CN103650619A - 上行链路移动设备随机接入数据信道 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于管理支持无线的通信环境中的随机接入数据信道的设备和方法。实现上行链路（UL）随机接入（RA）信道，以向接入点（AP）发送数据，而无需在下行链路（DL）上发送用于UL定时调整的UL分配许可消息。移动台（MS）向AP发送所选序列，以指示正在请求RA数据传输。通过对由MS最初发送的RA序列的选择来确定用于ULRA数据传输的无线电资源的位置和数目。如果还未建立UL定时，AP能够通过导出来自MS的初始RA请求序列传输的偏移来确定UL RA数据传输的定时。

Description

上行链路移动设备随机接入数据信道
相关申请的交叉引用
与本申请同日提交的、名称为“Uplink Random Access Data Channelwith HARQ”、发明人为Robert Novak和William Gage、代理人摘要号为No.40713-WO-PCT的专利申请No.____描述了示例性的方法和系统，并通过引用将其整体并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及通信系统以及用于操作该通信系统的方法。在一个方面，本发明涉及用于在支持无线的通信环境中管理随机接入数据信道的设备和方法。
背景技术
在一些无线系统（例如，3GPP长期演进（LTE）系统）中，在移动台（MS）和接入点（AP）之间发起上行链路（UL）通信要求从MS向AP发送随机接入前同步码（preamble）签名。该签名在随机接入信道无线电资源上发送，以建立定时、标识以及其他的通信参数。作为响应，MS在下行链路（DL）通信中从AP接收随机接入响应（RAR）消息，RAR消息可包括启用UL定时的信息，并且同样可以发起用于实现UL同步的重复过程。随后，MS从AP接收对UL资源的分配，以用于即将到来的UL传输时机。在一些情况下，所分配的UL资源的标识被包括在RAR消息中。然后，MS使用所分配的UL资源向AP发送UL消息。
然而，例如在与非服务接入点（AP）通信时，在空闲时段之后与任何AP通信时，或者在向MS分配专用UL资源不常发生的情况下，对于MS而言，在UL上遇到通信困难并不罕见。例如，可能在UL定时上存在错误，因为MS可能最近没有与AP同步。作为另一示例，在从AP获取UL资源分配或定时提前上可能存在延迟。又一示例包括以下情况：如果很多MS同时提出在UL上发送数据的请求，需要大量的UL分配或定时提前消息。此外，在一些应用（例如，用于机器对机器（M2M）通信的应用）中，仅需要由MS在UL上偶尔发送单个短消息。在这种情况下，RAR中的众多字段（例如，3GPP LTE类型/扩展、C-RNTI、定时提前）是多余的。
针对这些问题的已知方案包括分配附加的UL资源，以允许将控制数据与竞争消息一起在UL上发送，所述控制数据例如是便于另外的UL发送带宽分配的控制数据。在该情况下，附加UL资源的数目和位置是固定的，并且仅可被用于发送少量的控制数据。此外，针对UL随机接入的已知方案没有高效地使用混合自动重复请求（HARQ）。因此，所使用的调制和编码方案一般是保守的，可能导致稀缺的无线电资源未被充分利用。
附图说明
当结合附图来考虑下面的详细描述时，可以理解本发明，并且获得本发明的众多的目标、特征和优点，其中：
图1描述了可在其中实现本发明的示例性系统节点；
图2示出了包括移动台的实施例在内的支持无线的通信环境；
图3是包括多个宏小区、微小区和皮小区的异构无线网络环境的简化框图；
图4示出了利用混合自动重复请求（HARQ）的随机接入（RA）上行链路（UL）数据信道处理的处理信号流程；
图5是示出RA序列、资源模式（RP）和UL资源之间的关系的简化示意图；
图6示出了针对利用HARQ的上行链路（UL）RA数据信道的RA序列、相关联的传输时机以及对应ACK；
图7是示出与图6中示出的RA数据信道相关联的RA序列、RP以及UL资源之间的关系的简化示意图；
图8示出了针对利用HARQ的上行链路（UL）RA数据信道的RA序列、在相同时隙中配置的相关联的传输时机以及对应ACK；
图9是示出与图8中示出的RA数据信道相关联的RA序列、RP以及UL资源之间的关系的简化示意图；
图10是图8中示出的传输时机‘f’、‘g’和‘h’的扩展正交频分多址接入（OFDMA）子帧视图；
图11是图10中示出的OFDMA子帧‘g’的扩展视图；
图12是图8中示出的传输时机‘f’、‘g’和‘h’的扩展OFDMA子帧视图，示出了具有扩展循环前缀和子帧保护时间的配置；
图13是图12中示出的OFDMA子帧‘g’的扩展视图；
图14示出了针对上行链路（UL）RA数据信道的RA序列、相关联的传输时机以及对应ACK，其中，专用随机接入资源的数目在各个HARQ传输时机中是变化的；
图15是示出与图14中示出的RA数据信道相关联的RA序列、RP以及UL资源之间的关系的简化示意图；
图16示出了针对上行链路（UL）RA数据信道的RA序列、相关联的传输时机以及对应ACK，其中，在相继的HARQ传输时机中用于所有资源模式（RP）的专用资源的数目递减，而用于最后的HARQ传输时机的专用资源的数目递增；
图17是示出与图16中示出的RA数据信道相关联的RA序列、RP以及UL资源之间的关系的简化示意图。
具体实施方式
提供了用于管理支持无线的通信环境中的随机接入数据信道的设备和方法。在各种实施例中，实现上行链路（UL）随机接入（RA）数据信道来使得移动台（MS）可以向接入点（AP）发送数据，而无需显式地向MS分配UL传输资源并且无需在MS和AP之间同步UL传输。在这些以及各种其他实施例中，移动台（MS）向AP发送所选的RA序列，以指示正在请求RA数据传输。在AP对MS进行肯定应答之后，MS开始RA数据传输。通过MS初始选择的RA序列来确定对用于UL RA数据传输的无线电资源进行限定的资源模式（RP）以及UL RA数据传输的定时。如果在AP和MS之间尚未对UL定时进行同步，AP能够通过导出来自MS的初始RA请求序列传输的定时偏移，以及通过在来自MS的后续UL RA数据传输期间补偿该定时偏移，确定UL RA数据传输的相对定时。
在这些各种实施例中的特定实施例中，与各个RA序列相关联的资源模式（RP）由多个混合自动重复请求（HARQ）UL传输时机和相关联的数据传输资源集合组成。本领域技术人员将认识到，各个RP的个体资源也可被应用于任何数目的多传输方案（例如，自动重复请求（ARQ）），或形成分集合并（例如，空间-时间发送分集（STTD））。本领域技术人员同样将认识到，本发明提供了MS向AP传送信息的快速且高效的方式，避免了对扩展网络接入序列的需要，该扩展网络接入序列要求定时调整和对专用UL传输资源的协商。本发明的有利使用的一个示例是：当MS正在与其服务AP之外的AP通信时减轻干扰。另一示例是在当定时或临时MS标识过期时，MS在空闲时段之后正在向AP传送信息的时候。又一示例是当在专用UL资源上进行发送的时机稀有的情况下，MS正在向AP传送信息时。又一示例是在从传感器向AP偶尔传送短信息突发以用于机器对机器（M2M）通信时。
在各种实施例中，MS选择与RP相关联的RA序列，该RP包括HARQ传输时机集合和数据传输资源集合。然后，将RP用于从MS到AP的数据的UL传输。RA序列和相关联的RP一起构建了随机接入（RA）数据信道。在特定实施例中，不是所有对应于RP的数据传输资源都被专门指派给该RP。在这些实施例和其他实施例中，可以指派其他RP在一个或多个HARQ传输时机中使用相同的数据传输资源。在特定实施例中，在各个HARQ传输时机中改变RP集合专用的不同数据传输资源的数目。在一个实施例中，AP通过将应答寻址到与RA信道相关联的RA序列标识符来对各个HARQ传输进行肯定应答或否定应答。在另一实施例中，AP在成功解码时对HARQ传输进行肯定应答，以及ACK被寻址到与数据传输一起发送的MS标识符。
