在无线通信中执行基于多波束的随机接入过程的方法和设备与流程

文档序号：17934068发布日期：2019-06-15 01:11阅读：187来源：国知局

本公开涉及用于在下一代/5g无线电接入网络(下文中，称为“新无线电(nr)”)中执行基于多波束的随机接入过程的方法和设备。

背景技术：

最近，3gpp已经批准了用于研究下一代/5g无线电接入技术的研究项目“关于新无线电接入技术的研究(studyonnewradioaccesstechnology)”。在关于新无线电接入技术的研究的基础上，无线电接入网络工作组1(ranwg1)已经讨论了用于新无线电(nr)的帧结构、信道编码和调制、波形、多址接入方法等。要求将nr设计为：不仅提供与长期演进(lte)/lte-高级(lte-advanced)相比而言的经改进的数据传输率，而且还满足具体的和特定的使用场景中的各种要求。

特别地，增强的移动宽带(embb)、大规模机器类型通信(mmtc)和超可靠低延时通信(urllc)被提出作为nr的代表性使用场景。为了满足各个场景的要求，需要将nr设计为与lte/lte-高级相比而言的灵活的帧结构。

同时，作为用于应对由多个路径引起的延迟扩展的方法，在基于ofdm的无线通信系统中的ofdm符号的开始处包括循环前缀。在lte/lte-高级系统中的每个ofdm符号的开始处也包括循环前缀。

具体地，在lte/lte-高级系统中，配置具有相同的相同子载波间隔和符号间隔的基于ofdmn的资源元素，并且由基站根据小区的大小和对应的延迟扩展特性来配置循环前缀的长度等。用户设备通过接收同步信号并实现与小区的时间/频率同步的过程来检测在对应小区中配置的循环前缀的长度。

在这方面，已经开发了用于支持多个参数集(numerology)以支持各种使用场景的nr系统，并因此需要提供一种用于针对除了用于传送同步信号的参数集之外的其他参数集配置循环前缀的长度的方法。

技术实现要素：

技术问题

本公开的目的是提供一种用于在针对tx/rx信道互易性不可用的环境操作基于多波束的上行链路时所需的rach操作的具体方法。

技术方案

根据本公开的一方面，提供了一种用于基站在无线通信中执行基于多波束的随机接入过程的方法。该方法包括：将关于一个或多个随机接入信道(rach)资源的信息传送到用户设备；使用多个波束从用户设备接收一个或多个多-rach前导码(multi-rachpreamble)；以及将随机接入响应传送到用户设备。

根据本公开的另一方面，提供了一种用于用户设备在无线通信中执行基于多波束的随机接入过程的方法。该方法包括：从基站接收关于一个或多个rach资源的信息；使用多个波束将一个或多个多-rach前导码传送到基站；以及从基站接收随机接入响应。

根据本公开的又另一方面，提供了一种用于在无线通信中执行基于多波束的随机接入过程的用户设备。该用户设备包括：接收机，其被配置为从基站接收关于一个或多个rach资源的信息，并从基站接收随机接入响应；以及发射机，其被配置为使用多个波束将一个或多个多-rach前导码传送到基站。

发明效果

根据本公开的实施例，可以执行在针对tx/rx信道互易性不可用的环境操作基于多波束的上行链路时所需的rach操作。

附图说明

图1是示出了基于争用(contention-based)的随机接入过程的图。

图2是示出了随机接入响应(rar)窗口的定时的图。

图3是示出了随机接入响应的定时的图。

图4是示出了无争用的随机接入过程的图。

图5是示出了基于tmd的混合参数集中的资源块(rb)结构的图。

图6是示出了根据本公开实施例的传送基于扇区波束的rach前导码的方法的图。

图7是示出了根据本公开另一实施例的用于基站在无线通信中执行基于多波束的随机接入过程的方法的流程图。

图8是示出了根据本公开另一实施例的用于用户设备在无线通信中执行基于多波束的随机接入过程的方法的流程图。

图9是示出了根据本公开另一实施例的基站的框图。

图10是示出了根据本公开另一实施例的用户设备的框图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施例。在向每个附图中的元件添加附图标记时，如果可能的话，相同的元件将由相同的附图标记指定，尽管它们在不同的附图中示出。此外，在本公开的以下描述中，当确定了描述可能使本公开的主题反而不清楚时，将省略对本文中包含的已知功能和配置的详细描述。

