随机接入前导码的发送方法、 系统及设备 【技术领域】
本发明涉及无线通信领域， 尤其涉及一种随机接入前导码的发送方法、 系统及设备。 背景技术 长期演进升级 (LTE Advanced， LTE-A) 系统的峰值速率与长期演进 (LTE) 系统相 比有很大的提高， 要求达到下行 1Gbps， 上行 500Mbps。同时， LTE-A 系统要求与 LTE 系统有 很好的兼容性。基于提高峰值速率、 与 LTE 系统兼容以及充分利用频谱资源的需要， LTE-A 系统引入了载波聚合 (CarrierAggregation， CA) 技术。
载波聚合技术是指在一个小区内上下行各包含多个成员载波 (componentcarrier)， 而不是 LTE 及之前的无线通信系统中只有一套载波的模式。在载波 聚合的系统中各个成员载波可以是连续或非连续的， 为了和 LTE 系统兼容， 每个成员载波 的最大带宽为 20MHz， 各成员载波间的带宽可以相同或不同。
在 LTE 系统中终端随机接入的原因主要有如下几种 ：
第一种， 终端从无线资源控制空闲 (RRC_IDLE) 状态接入系统， 也称为初始接入 (initial access) ；
第二种， 终端在无线链路失败后发起随机接入， 其也是初始接入的一种 ；
第三种， 终端在小区切换过程中需要随机接入 ；
第四种， 终端处于无线资源控制连接 (RRC_CONNECTED) 状态时有下行数据到达 ；
第五种， 终端处于 RRC_CONNECTED 状态时有上行数据到达。
对于第三种和第四种情况， 终端可以采用非竞争随机接入机制进行随机接入， 非 竞争随机接入的过程如图 1 所示， 主要分为以下三条消息 ：
消息 0 ： 基站为终端分配用于非竞争随机接入的随机接入前导码 (RandomAccess Preamble， ra-PreambleIndex) 以及随机接入使用的物理随机接入信道掩码编号 (PRACH Mask Index， ra-PRACH-MaskIndex)。对于下行数据到达引起的非竞争随机接入， 通过物理 下行控制信道 (PDCCH) 将 ra-PreambleIndex 和 ra-PRACH-MaskIndex 发送给终端 ； 对于切 换引起的非竞争随机接入， 将 ra-PreambleIndex 和 ra-PRACH-MaskIndex 携带在切换命令 (handovercommand) 中发送给终端。
消息1： 终 端 根 据 接 收 到 的 ra-PreambleIndex 和 ra-PRACH-MaskIndex， 在 ra-PRACH-MaskIndex 指定的 PRACH 资源上向基站发送消息 0 中指定的随机接入前导码。
消息 2 ： 基站向终端发送随机接入响应。
下面简要说明同一个移动性管理实体 (MME) 内不同基站间的小区切换流程， 如图 2 所示 ：
首先， 终端进行测量上报， 源基站进行切换判决， 源基站根据切换判决结果决定切 换之后向目标基站发送切换请求命令， 目标基站接收到源基站发送的切换请求命令后进行 接纳判决， 如果可以接纳， 则向源基站发送切换请求应答信息， 源基站接收到切换请求应答
信息之后， 向终端发送切换命令。
其中， 附图 2 中步骤 6 中的切换请求应答 (HANDOVER REQUESTACKNOWLEDGE) 消 息 包 含 一 个 目 标 基 站 到 源 基 站 的 透 明 容 器 (Target eNB ToSource eNB Transparent Container)， 该 容 器 是 要 发 送 到 终 端 的 透 明 容 器， 该 容 器 是 切 换 命 令 的 一 部 分， 如果 选 择 非 竞 争 随 机 接 入， 该 容 器 中 包 含 非 竞 争 随 机 接 入 专 用 的 ra-PreambleIndex 和 ra-PRACH-MaskIndex。
ra-PRACH Mask Index 用于标识终端进行随机接入时可以使用的 PRACH 资源， 该资源为两维资源， 维度包括子帧和 PRACH 资源 (subframe/PRACHresource)。LTE 系统 中 ra-PRACH Mask Index 与物理层中 PRACH 资源的对应关系如下表所示， 下表中 PRACH Resource Index 表示的是一个无线帧内的 PRACH 资源编号， PRACH 资源编号对应的具体物 理资源由物理层配置。
