物理隨機(jī)接入信道的發(fā)送和接收方法以及基站和用戶設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種由基站執(zhí)行的方法，包括：產(chǎn)生和發(fā)送針對(duì)用戶設(shè)備的物理隨機(jī)接入信道PRACH配置參數(shù)；檢測(cè)用戶設(shè)備發(fā)送的隨機(jī)前導(dǎo)序列和對(duì)應(yīng)的PRACH資源集合，以確定針對(duì)用戶設(shè)備的類型和/或覆蓋增強(qiáng)等級(jí)；以及基于用戶設(shè)備的類型和/或覆蓋增強(qiáng)等級(jí)，產(chǎn)生隨機(jī)接入響應(yīng)。本發(fā)明還提供了一種由用戶設(shè)備執(zhí)行的方法以及相應(yīng)的基站和用戶設(shè)備。采用本發(fā)明，能夠提高LTE支持MTC用戶設(shè)備的的資源利用率并改善頻譜/能量效率，減少小區(qū)間的時(shí)間/頻率資源沖突。
【專利說明】物理隨機(jī)接入信道的發(fā)送和接收方法以及基站和用戶設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無線通信【技術(shù)領(lǐng)域】。更具體地，本發(fā)明涉及服務(wù)小區(qū)的物理隨機(jī)接入 信道（PRACH)的發(fā)送/接收方法以及基站/用戶設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002] 第三代移動(dòng)通信合作計(jì)劃組織（3GPP)部署的長(zhǎng)期演進(jìn)項(xiàng)目（LTE)旨在提供日益 多樣化的未來移動(dòng)通信服務(wù)，無線蜂窩通信日益成為大眾生活和工作中不可或缺的一部 分，用戶設(shè)備終端也呈現(xiàn)多樣化的趨勢(shì)。在3GPP LTE的第一版（即Releases)中，引入了正 交頻分多址（0FDMA)和多天線（ΜΜ0)技術(shù)。3GPP的ReleaselO版本經(jīng)國(guó)際電信聯(lián)盟的評(píng)估 和測(cè)試，正式成為了第四代全球移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)LTE-Advanced。在LTE-Advanced標(biāo)準(zhǔn)中，弓丨 入了載波聚合（CA)和中繼技術(shù)，增強(qiáng)了上行/下行MM0技術(shù)，同時(shí)支持異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)（HetNet) 的布署。
[0003] 為了滿足未來家庭設(shè)備通信的市場(chǎng)需求和規(guī)模龐大的物聯(lián)網(wǎng)（I0T)部署，3GPP決 定在LTE及其升級(jí)版本中引入低成本機(jī)器間通信技術(shù)（MTC)，將MTC服務(wù)由目前的GSM網(wǎng) 絡(luò)支持遷移至LTE網(wǎng)絡(luò)支持，并定義一種新的用戶設(shè)備類型，稱之為低成本（L 〇W-C〇st)MTC UE，該用戶設(shè)備在現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡(luò)的所有雙工模式中支持MTC服務(wù)，并具有這樣的性能：1)單 接收天線；2)下行和上行最大的傳輸模塊（TBS)為1000比特；3)下行鏈路數(shù)據(jù)信道的基 帶帶寬降低為1. 4MHz，下行鏈路控制信道的帶寬與網(wǎng)絡(luò)層系統(tǒng)帶寬保持一致，上行鏈路信 道帶寬以及下行鏈路的射頻部分與現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡(luò)中的用戶設(shè)備保持一致。MTC是一種不需 要人為參與的數(shù)據(jù)通信服務(wù)。大規(guī)模的MTC用戶設(shè)備部署，可以用于安全、跟蹤、付賬、測(cè)量 以及消費(fèi)電子等領(lǐng)域，具體涉及的應(yīng)用包括視頻監(jiān)控、供貨鏈跟蹤、智能電表，遠(yuǎn)程監(jiān)控等。 MTC要求較低的功率消耗，支持較低的數(shù)據(jù)傳輸速率和較低的移動(dòng)性。目前LTE系統(tǒng)主要是 針對(duì)人與人（H2H)的通信服務(wù)。因此，實(shí)現(xiàn)MTC服務(wù)的規(guī)模競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用前景，關(guān)鍵環(huán)節(jié) 在于LTE網(wǎng)絡(luò)支持低成本的MTC設(shè)備能夠低成本工作。
