СПОСОБ УСТАНОВЛЕНИЯ ПРИОРИТЕТОВ В ПРОЦЕССЕ ПРОИЗВОЛЬНОГО ДОСТУПА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОДИРОВАНИЯ ПОСРЕДСТВОМ ПРЕАМБУЛ Российский патент 2019 года по МПК H04L5/00 H04W16/14 H04W74/08 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу произвольного доступа (Random Access (RA)) и к базовой станции, терминалу и системе, соответственно, конфигурированным для участия в осуществлении этого RA-способа. В частности, RA-способ согласно настоящему изобретению устанавливает приоритеты при назначении ресурсов восходящей линии в сети радиосвязи посредством определения уровней приоритетов запросов на выделение ресурсов. Такой RA-способ согласно настоящему изобретению может быть применен к сервисам связи, обладающим различными уровнями требований к задержке и приоритетами сервисов, особенно для сервисов межмашинной связи, а также для сервисов связи, ориентированных на человека.

Уровень техники

Сети мобильной связи и радиосвязи будущего будут поддерживать разнообразные сервисы. Некоторые сервисы, такие как сервисы, предоставляющие приложения, направленные на обеспечение безопасности дорожного движения, отличаются очень жесткими требованиями к задержке. Время отклика для терминала, использующего такой сервис, чувствительный к задержке, т.е. период времени от момента времени, когда терминал инициирует передачу в адрес базовой станции, до момента времени, когда эта передача принята базовой станцией, и, в качестве опции, подтверждена сервером приложений, должен быть коротким, например, порядка миллисекунд. В течение этого короткого периода сеть должна осуществить всю процедуру выполнения и обработки передачи в восходящей линии.

Вследствие своей непредсказуемой природы процедура осуществления передачи в восходящей линии обычно представляет собой процедуру произвольного доступа (RA-процедуру), в ходе которой выделение ресурсов передатчикам, например, терминалам, невозможно координировать заранее. В случае, когда больше одного терминала используют один и тот же ресурс восходящей линии в одном и том же временном интервале (слоте) произвольного доступа (RA-слоте) для передач в адрес базовой станции, возникает конфликт. Этот конфликт обычно приводит к помехам, так что некоторые или все конфликтующие передачи будет невозможно декодировать правильно. Вследствие этого, затронутые помехами передачи придется повторять, что ведет к дополнительным задержкам при осуществлении процедуры.

Для упомянутых выше чувствительных к задержке сервисов такая задержка, вызванная конфликтом, может быть наиболее критичной проблемой. Задержка в канале произвольного доступа (RA-канале) согласно разработанному группой 3GPP стандарту Долговременной эволюции (Long Term Evolution (LTE)) часто превышает 100 мс (см. например, технический отчет «Исследование усовершенствования сети произвольного доступа для межмашинной связи» (3GPP, TR 37.868, “Study on RAN Improvement for Machine-Type Communication”, V 11.0.0, Sep. 2011)), что значительно превышает реальные требования к времени отклика для большинства сервисов, чувствительных к задержке, например, сервисов, относящихся к обеспечению безопасности дорожного движения. Кроме того, при внедрении в сеть связи стандартов межмашинной связи (Machine Type Communication (MTC)) число терминалов, которые могут одновременно обращаться и получать доступ в сеть, например, к базовой станции, резко возрастает. Вследствие этого, вероятность конфликтов при осуществлении RA-процедуры, еще больше возрастает, а описанная выше проблема увеличения задержки становится даже острее.

Поскольку сети радиосвязи будущего, например, сети согласно новым редакциям стандарта LTE и сети пятого поколения (Fifth Generation 5G), также станут более гибкими, в каналах радиосвязи все в большей степени будет присутствовать смесь трафика сервисов, чувствительных к задержке, и трафика сервисов, толерантных к задержке. В свете описанных выше проблем с конфликтами и задержкой RA-процедура должна будет, таким образом, использовать некоторую схему установления приоритетов для трафика разного рода сервисов. Например, в случае, когда запрос на выделение ресурсов для сервиса, чувствительного к задержке, конфликтует с запросом на выделение ресурсов для сервиса, толерантного к задержке, более высокий приоритет следует предоставить запросу на выделение ресурсов для чувствительного к задержке сервиса, что позволит избежать повторной передачи запроса на выделение ресурсов для сервиса, чувствительного к задержке.

Согласно обычной схеме многостанционного доступа с контролем несущей (Carrier Sense Multiple Access (CSMA)) передающий терминал воспринимает и детектирует сигналы от других терминалов прежде, чем начать свою собственную фактическую передачу. Период времени, в течение которого терминал контролирует, свободен ли канал, называется «конкурентным окном» для конфликтующих устройств. Установление приоритета в такой системе может быть реализовано путем регулирования размера конкурентного окна таким образом, что какие-то конкретные терминалы получают шансы для осуществления передач раньше, чем другие терминалы (см. Ю. Лю и др., «Структура масштабируемого протокола управления доступом к среде для гетерогенных сетей межмашинной связи» (Y. Liu et al., “Design of a scalable hybrid mac protocol for heterogeneous m2m networks“ IEEE Internet of Things Journal, Bd. 1, Nr. 1, p. 99 – 111, 2014) или И. Ри и др., «Z-MAC: Гибридный протокол управления доступом к среде для сенсорных сетей радиосвязи» (I. Rhee et al. “Z-MAC: A hybrid MAC for wireless sensor networks” IEEE Transaction for Network, Bd. 16, Nr. 3, p. 511–524, 2008)). Схема CSMA основана на предположении, что один терминал может обнаружить сигналы от других терминалов заранее. Это является практическим ограничением, особенно в сети сотовой связи, в которой радиус ячеек превышает несколько сот метров. Иными словами, для того, чтобы обнаружить другие терминалы, терминалы в сети должны быть расположены близко один к другому. В противном случае, схема CSMA будет страдать от так называемой «проблемы скрытого узла» (“hidden node problem”), известной из техники локальных сетей радиосвязи (WLAN).

Поэтому, в системе LTE (см. технические условия 3GPP, TS 36.331, «Развитые сети с универсальным наземным доступом; Управление радио ресурсами; Спецификации протокола» (“Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio Resource Control (RRC); Protocol specification”, V. 10.1.0, Mar. 2011)), в RA-процедуре используют преамбулы. Как показано на Фиг. 1, в рамках обычной RA-процедуры 100, каждый из терминалов – первый терминал 102 и второй терминал 103 (обозначены на Фиг. 1, как UE1 и UE2, соответственно), передает преамбулу в качестве запроса на выделение ресурсов прежде осуществления реальной передачи в адрес базовой станции 101 (обозначена как BS), с целью запросить выделенные ресурсы восходящей линии, конкретнее – время-частотный ресурсный блок, от базовой станции 101.

В частности, когда терминал 102, 103 в системе LTE имеет незапланированный запрос передачи, он начинает RA-процедуру 100 для передачи запроса на выделение ресурсов для первоначального доступа этого терминала в сеть. Как показано на Фиг. 1, RA-процедура 100 содержит четыре этапа.

На первом этапе один или несколько терминалов 102, 103 передают запрос на выделение ресурсов, содержащий случайным образом выбранную преамбулу произвольного доступа (RA-преамбулу) в адрес базовой станции 101. Например, как показано на Фиг. 1, каждый из двух терминалов UE1 и UE2 передает преамбулу, обозначенную сигнатурой PA1. В терминалах 102, 103 и на базовой станции 101 известен набор всех возможных преамбул. Поэтому такую преамбулу можно также использовать и в качестве настроечной последовательности, и в качестве сигнатуры. Базовая станция 101 может определять различные преамбулы и может передавать отклики в соответствии с индивидуальными преамбулами. В случае, показанном на Фиг. 1, базовая станция 101 определяет запрос на выделение ресурсов с преамбулой PA1.

На втором этапе базовая станция 101 передает отклик произвольного доступа (RA-отклик) в нисходящем совместно используемом канале в ответ на принятые преамбулы. В ответ на преамбулу, выделенную из каждого запроса на выделение ресурсов, базовая станция 101 назначает ресурсы восходящей линии соответствующему терминалу (ам) 102, 103. В случае, показанном на Фиг. 1, базовая станция 101 выделяет ресурсы восходящей (UL) линии для терминалов UE1 и UE2, передавших преамбулу PA1.

