[发明专利]上行同步方法、系统和设备

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种上行同步方法、系统和设备。

背景技术

长期演进升级(LTE-Advanced，LTE-A)的峰值速率比LTE系统有很大的提高，要求达到下行1Gbps，上行500Mbps。同时，LTE-A系统要求与LTE系统有很好的兼容性。基于提高峰值速率、与LTE系统兼容以及充分利用频谱资源的需要，LTE-A系统引入了载波聚合(Carrier Aggregation，CA)技术。

载波聚合技术是指在一个小区内上下行各包含多个成员载波(component carrier，CC)，而不是LTE系统及之前的无线通信系统中只有一套载波的模式。在载波聚合的系统中各个成员载波可以是连续或非连续的，为了和LTE系统兼容，每个成员载波的最大带宽为20MHz，各成员载波间的带宽可以相同或不同。

在LTE系统中终端(UE)随机接入的原因主要有如下几种：

第一种，UE从无线资源控制空闲(RRC_IDLE)状态接入系统，也称为初始接入(initial access)；

第二种，UE在无线链路失败后发起随机接入，其也是初始接入的一种；

第三种，UE在小区切换过程中需要随机接入；

第四种，UE处于无线资源控制连接(RRC_CONNECTED)状态时有下行数据到达；

第五种，UE处于RRC_CONNECTED状态时有上行数据到达。

对于第三种和第四种情况，如果有专用前导码(preamble)，则可以使用非竞争随机接入，非竞争随机接入的过程如图1所示，主要分为以下三步：

消息0：基站为UE分配用于非竞争随机接入的随机接入前导码(Random Access Preamble，ra-PreambleIndex)以及随机接入使用的物理随机接入信道掩码编号(PRACH Mask Index，ra-PRACH-MaskIndex)。对于下行数据到达引起的非竞争随机接入，通过物理下行控制信道(PDCCH)将ra-PreambleIndex和ra-PRACH-MaskIndex发送给UE；对于切换引起的非竞争随机接入，将ra-PreambleIndex和ra-PRACH-MaskIndex携带在切换命令(handover command)中发送给UE。

消息1：UE根据接收到的ra-PreambleIndex和ra-PRACH-MaskIndex，在ra-PRACH-MaskIndex指定的PRACH资源上向基站发送消息0中指定的专用preamble。基站接收到消息1后根据消息1计算上行定时提前量(TA)。

消息2：基站向UE发送随机接入响应，随机接入响应中包含上行TA信息，通知UE后续上行传输的定时提前量。

对于其它所有随机接入原因引起的随机接入均可以使用竞争随机接入，竞争随机接入的过程如图2所示，主要分为以下四步：

消息1：UE选择随机接入preamble和PRACH资源并利用使用该PRACH资源向基站发送所选的随机接入preamble；

消息2：基站接收到preamble，计算上行TA，并向UE发送随机接入响应，随机接入响应中至少包含该上行TA信息和针对消息3的UL grant信息；

消息3：UE在消息2指定的UL grant上发送上行传输，不同随机接入原因消息3上行传输的内容不同，比如对于初始接入的随机接入原因，消息3传输的是RRC连接建立请求；

消息4：基站向UE发送竞争解决消息，UE根据消息4可以判断随机接入是否成功。

UE按照上述随机接入流程中获得的上行TA，完成上行同步的建立。上行同步用于保持UE和基站的上行同步，便于UE进行上行数据传输和对下行数据发送混合自动重传请求(HARQ)反馈信息。