CN107006026A - 随机接入方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本说明书的公开提供一种用于未授权带的随机接入方法。该方法包括下述步骤:在未授权带的第一小区中通过用户设备(UE)发送随机接入前导;和在第二小区中通过UE接收随机接入响应,其中第二小区是被包括在第一小区所属的小区组中的未授权带的小区,或者被包括在第一小区所属的小区组内的时序提前组(TAG)中的未授权带的小区。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信,并且更加具体地,涉及在无线通信系统中的随机接入方法,和使用该方法的装置。
背景技术
随着近年来移动数据业务的爆炸性增长,服务提供商利用无线局域网(WLAN)以分布数据业务。因为WLAN使用未授权带,所以服务提供商能够在没有附加的频率成本的情况下解决对于显著的数据数量的需求。然而,存在由于在提供商之间的竞争性的WLAN安装导致干扰现象变得严重的问题,当存在许多用户时不能够确保服务质量(QoS),并且不能够支持移动性。作为用于补偿此的方法之一,未授权带中的长期演进(LTE)服务浮现。
未授权频谱(LTE-U)中的LTE或者使用LTE的授权协助的接入(LAA)是通过使用载波聚合(CA),LTE授权带被用作锚以组合授权带和未授权带的技术。用户设备(UE)首先在授权带中接入网络。基站(BS)可以根据情形通过组合授权带和未授权带将授权带的业务卸载到未授权带。
LTE-U可以将LTE的优点延伸到未授权带以提供改进的移动性、安全性、以及通信质量,并且因为LTE具有比传统无线电接入技术更高的频率效率可以增加吞吐量。
不同于在其中确保专门使用的授权带,未授权带与诸如WLAN的各种无线电接入技术共享。因此,各个通信节点以基于竞争的方式获取要在未授权带中使用的信道,并且这被称为载波侦听多址接入与冲突避免(CSMA/CA)。各个通信节点必须在发送信号之前执行信道感测以确认信道是否空闲,并且这被称为干净信道评估(CCA)。
随机接入是用于UE获取与服务小区的上行链路同步的过程。因为在以授权带中操作的假定下设计传统的随机接入过程,所以考虑到在通信节点之间的干扰在未授权带中可能是不充分的。
发明内容
技术问题
本发明提供一种在未授权带中操作的随机接入方法和使用该方法的装置。
技术方案
在一个方面中,提供一种用于未授权带的随机接入方法。该方法包括:在未授权带的第一小区中通过用户设备(UE)发送随机接入前导;和在第二小区中通过UE接收随机接入响应。第二小区是被包括在第一小区所属的小区中的未授权带的小区,或者被包括在第一小区所属的小区组内的时序提前组(TAG)中的未授权带的小区。
第二小区可以是其中在小区组中发送随机接入前导之后最快速调度用于UE的下行链路(DL)传输的未授权带的小区。
该方法可以进一步包括:根据随机接入响应中的上行链路(UL)许可在第三小区中通过UE发送调度的消息。
第三小区可以是第一小区所属的小区组中的授权带的小区。
随机接入响应可以包括关于第三小区的信息。
该方法可以进一步包括:基于在随机接入响应中包括的时间对准命令(TAC),通过UE调节用于目标小区的UL传输时序。随机接入响应可以包括关于目标小区的信息。
在另一方面中,提供一种用于通过使用未授权带执行随机接入的装置。该装置包括:射频(RF)单元;和处理器,该处理器用于控制RF单元并且被配置成控制RF单元以在未授权带的第一小区中发送随机接入前导,并且控制RF单元以在第二小区中接收随机接入响应。第二小区是被包括在第一小区所属的小区组中的未授权带的小区,或者被包括在第一小区所属的小区组内的时序提前组(TAG)中的未授权带的小区。
有益效果
通过考虑在未授权带中与各种通信节点的干扰可以执行随机接入。
附图说明
图1示出使用未授权带的长期演进(LTE)系统的示例。
图2示出小区组的示例。
图3示出根据传统技术的随机接入过程的示例。
图4示出根据传统技术的随机接入响应的示例。
图5示出根据本发明的实施例的随机接入方法。
图6示出根据本发明的另一实施例的随机接入方法。
图7示出根据本发明的实施例的随机接入前导。
