基于可缩放签名设计的随机接入增强的制作方法
本专利申请要求享受以下申请的优先权：于2017年4月17日递交的、名称为“randomaccessenhancementbasedonscalablesignaturedesign”的美国非临时申请no.15/488,737，以及于2016年9月7日递交的、名称为“randomaccessenhancementbasedonscalablesignaturedesign”的美国临时申请序列no.62/384,588，上述申请的全部内容以引用方式明确地并入本文。
概括地说，本公开内容的方面涉及无线通信系统，并且更具体地，涉及用于在无线通信系统(例如，5g新无线电)中基于可缩放(scalable)签名设计的随机接入的技术。
背景技术：
无线通信系统被广泛地部署以提供诸如电话、视频、数据、消息传送以及广播之类的各种电信服务。典型的无线通信系统可以采用能够通过共享可用的系统资源(例如，时间、频率、功率和/或频谱)来支持与多个用户的通信的多址技术。这样的多址技术的例子包括码分多址(cdma)系统、时分多址(tdma)系统、频分多址(fdma)系统、正交频分多址(ofdma)系统、单载波频分多址(sc-fdma)系统以及时分同步码分多址(td-scdma)。
已经在各种电信标准中采用这些多址技术以提供公共协议，所述公共协议使得不同的无线设备能够在城市、国家、地区、以及甚至全球层面上进行通信。一种示例电信标准是长期演进(lte)或改进的lte(lte-a)。然而，尽管较新的多址系统(例如，lte或lte-a系统)与较旧的技术相比传送更快的数据吞吐量，但是这种增加的下行链路速率已经触发了针对用于在移动设备上使用或与移动设备一起使用的、针对较高带宽的内容(例如，高分辨率图形和视频)的较大需求。因此，针对在无线通信系统上的带宽、更高的数据速率、更优的传输质量以及更优的频谱利用和更低的时延的需求持续增长。
技术实现要素：
下文给出了一个或多个方面的简化概述，以便提供对这样的方面的基本理解。该概述不是对所有预期方面的详尽综述，并且既不旨在标识所有方面的关键或重要元素，也不旨在描绘任何或所有方面的范围。其目的是以简化的形式给出一个或多个方面的一些概念，作为稍后给出的更加详细的描述的前序。
根据一个例子，一种与无线通信信道的随机接入相关的无线通信的方法是基于无线通信系统中的可缩放签名设计的。方法包括：随机地选择源符号阵列，其中，阵列具有基于随机接入信道(rach)的容量要求或覆盖要求中的至少一项的一个或多个可缩放维度；将源符号阵列编码到针对rach签名的码字中；将码字映射到串行级联的正交序列或准正交序列以定义rach签名；以及在rach时隙内发送rach签名。
在一个方面中，一种用于与无线通信信道的随机接入相关的无线通信的装置是基于无线通信系统中的可缩放签名设计的。装置可以包括发射机、接收机、存储器和/或通信地耦合到发射机、接收机和存储器的一个或多个处理器。一个或多个处理器被配置为执行本文描述的方法的操作。在一个方面中，例如，用于无线通信的装置可以包括：发射机、被配置为存储指令的存储器、以及通信地耦合到发射机和存储器的至少一个处理器，其中，至少一个处理器被配置为执行指令以进行以下操作：随机地选择源符号阵列，其中，阵列具有基于随机接入信道(rach)的容量要求或覆盖要求中的至少一项的一个或多个可缩放维度；将源符号阵列编码到针对rach签名的码字中；将码字映射到串行级联的正交序列或准正交序列以定义rach签名；以及在rach时隙内发送rach签名。
在另一方面中，提供了用于与无线通信信道的随机接入相关的无线通信的装置，所述装置是基于无线通信系统中的可缩放签名设计的。例如，用于无线通信的装置可以包括：用于随机地选择源符号阵列的单元，其中，阵列具有基于随机接入信道(rach)的容量要求或覆盖要求中的至少一项的一个或多个可缩放维度；用于将源符号阵列编码到针对rach签名的码字中的单元；用于将码字映射到串行级联的正交序列或准正交序列以定义rach签名的单元；以及用于在rach时隙内发送rach签名的单元。
在另外的方面中，提供了一种计算机可读介质(例如，非暂时性计算机可读存储介质)，其包括由一个或多个处理器可执行以用于基于无线通信系统中的可缩放签名设计的、与无线通信信道的随机接入相关的无线通信的代码。例如，计算机可读介质可以存储由至少一个处理器可执行以执行指令以进行以下操作的代码：随机地选择源符号阵列，其中，阵列具有基于随机接入信道(rach)的容量要求或覆盖要求中的至少一项的一个或多个可缩放维度；将源符号阵列编码到针对rach签名的码字中；将码字映射到串行级联的正交序列或准正交序列以定义rach签名；以及经由发射机在rach时隙内发送rach签名。
为了实现前述和相关目的，一个或多个方面包括下文中充分描述并且在权利要求中具体指出的特征。以下描述和附图详细地阐述了一个或多个方面的某些说明性特征。然而，这些特征指示可以采用各个方面的原理的各种方式中的仅一些方式，并且该描述旨在包括所有这样的方面以及它们的等效物。
附图说明
为了有助于对本文描述的方面的更加全面的理解，现在将参照附图，其中，类似的元素用类似的附图标记进行引用。这些图不应当被解释为限制本公开内容，而是仅旨在是说明性的。
图1是根据目前描述的方面中的一个或多个方面的示例通信网络的框图，所述示例通信网络包括与被配置为执行随机接入的一个或多个用户设备相通信的至少一个网络实体。
图2是根据目前描述的方面中的一个或多个方面的长期演进(lte)物理随机接入信道(prach)前导码的示例维度(dimension)的表格。
图3a至3c分别是在无线通信中使用的循环移位的示例步长(ncs)配置的图、表格和图。
图4是根据目前描述的方面中的一个或多个方面的、包括可缩放rach签名(其包括一个或多个rach符号)的rach时隙(跨越频率以及随着时间)的示例帧结构的框图。
图5是根据目前描述的方面中的一个或多个方面的用于普通小区覆盖的rach签名格式的示例帧结构的框图。
图6是根据目前描述的方面中的一个或多个方面的用于扩展小区覆盖的rach签名格式的示例帧结构的框图。
图7是根据目前描述的方面中的一个或多个方面的用于普通小区覆盖的rach签名的特定于符号的映射的例子的表格。
图8是根据目前描述的方面中的一个或多个方面的用于对可缩放rach签名的构造的示例功能的框图。
图9是根据目前描述的方面中的一个或多个方面的rach签名在基站(例如，enb)处的同步到达时间的例子的时间线。
图10是根据目前描述的方面中的一个或多个方面的rach序列在基站(例如，enb)处的示例异步到达时间的时间线。
图11包括根据目前描述的方面中的一个或多个方面的、针对基于不同的往返延迟的rach参数选择的例子的、rach签名随着时间的示意图和图。
图12包括根据目前描述的方面中的一个或多个方面的、针对基于rach签名的到达时间(toa)的波形检测的例子的、rach的ue传输随着时间的示意图和图。
图13是根据目前描述的方面中的一个或多个方面的、基于可缩放签名设计的随机接入信令和rach信号传输的示例方法的流程图。
图14是根据目前描述的方面中的一个或多个方面的基于可缩放签名设计的随机接入信令的另一示例方法的流程图。
图15是根据目前描述的方面中的一个或多个方面的基于可缩放签名设计的随机接入信号接收的另一示例方法的流程图。
具体实施方式
在宽范围的频谱中使用的第五代(5g)新无线电(nr)通信技术被设想为扩展和支持与当前移动网络各代有关的多种多样的使用场景和应用。在一个方面中，5gnr通信技术包括例如：解决用于访问多媒体内容、服务和数据的以人为中心的用例的增强型移动宽带(embb)；具有严格要求(尤其是在时延和可靠性方面)的超可靠低时延通信(urllc)；以及用于相当大量的连接设备以及通常发送相对少量的非延迟敏感信息的大规模机器类型通信(mmtc)。随着对移动宽带接入的需求持续增加，存在对5g通信技术以及以后技术进一步改进的需求。优选地，这些改进应当适用于其它多址技术和采用这些技术的电信标准。
