CN105594285A - 用于随机接入的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本公开的一个实施例涉及一种用于在支持与至少一个CE-MTCUE进行通信的基站中进行随机接入的方法。该方法包括：从用户设备接收包括随机接入前导的第一消息的重复传输；向用户设备反复传送包括随机接入响应RAR的第二消息，其中该第二消息具有取决于第一重复级别的特性。本发明的另一个实施例还涉及一种用于在用户设备中进行随机接入的相对应方法。根据本公开的一个方面，提供了相对应的设备。

Description

用于随机接入的方法和设备
技术领域
本公开总体上涉及无线通信，尤其涉及用于在包括至少一个覆盖增强机器类型通信用户设备(CE-MTCUE)的无线通信系统中进行随机接入的方法和设备。
背景技术
机器类型通信(MTC)UE是被用于具体应用的机器所使用的UE。这样的MTCUE的一个例子是智能效用度量表。诸如智能效用度量表之类的一些MTCUE位于地下室中，其受到高的穿透损失的影响，因此MTCUE难以与网络进行通信。因此，在第三代合作伙伴计划(3GPP)中，针对低成本MTCUE和覆盖增强提出了新的工作事项。覆盖增强方面旨在将这样的MTCUE的覆盖扩展15dB。这种类型的MTCUE被称作覆盖增强MTCUE(CE-MTCUE)。
在该主题的研究阶段的期间认识到，重复是用于CE-MTCUE的主要方法。所要求的重复数量相当大，然而这导致了频谱效率的明显退化。因此，相比让单个重复级别来针对具有最差无线电条件的CE-MTCUE，让若干重复级别来针对处在不同覆盖级别的CE-MTCUE具有更具频谱效率。
正常情况下，随机接入过程由以下消息交换所组成：
1)MSG1：上行链路中的前导传输；
2)MSG2：下行链路中的随机接入响应(RAR)；
3)MSG3：例如，上行链路中的RRC连接请求；
4)MSG4：下行链路中的争用解决(contentionresolution)消息。
对于CE-MTCUE而言，随机接入过程中的这些消息中的每一个都要求多次重复。
CE-MTCUE的随机接入过程还没有进行详细讨论，并且因此在现有技术中还未提出解决方案。
发明内容
根据本公开的一个或多个方法和装置实施例旨在为UE特别是CE-MTCUE提供一种随机接入解决方案。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于在基站中进行随机接入的方法。该方法包括：从用户设备接收包括随机接入前导的第一消息的重复传输；向用户设备反复传送包括随机接入响应RAR的第二消息，其中该第二消息具有取决于第一重复级别的特性。
根据本公开的一个方面，提供了一种基站。该基站包括：接收单元，其被配置为从用户设备接收包括随机接入前导的第一消息的重复传输；传送单元，其被配置为向用户设备反复传送包括随机接入响应RAR的第二消息，其中该第二消息具有取决于第一重复级别的特性。
根据本公开的一个方面，提供了一种用于在用户设备中进行随机接入的方法。该方法包括：向基站反复传送包括随机接入前导的第一消息；从基站接收包括RAR的第二消息的重复传输，其中该第二消息具有取决于第一重复级别的特性。
根据本公开的一个方面，提供了一种用户设备。该用户设备包括：传送单元，其被配置为向基站反复传送包括随机接入前导的第一消息；接收单元，其被配置为从基站接收包括RAR的第二消息的重复传输，其中该第二消息具有取决于第一重复级别的特性。
附图说明
被认为是本发明的特性的发明特征在所附权利要求中给出。然而，本发明、其实施模式、其它目标、特征和优势将通过参考附图阅读以下有关示例性实施例的详细描述而被更好地理解，其中：
图1是示意性图示用于CE-MTCUE的随机接入过程的示图；
图2是示意性图示用户设备和基站之间的随机接入过程的示图；
图3示意性图示了示例性的RACH资源分配；
