CN107105504B - 一种系统接入的资源分配方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种系统接入的资源分配方法和装置，涉及无线通信领域，包括：发送接入请求；接收所述一个或者多个TP发送的接入请求响应；根据所述接入请求响应确定发送通信消息占用的消息资源集合的无线资源范围，占用所述无线资源范围向所述无线资源范围对应的传输节点TP发送通信消息。解决了超密集网络中以用户为中心的接入过程中，不同用户发送的Msg3相互干扰的问题，并部分解决了使用相同前导的UE的Msg3的冲突问题。

Description

一种系统接入的资源分配方法和装置

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体涉及一种系统接入的资源分配方法和装置。

背景技术

移动互联网的迅猛发展引发了无线数据流量的爆炸式增长。物联网，机器通信、车联网、高可靠通信等新型业务和应用也在时延和可靠性等方面对无线通信提出了更高的要求。为应对这些挑战，学术界和工业界提出了国际移动通信(IMT，International MobileTelecommunications)-2020计划，研究第五代移动通信技术，即5G(5-Generation)。5G将在时延、容量、可靠性、灵活性、能耗等诸多方面极大地改善目前的长期演进(LTE，Long TermEvolution)系统的性能。

5G提出了热点区域容量相比4G提升1000倍的需求。容量提升主要有提高频率效率、增加频谱和密集部署小区三种方式。目前单链路频谱效率已经接近理论极限，全球统一的5G频谱分配尚未达成共识。所以，5G容量的提升很大程度上会依赖密集化的小区部署。超密集网络(UDN，Ultra Dense Network)正是在这一背景下提出的，它可以看作是小小区(Small Cell)增强技术的进一步演进。在UDN网络中，如图1所示，传输节点(TP，Transmission Point)密度将进一步提高，TP的覆盖范围进一步缩小(几十米，甚至十几米)，每个TP可能只服务一个或几个用户。

学术和工业界普遍认为，UDN中将采取以用户为中心的接入方式。传统的网络接入以TP为中心，TP需以密集的周期发送同步信号、导频信号等公共信号来保证终端可以发现TP。这些信号的发送消耗大量能量，影响系统能量效率。并且公共信号的发送也会对相邻小区的业务传输造成干扰。UDN中TP密集，站间距小，以TP为中心的接入的能耗和干扰问题会更加严重。以用户为中心的接入的核心思想是让TP来发现用户，从而可以避免TP周期发送同步和导频信号，节约能量并降低干扰。同时，以用户为中心的接入还能让用户参与服务TP的选择，有利于提高服务质量。最后，以用户为中心的接入也符合UDN中站间距小，切换频繁的场景特点。

以用户为中心的接入大致可以描述为以下过程。在空闲时，系统信息等由少数几个代表TP广播，大多数TP处于睡眠或关闭状态以节约能源，只在特定的时间醒来接收用户的接入请求。用户(UE)需要接入时，首先发送接入请求(消息1，Msg1)，接入请求一般以竞争的方式发送，即多个UE在资源池中随机的选择资源发送接入请求。TP收到用户的接入请求后，首先判断是否能够为用户服务。如果能为用户服务，则发送接入请求响应(消息2，Msg2)给用户。UDN中站点密集，用户通常会收到来自多个TP的接入请求响应。终端根据收到的接入请求响应及TP的信息，选择合适的TP为自己服务，并发送信息(消息3，Msg3)给该TP。TP收到消息后，发送消息响应(消息4，Msg4)给UE。

上述过程中，发送Msg3的资源由UE通过某些配置信息计算得到或由TP在Msg2中指示。如果相邻的TP为不同的UE分配的Msg3资源冲突，则不同UE的Msg3之间会产生严重干扰，影响接收。图2给出了一个Msg3资源冲突的例子，两个TP为两个UE分配的时频资源部分重叠，可能导致两个Msg3都不能正确接收。同时，如果两个UE使用相同的随机接入资源，并选择了同一个服务TP，则它们会使用相同的资源发送Msg3。此时TP只能识别一个UE的Msg3，另一个UE则需重新发起随机接入过程，引入额外的接入时延。

发明内容

本发明为了解决以用户为中心的接入场景下，不同用户发送的Msg3间的干扰问题，提出了一种系统接入的资源分配方法和装置，克服了现有技术中使用相同随机接入资源的UE对应的Msg3资源相互冲突的缺点。

