CN101507136A - 发射和接收数据的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
数据通过如下步骤被从无线通信设备(100)发射：根据将被发射的数据选择信号，将选择的信号作为随机接入传输发射至无线通信站(200)，根据数据导出标识符，和使用该标识符来标识打算发往无线通信设备(100)的随后接收的信号。数据通过如下步骤在无线通信站(200)被接收：接收随机接入信号，其指示将被接收的数据，确定由随机接入信号指示的数据，根据确定的数据导出标识符，和将标识符包含在发自无线通信站(200)的随后的传输中，以标识随后的传输打算发往的接收方。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信装置和操作无线通信装置的方法。本发明还涉及包括该装置的无线通信系统和操作该无线通信系统的方法。本发明例如但非排除性地应用在移动通信系统中。
背景技术
移动通信系统需要随机接入机制，通过该机制移动终端能够接入网络。正在考虑用于UMTS LTE(Universal Mobile TelecommunicationSystem Long Term Evolution，通用移动电信系统长期演进)的随机接入机制的一个例子中，移动终端在异步随机接入信道(RACH)上发射签名。移动终端从较大的集合(例如64个)中选择特定的签名，其使得信息的少量比特(例如6个)能够被传送。一种要求是冲突概率(即两个移动终端同时使用相同签名的概率)应当足够低。另一个要求是产生的波形具有低的互相关性。
定义签名的比特组合模式(bit pattern)可以按照一个或多个数据字段被考虑。可能的数据字段内容的一些例子是：
伪随机数据(以临时移动终端标识的形式以降低冲突的风险)
信道质量指示符(CQI)或路径损耗测量
RACH接入的原因
CQI和原因字段还可以帮助减少冲突，如果它们在终端之间是充分不相关的。
在网络或者更具体地由接入点检测到签名后，在上行链路(移动终端至网络)和下行链路(网络至移动终端)两者中发生进一步的信令，例如为了分配用于数据传输的资源。
接入点需要信道状态信息以选择传输特性(例如速率、功率、波束成形、预编码)以最大化在随机接入处理的最后级和随后的下行链路传输的效率。所描述的示例机制只提供小数量的能够在第一传输中被发送的有用数据比特，由此不能非常精确地描述信道。还希望最小化潜在冲突的概率。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种改进的随机接入机制。
根据本发明的第一方面，提供了一种从无线通信设备发射数据的方法，包括：
根据要发射的数据选择信号；
作为第一随机接入传输，将选择的信号发射至无线通信站；
根据数据导出标识符；和
使用该标识符标识打算发往无线通信设备的随后接收的信号。
根据本发明的第二方面，提供了一种在无线通信站接收数据的方法，包括：
从无线通信设备接收第一随机接入信号，其指示将被接收的数据；
确定由第一随机接入信号指示的数据；
根据确定的数据导出标识符；
将标识符包含在发自无线通信站的随后的传输中，以将无线通信设备标识为随后的传输打算发往的接收方。
附加的步骤可以为：
根据确定的数据导出传输参数；和
对于至无线通信设备的传输使用导出的传输参数。
本发明还提供了一种操作通信系统的方法，包括根据本发明的第一方面操作无线通信设备和根据本发明的第二方面操作无线通信站。
根据本发明的第三方面，提供了一种用于发射数据的无线通信设备，包括：
适于根据要发射的数据选择信号的装置；
适于作为第一随机接入传输，将选择的信号发射至无线通信站的装置；
适于根据数据导出标识符的装置；和
适于使用该标识符标识打算发往无线通信设备的随后接收的信号的装置。
根据本发明的第四方面，提供了一种用于接收数据的无线通信站，包括：
适于从无线通信设备接收第一随机接入信号的装置，第一随机接入信号指示将被接收的数据；
适于确定由第一随机接入信号指示的数据的装置；
适于根据确定的数据导出标识符的装置；
