CN101911543A - 在无线通信系统中执行随机接入过程的方法 - Google Patents

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Abstract

一种方法，包括传送随机接入前同步信号，接收作为随机接入前同步信号响应的随机接入响应，其中随机接入响应包括上行链路资源分配和对信道质量指示符(CQI)传输的请求，以及在上行链路资源分配中传送CQI。

Description

在无线通信系统中执行随机接入过程的方法
技术领域
本发明涉及无线通信，并且更具体地，涉及在无线通信系统中执行随机接入过程的方法。
背景技术
基于宽带码分多址(WCDMA)无线电接入技术的第三代合作项目(3GPP)移动通信系统广泛地在全世界推广。可以定义为WCDMA的第一演进阶段的高速下行链路分组接入(HSDPA)在中期未来给3GPP提供具有高度竞争性的无线电接入技术。但是，由于用户和服务提供商的需求和期望不断地提高，并且正在不断地进行开发竞争性无线电接入技术，所以要求在3GPP方面新的技术演进以保证在未来具有竞争性。
能够以低的复杂度减小符号间干扰的正交频分复用(OFDM)系统考虑作为下一代(在第三代之后)系统中的一个。在OFDM中，数据流是通过在多个子载波上携带传送的。子载波在频率维度中保持正交性。每个正交子载波经历独立的频率选择性衰落。符号间干扰可以通过使用循环前缀(CP)除去。
正交频分多址(OFDMA)是多址方案，其中多址是通过独立地将一些可用的子载波提供给多个用户来实现的。在OFDMA中，频率资源(即，子载波)被提供给各自的用户，并且因此，各自的频率资源被独立地提供给多个用户。
用户设备(UE)通常执行随机接入过程以接入网络。该随机接入过程被执行以调整上行链路同步，或者请求上行链路无线电资源分配。对于一个例子，当电源最初地接通的时候，UE可以在调整下行链路同步之后执行随机接入过程以获取上行链路同步。对于另一个例子，在无线电资源控制(RRC)连接没有建立的状态下，UE可以执行该随机接入过程，使得上行链路无线电资源被分配用于上行链路传输。对于另一个例子，UE可以执行随机接入过程，使得在移交步骤中，实现初始接入目标基站(BS)。
由于随机接入过程是用于上行链路传输或者用于网络接入的初始化过程，所以在随机接入过程中的延迟或者失败造成服务延迟。因此，需要一种能够以更加快速和可靠的方式执行随机接入过程的方法。
发明内容
技术问题
本发明提供一种在无线通信系统中执行可靠的随机接入过程的方法。
本发明还提供一种使得能够进行可靠的数据传输的方法。
技术解决方案
在一个方面中，提供了一种在用户设备中实现的无线通信系统中执行随机接入过程的方法。该方法包括：传送随机接入前同步信号，接收作为随机接入前同步信号响应的随机接入响应，其中随机接入响应包括上行链路资源分配和对信道质量指示符(CQI)传输的请求，和在上行链路资源分配中传送CQI。
在一些实施例中，该随机接入响应可以在物理下行链路共享信道(PDSCH)上传送。该PDCCH可以由通过随机接入无线电网络临时标识符(RA-RNTI)寻址的物理下行链路控制信道(PDCCH)来指示。该随机接入响应可以是媒体访问控制(MAC)协议数据单元(PDU)。该CQI可以在物理上行链路共享信道(PUSCH)上传送，并且在上行链路资源分配中可以是时间优先映射。该随机接入前同步信号可以是专用随机接入前同步信号。
在另一个方面中，用户设备包括：用于传送和接收无线电信号的射频(RF)单元，以及处理器，该处理器与RF单元耦合并且被配置成传送随机接入前同步信号，接收作为随机接入前同步信号的响应的随机接入响应，其中随机接入响应包括上行链路资源分配和对CQI传输的请求，和在上行链路资源分配中传送CQI。
在再一个方面中，提供了一种在基站中实现的无线通信系统中执行随机接入过程的方法。该方法包括：接收随机接入前同步信号，和传送作为随机接入前同步信号的响应的随机接入响应，其中随机接入响应包括上行链路资源分配和对CQI传输的请求。
在再一个方面中，提供了一种在用户设备中实现的无线通信系统中执行随机接入过程的方法。该方法包括：在随机接入资源中传送随机接入前同步信号，和在由物理下行链路控制信道(PDCCH)指示的PDSCH上接收随机接入响应，其中在PDCCH中循环冗余校验(CRC)以随机接入标识符掩蔽，该随机接入标识符与随机接入资源相关联。
在一些实施例中，该随机接入标识符可以是随机接入无线电网络临时标识符(RA-RNTI)。该RA-RNTI的大小可以是16比特。该随机接入响应可以包括与随机接入前同步信号相对应的随机接入前同步信号标识符。该方法可以进一步包括通过使用在该子帧中用于随机接入资源的子帧索引和随机接入资源的资源索引来确定随机接入标识符。用于PDCCH的子帧可以在用于随机接入资源的子帧之后。该随机接入响应包括上行链路资源分配。
在再一个方面中，用户设备包括：用于传送和接收无线电信号的RF单元，和处理器，所述处理器与RF单元耦合并且被配置成在随机接入资源中传送随机接入前同步信号，监视至少一个PDCCH以发现随机接入响应，并且当没有检测到PDCCH的CRC错误的时候，在由PDCCH指示的PDSCH上接收随机接入响应，其中在PDCCH中CRC以随机接入标识符掩蔽，该随机接入标识符与随机接入资源相关联。
有益效果
