CN104853446A - 用于通过无线电接口执行随机接入过程的技术 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及“用于通过无线电接口执行随机接入过程的技术”。本发明涉及通过移动终端(102)中的无线电接口(106)执行随机接入过程的技术。在移动终端中执行的随机接入过程的方法实施例包括以下步骤：选择用于通过无线电接口传输接入脉冲(112)的接入时隙；和设置用于传输接入脉冲的接入带宽，其中所述接入带宽被设置为小于与所述无线电接口相关联的可用传输带宽。

Description

用于通过无线电接口执行随机接入过程的技术
本分案申请的母案申请日为2006年10月20日、申请号为200680039214.3、发明名称为“用于通过无线电接口执行随机接入过程的技术”。
技术领域
本发明总体上涉及无线网络的通信接口，尤其涉及移动网络的空中接口。更具体地，本发明涉及用于通过无线电接口执行随机接入过程的技术。
背景技术
今天，不仅是移动电话，而且诸如PDA(个人数字助理)、笔记本电脑等之类的其他移动终端也经由无线电接口与无线网络交换数据。典型地，网络的无线电基站通过经由网络把从终端接收的数据路由到接收者，并且通过经由无线电接口把从网络侧接收的数据向移动终端传送，从而对移动终端进行服务。
所述数据可以是诸如语音数据、媒体数据、流式数据、应用数据等之类的用户数据，但是也可以包括与例如用于交换用户数据的连接的建立相关联的控制数据(信令数据)。过去，经由无线电接口进行数据交换可达到数据速率已经随着每一代新的无线网络得以稳定提高。对于移动网络，所谓的第二代或2G系统(例如，GSM系统)提供大约千字节每秒(kbps)的相对低的数据速率，第三代或3G系统(例如，UMTS系统)允许几百千字节每秒的数据速率并且峰值速率高达几兆比特每秒(Mbps)。第四代(或简称为4G)系统将可能提供几十兆比特每秒的数据速率，并且在下行链路(从基站到移动终端)中具有高达100兆比特每秒的峰值速率以及在上行链路(从移动终端到基站)中具有高达每秒50兆比特的峰值速率。
为了实现4G系统的高数据速率，将在移动终端和基站中实施高效调制技术。另外，就每个物理信道而言，较高的数据速率要求的较大的频率带宽。在GSM系统中，使用0.2兆赫兹(MHz)的信道带宽。在UMTS系统中，已经需要5兆赫兹的信道带宽，并且4G系统大概将具有高达每信道20兆赫兹的带宽。4G将允许以(大概)1.25兆赫兹的步长来调整最大信道传输带宽。因此4G系统的典型的最大信道传输带宽的范围为5兆赫兹至20兆赫兹。每一通信系统灵活的最大传输带宽的特征允许从GSM和UMTS系统平滑过渡到4G系统的高数据速率，例如对于4G系统重复使用(reuse)当前为GSM和UMTS保留的射频频谱。
作为4G标准的例子，负责UMTS标准化的3GPP(第三代合作伙伴计划)提出了从3G WCDMA(宽带-CDMA)标准演进的称作LTE(长期演进)的4G系统。UMTS LTE系统应当能够在从至少1.25兆赫兹到最多20兆赫兹范围的带宽上运行，支持具有10米半径并且其中峰值数据速率高达100兆比特每秒的微小区(micro cell)。
未来，通过无线电接口执行的控制过程还必须考虑可变带宽系统的特征，即能够处理(在通常由通信标准预定义的最大带宽内的)不同带宽的移动终端和无线电基站。在这点上，这些必须被适配的控制过程中的一个是随机接入过程。
移动终端必须执行随机接入过程以便通过无线电接口接入无线网络。在随机接入过程之前，所述终端(仅)从下行链路公共控制信道(DCCH)接收数据；这样的下行链路控制信道例如是GSM网络中的广播公共控制信道。
基站的DCCH向位于基站所服务的无线电小区内的所有移动终端提供信息。典型地，在DCCH中传送的信令涉及关于实际系统、频率同步、时间同步和移动终端要使用的传送功率的估计的信息。移动终端和无线电基站之间的同步最终必须实现比特准确度(bitaccuracy)，也就是，所述终端在特定时隙期间的任何传输必须与所述基站的相应时隙相适应，以使得所传送的比特不会超出基站时隙。至少在现在，仅仅基于在DCCH上传送的同步信息还无法实现这样的准确时间对准(time alignment)。