图8是示出用于实现本发明的无线通信系统的框图。
具体实施方式
在下文中,基于第三代合作伙伴项目(3GPP)长期演进或者3GPP LTE-高级(LTE-A)应用本发明。这仅是用于示例性目的,并且因此本发明可适用于各种通信系统。在下面的描述中,LTE和/或LTE-A被统称为LTE。
此外,在下文中使用的基站(BS)通常是固定站,其与无线设备通信,并且可以被称为其它的术语,诸如演进的节点B(e节点B)、演进的节点B(eNB)、基站收发系统(BTS)、接入点等等。
另外,用户设备(UE)可以是固定的或者移动的,并且可以被称为其它的术语,诸如无线设备、移动站(MS)、用户终端(UT)、订户站(SS)、移动终端(MT)等等。
可以通过多个服务小区服务UE。服务小区可以被分类成主小区(PCell)和辅助小区(SCell)。PCell在主频率操作,并且是当初始网络进入过程被执行时或者当网络重新接入过程开始时或者在切换过程中被指定为PCell的小区。PCell也被称为参考小区。SCell在辅助频率操作。在无线电资源控制(RRC)连接被建立之后SCell可以被配置,并且可以被用于提供附加的无线电资源。至少一个PCell始终被配置。通过使用较高层信令(例如,RRC消息)可以添加、修改或者释放SCell。
图1示出使用未授权带的LTE系统的示例。
UE 10与第一BS 20建立连接,并且其后通过授权带接收服务。另外,为了业务卸载,关于第二BS 30,UE 10可以通过未授权带接收服务。
第一BS 20是支持LTE系统的BS,而第二BS 30也可以支持除了LTE的诸如无线局域网(WLAN)的其它通信协议。第一BS 20和第二BS 30可以基于载波聚合(CA)被耦合,并且第一BS 20的特定小区可以被指定为PCell。可替选地,第一BS 20和第二BS 30可以基于双连接性被耦合,并且第一BS 20的特定小区可以被指定为PCell。
通常,具有PCell的第一BS 20具有比第二BS 30更宽的覆盖。因此,第一BS 20可以被称为宏小区。第二BS 30可以被称为小型小区、毫微微小区、或者微小区。第一BS 20可以操作PCell和零个或者至少一个SCell。第二BS 30可以操作至少一个SCell。另外,可以通过PCell的指示激活或者停用SCell。上面的描述仅用于示例性的目的,并且因此第一BS 20可以对应于PCell,并且第二BS 30可以对应于SCell,使得能够通过一个BS管理小区。
授权带是其中对特定通信协议或者特定提供商确保专门使用的带。
未授权带是其中各种通信协议共存并且共享使用被确保的带。未授权带可以是使用在WLAN中使用的2.5GHz和/或5GHz带,但是本发明不限于此。
通常,假定通过在相应的通信节点之间的竞争在未授权带中确保信道。因此,为了在未授权带中通信,要求执行信道感测并且确认没有通过其它通信节点实现信号传输。正因如此,如果确定没有通过其它通信节点实现信号传输,则此情况被定义为干净信道评估(CCA)的确认。
因为不可以在未授权带中始终确保来自于BS的下行链路(DL)或者来自于UE的上行链路(UL)的传输,所以在未授权带中操作的UE可以始终保持对在授权带中操作的小区的接入以可靠地控制移动性或者无线电资源管理(RRM)功能等等。
为了LTE系统的BS或者UE在未授权带中接入到信道,必须优先地执行LBT。此外,当LTE系统的BS或者UE发送信号时,诸如WLAN等等的其它通信节点也必须执行LBT使得不发生干扰。例如,在WLAN中,对于非WAN信号来说CCA阈值被定义为-62dBm,并且对于WLAN信号来说被定义为-82dBm。这意指,如果以小于或者等于-62dBm的功率接收到LTE信号,则其它的通信节点没有发送信号使得没有发生干扰。
在下文中,当说“LBT被执行”或者“CCA被执行”时,其意味着首先确认信道是否空闲或者被其它节点使用并且然后接入信道。
另外,在下文中,在授权带中操作的小区被称为授权带小区,并且在未授权带中操作的小区被称为未授权带小区。
图2示出小区组的示例。