[0004] 一些MTC設(shè)備需要安裝在居民樓地下室或者由絕緣箔片、金屬護(hù)窗或者傳統(tǒng)建筑 物的厚墻保護(hù)的位置，相比較LTE網(wǎng)絡(luò)中常規(guī)設(shè)備終端（如手機(jī)，平板電腦等），這些設(shè)備的 空中接口將明顯遭受更嚴(yán)重的穿透損失。3GPP決定研究LTE網(wǎng)絡(luò)提供MTC設(shè)備附加20dB 覆蓋增強(qiáng)服務(wù)的方案設(shè)計(jì)與性能評(píng)估，值得注意的是，位于糟糕網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域的MTC設(shè)備 具有這樣的特點(diǎn)：非常低的數(shù)據(jù)傳輸速率，非常寬松的延時(shí)要求，以及有限的移動(dòng)性。針對(duì) MTC特點(diǎn)，LTE網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)一步優(yōu)化一些信令和（或）信道用以支持MTC。3GPP要求為新定 義的低成本UE以及其他運(yùn)行MTC服務(wù)（如，非常寬松的延遲要求）的UE提供一定的LTE 網(wǎng)絡(luò)覆蓋增強(qiáng)，其中，對(duì)于LTE頻分雙工（FDD)網(wǎng)絡(luò)提供15dB的網(wǎng)絡(luò)覆蓋增強(qiáng)。另外，并不 是所有的運(yùn)用MTC服務(wù)的用戶設(shè)備都需要相同網(wǎng)絡(luò)覆蓋增強(qiáng)。
[0005] LTE的物理隨機(jī)接入信道（PRACH)用于為那些還未實(shí)現(xiàn)或者已經(jīng)失去上行同步的 用戶設(shè)備實(shí)現(xiàn)上行定時(shí)同步，即隨機(jī)接入過程，一旦完成上行同步，基站網(wǎng)絡(luò)可以為其調(diào)度 上行正交同步資源。因此LTE物理隨機(jī)接入信道（PRACH)作為非同步用戶設(shè)備和LTE上行 無線接入的接口具有重要作用。LTE隨機(jī)接入過程有兩種："基于競(jìng)爭(zhēng)"的接入和"非競(jìng)爭(zhēng)" 的接入。在基于競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入過程中，用戶設(shè)備隨機(jī)選擇隨機(jī)接入前導(dǎo)簽名，結(jié)果是存在 多個(gè)用戶設(shè)備同時(shí)傳輸相同簽名的可能性，這需要后續(xù)確定后續(xù)競(jìng)爭(zhēng)解決方案；對(duì)于非競(jìng) 爭(zhēng)的接入，LTE網(wǎng)絡(luò)對(duì)用戶設(shè)備分配專門的簽名序列來避免競(jìng)爭(zhēng)，這對(duì)于受時(shí)限影響的切換 清況來說尤為重要。
[0006] 關(guān)于PRACH的最小發(fā)送帶寬，在LTE的研究過程中出現(xiàn)過多種提議。一種建議是 PRACH的最小帶寬為系統(tǒng)的最小頻域資源分配單元，S卩180KHZ (資源塊RB帶寬）；一種建 議是RPACH最小帶寬與LTE支持的最小系統(tǒng)帶寬相同，即1. 25MHz。3GPP經(jīng)過討論，決定采 用固定的1. 25MHz PRACH傳輸帶寬，如果需要獲得更高的接入概率，則通過多個(gè)1. 25MHz帶 寬，實(shí)際的PRACH有效帶寬是6個(gè)RB，S卩L 08MHz。PRACH能夠?qū)崿F(xiàn)與PUCCH和PUSCH的頻 域復(fù)用。PRACH的時(shí)域結(jié)構(gòu)是由隨機(jī)接入（RA)時(shí)隙長(zhǎng)度和周期兩個(gè)變量來確定，其中RA時(shí) 隙長(zhǎng)度被確定為子幀長(zhǎng)度，即lms。RA時(shí)隙所處的子幀位置取決于RA時(shí)隙的發(fā)送周期和RA 時(shí)隙所處的子幀編號(hào)，RA時(shí)隙的具體頻域位置確定為緊鄰TOCCH的兩個(gè)可能的位置。PRACH 前導(dǎo)序列采用長(zhǎng)度為839的ZC序列，ZC序列的總數(shù)量取決于ZC序列的長(zhǎng)度，839個(gè)ZC序 列在多個(gè)小區(qū)之間分配，相鄰小區(qū)采用不同的ZC序列用以有效地抑制不同小區(qū)間PRACH信 道的相互干擾。LTE TDD系統(tǒng)定義了 4種PRACH前導(dǎo)序列格式，每種格式由序列持續(xù)時(shí)間和 循環(huán)前綴CP定義。
[0007] 由于部分MTC設(shè)備需要附加20dB的覆蓋增強(qiáng)，目前的PRACH設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與配置無法 滿足這一要求，因此需要為附加20dB覆蓋增強(qiáng)要求的MTC設(shè)備（其中，LTE FDD網(wǎng)絡(luò)中提 供15dB的覆蓋增強(qiáng)）重新設(shè)計(jì)PRACH或者改進(jìn)目前的PRACH機(jī)制。根據(jù)目前3GPP討論的 進(jìn)展以及未來趨勢(shì)，主要的PRACH覆蓋增強(qiáng)可以通過以下幾方面來實(shí)現(xiàn)：1) PRACH前導(dǎo)序列 重復(fù)或者重新設(shè)計(jì)的前導(dǎo)序列；2)放寬PRACH檢測(cè)概率要求以及PRACH時(shí)延要求；3)功率 譜密度增強(qiáng)。另外，3GPP討論決定，PRACH可以被用于運(yùn)行MTC服務(wù)的用戶設(shè)備將其所需的 覆蓋增強(qiáng)量通知LTE基站。需要注意的是，覆蓋增強(qiáng)是以LTE網(wǎng)絡(luò)的時(shí)頻資源及能量為代 價(jià)的，并不是所有的MTC設(shè)備都需要相同的覆蓋增強(qiáng)量，從資源效率的角度來說，MTC設(shè)備 應(yīng)該使用盡可能少的時(shí)頻資源來實(shí)現(xiàn)隨機(jī)接入用以滿足覆蓋增強(qiáng)要求。