新空口标准中的增强物理随机接入信道传输的制作方法

本申请要求2016年8月9日提交的美国临时申请no.62/372,660(p108042z)的权益。所述申请no.62/372,660通过引用整体并入本文。

背景技术：

移动通信已经从早期语音系统显著演进到今天的高度复杂的集成通信平台。下一代无线通信系统(第五代(5g))将随时随地提供各种用户和应用对信息的访问和数据的共享。5g预期为一种统一的网络和/或系统，其目标在于，满足极大不同的且有时冲突的性能维度和服务。这种多样化的多维需求由不同的服务和应用驱动。通常，5g将基于第三代合作伙伴项目(3gpp)长期演进高级(lte-advanced)和附加的潜在新无线接入技术(rat)演进，以更好、更简单且更无缝的无线连接解决方案来丰富生活。5g将使得万物通过无线连接成为可能，并提供快速且丰富的内容和服务。

对于5g系统，高频段通信已经引起了业界的极大关注，因为5g系统可以提供更宽的带宽以支持未来的集成通信系统。波束赋形是实现高频段系统的重要技术，因为波束赋形增益能够补偿由大气衰减引起的严重路径损耗，提高信噪比(snr)并扩大覆盖区域。通过将发送波束与目标用户设备(ue)对准，所辐射的能量被聚焦以获得更高的能量效率，并且抑制了相互的ue干扰。

对于厘米波(cmwave)和毫米波(mmwave)系统，从演进节点b(enodeb)发送波束参考信号(brs)或同步信号(ss)块，以允许ue测量rs接收功率(rsrp)并获得最佳enodeb发送(tx)波束和ue接收(rx)波束。如果在5g物理随机接入信道(prach)传输资源与ss块天线端口(ap)之间定义了一对一关联规则，则ue可以在与最佳5g节点b(gnb)tx波束相关联的时间或频率资源上，使用在初始波束获取阶段期间获取的最佳uerx波束来发送prach，以用于上行链路同步。这主要是由于假设时分双工(tdd)系统的下行链路和上行链路互易性是完美的。在tx波束与rx波束之间的互易性非理想的情况下，针对用于初始接入的prach传输，应当考虑某些机制。

附图说明

在说明书的结论部分中特别指出并明确要求了所要求保护的主题。然而，当结合附图阅读时，通过参考以下具体实施方式可以理解这种主题，其中：

图1是根据一个或多个实施例的用于基于竞争的随机接入的过程的示图；

图2是根据一个或多个实施例的用于无竞争的随机接入的过程的示图；

图3是根据一个或多个实施例的完美互易性场景中的随机接入信道过程的示图；

图4是根据一个或多个实施例的非理想互易性场景中的物理随机接入过程的示图；

图5是根据一个或多个实施例的物理随机接入信道跳频的第一选项的示图；

图6是根据一个或多个实施例的物理随机接入信道跳频的第二选项的示图；

图7是根据一个或多个实施例的物理随机接入信道跳频的第三选项的示图；

图8是根据一个或多个实施例的物理随机接入信道传输定时的示图；

图9是根据一个或多个实施例的用于物理随机接入信道传输的动态面板切换的示图；和

图10是根据一些实施例的设备的示例组件的示图。

应当理解，为了说明的简单和/或清楚，附图中所示的要素不一定按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些要素的尺寸可能相对于其他要素被夸大。此外，如果认为合适，在附图中重复附图标记，以指示对应和/或类似的要素。

具体实施方式

在以下具体实施方式中，阐述了许多具体细节，以提供对所要求保护的主题的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践所要求保护的主题。在其他情况下，没有详细描述众所周知的方法、过程、组件和/或电路。

现在参照图1，将讨论根据一个或多个实施例的用于基于竞争的随机接入的过程的示图。在图1的示例中，根据第三代合作伙伴项目(3gpp)长期演进(lte)规范，四操作过程100可以用于初始的基于竞争的随机接入。在第一操作114中，用户设备(ue)110通过随机选择一个前导签名，在上行链路(ul)中发送物理随机接入信道(prach)，该前导签名可以允许演进节点b(enb)112估计enb112与ue110之间的延迟，以用于随后的ul定时调整。在第五代(5g)新空口(nr)标准中，enb112可以包括gnb112，但是所要求保护的主题的范围不限于此。随后，在第二操作116中，enb反馈随机接入响应(rar)，其携带用于上行链路定时调整122的定时提前(ta)命令信息和用于第三操作(l2/l3消息)118中的上行链路传输的上行链路批准。ue110预期在时间窗口内接收rar，该时间窗口的起始和结束可以通过系统信息块(sib)来配置。最后，在操作120处可以发生从enb112发送到ue110的竞争解决消息。

现在参照图2，将讨论根据一个或多个实施例的用于无竞争的随机接入的过程的示图。对于某些场景(包括切换和恢复ue110的下行链路业务)，为了减小随机接入时延，可以请求ue110执行无竞争的随机接入过程200，这可以由物理下行链路控制信道(pdcch)命令触发。具体地，在操作210处，enb112将专用prach前导签名分配给ue110，该前导签名可以在用于基于竞争的随机接入的前导集之外。然后，ue110将随机接入前导发送到enb112。注意到，无竞争的随机接入过程终止于操作214的rar消息。

现在参照图3，将讨论根据一个或多个实施例的完美互易性场景中的随机接入信道过程的示图。如上所提到的，在完美互易性的情况下，ue110可以从可以与最佳5g新空口(nr)节点b(gnb)发送(tx)波束或波束参考信号(brs)或ss块天线端口(ap)关联的时间或频率prach资源中选择第五代(5g)物理随机接入信道(prach)资源。在一个或多个实施例中，波束参考信号(brs)可以包括但不限于用于下行链路(dl)发送(tx)波束测量的同步信号(ss)块，例如主同步信号(pss)、辅同步信号(sss)或物理广播信道(pbch)或者其组合，并且所要求保护的主题的范围不限于此。

