CN104247303B - 用于在移动通信系统中的多个载波上发送/接收数据的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
提供了在移动通信系统中的多个载波上通信传达数据的数据传输方法和装置。根据本发明的包括在多个载波上操作的主小区和辅小区的移动通信系统中的终端的随机接入方法包括：在主小区中的随机接入之后通信传达数据；当在辅小区中触发随机接入时，从主小区接收用于辅小区随机接入的信息；基于接收到的信息在辅小区中发送前导码；监视主小区以接收针对辅小区的随机接入响应；以及当接收到针对辅小区的随机接入响应时，将随机接入响应中携带的信息应用到其中已经发送前导码的辅小区。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信系统。更具体地，本发明涉及用于在移动通信系统中的多个载波上发送/接收数据的方法及装置。
背景技术
移动通信系统已经发展到给用户提供移动语音通信服务。随着技术的进步，移动通信已经演进为支持高速数据通信服务以及标准语音通信服务。
近来，第三代合作伙伴计划(3GPP)正在讨论用于作为下一代移动通信系统的长期演进(LTE)的标准。LTE被设计成提供高达100Mbps的下行链路速率。
更多近来的研究集中在先进的LTE(LTE-A)，其用于利用若干新技术的适应来提高数据速率。载波聚合是LTE-A最明显的特征之一。不同于每个用户设备(UE)使用单个上行链路载波和单个下行链路载波的通信系统，载波聚合使UE在上行链路和下行链路两者中都能够在多个载波上被调度。
通过注意到小区被配置有一个下行链路载波和一个上行链路载波，载波聚合可以被理解为好像UE经由多个小区来通信传达数据。通过使用载波聚合，最大数据速率与聚合的载波的数目成比例地增加。
在以下描述中，如果UE通过某一下行链路载波接收数据或者通过某一上行链路载波发送数据，则数据通过与该下行链路载波和上行链路载波的中心频率和频带相对应的小区中提供的控制信道和数据信道而被发送或者接收。
在以下描述中，载波聚合可以以多个服务小区被配置的方式来表示。多个服务小区包括主服务小区(Primary serving cell，PCell)和至少一个辅服务小区(Secondaryserving cell，SCell)。
如这里所使用的，用来描述本发明的实施例的术语具有如它们在LTE中的含义以及如在3GPP TS36.331和TS36.321中描述的含义。
发明内容
技术问题
基于遗留技术的UE仅执行对PCell的随机接入。如果UE仅尝试对PCell的随机接入，则这可能导致UE的SCell上行链路性能降低。尤其当PCell和SCell具有不同的上行链路传输定时时，UE可能不能在SCell中进行上行链路传输。
技术方案
本发明的各方面将解决至少以上提及的问题和/或缺点并提供至少下述优点。因此，本发明的一方面将提供能够允许UE在SCell以及PCell中执行随机接入从而使得SCell的上行链路性能提高的数据发送/接收方法和装置。
本发明的另一方面将提供能够允许UE再次使用在PCell随机接入中获取的信息以用于新定义的SCell随机接入程序从而使得UE的实施复杂度降低的数据发送/接收方法和装置。
本发明的另一方面将提供以下数据发送/接收方法和装置：其即使在无线电资源控制(RRC)连接释放状态中也能够允许UE测量和证实(validate)其自身的移动性，并且能够允许UE在RRC连接被重新建立时向eNB通知移动性信息。
依据本发明的一方面，提供一种包括在多个载波上操作的主小区和辅小区的移动通信系统中的终端的随机接入方法。所述方法包括：在主小区中的随机接入之后通信传达数据；当在辅小区中触发随机接入时，从主小区接收用于辅小区随机接入的信息；基于接收到的信息在辅小区中发送前导码；监视主小区以接收针对辅小区的随机接入响应；以及当接收到针对辅小区的随机接入响应时，将随机接入响应中携带的信息应用到其中已经发送了前导码的辅小区。
依据本发明的另一方面，提供一种移动通信系统中的执行随机接入的终端。包括在多个载波上操作的主小区和辅小区的终端包括：收发器，其与至少一个小区通信传达控制信息和数据；以及控制器，其控制在主小区中执行随机接入，当在辅小区中触发随机接入时，从主小区接收用于辅小区随机接入的信息，基于接收到的信息在辅小区中发送前导码，监视主小区以接收针对辅小区的随机接入响应，并且当接收到针对辅小区的随机接入响应时，将随机接入响应中携带的信息应用到其中已经发送了前导码的辅小区。
从以下结合附图来公开了本发明的示例性实施例的详细描述中，本发明的其它方面、优点和显著特征对本领域技术人员而言将变得清楚。
发明有益效果
根据本发明的示例性实施例的数据传输方法和装置在通过再次使用被配置用于PCell的一部分信息来执行SCell中的随机接入方面是有利的，而且还在通过PCell信息的再次使用来提高SCell随机接入效率方面是有利的。另外，根据本发明的示例性实施例的数据传输方法和装置能够提高SCell上行链路性能和最小化UE复杂度。
附图说明
从以下结合附图的描述，本发明的某些示例性实施例的以上和其它方面、特征和优点将更加清楚，在附图中：
图1是图示根据本发明的示例性实施例的长期演进(LTE)系统的架构的示图；
图2是图示根据本发明的示例性实施例的LTE系统的协议栈的示图；
图3是图示根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中的载波聚合的示例性情形的示图；
图4是图示根据本发明的示例性实施例的随机接入程序的信号流图；
图5是图示根据本发明的示例性实施例的用户设备(UE)和演进型节点B(eNB)之间的随机接入程序的信号流图；
图6是图示根据本发明的示例性实施例的传输方法的UE程序的流程图；
图7是图示根据本发明的另一示例性实施例的传输方法的UE程序的流程图；
图8是图示根据本发明的另一示例性实施例的UE和eNB之间的信号流的信号流图；
图9是图示根据本发明的示例性实施例的方法中的UE程序的流程图；
图10是图示根据本发明的示例性实施例的UE的配置的框图；以及
