CN102932951A - 用于载波聚合场景下的Scell随机接入方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于载波聚合场景下的Scell随机接入方法。在本发明的一个实施例中，提供了一种在采用载波聚合的用户设备中的方法，包括：i.接收来自基站的MAC CE信令并激活该MAC CE信令所指示的Scell；ii.启动所述Scell的基于竞争的随机接入过程。通过使用本发明的中所提供的一些方法，可以支持在载波聚合场景下Scell的随机接入过程，并且在一些实施例中可以取得缩短响应延时、节省信令开销等有益效果。另一些方法可以支持并行随机接入场景，确保各个定时提前群中随机接入的正确执行。

Description

用于载波聚合场景下的Scell随机接入方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术，更具体地，涉及载波聚合场景下的用户随机接入技术。

背景技术

在LTE-A中，更高的带宽被用于满足更高的数据传输速率的要求，最高可达100M带宽。为了后向兼容，100M带宽将被分为多个分量载波，每一分量载波最高可达20M带宽。于是，每一用户最多可支持5个分量载波。对于每一用户设备，有一个主分量载波(primary carrier component，PCC)以及可选地若干次分量载波(secondary carrier component，SCC)，其中主分量载波一直保持活跃。另一个有关的概念是已经被3GPP所采用的Pcell和Scell。其中，Pcell表示下行/上行主分量载波对，Scell表示下行/上行次分量载波对或单个的下行载波。Pcell由R8无线资源控制连接程序建立，Scell由新的R10Scell建立消息(adding message)建立。在LTE-A协议发布第10版(R10)中，用户设备仅在Pcell上执行随机接入过程。

根据LTE-A的当前进展，非竞争随机接入程序已经被同意用于Scell上行链路定时提前(time advance，TA)。然而是否为Scell支持基于竞争的随机接入仍在进一步研究中。支持者的主要理由如下：(1)如果没有可用的专用前导(dedicated preamble)则无法触发非竞争的随机接入，基于竞争的随机接入能够用于Scell上行链路定时提前。(2)专用前导的有效性受到一个定时的限制。当该定时期满后，该专用前导不能再有效，因此只能转向基于竞争的随机接入以实现Scell上行链路定时提前。然而如何支持非竞争的随机接入过程仍尚未有定论。

另外，关于载波聚合还定义了并行的随机接入场景，其包括以下定义：(1)当一个定时提前群(TA group)的一个随机接入程序仍在进行时，用户设备能够为其他定时提前群触发新的随机接入。(2)因为上行链路功率的限制，不建议在一个子帧中支持同时的多个随机接入前导传输。然而，在该场景中，在空口上可能同时存在多个用于不同Scell群的Message 2(随机接入响应，RAR)、Message3(首个调度的上行传输)、Message 4(下行竞争解决消息)。因此基站和用户设备必须清楚地识别这些信息以确保正确的随机接入过程。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供用于载波聚合场景下关于Scell的随机接入的方法，以满足上述需求。

在本发明的一个实施例中，提供了一种在采用载波聚合的基站中的方法，包括：向一个用户设备发送MAC CE信令以指示所述用户设备激活一个Scell并执行所述Scell的基于竞争的随机接入过程。

在本发明的另一个实施例中，提供了一种在采用载波聚合的基站中的方法，包括：向一个用户设备发送物理下行控制信道次序信令以指示所述用户设备执行一个Scell的基于竞争的随机接入过程。

在本发明的又一个实施例中，提供了一种在采用载波聚合的用户设备中的方法，包括：i.接收来自基站的MAC CE信令并激活该MAC CE信令所指示的Scell；ii.启动所述Scell的基于竞争的随机接入过程。

在本发明的另一个实施例中，提供了一种在一个基站和一个用户设备之间进行基于竞争的随机接入过程的方法，包括：所述用户设备在一个Scell的随机接入信道发送随机接入前导；所述基站在所述Scell发送随机接入响应；所述用户设备在所述Scell发送首个调度的上行传输。

在本发明的又一个实施例中，提供了一种在一个基站和一个用户设备之间进行基于竞争的随机接入过程的方法，包括：所述用户设备在一个Scell的随机接入信道发送随机接入前导；所述基站在Pcell或其他Scell发送随机接入响应，其包含所述Scell的标识；所述用户设备在所述Pcell或其他scell发送首个调度的上行传输，其包含所述Scell的标识或者所述用户设备的临时小区无线网络临时标识。

通过使用本发明的中所提供的一些方法，可以支持在载波聚合场景下Scell的随机接入过程，并且在一些实施例中可以取得缩短响应延时、节省信令开销等有益效果。另一些方法可以支持并行随机接入场景，确保各个定时提前群中随机接入的正确执行。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更加明显：