为了实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种系统接入的资源分配方法，应用于终端，包括：

发送接入请求；

接收所述一个或者多个TP发送的接入请求响应；

根据所述接入请求响应确定发送通信消息占用的消息资源集合的无线资源范围，占用所述无线资源范围向所述无线资源范围对应的传输节点TP发送通信消息。

可选地，确定发送通信消息占用的消息资源集合的无线资源范围包括：

根据所述无线资源范围与接入请求的对应关系确定所述无线资源范围；

或者，根据接入请求响应的指示信息确定所述无线资源范围。

可选地，所述无线资源范围与传输节点TP的对应关系包括：

所述无线资源范围与接入请求对应的TP存在映射关系；

所述消息资源集合与接入请求响应窗或接入请求响应存在映射关系，所述接入请求响应窗为与发送接入请求时间间隔为预设长度的时间窗口。

可选地，所述接入请求包括标识信息，所述标识信息包括时频资源信息和前导序列索引。

可选地，所述无线资源范围与接入请求的对应关系包括：

标识信息不同或标识信息经过变换后不同的接入请求，对应的无线资源范围互不重叠，且属于同一消息资源集合。

可选地，所述无线资源范围与接入请求对应的TP存在映射关系包括：

索引不同或索引经过变换后不同的TP，对应的消息资源范围互不重叠，且属于同一消息资源集合。

可选地，根据接入请求响应的指示信息确定所述无线资源范围包括：

根据所述接入请求响应指示的无线资源范围在所述消息资源集合中的位置信息确定所述无线资源范围。

可选地，所述消息资源集合与接入请求响应窗存在映射关系包括：

位于同一接入请求响应窗内的接入请求响应对应的消息资源范围所属的消息资源集合相同，且不同接入请求响应窗对应的消息资源集合互不重叠。

可选地，所述消息资源集合与接入请求响应存在映射关系包括：

同一时刻发送的接入请求响应，对应的消息资源集合相同且不同时刻的接入请求响应对应的消息资源集合互不重叠。

可选地，所述消息资源集合的时频位置由系统静态或动态配置。

可选地，所述接入请求响应窗的时域上边界到对应的消息资源集合的时域下边界的距离大于或等于第一门限值。

可选地，所述接入请求响应的接收时刻到对应的消息资源集合的时域下边界的距离大于或等于第二门限值；或者

所述接入请求响应对应的消息资源范围，位于时域下边界位置与所述接入请求发送时刻的差最小且大于第三门限的消息资源集合内。

可选地，确定发送通信消息占用的消息资源集合的无线资源范围包括：

根据所述接入请求响应的指示确定一份消息资源用于发送所述通信消息，或在所述接入请求响应对应的消息资源范围中确定一份消息资源用于发送所述通信消息；

或者，根据所述接入请求响应中指示的频域位置信息确定发送所述通信消息的时频资源；或者，根据所述接入请求响应对应的消息资源范围中包括的多个由时频资源块中确定一个资源组，根据接入请求响应的指示，在资源组中选择一份时频资源发送所述通信消息。

本发明还提供一种系统接入的资源分配装置，设置于终端，包括：

发送模块，用于发送接入请求；

接收模块，用于接收所述一个或者多个TP发送的接入请求响应；

处理模块，用于根据所述接入请求响应确定发送通信消息占用的消息资源集合的无线资源范围，占用所述无线资源范围向所述无线资源范围对应的传输节点TP发送通信消息。

可选地，所述处理模块确定发送通信消息占用的消息资源集合的无线资源范围是指：

根据所述无线资源范围与接入请求的对应关系确定所述无线资源范围；

或者，根据接入请求响应的指示信息确定所述无线资源范围。

可选地，所述处理模块根据接入请求响应的指示信息确定所述无线资源范围是指：

根据所述接入请求响应指示的无线资源范围在所述消息资源集合中的位置信息确定所述无线资源范围。

可选地，所述处理模块确定发送通信消息占用的消息资源集合的无线资源范围是指：

根据所述接入请求响应的指示确定一份消息资源用于发送所述通信消息，或在所述接入请求响应对应的消息资源范围中确定一份消息资源用于发送所述通信消息；

或者，根据所述接入请求响应中指示的频域位置信息确定发送所述通信消息的时频资源；或者，根据所述接入请求响应对应的消息资源范围中包括的多个由时频资源块中确定一个资源组，根据接入请求响应的指示，在资源组中选择一份时频资源发送所述通信消息。

本发明和现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明的方法和装置解决了超密集网络中以用户为中心的接入过程中，不同用户发送的Msg3相互干扰的问题，并部分解决了使用相同前导的UE的Msg3的冲突问题。

附图说明

图1是现有技术UDN场景示意图；

图2是不同UE的Msg3相互干扰示意图；

图3是本发明实施例一种系统接入的资源分配方法的流程图；

图4是本发明实施例一种系统接入的资源分配装置的结构示意图；

图5是本发明实施例Msg2窗与Msg3资源集合映射关系图；

图6是本发明实施例Msg2窗口的时域排列图；

图7是本发明实施例Msg2接收时刻和Msg3资源集合映射关系图；

图8是本发明实施例预配置的Msg3资源集合图；

图9是本发明实施例随机接入资源定义图；

图10是本发明实施例随机接入序号与Msg3资源范围映射图；

图11是本发明实施例各TP采用相同或不同的随机接入序号与Msg3资源范围映射图；

图12是本发明实施例TP索引到Msg3资源范围连续映射和非连续映射示意图；

图13是本发明实施例映射和信令联合决定Msg3资源示意图；

图14是本发明实施例信令直接指定Msg3资源示意图；

图15是本发明实施例LTE中随机接入冲突解决机制图；

图16是本发明实施例基于随机选择Msg3资源的冲突解决机制图。

具体实施方式

为使本发明的发明目的、技术方案和有益效果更加清楚明了，下面结合附图对本发明的实施例进行说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例和实施例中的特征可以相互任意组合。