图4是示意性图示根据本公开的一个或多个实施例的UE的框图；和
图5是示意性图示根据本公开的一个或多个实施例的基站的框图。
具体实施方式
随后，将参考附图对本公开的实施例进行描述。在以下描述中，对许多具体细节进行了阐述以便更为全面地理解本公开。然而，对于本领域技术人员而言，本发明的实施方式可以没有这些细节。此外，应当理解的是，本公开并不局限于如这里所介绍的特定实施例。相反地，以下特征和要素的任意组合都可以被认为实施并实践本发明，而无论它们是否涉及到不同的实施例。例如，虽然下文出于说明的目的是以LTE或LTE-A类型的无线通信类型进行描述，但是本领域技术人员将会认识到，本公开的一个或多个实施例也能够被应用于各种其它类型的无线通信系统。因此，除非在权利要求中以其它方式明确指出，否则以下的多个方面、特征、实施例和优势仅是出于说明的目的，而并不应当被理解为所附权利要求的要素或限制。
图1示出了用于诸如CE-MTCUE的用户设备的可能随机接入处理，其基于传统的RACH处理。
在框S110中，诸如CE-MTCUE的用户设备测量其路径损失并且为前导选择适用于该路径损失的重复级级别。假设重复级别的数量在系统中是有限的(例如，3个级别)，并且不同重复级别的配置可以由基站，诸如eNodeB，在系统信息块中以信号进行通知。
在框S120，CE-MTCUE执行包括随机接入前导的消息1的重复传输。在对前导重复进行传送之后，CE-MTCUE将等待来自eNodeB的包括随机接入响应(RAR)的消息2。该RAR也将由eNodeB进行反复传送。
在框S130，确定CE-MTCUE是否从eNodeB接收到RAR。如果CE-MTCUE没有接收到RAR，则假设之前的重复级别有所不足，其将在框S140中再次尝试选择更高的重复级别以便传送其包括在消息1之中的前导。之前的前导传输中显然可能发生冲突，但是该CE-MTCUE此时对此并不知晓。
如果在框S150确定已经达到了传输尝试的最大数值，则CE-MTCUE在该随机接入过程中失败。
一旦CE-MTCUE从eNB接收到RAR，则其在框S170中传送消息3并且随后在框S180中接收由eNodeB所反复传送的包括争用解决消息的消息4。
由于该前导要求多次重复，所以用于传输这些前导重复的随机接入信道(RACH)资源将跨越多个子帧。这样的RACH资源的起始和结束需要被清楚定义而使得eNodeB知晓何时开始累积用于前导重复的能量。RACH资源因此将消耗大量的物理资源并且因此不同重复级别的前导可以具有重叠的RACH资源。
由于在该随机接入过程中需要大量重复，所以定义重复级别而使得能够为具有相对更好的无线电条件的UE传送较少的重复将会是有利的。否则，上行链路和下行链路都必须要使用最大数量的重复。在现有技术中，由于并不了解随机接入期间的重复级别，所以用于eNodeB和UE的安全方法是使用最大数量的重复。然而，这在资源方面并不是高效的。本公开的各个实施例在降低随机接入过程的资源成本的背景下对随机接入过程的一些方面加以考虑。
图2是示意性图示基于争用的随机接入过程的示图。
在基于争用的随机接入过程中，CE-MTCUE210通过以所选择的重复级别反复传送包括随机接入前导的第一消息(MSG1)而发起该随机过程。该前导的重复级别可以是悲观的(即，大于所要求的)，原因在于前导中的冲突将会导致CE-MTCUE以更高的重复级别进行传送。
eNodeB220监视上行链路信道以检测基于该前导重复传输的前导。eNodeB220向CE-MTCUE210反复传送包括RAR的第二消息(MSG2)以确认在RAR重复级别成功检测到的前导。在一个实施例中，该RAR重复级别可以取决于eNB想要对其作出响应的CE-MTCUE的前导重复级别。该MSG2被配置为具有取决于重复级别的特性而使得eNodeB220能够向CE-MTCUE210通知重复级别信息从而在后续的随机接入过程中促成其重复级别选择。