图11是图示根据本发明的示例性实施例的eNB的配置的框图。
贯穿附图，应注意到同样的参考数字被用来描绘相同的或类似的元素、特征和结构。
具体实施方式
提供以下参照附图的描述来帮助全面理解权利要求及其等效物所限定的本发明的示例性实施例。其包括各种具体细节来帮助理解，但这些具体细节应被看作仅仅是示例性的。因此，本领域普通技术人员将认识到，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不会偏离本发明的范围和精神。此外，为清楚和简洁起见，可能省略对熟知功能和结构的描述。
以下描述及权利要求中使用的术语和词汇不局限于文献学含义，而是仅仅被发明人用来达到对本发明的清楚一致的理解。因此，对本领域技术人员而言应当清楚的是，以下对本发明示例性实施例的描述仅仅是出于举例说明的目的而提供的，并非为了对所附权利要求及其等效物所限定的本发明进行限制。
要理解，单数形式“一”、“该”也包括复数指示物，除非上下文清楚地另有指示。因而，例如，对“一组件表面”的引用包括对一个或多个这样的表面的引用。
下面参照附图描述本发明的示例性实施例。
图1是图示根据本发明的示例性实施例的长期演进(LTE)系统的架构的示图。
参照图1，LTE系统的无线接入网包括演进型节点B(eNB)105、110、115和120；移动性管理实体(MME)125；以及服务网关(S-GW)130。用户设备(UE)135经由eNB 105、110、115和120以及S-GW 130连接到外部网络。
eNB 105、110、115和120对应于通用移动通信系统(Universal MobileCommunications System，UMTS)的遗留节点B。eNB 105、110、115和120允许UE创建无线电链路并相比于遗留节点B而言负责复杂的功能。
在LTE系统中，包括诸如网际协议上的语音(Voice over Internet Protocol，VoIP)的实时服务的所有用户通信量都是通过共享信道提供的。从而，需要位于eNB中的设备以基于诸如UE缓冲状况、功率余量状态和信道状态之类的状态信息来调度数据。为了满足高达100Mbps的数据速率，LTE系统采用正交频分复用(OFDM)作为无线接入技术。
LTE系统还采用自适应调制编码(Adaptive Modulation and Coding，AMC)来确定适应于UE的信道条件的调制方案和信道编码速率。AMC是用于针对信道条件确定调制方案和信道编码速率的技术。
S-GW 130是提供数据承载以便在MME 125的控制下创建和释放数据承载的实体。MME 125负责各种控制功能并连接到多个eNB 105、110、115和120。
图2是图示根据本发明的示例性实施例的LTE系统的协议栈的示图。
参照图2，LTE系统的协议栈包括分组数据汇聚协议(PDCP)205和240、无线电链路控制(RLC)210和235、媒体访问控制(MAC)215和230、以及物理层(PHY)220和225。
PDCP 205和240负责IP报头的压缩/解压缩。RLC 210和235负责将PDCP协议数据单元(Protocol Data Unit，PDU)分割成用于自动重发请求(Automatic Repeat Request，ARQ)操作的适当大小的片断。
MAC 215和230负责创建到多个RLC实体的连接从而将RLC PDU多路复用为MAC PDU以及将MAC PDU多路分解成RLC PDU。MAC PDU被输送到PHY 220和225。MAC 215和230将来自PHY 220和225的MAC PDU多路分解成RLC PDU并将RLC PDU输送到相应RLC实体。
PHY 220和225对MAC PDU执行信道编码并将MAC PDU调制成OFDM码元以通过无线电信道发送，或者对接收到的OFDM码元执行解调和信道解码并且将解码后的数据输送到更高层。
图3是图示根据本发明的示例性实施例的移动通信系统中的载波聚合的示例性情形的示图。
参照图3，典型地，eNB能够在跨越不同频带的多个载波上向UE 330发送信号和从UE 330接收信号。例如，eNB 305可以被配置成使用具有中心频率f1的载波315和具有中心频率f3的载波310。如果载波聚合不被支持，则UE 330必须在载波310和315之一上发送/接收数据单元。然而，能够载波聚合的UE 330能够使用载波310和315两者来发送/接收数据。
eNB 305能够根据UE 330的信道条件增加要分配给能够载波聚合的UE330的资源量以便增大数据速率。
不同于图3中所示的示例，eNB可以被配置有分布在地理上远离eNB的位置处以发送和接收信号的远程无线电头端(Remote Radio Head，RRH)。服务小区的上行链路定时可以被设置为以eNB和RRH所定义的小区为中心。
如果UE被配置有具有与PCell的覆盖区域不同的覆盖区域的SCell，并且因而被要求设置不同的上行链路传输定时，则UE有必要在相应的SCell中执行随机接入程序以用于确定SCell的上行链路传输定时。
本发明的示例性实施例提出了一种用于执行SCell随机接入以便设置与已经设置的PCell上行链路传输定时不同的SCell上行链路传输定时的方法和装置。
图4是图示根据本发明的示例性实施例的随机接入程序的信号流图。
参照图4，随机接入程序包括4个步骤：发送前导码，接收随机接入响应，发送消息3，以及竞争解决(contentions resolution)。可以根据情况省略最后两个步骤。
如果随机接入被一定原因触发，则UE 405通过注意到其中将要执行随机接入的小区的随机接入传输资源信息来确定前导码传输定时、传输资源(频率资源和时间资源)以及要被发送的前导码。UE在步骤415以基于例如路径损耗的当前信道条件计算的前导码传输功率向eNB 410传送前导码。
当接收到UE所发送的前导码时，eNB 410在步骤420生成和传送随机接入响应消息到UE 405。随机接入响应消息包括UE的上行链路传输定时调整命令(定时超前(TimingAdvance，TA))或者用于消息3的传输的上行链路传输资源信息(上行链路(UL)许可)。
