在無線通信系統中執行用于覆蓋增強用戶設備的隨機接入過程的方法和裝置的制造方法
【專利摘要】提供一種用于在無線通信系統中執行隨機接入過程的方法和裝置。在一個實施例中，用戶設備(UE)在隨機接入過程期間確定用于上行鏈路傳輸的所要求的重復的數量，以及基于確定的對于上行鏈路傳輸的所要求的重復的數目來執行用于上行鏈路傳輸的重復。上行鏈路傳輸可以包括被分組的前導的傳輸。在另一實施例中，UE配置用于低成本機器型通信(MTC)UE的通信窗口，以及通過所配置的通信窗口來執行隨機接入前導過程。
【專利說明】
在無線通信系統中執行用于覆蓋増強用戶設備的隨機接入過 程的方法和裝置
技術領域
[0001] 本發明涉及一種無線通信，并且更加具體地，涉及一種用于在無線通信系統中執 行用于覆蓋增強用戶設備(UE)的隨機接入過程的方法和裝置。
【背景技術】
[0002] 通用移動電信系統(UMTS)是第三代（3G)異步移動通信系統，其基于歐洲系統、全 球移動通信系統(GSM)以及通用分組無線電服務(GPRS)在寬帶碼分多址(WCDMA)中操作。 UMTS的長期演進(LTE)通過標準化UMTS的第三代合作伙伴計劃(3GPP)正在討論當中。
[0003] 3GPP LTE是用于啟用高速分組通信的技術。為了包括旨在減少用戶和提供商成 本、改進服務質量、以及擴大和改進覆蓋和系統性能的LTE目標已經提出了許多方案。3GPP LTE要求每比特減少成本、增加服務可用性、靈活使用頻帶、簡單結構、開放接口、以及終端 的適當功率消耗作為高級別的要求。
[0004] 機器型通信(MTC)是用于運營商的重要收益流并且從運營商的角度具有巨大的潛 能。存在通過開發專用于MTC的新接入技術的一些行業成員致力于有效的機器對機器(M2M) 系統的數個行業論壇。然后，對于運營商來說能夠使用已經部署的無線電接入技術來服務 MTC用戶設備(UE)是更有效的。因此對于運營商來說理解是否LTE應是對MTC有效支持的有 競爭力的無線電接入技術是重要的。設想將會部署大量的MTC UE，大到足以創建其自己的 經濟系統。降低MTC UE的成本是實現"物聯網"概念的重要推動元素。用于許多應用的MTC UE將會要求低操作功率消耗并且期望以非常少量的突發傳輸進行通信。
[0005] 另外，與所定義的LTE小區覆蓋足跡相比較存在用于會要求覆蓋增強的建筑物內 部深入地部署裝置的M2M使用情況的實質性的市場。對于用于MTC UE的覆蓋增強已經論述 了各種方法。

【發明內容】

[0006] 技術問題
[0007] 本發明提供一種用于執行用于覆蓋增強用戶設備(UE)的隨機接入過程的方法和 裝置。本發明提供一種用于基于確定的用于上行鏈路傳輸的所要求的重復的數量來執行用 于上行鏈路傳輸的重復的方法。本發明提供一種用于通過新定義的通信窗口來執行隨機接 入過程的方法。
[0008] 問題的解決方案
[0009] 在一個方面中，提供一種在無線通信系統中通過用戶設備(UE)執行隨機接入過程 的方法。該方法包括:在隨機接入過程期間確定用于上行鏈路傳輸的所要求的重復的數量； 以及基于確定的用于上行鏈路傳輸的所要求的重復的數量來執行用于上行鏈路傳輸的重 復。
[0010] 在另一方面中，提供一種在無線通信系統中的用戶設備(UEhUE包括射頻(RF)單 元，該RF單元用于發送或者接收無線電信號；以及處理器，該處理器被耦合到RF單元，并且 被配置成在隨機接入過程期間確定用于上行鏈路傳輸的所要求的重復的數量，以及基于確 定的用于上行鏈路傳輸的所要求的重復的數量來執行用于上行鏈路傳輸的重復。
[0011]在另一方面中，提供一種用于在無線通信系統中通過用戶設備(UE)執行隨機接入 過程的方法。該方法包括:配置用于低成本機器型通信(MTC)UE的通信窗口；以及通過所配 置的通信窗口來執行隨機接入過程。
[0012]有益效果
[0013]能夠有效率地執行對于MTC UE的覆蓋增強。
【附圖說明】
[0014] 圖1示出LTE系統架構。
[0015] 圖2示出典型E-UTRAN和典型EPC的架構的框圖。
[0016] 圖3示出LTE系統的用戶平面協議棧和控制平面協議棧的框圖。
[0017]圖4示出物理信道結構的示例。
[0018]圖5示出基于競爭的隨機接入過程。
[0019] 圖6示出基于非競爭的隨機接入過程。
[0020] 圖7示出根據本發明實施例的用于執行隨機接入過程的方法的示例。
[0021] 圖8示出根據本發明的實施例的通信窗口的示例。
[0022] 圖9示出根據本發明的實施例的用于執行隨機接入過程的方法的另一示例。
[0023] 圖10示出根據本發明的實施例的用于執行隨機接入過程的方法的另一示例。
[0024] 圖11示出實現本發明實施例的無線通信系統。
【具體實施方式】
[0025] 下文描述的技術能夠在各種無線通信系統中使用，諸如碼分多址(CDMA)、頻分多 址(FDMA)、時分多址(TDMA)、正交頻分多址(0FDMA)、單載波頻分多址（SC-FDMA)等。CDMA能 夠以諸如通用陸上無線電接入(UTRA)或者⑶MA-2000的無線電技術來實現。TDMA能夠以諸 如全球移動通信系統(GSM)/通用分組無線電服務(GPRS)/增強型數據速率GSM演進(EDGE) 的無線電技術來實現。0FDMA能夠以諸如電氣與電子工程師協會（IEEE)802.11(Wi-Fi)、 IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802-20、演進的UTRA(E-UTRA)等的無線電技術來實現。IEEE 802.16m是IEEE 802.16e的演進，并且提供與基于IEEE 802.16的系統的向后兼容性。UTRA 是通用移動電信系統(UMTS)的一部分。第三代合作伙伴計劃（3GPP)長期演進(LTE)是使用 E-UTRA的演進的UMTS(E-UMTS)的一部分。3GPP LTE在下行鏈路中使用0FDMA，以及在上行鏈 路中使用SC-FDMA。高級LTE (LTE-A)是3GPP LTE的演進。
