CN102067704B - 用于检测随机接入过程失败的方法 - Google Patents

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Abstract

一种在移动终端和网络之间执行随机接入信道RACH过程的方法包括以下步骤：检测在特定时间段内是否从所述网络接收到随机接入响应RAR，所述RAR包括与向所述网络发送的随机接入信道RACH前导码相关的信息；并且如果在所述特定时间段内未接收到所述RAR或者如果在所述RAR中包括的与所发送的RACH前导码相关的信息不与所发送的RACH前导码匹配，则执行第一过程以检测所述RACH过程中的失败；并且如果在所述特定时间段接收到所述RAR并且如果在所述RAR中包括的与所发送的RACH前导码相关的信息与所发送的RACH前导码匹配，则执行第二过程以检测所述RACH过程中的失败。

Description

用于检测随机接入过程失败的方法
技术领域
本发明涉及用于检测随机接入过程失败的设备和方法。
背景技术
在相关技术中，尚未适当地检测随机接入过程的失败。由此可见，相关技术没有充分地解决这样的问题，因此未提出合适的方案。
技术方案
本发明人认识到了相关技术中存在的至少上述缺点。基于这样的认识，已经想到了下面描述的各种特征，使得不是等待与在RACH过程中出现的任何问题相关的报告，而是如果检测出RACH过程失败，则立即向上位层(RRC实体)报告这样的失败，然后MAC实体(子层)执行纠错，并且再一次执行RACH过程，这使得产生较少的延迟。
附图说明
图1示出了用于E-UMTS(演进通用移动通信系统)的一种示例性网络结构。
图2示出了用于移动终端(UE)和网络(eNB、MME)之间的控制面的一种示例性无线接口协议结构。
图3示出了用于移动终端(UE)和网络(eNB、SAE网关)之间的用户面的一种示例性无线接口协议结构。
图4示出了移动终端(UE)和基站(eNB)之间的基于竞争的随机接入过程的一种示例性信号流图。
图5示出了基站和移动终端之间的某些信道(PDCCH和PDSCH)中的一种示例性关系。
图6示出了根据一种示例性实施方式的信号流图。
图7示出了根据一种示例性实施方式的流程图。
图8示出了根据另一个示例性实施方式的流程图。
图9示出了根据示例性实施方式的UE(100)和eNB(200)的结构性框图。
具体实施方式
以长期演进(LTE)系统或其他所谓的4G通信系统(其是对当前3GPP技术的改善)的角度说明本文的发明概念和特征。但是，这样的细节并不意味着限制本文所描述的各种特征，该各种特征可以适用于其他类型的移动和/或无线通信系统和方法。
下面，术语“移动终端”将用于指各种类型的用户装置，如移动通信终端、用户设备(UE)、移动设备(ME)和支持各种类型的无线通信技术的其他装置。
本发明的实施方式涉及在长期演进(LTE)系统中的基站(例如，节点B、eNB、接入点等)和移动台(如，移动终端、UE、用户装置等)之间发送和接收数据。由于根据用于执行随机接入的移动终端的前导码的特性来确定用于下行链路信道的接收时间，因此可以将移动终端的电力消耗降低到最小，并且可以更有效地监听下行链路信道。
第二代(2G)移动通信涉及以数字方式发送和接收语音信号，并且包括诸如CDMA、GSM等的技术。作为根据GSM的改善技术，开发了GPRS以提供基于GSM的分组交换数据服务。
第三代(3G)移动通信涉及不仅发送和接收语音信号，还发送和接收视频和数据。3GPP(第三代合作伙伴计划)开发了IMT-2000移动通信系统并且选择WCDMA作为其无线接入技术(RAT)。IMT-2000和WCDMA的组合可以被称为UMTS(通用移动通信系统)，其包括UMTS地面无线接入网(UTRAN)。
由于期望显著增加数据业务，因此用于第三代移动通信的标准化工作正朝着建立支持更大带宽的长期演进(LTE)网络前进。LTE技术被用于演进-UMTS(E-UMTS)，该E-UMTS具有使用OFDMA(正交频分多址)作为其无线接入技术(RAT)的演进UTRAN(E-UTRAN)。
图1示出了用于E-UMTS(演进通用移动通信系统)100(其是一种移动通信系统)的示例性网络结构。E-UMTS系统是从UMTS系统演进而来的系统，并且3GPP组织正在进行E-UMTS的基本标准化任务。E-UMTS系统可以说是一种已经从当前的3G移动通信系统演进的所谓4G或下一代系统的长期演进(LTE)系统。
E-UMTS网络100可以通常被分为E-UTRAN(演进通用地面无线接入网络)110和CN(核心网络)。E-UTRAN由移动终端112(如，用户设备(UE)、移动台、手持设备、移动电话等)、基站114、116、118(如，eNode B、接入点(AP)、网络节点等)、位于网络端用于与外部网络连接的服务网关(S-GW)122、124，以及管理移动终端的各移动性方面的移动性管理实体(MME)122、124组成。对于单个eNode B，可以存在一个或更多个小区(或区域、区等)。
图2和图3示出了基于3GPP无线接入网络标准的移动终端和基站之间的无线接口协议。该无线接口协议横向被分为物理层、数据链路层和网络层，并且纵向被分为用于发送数据信息的用户面和用于传递控制信号(信令)的控制面。这些协议层可以被分为L1(层1)、L2(层2)和L3(层3)，它们是通信系统中公知的OSI(开放式系统互连)标准模型的下面三层。
下面，将分别描述图2中无线协议的控制面和图3中无线协议的用户面。
在层1中，物理层225-245、325-345使用一个或更多个物理信道以提供信息传递服务。物理层经由一个或更多个传输信道连接到位于上方的MAC(介质访问控制)层224-244、324-344，并且通过这些传输信道在MAC层和物理层之间传递数据。此外，在各自不同的物理层(诸如发射机(发送端)中的物理层和接收机(接收端)中的物理层)之间，经由一个或更多个物理信道传递数据。
