CN102469617A - 一种竞争随机接入的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种竞争随机接入的方法，该方法包括以下步骤：A、用户设备UE选择随机接入资源发送随机接入消息到演进型基站eNB；B、eNB接收到UE发送的随机接入消息后，判断UE间是否发生了随机接入资源碰撞，并通知UE是否发生了随机接入资源碰撞；C、UE根据所述通知，确定是否发生了随机接入资源碰撞，如果发生了随机接入资源碰撞，则停止本次随机接入，否则，执行步骤D；D、UE继续执行后续随机接入流程。该方法能够降低了UE发生随机接入资源碰撞的情况下再次发起随机接入的时延。

Description

一种竞争随机接入的方法
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种竞争随机接入的方法。
背景技术
在当前长期演进(LTE)系统中，媒体接入控制采用随机接入技术，该技术分为竞争随机接入和非竞争随机接入两种模式。由于非竞争随机接入模式受到使用场景的局限性以及非竞争资源的限制，在当前通信系统中绝大部分都采用竞争的随机接入模式。参见图1，图1为现有技术竞争随机接入过程的流程示意图，其处理流程为：
步骤101、用户设备(UE)向演进型基站(eNB)发送随机接入消息。
本步骤中，UE首先在系统广播信息中获取并保存与随机接入相关的重要系统参数，以及可用的随机接入前导码以及上行随机接入信道(PRACH)资源，由媒体接入控制(MAC)子层在这些可用的资源中随机选择出随机接入前导码和PRACH资源，UE在选择的PRACH资源上发送选定的随机接入前导码。
步骤102、eNB向UE发送随机接入响应消息。
UE发送随机接入前导码之后，将在随机接入响应窗内以对应于MAC选择的PRACH资源的随机接入过程的用户标识RA-RNTI为标识监听物理下行控制信道(PDCCH)，来接收eNB发来的随机接入响应消息，也即MAC层用户分组数据单元(MAC PDU)。当UE成功监听到以自己RA-RNTI为标识的PDCCH，并在PDCCH指示的下行共享资源上将接收到的MAC PDU成功解码，找到与自己发送的随机接入前导码匹配的随机接入响应消息，将停止对PDCCH的监听；如果UE在随机接入响应窗内没有收到随机接入响应消息，或者所有接收的随机接入响应消息中包含的随机接入前导码与步骤101中所述发送的随机接入前导码不匹配，则认为本次接收的随机接入响应消息不成功。
步骤103、UE向eNB发送首次调度传输消息。
当成功接收到包含与发送的随机接入前导码匹配的随机接入响应消息以后，UE将在随机接入响应消息中指定的上行授权子帧，向eNB发送首次调度传输消息，并启动竞争判决定时器，该消息中将包括用于随机接入的竞争决议标识。
步骤104、eNB向UE发送竞争决议消息。
当eNB成功接收到UE发来首次调度传输消息后，向UE发送竞争决议消息，在竞争决议消息中携带该UE在首次调度传输消息中发送的竞争决议标识。当UE在竞争判决定时器启动其间，成功接收到自己的竞争决议标识，则认为本次随机接入成功；否则认为本次随机接入失败。
从上述对竞争的随机接入过程的描述可以看出，在进行随机接入之前，UE首先要选择随机接入资源：可用的PRACH资源和随机接入前导码，由于竞争的随机接入资源是由UE随机选择的，UE之间没有信息的交互，因此存在UE随机接入过程中发生随机接入资源碰撞的概率。目前eNB在检测UE发送的随机接入前导码时的操作如图2所示，图2是现有技术eNB检测UE发送的随机接入前导码的方法示意图，eNB在用户检测窗内扫描信道冲击响应(CIR)窗内的功率值，当扫描到功率最大值且该功率最大值超过eNB第一预期功率值时，认为有随机接入前导码发送过来，不考虑是否有多个UE选择了同样的随机接入资源，这里的eNB第一预期功率值PES＝Pi+ΔPES，其中Pi为UE在系统广播信息中获取的系统参数：随机接入前导码初始接收目标功率，ΔPES是一个大于0的预设增量，实际取值与具体环境相关。当有多个UE选择了同样的随机接入资源时，必然导致UE在随机接入过程中发生随机接入资源碰撞，而目前的技术，在UE首次调度时，若UE间发生随机接入资源碰撞，eNB是无法将不同用户的数据分开的，因此必然导致UE首次调度失败，即使利用混合自动重传请求(HARQ)技术进行重传也无法实现UE首次调度的成功，从而使此次随机接入失败。
