TWI466578B - Random access method - Google Patents

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Description

進行隨機存取的方法
本發明基於載波聚合技術的無線通信，尤其係關於用戶終端進行隨機存取的方法，以及基地台中用於指示用戶終端進行隨機存取的方法。
一個用戶終端只有當其上行傳輸時間同步之後，才能進行正確的上行回饋，因此，為了接收來自基地台的下行資料，用戶終端必須建立上行同步。反之，如果一個用戶終端希望向基地台傳輸上行資料，其也應該與基地台建立上行同步。
在非同站址的情況下，例如，為了支持遠端無線頭(Remote Radio Head，RRH)或者頻率選擇的中繼的場景，RAN 51已經同意支持載波聚合(CA，Carrier Aggregation)的多種時間對齊/提前。亦即，支援基地台與用戶終端之間在多個載波分量上按照不同的上行時間進行信號和資料傳輸，以下，將用戶終端首次成功存取的載波分量稱為主小區(Primary Cell，Pcell)，其他備用的載波分量稱為從小區(Secondary Cell，Scell)，當然，用戶終端也可以根據基地台的觸發相應地改變對主小區和從小區的選擇。對於時間對齊，例如，上行時間對齊，亦即進行上行傳輸的時間校準，透過在UE側使用定時提前，以抵消傳輸延時等。
在3GPP(Third Generation Partnership Program)版本10(Release 10，R10)中規定，用戶終端僅僅可以在Pcell進行隨機存取(在實體隨機存取通道上進行，Physical Random Access Channel，PRACH)。因為所有從小區都和主小區共用同一個定時提前值(TA value，timing advance value)，用戶終端的Pcell與基地台失去上行同步意味著用戶終端的各個其他cell與基地台失去上行同步。因此，例如，當有下行資料到來時，而在Pcell失去上行同步時，基地台僅僅在Pcell上傳送實體下行控制通道次序信號(Physical Downlink Control Channel order，PDCCH order，PDCCH次序信號)。PDCCH次序信號中包含專用前導序列，亦即隨機存取前導碼，用於指示用戶終端執行非競爭的隨機存取過程。然後，用戶終端在接收到來自基地台的實體下行控制通道次序信號之後，用戶終端僅僅在Pcell上進行隨機存取，以重新獲取上行同步。如果在Pcell上的隨機存取失敗，UE將觸發無線資源控制(Radio Resource Control，RRC)層的重連接過程。
3GPP R11中，支持多種定時提前，亦即，用戶終端的主小區所對應的定時提前量可以不同於用戶終端的從小區所對應的定時提前量。因此，如果用戶終端在Pcell上失去上行同步，並不一定意味著用戶終端在Scell上也失 去上行同步。因此，用戶終端除了在Pcell上進行隨機存取，在需要的時候，也可以在相應的Scell上進行隨機存取，以在發生上行傳輸之前，獲取合適的定時提前量。
考慮到用戶終端可以在多個小區進行隨機存取，如果仍按照現有的3GPP 10中，仍將PDCCH次序資訊和隨機存取限定在Pcell，是不合理的。因此，本發明提出了用戶終端進行隨機存取的用戶終端以及基地台進行相應的指示新的方案。
根據本發明的第一態樣，提供了一種在基於載波聚合傳輸的無線通信網路的基地台中用於控制用戶終端進行隨機存取的方法，包括以下步驟：判斷該用戶終端是否在各小區上均失去上行同步，其中，該各小區包括主小區和從小區；當該用戶終端在該各小區上均失去上行同步時，向該用戶終端發送實體下行控制通道次序信號，該實體下行控制通道次序信號用於指示該用戶終端進行隨機存取。