主小区组(PCG)是包括主小区和零个或者多个辅助小区(SCell)的服务小区组。辅助小区组(SCG)是包括主辅助小区(PSCell)和零个或者多个辅助小区(SCell)的服务小区组。PSCell可以是用于在SCG中执行随机接入的SCell。在服务小区组中可以划分成一个或者多个时序提前组(TAG)。TAG是通过无线电资源控制(RRC)配置并且使用相同的时序提前(TA)的小区组。
PCG包括TAG1和TAG2。TAG1包括主小区(PCell)和第一辅助小区(SCell),并且TAG2包括第二辅助小区(SCell2)和第三辅助小区(SCell3)。SCG包括TAG3和TAG4。TAG3包括PSCell和第四辅助小区(SCell4),并且TAG4包括第五辅助小区(SCell5)和第六辅助小区(SCell6)。TAG的数目和被包括在各个TAG中的小区仅是用于示例性目的。
虽然PCell在授权带中操作,但是PSCell和SCell至SCell6中的至少任意一个可以在未授权带中操作。未授权带小区或者授权带小区可以在PCell中通过RRC信令被配置成SCell,并且关于SCell所属的TAG的信息也可以被提供给UE。
图3示出根据传统技术的随机接入过程的示例。
通过UE使用随机接入过程以获得与BS的上行链路同步或者分配上行链路无线电资源。
UE从BS接收根索引和物理随机接入信道(PRACH)配置索引。
根索引是通过UE使用以产生64个候选随机接入前导(RAP)的逻辑索引。RAP是在为了UL同步预先确定的区域中通过UE发送的信号。在其是用于要求UL同步的信号的意义上RAP可以被称为同步信号。
PRACH配置索引指示特定的子帧和能够发送RAP的前导格式。RAP受到用于各个小区的特定时间和频率资源的限制。
UE选择任何的RAP,并且将所选择的RAP发送到BS(S110)。更加具体地,UE选择64个候选RAP中的一个。UE通过使用PRACH配置索引选择相对应的子帧。另外,UE通过所选择的子帧发送所选择的RAP。
在接收RAP之后,BS将随机接入响应(RAR)发送到UE(S120)。RAR在两个步骤中被检测。首先,UE检测被掩蔽有随机接入网络临时标识符(RA-RNTI)的物理下行链路控制信道(PDCCH)。接下来,UE通过由检测到的PDCCH指示的物理下行链路共享信道(PDSCH)接收被包括在媒体接入控制(MAC)协议数据单元(PDU)中的RAR。
图4示出根据传统的技术的随机接入响应的示例。
随机接入响应可以包括时间对准命令(TAC)、UL许可、以及临时小区-RNTI(C-RNTI)。
TAC是指示通过BS发送到UE以保持UL时间对准(TA)的TA值的信息。UE通过使用TA值更新UL传输时序。当UE更新TA时,时间对准定时器被启动或者重启。
UL许可包括在消息传输中使用的UL资源分配和发送功率命令(TPC)。TPC被用于确定用于所调度的PUSCH的发送功率。
参考图3,UE根据被包括在随机接入响应中的UL许可将调度的消息发送到BS(S130)。
基于传统的技术的随机接入过程仅考虑一个服务小区。因此,用于在其中随机接入前导与随机接入响应交换的一个服务小区的TA可以被获得,并且UL同步可以被调节。
然而,可以对一个UE配置多个服务小区,并且多个服务小区可以在不同的TAG或者不同的带(例如,授权带或者未授权带)中操作。
在下文中,提出在未授权带中执行随机接入过程的方法。未授权带小区可以是SCell或者独立的小区。
图5示出根据本发明的实施例的随机接入方法。
UE可以在未授权带的第一小区中发送随机接入前导(S210)。
UE在第二小区中接收随机接入响应(S220)。随机接入响应可以包括关于UE的UL传输时序和/或发送功率的信息。另外,当UE发送调度的消息时,随机接入响应可以包括关于小区或者小区组的信息。
其中UE接收随机接入响应(RAR)的第二小区可以被如下地定义。
1)第二小区可以是被包括在用于发送随机接入前导的第一小区所属的小区组中的授权带小区。更加具体地,授权带小区可以是PCell或者PSCell。
2)可以根据特定小区的请求发送随机接入前导。第二小区可以是用于请求随机接入前导的传输的小区或者被包括在用于请求随机接入前导的传输的小区所属的小区组中的小区。