当UE在执行随机接入过程中发生随机接入资源碰撞的情况下，只能在步骤104中UE接收到eNB发来的竞争决议消息后，根据竞争决议消息中的竞争判决标识判断发生了随机接入资源碰撞。UE若想完成随机接入，只有在得知发生了随机接入资源碰撞后才能重新选择随机接入资源，并重新发起随机接入，因此UE发生随机接入碰撞的情况下再次发起随机接入的时延也比较长。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种竞争随机接入的方法，该方法能够降低UE在发生随机接入资源碰撞的情况下再次发起随机接入的时延。
为了实现上述目的，本发明提供了一种竞争随机接入的方法，包括以下步骤：
A、用户设备UE选择随机接入资源发送随机接入消息到演进型基站eNB；
B、eNB接收到UE发送的随机接入消息后，判断UE间是否发生了随机接入资源碰撞，并通知UE是否发生了随机接入资源碰撞；
C、UE根据所述通知，确定是否发生了随机接入资源碰撞，如果发生了随机接入资源碰撞，则停止本次随机接入，否则，执行步骤D；
D、UE继续执行后续随机接入流程。
步骤B所述通知UE是否发生了随机接入资源碰撞为：
发生随机接入资源碰撞时，设置随机接入响应消息中的预留位R的值，未发生随机接入资源碰撞时，不设置随机接入响应消息中的预留位R的值；将该随机接入响应消息发送给UE；
步骤C所述UE根据所述通知，确定是否发生了随机接入资源碰撞为：UE根据随机接入响应消息中的预留位R是否被设置，确定是否发生了随机接入资源碰撞。
步骤A所述UE发送随机接入消息到eNB前进一步包括：UE读取系统广播信息获取可用的随机接入资源；
所述步骤A中，UE从获取的可用的随机接入资源中选择随机接入资源。
步骤A所述UE发送随机接入消息到eNB前进一步包括：设置随机接入前导码发送次数为1，设置随机接入前导码发射功率；
所述步骤A中UE用设置的随机接入前导码发射功率发送随机接入消息。
所述步骤A中，UE读取系统广播信息获取可用的随机接入资源时，进一步保存包含随机接入前导码初始接收目标功率系统参数；
所述设置随机接入前导码发射功率为随机接入前导码初始接收目标功率与功率偏移值之和。
步骤B所述判断UE间是否发生了随机接入资源碰撞的方法是：eNB检测UE发送的随机接入消息的发送功率是否大于预期功率值，如果是，则发生了随机接入资源碰撞，否则，没有发生随机接入资源碰撞；
所述的预期功率值为随机接入前导码初始接收目标功率与一个预设增量之和。
步骤B所述设置随机接入响应消息中的预留位R为1；
所述步骤C中，UE根据随机接入响应消息中的预留位R的值是否为1，确定是否发生了随机接入资源碰撞。
所述UE保存的系统参数还包括：随机接入前导码发送最大次数；
步骤C所述停止本次随机接入之前进一步包括以下步骤：
C0、UE判断随机接入所要建立的业务是否为高优先级业务，如果是，则转至步骤D执行，否则，转至步骤C1执行；
C1、UE将随机接入前导码发送次数加1；
C2、判断随机接入前导码发送次数是否小于随机接入前导码发送最大次数，是，则增加随机接入前导码发射功率，返回步骤A执行，否则，停止本次随机接入，本次随机接入过程失败。
UE保存的系统参数还包括：功率抬升步长；
步骤C2所述将增加随机接入前导码发射功率增加功率抬升步长。
所述的随机接入响应消息中携带再次发起随机接入的最大等待时间BI；