因此，由于针对增加的数据速率、更高的容量以及针对大量的物联网(iot)设备的支持的要求，可能期望新方法来改善随机接入的覆盖和容量、传输效率以及简化实现方式(例如，向后兼容性)，以便满足消费者需求以及改善无线通信(例如，5gnr)中的用户体验。
无线通信系统中的随机接入过程允许由用户(ue)群体动态地并且机会性地共享公共无线信道。传统蜂窝网络可能缺乏对由大量的物联网(iot)设备进行的并发随机接入的原生支持。例如，一些传统网络(例如，lte网络)已经被设计为支持下行链路通信上的高数据速率，然而，在这些传统网络中的随机接入的容量可能受到对相对少量的正交或准正交随机接入前导码的使用的限制。换句话说，在利用64个随机接入前导码的传统蜂窝网络中，在这些传统网络中的随机接入的容量可以限于64个用户，因为每个用户可以使用64个前导码中的一个前导码。在另一例子中，仅前导码的传输可能没有完全利用所有可用的自由度，因为前导码使用未经编码的序列(例如，没有奇偶校验符号和/或其它潜在有利的编码设计)。在一些例子中，当不同的ue在相同的随机接入(ra)时隙上发送相同的前导码时，可能发生随机接入请求的冲突。另外，在一些传统网络中，争用解决用于避免随机接入冲突，但是所述争用解决引起较大时延和信令开销。
此外，在一些情况下，针对无线通信系统(例如，lte系统)的传统物理随机接入信道(prach)设计可以依赖于较大或较长循环前缀(cp)和保护间隔，以确保最差用户(例如，一个或多个小区边缘用户)与所有其它用户是正交的。对较大cp和保护间隔的使用可能导致较大开销和/或较低能量效率，以及还可能限制prach容量，例如，限于每传输时间间隔(tti)64个用户。
在对随机接入操作的现有增强中，第三代合作伙伴计划(3gpp)提供一些解决方案来解决上述限制，例如，针对机器类型通信(mtc)设备的专用接入时隙、针对不同的mtc应用和优先级的接入类别限制、队随机接入信道(rach)资源的动态分配、和/或对回退(back-off)定时器的调整。在一些例子中，回退定时器用于在多个ue之间分发随机的延迟，以及对这些回退定时器的调整可以是被动解决方案。
在其它现有的随机接入增强中，提出了基于aloha通信方案(下文的“aloha”)的以ue为中心的无准许接入。例如，在一些平台中，终端设备可以基于啁啾(chirp)扩频来触发上行链路传输，以及具有可编程资源索引的两个下行链路时隙(例如，ack和ue-id)链接到每个上行链路传输。
在另一类基于码时隙aloha的随机接入解决方案中，已经提出了诸如码多址(cma)、稀疏码多址(scma)或不规则重复时隙aloha(irsa)之类的传输方案。然而，这些提案的实际实现方式具有一些问题。例如，可靠的“指针”设计是重要的，并且可能引起更多的开销；此外，可能需要设计多个低速率前向纠错(fec)码本。因此，能量效率和带宽效率较低，这对于具有资源约束的设备是不期望的。
在现有随机接入增强的另外的例子中，提出了使用资源扩展多址(rsma)。然而，在rsma情况下的处理相应复杂，因为rsma是基于码分多址(cdma)和低速率二进制fec码本的，其易于产生近远效应并且要求在干扰消除器和fec解码器之间迭代地交换外来信息。
尽管存在上述增强，但是可能期望对无线通信中的随机接入的改进。例如，可能期望对随机接入的改进以支持大量的iot设备(例如，在5g新无线电系统中)，其中，可能需要改进随机接入的覆盖和容量二者。如本文所使用的，术语覆盖包括由基站服务的地理区域，例如，其它设备(例如，一个或多个ue)可以在其上接收来自基站的传输的地理区域(“覆盖区域”)或距离(“覆盖距离”)、和/或基站可以在其上接收来自其它设备的传输的地理区域(“覆盖区域”)或距离(“覆盖距离”)。此外，在其它情况下，可能需要考虑关于随机接入的传输效率和实现方式复杂度二者。另外，在一些情况下，随机接入过程的后向兼容性(例如，对预先定义的序列/波形的重用)针对5g收发机的简化实现方式可以具有一些益处。因此，可能期望新的或改进的随机接入信道(rach)设计和过程。此外，还期望对现有的rach/prach前导码的重用。
本公开内容提供了可以改善无线通信系统中的随机接入的一个或多个方面的装置和方法。例如，为了增加prach容量(例如，在lte系统中的每tti64个用户)和/或覆盖，本方面可以将用于rach传输的rach签名或rach时隙格式配置具有灵活性和可缩放性。例如，设计空间中的可缩放参数可以包括但不限于以下各项中的一项或多项：tti的持续时间(例如，从1ms到3ms)、rach签名中的rach符号的数量(例如，从7个符号到15个符号)、每个rach符号和/或rach签名的持续时间、保护间隔的长度、码字的长度、码本的大小和/或码率、循环前缀(例如，如图5和图6所示)、用于prach信道的传输功率、带宽和/或子载波间隔。在一些方面中，可以基于随机接入的覆盖和/或容量的特定要求和/或资源约束，来选择、按比例放大或缩小、或者确定本文所论述的可缩放设计参数中的一个或多个可缩放设计参数。在可以用于可缩放prach信道和/或签名设计的自由度的一些方面中，可以动态地使用或选择本文论述的参数(例如，cp长度、码字长度、码本大小和/或码率、保护时间长度、发射功率值、rach时隙的持续时间和/或整个rach签名的持续时间等)中的一个或多个参数。rach设计的灵活性和可缩放性可以允许无线通信系统基于期望的覆盖(例如，小区半径)或prach容量(例如，每tti期望的用户数量)来相应地进行调整。
下文结合附图(例如，图1-15)阐述的详细描述旨在作为对各种配置的描述，并且不旨在代表可以在其中实施本文描述的概念的仅有配置。出于提供对各种概念的透彻理解的目的，详细描述包括特定细节。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，可以在没有这些特定细节的情况下实施这些概念。在一些实例中，公知的组件以框图形式示出，以便避免模糊这样的概念。
现在将参照各种装置和方法来给出电信系统的若干方面。这些装置和方法将通过各种框、模块、组件、电路、步骤、过程、算法等(被统称为“元素”)，在以下详细描述中进行描述，以及在附图中示出。这些元素可以使用电子硬件、计算机软件或其任意组合来实现。至于这样的元素是实现为硬件还是软件，取决于特定的应用以及施加在整个系统上的设计约束。
举例而言，元素或者元素的任何部分或者元素的任意组合可以利用包括一个或多个处理器的“处理系统”来实现。处理器的例子包括被配置为执行贯穿本公开内容所描述的各种功能的微处理器、微控制器、数字信号处理器(dsp)、现场可编程门阵列(fpga)、可编程逻辑器件(pld)、状态机、门控逻辑、分立硬件电路以及其它适当的硬件。处理系统中的一个或多个处理器可以执行软件。无论是被称为软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言还是其它术语，软件都应该被广义地解释为意指指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行文件、执行的线程、过程、函数等。
因此，在一个或多个方面中，所描述的功能可以用硬件、软件或其任意组合来实现。如果用软件来实现，则功能可以作为一个或多个指令或代码存储在或编码在计算机可读介质上。计算机可读介质包括计算机存储介质。存储介质可以是能够由计算机访问的任何可用的介质。通过举例而非限制的方式，这样的计算机可读介质可以包括ram、rom、eeprom、cd-rom、或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的并且能够由计算机访问的期望程序代码的任何其它介质。如本文所使用的，磁盘和光盘包括压缩光盘(cd)、激光光盘、光盘、数字通用光盘(dvd)和软盘，其中磁盘通常磁性地复制数据，而光盘则利用激光来光学地复制数据。上述的组合也应当被包括在计算机可读介质的范围内。
