CN108738134A - 一种时分复用随机接入资源选择方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种时分复用随机接入资源选择方法，应用于单子带工作的UE上，接收广播信息，获得所在小区的相关信息，根据测量的RSRP最大值，以及RSRP门限列表确定进行随机接入的覆盖等级，以及该覆盖等级对应的PRACH资源列表；其中，不同覆盖等级对应的PRACH资源时分复用；在该PRACH资源列表中的PRACH周期到时，根据PRACH资源列表的内容，在测量的RSRP值最大的广播子带上发起随机接入；从确定的子带号对应的子带的随接入响应窗的起始位置开始，在该随机接入响应窗内监听由RA‑RNTI加扰的随机接入响应。该方案能够解决UE在单子上进行随机接入时的资源选择问题。

Description

一种时分复用随机接入资源选择方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种时分复用随机接入资源选择方法。
背景技术
基于TD-LTE技术的宽带接入系统中，系统可用带宽划分为多个连续或非连续的子带，每个子带上采用正交频分复用(OFDM)技术传输。按照功能将子带划分为同步子带、广播子带和业务子带。同步子带用于发送下行同步信号，广播子带用于下行广播和上行随机接入，业务子带用于传输业务。
为了降低终端成本，系统支持单子带工作模式，各物理信道必须在各个子带上独立发送。终端根据硬件能力的不同选择工作在全部或部分子带上，能力最弱的终端仅工作在单子带。
一个典型的应用场景是电力系统的无线宽带接入网，简称TD-LTE230网络，其频谱离散的分布在230M频段，其带宽为8.15MHz，共有40个25kHz的子带，最低频点的子带为223.525MHz，最高频点的子带为231.65MHz。
现有LTE系统和NB-IOT系统中，不同时频资源发起的随机接入时，UE要先在公共搜索空间内接收并解调用自己随机接入无线网络临时标识(Random Access Radio NetworkTemporary Identifier，RA-RNTI)加扰的物理下行共享信道(Physical Downlink SharedChannel，PDSCH)信道，进而确定如何接收并解调包含自己随机接入响应的MAC PDU的PDSCH信道。
单子带工作的UE仅能监听一个子带的物理下行控制信道(Physical DownlinkControl Channel，PDCCH)信道，无法在全频带范围内部署公共搜索空间，因此，这种通过检索公共搜索空间获得相应MAC RAR授权的方法不能解决UE在单子带上进行随机接入时的资源选择问题。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种时分复用随机接入资源选择方法，能够解决UE在单子上进行随机接入时的资源选择问题。
为解决上述技术问题，本申请的技术方案是这样实现的：
一种时分复用随机接入资源选择方法，应用于单子带工作的UE上，该方法包括：
接收广播信息，获得所在小区的物理随机接入信道PRACH资源列表、参考信号接收功率RSRP门限列表和当前广播子带对应的业务子带列表；
测量所在小区的广播子带的RSRP，并在测量的RSRP值最大的广播子带上，当对应的PRACH资源列表中的PRACH周期到时，根据该PRACH资源列表的内容发起随机接入；所述对应的PRACH资源列表为根据当前进行随机接入的广播子带对应的RSRP值和RSRP门限列表确定的覆盖等级所对应的PRACH资源列表；其中，不同覆盖等级对应的PRACH资源时分复用；
确定监听随机接入响应的子带号，以及随机接入响应的时间窗的起始位置；其中，随机接入响应的子带号根据进行随机接入的前导码的索引号，以及当前发起随机接入的广播子带对应的业务子带个数确定；
从确定的子带号对应的子带的随接入响应窗的起始位置开始，在该随机接入响应窗内监听由随机接入无线网络临时标识RA-RNTI加扰的随机接入响应，其中，RA-RNTI根据RA-RNTI起始值，覆盖等级索引号，覆盖等级个数，PRACH周期的起始无线帧号，随机接入响应窗包含的无线帧个数，以及PRACH周期包含的无线帧个数确定。
由上面的技术方案可知，本申请中UE通过接收广播信息，获得所在小区的相关信息：PRACH资源列表、RSRP门限列表和当前广播子带对应的业务子带列表；根据获得的相关信息给出了随机接入和随机接入响应的映射方法和RA-RNTI计算方法；不同覆盖等级的用户通过时分复用方式发送随机接入响应，RA-RNTI计算公式与PDCCH周期内待响应的PRACH周期有关，能够解决UE在单子上进行随机接入时的资源选择问题。
附图说明
