CN106304391B - 一种prach接入控制方法、接入方法及装置 - Google Patents

一种prach接入控制方法、接入方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种PRACH接入控制方法、接入方法及装置，用以解决目前PRACH接入机制在基站负责终端数据较大时，容易造成PRACH接入冲突增加的问题，该方法包括：接收终端通过虚拟接入帧的各个子帧发送的多个物理随机接入PRACH前导序列号；根据与终端预先约定的PRACH前导序列号与PRACH接入序列号的映射关系得到终端的PRACH接入号；将得到的PRACH接入号发送至终端，该方案减少了终端进行PRACH接入的碰撞概率，增加允许终端的接入数量。

Description

一种PRACH接入控制方法、接入方法及装置
技术领域
本发明涉及移动通讯领域，特别是涉及一种PRACH接入控制方法、接入方法及装置。
背景技术
随着LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统的发展，使得MTC(Machine TypeCommunic ation，机器类通信)的使用逐渐的增多。因此，可以预见未来一个基站负责的UE也会不断增加，目前现有的LTE PRACH(Physical Random Access Channel，物理随机接入信道)接入机制是UE在PRACH资源上发送PRACH前导，其所占用的时频资源为：时域所占用的时间是一个子帧，频域所占用的带宽是6个RB，如图1所示。可见，现有PRACH接入方式提供的PRACH接入序列号数量有限，随着基站负责的终端数据的海量增加，势必会造成接入冲突的增加，导致接入的多次重发乃至失败的概率大大增加。
发明内容
本发明提供一种PRACH接入控制方法、接入方法及装置，用以解决目前PRACH接入机制在基站负责终端数据较大时，容易造成PRACH接入冲突增加的问题。
根据本发明的第一方面，提供了一种PRACH接入控制方法，包括：接收终端通过虚拟接入帧的各个子帧发送的多个物理随机接入PRACH前导序列号；根据与终端预先约定的PRACH前导序列号与PRACH接入序列号的映射关系得到终端的PRACH接入号；将得到的PRACH接入号发送至终端。
进一步的，上述方法还包括：在接收终端通过虚拟帧的各个子帧发送的多个物理随机接入PRACH的前导序列号之前，向终端广播基站的PRACH资源，PRACH资源中包括虚拟接入帧包含的子帧个数，且定义以一个虚拟接入帧为每次发起PRACH接入的单位。
其中，与终端预先约定的PRACH前导序列号与PRACH接入序列号的映射关系，包括：按照预设算法根据接收到的多个PRACH序列号、虚拟接入帧中子帧的个数以及PRACH前导序列号集合中具有的元素个数进行计算，得到终端的PRACH接入号。
其中，根据与终端预先约定的PRACH前导序列号与PRACH接入序列号的映射关系得到终端的PRACH的接入号，包括：虚拟接入帧的个数为N，PRACH前导序列号集合中具有的元素的个数为M，终端发送的PRACH前导序列号分别为R0，R1，…，RN-1，则对应的PRACH接入号R的计算公式为：R＝R0+R1M+…+RN-1MN-1；根据计算公式计算得到终端的PRACH接入号。
根据本发明的第二方面，提供了一种PRACH接入方法，包括：接收基站发送的系统消息，通过系统消息中定义的虚拟接入帧的各个子帧分别向基站发送PRACH前导序列号；接收基站反馈的PRACH接入序列号。
根据本发明的第三方面，提供了一种PRACH接入控制装置，包括：第一接收模块，用于接收终端通过虚拟接入帧的各个子帧发送的多个物理随机接入PRACH前导序列号；确定模块，用于根据与终端预先约定的PRACH前导序列号与PRACH接入序列号的映射关系得到终端的PRACH接入号；发送模块，用于将得到的PRACH接入号发送至终端。
进一步的，上述装置还包括：广播模块，用于在接收终端通过虚拟帧的各个子帧发送的多个物理随机接入PRACH的前导序列号之前，向终端广播基站的PRACH资源，PRACH资源中包括虚拟接入帧包含的子帧个数，且定义以一个虚拟接入帧为每次发起PRACH接入的单位。