На третьем этапе терминал 102, 103 передает свой идентификатор и другие сообщения, например, запрос планирования, в адрес базовой станции 100 с использованием ресурсов, назначенных этому терминалу посредством базовой станции 101 в составе RA-отклика на втором этапе. В случае, показанном на Фиг. 1, оба терминала UE1 и UE2 распознают ресурсы восходящей (UL) линии, предоставленные в соответствии с запросом на выделение ресурсов, поступившим от соответствующего терминала, и, таким образом, оба терминала UE1 и UE2 передают сообщение с использованием предоставленных им ресурсов восходящей линии (UL-линии).

На четвертом этапе базовая станция 101 отражает идентификатор(ы) терминала (ов) 102, 103, принятый ею на третьем этапе.

В случае, когда – как показано на Фиг. 1, – два терминала 102, 103 выбирают одну и ту же преамбулу (обозначенную как PA1 на Фиг. 1) для своих запросов на выделение ресурсов, базовая станция 101 не может различить запросы на выделение ресурсов от разных терминалов 102, 103. Следовательно, один и тот же ресурс восходящей линии может быть назначен обоим терминалам 102, 103. В таком случае на третьем этапе оба терминала 102, 103 используют один и тот же ресурс для своих фактических передач, и, таким образом, возникает конфликт. В случае такого конфликта, если передачи, посланные на третьем этапе, невозможно декодировать правильно, соответствующий терминал 102 или 103 не примет подтверждения от базовой станции 101 на четвертом этапе. Таким образом, этот терминал должен реинициализировать свою передачу преамбулы по истечении некоторого промежутка времени, так называемого времени отсрочки передачи.

Таким образом, можно видеть, что в описанном выше первом круге RA-процедуры 100, показанной на Фиг. 1, запросы на выделение ресурсов для сервисов, чувствительных к задержке, не имеют никаких преимуществ по сравнению с запросами на выделение ресурсов для сервисов, толерантных к задержке. Только во время повторной передачи преамбулы запросам на выделение ресурсов для сервисов, чувствительных к задержке, может быть предоставлено меньшее время отсрочки по сравнению с сервисами, толерантными к задержке.

В частности, для RA-процедуры 100, показанной на Фиг. 1, был предложен способ установления приоритетов посредством некоторых схем отсрочки (см. технический отчет «Исследование усовершенствования сети произвольного доступа для межмашинной связи» (3GPP, TR 37.868, “Study on RAN Improvement for Machine-Type Communication”, V 11.0.0, Sep. 2011) и статью Тарик Талеб и Андреас Курц «Межмашинная связь в сетях согласно стандартам 3GPP: потенциал, проблемы и решения» (Tarik Taleb and Andreas Kunz, “Machine type communications in 3GPP networks: potential, challenges, and solutions”, IEEE Communications Magazine, Bd. 50, Nr. 3, p. 178 – 184, 2012. 2012)). В таких схемах терминалу с высоким приоритетом назначают более короткое время отсрочки, чем терминалам с низким приоритетом. Однако каким бы коротким ни было время отсрочки, по меньшей мере одна повторная передача все равно является неизбежной в случае конфликта.

С целью дальнейшего уменьшения потенциальной задержки для аварийных сервисов и сервисов, чувствительных к задержке, система стандарта LTE также применяет бесконфликтную схему для RA-канала. В такой бесконфликтной схеме конкретные преамбулы резервируют только для сервисов, чувствительных к задержке. Иными словами, некоторым терминалам назначают исключительные преамбулы, которые не используются совместно с другими терминалами. Поскольку такие зарезервированные преамбулы используются исключительно для конкретных, заданных сервисов, чувствительных к задержке, вероятность конфликтов оказывается уменьшена или даже полностью исключена. Однако число преамбул в какой-либо сети связи обычно ограничено. Более того, резервирование специализированных преамбул даже уменьшает общее число доступных преамбул, используемых для других событий доступа на конкурентной основе. Таким образом, с одной стороны, если большее число преамбул зарезервировано для бесконфликтного доступа, эффективность использования преамбул для конкурентного доступа снижается. С другой стороны, также может не быть достаточного числа преамбул для всех событий бесконфликтного доступа для сервисов, чувствительных к задержке.

В дополнение к описанным выше проблемам конфликтов и задержек может также иметь место проблема, состоящая в том, что количество требуемых ресурсов, необходимое для поддержки терминалов, запросивших ресурсы, превышает количество доступных ресурсов, которые может предоставить базовая станция 101. Кроме того, в этом случае запросы на выделение ресурсов для сервисов, чувствительных к задержке, не будут иметь каких-либо преимуществ по сравнению с запросами на выделение ресурсов для сервисов, толерантных к задержке.

Сущность изобретения

В свете отмеченных выше недостатков настоящее изобретение направлено на усовершенствование существующей ситуации в технике. Настоящее изобретение, таким образом, имеет целью создать более эффективную и гибкую схему произвольного доступа (RA). В частности, настоящее изобретение направлено на уменьшение задержек передачи, особенно для терминалов, передающих запросы на выделение ресурсов для сервисов, чувствительных к задержкам. Таким образом, настоящее изобретение нацелено на разработку схемы произвольного доступа (RA), способной лучше обрабатывать одновременные запросы на выделение ресурсов и способной разрешать конфликты во время реальных передач нескольких терминалов. Кроме того, настоящее изобретение ищет способ избежать ситуации, когда терминалы, передавшие запросы на выделение ресурсов для сервисов, чувствительных к задержке, не получат никаких ресурсов в случае, если ресурсов недостаточно. Поэтому, схема произвольного доступа (RA) согласно настоящему изобретению в общем случае направлена на установление разных приоритетов для запросов на выделение ресурсов для сервисов, чувствительных к задержке, и запросов на выделение ресурсов для сервисов, толерантных к задержке. Кроме того, в предлагаемой схеме произвольного доступа (RA-схеме) согласно настоящему изобретению должно быть возможным назначение приоритетов специфично для пользователей/терминалов или специфично для приложений/сервисов.

Отмеченная выше цель настоящего изобретения достигается с использованием решения, предлагаемого входящими сюда независимыми пунктами Формулы изобретения. Предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения далее определены в соответствующих зависимых пунктах Формулы изобретения.

В частности, настоящее изобретение предлагает RA-схему взаимодействия между по меньшей мере одной базовой станцией и по меньшей мере одним терминалом, например, по меньшей мере одним терминалом UE, в сети согласно стандарту LTE. Базовая станция может одновременно принимать множество запросов на выделение ресурсов и передач от множества терминалов. Эти множество терминалов совместно используют одну и ту же среду радиосвязи, с точки зрения временных и/или частотных ресурсов, для своих передач. Запросы на выделение ресурсов от терминалов являются случайными, и потому их не координируют заранее.

Первый аспект настоящего изобретения предлагает RA-способ, содержащий передачу по меньшей мере одним из нескольких терминалов запроса на выделение ресурсов, содержащего одну или несколько преамбул, в адрес базовой станции, во время одного RA-слота, определение этой базовой станцией уровня приоритета по меньшей мере для одного запроса на выделение ресурсов на основе числа преамбул в составе этого по меньшей мере одного запроса на выделение ресурсов и назначение этой базовой станцией ресурсов восходящей линии в соответствии с указанными по меньшей мере одним запросом на выделение ресурсов и по меньшей мере одним уровнем приоритета.

Уровень приоритета какого-либо запроса на выделение ресурсов указывает предпочтение приема ресурсов от базовой станции. Это означает, что если первый запрос на выделение ресурсов имеет более высокий уровень приоритета, а второй запрос на выделение ресурсов имеет меньший уровень приоритета, то это указывает на тот факт, что ресурсы будут назначены более предпочтительно в ответ на первый запрос на выделение ресурсов, чем в ответ на второй запрос на выделение ресурсов.

Такой RA-слот представляет собой временной интервал, во время которого терминалу разрешено передать преамбулу. Преамбулы различаются, например, своими сигнатурами, т.е. различные преамбулы имеют разные сигнатуры.

