使用多个端口的RACH传输的制作方法
本申请要求于2017年8月30日提交的美国非临时专利申请no.15/690,820，以及于2016年9月30日提交的美国临时专利申请no.62/402,892，以及于2017年3月20日提交的美国临时专利申请62/473,844的优先权和权益，这些公开的全部内容通过援引如同在下文全面阐述那样且出于所有适用目的被纳入于此。
本公开的各方面一般涉及无线通信系统，且更具体地涉及以减少的时间量使用多个天线端口传送随机接入信号(例如，rach前置码和有效载荷)。
引言
在无线通信网络中，当ue试图接入演进型b节点(enb)(无论是初始接入、连接期间的上行链路数据还是切换)时，它们根据随机接入规程生成并发送随机接入信道(rach)前置码。在来自enb的响应之后，ue随后生成并发送rach有效载荷，并且enb进行响应以完成该规程。通常，这仅使用ue处的一个天线端口来完成。
该rach规程(有时也被称为四步rach规程)在ue传送rach前置码、等待响应、传送rach有效载荷、以及随后等待另一响应时占用时间。这引入了至少相对于时间的资源利用的低效率。进一步地，在此办法或替换办法下，来自ue的rach通信仍然仅使用ue处的一个天线端口来完成。
一些示例的简要概述
以下概述了本公开的一些方面以提供对所讨论的技术的基本理解。此概述不是本公开的所有构想到的特征的详尽综览，并且既非旨在标识出本公开的所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定本公开的任何或所有方面的范围。其唯一目的是以概述形式给出本公开的一个或多个方面的一些概念作为稍后给出的更详细描述之序言。
在本公开的一个方面，提供了一种方法，包括由第一无线通信设备向第一无线通信设备的第一天线端口提供随机接入信号，以供传输至第二无线通信设备。该方法进一步包括由第一无线通信设备向第一无线通信设备的第二天线端口提供随机接入信号，以供传输至第二无线通信设备。该方法进一步包括由第一无线通信设备向第二无线通信设备传送向第一和第二天线端口提供的随机接入信号。
在本公开的附加方面，提供了一种方法，包括在第一无线通信设备处从第二无线通信设备接收随机接入信号，其中随机接入信号被拆分至第一和第二天线端口。该方法进一步包括由第一无线通信设备将对应于第一天线端口的第一流和对应于第二天线端口的第二流进行相关。该方法进一步包括由第一无线通信设备基于相关的结果来确定第二无线通信设备的身份。
在本公开的另一方面，提供了一种方法，包括由第一无线通信设备向第一无线通信设备的第一天线端口以及第一无线通信设备的第二天线端口提供随机接入信道(rach)前置码。该方法进一步包括由第一无线通信设备向第一天线端口和第二天线端口提供rach有效载荷。该方法进一步包括由第一无线通信设备向第二无线通信设备传送提供给第一和第二天线端口的rach前置码和rach有效载荷。
在本公开的附加方面，提供了一种方法，包括在第一无线通信设备处从第二无线通信设备接收随机接入信道(rach)前置码，其中该rach前置码被拆分至第一和第二天线端口。该方法进一步包括在第一无线通信设备处从第二无线通信设备接收rach有效载荷，其中该rach有效载荷被拆分至第一和第二天线端口。该方法进一步包括由第一无线通信设备针对rach前置码恢复对应于第一和第二天线端口的第一和第二数据流以及针对rach有效载荷恢复对应于第一和第二天线端口的第三和第四数据流。该方法进一步包括由第一无线通信设备基于恢复第一和第二以及第三和第四数据流来确定第二无线通信设备的身份和响应消息。
在本公开的附加方面，提供了一种装置，包括第一和第二天线端口。该装置进一步包括：处理器，其被配置为向第一天线端口和第二天线端口提供随机接入信道(rach)前置码，并向第一天线端口和第二天线端口提供rach有效载荷。该装置进一步包括：收发机，其被配置为向无线通信设备传送提供给第一和第二天线端口的rach前置码和rach有效载荷。
在本公开的附加方面，提供了一种装置，包括：收发机，其被配置为从无线通信设备接收随机接入信道(rach)前置码，其中该rach前置码被拆分至第一和第二天线端口，并且从无线通信设备接收rach有效载荷，其中rach有效载荷被拆分至第一和第二天线端口。该装置进一步包括：处理器，其被配置为针对rach前置码恢复对应于第一和第二天线端口的第一和第二数据流以及针对rach有效载荷恢复对应于第一和第二天线端口的第三和第四数据流，并且基于恢复第一和第二以及第三和第四数据流来确定无线通信设备的身份和响应消息。
在本公开的附加方面，提供了一种计算机可读介质，其上记录有程序代码，该程序代码包括用于使第一无线通信设备向第一无线通信设备的第一天线端口和第一无线通信设备的第二天线端口提供随机接入信道(rach)前置码的代码。该程序代码进一步包括用于使第一无线通信设备向第一天线端口和第二天线端口提供rach有效载荷的代码。该程序代码进一步包括用于使第一无线通信设备向第二无线通信设备传送提供给第一和第二天线端口的rach前置码和rach有效载荷的代码。
在本公开的附加方面，提供了一种计算机可读介质，其上记录有程序代码，该程序代码包括用于使第一无线通信设备从第二无线通信设备接收随机接入信道(rach)前置码的代码，其中该rach前置码被拆分至第一和第二天线端口。该程序代码进一步包括用于使第一无线通信设备从第二无线通信设备接收rach有效载荷的代码，其中该rach有效载荷被拆分至第一和第二天线端口。该程序代码进一步包括用于使第一无线通信设备针对rach前置码恢复对应于第一和第二天线端口的第一和第二数据流以及针对rach有效载荷恢复对应于第一和第二天线端口的第三和第四数据流的代码。该程序代码进一步包括用于使第一无线通信设备基于恢复第一和第二以及第三和第四数据流来确定第二无线通信设备的身份和响应消息的代码。
在本公开的附加方面，提供了一种装备，包括用于向装备的第一天线端口和装备的第二天线端口提供随机接入信道(rach)前置码的装置。该装备进一步包括用于向第一天线端口和第二天线端口提供rach有效载荷的装置。该装备进一步包括用于向无线通信设备传送提供给第一和第二天线端口的rach前置码和rach有效载荷的装置。
在本公开的附加方面，提供了一种装备，包括用于从无线通信设备接收随机接入信道(rach)前置码的装置，其中该rach前置码被拆分至第一和第二天线端口。该装备进一步包括用于从无线通信设备接收rach有效载荷的装置，其中该rach有效载荷被拆分至第一和第二天线端口。该装备进一步包括用于针对rach前置码恢复对应于第一和第二天线端口的第一和第二数据流以及针对rach有效载荷恢复对应于第一和第二天线端口的第三和第四数据流的装置。该装备进一步包括用于基于恢复第一和第二以及第三和第四数据流来确定第二无线通信设备的身份和响应消息的装置。
在结合附图研读了下文对本发明的具体示例性实施例的描述之后，本发明的其他方面、特征和实施例对于本领域普通技术人员将是明显的。尽管本发明的特征在以下可能是针对某些实施例和附图来讨论的，但本发明的全部实施例可包括本文所讨论的有利特征中的一个或多个。换言之，尽管可能讨论了一个或多个实施例具有某些有利特征，但也可以根据本文讨论的本发明的各种实施例使用此类特征中的一个或多个特征。以类似方式，尽管示例性实施例在下文可能是作为设备、系统或方法实施例进行讨论的，但是应当领会，此类示例性实施例可以在各种设备、系统、和方法中实现。
附图简述
图1解说了根据本公开的各实施例的示例性无线通信环境。
图2是根据本公开的各实施例的示例性无线通信设备之间的示例性关系的框图。
图3是根据本公开的各实施例的示例性无线通信设备的框图。
图4是根据本公开的各实施例的示例性无线通信设备的框图。
图5a是根据本公开的各实施例的上行链路通信中的示例性两步rach规程的框图。
图5b是根据本公开的各实施例的上行链路通信中的示例性两步rach规程的时序图。
图6是根据本公开的各实施例的上行链路通信中的示例性两步rach规程的框图。
图7a是根据本公开的各实施例的上行链路rach通信中的示例性多端口复用办法的框图。
图7b是根据本公开的各实施例的上行链路rach通信中的示例性多端口复用办法的框图。
图8是解说根据本公开的各个方面的用于无线通信的示例性方法的流程图。
图9是解说根据本公开的各个方面的用于无线通信的示例性方法的流程图。
图10是解说根据本公开的各个方面的用于无线通信的示例性方法的流程图。
图11是解说根据本公开的各个方面的用于无线通信的示例性方法的流程图。
详细描述
以下结合附图阐述的详细描述旨在作为各种配置的描述，而无意表示可实践本文中所描述的概念的仅有配置。本详细描述包括具体细节以提供对各种概念的透彻理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可实践这些概念。在一些实例中，以框图形式示出众所周知的结构和组件以便避免湮没此类概念。