因此，兼顧MTC設(shè) 備的低成本要求，以及MTC服務(wù)的特點(diǎn)，LTE網(wǎng)絡(luò)如何有效地實(shí)現(xiàn)PRACH信道的覆蓋增強(qiáng)是 一個(gè)亟需解決的問題，MTC用戶設(shè)備如何實(shí)現(xiàn)利用PRACH通知基站覆蓋增強(qiáng)量也是需要解 決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 針對(duì)以上問題，基于LTE網(wǎng)絡(luò)，本發(fā)明提出了用于MTC用戶設(shè)備（包括低成本UE， 以及其他執(zhí)行延遲容忍MTC服務(wù)并需要一定網(wǎng)絡(luò)覆蓋增強(qiáng)的UE)的PRACH發(fā)送機(jī)制。根據(jù) 本發(fā)明，基于目前LTE網(wǎng)絡(luò)中基于競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入框架下，LTE網(wǎng)絡(luò)配置PRACH參數(shù)，MTC設(shè) 備選擇相應(yīng)的前導(dǎo)序列和PRACH資源進(jìn)行隨機(jī)接入嘗試，LTE網(wǎng)絡(luò)根據(jù)檢測(cè)到的序列簽名 和對(duì)應(yīng)的PRACH資源，獲知該用戶設(shè)備的類型和（或）所需的覆蓋增強(qiáng)量。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種由基站執(zhí)行的方法，包括：產(chǎn)生和發(fā)送針對(duì)用 戶設(shè)備的物理隨機(jī)接入信道PRACH配置參數(shù)；檢測(cè)用戶設(shè)備發(fā)送的隨機(jī)前導(dǎo)序列和對(duì)應(yīng)的 PRACH資源集合，以確定針對(duì)用戶設(shè)備的類型和/或覆蓋增強(qiáng)等級(jí)；以及基于用戶設(shè)備的類 型和/或覆蓋增強(qiáng)等級(jí)，產(chǎn)生隨機(jī)接入響應(yīng)。
[0010] 優(yōu)選地，通過物理層廣播信道在一個(gè)服務(wù)小區(qū)中廣播用戶設(shè)備的PRACH配置參 數(shù)。
[0011] 優(yōu)選地，根據(jù)PRACH-ConfigSIB規(guī)范在系統(tǒng)信息中發(fā)送用戶設(shè)備的PRACH配置參 數(shù)，或根據(jù)PRACH-Config規(guī)范在移動(dòng)性控制信息中發(fā)送用戶設(shè)備的PRACH配置參數(shù)。
[0012] 優(yōu)選地，通過系統(tǒng)信息塊SIB或者層2/層3消息發(fā)送用戶設(shè)備的PRACH配置參數(shù)。
[0013] 優(yōu)選地，所述PRACH配置參數(shù)包括以下一項(xiàng)或更多項(xiàng)：PRACH前導(dǎo)序列基本參數(shù)、 隨機(jī)接入方式、小區(qū)的覆蓋增強(qiáng)等級(jí)配置、處于不同覆蓋增強(qiáng)等級(jí)的用戶設(shè)備所需的PRACH 資源集合的持續(xù)時(shí)間周期、PRACH資源集合內(nèi)的PRACH基本單元的配置、以及用戶設(shè)備用于 檢測(cè)隨機(jī)接入響應(yīng)RAR的時(shí)間窗。
[0014] 優(yōu)選地，基站從預(yù)先定義和（或配置）的PRACH資源中檢測(cè)用戶設(shè)備發(fā)送的隨機(jī) 接入前導(dǎo)序列，以確定該用戶設(shè)備的類型，和（或）確定針對(duì)該用戶設(shè)備的覆蓋增強(qiáng)等級(jí)， 其中，PRACH資源集合與用戶設(shè)備的覆蓋增強(qiáng)等級(jí)具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0015] 優(yōu)選地，檢測(cè)用戶設(shè)備的隨機(jī)前導(dǎo)序列簽名以確定針對(duì)用戶設(shè)備的類型和（或） 覆蓋增強(qiáng)等級(jí)，其中，用戶設(shè)備的隨機(jī)前導(dǎo)序列簽名與用戶設(shè)備的覆蓋增強(qiáng)等級(jí)具有對(duì)應(yīng) 關(guān)系。
[0016] 優(yōu)選地，所述隨機(jī)接入響應(yīng)包括以下一項(xiàng)或更多項(xiàng)：上行鏈路同步時(shí)間調(diào)整、小區(qū) 無線臨時(shí)標(biāo)識(shí)、以及層2/層3上行鏈路消息準(zhǔn)予。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種由用戶設(shè)備執(zhí)行的方法，包括：接收物理隨 機(jī)接入信道PRACH配置參數(shù)；計(jì)算用戶設(shè)備所處的覆蓋增強(qiáng)等級(jí)；以及選擇相應(yīng)的PRACH 資源集合和隨機(jī)接入前導(dǎo)序列以進(jìn)行隨機(jī)接入。
[0018] 優(yōu)選地，用戶設(shè)備從PRACH配置參數(shù)中獲取覆蓋增強(qiáng)等級(jí)與路徑損耗之間的一一 對(duì)應(yīng)關(guān)系，并且基于路徑損耗來計(jì)算用戶設(shè)備所處的覆蓋增強(qiáng)等級(jí)。
[0019] 優(yōu)選地，用戶設(shè)備根據(jù)計(jì)算的覆蓋增強(qiáng)等級(jí)選擇隨機(jī)接入前導(dǎo)序列，并使用與計(jì) 算的覆蓋增強(qiáng)等級(jí)相對(duì)應(yīng)的PRACH資源集合發(fā)送隨機(jī)接入前導(dǎo)序列。