本文描述的是与无线通信系统(例如，lte系统或5g新无线电系统)相关的各个方面，具体地，用于基于可缩放随机接入信道(rach)签名设计(例如，在rach签名/序列设计中使用增强的码结构)的随机接入、和/或改进的接收机处理(例如，基站处的干扰消除、prach序列冲突允许)的技术。在一些方面中，利用可缩放签名设计，可以增加和增强随机接入的覆盖和/或容量。在一些例子中，利用可缩放签名设计和/或增强的随机接入，可以通过允许非正交的prach以及在接收机处利用连续干扰消除(sic)来减小循环前缀(cp)开销。在一些实现方式中，可缩放签名设计可以包括将码字逐个符号地映射到被设计有自相关和/或互相关属性的相应序列。在一些例子中，波形选择或重选可以重用现有的lte前导码序列。在一些例子中，无线资源可以适应不同的时间间隔(例如，1ms、2ms或3ms)和/或1.08mhz频率带宽。
在与可缩放rach签名设计相关的一些方面中，ue可以从用于rach传输的有限大小的字母表(alphabet)中随机地选择源符号(例如，经编码的非二进制符号的系统部分)阵列。例如，源符号阵列可以包括从被配置为生成rach签名的可用源符号集合(例如，“字母表”)中选择的多个符号的子集。在一些例子中，可以通过使用不同的源符号来区分来自不同ue的rach请求。在一些例子中，源符号的维度和字母表的大小可以取决于随机接入(例如，rach)的期望容量。在一些例子中，将源符号编码到码字中。在一个方面中，码字是包含要通过物理信道(例如，prach)进行发送的信息的数据流。在一个例子中，将3或5个源符号编码到长度为15的码字中。在另一例子中，将3个源符号编码到长度为7的码字中，该码字与长度为15的码字相比可以被视为相对较短(例如，在长度上较短)的码字。
在一些方面中，可以从具有最大距离可分(mds)属性的短长度纠删码(erasurecode)中选择码字，或者码字可以使用具有mds属性的短长度纠删码。在一个方面中，纠删码可以是针对二进制删除信道(erasurechannel)的fec码，所述纠删码将具有k个符号的消息转换为具有n个符号的较长消息(例如，码字)，使得可以从n个符号的子集中恢复出原始消息。在另一方面中，例如，短长度纠删码可以指代具有相对小尺寸的码字，其是根据纠删码的码本来生成的，并且在码本中的条目具有短长度。
在一些例子中，码字的长度可以至少部分地或主要取决于随机接入(例如，rach)的期望覆盖。在一些例子中，可以将码字逐个符号地映射到串行级联的正交序列或准正交序列。符号到序列映射可以是符号索引和/或小区标识符(id)的函数。在一些例子中，使用符号索引和/或小区id的符号到序列映射可以将异步接收的符号间相关性最小化，和/或减小密集网络部署的小区间干扰(ici)。在一些例子中，针对给定小区，仅允许和定义有限种类的符号到序列映射，以及相邻的或邻居小区可以采用不同的符号到序列映射。
在rach签名设计的一些例子中，可以在一个rach时隙内发送每个rach签名，以及每个rach签名可以与长度k(一个rach时隙内的rach符号的数量，例如，如表1所示)的码字相对应。每个rach时隙可以包括k个rach符号(例如，源符号)加上保护间隔，其中第krach符号或rach符号k(k表示rach时隙的符号索引，如下面在表1中所示)可以对应于码符号k(或第k码符号)。在一些情况下，可以基于rach的期望覆盖或容量来选择长度k(一个rach时隙内的rach符号的数量)。
在一个方面中，每个rach符号可以包括三段：循环前缀(cp)、子序列和保护时间。在一些例子中，子序列可以是从候选子集中选择的、通过使用根索引和循环移位的不同组合来构造的、和/或通过基础(underlying)码字的码符号值来确定的。在一个方面中，对多个子序列的级联受到编码约束。在一些例子中，对候选序列的选择可以遵循“最大距离”的规则，所述规则旨在改进rach签名检测和/或争用解决的可靠性。在5gnr的一些例子中，一个或多个rach签名的维度对于一个或多个5gnr设备的随机接入或调度请求的容量和覆盖要求可以是可缩放的。
在与rach签名格式和用信号通知rach请求相关的一些方面中，rach签名的格式可以基于随机接入的期望容量和/或覆盖。换句话说，取决于rach/prach的容量要求和/或覆盖要求，rach或prach签名可以是可缩放的。例如，网络或基站(例如，enb)可以识别随机接入的期望容量和覆盖，以及可以至少基于所识别的容量或所识别的覆盖来确定或选择至少一种rach签名格式。在一些例子中，基站(例如，enb)可以经由消息(例如，至少包括系统信息块(sib)的消息)或指示，来在下行链路上广播确定的/选择的rach签名格式。在一些例子中，基于所接收的特定于小区的系统信息，ue可以随机地选择rach签名以及将对应波形发送给目标基站(例如，目标enb)。在一种实现方式中，rach签名的格式可以是在消息(例如，sib或主信息块(mib))中广播的特定于小区的系统信息的函数。换句话说，ue可以使用特定于ue的签名(例如，特定于ue的rach签名)来发送或用信号通知rach请求。
另外，根据本公开内容，在一些方面中，rach符号结构可以是基于正交频分复用(ofdm)的。例如，rach签名的符号可以基于具有可配置的资源映射的ofdm。在一些例子中，可以使用时域中的短符号持续时间(例如，符号持续时间≤150μs)。在一些例子中，不同的rach时隙可以具有不同的tti长度(例如，1ms、2ms或3ms)。在一些例子中，rach时隙的总带宽可以等于或小于预定带宽(例如，1.08mhz)。
在一种示例实现方式中，可以在基站(例如，enb)处使用对rach签名的连续和/或混合检测。在一些方面中，rach签名可以在不同时间处(例如，具有到达时间(toa)的差)到达基站处。在一些方面中，本公开内容提供了可以利用波形正交性、toa的差、纠删码的编码增益和/或连续干扰消除的连续和/或混合检测。在一些例子中，连续和/或混合检测可以开始于具有较高信号与干扰加噪声比(sinr)的正交或准正交rach签名的子集。在一些例子中，连续和/或混合检测可以执行对经解码的签名的消除。在一些例子中，连续和/或混合检测可以继续检测具有较低sinr的rach签名。以上例子可以按次序或以任意组合来应用。
结合图1-15执行或实现上述方面中的每个方面，这下文更详细地描述。
参照图1，在一个方面中，无线通信系统100包括在至少一个网络实体20(例如，在lte或5gnr网络中的基站或enb、或其小区)的通信覆盖中的至少一个ue12或ue14。ue12和/或ue14可以经由网络实体20与网络进行通信。在一些方面中，包括ue12和/或ue14的多个ue可以处于与一个或多个网络实体(包括网络实体20)的通信覆盖中。在一个方面中，网络实体20可以是基站，例如，在5g或新无线电(nr)技术网络中和/或在长期演进(lte)网络中的演进型节点b/enb。虽然关于通用移动电信系统(umts)、lte或5gnr网络描述了各个方面，但是类似的原理可以应用于其它无线广域网(wwan)中。无线网络可以采用其中多个基站可以在信道上进行发送的方案。在一个例子中，ue12和/或ue14可以向网络实体20发送无线通信和/或从网络实体20接收无线通信。例如，ue12和/或ue14可以与网络实体20活动地进行通信。
