動(dòng)態(tài)隨機(jī)接入資源大小配置和選擇的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)涉及使用隨機(jī)接入在無(wú)線設(shè)備和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)之間的連接建立，并且更具體地涉及動(dòng)態(tài)隨機(jī)接入資源大小配置和選擇。本公開(kāi)還涉及動(dòng)態(tài)隨機(jī)接入資源配置和選擇的方法、無(wú)線設(shè)備、以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]3GPP長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)是在第三代合作伙伴計(jì)劃3GPP下開(kāi)發(fā)的、改進(jìn)通用移動(dòng)通信系統(tǒng)UMTS標(biāo)準(zhǔn)以應(yīng)對(duì)關(guān)于改進(jìn)的服務(wù)(例如較高的數(shù)據(jù)速率、提高的效率和降低的成本)的未來(lái)需求的第四代移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。通用陸地?zé)o線接入網(wǎng)(UTRAN)是UMTS的無(wú)線接入網(wǎng)，并且演進(jìn)的UTRAN(E-UTRAN)是LTE系統(tǒng)的無(wú)線接入網(wǎng)。在UTRAN和E-UTRAN中，用戶設(shè)備(UE)與無(wú)線電基站(RBS)無(wú)線連接，無(wú)線電基站(RBS)通常在UMTS中被稱為節(jié)點(diǎn)B(NB)以及在LTE中被稱為演進(jìn)的節(jié)點(diǎn)B、eNodeB或eNB。RBS是能夠向UE發(fā)送無(wú)線電信號(hào)和接收UE發(fā)送的信號(hào)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的通用術(shù)語(yǔ)。
[0003]蜂窩網(wǎng)絡(luò)中未來(lái)通信發(fā)展的當(dāng)前流行愿景包括大量小型自治設(shè)備，其通常不經(jīng)常地(例如每周一次或每分鐘一次)發(fā)送和接收僅少量數(shù)據(jù)。這些設(shè)備通常被假設(shè)為與人類不相關(guān)聯(lián)，而是為了蜂窩網(wǎng)絡(luò)內(nèi)或外的所述自治設(shè)備的配置和數(shù)據(jù)接收而與應(yīng)用服務(wù)器通信的不同類型的傳感器或致動(dòng)器。因此，這種類型的通信通常被稱為是機(jī)器到機(jī)器M2M通信，并且設(shè)備被表示為機(jī)器設(shè)備MD。在通信的3GPP標(biāo)準(zhǔn)中使用的命名是機(jī)器類型通信MTC，而設(shè)備被表示為MTC設(shè)備。由于這些設(shè)備被假設(shè)為通常很少進(jìn)行發(fā)送，它們的傳輸在大多數(shù)情況下將在隨機(jī)接入RA過(guò)程之后，隨機(jī)接入過(guò)程RA建立設(shè)備對(duì)網(wǎng)絡(luò)的接入并向網(wǎng)絡(luò)揭示設(shè)備的身份。
[0004]圖1示意性示出了包括基站110和兩個(gè)無(wú)線設(shè)備120a、120b (例如MTC設(shè)備)的蜂窩網(wǎng)100。在如圖1中公開(kāi)的小區(qū)中，無(wú)線設(shè)備位于距離基站110的不同距離處，其中信道特征由于不同原因(例如，到基站的距離、干擾無(wú)線電源或例如建筑物的障礙物)而變化。
[0005]3GPP無(wú)線接入網(wǎng)RANl中的一項(xiàng)正在進(jìn)行的對(duì)于低成本的機(jī)器類型通信MTC的研宄項(xiàng)目旨在針對(duì)低速率的MTC設(shè)備以20dB的覆蓋增強(qiáng)來(lái)增強(qiáng)覆蓋。為了實(shí)現(xiàn)這些覆蓋的增強(qiáng)，將需要改進(jìn)多個(gè)信道。本公開(kāi)針對(duì)還被稱為RACH過(guò)程的隨機(jī)接入過(guò)程中的覆蓋增強(qiáng)。RACH代表隨機(jī)接入信道。RACH本質(zhì)上是由移動(dòng)電話和其他無(wú)線設(shè)備使用的傳輸信道。然而，術(shù)語(yǔ)RACH通常被用作指代隨機(jī)接入過(guò)程的通用術(shù)語(yǔ)。
[0006]作為示例，以下簡(jiǎn)要描述3GPP演進(jìn)分組系統(tǒng)EPS (也稱為3GPP長(zhǎng)期演進(jìn)/系統(tǒng)架構(gòu)演進(jìn)(LTE/SAE)網(wǎng)絡(luò))的隨機(jī)接入過(guò)程。
