Способ и процедуры несинхронизированной связи, синхронизированной связи и синхронизации связи в режиме ожидания "stand-by" и в системах e-utra

Способ и процедуры несинхронизированной связи, синхронизированной связи и синхронизации связи в режиме ожидания "stand-by" и в системах e-utra

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

[1] Настоящее описание изобретения относится к радиосвязи, и в частности к способу и процедурам несинхронизированной связи, синхронизированной связи и синхронизации связи в режиме ожидания «stand-by» в развивающейся (расширенной) универсальной наземной системе подвижной связи с радиодоступом (E-UTRA).

Уровень техники

[2] Система радио (беспроводной) связи может состоять из сети доступа и множества терминалов доступа. Сеть доступа может включать в себя точки доступа, такие как «Узлы-В» (Node В), базовые станции и т.п., которые позволяют терминалам доступа подсоединяться к сети доступа по восходящей линии связи («UL»: терминал-сеть) и по нисходящей линии связи («DL»: сеть-терминал) через каналы различных типов. Терминалы доступа могут быть пользовательскими устройствами «UE», мобильными станциями и т.п.

[3] Несмотря на то что рассматриваемые далее концепции могут быть применимы к различным типам систем связи, универсальная система подвижной связи «UMTS» будет рассмотрена исключительно в качестве примера. Типичная система «UMTS» имеет, как минимум, одну базовую сеть «CN», соединенную, как минимум, с одной с универсальной наземной сетью радиодоступа «UTRAN» (наземная сеть радиодоступа системы «UMTS»), имеющей «Узлы В», действующие как точки доступа для множества терминалов «UE».

[4] На Фиг.1 показана структура протокола радиоинтерфейса, соответствующая стандартам сетей радиодоступа третьего поколения (3GPP). Протокол радиоинтерфейса имеет горизонтальные уровни, содержащие физический уровень, уровень канала передачи данных и сетевой уровень, а также вертикальные плоскости, содержащие плоскость пользователя (U-плоскость) для передачи данных пользователя и плоскость управления (С-плоскость) для передачи управляющей информации. Плоскость пользователя представляет собой область, где обрабатывается информация о трафике пользователя, например голосовые пакеты или пакеты протокола сети Internet («IP»). Плоскость управления представляет собой область, где обрабатывается управляющая информация для взаимодействия с сетью, обслуживания, управления вызовами и т.п.

[5] Уровни протокола на Фиг.1 можно разделить на первый уровень (L1), второй уровень (L2) и третий уровень (L3) на основе трех нижних уровней стандартной модели взаимодействия открытых систем «OSI». Первый уровень (L1), а именно физический уровень «PHY», предоставляет услугу передачи информации на вышерасположенный уровень, используя различные методы радиопередачи. Физический уровень подсоединяется к вышерасположенному уровню, называемому уровнем управления доступом к среде передачи («МАС»), посредством транспортных каналов. Уровень управления доступом к среде передачи «МАС» и физический уровень осуществляют обмен данными по транспортным каналам. Второй уровень (L2) включает уровень управления доступом к среде передачи «МАС», уровень управления радиоканалом «RLC», уровень управления широковещательной/ многоадресной передачей «ВМС» и уровень протокола сходимости/конвергенции пакетных данных «PDCP». Уровень управления доступом к среде передачи «МАС» обрабатывает отображение между логическими и транспортными каналами и обеспечивает присвоение параметров управления доступом к среде передачи «МАС» для распределения и перераспределения радиоресурсов. Уровень управления доступом к среде передачи «МАС» подсоединяется к вышерасположенному уровню, называемому уровнем управления радиоканалом «RLC», через логический канал. Различные логические каналы предоставляются в соответствии с типом передаваемой информации.

[6] Уровень управления доступом к среде передачи «МАС» подсоединяется к физическому уровню посредством транспортных каналов и может быть разделен на подуровень «МАС-b», подуровень «MAC-d», подуровень «МАС-c/sh», подуровень «МАС-hs» и подуровень «МАС-m» в соответствии с типом управляемого транспортного канала. Подуровень «МАС-b» управляет каналом «ВСН» (широковещательным каналом), который представляет собой транспортный канал, обрабатывающий широковещательную передачу системной информации. Подуровень «МАС-c/sh» управляет общим транспортным каналом, таким как канал прямого доступа «FACH», или нисходящим совместно используемым (мультиплексным) каналом (DSCH), который используется множеством терминалов, или восходящим каналом произвольного доступа «RACH». Подуровень «МАС-m» может обрабатывать данные мультимедийного широковещательного/многоадресного обслуживания «MBMS». Подуровень «МАС-d» управляет выделенным каналом «DCH», который является выделенным транспортным каналом для конкретного терминала. Подуровень «МАС-d» размещается в обслуживающем контроллере радиосети «SRNC», который управляет соответствующим терминалом, и в каждом терминале существует один подуровень «МАС-d».