在一个实施例中，将与所有RA信道相关联的数据传输的资源限制为无线电信道的预定部分，例如，子帧或传输符号集合。在特定实施例中，如果AP没有接收到与相关联的RA序列，由AP将与RP相关联的数据传输的资源重新分配给其他移动台。在各种实施例中，当在HARQ传输时机中发送的数据传输被AP成功解码并进行肯定应答时，由AP将为RP中的后续HARQ传输时机分配的数据传输资源重新分配给其他移动台。
在一个实施例中，将MS标识符添加到数据传输，并与数据传输一起发送。在其他实施例中，将MS标识符与数据传输分开编码或调制，以帮助冲突解决。在一个实施例中，通过AP向一个或多个移动台发送的1比特ACK指示符来确认对RA序列的正确接收和对与对应的RP相关联的数据传输资源的分配。在另一实施例中，通过AP向一个或多个移动台发送的ACK消息来确认对RA序列的正确接收和对与对应的RP相关联的数据传输资源的分配。
在各种实施例中，根据与所有RP相关联的数据传输资源来为UL传输指定资源集合（例如，子帧）。在另一实施例中，OFDMA数据传输资源包括扩展循环前缀、数目减少的符号、扩展保护频带以及增加的保护时间以允许在没有UL同步的情况下的UL数据传输。在一个实施例中，通过ACK消息来确认对RA序列的正确接收和对与对应的RP相关联的数据传输资源的分配，该ACK消息包括基于接收到的RA序列的UL定时提前。在各种实施例中，AP将RA序列的到达时间与UL子帧的AP定时相比较，以估计后一HARQ传输时机中的数据传输的定时偏移。
现在，将参考附图来详细描述本发明的各个示意性实施例。虽然在下面的描述中阐述了各种细节，将意识到的是，可以在没有这些特定细节的情况下实践本发明，并且可以对本文中描述的本发明做出众多实现特有的判决，以实现发明人的特定目的，例如遵从处理技术或设计相关的约束，对于实现来说，该处理技术和约束将是不同的。虽然这种开发努力可能是复杂的并且是耗时的，然而其将是本领域技术人员受益于本公开而采取的例程。例如，以框图或流程图形式而非细节来示出所选择的方面，以避免限制本发明或使本发明不清楚。此外，根据算法和对计算机存储器内的数据的操作来介绍本文中提供的详细描述的某些部分。这种描述和呈现被本领域技术人员用来向本领域的其他技术人员描述和转达其工作的实质。
如在此所使用的，术语“组件”、“系统”等旨在指代与计算机有关的实体，可以是硬件、硬件和软件的组合、软件或者执行中的软件。例如，组件可以是但不限于是：在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行程序、执行线程、程序或计算机。作为示意，在计算机上运行的应用和计算机本身均可以是组件。一个或多个组件可以驻留在执行的进程或线程内，以及组件可以本地位于一个计算机上和/或分布在两个或更多计算机之间。
同样在本文中使用的术语“节点”宽泛指代连接点，例如，通信环境（例如，网络）的再分配点或通信端点。因此，这种节点指代能够通过通信信道发送、接收或转发信息的活跃电子设备。这种节点的示例包括数据电路端接设备（DCE）和数据终端设备（DTE），DCE例如是调制解调器、集线器、网桥或交换机，DTE例如是手持机、打印机或主机计算机（例如，路由器、工作站或服务器）。局域网（LAN）或广域网（WAN）节点的示例包括计算机、分组交换机、有线调制解调器、数据订户线路（DSL）调制解调器和无线LAN（WLAN）接入点。因特网或内部网节点的示例包括由网际协议（IP）地址标识的主机计算机、网桥和WLAN接入点。同样地，蜂窝通信中的节点的示例包括基站、中继、基站控制器、归属位置寄存器、GPRS网关支持节点（GGSN）以及GPRS服务支持节点（SGSN）。
节点的其他示例包括客户端节点、服务器节点、对等节点和接入节点。本文中使用的移动台是客户端节点，并且可以指代无线设备，如移动电话、智能电话、个人数字助理（PDA）、手持设备、便携式计算机、平板计算机和类似设备，或者指代具有通信能力的其他用户设备（UE）。这种客户端节点和移动台同样可以指代移动的无线设备，或者相反地，指代一般不便携的具有类似能力的设备，例如，桌面型计算机、机顶盒或传感器。同样地，本文中使用的服务器节点指代信息处理设备（例如，主机计算机）或执行由其他节点提交的信息处理请求的一系列信息处理设备。同样地，本文中使用的对等节点有时可以担当客户端节点，以及在其他时间可以担当服务器节点。在对等网络或覆盖网络中，可以将主动路由针对其他联网设备以及针对其自己的数据的节点称为超级节点。
本文中使用的接入点指代向通信环境提供客户端节点接入的节点。接入点的示例包括提供对应的小区和WLAN覆盖区的蜂窝网络基站和无线宽带（例如，WiFi、WiMAX等）接入点。使用本文中使用的宏小区来一般性地描述传统的蜂窝网络小区覆盖区。通常在郊区、沿着高速公路或者在人口较少的地区找到这种宏小区。同样，在本文中使用的微小区指代覆盖区比宏小区小的蜂窝网络小区。这种微小区通常被用在人口密集的城区。同样地，本文中使用的皮小区指代小于微小区的蜂窝网络覆盖区域。皮小区的覆盖区的示例可以是较大的办公室、商场或火车站。本文中使用的飞小区（femtocell）当前指代蜂窝网络覆盖的通常接受的最小区域。作为示例，飞小区的覆盖区足够用于家庭或较小的办公室。
这里使用的术语“制件”（或备选地“计算机程序产品”）意在包含可从任何计算机可读设备或介质可访问的计算机程序。例如，计算机可读媒体可以包括但不限于：磁存储设备（例如硬盘、软盘、磁带等）、光盘（例如紧致盘（CD）或数字多功能盘（DVD））、智能卡和闪存设备（例如卡、棒等）。
这里使用“示例”一词意味着用作示例、实例或示意。这里描述为“示例”的任何方面或设计不是必需解释为相对于其他方面或设计而言是优选的或有利的。本领域技术人员可以认识到，在不脱离要求保护的实质内容的范围或精神的前提下，可以对该配置进行许多修改。此外，可以使用标准的编程和工程技术将所公开的主题实现为系统、方法、装置或制件，以产生软件、固件、硬件或其任何组合来控制计算机或者基于处理器的设备实现在这里详细描述的方面。
图1示出了适于实现本文中公开的一个或多个实施例的系统节点100的示例。在各种实施例中，系统100包括处理器110（可称为中央处理单元（CPU）或数字信号处理器（DSP））、网络连接接口120、随机存取存储器（RAM）130、只读存储器（ROM）140、辅助存储器150和输入/输出（I/O）设备160。在一些实施例中，这些组件中的一些可以不存在或者可以在各种组合中彼此组合或与未示出的其他组件组合。这些组件可以位于单个物理实体中，或者可以位于一个以上的物理实体中。可以将在本文中描述为由处理器110进行的任何动作由处理器110单独进行，或者由处理器110与图1中示出或未示出的一个或多个组件相结合来一起进行。
处理器110执行可以从网络连接接口120、RAM130或ROM140访问的指令、代码、计算机程序或脚本。虽然仅示出了一个处理器110，然而可以存在多个处理器。因此，尽管可以将指令讨论为由处理器110来执行，然而可以由被实现为一个或多个CPU芯片的一个或多个处理器110同时地、串行地、或者以其他方式来执行指令。
在各种实施例中，网络连接接口120可以采取以下形式：调制解调器、调制解调器组、以太网设备、通用串行总线（USB）接口设备、串行接口、令牌环设备、光纤分布式数据接口（FDDI）设备、无线局域网（WLAN）设备、诸如码分多址（CDMA）设备的无线收发信机设备、全球移动通信系统（GSM）无线收发信机设备、长期演进（LTE）无线电收发信机设备、微波接入的全球可互操作性（WiMAX）设备、和/或用于连接至网络（包括个域网（PAN），例如蓝牙）的其他公知接口。这些网络连接接口120可以使得处理器110能够与因特网或者一个或多个通信网络或其他网络（处理器110可以从该其他网络接收信息或处理器110可以向该其他网络输出信息）通信。
网络连接接口120还可以能够以电磁波（如射频信号或微波频率信号）的形式无线地发送和/或接收数据。网络连接接口120发送和接收的信息可以包括已经由处理器110处理过的数据或者要由处理器110执行的指令。可以根据不同顺序对数据进行排序，这可以有利于处理或产生数据或者发送或接收数据。
