无线电状况限制的消息3或所请求的资源块(FFS)的大小的信息。用于指示1位信息的特征的群组及必需阈值在系统信息上广播。
上述内容(及在某种程度上已知且不是本发明一部分的内容)的解释如下。每个小区为每个RACH提供64个不同的随机接入前置码。在这64个不同前置码中，这64个不同前置码之一的传输/接收与一位模式的传输/接收相同。这相当于使用6位的标识。这意味着，这些位中的五(5)个位构成随机ID，而剩余的1个位不是ID的一部分。这应理解为如同将这64个前置码分割成两个群组一样。每个小区的广播系统信息定义哪些是前置码序列，也定义将它们分割成哪两个群组。每个UE必须读取此信息以便接入系统。由此可知，UE可在其随机接入前置码中(图2a中的步骤1)通过从这两个集合的任一集合中选择而隐式地指示用途。在3GPP中一直且仍在争议此用途应是什么，即，1位“集合选择器”应携带哪个信息。根据E-UTRAN；整体描述；第2阶段(版本8)3GPP TR 36.300V8.2.0(2007-10)的当前说法，一个FFS用途应是MSG3的大小，而另一个FFS用途是标识无线电状况。该位有时称为大小/质量位，从而指示表示两种用途的愿望，例如，UE是否需要MSG3传输的更大准予，以及如UE所认为的无线电状况是否足够良好以处理此类更大的准予。在3GPP中已有文献建议这1位应当用于指示紧急对非紧急。所有这一切在此示为已知。
已有人建议使用这1位来隐式地表示大小、质量、大小-质量和紧急度。如果表示大小，则这1位明显用于表示期望的MSG3大小是多少。如果表示质量，则这1位用于表示UE所遇到的无线电状况。如果表示紧急度，则这1位当然用于指示与MSG3的内容相关联的紧急度。应注意，图2a中所描绘的CBRA过程是在RAN网络的较低层(MAC和下面的层)中终止的过程。大小和质量实际上是在那些RAN层的范围、控制和掌握之内的事，但它们要决定其组合仍是复杂的。另一方面，紧急度远远超出那些RAN层的理解力。由于它们不终止RRC和NAS，因此它们不能区分一个MSG3传输的RRC和NAS与另一个MSG3传输的RRC和NAS。
在本发明的一个实施例中，这1位(或者在将所有可用前置码序列分割成偶数N个群组时，一般而言为log2(N)位)应当用于表示在可用方法中UE希望采用哪种方法来物理传送MSG3。与诸如紧急度或大小/质量的组合的复杂参数相比，物理信道传送所依据的方法是在涉及的RAN层的掌握和理解范围之内的。
在本发明的这个实施例中，采用使得将每第N个群组归于由以下方法唯一定义的一种方法的方式来将可用传输方法分类：
A)预调度的重新传输或停止并等待重新传输；
B)最大传输机会次数；
C)TTI捆绑；
D)上行链路准予。
这些属性的细节以及UE以什么样的确切方式了解这些属性对于本发明均不重要。详细的属性最可能部分是隐式的并由标准规范定义，并且部分是与每第N个群组一起由广播的系统信息明示的。
应注意，如果N＝1，则只有一种方法。然后，无需分割前置码，这是因为无需这1位，并且因此在此情况下的“信号”是隐式的。
为了例示此实施例，结合图5-7介绍六个分组示例。下面将描述如何通过与每个前置码群组相关联的属性集合来定义传输方法。在每个示例中，假设，对于每个群组，MSG3传送的第一传输机会是相同的，并且它在UE接收到准予指配(在图2a和2b的步骤2中)的时间点之前的3个子帧发生。
示例1：N＝1个群组，仅停止并等待(现有技术)
N＝1个群组。群组N中的所有前置码与方法N相关联。
方法N：A＝停止并等待；B＝最大3次传输机会；C＝[+3，+11，+19]，即，相距8个子帧捆绑在一起(均匀且充分地隔开以满足一次往返延迟)；D＝2RBs/TTI。
UE必须采纳MSG3有效负载的大小以适合与方法N相关联的固定大小。它从群组N中选择前置码。不适合MSG3的必须等到以后单独的传输机会(紧急和不紧急没有差别)。此示例对应于E-UTRAN；整体描述；第2阶段(版本8)3GPP TR 36.300 V8.2.0(2007-10)中的当前假设，不同之处在于，前置码序列未分成两个群组，并且因此不使用1位指示。