[7] Уровень управления радиоканалом «RLC» в зависимости от режима работы радиоканала поддерживает надежную передачу данных и выполняет сегментацию и последовательное соединение множества блоков служебных данных «SDU» управления радиоканалом «RLC», поступающих с вышерасположенного уровня. Когда уровень управления радиоканалом «RLC» принимает блоки служебных данных «SDU» уровня управления радиоканалом «RLC» с вышерасположенного уровня, то уровень правления радиоканалом «RLC» соответствующим образом корректирует размер каждого блока служебных данных «SDU» управления радиоканалом «RLC» на основе производительности обработки, а затем создает блоки данных путем добавления к ним информации заголовка. Эти блоки данных, называемые блоками протокольных данных «PDU», передаются на уровень управления доступом к среде передачи «МАС» через логический канал. Уровень управления радиоканалом «RLC» включает в себя буфер уровня управления радиоканалом «RLC» для хранения блоков служебных данных «SDU» управления радиоканалом «RLC», далее блоков служебных данных «RLC SDU» и/или блоков протокольных данных «PDU» управления радиоканалом «RLC», далее блоков протокольных данных «RLC PDU».

[8] Уровень управления широковещательной/многоадресной передачей «ВМС» планирует передачу широковещательных сообщений для ячейки (называемых далее «СВ-сообщениями»), принимаемых из базовой сети, и осуществляет широковещательную передачу «СВ-сообщений» на терминалы «UE», находящиеся в конкретной ячейке или в ячейках.

[9] Уровень протокола сходимости пакетных данных «PDCP» располагается над уровнем управления радиоканалом «RLC». Уровень протокола сходимости пакетных данных «PDCP» используется для эффективной передачи данных сетевого протокола, например, IPv4 или IPv6, по радиоинтерфейсу со сравнительно узкой полосой пропускания. С этой целью уровень протокола сходимости пакетных данных «PDCP» сокращает ненужную управляющую информацию, используемую в проводных сетях, а именно выполняет функцию, называемую сжатием заголовка.

[10] Уровень управления радиоресурсами «RRC», располагающийся в нижней части третьего уровня (L3), определен только в плоскости управления. Уровень управления радиоресурсами «RRC» управляет транспортными и физическими каналами в отношении настройки, переконфигурирования и разъединения или отмены однонаправленных радиоканалов «RB». Радиоканалы «RB» реализуют услугу, предоставляемую вторым уровнем (L2) для передачи данных между терминалом и наземной сетью радиодоступа «UTRAN». Как правило, настройка радиоканала «RB» представляет собой процесс установления характеристик уровня протокола и радиоканала, требуемых для обеспечения конкретной услуги передачи данных, и настройки соответствующих детальных параметров и способов работы. Кроме того, уровень управления радиоресурсами «RRC» обрабатывает мобильность пользователя внутри наземной сети «RAN» и дополнительные услуги, например услуги, связанные с определением местоположения пользователя.

[11] Развивающаяся (расширенная) универсальная наземная система подвижной связи с радиодоступом «Е-UTRA» (развитая наземная сеть радиодоступа системы «UMTS»), называемая также системой «LTE» («Система долгосрочного развития»), рассматривается как область с коммутацией пакетов «PS» с ресурсами, используемыми только совместно. В этом новом контексте, требующем меньших задержек и большей пропускной способности, для того, чтобы удовлетворить специфические для системы «LTE» требования доступа, использование канала произвольного доступа «RACH» в системе «LTE» (далее, канал «LTE RACH») будет несколько отличаться от существующих систем GSM и UMTS.

