本公开一般涉及用于增强与无线通信网络的网络节点的无线通信的通信设备和由通信设备执行的方法。更具体地，本公开涉及这样的方法和通信设备，其中通信设备已经在处于活动状态时在第一时间点从网络节点接收第一定时提前ta值，并且此后通信设备已经切换到非活动状态。本公开还涉及由网络节点执行的相应方法、相应的网络节点以及计算机程序和载体。
背景技术：
通信网络在社会中的发展方向是不仅由人处理的普通移动电话连接到通信网络，而且诸如自动售货机、冰箱等的设备也连接到通信网络。这被称为物联网iot。这样的iot通信设备可能不需要特别经常地连接到通信网络，例如，它们中的一些可能仅需要连接到通信网络以接收更新以及报告其功能状态。在例如这样的上下文中，讨论了小数据传递。可以将小数据传递定义为其中通信设备仅需要针对短时间唤醒(即进入活动状态)以接收或发送少量数据，并且此后可以再次返回到非活动状态(例如，再次休眠)。
需要设计无线通信网络以很好地适应小数据传递，具有支持在活动状态和非活动状态之间快速和有效切换的功能。例如，在长期演进lte中，当ue在小分组传输和静默时间段之间改变时，通信设备通常在活动状态rrc_连接和非活动状态rrc_空闲之间切换。为了减少网络中的信令开销和相关处理负载，3gpp正在讨论称为“rrc恢复/暂停”的新特征，并且可以引入到lte版本13中。rrc恢复/暂停允许在ue的静默时间段期间暂停rrc连接，并且在稍后新数据可用时恢复。以这种方式，可以针对小数据传输避免rrc_空闲到rrc_连接状态转换的完整信令过程。
对于lte，通过确保来自同一小区中的不同ue的传输被网络节点(例如，enodeb)时间对齐地接收，以实现上行链路传输正交性。因此，可以避免ue之间的小区内干扰。通过相对于接收的下行链路dl子帧在ue发送的上行链路ul子帧处应用定时提前ta值来实现时间对齐。ta是负偏移，意味着与接收的dl子帧相比，具有ta调整的ul发送的子帧提前发生。假设相同的传播时延值应用于dl和ul传输方向二者，则ta值等于2×传播时延。如何将ta应用于ul传输在图1中示出，其中两个ue(ue1和ue2)在小区中与enodeb(enb)的距离不同，ue1比ue2更靠近enb。enb与ue1之间的dl传播时延表示为dp1，enb与ue2之间的dl传播时延表示为dp2。由于ue1比ue2更靠近enb，因此dp1＜dp2。ta值被设置为传播时延的2倍，从而确保来自ue1和ue2的传输同时由enb接收。1.1表示从enb发送的dl子帧，在dp1时间单位之后在ue1处接收到(1.2)该dl子帧。因此，对于在与从enb发送(1.1)dl子帧相同的时间处从ue1发送(1.3)将在enb处接收到(1.4)的相应ul子帧，其必须以两倍于dp1的ta1被发送(1.4)。类似地，对于ue2，在dp2时间单位之后，在ue2接收到(1.5)从enb发送(1.1)的dl子帧。因此，对于在与从enb发送(1.1)dl子帧相同的时间处从ue2发送(1.6)将在enb处接收到(1.7)的相应ul子帧，其必须以两倍于dp2的ta2被发送(1.7)。
根据lte3gpp标准，ta采用0-0.67ms范围内的值，其粒度为0.52us。对于0.52us的ta值，在enb和ue之间的相应传播距离可以被计算为(3×108×0.52×10-6)/2＝78m，而对于0.67ms的ta值，在enb和ue之间的相应传播距离可以被计算为(3×108×0.67×10-3)/2＝100km，这是最大传播距离。换句话说，最大距离将有助于小区半径达到100km。
为了若干目的，针对ue发起朝向网络的随机接入，所述目的主要包括：
-用于建立ue的初始无线电链路，其将ue从rrc空闲状态转换到rrc连接状态。
-如果触发了无线电链路故障，则重新建立无线电链路。
-用于ue和网络之间的上行链路同步。
在后一种情况下，网络根据ue的物理随机接入信道prach传输估计ta值，并且ta值被分配给ue，该ta值被包括在随机接入响应消息中，以便ue调整上行链路定时。
如上所述，ue和网络之间的初始ul同步是通过随机接入信道rach接入过程获得的。之后，当ue处于活动状态时，enb经由物理上行链路共享信道pusch或物理上行链路控制信道pucch或探测参考信号srs连续测量从每个ue发送的上行链路信号的定时，并且enb在必要时调整上行链路传输定时。ta调整由enb使用例如媒体访问控制mac控制元素发送。该ta更新主要是由于以下任何原因：
-ue的移动，导致ue与enb之间的传播时延的改变，主要取决于ue与enb的距离；
-传播路径的改变，例如，一些路径消失，一些新的路径出现，从而导致传播时延的改变；
-ue中的振荡器漂移，其中小频率误差随时间的累积可能导致定时误差；
-由ue移动引起的多普勒频移，导致在enb处接收的ul信号的附加频率偏移。
对于具有小数据传递的ue，ue较为频繁或较不频繁地在活动和非活动状态之间切换。如果ue由于没有上行链路传输而在一定时间段内保持在非活动状态，则ue将丢失ul同步，尤其是当ue快速移动时。在这种情况下，ue必须重新获得ul同步，以便发送单个小分组，例如，ul数据或响应于接收的dl数据的ack/nack。用于这种ta更新的传统解决方案是执行rach过程以获得ul时间同步。对于机器类型通信mtc设备，该设备通常不频繁地(例如，每隔几分钟或几小时)发送分组。在智能手机应用程序业务中，短数据、确认或保持活动消息通常以不频繁的间隔被发送。在这些情况下使用ra过程来获得上行链路同步由于几个原因而不是有效的。首先，ra过程将引入额外的延迟。在某些情况下，ra过程的持续时间可能超过数据传递本身的持续时间。这可能是不可接受的，特别是对于时延关键的小数据传递。其次，由于有限的prach资源(例如，前导码的数量)，特别是在高负载系统中，rach容量可能是瓶颈。这会导致额外的延迟。因此，使用现有的ra过程来实现针对小数据传递的上行链路同步不是有效的。研究替代的较少rach(rach-less)的过程以获得ul同步是有意义的。