本文所描述的技术可被用于各种无线通信网络，诸如cdma、tdma、fdma、ofdma、sc-fdma、lte网络、gsm网络及其他网络。术语“网络”和“系统”常常可互换地使用。cdma网络可实现诸如通用地面无线电接入(utra)、cdma2000等无线电技术。utra包括宽带cdma(wcdma)以及cdma的其他变体。cdma2000涵盖is-2000、is-95和is-856标准。tdma网络可实现诸如全球移动通信系统(gsm)之类的无线电技术。ofdma网络可以实现诸如演进型utra(e-utra)、超移动宽带(umb)、ieee802.11(wi-fi)、ieee802.16(wimax)、ieee802.20、flash-ofdm等无线电技术。utra和e-utra是通用移动电信系统(umts)的一部分。3gpp长期演进(lte)和高级lte(lte-a)是使用e-utra的新umts版本。utra、e-utra、umts、lte、lte-a以及gsm在来自名为“第三代伙伴项目”(3gpp)的组织的文献中描述。cdma2000和umb在来自名为“第三代伙伴项目2”(3gpp2)的组织的文献中描述。本文所描述的技术可被用于以上所提及的无线网络和无线电技术以及其他无线网络和无线电技术，诸如下一代(例如，第5代(5g))网络。
进一步，设备还可使用各种对等技术来彼此通信，这些对等技术诸如为lte-直连(lte-d)、蓝牙、蓝牙低能量(ble)、zigbee、射频标识(rfid)和/或其他自组织(ad-hoc)或网格网络技术。本公开的各实施例涉及可以在上述网络和/或尚未被开发的那些网络中的任何一者或多者上使用的任何类型的调制方案。
本公开的各实施例引入了使用多个天线端口并且以两步规程(而不是四步规过程)从ue到enb传送随机接入信号(包括rach前置码和rach有效载荷)的系统和技术。
例如，ue选择随机接入序列并将包含随机接入序列的数据流拆分成数目等于针对ue的天线端口数目的数个流(例如，序列的副本等于天线端口的数目)。例如，这可能是两个(出于讨论的目的)。在将其拆分成对应于两个天线端口的两个流之后，随机接入序列被格式化为rach前置码，并根据这两个天线端口到(诸)天线阵列的映射(例如，两种不同的极化、不同的子阵列等)经由一个或多个天线阵列被传送。
作为进一步的示例，ue102可使用各种办法将来自多个端口的rach前置码复用至用于传输的频调。在一办法中，ue可通过在第一频率频调上放置对应于第一天线端口的第一副本，以及在第二频率上放置对应于第二天线端口的rach前置码的第二副本来应用频分复用形式，其中第一和第二频率频调不交叠。这允许接收方enb辨别用以从ue传递rach前置码的副本的信道。
在另一办法中，ue可应用扩展复用的形式。ue可在相同的频率频调上将rach前置码的副本扩展到两个天线端口(在双端口示例中；在更一般的示例中扩展到端口的数目)，并且随后在第二频率频调上再次扩展。各副本中的一个副本(诸如针对第二频率频调在一个端口上)可从其他副本修改，诸如通过应用负值。这也有助于允许enb辨别用以传递rach前置码的副本的信道。
进一步地，ue还可修改天线端口之间的发射功率的拆分。这可基于针对收到下行链路信令在每个天线端口处观察到的相应接收功率来完成(例如，下行链路同步信令，无论是主的还是副的)。因此，在观察到的接收功率存在差异的情况下，ue可基于先前观察到的接收功率的差异来每天线端口地修改发射功率。
enb接收所传送的rach前置码，恢复成与ue处的天线端口相同数目的流，并且将rach前置码与enb生成(或从enb提供)的随机接入序列的参考列表相关。对相关的结果求和并将此结果用于标识ue、检测定时、以及发送随机接入响应(例如，用于进行接入准予)。
进一步地，ue可在传送rach前置码之后直接传送rach有效载荷，例如，不等待来自与ue通信的对应enb的响应。ue可将rach有效载荷也拆分成对应于相同数目的天线端口的的数目的流。ue也可复用rach有效载荷，例如使用空间频率块编码(sfbc)。在其他示例中，ue可替换地使用fdm或扩展复用方法，和/或可使用与rach前置码相同的办法来完成。
在一些实施例中，ue可使用rach前置码作为至enb的参考信号。因此，enb可使用其接收的rach前置码来估计在ue和enb之间用于rach规程的信道的一个或多个属性。该估计的结果可由enb直接用于接收和解码在rach前置码之后直接传送的rach有效载荷。响应于在彼此之后接收rach前置码和rach有效载荷，enb可用包括针对ue的控制信息和争用解决信息的组合消息进行响应，从而将rach规程从四步规程减少到两步规程，同时还使ue能够用多个天线端口传达rach信息。
图1解说了根据本公开的各个方面的无线通信网络100。无线通信网络100可包括数个ue102、以及数个演进型b节点(enodeb或enb)104。enb104通常也可被称为基站。enb104还可被称为接入点、基收发机站、b节点等。enb104可以是与ue102进行通信的站。
enb104与ue102进行通信，如由通信信号106指示的。ue102可经由上行链路和下行链路与enb104进行通信。下行链路(或前向链路)是指从enb104到ue102的通信链路。上行链路(或反向链路)是指从ue102到enb104的通信链路。enb104还可直接或间接、在有线和/或无线连接上彼此通信，如由通信信号108指示的。
各ue102可分散遍及无线网络100，如图所示，并且每个ue102可以是驻定的或移动的。ue102也可以被称为终端、移动站、订户单元等。ue102可以是蜂窝电话、智能电话、个人数字助理、无线调制解调器、膝上型计算机、平板计算机、无人机、娱乐设备、集线器、网关、电器、可穿戴设备、对等和设备到设备组件/设备(包括固定、驻定和移动)、物联网(iot)组件/设备、万物联网(ioe)设备等。无线通信网络100是本公开的各个方面应用的网络的一个示例。
每个enb104可为特定地理区域提供通信覆盖。在3gpp中，术语“蜂窝小区”取决于使用该术语的上下文可指enb的特定地理覆盖区域和/或服务该覆盖区域的enb子系统。就此而言，enb104可提供对宏蜂窝小区、微微蜂窝小区、毫微微蜂窝小区、和/或其他类型的蜂窝小区的通信覆盖。宏蜂窝小区一般覆盖相对较大的地理区域(例如，半径为数千米的区域)，并且可允许无约束地由与网络供应商具有服务订阅的ue接入。微微蜂窝小区一般将覆盖相对较小的地理区域并且可允许无约束地由具有与网络供应商的服务订阅的ue接入。毫微微蜂窝小区也一般将覆盖相对较小的地理区域(例如，住宅)且除了无约束的接入之外还可提供有约束地由与该毫微微蜂窝小区有关联的ue(例如，封闭订户群(csg)中的ue、该住宅中的用户的ue、等等)接入。
用于宏蜂窝小区的enb可被称为宏enb。用于微微蜂窝小区的enb可被称为微微enb。并且，用于毫微微蜂窝小区的enb可被称为毫微微enb或家用enb。在图1中所示的示例中，enb104a、104b和104c(在此也被称为蜂窝小区)分别是用于覆盖区域110a、110b和110c的宏enb的示例。enb104d分别是用于覆盖区域110d的微微和/或毫微微enb的示例。enb104可支持一个或多个(例如，两个、三个、四个、等等)蜂窝小区。
无线通信网络100还可包括中继站。中继站是从上游站(例如，enb、ue等)接收数据和/或其他信息的传输并向下游站(例如，另一ue、另一enb等)发送该数据和/或其他信息的传输的站。中继站还可以是为其他ue中继传输的ue。中继站还可被称为中继enb、中继ue、中继等等。一些中继还可具有ue能力/功能。
无线通信网络100可支持同步或异步操作。对于同步操作，各enb104可以具有相似的帧定时，并且来自不同enb104的传输可以在时间上大致对准。对于异步操作，各enb104可以具有不同的帧定时，并且来自不同enb104的传输可能在时间上并不对准。
在一些实现中，无线通信网络100在下行链路上利用正交频分复用(ofdm)并在上行链路上利用单载波频分复用(sc-fdm)。ofdm和sc-fdm将系统带宽划分成多个(k个)正交副载波，其通常也称作频调、频槽等等。每个副载波可用数据来调制。一般而言，调制码元在ofdm下是在频域中被发送的，而在sc-fdm下是在时域中被发送的。毗邻副载波之间的间隔可以是固定的，且副载波的总数(k)可取决于系统带宽。例如，k对于1.4、3、5、10、15或20兆赫(mhz)的相应系统带宽可以分别等于72、180、300、600、900和1200。系统带宽还可被划分为子带。例如，子带可覆盖1.08mhz，并且对于1.4、3、5、10、15或20mhz的相应系统带宽，可分别有1、2、4、8或16个子带。
根据本公开的实施例，当ue102准备好向enb104传送rach前置码时，其可使用多个天线端口而不是仅一个天线端口来完成。在本示例中，两个天线端口将被描述以供本文使用。根据随机接入规程，在选择rach前置码序列之后，ue102进一步处理rach前置码序列以供传输至enb104。作为该处理的一部分，ue102将rach前置码序列拆分(例如，复制)成针对两个天线端口的流。可进行进一步处理(例如，可潜在地对这两个流进行波束成形)，之后将来自两个天线端口的两个流作为rach前置码传送至enb104。