根據本發明的第二態樣，提供了一種在基於載波聚合傳輸的無線通信網路的移動站中用於進行隨機存取的方法，該移動站被配置了一個主小區和至少一個從小區，該方法包括以下步驟：判斷是否需要在各小區中的至少一個小區進行隨機存取，其中，該各小區包括該主小區和該至少一個從小區；當需要在該各小區中的至少一個小區進行隨機存取時，在該各小區中的至少一個小區上進行隨機存取。
根據本發明的第三態樣，提供了一種在基於載波聚合 傳輸的無線通信網路的基地台中用於控制用戶終端進行無線資源控制層重連接的方法，包括以下步驟：接收來自用戶終端的在從小區的隨機存取過程；判斷該用戶終端是否需要進行無線資源控制層重連接；當該用戶終端需要進行無線資源控制層重連接時，向該用戶終端發送用於建立無線資源控制層重連接的指示資訊。
採用本發明的方案，有利地可以降低重新建立無線資源控制層連接的可能性，從而降低了清空記憶體的機率，降低資料丟失。
圖1示出了根據本發明的一個具體實施例的系統方法流程圖。其中，基地台1和用戶終端2均採用基於載波聚合技術進行資料和信號的傳輸。
先對本發明的一個實施例進行具體的描述。該實施例中描述了由基地台1觸發用戶終端2的隨機存取過程。
首先，在步驟S10中，基地台1判斷用戶終端2是否在各小區上均失去上行同步，其中，該各小區包括主小區和從小區。
具體地，基地台1可根據用戶終端2在各個小區上的定時提前資訊以及相應的定時提前計時器(TAT，timer advance timer)的運行狀況，判斷用戶終端2是否在各小區上均失去上行同步。此外，基地台1還需要判斷對於用戶終端2是否有下行資料到達，或者是否是對從小區進行 初始的上行同步的配置。當基地台1確定各小區上均失去上行同步，且有用戶終端2的下行資料到達，或者當基地台1確定各小區上均失去上行同步，且用戶終端2的從小區需要進行上行同步的初始配置時，基地台1確定需要向用戶終端發送PDCCH次序信號。
然後，在步驟S11中，當用戶終端2在各小區上均失去上行同步時，基地台1向用戶終端2發送實體下行控制通道次序信號，該實體下行控制通道次序信號用於指示該用戶終端進行隨機存取。
具體地，對於用戶終端2的各個小區與基地台1的上行同步，可以包括以下幾種情形。
情形一：
如果基地台1確定用戶終端2在主小區上仍然與基地台1上行同步，在至少一個(包括所有)從小區上與基地台1失去上行同步時，由於可以在Pcell上傳輸上行回饋，例如HARQ ACK/NACK回饋，因此，基地台1不需要發送PDCCH次序信號。
情形二：
如果基地台1確定用戶終端2在主小區上與基地台1失去上行同步，但是在至少一個(包括所有)從小區上與基地台1保持上行同步。例如，Pcell的TAT到期而其他Scell的TAT仍在運行時，此時，基地台1可以首先透過 切換或者透過非切換更改Pcell，然後，選擇一個Scell作為新的Pcell。
對於上述兩種情形，只要用戶終端有一個小區與基地台之間保持上行同步，無論該小區是Pcell還是Scell，基地台1均不需要向用戶終端2發送PDCCH次序信號。
情形三：
僅在所有小區都失去上行同步時，例如所有小區的TAT都到期了，且有用戶終端2的下行資料到達時，基地台1發送PDCCH次序信號，以重新獲取上行同步。PDCCH次序信號可以在任何啟動(activated)的小區上發送。
具體地，當基地台1確定用戶終端2在各個小區上均失去與基地台1之間的上行同步後，基地台1根據具體的基地台實現，可以進一步確定用戶終端2需要在特定的小區還是在所有小區進行隨機存取。
情形A：當基地台1判斷用戶終端2需要在特定的小區進行隨機存取時，向用戶終端2發送實體下行控制通道次序信號，其中，該實體下行控制通道次序信號用於指示用戶終端在特定的小區進行隨機存取。
可以理解，該PDCCH次序信號僅僅觸發用戶終端2在一個特定的cell上進行隨機存取。當然，基地台1可以向用戶終端2發送多個PDCCH次序信號，其中每個PDCCH次序信號分別指示一個不同的cell用於進行用戶 終端的隨機存取。