Такой RA-способ согласно первому аспекту способен устанавливать приоритеты, например, для запросов на выделение ресурсов, имеющих различные уровни требований к задержке. Для этого, запросы на выделение ресурсов для сервисов, чувствительных к задержке, могут содержать вместо одной преамбулы сочетание нескольких преамбул, передаваемых во время какого-либо конкретного RA-слота. Базовая станция может идентифицировать сочетание множества преамбул. Более того, базовая станция может различать сочетание нескольких преамбул, переданное одним терминалом, и случайное сочетание преамбул, переданных индивидуально несколькими терминалами в составе нескольких запросов на выделение ресурсов. Например, если более длинное сочетание преамбул сталкивается в канале связи с менее длинным сочетанием преамбул, по меньшей мере это более длинное сочетание преамбул может быть идентифицировано базовой станцией.

При таком подходе запрос на выделение ресурсов, обладающий более высоким уровнем приоритета, оказывается более устойчив против конфликтов и, тем самым, против необходимости повторных передач. Например, если множество терминалов передают запросы на выделение ресурсов, каждый из которых имеет по меньшей мере одну преамбулу, при использовании обычной RA-процедуры возникнет конфликт, как показано на Фиг. 1. Однако поскольку при использовании RA-способа согласно первому аспекту настоящего изобретения базовая станция может определить по меньшей мере самое длинное сочетание преамбул, которое соответствует запросу на выделение ресурсов, имеющему наивысший уровень приоритета. Отмечено, что вероятность конфликта в пределах более высокого уровня приоритета, т.е. для двух запросов на выделение ресурсов, имеющих одинаковый более высокий уровень приоритета с одним и тем же числом и сочетанием преамбул, убывает экспоненциально с увеличением числа преамбул, передаваемых в пределах конкретного RA-слота.

Кроме того, определение уровней приоритета запросов на выделение ресурсов позволяет базовой станции назначить ресурсы в соответствии с уровнями приоритетов в случае, когда общий объем ресурсов ограничен, т.е. в случае, в котором не каждому терминалу может быть назначен ресурс. Назначение ресурсов согласно по меньшей мере одному уровню приоритета означает, что базовая станция сначала назначает ресурсы согласно запросу на выделение ресурсов, обладающему наивысшим уровнем приоритета, прежде назначения ресурсов для запросов на выделение ресурсов, обладающих все более низкими уровнями приоритетов.

Суммируя, RA-способ согласно первому аспекту более эффективен и гибок, чем обычные RA-процедуры.

Первый вариант способа согласно первому аспекту содержит далее объединение, в аппаратуре терминала, большего числа преамбул для передачи запроса на выделение ресурсов, имеющего более высокий уровень приоритета, или меньшего числа преамбул для передачи запроса на выделение ресурсов, обладающего меньшим уровнем приоритета.

Например, терминал, запрашивающий ресурсы для сервиса, чувствительного к задержке, может включить большее число преамбул в сочетание в составе запроса на выделение ресурсов с целью увеличения уровня приоритета этого запроса на выделение ресурсов. Уровни приоритета запросов на выделение ресурсов могут быть заранее заданы для каждого терминала. В качестве альтернативы уровни приоритетов запросов на выделение ресурсов могут быть заданы заранее для каждого сервиса или приложения. В качестве альтернативы каждый терминал может гибко выбирать уровень приоритета запроса на выделение ресурсов, который он намеревается передать.

Во втором варианте реализации способа согласно первому аспекту, как таковому или с учетом первого варианта реализации способа согласно первому аспекту, далее терминал, передающий запрос на выделение ресурсов, содержащий больше одной преамбулы, вносит заданный сдвиг по времени и/или по частоте между преамбулами, причем в случае, когда этот заданный сдвиг по времени и/или по частоте равен нулю, преамбулы снабжают разными сигнатурами.

Благодаря этому заданному сдвигу в частотной и/или во временной области, конкретное сочетание преамбул, переданное одним терминалом в составе одного запроса на выделение ресурса, может быть легко дифференцировано от случайного сочетания преамбул, индивидуально передаваемого несколькими терминалам в составе нескольких запросов на выделение ресурсов. Таким образом, запрос на выделение ресурсов с более высоким уровнем приоритета может быть хорошо идентифицирован, так что соответствующий терминал подвергается меньшему риску вступления в конфликт в ходе осуществления своих фактических передач в адрес базовой станции.

В третьем варианте реализации способ согласно первому аспекту, как таковому или с учетом какого-либо из предшествующих вариантов реализации способа согласно первому аспекту, далее содержит размещение, посредством терминала, передающего запрос на выделение ресурсов, имеющий в составе более одной преамбулы, этих преамбул таким образом, чтобы эти преамбулы по меньшей мере частично накладывались одна на другую во временной и/или в частотной области.

Наложение двух преамбул означает, что начало второй преамбулы имеет место во времени раньше окончания первой преамбулы. За счет использования наложения по времени и/или по частоте, например, можно передать больше преамбул в пределах одного заданного RA-слота. Следовательно, можно определить больше уровней приоритета с целью даже еще более тонкой дифференциации запросов на выделении ресурсов.

В четвертом варианте реализации способ согласно первому аспекту, как таковому или с учетом какого-либо из предшествующих вариантов реализации способа согласно первому аспекту, далее содержит определение, посредством по меньшей мере одного терминала, числа преамбул для передачи запроса на выделение ресурсов с заданным уровнем приоритета, и/или определение, посредством по меньшей мере одного терминала, сдвига по времени и/или по частоте между преамбулами.

Терминал может запросить информацию относительно заданного сдвига по времени и/или по частоте от базовой станции. Терминал может также определить эту информацию самостоятельно, например, из предварительно записанной преобразовательной таблицы, что уменьшает нагрузку на базовую станцию.

В пятом варианте реализации способ согласно первому аспекту, как таковому или с учетом какого-либо из предшествующих вариантов реализации способа согласно первому аспекту, далее содержит передачу в режиме широкого вещания, от базовой станции нескольким терминалам, величины заданного сдвига по времени и/или по частоте, который должен быть задан между преамбулами в составе запроса на выделение ресурса.

В этом случае каждый терминал определяет заданный сдвиг по частоте и/или по времени просто путем приема и интерпретации вещательного сообщения от базовой станции. Посредством такого вещания можно обеспечить, что все терминалы будут иметь одну и ту же информацию.

В шестом варианте реализации способ согласно четвертому варианту реализации первого аспекта далее содержит передачу, посредством по меньшей мере одного терминала, указания числа преамбул и/или величины сдвига по времени и/или по частоте в адрес базовой станции.

В случае, когда терминал определяет сдвиг по частоте и/или по времени независимо от базовой станции, этот терминал предпочтительно информирует базовую станцию соответственно. Однако можно также иметь, например, предварительно сохраненные преобразовательные таблицы в терминале и в базовой станции, так что уже нет необходимости в обмене сообщениями по этому вопросу между терминалом и базовой станции.

В седьмом варианте реализации способа согласно какому-либо из вариантов реализации первого аспекта с первого по шестой, сдвиг по времени и/или по частоте задают или определяют на основе текущей нагрузки сети связи и/или объема доступных радио ресурсов.

Если основываться на определении сдвига по частоте и/или по времени в соответствии с текущей нагрузкой сети или, в качестве альтернативы, прогнозируемой нагрузкой сети, это делает способ даже еще более эффективным и гибким.

В восьмом варианте реализации способ согласно первому аспекту, как таковому или с учетом какого-либо из предшествующих вариантов реализации способа согласно первому аспекту, далее содержит передачу в режиме широкого вещания, от базовой станции нескольким терминалам, информации для отображения числа преамбул на уровни приоритета запроса на выделение ресурсов.

Информация для отображения связывает каждое число преамбул с уровнем приоритета запроса на выделение ресурсов. Это означает, например, что единственная преамбула связана с наименьшим уровнем приоритета, две преамбулы отображаются во второй наименьший уровень приоритета и т.д.

В девятом варианте реализации способ согласно первому аспекту, как таковому или с учетом какого-либо из предшествующих вариантов реализации способа согласно первому аспекту, далее содержит определение, посредством базовой станции, сдвига по времени и/или по частоте между по меньшей мере двумя принятыми преамбулами и определение, исходят ли эти по меньшей мере две принятые преамбулы от одного и того же терминала или от разных терминалов, на основе найденного сдвига по времени и/или по частоте и/или уровней мощности приема этих преамбул.

