在物联网环境中考虑覆盖等级和子载波间隔配置和/或多频配置的随机接入方法技术

公开了在基于蜂窝的机器到机器通信终端与基站之间的随机接入过程中由终端执行的用于上行链路数据传输的随机接入方法。该方法包括以下步骤：在机器到机器通信终端与基站之间执行随机接入过程，其中，所述随机接入过程包括通过考虑覆盖等级和是否支持多频传输来选择物理随机接入信道(PRACH)资源的步骤。当在基于蜂窝的IoT系统中操作的机器到机器通信终端或机器到机器通信设备执行随机接入时，终端可以执行与覆盖等级、子载波间隔配置和多频配置对应的高效随机接入过程并且使覆盖等级改变最小化，从而减少当覆盖等级改变时因为重复传输次数增加以及等待与覆盖等级对应的PRACH资源所耗费的终端操作时间，从而可以减少能耗且可以提高延迟时间性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在物联网环境中考虑覆盖等级和子载波间隔配置和/或多频配置的随机接入方法
本专利技术涉及用于在机器到机器通信终端或机器到机器通信设备中执行随机接入的方法，更具体地说，涉及当基于蜂窝的物联网(IoT)环境中的机器到机器通信终端或机器到机器通信设备连续地失败于执行随机接入过程时高效地选择前导码并且执行随机接入的方法。
技术介绍
用于实现物联网环境的基于蜂窝的IoT系统目的在于基于授权频带中的宽覆盖而提供可靠的连接，以将服务提供给大规模存在的终端(例如机器到机器通信终端或机器到机器通信设备)。作为基于蜂窝的IoT系统的示例，窄带IoT(NB-IoT)通过使用小于机器类型通信(MTC)的1.4MHz的带宽的带宽(即小于上行链路和下行链路二者中的带宽1.4MHz的带宽)(例如180kHz)按低速数据率提供适合于以传感器为中心的应用的IoT服务。在NB-IoT中，在下行链路中使用OFDMA，并且可以使用非常小的子载波间隔(例如15kHz子载波间隔)。在NB-IoT上行链路中，可以使用SC-FDMA。在NB-IoT上行链路中，可以使用3.75kHz子载波间隔或15kHz子载波间隔。随机接入作为为了终端对基站的连接和数据发送而终端在任意时间将数据发送到基站的一种数据传输过程，起到启动在所有终端中启动的通信的作用。具体地说，请求一种方法，其中，基站可以在随机接入过程期间成功地接收从非常远离的终端发送的信号(其中，扩展20dB或更大的覆盖，以反映要求宽覆盖区域的NB-IoT服务特性)，并且也可以在长距离中将对接收到的信号的响应信号成功地发送到对应终端。当设计NB-IoT的基于SC-FDMA的上行链路时，归因于NB-IoT的减少的带宽，为了执行LTE随机接入过程，需要修改物理随机接入信道(PRACH)的设计，并且修改可能部分地影响LTE随机接入过程。LTE随机接入用于多种目的(例如在配置无线电链路之时的初始接入以及调度请求)，并且随机接入的主要目的是通过实现上行链路同步来准备数据传输。随机接入可能变为基于竞争的随机接入或无竞争的随机接入。
技术实现思路
技术问题在基于蜂窝的IoT系统(例如窄带物联网(NB-IoT)系统)中，考虑根据终端的信道状态分成多个覆盖类(CC)或覆盖等级(CL)而提供服务的方案。覆盖类(CC)或覆盖等级(CL)通常分类为正常覆盖(下文中称为CC1或CL1)、稳健覆盖(下文中称为CC2或CL2)以及极端覆盖(下文中称为CC3或CL3)，并且基站通过根据覆盖类(CC)或覆盖等级(CL)区分参数(例如终端所使用的资源的位置、重复传输次数、调制和编码方案(MCS)等)而使属于每个覆盖类(CC)或覆盖等级(CL)的终端可以根据信道状态来接收优化的服务。此外，NB-IoT可以根据终端在上行链路传输时使用的子载波间隔(subcarrierspacing)和/或是否支持多频(multi-tone)传输来定义并支持三种配置(Configuration)。表1示出在上行链路传输期间关于各个子载波间隔配置和/或多频配置的性能特性。[表1]在终端在现有的所讨论的NB-IoT系统中进行的随机接入过程期间，在失败的情况下，在当在终端所选择的覆盖类(CC)或覆盖等级(CL)中执行随机接入时可能并未接收到对前导码(消息1)传输的随机接入响应(消息2)的情况下，或在可能并未接收到作为对连接请求(消息3)的传输的响应的竞争解决(消息4)的情况下，重新执行随机接入过程，并且再次传输前导码。在此情况下，当连续前导码重传发生预先定义的特定次数以上时，终端通过将当前覆盖类(CC)或覆盖等级(CL)改变为降低达一个等级的支持信道状态的覆盖类(CC)或覆盖等级(CL)来再次执行随机接入，以准备数据传输。