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CN105580292B - 用于双连接的并行随机接入过程的mac和phy之间的通信 - Google Patents

用于双连接的并行随机接入过程的mac和phy之间的通信 Download PDF

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CN105580292B
CN105580292B CN201480052718.3A CN201480052718A CN105580292B CN 105580292 B CN105580292 B CN 105580292B CN 201480052718 A CN201480052718 A CN 201480052718A CN 105580292 B CN105580292 B CN 105580292B
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Abstract

本发明涉及用于双连接的并行随机接入过程的MAC层实体和PHY层实体之间的通信。在本方案中，用户设备的第一PHY实体向UE的第一MAC实体通知随机接入前导码传输的失败。然后，第一MAC实体在不执行针对随机接入失败的过程的情况下继续或停止随机接入过程。

Description

用于双连接的并行随机接入过程的MAC和PHY之间的通信
技术领域
本发明涉及无线通信系统中的随机接入过程，并且尤其涉及用于双连接的并行随机接入过程的MAC层实体和PHY层实体之间通信的方法及其装置。
背景技术
对作为可应用本发明的移动通信系统的示例的第三代合作伙伴计划长期演进(以下称为LTE)通信系统进行了简要描述。
图1是作为示例性无线通信系统的E-UMTS网络的图。演进的通用移动通信系统(E-UMTS)是传统通用移动通信系统(UMTS)的先进版本，并且，目前，正在3GPP中进行E-UMTS的基本标准化。E-UMTS通常可以被称为长期演进(LTE)系统。关于UMTS和E-UMTS的技术规范的细节，可参照“3rd Generation Partnership Project；Technical Specification GroupRadio Access Network(第3代合作伙伴计划；技术规范组无线接入网)”的发布版本7和发布版本8。
参照图1，E-UMTS包括用户设备(UE)、eNode B(eNB)以及接入网关(AG)，该接入网关位于网络(E-UTRAN)的一端并连接到外部网络。该eNB可同时发送多个用于广播服务、多播服务和/或单播服务的数据流。
每个eNB可存在一个或更多个小区。小区被设置成以1.25MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz、15MHz以及20MHz的带宽之一操作，并在该带宽中向多个UE提供下行链路(DL)或上行链路(UL)传输服务。不同的小区可被设置成提供不同的带宽。eNB控制至多个UE的数据发送或从多个UE的数据接收。eNB向对应的UE发送DL数据的DL调度信息，以向UE通知发送DL数据应在的时域/频域、编码、数据大小和HARQ相关信息。另外，eNB向对应的UE发送UL数据的UL调度信息，以向UE通知UE可用的时域/频域、编码、数据大小和HARQ相关信息。在eNB之间可使用用于发送用户业务或控制业务的接口。核心网(CN)可包括AG以及用于UE的用户注册的网络节点等。AG基于跟踪区域(TA)来管理UE的移动性。一个TA包括多个小区。
尽管无线电通信技术已发展至基于宽带码分多址(WCDMA)的LTE，但用户和服务提供商的需求和期望在继续增加。另外，考虑到正在开发的其它无线电接入技术，为了确保未来的高竞争力，需要新的技术演进。需要降低每比特成本、增加服务可用性、频带的灵活使用、简化的结构、开放的接口以及UE的合适功耗等。
发明内容
技术问题
设计出本发明的目的在于解决传统移动通信系统中存在的问题。本发明所要解决的技术问题并不限于上述技术问题，并且本领域的技术人员可从下面的描述中来理解其它技术问题。
技术方案
为了实现本发明的目的，一方面提供了一种在无线通信系统中在用户设备(UE)处与网络通信的方法。该方法包括：所述UE的第一物理层(PHY)实体向所述UE的第一MAC实体通知随机接入前导码传输的失败；以及在所述UE的所述第一MAC实体处继续或者停止随机接入过程，而不执行针对随机接入失败的过程。
所述第一PHY实体的随机接入前导码传输的失败可能是由所述UE的第二MAC实体的另一个随机接入过程造成的。
关于所述随机接入前导码传输的失败的指示可以与关于所述随机接入过程的失败的指示不同。
用于所述随机接入失败的所述过程包括：增加所述随机接入前导码的传输次数；确定所述随机接入前导码的传输次数是否达到最大允许传输次数；以及如果所述随机接入前导码的传输次数达到最大允许传输次数，则向更高层实体报告达到最大允许传输次数或者得出所述随机接入过程没有成功完成的结论；以及如果所述随机接入前导码的传输次数没有达到最大允许传输次数，则重新选择随机接入资源。
上述继续所述随机接入过程可包括以下步骤：重新选择随机接入资源，而不增加前导码传输计数器；以及在预定时间后指示所述第一PHY实体发送随机接入前导码。
在这里，由于没有增加所述前导码传输计数器，所以可执行上述继续所述随机接入过程而不会增大用于发送所述随机接入前导码的传输功率。
上述停止所述随机接入过程可包括以下步骤：清空用于所述随机接入过程的传输的HARQ缓存。在这里，当所述UE的第二MAC实体向所述第一MAC实体通知所述第二MAC实体完成的另一随机接入过程时，所述UE的所述第一MAC实体可重新启动已停止的随机接入过程。
所述UE的所述第一MAC实体负责向第一基站传输数据，并且所述UE的第二MAC实体负责向第二基站传输数据，其中，所述第一基站的第一服务区小于所述第二基站的第二服务区。
