移動通信系統(tǒng)、基礎設施設備、移動通信終端以及用于在上行鏈路隨機訪問信道中通信用 ...的制作方法
【專利摘要】一種用于通信數據到移動通信終端/從移動通信終端通信數據的移動通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含被布置為提供無線電接口以便與移動通信終端通信數據的一個或多個基站；和被布置為與所述一個或多個基站經由無線電接口通信數據的一個或多個移動通信終端，并且其中，移動通信終端被布置為使用上行鏈路隨機訪問信道以發(fā)送隨機訪問消息到所述一個或多個基站。第一移動通信終端被布置為經由上行鏈路隨機訪問信道通過在上行鏈路隨機訪問信道內的所選定時發(fā)送隨機訪問消息中的一個或多個來通信用戶數據，所述定時由第一移動通信終端選定來表現(xiàn)用戶數據的至少一部分。
【專利說明】移動通信系統(tǒng)、基礎設施設備、移動通信終端以及用于在上行鏈路隨機訪問信道中通信用戶數據的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于傳送數據到通信終端設備/從通信終端設備傳送數據的系統(tǒng)和用于通信的方法。
【背景技術】
[0002]諸如基于3GPP定義的UMTS和長期演進(LTE)結構的第三和第四代移動電信系統(tǒng)能夠支持比前代移動電信系統(tǒng)提供的簡單語音和消息服務更復雜的服務。例如，使用由LTE系統(tǒng)提供的改進的無線電接口和增強數據速率，用戶能夠享受高數據速率應用，例如先前僅經由固網數據連接可用的移動視頻流和移動視頻會議。部署第三代網絡和第四代網絡的需求由此強烈，并且這些網絡的覆蓋區(qū)域被預期迅速增長，所述覆蓋區(qū)域是可能訪問所述網絡的地理位置的總和。
[0003]第三和第四代網絡的預期廣泛部署導致并行開發(fā)如下類型更簡單的終端和應用:不需要經由LTE無線電接口可用的高數據速率，而是利用穩(wěn)健的無線電接口和增加覆蓋區(qū)域的普遍性。示例包括所謂的機器型通信(MTC)應用，該應用由半自主或者自主的無線通信終端(即，MTC終端)在相對罕見的基礎上通信少量的數據代表。如此MTC終端的使用可能與常規(guī)LTE終端的常規(guī)的“始終開通”使用案例有區(qū)別。MTC終端實例包括所謂的智能儀表，所述智能儀表例如位于消費者的家里并且周期的發(fā)送信息(與消費者對例如氣、水、電等等公用設施的消費有關的數據)返回到中心MTC服務器。在智能儀表實例中，量表可以既接收小數據傳輸(例如新價格費率)又發(fā)送小數據傳輸(例如新讀數)，在此這些數據傳輸通常是少有的并且耐時延的傳輸。MTC終端的特性可以包括例如以下一個或多個:低移動性；時間控制的；時間耐受的；僅數據包交換(PS);小數據傳輸；僅移動發(fā)起的；少有的移動終止的；MTC監(jiān)控；優(yōu)先警報；安全連接；位置特定的觸發(fā)；用于上行鏈路數據的網絡提供的目的地；非頻繁傳輸；和基于組合的MTC性質(例如:基于組合的管轄和基于組合的編址)。其他MTC終端的實例可以包括自動販賣機、“衛(wèi)星導航(satnav)”終端和保安攝像頭或傳感器等。
[0004]近年來開發(fā)的移動網絡通常良好適應于高速率和高可靠性服務并且可以不總是非常適合于MTC服務。

【發(fā)明內容】

[0005]根據本發(fā)明的特征，提供了一種所述系統(tǒng)包括:移動通信網絡的一個或多個基站，被布置為提供無線電接口以與移動通信終端進行通信；以及一個或多個移動通信終端，被布置為經由所述無線電接口與所述一個或多個基站通信，其中，移動通信終端被配置為使用所述無線電接口的上行鏈路隨機訪問信道來發(fā)送隨機訪問消息到所述一個或多個基站，其中，所述一個或多個移動通信終端中的第一移動通信終端被配置為經由所述上行鏈路隨機訪問信道通過在所述上行鏈路隨機訪問信道中的所選定時發(fā)送所述隨機訪問消息中的一個或多個來通信用戶數據，所述定時由所述第一移動通信終端選擇以表現(xiàn)所述用戶數據的至少一部分。因此可以提供移動通信系統(tǒng)，其中，終端可以在隨機訪問信道中通過選擇在隨機訪問信道中的隨機訪問消息的發(fā)送定時來發(fā)送用戶數據，從而允許終端除通信隨機訪問消息之外在上行鏈路隨機訪問信道中通信數據，該隨機訪問消息根據預先確定的標準通常用于通信其他預定的信息(例如上行鏈路資源請求)。
[0006]本發(fā)明實施方式解決的一個技術的問題是改進使用移動通信網絡通信數據用于發(fā)送小的消息(例如用于MTC通信的那些消息)的效率。這是因為移動通信網絡(例如LTE)已被設計成包括用于發(fā)送隨機訪問消息的隨機訪問信道用于請求上行鏈路資源，用于通信顯著大量的用戶數據。通常隨機訪問消息具有預先確定的用來請求上行鏈路資源的格式。這個是一個需理解的示例。然而對于一些應用，僅需要發(fā)送少量數據，例如，當移動終端形成MTC通信設備的部分。相應地，本發(fā)明實施方式被布置為通過在隨機訪問信道內選擇隨機訪問消息傳輸時間通信數據。所述隨機訪問消息本身可以具有預先確定的通信數據用于不同的目的的格式，例如，確定移動終端和/或移動終端的請求用于上行鏈路資源。
