CN102056322A

CN102056322A - 接入处理方法及用户设备

Info

Publication number: CN102056322A
Application number: CN2009102096239A
Authority: CN
Inventors: 王琳; 刘钰; 张鹏; 刘利平
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2029-10-30
Also published as: CN102056322B; EP2496037B1; JP2013509750A; EP2496037A4; WO2010145232A1; EP2496037A1

Abstract

本发明公开了一种接入处理方法及用户设备，该方法包括：用户设备根据回退次数设置回退值的取值范围；用户设备使用取值范围内的回退值向基站发送导频。通过本发明，解决了相关技术中用户设备接入网络存在接入时延长和缺乏公平性的问题，达到了改善接入时延、提高系统性能的效果。

Description

接入处理方法及用户设备

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种接入处理方法及用户设备。

背景技术

在无线通信系统中，接入平均时延是衡量系统性能的一个重要指标。在长期演进(Long-Term Evolution，简称为LTE)系统中，用户终端在开机或执行非接入层(Non Access Stratum，简称为NAS)过程时，会触发随机接入流程，图1是根据相关技术的随机接入的信令交互的示意图。终端在导频(消息1(MSG1)也称为preamble)中携带有一个随机选取的导频标识(Identifier，简称为ID)也称为preamble ID发给基站，收到的随机接入响应(Random Access Response，简称为RAR，也称为MSG2)子头中的随机接入导频ID(Random Access Preamble ID，简称为RAPID)如果和发送的一致，则认为preamble过程成功(preamble success)，就可以继续竞争解决的过程，即图1中所示的3、4两步。终端在消息3(MSG3)中发送无线资源控制(Radio Resource Control，简称为RRC)连接建立请求给基站，如果在消息4(MSG4)中解出的竞争解决ID(Contention Resolution ID，简称为CRID)和MSG3中的一致，则认为竞争解决成功，终端成功的接入网络。否则，终端会重发MSG1尝试重新接入网络。

如果在某个时刻同时有多个终端接入网络，基站会根据当前处理能力(选择性的)，通过在MSG2中携带回退指示(backoff indication，简称为BI)子头来告知本次没有成功接入的终端回退。用户终端在下一次尝试接入时，会根据回退序号选择回退值(例如，表1是根据相关技术的回退值序号和相应的回退门限值的对应关系，根据表1对应，以ms为单位)，退避一段时间再发MSG1。这样可以降低再次碰撞的概率，提高接入成功率。另外，如果终端在MSG2中收到了BI子头，即使preamble success，它仍会保存此值，当竞争解决失败后，重发MSG1的时候，也要用这个BI值进行回退。

表1

序号	回退值(毫秒ms)
		0	0
1	10
		2	20
3	30
		4	40

5	60
		6	80
7	120
		8	160
9	240
		10	320
11	480
		12	960
13	保留
		14	保留
15	保留

虽然在协议里也给出了在重发MSG1时，每重传一次会把终端发送功率增加power Ramping Step(功率调整因子，由系统信息块2(System Information Block2，简称为SIB2)配置)来提高检测成功的概率，但是，不排除如果终端每次收到的MSG2中都含BI子头且没有匹配到相应的preamble ID或者竞争解决失败，某个终端要尝试很多次，持续很长时间才能成功的接入网络，而某些终端可能在第一次尝试时就能接入，不能保证终端接入网络的公平性和缩短接入时延。

针对相关技术中用户设备(User Equipment，简称为UE)接入网络存在接入时延长和缺乏公平性的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中UE接入网络存在接入时延长和缺乏公平性的问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种接入处理方案，以解决上述问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种接入处理方法。

根据本发明的接入处理方法包括：用户设备根据回退次数设置回退值的取值范围；用户设备使用取值范围内的回退值向基站发送导频。

优选地，用户设备根据回退次数设置取值范围包括：回退次数越大，则用户设备设置取值范围的回退值上限越小。

优选地，用户设备根据回退次数设置取值范围包括：用户设备接收来自基站的随机接入响应，其中，随机接入响应中携带有回退指示子头；用户设备根据回退指示子头确定回退最大值；用户设备根据回退次数和回退最大值设置取值范围。

优选地，用户设备根据回退次数和回退最大值设置取值范围包括：用户设备根据回退次数降低回退最大值，并将降低后的回退最大值设置为取值范围的回退值上限。

优选地，用户设备根据回退次数和回退最大值设置取值范围包括：用户设备将0和回退最大值之间的回退值范围进行分组；用户设备将分组与回退次数进行对应。

优选地，用户设备使用取值范围内的回退值向基站发送导频包括：用户设备在取值范围内按照均匀分布选择回退值；用户设备使用回退值向基站发送导频。

为了实现上述目的，根据本发明的又一方面，提供了一种用户设备。

根据本发明的用户设备包括：设置模块，用于根据回退次数设置回退值的取值范围；发送模块，用于使用取值范围内的回退值向基站发送导频。

优选地，设置模块包括：接收子模块，用于接收来自基站的随机接入响应，其中，随机接入响应中携带有回退指示子头；确定子模块，用于根据回退指示子头确定回退最大值；设置子模块，用于根据回退次数和回退最大值设置取值范围。