其中，上述确定模块具体用于：按照预设算法根据接收到的多个PRACH序列号、虚拟接入帧中子帧的个数以及PRACH前导序列号集合中具有的元素个数进行计算，得到终端的PRACH接入号。
其中，上述确定模块具体用于：虚拟接入帧的个数为N，PRACH前导序列号集合中具有的元素个数为M，终端发送的PRACH前导序列号分别为R0，R1，…，RN-1，则对应的PRACH接入号R的计算公式为：R＝R0+R1M+…+RN-1MN-1；根据计算公式计算得到终端的PRACH接入号。
根据本发明的第四方面，提供了一种PRACH接入装置，包括：发送模块，用于接收基站发送的系统消息，通过系统消息中定义的虚拟接入帧的各个子帧分别向基站发送PRACH前导序列号；第二接收模块，用于接收基站反馈的PRACH接入序列号。
本发明实施例的方案，终端通过虚拟接入帧中各子帧发射PRACH前导序列号，再根据预先设定的映射关系得到与前导序列号对应的PRACH接入序列号，增加了提供的PRACH接入号的个数，减少了终端进行PRACH接入的碰撞概率，增加允许终端的接入数量。
附图说明
图1是现有技术中PRACH资源的示意图；
图2是本发明实施例1提供的PRACH接入控制方法的流程图；
图3是本发明实施例1中PRACH资源的示意图；
图4是本发明实施例3中PRACH接入控制装置的结构框图。
具体实施方式
为了解决现有技术目前PRACH接入机制在基站负责终端数据较大时，容易造成PRACH接入冲突增加的问题，本发明提供了一种PRACH接入控制方法、接入方法及装置，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
实施例1
本实施例提供了一种PRACH接入控制方法，该方法可以由基站或设置于基站上的装置来实现，图2是该PRACH接入控制方法的流程图，如图2所示，该方法包括如下步骤：
步骤101：接收终端通过虚拟接入帧的各个子帧发送的多个物理随机接入PRACH前导序列号；
在接收终端通过虚拟帧的各个子帧发送的多个物理随机接入PRACH的前导序列号之前，向终端广播基站的PRACH资源，PRACH资源中包括虚拟接入帧包含的子帧个数，且定义了以一个虚拟接入帧为每次发起PRACH接入的单位，即，终端每次向基站发起PRACH接入时，都要在虚拟接入帧的每个子帧上分别发射不同的PRACH前导序列号。
步骤102：根据与终端预先约定的PRACH前导序列号与PRACH接入序列号的映射关系得到终端的PRACH接入号；
在该步骤102中，具体可以按照预设算法根据接收到的多个PRACH序列号、虚拟接入帧中子帧的个数以及PRACH前导序列号集合中具有的元素个数进行计算，得到终端的PRACH接入号，以下以一个优选的实施方式对得到PRACH接入的方式进行举例说明：
虚拟接入帧的个数为N，PRACH前导序列号集合中具有的元素个数为M，终端发送的PRACH前导序列号分别为R0，R1，…，RN-1，则对应的PRACH接入号R的计算公式为，R＝R0+R1M+…+RN-1MN-1；根据所述计算公式计算得到所述终端的PRACH接入号。
步骤103：将得到的PRACH接入号发送至终端。
本实施例还提供了一种PRACH接入方法，该方法在终端侧实现，该方法具体可以包括如下：
接收基站发送的系统消息，通过系统消息中定义的虚拟接入帧的各个子帧分别向基站发送PRACH前导序列号；
接收基站反馈的PRACH接入序列号。
为了降低终端PRACH接入发生碰撞的概率，对于FDD(Frequency DivisionDuplexing，频分双工)LTE使用连续N个上行子帧进行一次PRACH前导的发射，这连续N个子帧作为PRACH接入的一个虚拟帧，简称虚拟接入帧，如图3所示。虚拟帧是PRACH接入的基本单位，对于TDD LTE，虚拟子帧的单位也是N个连续的上行子帧。在通过虚拟帧发射前导序列号时，要求UE在每个子帧上都发射PRACH前导序列号，在每个子帧上可以选择的前导序列可以使用LTE已有的前导序列，基于此，可以最大程度的减少UE和eNodeB对底层的处理，同时，也最大程度的减小对协议的影响。
在本实施例中，假设LTE使用的前导序列号集合一共有M个，则当使用一个子帧作为PRACH进行接入时，有且仅有2个UE碰撞时的概率为pc＝1/M2。