在新无线电nr(即3gpp中用于与5g相关的新无线电接口的术语)中，可以设想ue可以从非活动状态转换到活动状态，并且直接在基于竞争的信道上或使用半持久性授权进行数据传输。然而，这将要求ue仍具有有效的ta值。如果ta无效，则ue将需要首先进行随机接入过程以获得有效的ta值。因此，具有也确保在nr中的ue的有效ta的过程将是有利的，以避免对小数据传输的随机接入。
技术实现要素：
本发明的目的是解决以上概述的问题和难题中的至少一些。本发明的实施例的一个目的在于改进从无线通信设备向通信网络的网络节点发送数据的过程。本发明的实施例的另一个目的在于改进处理通信网络中的时间对齐更新的过程。可以通过使用所附独立权利要求中定义的方法和设备来实现这些和其他目的。
根据一个方面，提供了一种由通信设备执行的用于增强与无线通信网络的网络节点的无线通信的方法。通信设备已经在处于活动状态时在第一时间点从网络节点接收到第一定时提前ta值，并且此后通信设备已经切换到非活动状态。该方法包括：在获得数据传递的指示后，从非活动状态切换到活动状态，确定第一ta值是否仍然有效，当第一ta值被确定为有效时，采用第一ta值向网络节点发送数据，当第一ta值被确定为无效时，采用更新的ta值向网络节点发送数据。
根据另一方面，提供了一种通信设备，操作为与无线通信网络的网络节点通信。该通信设备已经在处于活动状态时在第一时间点从所述网络节点接收到第一定时提前ta值，并且此后该通信设备已经切换到非活动状态。该通信设备包括处理器和存储器。该存储器包含可由所述处理器执行的指令，由此通信设备操作为在获得数据传递的指示后，从非活动状态切换到活动状态，确定第一ta值是否仍然有效，当第一ta值被确定为有效时，采用第一ta值向网络节点发送数据，并且当第一ta值被确定为无效时，采用更新的ta值向网络节点发送数据。
根据另一方面，提供了一种由无线通信网络的网络节点执行的用于增强与通信设备的无线通信的方法。该方法包括：在通信设备处于活动状态时，在第一时间点向通信设备发送第一ta值，以及在比第一时间点晚的时间点向通信设备发送用于确定第一ta值是否仍然有效并根据所述确定采用第一ta值向网络节点发送数据的指令。
根据另一方面，提供了一种可在无线通信系统中操作的网络节点，被配置为增强与通信设备的无线通信。该网络节点包括处理器和存储器。该存储器包含可由所述处理器执行的指令，由此网络节点操作为在通信设备处于活动状态时，在第一时间点向通信设备发送第一ta值，以及在比第一时间点晚的时间点向通信设备发送用于确定第一ta值是否仍然有效并根据所述确定采用第一ta值向网络节点发送数据的指令。
根据其他方面，还提供了计算机程序和载体，其细节将在权利要求和具体实施方式中描述。
从以下详细的描述中，该解决方案的其它可能的特征和益处将变得显而易见。
附图说明
现在将通过示例性实施例并参考附图来更详细地描述该解决方案，在附图中：
图1是示出根据现有技术的使用定时提前ta的无线通信系统中的ul和dl传输的通信场景。
图2是可以使用本发明的无线通信系统的示意框图。
图3是示出根据可能的实施例的由无线通信设备执行的方法的流程图。
图4a-图4b是示出根据可能的实施例的由无线通信设备执行的方法的其他流程图。
图5是示出根据可能的实施例的由无线设备执行的另一方法的另一流程图。
图6是示出根据可能的实施例的由网络节点执行的方法的流程图。
图7是示出基于关于传播时间的信息计算ta值的实施例的信令场景。
图8是示出根据可能的实施例的方法的流程图。
图9-图10是更详细地示出了根据其他可能的实施例的无线通信设备的框图。
图11-图12是更详细地示出了根据其他可能的实施例的网络节点的框图。
具体实施方式
简而言之，提供了一种解决方案，以改进从无线通信设备向通信网络的网络节点发送数据的过程，尤其是针对在活动状态与非活动状态之间较为频繁或较不频繁切换的设备。这通过设备执行以下操作来实现：在从非活动状态切换到活动状态之后，确定在上次进入非活动状态之前它使用的ta值是否仍然有效。如果确定ta值仍然有效，则重新使用上个ta值。但是，如果它确定ta值不再有效，则它获得新的ta值。此后，它使用所选值与网络节点进行ul通信。这种对旧ta值的重新使用将节省网络资源，例如rach资源。此外，当重新使用旧的ta值时，从激活直到可以执行发送的过程短于首先必须执行rach过程的情况。
图2示出可以使用本发明的无线通信网络100。无线通信网络包括网络节点110。网络节点110可以是向位于小区(即，由从网络节点发送的无线信号覆盖的地理上受限的区域)中的无线通信设备120提供无线接入的任何类型的节点。网络节点110可以是例如无线电基站、enodeb、分布式基站的无线电头或无线电单元、或例如无线局域网wlan的接入点。无线通信设备可以是具有无线通信能力以与通信网络的网络节点通信的任何类型的设备，例如移动电话、膝上型电脑、掌上电脑、机器通信设备、ue等。无线通信网络可以基于例如全球移动通信系统gsm、码分多址cdma、宽带cdma(w-cdma)、cdma2000、通用分组无线业务gprs、edge、3g、lte、wlan、nr等的网络。通信网络100还可以包括第二网络节点150。
图3(结合图2)示出了根据实施例的由通信设备120执行以增强与无线通信网络100的网络节点110的无线通信的方法。通信设备120已经在处于活动状态时在第一时间点从网络节点接收到第一定时提前ta值。此后，通信设备已经切换到非活动状态。该方法包括：在获得数据传递的指示之后从非活动状态切换(202)到活动状态，以及确定(204)第一ta值是否仍然有效。该方法还包括：当第一ta值被确定为有效时，采用(206)第一ta值向网络节点发送数据；以及当第一ta值被确定为无效时，采用(207)更新的ta值向网络节点发送数据。