图1为本申请实施例中时分复用随机接入资源选择流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图并举实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。
本申请实施例中提供一种时分复用随机接入资源选择方法，应用于单子带工作的用户终端(UE)上，UE通过接收广播信息，获得所在小区的相关信息；物理随机接入信道(Physical Random Access Channel，PRACH)资源列表、参考信号接收功率(ReferenceSignal Receiving Power，RSRP)和当前广播子带对应的业务子带列表，根据相关信息给出了随机接入和随机接入响应的映射方法和RA-RNTI计算方法；不同覆盖等级的用户通过时分复用方式发送随机接入响应，RA-RNTI计算公式与PDCCH周期内待响应的PRACH周期有关，能够解决UE在单子上进行随机接入时的资源选择问题。
下面结合附图，详细说明本申请实施例中如何实现时分复用随机接入资源选择过程。
本申请实施例中不同覆盖等级的PRACH资源时分复用，即不同覆盖等级的前导码码组部分重叠或完全相同，时间偏移不同，一个PRACH周期内不同覆盖等级按照配置的PRACH周期和时间偏移、前导码码组和前导码重复次数由小到大的顺序依次发起随机接入。
不同覆盖等级的UE通过时分复用方式发起随机接入，能够使得基站识别UE所处的覆盖等级。
参见图1，图1为本申请实施例中时分复用随机接入资源选择流程示意图。具体步骤为：
步骤101，UE接收广播信息，获得所在小区的PRACH资源列表、RSRP门限列表和当前广播子带对应的业务子带列表。
小区支持多种覆盖等级，PRACH资源列表的数目与覆盖等级的数目相同，每个覆盖等级对应一个PRACH资源列表；PRACH资源列表的内容为PRACH资源，具体包括：前导码码组、前导码重复次数、PRACH周期、时间偏移等。
步骤102，该UE测量所在小区的广播子带的RSRP，并在测量的RSRP值最大的广播子带上，当对应的PRACH资源列表中的PRACH周期到时，根据该PRACH资源列表的内容发起随机接入。
其中，对应的PRACH资源列表为根据当前进行随机接入的广播子带对应的RSRP值和RSRP门限列表确定的覆盖等级所对应的PRACH资源列表。
如RSRP门限列表包括三个等级时，RSRP门限列表的内容包括：RSRP值高门限值和低门限值；小于低门限值，不小于低门限值且小于高门限值，不小于高门限值分别对应一个门限等级。本步骤中利用测量的各广播子带的RSRP中值最高的RSRP在RSRP门限列表中匹配覆盖等级。
覆盖等级与PRACH资源列表一一对应，确定了覆盖等级后，即可确定对应的PRACH资源列表。
随机接入是UE开始和网络通信之前的接入过程，主要用于用户初始接入，RRC连接重建和切换等，其中，用户初始接入，RRC连接重建为竞争随机接入；切换为非竞争接入。
本申请实施例中的PRACH资源列表中的前导码码组中包括：竞争前导码码组和非竞争前导码码组；针对竞争随机接入和非竞争随机接入，在选择前导码进行随机接入时，存在如下不同：
若UE进行竞争随机接入，则根据该PRACH资源列表的内容发起随机接入，包括：
在该PRACH资源列表中的竞争前导码码组中随机选择一个前导码，使用该前导码在对应的时间偏移开始，以对应的重复次数发起随机接入。
若UE进行非竞争随机接入，则根据该PRACH资源列表的内容发起随机接入，包括：
使用基站侧在非竞争前导码码组范围内预先指定的前导码，在对应的时间偏移开始，以对应的重复次数发起随机接入。
步骤103，该UE确定监听随机接入响应的子带号，以及随机接入响应的时间窗的起始位置。
本步骤中随机接入响应的子带号根据进行随机接入的前导码的索引号，以及当前发起随机接入的广播子带对应的业务子带个数确定，具体确定方式为：
MSG2_Position＝preamble_id mod Ndatasb
其中，MSG2_Position为随机接入响应的子带号，preamble_id为随机接入的前导码的索引号，Ndatasb为当前发起随机接入的广播子带对应的业务子带个数。
所述随机接入响应的时间窗的起始位置为，在前导码传输结束位置再延时固定处理时延之后的第一个PDCCH周期的起始无线帧，其中，前导码传输结束位置为重复发起随机接入中最后一次随机接入结束的位置，所述固定处理时延为系统预先配置的时延。固定处理时延考虑不同PRACH重复次数和系统处理能力进行设置。
步骤104，该UE从确定的子带号对应的子带的随接入响应窗的起始位置开始，在该随机接入响应窗内监听由RA-RNTI加扰的随机接入响应。
