ES2652314T3 - Cifrado de enlace ascendente durante acceso aleatorio - Google Patents

Cifrado de enlace ascendente durante acceso aleatorio Download PDF

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Abstract

Un método implementado en un terminal de usuario para solicitar servicio desde una estación base que tiene un área de célula donde la estación base ofrece servicio de radiocomunicaciones, comprendiendo el método: - determinar (S1, S2) una primera secuencia de cifrado de enlace ascendente, en el que dicha primera secuencia de cifrado de enlace ascendente es una secuencia de cifrado específica de acceso aleatorio o específica de la célula, y - generar (S3) un mensaje de acceso aleatorio utilizando la primera secuencia de cifrado de enlace ascendente determinada, y - transmitir (S4) el mensaje de acceso aleatorio a una estación base de radio, y - recibir (S5) desde la estación base una asignación de una segunda secuencia de cifrado de enlace ascendente, en el que dicha segunda secuencia de cifrado de enlace ascendente es una secuencia de cifrado específica de terminal, y - usar (S5) la segunda secuencia de cifrado de enlace ascendente para la comunicación posterior con la estación base de radio.

Description

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descripcion
Cifrado de enlace ascendente durante acceso aleatorio Campo teonioo
El campo tecnico se refiere a las comunicaciones de radio moviles y, en particular, a las comunicaciones de enlace ascendente que implican terminales de radio moviles en un sistema de comunicaciones de radio movil.
Anteoedentes
El sistema universal de telecomunicaciones moviles (UMTS) es un sistema de comunicacion movil asincrono de tercera generacion (3G) que opera en acceso multiple por division de codigo de banda ancha (WCDMA) basado en sistemas europeos, sistema global para las comunicaciones moviles (GSM) y servicios generales de paquetes via radio (GPRS). La evolucion a largo plazo (LTE) de UMTS esta en desarrollo por el proyecto asociacion de tercera generacion (3GPP) que estandarizo UMTS. Hay muchas especificaciones tecnicas alojadas en el sitio web de 3GPP relacionadas con el acceso radio terrestre universal evolucionado (E-UTRA) y la red de acceso radio terrestre universal evolucionada (E-UTRAN), por ejemplo, 3GPP TS 36.300. El objetivo del trabajo de LTE es desarrollar un marco para la evolucion de la tecnologia de acceso de radio 3GPP hacia una tecnologia de acceso radio de alta velocidad de datos, baja latencia y paquetes optimizados. En particular, LTE apunta a soportar servicios provistos desde el dominio de paquetes conmutados (PS). Un objetivo clave de la tecnologia lTe de 3GPP es permitir comunicaciones de paquetes de alta velocidad a 100 Mbps o por encima.
La figura 1 ilustra un ejemplo de un sistema 10 de comunicaciones moviles de tipo LTE. Una E-UTRAN 12 incluye E- NodoB (los eNodoB o eNB) 18 de UTRAN que proporcionan el plano de usuario E-UTRA y las terminaciones de protocolo del plano de control hacia el equipo 20 de usuario (UE) a traves de una interfaz de radio. Aunque un eNB es un nodo logico, implementado a menudo pero no necesariamente por una estacion base fisica, el termino estacion base se utiliza aqui para cubrir generalmente tanto nodos logicos como fisicos. Un UE a veces se denomina terminal de radio movil y, en estado inactivo, monitoriza la informacion del sistema transmitida por los eNB dentro del alcance para informarse a si misma de las estaciones base "candidatas" en el area de servicio. Cuando un UE necesita acceso a servicios desde una red de acceso radio, envia una solicitud a traves de un canal de acceso aleatorio (RACH) a un eNB adecuado, tipicamente un eNB con las condiciones de radio mas favorables. Los eNB estan interconectados entre si por medio de una interfaz X2. Los eNB tambien estan conectados por medio de la interfaz S1 a un nucleo 14 de paquetes evolucionado (EPC) que incluye una entidad de gestion de movilidad (MME) por un S1-MME y a una pasarela de evolucion de arquitectura de sistema (SAE) por un S1-U. La pasarela MME/SAE son referenciadas como un unico nodo 22 en este ejemplo. La interfaz S1 admite una relacion de muchos a muchos entre pasarelas de MME/SAE y eNB. La E-UTRAN 12 y el EPC 14 juntos forman una red movil terrestre publica (PLMN). Las pasarelas MME/SAE 22 estan conectados directa o indirectamente a Internet 16 y a otras redes.
Para poder operar en diferentes asignaciones de espectro, por ejemplo para migrar sin problemas de los sistemas celulares existentes al nuevo sistema de alta velocidad de datos de alta capacidad en el espectro de radio existente, es necesario operar en un ancho de banda flexible, por ejemplo, anchos de banda que van desde 1,25 MHz a 20 MHz para transmisiones de enlace descendente de red a UE. Deben admitirse los servicios de datos de alta velocidad, los servicios de baja velocidad como la voz, y dado que la LTE de 3G esta disenada para TCP/IP, es probable que VoIP sea el servicio que transmita el habla.
La transmision del enlace ascendente de LTE se basa en la transmision OFDM de extension de transformada de Fourier discreta (DFTS-OFDM), una relacion de potencia de pico bajo a media (PAPR), esquema de transmision de portadora unica (SC) que permite asignacion de ancho de banda flexible y acceso multiple ortogonal no solo en el dominio del tiempo sino tambien en el dominio de la frecuencia. Por lo tanto, el esquema de transmision de enlace ascendente de LTE tambien se denomina a menudo FDMA de portadora unica (SC-FDMA).
El procesamiento del canal de transporte del enlace ascendente de LTE se describe en la figura 2. Un bloque de transporte de tamano dinamico se entrega desde la capa de control de acceso al medio (MAC). Se calcula un codigo de redundancia ciclica (CRC) a usar para la deteccion de errores en el receptor de la estacion base para el bloque y se adjunta al mismo. La codificacion de canal de enlace ascendente se realiza luego mediante un codificador de canal que puede usar cualquier tecnica de codificacion adecuada. En LTE, el codigo puede ser un codigo turbo que incluye un intercalador interno basado en el polinomio de permutacion cuadratica (QPP) para realizar el intercalado de bloques como parte del turbocodificador. La solicitud de repeticion automatica (ARQ) hibrida de enlace ascendente de LTE extrae, del bloque de bits codificados entregados por el codificador de canal, el conjunto exacto de bits a transmitir en cada instante de transmision/retransmision. Un codificador cifra los bits codificados en el enlace ascendente de LTE (por ejemplo, cifrado a nivel de bits) con el fin de aleatorizar la interferencia y asi garantizar que la ganancia de procesamiento provista por el codigo del canal se pueda usar completamente.
Para lograr esta aleatorizacion de la interferencia, el cifrado del enlace ascendente es especifico del terminal movil,
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es decir, los diferentes terminales moviles (los UE) utilizan diferentes secuencias de cifrado. El cifrado especifico del terminal tambien proporciona al planificador la libertad de planificar multiples usuarios en el mismo recurso de tiempo-frecuencia y confiar en el procesamiento del receptor de la estacion base para separar las transmisiones de los multiples usuarios. El cifrado especifico del terminal aleatoriza la interferencia de otros terminales moviles en la misma celula que resulta que esta planificada en el mismo recurso y mejora el rendimiento.
Despues del cifrado, los datos se modulan para transformar un bloque de bits codificados/cifrados en un bloque de simbolos de modulacion complejos. El conjunto de esquemas de modulacion soportados para el ejemplo de enlace ascendente de LTE incluye QPSK, 16QAM y 64QAM, que corresponden a dos, cuatro y seis bits por simbolo de modulacion, respectivamente. El bloque de simbolos de modulacion se aplica luego a un modulador DFTS-OFDM, que tambien mapea la senal a un recurso de radio asignado, por ejemplo, una subbanda de frecuencia.
