一种随机接入方法、设备和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种随机接入方法、设备和系统，用于解决覆盖增强场景下，若针对每个终端的Msg3都采用一个独立的UL grant进行ACK/NACK反馈，会导致反馈开销较大的问题。方法包括：终端根据RA-RNTI与专用于ACK/NACK反馈的RNTI的对应关系，确定出该终端的RA-RNTI对应的专用于ACK/NACK反馈的RNTI；使用该专用于ACK/NACK反馈的RNTI，检测下行控制信道，以获得用于承载Msg3对应的ACK/NACK反馈的下行消息；根据该终端的Msg3对应的ACK/NACK反馈在该下行消息中的位置，从该下行消息中获取该终端的Msg3的ACK/NACK反馈，从而节省了系统资源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，特别涉及一种覆盖增强场景下的随机接入方法、设备和系统。
技术介绍
竞争随机接入是指基站(eNodeB，eNB)没有为终端(UserTerminal，又称用户设备，UserEquipment，UE)分配专用资源，完全由终端随机发起的随机接入过程。竞争随机接入适用于所有五种场景，对于无线资源控制(RadioResourceControl，RRC)连接建立、RRC连接重建和上行数据到达的场景，随机接入完全是由终端自发的，eNB没有任何先验信息；对于切换和下行数据到达场景，终端根据eNB指示发起随机接入，一般说来，eNB会优先选择非竞争随机接入，只有在非竞争随机接入资源不够分配的情况下，才会指示终端发起竞争随机接入。竞争随机接入过程分四步完成，如图1所示，每一步称为一条消息(Message，简称Msg)，在相关标准中将这四个步骤称为Msg1～Msg4。其中：(1)Msg1：前导(preamble)序列。该消息为上行消息，由终端发送，eNB接收，承载在物理随机接入信道(PhysicalRandomAccessChannel，PRACH)中发送。对于竞争随机接入，终端发送的preamble序列是在特定preamble集合中随机选择的一个，不同preamble序列的具有不同的标识信息，即preambleindex(索引)。(2)Msg2：随机接入响应(RandomAccessResponse，RAR)。该消息为下行消息，由eNB发送，终端接收。Msg2是eNB在接收到Msg1之后对终端发起的随机接入的响应，必须在随机接入响应窗中发送。随机接入响应窗起点为满足n+3的第一个可用下行子帧，n为preamble序列发送的最后一个子帧，长度为2～10ms，由eNB在系统消息中指定。Msg2在媒体接入控制(MediaAccessControl，MAC)层定义的下行共享信道(DownlinkSharedChannel，DL-SCH)承载，在物理层对应物理下行共享信道(PhysicalDownlinkSharedChannel，PDSCH)。一条Msg2可以响应多个终端的随机接入请求，即同时承载多个终端的RAR，因此Msg2没有混合自动重传请求(HybridAutomaticRepeatreQuest,HARQ)过程，即没有反馈重传过程。eNB用由在公共搜索空间中传输的随机接入无线网络临时标识(RandomAccessRadioNetworkTemporaryIdentifier，RA-RNTI)加扰的物理下行控制信道(PhysicalDownlinkControlChannel，PDCCH)调度Msg2，RA-RNTI由发送Msg1的PRACH时频资源位置确定；使用相同PRACH时频资源的终端计算得到相同的RA-RNTI，其RAR信息打包在同一个RAR消息中发送，该RAR消息承载在由该RA-RNTI加扰的PDCCH调度的下行共享信道中传输，且该下行共享信道也使用该RA-RNTI进行加扰。Msg2中的内容包括：backoff(回退)参数、与Msg1对应的preamble序列的标识信息、上行传输定时提前量(TA)、Msg3的上行调度许可(ULgrant，在物理层又称为RARgrant)、临时(Temporary)小区级无线网络临时标识(Cell-RadioNetworkTemporaryIdentifier，C-RNTI)，简称TC-RNTI。其中，backoff参数用于指示如果本次随机接入失败，终端下次发起随机接入的时延均值。终端通过自身在Msg1中发送preamble序列所使用的PRACH时频域资源确定的RA-RNTI，识别承载自身RAR的RAR消息(即在DL-SCH中发送的Msg2)，在该RAR消息中根据自身在Msg1中发送的preamble序列的标识信息确定发送给自己的RAR。如果终端没有正确接收到Msg2，则依据backoff参数的时延限制确定下一次发起随机接入的时延，另外选择随机接入资源发起下一次随机接入。达到最大随机接入次数后，终端的MAC层向RRC层上报随机接入问题，触发无线链路失败(RadioLinkFailure，RLF)过程。(3)Msg3：第一次调度上行传输。该消息为上行消息，由终端发送，eNB接收。终端在接收到Msg2后，在获得的自身的RAR中所包含的ULgrant(即RARgrant)所指示的上行资源上进行的上行传输，即根据自身的RARgrant中的调度信息传输物理上行共享信道(PhysicalUplinkSharedChannel，PUSCH)，该PUSCH对应MAC层的上行共享信道(UplinkSharedChannel，UL-SCH)。