图3中示出了在完美互易性的情况下的rach过程的一个示例。下行链路(dl)波束或ap与对应的prach资源之间的在时间或频率上的关联性是小区特定的，并且可以作为系统信息的一部分用信令告知，使得每个dltx波束在上行链路(ul)中具有专用的关联prach资源。替换地，可以例如基于组索引或符号索引，预先定义波束索引(即，brs资源索引)与prach资源之间的例如在时间、频率和/或序列域中的一对一或多对一关联性。在任何情况下，在发起rach过程之前，ue110应当在空闲模式下知道这种关联性。在图3所示的示例中，在由310表示的时隙#0中，ue110基于brs测量接收功率并确定最佳gnbtx波束。如图3所示，对于ue#1，gnb112的最佳tx波束位于brs波束组#0和第三正交频分复用(ofdm)符号312。根据关联规则，ue110可以相应地在关联的prach资源中(即，在316表示的时隙#5中的第三prach时隙314中)发送prach。

为了增加随机接入容量，ue110可以随机地选择一个频率资源用于prach传输。如图3所示，ue110可以选择prach频率资源#1用于prach传输。替换地，ue110可以至少部分地基于潜在的消息大小(其为可供用于传输的数据加上mac头，可选地加上mac控制元素)和基于最佳波束的brs测得的路径损耗，从与最佳tx波束关联的可用prach资源集中适当地选择prach资源。更具体地，如果消息净荷大小大于用信令告知的阈值a，并且如果路径损耗小于阈值b，则ue110应当从第一prach组中进行选择。否则，ue110可以从第二prach组中选择一个。

在一个或多个实施例中，互易性偏移可以被定义为ireciprocity，其可以用于指示非理想互易性与完美互易性之间的偏移。基于该偏移，enb112可以配置一组阈值，以允许ue110使用所选择的波束，基于ireciprocity的偏移值来自主地导出用于prach传输的重复等级l。在一个实施例中，重复等级l可以指代prach被发送的次数，但是所要求保护的主题的范围不限于此。在一个实施例中，可以由更高层经由5g主信息块(mib)、5g系统信息块(sib)或者经由无线资源控制(rrc)信令配置三个等级的阈值，例如threshold_0、threshold_1和threshold_2。在一个或多个实施例中，更高层可以包括高于物理层的层，例如在介质接入控制(mac)层、无线链路控制(rlc)层、分组数据汇聚协议(pdcp)层、无线资源控制(rrc)层或非接入(nas)层等，但是所要求保护的主题的范围不限于此。在阈值由更高层配置了的情况下，ue110可以基于以下公式导出重复等级：

作为进一步扩展，ireciprocity可以是波束特定的，并且一组阈值可以由更高层配置。在这种情况下，对于每个特定波束，ue110可以将ireciprocity与阈值列表进行比较，并确定用于prach传输的最佳rx波束和对应的重复次数。

应注意，可以在时域中以连续或非连续的方式发送重复的prach。在时域的情况下，ue110可以在与l个最佳波束参考信号(brs)天线端口(ap)对应的资源中发送prachl次，其中l可以由更高层经由mib或sib或rrc信令来配置，或者如上所提到的那样进行确定。考虑到可以定义brs天线端口与prach资源之间的在时域中的一对一资源关联性，ue110可以导出对应的时间资源以用于prach传输。

此外，ue110可以使用同一prach前导签名，这可以允许gnb112执行组合以提高检测性能。具体地，ue110可以随机地选择一个prach前导签名，并使用所选择的prach前导签名进行后续prach传输。替换地，ue110可以为每个传输随机地选择一个prach前导，这可以降低冲突概率。

为了允许gnb112识别ue110处于非理想互易性条件还是完美互易性条件，在非理想互易性条件下可以为ue110分配专用资源。特别地，这种专用prach资源和在完美互易性下用于ue110的资源可以以时分组合进行复用。此外，在非理想互易性和完美互易性下用于ue110的该组专用资源的划分可以是预先定义的，或者由更高层经由mib、sib或rrc信令来配置。

在一个示例中，在非理想互易性下可以为ue110的prach预留签名、时间或频率资源中的一个或多个，以发送prach。此外，可以使用基于时分复用(tdm)、频分复用(fdm)和/或码分复用(cdm)的复用方案的组合来分离在非理想互易性和完美互易性下用于ue110的资源。

在另一示例中，用于每个prach传输的前导签名可以是不同的。前导签名可以划分为两组：组a和组b。组a表示当前prach资源是由最佳dl波束索引确定的。组b表示该prach资源是由其他dl波束索引确定的。组a和组b中的前导签名应当是一对一映射的。ue110可以随机地选择组a内的前导签名，然后选择组b中的前导签名，该前导签名一对一映射到组a中选择的那一个前导签名。因此，gnb112可以知道哪个波束对于ue110是最佳dl波束，并使用该dl波束来发送rar。

在一个或多个实施例中，下行链路dl广播信道和/或信号的一个或多个机会(occasion)与rach或prach资源的子集之间的关联性由gnb112通过广播系统信息通知给ue110，或者对于ue110可以是已知的。至少部分地基于dl测量和对应的关联性，ue110可以选择prach前导索引的子集。ue110可以选择用于一个或多个前导传输的一个或多个ue发送(tx)波束。在由广播系统信息通知的单个或多个和/或重复前导的prach传输机会期间，ue110可以使用同一uetx波束，但是所要求保护的主题的范围不限于此。在一个或多个实施例中，可以根据第三代合作伙伴项目(3gpp)新空口(nr)标准(例如，根据3gpp技术规范(ts)38.211或3gppts38.212，或者如3gpp技术报告(tr)38.802版本14.1.0(2017-06)中所描述的)发生prach传输，但是所要求保护的主题的范围不限于此。

