用于随机接入的跳频的制作方法

本申请要求于2016年1月29日提交的序列号为62/288436的美国临时专利申请和于2016年1月29日提交的序列号为62/288633的美国临时专利申请的优先权。

背景技术：

网络化社会和物联网(IoT)与蜂窝网络的新要求(例如，关于设备成本、电池寿命和覆盖)相关联。为了降低设备和模块成本，极度需要使用带有集成功率放大器(PA)的片上系统(SoC)解决方案。然而，当PA集成到SoC时，当前最先进的PA技术可以允许20dBm至23dBm的发送功率。该约束限制了上行链路“覆盖”，其与用户终端和基站之间允许多大的路径损耗有关。为了最大化集成PA可实现的覆盖，有必要减少PA回退。当通信信号具有非单位(non-unity)的峰均功率比(PAPR)时，需要PA回退。PAPR越高，所需的PA回退越高。较高的PA回退也会降低PA效率，从而缩短设备电池寿命。因此，对于无线IoT和其它技术，设计具有尽可能低PAPR的上行链路通信信号对于实现关于设备成本、电池寿命和覆盖的性能目标来说是至关重要的。

3GPP正在标准化窄带IoT(NB-IoT)技术。现有的LTE生态系统(供应商和运营商)为发展现有的LTE规范以包括期望的NB-IoT特征提供了强有力的支持。然而，LTE上行链路基于用于上行链路数据和控制信道的单载波频分多址(SC-FDMA)调制以及用于随机接入的Zadoff-Chu信号。至少部分地由于这些信号的PAPR性质，仍然需要改进上行链路接入。

技术实现要素：

本文中的方法由配置在无线通信系统中使用的用户设备实现。所述方法包括：根据跳频图案产生包括多个符号组的随机接入前导码信号，其中，每个符号组在不同时间资源期间在单频点上，所述跳频图案在一个或多个符号组处使所述随机接入前导码信号跳跃固定频率距离，并且在一个或多个其它符号组处使所述随机接入前导码信号跳跃伪随机频率距离，每个符号组包括一个或多个符号。所述方法还包括发送随机接入前导码信号。

在一些实施例中，所述方法包括：随机选择在其上发送所述多个符号组中的第一符号组的单频点，并且根据所述跳频图案选择在其上分别发送所述多个符号组中的后续符号组的单频点。

本文的实施例还包括由无线电网络节点实现的对应方法。所述方法包括从无线通信设备(例如，用户设备)接收信号。所述方法还包括：根据跳频图案处理所接收的信号，以尝试检测包括多个符号组的随机接入前导码信号，其中，每个符号组在不同时间资源期间在单频点上，所述跳频图案在一个或多个符号组处使所述随机接入前导码信号跳跃固定频率距离，并且在一个或多个其它符号组处使所述随机接入前导码信号跳跃伪随机频率距离，每个符号组包括一个或多个符号。

在一些实施例中，由无线电网络节点执行的方法还包括：从一个或多个其它用户设备接收一个或多个其它信号；以及根据不同的跳频图案处理所述一个或多个其它信号，以尝试检测与所述随机接入前导码信号在频率上复用的一个或多个其它随机接入前导码信号。

实施例还包括由无线通信系统中的网络节点实现的方法，用于配置用户设备发送包括多个符号组的随机接入前导码信号，每个符号组包括一个或多个符号。所述方法包括：产生指示针对跳频图案的一个或多个参数的配置信息，所述用户设备要根据所述跳频图案在不同时间资源期间在单频点上产生每个符号组。所述跳频图案在一个或多个符号组处使所述随机接入前导码信号跳跃固定频率距离，并且在一个或多个其它符号组处使所述随机接入前导码信号跳跃伪随机频率距离。所述方法还包括向用户设备发送配置信息。

在一些实施例中，由网络节点实现的所述方法还包括：配置多个不同的频带，在所述多个不同的频带中要发送针对不同类型的用户设备的随机接入前导码信号，其中，所述不同的频带中具有不同数量的频点。

备选地或附加地，对于由网络节点实现的方法，配置信息可以指示至少一个参数，所述至少一个参数指示所述用户设备要在哪个频带中发送随机接入前导码信号和/或所述频带中的频点的数量。

在一些实施例中，所述伪随机频率距离是如下函数：

其中t是符号组索引，所述随机接入前导码信号使每T个符号组跳跃伪随机频率距离，是在其中针对所述随机接入前导码信号对跳跃进行定义的频点的数量，并且c(k)是伪随机序列。在其它实施例中，所述伪随机频率距离是如下函数：

其中是在其中针对所述随机接入前导码信号对跳跃进行定义的频点的数量，c(k)是伪随机序列，并且i＝0，1，2，...是所述跳频图案中的连续伪随机频率跳跃的索引。在这些实施例中的任一实施例或这两个实施例中，所述伪随机序列c(k)包括长度为MPN的序列，其中k＝0，1，...，MPN-1，并且由以下公式定义：

c(k)＝(x1(k+NC)+x2(k+NC))mod 2

x1(k+31)＝(x1(k+3)+x1(k))mod 2

x2(k+31)＝(x2(k+3)+x2(k+2)+x2(k+1)+x2(k))mod 2

其中NC＝1600，x1(0)＝1，x1(k)＝0，k＝1，2，...，30，并且并且其中是物理层小区标识。

在上述实施例中的任何实施例中，所述伪随机频率距离可以是小区标识(例如，窄带物理层小区标识)的函数。

备选地或附加地，所述固定频率距离可以包括单频点的频率距离。

在上述实施例中的任何实施例中，所述随机接入前导码信号中的每个符号组可以包括循环前缀和两个或更多个符号。

在一些实施例中，所述随机接入前导码信号中的每个符号组包括循环前缀和五个相同符号。

在一个或多个实施例中，所述跳频图案在一个或多个符号组的第一集合中的每个符号组处使所述随机接入前导码信号跳跃固定频率距离，以及在一个或多个符号组的第二集合中的每个符号组处使所述随机接入前导码信号跳跃伪随机频率距离，所述第二集合不同于所述第一集合。在一个实施例中，例如，在所述第二集合中的符号组处跳跃的伪随机频率距离是从候选频率距离中伪随机地选择的，所述候选频率距离包括由单频点跨越的频率距离的0、1、......、倍，其中是在其中针对所述随机接入前导码信号对跳跃进行定义的频点的数量。

在一些实施例中，所述跳频图案使所述随机接入前导码信号在符号组处沿取决于所述符号组的频率位置的方向跳跃所述固定频率距离。

备选地或附加地，所述跳频图案使所述随机接入前导码信号跳过随机接入信道的带宽，使得所述多个符号组跨越所述随机接入信道的带宽。

在上述实施例中的任何实施例中，不同时间资源中的每一个时间资源包括单载波频分多址(SC-FDMA)符号组间隔。备选地或附加地，在其上产生符号组的单频点中的每一个频点可以是单载波频分多址(SC-FDMA)子载波。

在一些实施例中，用户设备是窄带物联网(NB-IoT)设备。

在一个或多个实施例中，所述随机接入前导码信号通过窄带物理随机接入信道(NB-PRACH)发送。

本文的实施例还包括在无线通信系统中使用的用于发送随机接入前导码信号的用户设备。用户设备被配置为：根据跳频图案产生包括多个符号组的随机接入前导码信号，其中，每个符号组在不同时间资源期间在单频点上，所述跳频图案在一个或多个符号组处使所述随机接入前导码信号跳跃固定频率距离，并且在一个或多个其它符号组处使所述随机接入前导码信号跳跃伪随机频率距离。每个符号组包括一个或多个符号。所述用户设备还被配置为发送所述随机接入前导码信号。

所述用户设备还可以被配置为执行前述实施例中的任何实施例的方法。

实施例还包括在无线通信系统中使用的用于接收随机接入前导码信号的无线电网络节点。所述无线电网络节点被配置为从用户设备接收信号。所述无线电网络节点还被配置为：根据跳频图案处理所接收的信号以尝试检测包括多个符号组的随机接入前导码信号，其中，每个符号组在不同时间资源期间在单频点上，所述跳频图案在一个或多个符号组处使所述随机接入前导码信号跳跃固定频率距离，并且在一个或多个其它符号组处使所述随机接入前导码信号跳跃伪随机频率距离，每个符号组包括一个或多个符号。

所述无线电网络节点还可以被配置为执行前述实施例中的任何实施例的方法。

实施例还包括在无线通信系统中使用的网络节点，用于配置用户设备发送包括多个符号组的随机接入前导码信号，每个符号组包括一个或多个符号。所述网络节点被配置为：产生指示针对跳频图案的一个或多个参数的配置信息，所述用户设备要根据所述跳频图案在不同时间资源期间在单频点上产生每个符号组，其中，所述跳频图案在一个或多个符号组处使所述随机接入前导码信号跳跃固定频率距离，并且在一个或多个其它符号组处使所述随机接入前导码信号跳跃伪随机频率距离。所述网络节点还被配置为向所述用户设备发送所述配置信息。

所述网络节点还可以被配置为执行前述实施例中的任何实施例的方法。

本文中的实施例还包括一种包括指令的计算机程序，所述指令当被节点的至少一个处理器执行时使所述节点执行前述实施例中的任一实施例的方法。实施例还包括包含这样的计算机程序的载体。在这种情况下，载体可以是电信号、光信号、无线电信号或计算机可读存储介质中的一种。