随机接入过程因此允许基站通过对发送到移动终端(例如在DCCH中)并传送回基站(在由终端发送的接入请求中)的信息的往返延迟进行测量来确定准确的时间对准。作为随机接入过程的一个结果，基站可以向终端传送所谓的“定时提前(timing advance)”，该定时提前命令终端对其传输方案(transmission scheme)进行移位(shift)(包括在终端的时隙定时)以使得在基站处到达相应时隙的传输具有比特准确度。
为了使得基站能够足够准确地测量往返延迟，终端必须发送“接入脉冲(burst)”，其与正常的传输脉冲的区别在于前者提供比较长的保护间隔(guard period)以用于避免在所述基站接收的(可能未对准的)接入脉冲与在相邻时隙内接收的脉冲发生重叠。此外，为了测量往返延迟，接入脉冲所占据的时间长度和带宽的乘积必须满足预定义的最小值。
要注意的是，终端常常利用接入脉冲提供其他信息，例如，允许基站决定其是否确实准予接入到无线网络。例如，可以利用接入脉冲传送连接建立理由(例如，“紧急呼叫”)。
在随机接入信道(RACH)内发送接入脉冲。作为例子，可以在任意时隙并且通过全部可用带宽发送WCDMA系统中的RACH。由于随机接入脉冲因此与其他传输相重叠(即，RACH非正交于其他信道)，所以需要对传送功率进行准确控制。典型地，执行功率渐增(powerramping)过程，这导致接入过程的延迟。作为另外的缺点，无线电基站需要在所支持的全部带宽并且在所有时隙中连续地搜索接入脉冲。
在其他系统中，例如GSM系统，正交的RACH可以被提供，这可以通过周期性地分配用于随机接入的特定时隙和全部可用的传输带宽来实现。由于上行链路中的定时(timing)不确定性，为了保持正交性，必须在时隙中包括保护间隔。然而，利用这种方案，时间和频率资源被静态地分配给随机接入过程并且仅可以通过改变所分配的接入时隙(例如，它们的周期)来改变。由于需要保护间隔(其依赖于小区大小)，所保留的接入时隙的长度不能被任意地减少。
需要一种用于通过无线电接口执行随机接入过程的技术，其允许灵活地向随机接入过程提供时间和/或频率资源。
发明内容
根据本发明的第一方面，提出了一种通过无线电接口执行随机接入过程的方法。所述方法包括以下步骤：选择用于通过无线电接口传输接入脉冲的接入时隙，和设置用于传输接入脉冲的接入带宽。接入带宽被设置为小于与无线电接口相关联的可用传输带宽。
无线电接口可以是移动网络(例如，2G、3G或4G系统)的空中接口。所述方法可以在移动终端中执行以实现与服务(serve)无线电接口的通信系统的无线电基站的比特准确(bit accurate)同步。由接入时隙和接入带宽所限定的RACH可以与其他信道(例如其他随机接入信道、其他控制数据信道或用户数据信道)正交。
可用传输带宽可以是无线电基站所支持的用于上行链路传输的频率带宽。例如，移动网络可以是LTE系统，其为从移动终端进行的上行链路传输提供最大20兆赫兹的可用传输带宽。在LTE网络的可替换的实施方式中，无线电基站可以仅支持LTE最大传输带宽的一部分，例如5兆赫兹。关于可用传输带宽、接入带宽和具有接入带宽的接入频带的位置中的至少一个的信息可以由移动终端例如经由DCCH或其他传输信道、经由诸如SIM(订户身份模块(Subscriber IdentityModule))卡之类数据载体或采用任何其他方式来接收。
在本发明的一些实施方式中，可以根据最小接入带宽来设置接入带宽。例如，接入带宽可以被设置为等于或高于最小接入带宽。可以由无线电接口的资源(例如，时间或频率)同步要求来确定最小带宽。例如，为了移动终端与无线电基站的比特准确同步，基站必须精确地确定往返延迟。这需要接入脉冲符合接入脉冲的时间长度和带宽的乘积的最小值。对于接入脉冲的给定时间长度，最小接入带宽能够被确定。最小接入带宽对于终端而言可以是预先知道的，或者可以由终端或基站计算和/或可以在下行链路控制信道中被通告。
另外或者可替换地，最小接入带宽可以被选择成使其对应于最小系统带宽，对于依照特定通信标准的信道，基站和/或移动终端必须至少支持该最小系统带宽。例如，该最小系统带宽可以被标准化为1.25兆赫兹。然而，要注意的是，用于传输接入脉冲的接入带宽也可以被设置成低于最小系统带宽的值。例如，在小型小区中，可以利用小于标准化的最小系统带宽的接入带宽实现比特准确定时对准。
在本发明的一种变化中，可以从与无线电接口相关联的接入时隙的周期排列(periodic arrangement)中选出特定接入时隙。该周期排列对于终端而言可以是预先知道的，或者可以由无线电基站通过例如DCCH中的无线电接口来通告。例如，RACH可以与包括预定数目的时隙的帧或者多帧中的特定时隙相关联。