优选地，设置子模块包括：降低单元，用于根据回退次数降低回退最大值；设置单元，用于将降低后的回退最大值设置为取值范围的回退值上限。

优选地，设置子模块包括：分组单元，用于将0和回退最大值之间的回退值范围进行分组；对应单元，用于将分组与回退次数进行对应。

通过本发明，采用用户根据回退次数设置回退值范围的方式，解决了相关技术中UE接入网络存在接入时延长和缺乏公平性的问题，进而达到了改善接入时延、提高系统性能的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的随机接入的信令交互的示意图；

图2是根据本发明实施例的接入处理方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的实例一的接入处理方法的流程图；

图4是根据本发明实施例的MSG2的MAC PDU结构的示意图；

图5是根据本发明实施例的接入过程的时延的示意图；

图6是根据本发明实施例的用户设备的结构框图；

图7是根据本发明实施例的用户设备的一种具体的结构框图；

图8是根据本发明实施例的用户设备的另一种具体的结构框图。

具体实施方式

功能概述

考虑到相关技术中终端接入网络存在接入时延长和缺乏公平性的问题，本发明提供了一种接入处理方案，该方案的处理原则如下：UE根据回退次数设置回退值的取值范围；UE使用取值范围内的回退值向基站发送导频。本发明将回退值的选择结合UE当前导频的发送次数，对于传输次数较大的UE，使其回退较短的时间就尝试重新接入，对于传输次数较小的UE，可以使其在相对较大的范围内选择回退值。这样，减小了UE接入的平均时延，减少了再次碰撞的概率，提高了系统性能，并且，保证了多个UE接入的公平性，且算法在工程实现中具有运算复杂度低、场景配置灵活等优点。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

在以下实施例中，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

方法实施例

在MSG2中携带有BI指示的情况下，且UE的preamble ID和RAR子头中的RAPID不匹配(即，preamble failure)或竞争解决失败时，UE需要回退重新发送MSG1。

根据本发明的实施例，提供了一种接入处理方法。

图2是根据本发明实施例的接入处理方法的流程图，如图2所示，该方法包括如下的步骤S202至步骤S204：

步骤S202，UE根据回退次数设置回退值的取值范围；

步骤S204，UE使用回退值的取值范围内的回退值向基站发送导频。

在步骤S202中，UE根据回退次数设置回退值的取值范围时，回退次数越大，UE设置回退值的取值范围的回退值上限则越小。

UE根据回退次数设置回退值的取值范围包括：基站向UE发送随机接入响应，其中，该随机接入响应中携带有回退指示子头；在UE接收到的MSG2中有BI指示，且preamble failure或preamble success但竞争解决失败的情况下，在重发MSG1之前，UE根据该回退指示子头查询表1确定回退最大值backoff value；UE根据回退次数和回退最大值设置回退值的取值范围，即，UE结合回退次数重新设置新的回退值上限(也可以同时改变下限)，设置的原则是：回退次数越大的UE的回退上限小于回退次数小的UE。

其中，UE根据回退次数和回退最大值设置取值范围采用以下方式。

方式一，UE根据回退次数降低回退最大值，并将降低后的回退最大值设置为该取值范围的回退值上限。

方式二，UE将0和回退最大值之间的回退值范围进行分组；然后，将分组后的回退值范围与回退次数进行对应。在进行分组的过程中，可以遵循下列原则：回退次数越大，对应的分组的取值范围的回退值上限越小。

在步骤S204中，UE使用取值范围内的回退值向基站发送导频包括：UE根据回退值上限max backoff value(用min backoff value表示新的下限取值，如果没改变下限即为0)，在[min backoff value，max backoff value]间按照均匀分布选择回退值；UE使用回退值向基站发送导频，即，UE按照新设定的回退区间选出的回退值，推迟MSG1的发送。直到UE成功接入，该UE方可删除保存的BI序号及backoff value，整个流程完成。如果接入仍未成功，继续设置回退值范围，直到高层定时器超时。

通过上述方法，UE通过对基站在MSG2中的回退(BI)值进行处理，使得UE在重发MSG1时，在该BI对应的回退值的范围内，重新设定回退值的上下限，使得重发次数多的UE选择的回退值区间小于和它同时回退的其他重发次数少的用户设备。