采用ta值向网络节点发送数据表示：使用该ta值，使得来自不同通信设备的上行链路传输基本上同时到达网络节点，而不管它们到网络节点的距离如何，这要归功于不同通信设备中的不同ta值。第一ta值也可以称为初始ta值。第一ta值可以是在第一时间点(在从活动状态切换到非活动状态之前)接收的任何ta值，例如在切换到非活动状态之前从网络节点接收的最新ta值。数据传递可以是上行链路或下行链路传输。下行链路数据传递的指示可以是从网络节点接收的消息，例如用于指示下行链路数据即将到来的寻呼消息。上行链路数据传递的指示可以是对通信设备的输出缓冲器中的内容的检测。
如上所述，通信设备确定是采用更新的ta值还是采用(即重新使用)第一ta值。因此，当可以重新使用在进入非活动状态之前接收的第一ta值时，可以避免用于获得更新的ta值的过程(例如，rach过程)来更新ta值。结果，否则将被用于更新ta值的过程的网络资源(例如，rach前导码资源)被释放。此外，当要重新使用第一ta值时，通信设备或多或少立即知道它将使用哪个ta值，并且可以与原来(必须等到例如rach过程被执行)相比更早地与网络节点通信。
图4a示出了图3的实施例的替代实施例，其中两个图中具有相同附图标记的步骤对应于方法的相同或相似步骤。根据图4a、图4b和图5中示出的实施例，基于以下项来执行确定(204)第一ta值是否仍然有效：在第一时间点处的与通信设备和网络节点之间的传播时间相关的信息和在获得数据传递的指示之后的第二时间点处的与通信设备和网络节点之间的传播时间相关的信息之间的差。
“与通信设备和网络节点之间的传播时间相关的信息”表示与无线电信号从通信设备传播到网络节点(或反之)所花费的时间相关的信息。与通信设备和网络节点之间的传播时间相关的信息在下文中也将简称为“与传播时间相关的信息”。与传播时间相关的信息可以包括对在第一时间点和第二时间点(以及可选地，也在第一时间点和第二时间点之间的一个或多个时间点)处从一个或多个网络节点发送信号直到在通信设备处接收到该信号的时延的测量。备选地，与传播时间相关的信息可以包括第一ta值和针对第二时间点估计的ta值。与传播时间相关的信息可以是与通信设备和网络节点之间的距离相关的信息。与传播时间相关的信息可以包括来自通信设备内部传感器(例如加速度计)的移动数据。与传播时间相关的信息可以包括在第一时间点和第二时间点的通信设备位置信息，例如gps位置信息数据。与传播时间相关的信息可以包括通信设备的移动性状态的知识，例如，它的移动方向、移动速度等。如上所述，通信设备基于在确定了第一ta值的时间点处和第二时间点处的与传播时间相关的信息来确定是获得更新的ta值还是重新使用第一ta值。换句话说，如果从通信设备到网络节点的距离从第一时间点到第二时间点没有太大改变，则可以在第二时间点重新使用先前使用的相同ta值。第二时间点是在获得数据传递的指示之后发生的时间点，该指示进而触发从非活动状态切换(202)到活动状态。在一个实施例中，第二时间点是在从非活动状态切换(202)到活动状态之后发生的时间点。
根据图4a、图4b和图5中示出的另一实施例，当第一时间点处的与传播时间相关的信息和第二时间点处的与传播时间相关的信息之间的差小于第一阈值时，采用(206)第一ta值向网络节点发送数据。通过设置这样的阈值，可以避免不必要地确定新的ta值。由此节省了通信设备处的处理功率。
根据图4a中示出的另一实施例，当第一时间点处的与传播时间相关的信息和第二时间点处的与传播时间相关的信息之间的差高于第一阈值时，通过以下操作来获得更新的ta值：发起(208)与网络节点的rach过程或其他上行链路信号传输过程，并且响应于所发起的rach过程或其他上行链路信号传输过程，从网络节点接收(210)更新的ta值。通过在确定ta值已经改变在第一阈值之上时使用rach过程或其他类似的上行链路信号传输过程更新ta值，在阈值之上(例如，针对较大的设备位置改变)获得ta值的良好更新。作为发起的rach过程或其他类似的上行链路信号传输过程的结果，通信设备可以从网络节点接收(210)更新的ta值，并采用(212)更新的ta值向网络节点发送数据上行链路。在图4a中，发起(208)、接收(210)和采用(212)的步骤对应于图3的采用步骤(207)。
图4b示出了图3和图4a的替代实施例，其中不同图中具有相同附图标记的步骤对应于方法的相同或相似步骤。在图4b的实施例中，当第一时间点处的与传播时间相关的信息和第二时间点处的与传播时间相关的信息之间的差高于第一阈值时，通过基于第一时间点处的与传播时间相关的信息、第二时间点处的与传播时间相关的信息以及第一ta值确定(214)更新的ta值，来获得更新的ta值。此后，采用(216)更新的ta值。在图4b中，确定(214)和采用(216)的步骤对应于图3的采用步骤(207)。因此，在通信设备处执行内部ta值确定方法，并且避免rach过程用于更新ta值，这释放了本来要用于rach过程的网络资源。此外，通过ue在内部确定当前ta值，prach的负载降低并且可以由其他ue使用。另外，以这种方式更新的ta值比在rach过程中从网络节点接收的ta值更快地获得，导致通信设备可以在唤醒之后比本来要使用rach过程来更新ta值更早的时间点发送数据。
图5示出了图3和图4的实施例的替代实施例，其中不同图中具有相同附图标记的步骤对应于方法的相同或相似步骤。在图5的替代实施例中，存在两个不同的阈值，第一阈值和高于第一阈值的第二阈值。根据该实施例，当第一时间点处的与传播时间相关的信息和第二时间点处的与传播时间相关的信息之间的差高于第一阈值并低于比第一阈值大的第二阈值时，该方法还包括：通过基于第一时间点处的与传播时间相关的信息、第二时间点处的与传播时间相关的信息以及第一ta值确定(214)更新的ta值，来获得更新的ta值。然后采用(216)所确定的更新的ta值。此外，当第一时间点处的与传播时间相关的信息和第二时间点处的与传播时间相关的信息之间的差高于第二阈值时，该方法还包括通过以下操作来获得更新的ta值：发起(208)与网络节点的rach过程或其他上行链路信号传输过程，并且响应于所发起的rach过程或其他上行链路信号传输过程，从网络节点接收(210)更新的ta值。此后，采用(212)更新的ta值。