Junto con los simbolos de datos modulados, la senal mapeada a la banda de frecuencia asignada tambien contiene senales de referencia de demodulacion. Las senales de referencia conocidas de antemano tanto por el terminal movil (UE) como por la estacion base (eNodoB) son utilizadas por el receptor para la estimacion del canal y la demodulacion de los simbolos de datos. Se pueden asignar diferentes senales de referencia a un terminal de usuario por razones similares. Se pueden usar codigos de cifrado especificos del terminal, es decir, planificar inteligentemente a multiples usuarios en el mismo recurso de tiempo-frecuencia y asi realizar el denominado MIMO multiusuario. En el caso de MIMO multiusuario, depende del procesamiento eNodoB separar las senales transmitidas desde los dos (o mas) UE planificados simultaneamente en el mismo recurso de frecuencia en la misma celula. A los terminales planificados simultaneamente en el mismo recurso de frecuencia se les asignan tipicamente secuencias de senal de referencia diferentes (por ejemplo, ortogonales) para que el eNodo B estime los canales de radio en cada uno de esos UE.
Un requisito basico para cualquier sistema celular u otro de comunicaciones de radio es proporcionar a un terminal de usuario la capacidad de solicitar una configuracion de conexion. Esta capacidad se conoce comunmente como acceso aleatorio y tiene dos propositos principales en LTE, a saber, establecimiento de sincronizacion de enlace ascendente con la temporizacion de estacion base y establecimiento de una unica identidad de terminal de usuario, por ejemplo, un identificador temporal de red de radio celular (C-RNTI) en LTE, conocido tanto por la red como por el terminal de usuario que se utiliza en las comunicaciones para distinguir la comunicacion del usuario de otras comunicaciones.
Pero durante el procedimiento de acceso aleatorio (inicial), las transmisiones de enlace ascendente desde el terminal de usuario no pueden emplear secuencias de cifrado o numeros de referencia especificos del terminal para aleatorizar la interferencia porque el mensaje inicial de solicitud de acceso aleatorio desde el terminal de usuario acaba de comenzar a comunicarse con la red y ni el codigo de cifrado especifico del terminal ni un numero de referencia especifico del terminal se han asignado a ese terminal de usuario. Lo que se necesita es un mecanismo que permita a los mensajes de acceso aleatorio enviados a traves de un canal de enlace ascendente compartido ser cifrado hasta que se pueda asignar un codigo de cifrado especifico del terminal al terminal de usuario. Una razon para cifrar los mensajes de acceso aleatorio es aleatorizar la interferencia intercelular, que tambien es el caso para el cifrado durante la transmision de datos de enlace ascendente "normal". En el ultimo caso, el cifrado tambien se puede usar para suprimir la interferencia intracelular en el caso de que se planifiquen multiples UE en el mismo recurso de tiempo-frecuencia. De manera similar, tambien seria deseable poder tener terminales de usuario que transmitan senales de referencia conocidas durante el acceso aleatorio para permitir que el receptor de la estacion base estime el canal de enlace ascendente. Las senales de referencia deben incluirse en los mensajes de acceso aleatorio, asi como en las transmisiones de datos de enlace ascendente "normales" para permitir la estimacion de canal en el eNodoB y la correspondiente demodulacion coherente.
El documento EP 0565507 A2 describe una estacion movil que tiene medios para seleccionar un codigo de cifrado de una lista de codigos de cifrado disponibles transmitidos desde otra estacion base de radio para generar un mensaje de acceso aleatorio.
Sumario
La tecnologia que se describe a continuacion facilita el acceso aleatorio de un terminal de usuario con una estacion base de radio. Un terminal de usuario determina uno de un primer tipo de secuencias de cifrado de enlace ascendente y genera un mensaje de acceso aleatorio utilizando el determinado del primer tipo de secuencias de cifrado de enlace ascendente. Su transmisor transmite el mensaje de acceso aleatorio a la estacion base de radio. El receptor del terminal de usuario recibe entonces de la estacion base un segundo tipo diferente de secuencia de cifrado de enlace ascendente. El terminal utiliza ese segundo tipo diferente de secuencia de cifrado de enlace ascendente para una comunicacion posterior con la estacion base de radio. En una realizacion de ejemplo no limitativa, el primer tipo de secuencias de cifrado de enlace ascendente puede asociarse especificamente con el area de la celula de la estacion base de radio o un canal de radio de acceso aleatorio asociado a la estacion base de radio, pero no estan especificamente asignadas a ningun terminal de usuario, y el segundo tipo diferente de secuencia de cifrado de enlace ascendente se puede seleccionar a partir de un segundo conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente especificamente asignables a los terminales de usuario. El uso de estos dos tipos
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diferentes de secuencias de cifrado permite a los terminales de usuario cifrar sus transmisiones de senal de enlace ascendente incluso aunque los codigos de cifrado especificos de terminal no puedan usarse en el enlace ascendente durante el acceso aleatorio por los terminales de usuario.
El terminal de usuario transmite un primer mensaje de solicitud de acceso aleatorio que incluye un preambulo de acceso aleatorio a la estacion base de radio utilizando un recurso de radio de canal de acceso aleatorio. A continuacion, se recibe un segundo mensaje de respuesta de acceso aleatorio desde la estacion base de radio que indica un cambio de temporizacion, un recurso de radio identificado y un identificador de terminal de usuario temporal. El terminal ajusta una temporizacion en el terminal de usuario para transmitir senales a la estacion base de radio basandose en la informacion recibida en el mensaje de respuesta de acceso aleatorio, y basandose en la temporizacion ajustada, transmite un tercer mensaje correspondiente al mensaje de acceso aleatorio generado que incluye la identidad de usuario completa del usuario del terminal a la estacion base de radio a traves del recurso de radio identificado. El tercer mensaje es cifrado utilizando el determinado del primer tipo de secuencia de cifrado de enlace ascendente, se modula y se mapea a un recurso de canal de radio. El terminal recibe un cuarto mensaje de resolucion de contencion desde la estacion base de radio para completar los procedimientos de acceso aleatorio y siguen las comunicaciones normales.
Varias realizaciones no limitativas mapean el primer conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente a algun otro parametro conocido por el terminal de usuario y la estacion base. Por ejemplo, el primer conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente puede ser mapeadas a secuencias de preambulo de acceso aleatorio correspondientes. Uno de los primeros conjuntos de secuencias de cifrado de enlace ascendente puede entonces seleccionarse basandose en el preambulo de acceso aleatorio incluido en el primer mensaje de solicitud de acceso aleatorio y el mapeo. Otro ejemplo mapea el primer conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente con los identificadores de terminal de usuario correspondientes y selecciona uno de los primeros conjuntos de secuencias de cifrado de enlace ascendente basandose en el identificador de terminal de usuario incluido en el segundo mensaje de respuesta de acceso aleatorio y el mapeo. Un tercer ejemplo mapea el primer conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente a recursos de radio correspondientes utilizados para transmitir el mensaje de solicitud de acceso aleatorio y selecciona uno de los primeros conjuntos de secuencias de cifrado de enlace ascendente basandose en el recurso de radio de canal de acceso aleatorio utilizado para enviar un primer mensaje de solicitud de acceso aleatorio que incluye un preambulo de acceso aleatorio a la estacion base de radio y el mapeo.
El enfoque de secuencia de cifrado de dos tipos tambien puede usarse para senales de referencia incorporadas en mensajes de acceso aleatorio de enlace ascendente enviados a la estacion base que son utilizados por la estacion base para estimar el canal de enlace ascendente, por ejemplo, para fines de ecualizacion, etc. Se selecciona una de un primer conjunto de secuencias de referencia de enlace ascendente, por ejemplo, secuencias de referencia de enlace ascendente especificamente asociadas con un area de celula de estacion base de radio o un canal de acceso aleatorio pero que no estan especificamente asignadas a ningun terminal de usuario. Se genera un mensaje de acceso aleatorio utilizando la seleccionada del primer conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente y la seleccionada del primer conjunto de secuencias de referencia de enlace ascendente. El terminal de usuario transmite el mensaje de acceso aleatorio a la estacion base de radio. Despues de eso, la estacion base informa al terminal de usuario de un segundo tipo diferente de secuencia de referencia para usar en comunicaciones posteriores de enlace ascendente, por ejemplo, un numero de referencia asignado especificamente a ese terminal de usuario.