采用HARQ过程，上行资源最小可以传输56比特。Msg3的初始传输是唯一由MAC层动态调度的上行传输，需要MAC层处理，因此Msg3与Msg2至少间隔6ms，其他Msg3的重传都是由PDCCH完成的，该PDCCH在公共搜索空间中传输，且使用TC-RNTI加扰。针对不同的场景，Msg3中包含不同的内容：初始接入：携带RRC层生成的RRC连接请求消息，不包含非接入层(NonAccessStratum，NAS)消息；在MAC层对应的逻辑信道为公共控制信道(CommonControlChannel，CCCH)传输；连接重建：携带RRC层生成的RRC连接重建请求，不包含NAS消息；在MAC层对应的逻辑信道为CCCH；切换：传输RRC层生成的RRC切换完成消息，在MAC层对应的逻辑信道为用专属控制信道(DedicateControlChannel，DCCH)；传输终端的C-RNTI；如果资源足够，可以包含上行缓存状态报告(BSR)；上下行数据到达：至少传输终端的C-RNTI。(4)Msg4：竞争解决。该消息为下行消息，由eNB发送，终端接收。eNB和终端通过Msg4完成最终的竞争解决。Msg4的内容是与Msg3的内容相对应的。随着物联网的兴起，在长期演进系统(LongTermEvolution，LTE)系统中支持机器类通信(MachineTypeCommunication，MTC)越来越受到重视。在3GPPRelease13立项了针对MTC的物理层增强项目。一台MTC设备(也称为MTC终端)可能具有多种机器与机器(MachinetoMachine，M2M)通信特性中的部分特性，如低移动性、传输数据量小、对通信时延不敏感、要求极低功耗等。现有网络中，运营商发现某些场景下工作的终端，比如工作于地下室、商场或者建筑角落的终端，由于无线信号被严重遮挡，信号受到很大的衰减，无法与网络进行通信，而针对这些场景下进行网络的深度覆盖会大大增加网络的建网成本。经过测试，认为需要对现有覆盖进行一定程度的增强。实现覆盖增强，一种较为可行的方法是对现有信道采用重复传输或类似技术，理论上可以通过对现有物理信道进行几十次至几百次重复传输获得一定程度的覆盖增益。在进行覆盖增强传输时，为了提高传输性能，需要进行多次重复传输。对于上述随机接入过程，每个步骤中的消息的调度信令和消息本身以及相应的反馈信息都需要进行重复传输。对于公共搜索空间本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种随机接入方法，其特征在于，该方法包括：终端根据随机接入无线网络临时标识RA‑RNTI与专用于肯定确认ACK/否定确认NACK反馈的RNTI的对应关系，确定出所述终端的RA‑RNTI对应的专用于ACK/NACK反馈的RNTI；所述终端使用所述专用于ACK/NACK反馈的RNTI，检测下行控制信道，以获得用于承载Msg3对应的ACK/NACK反馈的下行消息；所述终端根据所述终端的Msg3对应的ACK/NACK反馈在所述下行消息中的位置，从所述下行消息中获取所述终端的Msg3的ACK/NACK反馈。

【技术特征摘要】
1.一种随机接入方法，其特征在于，该方法包括：终端根据随机接入无线网络临时标识RA-RNTI与专用于肯定确认ACK/否定确认NACK反馈的RNTI的对应关系，确定出所述终端的RA-RNTI对应的专用于ACK/NACK反馈的RNTI；所述终端使用所述专用于ACK/NACK反馈的RNTI，检测下行控制信道，以获得用于承载Msg3对应的ACK/NACK反馈的下行消息；所述终端根据所述终端的Msg3对应的ACK/NACK反馈在所述下行消息中的位置，从所述下行消息中获取所述终端的Msg3的ACK/NACK反馈。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述终端从所述下行消息中获取所述终端的Msg3的ACK/NACK反馈之前，还包括：所述终端确定出所述终端的Msg3对应的ACK/NACK反馈在所述下行消息中的位置。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述终端确定出所述终端的Msg3对应的ACK/NACK反馈在所述下行消息中的位置，包括：所述终端根据所述终端的随机接入响应RAR在RAR消息中的位置，确定出所述终端的Msg3对应的ACK/NACK反馈在所述下行消息中的位置；其中，不同终端的Msg3对应的ACK/NACK反馈在所述下行消息中的排序方式与该终端对应的RAR在RAR消息中的排序方式相同，所述RAR消息由所述RA-RNTI加扰。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述终端确定出所述终端的Msg3对应的ACK/NACK反馈在所述下行消息中的位置，包括：所述终端根据所述终端的前导preamble序列的标识信息，确定出所述终端的Msg3对应的ACK/NACK反馈在所述下行消息中的位置；其中，所述下行消息中的每个ACK/NACK反馈所在位置之前的A比特信息或者之后的A比特信息为该ACK/NACK反馈对应的终端的preamble序列的