[0026] 為了清楚起見，以下的描述將集中于LTE-A。然而，本發明的技術特征不受限于此。 [0027]圖1示出LTE系統架構。通信網絡被廣泛地部署以通過IMS和分組數據提供諸如互 聯網協議語音(VoIP)的各種通信服務。
[0028]參考圖1，LTE系統架構包括一個或者多個用戶設備(UE 10)、演進的UMTS陸上無線 電接入網絡(E-UTRA)以及演進分組核心(EPChUE 10指的是用戶攜帶的通信設備。UE10可 以是固定的或者移動的，并且可以被稱為另一術語，諸如移動站(MS)、用戶終端(UT)、訂戶 站(SS)、無線設備等。
[0029] E-UTRAN包括一個或者多個演進節點-B(eNB)20,并且多個UE可以位于一個小區 中。eNB 20向UE 10提供控制平面和用戶平面的端點。eNB 20通常是與UE 10通信的固定站 并且可以被稱為另一術語，諸如基站(BS)、基站收發器系統(BTS)、接入點等。每個小區可以 部署一個eNB 20。在eNB 20的覆蓋范圍內存在一個或者多個小區。單個小區被配置成具有 從1.25、2.5、5、10、以及20MHz等中選擇的帶寬中的一個，并且將下行鏈路或者上行鏈路傳 輸服務提供給數個UE。在這樣的情況下，不同的小區能夠被配置成提供不同的帶寬。
[0030] 在下文中，下行鏈路(DL)表示從eNB 20到UE 10的通信，并且上行鏈路(UL)表示從 UE 10到eNB 20的通信。在DL中，發射器可以是eNB 20的一部分，并且接收器可以是UE 10的 一部分。在UL中，發射器可以是UE 10的一部分，并且接收器可以是eNB 20的一部分。
[0031] EPC包括負責控制平面功能的移動性管理實體(MME)和負責用戶平面功能的系統 架構演進(SAE)網關(S-GWhMME/S-GW 30可以被定位在網絡的末端處并且被連接到外部網 絡。MME具有UE接入信息或者UE性能信息，并且這樣的信息可以主要在UE移動性管理中使 用。S-GW是其端點是E-UTRAN的網關。MME/S-GW 30提供用于UE 10的會話和移動性管理功能 的端點。EPC可以進一步包括分組數據網絡(PDN)網關(PDN-GW)。TON-GW是其端點是PDN的網 關。
[0032] MME向eNB 20提供包括非接入層(NAS)信令、NAS信令安全、接入層(AS)安全性控 制、用于3GPP接入網絡之間的移動性的核心網絡間（CN)節點信令、空閑模式UE可達到性(包 括尋呼重傳的控制和執行）、跟蹤區域列表管理（用于在空閑和活躍模式下的UE)、P-GW和S-GW選擇、對于利用MME變化的切換的MME選擇、切換到2G或者3G 3GPP接入網絡的服務GPRS支 持節點（SGSN)選擇、漫游、認證、包括專用承載建立的承載管理功能、支持公共警報系統 (PWS)(包括地震和海嘯警報系統(ETWS)和商用移動報警系統(CMAS))消息傳輸的各種功 能。S-GW主機提供包括基于每個用戶的分組濾波(通過例如，深分組檢查）、合法偵聽、UE互 聯網協議（IP)地址分配、在DL中的輸送級別分組標注、UL和DL服務級別計費、門控和速率增 強、基于APN-AMBR的DL速率增強的各類功能。為了清楚，在此MME/S-GW 30將會被簡單地稱 為"網關"，但是理解此實體包括MME和S-GW。
[0033]用于發送用戶業務或者控制業務的接口可以被使用。UE 10和eNB 20借助于Uu接 口被連接。eNB 20借助于X2接口被互連。相鄰的eNB可以具有網狀結構，其具有X2接口。eNB 20借助于S1接口被連接到EPC。eNB 20借助于S1-MME接口被連接到MME，并且借助于S1-U接 口被連接到S-GW。S1接口支持在eNB 20和MME/S-GW之間的多對多關系。
[0034] 圖2示出典型E-UTRAN和典型EPC的架構的框圖。參考圖2，eNB 20可以執行對于網 關30的選擇、在無線電資源控制（RRC)激活期間朝向網關30的路由、尋呼消息的調度和發 送、廣播信道(BCH)信息的調度和發送、在UL和DL兩者中到UE 10的資源的動態分配、eNB測 量的配置和供應、無線電承載控制、無線電準入控制(RAC)、以及在LTE_ACTIVE狀態下的連 接移動性控制的功能。在EPC中，并且如在上面所注明的，網關30可以執行尋呼發起、LTE_ IDLE狀態管理、用戶平面的加密、SAE承載控制、以及NAS信令的加密和完整性保護的功能。
[0035] 圖3示出LTE系統的用戶平面協議棧和控制平面棧的框圖。圖3_(a)示出LTE系統的 用戶平面協議棧的框圖，并且圖3-(b)示出LTE系統的控制平面協議棧的框圖。
[0036]基于在通信系統中公知的開放系統互連（0SI)模型的下面的三個層，在UE和E- UTRAN之間的無線電接口協議的層可以被分類成第一層（LI)、第二層（L2)、以及第三層 (L3)。在UE和E-UTRAN之間的無線電接口協議可以被水平地劃分成物理層、數據鏈路層、以 及網絡層，并且可以被垂直地劃分成作為用于控制信號傳輸的協議棧的控制平面(C平面） 和作為用于數據信息傳輸的協議棧的用戶平面(U平面）。在UE和E-UTRAN處，無線電接口協 議的層成對地存在，并且負責Uu接口的數據傳輸。
