CN107409317B - 在无线通信***中操作快速随机接入过程的方法及其设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无线通信***。更加具体地说，本发明涉及用于在无线通信***中操作快速随机接入过程的方法和设备，该方法包括：向e节点B发送包括第一RAP ID的RAP；在RAR窗口期间开始监测由RA‑RNTI寻址的物理下行链路控制信道PDCCH；从eNB接收包括至少一个RAP ID的指示符，其中至少一个RAP ID中的一个与第一RAP ID匹配；以及在接收到指示符时停止监测由RA‑RNTI寻址的PDCCH。

Description

在无线通信***中操作快速随机接入过程的方法及其设备
技术领域
本发明涉及一种无线通信***，并且更加特别地，涉及一种在无线通信***中操作快速随机接入过程的方法及其设备。
背景技术
作为可应用本发明的无线通信***的示例，将简单地描述第三代合作伙伴计划长期演进(3GPP LTE)(以下，被称为“LTE”)通信***。
图1是示意性地图示作为示例性的无线电通信***的E-UMTS的网络结构的视图。演进的通用移动通信***(E-UMTS)是传统的通用移动通信***(UMTS)的高级版本，并且其基本标准化当前正在3GPP中进行。E-UMTS通常可以被称为长期演进(LTE)***。对于UMTS和E-UMTS的技术规范的细节，可以参考“3rd Generation Partnership Project；TechnicalSpecification Group Radio Access Network(第三代合作伙伴计划；技术规范组无线电接入网络)”的版本7和版本8。
参考图1，E-UMTS包括用户设备(UE)、e节点B(eNB)，和接入网关(AG)，该接入网关(AG)位于网络(E-UTRAN)的末端，并且被连接到外部网络。eNB可以同时发送用于广播服务、多播服务和/或单播服务的多个数据流。
每个eNB可以存在一个或多个小区。小区被设置以在诸如1.25、2.5、5、10、15和20MHz的带宽的一个中操作，并且在该带宽中将下行链路(DL)或者上行链路(UL)传输服务提供给多个UE。不同的小区可以被设置为提供不同的带宽。eNB控制到多个UE的数据发送或者来自多个UE的数据接收。eNB将DL数据的DL调度信息发送给相应的UE以便通知UE在其中应当发送DL数据的时间/频率域、编码、数据大小，和混合自动重传请求(HARQ)相关的信息。此外，eNB将UL数据的UL调度信息发送给相应的UE，以便通知UE可以由UE使用的时间/频率域、编码、数据大小，和HARQ相关的信息。可以在eNB之间使用用于发送用户业务或者控制业务的接口。核心网(CN)可以包括用于UE的用户注册的AG和网络节点等。AG基于跟踪区(TA)管理UE的移动性。一个TA包括多个小区。
虽然基于宽带码分多址(WCDMA)无线通信技术已经被发展成LTE，但是用户和服务提供商的需求和期望在上升。另外，考虑到正在开发的其他无线电接入技术，需要新的技术演进以确保未来的高的竞争力。需要减少每比特的成本、增加服务可用性、灵活使用频带、简化结构、开放接口、适当的UE功耗等。
发明内容
技术问题
被设计以解决问题的本发明的目的在于一种在无线通信***中操作快速随机接入过程的方法和设备。本发明解决的技术问题不限于上述技术问题，并且本领域技术人员可以从下面的描述中理解其它的技术问题。
技术方案
本发明的目的能够通过提供如所附权利要求中阐述的在无线通信***中操作用户设备(UE)的方法来实现。
在本发明的另一方面，在此提供如所附权利要求中所阐述的通信装置。
要理解的是，本发明的前述一般描述和下面的详细描述是示例性的和说明性的，并且旨在提供对要保护的本发明的进一步解释。
有益效果
根据本发明，操作快速随机接入过程对于延迟降低或功率节省能够是有用的。具体地说，当eNB发送指示eNB尚未成功解码或接收的RAP的指示符时，UE认为RAR接收不成功并且继续进行随机接入资源的选择，尽管RAR窗口没有结束。
本领域的技术人员将会理解，利用本发明实现的效果不限于已在上文特别描述的效果，并且从结合附图的下面的详细描述将会更清楚地理解本发明的其它优点。
附图说明
附图被包括以提供对本发明进一步的理解，并且被合并且组成本申请的一部分，图示本发明的实施例，并且与该描述一起用作解释本发明原理。
图1是示出作为无线通信***的示例的演进的通用移动通信***(E-UMTS)的网络结构的图；
图2A是图示演进的通用移动通信***(E-UMTS)的网络结构的框图；并且图2B是描述典型的E-UTRAN和典型的EPC的架构的框图；
图3是示出基于第三代合作伙伴计划(3GPP)无线电接入网络标准的UE和E-UTRAN之间的无线电接口协议的控制面和用户面的图；
图4是示出在E-UMTS***中使用的物理信道结构的示例的视图；
图5是根据本发明的实施例的通信装置的框图；
图6是执行基于非竞争的随机接入过程的示例方法的图；
图7是执行基于竞争的随机接入过程的示例方法的图；
图8是图示随机接入过程的L1和L2/3之间的交互模型的视图；
图9A至图9D是包括随机接入响应的MAC PDU的图；