本发明的一些实施方式可以包括另外的步骤：在可用传输带宽内选择具有接入带宽的接入频带。例如，可以根据与无线电接口相关联的频率复用方案来选择接入频带。例如，与无线电接口相关联的可用传输带宽可以为5兆赫兹。在该带宽内，可以提供每个四个正交信道，每个都具有1.25兆赫兹带宽。移动终端然后可以选择这些频带中的一个以用于传送它的接入脉冲。接入时隙和接入频带的特定对然后可以承载随机接入信道或任何其他数据信道，因此这样的对在下文中也可以被简称为“信道”。
另外或者可替换地，可以根据与无线电接口相关联的跳频模式来选择接入频带。在存在着若干被限定于接入时隙内的频带的情况下，跳频模式例如可以包括连续地或以任何其他次序向RACH分配第一、第二和第三频带等。这样的跳模式对于移动终端而言可以是预先知道的，或者该模式可以由无线电基站在下行链路控制信道中指示给所服务的小区。
在本发明的一些实施方式中，所述方法可以包括在不同接入频带中传送两个接入脉冲的步骤。可以在相同或不同的时隙中传送接入脉冲。在前者的情况下，执行该方法的移动终端可以包括两个传送器。
在本发明的一种变化中，可以根据与无线电接口相关联的优先级方案来确定接入时隙和接入频带中的至少一个。例如，可以向高优先级的移动终端提供特定接入信道，并向低优先级的终端提供其他信道。例如，可以使分配到高优先级RACH的用户数目小于分配到低优先级RACH的用户数目。
根据本发明的第二方面，提出了一种为无线电接口提供随机接入信道的方法。该方法包括以下步骤：限定用于随机接入信道的接入时隙；和设置用于接入请求的接入带宽。该接入带宽被设置为小于与无线电接口相关联的可用(或所支持)的传输带宽。
设置接入带宽的步骤可以包括为接入滤波器设置接入带宽，接入滤波器在接入时隙期间用来接收接入脉冲。
所述方法可以在服务无线电接口的无线电基站(例如GSM网络中的收发基站(base transceiver station)或UMTS系统的RAN中的节点B)中执行。基站所支持的可用传输带宽遵照预定义的最大传输带宽或该最大带宽的一部分，该预定义的最大传输带宽符合通信标准。例如，基站可以在4G系统中提供20兆赫兹的最大带宽，或者可以包括该最大传输带宽的一部分，例如5兆赫兹。可用传输带宽不可以小于通信标准所规定的带宽。例如，在4G系统中，最小系统传输带宽将可能是1.25兆赫兹，这样基站可以提供至少1.25兆赫兹的可用传输带宽。
可以根据预定义的最小接入带宽来设置接入带宽，所述预定义的最小接入带宽例如是通过上述同步要求来限定的。对于比特准确同步和预先确定的接入脉冲时间长度，需要最小接入脉冲带宽。在本发明的一些实施方式中，该最小接入脉冲带宽可以被用作接入滤波器的接入带宽，所述接入滤波器用于接收接入脉冲。
本发明的第二方面的一些实施方式可以包括另外的步骤：根据具有接入带宽的接入频带来设置接入带宽。例如，可以实施跳频方案，根据该跳频方案特定频带被分配到连续接入时隙。
本发明的其他实施方式可以包括其他步骤：应用一个或多个另外的滤波器以在接入时隙期间接收其他数据。这些滤波器可包括另外的接入滤波器，以使得能够在单个接入时隙内提供两个或更多随机接入信道。另外或者可替换地，这些滤波器可以包括适于接收控制数据(信令数据)和/或用户数据的滤波器。这样的数据可以从相同或不同的移动终端来接收。
在本发明的一种变化中，该方法包括另外的步骤：通过无线电接口传送关于接入带宽、接入时隙和接入频带中的至少一个的信息。可以在DCCH中传送该信息。位于小区(其中该信息是为该小区传送的)内的移动终端可以使用该信息来准备传送接入脉冲。
根据本发明的又一方面，提出了一种计算机程序产品，其包括程序代码部分，所述程序代码部分用于当在一个或多个计算设备(例如无线网络的移动终端或无线电基站)上执行所述计算机程序产品时执行这里所描述的本发明任何一个方法方面的步骤。该计算机程序产品可以被存储在计算机可读记录介质上，例如CD-ROM或DVD。另外或可替换地，可以提供计算机程序产品以供下载服务器下载。例如，可以经由因特网实现下载。
根据本发明的又一方面，提供了一种移动终端，其适于通过无线电接口执行随机接入过程。该设备包括时隙部件，适于选择用于通过无线电接口传送接入脉冲的接入时隙；和带宽部件，适于设置用于传送接入脉冲的接入带宽。带宽部件适于将接入带宽设置为小于与无线电接口相关联的可用传输带宽。
