CN104205670B - 机器类型通信数据从移动装置向无线网络的优化传输 - Google Patents

Abstract

提供了一种从UE向eNB传输数据的方法。响应于来自MTC应用的数据传输请求，UE基于数据尺寸选择前导ID并且向eNB传输随机接入前导消息。eNB向UE返回随机接入响应消息。随机接入响应消息标识了上行信道中分配的资源并且包括与第二上行信道关联的一个或多个传输功率控制参数。在确定数据尺寸小于或等于第二上行信道中分配的资源之后，在通过一个或多个传输功率控制参数确定的传输功率级，UE利用第二上行信道中分配的资源向eNB传输调度传输消息。

Description

机器类型通信数据从移动装置向无线网络的优化传输

技术领域

本发明涉及无线通信，并且特别涉及用于优化机器类型通信(MTC)数据从移动装置向无线网络的传输的系统和方法。

背景技术

在典型移动通信环境中，用户设备(UE)经由基站(也称为“eNB”)与一个或多个服务网络传递声音和/或数据信号。在UE和服务网络之间的无线通信遵从多种无线通信标准，诸如全球移动通信系统(GSM)技术、宽带码分多址(WCDMA)技术、时分-同步码分多址(TD-SCDMA)技术、长期演进(LTE)技术等。

当前，使能完整机械自动化的技术(例如，物联网)正在形成。这些技术中的一些需要机器类型通信(MTC)装置之间的无线通信。这种通信还被称为机器对机器(M2M)通信。MTC通信具有一些与人对人(H2H)通信不同的独特特征。例如，如同智能电表的MTC装置通常在预先定义的报告间隔期间生成小数据传输，并且之后休眠很长一段时间直到下一个报告间隔。在另一个实例中，MTC装置可以只传输短而重要的警报消息。因此，MTC通信的可靠性是重要的。

发明内容

根据一些实现方式，从UE向eNB动态传输数据的方法开始于在UE处接收数据传输请求，该数据传输请求标识了传输数据尺寸。UE选择用于该请求的前导ID，该前导ID至少部分地取决于传输数据尺寸。UE之后经由第一上行信道向eNB传输随机接入前导消息，该随机接入前导消息包括前导ID。UE经由下行信道接收来自eNB的随机接入响应消息，该随机接入响应消息标识了在不同于第一上行信道的第二上行信道中分配的资源，并且包括用于第二上行信道的一个或多个传输功率控制参数。在确定传输数据尺寸小于或等于第二上行信道中分配的资源之后，在通过一个或多个传输功率控制参数确定的传输功率级，UE利用第二上行信道中分配的资源向eNB传输调度(scheduled)传输消息。

根据一些实现方式，用于执行增强接入过程的移动通信装置包括无线模块和控制器模块。无线模块配置为执行向无线网络的基站的无线传输以及来自无线网络的基站的无线接收。控制器模块配置为执行以下步骤：接收数据传输请求，该请求包括数据传输尺寸；选择用于数据传输请求的前导ID；经由无线模块向基站传输随机接入前导，该随机接入前导包括所选择的前导ID；经由无线模块接收来自基站的随机接入响应消息，该随机接入响应消息包括关于响应于数据传输请求而分配的资源的信息，并且资源信息包括一个或多个传输功率控制参数；基于一个或多个传输功率控制参数来确定传输功率级；利用所确定的传输功率级来传输调度消息；如果调度消息的传输失败，那么根据一个或多个传输功率控制参数来提高传输功率级；以及重复所述传输和提高的步骤，直到调度消息的成功传输或者调度消息的传输已经失败了至少预定义的次数。

附图说明

由于结合附图对本发明的实现方式进行了具体描述，因此本发明的不同方面及其特征和优点将在下文中得到更清晰地理解，其中附图不一定按比例绘制。贯穿附图的各个视图，类似的参考标号指代相应的部分。

图1为显示在LTE网络中由UE执行的用于请求到eNB的连接的传统的基于竞争的随机接入过程的消息序列流程图。

图2为显示根据本发明的实现方式的包括至少一个基站和一个用户设备的移动通信LTE系统的框图。

图3为显示根据本发明实现方式的增强随机接入过程的消息序列流程图。

图4为显示根据本发明实现方式的用于小数据的数据传输方法的流程图。

图5为显示根据本发明实现方式的增强随机接入过程的消息序列流程图。

具体实施方式

现在将具体参考实现方式，该实现方式的实例在附图中示出。在下面的具体描述中，许多非限制性特定细节被阐述以便帮助理解本文所提出的主题。但是，对于本领域的其中一名普通技术人员而言，很明显，在不脱离本发明的范围的情况下可以使用诸多替换，并且该主题可以在不具备这些特定细节的情况下实施。