[12] В настоящем описании изобретения предлагаются примеры использования канала произвольного доступа «RACH» для системы «LTE». В основном канал «LTE RACH» рассматривается в качестве канала передачи данных по восходящему каналу связи в режиме конкуренции, и больше не может быть использован для передачи пользовательских данных, управляющих сигналов или явных запросов. Его можно использовать для индикации присутствия (когда терминал неизвестен в зоне перекрытия) и для получения и/или возможно для получения/поддержания временной синхронизации (при включении питания или после некоторого периода бездействия) с разрешением конфликтов. Остальная информация, которая в известном уровне техники передается по каналу произвольного доступа «RACH», передается с использованием данных, не связанных с ресурсами передачи управляющих сигналов «CSR», которые рассматриваются как совместные ресурсы восходящего канала, используемые всеми терминалами при синхронизированной передаче по восходящему каналу, основанной на конкуренции или планируемой. «CSR» можно также использовать вместо канала «LTE RACH» для поддержки синхронизации восходящего канала.

[13] Процедура, при которой терминал (или «UE»: пользовательское оборудование) посылает первое сообщение в сеть, называется первоначальным доступом. Для этой процедуры используется общий восходящий канал, называемый каналом произвольного/случайного доступа «RACH». Во всех случаях [системы GSM (глобальная система подвижной связи) и UMTS (универсальная система подвижной связи)] выполнение первоначального доступа начинается из терминала «UE» с помощью сообщения с запросом на соединение, содержащего причину запроса, и ответа из сети, в котором указывается распределение радиоресурсов для данной причины, указанной в запросе.

[14] Имеется несколько причин, называемых причинами установления соединения, для отправки сообщения с запросом на соединение. В следующем списке приведено несколько примеров таких причин, оговоренных в универсальной системе подвижной связи «UMTS» (см. 3GPP TS 25.331):

[15] Исходящий диалоговый вызов,

[16] Исходящий потоковый вызов,

[17] Исходящий интерактивный вызов,

[18] Исходящий фоновый вызов,

[19] Исходящий вызов с абонированным трафиком,

[20] Входящий диалоговый вызов,

[21] Входящий потоковый вызов,

[22] Входящий интерактивный вызов,

[23] Входящий фоновый вызов,

[24] Экстренный вызов,

[25] Повторный выбор ячейки в режиме «Inter-RAT» (переход от одной технологии радиодоступа к другой),

[26] Распоряжение на изменение ячейки в режиме «Inter-RAT»,

[27] Регистрация, разъединение,

[28] Исходящий сигнал высокого приоритета,

[29] Исходящий сигнал низкого приоритета,

[30] Повторное установление соединения,

[31] Входящий сигнал высокого приоритета,

[32] Входящий сигнал низкого приоритета.

[33] Здесь причина «Исходящий вызов» обозначает, что пользовательское устройство «UE» хочет установить соединение, например речевое (голосовое) соединение. Причина «Входящий вызов» обозначает, что пользовательское устройство «UE» отвечает на персональный радиовызов. Причина «Регистрация» обозначает, что пользователь хочет зарегистрироваться только для обновления данных о местоположении.

[34] Для отправки информации через радиоинтерфейс (или беспроводной интерфейс) используется процедура случайного радиодоступа по физическому каналу. Передача информации по физическому каналу с использованием процедуры случайного радиодоступа выполняется под управлением протокола вышерасположенного уровня, который выполняет несколько важных функций, связанных с приоритетом и контролем нагрузки. Указанные процедуры различны для радиосистем «GSM» и «UMTS». Описание процедуры случайного радиодоступа в системе «GSM» можно найти в публикации The GSM System for Mobile Communications (Система GSM для подвижной связи), авторы М.Mouly и М.В.Pautet, 1992 г. Поскольку представленная инновация связана с улучшением и развитием системы «UMTS», ниже более подробно описывается технология широкополосного множественного доступа с кодовым разделением каналов (W-CDMA).

[35] В этой процедуре участвуют транспортный канал, называемый каналом произвольного доступа «RACH», и два физических канала, называемых физический канал произвольного доступа «PRACH» и канал индикации приема «AICH». Транспортные каналы являются каналами, проходящими от физического уровня до уровня протокола управления доступом к среде передачи «МАС» (управления доступом к среде передачи). Существуют несколько типов транспортных каналов для передачи данных с различными свойствами и форматами передачи с физического уровня. Физические каналы в режиме дуплексной передачи с разделением по частоте идентифицируются кодом и частотой. Обычно они основаны на конфигурации слоя радиокадров (фреймов) и временных интервалов (слотов). Форматы радиокадров (фреймов) и временных интервалов зависят от скорости передачи символов физического канала. Радиокадр (фрейм) является минимальным блоком в процессе декодирования, состоящим из 15 временных интервалов (слотов). Временной интервал является минимальной единицей в последовательности битов уровня 1. Таким образом, число битов, которые могут поместиться в одном временном интервале (слоте), зависит от физического канала. Транспортный канал произвольного доступа «RACH» является восходящим каналом общего пользования, используемым для передачи управляющей информации и пользовательских данных. Он применяется в системах с произвольным доступом и используется для низкоскоростной передачи данных с вышерасположенного уровня. Канал «RACH» отображается на восходящий физический канал, называемый физическим каналом произвольного доступа «PRACH». Канал индикации приема «AICH» является нисходящим каналом связи общего пользования, который существует как парный канал к физическому каналу «PRACH», используемый для управления произвольным доступом.