当传播时间差大于第一阈值但小于第二阈值时，通信设备自身确定要使用的ta值。换句话说，在通信设备处执行内部ta值确定方法，并且避免rach过程用于更新ta值，这释放了本来要用于rach过程的网络资源。此外，通过在高于第二阈值时使用上行链路传输过程，为大的传播时间差确保了有效ta值。在图5中，发起(208)、接收(210)和采用(212)的步骤对应于图3的获得和采用步骤(207)。
根据实施例，可以将所确定的更新ta值传送到网络节点。
根据另一实施例，当第一ta值被确定为无效时，该方法还包括：基于对在获得数据传递的指示之后的大约第二时间点从网络节点发送的下行链路同步信号的接收时间的测量、对在大约第一时间点从网络节点发送的下行链路同步信号的接收时间的测量、连续发送的同步信号之间的时间间隔、以及在第一时间点和第二时间点之间的发送的下行链路同步信号的数量，来确定更新的ta值。结合图7描述了这种实施例的不同实现。
当通信设备知道在第一时间点和第二时间点接收到同步信号的接收时间以及它接收到的同步信号的数量和两个连续同步信号之间的时间间隔时，它可以计算在第二时间点发送下行链路同步信号的时延，并使用该时延作为用于确定第二时间点处的ta值的测量。
根据另一实施例，确定(204)第一ta值是否仍然有效包括：确定在大约第一时间点处从网络节点110发送到通信设备120的下行链路信号的传播时间与在大约第一时间点处从第二网络节点150发送到通信设备120的下行链路信号的传播时间之间的第一差，确定在获得数据传递的指示之后的第二时间点处从网络节点110发送到通信设备120的下行链路信号的传播时间与在第二时间点处从第二网络节点150发送到通信设备120的下行链路信号的传播时间之间的第二差，以及确定第一差和第二差之间的第三差，并且当第三差低于第三阈值时，确定第一ta值有效，当第三差高于第三阈值时，确定第一ta值无效。
通过这种方法，可以通过分析在第一时间点处来自第一和第二网络节点的dl信号的传播时间之差与在第二时间点处来自第一和第二网络节点的dl信号的传播时间之差之间的差，来补偿通信设备的内部时钟的可能时间漂移。dl信号可以是dl同步信号。
根据另一实施例，确定(204)第一ta值是否仍然有效基于在大约第一时间点处的通信设备的位置测量以及在大约在获得数据传递的所述指示之后的第二时间点处的通信设备的位置测量。位置测量可以通过基于gps的方法执行，即，由布置在通信设备中的gps传感器执行。
根据另一实施例，确定(204)是获得并采用更新的ta值还是采用第一ta值基于在大约第一时间点处和大约第二时间点处通过通信设备的移动指示器执行的移动测量。移动指示器可以是加速度计的加速度测量值或通信设备的移动性状态的指示。
根据另一实施例，响应于从网络节点接收到执行方法的指令而触发该方法。根据替代方案，当通信设备处于活动状态时接收该指令。
图6(结合图2)示出了由无线通信网络100的网络节点110执行的用于增强与通信设备120的无线通信的方法。该方法包括：在通信设备处于活动状态时，在第一时间点向通信设备发送(302)第一ta值，以及在比第一时间点晚的时间点向通信设备发送(304)用于确定第一ta值是否仍然有效并根据所述确定采用第一ta值向网络节点发送数据的指令。
根据一个实施例，该指令可以包括指示通信设备执行以下操作的指令：在第一ta值被确定为有效时，采用第一ta值向网络节点发送数据；在第一ta值被确定为无效时，采用更新的ta值向网络节点发送数据。
当通信设备在其生命期间处于活动状态时，该指令可以随时被发送。在接收到该指令时，通信设备开始使用所提出的方法。该指令可以通过广播信令或专用信令发送。
根据实施例，响应于通信网络的负载高于特定阈值的指示，触发向通信设备发送(304)该指令。通信网络的负载可以是高于特定阈值(例如，最大容量的60％-70％)的通信设备和网络节点之间的无线通信接口的容量使用。
在下文中，提出了有效的较少rach的ul同步过程的实施例，其对于小数据传递特别有用。当将该实施例应用于在rrc连接的非活动状态下的小数据传递时，信令开销进一步减少，并且数据传输延迟进一步减小。当处于非活动状态时，通信设备(下文称为ue)监视其移动状态。然后，ue确定现有ta是否仍然有效，如果是，则省略用于接收ta更新的传统ra过程。
更具体地，当ue从非活动状态切换到活动状态以便发送或接收数据(例如小数据)时触发所提出的过程。不是总是使用常规随机接入过程，而是基于rach或其他上行链路同步信令传输来重新获得ul同步，ue自主地确定是否必须使用随机接入过程来调整其ta值，或是否可以重新使用现有的ta值。作为扩展，如果ta改变不可忽略但仍然是“小”的，则ue可以在不借助于随机接入过程的情况下在本地调整其ta值。ta值的这种本地调整可以通过例如使用dl同步信号测量和/或历史ta值来执行。被ue用来判断是否需要ta更新的估计的移动状态信息可以包括以下知识：ue的移动性状态、一个或多个相邻网络接入节点的dl同步信号的测量、内部传感器数据、gps位置信息等。
发信号通知以启用较少rach的ul同步过程。网络节点110(参见图2)或通信网络100中向网络节点110发送指令并由网络节点110进一步向ue120发送的任何其他节点可以确定ue何时激活较少rach的ul同步过程。网络节点110可以使用若干标准(例如网络负载)来确定是否应用该实施例的ul同步过程。例如，当通信网络的负载或者特别是网络节点110的负载超过特定限制(例如，其最大容量的60-70％)时，网络节点确定此时要使用较少rach的ul同步过程，并向ue发信号通知开始使用该过程的指令。网络节点110可以经由广播信令或专用信令向ue120发信号通知，以启用较少rach的ul同步过程。当ue处于活动状态时完成发信号通知。
