CN102461315B - 用户终端随机接入载波聚合移动通信系统的方法 - Google Patents

用户终端随机接入载波聚合移动通信系统的方法 Download PDF

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Abstract

公开了一种方法和用于该方法的终端，该方法用于用户终端(UE)在使用载波聚合的移动通信系统中执行对于基站的随机接入，该载波聚合移动通信系统通过多个分量载波(CC)来进行通信。当UE在应用CA技术的移动通信系统中执行基于竞争的随机接入过程时，仅当通过与用于发送随机接入前导和/或第三消息的上行链路CC对应的下行链路CC来接收上行链路许可信号时，UE将上行链路许可信号认为是竞争解决消息，由此防止错误地结束竞争解决。

Description

用户终端随机接入载波聚合移动通信系统的方法
技术领域
下面的描述涉及在使用载波聚合的移动通信系统中用户设备(UE)随机接入基站的方法和用于该方法的终端，其中在使用载波聚合的移动通信系统中在多个分量载波上进行通信。
背景技术
长期演进(LTE)是从由国际标准化组织第三代合作伙伴计划(3GPP)标准化的通用移动电信系统(UMTS)演进的移动通信系统。在图1中图示了LTE系统的配置。
图1是用来描述LTE系统的配置所参考的视图。
LTE系统可以主要被划分为演进UMTS陆地无线接入网(E-UTRA)和演进分组核心(EPC)。E-UTRAN包括UE和演进节点B(eNB)。UE经由Uu接口连接到eNB，并且一个eNB经由X2接口连接到另一个eNB。EPC包括负责控制平面功能的移动性管理实体(MME)和负责用户平面功能的服务网关(S-GW)。eNB经由S1-MME接口连接到MME，并且eNB经由S1-U接口连接到S-GW。这两个接口被统称为S1接口。
对于作为空中接口的Uu接口，定义了无线接口协议。无线接口协议水平地包括物理层、数据链路层和网络层，并且垂直地包括用于用户数据传输的用户平面(U平面)和用于控制信令的控制平面(C平面)。基于开放系统互连(OSI)参考模型的最低的三层，可以将这个无线接口协议划分为：层1(L1)，包括物理层PHY；层2(L2)，包括媒体访问控制/无线链路控制/分组数据会聚协议(MAC/RLC/PDCP)层；以及层3(L3)，包括无线资源控制(RRC)层。在UE和E-UTRAN之间成对地定义了这些层，以用于经由Uu接口的数据传输。
现在，下面将给出长期演进高级(LTE-A)系统的描述。
LTE-A是从LTE发展的系统，用于满足第四代移动通信要求，即，由国际电信联盟-无线通信部(ITU-R)推荐的IMA高级要求。开发LTE系统标准的3GPP现在正积极地从事于LTE-A系统的标准化。
向LTE-A系统增加的主要技术有：载波聚合，用于扩展使用的带宽和灵活地使用带宽；以及使用中继器来提高覆盖、支持组移动性并且使得能够以用户为中心进行网络部署。
图2和3是用来描述无线协议层所参考的视图。
在L1，PHY层向在物理信道上的较高层提供信息传送服务。PHY层通过传输信道连接到MAC层，并且在MAC层和PHY层之间在传输信道上传送数据。根据是否共享传输信道，传输信道被主要划分为专用传输信道和公共传输信道。使用在不同的PHY层，即，发射机和接收机的PHY层之间的无线资源在物理信道上发送数据。
在L2处有多个层。MAC层将逻辑信道映射到传输信道，并且通过将多个逻辑信道映射到一个传输信道来执行逻辑信道复用。MAC层通过逻辑信道连接到较高层，即RLC层。取决于在逻辑信道上承载的信息的类型，将逻辑信道划分为传递C平面信息的控制信道和传递U平面信息的业务信道。
在L2的RLC层通过将从较高层接收的数据分段和级联来调整数据大小以适合于从较低层在空中接口中的数据传输。为了保证每一个无线承载(RB)的各种服务质量(QoS)要求，RLC层提供三个操作模式：透明模式(TM)、未确认模式(UM)和确认模式(AM)。特别地，AM RLC通过自动请求重传(ARQ)来执行重发功能，以用于可靠的数据传输。
在L2的PDCP层压缩报头以减小包括不必要的控制信息的尺寸较大的互联网协议(IP)分组报头的大小，以经由具有窄带宽的无线链路来有效地发送诸如IPv4或IPv6分组的IP分组。报头压缩功能使得能够仅在报头中发送必要信息，由此提高了无线链路的传输效率。另外，在LTE系统中PDCH层执行安全功能。这个安全功能包括：加密，用于防止第三方窃听；以及完整性保护，用于防止第三方恶意修改数据。
仅在C平面中定义在最高的L3的RRC层。RRC层负责与无线承载(RB)的配置、重配置和释放相关的控制逻辑信道、传输信道和物理信道。RB是在无线协议架构中由L1和L2提供的逻辑路径，用于在UE和UTRAN之间的数据传输。通常，配置RB表示定义提供特定服务所需的无线协议层和信道的特征，并且设置特定参数和操作方案。RB被划分为信令RB(SRB)和数据RB(DRB)。SRB被用作一个路径，经由该路径在C平面上发送RRC消息，并且DRB被用作一个路径，在该路径中在U平面上发送用户数据的路径。
现在，将给出在LTE-A系统中的载波聚合(CA)的描述。
图4是用来描述CA所参考的视图。
如上所述，LTE-A标准被设计为ITU的IMT高级候选技术，用于满足IMT高级技术要求。因此，从传统LTE系统的带宽的扩展正在讨论中，以满足IMT高级技术要求。对于带宽扩展，在LTE-A系统中，可用于传统LTE系统的载波被定义为分量载波(CC)。正在讨论直到5个CC的聚合，如图4中所示。因为CC可以如LTE系统中那样占用直到20MHz，所以LTE-A标准的CA技术是将带宽扩展为直到100MHz的概念。聚合多个CC的技术被称为CA。