在LTE无线通信系统中，UE可能由于种种原因发起与基站(eNB)的随机接入过程，诸如(1)从RRC_空闲状态的初始接入；(2)在无线电链路失效之后的初始接入；(3)切换；(4)在RRC_连接状态期间下行(DL)数据到达；以及(5)在RRC_连接期间上行(UL)数据到达。基于UE使用的随机接入信道(RACH)资源是否由无线网络预分配或由UE本身随机选择，UE以基于竞争的或无竞争的方式执行随机接入过程。

图1为显示了在LTE网络中由UE1执行的用于接入eNB 2的传统的基于竞争的随机接入过程的消息序列流程图。在接收数据传输请求之后，UE 1利用物理随机接入信道(PRACH)上随机选择的资源向eNB 2传输随机接入前导消息(10)。在一些实现方式中，随机接入前导消息包括6位随机接入前导ID，其从全部2⁶＝64个可能的前导ID选择中被选出来。接下来，eNB 2在物理下行共享信道(PDSCH)上向UE 1返回随机接入响应消息(20)。在一些实现方式中，随机接入响应消息包括：(i)6位前导ID，(ii)在LTE网络中UE 1的识别信息(例如，小区无线电网络临时标识(C-RNTI))，以及(iii)包括定时调校和初始上行授权的资源配置信息。初始上行授权表明随后来自UE 1的数据传输所需的资源配置。在接收来自eNB 2的随机接入响应消息之后，UE 1根据上行授权分配资源，并且利用物理上行共享信道(PUSCH)上分配的资源向eNB 2传输具有UE识别信息的调度传输消息(30)。在当前LTE规范中，传输块的尺寸取决于由随机接入响应步骤20传达的上行授权。例如，根据一些实现方式，尺寸为至少80位。最后，eNB 2向UE 1传输包含特定UE身份信息的竞争解决消息(40)，表明竞争被解决。在接收来自eNB 2的竞争解决消息之后，UE 1完成随机接入过程并且与LTE网络开始执行其他数据传输任务。

虽然以上描述的随机接入过程能够用于传输MTC数据，但是当前LTE规范不支持小尺寸数据在PRACH信道上的传输。此外，在特定区域内的大量MTC装置的调度可以生成大量MTC控制信令，并且在LTE网络中过载移动管理实体(MME)，导致不可预知的传输延迟，甚至使得网络不能进行正常服务。另外，因为MTC数据尺寸基本上小于通过随机接入过程分配的PUSCH资源，因此在随机接入过程完成之后，MTC数据的传输可能无法有效地使用PUSCH上分配的从eNB授权的资源。

由于随机接入过程结合调度传输步骤30已经为PUSCH上的传输分配了资源，因此传输MTC数据的一个方法是在随机接入过程期间在相同的分配资源上发送小尺寸MTC数据。通过如此做法，在完成随机接入过程之后不需要为MTC数据分配额外的PUSCH资源，从而减少了额外的资源配置和控制信令传输开销，并且提高了总系统性能。例如，如果待传输MTC数据的尺寸小于预定传输数据尺寸需求，那么UE将MTC数据包含在调度传输消息中，并且然后在接收到来自基站的随机接入响应消息之后与基站执行调度传输。在一些实现方式中，在MTC装置已经附接到LTE网络之后，MTC装置实行这个方法，并且当该装置处于空闲状态中时MTC装置接收小尺寸MTC数据。

在一些实现方式中，取代了如上所述的eNB 2在调度传输步骤30中分配PUSCH资源，如果待传输数据足够小并且能够在分配的资源上被发送，则eNB 2分配用于传输小尺寸MTC数据的物理上行控制信道(PUCCH)资源。通过如此做法，在完成随机接入过程之后不需要为数据传输分配另外的上行资源。使用PUCCH而不是PUSCH来传输MTC数据还具有另外的益处。例如，多于一个的UE可以在单个子帧中被多路复用，并且基于PUCCH格式，每个子帧在PUCCH上可以携带最多48位。此外，PUCCH上的小的有效负载特性使得小尺寸MTC数据在PUCCH上的传输比小尺寸MTC数据在PUSCH上的传输更为可靠。

图2为显示根据本发明的实现方式的包括至少一个基站(eNB 2)和一个用户设备(UE1)的移动通信LTE系统200的框图。在移动通信系统200中，UE 1无线耦合至无线网络220的eNB 2，用于获得无线服务。在这个实现方式中，UE 1为MTC功能性装置，其能够执行与网络系统中的其他MTC功能性装置的机器对机器(M2M)通信。UE 1包括无线模块212，用于执行向eNB 2的无线数据传输以及接收来自eNB 2的无线数据。在一些实现方式中，无线模块212进一步包括基带单元212-1和射频(RF)单元212-2。基带单元212-1包含多个硬件装置以执行基带信号处理，包括模数转换(ADC)/数模转换(DAC)、增益调节、调制/解调、编码/解码等。RF单元212-2接收来自eNB 2的RF无线信号并且将接收的RF无线信号转换为待由基带单元212-1处理的基带信号。选择性地，RF单元212-2接收来自基带单元212-1的基带信号并且将接收的基带信号转换为待传输至eNB2的RF无线信号。在一些实现方式中，RF单元212-2还包括多个硬件装置以执行射频转换。例如，RF单元212-2可以包括混合器，以使基带信号乘以在移动通信系统的射频处振荡的载波。在一些实现方式中，射频可以为(i)在WCDMA系统中使用的900MHz、1900MHz或2100MHz，(ii)在LTE系统中使用的900MHz、2100MHz或2.6GHz，或者(iii)取决于无线网络220所使用的无线电接入技术的其他频率。

