CN107517501A - 一种随机接入方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种物理随机接入资源的分配方法及装置，该方法包括：网络设备分配周期性的多个连续子帧内的多个物理随机接入信道，在分配的多个子帧终端选择其中一个LBT成功的子帧来发送随机接入信号，提高了终端在分配周期内发送的概率，降低了接入时延。
Description
技术领域
本申请涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种物理随机接入方法和装置。
背景技术
本发明所述移动通信系统，是指运营商通过部署无线接入网设备(如基站)，和核心网设备(如归属位置寄存器，Home Location Register，HLR)等，为用户终端(如手机)提供通信服务的系统。移动通信经历了第一代、第二代、第三代、第四代。第一代移动通信是指最初的模拟、仅限语音通话的蜂窝电话标准，主要采用的是模拟技术和频分多址(Frequency Division Multiple Access，FDMA)的接入方法；第二代移动通信引入了数字技术，提高了网络容量、改善了话音质量和保密性，以“全球移动通信系统”(Global Systemfor Mobile Communication，GSM)和“码分多址”(Code Division Multiple Access，CDMAIS-95)为代表；第三代移动通信主要指CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA三种技术，均是以码分多址作为接入技术的；第四代移动通信系统的标准在国际上相对统一，为国际标准化组织3GPP制定的长期演进(Long Term Evolution/Long Term Evolution-Advanced，LTE/LTE-A)，其下行基于正交频分多直接入(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，OFDMA)，上行基于单载波频分多直接入(Single Carrier–Frequency Division MultipleAccess，SC-FDMA)的接入方式，依据灵活的带宽和自适应的调制编码方式，达到了下行峰值速率1Gbps，上行峰值速率500Mbps的高速传输。图1简要示出了移动通信网络的基本架构。
MulteFire为在LTE R13LAA下行传输方法的基础上，新定义上行传输方法，并且可以独立工作于非授权频段的LTE技术,即stand-alone LTE-U。一个eNB的TXOP如图2所示，其中sPUCCH的占用上下行切换子帧的最后4个符号，该上下行切换子帧的位置可以通过当前或者前一子帧上的C-PDCCH来进行指示。MF中支持两种PRACH format,即sPUCCH中的PRACH(简称mf-sPRACH)和ePUCCH中的PRACH(简称mf-ePRACH)。
MF中支持分配周期性的上行资源，其中就包括PRACH资源，该周期性的上行资源的用途可以被eNB改写，例如通过分配和传输下行资源。，此时，则UE在使用该上行资源前所做的LBT将不成功，从而避免上下行干扰问题。此外，UE在发起周期性配置的PRACH资源发送preamble前，可以不需要解C-PDCCH。
综上，在MF中，由于允许UE在不读取C-PDCCH(可用于指示sPUCCH，TXOP长度等信息)的情况下在配置的PRACH资源位置直接发起随机接入，如何在保证发送PRACH的UE之间以及PRACH和PUCCH/PUSCH之间的正交的前提下，降低UE发送PRACH的功耗/时延，提高PRACH的发送概率等。
发明内容
本发明提出了一种周期性物理随机接入资源的分配方法，网络设备分配周期性的多个连续子帧内的多个物理随机接入信道，在分配的多个子帧终端选择其中一个LBT成功的子帧来发送随机接入信号，提高了终端在分配周期内发送的概率，降低了接入时延。
本发明提出了一种物理随机接入资源的分配方法，其特征在于，所述方法包括：
通过系统消息广播本小区内的周期性的物理随机接入信号PRACH的时域资源位置和频域资源位置配置，所述周期性的物理随机接入信号时域资源包括N个连续子帧，其中N为正整数；通过下行公共控制信息配置非周期的物理随机接入信号PRACH的时域资源位置和频域资源位置,或通过下行公共控制信息配置非周期的物理随机接入信号PRACH的时域资源位置。
所述周期性的物理随机接入信号PRACH的时域资源位置包括周期性的物理随机接入信号的周期，以及周期性的物理随机接入信号在一个周期内的传输窗长度，所述传输窗长度可通过子帧数目N表示，以及传输窗的起始位置。
所述周期性的物理随机接入信号PRACH在传输窗长度中可占用的连续子帧个数M可由系统消息指示，所述M小于等于N。
