專利名稱：Tdd-lte系統(tǒng)競爭解決隨機接入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，特別涉及TDD-LTE系統(tǒng)競爭解決隨機接入方法，即用戶終端物理層與協(xié)議棧的交互處理方式。
背景技術(shù)：
時分復(fù)用長期演進系統(tǒng)(簡稱TDD-LTE)的物理層主要負責(zé)基帶信號的收發(fā)處理， 協(xié)議棧負責(zé)高層信令的組裝與解析。在TDD-LTE系統(tǒng)中，隨機接入過程用于UE端向網(wǎng)絡(luò)端發(fā)起接入建立請求，獲得網(wǎng)絡(luò)端接入運行許可的過程。由于多個不同用戶可能在同一時刻采用同一前導(dǎo)序列號發(fā)起隨機接入過程，因此會出現(xiàn)隨機接入請求競爭的情形。按照是否存在競爭解決關(guān)系，TDD-LTE系統(tǒng)隨機接入過程可以劃分為競爭解決隨機接入和非競爭解決隨機接入，競爭解決隨機接入過程如圖1所示，包括如下步驟步驟1 發(fā)送前導(dǎo)序列(PRACH)。步驟2 接收隨機接入響應(yīng)消息(RAR)。步驟3 組裝發(fā)送競爭解決消息(MSG3)。步驟4 接收競爭解決消息(MSG4)。非競爭解決隨機接入過程沒有步驟4接收競爭解決消息(MSG4)過程。競爭解決隨機接入過程的應(yīng)用場合為初始隨機接入、上行失步后發(fā)起的隨機接入、切換時的隨機接入等。非競爭解決隨機接入過程的應(yīng)用場合為切換時發(fā)起的隨機接入。 在競爭解決隨機接入過程中，不同的UE可能在同一時刻選取同一個前導(dǎo)序列ID進行發(fā)送， 為區(qū)分究竟哪個UE的隨機接入申請被接受，需要加入相應(yīng)的競爭解決判斷機制。而對于非競爭解決隨機接入，由于不同UE不會同一時刻選取同一個前導(dǎo)序列號進行發(fā)送，所以就不會存在競爭解決的情況。中國專利公開號CN101742682公開了一種LTE系統(tǒng)競爭解決隨機接入方法，由協(xié)議棧計算前導(dǎo)發(fā)送時刻，在時刻到來時通知物理層進行前導(dǎo)的發(fā)送，物理層收到隨機接入響應(yīng)消息后直接上報給協(xié)議棧，由協(xié)議棧判斷其是否為本UE對應(yīng)的RAR，當(dāng)判斷為非本UE 的RAR或發(fā)送窗已過時協(xié)議棧觸發(fā)下次接入過程。當(dāng)RAR解析正確后，協(xié)議棧會組裝MSG3 消息，并在RAR所攜帶的資源上進行發(fā)送。物理層監(jiān)聽競爭解決消息，當(dāng)檢測到后將其上報給協(xié)議棧，由協(xié)議棧進行競爭解決的判斷，判斷為失敗或者協(xié)議棧維護的競爭解決定時器超時則由協(xié)議棧發(fā)起重新一次隨機接入流程；判斷為成功即表明隨機接入成功。具體流程如圖2所示，步驟101 協(xié)議棧下發(fā)前導(dǎo)配置信息以及前導(dǎo)發(fā)送時頻資源信息。啟動競爭解決隨機接入流程。步驟102 物理層生成前導(dǎo)序列。步驟103 在前導(dǎo)發(fā)送時刻到來時，發(fā)送前導(dǎo)。步驟104 物理層開啟RAR的接收。步驟105 物理層判斷是否收到RAR，是，將RAR上報給協(xié)議棧，執(zhí)行步驟106 ；否則，轉(zhuǎn)至步驟107。步驟106 協(xié)議棧判斷該RAR是否為本UE的，是，轉(zhuǎn)至步驟108 ；否則，將接入次數(shù)變量累加1，轉(zhuǎn)至115。步驟107 物理層判斷RAR接收窗是否完結(jié)，是，物理層進入停等狀態(tài)，否則，轉(zhuǎn)至步驟104。步驟108 協(xié)議棧判斷RAR接收窗是否完結(jié)，是，將接入次數(shù)計數(shù)器累加1，轉(zhuǎn)至步驟115 ；否則轉(zhuǎn)至步驟104。