在一些实现方式中，移动通信设备210包括用于控制无线模块212的操作的控制器模块214以及在移动通信设备210中的其他组件。例如，移动通信装置210还可以包括起到作为人机界面216的显示单元和/或键盘、存储支持各个应用的程序代码以及通信协议的存储单元218等。控制器模块214控制无线模块212，以执行如上结合图1所述的随机接入过程以及与无线网络220经由eNB 2的相关数据交换操作。在一些实现方式中，无线网络220还包括控制节点，以控制eNB 2和其他基站的操作。无线网络220遵从预定义的标准通信协议。例如，图2描绘出无线网络220为LTE网络并且UE 1遵从LTE通信协议的规范。但是对于本领域普通技术人员而言，很显然，本发明的不同实现方式不限于LTE网络。

图3为显示根据本发明的实现方式的支持在UE 1和eNB 2之间的MTC数据传输的增强随机接入过程的消息序列流程图。该过程开始于UE1接收用于传输MTC数据的请求。响应于数据传输请求，UE 1比较待传输MTC数据的尺寸与预定义阈值(300)。在一些实现方式中，存在一个或多个预定阈值。UE 1需要在执行任意随机接入过程之前检查它们中的至少一个。在一些实现方式中，这些预定阈值预存储在UE 1的存储器中。在一些其他实现方式中，无线电资源控制(RRC)层将这些预定阈值配置且加载到UE 1中。在后者的情况中，UE 1通过UE专用RRC信令或系统信息广播得到这些阈值。

接下来，UE 1基于比较结果选择随机接入前导组(310)。在一些实现方式中，LTE随机接入前导ID被分为至少两个组，每个组包括一个或多个前导ID(也称为“前导序列”)。给定可对应于特定数据尺寸的各自预定阈值，其中一个组与该阈值关联。例如，第一前导组可以包括五个前导ID，并且相应的预定阈值为10位，表明在第一前导组中的前导ID用于传输尺寸不大于10位的数据。第二前导组可以包括59个前导ID(前导ID的总数目为2⁶＝64)，并且相应的预定阈值为40位，表明在第二前导组中的前导ID用于传输其尺寸长于10位但不多于40位的数据。假设第一前导组被选择，如果计划传输的数据的尺寸小于或等于10位，那么UE 1随机地选择在第一前导组内的五个前导ID中的一个。另外，UE可以随机地选择在第二前导组内的随机接入前导ID。注意到，不大于40位的MTC数据尺寸此处用于说明性目的，并且本申请适用于其他可能的小MTC数据尺寸。在一些其他实现方式中，两个接入前导组将MTC装置与其他非MTC UE区分开，使得一个接入前导组用于MTC装置，而另一个接入前导组用于非MTC装置。在这种情况中，数据请求可以包括标识了请求是否来自MTC装置的属性。在另外的一些其他实现方式中，随机接入前导被分为多于两个组，以在调度传输步骤期间进一步区分待传输数据的尺寸。在这种情况中，需要更多的预定阈值。例如，可以存在三个接入前导组，一个组留作用于正常非MTC UE，而其他两个组用于区分来自MTC UE的不同的待传输数据的尺寸。在从所选随机接入前导组中选择前导ID之后，UE 1利用随机选择的RACH资源向eNB 2传输包括选择的随机接入前导ID的随机接入前导消息(320)。

在接收随机接入前导消息之后，eNB 2识别消息内的前导ID，并且确定与消息关联的特定随机接入前导组(330)。基于特定随机接入前导组，无线网络220相应地执行资源分配。例如，如果随机接入前导属于第一组，那么eNB 2可以把PUCCH格式2资源(其允许20位的最大数据尺寸)分配给特定UE。如果随机接入前导属于第二组，那么eNB 2可以把PUCCH格式3资源(其允许48位的最大值)分配给UE。换言之，在这个实例中，MTC数据的最大尺寸假定为48位。在另一个实例中，如果随机接入前导属于第一组，那么eNB 2可以把PUCCH资源分配给UE，并且如果随机接入前导属于第二组，那么eNB 2可以把PUSCH资源分配给UE。倘若定义了三个前导组，如果随机接入前导属于第一组，则eNB 2可以把PUCCH格式2资源分配给UE，如果随机接入前导属于第二组，则eNB 2可以把PUCCH格式3资源分配给UE，并且如果随机接入前导属于第三组，则eNB2可以把PUSCH资源分配给UE。