在各种实施例中，可以使用RAM130来存储易失性数据和由处理器110执行的指令。同样可以使用图1中示出的ROM140来存储指令以及在指令的执行期间读取的数据。辅助存储器150通常由一个或多个碟驱动器或带驱动器组成，并且可以用于数据的非易失性存储器，或者在RAM130不够大到足以保存所有工作数据的情况下用作溢出数据存储设备。辅助存储器150同样可以用于存储程序，当选择执行程序时将程序加载至RAM130。I/O设备160可以包括液晶显示器（LCD）、发光二极管（LED）显示器、有机发光二极管（OLED）显示器、投影仪、电视、触摸屏显示器、键盘、小键盘、开关、拨号盘、鼠标、轨迹球、语音识别器、读卡器、纸带读取器、打印机、视频监视器或其他公知的输入/输出设备。
图2示出了支持无线的通信环境，包括在本发明的实施例中实现的移动台的实施例。虽然被示意为移动电话，移动台202可采取各种形式，包括无线手持设备、寻呼机、智能电话或者个人数字助理（PDA）。在各种实施例中，移动台202还可以包括便携式计算机、平板计算机、膝上型计算机或者可用于执行数据通信操作的任何计算设备。许多合适的设备组合了这些功能中的一些或全部。在一些实施例中，移动台202不是例如便携式、膝上型或平板计算机之类的通用计算设备，而是专用通信设备，例如车辆中安装的电信设备。移动台10同样可以是具有类似功能但是不是便携的设备（例如，桌面型计算机、机顶盒或者网络节点）、包括这种设备或者包括在这种设备中。在这些以及其他的实施例中，移动台202可以支持特殊化的动作，例如游戏、库存控制、工作控制、任务管理功能等。
在各种实施例中，无线网络220包括多个无线子网（例如，具有对应覆盖区的小区）“A”212至“n”218。本文中使用的无线子网“A”212至“n”218可以通过各种方式包括移动无线接入网或固定无线接入网。在这些实施例以及其他实施例中，移动台202发送和接收通信信号，通过无线网络天线“A”208至“n”214（例如，小区塔），该通信信号被分别地传送到无线网络点“A”210至“n”216或者是从无线网络点“A”210至“n”216传送到的。继而，无线网络接入点“A”210至“n”216使用通信信号来建立与移动台202的无线通信会话。本文中使用的网络接入点“A”210至“n”216宽泛地指代无线网络的任何接入节点。图2中示出的无线网络接入点“A”210到“n”216分别耦合到无线子网“A”212到“n”218，无线子网“A”212到“n”218继而连接到无线网络220。
在各种实施例中，无线网络220耦合到有线网络222（例如互联网）。经由无线网络220和有线网络222，移动台202访问各个主机（例如，服务器节点224）上的信息。在这些实施例以及其他实施例中，服务器节点224可以提供可在显示器204上示出或者可以由移动台处理器110用于其操作的内容。备选地，移动台202可以通过对等移动台202接入无线网络220，该对等移动台202在中继类型或跳类型的连接中担当中间设备。作为另一备选，移动台202可被捆绑到（tether）与无线网络212连接的链接设备，并从该链接设备获得其数据。本领域技术人员将认识到，很多这样的实施例是可能的，并且之前所述不是旨在限制本公开的精神、范围或意图。
图3是根据本发明的实施例实现的、包括多个宏小区、微小区和皮小区的异构无线网络环境的简化框图。在该实施例中，异构无线网络环境包括多个无线网络宏小区‘X’302、‘Y’304到‘Z’306。在该实施例以及其他实施例中，各个无线网络宏小区‘X’302、‘Y’304到‘z’306可以包括多个无线网络微小区308，无线网络微小区308进而包括多个无线网络皮小区310。同样地，无线网络宏小区‘X’302、‘Y’304到‘z’306还可以包括多个个体无线皮小区310。
在各种实施例中，可以将微小区308与实体‘A’312、‘B’314到‘n’316相关联，以及可以同样地将皮小区310与实体‘P’318、‘Q’320到‘R’322相关联。在这些各种实施例中，无线宏小区‘X’302、‘Y’304到‘Z’306、微小区308和皮小区310可以包括多个无线技术和协议，由此在无线网络系统300内创建了异构的操作环境。同样地，各个无线宏小区‘X’302、‘Y’304到‘z’306、微小区308和皮小区310包括对应的接入点（AP）。如本文中使用的，AP是上位术语，广泛包含了无线LAN接入点、宏蜂窝基站（例如，NodeB、eNB）、微小区和皮小区、中继节点和基于家庭的飞小区（例如，HeNB）、或者可用于建立和支撑无线通信会话的任何电信技术。同样在本文中使用的“小区”（或“扇区”）是由AP提供服务的覆盖区的一部分。相应地，各个小区具有可通过例如唯一的小区标识符与小区相关联的无线电资源集合。
考虑到之前所述，需要通过随机接入（RA）数据信道从MS向AP高效地传送信息。在图3的异构无线网络环境中，RA数据信道是有用的，在该异构无线网络环境中，MS需要与相邻的但非服务的AP协作。此外，正在出现支持从机器或传感器到网络AP的无线报告传输的并行需求。来自这种传感器（例如水表或燃气表、大气传感器等）的报告产生相对少量的数据的传输。然而，即使在小的小区区域中也可能存在大量的这些传感器。因此，不期望使用常规的初始接入、时间同步、辨别以及资源分配方法来传递所述数据，这是由于在发送短的消息之前访问系统所需的相对大数量的信令以及时间延迟。同样地，RA数据信道可以降低向系统发送数据所需的电池功率的量，因此延长了所有类型的移动台中的电池寿命。
图4示出了根据本发明的实施例实现的利用混合自动重复请求（HARQ）的随机接入上行链路（UL）数据信道处理的处理信号流程。在特定实施例中，通过首先发送随机接入（RA）序列以及后续在与RA序列相关联的UL资源发送数据，移动台（MS）402在UL上向接入点（AP）404发送数据。在本实施例中，在某个时间T0406处，MS402向AP404发送620第i个随机接入（RA）序列。在该实施例和其他实施例中，MS402从RA序列集合中选择第i个RA序列，该RA序列集合可被预配置在MS402中，由AP404周期性广播，或者通过其他方式确定。在各种实施例中，MS402从RA序列集合中随机地选择第i个RA序列。在各种其他实施例中，MS402根据MS402希望向AP404发送的数据量来从RA序列集合中随机地选择第i个RA序列。在这些各种实施例中，RA序列向AP404指示正在请求随机接入数据传输。
然后，在某个时间T1408处，AP404发送622指示其已经接收到第i个序列的传输的肯定应答（ACK）。如果AP404没有接收到该序列，则不发送该肯定应答。在一些实施例中，通过与第i个序列有关的方式（例如ACK的时间-频率位置）来指示该ACK，例如通过ACK的时间-频率位置，或者通过在ACK消息中显式地指示RA序列ID来指示该ACK。在特定的其他实施例中，通过与包括第i个序列在内的一个或多个RA序列有关的方式（例如，针对RA序列集合的ACK的时间-频率位置）来指示该ACK，或者通过在ACK消息中显式地指示RA序列集合的ID来指示该ACK。
在某个时间T2(i)410处，MS402使用与第i个序列相关联的传输资源模式在无线电资源集合上向AP404发送624数据的第一混合自动重复（HARQ）传输。在各种实施例中，其他RA序列可以具有与它们相关联的其他传输资源模数。在这些实施例中的特定实施例中，AP404可以通过使用初始RA序列的定时确定MS402的UL传输的时间偏移来改进接收。在这些实施例以及其他实施例中，由MS选择的序列来限定传输资源模式中资源的数目，这提供了与MS正在向AP发送的消息的大小有关的隐式的带宽请求。
然后，在某个时间T3(i)412处，AP404发送指示其是否已经成功解码最近一次数据传输的肯定应答或否定应答（ACK或NAK）626。如果MS402接收到ACK，其停止进一步的数目传输。然而，如果MS402接收到NAK，则在某个时间T4(i)414处，MS402在与第i个序列相关联的第二传输资源集合上向AP404发送628其下一HARQ数据传输，并且HARQ处理继续。本领域技术人员将意识到的是，各种其他RA序列可具有与它们相关联的其他传输资源模式。