如果CE-MTCUE210接收到MSG2，则CE-MTCUE210将获取MSG2所指示的重复级别信息并且以重复级别执行向eNodeB220的第三消息(MSG3)的重复传输。随后，CE-MTCUE210监视来自eNodeB220的响应。
eNodeB220尝试对任何的争用加以解决并且向CE-MTCUE210反复传送包括争用解决的第四消息(MSG4)。在本公开的一个或多个实施例中，该第四消息也可以被配置为具有取决于重复级别的特性，例如将该重复级别配置为在后续通信中使用。
根据各个实施例，MSG2被配置为具有取决于重复级别的特性。在现有技术中，RA-RANTI由前导的起始子帧和所使用频率资源的索引所得出(参见3GPPTS36.321)。因此，为了携带重复级别的信息，在一个实施例中，RAR中的RA-RNTI可以至少基于所使用的重复级别来计算。
考虑具体的示例，eNodeB配置3个重复级别。为了节省资源，用于全部3个重复级别的RACH资源如图3所示的有所重叠。这里，RACH资源占据了被标记为FID＝1、2和3的3个不同频率群组。相同频率群组能够被用来在如图3所示的不同重复级别传送前导。为了携带重复级别的信息，RAR中所使用的RA-RNTI因此能够被计算为：
RA-RNTI＝1+TID+10*FID+60*RID
其中TID是其中前导重复开始的子帧(0≤TID≤10)，FID是频率索引(0≤FID≤6)，如图3中所描述的，并且RID是重复级别(0≤RID≤3)。
应当意识到的是，用于不同重复级别的RACH资源能够有所重叠，并且因此相同子帧和频率资源更可能被多于一个的CE-MTCUE所使用。此外可行的是，RACH资源还与正常UE(即，并非处于覆盖增强模式)进行共享。取决于重复的RA-RNTI有助于区分CE-MTCUE和使用不同重复级别的正常UE，由此有助于解决它们之间的争用。注意到，正常UE可以被认为使用无重复的重复级别(即，单次传输)。
在可替换实施例中，可以由取决于重复级别的扰码对MSG2进行加扰。当MSG2由CE-MTCUE通过使用特定扰码进行正确解扰时，则该CE-MTCUE能够基于扰码和重复级别之间的映射关系而确定eNodeB所通知的重复级别。可替换地或除此之外，MSG4也可以被取决于重复级别的代码进行加扰从而隐含地以信号通知重复级别以便执行与CE-MTCUE的后续通信。
针对其中多个RAR在单个消息中进行复用的情形，那些RAR是用于使用相同重复级别(但是使用不同子帧和频率资源)的不同CE-MTCUE。如果用于不同重复级别的RAR是包含在单个信号消息中的，则没有扰码或者共用扰码能够被用来隐含地以信号通知重复级别。
在一个或多个可替换实施例中，(多个)重复级别可以明确地由(多个)下行链路控制消息所携带。在一种实施方式中，MSG2可以被配置为具有具体字段来指示(多个)接收级别。类似地，MSG4还可以被配置为具有具体字段以指示eNodeB意图通知对应的CE-MTCUE的(那些)重复级别。
在一个实施例中，由MSG2所指示的重复级别可以指示其中基站反复传送MSG2的重复级别，即RAR的重复级别。这能够被用来将过滤掉那些在某种程度上成功解码了RAR但是却使用不同的重复级别的CE-MTCUE。在另一个实施例中，可替换地或除此之外，在MSG2中所指示的重复级别可以指示基站期望用户设备在重复传送MSG3时使用的重复级别。特别地，在有利实施方式中，第二消息中所指示的重复级别可以用同时指示RAR消息和MSG3二者的重复级别的单个索引的形式进行表示。在另一个实施例中，该重复级别还能够被用来得出/指示要被基站在反复传送MSG4争用解决消息时所使用的重复级别。
MSG3能够包含RRC消息，其中CE-MTCUE能够基于对RAR接收的质量来指示优选的下行链路重复级别。
MSG4能够包含指示eNodeB将为该CE-MTCUE所使用的上行链路和下行链路中的重复级别。因此，在一个实施例中，争用解决为后续通信的所有下行链路和上行链路信道/消息而例如以索引的形式指示重复级别。