[0007]在一個示例中，用戶數據可以由在隨機訪問信道內改變相對暫時的隨機訪問消息的位置表示。在另一個實施例中，隨機訪問消息可以在無線電訪問接口(而不是其他)的一些子幀的隨機訪問信道中通信。例如，所述子幀可以被配對并且所述隨機訪問消息可以在第一或第二對子幀中發(fā)送以表現(xiàn)二進制的“I”或“O”。此外，在其他實例中，構成隨機訪問信道部分的多塊隨機存取時間和頻率資源可以從隨機存取時間和頻率資源的可用塊組中挑選以便通信用戶數據的至少一部分。以下部分提供不同的實例技術，其形成本技術的特征和性質。
[0008]在某些例子中，通信終端有規(guī)律地接收時間提前信息，時間提前信息用于在選擇傳輸時間以表現(xiàn)用戶數據之前，在隨機訪問信道中調整隨機訪問消息的傳輸時間。這個實例可以與可移動的通信終端對應。然而，在其他實例中，特別是那些與更簡單的通信終端(例如MTC設備)對應的實例，時間提前信息可以較少得被通信到所述通信設備，例如一旦通電或設備重啟。一旦從所述基站收到時間提前信息，通信設備假定它的定時提前是正確的直至復位情況或斷電。因為提供如此更簡單化的布置給MTC設備，其已知為以顯著靜態(tài)的應用部署，例如停車計時器。
[0009]本發(fā)明各種更多特征和性質在所附權利要求中定義并且包括基礎設備例如基站、通信終端、移動通信網絡和通信方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]現(xiàn)在，將參考相同部分具有相同的指定參考符號的附圖描述本發(fā)明的示例實施方式，在附圖中:
[0011]圖1是根據LTE標準的移動通信網絡的示意性框圖；
[0012]圖2示出適用于MTC設備和服務的移動式網絡的實例；
[0013]圖3是終端連接到e-NodeB并且在上行鏈路上發(fā)送數據的方法的示意圖；
[0014]圖4是用于在LTE網絡中請求上行鏈路資源和使用上行鏈路資源的終端的常規(guī)消息交換的示意圖；
[0015]圖5是適于在圖4的方法中使用的常規(guī)上行鏈路幀的示意圖；
[0016]圖6是使用上行鏈路隨機訪問信道發(fā)送數據的方法的實例；[0017]圖7是適于在圖6的方法中使用的上行鏈路幀的實例；
[0018]圖8是使用上行鏈路隨機訪問信道和前導定位發(fā)送數據的方法的實例；
[0019]圖9是適于在圖8的方法中使用的上行鏈路幀的實例；
[0020]圖10是適于在圖8的方法中使用的上行鏈路幀的實例；
[0021]圖11至13是用于編碼將在隨機訪問信道中發(fā)送的數據的前導選擇的實例；并且
[0022]圖14是用于檢測終端使用上行鏈路隨機訪問信道發(fā)送數據的方法的實例。
【具體實施方式】
[0023]本申請受益于要求在2011年8月19日提交的英國專利申請GB1114339.3和2011年8月19日的英國專利申請GB1114340.1的巴黎公約優(yōu)先權，其全部內容通過引用結合在本文中。
[0024]在3GPP LTE架構的背景下整體描述本技術示例性實施方式。然而，本明發(fā)并不局限于在3GPP LTE架構中實施。相反，任何合適的移動架構均被視為相關。例如，當描述提及“eNB”或“e-NodeB”時，eNB用作用于示意目的的實例，并且本技術可以如何和任何其他類型的基站(例如在GSM中的BTS) —起使用將對技術人員是顯而易見的。
[0025]傳統(tǒng)網絡
[0026]圖1提供示出了傳統(tǒng)LTE移動電信網絡的基本功能的示意圖。所述網絡包括連接至用于在用戶平面中通信的服務網關(S-GW) 103并且連接至用于在控制面中發(fā)信號的移動性管理機構(MME)的一個或多個基站102 (表現(xiàn)出的一個基站)。在LTE中，基站被稱為e-NodeB，其在以下描述中被稱作eNB。每個基站提供在其內可以通信數據到移動終端(或UE) 101并從移動終端通信數據的覆蓋區(qū)域103。數據在覆蓋區(qū)域內經由無線電下行鏈路(DL)從基站102被發(fā)送到移動終端101。數據從移動終端101經由無線電上行鏈路(UL)被發(fā)送到基站102。包含MME105、S-GW103和TON-網關(P-GW) 104的核心網絡路由數據到移動終端101并從移動終端路由數據，以及提供例如驗證、移動性管理、充電等等的功能。P-GW連接至一個或多個其他網絡(例如可以包括因特網、IMS核心網絡等)。在圖1的示意圖中，用戶平面上的連接用直線表示，同時控制面上的連接用虛線表示。
