CN101960906B - 发送并接收随机接入请求的方法以及发送并接收随机接入响应的方法 - Google Patents

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Abstract

基站响应用户设备的随机接入请求(随机接入前导码)而发送随机接入响应。所述随机接入响应包括关于发送所述随机接入请求的时刻的信息以及所述随机接入请求(随机接入前导码)的序列号信息。所述用户设备利用包含在所接收的随机接入响应中的关于发送所述随机接入请求的时刻的信息以及所述序列号信息，来对所接收的随机接入响应是否是对由所述用户设备发送的所述随机接入请求的响应进行检查。

Description

发送并接收随机接入请求的方法以及发送并接收随机接入响应的方法
技术领域
本发明涉及宽带无线接入系统，具体而言，涉及在宽带无线接入系统中发送并接收随机接入请求(随机接入前导码)的方法以及发送并接收随机接入响应的方法。
背景技术
在涉及宽带无线接入系统的技术中，各个用户设备可以通过在每个随机接入信道(RACH)时隙中的随机选择的序列或时机(opportunity)来尝试接入该系统。基站检测到随机接入序列(或RACH序列)，然后发送随机接入响应(或者RACH响应)。各个用户设备从基站接收随机接入响应，将包含该用户设备的序列的响应当作对该用户设备的响应，并且执行定时提前操作。
在本领域的技术中，各个用户设备可以通过在每个RACH时隙中的随机选择的序列或时机来尝试接入该系统。基站检测到RACH序列，然后发送对RACH序列的响应。各个用户设备从基站接收RACH响应，将包含该用户设备的序列的响应当作对该用户设备的响应，并且执行定时提前操作。此时，当各个用户设备等待该响应时如果不存在准确的时间间隔，则各个用户设备可能错误地接收到对其它用户设备的响应、作为对该用户设备的响应。图1A中示出了此状态。图1A是示出了RACH响应(随机接入响应)的示例的图。此状态将出现在全部RACH时段中。关于宽带无线接入系统中的随机接入，参照“3GPPTS36.211v.8.1.0‘EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccess(E-UTRA)；Physicalchannelsandmodulation’，2007-12-20”，其中描述了针对随机接入前导码格式、随机接入前导码参数、以及针对前导码格式0至3的随机接入前导码定时的表。图1A示出周期为1毫秒且前导码格式为0的RACH时隙。
在图1A中，第一用户设备1通过在上行(UL)子帧0中的随机选择序列1来尝试接入(S110)。在上行子帧1中，第二用户设备2通过随机选择序列1来尝试接入(S120)。如果基站检测到这两个用户设备的序列，则该基站发送对所检测到的序列的响应(S130)。此时，这两个尝试接入的用户设备1和用户设备2等待对它们的响应。当对序列1的响应在上行子帧7中抵达时，用户设备1(UE1)和用户设备2(UE2)这两者都可以将在上行子帧7中抵达的响应确定为是对它们的序列的响应。在这种情况下，这两个用户设备中的一个会错误地将在上行子帧7中抵达的响应确定为是对它的响应。由于这两个用户设备通过在上行子帧7中接收到的响应来执行时间同步，因此，一个用户设备执行了错误的时间同步。此外，由于在上行链路中利用由该响应所指示的同一资源来再次发送数据或控制信号，所以出现了这两个用户设备使用同一资源的问题。
在图1和关于图1的说明中，为了帮助理解与本发明相关的技术的各个问题，并未考虑小区半径。然而，如果该小区半径实际上约为50千米并且考虑到电磁波的传播速度，则由用户设备1在上行子帧0中发送的随机接入前导码会在下行子帧0或下行子帧1中抵达基站，而由用户设备2在上行子帧1中发送的随机接入前导码会在下行子帧1或下行子帧2中抵达基站。此外，由基站在下行子帧1中发送的随机接入响应会在上行子帧1或上行子帧2中抵达用户设备1和/或用户设备2，而由基站在下行子帧2中发送的随机接入响应会在上行子帧2或上行子帧3中抵达用户设备1和/或用户设备2(见图1B)。
与上例不同，如果不存在基站用于发送该响应的、时域中的可用资源，则出现不能准时发送响应的问题。在这种情况下，并不发送RACH时隙的响应，或者将其延迟。此时，需要一种在延迟的响应与准时发送的响应之间或者在多个延迟的响应之间进行区分的方法。
此外，如果收集了对多个RACH时隙的响应并且将其同时发送，则需要一种在多个RACH时隙之间进行区分的方法。
发明内容
设计用于解决上述问题的本发明的一个目的在于发送并接收随机接入响应的方法，该方法能够防止通过利用随机选择的序列而尝试进行接入的用户设备错误地接收到针对其它用户设备(该其它用户设备是通过使用该同一序列而尝试进行接入的)的接入的响应，作为对该用户设备的接入的响应。
本发明的一个目的可以通过提供一种发送随机接入前导码并且接收随机接入响应的方法来实现，该方法包括以下步骤：在用户设备处发送所述随机接入前导码；并且在所述用户设备处接收与所述随机接入前导码相对应的随机接入响应，其中，由所述用户设备接收的所述随机接入响应包括当发送与所接收的随机接入响应相对应的所述随机接入前导码时的时间点的时间相关信息。所述时间相关信息可包括当所述用户设备发送所述随机接入前导码时的时间点的子帧相关编号。所述子帧相关编号可以是分配给多个子帧中的、包含有随机接入信道(RACH)时隙的子帧的编号。可以通过对该多个子帧中的、包含有RACH时隙的子帧号的求余运算，来执行所述分配。所述求余运算可以是modulo-4运算。可以基于小区大小来估计所述时间相关信息。