以下，将更详细地描述在LTE系统中执行的随机接入过程。
在LTE系统中，在下述情况下，UE可以执行随机接入过程，
-当UE初始接入eNB而在其间未建立RRC连接时，
-当UE在切换期间初始接入目标小区时，
-当来自eNB的命令请求随机接入过程时，
-在下述情况下产生上行链路数据时：还没有获取上行链路时间同步，或者，还没有分配用于请求无线资源的指定的无线资源，或者
-当恢复无线链路故障或切换故障时。
基于上面的描述，下面将描述一般的基于竞争的随机接入过程。
图5是图示在基于竞争的随机接入过程中对于UE和eNB的操作的信号流的图。
(1)第一消息的发送
UE可以从由系统信息或切换命令指示的随机前导集中随机选择随机接入前导，选择物理随机接入信道(PRACH)资源，并且通过所选择的物理PRACH(PRACH)资源来发送随机接入前导(S501)。
(2)第二消息的接收
在步骤S501中发送随机接入前导后，UE尝试在由eNB通过系统信息或切换命令指示的随机接入响应接收窗口内接收随机接入响应(S502)。更具体而言，可以以媒体访问控制协议数据单元(MAC PDU)的形式来发送随机接入响应，并且可以通过物理下行链路共享信道(PDSCH)来传递MAC PDU。为了成功地在PDSCH上接收信息，UE优选地监控物理下行链路控制信道(PDCCH)。即，PDCCH优选地承载关于要接收PDSCH的UE的信息、关于PDSCH的无线资源的频率和时间的信息和关于PDSCH的发送格式的信息。一旦UE成功地接收发往它的PDCCH，则UE可以根据在PDCCH上承载的信息来通过PDSCH成功地接收随机接入响应。随机接入响应可以包括随机接入前导的标识符(ID)(例如，随机接入前导ID(RAPID))、指示上行链路无线资源的上行链路(UL)许可、临时小区无线网络临时标识(C-RNTI)和定时提前命令(TAC)。
在随机接入响应中包括RAPID的原因是因为一个随机接入响应可以包含用于一个或多个UE的随机接入响应信息，所以必须指示UE，对于该UE，UL许可、临时C-RNTI和TAC是有效的。在步骤S502中假定随机接入前导的ID与随机接入响应中包括的RAPID相同。因此，UE可以接收UL许可、临时C-RNTI和TAC。
(3)第三消息的发送
在接收到有效的随机接入响应时，UE处理在随机接入响应中包括的信息。即，UE应用TAC，并且存储临时C-RNTI。另外，UE可以与有效随机接入响应的接收对应地在消息3缓冲器中存储待发送的数据。
同时，UE使用所接收的UL许可向eNB发送数据(即，第三消息)(S503)。第三消息包括UE的ID。在基于竞争的随机接入过程中，eNB不能识别执行随机接入过程的UE。然而，eNB应当识别UE以避免UE间之后的冲突。
已经讨论了用于在第三消息中包括UE的ID的两种方法。方法之一是：如果UE在随机接入过程之前具有由小区分配的有效C-RNTI，则UE在对应于UL许可的上行链路信号中发送其C-RNTI。另一方面，如果在随机接入过程之前还没有向UE分配有效的C-RNTI，则UE在数据中发送其UE ID(例如，S-TMSI或随机ID)。通常，UE ID比C-RNTI长。如果UE发送与UL许可对应的数据，则UE启动竞争解决(CR)定时器以避免竞争。
(4)第四消息的接收
在根据在随机接入响应中包括的UL许可在数据中发送其ID后，UE等待从eNB接收用于竞争解决的命令。即，UE试图接收PDCCH，以便接收特定的消息(S504)。对于PDCCH接收，可以考虑两种方法。当如上所述根据UL许可使用C-RNTI来发送第三消息时，UE尝试使用C-RNTI来接收PDCCH。如果在第三消息中包括的ID是UE ID，则UE可以尝试使用在随机接入前导中包括的临时C-RNTI来接收PDCCH。在前一种情况下，如果在CR定时器到期之前UE使用C-RNTI来接收PDCCH，则UE结束随机接入过程，确定已经正常地执行了随机接入过程。在后一种情况下，如果UE使用临时C-RNTI接收PDCCH，则UE检查由PDCCH指示的在PDSCH上接收的数据。如果数据包括其UE ID，则UE结束随机接入过程，确定已经正常地执行了随机接入过程。
同时，与在图5中所示的基于竞争的随机接入过程不同，仅通过发送第一和第二消息来结束无竞争随机接入过程。然而，UE被eNB分配随机接入前导，然后它向eNB发送随机接入前导作为第一消息。UE向eNB发送所分配的随机接入前导作为第一消息，并且通过从eNB接收随机接入响应来结束随机接入过程。
发明内容
技术问题
在LTE系统中当UE试图对于eNB执行基于竞争的随机接入时，可能由于在用于发送对应的缓冲器状态报告(BSR)的上行链路许可和用于发送另一个缓冲器状态报告(BSR)的上行链路许可之间的混淆而错误地结束竞争解决过程。虽然这个问题是极其不寻常的情况，但是如果向LTE-A系统应用上述的CA技术，则由于在关于对应的CC的上行链路许可信息和关于其他CC的上行链路许可信息之间的混淆导致发生竞争解决的错误完成的概率增大。
因此，将描述在应用CA的移动通信系统中在UE执行随机接入而没有上述混淆的方法和配置用来执行该方法的UE。
技术方案
