CN101583196B - 用于提供随机接入窗口配置的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
提供了一种方法，用于通过估计用来处理在一个或多个随机接入信道中接收的随机接入前导的处理时间裕量，来提供随机接入窗口配置。然后，使用所估计的处理时间裕量来对相应的随机接入窗口配置进行偏置。
Description
技术领域
本申请按照35 U.S.C§119(e)要求2008年5月2日提交的美国临时申请序列号为61/050,051，标题为“Method and Apparatus for ProvidingRandom Access Window Configuration”和2008年5月8日提交的美国临时申请序列号为61/051,559，标题为“Method and Apparatus for ProvidingRandom Access Window Configuration”的在先申请日的权益，其整个内容被合并于此作为参考。
背景技术
诸如无线数据网路(例如，第三代合作伙伴项目(3GPP)长期演进(LTE)***、扩频***(例如码分多址(CDMA)网络)、时分多址(TDMA)网络、WiMAX(微波接入的全球互操作性)，等等)的无线电通信***向用户提供了移动性的便捷以及一组丰富的服务和特性。这种便捷性已经作为一种被接受的商用和个人使用的通信模式而被数目日益增长的用户大量地广泛采用。为了获得更大的运用，电信产业(从制造商到服务提供商)已经投入了大量的资金和精力来开发在各种服务和特性下的通信协议的标准。其中一个感兴趣的领域是对用于随机接入信道的资源的分配；在一些情况下，常规的方法导致了较大的复杂度以及较高的开销。
发明内容
因此，需要提供一种用于为随机接入信道提供资源分配的高效信令的方法，该方法可兼容已开发的标准和协议。
根据本发明的一个实施例，该方法包括：在单个上行链路子帧内的一个或多个相应的随机接入信道上，发起对一个或多个随机接入前导(preamble)的传输。该方法还包括：在与每个相应的随机接入信道相对应的一个或多个随机接入响应窗口期间，针对所述传输的响应来监控物理下行链路控制信道。通过所估计的用于处理所述随机接入前导和所述响应的处理时间裕量(margin)来偏置所述一个或多个随机接入响应窗口。
根据另一实施例，一种装置包括：至少一个处理器和至少一个包括了计算机程序代码的存储器，所述至少一个存储器和计算机程序代码被配置以便：连同所述至少一个处理器，促使所述装置在单个上行链路子帧内的一个或多个相应的随机接入信道中，发起对一个或多个随机接入前导的传输。所述装置被进一步促使以便在与每个相应的随机接入信道相对应的一个或多个随机接入响应窗口期间，针对所述传输的响应来监控物理下行链路控制信道。通过所估计的用于处理所述随机接入前导和所述响应的处理时间裕量来偏置所述一个或多个随机接入响应窗口。
根据另一实施例，一种设备包括：用于在单个上行链路子帧内的一个或多个相应的随机接入信道中，发起对一个或多个随机接入前导的传输的装置。所述设备还包括：用于在与每个相应的随机接入信道相对应的一个或多个随机接入响应窗口期间，针对所述传输的响应来监控物理下行链路控制信道的装置。通过所估计的用于处理所述随机接入前导和所述响应的处理时间裕量来偏置所述一个或多个随机接入响应窗口。
根据另一实施例，一种装置包括至少一个处理器和至少一个包括了计算机程序代码的存储器，所述至少一个存储器和计算机程序代码被配置以便：连同所述至少一个处理器，促使所述装置在单个上行链路子帧内接收与多个随机接入信道相对应的多个随机接入前导。所述装置还被促使以便确定所估计的用于处理所述随机接入前导的处理时间裕量。所述装置被进一步促使以便：基于所估计的处理时间裕量，为对应于所述随机接入信道的多个随机接入响应窗口确定偏置。
根据另一实施例，一种方法包括：在单个上行链路子帧内接收与多个随机接入信道相对应的多个随机接入前导。该方法还包括：确定所估计的用于处理所述随机接入前导的处理时间裕量。该方法进一步包括：基于所估计的处理时间裕量，为对应于所述随机接入信道的多个随机接入响应窗口确定偏置。
根据又一实施例，一种设备包括：用于在单个上行链路子帧内接收与多个随机接入信道相对应的多个随机接入前导的装置。该设备还包括：用于确定所估计的用于处理所述随机接入前导的处理时间裕量的装置。该设备进一步包括：用于基于所估计的处理时间裕量，为对应于所述随机接入信道的多个随机接入响应窗口确定偏置的装置。
根据以下详细描述，简单地通过说明包括所设想的用于执行本发明的最优模式在内的多个特定实施例和实施方式，可以很容易的显示出本发明的其它方面、特征和优点。本发明还能够有其它的不同的实施例，并且其中的一些细节可在各种明显方面上进行修改，这些都不背离本发明的精神和范围。相应地，附图和描述在本质上被认为是说明性的，而非限制性的。
附图说明
通过例子来说明本发明的实施例，但并不作为限制，在所附的附图中：
图1是根据示例性实施例的能够提供随机接入窗口配置的通信***图；
图2是根据示例性实施例对随机接入响应(RAR)窗口进行偏置的过程的流程图；
图3是根据示例性实施例使用RAR窗口偏置机制的随机接入过程的流程图；
图4是根据示例性实施例在时分双工(TDD)中具有固定起始偏置的RAR窗口配置的示图；
