CN103297207B

CN103297207B - 对随机接入响应消息进行混合自动请求重传的方法

Info

Publication number: CN103297207B
Application number: CN201210053838.8A
Authority: CN
Inventors: 杨涛
Original assignee: Alcatel Lucent Shanghai Bell Co Ltd
Current assignee: Nokia Shanghai Bell Co Ltd
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2012-03-02
Publication date: 2016-12-14
Anticipated expiration: 2032-03-02
Also published as: CN103297207A; WO2013128280A9; US20150109998A1; EP2820788A1; JP2015512215A; TW201349916A; WO2013128280A1; KR20140130528A

Abstract

本发明提出了一种对随机接入响应消息进行混合自动请求重传的方法。在基站的方法包括以下步骤：接收来自该用户终端的基于非竞争的随机接入前导码；以第一媒体接入控制协议数据单元向该用户终端发送随机接入响应消息；在该包含随机接入响应消息的第一媒体接入控制协议数据单元的混合自动重传请求进程中，向该用户终端发送第二媒体接入控制协议数据单元，其中，与该第二媒体接入控制协议数据单元相对应的物理下行控制下行信道中包括用于指示该第二媒体接入控制协议数据单元中包含新数据的指示信息，该指示信息用于指示该媒体接入控制协议数据单元是首次传输还是重传。

Description

对随机接入响应消息进行混合自动请求重传的方法

技术领域

本发明涉及随机接入响应消息，尤其涉及在基站和用户终端中对随机接入响应消息进行混合自动请求重传的方法。

背景技术

在3GPP Rel11的目前的讨论中，对于如何发送Scell的RAR，具有以下两种备选方案，分别是方式1：在Pcell公共搜索空间(Common Searching Space，CSS)上基于RA-RNTI寻址用于消息2(Msg 2，也即，RAR消息)的物理下行控制信道(Physical Downlink ControlChannel，PDCCH)；以及方式2：在配置了PDCCH的Pcell或Scell的用户终端特定搜索空间(UE-specific Searching Space，USS)上基于C-RNTI寻址用于消息2(Msg 2，也即，RAR消息)的PDCCH。

发明内容

在基于非竞争的随机接入过程(Contention Free Random Access，CFRA)中，首先，用户终端向基站传输前导码；然后，基站在收到来自用户终端的随机接入前导码以后，向用户终端反馈随机接入响应消息(Random Access Response，RAR)消息。由于在以上方式2中，在配置了PDCCH的Pcell或Scell的用户终端特定搜索空间(UE-specific SearchingSpace，USS)上基于C-RNTI寻址用于消息2(Msg 2，也即，RAR消息)的PDCCH，该RAR消息是以MAC PDU形式进行传输的，因此，混合自动请求重传(Hybrid Automatic Repeat reQuest，HARQ)机制也可以适用于RAR的传输。然而，现有技术中未提出任何承载了RAR消息的MACPDU的HARQ机制。因此，本发明旨在提供一种简单并且可行的RAR HARQ机制。

根据本发明的第一方面，提供了一种在基站中用于向用户终端发送随机接入响应消息的方法，该方法包括以下步骤：A.接收来自该用户终端的基于非竞争的随机接入前导码；B.以第一媒体接入控制协议数据单元向该用户终端发送随机接入响应消息；C.在该包含随机接入响应消息的第一媒体接入控制协议数据单元的混合自动重传请求进程中，向该用户终端发送第二媒体接入控制协议数据单元，其中，与该第二媒体接入控制协议数据单元相对应的物理下行控制下行信道中包括用于指示该第二媒体接入控制协议数据单元中包含新数据的指示信息，该指示信息用于指示该媒体接入控制协议数据单元是首次传输还是重传。

根据本发明的第二方面，提供了一种在基站中用于向用户终端发送随机接入响应消息的方法，该方法包括以下步骤：A.接收来自该用户终端的基于非竞争的随机接入前导码；B.以媒体接入控制协议数据单元向该用户终端发送随机接入响应消息；C.当接收到来自该用户终端的否定应答消息或在预定时间内未收到来自该用户终端的反馈时，向该用户终端重传该包含该随机接入响应消息的媒体接入控制协议数据单元。