对于发送端和接收端中的物理层可用的物理信道包括：SCH(同步信道)、PCCPCH(主公共控制物理信道)、SCCPCH(从公共控制物理信道)、DPCH(专用物理信道)、PICH(寻呼指示信道)、PRACH(物理随机接入信道)、PDCCH(物理下行控制信道)和PDSCH(物理下行共享信道)等。
在层2中，MAC层经由一个或更多个逻辑信道向作为上位层的RLC(无线链路控制)层223-243、323-343提供服务。根据正在发送的数据类型可以对这些逻辑信道进行分类，借以使用控制信道来发送控制面信息并且使用业务信道来发送用户面信息。
RLC层可靠地支持数据发送。各无线承载(RB)保证特定QoS(服务质量)并且处理与其关联的数据的发送。为使RLC层保证对该RB唯一的QoS，为各RB提供一个或更多个RLC实体。此外，提供了多个RLC模式(TM：透明模式、UM：未确认模式、AM：确认模式)以支持各种QoS要求。
层2中的PDCP(分组数据会聚协议)层322-342执行报头压缩功能以缩小用于包含相对较大且不必要的控制信息的网际协议(IP)包的报头尺寸，使得可以在具有相对较小带宽的无线接口之上高效地发送IP分组(诸如用于IPv4、IPv6等)。此外，PDCP层用于对控制面(C-面)数据(诸如RRC消息)执行编码。PDCP层还可以对用户面(U-面)数据执行编码。
仅在控制面内定义了位于第三层的最上部的无线资源控制(RRC)层222-242，RRC层针对无线承载(RB)的配置、重新配置及释放而负责逻辑信道、传输信道及物理信道的控制。这里，RB是指由第二层提供的、用于在移动终端与UTRAN之间进行数据传输的服务。
参照图4，将说明LTE系统中的移动终端接收下行数据的方法。
在下行链路上，基本上存在两种物理信道：PDCCH和PDSCH。PDCCH不直接涉及发送用户数据，而用于发送为实施(或使用)物理信道所需的控制信息。用更基础的术语，可以说PDCCH用于控制其他物理信道。具体地说，PDCCH用于发送移动终端接收PDSCH所需要的信息。相对于在特定时间点使用特定频率带宽发送的数据，通过PDCCH发送关于这样的数据用于什么移动终端、该正在发送的数据的大小等的信息。因此，各移动终端在特定时间(如，TTI：传输时间间隔)接收PDCCH，并且检查是否发送了(应当接收的)任何数据。如果存在确实发送了(应当接收的)数据的指示，则通过使用由PDCCH表示的信息(诸如，合适的频率等)来另外接收PDSCH。可以说通过物理信道(即，PDCCH(物理下行控制信道))来发送表示关于向什么移动终端(如，单个UE或多个UE)发送PDSCH的数据的信息、表示移动终端应当如何接收并且解码PDSCH数据的信息等。
例如，在特定子帧中，假设无线资源信息A(例如，频率位置)、传输格式信息B(例如，传输块尺寸、调制和编码信息等)和RNTI(无线网络临时标识)信息C经过CRC(循环冗赘检查)屏蔽并且通过PDCCH发送。对应的小区中的一个或更多个移动终端使用其具有的RNTI信息，以监听PDCCH，并且参照上述假设，对于具有RNTI信息C的移动终端，当解码PDCCH时，不出现CRC误差。相应地，这样的移动终端使用传输格式信息B和无线资源信息A来对PDSCH进行解码，从而接收数据。相反，相对于上述假设，在不具有RNTI信息C的移动终端中，当解码PDCCH时，出现了CRC误差，因此这样的移动终端未接收到PDSCH。
通过上述过程，为了通知关于哪个移动终端已经分配了无线资源，经由各PDCCH发送RNTI(无线网络临时标识)，并且这样的RNTI可以被分为专用RNTI或公共RNTI。专用RNTI被分配给单个移动终端，并且用于发送和接收与该移动终端相对应的数据。仅向在基站(eNB)中登记了它们的信息的那些移动终端分配这样的专用RNTI。相反，公共RNTI被未在基站(eNB)中登记它们的信息并且无法被分配专用RNTI的那些移动终端使用，以与基站发送和接收数据，或用于发送通常应用到多个移动终端的信息(诸如系统信息)。
同时，E-UTRAN包括的两个主要要素是基站和移动终端。用于单个小区的无线资源由上行无线资源和下行无线资源构成。基站负责分配和控制小区的上行无线资源和下行无线资源。即，基站确定在特定时刻哪些移动终端使用哪些无线资源。例如，基站可以确定从现在开始的3.2秒，从100Mhz到101Mhz的频率将分配给用户1一段0.2秒的持续时间，以允许下行数据传输。同样地，在基站做出这样的确定之后，这些事可以通知给对应的移动终端，使得该移动终端接收下行数据。同样地，基站可以确定某个移动终端应当何时使用多少数量的哪些无线资源进行通过上行链路的数据传输，并且基站将其确定通知移动终端，以从而允许移动终端在确定的时间段使用确定后的无线资源来发送数据。
不同于相关技术，如果基站以动态方式管理无线资源，则可以有效使用无线资源。通常，单个移动终端在呼叫连接过程中连续地使用单个无线资源。考虑到新近的服务是基于IP分组的，因此其是不优选的。原因是大多数分组业务在呼叫连接过程中不连续地生成包，并且在呼叫过程中存在未发送任何事物的很多时间段。虽然如此，向单个移动终端连续分配无线资源是效率低的。为了解决这一问题，E-UTRAN系统的移动终端使用了仅当存在服务数据时向移动终端分配无线资源的方法。
下文中，将说明RACH(随机接入信道)过程的方案。RACH过程用于经由上行链路发送长度比较短的数据。具体地说，当存在由未接收专用无线资源的分配的移动终端经由上行链路发送的信令消息或用户数据时，使用RACH，或者当基站应当指示移动终端执行RACH过程时，也可以使用RACH。
接着，将说明在LTE系统中提供的随机接入过程。在LTE系统中提供的随机接入过程可以被分为基于竞争的随机接入过程和基于非竞争的过程。这样的分类基于通过移动终端自身选择随机接入前导码(即，在移动终端通过MAC选择的前导码)还是通过基站来选择随机接入前导码(即，通过显式信令(explicit signaling)接收关于要使用的前导码的信息)。