3)第二小区可以是被包括在其中随机接入前导被发送的第一小区、或者第一小区所属的小区组或者第一小区所属的TAG中的未授权带小区。
第二小区可以是其中在发送随机接入前导之后用于对应UE的DL传输被最快速调度的未授权带小区。
4)可以基于其中发送随机接入前导的第一小区的诸如小区ID、序列、时序、频率资源等等的信息确定第二小区。
UE基于被包括在接收到的随机接入响应中的信息调节传输时序和/或发送功率(S230)。
UE可以如下地调节UL传输时序和/或发送功率。
1)UE可以调节用于已经发送随机接入前导的第一小区和属于第一小区的相同的TAG的未授权带小区的UL传输时序和/或发送功率。
2)UE可以调节用于其中发送调度的消息的TAG或者小区的UL传输时序和/或发送功率。
随机接入响应可以包括关于用于调节UL传输时序和/或发送功率的目标小区的信息。UE可以根据关于目标小区的信息调节UL传输时序和/或发送功率。
UE可以在第三小区中根据被包括在随机接入响应中的UL许可发送调度的消息(S240)。第三小区可以是授权带小区和未授权带小区中的一个。
其中UE发送调度的消息的第三小区可以被如下地定义。
1)如果在属于主小区组(MCG)的未授权带小区中发送随机接入前导,则第三小区可以是属于MCG的授权带小区。更加具体地,第三小区可以是MCG中的主小区(PCell)。
2)如果在属于SCG的未授权带中发送随机接入前导,则第三小区可以是被包括在SCG中的授权带小区。更加具体地,第三小区可以是SCG中的PSCell。
3)第三小区可以是被包括在第一小区所属的小区组或者第一小区所属的TAG中的授权带小区。
4)第三小区可以是被包括在第一小区所属的小区组或者第一小区所属的TAG中的未授权带小区。
5)第三小区可以是未授权带小区,该未授权带小区是在多个未授权带小区当中的在接收随机接入响应之后最快速调度的未授权带小区,并且在其中作为确认信道状态的结果UL传输是可能的。
6)第三小区可以是用于发送随机接入前导的第一小区所属的TAG中的授权带小区。如果授权带小区没有被包括在第一小区所属的TAG中,则第三小区可以是TAG中的未授权带小区。
7)第三小区可以是基于其中发送随机接入前导的第一小区的诸如小区ID、序列、时序、频率资源等等的信息确定的多个授权带小区或者未授权带小区中的一个。
8)如果关于其中调度的消息被发送的小区或者小区组的信息被包括在随机接入响应中,则基于该信息可以确定第三小区。
图6示出根据本发明的另一实施例的随机接入方法。
假定BS管理第一小区、第二小区以及第三小区。第一小区、第二小区以及第三小区可以是相同的或者可以是不同的。
如果在执行CCA之后信道是空闲的,则UE在未授权带的第一小区中发送随机接入前导610。UE在第二小区接收随机接入响应620。然后,UE在第三小区中发送调度的消息630。
图7示出根据本发明的实施例的随机接入前导。
在发送随机接入前导610之前,UE可以发送传统短训练字段(L-STF)601、传统长训练字段(L-LTF)602、以及传统信号字段(L-SIG)603。
可以在用于检测信号存在于当前使用的信道的载波感测,用于将被输入到天线的无线电信号调节到模拟电路和模拟数字转换器的操作区域的自动增益控制、以及粗载波频率偏移校正中利用L-STF 601。
L-LTF 602可以被用于精细的载波频率偏移校正和符号同步,并且可以被用于信道响应估计以用于L-SIG 603的解调。
在执行对应的随机接入过程期间,L-SIG 603被产生作为具有指示传输时间的信息的比特序列,以防止另一通信节点在接入对应的信道。更加具体地,L-SIG 603可以指示与发送随机接入前导所需的时间和接收随机接入响应所需的时间的总和相对应的传输时间(图6的T1)。可替选地,L-SIG 603可以指示与发送随机接入前导所需的时间、接收随机接入响应所需的时间、以及发送被调度的消息所需的时间的总和相对应的传输时间(图6的T2)。
图8是示出用于实现本发明的无线通信系统的框图。
BS 200包括处理器201、存储器202、以及射频(RF)单元203。存储器202被耦合到处理器201,并且存储用于驱动处理器201的各种信息。RF单元203被耦合到处理器201,并且发送和/或接收无线电信号。处理器201实现被提出的功能、过程以及/或者方法。在前述的实施例中,可以通过处理器201实现BS的操作。