[0020] 優(yōu)選地，用戶設(shè)備從用于非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入的前導(dǎo)序列中隨機(jī)選擇前導(dǎo)序列，并且 重用該前導(dǎo)序列所對(duì)應(yīng)的PRACH資源集合。
[0021] 優(yōu)選地，用戶設(shè)備采用現(xiàn)有的全部或部分PRACH前導(dǎo)序列并且使用獨(dú)立的PRACH 資源集合，其中，用戶設(shè)備的PRACH資源集合不與現(xiàn)有的PRACH資源、現(xiàn)有的參考信號(hào)和現(xiàn) 有的其他信道相沖突。
[0022] 優(yōu)選地，所述PRACH資源集合包括N個(gè)PRACH基本單元，其中N是正整數(shù)。
[0023] 優(yōu)選地，PRACH基本單元采取跳頻發(fā)送的方式。
[0024] 優(yōu)選地，PRACH基本單元的頻域位置是固定的。
[0025] 優(yōu)選地，用于用戶設(shè)備的多個(gè)PRACH資源集合的持續(xù)時(shí)間周期彼此相同。
[0026] 優(yōu)選地，用于用戶設(shè)備的多個(gè)PRACH資源集合的持續(xù)時(shí)間周期彼此不同。
[0027] 優(yōu)選地，用于用戶設(shè)備的多個(gè)PRACH資源集合采取嵌套格式。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種基站，包括：參數(shù)產(chǎn)生單元，被配置為產(chǎn)生 和發(fā)送針對(duì)用戶設(shè)備的物理隨機(jī)接入信道PRACH配置參數(shù)；檢測(cè)單元，被配置為檢測(cè)用戶 設(shè)備發(fā)送的隨機(jī)前導(dǎo)序列和對(duì)應(yīng)的PRACH資源集合，以確定針對(duì)用戶設(shè)備的類型和/或覆 蓋增強(qiáng)等級(jí)；以及響應(yīng)單元，被配置為基于用戶設(shè)備的類型和/或覆蓋增強(qiáng)等級(jí)，產(chǎn)生隨機(jī) 接入響應(yīng)。
[0029] 優(yōu)選地，參數(shù)產(chǎn)生單元被配置為：通過物理層廣播信道在一個(gè)服務(wù)小區(qū)中廣播用 戶設(shè)備的PRACH配置參數(shù)。
[0030] 優(yōu)選地，參數(shù)產(chǎn)生單元被配置為：根據(jù)PRACH-ConfigSIB規(guī)范在系統(tǒng)信息中發(fā)送 用戶設(shè)備的PRACH配置參數(shù)，或根據(jù)PRACH-Config規(guī)范在移動(dòng)性控制信息中發(fā)送用戶設(shè)備 的PRACH配置參數(shù)。
[0031] 優(yōu)選地，參數(shù)產(chǎn)生單元被配置為：通過系統(tǒng)信息塊SIB或者層2/層3消息發(fā)送用 戶設(shè)備的PRACH配置參數(shù)。
[0032] 優(yōu)選地，所述PRACH配置參數(shù)包括以下一項(xiàng)或更多項(xiàng)：PRACH前導(dǎo)序列基本參數(shù)、 隨機(jī)接入方式、小區(qū)的覆蓋增強(qiáng)等級(jí)配置、處于不同覆蓋增強(qiáng)等級(jí)的用戶設(shè)備所需的PRACH 資源集合的持續(xù)時(shí)間周期、PRACH資源集合內(nèi)的PRACH基本單元的配置、以及用戶設(shè)備用于 檢測(cè)隨機(jī)接入響應(yīng)RAR的時(shí)間窗。
[0033] 優(yōu)選地，檢測(cè)單元被配置為：從預(yù)先定義和/或配置的PRACH資源中檢測(cè)用戶設(shè)備 發(fā)送的隨機(jī)接入前導(dǎo)序列，以確定該用戶設(shè)備的類型和/或確定針對(duì)該用戶設(shè)備的覆蓋增 強(qiáng)等級(jí)，其中，PRACH資源集合與用戶設(shè)備的覆蓋增強(qiáng)等級(jí)具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0034] 優(yōu)選地，檢測(cè)單元被配置為：檢測(cè)用戶設(shè)備的隨機(jī)前導(dǎo)序列簽名以確定針對(duì)用戶 設(shè)備的類型和/或覆蓋增強(qiáng)等級(jí)，其中，用戶設(shè)備的隨機(jī)前導(dǎo)序列簽名與用戶設(shè)備的覆蓋 增強(qiáng)等級(jí)具有對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0035] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用戶設(shè)備，包括：參數(shù)接收單元，被配置為 接收物理隨機(jī)接入信道PRACH配置參數(shù)；計(jì)算單元，被配置為計(jì)算用戶設(shè)備所處的覆蓋增 強(qiáng)等級(jí)；以及接入單元，被配置為選擇相應(yīng)的PRACH資源集合和隨機(jī)接入前導(dǎo)序列以進(jìn)行 隨機(jī)接入。
[0036] 優(yōu)選地，計(jì)算單元被配置為：從PRACH配置參數(shù)中獲取覆蓋增強(qiáng)等級(jí)與路徑損耗 之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，并且基于路徑損耗來計(jì)算用戶設(shè)備所處的覆蓋增強(qiáng)等級(jí)。