当接收到随机接入响应消息时，UE 405在步骤425向eNB 410发送消息3。消息3包括UE标识符从而当接收到消息3时，eNB在步骤430向UE传送被称为竞争解决的响应。如果eNB 410未接收到前导码，则随机接入响应消息不被发送从而UE 405也不接收随机接入响应消息。在预定时间过去之后，UE 405以增加了作为上行链路功率控制的一部分的预定量那么多的功率来重传前导码。
随机接入程序可以由于各种原因而被执行。例如，UE 405可以发起随机接入以便向eNB 410请求调度或者以便创建或重新建立RRC连接。UE 405还能够在切换之后发起对目标小区的随机接入。
在前述情况下，优选的是让UE 405在PCell中发起随机接入。然而，在如上所述的尝试SCell上行链路传输定时配置的情况下，应当在相应的SCell中发起随机接入。
根据本发明的示例性实施例，eNB控制是否发起与PCell随机接入不同的SCell随机接入。根据本发明的示例性实施例，UE被防止主动发起SCell随机接入以便将SCell的随机接入负载维持在适当的水平并且在由eNB指示的定时发起UE的随机接入。
图5是图示根据本发明的示例性实施例的UE和eNB之间的随机接入程序的信号流图。
参照图5，没有RRC连接的UE 505在多个可连接的小区之中根据预定标准选择小区1510并且在步骤520从小区1获取系统信息。系统信息在被称为系统信息块(systeminformationblock)的控制消息中被广播以便被选择了相应小区的UE接收。系统信息块2(systeminformationblock2)包括UE在相应小区中执行随机接入所必需的以下信息。与随机接入相关的信息包括：
最大前导码传输次数(preambleTransMax)：到UE在执行随机接入的同时采取预定动作为止所允许的前导码传输次数的最大数目。预定动作可以是RRC连接重新建立操作。eNB将preambleTransMax设置为适当的值以防止前导码传输无限重复。
随机接入响应窗口大小(ra-ResponseWindowSize)：随机接入响应窗口(ra-window)是监视物理下行链路控制信道(PDCCH)以便让UE接收随机接入响应(RAR)消息的持续时间。如果UE直到随机接入响应窗口期满也未能接收到有效的随机接入响应消息，则UE能够重传前导码。
随机接入传输资源信息：例如，关于允许UE发送前导码的子帧的信息，关于频率资源的信息，以及关于前导码格式的信息。
UE采取应当在RRC连接还未在小区1中被创建的情况下被采取的动作，例如监视寻呼信道以及测量相邻小区。
在此状态下，如果在步骤525中RRC连接建立在一定的定时被触发(例如UE接收寻呼信号或者要被发送的数据或者控制消息)，则UE在步骤530创建与小区1的RRC连接。
eNB分配用于在UE和eNB之间交换RRC控制消息的信令无线承载(Signaling RadioBearer，SRB)以及用于在UE和eNB之间交换用户数据的数据无线承载(Data Radio Bearer，DRB)，以使用所述无线承载与UE通信传达下行链路数据和上行链路数据。
如果在步骤535中随机接入在一定的定时被一定的原因触发，例如，如果eNB指令UE发起随机接入或者如果UE需要向eNB请求传输资源，则UE确定前导码以便基于从系统信息块2(systeminformationblock2)获取的与随机接入相关的信息来发送前导码，并且在步骤540发送前导码。
例如，如果UE在上行链路子帧n发送前导码，则随机接入响应窗口在下行链路子帧n+m开始。UE在随机接入响应窗口内监视接收随机接入响应消息。m是在标准中定义的值并且被设置为2或者3。
UE监视PDCCH以检测被映射到利用其已经发送了前导码的传输资源的标识符的调度，确定接收到的随机接入响应是否将被映射到前导码的标识符包括在报头中，并且如果是，则在步骤545保存包含在有效的随机接入响应消息中的上行链路传输资源分配信息(UL许可)、传输功率控制(TPC)以及上行链路传输时间调整信息(定时超前或者TA)。
如果直到随机接入响应窗口期满也未接收到有效的随机接入响应消息(RandomAccess Response message，RAR)，则UE重传前导码。前导码重传次数被包括在系统信息块2中的preambleTransMax限制，并且如果即使进行了preambleTransMax次的前导码传输但随机接入还是失败，则UE确定已经出现了重大问题并且发起RRC连接重新建立程序。
UE在步骤550将有效的随机接入响应消息中携带的上行链路传输资源分配信息(UL许可)、传输功率控制(TPC)和上行链路传输时间调整信息(定时超前或者TA)中的至少一个应用到第一服务小区中的上行链路传输。
UE将第一服务小区的上行链路子帧n的传输开始定时调整为比第一服务小区的下行链路子帧n的开始定时(开始边界)领先TA那么多，将上行链路传输功率增大或者减小由TPC所指示的量那么多，并且选择第一服务小区的上行链路传输资源。
UE在步骤555执行上行链路传输。UE选择其中已经接收到RAR的服务小区作为第一服务小区。
如果对于UE未配置载波聚合，如果载波聚合被配置但仅一个服务小区具有上行链路，或者如果利用多个服务小区来配置载波聚合但仅一个服务小区被允许随机接入，则不需要用于确定RAR中携带的信息所应用到的小区的标准。根据本发明的示例性实施例，其中已经接收到RAR的小区被选择为RAR中携带的信息所应用到的服务小区。
在步骤555，UE通过应用RAR的UL许可来在小区1中执行物理上行链路共享信道(PUSCH)传输。一般地，同步混合自动重发请求(HARQ)过程被应用到PUSCH传输。在同步HARQ传输中，如果HARQ NACK被接收到，则发送器使用与先前传输相同的传输资源来执行重传。
在这种情况下，UE能够执行HARQ传输达最大重传次数maxHARQ-Tx次，并且如果到那时为止HARQ传输失败，则停止PUSCH的传输。
maxHARQ-Tx是用于防止一个MAC PDU的PUSCH传输无限重复的值，并且其优选地根据eNB调度器所考虑的UE信道状态和被配置用于UE的服务的延迟灵敏度来为每个UE设置。
UE被提供有以下三种类型的maxHARQ-Tx参数：