在本公开中，mtc终端可以是指支持低成本(或低复杂度)的终端、支持覆盖增强的终端等。在本公开中，mtc终端可以是指支持低成本(或低复杂度)的终端、支持覆盖增强的终端等。另外，在本公开中，mtc终端可以是指被分类为用于支持低成本(或低复杂度)和/或覆盖增强的特定类别的终端。

换句话说，mtc终端可以是指在3gpp版本-13中新定义并执行基于lte的mtc相关操作的低成本(或低复杂度)用户设备类别/类型。mtc终端可以是指在3gpp版本-12中或之前定义的用户设备类别/类型，其支持与典型的lte覆盖相比而言增强的覆盖或者支持低功率消耗。或者，mtc设备可以是指在版本-13中新定义的低成本(或低复杂度)用户设备类别/类型。

在本公开中，广泛部署无线通信系统以提供各种通信服务，诸如语音通信服务、分组数据服务等。无线通信系统包括用户设备(ue)和基站(bs、enb、gnb或xnb)。在本公开中，ue被定义为指代在无线通信中使用的终端的通用术语。例如，ue可以指代但不限于支持宽带码分多址接入(wcdma)、长期演进(lte)、高速分组接入(hspa)、国际移动电信(imt)-2020(5g或新无线电)等的ue；支持全球移动通信系统(gsm)的移动站(ms)；用户终端(ut)；订户站(ss)；无线设备等。

基站或小区通常是指与ue通信的站。基站或小区是指代但不限于所有各种通信服务区域和设备的通用术语，诸如节点b(node-b)、演进型节点b(enb)、g节点-b(gnb)、低功率节点(lpn)、扇区、站点、各种类型的天线、基站收发机系统(bts)、接入点、点(例如，传送点、接收点或收发点)、中继节点、兆小区、宏小区、微小区、微微小区、毫微微小区、远程无线电端(rrh)、无线电单元(ru)和小小区。

也就是说，在本公开中，基站或小区统称性地被定义为通用术语，也包括：由cdma中的基站控制器(bsc)、wcdma中的节点-b、lte中的演进型节点b(enb)或扇区(站点)等覆盖的一些通信服务区域或功能；所有各种覆盖区域，诸如兆小区、宏小区、微小区、微微小区、毫微微小区和中继节点、rrh、ru、小小区通信范围等。

各个小区中的每一个由基站控制。因此，基站可以分为两类。基站可以指代：1)形成并提供诸如兆小区、宏小区、微小区、微微小区、毫微微小区或小小区的对应的通信服务区域的装置，或2)通信服务区域。在1)的情况下，基站可以指代：i)形成和提供对应的通信服务区域并且由相同实体控制的装置或ii)彼此交互和协作以形成和提供对应的通信服务区域的装置。根据基站采用的通信方案，基站可以指代enb、rrh、天线、ru、低功率节点(lpn)、点、传送/接收点、传送点、接收点等。在2)的情况下，基站可以是通信服务区域本身，其中ue能够从其他ue和邻近基站接收信号或向其传送信号。

因此，基站被统称性地定义为通用术语，包括兆小区、宏小区、微小区、微微小区、毫微微小区或小小区、rrh、天线、ru、lpn、点、enb、传送/接收点、传送点或接收点。

在本公开中，ue和基站是用于体现本说明书中描述的技术和技术精神的执行传送/接收的两个实体。ue和基站被定义为通用术语，并且不限于特定术语或词语。ue和基站是用于体现本公开中描述的技术和技术精神的执行上行链路或下行链路传送/接收的两个实体。ue和基站被定义为通用术语，并且不限于特定术语或词语。本文中，上行链路(下文中称为“ul”)是指由ue向/从基站的数据传送/接收，并且下行链路(下文中称为“dl”)是指由基站向/从ue的数据传送/接收。