在下文中，呈现了如何实现较少rach的ul同步的不同实施例。在本发明的范围内，存在若干替代方式来发现ue是否仍具有有效ta值，或者是否需要更新ta值，以及可选地如何调整ta值以启用ul同步而无需借助于随机访问。
根据第一实施例，ue使用来自单个网络节点110的信号来确定是否需要更新ta值。在该实施例中，当ue在第一活动状态时间段处于活动状态时，ue从其初始随机接入过程获得初始ta值。然后，ue在随后的活动状态时间段保持该初始ta值。一个活动状态时间段是ue从活动状态切换到被动状态并再次返回活动状态。对于随后的活动状态时间段，根据替代方案，ue可以通过使用对下行链路同步信号的测量来估计ta值已经改变了多少，以相对于其初始ta值或先前使用的ta值自主地调整其ta值。
在第一用例中，ue在第二当前时间点确定不需要ta更新。换句话说，ue在当前活动时间段中确定使用初始ta值(或者，如果更新，则使用最近使用的ta值)。ue基于在确定了最近使用的ta值的第一时间点处的与通信设备和网络节点之间的传播时间相关的信息和在第二当前时间点处的通信设备和网络节点之间的传播时间相关的信息之间的差，来确定不需要ta更新。该第一用例可以基于几个替代原因。一个原因是ue自第一时间点起没有移动。另一个原因是ue缓慢移动，使得朝向网络节点的距离改变不会导致ta更新，例如，距离改变小于78m的ta更新粒度。又一示例是ue移回到一个先前位置，从而可以直接应用先前的ta值。
在第二用例中，ue在第二当前时间点确定需要更新ta值并使用dl测量来更新ta值。这是在需要ta更新时的情况，因为在ue120和网络节点110之间发送的信号的传播时延已经改变到一定程度，使得先前使用的ta值不再有效。传播时延的改变可能由于几个原因，例如ue移动性、信号传播路径的改变、ue中的振荡器漂移或多普勒频移等。ue可以周期性地监视dl同步信号以检测dl传播时延的改变。
在一个实施例中，通过比较接收的用于dl同步信号的连续传输的dl子帧来估计传播时延的改变。图7中示出了一个示例。在图7中，dli(i＝0到k)表示以等于n个子帧之间的时间差的相互时间差发送的连续发送的dl信号。ti(i＝0到k)是从网络节点110发送每个dl信号时的传输时间点，ri(i＝0到k)是通信设备120接收每个dl信号的接收时间点。dli用从ti到ri的箭头表示。dpi(i＝0到k)是从ti到ri的发送一个dl信号的传播时间。在该示例中，ue在r0之前的时间点经由rach接入过程获取表示为ta0的初始ta值(参见图7)。网络节点110基于由网络节点执行的对例如prach前导码的ul传输的测量，在随机接入响应rar消息中分配ta0。然后，ue120在处于活动状态时将该ta值保持一定时间。ue还开始从时间点r0监视可能的ta更新。然后，ue由于不活动而切换到非活动状态。当ue再次处于非活动状态时，ue保持在其最近活动时间段中获得的ta值。ue在每个不连续接收drx周期期间在其活动时间段期间监视dl同步信号。当ue发送/接收下一个小分组的时候，ue必须重新获得ul同步。假设网络节点110周期性地发送dl同步信号，因此ue120将知道检测到的dl同步信号的确切序号。例如，在图7中，ue120在时间rk检测到dl同步信号，该同步信号在时间tk由网络节点110发送。ue120能够根据等式(2)估计该信号的dl传播时延dpk：
dpk＝(rk-t0-k×n×sub_frame_length)
＝(rk-(r0-dp0)-k×n×sub_frame_length)
＝(rk-(r0-ta0/2)-k×n×sub_frame_length)，(2)
其中ti(i＝1到k)是每个dl信号dli的传输时间点，ri(i＝1到k)每个dl信号dli的接收时间点，dpi(i＝1到k)是每个dl信号dli(i＝1到k)从传输时间点ti到接收时间点ri的传输时间。被表示为tak的新ta值进一步由下式计算：
tak＝2*dpk(3)，
因为dl传输时间预期与ul传输时间相同。
等式(2)和(3)中描述的过程假设ue120的内部时钟是精确的并且定时漂移可以忽略不计。因此，所描述的过程在处于非活动状态的ue的内部定时参考保持高精度时尤其适用。即使ue已经做出了对可以由另一网络节点(例如图2的网络节点150)运行的新小区的小区重选，等式(2)和(3)中描述的过程也是有效的。然而，在这种情况下，将使用来自新小区的dl同步信号，并且如果新小区和服务小区是同步的，则还考虑这两个小区之间的定时差。如果新小区未与服务小区同步，则ue必须替代地执行ra过程。
根据第二实施例，ue使用来自多个网络节点110、150(参见图2)的信号来确定是否需要更新ta值。在ue已经在非活动状态中花费了较长时间的情况下，通常使用较不精确的时钟来保持其内部定时以降低功耗。这可以使tak偏移与时钟漂移相对应的量。对于操作开环而不跟踪网络节点的低成本本地振荡器，绝对定时参考估计可能在几秒钟内变得不可用。为了在较长的非活动状态持续时间之后可靠地确定真实ta是否已经改变，不监视绝对定时参考，而是可以监视相对于具有稳定时钟的若干网络节点的定时参考差。
dm，k表示ue在测量时间k相对于网络节点m的估计定时偏移。第一网络节点110和第二网络节点150在时间k处的定时参考差被表示为δk＝d2，k-d1，k。如果该差的改变超过阈值t，如等式(4)中定义，
|δk-δk-1|＞t，(4)，
则需要ta更新。
如果第一网络节点110和第二网络节点150不同步，则各个网络节点的相对时钟漂移也限制了定时参考差监视的有效性。3gpp规范要求网络节点(例如宏enodeb)必须将本地频率参考精度保持在标称值的0.05ppm以内。然后两个enodeb将每10秒漂移最大1us(这是最坏的情况，在稳定温度下典型的漂移要小得多)。因此，在高达5秒的drx周期中，进入活动模式并且观察到其相对于两个网络节点的dl定时差没有改变超过0.5us的ue知道它仍然处于相距节点大致相同的物理位置并且旧ta是有效的。如果差大于0.5us，则ue应获得新的ta。对于更长的drx周期，定时差改变可能是由频率漂移或物理移动引起的，因此可以获得新的ta以确保鲁棒性。