步驟109 協(xié)議棧組裝MSG3下發(fā)給物理層，開啟競爭解決定時器。步驟110 物理層發(fā)送MSG3。步驟111 物理層接收競爭解決消息(MSG4)。步驟112 協(xié)議棧檢測競爭解決定時器是否超時，是則將表示接入次數(shù)的變量累加1，轉(zhuǎn)至步驟115。步驟113 物理層判斷是否收到MSG4，是，上報給協(xié)議棧；否則，轉(zhuǎn)至步驟108。步驟114 判斷是否為競爭解決成功，是，標(biāo)識本次隨機接入過程成功；否則，將表示接入次數(shù)的變量累加1，轉(zhuǎn)至步驟115。步驟115 判斷接入次數(shù)累加器是否超過最大接入次數(shù)，是，標(biāo)識隨機接入失敗； 否則，轉(zhuǎn)至步驟101，如上所述，現(xiàn)有的處理方法物理層與協(xié)議棧交互過程復(fù)雜；物理層收到非分配給自己的RAR后需要先將數(shù)據(jù)上報給協(xié)議棧，由協(xié)議棧判定后，再觸發(fā)下一次新的接入；競爭解決定時器超時后需要協(xié)議棧再次發(fā)起新的接入，這些過程都增加了處理的時延和資源開銷，使得物理層與協(xié)議棧的開發(fā)和維護難度大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種TDD-LTE系統(tǒng)競爭解決隨機接入方法，用于解決物理層與協(xié)議棧交互過程復(fù)雜處理的時延和資源開銷大，開發(fā)和維護難度大的問題。為解決以上問題，本發(fā)明提出一種TDD-LTE系統(tǒng)競爭解決隨機接入方法，包括協(xié)議棧僅將前導(dǎo)發(fā)送的配置參數(shù)下發(fā)給物理層，物理層自行計算得到前導(dǎo)發(fā)送時刻，并進行前導(dǎo)序列的生成，在時刻到來時物理層進行前導(dǎo)的發(fā)送；物理層收到隨機接入響應(yīng)消息RAR后解析該RAR，并判斷其是否為本用戶的；若是，則將解析出的RAR信息上報給協(xié)議棧；若不是，則將共享的記錄隨機接入發(fā)起次數(shù)的變量累加1后判斷是否超過最大隨機接入次數(shù)，是則標(biāo)識隨機接入失敗，否則觸發(fā)新的一次接入流程而不用通知協(xié)議棧；協(xié)議棧組裝競爭解決消息MSG3下發(fā)給物理層，開啟競爭解決定時器；檢測競爭解決定時器是否超時；物理層發(fā)送MSG3 ；接收競爭解決消息MSG4。優(yōu)選地，協(xié)議棧組裝MSG3下發(fā)給物理層；物理層開啟競爭解決定時器；物理層在接收競爭解決消息(MSG4)后，判斷競爭檢測定時器是否超時，若定時器超時，則物理層直接發(fā)起一次新的隨機接入而不用通知協(xié)議棧。
優(yōu)選地，將所述物理層自行計算得到前導(dǎo)發(fā)送時刻，并進行前導(dǎo)序列的生成，在時刻到來時物理層進行前導(dǎo)的發(fā)送，替換為物理層判斷是否為第一次隨機接入，是，計算前導(dǎo)發(fā)送時頻資源，并將相關(guān)信息存放與表中；否則，從存放的表中選取出相應(yīng)的時頻資源信息；物理層從片外預(yù)先存好的前導(dǎo)序列區(qū)中取出相應(yīng)的前導(dǎo)序列，在前導(dǎo)發(fā)送時刻到來時， 發(fā)送前導(dǎo)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明物理層收到RAR后直接進行判定，而不用與協(xié)議棧間再進行數(shù)據(jù)傳遞，物理層與協(xié)議棧間的交互次數(shù)也因此得到減少，降低了隨機接入的處理時延，協(xié)議棧和物理層在其中交替扮演主控和輔助的角色，降低了雙方的耦合度與復(fù)雜度，利于開發(fā)和維護。