[0007]在3GPP版本11中，長(zhǎng)期演進(jìn)LTE隨機(jī)接入過(guò)程是四步過(guò)程，用于在建立無(wú)線電鏈路時(shí)的初始接入，在無(wú)線電鏈路失敗后重新建立無(wú)線電鏈路，建立上行鏈路同步，或如果在物理上行控制信道PUCCH上尚未配置專用調(diào)度請(qǐng)求資源則用作調(diào)度請(qǐng)求。
[0008]3GPP版本11提供了在若干情況下使用的LTE隨機(jī)接入過(guò)程:在建立無(wú)線電鏈路時(shí)(從無(wú)線電資源控制(RRC) _IDLE移動(dòng)至RRC_CONNECTED狀態(tài))用于初始接入；在無(wú)線電鏈路失敗后重新建立無(wú)線電鏈路；建立上行鏈路同步；或如果在物理上行控制信道PUCCH上尚未配置專用調(diào)度請(qǐng)求資源則用作調(diào)度請(qǐng)求。如一般在圖2中所示，3GPP版本IlLTE隨機(jī)接入過(guò)程實(shí)質(zhì)上包括四個(gè)基本步驟，包括在終端和eNodeB之間交換的消息序列。圖2中，四個(gè)步驟實(shí)質(zhì)上與實(shí)線箭頭相對(duì)應(yīng)，而虛線箭頭實(shí)質(zhì)上與虛線箭頭在前的實(shí)線箭頭步驟的控制信令相對(duì)應(yīng)。例如，第二步驟是(虛線的)第二箭頭和(實(shí)線的)第三箭頭。(虛線的)第二箭頭告訴UE偵聽(tīng)與第二步驟相對(duì)應(yīng)的第三箭頭。此外，用相同的方式，第五箭頭告訴UE偵聽(tīng)RA過(guò)程中與最后一個(gè)箭頭相對(duì)應(yīng)的第四步驟。以下簡(jiǎn)要討論了這些四個(gè)基本步驟。
[0009]隨機(jī)接入過(guò)程中的第一步驟包括在物理隨機(jī)接入信道PRACH上的隨機(jī)接入前導(dǎo)碼的傳輸。作為隨機(jī)接入過(guò)程的第一步驟，終端從如圖3a所示的針對(duì)基于競(jìng)爭(zhēng)的接入定義的兩個(gè)子集301、302之一中隨機(jī)選擇一個(gè)要發(fā)送的前導(dǎo)碼。在LTE中，在每一個(gè)小區(qū)中定義了總共64個(gè)前導(dǎo)碼300。當(dāng)存在接入相同資源的兩個(gè)UE的沖突的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，使用基于競(jìng)爭(zhēng)的建立。在不存在沖突的風(fēng)險(xiǎn)的情況下，例如在切換時(shí)，使用用于無(wú)競(jìng)爭(zhēng)建立303的子集。
[0010]在第三隨機(jī)接入步驟中，通過(guò)終端想要且從功率的角度可以在物理上行鏈路共享信道PUSCH上發(fā)送的數(shù)據(jù)量給出從哪個(gè)子集選擇前導(dǎo)碼。圖3b中示出了這些傳輸要使用的時(shí)間/頻率資源，其通過(guò)閱讀E.Dahlman等人2011年Academic Press的“4G-LTE/LTEAdvanced for Mobile Broadband”來(lái)理解。小區(qū)的公共PRACH配置給出了要使用的時(shí)間/頻率資源310，其還可以通過(guò)可選的UE特定掩碼來(lái)進(jìn)一步限制，可選的UE特定掩碼限制給定UE 的可用的 PRACH 機(jī)會(huì)。這在“3GPP TS 36.321 V.10.0.0.Medium Access Control (MAC)protocol specificat1n”和“3GPP TS 36.331 v.10.3.0.Rad1 Resource Control (RRC)protocol specificat1n”中進(jìn)行了更透徹的描述。
[0011]隨機(jī)接入過(guò)程的第二步驟包括隨機(jī)接入響應(yīng)。在隨機(jī)接入響應(yīng)中，eNodeB在物理下行共享信道roscH上發(fā)送消息，該消息包含網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)到的并且響應(yīng)對(duì)其有效的隨機(jī)接入前導(dǎo)碼序列的索引、隨機(jī)接入前導(dǎo)碼接收機(jī)計(jì)算的定時(shí)修正、調(diào)度授權(quán)、以及用于UE和網(wǎng)絡(luò)之間的未來(lái)通信的臨時(shí)標(biāo)識(shí)符TC-RNTI。在預(yù)定時(shí)間窗口內(nèi)未響應(yīng)于步驟I的UE的初始隨機(jī)接入前導(dǎo)碼傳輸而接收到任何隨機(jī)接入響應(yīng)的UE將認(rèn)為嘗試失敗，并且在認(rèn)為整個(gè)隨機(jī)接入過(guò)程失敗之前將可能用高達(dá)最大四倍的更高的發(fā)送功率來(lái)重復(fù)隨機(jī)接入前導(dǎo)碼傳輸。