具體地，基地台1可以透過至少以下兩種方式，向用戶終端2指示該特定的小區。
方式一：顯性地表示
基地台1可以在向用戶終端發送的實體下行控制通道次序信號的載波指示域(Carrier Indication Field，CIF)中包含用於指示用戶終端2進行隨機存取的特定小區的指示資訊。例如，該CIF中指示用戶終端2在Pcell上進行隨機存取；或者該CIF中指示用戶終端2在某一特定的Scell上進行隨機存取。
方式二：隱性地表示
因為每個上行小區(亦即載波分量，Component Carrier，CC)與一個下行小區(亦即載波分量，Component Carrier，CC)相關聯，這種關聯資訊包含在系統資訊塊2中。當基地台1未將特定小區的指示資訊顯示地包含在PDCCH次序信號中時，該實體下行控制通道次序信號的載波也可以隱性地用於指示該用戶終端進行隨機存取的特定小區。
情形B：在另一種情形中，當基地台1判斷用戶終端2需要在各小區進行隨機存取時，基地台1向用戶終端發送實體下行控制通道次序信號，其中，實體下行控制通道次序信號用於指示該用戶終端在各小區進行隨機存取。
具體地，基地台1可以發送一個PDCCH次序信號，該一個PDCCH次序信號可以觸發用戶終端2在所有cell的隨機存取過程；或者基地台1也可以發送多個PDCCH次序信號，每個次序信號只能觸發在一個cell上的隨機存取過程，且該多個PDCCH次序信號分別觸發用戶終端2在所有cell的隨機存取過程。
此外，對於指示用戶終端在特定的小區和各個小區進行隨機存取過程的上述兩種情形A和B中，基地台1向用戶終端2發送的PDCCH次序信號中還可以包括專用隨機存取前導碼，以指示用戶終端2至少首先根據該專用隨機存取前導碼，進行基於非競爭的隨機存取過程(contention-free RACH)。如果基地台1向用戶終端2發送的PDCCH次序信號中未包括專用隨機存取前導碼，則表示用戶終端2需要進行基於競爭的隨機存取過程(contention-based RACH)。
然後，在步驟S12中，用戶終端2判斷是否需要在其各小區中的至少一個小區進行隨機存取，其中，各小區包括主小區和至少一個從小區。因為在該實施例中，用戶終端2已接收到來自基地台1的實體下行控制通道次序信號，因此用戶終端2確定需要在各小區中的至少一個小區進行隨機存取。當然，用戶終端2判斷是否需要在其各小區中的至少一個小區進行隨機存取不限於此，其他條件將在下述的實施例中進行具體的描述。
然後，如果需要在其各小區中的至少一個小區進行隨 機存取，則在步驟S13中，用戶終端在該各小區中的至少一個小區上進行隨機存取。
情形A：具體地，如果用戶終端2接收到的來自基地台1的PDCCH次序信號中指示用戶終端2在特定小區進行隨機存取，則用戶終端2在該PDCCH次序信號所指定的特定小區上進行隨機存取。
具體地，用戶終端2接收到的來自基地台1的用於指示用戶終端2在特定的小區上進行隨機存取的PDCCH次序信號至少包括以下兩種方式，用於向用戶終端2指示該特定的小區。
方式一：顯性地表示
如果基地台1在向用戶終端2發送的實體下行控制通道次序信號的載波指示域(Carrier Indication Field，CIF)中包含用於指示用戶終端2進行隨機存取的特定小區的指示資訊，則用戶終端2根據該顯示的CIF中指示的小區進行隨機存取。例如，該CIF中指示在Pcell上進行隨機存取，則用戶終端2相應地在主小區上進行隨機存取；若該CIF中指示在某一特定的Scell上進行隨機存取，則用戶終端2相應地在該特定的從小區上進行隨機存取。
方式二：隱性地表示