[36] Передача по физическому каналу «PRACH» базируется на применении сегментированной системы «ALOHA» с быстрой индикацией доступа. Пользовательское устройство может произвольно выбрать ресурс доступа и передает в сеть часть/фрагмент преамбулы процедуры произвольного доступа канала «RACH». Преамбула является коротким сигналом, который посылается перед передачей сообщения с запросом соединения канала «RACH». Пользовательское устройство многократно передает преамбулу, увеличивая мощность передачи при каждой посылке преамбулы, до тех пор, пока по каналу индикации доступа «AICH» (каналу индикации приема) не будет получен индикатор приема «AI», который обозначает обнаружение преамбулы сетью. Сразу же после получения индикатора «AI» пользовательское устройство прекращает передачу преамбулы и посылает часть сообщения с уровнем мощности, равным мощности передачи преамбулы в этот момент плюс внесенная сетью поправка. Эта процедура произвольного доступа исключает процедуру линейного увеличения мощности для всего сообщения. Процедура линейного увеличения мощности создавала бы больше помех из-за безуспешно отправленных сообщений и была бы менее эффективна из-за большей задержки, так как она требовала бы гораздо больше времени для декодирования сообщения, прежде чем можно было бы выдать подтверждение успешного приема.

[37] Главной характеристикой канала «RACH» является то, что это канал основан на конкуренции, что означает, что вследствие одновременного доступа нескольких пользователей могут возникать конфликты, так что начальное сообщение доступа не может быть декодировано сетью. Пользовательское устройство может начать передачу в режиме произвольного доступа (и преамбулы, и сообщения) только в начале интервала, отведенного для доступа. Таким образом, этот тип способа доступа представляет собой подход к решению проблемы по типу тактированного «АLОНА» (протокол для спутниковой и наземной радиопередачи) с быстрой индикацией приема.

[38] На фиг.2 представлен пример временных интервалов (слотов) доступа, в отношении передачи преамбулы, сообщения и индикатора приема «AI».

[39] На Фиг.3 показан пример числа временных интервалов, отведенных для доступа к каналу «RACH», и их размещения.

[40] Согласно Фиг.2 и 3 ось времени для обоих каналов, и канал «RACH», и канал «AICH», делится на временные интервалы, называемые слотами доступа. Имеется 15 слотов доступа на каждые два кадра [длительность одного кадра составляет 10 мс или 38400 чипов (элементарных кодовых посылок/сигналов/микрокадров)] и они отделены друг от друга на 1,33 мс (5120 чипов).

[41] На Фиг.4 представлены примеры приема абонентским терминалом слота доступа по нисходящему каналу индикатора приема «AICH» и передачи абонентским терминалом слота доступа по восходящему физическому каналу случайного доступа «PRACH». Т.е. на Фиг.4 показана временная зависимость передачи между каналами «PRACH» и «AICH».

[42] На Фиг.5 показана таблица с доступными временными интервалами доступа в восходящем канале для различных подканалов произвольного доступа «RACH».

[43] Согласно Фиг.4 и 5 сетью выдается сообщение о том, какие имеются слоты доступа для передачи в режиме случайного доступа, а также какое смещение по времени имеется в рабочем режиме между каналами «RACH» и «AICH», между двумя последовательными преамбулами и между последней преамбулой и сообщением. Если синхронизация передачи по каналу индикатора приема «AICH» производится по значению 0 и 1, то она передается, соответственно, 3 и 4 слотами доступа после передачи последнего слота доступа преамбулы.

[44] Кроме того, согласно Фиг.4 и 5, время, когда пользовательское устройство может послать преамбулу, делится на подканалы произвольного доступа. Подканал произвольного доступа является подмножеством, содержащим комбинацию всех интервалов доступа восходящего канала. Всего имеется 12 подканалов произвольного доступа. Подканалы произвольного доступа состоят из интервалов (слотов) доступа.