在本发明的另一方面，提供了一种在无线通信系统中与网络通信的用户设备(UE)。该UE包括收发器和处理器。所述收发器被配置成从第一基站和第二基站发送和接收信号；所述处理器连接到所述收发器，并且所述处理器包括第一物理层(PHY)实体和第一MAC实体，其中，所述处理器被配置成控制所述第一PHY实体向所述第一MAC实体通知随机接入前导码传输的失败，并控制所述第一MAC实体继续或停止随机接入过程，而不执行针对随机接入失败的过程。
所述处理器可进一步包括第二MAC实体和第二PHY实体，其中，所述第一PHY实体的随机接入前导码传输的失败可能是由所述第二MAC实体的另一个随机接入过程造成的。
如果所述第一MAC实体确定继续所述随机接入过程，则所述处理器可进一步被配置成：控制所述第一MAC实体重新选择随机接入资源，而不增加前导码传输计数器；以及控制所述第一MAC实体在预定时间后指示所述第一PHY实体发送随机接入前导码。
在这里，由于没有增加所述前导码传输计数器，所述处理器被进一步配置成控制所述第一MAC实体继续所述随机接入过程，而不增大用于发送所述随机接入前导码的传输功率。
所述处理器可进一步包括HARQ缓存，并且当所述第一MAC实体确定停止所述随机接入过程时，所述处理器可被进一步配置成：控制所述第一MAC实体清空用于所述随机接入过程的传输的HARQ缓存。
当所述UE的第二MAC实体向所述第一MAC实体通知所述第二MAC实体完成另一随机接入过程时，所述处理器可被进一步配置成：控制所述UE的所述第一MAC实体重新启动已停止的随机接入过程。
要理解的是，本发明前面的一般描述和下面的详细描述是示例性和解释性的，并且正如所请求的旨在提供本发明的进一步阐释。
有益效果
根据本发明，将有效地操作以实现UE双连接的并行随机接入过程。具体地，UE可以执行针对MeNB的随机接入过程，并且以最小的干扰来执行针对SeNB的随机接入过程。
本领域技术人员将意识到本发明实现的效果并不限于以上具体所描述的，从下面的详细描述并结合附图，将更容易理解本发明的其它优点。
附图说明
附图被包括进来以提供本发明的进一步理解，并且被并入本申请且构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施方式，并且与本说明书一起用来阐释本发明的原理。
图1是示出了作为无线通信系统的示例的演进的通用移动通信系统(E-UMTS)的网络结构的图；
图2是示出了演进的通用移动通信系统(E-UMTS)的网络结构的框图；
图3是描绘典型E-UTRAN和典型EPC的架构的框图；
图4是示出了基于3GPP无线接入网标准的UE和E-UTRAN之间的无线接口协议的控制平面和用户平面的图；
图5是示出了E-UTTS系统中使用的物理信道结构的示例的视图；
图6是载波聚合的图；
图7是示出了在基于无竞争的随机接入过程期间，用户设备和基站的操作过程的图；
图8是示出了在基于竞争的随机接入过程期间，用户设备和基站的操作过程的图；
图9是根据本发明的一方面的用于阐释UE的双连接的图；
图10是示出了用于支持双连接的示例性架构的图；
图11是关于本发明的优选实施方式的阐释的图；
图12是本发明的另一示例的图；
图13是根据目前考虑双连接的LTE标准来阐释过程的图；
图14是用于阐释本发明的一个示例的图；
图15和图16是关于图14中所阐释方案的详细示例；
图17是根据本发明的实施方式的通信装置的框图。
具体实施方式
通用移动通信系统(UMTS)是在基于欧洲系统和用于移动通信(GSM)和通用分组无线服务(GPRS)的全球系统的宽带码分多址(WCDMA)中运行的第3代(3G)异步移动通信系统。对UMTS进行标准化的第3代合作计划(3GPP)正在讨论UMTS的长期演进(LTE)。
3GPP LTE是用于可实现高速分组通信的技术。针对包含旨在降低用户和供应商成本、提高业务质量以及扩大并提高覆盖及系统容量的LTE目标，已经提出了许多方案。作为上层要求，3GPP LTE需要降低每比特的成本、增加服务可用性、频带的灵活使用、简单的结构、开放的接口以及终端的合适功耗。
下文中，根据本发明的实施方式以及附图所示出的示例，本发明的结构、操作和其它特征将很容易被理解。稍后描述的实施方式是本发明的技术特征应用于3GPP系统的示例。
尽管在本说明书中利用LTE系统和LTE-高级(LTE-A)系统来描述本发明的实施方式，但LTE系统和LTE-A系统仅是示例性的。因此，本发明的实施方式可应用于与上述定义对应的任何其它通信系统。另外，尽管本说明书中基于频分双工(FDD)方案来描述本发明的实施方式，但本发明的实施方式可被容易地修改并应用于半双工FDD(H-FDD)方案或时分双工(TDD)方案。
图2是示出了演进的通用移动通信系统(E-UMTS)的网络结构的框图。E-UMTS也可被称为LTE系统。通信网络被广泛部署，以提供各种通信服务，例如通过IMS和分组数据的语音(VoIP)。
如图2所示，E-UMTS网络包括演进的UMTS陆地无线接入网(E-UTRAN)、演进分组核心网(EPC)以及一个或更多个用户设备。E-UTRAN可包括一个或更多个演进的NodeB(eNodeB)20，并且多个用户设备(UE)10可位于一个小区中。一个或更多个E-UTRAN移动性管理实体(MME)/系统架构演进(SAE)网关30可位于网络的一端并连接到外部网络。
如本文所使用的，“下行链路”是指从eNodeB 20到UE 10的通信，并且“上行链路”是指从该UE到eNodeB的通信。UE 10是指用户所携带的通信设备，并且也可以是指移动站(MS)、用户终端(UT)、用户站(SS)或者无线设备。
图3是描绘典型E-UTRAN和典型EPC的架构的框图。
如图3所示，eNodeB 20向UE 10提供用户平面和控制平面的终结点。MME/SAE网关30为UE 10提供会话的终结点以及移动性管理功能。eNodeB和MME/SAE网关可经由S1接口连接。
eNodeB 20通常是与UE 10通信的固定站，并也可被称为基站(BS)或接入点。每个小区可部署一个eNodeB 20。eNodeB 20之间可使用用于发送用户业务或控制业务的接口。