在本发明的另一个方面中，提供了一种接收随机接入前导码和发送随机接入响应的方法，该方法包括以下步骤：在基站处接收所述随机接入前导码；并且在所述基站处发送对所接收的随机接入前导码的随机接入响应，其中，所发送的随机接入响应包括当发送所接收的随机接入前导码时的时间点的时间相关信息或者包括与从所述基站接收到所述随机接入前导码开始的、为发送所述随机接入响应所消耗的处理延迟时间相关的延迟偏移信息。可以由所述基站基于小区大小来估计所述发送时间点。所接收的随机接入前导码可以包括当发送所接收的随机接入前导码时的时间点的时间相关信息，并且，所发送的随机接入响应中包含的所述时间相关信息可以与所接收的随机接入请求中包含的时间相关信息相关联。
在本发明另一个方面中，提供了一种发送随机接入前导码并接收随机接入响应的方法，该方法包括以下步骤：在用户设备处发送所述随机接入前导码；并且在所述用户设备处接收所述随机接入响应，其中，在所述用户设备处接收所述随机接入响应是在包含位于发送了所述随机接入前导码的时间点之后的预定时刻在内的预定时间段中执行，并且，所述预定时刻是通过将预定的偏移时间加上在发送所述随机接入前导码的时间点之后经过了与混合自动重传请求(HARQ)处理的往返时间的一半相对应的时间而得到的时间。所述随机接入响应可包括延迟偏移信息，并且所述延迟偏移信息可用于改变所述预定时间段。
根据本发明，可以解决用户设备将针对由其它用户设备发送的随机接入请求的随机接入响应作为针对该用户设备的随机接入请求的响应的问题。
附图说明
包含附图以进一步理解本发明，这些附图示出了本发明的各个实施方式，并且与说明书一起用来解释本发明的原理。
在附图中：
图1A和1B是示出了随机接入响应的示例的图。
图2A是示出了宽带无线接入系统中使用的帧结构的示例的图。
图2B是示出了随机接入前导码格式的示例的图。
图3A和图3B是示出了根据本发明一个实施方式的、包含时间信息的随机接入响应的图。
图4是示出了根据本发明另一实施方式的、发送并接收随机接入请求及随机接入响应的方法的流程图。
图5A和图5B是示出了根据本发明另一实施方式的、如果RACH时隙周期为2毫秒则包含时间信息的随机接入响应的图。
图6A和图6B是示出了根据本发明的该实施方式的、如果RACH时隙周期为2毫秒的延迟的随机接入响应的图。
图7A和图7B是解释了根据本发明另一实施方式的、重新编号和进行分组(grouping)的图。
图8是详细示出了根据本发明另一实施方式的、图4的步骤S420的内部过程的流程图。
图9是示出了根据本发明另一实施方式的、发送并接收随机接入请求及随机接入响应的方法的流程图。
图10是详细示出了图9的步骤S920(S920’)的内部过程的图。
图11是解释了自动重传请求(ARQ)的原理的图。
图12是解释了混合自动重传请求(HARQ)的原理的图。
图13是示出了根据本发明另一实施方式的、HARQ过程的详细示例的图。
图14是示出了根据本发明另一实施方式的、发送并接收随机接入请求及随机接入响应的方法的流程图。
图15是解释了根据宽带无线接入系统中的各个层来对信道分类的图。
图16是解释了根据各个层和区域来对信道分类的图。
具体实施方式
现在将详细说明本发明的优选实施方式，附图中示出了这些优选实施方式的示例。以下实施方式是应用于宽带无线接入系统的示例，关于宽带无线接入系统中的随机接入，参照“3GPPTS36.211v.8.1.0‘EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccess(E-UTRA)；Physicalchannelsandmodulation’，2007-12-20”。
在宽带无线接入系统中，“信道”是指分配给发射机和接收机的通路，并指示逻辑信号通路而不是物理传输路径。因此，在一个传输路径中可以存在多个信道。
在异步宽带码分多址(WCDMA)中，根据多个层而定义了三种信道。第一种的信道是无线链路控制(RLC)层与介质访问控制(MAC)层之间的逻辑信道，并且是根据所包含的信息类别(即，“信息类别”)而进行分类。第二种的传输信道是MAC层与物理层之间的信道，根据“传送信息的特性”而进行分类，并且大致分为专用传输信道和公共传输信道。第三种的物理信道是经由实际天线所发送的信道，并且是根据无线资源(更具体地说，根据码和RF输出的效率)而进行分类(见图15和16)。在用于提供传输可靠性的RLC层中，按照逻辑信道为单位来执行重传。也就是说，当在接收机端出现错误时，是按照信息单元(传输时间间隔(TTI))来执行逻辑信道重传，而不是按照在物理层中设置的帧单元来执行逻辑信道重传。
传输信道是位于物理层与上层之间的传送信道，并且是根据传输数据和发送方法的特性来定义。传输信道发送从逻辑信道接收到的数据，但是逻辑信道与传输信道并非彼此一一对应。可以利用一个传输信道来发送多个逻辑信道。因此，位于逻辑信道与传输信道之间的MAC层在逻辑信道与传输信道之间执行映射。
与逻辑信道类似，传输信道被视为数据流而不是物理信道。具体而言，由于全部协议位于用户设备中的同一位置，所以在MAC层与物理层之间内部定义了用户设备的传输信道。由于物理层在通用移动通信系统(UMTS)地面无线接入网(UTRAN)中位于节点B处，所以应当定义合适的接口，以与位于无线网络控制器(RNC)处的MAC层交换数据。