Благодаря различению, принадлежат ли несколько преамбул одному и тому же запросу на выделение ресурсов или нескольким запросам на выделение ресурсов, можно избежать ошибок при обработке запросов на выделение ресурсов. Таким образов, способ сделан более эффективным.

В десятом варианте реализации способа согласно девятому варианту реализации первого аспекта процедура определения сдвига по времени и/или по частоте между по меньшей мере двумя принятыми преамбулами содержит измерение, посредством базовой станции, сдвига по времени и/или по частоте между найденными пиками корреляции принятых преамбул.

Определение пиков корреляции и соответственно измерение расстояния между пиками представляет собой простой и эффективный способ определения сдвига по времени и/или по частоте.

Второй аспект настоящего изобретения предлагает компьютерный программный продукт, содержащий программный код для осуществления RA-способа согласно первому аспекту с учетом какого-либо из вариантов реализации первого аспекта при выполнении этого программного кода на компьютере.

Второй аспект настоящего изобретения обеспечивает достижение таких же преимуществ, какие описаны применительно как первому аспекту в целом, так и к индивидуальным вариантам реализации этого первого аспекта.

Третий аспект настоящего изобретения предлагает базовую станцию, содержащую приемный модуль, конфигурированный для приема по меньшей мере от одного из нескольких терминалов запроса на выделение ресурсов, содержащего одну или несколько преамбул, во время одного временного интервала (слота) произвольного доступа (RA-слот), детекторный модуль, конфигурированный для определения уровня приоритета по меньшей мере одного запроса на выделение ресурсов на основе числа преамбул в составе этого по меньшей мере одного запроса на выделение ресурсов, и модуль назначения, конфигурированный для назначения ресурсов восходящей линии в соответствии с найденными по меньшей мере одним запросом на выделение ресурсов и по меньшей мере одним уровнем приоритета.

В первом варианте реализации базовой станции согласно третьему аспекту, как таковому эта базовая станция конфигурирована для передачи в режиме широкого вещания, нескольким терминалам, заданного сдвига по времени и/или по частоте, который должен быть установлен между преамбулами в составе запроса на выделение ресурсов.

Во втором варианте реализации базовой станции согласно первому варианту реализации третьего аспекта, сдвиг по времени и/или по частоте задают заранее или определяют на основе текущей нагрузки сети связи и/или на основе объема доступных радио ресурсов.

В третьем варианте реализации базовой станции согласно третьему аспекту, как таковому или с учетом какого-либо из предшествующих вариантов реализации третьего аспекта, базовая станция конфигурирована для передачи в режиме широкого вещания, нескольким терминалам, информации для отображения числа преамбул на уровни приоритета запроса на выделение ресурсов.

В четвертом варианте реализации базовой станции согласно третьему аспекту, как таковому или с учетом какого-либо из предшествующих вариантов реализации третьего аспекта, базовая станция конфигурирована для определения сдвига по времени и/или по частоте между по меньшей мере двумя принятыми преамбулами и для определения, исходят ли эти по меньшей мере две принятые преамбулы от одного и того же терминала или от разных терминалов, на основе найденного сдвига по времени и/или по частоте и/или уровней мощности приема этих преамбул.

В пятом варианте реализации базовой станции согласно четвертому варианту реализации третьего аспекта, базовая станция конфигурирована для определения сдвига по времени и/или по частоте между по меньшей мере двумя принятыми преамбулами путем измерения сдвига по времени и/или по частоте между найденными пиками корреляции принятых преамбул.

Третий аспект настоящего изобретения как таковой и указанные варианты реализации этого третьего аспекта обеспечивают достижение таких же преимуществ, какие описаны применительно как первому аспекту в целом, так и к соответствующим вариантам реализации этого первого аспекта.

Четвертый аспект настоящего изобретения предлагает терминал, содержащий передающий модуль, конфигурированный для передачи запроса на выделение ресурсов, имеющего в составе одну или несколько преамбул, в адрес базовой станции во время одного временного интервала (слота) произвольного доступа (RA-слот), и конфигурированный для объединения большего числа преамбул для передачи запроса на выделение ресурсов, обладающего более высоким уровнем приоритета, и меньшего числа преамбул для передачи запроса на выделение ресурсов, обладающего меньшим уровнем приоритета.

В первом варианте реализации терминала согласно четвертому аспекту как таковому этот терминал конфигурирован для передачи запроса на выделение ресурсов, имеющего больше одной преамбулы, и заданной величины сдвига по времени и/или по частоте между этими преамбулами, где в случае, когда заданный сдвиг по времени и/или по частоте равен нулю, терминал конфигурирован для передачи преамбулы с разными сигнатурами.

Во втором варианте реализации терминала согласно четвертому аспекту как таковому или согласно первому варианту реализации этого четвертого аспекта, терминал конфигурирован для передачи запроса на выделение ресурсов, имеющего в составе больше одной преамбулы, и с расположением этих преамбул таким образом, что они по меньшей мере частично накладываются одна на другую во временной и/или в частотной области.

В третьем варианте реализации терминала согласно четвертому аспекту, как таковому или с учетом какого-либо из предшествующих вариантов реализации четвертого аспекта, терминал конфигурирован для определения числа преамбул для передачи запроса на выделение ресурсов, имеющего некий заданный уровень приоритета, и для определения сдвига по времени и/или по частоте между этими преамбулами.

В четвертом варианте реализации терминала согласно третьему варианту реализации четвертого аспекта, терминал конфигурирован для передачи указания числа преамбул и сдвига по времени и/или по частоте между этими преамбулами в адрес базовой станции.

В пятом варианте реализации терминала согласно третьему или четвертому варианту реализации четвертого аспекта, сдвиг по времени и/или по частоте определяют на основе текущей нагрузки сети связи и/или объема доступных радио ресурсов.

Четвертый аспект настоящего изобретения как таковой и указанные варианты реализации этого четвертого аспекта обеспечивают достижение таких же преимуществ, какие описаны применительно как первому аспекту в целом, так и к соответствующим вариантам реализации этого первого аспекта.

В частности, базовая станция и терминал согласно третьему и четвертому аспектам, соответственно, обеспечивают совместно достижение всех преимуществ, какие описаны применительно как первому аспекту в целом, так и к соответствующим вариантам реализации этого первого аспекта.

Пятый аспект настоящего изобретения предлагает систему, содержащую базовую станцию и несколько терминалов, где эта система конфигурирована для осуществления RA-способа согласно первому аспекту как таковому или согласно какому-либо из вариантов реализации первого аспекта, и/или где базовая станция представляет собой базовую станцию согласно третьему аспекту как таковому или согласно какому-либо из вариантов реализации третьего аспекта, и терминал представляет собой терминал согласно четвертому аспекту как таковому или согласно какому-либо из вариантов реализации четвертого аспекта.

Система согласно пятому аспекту обеспечивает достижение всех преимуществ, какие описаны применительно как способу согласно первому аспекту в целом, так и к соответствующим вариантам реализации этого первого аспекта.

Следует отметить, что все устройства, элементы, модули и средства, описываемые в настоящей заявке, могут быть реализованы в виде программных или аппаратных элементов, либо какого-либо сочетания таких элементов. Все этапы, осуществляемые различными объектами настоящей заявки, равно как и все функции, описываемые здесь в качестве функций, выполняемых этими различными объектами, должны означать, что соответствующий объект адаптирован или конфигурирован для осуществления соответствующих этапов и функций. Даже если в последующем описании конкретных вариантов, какая-либо конкретная функция или этап, которые должны быть полностью реализованы постоянными объектами, не отражены в составе подробного описании какого-либо конкретного элемента того объекта, который осуществляет этот конкретный этап или функцию, для специалиста должно быть ясно, что эти способы и функции могут быть реализованы в соответствующих программных или аппаратных элементах, либо в каком-либо сочетании таких элементов.

Краткое описание чертежей

Описанные выше аспекты и варианты реализации настоящего изобретения будут объяснены в последующем описании конкретных вариантов в связи с входящими в заявку чертежами, на которых

Фиг. 1 представляет обычную RA-процедуру.

Фиг. 2 представляет RA-способ согласно одному из вариантов настоящего изобретения.