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)TDD-LTE系統(tǒng)競爭解決隨機接入交互2為現(xiàn)有技術(shù)TDD-LTE系統(tǒng)競爭解決隨機接入方法流程3為本發(fā)明TDD-LTE系統(tǒng)競爭解決隨機接入方法優(yōu)選實施方式流程4為本發(fā)明TDD-LTE系統(tǒng)競爭解決隨機接入方法另一優(yōu)選實施方式流程圖
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施方式， 對本發(fā)明TDD-LTE競爭解決隨機接入方法作進一步詳細說明，公知實現(xiàn)方式不再詳述，以避免與本發(fā)明的內(nèi)容存在不必要的混淆。圖3是本發(fā)明提出的競爭解決隨機接入方法實施方式一。協(xié)議棧僅將前導(dǎo)發(fā)送的配置參數(shù)下發(fā)給物理層，由物理層自行計算得到前導(dǎo)發(fā)送時刻，并進行前導(dǎo)序列的生成，在時刻到來時物理層進行前導(dǎo)的發(fā)送；物理層收到RAR后解析該RAR，并判斷其是否為本用戶的；若是，則將解析出的RAR信息上報給協(xié)議棧；若不是， 則將共享的記錄隨機接入發(fā)起次數(shù)的變量累加1后判斷是否超過最大隨機接入次數(shù)，是則標(biāo)識隨機接入失敗，否則觸發(fā)新的一次接入流程而不用通知協(xié)議棧。具體包括步驟201 協(xié)議棧下發(fā)前導(dǎo)配置信息，啟動競爭解決隨機接入流程。步驟202 物理層計算前導(dǎo)發(fā)送時頻資源。步驟203 物理層生成前導(dǎo)序列，在前導(dǎo)發(fā)送時刻到來時，發(fā)送前導(dǎo)。步驟204 物理層接收RAR。步驟205 物理層判斷是否收到RAR，是，則執(zhí)行步驟206 ；否則，轉(zhuǎn)至步驟207。步驟206 物理層判斷是否為本UE的RAR，是則將解析出的RAR信息上報給協(xié)議棧，轉(zhuǎn)至步驟208。步驟207 物理層判斷RAR接收窗是否完結(jié)，是，將接入次數(shù)變量累加1，轉(zhuǎn)至步驟 215，否則，轉(zhuǎn)至步驟204。步驟208 協(xié)議棧組裝MSG3下發(fā)給物理層，開啟競爭解決定時器。步驟209 物理層發(fā)送MSG3。步驟210 物理層接收競爭解決消息(MSG4)。步驟211 協(xié)議棧檢測競爭解決定時器是否超時，是則將接入次數(shù)共享變量累加1，轉(zhuǎn)至步驟214。步驟212 物理層判斷是否收到MSG4，是，上報給協(xié)議棧；否則，轉(zhuǎn)至步驟210。步驟213 判斷是否為競爭解決成功，是，標(biāo)識本次隨機接入過程成功；否則，將表示接入次數(shù)的共享變量累加1，執(zhí)行步驟214。步驟214 判斷接入次數(shù)累加器是否超過最大接入次數(shù)，是，標(biāo)識隨機接入失?。?否則，轉(zhuǎn)至步驟201，步驟215 判斷接入次數(shù)累加器是否超過最大接入次數(shù)，是，標(biāo)識隨機接入失??； 否則，轉(zhuǎn)至步驟202，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方案在物理層收到RAR后解析該RAR，并直接判斷其是否為本用戶的，而不用發(fā)送給協(xié)議棧，由協(xié)議棧來判斷，其有益效果在于減少了協(xié)議棧與物理層之間的交互次數(shù)，降低了 RAR解析失敗時重新發(fā)起一次隨機接入的處理時延，同時也減少了物理層與協(xié)議棧之間的耦合度，便于協(xié)議棧與物理層的開發(fā)調(diào)試。