上述推理假设网络节点的频率参考独立地漂移。但是，如果网络部署包括网络节点之间的同步，即使是“松散”的同步(例如，在1或5ms内)，则存在共同的频率稳定机制，其避免了快速的网络节点间定时漂移。在这种情况下，与上述示例相比，预计最坏情况漂移可以忽略。在后一种情况下，网络节点间dl定时差因此可以用作ue是否在更长的drx周期上“静止”的指示符。
为了进一步增加差分定时跟踪的鲁棒性，ue可以跟踪相对于三个或更多个网络节点的相对dl定时，以避免病态(pathological)移动轨迹中的误导性指示。如果任何成对改变超过阈值，则执行ta更新。
根据第三实施例，ue使用ue处的内部传感器来确定是否需要更新ta值。除了上述基于无线电的解决方案之外，ue内部传感器(例如加速计)可以用作移动指示器。如果内部传感器将指示自上次ta更新的移动，则向ue发信号通知需要更新ta值。相反，如果内部传感器将指示自上次ta更新以来没有移动，则可以重新使用先前的ta值。在替代方案中，可以在较短距离上使用航位推算来确定移动的程度。在另一替代方案中，可以使用全球定位系统gps或其他类似类型的定位系统来确定ue自上次ta更新以来是否已经移动。如果gps指示没有移动或非常短的移动，则可以重新使用先前的ta，否则ta需要被更新。
图8示出了描述由ue执行的方法的示例实施例的流程图。该方法开始于ue经由ra过程从网络节点获得(402)第一ta值。此后，当ue处于活动状态时，ue在rar消息中接收到mac控制元素时更新(404)ta值。然后，当处于活动状态时，ue从网络节点接收(406)它可以开始使用确定ta值是否可以被重新使用或是否应被更新的过程、而不是使用现有技术的随机接入更新过程的信号。然后，ue将切换(408)到非活动状态。ue在非活动状态的活动时间段(例如，每个drx周期期间的“开启”时间的持续时间)期间监视(410)dl同步信号。此后，当ue接收到要发送或接收新数据的指示时，ue切换(412)到活动状态。对于ul，要发送新数据的指示可以是ue的缓冲器指示存在要向网络节点发送的数据，或者对于dl，要发送新数据的指示可以是来自网络节点的在例如寻呼信号中的信号指示网络节点要向ue发送数据。此后，ue确定(414)自从其接收到ta更新以来其是否是静止的。可以根据前面实施例中描述的任何替代方案来执行该确定，例如，基于ue内部移动传感器、或基于信号强度的测量、或基于大约在接收到了更新的ta值的第一时间点与第二当前时间点从一个或多个网络节点发送的信号的传播时延。如果ue确定(414)自从其接收到第一ta值(或者在步骤404中更新的ta值)以来或多或少是静止的，则ue确定(416)重新使用第一ta值。此后，使用重新使用的第一ta值发送/接收(424)数据。另一方面，如果ue确定(414)自从其接收到第一ta值以来其已经明显移动，则ue基于第一时间点处的与传播时间相关的信息和第二时间点处的与传播时间相关的信息之间的差来确定(418)需要将ta值调整多少。如前所述，这样的信息可以取自ue位置的测量，或者取决于dl信号(例如第一和第二时间点的dl同步信号)的测量，即不执行任何rach过程。当该确定示出(420)必要的ta调整超过特定阈值时，ue确定(422)需要从网络节点获得新的ta值并发起常规的rach过程。此后，使用获得的新ta值发送/接收(424)数据。另一方面，当该确定示出(420)必要的ta调整低于特定阈值时，ue基于所确定(418)的ta值调整来调整(423)该ta，并且此后使用调整的ta值发送/接收(424)数据。
图9(结合图2)示出了操作为与无线通信网络100的网络节点110通信的通信设备120。此外，通信设备120已经在处于活动状态时在第一时间点从网络节点接收到第一定时提前ta值，并且此后通信设备已经切换到非活动状态。通信设备120包括处理器603和存储器604。该存储器包含可由所述处理器执行的指令，由此通信设备120操作为在获得数据传递的指示后，从非活动状态切换到活动状态，确定第一ta值是否仍然有效，当第一ta值被确定为有效时，采用第一ta值向网络节点发送数据，并且当第一ta值被确定为无效时，采用更新的ta值向网络节点发送数据。
根据实施例，通信设备操作为基于以下项来确定第一ta值是否仍然有效：在第一时间点处的与通信设备120和网络节点110之间的传播时间相关的信息和在获得数据传递的指示之后的第二时间点处的与通信设备和网络节点之间的传播时间相关的信息之间的差。
根据另一实施例，通信设备操作为当第一时间点处的与传播时间相关的信息和第二时间点处的与传播时间相关的信息之间的差小于第一阈值时，采用第一ta值向网络节点110发送数据。
根据另一实施例，通信设备操作为：当第一时间点处的与传播时间相关的信息和第二时间点处的与传播时间相关的信息之间的差高于第一阈值时，通过以下操作来获得更新的ta值：发起与网络节点的rach过程或其他上行链路信号传输过程，并响应于所发起的rach过程或其他上行链路信号传输过程，从网络节点接收更新的ta值。
根据另一实施例，通信设备还操作为：当第一时间点处的与传播时间相关的信息和第二时间点处的与传播时间相关的信息之间的差高于第一阈值时，通过基于第一时间点处的与传播时间相关的信息、第二时间点处的与传播时间相关的信息以及第一ta值确定更新的ta值，来获得更新的ta值。
根据另一实施例，通信设备还操作为：当第一时间点处的与传播时间相关的信息和第二时间点处的与传播时间相关的信息之间的差高于第一阈值并低于比第一阈值大的第二阈值时，通过基于第一时间点处的与传播时间相关的信息、第二时间点处的与传播时间相关的信息以及第一ta值确定更新的ta值，来获得更新的ta值。通信设备还操作为：当第一时间点处的与传播时间相关的信息和第二时间点处的与传播时间相关的信息之间的差高于第二阈值时，通过以下操作来获得更新的ta值：发起与网络节点的rach过程或其他上行链路信号传输过程，并响应于所发起的rach过程或其他上行链路信号传输过程，从网络节点接收更新的ta值。