根据传送信息的特性，将传输信道分为专用传输信道和公共传输信道。专用信道(DCH)属于专用传输信道，并且，广播信道(BCH)、前向接入信道(FACH)、寻呼信道(PCH)、随机接入信道(RACH)、下行共享信道(DSCH)、公共分组信道(CPCH)以及高速下行共享信道(HS-DSCH)属于公共传输信道。
RACH在上行链路中发送诸如短分组数据(诸如短消息业务(SMS)和呼叫建立)的控制信息，并且，基于时隙ALOHA(slottedALOHA)随机接入方案按照类似于同步随机接入信道的过程来工作。因此，可能出现与其它用户设备的信号发生冲突的危险，并且，使用开环功控。虽然在同步CDMA系统中定义了9.6kbps的传输速率，但是在异步系统中定义了最高120kbps的传输速率。然而，传输速率实际上被限制为约15kbps。
经由实际天线来发送物理信道，并且，经由一个物理信道或者多个物理信道来发送各种类型的信息。由于一些开销物理信道用于辅助物理信道的发送和接收而与上层无关，所以这些系统开销物理信道由基站生成，而无需与传输信道的直接映射关系。在这些传输信道中，RACH被映射到物理信道的物理随机接入信道(PRACH)。
在上行随机接入中，没有接入基站的用户设备使用时隙ALOHA随机接入方案，以接入该基站，并且，当探测(检查并寻找特定对象的动作)发送失败时，逐渐增大并重复地发送探测输出，直到接入成功为止。在WCDMA系统中，采用捕获指示感测多址(AiSMA：AcquisitionIndicationsensemultipleaccess)方案，在该AiSMA方案中，在每次探测中仅发送前导码部分，经由捕获指示信道(AICH)从基站接收表示了执行接入前导码的同步捕获的信息，并发送消息部分。因此，由于在WCDMA系统中随机接入探测的传输时间比在同步系统中的随机接入探测的传输时间短得多，所以能够显著地改善由于在接入基站过程中失败的探测所导致的基站接收噪声现象。根据经由来自作为上层的无线资源管理层的系统信息块(SIB)5消息的接入业务等级(rating)，来指定与针对随机接入前导码部分可用的子群和码有关的信息，并且从MAC层接收与消息部分的传输格式和系统帧编号有关的信息。随机接入信道用于执行与建立到基站的呼叫的请求相关的操作，并且用于在上行链路中发送一个或两个帧的较短的单向分组数据。
在接收到针对前导码信号的ACK信号之后所发送的消息部分的长度为10毫秒或20毫秒，并且，将实质的数据部分和控制部分复用到I/Q信道，经过BPSK调制并且同时进行发送。
为了使得多个用户设备的RACH信号彼此冲突的可能性最小化，在为这些用户设备所指定的各自接入时隙中开始发送RACH信号。接入时隙号是在高层中唯一地指定的。经由BCH的SIB5来向全部等待接收(reception-standby)的用户设备广播与RACH相关的参数。
图2A是示出了宽带无线接入系统中使用的帧结构的示例的图。
在“3GPPTS36.211v.8.1.0‘EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccess(E-UTRA)；Physicalchannelsandmodulation’，2007-12-20”中，描述了用于演进的UTRA的物理信道。可以使用两种帧结构。第一种帧结构(见图2A)适用于全双工频分双工(FDD)和半双工FDD。每个无线帧的长度为10毫秒，并且由长度分别为0.5毫秒的20个时隙进行设置。时隙的编号为0至19。由两个连续的时隙来设置一个子帧。在FDD中，在10毫秒期间10个子帧用于上行传输和下行传输。
图2B是示出了随机接入前导码格式的示例的图。
如图2B所示，物理层随机接入前导码包括长度为TCP的循环前缀(CP)和长度为TSEQ的序列部分。在表1中示出了参数，并且由帧结构和随机接入配置来确定这些参数。由高层来控制前导码格式。
[表1]
关于前导码格式0至3，每子帧最多存在一个随机接入资源。表2示出在该给定配置中使得能够传送随机接入前导码的子帧。如果假设定时提前为零，则随机接入前导码的开始点与对应于用户设备(终端)的上行子帧的开始点平行对准。在表2中，随机接入信道的周期为1毫秒至20毫秒。
[表2]
PRACH配置 系统帧编号 子帧号
0 偶数 1
1 偶数 4
2 偶数 7
3 任意 1
4 任意 4
5 任意 7
6 任意 1，6
7 任意 2，7
8 任意 3，8
9 任意 1，4，7
10 任意 2，5，8
11 任意 3，6，9
12 任意 0，2，4，6，8
13 任意 1，3，5，7，9
14 任意 0，1，2，3，4，5，6，7，8，9
15 偶数 9
在以下说明中，将描述周期为1毫秒的RACH配置。然而，本发明不限于这样的RACH周期。此外，由于当该周期较短时本发明的效果能够进一步提高，所以本发明可以仅用于周期较短的特定RACH配置中。此外，尽管为便于说明而使用了3GPPLTE系统，但是本发明并不限于3GPPLTE系统。例如，本发明适用于IEEE802.16(此后，称为802.16)的测距信道。换言之，本发明所述的LTE的RACH响应可以作为802.16的测距响应进行分析。
图3A和图3B是示出了根据本发明一个实施方式的、包含时间信息的随机接入响应的图。