[0037] 優(yōu)選地，接入單元被配置為：根據(jù)計(jì)算的覆蓋增強(qiáng)等級(jí)選擇隨機(jī)接入前導(dǎo)序列，并 使用與計(jì)算的覆蓋增強(qiáng)等級(jí)相對(duì)應(yīng)的PRACH資源集合發(fā)送隨機(jī)接入前導(dǎo)序列。
[0038] 優(yōu)選地，接入單元被配置為：從用于非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入的前導(dǎo)序列中隨機(jī)選擇前導(dǎo) 序列，并且重用該前導(dǎo)序列所對(duì)應(yīng)的PRACH資源集合。
[0039] 通過本申請(qǐng)?zhí)岢龅姆?wù)小區(qū)的MTC用戶設(shè)備的隨機(jī)接入過程信息的發(fā)送和接收 機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了一種允許基站發(fā)送服務(wù)小區(qū)的隨機(jī)接入過程信息以及允許MTC用戶設(shè)備選擇 對(duì)應(yīng)的PRACH資源實(shí)施隨機(jī)接入的機(jī)制。采用本申請(qǐng)?zhí)岢龅募夹g(shù)方案，能夠提高LTE支持 MTC用戶設(shè)備的的資源利用率并改善頻譜/能量效率，減少小區(qū)間的時(shí)間/頻率資源沖突。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0040] 通過下文結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其它特征將會(huì)變得更加明顯，其 中：
[0041] 圖1(a)-1(b)示出了 LTE網(wǎng)絡(luò)中隨機(jī)接入過程的示意圖；
[0042] 圖2示出了一個(gè)LTE小區(qū)中MTC用戶設(shè)備位置分布的示意圖；
[0043] 圖3示出了用于MTC用戶設(shè)備的PRACH基本單元的示意圖；
[0044] 圖4示出了 MTC用戶設(shè)備所需的覆蓋增強(qiáng)等級(jí)與其使用的PRACH集合的對(duì)應(yīng)關(guān)系 示意圖；
[0045] 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于MTC用戶設(shè)備的PRACH資源集合Sx中 PRACH基本單元的配置圖；
[0046] 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于MTC用戶設(shè)備的PRACH資源集合Sx中 PRACH基本單元的配置圖；
[0047] 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于實(shí)現(xiàn)PRACH資源集合Sx嵌套結(jié)構(gòu)的示 意圖；
[0048] 圖8示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于實(shí)現(xiàn)PRACH資源集合Sx嵌套結(jié)構(gòu)的示 意圖；
[0049] 圖9示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的PRACH發(fā)送方法的流程圖；
[0050] 圖10示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的PRACH接收方法的流程圖；
[0051] 圖11示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基站的框圖；以及
[0052] 圖12示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用戶設(shè)備的框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0053] 以下將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明所提出的針對(duì)（需要額外覆蓋增強(qiáng)或者 不需要額外覆蓋增強(qiáng)）低成本MTC用戶設(shè)備以及其他支持延遲容忍的MTC服務(wù)并需要一定 覆蓋增強(qiáng)的用戶設(shè)備的PRACH信息發(fā)送/接收方法、基站和用戶設(shè)備（UE)進(jìn)行詳細(xì)闡述。 應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明不應(yīng)局限于下文所述的具體實(shí)施例。另外，為了簡(jiǎn)便起見，省略了對(duì)與本 發(fā)明沒有直接關(guān)聯(lián)的公知技術(shù)的詳細(xì)描述，以防止對(duì)本發(fā)明的理解造成混淆。
[0054] 下文以LTE移動(dòng)通信系統(tǒng)及其后續(xù)的演進(jìn)版本作為示例應(yīng)用環(huán)境，具體描述了根 據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例。然而，需要指出的是，本發(fā)明不限于以下實(shí)施例，而是可適用于更 多其它的無線通信系統(tǒng)，例如今后的5G蜂窩通信系統(tǒng)。