MME提供以下各种功能，包括：到eNodeB 20的NAS信令、NAS信令安全、AS安全控制、用于3GPP接入网之间的移动性的CN节点间信令、空闲模式UE的可达性(包括寻呼重传的控制和执行)、跟踪区域列表管理(针对空闲模式和激活模式的UE)、PDN GW和服务GW选择、针对具有MME变化的切换的MME选择、针对至2G或3G 3GPP接入网的切换的SGSN选择、漫游、认证、包含专用承载建立的承载管理功能、对PWS(包括ETWS和CMAS)消息传输的支持。SAE网关主机提供以下各种功能，包括：基于每个用户的分组过滤(例如，通过深度分组检测)、合法监听、UE IP地址的分配、下行链路中传输级别分组标记、UL和DL服务等级计费、UL和DL服务等级门限控制以及UL和DL速率控制、基于APN-AMBR的DL速率控制。为了清楚起见，下文中MME/SAE网关30将简称为“网关”，但要理解的是这个实体包括MME和SAE网关二者。
多个节点可经由S1接口在eNodeB 20和网关30之间连接。eNodeB 20可经由X2接口互相连接，并且相邻的eNodeB可具有网状网络结构，该网状网络结构具有X2接口。
如图所示，eNodeB 20可执行以下功能：针对网关30的选择、在无线资源控制(RRC)激活期间朝向网关的路由、调度并发送传呼消息、调度并发送广播信道(BCCH)信息、在上行链路和下行链路二者中给UE 10的资源的动态分配、eNodeB测量的配置和设置、无线承载控制、无线准入控制(RAC)以及LTE激活状态中的连接移动性控制。如上所述，在EPC中，网关30可执行以下功能：寻呼的发起、LTE空闲状态管理、用户平面的加密、系统架构演进(SAE)承载控制以及非接入层(NAS)信令的加密和完整性保护。
EPC包括移动性管理实体(MME)、服务网关(S-GW)以及分组数据网关(PDN-GW)。MME具有关于UE的连接和功能(主要是在管理UE的移动性中的使用)的信息。S-GW是将E-UTRAN作为终结点的网关，并且PDN-GW是将分组数据网络(PDN)作为终结点的网关。
图4是示出了基于3GPP无线接入网标准的UE和E-UTRAN之间的无线接口协议的控制平面和用户平面的图。
控制平面是指用于发送控制消息的路径，这些控制消息被用于管理UE和E-UTRAN之间的呼叫。用户平面是指用于发送应用层中生成的数据(例如，语音数据或互联网分组数据)的路径。
第一层的物理(PHY)层利用物理信道向更高层提供信息传递服务。PHY层经由传输信道连接到位于更高层的介质访问控制(MAC)层。在MAC层与PHY层之间经由传输信道来传输数据。在发送方的物理层与接收方的物理层之间经由物理信道来传输数据。物理信道使用时间和频率作为无线资源。具体地，在下行链路中利用正交频分多址(OFDMA)方案来对物理信道进行调制，在上行链路中利用单载波频分多址(SC-FDMA)方案来对物理信道进行调制。
第二层的MAC层经由逻辑信道向更高层的无线链路控制(RLC)层提供服务。第二层的RLC层支持可靠的数据传输。RLC层的功能可通过MAC层的功能块来实现。为了在具有相对小的带宽的无线接口中有效地传输诸如第4版IP(IPv4)分组或第6版IP(IPv6)分组的互联网协议(IP)分组，第二层的分组数据汇聚协议(PDCP)层执行头压缩功能以减少不必要的控制信息。
仅在控制平面中定义位于第三层的底部的无线资源控制(RRC)层。RRC层控制与无线承载(RB)的配置、重新配置和释放有关的逻辑信道、传输信道和物理信道。RB是指第二层提供的用于UE与E-UTRAN之间数据传输的服务。为此，UE的RRC层和E-UTRAN的RRC层相互交换RRC消息。
eNB的一个小区被设置为在诸如1.25MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHz的带宽之一中操作，并在该带宽中向多个UE提供下行链路传输服务或上行链路传输服务。不同的小区可被设置为提供不同的带宽。
用于从E-UTRAN至UE的数据传输的下行链路传输信道包括用于系统信息传输的广播信道(BCH)、用于寻呼消息传输的寻呼信道(PCH)以及用于用户业务或控制消息传输的下行链路共享信道(SCH)。下行链路多播或广播服务的业务或控制消息可通过下行链路SCH来发送，也可通过独立的下行链路多播信道(MCH)来发送。
用于从UE至E-UTRAN的数据传输的上行链路传输信道包括用于初始控制消息传输的随机接入信道(RACH)以及用于用户业务或控制消息传输的上行链路SCH。定义于传输信道之上并被映射到传输信道的逻辑信道包括广播控制信道(BCCH)、寻呼控制信道(PCCH)、公共控制信道(CCCH)、多播控制信道(MCCH)和多播业务信道(MTCH)。
图5是示出了E-UMTS系统中使用的物理信道结构的示例的视图。
物理信道包括在时间轴上的几个子帧以及在频率轴上的几个子载波。此处，一个子帧包括在时间轴上的多个符号。一个子帧包括多个资源块，并且一个资源块包括多个符号和多个子载波。另外，每个子帧可使用用于物理下行链路控制信道(PDCCH)(即，L1/L2控制信道)的子帧的特定符号(例如，第一符号)的特定子载波。图5中，示出了L1/L2控制信息传输区域(PDCCH)和数据区域(PDSCH)。在一个实施方式中，使用了10ms的无线帧，并且一个无线帧包括10个子帧。另外，一个子帧包括两个连续时隙。一个时隙的长度可以是0.5ms。另外，一个子帧包括多个OFDM符号，并且多个OFDM符号的部分(例如，第一符号)可用于发送L1/L2控制信息。传输时间间隔(TTI)是用于发送数据的单位时间，其是1ms。
基站和UE主要利用DL-SCH(传输信道)经由PDSCH(物理信道)来发送/接收除了特定控制信号或特定服务数据以外的数据。在被包含于PDCCH的状态中发送用于指示向哪些UE(一个或更多个UE)发送PDSCH数据并且指示UE如何接收和解码PDSCH数据的信息。