在图3A所述的本发明的该实施方式中，由于使用了发送包含时间信息的随机接入响应的方法，因此可以防止该随机接入响应被错误地接收。在这种情况下，由于还发送附加信息，所以可能出现少量信令开销。例如，如图3A所示，当基站发送随机接入响应时，可以在用户设备发送随机接入请求(随机接入前导码)的时间点发送上行子帧号(此后，用“0”表示上行子帧0的上行子帧号)。与图3A所述的实施方式类似，假设各个子帧在时域的长度为1毫秒。此外，假设用于发送随机接入前导码的RACH时隙的周期为1毫秒。用户设备1可以在上行子帧0中发送随机选择的序列号为1的随机接入前导码(S310)。用户设备2可以在上行子帧1中发送序列号为1(其中，该序列号1是随机选出的，但是等于由用户设备1发送的序列的编号)的随机接入前导码(S320)。基站可以在下行子帧3中接收由用户设备1发送的随机接入序列，然后发送对该随机接入序列的随机接入响应(S330)。该随机接入响应可以包括关于序列号1和上行子帧0的信息。其后，基站在下行子帧4中接收由用户设备2发送的随机接入序列，然后发送对该随机接入序列的随机接入响应(S340)。该随机接入响应可以包括关于序列号1和上行子帧1的信息。用户设备1和用户设备2可以在上行子帧7中接收对由用户设备1发送的随机接入前导码的随机接入响应。其后，用户设备1和用户设备2对所接收的随机接入响应中包含的上行子帧号是否等于由用户设备和用户设备2发送的多个随机接入前导码的上行子帧号中的任何一个上行子帧号进行检查。如果用户设备1接收到的随机接入响应中包含的上行子帧号等于用户设备1发送的随机接入前导码的上行子帧号，则可以确定用户设备1接收到的随机接入响应是对用户设备1发送的随机接入的响应。然而，如果用户设备1接收到的随机接入响应中包含的上行子帧号不等于用户设备1发送的随机接入前导码的上行子帧号，则可以确定用户设备1接收到的随机接入响应不是对用户设备1发送的随机接入的响应。类似地，如果用户设备2接收到的随机接入响应中包含的上行子帧号等于用户设备2发送的随机接入前导码的上行子帧号，则可以确定用户设备2接收到的随机接入响应是对用户设备2发送的随机接入的响应。然而，如果用户设备2接收到的随机接入响应中包含的上行子帧号不等于用户设备2发送的随机接入前导码的上行子帧号，则可以确定用户设备2接收到的随机接入响应不是对用户设备2发送的随机接入的响应。
在图3A和关于图3A的说明中，为了帮助理解与本发明相关的技术的各个问题，并未考虑小区半径。然而，如果该小区半径实际上约为50千米并且考虑到电磁波的传播速度，则由用户设备1在上行子帧0中发送的随机接入前导码会在下行子帧0或下行子帧1中抵达基站，而由用户设备2在上行子帧1中发送的随机接入前导码会在下行子帧1或下行子帧2中抵达基站。类似地，由基站在下行子帧1中发送的随机接入响应会在上行子帧1或上行子帧2中抵达用户设备1和/或用户设备2，而由基站在下行子帧2中发送的随机接入响应会在上行子帧2或上行子帧3中抵达用户设备1和/或用户设备2(见图3B)。
图4是示出了根据本发明另一实施方式的、在用户设备1、用户设备2和基站之间发送并接收随机接入的方法的流程图。
用户设备1和用户设备2分别在步骤S410和S410’中选择随机接入信道参数(诸如PRACH配置和前导码格式)。可以选择表1和表2所示的多种配置中的一种，作为PRACH配置和前导码格式。用户设备1和用户设备2可以分别确定要发送的随机接入前导码的序列号，并将该序列号应用于该前导码。用户设备1和用户设备2发送的随机接入前导码序列号可以相同也可以不同。在本实施方式中，假设用户设备1和用户设备2发送的序列号都等于“1”。用户设备1和用户设备2分别在步骤S420和S420’中提取发送随机接入前导码的时间点的上行子帧号并进行存储。用户设备1发送随机接入前导码的时间点可能不同于用户设备2发送随机接入前导码的时间点。此后，用sf_F_N表示用户设备1和用户设备2存储的各自上行子帧号。在本实施方式中，分别在对应于上行子帧号sf_F_N＝1和sf_F_N＝2的时间点上发送由用户设备1和用户设备2发送的随机接入前导码RAP1和RAP2。用户设备1和用户设备2分别在步骤S430和S430’中发送随机接入前导码。
如果基站3接收到随机接入前导码(例如，RAP1和RAP2)，则基站3提取所接收的随机接入前导码的序列号，并在考虑到小区半径(小区大小)的情况下来估计可由所接收的随机接入前导码发送的上行子帧号sf_F_N＝j。基站3将估计的信息包括到对所接收的随机接入前导码的随机接入响应中(S440)。其后，基站3发送该随机接入响应(S450)。所发送的随机接入响应可抵达用户设备1和用户设备2。在本实施方式中，基站3在发送对用户设备2所发送的随机接入前导码的随机接入响应之前，发送对用户设备1所发送的随机接入前导码的随机接入响应。用户设备1和用户设备2接收在步骤S450中发送的各自的随机接入响应。用户设备1和用户设备2在步骤S460和S460’中提取所接收的随机接入响应中包含的上行子帧号，并将所提取的子帧号与在步骤S420(步骤S420’)中存储的上行子帧号进行比较。在用户设备1中，由于所接收的随机接入响应中包含的上行子帧号sf_R_N＝1等于已存储的用户设备1发送的随机接入前导码的上行子帧号sf_F_N＝1，所以可以确定所接收的随机接入响应是对用户设备1发送的随机接入前导码的响应。在用户设备2中，由于所接收的随机接入响应中包含的上行子帧号sf_R_N＝1不同于已存储的用户设备2发送的随机接入前导码的上行子帧号sf_F_N＝2，所以可以确定所接收的随机接入响应不是对用户设备2发送的随机接入前导码的响应。各个用户设备还可以使用所接收的随机接入响应中包含的序列信息以及所接收的随机接入响应中包含的上行子帧号，以对各个用户设备接收到的随机接入响应是否是对该用户设备发送的随机接入前导码的响应进行检查。如果任一用户设备接收到的随机接入响应中包含的序列信息和上行子帧号都分别等于由该用户设备发送的随机接入前导码中包含的序列信息以及在该用户设备发送该随机接入前导码的时间点处的上行子帧号，则可以确定所接收的随机接入响应是对该用户设备发送的随机接入前导码的响应。