在一个或多个实施例中，从物理层的角度来看，对于新空口(nr)标准，假设rach过程包括rach前导、消息1(msg.1)、随机接入响应、消息2(msg.2)、消息3和消息4。idle模式和connected模式ue110都支持随机接入过程。对于四步rach过程，rach传输机会可以被定义为通过单个特定tx波束，使用所配置的prach前导格式发送prach消息1所在的时频资源。

rach资源也可以被定义为用于发送rach前导的时频资源。可以通过广播系统信息来通知ue110是否要在rach资源的子集内发送一个或多个和/或重复前导，例如以在gnb112处没有tx/rx波束对应性的情况下覆盖gnbrx波束扫描。

至少对于多波束操作，无论在gnb112处tx/rx波束对应性是否可用，可以至少针对处于空闲模式的ue110考虑以下rach过程。下行链路(dl)广播信道和/或信号的一个或多个机会与rach资源的子集之间的关联性可以通过广播系统信息通知给ue110，或者对于ue110可以是已知的。至少部分地基于dl测量和对应的关联性，ue110可以选择rach前导索引的子集。ue110可以选择用于一个或多个前导传输的一个或多个uetx波束。在广播系统信息通知的单个或多个和/或重复前导的rach传输机会期间，ue110可以使用同一uetx波束。nr标准至少支持在所监听的随机接入响应(rar)窗口结束之前传输单个消息1。

至少对于没有gnbtx/rx波束对应性的情况，gnb112可以配置dl信号和/或信道与rach资源的子集和/或前导索引的子集之间的关联性，以用于确定msg2dltx波束。至少部分地基于dl测量和对应的关联性，ue110可以选择rach资源的子集和/或rach前导索引的子集。前导索引由前导序列索引和正交覆盖码(occ)索引(如果支持occ)组成。应注意，前导的子集可以由occ索引指来示。

至少对于多波束操作，无论在gnb112处tx/rx波束对应性是否可用，在gnb112处，可以基于检测到的rach前导/资源和对应的关联性来获得用于消息2的dltx波束。消息2中的上行链路(ul)批准可以指示消息3的传输定时。作为基线ue110行为，ue110假定在给定rar窗口内接收单个rar。

至少对于处于空闲模式的ue110，ue110可以确定用于消息3传输的ultx波束。ue110可以使用用于消息1传输的相同ultx波束。可以支持不同的prach配置，例如考虑不同的参数集(numerology)情况以及在gnb112处tx/rx波束对应性是否可用。

对于至少针对多波束操作的nrrach消息1重传，nr支持功率斜变。如果ue110没有改变波束，则功率斜变的计数器可以继续增加。应注意，ue110可以使用路径损耗的最近或更近的估计来导出上行链路发送功率。ue110在重传期间是否执行ul波束切换可以取决于ue110的实现方式。还应注意，ue110切换到哪个波束也可以取决于ue110的实现方式。

现在参照图4，将讨论根据一个或多个实施例的非理想互易性场景中的物理随机接入过程的示图。图4中示出了两个正交频分复用(ofdm)符号中的prach传输的一个示例。此外，ue110可以测量brs接收功率，并确定符号#2410和符号#3412中的两个最佳brsap，如图4所示。至少部分地基于一对一关联性，ue110可以在所配置的时隙中的时隙#2和#3中，在三个不同prach时隙中重复prach。该传输方案可以在非理想互易性的情况下增强prach检测性能。

现在参照图5，将讨论根据一个或多个实施例的物理随机接入信道跳频的第一选项的示图。在一个或多个实施例中，如果为prach传输配置了多个频率资源，则ue110可以在多个prach传输上执行跳频，以利用频率分集的益处。图5中示出了第一选项(即，选项1)，其中如果执行l个连续prach传输，则可以在两个连续prach传输之间应用恒定的频率资源偏移。更具体地，ue110可以在第一prach时隙中随机地选择一个频率资源，并且在随后的prach传输上应用跳频。在一个示例中，恒定的频率资源偏移可以是[m/2]，其中m是由更高层配置的prach频率资源的总数。图5示出了用于选项1的prach跳频的一个示例。在该示例中，ue110随机地选择prach频率资源#3，在510处的prach时隙0中进行第一prach传输510，并且在后续传输上执行跳频。具体地，ue110发送三个prach传输，其中，在频率资源#1的prach时隙1处发送传输512，在频率资源#3的prach时隙2处发送传输514，在频率资源#1的prach时隙3处发送传输516，但是所要求保护的主题的范围不限于此。

现在参照图6，将讨论根据一个或多个实施例的物理随机接入信道跳频的第二选项的示图。在第二选项(即，选项2)中，ue110在两个prach频率资源之间在prach传输上执行跳频。更具体地，ue110使用第一频率资源发送第一[l/2]prach，并且使用第二频率资源发送第二[l/2]prach。第一频率资源可以由ue110随机选择，并且第一频率资源与第二频率资源之间的距离可以是预先定义的或者由更高层来配置。在一个示例中，频率距离可以是[m/2]。图6示出了用于选项2的prach跳频的一个示例。在该示例中，ue110随机地选择prach频率资源#3用于第一prach传输610，并且对后续传输执行跳频。具体地，ue发送三个prach传输，在频率资源#3中发送传输612，在频率资源#1中发送传输614，在频率资源#1中发送传输616，但是所要求保护的主题的范围不限于此。

现在参照图7，将讨论根据一个或多个实施例的物理随机接入信道跳频的第三选项的示图。在第三选项(即，选项3)中，ue110根据跳频图案对多个prach传输执行跳频。具体地，跳频图案可以被定义为以下参数中的至少一个或多个的函数：小区id、用于第一prach传输的频率资源、用于prach传输的符号和/或时隙索引、以及ueid(例如，小区无线网络临时标识符(c-rnti))。在一个示例中，用于每个prach传输的频率资源索引可以由以下给出：

其中，是物理小区id，nsf是时隙索引，ifreq是用于prach传输的频率资源索引。图7示出了用于选项3的prach跳频的一个示例。在该示例中，ue110随机地选择prach频率资源#3用于第一prach传输710，并且对后续传输执行跳频。具体地，ue110发送三个prach传输，在频率资源#0中发送传输712，在频率资源#1中发送传输714，在频率资源#3中发送传输716，但是所要求保护的主题的范围不限于此。