如图3所示，本发明实施例提供一种系统接入的资源分配方法，应用于终端，包括：

发送接入请求；

接收所述一个或者多个TP发送的接入请求响应；

根据所述接入请求响应确定发送通信消息占用的消息资源集合的无线资源范围，占用所述无线资源范围向所述无线资源范围对应的传输节点TP发送通信消息。

其中，确定发送通信消息占用的消息资源集合的无线资源范围包括：

根据所述无线资源范围与接入请求的对应关系确定所述无线资源范围；

或者，根据接入请求响应的指示信息确定所述无线资源范围。

终端发送通信消息的无线资源范围，属于一消息资源集合，所述无线资源范围与接入请求存在映射关系，或由接入请求响应指示。

所述无线资源范围与传输节点TP的对应关系包括：

所述无线资源范围与接入请求对应的TP存在映射关系；

所述消息资源集合与接入请求响应窗或接入请求响应存在映射关系，所述接入请求响应窗为与发送接入请求时间间隔为预设长度的时间窗口。

消息资源集合为预定义的一组资源，所述消息资源集合的时频位置由系统静态或动态配置。

所述接入请求包括标识信息，所述标识信息包括时频资源信息和前导序列索引。

所述接入请求为在一定时频资源上发送的前导序列。发送接入请求所使用的时频资源和前导序列的索引一同定义了一个接入请求，称为该接入请求的标识信息。

所述无线资源范围与接入请求的对应关系包括：

标识信息不同或标识信息经过变换后不同的接入请求，对应的无线资源范围互不重叠，且属于同一消息资源集合。

所述无线资源范围与接入请求对应的TP存在映射关系包括：

索引不同或索引经过变换后不同的TP，对应的消息资源范围互不重叠，且属于同一消息资源集合。

TP具有TP索引，索引不同或索引经过变换后不同的TP，对应的消息资源范围互不重叠，且属于同一消息资源集合。

根据接入请求响应的指示信息确定所述无线资源范围包括：

根据所述接入请求响应指示的无线资源范围在所述消息资源集合中的位置信息确定所述无线资源范围。

所述消息资源集合与接入请求响应窗存在映射关系包括：

位于同一接入请求响应窗内的接入请求响应对应的消息资源范围所属的消息资源集合相同，且不同接入请求响应窗对应的消息资源集合互不重叠。

所述消息资源集合与接入请求响应存在映射关系包括：

同一时刻发送的接入请求响应，对应的消息资源集合相同且不同时刻的接入请求响应对应的消息资源集合互不重叠。

所述接入请求响应窗的时域上边界到对应的消息资源集合的时域下边界的距离大于或等于第一门限值。

所述接入请求响应的接收时刻到对应的消息资源集合的时域下边界的距离大于或等于第二门限值；或者

所述接入请求响应对应的消息资源范围，位于时域下边界位置与所述接入请求发送时刻的差最小且大于第三门限的消息资源集合内。

确定发送通信消息占用的消息资源集合的无线资源范围包括：

根据所述接入请求响应的指示确定一份消息资源用于发送所述通信消息，或在所述接入请求响应对应的消息资源范围中确定一份消息资源用于发送所述通信消息；

或者，根据所述接入请求响应中指示的频域位置信息确定发送所述通信消息的时频资源；或者，根据所述接入请求响应对应的消息资源范围中包括的多个由时频资源块中确定一个资源组，根据接入请求响应的指示，在资源组中选择一份时频资源发送所述通信消息。

终端在发送消息后，接收消息响应。所述接入请求响应中包含第一类终端标识，所述消息中包含第二类终端标识，消息响应中仅包含第二类终端标识或同时包含第二类终端标识和第一类终端标识。

终端收到仅包含第二类终端标识的消息响应，且该第二类终端标识与终端自身的第二类终端标识相同，则终端使用接入请求响应中包含的第一类终端标识。

终端收到包含第二类终端标识和第一类终端标识的消息响应，且该消息响应中第二类终端标识与终端自身的第二类终端标识相同，则终端使用该消息中的第一类终端标识。

本发明所提出的方法有如下优点：

1、解决不同UE发送Msg3的相互干扰。

通过三层的方式定义了Msg3资源的位置。首先通过映射或配置指定发送Msg3的资源的集合，称为Msg3资源集合。然后通过随机接入的序号或TP的索引确定Msg3资源范围在Msg3资源集合中的位置。最后再由Msg2指定Msg3资源在资源范围中的相对位置。