根据本发明的第三方面，提供了一种在用户终端中用于处理来自基站的随机接入响应消息的方法，该方法包括：I.向管辖该用户终端的基站发送基于非竞争的随机接入前导码；II.接收来自该基站的以媒体接入控制协议数据单元发送的随机接入响应消息；III.判断该随机接入响应消息是否满足预定的有效条件；IV.当该随机接入响应消息满足预定的有效条件时，确定该随机接入响应消息是有效的。

采用本发明的方案，解决了承载了RAR消息的MAC PDU的HARQ机制。

附图说明

通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优势将会更为明显。

图1示出了根据本发明的一个具体实施例的系统方法流程图；

图2示出了根据本发明的另一个具体实施例的系统方法流程图。

其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的步骤特征或装置/模块。

具体实施方式

以上提出的发送RAR的方式二，也即，基于任何激活小区的USS的关键问题是如何操作用于RAR的HARQ。这一问题涉及如何处理RAR载荷中存在的上行资源分配(uplinkgrant，UL grant)。这些问题将在下面分别按照RAR不进行HARQ重传和对RAR进行RAR重传进行讨论。

第一实施例

参照图1，首先，在步骤S10中，用户终端2向管辖该用户终端2的基站1发送基于非竞争的随机接入前导码。

基站1在接收来自用户终端2的基于非竞争的随机接入前导码后，在步骤S 11中，以第一媒体接入控制协议数据单元(Media Access Control Protocol Data Unit，MACPDU)向该用户终端2发送随机接入响应消息。

然后，在步骤S12中，用户终端2在接收到来自基站1的第一MAC PDU后，向基站1发送反馈消息，例如ACK或者NACK消息。

然后，在步骤S13中，基站1在该包含随机接入响应消息的第一媒体接入控制协议数据单元的混合自动重传请求进程中(HARQ process)中，向该用户终端2发送第二媒体接入控制协议数据单元，其中，与该第二媒体接入控制协议数据单元相对应的物理下行控制下行信道中包括用于指示该第二媒体接入控制协议数据单元中包含新数据的指示信息，该指示信息用于指示该媒体接入控制协议数据单元是首次传输还是重传。

在PDCCH中包含与HARQ相关的信息。其中，PDCCH中的新数据指示信息(New DataIndicator，NDI)用于指示MAC PDU中是否包含新的数据，也即，与HARQ进程相对应的PDCCH信道指示MAC PDU中的数据是首次传输，还是重传数据。NDI由1比特数据进行指示。在本发明的实施例中，将NDI始终设置为启动新数据传输。也即，NDI的值与前一次传输时的值发生变化，例如，NDI的值由0变为1，或者NDI的值由1变为0。

在本实施例中，第二MAC PDU在与第一MAC PDU所对应的HARQ进程中进行发送。但是，将与用于传输第二MAC PDU的HARQ进程相对应的PDCCH的NDI设置为与用于传输第一MACPDU的HARQ进程所对应的PDCCH的NDI不同，也即，表示有新数据传输。也即，如果传输第一MAC PDU的HARQ进程对应的PDCCH中信令中的NDI值为1，则传输第二MAC PDU的HARQ进程所对应的PDCCH信令中的NDI的值应设置为0。或者，如果传输第一MAC PDU的HARQ进程对应的PDCCH中信令中的NDI值为0，则传输第二MAC PDU的HARQ进程所对应的PDCCH信令中的NDI的值应设置为1。

该第二MAC PDU中包含的新数据可以是该封装在第一MAC PDU中的RAR信息，也可以是其他数据信息。

对于第一实施例，基站1可以定义对于RAR来说没有HARQ重传。基站1可以在之前发送的RAR的HARQ进程上调度新的传输，不论基站1是否接收到来自用户终端2的ACK或NACK的状态。因此，尽管本说明书中描述了步骤S13在步骤S12之后，但是本领域技术人员可以理解，上述步骤S12和步骤S13之间并没有明显的先后顺序，基站1不需要等到收到来自用户终端2对第一MAC PDU的反馈后再触发发送第二MAC PDU。换言之，对于RAR的HARQ进程，无论基站接收到来自用户终端的反馈是ACK还是NACK，基站都将启动新数据的传输，此外，如果超过8ms基站仍未收到任何反馈时，基站也将启动新数据的传输。