例如，在一个实施方式中，利用无线网临时标识符(RNTI)“A”对特定PDCCH进行CRC掩蔽，并且利用无线资源“B”(例如，频率位置)和传输格式信息“C”(例如，传输块大小、调制、编码信息等)并通过特定子帧来发送关于数据的信息。然后，位于小区中的一个或更多个UE利用其RNTI信息来监测PDCCH。而且，具有RNTI“A”的特定UE读取PDCCH，然后接收由PDCCH信息中的B和C指示的PDSCH。
图6是载波聚合的图。
载波聚合技术用于支持宽的带宽。如上所述，通过载波聚合，它能以捆绑传统无线通信系统(例如，LTE系统)中定义的带宽单元(例如，20MHz)的多达5个载波(分量载波：CC)的形式来支持高达100MHz的系统带宽。用于载波聚合的分量载波的带宽大小彼此相等或不同。而且，每个分量载波可具有不同的频带(或中心频率)。分量载波可存在于连续的频带上。然而，存在于非连续频带上的分量载波也可用于载波聚合。在载波聚合技术中，上行链路和下行链路的带宽大小可对称分配也可不对称分配。
用于载波聚合的多个载波(分量载波)可分成主分量载波(PCC)和辅分量载波(SCC)。PCC可称为P-小区(主小区)，并且SCC可称为S-小区(辅小区)。主分量载波是被基站用于与用户设备交换业务和控制信令的载波。在这种情况下，控制信令可包括分量载波的添加、主分量载波的设置、上行链路(UL)授权、下行链路(DL)分配等。虽然基站能使用多个分量载波，但属于该对应基站的用户设备仅能被设置为具有一个主分量载波。如果用户设备工作在单个载波模式，则使用主分量载波。因此，为了便于独立使用，主分量载波应被设置成满足基站和用户设备之间数据和控制信令交换的所有要求。
此外，辅分量载波可包括附加的分量载波，该附加的分量载波可根据收发数据的所需大小来被激活或去激活。辅分量载波可被设置成仅根据从基站接收的特定指令和规则来使用。为了支持附加的带宽，辅分量载波可被设置成与主分量载波一起使用。通过激活的分量载波，用户设备可以从基站接收如UL授权和DL分配等的控制信令。通过激活的分量载波，来自用户设备的UL中的如信道质量指标(CQI)、预编码矩阵索引(PMI)、秩指示符(RI)以及探测参考信号(SRS)等的控制信号可被发送至基站。
到用户设备的资源分配可具有主分量载波和多个辅分量载波的范围。在多个载波聚合的模式中，基于系统负载(例如，静态/动态负载平衡)、峰值数据速率或服务质量要求，系统能够向DL和/或UL不对称地分配辅分量载波。在使用这种载波聚合技术中，在RRC连接过程后，基站可将分量载波的设置提供给用户设备。在这种情况下，RRC连接可表示基于用户设备的RRC层和网络之间的RRC信令交换，经由SRB向用户设备分配无线资源。在用户设备和基站之间的RRC连接过程完成后，基站可向用户设备提供关于主分量载波和辅分量载波的设置信息。关于辅分量载波的设置信息可包括辅分量载波的添加/删除(或者激活/去激活)。因此，为了激活基站和用户设备之间的辅分量载波或者去激活先前的辅分量载波，可能需要执行RRC信令和MAN控制元件的交换。
辅分量载波的激活或去激活可由基站基于服务质量(QoS)、载波的负载情况以及其它因素来决定。并且，基站可利用包含诸如DL/UL的指示类型(激活/去激活)、辅分量载波列表等信息的控制消息来命令用户设备设置辅分量载波。
如上所述，本发明用于双连接环境的随机接入过程。将详细阐释示例性随机接入过程。
图7是示出了在基于无竞争的随机接入过程中用户设备和基站的操作过程的图。
(1)随机接入前导码的分配
可针对以下两种情况执行基于无竞争的随机接入过程：例如，(1)当执行切换过程时，以及，(2)当基站的指令请求时。当然，也可针对上述两种情况执行基于竞争的随机接入过程。
首先，对于基于无竞争的随机接入过程，重要的是用户设备从基站接收没有竞争可能性的指定的随机接入前导码。接收随机接入前导码的方法的示例包括通过切换指令的方法以及通过PDCCH指令的方法。通过接收随机接入前导码的方法，将随机接入前导码分配给用户设备(S401)。
(2)第一消息的发送
如上所述，在接收仅指定给用户设备的随机接入前导码后，用户设备将前导码发送给基站(S402)。
(3)第二消息的接收
在步骤S402中用户设备发送随机接入前导码后，基站尝试在通过系统信息或切换指令指示的随机接入响应接收窗口内接收其随机接入响应(S403)。更详细地，随机接入响应可以以MAC协议数据单元(MAC PDU)的形式发送，并且MAC PDU可通过物理下行链路共享信道(PDSCH)来传输。而且，优选的，用户设备监测物理下行链路控制信道(PDCCH)来适当地接收传输给PDSCH的信息。即，优选的，PDCCH包括应接收PDSCH的用户设备的信息、PDSCH的无线资源的频率和时间信息以及PDSCH的传输格式。如果用户设备成功接收了发送给其的PDCCH，则根据PDCCH的信息，用户设备可适当地接收发送至PDSCH的随机接入响应。随机接入响应可包括随机接入前导码标识符(ID)(例如，随机接入前导码标识符(RA-RNTI))、指示上行链路无线资源的上行链路授权、临时的C-RNTI以及定时提前命令(TAC)值。
如上所述，因为一个或更多个用户设备的随机接入响应信息可被包含在一个随机接入响应中，所以随机接入响应需要随机接入前导码标识符来指示上行链路授权、临时的C-RNTI以及TAC值是否对哪个用户设备有效。在这种情况下，假定用户设备选择与步骤S402中所选择的随机接入前导码相应的随机接入前导码标识符。
在基于无竞争的随机接入过程中，在通过接收随机接入响应信息确定随机接入过程已经被正常执行后，用户设备能终止随机接入过程。
图8是示出在基于竞争的随机接入过程中用户设备和基站的操作过程的图。
(1)第一消息的发送
首先，用户设备从通过系统信息或者切换指令来指示的一组随机接入前导码中随机选择一个随机接入前导码，并选择能发送随机接入前导码的物理RACH(PRACH)资源(S501)。
(2)第二消息的接收
接收随机接入响应信息的方法与前述基于无竞争的随机接入过程的接收随机接入响应信息的方法相类似。即，在步骤S402中用户设备发送随机接入前导码后，基站尝试在通过系统信息或切换指令指示的随机接入响应接收窗口内接收其随机接入响应，并通过相应的随机接入标识符信息来接收PDSCH(S502)。在这种情况下，基站可接收上行链路授权、临时C-RNTI以及定时提前命令(TAC)值。