图1示出了一个示例性的移动通信系统的系统框图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的在采用载波聚合的基站中的方法的流程图；

图3示出了根据本发明的另一个实施例的在采用载波聚合的基站中的方法的流程图；

图4示出了根据本发明的一个实施例的在采用载波聚合的用户设备中的方法的流程图；

图5示出了根据本发明的一个实施例的在一个基站和一个用户设备之间进行基于竞争的随机接入过程的方法流程图；

图6示出了根据本发明的另一个实施例的在一个基站和一个用户设备之间进行基于竞争的随机接入过程的方法流程图；

在图中，贯穿不同的示图，相同或类似的附图标记表示对应的特征。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的一个实施例的移动通信系统的系统框图。如图所示，移动通信系统中包括基站1和用户设备2。如图所示，因为采用了载波聚合技术，基站1和用户设备2之间包括一个Pcell和若干Scell。本领域技术人员应能理解，对应于不同的协议标准，基站具有不同的特定称谓，例如在LTE系统或LTE-A系统中，基站又称为节点B(Node B)或进化节点B(eNB)。本申请中所称的基站或站点，例如但不限于LTE-A系统中的进化节点B。

图2示出了根据本发明的一个实施例的在采用载波聚合的基站中的方法的流程图。如图所示，该方法包括步骤21。以下结合图1、图2，以基站1和用户设备2之间的载波聚合通信为例，对该方法加以说明。

在步骤21中，基站1向用户设备2发送MAC CE信令，以指示用户设备2激活一个Scell并执行所述Scell的基于竞争的随机接入过程。

上述方法充分利用了媒体接入控制层的控制元素(MAC CE)信令，为指示激活处于非同步状态的Scell的MAC CE信令注入了新的意义。当接收到该MAC CE信令以激活非同步状态的Scell，用户设备2将立即执行基于竞争的随机接入以激活有效的定时提前。该方法的的一个好处是缩短了响应延时，因为用户设备能够在收到MAC CE之后立即触发基于竞争的随机接入，而无需等待额外的物理下行控制信道次序信令(PDCCH order signaling)。另一个好处是不再需要PDCCH次序信令，如果没有可用的专用前导，有助于节省下行信令开销。

图3示出了根据本发明的另一个实施例的在采用载波聚合的基站中的方法的流程图。如图所示，该方法包括步骤31。以下结合图1、图3，以基站1和用户设备2之间的载波聚合通信为例，对该方法加以说明。

在步骤31中，基站1向用户设备2发送物理下行控制信道次序信令以指示用户设备2执行一个Scell的基于竞争的随机接入过程。

具体地，当该PDCCH次序信令在要执行随机接入的这个Scell发送，则可默认该PDCCH次序信令指示该Scell。当该PDCCH次序信令在其他cell发送，则该信令通常还应包含要执行随机接入的这个Scell的标识(CIF)。

图4示出了根据本发明的一个实施例的在采用载波聚合的用户设备中的方法的流程图。如图所示，该方法包括步骤41和42。该方法定义了用户设备对于Scell随机接入的多种情形的处理方式，以下结合图1、图2和图4，以基站1和用户设备2之间的载波聚合通信为例，对该方法加以说明。

在步骤41中，用户设备2接收来自基站1的MAC CE信令并激活该MAC CE信令所指示的Scell。该步骤通常发生于图2所示步骤21之后。

在步骤42中，用户设备2启动所述Scell的基于竞争的随机接入过程。具体地，步骤42紧随步骤41之后执行。

如前所述，该方法的一个好处是有利于缩短随机接入的响应延时。

在一种情形中，当用户设备2在步骤42中的基于竞争的随机接入执行过程中接收到来自基站1的指示在所述Scell上执行非竞争随机接入的PDCCH次序信令，则上述方法还包括：停止步骤42中的基于竞争的随机接入，并根据所述PDCCH次序信令启动所述Scell的非竞争的随机接入过程。通常而言，非竞争的随机接入的成功率高于基于竞争的随机接入，因此，该方式可以提高用户设备2在所述Scell随机接入的成功率。

在另一种情形中，当用户设备2在步骤42中的基于竞争的随机接入执行过程中接收到来自基站1的指示在所述Scell上执行非竞争随机接入的PDCCH次序信令，则上述方法还包括：用户设备2继续执行步骤42中基于竞争的随机接入，并当该基于竞争的随机接入过程失败后，并且专用随机接入码仍然有效，则根据接收到的PDCCH次序信令启动所述Scell的非竞争的随机接入过程。该方式使得用户设备2多了一次在所述Scell的随机接入的机会，并且当在前进行的基于竞争的随机接入成功时使得响应时延最小化。

