[发明专利]终端随机接入蜂窝无线通讯系统的方法及群标识生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蜂窝无线通讯系统，尤其涉及一种终端随机接入蜂窝无线通讯系统的方法及群标识生成方法。

背景技术

如图1所示，蜂窝无线通讯系统主要由终端、基站和核心网组成。基站组成的网络称为无线接入网(Radio Access Network，RAN)，负责接入层事务，比如无线资源的管理。基站之间可以根据实际情况存在物理或者逻辑上的连接，如图1中的基站1和基站2或者基站3。每个基站可以和一个或者一个以上的核心网节点(Core Network，CN)连接。核心网负责非接入层事务，比如位置更新等，并且是用户面的锚点。终端是指可以和蜂窝无线通讯网络通讯的各种设备，比如移动电话或者笔记本电脑等。

蜂窝无线通讯系统在系统时间上是以无线帧为基本单位来标识的，这些无线帧的编号称为SFN(无线帧号)。终端可以通过小区搜索的方式得到无线帧的边界，从而在下行上获得时间同步。在UMTS(通用移动通信系统)和LTE(长期演进系统)这样的蜂窝无线通讯系统中，无线帧的长度是10ms(毫秒)。不同的蜂窝无线通讯系统，无线帧的帧结构可能会有所不同，通常一个无线帧会包括整数个子帧。当终端获得下行同步时，就可以知道当前时刻子帧在当前无线帧内的位置。如图2所示，在LTE系统中，一个TYPE1(类型1)的无线帧内包括10个子帧，每个子帧包括2个时隙，这种帧结构适用于FDD(频分双工)和HCR TDD(高码速率时分双工)；如图3所示，一个TYPE2(类型2)的无线帧内包括2个子帧，每个子帧包括7个时隙以及头两个时隙之间的间隔时隙，这种帧结构适用于LCR TDD(低码速率时分双工)。也有的蜂窝无线通讯系统将无线帧内更小一级的单位称为时隙，比如WCDMA(宽带码分多址)的FDD系统中一个无线帧内有15个时隙。本文中的随机接入时隙是指蜂窝无线通讯系统中无线帧内更小一级的子帧、或者时隙、或者子帧内的时隙。对于LTE系统中类型1的无线帧，随机接入时隙通常是指长度为1ms的子帧；对于LTE系统中类型2的无线帧，随机接入时隙通常是指长度为5ms的子帧内的时隙。但也有例外，为了达到广泛覆盖的目的，LTE系统中随机接入时隙可能会占据2个或者3个子帧或者时隙，这些随机接入前导有时被称为扩展脉冲；而在LCR TDD中非常小的小区中也可以采用一种短随机接入前导，长度比一般的时隙要短。

现有的LTE中，终端随机接入蜂窝无线通讯系统的过程包括以下三个步骤：

a，终端在无线帧的某个随机接入时隙上向基站发送随机接入前导消息；

b，基站向终端应答随机接入响应消息，消息中至少包括上行无线资源；

c，终端在基站为其分配的上行无线资源上发送消息。

步骤a中，在相同的随机接入时隙上可能有1个或者1个以上的终端向基站发送随机接入前导消息。这些随机接入前导消息有可能互不相同，也可能相同，即采用了相同的随机接入前导伪随机码。基站可以在相同随机接入时隙上识别出采用了不同伪随机码的随机接入前导消息，但是无法识别出采用了相同的伪随机码的随机接入前导消息。

步骤b中，随机接入响应消息中可能会包含针对1个或者1个以上的随机接入前导消息的应答信息。这些随机接入前导消息是从相同的随机接入时隙上发送过来的。把可能多于1个的随机接入响应信息合并在一个响应消息中的做法主要是为了提高随机接入过程在无线资源上的利用率。为了让终端识别出这个随机接入响应消息，基站会在该消息中添加临时的群标识，这个群标识和随机接入时隙之间存在对应关系。同时随机接入响应消息中还包括一个和随机接入前导消息本身对应的个别标识，通常为随机接入前导在所在小区内的随机接入前导集合中的索引号。群标识的设置方法是在协议中事先规定的。某个终端在向基站发送随机接入前导消息时，就已经知道了它将接收到的随机接入响应消息中群标识和个别标识的期望值。

为了保持随机接入响应过程具有一定的灵活性，随机接入响应消息在时域上不和随机接入前导消息同步，即两者在时域上不存在固定的关系；相反，允许随机接入响应消息在一个时间窗口内发送。同时为了增加无线资源调度的灵活性，为响应在某个随机接入时隙内接收到的随机接入前导消息，基站可以在上述时间窗口内的1个或者多个TTI(传输时间间隔)上发送与上述随机接入前导消息对应的随机接入响应消息。这个时间窗口的开始时间和基站处理随机接入前导消息的快慢有关，结束时间和基站处理随机接入前导消息的负荷、以及调度给随机接入响应消息的无线资源等因素有关。