适于将标识符包含在发自无线通信站的随后的传输中，以将无线通信设备标识为随后的传输打算发往的接收方的装置。
附加的特征可以为：
适于根据确定的数据导出传输参数的装置；和
适于对于至无线通信设备的传输使用导出的传输参数的装置。
本发明还提供了一种通信系统，包括根据本发明第三方面的无线通信设备和根据本发明第四方面的无线通信站。
因此本发明包括一种无线通信设备(例如移动终端)，采取临时标识符，该临时标识符被链接到数据或至少部分地从该数据导出。无线通信设备通过根据数据选择信号来发射标识符和数据。无线通信站(例如基站或其他网络装置)接收该信号，从该信号确定数据，并从该数据确定标识符。使用从数据导出的标识符避免了发射标识符的另一个显性指示的任何需要；数据隐含地传送了标识符。以这种方式，系统效率能够被提高。
标识符的指示可以被包括在发自无线通信设备的随后传输中以标识传输的源，使得无线通信站能够识别随后传输的源，并且标识符的指示可以被包括在发自无线通信站的随后传输中以标识传输的目的地。这种发自无线通信设备的随后传输可以是随机接入传输。这种临时标识符随后的使用使得通信能够继续进行而不需要附加的信令以建立无线通信设备的预定标识符。以这种方式，系统效率能够被进一步提高。
数据可以包括以下至少一个的指示：
接收信号的信号质量；
多个频率或频带的信号质量；
多个天线的信号质量；
信道传输函数；
在无线通信设备处可用的接收天线的数量；
随机接入传输指向的所选择的无线通信站的(预分配的)标识符；
预编码矩阵；
无线通信设备可支持的空间流的数量；
无线通信设备的位置；
从无线通信设备至随机接入传输指向的无线通信站的传播路径的角度；
从无线通信设备至随机接入传输指向的无线通信站的传播路径的角度的角展度(angular spread)或不确定性；
随机接入传输的先前传输的数量；
所请求的数据速率。
发自无线通信设备的随机接入传输可以包括由无线通信站持有并与无线通信设备相关的存储的参数的有效性的指示。响应于接收到这个指示，无线通信站可以根据存储的参数控制随后与无线通信设备的通信，例如可以根据存储的参数导出传输参数。这个特征可以使得无线通信站能够再次使用已经存储的与无线通信设备相关的信息，由此避免重获该信息的任何需要，并避免对于无线通信设备重新传输无线通信站已经持有的当前有效的信息的任何需要。
例如，有效性的指示可以采取标志(例如，单个比特)的形式以指示下面的一种或多种：
先前发射的(例如与信道质量相关的)数据是否保持有效；
在无线通信站(例如基站或其它网络设备)中标识符当前是否已知并与无线通信设备相关联；
例如与较高层协议相关的另一个标识符当前是否被分配给无线通信设备并与标识符相关联；
与无线通信设备相关的其它参数当前是否对于无线通信站已知并与标识符相关联，诸如无线传输或接收能力、支持的或激活的应用或数据速率、天线数量、服务质量等级、等待时间要求或资源分配要求。
相应地，由无线通信站持有的存储的参数可以为：
另一个标识，例如与较高层协议相关的；
无线传输或接收能力；
支持的或激活的应用或数据速率；
天线的数量；
服务质量等级；
等待时间要求；
或资源分配要求。
附图简述
本发明现在将通过仅为示例的方式参照附图被描述，其中：
图1是用于发射数据的无线通信设备的示意框图；和
图2是用于接收数据的无线通信站的示意框图。
执行发明的方式
本发明的实施方式将参考移动通信系统被描述，其中图1的无线通信设备100是移动终端，诸如移动电话，图2的无线通信站200是网络中的基站或接入点。
根据本发明，移动终端100采用临时标识，其可以被链接到或至少部分地得自于信道状态或关于移动终端或网络的其它信息。然后通过信号选择级10根据标识选择签名信号来发射这个标识。
这意味着当接入点200的接收机110接收到特定签名时，能够通过标识符导出级130和关联的信道状态值或确立的其它参数而确定临时标识。然后当这些存储在参数存储器160中时，它们能够被用于为随后的下行链路传输导出合适的参数。
对于先前或最近没有连接至网络的移动终端，移动终端可以在标识符导出级30的帮助下基于适当的过程导出它自己的临时标识。例如，采用量化信道状态参数的最高有效比特，可选地增加一些更多的比特以区分具有类似信道状态的移动终端。
