CN102823316B - 用于减小lte高级网络和增强的pucch中的等待时间的具有无竞争反馈的基于竞争的传输 - Google Patents

用于减小lte高级网络和增强的pucch中的等待时间的具有无竞争反馈的基于竞争的传输 Download PDF

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Abstract

本文通常公开了用于LTE高级网络和增强的PUCCH中减小等待时间的具有无竞争反馈的基于竞争的传输的方法。用户设备（UE）可以在物理上行链路控制信道（PUCCH）上把竞争序列传送给增强节点B(eNB)并且可以在物理上行链路共享信道（PUSCH）上把请求上行链路资源的数据并发地传送给eNB。依据由eNB指派的格式在PUCCH上传送所述竞争序列。所述竞争序列由UE随机选择或者由eNB指派。当eNB未成功接收到竞争序列和数据时，UE可以回退到用于上行链路资源分配的更常规的随机接入信道（RACH）过程。

Description

用于减小LTE高级网络和增强的PUCCH中的等待时间的具有无竞争反馈的基于竞争的传输
优先权声明
此申请在35 U.S.C. 119(e) 下要求于2010年3月5日提交的、通过引用全部结合于此的美国临时专利申请序列号61/311,174的优先权。
技术领域
实施例关于无线通信。一些实施例涉及第三代合作伙伴项目（third-generation partnership project，3GPP）的演进通用陆地无线电接入网络（Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，E-UTRAN）标准，版本10，通称为高级的长期演进（Long Term Evolution，LTE）并且被称为LTE-A。
背景技术
随着在诸如3GPP LTE网络之类的无线网络上传递数据而来的一个问题是与上行链路接入相关联的等待时间。当用户设备（User Equipment，UE）有数据要发送时，该UE可以请求上行链路信道上的资源（即，带宽）的分配，以便把该数据传送给增强节点B（eNB）（即，LTE基站）。对于UE而言，随机接入信道（random access channel，RACH）上的竞争和冲突以及与常规RACH过程的使用相关联的开销导致了漫长的延迟。
因此，存在对在LTE网络中减小与常规上行链路资源分配请求相关联的等待时间的方法的普遍需要。还存在对增强的上行链路控制信道的普遍需要。
附图说明
图1图示了依据一些实施例的eNB和UE；
图2是依据一些实施例的具有减小的等待时间的资源分配过程的流程图；以及
图3图示了依据一些实施例的增强的物理上行链路控制信道（PUCCH）的结构。
具体实施方式
以下说明和图充分地图示了具体实施例以使得本领域技术人员能够实践它们。其他实施例可以结合结构的、逻辑的、电气的处理以及其他改变。一些实施例的部分和特征可以被包括在其他实施例的部分和特征中，或者代替其他实施例的部分和特征。权利要求中阐述的实施例包含那些权利要求的所有可获得的等同物。
图1图示了依据一些实施例的eNB和UE。eNB 102和UE 104可以作为高级的LTE（LTE-A）网络的一部分来操作，并且可以使用多个信道与彼此通信。eNB 102在下行链路中可以使用正交频分多址（OFDMA）技术与包括UE 104在内的多个UE进行通信，而UE 104在上行链路中可以使用单载波频分多址（SC-FDMA）技术与eNB 102进行通信。除了其他的之外，下行链路信道还可以包括物理下行链路共享信道（PDSCH）和物理广播控制信道（PBCCH）。除了其他的之外，上行链路信道可以包括随机接入信道（RACH）、物理上行链路控制信道（PUCCH）和物理上行链路共享信道（PUSCH）。依据SC-FDMA技术，PUSCH通常由若干UE共享以便把信息数据传送给eNB 102。
依据实施例，UE 104可以在第一物理上行链路信道上向增强节点B (eNB) 102传送竞争序列，并且可以在第二物理上行链路信道上把请求上行链路资源的数据传送给eNB 102。可以依据由eNB 102指派的格式在第一物理上行链路信道上传送该竞争序列。依据一些实施例，UE 104可以在PUCCH上向eNB 102传送该竞争序列并且在PUSCH上把该数据传送给eNB 102。可以依据由eNB 102指派的格式在PUCCH上传送该竞争序列。该竞争序列可以由UE 104随机选择或者由eNB 102指派。