根据另一实施例，通信设备还操作为：当第一ta值被确定为无效时，基于对在获得数据传递的指示之后的第二时间点从网络节点发送的下行链路同步信号的接收时间的测量、对在大约第一时间点从网络节点发送的下行链路同步信号的接收时间的测量、连续发送的下行链路同步信号之间的时间间隔、以及在第一时间点和第二时间点之间的发送的下行链路同步信号的数量，来确定更新的ta值。
根据另一实施例，通信设备操作为通过以下操作确定第一ta值是否仍然有效：确定在大约第一时间点处从网络节点110发送到通信设备120的下行链路信号的传播时间与在大约第一时间点处从第二网络节点150发送到通信设备120的下行链路信号的传播时间之间的第一差，确定在获得数据传递的指示之后的第二时间点处从网络节点110发送到通信设备120的下行链路信号的传播时间与在第二时间点处从第二网络节点150发送到通信设备120的下行链路信号的传播时间之间的第二差，以及确定第一差和第二差之间的第三差，并且当第三差低于第三阈值时，确定第一ta值有效，当第三差高于第三阈值时，确定第一ta值无效。
根据另一实施例，通信设备操作为基于在大约第一时间点处的通信设备的位置测量以及在大约在获得数据传递的指示之后的第二时间点处的通信设备的位置测量，来确定第一ta值是否仍然有效。
根据另一实施例，通信设备操作为基于在大约第一时间点处和在大约在获得数据传递的指示之后的第二时间点处通过通信设备的移动指示器执行的移动测量，来确定第一ta值是否仍然有效。
根据另一实施例，通信设备操作为响应于从网络节点接收到指令，触发以下操作：在获得数据传递的指示后，从非活动状态切换到活动状态；确定第一ta值是否仍然有效；当第一ta值被确定为有效时，采用第一ta值向网络节点发送数据；以及当第一ta值被确定为无效时，采用更新的ta值向网络节点发送数据。
根据其他实施例，通信设备120还可以包括通信单元602，其可以被认为包括用于与无线网络100中的其他节点(例如网络节点110)进行无线通信的传统装置。通信单元602可以包括用于发送无线信号的发送单元和用于接收无线信号的接收单元。所述处理器603可执行的指令可以被布置为例如存储在所述存储器604中的计算机程序605。处理器603和存储器604可以布置在子装置601中。子装置601可以是微处理器和适合的软件和存储器，因而，可以是配置用于执行上述动作和/或方法的可编程逻辑设备pld或者其他电子组件/处理单元。无线设备还可以包括电源单元606，例如电池，用于向无线设备提供电力。
计算机程序605可以包括计算机可读代码装置，所述计算机可读代码装置当在通信设备120中运行时，使通信设备执行在所描述的通信设备的任何实施例中描述的步骤。计算机程序605可以由可与处理器603相连的计算机程序产品来承载。计算机程序产品可以是存储器604。存储器604可以实现为例如ram(随机存取存储器)、rom(只读存储器)或eeprom(电可擦除可编程rom)。此外，计算机程序可以由单独的计算机可读介质(例如cd，dvd或闪存)承载，程序可以从该计算机可读介质下载到存储器604中。备选地，计算机程序可以存储在服务器上或存储在与通信设备可以通过通信单元602访问的通信网络连接的任何其他实体上。然后可以将计算机程序从服务器下载到存储器604中。
图10(结合图2)示出了操作为与无线通信网络100的网络节点110通信的通信设备120的另一实施例。通信设备120已经在处于活动状态时在第一时间点从网络节点接收到第一定时提前ta值，并且此后通信设备已经切换到非活动状态。通信设备120包括：切换模块704，用于在获得数据传递的指示之后，从非活动状态切换到活动状态；确定模块706，用于确定第一ta值是否仍然有效；第一采用模块708，用于当第一ta值被确定为有效时，采用第一ta值向网络节点发送数据；以及第二采用模块710，用于当第一ta值被确定为无效时，采用更新的ta值向网络节点发送数据。
根据实施例，确定模块706操作为基于以下项来确定第一ta值是否仍然有效：在第一时间点处的与通信设备120和网络节点110之间的传播时间相关的信息和在获得数据传递的指示之后的第二时间点处的与通信设备和网络节点之间的传播时间相关的信息之间的差。
根据另一实施例，第一采用模块708操作为当第一时间点处的与传播时间相关的信息和第二时间点处的与传播时间相关的信息之间的差小于第一阈值时，采用第一ta值向网络节点110发送数据。
根据实施例，通信设备具有第一获得模块，其操作为：当第一时间点处的与传播时间相关的信息和第二时间点处的与传播时间相关的信息之间的差高于第一阈值时，通过以下操作来获得更新的ta值：发起与网络节点的rach过程或其他上行链路信号传输过程，并响应于所发起的rach过程或其他上行链路信号传输过程，从网络节点接收更新的ta值。
根据另一实施例，通信设备具有第二获得模块，其操作为：当第一时间点处的与传播时间相关的信息和第二时间点处的与传播时间相关的信息之间的差高于第一阈值时，通过基于第一时间点处的与传播时间相关的信息、第二时间点处的与传播时间相关的信息以及第一ta值确定更新的ta值，来获得更新的ta值。
根据另一实施例，通信设备具有第三获得模块，其操作为：当第一时间点处的与传播时间相关的信息和第二时间点处的与传播时间相关的信息之间的差高于第一阈值并低于比第一阈值大的第二阈值时，通过基于第一时间点处的与传播时间相关的信息、第二时间点处的与传播时间相关的信息以及第一ta值确定更新的ta值，来获得更新的ta值。第三获得模块还操作为：当第一时间点处的与传播时间相关的信息和第二时间点处的与传播时间相关的信息之间的差高于第二阈值时，通过以下操作来获得更新的ta值：发起与网络节点的rach过程或其他上行链路信号传输过程，并响应于所发起的rach过程或其他上行链路信号传输过程，从网络节点接收更新的ta值。