尽管选择了签名信号，仍然有冲突的可能，即接入点从不同的无线通信设备接收到两个相同的签名。因此在处理过程中可以增加一些附加的步骤以使得冲突解决成为可能。这种步骤是现有技术中公知的并且不在此进行描述。
当移动终端100已经建立了至接入点200的连接时，可以由网络在一些方便时候分配临时标识。为了可能在随后使用，这个临时标识被移动终端100保持在数据存储器70中。优选地，这个标识可以与第一次接入使用的标识一致，第一次接入使用的标识是基于信道状态信息或其它类型的数据。完成此的一种方式是基于相同的信道状态信息、或其它类型的数据产生标识的一部分，但是其在接入点处是已知的或确定的。标识的第二部分可以由随机生成的附加比特组成以避免两个移动终端具有相同标识的可能性。
本发明应用于UMTS LTE的一个示例性实施方式如下。使用UMTS术语，移动终端100被称为用户设备(UE)，基站200被称为节点B(NodeB)。我们假设64个签名的集合被分配给节点B 200，UE 100试图与其通信。在该例子中，接入点具有多个发射天线(例如在一个线性阵列中有4个)，每一个发射正交的导频序列。UE100通过它的信号选择级10基于六比特临时标识从这些签名中选择一个。
对于UE先前或最近没有连接至网络的情况，标识如下导出。通过测量相对于参考方向到接入点的角度获得三个最高有效比特。这可以通过在UE 100测量来自接入点每个天线的导频传输而确定。这个信息使得能够设计发射机波束成形器。基于通过测量下行链路导频而确定的期望SNR(信噪比)或SIR(信号干扰比)，从下行链路信道质量信息导出三个最低有效比特。由于信道质量信息近似依赖于与接入点的距离，所组合的信息代表UE位置的粗略测量。
当接入点200的接收机110接收该签名时，则能够基于从签名确定的角度值和信道质量信息而使用对于UE信道合适的功率、数据速率和波束成形样式完成随后的下行链路传输，该随后的下行链路传输例如为了为进一步的上行链路传输分配资源。
在另一个实施方式中，如果至UE 100的角度能够由接入点200例如使用传输参数导出级190通过测量上行链路(即从RACH签名)而确定，则不必要在上行链路签名中发射角度。在这种情况中，上面描述的角度信息可以被另一个参数所代替，诸如角度不确定性或角展度。这使得能够设计稳健的波束成形器用于随后的下行链路传输。
在时分双工(TDD)系统中，互易性(reciprocity)可以被使用，这样信道参数的测量可以在任一个接收机处被完成。可以假设瞬时信道状态对于上行链路和下行链路是类似的。
在频分双工(FDD)操作的情况中，上行链路和下行链路在不同的频率，所以瞬时信道状态很可能是不同的。然而，信道统计可以是类似的。这意味着对于FDD操作需要在时间或频率域中的平均。宽的信号带宽将允许频域平均，这可能更适合于RACH接入的情况。
本发明可以应用于不同的信道状态度量。例如：
信道传输函数
对于多于一个频率或频带的CQI
对于多于一个天线的CQI
对于多于一个天线的平均CQI
在天线间的不同CQI
优选的预编码矩阵
优选的预编码向量
信道秩(支持的空间流的数量)
UE的位置
从UE至接入点的路径的角度
角展度或不确定性
可用的接收机天线的数量
在临时UE标识从信道状态信息中导出的情况中，只要信道状态没有重大改变，或者只要指示信道状态信息的另一种手段没有被建立，这将仅仅对于进一步的RACH接入尝试是有用的。这是由于嵌入在标识中的信道状态信息可以被接入点使用。因此可以提供一些更新UE标识的手段，诸如发信号请求改变。例如通过有效性存储器60而实现此，该有效性存储器60指示存储的参数的有效性。可替换地，必要时可以为新的RACH接入创建新的标识。随后的信令可以删除旧的标识。
可替换地或附加地，例如单个比特的标志可以指示RACH接入是在使用新的标识还是旧的标识，对于该新的标识信道状态信息是有效的，但是UE的标识对于接入点是未知的，在旧的标识情形中UE的标识对于接入点也是已知的。
可替换地，单比特标志可以指示在标识中的信道状态信息是否有效。
在本说明书和权利要求书中，在部件前面的词语“一”或“一个”不排除多个这种部件的存在。此外，词语“包括”不排除列出的那些之外的其它部件或步骤的存在。