Фиг. 3 представляет систему, содержащую терминал и базовую станцию согласно одному из вариантов настоящего изобретения.

Фиг. 4 представляет сочетания преамбул для установления приоритетов для запросов на выделение ресурсов в соответствии с RA-способом согласно одному из вариантов настоящего изобретения.

Фиг. 5 представляет иллюстрацию определения преамбул на базовой станции в соответствии с RA-способом согласно одному из вариантов настоящего изобретения.

Фиг. 6 представляет RA-способ согласно одному из вариантов настоящего изобретения.

Фиг. 7 представляет сочетание преамбул для уровней приоритета в соответствии с RA-способом согласно одному из вариантов настоящего изобретения.

Фиг. 8 представляет иллюстрацию определения преамбул на базовой станции в соответствии с RA-способом согласно одному из вариантов настоящего изобретения.

Фиг. 9 представляет сочетание преамбул во временной области (a) и в частотной области (b) в соответствии с RA-способом согласно одному из вариантов настоящего изобретения.

Фиг. 10 представляет наложение преамбул во временной области (a) и в частотной области (b) в соответствии с RA-способом согласно одному из вариантов настоящего изобретения.

Фиг. 11 представляет выполняемые на базовой станции измерения во избежание ошибочного определения в соответствии с RA-способом согласно одному из вариантов настоящего изобретения.

Фиг. 12 представляет иллюстрацию определения преамбул и оценки разности во времени на базовой станции в соответствии с RA-способом согласно одному из вариантов настоящего изобретения.

Подробное описание вариантов

На Фиг. 2 представлен вариант RA-способа 200, предлагаемого настоящего изобретения. На первом этапе 201 способа 200 по меньшей мере один терминал передает запрос на выделение ресурсов, имеющий в составе одну или несколько преамбул в адрес базовой станции в одном RA-слоте. На втором этапе 202 способа 200 базовая станция определяет уровень приоритета по меньшей мере одного принятого запроса на выделение ресурсов на основе числа преамбул, включенных в состав этого по меньшей мере одного запроса на выделение ресурсов. На третьем этапе 203 способа 200 базовая станция назначает ресурсы восходящей линии в ответ на этот по меньшей мере один принятый запрос на выделение ресурсов и в соответствии с найденным по меньшей мере одним уровнем приоритета. Если два или более принятых запроса на выделение ресурсов имеют по меньшей мере одну общую преамбулу, базовая станция назначает ресурсы восходящей линии в первую очередь согласно тому запросу на выделение ресурсов из совокупности найденных запросов на выделение ресурсов, который обладает наивысшим уровнем приоритетом. Для запросов на выделение ресурсов, не имеющих общих преамбул, базовая станция последовательно назначает ресурсы восходящей линии в таком порядке, что в первую очередь назначают ресурсы запросу, обладающему наивысшим приоритетом, и в последнюю очередь – запросу, обладающему самым низким приоритетом. Если доступных ресурсов недостаточно для удовлетворения всех запросов на выделение ресурсов, базовая станция последовательно назначает доступные ресурсы восходящей линии в первую очередь запросу на выделение ресурсов, обладающему наивысшим приоритетом, и в последнюю очередь некоторому запросу на выделение ресурсов с более низким приоритетом.

На Фиг. 3 показан вариант системы 300, содержащей по меньшей мере один терминал 301 и базовую станцию 302, предлагаемые настоящим изобретением. Система 300 конфигурирована для осуществления RA-способа 200, показанного на Фиг. 2.

С этой целью терминал 301 предпочтительно содержит передающий модуль 303, конфигурированный для передачи (как это обозначено штриховой стрелкой) запроса на выделение ресурсов, имеющего в составе одну или несколько преамбул, в адрес базовой станции 302 во время одного RA-слота, а также конфигурированный для объединения большего числа преамбул с целью передачи запроса на выделение ресурсов, имеющего более высокий уровень приоритета, и конфигурированный для объединения меньшего числа преамбул с целью передачи запроса на выделение ресурсов, имеющего меньший уровень приоритета.

Соответственно, базовая станция 302 предпочтительно содержит приемный модуль 304, конфигурированный для приема по меньшей мере от одного терминала 301 запроса на выделение ресурсов (как это обозначено штриховой стрелкой), имеющего в составе одну или несколько преамбул, во время RA-слота. Далее, базовая станция 302 содержит детекторный модуль 305, конфигурированный для определения уровня приоритета по меньшей мере для одного принятого запроса на выделение ресурсов на основе числа преамбул в составе этого по меньшей мере одного запроса на выделение ресурсов. Наконец, базовая станция 302 предпочтительно содержит модуль 306 назначения, конфигурированный для назначения ресурсов восходящей линии согласно указанному по меньшей мере одному запросу на выделение ресурсов и по меньшей мере одному найденному уровню приоритета.

При использовании RA-способа 200 согласно настоящему изобретению несколько терминалов 301 могут совместно использовать среду радиосвязи без того, чтобы осуществлять координацию и планирование заранее, например, это физический канал произвольного доступа (physical random access channel (PRACH)) в системе LTE. Прежде чем терминал 301 передаст реальные данные, он сначала передает запрос на выделение ресурсов, имеющий в составе по меньшей мере одну преамбулу, по общему радиоканалу.

Таким образом, могут быть применены некоторые последовательности в качестве сигнатур преамбул (как описано в статье Дж.Д.К. Чу, «Многофазные коды с хорошими периодическими корреляционными свойствами» (J. D. C. Chu, “Polyphase Codes with Good Periodic Correlation Properties” IEEE Trans. on, Bd. 18, p. 531–532, 1972) или в статье Р. Франк и др. «Импульсные коды с фазовыми сдвигами и с хорошими периодическими корреляционными свойствами» (R. Frank et al., “Phase Shift Pulse Codes With Good Periodic Correlation” IEEE Trans. on Information Theory, Bd. 8, p. 381–382, 1962.)). Такие последовательности обладают хорошими свойствами с точки зрения автокорреляции и кросс-корреляции.

Периодическая автокорреляционная функция определена как

,

где обозначает периодическое расширение последовательности, обладающее свойством , обозначает длину последовательности, обозначает множество целых чисел и обозначает функцию, комплексно-сопряженную относительно функции .

Циклическая кросс-корреляция двух последовательностей определена как

,

где обозначает периодическое расширение первой последовательности, аналогично обозначает периодическое расширение второй последовательности и обозначает функцию, комплексно-сопряженную относительно функции .

Периодическая автокорреляционная функция последовательности преамбулы имеет единственный пик при нулевой временной задержке τ=0 и очень малую величину при ненулевой временной задержке τ≠0. В случае последовательностей, описываемых в упомянутой выше статье Чу и др., периодическая автокорреляционная функция представляет собой дельта-функцию Дирака и равно точно нулю при ненулевой задержке. Абсолютная величина циклической кросс-корреляционной функции между двумя разными последовательностями очень мала. Приемный модуль 304 в составе базовой станции 302 может предпочтительно использовать описанные выше свойства автокорреляции и кросс-корреляции с целью определения сигнатур индивидуальных преамбул, даже если сигнатуры преамбул накладываются одна на другую в частотной и/или временной области.

В общем случае, в соответствии с RA-способом 200 согласно настоящему изобретению терминал 301 с более высоким приоритетом, т.е. терминал 301, передающий запрос на выделение ресурсов с более высоким уровнем приоритета, использует для формирования этого запроса на выделение ресурсов сочетание большего числа преамбул, т.е. соединяет большее число сигнатур преамбул, в пределах некоторого RA-слота, чем терминал 301 с меньшим приоритетом, который передает запрос на выделение ресурсов с меньшим уровнем приоритета и, таким образом, с меньшим числом преамбул. Другими словами, терминал 301 соединяет большее число преамбул для передачи запроса на выделение ресурсов, обладающего более высоким уровнем приоритета, или меньшее число преамбул для передачи запроса на выделение ресурсов, обладающего меньшим уровнем приоритета. Если запросы на выделение ресурсов имеют в составе одну или несколько общих преамбул, запрос на выделение ресурсов, обладающий более высоким уровнем приоритета, «превалирует» над запросом на выделение ресурсом, обладающим меньшим уровнем приоритета.