[0027]在圖2的示意圖中，移動網絡還提供經由IP網絡(例如因特網)到MTC應用服務器120的訪問。在另一個實施例中,MTC應用服務器120可以位于移動網絡內。一個或多個移動終端101可以形成例如自動販賣機或智能儀表的MTC設備并且可以接收數據和/或發(fā)送數據到MTC應用服務器120。
[0028]以下描述提供常規(guī)操作的實例的總結說明，在常規(guī)操作中，移動終端連接到移動網絡并且希望發(fā)送數據(即在上行鏈路上)到所述一個或多個eNB102，參考圖3至圖5，這有助于理解本技術的一些特征和優(yōu)勢。
[0029]圖3是終端連接到eNB并且在上行鏈路上發(fā)送數據的方法的示意圖。所述方法的步驟400的開始，能或不能移動的通信終端(也就是所謂的UE)例如可以被接通，可以進入eNB的覆蓋區(qū)域，或已經連接至網絡并且被轉交到新的eNB。在任何情況下，在步驟402，終端然后使用例如由eNB定期發(fā)送的PSS、SSS和PBCH信號與eNB同步。一旦終端與eNB同步，終端必須請求上行鏈路資源使得其可以發(fā)送上行鏈路數據到eNB。在步驟402，終端在RACH消息中發(fā)送資源請求到eNB。RACH代表“隨機訪問信道”，并且被用在終端的LTE中，該終端沒有被分配上行鏈路資源并且希望具有這些資源的分配。在LTE中，終端在RACH信道中在特定地時間和頻率下發(fā)送消息，所述消息包含前導(從64個可能性中選擇的數字)。在步驟403，當eNB從所述終端接收RACH消息，eNB利用經由HXXH和TOSCH發(fā)送的并且包含幾個參數的消息對終端響應，幾個參數可以包括:
[0030].RA-RNTI =RA-RNTI基于隨機訪問前導和發(fā)送RACH消息的時間和頻率的組合。這從而區(qū)別已發(fā)送具有相同前導的兩個RACH消息的兩個終端。其被用作用于終端的指示符，使得所述指示符可以檢測終端接收的響應是對它較早發(fā)送的RACH消息的響應，而不是對另一終端的響應。響應的CRC (循環(huán)冗余碼校驗)由RA-RNTI打亂。
[0031].隨機訪問前導:使得所述終端可以檢查響應信息有關的前導是終端在它的RACH消息中使用的前導。
[0032].臨時C-RNT1:終端的臨時身份，至少用于將來的下行鏈路通信。
[0033]?定時提前:eNB估計從由eNB服務的小區(qū)內的估計位置到達eNB的終端的發(fā)送的延遲，并且指示終端應當轉移多少它的消息使得當消息到達eNB時它的UL傳輸與所有其他UL傳輸列成一行。
[0034]-UL (上行鏈路)資源發(fā)放:eNB通知針對終端被分配的UL資源的終端以便發(fā)送其UL數據。
[0035]然后，在步驟404，終端使用分配的UL資源用于發(fā)送它的UL數據。一旦發(fā)送所述數據，并且假定終端和eNB沒有更多數據要發(fā)送，則它們可以在方法結束(步驟406)之前，在步驟405釋放任何分配的UL (和可能的DL)資源。
[0036]圖4示出對應于圖3的方法的簡單化可行調用流程。圖4特別地示出對應于步驟402至405的消息。終端101首先發(fā)送RACH消息到eNB102以請求資源并且接收響應42(包括UL資源分配)。終端然后使用UL資源在上行鏈路上發(fā)送數據(消息43)。在圖4的實例中，UL數據消息43后面跟著應答(“ack”)消息44，該消息確認消息43已被成功接收。然后根據由終端101發(fā)送的數據量，可以跟隨許多更多的消息43 (和任選的ack消息44)。一旦不再需要UL資源，終端101或eNB102可以通過消息45觸發(fā)這些UL資源的釋放。
[0037]圖5是適于在圖3的方法中和/或在圖4使用的調用流程中的常規(guī)上行鏈路幀20的示意圖。在LTE中，幀20通常被分成10個子幀21，在圖5中編號為從O到9。在圖5的實例中，RACH22具有可用于終端以在所述幀的每個子幀中發(fā)送RACH消息的資源。在其他配置中，一些但不是全部子幀可以具有可用于RACH信道的資源或一些幀可能不具有分配給RACH的任何資源。例如，RACH可以僅提供在偶數幀的第一子幀中。常規(guī)RACH方法和本技術在幀的每個子幀中具有RACH資源的背景中體現(xiàn)。然而，本發(fā)明不限于這個配置并且相同的原理可以施加至這樣的配置:一個或多個幀包括沒有任何RACH資源的子幀，并且任選的，其中一些幀不包括任何RACH資源。
[0038]在圖5的實例中，在第二子幀中的RACH資源已被用陰影示出了終端101已在這個第二子幀中提供的RACH中發(fā)送RACH消息。