enb104接收所传送的rach前置码并恢复这两个流。这两个流都被相关以标识所选的rach前置码序列、选择了该rach前置码序列的ue102、以及潜在地检测定时。enb104使用该信息来确定针对给予ue102的接入准予的对ue102的随机接入响应，在如此确定的情况下该信息可被传递至ue102。因此，根据本公开的各实施例，ue102将多个天线端口用于rach前置码传输。
根据本公开的附加实施例，ue102将rach前置码和rach有效载荷组合为一起发送的增强型消息，只要直到rach前置码和rach有效载荷两者已经从ue102被接收到enb104才以其自身的rach规程方面进行响应。因此，根据本公开的各实施例，将四步rach规程简化为两步rach规程。
根据随机接入规程，在选择rach前置码序列之后，ue102进一步处理rach前置码序列以供传输至enb104。作为该处理的一部分，ue102将rach前置码序列拆分(例如，复制)成针对两个天线端口的两个流。可进行进一步处理(例如，可潜在地进一步诸如基于所有波束中来自enb104的参考信号先前以最佳信号特性被接收的特定波束来对这两个流进行波束成形，该参考信号诸如同步信号(例如，主同步信号、副同步信号、物理广播信道(pbch)、解调参考信号(dmrs))(或信道状态信息参考信号(csi-rs)、移动性参考信号(mrs)或其某种组合))。在一些实施例中，ue102使用频分复用方案(fdm方案)从不同端口传送rach前置码。
在该示例中，ue102在第一天线端口处将rach前置码的第一副本放置在第一频率资源(例如频调)中，。进一步地，ue102在第二天线端口处将rach前置码的第二副本放置在第二频率资源(例如第二频调)中。这两个频调不交叠。因此，在至enb104的传输之后，接收端能够区分用以从不同天线端口传送相同rach前置码的信道。
在其他实施例中，ue102使用扩展复用方案从不同端口传送rach前置码。例如，可从两个天线端口使用多个交叠频率资源来传送相同rach前置码的副本，例如，可从两个天线端口将信号以相同值复制到相同频率资源上，并且再复制到附加共享频率资源上，但在第二天线端口处以经求反的rach前置码的值进行复制。例如，使用码分多址的原理，可针对第一天线端口使用[+1+1]的扩展码并针对第二天线端口使用[+1-1]的扩展码来扩展rach前置码，这仅仅作为一个示例。
在任一复用办法(其用以使接收方enb104能够区分在多个信道上发送的信号)下，来自两个天线端口的两个流作为rach前置码被传送至enb104。在传送rach前置码之后，ue102可开始传送rach有效载荷而无需等待来自enb104的对rach前置码的初始响应。因此，ue102可类似地拆分rach有效载荷的副本并将该副本提供给第一和第二天线端口。还可使用任何数目的选项(诸如，sfbc或fdm或以上讨论的扩展替代方案)复用这些副本。
enb104接收所传送的rach前置码并恢复这两个流。如上所述，这两个流都被相关以标识所选的rach前置码序列、选择了该rach前置码序列的ue102、以及还潜在地检测定时。enb104使用该信息来确定针对给予ue102的接入准予的对ue102的随机接入响应。进一步地，enb104可从ue102接收所传送的rach有效载荷并且也恢复这两个流(其中传输可能已经根据相同的复用方案或不同的方案(诸如，空间频率块编码(sfbc)等)来构造)，这些都在向ue102传送响应之前。在一些实施例中，ue102依赖于其在多个信道上传送的rach前置码以用作一种参考信号(rs)，而不是显式地包括用于信道状态估计的此信号(诸如dmrs)。
作为响应，enb104准备响应，该响应组合典型地被单独发送的各消息，包括可在组合消息中传递给ue102的控制信息(通常是rach规程的“消息2”)和争用解决信息(通常是rach规程的“消息4”)。因此，根据本公开的各实施例，ue102将多个天线端口用于rach前置码传输以及rach有效载荷传输，而ue102和enb104两者都减少需要完成rach规程的时间。
图2是根据本公开的各实施例的示例性无线通信设备之间的示例性关系的框图。具体而言，图2解说了示例性ue102和示例性enb104之间的根据本公开的各实施例的关系。
在ue102处，随机接入序列选择和有效载荷202为ue102提供根据本公开的各实施例在随机接入规程中使用的随机接入序列以及后续有效载荷。如上所述，ue102可使用多个天线端口而不是仅一个天线端口来传送rach前置码。此外，在进一步的实施例中，ue102还可将rach规程缩短为两步规程。该讨论将在各个元素中步进：首先涉及rach前置码(即，不管作为独立规程还是与缩短的两步rach规程组合)，随后是rach有效载荷。
例如，前置码选择202可来自存储器，该存储器存储先前通过来自enb104的广播标识的可用随机接入序列。例如，随机接入序列可被生成为具有给定长度(例如，139)的zadoffchu序列。进一步地，选择202可包括ue102随机地从数个(例如，4个)可能的循环移位中选择一个循环移位。进一步地，ue102还可生成临时标识符(id)，其可根据所选的循环移位来执行。
ue102对所选的随机接入序列执行快速傅里叶逆变换(ifft)204以供rach前置码传输(即，不管是独立的规程还是作为缩短的两步rach规程的前置码部分)。来自ifft204的时域中的随机接入序列被预编码(206)。
作为预编码的一部分，随机接入序列被拆分成两个流，两个天线端口208、210中的每一个天线端口使用一个流(在此指天线端口的逻辑概念，其馈送任意数目的物理天线的各种组合以供在空中传输)。为了简化讨论，使用两个端口作为示例。根据本文的原理，可附加地使用更多端口。ue102可进一步使用从对应于两个天线端口208、210的两个信道的来自enb104的一个或多个参考信号(例如，同步信号、csi-rs、mrs等)观察到的收到功率，并使用观察到的值相应地修改两个天线端口208、210之间的发射功率。例如，如果从天线端口208观察到的接收功率大于从天线端口210观察到的接收功率，则预编码206处的ue102可根据该关系对发射功率进行加权。因此，两个流的发射功率可对应于在下行链路同步期间观察到的收到功率(例如，与其近似相同或成比例)。
为了说明，ue102可对发射功率进行加权以向天线端口208分配比分配给天线端口210更多的发射功率(例如，以最大化至基站的最小速率)。这里标识为prach的总前置码传输功率可由通用关系(即，通用天线端口的)表示：
prach＝min{pcmax,c(i),preamble_received_target_power(前置码_收到_目标_功率)+plc}_[dbm]。
在此，pcmax,c(i)指用于第i子帧的ue发射功率，并且plc指下行链路路径损耗估计(诸如，由ue计算的)。以下，prach1指天线端口208处的前置码传输功率，而prach2指天线端口210处的前置码传输功率。这是因为，通常根据本公开的各实施例，rach发射功率跨所有正在使用的端口被评估(在这里的示例中为两个端口，尽管以上可使用，任何数目)。因此，对应于多个端口的下行链路路径损耗估计可以彼此不同。每个前置码传输功率值(prach)可由以下关系来标识：
prach1＝min{pmax1,preamble_received_target_power1+plc1}_[dbm]；以及
prach2＝min{pmax2,preamble_received_target_power2+plc2}_[dbm]。
ue102可经由来自enb104的信令接收针对每个天线端口208、210的最大功率pmax1和pmax2的标识(例如，经由传递选项列表的随机移动订户身份(rmsi)中的几个比特)。最大功率信息可能已经由enb104配置，并且可能已经定义了规则以便为每个天线端口208、210找到最大功率pmax1和pmax2(使用两个端口作为继续示例，其中理解为这适用于任意数目的端口)。该规则可标识pmax1和pmax2两者都等于pmax/2(最大功率除以2，即天线端口的数目)。特定规则可以是因ue实现而异的，或者可替换地是通用规则。
此外，preamble_received_target_power1和preamble_received_target_power2同样可由enb104配置。通常，preamble_received_target_power1+preamble_received_target_power2＝preamble_received_target_power。在其他一些情形中，preamble_received_target_power1＝preamble_received_target_power2＝preamble_received_target_power。
ue102可确定所需的发射功率是否超过总的最大允许功率。例如，如果prach1＝pmax1,preamble_received_target_power1+plc1和prach1+prach2<＝pmax，则ue102可使用该策略。然而，如果该关系不成立(即，不是<＝)，则ue102可检查任何天线端口208、210是否过于降级而不能在此时使用。例如，如果preamble_received_target_power1+plc1≤pmax≤preamble_received_target_power2+plc2，则其标识第二端口的信道(在此，对应于天线端口210)太弱而不能携带rach传输。