[0037]物理(PHY)層屬于LUPHY層通過物理信道給較高層提供信息傳送服務。PHY層通過 輸送信道被連接到作為PHY層的較高層的媒體接入控制(MAC)層。物理信道被映射到輸送信 道。通過輸送信道在MAC層和PHY層之間傳送數據。在不同的PHY層，即，發射器的PHY層和接 收器的PHY層之間，使用無線電資源通過物理信道傳送數據。使用正交頻分復用(0FDM)方案 來調制物理信道，并且利用時間和頻率作為無線電資源。
[0038] PHY層使用數個物理控制信道。物理下行鏈路控制信道(PDCCH)向UE報告關于尋呼 信道(PCH)和下行鏈路共享信道(DL-SCH)的資源分配、以及與DL-SCH相關的混合自動重傳 請求(HARQ)信息。PDCCH可以承載用于向UE報告關于UL傳輸的資源分配的UL許可。物理控制 格式指示符信道(PCFICH)向UE報告被用于PDCCH的0FDM符號的數目，并且在每個子幀中被 發送。物理混合ARQ指示符信道(PHICH)承載響應于UL傳輸的HARQ肯定應答(ACK)/否定應答 (NACK)信號。物理上行鏈路控制信道(PUCCH)承載諸如用于DL傳輸的HARQ ACK/NACK、調度 請求、以及CQI的UL控制信息。物理上行鏈路共享信道(PUSCH)承載UL-上行鏈路共享信道 (SCH)〇
[0039] 圖4示出物理信道結構的示例。
[0040] 物理信道由時域中的多個子幀和頻域中的多個子載波組成。一個子幀由時域中的 多個符號組成。一個子幀由多個資源塊(RB)組成。一個RB由多個符號和多個子載波組成。另 外，每個子幀可以使用相應的子幀的特定符號的特定子載波用于PDCCH。例如，子幀的第一 符號可以被用于roCOLPDCCH承載動態分配的資源，諸如物理資源塊(PRB)以及調制和編譯 方案(MCS)。作為用于數據傳輸的單位時間的傳輸時間間隔（TTI)可以等于一個子幀的長 度。一個子幀的長度可以是lms。
[0041]根據是否信道被共享，輸送信道被分類成公共輸送信道和專用輸送信道。用于將 來自于網絡的數據發送到UE的DL輸送信道包括用于發送系統信息的廣播信道(BCH)、用于 發送尋呼消息的尋呼信道(PCH)、用于發送用戶業務或者控制信號的DL-SCH等。DL-SCH通過 變化調制、編譯和發送功率、以及動態和半靜態資源分配兩者支持HARQ、動態鏈路自適應。 DL-SCH也可以啟用整個小區的廣播和波束形成的使用。系統信息承載一個或者多個系統信 息塊。可以以相同的周期性發送所有的系統信息塊。通過DL-SCH或者多播信道(MCH)可以發 送多媒體廣播/多播服務(MBMS)的業務或者控制信號。
[0042]用于將來自于UE的數據發送到網絡的UL輸送信道包括用于發送初始控制消息的 隨機接入信道(RACH)、用于發送用戶業務或者控制信號的UL-SCH等。UL-SCH通過變化發送 功率和可能的調制和編譯支持HARQ和動態鏈路自適應。UL-SCH也可以啟用波束形成的使 用。RACH通常被用于對小區的初始接入。
[0043] MAC層屬于L2JAC層經由邏輯信道將服務提供給作為MAC層的較高層的無線電鏈 路控制(RLC)層。MAC層提供將多個邏輯信道映射到多個輸送信道的功能。MAC層也通過將多 個邏輯信道映射到單個輸送信道來提供邏輯信道復用的功能。MAC子層在邏輯信道上提供 數據傳送服務。
[0044] 根據被發送的信息的類型，邏輯信道被分類成用于傳送控制平面信息的控制信道 和用于傳送用戶平面信息的業務信道。即，為通過MAC層提供的不同數據傳送服務定義邏輯 信道類型的集合。邏輯信道位于輸送信道的上方，并且被映射到輸送信道。
[0045] 控制信道僅被用于控制平面信息的傳輸。通過MAC層提供的控制信道包括廣播控 制信道(BCCH)、尋呼控制信道(PCCH)、公共控制信道(CCCH)、多播控制信道(MCCH)以及專用 控制信道(DCCH)。BCCH是用于廣播系統控制信息的下行鏈路信道。PCCH是傳送尋呼信息的 下行鏈路信道并且當網絡沒有獲知UE的位置小區時被使用。不具有與網絡的RRC連接的UE 使用CCCH ICCH是被用于將來自于網絡的MBMS控制信息發送到UE的點對多點下行鏈路信 道。DCCH是在UE和網絡之間發送專用控制信息的由具有RRC連接的UE使用的點對點雙向信 道。
[0046] 業務信道僅被用于用戶平面信息的傳輸。由MAC層提供的業務信道包括專用業務 信道(DTCH)和多播業務信道(MTCHhDTCH是點對點信道，專用于一個UE用于用戶信息的傳 送并且能夠在上行鏈路和下行鏈路兩者中存在。MTCH是用于將來自于網絡的業務數據發送 到UE的點對多點下行鏈路信道。
[0047]在邏輯信道和輸送信道之間的上行鏈路連接包括能夠被映射到UL-SCH的DCCH、能 夠被映射到UL-SCH的DTCH以及能夠被映射到UL-SCH的CCCH。在邏輯信道和輸送信道之間的 下行鏈路連接包括能夠被映射到BCH或者DL-SCH的BCCH、能夠被映射到PCH的PCCH、能夠被 映射到DL-SCH的DCCH、以及能夠被映射到DL-SCH的DTCH、能夠被映射至IjMCH的MCCH、以及能 夠被映射到MCH的MTCH。
[0048] RLC層屬于L2ALC層提供調節數據的大小的功能，通過在無線電分段中級聯和分 割從較高層接收到的數據，以便適合于較低層發送數據。另外，為了確保由無線電承載(RB) 所要求的各種服務質量(QoS)，RLC層提供三種操作模式，即，透明模式(TM)、否定應答模式 (UM)、以及肯定應答模式(AM)。為了可靠的數據傳輸，AM RLC通過自動重傳請求(ARQ)來提 供重傳功能。同時，利用MAC層內部的功能塊能夠實現RLC層的功能。在這樣的情況下，RLC層 可以不存在。