示例2：N＝2个群组，仅停止并等待(现有技术)。群组N1/N2中的前置码分别与方法N1/N2相关联。
方法N1：A＝停止并等待；B＝最大3次传输机会；C＝[+3，+11，+19]，即，相距8个子帧捆绑在一起(均匀且充分地隔开以满足一次往返延迟)；D＝2RBs/TTI。
方法N2：A＝停止并等待；B＝最大3次传输机会；C＝[+3，+11，+19]，即，相距8个子帧捆绑在一起(均匀且充分地隔开以满足一次往返延迟)；D＝4RBs/TT。
UE必须采纳MSG3有效负载的大小以适合与方法N1或N2相关联的固定大小。不适合此类MSG3的必须等到以后单独的传输机会(紧急和不紧急没有差别)。具有适合与方法N1相关联的固定大小的MSG3有效负载P1的UE1从群组N1中选择前置码。具有更大MSG3有效负载P2的UE2从N2中选择前置码。假设准予了许可，取决于UE2的无线电状况是否足够良好，其MSG3有效负载P2可以是P1的大小的两倍，而无另外的延迟。此示例对应于E-UTRAN；整体描述；第2阶段(版本8)3GPP TR 36.300 V8.2.0(2007-10)中的当前假设。有争议的是，这些有效负载中的较大有效负载P2可能不够大而无法容纳MSG3的时间关键情况的所有功能内容。关于如何处理此类准予请求的网络许可的讨论尚未有最终结果(例如，如果不能准予P2，则不清楚如何解决这种情况，因为UE2对P1并不满意)。
对于此方法，只有当UE2具有良好无线电状况时才可传送更大的MSG3有效负载。如果UE2具有差的无线电状况，则需要减小MSG3有效负载以适合由方法N1提供的大小。
示例3：N＝2个群组，仅停止并等待，增加的传输次数。
群组N1/N2中的前置码分别与方法N1/N2相关联。
方法N1：A＝停止并等待；B＝最大3次传输机会；C＝[+3，+11，+19]，即，相距8个子帧捆绑在一起(均匀且充分地隔开以满足一次往返延迟)，D＝2RBs/TTI。
方法N2：A＝停止并等待；B＝最大6次传输机会；C＝[+3，+11，+19，+27，+35，+43]，即，相距8个子帧捆绑在一起(均匀且充分地隔开以满足一次往返延迟)，D＝2RBs/TTI。
对于此配置，与方法N1相比，通过方法N2，UE可传送两倍的数据量，而与无线电信道质量是好还是坏无关。具有大MSG3有效负载的UE2从群组N2中选择前置码。如果其无线电信道质量良好，则UE2将只需传送消息几次，然而如果其无线电信道质量较差，则它将需要使用所有6次机会。这意味着，具有良好无线电信道质量的UE将遭遇低等待时间，而具有差无线电信道质量的UE将遭遇更长的等待时间。
示例4：N＝2个群组，停止并等待和预调度的重新传输。群组N1/N2中的前置码分别与方法N1/N2相关联。
方法N1：A＝停止并等待；B＝最大3次传输机会；C＝[+3，+11，+19]，即，相距8个子帧捆绑在一起(均匀且充分地隔开以满足一次往返延迟)，D＝2RBs/TTI。
方法N2：A＝预调度的重新传输，B＝最大6次传输机会，C＝[+3，+4，+9，+10，+18，+19](或提前3个子帧开始的任何捆绑指配，无需在任何这些机会之间满足往返延迟)，D＝2RBs/TTI。
对于此配置，与方法N1相比，通过方法N2，UE可传送两倍的数据量，而与无线电信道质量是好还是坏无关。具有大MSG3有效负载的UE2从群组N2中选择前置码。如果无线电信道质量良好，则UE2将只需传送消息几次，然而如果其无线电信道质量较差，则它将需要使用所有6次机会。然而，由于方法N2采用预调度的重新传输，因此重新传输的次数不随大致RTT而缩放，并且因此，与方法N1相比，等待时间未增加。与此配置相关联的成本是低效UL传输，这是因为UE在重新传输之前不停止并等待HARQ反馈。
示例5：N＝2个群组，停止并等待和预调度的重新传输。群组N1/N2中的前置码分别与方法N1/N2相关联。