在基于非竞争的随机接入过程中，移动终端使用直接从基站向其分配的前导码。因此，如果基站已经将特定随机接入前导码分配给了移动终端，则这样的随机接入前导码仅由该移动终端使用，而其他的移动终端不使用这样的随机接入前导码。因此，由于在随机接入前导码和使用这样的随机接入前导码的移动终端之间存在一对一(1∶1)的关系，所以在多个移动终端之间不存在竞争(或冲突)。在这样的情况下，一旦接收到这样的随机接入前导码，基站就可以立即知道移动终端发送了这样的随机接入前导码，因此可以说更有效的操作是可能的。
相反，对于基于竞争的随机接入过程，因为移动终端在从可以使用的那些随机接入前导码中选择了特定随机接入前导码后发送传输，因此存在多个移动终端使用相同的随机接入前导码的可能性。因此，甚至在接收到特定随机接入前导码时，基站也无法准确地知道哪个移动终端发送了这样的随机接入前导码。
移动终端针对至少下面的示例性情形执行随机接入过程：
-当不存在与基站的无线资源控制(RRC)连接时执行初始接入的情形；
-当移动终端处于切换过程中初始接入目标小区的情形；
-通过基站的命令的请求的情形；
-当上行时间同步不正确时或者当还没有分配要在合适的请求无线资源中使用的指定无线资源时，生成用于上行链路的数据的情形；
-当存在无线链路失败或切换失败时，在修正(如，解码、重新构造、恢复等)过程中。
基于上述说明，将参照图5说明用于基于竞争的随机接入过程在移动终端和基站之间的操作(其包括步骤1至步骤4)。
步骤1)
在基于竞争的随机接入过程中，移动终端从通过系统信息或切换命令表示的一组随机接入前导码中选择(例如，随机)一个随机接入前导码，然后选择可以用于发送这样的随机接入前导码的PRACH资源，接着执行发送。这里，这样的前导码被称为RACH MSG 1。当移动终端自身(“随机地”)选择前导码(即，由MAC自身选择的前导码)时，其被称为基于竞争的RACH过程，并且前导码被称为基于竞争的前导码。如果移动终端从网络通过RRC或PDCCH直接接收前导码的分配(即，显式信令通知的前导码)，则这被称为基于非竞争的RACH过程，并且这样的前导码被称为专用前导码。
步骤2)
在移动终端发送了如上所选择的随机接入前导码之后，该移动终端试图在经由系统信息或切换命令表示的随机接入响应接收窗口内从基站接收基站的随机接入响应。更具体地，以MAC PDU的形式发送随机接入响应信息(通常被称为RACH MSG2)，通过PDSCH来传送该响应信息，并且经由RA-RNTI通过PDCCH传送与用于PDSCH的无线资源相关的信息。
随机接入响应包括一些值，这些值包括随机接入前导码标识(ID)、UL授权(用于上行无线资源)、临时C-RNTI(临时小区标识)和时间对准命令(用于时间同步调整的值)。
如果随机接入前导码标识(ID)与在上述步骤1)中发送的随机接入前导码一样(即，匹配)，则尤其是当基于竞争的随机接入前导码过程在进行中时，移动终端使用与上行无线资源相关的信息，并且执行下面的步骤3)。如果在步骤1)中使用专用前导码，并且如果在RACH MSG 2中包括的随机接入前导码标识(ID)与步骤1)中的移动终端发送的随机接入前导码一样(即，匹配)，则RACH过程被认为为结束或终止。
步骤3)
如果移动终端接收对其自身有重要性的随机接入响应(RAR)(即，RAR是用于该移动终端的有效响应)，则分别处理在这样的随机接入响应内的信息。即，移动终端应用时间对准命令，并且存储临时C-RNTI。此外，UL授权用于发送在其自己的缓冲器中存储的数据，或者向基站发送新生成的数据。这里，通过使用UL授权(即，MAC PDU)发送的数据通常被称为RACH MSG 3。在UL授权中包括的数据(即，RACH MSG 3)中，必须包括移动终端标识(ID)。这是因为在基于竞争的随机接入过程中，基站无法确定哪个移动终端执行了这样的随机接入过程，并且为了阻止或解决任何将来的竞争或冲突，将需要可以用于识别移动终端的信息。
在上述过程中，存在包括用于移动终端的标识的两种方式。对于第一种方式，如果在执行随机接入过程之前移动终端已经具有从对应小区的基站(eNB)分配的有效小区标识(C-RNTI)，则移动终端经由UL授权发送这样的小区标识。对于第二种方式，如果移动终端未从eNB接收到唯一小区标识的分配，则移动终端包括其核心网络标识(如，S-TMSI、随机ID等)，并且执行发送。在使用UL授权发送数据之后，移动终端启动竞争解决计时器以解决任意竞争(冲突)问题。
步骤4)
在移动终端使用随机接入响应中所包括的UL授权发送数据(其包括该移动终端的小区标识)之后，移动终端等待来自基站的用于解决竞争的命令。即，试图接收PDCCH，以接收特定消息。存在接收PDCCH的两种方式。如之前所述，如果通过使用UL授权发送的标识是从eNB向移动终端分配的小区标识(C-RNTI)，则移动终端试图通过使用其小区标识接收PDCCH，而如果标识是通过核心网络分配的标识，则通过使用在随机接入响应中包括的临时C-RNTI执行接收PDCCH的尝试。
随后，对于前一种情况(即，C-RNTI)，如果在竞争解决计时器超时之前(通过使用该移动终端的小区标识)接收到PDCCH(参考下面的RACH MSG 4)，则认为移动终端以正常方式执行了随机接入过程，并且结束(终止)随机接入过程。对于后一种情况(即，临时C-RNTI)，如果在竞争解决计时器超时之前通过临时小区标识接收到PDCCH，则检查通过由PDCCH所表示的PDSCH传送的数据(下面被称为RACH MSG 4)。如果这样的数据包含用于移动终端自身的唯一标识，则认为移动终端以正常方式执行了随机接入过程，并且结束(终止)随机接入过程。在该步骤4)中所接收到的消息或MAC PDU通常被称为RACH MSG 4。
步骤5)