图5是根据示例性实施例在时分双工(TDD)中具有可变起始偏置的RAR窗口配置的示图；
图6是根据示例性实施例在频分双工(FDD)中具有固定起始偏置的RAR窗口配置的示图；
图7A-图7D是根据本发明的各种示例性实施例具有示例性长期演进(LTE)体系结构的通信***图，图1的***能够在该体系结构中操作；
图8是硬件图，该硬件可用来实现本发明的实施例；以及
图9是根据本发明的实施例被配置以便在图7A-图7D的***中进行操作的LTE终端的示例性组件的示图。
具体实施方式
公开了一种用于提供随机接入窗口配置的装置、方法和软件。在接下来的描述中，为了解释的目的，阐述了许多特定的细节以提供对本发明实施例的全面理解。然而，本发明的实施例能够在没有这些特定细节或者在等效布置的情况下实现，这对于本领域技术人员而言是显而易见的。在其它实例中，以框图的形式示出了众所周知的结构和设备，以避免对本发明实施例的不必要的混淆。
尽管本发明的实施例讨论的是关于具有第三代合作伙伴项目(3GPP)长期演进(LTE)体系结构或者演进通用陆地无线电接入网(E-UTRAN)体系结构的通信网络，然而，本领域的普通技术人员能够认识到，本发明的实施例具有对任何类型的基于分组的通信***以及等效功能能力的可应用性。
图1是根据示例性实施例的通信***图，该通信***能够提供随机接入窗口配置。如图1中所示，一个或多个用户设备(UEs)101与基站103通信，基站103是接入网(例如，3GPP LTE或者E-UTRAN等)的一部分。在3GPP LTE体系结构下(如图7A-图7D所示)，基站103被标记为增强节点B(eNB)。UE 101可以是任何类型的移动台，例如，手机、终端、台站、单元、设备、多媒体输入板、因特网节点、通信器、个人数字助理(PDAs)或者任何类型的到用户的接口(例如“可穿戴式”电路，等等)。UE 101包括收发机(未示出)以及耦合到该收发机的天线***105，该天线***用于接收或发射来自基站103的信号；天线***105可以包括一个或多个天线。
和UE 101一样，基站103包括收发机(未示出)，该收发机传输信息到UE 101。此外，基站103还可以采用一个或多个天线107用于发送和接收电磁场信号。例如，节点B 103可以利用多输入多输出(MIMO)天线***107，其中节点B 103可以支持多天线发送和接收能力。这样的布置能够支持独立数据流的并行传输以获得在UE 101与节点B 103之间的高数据速率。在示例性实施例中，基站103使用OFDM(正交频分复用)作为下行链路(DL)传输方案，以及用于上行链路(UL)传输方案的具有循环前缀的单载波传输(例如，SC-FDMA(单载波频分多址))。SC-FDMA还可以使用DFT-S-OFDM原理来实现，该原理在3GGP TR 25.814标题为“Physical Layer Aspects for Evolved UTRA”，v.1.5.0，2006年5月(此处通过引用合并其整体内容)中有详细描述。SC-FDMA，也称为多用户SC-FDMA，允许多个用户在不同的子带上同时传输。
在某些实施例中，图1的***100使用前向纠错(FEC)编码和自动重传请求(ARQ)(通常被认为是混合ARQ(HARQ))协议的级联。自动重传请求(ARQ)是一种使用错误检测逻辑113和115的错误检测机制。该机制允许接收机向发射机指示分组或者子分组已被不正确地接收，并且因而接收机可以请求发射机重新发送特定的分组。这可以利用停止和等待(SAW)过程来完成，在该过程中，发射机在发送或者重新发送分组之前等待来自接收机的响应。错误的分组结合重传的分组一起使用。
根据某些实施例，此处描述的方法涉及3GPP的长期演进(LTE)体系结构。借助于例子，在关于随机接入响应(RAR)窗口的3GPP时分双工(TDD)模式的上下文中解释了该方法。这些窗口在随机接入(RA)过程中被利用，并且当UE 101为了来自例如eNB 103的响应(在随机接入信道(RACH)中传输随机接入前导(RA前导)之后)而监控物理下行链路控制信道(PDCCH)时，负责调节时间间隔。如图1所示，UE 101包括用于实现RA过程的资源分配模块109。类似地，eNB 103也包括资源分配模块109来实现RA过程。另外，eNB 103包括RAR窗口偏置逻辑111，用于基于为eNB 103所估计的处理时间裕量来确定用于RAR窗口的偏置，从而实现其作为部分RA过程的功能。
在随机接入过程中，第一UE 101在随机接入信道中传输RA前导。然后UE 101针对RAR窗口的持续时间而监控控制信道(例如，PDCCH)，其中，该RAR窗口对应于在其中传输了该前导的随机接入信道。根据某些实施例，RAR窗口是预定的传输时间间隔(TTI)窗口(例如，无线电子帧窗口)，在该窗口期间，UE 101监控控制信道(例如，PDCCH)中可能的例如来自eNB 103的RA响应。RAR窗口的长度和位置取决于两个参数：(1)窗口开始参数(例如，RA_WINDOW_BEGIN)，以及(2)窗口结束参数(例如，RA_WINDOW_END)。这些参数在3GPP TS 36.321v8.1.0中进行了定义(此处通过引用合并其整体内容)。在示例性实施例中，UE 101在成功收到对应于RA前导传输的RAR之后停止对PDCCH的监控。如果UE 101没有接收到RA响应或者在其它情况下该响应是无效的(例如，在所接收到的RA响应中的RA前导标识符与所传输的RA前导不匹配)，则RA响应接收被确定为是不成功的。然后，UE 101例如重新传输RA前导。
