СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ СООБЩЕНИЯ ПО ОБЩЕМУ КАНАЛУ УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОЛЬНОГО ДОСТУПА В СЕТИ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ Российский патент 2012 года по МПК H04W74/08 

Заявление об установлении приоритета по 35 U.S.C. §119

Настоящая заявка притязает на приоритет предварительной заявки США № 61/015159, озаглавленной «METHOD AND APPARATUSES FOR TRANSFER OF FIRST SCHEDULED TRANSMISSION USING CONTROL CHANNEL», поданной 19 декабря 2007 года, правообладателем которой является заявитель настоящей заявки и которая включена в данную заявку посредством ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится в целом к связи и более конкретно к технологии осуществления произвольного доступа в сети беспроводной связи.

Уровень техники

Сети беспроводной связи широко используются для предоставления различных услуг связи, таких как передача голоса, видео, пакетных данных, передача сообщений, широковещание и т.д. Такие сети могут быть сетями множественного доступа, способными поддерживать множественных пользователей посредством разделения доступных сетевых ресурсов. Примеры таких сетей множественного доступа включают в себя сети множественного доступа с кодовым разделением (CDMA), сети множественного доступа с временным разделением (TDMA), сети множественного доступа с частотным разделением (FDMA), ортогональные сети множественного доступа с частотным разделением (OFDMA), сети множественного доступа с временным разделением и передачей на одной несущей (SC-FDMA).

Сеть беспроводной связи может включать в себя несколько базовых станций, которые могут поддерживать связь для нескольких пользовательских оборудований (UE). UE может осуществлять произвольный доступ для того, чтобы установить соединение с базовой станцией. UE может отправлять релевантную информацию, используемую для установления соединения. Желательно эффективно отправлять информацию во время произвольного доступа.

Раскрытие изобретения

В этом документе описаны технологии отправки сообщения для произвольного доступа UE. В одном аспекте зарезервированный идентификатор канала может быть использован для указания, что сообщение отправляется по каналу управления для произвольного доступа. В одном конструктивном исполнении UE может отправлять сообщение по каналу управления для произвольного доступа и может также отправлять зарезервированный идентификатор канала для указания, что сообщение отправляется по каналу управления. Сообщение, отправляемое по каналу управления, может содержать сообщение управления радиоресурсами (RRC), отправляемое по общему каналу управления (CCCH), который может быть отображен на совместно используемый канал восходящей линии связи (UL-SCH). Зарезервированный идентификатор канала может содержать зарезервированный идентификатор логического канала (LCID).

В другом аспекте сообщение и дополнительная информация могут быть отправлены для произвольного доступа. В одном конструктивном исполнении UE может отправлять сообщение в протокольный блок данных (PDU), причем сообщение отправляется по каналу управления для произвольного доступа UE. UE может отправлять дополнительную информацию в PDU, если PDU может разместить дополнительную информацию. Дополнительная информация может содержать отчет о состоянии буфера для UE, отчет о запасе мощности для UE, данные для выделенного канала управления, данные для выделенного канала трафика и т.д.

В еще одном аспекте короткий код проверки подлинности сообщения для защиты целостности (MAC-I) может быть отправлен в сообщении для произвольного доступа. В одном конструктивном исполнении UE может генерировать короткий MAC-I для сообщения, отправленного по каналу управления для произвольного доступа. Короткий MAC-I может иметь меньший размер, чем полный MAC-I, используемый для защиты целостности сообщений, отправляемых по плоскости управления. Короткий MAC-I может быть отправлен для сообщения RRC по CCCH для повторного установления соединения RRC и может быть использован для проверки подлинности UE.

В еще одном аспекте UE ID одного или нескольких типов может быть отправлен для произвольного доступа. В одном конструктивном исполнении UE может устанавливать поле формата сообщения в первое значение, указывающее первый тип UE ID отправленного в сообщении (например, для подсоединения), или во второе значение, указывающее второй тип UE ID отправленного в сообщении (например, для последующего доступа). UE может генерировать сообщения, содержащие поле формата и UE ID типа, указанного в поле формата. UE может отправлять сообщение для случайного доступа.

Различные аспекты и признаки настоящего изобретения описаны более подробно ниже.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 изображена сеть беспроводной связи.

На фиг.2 изображен стек протоколов для плоскости управления в долгосрочном развитии (LTE).

На фиг.3 изображено отображение логических каналов на транспортные каналы для восходящей линии связи.

На фиг.4 изображен поток сообщения для процедуры произвольного доступа в LTE.

На фиг.5 изображена обработка для генерирования Message 3 в процедуре произвольного доступа.

На фиг.6 изображен PDU управления доступа к среде (MAC) для Message 3.

На фиг.7A-7C изображены три MAC подзаголовка.

На фиг.8A-8D изображены четыре MAC PDU, переносящих сообщение для произвольного доступа.

На фиг.9 изображен процесс отправки сообщения по каналу управления с зарезервированным идентификатором канала для произвольного доступа.

На фиг.10 изображен процесс отправки сообщения и дополнительной информации для произвольного доступа.

На фиг.11 изображен процесс отправки сообщения с коротким MAC-I для произвольного доступа.

На фиг.12 изображен процесс отправки UE ID для произвольного доступа.

На фиг.13 изображен процесс отправки сообщения для произвольного доступа.

На фиг.14 изображена блок-схема eNB/базовой станции и UE.

Осуществление изобретения

Технологии, описанные в данном документе, могут быть использованы для различных сетей беспроводной связи, таких как CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA, SC-FDMA, и других сетей. Термины «система» и «сеть» часто используются взаимозаменяемо. Сеть CDMA может реализовывать технологии радиосвязи, такие как Универсальный Наземный Радиодоступ (UTRA), cdma2000 и т.д. UTRA включает в себя широкополосный CDMA (WCDMA) и другие варианты CDMA. Cdma2000 охватывает стандарты IS-2000, IS-95 и IS-856. Сеть TDMA может реализовывать технологии радиосвязи, такие как Глобальная Система Мобильной Связи (GSM). Сеть OFDMA может реализовывать технологии радиосвязи, такие как Усовершенствованный Универсальный Наземный Радиодоступ (E-UTRA), Сверхподвижная широкополосная передача (UMB), IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802.20, Flash-OFDM® и т.д. E-UTRA использует OFDMA в нисходящей линии связи и SC-FDMA в восходящей линии связи. 3GPP долгосрочного развития (LTE) использует радиоинтерфейс, определенный E-UTRA, и сетевую архитектуру, определенную E-UTRAN. UTRA, E-UTRA, E-UTRAN, LTE и GSM описаны в документах организации, названной «Проект партнерства третьего поколения» (3GPP). Cdma2000 и UMB описаны в документах организации, названной «Проект партнерства третьего поколения 2» (3GPP2). Для ясности, конкретные аспекты методик описаны ниже для LTE, и LTE терминологии используется в большей части описания ниже.

На фиг.1 изображена сеть 100 беспроводной связи, которая может быть сетью LTE. Сеть 100 может включать в себя усовершенствованные узлы В (eNB) и другие сетевые объекты, описанные 3GPP. eNB может быть стационарной станцией, которая связывается с UE и может быть также обозначена как Узел В, базовая станция, точка доступа и т.д. Каждый eNB может предоставлять покрытие связи для определенной географической зоны. Для улучшения пропускной способности сети полная зона покрытия eNB может быть разделена на множество (например, три) меньших зон. Каждая меньшая зона может быть обслужена соответствующей подсистемой eNB. В 3GPP термин «сота» может обозначать самую маленькую зону покрытия eNB и/или подсистему eNB, обслуживающую эту зону покрытия.

Элемент управления мобильностью (MME)/обслуживающий шлюз (S-GW) 130 может соединяться с множеством eNB и предоставлять координацию и управление этими eNB. Обслуживающий шлюз 130 может поддерживать информационные службы, такие как передача голоса по IP-протоколу (VoIP), видео, передача сообщений и т.д. MME 130 может быть ответственен за коммутацию путей между исходным eNB и целевым eNB при передачи обслуживания. MME/обслуживающий шлюз 130 может соединяться с базовой сетью и/или сетью передачи данных (например, Интернет) и может связываться с другими объектами (например, удаленными серверами и терминалами), которые соединены с базовой сетью и/или сетью передачи данных.

UE 120 могут быть распределены по сети, и каждое UE может быть стационарным или мобильным. UE может быть также обозначено как мобильная станция, терминал, терминал доступа, блок абонента, станция и т.д. UE может быть сотовым телефоном, персональным цифровым секретарем (PDA), беспроводным модемом, устройством беспроводной связи, портативным устройством, портативным персональным компьютером, радиотелефоном, станцией местной линии радиосвязи (WLL) и т.д. UE может связываться с eNB посредством нисходящей линии связи и восходящей линии связи. Нисходящая линия связи (или прямая линия связи) обозначает линию связи от eNB к UE, и восходящая линия связи (или обратная линия связи) обозначает линию связи от UE к eNB. На фиг.1 сплошная линия с двумя стрелками указывает активную связь между eNB и UE. Пунктирная линия с двумя стрелками указывает UE, осуществляющий произвольный доступ.