通过提供下述方法能够实现本发明的目的：一种用于在使用载波聚合的移动通信系统中由用户设备(UE)对于eNB执行随机接入过程的方法，在所述移动通信系统中，使用多个分量载波来进行通信，所述方法包括：通过在多个UL CC中的第一上行链路分量载波(以下称为“UL CC”)来向eNB发送随机接入前导；通过与第一UL CC对应的第一下行链路分量载波(以下称为“DL CC”)接收包括第一上行链路(UL)许可信息的随机接入响应消息作为对于随机接入前导的响应；通过与第一UL CC中的第一UL许可信息对应的上行链路无线资源来向eNB发送包括UE的标识信息的第三消息；以及，从eNB接收第二UL许可信息，其中，仅当通过第一DL CC接收到第二UL许可信息时，UE认为根据第三消息的发送的竞争解决过程为成功的过程。
当通过与第一DL CC不同的第二DL CC接收到第二UL许可信息时，UE可以不将第二UL许可信息PDCCH认为是根据第三消息的发送的竞争解决消息。
UE可以包括物理层模块和媒体访问控制(MAC)模块，并且MAC层模块可以仅当物理层模块向MAC层模块报告通过第一DL CC的物理下行链路控制信道(PDCCH)的接收时，确定根据第三消息的发送的竞争解决过程是否是成功。
UE的标识信息可以是C-RNTI MAC控制元素，其指示UE的C-RNTI。当通过第一DL CC来接收包括第二UL许可信息的PDCCH并且该PDCCH指示UE的C-RNTI时，UE可以认为根据第三消息的发送的竞争解决过程为成功的过程。
UE的标识信息可以是UE竞争解决标识MAC控制元素，其包括除了UE的C-RNTI之外的标识符。当通过第一DL CC接收包括第二UL许可信息的PDCCH并且该PDCCH指示UE的临时C-RNTI并且与PDCCH对应的PDSCH包括UE竞争解决标识MAC控制元素时，UE可以认为根据第三消息的发送的竞争解决过程为成功的过程。
UE可以考虑是否通过第一DL CC接收PDCCH，以便仅当UE向eNB发送包括C-RNTI MAC控制元素的第三消息时，确定根据第三消息的发送的竞争解决过程是否成功。
UE可以独立于第三消息的发送和第二UL许可信息的接收，通过与第一UL CC不同的第二UL CC和与第一DL CC不同的第二DL CC来执行HARQ操作。
在本发明的另一个方面，在此提供了一种UE，其在使用载波聚合的移动通信系统中执行对eNB的随机接入，在所述移动通信系统中，使用多个分量载波来进行通信，所述UE包括：MAC层模块，其包括分别对应于多个分量载波的多个HARQ实体，并且被配置为控制通过多个HARQ实体使用多个上行链路分量载波(被称为“UL CC”)的信号发送和通过分别对应于多个UL CC的多个下行链路分量载波(称为“DL CC”)的信号接收；以及，处理器，其在功能上连接到MAC层模块，并且包括物理层模块，所述物理层模块被配置为通过多个ULCC来发送信号并且通过多个DL CC来接收信号，其中，仅当通过第一DL CC接收到UL许可信息时，处理器认为根据第三消息的发送的竞争解决过程为成功的过程，所述第一DL CC对应于在多个UL CC中用于向eNB发送第三消息的第一UL CC。
处理器可以被配置使得处理器不将通过与第一DL CC不同的第二DL CC接收的UL许可信息认为是根据第三消息的发送的竞争解决消息。
MAC层模块可以被配置为仅当物理层模块向MAC层模块报告通过第一DL CC接收PDCCH时，确定根据第三消息的发送的竞争解决过程是否成功。
第三消息可以是UE的标识信息，并且包括C-RNTI MAC控制元素，其指示该UE的C-RNTI，并且当通过第一DL CC来接收包括UL许可信息的PDCCH并且该PDCCH指示该UE的C-RNTI时，处理器可以认为根据第三消息的发送的竞争解决消息为成功的过程。
第三消息可以是UE的标识信息，并且包括UE竞争解决标识MAC控制元素，其包括除了该UE的C-RNTI之外的标识符，并且当通过第一DL CC接收包括UL许可信息的PDCCH并且该PDCCH指示该UE的临时C-RNTI并且与该PDCCH对应的PDSCH包括UE竞争解决标识MAC控制元素时，处理器可以认为根据第三消息的发送的竞争解决消息为成功的过程。
处理器可以考虑是否通过第一DL CC接收PDCCH，以便仅当包括C-RNTI MAC控制元素的第三消息被发送到eNB时，确定根据第三消息的发送的竞争解决过程是否成功。
UE可以独立于第三消息的发送和UL许可信息的接收，通过与第一UL CC不同的第二UL CC和与第一DL CC不同的第二DL CC来执行HARQ操作。
有益效果
根据如上所述的本发明的实施例，能够防止由于上行链路许可信号的错误分析而错误地结束竞争解决过程。
附图说明
包括附图来进一步理解本发明，附图图示本发明的实施例并且与描述一起用于解释本发明的原理。
在附图中：
图1是用于描述长期演进(LTE)系统的配置所参考的视图；
图2和3图示无线协议层；
图4是用于描述载波聚合(CA)所参考的视图；
图5是图示在基于竞争的随机接入过程中的用户设备(UE)和演进节点B(eNB)的操作的信号流的图；
图6是用于描述当执行对eNB的基于竞争的随机接入时在竞争解决过程期间UE可能经历混淆的示例所参考的视图；
图7是用于描述在LTE系统中的基于竞争的随机接入过程中产生错误竞争解决的示例所参考的视图；
图8是用于描述根据本发明的实施例的执行由UE对eNB的随机接入的方法所参考的视图；以及
图9和10图示根据本发明的实施例的在UE和eNB的处理器的结构。
具体实施方式
现在将参考附图详细描述本发明的优选实施例。下面参考附图给出的详细描述旨在解释本发明的示例性实施例，而不是示出可以根据本发明实现的仅有的实施例。下面的详细描述包括具体细节，以便提供对本发明的彻底理解。然而，对于本领域内的技术人员显然，可以在没有这样的具体细节的情况下实施本发明。例如，在正在使用符合3GPP LTE系列标准之一的系统的假设下给出下面的详细描述。然而，除了3GPP LTE系列标准固有的特定特征之外，本描述适用于任何其他移动通信系统。