RAR窗口的配置(例如，确定开始和/或持续时间)可以影响UE 101何时以及是否将要重新传输RA前导。例如，如果RAR窗口太短，那么由于在能够接收到响应之前RAR窗口就超时了，因此UE 101也许不得不进行不必要的重新传输。如果RAR窗口太长，则UE 101可能不必要地消耗资源来为了响应而监控PDCCH。在常规的使用频分双工(FDD)的RA过程中，RAR窗口的开始(例如，窗口开始参数)是在RA前导传输结束之后的第三子帧(例如，RA前导传输结束+2ms)，并且RAR窗口的长度不会大于10个子帧(例如，10ms)。在FDD模式下，每个子帧最多被分配一个RACH资源。相比之下，TDD模式允许在相同的上行链路子帧中分配超过一个的RACH资源。实际上，可以在一个TDD子帧中分配的RACH资源的数目通常限制在最多6个，以便维持在任何一帧中上行链路和下行链路子帧之间的平衡。对于TDD，常规的通过分派固定时间间隔来配置RAR窗口的方法是不够的，因为当在一个上行链路子帧中分配了多个RACH资源时，在相同传输时间间隔周期中可以定义多个RAR窗口。
在“最极端”的情况下(例如，一个RACH信道的全部64个前导都来自一个UL子帧中的6个RACH信道和64个根序列)，在由常规配置的RAR窗口所提供的时间中，eNB 103可能不能够处理所有的RACH资源。相应地，即使eNB 103已经成功地从UE 101接收到了RA前导，eNB 103也将不能够提供RA响应。在RAR窗口内没有出现RA响应时，UE 101假定RA前导传输已经失败，并且将重新传输RA前导。如果对于响应的失败是由于处理延迟造成的，重新传输可能是不必要的，并且会造成更多的干扰和更长的接入延迟。
在TDD中通常使用一种将RAR窗口的长度延长到超过10ms(例如，帧的长度)的方法，从而为eNB 103处理RA前导留出充足的时间。然而，由于TDD小区经常是同步的，长于10ms的RAR窗口使得为切换情形所设计的RA-RNTI(随机接入-无线电网络临时身份)变得极具挑战性，这是因为常规的无线电体系结构在切换期间并不要求UE 101从相邻小区读取SFN(单频网络)。因此，配置RAR窗口延长超过10ms(例如，一个子帧的长度)将会是复杂的，并且可能潜在地恶化无线电网络上的RA性能。
考虑到上述问题，***100为eNB 103估计用于处理从UE 101接收到的RA前导的处理时间裕量，然后基于所估计的处理时间裕量来对RAR窗口进行偏置。更具体而言，在一个实施例中，对于RACH配置(其中，单个上行链路子帧中分配有多个RACH资源)，通过向TDD RAR窗口配置引入参数T_Process_Time(T_处理_时间)来对RAR窗口进行时移。***100的这种RAR窗口偏置机制能够像FDD中的那些一样提供可比较的性能(例如，像通过RACH资源量、延迟等所测量的)，而不会显著增加无线电网络的整体复杂度。
图2是根据示例性实施例对随机接入响应(RAR)窗口进行偏置的过程的流程图。在步骤201中，eNB 103接收与例如单个上行链路子帧中的一个或多个随机接入信道相对应的一个或多个RA前导。在示例性实施例中，作为RA过程的一部分，从UE 101接收RA前导。然后，RAR窗口偏置逻辑111确定所估计的用于处理接收到的RA前导的处理时间裕量(例如，参数T_Process_Time)(步骤203)。参数T_Process_Time可以设置为例如从0至2ms，具有步长为1ms大小，或者甚至步长为1ms中的一部分，以便允许时间来处理每个前导并准备对应的RA响应。在确定了处理时间之后，RAR窗口偏置逻辑111基于所确定的处理时间(例如，T_Process_Time)来确定用于RAR窗口的偏置。
在示例性实施例中，通过根据以下等式计算开始窗口参数(例如，RA_WINDOW_BEGIN)从而确定偏置：
RA_WINDOW_BEGIN＝RA_PREAMBLE_END+2ms+RACH_index＊T_Process_Time，
其中RA_PREAMBLE_END表示相应的RA前导传输结束的时刻(例如，被表示成子帧索引)，RACH_index是上行链路子帧中每个RACH的顺序索引(例如，0至5)，并且T_Process_Time是所估计的处理时间裕量。换句话说，开始窗口参数对每个RACH而言是可变的偏置。正如先前所讨论的，该偏置向eNB 103提供了用以调节或移位RAR窗口的灵活性，从而避免了UE 101对RA前导不必要的重新传输。该偏置可被确定以便避免在相同时间开始RAR窗口，从而最小化潜在的冲突。在某些实施例中，RAR窗口偏置逻辑111计算用于产生非重叠RAR窗口的偏置。例如，如果偏置是基于0.5ms的处理时间，那么用于RACH 0和RACH 1的窗口将一起开始，并且用于RACH 2和RACH 3的窗口将在1ms后开始。要注意，当偏置是基于为0的T_Process_Time时，RAR窗口定时变得与在常规的非偏置情况下一样。在示例性实施例中，然后基于RA_WINDOW_END来确定结束窗口参数(例如，RA_WINDOW_END)。例如，结束窗口参数可以是在开始窗口参数之后所计算的时间间隔或者固定的时间间隔(例如，10ms)。