当使用N个子帧作为PRACH进行接入时，有且仅有2个UE碰撞时的概率为pc＝1/(MN)2。
可见，随着N的增大，碰撞概率逐渐变小，但是N越大，接入的延迟会越大。
当使用虚拟接入帧作为PRACH进行接入时，规定UE在每个子帧都必须发射前导序列号。在一个PRACH虚拟接入帧内，对子帧进行编号，随时间从小到大分别编为第0，1，…，N-1帧。
由于UE在虚拟帧上发起接入，在虚拟帧上发射完N个序列前导以后，eNodeB需要给UE回复前导序列号，用于随机接入响应的下发，此值用于解决UE随机接入的冲突。UE和eNodeB需要进行约定，做好子帧的前导序列号和虚拟帧接入的序列号的映射。比如上述例子中举例的方法，但上述方法仅仅是一种映射方案，其他能够实现前导序列号到虚拟接入序列号一一映射的规则都是可以的，此PRACH序列号当基站在进行随机接入响应时会使用。
实施例2
本实施例以FDD LTE系统现有64个前导为例，详细说明本发明提供的PRACH的接入方法。
基站在SIB2中广播基站的PRACH资源，其中SIB2新增加对参数N的描述，在PRACH-ConfigInfo中增加一个参数N，用于描述虚拟接入帧所含的子帧的个数。同时，对于原来描述PRACH资源以一个子帧为单位的，全部修改为以虚拟帧为基本单位。
UE接收系统消息，获得基站的PRACH配置。
UE根据获得的配置，在虚拟帧上随机发射前导序列号，即在虚拟帧的每一个子帧上发射前导序列号。特别说明，在子帧上发射前导的方法，可以与现有的PRACH前导发射方法一致，具体可以通过如下步骤来实现：
步骤1：选取码资源
当RRC配置了指定的资源(ra-PreambleIndex不全为0)，则选择指定的资源，其中，参数ra-PreambleIndex为码索引，ra-PRACH-MaskIndex为时频位置。
如果RRC没有配置指定的资源，且MSG3没有被传输过，如果组B存在，且需要传输的MSG3大于messageSizeGroupA，则看组B要求的功率是否满足，如果满足，则随机选取组B的码发送。判断条件为：PCMAX–preambleInitialReceivedTargetPower–deltaPreambleMsg3–messagePowerOffsetGroupB，如果MSG3传输过，则重传，在选取码组时，与上次一样，在组B或组A随机选一个。
步骤2：选取时频资源
协议容许指定码资源但不指定时频资源，不容许指定时频资源但不指定码资源。
A、如果非竞争接入，PRACH Mask Index＝ra-PreambleIndex，否则PRACH MaskIndex＝0；
B、参考参数prach-ConfigIndex与PRACH Mask Index，ra-PreambleIndex，选取时频资源；
如果指定了ra-PreambleIndexd(码资源)但没指定时频资源PRACH Mask Index，则随机选择一个时频资源。
如果码资源没有指定，则随机选择一个时频资源，再在该资源后面连续2帧后再选2个资源，最后在这3个资源中几率均等地选取一个资源。
基站按照和UE约定的虚拟帧资源上处理UE的增强PRACH接入，根据约定的映射规则计算增强虚拟接入的PRACH接入号。
基站在接入响应消息中将得到的PRACH接入号下发给UE，用于解决UE的冲突。
实施例3
本实施例提供给了一种PRACH接入控制装置，该装置位于基站侧，该装置用于实现上述实施例1以及实施例2提供的PRACH接入控制方法，图4是该装置的结构框图，如图4所示，该装置40包括如下组成部分：
第一接收模块41，用于接收终端通过虚拟接入帧的各个子帧发送的多个物理随机接入PRACH前导序列号；
确定模块42，用于根据与终端预先约定的PRACH前导序列号与PRACH接入序列号的映射关系得到终端的PRACH的接入号；
发送模块43，用于将得到的PRACH接入号发送至终端。
进一步的，上述装置还可以包括：广播模块，用于在接收终端通过虚拟帧的各个子帧发送的多个物理随机接入PRACH的前导序列号之前，向终端广播基站的PRACH资源，PRACH资源中包括虚拟接入帧包含的子帧个数，且定义以一个虚拟接入帧为每次发起PRACH的单位。
其中，上述确定模块具体用于：按照预设算法根据接收到的多个PRACH序列号、虚拟接入帧中子帧的个数以及PRACH前导序列号集合中具有的元素个数进行计算，得到终端的PRACH接入号。