На Фиг.2 изображен стек 200 протоколов для плоскости управления в LTE. Плоскость управления переносит сигнализацию между UE 120 и MME 130 посредством eNB 110. UE 120 может связываться с MME 130 посредством протокола управления без осуществления доступа (NAS). NAS может осуществлять различные функции, такие как расширенная пакетная система (EPS) управления радиоканалом, аутентификация, поддержка мобильности, начало поисковой связи, контроль безопасности и т.д. UE 120 может обмениваться сообщениями сигнализации с eNB 110 посредством управления радиоресурсами (RRC). RRC может осуществлять функции, такие как управление соединением RRC, контроль и отчет измерений UE, контроль радиоканала (RB), функции мобильности, широковещание, поисковая связь и т.д.

Сообщения RRC могут быть обменены между UE 120 и eNB 110 посредством протокола конвергенции пакетных данных (PDCP), управления радиоканалом (RLC) и управления доступом к среде (MAC), которые являются подуровнями Уровня 2 (L2). Каждый протокол принимает блоки служебных данных (SDU) от высших подуровней/уровней и предоставляет блоки служебных данных (PDU) на низшие подуровни/уровни. PDCP могут осуществлять различные функции, такие как шифрование (то есть зашифровывание) и защита целостности для плоскости управления, шифрование и уплотнение заголовков для плоскости пользователя и т.д. RLC может осуществлять различные функции, такие как (i) сегментация и конкатенация RLC SDU и исправление ошибок через автоматический запрос на повторение (ARQ) на передающий объект и (ii) дублировать определение SDU нижнего уровня, переупорядочивание RLC SDU и упорядоченную доставку PDU верхнего уровня на принимающий объект. MAC может осуществлять различные функции, такие как отображение между логическими каналами и транспортными каналами, мультиплексирование и демультиплексирование RLC PDU для логических каналов в/от транспортные модули для транспортных каналов, отчет об измерении объема трафика, исправление ошибок через гибридный ARQ (HARQ), распределение приоритета между логическими каналами UE, распределение приоритета между UE посредством динамического планирования, выбор формата транспортировки, заполнение и т.д. Функции, осуществляемые RRC, PDCP, RLC и MAC в LTE, могут быть предоставлены эквивалентными протоколами в других технологиях радиосвязи. UE 120 дополнительно связывается с eNB 110 посредством интерфейса радиосвязи E-UTRA на физическом уровне (PHY).

MAC может предоставлять услуги передачи данных посредством логических каналов. Множество логических каналов может быть определено для разных услуг передачи данных предлагаемых MAC. MAC может также использовать несколько транспортных каналов для переноса данных для логических каналов. Логические каналы могут быть охарактеризованы тем, что они транспортируют, тогда как транспортные каналы могут быть охарактеризованы тем, как и с какими характеристиками пользовательские данные и данные управления передаются по радиоинтерфейсу. Логические каналы могут быть отображены на транспортные каналы, которые дополнительно могут быть отображены на физические каналы.

Таблица 1 дает перечень некоторых логических и транспортных каналов в LTE. LTE поддерживает другие логические и транспортные каналы, которые не изображены в таблице 1 для простоты.

Таблица 1
Логические и транспортные каналы в LTE Тип Канал Название канала Описание Логический CCCH Общий канал управления Переносит данные управления к/от UE, не известного сети Логический DCCH Выделенный канал управления Переносит данные управления к/от UE, известного сети Логический DTCH Выделенный канал трафика Переносит пользовательские данные к/от UE Транспортный RACH Канал произвольного доступа Переносит преамбулу произвольного доступа по восходящей линии связи от UE Транспортный UL-SCH Совместно используемый канал восходящей линии связи Переносит пользовательские данные и данные управления по восходящей линии связи от UE Транспортный DL-SCH Совместно используемый канал нисходящей линии связи Переносит пользовательские данные и данные управления по восходящей линии связи к UE

На Фиг.3 изображено отображение логических каналов на транспортные каналы для восходящей линии связи в LTE. На восходящей линии связи CCCH, DCCH и DTCH могут быть отображены на UL-SCH. UE может использовать CCCH, когда сеть не знает принадлежность UE, и может использовать DCCH, когда сеть знает принадлежность UE. На нисходящей линии связи CCCH может быть отображен на DL-SCH (не изображено на фиг.3)

UE может осуществлять процедуру произвольного доступа для того, чтобы получить доступ к сети и/или для других целей. Термины «произвольный доступ», «доступ в систему» и «доступ» могут быть использованы взаимозаменяемо. Например, UE может осуществлять процедуру произвольного доступа по следующим сценариям произвольного доступа:

- повторное установление соединения RRC,

- подсоединение к сети, например, на основе международного идентификатора подвижного абонента (IMSI), или

- последующий доступ к сети для перехода от режима ожидания к активному режиму, например, на основе ESP временного идентификатора подвижного абонента (S-TMSI).

UE может также осуществлять процедуру произвольного доступа для доступа к передаче обслуживания, когда обслуживание UE передается от одного eNB к другому eNB. UE может также осуществлять процедуру произвольного доступа по другим сценариям. UE может использовать CCCH для повторного установления соединения RRC, присоединения и последующего доступа.

На Фиг.4 изображен поток 400 сообщения для процедуры произвольного доступа в LTE. UE может передавать преамбулу произвольного доступа (RA) по RACH всякий раз, когда UE желает получить доступ к сети и ресурсам, являющимся доступными (этап 1). Преамбула RA может быть также обозначена как Сообщение 1. Преамбула RA может быть опознана идентификатором преамбулы (ID) RA, используемым как временный ID для UE во время процедуры произвольного доступа. eNB может принимать преамбулу RA от UE и возможно преамбулы RA от других UE. ГУ может отправлять ответ произвольного доступа по DL-SCH для ответа на одну или несколько преамбул RA (этап 2). Ответ произвольного доступа может быть также обозначен как Message 2 и может включать в себя различные типы информации, такие как ID преамбулы RA, информация настройки тайминга, начальное предоставление восходящей линии связи, назначение временного UE ID и т.д.

UE может принимать ответ произвольного доступа от eNB и может отправлять первую запланированную передачу по UL-SCH. Первая запланированная передача может также быть обозначена как Message 3 и может включать в себя разную информацию для разных типов произвольного доступа, как будет описано ниже. Размер первой запланированной передачи может зависеть от предоставления восходящей линии связи переносимого в Message 2. eNB может принимать первую запланированную передачу и может отправлять сообщение по DL-SCH для разрешения конфликтов, если это необходимо (этап 4). Конфликт может возникнуть, когда множественные UE отправляют одну и ту же преамбулу RA по RACH. Разрешение конфликтов может быть осуществлено для решения того, какому UE предоставить доступ.

Процедура произвольного доступа для LTE описана в 3GPP TS 36.213, TS 36.300, TS 36.321 и TS 36.331, которые находятся в открытом доступе.

Первая запланированная передача на этапе 3 обозначена как Message 3 в большей части описания ниже. Таблица 2 дает перечень разных типов информации, которая может быть отправлена в Message 3 для разных сценариев/типов произвольного доступа, в соответствии с одним конструктивным исполнением. IMSI является идентификацией (ID) UE, которая является в целом уникальной. S-TMSI является UE ID, который является уникальным в сети. Временный идентификатор сотовой радиосети (C-RNTI) является UE ID, который является уникальным в соте. Разные типы UE ID могут быть применимы для разных зон и могут иметь разные длины. MAC-I является кодом аутентификации сообщения для защиты целостности и может быть использован для аутентификации отправителя сообщения. Таблица 2 также изображает количество битов для каждого типа информации в соответствии с одним конструктивным исполнением. Другие типы информации могут также быть отправлены для каждого типа произвольного доступа.

Таблица 2
Начальное число бит для Message 3   Тип произвольного доступа Уровень Повторное установление соединения RRC Присоединение Последующий доступ RRC - Старый ID соты: 9 бит,
- Старый C-RNTI: 16 бит,
- MAC-I: 32 бита,
- Информация о частоте: 14 бит - Начальный идентификатор UE (IMSI): 84 бита,
- Причина установления: 3 бита - Начальный идентификатор UE (S-TMSI): 40 бит,
- Причина установления: 3 бита PDCP PDCP без MAC-I: 8 бит RLC RLC-TM: 0 бит MAC заголовок MAC: 16 бит PHY Физический уровень CRC: 24 бита         RRC биты 71 87 43 Другие биты 48 48 48 Всего битов 119 135 91

UE может быть выделено предоставление восходящей линии связи для отправки Message 3. В одном конструктивном исполнении предоставление восходящей линии связи может быть по меньшей мере 80 бит и может быть кратным 8 битам, например 80 бит, 88 бит, 96 бит и т.д. Минимальное предоставление восходящей линии связи в 80 бит может быть выбрано на основе различных факторов, таких как количество информации для отправки в Message 3, желаемая производительность на границе соты и т.д. Меньшее число битов (например, 72 бита) или большее число битов может также поддерживаться для минимального предоставления восходящей линии связи.