因為每個上行小區(亦即載波分量，Component Carrier，CC)與一個下行小區(亦即載波分量， Component Carrier，CC)相關聯，這種關聯資訊包含在系統資訊塊2中。當用戶終端2接收到的來自基地台1的PDCCH次序信號未將特定小區的指示資訊顯示地包含在其時，用戶終端2可根據傳送該PDCCH的下行小區，以及根據系統資訊塊中的內容，確定與傳送該PDCCH的下行小區相對應的上行小區，在該上行小區上進行隨機存取。
情形B：如果用戶終端2接收到的來自基地台1的PDCCH次序信號中指示用戶終端2在各個小區進行隨機存取，則用戶終端2在所有小區進行隨機存取。
具體地，用戶終端2可以採用至少以下兩種方式進行隨機存取。
方式B1. 用戶終端2採用串列的方式，分別對每個小區進行隨機存取，例如，用戶終端2首先對主小區進行隨機存取，如果對主小區隨機存取失敗後，再對一個從小區進行隨機存取，如果對該從小區隨機存取失敗後，再對另一個從小區進行隨機存取，依次進行，直至對某一個小區隨機存取成功，或者直至各個小區隨機存取均失敗。
方式B2. 用戶終端2採用並行的方式，對每個小區同時進行隨機存取。考慮到每個小區所在的載波不同，因此，用戶終端可以同時在不同的載波上進行隨機存取。
對於情形B來說的一個優點在於，在有下行資料到達時，進行各個小區上進行了多次隨機存取過程，從而降低了建立RRC重新連接的機率，而建立RRC重新連接意味 著資料的丟失，從而多次隨機存取過程有利於降低資料丟失的機率。例如，當成功隨機存取的小區是從小區而不是主小區，且在主小區上的隨機存取失敗時，基地台可以決定用具有上行同步的從小區來替代失去上行同步的主小區，因此，不需要重新建立RRC連接，也不需要清空緩存，而清空緩存會導致資料丟失。
此後，如果在該各小區中的至少一個小區上進行隨機存取成功，例如，用戶終端2在一個從小區上隨機存取基地台1成功時，則用戶終端2不需要與基地台1建立RRC重新連接。
在另一個實施例中，如果在該各小區中的至少一個小區上進行隨機存取成功，例如，用戶終端2在一個從小區上隨機存取基地台1成功時，且隨後，例如，用戶終端2收到來自基地台1的指示將該隨機存取成功的從小區作為新的主小區的指示資訊，則用戶終端2不需要與基地台1建立RRC重新連接。
否則，如果在用戶終端各小區上隨機存取均失敗時；或者用戶終端2接收到來自基地台的重新建立無線資源控制層連接的指示資訊時，例如，雖然用戶終端2在某一個從小區上進行隨機存取成功，但是基地台1仍根據一定規則，認為用戶終端2需要重新建立RRC連接，則基地台1向用戶終端2發送重新建立無線資源控制層連接的指示資訊。因此，在步驟S14中，用戶終端2向基地台發起無線資源控制層的重連接。
此外，對於情形A和B，當基地台1向用戶終端2發送的PDCCH次序信號中包括專用隨機存取前導碼時，用戶終端2可以首先根據該專用隨機存取前導碼，進行基於非競爭的隨機存取過程(contention-free RACH)。如果用戶終端發送該專用隨機存取前導碼進行基於非競爭的隨機存取失敗後，用戶終端2可以再做基於競爭的隨機存取，如果基於競爭的隨機存取再次失敗，則用戶終端發起與基地台1的RRC重連接請求。可替代地，如果基於非競爭的隨機存取失敗後，用戶終端2可以馬上發起RRC重連接。
如果基地台1向用戶終端2發送的PDCCH次序信號中未包括專用隨機存取前導碼，則表示用戶終端2需要進行基於競爭的隨機存取過程(contention-based RACH)。
以上，描述了在用戶終端2接收到來自基地台1的PDCCH次序信號時，用戶終端判斷需要進行隨機存取過程，亦即上述實施例中描述了由基地台1觸發的用戶終端2的隨機存取過程。以下，將分別描述用戶終端2判斷是否需要進行隨機存取過程的其他條件，亦即，將描述由用戶終端2自行觸發的隨機存取過程。
在另一個實施例中，在步驟S12中，用戶終端2還可以在向基地台1發起的排程請求失敗時，用戶終端2確定需要進行隨機存取。
具體地，排程請求(Scheduling Request，SR)被配置為僅在主小區的實體上行控制通道(Physical Uplink Control Channel,PUCCH)上傳輸。