作为对比，常规的方法根据以下示例等式将RAR窗口的开始确定为在RA前导传输之后的固定值(2ms)：
RA_WINDOW_BEGIN＝RA_PREAMBLE_END+2个子帧。
在这种情形下，通过为eNB 103确定用于处理所接收到的RA前导的时间跨度来导出常数“2个子帧”。在TDD情况下，eNB 103可能将接收并且然后必须同时处理多个RA前导，其对应于在相同的上行链路子帧中所接收的多个RACH(例如，最多6个，但此处假定5个用于比较)。为了实现对多个RA前导的这种同步处理，eNB 103使用的处理功率显著地多于当一次仅处理一个RA前导的时候。此处描述的偏置机制使得eNB 103能够偏置RAR窗口用于处理RA前导，从而使得不需要同时处理在单个上行链路子帧中所接收到的RA前导。替代地，eNB 103可以在一段更长的时间周期上分布处理负担，从而减少了在给定时间中处理RA前导所需要的处理功率。
进一步地，可以观察到当使用偏置机制时，只要窗口的长度例如不超过10ms(例如，一个子帧的长度)，那么具有相同RACH索引的RAR窗口便可以不重叠。因而，与一次处理一个RA前导的常规情况相比，不需要任何附加的处理能力(以及RA-RNTI)。此外，只要在整个窗口期间存在一个或多个下行链路子帧，RAR窗口的开始便不需要是下行链路子帧，因为RA响应可以被映射到任何PDCCH。
图3是根据示例性实施例使用RAR窗口偏置机制的随机接入过程的流程图。在步骤301中，UE 101开始RA过程，例如，通过在单个上行链路子帧内的一个或多个相应的RACH中发起对一个或多个RA前导的传输。在示例性实施例中，在具有LTE体系结构的无线电网络上建立所述一个或多个RACH。如先前所讨论的，可以预计到，此处所描述的偏置机制可应用于任何通信网络。在传输步骤301之后，UE 101开始为了对于传输的RA响应而监控PDCCH(步骤303)。在示例性实施例中，UE 101在对应的RAR窗口的持续时间监控PDCCH。在该例中，通过如关于图2所描述的所估计的处理时间裕量，对一个或多个RAR窗口进行偏置。通过使得eNB 103能够基于所估计的用于处理和响应UE 101所传输的RA前导的时间来配置RAR窗口，该偏置使得UE 101对于RA前导的不必要的重新传输的可能性最小化。例如，如果eNB 103确定所估计的用于响应从6个相应的RACH接收到的6个RA前导的处理时间裕量是2ms，那么eNB103将对应的RAR窗口进行相应的偏置。该偏置使得eNB 103能够将处理负担(其与对于同时的RA前导传输的响应相关联)错开，并且然后及时地向UE 101传输RA响应。如果UE 101接收到RA响应或者如果相应的RAR窗口结束了(步骤305)，则UE 101停止监控PDCCH(步骤307)。如果UE 101在相应的RAR窗口内没有接收到RA响应，则UE 101重新传输对应的RA前导。
图4是根据示例性实施例在时分双工(TDD)中具有固定起始偏置的RAR窗口配置的示图。图4描绘了使用常规的为每个RA窗口分配固定开始窗口参数的方法所配置的RAR窗口。如图4中所示，在相同的上行链路子帧(例如，在第一子帧403的子帧1处)的相应RACH上传输RA前导401a-401n。在该例中，RAR窗口被配置成从RA前导传输结束起开始2个子帧(例如，2ms)并且持续10ms。相应地，与同时传输的RA前导401a-401n相对应的RAR窗口405a-405n均开始于相同的子帧(例如，第一子帧403的子帧4)，并且延伸10ms通过第二子帧407的子帧3。在该配置中，eNB 103同时处理所有的RA前导401a-401n，以便在所配给的RAR窗口内对UE 101进行响应。这种同步处理需要显著的处理功率，并且因为处理延迟的原因可能导致eNB 103不能满足RAR窗口的要求。
图5是根据示例性实施例在时分双工(TDD)中具有可变起始偏置的RAR窗口配置的示图。如在图4中的例子，在相同的上行链路子帧(例如，在第一子帧503的子帧1处)的相应RACH上传输RA前导501a-501n。在该例中，根据如关于图2所描述的过程，用于对相应的RA前导501a-501n作出响应的RAR窗口505a-505n是偏置可变的。即使RA前导501a-501n是在相同的时间传输的，对应的RAR窗口505a-505n也具有根据所确定的偏置而交错的不同起始时间。可以对每个无线电子帧重复该偏置过程。例如，在样本上行链路子帧(例如，在第二子帧509的子帧1处)中传输第二组RA前导507a-507n。相应地，将对应的RAR窗口511a-511n也进行偏置。以这样的方式，能够将RAR窗口505a-505n和511a-511n在更长的时间段上进行扩展，从而避免迫使eNB 103同时处理RA前导501a-501n和507a-507n。在某些实施例中，可以配置RAR窗口505a-505n和511a-511n不重叠。在这种情况下，对TDD中的多个RA前导作出响应所需要的处理功率不大于对FDD中的单个RA前导作出响应所需要的处理功率。