[0049]分組數據會聚協議(PDCP)層屬于L2WDCP層提供報頭壓縮的功能，其減少不必要 的控制信息使得通過采用諸如IPv4或者IPv6的IP分組發送的數據在具有相對小的帶寬的 無線電接口上能夠被有效率地發送。通過僅發送在數據的報頭中的必要的信息報頭壓縮增 加無線電分段中的傳輸效率。另外，PDCP層提供安全性的功能。安全性的功能包括防止第三 方的檢查的加密，和防止第三方的數據處理的完整性保護。
[0050]無線電資源控制(RRC)屬于I^jLC層位于L3的最低部分，并且僅被定義在控制平 面中。RRC層起到控制在UE和網絡之間的無線電資源的作用。為此，UE和網絡通過RRC層交換 RRC消息。RRC層控制與RB的配置、重新配置、以及釋放有關的邏輯信道、輸送信道以及物理 信道。RB是通過L1和L2提供的用于UE和網絡之間的數據遞送的邏輯路徑。即，RB表示用于UE 和E-UTRAN之間的數據傳輸的為L2提供的服務。RB的配置暗指用于指定無線電協議層和信 道特性以提供特定服務并且用于確定各個詳細參數和操作的過程。RB被分類成兩種類型， 即，信令RB (SRB)和數據RB (DRB)。SRB被用作在控制平面中發送RRC消息的路徑。DRB被用作 在用戶平面中發送用戶數據的路徑。
[0051 ] 參考圖3-(a)，RLC和MAC層(在網絡側上的eNB中被終止)可以執行諸如調度、自動 重傳請求(ARQ)、以及混合自動重傳請求(HARQ)的功能。PDCP層(在網絡側上的eNB中終止） 可以執行諸如報頭壓縮、完整性保護、以及加密的用戶平面功能。
[0052]參考圖3- (b )，RLC和MAC層(在網絡側上的eNB中被終止)可以執行用于控制平面的 相同功能。RRC層(在網絡側上的eNB中被終止)可以執行諸如廣播、尋呼、RRC連接管理、RB控 制、移動性功能、以及UE測量報告和控制的功能。NAS控制協議(在網絡側上的網關的MME中 被終止)可以執行諸如SAE承載管理、認證、LTE_IDLE移動性處理、LTE_IDLE中的尋呼發起、 以及用于網關和UE之間的信令的安全性控制的功能。
[0053] RRC狀態指示UE的RRC層是否在邏輯上被連接到E-UTRAN的RRC層。RRC狀態可以被 劃分成諸如RRC連接狀態和RRC空閑狀態的兩種不同的狀態。當在UE的RRC層和E-UTRAN的 RRC層之間建立RRC連接時，UE是處于RRC_C0NNECTED中，否則UE是處于RRC_IDLE中。因為處 于RRC_C0NNECTED中的UE具有通過E-UTRAN建立的RRC連接，所以E-UTRAN可以識別處于RRC_ CONNECTED中的UE的存在并且可以有效地控制UE。同時，通過E-UTRAN不可以識別處于RRC_ IDLE中的UE，并且CN以比小區大的區域ΤΑ為單位來管理UE。即，以大區域為單位識別僅處于 RRC_IDLE中的UE的存在，并且UE必須轉變到RRCJONNECTED以接收諸如語音或者數據通信 的典型移動通信服務。
[0054]在RRC_IDLE狀態下，UE可以接收系統信息和尋呼信息的廣播，同時UE指定由NAS配 置的非連續的接收(DRX)，并且UE已經被分配唯一地識別跟蹤區域中的UE的標識（ID)并且 可以執行公共陸地移動網絡(PLMN)選擇和小區重選。此外，在RRC_IDLE狀態下，在eNB中沒 有存儲RRC上下文。
[0055] 在RRC_C0NNECTED狀態下，UE在E-UTRAN中具有E-UTRAN RRC連接和上下文，使得將 數據發送到eNB并且/或者從eNB接收數據變成可能。此外，UE能夠向eNB報告信道質量信息 和反饋信息。在RRC_C0NNECTED狀態下，E-UTRAN獲知UE所屬于的小區。因此，網絡能夠將數 據發送到UE并且/或者從UE接收數據，網絡能夠控制UE的移動性(切換和到具有網絡輔助小 區變化(NACC)的GSM EDGE無線電接入網絡(GERAN)的無線電接入技術(RAT)間小區變化順 序），并且網絡能夠執行用于相鄰小區的小區測量。
[0056] 在RRC_IDEL狀態下，UE指定尋呼DRX周期。具體地，UE在每個UE特定尋呼DRX周期的 特定尋呼時機處監控尋呼信號。尋呼時機是尋呼信號被發送期間的時間間隔。UE具有其自 身的尋呼時機。
[0057]尋呼消息在屬于相同的跟蹤區域的所有小區上被發送。如果UE從一個TA移動到另 一 TA，則UE將跟蹤區域更新(TAU)消息發送到網絡以更新其位置。
[0058]當用戶最初給UE通電時，UE首先搜尋適當的小區并且然后在該小區中保持處于 RRC_IDLE中。當存在建立RRC連接的需求時，保持在RRC_IDLE中的UE通過RRC連接過程與E-UTRAN的RRC建立連接并且然后可以轉變到RRC_C0NNECTED。當由于用戶的呼叫嘗試等等上 行鏈路數據傳輸是必需的時，或者一旦在從E-UTRAN接收尋呼消息存在發送響應消息的需 求時，保持在RRC_IDLE中的UE可能需要建立與E-UTRAN的RRC連接。
[0059] 描述了隨機接入(RA)過程。可以參考3GPP TS 36.300 VII.6.0(2013-06)的章節 10.1.5〇
[0060]隨機接入過程其特征在于：
[0061 ]-用于FDD和TDD的公共過程；
[0062] -當配置載波聚合(CA)時一個過程，而不考慮小區大小和服務小區的數目。
[0063] 為與主小區(PCell)有關的下述事件執行隨機接入過程：
[0064]-從RRC_IDLE的初始接入；
[0065] -RRC連接重新建立過程；
[0066]-切換；
[0067]-在要求隨機接入過程的RRC_C0NNECTED期間的DL數據到達(例如，當UL同步狀態 是"未被同步"時）；