图10和图11根据本发明的实施例的在无线通信***中操作快速随机接入过程的概念图；
图12是根据本发明的实施例的在无线通信***中操作快速随机接入过程的示例场景；以及
图13A和图13D是根据本发明的实施例的新的MAC PDU的图。
具体实施方式
通用移动电信***(UMTS)是第三代(3G)异步移动通信***，其在基于欧洲***、全球移动通信***(GSM)以及通用分组无线电服务(GPRS)的宽带码分多址(WCDMA)中操作。UMTS的长期演进(LTE)正在由标准化UMTS的第三代合作伙伴计划(3GPP)进行讨论。
3GPP LTE是用于实现高速分组通信的技术。为了包括旨在减少用户和提供商成本、改进服务质量、以及扩大和提升覆盖和***容量的LTE目标已经提出了许多的方案。3GPP LTE要求降低的每比特成本、增加的服务可用性、频带的灵活使用、简单结构、开放接口、以及终端的适当的功耗作为更高级的要求。
在下文中，从本发明的实施例中将容易地理解本发明的结构、操作和其它的特征，在附图中图示其示例。在下文中将会描述的实施例是其中本发明的技术特征被应用于3GPP***的示例。
虽然在本说明书中将使用长期演进(LTE)***和LTE高级(LTE-A)***描述本发明的实施例，但是它们仅是示例性的。因此，本发明的实施例可应用于与上述定义相对应的任何其他的通信***。另外，虽然在本说明书中基于频分双工(FDD)方案描述本发明的实施例，但是本发明的实施例可以被容易地修改并且被应用于半双工FDD(H-FDD)方案或者时分双工(TDD)方案。
图2A是图示演进的通用移动通信***(E-UMTS)的网络结构的框图。E-UMTS也可以被称为LTE***。通信网络可以被广泛地部署以提供诸如通过IMS的语音(VoIP)和分组数据的各种通信服务。
如在图2A中所图示，E-UMTS网络包括演进的UMTS陆地无线电接入网络(E-UTRAN)、演进的分组核心网(EPC)、以及一个或者多个用户设备。E-UTRAN可以包括一个或者多个演进的节点B(e节点B)20，并且多个用户设备(UE)10可以位于一个小区中。一个或者多个E-UTRAN移动性管理实体(MME)/***架构演进(SAE)网关30可以被定位在网络的末端并且被连接到外部网络。
如在此所使用的，“下行链路”指的是从e节点B到UE 10的通信，并且“上行链路”指的是从UE到e节点B的通信。UE 10指的是由用户携带的通信设备并且也可以被称为移动站(MS)、用户终端(UT)、用户站(SS)或者无线设备。
图2B是描述典型的E-UTRAN和典型的EPC的架构的框图。
如在图2B中所图示，e节点B 20将用户面和控制面的端点提供给UE 10。MME/SAE网关30为UE 10提供会话和移动性管理功能的端点。e节点B和MME/SAE网关可以经由S1接口被连接。
e节点B 20通常是与UE 10通信的固定站，并且也可以被称为基站(BS)或者接入点。每个小区可以部署一个e节点B 20。用于发送用户业务或者控制业务的接口可以在e节点B 20之间被使用。
MME提供各种功能，包括到eNB 20的NAS信令、NAS信令安全、AS安全性控制、用于3GPP接入网络之间的移动性的CN节点间信令、空闲模式UE可达性(包括寻呼重传的控制和执行)、跟踪区域列表管理(用于在空闲和活跃模式下的UE)、PDN GW和服务GW选择、对于具有MME变化的切换的MME选择、用于切换到2G或者3G3GPP接入网络的SGSN选择、漫游、认证、包括专用承载建立的承载管理功能、对PWS(包括ETWS和CMAS)消息传输的支持。SAE网关主机提供各种功能，包括基于每个用户的分组过滤(通过例如深度分组检测)、合法侦听、UEIP地址分配、在下行链路中的传送级分组标记、UL和DL服务级计费、门控和速率增强、基于APN-AMBR的DL速率增强。为了清楚，在此MME/SAE网关30将会被简单地称为“网关”，但是应理解此实体包括MME和SAE网关。
多个节点可以在e节点B 20和网关30之间经由S1接口被连接。e节点B 20可以经由X2接口被相互连接，并且相邻的e节点B可以具有含X2接口的网状的网络结构。
如图2B所示，e节点B 20可以执行对于网关30的选择、在无线电资源控制(RRC)激活期间朝向网关的路由、调度和传输寻呼消息、调度和传输广播信道(BCCH)信息、在上行链路和下行链路两者中向UE 10动态分配资源、e节点B测量的配置和规定、无线电承载控制，无线电准入控制(RAC)，和在LTE_ACTIVE(LTE_激活)状态下的连接移动性控制的功能。在EPC中，并且如上所述，SAE网关30可以执行寻呼发起、LTE-IDLE(LTE-空闲)状态管理、用户面的加密、***架构演进(SAE)承载控制，以及非接入层(NAS)信令的加密和完整性保护的功能。
EPC包括移动性管理实体(MME)、服务网关(S-GW)、以及分组数据网络网关(PDN-GW)。MME具有关于UE的连接和能力的信息，主要在管理UE的移动性中的使用。S-GW是具有E-UTRAN作为端点的网关，并且PDN-GW是具有分组数据网络(PDN)作为端点的网关。