En una implementacion de ejemplo no limitativa, el terminal de usuario y la estacion base estan configurados para comunicarse con una red de radiocomunicaciones de evolucion a largo plazo (LTE) con el terminal de usuario transmitiendo el primer mensaje de solicitud de acceso aleatorio a traves de un canal de acceso aleatorio (RACH) y el tercer mensaje a traves de un canal compartido de enlace ascendente (UL-SCH). El identificador de terminal de usuario enviado por la estacion base en el segundo mensaje puede ser un identificador de terminal de usuario temporal utilizado hasta que se asigne un identificador de terminal de red de radio (RNTI) al terminal de usuario.
Breve desoripoion de Ios dibujos
La figura 1 es un ejemplo del sistema de comunicaciones de radio movil de LTE;
la figura 2 es un diagrama de flujo que ilustra procedimientos de ejemplo no limitativos para preparar un bloque de transporte entregado desde la capa de acceso a medios de un terminal de usuario para la transmision a traves de la interfaz de radio a la red en un sistema de comunicaciones de radio movil de LTE;
la figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra procedimientos de ejemplo no limitativos para que un terminal de usuario haga un acceso aleatorio en la red de radio;
la figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra procedimientos de ejemplo no limitativos para que una estacion base reciba y procese un acceso aleatorio de terminal de usuario en la red de radio;
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las figuras 5A y 5B ilustran un mapeo entre el transporte y los canales fisicos en el enlace descendente y el enlace ascendente, respectivamente;
la figura 6 es un diagrama que ilustra tres estados basicos de un terminal de usuario;
la figura 7 es un diagrama de senalizacion que ilustra un procedimiento de acceso aleatorio de ejemplo no limitativo;
la figura 8 ilustra un ejemplo no limitativo de una transmision de preambulo de acceso aleatorio; y
la figura 9 es un diagrama de bloques de funciones de ejemplo no limitativo de un terminal de usuario y una estacion base eNodo B.
Desoripoion detallada
En la siguiente descripcion, con fines explicativos y no limitativos, se establecen detalles especificos, tales como nodos particulares, entidades funcionales, tecnicas, protocolos, estandares, etc. con el fin de proporcionar una comprension de la tecnologia descrita. En otros casos, se omiten descripciones detalladas de metodos, dispositivos, tecnicas, etc. bien conocidos para no ocultar la descripcion con detalles innecesarios. Los bloques de funciones individuales se muestran en las figuras. Los expertos en la tecnica apreciaran que las funciones de esos bloques pueden implementarse utilizando circuitos de hardware individuales, utilizando programas de software y datos junto con un microprocesador u ordenador de proposito general adecuadamente programado, utilizando circuitos integrados de aplicacion especifica (ASIC), matrices logicas programables y/o el uso de uno o mas procesadores de senal digital (dSp).
Sera evidente para un experto en la tecnica que pueden realizarse otras realizaciones aparte de los detalles especificos divulgados a continuacion. La tecnologia se describe en el contexto de un sistema UMTS de 3GPP evolucionado, tal como LTE, a fin de proporcionar un contexto de ejemplo y no limitativo para la explicacion. Vease por ejemplo el diagrama del sistema de LTE que se muestra en la figura 1. Pero esta tecnologia no se limita a LTE y puede usarse en cualquier sistema moderno de comunicaciones de radio. Ademas, el enfoque a continuacion que emplea dos tipos diferentes de secuencias de cifrado, una para fines de acceso aleatorio y una para comunicaciones despues de que se complete el acceso aleatorio, tambien se puede aplicar a senales de referencia de estimacion de canal conocidas (a veces denominadas senales piloto). Sin embargo, la explicacion detallada se proporciona utilizando secuencias de cifrado con el entendimiento de que se aplican detalles similares a las senales de referencia. Para facilitar la descripcion, un equipo de usuario (UE) se denomina a menudo, sin limitacion, como un terminal de usuario o un terminal movil, y se hace referencia a un eNodoB utilizando la estacion base de terminos mas general y familiar.
La figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra procedimientos de ejemplo no limitativos para que un terminal de usuario haga un acceso aleatorio a la red de radio utilizando un codigo de cifrado de enlace ascendente que esta generalmente disponible para todos los terminales de usuario que desean acceder aleatoriamente al servicio en una celula particular. El terminal de usuario detecta un primer tipo de secuencias de cifrado de enlace ascendente, por ejemplo, secuencias de cifrado de enlace ascendente especificamente asociadas con un area de celula de la estacion base de radio o canal de acceso aleatorio pero que no estan especificamente asignadas a ningun terminal de usuario (paso S1). Se determina una seleccionada del primer tipo de secuencias de cifrado de enlace ascendente (paso S2), y se genera un mensaje de acceso aleatorio utilizando la seleccionada del primer tipo de secuencias de cifrado de enlace ascendente (paso S3). El terminal de usuario transmite el mensaje de acceso aleatorio a la estacion base de radio (paso S4). Despues de transmitir el mensaje de acceso aleatorio, el terminal de usuario recibe de la estacion base de radio un segundo tipo diferente de secuencia de cifrado de enlace ascendente, por ejemplo, una secuencia de cifrado de enlace ascendente seleccionada de un segundo conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente asignables especificamente a terminales de usuario (paso S5). El terminal de usuario utiliza el segundo tipo de secuencia de cifrado de enlace ascendente para la comunicacion posterior con la estacion base de radio. Se pueden usar procedimientos similares para las senales de referencia de enlace ascendente conocidas.
La figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra procedimientos de contrapartida de ejemplo no limitativos, para que una estacion base reciba y procese un acceso aleatorio del terminal de usuario a la red de radio. Cada estacion base en la red tiene su propio conjunto de secuencias de preambulo, senales de referencia y codigos o secuencias de cifrado especificos no terminales. La estacion base transmite, implicita o explicitamente, a traves de un canal de transmision, por ejemplo, BCH, su conjunto de preambulos y secuencias de cifrado de enlace ascendente (paso S10). Si la estacion base no transmite explicitamente la secuencia de cifrado a usar, la identidad de la celula a partir de la cual se puede derivar la secuencia de cifrado a usar, por ejemplo, mediante un mapeo entre la secuencia y el identificador de celula. Las secuencias de cifrado de enlace ascendente pueden estar, por ejemplo, asociadas especificamente con un area de celula de una estacion base de radio o un canal de acceso aleatorio y no estan asignadas especificamente a ningun terminal de usuario. La estacion base espera a recibir un primer mensaje de solicitud de acceso aleatorio desde un terminal de usuario que incluye uno de los preambulos de la estacion base. En respuesta, la estacion base transmite un segundo mensaje de respuesta de acceso aleatorio a un terminal de
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usuario que indica un cambio de temporizacion, un recurso de radio identificado y un identificador de terminal de usuario. Un tercer mensaje correspondiente al mensaje de acceso aleatorio generado que incluye la identidad del terminal de usuario es descifrada utilizando la seleccionada del primer conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente (paso S11). A continuacion, la estacion base transmite al terminal de usuario un cuarto mensaje que incluye un segundo tipo diferente de secuencia de cifrado de enlace ascendente seleccionada de un segundo conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente, por ejemplo, secuencias de cifrado de enlace ascendente que son asignables especificamente a terminales de usuario (paso S12). El terminal de usuario utiliza la segunda secuencia de cifrado del enlace ascendente para la comunicacion posterior con la estacion base de radio. Se pueden aplicar procedimientos similares para las senales de referencia de enlace ascendente conocidas.
Para comprender mejor el siguiente procedimiento de acceso aleatorio de LTE de ejemplo no limitativo, se hace referencia a las figuras 5A y 5B que ilustran un mapeo entre los canales de transporte y fisicos en el enlace descendente y el enlace ascendente, respectivamente. Los siguientes son canales de transporte de enlace descendente: el canal de transmision (BCH), el canal de busqueda (PCH), el canal compartido de enlace descendente (DL-SCH) y el canal de transmision multiple (MCH). El BCH se mapea al canal de transmision fisica (PBCH), y el PCH y el DL-SCH se mapean al canal compartido de enlace descendente fisico (PDSH). Los canales de transporte de enlace ascendente incluyen el canal de acceso aleatorio (RACH) y el canal compartido de enlace ascendente (UL-SCH). El RACH se mapea al canal de acceso aleatorio fisico (PRACH) y el UL-SCH mapea al canal compartido de enlace ascendente fisico (PUSCH).