现在参照图8，将讨论根据一个或多个实施例的物理随机接入信道传输定时的示图。类似于lte中使用的方法，对于无竞争的随机接入，gnb112将为prach传输分派专用prach前导签名。对于5g系统，可以如下提供对无竞争的随机接入的增强的实施例。在一个实施例中，可以在规范中定义多个prach格式。5gprach格式指示符可以经由pdcch命令被包括在下行链路控制信息(dci)格式中，以触发无竞争的prach传输。在另一实施例中，可以经由pdcch命令在dci格式中指示prach传输定时和/或频率资源，以触发无竞争的prach传输。

用于prach传输的时隙结构可以基于自包含时隙结构，其中，可以在时隙的开始发送pdcch，并且可以在时隙的最后部分发送pucch。在一个示例中，可以在时隙的最后部分中发送prach，并且以频分复用(fdm)方式将prach与pucch复用。

此外，可以在dci格式中显式地指示prach传输定时或pdcch命令与prach传输时隙之间的传输间隙。作为进一步扩展，一组prach传输定时可以是预先定义的或者由更高层来配置。dci格式中的字段可以用于指示该组prach传输定时中的哪个传输定时被应用于prach传输。值为0的prach传输定时或间隙可以被视为自包含prach传输，即prach在传输pdcch的相同时隙中传输。

图8示出了prach传输定时的两个示例。在第一示例中，触发自包含prach传输，即prach传输延迟k＝0，其中，prach传输810发生在一个时隙814的末尾，在保护时间(gt)之后。在第二示例中，pdcch与prach之间的间隙是1个时隙，即k＝1，其中，prach传输812发生在两个时隙(时隙814和时隙816)的末尾，并且在保护时间(gt)之后。

在另一实施例中，在非理想互易性的情况下，可以经由pdcch命令在dci格式中指示prach传输的数量，以触发无竞争的prach传输。此外，用于指示prach跳频是否可以被应用于多个prach传输的指示符可以被包括在dci格式中。在一个示例中，比特1可以指示用于prach传输的跳频被启用，而比特0可以指示用于prach传输的跳频被禁用。

现在参照图9，将讨论根据一个或多个实施例的用于物理随机接入信道传输的动态面板切换的示图。在本发明的另一实施例中，在ue配备有两个或更多个子阵列或面板(例如，面板(面板0)910和面板(面板1)912)的情况下，可以经由pdcch命令在下行链路控制信息(dci)格式中指示波束或子阵列或面板索引，从而以跨波束方式触发无竞争的prach传输。这种布置可以对于prach传输允许动态波束触发和切换，以进一步增加prach检测性能和连接鲁棒性。

图9示出了用于prach传输的动态面板切换的一个示例。在该示例中，ue110可以使用两个面板((面板0)910和面板(面板1)912)来测量波束参考信号接收功率(b-rsrp)，并且将两个面板的对应b-rsrp报告给gnb112。在从ue110接收到b-rsrp之后，gnb112可以选择b-rsrp较强的面板，并通知ue110使用该面板发送prach。如图9所示，与面板(面板0)910处的来自gnb112的波束914的b-rsrp相比，面板(面板1)912可以具有更强的来自gnb112的波束916的b-rsrp，其中gnb112操作为发送/接收点(trp)。在这种情况下，可以在dci中指示面板(面板1)912，并将其用于prach传输，但是所要求保护的主题的范围不限于此。

现在参照图10，将讨论根据一些实施例的设备的示例组件的示图。图10示出了根据一些实施例的设备1000的示例组件。在一些实施例中，设备1000可以包括应用电路1002、基带电路1004、射频(rf)电路1006、前端模块(fem)电路1008、一个或多个天线1010、以及电源管理电路(pmc)1012，至少如所示那样耦合。所示的设备1000的组件可以被包括在ue或ran节点中。在一些实施例中，设备1000可以包括更少的元件(例如，ran节点可以不利用应用电路1002，改为包括处理器/控制器以处理从epc接收的ip数据)。在一些实施例中，设备1000可以包括附加元件，例如存储器/存储、显示器、相机、传感器或输入/输出(i/o)接口。在其他实施例中，下面描述的组件可以被包括在多于一个设备中(例如，对于云ran(c-ran)实现方式，所述电路可以被分开地包括在多于一个设备中)。

应用电路1002可以包括一个或多个应用处理器。例如，应用电路1002可以包括例如但不限于一个或多个单核或多核处理器的电路。处理器可以包括通用处理器和专用处理器(例如，图形处理器、应用处理器等)的任何组合。处理器可以耦合于和/或可以包括存储器/存储，并且可以被配置为：执行存储器/存储中所存储的指令，以使得各种应用或操作系统能够运行在设备1000上。在一些实施例中，应用电路1002的处理器可以处理从epc接收的ip数据分组。

基带电路1004可以包括例如但不限于一个或多个单核或多核处理器的电路。基带电路1004可以包括一个或多个基带处理器或控制逻辑，以处理从rf电路1006的接收信号路径接收到的基带信号并且生成用于rf电路1006的发送信号路径的基带信号。基带电路1004可以与应用电路1002进行接口，以用于生成和处理基带信号并且控制rf电路1006的操作。例如，在一些实施例中，基带电路1004可以包括第三代(3g)基带处理器1004a、第四代(4g)基带处理器1004b、第五代(5g)基带处理器1004c或用于其他现有代、开发中的或将要在未来开发的代(例如，第二代(2g)、第六代(6g)等)的其他基带处理器1004d。基带电路1004(例如，基带处理器1004a-d中的一个或多个)可以处理使得经由rf电路1006与一个或多个无线电网络的通信成为可能的各种无线电控制功能。在其他实施例中，基带处理器1004a-d的一些或所有功能可以被包括于存储器1004g中所存储的模块中，并且经由中央处理单元(cpu)1004e来执行。无线电控制功能可以包括但不限于信号调制/解调、编码/解码、无线电频移等。在一些实施例中，基带电路1004的调制/解调电路可以包括快速傅立叶变换(fft)、预编码或星座映射/解映射功能。在一些实施例中，基带电路1004的编码/解码电路可以包括卷积、咬尾卷积、turbo、维特比或低密度奇偶校验(ldpc)编码器/解码器功能。调制/解调和编码器/解码器功能的实施例不限于这些示例，并且在其他实施例中可以包括其他合适的功能。