图3是示出基于3GPP无线电接入网络标准的在UE和E-UTRAN之间的无线电接口协议的控制面和用户面的图。控制面指的是用于发送被用于在UE和E-UTRAN之间管理呼叫的控制消息的路径。用户面指的是被用于发送在应用层中生成的数据，例如，语音数据或者互联网分组数据的路径。
第一层的物理(PHY)层使用物理信道向高层提供信息传送服务。PHY层经由传输信道被连接到位于更高层上的媒体接入控制(MAC)层。数据在MAC层和物理层之间经由传输信道传送。经由物理信道在发送侧的物理层和接收侧的物理层之间传送数据。详细地，在下行链路中使用正交频分多址(OFDMA)方案调制物理信道并且在上行链路中使用单载波频分多址(SC-FDMA)方案调制。
第二层的MAC层经由逻辑信道向高层的无线电链路控制(RLC)层提供服务。第二层的RLC层支持可靠的数据传输。RLC层的功能可以通过MAC层的功能块实现。第二层的分组数据汇聚协议(PDCP)层执行报头压缩功能，以在具有相对小的带宽的无线电接口中减少对于互联网协议(IP)分组，诸如IP版本4(IPv4)分组或者IP版本6(IPv6)分组的有效传输不必要的控制信息。
位于第三层的底部的无线电资源控制(RRC)层仅在控制面中被定义。RRC层关于无线电承载(RB)的配置、重新配置和释放控制逻辑信道、传输信道和物理信道。RB指的是第二层在UE和E-UTRAN之间提供数据传输的服务。为此，UE的RRC层和E-UTRAN的RRC层互相交换RRC消息。
eNB的一个小区被设置为在诸如1.25、2.5、5、10、15和20MHz带宽的一个中操作，并且在该带宽中将下行链路或者上行链路传输服务提供给多个UE。不同的小区可以被设置为提供不同的带宽。
用于从E-UTRAN到UE的数据传输的下行链路传输信道包括用于***信息的传输的广播信道(BCH)、用于寻呼消息的传输的寻呼信道(PCH)，和用于用户业务或者控制消息的传输的下行链路共享信道(SCH)。下行链路多播和广播服务的业务或者控制消息可以经由下行链路SCH被发送，并且也可以经由单独的下行链路多播信道(MCH)被发送。
用于从UE到E-UTRAN的数据传输的上行链路传输信道包括用于初始控制消息传输的随机接入信道(RACH)，和用于用户业务或者控制消息传输的上行链路SCH。被定义在传输信道上方，并且被映射到传输信道的逻辑信道包括广播控制信道(BCCH)、寻呼控制信道(PCCH)、公共控制信道(CCCH)、多播控制信道(MCCH)和多播业务信道(MTCH)。
图4是示出在E-UMTS***中使用的物理信道结构的示例的视图。物理信道包括在时间轴上的数个子帧和频率轴上的数个子载波。在此，一个子帧包括时间轴上的多个符号。一个子帧包括多个资源块并且一个资源块包括多个符号和多个子载波。另外，每个子帧可以使用子帧的某些符号(例如，第一符号)的某些子载波用于物理下行链路控制信道(PDCCH)，即，L1/L2控制信道。在图4中，L1/L2控制信息传输区域(PDCCH)和数据区域(PDSCH)被示出。在一个实施例中，10ms的无线电帧被使用，并且一个无线电帧包括10个子帧。另外，一个子帧包括两个连续的时隙。一个时隙的长度可以是0.5ms。另外，一个子帧包括多个OFDM符号并且多个OFDM符号的一部分(例如，第一符号)可以被用于发送L1/L2控制信息。作为用于发送数据的单位时间的传输时间间隔(TTI)是1ms。
除了某个控制信号或者某个服务数据之外，基站和UE主要使用作为传输信道的DL-SCH经由作为物理信道的PDSCH发送/接收数据。指示PDSCH数据被发送到哪个UE(一个或者多个UE)以及UE如何接收和解码PDSCH数据的信息在被包括在PDCCH中的状态下被发送。
例如，在一个实施例中，利用无线电网络临时标识(RTI)“A”对某个PDSCH进行CRC掩蔽，并且经由某个子帧使用无线电资源“B”(例如，频率位置)和传输格式信息“C”(例如，传输块大小、调制、编码信息等等)发送关于数据的信息。然后，位于小区中的一个或者多个UE使用其RNTI信息监测PDCCH。并且，具有RNTI“A”的特定的UE读取PDCCH并且然后接收由PDCCH信息中的B和C指示的PDSCH。
图5是根据本发明的实施例的通信装置的框图。
在图5中示出的装置可以是适合于执行上述机制的用户设备(UE)和/或eNB，但是其能够是用于执行相同操作的任何装置。
如在图5中所示，装置可以包括DSP/微处理器(110)和RF模块(收发器；135)。DSP/微处理器(110)与收发器(135)电连接并且对收发器(135)进行控制。基于其实现和设计者的选择，装置可以进一步包括功率管理模块(105)、电池(155)、显示器(115)、键盘(120)、SIM卡(125)、存储设备(130)、扬声器(145)以及输入设备(150)。
具体地，图5可以表示UE，该UE包括被配置成从网络接收请求消息的接收器(135)，和被配置成将发送或者接收时序信息发送到网络的发射器(135)。这些接收器和发射器能够组成收发器(135)。UE进一步包括被连接到收发器(135：接收器和发射器)的处理器(110)。
而且，图5可以表示网络装置，该网络装置包括发射器(135)，其被配置成将请求消息发送到UE；和接收器(135)，其被配置成从UE接收发送或者接收时序信息。这些发射器和接收器可以组成收发器(135)。网络进一步包括处理器(110)，其被连接到发射器和接收器。此处理器(110)可以被配置成基于发送或者接收时序信息计算延时。