在引入 CA 技术后， 由于上行同时支持多个成员载波， 终端无法确定在哪个上行成 员载波上向基站发送随机接入前导码， 如果终端发送随机接入前导码和基站接收随机接入 前导码的上行载波不一致， 则可能导致随机接入过程无法完成或者如果终端在多个上行成 员载波上同时发送， 虽然基站可以接收到， 但是很浪费上行资源。
发明内容 本发明实施例提供一种随机接入前导码的发送方法、 系统及设备， 用于解决 LTE-A 系统中终端无法确定在哪个上行成员载波上向基站发送随机接入前导码的问题。
一种随机接入前导码的发送方法， 该方法包括 ：
基站确定终端发送随机接入前导码所使用的上行成员载波， 将所述上行成员载波 的标识信息发送给终端， 用于指示所述终端利用所述上行成员载波的标识对应的成员载波 向所述基站发送随机接入前导码。
一种随机接入前导码的发送系统， 该系统包括 ：
基站， 用于确定终端发送随机接入前导码所使用的上行成员载波， 将所述上行成 员载波的标识信息发送给终端 ；
终端， 用于从自身支持的多个上行成员载波中选取所述上行成员载波的标识对应 的成员载波， 并利用该成员载波向所述基站发送随机接入前导码。
一种基站， 该基站包括 ：
载波确定单元， 用于确定终端发送随机接入前导码所使用的上行成员载波 ；
信息发送单元， 用于将所述上行成员载波的标识信息发送给所述终端， 指示所述 终端利用所述上行成员载波的标识对应的成员载波向本基站发送随机接入前导码。
一种终端， 该终端包括 ：
信息接收单元， 用于接收基站发来的上行成员载波的标识信息 ；
前导码发送单元， 用于从自身支持的多个上行成员载波中选取所述上行成员载波 的标识对应的成员载波， 并利用该成员载波向所述基站发送随机接入前导码。
本发明中， 基站将确定的终端发送随机接入前导码所使用的上行成员载波的标识 信息发送给终端， 终端利用该上行成员载波标识对应的成员载波向基站发送随机接入前导 码， 从而使得终端可以根据基站的指示选取用于发送随机接入前导码的成员载波， 终端能 够确定在哪个上行成员载波上向基站发送随机接入前导码。
附图说明
图 1 为现有技术中非竞争随机接入的六成示意图 ； 图 2 为现有技术中小区切换的流程示意图 ； 图 3 为本发明实施例提供的方法流程示意图 ； 图 4 为本发明实施例提供的系统结构示意图 ； 图 5 为本发明实施例提供的基站结构示意图 ； 图 6 为本发明实施例提供的终端结构示意图。具体实施方式
为了解决 LTE-A 系统中终端无法确定发送随机接入前导码所使用的成员载波的 问题， 本发明实施例提供一种随机接入前导码的发送方法， 本方法中， 基站将终端发送随机 接入前导码所使用的上行成员载波的标识信息发送给终端， 指示终端根据该上行成员载波 的标识信息选择用于发送随机接入前导码的成员载波。参见图 3， 本发明实施例提供的随机接入前导码的发送方法， 具体包括以下步骤 ：
步骤 30 ： 基站确定终端发送随机接入前导码所使用的上行成员载波， 将所述上行 成员载波的标识信息发送给终端 ；
步骤 31 ： 终端接收到基站发来的上行成员载波的标识信息后， 从自身支持的多个 上行成员载波中选取该上行成员载波的标识对应的成员载波， 并利用该成员载波向基站发 送随机接入前导码。
步骤 30 中， 基站确定终端发送随机接入前导码所使用的上行成员载波， 其具体确 定方法可以采用如下三种 ：
第一种， 基站将终端的上行主载波确定为该终端发送随机接入前导码所使用的成 员载波 ；
第二种， 基站根据预先设定的上下行成员载波之间的绑定关系以及基站发送第一 消息使用的下行成员载波， 确定终端发送随机接入前导码所使用的上行成员载波 ； 第一消 息可以为基站发送 Preamble Index 参数和 PRACH Mask Index 参数所利用的消息等 ；
第三种， 基站根据当前系统支持的多个上行成员载波的负载信息从该多个上行成 员载波中选择一个上行成员载波作为终端发送随机接入前导码所使用的成员载波。例如， 从当前系统支持的多个上行成员载波中选取终端支持的并且负载最少的上行成员载波作 为终端发送随机接入前导码所使用的成员载波。 步骤 30 中， 基站将上行成员载波的标识信息发送给终端， 可以采用如下方法 ：