图4是示意性图示根据本公开的一个或多个实施例的基站400的框图。
如图4所示，诸如图2所示的eNodeB220的基站400包括用于与如图2所示的至少一个CE-MTCUE210进行通信的接收单元410和发送单元420。
基站400进一步包括处理器40，其包括一个或多个微处理器或微控制器，以及其它数字硬件，后者可以包括数字信号处理器(DSP)、专用数字逻辑等。处理器40可以被配置为执行存储在存储器(图4中未示出)中的程序代码，上述存储器可以包括一种或多种类型的存储器，诸如只读存储器(ROM)、随机接入存储器、高速缓存存储器、闪存设备、光学存储设备等。存储在存储器中的程序代码包括用于执行一种或多种电信和/或数据通信协议的程序指令以及用于执行这里在若干实施例中所描述的一种或多种技术的代码。
接收单元410被配置为从用户设备接收包括随机接入前导的第一消息(MSG1)的重复传输。
传送单元420被配置为向用户设备反复传送包括RAR的第二消息(MSG2)。该第二消息具有取决于第一重复级别的特性。
在本公开的一个或多个实施例中，RAR中的RA-RNTI由处理器40至少基于第一重复级别进行计算。具体地，RA-RNTI可以基于前导重复开始的子帧的索引、在其上执行重复传输的频率的索引以及第一重复级别的重复级别索引进行计算，上述索引能够由处理器40所确定并且被存储在基站的存储器中。
在一个或多个可替换实施例中，第二消息可以通过取决于第一重复级别的扰码进行加扰。
在一个或多个可替换实施例中，第二消息可以被配置为具有具体字段以指示该第一重复级别。
由第二消息的特性所指示的第一重复级别可以指示基站在反复传送第二消息时所使用的重复级别；用户设备在反复传送第三消息时要使用的重复级别；或者基站在反复传送第四消息时所使用的重复级别中的至少一个。
接收单元410进一步被配置为从用户设备接收第三消息的重复传输。传送单元420进一步被配置为向用户设备反复传送包括争用解决的第四消息。在一个或多个实施例中，第四消息可以被配置为具有取决于第二重复级别的特性。
在本公开的一个或多个实施例中，该第四消息可以通过取决于第二重复级别的代码进行加扰。
在本公开的一个或多个实施例中，该第四消息可以被配置为具有具体字段以指示该第二重复级别。
第四消息的特性所指示的第二重复级别可以指示在该随机接入过程之后在基站和用户设备之间执行重复传输时所要使用的上行链路重复级别和下行链路重复级别。
图5是示意性图示根据本公开的一个或多个实施例的基站500的框图。
如图5所示，诸如图2所示的CE-MTCUE110的UE500包括用于与诸如图2所示的eNodeB220的基站进行通信的传送单元510和接收单元520。
UE500进一步包括处理器50，其包括一个或多个微处理器或微控制器，以及其它数字硬件，后者可以包括数字信号处理器(DSP)、专用数字逻辑等。处理器50可以被配置为执行存储在存储器(图5中未示出)中的程序代码，上述存储器可以包括一种或多种类型的存储器，诸如只读存储器(ROM)、随机接入存储器、高速缓存存储器、闪存设备、光学存储设备等。存储在存储器中的程序代码包括用于执行一种或多种电信和/或数据通信协议的程序指令以及用于执行这里在若干实施例中所描述的一种或多种技术的代码。
传送单元510被配置为向基站反复传送包括随机接入前导的第一消息。
接收单元520被配置为从基站接收包括RAR的第二消息的重复传输，其中该第二消息具有取决于第一重复级别的特性。
在本公开的一个或多个实施例中，RAR中的RA-RNTI由处理器50至少基于第一重复级别进行计算。具体地，RA-RNTI可以基于前导重复开始的子帧的索引、在其上执行重复传输的频率的索引以及第一重复级别的重复级别索引进行计算，上述索引能够由处理器50所确定并且被存储在基站的存储器中。
在一个或多个可替换实施例中，第二消息可以通过取决于第一重复级别的扰码进行加扰。