方法N1：A＝停止并等待；B＝最大3次传输机会；C＝[+3，+11，+19]，即，相距8个子帧捆绑在一起(均匀且充分地隔开以满足一次往返延迟)，D＝2RBs/TTI。
方法N2：A＝预调度的重新传输，B＝最大6次传输机会，C＝[+3，+4，+9，+10，+18，+19](或提前3个子帧开始的任何捆绑指配，无需在任何这些机会之间满足往返延迟)，D＝4RBs/TTI。
具有适合与方法N1相关联的固定大小的MSG3有效负载P1的UE1从群组N1中选择前置码。具有更大MSG3有效负载P2的UE2(如同UE1的情况一样，UE2的更高层判定没有MSG3有效负载的任何部分可等到CBRA之后)从N2中选择前置码。通过这样做，UE2将动态地采纳并决定它将需要使用允许的传输机会中的哪个机会。如果UE2共用UE1的确切无线电状况，则其MSG3有效负载P2可以是P1的大小的四倍，而无另外的延迟(是上述示例2中更大准予的大小的两倍)。
示例6：N＝1个群组，仅预调度的重新传输。N＝1个群组。群组N中的所有前置码与方法N相关联。
方法N：A＝预调度的重新传输，B＝最大6次传输机会，C＝[+3，+4，+9，+10，+18，+19](或提前3个子帧开始的任何捆绑指配，无需在任何这些机会之间满足往返延迟)，D＝4RBs/TTI。
UE动态地采纳灵活大小的MSG3有效负载以适合与方法N相关联的固定大小。
取决于MSG3的大小，UE将动态地采纳并决定它将需要使用允许的传输机会中的哪个机会。将不需要1位指示(一般的措词是log2(N)位指示)。
本发明并不限于所示示例，而是在第一往返时间内允许第一消息的连续或非连续传输的任何组合。

Claims (43)

1.一种用于数据分组通信的无线通信网络中的收发信机节点(eNodeB)的方法，所述方法涉及随机接入过程，其中用户终端尝试经由所述收发信机节点接入到所述通信网络，所述方法包括以下步骤：
从所述用户设备接收前置码，其特征在于，所述前置码指示用于随后调度的第一消息的调度情形，以及如下步骤；
根据所指示的调度情形，在第一往返时间(RTT)内在第一子帧(03)和第二子帧(04；05；06；07；08；09)中接收所述第一消息，其中当在所述第一子帧(03)中接收所述第一消息时启动第一HARQ进程。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一子帧(03)在所述第二子帧(04；05；06；07；08；09)之前，并且所述第一子帧(03)和所述第二子帧(04；05；06；07；08；09)是连续的。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述第一子帧(03)在所述第二子帧(05；06；07；08；09)之前，并且所述第一子帧(03)和所述第二子帧(05；06；07；08；09)是非连续的。
4.如前面权利要求中任一项所述的方法，其中所述HARQ进程包括停止并等待功能。
5.如前面权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述节点(eNodeB)形成来自所接收的第一消息(MSG3)的能级之和以便对从所述用户设备(UE)传送的其它数据分组进行数据处理。
6.如前面权利要求中任一项所述的方法，其中可用于所述随机接入过程的前置码分成至少第一群组和第二群组。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述第一群组与第一大小的所述第一消息(MSG3)相关联，而所述第二群组与第二大小的所述第一消息(MSG3)相关联。
8.如权利要求6或7所述的方法，其中至少所述第一群组与在所述第一往返时间(RTT)内在所述第一子帧(03)和所述第二子帧(04；05；06；07；08；09)中传送所述第一消息(MSG3)的传输机会集合相关联。
9.如权利要求6-8中任一项所述的方法，其中至少所述第一群组与在所述第一往返时间(RTT)内在另外子帧(04；05；06；07；08；09)中传送所述第一消息的传输机会集合相关联。