[0068]-在要求隨機接入過程的RRC_C0NNECTED期間的UL數據到達(例如，當UL同步狀態 是"未被同步"或者不存在可用的用于調度請求(SR)的PUCCH資源）；
[0069]-為了在要求隨機接入過程的RRCJONNECTED期間的定位用途(例如，當對于UE定 位需要定時提前時）；
[0070]在SCe 11上也執行隨機接入過程以建立用于相對應的輔助TAG (STAG)的時間對準。 [0071 ]此外，隨機接入過程采用兩種不同的形式：
[0072] -基于競爭的（可應用于前面的五個事件）；
[0073] -基于非競爭的（僅可應用于切換、DL數據到達、定位和獲得用于STAG的定時提前 對準）。
[0074]正常的DL/UL傳輸能夠在隨機接入過程之后發生。
[0075]圖5示出基于競爭的隨機接入過程。
[0076] 基于競爭的隨機接入過程的四個步驟是：
[0077] 1)在上行鏈路中的RACH上的隨機接入前導（消息1):存在兩個被定義的可能的組 并且一個是可選的。如果兩個組被配置并且消息3的大小和路徑損耗被用于確定從哪一個 組選擇前導。前導所屬的組提供消息3的大小和在UE處的無線電條件的指示。在系統信息上 廣播前導組信息和必要的閾值。
[0078] 2)通過在DL-SCH上的MAC產生的隨機接入響應(消息2):消息2可以與消息1是半同 步的（在其大小是一個或者多個TTI的靈活窗口內）。消息2不可以使用HARQ。在HXXH上可以 向隨機接入無線電網絡臨時標識(RA-RNTI)尋址消息2。消息2可以傳送至少RA前導標識符、 用于主定時提前組(pTAG)的定時對準信息、臨時小區RNTI (C-RNTI)的初始UL許可和對準 (在競爭解決時可以或者可以不使其持久）。消息2可以預期在用于一個DL-SCH消息中的可 變數目的UE。
[0079] 3)在UL-SCH上首先調度的UL傳輸（消息3):消息3可以使用HARQ。傳送塊的大小取 決于在步驟2中傳送的UL許可并且是至少80個比特。對于初始接入，消息3可以傳送通過RRC 層產生并且經由CCCH發送的RRC連接請求，或者可以傳送至少NAS UE標識符但是沒有NAS消 息。對于RRC連接重新建立過程，消息3可以傳送通過RRC層產生并且經由CCCH發送的RRC連 接重新建立請求，并且可以不包含任何NAS消息。在切換之后，在目標小區中，消息3可以傳 送通過RRC層產生并且經由DCCH發送的加密的和完整性保護的RRC切換確認，或者可以傳送 UE的C-RNTI(經由切換命令被分配）。當可能時，消息3可以包括上行鏈路緩沖狀態報告。對 于其他事件，消息3可以至少傳送UE的C-RNTI。
[0080] 4)在DL上的競爭解決(消息4):將會使用早期的競爭解決，即，eNB在解決競爭之前 沒有等待NAS回復。消息4可以不與消息3同步。HARQ被支持。為了初始接入可以在PDCCH上向 臨時C-RNTI尋址消息4，并且在無線電鏈路失敗之后，并且/或者為在RRC_CONNECTED中的UE 在H)CCH上向臨時C-RNTI尋址消息4。僅通過檢測其自己的UE標識的UE發送HARQ反饋，如在 消息3中所提供的，在競爭解決消息中發回聲。
[0081 ] 為檢測RA成功并且其還沒有C-RNTI的UE向C-RNTI推進臨時C-RNTI;通過其他放 棄。檢測RA成功并且已經具有C-RNTI的UE，使用其C-RNTI恢復。
[0082]當CA被配置時，基于競爭的隨機接入過程的前面的三個步驟在PCell上出現，同時 通過PCell能夠跨調度地競爭解決(步驟4)。
[0083]圖6示出基于非競爭的隨機接入過程。
[0084]基于非競爭的隨機接入過程的三個步驟是：
[0085] 0)在DL中經由專用信令的隨機接入前導指配:eNB將非競爭隨機接入前導（不在廣 播信令中發送的集合內的隨機接入前導）指配給UE。可以經由通過目標eNB生成并且為了切 換經由源eNB發送的H0命令，或者在DL數據到達或者定位的情況下的HXXH，或者用于sTAG 的初始UL時間對準的H)CCH，用信號傳送非競爭隨機接入前導。
[0086] 1)在上行鏈路中的在RACH上的隨機接入前導（消息1):UE發送被指配的非競爭隨 機接入前導。
[0087] 2)在DL-SCH上的隨機接入響應(消息2):消息2可以與消息1半同步(在其大小是兩 個或者多個TTI的靈活窗口內）。消息2不可以使用HARQ。在roCCH上可以向RA-RNTI尋址消息 2。消息2可以至少傳送用于切換的時序對準信息和初始UL許可、用于DL數據到達的時序對 準信息、RA前導標識符。消息2可以旨在用于一個DL-SCH消息中的一個或者多個UE。
[0088] 當對PCell執行基于非競爭的隨機接入同時CA被配置時，在PCell上經由基于非競 爭的隨機接入過程的步驟〇、步驟1以及步驟2的PDCCH的隨機接入前導指配發生。為了建立 用于sTAG的時序提前，eNB可以通過在sTAG的被激活的SCell的調度小區上發送的PDCCH命 令發起基于非競爭的隨機接入過程(步驟0)。前導傳輸(步驟1)在被指示的SCell上，并且隨 機接入響應(步驟2)在PCell上發生。
[0089] 描述低成本機器型通信(MTC)UE。可以參考3GPP TR 36.888 V12.0.0(2013-06)的 章節5。對于基于LTE的低成本MTC UE的供應而研究的解決方案應支持下述作為最低要求。
[0090] -支持作為最小值的等效于通過EGPRS多時隙類別2裝置（2個下行鏈路時間槽 (118.4Kbps )、1個上行鏈路時間槽（59.2Kbps )、以及最多3個活躍的時間槽）的支持的[R ' 99E-GPRS]的數據數率。這沒有排除較高的數據速率的支持，只要成本目標沒有被折衷。