[0039]如在圖3至圖5中示出的常規(guī)RACH過程是終端請求上行鏈路資源的第一步。通常，由此需要另外的發(fā)信號用于終端以建立有關的上行鏈路和下行鏈路連接，例如，終端101和ΘΝΒ102之間的RRC連接。因此，當與小的消息的大小相比較時所涉及的發(fā)信號量可以較高。在終端101需發(fā)送大量的數據的情況下，這個常規(guī)方法由于數據/發(fā)信號比例由此變高而可以是高效的。然而，如果終端僅僅具有少量數據來發(fā)送，這個方法可能效率較低，因為數據/發(fā)信號比例由此變低。因而數據量越小效率變得越低，因為發(fā)信號的量是基本不變的。在MTC型應用的情況下，終端可能僅具有少量的數據來發(fā)送并且所述數據通常不是時延敏感數據。此外，為了降低生產這種設備的成本，MTC型應用設備與常規(guī)移動終端相比可能要求減少了的功能。這是因為可預見MTC設備與常規(guī)移動終端相比將會更普遍存在并且有效，并且因此生產應當價格比較低廉，以吸引使用移動通信網絡來發(fā)送與接收數據。相應地，期望具有簡單化的終端用于MTC類型服務和應用設備。
[0040]因此，期望提供方法來改進用于發(fā)送小的消息(乃至特別小的消息)和/或MTC通信的網絡的效率可。以下部分提供形成本技術的各方面和特征的不同實例技術。
[0041 ] 經由隨機訪問信道的數據的發(fā)送和編碼
[0042]如從上文的解釋所理解的，呈現(xiàn)技術問題以便提供方法來改進移動通信網絡的效率用于發(fā)送小的消息(乃至特別小的消息)和/或MTC通信。以下部分提供形成本技術的各方面和特征的不同實例技術。
[0043]根據本技術，終端使用RACH消息使得至少使用定時選擇來發(fā)送數據到eNB。該定時選擇可用于對數據(例如短信息的數據)編碼。在圖6中示出了用于經由隨機訪問信道發(fā)送數據的方法的實例。在這個實例中，終端101是MTC設備并且再使用可用的RACH消息以發(fā)送它的數據。隨著該方法開始(600)，終端101在步驟601與eNB例如以常規(guī)方式同步。在步驟602，終端101然后發(fā)送RACH消息，其中，終端使用發(fā)送定時來編碼數據的至少一部分。下文進一步提供關于編碼如何可以運行的細節(jié)。在這個實例中，終端101期待響應于在步驟602發(fā)送的RACH消息的“ack”消息。這種ack消息可以例如在RACH響應信息中或在任何其他類型合適的消息中攜帶。在步驟603，終端確定其是否收到這樣的響應于RACH消息的應答。如果其例如在由RACH消息的發(fā)送觸發(fā)的定時器到時之前沒有收到任何應答，則終端然后返回步驟602來重發(fā)送有關的RACH消息。然而，如果終端接收到RACH消息的ack消息，其然后可以移動到步驟604。盡管圖6的實例包括檢查是否已接收到確認消息，步驟603是任選的。在另一實施例中，終端可不期望任何ack消息，并且然后可以從步驟602跳到步驟604。在步驟604，終端101確定其是否有更多數據要經由RACH發(fā)送。如果終端已經發(fā)送全部其應發(fā)送的數據，該方法然后可以結束(步驟605)。然而，如果終端101仍有數據要以這種方式發(fā)送，則為了使終端101在一個或多個RACH消息中發(fā)送未完成的數據，該方法返回步驟602。
[0044]使用發(fā)送定時來編碼數據使終端101能夠使用那些可能看來像常規(guī)RACH消息的消息發(fā)送數據。在圖7中示出使用發(fā)送定時進行編碼的實例。圖7示出包括十個由O到9編號的子幀的幀20，每個子幀均包括分配給(例如傳統(tǒng)的)RACH的資源。在這個實例中，終端可以通過選擇子幀對數據編碼，在子幀中終端發(fā)送RACH消息。例如，使用二進制編碼，在偶數子幀中發(fā)送RACH消息來編碼“0”，同時在奇數子幀中發(fā)送RACH消息來編碼“I”。這樣，在圖7的實例中，可在一個幀中編碼五個比特，并且通過在子幀1、3、4、6和9中發(fā)送RACH消息，終端可以編碼“11001”。在這個實例中，前三個比特編碼ID (“110”=6)，同時后兩個比特編碼狀態(tài)(“01” =低電量)。例如，智能儀表可以指示給中心服務器它內部的元件編號六(例如電度表而非煤氣表或任何其他兀件)電量低。
[0045]在RACH僅被提供在一些而不是所有的子幀(未示出)中的實例中，終端可以使用關于RACH信道資源塊的選擇的發(fā)送定時來編碼數據。RACH資源塊是被提供在上行鏈路上的時間和頻率插槽(slot)，用于終端發(fā)送它們的RACH消息。實際上，全部RACH資源塊形成RACH0例如，在每三個子幀提供一個RACH的情況中，終端可以使用RACH消息在兩個不同的子幀內的一對連續(xù)RACH資源塊內的定位來編碼“O”或“ I”。在另一實施例中，所述選擇可以基于RACH資源塊選擇執(zhí)行，而不是基于子幀選擇來執(zhí)行。例如，可以有兩個RACH資源塊被提供在子幀中的情形。在該情況下，終端可以選擇在子幀內的第一資源塊和第二資源塊中的一個從而編碼“O”或“ I ”。在這種情況下，可以針對包含兩個RACH資源塊的每個子幀來編碼比特。
[0046]在另一實施例(未示出)中，每幀可僅有一個RACH資源塊，例如在每個幀的第二子幀中的一個RACH資源塊。子幀選擇然后可以在與幀相比更大的范圍上運行。例如，子幀選擇可以跨十個幀的組執(zhí)行，其中，基于二進制編碼的子幀選擇會使能在十個幀的組中的五個比特的可能編碼。