Как изображено в таблице 2, общее число битов для Message 3 для каждого типа произвольного доступа превышает минимальное предоставление восходящей линии связи в 80 бит. Может быть желаемо уменьшить общее число битов для Message 3 так, чтобы Message 3 можно было отправить с минимальным предоставлением восходящей линии связи. Также может быть желаемо определить единый формат для PDCP, RLC и MAC для Message 3. Общее число битов для Message 3 может быть уменьшено способом, описанным ниже.

Для RRC одно из ограниченного числа размеров сообщения RRC может быть поддержано для сообщения RRC, отправленного по CCCH для Message 3. В одном конструктивном исполнении могут поддерживаться размеры сообщения RRC в 48 бит и 96 бит. 48-битовое сообщение RRC или 96-битовое сообщение RRC может быть отправлено в Message 3 в зависимости от размера предоставления восходящей линии связи.

Для повторного установления соединения RRC Message 3 может содержать сообщение запрос на повторное установление соединения RRC или другое сообщение RRC. В одном конструктивном исполнении число битов для сообщения RRC для повторного установления Соединения RRC может быть уменьшено исключением 32-битового MAC-I так же, как и информация о частоте. MAC-I может быть использован для проверки UE, отправляющего сообщение RRC, и может действовать как триггер для коммутации пути данных S1 для UE на сетевой стороне. Исключение MAC-I из сообщения запрос на повторное установление соединения RRC может задержать коммутацию пути до отправки сообщения завершение реконфигурации соединения RRC (целостность которого может быть защищена) посредством UE в процедуре повторного установления соединения RRC. В другом конструктивном исполнении короткий MAC-I меньшего размера может быть сгенерирован на основе 16 наиболее значащих битов (MSB) полного MAC-I и может быть отправлен в сообщении RRC. В еще одном конструктивном исполнении короткий MAC-I может иметь переменный размер, который может зависеть от размера предоставления восходящей линии связи. Для всех конструктивных исполнений 48-битовое сообщение RRC может быть отправлено для повторного установления Соединения RRC и может быть заполнено значительным числом заполняющих битов, если это требуется.

Для присоединения Message 3 может содержать сообщение запрос на соединение RRC или другое сообщение RRC. В одном конструктивном исполнении размер начального UE ID (например, IMSI) может быть уменьшен, если требуется, так что сообщение RRC подойдет под один из поддерживаемых размеров сообщения RRC. IMSI может быть составлено из 3-значного кода страны в мобильной сети (MCC), 2-значного или 3-значного кода сети мобильной связи (MNC) и идентификационного номера мобильной станции (MSIN), который является уникальным в сети. IMSI может иметь длину 6-21 десятичный знак, и 15 знаков может быть обычной длиной IMSI в LTE.

В одном конструктивном исполнении IMSI может переноситься с использованием двоичного представления (вместо шестнадцатеричного представления) для того, чтобы увеличить количество IMSI информации, которая может быть отправлена в сообщении RRC данного размера. Каждый десятичный знак IMSI может быть перенесен с одним 4-битовым шестнадцатеричным (например, как в UTRAN). 21-значный IMSI может быть перенесен с 84 битами с использованием шестнадцатеричного представления или 70 битами с использованием двоичного представления.

В одном конструктивном исполнении предварительно определенное число, наименее значащих битов (LSB) IMSI, может быть отправлено в поле фиксированного размера сообщения RRC. Например, частичный UE ID может быть сформирован с 44 LSB IMSI и может быть отправлен в 48-битовом сообщении RRC. Хотя IMSI является в целом уникальным для каждого UE, использование части IMSI представляет (очень маленькую) вероятность конфликта из-за того, что множественные UE имеют в целом уникальные IMSI, но потенциально один и тот же частичный IMSI. Так как MCC и MNC обычно являются одинаковыми для данной сети, использование LSB IMSI может уменьшить вероятность конфликта. Может быть возможно обнаружить и разрешить конфликт частичных IMSI на уровне радиосвязи. Вместо этого ошибка процедуры верхнего уровня (например, проблема аутентификации) может быть использована для обнаружения и разрешения конфликта частичных IMSI.

Частичный IMSI может быть составлен из части IMSI и может быть перенесен с использованием двоичного представления. Например, 13 наименее значащих знаков IMSI могут быть перенесены с 44 битами с использованием двоичного представления против 52 битов с использованием шестнадцатеричного представления. 44-битовый частичный IMSI может быть отправлен в 48-битовом сообщении RRC. Если IMSI короче 13 знаков, тогда сообщение RRC может быть заполнено нулями. Сообщение RRC может включать в себя 1-битовое поле формата, которое может быть установлено на «0» для указания 43-битового частичного IMSI или на «1» для указания полного IMSI.

В другом конструктивном исполнении различное количество UE ID информации может быть отправлено в сообщении RRC в зависимости от размера предоставления восходящей линии связи. UE может быть выделено минимальное предоставление восходящей линии связи в редких плохих ситуациях и может отправлять минимальное число битов для IMSI. UE может быть выделено более чем минимальное предоставление восходящей линии связи в большинстве ситуаций и может быть возможным отправлять больше битов IMSI в сообщении RRC, когда позволено большее предоставление восходящей линии связи. В одном конструктивном исполнении 1-битовое поле формата сообщения RRC может быть установлено на «1» для указания переменного размера сообщения RRC или на «0» для указания предварительно определенного размера сообщения RRC. Переменный размер сообщения RRC может включать в себя поле длины IMSI и поле IMSI. Поле длины IMSI может указывать длину поля IMSI, которое может переносить частичный или полный IMSI. MAC может принимать предоставление восходящей линии связи для UE и может переносить предоставление восходящей линии связи к RRC. RRC может затем включать в себя так много знаков или битов IMSI, сколько возможно в сообщении RRC.

Таблица 3 дает перечень разных типов информации, которая может быть отправлена по CCCH для Message 3 для разных типов произвольного доступа, в соответствии с одним конструктивным исполнением. Таблица 3 подразумевает минимальное предоставление восходящей линии связи в 80 бит. Информация для RRC может быть уменьшена, как описано выше. Для повторного установления соединения RRC сообщение запрос на повторное установление соединения RRC может включать в себя старый ID соты (9 бит), старый C-RNTI (16 бит), короткий MAC-I и заполняющие и/или зарезервированные биты для минимального предоставления восходящей линии связи. Сообщение RRC может включать в себя 16-битовый MAC-I и 7 заполняющих битов (как изображено в таблице 3), или 23-битовый MAC-I без заполняющих битов, или некоторую другую комбинацию битов MAC-I и заполняющих битов. Сообщение RRC может также включать в себя больший MAC-I (например, 32-битовый полный MAC-I обычно генерируется PDCP для сообщений на плоскости управления) для большего предоставления восходящей линии связи. Короткий MAC-I может иметь переменный размер, определенный на основе предоставления восходящей линии связи UE. Для подсоединения сообщение запрос на установление соединения RRC может включать в себя (i) частичный 44-битовый IMSI, когда поле формата установлено на «0» или (ii) IMSI переменной длины (например, кратной 8 битам и максимум до 96 битов), когда поле формата установлено на «1». Информация для PDCP и MAC может быть уменьшена, как описано ниже.

Таблица 3
Пересчитанное число бит для запланированной
передачи (Message 3)   Тип произвольного доступа Уровень Повторное установление соединения RRC Присоединение Последующий доступ RRC - Старый ID соты: 9 бит,
- Старый C-RNTI: 16 бит,
- MAC-I: 16 бит,
- Заполнение: 7 бит - Формат: 1 бит,
- Начальный идентификатор UE (IMSI): 44 бита (когда бит формата установлен на «0»),
- Причина установления: 3 бита - Формат: 1 бит,
- Начальный идентификатор UE (S-TMSI): 40 бит,
- Причина установления: 3 бита,
- Заполнение: 4 бита PDCP прозрачная операция PDCP: 0 бит RLC RLC-TM: 0 бит MAC заголовок MAC: 8 бит PHY Физический уровень CRC: 24 бита         RRC биты 48 48 48 Другие биты 24 24 24 Всего битов 80 80 80

В другом конструктивном исполнении, не изображенном в таблице 3, произвольный ID может быть отправлен вместо частичного IMSI для подсоединения. Произвольный ID может быть псевдопроизвольным значением, выбранным UE, значением хеш-функции сгенерированной хешированием ISMI или некоторым другим UE ID или значением, полученным другим образом. Произвольный ID может иметь фиксированный размер (например, 40 бит для совпадения с размером S-TMSI) или переменный размер (например, в зависимости от предоставления восходящей линии связи).