En LTE, como en otros sistemas de comunicacion de radio movil, un terminal movil puede estar en varios estados de funcionamiento diferentes. La figura 6 ilustra esos estados para LTE. En el encendido, el terminal movil entra en el estado LTE_DETACHED. En este estado, la red no conoce el terminal movil. Antes de que pueda tener lugar cualquier otra comunicacion entre el terminal movil y la red, el terminal movil necesita registrarse en la red utilizando el procedimiento de acceso aleatorio para entrar en el estado LTE_ACTIVE. El estado LTE_DETACHED es principalmente un estado utilizado en el encendido. Una vez que el terminal movil se registra con la red, por lo general se encuentra en uno de los otros estados: LTE_ACTIVE o LTE_IDLE.
LTE_ACTIVE es el estado utilizado cuando el terminal movil esta activo con la transmision y recepcion de datos. En este estado, el terminal movil esta conectado a una celula especifica dentro de la red. Se han asignado uno o varios protocolos de Internet (IP) u otro tipo de direcciones de paquetes de datos al terminal movil, asi como una identidad del terminal, un identificador temporal de red de radio celular (C-RNTI), utilizado para fines de senalizacion entre el movil terminal y la red. El estado LTE_ACTIVE incluye dos subestados, IN_SYNC y OUT_OF_SYNC, dependiendo de si el enlace ascendente esta sincronizado a la red o no. Siempre que el enlace ascendente este en IN_SYNC, son posibles las transmisiones del enlace ascendente de los datos del usuario y la senalizacion de control de la capa inferior. Si no ha tenido lugar una transmision de enlace ascendente dentro de una franja de tiempo dada, se declara que el enlace ascendente esta fuera de sincronizacion, en cuyo caso, el terminal movil debe realizar un procedimiento de acceso aleatorio para restablecer la sincronizacion de enlace ascendente.
LTE_IDLE es un estado de baja actividad en el que el terminal movil duerme la mayor parte del tiempo para reducir el consumo de bateria. La sincronizacion del enlace ascendente no se mantiene, y por lo tanto, la unica actividad de transmision del enlace ascendente que puede tener lugar es el acceso aleatorio para pasar a LTE_ACTIVE. El terminal movil mantiene su direccion o direccion de IP y otra informacion interna para moverse rapidamente a LTE_ACTIVE cuando sea necesario. La posicion del terminal movil se conoce parcialmente en la red de modo que la red conoce al menos el grupo de celulas en el que se debe realizar la busqueda del terminal movil.
Un procedimiento de acceso aleatorio de ejemplo no limitativo se ilustra en la figura 7 e incluye cuatro pasos denominados pasos 1-4 con cuatro mensajes de senalizacion asociados a los que se hace referencia como mensajes 1-4. La estacion base transmite un conjunto de preambulos asociados con esa estacion base, informacion de recursos de RACH y otra informacion en un mensaje de transmision enviado regularmente a traves de un canal de transmision que exploran regularmente los terminales moviles activos. En el paso uno, despues de que el terminal de usuario recibe y decodifica la informacion transmitida por la estacion base (eNodoB), selecciona uno de los preambulos de acceso aleatorio de la estacion base y lo transmite por el RACH. La estacion base monitoriza el RACH y detecta el preambulo que permite a la estacion base estimar el tiempo de transmision del terminal de usuario. La sincronizacion de enlace ascendente es necesaria para permitir que el terminal transmita datos de enlace ascendente a la estacion base.
El preambulo de acceso aleatorio incluye una secuencia conocida, seleccionada aleatoriamente por el terminal movil a partir de un conjunto de secuencias de preambulo conocidas disponibles para fines de acceso aleatorio con una estacion base particular. Cuando se realiza un intento de acceso aleatorio, el terminal selecciona una secuencia de preambulo aleatoriamente del conjunto de secuencias de preambulo asignadas a la celula a la que el terminal esta tratando de acceder. Siempre que ningun otro terminal este realizando un intento de acceso aleatorio utilizando la misma secuencia de preambulo en el mismo instante de tiempo, no se produciran colisiones, y la estacion base detectara muy probablemente la solicitud de acceso aleatorio. El preambulo es transmitido por un terminal de usuario en un recurso de canal de radio, por ejemplo, un recurso de tiempo/frecuencia, asignado para fines de acceso aleatorio, por ejemplo, un RACH.
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La figura 8 ilustra conceptualmente una transmision de preambulo de acceso aleatorio de acuerdo con la especificacion de LTE a partir de este escrito. Un ejemplo no limitativo para generar preambulos adecuados se basa en las secuencias de Zadoff-Chu (ZC) y sus secuencias ciclicas desplazadas. Las secuencias Zadoff-Chu tambien se pueden usar, por ejemplo, para crear las senales de referencia de enlace ascendente incluidas en cada trama de datos para fines de estimacion de canal.
Un terminal de usuario que lleva a cabo un intento de acceso aleatorio, antes de la transmision del preambulo, obtuvo la sincronizacion de enlace descendente desde un procedimiento de busqueda de celula utilizando la informacion de temporizacion transmitida por la estacion base. Pero como se explico anteriormente, el tiempo de enlace ascendente aun no esta establecido. El inicio de una trama de transmision de enlace ascendente en el terminal se define con relacion al inicio de la trama de transmision de enlace descendente en el terminal. Debido al retraso de propagacion entre la estacion base y el terminal, la transmision de enlace ascendente se retrasara con respecto a la temporizacion de transmision de enlace descendente en la estacion base. Debido a que no se conoce la distancia entre la estacion base y el terminal, existe una incertidumbre en la temporizacion del enlace ascendente que corresponde al doble de la distancia entre la estacion base y el terminal. Para tener en cuenta esta incertidumbre y evitar la interferencia con subtramas posteriores que no se utilizan para el acceso aleatorio, se utiliza un tiempo de guardia.
Volviendo al segundo paso de senalizacion de acceso aleatorio mostrado en la figura 7, en respuesta al intento de acceso aleatorio detectado, la estacion base transmite un mensaje 2 de respuesta de solicitud de acceso aleatorio en el canal compartido de enlace descendente (DL-SCH). El mensaje 2 contiene un indice u otro identificador de la secuencia de preambulo de acceso aleatorio que la estacion base detecto y para la cual la respuesta es valida, una correccion de temporizacion de enlace ascendente u orden de avance de temporizacion calculada por la estacion base despues de procesar el preambulo de acceso aleatorio recibido, una concesion de planificacion que indica recursos que el terminal de usuario usara para la transmision del mensaje en el tercer mensaje enviado desde el terminal movil a la estacion base, y una identidad de terminal de usuario temporal utilizada para la comunicacion adicional entre el terminal de usuario y la estacion base. Despues de que se complete el paso 2, el terminal de usuario es sincronizado en el tiempo.
Si la estacion base detecta multiples intentos de acceso aleatorio (desde diferentes terminales de usuario), entonces los mensajes 2 de respuesta de solicitud de acceso aleatorio a multiples terminales moviles pueden combinarse en una unica transmision. Por lo tanto, el mensaje 2 de respuesta de solicitud de acceso aleatorio es planificado en el DL-SCH y se indica en el canal de control de enlace descendente fisico (PDCCH) utilizando una identidad comun reservada para la respuesta de acceso aleatorio. El PDCCH es un canal de control utilizado para informar al terminal si hay datos en el DL-SCH destinados a ese terminal y, de ser asi, en que recursos de tiempo-frecuencia encontrar el DL-SCH. Todos los terminales de usuario que transmitieron un preambulo monitorizan el PDCCH para una respuesta de acceso aleatorio transmitida utilizando la identidad comun predefinida utilizada por la estacion base para todas las respuestas de acceso aleatorio.