图6是根据示例性实施例在频分双工(FDD)中具有固定起始偏置的RAR窗口配置的示图。在FDD中，无线电网络仅允许每个子帧传输一个RA前导。在该例中，配置eNB 103操作于FDD模式下，并且在传输相应的RA前导之后的固定时间间隔(例如，2个子帧或者2ms)处开始RAR窗口。如图6中所示，在第一子帧603的子帧0中传输RA前导601a。因此，相应的RAR窗口605a在子帧3处开始，并且延伸通过第二子帧607的子帧2。类似地，在子帧2中传输RA前导601b，并且对应的RAR窗口607b在子帧5中开始；而在子帧8中传输RA前导601n，并且对应的RAR窗口605n在第二子帧607的子帧1中开始。因为在FDD中的子帧中仅传输一个RA前导，RAR窗口605a-605n当然交错，且没有两个RAR窗口开始于相同的子帧中。因此，与操作于TDD模式的eNB 103(其必须同时处理多个RA前导)相比，操作于FDD的eNB 103不需要相同的处理功率水平的增加。
作为比较，图2中关于TDD中的RA过程所描述的偏置机制与FDD中的RA过程类似。更具体地，这里描述的方法提供了在TDD中与在FDD中类似的RAR窗口概况，这意味着在TDD和FDD中都向UE 101提供了可比较的RA时机和性能。
接下来将参照图7A-图7D对于与UMTS陆地无线电接入网(UTRAN)或者3GPP中的演进UTRAN(E-UTRAN)兼容的体系结构进行更全面的描述。
图7A-图7D是根据本发明的各种示例性实施例具有示例性长期演进(LTE)体系结构的通信***的示图，图1的用户设备(UE)和基站可以在该体系结构中进行操作。借助于例子(图7A中所示)，使用任何的接入方案，例如时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)、宽带码分多址(WCDMA)、正交频分多址(OFDMA)或单载波频分多址(FDMA)(SC-FDMA)或者上述这些方案的组合，基站(例如，目的节点103)和用户设备(UE)(例如，源节点101)可以在***700中通信。在示例性实施例中，上行链路和下行链路都可以利用WCDMA。在另一示例性实施例中，上行链路利用SC-FDMA，而下行链路利用OFDMA。
通信***700与3GPP LTE兼容，题为“Long Term Evolution of the3GPP Radio Technology”(此处通过引用合并其整体内容)。如图7A中所示，一个或多个用户设备(UE)101与网络设备通信，例如，作为接入网(例如，WiMAX(微波接入的全球互操作性)、3GPP LTE(或者E-UTRAN或8.9G)，等等)的一部分的基站103。在3GPP LTE体系结构下，基站被标记为增强节点B(eNB)103。
在全部或部分网状(mesh)配置中，在分组传输网络(例如，网际协议(IP)网络)703上使用隧道，MME(移动管理实体)/服务网关701被连接至eNB 103。MME/服务GW 701的示例性功能包括：将寻呼消息分发至eNB 103，出于寻呼原因终止U-平面分组，以及切换U-平面用于支持UE移动性。由于GW 701作为外部网络(例如，因特网或者私有网络703)的网关，因此，GW 701包括接入、授权和记账***(AAA)705来安全地确定用户的身份和特权并跟踪每个用户的活动。也就是说，MME服务网关701是用于LTE接入网的关键控制节点，并且其负责空闲模式UE跟踪和寻呼过程，包括重新传输。此外，MME 701涉及承载激活/去激活过程，并且负责为UE在初始附着以及在涉及核心网(CN)节点重定位的LTE内的切换时选择SGW(服务网关)。
在题为“E-UTRA and E-UTRAN：Radio Interface Protocol Aspects”的3GPP TR 25.813中提供了对LTE接口的较为详细的描述，此处通过引用合并其整体内容。
在图7B中，通信***702支持：GERAN(GSM/EDGE无线电接入)704，以及基于UTRAN 706的接入网、E-UTRAN 712和基于非3GPP(未示出)的接入网，并且在TR 23.882中进行了更全面的描述，此处通过引用合并其整体内容。该***的关键特性在于：对于实现控制平面功能的网络实体(MME 708)与实现承载平面功能的网络实体(服务网关710)，利用位于它们之间的良好定义的开放接口S11将其隔开。由于E-UTRAN712提供了更高的带宽来启用新的服务以及改进现有的服务，因此，将MME 708与服务网关710分隔开意味着服务网关710可以基于为信令事务而优化的平台。该方案使得能够为这两个元件中的每一个选择结构独立的以及更加经济有效的平台。服务提供商还可以独立于MME 708的位置在网络内选择服务网关710的优化的拓扑位置，以便减少优化的带宽时延并且避免故障聚集点。
如图7B中所示，E-UTRAN(例如，eNB)712通过LTE-Uu与UE 101相接。E-UTRAN 712支持LTE空中接口，并且包括用于与控制平面MME708相对应的无线电资源控制(RRC)功能性的功能。E-UTRAN 712还实现各种功能，包括无线电资源管理、许可控制、调度、实施协商的上行链路(UL)QoS(服务质量)、小区信息广播、用户的加密/解密、下行链路和上行链路用户平面分组报头以及分组数据汇聚协议(PDCP)的压缩/解压缩。