步骤C2所述返回步骤A执行之前进一步包括：等待一个随机时延，所述随机时延的长度按均匀分布原则在0到BI之间随机选择。
步骤C2所述本次随机接入过程失败后进一步包括，UE物理层向上层报告随机接入错误原因。
步骤D包括：
D0、UE向eNB发送首次调度传输消息；
D1、eNB接收到首次调度消息后，向UE发送竞争决议消息。
由上述的技术方案可知，本发明的这种竞争随机接入的方法，eNB在接收到UE发来的随机接入消息后，判断UE间是否发生了随机接入资源碰撞，并通知UE是否发生了随机接入资源碰撞，UE根据所述通知确定是否发生了随机接入资源碰撞，如果是，则停止本次随机接入，因此UE可以提前确定发生随机接入资源碰撞，停止本次随机接入，进而可以重新选择随机接入资源，重新发起随机接入，因此降低了UE发生随机接入资源碰撞的情况下再次发起随机接入的时延。
附图说明
图1是现有技术竞争随机接入过程的流程示意图；
图2是现有技术eNB检测UE发送的随机接入前导码的方法示意图；
图3是本发明实施例竞争随机接入过程的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
本发明的主要思想是：eNB判断确定UE发生随机接入资源碰撞时，通知UE发生了随机接入资源碰撞，UE根据所述通知确定发生了随机接入资源碰撞后停止本次随机接入，因而能够降低UE发生随机接入资源碰撞的情况下再次发起随机接入的时延。
参见图3，图3是本发明实施例竞争随机接入过程的流程示意图，具体流程包括以下步骤：
步骤301、UE初始化随机接入前导码发送次数为1，设置随机接入前导码发射功率，选择随机接入资源发起随机接入过程。
本步骤中，UE首先在系统广播信息中获取可用的随机接入前导码和PRACH资源，获取并保存重要系统参数：随机接入前导码发送最大次数preambleTransMax、随机接入前导码初始接收目标功率preambleInitialReceivedPower、功率抬升步长powerRampingStep等，然后初始化随机接入前导码发送次数为1，设置随机接入前导码发射功率PPRACH的值为随机接入前导码初始接收目标功率与功率偏移值DELTA_PREAMBLE的和，这里，功率偏移值的大小由选择使用的随机接入前导码确定，也即，不同的随机接入前导码对应不同的功率偏移值，由于其与现有技术相同，不再赘述。UE在可用的随机接入前导码和PRACH资源中随机选择随机接入前导码和PRACH资源，在选定PRACH信道上使用随机接入前导码发射功率发送随机接入前导码，也即向eNB发送随机接入消息。
步骤302、eNB在用户检测窗内检测UE发送的随机接入前导码。
本步骤中，eNB在用户检测窗内扫描CIR检测窗内的功率值，当扫描到的功率最大值且该最大值超过eNB第一预期功率值PES时，确定有UE发送随机接入前导码过来。
步骤303、eNB判断是否多个UE选用了相同的随机接入资源，如果是，则执行步骤304，否则，执行步骤305。
本步骤中，由于eNB在广播信道中通知了UE随机接入前导码初始接收目标功率，因此，如果eNB检测到的发射功率大于eNB第二预期功率值PEC，就可以判断确定有多个UE选用了相同的随机接入资源，这里的eNB第二预期功率值PEC与随机接入前导码的初始接收目标功率和具体环境相关，PEC＝Pi+ΔPEC，其中Pi是随机接入前导码的初始接收目标功率，ΔPEC是一个大于0的预设增量，具体取值与具体环境相关，eNB第二预期功率值PEC大于eNB第一预期功率值PES。
步骤304、eNB将随机接入响应消息中的预留位R置为1。
本步骤中，eNB通过将发向UE的随机接入响应消息中的预留位R置为1，指示UE发生了随机接入资源碰撞，否则，则说明UE未发生随机接入资源碰撞。