根据一个或多个特定实施例，随机接入前导码信号是针对NB-IoT的物理随机接入信道(PRACH)而设计的信号。新的PRACH信号基于单频点，并且具有极低的PAPR，因此最大程度地减少了对PA回退的需求，并最大化了PA效率。如在任何OFDM符号间隔中一样，新PRACH信号与SC-FDMA和正交频分多址(OFDMA)兼容，新PRACH信号看起来像是一个单子载波的OFDM信号。请注意，对于单子载波信号，OFDM信号与SC-FDMA信号相同。此外，仔细设计跳频图案使得：(1)基站可以执行精确的到达时间估计，(2)PRACH可以充分利用频率资源，同时维持不同前导码的正交性。

附图说明

图1是根据一个或多个实施例的包括无线通信设备和无线电网络节点的无线通信系统的框图。

图2是示出了根据一个或多个实施例的跳频图案的示例的框图。

图3是示出了根据一个或多个其它实施例的跳频图案的示例的框图。

图4是示出了根据一个或多个实施例的在12频点频带(tone band)内复用跳频图案的示例的框图。

图5是示出了根据一个或多个其它实施例的在12频点频带内复用跳频图案的示例的框图。

图6是示出了根据一些实施例的具有不同传输带宽的随机接入前导码信号的到达时间估计的性能的线图。

图7是示出了根据一个或多个实施例的具有不同频点数量的多个不同随机接入信道频带的配置的框图。

图8是示出了根据一个或多个实施例的在8频点频带内复用跳频图案的示例的框图。

图9是示出了根据一个或多个其它实施例的在8频点频带内复用跳频图案的示例的框图。

图10是示出了根据一个或多个实施例的随机接入过程的步骤的调用流图。

图11是示出了根据一个或多个实施例的随机接入前导码的发送的定时图。

图12是示出了根据一个或多个实施例的符号组的框图。

图13是示出了根据一些实施例的符号组的特定示例的框图。

图14A至图14B是示出了采用两个固定大小跳距的跳频图案的到达时间性能的曲线图。

图14C至图14D是示出了根据一个或多个实施例的采用固定大小跳距以及伪随机跳距的跳频图案的到达时间性能的曲线图。

图15A至图15F是示出了根据一些实施例的跳频图案的到达时间性能的曲线图，该跳频图案采用固定大小跳距以及在不同跳跃范围内并针对不同前导码长度的伪随机跳距。

图16A是根据一些实施例的由无线通信设备执行的方法的逻辑流程图。

图16B是根据一些实施例的由无线电网络节点执行的方法的逻辑流程图。

图17A是根据一些实施例的由网络节点执行的方法的逻辑流程图。

图17B是根据一些实施例的由无线通信设备执行的方法的逻辑流程图。

图18A是根据其它实施例的由无线通信设备执行的方法的逻辑流程图。

图18B是根据其它实施例的由无线电网络节点执行的方法的逻辑流程图。

图19A是根据其它实施例的由网络节点执行的方法的逻辑流程图。

图19B是根据其它实施例的由无线通信设备执行的方法的逻辑流程图。

图20A是根据一些实施例的用户设备的框图。

图20B是根据其它实施例的用户设备的框图。

图20C是根据又一些其它实施例的用户设备的框图。

图21A是根据一些实施例的基站的框图。

图21B是根据其它实施例的基站的框图。

图21C是根据又一些其它实施例的基站的框图。

图22A是根据一些实施例的网络节点的框图。

图22B是根据其它实施例的网络节点的框图。

图23A是根据又一些其它实施例的由无线通信设备执行的方法的逻辑流程图。

图23B是根据又一些其它实施例的由无线电网络节点执行的方法的逻辑流程图。

图24A是根据又一些其它实施例的由网络节点执行的方法的逻辑流程图。

图24B是根据又一些其它实施例的由无线通信设备执行的方法的逻辑流程图。

具体实施方式

图1示出了根据一个或多个实施例的无线通信网络10(例如，窄带IoT(NB-IoT)系统)。系统10包括无线电网络节点12(例如，eNB)和无线通信设备14(例如，用户设备，其可以是NB-IoT设备)。设备14被配置为执行随机接入，例如，用于在建立无线电链路时的初始接入、用于发送调度请求、和/或用于实现上行链路同步。无论通过该随机接入实现的特定目标如何，设备14都产生随机接入前导码信号16，以作为随机接入的一部分向无线电网络节点12进行发送。例如，在系统10是NB-IoT系统的情况下，设备14可以通过窄带物理随机接入信道(NB-PRACH)来发送随机接入前导码信号。

就此而言，设备14产生包括多个符号组18(例如，L个组)的随机接入前导码信号16。这些多个符号组18例如示出为组18A、18B、......、18X、18Y。每个符号组18包括一个或多个符号(例如，循环前缀，以及五个相同符号的序列)。此外，设备14产生随机接入前导码信号16，使得每个符号组18在不同的时间资源(例如，符号组间隔，如OFDM或SC-FDMA符号间隔)期间出现。图1示出了设备14可以按照通过在时间上(例如，以顺序或连续方式而不重叠)级联多个符号组18的这种方式来产生随机接入信号16。

设备14在单频点(例如，子载波，如OFDM或SC-FDMA子载波)上利用每个组18来产生随机接入前导码信号16。也就是说，在任何给定时间资源期间，每个组18在频率上仅跨越单频点。然而，组18并非完全在相同的频点上。相反，设备14根据跳频图案产生随机接入前导码信号16，该跳频图案使随机接入前导码信号发送逐频点地跳跃。也就是说，跳频图案控制每个符号组18在其相应的时间资源期间将出现在哪个单频点上，以便高效地跳跃频率中的其上出现符号组18的单频点。

请注意，尽管在至少一些实施例中，跳频图案控制在第一符号组之后的符号组18将出现在哪个单频点上。在一个实施例中，例如，第一符号组所出现在的单频点是随机选择的(例如，从信号的传输带宽中的那些频点中选择)，并且符号组中的后续符号组所分别出现在的单频点是根据跳频图案来选择的(即，由跳频图案控制)。

值得注意的是，跳频图案在一个或多个符号组18处使随机接入前导码信号16跳跃固定频率距离，并且在一个或多个其它符号组18处使随机接入前导码信号16跳跃多个不同的可能频率距离之一。该图案可以例如使信号按照固定频率距离从一个符号组跳跃到相邻的符号组，并且使信号按照伪随机频率距离从另一符号组跳跃到相邻的符号组。由于每个符号组18在相应的时间资源期间出现在单频点上，因此跳频图案还可以被表征为在一个或多个时间资源处使随机接入前导码信号16跳跃固定频率距离，并且在一个或多个其它时间资源处使随机接入前导码信号16跳跃多个不同的可能频率距离之一。

如图1所示，例如，在符号组18B(或其相应的时间资源)处，图案使随机接入前导码信号16跳跃固定频率距离D1，使得符号组18B出现与先前符号组18A所出现在的单频点相距固定频率距离D1的单频点上。该固定频率距离D1被示出为单频点的频率距离，因为先前符号组18A出现在相邻频点上。相反，在符号组18Y(或其相应的时间资源)处，图案使随机接入前导码信号16跳跃多个不同的可能频率距离20中的一个(其可以例如是伪随机产生或选择的)，使得符号组18Y出现在与先前符号组18X所出现在的单频点相距多个不同的可能频率距离20中的一个可能频率距离的单频点上。因此，在一些实施例中，图案在一些符号组处使随机接入前导码信号16跳跃固定距离，但是在其它符号组处使随机接入前导码信号16跳跃可变或伪随机距离。在任何情况下，图1将这些可能的距离20示出为包括频率距离D2、D3和D4，但是可以设想具有两个或更多个可能距离20的其它示例。无论如何，图1示出了跳跃图案在符号组18Y处使随机接入前导码16(相对于符号组18X所出现在的单频点)跳跃频率距离D2的示例。该频率距离D2可以与频率距离D1不同，特别是在多个不同的可能频率距离20不包括距离D1的情况下。因此，在这种情况下，图案在不同的符号组18B、18Y处使随机接入前导码信号16跳跃不同的频率距离D1、D2。

在一个或多个实施例中，如上所述，多个不同的可能频率距离20包括可以(例如，根据定义的规则或公式)伪随机选择或产生的那些频率距离20。在这种情况下，然后，跳频图案在一个或多个符号组18处使随机接入前导码信号16跳跃固定频率距离，并且在一个或多个其它符号组18处使随机接入前导码信号16跳跃伪随机频率距离。该图案可以例如使随机接入前导码信号16按照固定频率距离从一个符号组跳跃到相邻的符号组，并且使随机接入前导码信号16按照伪随机频率距离从另一符号组跳跃到相邻的符号组。因此，图1中的频率距离D1可以是固定频率距离，而频率距离D2可以是伪随机频率距离。

在至少一些实施例中，固定频率距离D1小于或等于与某一目标相关联的频率距离阈值。多个不同的可能频率距离20中的至少一个大于该频率距离阈值。例如，在多个不同的可能频率距离20是伪随机频率距离的情况下，这意味着可以被伪随机选择或产生的频率距离的范围包括大于频率距离阈值的至少一个频率距离。该频率距离阈值可以是例如由一个或两个频点跨越的距离。

在一些实施例中，例如，该目标是目标小区大小和/或目标到达时间估计范围(例如，用于上行链路同步目的)。在这种情况下，频率距离阈值可以被设置为不仅实现该目的，而且还可以实现目标定时估计精度。