对于基站1，如果基站1接收到了对于承载RAR的MAC PDU的来自用户终端2的NACK或者在预定时间内未收到来自该用户终端2的反馈时，那么基站1知晓被包含在前一个RAR中的上行资源分配现在可以被重用。并且，如果想要继续RAR重传，新的上行资源分配应该被再一次分配。或者，基站1可以释放该第一MAC PDU中上行资源分配所对应的上行资源。

然后，用户终端2接收到来自基站1的第二MAC PDU时，在步骤S14中，用户终端2首先解调PDCCH信令。用户终端2从解调的PDCCH得到NDI信息，根据该NDI信息，用户终端2可以得知相应的HARQ进程上传输的是新数据还是上一次数据的重传。

例如，如果用户终端2接收到的与传输第二MAC PDU的HARQ进程相对应的PDCCH信令中的NDI的值与用户终端2接收到的与传输第一MAC PDU的HARQ进程相对应的PDCCH信令中的NDI值发生变化，例如，与传输第一MAC PDU的HARQ进程相对应的PDCCH中信令中的NDI值为0，而与传输第二MAC PDU的HARQ进程所对应的PDCCH信令中的NDI的值应设置为1；或者与传输第一MAC PDU的HARQ进程相对应的PDCCH中信令中的NDI值为1，而与传输第二MACPDU的HARQ进程所对应的PDCCH信令中的NDI的值应设置为0。则虽然用户终端2获知相关的HARQ重传已经被停止，并且用户终端2开始接收新的数据，而不再进行HARQ合并。

从这一角度看，RAR接收的性能，例如RAR接收延迟与R10相同。如果RAR不能在用户终端2RAR接收窗口内到达用户终端2，基站1将停止RAR传输。并且，从用户终端2的角度看，如果RAR在用户终端2当前的RAR接收窗口内被正确解码，那么这个RAR就是有效的，CFRA完成。否则，RAR被视作无效而丢弃。

由于在RAR上没有HARQ重传，因此当正确接收到相关的RAR时，上行资源分配对于用户终端2是有效的。

如果进行HARQ重传，那么将进行以下讨论的第二实施例的操作。

第二实施例

第二实施例涉及对RAR进行HARQ重传，这也由基站1所控制。从用户终端2的角度看，如果RAR在它的RAR接收窗口之外被接收到，它将被作为无效RAR而被丢弃。另一方面，如果RAR在它的接收窗口之内被接收到，那么这个RAR将被视作有效RAR，并且相应的随机接入过程被视作成功。

参照图2，在第二实施例中，首先，在步骤S20中，用户终端2向管辖该用户终端2的基站1发送基于非竞争的随机接入前导码。

基站1在接收来自用户终端2的基于非竞争的随机接入前导码后，在步骤S21中，基站1以媒体接入控制协议数据单元向该用户终端2发送随机接入响应消息。

然后，用户终端2接收来自该基站1的以媒体接入控制协议数据单元发送的随机接入响应消息。

然后，在步骤S22中，用户终端2判断该随机接入响应消息是否满足预定的有效条件；

在步骤S23中，当该随机接入响应消息满足预定的有效条件时，用户终端2确定该随机接入响应消息是有效的；

否则，在步骤S23’中，当该随机接入响应消息不满足预定的有效条件时，用户终端2确定该随机接入响应消息无效。

然后，在步骤S24中，当基站1接收到来自该用户终端2的否定应答消息或在预定时间内未收到来自该用户终端2的反馈时，基站1向该用户终端2重传该包含该随机接入响应消息的媒体接入控制协议数据单元。