在一些情况下，已知的结构和设备被省略或以框图形式示出，以专注于结构和设备的重要特征，以便不混淆本发明的概念。贯串本说明书使用相同的附图标记来指示相同或类似的部分。
在下面的描述中，术语终端一般指的是移动或固定用户终端设备，诸如用户设备(UE)、移动站(MS)等。另外，术语基站(BS)一般指的是与UE进行通信的在网络端的任何节点，诸如节点B、eNode B等。
将描述一种用于在应用CA的移动通信系统中由UE对eNB执行随机接入过程而没有竞争解决过程中的混淆的方法以及被配置为执行该方法的UE。为了实现这一点，更详细地描述竞争解决过程和用于防止上述混淆的方案。
在随机接入过程期间产生竞争，因为随机接入前导的数量是有限的。因为eNB不能向相应的UE提供随机接入前导，所以UE选择公共随机接入前导之一，并且发送所选择的随机接入前导。在该情况下，在两个或更多的UE可能选择同一随机接入前导并且通过同一PRACH资源来发送它时，eNB确定从一个UE发送了一个随机接入前导，因此向那个UE发送随机接入响应，并且预测那个UE将接收随机接入响应。然而，这两个或更多的UE接收随机接入响应，此时出现如上所述的竞争，并且因此它们依据随机接入响应来执行操作。即，这两个或更多的UE使用在随机接入响应中包括的一个上行链路许可来通过同一无线资源发送不同的数据项。
因此，所有的数据项可能无法被发送到eNB，或取决于UE的位置或发送功率eNB可能仅从特定的UE接收数据。在后一种情况下，因为两个或更多的UE认为它们已经成功地发送它们的数据项，所以eNB需要向在竞争中失败的UE通知它们未成功地发送它们的数据项。向UE通知关于竞争的成功或失败的信息被称为竞争解决。
存在两种竞争解决方法，即，使用竞争解决(以下称为CR)定时器的方法和向其他UE发送成功UE的标识符的方法。当在随机接入过程之前UE预先具有其C-RNTI时使用前一种情况。具体地说，具有其C-RNTI的UE响应于随机接入响应向eNB发送包括C-RNTI的数据，并且启动CR定时器。在CR定时器到期之前接收到包括C-RNTI的PDCCH信息时，UE确定它已经在竞争中成功，并且通常结束随机接入过程。相反，当UE在CR定时器到期之前未接收到包括其C-RNTI的PDCCH信息时，UE确定它已经在竞争中失败，并且重新执行随机接入过程或向高层通知该失败。
当在随机接入过程之前UE没有C-RNTI时使用后一种情况，即，发送成功UE的标识符的方法。具体地说，当UE没有C-RNTI时，取决于在随机接入响应中包括的上行链路许可信息UE将比C-RNTI更高级的标识符(S-TMSI或随机接入ID；以下称为UE竞争解决标识MAC控制元素)包括在数据中，发送该数据，并且启动CR定时器。在CR定时器到期之前通过DL-SCH接收到包括S-TMSI的数据时，UE可以确定随机接入过程成功。相反，当UE未通过DL-SCH接收到包括S-TMSI的数据时，UE确定随机接入过程已经失败。
将基于上述的竞争解决的概念来描述UE可能经历的混淆。
图6是用来描述当对eNB执行基于竞争的随机接入时在随机接入过程期间UE可能体验的混淆的示例所参考的视图。
UE可以在步骤1中根据新数据的产生来向eNB发送缓冲器状态报告(以下称为BSR(A))。在此，假定UE具有用于发送BSR(A)的上行链路无线资源。
在步骤2中，如果在UE中产生具有比在缓冲器中存储的当前数据高的优先级的数据，则UE需要向eNB发送另一个BSR(B)，以便向eNB报告数据的产生。此时，假定UE没有用于发送BSR(B)的上行链路无线资源，即，UE执行基于竞争的随机接入过程以请求eNB提供上行链路无线资源。
同时，在随机接入过程期间在正确地接收到第三消息之前eNB不能确定UE是否当前执行随机接入过程。在图6的示例中，在eNB还没有正确地接收到从UE发送的第三消息的状态中如果eNB向UE发送对于先前接收的BSR(A)的上行链路许可，则UE可以确定上行链路许可是用于随机接入过程的竞争解决消息而发送BSR(B)，并且确定随机接入过程成功。因此，可能丢失UE试图发送的BSR(B)。
虽然LTE系统具有图6中所示的由于错误的竞争解决而在发送期间丢失BSR的问题，但是这个问题不重要，因为产生的频率较低。然而，在LTE-A系统中，在基于竞争的随机接入过程中由于错误的竞争解决导致BSR的发送丢失的产生的频率可能增加，因为UE使用多个UL CC和DL CC。
图7是用来描述在LTE系统中在基于竞争的随机接入过程中的错误竞争解决的产生的示例所参考的视图。
在图7中，假定UE使用两个DL CC DL(A)和DL(B)来执行通信并且eNB使用两个UL CC UL(A)和UL(B)执行通信，其中，UL(A)和DL(A)彼此连接，并且UL(B)和DL(B)彼此连接。UE可以通过从eNB接收的系统信息获取关于可用CC的信息和关于UL CC/DL CC连接的信息。
参考图7，在步骤S701中根据新数据的产生UE可以通过UL(A)向eNB发送BSR(A)。在此，假定UE具有用于发送BSR(A)的上行链路无线资源。当eNB响应于在步骤S701中发送的BSR(A)而发送NACK消息时，UE可以重新发送BSR(A)(S703)。
如果在UE中产生具有比在缓冲器中存储的当前数据更高优先级的数据，则UE需要向eNB发送另一个BSR BSR(B)，以便向eNB报告该数据的产生。然而，如果UE没有用于发送BSR(B)的上行链路无线资源，即，如果UE通过UL(A)执行基于竞争的随机接入过程以请求eNB提供上行链路无线资源，则UE可以通过UL(A)来发送第一消息(S704)，并且eNB可以响应于第一消息通过DL(A)向UE发送第二消息。UE可以使用所接收的第二消息的上行链路许可信息通过UL(A)向eNB发送包括其标识符的第三消息(S706)。