通过这三层的方式，能够保证不同UE发送Msg3的资源互不相交(即互不干扰)，使得以用户为中心的初始接入过程顺利进行。

2、部分解决了使用相同随机接入前导的Msg3冲突问题。

在目前LTE系统中，如果多个UE在相同的时频资源上使用相同的前导序列发起随机接入，则在Msg2中只会为这些UE分配一份用于发送Msg3的资源。这些UE发送的Msg3会相互干扰，TP通常只能解调信号质量最好的Msg3，并在Msg4中对其进行响应。其余UE则必须重新发起随机接入过程，引入额外的随机接入时延。

本方案在Msg2中为UE分配多份用于发送Msg3的资源，UE在其中随机选择一份用于发送Msg3。即使多个UE使用相同的随机接入前导序列，并接收到了相同的Msg2，它们也有可能因为选择了不同的资源发送Msg3而使基站能够区分这些Msg3，并在Msg4中分别为这些UE分配CRNTI。这部分UE就不用重新发起随机接入请求，从而缩短了随机接入的时延。

3、与现有标准的兼容性好，利于平滑演进。

在设计本方案的过程中，尽量保留了LTE随机接入过程中相似的元素，以方便演进。例如，随机接入请求的发送方式和信息载荷，随机接入中各个消息的时序关系，Msg2和Msg3的内容都和LTE完全一致。

4、节约信令资源。

通过三层的方式指定Msg3资源的位置，Msg2中不必指定用于发送Msg3资源的绝对时频位置，只需指定发送Msg3的资源相对于对应的资源范围的相对位置即可。这样可以节约信令中用于指示资源分配的比特数。

如图4所示，本发明实施例还提供一种系统接入的资源分配装置，设置于终端，包括：

发送模块，用于发送接入请求；

接收模块，用于接收所述一个或者多个TP发送的接入请求响应；

处理模块，用于根据所述接入请求响应确定发送通信消息占用的消息资源集合的无线资源范围，占用所述无线资源范围向所述无线资源范围对应的传输节点TP发送通信消息。

所述处理模块确定发送通信消息占用的消息资源集合的无线资源范围是指：

根据所述无线资源范围与接入请求的对应关系确定所述无线资源范围；

或者，根据接入请求响应的指示信息确定所述无线资源范围。

所述处理模块根据接入请求响应的指示信息确定所述无线资源范围是指：

根据所述接入请求响应指示的无线资源范围在所述消息资源集合中的位置信息确定所述无线资源范围。

所述处理模块确定发送通信消息占用的消息资源集合的无线资源范围是指：

根据所述接入请求响应的指示确定一份消息资源用于发送所述通信消息，或在所述接入请求响应对应的消息资源范围中确定一份消息资源用于发送所述通信消息；

或者，根据所述接入请求响应中指示的频域位置信息确定发送所述通信消息的时频资源；或者，根据所述接入请求响应对应的消息资源范围中包括的多个由时频资源块中确定一个资源组，根据接入请求响应的指示，在资源组中选择一份时频资源发送所述通信消息。

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述：

实施例1：

说明Msg2窗口与Msg3资源范围的映射关系：

如图5所示，随机接入相关的四个消息的传输，需遵循一定的时序关系，以为各步处理留出足够的时间。UE在时间t₀发送接入请求后，在时间窗[t₀+t,t₀+t+w_size]内接收接入请求响应，该时间窗称为接入请求响应窗(Msg2窗口)。接入请求和接入请求响窗间在时域上的间隔t是为了给TP留出足够的时间解调随机接入前导和准备响应。在Msg2窗口和Msg3资源集合间，也有一时间间隔t₁，以为UE留出足够的时间解码Msg2和准备Msg3。两个时间间隔t和t₁可以是由协议规定且固定的，也可以由系统动态配置。

如图6所示，一系列相互不相交的Msg2窗口覆盖整个时间轴。由Msg2窗口到Msg3资源集合的映射方式为，落在相同Msg2窗内的Msg2，对应的Msg3资源位于相同的Msg3资源集合，而落在不同Msg2窗内的Msg2，对应的Msg3资源落在不同的Msg3资源集合。如图5所示，在两个不同时刻发送的接入请求，它们对应的Msg2落入了同一个Msg2窗内，则它们对应的Msg3资源也属于同一个集合。

实施例2：

说明Msg2接收时刻与Msg3资源范围的映射关系：

Msg2接收时刻和Msg3资源集合的映射关系如图7所示，同一时刻接收的Msg2对应的Msg3资源集合相同，而不同时刻接收的Msg2对应的Msg3资源集合互不相交。在图7中，两个随机接入请求是同时发送的，但它们对应的Msg2接收时间不同，因此Msg3资源所属的集合也不相同。