在竞争解决计时器已经超时(即，在竞争解决计时器超时之前未接收到用于移动终端的临时C-RNTI或小区标识)的情况下，移动终端考虑RACH过程失败。结果，运行(启动)合适的回退计时器，并且在这样的回退计时器超时之后再次开始上述的从步骤1)开始的RACH过程。
参照迄今的技术说明，可以如下描述本发明的实施方式所提供的技术方案。
移动终端在呼叫的初始化时间期间从上位层(即，RRC层)接收要用于RACH过程的参数。但是，如上所述，(未接收到专用无线资源的分配的)移动终端使用RACH过程，以从基站请求资源。因为由非指定移动终端使用RACH过程以请求基站分配无线资源，因此用于RACH过程的与物理信道等有关的各种参数对任意特定移动终端来说并非最优的，而是在考虑到用于多个移动终端的平均值时，基于估计值等来设置的。这意味着对于各移动终端，用于RACH过程的参数不是最佳的，因此对于RACH过程存在很大的失败可能性。因此，由移动终端启动的RACH过程应当通常重复几次，直到实际上达到了成功为止。
但是，对于位于特定区域或处于特定状态的移动终端，重复尝试RACH过程导致浪费无线资源或造成数据传送延迟。例如，对于位于两个相邻小区的边界区域的移动终端，如果移动终端已经接入了具有不利信号环境的小区，当连续重复RACH过程尝试时，这样的移动终端将很可能经历连续RACH过程失败。
由于这样的原因，在RACH过程失败的情况下，优选的是，移动终端执行小区重选或重新尝试呼叫建立。为此，MAC实体具有对已经尝试特定RACH过程的次数进行计数的计数器。同样地，如果RACH过程尝试的次数超过特定阈值，则MAC实体向RRC实体通知：在PRACH过程中存在问题。
以下将参照图6(包括步骤0至步骤4)和图7对RACH过程进行进一步说明。
步骤0)
MAC实体从上位层(RRC)接收与RACH过程相关的参数，并且初始化与RACH过程相关的变量。在该过程中，对前导码发送计数器的值进行初始化。从上位层接收前导码发送最大值。
步骤1)
选择RACH前导码。将前导码发送计数器的值与前导码发送最大值进行比较。如果前导码发送计数器的值等于前导码发送最大值+1，则通知RRC实体：RACH过程存在问题。发送所选的RACH前导码。
步骤2)
接收针对步骤1)中所发送的RACH前导码的RACH响应(RAR)。如果RACH响应接收失败，则前导码发送计数器的值增加1，并且如有需要应用回退时间，并且处理返回到步骤1)。
步骤3)
基于在接收到的RACH响应中所表示的无线资源信息执行传输。
步骤4)
通过使用计时器、移动终端标识等执行竞争解决。如果竞争解决失败，则前导码发送计数器的值增加1，并且如有需要应用回退时间，并且处理返回到步骤1)。
图7示出了根据第一实施方式的示例性RACH过程操作的流程图。
一旦开始RACH过程，就执行接收和初始化(S110)。即，UE的MAC层(实体)从网络(即，上位层)接收RACH请求(S111)。其后，对RACH参数进行初始化，并且将前导码发送计数器设置为1(S112)。
这里，对用于随机接入前导码(或RACH前导码)的发送(传输)计数器进行初始化。同样地，从上位层接收前导码发送最大值。
接着，执行与RACH前导码相关的过程(S120)。即，UE MAC在从上位层(RRC)传送的一组前导码中选择一个RACH前导码(S121)。这里，RACH前导码还被称为RACH MSG 1。如果UE已经随机选择了RACH前导码，则这被称为基于竞争的RACH过程，而这样选择的前导码被称为基于竞争的前导码。然后，前导码发送计数器的值与前导码发送最大值+1进行比较(S122)。如果前导码发送计数器的值小于前导码发送最大值+1，则发送前导码(S123)。但是，如果前导码发送计数器的值等于前导码发送最大值+1，则向上位层(RRC)报告RACH问题(S124)。
在发送所选前导码之后，UE(100)进行检查以查看是否在响应接收窗口或TTI窗口内从eNB(200)接收到经由系统信息或切换命令表示的随机接入响应(RAR：针对所发送前导码的RACH响应)(S130)。
即，以MAC PDU的形式发送RAR，并且经由PDSCH(物理下行共享信道)来传送RAR。此外，通过PDCCH(物理下行控制信道)发送控制信息，以使得UE能够适当地接收PDSCH。因此，PDCCH信息包括关于应当接收PDSCH的UE的信息、关于用于PDSCH的无线资源的频率和时间的信息、以及关于PDSCH的发送格式的信息。
如果UE成功地接收到PDCCH，则通过使用PDCCH信息可以适当地接收经由PDSCH传送的RAR。这里，RAR包括RACH ID、UL授权、临时C-RNTI和时间对准命令。
如果UE成功地接收到RAR并且验证前导码匹配，则发送RACH MSG 3(S140)。但是，如果未接收到RAR或者如果不存在前导码匹配，则前导码发送计数器递增1(S131)并且处理返回至前导码选择(S121)。这里，如果需要的话，可以应用回退时间(S125)。
一旦成功地接收到RAR，则UE继续处理在RAR中所包括的信息。此外，通过使用UL授权，UE(100)向eNB(200)发送在其缓冲器中存储的数据或新生成的数据(S140)。这里，通过UL授权传送的数据被称为RACH MSG 3。在UL授权中所包括的数据中，必须包括UE标识。通过CCCH(公共控制信道)以SDU的形式传送该UL授权中所包括的数据。此外，通过包括C-RNTI的MAC控制元素传送该UL授权中所包括的数据。
其后，UE启动与发送是否成功相关的计时器，并且等待针对该发送的数据的响应。在计时器超时之前，如果接收到包括UE ID的响应(即，如果竞争解决是成功的)，则认为该数据发送是成功的(S150)。因此，这样的响应接收意味着已经接收到竞争解决识别MAC控制元素。另选的是，其可以意味着经由PDCCH通过UE接收到C-RNTI或者意味着已经分配了新上行链路资源。
但是，如果在计时器超时时未接收到响应或者如果UE未接收到包括UE ID的响应，则前导码发送计数器增加1，并且处理返回至步骤S121，如果需要的话，应用回退时间。