[0091] -與在當今的GSM/EGPRS網絡中的R99 GSM/EGPRS終端而實現的相比較，并且在思 想上與LTE的相比較，使用于低數據速率MTC業務的平均頻譜效率顯著地改進。對于低成本 MTC UE的優化應最小化對在LTE版本8-10網絡中的為其他終端(常規的LTE終端)可實現的 頻譜效率的影響。
[0092]-假定在相同的頻譜帶上確保基于LTE的低成本MTC UE的服務覆蓋足跡不再比（在 GSM/EGPRS網絡中的）GSM/EGPRS MTC裝置的服務覆蓋足跡或者（在LTE網絡中的）"常規的 LTE UE"的更差。
[0093]-與所定義如為"常規的LTE UE"設計的LTE小區覆蓋足跡相比較應為低成本MTC UE制定20dB的覆蓋改進的目標。
[0094] -確保整個功率消耗不比現有的基于GSM/GPRS的MTC裝置差。
[0095] -確保良好的無線電頻率與具有遺留(版本8_10)LTE無線電接口和網絡共存。
[0096]-在相同載波上的低成本MTC UE和遺留LTE UE的目標操作。
[0097]-重用現有的LTE/SAE網絡架構。
[0098] -在對說明書的版本10版本的變化方面應指定解決方案
[0099] -研究項目應考慮用于roD和TDD模式兩者的優化。
[0100] -研究的初始階段將會集中于沒有必要地要求對LTE基站硬件的變化的解決方案。 [0101]-低成本MTC裝置支持受限的移動性（即，不支持無縫的切換;在不同的國家中在網 絡中操作的能力)并且是低功耗模塊。
[0102] 一些MTC UE可以被安裝在住宅建筑物的地下室或者由箱襯背的絕緣屏蔽的位置、 金屬窗戶或者傳統厚墻的建筑物構造中。與常規的LTE UE相比這些MTC UE可能經歷對無線 電接口的顯著地更大的穿透損耗。因此，對于這些MTC UE，可以要求覆蓋增強。在極端的覆 蓋場景中的MTC UE可以具有諸如非常低數據速率、更大的延遲容限、以及無移動性的特性， 并且因此，可以不要求一些消息/信道。
[0103] 用于覆蓋增強的基本方法可以是各個消息的重復。即，能夠通過重復消息的傳輸 要求覆蓋增強的效果。對于常規操作的所要求的覆蓋增強的程度對于各個MTC UE來說可以 是不同的。換言之，可以要求各個MTC UE執行用于覆蓋增強的不同數目的重復。來自于小區 中心的較遠的MTC UE可能需要更多數量的重復，而附近的MTC UE可能需要較少數量的重 復。如果為各個MTC UE執行相同數量的重復，則由于不必要的重復可能出現不必要的資源 浪費和功耗。因此，有必要在用于避免不必要的重復的隨機接入期間區分用于各個MTC UE 的重復的數量。此外，因為網絡沒有獲知對于MTC UE的上行鏈路傳輸的重復的時序，所以可 能需要定義用于MTC UE的新的通信窗口。
[0104] 圖7示出根據本發明的實施例的用于執行隨機接入過程的方法的示例。在本實施 例中，為了避免不必要的重復提出用于各個MTC UE的重復的數目的區分和前導的分組。
[0105] 參考圖7,在步驟S100中，UE在隨機接入過程期間確定用于上行鏈路傳輸所要求的 重復的數量。為了在隨機接入過程期間區分用于上行鏈路傳輸的重復的數目，在隨機接入 過程期間UE可以自發地確定用于上行鏈路傳輸所要求的重復的數量。基于下述中的至少一 個可以確定用于上行鏈路傳輸所要求的重復的數目：
[0106] -Alt. 1:下行鏈路信道條件(例如，路徑損耗、參考信號接收功率(RSRP)、參考信號 接收質量(RSRQ))
[0107] -Alt. 2:用于下行鏈路消息（例如，系統信息，尋呼）的正確接收的重復的數目，或 者
[0108] -Alt. 3:對于最新上行鏈路傳輸要求的重復的數目
[0109] 對于在上面描述的Alt. 1或者Alt. 2,網絡可以提供在用于下行鏈路消息的正確接 收(或者下行鏈路路徑損耗)所要求的重復的數目和用于到UE的上行鏈路傳輸的所估計的 重復的數目之間的映射表。可以經由專用/廣播信令從網絡將映射表提供給UE。可替選地， 可以在說明書中指定映射表。表1示出在用于上行鏈路傳輸的所估計的重復的數目和用于 下行鏈路消息的正確接收所要求的重復的數目之間的映射表的示例。
[0110] 〈表 1>
[0111]
[0112] 參考表1，例如，如果對于下行鏈路消息的正確接收UE所要求的重復的數目是20， 則所估計的上行鏈路重復的數目是30。1?可以基于映射表確定用于上行鏈路傳輸的所要求 的重復的數量。
[0113] 對于上述的Alt. 3,如果有，則UE存儲對于最新上行鏈路傳輸所要求的重復的數 目。
[0114] 返回到圖7,在步驟S110中，UE基于所確定的用于上行鏈路傳輸的所要求的重復的 數量執行用于上行鏈路傳輸的重復。如果存在發送包括前導的上行鏈路消息的需求，則UE 可以執行用于上行鏈路傳輸的重復的數量與用于Alt. 1或者Alt. 2的從映射表確定的所要 求的重復的數量一樣多，或者與用于Alt.3的對于最新上行鏈路傳輸所要求的所存儲的重 復的數目一樣多。
[0115] 此外，為了讓網絡獲知要求多少用于上行鏈路傳輸的重復，被包括在上行鏈路傳 輸中的前導可以被分組。基于下述中的至少一個可以分組前導：
[0116] - A11.1:下行鏈路信道條件(例如，路徑損耗、RSRP、RSRQ)
[0117] -Alt. 2:用于下行鏈路消息（例如，系統信息，尋呼）的正確接收的重復的數目，或 者
[0118] -Alt. 3:對于最新上行鏈路傳輸所要求的重復的數量