[0047]在圖8中示出的方法中，終端101可以經由RACH使用在隨機訪問信道資源的上行鏈路塊中定位的前導發(fā)送數據。在其他實例中，例如在上行鏈路隨機訪問信道是用于發(fā)送消息而不是前導的情況下，通過在塊隨機訪問資源內定位這個消息可以應用相同的原理來編碼數據。在圖8的實例中，所述方法開始于步驟800并且終端101與eNB在步驟801同步。終端101然后例如從eNB中并且使用RACH消息獲得定時提前，使得其可以充分與上行鏈路定時對準。然后，在步驟803，終端101經由RACH使用在RACH資源中定位的前導發(fā)送數據。這個實例還包括針對在步驟803發(fā)送的數據檢查是否已接收到應答消息的可選步驟804。如果否，終端返回步驟803以重發(fā)送該數據。如果是(其他)，所述方法移動到步驟805，在此確定終端101是否仍有數據要經由RACH發(fā)送。如果否，所述方法可以在步驟806結束。然而，如果終端101仍有數據要發(fā)送，該方法然后進行到步驟807，在此確定終端101是否需要重新獲得定時提前。例如，所述終端可以具有位置元件，其可以確定終端101是否相對于eNB102移動并且因此需要新的定時提前。可替換地，終端101可以是靜止元件，例如智能儀表或停車計時器，并且在這種情況下可以省略步驟807，因為終端了解其是固定的。如果確定了當前的定時提前是足夠符合要求的，該方法然后可以回到步驟803并且使用定位在RACH資源中的前導發(fā)送另外的數據。然而，如果確定了應當獲得新的定時提前，則該方法進行到步驟802，在此終端101獲得新的定時提前。
[0048]圖9示出適于使用兩個發(fā)送定時技術的組合編碼數據的幀的實例，這兩個發(fā)送定時技術為:定位在RACH資源中的前導和定位在子幀中的RACH消息。如在圖7中，RACH消息的定位對“110”和“01”編碼。此外，在每個子幀中，RACH消息的內容(即前導31至35)在RACH資源221至225塊內的定位也對數據編碼。在這個實例中，定位在資源塊開始時的前導編碼“0”，同時定位在資源塊結尾的前導編碼“I”。由于在圖9中，該幀包括五個RACH消息，使用這個技術可以編碼更多五個比特。在該特定實例中，前導定位已被用于編碼“01100”(一些比特沒有在圖中示出)。如果這個設備是智能儀表，其可以例如指示其正發(fā)送12kWh的電子讀數，同時指示設備電量低。
[0049]在圖10的實例中，終端僅使用定位在RACH資源的塊(221至223)內的前導用于編碼數據，并且在這種情況下，數字不被編碼為二進制數字而被編碼為3進制數。如果前導是位于隨機訪問資源塊的前導，則被編碼的數字是“0”，如果前導在中間位置，則被編碼的數字是“1”，并且如果其在資源塊的結尾，則被編碼的數字是“2”。并且在圖10的實例中，在單個子幀內提供幾個上行鏈路隨機訪問資源塊。這個特定組合由此編碼“201”，其以3進制編碼數字19。例如設備可以是指示其庫存水平當前是19的自動販賣機。
[0050]當編碼數字時可以使用任何其他類型的合適的使用發(fā)送定位的編碼，并且可以例如憑借η進制編碼(在此η等于或大于二)，盡管將理解二進制編碼可以由于其廣泛用于編碼、解碼和存儲數據而更方便。
[0051]可以使用使用前導選擇來編碼數據用于通信的額外編碼法。有64個可用前導并且特定前導的選擇還可以用于在RACH消息中編碼數據。前導的常規(guī)使用依靠于在64個可能前導中的一個前導的隨機選擇，在此，使用隨機性減少在兩個終端試圖同時發(fā)送RACH消息之間的碰撞的可能性。前導還被用于生成RA-RNTI，即，用于RACH響應的終端ID。由于這個隨機性情況，前導因而在它常規(guī)的使用中不攜帶任何信息。在圖11至圖13中示出使用前導選擇的可能編碼方法的實例，在此已用6比特數(范圍從O到63)表示前導。在這些圖中，該六個比特已通過減少加權被從I到6編碼。
[0052]在圖11的實例中，選擇了前導使得編碼在比特I至3中的數據和在比特4至圖6中的隨機部分。這種編碼方法可以在前導中提供三比特編碼的數據從而增加用于編碼經由RACH消息發(fā)送的數據的比特數目。并且，在其他實例中，分配用來編碼數據的前導比特數可以不是三個，并且可以從零(在前導中沒有編碼的數據)到六(沒有隨機部分)改變。本領域技術人員將理解這樣可以例如被調整為適合特別情形。如果例如預期幾個MTC設備可試圖在相同的時段內通信數據并且數據可能相似，例如所有智能儀表的消息的前幾個比特可有相同的前幾個比特，其然后可在幾乎相同的時間發(fā)送相同的前導的終端之間存在碰撞。這種碰撞可能引起上行鏈路傳輸故障并且因此減少上行鏈路吞吐量。在這種情況下，可能優(yōu)選在前導中包括隨機部分從而減少碰撞的可能性。本領域技術人員因此將理解在一個前導中發(fā)送更多編碼的數據(增加許多編碼比特)與更多防止前導之間的碰撞(增加許多隨機比特)之間存在平衡。