在进行资源分配之后，eNB 2向UE 1返回随机接入响应消息(340)。在一些实现方式中，随机接入响应消息包括：(i)在随机接入前导步骤中由UE 1选择的相同6位随机接入前导ID，(ii)由无线网络220确定的定时调校，(iii)初始上行授权，以及(iv)用于在UE和无线网络之间后续通信的UE1的识别信息(例如，TC-RNTI)。在一些实现方式中，初始上行授权表明在随机接入过程的下一个步骤中为调度传输分配的PUSCH/PUCH资源。

在下行链路上接收来自eNB 2的随机接入响应消息之后，UE 1确定待传输数据的尺寸是否小于或等于包含在随机接入响应消息中的分配的资源，以及如何在调度传输步骤中传输数据(350)。在一些实现方式中，虽然UE 1指定了其优选在随机接入前导步骤中的特定前导ID中使用的传输数据尺寸或资源类型(例如，PUSCH或PUCCH)，但是无法保证eNB 2能够分配UE 1所请求的足够资源。在这种情况中，UE 1在采取任何进一步动作之前需要确定其是否具备足够的资源。

假设待传输数据的尺寸小于或等于所分配资源的有效负载的尺寸，UE1生成包括至少待传输数据和UE 1的标识的调度传输消息。接下来，UE 1利用PUCCH或PUSCH上分配的资源向eNB 2传输调度传输消息(360)。例如，如果待传输数据足够小(例如，小于10位的MTC数据)，在调度传输步骤期间能够利用单个消息传输这样的数据。在完成随机接入过程之后，不需要为数据分配另一个上行资源。如果数据足够大，使得在调度传输步骤期间其不能够利用单个消息被传输，那么在完成随机接入过程之后，数据被分段并且在分配的PUCCH/PUSCH资源上多次传输。

在经由eNB 2接收调度传输消息之后，无线网络220将调度传输消息与UE关联，该UE根据消息中的特定UE识别信息(例如，TC-RNTI)发送随机接入请求。无线网络220之后经由eNB 2向UE 1传输包括特定UE识别信息的竞争解决消息(370)。在经由无线模块212接收包含识别UE 1的特定UE识别信息的竞争解决消息之后，控制器模块214明白在UE 1和eNB 2之间的增强接入信道已经成功建立。

在一些实现方式中，UE 1将预定义的阈值应用到数据尺寸，以便确定是否利用本发明的增强接入过程。如果数据尺寸小于或等于阈值，那么UE1在调度传输步骤中选择用于传输小尺寸数据的增强接入过程，并且在PUCCH或PUSCH上调度向eNB 2的传输。如果数据尺寸大于阈值，那么UE 1使用正常随机接入过程，并且在完成传统接入过程之后在PUSCH上向eNB 2传输数据。

图4为显示了根据本发明的实现方式的用于小数据的数据传输方法的流程图。在这个实现方式中，数据传输方法由UE执行，UE包括如图2中所示的无线模块。如上所述，无线模块212负责实现向eNB 2的无线数据传输以及从eNB 2接收无线数据。

首先，UE接收数据传输请求(400)并且为请求选择随机接入前导ID(410)。在一些实现方式中，随机接入前导ID被分为表示不同资源需求的多个前导组，并且特定前导ID是从特定组内的多个可能前导ID中半随机选择的。例如，UE首先将全部可能的前导ID组织成多个组并且将每个组关联于预定义阈值。UE基于传输数据尺寸标识前导ID的特定组，并且在所标识的前导组中为请求随机选择其中一个前导ID。之后UE经由其无线模块向无线网络传输包括半随机选择的前导ID的随机接入前导消息，以开始随机接入过程(420)。

随后，UE经由无线模块接收来自eNB的包括资源配置信息的随机接入响应消息(430)。在一些实现方式中，无线网络基于包括在随机接入前导消息中的随机接入前导ID来为UE分配资源。响应于随机接入前导消息，无线网络经由eNB向UE返回随机接入响应消息。

接下来，UE确定待传输数据的尺寸是否小于或等于分配的资源(440)。如果的确如此(440-是)，那么UE经由无线模块向eNB传输包括数据的调度传输消息(450)。例如，如果待传输数据非常小(例如，小于40位)，如同来自许多MTC装置的数据包，那么UE可以经由PUCCH传输调度传输消息。其后，UE经由无线模块接收包含有UE的特定识别信息的竞争解决消息(460)，并且确定增强接入过程完成。在经由eNB接收调度传输消息之后，无线网络发送竞争解决消息。在一些实现方式中，竞争解决消息还包含特定UE识别消息。