更具体地，就此而言，由跳跃引起的两个相邻接收符号组的相位差易于出现2*Pi相位模糊，这可能导致到达时间估计混淆。可以选择大的跳距D以努力避免2*Pi相位模糊。但是，这样做的代价是减小了到达时间估计范围，从而减小了可以支持的小区大小。因此，可以使用小的频率跳距来确保可以支持某个小区大小。例如，对于35km的小区大小和3.75kHz子载波间隔，应该存在最多一个频点的一些跳跃。

另一方面，由于跳跃引起的两个相邻接收符号组的相位差与跳距D成正比。这意味着选择大的跳距D使得观察到的相位差对噪声更加鲁棒，这反过来有助于改善到达时间估计性能。然后，事实上，定时估计精度与随机接入前导码信号14的信号带宽或传输带宽成反比。也就是说，在更宽的带宽上展开信号实现了更好的定时估计精度。这意味着，当使用伪随机跳跃时，伪随机跳跃范围越宽，到达时间估计的相关峰越窄，且因此估计得越精确。

因此，在一些实施例中，实现目标到达时间估计范围和目标定时估计精度两者是通过采用跳跃图案来实现的，跳频图案有时以小到足以实现目标估计范围的频率距离来跳跃，且在其它时候以大到足以实现目标估计精度的频率距离来跳跃。换句话说，使用用于跳频的多个频率距离(即，多个级别或大小)(例如，除了第一级固定大小跳跃之外，还使用附加跳跃)。然而，使用多个频率距离的约束条件是，应该存在小到足以允许足够的到达时间估计范围(等效地，足以支持目标小区大小)的一些跳距。

备选地或附加地，图1中的跳频图案在一个或多个符号组的第一集合中的每个符号组处使随机接入前导码信号16跳跃固定频率距离，并且在一个或多个符号组的第二集合中的每个符号组处使随机接入前导码信号16跳跃多个不同的可能频率距离之一，所述第二集合不同于所述第一集合。就此而言，第一集合和第二集合可以在时间上交错并且不重叠，其中两个集合包括每隔一个的符号组。多个不同的可能频率距离可以例如是伪随机产生或选择的。无论如何，固定频率距离可以被设置为实现如上所述的定义的目标(例如，需要小的频率距离)，然而可以建立多个不同的可能频率距离以使得随机接入前导码信号16跳过(hop aeross)全部或基本上全部信号带宽(例如，以提高定时估计精度)。

在这些实施例或其它实施例中，跳频图案可被产生为两个跳频图案的组合；即，固定距离跳跃图案和多距离跳跃图案。固定距离跳跃图案在一个或多个符号组的第一集合中的每个符号组处使随机接入前导码信号16跳跃固定频率距离。多距离跳跃图案在一个或多个符号组的第二集合中的每个符号组处使随机接入前导码信号16跳跃多个不同的可能频率距离之一，第二集合不同于第一集合。该多距离跳跃图案可以是伪随机跳跃图案。

图2示出了这样一个示例：在第二集合中的符号组处跳跃的频率距离是从候选频率距离中选择的，候选频率距离包括由单频点跨越的频率距离的0、1、......、和倍，其中是随机接入前导码信号的传输带宽中的频点的数量和/或在其中针对随机接入前导码信号16对跳跃进行定义的频点的数量。图2在LTE或NB-IoT上下文下示出了该示例，其中信号是通过窄带物理随机接入信道NB-PRACH而发送的，并且经由索引t在时间上对图2中的符号组连续编索引。该符号组索引t可以称为PRACH组索引。

在图2中，在每个偶数PRACH组索引t(即，0、2、4、......、)处，跳跃是伪随机的，并且可以是PRACH频带中的任何值(即，在)的情况下，0和11之间的任何值)。在每个奇数PRACH组索引t处，跳跃是相对于在PRACH组索引t-1处使用的频点的固定大小跳跃(例如，1频点)。因此，PRACH频带中的每个频点可以被称为PRACH子频带，其中nmicro表示固定跳跃的大小。例如，在图2中，固定跳跃的大小是1，并且PRACH频带中的每个频点构成PRACH子频带。由此，PRACH频带由多个不同的子频带组成，每个子频带是PRACH频带的子集，在该子集中，随机接入前导码信号以固定频率距离跳跃。在固定跳跃的大小是2个频点的其它未示出实施例中，PRACH频带中的每*2＝4个频点构成PRACH子频带。因此，PRACH频带中的个频点应该可以被整除，以充分利用所有频率资源。

至少一些实施例通过使随机接入前导码信号16跳过PRACH的带宽来充分利用PRACH的频率资源，例如，使得符号组18跨越PRACH的带宽。根据图2所示的实施例，例如，在特定奇数组索引处的固定大小跳跃可以是“向上的”或“向下的”，而在偶数索引处的跳跃是伪随机的。对于位于PRACH子频带中的PRACH传输，如果在偶数组索引t处该传输使用子频带中的下半部分中的频点，则在组索引t+1处该传输将“向上”跳。如果在偶数组索引t处该传输使用子频带中的上半部分中的频点，则在组索引t+1处该传输将“向下”跳。因此，在该实施例和其它实施例中，跳频图案使随机接入前导码信号16在符号组处沿取决于所述符号组的频率位置的方向跳跃固定频率距离。

图3示出了不同的示例：在第二集合中的符号组处跳跃的频率距离是从候选频率距离中选择的，候选频率距离包括由单频点跨越的频率距离的0，...，and倍，其中是随机接入前导码信号的传输带宽中的频点的数量，并且其中是任何给定子频带中的频点的数量。再次地，图3在LTE或NB-IoT上下文下示出了该示例，其中信号是通过PRACH而发送的，并且和

在图3中，在每个偶数PRACH组索引(即，0、2、4、......)处，在PRACH频带中的频点子集中，跳跃是伪随机的。在每个奇数PRACH组索引t处，跳跃是相对于在PRACH组索引t-1处使用的频点的固定大小跳跃。固定大小跳跃总是“向上的”或总是“向下的”。在图3中，固定跳跃的大小是1。

请注意，图3中的跳频图案与图2中的跳频图案是有差异的。图3中的伪随机跳频图案是基于PRACH子频带的，而图1中的伪随机跳跃是基于频点的。换句话说，图2中的伪随机跳跃的可能大小可以是0、1、2、......、而图3中的伪随机跳跃的可能大小只能是0，...，再次假设PRACH频带中的频点数量可以被整除。此外，对于特定的PRACH传输，在图3所示的跳跃图案的情况下，在传输期间固定大小跳跃总是“向上”或总是“向下”，而在图2中所示的跳跃图案的情况下，固定大小跳跃可以在“向上”和“向下”之间改变。这些差异可以在图2和图3中看到。

由于在任何给定时间资源期间每个PRACH前导码仅能有效地使用一个频点，因此可以在频域中复用不同的前导码。因此，在一些实施例中，无线电网络节点12被配置为：从一个或多个其它用户设备接收一个或多个其它信号；以及，根据不同的跳频图案处理所述一个或多个其它信号，以尝试检测与随机接入前导码信号16在频率上复用的一个或多个其它随机接入前导码信号。

在一些实施例中，跳频图案被设计为使得PRACH可以充分利用频率资源。例如，图4示出了复用12个PRACH跳频图案(对应于图2中所示的跳频图案)。每个填充图案(或参考数字/字母)表示一个跳频图案。图5示出了复用12个PRACH跳频图案(对应于图3中所示的跳频图案)。通常，N个频点可以被配置用于复用N个PRACH跳频图案。每个PRACH跳跃图案在一个OFDM符号组间隔期间使用一个频点，并且根据本文的实施例的跳频图案(如图4和图5所示)确保在相同的OFDM符号组间隔期间没有两个跳跃图案使用相同的频点。

根据一些实施例，针对图2和图4中所示的跳跃图案的详细公式如下给出。

这里，nstart表示PRACH频段的开始索引，nsc是PRACH频段中的(相对于nstart的)相对频点索引，nmicro是固定跳跃的大小，是随机接入前导码信号的传输带宽中的频点的数量，fhop(-1)＝0。伪随机序列c(k)的示例可以是3GPP TS 36.211 v13.0.0中的第7.2节给出的伪随机序列。特别地，伪随机序列c(k)包括长度为MPN的序列，其中k＝0，1，...，MPN-1，并且由以下项定义：

c(k)＝(x1(k+NC)+x2(k+NC))mod 2

x1(k+31)＝(x1(k+3)+x1(k))mod 2

x2(k+31)＝(x2(k+3)+x2(k+2)+x2(k+1)+x2(k))mod 2

，其中，如果期望特定于小区的跳跃，NC＝1600，x1(0)＝1，x1(k)＝0，k＝1，2，...，30，并且是物理层小区标识。

因此，如该示例所示，如果需要，伪随机序列产生器可以是特定于小区的。例如，如果需要，可以用小区ID初始化在36.211中第7.2节给出的伪随机序列c(k)。

在跳跃是特定于小区的该实施例和其它实施例中，伪随机跳跃可以被视为一种特定于小区的码分复用(CDM)。该CDM允许相邻小区针对NB-PRACH使用相同的频率资源。与相邻小区之中对NB-PRACH的FDM相比，这反而大大增加了NB-PRACH能力。具体地，在180kHz带宽和3.75kHz子载波间隔的情况下，可以在小区中使用多达48个NB-PRACH前导码。