最近，在3GPP中已经讨论了基于邻近的服务(ProSe)。仅通过eNB(但是不进一步通过服务网关(SGW)/分组数据网络网关(PDN-GW，PGW))，或者通过SGW/PGW，(在诸如认证的适当的过程之后)ProSe使不同的UE能够相互(直接地)连接。因此，使用ProSe，能够提供设备对设备直接通信，并且期待将会通过泛在的连接连接各个设备。在近距离中的设备之间的直接通信能够减轻网络的负载。最近，基于邻近的社交网络服务已经引起公众注意，并且新种类的基于邻近的应用能够出现并且可以创建新的商业市场和收入。关于第一步，在市场中需要公共安全和危急通信。群组通信在公共安全***中也是关键组成部分之一。所要求的功能是：基于邻近的发现、直接路径通信、以及群组通信的管理。
在不存在EUTRAN覆盖的情况下(受到区域控制和运营商策略影响，并且被限于特定公共安全指定的频带和终端)，例如，使用情况和场景是：i)商业/社交使用，ii)网络卸载，iii)公共安全，iv)当前基础设施服务的整合，以确保包括可达性和移动性方面的用户体验的一致性，以及v)公共安全。
类似地，机器类型通信(MTC)指的是一个或多个机器之间的通信方案并且也被称为机器对机器(M2M)通信。在这里，机器指的是不需要直接人工操作或干预的实体。例如，机器的示例不仅可以包括诸如计量器或自动售货机这样包含移动通信模块的设备，而且可以包括在不需要用户的操作/干预的情况下能够自动地接入网络以执行通信的诸如智能电话的用户设备。这种机器的各种示例在本说明书中被称为MTC设备或终端。也就是说，MTC指的是由一个或多个机器(即，MTC设备)在没有人类操作/干预的情况下执行的通信。
MTC可以包括MTC设备之间的通信和MTC设备与MTC应用服务器之间的通信。MTC设备和MTC应用服务器之间的通信的示例包括自动售货机和服务器之间的通信、销售点(POS)设备与服务器和电表之间的通信、以及在燃气表或水表和服务器之间的通信。基于MTC的应用可以包括安全、运输、医疗等。
在使用M2M设备的机器类型通信或使用D2D设备的ProSe通信的情况下，省电或延迟降低是该技术的重要问题之一。因此，为了实现省电或延迟降低，能够适当地改变传统的随机接入过程。
图6和图7是图示在随机接入过程中的终端(UE)和基站(eNB)的操作过程的视图。图6对应于基于非竞争的随机接入过程，并且图7对应于基于竞争的随机接入过程。
随机接入过程采用两种不同的形式。一种是基于竞争(适用于前五个事件)随机接入过程，并且另一种是基于非竞争(仅适用于切换、DL数据到达和定位)随机接入过程。基于非竞争的随机接入过程也被称为专用RACH过程。
对与PCell相关的下述事件执行随机接入过程：i)从RRC_IDLE开始的初始接入；ii)RRC连接重建过程；iii)切换；iv)需要随机接入过程的RRC_CONNECTED期间的DL数据到达(例如，当UL同步状态为“非同步”时)，v)需要随机接入过程的RRC_CONNECTED期间的UL数据到达(例如，当UL同步状态为“非同步”或者不存在可用于SR的PUCCH资源时)，以及vi)针对需要随机接入过程的RRC_CONNECTED期间的定位目的；(例如，当UE定位需要定时提前时)。
也在SCell上执行随机接入过程以建立用于相应的sTAG的时间对准。在DC中，如果被指示，则在SCG添加/修改时，或者在需要随机接入过程的RRC_CONNECTED期间在DL/UL数据到达时，也对至少PSCell执行随机接入过程。仅对用于SCG的PSCell执行UE发起的初始接入过程。
关于图6，图6示出基于非竞争的随机接入过程。如上所述，可以在切换过程中，并且当通过e节点B的命令请求随机接入过程时执行基于非竞争的随机接入过程。即使在这些情况下，也可以执行基于竞争的随机接入过程。
首先，对于基于非竞争的随机接入过程来说，从e节点B接收不具有冲突可能性的特定随机接入前导，是重要的。
UE接收指配的随机接入前导(S601)。接收随机接入前导的方法可以包括使用由目标eNB生成并且经由源eNB发送的用于切换的HO命令的方法、在DL数据到达或定位的情况下使用物理下行链路控制信道(PDCCH)的方法、以及针对用于sTAG的初始UL时间对准使用PDCCH的方法。
如上所述，UE在从e节点B接收被指配的随机接入前导之后向e节点B发送前导(S603)。
UE在步骤S603中发送随机接入前导之后通过切换命令或***信息在由e节点B指示的随机接入响应接收窗口内尝试接收随机接入响应(S605)。更加具体地，可以以媒体接入控制(MAC)分组数据单元(PDU)的形式发送随机接入响应信息，并且可以经由物理下行链路共享信道(PDSCH)传送MAC PDU。此外，UE优选地监测PDCCH，以便于能够使UE正确地接收经由PDSCH传送的信息。也就是说，PDCCH可以优选地包括关于应接收PDSCH的UE的信息、PDSCH的无线电资源的频率和时间信息、PDSCH的传送格式等。这里，如果已经成功地接收到PDCCH，则UE可以根据PDCCH的信息适当地接收在PDSCH上发送的随机接入响应。随机接入响应可以包括随机接入前导标识符(例如，随机接入无线电网络临时标识符(RA-RNTI))，指示上行链路无线电资源的UL许可、临时C-RNTI，时间提前命令(TAC)等等。