如果数据尺寸大于分配的资源(440-否)，那么UE经由无线模块传输包括待传输数据的一部分的调度传输消息(470)，并且之后经由无线模块接收来自eNB的对应于调度传输消息的竞争解决消息(480)。UE之后利用相同的分配的资源传输数据的剩余部分(490)。

随机接入前导组的数目相关于阈值的数目，并且不同的组可以具有相同数目的前导ID或者不同数目的前导ID。在一个情况中，64(＝2⁶)个可选择前导ID平均地分为四个前导组A、B、C和D，每个组具有16个前导ID。在另一个情况中，64个可选择前导ID在四个组中如下分配：8、16、8和32。

如上结合图3所述，无线网络220基于其从UE 1接收的随机接入前导消息分配资源，并且利用随机接入响应消息将分配的资源返回至UE 1。注意到，随机接入响应消息的格式被定义为3GPP TS 36.213(版本10.5.0,发布10)：“进化的通用陆地无线接入(E-UTRA)：物理层过程。”例如，如果资源在PUSCH上被调度，那么随机接入响应消息包括20位随机接入响应PUSCH授权。开始于最高有效位(MSB)并且结束于最低有效位(LSB)的20位的内容如下定义：

·跳跃标志–1位

·固定尺寸资源块分配–10位

·截位调制和编码方案–4位

·用于调度的PUSCH的传输功率控制命令–3位

·上行延迟–1位

·信道状态信息(CSI)请求–1位

如果资源在PUCCH上被调度，那么随机接入响应消息包括20位随机接入响应PUCCH授权。开始于最高有效位(MSB)并且结束于最低有效位(LSB)的20位的内容如下定义：

·PUCCH资源索引–11位

·PUCCH格式指示符–2位

·路径损耗补偿–3位

·用于调度的PUSCH的传输功率控制(TPC)命令–2位

·上行延迟–1位

·随机接入前导请求的发送数目–1位

注意到，PUCCH资源索引表明资源在PUCCH上被调度。PUCCH格式指示符表明哪一种PUCCH格式(例如，格式2或格式3)被使用，以及由此表明待使用的相关调制。路径损耗补偿表明在UE 1处的下行路径损耗估计值与实际上行路径损耗之间的差。用于PUCCH的TPC命令表明用于分配的PUCCH传输的功率控制。上行(UL)延迟字段被设定为0或1，以表明是否存在PUCCH的延迟。最后，随机接入前导请求的发送数目表明UE是否应该向eNB报告随机接入前导的发送数目。如果这个字段设定为1，那么在调度传输的下一个步骤中UE在分配的PUCCH上报告随机接入前导的发送数目。

UE能够在随机接入响应PUSCH授权和随机接入响应PUCCH授权之间进行区分。如上所述，在随机接入前导步骤期间由UE选择的随机接入前导ID具有关联的传输数据尺寸。另外，随机接入前导ID能够区分不同类型的数据(例如，MTC或非MTC)和/或不同类型的UE(例如，MTC或非MTC)。例如，如果在特定无线网络中的全部UE均为MTC装置，那么两个随机接入前导组可以用于不同的传输数据尺寸。在另一个实例中，两个前导组可以用于区分MTC装置与普通非MTC的UE。因此，当UE接收随机接入响应消息时，它基于在消息中出现的前导ID提前得知随机接入响应消息中的初始授权是PUSCH授权还是PUCCH授权，并且之后相应地处理该授权。用于UE的PUSCH或PUCCH的扰码序列基于包含在随机接入响应消息中的C-RNTI。PUSCH和PUCCH扰码的更多具体描述可以在3GPP TS 36.211中：“进化的通用陆地无线接入(E-UTRA)；物理信道和调制”、在3GPP TS 36.212中：“进化的通用陆地无线接入(E-UTRA)；多路复用和信道编码”、以及在3GPP TS 36.213中：“进化的通用陆地无线接入(E-UTRA)；物理层过程”被找到。

在随机接入响应PUCCH授权的不同参数之中，路径损耗补偿和随机接入前导请求的发送数目被设计为优化MTC类型的UE以及其他非MTC的UE的系统性能。特别地，UE通过从下行参考信号(导频信号)中估计下行路径损耗(PL)以及利用无线网络广播的每个信道P0的期望接收功率来确定上行链路的传输功率，该功率如下所示：

P_PRACH＝min{P_MAX,P_{0_PRACH}+PL+(m-1)Δ_PRACH+Δ_前导}

其中P_MAX为UE的预定义最大输出功率，P_PRACH为用于传输随机接入前导消息的UE使用的传输功率(其不大于P_MAX)，Δ_PRACH为用于PRACH的功率斜升(ramping)步长，Δ_前导为基于前导的偏移，m为前导传输尝试数目。

P_PUCCH＝_min{P_MAX,P_{0_PUCCH}+PL+Δ_{PUCCH_F}+δ_PUCCH}

其中P_PUCCH为用于在PUCCH上传输的UE使用的传输功率，Δ_{PUCCH_F}为用于不同PUCCH格式的功率偏移，δ_PUCCH为由TPC命令控制的UE专用校正值。