根据本发明的又一方面，提出了一种无线电基站，其适于为无线电接口提供随机接入信道。该无线电基站包括时隙部件，适于限定用于随机接入信道的接入时隙；和带宽部件，适于设置用于接入请求的接入带宽。带宽部件适于将接入带宽设置为小于与无线电接口相关联的可用传输带宽。
带宽部件可适于设置用于接入滤波器的接入带宽，接入滤波器在接入时隙期间用来接收接入脉冲。带宽部件可适用于在接入时隙的不同频带中提供多个接入滤波器。这样，基站可以在相同时隙中提供若干频率正交的接入信道，所述时隙可以被一个且相同的移动设备或若干移动设备使用。
附图说明
接下来，参考附图中所示的示例性实施例来对本发明作进一步的描述，其中：
图1是通信系统的实施例的示意性图示；
图2是示意性地图示出移动终端的实施例的功能框图；
图3是示意性地图示出无线电基站的实施例的功能框图；
图4是示意性地图示出用于在移动终端中执行随机接入过程的方法实施例的步骤的流程图；
图5是示意性地图示出用于在基站中执行随机接入过程的方法实施例的流程图；
图6示意性地图示出数据传输方案的现有技术实施方式；
图7示意性地图示出数据传输方案的第二实施例；
图8A-C示意性地图示出数据传输方案的第三至第五实施例；
图9示意性地图示出数据传输方案的第六实施例；
图10示意性地图示出数据传输方案的第七实施例。
具体实施方式
在以下描述中，出于解释而非限定的目的，特定的细节被陈述(例如包括特定网络节点、通信协议等的特定网络类型)，以便提供对本发明的全面理解。对于本领域技术人员很明显的是，本发明可以在脱离这些特定细节的其他实施例中实施。例如，本领域技术人员将意识到，可以利用与以下为了说明本发明而讨论的移动网络不同的无线网络来实施本发明。更确切地，可以使用其中经由无线电接口来执行随机接入过程的任何无线网络来实施本发明。例如，这可以包括HIPERLAN(HIPERLAN是无线局域网的标准)。
本领域技术人员将进一步意识到，此后所解释的功能可以通过使用独立硬件电路、使用结合编程微处理器或通用计算机而运行的软件、使用专用集成电路(ASIC)和/或使用一个或多个数字信号处理器(DSP)来实现。还将意识到，当本发明被描述为方法时，其还可以在计算机处理器和被耦合到处理器的存储器中实现，其中使用一个或多个程序来对所述存储器进行编码，所述一个或多个程序在被所述处理器执行时执行这里所公开的方法。
图1示意性地图示出包括移动终端102和无线电基站104的通信系统100的实施例，所述移动终端102和无线电基站104被配置成经由无线电接口106交换数据。基站104属于移动网络108。
为了能够建立与另一个终端点(例如，固定或移动用户、数据提供服务器等)的连接，移动终端102必须经由基站104接入网络108。为此，尤其必须在终端102和基站104的每个中执行随机接入过程。为了准备该过程，终端102监听下行链路控制信道(DCCH)110，其通过基站104被传送(例如，广播)到由基站104所服务的无线电小区(未示出)中。例如，DCCH 110可以通告(announce)小区ID和网络ID、随机接入参数、诸如传输方案之类的信道配置以及用于连接建立的参数。
根据所广播的信息，移动终端102能够执行随机接入过程，在该随机过程中，一个或多个接入请求(均包括接入脉冲112)通过空中接口106被传送到基站104。基站104分析所述接入脉冲112并且确定定时提前值以及移动终端102和基站104之间可能有的频率差，它们然后被发送到终端102以用于同步的目的。根据在接入请求中所提供的(即，在接入脉冲中编码的)其他信息，基站104决定准予或拒绝终端102接入移动网络108。以下将更为详细地描述传输方案以及接入脉冲112的配置，其可以分别被终端102和基站104使用以用于传送和接收接入脉冲。
图2示意性地图示出移动终端120的功能部件，所述移动终端120适于通过无线电接口122执行随机接入过程。终端120可以是图1中的终端102的实现方式。
