[发明专利]一种基于多个上行定时提前量的随机接入方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于多个上行定时提前量的随机接入方法和设备。

背景技术

1、载波聚合技术

LTE-A（Long Term Evolution Advanced，高级长期演进）的峰值速率比LTE（Long Term Evolution，长期演进）有很大的提高，要求达到下行1Gbps，上行500Mbps；同时，LTE-A系统要求和LTE系统有很好的兼容性。基于提高峰值速率、与LTE系统兼容以及充分利用频谱资源的需要，LTE-A系统中引入了CA（Carrier Aggregation，载波聚合）技术。

CA技术是指UE（User Equipment，用户设备）可以同时聚合多个cell（小区），多个cell可以同时为UE提供数据传输服务的机制。在载波聚合的系统中，各个cell对应的载波在频域可以是连续或非连续的，为了和LTE系统兼容，每个成员载波的最大带宽为20MHz，各成员载波间的带宽可以相同或不同。

在载波聚合下，UE工作的小区分为一个PCell（Primary Cell，主小区）和若干个SCell（Secondary Cell，辅小区），主小区承担了大部分控制和信令的工作（如进行随机接入、发送对下行数据的上行反馈、CQI（Channel Quality Indicator，信道质量指示）上报、上行导频传输等），辅小区主要是作为资源，承担数据传输的功能。

2、LTE系统中的随机接入机制

LTE系统中的随机接入分为非竞争随机接入和竞争随机接入两种，非竞争随机接入的过程如图1所示，包括：

Msg0：基站（eNB）向UE分配用于非竞争随机接入的专用ra-PreambleIndex（Random Acelless Preamble，随机接入前导码）以及随机接入使用的PRACH（Packet Random Access Channel，分组随机接入信道）资源ra-PRACH-MaskIndex（PRACH Mask Index，PRACH Mask编号）；对于下行数据到达引起的非竞争随机接入使用PDCCH（Physical Downlink Control Channel，物理下行控制信道）携带这些信息，对于切换引起的非竞争随机接入通过RRC（Radio Resource Control，无线资源控制）信令携带这些信息。

Msg1：UE根据Msg0指示的ra-PreambleIndex和ra-PRACH-MaskIndex，在指定的PRACH资源上向基站发送指定的专用preamble；基站接收到Msg1后根据Msg1计算上行定时提前量TA。

Msg2：基站向UE发送随机接入响应，随机接入响应中包含定时提前量信息和后续上行传输资源分配UL grant（上行授权），定时提前量用于UE后续上行传输的定时关系。承载Msg2调度消息的PDCCH用RA-RNTI（Random Radio Network Temporary Identity，随机接入无线网络临时标识）加扰，RA-RNTI在10ms窗内与发送Msg1的时频资源唯一对应；另外Msg2中还携带preamble ID，UE通过RA-RNTI和preamble ID确定该Msg2是与其发送的Msg1对应的。

竞争随机接入的过程如图2所示，包括：

Msg1：UE选择随机接入preamble和PRACH资源，并利用该PRACH资源向基站发送所选的随机接入preamble。

Msg2：基站接收到preamble，计算定时提前量TA，并向UE发送随机接入响应，随机接入响应中至少包含该定时提前量信息和针对Msg3的UL grant。

Msg3：UE在Msg2指定的UL grant上发送上行传输，不同随机接入原因Msg3上行传输的内容不同，如对于初始接入，Msg3传输RRC连接建立请求。

Msg4：竞争解决消息，UE根据Msg4可以判断随机接入是否成功。

基站也能用Msg0发起竞争随机接入，与非竞争随机接入的区别是基站指示UE发起随机接入但不指示具体的随机接入资源。

基于上述过程，UE按照上行定时提前量要求发送上行数据传输和对下行数据的HARQ（Hybrid Auto Repeat request，混合自动重传请求）反馈信息，基站才能在预期的时间点进行上行传输的接收，这称为上行同步。

3、CA定义的Multi-TA（Multiple Timing Advance，多个上行定时提前量）的场景