在上述两种情形中，均可将用户设备2的当前上行发射功率作为所述Scell上非竞争的随机接入过程的初始功率。这是因为当前所使用的上行发射功率已经反映了当前的无线电环境，因此，任何低于该值的上行发射功率将无法导致成功的随机接入传输，即使对于非竞争情形。

在另一种情形中，当用户设备2在步骤42中的基于竞争的随机接入执行过程中接收到来自基站1的指示在所述Scell上执行基于竞争的随机接入的PDCCH次序信令，则上述方法还包括：忽略接收到的PDCCH次序信令，继续步骤42中基于竞争的随机接入过程。

在另一种情形中，用户设备2在步骤42中基于竞争的随机接入过程失败后，上述方法还包括：用户设备2等待并接收下一个PDCCH次序信令并根据该信令执行随机接入过程；如果根据接收到的该PDCCH次序信令的随机接入过程失败，则用户设备2将失败通知消息发送给高层。通常，在随机接入失败后，用户设备需要向高层(无线接口中的层3)通知该接入失败。在该方式中，用户设备在基于MAC CE信令触发的随机接入失败后继续等待下一个PDCCH次序信令，并当基于PDCCH次序信令的随机接入也失败后才向高层发送接入失败消息。这种方式可以提高随机接入的效率，并减少系统中的跨层信令开销，降低执行重新链接的概率。

在另一种情形中，当步骤42中基于竞争的随机接入过程成功后，用户设备2在预定时间内忽略后续接收到的PDCCH次序信令。当预定时间过后，可认为信道条件和定时提前均发生了变化，此时，用户设备2恢复对接收到的PDCCH次序信令的响应。

在另一种情形中，即使步骤42中基于竞争的随机接入过程成功了，用户设备2接收到后续PDCCH次序信令后仍响应于该PDCCH次序信令而执行相应的随机接入。

图5示出了根据一个实施例的在一个基站和一个用户设备之间进行基于竞争的随机接入过程的方法流程图。如图所示，该方法包括步骤51、52和53。该方法定义了并行随机接入场景下用户设备和基站之间对于Scell随机接入的处理方式。关于载波聚合的并行的随机接入场景，其包括以下定义：(1)当一个定时提前群(TA group)的一个随机接入程序仍在进行时，用户设备能够为其他定时提前群触发新的随机接入。(2)在同一定时提前群中，任一时刻只允许进行至多一个随机接入程序。(3)因为上行链路功率的限制，不建议在一个子帧中支持同时的多个随机接入前导传输。以下结合图1、图5，以基站1和用户设备2之间的载波聚合通信为例，对该方法加以说明。

在步骤51中，用户设备2在一个Scell的随机接入信道向基站1发送随机接入前导(preamble)。

在步骤52中，基站1在承载随机接入前导的Scell发送随机接入响应(RAR)。

在步骤53中，用户设备2在发送随机接入前导的Scell发送首个调度的上行传输。

上述随机接入前导、随机接入响应、首个调度的上行传输分别对应于R10中定义的随机接入过程中的Message 1/2/3。这些信令消息在同一个Scell上发送，即默认该Scell是这些信令消息的目标Scell。

而对于R10中定义的随机接入过程中的Message 4，也就是基站所发送的下行竞争解决(contention resolution)，则没有这样的限制。

在一种情形中，上述方法还包括：基站2在承载随机接入前导的Scell发送下行竞争解决。

在另一种情形中，上述方法还包括：基站2经由与承载随机接入前导的Scell处于同一个定时提前群的Scell来调度下行竞争解决。

在又一种情形中，上述方法还包括：基站2发送下行竞争解决信令，其包含承载随机接入前导的Scell的标识、或者该Scell所述定时提前群的标识、或者用户设备2的临时小区无线网络临时标识(temporary C-RNTI)。

于是，采用上述方法，即使在并行随机接入场景下，基站和用户设备也能区分每一个Message 1/2/3/4的目标Scell(或定时提前群)，从而确保每一定时提前群中随机接入的正确执行。

图6示出了根据本发明的一个实施例的在一个基站和一个用户设备之间进行基于竞争的随机接入过程的方法流程图。如图所示，该方法包括步骤61、62和63。该方法定义了并行随机接入场景下用户设备和基站之间对于Scell随机接入的处理方式。以下结合图1、图6，以基站1和用户设备2之间的载波聚合通信为例，对该方法加以说明。

在步骤61中，用户设备2在一个Scell的随机接入信道发送随机接入前导。

在步骤62中，基站1在Pcell或其他Scell发送随机接入响应，其包含承载随机接入前导的Scell的标识。

在步骤63中，用户设备2在所述Pcell或其他Scell发送首个调度的上行传输，其包含承载随机接入前导的Scell的标识或者用户设备2的临时小区无线网络临时标识(temporary C-RNTI)。