На Фиг. 4 представлен конкретный пример сочетания преамбул в запросах на выделение ресурсов, обладающих разными уровнями приоритета, в соответствии с RA-способом 200 согласно одному из вариантов настоящего изобретения. В частности, на Фиг. 4 показана ось времени (t). Над осью времени показано в зависимости от времени, как два терминала 301 (обозначенные как UE1 и UE2) передают каждый свой запрос на выделение ресурсов в пределах некоторого RA-слота в адрес базовой станции, BS, 302. Под осью времени показано в зависимости от времени, как в одном и том же RA-слоте базовая станция определяет переданные и принятые преамбулы.

В частности, терминалы UE1 и UE2 имеют разные уровни приоритета. Терминал UE2 с более высоким уровнем приоритета (назван «приоритетный терминал UE» на Фиг. 4) передает, одну за другой в направлении времени две преамбулы, которые определены сигнатурами PA1 и PA2, соответственно, преамбул, в одном и том же RA-слоте (эти преамбулы обозначены в дальнейшем как преамбулы PA1 и PA2). В то же время, терминал UE1 с меньшим приоритетом передает только одну преамбулу, которая определена сигнатурой PA1 преамбулы, в том же самом канале и в том же самом RA-слоте. Это означает, что запросы на выделение ресурсов от терминалов UE1 и UE2 имеют одну общую преамбулу, а именно преамбулу PA1.

Тогда как преамбулы PA1 и PA2 передают от терминалов UE1 и UE2, соответственно, базовая станция 302 осуществляет определение преамбул, посредством своего детекторного модуля 305, т.е. в одном и том же RA-слоте. На Фиг. 5 представлена конкретно процедура определения преамбулы на базовой станции. В частности, на Фиг. 5 показаны вдоль оси времени (t) кривые, указывающие корреляцию принимаемого сигнала с преамбулами PA1 и PA2, соответственно. Как можно видеть, на базовой станции 302 можно хорошо определить и различить пики корреляции с преамбулой PA1 (два пика, поскольку оба терминала UE1 и UE2 передает PA1) и с преамбулой PA2, соответственно. Следовательно, как также указано на Фиг. 4, базовая станция 302 определяет преамбулы PA1 и PA2 и идентифицирует сочетание PA1+PA2, принятое от терминала UE2, в качестве запроса на выделение ресурсов, обладающего более высоким уровнем приоритета, чем запрос на выделение ресурсов, имеющий в составе только одну преамбулу.

В соответствии с RA-способом 200 согласно настоящему изобретению, для частного случая, показанного на Фиг. 4, т.е. по меньшей мере для двух запросов на выделение ресурсов, имеющих в составе по меньшей мере одну общую преамбулу, ресурсы восходящей линии будут предоставлены базовой станцией 302 согласно запросу на выделение ресурсов, содержащему сочетание PA1+PA2 преамбул, т.е. предоставлены терминалу UE2. Терминал UE1 не принимает ресурсы восходящей линии и должен войти в процедуру отсрочки и повторной передачи. Если, однако, терминал UE1 передаст преамбулу PA3 вместо преамбулы PA1, тогда базовая станция 302 должна будет назначить ресурсы восходящей линии сначала согласно запросу на выделение ресурсов, содержащему преамбулы PA1+PA2, т.е. терминалу UE2, и во вторую очередь согласно запросу на выделение ресурсов, содержащему преамбулу PA3, т.е. терминалу UE1, при условии, что все еще имеются доступные ресурсы восходящей линии. В этом случае терминал UE1 не входит в процедуру отсрочки и повторной передачи.

На Фиг. 6 показан RA-способ 200 согласно одному из вариантов настоящего изобретения, основанный на варианте, представленном на Фиг. 2. В частности, на Фиг. 6 показана RA-процедура, осуществляемая между двумя терминалами 301, а именно терминалами UE1 и UE2, как представлено на Фиг. 4 и 5, и базовой станцией 302. Стрелки на Фиг. 6 обозначают информацию, передаваемую между участвующими объектами 301 и 302 соответственно.

В частности, Фиг. 6 иллюстрирует RA-способ 200 для случая, когда два терминала 301 – UE1 и UE2 имели бы конфликт при использовании обычной RA-процедуры 100, как показано на Фиг. 1. Однако в соответствии с RA-способом 200 согласно настоящему изобретению терминалам UE1 и UE2 присвоен разный приоритет. Поэтому на первом этапе, как также описано в отношении Фиг. 4, терминал UE1, обладающий низким приоритетом, передает запрос на выделение ресурсов, содержащий преамбулу PA1, а терминал UE2, обладающий высоким приоритетом, передает запрос на выделение ресурсов, содержащий сочетание преамбул PA1+PA2. Как показано на Фиг. 4 и 5, базовая станция 302 определяет на втором этапе обладающий более высоким приоритетом запрос на выделение ресурсов, содержащий преамбулы PA1+PA2. На третьем этапе базовая станция 302 передает терминалам UE1 и UE2 грант, предоставляющий ресурсы восходящей (UL) линии, в соответствии с запросом на выделение ресурсов, содержащим преамбулы PA1+PA2, т.е. по существу для терминала UE, передавшего эти преамбулы PA1+PA2. На четвертом этапе терминал UE2 распознает, что ресурсы восходящей линии были назначены в соответствии с его запросом на выделение ресурсов и передает свое реальное сообщение с использованием сообщенных ему в составе гранта ресурсов восходящей (UL) линии. В то же время, терминал UE1 не распознает, что эти ресурсы восходящей линии назначены согласно его запросу на выделение ресурсов, и переходит к процедуре отсрочки и повторной передачи. Это означает, что терминал UE1 будет ожидать в течение некоторого времени N мс и затем повторно передаст свой запрос на выделение ресурсов в адрес базовой станции 302.

По сравнению с обычным RA-способом 100, показанным на Фиг. 1, RA-способ 200 согласно настоящему изобретению, представленный на Фиг. 6, гарантирует приоритет для конкретных запросов на выделение ресурсов. Как следствие этого, для запроса на выделение ресурсов, обладающего наивысшим приоритетом из всей совокупности потенциально конфликтующих запросов на выделение ресурсов, нет необходимости переходить к процедуре отсрочки и повторной передачи, что позволяет избежать задержки, обусловленной конфликтом, по меньшей мере для запроса на выделение ресурсов, обладающего наивысшим приоритетом. Чем более чувствителен к задержке сервис, тем более высокий уровень приоритета должен быть установлен терминалом 301 для запроса на выделение ресурсов для этого сервиса.

Предлагаемый RA-способ 200 согласно рассмотренным выше вариантам настоящего изобретения также поддерживает несколько уровней приоритета, как показано на Фиг. 7. На этом Фиг. 7 представлен еще один конкретный пример сочетаний преамбул из состава запросов на выделение ресурсов с различными уровнями приоритета согласно RA-способу 200. В частности, на Фиг. 7 показана ось времени (t). Над осью времени показано, независимо от времени, как каждый из трех терминалов 301 (далее будут называться терминалы UE1, UE2 и UE3) передает свой запрос на выделение ресурсов с преамбулами в пределах некоторого RA-слота в адрес базовой станции, BS, 302. Под осью времени показано, в зависимости от времени, как базовая станция 302 определяет эти преамбулы.

В частности, терминалы UE1, UE2 и UE3, изображенные на Фиг. 7, имеют три разных приоритета. Терминал UE3 обладает наивысшим приоритетом (обозначенный «уровень 3» на Фиг. 7) и использует сочетание трех преамбул PA1+PA2+PA3 в составе своего запроса на выделение ресурсов. Терминал UE2 имеет более низкий приоритет (обозначенный «уровень 2» на Фиг. 7), чем терминал UE3, и использует сочетание двух преамбул PA1+PA2 в составе своего запроса на выделение ресурсов. Терминал UE1 имеет самый низкий приоритет (обозначенный «уровень 1» на Фиг. 7) и использует одну преамбулу PA1 в составе своего запроса на выделение ресурсов. В общем случае возможно даже большее число уровней приоритета, причем терминал UE 301, обладающий наивысшим приоритетом, использует одновременно большее число преамбул в составе своего запроса на выделение ресурсов, чем терминал UE 301 с более низким уровнем приоритета. Другими словами, терминал 301 может определить число преамбул для передачи своего запроса на выделение ресурсов в соответствии с заданным ему уровнем приоритета. Для этого базовая станция 302 может в режиме вещания передавать одному или нескольким терминалам 301 информацию для отображения, связывающую числа преамбул с уровнями приоритета в составе запросов на выделение ресурсов.