通过在随机接入过程期间传输CQI，可以恰好在完成随机接入过程之后实现有效的下行链路调度。无需额外的信令，可以确定包括在随机接入响应中的随机接入标识符。可以降低随机接入过程的故障率。因此，当执行初始接入或者移交的时候，可以避免服务延迟。
附图说明
图1示出无线通信系统的结构。
图2是示出在演进的通用陆上无线电接入网络(E-UTRAN)和演进的分组核心(EPC)之间的功能分解的视图。
图3是示出用户设备的组成单元的框图。
图4是示出用于用户平面的无线电协议架构的视图。
图5是示出用于控制平面的无线电协议架构的视图。
图6示出在正交频分多址(OFDMA)中的频率选择性调度的例子。
图7是示出使用单载波频分多址(SC-FDMA)方案的发射机的框图。
图8是示出使用SC-FDMA方案的信号发生器的框图。
图9示出在第三代合作项目(3GPP)长期演进(LTE)中的无线电帧的结构。
图10示出用于一个上行链路时隙的资源网格的示例性视图。
图11示出上行链路子帧的结构。
图12是示出根据本发明实施例的随机接入过程的流程图。
图13示出在物理上行链路共享信道(PUSCH)上传送信道质量指示符(CQI)的例子。
图14示出在PUSCH上传送CQI的另一个例子。
图15示出在PUSCH上传送CQI的另一个例子。
图16示出在PUSCH上传送CQI的另一个例子。
图17示出在媒体访问控制(MAC)层中传送CQI的例子。
图18是示出根据本发明实施例执行移交的方法的流程图。
图19是示出根据本发明实施例执行随机接入过程的方法的流程图。
图20是示出随机接入前同步信号和探测基准信号(SRS)的传输的示例性视图。
图21是示出根据本发明另一个实施例执行随机接入过程的方法的流程图。
图22是示出在子帧中SRS的传输的示例性视图。
图23是示出在3GPP LTE中下行链路数据的传输的示例性视图。
图24是示出根据本发明实施例确定随机接入无线电网络临时标识符(RA-RNTI)的方法的示例性视图。
图25是示出根据本发明另一个实施例确定RA-RNTI的方法的示例性视图。
图26是示出根据本发明另一个实施例确定RA-RNTI的方法的示例性视图。
具体实施方式
下述技术可以在各种无线通信系统中使用，诸如，码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、正交频分多址(OFDMA)、单载波频分多址(SC-FDMA)等等。CDMA可以通过诸如通用陆上无线电接入(UTRA)或者CDMA-2000的无线电技术来实现。TDMA可以通过诸如全球移动通信系统(GSM)/通用分组无线电服务(GPRS)/用于GSM演进的增强数据速率(EDGE)的无线电技术来实现。OFDMA可以通过诸如美国电气和电子工程师学会(IEEE)802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、演进的UTRA(E-UTRA)等等的无线电技术来实现。UTRA是通用移动电信系统(UMTS)的一部分。第三代合作项目(3GPP)长期演进(LTE)是使用E-UTRA的演进的UMTS(E-UMTS)的一部分。3GPP LTE在下行链路中使用OFDMA，并且在上行链路中使用SC-FDMA。高级LTE(LTE-A)是3GPP LTE的演进。
为了清楚，以下的描述将集中在3GPP LTE/LTE-A。但是，本发明的技术特征不局限于此。
图1示出无线通信系统的结构。该无线通信系统可以具有演进的通用移动电信系统(E-UMTS)的网络结构。E-UMTS还可以称为长期演进(LTE)系统。该无线通信系统可以被广泛地部署以提供诸如语音、分组数据等等各种各样的通信服务。
参考图1，演进的UMTS陆上无线电接入网络(E-UTRAN)包括提供控制平面和用户平面的至少一个基站(BS)20。
用户设备(UE)10可以是固定或者移动的，并且可以被称为另一个术语，诸如移动站(MS)、用户终端(UT)、订户站(SS)、无线设备等等。BS 20通常是与UE 10通信的固定站，并且可以被称为另一个术语，诸如演进的节点B(eNB)、基站收发信机系统(BTS)、接入点等等。在BS 20的覆盖范围内存在一个或多个小区。用于传送用户业务或者控制业务的接口可以在BS 20之间使用。在下文中，下行链路被定义为从BS 20到UE 10的通信链路，并且上行链路被定义为从UE 10到BS 20的通信链路。
BS 20借助于X2接口互连。BS 20还借助于S1接口连接到演进的分组核心(EPC)，更具体地说，连接到移动管理实体(MME)/服务网关(S-GW)30。S1接口在BS 20和MME/S-GW 30之间支持多对多关系。
图2是示出在E-UTRAN和EPC之间的功能分解的视图。
参考图2，斜线框图示无线电协议层，并且白色框图示控制平面的功能实体。
BS执行以下的功能：(1)用于无线电资源管理(RRM)的功能，诸如无线电载体控制、无线电准入控制、连接移动性控制和对UE的动态资源分配；(2)网际协议(IP)头部压缩和用户数据流加密；(3)将用户平面数据路由给S-GW；(4)寻呼消息的调度和传输；(5)广播信息的调度和传输；和(6)用于移动性和调度的测量和测量报告配置。
MME执行以下的功能：(1)将寻呼消息分发给BS；(2)安全控制；(3)空闲状态移动性控制；(4)系统架构演进(SAE)载体控制；和(5)非接入层(NAS)信令的加密和完整性保护。
S-GW执行以下的功能：(1)用于寻呼的用户平面分组的终止；和(2)用于支持UE移动性的用户平面切换。