在一些方面中，ue12和/或ue14还可以被本领域技术人员(以及在本文中可互换地)称为移动站、用户站、移动单元、用户单元、无线单元、远程单元、移动设备、无线设备、无线通信设备、远程设备、移动用户站、接入终端、移动终端、无线终端、远程终端、手机、终端、用户代理、移动客户端、客户端或某种其它适当的术语。ue12和/或ue14可以是蜂窝电话、个人数字助理(pda)、无线调制解调器、无线通信设备、手持设备、平板型计算机、膝上型计算机、无绳电话、无线本地环路(wll)站、全球定位系统(gps)设备、多媒体设备、视频设备、数字音频播放器(例如，mp3播放器)、照相机、游戏控制台、可穿戴计算设备(例如，智能手表、智能眼镜、健康或健身跟踪器等)、家电、传感器、车辆通信系统、医疗设备、自动售货机、针对物联网的设备或任何其它类似功能的设备。另外，网络实体14或网络实体20可以是宏小区、微微小区、毫微微小区、中继器、节点b、移动节点b、小型小区盒、ue(例如，在对等模式或自组织模式中与ue12和/或ue14进行通信)、或者能够与ue12和/或ue14进行通信以在ue12和/或ue14处提供无线网络接入的基本上任何类型的组件。
根据目前的方面，ue12和/或ue14可以包括一个或多个处理器103和存储器130，其可以与rach管理组件40相结合地操作，以控制rach容量和覆盖管理组件42和/或rach签名组件44(和/或其子组件，编码/解码组件46和映射组件48)以用于执行如本文所述的随机接入管理和操作。网络实体20可以包括一个或多个处理器103和存储器130，其可以与rach管理组件40相结合地操作，以控制rach容量和覆盖管理组件42和/或rach签名组件44(和/或其子组件，编码/解码组件46)以用于执行如本文所述的随机接入管理和操作。在一些例子中，以虚线框示出组件和/或子组件中的一些组件和/或子组件，因为组件和/或子组件中的一些组件和/或子组件可以不是ue12/ue14或网络实体20实现方式的一部分(如果适用的话)。
例如，rach管理组件40可以执行源rach符号或rach签名格式选择、rach签名编码/解码、符号到序列映射和/或对rach签名的连续/混合检测。在一个方面中，本文使用的术语“组件”可以是构成系统的部分中的一个部分，可以是硬件、固件和/或软件，以及可以被划分为其它组件。rach管理组件40可以通信地耦合到收发机106，所述收发机106可以包括用于接收和处理rf信号的接收机32和用于处理和发送rf信号的发射机34。rach管理组件40可以包括用于执行随机接入管理和操作的rach容量和覆盖管理组件42和/或rach签名组件44(以及其子组件)。处理器103可以经由至少一个总线110耦合到收发机106和存储器130。
接收机32可以包括用于接收数据的硬件、固件和/或由处理器可执行的软件代码，代码包括指令并且被存储在存储器(例如，计算机可读介质)中。接收机32可以是例如射频(rf)接收机。在一个方面中，接收机32可以接收由ue12和/或ue14或网络实体20发送的信号。接收机32可以获得对信号的测量。例如，接收机32可以确定ec/io、snr等。
发射机34可以包括用于发送数据的硬件、固件和/或由处理器可执行的软件代码，代码包括指令并且被存储在存储器(例如，计算机可读介质)中。发射机34可以是例如rf发射机。
在一个方面中，一个或多个处理器103可以包括使用一个或多个调制解调器处理器的调制解调器108。与rach管理组件40相关的各种功能可以被包括在调制解调器108和/或处理器103中，并且在一个方面中，可以由单个处理器执行，而在其它方面中，功能中的不同功能可以由两个或者更多个不同的处理器的组合来执行。例如，在一个方面中，一个或多个处理器103可以包括以下各项中的任一项或者任意组合：调制解调器处理器、或基带处理器、或数字信号处理器、或发送处理器、或者与收发机106相关联的收发机处理器。具体地，一个或多个处理器103可以实现在rach管理组件40中包括的组件，包括rach容量和覆盖管理组件42和/或rach签名组件44(和/或其子组件)。
rach管理组件40、rach容量和覆盖管理组件42和/或rach签名组件44(和/或其子组件)可以包括用于执行随机接入管理和操作的硬件、固件和/或由处理器可执行的软件代码。例如，硬件可以包括例如硬件加速器或专用处理器。
此外，在一个方面中，ue12和/或ue14和/或网络实体20可以包括用于接收和发送无线传输(例如，无线通信26)的rf前端104和收发机106。例如，收发机106可以发送或接收信号，所述信号包括导频信号(例如，公共导频信道(cpich))。收发机106可以测量所接收的导频信号，以便确定信号质量以及用于向网络实体20提供反馈。例如，收发机106可以与调制解调器108进行通信，以发送由rach管理组件40生成的消息，以及接收消息，以及将消息转发给rach管理组件40。
rf前端104可以连接到一个或多个天线102，以及可以包括用于发送和接收rf信号的一个或多个低噪声放大器(lna)141、一个或多个开关142、143、一个或多个功率放大器(pa)145、以及一个或多个滤波器144。在一个方面中，rf前端104的组件可以与收发机106连接。收发机106可以连接到一个或多个调制解调器108和处理器103。
在一个方面中，lna141可以将接收的信号放大到期望的输出电平处。在一个方面中，每个lna141可以具有指定的最小和最大增益值。在一个方面中，rf前端104可以使用一个或多个开关142、143，以基于针对特定应用的期望增益值来选择特定的lna141和其指定的增益值。在一个方面中，rf前端104可以向rach管理组件40提供测量结果(例如，ec/io)和/或所应用的增益值。
此外，例如，rf前端104可以使用一个或多个pa145来将用于rf输出的信号放大到期望的输出功率电平处。在一个方面中，每个pa145可以具有指定的最小和最大增益值。在一个方面中，rf前端104可以使用一个或多个开关143、146，以基于针对特定应用的期望增益值来选择特定的pa145和其指定的增益值。
此外，例如，rf前端104可以使用一个或多个滤波器144来对接收的信号进行滤波以获得输入rf信号。类似地，在一个方面中，例如，相应的滤波器144可以用于对来自相应的pa145的输出进行滤波，以产生用于传输的输出信号。在一个方面中，每个滤波器144可以连接到特定的lna141和/或pa145。在一个方面中，rf前端104可以使用一个或多个开关142、143、146，以基于由收发机106和/或处理器103指定的配置，来选择使用指定的滤波器144、lna141和/或pa145的发送或接收路径。
收发机106可以被配置为经由rf前端104，通过天线102发送和接收无线信号。在一个方面中，收发机可以被调谐为在指定的频率处操作，使得ue12和/或ue14可以与例如网络实体20进行通信。在一个方面中，例如，调制解调器108可以基于ue12和/或ue14的ue配置以及由调制解调器108使用的通信协议，将收发机106配置为在指定的频率和功率电平处进行操作。
在一个方面中，调制解调器108可以是多频带多模式调制解调器，其可以处理数字信号以及与收发机106进行通信，使得使用收发机106发送和接收数字数据。在一个方面中，调制解调器108可以是多频带的，并且被配置为支持针对特定通信协议的多个频带。在一个方面中，调制解调器108可以是多模式的，并且被配置为支持多个运营网络和通信协议。在一个方面中，调制解调器108可以控制ue12和/或ue14或网络实体20的一个或多个组件(例如，rf前端104、收发机106)，以实现基于指定的调制解调器配置的对信号的发送和/或接收。在一个方面中，调制解调器配置可以基于调制解调器的模式和所使用的频带。在另一方面中，调制解调器配置可以基于由网络在小区选择和/或小区重选期间提供的、与ue12和/或ue14相关联的ue配置信息。