图5A示出各个子帧在时域的长度为1毫秒以及用于发送随机接入前导码的RACH时隙的周期为2毫秒的情况。
用户设备1在上行子帧0中发送随机选择的序列号为1的随机接入前导码(S510)。用户设备2在上行子帧2中发送序列号为1(其中，该序列号1是随机选出的，但是等于由用户设备1发送的序列的编号)的随机接入前导码(S520)。基站在下行子帧3中接收由用户设备1发送的随机接入序列，然后发送对该随机接入序列的随机接入响应(S530)。该随机接入响应(S530)包括序列号1和上行子帧号sf_F_N＝0(这包含在下行子帧3中接收到的随机接入前导码中)，由基站在考虑到小区半径(小区大小)的情况下来对该随机接入前导码进行估计。其后，基站在下行子帧5中接收由用户设备2发送的随机接入序列，然后，发送对该随机接入序列的随机接入响应(S540)。该随机接入响应(S540)包括序列号1和上行子帧号sf_F_N＝2(这包含在下行子帧5中接收到的随机接入前导码中)，由基站在考虑到小区半径(小区大小)的情况下来对该随机接入前导码进行估计。
图5A的实施方式与图3A的实施方式的不同之处在于，仅在编号为偶数的上行子帧中发送随机接入序列。也就是说，仅在图5A中以阴影线示出的上行子帧0、2、4、6和8中发送随机接入序列。因此，为了使得基站能够估计出这些上行子帧号、以用二进制数来表示该序列号，需要四位信令比特。如果将初始的上行子帧号Original＝{0，2，4，6，8}重新编号为Renumbered＝{0，1，2，3，4}，则可以仅使用三位信令比特来表示这些编号。因此，可以减少信令比特的数量。该概念可以适用于图4的实施方式。
尽管在本发明中每子帧包含一个RACH信道，但是，这只是为便于说明的示例，本发明还适用于每子帧包含多个RACH信道的情况。例如，可以在子帧内在频率上通过信号来通知该RACH信道号和子帧号。另选的是，可以按照两维方式来分配这些编号，并在频域和时域通过信号进行通知。在一个子帧内在频率上对RACH信道进行编号，然后，将下一个子帧的RACH信道编号为下一个编号。相反，可以首先在一个子帧上对RACH信道进行编号，然后在另一个频域上将RACH信道编号为下一个编号。
在本发明中，可以按照帧或超帧为单位来定义RACH子帧号。
在图5A和关于图5A的说明中，为了帮助理解与本发明相关的技术的各个问题，并未考虑小区半径。然而，如果该小区半径实际上约为50千米并且考虑到电磁波的传播速度，则由用户设备1在上行子帧0中发送的随机接入前导码会在下行子帧0或下行子帧1中抵达基站，而由用户设备2在上行子帧2中发送的随机接入前导码会在下行子帧2或下行子帧3中抵达基站。类似地，由基站在下行子帧1中发送的随机接入响应会在上行子帧1或上行子帧2中抵达用户设备1和/或用户设备2，而由基站在下行子帧3中发送的随机接入响应会在上行子帧3或上行子帧4中抵达用户设备1和/或用户设备2(见图5B)。
图6A是示出图5A中的实施方式中的、如果RACH时隙周期为2毫秒的延迟的随机接入响应的图。
也就是说，对上行子帧0的随机接入响应进行延迟。当基站在下行子帧3中接收到随机接入前导码时(S610)，基站可能不具有可在下行链路中发送的资源。这可能在各种情况中出现。例如，如果资源用于专用多播广播单频网络(MBSFN)，则不能分配单播下行资源。相反，尽管资源并不用于特殊目的，但是全部资源在特定时刻可以用于其它控制信号和数据信号。在此情况下，随机接入响应的传输可能会被延迟。此外，可以由一个资源来同时发送多个随机接入响应。因此优选的是，将与所述延迟时间相关的时间信息(即，延迟偏移信息)包含在随机接入响应中。也可以使用与时间和/或子帧号相关的其它信息，作为时间信息(或者时间相关信息)。
在图6A和关于图6A的说明中，为了帮助理解与本发明相关的技术的各个问题，并未考虑小区半径。然而，如果该小区半径实际上约为50千米并且考虑到电磁波的传播速度，则由用户设备1在上行子帧0中发送的随机接入前导码会在下行子帧0或下行子帧1中抵达基站，而由用户设备2在上行子帧2中发送的随机接入前导码会在下行子帧2或下行子帧3中抵达基站。类似地，由基站在下行子帧3中发送的随机接入响应会在上行子帧3或上行子帧4中抵达用户设备1和/或用户设备2(见图6B)。
图7A和7B是解释了根据本发明另一实施方式的、重新编号和进行分组的图。
迄今为止，将上行子帧号或重新编号的上行子帧号用作随机接入响应中所包含的时间信息。然而，当对上行子帧号重新编号时，可以使用进行分组的方法。可以使用求余运算(求余运算是指得到一个数字除以其它数字时的余数的运算)和/或各种已知的方法，作为进行分组的方法。例如，modulo-4运算是指得到任意数字除以4的余数、作为结果值的运算。例如，可以对子帧号重新编号，以便按照10毫秒或更短的周期进行重复。例如，如果使用表2的第十五项PRACH配置则需要4比特信令，而如果对上行子帧号进行modulo-4运算则需要2比特信令。利用表2的各种PRACH配置可以得到应用示例。图7A和图7B示出了这些示例中的一种。在图7A和图7B中，在上行子帧的长度为1毫秒并且按照2毫秒的周期来重复RACH时隙的配置中，对包含有RACH时隙的上行子帧号重新编号。通过modulo-4运算对上行子帧号进行分组并重复。
图8是详细示出了图4的步骤S420的内部过程，其中，图7的实施方式被应用于图4的实施方式。