第一maxHARQ-Tx：UE通过服务小区的systeminformationblock2获取的参数
第二maxHARQ-Tx：UE通过PCell中的RRC连接建立程序中的诸如RRC连接建立消息(RRCConnectionSetup)的专用RRC控制消息获取的参数
第三maxHARQ-Tx：UE通过添加被配置有上行链路的SCell的程序中的诸如RRC连接重新配置消息(RRCConnectionReconfiguration)的专用RRC控制消息获取的参数
如果在步骤540中发送的前导码是专用前导码，则UE在步骤555通过应用第二maxHARQ-Tx来执行PUSCH传输。如果在步骤540中发送的前导码是由UE选择的随机前导码，则UE通过应用第一maxHARQ-Tx来执行PUSCH传输。如果专用前导码被应用，则eNB在PUSCH传输定时知道UE，而如果随机前导码被应用，则eNB在PUSCH传输定时不知道UE。
虽然下面描述了，但是UE将第三maxHARQ-Tx应用到使用在SCell随机接入程序中获取的UL许可的PUSCH传输。
UE根据小区1中的上述原理来执行下行链路数据接收和上行链路数据传输。
如果用于UE的数据量增加，则控制小区1的eNB能够通过将SCell添加到UE而确定数据速率的增大。控制小区1的eNB在步骤560确定将SCell添加用于UE。
在这种情况下，如果将要新添加的SCell的传输/接收设备的位置与PCell的传输/接收设备的位置不同，例如如果PCell是宏小区而SCell具有RRH，则eNB在步骤565给UE提供SCell配置信息以及在SCell中执行随机接入所必需的信息。
根据本发明的示例性实施例，eNB给UE提供与SCell随机接入相关的信息中的一部分而非全部，以便再次使用PCell中所使用的信息。例如，UE接收用于SCell中的最大前导码传输次数(preambleTransMax)和随机接入传输资源信息，但是再次使用PCell中所使用的随机接入响应窗口大小(ra-ResponseWindowSize)。这是因为preambleTransMax和随机接入传输资源信息是用于控制前导码传输的参数，它们优选地被设置为专用于相应的服务小区的值。ra-ResponseWindowSize是与用于接收RAR的服务小区而非发送了前导码的服务小区相关的参数，从而优选再次使用被定义为用于PCell中的值。
UE在步骤570接收指令发起随机接入程序的PDCCH命令。PDCCH命令是指令UE在某一小区中发起随机接入的命令并且其在TS36.211中被规定。以下行链路控制信息(DCI)格式1A来发送/接收PDCCH命令，并且利用相应的UE的C-RNTI来加扰CRC。每个字段如表1中所示地来编码。
表1
[表1]
如果在子帧[n]接收到PDCCH命令，则UE在步骤575通过应用前导码索引来在小区2中的子帧[n+x1]中发送前导码。这里，x1是大于x的整数且对应于自[n+x]以来的第一个有效物理随机接入信道(PRACH)发生时刻(occasion)。x是采取用于发送前导码的动作所必需的时间并且考虑到缺乏处理能力的低端UE而被定义为相对较大的值。在当前标准下，该值被定义为设置为6。有效的PRACH发生时刻表示由PRACH配置信息所定义的PRACH发生时刻当中的、被允许用于UE的前导码传输的PRACH发生时刻，并由PRACH掩码索引指示。因为PRACH掩码索引在TS36.321和TS36.213中被规定，所以省略对其的详细描述。
在SCell中发送随机接入前导码之后，UE在ra-Window中监视PCell的PDCCH以确定是否接收到RAR。窗口大小被设置为在步骤520所获取的用于PCell中的随机接入响应窗口(ra-ResponseWindowSize)。
一般地，如果在SCell中发送前导码，则在SCell中接收RAR很直观。与用户数据不同，RAR是用特定标识符，即RA-RNTI来寻址的。在这种情况下，UE应该监视以检测RA-RNTI和C-RNTI，以便在SCell中接收RAR，而这增加了UE复杂度。然而，如果RAR接收被限制在PCell，则UE在SCell中所要监视的仅是C-RNTI从而有可能避免UE复杂度的增加。
根据本发明的示例性实施例的UE的特征在于：虽然在SCell中已经发送了前导码，但UE在由用于PCell中的随机接入响应窗口大小(ra-ResponseWindowSize)所定义的ra-Window期间监视PCell的PDCCH以便利用RA-RNTI接收RAR。
如果未接收到有效的RAR，则UE在SCell中重传前导码。如果即使利用了预定数目的前导码传输，随机接入程序也还是失败，则UE停止前导码传输以避免SCell中的更多的上行链路传输。
UE在SCell中发送随机接入前导码并随后监视PCell以接收响应于该前导码的RAR。如果RAR未被接收到，则UE在SCell中重传该随机接入前导码。
如果在步骤580在PCell中接收到有效的RAR，则UE在步骤585中将该有效的RAR中携带的UL许可、TPC和TA应用到第二服务小区中的上行链路传输。在这种情况下，第二服务小区是不同于其中已经接收到RAR的服务小区的、UE已经在其中发送了前导码的服务小区。
UE将第二服务小区的上行链路子帧n的传输开始定时调整为比第二服务小区的下行链路子帧n的开始时间(开始边界)领先TA那么多，并且将第二服务小区的上行链路传输功率增大或者减小由TPC所指示的量那么多。RAR包括3比特的TPC，如表2中所示。
表2
[表2]
| TPC命令 | 值(以dB为单位) |
| 0 | -6 |
| 1 | -4 |
| 2 | -2 |
| 3 | 0 |
| 4 | 2 |
| 5 | 4 |
| 6 | 6 |
| 7 | 8 |
一般地，TPC涉及其中接收到RAR的服务小区的PUSCH传输功率控制。然而，在能够在多个服务小区中执行随机接入的UE已经在小区中发送了前导码的情况下，TPC涉及第二服务小区的PUSCH传输控制，第二服务小区即不同于其中已经接收到RAR的服务小区的、其中已经发送了前导码的服务小区。