En el tercer paso 3, el terminal de usuario transmite la informacion necesaria en el mensaje 3 a la red utilizando los recursos de enlace ascendente planificados asignados en el mensaje 2 de respuesta de acceso aleatorio y sincronizado en el enlace ascendente. La transmision del mensaje de enlace ascendente en el paso 3 de la misma manera que los datos de enlace ascendente planificados "normales", es decir, en el UL-SCH, en lugar de vincularlo al preambulo en el primer paso, es beneficiosa por varias razones. En primer lugar, la cantidad de informacion transmitida en ausencia de sincronizacion de enlace ascendente deberia minimizarse ya que la necesidad de un tiempo de guarda grande hace que tales transmisiones sean relativamente costosas. En segundo lugar, el uso de un esquema de transmision de enlace ascendente "normal" para transmision de mensajes permite que el tamano de concesion y el esquema de modulacion se ajusten, por ejemplo, a diferentes condiciones de radio. En tercer lugar, permite ARQ hibrido con combinacion suave para el mensaje de enlace ascendente que puede ser valioso, especialmente en escenarios de cobertura limitada, ya que permite confiar en una o varias retransmisiones para recopilar suficiente energia para la senalizacion de enlace ascendente para asegurar una probabilidad suficientemente alta de transmision de exito. El terminal movil transmite su identidad de terminal movil temporal, por ejemplo, un C-RNTI temporal, en el tercer paso a la red utilizando el UL-SCH. El contenido exacto de esta senalizacion depende del estado del terminal, por ejemplo, si la red lo conoce previamente o no.
Siempre que los terminales que realizan un acceso aleatorio al mismo tiempo utilicen diferentes secuencias de preambulo, no se produce ninguna colision. Pero existe una cierta probabilidad de contencion cuando multiples terminales utilizan el mismo preambulo de acceso aleatorio al mismo tiempo. En este caso, multiples terminales reaccionan al mismo mensaje de respuesta de enlace descendente en el paso 2 y se produce una colision en el paso 3. La resolucion de colision o contencion se realiza en el paso 4.
En el paso 4, se transmite un mensaje de resolucion de contencion desde la estacion base al terminal en el DL-SCH. Este paso resuelve la contencion en caso de que multiples terminales intenten acceder al sistema en el mismo recurso, identificando que terminal de usuario se detecto en el tercer paso. Multiples terminales que realizan intentos de acceso aleatorio simultaneos utilizando la misma secuencia de preambulo en el paso 1 escuchan el mismo
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mensaje de respuesta en el paso 2, y por lo tanto, tienen el mismo identificador de terminal de usuario temporal. Por lo tanto, en el paso 4, cada terminal que recibe el mensaje de enlace descendente compara la identidad del terminal de usuario en el mensaje con la identidad del terminal de usuario que transmitieron en el tercer paso. Solo un terminal de usuario que observa una coincidencia entre la identidad recibida en el cuarto paso y la identidad transmitida como parte del tercer paso determina el procedimiento de acceso aleatorio como exitoso. Si aun no se le asigno un C-RNTI al terminal, la identidad temporal del segundo paso se promueve al C-RNTI; de lo contrario, el terminal de usuario conserva su C-RNTI ya asignado. Los terminales que no encuentran una coincidencia con la identidad recibida en el cuarto paso deben reiniciar el procedimiento de acceso aleatorio desde el primer paso.
Como se explico anteriormente, la identidad del terminal de usuario incluida en el mensaje 3 se utiliza como parte del mecanismo de resolucion de contencion en el cuarto paso. Continuando en el ejemplo no limitativo de LTE, si el terminal de usuario esta en el estado LTE_ACTIVE, es decir, esta conectado a una celula conocida y por lo tanto tiene un C-RNTI asignado, este C-RNTI se utiliza como la identidad del terminal en el mensaje de enlace ascendente. De lo contrario, se utiliza un identificador de terminal de red central, y la estacion base necesita involucrar a la red central antes de responder al mensaje de enlace ascendente en el paso tres.
En este ejemplo de LTE no limitativo, solo el primer paso utiliza el procesamiento de capa fisica especificamente disenado para el acceso aleatorio. Los ultimos tres pasos utilizan el mismo procesamiento de capa fisica que para la transmision de datos de enlace ascendente y de enlace descendente "normal", lo que simplifica la implementacion tanto del terminal como de la estacion base. Debido a que el esquema de transmision utilizado para la transmision de datos esta disenado para garantizar una alta flexibilidad espectral y alta capacidad, es deseable beneficiarse de estas caracteristicas tambien al intercambiar mensajes de acceso aleatorio.
En el contexto de LTE no limitativo de ejemplo, los pasos generales de procesamiento descritos en la figura 2 que incluyen CRC, codificacion, HARQ, aleatorizacion, modulacion y modulacion de DFTS-OFDM son aplicados por el terminal de usuario al mensaje 3 en la figura 7 y las transmisiones de enlace ascendente posteriores desde ese terminal de usuario a la estacion base (no hay cifrado en el mensaje de acceso aleatorio de enlace ascendente inicial en el paso 1). Las diferentes secuencias de cifrado de enlace ascendente en el terminal dependen del tipo de transmision de enlace ascendente. Para el mensaje 3 de acceso aleatorio, se utiliza un primer tipo de secuencia de cifrado, por ejemplo, un codigo de cifrado especifico del canal de acceso aleatorio o especifico de la celula. Para transmisiones de datos "normales" posteriores en el enlace ascendente, es decir, cuando la estacion base ha asignado una identidad no temporal al terminal, se utiliza un segundo tipo de secuencia de cifrado, por ejemplo, un codigo de cifrado especifico del terminal. Un enfoque similar de dos tipos puede usarse para las senales de referencia de enlace ascendente utilizadas por la estacion base para la estimacion de canal: un primer tipo, por ejemplo, una senal de referencia especifica de acceso aleatorio o celular para el mensaje 3 de acceso aleatorio, seguido de un segundo tipo, por ejemplo, una secuencia de senal de referencia de enlace ascendente asignada o asociada a una estacion base para el seguimiento de transmisiones de datos "normales".
Cuando la estacion base asigna una secuencia de cifrado y/o secuencia de referencia al terminal movil, esa secuencia de cifrado y/o secuencia de referencia especifica del terminal se utiliza para todas las transmisiones de datos de enlace ascendente posteriores para esa conexion de enlace ascendente particular. La secuencia de cifrado y/o la secuencia de referencia a usar pueden configurarse explicitamente en el terminal movil o estar unidas a la identidad del terminal (por ejemplo, un C-RNTI) que la estacion base asigna a un terminal movil.
En lo anterior, el terminal de usuario utiliza una secuencia de cifrado especifica de la celula para cifrar el mensaje 3 porque antes de realizar el acceso aleatorio, el terminal de usuario ha decodificado la informacion de transmision de la estacion base/celula y, por lo tanto, conoce la identidad de la celula a la que esta accediendo, los preambulos de acceso aleatorio asociados con esa celula, y secuencias de cifrado y/o numeros de referencia especificos de la celula. Siempre que multiples terminales que realizan acceso aleatorio al mismo tiempo tengan asignados diferentes recursos de tiempo/frecuencia para su respectivo mensaje 3 de acceso aleatorio de enlace ascendente, no existe interferencia entre estos usuarios y la falta de aleatorizacion entre usuarios no es un problema.
En una realizacion no limitativa, se introduce un mapeo de uno a uno entre la secuencia de preambulo de acceso aleatorio utilizada en el mensaje de solicitud de acceso aleatorio enviado en el paso 1 de la figura 7 y la secuencia de cifrado utilizada para cifrar el mensaje de acceso aleatorio enviado en el paso 3. Debido a que tanto la estacion base como el terminal de usuario saben que el preambulo utilizado para el mensaje de solicitud de acceso aleatorio enviado en el paso 1 por el mensaje 3 de tiempo se va a transmitir, ambos saben que secuencia de cifrado usar.
En otra realizacion no limitativa, la estacion base asigna la secuencia de cifrado para que el terminal de usuario utilice para cifrar el mensaje 3 como parte de la respuesta de solicitud de acceso aleatorio transmitida en el paso 2 de la figura 7 (es decir, antes de la transmision del mensaje 3) Como un ejemplo, esto se puede hacer estableciendo un mapeo de uno a uno entre el identificador de usuario temporal enviado en el mensaje 2, por ejemplo, un C-RNTI temporal, y la secuencia de cifrado a usar.