圖4是本發(fā)明提出的競爭解決隨機接入方法實施方式二，其對實施方式一進行了改進，由物理層而非協(xié)議棧維護競爭解決超時定時器，進而由物理層做競爭解決定時器是否超時的判斷，若定時器超時，則物理層直接發(fā)起一次新的隨機接入而不用通知協(xié)議棧。具體包括步驟301 協(xié)議棧下發(fā)前導(dǎo)配置信息，啟動競爭解決隨機接入流程。步驟302 物理層計算前導(dǎo)發(fā)送時頻資源。步驟303 物理層生成前導(dǎo)序列，在前導(dǎo)發(fā)送時刻到來時，發(fā)送前導(dǎo)。步驟304 物理層接收RAR。步驟305 物理層判斷是否收到RAR，是，執(zhí)行步驟306 ；否則，轉(zhuǎn)至步驟307。步驟306 判斷是否為本UE的RAR，是則將解析出的RAR信息上報給協(xié)議棧，轉(zhuǎn)至步驟308步驟307 物理層判斷RAR接收窗是否完結(jié)，是，將接入次數(shù)變量累加1，轉(zhuǎn)至步驟 315，否則，轉(zhuǎn)至步驟304。步驟308 協(xié)議棧組裝MSG3下發(fā)給物理層。物理層開啟競爭解決定時器。步驟309 物理層發(fā)送MSG3。步驟310 物理層接收競爭解決消息(MSG4)。步驟311 物理層判斷是否收到MSG4，是，上報給協(xié)議棧，轉(zhuǎn)至步驟313。步驟312 物理層檢測競爭解決定時器是否超時，是則將接入次數(shù)共享變量累加 1，轉(zhuǎn)至步驟315。否則轉(zhuǎn)至步驟310。步驟313 協(xié)議棧判斷是否為競爭解決成功，是，標(biāo)識本次隨機接入過程成功。否則將接入次數(shù)共享變量累加1，執(zhí)行步驟314。步驟314 判斷接入次數(shù)累加器是否超過最大接入次數(shù)，是，標(biāo)識隨機接入失??； 否則，轉(zhuǎn)至步驟301。步驟315 判斷接入次數(shù)累加器是否超過最大接入次數(shù)，是，標(biāo)識隨機接入失?。?否則，轉(zhuǎn)至步驟302。與實施方式一比較，本實施方式的有益效果在于當(dāng)物理層檢測到競爭解決超時后可以立即直接發(fā)起新的一次隨機接入，降低了發(fā)起新一次隨機接入的處理時延，減少了物理層與協(xié)議棧之間的交互開銷。本發(fā)明提出競爭解決隨機接入方法實施方式三，其對實施方式一中的步驟202、 203以及實施方式二中的步驟302、303進行改進?？紤]優(yōu)化片外的數(shù)據(jù)存儲量開銷，存放的數(shù)據(jù)為FFT之前的數(shù)據(jù)，每個前導(dǎo)ID號對應(yīng)4096*16bit的數(shù)據(jù)，LTE共有64個不同前導(dǎo)ID，所以總的存放量為4096*64*16 = ^2144*16bit，相對與MEM的容量，該開銷是可以接受的。由于重新發(fā)起隨機接入時，前導(dǎo)的配置參數(shù)不會產(chǎn)生變化，變化僅在需要重新隨機的選擇一個前導(dǎo)ID號，以及時頻資源的變化。因此在首次隨機接入時將隨機接入的相關(guān)的時頻資源計算計算充分，并以表的形式存放，這樣在重新發(fā)起隨機接入時就可以同過查詢該表獲得相應(yīng)的時頻資源信息，而不用再重新計算。較現(xiàn)有方案，該方案的有益效果在于采用預(yù)存前導(dǎo)序列的方式，使得物理層無需做復(fù)雜的前導(dǎo)序列基帶信號生成步驟；同時，在第一次隨機接入時將后續(xù)多次的隨機接入所用到的時頻資源預(yù)先計算出來，使得后續(xù)發(fā)起隨機接入時無需在做計算，上述兩點減少了物理層的處理時延，簡化了物理層的實現(xiàn)流程。