图5是示出根据本发明的实施例实现的在随机接入（RA）序列、资源模式（RP）和UL传输资源（R）之间的关系的简化示意图。在各种实施例中，移动台（MS）从在接入点（AP）处可用的RA序列集合中选择随机接入序列。在这些实施例中的特定实施例中，可以由AP通过一些方式（例如，在长期演进（LTE）系统中使用的主信息块（MIB）或系统信息块（SIB））来广播可用的RA序列。在这些各种实施例中，针对RA序列传输时机，指定特定的传输资源，然而该特定的传输资源不一定是专用的。同样地，AP可以根据业务负荷来自适应地改变可在其时使用这些传输资源的混合自动重复请求（HARQ）传输时机的定时。
同样地，取决于实现，可以通过使用每个子载波一个序列单元的方式在频率上发送RA序列，或者在时域中发送RA序列，其中，RA序列的每个单元在时间上顺序地发送。为了容纳不同移动台的UL传输到达AP的时间之间的时间同步方面的差异，用于RA接收的时间-频率资源由于使用了保护间隔同样可以跨越多个符号，并且可以使用较长的循环前缀。
在特定实施例中，可以将RA序列的选择和传输实现为如在蜂窝系统（例如，LTE或全球微波接入互操作性（WiMax））中定义的初始随机接入序列。如本文中更详细地描述并且不同于已知方案的是，本发明将各个RA序列与用于RA数据传输的预定传输时机集合相关联。在这些实施例和其他实施例中，RA序列与用于即将发生的来自MS的数据传输的时间-频率资源的预定模式相关联，消除了对来自AP的用于显式地向MS分配上行链路资源或调整UL传输定时的消息的需要。
在各种实施例中，AP使用ACK对接收到RA序列进行响应。在这些实施例中的特定实施例中，通过与第i个序列有关的方式（例如ACK的时间-频率位置）来指示ACK，或者通过应答比特图中的对应ACK比特来指示ACK。同样地，可以通过在为RA ACK预留的时间-频率空间中将ACK作为序列发送来指示ACK（其中，各个ACK序列对应于接收到的RA序列），或者通过在ACK消息中显式地指示RA序列ID来指示ACK。在特定实施例中，通过与包括第i个序列在内的一个或多个序列有关的方式（例如，序列集合的ACK的时间-频率位置）来指示ACK。同样地，ACK可以在ACK消息中指示序列集合的ID。在一个实施例中，如果AP接收到一个或多个RA请求序列，该AP发送单个ACK。
在这些实施例以及其他实施例中，对来自AP的RA ACK的接收向MS指示了该MS至少可以在与RA序列相关联的第一时间-频率资源集合中进行其数据分组的第一传输。在配置要求RA ACK，而MS没有接收到RAACK的情况下，MS不在与所发送的RA序列相关联的资源上进行传输。相反，MS可以以选择另一RA序列开始，在下一时机再次开始该过程。在特定实施例中，MS可以在其下一次尝试之前等待随机选择的时间（即，随机回退）。同样地，在信息是时间敏感的使得延迟已导致该信息过期（即，CQI反馈等）的情况下，MS可以丢弃该信息并且不再次尝试传输。
本文中更详细地描述了将RA序列与用于即将到来的来自MS的UL上的数据传输时机的预定传输资源模式相关联。该模式限定了时域、频域和码域中的无线电资源的位置和数目。可以根据预定的配置以及AP广播的信息（例如RA序列的数目以及用于RA数据信道的资源的数目和位置）导出RA序列与资源模式的关联。各个模式针对来自MS的各个可能的HARQ传输限定了传输资源集合，其中，相继传输之间的时间间隔长度至少是MS从AP接收ACK/NAK响应所需的最小时间。
与RA ACK的情况一样，在特定实施例中，通过与第i个序列有关的方式来指示用于RA数据信道的HARQ ACK。例如，可以通过ACK的时间-频率位置或者通过应答比特图中对应的ACK比特来进行指示。作为另一示例，可以通过在为ACK预留的时间-频率空间中将ACK作为序列发送来进行指示，其中，各个ACK序列对应于接收到的RA序列（或资源模式）。作为又一示例，可以通过ACK消息中的序列ID来进行指示。在特定实施例中，将ACK寻址到与数据传输一起发送的MS ID或标识符，以及由AP在成功解码时对HARQ传输进行肯定应答。
现在参考图5，示出了RA序列502、资源模式（RP）504和UL资源（R）506之间的关系。如图5中所示，RA序列‘1’（RA1）与资源模式‘1’（RP1）相关联，资源模式‘1’（RP1）继而包括资源R1、R3、R5和R7处用于UL上的传输的时机。同样地，RA序列‘2’（RA2）与资源模式‘2’（RP2）相关联，资源模式‘2’（RP2）继而包括资源R2、R4、R6和R8处用于UL上的传输的时机。同样如图5中所示，RA序列‘3’（RA3）与资源模式‘3’（RP3）相关联，资源模式‘3’（RP3）继而包括资源R2、R3、R4和R5处用于UL上的传输的时机。与来自使用其他手段的同步移动台的传输相比，在特定实施例中，对于UL RA数据信道上的传输，由于进入的UL传输缺少同步，符号结构或传输格式可以稍有不同；在本文档中，在图10、11、12和13中对此进行了例示。可以由AP基于业务和小区拓扑结构对此进行配置。
相应地，因为对RA序列的接收指示给定MS已经主张（claim）了特定资源集合，所以AP具有各个MS即将使用的资源的知识。因此，AP可以确保不会通过其他手段调度其他移动台使用已被主张的UL资源。备选地，AP可以在未被任何MS主张的RA资源上调度移动台，并且可以使用其他调度方法来进行调度。同样地，AP可以利用各个移动台之间的空间间隔，并通过选择性地将RA MS与另一MS配对（这将便于AP处的空间划分）来在所主张的资源上分别对它们进行调度。
图6示出了针对根据本发明的实施例实现的利用混合自动重复请求（HARQ）的上行链路（UL）RA数据信道的随机接入（RA）序列、相关联的传输时机以及对应ACK。如图6中示出的，资源块602‘1’到‘3’（即‘资源’）指代载波、子载波或子载波集合，取决于各种实施例，该载波、子载波或子载波集合可以是分离的或连续的。资源块还可以指代其他无线电资源，例如空间维度、波束、扩频码、分级调制层等。同样地，将传输时机与时隙604‘a’到‘n’对准，其可以是帧、子载波或符号，同样该帧、子载波或符号取决于各种实施例。在本实施例中，移动台（MS）选择RA序列，并在RA时机期间发送该序列。例如，图6中将RA时机‘RAj’示出为发生在传输时机（即，时隙）‘a’中，并使用资源块‘2’。在特定实施例中，RA传输时机604‘a’不要求时隙的整个持续时间，而是可以代之以仅占据时隙的一部分。例如，RA传输时机604‘a’可以仅要求几个符号。因此，如果MS接收到对RA序列传输的RA ACK，则MS着手根据与该序列相关联的资源模式来发送其数据。例如，如果MS发送RA序列‘1’，相关联的模式可以是RP‘1’。同样地，如果如果MS发送RA序列‘2’，则相关联的模式可以是RP‘2’，依此类推。
在图6中示出的实施例中，传输时机604‘RAj’在时隙‘a’中，使用资源块‘2’。为了留出AP接收RA序列并发送RA ACK的时间，针对与各个RA序列相关联的各个资源模式的第一传输时机出现在RA传输时机之后的至少M个时隙处。此外，为了允许AP尝试解码分组传输并发送肯定HARQ应答或否定HARQ应答，相继的数据传输时机之间的延迟至少是N个时隙。如果MS接收到肯定HARQ应答，则MS将不再发送该数据的传输。同样地，如果接收到否定HARQ应答，则MS发送该数据的下一HARQ传输。在特定实施例中，可以不发送否定HARQ应答。
如图6中所示，M=2，N=3，时隙606中在DL上发送的RA ACK与RP1,2,3,4相关联，时隙608中在DL上发送的NAK/ACK与RP1,2,3相关联，时隙610中在DL上发送的NAK/ACK与RP4的TX1相关联，以及时隙612中在DL上发送的NAK/ACK与RP1的TX2相关联。同样地，时隙614中在DL上发送的NAK/ACK与RP1的TX2相关联，时隙616中在DL上发送的NAK/ACK与RP4的TX2相关联，时隙618中在DL上发送的NAK/ACK与RP3的TX3和RP2的TX3相关联，时隙620中在DL上发送的NAK/ACK与RP1的TX3相关联，以及时隙622中在DL上发送的NAK/ACK与RP3的TX4相关联。
图7是示出与图6中示出的RA数据信道相关联的随机接入（RA）序列、资源模式（RP）以及UL资源（R）之间的关系的简化示意图。如图6和图7中示出的，可以使资源模式是唯一的，因为不同的模式在任何给定的时隙（即，传输时机604‘a’到‘n’）处不占据相同的频率资源。
