[发明专利]上行数据传输方法、随机接入方法和相应的终端和基站

说明书

本申请公开了一种上行数据传输方法、随机接入方法和相应的终端和基站，上行数据传输方法包括：终端选择前导序列并通过随机接入信道发送；终端检测随机接入响应(RAR)；所述RAR中包括前导序列标识符；当检测到的RAR包括有所述前导序列的前导序列标识符时，终端进行上行数据的传输。随机接入的处理方法包括：基站接收终端发送的前导序列；对所述前导序列进行冲突检测；如果冲突检测结果为不冲突，向终端发送RAR，所述RAR中包括前导序列的前导序列标识符。本发明可以在通信系统中降低终端上行传输的信令开销，提高数据传输效率。

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域，尤其涉及上行数据传输方法和相应的终端和基站。

背景技术

目前，随着信息产业的快速发展，特别是来自移动互联网和物联网(IoT,internet of things)的增长需求，给未来移动通信技术带来前所未有的挑战。如根据国际电信联盟(ITU)的报告ITU-R M.[IMT.BEYOND 2020.TRAFFIC]，可以预计到2020年，移动业务量增长相对2010年(4G时代)将增长近1000 倍，用户设备连接数也将超过170亿，随着海量的IoT设备逐渐渗透到移动通信网络，连接设备数将更加惊人。为了应对这前所未有的挑战，通信产业界和学术界已经展开了广泛的第五代移动通信技术(5G)的研究，以面向2020年代。目前在ITU的报告ITU-R M.[IMT.VISION]中已经在讨论未来5G的框架和整体目标,其中对5G的需求展望、应用场景和各项重要性能指标做了详细说明。针对5G中的新需求，ITU的报告ITU-R M.[IMT.FUTURE TECHNOLOGY TRENDS]提供了针对5G的技术趋势相关的信息，旨在解决系统吞吐量显著提升、用户体验一致性、扩展性以支持IoT、时延、能效、成本、网络灵活性、新兴业务的支持和灵活的频谱利用等显著问题。

5G中提出了支持大连接量机器类型通信(mMTC，massive machine-typecommunication)业务的需求，其连接密度将会达到每平方千米百万连接量，远高于现有标准所支持的链接密度。对于这种类型的数据通信来说，其显著特点是数据通信呈突发式，即终端长时间处于睡眠状态，仅在有数据传输需求时唤醒，并进行数据的通信。在5G中，这种类型的业务，如智能超表等，将会普遍存在，而如果沿用现有的技术方案，其接入方式将会导致显著的信令开销，会降低系统数据通信的效率。虽然一些非正交的多址接入方式，例如稀疏码多址接入(SCMA，Sparse code multiple access)，突分多址，模式分多址(PDMA，Pattern division multiple access)等，能够提高数据接入的频谱效率，或是使用基于非授权(Grant-free)的传输方式，但是现有的基于非授权的传输方式仍然需要上行同步，即需要完成随机接入过程，其信令开销并没有显著降低，上行接入和上行数据通信所带来的信令问题还是会导致数据通信效率的显著降低。

现有LTE-A技术中，若终端处于睡眠状态，在发送数据前首先需要通过随机接入过程建立上行同步。基于竞争的随机接入过程如图1所示，分为以下四步：

步骤101：终端在前导序列(Preamble)资源池中随机选择一个前导序列，在物理随机接入信道(PRACH，Physical Random Access Channel)中发送。

步骤102：基站检测到前导序列的发送后，发送随机接入响应(RAR， RandomAccess Response)，其中RAR中包含随机接入前导序列标识符、根据用户与基站间时延估计所确定的定时提前指令、临时小区无线网络临时标识(C-RNTI，Cell-Radio NetworkTemporary Identifier)，以及为用户下次上行传输所分配的时频资源信息。

步骤103：终端根据RAR中的信息，向基站发送第三条消息(Msg3)。 Msg3中包含终端标识以及无线资源控制(RRC)链接请求等信息，其中，该终端标识是终端唯一的，用于解决冲突。