[0012]隨機(jī)接入過(guò)程的第三步驟提供，例如向小區(qū)內(nèi)的UE指派唯一的身份C-RNTI。在該第三步驟中，UE使用在隨機(jī)接入響應(yīng)中指派給UE的PUSCH資源來(lái)向eNodeB發(fā)送必要的信息。
[0013]隨機(jī)接入過(guò)程的第四個(gè)并且是最后一個(gè)步驟包括針對(duì)競(jìng)爭(zhēng)解決的下行鏈路消息。該第四步驟的消息也被稱為是RRC連接建立消息?；诟?jìng)爭(zhēng)解決消息，接收下行鏈路消息的每個(gè)終端將比較消息中的身份與第三步驟中發(fā)送的身份。僅觀察到第四步驟中接收到的身份與作為第一步驟的一部分發(fā)送的身份之間匹配的終端將宣稱隨機(jī)接入過(guò)程成功，否則終端將需要重新開(kāi)始隨機(jī)接入過(guò)程。
[0014]根據(jù)從“3GPPTS 36.213 V.10.6.0.Physical layer procedures”獲知的特定公式(再現(xiàn)為表達(dá)式I)，利用系統(tǒng)信息中承載的參數(shù)來(lái)計(jì)算要在隨機(jī)接入嘗試中使用的UE功率。如果UE在過(guò)程的第二步驟中未接收到隨機(jī)接入響應(yīng)，則以下PRACH傳輸?shù)陌l(fā)送功率將增加參數(shù)Δ值，直至受到UE最大功率的限制。
[0015]表達(dá)式1:
[0016]PPRACH = min {PCMAX, c (i)，PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER+PLj _[dBm]
[0017]在表達(dá)式I 中，Pcmax,。⑴是根據(jù) “3GPP TS 36.213 V.10.6.0.Physical layerprocedures”針對(duì)主小區(qū)的子幀i定義的已配置UE發(fā)送功率，并且？1^是在UE中計(jì)算的針對(duì)主小區(qū)的下行鏈路路徑損耗估計(jì)。
[0018]如當(dāng)前在3GPP覆蓋增強(qiáng)TR 36.824中討論的，存在以下情況:UE由于隨機(jī)接入信道RACH覆蓋問(wèn)題(例如UE具有廣播控制信道覆蓋)不能接入網(wǎng)絡(luò)，并且因此能夠在小區(qū)上測(cè)量并讀取小區(qū)的系統(tǒng)信息，但是因?yàn)閁E的功率/覆蓋受限，網(wǎng)絡(luò)不能從UE接收任何隨機(jī)接入前導(dǎo)碼嘗試，因而在網(wǎng)絡(luò)中接收到的信號(hào)太弱。對(duì)于(例如)由具有高輸出功率的小區(qū)服務(wù)的置于室內(nèi)的用戶是這種情況。
[0019]作為始于LTE版本11的備選，UE可以被配置為一次與多個(gè)小區(qū)連接，即一個(gè)主小區(qū)和一個(gè)或若干輔小區(qū)，并使用所謂的載波聚合。在這種情況下，如果小區(qū)屬于不同的定時(shí)提前組，則也允許用戶設(shè)備在“輔”小區(qū)上發(fā)送RACH請(qǐng)求。然而，如果設(shè)備不支持具有多個(gè)定時(shí)提前值的載波聚合，則僅在主小區(qū)上允許隨機(jī)接入。
[0020]因此，上述隨機(jī)接入過(guò)程提供了不充分的覆蓋。重復(fù)通常提供更好的覆蓋，但是為相干組合提供有限的機(jī)會(huì)，并經(jīng)受影響序列之間的正交性的大的功率不均衡。因此，例如應(yīng)用于LTE版本8-10方案的功率控制對(duì)于具有比導(dǎo)致最大功率的路徑損耗高得多的路徑損耗的用戶無(wú)益。
[0021]因此，需要提供一種提供充分的覆蓋并且適合低速率MTC設(shè)備的隨機(jī)接入過(guò)程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022]本公開(kāi)提供了一種用于基于所估計(jì)的接收到的上行鏈路信道質(zhì)量，針對(duì)每個(gè)無(wú)線設(shè)備/用戶設(shè)備來(lái)提供關(guān)于多個(gè)隨機(jī)接入資源大小和選擇隨機(jī)接入資源的不同隨機(jī)接入機(jī)會(huì)的方法。根據(jù)本公開(kāi)，依賴于期望上行鏈路接收功率在不同的隨機(jī)接入資源之間劃分用戶。用這種方法，將在網(wǎng)絡(luò)處接收在每個(gè)隨機(jī)接入資源處接收到具有確保碼正交的相似功率的隨機(jī)接入請(qǐng)求。此外，不同資源長(zhǎng)度的使用使得即使在路徑損耗高時(shí)也能夠在接收機(jī)中累加充足的能量。附加地，存在不同隨機(jī)接入資源大小將使能改進(jìn)的覆蓋。以下將解釋這是如何實(shí)現(xiàn)的。
[0023]根據(jù)公開(kāi)的一個(gè)方面，提供了一種無(wú)線設(shè)備中用于選擇隨機(jī)接入資