现在参考图7，示出了RA序列702、资源模式（RP）704和UL资源（R）706之间的关系。如图7中所示，RA序列‘1’（RA1）与资源模式‘1’（RP1）相关联，资源模式‘1’（RP1）继而包括资源R3、R7、R11和R15处用于UL上的传输的时机。同样地，RA序列‘2’（RA2）与资源模式‘2’（RP2）相关联，资源模式‘2’（RP2）继而包括资源R2、R6、R10和R13处用于UL上的传输的时机。同样如图7中所示，RA序列‘3’（RA3）与资源模式‘3’（RP3）相关联，资源模式‘3’（RP3）继而包括资源R1、R5、R9和R12处用于UL上的传输的时机。同样地，RA序列‘4’（RA4）与资源模式‘4’（RP4）相关联，资源模式‘4’（RP4）继而包括资源R4、R8和R14处用于UL上的传输的时机。
在特定实施例中，与不同RA序列相关联的资源模式可以不是完全唯一的，使得与给定RA序列相关联的一个或多个传输时机至少部分地和与不同RA序列相关联的传输时机的资源相重叠。在特定实施例中，每个资源块602与多个RA序列相关联。
图8示出了针对根据本发明的实施例实现的利用混合自动重复请求（HARQ）的上行链路（UL）RA数据信道的随机接入（RA）序列、在相同时隙中配置的相关联的传输时机以及对应ACK。如图8中示出的，资源块802‘1’到‘3’（即‘资源’）指代载波、子载波或子载波集合，取决于各种实施例，该载波、子载波或子载波集合可以是分离的或连续的。同样地，将传输时机与时隙804‘a’到‘n’对准，其可以是帧、子载波或符号，该帧、子载波或符号同样取决于各种实施例。在本实施例中，在一些实例中向时间-频率资源指派多个资源模式（RP）。同样地，将为RA数据信道传输时机指定的资源802限制为所选择的时隙。在本实施例以及各种其他实施例中，将RA数据信号时机与同步的混合自动重复请求（HARQ）时机交织。在这些各种实施例中，同步的HARQ时机指代出现在已知的或周期性出现的时隙处的HARQ重传时机。
现在参考图8，传输时机804‘b’、‘e’、‘h’、‘k’和‘n’是第一同步HARQ重传信道集合，以及传输时机804‘c’、‘f’、‘i’和‘l’是第二同步HARQ重传信道集合。如图8中示出的，该方案使得可以使用传输时机804‘d’、‘g’、‘j’和‘m’中用于与这些资源相关联的传输的RA数据信道来进行同步HARQ重传。在特定实施例中，对于所有的HARQ传输，重传可以占据相同的资源。如图8中所示，时隙806中在DL上发送的RA ACK与所有的RP相关联，时隙808中在DL上发送的NAK/ACK与所有的RP的TX1相关联，时隙810中在DL上发送的NAK/ACK与所有的RP的TX2相关联，以及时隙812中在DL上发送的NAK/ACK与所有的RP的TX3相关联。
同样地，在一些实施例中，与RA序列相关联的传输时机可被限定在用于其他RA序列的传输时机已经结束之后的后续时隙中。例如，第四资源模式‘4’可以具有在时隙‘p’和‘s’中限定的第五和第六传输时机，其和与在804‘m’中发送的新RA序列RAj+1相关联的传输模式是同时发生的。
图9是示出与图8中示出的RA数据信道相关联的随机接入（RA）序列、资源模式（RP）以及UL资源（R）之间的关系的简化示意图。如图8和图9中示出的，对提前为RA数据信道指定的资源进行最小化和分组。将意识到的是，这些资源的最小化可以是有用的，因为允许未同步的移动台正确接收UL信号可能需要较大的循环前缀、保护时间或子帧。同样地，与用于来自同步移动台的UL传输的时隙相比，较大前缀、保护间隔或者其他机制会降低传输的效率。然而，如果没有任何MS主张UL RA资源，则AP可以调度那些同步的且能够使用较小循环前缀的移动台对这些RA资源以及保护间隔中的资源的使用。
现在参考图9，示出了RA序列902、资源模式（RP）904和UL资源（R）906之间的关系。如图9中所示，RA序列‘1’（RA1）与资源模式‘1’（RP1）相关联，资源模式‘1’（RP1）继而包括资源R3、R5、R7和R10处用于UL上的传输的时机。同样地，RA序列‘2’（RA2）与资源模式‘2’（RP2）相关联，资源模式‘2’（RP2）继而包括资源R2、R5、R9和R11处用于UL上的传输的时机。与图7中所示相同，RA序列‘3’（RA3）与资源模式‘3’（RP3）相关联，资源模式‘3’（RP3）继而包括资源R1、R4、R9和R10处用于UL上的传输的时机。同样地，RA序列‘4’（RA4）与资源模式‘4’（RP4）相关联，资源模式‘4’（RP4）继而包括资源R1、R6、R8和R11处用于UL上的传输的时机。
图10是图8中示出的传输时机‘f’、‘g’和‘h’的扩展正交频分多址接入（OFDMA）子帧视图。图10中示出的传输时机1004‘f’和‘h’对应于普通子帧1008。在图10中还示出，普通子帧1008包括各自与循环前缀1014相关联的多个正交频分复用（OFDM）符号1016。同样地，传输时机1004‘g’对应于UL RA数据信道（UL RA DCH）子帧1010。继而，UL RA DCH子帧1010包括各自与循环前缀1018相关联的多个UL RA DCH OFDM符号1020。
在一些实施例中，由于各个移动台（MS）处使用的不同传播延迟或定时偏移，来自不同移动台的上行链路（UL）传输到达接入点（AP）可能是不同步的。在这些实施例和其他实施例中，AP可以使用随机接入（RA）序列的到达来估计其他传输的定时。例如，AP在时间T0=Toff_MS+TAP_frame处接收RA序列，其中，Toff_MS是MS与第n个AP UL帧时间相比较的时间偏移。如果要在第n+5个子帧中发送与RA资源模式相关联的预期的第一传输，AP可以导出传输将在T2=Toff_MS+TAP_frame(n+5)处到达。这简化了接收处理，因为与搜索数据传输的未知定时相比，通过搜索RA序列集合中的一个RA序列来确定定时在计算上花费较少。此外，接收到或者根据RA序列的接收导出的其他特性（例如信道估计或接收方向）可以帮助对数据传输的接收以及对来自多个移动台的数据传输的分隔。
同样地，如果使用OFDM来接收未同步移动台的数据传输，适当的保护子载波和AP处的过滤可以是必要的。例如，图10示出了子帧1004‘g’中子载波形式的保护时间1024和保护频带1022的实现，该实现被用于ULRA DCH子帧1010。本领域技术人员将认识到，保护时间1024的实现可以是有用的，因为来自未同步移动台的UL传输与AP处的子帧定时相比可能延迟到达（例如，由于未同步的UL定时）。通过在子帧1004内（例如，在子帧的开始处，在子帧的结束处，或在其二者处）分配保护（即，空）时间1024，来自移动台的被明显延迟的传输将不重叠到下一子帧中。例如，在没有保护时间1024的情况下，在AP处，子帧1004‘g’的已延迟的传输可在子帧1004‘h’的开始处被接收到，并干扰该子帧中的通信。
图10同样示出了资源块1002之间存在用于最小化干扰的保护频带1022。在OFDM系统中，这些保护频带1022被实现为未使用的子载波，以在相邻资源块1002（例如，资源块‘1’和‘2’）中发送的数据之间提供频率分隔，该相邻资源块可被指派给具有明显不同的UL定时的不同移动台。如果不使用保护频带1022，并且相邻资源中的传输的UL到达定时比OFDM系统中的循环前缀长，则相邻子载波将明显地彼此干扰，因为不同资源块1002的子载波之间的正交性将会丢失。
将意识到的是，虽然已经将UL RA DCH1010以及相关联的保护时间1024和子载波应用于整个子帧，也有可能向子帧的单个资源块1002而不是子帧的所有资源块应用具有较少符号、保护时间1024和子载波的修改。虽然图10示出了实现OFDM符号1016和循环前缀1014的实施例，该具有定时偏移和保护时间1024的实现同样可应用于时分多址接入（TDMA）或频分多址接入（FDMA）系统。同样也可以在非OFDM系统中使用保护频带1024来协助过滤不同资源块1002。