其中，上述确定模块具体用于：虚拟接入帧的个数为N，PRACH前导序列号集合中具有的元素个数为M，终端发送的PRACH前导序列号分别为R0，R1，…，RN-1，则对应的PRACH接入号R的计算公式为：R＝R0+R1M+…+RN-1MN-1；根据计算公式计算得到终端的PRACH接入号。
本实施例还提供了一种装置，该装置位于终端侧，用于实现上述实施例1提供的PRACH接入方法，该装置具体可以包括如下组成部分：
发送模块，用于接收基站发送的系统消息，通过系统消息中定义的虚拟接入帧的各个子帧分别向基站发送PRACH前导序列号；第二接收模块，用于接收基站反馈的PRACH接入序列号。
本发明实施例的方案，通过引入虚拟接入帧的概念，定义虚拟接入帧中子帧的个数，使得终端通过虚拟接入帧中各子帧发射PRACH前导序列号，再根据预先设定的映射关系得到与前导序列号对应的接入序列号，减少了终端进行PRACH接入的碰撞概率，增加允许终端的接入数量。
尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (6)

1.一种PRACH接入控制方法，其特征在于，包括：
接收终端通过虚拟接入帧的各个子帧发送的多个物理随机接入PRACH前导序列号；
根据PRACH接入号R的计算公式：R＝R0+R1M+…+RN-1MN-1计算得到所述终端的PRACH接入号；其中，所述虚拟接入帧的个数为N，PRACH前导序列号集合中具有的元素的个数为M，所述终端发送的PRACH前导序列号分别为R0，R1，…，RN-1；
将得到的所述PRACH接入号发送至所述终端。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在接收终端通过虚拟接入帧的各个子帧发送的多个PRACH的前导序列号之前，向终端广播基站的PRACH资源，所述PRACH资源中包括所述虚拟接入帧包含的子帧个数，且定义以一个虚拟接入帧为每次发起PRACH接入的单位。
3.一种PRACH接入方法，其特征在于，包括：
接收基站发送的系统消息，通过所述系统消息中定义的虚拟接入帧的各个子帧分别向基站发送PRACH前导序列号；
接收所述基站反馈的PRACH接入序列号；所述RACH接入序列号为所述基站根据PRACH接入号R的计算公式：R＝R0+R1M+…+RN-1MN-1计算得到的，其中，所述虚拟接入帧的个数为N，PRACH前导序列号集合中具有的元素的个数为M，终端发送的PRACH前导序列号分别为R0，R1，…，RN-1。
4.一种PRACH接入控制装置，其特征在于，包括：
第一接收模块，用于接收终端通过虚拟接入帧的各个子帧发送的多个物理随机接入PRACH前导序列号；
确定模块，用于根据PRACH接入号R的计算公式：R＝R0+R1M+…+RN-1MN-1计算得到所述终端的PRACH接入号；其中，所述虚拟接入帧的个数为N，PRACH前导序列号集合中具有的元素的个数为M，所述终端发送的PRACH前导序列号分别为R0，R1，…，RN-1；
发送模块，用于将得到的所述PRACH接入号发送至所述终端。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
广播模块，用于在接收终端通过虚拟接入帧的各个子帧发送的多个PRACH的前导序列号之前，向终端广播基站的PRACH资源，所述PRACH资源中包括所述虚拟接入帧包含的子帧个数，且定义以一个虚拟接入帧为每次发起PRACH接入的单位。
6.一种PRACH接入装置，其特征在于，包括：
发送模块，用于接收基站发送的系统消息，通过所述系统消息中定义的虚拟接入帧的各个子帧分别向基站发送PRACH前导序列号；
第二接收模块，用于接收所述基站反馈的PRACH接入序列号；所述RACH接入序列号为所述基站根据PRACH接入号R的计算公式：R＝R0+R1M+…+RN-1MN-1计算得到的，其中，所述虚拟接入帧的个数为N，PRACH前导序列号集合中具有的元素的个数为M，终端发送的PRACH前导序列号分别为R0，R1，…，RN-1。
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