當用戶終端2嘗試了最大次數的排程請求仍失敗，或者在主小區的任何傳輸時間間隔(Transport Time Interval，TTI)上均不存在有效的PUCCH資源，用戶終端2將發起隨機存取過程。
則在步驟S13中，用戶終端2發起在從小區的隨機存取過程，用戶終端2在從小區上的隨機存取可以採用在各個小區均進行隨機存取的方式，因在各小區均進行隨機存取的方式與由收到來自基地台1的PDCCH次序信號的實施例所觸發的用戶終端的隨機存取過程類似，因此，在此不予贅述。
在另一個實施例中，在步驟S12中，用戶終端2還可以在與該基地台之間的無線鏈路失敗時，確定需要進行隨機存取。
具體地，當無線鏈路管理器(Radio Link Management，RLM)檢測到實體層的問題，並在計時器T311到期後，觸發RRC重新連接後，發生了下行無線鏈路失敗(Radio Link Failure，RLF)。
則在步驟S13中，用戶終端2發起在從小區的隨機存取過程，用戶終端2在從小區上的隨機存取可以採用在各個小區均進行隨機存取的方式，因在各小區均進行隨機存取的方式與由收到來自基地台1的PDCCH次序信號的實施例所觸發的用戶終端的隨機存取過程類似，因此，在此不予贅述。
此外，在另一個實施例中，當用戶終端2在各小區均失去上行同步，且用戶終端2上具有到達的上行資料時，用戶終端2確定需要進行隨機存取。
則在步驟S13中，用戶終端2發起在從小區的隨機存取過程，用戶終端2在從小區上的隨機存取可以採用在各個小區均進行隨機存取的方式，因在各小區均進行隨機存取的方式與由收到來自基地台1的PDCCH次序信號的實施例所觸發的用戶終端的隨機存取過程類似，因此，在此不予贅述。
上述在各小區進行隨機存取的優點是在不增加每個小區的PRACH資源的條件下，增加隨機存取的機會，此外，相比於重新建立RRC重新連接從而帶來的資料損失而言，允許更快地從SR失敗中恢復過來，或者更快地從無線鏈路失敗中恢復過來，或者更快速地恢復上行同步，從而正確傳輸上行資料。
那些本技術領域的一般技術人員可以透過研究說明書、公開的內容及附圖和所附的申請專利範圍，理解和實施對披露的實施方式的其他改變。在申請專利範圍中，措詞“包括”不排除其他的元素和步驟，並且措辭“一個”不排除複數。在發明的實際應用中，一個零件可能執行申請專利範圍中所引用的多個技術特徵的功能。申請專利範圍中的任何附圖標記不應理解為對範圍的限制。
透過參照附圖閱讀以下所作的對非限制性實施例的詳細描述，本發明的其他特徵、目的和優點將會變得更明顯。
圖1示出了根據本發明的一個具體實施例的系統方法流程圖。
其中，相同或相似的附圖標記表示相同或相似的步驟特徵或裝置/模組。

Claims (11)

  1. 一種在基於載波聚合傳輸的無線通信網路的基地台中用於控制用戶終端進行隨機存取的方法，包括以下步驟：A.根據該用戶終端在各個小區上的定時提前資訊以及相應的定時提前計時器的運行狀況，判斷該用戶終端是否在各小區上均失去上行同步，其中，該各小區包括主小區(Primary Cell)和從小區(Secondary Cell)；B.當該用戶終端在該各小區上均失去上行同步時，向該用戶終端發送實體下行控制通道次序(Physical Downlink Control Channel order)信號，該實體下行控制通道次序信號用於指示該用戶終端進行隨機存取。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，該步驟B還包括：B1.當該用戶終端在該各小區上均失去上行同步時，根據預定規則，判斷該用戶終端需要在特定的小區還是在各小區進行隨機存取；B2.當判斷用戶終端需要在特定的小區進行隨機存取時，向該用戶終端發送實體下行控制通道次序信號，其中，該實體下行控制通道次序信號用於指示該用戶終端在特定的小區進行隨機存取；B2’.