10.如权利要求6-9中任一项所述的方法，其中，对于任何所述群组，用于所述第一消息(MSG3)的所调度的传输可延伸超出所述第一往返时间(RTT)的时间范围。
11.如权利要求6-10中任一项所述的方法，其中所述群组之一由可指配前置码组成。
12.如权利要求6-11中任一项所述的方法，其中对于无争用随机接入过程，所述节点(eNodeB)指配所述用户设备(UE)使用选定的前置码。
13.如权利要求1所述的方法，其中，一旦接收到所述前置码，所述节点(eNodeB)在接收所述第一消息之前将随机接入响应传送到所述用户设备(UE)，并且其中所述随机接入响应包括给所述用户设备(UE)的基于由所述前置码指示的所述调度情形的调度信息。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述调度信息指示所述用户设备(UE)在所述第一HARQ进程中在所述第一往返时间(RTT)内在所述第一调度的传输中传送所述第一消息至少两次。
15.如权利要求13或14所述的方法，其中所述调度信息指示所述用户设备(UE)在所述第一HARQ进程中在所述第一往返时间(RTT)内应当传送所述第一消息的次数。
16.一种用于数据分组通信并包括收发信机节点(eNodeB)的无线通信网络中的用户设备(UE)的方法，所述用户设备(UE)在随机接入过程中接入所述无线通信网络时执行以下步骤：
传送前置码，其特征在于，所述前置码指示用于随后第一调度的消息的预调度情形，以及如下步骤，
根据所述前置码指示，在第一往返时间(RTT)内在第一子帧(03)中传送所述第一消息，并在第二子帧(04；05；06；07；08；09)中重新传送所述第一消息，其中在所述第一子帧中传送所述第一消息时启动第一HARQ进程。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述第一子帧(03)在所述第二子帧(04；05；06；07；08；09)之前，并且所述第一子帧(03)和所述第二子帧(04；05；06；07；08；09)是连续的。
18.如权利要求16所述的方法，其中所述第一子帧(03)在所述第二子帧(05；06；07；08；09)之前，并且所述第一子帧(03)和所述第二子帧(05；06；07；08；09)是非连续的。
19.如权利要求16、17或18所述的方法，其中所述HARQ进程包括停止并等待功能。
20.如权利要求16、17或18所述的方法，其中用于所述随机接入过程的前置码分成至少第一群组和第二群组。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述第一群组与第一大小的所述第一消息(MSG3)相关联，而所述第二群组与第二大小的所述第一消息(MSG3)相关联。
22.如权利要求20或21所述的方法，其中至少所述第一群组与在所述第一往返时间(RTT)内在所述第一子帧(03)和所述第二子帧(04；05；06；07；08；09)中传送所述第一消息(MSG3)的传输机会集合相关联。
23.如权利要求20-22中任一项所述的方法，其中至少所述第一群组与在所述第一往返时间(RTT)内在另外子帧(04；05；06；07；08；09)中传送所述第一消息的传输机会集合相关联。
24.如权利要求20-23中任一项所述的方法，其中，对于任何所述群组，用于所述第一消息(MSG3)的所调度的传输可延伸超出所述第一往返时间(RTT)的时间范围。
25.如权利要求20-24中任一项所述的方法，其中对于基于争用的随机接入过程，所述用户设备(UE)从由可随机访问的前置码组成的群组之一中随机选择所述前置码。
26.如权利要求20-24中任一项所述的方法，其中所述群组之一由可指配前置码组成。
27.如权利要求20-24或26中任一项所述的方法，其中对于无争用随机接入过程，由所述节点(eNodeB)指配所述用户设备(UE)使用选定的前置码。