在步骤S810中，检测到包含有RACH时隙的子帧。在步骤S820中，仅将编号分配给包含有RACH时隙的上行子帧。在步骤S830中，确定处于将要发送随机接入的时间点的上行子帧的重新分配的编号。在步骤S840中，存储所确定的重新分配的编号。尽管在本实施方式中仅在偶数号帧中包含有RACH时隙，但是，可以在任意编号的帧中包含有RACH时隙。也就是说，步骤S830中的对编号的重新分配可以使用该进行分组的方法。更详细地说，可以使用求余运算。
图9是示出了根据本发明另一实施方式的、发送并接收随机接入请求及随机接入响应的方法(即，在用户设备1、用户设备2和基站之间发送并接收随机接入的方法)的流程图。
用户设备1和用户设备2分别在步骤S910和S910’中选择随机接入信道参数(诸如PRACH配置和前导码格式)。可以选择表1和表2所示的多种配置中的一种，作为PRACH配置和前导码格式。用户设备1和用户设备2可以分别确定要发送的随机接入前导码的序列号，并将该序列号应用于该随机接入前导码。在本实施方式中，用户设备1和用户设备2发送的随机接入前导码序列号可以相同也可以不同。用户设备1和用户设备2分别在步骤S920和S920’中提取发送随机接入前导码的时间点的上行子帧号，并且将所提取的上行子帧号包含在要发送的随机接入前导码中。用户设备1发送随机接入前导码的时间点可能不同于用户设备2发送随机接入前导码的时间点。此后，用sf_F_N表示用户设备1和用户设备2发送的随机接入前导码中包含的各自上行子帧号。在本实施方式中，分别在对应于上行子帧号sf_F_N＝1和sf_F_N＝2的时间点上发送由用户设备1和用户设备2发送的随机接入前导码RAP1和RAP2。用户设备1和用户设备2分别在步骤S930和S930’中发送随机接入前导码。在本实施方式中，假设用户设备1和用户设备2发送的随机接入前导码的序列号都为1。
如果基站3接收到随机接入前导码(例如，RAP1和RAP2)，则基站3提取所接收的随机接入前导码中包含的序列号和上行子帧号sf_F_N＝j，并将所提取的信息包括在对所接收的随机接入前导码的随机接入响应中(S940)。此后，用sf_R_N表示随机接入响应中包含的上行子帧号。其后，基站3发送随机接入响应RAR1(S950)。所发送的随机接入响应RAR1可抵达用户设备1和用户设备2。在本实施方式中，基站3在发送对用户设备2所发送的随机接入前导码的随机接入响应RAR2之前，发送对用户设备1所发送的随机接入前导码的随机接入响应RAR1。用户设备1和用户设备2接收在步骤S950中发送的相应的随机接入响应RAR1。用户设备1和用户设备2在步骤S960和S960’中提取所接收的随机接入响应RAR1中包含的上行子帧号，并将所提取的上行子帧号与该用户设备发送的各自的随机接入中包含的上行子帧号进行比较。在用户设备1中，由于所接收的随机接入响应RAR1中包含的上行子帧号sf_R_N＝1等于用户设备1发送的随机接入前导码RAP1的上行子帧号sf_F_N＝1，所以可以确定所接收的随机接入响应RAR1是对用户设备1发送的随机接入前导码RAP1的响应。在用户设备2中，由于所接收的随机接入响应RAR1中包含的上行子帧号sf_R_N＝1不同于用户设备2发送的随机接入前导码RAP2的上行子帧号sf_F_N＝2，所以可以确定所接收的随机接入响应RAR1不是对用户设备2发送的随机接入前导码RAP2的响应。各个用户设备还可以使用所接收的随机接入响应中包含的序列信息以及所接收的随机接入响应中包含的上行子帧号，以对各个用户设备接收到的随机接入响应是否是对该用户设备发送的随机接入前导码的响应进行检查。如果任一用户设备接收到的随机接入响应中包含的序列信息和上行子帧号都分别等于由该用户设备发送的随机接入前导码中包含的序列信息和上行子帧号，则可以确定所接收的随机接入响应是对该用户设备发送的随机接入前导码的响应。
图10是详细示出了图9的步骤S920(S920’)的内部过程的图。
用户设备1和用户设备2确定在发送随机接入前导码时的上行子帧号。其后，在步骤S1020中，用户设备1和用户设备2将在步骤S1010中确定的上行子帧号添加到要发送的前导码。图11、图12和图13是用于帮助对本发明的其它实施方式的理解的图，这些图分别示出了ARQ的原理、HARQ的原理以及HARQ过程的详细示例。
在本发明其它实施方式中，用户设备按照预定时间周期来等待响应。基于所述预定时间周期，发送了随机接入前导码的用户设备能够预先知道用于发送对由该用户设备发送的随机接入前导码的响应的时间点。
例如，可以按照与HARQ定时相关联的方式来确定所述预定时间周期。HARQ是MAC层的ARQ技术与物理层的信道编码技术的混合技术。ARQ是基于反馈的闭环纠错方法。如果虽然通过前向纠错(FEC)而在传输中努力抑制错误的出现但是在物理层中仍然出现错误，则由在RLC层中的ARQ来重传出现错误的分组。结果，当在上行链路中向RLC层发送数据时，仅通过没有错误的分组来恢复信息。
图11是解释了自动重传请求(ARQ)的原理的图。如果当接收机Rx接收由发射机Tx发送的分组P1时出现错误(S1110)，则接收机Rx发送否定确认(NAK)信号(S1120)。接收到该NAK信号的发射机Tx重传相同的分组P1，作为在传输时出现错误的分组P1(S1130)。如果接收机Rx确认了在重传的分组中没有出现错误这一情况，则接收机Rx向发射机Tx发送ACK信号(S1140)。接收到该ACK信号的发射机Tx发送新的分组P2(S1150)。