(3)第三消息的发送
如果用户设备接收到其有效的随机接入响应，则用户设备分别处理包含在随机接入响应中的信息。即，用户设备应用TAC并存储临时C-RNTI。而且，用户设备利用UL授权来向基站发送数据(即，第三消息)(S503)。第三消息应包括用户设备标识符。这是因为基站需要识别执行基于竞争的随机接入过程的用户设备，从而在稍后避免竞争。
已经讨论了将用户设备标识符包含在第三消息中的两种方法。在第一种方法中，如果用户设备具有有效的小区标识符，并且该小区标识符是先前由对应的小区在随机接入过程之前分配的，则用户设备通过与UL授权对应的上行链路传输信号来发送其小区标识符。另一方面，如果用户设备不具有有效的先前由对应的小区在随机接入过程之前分配的小区标识符，则用户设备发送包含其唯一标识符(例如，S-TMSI或随机ID)的小区标识符。一般地，该唯一标识符比小区标识符长。如果用户设备发送对应于UL授权的数据，则用户设备启动竞争决议定时器。
(4)第四消息的接收
在通过包含在随机接入响应中的UL授权来发送包含其标识符的数据后，用户设备等待基站的针对竞争决议的指令。即，用户设备尝试接收PDCCH，以接收特定消息(504)。已经讨论了接收PDCCH的两种方法。如上所述，如果利用用户设备标识符来发送对应于UL授权的第三消息，则用户设备尝试利用其小区标识符来接收PDCCH。如果用户设备标识符是用户设备的唯一标识符，则用户设备尝试利用包含在随机接入响应中的临时小区标识符来接收PDCCH。然后，在第一种方法的情况下，如果用户设备在竞争决议定时器超时前通过其小区标识符来接收PDCCH，则用户设备确定已经正常执行随机接入过程，并终止随机接入过程。在第二种方法的情况下，如果用户设备在竞争决议定时器超时前通过临时小区标识符来接收PDCCH，则用户设备对从PDSCH发送的数据进行识别。如果用户设备的唯一标识符包含在该数据中，则用户设备确定已经正常执行随机接入过程，并终止随机接入过程。
在LTE Rel-12中，开始了对支持双连接的增强型小小区的新研究。即，UE连接到宏小区(Macro cell)和小小区(Small Cell)二者，如图9所示。
图9是根据本发明的一方面的用于阐释UE的双连接的图。
在图9中，MeNB代表宏小区eNB，以及SeNB代表小小区eNB。小小区可包括毫微微小区(femto cell)和微微小区(pico cell)等。
MeNB和SeNB之间的接口称为Xn接口。Xn接口被假设为是非理想的，即，Xn接口中的时延可以达到60ms。
SeNB负责发送尽力(best effort,BE)型业务，而MeNB负责发送诸如VoIP、流数据或者信令数据的其它类型的业务。这里，BE型业务可以是时延可容许型业务或错误不可容许型业务。
为了支持双连接，研究了各种协议架构，并且图10示出了根据本发明的一方面的潜在架构中的一个。
图10是示出了用于支持双连接的示例性架构的图。
在图10中，MeNB具有各种无线承载、信令无线承载(SRB)、数据无线承载(DRB)以及尽力服务DRB(BE-DRB)。鉴于BE-DRB，PDCP和RLC实体位于不同的网络节点中，即，PDCP位于MeNB中，并且RLC位于SeNB中。
在UE侧，除了为各个eNB建立MAC实体(即，用于MeNB的M-MAC和用于SeNB的S-MAC)之外，协议架构与现有技术中相同。这是因为调度节点位于不同的节点中，并且两个节点与非理想回程链接。
UE中有两个MAC实体，即，M-MAC和S-MAC：M-MAC负责UE和MeNB之间的传输，并且S-MAC负责UE和SeNB之间的传输。在下面的描述中，除了另有规定的情况之外，M-MAC是指UE中的M-MAC，S-MAC是指UE中的S-MAC。将明确规定MeNB中的M-MAC和SeNB中的S-MAC。
在这种双连接的情形中，由于UE与宏小区(MeNB)和小小区(SeNB)两者都连接，所以UE需要在宏小区和小小区上并行执行随机接入(RA)过程。这可能会导致在M-MAC和S-MAC中造成相重叠的RA过程。
在传统技术中，基于UE的实现，在任何时间点仅有一个RA过程正在进行。然而，在小小区环境中，优选的，使宏小区优先于小小区，因为小小区用于尽力方式。因此，在本发明的一方面，提出了在RA过程中相较于小小区上的RA过程，UE能够优先考虑宏小区上的RA过程。
图11是关于本发明的优选实施方式的阐释的图。
如图11所示，UE中有两个MAC实体，例如，M-MAC和S-MAC。M-MAC负责UE和MeNB之间的传输，并且S-MAC负责UE和SeNB之间的传输。因此，UE中的M-MAC执行MeNB上的RA过程，并且UE中的S-MAC执行SeNB上的RA过程。在下面的描述中，M-RA是指宏小区上的RA过程，并且S-RA是指小小区上的RA过程。在下面的描述中，假定M-MAC执行M-RA，并且S-MAC执行S-RA。
另外，虽然图11中没有示出，但UE中有两个PHY实体，即，M-PHY和S-PHY。M-PHY和M-MAC有关，S-PHY与S-PHY有关。在下面的描述中，M-PHY是指UE中的M-PHY，并且S-PHY是指UE中的S-PHY。
在本实施方式中，提出了如果UE中有两个MAC实体(M-MAC和S-MAC)，则当M-MAC启动M-RA时，M-MAC向S-MAC发送M-RA的启动/完成指示。当S-MAC从M-MAC接收M-RA的启动指示时，S-MAC停止/忽略S-RA的发起。当S-MAC从M-MAC接收M-RA的完成指示时，如果有任何停止/忽略的S-RA，则S-MAC启动基于竞争的S-RA。
在图11的示例中，UE的M-MAC可接收请求M-RA的PDCCH命令(S1110)。但是，UE的M-MAC可自行发起M-RA。
如果来自于MeNB的PDCCH命令或M-MAC自身请求M-MAC的M-RA，则M-MAC可启动M-RA(S1120)。当M-MAC启动M-RA时，建议M-MAC向S-MAC发送指示M-MAC启动M-RA的指示，这称为“启动指示”。