eNB不能在随机接入过程期间在正确地接收第三消息之前确定UE当前是否执行随机接入过程。在图7的示例中，在eNB还没有正确地接收到从eNB发送的第三消息的状态中如果eNB通过DL CC(B)向UE发送用于先前接收的BSR(A)的上行链路许可(S707)，则UE可以将在步骤S707中接收的上行链路许可确定为用于随机接入过程的竞争解决消息以发送BSR(B)，并且确定随机接入过程成功。因此，可能丢失UE试图发送的BSR(B)。
为了防止在使用CA技术的系统中的UE的混淆，本发明的实施例仅在UE通过特定DL CC接收到竞争解决控制信号的情况下确定随机接入过程的竞争解决成功。即，当UE未通过与通过其来发送第三消息的UL CC对应的DL CC接收到上行链路许可信息时，根据本发明的实施例的UE不将对应的上行链路许可信号认为是用于竞争解决过程的上行链路许可信号。
图8是用来描述根据本发明的一个实施例由UE对于eNB执行随机接入过程的方法所参考的视图。
在图8的示例中，假定UE被配置为能够使用来自eNB的两个ULCC UL(A)和UL(B)和两个DL CC DL(A)和DL(B)来用于CA，UL(A)和DL(A)彼此映射并且UL(B)和DL(B)彼此映射，并且UL(A)和UL(B)被分配PRACH资源使得它们可以用于执行随机接入过程。
UE可以通过UL(A)向eNB发送随机接入前导，以便执行基于竞争的随机接入过程(S801)。eNB可以响应于随机接入前导通过被映射到UL(A)的DL(A)向UE发送随机接入响应(S802)。UE可以使用在随机接入响应中包括的上行链路许可信息来通过UL(A)发送第三消息(S803)。第三消息包括UE的标识符。UE的标识符可以是C-RNTI。在本发明的实施例中，假定UE的标识符是xyz。
UE可以通过DL(B)从eNB接收包括UE的标识符xyz的竞争解决消息(S804)。具体地说，竞争解决消息可以包括上行链路许可信息，并且可以是指示UE的xyz的PDCCH。然而，假定根据本发明的实施例的UE仅当通过与UL(A)(通过该UL(A)来发送随机接入前导或第三消息)对应的DL(A)接收PDCCH时将包括上行链路许可信息的PDCCH认为是竞争解决消息。因此，UE可能不将通过DL(B)发送的上行链路许可信息确定为竞争解决消息(S805)。在该情况下，UE持续地尝试接收竞争解决消息，直到它的CR定时器到期。
UE可以通过DL(A)从eNB接收包括UE的标识符xyz的上行链路许可信号。在此，假定UE的CR定时器还没有到期。因此，UE可以将上行链路许可信号认为是竞争解决消息，因为UE确定还没有通过被映射到UL(A)(通过该UL(A)来发送随机接入前导)的DL(A)接收到上行链路许可信号，并且确定对应的标识符是否匹配(S808)。在本发明的该实施例中，UE通过与用于发送随机接入前导和第三消息的UL(A)对应的DL(A)接收上行链路许可信息，并且可以确定随机接入过程成功，因为它已经接收到指示UE的标识符xyz的PDCCH。
如上参考图8所述，可以检查所接收的DL CC仅当UE在随机接入过程之前具有其C-RNTI时确定所接收的上行链路许可信号是否可以用作竞争解决消息。当UE在随机接入前导发起之前因为它不包括其C-RNTI而使用UE竞争解决标识控制元素来尝试竞争解决时，UE需要接收指示临时C-RNTI的PDCCH，并且确定与该PDCCH对应的PDSCH是否包括UE竞争解决标识控制元素。因此，如参考图7所述的，UE将关于对应的BSR的上行链路许可信息与关于另一个BSR的上行链路许可信息混淆的概率很低。本发明可以被配置为对于所有基于竞争的随机接入过程考虑通过其来发送第四消息的DL CC。
将描述允许UE仅将通过与用于发送第一消息/第三消息的UL CC对应的DL CC接收的上行链路许可信息认为是竞争解决消息的详细配置，如参考图8所述。
通常，在UE的MAC层中执行的随机接入过程中的竞争解决算法如下。
[表1]
在低层(即，物理层)向UE报告PDCCH的接收的情况下，
(1)当第三消息包括C-RNTI MAC控制元素时(即，当UE在随机接入过程发起之前包括其C-RNTI时)，
(A)如果随机接入过程是基于竞争的随机接入过程(即，如果在MAC子层中发起随机接入过程)，并且PDCCH指示C-RNTI以及包括用于新的发送的上行链路许可信息，或者
(B)如果随机接入过程是无竞争的随机接入过程(即，如果通过PDCCH命令来发起随机接入过程)并且所接收的PDCCH指示C-RNTI，
(a)UE确定随机接入过程成功，并且
(b)停止其CR定时器
(2)在第三消息包括CCCH SDU，所接收的PDCCH指示UE的临时C-RNTI，并且所接收的MAC PDU已经成功被解码的情况下，
(A)UE停止其CR定时器，并且
(B)当对应的MAC PDU包括UE竞争解决标识控制元素，并且这个UE竞争解决标识控制元素与通过第三消息发送的CCCH SDU匹配(即，竞争解决标识控制元素对应于从UE发送的UE的标识)时，
(a)UE认为竞争解决过程是成功的，并且
(b)将用于随机接入的临时C-RNTI设置为C-RNTI。
在表1中所示的算法中，UE可以如下考虑UE通过其来接收上行链路许可信号的DL CC。
[表2]
在低层(即，物理层)通过与用于发送随机接入前导或第三消息的UL CC对应的DL CC向UE报告PDCCH的接收的情况下，
(1)当第三消息包括C-RNTI MAC控制元素时(即，当UE在随机接入过程发起之前包括其C-RNTI时)，