其中，RA-RNTI根据RA-RNTI起始值，覆盖等级索引号，覆盖等级个数，PRACH周期的起始无线帧号，随机接入响应窗包含的无线帧个数，以及PRACH周期包含的无线帧个数确定，包括：
RA-RNTI＝A+C_id+C×floor((SFNPRACH_S mod(NPRACH×(ceiling(NRAR/NPRACH)+1)))/NPRACH)
其中，A为RA-RNTI起始值，C_id为当前进行随机接入的覆盖等级的索引号，C为配置的覆盖等级个数，即广播接收到的PRACH资源列表的个数，SFNPRACH_S为PRACH周期的起始无线帧号，NRAR为随机接入响应窗包含的无线帧个数，NPRACH为PRACH周期包含的无线帧个数，floor表示向下取整。
其中，floor((SFNPRACH_S mod(NPRACH×(ceiling(NRAR/NPRACH)+1)))/NPRACH)计算出的值为time_id，time_id表示在一个PDCCH周期内待响应的每个PRACH周期对应的索引值，time_id的范围为(0，Ntime–1)，Ntime表示一个PDCCH周期内待响应的PRACH周期个数，具体计算方式如下：
Ntime＝ceil(NRAR/NPRACH)+1
其中，ceil为ceiling的缩写，表示向上取整。
本申请实施例中，在通过不同前导码和不同频域发起的随机接入响应时，可以在不同子带监听随机接入响应；在通过相同前导码和相同频域，且不同时域发起的随机接入，通过PRACH周期确定RA-PRACH周期这个参数，当发送随机接入响应的PDCCH周期远大于发送随机接入的PRACH周期时，能够降低在UL-SCH信道上传输首次上行传输的信息的碰撞概率。
通过步骤105开始监听时，如果在随机接入响应窗的第一个PDCCH周期内，未监听到随机接入响应，则在下一个PDCCH周期继续监听随机接入响应。
若直到随机接入响应窗内的最后一个PDCCH周期，仍未监听到随机接入响应，则延迟backoff时间后进行功率爬升发送随机接入；并监听随机接入响应。
若功率爬升到最大发送功率发送随机接入，仍未监听到随机接入响应，则延迟backoff时间后在当前覆盖等级的基础上提高覆盖等级，以最大发送功率发送随机接入；并监听随机接入响应。
若以最高覆盖等级，最大发送功率发起随机接入后，仍未监听到随机接入响应，则延迟backoff时间后，切换广播子带，以对应PRACH资源列表的内容，在切换后的广播子带上，再次发起随机接入响应；直到监听到随机接入响应。
在切换后的随机接入广播子带上发起随机接入时，根据测量的该广播子带的RSRP值确定覆盖等级，以及确定的覆盖等级对应PRACH资源列表，以确定的PRACH资源列表对应的内容在切换后的广播子带上发起随机接入。
切换广播子带时，由于当前进行随机接入的广播子带为测量的值最大的广播子带，因此，第一次切换时，切换后的广播子带为测量RSRP值次大的广播子带，以此循环，直到监听到随机接入响应；获知到测量的RSRP值最小的广播子带上发起的随机接入后，也未监听到随机接入响应，则确定该次随机接入失败。
其中，backoff值在0到N内随机选择，N根据系统时间单位确定，每次延时backoff时间可以相同，也可以每次随机选择。
在上述任一情况下，若监听到随机接入响应，结束监听，进行后续随机接入步骤，即UE在UL-SCH信道上传输首次上行传输的信息，以及eNB在DL-SCH信道上传输竞争解决信息，来实现随机接入。
综上所述，本申请通过本发明定义了随机接入和随机接入响应的映射方法和RA-RNTI计算方法；不同覆盖等级的用户通过时分方式发送随机接入，RA-RNTI计算公式与PDCCH周期内待响应的PRACH周期有关，能够解决UE在单子上进行随机接入时的资源选择问题。
在通过不同前导码和不同频域发起的随机接入响应时，可以在不同子带监听随机接入响应；在通过相同前导码和相同频域，且不同时域发起的随机接入，通过PRACH周期确定RA-PRACH周期这个参数，当发送随机接入响应的PDCCH周期远大于发送随机接入的PRACH周期时，能够降低在UL-SCH信道上传输首次上行传输的信息的碰撞概率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种时分复用随机接入资源选择方法，应用于单子带工作的用户终端UE上，其特征在于，该方法包括：
接收广播信息，获得所在小区的物理随机接入信道PRACH资源列表、参考信号接收功率RSRP门限列表和当前广播子带对应的业务子带列表；
测量所在小区的广播子带的RSRP，并在测量的RSRP值最大的广播子带上，当对应的PRACH资源列表中的PRACH周期到时，根据该PRACH资源列表的内容发起随机接入；所述对应的PRACH资源列表为根据当前进行随机接入的广播子带对应的RSRP值和RSRP门限列表确定的覆盖等级所对应的PRACH资源列表；其中，不同覆盖等级对应的PRACH资源时分复用；