还将意识到，虽然UL RA DCH1010子帧在一些实施例中被示出为具有附加的保护时间1024和保护频带1022，可以在没有保护时间1024或保护频带1022的情况下实现UL RA DCH1010子帧，其中，在循环前缀的持续时间内对接入点（AP）处来自不同移动台的上行链路（UL）传输的到达进行同步。在这些实施例中，UL RA DCH1010子帧与普通子帧‘f’或‘h’1008将具有相同的定时和结构。
图11是图10中示出的正交频分多址接入（OFDMA）子帧‘g’的扩展视图。图11中示出的上行链路（UL）随机接入（RA）数据信道（UL RADCH）子帧1010包括多个UL RA DCH正交频分复用（OFDM）符号1020及其相关联的循环前缀1018。如同样在图11中示出的，来自不同移动台的UL RA DCH传输在各个资源段1002‘1’、‘2’和‘3’上以对应的延迟Δt11108、Δt21110和Δt31112到达。同样地，图11示出了对于在子帧‘g’中发送的符号1020，相对的移动台（MS）延迟大于循环前缀1018。
在该实施例以及各种其他实施例中，保护频带1022防止了来自不能容易地在一起解调的相邻子频带的载波间干扰。然而，在接入点（AP）根据对在数据传输之前的随机接入（RA）序列的接收知道来自各个MS传输的时间偏移Toff_MS=Δt11108、Δt21110和Δt31112时，AP可以适当地估计UL传输的定时，而无需另外的延迟估计。
图12是图8中示出的传输时机‘f’、‘g’和‘h’的扩展正交频分多址接入（OFDMA）子帧视图，示出了具有扩展循环前缀和子帧保护时间的配置。图12中示出的传输时机1004‘f’和‘h’对应于普通子帧1008。如同样在图12中示出的，普通子帧1008包括多个正交频分复用（OFDM）符号1016以及相关联的循环前缀1014。同样地，传输时机1004‘g’对应于UL RA数据信道（UL RA DCH）子帧1210。继而，上行链路（UL）随机接入（RA）数据信道（UL RA DCH）子帧1210包括多个UL RA DCH OFDM符号1220以及相关联的循环前缀1218。如图12中示出的，UL RA DCH OFDM符号1220以及相关联的循环前缀1218的数目少于普通子帧1008中发现的OFDM符号1016以及相关联的循环前缀1014的数目。
在各种实施例中，上行链路（UL）数据传输时机被配置为：在传输延迟与OFDM符号1220的持续时间相比不明显时，具有用于OFDM符号1220的较长循环前缀1218。在这些各种实施例中，与在系统的普通子帧中使用的OFDM符号的数目相比，较长循环前缀1218的配置降低了在ULRA DCH中可用的OFDM符号1220的数目。然而，使用较长循环前缀1218使得能够在存在较宽的UL定时偏移范围的情况下同步地接收来自不同移动台的传输。
如图12中示出的，循环前缀1218可被扩展，以及在UL RA DCH子帧（例如，子帧1210）内OFDM符号1220的数目减少。本领域技术人员将认识到，较长的循环前缀允许在接入点（AP）处使用常规的OFDM接收机（例如，快速傅里叶变换）来合并和解调OFDM符号1220中具有明显不同延迟的部分（例如，资源块1002），因为延迟仍然小于循环前缀1218。同样地，如果以大于循环前缀1218的定时偏移来接收相同OFDM符号1220的资源块，则在没有该扩展循环前缀1218的情况下，不同资源块1002的子载波之间的正交性将会丢失。因此，可以在子帧1210‘g’的结束处可选地使用保护时间间隔1224来与普通子帧（例如，普通子帧‘h’1008）的开始重新对准，并防止来自第g个子帧的明显延迟的信号干扰在第h个子帧中接收到的信号。
图13是图12中示出的子帧‘g’的扩展正交频分多址接入（OFDMA）视图。图13中示出的上行链路（UL）随机接入（RA）数据信道（UL RADCH）子帧1210包括多个UL RA DCH正交频分复用（OFDM）符号1220及其相关联的循环前缀1218。如同样在图11中示出的，来自不同移动台的UL RA DCH传输在各个资源段1002‘1’、‘2’和‘3’上以对应的延迟Δt11108、Δt21110和Δt31112到达，其提供了保护时间1224。图13还示出了对于在子帧‘g’中发送的符号1220，相对移动台（MS）延迟1108、1110和1112小于循环前缀1218。因此，可以对OFDM符号1220进行正确解调而没有载波间干扰，因为来自各个资源段1002的符号1220被充分对准，以使得各个资源段1002仅有一个符号1220出现在各个OFDM符号接收机窗口1324中。
图14示出了针对根据本发明的实施例实现的上行链路（UL）RA数据信道的随机接入（RA）序列、相关联的传输时机以及对应ACK，其中，在各个混合自动重复请求（HARQ）传输时机中，专用随机接入资源的数目不同。如图14中示出的，资源块1402‘1’到‘3’（即‘资源’）指代载波、子载波或子载波集合，取决于各种实施例，该载波、子载波或子载波集合可以是分离的或连续的。同样地，传输时机1404‘a’到‘n’指代帧、子载波或符号，该帧、子载波或符号同样取决于各种实施例。在各种实施例中，使用给定资源1402的资源模式的数目取决于HARQ传输的数目。在这些实施例中的特定实施例中，为所有资源模式分配的资源1402的数目随着各个连续的HARQ传输时机1404而不同。例如，随着HARQ传输的数目增加，HARQ传输已被成功接收到的概率也在增加。因此，如果开始了六（6）个HARQ传输，很可能仅三（3）个要求第三次HARQ重传，以及甚至更少的要求第四次重传。因此，不需要为针对最后几次HARQ传输的资源模式分配与为针对前几次HARQ传输的资源模式分配一样多同的资源1402。
如图14中示出的，存在六（6）个资源模式（‘RP1’到‘RP6’），所有资源模式具有用于前两个HARQ传输的唯一资源1402，分别出现在传输时机‘d’、‘e’以及‘g’、‘h’内。因为很可能一个或多个HARQ过程在第三次传输（出现在传输时机‘k’内）之前就已经停止，这可以减少RA数据信道专用的资源1402的数目。如同样在图14中示出的，六（6）个资源模式共享用于在传输时机‘k’内出现的第三次HARQ传输的三（3）个资源。此外，在第四次重传中很可能甚至需要更少的资源，使得六（6）个资源模式共享二（2）个资源。将意识到的是，不同的资源模式集合在第三次和第四次HARQ重传中彼此干扰，以考虑干扰分集。如图14中示出的，时隙1406中在DL上发送的RA ACK与所有的RP相关联，时隙1408中在DL上发送的NAK/ACK与RP1,2,3的TX1相关联，时隙1410中在DL上发送的NAK/ACK与RP4,5,6的TX1相关联，时隙1412中在DL上发送的NAK/ACK与RP1,2,3的TX2相关联，时隙1414中在DL上发送的NAK/ACK与RP4,5,6的TX2相关联，以及时隙1420中在DL上发送的NAK/ACK与所有RP的TX3相关联。
图15是示出与图14中示出的随机接入（RA）数据信道相关联的随机接入（RA）序列、资源模式（RP）以及UL资源（R）之间的关系的简化示意图。现在参考图15，示出了RA序列1502、资源模式（RP）1504和UL资源（R）1506之间的关系。如图15中所示，RA序列‘1’（RA1）与资源模式‘1’（RP1）相关联，资源模式‘1’（RP1）继而包括资源R1、R7、R13和R16处用于UL上的传输的时机。同样地，RA序列‘2’（RA2）与资源模式‘2’（RP2）相关联，资源模式‘2’（RP2）继而包括资源R2、R8、R14和R16处用于UL上的传输的时机。同样如图15中所示，RA序列‘3’（RA3）与资源模式‘3’（RP3）相关联，资源模式‘3’（RP3）继而包括资源R3、R8、R15和R16处用于UL上的传输的时机。同样地，RA序列‘4’（RA4）与资源模式‘4’（RP4）相关联，资源模式‘4’（RP4）继而包括资源R4、R10、R13和R17处用于UL上的传输的时机。同样如图15中所示，RA序列‘5’（RA5）与资源模式‘5’（RP5）相关联，资源模式‘5’（RP5）继而包括资源R5、R11、R14和R17处用于UL上的传输的时机。同样地，RA序列‘6’（RA6）与资源模式‘6’（RP6）相关联，资源模式‘6’（RP6）继而包括资源R6、R12、R14和R17处用于UL上的传输的时机。