在现有技术中，用户终端2侧由于HARQ重传可能导致RAR混淆。例如，用户终端2必须区分对于前一个随机接入窗口和对于当前随机接入窗口的RAR。这在这样的场景下是可能发生的：用户终端2已经开始了新一轮的前导码的传输，但是用于确认前一个前导码传输的RAR接收窗口已经关闭，且RAR没有被正确地接收，例如相关的RAR由于HARQ重传仍在在空口上传输。然后在新的RAR接收窗口中，用户终端2正确地接收到了用于确认前一轮前导码发送的RAR，这是由多次HARQ重传导致的。因此，用户终端2必须正确地识别这个RAR并不是所期待的与当前RAR接收窗口相对应的。

因此，可以为用户终端2配置以下三种选项来判断该RAR对于用户终端2是否有效。以下，分别针对这3种选项，对步骤S21-S24进行描述。

一、随机接入响应消息的有效性判断

选项1：在RAR MAC CE中包含基站对于前导码的接收时间

因此，预定的有效条件包括：随机接入响应消息中还包括基站1接收到来自用户终端2的基于非竞争的随机接入前导码的时间，该用户终端2成功解码该随机接入响应消息，且根据该基站1接收到来自所述用户终端2的基于非竞争的随机接入前导码的时间以及当前随机接入响应消息的接收窗，该用户终端2判断该随机接入响应消息有效。

其中当前RAR接收窗是指用户终端2期待接收到当前RAR的时间窗。而基站1接收到前导码的接收时间，是指基站1收到来自用户终端2的前导码的时刻。某些特定的信息，例如在基站1的相关前导码的接收时间，能够被包含在该RAR MAC CE中。值得注意是，新的MACCE的格式仍然是需要进一步研究的。因此，可以设定在MAC CE中包含这些信息，也不会产生额外的开销。对于RAR的发送方式2：在配置了PDCCH的Pcell或Scell的用户终端2特定搜索空间(UE-specific Searching Space，USS)上基于C-RNTI寻址用于消息2(Msg 2，也即，RAR消息)的PDCCH，RAR的MAC PDU中仅需要定时提前(Time Alignment，TA)。传统的RAR载荷为6字节。因此，除了TA字段之外，在没有上行资源分配字段时还有36个比特可用，或在保留上行资源分配字段时还有16个比特可用。即使对于后者来说，也能够标示2¹⁶＝6536TTI，这也远大于所需。

因此，在步骤S21中，基站1向用户终端2发送的RAR MAC PDU中还包括基站1接收到来自用户终端2的基于非竞争的随机接入前导码的时间。

在步骤S22中，用户终端2根据RAR MAC PDU中的基站1前导码接收时间以及当前的RAR接收窗口进行判断，基站1前导码接收时间是否与当前的RAR接收窗口满足预定的关系。一般而言，基站1对前导码的接收时间是在用户终端2发送该前导码之后的4ms，因此，基站1对前导码的接收时间一般可以落入RAR的接收窗口内。例如，基站1前导码接收时间是否在当前的RAR接收窗口内。如果该RAR中的基站1接收到前导码的时间指示该RAR是期待的RAR，则在步骤S23中，用户终端2判断该RAR有效。否则，在步骤S23’中，基站1判断该RAR不是有效的并且应该被丢弃。

选项2：用户终端估计包含有RAR的MAC PDU的首次接收时间

对于这一选项，如果RAR被正确地解码，那么用户终端2估计含有该RAR的MAC PDU的首次接收时间。这有助于用户终端2决定，在没有进行HARQ重传时，该RAR应在何时被接收。

如果首次接收时间位于当前的RAR接收窗口内，那么该RAR是所期待的那个。另一方面，如果该首次接收时间在当前的RAR接收窗口之内，那么该RAR并不是有效的，用户终端2应该相应地丢弃它。

对于这一选项，MAC PDU的首次接收时间是PDCCH中的NDI值与前一次相比发生变化的相应HARQ进程上接收到数据的传输时间间隔(Transport Time Interval，TTI)。一般而言，可以使用8个HARQ进程对数据进行重传。从而，例如，在RAR接收窗口触发后，在步骤S22中，用户终端2开始记录每个HARQ进程中对应NDI发生变化的时刻，然后根据包含RAR的那个HARQ process的最近发生NDI变化的时刻(TTI)，即为该RAR首次接收的时刻。通过这一方案，用户终端2能够明确地识别所接收的RAR是否是正确的，并且解决HARQ重传对RAR接收的影响。这意味着，用户终端2只需记录一些TTI信息，不需要进行其他工作。因此不会发生高度复杂的用户终端2操作。