可以将多址接入技术中的任何一种应用于无线通信系统。例如，无线通信系统可以采用各种多址接入技术，诸如码分多址接入(cdma)、时分多址接入(tdma)、频分多址接入(fdma)、正交频分多址接入(ofdma)、ofdm-tdma、ofdm-fdma、ofdm-cdma等。根据本公开的实施例可以应用于以下中的资源分配：i)异步无线通信，其从gsm、wcdma和hspa演进为lte/lte-高级和imt-2020，ii)同步无线通信，其演进为cdma、cdma-2000和umb。本公开不限于或不被解释为限于特定无线通信领域，并且被解释为包括可以应用本公开的精神的所有技术领域。

可以基于以下执行ul传输和dl传输：i)通过不同时隙执行传输的时分双工(tdd)技术或者ii)通过不同频率执行传输的频分双工(fdd)技术。

此外，在诸如lte或lte-高级的一些系统中，相关的标准规范定义了用于传送/接收控制信息的基于单载波或一对载波建立的ul和dl，ul和dl可以被配置有一个或多个控制信道，诸如物理dl控制信道(pdcch)、物理控制格式指示信道(pcfich)、物理混合arq指示信道(pitch)、物理up控制信道(pucch)、增强型物理dl控制信道(epdcch)等。为了传送/接收数据，ul和dl可以被配置有一个或多个数据信道，诸如物理dl共享信道(pdsch)、物理ul共享信道(pusch)等。

同时，可以通过epdcch(增强型pdcch或扩展型pdcch)传送控制信息。

在本公开中，小区可以是指从传送点或传送/接收点传送的信号的覆盖范围、具有从传送点或传送/接收点传送的信号的覆盖范围的分量载波、或者传送/接收点本身。

对其应用至少一个实施例的无线通信系统可以是：i)协调的多点传送/接收系统(comp系统)，其中两个或更多个传送/接收点协作以传送信号，ii)协调的多天线传输系统，或iii)协调的多小区通信系统。comp系统可以包括至少两个多传送/接收点和ue。

多传送/接收点可以是至少一个rrh，其通过光缆或光纤连接到bs或宏小区(下文中，称为“enb”)并因此以有线方式被控制，并且在宏小区区域中具有高传输功率或低传输功率。

在下文中，dl表示从多传送/接收点到ue的通信或通信路径，或者ul表示从ue到多传送/接收点的通信或通信路径。在dl中，发射机可以是多传送/接收点的一部分，并且接收机可以是ue的一部分。在ul中，发射机可以是ue的一部分，并且接收机可以是多传送/接收点的一部分。

在下文中，可以将通过诸如pucch、pusch、pdcch、epdcch或pdsch的信道的信号的传送和接收信号描述为pucch、pusch、pdcch、epdcch或pdsch的传送和接收。

另外，传送或接收pdcch的描述或者通过pdcch传送或接收信号的描述可以用作包括传送或接收epdcch/mpdcch或通过epdcch/mpdcch传送或接收信号的含义。

也就是说，下面描述的物理dl控制信道可以表示pdcch或epdcch，或者也可以用作包括pdcch和epdcch/mpdcch两者的含义。

此外，为了便于描述，epdcch/mpdcch可以应用于作为本公开的实施例的包括pdcch的实施例，并且pdcch也可以应用于作为本公开的实施例的包括epdcch/mpdcch的实施例。

同时，下面描述的较高层信令包括传送包含rrc参数的rrc信息的无线电资源控制(rrc)信令。

基站执行到ue的dl传输。基站可以传送作为用于单播传输的主要物理信道的物理dl共享信道(pdsch)，以及物理dl控制信道(pdcch)，其用于传送i)诸如接收pdsch所需的调度的dl控制信息，和ii)用于通过ul数据信道(例如，物理ul共享信道(pusch))进行传输的调度批准信息。下文中，通过每个信道传送/接收信号可以以对应的信道被传送/接收的这种方式来描述。