ue12和/或ue14或网络实体20还可以包括存储器130，例如以用于存储本文使用的数据和/或由处理器103执行的应用的本地版本或rach管理组件40和/或其子组件中的一个或多个子组件。存储器130可以包括由计算机或处理器103可使用的任何类型的计算机可读介质，例如，随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、磁带、磁盘、光盘、易失性存储器、非易失性存储器以及其任意组合。在一个方面中，例如，存储器130可以是计算机可读存储介质，其存储定义rach管理组件40和/或其子组件中的一个或多个子组件的一个或多个计算机可执行代码、和/或与其相关联的数据(当ue12和/或ue14和/或网络实体20正在操作处理器103以执行rach管理组件40和/或其子组件中的一个或多个子组件时)。在另一方面中，例如，存储器130可以是非暂时性计算机可读存储介质。虽然将存储器130和处理器103示为分别的组件，但是存储器130可以替代地是机载处理器103。
参照图2，在一个方面中，表格200包括基于rach格式索引的(例如，在lte网络中使用)prach前导码的维度的例子。例如，表格包括rach格式索引、循环前缀时间(tcp)、序列时序(tseq)、保护间隔时间(tg)、开销度量、多径延迟扩展、prach传输时间间隔(tti)和小区覆盖度量。在一些例子中，当前系统使用前导码序列的一次性传输，其可能不是可缩放的。在一些实现方式中，可以使用针对cp和保护时间的悲观设置(pessimisticsetting)来适应最坏场景。例如，对于较大的小区半径，可以使用较长的cp和保护间隔来补偿由往返延迟和多径延迟引起的时间不确定性。因此，如图2所示，可以针对不同的小区覆盖采用不同格式的随机接入前导码。
参照图3a、3b和3c，图302、表格304和图306分别包括在传统无线通信系统中使用的循环移位的步长(ncs)配置的例子。
参照图4，在本公开内容的一个方面中，提供了rach时隙设计400。在图4中，在一个例子中，rach时隙402可以包括可缩放rach签名406、时域中的保护间隔408、和/或频域中的一个或多个保护频带404。在一些实现方式中，一个或多个rach签名(例如，rach签名406)的维度对于一个或多个ue(例如，ue12、ue14或5gnr设备)的随机接入或调度请求的不同容量和/或覆盖要求可以是可缩放的。在一些例子中，rach签名406可以包括一个或多个rach符号(例如，第一rach符号410、第二rach符号420和/或高达第(k-1)rach符号430)，以及每个rach符号可以包括cp、序列和/或时域中的保护时间。例如，rach符号410可以包括cp412、序列414和/或保护时间416。类似地，rach符号420可以包括cp422、序列424和/或保护时间426，以及rach符号430可以包括cp432、序列434和/或保护时间436。
仍然参照图4，在一些例子中，每个rach签名可以是包括k个非二进制符号的码字(例如，短长度码字)，其由具有mds、删除复原(erasureresilient)和短长度特性的fec编码器来生成。在本文论述的例子中，“k”用于表示码字(包括源符号和奇偶校验符号)的长度，以及“m”用于表示源符号的大小。长度为k的码字(例如，短长度mds码字)可以包括m个源符号和k-m个奇偶校验符号。例如，码字(例如，短长度码字)可以被映射到rach签名(由具有k个非二进制编码符号的reed-solomon码字来构造，其可以进一步被分成m个源符号和k-m奇偶校验符号)。例如，码字或rach签名可以是rs(7,3)、rs(15,3)或rs(15,5)。在一些方面中，每个码符号被映射到有限大小的正交序列或准正交序列中的一个序列。例如，每个码符号可以被映射到具有相同的根索引和不同的循环移位的zadoff-chu序列。作为另一例子，不同的码符号可以使用不同的根索引(例如，如稍后在图7的表格700中所示)。
在一些例子中，符号到序列映射可以是小区id和符号索引的函数。例如，可以将不同的符号映射到不同的正交序列集合以减小在异步rach签名之间的干扰。在另一例子中，邻居小区可以考虑符号映射的不同排列次序以减少小区间干扰(ici)。换句话说，符号映射的次序对于不同的小区可以是不同的。在一些例子中，rach符号的结构或格式可以基于ofdm。例如，rach符号的结构或格式可以包括短循环前缀、短持续时间的序列和/或短保护时间。在一些方面中，短循环前缀和短保护时间可以用于将由具有相同或类似覆盖范围的不同ue发送的rach签名分开。在示例实现方式中，rach签名的保护间隔比每个rach符号的保护时间长得多。在一些方面中，保护间隔可以用于将由具有大覆盖差异的ue发送的rach签名分开，以及减小rach信号与在rach传输之后发送的其它信号之间的符号间干扰(isi)。
参照图5，在一个方面中，提供了针对rach时隙的示例rach格式/结构500。在rach格式/结构500的一些实现方式中，一些参数(例如，cp的长度、rach序列和保护时间以及不同rach序列的数量)可以是可配置和可缩放的。在一些例子中，rach时隙502可以包括针对普通小区覆盖的可缩放rach签名(例如，图4中的rach签名406)，以及可缩放rach签名可以包括各个rach符号506(在图5的例子中，第1rach符号到第7rach符号)。在一些实现方式中，每个rach符号506可以包括cp510、rach序列512和保护时间514。在一个例子中，关于普通小区覆盖，假设小区半径等于或小于14.53km，并且期望的rach容量等于512(8×8×8＝512)。在时域中，rach签名(例如，rach签名406)被包括在具有1ms的持续时间的rach时隙502中，并且rach签名可以包括七个(k＝7)rach符号506(例如，如图5所示的第1rach符号到第7rach符号、或者rach符号#0到rach符号#6)。在一个例子中，每个rach符号506具有持续时间tsym(例如，tsym＝131.25μs)，以及rach时隙502可以包括具有tng(例如，tng＝96.875μs)的普通保护间隔508。在频域中，例如，rach时隙502的带宽可以是1.08mhz，包括多个子载波(例如，具有1.25khz子载波间隔的839个子载波)和两个均具有12.5khz带宽的保护频带。在一个方面中，rach符号506可以包括具有持续时间tcp＝21.875μs的cp510、具有持续时间tseq＝93.75μs的rach序列512、以及具有tg＝15.625μs的保护时间514。在一些例子中，基于rach符号索引(例如，图7中所示的索引)和/或预定次序来选择或配置/构造rach签名(例如，rach签名406)中的每个rach符号506。
参照图6，在一个方面中，提供了针对rach时隙的示例rach格式/结构600。在rach格式/结构600的一些实现方式中，一些参数(例如，cp的长度、rach序列和保护时间以及不同rach序列的数量)可以是可配置和可缩放的。在一些例子中，rach时隙602可以包括针对扩展小区覆盖的可缩放rach签名(例如，图4中的rach签名406)，以及可缩放rach签名可以包括额外的rach符号(例如，k＝15)以适应相对于图5中的rach格式/结构500而言扩展的覆盖。在一些实现方式中，rach时隙602中的rach签名可以具有各个rach符号606。在一个例子中，对于扩展覆盖小区，假设小区半径大约为100km，以及期望的rach容量等于或大于512。在时域中，rach签名被包括在具有3ms的持续时间的rach时隙602中，以及rach时隙602可以包括十五(k＝15)个rach符号606(例如，如图6所示的第一rach符号到第15rach符号、或者符号rach符号#0到rach符号#14)。与具有图5中的具有rach格式/结构500的rach签名相比，rach签名(例如，rach签名406)中的更大数量的rach符号606允许包括奇偶校验符号，并且因此允许更多的冗余性。