选项3：估计TA有效性

另一方面，如果考虑TA有效性可以是更长的时间，那么随机接入响应消息的有效性的持续时间也变长。例如，如果用户终端2正确地解码RAR，不论该RAR所对应的是前一个还是当前的随机接入窗口，用户终端2将使用这一RAR中所包含的TA进行上行发送，并且当前的随机接入过程被视作成功。

如果用户终端2在之后，即使在随机接入过程结束后，接收到新的RAR，用户终端2可以认为该RAR已失效并丢弃该RAR。或者用户终端认为该RAR是有效的，并且再一次使用RAR中的TA。因此，HARQ重传并不影响RAR接收。

或者可以类似于选项1，将某些信息包含在RAR MAC CE中，那么可以使用户终端2能够知晓所接收的TA是否是有效的。如果是有效的，那么不论它是对应于哪个随机接入接收窗口，用户终端2都直接使用该TA。

可选地，用户终端也可以不考虑TA的有效性，只要用户终端正确地解码RAR，则用户终端始终认为该RAR消息是有效的，并且使用该正确解码的RAR消息中的TA值进行上行传输。

从这一角度看，随机接入窗口仅仅是让用户终端2知晓何时去触发下一轮的前导码传输，而不影响随机接入接收。

上述3种可选的选项并不影响TAT操作。当TA被应用时，TAT被用户终端2启动(重启)。而在基站侧，当对带有RAR的MAC PDU的ACK被基站1接收，并且基站1认为用户终端2将应用相应的TA值时，相关的TAT被启动(重启)。

以上讨论了如何判断RAR是否有效的问题，以下，将讨论在上行资源分配被包含在CFRA RAR载荷中时，如何处理上行资源分配过程。

二、上行资源分配

情形一：

首先考虑基站不为用户终端保留上行资源分配的情形。

如果上行资源分配被包括在RAR MAC PDU中，在相关的RAR已经重传超过某传输次数的情况下，那么用户终端2将丢弃上行资源分配信息。原因在于，接收的上行资源分配可能已经过期，并且基站1已经将该资源调度给其他用户终端。这意味着用户终端2仅应用未进行HARQ重传的RAR中的上行资源分配。这在用户终端2侧能够通过NDI信息而实现。

这意味着，在用户终端2正确地解码RAR之后，如果NDI的值与前一次MAC传输时PDCCH中承载的NDI的值相比发生变化，也即，有新数据传输，这就意味着没有HARQ重传被应用于该RAR，因此上行资源分配是有效的。

另一方面，如果NDI的值与前一次MAC PDU传输时PDCCH中承载的NDI的值相比未发生变化，也即，没有新数据传输，也即，该RAR执行了至少一个HARQ重传，因而上行资源分配不再有效，并且应该被丢弃。

而在基站侧，如果对于包含有RAR的MAC PDU的首次传输接收到NACK，那么基站1可以重新将由上行资源分配所指示的上行资源调度给其他用户终端，或者释放该上行资源，从而避免上行资源浪费。因此，显然，HARQ重传并不影响上行资源分配过程。

情形二：

然后，考虑基站1为用户终端2保留上行资源分配的情形。

可选地，如果不考虑上行资源浪费，那么基站1可以保留上行资源分配给用户终端2，直至基站1接收到ACK。而在用户终端2侧，当正确解码RAR时，上行资源分配能够被应用。例如，在RAR被正确解码的4ms之后，用户终端2将开始使用该上行资源分配。并且，当接收到ACK，基站1也知晓用户终端2将在4ms之后使用该上行资源分配。

以上对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于特定的系统、设备和具体协议，本领域内技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。

那些本技术领域的一般技术人员可以通过研究说明书、公开的内容及附图和所附的权利要求书，理解和实施对披露的实施方式的其他改变。在权利要求中，措词“包括”不排除其他的元素和步骤，并且措辞“一个”不排除复数。在本发明中，“第一”、“第二”仅表示名称，不代表次序关系。在发明的实际应用中，一个零件可能执行权利要求中所引用的多个技术特征的功能。权利要求中的任何附图标记不应理解为对范围的限制。