权利要求中括号内包含的参考标记意欲帮助理解并且不是意图限定。
通过阅读本公开，对于本领域技术人员来说其它改变是明显的。这些改变可以包括在无线通信领域中已知的其它特征，并且其可以被用来代替或附加在此处已描述的特征上。
工业实用性
无线通信系统，例如UMTS LTE或其它蜂窝系统，诸如UMTS WCDMA(宽带码分多址)。
Claims (28)
1.一种从无线通信设备(100)发射数据的方法，包括：
根据要发射的数据选择信号；
作为第一随机接入传输，将选择的信号发射至无线通信站(200)；
根据数据导出标识符；和
使用该标识符标识打算发往无线通信设备的随后接收的信号。
2.如权利要求1中所述的发射数据的方法，包括将标识符的指示包含在发自无线通信设备(100)的随后的传输中，以标识传输的源。
3.如权利要求2中所述的发射数据的方法，其中，随后的传输是随后的随机接入传输。
4.如权利要求1至3中任一个所述的发射数据的方法，其中，数据包括以下的至少一种：
接收信号的信号质量；
多个频率或频带的信号质量；
多个天线的信号质量；
信道传输函数；
在无线通信设备(100)处可用的接收天线的数量；
随机接入传输指向的所选择的无线通信站(200)的标识符；
预编码矩阵；
无线通信设备(100)可支持的空间流的数量；
无线通信设备(100)的位置；
从无线通信设备(100)至随机接入传输指向的无线通信站(200)的传播路径的角度；
从无线通信设备(100)至随机接入传输指向的无线通信站(200)的传播路径的角度的角展度不确定性；
随机接入传输的先前传输的数量；
所请求的数据速率。
5.如权利要求1，2，3或4中所述的发射数据的方法，其中，第一随机接入传输包含无线通信站(200)所持有的并且与无线通信设备(100)相关的存储的参数的有效性的指示。
6.一种在无线通信站(200)接收数据的方法，包括：
从无线通信设备(100)接收第一随机接入信号，第一随机接入信号指示将被接收的数据；
确定由第一随机接入信号指示的数据；
根据确定的数据导出标识符；
将标识符包含在发自无线通信站(200)的随后的传输中，以将无线通信设备(100)标识为随后的传输打算发往的接收方。
7.如权利要求6中所述的接收数据的方法，包括：
根据确定的数据导出传输参数；和
对于至无线通信设备(100)的传输使用导出的传输参数。
8.如权利要求6或7中所述的接收数据的方法，包括使用标识符来标识随后接收的信号的源。
9.如权利要求8中所述的接收数据的方法，其中，随后接收的信号是随后接收的随机接入信号。
10.如权利要求6至9中任一个所述的接收数据的方法，其中，数据包括以下的至少一种：
接收信号的信号质量；
多个频率或频带的信号质量；
多个天线的信号质量；
信道传输函数；
在无线通信设备(100)处可用的接收天线的数量；
无线通信站(200)的标识符；
预编码矩阵；
无线通信设备(100)可支持的空间流的数量；
无线通信设备(100)的位置；
从无线通信设备(100)至无线通信站(200)的传播路径的角度；
从无线通信设备(100)至无线通信站(00)的传播路径的角度的角展度或不确定性；
随机接入传输的先前传输的数量；
所请求的数据速率。
11.如权利要求6，7，8，9或10中所述的接收数据的方法，其中，第一随机接入传输包括无线通信站(200)所持有的并且与无线通信设备(100)相关的存储的参数的有效性的指示，该方法进一步包括响应于该指示，根据存储的参数控制与无线通信设备(100)随后的通信。
12.如权利要求11中所述的接收数据的方法，其中，控制随后的通信包括根据存储的参数导出传输参数。
13.如权利要求11或12中所述的接收数据的方法，其中，存储的参数包括以下的至少一种：
另一个标识符；
无线发射或接收能力；
支持的应用；
支持的数据速率；
天线的数量；
服务质量等级；
等待时间要求；
资源分配要求。
14.一种操作无线通信系统的方法，包括根据权利要求1至5中任一个操作无线通信设备(100)和根据权利要求6-13中任一个操作无线通信站(200)。