在一些实施例中，基带电路1004可以包括一个或多个音频数字信号处理器(dsp)1004f。音频dsp1004f可以包括用于压缩/解压缩和回声消除的元件，并且在其他实施例中可以包括其他合适的处理元件。在一些实施例中，基带电路的组件可以合适地组合在单个芯片、单个芯片组中，或者设置在同一电路板上。在一些实施例中，可以例如在片上系统(soc)上一起实现基带电路1004和应用电路1002的一些或所有构成组件。

在一些实施例中，基带电路1004可以提供与一种或多种无线电技术兼容的通信。例如，在一些实施例中，基带电路1004可以支持与演进通用陆地无线接入网(eutran)或其他无线城域网(wman)、无线局域网(wlan)、无线个域网(wpan)的通信。基带电路1004被配置为支持多于一种无线协议的无线电通信的实施例可以称为多模基带电路。

rf电路1006可以使得能够通过非固态介质使用调制的电磁辐射进行与无线网络的通信。在各个实施例中，rf电路1006可以包括开关、滤波器、放大器等，以促进与无线网络的通信。rf电路1006可以包括接收信号路径，其可以包括用于下变频从fem电路1008接收的rf信号并将基带信号提供给基带电路1004的电路。rf电路1006可以还包括发送信号路径，其可以包括用于上变频基带电路1004提供的基带信号并且将rf输出信号提供给fem电路1008以用于发送的电路。

在一些实施例中，rf电路1006的接收信号路径可以包括混频器电路1006a、放大器电路1006b和滤波器电路1006c。在一些实施例中，rf电路1006的发送信号路径可以包括滤波器电路1006c和混频器电路1006a。rf电路1006还可以包括综合器电路1006d，用于合成由接收信号路径和发送信号路径的混频器电路1006a使用的频率。在一些实施例中，接收信号路径的混频器电路1006a可以被配置为：基于综合器电路1006d提供的合成频率对从fem电路1008接收的rf信号进行下变频。放大器电路1006b可以被配置为：放大下变频后的信号，并且滤波器电路1006c可以是低通滤波器(lpf)或带通滤波器(bpf)，被配置为：从下变频后的信号中移除不想要的信号，以生成输出基带信号。可以将输出基带信号提供给基带电路1004以用于进一步处理。在一些实施例中，输出基带信号可以是零频率基带信号，但是这并非要求。在一些实施例中，接收信号路径的混频器电路1006a可以包括无源混频器，但是实施例的范围不限于此。

在一些实施例中，发送信号路径的混频器电路1006a可以被配置为：基于综合器电路1006d提供的合成频率上变频输入基带信号，以生成用于fem电路1008的rf输出信号。基带信号可以由基带电路1004提供，并且可以由滤波器电路1006c滤波。

在一些实施例中，接收信号路径的混频器电路1006a和发送信号路径的混频器电路1006a可以包括两个或更多个混频器，并且可以分别被布置用于正交下变频和上变频。在一些实施例中，接收信号路径的混频器电路1006a和发送信号路径的混频器电路1006a可以包括两个或更多个混频器，并且可以被布置用于镜像抑制(例如，hartley镜像抑制)。在一些实施例中，接收信号路径的混频器电路1006a和发送信号路径的混频器电路1006a可以分别被布置用于直接下变频和直接上变频。在一些实施例中，接收信号路径的混频器电路1006a和发送信号路径的混频器电路1006a可以被配置用于超外差操作。

在一些实施例中，输出基带信号和输入基带信号可以是模拟基带信号，但是实施例的范围不限于此。在一些替选实施例中，输出基带信号和输入基带信号可以是数字基带信号。在这些替选实施例中，rf电路1006可以包括模数转换器(adc)和数模转换器(dac)电路，并且基带电路1004可以包括数字基带接口，以与rf电路1006进行通信。

在一些双模实施例中，可以提供单独的无线电ic电路，以用于关于每个频谱处理信号，但是实施例的范围不限于此。在一些实施例中，综合器电路1006d可以是小数n综合器或小数n/n+1综合器，但是实施例的范围不限于此，因为其他类型的频率综合器可以是合适的。例如，综合器电路1006d可以是δ-σ综合器、频率乘法器或包括具有分频器的锁相环的综合器。综合器电路1006d可以被配置为：基于频率输入和除法器控制输入合成rf电路1006的混频器电路1006a使用的输出频率。在一些实施例中，综合器电路1006d可以是小数n/n+1综合器。

在一些实施例中，频率输入可以由压控振荡器(vco)提供，但是这并非要求。取决于期望的输出频率，除法器控制输入可以由基带电路1004或应用处理器1002提供。在一些实施例中，可以基于应用处理器1002指示的信道，从查找表确定除法器控制输入(例如，n)。

rf电路1006的综合器电路1006d可以包括除法器、延迟锁相环(dll)、复用器和相位累加器。在一些实施例中，除法器可以是双模除法器(dmd)，并且相位累加器可以是数字相位累加器(dpa)。在一些实施例中，dmd可以被配置为：(例如，基于进位)将输入信号除以n或n+1，以提供小数除法比率。在一些示例实施例中，dll可以包括一组级联的可调谐的延迟元件、相位检测器、电荷泵和d型触发器。在这些实施例中，延迟元件可以被配置为将vco周期分解为nd个相等的相位分组，其中，nd是延迟线中的延迟元件的数量。以此方式，dll提供负反馈，以协助确保通过延迟线的总延迟是一个vco周期。