针对图3和图5中所示的跳跃图案的详细公式如下给出。

这里，nstart表示PRACH频段的开始索引，nsc是PRACH频段中的(相对于nstart的)相对频点索引，nmicro是固定跳跃的大小，是随机接入前导码信号的传输带宽中的频点的数量，fhop(-1)＝0。如上所述，伪随机序列c(k)的示例可以是36.211 v13.0.0中的第7.2节给出的伪随机序列。此外，再次地，如果需要，伪随机序列产生器也可以是特定于小区的。例如，如果需要，可以用小区ID初始化在36.211中第7.2节给出的伪随机序列c(k)。

请注意，以上仅是可能的跳跃图案的两个示例。本文的某些实施例可以采用使用固定大小跳跃和附加多级跳跃两者的跳跃图案。多级跳跃构成如下的任何跳跃：在任何给定符号组(或时间资源)处跳跃的大小是针对该跳跃尽可能地定义的多个不同频率距离之一。可以通过(但不限于)例如伪随机跳跃来实现多级跳跃，如以上示例中所示。具体地，伪随机跳跃可以等效地被认为是如下的跳跃：在任何给定符号组(或时间资源)处跳跃的大小可以是多个预定跳跃大小(其由指定的伪随机公式预先确定)中的一个。固定大小跳跃包括“向上”和“向下”跳跃两者以充分利用频率资源。固定大小跳跃确保PRACH可以满足目标到达时间估计范围。附加的多级跳跃(例如经由伪随机跳跃实现)极大地改善了到达时间估计精度。

实际上，图6示出了根据一些实施例的跳跃图案可以帮助基站获得非常精确的到达时间估计精度，即使前导码传输一次仅使用3.75kHz的一个单频点。就此而言，图6示出了针对包括不同数量的频点的PRACH频带(包括8频点PRACH频带22、12频点PRACH频带24和16频点PRACH频带26)的情况。

在一些实施例中，每个基站例如针对不同类型的用户设备配置一个或多个PRACH频带。每个频带中的频点数量可以是不同的。例如，如果允许对不同覆盖类别的PRACH传输的频分复用，则基站可以针对不同的覆盖类别配置不同带宽的PRACH频带。较大的频带可用于较长的前导码。相邻小区的PRACH频带可以重叠或不可以重叠。在重叠的情况下，可以使用特定于小区的伪随机跳跃来区分相邻小区中的前导码和/或减轻小区间干扰。例如，每个频带可以由开始频点索引nstart和随机接入前导码信号的传输带宽中的频点数量(或结束频点索引)来表征。每个频带也可以由固定跳跃nmicro的大小来表征。

在任何情况下，图7中给出了基站的可能NB-PRACH配置的图示。如图所示，基站配置包括X个频点的第一NB-PRACH频带1、包括Y个频点的第二NB-PRACH频带2、以及包括Z个频点的第三NB-PRACH频带3。这三个频带都被配置在窄带载波的180kHz带宽内(例如，1个物理资源块)。

对于配置有一个或多个NB-PRACH频带的基于竞争的随机接入，在一些实施例中，设备14首先在可包括一个或多个PRACH频带的所配置的PRACH频率资源池中随机选择频点。例如，设备14可以从配置的一个或多个PRACH频带中包括的频点中随机选择单频点。然后，设备14根据如上所述的跳频图案在对应的PRACH频带中发送随机接入前导码信号16。

本文中的跳频图案是通用的，并且适用于任何子载波间隔、任何前导码长度(即，符号组的数量)、任何大小的固定跳跃、以及PRACH频带中的任何数量的频点。图8提供了具有8频点PRACH频带和2频点固定跳跃的跳频图案的另一示例。跳跃图案以与图4相同的方式产生。图9提供了具有8频点PRACH频带和2频点固定跳跃的跳频图案的另一示例。跳跃图案以与图5相同的方式产生。

根据一个或多个实施例，例如使用系统信息块(SIB)、或主信息块(MIB)、或MIB和SIB的组合将PRACH的一个或多个配置参数(例如，PRACH频带的开始索引(nstart)、PRACH频带中的频点数量()和固定跳跃的大小(nmicro))作为配置信息来用信号通知。请注意，这些配置中的一些配置可以是固定的，因此不需要用信号通知。

请注意，尽管上面的描述集中于频域中利用跳频的正交资源分配，但是本领域技术人员应当理解，其它维度中的资源分配也是可能的。例如，在时域中，非重叠子帧集可以用于定义正交PRACH资源；在序列域中，即使当正交前导码序列的时间/频率资源重叠时，正交前导码序列也可以由不同的UE使用。应当理解，对时域方面和序列域方面进行定义的配置参数也通过固定方式来定义或者经由MIB和/或SIB来广播。本文中的频域配置要与时域和序列域的配置一起使用，以完全定义PRACH资源配置。

如上所述，本文中的随机接入实施例可以应用于基于LTE的系统和/或NB-IoT系统。在这种情况下，对于现有的LTE随机接入设计，随机接入有多种用途，例如在建立无线电链路时的初始接入、调度请求等。其中，随机接入的主要目的是实现上行链路同步，这对于维持LTE中的上行链路正交性是重要的。为了保持OFDMA或SC-FDMA系统中不同用户设备(UE)之间的正交性，每个UE的信号的到达时间在基站处需要处于OFDMA或SC-FDMA信号的循环前缀(CP)内。

LTE随机接入可以是基于竞争的，也可以是无竞争的。基于竞争的随机接入过程由四个步骤组成，如图10所示。请注意，仅第一步骤涉及专门针对随机接入设计的物理层处理，而其余三个步骤遵循在上行链路和下行链路数据发送中使用的相同物理层处理。对于无竞争的随机接入，UE使用由基站指定的保留的前导码。在这种情况下，不需要竞争解决方案，因此仅需要步骤1和2。

如图10所示，在第一步骤中，UE通过物理随机接入信道(PRACH)以随机接入前导码28的形式发送随机接入前导码信号16。该前导码28还可以称为PRACH前导码、PRACH前导码序列或PRACH信号。无论如何，UE在图11所示的随机接入时间段期间发送随机接入前导码28。随机接入前导码28不占用整个随机接入段，留下一些时间作为保护时间30。如前所述，为了最大化PA效率和覆盖，希望使PRACH前导码尽可能接近恒定包络。此外，PRACH前导码应该被设计为使得基站可以执行精确的到达时间估计。

根据本文的一些实施例的PRACH符号组(例如，符号组18)的基本结构在图12中示出，并且在图13中给出了示例。其基本上是单频点(子载波)OFDM信号。与其中非循环前缀(非CP)部分由单个符号组成的传统OFDM符号不同，PRACH符号组的非CP部分可以由一个或多个符号组成。

即使跨越不同的符号组，随机接入前导码信号16中的符号也可以全部相同。在这种情况下，可以更容易地保证相邻符号组之间的相位连续性，从而有助于维持前导码信号的接近零的峰均功率比(PAPR)。相反，在其它实施例中，组中的符号是相同的，但是在符号组之间可以不同。这可以被视为在组上应用附加的码分复用(CDM)层。在这种情况下，保证相邻符号组之间的相位连续性并不容易，但是该实施例还从系统级角度将干扰随机化到其它传输。

在另外的其它实施例中，组中的符号是不同的，但是整个符号组跨组重复。这可以被视为在组内应用附加的CDM层。在这种情况下，保证相邻符号组之间的相位连续性并不容易，但是实施例还从系统级角度将干扰随机化到其它传输，尽管由于符号仅在组内改变而使得意义有限。

在另外的其它实施例中，符号在组内和组之间都可以是不同的。这可以被视为在符号上应用附加的CDM层，使得CDM被应用于每个符号组，以便使组中的符号可能不同。在这种情况下，保证相邻符号组之间的相位连续性并不容易，但是该实施例从系统级角度在最大可能程度上将干扰随机化到其它传输。

在另一实施例中，每个符号组中最后的符号是固定的。由于循环前缀与最后符号的整个最后部分相同，因此该结构使得保证相邻符号组之间的相位连续性更容易，从而有助于维持前导码信号的接近零的PAPR。如果期望附加干扰随机化(除了由伪随机跳跃、逻辑频点索引和/或取决于小区ID的序列值带来的那些之外)，可以适当地选择其它符号的值。

在一些实施例中，组中的符号的特定值(无论这些符号是否全部相同或不同)可以是取决于小区ID和/或取决于逻辑频点索引的。

根据图13中的示例，子载波间隔是3.75kHz。然而，本文的实施例适用于任何子载波间隔。根据一些实施例，由一个或多个符号组组成的PRACH信号在时间上展开。因此，对多个OFDM符号组(每个OFDM符号组如图12所示)进行级联以形成PRACH前导码。也就是说，如上所述的每个组18可以包括图12和/或图13中所示的组。但是，相同PRACH前导码的符号组18的频率位置根据如上所述的跳跃图案而变化。

如上所述，在一些实施例中，本文所使用的频点可以对应于子载波。例如，频点可以与OFDM子载波或SC-FDMA子载波相对应。

本文的一些实施例发现对NB-IoT的特定适用性。例如，为了支持35km的小区大小，固定大小跳距可以限制为1个频点。并且使用附加的跳跃大小可以提高到达时间估计精度。例如，除了1频点跳跃之外，还可以使用附加的6频点跳跃。然而，第二跳跃的值影响到达时间估计精度。例如，随着频点跳跃值增加到2，CDF的中心得到改善，但尾部也升高。如果使用优化的跳跃图案，则可以解决后一问题，如下所述。