Todavia otra realizacion no limitativa vincula la secuencia de cifrado a usar por el terminal de usuario para cifrar el mensaje 3 a los recursos de tiempo-frecuencia utilizados por el terminal de usuario para transmitir el preambulo de
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acceso aleatorio (mensaje 1). En este caso, la secuencia de cifrado sera conocida tanto por la estacion base como por el terminal de usuario porque ambos conocen los recursos de tiempo-frecuencia utilizados para el primer mensaje de solicitud de acceso aleatorio. Para esta realizacion, la secuencia de cifrado se compartira entre todos los terminales de usuario que transmiten un preambulo de solicitud de acceso aleatorio en el mismo recurso o recursos de tiempo-frecuencia. Pero mientras a todos esos terminales se les asignen recursos de tiempo/frecuencia diferentes para su propio mensaje 3 de acceso aleatorio, no hay interferencia entre estos usuarios y la falta de aleatorizacion entre usuarios no es un problema.
Tambien se pueden usar combinaciones de una o mas de las cuatro formas de realizacion de ejemplo diferentes. De nuevo, los principios descritos en el ejemplo de secuencia de cifrado anterior y las cuatro realizaciones tambien se pueden usar para los numeros de referencia de enlace ascendente utilizados para la estimacion del canal de enlace ascendente. En otras palabras, se puede usar un tipo de numero de referencia general o compartida para el mensaje 3 de acceso aleatorio de enlace ascendente, y se puede usar otro numero de referencia de tipo especifico del terminal para las posteriores comunicaciones de enlace ascendente asociadas con la conexion.
Puede haber situaciones en las que al terminal de usuario ya se le haya asignado una identidad, pero aun tendra que realizar un acceso aleatorio. Un ejemplo es cuando el terminal se registra con la red, pero pierde la sincronizacion en el enlace ascendente y, en consecuencia, necesita realizar un intento de acceso aleatorio para recuperar la sincronizacion del enlace ascendente. Aunque el terminal de usuario tiene una identidad asignada, el cifrado especifico del terminal no se puede usar para el mensaje 3 en este caso ya que la red no sabe por que el terminal esta realizando el intento de acceso aleatorio hasta que se recibe el mensaje 3. Como resultado, se necesita usar una secuencia de cifrado asociada a la celula en lugar de una secuencia de cifrado especifica del terminal obsoleto.
De acuerdo con esto, los beneficios del cifrado especifico del terminal para la transmision de datos normal se mantienen sin afectar la funcionalidad del procedimiento de acceso aleatorio. Como se describio anteriormente, el cifrado especifico del terminal aleatoriza la interferencia que mejora el rendimiento de transmision del enlace ascendente y proporciona flexibilidad adicional en el diseno de planificacion.
Aunque se han mostrado y descrito varias realizaciones en detalle, las reivindicaciones no estan limitadas a ninguna realizacion o ejemplo particular. Por ejemplo, aunque descrito principalmente en terminos de secuencias aleatorias, el enfoque de dos tipos descrito para secuencias de cifrado de acceso aleatorio tambien puede usarse para determinar secuencias de senales de referencia enviadas en cada trama de enlace ascendente que son utilizadas por el receptor de la estacion base con fines de estimacion de canales de enlace ascendente. Ninguna de las descripciones anteriores debe interpretarse como que implica que un elemento, paso, rango o funcion en particular es esencial, de modo que debe incluirse en el alcance de las reivindicaciones. El alcance de la materia patentada se define solo por las reivindicaciones. El alcance de la proteccion legal se define por las palabras que se enumeran en las reivindicaciones permitidas y sus equivalentes. Todos los equivalentes estructurales y funcionales de los elementos de la realizacion preferida descrita anteriormente que son conocidos por los expertos en la tecnica se incorporan expresamente en el presente documento como referencia y se pretende que esten abarcados por las presentes reivindicaciones. Ademas, no es necesario que un dispositivo o metodo aborde todos y cada uno de los problemas que se pretende resolver mediante la presente invencion, para que esten abarcados por las presentes reivindicaciones. Ninguna reivindicacion tiene la intencion de invocar el parrafo 6 de 35 USC §1l2 a menos que se utilicen las palabras "medios para" o "paso para". Ademas, ninguna realizacion, caracteristica, componente o paso en esta especificacion esta destinado a ser dedicado al publico independientemente de si la realizacion, caracteristica, componente o paso se enumera en las reivindicaciones.
Realizaciones enumeradas
1. Un metodo implementado en un terminal de usuario para acceder a un canal de radio, que comprende:
detectar un primer conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente especificamente asociadas con un area de celula de estacion base de radio o canal de acceso aleatorio pero que no estan especificamente asignadas a ningun terminal de usuario;
determinar una seleccionada del primer conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente;
generar un mensaje de acceso aleatorio utilizando la seleccionada del primer conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente; y
transmitir el mensaje de acceso aleatorio a la estacion base de radio.
2. El metodo en la realizacion 1, que comprende ademas:
despues de transmitir el mensaje de solicitud de acceso aleatorio, recibir de la estacion base de radio una secuencia de cifrado de enlace ascendente especifica del terminal de usuario seleccionada de un segundo conjunto de
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secuencias de cifrado de enlace ascendente asignables especificamente a terminales de usuario,
en el que el terminal de usuario utiliza la secuencia de cifrado de enlace ascendente especifica del terminal de usuario seleccionada para la comunicacion posterior con la estacion base de radio.
3. El metodo en la realizacion 1, en el que el paso de generacion incluye informacion de cifrado en el mensaje de acceso aleatorio que utiliza la seleccionada del primer conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente.
4. El metodo en la realizacion 3, en el que la transmision incluye modular el mensaje de acceso aleatorio cifrado y mapear el mensaje modulado a un recurso de canal de radio.
5. El metodo en la realizacion 1, en el que el primer conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente son secuencias de cifrado especificas de la celula correspondientes a una celula asociada a la estacion base de radio.
6. El metodo en la realizacion 1, que comprende ademas:
enviar un primer mensaje de solicitud de acceso aleatorio que incluye un preambulo de acceso aleatorio a la estacion base de radio utilizando un recurso de radio de canal de acceso aleatorio;
recibir un segundo mensaje de respuesta de acceso aleatorio desde la estacion base de radio que indica un cambio de temporizacion, un recurso de radio identificado, y un identificador de terminal de usuario;
ajustar una temporizacion en el terminal de usuario para transmitir senales a la estacion base de radio basandose en la informacion recibida en el mensaje de respuesta de acceso aleatorio;
basandose en la temporizacion ajustada, transmitir un tercer mensaje correspondiente al mensaje de acceso aleatorio generado que incluye la identidad del terminal de usuario a la estacion base de radio a traves del recurso de radio identificado, en el que el tercer mensaje es cifrado utilizando la seleccionada del primer conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente; y
recibir un cuarto mensaje de resolucion de contencion desde la estacion base de radio.
7. El metodo en la realizacion 6, en el que:
el primer conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente es mapeado a las secuencias de preambulo de acceso aleatorio correspondientes, y el metodo comprende ademas:
seleccionar uno de los primeros conjuntos de secuencias de cifrado de enlace ascendente basandose en el preambulo de acceso aleatorio incluido en el primer mensaje de solicitud de acceso aleatorio y el mapeo.
8. El metodo en la realizacion 6, donde el primer conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente es mapeado a los identificadores de terminal de usuario correspondientes, y el metodo comprende ademas:
seleccionar uno de los primeros conjuntos de secuencias de cifrado de enlace ascendente basandose en el identificador de terminal de usuario incluido en el segundo mensaje de respuesta de acceso aleatorio y el mapeo.
9. El metodo en la realizacion 6, en el que el primer conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente es mapeado a los recursos de radio correspondientes utilizados para transmitir el mensaje de solicitud de acceso aleatorio, y el metodo comprende ademas:
seleccionar uno de los primeros conjuntos de secuencias de cifrado de enlace ascendente basandose en el recurso de radio de canal de acceso aleatorio utilizado para enviar un primer mensaje de solicitud de acceso aleatorio que incluye un preambulo de acceso aleatorio a la estacion base de radio y el mapeo.