移动终端120包括时隙部件124，其适于选择用于通过无线电接口122传输接入脉冲的接入时隙。终端120还包括带宽部件126，其适于设置用于传输接入脉冲的接入带宽。部件124和126这二者都可以通过用于控制随机接入过程的控制部件(未示出)来触发。带宽部件126还适于将接入带宽设置为小于与无线电接口相关联的可用传输带宽。带宽部件126另外可适于将接入带宽设置成等于可用传输带宽。接入带宽、可用带宽和可用带宽内的接入频带的位置中的至少一个对于终端120而言是可以预先知道的。例如，可以在诸如SIM卡或USIM卡(USIM：UMTS订户身份模块)之类的用户卡中存储相应参数，其中所述用户卡是从网络操作者提供给终端120的用户的。可替换地，由服务无线电接口的无线电基站所提供的可用传输带宽和/或可应用频带和/或接入带宽可以在图1所示的DCCH中被通告。由带宽部件126所设置的接入带宽和/或可应用接入频带也可以(例如，经由无线电接口122)被通告给终端120。可替换地，带宽部件126可以根据其他信息来决定接入带宽。例如，带宽部件可以将接入带宽设置成通过通信标准确定的最小带宽，其中随机接入过程是根据所述通信标准来执行的。
部件124和126将它们的参数设置提供给传输部件128，传输部件128被耦合到天线130并且根据所提供的设置进行操作，以便使用所期望的接入带宽并且在所期望的接入时隙中传送接入脉冲。
图3示意性图示出无线电基站140的实施例，其适于为无线电接口142提供随机接入信道。基站140可以是图1中的基站104的实现方式。例如，无线电接口142可以是图2的接口122。
基站140包括天线144，所述天线144用于接收通过无线电接口142传送的无线电信号。所接收的信号被提供给接收部件146，接收部件146例如可以将所接收的信号从射频范围转换成基站140的其他信号处理部件(未示出)所使用的内部频率范围，并且可以应用滤波器以用于对所接收的信号进行滤波。
基站140还包括时隙部件148，其适于限定用于随机接入信道的接入时隙。此外，提供有带宽部件150，其适于针对接入请求设置接入带宽。部件148和150向接收部件146提供控制信号。接收部件146在接入时隙期间把根据控制信号配置的接入滤波器应用于所接收的无线电信号，并且可以以这种方式来恢复在接入时隙内并且在接入频带内通过无线电接口142传送的接入脉冲。
通过接收部件146将所恢复的接入脉冲提供给基站140的其他部件(未示出)，所述其他部件分析所识别的接入脉冲并且检测另外的信息。例如，接入脉冲可以包括用于与传送移动终端的通信的随机参考(random reference)以及与终端的连接建立请求有关的信息。
带宽部件150适于将接入带宽设置为小于与无线电接口142相关联的可用传输带宽。带宽部件150另外还适于将接入带宽设置为等于可用传输带宽。例如，基站140可以适于向其所遵照的特定通信标准的无线电接口提供全部传输频率带宽。因此，当遵照3GGP LTE标准时，基站140可以使20兆赫兹的带宽可用。带宽部件150可以将接入带宽设置成较小值，而不是准备通过全部可用带宽接收接入脉冲，以使得仅有一部分可用传输带宽可用于接收接入脉冲。例如，接入带宽可以被设置成遵照3GGP LTE标准(即1.25兆赫兹)的设备所必须支持的最小系统带宽。
图4示意性图示出用于通过无线电接口执行随机接入过程的方法200的实施例的步骤。例如，可以通过移动终端102或120之一来执行该方法实施例。
例如，在步骤202中，通过来自用于控制随机接入过程的控制部件的信号来触发该过程。在步骤204中，选择用于通过所述无线电接口传输接入脉冲的接入时隙。在步骤206中，设置用于传输接入脉冲的接入带宽，其中接入带宽被设置成小于与无线电接口相关联的可用传输带宽。过程结束于步骤208。要注意到，还可以并行地或者以不同次序执行步骤204和206。
图5示意性地图示出用于为无线电接口提供随机接入信道的方法220的实施例。该方法可以在无线电基站104或140之一中执行。
例如，在步骤222中，通过来自用于控制接入脉冲的接收的控制部件的信号来触发该过程。在步骤224中，限定用于随机接入信道的接入时隙。在步骤226中，设置用于接入请求的接入带宽，其中该接入带宽被设置为小于与无线电接口相关联的可用传输带宽。例如，可以对接入滤波器设置接入带宽，所述接入滤波器在接入时隙期间用来接收接入脉冲。该方法结束于步骤228。要注意到，可替换地，可以并行地或者以不同次序执行步骤224和226。
图6示意性地图示出数据传输方案240的现有技术实施方式，所述数据传输方案特别涉及接入脉冲的传输。所述方案是以时间对频率的图的形式给出的。子帧指示时隙。特定时隙242被指定为接入时隙。在特定实施例中，随机接入信道(RACH)在接入时隙242中占据无线电接口上可用的全部带宽。