Все запросы на выделение ресурсов, показанные на Фиг. 7, имеют общую преамбулу PA1. Поэтому, во избежание более поздних конфликтов базовая станция 302 назначает ресурсы восходящей линии только согласно одному из этих трех принятых запросов на выделение ресурсов. Как показано, базовая станция 302 определяет три преамбулы PA1+PA2+PA3 и идентифицирует этот запрос на выделение ресурсов, обладающий наивысшим уровнем приоритета, как исходящий от терминала UE3.

В этом отношении на Фиг. 8 показаны построенные вдоль оси времени (t) кривые зависимости корреляции с преамбулами PA1, PA2 и PA3, соответственно, от времени. Как можно видеть, пики корреляции с преамбулой PA1 (три раза, поскольку каждый из терминалов UE1, UE2 и UE3 передает эту преамбулу PA1), с преамбулой PA2 (дважды, поскольку оба терминала UE2 и UE3 передают преамбулу PA2) и с преамбулой PA3 могут быть хорошо обнаружены и различены на базовой станции 302, соответственно. Уровни приоритета могут быть произвольным образом расширены посредством адаптации более длинных сочетаний преамбул, т.е. сочетаний, содержащих больше число преамбул.

На Фиг. 4, 5, 7 и 8 преамбулы были переданы последовательно, т.е. были расположены вдоль оси времени. Сочетания преамбул соответственно применены здесь во временной области. Однако как показано в качестве примера на Фиг. 9, сочетания преамбул могут быть применены либо во временной области, либо в частотной области, или даже в обеих областях.

На Фиг. 9(a) показаны две преамбулы PA1 и PA2, переданные терминалом 301, обозначенным как UE1, последовательно во временной области (как обозначено осью времени t). Преамбулы PA1 и PA2, однако, передают на одной и той же частоте, т.е. они не разделены в частотной области (как показано осью частот f). Аналогично, на Фиг. 9(b) показаны две преамбулы, передаваемые терминалом 301, снова обозначенным как UE1, последовательно в частотной области (как обозначено осью частот f), т.е. передаваемые на разных частотах. Преамбулы PA1 и PA2 передают, однако, в одно и то же время, т.е. они не разделены во временной области (как обозначено осью времени t). Это означает, что терминал 301 может определить и задать сдвиг по времени и/или частоте между несколькими преамбулами в составе одного запроса на выделение ресурсов.

Преамбулы, используемые для одного сочетания преамбул в составе одного запроса на выделение ресурсов, также могут накладываться одна на другую во временной и/или в частотной области, как показано на Фиг. 10. В частности, терминал 301, передающий запрос на выделение ресурсов, имеющий в составе больше одной преамбулы, может расположить эти преамбулы таким образом, чтобы они по меньшей мере частично накладывались одна на другую во временной и/или в частотной области. На Фиг. 10(a) показаны частично наложенные одна на другую преамбулы PA1 и PA2, передаваемые терминалом 301, обозначенным как UE1. В частности, преамбулы PA1 и PA2 отделены одна от другой и во временной области, и в частотной области (как обозначено осями времени t и частоты f), но также накладываются одна на другую и в частотной области, и во временной области. Таким образом, обозначенные разности ∆t и ∆f указывают найденные величины сдвигов по времени и по частоте, соответственно, между преамбулами PA1 и PA2. Например, ∆t может обозначать сдвиг по времени между началом первой преамбулы PA1 и началом второй преамбулы PA2 во временной области, где термин «начало во временной области» обозначает более ранний момент по времени. Аналогично, ∆f может обозначать сдвиг по частоте между началами преамбул PA1 и PA2 в частотной области, соответственно, где термин «начало в частотной области» означает «выше по частоте». Однако для сдвигов по времени и по частоте между преамбулами можно также рассматривать различные точки отсчета. На Фиг. 10 (a), оба сдвига ∆t и ∆f больше нуля. Тогда как на Фиг. 10(a) преамбулы дополнительно определены разными сигнатурами, т.е. PA1≠PA2, вследствие ненулевого сдвига по времени и/или по частоте между преамбулами можно также передавать преамбулы, определяемые одной и той же сигнатурой, и базовая станция 302 все равно сможет различить эти преамбулы.

На Фиг. 10(b) показано, что две преамбулы PA1 и PA2, передаваемые терминалом 301, снова обозначенным как UE1, могут даже полностью накладываться одна на другую, т.е. и сдвиг ∆t по времени, и сдвиг ∆f по частоте равны нулю, так что преамбулы PA1 и PA2 не разделены ни во временной области, ни в частотной области (как обозначено осями времени t и частоты f). В этом случае сигнатуры преамбул не должны быть одинаковыми, т.е. на Фиг. 10 (b) преамбулы должны быть определены разными сигнатурами PA1≠PA2.

Суммируя, терминал 301, который передает запрос на выделение ресурсов, имеющий в составе больше одной преамбулы, предпочтительно создает заданный сдвиг по времени и/или по частоте между преамбулами, а в случае, когда заданный сдвиг по частоте и/или по времени равен нулю, создает преамбулы с разными сигнатурами.

Сдвиги по времени ∆t и/или по частоте ∆f либо могут быть заданы заранее, либо могут быть определены на основе текущего состояния сети связи и/или базовой станции 302, например, эти сдвиги могут зависеть от текущей нагрузки или прогнозируемой нагрузки сети связи или базовой станции 302, и/или сдвиги могут быть определены на основе доступных радио ресурсов. Эти сдвиги по времени и по частоте могут быть известны и терминалам 301, и базовой станции, либо могут быть переданы между терминалами 301 и базовой станцией 302 в любом направлении. Например, базовая станция 302 может передавать в режиме широкого вещания найденные сдвиги по времени и/или по частоте, которые должны быть установлены между преамбулами, входящими в состав запроса на выделение ресурсов. В качестве альтернативы терминал 301 может определить сдвиг по частоте и/или по времени между несколькими преамбулами и может предпочтительно передать заранее число преамбул и/или сдвиг по времени и/или по частоте в адрес базовой станции 302. Эта базовая станция 302 предпочтительно использует знание сдвигов по времени и/или по частоте с целью избежать возможного неправильного определения запросов на выделение ресурсов.

Пример способа устранения неправильных определений в рамках RA-способа 200 согласно одному из вариантов настоящего изобретения показан на Фиг. 11. Фиг. 11 иллюстрирует конкретно два разных случая по оси времени, т.е. эти случаи могут иметь место один за другим. В первом случае первый терминал 301, обозначенный как UE1, передает преамбулу PA1, а второй терминал 301, обозначенный как UE2, передает преамбулу PA2 в том же самом RA-слоте. Во втором случае третий терминал 301, обозначенный как UE3 и обладающий более высоким приоритетом, чем терминалы UE1 и UE2, передает сочетание преамбул PA1 и PA2. Поскольку базовая станция 302 знает найденные сдвиги по времени ∆t и по частоте ∆f, она может различить эти два разных случая, т.е. может различать, переданы ли преамбулы PA1 и PA2 двумя разными терминалами 301, обозначенными как UE1 и UE2, как в первом случае, или одним терминалом 301, обладающим более высоким приоритетом и обозначенным как UE3, как во втором случае.

В частности, как показано на Фиг. 11, в первом случае базовая станция 302 определяет преамбулы PA1 и PA2 и оценивает сдвиг ∆t’ по времени между двумя принятыми преамбулами PA1 и PA2, где фактическая величина сдвига ∆t’ по времени не равна заданной величине сдвига ∆t по времени. Поэтому базовая станция 302 может заключить, что две преамбулы PA1 и PA2 переданы разными терминалами UE. Во втором случае базовая станция 302 определяет преамбулы PA1 и PA2 и оценивает сдвиг ∆t’ по времени между двумя преамбулами PA1 и PA2, где величина фактического сдвига ∆t’ по времени равна величине заданного сдвига ∆t по времени. Поэтому базовая станция 302 может заключить, что эти две преамбулы PA1 и PA2 переданы одним и тем же терминалом UE. То же самое, безусловно, возможно для преамбул, переданных со сдвигом по частоте, так что базовая станция 302 сравнивает оцениваемый сдвиг ∆f’ по частоте с заданным сдвигом ∆f по частоте. Другими словами, базовая станция 302 может определять сдвиг по времени и/или по частоте между по меньшей мере двумя принятыми преамбулами и может определять, переданы ли эти по меньшей мере две принятые преамбулы одним и тем же терминалом 301 или разными терминалами 301, на основе найденного сдвига по времени и/или по частоте, и/или уровней мощности приема преамбул.