图12是解释了HARQ的原理的图。HARQ与ARQ的不同之处在于，将物理层的信道编码与ARQ相结合。如果当接收机Tx接收发射机Tx发送的分组P1A时出现了错误(S1210)，则接收机Rx发送NAK信号(S1220)。接收到该NAK信号的发射机Tx发送分组P1B(S1230)。在图12中，分组P1A和分组P1B由相同的信息比特组成(即，同一信道编码器输入分组P1A)，它们相同或者略有差异。在HARQ中，尽管在首先发送的分组P1A中出现了错误，但是由于分组P1A具有任意的信息量，所以并不丢弃分组P1A，而是存储该分组P1A，直到接收到重传的信号为止，并且，将分组P1A与所重传的信号P1B软组合(soft-combined)，或者利用其它方法进行解调制。使用出现错误的分组以及新的重传分组的方法包括chase合并(CC)方法和增量冗余(IR)方法。
各个用户设备能够基于由该用户设备发送RACH时隙的时间点的HARQ定时来估计随机接入响应位置，并仅在特定时间点部分中接收下行信号。例如，类似示出HARQ过程的示例的图13，如果假设执行HARQ过程所耗费的时间是1毫秒、并且HARQ过程的次数是8，则在用户设备处对由基站在下行链路中发送的信号进行处理并且在基站处对由用户设备在上行链路中发送的信号进行处理所耗费的时间是8毫秒。在图13中，Tprop表示传播延迟时间。排除了对所接收信号的处理时间之外，接收对已发送信号的响应这一处理消耗了HARQ往返时间的一半或HARQ过程的总次数的一半。
尝试随机接入的用户设备可以从发送了随机接入前导码开始等待HARQ往返时间的一半或HARQ过程的总次数的一半，并且从经过了HARQ往返时间的一半或HARQ过程的总次数的一半的时间点开始、在预定时间周期内等待响应。另选的是，可以使用在考虑对了数据处理时间与随机接入处理时间之间的差值的情况下应用偏移(延迟偏移)的方法。例如，由用户设备在与根据HARQ往返时间或者HARQ过程的总次数而确定的时间相隔一个子帧的位置处接收下行信号的方法。可以通过添加或者删减预定数量来表示该偏移，或者通过HARQ过程的次数的倍数来表示该偏移。
如果在上述方法中发送长度为2毫秒或3毫秒的RACH，则可以采用对从RACH时隙的开始时间点开始等待响应所需要的时间进行估计的方法。另选的是，可以采用对从RACH时隙的结束时间点开始等待响应的所需要的时间进行估计的方法。
通过利用预定的响应接收时间点，可以防止各个用户设备错误地接收到针对其它用户设备的响应而作为对该用户设备的响应。如果使用该方法，则信令开销不再包含在发送并接收系统开销的随机数据中。
图14是示出了根据本发明一个实施方式的、在用户设备1、用户设备2和基站之间发送并接收随机接入的方法的流程图。
用户设备1和用户设备2分别在步骤S1410和S1410’中选择随机接入信道参数(诸如PRACH配置和前导码格式)。可以选择表1和表2所示的多种配置中的一种，作为PRACH配置和前导码格式。用户设备1和用户设备2可以分别确定要发送的随机接入前导码的序列号，并将该序列号应用于随机接入前导码。在本实施方式中，用户设备1和用户设备2发送的随机接入前导码序列号可以相同也可以不同。用户设备1和用户设备2预先确定缺省上行子帧部分以及用于接收对要发送的随机接入前导码的随机接入响应的缺省时间。当基站中出现处理延迟时，可以改变该缺省时间或缺省上行子帧部分。当基站中出现处理延迟时，可以通过包含与处理延迟时间有关的信息的状态而在基站处发送随机接入响应，来进行这种改变(尽管在以下描述中是如此)。用户设备1发送随机接入前导码的时间点可能不同于用户设备2发送随机接入前导码的时间点。在本实施方式中，分别在对应于上行子帧号sf_F_N＝1和sf_F_N＝2的时间点上发送由用户设备1和用户设备2发送的随机接入前导码RAP1和RAP2。用户设备1和用户设备2分别在步骤S1430和S1430’中发送随机接入前导码。
如果基站3接收到随机接入前导码(例如，RAP1和RAP2)，则基站3发送对所接收的随机接入前导码的随机接入响应RAR1。此时，如上参照图7所述，如果基站将全部资源用于其它处理并因此不能针对所述随机接入请求而分配资源，则当发送随机接入响应时可能出现处理延迟。如果出现这样的处理延迟，则基站3可以在随机接入响应中包含有关处理延迟时间(定时偏移)的信息(S1440)。其后，基站发送随机接入响应RAR1(S1450)。所发送的随机接入响应可以抵达用户设备1和用户设备2。在本实施方式中，基站3在发送对用户设备2所发送的随机接入前导码的随机接入响应RAR2之前，发送对用户设备1所发送的随机接入前导码的随机接入响应RAR1。用户设备1和用户设备2在步骤S1460和S1460’中接收到所发送的相应随机接入响应。用户设备1和用户设备2分别在步骤S1460和S1460’中对所接收的随机接入响应是否是在所设置的缺省时间处接收到的进行检查。此后，将描述用户设备1的步骤S1460。
假设所接收的随机接入响应是在用户设备1所设置的缺省时间处接收到的。此时，所接收的随机接入响应可能是对用户设备1发送的随机接入前导码的响应，也可能不是对用户设备1发送的随机接入前导码的响应。如果所接收的随机接入响应中包含的偏移是0(零)，则这指示在基站3中没有出现处理延迟。因此，可以确定在用户设备1设置的缺省时间处接收到的随机接入响应是对由用户设备1发送的随机接入前导码的响应。相反，如果所接收的随机接入响应中包含的偏移不是0(零)，则这指示在基站3中出现了处理延迟。因此，可以确定在用户设备1设置的缺省时间处接收到的随机接入响应不是对由用户设备1发送的随机接入前导码的响应。