[45] На Фиг.6 показан пример формата сигнатуры преамбулы. Преамбула представляет собой короткий сигнал, посылаемый перед передачей сообщения по каналу «RACH». Преамбула состоит из 4096 чипов, что составляет последовательность из 256 повторений кодов Адамара длиной 16 и кодов скремблирования, назначенных вышерасположенным уровнем. Коды Адамара рассматриваются в качестве сигнатуры преамбулы. Имеется 16 различных сигнатур, сигнатура выбирается произвольно (из доступных наборов сигнатур на основе «ASC» (класс услуг доступа)) и повторяется 256 раз для каждой передачи фрагмента преамбулы.

[46] На Фиг.7 показан пример структуры фрагмента сообщения произвольного доступа. Фрагмент сообщения состоит из коротких ортогональных кодов с переменным коэффициентом расширения спектра «OVSF», которые однозначно описываются сигнатурой преамбулы, и кодов расширения спектра, используемых для сигнатуры преамбулы. Радиокадр (радиофрейм) фрагмента сообщения длиной 10 мс разбивается на 15 временных интервалов (слотов), каждый из которых состоит из 2560 чипов. Каждый слот состоит из фрагмента данных и управляющего фрагмента, который передает управляющую информацию (управляющие биты и индикатор комбинаций транспортного формата «TFCI»). Фрагмент данных и управляющий фрагмент передаются параллельно. Фрагмент сообщения длиной 20 мс состоит из двух последовательных радиокадров фрагмента сообщения. Фрагмент данных состоит из 10*2k битов (к=0, 1, 2, 3), что соответствует коэффициенту расширения спектра (SF=256, 128, 64, 32).

[47] На Фиг.8 показан пример формата (структуры) канала «AICH». Канал «AICH» состоит из повторяющейся последовательности из 15 последовательных интервалов доступа, каждый длиной 40 битовых интервалов (5120 чипов). Каждый интервал доступа состоит из двух частей - фрагмента индикатора приема «AI», состоящего из 32 вещественных сигналов а0, …, а31, и части продолжительностью 1024 чипа, где передача отключается.

[48] Когда сеть обнаруживает передачу преамбулы канала произвольного доступа «RACH» с определенной сигнатурой во временном интервале доступа канала «RACH», она повторяет эту сигнатуру в соответствующем интервале доступа канала индикации доступа «AICH». Это означает, что код Адамара, используемый в качестве сигнатуры в преамбуле в канале «RACH», преобразуется во фрагмент индикатора приема «AI» канала индикации приема «AICH». Индикатор приема, соответствующий сигнатуре, может принимать значения +1, -1 и 0 в зависимости от того, дается ли определенной сигнатуре подтверждение приема (положительное квитирование), неподтверждение приема (отрицательное квитирование), или не выдается никакого подтверждения. Положительная полярность сигнатуры указывает на то, что преамбула принята, и можно отправлять сообщение. Отрицательная полярность сигнатуры указывает на то, что преамбула принята, и процедура плавного изменения мощности будет остановлена, но сообщение не будет отправлено. Отрицательное квитирование используется, когда в сети существует ситуация перегрузки и, следовательно, переданное сообщение в данный момент не может быть обработано. В этом случае попытку осуществления доступа пользовательское устройство «UE» должно повторить несколько позднее.

[49] Применительно к процедуре произвольного доступа на уровне (L2) протокола сеть решает, надо ли разрешить мобильной станции использовать ресурс радиодоступа, основываясь прежде всего на классе доступа, к которому принадлежит пользовательское устройство «UE». Заданный уровень приоритета определяется классом доступа «АС», который хранится на SIM-карте пользовательского устройства «UE».

[50] Далее будут описаны определенные аспекты управления доступом. Следует иметь в виду, что соответствующим стандартом по данному вопросу является стандарт 3GPP TS 22.011.

[51] В зависимости от цели управления доступом при определенных обстоятельствах желательно оберегать пользователей терминалов «UE» от попыток осуществления доступа (в том числе от попыток экстренного вызова) или ответа на поисковые вызовы в отдельных зонах сети наземной связи общего назначения «PLMN». Такие ситуации могут возникать в аварийных состояниях, или когда возникли неполадки в одной из двух или более близко расположенных сетей наземной связи общего назначения «PLMN». Широковещательные сообщения должны быть доступны поочередно во всех ячейках с указанием класса (классов) подписчиков, доступ которых в сеть заблокирован. Использование данной возможности позволяет оператору сети предотвратить перегрузку канала доступа при критических условиях. Предполагается, что управление доступом не будет использоваться при нормальных условиях эксплуатациях.