下面将结合实例对本发明实施例的实现过程进行详细描述。

实例一

图3是根据本发明实施例的实例一的接入处理方法的流程图，如图3所示，该方法包括以下步骤S301至步骤S305：

步骤S301，如果终端遇到preamble failure或竞争解决失败的情况，且高层定时器(例如，T300)还未超时，终端还有重发MSG1的机会，执行步骤S302，如果高层定时器超时则接入失败。

步骤S302，如果在MSG2中携带有BI子头(BI子头用4bit表示，图4是根据本发明实施例的MSG2的MAC PDU结构的示意图)，根据表1确定该BI子头对应的回退值，执行步骤S303，如果MSG2中没有BI子头，则终端根据随机接入配置参数选择最近的一次机会重新发送MSG1。

步骤S303，结合该终端MSG1的发送次数，确定回退值上限max backoff value，及回退值下限min backoff value。

步骤S304，在[min backoff value，max backoff value]的范围内按照均匀分布选择回退值。

步骤S305，根据该回退值发送MSG1，如果preamble failure，重复步骤S301，否则，发送MSG3，如果竞争解决失败也重复步骤S301，如果竞争解决成功即接入成功。

在现有技术中，不考虑终端接入次数，对各个UE的回退值处理方式一致，不能保证尝试次数多的终端的接入时延，事实上，接入过程本身的时延相对这个回退时间来说比较小，对于一个一次尝试就成功接入的终端，接入时延大致为几十ms，一旦尝试失败，一次回退值最大可达几百ms，这将严重影响接入性能。将本发明的方法和功控结合起来可以有效的提高接入成功率及减少接入时延，提高了系统性能。

实例二

图5是根据本发明实施例的接入过程的时延的示意图，对于某个接入了n次才成功接入的终端，假设每次发送MSG1收到的MSG2中都携带BI子头，且假设每次失败都是由于preamble failure(如果是失败原因是竞争解决失败，情况也是类似的)，那么，接入时延由3部分组成：(1)n-1次失败接入时，会等待共n-1个传输时间间隔(Transmission Time Interval，简称为TTI)窗口(TTI Window)；(2)第n-1次失败后到再次发起接入前的等待时间，这个值是根据BI指示中的序号查表得到的最大值backoff value，回退值在[0，backoff value]范围内按均匀分布随机选择回退值；(3)第n次成功接入时，从发送MSG1到收到MSG2的耗时。

其中，TTI Window是发送MSG1后等待MSG2的窗口，该值由高层配置(一般为2ms～10ms)。从发送MSG1到成功收到MSG2的耗时较短，不会超过TTI Window。

因此，为了降低碰撞重点关注在重发MSG1之前的退避时间，而不关心TTI Window及成功接入时的时延(因为这两部分相对前者时延比较小)，即，只关注上述时延的第二部分。

如果按照协议的方式，假设这n-1次失败接入的BI序号(在BI子头中解析出)分别为{BI₁，BI₂，...，BI_n-1}，按照表1对应的回退值分别为{BV₁，BV₂，...，BV_n-1}，那么，这n-1次回退时间的均值为

\frac{1}{2} ({BV}_{1} + {BV}_{2} + . . . + {BV}_{n - 1}) .

下面给出一种结合终端发送次数选择新的回退值的算法：

根据终端的最大发送次数m(从系统信息中获取)将backoff value等分成m份，且只重新设定回退上限，不改变回退值下限。

如果是第1次重发，回退值区间为[0，backoff value]；

如果是第2次重发，回退值的区间要减少一些，区间取值为[0，(1-1/m)backoff value]；

…

如果是第n次重发，回退值的区间取[0，(m-n+1)/m)backoff value]。

按上述算法，假设终端最大发送次数为m，对应第k次的回退值为

这n-1次重发的回退时间均值为

平均回退时间可以减少

当BV_k较大时，平均接入时延可以有效的减小。

实例三

假设两个UE在同一时刻发送MSG1，且这两个UE接收到的基站的MSG2的MAC头中含BI子头，RAR的子头中没有匹配的RAPID(即，preamble failure)。令UE1是第k次发送，UE2是第l次发送(且l＞k)。根据表1，BI子头对应的回退值为BV。