В другом конструктивном исполнении поле Формат может указывать один или множество типов UE ID, отправленных в сообщении RRC. Например, поле Формат может быть установлено (i) на «0» для указания, что S-TMSI был отправлен в сообщении RRC для последующего доступа или (ii) на «1» для указания того, что частичный IMSI или произвольный ID был отправлен в сообщении RCC для присоединения.

На Фиг.5 изображена обработка для генерирования Message 3 в LTE. Message 3 может включать в себя всю информацию для RRC, изображенную в таблице 3. В одном конструктивном исполнении Message 3 может иметь фиксированную длину (например, 80 битов) для всех типов произвольного доступа. В другом конструктивном исполнении Message 3 может иметь разные длины для разных типов произвольного доступа, разных размеров предоставления восходящей линии связи и т.д.

В одном конструктивном исполнении прозрачный режим операции может быть определен для PDCP для поддержки передачи сообщения RRC по CCCH для произвольного доступа. В прозрачном режиме PDCP не может осуществлять защиту целостности и шифрование для CCCH, переносящего сообщение RRC, и заголовок PDCP может быть исключен в передаче CCCH. PDCP может быть проинформирован для работы в прозрачном режиме и может затем не осуществлять операции для CCCH. PDCP может принимать сообщение RRC как PDCP SDU и может предоставлять это сообщение RRC как PDCP PDU. В качестве альтернативы, RRC может пропускать сообщение RRC напрямую к RLC, и PDCP может быть вообще обойден для передачи сообщения RRC по CCCH. В любом случае исключение заголовка PDCP может охранить 8 бит и может позволить уменьшить размер Message 3 до 80 бит, как изображено в таблице 3.

RLC может работать в прозрачном режиме (TM) для СССН. В этом случае RLC может принимать PDCP PDU как RLC SDU и может просто передавать PDCP SDU как RLC PDU.

MAC может принимать RLC PDU как MAC SDU и может также принимать указание MAC SDU, содержащее сообщение RRC, отправленное по CCCH. MAC может генерировать MAC PDU, содержащий заголовок MAC и полезную нагрузку MAC. Заголовок MAC может иметь формат, описанный ниже. Полезная нагрузка MAC может включать в себя (i) MAC SDU, переносящий сообщение RRC, и (ii), возможно, другую информацию и/или заполнение. Физический уровень может генерировать 24-битовую циклическую проверку по избыточности (CRC) для MAC PDU, присоединять CRC в конец MAC PDU и предоставлять PHY PDU. PHY PDU может быть отправлен как Message 3.

На Фиг.6 изображен проект MAC PDU 600, который может быть использован для Message 3. MAC PDU 600 включает в себя заголовок 610 MAC и полезную нагрузку 620 MAC. Заголовок 610 MAC включает в себя N подзаголовков от 612а до 612n MAC, где N может быть целым значением, равным одному или больше. Каждый подзаголовок 612 MAC может иметь формат, описанный ниже. Заголовок 610 MAC может также включать в себя заполняющие подзаголовки 614, если полезная нагрузка 620 MAC включает в себя поле 624 заполнения. Полезная нагрузка 620 MAC включает в себя N блоков от 622а до 622n полезной нагрузки MAC. Каждый блок 622 полезной нагрузки MAC может быть элементом управления (СЕ) MAC или MAC SDU. n-й подзаголовок 612 MAC связан с n-м блоком 622 полезной нагрузки MAC, где 1≤n≤N.

На фиг.7A изображен 8-битовый подзаголовок 710 MAC, который может быть использован для MAC SDU для Message 3. В этом конструктивном исполнении подзаголовок 710 MAC включает в себя подзаголовки R/R/E/LCID, составленные из двух 1-битовых зарезервированных (R) полей, 1-битового поля расширения (E) и 5-битового поля ID логического канала (LCID). Зарезервированные поля зарезервированы для будущего использования. Поле расширения указывает то, будет ли другой подзаголовок MAC следовать в заголовке MAC. Поле LCID переносит LCID логического канала, имеющего данные, отправленные в соответствующем MAC SDU. Данные для одного или нескольких логических каналов могут быть отправлены в потоке MAC SDU. Каждый логический канал может быть присвоен разным LCID. MAC PDU может переносить (i) LCID логического канала в поле LCID подзаголовка MAC и (ii) данные логического канала в MAC SDU.

В одном конструктивном исполнении конкретный LCID может быть зарезервирован и использован для указания того, что MAC SDU переносит сообщение RRC, отправленное по CCCH для Message 3. В одном конструктивном исполнении зарезервированный LCID имеет значение «00000» (двоичное). Другие значения могут быть также использованы для зарезервированного LCID. UE может отправлять сообщение RRC по CCCH для любого из типов произвольного доступа, изображенных в таблице 2 или по DCCH для доступа к передаче обслуживания. Зарезервированный LCID может позволить MAC на UE обрабатывать CCCH для Message 3 тем же образом, что и другие логические каналы, отображенные на UL-SCH, что может упростить обработку на UE. Зарезервированный LCID может также позволить eNB определять различия между данными для CCCH и данными для других логических каналов.

Подзаголовки 710 MAC не включают в себя поле длины. Подзаголовки 710 MAC могут быть использованы для MAC SDU фиксированной длины и также для последнего подзаголовка MAC в заголовке MAC, например для подзаголовка 612n MAC по фиг.6, с заполняющим подзаголовком 614, который не представлен.

На фиг.7В изображен 16-битовый подзаголовок 720 MAC, который может быть использован для MAC SDU. Подзаголовок 720 MAC включает в себя подзаголовки R/R/E/LCID/F/L, составленные из двух 1-битовых зарезервированных полей, 1-битового поля расширения, 5-битового поля ID логического канала, 1-битового поля формата (F) и 7-битового поля длины (L). Поле формата установлено на «0», когда используется 7-битовое поле длины. Поле длины указывает длину MAC SDU в блоках по восемь.

На Фиг.7С изображен 24-битовый подзаголовок 730 MAC, который также может быть использован для MAC SDU. Подзаголовок 730 MAC включает в себя подзаголовки R/R/E/LCID/F/L, составленные из двух 1-битовых зарезервированных полей, 1-битового поля расширения, 5-битового поля ID логического канала, 1-битового поля формата и 15-битового поля длины. Поле формата установлено на «1», когда используется 15-битовое поле длины. Подзаголовок 730 MAC может быть использован для больших MAC SDU с более чем 127 восьмерками.

В конструктивном исполнении, изображенном на фиг.7A, поле длины может быть исключено из подзаголовка 710 MAC. Заполнение на передающем объекте и удаление заполнения на принимающем объекте могут быть осуществлены различными способами вне поля длины. В одном конструктивном исполнении MAC и/или RRC на передающем объекте могут добавлять заполняющие биты без какого-либо указания в подзаголовке MAC. Удаление заполнения может быть осуществлено в MAC и/или RRC на принимающем объекте. Предоставление восходящей линии связи, отправленное в Message 2, может быть определено MAC и может иметь переменный размер. В этом случае заполнение может быть частью операции планирования в MAC на передающем объекте. На принимающем объекте MAC может просто пропускать MAC SDU для CCCH по RRC, и RRC может считывать только элементы информации в MAC SDU и игнорировать заполнение.

В другом конструктивном исполнении заголовок 610 MAC на фиг.6 может включать в себя флаг, который может указывать, переносит или нет полезная нагрузка 620 MAC CCCH. Флаг может быть представлен в заголовке MAC для всех MAC PDU и может затем представлять непроизводительные потери для всех данных, включая пользовательские данные.

В одном конструктивном исполнении 8-битовый подзаголовок 710 MAC может быть использован для MAC SDU, переносящего сообщение RRC, отправленное по CCCH, например, всякий раз, когда возможно, для того чтобы уменьшить непроизводительные потери. В одном конструктивном исполнении 16-битовый подзаголовок 720 MAC может быть использован для MAC SDU, переносящего сообщение RRC, отправленное по CCCH, когда это требуется (например, из-за присутствия заполнения) или если присвоено (например, для заполнения полезной нагрузки MAC). Заполнение может быть осуществлено MAC с существующим подзаголовком MAC для заполнения, который может быть также обозначен как заполняющий подзаголовок.

MAC может быть ответственен за упаковку транспортного модуля и генерирования MAC PDU, составленного из заголовка MAC и полезной нагрузки MAC. MAC может отправлять MAC SDU, переносящий сообщение RRC в полезной нагрузке MAC. Если предоставление восходящей линии связи достаточно большое, тогда MAC может также генерировать MAC CE для отчета о состоянии буфера (BSR) или отчет об операционном запасе мощности (PHR) и может затем отправлять этот MAC CE в полезной нагрузке MAC. Если предоставление восходящей линии связи больше, чем MAC SDU и MAC CE, тогда оставшееся место в полезной нагрузке MAC может быть заполнено (вместо того, чтобы быть наполненным пользовательскими данными). Шифрование пользовательских данных может быть недоступно на этом этапе процедуры произвольного доступа, и может быть желательно не отправлять пользовательские данные в полезной нагрузке MAC. Сообщение RRC и, возможно, другая информация могут быть отправлены в MAC PDU с использованием различных форматов.