[52] При выделении каналов все терминалы «UE» являются членами одной из десяти произвольно назначенных совокупностей мобильных телефонов, определяемых классами доступа от 0 до 9. Номер совокупности для данного терминала «UE» может храниться на SIM-карте (модуле идентификации абонента) или в USIM-карте (универсальный модуль идентификации абонента). Кроме того, терминалы «UE» могут быть членами одной или нескольких из пяти отдельных категорий (классы доступа с 11 до 15), которые также могут храниться на SIM-карте или в USIM-карте. Они могут быть назначены отдельным пользователям с наивысшим приоритетом следующим образом (эта нумерация не определяет порядок приоритетов):

[53] Класс 15 - персонал сети наземной связи общего назначения «PLMN»

[54] Класс 14 - аварийные службы;

[55] Класс 13 - коммунальные службы (например, компании водоснабжения/газоснабжения);

[56] Класс 12 - службы безопасности;

[57] Класс 11 - для эксплуатации сети наземной связи общего назначения «PLMN».

[58] При работе, если пользовательское устройство является членом, как минимум, одного класса доступа, соответствующего разрешенным классам, в соответствии с информацией, полученной через радиоинтерфейс, и класс доступа применим к обслуживающей сети, то попытки доступа разрешены. Иначе попытки доступа не разрешаются.

[59] Применяются следующие классы доступа:

[60] Классы 0~9 - домашняя (собственная) и гостевые сети наземной связи общего назначения «PLMN»;

[61] Классы 11 и 15 - только домашняя сеть наземной связи общего назначения «PLMN»;

[62] Классы 12, 13, 14 - только домашняя сеть наземной связи общего назначения «PLMN» и гостевые сети наземной связи общего назначения «PLMN» только страны проживания.

[63].

[64] В любой момент может быть заблокировано любое число этих классов.

[65] Для экстренных вызовов на терминал «UE» через радиоинтерфейс передается также дополнительный управляющий бит, известный как класс доступа 10. Он указывает, разрешен ли сетевой доступ для экстренных вызовов терминалам «UE» с классами доступа с 0 по 9 или без международного идентификатора абонента мобильной связи (идентификатора «IMSI»). Для терминалов «UE» с классами доступа с 11 по 15 экстренные вызовы не разрешены, если и класс доступа 10, и релевантные классы доступа (с 11 по 15) заблокированы. В ином случае аварийные вызовы могут быть разрешены.

[66] Далее будет описана схема распределения классов доступа «АС». Следует иметь в виду, что соответствующим стандартом по данному вопросу является стандарт 3GPP TS 25.331.

[67] В системе подвижной связи «UMTS» классы доступа «АС» отображаются в классы услуг доступа «ASC». Определено восемь разных уровней приоритета (от «ASC 0» до «ASC 7»), причем наивысшему приоритету соответствует уровень 0.

[68] Для отображения классов доступа в классы услуг доступа классы доступа следует применять только при первоначальном доступе, т.е. при отправке сообщения «Запрос на RRC-соединение» («RRC CONNECTION REQUEST») (запрос на установление соединения между уровнями управления ресурсами радиосвязи «RRC»). Отображение между классом доступа «АС» и классом услуг доступа «ASC» должно указываться отображением информационного элемента АС-в-ASC в блоке системной информации тип 5. Соответствие между классами доступа «АС» и классами услуг доступа «ASC» показано на Фиг.9.

[69] На Фиг.9 приведена таблица, показывающая соответствие между классом доступа «АС» и классом услуг доступа «ASC». В таблице n-й информационный элемент «n^th IE» обозначает номер «i» класса услуг доступа «ASC» в диапазоне 0-7, сопоставленный с соответствующим номером класса доступа «АС». Если класс услуг доступа «ASC», указываемый информационным элементом «n^th IE», не определен, поведение терминала «UE» техническими условиями не оговаривается.

[70] Для произвольного доступа должны быть использованы параметры, вводимые соответствующим классом услуг доступа «ASC». В случае, когда пользовательское устройство является членом нескольких классов доступа «АС», следует выбрать класс услуг доступа «ASC» для наивысшего номера класса доступа «АС». В режиме соединения класс доступа «АС» применять не следует.