另外，当M-MAC完成M-RA时，建议M-MAC向S-MAC发送M-RA的完成指示，这称为“完成指示”(S1140)。不管M-RA成功完成还是没有成功完成，M-MAC均可向S-MAC发送“完成指示”。
当S-MAC从M-MAC接收启动指示时，并且如果有正在进行的S-RA，则S-MAC可停止该正在进行的S-RA。如果有，则S-MAC可丢弃用信令明确通知的针对S-RA和ra-PRACH掩码索引(ra-PRACH-Mask Index)的前导码。而且，S-MAC可清空Msg3缓存中的用于MAC PDU传输的HARQ缓存。
如果在从M-MAC接收启动指示后，来自于SeNB的PDCCH命令请求(S1130)或S-MAC自身请求S-MAC的S-RA，则S-MAC可忽略S-RA发起的请求。
在从M-MAC接收M-RA的启动指示和从M-MAC接收S-RA的完成指示之间的时间段期间，S-MAC可忽略S-RA发起的请求。
当S-MAC从M-MAC接收完成指示时，在下面的情况中，S-MAC启动作为基于竞争的随机接入的S-RA：
如果S-MAC中有任何被停止的S-RA；或者，
如果S-MAC中有任何被忽略的S-RA。
在图11中，在从M-MAC接收完成指示后，当S-MAC从SeNB接收请求S-RA的PDCCH命令时，S-MAC发起S-RA(S1150)，因为这是在从M-MAC接收到指示完成指示的指示之后。
图12是本发明的另一个示例的图。
在图12中，UE中有两个MAC实体：像图11中一样的M-MAC和S-MAC。网络对UE进行如下配置：如果当接收来自于M-MAC的启动指示时S-MAC停止了任何正在进行的S-RA，则当S-MAC接收来自于M-MAC的完成指示时，S-MAC启动基于竞争的S-RA。
MeNB可向UE发送PDCCH命令，以请求M-RA(步骤1)。当M-MAC从MeNB接收PDCCH命令以发起M-RA时，M-MAC可启动M-RA，并且M-MAC可向S-MAC发送启动指示(步骤2)。SeNB可向UE发送PDCCH命令，以请求S-RA(步骤3)。由于S-MAC已经从M-MAC接收了启动指示，但还没有从M-MAC接收完成指示，因此S-MAC可忽略来自于SeNB的S-RA请求。
当M-MAC完成M-RA时，M-MAC可向S-MAC发送完成指示(步骤4)。由于没有停止的S-RA，因此S-MAC不启动基于竞争的S-RA。
SeNB可再次向UE发送PDCCH命令，以请求S-RA(步骤5)。由于S-MAC已经接收了来自M-MAC的完成指示，因此S-MAC可发起S-RA。
MeNB可再次向UE发送PDCCH命令，以请求M-RA(步骤6)。然后，M-MAC启动M-RA，并且M-MAC向S-MAC发送启动指示。当S-MAC接收启动指示时，S-MAC停止正在进行的S-RA。
当M-MAC完成M-RA时，M-MAC可向S-MAC发送完成指示(步骤7)。当S-MAC接收来自于M-MAC的完成指示时，S-MAC启动基于竞争的S-RA，因为在步骤6中S-MAC停止了正在进行的S-RA。
下面的阐释是针对本发明的另一方面的UE中的PHY实体和MAC实体之间的过程的。
当来自于MeNB/SeNB的PDCCH命令或M-MAC/S-MAC自身请求M-RA/S-RA时，M-MAC/S-MAC可分别启动M-RA/S-RA。在双连接环境中，存在由于M-RA的共存而导致S-PHY不能发送随机接入前导码的情形。这可能是因为缺乏传输功率等。在传统的技术中，没有单独定义随机接入前导码的传输的失败。因此，需要由随机接入失败来管理。但是，这可能会导致随机接入过程的不必要延迟。
因此，在本发明的一方面，如果UE中有两个MAC实体(M-MAC和S-MAC)，则当S-PHY根据S-MAC的指示不能向SeNB发送用于S-RA的前导码时，S-PHY就不向SeNB发送S-RA的前导码。另外，S-PHY向S-MAC指示不执行S-RA的前导码传输。当S-MAC从S-PHY接收指示时，S-MAC继续S-RA或停止S-RA。当接收到指示，S-MAC继续S-RA时，S-MAC并不增加前导码_传输_计数器(PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER)或者通过回退来延迟前导码传输。将结合示例性附图来更详细地阐释本方案。
图13是根据目前考虑到双连接的LTE标准来阐释过程的图。
UE的S-MAC可接收用于请求S-RA的PDCCH命令(S1310)。当然，S-MAC自身可发起S-RA。在这幅图中，PDCCH命令示出为由S-MAC直接接收，但实际操作是PDCCH命令由S-PHY接收并传输给S-MAC。
如果S-MAC发起S-RA，则S-MAC可指示S-PHY向SeNB发送前导码(S1320)。在这里，如上所阐释，前导码传输的传输功率被设置为‘preambleInitialReceivedTargetPower+DELTA_PREAMBLE+PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER-1)*powerRampingStep’。而且，S-MAC可指示S-PHY利用所选择的PRACH、相应的RA-RNTI、前导码索引以及PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER来发送前导码。
如上所阐释，存在由于正在进行的M-RA的共存而导致S-PHY不能发送前导码的情形。这可能是因为传输功率的限制，但并不限制于这种情形。在目前的技术标准中，没有处理这个问题的过程。因此，它将当作传统的随机接入失败过程来处理。
也就是说，UE的S-MAC可监测来自SeNB的PDCCH，以便接收随机接入响应(S1340)。应在具有ra-ResponseWindowSize的长度的子帧的随机接入监测窗口中执行该监测。