然而，用于在改变覆盖类(CC)或覆盖等级(CL)之后重新执行随机接入的过程具有这样的问题：因为在改变后的覆盖类(CC)或覆盖等级中执行随机接入之时，终端需要从开始再次按增加的重复传输次数在对应PRACH中执行随机接入过程，所以操作时间和延迟时间显著地增加。因此，本专利技术示例实施例提供用于当终端在基于蜂窝的IoT系统(例如NB-IoT)中执行随机接入时响应于子载波间隔和/或多频配置而通过考虑关于每个覆盖类(CC)或覆盖等级(CL)中的子载波间隔和/或多频配置的每个等级的性能而在随机接入过程中依次使用前导码资源的方法。详细地说，本专利技术示例实施例提供用于以下操作的方法：在随机接入过程期间无法发送用于上行链路数据传输的连接请求消息(消息3)时重新执行随机接入的过程中，当选择用于前导码传输的资源时，在通过主要地改变覆盖类(CC)或覆盖等级(CL)中所使用的子载波间隔和/或多频配置来尝试重传之后，直到覆盖类(CC)或覆盖等级(CL)中所提供的子载波间隔和/或多频配置的最后步骤，当终端失败于随机接入过程时，通过改变覆盖类(CC)或覆盖等级(CL)来重新执行随机接入。根据本专利技术示例实施例，所提供的是一种在基于蜂窝的IoT系统(例如NB-IoT)中考虑覆盖类(CC)或覆盖等级(CL)和上行链路子载波间隔和/或多频配置的高效随机接入方法。此外，根据本专利技术示例实施例，所提供的是一种可以减少在基于蜂窝的IoT系统中发送小数据(smalldata)的终端的延迟时间和能耗的简化的数据传输方法。技术方案根据本专利技术的一方面的在基于蜂窝的机器到机器通信终端与基站之间的随机接入过程中由终端执行的用于上行链路数据传输的随机接入方法包括以下步骤：在机器到机器通信终端与基站之间执行随机接入过程，其中，所述随机接入过程包括通过考虑覆盖等级和是否支持多频传输来选择物理随机接入信道(PRACH)资源的步骤。在通过考虑覆盖等级以及是否支持多频传输来选择随机接入资源的步骤中：当所述机器到机器通信终端尚未发送用于请求用于所述上行链路数据传输的连接的消息(消息3)时可以通过考虑所选择的覆盖等级以及是否支持多频传输来选择随机接入资源。在当所述机器到机器通信终端尚未发送用于请求用于所述上行链路数据传输的连接的消息(消息3)时通过考虑所选择的覆盖等级以及是否支持多频传输来选择随机接入资源的步骤中，当由所述机器到机器通信终端执行的用于请求用于所述上行链路数据传输的连接的消息(消息3)传输失败或竞争解决的不成功接收连续地发生并且因此前导码传输次数大于最大前导码传输次数时，可以选择使用在与所选择的覆盖等级相同的覆盖等级中所使用的子载波间隔和/或多频配置的所述随机接入资源。通过考虑覆盖等级以及是否支持多频传输来选择随机接入资源的步骤可以包括如下步骤：当所述机器到机器通信终端尚未发送用于请求用于所述上行链路数据传输的连接的消息(消息3)时，选择与所选择的覆盖等级对应并且与支持所述多频传输对应的所述随机接入资源。在当所述机器到机器通信终端尚未发送用于请求用于所述上行链路数据传输的连接的消息(消息3)时通过考虑所选择的覆盖等级以及是否支持多频传输来选择随机接入资源的步骤中，当所述机器到机器通信终端尚未发送用于请求用于所述上行链路数据传输的连接的消息(消息3)时，可以选择使用在与所选择的覆盖等级相同的覆盖等级中所使用的多频配置的所述随机接入资源。当所述机器到机器通信终端尚未发送用于请求用于所述上行链路数据传输的连接的消息(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于蜂窝的机器到机器通信终端与基站之间的随机接入方法，所述随机接入方法是在基于蜂窝的机器到机器通信终端与基站之间的随机接入过程中由终端执行的用于上行链路数据传输的随机接入方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：在所述基于蜂窝的机器到机器通信终端与所述基站之间执行所述随机接入过程，其中，所述随机接入过程包括如下步骤：通过考虑覆盖等级以及是否支持多频传输来选择随机接入资源。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.29 KR 10-2016-0011893;2016.03.03 KR 10-2011.一种基于蜂窝的机器到机器通信终端与基站之间的随机接入方法，所述随机接入方法是在基于蜂窝的机器到机器通信终端与基站之间的随机接入过程中由终端执行的用于上行链路数据传输的随机接入方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：在所述基于蜂窝的机器到机器通信终端与所述基站之间执行所述随机接入过程，其中，所述随机接入过程包括如下步骤：通过考虑覆盖等级以及是否支持多频传输来选择随机接入资源。