首先， 基站将上行成员载波的标识信息携带在用于指示终端发送随机接入前导码 所使用的物理随机接入信道 (PRACH) 资源的 PRACH 掩码编号 (PRACHMask Index) 参数中， 然后， 将该 PRACH Mask Index 参数发送给终端。终端则从接收到的 PRACH Mask Index 参 数中读取上行成员载波的标识信息。
具体的， 基站将上行成员载波的标识信息携带在 PRACH Mask Index 参数， 其实现 方法可以如下 ：
首先， 基站将由整数表示的 PRACH Mask Index 参数转换为由二进制表示的 PRACH Mask Index 参数 ；
然后， 基站在由二进制表示的 PRACH Mask Index 参数中增加载波指示域， 以二进 制表示上行成员载波的标识信息后将该信息添加在增加的载波指示域中 ；
这里， 基站可以在由二进制表示的 PRACH Mask Index 参数的头部或尾部增加载波 指示域。
最后， 基站将携带载波指示域的 PRACH Mask Index 参数发送给终端。 终端从 PRACH Mask Index 参数的载波指示域读取上行成员载波的标识信息。
当然， 基站将上行成员载波的标识信息携带在 PRACH Mask Index 参数中， 并不局 限于上述方法， 任何其他能够将上行成员载波的标识信息携带在 PRACH Mask Index 参数中 的方法均在本发明的保护范围内。
下面以具体实例说明将上行成员载波的标识信息携带在 PRACH MaskIndex 参数的 实现过程 ：
对 LTE 系统中 PRACH Mask Index 进行扩展， 将 PRACH Mask Index 的 subframe/ PRACH resource 两维表示方式扩展为 subframe/PRACH resource/ 成员载波 (component
carrier) 三个维度的表示方式， 终端根据接收到的 PRACH MaskIndex 包含的 component carrier 维度即可以得到发送随机接入前导码使用的上行成员载波的标识信息。
将 PRACH Mask Index 的 subframe/PRACH resource 两 维 表 示 方 式 扩 展 为 subframe/PRACH resource/component carrier 三维表示方式的方法有很多种， 其中对 协议影响比较小且实现比较简单的一种实现方式即 ： 将无线资源控制 (radio resource control， RRC) 层配置的参数 PRACH Mask Index 表示方式由整数型修改为二进制比特型， LTE 系统规定的 16 个整数值可以用 4 比特 (bit) 表示， 设 CA 系统聚合的载波个数为 N， 则 可以对 PRACH Mask Index 的 bit 数进行扩展， 扩展后的 bit 数为 ( )bit， 增加的 bit 数用于表示上行成员载波标识， 该 bit 可以放在原 PRACH Mask Index 比特的首部或 者尾部。 当然上述只是该专利思想的一种可能的实现方式， 但实现时并不局限于此方式， 还 可以有其它实现方式。
本发明的一种可行的实施例如下 ：
步骤 1 ： 基站对 RRC 层专用 PRACH 参数进行修改， 具体如下 ：
LTE 系统中 RRC 层专用 PRACH 参数如下 ：
--ASN1START
RACH-ConfigDedicated:: ＝ SEQUENCE{
ra-PreambleIndex INTEGER(0..63)，
ra-PRACH-MaskIndex INTEGER(0..15)，
}
--ASN1STOP
其中 ra-PRACH-MaskIndex 取值为 0...15， 假设 CA 聚合的载波个数为 5， 则 PRACH Mask Index 的 subframe/PRACH resource 两维表示方式扩展为 subframe/PRACH resource/ 载波三个维度需要增加的 bit 数为 3bit， 即 PRACHMaskIndex 需要的总的 bit 数为 (4+3 ＝ 7)bit， 则需要修改 RRC 层专用 PRACH 参数配置为 ：