[0119] 分組可以在本說明書中指定或者通過網絡配置。在接收被分組的前導之后，網絡 可以估計用于上行鏈路和下行鏈路消息的所要求的重復的數目。
[0120] 圖8示出根據本發明的實施例的通信窗口的示例。由于網絡不知道何時UE開始用 于上行鏈路消息的重復之中的第一重復，網絡不可以正確地組合來自于UE的上行鏈路消 息。為了解決此問題，可以定義通信窗口。
[0121] 參考圖8,在通信窗口內執行用于上行鏈路消息的重復之中的第一重復。在通信窗 口內，可以僅允許使用覆蓋增強的UE重復相同的上行鏈路消息（包括隨機接入前導）。可選 地，可以僅允許UE在所指定的子幀中發送在用于上行鏈路消息的重復之中的第一重復。例 如，在各個通信窗口中的第一子幀可以被用于在用于上行鏈路消息的重復之中的第一重 復。通信窗口的大小和/或被指定的子幀的位置可以是固定的或者經由廣播/專用信令通過 網絡配置。在一個通信窗口中發送上行鏈路消息之后UE可以嘗試在下一個通信窗口中解碼 下行鏈路響應消息(包括ACK/NACK)。
[0122] 圖9示出根據本發明的實施例的用于執行隨機接入過程的方法的另一示例。
[0123] 在步驟S200中，網絡為對于覆蓋增強所要求的UE配置通信窗口（例如，在小區邊緣 處的低成本的MTC UE)。所配置的通信窗口的大小可以是固定的或者通過網絡配置。可以允 許UE以在所配置的通信窗口內重復發送相同的上行鏈路消息。
[0124] 在步驟S210中，UE通過所配置的通信窗口執行隨機接入過程。即，UE可以在所配置 的通信窗口內執行用于上行鏈路傳輸的重復。在所指定的子幀中可以執行用于上行鏈路傳 輸的重復之中的第一重復。UE可以隨機地選擇所配置的用于上行鏈路傳輸的通信窗口。對 于隨機地選擇通信窗口，網絡可以經由廣播/專用信令在通信窗口的單元中提供邊界值。在 接收邊界值之后，UE可以在邊界值內選擇具有相等的概率的通信窗口。在隨機接入過程的 情況下，如果UE不能發送上行鏈路消息，則UE可以調節（即，添加或者乘以）具有退避值的邊 界值。退避值可以由網絡提供。不能進行上行鏈路傳輸的UE可以在被調節的邊界值內選擇 通信窗口。
[0125] 在下一個通信窗口中，UE可以監控用于通過RNTI (用于隨機接入響應的新RA-RNTI)識別的下行鏈路響應消息（例如，隨機接入響應)的PCel 1的H)CCH。如果UE在所選擇的 通信窗口內不能發送上行鏈路消息或者UE不能接收下行鏈路響應消息，則UE可以在通信窗 口的單元中執行退避。
[0126] 圖10示出根據本發明的實施例的用于執行隨機接入過程的方法的另一示例。在本 實施例中，假定UE基于用于下行鏈路消息的正確接收，即，Alt. 2的通過UE所要求的重復的 數目確定用于上行鏈路傳輸的所要求的重復的數量。下行鏈路消息可以是經由專用/廣播 信令提供的任何下行鏈路消息。
[0127] 在步驟S300中，網絡經由廣播信令向UE提供在用于上行鏈路傳輸的重復所估計的 數目和用于下行鏈路消息的正確接收UE所要求的重復的數目之間的映射表。在步驟S310 中，UE存儲接收到的映射表。
[0128] 在步驟S320中，UE估計和存儲對于下行鏈路消息的正確接收所要求的重復的數 目。然后，在步驟S300中UE計算在接收廣播信令期間對于下行鏈路消息的正確接收所要求 的重復的數目。
[0129] 在步驟300中，當存在建立RRC連接的需求或者需要發送上行鏈路消息時，在步驟 S340中，UE基于存儲的映射表和用于在步驟S320中估計的用于下行鏈路消息的正確接收所 要求的重復的數目來估計用于上行鏈路傳輸的重復的數目。
[0130] 在步驟S350中，UE基于對于在步驟S320中估計的下行鏈路消息的正確接收所要求 的重復的數目來拾取(pick up)前導。UE選擇隨機接入前導組并且然后在所選擇的隨機接 入前導組內隨機地選擇隨機接入前導。
[0131] 在步驟S360中，UE以隨機方式自發地選擇通信窗口。在步驟S370中，在所選擇的通 信窗口內，UE重復與在步驟S340中計算的數目一樣多的所選擇的隨機接入前導的傳輸。
[0132] 在步驟S380中，在下一個通信窗口內，UE嘗試通過為覆蓋增強UE分配的新RA-RNTI 來解碼隨機接入響應。用于隨機接入響應的響應窗口可以在此通信窗口的開始處開始。響 應窗口的長度可以與一個或者多個通信窗口的長度對準。隨機接入響應可以包括允許UE發 送上行鏈路消息的通信窗口。隨機接入響應也可以包括用于上行鏈路消息的傳輸所要求的 數目。
[0133] 如果UE在通信窗口內成功地解碼隨機接入響應，并且隨機接入響應包括與所發送 的隨機接入前導相對應的隨機接入前導標識符，則UE可以認為此隨機接入響應接收成功。 然而，對于下述情況，可以認為隨機接入響應接收不成功。
[0134] -如果在通信窗口（和/或響應窗口）內沒有接收隨機接入響應，或者
[0135] -如果沒有解碼隨機接入響應直到當前通信窗口（和/或響應窗口）的結束，或者
[0136] -如果UE沒有解碼隨機接入響應，即使UE接收與最大數目一樣多的消息，或者，
[0137] -如果所有接收到的隨機接入響應沒有包含與所發送的隨機接入前導相對應的隨 機接入前導標識符
[0138] 在這樣的情況下，UE可以基于由網絡提供的退避參數選擇通信窗口。并且UE可以 增加用于上行鏈路傳輸的重復的數目。用于上行鏈路傳輸的重復的數目的增加可以是固定 的或者通過網絡配置。
[0139] 在步驟S390中，如果UE認為此隨機接入響應接收成功，則在下一個通信窗口（或者 通過隨機接入響應的被分配的通信窗口），UE重復與對于成功的前導傳輸所要求的重復的 數目一樣多（或者與通過隨機接入響應指示的重復的數目一樣多）的消息3。在完成重復消 息 3 之后，UE 啟動 mac-ContentionResolutionTimer〇mac-ContentionResolutionTimer 可以 在下一個通信窗口的開始處交替地開始。定時器的長度可以與一個或者多個通信窗口的長 度對準。
[0140] 在步驟S400中，在下一個通信窗口中，UE嘗試解碼消息4。對于下述情況，消息4的 接收可以被認為不成功。
[0141 ]-如果 mac-ContentionResolutionTimer 期滿，或者
[0142] -如果UE沒有解碼消息4直到當前通信窗口的結束，或者
[0143] -如果UE沒有解碼消息，即使UE接收與最大數目一樣多的消息。
[0144] 圖11示出實現本發明實施例的無線通信系統。
[0145] 網絡800的實體包括處理器810、存儲器820和射頻(RF)單元830。處理器810可以被 配置為實現在本說明書中所提出的功能、過程和/或方法。無線電接口協議的層可以在處理 器810中實現。存儲器820可操作地與處理器810耦合，并且存儲操作處理器810的各種信息。 RF單元830可操作地與處理器810耦合，并且發送和/或接收無線電信號。
[0146] UE 900包括處理器910、存儲器920和RF單元930。處理器910可以被配置為實現所 提出的在本說明書中描述的功能、過程和/或方法。無線電接口協議的層可以在處理器910 中實現。存儲器920可操作地與處理器910耦合，并且存儲操作處理器910的各種信息。RF單 元930可操作地與處理器910耦合，并且發送和/或接收無線電信號。
[0147] 處理器810、910可以包括專用集成電路(ASIC)、其他芯片組、邏輯電路和/或數據 處理設備。存儲器820、920可以包括只讀存儲器(R0M)、隨機存取存儲器(RAM)、快閃存儲器、 存儲器卡、存儲介質和/或其他存儲設備。RF單元830、930可以包括基帶電路以處理射頻信 號。當實施例以軟件實現時，在此處描述的技術可以以執行在此處描述的功能的模塊（例 如，過程、功能等）來實現。模塊可以存儲在存儲器820、920中，并且由處理器810、910執行。 存儲器820、920能夠在處理器810、910內或者在處理器810、910的外部實現，在外部實現情 況下，存儲器820、920經由如在本領域已知的各種手段可通信地耦合到處理器810、910。
[0148] 由在此處描述的示例性系統看來，已經參考若干流程圖描述了按照公開的主題可 以實現的方法。為了簡化的目的，這些方法被示出和描述為一系列的步驟或者塊，但應該明 白和理解，所要求的主題不受步驟或者塊的順序限制，因為一些步驟可以以與在此處描繪 和描述的不同的順序或者與其他步驟同時出現。另外，本領域技術人員應該理解，在流程圖 中圖示的步驟不是排他的，并且可以包括其他步驟，或者在示例流程圖中的一個或多個步 驟可以被刪除，而不影響本公開的范圍和精神。
【主權項】
1. 一種在無線通信系統中通過用戶設備（UE)執行隨機接入過程的方法，所述方法包 括： 在隨機接入過程期間，確定用于上行鏈路傳輸的所要求的重復的數量；以及 基于確定的用于上行鏈路傳輸的所要求的重復的數量來執行用于上行鏈路傳輸的重 復。2. 根據權利要求1所述的方法，其中，基于下行鏈路信道條件或者用于下行鏈路消息的 正確接收的重復的數目來確定所要求的重復的數量。3. 根據權利要求2所述的方法，通過網絡來提供在用于所述下行鏈路消息的正確接收 的重復的數目或者所述下行鏈路信道條件、與用于上行鏈路傳輸的估計的重復的數目之間 的映射關系。4. 根據權利要求2所述的方法，其中，所述下行鏈路消息是系統信息或者尋呼消息中的 一個。5. 根據權利要求1所述的方法，其中，基于用于最新上行鏈路傳輸所要求的重復的數量 來確定所要求的重復的數量。6. 根據權利要求1所述的方法，其中，所述上行鏈路傳輸包括被分組的前導的傳輸。7. 根據權利要求6所述的方法，其中，基于下行鏈路信道條件或者用于下行鏈路消息的 正確接收的重復的數目、或者用于最新上行鏈路傳輸所要求的重復的數量來分組所述前 導。8. -種在無線通信系統中的用戶設備(UE )，所述UE包括： 射頻(RF)單元，所述RF單元用于發送或者接收無線電信號；以及 處理器，所述處理器被耦合到所述RF單元，并且被配置成： 在隨機接入過程期間，確定用于上行鏈路傳輸的所要求的重復的數量；以及 基于確定的用于上行鏈路傳輸的所要求的重復的數量來執行用于上行鏈路傳輸的重 復。9. 一種用于在無線通信系統中通過用戶設備(UE)執行隨機接入過程的方法，所述方法 包括： 配置用于低成本機器型通信(MTC)UE的通信窗口；以及 通過所配置的通信窗口來執行隨機接入過程。10. 根據權利要求9所述的方法，其中，所配置的通信窗口的大小被固定或者通過網絡 配置。11. 根據權利要求9所述的方法，其中，執行所述隨機接入過程包括： 在所配置的通信窗口內執行用于上行鏈路傳輸的重復。12. 根據權利要求11所述的方法，其中，在指定的子幀中執行在用于上行鏈路傳輸的重 復之中的第一重復。13. 根據權利要求11所述的方法，其中，執行所述隨機接入過程包括： 在所配置的通信窗口內執行用于上行鏈路傳輸的重復之后，在下一個通信窗口中監控 下行鏈路響應消息。14. 根據權利要求9所述的方法，其中，執行所述隨機接入過程包括： 隨機地選擇所配置的通信窗口。
【文檔編號】H04W74/08GK105993202SQ201480065703
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2014年12月1日
【發明人】李在煜, 樸成埈, 李英大, 鄭圣勛
【申請人】Lg電子株式會社