所述系统消息配置的周期性的物理随机接入信号传输窗内，可配置短随机接入信号mf-sPRACH和或扩展随机接入信号mf-ePRACH的序列索引，所述短随机接入信号mf-sPRACH占用一个子帧最后K个OFDM符号中的前L个OFDM符号传输(L,K正整数且L≤K)，所述扩展随机接入信号mf-ePRACH占用1个或多个子帧的OFDM符号进行传输。
所述系统消息配置的周期性的物理随机接入信号传输窗内，可配置短随机接入信号mf-sPRACH和或扩展随机接入信号mf-ePRACH的序列索引，所述短随机接入信号mf-sPRACH占用一个子帧最后K个OFDM符号传输，所述扩展随机接入信号mf-ePRACH占用1个或多个子帧进行传输。系统信息中可包含扩展随机接入信号mf-ePRACH在一个子帧中的开始位置，配置扩展随机接入信号mf-ePRACH在子帧中的开始位置为第0个ODFM符号或第1个ODFM符号。
可以通过系统消息为所述周期性的物理随机接入信号配置可传输检测LBT的优先级，所述优先级参数包括但不限于如下参数中的一种或多种，能量检测门限，回退窗口大小，信道空闲时间长度。
所述周期性的物理随机接入信号PRACH和非周期性的物理随机接入信号的频域资源位置，以interlace为频域单位，具体可以通过比特映射的方式指示多个PRACH资源或者一个PRACH资源占用的多个interlace，或者以初始为值索引方式指示interlace编号。不同子帧可以配置相同或者不同的PRACH频域位置，不同子帧的频域位置可以不同。
所述下行公共控制信息配置非周期的物理随机接入信号PRACH的时域资源位置配置方法为，指示该下行公共控制信息所在的子帧中是否包含随机接入信号传输机会，和/或指示后面的第K个子帧中是否包含随机接入信号传输机会，所述K为正整数。
终端接收基站在系统消息中发送的周期性的物理随机接入信号PRACH的时域资源位置和频域资源位置配置。终端根据所述信息来配置并传输上行随机接入信号。所述周期性的物理随机接入信号PRACH的时域资源位置包括周期性的物理随机接入信号的周期，以及周期性的物理随机接入信号在一个周期内的传输窗长度，所述传输窗长度可通过子帧数目N表示，以及传输窗的起始位置。
终端在系统消息中读取短随机接入信号mf-sPRACH和或扩展随机接入信号mf-ePRACH的配置，所述配置包括但不限于序列索引。终端在不读取下行公共控制信息的情况下在周期性的物理随机接入信号传输窗的起始位置前进行可传输检测LBT，若LBT成功，则根据系统消息中配置的包括但不限于物理随机接入信号PRACH序列索引和频域资源位置信息传输物理随机接入信号；若LBT失败，且当前周期内的物理随机接入信号传输窗中还有PRACH资源可传输，则继续进行LBT，尝试下一个PRACH机会；若在当前周期内的物理随机接入信号传输窗中LBT失败，则等待下一个周期重新尝试LBT和随机接入信号发送。
终端在系统消息中读取短随机接入信号mf-sPRACH和或扩展随机接入信号mf-ePRACH的配置，所述配置包括但不限于序列索引，且终端在随机接入信号传输窗前的K下行子帧中以及随机接入信号传输窗内检测下行公共控制信息。若检测到下行公共控制信息中包含的非周期的物理随机接入信号PRACH的配置，且终端在该传输窗与最后一个下行子帧重合的子帧中最后K个OFDM符号前LBT成功，那么发送短随机接入信号mf-sPRACH；若LBT失败，且当前周期内的物理随机接入信号传输窗中还有PRACH资源可传输，则继续进行LBT，尝试下一个PRACH机会；若在当前周期内的物理随机接入信号传输窗中LBT失败，则等待下一个周期重新尝试LBT和随机接入信号发送。
当其他上行信道/信号与PRACH在同一子帧时，网络设备通过分配不同的频率资源位置实现复用
综上，本发明提供了一种有效的随机接入方法，特别是在非授权频段使用时。
附图说明
图1为采用本发明的网络架构示意图
图2为本发明传输帧结构示意图
图3为本发明较佳实施例一的随机接入窗口示意图
图4为本发明较佳实施例一的随机接入流程示意图
具体实施方法
为使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本申请作进一步详细说明。
实施例一：基于周期性窗的PRACH资源分配与指示
在系统消息如mfSIB中指示本小区的PRACH配置信息，其中PRACH的配置可以包括至少两种，即周期性PRACH资源和非周期性PRACH资源。对于周期性PRACH资源是指分配了PRACH资源的子帧将仅在可能指定的资源位置周期性地出现，但是是否该子帧一定用于PRACH传输取决于eNB实际调度，eNB侧的信道竞争情况，UE侧的信道竞争情况。例如，当eNB在某一指定的PRACH的资源位置及以前即开始发送下行信号，则UE在不读取下行控制信道(例如C-PDCCH)时，即使依然尝试在该指定的PRACH资源进行发送，但是会由于LBT失败而无法发送，最终实现eNB控制该资源的使用的目的。为了能够同时实现eNB相对灵活的上下行资源配置，且提高分配的周期性PRACH资源的有效性，PRACH资源可以以子帧窗的形式进行周期性的分配，终端在子帧窗内具有多个PRACH传输机会，如图3所示。