在一些实施例中，综合器电路1006d可以被配置为：生成载波频率作为输出频率，而在其他实施例中，输出频率可以是载波频率的倍数(例如，载波频率的两倍、载波频率的四倍)，并且与正交发生器和除法器电路结合使用，以在载波频率处生成相对于彼此具有多个不同相位的多个信号。在一些实施例中，输出频率可以是lo频率(flo)。在一些实施例中，rf电路1006可以包括iq/极坐标转换器。

fem电路1008可以包括接收信号路径，其可以包括被配置为对从一个或多个天线1010接收到的rf信号进行操作，放大接收到的信号并且将接收到的信号的放大版本提供给rf电路1006以用于进一步处理的电路。fem电路1008可以还包括发送信号路径，其可以包括被配置为放大rf电路1006提供的信号以用于由一个或多个天线1010中的一个或多个进行发送的电路。在各个实施例中，可以仅在rf电路1006中、仅在fem1008中或在rf电路1006和fem1008二者中完成通过发送或接收信号路径的放大。

在一些实施例中，fem电路1008可以包括tx/rx切换器，以在发送模式与接收模式操作之间进行切换。fem电路1008可以包括接收信号路径和发送信号路径。fem电路的接收信号路径可以包括lna，以放大接收到的rf信号，并且(例如，向rf电路1006)提供放大的接收到的rf信号作为输出。fem电路1008的发送信号路径可以包括：功率放大器(pa)，用于放大(例如，rf电路1006提供的)输入rf信号；以及一个或多个滤波器，用于生成rf信号，以用于(例如，由一个或多个天线1010中的一个或多个进行)随后发送。

在一些实施例中，pmc1012可以管理提供给基带电路1004的功率。具体地，pmc1012可以控制电源选择、电压缩放、电池充电或dc-dc转换。当设备1000能够由电池供电时(例如，当设备包括于ue中时)，常常可以包括pmc1012。pmc1012可以增加功率转换效率，同时提供期望的实现方式大小以及散热特性。

图10示出pmc1012仅与基带电路1004耦合。然而，在其他实施例中，pmc1012可以附加地或替换地与其他组件(例如但不限于应用电路1002、rf电路1006或fem1008)耦合，并且对于它们执行类似的电源管理操作。

在一些实施例中，pmc1012可以控制设备1000的各种节电机构，或者成为其一部分。例如，如果设备1000处于rrc_connected状态(其中，它仍然连接到ran节点，因为它预期很快会接收业务)，则它可以在不活动时段之后进入称为不连续接收模式(drx)的状态。在该状态期间，设备1000可以下电达短暂时间间隔，并且因此节省功率。

如果不存在数据业务活动达延长的时间段，则设备1000可以转变到rrc_idle状态，其中，它与网络断开连接，并且不执行诸如信道质量反馈、切换等的操作。设备1000进入非常低功率状态，并且它执行寻呼，其中，它再次周期性地唤醒以侦听网络并且然后再次下电。设备1000在该状态下可能无法接收数据，为了接收数据，它必须转变回到rrc_connected状态。

附加功率节约模式可以允许设备对网络不可用达比寻呼间隔长的时段(范围从几秒到几小时)。在该时间期间，设备完全不可到达网络，并且可以完全下电。在该时间期间所发送的任何数据导致大的延迟，并且假设该延迟是可接受的。

应用电路1002的处理器和基带电路1004的处理器可以用于执行协议栈的一个或多个实例的元素。例如，基带电路1004的处理器单独地或组合地可以用于执行层3、层2或层1功能，而应用电路1002的处理器可以利用从这些层接收到的数据(例如，分组数据)并且还执行层4功能(例如，传输通信协议(tcp)和用户数据报协议(udp)层)。如本文所指代的那样，层3可以包括无线资源控制(rrc)层，如以下进一步详细描述的。如本文所指代的那样，层2可以包括介质接入控制(mac)层、无线链路控制(rlc)层以及分组数据汇聚协议(pdcp)层，如以下进一步详细描述的。如本文所指代的那样，层1可以包括ue/ran节点的物理(phy)层，如以下进一步详细描述的。

如本文所使用的那样，术语“电路”或“电路系统”可以指代以下项或作为其一部分或包括它们：专用集成电路(asic)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的或群组)和/或存储器(共享的、专用的或群组)、组合逻辑电路和/或提供所描述的功能的其他合适的硬件组件。在一些实施例中，电路可以实现于一个或多个软件或固件模块中，或者与电路关联的功能可以由一个或多个软件或固件模块来实现。在一些实施例中，电路可以包括至少部分地可在硬件中操作的逻辑。可以使用任何合适配置的硬件和/或软件将本文描述的实施例实现到系统中。

以下是本文描述的主题的示例实现方式。应注意，本文描述的任何示例及其变型可以用在任何其他一个或多个示例或变型的任何置换或组合中，但是所要求保护的主题的范围不限于此。