与除了1频点跳跃之外使用附加的固定大小跳跃相反，在固定大小跳跃之外使用伪随机跳跃会更有益和灵活。逻辑上，如果跳跃是特定于小区的，则伪随机跳跃可以被认为是一种特定于小区的CDM。除了固定大小跳跃之外还将伪随机跳跃用于NB-PRACH的好处总结如下。

第一，伪随机跳跃可以解决尾部升高问题，并且具有提供更精确的到达时间估计精度的可能性。特别地，定时估计精度与信号带宽成反比。然而，随着频点跳跃值增加到2，CDF的中心得到改善，但尾部也升高。这似乎与常规的直觉相矛盾。但是，在进一步考虑时，该现象是由于第二级中的固定跳跃值而造成的。这个问题可以通过伪随机跳跃来解决，如图14A至图14D所示。

具体地，由于2*Pi相位旋转模糊，在35km小区大小的情况下，跳跃多于一个频点可能引入侧峰。第二级跳跃值越大，侧峰越多，如图14A和图14B所示。这些侧峰导致估计误差并导致错误尾部升高。相反，伪随机跳跃解决了这个问题，如图14C和图14D所示。此外，伪随机跳跃范围越宽，相关峰越窄(因此估计可能会越精确)。这符合常规观点，即更宽带宽的信号可以实现更好的定时估计性能。

第二，为了其它目的，已经在LTE中实现了伪随机跳跃。根据本文的一些实施例的伪随机跳跃被重新用于NB-IoT。对于NB-PRACH，除了固定大小(例如，1频点)跳跃之外，可以使用类似于LTE PUSCH类型2跳跃的伪随机跳跃(参见TS 36.211(版本12)和TS 36.213(版本12))。

第三，伪随机跳跃可以减轻小区间干扰。在没有伪随机跳跃的情况下，一个小区中的NB-PRACH传输可以导致对相邻小区中的NB-PRACH和/或NB-PUSCH传输的持续干扰。甚至在相同小区中也可能存在持久干扰，因为(i)由于例如残余载波频率偏移，同时的多个小区内NB-PRACH传输可能不完全正交，以及(ii)如果NB-PUSCH和NB-PRACH是频率复用的，则它们不是正交的。

第四，伪随机跳跃可以增加NB-PRACH能力。相邻小区可以针对NB-PRACH配置不同的频率资源。尽管这种方法避免了小区间NB-PRACH干扰，但这可降低NB-PRACH能力。特别地，在小区中可能仅有12个频点(或等效地，12个前导码)。请注意，每个小区可以为无竞争随机接入保留一些前导码。此外，如果使用LTE类型前导码分区来指示Msg1中的信息，则在每个被分区的组中可用前导码的数量将变得更加有限。将这些放在一起考虑，如果NB-PRACH的资源没有仔细确定尺寸，则NB-PRACH可能变为NB-IoT系统的瓶颈。

如前所述，伪随机跳跃可以被认为是一种特定于小区的CDM。该CDM允许相邻小区针对NB-PRACH使用相同的频率资源。与相邻小区中对NB-PRACH的FDM相比，这极大地增加了NB-PRACH能力。具体地，在180kHz带宽和3.75kHz子载波间隔的情况下，可以在小区中使用多达48个NB-PRACH前导码。

第五，伪随机跳跃提供更多的跳跃灵活性并且更具向前兼容性。实际上，具有两个固定跳跃大小的两级跳跃可以对可能的NB-PRACH资源配置施加一些限制。特别地，两级跳跃总是要求NB-PRACH频带有12个频点，这是不灵活的。

与具有两个固定跳跃大小的两级跳跃相比，伪随机跳跃本质上使用多个跳跃大小并且更灵活。例如，小区可以配置不同的NB-PRACH带宽。可以随着带宽的增加容易地缩放具有一级固定跳跃加附加伪随机跳跃的NB-PRACH传输。如果使用固定大小的两级跳跃，则可能需要定义许多不同的跳跃大小。

此外，跳频很可能在未来成为NB-IoT特征，尤其是在配置了多个NB-IoT PRB的情况下。使用伪随机跳跃更具向前兼容性。如果使用固定大小的两级跳跃，则在更多NB-IoT PRB可用的情况下，将来可能需要定义附加的跳跃大小。

在一些实施例中，前导码长度应足够长以帮助基站累积足够的能量以获得令人满意的性能，包括例如高检测率、低误报率和良好的定时估计精度。因此，根据覆盖目标，可以相应地选择前导码长度。就此而言，如果单频点跳频PRACH用于所有覆盖类别，则可以定义多个长度。

请注意，在采用伪随机跳跃的实施例中，伪随机跳跃范围可以在某种程度上与前导码长度相关。特别地，如果前导码长度短，但伪随机跳跃范围大，则可能出现许多相关侧峰。这在图15A至图15F中示出了。实际上，如图15A至图15C所示，对于具有144dB MCL的用户而言，针对较大的伪随机跳跃范围，越短的前导码导致越多可观的相关侧峰。相反，如图15D至图15F所示，对于具有164dB MCL的用户而言，即使针对相同的伪随机跳跃范围，越长的前导码导致的可观相关侧峰的数量比图15A至图15C中的侧峰的数量少。这意味着更长的前导码长度可以提供更大的伪随机跳跃范围。因此，在一些实施例中，不同的伪随机跳跃范围用于不同的前导码长度(例如，针对长前导码长度是大范围，并且针对短前导码长度是短范围)。

在一些实施例中，eNB能够配置单频点跳频NB-PRACH的以下参数：通知UE“何时发送”的时间资源信息、指导UE“发送什么”的前导码序列信息、以及指导UE“在何处发送”的频率资源信息。因此，在一些实施例中，NB-IoT UE可以具有以下知识来发送单频点跳频NB-PRACH前导码：NB-PRACH可能性的可能开始时间、前导码序列值、一个或多个NB-PRACH频带的开始索引、CP长度、每组的符号数、组的数量、微跳跃大小、和/或伪随机跳跃范围。可以使用系统信息块(SIB)或主信息块(MIB)或SIB和MIB的组合来用信号通知该信息。这些配置中的一些配置可以是固定的，因此不需要用信号通知。

作为示例，可以将设计配置参数的集合总结在下面的表1中：

尽管在一些示例中特别适用于NB-IoT，但是应当理解，这些技术可以应用于其它无线网络，包括eMTC以及E-UTRAN的后继技术。因此，本文对使用来自LTE的3GPP标准的术语的信号的引用应当被理解为更一般地应用于在其它网络中具有类似特性和/或目的的信号。

本文中的无线电节点是能够通过无线电信号与另一节点通信的任何类型的节点(例如，基站或无线通信设备)。无线电网络节点12是能够和/或被配置为在无线通信网络内操作的任何类型的无线电节点，比如基站。网络节点是能够和/或被配置为在无线通信网络内操作的任何类型的节点，无论是在无线通信网络的无线电接入网络内还是核心网内。无线通信设备14是能够通过无线电信号与无线电网络节点通信的任何类型的无线电节点。因此，无线通信设备14可以指代机器对机器(M2M)设备、机器类型通信(MTC)设备、NB-IoT设备等。无线通信设备还可以被称为用户设备、无线电设备、无线电通信设备、无线终端或简称为终端，除非上下文另有指示，否则这些术语中的任何术语的使用旨在包括设备对设备UE或设备、机器类型设备或能够进行机器到机器通信的设备、配备有无线通信设备的传感器、支持无线的台式计算机、移动终端、智能电话、嵌入式膝上型设备(LEE)、安装式膝上型设备(LME)、USB加密狗、无线客户驻所设备(CPE)等。在本文的讨论中，也可以使用术语机器对机器(M2M)设备、机器类型通信(MTC)设备、无线传感器和传感器。应该理解，这些设备可以是UE。

在IoT场景中，如本文所述的无线通信设备14可以是或可以包括执行监测或测量并且向另一设备或网络发送这种监测测量的结果的机器或设备中。这种机器的特定示例是功率计、工业机械、或家用或个人器具(例如，冰箱、电视机)、个人可穿戴设备(比如，手表)等。在其它场景中，如本文所述的无线通信设备可以包括在车辆中，并且可以对车辆的操作状态或与车辆相关联的其它功能进行监测和/或报告。

此外，在NB-IoT上下文中，可以有这样的情况：为了支持针对NB-IOT设备的较低制造成本，传输带宽被减少到大小为180KHz的一个物理资源块(PRB)。频分双工(FDD)和TDD两者都支持。对于FDD(即，发射机和接收机在不同载波频率处操作)，UE中仅需支持半双工模式。设备的较低复杂性(例如，仅一个发送/接收机链)意味着在正常覆盖中可能也需要少量重复。此外，为了减轻UE复杂性，工作假设可以是具有跨子帧调度。也就是说，首先在增强型物理DL控制信道(E-PDCCH，又名M-EPDCCH)上调度传输，然后在M-EPDCCH的最终发送之后在物理DL共享信道(PDSCH)上执行实际数据的首次发送。