同时，如果RACH过程继续失败，则UE应当重新选择小区或者重新尝试呼叫连接。为此，UE中的MAC实体包括计数器装置，其对已经尝试了RACH过程的次数进行计数。如果已经做出特定次数的尝试，但没有成功，则可以向RRC(上)层报告RACH过程中的问题。
在这样的RACH过程操作中，移动终端针对所选RACH前导码执行前导码发送计数器的值和前导码发送最大值之间的比较值(在发送RACH前导码之前)。如果前导码发送计数器的值超过了前导码发送最大值，则向上位层报告在RACH过程中存在问题。实际上，为RACH过程重复步骤1至步骤4的操作，并且在第一实施方式的步骤1)中，MAC实体确定在RACH过程中是否存在任何问题，并且如果存在问题，则向上位层报告这样的问题。
但是，第一实施方式未考虑诸如回退时间的变量或情形，因此导致低效的RACH恢复(或复原)过程。即，在第一实施方式中，在RACH过程失败时，并未对RACH过程已经失败了多少次进行检查。相反，仅在当新执行步骤1)时为了确定在RACH过程中是否存在问题才检查RACH过程的失败次数。相应地，从检测到失败时的时刻起，并且根据直到RACH过程的步骤1)开始为止所需要的时间段，移动终端需要这段时间来得出RACH过程存在问题的结论并且延迟向上位层报告该问题。如果移动终端在不利的无线环境中，诸如当(具有该移动终端)用户在电梯中、正穿过隧道等时，出现各种问题的可能性增大，诸如在执行再次接入具有更好质量的信号环境的小区时发生延迟、呼叫断开、遭受数据丢失等。
即，基于最有利的条件实施第一实施方式，由此从当检测到RACH过程失败时直到执行了RACH过程的新步骤1)为止没有时间间断或延迟。但是，实际上，即，在不太有利的条件下，可能出现很多问题。在现实条件下，回退时间导致了在检测到RACH过程失败的时刻和执行新RACH过程步骤1)时之间的时间延迟。此外，按照周期性时间间隔(如，在每10ms发生的最快分配)分配用于发送RACH前导码的无线资源。因此，取决于移动终端在这样的10ms间隔中检测RACH过程失败的时间，直到再执行步骤1)为止的实际时间延迟可以变化。
这里，回退时间指的是在检测到当前RACH过程中的失败之后直到下一个RACH过程开始为止移动终端必须等待的时间段。如果存在针对特定小区执行RACH过程的大量移动终端，则这样的回退时间是有用的。即，在拥塞小区的情况下，当很多移动终端分别执行连续的RACH过程而无需任何等待时间时，用于各移动终端的RACH尝试将继续失败。为了避免这样的情况，最好一些移动终端暂时等待执行后续的RACH过程尝试，使得可以减少同时尝试发送它们的RACH前导码的移动终端的个数，这导致减小的拥塞。
为了解决这样的问题，第二实施方式(如图8所示)提供了用于确定在RACH过程中是否存在任何问题的更快过程，并且如果存在问题，可以向上位层更快地报告该问题，并且更有效地处理，这使得实现了改善的呼叫质量。更具体地说，为了快速确定RACH过程是否存在问题，建议的是使用RACH过程中的失败。
如果在RACH过程中出现了失败，则根据这样的失败执行某些操作。此外，确定在这样的失败时间点是否出现了RACH过程中的问题，并且根据这样的确定，向上位层报告出现这样的问题。
RACH过程中的失败可以是指当移动终端使其竞争解决过程失败时的情形。此外，RACH过程中的失败可以指已经发送了RACH前导码的移动终端在特定时间段内未接收到针对该RACH前导码的RACH接入响应(RAR)时的情形。
确定在RACH过程中是否出现问题可以表示通过移动终端执行的RACH循环次数和用于RACH循环的最大值之间的比较。如果移动终端执行了多于RACH循环的最大次数的RACH循环，则确定在RACH过程中存在问题。如果通过移动终端执行的RACH循环次数等于RACH循环的最大次数+1，则确定在RACH过程中存在问题。
RACH循环次数是前导码发送计数器的值。RACH循环最大值是前导码发送最大值。当从MAC实体或外部源接收指令以执行RACH过程时，对RACH循环次数进行初始化。
竞争解决的失败意味着在竞争解决时间超时时竞争解决没有成功。竞争解决的成功意味着如果移动终端发送了CCCH SDU，则接收到对应的竞争解决身份MAC控制元素的情形。竞争解决的成功意味着如果移动终端发送了C-RNTI MAC控制元素，则经由PDCCH接收移动终端的C-RNTI并且分配新的上行无线资源的情形。
下面参照图8将进一步描述根据第二实施方式的RACH过程(其包括步骤0至步骤4)。
步骤0)
MAC实体从上位层接收与RACH过程相关的参数，并且对与RACH过程相关的变量进行初始化。在该过程中，对前导码发送计数器的值进行初始化。从上位层接收前导码发送最大值。
步骤1)
选择RACH前导码。发送所选的RACH前导码。
步骤2)
接收针对步骤1)中所发送的RACH前导码的RACH响应(RAR)。如果在指定时间段内未接收到RACH响应或者如果所接收到的RACH响应不包括与通过移动终端所发送的前导码匹配的值，则前导码发送计数器的值增加1。此外，将前导码发送计数器的值与前导码发送最大值进行比较。如果前导码发送计数器的值等于前导码发送最大值+1，则通知RRC已经出现了RACH问题。同样地，在根据需要应用了回退时间之后，处理返回并且从步骤1)重新开始。
步骤3)
基于在步骤2)中接收到的RACH响应中所表示的无线资源信息执行发送。
步骤4)
通过使用计时器、移动终端标识等执行竞争解决。如果竞争解决失败，则前导码发送计数器的值增加1。此外，前导码发送计数器的值与前导码发送最大值进行比较。如果前导码发送计数器的值等于前导码发送最大值+1，则通知RRC已经出现了RACH问题。此外，在根据需要应用了回退时间之后，处理返回并且从步骤1)重新开始。
更具体地，图8示出了根据本文中描述的实施方式的示例性操作。如可以看到的，核查在检测到RACH过程失败时是否立即可以确定RACH问题，并且向上位层报告这样的问题。相应地，作为结果，通过允许移动终端快速地检测RACH问题，可以快速地解决RACH过程中这样的问题，并且可以提高呼叫可靠性。