如果S-MAC没有接收用于其前导码传输的随机接入响应，则确定随机接入过程没有成功(S1350)。具体地，如果在RA响应窗口内没有接收随机接入响应，或者，如果所有接收的随机接入响应均不包含与已发送的随机接入前导码相应的随机接入前导码标识符，则认为该随机接入响应接收不成功，并且S-MAC可执行针对随机接入失败的过程(S1360)。针对随机接入失败的过程包括如下：
S-MAC将PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER(前导码_传输_计数器)加1。
如果PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER＝preambleTransMax+1，即，如果PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER达到最大允许次数，则向上层指示随机接入问题(如果随机接入前导码是在P小区上发送)，或者认为该随机接入过程没有成功完成(如果随机接入前导码是在S小区上发送)。
如果在该随机接入过程中，随机接入前导码是由MAC选择的，则基于UE中的回退参数，根据0和回退参数之间的均匀分布来选择随机回退时间；根据回退时间来延迟下一次随机接入传输；并从头开始进行随机接入资源的选择。
本领域技术人员会意识到上述过程效率低，因此提出了以下方案。
图14是用于阐释本发明的一示例的图。
如果PDCCH命令请求或M-MAC自身请求M-MAC的M-RA，则M-MAC启动M-RA。如果PDCCH命令请求或S-MAC自身请求S-MAC的S-RA，则S-MAC启动S-RA(S1310)。
当M-MAC启动M-RA时，M-MAC指示M-PHY利用所选择的PRACH以及PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER来发送用于M-RA的前导码。当S-MAC启动S-RA时，S-MAC可指示S-PHY利用所选择的PRACH以及PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER来发送用于S-RA的前导码(S1320)。
当S-PHY接收来自于S-MAC的指示以发送用于S-RA的前导码时，如果S-PHY不能按照S-MAC的指示来利用PRACH或者PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER向SeNB发送用于S-RA的前导码，则S-PHY就不向SeNB发送用于S-RA的前导码(S1330)。这可能是由图14中所示的正在进行的M-RA造成的。
当S-PHY没有向SeNB发送用于S-RA的前导码时，提出了S-PHY向S-MAC发送指示S-PHY不能向SeNB发送用于S-RA的前导码的指示(S1410)。
当S-MAC接收来自S-PHY的指示时，S-MAC可在不执行针对随机接入失败的过程的情况下，继续或停止S-RA(S1420)。即，S-MAC不需要执行如图13所阐释的针对随机接入失败的过程。如果S-MAC确定继续S-RA，则S-MAC可重新选择随机接入资源，并在预定的回退时间后再次指示S-PHY发送前导码。如果S-MAC确定停止S-RA，则S-MAC可丢弃随机接入资源，并清空用于随机接入过程的HARQ缓存。
图15和图16是关于图14中所阐释方案的详细示例。
图15和图16中S1410之前的过程与图14中相同。图15是当S-MAC确定继续S-RA时的过程。图16是当S-MAC确定停止S-RA时的过程。
参照图15，当S-MAC接收来自于S-PHY的指示前导码传输不可能的指示时，S-MAC可确定继续S-RA。具体地，S-MAC可继续进行随机接入资源的选择，而不用增加前导码_传输_计数器(S1420-1)。在这种情况下，由于前导码_传输_计数器没有增加，因此PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER也不会增大。
S-MAC可通过在UE中设置回退参数值来继续进行随机接入资源的选择。回退参数值可以是在UE和网络之间预先定义的，或者是由网络利用RRC/MAC/PHY信号来配置的。基于UE中的回退参数值，S-MAC可根据0和回退参数值之间的均匀分布来选择随机回退时间。S-MAC依据回退时间来延迟下一次随机接入传输，并继续进行随机接入资源的选择。
然后，S-MAC可指示S-PHY发送前导码(S1420-2)。
参照图16，当S-MAC接收来自于S-PHY的指示前导码传输不可能的指示时，S-MAC可确定停止S-RA。具体地，如果有的话，S-MAC可明确丢弃用信号通知的用于S-RA的前导码和ra-PRACH掩码索引(S1420-1)。而且，S-MAC可清空用于Msg3缓存中的MAC PDU的传输的HARQ缓存(S14202)。通过这些操作，S-MAC可停止正在进行的S-RA。
如果S-MAC接收了指示M-MAC完成M-RA的完成指示，并且如果当接收到来自于S-PHY的指示S-PHY不能传输用于S-RA的前导码的指示时，S-MAC就停止了S-RA，则S-MAC可启动基于竞争的S-RA。
在这种情况下，不管S-MAC是否停止了由来自SeNB的PDCCH命令发起的S-RA或由S-MAC自行发起的S-RA，S-MAC都可启动基于竞争的S-RA。
图17是根据本发明实施方式的通信装置的框图。
图17中所示出的装置可以是适合于执行上述机制的用户设备(UE)和/或eNB，但它也可以是任何一种用于执行同样操作的装置。
如图17所示，该装置可包括DSP/微处理器(110)和RF模块(收发器，135)。DSP/微处理器(110)与收发器(135)电连接，并控制收发器(135)。基于该装置的实现和设计者的选择，该装置可进一步包括功率管理模块(105)、电池(155)、显示器(115)、键盘(120)、SIM卡(125)、存储装置(130)、扬声器(145)和输入装置(150)。
具体地，图17可代表包括配置成接收来自SeNB/MeNB的信号的接收器(135)和配置成向网络发送信号的发射器(135)的UE。该接收器和发射器可构成收发器(135)。该UE进一步包括连接到收发器(135：接收器和发射器)的处理器(110)。