(A)如果随机接入过程是基于竞争的随机接入过程(即，如果在MAC子层中发起随机接入过程)，并且PDCCH指示C-RNTI以及包括用于新的发送的上行链路许可信息，或者
(B)如果随机接入过程是无竞争的随机接入过程(即，如果通过PDCCH命令来发起随机接入过程)并且所接收的PDCCH指示C-RNTI，
(a)UE确定竞争解决过程是成功的，并且
(b)停止其CR定时器。
(2)在第三消息包括CCCH SDU，所接收的PDCCH指示UE的临时C-RNTI，并且所接收的MAC PDU已经被成功解码的情况下，
(A)UE停止其CR定时器，并且
(B)当对应的MAC PDU包括UE竞争解决标识控制元素，并且这个UE竞争解决标识控制元素与通过第三消息发送的CCCH SDU匹配(即，UE竞争解决标识控制元素对应于从UE发送的UE的标识)时，
(a)UE认为竞争解决过程是成功的，并且
(b)将用于随机接入的临时C-RNTI设置为C-RNTI。
同时，将描述仅在下述受限情况下考虑UE通过其接收上行链路许可信号的DL CC的方案：根据本发明的一个实施例，UE在随机接入过程发起之前具有其C-RNTI，并且通过UE，具体地说，通过UE的MAC子层来发起随机接入过程。
[表3]
在低层(即，物理层)向UE报告PDCCH的接收的情况下，
(1)当第三消息包括C-RNTI MAC控制元素时(即，当UE在随机接入过程发起之前包括其C-RNTI时)，
(A)如果随机接入过程是基于竞争的随机接入过程(即，如果在MAC子层中发起随机接入过程)，通过与用于发送随机接入前导或第三消息的UL CC对应的DL CC来接收PDCCH，并且所接收的PDCCH指示C-RNTI以及包括用于新的数据发送的上行链路许可信息，或者
(B)如果随机接入过程是无竞争的随机接入过程(即，如果通过PDCCH命令来发起随机接入过程)并且所接收的PDCCH指示C-RNTI，
(a)UE确定竞争解决过程是成功的，并且
(b)停止其CR定时器。
(2)在第三消息包括CCCH SDU，所接收的PDCCH指示UE的临时C-RNTI，并且所接收的MAC PDU已经被成功解码的情况下，
(A)UE停止其CR定时器，并且
(B)当对应的MAC PDU包括UE竞争解决标识控制元素，并且这个UE竞争解决标识控制元素与通过第三消息发送的CCCH SDU匹配(即，UE竞争解决标识控制元素对应于从UE发送的UE的标识)时，
(a)UE认为竞争解决过程是成功的，并且
(b)将用于随机接入的临时C-RNTI设置为C-RNTI。
同时，将描述仅在下述受限情况下考虑UE通过其接收上行链路许可信号的DL CC的方案：根据本发明的一个实施例，UE在随机接入过程发起之前具有其C-RNTI，并且通过eNB的命令，具体地说，通过PDCCH命令发起随机接入过程。
[表4]
在低层(即，物理层)向UE报告PDCCH的接收的情况下，
(1)当第三消息包括C-RNTI MAC控制元素时(即，当UE在随机接入过程发起之前包括其C-RNTI时)，
(A)如果随机接入过程是基于竞争的随机接入过程(即，如果在MAC子层中发起随机接入过程)，并且PDCCH指示C-RNTI以及包括用于新的数据发送的上行链路许可信息，或者
(B)如果随机接入过程是无竞争的随机接入过程(即，如果通过PDCCH命令来发起随机接入过程)，通过与用于发送随机接入前导或第三消息的UL CC对应的DL CC来接收PDCCH，并且所接收的PDCCH指示C-RNTI，
(a)UE确定竞争解决过程是成功的，并且
(b)停止其CR定时器。
(2)在第三消息包括CCCH SDU，所接收的PDCCH指示UE的临时C-RNTI，并且所接收的MAC PDU已经被成功解码的情况下，
(A)UE停止其CR定时器，并且
(B)当对应的MAC PDU包括UE竞争解决标识控制元素，并且这个UE竞争解决标识控制元素与通过第三消息发送的CCCH SDU匹配(即，UE竞争解决标识控制元素对应于从UE发送的UE的标识)时，
(a)UE认为竞争解决过程是成功的，并且
(b)将用于随机接入的临时C-RNTI设置为C-RNTI。
同时，当UE仅当UE在随机接入过程发起之前没有其C-RNTI时考虑通过其接收上行链路许可信号的DL CC时，可以使用下面的算法。
[表5]
在低层(即，物理层)向UE报告PDCCH的接收的情况下，
(1)当第三消息包括C-RNTI MAC控制元素时(即，当UE在随机接入过程发起之前包括其C-RNTI时)，
(A)如果随机接入过程是基于竞争的随机接入过程(即，如果在MAC子层中发起随机接入过程)，并且PDCCH指示C-RNTI以及包括用于新的数据发送的上行链路许可信息，或者
(B)如果随机接入过程是无竞争的随机接入过程(即，如果通过PDCCH命令来发起随机接入过程)，并且所接收的PDCCH指示C-RNTI，
(a)UE确定竞争解决过程是成功的，并且
(b)停止其CR定时器。
(2)在第三消息包括CCCH SDU，所接收的PDCCH指示UE的临时C-RNTI，并且所接收的MAC PDU已经被成功解码的情况下，
(A)UE停止其CR定时器，并且
(B)当通过与用于发送随机接入前导或第三消息的UL CC对应的DL CC来接收PDCCH，对应的MAC PDU包括UE竞争解决标识控制元素，并且这个UE竞争解决标识控制元素与通过第三消息发送的CCCH SDU匹配(即，UE竞争解决标识控制元素对应于从UE发送的UE的标识)时，
(a)UE认为竞争解决过程是成功的，并且
(b)将用于随机接入的临时C-RNTI设置为C-RNTI。