如上所述，为何随机接入响应包括随机接入前导标识符的原因是因为单个随机接入响应可以包括至少一个UE的随机接入响应信息，并且因此报告UL许可、临时C-RNTI和TAC对哪个UE有效。在此步骤中，假设UE选择与在步骤S603中UE选择的随机接入前导匹配的随机接入前导标识符。
在基于非竞争的随机接入过程中，通过接收随机接入响应信息确定正常地执行随机接入过程，并且可以完成随机接入过程。
图7是图示基于竞争的随机接入过程中的UE和eNB的操作过程的视图。
首先，UE可以从通过***信息或切换命令指示的一组随机接入前导中随机选择单个随机接入前导，并且选择并发送能够发送随机接入前导的物理随机接入信道(PRACH)(S701)。
定义了两个可能的组并且一个是可选组。如果两个组都被配置为消息3的大小并且路径损耗被用于确定从哪个组中选择前导。前导所属的组提供消息3的大小和在UE处的无线电条件的指示。在***信息上广播前导组信息和必要的阈值。
接收随机接入响应信息的方法类似于上述基于非竞争的随机接入过程。也就是说，在步骤S701中发送随机接入前导之后，UE尝试通过***信息或切换命令在由e节点B指示的随机接入响应接收窗口内接收其自身的随机接入响应，并且使用与之对应的随机接入标识符信息接收物理下行链路共享信道(PDSCH)(S703)。因此，UE可以接收UL许可、临时C-RNTI，TAC等。
如果UE已经接收到对UE有效的随机接入响应，则UE可以处理包括在随机接入响应中的所有信息。也就是说，UE应用TAC，并且存储临时C-RNTI。此外，将会对应于有效随机接入响应的接收而发送的数据可以存储在Msg3缓冲器中。
UE使用接收的UL许可以便将数据(即，消息3)发送到e节点B(S705)。消息3应包括UE标识符。在基于竞争的随机接入过程中，e节点B可能不确定哪些UE正在执行随机接入过程，但是之后将为了竞争解决而识别UE。
这里，可以提供用于包括UE标识符的两种不同的方案。第一方案是，如果UE在随机接入过程之前已经接收到由相应小区分配的有效小区标识符，则通过与UL许可相对应的上行链路传输信号来发送UE的小区标识符。相反地，第二方案是，如果UE在随机接入过程之前没有接收到有效的小区标识符，则发送UE的唯一标识符(例如，S-TMSI或随机ID)。通常，唯一标识符比小区标识符长。如果UE已经发送与UL许可相对应的数据，则UE启动竞争解决(CR)定时器。
在通过随机接入响应中包括的UL许可发送具有其标识符的数据之后，UE等待来自e节点B的用于竞争解决的指示(指令)。也就是说，UE尝试接收PDCCH以便接收特定消息(S707)。这里，存在接收PDCCH的两种方案。如上所述，如果使用UE的小区标识符发送对应于UL许可发送的消息3，则UE尝试使用其自身的小区标识符来接收PDCCH，并且如果标识符是其唯一标识符，则UE尝试使用包括在随机接入响应中的临时C-RNTI接收PDCCH。此后，在前一方案中，如果在竞争解决定时器期满之前通过其自身的小区标识符接收到PDCCH，则UE确定随机接入过程已经被正常地执行并且完成随机接入过程。在后一方案中，如果在竞争解决定时器已经期满之前通过临时C-RNTI接收到PDCCH，则UE检查由PDCCH指示的PDSCH传送的数据。如果UE的唯一标识符被包括在数据中，则UE确定随机接入过程已经被正常地执行并且完成随机接入过程。
临时C-RNTI被提升为用于检测RA成功并且尚未具有C-RNTI的UE的C-RNTI；对于其它UE其被放弃。检测RA成功并且已经具有C-RNTI的UE使用其C-RNTI继续。
在步骤S703中，在UE发送随机接入前导之后开始随机接入响应接收。一旦发送了随机接入前导并且无论可能出现的测量间隙如何，MAC实体将在RA响应窗口中监测由下面定义的RA-RNTI识别的用于随机接入响应的SpCell的PDCCH，RA响应窗口在包含前导传输的结束的子帧加上三个子帧处开始并且具有ra-ResponseWindowSize子帧的长度。
与其中发送随机接入前导的PRACH相关联的RA-RNTI被计算为：
RA-RNTI＝1+t_id+10*f_id
其中t_id是被指定的PRACH(0≤t_id<10)的第一子帧的索引，并且f_id是该子帧内的被指定的PRACH的索引，按照频域的升序(0≤f_id<6)。
在成功接收到包含与发送的随机接入前导匹配的随机接入前导标识符的随机接入响应之后，MAC实体可以停止监测随机接入响应。
如果在RA响应窗口内没有接收到随机接入响应，或者如果所有接收到的随机接入响应都不包含与发送的随机接入前导相对应的随机接入前导标识符，则认为随机接入响应接收不成功。
当随机接入响应接收被认为不成功时，如果还没有从较低层接收到功率渐增挂起通知，则MAC实体将PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER增加1。
如果在该随机接入过程中，随机接入前导由MAC选择，则MAC实体基于退避参数根据0和退避参数值之间的均匀分布来选择随机退避时间，并将后续随机接入传输延迟退避时间。并且MAC实体继续选择随机接入资源。随机接入资源选择包括以下执行：i)随机接入前导的选择，ii)确定包含PRACH的下一个可用子帧，或iii)随机接入前导的传输。