其中PRACH窗由多个连续的子帧组成，其周期和起始位置可以通过分别指示不同周期内的偏移位置，例如：
其窗长可通过子帧数目表示，例如
PRACH-OccasionDuration-MF CHOICE{
duration-MF INTEGER(1..maxPRACH-Duration)
},
当PRACH window的内的所有子帧默认均被配置PRACH资源时，无需额外的指示。当PRACH window的内的部分子帧被配置PRACH资源时，还需要进一步指示PRACH在window的子帧位置，例如以bitmap的方式指示灵活的子帧位置，或者以index结合固定图样的方式来指示子帧位置(例如mod(子帧编号，N)的方式)等。
对于PRACH的频域资源位置，以interlace为频域单位，可以通过bitmap的方式指示多个PRACH资源或一个PRACH占用的多个interlace，或者index方式指示一个PRACH的interlace编号或起始编号等。不同子帧可以配置相同或者不同的PRACH频域位置，同样也可以支持跳频。
可以为mf-ePRACH和mf-sPRACH分配配置不同的window，或者配置同一个window。
当PRACH window内配置了多个子帧上的PRACH时，每个配置了PRACH子帧上对应的PRACH format，可以全部仅为mf-ePRACH；或者其中一个子帧(例如第一个子帧)为仅mf-sPRACH其余子帧仅为mf-ePRACH；或者其中一个子帧为mf-sPRACH或mf-ePRACH(UE现在mf-ePRACH资源前进行LBT，不成功的话再在mf-sPRACH的资源前进行LBT)，其余子帧仅为mf-ePRACH。
当PRACH window内配置了1个子帧上的PRACH时，该子帧对应的PRACH format可以仅为mf-sPRACH，或者仅为mf-ePRACH，或者为mf-sPRACH或mf-ePRACH。
LBT type和优先级：可以默认为采用LBT cat-4(对于mf-sPRACH可以默认为25usLBT cat-2)，具体采用的优先级可以事先规定或者根据eNB在系统消息的指示，对于基于调度的非竞争随机接入方式可以根据指示的LBT type及优先级，对于能够确定在eNB的TXOP之内的PRACH可以采用25us的LBT cat-2。
LBT gap(子帧第一个符号空出用于进行LBT)：由于无法事先确定PRACH所在的子帧是否对第一个OFDM符号进行了打孔用于LBT gap，为了降低同一子帧内的PRACH和PUSCH/ePUCCH之间的block，可以默认mf-ePRACH的起始位置从第二个符号开始，可选地，如果UE能够提前从C-PDCCH中获得LBT gap的位置信息，可以在无LBT gap的情况下mf-ePRACH可以从第一个符号开始。又或者默认mf-ePRACH从一个符号开始，eNB不在mf-ePRACH的子帧配置LBT gap,可选地，如果UE能够根据C-PDCCH获得LBT gap的位置信息,则在LBT gap子帧的mf-ePRACH从第二个符号开始。
随机接入过程描述如下:
步骤401，用户读取基站发送的广播消息，获取周期性的PRACH资源配置。
步骤402，根据PRACH资源配置中的周期和窗口信息，用户在随机接入窗口内的第一个可用的子帧进行LBT检测。
步骤403，如果LBT检测结果表明允许信号传输，用户则发送随机接入信号。
步骤404，如果LBT检测结果表明不允许信号传输并且下一子帧仍在窗口期内，用户则等待随机接入窗口内的下一个可用的子帧再次去做LBT检测,直到窗口LBT检测成功进入步骤403。
步骤405，如果LBT检测结果表明不允许信号传输并且下一子帧不在窗口期内，用户则等待下一个随机接入周期。
实施例二：基于C-PDCCH指示的PRACH
UE可以在读取C-PDCCH后确认sPUCCH的位置，根据mf-sPRACH的频域资源配置(即系统消息中的非周期PRACH资源)，在sPUCCH中发送mf-sPRACH。为了达到UE省电的目的，UE可以仅在特定的时间段内检测C-PDCCH，例如配置了PRACH的周期性窗内，DRS窗内，Paging窗内。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改，等同替换，改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