15.一种用于发射数据的无线通信设备(100)，包括：
适于根据要发射的数据选择信号的装置(10)；
适于将选择的信号作为第一随机接入传输发射至无线通信站(200)的装置(20)；
适于根据数据导出标识符的装置(30)；和
适于使用该标识符来标识打算发往无线通信设备(100)的随后接收的信号的装置(40)。
16.如权利要求15中所述的无线通信设备(100)，包括适于将标识符的指示包含在发自无线通信设备(100)的随后的传输中以标识传输的源的装置(50)。
17.如权利要求16中所述的无线通信设备(100)，其中，随后的传输是随后的随机接入传输。
18.如权利要求15至17中任一个所述的无线通信设备(100)，其中，数据包括以下的至少一种：
接收信号的信号质量；
多个频率或频带的信号质量；
多个天线的信号质量；
信道传输函数；
在无线通信设备处可用的接收天线的数量；
随机接入传输指向的所选择的无线通信站的标识符；
预编码矩阵；
无线通信设备可支持的空间流的数量；
无线通信设备的位置；
从无线通信设备至随机接入传输指向的无线通信站的传播路径的角度；
从无线通信设备至随机接入传输指向的无线通信站的传播路径的角度的角展度或不确定性；
随机接入传输的先前传输的数量；
所请求的数据速率。
19.如权利要求15，16，17或18中所述的无线通信设备(100)，包括适于在第一随机接入传输中包含无线通信站所持有的并且与无线通信设备相关的存储的参数的有效性的指示(60)的装置(50)。
20.一种用于接收数据的无线通信站(200)，包括：
适于从无线通信设备接收第一随机接入信号的装置(110)，第一随机接入信号指示将被接收的数据；
适于确定由第一随机接入信号指示的数据的装置(140)；
适于根据确定的数据导出标识符的装置(130)；
适于将标识符包含在发自无线通信站的随后的传输中，以将无线通信设备标识为随后的传输打算发往的接收方的装置(150)。
21.如权利要求20中所述的无线通信站(200)，包括：
适于根据确定的数据导出传输参数的装置(190)；和
适于对于至无线通信设备(100)的传输使用导出的传输参数的装置(120)。
22.如权利要求20或21中所述的无线通信站(200)，包括适于使用标识符来标识随后接收的信号的源的装置(140)。
23.如权利要求22中所述的无线通信站(200)，其中，随后接收的信号是随后接收的随机接入信号。
24.如权利要求20至23中任一个所述的无线通信站(200)，其中，数据包括以下的至少一种：
接收信号的信号质量；
多个频率或频带的信号质量；
多个天线的信号质量；
信道传输函数；
在无线通信设备(100)处可用的接收天线的数量；
无线通信站(200)的标识符；
预编码矩阵；
无线通信设备(100)可支持的空间流的数量；
无线通信设备(100)的位置；
从无线通信设备(100)至无线通信站(200)的传播路径的角度；
从无线通信设备(100)至无线通信站(00)的传播路径的角度的角展度或不确定性；
随机接入传输的先前传输的数量；
所请求的数据速率。
25.如权利要求20，21，22，23或24中所述的无线通信站(200)，其中，第一随机接入传输包括无线通信站(200)所持有的并且与无线通信设备(100)相关的存储的参数(150)的有效性的指示，该无线通信站(200)进一步包括适于响应于该指示，根据存储的参数控制与无线通信设备(100)随后的通信的装置(150)。
26.如权利要求25中所述的无线通信站(200)，其中，适于控制随后的通信的装置(150)适于根据存储的参数导出传输参数。
27.如权利要求25或26中所述的无线通信站(200)，其中，存储的参数包括以下的至少一种：
另一个标识符；
无线发射或接收能力；
支持的应用；
支持的数据速率；
天线的数量；
服务质量等级；
等待时间要求；
资源分配要求。
28.一种无线通信系统，包括根据权利要求15至19中任一个的无线通信设备(100)和根据权利要求20-27中任一个的无线通信站。
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