UE选择第二服务小区的、用于上行链路传输的传输资源。UE在步骤590执行上行链路传输。如上所述，如果对于UE未配置载波聚合，如果载波聚合被配置但仅一个服务小区具有上行链路，或者如果利用多个服务小区配置了载波聚合但仅PCell被允许用于随机接入，则不需要用于确定RAR中携带的信息所应用到的小区的标准。根据本发明的示例性实施例，其中已经接收到RAR的小区被选择为RAR中携带的信息所应用到的服务小区。
然而，如果UE已经在SCell中发送了前导码或者如果UE能够在SCell以及PCell中执行随机接入，则可能不能实现随机接入程序的目标。不同于仅具有一个允许随机接入的服务小区的UE没有问题地利用在该服务小区中接收到的RAR中携带的信息进行操作的情况，具有多个允许随机接入的服务小区的UE应用在不同于其中已经接收到RAR的服务小区的、其中已经发送了前导码的服务小区中接收到的RAR中所携带的信息。这意味着，如果具有多个允许随机接入的小区的UE接收到响应于SCell中发送的前导码的RAR，则UE将该RAR中携带的TA、TPC和UL许可应用到不同于其中已经接收到RAR的服务小区的、其中已经发送了前导码的服务小区。
UE在步骤590通过应用RAR的UL许可来在小区中执行物理上行链路共享信道(PUSCH)传输。此时，UE通过应用在步骤565获取的第三maxHARQ-Tx来控制PUSCH传输。
图6是图示根据本发明的示例性实施例的传输方法中的UE程序的流程图。
参照图6，UE在步骤605获取与随机接入相关的信息。与随机接入相关的信息可以包括PCell的随机接入传输资源信息(prach-ConfigIndex等等)、SCell的随机接入传输资源信息(prach-ConfigIndex等等)、ra-ResponseWindowSize、preambleTransMax1、preambleTransMax2、maxHARQ-Tx 1、maxHARQ-Tx 2、和maxHARQ-Tx 3。
这些信息是通过在不同定时发送的诸如系统信息块和专用控制消息的各种控制消息获取的。例如，PCell随机接入传输资源信息、ra-ResponseWindowSize和preambleTransMax1可以通过PCell的systeminformationblock2来获取，而maxHARQ-Tx 2可以通过RRC连接建立消息来获取。preambleTransMax2、maxHARQ-Tx 3可以通过用于添加SCell的RRC连接重新配置消息来获取。
在步骤610，随机接入程序被触发，例如，随机接入程序可以在具有高优先级的数据出现在UE中时、在eNB命令UE执行随机接入时、或者在UE需要重新建立RRC连接时被触发。
UE使用随机接入传输资源信息确定近期中最早的有效PRACH发生时刻，并在步骤615中在该PRACH发生时刻发送前导码。考虑到其中发送了前导码的服务小区的下行链路路径损耗来配置前导码传输功率。
在步骤620，UE在预定持续时间内监视PCell的PDCCH以接收响应于前导码的RAR。该持续时间是ra-Window。如果已经在PCell中发送了前导码，则通过应用从相应的服务小区的系统信息获取的ra-ResponseWindowSize来确定ra-Window的最大的大小。如果已经在SCell中发送了前导码，则通过应用在除了相应的服务小区(即SCell)之外的其它服务小区(例如PCell)的系统信息中获取的ra-ResponseWindowSize来确定ra-Window的最大的大小。
如果在ra-Window期间接收到有效的RAR，则程序去往步骤630。否则，如果未接收到有效的RAR，则程序去往步骤625。如果已经接收到有效的RAR，则UE已经在ra-Window的持续时间内利用被映射到在其上UE已经通过PCell的PDCCH发送了前导码的传输资源的RA-RNTI来解码了调度信息，并且根据调度信息而接收到的RAR的ID(RAPID)与UE所发送的前导码匹配。
如果在ra-Window期间未接收到有效的RAR，则UE确定前导码重传是否可能，并且如果有可能，则在步骤625重传前导码，并将程序返回到步骤620。在PCell的情况下，前导码可以被重传直到前导码传输次数的数目达到preambleTransMax1。在SCell的情况下，前导码可以被重传直到前导码传输次数的数目达到preambleTransMax2。
UE在步骤630确定其中已发送了前导码的小区是PCell还是SCell。如果前导码已在PCell中被发送，则程序去往步骤635，否则，程序去往步骤650。
如果前导码已在PCell中被发送，则UE在步骤635将TA应用到其中已经接收到RAR的服务小区。例如，UE将其中已经接收到RAR的服务小区的上行链路子帧边界调整为比其中已经接收到RAR的服务小区的下行链路子帧边界领先TA那么多。
UE在步骤640使用RAR中携带的TPC来设置服务小区的上行链路传输功率。UE通过总计由TPC所指示的传输功率调整值来计算服务小区的PUSCH传输功率。
UE在步骤645通过应用RAR中携带的上行链路资源分配信息(UL许可)，来在其中已经接收到RAR的服务小区的上行链路中发送PUSCH。如果在步骤615发送的前导码是专用前导码，则通过应用maxHARQ-Tx 2来发送PUSCH，否则，如果该前导码是随机前导码，则通过应用maxHARQ-Tx 1来发送PUSCH。
如果前导码已经在SCell中被发送，则UE在步骤650将TA应用到不同于其中已经接收到RAR的服务小区的、其中已经发送了前导码的服务小区。UE将其中已经发送了前导码的服务小区的上行链路子帧边界与其中已经发送了前导码的服务小区的下行链路子帧边界相比提前TA那么多。上行链路传输定时被应用到与其中已经发送了前导码的服务小区属于相同的TA组(TA Group，TAG)的所有服务小区中的上行链路传输。
TAG是具有相同的上行链路传输定时的至少一个服务小区的组。如果属于TAG的服务小区共享相同的上行链路传输定时，则所述服务小区的上行链路传输定时彼此相同并且所述服务小区同时创建或丢失上行链路同步。此外，上行链路传输定时被同时调整。