为了优化MTC类型应用的性能，无线网络对于每个类型的MTC UE可以具有至少一组功率控制参数。例如，Δ_{PRACH_MTC}为当使用PRACH时为MTC UE设计的功率斜升步长，Δ_{PUCCH_F_MTC}为对于MTC UE所使用的不同PUCCH格式的功率偏移。在另一个实例中，Δ_{PRACH_MTC_1}和Δ_{PRACH_MTC_2}为当使用PRACH时用于两个不同类型的MTC UE的功率斜升步长，Δ_{PUCCH_F_MTC_1}和Δ_{PUCCH_F_MTC_2}为用于由两个不同类型的MTC UE使用的两个不同PUCCH格式的功率偏移。在再一个实例中，参数P_{0_PRACH_MTC}为对于MTC UE的用于PRACH的期望接收功率，P_{0_PUCCH_MTC}为对于MTC UE的用于PUCCH的期望接收功率。无线网络利用系统信息或RRC信令在网络中向UE广播这些参数，使得UE能够选择正确参数并且当其在相应上行信道上传输时能够相应地调整其传输功率。通过如此做法，UE消耗用于传输数据的最小量的功率，这对于通过电池供电的那些MTC UE是重要的，并且UE获得了传递重要警报消息的高可靠性，其对于其他MTC UE是重要的。这还有益于具有多组功率控制参数，以平衡由MTC UE和非MTC UE共享的PUCCH资源。

注意到，前述MTC专用功率控制参数当它们在小区内广播时可以应用于整个小区内的UE。为了更精确的功率控制，其可以适用于实施UE专用功率控制机制。如上所述，来自下行参考信号(导频信号)的UE下行路径损耗估计值PL用于确定上行传输功率。在一些情况中，下行路径损耗估计值是在上行传输中的实际路径损耗的准确反映。例如，下行传输和上行传输的服务小区可以不同(例如，下行传输由宏小区服务，而上行传输由皮/飞/延迟节点服务)。在这个情况中，在随机接入响应PUCCH授权中的路径损耗补偿能够用于进行必要调整。

如果在随机接入响应PUCCH授权中随机接入前导请求的发送数目设定为‘1’，那么MTC UE需要报告由UE发送的随机接入前导的数目(包括最后成功的一个)。eNB能够使用这个信息以优化系统性能。例如，在具有非MTC UE和MTC UE的网络中，eNB可以分配由非延迟敏感的MTCUE所使用的PRACH的较低期望接收功率P_{0_PRACH_MTC}、以及当使用该PRACH时由MTCUE所使用的较小功率斜升步长Δ_{PRACH_MTC}。通过如此做法，基于由MTC UE报告的随机接入前导的发送数目能够在非MTC UE和MTC UE之中实现RACH负载上的平衡。在另一个实例中，eNB可以提高用于由延迟敏感的MTC UE使用的PRACH的期望接收功率P_{0_PRACH_MTC}以及当使用PRACH时用于MTC UE的功率斜升步长Δ_{PRACH_MTC}。最后，eNB可以使用随机接入前导的发送数目的报告以估计MTC UE的负载。基于这个报告和其他信息(例如，PUSCH负载、PUCCH负载等)，eNB能够调整一些参数并且向UE广播UE专用参数，用于系统性能优化。

图5为显示根据本发明的实现方式的增强随机接入过程的消息序列流程图。为了优化在PRACH和PUCCH上的上行传输，eNB 2初始化MTC专用传输功率控制参数，例如，用于MTC UE的在PRACH上的期望接收功率P_{0_PRACH_MTC}，当使用PRACH时用于MTC UE的关联的功率斜升步长Δ_{PRACH_MTC}，用于MTC UE的在PUCCH上的期望接收功率P_{0_PUCCH_MTC}，以及在使用PUCCH时用于MTC UE的关联的功率斜升步长Δ_{PUCCH_MTC}等(510)。eNB 2通过RRC信令或经由向整个小区广播系统信息块(SIB)来向特定UE(例如，MTC UE 1)提供参数(515)。

独立地或者之后，MTC UE 1利用如上结合图1、图3和图4所述的方法获得随机接入参数(例如，用于MTC的PRACH前导组)(520)。利用来自eNB 2的MTC专用系统参数，MTC UE 1选择随机接入前导ID(530)并且向eNB 2传输包括随机接入前导ID的消息(540)。

在接收随机接入前导消息之后，eNB 2识别消息中的前导ID，并且之后确定哪一个上行信道应当用于数据传输以及相应地为MTC UE 1分配资源(550)。如果其为PUSCH，那么eNB 2决定分配给MTC UE 1的PUSCH资源，并且如上所述确定用于PUSCH授权的参数。如果其为PUCCH，那么eNB 2决定分配给MTC UE 1的PUCCH资源。特别地，eNB 2基于携带随机接入前导的PRACH消息的接收功率，如上所述地生成PUSCH/PUCCH授权。