可以以组合的方式来使用表2、3、4和5中所示的算法。
现在，将描述用于如上所述对于eNB执行随机接入的UE装置和eNB装置。
UE装置和eNB装置根据设备类型包括天线、处理器等。给出下面的描述，其专注于用于控制上述操作的处理器的结构。
UE和eNB的处理器可以具有图2和3中所示的层结构。在本发明的每一个实施例中，UE和eNB的处理器具有下面的结构用在应用CA的系统中。
图9和10图示根据本发明的实施例的在UE和eNB的处理器的结构。
具体地说，图9图示用于执行上述方法的eNB的下行链路L2结构，并且图10图示用于执行上述方法的UE的上行链路L2结构。
CA技术显著地影响在L2的MAC层。例如，使用CA的系统使用多个CC，并且每一个HARQ实体管理一个CC。因此，在本发明的实施例中，UE处理器和eNB处理器的MAC层应当执行与多个HARQ实体相关的操作。另外，因为每一个HARQ实体处理传输块，所以可以在CA中的多个CC上同时发送或接收多个传输块。
即，在本发明的实施例中，UE和eNB的MAC层模块包括多个HARQ实体，每一个HARQ实体负载CC。如图8中所示，eNB处理器的MAC层模块可以包括：复用模块，用于复用与每一个UE(例如，UE1或UE2)的多个CC 1:1对应的多个HARQ实体；以及用于所有UE的调度/优先级处理的模块。如图10中所示，UE的MAC层模块还可以包括分别对应于多个CC的多个HARQ实体，并且可以包括用于上行链路资源的调度/优先级处理的模块。
从上述随机接入过程的角度，将更详细地描述具有上面的L2结构的UE装置。
UE处理器包括RRC层模块，产生用于RRC连接建立或重建立的逻辑信道信号。例如，可以将RRC连接请求消息映射到CCCH，并且发送到稍后描述的MAC层。
MAC层模块可以将用于RRC连接建立/重建立的逻辑信道信号(例如，CCCH)映射到MAC PDU格式，并且通过传输信道向物理层发送映射的逻辑信道信号。可以使用多个HARQ实体的任何一个来发送传输信道。物理层模块可以将传输信道信号映射到物理信道(例如，PDSCH)，并且向eNB发送PDSCH。在上述用于RRC连接建立/重建立的信号的情况下，可以将其发送到eNB作为在随机接入过程发送的第三消息。同时，在随机接入过程中，可以根据物理层的决定来发送第一和第二消息，而与HARQ实体无关。
同时，根据本发明的实施例的UE处理器可以被配置为使得当未通过与用于发送随机接入前导或第三消息的UL CC对应的DL CC接收到上行链路许可信号时，不将在竞争解决过程期间接收的上行链路许可信号认为是竞争解决消息。具体地说，根据本发明的实施例的UE处理器的MAC层可以被配置为执行如表2、3、4和5中所示的竞争解决算法。可以以软件或硬件方式在MAC层模块中实现表2、3、4和5的算法。
已经给出了本发明的优选实施例的详细描述以使得本领域内的技术人员能够实现和实施本发明。虽然已经参考优选实施例描述了本发明，但是本领域内的技术人员可以明白，在不偏离在所附权利要求中描述的本发明的精神和范围的情况下，可以在本发明中进行各种修改和改变。因此，本发明不应当限于在此所述的具体实施例，而是应当符合与在此公开的原理和新颖特征一致的最宽范围。
工业实用性
虽然已经专注于3GPP LTE系统描述了上述实施例，但是本发明不限于此，并且可以用于使用多个分量载波组合的各种移动通信系统。

Claims (16)

1.一种用于在使用载波聚合的移动通信系统中由用户设备（UE）对演进节点B（eNB）执行随机接入过程的方法，在所述移动通信系统中使用多个分量载波来进行通信，所述方法包括：
通过在多个上行链路分量载波中的第一上行链路分量载波来向所述eNB发送随机接入前导；
通过与所述第一上行链路分量载波对应的第一下行链路分量载波接收包括第一上行链路许可信息的随机接入响应消息作为对所述随机接入前导的响应；
通过与所述第一上行链路分量载波中的所述第一上行链路许可信息对应的上行链路无线资源来向所述eNB发送包括所述UE的标识信息的第三消息；以及
从所述eNB接收由所述UE的所述标识信息指示的物理下行链路控制信道（PDCCH），
其中，当通过所述第一下行链路分量载波接收到所述PDCCH时，所述UE认为根据所述第三消息的发送的竞争解决过程为成功的过程，以及
其中，当通过与所述第一下行链路分量载波不同的第二下行链路分量载波接收到所述PDCCH时，所述UE认为所述竞争解决过程为失败的过程。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述UE包括物理层模块和媒体访问控制（MAC）模块，并且
其中，仅当所述物理层模块向所述MAC层模块报告通过所述第一下行链路分量载波的所述PDCCH的接收时，所述MAC层模块确定所述竞争解决过程是成功的。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述UE的所述标识信息是指示所述UE的小区无线网络临时标识符（C-RNTI）的C-RNTI媒体访问控制（MAC）控制元素，所述随机接入过程由所述UE发起，以及
其中，当通过所述第一下行链路分量载波来接收所述PDCCH、所述PDCCH指示所述UE的所述C-RNTI以及包括用于新的数据发送的第二上行链路许可信息时，所述竞争解决过程被认为是成功的过程。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述UE的所述标识信息是指示所述UE的小区无线网络临时标识符（C-RNTI）的C-RNTI媒体访问控制（MAC）控制元素，所述随机接入过程通过所述eNB的命令来发起，以及