TAG可以被分类成主TAG和辅TAG之一。主TAG是包括PCell的TAG，而辅TAG是仅包括SCell的TAG。对于主TAG，随机接入仅在PCell中被准许，对于辅TAG，随机接入仅在预定的SCell中被准许。如果SCell被添加，则eNB向UE通知SCell是属于主TAG还是属于辅TAG，并且如果SCell属于辅TAG，则向UE通知SCell属于哪个辅TAG。
在步骤655，UE使用RAR中携带的TPC设置其中已经在步骤615发送了前导码的服务小区的上行链路传输功率。UE通过总计由TPC所指示的传输功率调整值来计算服务小区的PUSCH传输功率。
UE在步骤660中通过应用RAR中携带的UL许可，来在其中已经发送了前导码的服务小区的上行链路中发送PUSCH。PUSCH是通过应用maxHARQ-Tx 3来发送的。
图7是图示根据本发明的另一示例性实施例的传输方法的UE程序的流程图。因为图7的步骤705、710、715、720和725与图6的步骤605、610、615、620和625相同，所以这里省略对其的详细描述。
参照图7，一旦在步骤720已接收到有效的RAR，UE就在步骤730确定其被配置成仅在PCell中执行随机接入还是在PCell和SCell两者中都执行随机接入。如果UE被配置成仅在PCell中执行随机接入，则程序去往步骤735，并且如果UE被配置成在PCell和SCell两者中都执行随机接入，则程序去往步骤750。
因为图7的步骤735、740、745、750和755与图6的步骤635、640、645、650和655相同，所以这里省略对其的详细描述。
当在步骤755中应用TPC之后，UE在步骤760中通过应用RAR中携带的UL许可，来在其中已经发送了前导码的服务小区的上行链路中发送PUSCH。如果其中已经在步骤715中发送了前导码的服务小区是PCell并且如果前导码是专用前导码，则通过应用maxHARQ-Tx 2来发送PUSCH，而如果前导码是随机前导码，则通过应用maxHARQ-Tx 3来发送PUSCH。
随着各种分组服务的商业化，小的分组被零星地、频繁地生成。在包括LTE系统的移动通信系统中，无论分组多么小，创建信令连接和数据承载以便发送分组都是不可避免的。在以上程序中，大量的控制消息被交换。
如果用于发送/接收小量数据的连接被频繁地创建和释放，则这可能导致网络中的过载以及加速UE的电池电力消耗。
解决此问题的一个途径是UE保持在连接状态。然而，如果具有高移动性的UE保持在连接状态，则频繁的切换会在UE和eNB之间、eNB之间、以及eNB和移动性管理实体(MME)之间生成大量的控制消息通信量，以致失去通过维持连接状态而实现的增益。结果，保持在连接状态是仅在UE没有要发送和/或接收的数据时有用的策略。
因为一旦UE进入连接状态，UE移动性就被eNB管理，所以eNB估计UE的速度并基于UE的速度确定是否应用保持在连接状态的策略。可以在从UE已经进入连接状态起过去了预定持续时间之后执行速度估计。然而，在开始速度估计之前确定是释放还是维持连接可能变得有必要。此外，因为eNB可以根据UE的速度来触发DRX配置，所以优选的是让UE尽早向eNB通知UE的速度。
本发明的另一示例性实施例提出以下方法和装置：其用于在与eNB的RRC连接被释放的状态下不断地测量和/或证实UE的移动性，以及在RRC连接被创建时向eNB通知RRC连接创建。
图8是图示根据本发明的另一示例性实施例的UE和eNB之间的信号流的信号流图。
参照图8，如果在步骤815中在当前服务小区(例如小区1810)中接收到系统信息块3(systeminformationblock3)，则处于RRC连接已被释放的状态中的UE 805保存与包括在存储器中的移动性状态相关的参数。与移动性状态相关的参数包括t-Evaluation、n-CellChangeMedium和n-CellChangeHigh。这些信息被用于确定UE的移动性状态是高移动性状态(High-mobility state)、中等移动性状态(Medium-mobility state)还是普通移动性状态(Normal-mobility state)。
如果在t-Evaluation期间的小区变化的数目(或者小区重选的数目)等于或者大于n-CellChangeHigh，则UE确定其移动性状态是高移动性状态。如果小区变化的数目(或者小区重选的数目)小于n-CellChangeHigh并且等于或者大于n-CellChangeMedium，则UE确定其状态是中等移动性状态。当不满足这两个条件时，UE确定其状态是普通移动性状态。
UE根据预定规则、基于移动性状态来调整与小区重选相关的参数。在TS36.304中规定了用于调整小区重选参数的方法。
在步骤820，UE基于以上信息确定其移动性状态，并且如果有必要的话，更新移动性状态。如果UE具有从诸如全球导航卫星系统(GNSS)的位置测量系统获取的关于UE的实际速度的信息，则UE能够基于实际速度信息确定移动性状态。
如果在某一时间找到具有比当前服务小区的信道状态更好的信道状态的相邻小区并且该信道状态被维持了超过预定持续时间，则UE在步骤830执行小区重选，即重新选择相邻小区2825。如果旧的服务小区和重新选择的服务小区在相同频率上操作，则该小区重选被称为频率内小区重选。
与移动性状态相关的参数可以根据网络部署来配置。例如，所述参数可以根据在预定区域中部署的小区的大小来配置。因为小区大小是依据频率来确定的，所以如果UE执行频率内小区重选，则移动性状态参数有可能与旧的服务小区的移动性状态参数相同。因此，在频率内小区重选的情况下，UE能够在步骤835中在接收新选择的小区中的系统信息块3(systeminformationblock3)之前计算并更新移动性状态。UE将在t-Evaluation内的小区重选的数目NCR增加1并且通过应用新的NCR来确定移动性状态。
然后，UE在步骤845选择新小区，例如小区3840。如果新服务小区在与旧的服务小区的频率不同的频率上操作，则该小区重选被称为频率间小区重选。在频率间小区重选的情况下，新的操作频率的移动性状态参数可能不同于旧的操作频率的移动性状态参数。