作为关键的控制节点，MME 708负责管理移动性UE身份、安全参数以及寻呼过程，包括重新传输。MME 708参与了承载激活/去激活过程，并且还负责为UE 101选择服务网关710。MME 708功能包括非接入层(NAS)信令和相关的安全性。MME 708检查对UE 101的授权，以便预占(camp on)服务提供商的公共陆地移动网络(PLMN)，并且实施UE101漫游限制。利用从SGSN(服务GPRS支持节点)714开始到MME 708终止的S3接口，MME 708还为LTE与2G/3G接入网之间的移动性提供控制平面功能。
SGSN 714负责在其地理服务区域内递送来自和去往移动台的数据分组。它的任务包括：分组路由和传送、移动性管理、逻辑链路管理，以及认证和收费功能。S6a接口使得能够传送订阅和认证数据用于认证/授权用户接入到在MME 708与HSS(归属用户服务器)716之间的演进***(AAA接口)。MME 708之间的S10接口向MME 708信息传送提供了MME重定位和MME 708。服务网关710是终止了经由S1-U朝向E-UTRAN 712的接口的节点。
S1-U接口在E-UTRAN 712与服务网关710之间提供每个承载用户平台隧道。该接***有对于在eNB 103之间切换期间的路径交换的支持。S4接口向用户平面提供了在SGSN 714与服务网关710的3GPP锚点功能之间相关的控制和移动性支持。
S12是UTRAN 406与服务网关710之间的接口。分组数据网(PPDN)网关718通过成为用于UE 101的业务的出入点来向UE 101提供对外部分组数据网络的连通性。PDN网关718实现策略实施、对每个用户的分组过滤、计费支持、合法拦截以及分组筛选(packet screening)。PDN网关718的另一个角色是充当用于3GPP与非3GPP技术(诸如WiMax和8GPP2(CDMA 1X和EvDO(仅演进数据))之间的移动性的锚点。
S7接口提供从PCRF(策略和计费角色功能)720到PDN网关718中的策略和计费实施功能(PCEF)的QoS策略和计费规则的传送。SGi接口是PDN网关与包括分组数据网络722在内的运营商的IP服务之间的接口。分组数据网络722可以是运营商外部公共或私有分组数据网络或者内部运营商分组数据网络，例如，用于提供IMS(IP多媒体子***)服务。Rx+是PCRF与分组数据网络722之间的接口。
如图7C中所示，eNB 103利用E-UTRA(演进的通用陆地无线电接入)(用户平面，例如，RLC(无线电链路控制)715、MAC(媒体接入控制)717和PHY(物理)719，以及控制平面(例如，PRC 721))。eNB103还包括以下功能：小区间RRM(无线电资源管理)723、连接移动性控制725、RB(无线电承载)控制727、无线电许可控制729、eNB测量配置和供应731，以及动态资源分配(调度器)733。
eNB 103通过S1接口与aGW 701(接入网关)通信。aGW 701包括用户平面701a和控制平面701b。控制平面701b提供以下组件：SAE(***体系结构演进)承载控制735和MM(移动管理)实体737。用户平面701b包括PDCP(分组数据汇聚协议)439和用户平面功能741。要注意，aGW 701的功能性也可以由服务网关(SGW)和分组数据网络(PDN)GW的组合来提供。aGW 701也可以与诸如因特网743的分组网络相接。
在可选的实施例中，如图7D所示，PDCP(分组数据汇聚协议)功能性可以驻留于eNB 103中而不是GW 701中。除了该PDCP功能之外，图7C中的eNB功能也被提供于该体系结构中。
在图7D的***中，提供了E-UTRAN与EPC(演进分组核心)之间的功能分离。在该例中，为用户平面和控制平面提供了E-UTRAN的无线电协议体系结构。在3GPP TS 86.300中提供了该体系结构的更加详细的描述。
eNB 103通过S1与包括移动性锚点功能747的服务网关745相接。根据该体系结构，MME(移动性管理实体)749提供SAE(***体系结构演进)承载控制751、空闲状态移动性处理753，以及NAS(非接入层)安全性755。
本领域的普通技术人员可以认识到，用于提供随机接入窗口配置的过程可以通过软件、硬件(例如，通用处理器、数字信号处理(DSP)芯片、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等)、固件或它们的组合来实现。下面关于图8来详述用于实现所描述功能的这种示例性硬件。
图8阐明了在其上可以实现本发明各种实施例的示例性硬件。计算***800包括总线801或者用于传达信息的其它通信机制以及耦合于总线801用于处理信息的处理器803。计算***800还包括耦合于总线801的主存储器805，例如随机访问存储器(RAM)或其它动态存储设备，用于存储信息和将要由处理器803执行的指令。主存储器805还可以用于在处理器803执行指令期间存储临时变量或其它中间信息。计算***800可以进一步包括耦合于总线801的只读存储器(ROM)807或其它静态存储设备，用于为处理器803存储静态信息和指令。诸如磁盘或光盘的存储设备809耦合于总线801用于持久存储信息和指令。
计算***800可以利用总线801耦合于用于向用户显示信息的显示器811，例如液晶显示器或有源矩阵显示器。输入设备813(例如包括字母数字和其它键的键盘)可以耦合于总线801，用于将信息和命令选择传输到处理器803。输入设备813可以包括光标控制，例如鼠标、轨迹球或光标方向键，用于将方向信息和命令选择传输到处理器803以及用于在显示器811上控制光标移动。