因此，本文中的一个或多个实施例通常包括在任何OFDM或SC-FDMA符号组间隔中使用单个子载波信号以用于随机接入。在不同的OFDM或SC-FDMA符号间隔中，可以使用不同的子载波(频率)。这可以被认为是“跳频”。跳跃图案由固定大小的跳跃和附加的多级跳跃两者组成。固定大小跳跃包括“向上”和“向下”跳跃两者以充分利用频率资源。固定大小跳跃确保PRACH可以满足目标到达时间估计范围。多级跳跃大小可以通过例如伪随机跳跃来实现，该伪随机跳跃可以被认为是具有预定的不同大小的跳跃。附加的多级跳跃极大地改善了到达时间估计精度。可以设计不同PRACH前导码之间的正交跳频图案。

由于新的PRACH信号实现接近0dB的PAPR，因此其最大程度地减少对PA回退的需求，并最大化PA效率。因此，新的PRACH信号最大化了PRACH覆盖和电池效率。新的PRACH信号与SC-FDMA和正交频分多址(OFDMA)兼容。因此，其可以使用现有的SC-FDMA或OFDMA信号产生器来容易地实现。这降低了开发成本和上市时间。此外，仔细设计跳频图案使得：(1)基站可以执行精确的到达时间估计，(2)PRACH可以充分利用频率资源，同时维持不同前导码的正交性。如果在NB-IoT的PUSCH中使用了短的CP(如LTE中的4.7us)，则精确的到达时间估计极其重要。

鉴于上述各种修改和变化，本领域技术人员将理解，本文中的无线通信设备14(例如，用户设备)可以执行图16A中所示的用于发送随机接入前导码信号的处理100。该处理100包根据跳频图案产生包括多个符号组的随机接入前导码信号，其中，每个符号组在不同时间资源期间在单频点上，所述跳频图案在一个或多个符号组处使所述随机接入前导码信号跳跃固定频率距离，并且在一个或多个其它符号组处使所述随机接入前导码信号跳跃伪随机频率距离(块110)。每个符号组包括一个或多个符号。处理100还涉及发送随机接入前导码信号(块120)。

本领域技术人员还将理解，无线电网络节点12可以执行图16B中所示的用于接收随机接入前导码信号的处理200。处理200包括从无线通信设备(例如，用户设备)接收信号(块210)。处理200还包括：根据跳频图案处理所接收的信号，以尝试检测包括多个符号组的随机接入前导码信号，其中，每个符号组在不同时间资源期间在单频点上，所述跳频图案在一个或多个符号组处使随机接入前导码信号跳跃固定频率距离，并且在一个或多个其它符号组处使随机接入前导码信号跳跃伪随机频率距离(块220)。每个符号组包括一个或多个符号。

此外，无线电网络节点12可以执行图17A所示的处理300，用于配置无线通信设备(例如，用户设备)发送包括多个符号组的随机接入前导码信号，每个符号组包括一个或多个符号。处理300包括：产生指示针对跳频图案的一个或多个参数的配置信息，无线通信设备要根据所述跳频图案在不同时间资源期间在单频点上产生每个符号组，其中，所述跳频图案在一个或多个符号组处使随机接入前导码信号跳跃固定频率距离，并且在一个或多个其它符号组处使随机接入前导码信号跳跃伪随机频率距离(块310)。处理300还包括向无线通信设备发送配置信息(块320)。

无线通信设备14可以对应地执行图17B中的处理400。处理400包括：接收指示针对跳频图案的一个或多个参数的配置信息，无线通信设备要根据所述跳频图案在不同时间资源期间在单频点上产生每个符号组，其中，所述跳频图案在一个或多个符号组处使随机接入前导码信号跳跃固定频率距离，并且在一个或多个其它符号组处使随机接入前导码信号跳跃伪随机频率距离(块410)。处理400还包括配置设备14根据所接收的配置信息产生随机接入前导码信号(块420)。

在其它实施例中，本文中的用户设备14(或更一般地，无线通信设备)可以执行图18A中所示的用于发送随机接入前导码信号的处理500。该处理500包括：根据跳频图案产生包括多个符号组的随机接入前导码信号，其中每个符号组在不同的时间资源期间在单频点上，跳频图案使随机接入前导码信号从至少一个符号组跳跃固定频率距离到相邻符号组，并且还使随机接入前导码信号从至少一个符号组跳跃伪随机频率距离到相邻符号组(块510)。每个符号组包括一个或多个符号。处理500还涉及发送随机接入前导码信号(块520)。

本领域技术人员还将理解，在其它实施例中，基站12(或更一般地，无线电网络节点)可以执行图18B中所示的用于接收随机接入前导码信号的处理600。处理600包括从用户设备接收信号(块610)。该处理600还包括：根据跳频图案处理所接收的信号，以尝试检测包括多个符号组的随机接入前导码信号，其中，每个符号组在不同时间资源期间在单频点上，跳频图案使随机接入前导码信号从至少一个符号组跳跃固定频率距离到相邻符号组，并且还使随机接入前导码信号从至少一个符号组跳跃伪随机频率距离到相邻符号组(块620)。每个符号组包括一个或多个符号。

在另外的其它实施例中，基站12(或更一般地，无线电网络节点)可以执行图19A中所示的处理700，用于配置用户设备发送包括多个符号组的随机接入前导码信号，每个符号组包括一个或多个符号。处理700包括：：产生指示针对跳频图案的一个或多个参数的配置信息，无线通信设备要根据所述跳频图案在不同时间资源期间在单频点上产生每个符号组，其中，跳频图案使随机接入前导码信号从至少一个符号组跳跃固定频率距离到相邻符号组，并且还使随机接入前导码信号从至少一个符号组跳跃伪随机频率距离到相邻符号组(块710)。处理700还包括向用户设备发送配置信息(块720)。

在其它实施例中，用户设备14可以对应地执行图19B中的处理800。处理800包括：接收指示针对跳频图案的一个或多个参数的配置信息，用户设备14要根据所述跳频图案在不同时间资源期间在单频点上产生每个符号组，其中，跳频图案使随机接入前导码信号从至少一个符号组跳跃固定频率距离到相邻符号组，并且还使随机接入前导码信号从至少一个符号组跳跃伪随机频率距离到相邻符号组(块810)。处理800还包括配置用户设备14根据所接收的配置信息产生随机接入前导码信号(块820)。

请注意，如上所述的无线通信设备14(例如，用户设备)可以通过实现任何功能装置或单元来执行本文中的处理。在一个实施例中，例如，无线通信设备14包括被配置为执行图16A、图17A、图18A和/或图19B中所示的步骤的相应电路。就此而言，该电路可以包括专用于执行某些功能处理的电路和/或与存储器结合的一个或多个微处理器。在采用存储器(其可以包括诸如只读存储器(ROM)、随机存取存储器、高速缓存存储器、闪存器件、光存储器件等的一种或若干种存储器)的实施例中，该存储器存储程序代码，该程序代码在由一个或多个处理器执行时，执行本文所述的技术。

图20A示出了根据一个或多个实施例的用户设备14(或更一般地，无线通信设备)的附加细节。如图所示，用户设备14包括处理电路920和无线电电路910。无线电电路910被配置为经由一个或多个天线940进行发送。处理电路920被配置为例如通过执行存储器930中存储的指令来执行以上在例如图16A、图17B、图18A和/或图19B中所述的处理。就此而言，处理电路920可以实现某些功能装置或单元。

图20B示出了根据其它实施例的用户设备14(或更一般地，无线通信设备)，其例如经由图20A中的处理电路920实现各种功能装置或单元。如图所示，这些功能装置或单元(例如，用于实现图16A中的方法)包括例如产生模块或单元950，其用于根据跳频图案产生包括多个符号组的随机接入前导码信号，其中，每个符号组在不同时间资源期间在单频点上，所述跳频图案在一个或多个符号组处使所述随机接入前导码信号跳跃固定频率距离，并且在一个或多个其它符号组处使所述随机接入前导码信号跳跃伪随机频率距离，每个符号组包括一个或多个符号。用户设备14还包括用于发送随机接入前导码信号的发送模块或单元960。

关于图20C示出了用户设备14的附加细节。如图20C所示，示例用户设备14包括天线970、无线电电路(例如，无线电前端电路)972、处理电路974，并且用户设备14还可以包括存储器982。存储器982可以与处理电路974分离或者是处理电路974的组成部分。天线970可以包括一个或多个天线或天线阵列，并且被配置为发送和/或接收无线信号，并且连接到无线电电路(例如，无线电前端电路)972。在某些备选实施例中，用户设备14可以不包括天线970，并且天线970可以替代地与用户设备14分离，并且可以通过接口或端口连接到用户设备14。

无线电电路(例如，无线电前端电路)972可以包括各种滤波器和放大器，连接到天线970和处理电路974，并且被配置为调节在天线970和处理电路974之间传送的信号。在某些备选实施例中，用户设备14可以不包括无线电电路(例如，无线电前端电路)972，并且处理电路974可以替代地在没有前端电路972的情况下连接到天线970。

处理电路974可以包括射频(RF)收发机电路976、基带处理电路978和应用处理电路980中的一个或多个。在一些实施例中，RF收发机电路976、基带处理电路978和应用处理电路980可以位于单独的芯片组上。在备选实施例中，基带处理电路978和应用处理电路980的一部分或全部可以组合成一个芯片组，并且RF收发机电路976可以位于单独的芯片组上。在另外的备选实施例中，RF收发机电路976和基带处理电路978的一部分或全部可以位于相同的芯片组上，并且应用处理电路980可以位于单独的芯片组上。在其它备选实施例中，RF收发机电路976、基带处理电路978和应用处理电路980的一部分或全部可以组合在相同芯片组中。处理电路974可以包括例如一个或多个中央处理单元(CPU)、一个或多个微处理器、一个或多个专用集成电路(ASIC)、和/或一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)。