图8是图示用于随机接入过程的L1和L2/3之间的交互模型的视图。
从L1和L2/3交互的角度来看，下面在图8中对上述随机接入过程进行建模。在向L1指示随机接入前导传输之后L2/L3从L1接收是否接收到ACK或者检测到DTX的指示。L2/3指示L1如有必要发送第一调度的UL传输(在初始接入情况下的RRC连接请求)，或基于来自L1的指示发送随机接入前导。
图9A至9D是包括随机接入响应的MAC PDU的图。
图9A是由MAC报头和MAC RAR组成的MAC PDU的示例。MAC PDU由MAC报头和零个或多个MAC随机接入响应(MAC RAR)以及可选的填充组成。
MAC报头是可变大小的。MAC PDU报头由一个或多个MAC PDU子报头组成；每个子报头对应于除了退避指示符子报头之外的MAC RAR。如果被包括，则退避指示符子报头仅被包括一次，并且是被包括在MAC PDU报头中的第一个子报头内。
MAC PDU子报头由三个报头字段E/T/RAPID(如图9B所描述的)组成，但是对于退避指示符子报头，由五个报头字段E/T/R/R/BI组成(如在图9C中所描述的)。
MAC RAR由四个字段R/定时提前命令/UL许可/临时C-RNTI组成(如在图9D中所描述的)。填充可能发生在最后MAC RAR之后。基于TB大小、MAC报头的大小和RAR的数目，填充的存在和长度被暗示。
MAC报头的大小可变并且由下述字段组成：
-E：扩展字段是标志，其指示是否在MAC报头中存在多个字段。E字段被设置为“1”以指示至少另外一组E/T/RAPID字段紧跟。E字段设置为“0”以指示MAC RAR或填充在下一个字节处开始；
-T：类型字段是指示MAC子报头是否包含随机接入ID或退避指示符的标志。T字段设置为“0”以指示子报头(BI)中存在退避指示符字段。T字段被设置为“1”以指示子报头中存在随机接入前导ID字段(RAPID)；
-R：保留比特，设置为“0”；
-BI：退避指示符字段识别小区中的超载状况。BI字段的大小是4个比特；
-RAPID：随机接入前导标识符字段识别被发送的随机接入前导。RAPID字段的大小是6个比特。
MAC报头和子报头是被对齐的八位字节。
对于随机接入(RA)过程，UE向eNB发送随机接入前导(RAP)，并且然后UE将在随机接入响应(RAR)窗口期间监测由RA-RNTI寻址的PDCCH。RAR窗口在包含RAP传输的结束加上三个子帧的子帧处开始，并且具有ra-ResponseWindowSize子帧的长度。
在RAR窗口期间，UE将监测PDCCH以便于接收包含UE发送到eNB的RAP ID的RAR。在成功接收到包含发送的RAP的RAR之后，UE可以停止监测由RA-RNTI寻址的PDCCH。
这意味着，如果UE还没有收到包含与发送的RAP相对应的RAP ID的RAR，则UE将在RAR窗口期间继续监测PDCCH，因为eNB可以在RAR窗口中的任何时间点发送包含被发送的RAP ID的RAR。然而，在eNB尚未成功解码或接收到UE发送的RAP的情况下，UE最终将不能接收包含被发送的RAP ID的RAR。从UE的角度来看这带来PDCCH的不必要的监测，并且因此延迟RAP的附加传输和整个RA过程。
目前，不存在用于UE预测在RAR窗口期间eNB将不会发送包含所发送的RAP ID的RAR使得UE在RAR窗口期间不会接收到包含发送的RAP ID的RAR的方法。如果UE能够预测在RAR窗口期间UE是否将接收到包含发送的RAP ID的RAR，则UE能够以更快和更有效的方式执行RA过程。
图10是根据本发明的实施例的在无线通信***中操作快速随机接入过程的概念图。
在本发明中，在UE发送随机接入前导(RAP)之后，提出如果UE从eNB接收到指示被发送的RAP没有被eNB成功解码或者接收的指示符，则在随机接入响应(RAR)窗口期间UE停止监测由RA-RNTI寻址的PDCCH。详细地，eNB发送指示eNB未成功解码或接收的RAP的指示符。在接收到指示符时，UE认为RAR接收不成功并且继续选择随机接入资源，尽管RAR窗口未结束。
UE向eNB发送随机接入前导(RAP)并且基于其中发送RAP的PRACH资源来计算RA-RNTI(S1001)。UE在RAR窗口内开始监测由RA-RNTI识别的用于RAR的PDCCH(S1003)。
eNB从与RA-RNTI相关联的至少一个UE接收至少一个RAP。在这种情况下，eNB发送指示eNB还未成功解码或接收到的与RA-RNTI相关联的至少一个RAP的指示符。
优选地，指示符通过包括下述来指示相关的RAP：i)相关RAP的RAP ID；或ii)对于相关的RAP被设置为例如“1”的RAP ID的位图。
优选地，指示符由RA-RNTI识别。经由MAC信令发送该指示符，其中MAC信令能够是i)MAC控制元素、ii)MAC子报头、或iii)MAC RAR。
在RAR窗口内，当UE接收到指示eNB未成功解码或接收的至少一个RAP的由RA-RNTI识别的指示符(S1005)时，UE认为RAR的接收不成功(S1007)。