上述随机接入前导、随机接入响应、首个调度的上行传输分别对应于R10中定义的随机接入过程中的Message 1/2/3。而对于R10中定义的随机接入过程中的Message 4，也就是基站所发送的下行竞争解决(contention resolution)，可以采用以下几种方式。

一种方式是：基站2在承载随机接入前导的Scell发送下行竞争解决。

另一种方式是：基站2经由与承载随机接入前导的Scell处于同一个定时提前群的Scell来调度下行竞争解决。

又一种方式是：基站2发送下行竞争解决信令，其包含承载随机接入前导的Scell的标识、或者该Scell所述定时提前群的标识、或者用户设备2的临时小区无线网络临时标识(temporary C-RNTI)。

于是，采用上述方法，即使在并行随机接入场景下，基站和用户设备也能区分每一个Message 1/2/3/4的目标Scell(或定时提前群)，从而确保每一定时提前群中随机接入的正确执行。

本领域技术人员应能理解，上述实施例均是示例性而非限制性的。在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合，以取得有益效果。本领域技术人员在研究附图、说明书及权利要求书的基础上，应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。在权利要求书中，术语“包括”并不排除其他装置或步骤；不定冠词“一个”不排除多个；术语“第一”、“第二”用于标示名称而非用于表示任何特定的顺序。权利要求中的任何附图标记均不应被理解为对保护范围的限制。权利要求中出现的多个部分的功能可以由一个单独的硬件或软件模块来实现，某一部分的功能也可以由多个不同的硬件或软件模块来实现。某些技术特征出现在不同的从属权利要求中并不意味着不能将这些技术特征进行组合以取得有益效果。

Claims (15)

1.一种在采用载波聚合的基站中的方法，包括：

向一个用户设备发送MAC CE信令以指示所述用户设备激活一个Scell并执行所述Scell的基于竞争的随机接入过程。

2.一种在采用载波聚合的基站中的方法，包括：

向一个用户设备发送物理下行控制信道次序信令以指示所述用户设备执行一个Scell的基于竞争的随机接入过程。

3.一种在采用载波聚合的用户设备中的方法，包括：

i.接收来自基站的MAC CE信令并激活该MAC CE信令所指示的Scell；

ii.启动所述Scell的基于竞争的随机接入过程。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当在所述步骤ii执行过程中接收到来自所述基站的指示在所述Scell上执行非竞争随机接入的物理下行控制信道次序信令，则所述方法还包括：

停止所述步骤ii并根据所述物理下行控制信道次序信令启动非竞争的随机接入过程。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当在所述步骤ii执行过程中接收到来自所述基站的指示在所述Scell上执行非竞争随机接入的物理下行控制信道次序信令，则所述方法还包括：

当所述步骤ii中基于竞争的随机接入过程失败后，根据所述物理下行控制信道次序信令启动非竞争的随机接入过程。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，将所述用户设备的当前上行发射功率作为所述非竞争的随机接入过程的初始功率。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当在所述步骤ii执行过程中接收到来自所述基站的指示基于竞争的随机接入的物理下行控制信道次序信令，则继续所述步骤ii中基于竞争的随机接入过程。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

当所述步骤ii中基于竞争的随机接入过程失败后，接收下一个物理下行控制信道次序信令并根据该信令执行随机接入过程；

如果根据所述物理下行控制信道次序信令的随机接入过程失败，将失败通知消息发送给高层。

9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

当所述步骤ii中基于竞争的随机接入过程成功后，在预定时间内忽略物理下行控制信道次序信令。

10.一种在一个基站和一个用户设备之间进行基于竞争的随机接入过程的方法，包括：

所述用户设备在一个Scell的随机接入信道发送随机接入前导；

所述基站在所述Scell发送随机接入响应；

所述用户设备在所述Scell发送首个调度的上行传输。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：

所述基站在所述Scell发送下行竞争解决或由与所述Scell处于同一个定时提前群的Scell调度下行竞争解决。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述基站发送下行竞争解决，其包含所述Scell或其所属定时提前群的标识、或者所述用户设备的临时小区无线网络临时标识。

13.一种在一个基站和一个用户设备之间进行基于竞争的随机接入过程的方法，包括：

所述用户设备在一个Scell的随机接入信道发送随机接入前导；

所述基站在Pcell或其他Scell发送随机接入响应，其包含所述Scell的标识；

所述用户设备在所述Pcell或其他Scell发送首个调度的上行传输，其包含所述Scell的标识或者所述用户设备的临时小区无线网络临时标识。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括：

所述基站在所述Scell发送下行竞争解决或由与所述Scell处于同一个定时提前群的Scell调度下行竞争解决。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述基站发送下行竞争解决，其包含所述Scell或其所属定时提前群的标识、或者所述用户设备的临时小区无线网络临时标识。

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