在一个或多个可替换实施例中，第二消息可以被配置为具有具体字段以指示该第一重复级别。
第二消息的特性所指示的第一重复级别可以指示基站在反复传送第二消息时所使用的重复级别；用户设备在反复传送第三消息时所使用的重复级别；或者基站在反复传送第四消息时所使用的重复级别中的至少一个。
传送单元510进一步被配置为向基站反复传送第三消息。接收单元520进一步被配置为从基站接收包括争用解决的第四消息的重复传输。在一个或多个实施例中，第四消息可以被配置为具有取决于第二重复级别的特性。
在本公开的一个或多个实施例中，该第四消息可以通过取决于第二重复级别的代码进行加扰。
在本公开的一个或多个实施例中，该第四消息可以被配置为具有具体字段以指示该第二重复级别。
第四消息的特性所指示的第二重复级别可以指示在该随机接入过程之后在基站和用户设备之间执行重复传输时所要使用的上行链路重复级别和下行链路重复级别。
根据本公开的各个实施例，当执行该随机接入过程时，CE-MTCUE和基站都能够尽可能快地发现重复级别的基准并且随后选择一个合适的来执行后续传输，而使得资源在访问阶段能够被节省。
总体上，各个示例性实施例可以以硬件或专用电路、软件、逻辑或者它们的任意组合来实施。例如，一些方面可以以硬件来实施，而其它方面则可以以固件或软件来实施，后者可以由控制器、微处理器或其它计算设备来执行，但是本公开并不局限于此。虽然本公开的示例性实施例的各个方面可以被作为框图和信令图进行图示和描述，但是所要理解的是，这里所描述的这些模块、装置、系统、技术或方法可以作为非限制性示例以硬件、软件、固件、专用电路或逻辑、通用硬件或控制器或其它计算设备，或者它们的一些组合来实施。
因此，应当意识到的是，本公开的示例性实施例的至少一些方面可以在诸如集成电路芯片和模块的各个组件中进行实践。如本领域所公知的，集成电路的设计总体上是高度自动的过程。
本公开也可以以计算机程序产品来体现，后者能够实施如这里所描绘的方法并且可以在被加载到计算机系统时实施该方法。
已经参考优选实施例对本公开进行了具体说明和解释。本领域技术人员应当理解的是，可以针对其进行形式和细节上的各种变化而并不背离本公开的精神和范围。

Claims (28)

1.一种用于基站中的随机接入的方法，包括：
从用户设备接收包括随机接入前导的第一消息的重复传输；
向所述用户设备反复传送包括随机接入响应RAR的第二消息，其中所述第二消息被配置为具有取决于第一重复级别的特性；
从所述用户设备接收第三消息的重复传输；以及
向所述用户设备反复传送包括争用解决的第四消息。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第四消息被配置为具有取决于第二重复级别的特性。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述RAR中的随机接入无线电网络临时标识RA-RNTI至少基于所述第一重复级别进行计算。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述RA-RNTI基于前导重复在其中开始的子帧的索引、在其上执行重复传输的频率的索引以及所述第一重复级别的重复级别索引来进行计算。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第二消息通过取决于所述第一重复级别的扰码进行加扰。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述第二消息具有具体字段以指示所述第一重复级别。
7.根据权利要求2所述的方法，其中所述第四消息通过取决于所述第二重复级别的扰码进行加扰。
8.根据权利要求2所述的方法，其中所述第四消息具有具体字段以指示所述第二重复级别。
9.根据权利要求1、3-6中任一项所述的方法，其中所述第一重复级别指示以下的至少一项：
所述基站在反复传送所述第二消息时所使用的重复级别；