在这些实施例中，当UE 104正针对后续上行链路数据传输请求资源的分配（即，准予带宽或资源分配）时，UE 104可以在PUCCH上把竞争序列传送给eNB 102以及在PUSCH上把数据传送给eNB 102。在这些实施例中，UE 104可以使用PUCCH和PUSCH以进行随机接入。对于后续上行链路数据传输而言，在PUSCH上的数据的传输可以是针对上行链路带宽的请求。
在频率和时间资源方面定义RACH、PUCCH和PUSCH。PUCCH和PUSCH可以包括一个或多个资源块（RB）和一个或多个时隙或OFDM码元。每个RB可以包括预定数目的子载波（例如，十二个）。
在一些实施例中，在PUCCH上传输竞争序列以及在PUSCH上传输数据之前，为了使用PUCCH和PUSCH以进行随机接入，UE 104可以从eNB 102接收PUCCH和PUSCH的资源的分配（即，在PUCCH上传输竞争序列）。资源的分配可以由UE 104在下行链路控制信道中从eNB 102接收。下行链路控制信道可以是PBCCH（用于广播分配）或者PDSCH（用于单播分配）。
依据一些实施例，竞争序列可以在PUCCH上传送，而数据可以在PUSCH上在同一子帧内并发地传送。当在同一子帧内存在对由UE 104进行的并发传输的约束时，可以在PUCCH上传送竞争序列，并且可以在PUSCH上在不同的子帧内并且在它们之间具有固定的时间偏移的情况下传送数据。
在一些实施例中，在PUSCH上的数据传输可以在没有由eNB 102对UE 104 的上行链路资源准予的情况下完成。这样，可以实现等待时间的显著减小。在一些实施例中，eNB 102可以把PUCCH和PUSCH上的资源分配给UE 104以便传输上行链路资源分配而不是上行链路数据流量。由UE 104在PUSCH上传送的数据可以依据单播资源准予的格式（即，如同单播资源准予一样的典型上行链路传输）来加以传送。
由UE 104在PUSCH上传送的数据可以包括UE 104所独有的标识（ID）信息，其是先前由eNB 102指派以允许eNB 102唯一地标识在PUSCH上传送了该数据的特定UE 104。该数据还可以指示UE 104正请求上行链路信道资源以用于后续数据传输。因此，eNB 102能够确定哪个UE在PUSCH上发送了该数据。
在一些实施例中，竞争序列可以被认为是UE 104所独有的码字。该竞争序列还可以被视为竞争前同步码。
可以限定在PUSCH上发送的数据（例如，与特定UE的关联）和在PUCCH中发送的序列之间的关系或映射，以使得eNB 102可以把在PUCCH中接收的竞争序列与在PUSCH中接收的数据进行关联。该数据可能比竞争序列更容易受到冲突和其他信道损害的攻击。结果，可以检测到该竞争序列，但是该数据可能丢失。在这些实施例中，可以作为回退来执行更常规的RACH过程。下面更详细地描述这些实施例。
当eNB 102不能够检测到在PUSCH上传送的数据（例如，由于噪声的原因或者由于冲突的原因），但是能够检测到竞争序列时，可以把eNB 102配置为当由UE 104随机选择竞争序列（即，不是由eNB 102指派）时作为回退遵循该更常规的RACH过程。当eNB 102不能够检测到在PUSCH上传送的数据但是能够检测到竞争序列时，可以把eNB 102配置为当该竞争序列曾被指派给UE 104时作为回退遵循更常规的调度请求（SR）过程。
该更常规的RACH过程可以包括在PDSCH上传送随机接入应答（RAR）的eNB 102 ，其包括与定时信息一起的所检测序列的身份。如果在RAR中提供的序列对应于由UE 104传送的竞争序列并且UE 104确认接收到RAR，则可以提供对上行链路资源的准予。当在RAR中提供的序列不对应于由UE 104传送的竞争序列时，UE 104抑制确认RAR（即，不连续传输（DTX））。类似地，当UE 104不接收或者不能够对RAR进行解码时，UE 104不发送应答（也是DTX）。