例如，如果由指示所指示的至少一个RAP中的一个RAP与UE发送的与RA-RNTI相关联的RAP匹配，则UE认为RAR的接收不成功，并且UE在RAR窗口内停止由RA-RNTI识别的PDCCH的监测(S1009)。不论RAR窗口是否结束，UE进行到随机接入资源的选择，其中随机接入资源选择包括，例如，RAP的选择、包含PRACH的下一个可用子帧的确定、RAP的传输。
否则，如果由指示所指示的至少一个RAP ID中没有一个与发送的RAP的RAP ID相匹配，则UE在RAR窗口内不停止监测由RA-RNTI识别的PDCCH。即，UE在RAR窗口内保持进一步监测由RA-RNTI识别的PDCCH(S1011)。
图11是根据本发明的实施例的在无线通信***中操作快速随机接入过程的概念图。
在图11的情况下，其能够被应用于机器类型通信或ProSe通信，以实现省电或延迟降低。
当UE向对等设备发送包括第一RAP标识符(ID)的随机接入前导(RAP)(S1101)时，UE监测用于接收包括至少一个RAP ID的指示符的控制信道(S1103)。对等设备指示与RA-RNTI相关联的RAP未被成功解码或接收，以便于不执行不必要的RA过程。当UE从对等设备接收到包括至少一个RAP ID的指示符(S1105)时，UE在接收到指示符时停止监测控制信道(S1107)。
优选地，指示符通过包括下述来指示相关的RAP：i)相关RAP的RAP ID；或ii)对于相关的RAP被设置为例如“1”的RAP ID的位图。
优选地，指示符由RA-RNTI识别。经由MAC信令发送该指示符，其中MAC信令能够是i)MAC控制元素，ii)MAC子报头，或iii)MAC RAR。
当UE接收到由RA-RNTI标识的指示对等设备未成功解码或接收的至少一个RAP的指示符时，UE认为RAR的接收不成功。此时，UE在接收到指示符时停止监测控制信道。
否则，如果由指示所指示的至少一个RAP ID中没有一个与所发送的RAP的RAP ID相匹配，则UE不停止监测由RA-RNTI识别的控制信道(S1109)。即，UE在RAR窗口内保持进一步监测由RA-RNTI识别的控制信道。
图12是根据本发明的实施例的在无线通信***中操作快速随机接入过程的示例场景。
UE发送具有RAP ID＝7的RAP并且计算RA-RNTI(S1201)。UE将会在RAR窗口内监测由RA-RNTI识别的用于RAR的PDCCH，RAR窗口在包含RAP传输的结束加上三个子帧的子帧处开始(S1203)。
在RAR窗口内，UE经由MAC信号接收指示，该指示指示eNB尚未成功解码或接收RAP。UE检查是否在接收到的指示中指示RAPID＝7。
当在接收到的指示中没有指示RAPID＝7时，UE保持监测用于RAR的PDCCH(S1205)。
同时，当在接收到的指示中指示RAPID＝7时，UE认为RAR的接收不成功，并且停止监测用于RAR的PDCCH(S1207)。
此外，UE进行随机接入资源选择。UE确定包含PRACH的下一个可用子帧并且甚至在RAR窗口内发送RAP。然后，尽管RAR窗口没有结束，UE发送RAP(S1209)。
图13A和13D是根据本发明的实施例的新MAC PDU的图。
指示符包括RAP ID中的至少一个，使得指示符指示eNB尚未成功解码或接收与RA-RNTI相关联的至少一个RAP。
通过包括下述指示符指示相关的RAP：i)相关的RAP的RAP ID(图13A)；或ii)对于相关的RAP被设置为例如“1”的RAP ID的位图(图13C)。
图13A是仅包括一个RAP ID的RAPID MAC CE，图13B是由MAC报头、RAPID MAC CE和MAC RAR组成的MAC PDU的示例。在图13A的RAPID MAC CE中，通过包括相应的RAP ID仅指示相关RAP中的一个。为此RAPID MAC CE分配LCID。通过使用上述的RAPID MAC CE，包含MAC报头、RAP ID MAC CE和MAC RAR的由RA-RNTI寻址的MAC PDU的示例如在图13B中所示。
图13C是通过使用位图包括多个RAP的RAPID MAC CE，并且图13D是由MAC报头、RAPID MAC CE和MAC RAR组成的MAC PDU的示例。
在图13C的RAPID MAC CE中，通过包括相应的RAP ID来指示多个相关的RAP。例如，对于具有RAP ID＝i的相关的RAP，将Li字段设置为1。对于此RAPID MAC CE分配LCID。
通过使用上述的RAP ID MAC CE，包含MAC报头、RAP ID MAC CE和MAC RAR的由RA-RNTI寻址的MAC PDU的示例如在图13D中所示。
总而言之，传统的RA过程认为如果在RA响应窗口内没有接收到随机接入响应，或者如果所有接收到的随机接入响应都不包含与发送的随机接入前导相对应的随机接入前导标识符，则随机接入响应接收不成功。
然而，根据本发明，如果与发送的随机接入前导相对应的RAP标识符被指示为未被eNB接收，则UE附加地认为随机接入响应接收被认为不成功。
通过不必要的RAR接收过程能够被提前终止，能够得到省电和延迟降低的效果。也就是说，如果UE能够确定在RAR窗口中没有发送RAR，则UE能够提前停止不必要的PDCCH监测，并且UE能够选择和发送新的RAP。这能够进行有效的RA过程。