用户设备14可以包括电源984。电源984可以是电池或其它供电电路以及电力管理电路。供电电路可以从外部源接收电力。电池、其它供电电路和/或电力管理电路连接到无线电电路(例如，无线电前端电路)972、处理电路974和/或存储器982。电源984、电池、供电电路和/或电力管理电路被配置为向用户设备14(包括处理电路974)供电以用于执行本文描述的功能。

还请注意，如上所述的无线电网络节点12可以通过实现任何功能装置或单元来执行本文的处理。在一个实施例中，例如，无线电网络节点12包括被配置为执行图16B、图17A、图18B和/或图19A中所示的步骤的相应电路。就此而言，该电路可以包括专用于执行某些功能处理的电路和/或与存储器结合的一个或多个微处理器。在采用存储器(其可以包括诸如只读存储器(ROM)、随机存取存储器、高速缓存存储器、闪存器件、光存储器件等的一种或若干种存储器)的实施例中，该存储器存储程序代码，该程序代码在由一个或多个处理器执行时，执行本文所述的技术。

图21示出了根据一个或多个实施例的无线电网络节点12(例如，基站)的附加细节。如图所示，无线电网络节点12包括处理电路1020和无线电电路1010。无线电电路1010被配置为经由一个或多个天线1040进行发送。处理电路1020被配置为例如通过执行存储器1030中存储的指令来执行以上在例如图16B、图17A、图18B和/或图19A中所述的处理。就此而言，处理电路1020可以实现某些功能装置或单元。

图21B示出了根据其它实施例的无线电网络节点12(例如，基站)，其例如经由图21A中的处理电路1020实现各种功能装置或单元。这些功能装置或单元(例如，用于实现图16B中的方法)包括例如用于从用户设备接收信号的接收模块或单元1050。还包括处理模块或单元1060，其用于：根据跳频图案处理所接收的信号以尝试检测包括多个符号组的随机接入前导码信号，其中，每个符号组在不同时间资源期间在单频点上，所述跳频图案在一个或多个符号组处使所述随机接入前导码信号跳跃固定频率距离，并且在一个或多个其它符号组处使所述随机接入前导码信号跳跃伪随机频率距离，每个符号组包括一个或多个符号。

关于图21C示出了无线电网络节点12的附加细节。如图21C所示，示例无线电网络节点12包括天线1070、无线电电路(例如，无线电前端电路)1072、处理电路1074，并且无线电网络节点12还可以包括存储器1082。存储器1082可以与处理电路1074分离或者是处理电路1074的组成部分。天线1070可以包括一个或多个天线或天线阵列，并且被配置为发送和/或接收无线信号，并且连接到无线电电路(例如，无线电前端电路)1072。在某些备选实施例中，无线电网络节点12可以不包括天线1070，并且天线1070可以替代地与无线电网络节点12分离，并且可以通过接口或端口连接到无线电网络节点12。

无线电电路(例如，无线电前端电路)1072可以包括各种滤波器和放大器，连接到天线1070和处理电路1074，并且被配置为调节在天线1070和处理电路1074之间传送的信号。在某些备选实施例中，无线电网络节点12可以不包括无线电电路(例如，无线电前端电路)1072，并且处理电路1074可以替代地在没有前端电路1072的情况下连接到天线1070。

处理电路1074可以包括射频(RF)收发机电路1076、基带处理电路1078和应用处理电路1080中的一个或多个。在一些实施例中，RF收发机电路1076、基带处理电路1078和应用处理电路1080可以位于单独的芯片组上。在备选实施例中，基带处理电路1078和应用处理电路1080的一部分或全部可以组合成一个芯片组，并且RF收发机电路1076可以位于单独的芯片组上。在另外的备选实施例中，RF收发机电路1076和基带处理电路1078的一部分或全部可以位于相同的芯片组上，并且应用处理电路1080可以位于单独的芯片组上。在其它备选实施例中，RF收发机电路1076、基带处理电路1078和应用处理电路1080的一部分或全部可以组合在相同芯片组中。处理电路1074可以包括例如一个或多个中央处理单元(CPU)、一个或多个微处理器、一个或多个专用集成电路(ASIC)、和/或一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)。

无线电网络节点12可以包括电源1084。电源1084可以是电池或其它供电电路以及电力管理电路。供电电路可以从外部源接收电力。电池、其它供电电路和/或电力管理电路连接到无线电电路(例如，无线电前端电路)1072、处理电路1074和/或存储器1082。电源1084、电池、供电电路和/或电力管理电路被配置为向无线电网络节点12(包括处理电路1074)供电以用于执行本文描述的功能。

本领域技术人员将理解，可以在用户设备14和/或无线电网络节点12中包括备选模块、单元或其它装置，以用于执行图16A至图19B的方法。

图22A示出了根据一个或多个实施例的网络节点1100A(例如，基站或核心网节点)的附加细节。如图所示，网络节点1100A包括处理电路1120和通信电路1110。通信电路110可以被配置为经由一个或多个天线140进行发送，例如，在通信电路1110包括无线电电路的实施例中。处理电路1120被配置为例如通过执行存储器1130中存储的指令来执行以上在例如图17A和/或图19A中所述的处理。就此而言，处理电路1120可以实现某些功能装置或单元。

图22B示出了根据其它实施例的网络节点1100B，其例如经由图22A中的处理电路1120实现各种功能装置或单元。这些功能装置或单元(例如，用于实现图17A中的方法)包括例如产生模块或单元1150，用于产生指示针对跳频图案的一个或多个参数的配置信息，用户设备14要根据所述跳频图案在不同时间资源期间在单频点上产生每个符号组，其中跳频图案在一个或多个其它符号组处使随机接入前导码信号跳跃伪随机频率距离。还包括用于向用户设备14发送配置信息的发送模块或单元1160。

本领域技术人员还将理解，本文的实施例还包括对应的计算机程序。

计算机程序包括指令，当在节点的至少一个处理器上执行指令时，使得节点执行上述任何相应处理。就此而言，计算机程序可以包括与上述装置或单元对应的一个或多个代码模块。

实施例还包括包含这样的计算机程序的载体。载体可以包括电信号、光信号、无线电信号或计算机可读存储介质中的一种。

就此而言，本文的实施例还包括非暂时性计算机可读(存储或记录)介质上存储的、并且包括指令的计算机程序产品，所述指令当由(发送或接收)无线电节点的处理器执行时，使得无线电节点如上所述地执行。

实施例还包括一种计算机程序产品，其包括程序代码部分，当由计算设备执行所述计算机程序产品时，所述程序代码部分执行本文中任何实施例的步骤。所述计算机程序产品可以存储在计算机可读记录介质上。

本文的其它实施例包括以下列举实施例。

如图23A所示，第一列举实施例包括由无线通信系统中的无线通信设备实现的、用于发送随机接入前导码信号的方法1200，该方法包括：根据跳频图案产生包括多个符号组的随机接入前导码信号，其中每个符号组在不同时间资源期间在单频点上，该跳频图案在一个或多个符号组处使单频点跳跃固定频率距离，并且在一个或多个其它符号组处使单频点跳跃多个不同的可能频率距离之一(例如，伪随机频率距离)，其中每个符号组包括一个或多个符号(块1210)；以及发送随机接入前导码信号(块1220)。

第二列举实施例包括第一列举实施例的方法，还包括随机选择在其上产生多个符号组中的第一符号组的单频点，以及根据跳频图案进行选择以跳跃在其上产生所述多个符号组中的后续符号组的单频点。

如图23B所示，第三列举实施例包括由无线通信系统中的无线电网络节点实现的用于接收随机接入前导码信号的方法1300，该方法包括：从无线通信设备接收信号(块1310)；以及根据跳频图案处理所接收的信号以尝试检测包括多个符号组的随机接入前导码，其中每个符号组在不同时间资源期间在单频点上，该跳频图案在一个或多个符号组处使单频点跳跃固定频率距离，并且在一个或多个其它符号组处使单频点跳跃多个不同的可能频率距离之一(例如，伪随机频率距离)，其中每个符号组包括一个或多个符号(块1320)。

第四列举实施例包括第三列举实施例的方法，还包括：从一个或多个其它无线通信设备接收一个或多个其它信号；以及根据不同的跳频图案处理所述一个或多个其它信号，以尝试检测与所述随机接入前导码在频率上复用的一个或多个其它随机接入前导码。

如图24A所示，第五列举实施例包括由无线通信系统中的网络节点实现的方法1400，用于配置无线通信设备发送包括多个符号组的随机接入前导码信号，每个符号组包括一个或多个符号，该方法包括：产生指示针对跳频图案的一个或多个参数的配置信息，无线通信设备要根据所述跳频图案在不同时间资源期间在单频点上产生每个符号组，其中跳频图案在一个或多个符号组处使单频点跳跃固定频率距离，并且在一个或多个其它符号组处使单频点跳跃多个不同的可能频率距离之一(例如，伪随机频率距离)(块1410)；以及向无线通信设备发送配置信息(块1420)。

第六列举实施例包括第五列举实施例的方法，还包括配置多个不同的频带，在所述多个不同的频带中要发送针对不同类型的无线通信设备的随机接入前导码信号，其中，所述不同的频带中具有不同数量的频点。