这里也可以将预留位R置为0表示UE发生了随机接入资源碰撞，只要保持和UE侧的判断值一致即可，另外，本步骤也可以通过发送单独的通知消息通知UE发生了随机接入资源碰撞，但是由于这样会增加空口资源，所以本实施例不使用这种实现方法。
步骤305、eNB向检测到的UE发送随机接入响应消息。
步骤306、UE判断是否发生了随机接入资源碰撞，如果发生碰撞，则执行步骤307，否则，执行步骤308。
本步骤中，UE接收到eNB发来的随机接入响应消息后，检测随机接入响应消息中的预留位R的值，如果值为1，则说明UE发生随机接入资源碰撞，否则，则说明UE未发生随机接入资源碰撞。
步骤307、UE判断是否高优先级业务的随机接入申请，如果是，则执行步骤308，否则，执行步骤309。
本步骤中，UE判断发现发生随机接入资源碰撞的情况下，对其随机接入所要申请建立的业务的优先级进行判断，如果所申请的业务为高优先级的业务，例如紧急业务，则不考虑其是否发生碰撞，继续执行后续的随机接入过程。因此，本步骤和步骤306的执行顺序可以互换；如果所申请的业务不是高优先级的业务，则UE根据具体情况结束随机接入过程或重新选择随机接入资源再次发起随机接入过程。
步骤308、执行随机接入后续过程。
本步骤中，UE在未发生随机接入资源碰撞的情况下，或虽然发生了随机接入资源碰撞，但是所申请建立的业务为高优先级业务的情况下，继续执行随机接入后续过程，也即根据接收到的eNB发来的随机接入响应消息，向eNB发送首次调度传输消息，其中携带竞争决议标识；当eNB收到首次调度传输消息后，向UE发送竞争决议消息；当UE收到竞争决议消息后，检测其中的竞争决议标识，如果是自己的竞争决议标识，则本次随机接入成功。
步骤309、UE将随机接入前导码发送次数加1。
步骤310、UE判断随机接入前导码的发送次数是否超过最大发送次数，这里的最大发送次数是指系统参数：随机接入前导码发送最大次数，如果超过，则执行步骤311，否则，执行步骤312。
步骤311、通知高层。
本步骤中，当UE物理层判断发现UE发送随机接入前导码尝试随机接入次数已经超过最大发送次数，向高层报告随机接入错误原因，然后结束本次随机接入过程。
步骤312、UE调整随机接入前导码发射功率的值，重新选择随机接入资源并择机重新发起随机接入，返回步骤302。
本步骤中，UE在获知发生随机接入资源碰撞并且发送随机接入前导码的次数没有超过最大发送次数的情况下，将PPRACH增加功率抬升步长，重新选择随机接入资源，并择机重新发起重新接入，然后转至步骤302执行；这里的所述的择机是根据随机接入响应消息中携带的随机接入的最大等待时间BI(Backoff Indicator)确定的，UE在0到BI之间按照均匀分布的原则随机选择一个发起时间，此与现有技术相同，不再赘述。
由上述的实施例可见，本发明的这种竞争随机接入的方法，通过在随机接入响应消息中预留位R的置1操作，使UE在接收到随机接入响应消息时就可以获知UE发生了随机接入资源碰撞，而不需要在进行首次调度传输后接收到竞争决议消息时才获知，因此可以尽早重新选择随机接入资源发起随机接入，因而降低了UE的接入时延；而且当UE提前获知发生随机接入资源碰撞后不再继续向eNB发送首次调度传输消息，而eNB在授权的上行资源上没有收到任何数据资源时，停止该随机接入资源下的后续随机接入过程，因此，本发明还节省了公共信道资源；同时，由于UE在申请建立高优先级业务时，不管是否与其它UE发生随机接入资源碰撞，都继续执行后续的随机接入过程，而对于其他业务类型，在发生随机接入资源碰撞的情况下需要重新选择随机接入资源发起随机接入，这样，既可以保证高优先级业务的随机接入时延需求，又可以尽量避免其他业务申请与高优先级业务申请的随机接入资源碰撞。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种竞争随机接入的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