在下文中所描述的本发明的实施例是本发明的要素和特征的组合。除非另外提到，否则要素或特征可以被认为是选择性的。可以在没有与其它要素或特征组合的情况下实践每个要素或特征。此外，可以通过组合要素和/或特征的一部分来构造本发明的实施例。可以重新排列在本发明的实施例中所描述的操作顺序。任何一个实施例的一些构造都可以被包括在另一实施例中，并且可以用另一实施例的对应构造来替换。对本领域的技术人员而言显而易见的是，在所附权利要求中未被明确彼此引用的权利要求可以以组合方式呈现为本发明的实施例，或者通过在本申请被提交之后的后续修改被包括作为新的权利要求。
在本发明的实施例中，可以通过BS的上节点执行被描述为通过BS执行的特定操作。即，显而易见的是，在由包括BS的多个网络节点组成的网络中，为了与MS通信而执行的各种操作可以由BS或除了该BS之外的网络节点来执行。术语“eNB”可以用术语“固定站”、“节点B”、“基站(BS)”、“接入点”等替换。
可以通过例如硬件、固件、软件或其组合的各种手段来实现上述实施例。
在硬件配置中，可以通过一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器等来实现根据本发明实施例的方法。
在固件或软件配置中，可以以执行上述功能或操作的模块、过程、函数等的形式来实现根据本发明的实施例的方法。例如，软件代码可以被存储在存储器单元中并且由处理器来执行。存储器单元可以位于处理器的内部或外部，并且可以经由各种已知的装置将数据发送到处理器和从处理器接收数据。
本领域的技术人员将了解的是，在不脱离本发明的精神和本质特性的情况下，可以以除了在此阐述的特定方式以外的其它特定方式来执行本发明。上述实施例因此在所有方面都被解释成说明性的而不是限制性的。本发明的范围应该由所附权利要求和它们的合法等同物来确定，而不是由上述描述来确定，并且旨在将落入所附权利要求的含义和等同范围内的所有改变包括在其中。
工业实用性
虽然已经围绕被应用于3GPP LTE***的示例描述了上述方法，但是除3GPP LTE***之外本发明还可适用于各种无线通信***。

Claims (9)

1.一种用于在无线通信***中用户设备UE操作的方法，所述方法包括：
向网络发送包括第一随机接入前导RAP标识符ID的消息；
在用于随机接入响应RAR的时间窗口期间开始监测用于所述RAR的物理下行链路控制信道PDCCH；
从所述网络接收包括至少一个RAP ID的指示符，其中所述至少一个RAP ID中的一个与所述第一RAP ID匹配；以及
在接收到所述指示符时停止监测用于所述RAR的所述PDCCH，
其中，基于所述消息未被所述网络成功解码或接收，接收所述指示符。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，使用用于所述RAR的无线电网络形式标识符RA-RNTI接收所述指示符。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，使用媒体接入控制MAC协议数据单元PDU接收所述指示符，其中，所述MAC PDU包含用于另一UE的RAR，并且其中，用于所述另一UE的RAR通知来自所述另一UE的RAP的传输是成功的。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，使用媒体接入控制MAC协议数据单元PDU接收所述指示符，其中，所述MAC PDU包含MAC报头和RAP ID MAC CE。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
在接收所述指示符时选择新的随机接入资源。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述新的随机接入资源选择包括选择新的RAP、确定包含物理随机接入信道PRACH的下一个可用子帧，或发送所述新的RAP。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，如果由所述指示符指示的所述至少一个RAP ID中没有一个与所述第一RAP ID匹配，则所述UE在用于所述RAR的所述时间窗口内保持监测用于所述RAR的所述PDCCH。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，用于所述RAR的所述时间窗口在包含所述消息传输的结束的子帧加上三个子帧处开始。
9.一种在无线通信***中操作的用户设备UE，所述UE包括：
射频RF模块；和
处理器，所述处理器被配置成控制所述RF模块，
其中，所述处理器被配置成：
向网络发送包括第一随机接入前导RAP标识符ID的消息，
在用于随机接入响应RAR的时间窗口期间开始监测用于所述RAR的物理下行链路控制信道PDCCH，
从所述网络接收包括至少一个RAP ID的指示符，其中所述至少一个RAP ID中的一个与所述第一RAP ID匹配，以及
在接收到所述指示符时停止监测用于所述RAR的所述PDCCH，
其中，基于所述消息未被所述网络成功解码或接收，接收所述指示符。
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