[0055] 圖l(a)-l(b)示出了 LTE網(wǎng)絡(luò)中隨機(jī)接入過程的兩種模式，基于競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入 和非競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入，在如下場(chǎng)景中，如1)RRC_C0NNECTED狀態(tài)下的用戶設(shè)備，但還未獲 得上行同步，需要發(fā)送新的上行數(shù)據(jù)和控制信息（如一個(gè)事件觸發(fā)的測(cè)量報(bào)告）；2)RRC_ CONNECTED狀態(tài)下的用戶設(shè)備，但還未獲得上行同步，需要接收新的下行數(shù)據(jù)，從而在上行 傳輸響應(yīng)的ACK/NACK ;3) RRC_C0NNECTED狀態(tài)下的用戶設(shè)備，處于從正在服務(wù)小區(qū)到目標(biāo) 小區(qū)的切換狀態(tài)；4)從RRC_IDLE到RRC_C0NNECTED狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，比如初始接入或跟蹤區(qū)域 更新；6)從無線鏈路鏈接失敗狀態(tài)下恢復(fù)，用戶設(shè)備初始化為基于競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入過程， 用戶設(shè)備隨機(jī)選擇隨機(jī)接入前導(dǎo)序列簽名，結(jié)果是存在多個(gè)用戶設(shè)備同時(shí)傳輸相同簽名的 前導(dǎo)序列的可能性，這需要確定后續(xù)競(jìng)爭(zhēng)解決方案流程。對(duì)于場(chǎng)景2)新的下行數(shù)據(jù)和場(chǎng)景 3)切換，基站通過對(duì)用戶設(shè)備分配專門的簽名前導(dǎo)序列來避免競(jìng)爭(zhēng)，這種非競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接 入快于基于競(jìng)爭(zhēng)的隨機(jī)接入，避免了不可預(yù)測(cè)的延時(shí)影響?？紤]到MTC用戶設(shè)備的特點(diǎn)，如 有限的移動(dòng)性，非常低的數(shù)據(jù)傳輸速率和寬松的延時(shí)要求，MTC用戶設(shè)備優(yōu)先配置為基于競(jìng) 爭(zhēng)的隨機(jī)接入過程。需要設(shè)計(jì)MTC用戶設(shè)備隨機(jī)選擇的用于隨機(jī)接入的前導(dǎo)序列以及傳輸 這些序列所需的時(shí)頻資源，即PRACH。
[0056] 圖9示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的PRACH發(fā)送方法的流程圖。該方法可以由基 站來執(zhí)行。如圖9所示，方法90在S910處開始執(zhí)行。
[0057] 在步驟S920處，產(chǎn)生和發(fā)送針對(duì)用戶設(shè)備的物理隨機(jī)接入信道PRACH配置參數(shù)。 基于LTE網(wǎng)絡(luò)，MTC用戶設(shè)備的PRACH配置參數(shù)可以按照以下示例1-4所描述的方式產(chǎn)生 和發(fā)送。
[0058] 1.基站通過物理層廣播信道在一個(gè)服務(wù)小區(qū)廣播發(fā)送（需要額外覆蓋增強(qiáng)和（或 者）不需要額外覆蓋增強(qiáng)）低成本MTC用戶設(shè)備以及其他需要覆蓋增強(qiáng)并運(yùn)行延遲容忍 MTC服務(wù)的用戶設(shè)備所需要的隨機(jī)接入配置信息。如，為（需要額外覆蓋增強(qiáng)）MTC用戶設(shè) 備重新設(shè)計(jì)PBCH信道，用來發(fā)送基本的系統(tǒng)信息（如系統(tǒng)幀號(hào)等）和（需要額外覆蓋增強(qiáng) 和不需要額外覆蓋增強(qiáng)）MTC用戶設(shè)備以及其他需要覆蓋增強(qiáng)并運(yùn)行延遲容忍MTC服務(wù)的 用戶設(shè)備的配置信息，包括PRACH前導(dǎo)序列參數(shù)，發(fā)送格式，頻域位置及時(shí)隙周期等。
[0059] 2.基站根據(jù)信息塊PRACH-Conf igSIB規(guī)范在系統(tǒng)信息中發(fā)送PRACH配置信息，和 /或根據(jù)PRACH-Config規(guī)范在移動(dòng)性控制信息中發(fā)送PRACH配置信息，MTC用戶設(shè)備通過 讀取PRACH-ConfigSIB和（或）PRACH-Config獲取隨機(jī)接入配置信息。在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化文書 3GPP TS36. 331V11. 2. 0 提到：
[0060] PRACH-ConfigSIB ::= SEQENCE( rootSequencelndex INTEGER (0...837), prach-Configlnfo PRACH-Configlnfo } PRACH-Config ::= SEQENCE{ rootSequencelndex INTEGER {0...837), prach-Configlnfo PRACH-Configlnfo OPTIONAL -Need ON } PRACH-ConfigSCell-rlO ::= SEQUENCE ( Prach-Configlndex-r 10 INTERGE (0...63) } PRACH-Configlnfo ::= SEQUENCE!