图3是示出UE的组成单元的框图。UE 50包括处理器51、存储器52、射频(RF)单元53、显示单元54和用户接口单元55。无线电接口协议的层是在处理器51中实现。处理器51提供控制平面和用户平面。以下的方法可以在处理器51中实现。存储器52耦合到处理器51，并且存储各种参数以执行随机接入过程和移交。显示单元54显示UE 50的各种各样的信息，并且可以使用公知的单元，诸如液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)等等。用户接口单元55可以以公知的用户接口的组合来配置，诸如键盘、触摸屏等等。RF单元53连接到处理器51，并且传送和/或接收无线电信号。
在UE和网络之间的无线电接口协议的层可以基于在通信系统中公知的开放系统互连(OSI)模型的较低的三个层，划分为第一层(L1)、第二层(L2)和第三层(L3)。物理层，或者只是PHY层属于第一层，并且通过物理信道提供信息传输服务。无线电资源控制(RRC)层属于第三层，并且用于在UE和网络之间控制无线电资源。UE和网络经由RRC层交换RRC消息。
图4是示出用于用户平面的无线电协议架构的视图。图5是示出用于控制平面的无线电协议架构的视图。它们图示了在UE和E-UTRAN之间的无线电接口协议的架构。该用户平面是用于用户数据传输的协议栈。该控制平面是用于控制信号传输的协议栈。
参考图4和5，PHY层属于第一层，并且通过物理信道给上层提供信息传输服务。PHY层通过传输信道与媒体访问控制(MAC)层，即，PHY层的上层连接。数据通过传输信道在MAC层和PHY层之间传输。在不同的PHY层(即，发射机的PHY层和接收机的PHY层)之间，数据通过物理信道传输。在PHY层中，使用正交频分复用(OFDM)方案来执行调制，并且时间和频率可以作为无线电资源利用。
MAC层属于第二层，并且通过逻辑信道提供服务给无线电链路控制(RLC)层，即，MAC层的上层。在第二层中的RLC层支持可靠的数据传输。根据数据传输方法在RLC层中存在三个操作模式，也就是说，透明模式(TM)、非确认的模式(UM)和确认的模式(AM)。AM RLC提供双向的数据传输服务，并且当RLC协议数据单元(PDU)的传送失败的时候支持重传。
属于第二层的分组数据汇聚协议(PDCP)执行头部压缩功能。当传送诸如IPv4分组或者IPv6分组的网际协议(IP)分组的时候，IP分组的头部可以包含相对大和不必要的控制信息。PDCP层减小IP分组的头部大小，以便有效地传送IP分组。
无线电资源控制(RRC)层属于第三层，并且仅仅限定在控制平面中。RRC层用于与无线电载体(RB)的配置、重新配置和释放相关联地控制逻辑信道、传输信道和物理信道。RB是由第二层提供的用于在UE和E-UTRAN之间数据传输的服务。当在UE的RRC层和网络的RRC层之间建立RRC连接的时候，它被称作UE处于RRC连接模式。当尚未建立RRC连接的时候，它被称作UE处于RRC空闲模式。
非接入层(NAS)层属于RRC层的上层，并且用于执行会话管理，移动性管理等等。
数据通过下行链路传输信道从网络传送到UE。下行链路传输信道的例子包括用于传送系统信息的广播信道(BCH)和用于传送用户业务或者控制消息的下行链路共享信道(DL-SCH)。下行链路多播或者广播服务的用户业务或者控制消息可以在DL-SCH或者下行链路多播信道(MCH)上传送。数据通过上行链路传输信道从UE传送到网络。上行链路传输信道的例子包括用于传送初始控制消息的随机接入信道(RACK)和用于传送用户业务或者控制消息的上行链路共享信道(UL-SCH)。
BS管理一个或多个小区的无线电资源。一个小区被配置成具有从1.25、2.5、5、10和20兆赫(MHz)中选择出来的带宽中的一个，并且向多个UE提供下行链路或者上行链路传输服务。在这种情况下，不同的小区可以被配置成提供不同的带宽。小区配置可以以诸如多个小区通过使用不同的频率地理上重叠的方式来实现。BS通过使用系统信息来通知UE用于网络接入的基本信息。该系统信息包括需要为UE所知以便接入BS的必需的信息。因此，在访问BS之前，UE必须完全地接收系统信息，并且始终必须保持最新的系统信息。由于在一个小区内的所有UE必须知道该系统信息，所以BS定期地传送该系统信息。
映射到传输信道上的逻辑信道的例子包括广播信道(BCCH)、寻呼控制信道(PCCH)、公用控制信道(CCCH)、多播控制信道(MCCH)、多播业务信道(MTCH)、专用控制信道(DCCH)等等。
图6示出在OFDMA中的频率选择性调度的例子。在整个频带中最适宜的频带范围被分配给UE A至G。每个频带的大小或者频带的数目可以根据在UE和BS之间的信道状态而不同。BS通过从每个UE接收信道信息(例如，信道质量指示符(CQI))来调度UE。
图7是示出使用SC-FDMA方案的发射机的框图。
参考图7，发射机100包括数据处理器110、物理资源映射器140和信号发生器150。数据处理器110处理用户数据和CQI以产生复数值的符号。除了物理层之外，MAC层或者RRC层的功能可以由数据处理器110来实现。物理层或者其它的层的功能可以由附加处理器来实现。
物理资源映射器140将复数值的符号映射到物理资源上。物理资源可以是资源元素或者子载波。信号发生器150产生要通过发射天线190传送的时域信号。信号发生器150可以通过使用SC-FDMA方案来产生时域信号。从信号发生器150输出的时域信号被称为SC-FDMA符号或者OFDMA符号。