然而，如果针对i∈{1,2}的两个值(例如，对应于系统中天线端口数目的数目，这里是2)preamble_received_target_poweri+plci≤pmax，但
两个天线端口208、210的两个流如所期望/所指示地被波束成形(212)。例如，在本公开的一些实施例中，可使用毫米波范围(即，以28ghz的数量级等)中的频率。因此，可使用具有比用于较低频率的形状因子更小的形状因子的许多天线，从而允许具有聚焦能量的许多较小的定向波束(并且其可使空间重用能够比当前使用的程度更大)。不同的波束可在不同的方向上被传送，并且因此可导致ue102处的信号质量的变化水平。ue102可能已选择具有最高信号质量(例如，snr、ber等)的一个或多个波束，在该情形中波束成形212可包括该选择。
进一步地，可将两个流提供给天线214(在任何替换方案中其可映射到两个天线端口208、210)以供在可包括噪声的信道216上传输。天线端口208、210可被连接到(例如，与天线214相同的天线阵列的)两个不同的极化。替换地，天线端口208、210可被连接到不同的子阵列，例如被映射到天线端口208的第一天线子阵列和被映射到天线端口210的第二天线子阵列，其中该两个子阵列彼此不同。因此，天线端口208、210可共享不同的天线。
用于传送随机接入序列(例如，rach前置码)的频调可被放置在频率区域的大约中间(例如，1344个系统频调、40.32mhz)。作为示例，可基于多种可能的复用办法中的一种复用办法来选择频调。例如，ue102使用频分复用方案(fdm方案)从不同端口传送rach前置码。相应地，ue102在第一天线端口处将随机接入序列的第一副本(第一流)放置在第一频率资源(例如频调)中。进一步地，ue102在第二天线端口处将随机接入序列的第二副本(第二流)放置在第二频率资源(例如第二频调)中。这两个频调不交叠。
在其他实施例中，ue102使用扩展复用方案从不同端口传送随机接入序列。例如，可从两个天线端口使用多个交叠频率资源来传送随机接入序列的副本，例如，可从两个天线端口将相同流以相同值复制到相同频率资源上，并且再复制到附加共享频率资源上，但在第二天线端口处以经求反的随机接入序列的值进行复制。
enb104的天线218从信道216接收所传送的rach前置码。这被馈送用于波束成形220，导致恢复对应于天线端口224、226的收到rach前置码的相同数目的流。rach前置码被解码(222)并且被馈送至相关器以供相关228、230。相关器的数目可以等于由ue102在传送rach前置码时使用的天线端口的数目。相关的结果被求和(232)并且随后基于与由enb104维护的可用参考序列的比较来进行标识(234)。
当rach前置码被传送至enb104时，ue102继续准备和发送rach有效载荷而不等待来自enb104的响应，从而实现上述的两步rach规程。例如，随机接入序列和选择以及有效载荷202可提供rach有效载荷以供传输。rach有效载荷可包括例如rrc连接请求、跟踪区域更新、调度请求等。这也可以来自存储器。
ue102再次对rach有效载荷执行ifft204，并且随后在ifft204之后对rach有效载荷进行预编码206。与上述rach前置码发生的一样，rach有效载荷被拆分成两个流(继续以两个天线端口为示例)，两个天线端口208、210中的每一个天线端口使用一个流。ue102可进一步再次使用从对应于两个天线端口208、210的两个信道的来自enb104的一个或多个参考信号(例如，同步信号、csi-rs、mrs等)观察到的收到功率，并使用观察到的值相应地修改两个天线端口208、210之间的发射功率。
两个天线端口208、210的两个流(rach有效载荷)如所期望/所指示地被波束成形(212)。进一步地，可将两个流提供给天线214(在任何替换方案中其可再次映射到两个天线端口208、210)以供在可包括噪声的信道216上传输。所选的频调可以基于sfbc或其他替换方案。在其他实施例中，如以上关于rach前置码所讨论的，可基于复用办法来选择用于传送rach有效载荷的频调。在一些实施例中，用于rach有效载荷的复用方案将与用于rach前置码的复用方案相同，而在其他实施例中，两者之间的复用方案可以改变。
enb104的天线218也从信道216接收所传送的rach有效载荷。这被馈送用于波束成形220，导致恢复对应于天线端口224、226的收到rach有效载荷的相同数目的流。rach有效载荷被解码(222)并且信息被恢复以供进一步处理。在一些实施例中，ue102可能已经以enb104使用rach前置码作为解调参考信号的明确目的传送了rach前置码，，在该情形中enb104可使用它来帮助表征信道(用于信道状态估计)并且因此来帮助rach有效载荷解调。
enb104现在具有rach前置码和rrc连接请求、跟踪区域更新和调度请求，它们全部在enb104发送随机接入响应(rar)之前)，enb104为ue准备增强型回复消息。这可包括rar(其可包括rach前置码的标识符、定时提前、上行链路准予、蜂窝小区无线电网络临时标识符(c-rnti)、以及退避指示符，仅举一些示例)以及可包括争用解决消息的对rach有效载荷的rrc连接请求的响应。根据本公开的各实施例，enb104可向ue102传送该组合的响应作为组合的响应消息以完成rach规程。
图3是根据本公开的各实施例的示例性无线通信设备300的框图。无线通信设备300可以是ue，其可具有上述许多配置中的任何一种。出于示例的目的，无线通信设备300可以是如以上关于图1所讨论的ue102。ue102可包括处理器302、存储器304、预编码器模块308、收发机310(包括调制解调器312和rf单元314)以及天线316。这些元件可例如经由一个或多个总线来彼此直接或间接通信。
处理器302可具有作为专用类型处理器的各种特征。例如，这些特征可包括中央处理单元(cpu)、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、控制器、现场可编程门阵列(fpga)器件、另一硬件设备、固件设备、或者被配置成执行本文以上关于图1以及进一步图2介绍的ue102描述的操作的其任何组合。处理器302还可以被实现为计算设备的组合，例如，dsp与微处理器的组合、多个微处理器、结合dsp核心的一个或多个微处理器、或者任何其它此类配置。
存储器304可包括高速缓存存储器(例如，处理器302的高速缓存存储器)、随机存储存储器(ram)、磁阻ram(mram)、只读存储器(rom)、可编程只读存储器(prom)、可擦除可编程只读存储器(eprom)、电可擦除只读存储器(eeprom)、闪存、固态存储器设备、硬盘驱动器、其他形式的易失性和非易失性存储器、或者不同类型的存储器的组合。在一些实施例中，存储器304可包括非瞬态计算机可读介质。存储器304可以存储指令306。指令306可包括在由处理器302执行时使得处理器302执行本文结合本公开的各实施例参照ue102描述的操作的指令。术语“指令”和“代码”可包括任何类型的计算机可读语句。例如，术语“指令”和“代码”可以是指一个或多个程序、例程、子例程、函数、规程等。“指令”和“代码”可包括单条计算机可读语句或许多条计算机可读语句。
预编码器模块308可被用于本公开的各方面。预编码器模块308可包括各种硬件组件和/或软件组件，以关于rach前置码传输和rach有效载荷传输两者协助这些方面。
例如，在选择随机接入序列并且对其执行ifft(例如，使用处理器302和存储器304)之后，预编码器模块308可将随机接入序列流拆分成数目对应于针对ue的天线端口的数目的流。在来自图2的示例中，具有两个天线端口，就拆分成两个流。这还可包括在先前在下行链路同步信令(诸如主同步信号(pss)和副同步信号(sss))的先前接收期间在两个天线端口的两个流中的接收功率观察到差异的情况下修改(例如，加权)两个端口的发射功率，如上所述，例如作为预编码的一部分。
进一步地，预编码器模块308可帮助选择在什么频调上从两个天线端口传送经拆分的随机接入序列(再次将图2的端口数目作为示例用于关于图3的讨论)。如上所述，可能有几种不同的多路复用办法。例如，预编码器模块308可使用fdm复用办法，其中随机接入序列的第一副本被放置在第一频率资源中，而随机接入序列的第二副本被放置在第二频率资源中。这两个频率资源(例如频调)是不交叠的。因此，信道特性h可如下关于随机接入序列s来表征：存在与第一天线端口处的副本相关联的第一信道h1，以及与第二天线端口处的副本相关联的第二信道h2。由于所选的频率频调在端口之间是不交叠的，因此由enb104接收所见的信道特性将是：
(1)h1*s+n(其中n是信道中的噪声，诸如高斯噪声)；以及
(2)h2*s+n。