接着，将描述用户设备1的步骤S1460。假设所接收的随机接入响应不是在用户设备1设置的缺省时间处接收到。此时，所接收的随机接入响应可能是对用户设备1发送的随机接入前导码的响应，也可能不是对用户设备1发送的随机接入前导码的响应。如果所接收的随机接入响应中包含的偏移是0(零)，则这指示在基站3中没有出现处理延迟。因此，用户设备1应当在由用户设备1设置的缺省时间处接收随机接入响应。因而，可以确定所接收的随机接入响应不是对由用户设备1发送的随机接入前导码的响应。相反，如果所接收的随机接入响应中包含的偏移不是0(零)，则这指示在基站中出现处理延迟。因此，可以确定在由用户设备1设置的缺省时间处接收到的随机接入响应是对由用户设备1发送的随机接入前导码的响应。假设用户设备1是在从步骤S1420中确定的时间开始的j个部分(或者子帧的数量或者时间)之后接收到随机接入响应。此时，所接收的随机接入响应中包含的偏移对应于j个部分，可以确定所接收的随机接入响应是对用户设备1发送的随机接入前导码的响应。相反，如果所接收的随机接入响应中包含的偏移并不对应于j个部分，则可以确定所接收的随机接入响应不是对用户设备1发送的随机接入前导码的响应。
通过根据预定的形式将本发明的构成元素和特征进行组合来实现上述实施方式。除非另有说明，否则各个构成元素或特征应当视为是可选的。如果需要，可以执行各个构成元素或特征而无需与其它构成元素或特征进行组合。此外，可以将一些构成元素和/或特征彼此进行组合，以构成本发明的实施方式。可以改变本发明的实施方式中所述操作的次序。一个实施方式中的一些构成元素或特征可以包括在另一实施方式中，或者由另一实施方式的相应构成元素或特征来代替。很明显的是，可以将引用特定权利要求的一些权利要求与引用除了该特定权利要求以外的其它权利要求的另一些权利要求进行组合，以构成实施方式或者在提交本申请之后通过修改的方式来增加新的权利要求。
基于基站与移动台之间的数据通信关系公开了本发明的上述实施方式。在这种情况下，基站用作网络的终端节点，基站可以经由该网络与移动台直接通信。根据需要，还可以由基站的上级节点来执行在本发明中由基站执行的特定操作。换言之，对于本领域技术人员而言很明显，可以由基站或者除了所述基站之外的其它网络节点来执行用于在由包含基站在内的多个网络节点构成的网络中使得基站与移动台进行通信的各种操作。根据需要，可以用固定站、节点B、eNode-B(eNB)或者接入点来替代“基站”。还可以用用户设备(UE)、移动台(MS)或者移动用户台(MSS)来替代“移动站”。
可以利用各种装置(例如，硬件、固件、软件或它们的组合)来实现本发明。在利用硬件实现本发明的情况下，本发明可以利用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器等来实现。
如果利用固件或软件来实现本发明的操作或功能，本发明可以按照各种格式的形式来实现，例如，模块、过程、函数等。软件代码可以存储在存储器单元中以由处理器驱动。存储器单元位于处理器内部或外部，从而可以经由各种公知方式来与处理器通信。
对于本领域的技术人员来说明显的是，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，作出各种修改和变型。因此，本发明旨在涵盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的本发明的修改和变型。
工业应用性
本发明适用于无线移动通信设备。

Claims (7)

1.一种接收随机接入响应的方法，该方法包括以下步骤：
提取并且存储用于发送随机接入前导码的子帧号；
发送所述随机接入前导码；
接收与所述随机接入前导码相对应的随机接入响应；以及
提取所接收的随机接入响应中包含的子帧号，并将其与用户设备本身存储的子帧号相比较，
其中，所接收的随机接入响应包括关于发送所述随机接入前导码的发送时刻的信息，所述信息包括指示了所述随机接入前导码的发送时刻的所述子帧号，所述子帧号是被分配给存在有随机接入信道RACH时隙的子帧的编号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述编号是通过对所述子帧的存在有所述RACH时隙的子帧号进行求余运算而得到的。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述求余运算是modulo-4运算。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发送时刻是基于小区大小而估计的。
5.一种发送随机接入响应的方法，该方法包括以下步骤：
接收随机接入前导码；
估计当发送所接收的随机接入前导码时的子帧号，并且将该子帧号加入随机接入响应；以及
发送对所接收的随机接入前导码的随机接入响应，
其中，所发送的随机接入响应包括关于发送所接收的随机接入前导码的发送时刻的信息，所述信息包括指示了所述随机接入前导码的发送时刻的所述子帧号，所述子帧号是被分配给存在有随机接入信道RACH时隙的子帧的编号。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述发送时刻是由基站基于小区大小而估计的。
7.根据权利要求6所述的方法，其中：
所接收的随机接入前导码包括关于发送所述随机接入前导码的所述发送时刻的信息。
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