Результаты соответствующего определения сдвига ∆t’ по времени на базовой станции 302 показаны на Фиг. 12. Фиг. 12 показывает вдоль оси времени (t) кривые, обозначающие корреляцию с преамбулами PA1 и PA2, соответственно. Сдвиг ∆t’ обозначает сдвиг по времени, определенный базовой станцией 302, между преамбулами PA1 и PA2, представляющий собой предпочтительно – как показано на чертеже, – оценочный сдвиг по времени между пиками двух функций корреляции. Базовая станция 302 может измерять сдвиги по времени и/или по частоте между пиками корреляции принятых преамбул. Если величина оценочного сдвига ∆t’ по времени и/или сдвига ∆f по частоте равна заданной величине сдвига ∆t по времени и/или сдвига ∆f по частоте, базовая станция 302 определяет, что обе преамбулы PA1 и PA2 исходят от одного и того же терминала 301.

Настоящее изобретение было описано в сочетании с различными вариантами в качестве примеров. Однако специалисты в рассматриваемой области могут понять и практически осуществить заявляемое изобретение на основе изучения прилагаемых чертежей, настоящего описания и независимых пунктов Формулы изобретения. В этих пунктах Формулы изобретения, равно как и в описании, слово «содержащий» не исключает другие элементы или этапы, а неопределенный артикль “a” или “an” не исключает множественного числа. Один элемент или другой модуль может выполнять функции нескольких объектов или позиций, упоминаемых в Формуле изобретения. Сам факт, что некоторые меры и средства упомянуты в отличающихся один от другого зависимых пунктах Формулы изобретения, не означает, что сочетание этих мер не может быть использованы в предпочтительных вариантах.

Изобретение относится к осуществлению произвольного доступа (Random Access (RA)). Технический результат – уменьшение задержек передачи для терминалов, передающих запросы на выделение ресурсов для сервисов, чувствительных к задержкам, и улучшение обработки одновременных запросов на выделение ресурсов, способной разрешать конфликты во время реальных передач нескольких терминалов. Для этого в RA-способе по меньшей мере один терминал передает запрос на выделение ресурсов, имеющий в составе одну или несколько преамбул, в адрес базовой станции во время одного RA-слота. Каждый терминал конфигурирован для соединения нескольких преамбул для передачи запроса на выделение ресурсов, обладающего более высоким приоритетом, и меньшего числа преамбул для передачи запроса на выделение ресурсов, обладающего меньшим приоритетом. Базовая станция (БС) определяет уровень приоритета по меньшей мере одного запроса на выделение ресурсов на основе числа преамбул в составе этого по меньшей мере одного запроса на выделение ресурсов. БС назначает ресурсы восходящей линии согласно указанному по меньшей мере одному запросу на выделение ресурсов и по меньшей мере одному уровню приоритета. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Способ произвольного доступа (Random Access (RA)), содержащий:

передачу, посредством по меньшей мере одного из терминалов, запроса на выделение ресурсов, имеющего в составе одну или несколько преамбул, в адрес базовой станции во время одного временного интервала произвольного доступа (RA-слота),

определение, посредством базовой станции, уровня приоритета по меньшей мере одного запроса на выделение ресурсов на основе числа преамбул в составе указанного по меньшей мере одного запроса на выделение ресурсов, и

назначение, посредством базовом станции, ресурсов восходящей линии согласно рассматриваемому по меньшей мере одному запросу на выделение ресурсов и найденному по меньшей мере одному уровню приоритета.

2. RA-способ по п. 1, дополнительно содержащий:

соединение, посредством терминала, большего числа преамбул для передачи запроса на выделение ресурса, обладающего более высоким уровнем приоритета, или меньшего числа преамбул для передачи запроса на выделение ресурса, обладающего меньшим уровнем приоритета.

3. RA-способ по п. 1 или 2, дополнительно содержащий:

создание, посредством терминала, передающего запрос на выделение ресурсов, имеющий в составе больше одной преамбулы, заданного сдвига по времени и/или по частоте между этими преамбулами,

отличающийся тем, что в случае, когда заданный сдвиг по времени и/или сдвиг по частоте равен нулю, преамбулам присваивают разные сигнатуры.

4. RA-способ по п. 1, дополнительно содержащий:

расположение, посредством терминала, передающего запрос на выделение ресурсов, имеющий в составе больше одной преамбулы, этих преамбул таким образом, что они по меньшей мере частично накладываются одна на другую во временной и/или в частотной области.

5. RA-способ по п. 1, дополнительно содержащий:

определение, посредством по меньшей мере одного терминала, числа преамбул для передачи запроса на выделение ресурсов, обладающего заданным уровнем приоритета, и/или

определение, посредством по меньшей мере одного терминала, сдвига по времени и/или по частоте между указанными преамбулами.

6. RA-способ по п. 1, дополнительно содержащий:

передачу в режиме широкого вещания, посредством базовой станции нескольким терминалам заданных величин сдвига по времени и/или по частоте для установления между преамбулами из состава запроса на выделение ресурсов.

7. RA-способ по п. 5, дополнительно содержащий:

передачу, посредством по меньшей мере одного терминала, указанных числа преамбул и/или сдвига по времени и/или по частоте в адрес базовой станции.

8. RA-способ по одному из пп. 5–7, отличающийся тем, что указанный сдвиг по времени и/или по частоте задают заранее или определяют на основе текущей нагрузки сети связи и/или на основе количества доступных радиоресурсов.

9. RA-способ по п. 1, дополнительно содержащий:

передачу в режиме широкого вещания, посредством базовой станции нескольким терминалам информации для отображения между числом преамбул и уровнями приоритета запросов на выделение ресурсов.

10. RA-способ по п. 1, дополнительно содержащий:

определение, посредством базовой станции, сдвига по времени и/или по частоте между по меньшей мере двумя принятыми преамбулами, и

определение, исходят ли указанные по меньшей мере две принятые преамбулы от одного и того же терминала или от разных терминалов, на основе найденного сдвига по времени и/или по частоте и/или уровней мощности приема преамбул.

11. RA-способ по п. 10, отличающийся тем, что процедура определения сдвига по времени и/или по частоте между по меньшей мере двумя принятыми преамбулами содержит:

измерение, посредством базовой станции, сдвига по времени и/или по частоте между найденными пиками корреляции принятых преамбул.

12. Базовая станция, содержащая:

приемный модуль, конфигурированный для приема по меньшей мере от одного из нескольких терминалов запроса на выделение ресурсов, имеющего в составе одну или несколько преамбул, во время одного RA-слота,

детекторный модуль, конфигурированный для определения уровня приоритета по меньшей мере одного запроса на выделение ресурсов на основе числа преамбул в составе указанного по меньшей мере одного запроса на выделение ресурсов, и

модуль назначения, конфигурированный для назначения ресурсов восходящей линии согласно указанному по меньшей мере одному запросу на выделение ресурсов восходящей линии и по меньшей мере одному уровню приоритета.

13. Терминал, содержащий:

передающий модуль, конфигурированный для передачи запроса на выделение ресурсов, имеющего в составе одну или несколько преамбул, в адрес базовой станции во время одного RA-слота и конфигурированный для соединения большего числа преамбул для передачи запроса на выделение ресурсов, обладающего более высоким уровнем приоритета и меньшего числа преамбул для передачи запроса на выделение ресурсов, обладающего меньшим уровнем приоритета.

14. Система, содержащая базовую станцию и несколько терминалов,

отличающаяся тем, что эта система конфигурирована для осуществления способа произвольного доступа (RA) согласно п. 1, и/или

отличающаяся тем, что базовая станция представляет собой базовую станцию согласно п. 12 и терминал представляет собой терминал согласно п. 13.