在这种映射方式下，可能需要限制TP发送Msg2的时间位置，以限制Msg3资源集合的数量，保证每个Msg3资源集合都有足够的大小。如果允许TP在每个时刻(子帧)上自由发送Msg2，为保证Msg3资源集合和Msg2接收时刻的对应关系，则每个Msg3资源集合的时域大小会仅为一个子帧。较小的Msg3资源集合会影响调度等后续处理的自由度。

Msg2接收时刻和Msg3资源集合的映射关系可以通过多种方式规定。例如可规定Msg3资源范围与Msg2的时域间隔为m个子帧(m需大于终端准备Msg2需要的最小时间)，且在时域上每个Msg3资源集合持续的时间为相邻两个可行Msg2发送时间点的间隔，这样可以保证不同的Msg3集合互不相交。也可以采用频域映射的方式，可规定位于同一Msg2窗内的Msg2对应的Msg3资源集合都属于同一时域范围，而不同时刻接收的Msg2对应的Msg3资源集合分布在不同频率的子载波上。

实施例3：

说明预配置的Msg3资源集合：

预配置的Msg3资源集合，是指系统通过静态或动态的方式配置多个Msg3资源集合。静态的方式是指Msg3资源集合的设定在协议中规定，Msg3资源集合的时频位置、时间密度和大小固定，且对所有UE和TP相同。动态配置是指，协议提供了配置Msg3资源集合时频位置、时间密度和每个集合大小的系统信息或信令，UE接收到对应的信息后即可获取Msg3资源集合的配置情况。动态方式的好处是能根据接入用户的多少、对时延的要求等参数调整Msg3资源集合配置，有利于提高效率。

在预配置的Msg3资源集合方式下，Msg2接收时刻与Msg3资源集合的时序关系遵循就近原则，即UE在完成Msg2的准备后，选择时域上最近的Msg3资源集合发送Msg3。在图8中，UE接收到第一个Msg2后，有足够的时间在第一个Msg3资源集合到来前准备好Msg3，因此在第一个Msg3资源集合中发送对应的Msg3。而对于第二个Msg2，到第一个Msg3资源集合的时间过短，没有充足的时间准备Msg3，则在下一个Msg3资源集合中发送Msg3。

实施例4：

说明Msg3资源范围与随机接入请求索引的映射关系：

随机接入请求为在一定的无线资源上发送的随机前导序列，通常UE只在一份随机接入资源上发送一个特定的随机接入前导(不会同时发起多个随机接入过程)。在图9给出了OFDM系统中随机接入资源的示意图。图9中有两份用于随机接入的时频资源，RA1和RA2。在这两份资源上，两个不同的UE可以使用索引相同的随机接入前导序列发送随机接入请求。这两个随机接入请求应被当作两个不同的随机接入请求，因为TP可以通过发送随机接入前导的时频资源将它们区分开。而不同用户在相同的时频资源，如RA1上使用相同的随机接入序列发送的随机接入请求，TP无法区分。因此，从传TP可识别的随机接入请求，由三元组(t_i,f_i,p_i)完全定义。中t_i为随机接入请求的发送时间，f_i为随机接入请求使用的频率最低的子载波，p_i为该随机接入请求所使用的前导序列的索引。在高频通信中，同一TP可因天线朝向不同分为不同的扇区，因此随机接入请求的标记未来也可能扩展为包括空域资源在内的四元组。可以定义多种方式，将标记随机接入请求的元组映射为一个实数，且保证不同元组映射得到的实数不同，称该实数无随机接入序号，记为R_i。

通过实施例1到3中阐述的方法，已经确定了Msg3资源集合，但Msg3资源集合的Msg3范围较大，需要进一步确定一个特定的Msg3对应的资源在Msg3资源集合中的位置。同时还需保证不同UE的Msg3资源互不冲突。一种保证不同UE发送Msg3的资源相不冲突的方法是，为映射到同一个Msg3资源集合中，序号不同的随机接入请求，分配互不相交的Msg3资源范围。同一序号的随机接入请求对应的Msg3资源范围在资源集合中可连续也可不连续。图10给出了连续分配和不连续分配的例子，假设有三个序号不同的随机接入被映射到同一Msg3资源集合中，图10左为连续资源范围的情况，图10右为不连续资源范围的情况。

为同一随机接入序号分配的Msg3资源范围，不同的TP可以一致也可以不一致，但要保证不同TP分配给不同随机接入序号对应的Msg3资源范围互不相交。图11给出了一个例子分配相同和不同的例子。图11(a)为不同TP使用相同的随机接入序号到Msg3资源范围映射的情况，在这种情况下，各个TP为同一个随机接入序号分配的Msg3资源范围相同。图11(b)为不同TP采用不同的随机接入序号到Msg3资源范围映射的情况。虽然不同TP分配给同一随机接入序号的Msg3资源范围不同，但分配给不同序号的随机接入请求的Msg3资源范围仍然互不相交，也可以保证不同用户的Msg3互不干扰。