在第二实施方式中，步骤S210、S211、S212和S220与第一实施方式的步骤S110、S111、S112、和S121是相同或类似的。但是，被标为S230(其包括S231、S232、S233、S234、S235)、S240和S250的下述过程在执行顺序方面有些不同。
即，在选择并且发送了前导码(S220)之后，执行关于是否接收到RAR以及是否存在前导码匹配的检查(S231)。如果满足这两个条件，则发送RACH MSG 3(S240)，然后执行竞争解决(S250)。
如果没有满足S231中的两个条件(即，接收到RAR且前导码匹配)，或者如果在S250竞争解决是不成功的，则处理进行到步骤S232，其中前导码发送计数器递增1。
然后，前导码发送计数器与前导码发送计数器最大值+1进行比较。如果这两个值相等，则向上位层(RRC)报告RACH问题(S234)，并且处理返回到S220(即，前导码选择和发送)。否则，即，如果前导码发送计数器不等于前导码发送计数器最大值+1，则过程返回到S220。这里，如果需要的话，可以应用回退时间(S235)。
作为第二实施方式的结果，实现了用于更快地确定在RACH过程中是否存在任何问题的过程，并且如果存在问题，则可以向上位层更快地报告存在问题，并且可以更有效地进行处理。
图9示出了根据第一和第二实施方式的UE(100)和eNB(200)的示例性结构框图。
UE包括存储装置(101)、控制装置(102)和收发器(103)。类似地，eNB包括存储装置(201)、控制装置(202)和收发器(203)。这样的存储装置(101、201)可以被配置为存储如图6至图8中关于第一和第二实施方式所示的过程。控制装置(102、202)向存储装置(101、201)和收发器(103、203)提供控制，使得通过收发器(103、203)按照合适的信号发送和接收来执行存储在存储装置(101、201)中的过程。
如下可以总结本文中所描述的发明实施方式的概念和特征的一些进一步细节。
DRX命令MAC CE可以用于将UE直接放入短或长DRX循环。但是当运行DRX短循环计时器的同时接收DRX命令MAC CE时，应当不影响计时器。如果再一次启动计时器(即，重新启动)，则进一步使UE处于唤醒状态，造成更大的电池消耗量。当在运行短DRX循环计时器的同时接收用于包括DRX命令MAC CE的MAC PDU的HARQ重传授权时，可能出现这一情形。这里，可以区分术语“启动”和“重新启动”，使得当未运行计时器时使用“启动”，而当运行计时器时使用“重新启动”。因此，当运行短DRX循环计时器时，其不可以被启动，而可以被重新启动。
但是，通过实施下面的概念可以避免这样的潜在问题：当运行短DRX循环计时器的同时接收DRX命令MAC CE时，忽略MAC CE。
运行时间(active time)可以包括“表示在成功接收随机接入响应(RAR)之后未接收到对UE的C-RNTI或临时C-RNTI寻址的新发送的PDCCH”。这将覆盖RAR接收时间和启动竞争解决计时器的时间之间的时间段。以其他方式，UE监听比需要的长的DL信道。例如，甚至在由于未接收到临时C-RNTI竞争解决计数器超时之后，UE还将监听DL信道。
但是，通过实施下面的操作可以避免这样的潜在问题：设置运行时间以包括成功接收RAR的时间和竞争解决计时器的启动时间之间的时间段(在基于竞争的前导码的情况下)。
换句话说，用于基于竞争的前导码的情形可以被如上分类。如果不管其他问题UE必须唤醒直到接收到C-RNTI为止，则本文所描述的特征可以应用到专用前导码的情形。
将对维持上行链路时间对准进行说明。
UE可以具有可配置的时间对准计时器。时间对准计时器仅在该时间对准计时器被配置和被启动的小区中是有效的。
如果已经配置了时间对准计时器，则UE应当：
-当接收定时提前MAC控制元素时：
-应用定时提前命令；
-启动时间对准计时器(如果未运行)或者重新启动时间对准计时器(如果已经运行)。
-当接收到在随机接入响应消息中的时间对准命令时：
-如果显式信号通知随机接入前导码和PRACH资源：
-应用时间对准命令；
-启动时间对准计时器(如果未运行)或者重新启动时间对准计时器(如果已经运行)。
-否则，如果时间对准计时器未运行或者已经超时：
-应用时间对准命令；
-启动时间对准计时器；
-当认为竞争解决不成功时，停止时间对准计时器。
-否则：
-忽略接收到的时间对准命令。
-当时间对准计时器已经超时或者未运行时：
-在任何上行链路发送之前，使用随机接入过程以获得上行链路时间对准。
-当时间对准计时器超时时：
-释放所有PUCCH资源；
-释放任意指定的SRS资源。
将对不连续接收(DRX)进行说明。可以通过具有允许UE不连续监听PDCCH的DRX功能的RRC来配置UE。DRX功能由长DRX循环、DRX不活动计时器、DRX重传计时器以及可选地短DRX循环和DRX短循环计时器组成。
当配置DRX循环时，运行时间包括该时间：
-当运行持续时间计时器(on-duration timer)或DRX不活动计时器或DRX重传计时器或竞争解决计时器时；或
-当调度请求未决定时；或者
-当可以出现用于重传的上行授权时；或者
-从成功接收随机接入响应(RAR)到启动竞争解决计时器。
这里，运行时间还可以被限定为：
-当在成功接收随机接入响应之后没有接收到表示对UE的C-RNTI寻址的新发送的PDCCH时，如果显式信号通知随机接入前导码；或者
-当运行DL重新开始计时器时。在显式信号通知随机接入前导码的情况下，当接收到成功的RAR时，启动DL重新开始计时器；(这里，当接收到UE的C-RNTI时，停止DL重新开始计时器)(相反，还可以当在PDCCH上接收到专用前导码时，启动DL解决计时器)或者，