在上面论述的实施例中，可以使用依据LTE配置的现有的物理层（PHY），然而，可以一起提供类似PUCCH机会（opportunity）和PUSCH机会。在下面论述的其他实施例中，提供了增强的LTE PHY。在这些实施例中，可以把UE 104配置为在PUCCH的参考信号部分中传送竞争序列并且在PUCCH的规则数据部分中传送数据。可以在PUCCH的数据部分的一个或多个RB中发送该数据，以及可以为参考信号分配两个OFDM码元。
在一些实施例中，PUCCH的参考信号部分可以是为解调参考序列（DMRS）的传输而分配的部分。该参考信号部分可以与数据码元时分多路复用。下面更详细地论述这些实施例。
在这些实施例中，可以依据由eNB 102指派的格式来传送该竞争序列。该竞争序列可以由UE 104随机选择或者由eNB 102指派。在PUCCH上的数据传送的数据可以包括UE 104所独有的标识信息，其是先前由eNB 102指派以允许eNB 102唯一地标识在PUCCH上传送了该数据的UE。在PUCCH上传送的数据还可以指示UE 104正针对后续上行链路数据传输请求上行链路信道资源。在一些实施例中，PUSCH可以被用于该数据的传输以代替PUCCH。
在一些实施例中，此传输可以被视为时隙ALOHA传输并且对于后续信息传输而言可以提供最小的接入等待时间。在一些实施例中，可以把eNB 102配置为当把具体配置的参考信号指派给相关联的UE时同时地检测两个或更多个竞争序列。
依据实施例，eNB 102可以利用两个或更多个天线，以及UE 104可以利用两个或更多个天线以允许多输入多输出（MIMO）通信。在一些实施例中，eNB 102可以利用多达八个或更多个天线并且可以被配置为用于多用户（MU）MIMO通信，其中在PDSCH上的下行链路传输之前可以针对每个UE具体地对用于每个UE的码元进行预编码。
eNB 102和UE 104可以包括若干单独的功能元件，可以对这些功能元件中的一个或多个进行组合以及可以通过软件配置的元件的组合来实施这些功能元件中的一个或多个，所述软件配置的元件诸如是包括数字信号处理器（DSP）的处理元件，和/或其他硬件元件。例如，一些元件可以包括一个或多个微处理器、DSP、专用集成电路（ASIC）、射频集成电路（RFIC）和用于至少执行本文所描述的功能的各种硬件和逻辑电路的组合。在一些实施例中，功能元件可以包括对一个或多个处理元件进行操作的一个或多个处理。另外，eNB 102和UE 104中的每个可以包括用于传送和接收射频信号的物理层电路和用于控制对无线介质的访问的介质访问控制（MAC）层电路。
图2是依据一些实施例的具有减小的等待时间的资源分配过程。过程200可以由诸如eNB 102(图1)之类的eNB和诸如UE 104(图1)之类的UE来执行。
在操作202中，UE 104可以既传送竞争序列又传送数据。可以在PUCCH上把竞争序列传送给eNB 102，以及可以在PUSCH上把数据传送给eNB 102。可以依据由eNB 102指派的格式来传送竞争序列，并且所述竞争序列可以由UE 104随机选择或者由eNB 102指派。该数据可以包括UE 104所独有的标识信息并且可以指示UE 104正针对后续上行链路数据传输请求上行链路信道资源。
在操作204中，UE 104可以确定eNB 102何时从UE 104接收到数据（即，在没有竞争的情况下）。当数据被eNB 102成功接收时，UE 104可以接收上行链路资源的分配并且可以执行操作206。在操作206中，UE 104可以依据所指派的上行链路资源向eNB 102传送信息，这实现了快速接入。
当在操作202中传送的数据未被eNB 102成功接收时，在操作208中，eNB 102可以确定在操作202中传送的竞争序列是否已经成功地被eNB 102接收。当已经成功地接收了竞争序列时，eNB 102可以在操作210中作为RACH过程的一部分而发送RAR（如上面论述的）。
当在操作202中传送的竞争序列尚未在操作208中被eNB 102成功接收时，UE 104将不接收标识竞争序列的RAR，并且可以在操作202中向eNB 102重新传送竞争序列和数据。
作为操作210中的RACH过程的一部分，UE 104可以接收上行链路资源的RACH准予。在操作212中，UE 104可以依据RACH准予（例如，关于在PUSCH上被分配给UE 104的上行链路资源）传送上行链路信息。