在一个方面中，每个rach符号606可以具有持续时间tsym＝150μs，以及rach时隙602可以包括具有持续时间teg＝750μs的扩展保护间隔608。在一个方面中，扩展保护间隔608可以适应较长的往返时间延迟，同时，扩展保护间隔608可以与较大的覆盖区域相关联。在一些例子中，扩展保护间隔608可以用于将由具有大覆盖差异的ue发送的rach签名分开，以及减少由来自小区边缘ue进行的rach信号传输引起的isi。在频域中，rach时隙602的带宽是1.08mhz，其包括839个子载波(例如，具有1.25khz子载波间隔)和两个均具有12.5khz带宽的保护频带。在一个例子中，每个rach符号606可以包括具有持续时间tcp＝34.375μs的cp610、具有持续时间tseq＝93.75μs的rach序列612、以及具有持续时间tg＝21.875μs的保护时间614。在一些例子中，可以基于rach符号索引(例如，与图7中所示的索引相同或类似的索引)来选择或配置/构造每个rach符号606。在一个方面中，rach时隙602中的rach签名可以使用较长的(例如，以相同的功率在较长时间内发送的(或接收的))码字，与具有图5中的rach格式/结构500的rach签名相比，rach时隙602中的rach签名允许较大的覆盖区域。在另一方面中，链路预算可以与用于通信的发射功率和/或时间相关。
参照图7，在一个方面中，表格700包括用于对针对普通小区覆盖的rach签名的特定于符号的映射的rach符号索引(包括根索引、初始偏移、循环移位范围、循环移位的步长和zc序列长度)以及相应的rach符号。在该例子中，rach签名可以占用7个ofdm符号。对于每个符号，通过从八个相互正交的zadoffchu序列中选择一个序列来构造波形，所述序列具有相同的根索引但是具有不同的循环移位。对根索引和循环移位的选择是特定于符号的。对由不同符号使用的zadoffchu序列的互相关根据设计可以较小。在这方面中，可以重用来自lte的长度为839的zadoff-chu序列。在示例实现方式中，lte网络可以将zadoff-chu序列用于生成rach签名，以及可以使用单个根索引。
在另一示例实现方式(例如，5gnr)中，如图7中的示例表格所示，对针对普通小区覆盖(例如，小区半径等于或小于14.53km)的rach签名的特定于符号的映射可以用于配置或构造如图5所示的针对普通小区覆盖的可缩放rach签名。在表格700中，与rach符号k(例如，0到6)一起示出根索引uk、初始偏移δk、循环移位的示例范围、循环移位的步长ncs、zadoff-chu序列长度nzc。例如，表格700中的循环移位的范围可以用于说明针对rs(7,3)码符号的为8的字母表大小，其可以被映射到具有相同的根索引但是具有不同的循环移位的八(8)个正交zadoff-chu序列。
在一些方面中，对图7中的rach签名的特定于符号的映射可以由一个或多个等式来确定或表示。在一个例子中，针对rach符号k的候选子序列(例如，具有相同的根索引和不同的循环移位)可以由等式(1)来表示：
其中l用于为与rach符号k相对应的8元字母表编索引，以及索引“l”从0到7。在一些例子中，一个或多个候选子序列可以被级联到一个rach签名中。例如，对k个子序列到一个rach签名的级联可以由等式(2)来表示：
其中，p[t-k(tcp+tseq+tg)]可以用于脉冲整形和/或加窗，以及
表格1对由等式(1)和(2)使用的记法的解释
仍然参照图7，在示例实现方式中，lte网络可以在下行链路中进行同步(例如，经由发送/接收时序提前(ta))，但是可以不在上行链路通信中进行同步。
在另一示例实现方式(例如，5gnr)中，针对增强的rach前导码的ta可以用于上行链路时序同步。例如，当往返延迟等于或短于rach符号中的保护时间时，可以使用具有相同的根索引和不同的循环移位的基序列，并且可以保留不同rach前导码之间的正交性。在这种情况下，对循环移位的转换为较小小区的ta提供参考。在另一例子中，当往返延迟长于rach符号中的保护时间时，可以使用具有不同的根索引的基序列，可以保留不同前导码之间的准正交性，以及根索引排列的次序可以承载rach信号传输的时间戳。在这种情况下，对rach段的toa估计可以为较大小区中的ta调整提供参考。
参照图8，在一个方面中，示例功能800用于构造本文论述的一个或多个rach签名(例如，图4中的rach签名406)。在一些方面中，针对rach签名(例如，rach签名406)的码字可以由最大距离可分(mds)fec编码器802、812(例如，使用reed-solomon码)来生成。例如，可以将ue14或uea的第一源符号集合(例如，如图8中所示的m个源符号a0,…,am-1)输入到mdsfec编码器802，以及可以将ue12或ueb的第二源符号集合(例如，如图8中所示的m个源符号b0,…,bm-1)输入到mdsfec编码器812。在一个例子中，ue标识(id)可以由多个源符号(例如，m个源符号)携带，以及奇偶校验符号(例如，k-m个奇偶校验符号)可以提供用于对基于争用的接入的多用户检测的fec能力。在一个方面中，可以将打孔和/或交织应用于mdsfec编码器802、812的输出。在一个例子中，如图8所示，ue14或uea的mdsfec编码器802的输出可以由ca＝[c0…ck-1]来表示，以及ue12或ueb的mdsfec编码器802的输出可以由cb＝[c'0…c'k-1]来表示。在一些例子中，在框804、814处，可以基于符号索引和/或小区id来执行码字映射。在一个方面中，码字可以由正交或准正交波形的序列来表示，例如，具有不同循环移位的chu序列、具有不同模式的啁啾序列、伪随机噪声(pn)序列或walsh码。在一些例子中，可以在将波形/码字发送给基站810(例如，图1中的网络实体20或enb)之前，在框806、816处应用无线资源映射。
参考图9和10，在一些方面中，时间线900和时间线1000(其均与混合接收机处理相关)包括不同的ue发送由enb接收的rach签名(例如，不同的rach签名)。如本文所描述的，rach签名的结构可以允许针对给定的rach时隙来执行双向解码和连续干扰消除(sic)。在一个例子中，可以从附近ue发送具有早期并且确定性toa的rach签名。在这种情况下，可以使用或应用经优化的传输参数。在一个方面中，来自附近ue的rach签名可能遇到来自远处ue的“冲突”。在这种情况下，可以通过针对每个rach符号的对正交序列或准正交序列的选择来应用干扰抑制。在另一方面中，删除校正可以是所选择的码本固有的。在一个方面中，可以执行或使用sic。
在另一例子中，可以从小区边缘ue发送具有晚期并且确定性toa的rach签名。在这种情况下，可以将解码的方向反转(与发送次序相比)。在一个方面中，来自小区边缘ue的rach签名可能遇到来自较近ue的“冲突”。在这种情况下，可以通过针对每个rach符号的对正交/准正交序列的选择来应用干扰抑制。在另一方面中，删除校正可以是所选择的码本固有的。在一个方面中，可以执行或使用sic。在一些例子中，如果相同的索引用于不同的rach符号，则不同的rach符号可以使用不同的cp来互相区别。
参照图9，在一个方面中，时间线900包括rach签名同步到达基站(例如，enb)处。例如，当往返延迟差等于或短于rach符号的保护时间时，rach签名的到达可以是同步的。根据本公开内容，在符号级别上，可以对rach签名进行格式化，使得不同的rach签名(和符号，如图例中所示)的波形是正交或准正交的。在一些例子中，基站(例如，enb)可以区分通过不同码字通知的rach请求。