28.如权利要求16所述的方法，其中，一旦传送所述前置码，所述用户设备在传送所述第一消息之前从所述收发信机节点接收随机接入响应，并且其中所述随机接入响应包括给所述用户设备(UE)的基于由所述前置码指示的所述调度情形的调度信息。
29.如权利要求28所述的方法，其中所述调度信息指示所述用户设备(UE)在一个/所述第一HARQ进程中在所述第一往返时间(RTT)内在所述第一调度的传输中传送所述第一消息至少两次。
30.如权利要求28或29所述的方法，其中所述调度信息指示所述用户设备(UE)在所述第一HARQ进程中在所述第一往返时间(RTT)内应传送所述第一消息的次数。
31.一种用于数据分组通信的无线通信网络中的收发信机节点(eNodeB)，所述收发信机节点(eNodeB)包括布置成在上行链路中调度资源以便用户设备传送第一调度的消息的调度器，其特征在于，所述调度器布置成根据在随机接入过程中从所述用户设备接收的前置码的指示，在所述上行链路中调度资源，并在接收所述第一消息之前将随机接入响应传送到所述用户设备(UE)，并且其中所述随机接入响应包括调度信息，所述调度信息指示所述用户设备在应由所述第一子帧(03)中的所述第一消息的传输触发的第一HARQ进程中在第一往返时间(RTT)内在第一子帧(03)中传送所述第一消息(MSG3)并在第二子帧(04；05；06；07；08；09)中重新传送所述第一消息(MSG3)。
32.如权利要求31所述的收发信机节点(eNodeB)，其中基于所述前置码，所述调度器布置成传送所述调度信息以指示在所述第一HARQ进程中在所述第一往返时间(RTT)内所述用户设备(UE)应传送所述第一消息的次数。
33.如权利要求30-32中任一项所述的收发信机节点(eNodeB)，其中，根据对至少第一群组的前置码的指示，所述调度器布置成在所述第一往返时间(RTT)内调度所述第一消息(MSG3)的所有传输。
34.如权利要求30-33中任一项所述的收发信机节点(eNodeB)，其中存在可用于所述随机接入过程的前置码集合，并且所述集合分成至少所述第一群组和第二群组，每个群组指示对应的调度格式。
35.如权利要求34所述的收发信机节点(eNodeB)，其中所述节点(eNodeB)布置成为所述用户设备(UE)指配前置码以用于无争用随机接入过程。
36.如权利要求30-34中任一项所述的收发信机节点(eNodeB)，其中所述第一群组与时间关键情形相关联。
37.一种用于数据分组通信的无线通信网络的用户设备(UE)，所述用户设备(UE)布置成通过在第一调度的传输中发送第一消息(MSG3)之前在随机接入过程中传送前置码而接入所述无线通信网络，其特征在于，所述前置码指示预调度情形，其中所述用户设备(UE)布置成在由所述第一子帧(03)中的所述第一消息的传输触发的第一HARQ进程中在第一往返时间(RTT)内在第一子帧(03)中传送所述第一消息并在第二子帧(04；05；06；07；08；09)中重新传送所述第一消息(MSG3)。
38.如权利要求39所述的用户设备(UE)，其中可用随机接入前置码分成至少第一群组和第二群组，每个前置码群组指示对应的预调度情形。
39.如权利要求38所述的用户设备(UE)，其中所述用户设备(UE)布置成对于基于争用的随机接入过程在所述随机接入前置码群组之一内选择前置码。
40.如权利要求38所述的用户设备(UE)，其中所述用户设备(UE)布置成对于无争用随机接入过程由所述节点(eNodeB)指配使用选定的前置码。
41.如权利要求39或40所述的用户设备(UE)，其中所述选定的前置码与所述第一群组相关联。
42.如权利要求37-41中任一项所述的用户设备(UE)，其中所述第一群组与时间关键情形相关联。
43.一种无线通信网络，包括如权利要求31-36中任一项所述的收发信机节点(eNodeB)和如权利要求37-42中任一项所述的用户设备(UE)。
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