在接入时隙242中，可以传送接入脉冲时长为TAB的接入脉冲244。由于上行链路中的定时不确定性，在接入时隙242中需要附加的保护间隔246。更准确地，为了保持接入脉冲和在其他时隙中所传送的其他数据之间的正交性，接入脉冲必须在特定时刻到达无线电基站。由于在随机接入过程之前实现的同步没有考虑往返传播时间，所以例如基站和移动之间的未知距离会产生不确定性。为了兼顾该不确定性，必须引入保护间隔246。因此，接入时隙长度TRACH包括TAB以及保护间隔。接入时隙可以以TREP的重复周期周期性地彼此跟随。
图7示意性地图示出数据传输方案270的第一实施例。如图6所示，每个接入时隙262可以包括时长为TAB的接入脉冲264和保护间隔266。在图7中所示的实施方式中，在接入时隙262中的每个内，仅有全部可用传输带宽的一部分BWRACH被分配用于接入信道。在图7的例子中，带宽BWRACH占据可用带宽的四分之一，这样就限定了三个其他信道268。
通常，特定通信系统可以有若干允许的接入带宽，以使得移动终端(或提供服务的基站)可以决定所允许的接入带宽中的一个。在如图7所示的情况下(其中仅指定了单个接入带宽BWRACH)，接入带宽可以被选择成使得其与电信标准所指定的最小系统带宽相适应，即该接入带宽可以被选择为小于或等于最小系统带宽。在一个例子中，最小系统带宽可以被限定为1.25兆赫兹，于是BWRACH可以被选择为1.25兆赫兹。使用这样的单个接入带宽实现了对基站和/或终端的配置的简化。
在其他实施例中，其中BWRACH被选择为大于最小系统带宽，可以指定多个随机接入过程，每个接入带宽对应一个过程。在这种情况下，如果例如移动终端仅支持一个接入带宽，则其可能不能够接入无线电基站。可达性(accessibility)将仅在基站配备有多个随机接入接收器的情况下被保证，所允许的接入带宽中的每个对应一个接收器。
在又一实施例中，移动终端可以适于从不同接入带宽中进行选择。例如，终端可适于使用与可用带宽相等的BWRACH或等于较小值(例如最小系统带宽)的BWRACH。
在任何情况下，都必须确保接入带宽足以使得基站能够以比特准确度测量定时提前值。典型地，对于3GPP LTE系统而言，所选的等于或略低于1.25兆赫兹的最小系统带宽的接入带宽将满足该条件。
再次参考图7，接入时隙262以时间周期TREP重复。TREP的值例如可以通过电信标准来确定。在其他实施例中，无线电基站或无线网络的其他控制节点可以例如根据要求来设置周期以为随机接入过程提供充足资源。然后可以由较高层信令通告TREP的即时有效值。接入时隙长度可以在移动终端中预先得知或者可以被发信号通知。
作为示例，可以在10毫秒(msec)的范围内选择与随机接入时隙的周期相关的TREP值。一个接入时隙可以与其他时隙具有相同的长度TRACH，例如0.5msec或1msec。随机接入脉冲的长度TAB可以与接入时隙相适应，以便留下充足的保护时间间隔来兼顾定时不确定性。例如，TAB可以为400微秒(μs)而保护间隔可以为100μs。另一个示例可以是900μs的TAB和100μs的保护间隔。例如，这些值对于高达约15千米的小区大小是合适的。对于较大的小区而言，可以放大随机接入时隙长度TRACH以使其例如约为其他时隙的两倍，或者网络(基站)可以确保在随机接入时隙之后的子帧中不会调度任何上行链路数据传输。在这种情况下，可以在没有任何其他重新配置要求的情况下处理大的小区大小。
分配用于随机接入脉冲的带宽BWRACH可以大约为1兆赫兹，其常常足够大以实现足够的时间分辨率。注意，该值小于例如为3GGPLTE所建议的最小允许系统带宽(其预计为1.25兆赫兹)。这样，对于提供5兆赫兹的可用传输带宽的系统，可以分配多达4个甚至5个并行的随机接入信道，每个随机接入信道占据随机接入时隙内的不同频带。
方案260进一步图示了可以对连续接入时隙262应用跳频(frequency hopping)，即可以在连续时隙中使用不同频带。在图7的示例中，RACH在连续接入时隙262中交替占据频带268中的第一个和第三个。在其他实施例中，可以指定另一个周期，例如可以使用所有可用频带。在每个接入时隙262中，没有被RACH占据的频带268可以用于传输其他数据，例如控制或用户数据。
这被示于图8A－8C中，图8A－8C示出了与图7类似的传输方案260、270和280的其他实施例。仅仅单个接入时隙262、272和282分别被更详细地图示出来。