参照图10，在一个方面中，时间线1000包括rach签名异步到达基站(例如，enb)处。例如，来自不同ue的rach签名可以以不同的时序到达基站处，并且有时异步到达可能是由传播延迟造成的。此外，当往返延迟差长于rach符号的保护时间时，rach签名的到达可以是异步的。在这种情况下，根据本公开内容，基站可以选择性地检测具有较高sinr的rach序列的子集，并且从所接收的信号中消除它们。
在其它方面中，可以针对普通小区覆盖(例如，等于或小于14.5km的小区覆盖)改进rach容量。在一个方面中，如果期望的rach容量等于或小于512(例如，512个用户)，则对于本文描述的可缩放rach签名设计，可以将三个(m＝3)源符号用于指示ueid，可以由rs(7,3)编码器生成长度为7(k＝7)的码字，以及可以根据图5中的示例rach结构500和图7中的特定于符号的映射来将序列映射到7个rach符号。在这种情况下，rach时隙持续时间(例如，7个符号+普通保护间隔)是1ms。在另一方面中，如果期望的rach容量大于512(例如，512个用户)，则对于本文描述的可缩放rach签名设计，可以将五个(m＝5)源符号用于指示ueid，可以由rs(7,5)编码器生成长度为7(k＝7)的码字，以及可以根据图5中的示例rach结构500和图7中的特定于符号的映射来将序列映射到7个rach符号。在这种情况下，rach时隙持续时间(例如，7个符号+普通保护间隔)是1ms或2ms。
在本公开内容的一些例子中，可以针对扩展小区覆盖(例如，高达大约100km的小区覆盖)来改进rach容量。在一个方面中，如果期望的rach容量等于或小于512(例如，512个用户)，则对于本文描述的可缩放rach签名设计，可以将三个(m＝3)源符号用于指示ueid，可以由rs(15,3)编码器生成长度为15(k＝15)的码字，以及可以根据图6中的示例rach结构600和基于图7的针对较长签名长度和较大字母表大小的扩展的、特定于符号的映射，来将序列映射到15个rach符号。在这种情况下，rach时隙持续时间(例如，15个符号+扩展保护间隔)是3ms。在另一方面中，如果期望的rach容量大于512(例如，512个用户)，则对于本文描述的可缩放rach签名设计，可以将五个(m＝5)源符号用于指示ueid，可以由rs(15,5)编码器生成长度为15(k＝15)的码字，以及可以根据图6中的示例rach结构600和基于图7的针对较长签名长度和较大字母表大小的扩展的、特定于符号的映射，来将序列映射到15个rach符号。在这种情况下，rach时隙持续时间(例如，15个符号+扩展保护间隔)是3ms。
在一个方面中，当需要相对较大的rach容量时，则可能需要相对较大数量的源符号。
参考图11，在一个例子中，网络1100可以包括与具有不同覆盖范围的ue(例如，ue12或ueb、以及ue14或uea)进行通信的基站(例如，enb、或图1中的网络实体20)，导致在图1102上rach签名在基站处具有不同到达时间。在这方面中，例如，可以基于不同的往返延迟(例如，ra和rb)来选择rach参数，所述不同的往返延迟基于不同的传播延迟或者与不同地传播延迟相关联。在该例子中，示出了两个ue(ue12或ueb、以及ue14或uea)，以及每个ue将rach签名发送给基站20。例如，ue14或uea发送rach签名1104，以及ue12或ueb发送rach签名1106。在一些例子中，可以将相同的rach签名设计和rach发送/接收扩展/应用到调度请求或信令请求(sr)。
在一种实现方式中，rach参数可以包括：ε，其表示从uea到基站20的往返延迟；τ，其表示uea和ueb之间的往返延迟差；θ，其表示两个非同步rach签名的重叠持续时间；以及w，其表示用于rach签名观察的时间窗口长度。在一个例子中，在图11中，用于rach签名观察的时间窗口长度w可以取决于预期的覆盖，以及可以由以下等式来表示：
wa＝ε+τ+θ(3)
wb＝ε+2τ+θ(4)
其中，wa是用于对ue14或uea的rach签名观察的时间窗口长度，wb是用于对ue12或ueb的rach签名观察的时间窗口长度，以及时间窗口长度wb大于时间窗口长度wa。对于不具有sic的多用户检测(mud)，观察窗口可能需要考虑重叠间隔(例如，重叠持续时间/长度θ)。例如，当考虑或确定针对rach签名1104和1106的时间效率时，可以使用θ/(θ+ε+2τ)。另外，当考虑或确定针对rach签名1104和1106的能量效率时，可以使用θ/(θ+τ)。
在一些实现方式中，根据本文所讨论的方面中的一个或多个方面，可以针对rach管理和操作选择rach参数。在一些例子中，保护时间的持续时间、cp或rach符号(例如，rach符号506/606)中的序列、针对rach符号(例如，rach符号506/606)的时间维度、小区半径和/或传输效率(例如，时间效率或能量效率)可以(单独地或组合地)用于rach参数选择。例如，在选择rach参数时，可以考虑以下关系中的一个或多个关系：
·覆盖扩展→较大小区半径
·传输效率→较小小区半径
·rach容量要求→对符号长度和码率的约束
·干扰避免→对保护间隔和保护时间的约束
·采样率和资源分配→对带宽和持续时间的约束
参照图12，示例网络1200至少包括与具有不同覆盖范围的ue12和14(例如，ueb和uea)进行通信的基站20(例如，图1中的网络实体或enb20)，导致在图1202上rach签名(例如，图11中的rach签名1104和1106)在基站20处具有不同的到达时间。图1202涉及基于rach签名或前导码(例如，rach签名1104和1106)的toa的波形检测的方面。在一个方面中，针对rach签名或rach前导码的toa可以取决于ue和基站(例如，enb)之间的距离。在一个方面中，基站20可以使用不同的toa来在不同的ue(例如，ue12和14、或ueb和uea)之间进行区分。例如，如果uea和ueb同时开始rach传输，并且racha(例如，rach签名1104)比rachb(例如，rach签名1106)更早到达基站，则ra<rb，其中r表示ue(例如，ueb或uea)和基站20之间的距离。在另一方面中，toa的差可以与传播距离的差相关(假设多径延迟扩展是类似的)。在这种情况下，toa对于低速ue可以是准静态的。在一个方面中，与第n码符号相对应的波形可以根据n来配置。例如，波形承载随机接入(ra)时隙索引的时间戳，以及来自地理上接近的ue(例如，uea)和地理上遥远的ue(例如，ueb)的rach信号可以被分开(如果它们的toa的差异足够大的话)。在这种情况下，可以实现rach签名序列的较小相关性。
出于解释简单的目的，将本文论述的方法示为并且描述为一系列动作，应理解和明白的是，方法(以及与其相关的另外的方法)不受动作的次序限制，因为根据一个或多个方面，一些动作可以按照与本文中示出并且描述的次序不同的次序发生，和/或与本文中示出并且描述的其它动作并发地发生。例如，将明白的是，方法可以替代地被表示为一系列相关的状态或事件(例如，在状态图中)。此外，可能不要求实现所有示出的动作来实现根据本文描述的一个或多个特征的方法。
参照图13，在一个操作方面中，诸如ue12和/或ue14(图1)之类的ue可以执行用于在无线通信系统中基于可缩放签名设计的随机接入的方法1300的一个或多个方面。例如，处理器103、存储器130、调制解调器108、rach管理组件40、rach容量和覆盖管理组件42和/或rach签名组件44中的一项或多项可以被配置为执行方法1300的一个或多个方面。