因为信号是不交叠的频调，所以enb104能够区分来自ue102处的两个天线端口的信道。频分可采用任何数目的形式，例如将奇数编号频调用于第一个天线端口，而将偶数编号频调用于第二天线端口，或反之亦然等。
替换地，预编码器模块308可使用扩展复用办法，其中可从两个天线端口使用多个交叠频率资源来传送随机接入序列的副本。因此，与fdm替换方案一样，可为两个端口复制相同的信号s，但是所选的频率的不同之处在于选择相同的频调，但是取决于端口修改信号s的一个或多个特性。例如，可在每个端口处选择相同的频率，并且提供相同的信号，但在各端口中的一个端口处针对所选的频率频调中的一个频率频调进行修改。诸如在如以上关于图1的示例给出的在第一端口处使用扩展序列[+1+1]而在第二端口处使用扩展序列[+1-1]的情况下，由enb104所见的信道特性将是：
(3)(h1+h2)*s+n；以及
(4)(h1–h2)*s+n。
因为信道特性在两个端口的传输之间变化，即因为来自第二端口的传输是h1–h2，所以enb104仍然能够区分信道以供进一步处理。扩展可以针对两个或更多个副本，并且在一些示例中可假定码分复用的形式。
无论针对端口之间的复用使用什么办法使得信号在enb104处是可辨别的，随后都根据天线端口到ue102的相应物理天线316的映射将两个流提供给收发机310。
预编码器模块308可进一步用于rach前置码之后的rach有效载荷。在一些实施例中，预编码器模块308可依赖于rach前置码作为rach有效载荷的参考信号，例如不是随第一传输包括传统参考信号(诸如，dmrs)。
预编码器模块308可选择信息、或者可从另一源接收信息，以被包括作为rach有效载荷。这可包括诸如rrc连接请求、跟踪区域更新、调度请求等的信息。预编码器模块308可在rach前置码正被传送至enb104时提供rach有效载荷，使得该rach有效载荷可紧随rach前置码的传输之后，从而在enb104进行响应之前这两个消息实质上作为单个消息被传送。这将rach规程减少为两步过程而不是四步过程，从而提高了效率。
类似地，rach有效载荷被拆分成两个流(这是在双天线端口示例中，而在n端口情景中，rach有效载荷被拆分成n个流)。预编码器模块308可进一步将sfbc或某个其他办法用于排列用于传输的频调，或者替换地可复用这些流，仅举一些示例。
如所示，收发机310可包括调制解调器子系统312和射频(rf)单元314。收发机310可被配置成与其他设备(诸如enb104和/或其他网络元件)双向地通信。调制解调器子系统312可被配置为根据mcs(例如，ldpc编码方案、turbo编码方案、卷积编码方案、极性编码方案等)来调制和/或编码数据。rf单元314可被配置成处理(例如，执行模数转换或数模转换等等)来自调制解调器子系统312(在传出传输上)或者从另一源(诸如enb104)始发的传输的经调制/经编码数据。尽管被示为被一起集成在收发机310中，但调制解调器子系统312和rf单元314可以是分开的设备，它们在ue102处耦合在一起以使得ue102能够与其他设备进行通信。
rf单元314可将经调制和/或经处理的数据(例如，数据分组(或者，更一般地，可包含一个或多个数据分组和其他信息的数据消息))(诸如，本公开中的rach前同步码和rach有效载荷)提供给天线316以供传输至一个或多个其他设备。天线316可进一步接收从其他设备传送的数据消息并提供收到数据消息以供在收发机310处进行处理和/或解调。如所解说的，天线316可包括在相似或不同设计的mimo配置中的多个天线，以便对于诸如空间分集之类的事物维持多个传输链路以供根据本公开的各实施例的实现。
图4是根据本公开的各实施例的示例性无线通信设备400的框图。无线通信设备400可以是enb，其可具有上述许多配置中的任何一种。出于示例的目的，无线通信设备400可以是如以上关于图1和2所讨论的enb104。enb104可包括处理器402、存储器404、解码器和相关器408、收发机410(包括调制解调器412和rf单元414)以及天线416。这些元件可例如经由一个或多个总线来彼此直接或间接通信。
处理器402可具有作为专用类型处理器的各种特征。例如，这些特征可包括cpu、dsp、asic、控制器、fpga设备、另一硬件设备、固件设备、或者被配置成执行本文以上参照图1介绍的enb104描述的操作的其任何组合。处理器402还可以被实现为计算设备的组合，例如，dsp与微处理器的组合、多个微处理器、结合dsp核心的一个或多个微处理器、或者任何其它此类配置。
存储器404可包括高速缓存存储器(例如，处理器402的高速缓存存储器)、ram、mram、rom、prom、eprom、eeprom、闪存、固态存储器设备、硬盘驱动器、其它形式的易失性和非易失性存储器、或者不同类型的存储器的组合。在一些实施例中，存储器404可包括非瞬态计算机可读介质。存储器404可以存储指令406。指令406可包括在由处理器402执行时使得处理器402执行本文结合本公开的各实施例参照enb104描述的操作的指令。
解码器和相关器408可被用于本公开的各方面。解码器和相关器408可包括各种硬件组件和/或软件组件，以帮助将收到数据恢复成来自ue102的数个流(天线端口)，将收到数据与可用于随机接入规程的随机接入序列相关，标识ue，恢复rach有效载荷数据(其中在一些实施例中，rach前置码用作表征用于rach有效载荷的信道的参考信号，诸如信道状态估计)，并且作为结果准予接入。
解码器和相关器408可与处理器402和存储器404协作地操作，以首先将收到数据从rach前置码传输恢复成与ue102的天线端口相同数目的流，用相应的相关器将这些流中的数据相关，并且执行标识、定时检测、接入准予和任何其他适当的功能。进一步地，解码器和相关器408可与处理器402和存储器404协作地操作，以在已经接收到rach前置码之后从rach有效载荷传输恢复收到数据，所有这些都在向ue102发送响应之前。也将rach有效载荷恢复成与ue102的天线端口相同数目的流。
在一些实施例中，enb104使用rach前置码作为参考信号，以便表征/估计来自ue102的信道(例如，h1和h2)以改进rach有效载荷传输的恢复。
具有rach前置码和rach有效载荷(例如，包括rrc连接请求、跟踪区域更新和调度请求)两者的enb104为ue102准备增强型回复消息(所有都在enb104发送其响应之前)。该增强型回复消息可包括随机接入响应(rar)，其可包括rach前置码的标识符、定时提前、上行链路准予、蜂窝小区无线电网络临时标识符(c-rnti)、以及退避指示符(仅举一些示例)，以及可包括争用解决消息的对rach有效载荷的rrc连接请求的响应。
如所示，收发机410可包括调制解调器子系统412和rf单元414。收发机410可被配置成与其他设备(诸如ue102和/或其他网络元件)双向地通信。调制解调器子系统412可被配置为根据mcs(例如，ldpc编码方案、turbo编码方案、卷积编码方案、极性编码方案等)来调制和/或编码数据。rf单元414可被配置为处理(例如，执行模数转换或数模转换等等)来自调制解调器子系统412(在传出传输上)或者源自另一源(诸如ue102)的传输的经调制/经编码的数据。因此，根据本公开的各实施例，ue102将多个天线端口用于rach前置码传输以及rach有效载荷传输，而ue102和enb104两者都减少需要完成rach规程的时间。
尽管被示为被一起集成在在收发机410中，但调制解调器子系统412和rf单元414可以是分开的设备，它们在enb104处耦合在一起以使得enb104能够与其他设备通信。rf单元414可将经调制和/或经处理的数据(例如，数据分组(或者，更一般地，可包含一个或多个数据分组和其他信息的数据消息，诸如下行链路参考信号))提供给天线416以供传输至一个或多个其他设备。天线416可进一步接收从其他设备传送的数据并提供收到数据以供在收发机410处进行处理和/或解调。
根据本公开的各实施例，这可包括例如接收被拆分成对应于多个天线端口的多个流的rach前置码，以及拆分成与ue102的天线端口相同数目的流的rach有效载荷(或者在不包括两步规程的情况下仅仅是来自多个天线端口的rach前置码)。如所解说的，天线416可包括在mimo配置的相似或不同设计中的多个天线以便维持多个传输链路。
现在转向图5a，解说了根据本公开的各实施例的上行链路通信中的示例性两步rach规程500的框图。
两步rach规程500包括第一码元周期502、第二码元周期504和第三码元周期506。第一码元周期502(其例如可具有相对短的码元历时，例如3个码元)包括dl共用突发508和保护区间510。
第二码元周期504包括根据本公开的各实施例的rach前置码514和rach有效载荷518两者，两者都从ue102被传送。rach前置码514可包括循环前缀512，而rach有效载荷518可包括循环前缀516。保护519在rach有效载荷518之后，在ul共用突发521之前。如可见的，ue102在没有来自enb104的任何中间信号(例如，rach消息2等)的情况下传送rach前置码514和rach有效载荷518两者。因此，实现了两步rach规程。