[71] Класс услуг доступа «ASC» состоит из подмножества сигнатур преамбулы канала случайного доступа «RACH» и слотов доступа, которые разрешается использовать для данной попытки доступа, и значения живучести передачи, соответствующего вероятности Pν<1, чтобы осуществить попытку передачи. Другим механизмом управления передачей со случайным доступом является механизм контроля нагрузки, позволяющий уменьшить нагрузку входящего трафика, когда вероятность конфликтов высока, или когда мало радиоресурсов.

[72] В настоящем изобретении предлагается усовершенствованный способ обработки процедур произвольного доступа, в котором сеть получает, как минимум, один пакет доступа, позволяющий сети оценить получаемые по восходящему каналу связи временные интервалы, причем пакет данных доступа содержит, как минимум, преамбулу, и передает информацию для ответа в отношении, как минимум, одного пакета данных доступа. С другой стороны, мобильный терминал конфигурирует, как минимум, один пакет данных доступа, содержащий, как минимум, преамбулу, и передает, как минимум, один пакет доступа, чтобы позволить сети, как минимум, оценить получаемые по восходящему каналу связи временные интервалы. Особенности настоящего описания могут быть применены в различных случаях, таких как синхронизация с разрешением конфликтов (или без него), синхронизация в отсутствие данных пользователя, ответ на запрос сети (поисковый вызов) и т.п., для поддержки несинхронизированной связи, синхронизированной связи и синхронизации связи в режиме ожидания «stand-by».

Раскрытие сущности изобретения

Технические проблемы

[73] В настоящем описании рассматривается следующая проблема существующего уровня техники. Технические условия на развивающуюся (расширенную) универсальную наземную систему подвижной связи с радиодоступом «Е-UTRA» (например, TR 25.913) включают требования наименьшей задержки, наивысшей пропускной способности и как можно более быстрого доступа по сравнению с существующими системами, такими как GSM и UMTS. В этих системах (GSM и UMTS) канал произвольного/случайного доступа «RACH» предназначен для передачи двух частей, одна из которых является фрагментами преамбулы, используемой для запроса доступа, а вторая часть является полезной информацией сообщения, используемой для передачи запроса ресурса, команд управления и данных пользователя. Когда терминал имеет плохую зону покрытия, часть с полезной информацией может потребовать несколько повторных передач, вследствие чего увеличивается задержка доступа и понижается производительность доступа из-за занятости ресурсов канала «RACH».

Техническое решение

[74] Настоящее описание изобретения решает данную проблему, рассматривая канал «RACH», как совместно используемый восходящий канал общего пользования для передачи на основе конкуренции, передающий часть с преамбулой и/или возможно как можно меньшую часть с полезной информацией, включающую только идентификацию (временную) терминала. Остальная часть с полезной информацией/сообщением передается с использованием ресурсов восходящего совместно используемого канала связи либо на основе конкуренции, либо на основе планируемой передачи, что не отличается от других обычных совместно используемых ресурсов восходящего канала связи общего пользования, используемых всеми терминалами с синхронизированной передачей по восходящему каналу. Управлять ресурсами синхронизированного восходящего канала связи может сеть, способная быстро распределять соответствующие ресурсы с целью поддержания заданного уровня эксплуатационных характеристик.

[75]

Краткое описание чертежей

[76] На Фиг.1 показана структура протокола радиоинтерфейса в соответствии со стандартами сети с радиодоступом 3GPP.

[77] На Фиг.2 показан пример временных интервалов доступа применительно к передаче преамбулы, сообщения и индикатора приема «AI».

[78] На Фиг.3 показан пример нескольких временных интервалов (слотов) доступа в канале «RACH» и их размещения.

[79] На Фиг.4 показан пример приема терминалом канала индикации приема «AICH» по нисходящей линии связи «DL» и физического канала произвольного доступа «PRACH» по восходящей линии связи «UL».

[80] На Фиг.5 показана таблица доступных временных интервалов доступа в восходящем канале для различных подканалов «RACH».

[81] На Фиг.6 показан пример формата сигнатуры преамбулы.

[82] На Фиг.7 показана пример структуры фрагмента сообщения в режиме произвольного доступа.

[83] На Фиг.8 показан пример формата (структура) канала индикации приема «AICH».

[84] На Фиг.9 показана таблица соответствия между классами доступа «АС» и классами услуг доступа «ASC».