A、用户设备UE选择随机接入资源发送随机接入消息到演进型基站eNB；
B、eNB接收到UE发送的随机接入消息后，判断UE间是否发生了随机接入资源碰撞，并通知UE是否发生了随机接入资源碰撞；
C、UE根据所述通知，确定是否发生了随机接入资源碰撞，如果发生了随机接入资源碰撞，则停止本次随机接入，否则，执行步骤D；
D、UE继续执行后续随机接入流程。
2.如权利要求1所述的竞争随机接入的方法，其特征在于，步骤B所述通知UE是否发生了随机接入资源碰撞为：
发生随机接入资源碰撞时，设置随机接入响应消息中的预留位R的值，未发生随机接入资源碰撞时，不设置随机接入响应消息中的预留位R的值；将该随机接入响应消息发送给UE；
步骤C所述UE根据所述通知，确定是否发生了随机接入资源碰撞为：UE根据随机接入响应消息中的预留位R是否被设置，确定是否发生了随机接入资源碰撞。
3.如权利要求1所述的竞争随机接入的方法，其特征在于，步骤A所述UE发送随机接入消息到eNB前进一步包括：UE读取系统广播信息获取可用的随机接入资源；
所述步骤A中，UE从获取的可用的随机接入资源中选择随机接入资源。
4.如权利要求3所述的竞争随机接入的方法，其特征在于，步骤A所述UE发送随机接入消息到eNB前进一步包括：设置随机接入前导码发送次数为1，设置随机接入前导码发射功率；
所述步骤A中UE用设置的随机接入前导码发射功率发送随机接入消息。
5.如权利要求4所述的竞争随机接入的方法，其特征在于，所述步骤A中，UE读取系统广播信息获取可用的随机接入资源时，进一步保存包含随机接入前导码初始接收目标功率系统参数；
所述设置随机接入前导码发射功率为随机接入前导码初始接收目标功率与功率偏移值之和。
6.如权利要求5所述的竞争随机接入的方法，其特征在于，步骤B所述判断UE间是否发生了随机接入资源碰撞的方法是：eNB检测UE发送的随机接入消息的发送功率是否大于预期功率值，如果是，则发生了随机接入资源碰撞，否则，没有发生随机接入资源碰撞；
所述的预期功率值为随机接入前导码初始接收目标功率与一个预设增量之和。
7.如权利要求6所述的竞争随机接入的方法，其特征在于，步骤B所述设置随机接入响应消息中的预留位R为1；
所述步骤C中，UE根据随机接入响应消息中的预留位R的值是否为1，确定是否发生了随机接入资源碰撞。
8.如权利要求7所述的竞争随机接入的方法，其特征在于，所述UE保存的系统参数还包括：随机接入前导码发送最大次数；
步骤C所述停止本次随机接入之前进一步包括以下步骤：
C0、UE判断随机接入所要建立的业务是否为高优先级业务，如果是，则转至步骤D执行，否则，转至步骤C1执行；
C1、UE将随机接入前导码发送次数加1；
C2、判断随机接入前导码发送次数是否小于随机接入前导码发送最大次数，是，则增加随机接入前导码发射功率，返回步骤A执行，否则，停止本次随机接入，本次随机接入过程失败。
9.如权利要求8所述的竞争随机接入的方法，其特征在于，UE保存的系统参数还包括：功率抬升步长；
步骤C2所述将增加随机接入前导码发射功率增加功率抬升步长。
10.如权利要求9所述一种竞争随机接入的方法，其特征在于，所述的随机接入响应消息中携带再次发起随机接入的最大等待时间BI；
步骤C2所述返回步骤A执行之前进一步包括：等待一个随机时延，所述随机时延的长度按均匀分布原则在0到BI之间随机选择。
11.如权利要求8所述的竞争随机接入的方法，其特征在于，步骤C2所述本次随机接入过程失败后进一步包括，UE物理层向上层报告随机接入错误原因。
12.如权利要求2～11任一权利要求所述的竞争随机接入的方法，其特征在于，步骤D包括：
D0、UE向eNB发送首次调度传输消息；
D1、eNB接收到首次调度消息后，向UE发送竞争决议消息。
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