图5b是根据本公开的各实施例的上行链路通信中的示例性两步rach规程520的时序图。rach规程520解说了针对以上讨论的两步rach规程的ue102和enb104之间的协议关系。尽管如特定ue102和enb104之间所解说的，但这可在任何数目的ue102和enb104之间发生。这两者用于讨论的解说和简化。
在动作522处，ue102将rach前置码预编码至多个天线端口，例如如以上关于附图所讨论的包括rach前置码选择、拆分等。
在动作524处，ue102经由多个天线端口将rach前置码发送至enb104。这经由物理随机接入信道(prach)传送。
在动作526处，ue102还将rach有效载荷预编码至多个天线端口，例如如以上关于附图所讨论的包括信息和拆分。
在动作528处，ue102也经由多个天线端口(例如，经由prach)将rach有效载荷发送至enb104。因此，通常经由消息1和消息3在不同时间发送的内容(即，利用来自enb104的中间话务)现在由ue102组合为传送至enb104的单个消息。rach有效载荷可包括ue-id和其他信息，诸如缓冲区状态报告和调度请求。
在动作530处，enb104可使用从动作524接收到的rach前置码作为用于rach有效载荷的参考信号(例如，用于表征/估计信道并改进rach有效载荷的接收和恢复)。
在动作532处，enb104用随机接入响应(rar)和争用解决信息进行响应。该响应可包括例如rach前置码的标识符、定时提前(ta)、退避指示符、争用解决消息、ul/dl准予和发射功率控制(tpc)命令。因此，通常经由消息2和消息4发送的内容现在由enb104组合为作为响应传送至ue102的单个消息。
图6是根据本公开的各实施例的上行链路通信中的示例性两步rach规程600的框图。两步rach规程600为以上给出的示例提供了更多上下文，并且可解说在某些场景中的使用，例如在mmw应用中，仅举一个示例。
如所解说，从enb104传送多个参考信号，这里被称为同步(“sync”)消息602。在一些实施例中，enb104可传送具有集中为两码元群的码元606的每个同步消息602(由于根据本公开的各实施例的两步rach规程可使用至enb104的rach前置码/rach有效载荷传输的两个码元)。每个同步消息602可包括例如以两码元群的数个码元。如所解说，提供具有14个群(例如，14个不同的波束方向)的同步消息602的码元606—因此，总共28个码元(因为每个群具有两个码元)。
接收同步消息602的ue102可分析两码元群的信号质量，并从不同群的信号质量中选择具有最高信号质量的群。在所解说的示例中，对于rach规程604，ue102从码元608中选择群3，其对应于资源块612中的总共28个码元中的码元6和7(用箭头610解说)。这表示在同步消息602中，发现码元群3具有该集合中的最佳信号质量的情况。
在码元6中，ue102可放置用于rach规程的rach前置码614，而在码元7中，ue102可放置rach有效载荷616。因此，ue102可在接收来自enb104的任何响应之前顺序地传送rach前置码614和rach有效载荷616。这将rach规程缩短为两步规程。进一步地，如上所述，rach前置码614可用作用于rach有效载荷616的参考信号。
现在转向图7a，解说了根据本公开的各实施例的上行链路rach通信中的示例性多端口复用办法700的框图。在一些实施例中，这解说了rach前置码复用。
具体而言，复用办法700解说了以上介绍的信号s的频分复用办法。前置码702可在多个端口中在多个频率频调(沿着图7a中所解说的垂直频谱)中被扩展。图7a的示例继续具有两个天线端口的ue102的示例，在此标识为偶数端口705(本文中也被称为第一端口705)和奇数端口706(本文中也被称为第二端口706)。偶数和奇数端口的指定可以是任意的。
在fdm办法下，ue102在频率频调708处为偶数端口705放置rach前置码s1的第一副本。ue102不在同一频率频调708处为奇数端口706放置rach前置码s1的第二副本。相反，ue102在不交叠频率710处为奇数端口706放置s1的第二副本。因此，不同端口705、706从不同的不交叠频率频调传送它们的rach前置码的副本。以类似的方式，在不交叠频调712、714(s2)至718、720(sn)(它们之间具有任何数目的频调/信号716)上传送随后的rach前置码信号s2至sn。
图7a进一步解说了可经由偶数端口705和奇数端口706、使用sfbc或某个其他方法来传送的有效载荷704，以确保接收方enb104能够区分用以传送rach有效载荷的不同信道。在一些替换的实施例中，有效载荷704可以与上述类似的方式使用fdm或扩展。
图7b是根据本公开的各实施例的上行链路rach通信中的示例性多端口复用办法750的框图。
具体而言，复用办法750解说了以上介绍的信号s的扩展复用办法。前置码702可以导致交叠频率频调使用的方式在多个端口中在多个频率频调之间扩展。图7b的示例还继续具有两个天线端口的ue102的示例，在此将天线端口标识为偶数端口705和奇数端口706(如图7a中所标识的)。
在该扩展办法下，ue102在频率频调752处为偶数端口705放置rach前置码s1的第一副本。ue102还在同一频率频调754处为奇数端口706放置rach前置码s1的第二副本。同样,ue102在不同的频率频调754处为偶数端口705放置s1的附加副本，并且又在相同的频率频调754为奇数端口706放置另一副本。然而，可通过改变传输的符号来修改频率频调754处针对奇数端口706的该副本以帮助enb104在接收之际区分信道。因此，在该示例中，由ue102使用的扩展码可针对偶数天线端口705构成序列[+1+1]，而针对奇数天线端口706构成序列[+1-1](其他置换也是可能的)。ue102可将cdma方案用于扩展。虽然最后副本被示为正在被修改的副本，但是任何副本可替换地或附加地以类似方式被修改。
因此，在图7b中，不同端口705、706从交叠的频率频调传送它们的rach前置码的副本，但是以某个可辨别的方式修改其中至少一个副本。以类似的方式，在频调756、758(s2)至762、764(sn)(它们之间具有任何数目的频调/信号760)上传送随后的rach前置码信号s2至sn。
图7b进一步解说了可经由偶数端口705和奇数端口706、使用sfbc或某个其他方法(诸如以上所述的扩展)来传送的有效载荷704(类似于图7a)。
现在转向图8，并且首先聚焦与使用多个天线端口的rach前置码传输有关的方面，解说了根据本公开的各个方面的用于无线通信的示例性方法800的流程图。具体而言，方法800解说了根据本公开的各实施例的将多个天线端口用于传送rach前置码。方法800可由给定ue102(任何数目的ue102，为了简化本文讨论而聚焦于一个)来实现。将理解，在方法800的各步骤之前、期间和之后可提供附加步骤，并且所描述的一些步骤可从方法800中被替换或消除。
在框802处，ue102确定要用于其传送至enb104的rach前置码的随机接入序列(也被称为rach序列)。该确定可以是在无争用实施例中所指派序列的查询，或者在基于争用的实施例中从那些可用rach序列的随机选择。
在框804处，ue102对在框802处所选的随机接入序列执行ifft。
在框806处，ue102将携带所确定的随机接入序列的数据流拆分成等于针对ue102的天线端口的数目n(例如，两个或更多个)的数目n个流。这可在ue102的预编码器处完成，在该情形中可发生如针对ue102配置的进一步预编码。
在判定框808，如果ue102先前在对应于n个天线端口的n个流中检测到收到下行链路参考信号(在此被称为的同步信号(诸如主同步信号和副同步信号))的接收功率中的差异(也被称为接收功率增量)，则方法800行进至框810。
在框810处，ue102基于先前检测到的n个接收流的接收功率中的差异来确定如何在n个天线端口(例如，两个端口)之间拆分发射功率，例如使得具有较高接收功率的端口具有较高的发射功率份额。
返回至判定框808，如果没有检测到差异，或者检测到差异但是ue102被设置为针对每个天线端口保持发射功率相同，则方法800行进至框816。在框816处，ue102在天线端口之间应用发射功率的相等拆分。
不管是来自框810还是来自框816，方法800都行进至框812。在框812处，ue102根据针对相应天线端口的相应流所确定的值将发射功率值应用于rach前置码。
在框814处，ue102从ue102的天线阵列传送rach前置码，例如根据n个天线端口到一个或多个物理天线阵列的映射。
现在转向图9，解说了根据本公开的各个方面的用于无线通信的示例性方法900的流程图。具体而言，方法900解说了根据本公开的各实施例的对使用多个天线端口的rach前置码的接收和恢复。方法900可由enb104(与任何数目的ue102的通信的任何数目的enb104，为了简化本文讨论而聚焦于一个)来实现。将理解，在方法900的各步骤之前、期间和之后可提供附加步骤，并且所描述的一些步骤可从方法900中被替换或消除。