[0053]在圖12的實例中，具有I的比特被用于編碼前導是用于常規(guī)的RACH上行鏈路資源請求(值:“0”)還是用于編碼數據(值:“1”)。換言之，前導本身包括其被解釋為常規(guī)前導或編碼前導的指示。在該實例中，如果第一比特被設為“0”，終端由此可以隨機選擇以“O”開始的32個可能前導中的一個并且以常規(guī)方式使用該前導。如果所述比特I被設為“1”，這指示前導不是用于常規(guī)方式而是被用于編碼數據。前導的余部可以用于攜帶至少一個編碼比特和隨機比特的對應數字的組合。在圖12中，示出的前導包括兩個編碼比特(比特2至3)和三個隨機比特(比特4至6)。如上所述，編碼比特和隨機比特之間的平衡可以根據例如理想的吞吐量和碰撞來調整。該前導配置例如可用于可使用既用于常規(guī)RACH消息(例如當請求上行鏈路資源時的消息)又用于發(fā)送編碼數據的前導的終端，如此，這種終端可以不僅使用兩種類型的前導而且其還可以同樣動態(tài)地指示其在每RACH消息基礎上使用哪一種類型的前導。
[0054]在圖13的實例中，前三個比特(比特I至3)既用于編碼數據又用于指示前導是否被用于對數據編碼。這三個比特可以覆蓋總共八個組合，并且在這些組合中，一個組合被保留用于以常規(guī)方式使用的前導。這前三個比特因此不僅作為編碼比特還作為前導是被表示為常規(guī)前導還是被表示為編碼前導的指示符起作用。[0055]在實例(“實例A”)中，終端可以使用圖9和圖12中使用的技術的組合。這樣，在幀中，終端可以發(fā)送5個前導(一個用于一對子幀，每個子幀均包含一個RACH資源塊)，并且每個前導可以由它在子幀對內的位置來編碼一個比特，一個比特使用前導定位(前導在RACH資源塊中的位置)并且兩個比特使用前導選擇。因此，終端在一個幀中可以編碼的比特數是每幀“5X (1+1+2)=20個比特”。在LTE中，幀具有IOms的總持續(xù)時間，該持續(xù)時間提供2kbps的比特率用于這個編碼方法的特定組合。
[0056]在另一實施例(“實例B”)中，RACH資源塊僅在每幀兩個子幀中可用，并且終端可以使用子幀選擇技術、前導定位和前導選擇技術的組合，其中，前導是根據圖11的實例但是其有四個編碼比特和兩個用于隨機部分的比特。在該情況下，終端可以每幀發(fā)送一個前導并且每個前導可以利用子幀選擇編碼一個比特，利用子幀內的前導定位編碼一個比特并且利用前導選擇編碼四個比特，也就是，說每幀“IX (1+1+4)=6個比特”。如此在LTE中得到的吞吐量將是0.6kbps。
[0057]在更多的實例(“實例C”)中，終端可以使用RACH資源塊選擇和前導定位(兩者都根據圖9)的組合。RACH資源塊選擇相當于在圖9的實例中的子幀選擇，因為包含RACH資源塊的每個子幀均恰包括一個這種塊。在該情形中，終端可以每幀發(fā)送五個前導并且每個前導可以針對其在每對子幀內的位置編碼一個比特，并且利用前導定位編碼一個比特。因此，終端在一個幀中可以編碼的比特數是每幀“5X (1+1) =10個比特”，即提供Ikbps的吞吐量。
[0058]然而，在這種編碼中產生的總開銷根據選擇的編碼法可能相當低或相當高。這個總開銷將取決于每個前導所編碼的比特數，因為這將指示相對于發(fā)送的比特的總數的有效數(即編碼比特)。作為說明，在實例A中，對于通過終端發(fā)送的每個六比特前導，三個比特被編碼:一個利用子幀選擇被編碼，一個利用前導定位被編碼并且一個利用前導選擇被編碼，這產生50%的效率和50%的總開銷。實際上，總開銷可以稍微低一些，因為終端將首先需要發(fā)送第一 RACH消息(不編碼任何數據)用于獲取定時提前。然而，在固定終端的情況下，這是可以忽略的，因為這事實上可以一次設置好并且可以僅需要很少更新。在實例B中，每個前導可被用于編碼6個比特使得效率是100%并且總開銷是0%。顯著地，效率可以高于100%。如果，例如，前導的所有六個比特被用于編碼數據，并且如果終端還使用子幀選擇和前導定位，每個前導可以編碼八個比特，即使前導本身由六個比特組成。在這種情況下，效率將是137%并且總開銷是-37%。在實例C中，每個前導使用兩個定時選擇方法的組合來編碼兩個比特。因此效率是37%并且總開銷是63%。
[0059]以下提供對于實例A至C的吞吐量和總開銷的總結:
[0060]
【權利要求】
1.一種用于通信數據到移動通信終端/從所述移動通信終端通信數據的移動通信系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 移動通信網絡的一個或多個基站，被布置為提供無線電接口以與移動通信終端進行通信；以及 一個或多個移動通信終端，被布置為經由所述無線電接口與所述一個或多個基站通信，其中，移動通信終端被配置為使用所述無線電接口的上行鏈路隨機訪問信道來發(fā)送隨機訪問消息到所述一個或多個基站， 其中，所述一個或多個移動通信終端中的第一移動通信終端被配置為經由所述上行鏈路隨機訪問信道通過在所述上行鏈路隨機訪問信道中的所選定時發(fā)送所述隨機訪問消息中的一個或多個來通信用戶數據，所述定時由所述第一移動通信終端選擇以表現(xiàn)所述用戶數據的至少一部分。