根据本发明的各种实施例，响应于处理器803执行主存储器805中所含的指令安排，可以通过计算***800来提供这里所描述的过程。这样的指令可以从另一个计算机可读介质(例如存储设备809)读入到主存储器805。执行主存储器805中所含的指令安排使得处理器803实现这里所描述的过程步骤。还可以采用多处理布置中的一个或多个处理器来执行主存储器805中所含的指令。在可选的实施例中，可以使用硬连线电路来替换或组合软件指令来实现本发明的实施例。在另一例子中，可以使用可重配置硬件，例如现场可编程门阵列(FPGA)，其逻辑门的功能性和连接拓扑在运行时是可定制的，典型地，通过编程存储器查找表。因而，本发明的实施例不限于任何特定的硬件电路和软件的组合。
计算***800还包括耦合于总线801的至少一个通信接口815。通信接口815提供耦合于网络链路(未示出)的双向数据通信。通信接口815发送和接收携带有表示各种类型信息的数字数据流的电、电磁或光信号。进一步地，通信接口815可以包括***接口设备，例如通用串行总线(USB)接口、PCMCIA(个人计算机存储卡国际协会)接口等。
处理器803可以在接收的同时执行所传输的代码和/或为稍后的执行存储代码到存储设备809或其它非易失性存储器中。如此，计算***800可以获得载波形式的应用代码。
这里使用的术语“计算机可读介质”涉及参与提供指令给处理器803用于执行的任何介质。这样的介质可以采取很多形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。非易失性介质包括，例如，光或磁盘，诸如存储设备809。易失性介质包括动态存储器，诸如主存储器805。传输介质包括同轴线缆、铜线和光纤，包括构成总线801的线路。传输介质还可以采用声、光或电磁波的形式，诸如那些在射频(RF)和红外(IR)数据通信中生成的。计算机可读介质的常见形式包括，例如，软盘、软磁盘、硬盘、磁带、任何其它的磁介质、CD-ROM、CDRW、DVD、任何其它的光介质、穿孔卡、纸带、光标记板、任何其它具有孔洞模式或其它光学可识别标记的物理介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存储芯片或盒式磁带、载波，或者任何其它计算机可读的介质。
各种形式的计算机可读介质可以参与提供指令给处理器用于执行。例如，用于实现至少一部分本发明的指令最初可以被承载在远程计算机的磁盘上。在这种情况下，远程计算机将指令加载到主存储器并且使用调制解调器经由电话线来发送指令。本地***的调制解调器接收电话线上的数据以及使用红外发射机将数据转换成红外信号并传输红外信号到便携式计算设备，例如个人数字助理(PDA)或膝上型计算机。便携式计算设备上的红外探测器接收由红外信号所承载的信息和指令，并将数据置于总线上。总线传送数据到主存储器，处理器从主存储器检索并执行指令。通过主存储器接收的指令视情况可以在处理器执行之前或之后被存储到存储设备上。
图9是根据本发明实施例能够在图7A-图7D的***中操作的LTE终端的示例组件的示图。LTE终端900被配置以便在多输入多输出(MIMO)***中操作。因此，天线***901提供多天线来接收和发射信号。天线***901耦合于无线电电路903，其包括多个发射机905和接收机907。无线电电路包括所有的射频(RF)电路以及基带处理电路。如所示出的，层-1(L1)和层-2(L2)处理分别由单元909和911提供。视情况，可以提供层-3功能(未示出)。模块913执行所有MAC层功能。定时和校准模块915通过连接例如外部时序参考(未示出)来维护适当的时序。另外，还包括处理器917。在这种情况下，LTE终端900与计算设备919通信，计算设备919可以是个人计算机、工作站、PDA、Web应用、蜂窝电话等。
虽然已经结合多个实施例和实施方式描述了本发明，但是本发明并不如此受限，而是覆盖落入所附权利要求的范围内的各种明显的修改和等效布置。尽管本发明的特性是以权利要求中的特定组合来表达的，然而可以想到能够以任何组合和顺序来排列这些特性。
Claims (28)
1.一种用于提供随机接入窗口配置的方法，其包括：
在单个上行链路子帧内的一个或多个相应的随机接入信道中，发起对一个或多个随机接入前导的传输；以及
在多个随机接入响应窗口中的一个或多个随机接入响应窗口期间，针对所述传输的响应而监控物理下行链路控制信道，所述一个或多个随机接入响应窗口与相应的随机接入信道相对应，
其中，根据所估计的用于处理所述随机接入前导和准备所述响应的处理时间裕量，使得所述多个随机接入响应窗口中的每个随机接入响应窗口与所述多个随机接入响应窗口中的其它随机接入响应窗口之间存在偏置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个随机接入响应窗口对应于一个或多个相应的随机接入信道。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述随机接入信道是在具有长期演进(LTE)体系结构的无线电网络上建立的。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，通过使用开始窗口参数和结束窗口参数来定义每个所述随机接入响应窗口。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，至少部分地通过以下内容来对所述开始窗口参数进行偏置：所估计的处理时间裕量、对应于相应的随机接入信道的索引、在相应的随机接入前导传输结束之后的固定时间间隔，或者它们的组合。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述结束窗口参数是在开始窗口参数之后的固定时间间隔。
