[發明專利]蜂窩無線通訊系統的隨機接入方法

有效

• 申請號: 200710138100.0
• 申請日: 2007-08-15
• 公開（公告）號: CN101102605A
• 公開（公告）日: 2008-01-09
• 發明（設計）人: 張峻峰;杜忠達
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H04Q7/38
• 分類號: H04Q7/38;H04L29/08
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 尚志峰;吳孟秋

技術領域

本發明涉及通信領域，并且具體地，涉及蜂窩無線通訊系統的隨機接入方法。

背景技術

如圖1所示，蜂窩無線通訊系統主要由終端、基站、和核心網(Core?Network，CN)組成。基站組成的網絡稱為無線接入網(RadioAccess?Network，RAN)，負責接入層事務，例如無線資源的管理等。基站(例如，圖1中的基站1和基站2或基站3)之間可以根據實際情況存在物理或者邏輯上的連接。每個基站可以和一個或者一個以上的核心網節點連接。核心網負責非接入層事務，例如位置更新等。終端是指可以和蜂窩無線通訊系統進行通訊的各種設備，例如移動電話、個人數字助理、筆記本電腦等。

為了表達方便，本文中把物理層以上的無線協議層簡稱為高層協議，通常是指蜂窩無線通訊系統中的MAC(Media?Access?Control，媒體接入控制)層協議、RLC(Radio?Link?Control，無線鏈路控制)層協議、或RRC(Radio?Resource?Control，無線資源管理)層協議中的某一個協議或幾個協議層的組合。這些協議也稱為層2、層3協議。

蜂窩無線通訊系統的隨機接入過程從物理層的角度來看，一般會包括以下三個步驟：1、終端的物理層協議在高層協議的要求下發送隨機接入前導消息；2、網絡側應答隨機接入響應消息；3、終端的物理層把收到的隨機接入響應消息傳遞給高層協議做進一步的處理。

終端在發送了隨機接入消息前導以后，有可能收不到隨機接入響應消息。原因可能是基站接收到的隨機接入前導的信號的信噪比太弱，或者基站發送了隨機接入響應消息，但是終端錯過了接收的時間或接收到的隨機接入響應消息的信噪比太弱導致無法解碼等。終端對于是否及時接收到了隨機接入響應消息的判斷會影響隨機接入過程的進一步進行，例如，終端會決策是否重發隨機接入前導消息以及重發的功率或者不再重發等。

現有的LTE(長期演進系統)中，隨機接入過程包括以下三個步驟：a、終端在某個隨機接入時隙上發送隨機接入前導消息；b、基站應答響應的隨機接入響應消息；c1、如果終端在接收窗口內收到針對已發送的隨機接入前導消息的隨機接入響應消息，那么根據其內容做出相應的處理；c2、如果終端沒有在接收時間窗口內收到任何隨機接入響應消息，那么會認為本次隨機接入過程失敗，可能會觸發重發隨機接入前導消息或者結束本次隨機接入過程。

在步驟a中，不同的終端可能會在相同的隨機接入時隙上發送不同或相同的隨機接入前導。在步驟b中，基站應答的隨機接入響應消息可能會包含針對1個或者1個以上終端的應答信息。隨機接入響應消息的內容在接收時間窗口內還可能會分布在不同的TTI(Transfer?Time?Interval，傳輸時間間隔)中，也就是說，終端可能會在接收時間窗口內收到多個隨機接入響應消息。接收時間窗口是一個時間間隔，用來定義終端在發送了隨機接入前導以后，等待隨機接入響應消息的時間范圍，可以用例如相對于發送隨機接入前導消息時刻的開始時間和結束時間來表示，但不限與此。

上述的步驟c1和c2進一步可以用LTE的隨機接入過程中終端的物理層和高層協議之間交互的模型來說明，該模型是從終端的角度來描述的，如圖2所示：

首先，終端的高層協議觸發物理層發送隨機接入前導；之后，如果物理層收到隨機接入響應消息，把該消息傳遞給高層協議；如果高層協議收到物理層傳遞的指示消息(即，隨機接入響應消息后)，可能會觸發高層協議消息的發送；如果物理層判斷沒有收到隨機接入響應消息，則把該判斷結果傳遞給高層協議，高層協議收到物理層傳遞的指示消息，即物理層確認沒有收到隨機接入響應消息后，可能會觸發隨機接入前導消息的重發。

如上所述，目前，對于ACK(收到隨機接入響應)和NACK(沒有收到隨機接入響應)的狀態的判斷都是在物理層完成的。

高層協議在觸發了物理層發送隨機接入前導消息以后，為了防止一直等待物理層的指示消息，會設置一個保護定時器，類似于UMTS(Universal?Mobile?Telecommunication?System)系統MAC(Media?Access?Control，媒體接入控制)設置的定時器T2，即，如果在定時器保護的時間內沒有收到物理層的指示消息，則高層協議會認為沒有收到隨機接入響應消息。

但是，實際上，物理層并不知道高層協議的定時器保護時間。這樣物理層就會一直處于接收狀態，可能收到其他終端的隨機接入響應信息，并不停地發送給高層協議處理，這增加了處理復雜度。

發明內容