-从成功接收随机接入响应(RAR)到启动竞争解决计时器，如果通过UE MAC选择随机接入前导码。
当配置DRX循环时，UE应当为各子帧执行下述过程：
-当[(SFN*10)+子帧数]求模(当前DRX循环)＝DRX启动偏移时，启动持续时间计时器；
如果该子帧中的HARQ RTT计时器超时并且未成功地解码对应的HARQ处理的软缓冲器中的数据：
-启动用于对应HARQ处理的DRX重传计时器。
-如果接收到DRX命令MAC控制元素：
-停止持续时间计时器；
-停止DRX不活动计时器。
-如果DRX不活动计时器超时或在该子帧中接收到DRX命令MAC控制元素：
-如果配置短DRX循环：
-如果未运行DRX短循环计时器，启动DRX短循环计时器；
-使用短DRX循环。
-否则：
-使用长DRX循环。
-如果该子帧中的DRX短循环计时器超时：
-使用长DRX循环。
-在运行时间过程中，对于PDCCH-子帧的、除了在用于半双工发送FDD UE操作的上行链路发送所需的子帧：
-监听PDCCH；
-如果PDCCH表示DL发送：
-启动用于对应的HARQ处理的HARQ RTT计时器；
-停止用于对应的HARQ处理的DRX重传计时器。
-如果PDCCH表示新发送(DL或UL)：
-启动或重新启动DRX不活动计时器。
-如果为该子帧已经配置了DL指定，并且未成功地解码表示DL发送的PDCCH：
-启动用于对应HARQ处理的HARQ RTT计时器。
-当未处于运行时间时，应当不报告CQI和SRS。
不管UE是否正在监听PDCCH，当期待UE都接收并且发送HARQ反馈时，UE就会执行该操作。
下面可以进一步描述本文中所描述的发明实施方式。
如果在TTI窗口[RA_WINDOW_BEGIN？RA_WINDOW_END]内未接收到随机接入响应，或者如果所有接收到的随机接入响应包含不匹配所发送的随机接入前导码的随机接入前导码标识，则认为随机接入响应接收是不成功的，UE应当：
如果通过MAC子层自身发起随机接入过程；或者如果通过PDCCH命令发起随机接入过程并且PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER＜PREAMBLE_TRANS_MAX ：则PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER增加1；
如果PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER＝PREAMBLE_TRANS_MAX+1：向上位层表示(或报告)随机接入问题。
-如果在该随机接入过程中：
-通过MAC选择随机接入前导码；或者
-显式信号通知随机接入前导码和PRACH资源并且在下一个可用随机接入情形之前随机接入前导码和PRACH资源将超时：
-基于UE中的回退参数，计算并且应用表示应当何时尝试新随机接入发送的回退值；
-进行到对随机接入资源的选择。
换句话说，如果竞争解决被认为是不成功的，则UE应当：
-如果通过MAC子层自身发起随机接入过程；或者
-如果通过PDCCH 命令发起随机接入过程并且PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER＜PREAMBLE_TRANS_MAX：
-PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER增加1；
-如果PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER＝PREAMBLE_TRANS_MAX+1：
-向上位层表示随机接入问题。
-基于UE中的回退参数，计算并且应用表示应当何时尝试新随机接入发送的回退值；
-进行对随机接入资源的选择。
还可以以下面的方式描述本文中所说明的发明概念。
在某些相关技术过程中，如果在RACH过程中的某个时间段内未接收到随机接入响应(RAR：RACH MSG 2)，则对各移动终端使用不同的回退时间，并且再一次尝试RACH过程。如果存在RACH过程的失败，则向上位层(RRC实体)报告这一点。但是，这导致由于回退时间造成的等待时间段而引起的不期望的延迟。
因此，不是等待报告关于在RACH过程中出现的任何问题，而是如果检测RACH过程失败，则立即向上位层(RRC实体)报告这样的失败，然后MAC实体(子层)执行纠错并且再一次执行RACH过程，其使得减少延迟。
可以如下总结本文所描述的特征。
一种检测随机接入信道(RACH)失败的方法，所述方法包括：选择并且发送随机接入信道(RACH)前导码；检查在指定时间内是否接收到包括与所发送的RACH前导码相关的信息的随机接入响应(RAR)；如果在所述指定时间内未接收到所述RAR或者如果在所述RAR中包括的与所发送的RACH前导码相关的信息不与所发送的RACH前导码匹配，则前导码发送计数器递增1；对所述前导码发送计数器的值与所述前导码发送最大值进行比较；向上位层表示所述前导码发送计数器的值大于所述前导码发送最大值；以及应用回退时间以延迟后续的RACH前导码发送；或者如果在所述指定时间内接收到所述RAR并且如果在所述RAR中包括的与所发送的RACH前导码相关的信息与所发送的RACH前导码匹配，则对接收到的上行链路授权值进行处理；如果认为竞争解决不成功，则前导码发送计数器递增1；将所述前导码发送计数器的值与所述前导码发送最大值进行比较；向上位层表示所述前导码发送计数器的值大于所述前导码发送最大值；以及应用回退时间以延迟后续的RACH前导码发送。
如果所述竞争解决是不成功的，则应用回退时间并且选择随机接入资源。所述指定时间是发送时间间隔(TTI)窗口。所述比较步骤包括：对已经增加的所述前导码发送计数器的值与前导码发送最大值+1进行比较。在发送所述随机接入前导码之前，对与随机接入相关的一个或更多个参数进行初始化。所述初始化步骤涉及对所述发送计数器进行初始化。