在框902处，enb104从传送方ue102接收rach前置码，例如通过在enb104处的多个天线。
在框904处，enb104将收到rach前置码恢复成对应于天线端口的相同数目的流。经恢复的rach前置码被解码并以n个流被提供给n个对应的相关器。
在框906处，该n个对应的相关器将它们相应的流中的rach前置码与可用随机接入序列相关。
在框908处，来自相关器的框906的结果被求和并由enb104用以标识ue(或与rach前置码相关联的前置码id)并检测ue的定时。在框910处，作为其结果，enb104可向ue102发送随机接入响应，例如资源准予。
现在转向图10，解说了根据本公开的各个方面的用于无线通信的示例性方法1000的流程图。具体而言，方法1000解说了根据本公开的各实施例的在两步rach规程中将多个天线端口用于传送rach前置码和rach有效载荷。方法1000可由给定ue102(任何数目的ue102，为了简化本文讨论而聚焦于一个)来实现。将理解，在方法1000的各步骤之前、期间和之后可提供附加步骤，并且所描述的一些步骤可从方法1000中被替换或消除。
在框1002处，ue102从一个或多个enb104接收一个或多个参考信号，在此被称为同步信号。例如，每个同步信号可包括可以不同方向波束成形的一个或多个经波束成形的码元。
在框1004处，ue102确定要用于其传送至enb104的rach前置码的随机接入序列(也被称为rach前置码)。该确定可以是在无争用实施例中所指派序列的查询，或者在基于争用的实施例中从那些可用随机接入序列的随机选择。
在框1006处，ue102确定rach有效载荷以供传输至enb104。rach有效载荷可包括例如rrc连接请求、跟踪区域更新、调度请求等。这也可以来自存储器以及来自某个其他源。
在框1008处，ue102将rach前置码提供给针对n个不同的天线端口的n个不同的流。例如，ue102可将携带所确定的rach前置码的数据流拆分(例如，复制)成等于针对ue102的天线端口的数目n(例如，两个或更多个)的数目n个流。这可在ue102的预编码器处完成，在该情形中可发生如针对ue102配置的进一步预编码。
在判定框1010处，确定ue102是否使用fdm将rach前置码复用到天线端口。如果使用fdm，则方法800行进至框1012。
在框1012处，ue102针对第一端口将rach前置码预编码为第一频调。
在框1014处，ue102针对第二端口将rach前置码预编码为第二频调。第二频调与第一频调不交叠。方法1000继续双天线端口实施例的示例，尽管可使用任何数目的端口，在该情形中各端口中的每一个端口将rach前置码放置于与所使用的其他频调不交叠的不同频调。
方法1000从框1014行进至框1018。在框1018处，ue102可使用rach前置码作为用于随后rach有效载荷的参考信号，并且因此放弃包括正式rs。在其他实施例中，ue102可使用实际的rs。
返回至判定框1010，如果ue102不将fdm用于复用，而是使用扩展办法，则方法1000从判定框1010行进至框1016。
在框1016处，ue102将rach前置码扩展成三个或更多个频调，其中这些频调是交叠的，并且其中rach前置码的至少一个副本具有改变(诸如符号值改变)以协助后续标识。例如，可针对两个天线端口在相同频调上复制rach前置码，以及针对两个天线端口在附加频调上进行复制，其中各副本中的一个副本具有符号改变。
方法1000行进至框1018，如以上展示的。从框1018，方法1000行进至框1020。
在框1020处，ue102从ue102的天线阵列传送rach前置码，诸如根据n个天线端口到一个或多个物理天线阵列的映射。
在框1022处，ue102将rach有效载荷提供给针对n个不同的天线端口的n个不同的流。例如，ue102可将携带所确定的rach有效载荷的数据流拆分(例如，复制)成等于针对ue102的天线端口的数目n(例如，两个或更多个)的数目n个流，正如以上关于rach前置码所描述的。
在框1024处，ue102对rach有效载荷进行预编码，例如使用sfbc或替换办法。
在框1026处，ue102从ue102的天线阵列传送rach有效载荷，诸如根据n个天线端口到一个或多个物理天线阵列的映射。
在框1028处，ue102在来自enb104的消息中(例如在可包括rach前置码的标识符、定时提前、上行链路准予、蜂窝小区无线电网络临时标识符(c-rnti)、和退避指示符(仅举一些示例)，以及可包括争用解决消息的对rach有效载荷的rrc连接请求的响应的组合消息中)接收控制信息、随机接入响应和争用解决。
现在转向图11，解说了根据本公开的各个方面的用于无线通信的示例性方法1100的流程图。具体而言，方法1100解说了根据本公开的各实施例的对使用多个天线端口在两步rach规程中的rach前置码和rach有效载荷的接收和恢复。方法1100可由enb104(与任何数目的ue102的通信的任何数目的enb104，为了简化本文讨论而聚焦于一个)来实现。将理解，在方法1100的各步骤之前、期间和之后可提供附加步骤，并且所描述的一些步骤可从方法1100中被替换或消除。
在框1102处，enb104传送一个或多个参考信号(在此被称为同步信号)(例如，广播这些信号)。例如，enb104可以不同方向对每个同步信号中的一个或多个码元进行波束成形。
在框1104处，enb104从ue102接收rach前置码，例如通过在enb104处的多个天线。
在框1106处，enb104将收到rach前置码恢复成对应于ue102处使用的天线端口的数目的相同数目的流。
在判定框1108处，如果ue102已经使用fdm，则方法1100行进至框1110。
在框1110处，enb104从对应于第一天线端口的第一频调对rach前置码进行解码(继续在ue102处的双端口使用的以上示例)。
在框1112处，enb104从对应于ue102的第二天线端口的第二频调对rach前置码进行解码。
返回至判定框1108，如果ue已经将扩展用于复用，则方法1100行进至框1114。
在框1114处，enb104从三个或更多个频调对rach前置码进行解码，其中这些频调是交叠的，并且其中rach前置码的至少一个副本具有改变(诸如符号值改变)以协助enb104的标识。例如，可针对两个天线端口从相同频调对rach前置码进行解码，以及针对两个天线端口在附加频调上进行解码，其中副本中的一个副本具有符号改变。
从框1112或1114，方法1100行进至框1116。
在框1116处，enb104将n个流中的经恢复的rach前置码提供给n个对应的相关器，这些相关器将其相应流中的rach前置码与可用随机接入序列相关。
在框1118处，来自相关器的框1116的结果被求和并由enb104用以标识ue102(或与rach前置码相关联的前置码id)并检测ue102的定时。
在框1120处，enb104进一步从ue102接收rach有效载荷，例如直接在从ue102接收到rach前置码之后。
在框1122处，enb104可使用rach前置码作为用于在框1120处接收的rach有效载荷的参考信号，而不是正式rs。在其他实施例中，ue102可能已经使用了实际的rs。因此，enb104可使用在rach有效载荷之前接收的rach前置码来估计信道。
在框1124处，enb104将rach有效载荷恢复成n个流。
在框1126处，enb104对对应于n个天线端口的n个流中的rach有效载荷进行解码，例如使用sfbc(或所使用的其他复用方案)。
在框1128处，enb104将n个流中经恢复的rach有效载荷提供给n个对应的相关器。
在框1130处，enb104确定控制信息，该控制信息可包括rach前置码的标识符、定时提前、上行链路准予、蜂窝小区无线电网络临时标识符(c-rnti)、和退避指示符(仅举一些示例)，以及可包括争用解决消息的对rach有效载荷的rrc连接请求的响应。
在框1132处，enb104向ue102传送在组合消息中具有rar和争用解决消息的控制信息，从而将典型的四步rach规程减少到两步rach规程，同时还允许ue102使用多个天线端口。
信息和信号可使用各种各样的不同技艺和技术中的任一种来表示。例如，贯穿上面说明始终可能被述及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、码元和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子、或其任何组合来表示。
结合本文中的公开描述的各种解说性框以及模块可以用设计成执行本文中描述的功能的通用处理器、dsp、asic、fpga或其他可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可被实现为计算设备的组合(例如，dsp与微处理器的组合、多个微处理器、与dsp核心协同的一个或多个微处理器，或者任何其他此类配置)。