虽然在下文中将假设信号发生器150使用SC-FDMA方案，但是这仅仅是为了示例性的目的。因此，本发明也可以适用于其它的多址方案。例如，本发明可以适用于各种多址方案，诸如OFDMA、码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)和频分多址(FDMA)。
图8是示出使用SC-FDMA方案的信号发生器的框图。参考图8，信号发生器200包括执行离散傅里叶变换的离散傅里叶变换(DFT)单元210，子载波映射器230和执行快速傅里叶逆变换的快速傅里叶逆变换(IFFT)单元240。DFT单元210对输入数据执行DFT，并且因此输出频域符号。子载波映射器230将频域符号映射到各自的子载波上。IFFT单元230对输入符号执行IFFT，并且因此输出时域信号。
图9示出在3GPP LTE中的无线电帧的结构。
参考图9，一个无线电帧包括10个子帧。一个子帧包括两个时隙。用于传送一个子帧的时间被定义为传输时间间隔(TTI)。例如，一个子帧可以具有1毫秒(ms)的长度，并且一个时隙可以具有0.5毫秒的长度。一个时隙包括在时域中的多个SC-FDMA符号和在频域中的多个资源块。
示出的无线电帧的结构仅仅是为了示例性的目的。因此，包括在无线电帧中子帧的数目，或者包括在子帧中时隙的数目，或者包括在该时隙中SC-FDMA符号的数目可以不同地改变。
图10示出用于一个上行链路时隙的资源网格的示例性视图。
参考图10，一个上行链路时隙包括在时域中的多个SC-FDMA符号和在频域中的多个资源块。虽然在此处描述的是一个上行链路时隙包括7个OFDM符号，并且一个资源块包括12个子载波，这仅仅是为了示例性的目的，并且因此本发明不受限于此。
在该资源网格上的元素被称为资源元素。一个资源块包括12×7个资源元素。包括在上行链路时隙中的资源块的数目NUL取决于在小区中确定的上行链路传输带宽。
图11示出上行链路子帧的结构。
参考图11，该上行链路子帧被分成分配给用于携带上行链路控制信息的物理上行链路控制信道(PUCCH)的区域，和分配给用于携带用户数据的物理上行链路共享信道(PUSCH)的区域。分配给PUCCH的区域被称为控制区域。分配给PUSCH的区域被称为数据区域。子帧的中间部分分配给PUSCH。数据区域的两侧分配给PUCCH。为了保持单载波属性，一个UE并不同时地传送PUCCH和PUSCH。
PUSCH被以作为传输信道的上行链路共享信道(UL-SCH)映射，并且携带用户数据和/或上行链路控制信息。
在PUCCH上传送的上行链路控制信息的例子包括用于执行混合自动重复请求(HARQ)的确认(ACK)/非确认(NACK)信号、指示下行链路信道状况的信道质量指示符(CQI)、用于请求上行链路无线电资源分配的调度请求信号等等。上行链路控制信息可以在PUCCH或者PUSCH上传送。
用于一个UE的PUCCH使用一个资源块，该资源块在该子帧中的两个时隙的每个中占用不同的频率。在该子帧中两个时隙使用不同的资源块(或者子载波)。这说的是分配给PUCCH的两个资源块在时隙边缘中跳频。在此处假设PUCCH分别地与PUCCH(m＝0)、PUCCH(m＝1)、PUCCH(m＝2)和PUCCH(m＝3)相关联地被分配给用于4个UE的该子帧。
在下文中将描述随机接入过程。当UE获取与BS上行链路同步的时候，或者当上行链路无线电资源被分配给UE的时候，使用该随机接入过程。在电源接通之后，UE获得与初始小区的下行链路同步，并且接收系统信息。从该系统信息中，UE获得可用的随机接入前同步信号集合和关于用于传送随机接入前同步信号的资源的信息。UE传送从该随机接入前同步信号集合中随机地选择出来的随机接入前同步信号。一旦接收到随机接入前同步信号，BS通过随机接入响应将用于上行链路同步的定时对准(TA)值传送给UE。因此，UE获得上行链路同步。
<随机接入过程和CQI>
图12是示出根据本发明实施例的随机接入过程的流程图。当UE获取与BS的上行链路同步的时候，或者当UE获取上行链路无线电资源的时候，可以执行该随机接入过程。
参考图12，UE首先获取与BS的下行链路同步(步骤S700)。UE通过使用主要同步信号和辅助同步信号来获取下行链路同步，主要同步信号和辅助同步信号定期地由BS传送。
UE通过使用随机接入资源将随机接入前同步信号传送给BS(步骤S710)。该随机接入前同步信号可以从包括多个可用随机接入前同步信号的随机接入集合中随机地选择出来。该随机接入集合可以通过使用作为系统信息一部分接收到的信息来确定。替代地，该随机接入前同步信号可以预定义用于UE。这指的是UE传送专用随机接入前同步信号，使得不出现冲突。
一旦接收到随机接入前同步信号，BS就通过下行链路共享信道(DL-SCH)将随机接入响应传送给UE(步骤S720)。该随机接入响应可以包括用于对准上行链路时间同步的时间对准(TA)值、上行链路无线电资源分配、与随机接入前同步信号相对应的随机接入前同步信号标识符、小区无线电网络临时标识符(C-RNTI)等等。TA值由UE用来调整上行链路同步。该随机接入前同步信号标识符是用于由BS接收到的随机接入前同步信号的标识符。映射到DL-SCH的PDSCH由通过随机接入标识符(即，随机接入无线电网络临时标识符(RA-RNTI)寻址的PDCCH来指示。RA-RNTI被以由PDCCH携带的控制信息的循环冗余校验(CRC)掩蔽。该UE监视PDCCH候选集合。当在执行PDCCH解码之后没有检测到CRC错误的时候，UE接收由所检测到的PDCCH指示的PDSCH。此外，该随机接入响应可以包括对CQI传输的请求并且无线电资源分配用于CQI传输。