--ASN1START
RACH-ConfigDedicated:: ＝ SEQUENCE{
ra-PreambleIndex INTEGER(0..63)，
ra-PRACH-MaskIndex BIT STRING (SIZE(7))，
} --ASN1STOP
ra-PRACH-MaskIndex 中增加的表示上行成员载波的标识信息 bit 可以放在原来 表示 subframe/PRACH resource 二维资源的 bit 的最前端， 也可以放在这些 bit 的尾部， 以 放在尾部为例， 按照上述修改后， PRACH Mask Index 前 4bit 的取值与某个特定成员载波上 允许使用的 PRACH 资源之间的对应关系如下表 ：
PRACH Mask Index 中后 3bit 的含义如下表 ：
步骤 2 ： 基站为要进行非竞争随机接入的终端分配随机接入前导码以及 随 机 接 入 使 用 的 PRACH 资 源， 并 根 据 分 配 情 况， 确 定 RRC 层 随 机 接 入 信 道 专 用 配 置 (RACH-ConfigDedicated) 模块中配置的参数 Preamble Index 和 PRACHMask Index 的取值。
步骤 3 ： 基站通过消息 0(Msg0) 将步骤 2 中配置的参数 Preamble Index 和 PRACH Mask Index 发送给终端 ；
步骤 4 ： 终 端 接 收 到 Msg0， 根 据 Msg0 携 带 的 Preamble Index 信 息 确 定 消 息 1(Msg1) 要 发 送 的 随 机 接 入 前 导 码， 根 据 PRACH Mask Index 表 示 的 subframe/PRACH resource/component carrier 三维度资源确定发送该随机接入前导码所使用的具体的 PRACH 资源， 包括使用哪一个上行成员载波 ；
步骤 5 ： 终端在步骤 4 确定的 PRACH 资源上通过 Msg1 向基站发送随机接入前导 码；
步骤 6 ： 基站正确接收到随机接入前导码后向终端发送随机接入响应 ；
步骤 7 ： 终端根据步骤 6 随机接入响应中为该终端分配的上行资源进行上行数据传输。 参见图 4， 本发明实施例还提供一种随机接入前导码的发送系统， 该系统包括基站 40 和终端 41， 其中 ：
基站 40， 用于确定终端发送随机接入前导码所使用的上行成员载波， 将所述上行 成员载波的标识信息发送给终端 ；
终端 41， 用于从自身支持的多个上行成员载波中选取所述上行成员载波的标识对 应的成员载波， 并利用该成员载波向所述基站发送随机接入前导码。
所述基站 40 用于 ：
将所述上行成员载波的标识信息携带在用于指示所述终端发送随机接入前导码
所使用的 PRACH 资源的 PRACH Mask Index 参数中， 并将该 PRACHMask Index 参数发送给所 述终端 ；
相应的， 所述终端 41 用于 ：
从接收到的所述 PRACH Mask Index 参数中读取所述上行成员载波的标识信息。
所述基站 40 用于 ：
将由整数表示的所述 PRACH Mask Index 参数转换为由二进制表示的 PRACH Mask Index 参数 ； 在所述由二进制表示的 PRACH Mask Index 参数中增加载波指示域， 以二进制 表示所述上行成员载波的标识信息后将该信息添加在所述载波指示域中 ； 将携带所述载波 指示域的 PRACH Mask Index 参数发送给所述终端。
所述基站 40 用于 ：
在所述由二进制表示的 PRACH Mask Index 参数的头部或尾部增加所述载波指示 域。
所述基站 40 用于 ：
将所述终端的上行主载波确定为该终端发送随机接入前导码所使用的成员载波 ； 或者， 根据预先设定的上下行成员载波之间的绑定关系以及基站发送第一消息使用的 下行成员载波， 确定所述终端发送随机接入前导码所使用的上行成员载波 ； 所述第一消息 为基站发送 Preamble Index 参数和 PRACH Mask Index 参数所利用的消息 ； 或者，
根据当前系统支持的多个上行成员载波的负载信息从该多个上行成员载波中选 择一个上行成员载波作为所述终端发送随机接入前导码所使用的成员载波。