确定监听随机接入响应的子带号，以及随机接入响应的时间窗的起始位置；其中，随机接入响应的子带号根据进行随机接入的前导码的索引号，以及当前发起随机接入的广播子带对应的业务子带个数确定；
从确定的子带号对应的子带的随接入响应窗的起始位置开始，在该随机接入响应窗内监听由随机接入无线网络临时标识RA-RNTI加扰的随机接入响应，其中，RA-RNTI根据RA-RNTI起始值，覆盖等级索引号，覆盖等级个数，PRACH周期的起始无线帧号，随机接入响应窗包含的无线帧个数，以及PRACH周期包含的无线帧个数确定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PRACH资源列表中的前导码码组中包括：竞争前导码码组；
若UE进行竞争随机接入，所述根据该PRACH资源列表的内容发起随机接入，包括：
在该PRACH资源列表中的竞争前导码码组中随机选择一个前导码，使用该前导码在对应的时间偏移开始，以对应的重复次数发起随机接入。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PRACH资源列表中的前导码码组中包括：非竞争前导码码组；
若UE进行非竞争随机接入，所述根据该PRACH资源列表的内容发起随机接入，包括：
使用基站侧在非竞争前导码码组范围内预先指定的前导码，在对应的时间偏移开始，以对应的重复次数发起随机接入。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述RA-RNTI根据RA-RNTI起始值，覆盖等级索引号，覆盖等级个数，PRACH周期的起始无线帧号，随机接入响应窗包含的无线帧个数，以及PRACH周期包含的无线帧个数确定，包括：
RA-RNTI＝A+C_id+C×floor((SFNPRACH_S mod(NPRACH×(ceiling(NRAR/NPRACH)+1)))/NPRACH)
其中，A为RA-RNTI起始值，C_id为当前进行随机接入的覆盖等级的索引号，C为配置的覆盖等级个数，SFNPRACH_S为PRACH周期的起始无线帧号，NRAR为随机接入响应窗包含的无线帧个数，NPRACH为PRACH周期包含的无线帧个数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述随机接入响应的子带号根据进行随机接入的前导码的索引号，以及当前发起随机接入的广播子带对应的业务子带个数确定，包括：
MSG2_Position＝preamble_id mod Ndatasb
其中，MSG2_Position为随机接入响应的子带号，preamble_id为随机接入的前导码的索引号，Ndatasb为当前发起随机接入的广播子带对应的业务子带个数。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述随机接入响应的时间窗的起始位置为，在前导码传输结束位置再延时固定处理时延之后的第一个PDCCH周期的起始无线帧，其中，前导码传输结束位置为重复发起随机接入中最后一次随机接入结束的位置，所述固定处理时延为系统预先配置的时延。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
若在随机接入响应窗的第一个物理下行控制信道PDCCH周期内，未监听到随机接入响应，则在下一个PDCCH周期继续监听随机接入响应。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
若直到随机接入响应窗内的最后一个PDCCH周期，未监听到随机接入响应，则延迟回退backoff时间后进行功率爬升发起随机接入；并监听随机接入响应。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
若功率爬升到最大发送功率发送随机接入，未监听到随机接入响应，则延迟backoff时间后在当前覆盖等级的基础上提高覆盖等级，以最大发送功率发送随机接入；并监听随机接入响应。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
若以最高覆盖等级，最大发送功率发起随机接入后，仍未监听到随机接入响应，则延迟backoff时间后，切换广播子带，以对应PRACH资源列表的内容，在切换后的广播子带上，再次发起随机接入响应；直到监听到随机接入响应。
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