當判斷用戶終端需要在各小區進行隨機存取時，向該用戶終端發送實體下行控制通道次序信號，其中，該實體下行控制通道次序信號用於指示該用戶終端在各小 區進行隨機存取。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述的方法，其中，該步驟B2透過以下任一種方式實現：- 向該用戶終端發送實體下行控制通道次序信號，其中，該實體下行控制通道次序信號的載波指示域(Carrier Indication Field)中包含用於指示該用戶終端進行隨機存取的特定小區的指示資訊；或- 向該用戶終端發送實體下行控制通道次序信號，其中，該發送實體下行控制通道次序信號的載波用於指示該用戶終端進行隨機存取的特定小區。
  4. 一種在基於載波聚合傳輸的無線通信網路的移動站中用於進行隨機存取的方法，該移動站被配置了一個主小區和至少一個從小區，該方法包括以下步驟：a.判斷是否需要在各小區中的至少一個小區進行隨機存取，其中，該各小區包括該主小區和該至少一個從小區；b.當需要在該各小區中的至少一個小區進行隨機存取時，在該各小區中的至少一個小區上進行隨機存取；及c.當滿足以下各項中的任一條件時，向基地台發起無線資源控制(Radio Resource Control)層的重連接：- 在該各小區上隨機存取均失敗時；- 接收到來自基地台的重新建立無線資源控制層連接的指示資訊。
  5. 根據申請專利範圍第4項所述的方法，其中，該 步驟a還包括：當滿足以下條件中的任一項時，判斷需要在該各小區中的至少一個小區進行隨機存取；- 向基地台發起的排程請求失敗；- 與該基地台之間的無線鏈路失敗；- 該用戶終端在該各小區均失去上行同步，且該用戶終端具有到達的上行資料；- 該用戶終端接收到來自該基地台的實體下行控制通道次序信號。
  6. 根據申請專利範圍第5項所述的方法，其中，該步驟a還包括：當該用戶終端接收到來自該基地台的實體下行控制通道次序信號，且該實體下行控制通道次序信號指示該用戶終端需要在特定的小區進行隨機存取時，確定需要在該特定的小區進行隨機存取；該步驟b還包括：在該特定的小區進行隨機存取。
  7. 根據申請專利範圍第6項所述的方法，其中，該步驟a還包括：根據該實體下行控制通道次序信號的載波指示域中包含用於指示該用戶終端進行隨機存取的小區的指示資訊，確定需要進行隨機存取的該特定的小區；或根據該發送實體下行控制通道次序信號的載波，以及系統資訊塊2的內容，確定該要進行隨機存取的該特定的小區。
  8. 根據申請專利範圍第5項所述的方法，其中，該 步驟a還包括：當該用戶終端接收到來自該基地台的實體下行控制通道次序信號，且該實體下行控制通道次序信號指示該用戶終端需要在該各小區進行隨機存取時，確定需要在該各小區進行隨機存取；該步驟b還包括：在該各小區進行隨機存取。
  9. 根據申請專利範圍第8項所述的方法，其中，該步驟b還包括：在該各小區上串列地或者並行地進行隨機存取。
  10. 根據申請專利範圍第5至9項中任一項所述的方法，其中，該步驟a還包括：該用戶終端接收到來自該基地台的實體下行控制通道次序信號，且該實體下行控制通道次序信號中包括專用隨機存取前導序列；該步驟b還包括：根據該專用隨機存取前導序列，在該各小區中的至少一個小區上進行基於非競爭的隨機存取。
  11. 一種在基於載波聚合傳輸的無線通信網路的基地台中用於控制用戶終端進行無線資源控制層重連接的方法，包括以下步驟：- 接收來自用戶終端的在從小區的隨機存取過程；- 判斷該用戶終端是否需要進行無線資源控制層重連接；- 當該用戶終端需要進行無線資源控制層重連接時，向該用戶終端發送用於建立無線資源控制層重連接的指示 資訊。
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