本发明中描述的移动通信具体技术不限，可以为WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、WiMAX、LTE/LTE-A、LAA、MulteFire以及后续可能出现的第五代、第六代、第N代移动通信技术
本发明中描述的终端，指可以支持陆地移动通信系统的通信协议的终端侧产品，特制通信的调制解调器模块(Wireless Modem)，其可以被手机、平板电脑、数据卡等各种类型的终端形态集成从而完成通信功能
为方便描述，采用第四代移动通信系统LTE/LTE-A及其衍生的MulteFire作为举例，其中移动通信终端表示为UE(User Equipment)，接入设备表示为基站或者接入点AP。
术语解释：
Claims (16)
1.一种物理随机接入资源的分配方法，其特征在于，所述方法包括：
通过系统消息广播本小区内的周期性的物理随机接入信号PRACH的时域资源位置和频域资源位置配置，所述周期性的物理随机接入信号时域资源包括N个连续子帧，其中N为正整数；通过下行公共控制信息配置非周期的物理随机接入信号PRACH的时域资源位置和频域资源位置，或通过下行公共控制信息配置非周期的物理随机接入信号PRACH的时域资源位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述周期性的物理随机接入信号PRACH的时域资源位置包括周期性的物理随机接入信号的周期，以及周期性的物理随机接入信号在一个周期内的传输窗长度，所述传输窗长度可通过子帧数目N表示，以及传输窗的起始位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，可进一步通过系统消息指示周期性的物理随机接入信号PRACH在传输窗长度中可占用的连续子帧个数M，所述M小于等于N。
4.根据权利要求2所述的方法，为所述系统消息配置的周期性的物理随机接入信号传输窗内，配置短随机接入信号mf-sPRACH和或扩展随机接入信号mf-ePRACH的序列索引，所述短随机接入信号mf-sPRACH占用一个子帧最后K个OFDM符号中的前L个OFDM符号传输(L,K正整数且L≤K)，所述扩展随机接入信号mf-ePRACH占用1个或多个子帧的OFDM符号进行传输。
5.根据权利要求2所述的方法，为所述系统消息配置的周期性的物理随机接入信号传输窗内，配置短随机接入信号mf-sPRACH和或扩展随机接入信号mf-ePRACH的序列索引，所述短随机接入信号mf-sPRACH占用一个子帧最后K个OFDM符号传输，所述扩展随机接入信号mf-ePRACH占用1个或多个子帧进行传输。
6.根据权利要求5所述的方法，系统信息中可包含扩展随机接入信号mf-ePRACH在一个子帧中的开始位置，配置扩展随机接入信号mf-ePRACH在子帧中的开始位置为第0个ODFM符号或第1个ODFM符号。
7.根据权利要求2所述的方法，通过系统消息为所述周期性的物理随机接入信号配置可传输检测LBT的优先级，所述优先级参数包括但不限于如下参数中的一种或多种，能量检测门限，回退窗口大小，信道空闲时间长度。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述周期性的物理随机接入信号PRACH和非周期性的物理随机接入信号的频域资源位置，以interlace为频域单位，具体可以通过比特映射的方式指示多个PRACH资源或者一个PRACH资源占用的多个interlace，或者以初始为值索引方式指示interlace编号；不同子帧可以配置相同或者不同的PRACH频域位置，不同子帧的频域位置可以不同。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下行公共控制信息配置非周期的物理随机接入信号PRACH的时域资源位置配置方法为，指示该下行公共控制信息所在的子帧中是否包含随机接入信号传输机会，和/或指示后面的第K个子帧中是否包含随机接入信号传输机会，所述K为正整数。
10.一种信息传输方法，其特征在于，所述方法包括：
终端接收基站在系统消息中发送的周期性的物理随机接入信号PRACH的时域资源位置和频域资源位置配置；终端根据所述信息来配置并传输上行随机接入信号；所述周期性的物理随机接入信号PRACH的时域资源位置包括周期性的物理随机接入信号的周期，以及周期性的物理随机接入信号在一个周期内的传输窗长度，所述传输窗长度可通过子帧数目N表示，以及传输窗的起始位置。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，终端在系统消息中读取短随机接入信号mf-sPRACH和或扩展随机接入信号mf-ePRACH的配置，所述配置包括但不限于序列索引，终端在周期性的物理随机接入信号传输窗的起始位置前进行可传输检测LBT，若LBT成功，则根据系统消息中配置的包括但不限于物理随机接入信号PRACH序列索引和频域资源位置信息传输物理随机接入信号；若LBT失败，且当前周期内的物理随机接入信号传输窗中还有PRACH资源可传输，则继续进行LBT，尝试下一个PRACH机会；若在当前周期内的物理随机接入信号传输窗中LBT失败，则等待下一个周期重新尝试LBT和随机接入信号发送。