在传输方案260、270和280中的每一个之中，随机接入信道RACH的接入带宽被设置为小于与无线电接口相关联的可用传输带宽。在方案260中，剩余带宽用于其他的随机接入信道RACH。各个信道因频率保护带(guard band)而彼此分离，以避免在相邻信道的基站中所接收的未准确定位的接入脉冲发生重叠。这样，能够在可用传输带宽内提供多个频率复用的正交接入信道。这些信道可以用于一个或多个移动终端，例如，单个终端可以在不同的频带中传送两个接入脉冲。
在传输方案270中，没有用于RACH的可用带宽被用于其他数据(例如用户数据和/或控制数据)的传输。传输方案280是方案270和260的结合。在接入时隙282内提供两个接入信道，并且剩余的可用带宽被用于其他数据的传输。在其他实施例中，用于RACH脉冲的频带和被分配用于传输其他数据的频带可以以交叉或交替模式来定位。
图9示例性地图示出传输方案300的其他实施例。在图9中，以与图7和8相似的方式图示了具有各个接入频带308－324的接入时隙302、304和306的配置。
传输方案300说明了将用户分配到不同的随机接入用户组的可能性。例如，第一用户组可以被分配到随机接入信道308、310和312。第二用户组可以被分配到接入信道314、316和318，而第三用户组可以被分配到接入信道320、322和324。特定的跳频模式被应用到每个用户组的RACH。在其他实施例中，可以向特定用户组或所有用户组分配恒定的频带。然而，从分集(diversity)的角度来看，使用跳频模式是有益的。在低的移动终端速度，特定频率会受到在多个接入缝隙(slot)上延伸的衰退骤降(fading dip)的影响。如果第一接入尝试不成功，则因此使用另一频率进行后续尝试是有利的。针对图9的方案300中的用户组示例性地示出的跳频模式增加了用于重传随机接入请求的分集，以便在后续接入缝隙中，其他频带对随机接入过程是可用的。
移动终端可以预先知道跳频模式，或者可以发信号通知移动终端跳频模式，以使得每个终端知道要在哪一个接入缝隙中使用哪个频率。在移动终端和无线电基站这二者都知道跳模式的情况下，后者能够适当配置它的随机接入接收器。可替换地，移动终端可以随机选择所提供的RACH频带中的一个用于它的随机接入过程。这需要无线电基站对在接入时隙期间分配给RACH脉冲的所有频带进行搜索。
在其他实施例中，可以将向在图9中示例性地示出的不同用户组分配不同的优先等级(priority class)。这样，可以在频域中将高优先级(priority)终端或高优先级用户与低优先级终端或低优先级用户分开。例如，分配给特定用户组的用户的数目比高优先等级要低且比低优先等级要高。这样，在分配给高优先等级的接入信道中发生冲突的风险可以被降低，由此随机接入过程平均起来将会更快地执行(出于在冲突情况下的附加尝试所引起的延迟的缘故)。另外地或可替换地，还可以在每个接入时隙为高优先级用户等级分配一个以上的接入信道和/或为高优先级用户等级分配帧或多帧中的数量较大的接入时隙。例如，在每两个连续接入时隙中仅提供一个用于低优先级用户的RACH。
图10图示了数据传输方案330的其他实施例。仅图示了在特定接入时隙期间使用单个接入频带的特定RACH。多个移动终端1…n可以使用RACH以编码复用(code multiplex)的方式(CDMA，码分多址)传送它们的接入脉冲。可以通过利用不同的正交编码对这些接入脉冲进行编码以使它们彼此分隔。包括有限数目的正交编码的编码集(code set)对于移动终端而言可以是预先知道的，或者例如可以在下行链路控制信道中发信号通知这样的编码集的指示。来自不同终端的接入脉冲然后可能在功率上彼此干扰，但是由于不同编码的缘故，它们在基站中仍然是可分离的。移动终端可以从编码集中随机选择一个编码。图10所示的技术可以与图7－9中的技术结合使用。
这里所提出的技术允许以灵活的方式为移动终端的随机接入请求提供资源。由于在接入时隙期间无线电接口处的可用传输带宽仅有一部分被用于特定接入脉冲的事实，所以剩余的可用带宽能够用于其他接入脉冲或用于其他数据的传输。可以在接入时隙中向基站所服务的小区内的终端发信号通知接入带宽的使用及其在可用传输带宽内的位置，以使得可以在短时间尺度上以自动的方式提供资源。由此避免了对用于随机接入过程的带宽资源的浪费。在向通信系统指定特定接入带宽的情况下，有助于随机接入传送器和接收器的设计。另外可以在码域中调整随机接入信道的数目。通过对连续接入时隙/接入频带应用跳频模式能够很容易地实现频率分集。
尽管已经针对本发明的优选实施例对本发明进行了描述，但是要理解的是，此公开仅仅是出于说明目的。因此，本发明仅由这里所附的权利要求的范围来限定。