移动终端包括：收发器，其被配置为发送随机接入前导码；以及处理器，其被配置为控制所述收发器并且操作使得如果在指定时间内未接收到随机接入响应或者如果在所述随机接入响应中包括的与所述随机接入前导码相关的信息不与所发送的随机接入前导码匹配，则递增前导码发送计数器的值；对所述前导码发送计数器的值和前导码发送最大值进行比较；向上位层通知所述前导码发送计数器的值大于所述前导码发送最大值；应用回退时间以延迟发送后续的随机接入前导码。
所述处理器操作使得如果在指定时间内接收到随机接入响应并且如果在所述随机接入响应中包括的与所述随机接入前导码相关的信息与所发送的随机接入前导码匹配，则对包括在所接收到的随机接入响应中的上行链路授权值进行处理；如果针对所述上行链路授权值的竞争解决是不成功的，则所述前导码发送计数器的值递增1；对所述前导码发送计数器的值和前导码发送最大值进行比较；并且向所述上位层通知所述前导码发送计数器的值大于所述前导码发送最大值。如果竞争解决是不成功的，则所述处理器应用所述回退时间。所述指定时间是发送时间间隔(TTI)窗口。
一种在移动终端和网络之间执行随机接入信道(RACH)过程的方法，所述方法包括：检测在特定时间段内是否从所述网络接收到随机接入响应(RAR)，所述RAR包括与向所述网络发送的随机接入信道(RACH)前导码相关的信息；并且如果在所述特定时间段内未接收到所述RAR或者如果在所述RAR中包括的与所发送的RACH前导码相关的信息不与所发送的RACH前导码匹配，则执行第一过程以检测所述RACH过程中的失败；并且如果在所述特定时间段内接收到所述RAR并且如果在所述RAR中包括的与所发送的RACH前导码相关的信息与所发送的RACH前导码匹配，则执行第二过程以检测所述RACH过程中的失败。
所述第一过程包括：对前导码发送计数器递增1；对所述前导码发送计数器的值与所述前导码发送最大值进行比较；向上位层表示所述前导码发送计数器的值大于所述前导码发送最大值；以及应用回退时间以延迟后续的RACH前导码发送。
所述第二过程包括：对接收到的上行链路授权值进行处理；如果认为竞争解决不成功，则前导码发送计数器递增1；将所述前导码发送计数器的值与所述前导码发送最大值进行比较；向上位层表示所述前导码发送计数器的值大于所述前导码发送最大值；以及应用回退时间以延迟后续的RACH前导码发送。所述特定时间段与发送时间间隔(TTI)相关。
本文中所描述的各种特征和概念可以以软件、硬件或其组合来实现。例如，用于检测随机接入过程的失败的方法和系统的(在计算机、终端或网络装置中执行的)计算机程序可以包括用于执行各种任务的一个或更多个程序代码部。类似地，用于检测随机接入过程的失败的方法和系统的(在计算机、终端或网络装置中执行的)软件工具可以包括用于执行各种任务的程序代码部。
根据本发明的用于处理缓冲区状态报告(BSR)的方法和系统与各种类型的技术和标准兼容。本文所描述的某些概念与各种类型的标准有关，诸如GSM、WCDMA、3GPP、LTE、IEEE、4G等。但是，可以理解的是，不旨在限制上述示例性标准，因为其他有关的标准和技术也可应用到本文所描述的各种特征和概念。
工业应用性
本文中的特征和概念可以应用到并且可以以各种类型的用户装置(如，移动终端、手机、无线通信装置等)和/或可以被配置为支持检测随机接入过程的失败的网络实体来实现。
由于本文中所描述的各种概念和特征可以以不偏离其特性的多种形式来实施，因此还应当理解的是，上述实施方式不被上述描述的任何细节所限制，除非特别指定，而应当在如其所附权利要求中所限定的范围内进行广泛地解释。因此，希望所附权利要求包括落入本发明或其等同物的范围内的所有修改例和变型例。

Claims (5)

1.一种检测随机接入信道RACH失败的方法，所述方法包括以下步骤：
选择并且发送随机接入前导码；
如果在随机接入响应窗口内未接收到随机接入响应RAR或者如果在所述RAR中包括的与所述随机接入前导码相关的信息不与所发送的随机接入前导码匹配，则
对前导码发送计数器递增1；
如果所述前导码发送计数器的值等于前导码发送最大值+1，则向上位层表示随机接入过程存在问题；以及
应用回退时间以延迟后续的随机接入前导码发送；或者
如果在所述随机接入响应窗口内接收到所述RAR并且如果在所述RAR中包括的与所述随机接入前导码相关的信息与所发送的随机接入前导码匹配，则
发送通过上行链路信道来发送的包括C-RNTI MAC控制元素CE或CCCH SDU的上行链路数据；
监听物理下行链路控制信道PDCCH的接收以检查竞争解决是否成功，所述检查是基于所述上行链路数据是否包括C-RNTI MAC CE或所述CCCHSDU或者用于竞争解决的计时器是否超时；
如果认为竞争解决不成功，则对所述前导码发送计数器递增1；
如果所述前导码发送计数器的值等于前导码发送最大值+1，则向所述上位层表示随机接入过程存在问题；以及
应用回退时间以延迟后续的随机接入前导码发送。
2.根据权利要求1所述的方法，其中如果所述竞争解决是不成功的，则应用回退时间并且选择随机接入资源。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述随机接入响应窗口是发送时间间隔TTI窗口。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在发送所述随机接入前导码之前，对与随机接入相关的一个或更多个参数进行初始化。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述初始化步骤涉及对所述前导码发送计数器进行初始化。
CN200980122804.6A 2008-06-18 2009-06-18 用于检测随机接入过程失败的方法 Active CN102067704B (zh)

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