在示例1中，一种用户设备(ue)的装置包括：一个或多个基带处理器，用于：处理从新空口(nr)节点b(gnb)接收的一组互易性偏移阈值，并根据该组互易性偏移阈值或经由更高层进行的配置，确定用于发送第五代(5g)物理随机接入信道(prach)l次的重复等级；和存储器，用于存储所述重复等级。示例2可以包括示例1或本文所描述的任何示例的主题，还包括：射频收发机，用于：根据所述重复等级，向所述gnb发送prach多次。示例3可以包括示例1或本文所描述的任何示例的主题，其中，该组互易性偏移阈值由更高层经由5g主信息块(mib)、经由5g系统信息块(sib)或经由无线资源控制(rrc)信令来配置。示例4可以包括示例1或本文所描述的任何示例的主题，其中，所述一个或多个基带处理器用于：至少部分地基于潜在的消息大小和测得的路径损耗，从与最佳gnb发送(tx)波束相关联的可用prach资源集中选择prach资源，所述潜在的消息大小包括可供用于传输的数据、介质接入控制(mac)头或mac控制元素，或其组合，所述测得的路径损耗至少部分地基于所述最佳gnbtx波束的波束参考信号(brs)或同步信号(ss)块。示例5可以包括示例1或本文所描述的任何示例的主题，其中，该组互易性偏移阈值中的互易性偏移是波束特定的，并且其中，所述一个或多个基带处理器用于：将所述互易性偏移与阈值列表进行比较，并确定用于prach传输的最佳接收(rx)波束和对应的重复等级。示例6可以包括示例1或本文所描述的任何示例的主题，其中，所述一个或多个基带处理器用于：确定是否要在时域中以连续或非连续方式发送prach，并将prach配置为在与l个最佳波束参考信号(brs)或同步信号(ss)块天线端口(ap)对应的资源中发送l次，其中，l可以由更高层经由mib、sib或rrc信令来配置。示例7可以包括示例1或本文所描述的任何示例的主题，其中，所述一个或多个基带处理器用于：随机地选择一个prach前导签名，并将所选择的prach前导签名配置用于后续的重复prach传输，并且其中，所述一个或多个基带处理器用于：随机地选择一个prach前导，以用于重复传输。示例8可以包括示例1或本文所描述的任何示例的主题，其中，所述一个或多个基带处理器用于：如果为prach传输配置了多个频率资源，则在多个prach传输上配置跳频。示例9可以包括示例1或本文所描述的任何示例的主题，其中，所述一个或多个基带处理器用于：在两个连续prach传输之间应用恒定的频率资源偏移。示例10可以包括示例1或本文所描述的任何示例的主题，其中，所述一个或多个基带处理器用于：在两个prach频率资源之间，在prach传输上配置跳频，并且其中，所述一个或多个基带处理器用于：使用第一频率资源配置第一[l/2]prach的传输，并且使用第二频率资源配置第二[l/2]prach的传输。示例11可以包括示例1或本文所描述的任何示例的主题，其中，所述一个或多个基带处理器用于：根据跳频图案，在多个prach传输上配置跳频，其中，所述跳频图案被定义为至少一个或多个以下参数的函数：小区标识符(id)、用于第一prach传输的频率资源、用于prach传输的符号或时隙索引、小区无线网络临时标识符(c-rnti)或ueid，或其组合。

在示例12中，一种新空口(nr)节点b(gnb)的装置包括：一个或多个基带处理器，用于：为用户设备(ue)配置一组互易性偏移阈值，并根据该组互易性偏移阈值，处理从所述ue接收的第五代(5g)物理随机接入信道(prach)；和存储器，用于：存储所述重复等级。示例13可以包括示例12或本文所描述的任何示例的主题，其中，所述一个或多个基带处理器用于：在非理想互易性条件下为所述ue分配专用资源，其中，在非理想互易性条件下的专用资源和在完美互易性下的资源将以时分复用(tdm)、频分复用(fdm)或码分复用(cdm)或者其组合进行复用，其中，在非理想互易性下的专用资源和在完美互易性下的资源的划分是预先定义的，或者由更高层经由5g主信息块(mib)、经由5g系统信息块(sib)或经由无线资源控制(rrc)信令来配置。示例14可以包括示例12或本文所描述的任何示例的主题，其中，所述一个或多个基带处理器用于：经由pdcch命令在下行链路控制信息(dci)格式中对prach格式指示符、prach传输定时或prach时频资源或者其组合进行编码，以触发无竞争的prach传输。示例15可以包括示例12或本文所描述的任何示例的主题，其中，对于非理想互易性，所述一个或多个基带处理器用于：经由pdcch命令在下行链路控制信息(dci)格式中对prach传输的数量进行编码，以触发无竞争的prach传输，并且对用于指示prach跳频是否将要被应用于多个prach传输的指示符进行编码。示例16可以包括示例12或本文所描述的任何示例的主题，其中，所述一个或多个基带处理器用于：如果所述ue包括两个或更多个子阵列或面板，则经由pdcch命令在下行链路控制信息(dci)格式中对波束或子阵列或面板索引进行编码，从而以跨波束方式触发无竞争的prach传输。

在示例17中，一种或多种机器可读介质可以在其上存储有指令，所述指令如果由用户设备(ue)执行，则使得：处理从新空口(nr)节点b(gnb)接收的一组互易性偏移阈值；根据该组互易性偏移阈值或根据更高层进行的配置，确定用于发送第五代(5g)物理随机接入信道(prach)l次的重复等级；以及将所述重复等级存储在存储器中。示例18可以包括示例17或本文所描述的任何示例的主题，其中，所述指令如果被执行，则还使得：使射频收发机根据所述重复等级向所述gnb发送prach多次。示例19可以包括示例17或本文所描述的任何示例的主题，其中，该组互易性偏移阈值由更高层经由5g主信息块(mib)、经由5g系统信息块(sib)或者经由无线资源控制(rrc)信令来配置。示例20可以包括示例17或本文所描述的任何示例的主题，其中，所述指令如果被执行，则还使得：至少部分地基于潜在的消息大小和测得的路径损耗，从与最佳gnb发送(tx)波束相关联的可用prach资源集中选择prach资源，所述潜在的消息大小包括可供用于传输的数据、介质接入控制(mac)头或mac控制元素，或其组合，所述测得的路径损耗至少部分地基于所述最佳gnbtx波束的波束参考信号(brs)或同步信号(ss)块。示例21可以包括示例17或本文所描述的任何示例的主题，其中，该组互易性偏移阈值中的互易性偏移是波束特定的，并且其中，所述一个或多个基带处理器用于：将所述互易性偏移与阈值列表进行比较，并确定用于prach传输的最佳接收(rx)波束和对应的重复等级。