假设PUCCH被选为上行信道，eNB 2向UE 1返回随机接入响应消息(560)，该消息包括生成的PUCCH授权。UE 1之后基于接收的随机接入响应消息来确定无线网络为UE 1分配的PUCCH资源(570)。特别地，UE基于PUCCH授权中的传输功率控制参数来确定传输功率级，并且在确定的传输功率级，利用分配的PUCCH资源传输调度传输消息(590)。如果传输成功，则MTC UE 1移动到与eNB 2交换信息的下一个步骤。如果传输不成功，则MTC UE 1可以基于PUCCH授权中的参数来更新(例如，增加)其传输功率级，直到调度消息成功传输或者调度消息的传输已经失败了至少预定次数。在一些实现方式中，eNB 2基于当前系统负载、MTC UE的数目以及所接收到的随机接入前导发送数目等动态地调整MTC专用传输功率参数，并且向MTE UE 1和/或其他MTC UE重新广播更新的参数。

在一些实现方式中，以上描述的方法以及它们的变化可以实现为计算机软件指令或固件指令。这样的指令可以存储在具有一个或多个机器可读存储设备的物品中，该机器可读存储设备连接至一个或多个计算机或集成电路或数字处理器，诸如数字信号处理器、微处理器或微控制单元(MCU)，并且指令可以执行用于传输MTC数据的传输方法。另外，该方法可以应用于支持WCDMA技术和/或LTE技术的任意MTC功能性移动通信装置。基于此处提及的内容，其他变化和增强是可能的。

虽然上文描述了特定实现方式，但是应当理解，其并不旨在将本发明限制为这些特定实现方式。相反，本发明包括在所附权利要求的精神和范围之内的替换、修改以及等同形式。许多特定细节被阐述，以便提供对本文所提出主题的全面理解。但是，对于本领域的其中一名普通技术人员来说，很明显，该主题可以在不具备这些特定细节的情况下进行实施。在其他情况中，并没有详细描述众所周知的方法、过程、组件以及电路，以免不必要地导致实现方式的一些方面令人费解。

虽然本文可以使用第一、第二等词语来描述各个元件，但是这些元件不应当被这些词语限制。这些词语仅用于将一个元件与另一个元件区分开。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，可以把第一排列标准叫做第二排列标准，并且同样地，可以把第二排列标准叫做第一排列标准。第一排列标准和第二排列标准均为排列标准，但是它们不是同一个排列标准。

本发明于此的描述中所使用的术语仅出于描述特定实现方式的目的，并且不旨在对本发明进行限制。如本发明的描述和所附权利要求中所使用的，单数形式“一(a)”、“一(an)”以及“所述(the)”旨在同样包括复数形式，除非文中明确地另有所指。还应理解，如本文中使用的词语“和/或”指代或包含关联的所列项目中的一个或多个的任意和全部的可能组合。将进一步理解，当在本说明书中使用词语“包括(includes)”、“包括(including)”、“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”时，其指明所述特征、操作、元件和/或组件的存在，但是并不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件和/或其组合的存在或添加。

如本文所使用的，词语“如果(if)”可以被视作意为“当…时(when)”或“当…时(upon)”或“响应于确定…”或“根据判定”或“响应于检测…”，即基于上下文，所述先决条件是成立的。同样地，词组“如果确定了[所述先决条件是成立的]”或者“如果[所述先决条件是成立的]”或者“当[所述先决条件是成立的]时”可以被视作意为“当确定…时”或“响应于确定…”或“根据判定”或“当检测…时”或“响应于检测…”，即基于上下文，所述先决条件是成立的。

虽然各个附图中的某些示出了采用特定顺序的多个逻辑阶段，但是不依赖于顺序的阶段可以被重新排序，并且可以组合或拆分其他阶段。虽然明确提到了一些重新排序或其他分组，但是对于本领域普通技术人员而言，其余的也将是明显的，因此没有呈现替换的详细清单。此外，应当认识到，这些阶段能够以硬件、固件、软件或者其任意组合的形式来实现。

出于说明的目的，已经参考特定实现方式对以上的说明书进行描述。但是，上文的说明性讨论不旨在是穷尽的或将本发明限制为所公开的精确形式。根据以上教导，许多修改和变化都是可能的。实现方式被选择和描述，以便对本发明的原理及其实际应用进行最佳说明，从而使得本领域的其他技术人员能够最好地利用本发明以及按照适用于所考虑的特定用途而进行各种修改的各个实现方式。实现方式包括在所附权利要求的精神和范围之内的替换、修改以及等同形式。许多特定细节被阐述，以便提供对本文所提出的主题的全面理解。但是，对于本领域的其中一名普通技术人员而言，很明显，该主题可以在不具备这些特定细节的情况下实现。在其他情况中，并没有具体描述众所周知的方法、过程、组件以及电路，以免不必要地导致实现方式的一些方面令人费解。