10. El metodo en la realizacion 1, que comprende ademas:
seleccionar uno de un primer conjunto de secuencias de referencia de enlace ascendente especificamente asociadas con un area de celula de la estacion base de radio o un canal de acceso aleatorio pero que no estan especificamente asignadas a ningun terminal de usuario;
generar un mensaje de acceso aleatorio utilizando la seleccionada del primer conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente y la seleccionada del primer conjunto de secuencias de referencia de enlace ascendente; y
transmitir el mensaje de acceso aleatorio a la estacion base de radio.
11. Un metodo implementado en una estacion base para responder a terminales de usuario que solicitan servicio
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desde la estacion base a traves de un canal de radio, que comprende:
transmitir un primer conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente especificamente asociadas con un area de celula de la estacion base de radio o canal de acceso aleatorio pero que no estan especificamente asignadas a cualquier terminal de usuario;
recibir de uno de los terminales de usuario un mensaje de acceso aleatorio utilizando el del primer conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente;
transmitir al terminal de usuario una secuencia de cifrado de enlace ascendente especifica del terminal de usuario seleccionada de un segundo conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente asignables especificamente a los terminales de usuario; y
recibir una comunicacion posterior desde el terminal de usuario cifrado con la secuencia de cifrado de enlace ascendente especifica del terminal de usuario seleccionada para la comunicacion posterior con la estacion base de radio.
12. El metodo en la realizacion 11, que comprende ademas:
recibir un primer mensaje de solicitud de acceso aleatorio desde el terminal de usuario que incluye un preambulo de acceso aleatorio que utiliza un recurso de radio de canal de acceso aleatorio;
transmitir un segundo mensaje de respuesta de acceso aleatorio al terminal de usuario que indica un cambio de temporizacion, un recurso de radio identificado y un identificador de terminal de usuario;
recibir a traves del recurso de radio identificado un tercer mensaje correspondiente al mensaje de acceso aleatorio generado, en el que el tercer mensaje incluye la identidad del terminal de usuario y es cifrado utilizando la seleccionada del primer conjunto de secuencias de cifrado del enlace ascendente; y
transmitir un cuarto mensaje de resolucion de contencion al terminal de usuario.
13. Un terminal de usuario para solicitar servicio desde una estacion base que tiene un area celular donde la estacion base ofrece servicio de comunicaciones de radio, que comprende circuiteria de procesamiento electronico configurada para:
determinar uno de un primer tipo de secuencias de cifrado de enlace ascendente, y
generar un mensaje de acceso aleatorio utilizando el determinado del primer tipo de secuencias de cifrado de enlace ascendente, y
circuiteria de transmision de radio para transmitir el mensaje de acceso aleatorio a la estacion base de radio, y circuiteria receptora de radio para recibir de la estacion base de radio un segundo tipo diferente de secuencia de cifrado de enlace ascendente,
en el que la circuiteria electronica de procesamiento esta configurada para usar el segundo tipo diferente de secuencia de cifrado de enlace ascendente para la comunicacion posterior con la estacion base de radio.
14. El terminal de usuario en la realizacion 13, en el que el primer tipo de secuencias de cifrado de enlace ascendente estan especificamente asociadas con el area de celula de la estacion base de radio o un canal de radio de acceso aleatorio asociado con la estacion base de radio pero que no estan asignadas especificamente a ningun terminal de usuario, y un segundo tipo diferente de secuencia de cifrado de enlace ascendente se selecciona de un conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente especificamente asignables a los terminales de usuario.
15. El terminal de usuario en la realizacion 13, en el que la circuiteria de procesamiento electronico esta configurada para cifrar informacion en el mensaje de acceso aleatorio utilizando el determinado del primer tipo de secuencias de cifrado de enlace ascendente.
16. El terminal de usuario en la realizacion 15, en el que el transmisor esta configurado para modular el mensaje de acceso aleatorio cifrado y mapear el mensaje modulado con un recurso de canal de radio.
17. El terminal de usuario en la realizacion 13, en el que:
el transmisor esta configurado para transmitir un primer mensaje de solicitud de acceso aleatorio que incluye un preambulo de acceso aleatorio a la estacion base de radio utilizando un recurso de radio de canal de acceso aleatorio;
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el receptor esta configurado para recibir un segundo mensaje de respuesta de acceso aleatorio desde la estacion base de radio que indica un cambio de temporizacion, un recurso de radio identificado, y un identificador de terminal de usuario;
la circuiteria de procesamiento electronico esta configurada para ajustar una temporizacion en el terminal de usuario para transmitir senales a la estacion base de radio basandose en la informacion recibida en el mensaje de respuesta de acceso aleatorio;
basandose en la temporizacion ajustada, el transmisor esta configurado para transmitir un tercer mensaje correspondiente al mensaje de acceso aleatorio generado que incluye la identidad del terminal de usuario a la estacion base de radio a traves del recurso de radio identificado, en el que el tercer mensaje es cifrado utilizando la seleccionada del primer conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente; y
el receptor esta configurado para recibir un cuarto mensaje de resolucion de contencion desde la estacion base de radio.
18. El terminal de usuario en la realizacion 17, en el que la circuiteria de procesamiento electronico esta configurada para:
mapear el primer conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente a secuencias de preambulo de acceso aleatorio correspondientes, y
seleccionar uno del primer conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente basandose en el preambulo de acceso aleatorio incluido en el primer mensaje de solicitud de acceso aleatorio y el mapeo.
19. El terminal de usuario en la realizacion 17, en el que la circuiteria de procesamiento electronico esta configurada para:
mapear el primer conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente a los identificadores de terminal de usuario correspondientes, y
seleccionar uno del primero conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente basandose en el identificador de terminal de usuario incluido en el segundo mensaje de respuesta de acceso aleatorio y el mapeo.
20. El terminal de usuario en la realizacion 17, en el que la circuiteria de procesamiento electronico esta configurada para:
mapear el primer conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente a los recursos de radio correspondientes utilizados para transmitir el mensaje de solicitud de acceso aleatorio, y
seleccionar uno del primer conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente basandose en el recurso de radio del canal de acceso aleatorio utilizado para enviar un primer mensaje de solicitud de acceso aleatorio que incluye un preambulo de acceso aleatorio a la estacion base de radio y el mapeo.
21. El terminal de usuario en la realizacion 17, en el que la circuiteria de procesamiento electronico esta configurada para:
seleccionar uno de un primer conjunto de secuencias de referencia de enlace ascendente asociadas especificamente con un area de celula de la estacion base de radio o canal de acceso aleatorio pero que no estan especificamente asignadas a ningun terminal de usuario; y
generar un mensaje de acceso aleatorio utilizando la seleccionada del primer conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente y la seleccionada del primer conjunto de secuencias de referencia de enlace ascendente, y
en el que el transmisor esta configurado para transmitir el mensaje de acceso aleatorio a la estacion base de radio.
22. El terminal de usuario en la realizacion 17, en el que el terminal de usuario esta configurado para comunicarse con una red de radiocomunicaciones de evolucion a largo plazo (LTE), y el transmisor esta configurado para transmitir el primer mensaje de solicitud de acceso aleatorio a traves de un canal de acceso aleatorio (RACH) y el tercer mensaje a traves de un canal compartido de enlace ascendente (UL_SCH).
23. El terminal de usuario en la realizacion 22, en el que el identificador de terminal de usuario es un identificador de terminal de usuario temporal utilizado hasta que se asigna un identificador de terminal de red de radio (RNTI) al terminal de usuario.