本文描述的功能可以在硬件、由处理器执行的软件、固件、或其任何组合中实现。如果在由处理器执行的软件中实现，则各功能可以作为一条或多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。其他示例和实现落在本公开及所附权利要求的范围内。例如，由于软件的本质，上述功能可使用由处理器执行的软件、硬件、固件、硬连线或其任何组合来实现。实现功能的特征也可物理地位于各种位置，包括被分布以使得功能的各部分在不同的物理位置处实现。
另外，如本文(包括权利要求中)所使用的，在项目列举(例如，以附有诸如“中的至少一个”或“中的一个或多个”之类的措辞的项目列举)中使用的“或”指示包含性列举，以使得例如[a、b或c中的至少一个]的列举意指a或b或c或ab或ac或bc或abc(即，a和b和c)。还构想到，关于一个实施例描述的特征、组件、动作和/或步骤可按如与本文给出的不同的次序来结构化和/或关于本公开的其他实施例描述的特征、组件、动作和/或步骤相结合。
本公开的各实施例包括一种计算机可读介质，其上记录有程序代码，该程序代码包括用于使第一无线通信设备向第一无线通信设备的第一天线端口和第一无线通信设备的第二天线端口提供随机接入信道(rach)前置码的代码。该程序代码进一步包括用于使第一无线通信设备向第一天线端口和第二天线端口提供rach有效载荷的代码。该程序代码进一步包括用于使第一无线通信设备向第二无线通信设备传送提供给第一和第二天线端口的rach前置码和rach有效载荷的代码。
该计算机可读介质进一步包括用于使第一无线通信设备在共用消息中的rach有效载荷之前传送rach前置码的代码。该计算机可读介质进一步包括用于使第一无线通信设备从第二无线通信设备接收包括控制信息、随机接入响应和连接解决消息的消息的代码，该消息响应于共用消息。该计算机可读介质进一步包括用于使第一无线通信设备将rach前置码作为参考信号提供给第二无线通信设备以供与rach有效载荷联用的代码。该计算机可读介质进一步包括用于使第一无线通信设备针对从第一物理天线端口的传输将rach前置码预编码到第一频率频调中，以及针对从第二物理天线端口的传输将rach前置码预编码到第二频率频调中的代码，该第一和第二频率频调彼此不交叠。该计算机可读介质进一步包括用于使第一无线通信设备将rach前置码的每个分量扩展成两个或更多个频调的代码。该计算机可读介质进一步包括其中用于使第一无线通信设备扩展rach前置码的代码包括用于使第一无线通信设备使用码分复用进行扩展的代码。该计算机可读介质进一步包括其中用于码分复用的扩展码包括针对第一天线端口的[+1+1]和针对第二天线端口的[+1-1]。该计算机可读介质进一步包括用于使第一无线通信设备用于从用于来自第二无线通信设备的同步信号的多个波束中确定要用于传送的波束的代码。该计算机可读介质进一步包括用于使第一无线通信设备将与该波束相关联的多个码元中的第一码元用于传送rach前置码的代码，以及用于使第一无线通信设备将与该波束相关联的多个码元中的第二码元用于传送rach有效载荷的代码。该计算机可读介质进一步包括其中第一和第二无线通信设备使用毫米波频率进行通信。
在本公开的各实施例包括一种计算机可读介质，其上记录有程序代码，该程序代码包括用于使第一无线通信设备从第二无线通信设备接收随机接入信道(rach)前置码的代码，其中该rach前置码被拆分至第一和第二天线端口。该程序代码进一步包括用于使第一无线通信设备从第二无线通信设备接收rach有效载荷的代码，其中该rach有效载荷被拆分至第一和第二天线端口。该程序代码进一步包括用于使第一无线通信设备针对rach前置码恢复对应于第一和第二天线端口的第一和第二数据流以及针对rach有效载荷恢复对应于第一和第二天线端口的第三和第四数据流的代码。该程序代码进一步包括用于使第一无线通信设备基于恢复第一和第二以及第三和第四数据流来确定第二无线通信设备的身份和响应消息的代码。
该计算机可读介质进一步包括用于使第一无线通信设备在共用消息中的rach有效载荷之前接收rach前置码的代码。该计算机可读介质进一步包括用于使第一无线通信设备基于用作参考信号的rach前置码来估计第一和第二无线通信设备之间的信道的代码。该计算机可读介质进一步包括用于使第一无线通信设备响应于共用消息向第二无线通信设备传送响应消息的代码，该响应消息包括控制信息、随机接入响应和连接解决消息。该计算机可读介质进一步包括其中恢复进一步包括用于使第一无线通信设备从彼此不交叠的第一频率频调和第二频率频调对rach前置码进行解码的代码。该计算机可读介质进一步包括其中恢复进一步包括用于使第一无线通信设备从两个或更多个频调对rach前置码的每个分量进行解扩的代码。该计算机可读介质进一步包括其中rach前置码是使用码分复用来扩展的。该计算机可读介质进一步包括其中用于码分复用的扩展码包括针对第一天线端口的[+1+1]和针对第二天线端口的[+1-1]。该计算机可读介质进一步包括用于使第一无线通信设备使用多个波束广播同步信号的代码，其中接收rach前置码和rach有效载荷是在来自多个波束的波束上接收的。该计算机可读介质进一步包括其中rach前置码是随与该波束相关联的多个码元中的第一码元被包括的，并且rach有效载荷是随与该波束相关联的多个码元中的第二码元被包括的。该计算机可读介质进一步包括其中第一和第二无线通信设备使用毫米波频率进行通信。
在本公开的各实施例进一步包括一种装备，包括用于向装备的第一天线端口和装备的第二天线端口提供随机接入信道(rach)前置码的装置。该装备进一步包括用于向第一天线端口和第二天线端口提供rach有效载荷的装置。该装备进一步包括用于向无线通信设备传送提供给第一和第二天线端口的rach前置码和rach有效载荷的装置。
该装备进一步包括用于在共用消息中的rach有效载荷之前传送rach前置码的装置。该装备进一步包括用于从无线通信设备接收包括控制信息、随机接入响应和连接解决消息的消息的装置，该消息响应于共用消息。该装备进一步包括用于将rach前置码作为参考信号提供给无线通信设备以供与rach有效载荷联用的装置。该装备进一步包括用于针对从第一物理天线端口的传输将rach前置码预编码到第一频率频调中，以及针对从第二物理天线端口的传输将rach前置码预编码到第二频率频调中的装置，该第一和第二频率频调彼此不交叠。该装备进一步包括用于将rach前置码的每个分量扩展成两个或更多个频调的装置。该装备进一步包括用于扩展rach前置码的装置包括用于使用码分复用进行扩展的装置。该装备进一步包括其中用于码分复用的扩展码包括针对第一天线端口的[+1+1]和针对第二天线端口的[+1-1]。该装备进一步包括用于确定用于从用于来自第二无线通信设备的同步信号的多个波束中确定要用于传送的波束的装置。该装备进一步包括用于将与该波束相关联的多个码元中的第一码元用于传送rach前置码的装置，以及用于将与该波束相关联的多个码元中的第二码元用于传送rach有效载荷的装置。该装备进一步包括装备和无线通信设备使用毫米波频率进行通信。
在本公开的各实施例进一步包括一种装备，包括用于从无线通信设备接收随机接入信道(rach)前置码的装置，其中该rach前置码被拆分至第一和第二天线端口。该装备进一步包括用于从无线通信设备接收rach有效载荷的装置，其中该rach有效载荷被拆分至第一和第二天线端口。该装备进一步包括用于针对rach前置码恢复对应于第一和第二天线端口的第一和第二数据流以及针对rach有效载荷恢复对应于第一和第二天线端口的第三和第四数据流的装置。该装备进一步包括用于基于恢复第一和第二以及第三和第四数据流来确定第二无线通信设备的身份和响应消息的装置。
该装备进一步包括用于在共用消息中的rach有效载荷之前接收rach前置码的装置。该装备进一步包括用于基于用作参考信号的rach前置码来估计装备和无线通信设备之间的信道的装置。该装备进一步包括用于响应于共用消息向无线通信设备传送响应消息的装置，该响应消息包括控制信息、随机接入响应和连接解决消息的。该装备进一步包括其中用于恢复的装置进一步包括用于从彼此不交叠的第一频率频调和第二频率频调对rach前置码进行解码的装置。该装备进一步包括用于恢复的装置包括用于从两个或更多个频调对rach前置码的每个分量进行解扩的装置。该装备进一步包括其中使用码分复用来扩展rach前置码。该装备进一步包括其中用于码分复用的扩展码包括针对第一天线端口的[+1+1]和针对第二天线端口的[+1-1]。该装备进一步包括用于使用多个波束广播同步信号的装置，其中接收rach前置码和rach有效载荷是在来自多个波束的波束上接收的。该装备进一步包括其中rach前置码是随与该波束相关联的多个码元中的第一码元被包括的，并且rach有效载荷是随与该波束相关联的多个码元中的第二码元被包括的。该装备进一步包括装备和无线通信设备使用毫米波频率进行通信。
如本领域普通技术人员至此将领会的并取决于手头的具体应用，可以在本公开的设备的材料、装置、配置和使用方法上做出许多修改、替换和变化而不会脱离本公开的精神和范围。有鉴于此，本公开的范围不应当被限定于本文所解说和描述的特定实施例(因为其仅是作为本公开的一些示例)，而应当与所附权利要求及其功能等同方案完全相当。
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