[85] На Фиг.10 показана блок-схема типовой процедуры управления доступом.

[86] На Фиг.11 показан пример потока сигналов для установления передачи.

[87] На Фиг.12 показан пример того, как могут быть спланированы передачи применительно к частотной и временной областям.

[88] На Фиг.13 показана примерная общая предлагаемая процедура использования канала произвольного доступа «RACH» в системе «LTE».

[89] На Фиг.14 показан пример случая 1 использования канала произвольного доступа «RACH» в системе «LTE» (синхронизация с разрешением конфликтов).

[90] На Фиг.15 показан пример случая 2 использования канала произвольного доступа «RACH» в системе «LTE» (синхронизация без разрешения конфликтов).

[91] На Фиг.16 показан пример случая 3 использования канала произвольного доступа «RACH» в системе «LTE» (синхронизация в отсутствие данных пользователя).

[92] На Фиг.17 показан пример случая 4 использования канала произвольного доступа «RACH» в системе «LTE» (ответ на запрос сети).

Примеры осуществления изобретения

[93] Одним из аспектов настоящего изобретения является понимание автором изобретения рассмотренных выше проблем и недостатков существующего уровня техники. Базируясь на этом понимании, были разработаны особенности настоящего изобретения.

[94] Хотя в последующем описании исключительно ради объяснения будет рассматриваться оптимизированная процедура для канала произвольного доступа «RACH» системы «UMTS», особенности настоящего изобретения явно предполагаются применимыми к различным другим способам и системам связи, в которых окажется выгодно использовать конкретные особенности настоящего изобретения.

[95] На Фиг.10 показана блок-схема типовой процедуры управления доступом. Следует иметь в виду, что соответствующим стандартом по данному вопросу является стандарт 3GPP TS 25.321.

[96] Процедура управления доступом может быть выполнена в следующие пять шагов.

[97] (1) Существующими техническими условиями предусматриваются многие параметры управления передачей по каналу произвольного доступа «RACH», которые хранятся и обновляются пользовательским устройством/терминалом «UE» на основе системной информации, передаваемой сетью в широковещательном режиме. Параметры управления передачей по каналу «RACH» включают физический канал произвольного доступа «PRACH», класс услуги доступа «ASC», максимальное число циклов линейного увеличения мощности передачи преамбул «Mmax», диапазон интервалов задержки передачи для таймера «TBO1», задаваемый в значениях количества 10-миллисекундных интервалов передачи «NBO1max» и «NBO1min» и применяемый, когда по каналу индикации «AICH» принимается неподтверждение приема (отрицательное квитирование).

[98] (2) Терминал «UE» отображает назначенный класс доступа «АС» на класс услуги доступа «ASC», и «n» - значение подсчета «М» устанавливается на нуль.

[99] (3) Значение подсчета «М» возрастает на единицу. Затем терминал «UE» определяет, не превышает ли значение подсчета «М», характеризующее число попыток передачи, максимальное число разрешенных попыток передачи по каналу «RACH» - «Mmax». Если это так, то терминал «НЕ» рассматривает передачу как безуспешную.

[100] (4) Однако, если «М» меньше или равно максимальному числу разрешенных попыток передачи по каналу «RACH», то терминал «UE» обновляет параметры управления передачей по каналу «RACH». На следующем шаге устанавливается 10 миллисекунд на таймере Т2. Терминал «UE» решает, надо ли пытаться произвести передачу на основе значения живучести «Pi», соответствующего классу ASC, выбранному терминалом «UE». Конкретно, генерируется произвольное число «Ri» в интервале от 0 до 1. Если произвольное число «Ri» меньше или равно постоянному значению «Pi», то терминал «UE» осуществляет попытку передачи вдобавок назначенным ресурсам канала случайного доступа «RACH», в ином случае терминал «UE» ждет, пока не истечет время 10 мс таймера Т2 и выполняет процедуру шага 4 повторно.

[101] (5) При передаче одной попытки доступа терминал «UE» определяет, отвечает ли сеть сигналом подтверждения приема «АСК» (положительного квитирования), сигналом неподтверждения приема «NACK» (отрицательного квитирования), или не выдает никакого ответа. Если от сети не получено никакого ответа, то после истечения времени таймера Т2, процедура выполняется снова, начиная с шага 3. Если принят сигнал «NACK», означающий отсутствие подтверждения сетью приема передачи (часто из-за конфликтов), то терминал «UE» ждет, пока истечет время таймера Т2, затем генерирует значение за