На фиг.8A изображено конструктивное исполнение MAC PDU 810, переносящее сообщение RRC по CCCH для минимального предоставления восходящей линии связи в 80 бит. MAC PDU 810 включает в себя подзаголовок 812 MAC и MAC SDU 814. Подзаголовок 812 MAC может быть 8-битовым подзаголовком 710 MAC, изображенным на фиг.7А, и может быть обозначен как подзаголовок CCCH. Поле подзаголовка 812 МАС может переносить зарезервированный LCID, чтобы указать, что MAC SDU 814 переносит сообщение RRC, отправленное по CCCH. MAC SDU 814 может переносить 48-битовое сообщение RRC, отправленное по CCCH для повторного установления соединения RRC, присоединения или последующего доступа. Сообщение RRC может включать в себя информацию, изображенную в таблице 3. Message 3 может включать в себя 56 битов для MAC PDU 810 плюс 24 бита для CRC.

На Фиг.8В изображено конструктивное исполнение MAC PDU 820, переносящее сообщение RRC для большего предоставления восходящей линии связи в 128 бит. MAC PDU 820 включает в себя подзаголовок 822 для CCCH (или подзаголовка CCCH) и MAC SDU 824. Подзаголовок 822 MAC может быть 8-битовым подзаголовком 710 MAC с полем LCID, переносящим зарезервированный LCID. MAC SDU 824 может переносить 96-битовое сообщение RRC, отправленное по CCCH для любого из типов произвольного доступа, приведенных в таблице 3. Большее сообщение RRC может переносить полный IMSI для присоединения и/или другой информации.

На фиг.8С изображено конструктивное исполнение MAC PDU 830, переносящее сообщение RRC и другую информацию. MAC PDU 830 включает в себя подзаголовок 832 MAC для BSR (или подзаголовка BSR), подзаголовок 834 MAC для CCCH, BSR MAC CE 836 и MAC SDU 838. Подзаголовок 832 BSR может быть подзаголовком MAC, который указывает присутствие BSR MAC CE 836 в MAC PDU. Подзаголовок 834 MAC может быть 8-битовым подзаголовком 710 MAC с полем LCID,

переносящим зарезервированный LCID. BSR MAC CE 836 может переносить отчет о состоянии буфера (размером 1 или 3 байта) и может быть включен в MAC PDU, когда предоставление восходящей линии связи больше, чем размер сообщения RRC. MAC SDU 838 может переносить 48-битовое или 96-битовое сообщение RRC, отправленное по CCCH для любого из типов произвольного доступа, приведенных в таблице 3.

На фиг.8D изображено конструктивное исполнение MAC PDU 840, переносящее сообщение RRC, другую информацию и заполнение. MAC PDU 840 включает в себя подзаголовок 842 BSR, подзаголовок 844 MAC для CCCH, подзаголовок 846 заполнения, BSR MAC CE 848, MAC SDU 850 и поле 852 заполнения. Подзаголовок 842 BSR может указывать присутствие BSR MAC CE 848 в MAC PDU. Подзаголовок 844 MAC может быть 16-битовым подзаголовком 720 MAC по фиг.7В и может иметь (i) поле LCID, переносящее зарезервированный LCID, и (ii) поле длины, указывающее длину MAC SDU 850. Подзаголовок 846 заполнения может указывать наличие поля 852 заполнения в MAC PDU. BSR MAC CE 848 может переносить 8-битовый или 24-битовый отчет о состоянии буфера. MAC SDU 850 может переносить 48-битовое или 96-битовое сообщение RRC, отправленное по CCCH для любого из типов произвольного доступа, приведенных в таблице 3. Поле 852 заполнения может включать в себя значительное число заполняющих битов для наполнения MAC PDU.

На Фиг.8A-8D изображены четыре примерных конструктивных исполнения MAC PDU, переносящих сообщение RRC, отправленных по CCCH для разных размеров предоставления произвольного доступа. В целом, MAC PDU может переносить сообщение RRC и, возможно, другую информацию, используя любой формат. Другая информация может содержать отчет о состоянии буфера, отчет о запасе мощности, указывающий, какой запас мощности имеет UE для передачи по восходящей линии связи, данные для DCCH, данные для DTCH и т.д. Сообщение RRC может иметь переменный размер (например, 48 или 96 бит) или фиксированный размер (например, 48 бит) и может быть отправлен в MAC SDU. Отчет о состоянии буфера или отчет о запасе мощности (например, в 8 бит, 24 бита или другого размера) может быть отправлен в MAC CE. Другие элементы управления MAC могут также быть отправлены в MAC PDU для произвольного доступа.

Таблица 4 дает перечень содержания MAC PDU для конструктивных исполнений, показанных на фиг.8А-8D для разных размеров предоставления восходящей линии связи. Для каждого предоставления восходящей линии связи, данного в первом столбце, второй, третий и четвертый столбец указывает (i) включены ли соответственно подзаголовок BSR, подзаголовок CCCH и заполняющий подзаголовок в заголовок MAC и (ii) размер каждого подзаголовка, если он включен в заголовок. Пятый, шестой и седьмой столбцы обозначают размер отчета о состоянии буфера, сообщения RRC и заполнения, соответственно, если они включены в полезную нагрузку MAC. Восьмой столбец дает общее число битов MAC, который является суммой битов со второго по седьмой столбец. Последний столбец дает число битов CRC, присоединенных физическим уровнем к MAC PDU.

В конструктивном исполнении, изображенном в таблице 4, 8-битовый или 16-битовый подзаголовок MAC может быть использован для MAC SDU переносящего сообщение RRC, отправленное по CCCH. 48-битовое или 96-битовое сообщение RRC может быть отправлено в MAC SDU в зависимости от предоставления восходящей линии связи. 8-битовый или 24-битовый BSR может быть отправлен в MAC CE, если предоставление восходящей линии связи достаточно большое. Если требуется, MAC PDU может быть наполнен заполнением, для того чтобы наполнить MAC PDU.

В одном конструктивном исполнении только предоставление восходящей линии связи, поддерживающее инкрементную информацию, может быть поддержано, и другие предоставления восходящей линии связи могут быть отклонены. Для других конструктивных исполнений, изображенных в таблице 4, размеры предоставления восходящей линии связи в 80, 96, 112, 128, 144 и 160 могут быть поддержаны. Набор поддерживаемых размеров предоставления восходящей линии связи может быть выбран для использования только 8-битового подзаголовка MAC для СССН, переносящего сообщение RRC, и для отклонения заполнения MAC PDU. В другом конструктивном исполнении MAC CE и/или MAC SDU для сообщения RRC может быть задан с большими размерами для того, чтобы полностью использовать доступный MAC PDU.

UE может принимать предоставление восходящей линии связи менее чем в 80 бит и может быть неспособно отправить сообщение RRC в Message 3. UE может отправлять только заполнение, или BSR плюс заполнение, или ничего для Message 3.

На фиг.9 изображено конструктивное исполнение процесса 900 для осуществления произвольного доступа. UE может отправлять сообщение по каналу управления для произвольного доступа (этап 912). UE может также отправлять зарезервированный идентификатор канала для указания, что сообщение отправляется по каналу управления (этап 914). UE может отправлять сообщение и зарезервированный идентификатор канала по UL-SCH, переносящему канал управления (этап 916).

Сообщение, отправленное по каналу управления, может содержать сообщение RRC, отправленное UE по CCCH для произвольного доступа. Сообщение RRC может содержать сообщение запрос на повторное установление соединения RRC для повторного установления соединения RRC, или сообщение запрос на соединение RRC для присоединения или последующего доступа и т.д. Зарезервированный идентификатор канала может содержать зарезервированный LCID, который может иметь значение, равное нулю. UE может генерировать MAC SDU, содержащий сообщение RRC, и может генерировать подзаголовок MAC, содержащий зарезервированный LCID. UE может затем генерировать MAC PDU, содержащий подзаголовок MAC и MAC SDU, и может также отправлять MAC PDU по UL-SCH.

На фиг.10 изображено конструктивное исполнение процесса 1000 отправки сообщения и дополнительной информации для произвольного доступа. UE может отправлять сообщение в PDU, причем сообщение отправляется UE по каналу управления для произвольного доступа (этап 1012). UE может отправлять дополнительную информацию в PDU, если PDU может разместить дополнительную информацию (этап 1014). Дополнительная информация может содержать отчет о состоянии буфера для UE, отчет о запасе мощности для UE, данные для DCCH, данные для DTCH и т.д. PDU может иметь переменный размер в зависимости от предоставления восходящей линии связи для UE. UE может заполнять сообщение, если требуется, для достижения предварительно определенной длины сообщения и/или может заполнять PDU, если требуется, для наполнения PDU (этап 1016).