7.一种用于提供随机接入窗口配置的设备，其包括：
用于在单个上行链路子帧内的一个或多个相应的随机接入信道中，发起对一个或多个随机接入前导的传输的装置；以及
用于在多个随机接入响应窗口中的一个或多个随机接入响应窗口期间，针对所述传输的响应而监控物理下行链路控制信道的装置，所述一个或多个随机接入响应窗口与相应的随机接入信道相对应，
其中，根据所估计的用于处理所述随机接入前导和准备所述响应的处理时间裕量，使得所述多个随机接入响应窗口中的每个随机接入响应窗口与所述多个随机接入响应窗口中的其它随机接入响应窗口之间存在偏置。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述一个或多个随机接入响应窗口对应于一个或多个相应的随机接入信道。
9.根据权利要求7所述的设备，其中，所述随机接入信道是在具有长期演进(LTE)体系结构的无线电网络上建立的。
10.根据权利要求7所述的设备，其中，通过使用开始窗口参数和结束窗口参数来定义每个所述随机接入响应窗口。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，至少部分地通过以下内容来对所述开始窗口参数进行偏置：所估计的处理时间裕量、对应于相应的随机接入信道的索引、在相应的随机接入前导传输结束之后的固定时间间隔，或者它们的组合。
12.根据权利要求10所述的设备，其中，所述结束窗口参数是在开始窗口参数之后的固定时间间隔。
13.一种用于提供随机接入窗口配置的设备，其包括：
用于在单个上行链路子帧内接收与多个随机接入信道相对应的多个随机接入前导的装置；
用于确定所估计的用于处理所述随机接入前导和准备响应的处理时间裕量的装置；以及
用于为多个随机接入响应窗口中的每个随机接入响应窗口确定与所述多个随机接入响应窗口中的其它随机接入响应窗口之间的偏置的装置，其中随机接入响应窗口对应于随机接入信道，并且所述偏置基于所估计的处理时间裕量。
14.根据权利要求13所述的设备，其进一步包括：
用于生成对每个所述随机接入前导的响应的装置。
15.根据权利要求14所述的设备，其进一步包括：
用于在下行链路控制信道上发起对所述响应的传输的装置。
16.根据权利要求13所述的设备，其中，所述随机接入响应窗口为用户设备指定了监控物理下行链路控制信道的持续时间。
17.根据权利要求13所述的设备，其中，每个随机接入响应窗口均是使用开始窗口参数和结束窗口参数来定义的，并且所述开始窗口参数是偏置可变化的。
18.根据权利要求13所述的设备，其中，每个随机接入响应窗口均是使用开始窗口参数和结束窗口参数来定义的，并且通过在相应的随机接入前导传输结束之后的固定时间间隔来对所述开始窗口参数进行偏置。
19.根据权利要求13所述的设备，其中，每个随机接入响应窗口均是使用开始窗口参数和结束窗口参数来定义的，并且通过与相应的随机接入信道相对应的索引来对所述开始窗口参数进行偏置。
20.根据权利要求19所述的设备，其中，所述偏置产生非重叠的随机接入响应窗口。
21.一种用于提供随机接入窗口配置的方法，其包括：
在单个上行链路子帧内接收与多个随机接入信道相对应的多个随机接入前导；
确定所估计的用于处理所述随机接入前导和准备响应的处理时间裕量；以及
为多个随机接入响应窗口中的每个随机接入响应窗口确定与所述多个随机接入响应窗口中的其它随机接入响应窗口之间的偏置，其中随机接入响应窗口对应于随机接入信道，并且所述偏置基于所估计的处理时间裕量。
22.根据权利要求21所述的方法，其进一步包括：
生成对每个所述随机接入前导的响应。
23.根据权利要求22所述的方法，其进一步包括：
在下行链路控制信道上发起对所述响应的传输。
24.根据权利要求21所述的方法，其中，所述随机接入响应窗口为用户设备指定了监控物理下行链路控制信道的持续时间。
25.根据权利要求21所述的方法，其中，每个随机接入响应窗口均是使用开始窗口参数和结束窗口参数来定义的，并且所述开始窗口参数是偏置可变化的。
26.根据权利要求21所述的方法，其中，每个随机接入响应窗口均是使用开始窗口参数和结束窗口参数来定义的，并且通过在相应的随机接入前导传输结束之后的固定时间间隔来对所述开始窗口参数进行偏置。
27.根据权利要求21所述的方法，其中，每个随机接入响应窗口均是使用开始窗口参数和结束窗口参数来定义的，并且通过与相应的随机接入信道相对应的索引来对所述开始窗口参数进行偏置。
28.根据权利要求26所述的方法，其中，所述偏置产生非重叠的随机接入响应窗口。
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