第七列举实施例包括第五列举实施例到第六列举实施例中任一个实施例的方法，其中配置信息指示至少一个参数，所述至少一个参数指示无线通信设备要在哪个频带中发送随机接入前导码信号和/或所述频带中的频点的数量。

第八列举实施例包括第一列举实施例到第七列举实施例中任一个实施例的方法，其中，固定频率距离小于或等于与目标小区大小和/或目标到达时间估计范围相关联的频率距离阈值，且所述多个不同的可能频率距离中的至少一个频率距离大于所述频率距离阈值。

第九列举实施例包括第八列举实施例的方法，其中，频率距离阈值是由一个频点跨越的频率距离。

第十列举实施例包括第八列举实施例的方法，其中，频率距离阈值是由两个频点跨越的频率距离。

第十一列举实施例包括第一列举实施例至第十列举实施例中的任一个实施例的方法，其中，所述多个不同的可能频率距离包括伪随机产生的频率距离。

第十二列举实施例包括第一列举实施例至第十一列举实施例中的任一个实施例的方法，其中，从所述多个不同的可能频率距离中伪随机地选择在所述一个或多个其它符号组中的每一个符号组处跳跃的频率距离。

第十三列举实施例包括第一列举实施例至第十二列举实施例中的任一个实施例的方法，其中，跳频图案在一个或多个符号组的第一集合中的每个符号组处使单频点跳跃固定频率距离，并且在一个或多个符号组的第二集合中的每个符号组处使单频点跳跃多个不同的可能频率距离之一，所述第二集合不同于所述第一集合。

第十四列举实施例包括第一列举实施例至第十三列举实施例中的任一个实施例的方法，其中，跳频图案包括固定距离跳跃图案和多距离跳跃图案的组合，其中固定距离跳跃图案在一个或多个符号组的第一集合中的每个符号组处使单频点跳跃固定频率距离，且多距离跳跃图案在一个或多个符号组的第二集合中的每个符号组处使单频点跳跃多个不同的可能频率距离之一，所述第二集合不同于所述第一集合。

第十五列举实施例包括第十四列举实施例的方法，其中，多距离跳跃图案是伪随机跳跃图案。

第十六列举实施例包括第十三列举实施例至第十五列举实施例中的任何一个实施例的方法，其中，第一集合和第二集合中的符号组在时间上交错并且不重叠，第一集合和第二集合两者均包括每隔一个的符号组。

第十七列举实施例包括第十三列举实施例至第十六列举实施例中的任一个实施例的方法，其中，在第二集合中的符号组处跳跃的频率距离是从候选频率距离选择的，所述候选频率距离包括由单频点跨越的频率距离的0、1、......、和倍，其中是随机接入前导码信号的传输带宽中的频点的数量。

第十八列举实施例包括第十三列举实施例至第十六列举实施例中的任一个实施例的方法，其中，在第二集合中的符号组处跳跃的频率距离是从候选频率距离选择的，所述候选频率距离包括由单频点跨越的频率距离的0，...，and倍，其中是随机接入前导码信号的传输带宽中的频点的数量，其中是任何给定子频带中的频点的数量。

第十九列举实施例包括第一列举实施例至第十八列举实施例中的任一个实施例的方法，其中，固定距离跳跃图案使单频点在符号组处沿着取决于符号组的频率位置的方向跳跃固定频率距离。

第二十列举实施例包括第一列举实施例至第十八列举实施例中的任一个实施例的方法，其中，固定距离跳跃图案使单频点在每个符号组处沿相同的方向跳跃固定频率距离。

第二十一列举实施例包括第一列举实施例至第二十列举实施例中的任一个实施例的方法，其中，跳频图案使单频点跳过随机接入前导码信号的传输带宽，使得所述多个符号组跨越传输带宽。

第二十二列举实施例包括第一列举实施例至第二十一列举实施例中的任一个实施例的方法，其中，时间资源包括正交频分复用符号组间隔。

第二十三列举实施例包括第一列举实施例至第二十二列举实施例中的任一个实施例的方法，其中，频点是正交频分复用子载波。

第二十四列举实施例包括第一列举实施例至第二十三列举实施例中的任一个实施例的方法，其中，无线通信设备是窄带物联网(NB-IoT)设备。

第二十五列举实施例包括第一列举实施例至第二十四列举实施例中的任一个实施例的方法，其中，随机接入前导码信号通过窄带物理随机接入信道(PRACH)发送。

第二十六列举实施例包括无线通信系统中用于发送随机接入前导码信号的无线通信设备，该无线通信设备被配置为：根据跳频图案产生包括多个符号组的随机接入前导码信号，其中每个符号组在不同时间资源期间在单频点上，该跳频图案在一个或多个符号组处使单频点跳跃固定频率距离，并且在一个或多个其它符号组处使单频点跳跃多个不同的可能频率距离之一，其中每个符号组包括一个或多个符号；以及发送随机接入前导码信号。

第二十七列举实施例包括第二十六列举实施例的无线通信设备，其被配置为执行第二列举实施例和第八列举实施例至第二十五列举实施例中的任一个实施例的方法。

第二十八列举实施例包括无线通信系统中用于发送随机接入前导码信号的无线通信设备，该无线通信设备包括：产生模块，用于根据跳频图案产生包括多个符号组的随机接入前导码信号，其中每个符号组在不同时间资源期间在单频点上，该跳频图案在一个或多个符号组处使单频点跳跃固定频率距离，并且在一个或多个其它符号组处使单频点跳跃多个不同的可能频率距离之一，其中每个符号组包括一个或多个符号；以及发送模块，用于发送随机接入前导码信号。

第二十九列举实施例包括无线通信系统中的用于接收随机接入前导码信号的无线电网络节点，该无线电网络节点被配置为：从无线通信设备接收信号；以及根据跳频图案处理所接收的信号以尝试检测包括多个符号组的随机接入前导码，其中每个符号组在不同时间资源期间在单频点上，该跳频图案在一个或多个符号组处使单频点跳跃固定频率距离，并且在一个或多个其它符号组处使单频点跳跃多个不同的可能频率距离之一，其中每个符号组包括一个或多个符号。

第二十九列举实施例包括第二十九列举实施例的无线电网络节点，其被配置为执行第四列举实施例和第八列举实施例至第二十五列举实施例中的任一个实施例的方法。

第三十列举实施例包括无线通信系统中的用于接收随机接入前导码信号的无线电网络节点，该无线电网络节点包括：接收模块，用于从无线通信设备接收信号；以及处理模块，用于根据跳频图案处理所接收的信号以尝试检测包括多个符号组的随机接入前导码，其中每个符号组在不同时间资源期间在单频点上，该跳频图案在一个或多个符号组处使单频点跳跃固定频率距离，并且在一个或多个其它符号组处使单频点跳跃多个不同的可能频率距离之一，其中每个符号组包括一个或多个符号。

第三十二包括无线通信系统中的网络节点，其用于配置无线通信设备发送包括多个符号组的随机接入前导码信号，每个符号组包括一个或多个符号，该网络节点被配置为：产生指示针对跳频图案的一个或多个参数的配置信息，无线通信设备要根据所述跳频图案在不同时间资源期间在单频点上产生每个符号组，其中跳频图案在一个或多个符号组处使单频点跳跃固定频率距离，并且在一个或多个其它符号组处使单频点跳跃多个不同的可能频率距离之一；以及向无线通信设备发送配置信息。

第三十三列举实施例包括第三十二列举实施例的网络节点，其被配置为执行第六列举实施例至第二十五列举实施例中的任一个实施例的方法。

第三十四包括无线通信系统中的网络节点，其用于配置无线通信设备发送包括多个符号组的随机接入前导码信号，每个符号组包括一个或多个符号，该网络节点包括：产生模块，用于产生指示针对跳频图案的一个或多个参数的配置信息，无线通信设备要根据所述跳频图案在不同时间资源期间在单频点上产生每个符号组，其中跳频图案在一个或多个符号组处使单频点跳跃固定频率距离，并且在一个或多个其它符号组处使单频点跳跃多个不同的可能频率距离之一；以及发送模块，用于向无线通信设备发送配置信息。

第三十五列举实施例包括一种包括指令的计算机程序，所述指令当被节点的至少一个处理器执行时使所述节点执行第一列举实施例至第二十五列举实施例中的任何一个实施例的方法。

第三十六列举实施例包括一种载体，该载体包含第三十五列举实施例的计算机程序，其中所述载体是电子信号、光信号、无线电信号或计算机可读存储介质之一。

如图24B所示，另一实施例包括由无线通信系统中的无线通信设备实现的方法1500，其用于配置无线通信设备发送包括多个符号组的随机接入前导码信号，每个符号组包括一个或多个符号，该方法包括：产生指示针对跳频图案的一个或多个参数的配置信息，无线通信设备要根据所述跳频图案在不同时间资源期间在单频点上产生每个符号组，其中跳频图案在一个或多个符号组处使单频点跳跃固定频率距离，并且在一个或多个其它符号组处使单频点跳跃多个不同的可能频率距离之一(例如，伪随机频率距离)(块1510)；以及配置无线通信设备根据所接收的配置信息产生随机接入信号(块1520)。

本领域技术人员将认识到：在不偏离本发明的本质特性的情况下，可以用与本文具体阐述的方式不同的方式来执行本发明。本发明实施例因此在所有方面应被视为说明性的而不是限制性的。