В одном конструктивном исполнении сообщение может содержать сообщение RRC,

отправленное UE по CCCH для произвольного доступа. PDU может содержать MAC PDU. UE может генерировать MAC SDU, содержащий сообщение RRC. UE может также генерировать MAC CE, содержащий отчет о состоянии буфера или отчет о запасе мощности UE, если предоставление восходящей линии связи может разместить MAC SDU и MAC CE. UE может генерировать MAC PDU, содержащий MAC SDU и MAC CE, если они сгенерированы. UE может затем отправлять MAC PDU для произвольного доступа.

На фиг.11 изображено конструктивное исполнение процесса 1100 отправки сообщения с коротким MAC-I для произвольного доступа. UE может генерировать короткий MAC-I для сообщения, отправляемого UE по каналу управления для произвольного доступа (этап 1112). Короткий MAC-I может иметь размер, меньший, чем полный MAC-I, используемый для защиты целостности сообщений, отправленных по плоскости управления. UE может отправлять сообщение, содержащее короткий MAC-I для произвольного доступа (этап 1114). Короткий MAC-I может предназначаться для сообщения RRC, отправляемого по CCCH для повторного установления соединения RRC. Короткий MAC-I может иметь размер в 16 бит, а полный MAC-I может иметь размер в 32 бита. Короткий и полный MAC-I могут также иметь другие размеры.

На фиг.12 изображено конструктивное исполнение процесса 1200 отправки UE ID для произвольного доступа. UE может устанавливать значение поля формата сообщения на первое значение для указания первого типа UE ID, отправленного в сообщении, или на второе значение для указания второго типа UE ID, отправленного в сообщении (этап 1212). UE может генерировать сообщение, содержащее поле формата и UE ID типа, указанного полем формата (этап 1214). UE может отправлять сообщение для произвольного доступа (этап 1216).

В одном конструктивном исполнении первый тип UE ID может предназначаться для присоединения UE, и второй тип UE ID может предназначаться для последующего доступа UE. В одном конструктивном исполнении первый тип UE ID может содержать полный или частичный IMSI, произвольный ID или другой UE ID. Второй тип UE ID может содержать S-TMSI или другой UE ID. Полный или частичный IMSI может быть передан с использованием двоичного представления вместо шестнадцатеричного представления. Частичный IMSI может содержать предварительно определенное число LSB полного IMSI. В качестве альтернативы, частичный IMSI может иметь переменный размер, указанный полем длины IMSI в сообщении.

На Фиг.13 изображено конструктивное исполнение процесса 1300 осуществления произвольного доступа. UE может генерировать сообщение RRC по CCCH для произвольного доступа (этап 1312). UE может генерировать MAC SDU, содержащий сообщение RRC (этап 1314). UE может генерировать подзаголовок MAC, содержащий зарезервированный LCID для указания, что сообщение RRC было отправлено по CCCH (этап 1316). UE может генерировать MAC PDU, содержащий подзаголовок MAC и MAC SDU (этап 1318). UE может отправлять MAC PDU для произвольного доступа (этап 1320).

Для повторного установления соединения RRC UE может генерировать короткий MAC-I для сообщения RRC. Короткий MAC-I может иметь меньший размер, чем полный MAC-I, используемый для защиты целостности сообщений, отправляемых по плоскости управления. UE может генерировать сообщение RRC, содержащее короткий MAC-I.

Для присоединения и последующего доступа UE может устанавливать поле формата сообщения RRC на первое значение для указания первого типа UE ID, отправленного в сообщении RRC для присоединения или на второе значение, для указания второго типа UE ID, отправленного в сообщении RRC для последующего доступа. UE может затем генерировать сообщение RRC, содержащее поле формата и UE ID типа, указанного в поле формата.

UE может генерировать MAC CE, включающий в себя отчет о состоянии буфера, отчет о запасе мощности и/или другую информацию, например, если UE принимает предоставление восходящей линии связи достаточного размера. UE может генерировать второй подзаголовок MAC для MAC CE. MAC PDU может дополнительно содержать второй подзаголовок MAC и MAC CE, например, как изображено на фиг.8C или 8D.

eNB может осуществлять обработку, дополняющую обработку UE на фиг.9-13. Согласно фиг.9 eNB может определять, что сообщение отправлено по каналу управления для произвольного доступа на основе зарезервированного идентификатора канала. Согласно фиг.10 eNB может извлекать сообщение и дополнительную информацию, если любой из PDU принимается от UE. Согласно фиг.11 eNB может аутентифицировать UE на основе короткого MAC-I, полученного из сообщения, отправленного UE для произвольного доступа. Согласно фиг.12 eNB может получать UE ID из сообщения, отправленного UE для произвольного доступа, и может определять тип UE ID на основе поля формата в сообщении. Согласно фиг.13 eNB может определять, что сообщение RRC отправлено по CCCH для произвольного доступа на основе зарезервированного LCID.

На Фиг.14 изображена блок-схема конструктивного исполнения eNB/базовой станции 110 и UE 120, которые могут быть одним из eNB и одним из UE по фиг.1. В этом конструктивном исполнении UE 120 оборудован T антеннами с 1434а по 1434t и eNB 110 оборудован R антеннами с 1452а по 1452r, где в целом T≥1 и R≥1.

На UE 120 передающий процессор 1420 может принимать пользовательские данные от источника данных 1412, обрабатывать пользовательские данные на основе одной или более модуляций и алгоритмов кодирования и предоставлять символы данных. Передающий процессор 1420 может также обрабатывать данные управления (например, для RRC сообщений отчет о состоянии буфера, отчет о запасе мощности и т.д.) и предоставлять символы управления. Передающий (TX) процессор 1430 с множеством входов и выходов (MIMO) может мультиплексировать символы данных, символы управления, пилотные символы и, возможно, другие символы. TX MIMO процессор 1430 может осуществлять пространственную обработку (например, предварительное кодирование) мультиплексированных символов, если это применимо, и предоставлять T потоки выходных символов T модуляторам (MOD) с 1432а по 1432t. Каждый модулятор 1432 может обрабатывать соответствующий поток выходных символов (например, для SC-FDMA) для получения поток выходных импульсов. Каждый модулятор 1432 может дополнительно обрабатывать (например, конвертировать в аналоговое представление, усиливать, фильтровать и преобразовывать с повышением частоты) поток выходных импульсов для получения сигнала восходящей линии связи. T-сигналы восходящей линии связи от модуляторов с 1432а по 1432t могут быть переданы посредством T-антенн с 1434а по 1434t соответственно.

На eNB 110 антенны с 1452а по 1452r могут принимать сигналы восходящей линии связи от UE 120 и, возможно, других UE и может предоставлять принятые сигналы демодуляторам (DEMOD) с 1454а по 1454r соответственно. Каждый демодулятор 1454 может обуславливать (например, фильтровать, усиливать, преобразовывать с понижением частоты и преобразовывать в цифровой вид) соответствующий принятый сигнал для получения принятых импульсов. Каждый демодулятор 1454 может дополнительно обрабатывать принятые импульсы (например, от SC-FDMA) для получения принятых символов. MIMO-устройство обнаружения 1456 может получать символы от всех R демодуляторов с 1454а по 1454r, осуществлять MIMO-обнаружение принятых символов, если это применимо, и предоставлять обнаруженные символы. Принимающий процессор 1458 может обрабатывать (например, демодулировать, восстанавливать первоначальную последовательность и декодировать) обнаруженные символы и предоставлять декодированные пользовательские данные для UE 120 и/или других UE приемнику данных 1460. Принимающий процессор 1458 может также предоставлять декодированные данные управления (например, сообщения RRC от UE, осуществляющих произвольный доступ) контроллеру/процессору 1480.

На нисходящей линии связи на eNB 110 пользовательские данные для одного или более UE от источника 1462 данных и данные управления от контроллера/процессора 1480 могут быть обработаны передающим процессором 1464, предварительно закодированы TX MIMO процессором 1466, если это применимо, обусловлены модуляторами с 1454а по 1454r и переданы на UE 120 и другие UE. На UE 120 сигналы нисходящей линии связи от eNB 110 могут быть приняты антеннами 1434, обусловлены демодуляторами 1432, обработаны MIMO-устройством обнаружения 1436, если это применимо, и затем обработаны принимающим процессором 1438 для восстановления пользовательских данных и данных управления, переданных eNB 110 на UE 120.

Контроллеры/процессоры 1440 и 1480 могут управлять работой UE 120 и eNB 110 соответственно. Контроллер/процессор 1440 на UE 120 может также осуществлять или управлять процессом 900 по фиг.9, процессом 1000 по фиг.10, процессом 1100 по фиг.11, процессом 1200 по фиг.12, процессом 1300 по фиг.13 и/или другими процессами для методов, описанных здесь. Контроллер/процессор 1480 на eNB 110 может осуществлять или управлять процессами, дополняющими процессы 900-1300, и/или другими процессами для методов, описанных здесь. Блоки 1442 и 1482 памяти могут хранить данные и программные коды для UE 120 и eNB 110 соответственно. Планировщик 1484 может планировать UE для передачи по восходящей линии связи и/или по нисходящей линии связи и может обеспечивать предоставление восходящей линии связи для запланированных UE.