UE通过使用包括在随机接入响应中的上行链路无线电资源分配在PUSCH上将调度消息传送给BS(步骤S730)。当UE传送调度消息的时候，UE也传送表示下行链路信道状况的CQI。由于UE已经获得下行链路同步，所以UE可以通过接收下行链路信道(例如，广播信道)来确定CQI。该调度消息是通过使用包括在随机接入响应中的上行链路无线电资源分配传送的消息。例如，该调度消息是用于建立RRC连接的连接请求消息。
在接收到调度消息之后，BS可以传送冲突解决消息。该冲突解决消息是当随机接入过程通过使用随机选择的随机接入前同步信号来启动的时候在UE之间解决冲突的消息。当UE成功地接收到冲突解决消息的时候，冲突被解决，并且因此建立RRC连接。然后，该随机接入过程完成。
虽然随机接入前同步信号是随机地从随机接入集合中选择出来的，但是多个UE可以通过使用相同的随机接入资源同时地传送相同的随机接入前同步信号。这被称作冲突。实际上，BS和每个UE不能检测冲突的发生。在成功地接收冲突解决消息之后，UE可以知道冲突被解决，并且因此UE成功地接入BS。如果UE在预定的时段期间没有接收到冲突解决消息，则UE认为随机接入失败而传送新的随机接入前同步信号。因此，该冲突解决消息必须成功地接收以快速地完成随机接入过程。
通过CQI的传输，BS可以在传送冲突解决消息之前知道下行链路信道状况。因此，可以以最适宜的方式执行调度以成功地传送冲突解决消息，并且可以降低冲突解决消息的接收失效率。
虽然在此处作为例子CQI与调度消息一起发送，但是CQI可以与从调度消息独立地传送。此外，CQI可以在BS传送冲突解决消息之前定期地或者非定期地传送至少一次或多次。
各种方法可用于传送该CQI。CQI可以通过配置在物理层中而通过物理信道(即，PUSCH)传送，或者可以通过配置在MAC层中而通过UL-SCH传送。
图13示出在PUSCH上传送CQI的例子。在由14个SC-FDMA符号组成的子帧上，第4SC-FDMA符号和第11SC-FDMA符号被分配以基准信号。CQI被分配给在与基准信号相邻的SC-FDMA符号上的资源元素。通过允许CQI被布置成接近基准信号，可以提高CQI传输的可靠性。CQI可以在时域和频域中等间距地分布。
分配的资源元素的间隔或者数目可以根据CQI量而不同，但是，本发明不受限于此。此外，CQI可以以时间优先映射或者频率优先映射来布置。频率优先映射指的是CQI被布置在一个SC-FDMA符号上沿着频域优先分配的资源元素上，并且此后，如果资源元素不足，则CQI被布置在下一个SC-FDMA符号上。
图14示出在PUSCH上传送CQI的另一个例子。表示CQI的顺序在子帧中是时间优先映射。也就是说，CQI在同一子载波上首先映射给SC-FDMA符号。例如，假设CQI和传输块两者使用一个资源块传送。该传输块可以携带调度消息。一个子帧包括十四个SC-FDMA符号，并且这十四个SC-FDMA符号中的两个用作基准信号。表示CQI的调制符号基于SC-FDMA符号被逐个地映射。在CQI映射结束之后，该传输块被映射给剩余的资源元素。因此，CQI和传输块在子帧中被复用。该复用的信息在PUSCH中传送。这可以被称作调度消息与CQI一起传送。
图15示出在PUSCH上传送CQI的另一个例子。与图13或者14的实施例不同，CQI贯穿两个资源块传送。CQI可以被布置具有非常大的间隔以在频域和时域减小数据丢失。通过这样做，可以获得频率分集。分配具有CQI的资源元素的间隔可以根据被分配的资源块的数目和CQI信息量而不同。
图16示出在PUSCH上传送CQI的另一个例子。CQI以时间优先映射被分布在两个资源块上。
图17示出在MAC层中传送CQI的例子。为了在PUSCH上传送CQI，用于分配以CQI的资源元素的数据必须删余。在这种情况下，可能出现部分数据丢失，并且因此CQI可以在MAC层中被配置为MAC协议数据单元(PDU)的一部分。
参考图17，MAC PDU包括MAC头部和CQI。MAC PDU可以进一步包括MAC服务数据单元(SDU)和MAC控制元素。MAC SDU是从MAC层的上层递送的数据块。MAC控制元素用于递送MAC层的控制信息，诸如缓存器状态报告。虽然CQI被附加给MAC PDU的一部分，但是CQI可以位于另一个位置中。
为了指示CQI是否包括在MAC PDU中，MAC头部的子头部包括CQI长度。MAC头部被分成至少一个子头部。子头部表示MAC SDU和每个MAC控制元素的长度和属性。是否包括CQI可以使用MAC头部的子头部来报告，并且当传送的时候，CQI可以包括在MAC PDU中。
图18是示出根据本发明实施例执行移交的方法的流程图。当UE远离服务BS移动，同时接近新的BS的时候，需要执行通过网络将UE的接入点改变到新的BS的过程。服务BS被称为源BS。新的BS被称为目标BS。将接入点从源BS改变到目标BS的过程被称为移交。
参考图18，UE将测量报告发送给源BS(步骤S750)。源BS根据测量报告决定移交(HO)(步骤S752)。源BS将移交请求消息发送给目标BS(步骤S754)。目标BS发送移交请求确认消息以证实移交(步骤S756)。证实移交的该移交请求确认消息可以包括有关专用随机接入前同步信号的信息。