图3图示了依据一些实施例的增强的PUCCH的结构。可以把该增强的PUCCH 300视为以格式1/1a/1b配置的LTE版本8的PUCCH的扩展。该增强的PUCCH 300可以被UE用来依据过程200(图2)的操作202(图2)请求上行链路资源。 当接收到在增强的PUCCH 300上传送的数据时, 可以实现快速接入，并且 UE 104 (图1)可以在等待时间得以减小的情况下从eNB 102(图1)接收调度的上行链路资源分配。
增强的PUCCH 300可以占用一个RB并且可以包括两个时隙（例如，时隙301和时隙302）。在时域中RB例如可以为1毫秒（ms）长，而在频域中例如可以占用180kHz。每个时隙301、302例如可以为5毫秒长，并且子载波可以被定位在频带的相对端上（即，在带边缘处）以使频率分集最大化。每个时隙301和302可以包括三个解调参考码元(DMRS) 303和四个数据码元304。每个码元可以利用一组子载波。在此示例中，图示了十二个子载波每码元。
依据实施例，增强的PUCCH 300可以使用七十二个子载波来承载DMRS作为前同步码（例如，12个子载波 × 三个码元每时隙 × 两个时隙）。在这些实施例中，可以使用二维扩展来定义36个前同步码序列。例如可以使用LTE版本8的二维扩展。在这些实施例中，可以使用96个数据子载波来承载一组信息位(12个子载波× 四个数据码元每时隙 ×两个时隙)(在图3中被图示为d(0)至d(95))。时隙301的DMRS可以与时隙302的DMRS相同。可以首先使用¼ 咬尾卷积码（TBCC）码对信息位进行编码，而且信息位可以被QPSK调制到96个数据码元上并且被映射到由增强的PUCCH 300的数据码元304所利用的96个数据子载波。在eNB 102检测到前同步码序列之后，它将使用该前同步码序列作为DMRS 303以相干地检测增强的PUCCH 300的数据部分中的信息位。当同时检测到两个或更多个前同步码序列时，eNB 102可以利用诸如最大似然（ML）检测之类的MIMO信号处理技术来同时对两个或更多个UE的信息位进行解码。
增强的PUCCH 300的数据部分可以包括所有的数据码元304。在图3的示例中,数据部分包括利用96个子载波的8个数据码元304（例如，每时隙四个）。例如，当使用总的96个数据子载波来承载40个信息位时，首先可以给该40个信息位附加8个CRC位，并且然后可以使用1/4 TBCC码把48个位编码为192个编码位。然后把192个编码位QPSK调制为96个数据码元。该96个数据码元将被映射到增强的PUCCH 300的数据部分的96个子载波。eNB 102可以使用该前同步码序列作为DMRS以相干地检测增强的PUCCH 300的数据部分中的40个信息位。
在这些实施例中，通过使用伪随机序列选择功能，可以选择DMRS 303的36个前同步码序列来承载5个位。在这些实施例中，一个RB可以承载多达45个信息位。在一些实施例中，可以使用这些信息位中的一些信息位来承载UE 104的无线电网络临时标识符（RNTI），并且可以使用其余的位来承载信令位。
在一些实施例中，对于一个OFDM码元而言，循环移位长度12的Zadoff-Chu (ZC)序列可以被用于DMRS。在时域中，长度3的正交覆盖（orthogonal cover）可以被用来把长度12的DMRS扩展为3个长度12的DMRS码元以用于映射到三个DMRS OFDM码元。如图3中所图示的，可以按照针对12个子载波中的每个子载波的v(n) 和针对DMRS 303的三个码元中的每一个的Q(n)来对该序列进行索引。
对于增强的PUCCH 300的数据部分，信息的一个位将被调制并且使用长度4的正交覆盖来随着时间进行扩展，并且进一步地使用一个循环移位的ZC序列在频域中进行扩展以变为长度12的数据的四个列，其可以被映射到每个时隙的四个数据OFDM码元。
可以采用硬件、固件和软件中的一个或者组合来实施各实施例。实施例还可以被实施为存储在计算机可读存储装置上的指令，其可以被至少一个处理器读取和执行以便执行本文所描述的操作。计算机可读存储装置可以包括用于存储采用可由机器（例如，计算机）读取的形式的信息的任何非瞬时性机构。例如，计算机可读存储装置可以包括只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、磁盘存储介质、光学存储介质、闪速存储器装置和其他存储装置和介质。在一些实施例中，eNB 102或UE 104可以包括一个或多个处理器并且可以被配置有存储在计算机可读存储装置上的指令。
