[發明專利]LTE-A系統中的隨機接入方法

有效

• 申請號: 201010548469.0
• 申請日: 2010-11-18
• 公開（公告）號: CN102014516A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 周文安;盧憲祺;何煒文;朱超平;馮艷
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04W74/08
• 分類號: H04W74/08
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 劉洪勛

技術領域

本發明涉及一種無線通信的隨機接入技術領域，特別是一種LTE-A系統中的隨機接入方法。

背景技術

IMT-2000(International?Mobile?Telecommunications-2000)是國際電信聯盟定義的第三代無線通信的全球標準。IMT-Advanced(簡寫為IMT-A)系統為具有超過IMT-2000能力的新能力的移動系統。該系統能夠提供廣泛的電信業務：由移動和固定網絡支持的日益增加的基于包傳輸的先進的移動業務。

隨機接入是終端在開始和網絡通信之前的接入過程，是保證通信建立的決定性環節。在LTE(Long?Term?Evolution，長期演進技術)系統中，隨機接入主要用于用戶的初始注冊、上行同步及用戶資源需求的申請等。隨機接入過程直接影響到系統的性能。隨機接入過程的實現方式簡單，適用于系統負載較輕時的多址接入。當系統負荷增加時，接入系統的用戶終端數目較多，系統的容量會因用戶之間的頻繁碰撞而嚴重受損。LTE-A系統要求實現無縫式業務和自由的無線接入，為了實現這一目標，要求節點接入技術既要保證較高的接入成功率和較低的接入時延，又要滿足不同業務的QoS(Quality?of?Service，網絡服務質量)需求。同時LTE-A系統更加關注邊緣用戶的性能，并將提高邊緣用戶的性能作為系統重要指標之一。

目前，現有技術已經提出了許多改進的隨機接入方法，例如：基于時隙ALOHA的算法；基于資源預留的算法和基于動態配置隨機接入信道資源的算法；對高優先級用戶采用發送連續兩個隨機接入前導碼的方法等，雖然可以提高隨機接入成功率在一定程度上保證不同業務的QoS，卻不能適用協作多點的傳輸模式；一些基于協作傳輸的接入協議利用協作多點的分集特性在物理層面上解決了碰撞問題，提高了接入成功率，但這類接入策略都沒有考慮不同業務的QoS需求。同時現有的接入優先級確定方式僅根據業務類型而定，而沒有考慮接入的目的。

現有的LTE系統中，基于競爭的隨機接入流程如圖1所示，

步驟101：隨機接入前導碼

前導信號傳輸的主要目的是為基站指示隨機接入嘗試的出現及允許基站對基站與移動終端之間的時延進行估計。所述時延估計將用于步驟102中以調節上行鏈路定時。

每個小區存在64個可用的前導碼。移動終端設備UE從64-Ncf個用于PRACH(Physical?Random?Access?Channel，物理隨機接入信道)中基于競爭的簽名中選取一個，其中Ncf是eNodeB(evolved?NodeBase，即演進型基站，簡寫為eNB)保留為用于非競爭的簽名個數。用于基于競爭的簽名序列又被細分成兩個子組。所述移動終端設備UE根據隨機接入MSG3消息的大小，在相應的隨機接入前導碼組A或隨機接入前導碼組B中隨機選擇一個前導碼，按照協議定義的初始發射功率，在相應的隨機接入信道中發送出去。因為UE隨機選擇前導碼，因此，不同的UE可能會選擇相同的隨機接入前導碼，并在相同的隨機接入信道中發送至基站。

步驟102：隨機接入響應(Random?Access?Response，RAR)

eNodeB在物理下行共享信道上發送隨機接入響應消息，包括隨機接入前導碼標識、時間提前信息、初始上行授權、以及分配的臨時小區無線網絡臨時標識(T-C-RNTI，Temporary-Cell-RNTI)。

如果多個UE由于在相同時頻資源內選擇相同的前導碼而導致沖突，他們會各自接到RAR(隨機接入響應)。如果UE沒有在設置的時間窗內接收到一個RAR，將執行退避，重新發起隨機接入過程。

步驟103：MSG3消息

UE接收隨機接入響應消息，如果隨機接入響應消息中包含的隨機接入前導碼標識與發送的隨機接入前導碼相匹配，UE根據隨機接入響應消息中分配的隨機接入時頻資源選擇子幀，并在選擇的子幀上發送MSG3消息，攜帶競爭解決標識。所述MSG3消息為確切的隨機接入請求消息，如RRC(無線資源控制)鏈接請求、跟蹤區域更新或調度請求等。該消息包含了步驟102中RAR上的臨時C-RNTI(Cell?Radio?Network?Temporary?Identifier，小區無線網絡臨時標識)和UE標識。假如步驟101中不同的用戶在相同的時頻資源上發送相同的前導碼，則發生沖突。沖突的UE會接收到相同的RAR，從而獲得相同的MSG3消息上行時頻資源，致使沖突用戶的MSG3消息在該上行時頻資源中相互干擾，使得eNodeB不能正確解碼。

步驟104：競爭解決消息