2.根據權利要求1所述的移動通信系統(tǒng)，其中，所述一個或多個基站被布置為在時間相鄰的子幀中調度上行鏈路傳輸；并且發(fā)送所述一個或多個隨機訪問消息的所述定時包括在可用于發(fā)送所述一個或多個隨機訪問消息的子幀內選擇所述子幀的子集以表現(xiàn)所述用戶數據的至少一部分。
3.根據權利要求1或2所述的移動通信系統(tǒng)，其中，所述上行鏈路隨機訪問信道被設置有用于移動通信終端的一組隨機訪問資源塊以經由所述上行鏈路隨機訪問信道發(fā)送隨機訪問消息；并且 所述第一移動通信終端被配置為選擇所述定時包括第一移動通信設備從所述一組隨機訪問資源塊中選擇隨機訪問資源塊的子集以表現(xiàn)所述用戶數據的至少一部分。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的移動通信系統(tǒng)，其中， 所述上行鏈路隨機訪問信道被設置有用于移動通信終端的一組隨機訪問資源塊以經由所述上行鏈路隨機訪問信道發(fā)送隨機訪問消息；以及 所述第一移動通信終端被配置為選擇所述定時包括所述第一移動通信終端通過在一隨機訪問資源塊內選擇資源的子集來選擇在所述一隨機訪問資源塊內發(fā)送隨機訪問消息的定時以表現(xiàn)所述用戶數據的至少一部分。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的移動通信系統(tǒng)，其中 所述隨機訪問消息中的每一個均包括數字子集中的數字，所述數字由所述第一移動通信終端使用以識別所述第一移動通信終端對由所述第一移動通信終端發(fā)送的所述隨機訪問消息中的每一個的響應，用于確定所述響應是針對所述隨機訪問消息中的每一個；以及 針對所述一個或多個隨機訪問消息中的至少一個，所述第一移動通信終端被配置為選擇所述數字子集內的數字來表現(xiàn)所述用戶數據的至少一部分。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的移動通信系統(tǒng)，其中，所述一個或多個基站被布置為在接收到隨機訪問消息時就檢測用戶數據是否經由所述隨機訪問消息被通信。
7.根據權利要求6所述的移動通信系統(tǒng)，其中，所述一個或多個基站被配置為在接收到包括所述第一移動通信終端的容量指示的容量消息之后至少使用所述容量消息中指示的容量來檢測用戶數據是否經由所述隨機訪問消息被通信，其中，所述容量消息可以至少通過所述第一移動通信終端或通過中心用戶數據被發(fā)送。
8.根據權利要求7所述的移動通信系統(tǒng)，其中，所述容量指示是用于使用子幀定時選擇方法的容量、用于使用一隨機訪問資源定時選擇塊的容量、用于使用一隨機訪問資源定時塊內的定時選擇的容量以及用于使用隨機訪問數字選擇的容量中的至少一個，所述消息可選地指示所述容量是靜態(tài)的或動態(tài)的并且可選地包括所述容量的時間周期。
9.根據權利要求6至8中任一項所述的移動通信系統(tǒng)，其中，所述一個或多個基站被配置為至少通過檢測在接收到的所述隨機訪問消息中的指示符來檢測用戶數據是否經由所述隨機訪問消息被通信。
10.根據權利要求6至9中任一項所述的移動通信系統(tǒng)，其中，所述一個或多個基站被配置為至少通過檢測所述消息已經經由所述隨機訪問信道在與用戶數據通信相關聯(lián)的隨機訪問資源中被發(fā)送來檢測用戶數據是否經由所述隨機訪問消息被通信，所述資源可選地專門用于經由所述隨機訪問信道的用戶數據通信。
11.根據前述任一權利要求所述的移動通信系統(tǒng)，其中，所述一個或多個基站被配置為將定時提前信息通信至所述第一移動通信終端，并且所述第一移動通信終端被配置為在初始化之后根據所述定時提前和所選擇的發(fā)送時間適配所述隨機訪問消息的發(fā)送定時的時亥IJ，并且此后假定所述定時提前信息不變化。
12.根據權利要求1至11中任一項所述的移動通信系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)包括符合3GPP的系統(tǒng)。
13.根據權利要求12所述的移動通信系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)包括符合LTE的系統(tǒng)，并且所述一個或多個基站包括至少一個e-NodeB。
14.根據權利要求13所述的移動通信系統(tǒng)，其中，所述隨機訪問信道為RACH。