图16示出了针对根据本发明实施例实现的上行链路（UL）RA数据信道的随机接入（RA）序列、相关联的传输时机以及对应ACK，其中在每个相继的混合自动重复请求（HARQ）传输时机中用于所有资源模式（RP）的专用资源的数目递减，而用于最后的HARQ传输时机的专用资源的数目递增。如图16中示出的，资源块1602‘1’到‘3’（即‘资源’）指代载波、子载波或子载波集合，取决于各种实施例，该载波、子载波或子载波集合可以是分离的或连续的。同样地，传输时机1604‘a’到‘n’指代帧、子载波或符号，该帧、子载波或符号同样取决于各种实施例。在本实施例中，HARQ传输具有更好的机会成功完成，因为重传的数目增长了。因此，在连续的HARQ传输时机中，为所有资源模式分配的资源的数目1602减少了。然而，将意识到的是，在这些实施例中的特定实施例中，下述情况是有利的：考虑在与其他HARQ过程干扰概率较低的情况下发送最终的传输集合，以提高成功完成数据传输的概率。因此，在这些实施例中，在预定点之后的相继HARQ传输时机中增加为所有资源模式分配的资源1602的数目。
同样如图16中示出的，存在六（6）个资源模式（‘RP1’到‘RP6’），所有资源模式具有用于前两个HARQ传输时机的唯一资源1602，分别出现在传输时机‘d’、‘e’以及‘g’、‘h’内。同样地，这些资源被减少到总共三（3）个资源1602用于在传输时机‘k’中出现的第三HARQ传输时机，以及减少到总共二（2）个资源1602用于在传输时机‘n’中出现的第四HARQ传输时机。对于最后的也是第五个HARQ传输时机，资源1602的数目增加到六（6）个资源1602，以允许各个资源模式具有与其他HARQ过程没有干扰的独占资源1602。因为在多数设计中，HARQ过程会到达其最后传输时机1604的概率一般非常小，很有可能将会使用本文中更详细描述的另一方法来重新指派这些资源1602。如图16中示出的，时隙1606中在DL上发送的RA ACK与所有的RP相关联，时隙1608中在DL上发送的NACK/ACK与RP1,2,3的TX1相关联，时隙1610中在DL上发送的NACK/ACK与RP4,5,6的TX1相关联，时隙1612中在DL上发送的NACK/ACK与RP1,2,3的TX2相关联，时隙1614中在DL上发送的NACK/ACK与RP4,5,6的TX2相关联，时隙1620中在DL上发送的NACK/ACK与所有RP的TX3相关联，以及时隙1622中在DL上发送的NACK/ACK与所有RP的TX4相关联。
图17是示出与图16中示出的随机接入（RA）数据信道相关联的随机接入（RA）序列、资源模式（RP）以及UL资源（R）之间的关系的简化示意图。现在参考图17，示出了RA序列1702、资源模式（RP）1704和UL资源（R）1706之间的关系。如图17中所示，RA序列‘1’（RA1）与资源模式‘1’（RP1）相关联，资源模式‘1’（RP1）继而包括资源R1、R7、R13、R16和R18处用于UL上的传输的时机。同样地，RA序列‘2’（RA2）与资源模式‘2’（RP2）相关联，资源模式‘2’（RP2）继而包括资源R2、R8、R14、R16和R19处用于UL上的传输的时机。与图15中所示相同，RA序列‘3’（RA3）与资源模式‘3’（RP3）相关联，资源模式‘3’（RP3）继而包括资源R3、R9、R15、R16和R20处用于UL上的传输的时机。同样地，RA序列‘4’（RA4）与资源模式‘4’（RP4）相关联，资源模式‘4’（RP4）继而包括资源R4、R10、R13、R17和R21处用于UL上的传输的时机。同样如图15中所示，RA序列‘5’（RA5）与资源模式‘5’（RP5）相关联，资源模式‘5’（RP5）继而包括资源R5、R11、R14、R17和R22处用于UL上的传输的时机。同样地，RA序列‘6’（RA6）与资源模式‘6’（RP6）相关联，资源模式‘6’（RP6）继而包括资源R6、R12、R15、R17和R23处用于UL上的传输的时机。
在各种实施例中，可以将移动台（MS）ID包括在资源模式资源上发送的控制消息中。在这些实施例中的特定实施例中，使用数据分组对其编码，以使得其可以受益于HARQ重传。MS ID可以是与MS永久相关联的全局ID、全局ID的缩短散列（hash）、或者可能在初始接入到系统时由接入点（AP）发出的临时ID，例如LTE中的无线电网络临时标识符（RNTI）。在数据分组的预定部分（例如，开始处）中发送MS ID，因此该MS ID可被AP识别。在其接收之后，AP还可以使用该ID或该ID的已知衍生以在下行链路（DL）上与MS通信，可以包括通过DL上的UL接入许可来向MS指派UL资源，在DL上向MS发送UL定时调整消息，以及根据MS的已建立的标识来正确地处理在UL上发送的信息。
在各种实施例中，多个移动台可能在相同的资源中发送相同的RA序列。在这些实施例中，HARQ传输将继续发生冲突，直到一个MS被指派了不同的模式和资源为止。因此，在两个移动台选择并发送第i个RA序列时，下面的AP接收情况可能发生：
1.相同RA序列的两个传输由两个移动台发送，然而AP没有察觉到RA序列。在该实施例中，AP没有发送肯定应答RA ACK，因为其没有意识到传输。因此，移动台可以随机地个体选择另一RA序列，并在下一时机处再次开始。
2.AP检测相同RA序列传输中的两个，其中，通过定时偏移、空间划分、联合功率电平检测或其他手段来进行多个RA序列的辨别。在一个实施例中，AP不对RA序列进行肯定应答，以避免必须分隔将会干扰的数据传输。在该实施例中，移动台可以随机地个体选择另一RA序列，并在下一时机处再次开始。在另一实施例中，AP对RA序列进行肯定应答，并继续尝试分隔两个同时的数据传输。
3.AP仅察觉到一个RA序列，然而两个不同的移动台发送了相同RA序列传输中的两个。AP发送一个RA ACK，因为其没有意识到冲突。AP着手对该AP没有正确接收到的HARQ数据传输进行否定应答。如果HARQ数据传输都没有被正确接收到，以及已经尝试了最大数目的HARQ数据传输，该两个数据传输都将会失败。移动台可以随机地个体选择另一RA序列，并在下一时机处再次开始。
在各种实施例中，如果一个HARQ数据传输被正确接收到，AP可以发送肯定的ACK。如果系统被配置为将ACK寻址到RA序列ID，则基于它们已经成功的假设，两个HARQ数据传输过程都将停止，即使仅有一个被成功接收到。将意识到的是，需要更高层的协议来确定哪个MS是成功的以及哪个MS是不成功的。如果系统被配置为将ACK寻址到与数据传输一起发送的MS ID，则仅成功的HARQ数据传输过程才会停止传输，而另一HARQ数据传输过程将继续。在一个实施例中，AP没有意识到另一HARQ数据传输，并因此该另一HARQ数据传输继续进行到最大数目的HARQ传输，在该点处，该另一HARQ数据传输失败。在另一实施例中，AP没有意识到该另一HARQ数据传输。然而，即使如此，在另一HARQ数据传输正在发生的情况下，AP也尝试在所调度的HARQ传输时机期间解码传输。在本实施例中，AP可以解码HARQ数据传输，并在最大数据的HARQ传输之前发送ACK。
在一个实施例中，AP通过在随机接入尝试之前的某点处向MS指派预留的RA序列来避免随机接入冲突。例如，AP可以在其转变到空闲状态或活跃性减低之前向MS指派RA序列。作为另一示例，服务AP可以与相邻AP协作向MS指派RA序列，以使得MS可以与相邻AP通信以便实现干扰减轻。将意识到的是，使用预留的RA序列使得MS在MS有信息要发送时可以快速地主张预定的无线电资源集合，同时使得AP在无线电资源集合未被MS主张时调度这些资源用于其他用途。可以针对移动台的特定需要调整与预留的RA序列相关联的资源模式中的无线电资源集合。
在一个实施例中，系统被配置为使得AP不使用ACK来对成功解码的RA序列进行响应。代之，MS着手根据与其所选序列相关联的资源模式来发送其数据。在该实施例中，AP尝试根据已针对其接收到RA序列的RP来解码来自移动台的潜在HARQ传输。在本实施例中，可以将针对RA的检测阈值设置为明显低于AP发送RA ACK的配置。在另一实施例中，RA ACK还包括对信道质量的指示，MS根据该信道质量选择其调制格式。在又一实施例中，AP指示MS在即将到来的传输中要使用的调制格式。