UE在步骤850接收新小区的系统信息块3(systeminformationblock3)以更新移动性状态参数。UE基于新更新的移动性状态参数来确定移动性状态。一旦移动性状态参数被更新，UE就在步骤855中如下地更新其移动性状态。
在改变移动性状态参数之后的首先到达的t-Evaluation期间(即，在新小区中的或者在新频率上的移动性状态之前)，UE维持旧的服务小区中使用的移动性状态(即最近的移动性状态)。UE通过应用旧的频率上的移动性状态来调整与小区重选相关的参数。也就是说，UE使用旧的小区中使用的移动性状态，但是使用在当前小区中接收到的小区重选参数(例如q-HystSF)。如果由于过去了t-Evaluation而基于新的移动性状态参数来确定移动性状态，则UE通过应用新的移动性状态来调整小区重选参数。
如果在步骤860中在一定时间创建RRC连接变得有必要，则UE在步骤865向eNB发送RRC连接请求消息并在步骤870从eNB接收RRC连接建立消息。UE在步骤875向eNB发送包括移动性状态的RRC连接建立完成消息。UE可以仅报告移动性状态，或者报告移动性状态、在确定当前移动性状态时使用的t-Evaluation和NCR。UE可以报告关于GNSS当前是否正在操作的信息以及利用GNSS的帮助已经测量的UE的实际速度。可以利用GNSS的帮助快速且精确地更新移动性状态。eNB能够将UE配置成利用GNSS的帮助连续地确定移动性状态并在满足预定条件时报告结果。例如，eNB在步骤880向已经报告了GNSS的帮助的UE发送用于配置移动性状态报告的控制消息。这个控制消息可以包括以下信息：指令在移动性状态改变时或者在UE的速度维持在高于预定阈值的水平超过预定持续时间时报告移动性状态的信息。
如果在步骤885移动性状态报告条件被满足，则UE在步骤890生成RRC控制消息以向eNB报告移动性状态2。
eNB调整将要被应用到UE的DRX时段(例如当UE速度高于预定阈值时，缩短DRX时段)或者释放RRC连接(例如，当基于报告的UE速度而预测到如果RRC连接被维持则会频繁地出现切换时，释放RRC连接)。
图9是图示根据本发明的示例性实施例的方法中的UE程序的流程图。
参照图9，在步骤905，处于空闲状态中的UE在服务小区的系统信息中获取移动性状态参数，并且维持/管理移动性状态。如果UE的速度是利用GNSS或者GPS的帮助测量的，则UE还维持/管理UE速度。UE考虑到移动性状态来调整小区重选参数。
在步骤910，如果在某一时间要求创建RRC连接，则UE在步骤915在当前服务小区中创建RRC连接。一旦RRC连接建立已经完成(或者在RRC连接建立程序期间)，UE在步骤920向eNB报告以下信息：
-在空闲状态中维持和管理的移动性状态以及相关信息
-UE的实际速度(只有在利用GNSS的帮助而获取的UE速度被记录时)
-与GNSS操作相关的信息，例如当前操作和过去操作历史
UE在步骤925监视以接收移动性状态报告配置消息，并且如果接收到该消息，则UE在步骤930监视移动性状态。移动性状态报告配置消息包括以下信息：
移动性状态确定标准：velocity_high以及velocity_medium
用于触发移动性状态报告的参考速度：如果等于或者高于参考速度的UE的速度被维持超过预定持续时间，则UE报告移动性状态。
如果利用GNSS的帮助测量的速度等于或高于velocity_high并且被维持超过预定持续时间，则UE确定移动性状态2是高移动性状态。如果低于velocity_high且等于或者高于velocity_medium的速度被维持超过预定持续时间，则UE确定移动性状态2是中等移动性状态。
如果GNSS被激活，则UE基于当前速度确定当前的移动性状态。如果在步骤935满足移动性状态报告条件，则UE在步骤940生成移动性状态报告消息以向eNB报告新的移动性状态。例如，移动性状态报告条件可以在当前的移动性状态不同于先前的移动性状态时被满足。同时，移动性状态报告条件可以在当前速度高于预定参考速度时被满足。
图10是图示根据本发明的示例性实施例的UE的配置的框图。
参照图10，UE包括收发器1005、控制器1010、多路复用器/多路分解器1020、更高层处理器1025和1030、以及控制消息处理器1035。
收发器1005通过服务小区的下行链路信道接收数据和控制信号并通过上行链路信道发送数据和控制信号。在多个服务小区被配置的情况下，收发器1005能够通过多个服务小区发送与接收数据和控制信号。
多路复用器/多路分解器1020多路复用由更高层处理器1025和1030以及控制消息处理器1035所生成的数据，并且多路分解由收发器1005所接收到的数据以将经多路分解的数据输送到适当的处理器，即更高层处理器1025和1030以及控制消息处理器1035。
控制消息处理器1035处理从eNB接收到的控制消息以采取适当的动作。例如，如果与DRX相关的参数被接收到，则控制消息处理器1035将这些参数输送到控制器1010。
更高层处理器1025或者1030按服务被配置以便处理由诸如文件传输协议(FTP)和网际协议上的语音(VoIP)之类的用户服务生成的数据，并向多路复用器/多路分解器1020输送经处理的数据，处理来自多路复用器/多路分解器1020的数据，并且将经处理的数据输送到在更高层上运行的服务应用。
控制器1010分析由收发器1005所接收到的调度命令，例如上行链路许可，并且控制收发器1005和多路复用器/多路分解器1020在适当的定时利用适当的传输资源执行上行链路传输。控制器1010控制随机接入程序以及移动性状态管理程序。控制器1010可以控制如参照图5、6、7、8和9所述的与UE相关联的操作。
控制器1010控制主小区(PCell)中的随机接入程序。控制器1010检测辅小区(SCell)中的随机接入触发并且从PCell接收执行对SCell的随机接入所必需的信息。控制器1010基于接收到的信息向SCell发送前导码并且控制UE监视主小区以接收针对SCell的随机接入响应。
在这种情况下，用于对SCell的随机接入的信息可以包括最大前导码传输次数或者随机接入传输资源信息。控制单元1010控制UE使用被设置用于PCell的随机接入响应窗口大小来监视接收针对SCell的随机接入响应。