24. Una estacion base de radio para responder a los terminales de usuario que solicitan servicio desde la estacion
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base a traves de un canal de radio, que comprende circuiteria configurada para:
transmitir un primer conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente especificamente asociadas con un area de celula de la estacion base de radio o canal de acceso aleatorio pero que no son especificamente asignadas a cualquier terminal de usuario;
recibir de uno de los terminales de usuario un mensaje de acceso aleatorio utilizando el del primer conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente;
transmitir al terminal de usuario una secuencia de cifrado de enlace ascendente especifica del terminal de usuario seleccionada de un segundo conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente especificamente asignables a los terminales de usuario; y
recibir una comunicacion posterior desde el terminal de usuario codificado con la secuencia de cifrado de enlace ascendente especifica del terminal de usuario seleccionada para la posterior comunicacion con la estacion base de radio.
25. La estacion base de radio en la realizacion 24, en la que la circuiteria esta configurada ademas para:
recibir un primer mensaje de solicitud de acceso aleatorio desde el terminal de usuario que incluye un preambulo de acceso aleatorio que utiliza un recurso de radio de canal de acceso aleatorio;
transmitir un segundo mensaje de respuesta de acceso aleatorio al terminal de usuario que indica un cambio de temporizacion, un recurso de radio identificado, y un identificador de terminal de usuario;
recibir a traves del recurso de radio identificado un tercer mensaje correspondiente al mensaje de acceso aleatorio generado, en el que el tercer mensaje incluye la identidad del terminal de usuario y es cifrado utilizando la seleccionada del primer conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente; y
transmitir un cuarto mensaje de resolucion de contencion al terminal de usuario.
26. La estacion base de radio en la realizacion 25, en la que la estacion base es parte de una red de radiocomunicaciones de evolucion a largo plazo (LTE), el primer mensaje de solicitud de acceso aleatorio se recibe a traves de un canal de acceso aleatorio (RACH) y el tercer mensaje se recibe a traves de un canal compartido de enlace ascendente (UL_SCH).
27. La estacion base de radio en la realizacion 26, en la que el identificador de terminal de usuario es un identificador de terminal de usuario temporal utilizado hasta que se asigna un identificador de terminal de red de radio (RNTI) al terminal de usuario.

Claims (10)

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    reivindicaciones
    1. - Un metodo implementado en un terminal de usuario para solicitar servicio desde una estacion base que tiene un area de celula donde la estacion base ofrece servicio de radiocomunicaciones, comprendiendo el metodo:
    - determinar (S1, S2) una primera secuencia de cifrado de enlace ascendente, en el que dicha primera secuencia de cifrado de enlace ascendente es una secuencia de cifrado especifica de acceso aleatorio o especifica de la celula, y
    - generar (S3) un mensaje de acceso aleatorio utilizando la primera secuencia de cifrado de enlace ascendente determinada, y
    - transmitir (S4) el mensaje de acceso aleatorio a una estacion base de radio, y
    - recibir (S5) desde la estacion base una asignacion de una segunda secuencia de cifrado de enlace ascendente, en el que dicha segunda secuencia de cifrado de enlace ascendente es una secuencia de cifrado especifica de terminal, y
    - usar (S5) la segunda secuencia de cifrado de enlace ascendente para la comunicacion posterior con la estacion base de radio.
  2. 2. - El metodo de la reivindicacion 1, en el que el paso de generacion incluye informacion de cifrado en el mensaje de acceso aleatorio utilizando la primera secuencia de cifrado de enlace ascendente determinada.
  3. 3. - El metodo de la reivindicacion 1, en el que la transmision incluye modular el mensaje de acceso aleatorio cifrado y mapear el mensaje modulado a un recurso de canal de radio.
  4. 4. - El metodo de la reivindicacion 1, en el que la primera secuencia de cifrado del enlace ascendente es una secuencia de cifrado especifica de la celula correspondiente a una celula asociada con la estacion base de radio.
  5. 5. - Un metodo implementado en una estacion base para responder a terminales de usuario que solicitan servicio desde la estacion base a traves de un canal de radio, que comprende:
    recibir un primer mensaje correspondiente a un mensaje de solicitud de acceso aleatorio desde un terminal de usuario incluyendo un preambulo de acceso aleatorio utilizando un recurso de radio de canal de acceso aleatorio;
    transmitir (S10) un segundo mensaje correspondiente a un mensaje de respuesta de acceso aleatorio al terminal de usuario indicando un cambio de temporizacion, un recurso de radio identificado y un identificador de terminal de usuario que indica una secuencia de cifrado de un conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente no asignadas especificamente a un terminal de usuario;
    recibir (S11) a traves del recurso de radio identificado un tercer mensaje correspondiente a una transmision de enlace ascendente planificada desde el terminal de usuario que incluye una identidad de terminal de usuario especifica al terminal de usuario al menos dentro de la celula, en el que el mensaje de acceso aleatorio es cifrado utilizando uno de los conjuntos de secuencias de cifrado de enlace ascendente seleccionadas utilizando el identificador de terminal de usuario; y
    transmitir (S12) un cuarto mensaje correspondiente a un mensaje de resolucion de contencion al terminal de usuario.
  6. 6. - Un terminal (20) de usuario para solicitar servicio desde una estacion base (18) que tiene un area de celula donde la estacion base ofrece servicio de comunicaciones de radio, que comprende circuiteria (30) de procesamiento electronico configurada para:
    determinar una primera secuencia de cifrado de enlace ascendente en el que dicha primera secuencia de cifrado de enlace ascendente es una secuencia de cifrado especifica de acceso aleatorio o especifica de celula, y
    genera un mensaje de acceso aleatorio utilizando la secuencia de cifrado de enlace ascendente de primer tipo determinada, y
    la circuiteria (32) de transmision de radio para transmitir el mensaje de acceso aleatorio a la estacion base de radio;
    la circuiteria (36) de recepcion de radio para recibir de la estacion base de radio una asignacion de una segunda secuencia de cifrado de enlace ascendente, en el que dicha segunda secuencia de cifrado de enlace ascendente es una secuencia de cifrado especifica de terminal,
    en el que la circuiteria (30) de procesamiento electronico esta configurada para usar la segunda secuencia de cifrado de enlace ascendente para la comunicacion posterior con la estacion base de radio.
    5
    10
    15
    20
    25
    30
  7. 7. - El terminal de usuario en la reivindicacion 6, en el que la primera secuencia de cifrado de enlace ascendente esta especificamente asociada con el area de celula de la estacion base de radio o un canal de radio de acceso aleatorio asociado a la estacion base de radio pero no asignado especificamente a ningun terminal de usuario, y la segunda secuencia de cifrado de enlace ascendente se determina a partir de un conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente especificamente asignables a los terminales de usuario.
  8. 8. - El terminal de usuario de la reivindicacion 6, en el que la circuiteria de procesamiento electronico esta configurada para cifrar informacion en el mensaje de acceso aleatorio utilizando la primera secuencia de cifrado de enlace ascendente determinada.
  9. 9. - El terminal de usuario de la reivindicacion 8, en el que el transmisor esta configurado para modular el mensaje de acceso aleatorio cifrado y mapear el mensaje modulado a un recurso de canal de radio.
  10. 10. - Una estacion base (18) de radio para responder a los terminales (20) de usuario que solicitan servicio desde la estacion base a traves de un canal de radio, que comprende circuiteria (40) configurada para:
    recibir un primer mensaje correspondiente a un mensaje de solicitud de acceso aleatorio desde un terminal de usuario que incluye un preambulo de acceso aleatorio que utiliza un recurso de radio de canal de acceso aleatorio;
    transmitir un segundo mensaje correspondiente a un mensaje de respuesta de acceso aleatorio al terminal de usuario indicando un cambio de temporizacion, un recurso de radio identificado y un identificador de terminal de usuario que indica una secuencia de cifrado de un conjunto de secuencias de cifrado de enlace ascendente que no estan especificamente asignadas a un terminal de usuario;
    recibir a traves del recurso de radio identificado un tercer mensaje correspondiente a una transmision de enlace ascendente planificada desde el terminal de usuario incluyendo una identidad de terminal de usuario especifica al terminal de usuario al menos dentro de la celula, en el que el mensaje de acceso aleatorio es cifrado utilizando uno de los conjuntos de secuencias de cifrado de enlace ascendente seleccionadas utilizando el identificador de terminal de usuario; y
    transmitir un cuarto mensaje correspondiente a un mensaje de resolucion de contencion al terminal de usuario.
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