Специалистам в данной области техники будет понятно, что информация и сигналы могут быть представлены, используя любое из множества различных технологий и методик. Например, данные, инструкции, команды, информация, сигналы, биты, символы и чипы, которые могли быть упомянуты выше в описании, могут быть представлены напряжениями, электрическими токами, электромагнитными волнами, магнитными полями или частицами оптическими полями или частицами, или любой их комбинацией.

Специалистам в данной области техники будет понятно, что различные иллюстративные логические блоки, модули, схемы и этапы алгоритма, описанные в связи с раскрытым здесь изобретением, могут быть осуществлены как электронные аппаратные средства, программное обеспечение или их комбинация. Чтобы ясно иллюстрировать эту взаимозаменяемость аппаратных средств и программного обеспечения, различные иллюстративные компоненты, блоки, модули, схемы и этапы были описаны выше вообще с точки зрения их функциональных возможностей. Осуществлены ли такие функциональные возможности, как аппаратные средства или программное обеспечение, зависит от конкретного приложения и ограничения конструктивного исполнения, наложенного на систему в целом. Специалисты в данной области техники могут осуществить описанные функциональные возможности различными способами для каждого специфического приложения, но такие решения, варианты осуществления не должны быть интерпретированы как вызывающие отклонение от объема настоящего изобретения.

Различные иллюстративные логические блоки, модули и схемы, описанные в связи с раскрытым здесь изобретением, могут быть осуществлены или выполнены с универсальным процессором, процессором цифровых сигналов (DSP), прикладной интегральной схемой (ASIC), программируемой пользователем вентильной матрицей (FPGA) или другим программируемым логическим устройством, дискретным шлюзом или транзисторной логикой, дискретным аппаратным компонентом или любой их комбинацией для осуществления функций, описанных здесь. Универсальный процессор может быть микропроцессором, но в качестве альтернативы процессор может быть любым обычным процессором, контроллером, микроконтроллером или машиной состояния. Процессор может также быть осуществлен как комбинация вычислительных устройств, например комбинация DSP и микропроцессора, множества микропроцессоров, одного или более микропроцессоров вместе с ядром DSP, или любая другая такая конфигурация.

Этапы способа или алгоритма, описанного в связи с раскрытым здесь изобретением, могут быть воплощены непосредственно в аппаратных средствах, в программном модуле, выполняемом процессором, или в их комбинации. Программный модуль может постоянно находиться в RAM-памяти, флэш-памяти, ROM-памяти, EPROM-памяти, EEPROM-памяти, регистрах, жестком диске, сменном диске, CD-ROM или любой другой форме носителя данных, известного в области техники. Образцовый носитель данных соединен с процессор таким образом, чтобы процессор мог читать информацию с, записывать информацию на носитель данных. В качестве альтернативы носитель данных может явиться неотъемлемой частью процессора. Процессор и носитель данных могут постоянно находиться в ASIC. ASIC может находиться в пользовательском терминале. В качестве альтернативы процессор и носитель данных могут находиться как дискретные компоненты в пользовательском терминале.

В одном или более примерных конструктивных исполнениях описанные функции могут быть осуществлены в аппаратных средствах, программном обеспечении, встроенном программном обеспечении или любой их комбинации. При осуществлении в программном обеспечении функции могут быть сохранены на или переданы как одна или более команд или кодов на читаемой компьютером среде. Читаемая компьютером среда включает в себя как компьютерные носители данных, так и среду связи, включающие в себя любые передающие среды, которые облегчают передачу компьютерной программы от одного места до другого. Носители данных могут быть любыми доступными носителями, к которым может обратиться универсальный компьютер или компьютер особого назначения. В качестве примера, а не ограничения, такие читаемые компьютером носители могут включать в себя RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM или другую оптическую память на диске, магнитную память на диске или другие магнитные запоминающие устройства, или любую другую среду, которая может использоваться, чтобы нести или сохранять желательные среды кода программы в форме команд или структур данных, и к которой может обратиться универсальный компьютер или компьютер специального назначения или универсальный процессор или процессор специального назначения. Кроме того, любое подключение должным образом называют читаемой компьютером передающей средой. Например, если программное обеспечение передается от вебсайта, сервера или другого отдаленного источника, использующего коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель, витую пару, цифровую абонентскую линию (DSL) или беспроводные технологии, такие как инфракрасные волны, радиоволны и микроволны, то коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель, витая пара, DSL или беспроводные технологии, такие как инфракрасные волны, радиоволны и микроволны, подпадают под определение передающей среды. Disk и disc, использующиеся здесь, включают в себя компакт-диск (CD), лазерный диск, оптический диск, цифровой универсальный диск (DVD), гибкий диск и blue-ray диск, где disk обычно воспроизводит данные магнитным способом, в то время как disc воспроизводит данные оптически с лазерами. Комбинации вышеупомянутого должны также быть включены в рамки понятия «читаемый компьютером носитель».

Предыдущее описание настоящего изобретения предоставлено, чтобы дать возможность любому человеку, квалифицированному в данной области техники, осуществить или использовать настоящее изобретение. Различные модификации к настоящему изобретению будут очевидны специалистам в данной области техники, и универсальные принципы, определенные здесь, могут быть применены к другим изменениям, не отступая от духа или области настоящего изобретения. Таким образом, изобретение не предназначено, чтобы быть ограниченным примерами и конструктивными исполнениями, описанными здесь, но должно получить самую широкую область охраны, совместимую с принципами и новыми признаками, раскрытыми здесь.

Изобретение относится к системам связи. Описаны методики отправки сообщения для произвольного доступа пользовательским оборудованием (UE). Технический результат заключается в повышении эффективности использования сетевых ресурсов. UE может отправлять сообщение по каналу управления для произвольного доступа и может отправлять зарезервированный идентификатор канала для указания, что сообщение отправляется по каналу управления. UE может генерировать короткий код проверки подлинности сообщения для защиты целостности (MAC-I) для сообщения. Короткий MAC-I может иметь меньший размер и может быть использован для аутентификации UE. 7 н. и 23 з.п. ф-лы, 19 ил., 4 табл.

1. Способ беспроводной связи, содержащий этапы, на которых
отправляют сообщение по каналу управления для произвольного доступа пользовательским оборудованием (UE), причем сообщение включает в себя короткий код проверки подлинности сообщения для защиты целостности (MAC-I), сгенерированный для сообщения, при этом короткий MAC-I имеет меньший размер, чем полный MAC-I, используемый для защиты целостности сообщений, отправляемых в плоскости управления;
отправляют зарезервированный идентификатор канала для указания, что сообщение отправляется по каналу управления; и
отправляют сообщение и зарезервированный идентификатор канала по совместно используемому каналу восходящей линии связи, переносящему канал управления.

2. Способ по п.1, в котором этап отправки сообщения по каналу управления содержит отправку сообщения Управления Радиоресурсами (RRC) по общему каналу управления (СССН) для произвольного доступа, и при этом этап отправки зарезервированного идентификатора канала содержит отправку зарезервированного идентификатора логического канала (LCID) для указания, что сообщение RRC отправляется по СССН.

3. Способ по п.2, в котором сообщение RRC содержит сообщение Запрос На Повторное Установление Соединения RRC для повторного установления соединения RRC или сообщение Запрос На Соединение RRC для присоединения или последующего доступа.

4. Способ по п.2, в котором зарезервированный LCID имеет значение, равное нулю.

5. Способ по п.2, дополнительно содержащий этапы, на которых генерируют сервисный блок данных (SDU) управления доступом к среде (MAC), содержащий сообщение RRC;
генерируют подзаголовок MAC, содержащий зарезервированный LCID; и генерируют МАС-протокольный блок данных (PDU), содержащий подзаголовок MAC и MAC SDU.

6. Способ беспроводной связи, содержащий этапы, на которых отправляют сообщение в протокольном блоке данных (PDU),
причем сообщение отправляется по каналу управления для произвольного доступа пользовательским оборудованием (UE), причем сообщение включает в себя короткий код проверки подлинности сообщения для защиты целостности (MAC-I) для сообщения, при этом короткий MAC-I имеет меньший размер, чем полный MAC-I, используемый для защиты целостности сообщений, отправляемых в плоскости управления; и
отправляют дополнительную информацию в PDU, если в PDU можно разместить дополнительную информацию.

7. Способ по п.6, в котором дополнительная информация содержит по меньшей мере одно из отчета о состоянии буфера для UE, отчета о запасе мощности для UE, данных для выделенного канала управления, данных для выделенного канала трафика.