源BS将移交命令消息传送给US(步骤S760)。该移交命令消息可以包括有关专用随机接入前同步信号的信息。US将专用随机接入前同步信号传送给目标BS(步骤S762)。目标BS传送随机接入响应，作为专用随机接入前同步信号的响应(步骤S764)。随机接入响应可以包括上行链路无线电资源分配和对CQI传输的请求。UE传送具有CQI的移交确认信息(步骤S766)。CQI可以在PUSCH中与移交证实信息复用。
通过使用专用随机接入前同步信号，没有出现冲突。可以迅速地执行随机接入过程。因此，可以使由于移交而造成的传输延迟最小化。此外，在随机接入过程期间的CQI传输使得目标BS能够恰好在移交完成之后执行下行链路调度。通过使用CQI的下行链路调度可以改善数据传输的可靠性。
<随机接入过程和探测基准信号>
图19是示出根据本发明实施例执行随机接入过程的方法的流程图。
参考图19，UE通过使用随机接入资源将随机接入前同步信号传送给BS(步骤S810)。随机接入前同步信号可以从随机接入集合中随机地选择出来。UE与随机接入前同步信号同时地或者独立地将探测基准信号(SRS)传送给BS(步骤S820)。SRS是用于上行链路调度的基准信号。BS响应于随机接入前同步信号而传送包括上行链路无线电资源分配的随机接入响应(步骤S830)。随机接入响应通过物理下行链路共享信道来传送(PDSCH)。PDSCH通过由RA-RNTI指示的物理下行链路控制信道(PDCCH)来指示。BS可以通过使用SRS来估算上行链路信道状况。因此，BS可以通过考虑上行链路信道状况来调度包括在随机接入响应中的上行链路无线电资源。这指的是BS在随机接入过程期间调度上行链路无线电资源。
UE接收随机接入响应，并且然后根据包括在随机接入响应中的无线电资源分配来传送调度消息(步骤S840)。在BS接收到表示连接请求消息的调度消息之后，BS可以将冲突解决消息传送给UE。
图20是示出随机接入前同步信号和SRS的传输的示例性视图。它示出随机接入前同步信号和SRS在一个子帧中同时地被传送。随机接入前同步信号通过循环前缀(CP)持续时间TCP和其中传送前同步信号序列的前同步信号持续时间TPRE被传送。CP持续时间TCP是插入CP以使由多路径信道所引起的干扰、符号间干扰等等最小化的持续时间。前同步信号持续时间TPRE是携带随机接入前同步信号序列的持续时间。前同步信号持续时间TPRE后面可以是保护间隔TGT。例如，如果子帧的传输时间间隔(TTI)是1.0ms，则保护时间TGT可以是0.2ms。SRS可以在保护时间TGT内传送。虽然在此处保护时间TGT在时间上晚于前同步信号持续时间TPRE，但是该保护时间TGT可以在时间上早于随机接入前同步信号。
如果UE与随机接入前同步信号的传输一起传送SRS，则BS可以通过使用SRS知道上行链路信道状况。当分配用于UE的RRC连接请求消息的上行链路无线电资源的时候，或者当向UE分配建立RRC连接的无线电资源的时候，BS可以将具有良好信道状况的频带分配给UE。特别地，在信道状况根据频带而显著地变化的环境下，可以进一步有效地实现无线电资源调度。
图21是示出根据本发明另一个实施例执行随机接入过程的方法的流程图。
参考图21，UE通过使用随机接入资源将随机接入前同步信号传送给BS(步骤S910)。BS响应于随机接入前同步信号而传送随机接入响应(步骤S920)。随机接入响应包括TA值、上行链路无线电资源分配等等。UE接收随机接入响应，并且然后通过使用包括在随机接入响应中的无线电资源分配来传送调度消息(步骤S930)。进一步地，UE与随机接入前同步信号同时地或者独立地传送SRS(步骤S940)。SRS可以在子帧的最后的SC-FDMA符号上传送。为了在UE和BS之间建立RRC连接之后，对于调度上行链路无线电资源分配的目的，可以使用与该调度消息一起传送的SRS。图22是示出在子帧中的SRS传输的示例性视图。SRS可以在该子帧的最后的SC-FDMA符号上传送。SRS可以通过除控制区域以外的数据区域传送。当一个时隙包括7个SC-FDMA符号的时候，用于数据解调的解调基准信号(DM RS)在PUSCH上时隙的第4SC-FDMA符号上被传送。
虽然在此处已经描述了SRS被映射到数据区域，也就是说，最后的OFDM符号，但是SRS可以贯穿数据区域和控制区域被映射。
在建立RRC连接之后，UE定期地或者以事件驱动方式将SRS传送给BS，使得BS可以知道上行链路信道状况。但是，直到建立RRC连接为止，BS在不知道上行链路信道状况的情况下将上行链路无线电资源分配给UE。如果在随机接入过程期间，UE在建立RRC连接之前传送SRS，则BS可以通过考虑上行链路信道状况来调度要分配给UE的初始上行链路无线电资源。BS可以对于UL-SCH执行进一步可靠的无线电资源调度。
<随机接入过程和RA-RNTI>
图23是示出在3GPP LTE中下行链路数据传输的示例性视图。BS在映射到传输信道(即，DL-SCH)的物理信道(即，PDSCH)上传送一般用户数据。PDCCH包括关于PDSCH的下行链路无线电资源分配信息。UE首先获得有关PDCCH的控制信息，并且然后确定如何在相应的子帧中从包括在控制信息中的无线电资源分配信息中接收和解码PDSCH。为了配置PDCCH，BS首先根据要传送给UE的控制信息来确定PDCCH格式，并且将循环冗余校验(CRC)附加给该控制信息。根据PDCCH的使用或者拥有者以唯一标识符(称为无线电网络临时标识符(RNTI))来掩蔽CRC。该标识符通常具有16位的大小，并且可以从0到65536表示。如果PDCCH是用于特定的UE，则UE的唯一标识符(例如，小区RNTI(C-RNTI))可以在CRC上被掩蔽。如果PDCCH是用于寻呼信息，则寻呼指示标识符(例如，寻呼指示RNTI(PI-RNTI))可以在CRC上被掩蔽。如果PDCCH是用于系统信息，则系统信息标识符(例如，系统信息RNTI(SI-RNTI))可以在CRC上被掩蔽。为了指示作为对UE的随机接入前同步信号传输的响应的随机访问响应，随机接入RNTI(RA-RNTI)可以在CRC上被掩蔽。