另外，图17可代表包括配置成向UE发送信号的发射器和配置成接收来自UE的信号的接收器的网络装置。该接收器和发射器可构成收发器(135)。该网络进一步包括连接到发射器和接收器的处理器(110)。
对本领域技术人员来说显而易见的是，在本发明中可进行各种修改和变形，而不脱离本发明的精神和范围。因此，本发明旨在涵盖所有落入所附权利要求及其等同范围内的本发明提供的修改和变形。
下面所描述的本发明的实施方式是本发明的要素和特征的组合。除非另有说明，否则要素或特征可被视为选择性的。各个要素或特征可在不与其它要素或特征组合的情况下实践。而且，本发明的实施方式可通过组合部分要素和/或特征来构造。本发明的实施方式中所描述的操作顺序可重新安排。任何一个实施方式的一些构造可包括在另一实施方式中，并且可用另一实施方式的对应构造来代替。对本领域技术人员来说显而易见的是，在所附权利要求书中未明确彼此引用的权利要求可组合呈现为本发明的实施方式，或者通过本申请提交之后的后续修改作为新的权利要求被包括。
在本发明的实施方式中，所描述的由BS执行的特定操作可由BS的上层节点来执行。即，显而易见的是，在由包含BS的多个网络节点组成的网络中，为与MS通信而执行的各种操作可由BS来执行，或者可由网络节点而不是BS来执行。术语“eNB”可用术语“固定站”、“节点B”、“基站(BS)”以及“接入点”等来代替。
以上描述的实施方式可通过各种手段(例如，硬件、固件、软件或其组合)来实现。
在硬件配置中，根据本发明的实施方式的方法可通过一个或更多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理装置(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器或微处理器来实施。
在固件或软件配置中，根据本发明的实施方式的方法可以以执行上述功能或操作的模块、过程、函数等形式来实施。软件代码可存储在存储单元中，并由处理器执行。存储单元位于处理器的内部或外部，并且可经由各种已知手段向处理器发送数据和从处理器接收数据。
本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的精神和基本特征的情况下，本发明可按照本文所阐述的方式以外的其它特定方式来实施。因此，上述实施方式应在所有方面均被视为是示意性的，而非限制性的。本发明的范围应该通过所附权利要求书及其法律上的等同物而非以上描述来确定，落入所附权利要求书的含义和等同范围内的所有改变旨在涵盖于其内。
工业实用性
虽然已经以适用于3GPP LTE系统的示例为中心来描述了上述方法，但本发明也适用于除3GPP LTE系统以外的各种无线通信系统，例如，IEEE系统。

Claims (7)

1.一种在无线通信系统中在用户设备UE处与网络通信的方法，该方法包括以下步骤：
所述UE的物理层PHY实体接收向第一基站传输第一随机接入前导码并且向第二基站传输第二随机接入前导码的指令；
当所述第一随机接入前导码的传输与所述第二随机接入前导码的传输重叠时，所述UE的所述PHY实体丢弃所述第二随机接入前导码的传输；
所述PHY实体向所述UE的介质访问控制MAC实体通知与丢弃的第二随机接入前导码相关联的指示；以及
在所述UE的所述MAC实体处在不增加随机接入前导码传输的次数的情况下，针对没有成功接收到随机接入响应的情况，继续随机接入过程。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述指示与关于随机接入过程失败的指示不同。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，当已经接收所述指示时执行的所述随机接入过程包括：
确定所述随机接入前导码传输的次数是否达到最大允许传输次数；以及
如果所述随机接入前导码传输的次数达到所述最大允许传输次数，则向更高层实体报告达到所述最大允许传输次数或者得出所述随机接入过程没有成功完成的结论；以及
如果所述随机接入前导码传输的次数没有达到所述最大允许传输次数，则重新选择随机接入资源。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述UE的第一MAC实体负责向所述第一基站传输数据，并且所述UE的第二MAC实体负责向所述第二基站传输数据，以及
其中，所述第一基站的第一服务区小于所述第二基站的第二服务区。
5.一种在无线通信系统中与网络通信的用户设备UE，该UE包括：
收发器，所述收发器被配置成与第一基站和第二基站发送和接收信号；
处理器，所述处理器连接到所述收发器，并且所述处理器包括物理层PHY实体和介质访问控制MAC实体，
其中，所述处理器被配置成:
控制所述PHY实体接收向所述第一基站传输第一随机接入前导码并且向所述第二基站传输第二随机接入前导码的指令，
当所述第一随机接入前导码的传输与所述第二随机接入前导码的传输重叠时，控制所述PHY实体丢弃所述第二随机接入前导码的传输，
控制所述PHY实体向所述MAC实体通知与丢弃的第二随机接入前导码相关联的指示；以及
在不增加随机接入前导码传输的次数的情况下，针对没有成功接收到随机接入响应的情况，控制所述MAC实体继续随机接入过程。
6.根据权利要求5所述的UE，其中，
如果所述MAC实体从所述PHY实体接收到所述指示，则所述处理器被进一步配置成：控制所述MAC实体在不增加随机接入前导码传输的次数的情况下重新选择随机接入资源；以及控制所述MAC实体在预定时间后指示所述PHY实体发送随机接入前导码。
7.根据权利要求5所述的UE，
其中，所述UE的第一MAC实体负责向所述第一基站传输数据，并且所述UE的第二MAC实体负责向所述第二基站传输数据，以及
其中，所述第一基站的第一服务区小于所述第二基站的第二服务区。
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