\t标识信息，A为自然数。5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述终端确定出所述终端的Msg3对应的ACK/NACK反馈在所述下行消息中的位置，包括：所述终端根据所述终端传输Msg3所使用的物理资源块PRB、传输Msg3所在的窄带信息、以及传输Msg3所使用的导频循环移位信息中的至少一种信息，确定出所述终端的Msg3对应的ACK/NACK反馈在所述下行消息中的位置。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下行控制信道为增强物理下行控制信道EPDCCH。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下行消息为专用于传输ACK/NACK反馈的下行控制信息DCI，其中，所述DCI包含M比特信息，所述M比特信息被划分为N个信息域，所述N个信息域中的每个信息域分别用来承载一个ACK/NACK反馈。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下行控制信道在公共搜索空间中传输。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，RA-RNTI与专用于ACK/NACK反馈的RNTI的对应关系为所述终端和基站预先定义的，或者由基站通过系统消息通知给所述终端。10.如权利要求1～9任一项所述的方法，其特征在于，所述终端从所述下行消息中获取所述终端的Msg3的ACK/NACK反馈之后，还包括：若所述终端的Msg3的ACK/NACK反馈为NACK，所述终端按照所述终端对应的RAR许可grant所指示的调度信息，重新传输所述终端的Msg3。11.一种随机接入方法，其特征在于，该方法包括：基站接收到至少两个终端发送的Msg3，并产生所述至少两个终端的Msg3对应的ACK/NACK反馈；所述基站将所述至少两个终端的Msg3对应的ACK/NACK反馈映射到下
\t行消息中；所述基站根据所述至少两个终端所对应的RA-RNTI与专用于ACK/NACK反馈的RNTI的对应关系，确定出所述RA-RNTI对应的专用于ACK/NACK反馈的RNTI；所述基站使用所述专用于ACK/NACK反馈的RNTI对所述下行消息进行加扰，并通过下行控制信道，发送加扰后的下行消息。12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述基站将所述至少两个终端的Msg3对应的ACK/NACK反馈映射到所述下行消息中，包括：所述基站根据所述至少两个终端对应的RAR在RAR消息中的位置，将所述至少两个终端的Msg3对应的ACK/NACK反馈映射到下行消息中；其中，不同终端的Msg3对应的ACK/NACK反馈在所述下行消息中的排序方式与该终端对应的RAR在RAR消息中的排序方式相同，所述RAR消息由所述RA-RNTI加扰。13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述基站将所述至少两个终端的Msg3对应的ACK/NACK反馈映射到所述下行消息中，包括：所述基站根据所述至少两个终端的preamble序列的标识信息，将所述至少两个终端的Msg3对应的ACK/NACK反馈映射到下行消息中；其中，所述下行消息中的每个ACK/NACK反馈所在位置之前的A比特信息或者之后的A比特信息为该ACK/NACK反馈对应的终端的preamble序列的标识信息，A为自然数。14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述基站将所述至少两个终端的Msg3对应的ACK/NACK反馈映射到所述下行消息中，包括：所述基站根据所述至少两个终端传输Msg3所使用的PRB、传输Msg3所在的窄带信息、以及传输Msg3所使用的导频循环移位信息中的至少一种信息，将所述至少两个终端的Msg3对应的ACK/NACK反馈映射到下行消息中。15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述下行控制信道为
\tEPDCCH。16.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述下行消息为专用于传输ACK/NACK反馈的DCI，其中，所述DCI包含M比特信息，所述M比特信息被划分为N个信息域，所述N个信息域中的每个信息域分别用来承载一个ACK/NACK反馈。17.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述下行控制信道在公共搜索空间中传输。18.如权利要求11所述的方法，其特征在于，RA-RNTI与专用于ACK/NACK反馈的RNTI的对应关系为终端和基站预先定义的，或者由基站通过系统消息通知给终端。19.如权利要求11～18任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括：所述基站按照对应ACK/NACK反馈为NACK的终端的RARgrant所指示的调度信息，重新接收ACK/NACK反馈为NACK的终端重新发送的Msg3。20.一种终端，其特征在于，该终端包括：确定模块，用于根据RA-RNTI与专用于ACK/NACK反馈的RNTI的对应关系，确定出自身所属的终端的RA-RNTI对应的专用于ACK/NACK反馈的RNTI；下行消息获取模块，用于使用所述专用于ACK/NACK反馈的RNTI，检测下行控制信道，以获得用于承载...

【专利技术属性】
技术研发人员：高雪娟，邢艳萍，
申请(专利权)人：电信科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11