例如，假设PDCCH具有以C-RNTI“A”掩蔽的CRC，并且在PDSCH上传送随机接入响应“B”。当UE执行随机接入过程的时候，UE传送随机接入前同步信号，并且然后通过使用RA-RNTI来监视PDCCH。监视是用于通过解码PDCCH来检测CRC错误的操作。如果没有CRC错误，则UE在由PDCCH指示的PDSCH上接收随机接入响应“B”。如果随机接入响应“B”包括UE的随机接入前同步信号标识符，则这指的是UE证实随机接入响应B是UE的随机接入响应。
UE需要快速地和正确地接收UE的随机接入响应，使得以快速和可靠的方式操作随机接入过程。为此，UE有效地配置用于识别UE的PDCCH的RA-RNTI。
图24是示出根据本发明实施例确定RA-RNTI方法的示例性视图。
参考图24，UE可以在无线电帧的子帧上传送随机接入前同步信号。子帧的数目可以根据由BS使用的带宽而被设置成特定的数目。可以传送随机接入前同步信号的子帧可以是随机接入资源所位于的子帧。在此处，允许四个子帧在一个无线电帧中传送随机接入前同步信号。用于在无线电帧中传送随机接入前同步信号的子帧可以被布置有预定的间隔。也就是说，随机接入响应可以被布置有预定的时段。
假设在该无线电帧中四个子帧用于传送随机接入前同步信号，并且随机接入资源被分配给从1到4索引的子帧。另外，假设随机接入资源使用一个资源块(RB)。UE可以在用1索引的子帧上通过使用随机接入资源来传送随机接入前同步信号。
RA-RNTI与通过其传送随机接入前同步信号的随机接入资源有关。例如，RA-RNTI可以对应于由UE传送的随机接入资源的位置。当UE在用1索引的子帧上传送随机接入响应的时候，BS可以通过在用1索引的子帧之后的子帧传送随机接入响应。在这种情况下，识别指示该通过其传送随机接入响应的PDSCH的PDCCH的RA-RNTI可以在用1索引的子帧中一对一的对应于随机接入资源的索引。
如果子帧包括N个RB(这里N是大于1的整数，即，N＞1)，则RB索引范围从0到N-1。因此，当一个随机接入响应对应于一个RB的时候，可以看到，贯穿四个子帧存在N×4个随机接入资源。当64个随机接入前同步信号属于由UE可使用的随机接入前同步信号集合的时候，64个随机接入资源可以分别对应于64个随机接入前同步信号。例如，在使用10MHz带宽的系统中，一个子帧通常包括50个RB，并且四个子帧具有200个RB。从200个RB中选择出来的64个RB可以被指定为与各自的随机接入前同步信号相对应的随机接入资源。当随机接入资源以(子帧索引、RB索引)的形式表示的时候，与随机接入前同步信号#0、#1、#2、#3、...、#62、#63相对应的随机接入资源可以分别由(1，0)、(2，0)、(3，0)、(4，0)、...、(3，N-3)、(1，N-3)表示。当UE通过使用随机接入资源(4，0)来传送随机接入前同步信号#3的时候，UE和BS可以在没有附加信令的情况下从随机接入资源确定RA-RNTI。这是因为UE知道由UE本身选择的随机接入资源，并且BS知道由所接收到的随机接入前同步信号使用的随机接入资源。UE可以通过使用子帧索引和资源索引来获得要由UE本身使用的RA-RNTI。UE可以通过RA-RNTI识别的PDCCH来证实随机接入响应。
由于UE和BS根据互相同意的规则来确定RA-RNTI，所以用于RA-RNTI的附加信令是不必要的。
当UE通过用4索引的子帧来传送随机接入前同步信号，并且然后在后续的子帧中没有接收由RA-RNTI识别的PDCCH的时候，UE可以在下一个无线电帧中通过用1索引的子帧来传送随机接入前同步信号。
虽然在此处已经描述了传送随机接入前同步信号的子帧与可以传送随机接入响应的子帧是连续的，但是随机接入响应可以在传送了随机接入前同步信号之后通过延迟了预定时间的子帧来传送。在无线电帧中传送随机接入前同步信号的子帧的位置和数目仅仅是为了示例性的目的，并且因此本发明不受限于此。在多小区环境下，传送随机接入前同步信号的子帧的位置可以在连续的小区之间不同。
图25是示出根据本发明另一个实施例确定RA-RNTI方法的示例性视图。
参考图25，随机接入资源可以根据随机接入前同步信号数目而被分成两组。例如，如果随机接入前同步信号数目是奇数，则随机接入前同步信号可以通过从1至4索引的子帧来传送，并且如果随机接入前同步信号数目是偶数，则随机接入前同步信号可以通过从6至9索引的子帧来传送。对用于传送随机接入前同步信号的子帧的位置和数目没有限制。通过使用用于传送随机接入前同步信号的子帧来传送随机接入前同步信号的方法可以以各种方式适用。从#0至#31编号的随机接入前同步信号可以通过从1至4索引的子帧来传送。从#32至#63编号的随机接入前同步信号可以通过从6至7索引的子帧来传送。因而，随机接入前同步信号可以以各种方式来传送。
从1至4索引的子帧可以分配给与以偶数编号的随机接入前同步信号相对应的随机接入资源。从6至9索引的子帧可以分配给与以奇数编号的随机接入前同步信号相对应的随机接入资源。