Claims

1.一种在基站中用于向用户终端发送随机接入响应消息的方法，该方法包括以下步骤：

A.接收来自该用户终端的基于非竞争的随机接入前导码；

B.以第一媒体接入控制协议数据单元向该用户终端发送随机接入响应消息；

C.在该包含随机接入响应消息的第一媒体接入控制协议数据单元的混合自动重传请求进程上，向该用户终端发送第二媒体接入控制协议数据单元，其中，与该混合自动重传请求进程相对应的物理下行控制信道中包括用于指示该第二媒体接入控制协议数据单元中包含新数据的指示信息，该指示信息用于指示该第二媒体接入控制协议数据单元是首次传输还是重传。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一媒体接入控制协议数据单元中包括为用户终端分配的上行资源，所述步骤C之前还包括：

-当接收到来自该用户终端的否定应答消息或在预定时间内未收到来自该用户终端的反馈时，对该第一媒体接入控制协议数据单元中的上行资源进行释放或者重新分配。

3.一种在基站中用于向用户终端发送随机接入响应消息的方法，该方法包括以下步骤：

A.接收来自该用户终端的基于非竞争的随机接入前导码；

B.以媒体接入控制协议数据单元向该用户终端发送随机接入响应消息，其中，该媒体接入控制协议数据单元中还包括数据载荷；

C.当接收到来自该用户终端的否定应答消息或在预定时间内未收到来自该用户终端的反馈时，向该用户终端重传该包含该随机接入响应消息的媒体接入控制协议数据单元，

其中该媒体接入控制协议数据单元还包括基站接收到来自所述用户终端的基于非竞争的随机接入前导码的时间，以避免在该用户终端侧由于混合自动请求重传而导致的随机接入响应消息混淆。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，该媒体接入控制协议数据单元还包括上行资源分配，以及与该媒体接入控制协议数据单元相对应的物理下行控制下行信道中还包括用于指示该媒体接入控制协议数据单元中是否包含新数据的指示信息，该指示信息用于指示该媒体接入控制协议数据单元是首次传输还是重传。

5.一种在用户终端中用于处理来自基站的随机接入响应消息的方法，该方法包括：

I.向管辖该用户终端的基站发送基于非竞争的随机接入前导码；

II.接收来自该基站的以媒体接入控制协议数据单元发送的随机接入响应消息，其中，该媒体接入控制协议数据单元中还包括数据载荷；

III.判断该随机接入响应消息是否满足预定的有效条件；

IV.当该随机接入响应消息满足预定的有效条件时，确定该随机接入响应消息是有效的，

其中所述预定的有效条件包括以下各项中的任一项：

-该随机接入响应消息中还包括基站接收到来自所述用户终端的基于非竞争的随机接入前导码的时间，该用户终端成功解码该随机接入响应消息，且根据该基站接收到来自所述用户终端的基于非竞争的随机接入前导码的时间以及当前随机接入响应消息的接收窗，该用户终端确定该随机接入响应消息有效；

-该用户终端成功解码该随机接入响应消息，且该随机接入响应消息的首次传输所对应的时刻位于当前随机接入响应消息的接收窗内；

-该用户终端正确解码该随机接入响应消息且该随机接入响应消息中的定时提前值有效。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述步骤IV之后还包括：

当确定该随机接入响应消息是有效的时，使用该随机接入响应消息中的定时提前信息进行上行传输，并启动或重启定时对齐定时器。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述步骤IV之后还包括：

-当确定该随机接入响应消息是有效的时，判断该随机接入响应消息中的上行资源分配是否满足预定条件；

-当该随机接入响应消息满足预定条件时，利用本次传输的媒体接入控制协议数据单元中包含的上行资源分配进行后续的上行传输。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述预定条件包括以下各项中的任一项：

-基站通知该用户终端的上行资源分配不被保留，且该用户终端正确解码的随机接入响应消息是首次传输；

-基站通知该用户终端的上行资源分配被保留预定时间，且该用户终端成功解码该随机接入响应消息。