由于Msg3资源集合的大小有限，而映射到同一Msg3资源集合中的Msg3数量可能较多(即随机接入请求序号的数量较多)，这样就不能保证不同序号的随机接入请求对应的Msg3资源范围互不相交(随机接入请求序号数大于Msg3资源集合中可用资源数目)。此时可通过一定的变换来压缩随机接入请求序号的数量，例如求模操作。经过变换后的随机接入请求的序号较少，就能保证不同的序号的随机接入请求对应的Msg3资源范围互不相交。

需要指出的是，接入请求序号对应的Msg3资源范围只是一种标记，不一定用于发送Msg3。例如TP没有收到某一序号的随机接入请求，或者已经决定不为某一序号的随机接入请求提供后续服务，则该序号的随机接入请求对应的Msg3资源范围也可用于其他用途。标记为一个特定的随机接入序号的Msg3资源范围，也可能比发送单个Msg3需要的资源大，TP可以在其中选择一部分分配给用户，让其在这部分资源上发送Msg3，而将其余部分用于其他用途。TP也可以为用户指定该Msg3资源范围的子集，由用户在其中随机选择一部分资源用于发送Msg3。

随机接入序号和Msg3资源范围的映射关系，可作为协议规定确定也可动态配置。作为协议规定确定时，TP无需为用户显式地指示Msg3资源范围，用户可自行计算，TP仅需指示Msg3资源在Msg3资源范围中的相对位置。也可以由系统消息，控制信道等通知用户本TP的随机接入序号和Msg3资源范围的映射规则，例如设置对随机接入序号进行求模运算时模数的大小。这种灵活性能适用户数目随时间的变化。

实施例5：

说明Msg3资源范围与TP索引的映射关系：

在LTE和LTE-A系统中，每个TP都具有索引，又称为cell ID。LTE中的Cell ID共有504个不同的取值，其中3种取值通过主同步信号(PSS)使用的序列来携带，剩余的168种取值通过辅同步信号(SSS)使用的序列来携带。Cell ID决定了TP小区特定参考信号(CRS)的位置和扰码等，地理上相邻的小区的cell ID通常不同，以起到降低干扰的作用。在我们的方案中，通过为索引不同的TP分配互不相交的Msg3资源范围来避免不同用户的Msg3间的相互干扰。分配给同一个TP的Msg3资源范围在资源集合中可连续也可不连续。

图12给出了TP索引到Msg3资源范围连续映射和非连续映射的例子。左图为各TP分配的Msg3资源范围连续的情况，右图为各个TP分配的Msg3资源范围不连续的情况，两幅图中分配给不同TP的Msg3资源范围均互不相交。图12只给出了基于时间划分各个TP的Msg3资源范围的情况，也可以基于频率或同时使用时频二维来划分不同TP的Msg3资源范围。与基于随机接入序号划分Msg3资源集合中的Msg3资源范围类似，可能Msg3资源集合较小，而TP索引数较多，从而难以为不同索引的TP分配互不相交的Msg3资源范围。实际上，在划分的Msg3资源范围时，通常也只需保证邻近，相互间干扰较强的TP间的Msg3资源范围互不相交即可。对于距离较远的，干扰小的TP则可不考虑。因此，可以对TP的索引进行某种变换，例如求模，以缩小TP索引的范围，保证可以在有限的Msg3资源集合内为索引不同的TP分配互不相交的Msg3资源范围。通过适当的TP索引规划，可以保证邻近TP的索引在经过变换后仍不同，以避免干扰。

与Msg3资源范围和接入请求序号的对应关系类似，Msg3资源范围只是一种标记，不一定被用于发送Msg3。例如，TP在一段时间内没有收到随机接入请求，则被标记为Msg3资源范围的资源就不会被其UE用于发送Msg3，TP可以在其上调度其他上行传输。Msg3资源范围也可以比实际发送Msg3所需的资源多，以为TP的调度提供自由度。TP可以在Msg3资源范围中的部分资源上调度Msg3传输，而在剩余的资源上调度其他上行传输。

已经确定了TP索引和Msg3资源范围的映射关系，在Msg2中指定用于Msg3的资源时，就不用指定该资源的绝对位置，而是指定其相对于资源范围的起始点的相对位置即可，可以减小Msg2中资源分配信令的比特数。TP索引和Msg3资源范围的映射关系，可以是静态的也可以是动态配置的。静态映射通过协议规定，不可更改；而动态映射能通过信令改变映射中的相关参数，以达到适配业务量和需求的目的。还需要指出，虽然示例中为各个TP划定的Msg3资源范围的大小相同，但这并不是必须的，也可根据负载情况为不同的TP划定不同大小的Msg3资源范围。随机接入序号和Msg3资源范围的映射能保证序号不同的随机接入请求对应的Msg3互不干扰，但TP索引和Msg3资源范围的映射关系则不能。TP索引和Msg3资源范围的映射关系只能保证不同的TP的Msg3互不干扰，在同一TP内部还需为不同序号的随机接入请求分配正交的Msg3资源才能避免同一TP内部的干扰。但这是一个调度问题，可留个TP内部实现。