其中，当通过所述第一下行链路分量载波来接收所述PDCCH，以及所述PDCCH指示所述UE的所述C-RNTI时，所述竞争解决过程被认为是成功的过程。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，当通过所述第一下行链路分量载波接收所述PDCCH并且所述PDCCH指示所述UE的所述C-RNTI时，在所述PDCCH包括第二上行链路许可信息的情况下以及在所述PDCCH包括下行链路分配信息的情况下，所述竞争解决过程被认为是成功的过程。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述UE的所述标识信息是包括除了所述UE的小区无线网络临时标识符（C-RNTI）之外的标识符的UE竞争解决标识媒体访问控制（MAC）控制元素，以及
其中，当通过所述第一下行链路分量载波接收到所述PDCCH并且所述PDCCH指示所述UE的临时C-RNTI，并且与所述PDCCH对应的物理下行链路共享信道（PDSCH）包括所述UE竞争解决标识MAC控制元素时，所述竞争解决过程被认为是成功的过程。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，仅当所述UE向所述eNB发送包括所述C-RNTI MAC控制元素的所述第三消息时，所述UE考虑是否通过所述第一下行链路分量载波或者第二下行链路分量载波接收所述PDCCH。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述UE独立于所述第三消息的发送和所述PDCCH的接收，通过与所述第一上行链路分量载波不同的第二上行链路分量载波和所述第二下行链路分量载波来执行混合自动重复请求（HARQ）操作。
9.一种在使用载波聚合的移动通信系统中执行对演进节点B（eNB）的随机接入的UE，在所述移动通信系统中使用多个分量载波来进行通信，所述UE包括：
媒体访问控制（MAC）层模块，包括分别对应于所述多个分量载波的多个混合自动重复请求（HARQ）实体，并且被配置为控制通过所述多个HARQ实体使用多个上行链路分量载波的信号发送和接收，和通过分别对应于所述多个上行链路分量载波的多个下行链路分量载波的信号接收；以及
处理器，功能上连接到所述MAC层模块，并且包括物理层模块，所述物理层模块被配置为通过所述多个上行链路分量载波来发送和接收信号，并且通过所述多个下行链路分量载波来接收信号，
其中，当通过第一下行链路分量载波接收到由所述UE的标识信息指示的物理下行链路控制信道（PDCCH）时，所述处理器认为根据第三消息的发送的竞争解决过程是成功的过程，所述第一下行链路分量载波对应于用于向所述eNB发送所述第三消息的第一上行链路分量载波，以及
其中，当通过与所述第一下行链路分量载波不同的第二下行链路分量载波接收到所述PDCCH时，所述处理器认为所述竞争解决过程为失败的过程。
10.根据权利要求9所述的UE，其中，所述MAC层模块被配置为仅当所述物理层模块向所述MAC层模块报告通过所述第一下行链路分量载波的所述PDCCH的接收时，确定所述竞争解决过程是成功的。
11.根据权利要求9所述的UE，其中，所述第三消息是所述UE的标识信息，并且包括小区无线网络临时标识符（C-RNTI）MAC控制元素，所述C-RNTI MAC控制元素指示所述UE的C-RNTI，并且当由所述UE发起所述随机接入过程、通过所述第一下行链路分量载波接收所述PDCCH、所述PDCCH指示所述UE的所述C-RNTI并且包括用于新的数据发送的上行链路许可信息时，所述处理器认为所述竞争解决过程是成功的过程。
12.根据权利要求9所述的UE，其中，所述第三消息是所述UE的标识信息，并且包括小区无线网络临时标识符（C-RNTI）MAC控制元素，所述C-RNTI MAC控制元素指示所述UE的C-RNTI，并且当通过所述eNB的命令发起所述随机接入过程，通过所述第一下行链路分量载波接收所述PDCCH、以及所述PDCCH指示所述UE的所述C-RNTI时，所述处理器认为所述竞争解决过程是成功的过程。
13.根据权利要求12所述的UE，其中，当通过所述第一下行链路分量载波接收所述PDCCH并且所述PDCCH指示所述UE的所述C-RNTI时，在所述PDCCH包括上行链路许可信息的情况下和在所述PDCCH包括下行链路分配信息的情况下，所述处理器认为所述竞争解决过程是成功的过程。
14.根据权利要求9所述的UE，其中，所述第三消息是所述UE的标识信息，并且包括UE竞争解决标识MAC控制元素，所述UE竞争解决标识MAC控制元素包括除了所述UE的小区无线网络临时标识符（C-RNTI）之外的标识符，并且当通过所述第一下行链路分量载波接收所述PDCCH并且所述PDCCH指示所述UE的临时C-RNTI以及与所述PDCCH对应的物理下行链路共享信道（PDSCH）包括所述UE竞争解决标识MAC控制元素时，所述处理器认为所述竞争解决过程是成功的过程。
15.根据权利要求11所述的UE，其中，仅当包括所述C-RNTIMAC控制元素的所述第三消息被发送到所述eNB时，所述处理器考虑是否通过所述第一下行链路分量载波或所述第二下行链路分量载波接收所述PDCCH。
16.根据权利要求9所述的UE，其中，所述UE独立于所述第三消息的发送和所述PDCCH的接收，通过与所述第一上行链路分量载波不同的第二上行链路分量载波和与所述第一下行链路分量载波不同的第二下行链路分量载波来执行HARQ操作。
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