[0061] prach-Configlndex INTEGER {0...63}, highSpeedFlag BOOLEAN, zeroCorrelationZoneConfig INTEGER {0 …15}, prach-FreqOffset INTEGER {0...94} }
[0062] 3.基站通過新的系統(tǒng)信息塊SIB或者修改后的PRACH-Conf igSIB和（或） PRACH-Conf ig (層2/層3消息）發(fā)送MTC用戶設(shè)備的隨機(jī)接入配置信息。如，在標(biāo)準(zhǔn)化文 書3GPP TS36. 211V10. 5. 0中做如下修改：
[0063] 針對(duì)不需要額外覆蓋增強(qiáng)的低成本MTC用戶設(shè)備的PRACH信道，固定（或者新設(shè) 計(jì)）隨機(jī)接入前導(dǎo)序列和（或）隨機(jī)接入前導(dǎo)序列格式。
[0064] 針對(duì)需要額外覆蓋增強(qiáng)的MTC用戶設(shè)備（包括低成本MTC用戶設(shè)備以及其他需要 覆蓋增強(qiáng)并運(yùn)行延遲容忍MTC服務(wù)的用戶設(shè)備）的PRACH信道，固定（或新設(shè)計(jì)）隨機(jī)接 入前導(dǎo)序列格式，在無線幀結(jié)構(gòu)l(FDD)中，如，采用現(xiàn)有的前導(dǎo)序列格式2。
[0065] PRACH 配置序號(hào)（即 prach-Configurationlndex)用來指不 PRACH 資源在一個(gè) 無線幀中的位置，并且預(yù)先編號(hào)上行鏈路資源。其中，高層信令在PRACH-Configlndex 中提供參數(shù) prach-Configurartionlndex。如，可以修改 3GPP TS36.211V10.5.0 中的Table5. 7. 1-2,選擇適用MTC用戶設(shè)備的PRACH配置，并重新編號(hào)為 MTC-prach-Configrationlndex (即，MTC PRACH 配置序號(hào)）為 0 ?13,如下表所不：
[0066]

【權(quán)利要求】
1. 一種由基站執(zhí)行的方法，包括： 產(chǎn)生和發(fā)送針對(duì)用戶設(shè)備的物理隨機(jī)接入信道PRACH配置參數(shù)； 檢測(cè)用戶設(shè)備發(fā)送的隨機(jī)前導(dǎo)序列和對(duì)應(yīng)的PRACH資源集合，以確定針對(duì)用戶設(shè)備的 類型和/或覆蓋增強(qiáng)等級(jí)；以及 基于用戶設(shè)備的類型和/或覆蓋增強(qiáng)等級(jí)，產(chǎn)生隨機(jī)接入響應(yīng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過物理層廣播信道在一個(gè)服務(wù)小區(qū)中廣播用 戶設(shè)備的PRACH配置參數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，根據(jù)PRACH-ConfigSIB規(guī)范在系統(tǒng)信息中發(fā)送用 戶設(shè)備的PRACH配置參數(shù)，或根據(jù)PRACH-Config規(guī)范在移動(dòng)性控制信息中發(fā)送用戶設(shè)備的 PRACH配置參數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過系統(tǒng)信息塊SIB或者層2/層3消息發(fā)送用 戶設(shè)備的PRACH配置參數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述PRACH配置參數(shù)包括以下一項(xiàng)或更多項(xiàng)： PRACH前導(dǎo)序列基本參數(shù)、隨機(jī)接入方式、小區(qū)的覆蓋增強(qiáng)等級(jí)配置、處于不同覆蓋增強(qiáng)等 級(jí)的用戶設(shè)備所需的PRACH資源集合的持續(xù)時(shí)間周期、PRACH資源集合內(nèi)的PRACH基本單 元的配置、以及用戶設(shè)備用于檢測(cè)隨機(jī)接入響應(yīng)RAR的時(shí)間窗。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，從預(yù)先定義和/或配置的PRACH資源中檢測(cè)用戶 設(shè)備發(fā)送的隨機(jī)接入前導(dǎo)序列，以確定該用戶設(shè)備的類型和/或確定針對(duì)該用戶設(shè)備的覆 蓋增強(qiáng)等級(jí)，其中，PRACH資源集合與用戶設(shè)備的覆蓋增強(qiáng)等級(jí)具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，檢測(cè)用戶設(shè)備的隨機(jī)前導(dǎo)序列簽名以確定針對(duì) 用戶設(shè)備的類型和/或覆蓋增強(qiáng)等級(jí)，其中，用戶設(shè)備的隨機(jī)前導(dǎo)序列簽名與用戶設(shè)備的 覆蓋增強(qiáng)等級(jí)具有對(duì)應(yīng)關(guān)系。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述隨機(jī)接入響應(yīng)包括以下一項(xiàng)或更多項(xiàng)：上行 鏈路同步時(shí)間調(diào)整、小區(qū)無線臨時(shí)標(biāo)識(shí)、以及層2/層3上行鏈路消息準(zhǔn)予。
9. 一種由用戶設(shè)備執(zhí)行的方法，包括： 接收物理隨機(jī)接入信道PRACH配置參數(shù)； 計(jì)算用戶設(shè)備所處的覆蓋增強(qiáng)等級(jí)；以及 選擇相應(yīng)的PRACH資源集合和隨機(jī)接入前導(dǎo)序列以進(jìn)行隨機(jī)接入。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，用戶設(shè)備從PRACH配置參數(shù)中獲取覆蓋增強(qiáng)等 級(jí)與路徑損耗之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，并且基于路徑損耗來計(jì)算用戶設(shè)備所處的覆蓋增強(qiáng)等 級(jí)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，用戶設(shè)備根據(jù)計(jì)算的覆蓋增強(qiáng)等級(jí)選擇隨機(jī)接 入前導(dǎo)序列，并使用與計(jì)算的覆蓋增強(qiáng)等級(jí)相對(duì)應(yīng)的PRACH資源集合發(fā)送隨機(jī)接入前導(dǎo)序 列。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，用戶設(shè)備從用于非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入的前導(dǎo)序列中 隨機(jī)選擇前導(dǎo)序列，并且重用該前導(dǎo)序列所對(duì)應(yīng)的PRACH資源集合。