参见图 5， 本发明实施例提供一种基站， 可以应用于随机接入前导码的发送系统 中， 该基站包括载波确定单元 50 和信息发送单元 51， 其中 ：
载波确定单元 50， 用于确定终端发送随机接入前导码所使用的上行成员载波 ；
信息发送单元 51， 用于将所述上行成员载波的标识信息发送给所述终端， 指示所 述终端利用所述上行成员载波的标识对应的成员载波向本基站发送随机接入前导码。
所述信息发送单元 51 包括信息携带单元和参数发送单元， 其中 ：
信息携带单元， 用于将所述上行成员载波的标识信息携带在用于指示所述终端发 送随机接入前导码所使用的 PRACH 资源的 PRACH Mask Index 参数中 ；
参数发送单元， 用于将所述 PRACH Mask Index 参数发送给所述终端。
所述信息携带单元用于 ：
将由整数表示的所述 PRACH Mask Index 参数转换为由二进制表示的 PRACH Mask Index 参数 ； 在所述由二进制表示的 PRACH Mask Index 参数中增加载波指示域， 以二进制 表示所述上行成员载波的标识信息后将该信息添加在所述载波指示域中 ；
相应的， 所述参数发送单元用于 ：
将携带所述载波指示域的 PRACH Mask Index 参数发送给所述终端。
所述信息携带单元用于 ：
在所述由二进制表示的 PRACH Mask Index 参数的头部或尾部增加所述载波指示 域。
所述载波确定单元 50 包括第一确定单元、 第二确定单元、 第三确定单元中的一个
或任意组合， 其中 ：
所述第一确定单元， 用于将所述终端的主载波确定为该终端发送随机接入前导码 所使用的成员载波 ；
所述第二确定单元， 用于根据预先设定的上下行成员载波之间的绑定关系以及基 站发送第一消息使用的下行成员载波， 确定所述终端发送随机接入前导码所使用的上行成 员载波 ； 所述第一消息为基站发送 Preamble Index 参数和 PRACH Mask Index 参数所利用 的消息 ；
所述第三确定单元， 用于根据当前系统支持的多个上行成员载波的负载信息从该 多个上行成员载波中选择一个上行成员载波作为所述终端发送随机接入前导码所使用的 成员载波。
参见图 6， 本发明实施例还提供一种终端， 可以应用于随机接入前导码的发送系统 中， 该终端包括信息接收单元 60 和前导码发送单元 61， 其中 ：
信息接收单元 60， 用于接收基站发来的上行成员载波的标识信息 ；
前导码发送单元 61， 用于从自身支持的多个上行成员载波中选取所述上行成员载 波的标识对应的成员载波， 并利用该成员载波向所述基站发送随机接入前导码。
所述信息接收单元 60 包括参数接收单元和信息读取单元， 其中 ：
参数接收单元， 用于接收所述基站发来的用于指示本终端发送随机接入前导码所 使用的 PRACH 资源的 PRACH Mask Index 参数 ；
信息读取单元， 用于从所述 PRACH Mask Index 参数中读取所述上行成员载波的标 识信息。
需要说明的是， 本发明中基站除了通过 PRACH Mask Index 参数向终端发送上行成 员载波的标识信息， 还可以将该标识信息携带在其他参数或信令消息中发送给终端， 采用 任何方式将上行成员载波的标识信息发送给终端的方案均在本发明的保护范围内。
综上， 本发明实施例提供的方案中， 基站将确定的终端发送随机接入前导码所使 用的上行成员载波的标识信息发送给终端， 终端利用该上行成员载波标识对应的上行成员 载波向基站发送随机接入前导码， 从而使得终端可以根据基站的指示选取用于发送随机接 入前导码的成员载波， 终端能够确定在哪个上行成员载波上向基站发送随机接入前导码， 进而终端的随机接入过程可以顺利完成。 同时避免了终端发送随机接入前导码和基站接收 随机接入前导码的上行载波不一致可能导致的随机接入过程无法完成或者终端在多个上 行成员载波上同时发送造成上行资源的问题。
显然， 本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围。这样， 倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内， 则本发明也意图包含这些改动和变型在内。