8. Способ по п.6, в котором PDU имеет переменный размер, определяемый на основе предоставления восходящей линии связи для UE.

9. Способ по п.6, дополнительно содержащий этап, на котором заполняют PDU, если требуется, для наполнения PDU.

10. Способ по п.6, в котором сообщение содержит сообщение Управления Радиоресурсами (RRC), отправленное по общему каналу управления (СССН) для произвольного доступа UE, и в котором PDU содержит PDU управления доступом к среде (MAC).

11. Способ по п.10, дополнительно содержащий этапы, на которых генерируют сервисный блок данных (SDU) MAC, содержащий сообщение RRC;
генерируют элемент управления (СЕ) MAC, содержащий отчет о состоянии буфера или отчет о запасе мощности, если в предоставлении восходящей линии связи для UE можно разместить MAC SDU и MAC СЕ;
генерируют MAC PDU, содержащий MAC SDU и MAC СЕ, если они сгенерированы; и
отправляют MAC PDU для произвольного доступа UE.

12. Способ по п.10, в котором сообщение RRC содержит заполняющие биты, при необходимости, для получения предварительно определенной длины.

13. Способ беспроводной связи, содержащий этапы, на которых генерируют короткий код проверки подлинности сообщения для защиты целостности (MAC-I) для сообщения, отправленного по каналу управления для произвольного доступа пользовательским оборудованием (UE), причем короткий MAC-I имеет меньший размер, чем полный MAC-I, используемый для защиты целостности сообщений, отправляемых в плоскости управления; и
отправляют сообщение, содержащее короткий MAC-I для произвольного доступа UE.

14. Способ по п.13, в котором этап генерирования короткого MAC-I содержит генерирование короткого MAC-I для сообщения Управления Радиоресурсами (RRC), отправленного по общему каналу управления (СССН), для повторного установления соединения RRC.

15. Способ по п.13, в котором короткий MAC-I имеет размер 16 бит, а полный MAC-I имеет размер 32 бита.

16. Способ по п.13, в котором короткий MAC-I имеет переменный размер, определяемый на основе предоставления восходящей линии связи для UE.

17. Способ беспроводной связи, содержащий этапы, на которых
генерируют сообщение Управления Радиоресурсами (RRC) по
общему каналу управления (СССН) для произвольного доступа пользовательским оборудованием (UE), причем сообщение RRC содержит короткий код проверки подлинности сообщения для защиты целостности (MAC-I) для сообщения RRC, при этом короткий MAC-I имеет меньший размер, чем полный MAC-I, используемый для защиты целостности сообщений, отправляемых в плоскости управления;
генерируют сервисный блок данных (SDU) управления доступом к среде (MAC), содержащий сообщение RRC;
генерируют подзаголовок MAC, содержащий зарезервированный идентификатор логического канала (LCID), для указания, что сообщение RRC отправляется по СССН;
генерируют МАС-протокольный блок данных (PDU), содержащий подзаголовок MAC и MAC SDU; и
отправляют MAC PDU для произвольного доступа UE.

18. Способ по п.17, в котором этап генерирования сообщения RRC содержит этапы, на которых
устанавливают поле формата сообщения RRC на первое значение для указания первого типа идентификатора (ID) UE, отправляемого в сообщении RRC для присоединения, или на второе значение, для указания второго типа UE ID, отправляемого в сообщении RRC для последующего доступа; и
генерируют сообщение RRC, содержащее поле формата и UE ID типа, указанного в поле формата.

19. Способ по п.17, дополнительно содержащий этапы, на которых генерируют элемент управления (СЕ) MAC, содержащий отчет о состоянии буфера или отчет о запасе мощности для UE; и
генерируют второй подзаголовок MAC для MAC СЕ, при этом MAC PDU дополнительно содержит второй подзаголовок MAC и MAC СЕ.

20. Устройство для беспроводной связи, содержащее
по меньшей мере, один процессор, выполненный с возможностью генерировать короткий код проверки подлинности сообщения для защиты целостности (MAC-I) для сообщения, причем короткий MAC-I имеет меньший размер, чем полный MAC-I, используемый для защиты целостности сообщений, отправляемых в плоскости управления, отправлять сообщение по каналу управления для произвольного доступа пользовательским оборудованием (UE), отправлять зарезервированный идентификатор канала для указания, что сообщение отправляется по каналу управления, и отправлять сообщение и зарезервированный идентификатор канала по совместно используемому каналу восходящей линии связи, переносящему канал управления.

21. Устройство по п.20, в котором, по меньшей мере, один процессор выполнен с возможностью отправлять сообщение Управления Радиоресурсами (RRC) по общему каналу управления (СССН) для произвольного доступа UE и отправлять зарезервированный идентификатор логического канала (LCID) для указания, что сообщение RRC отправляется по СССН.

22. Устройство по п.21, в котором, по меньшей мере, один процессор выполнен с возможностью генерировать сервисный блок данных (SDU) управления доступом к среде (MAC), содержащий сообщение RRC, генерировать подзаголовок MAC, содержащий зарезервированный LCID, и генерировать МАС-протокольный блок данных (PDU), содержащий подзаголовок MAC и MAC SDU.

23. Устройство по п.22, в котором, по меньшей мере, один процессор выполнен с возможностью генерировать элемент управления (СЕ) MAC, содержащий отчет о состоянии буфера или отчет о запасе мощности для UE, генерировать второй подзаголовок MAC для MAC СЕ и генерировать MAC PDU, дополнительно содержащий второй подзаголовок MAC и MAC СЕ.

24. Устройство по п.21, в котором, по меньшей мере, один процессор выполнен с возможностью устанавливать поле формата сообщения RRC на первое значение для указания первого типа идентификатора (ID) UE, отправляемого в сообщении RRC для присоединения, или на второе значение для указания второго типа UE ID, отправляемого в сообщении RRC для последующего доступа, и генерировать сообщение RRC, содержащее поле формата и UE ID типа, указанного в поле формата.

25. Устройство для беспроводной связи, содержащее
средство для генерирования короткого кода проверки подлинности сообщения для защиты целостности (MAC-I) для сообщения, причем короткий MAC-I имеет меньший размер, чем полный MAC-I, используемый для защиты целостности сообщений, отправляемых в плоскости управления;
средство для отправки сообщения по каналу управления для произвольного доступа пользовательским оборудованием (UE);
средство для отправки зарезервированного идентификатора канала для указания, что сообщение отправляется по каналу управления; и
средство для отправки сообщения и зарезервированного идентификатора канала по совместно используемому каналу восходящей линии связи, переносящему канал управления.

26. Устройство по п.25, в котором средство для отправки сообщения по каналу управления содержит средство для отправки сообщения Управления Радиоресурсами (RRC) по общему каналу управления (СССН) для произвольного доступа UE и в котором средство для отправки зарезервированного идентификатора канала содержит средство для отправки зарезервированного идентификатора логического канала (LCID) для указания, что сообщение RRC отправляется по СССН.

27. Устройство по п.26, дополнительно содержащее
средство для генерирования сервисного блока данных (SDU) управления доступом к среде (MAC), содержащего сообщение RRC;
средство для генерирования подзаголовка MAC, содержащего зарезервированный LCID; и
средство для генерирования МАС-протокольного блока данных (PDU), содержащего подзаголовок MAC и MAC SDU.

28. Устройство по п.27, дополнительно содержащее
средство для генерирования элемента управления (СЕ) MAC, содержащего отчет о состоянии буфера или отчет о запасе мощности для UE; и
средство для генерирования второго подзаголовка MAC для MAC СЕ, причем MAC PDU дополнительно содержит второй подзаголовок MAC и МАССЕ.

29. Устройство по п.26, дополнительно содержащее
средство для установления поля формата сообщения RRC на первое значение для указания первого типа идентификатора (ID) UE, отправляемого в сообщении RRC для присоединения, или на второе значение, для указания второго типа UE ID, отправляемого в сообщении RRC для последующего доступа; и
средство для генерирования сообщения RRC, содержащего поле формата и UE ID типа, указанного в поле формата.

30. Машиночитаемый носитель, содержащий сохраненные на нем коды, которые, при исполнении компьютером побуждают компьютер выполнять способ беспроводной связи, причем коды содержат:
код для побуждения, по меньшей мере, одного компьютера отправлять сообщение по каналу управления для произвольного доступа пользовательским оборудованием (UE), причем сообщение включает в себя короткий код проверки подлинности сообщения для защиты целостности (MAC-I), сгенерированный для сообщения, при этом короткий MAC-I имеет меньший размер, чем полный MAC-I, используемый для защиты целостности сообщений, отправляемых в плоскости управления;
код для побуждения, по меньшей мере, одного компьютера отправлять зарезервированный идентификатор канала для указания, что сообщение отправляется по каналу управления; и
код для побуждения, по меньшей мере, одного компьютера отправлять сообщение и зарезервированный идентификатор канала в протокольном блоке данных (PDU) по совместно используемому каналу восходящей линии связи, переносящему канал управления.