Claims (21)

1.一种通过无线电接口（106）执行随机接入过程的方法，所述方法包括以下步骤：
选择（204）用于通过所述无线电接口传输接入脉冲（112）的接入时隙；
从不同接入带宽的集合中选择接入带宽（BWRACH）；和
设置（206）用于传输接入脉冲的所选择的接入带宽（BWRACH）；
其中所述接入带宽被设置为小于与所述无线电接口相关联的可用传输带宽。
2.如权利要求1所述的方法，
进一步包括接收关于可用传输带宽、接入带宽和具有所述接入带宽的接入频带的位置中的至少一个的信息。
3.如权利要求1或2所述的方法，
其中根据最小接入带宽来设置所述接入带宽。
4.如前述权利要求1-2中任何一项所述的方法，
其中从与无线电接口相关联的接入时隙的周期排列中选出所述接入时隙。
5.如前述权利要求1-2中任何一项所述的方法，
包括进一步的步骤：在可用传输带宽内选择具有所述接入带宽的接入频带。
6.如权利要求5所述的方法，
其中根据与所述无线电接口相关联的频率复用方案来选择所述接入频带。
7.如权利要求6所述的方法，
其中根据与所述无线电接口相关联的跳频模式选择所述接入频带。
8.如权利要求5所述方法，
包括在不同接入频带中传送两个或更多接入脉冲的步骤。
9.如前述权利要求1-2中任何一项所述的方法，
其中根据与所述无线电接口相关联的优先级方案来确定所述接入时隙和所述接入频带的至少一个。
10.一种为无线电接口（106）提供随机接入信道的方法，所述方法包括以下步骤：
-限定（224）用于所述随机接入信道的接入时隙；和
-设置（226）用于接入请求的接入带宽（BWRACH）；
其中所述接入带宽被设置为小于与所述无线电接口相关联的可用传输带宽。
11.如权利要求10所述的方法，
其中设置所述接入带宽的步骤包括：设置用于接入滤波器的接入带宽，所述接入滤波器在所述接入时隙期间用来接收接入脉冲（112）。
12.如权利要求10或11所述的方法，
其中根据预定义的最小接入带宽来设置所述接入带宽。
13.如权利要求10至11中任何一项所述的方法，
包括进一步的步骤：根据具有所述接入带宽的接入频带来设置所述接入带宽。
14.如权利要求11所述的方法，
包括进一步的步骤：在所述接入时隙期间使用一个或多个另外的滤波器来接收其它数据。
15.如权利要求10至11中任何一项所述的方法，
包括步骤：通过所述无线电接口传送关于接入带宽、接入时隙和接入频带中的至少一个的信息（110）。
16.一种通过无线电接口（106）执行随机接入过程的装置，所述装置包括：
用于选择（204）用于通过所述无线电接口传输接入脉冲（112）的接入时隙的部件；
用于从不同接入带宽的集合中选择接入带宽（BWRACH）的部件；和
用于设置（206）用于传输接入脉冲的所选择的接入带宽（BWRACH）的部件；
其中所述接入带宽被设置为小于与所述无线电接口相关联的可用传输带宽。
17.如权利要求16所述的装置，
进一步包括用于接收关于可用传输带宽、接入带宽和具有所述接入带宽的接入频带的位置中的至少一个的信息的部件。
18.一种移动终端（102，120），适于通过无线电接口（106）执行随机接入过程，所述终端包括：
-时隙部件（122），适于选择用于通过所述无线电接口传送接入脉冲（112）的接入时隙并且从不同接入带宽的集合中选择接入带宽（BWRACH）；和
-带宽部件（124），适于设置用于传送接入脉冲的所选择的接入带宽（BWRACH）；
其中所述带宽部件适于将所述接入带宽设置为小于与所述无线电接口相关联的可用传输带宽。
19.一种无线电基站（104，140），适于为无线电接口（106）提供随机接入信道，所述无线电基站包括：
-时隙部件（148），适于限定用于所述随机接入信道的接入时隙；和
-带宽部件（150），适于设置用于接入请求的接入带宽（BWRACH）；
其中所述带宽部件适于将所述接入带宽设置为小于与所述无线电接口相关联的可用传输带宽。
20.如权利要求19所述的无线电基站，
其中所述带宽部件（150）适于设置用于接入滤波器的接入带宽（BWRACH），所述接入滤波器在所述接入时隙期间用来接收接入脉冲。
21.如权利要求20所述的无线电基站，
其中所述带宽部件适于在所述接入时隙的不同频带中提供多个接入滤波器。
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