所述用户设备在反复传送所述第三消息时所使用的重复级别；或
所述基站在反复传送所述第四消息时所使用的重复级别。
10.根据权利要求2、7-8中任一项所述的方法，其中所述第二重复级别指示在所述随机接入过程之后在所述基站和所述用户设备之间执行重复传输时所要使用的上行链路重复级别和下行链路重复级别。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其中所述用户设备是覆盖增强机器类型通信用户设备。
12.一种基站，包括：
接收单元，被配置为从用户设备接收包括随机接入前导的第一消息的重复传输；
传送单元，被配置为向所述用户设备反复传送包括随机接入响应RAR的第二消息，其中所述第二消息被配置为具有取决于第一重复级别的特性；
所述接收单元进一步被配置为从所述用户设备接收第三消息的重复传输；
所述传送单元进一步被配置为向所述用户设备反复传送包括争用解决的第四消息。
13.根据权利要求12所述的基站，其中所述第四消息被配置为具有取决于第二重复级别的特性。
14.根据权利要求12或13所述的基站，其中所述RAR中的随机接入无线电网络临时标识RA-RNTI至少基于所述第一重复级别进行计算。
15.根据权利要求14所述的基站，其中所述RA-RNTI基于前导重复在其中开始的子帧的索引、在其上执行所述重复传输的频率的索引以及所述第一重复级别的重复级别索引来进行计算。
16.根据权利要求12或13所述的基站，其中所述第二消息通过取决于所述第一重复级别的扰码进行加扰。
17.根据权利要求12或13所述的基站，其中所述第二消息具有具体字段以指示所述第一重复级别。
18.根据权利要求13所述的基站，其中所述第四消息通过取决于所述第二重复级别的扰码进行加扰。
19.根据权利要求13所述的基站，其中所述第四消息具有具体字段以指示所述第二重复级别。
20.根据权利要求12、14-17中任一项所述的基站，其中所述第一重复级别指示以下的至少一项：
所述基站在反复传送所述第二消息时所使用的重复级别；
所述用户设备在反复传送所述第三消息时所使用的重复级别；或
所述基站在反复传送所述第四消息时所使用的重复级别。
21.根据权利要求13、18-19中任一项所述的基站，其中所述第二重复级别指示在所述随机接入过程之后在所述基站和所述用户设备之间执行重复传输时所要使用的上行链路重复级别和下行链路重复级别。
22.根据权利要求12-21中任一项所述的基站，其中所述用户设备是覆盖增强机器类型通信用户设备。
23.一种用于用户设备中的随机接入的方法，包括：
向基站反复传送包括随机接入前导的第一消息；
从所述基站接收包括RAR的第二消息的重复传输，其中所述第二消息被配置为具有取决于第一重复级别的特性；
向所述基站反复传送第三消息；
从所述基站接收包括争用解决的第四消息的重复传输。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述第四消息被配置为具有取决于第二重复级别的特性。
25.根据权利要求23-24中任一项所述的方法，其中所述用户设备是覆盖增强机器类型通信用户设备。
26.一种用户设备，包括：
传送单元，被配置为向基站反复传送包括随机接入前导的第一消息；
接收单元，被配置为从所述基站接收包括RAR的第二消息的重复传输，其中所述第二消息被配置为具有取决于第一重复级别的特性；
所述传送单元进一步被配置为向所述基站反复传送第三消息；
所述接收单元进一步被配置为从所述基站接收包括争用解决的第四消息的重复传输。
27.根据权利要求26所述的用户设备，其中所述第四消息被配置为具有取决于第二重复级别的特性。
28.根据权利要求26-27中任一项所述的用户设备，其中所述用户设备是覆盖增强机器类型通信用户设备。
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