在一个方面中，在框1302处，方法1300可以包括：随机地选择源符号(例如，非二进制符号)阵列，其中，阵列具有基于rach的容量要求或覆盖要求中的至少一项的一个或多个可缩放维度。在一个方面中，例如，rach管理组件40和/或rach容量和覆盖管理组件42(图1)可以识别rach的容量，以及rach签名组件44(图1)可以随机地选择源符号阵列，如本文所描述的。例如，源符号阵列(例如，经编码的非二进制符号的系统部分)可以包括用于生成用于rach传输的rach签名的、有限大小符号的字母表。在一些例子中，可以通过使用不同的源符号来区分来自不同ue的rach请求。在一些例子中，源符号阵列的维度和字母表的大小可以取决于随机接入的期望容量(例如，要使用rach传输的用户数量)。在一些实现方式中，源符号或rach符号的结构可以基于具有可配置资源映射的ofdm。在一些例子中，一个或多个可缩放维度可以包括以下各项中的至少一项：循环前缀的长度、码字的长度、保护时间的长度、码本的大小、rach签名的持续时间和/或发射功率。
在一个方面中，在框1304处，方法1300可以包括：将源符号阵列编码到针对rach签名的码字中。在一个方面中，例如，rach签名组件44和/或编码/解码组件46(图1)可以执行将源符号阵列编码到针对rach签名的码字中，如本文所描述的。在一个例子中，每个rach签名可以是具有多个非二进制符号的码字，所述码字是通过在fec编码器(例如，如图8所示的mds、删除复原和短长度fec编码器)处对源符号阵列进行编码来生成的，以及非二进制符号可以包括源符号和奇偶校验符号(例如，如图9和图10所示)。在一些情况下，码字可以是从具有mds属性的块码中选择的短长度码字。在一种实现方式中，可以基于要将rach签名向其发送的基站(例如，图1、11和12中的网络实体20)的覆盖距离来确定或选择码字的长度。
在一个方面中，在框1306处，方法1300可以包括：将码字映射到串行级联的正交序列或准正交序列以定义rach签名。在一个方面中，例如，rach签名组件44和/或映射组件48(图1)可以执行将码字映射到串行级联的正交序列或准正交序列以定义rach签名，如本文所描述的。在一个例子中，码字可以基于符号索引和/或小区id来映射，以及由正交或准正交波形的序列来表示，例如，具有不同循环移位的chu序列、具有不同模式的啁啾序列、pn序列或walsh码(例如，如图8所示)。在一个方面中，正交序列可以是具有特定于符号的根索引和不同的循环移位的有限大小的zadoff-chu序列。例如，可以将每个码符号映射到有限大小的正交序列(例如，具有相同的根索引和不同的循环移位的zadoff-chu序列(例如，如图7的表格700中所示))中的一个序列。在一些实现方式中，相同的根索引被用于相同的符号，以及不同的符号可以使用不同的根索引来解决由近远效应导致的潜在时序模糊性。在一些方面中，可以将码字逐个符号地映射到串行级联的正交序列或准正交序列，以及符号到序列的映射可以基于符号索引的函数(例如，在图7中)和/或小区id的函数。
在一个方面中，在框1308处，方法1300可以包括：在rach时隙内发送rach签名。在一个方面中，例如，rach管理组件40和/或rach签名组件44(图1)可以例如经由调制解调器108、收发机106、rf前端104以及一个或多个天线102来发起rach签名传输，如本文描述的。在一些例子中，rach签名是在一个rach时隙内以预定的功率电平发送的。
参照图14，在一个操作方面中，诸如网络实体20(图1)之类的网络实体可以执行用于随机接入管理和操作的方法1400的一个或多个方面。例如，处理器103、存储器130、调制解调器108、rach管理组件40、rach容量和覆盖管理组件42和/或rach签名组件44中的一项或多项可以被配置为执行方法1400的一个或多个方面。
在一个方面中，在框1402处，方法1400可以包括：识别rach的容量或覆盖。在一个方面中，例如，rach管理组件40和/或rach容量和覆盖管理组件42(图1)可以识别或确定rach的容量或覆盖，如本文所描述的。
在一个方面中，在框1404处，方法1400可以包括：至少基于所识别的容量或所识别的覆盖来确定rach签名的格式。在一个方面中，例如，rach管理组件40和/或rach签名组件44(图1)可以确定rach签名的格式，如本文所描述的。
在一个方面中，在框1406处，方法1400可以包括：发送包括所确定的格式的消息。在一个方面中，例如，rach管理组件40和/或rach签名组件44(图1)可以例如经由调制解调器108、收发机106、rf前端104和/或一个或多个天线102来发起消息/格式传输，如本文所描述的。
参照图15，在一个操作方面中，网络实体20(图1)可以执行用于随机接入管理和操作的方法1500的一个或多个方面。例如，处理器103、存储器130、调制解调器108、rach管理组件40、rach容量和覆盖管理组件42和/或rach签名组件44中的一项或多项可以被配置为执行方法1500的一个或多个方面。
在一个方面中，在框1502处，方法1500可以包括：接收一个或多个rach信号。在一个方面中，例如，rach管理组件40可以例如经由一个或多个天线102、rf前端104、收发机106和调制解调器108接收一个或多个rach信号，如本文所描述的。
在一个方面中，在框1504处，方法1500可以包括：基于到达时间(toa)来识别一个或多个rach信号上的一个或多个rach签名。在一个方面中，例如，rach管理组件40和/或rach签名组件44(图1)可以执行rach签名检测，以及识别一个或多个rach签名，如本文所描述的。
在一个方面中，在框1506处，方法1500可以包括：执行针对一个或多个rach签名的双向解码或连续干扰消除(sic)。在一个方面中，例如，rach管理组件40和/或rach签名组件44(图1)可以执行针对每个rach签名的双向解码或sic，如本文所描述的。
已经参照lte/lte-a或5gnr通信系统给出了电信系统的若干方面。如本领域技术人员将容易明白的，贯穿本公开内容描述的各个方面可以扩展到其它电信系统、网络架构和通信标准。
举例而言，各个方面可以扩展到其它通信系统，例如，高速下行链路分组接入(hsdpa)、高速上行链路分组接入(hsupa)、增强型高速分组接入(hspa+)和td-cdma。各个方面还可以扩展到采用以下各项的系统和/或其它适当的系统：长期演进(lte)(在fdd、tdd或这两种模式中)、改进的lte(lte-a)(在fdd、tdd或这两种模式中)、cdma2000、演进数据优化(ev-do)、超移动宽带(umb)、ieee802.11(wi-fi)、ieee802.16(wimax)、ieee802.20、超宽带(uwb)、蓝牙。所采用的实际电信标准、网络架构和/或通信标准将取决于特定应用和施加到系统上的总体设计约束。
要理解的是，所公开的方法中的步骤的特定次序或层次是对示例性过程的说明。要理解的是，基于设计偏好，可以重新排列方法中的步骤的特定次序或层次。所附的方法权利要求以示例次序给出了各个步骤的元素，以及非意味着限于所给出的特定次序或层次，除非其中明确记载。
提供先前描述以使得本领域任何技术人员能够实施本文描述的各个方面。对于本领域技术人员而言，对这些方面的各种修改将是显而易见的，以及可以将本文定义的通用原理应用于其它方面。因此，权利要求不旨在限于本文示出的方面，而是被赋予与权利要求的文字一致的全部范围，其中除非明确如此说明，否则对单数形式的元素的提及不旨在意指“一个且仅有一个”，而是指代“一个或多个”。除非另外明确说明，否则术语“一些”指代一个或多个。提及项目列表中的“至少一个”的短语指代那些项目的任意组合，包括单个成员。作为例子，“a、b或者c中的至少一个”旨在涵盖：a；b；c；a和b；a和c；b和c；以及a、b和c。贯穿本公开内容描述的各个方面的元素的所有结构和功能等效物通过引用方式明确地并入本文，并且旨在由权利要求所包含，所述结构和功能等效物对于本领域普通技术人员来说是已知或者稍后将知的。此外，本文中没有任何公开内容旨在奉献给公众，不管这样的公开内容是否被明确地记载在权利要求中。
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