具體改進步驟為步驟402 物理層判斷是否為第一次隨機接入，是，計算前導(dǎo)發(fā)送時頻資源，并將相關(guān)信息存放與表中；否則，從存放的表中選取出相應(yīng)的時頻資源信息。步驟403 物理層從片外預(yù)先存好的前導(dǎo)序列區(qū)中取出相應(yīng)的前導(dǎo)序列，在前導(dǎo)發(fā)送時刻到來時，發(fā)送前導(dǎo)。本發(fā)明所舉實施方式或者實施例對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點進行了進一步的詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所舉實施方式或者實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)對本發(fā)明所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種TDD-LTE系統(tǒng)競爭解決隨機接入方法，其特征在于，包括協(xié)議棧僅將前導(dǎo)發(fā)送的配置參數(shù)下發(fā)給物理層，物理層自行計算得到前導(dǎo)發(fā)送時刻， 并進行前導(dǎo)序列的生成，在時刻到來時物理層進行前導(dǎo)的發(fā)送；物理層收到隨機接入響應(yīng)消息RAR后解析該RAR，并判斷其是否為本用戶的；若是，則將解析出的RAR信息上報給協(xié)議棧；若不是，則將共享的記錄隨機接入發(fā)起次數(shù)的變量累加1后判斷是否超過最大隨機接入次數(shù)，是則標(biāo)識隨機接入失敗，否則觸發(fā)新的一次接入流程而不用通知協(xié)議棧；協(xié)議棧組裝競爭解決消息MSG3下發(fā)給物理層，開啟競爭解決定時器；檢測競爭解決定時器是否超時；物理層發(fā)送MSG3 ；接收競爭解決消息MSG4。
2.如權(quán)利要求1所述競爭解決隨機接入方法，其特征在于，協(xié)議棧組裝MSG3下發(fā)給物理層后，由物理層開啟競爭解決定時器。
3.如權(quán)利要求2所述競爭解決隨機接入方法，其特征在于，物理層在接收競爭解決消息MSG4后，判斷競爭解決定時器是否超時，若定時器超時，則物理層直接發(fā)起一次新的隨機接入而不用通知協(xié)議棧。
4.如權(quán)利要求1所述競爭解決隨機接入方法，其特征在于，將所述物理層自行計算得到前導(dǎo)發(fā)送時刻，并進行前導(dǎo)序列的生成，在時刻到來時物理層進行前導(dǎo)的發(fā)送，替換為 物理層判斷是否為第一次隨機接入，是，計算前導(dǎo)發(fā)送時頻資源，并將相關(guān)信息存放與表中；否則，從存放的表中選取出相應(yīng)的時頻資源信息；物理層從片外預(yù)先存好的前導(dǎo)序列區(qū)中取出相應(yīng)的前導(dǎo)序列，在前導(dǎo)發(fā)送時刻到來時，發(fā)送前導(dǎo)。
全文摘要
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，特別涉及一種TDD-LTE系統(tǒng)競爭解決隨機接入方法，物理層收到RAR后直接進行判定，而不用與協(xié)議棧間再進行數(shù)據(jù)傳遞，物理層與協(xié)議棧間的交互次數(shù)也因此得到減少，降低了隨機接入的處理時延，協(xié)議棧和物理層在其中交替扮演主控和輔助的角色，降低了雙方的耦合度與復(fù)雜度，利于開發(fā)和維護。
文檔編號H04W74/08GK102448181SQ201010500189
公開日2012年5月9日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者何海 申請人:重慶重郵信科通信技術(shù)有限公司