实施例6：

说明Msg3资源范围由Msg2中的信令指示：

前面5个实施例讨论的方法中，确定Msg3资源的过程分为三步，其过程如图13所示。首先通过Msg2的时域位置或系统预配置，确定Msg3资源集合的位置。再通过随机接入请求序号或者目的TP索引确定Msg3资源范围在资源集合中的位置。最后通过Msg2中的信令，指示用于Msg3发送的资源在第二步中确定的资源范围的相对位置。通过这三步，UE能确定用于发送Msg3的资源。Msg3资源集合和Msg3资源范围的位置需要UE根据协议或者通过一些系统配置来计算，Msg2可指示Msg3资源的相对位置而不是绝对位置以节约信令开销。同时，方案对TP间的协作和通信的要求也不高，确定了Msg3资源集合和Msg3资源范围的映射方式，TP间不需交互也能避免Msg3的干扰。Msg3资源集合和Msg3资源范围的映射方式调整的时间粒度大，故对TP间通信时延要求也不高。

Msg3的干扰避免，也可采取对UE透明的方式，但对TP间的通信和协作有更高的要求，图13给出了该过程的一种可能。在这种方式中，Msg3资源集合的位置和Msg3资源范围的位置是TP间协商的结果，UE并不知道。各TP的协商，可以基于前5个实施例中设定的规则，即通过协商确定一套映射规则来确定Msg3资源集合和Msg3资源范围的位置。也可以采用更为自由的方式，例如直接为各个TP和随机接入请求序号指定Msg3资源范围。TP间的协商结果并不通知UE，只是作为TP内部对Msg3传输调度的限制。此时需要在Msg2中指定用于发送Msg3资源的绝对位置，信令的开销较大。在云接入网(CRAN)架构中，各个TP的调度器集中在一个处理能力池，交互的时延很低，具有实现这种方式的条件。同时也可以避免在标准中规定UE的行为带来的与现行标准的不兼容。

实施例7：

说明Msg3冲突的避免：

多个UE在相同的时频资源上使用相同的随机接入前导序列发起随机接入请求时，就会出现冲突。目前LTE在Msg4中解决冲突，大致流程如图15所示。多个UE在相同的时频资源上，选择了相同的随机接入前导序列发送Msg1。TP并不能将这些随机接入请求区分开，因此在Msg2中只返回一个临时C-RNTI和一份用于发送Msg3的资源。这些UE会在Msg2中指定的Msg3资源上发送自身的NAS ID和一些其他信息。因为这些Msg3在时频位置上完全重叠，TP通常只能解调其中信噪比最好的一个。在Msg4中，TP返回在Msg3中收到的NAS ID。UE将该NAS ID与自身的NAS ID比较，若相同则认为赢得这次竞争，将临时C-RNTI升级为C-RNTI，完成随机接入过程。若和自身的NAS ID不同，则认为随机接入竞争失败，重新发起随机接入过程。可以看出，在该过程中，竞争失败的UE因为重新发起随机接入过程会有较长的接入时延。

在本方案中，TP在Msg2中为UE指定的发送Msg3的资源可为多份，以解决随机接入冲突带来引发的重新发起随机接入的时延问题。TP在Msg2中为UE分配了多份Msg3资源，UE从中随机选择一份用于发送Msg3。例如，Msg2中可指示一个频域位置和多个子帧，各个UE可以随机选择一个子帧在指定的频域位置上发送Msg3，图16就画出了这种情况。也可以在同一个时域位置上指定多个频域位置，UE从其中随机选择一个频域位置发送。还可以指定多个时频位置，UE随机选择一个。

通过UE随机选择用于发送Msg3的资源，概率上可以将多个Msg3相互错开，这样TP就能接收到多个Msg3，从而知道随机接入发生了冲突。发生冲突后，TP需从冲突的UE中选择一个，让其使用在Msg2中分配的临时CRNTI，并为其他UE重新分配CRNTI。一种可行的机制是，检测到多个Msg3后，TP发送多个Msg4，这些Msg4位于不同的时频资源上，以相互区分。对于使用Msg2中分配的CRNTI的UE，发给其的Msg4只需包含其NAS ID。而对于分配新CRNTI的用户，则需既包含其NAS ID又包含新分配的CRNTI。收到只含NAS ID，不含CRNTI的Msg4的UE，将其中的NAS ID与自身NAS ID比较，若相同则将临时CRNTI升级为CRNTI。收到既含NASID又含CRNTI的Msg4的UE，如果其中的NAS ID与自身相同，则认为TP为自己重新分配了CRNTI，将Msg4中的CRNTI作为自身的CRNTI。没有收到带有自身NAS ID的Msg4的UE则需重新发起随机接入过程。