UE 100包括处理器101、存储器102、以及RF单元103。存储器102被耦合到处理器101,并且存储用于驱动处理器101的各种信息。RF单元103被耦合到处理器101,并且发送和/或接收无线电信号。处理器101实现被提出的功能、过程以及/或者方法。
处理器可以包括专用集成电路(ASIC)、其它的芯片组、逻辑电路、以及/或者数据处理器。存储器可以包括只读存储器(ROM)、随机接入存储器(RAM)、闪存、存储卡、存储媒介和/或其它的存储设备。RF单元可以包括用于处理无线电信号的基带电路。当以软件实现上述实施例时,可以使用执行上述功能的模块(处理或者功能)实现上述方案。模块可以被存储在存储器中并且通过处理器执行。存储器可以被部署在处理器的内部或者外部并且使用各种公知装置被连接到处理器。
在上面的示例性系统中,虽然基于使用一系列的步骤或者块的流程图已经描述方法,但是本发明不限于步骤的序列,并且在不同于剩余的步骤的序列处可以执行一些步骤或者可以与剩余的步骤同时执行。此外,本领域的技术人员将会理解在流程图中示出的步骤不是排他的并且可以包括其它的步骤或者在没有影响本发明的范围的情况下可以删除流程图地一个或者多个步骤。
Claims (12)
1.一种用于未授权带的随机接入方法,所述方法包括:
在所述未授权带的第一小区中通过用户设备(UE)发送随机接入前导;和
在第二小区中通过所述UE接收随机接入响应,
其中,所述第二小区是被包括在所述第一小区所属的小区组中的所述未授权带的小区,或者被包括在所述第一小区所属的所述小区组内的时序提前组(TAG)中的所述未授权带的小区。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第二小区是其中在所述小区组中发送所述随机接入前导之后最快速地调度用于所述UE的下行链路(DL)传输的所述未授权带的小区。
3.根据权利要求1所述的方法,进一步包括:
根据所述随机接入响应中的上行链路(UL)许可,在第三小区中通过所述UE发送调度的消息。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述第三小区是所述第一小区所属的所述小区组中的授权带的小区。
5.根据权利要求3所述的方法,其中,所述随机接入响应包括关于所述第三小区的信息。
6.根据权利要求1所述的方法,进一步包括:
基于在所述随机接入响应中包括的时间对准命令(TAC),通过所述UE调节用于目标小区的UL传输时序,
其中,所述随机接入响应包括关于所述目标小区的信息。
7.一种用于通过使用未授权带执行随机接入的装置,所述装置包括:
射频(RF)单元;和
处理器,所述处理器用于控制所述RF单元并且被配置成:
控制所述RF单元以在所述未授权带的第一小区中发送随机接入前导;并且
控制所述RF单元以在第二小区中接收随机接入响应,
其中,所述第二小区是被包括在所述第一小区所属的小区组中的所述未授权带的小区,或者被包括在所述第一小区所属的所述小区组内的时序提前组(TAG)中的所述未授权带的小区。
8.根据权利要求7所述的装置,其中,所述第二小区是其中在所述小区组中发送所述随机接入前导之后最快速地调度用于所述装置的下行链路(DL)传输的所述未授权带的小区。
9.根据权利要求7所述的装置,其中,所述处理器被配置成:控制所述RF单元以根据所述随机接入响应中的上行链路(UL)许可在第三小区中发送调度的消息。
10.根据权利要求9所述的装置,其中,所述第三小区是所述第一小区所属的所述小区组中的授权带的小区。
11.根据权利要求9所述的装置,其中,所述随机接入响应包括关于所述第三小区的信息。
12.根据权利要求7所述的装置,其中,所述处理器被配置成:控制所述RF单元以基于在所述随机接入响应中包括的时间对准命令(TAC)调节用于目标小区的UL传输时序,并且
其中,所述随机接入响应包括关于所述目标小区的信息。
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