2.如权利要求1所述的基于蜂窝的机器到机器通信终端与基站之间的随机接入方法，其特征在于，通过考虑覆盖等级以及是否支持多频传输来选择随机接入资源的步骤包括如下步骤：当所述机器到机器通信终端尚未发送用于请求用于所述上行链路数据传输的连接的消息(消息3)时通过考虑所选择的覆盖等级以及是否支持多频传输来选择随机接入资源。3.如权利要求2所述的基于蜂窝的机器到机器通信终端与基站之间的随机接入方法，其特征在于，在当所述机器到机器通信终端尚未发送用于请求用于所述上行链路数据传输的连接的消息(消息3)时通过考虑所选择的覆盖等级以及是否支持多频传输来选择随机接入资源的步骤中，当由所述机器到机器通信终端执行的用于请求用于所述上行链路数据传输的连接的消息(消息3)的HARQ传输失败或竞争解决的不成功接收连续地发生并且因此前导码传输次数大于最大前导码传输次数时，选择使用在与所选择的覆盖等级相同的覆盖等级中所使用的另一子载波间隔和/或多频配置的所述随机接入资源。4.如权利要求1所述的基于蜂窝的机器到机器通信终端与基站之间的随机接入方法，其特征在于，通过考虑覆盖等级以及是否支持多频传输来选择随机接入资源的步骤包括如下步骤：当所述机器到机器通信终端尚未发送用于请求用于所述上行链路数据传输的连接的消息(消息3)时，选择与所选择的覆盖等级对应并且与支持所述多频传输对应的所述随机接入资源。5.如权利要求4所述的基于蜂窝的机器到机器通信终端与基站之间的随机接入方法，其特征在于，在当所述机器到机器通信终端尚未发送用于请求用于所述上行链路数据传输的连接的消息(消息3)时通过考虑所选择的覆盖等级以及是否支持多频传输来选择随机接入资源的步骤中，当所述机器到机器通信终端尚未发送用于请求用于所述上行链路数据传输的连接的消息(消息3)时，选择使用在与所选择的覆盖等级相同的覆盖等级中所使用的多频配置的所述随机接入资源。6.如权利要求4所述的基于蜂窝的机器到机器通信终端与基站之间的随机接入方法，其特征在于，当所述机器到机器通信终端尚未发送用于请求用于所述上行链路数据传输的连接的消息(消息3)时通过考虑所选择的覆盖等级以及是否支持多频传输来选择随机接入资源的步骤包括如下步骤：当所述机器到机器通信终端尚未发送用于请求用于所述上行链路数据传输的连接的消息(消息3)时通过在与所选择的覆盖等级相同的覆盖等级中改变多频配置来执行随机接入。7.如权利要求6所述的基于蜂窝的机器到机器通信终端与基站之间的随机接入方法，其特征在于，在当所述机器到机器通信终端尚未发送用于请求用于所述上行链路数据传输的连接的消息(消息3)时通过考虑所选择的覆盖等级以及是否支持多频传输来选择随机接入资源的步骤中，所述基站通过考虑所述覆盖等级和子载波间隔和/或多频配置来逐级配置所述随机接入资源，并且当所述机器到机器通信终端尚未发送用于请求用于所述上行链路数据传输的连接的消息(消息3)时，所述机器到机器通信终端在执行所述随机接入时逐级选择所述随机接入资源。8.如权利要求4所述的基于蜂窝的机器到机器通信终端与基站之间的随机接入方法，其特征在于，当所述机器到机器通信终端尚未发送用于请求用于所述上行链路数据传输的连接的消息(消息3)时通过在与所选择的覆盖等级相同的覆盖等级中改变子载波间隔和/或多频配置来执行随机接入的步骤包括如下步骤：在尝试所述随机接入后，在所选择的覆盖等级中所提供的子载波间隔和/或多频配置组合的最后一级也失败时，通过最终改变所选择的覆盖等级来执行所述随机接入。9.如权利要求1所述的基于蜂窝的机器到机器通信终端与基站之间的随机接入方法，其特征在于，所述覆盖等级包括正常覆盖、稳健覆盖、极端覆盖。10.如权利要求1所述的基于蜂窝的机器到机器通信终端与基站之间的随机接入方法，其特征在于，所述机器到机器通信终端与所述基站之间的所述随机接入过程应用于基于蜂窝的窄带机器到机器通信。11.如权利要求1所述的基于蜂窝的机器到机器通信终端与基站之间的随机接入方法，其特征在于，所述机器到机器通信终端包括能够使用180kHz的信道带宽来接入无线电接入网的窄带物联网(NB-IoT)终端。12.如权利要求1所述的基于蜂窝的机器到机器通信终端与基站之间的随机接入方法，其特征在于，所述是否支持多频传输为是否支持多频消息3传输。13.如权利要求1所述的基于蜂窝的机器到机器通信终端与基站之间的随机接入方法，其特征在于，所述随机接入过程还包括如下步骤：由所述机器到机器通信终端选择所述覆盖等级。14.如权利要求1所述的基于蜂...

【专利技术属性】
技术研发人员：李泰珍，金润玟，
申请(专利权)人：成均馆大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：韩国,KR