在示例22中，一种或多种机器可读介质可以在其上存储有指令，所述指令如果由新空口(nr)节点b(gnb)执行，则使得：为用户设备(ue)配置一组互易性偏移阈值；根据该组互易性偏移阈值，处理从所述ue接收的第五代(5g)物理随机接入信道(prach)；以及将所述重复等级存储在存储器中。示例23可以包括示例22或本文所描述的任何示例的主题，其中，所述指令如果被执行，则还使得：在非理想互易性条件下为所述ue分配专用资源，其中，在非理想互易性条件下的专用资源和在完美互易性下的资源将以时分复用(tdm)、频分复用(fdm)或码分复用(cdm)或者其组合进行复用，其中，在非理想互易性下的专用资源和在完美互易性下的资源的划分是预先定义的，或者由更高层经由5g主信息块(mib)、经由5g系统信息块(sib)或经由无线资源控制(rrc)信令来配置。示例24可以包括示例22或本文所描述的任何示例的主题，其中，所述指令如果被执行，则还使得：经由pdcch命令在下行链路控制信息(dci)格式中对prach格式指示符、prach传输定时或prach时频资源或者其组合进行编码，以触发无竞争的prach传输。示例25可以包括示例22或本文所描述的任何示例的主题，其中，对于非理想互易性，所述一个或多个基带处理器用于：经由pdcch命令在下行链路控制信息(dci)格式中对prach传输的数量进行编码，以触发无竞争的prach传输，并且对用于指示prach跳频是否将要被应用于多个prach传输的指示符进行编码。

在示例26中，一种用户设备(ue)的装置包括：用于处理从新空口(nr)节点b(gnb)接收的一组互易性偏移阈值的模块；用于根据该组互易性偏移阈值或经由更高层进行的配置，确定用于发送第五代(5g)物理随机接入信道(prach)l次的重复等级的模块；和用于存储所述重复等级的模块。示例27可以包括示例26或本文所描述的任何示例的主题，其中，所述指令，还包括：用于根据所述重复等级，向所述gnb发送prach多次的模块。示例28可以包括示例26或本文所描述的任何示例的主题，其中，该组互易性偏移阈值由更高层经由5g主信息块(mib)、经由5g系统信息块(sib)或经由无线资源控制(rrc)信令来配置。示例29可以包括示例26或本文所描述的任何示例的主题，还包括：用于至少部分地基于潜在的消息大小和测得的路径损耗，从与最佳gnb发送(tx)波束相关联的可用prach资源集中选择prach资源的模块，所述潜在的消息大小包括可供用于传输的数据、介质接入控制(mac)头或mac控制元素，或其组合，所述测得的路径损耗至少部分地基于所述最佳gnbtx波束的波束参考信号(brs)或同步信号(ss)块。示例30可以包括示例26或本文所描述的任何示例的主题，其中，该组互易性偏移阈值中的互易性偏移是波束特定的，并且其中，所述一个或多个基带处理器用于：将所述互易性偏移与阈值列表进行比较，并确定用于prach传输的最佳接收(rx)波束和对应的重复等级。

在示例31中，一种新空口(nr)节点b(gnb)的装置包括：用于为用户设备(ue)配置一组互易性偏移阈值的模块；用于根据该组互易性偏移阈值，处理从所述ue接收的第五代(5g)物理随机接入信道(prach)的模块；和用于存储所述重复等级的模块。示例32可以包括示例31或本文所描述的任何示例的主题，还包括：用于在非理想互易性条件下为所述ue分配专用资源的模块，其中，在非理想互易性条件下的专用资源和在完美互易性下的资源将以时分复用(tdm)、频分复用(fdm)或码分复用(cdm)或者其组合进行复用，其中，在非理想互易性下的专用资源和在完美互易性下的资源的划分是预先定义的，或者由更高层经由5g主信息块(mib)、经由5g系统信息块(sib)或经由无线资源控制(rrc)信令来配置。示例33可以包括示例31或本文所描述的任何示例的主题，还包括：用于经由pdcch命令在下行链路控制信息(dci)格式中对prach格式指示符、prach传输定时或prach时频资源或者其组合进行编码，以触发无竞争的prach传输的模块。示例34可以包括示例31或本文所描述的任何示例的主题，还包括：用于经由pdcch命令在下行链路控制信息(dci)格式中对prach传输的数量进行编码，以触发无竞争的prach传输，并且对用于指示prach跳频是否将要被应用于多个prach传输的指示符进行编码的模块。在示例35中，机器可读存储可以包括机器可读指令，所述指令当被执行时，实现任何前述权利要求中所述的装置。

在本文的描述和/或权利要求中，可以使用“耦合”和/或“连接”及其派生词。在特定实施例中，“连接”可以用于指示两个或更多个要素彼此直接物理接触和/或电接触。“耦合”可以表示两个或更多个要素直接物理接触和/或电接触。然而，“耦合”也可以表示两个或更多个要素可以彼此不直接接触，而是仍然可以彼此协作和/或交互。例如，“耦合”可以表示两个或更多个要素彼此不接触，而是经由另一要素或中间要素间接地接合在一起。最后，在以下描述和权利要求中可以使用术语“在...上”、“在...上面”和“在...上方”。“在...上”、“在...上面”和“在...上方”可以用于表示两个或更多个要素彼此直接物理接触。然而，应注意，“在...上方”还可以表示两个或更多个要素彼此不直接接触。例如，“在...上方”可以表示一个要素在另一要素之上，但不彼此接触，并且在两个要素之间可以具有另一个或多个要素。此外，术语“和/或”可以表示“和”，它可以表示“或”，它可以表示“排他性的或”，它可以表示“一个”，它可以表示“一些，但不是全部”，它可以表示“都不”，和/或它可以表示“两者”，但是所要求保护的主题的范围不限于此。在本文的描述和/或权利要求中，可以使用术语“包括”和“包含”及其衍生词，并且旨在作为彼此的同义词。

虽然已经以一定程度的细节描述了所要求保护的主题，但是应认识到，本领域技术人员可以在不脱离所要求保护的主题的精神和/或范围的情况下改变其要素。应相信，前面的描述可以理解本主题涉及新空口标准和许多其伴随物中的增强物理随机接入信道传输，并且显而易见的是，在不脱离所要求保护的主题的范围和/或精神的情况下，或者在不牺牲所有其材料优点的情况下，可以在其组件的形式、构造和/或布置上进行各种变化，前文所述的形式仅是其说明性实施例，和/或而不提供实质改变。权利要求旨在包含和/或包括这些变化。