根据另一实施例，通信设备具有第二确定模块，其操作为：当第一ta值被确定为无效时，基于对在获得数据传递的指示之后的第二时间点从网络节点发送的下行链路同步信号的接收时间的测量、对在大约第一时间点从网络节点发送的下行链路同步信号的接收时间的测量、连续发送的下行链路同步信号之间的时间间隔、以及在第一时间点和第二时间点之间的发送的下行链路同步信号的数量，来确定更新的ta值。
根据另一实施例，通信设备具有第三确定模块，其操作为通过以下操作确定第一ta值是否仍然有效：确定在大约第一时间点处从网络节点110发送到通信设备120的下行链路信号的传播时间与在大约第一时间点处从第二网络节点150发送到通信设备120的下行链路信号的传播时间之间的第一差，确定在获得数据传递的指示之后的第二时间点处从网络节点110发送到通信设备120的下行链路信号的传播时间与在第二时间点处从第二网络节点150发送到通信设备120的下行链路信号的传播时间之间的第二差，以及确定第一差和第二差之间的第三差，并且当第三差低于第三阈值时，确定第一ta值有效，当第三差高于第三阈值时，确定第一ta值无效。
根据另一实施例，通信设备具有第四确定模块，其操作为基于在大约第一时间点处的通信设备的位置测量以及在大约在获得数据传递的指示之后的第二时间点处的通信设备的位置测量，来确定第一ta值是否仍然有效。
根据另一实施例，通信设备具有第五确定模块，其操作为移动指示器基于在大约第一时间点处和在大约在获得数据传递的指示之后的第二时间点处通过通信设备的移动指示器执行的移动测量，来确定第一ta值是否仍然有效。
根据另一实施例，通信设备具有触发模块，其操作为响应于从网络节点接收到指令，在获得数据传递的指示后，触发从非活动状态切换到活动状态；触发确定第一ta值是否仍然有效；当第一ta值被确定为有效时，触发采用第一ta值向网络节点发送数据；当第一ta值被确定为无效时，触发采用更新的ta值向网络节点发送数据。
图11(结合图2)示出了可在无线通信系统100中操作的网络节点110，其被配置用于增强与通信设备120的无线通信。网络节点110包括处理器803和存储器804。该存储器包含可由所述处理器执行的指令，由此网络节点110操作为在通信设备处于活动状态时，在第一时间点向通信设备发送第一ta值，以及在比第一时间点晚的时间点向通信设备发送用于确定第一ta值是否仍然有效并根据所述确定采用第一ta值向网络节点发送数据的指令。
根据实施例，网络节点110操作为响应于通信网络的负载高于特定阈值的指示而触发向通信设备发送指令。
根据其他实施例，网络节点110还可以包括通信单元802，其可以被认为包括用于与被布置用于无线通信的无线通信设备(例如发射机和接收机或收发机)通信的传统装置。通信单元802还可以被布置为与通信网络100的其他节点(例如，其他无线电接入网络节点(如图2的第二网络节点150)，或核心网络节点)通信(可能通过有线)。所述处理器803可执行的指令可以被布置为例如存储在所述存储器804中的计算机程序805。处理器803和存储器804可以布置在子装置801中。子装置801可以是微处理器和适合的软件和存储器，因而，可以是配置用于执行上述方法的可编程逻辑设备pld或者其他电子组件/处理单元。
计算机程序805可以包括计算机可读代码装置，所述计算机可读代码装置当在网络节点110中运行时，使网络节点执行在所描述的网络节点的任何实施例中描述的步骤。计算机程序805可以由可与处理器803相连的计算机程序产品来承载。计算机程序产品可以是存储器804。存储器804可以实现为例如ram(随机存取存储器)、rom(只读存储器)或eeprom(电可擦除可编程rom)。此外，计算机程序可以由单独的计算机可读介质(例如cd，dvd或闪存)承载，程序可以从该计算机可读介质下载到存储器804中。备选地，计算机程序可以存储在服务器上或存储在与网络节点110可以通过通信单元802访问的通信网络连接的任何其他实体上。然后可以将计算机程序从服务器下载到存储器804中。
图12(结合图2)示出了可在无线通信系统100中操作的被配置用于增强与通信设备120的无线通信的网络节点110的另一实施例。网络节点110包括：第一发送模块904，用于在通信设备处于活动状态时，在第一时间点向通信设备发送第一ta值；以及第二发送模块906，用于在比第一时间点晚的时间点向通信设备发送用于确定第一ta值是否仍然有效并根据所述确定采用第一ta值向网络节点发送数据的指令。
根据实施例，网络节点110还包括触发模块，用于响应于通信网络的负载高于特定阈值的指示而触发向通信设备发送指令。
一个或多个上述实施例提供以下优点中的一个或多个：
·针对小数据传递进一步的延迟减少。消除了由于rach接入引起的时延。与目前使用的rach过程相比，这大大减少了延迟；
·利用所提出的较少rach的同步过程，节约了rach控制信道资源。rach信道通常被认为是小数据传递的主要瓶颈。一个示例是大规模机器类型通信mtc场景。这主要是由于rach前导码资源有限。利用较少rach的过程，减少了系统的rach负载；
·由于rach拥塞减少，系统容量也受益；
·由于ul定时未对齐导致的小区内干扰减少。
尽管上面的描述包含多个具体特征，但是这些不应该被解释为限制本文描述的概念的范围，而是仅仅提供所描述的概念的一些示例性实施例的说明。应理解，本文描述的概念的范围完全涵盖对本领域技术人员显而易见的其他实施例，并因此不限制本文描述的概念的范围。除非明确地阐述，单数形式的元件的参考不意图表示“一个且仅一个”，而是“一个或多个”。上述优选元素实施例的元素的对于本领域的普通技术人员已知的所有结构和功能等同物明确通过引用并入本文，并旨在由本权利要求所涵盖。此外，装置或方法不因被包含于此而必须解决本文描述的概念所要寻求解决的每个问题。在示例性附图中，虚线通常表示虚线内的特征是可选的。