Claims (18)

1.一种从UE向eNB传输数据的方法，包括：

在所述UE处：

生成数据传输请求，其中所述数据传输请求标识了传输数据尺寸；

选择用于所述请求的前导ID，其中所述前导ID至少部分地取决于所述数据尺寸；

经由第一上行信道向所述eNB传输随机接入前导消息，其中所述随机接入前导消息包括所述前导ID；

经由下行信道接收来自所述eNB的随机接入响应消息，其中所述随机接入响应消息标识了第二上行信道中分配的资源，所述第二上行信道不同于所述第一上行信道，并且所述随机接入响应消息包括与所述第二上行信道关联的一个或多个传输功率控制参数；

在确定所述数据尺寸小于或等于所述第二上行信道中分配的资源之后，在通过所述一个或多个传输功率控制参数确定的传输功率级，利用所述第二上行信道中分配的资源向所述eNB传输包含所述传输数据的调度传输消息；

所述第二上行信道为物理上行控制信道(PUCCH)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一上行信道为物理随机接入信道(PRACH)。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述下行信道为物理下行共享信道(PDSCH)。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述随机接入前导消息包括对应于所述传输数据尺寸的随机接入前导ID。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述传输数据为MTC数据。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述传输数据的尺寸小于预定义值。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述随机接入响应消息标识了与所述第二上行信道关联的相应格式以及资源。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，一个或多个传输功率控制参数包括路径损耗补偿，所述路径损耗补偿表明在所述UE处的下行路径损耗估计值和通过所述第二上行信道的实际上行路径损耗之间的差。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述随机接入响应消息包括指令，所述指令通知所述UE是否报告随机接入前导请求的发送数目。

10.一种在eNB处动态地调整传输参数的方法，包括：

请求UE报告随机接入前导的发送数目，其中，该请求是承载在权利要求1的所述随机接入响应消息中；

经由上行信道从所述UE接收调度传输消息，其中，所述调度传输消息包括所述随机接入前导的发送数目；以及

基于系统状态和从所述UE接收的随机接入前导的发送数目报告来调整系统和/或UE专用传输参数。

11.一种用于执行增强随机接入过程的移动通信装置，包括：

无线模块，所述无线模块用于执行向无线网络的基站的无线传输以及来自无线网络的基站的无线接收；以及

控制器模块，其用于

接收来自MTC应用的数据传输请求，所述请求包括数据传输尺寸；

选择用于所述数据传输请求的前导ID；

经由所述无线模块向所述基站传输随机接入前导，其中，所述随机接入前导包括所选择的前导ID；

经由所述无线模块接收来自所述基站的随机接入响应消息，其中，所述随机接入响应消息包括关于为所述数据传输请求分配的资源的信息以及一个或多个传输功率控制参数；

基于所述一个或多个传输功率控制参数来确定传输功率级；

利用所确定的传输功率级来传输调度消息；

如果所述调度消息的传输失败，那么根据所述一个或多个传输功率控制参数来提高所述传输功率级；以及

重复所述传输和提高步骤，直到成功传输所述调度消息或者所述调度消息的传输已经失败了至少预定义的次数。

12.一种通过eNB执行的用于接收来自UE的MTC数据的方法，所述方法包括：

在所述eNB处：

初始化MTC专用传输功率控制参数，并且将所述传输功率控制参数包括在系统信息块中；

在与所述eNB关联的小区内向所述UE广播所述系统信息块；

经由第一上行信道接收来自所述UE的随机接入前导消息，其中，所述随机接入前导消息包括基于所述MTC数据的尺寸由所述UE选择的前导ID；

根据所述前导ID确定第二上行信道，并且在所述第二上行信道中为所述UE分配资源；

经由下行信道向所述UE发送随机接入响应消息，其中，所述随机接入响应消息标识了所述上行信道中分配的资源；以及

在通过所述传输功率控制参数确定的传输功率级，利用所述第二上行信道中分配的资源来接收来自所述UE的调度传输消息，所述调度传输消息包括所述MTC数据的至少一部分；

所述第二上行信道为物理上行控制信道(PUCCH)。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一上行信道为物理随机接入信道(PRACH)。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述下行信道为物理下行共享信道(PDSCH)。

15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述MTC数据的尺寸小于预定义值。

16.根据权利要求12所述的方法，其中，所述随机接入响应消息标识了与所述第二上行信道关联的相应格式以及资源。

17.根据权利要求12所述的方法，其中，所述传输功率控制参数包括路径损耗补偿，所述路径损耗补偿表明在所述UE处的下行路径损耗估计值和通过所述第二上行信道的实际上行路径损耗之间的差。

18.根据权利要求12所述的方法，其中，所述随机接入响应消息包括指令，所述指令通知所述UE是否报告随机接入前导请求的发送数目。