12.根据权利要求10中所述的方法，其特征在于，终端在系统消息中读取短随机接入信号mf-sPRACH和或扩展随机接入信号mf-ePRACH的配置，所述配置包括但不限于序列索引，且终端在随机接入信号传输窗前的K下行子帧中以及随机接入信号传输窗内检测下行公共控制信息；若检测到下行公共控制信息中包含的非周期随机接入非周期的物理随机接入信号PRACH的配置，且终端在该传输窗与最后一个下行子帧重合的子帧中最后K个OFDM符号前LBT成功，那么发送短随机接入信号mf-sPRACH；若LBT失败，且当前周期内的物理随机接入信号传输窗中还有PRACH资源可传输，则继续进行LBT，尝试下一个PRACH机会；若在当前周期内的物理随机接入信号传输窗中LBT失败，则等待下一个周期重新尝试LBT和随机接入信号发送。
13.一种基站，其特征在于，所述基站包括第一处理单元，第二处理单元，第一发送单元，第二发送单元和第一接收单元；其中：所述第一处理单元，用于配置周期性的物理随机接入信号PRACH的时域资源位置和频域资源位置配置,所述周期性的物理随机接入信号PRACH的时域资源位置包括周期性的物理随机接入信号的周期，以及周期性的物理随机接入信号在一个周期内的传输窗长度，所述传输窗长度可通过子帧数目N表示，以及传输窗的起始位置；所述第二处理单元，用于配置非周期的物理随机接入信号PRACH的时域资源位置和频域资源位置；
所述第一发送单元，用于在系统消息中发送本小区内的周期性的物理随机接入信号PRACH的时域资源位置和频域资源位置配置；所述第二发送单元，用于在下行公共控制信息发送非周期的物理随机接入信号PRACH的时域资源位置和频域资源位置，或发送非周期的物理随机接入信号PRACH的时域资源位置；所述第一接收单元，用于在所配置的周期性和非周期性物理随机接入信号视频资源位置检测终端是否发送了随机接入信号。
14.一种终端，其特征在于，所述终端包括：第三接收单元，第三处理单元和第三发送单元；其中，所述第三接收单元，用于接收基站在系统消息中发送的周期性的物理随机接入信号PRACH的时域资源位置和频域资源位置配置；
所述第三处理单元，用于处理接收到的周期性和非周期性随机接入信号PRACH的时域资源位置和频域资源位置配置；
所述第三发送单元，用于根据随机接入信号的配置传输上行随机接入信号；所述周期性的物理随机接入信号PRACH的时域资源位置包括周期性的物理随机接入信号的周期，以及周期性的物理随机接入信号在一个周期内的传输窗长度，所述传输窗长度可通过子帧数目N表示，以及传输窗的起始位置。
15.根据权利要求14所述的终端，其特征在于，终端在系统消息中读取短随机接入信号mf-sPRACH和或扩展随机接入信号mf-ePRACH的配置，所述配置包括但不限于序列索引，终端在周期性的物理随机接入信号传输窗的起始位置前进行可传输检测LBT，若LBT成功，则根据系统消息中配置的包括但不限于物理随机接入信号PRACH序列索引和频域资源位置信息传输物理随机接入信号；若LBT失败，且当前周期内的物理随机接入信号传输窗中还有PRACH资源可传输，则继续进行LBT，尝试下一个PRACH机会；若在当前周期内的物理随机接入信号传输窗中LBT失败，则等待下一个周期重新尝试LBT和随机接入信号发送。
16.根据权利要求14中所述的终端，其特征在于，终端在系统消息中读取短随机接入信号mf-sPRACH和或扩展随机接入信号mf-ePRACH的配置，所述配置包括但不限于序列索引，且终端在随机接入信号传输窗前的K下行子帧中以及随机接入信号传输窗内检测下行公共控制信息；若检测到下行公共控制信息中包含的非周期随机接入非周期的物理随机接入信号PRACH的配置，且终端在该传输窗与最后一个下行子帧重合的子帧中最后K个OFDM符号前LBT成功，那么发送短随机接入信号mf-sPRACH；若LBT失败，且当前周期内的物理随机接入信号传输窗中还有PRACH资源可传输，则继续进行LBT，尝试下一个PRACH机会；若在当前周期内的物理随机接入信号传输窗中LBT失败，则等待下一个周期重新尝试LBT和随机接入信号发送。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Application publication date: 20171226 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |