[发明专利]蜂窝无线通讯系统的随机接入方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，并且具体地，涉及蜂窝无线通讯系统的随机接入方法。

背景技术

如图1所示，蜂窝无线通讯系统主要由终端、基站、和核心网(Core Network，CN)组成。基站组成的网络称为无线接入网(RadioAccess Network，RAN)，负责接入层事务，例如无线资源的管理等。基站(例如，图1中的基站1和基站2或基站3)之间可以根据实际情况存在物理或者逻辑上的连接。每个基站可以和一个或者一个以上的核心网节点连接。核心网负责非接入层事务，例如位置更新等。终端是指可以和蜂窝无线通讯系统进行通讯的各种设备，例如移动电话、个人数字助理、笔记本电脑等。

为了表达方便，本文中把物理层以上的无线协议层简称为高层协议，通常是指蜂窝无线通讯系统中的MAC(Media Access Control，媒体接入控制)层协议、RLC(Radio Link Control，无线链路控制)层协议、或RRC(Radio Resource Control，无线资源管理)层协议中的某一个协议或几个协议层的组合。这些协议也称为层2、层3协议。

蜂窝无线通讯系统的随机接入过程从物理层的角度来看，一般会包括以下三个步骤：1、终端的物理层协议在高层协议的要求下发送随机接入前导消息；2、网络侧应答随机接入响应消息；3、终端的物理层把收到的随机接入响应消息传递给高层协议做进一步的处理。

终端在发送了随机接入消息前导以后，有可能收不到随机接入响应消息。原因可能是基站接收到的随机接入前导的信号的信噪比太弱，或者基站发送了随机接入响应消息，但是终端错过了接收的时间或接收到的随机接入响应消息的信噪比太弱导致无法解码等。终端对于是否及时接收到了随机接入响应消息的判断会影响随机接入过程的进一步进行，例如，终端会决策是否重发随机接入前导消息以及重发的功率或者不再重发等。

现有的LTE(长期演进系统)中，随机接入过程包括以下三个步骤：a、终端在某个随机接入时隙上发送随机接入前导消息；b、基站应答响应的随机接入响应消息；c1、如果终端在接收窗口内收到针对已发送的随机接入前导消息的随机接入响应消息，那么根据其内容做出相应的处理；c2、如果终端没有在接收时间窗口内收到任何随机接入响应消息，那么会认为本次随机接入过程失败，可能会触发重发随机接入前导消息或者结束本次随机接入过程。

在步骤a中，不同的终端可能会在相同的随机接入时隙上发送不同或相同的随机接入前导。在步骤b中，基站应答的随机接入响应消息可能会包含针对1个或者1个以上终端的应答信息。随机接入响应消息的内容在接收时间窗口内还可能会分布在不同的TTI(Transfer Time Interval，传输时间间隔)中，也就是说，终端可能会在接收时间窗口内收到多个随机接入响应消息。接收时间窗口是一个时间间隔，用来定义终端在发送了随机接入前导以后，等待随机接入响应消息的时间范围，可以用例如相对于发送随机接入前导消息时刻的开始时间和结束时间来表示，但不限与此。

上述的步骤c1和c2进一步可以用LTE的随机接入过程中终端的物理层和高层协议之间交互的模型来说明，该模型是从终端的角度来描述的，如图2所示：

首先，终端的高层协议触发物理层发送随机接入前导；之后，如果物理层收到随机接入响应消息，把该消息传递给高层协议；如果高层协议收到物理层传递的指示消息(即，随机接入响应消息后)，可能会触发高层协议消息的发送；如果物理层判断没有收到随机接入响应消息，则把该判断结果传递给高层协议，高层协议收到物理层传递的指示消息，即物理层确认没有收到随机接入响应消息后，可能会触发随机接入前导消息的重发。

图2所示的模型中把是否收到随机接入响应消息的判断功能放在物理层，而把是否重发随机接入前导的决策放在高层协议。这样做有诸多不利的地方。

首先，LTE的TT1是1毫秒，相对于这样的处理周期，判断是否在一个接收时间窗口内收到了随机接入响应消息不是一个非常实时的处理过程，也就是说物理层和高层协议都可以完成。让物理层来做这个判断，会增加物理层的处理复杂度，同时这也不是物理层擅长的处理。