RA-RNTI可以根据传送随机接入前同步信号的子帧索引和在那个子帧中的随机接入资源的索引来确定。UE可以通过使用由UE用来传送随机接入前同步信号的子帧和在那个子帧中随机接入资源的位置来获得RA-RNTI。通过使用RA-RNTI，UE可以接收UE本身的随机接入响应。由于由随机接入前同步信号使用的随机接入资源为BS和UE两者所知，所以BS和UE可以在没有附加信令的情况下知道RA-RNTI。
图26是示出根据本发明另一个实施例确定RA-RNTI方法的示例性视图。
参考图26，无线电帧被配置使得以偶数编号的随机接入前同步信号通过用1索引的子帧来传送，并且以奇数编号的随机接入前同步信号通过用6索引的子帧来传送。用于通过用1索引的子帧传送的随机接入前同步信号的随机接入响应可以通过用从2至4索引的后续的子帧中的任何一个来接收。用于通过用6索引的子帧传送的随机接入前同步信号的随机接入响应可以通过用从7至9索引的后续子帧中的任何一个来接收。UE可以通过使用传送随机接入前同步信号的子帧索引和在那个子帧中的随机接入资源的索引来获得RA-RNTI，并且可以在PDSCH上接收随机接入响应，该PDSCH通过由RA-RNTI识别的PDCCH来指示。
本发明可以用硬件、软件或者其组合来实现。在硬件实现方面，本发明可以用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微处理器、被设计成执行前述功能的其它电子单元及其组合中的一个来实现。在软件实现方面，本发明可以通过用于执行前述功能的模块来实现。软件可存储在存储单元中并且由处理器来执行。本领域技术人员广泛地已知的各种装置可以用作存储单元或者处理器。
虽然参考本发明的示例性实施例已经特别地示出和描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，不脱离权利要求中所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节方面各种变化。这些示例性实施例应当被认为仅仅是叙述性并且不是为了限制的目的。因此，本发明的范围不由本发明的详细说明限定，而是由权利要求来限定，并且在该范围内的所有差异将被认为是包括在本发明中。

Claims (15)

1.一种在无线通信系统中执行随机接入过程的方法，在用户设备中执行的该方法包括：
传送随机接入前同步信号；
接收作为所述随机接入前同步信号响应的随机接入响应，其中所述随机接入响应包括上行链路资源分配和对信道质量指示符(CQI)传输的请求；以及
在所述上行链路资源分配中传送所述CQI。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述随机接入响应在物理下行链路共享信道(PDSCH)上传送。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述PDCCH通过由随机接入无线电网络临时标识符(RA-RNTI)寻址的物理下行链路控制信道(PDCCH)来指示。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述随机接入响应是媒体访问控制(MAC)协议数据单元(PDU)。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述CQI在物理上行链路共享信道(PUSCH)上传送。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述CQI在所述上行链路资源分配中是时间优先映射。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述随机接入响应进一步包括与所述随机接入前同步信号相对应的随机接入前同步信号标识符。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述随机接入前同步信号是专用随机接入前同步信号。
9.一种用户设备，包括：
射频(RF)单元，所述射频单元用于传送和接收无线电信号；
处理器，所述处理器与所述RF单元耦合并且被配置成：
传送随机接入前同步信号；
接收作为所述随机接入前同步信号响应的随机接入响应，其中所述随机接入响应包括上行链路资源分配和对CQI传输的请求；以及
在所述上行链路资源分配中传送所述CQI。
10.根据权利要求9所述的用户设备，其中，所述随机接入响应在通过由RA-RNTI寻址的PDCCH指示的PDSCH上传送。
11.根据权利要求9所述的用户设备，其中，所述CQI在PUSCH上传送。
12.根据权利要求11所述的用户设备，其中，所述CQI在所述上行链路资源分配中是时间优先映射。
13.根据权利要求9所述的用户设备，其中，所述随机接入前同步信号是专用随机接入前同步信号。
14.一种在无线通信系统中执行随机接入过程的方法，在基站中执行的该方法包括：
接收随机接入前同步信号；以及
传送作为所述随机接入前同步信号响应的随机接入响应，其中所述随机接入响应包括上行链路资源分配和对CQI传输的请求。
15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：
在所述上行链路资源分配中接收所述CQI。
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