提供了摘要以遵从要求摘要的37 C.F.R. 部分1.72(b)，该摘要将允许读者查明本技术公开内容的性质和要点。在摘要将不被用来限制或解释权利要求的范围或含义的理解的情况下，提交了它。由此以下权利要求被并入本详细说明中，其中每项权利要求站在其自己的立场上以作为单独的实施例。

Claims (13)

1.一种由用户设备（UE）执行的用于随机接入的方法，包括：
在第一物理上行链路信道上把竞争序列传送给增强节点B（eNB）；和
在没有第二物理上行链路信道上的资源准予的情况下在所述第二物理上行链路信道上把请求上行链路资源的数据传送给eNB，
其中，所述竞争序列是依据由eNB指派的格式在所述第一物理上行链路信道上传送的，以及
其中，所述竞争序列由UE随机选择或者由eNB指派，
其中，所述第一物理上行链路信道是物理上行链路控制信道（PUCCH），以及所述第二物理上行链路信道是物理上行链路共享信道（PUSCH），
其中，在PUSCH上传送的数据指示UE正请求上行链路信道资源以用于后续上行链路数据传输。
2.如权利要求1所述的方法，
其中，所述竞争序列在PUCCH上传送，并且所述数据在同一子帧内在PUSCH上并发地传送。
3.如权利要求2所述的方法，其中，当在同一子帧内存在对由UE进行的并发传输的约束时，在PUCCH上传送所述竞争序列，以及在PUSCH上并且在它们之间具有固定的时间偏移的情况下传送所述数据。
4.如权利要求3所述的方法，其中在PUSCH上传送的所述数据是依据单播资源准予的格式来传送的，
其中，所述数据包括UE独有的标识（ID）信息，其是先前由eNB指派以允许eNB唯一地标识在PUSCH上传送了所述数据的UE。
5.如权利要求4所述的方法，其中，当eNB不能够检测在PUSCH上传送的数据但是能够检测所述竞争序列时：
当由UE随机选择所述竞争序列时，eNB被配置为遵循随机接入信道（RACH）过程；以及
当所述竞争序列被指派给UE时，eNB被配置为遵循调度请求（SR）过程。
6.如权利要求2所述的方法，其中，在所述竞争序列和所述数据的传输之前，所述方法包括从eNB接收PUCCH和PUSCH的资源的分配以便使用PUCCH和PUSCH来随机接入。
7.如权利要求6所述的方法，其中，在下行链路控制信道中由UE从eNB接收资源的分配。
8.一种用于由用户设备（UE）进行随机接入的装置，其包括：
用于在物理上行链路控制信道(PUCCH)上把竞争序列传送给增强节点B（eNB）的处理元件；和
用于在没有PUSCH上的资源准予的情况下在物理上行链路共享信道(PUSCH) 上把请求上行链路资源的数据传送给eNB的处理元件，
其中，在PUSCH上传送的数据指示UE正请求上行链路信道资源以用于后续上行链路数据传输，和
其中，所述竞争序列是依据由eNB指派的格式在PUCCH上传送的。
9.如权利要求8所述的装置，其中，所述竞争序列在PUCCH上传送，并且所述数据在同一子帧内在PUSCH上并发地传送,以及
当在同一子帧内存在对由UE进行的并发传输的约束时，在PUCCH上传送所述竞争序列，以及在PUSCH上并且在它们之间具有固定的时间偏移的情况下传送所述数据。
10.如权利要求9所述的装置，其中在PUSCH上传送的所述数据是依据单播资源准予的格式来传送的，
其中，所述数据包括UE独有的标识（ID）信息，其是先前由eNB指派以允许eNB唯一地标识在PUSCH上传送了所述数据的UE。
11.如权利要求10所述的装置，其中，当eNB不能够检测在PUSCH上传送的数据但是能够检测所述竞争序列时：
当由UE随机选择所述竞争序列时，eNB被配置为遵循随机接入信道（RACH）过程；以及
当所述竞争序列被指派给UE时，eNB被配置为遵循调度请求（SR）过程。
12.如权利要求8所述的装置，其中，在所述竞争序列和所述数据的传输之前，UE被配置为从eNB接收PUCCH和PUSCH的资源的分配以便使用PUCCH和PUSCH来随机接入，以及
其中，在下行链路控制信道中由UE从eNB接收资源的分配。
13.如权利要求9所述的装置，其中，eNB和UE依据第三代合作伙伴项目（3GPP）的长期演进（LTE）高级标准通过PUCCH和PUSCH进行通信。
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