按照上述算法，在重发时，UE1的回退值为

UE2的回退值为

UE1比UE2的回退时间多

按照均匀分布，回退值的均值会减少

在BV较大或l与k差值较大时，UE1和UE2的回退均值相差也越大，显著提高了接入公平性和接入时延。

实例四

根据终端的最大发送次数m(从系统信息中获取)将backoff value等分成m份，将回退区间的上下限都重新设定。

如果是第1次重发，回退值区间为[(m-1)/m*backoff value，backoff value]；

如果是第2次重发，回退值区间为[(m-2)/m*backoff value，(m-1)/m*backoff value]；

…

如果是第n次重发，回退值区间为[(m-n)/m*backoff value，(m-n+1)/m*backoff value]。

按这种算法，回退次数不同的终端的回退值被分到不同的区间，且回退值的区间不重复，保证了重发次数多的终端肯定比重发次数少的终端选择的回退值小，提高了接入的公平性。

装置实施例

根据本发明的实施例，提供了一种用户设备。

图6是根据本发明实施例的用户设备的结构框图，如图6所示，该装置包括：设置模块62、发送模块64，下面对该结构进行详细说明。

设置模块62，用于根据回退次数设置回退值的取值范围；发送模块64连接至设置模块62，用于使用取值范围内的回退值向基站发送导频。

图7是根据本发明实施例的用户设备的一种具体的结构框图，如图7所示，设置模块62包括：接收子模块702、确定子模块704、设置子模块706，下面对该结构进行详细说明。

接收子模块702，用于接收来自基站的随机接入响应，其中，随机接入响应中携带有回退指示子头；确定子模块704连接至接收子模块702，用于根据回退指示子头确定回退最大值；设置子模块706连接至确定子模块704，用于根据回退次数和回退最大值设置取值范围。

设置子模块706包括：降低单元708、设置单元710，下面对该结构进行详细说明。

降低单元708，用于根据回退次数降低回退最大值；设置单元710连接至降低单元708，用于将降低后的回退最大值设置为取值范围的回退值上限。

图8是根据本发明实施例的用户设备的另一种具体的结构框图，如图8所示，设置子模块706包括：分组单元82、对应单元84，下面对该结构进行详细说明。

分组单元82，用于将0和回退最大值之间的回退值范围进行分组；对应单元84连接至分组单元82，用于将分组与回退次数进行对应。

本发明实施例中的模块位于UE的MAC层，用于解析BI子头，对应表1得到backoff value，结合UE已发送MSG1的次数来设置新的回退门限值，按照均匀分布在新的门限范围内选择回退值，在重发MSG1时使用。

需要说明的是，装置实施例中描述的UE对应于上述的方法实施例，其具体的实现方法在方法实施例中已经进行过详细说明，在此不再赘述。

综上所述，采用本发明，提高了接入公平性，改善了接入时延，最终提高了系统性能。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种接入处理方法，其特征在于，包括：

用户设备根据回退次数设置回退值的取值范围；

所述用户设备使用所述取值范围内的回退值向基站发送导频。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户设备根据所述回退次数设置所述取值范围包括：

所述回退次数越大，则所述用户设备设置所述取值范围的回退值上限越小。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户设备根据所述回退次数设置所述取值范围包括：

所述用户设备接收来自所述基站的随机接入响应，其中，所述随机接入响应中携带有回退指示子头；

所述用户设备根据所述回退指示子头确定回退最大值；

所述用户设备根据所述回退次数和所述回退最大值设置所述取值范围。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述用户设备根据所述回退次数和所述回退最大值设置所述取值范围包括：

所述用户设备根据所述回退次数降低所述回退最大值，并将降低后的所述回退最大值设置为所述取值范围的回退值上限。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述用户设备根据所述回退次数和所述回退最大值设置所述取值范围包括：

所述用户设备将0和所述回退最大值之间的回退值范围进行分组；

所述用户设备将所述分组与所述回退次数进行对应。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述用户设备使用所述取值范围内的回退值向所述基站发送所述导频包括：

所述用户设备在所述取值范围内按照均匀分布选择回退值；

所述用户设备使用所述回退值向所述基站发送所述导频。

7.一种用户设备，其特征在于，包括：

设置模块，用于根据回退次数设置回退值的取值范围；

发送模块，用于使用所述取值范围内的回退值向基站发送导频。

8.根据权利要求7所述的用户设备，其特征在于，所述设置模块包括：

接收子模块，用于接收来自所述基站的随机接入响应，其中，所述随机接入响应中携带有回退指示子头；

确定子模块，用于根据所述回退指示子头确定回退最大值；

设置子模块，用于根据所述回退次数和所述回退最大值设置所述取值范围。

9.根据权利要求8所述的用户设备，其特征在于，所述设置子模块包括：

降低单元，用于根据所述回退次数降低所述回退最大值；

设置单元，用于将降低后的所述回退最大值设置为所述取值范围的回退值上限。

10.根据权利要求8所述的用户设备，其特征在于，所述设置子模块包括：

分组单元，用于将0和所述回退最大值之间的回退值范围进行分组；

对应单元，用于将所述分组与所述回退次数进行对应。