虽然本发明所揭示的实施方式如上，但其内容只是为了便于理解本发明的技术方案而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭示的核心技术方案的前提下，可以在实施的形式和细节上做任何修改与变化，但本发明所限定的保护范围，仍须以所附的权利要求书限定的范围为准。

Claims (17)

1.一种系统接入的资源分配方法，其特征在于，应用于终端，包括：

发送接入请求；

接收与一个或者多个TP索引对应的接入请求响应；不同TP索引的接入请求响应对应不同资源范围；

根据所述接入请求响应确定发送通信消息占用的消息资源集合的无线资源范围，占用所述无线资源范围发送通信消息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：根据所述接入请求响应确定发送通信消息占用的消息资源集合的无线资源范围包括：

根据所述接入请求响应，以及所述无线资源范围与接入请求的对应关系确定所述无线资源范围；或者，

根据接入请求响应的指示信息确定所述无线资源范围。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述无线资源范围与传输节点TP的对应关系包括：

所述无线资源范围与接入请求对应的TP存在映射关系；

所述消息资源集合与接入请求响应窗或接入请求响应存在映射关系，所述接入请求响应窗为与发送接入请求时间间隔为预设长度的时间窗口。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于：所述接入请求包括标识信息，所述标识信息包括时频资源信息和前导序列索引。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述无线资源范围与接入请求的对应关系包括：

标识信息不同或标识信息经过变换后不同的接入请求，对应的无线资源范围互不重叠，且属于同一消息资源集合。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述无线资源范围与接入请求对应的TP存在映射关系包括：

索引不同或索引经过变换后不同的TP，对应的消息资源范围互不重叠，且属于同一消息资源集合。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据接入请求响应的指示信息确定所述无线资源范围包括：

根据所述接入请求响应指示的无线资源范围在所述消息资源集合中的位置信息确定所述无线资源范围。

8.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述消息资源集合与接入请求响应窗存在映射关系包括：

位于同一接入请求响应窗内的接入请求响应对应的消息资源范围所属的消息资源集合相同，且不同接入请求响应窗对应的消息资源集合互不重叠。

9.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述消息资源集合与接入请求响应存在映射关系包括：

同一时刻发送的接入请求响应，对应的消息资源集合相同且不同时刻的接入请求响应对应的消息资源集合互不重叠。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述消息资源集合的时频位置由系统静态或动态配置。

11.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述接入请求响应窗的时域上边界到对应的消息资源集合的时域下边界的距离大于或等于第一门限值。

12.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述接入请求响应的接收时刻到对应的消息资源集合的时域下边界的距离大于或等于第二门限值；或者

所述接入请求响应对应的消息资源范围，位于时域下边界位置与所述接入请求发送时刻的差最小且大于第三门限的消息资源集合内。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于：确定发送通信消息占用的消息资源集合的无线资源范围包括：

根据所述接入请求响应的指示确定一份消息资源用于发送所述通信消息，或在所述接入请求响应对应的消息资源范围中确定一份消息资源用于发送所述通信消息；

或者，根据所述接入请求响应中指示的频域位置信息确定发送所述通信消息的时频资源；或者，根据所述接入请求响应对应的消息资源范围中包括的多个由时频资源块中确定一个资源组，根据接入请求响应的指示，在资源组中选择一份时频资源发送所述通信消息。

14.一种系统接入的资源分配装置，其特征在于，设置于终端，包括：

发送模块，用于发送接入请求；

接收模块，用于接收与一个或者多个TP索引对应的接入请求响应；不同TP索引的接入请求响应对应不同资源范围；

处理模块，用于根据所述接入请求响应确定发送通信消息占用的消息资源集合的无线资源范围，占用所述无线资源范围发送通信消息。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于：所述处理模块根据所述接入请求响应确定发送通信消息占用的消息资源集合的无线资源范围是指：

根据所述接入请求响应，以及所述无线资源范围与接入请求的对应关系确定所述无线资源范围；或者，根据接入请求响应的指示信息确定所述无线资源范围。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述处理模块根据接入请求响应的指示信息确定所述无线资源范围是指：

根据所述接入请求响应指示的无线资源范围在所述消息资源集合中的位置信息确定所述无线资源范围。

17.如权利要求14所述的装置，其特征在于：所述处理模块确定发送通信消息占用的消息资源集合的无线资源范围是指：

根据所述接入请求响应的指示确定一份消息资源用于发送所述通信消息，或在所述接入请求响应对应的消息资源范围中确定一份消息资源用于发送所述通信消息；

或者，根据所述接入请求响应中指示的频域位置信息确定发送所述通信消息的时频资源；或者，根据所述接入请求响应对应的消息资源范围中包括的多个由时频资源块中确定一个资源组，根据接入请求响应的指示，在资源组中选择一份时频资源发送所述通信消息。

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