在一个实施例中，响应于接收到MS的RA序列而发送的RA ACK还包含来自AP的定时提前指令。MS将该定时提前应用于其HARQ数据传输，以在AP处与UL帧正确地时间对准。因为这是向各个MS发送并由各个MS遵守的，移动台的UL传输一般可在常规的循环前缀内对准。因此，不需要图9和图10中示出的保护时间和扩展循环前缀。在特定的当前系统中，对RA序列的响应包括定时提前和UL许可。不同于这种系统，在本实施例中，将RA序列与HARQ传输时机集合相关联。因此，不需要UL许可。
在各种实施例中，在事实上两个移动台刚好发送相同的序列时，有可能AP仅察觉到发送了一个RA序列。因为该RA序列被肯定应答了，两个后续的同时的HARQ数据传输将在相同的资源上发生并彼此干扰。在一个实施例中，系统被配置为使得移动台将其MS ID，或者从MS ID导出的标识符与HARQ数据传输一起发送。然而，MS ID是通过更加可靠的方式来分开编码和调制的，使得可以在存在干扰的情况下接收到MS ID。同样地，在HARQ数据传输的预定位置发送MS ID，以使得AP可以正确地识别MS ID。在该实施例中，AP可能够在解码数据分组之前解码MS ID，并因此意识到发生了两个同时的HARQ数据传输。同样地，AP可以向移动台中的一个或其二者发送冲突解决消息，指示一个移动台或另一移动台停止在UL RA数据信道（DCH）资源模式下的传输。将意识到的是，该方案可以防止与发送最大数目的HARQ数据传输并失败的两个HARQ传输过程相关联的延迟。
本文中更详细地描述的是，各种实施例基于所发送的RA请求序列向MS指派资源模式。资源模式限定了用于多个潜在HARQ数据传输的传输资源。此外，可以不专门向该模式指派包括不同模式的传输资源。因此，所指派的模式确保了给定MS在各个HARQ传输时机中将潜在地具有来自其他移动台的干扰，提供了在多个移动台正在使用多个模式的情况下考虑干扰分集的过程。此外，占据相同传输资源的资源模式的数目可以随着后续HARQ传输时机而改变，以考虑降低干扰或最小化用于该过程的资源的数目。
同样地，HARQ数据传输可以包含MS ID或从MS ID导出的标识符，以便于初始接入，或“一次解决”类型的传输，其中，使用所描述的方法，MS向其尚未登记并且可能不再与其通信的AP发送数据。在一个实现中，MS ID或标识符与数据一起发送，但是被分开编码并且比数据更加可靠地编码。在该实施例中，可以在不进行分组解码的情况下辨别MS ID，以解决冲突。
虽然本文中公开的所描述的示例性实施例是参考管理支持无线的通信环境下的随机接入数据信道来描述的，本发明不是必然被限制于示意了本发明的创造性方面的示例性实施例，这些创造性方面可被应用于各种认证算法。从而，以上公开的具体实施例仅是示意性的，并且不应被当做对本发明的限制，因为可以通过不同但对从本文中得到教导的本领域技术人员而言显而易见地等效的方式来修改和实践本发明。因此，前述描述不是旨在将本发明限制为所阐述的具体形式，而是相反，旨在覆盖可包括在由所附权利要求定义的本发明的精神和范围之内的这种备选、修改和等效，以使得本领域技术人员应该理解，其可以在不背离本发明的最宽泛的形式的精神的范围的情况下，进行各种改变、替换和改造。

Claims (18)

1.一种用于通过多个随机接入‘RA’数据信道中的RA数据信道来发送数据的移动台，每个RA数据信道包括与对应的RA序列标识符相关联的RA序列以及RA资源模式‘RP’，所述RP包括与数据传输资源集合对应的上行链路‘UL’混合自动重复请求‘HARQ’传输时机集合，每个数据传输资源包括无线电信道资源集合，所述移动台包括：
选择模块，所述选择模块从所述多个RA数据信道中选择RA数据信道；
传输模块，所述传输模块向接入点‘AP’发送与所选择的RA数据信道相关联的RA序列；
数据传输模块，所述数据传输模块在与所选择的RA数据信道相关联的RP的对应HARQ传输时机期间，使用所述数据传输资源向所述AP发送数据；以及
接收模块，所述接收模块从所述AP接收肯定应答传输或否定应答传输。
2.根据权利要求1所述的移动台，其中，所述移动台接收表明所述AP根据业务需求来增加或减少RA数据信道的数目的指示。
3.根据权利要求1所述的移动台，其中，向所述移动台传送：向所述多个RP中的第一RP分配的数据传输资源的数目大于向所述多个RP中的第二RP分配的数据传输资源的数目。
4.根据权利要求1所述的移动台，其中，来自与所述多个RP中的第一RP相关联的第一数据传输资源集合的至少一个数据传输资源被包括在与所述多个RP中的第二RP相关联的第二数据传输资源集合中。
5.根据权利要求4所述的移动台，其中，针对所述HARQ传输时机集合中的每个HARQ传输时机，与用于HARQ传输时机的数据传输资源集合中的个体数据传输资源相关联的RP的数目发生改变。
6.根据权利要求1所述的移动台，其中，用于移动台数据传输的所述无线电信道资源集合包括在所述无线电信道上可供使用的多个无线电信道资源构成的受限子集。
7.根据权利要求1所述的移动台，其中，如果在RP的HARQ传输时机中发送的数据传输被所述AP成功解码并进行肯定应答，则所述移动台不继续使用所述RP中为后续HARQ传输时机分配的数据传输资源。
8.根据权利要求1所述的移动台，其中，至少所述第一HARQ传输时机中的数据传输包括与所述数据传输分开编码或调制的MS标识符。
9.根据权利要求8所述的移动台，其中，所述AP通过发送应答消息来发信号通知对在HARQ传输时机期间发送的数据传输的响应，所述应答消息由MS接收，并包括一个或更多个MS标识符，所述一个或更多个MS标识符至少包括与所述数据传输相关联的MS标识符。
10.根据权利要求1所述的移动台，其中，HARQ传输时机中的数据传输包括与所述数据传输一起编码和调制的MS标识符。
11.根据权利要求10所述的移动台，其中，所述AP通过发送应答消息来发信号通知对在HARQ传输时机期间发送的数据传输的响应，所述应答消息由MS接收，并包括一个或更多个MS标识符，所述一个或更多个MS标识符至少包括与所述数据传输相关联的MS标识符。
12.根据权利要求1所述的移动台，其中，所述AP传送指示所述多个RA序列中的一个或更多个RA序列已被AP正确接收的指示符，所述指示符由所述MS接收，并且所述指示符包括以下的集合中的至少一项：
与所述一个或更多个RA序列相关联的控制消息的单元中的比特；
使用与所述一个或更多个RA序列相关联的无线电资源发送的信号。
13.根据权利要求1所述的移动台，其中，所述AP传送指示所述多个RA序列中的一个或更多个RA序列已被AP正确接收到的应答消息，所述应答消息由所述MS接收，并且所述应答消息包括一个或更多个RA序列标识符构成的集合。
14.根据权利要求1所述的移动台，其中，所述MS不响应于发送RA序列来接收肯定应答消息。
15.根据权利要求1所述的移动台，其中，所述AP通过发送所述MS接收到的指示符来传送与在HARQ传输时机期间发送的RP相关联的应答消息，所述指示符包括以下的集合中的至少一项：
至少与所述RP相关联的控制消息的单元中的比特；
使用至少与所述RP相关联的无线电资源发送的信号。
16.根据权利要求1所述的移动台，其中，所述AP通过发送由所述MS接收的指示符来传送与在一个HARQ传输时机期间发送的RP相关联的应答消息，所述指示符包括RA序列标识符集合，所述RA序列标识符集合至少包括与所述RP相关联的RA序列标识符。
17.根据权利要求1所述的移动台，其中，所述AP通过向所述MS发送UL定时提前指令来确认对RA序列的接收和对与对应的RP相关联的数据传输资源的分配。
18.根据权利要求1所述的移动台，其中，各个数据传输资源是正交频分多址接入‘OFDMA’UL数据传输资源，所述OFDMA UL数据传输资源包括一个或更多个OFDM子载波、扩展保护频带、扩展循环前缀、缩减数目的符号、以及扩展保护时间。
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