如果在预定时间中未接收到针对SCell的有效的随机接入响应，则控制器1010控制UE在SCell中重传前导码，并且如果接收到有效的随机接入响应，则控制器1010控制UE基于随机接入响应中携带的信息在SCell中发送/接收数据。
图11是图示根据本发明的示例性实施例的eNB的配置的框图。
参照图11，根据本发明的示例性实施例的eNB包括收发器1105、控制器1110、多路复用器/多路分解器1120、各种更高层处理器1125和1130、调度器1115以及控制消息处理器1135。
收发器1105在下行链路载波上发送数据和控制信号并且在上行链路载波上接收数据和控制信号。在多个载波被配置的情况下，收发器1105在多个载波上发送与接收数据和控制信号。
多路复用器/多路分解器1120多路复用由更高层处理器1125和1130以及控制消息处理器1135所生成的数据，并且多路分解由收发器1105所接收到的数据以将经多路分解的数据输送到更高层处理器1125和1130以及控制消息处理器1135和控制器1110中的至少一个。控制消息处理器1135处理由UE所发送的消息并采取必要的动作或者生成将要被发送到UE的控制消息到更高层。
更高层处理器1125或者1130被按承载配置以便处理从S-GW或者其它eNB接收到的数据，以及生成RLC PDU到多路复用器/多路分解器1120并且处理来自多路复用器/多路分解器1120的RLC PDU并生成PDCP SDI到S-GW或者其它eNB。
调度器1115考虑到UE的缓冲状态、信道状态、和UE的活跃时间在适当的时间向UE分配传输资源；并控制收发器处理由UE发送的信号或者要被发送到UE的信号。
控制器1110控制随机接入程序以及移动性状态管理程序。控制器1110控制如参照图5、6、7、8和9所述的与UE相关联的操作。
如上所述，根据本发明的示例性实施例的数据传输方法和装置在通过再次利用被配置用于PCell的一部分信息来执行SCell中的随机接入方面是有利的，而且还在通过PCell信息的再次使用而提高SCell随机接入效率方面是有利的。另外，根据本发明的示例性实施例的数据传输方法和装置能够提高SCell上行链路性能并最小化UE复杂度。
尽管已经参考本发明的某些示例性实施例示出和描述了本发明，但本领域技术人员将理解，可以对本发明进行形式和细节上的各种改变而不会脱离权利要求及其等效物限定的本发明的精神和范围。
Claims (10)
1.一种在支持载波聚合的移动通信系统中的终端的随机接入方法，该方法包括：
在主小区上发送第一随机接入前导码；
在主小区上监视用于第一随机接入前导码的第一随机接入响应；
根据包含在第一随机接入响应中的第一上行链路授权和第一上行链路发送时间调整而在主小区上发送第一物理上行链路共享信道(PUSCH)；
在主小区上接收包括用于辅小区的第一信息和用于辅小区随机接入的第二信息的配置消息；
接收用以针对所述辅小区发起随机接入的控制消息；
基于所述控制消息在所述辅小区上发送第二随机接入前导码；
在主小区上监视用于第二随机接入前导码的第二随机接入响应；以及
如果在主小区上接收到用于第二随机接入前导码的第二随机接入响应，则根据包含在第二随机接入响应中的第二上行链路授权和第二上行链路发送时间调整而在辅小区上发送第二PUSCH，
其中，在所述主小区上接收到的第二信息包括前导码传输的最大数目和随机接入传输资源信息中的至少一个。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在所述主小区上监视第二随机接入响应包括：确定在用于所述主小区的随机接入响应窗口中是否接收到针对所述辅小区的第二随机接入响应。
3.如权利要求1所述的方法，还包括：在监视所述第二随机接入响应之后，如果没有在预定时间段期间接收到有效的随机接入响应，则重传用于所述辅小区的第二随机接入前导码。
4.如权利要求1所述的方法，还包括：在监视所述第二随机接入响应之后，如果针对所述辅小区的随机接入响应为有效，则在所述辅小区上发送数据。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述第二随机接入响应包括用于所述辅小区的传输功率控制命令。
6.一种用于在支持载波聚合的移动通信系统中执行随机接入的终端，该终端包括：
收发器，被配置为发送和接收针对至少一个小区的控制信息和数据；以及
控制器，被配置为：
控制所述收发器在主小区上发送第一随机接入前导码；
在主小区上监视用于第一随机接入前导码的第一随机接入响应；
控制所述收发器根据包含在第一随机接入响应中的第一上行链路授权和第一上行链路发送时间调整而在主小区上发送第一物理上行链路共享信道(PUSCH)；
控制所述收发器在主小区上接收包括用于辅小区的第一信息和用于辅小区随机接入的第二信息的配置消息，并且接收用以针对所述辅小区发起随机接入的控制消息；
控制所述收发器基于所述控制消息在所述辅小区上发送第二随机接入前导码；
在主小区上监视用于第二随机接入前导码的第二随机接入响应；以及
控制所述收发器如果在主小区上接收到用于第二随机接入前导码的第二随机接入响应，则根据包含在第二随机接入响应中的第二上行链路授权和第二上行链路发送时间调整而在辅小区上发送第二PUSCH，
其中，在所述主小区上接收到的第二信息包括前导码传输的最大数目和随机接入传输资源信息中的至少一个。
7.如权利要求6所述的终端，其中，所述控制器还被配置为确定在用于所述主小区的随机接入响应窗口中是否接收到针对所述辅小区的第二随机接入响应。
8.如权利要求6所述的终端，其中，所述控制器还被配置为控制所述收发器在监视第二随机接入响应之后，如果没有在预定时间段期间接收到有效的随机接入响应，则重传用于所述辅小区的第二随机接入前导码。
9.如权利要求6所述的终端，其中，所述控制器还被配置为控制所述收发器在监视第二随机接入响应之后，如果针对所述辅小区的随机接入响应为有效，则在所述辅小区上发送数据。
10.如权利要求9所述的终端，其中，所述第二随机接入响应包括用于所述辅小区的传输功率控制命令。
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