15.一種在移動通信系統(tǒng)中使用移動通信終端通信的方法，所述移動通信系統(tǒng)包括移動通信網絡的一個或多個基站，所述方法包括 通過使用由所述一個或多個基站提供的無線電接口的上行鏈路隨機訪問信道來發(fā)送隨機訪問消息到所述一個或多個基站， 經由所述無線電接口從所述移動通信終端通信， 所述通信包括 在所述上行鏈路隨機訪問信道中的所選定時發(fā)送所述隨機訪問消息中的一個或多個，所述定時由所述移動通信終端選擇以表現(xiàn)所述用戶數據的至少一部分。
16.根據權利要求15所述的通信方法，所述方法包括 通過所述一個或多個基站在時間相鄰的子幀中調度上行鏈路傳輸；其中，所述選擇發(fā)送所述一個或多個隨機訪問消息的所述定時包括在可用于發(fā)送所述一個或多個隨機訪問消息的子幀內選擇所述子幀的子集以表現(xiàn)所述用戶數據的至少一部分。
17.根據權利要求15或16所述的通信方法，其中 所述上行鏈路隨機訪問信道被設置有用于移動通信終端的一組隨機訪問資源塊以經由所述上行鏈路隨機訪問信道發(fā)送隨機訪問消息；并且用于發(fā)送的所述定時的選擇包括 從所述一組隨機訪問資源塊選擇隨機訪問資源塊的子集以表現(xiàn)所述用戶數據的至少一部分。
18.根據權利要求15至17中任一項所述的通信方法，其中 所述上行鏈路隨機訪問信道設置有用于移動通信終端的一組隨機訪問資源塊以經由所述上行鏈路隨機訪問信道發(fā)送隨機訪問消息；并且用于發(fā)送的所述定時的選擇包括通過在一隨機訪問資源塊內選擇資源的子集來選擇在所述一隨機訪問資源塊內發(fā)送隨機訪問消息的定時以表現(xiàn)所述用戶數據的至少一部分。
19.根據權利要求15至18中任一項所述的通信方法，其中，所述隨機訪問消息中的每一個均包括數字子集中的數字，所述數字由第一移動通信終端使用以識別所述第一移動通信終端對由所述第一移動通信終端發(fā)送的所述隨機訪問消息中的每一個的響應，用于確定所述響應是針對所述隨機訪問消息中的每一個；所述方法包括: 針對所述一個或多個隨機訪問消息中的至少一個，在所述數字子集內選擇數字來表現(xiàn)所述用戶數據的至少一部分。
20.根據權利要求15至19中任一項所述的通信方法，所述方法包括:在接收到隨機訪問消息時，所述一個或多個基站就檢測用戶數據是否經由所述隨機訪問消息被通信。
21.根據權利要求20所述的通信方法，所述方法包括:在接收到包括所述第一移動通信終端的容量指示的容量消息之后，所述一個或多個基站至少使用所述容量消息中指示的容量來檢測用戶數據是否經由所述隨機訪問消息被通信，其中，所述容量消息可至少通過所述第一移動通信終端或通過中心用戶數據被發(fā)送。
22.根據權利要求21所述的通信方法，其中，所述容量指示是用于使用子幀定時選擇方法的容量、用于使用一隨機訪問資源定時選擇塊的容量、用于使用在一隨機訪問資源定時塊內的定時選擇的容量和用于使用隨機訪問數字選擇的容量中的至少一個，所述消息指示所述容量是靜態(tài)的或動態(tài)并且包括所述容量的時間周期。
23.根據權利要求20或22所述的通信方法，所述方法包括所述一個或多個基站至少通過檢測在接收到的所述隨機訪問消息中的指示符來檢測用戶數據是否經由所述隨機訪問消息被通信。
24.根據權利要求15至23中任一項所述的通信方法，其中，所述移動通信網絡包括符合3GPP的網絡。
25.根據權利要求24所述的通信方法，其中，所述移動通信網絡包括符合LTE的系統(tǒng)，并且所述一個或多個基站包括至少一個e-NodeB。
26.根據權利要求25所述的通信方法，其中，所述隨機訪問信道是RACH。
27.一種在移動通信系統(tǒng)中使用以通信數據至移動通信終端/從所述移動通信終端通信數據的移動通信網絡，所述移動通信網絡包括被布置為提供無線電接口以與移動通信終端通信的一個或多個基站，其中，移動通信終端被布置為使用所述無線電接口的上行鏈路隨機訪問信道來發(fā)送隨機訪問消息到網絡裝置；以及所述移動通信網絡被布置為在接收到隨機訪問消息時就檢測用戶數據是否經由所述隨機訪問消息被通信，所述用戶數據至少部分地由用于發(fā)送所述隨機訪問消息的所選定時來表現(xiàn)。
28.一種用于移動通信網絡的基礎設施設備，所述基礎設施設備被配置為 提供無線電接口與移動通信終端通信，所述無線電接口提供至少一個上行鏈路隨機訪問信道，以及 當接收到在所述無線電接口的所述上行鏈路隨機訪問信道中通過移動通信終端通信的隨機訪問消息時，就檢測用戶 數據是否經由所述隨機訪問消息被通信，所述用戶數據至少部分地由用于發(fā)送所述隨機訪問消息的所選定時來表現(xiàn)。
29.—種移動通信系統(tǒng)、移動通信網絡、基礎設施設備以及移動通信終端，基本上如本文參考附圖所描述的那樣。
30.一種在移動通信網絡中通信數據的方法，如本文中參考附圖所描述的那樣。
【文檔編號】H04W74/08GK103918341SQ201280040134
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2012年8月9日 優(yōu)先權日:2011年8月19日
【發(fā)明者】森岡裕一 申請人:Sca艾普拉控股有限公司