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，用戶設(shè)備采用現(xiàn)有的全部或部分PRACH前導(dǎo)序 列并且使用獨(dú)立的PRACH資源集合，其中，用戶設(shè)備的PRACH資源集合不與現(xiàn)有的PRACH資 源、現(xiàn)有的參考信號(hào)和現(xiàn)有的其他信道相沖突。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述PRACH資源集合包括N個(gè)PRACH基本單元， 其中N是正整數(shù)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，PRACH基本單元采取跳頻發(fā)送的方式。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，PRACH基本單元的頻域位置是固定的。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，用于用戶設(shè)備的多個(gè)PRACH資源集合的持續(xù)時(shí) 間周期彼此相同。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，用于用戶設(shè)備的多個(gè)PRACH資源集合的持續(xù)時(shí) 間周期彼此不同。
19. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，用于用戶設(shè)備的多個(gè)PRACH資源集合采取嵌套 格式。
20. 一種基站，包括： 參數(shù)產(chǎn)生單元，被配置為產(chǎn)生和發(fā)送針對(duì)用戶設(shè)備的物理隨機(jī)接入信道PRACH配置參 數(shù)； 檢測(cè)單元，被配置為檢測(cè)用戶設(shè)備發(fā)送的隨機(jī)前導(dǎo)序列和對(duì)應(yīng)的PRACH資源集合，以 確定針對(duì)用戶設(shè)備的類型和/或覆蓋增強(qiáng)等級(jí)；以及 響應(yīng)單元，被配置為基于用戶設(shè)備的類型和/或覆蓋增強(qiáng)等級(jí)，產(chǎn)生隨機(jī)接入響應(yīng)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的基站，其中，參數(shù)產(chǎn)生單元被配置為：通過物理層廣播信道 在一個(gè)服務(wù)小區(qū)中廣播用戶設(shè)備的PRACH配置參數(shù)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的基站，其中，參數(shù)產(chǎn)生單元被配置為：根據(jù) PRACH-ConfigSIB規(guī)范在系統(tǒng)信息中發(fā)送用戶設(shè)備的PRACH配置參數(shù)，或根據(jù) PRACH-Config規(guī)范在移動(dòng)性控制信息中發(fā)送用戶設(shè)備的PRACH配置參數(shù)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的基站，其中，參數(shù)產(chǎn)生單元被配置為：通過系統(tǒng)信息塊SIB 或者層2/層3消息發(fā)送用戶設(shè)備的PRACH配置參數(shù)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的基站，其中，所述PRACH配置參數(shù)包括以下一項(xiàng)或更多項(xiàng)： PRACH前導(dǎo)序列基本參數(shù)、隨機(jī)接入方式、小區(qū)的覆蓋增強(qiáng)等級(jí)配置、處于不同覆蓋增強(qiáng)等 級(jí)的用戶設(shè)備所需的PRACH資源集合的持續(xù)時(shí)間周期、PRACH資源集合內(nèi)的PRACH基本單 元的配置、以及用戶設(shè)備用于檢測(cè)隨機(jī)接入響應(yīng)RAR的時(shí)間窗。
25. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的基站，其中，檢測(cè)單元被配置為：從預(yù)先定義和/或配置的 PRACH資源中檢測(cè)用戶設(shè)備發(fā)送的隨機(jī)接入前導(dǎo)序列，以確定該用戶設(shè)備的類型和/或確 定針對(duì)該用戶設(shè)備的覆蓋增強(qiáng)等級(jí)，其中，PRACH資源集合與用戶設(shè)備的覆蓋增強(qiáng)等級(jí)具有 --對(duì)應(yīng)關(guān)系。
26. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的基站，其中，檢測(cè)單元被配置為：檢測(cè)用戶設(shè)備的隨機(jī)前導(dǎo) 序列簽名以確定針對(duì)用戶設(shè)備的類型和/或覆蓋增強(qiáng)等級(jí)，其中，用戶設(shè)備的隨機(jī)前導(dǎo)序 列簽名與用戶設(shè)備的覆蓋增強(qiáng)等級(jí)具有對(duì)應(yīng)關(guān)系。
27. -種用戶設(shè)備，包括： 參數(shù)接收單元，被配置為接收物理隨機(jī)接入信道PRACH配置參數(shù)； 計(jì)算單元，被配置為計(jì)算用戶設(shè)備所處的覆蓋增強(qiáng)等級(jí)；以及 接入單元，被配置為選擇相應(yīng)的PRACH資源集合和隨機(jī)接入前導(dǎo)序列以進(jìn)行隨機(jī)接 入。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的用戶設(shè)備，其中，計(jì)算單元被配置為：從PRACH配置參數(shù)中 獲取覆蓋增強(qiáng)等級(jí)與路徑損耗之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，并且基于路徑損耗來計(jì)算用戶設(shè)備所 處的覆蓋增強(qiáng)等級(jí)。
29. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的用戶設(shè)備，其中，接入單元被配置為：根據(jù)計(jì)算的覆蓋增強(qiáng) 等級(jí)選擇隨機(jī)接入前導(dǎo)序列，并使用與計(jì)算的覆蓋增強(qiáng)等級(jí)相對(duì)應(yīng)的PRACH資源集合發(fā)送 隨機(jī)接入前導(dǎo)序列。
30. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的用戶設(shè)備，其中，接入單元被配置為：從用于非競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接 入的前導(dǎo)序列中隨機(jī)選擇前導(dǎo)序列，并且重用該前導(dǎo)序列所對(duì)應(yīng)的PRACH資源集合。
【文檔編號(hào)】H04W74/08GK104254135SQ201310261358
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2013年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月27日
【發(fā)明者】王豐, 劉仁茂 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社