[典型的随机接入]

还未实现或未保持ul同步的ue使用随机接入信道(rach)实现ul同步。当实现ue的ul同步时，基站可以在正交的条件下调度ul传输资源。基于rach的同步可以由以下事件触发。

1.如果ue处于rrc_connected状态但未建立ul同步，则当要求ue传送新的ul数据时。

2.如果ue处于rrc_connected状态但未建立ul同步，则当要求ue响应于新接收到的dl数据而传送ack/nack时。

3.如果ue处于rrc_connected状态，则当ue从当前小区切换(handedover)到目标小区时。

4.当ue从rrc_idle状态转变到rrc_connected状态(例如，初始接入或跟踪区域更新)时

5.如果ue进入连接状态以从无线电链路故障中恢复，例外地，即使当实现了ul同步时，如果未分配用于传送对ue的调度请求(sr)的其他ul资源，则可以分配rach来传送sr。

nr定义了两种类型的随机接入过程，其是基于争用的随机接入过程和无争用的随机接入过程。在基于争用的随机接入过程中，由于ue随机选择并传送前导码，因此当一个或多个ue同时传送相同的前导码时发生冲突。因此，有必要提供克服这种情况的过程。

在无争用的随机接入过程中，由于专用前导码被分配给ue，因此不发生这种冲突，并且以与基于争用的随机接入过程相比而言的高速度执行随机接入过程。通常，ue使用基于争用的随机接入过程。例外地，当要求ue以高速度执行随机接入过程时，允许ue使用无争用的随机接入过程。

图1是示出了基于争用的随机接入过程的图。

参考图1，基于争用的随机接入过程如下。

步骤1：前导码传输

在64个前导码中除了预先保留的以供基站在无争用的rach中使用的的一个或多个前导码之外，其余前导码可以用于基于争用的随机接入过程，并且被分成两个子组。广播系统信息指示ue选择两个子组中的哪一个。ue根据所要求的传输资源大小从对应的子组中选择前导码。

考虑路径损耗来设置前导码传输功率的初始值。ue通过测量dl的参考信号接收功率(rsrp)的平均值来估计路径损耗，并根据以下来设置功率偏移：期望的信号干扰加噪声比(sinr)、在分配给rach前导码的时-频隙(time-frequencyslot)中测量的ul干扰和噪声水平、以及前导码类型。

步骤2：随机接入响应(rar)

基站使用pdsch传送随机接入响应(rar)，并且rar由通过pdcch传送的随机接入无线电网络临时标识符(ra-rnti)指示。ra-rnti使得能够识别用于检测ue传送的前导码的时-频隙。

rar传送信息，诸如，检测到的前导码的标识、用于同步ue的ul传输的定时对准指示、用于在步骤3中传送消息的初始ul资源确认、或者小区无线电网络临时标识符(临时c-rnti)的分配。rar消息可以包括诸如‘退避指示符(backoffindicator)’的信息，其可以指示在预定时间段的延迟之后重试随机接入过程。

图2是示出了随机接入响应(rar)窗口的定时的图。

参考图2，预期ue在时间窗口内接收rar。窗口的开始点和结束点由基站指示，并作为小区特定系统信息的一部分进行广播。在相关标准中，允许最早的子帧在距前导码的子帧的结束点2ms之后。然而，正常延迟时间(前导码的子帧的结束点与rar窗口的第一子帧的开始点之间的间隔)通常是4ms。rar由步骤2中的消息和dl传输资源分配消息‘g’构成。使用pdsch传送步骤2中的消息并使用pdcch传送‘g’。

当在设定时间窗口内还未接收到rar时，ue执行前导码的重传。在rar窗口的结束点之后的前导码重传的最小延迟是3ms(即使当ue接收到携带在rar中使用的dl资源的pdcch时，如果ue还未成功解调rar消息，则在前导码重传之前的最小延迟时间增加到4ms，这考虑了ue试图解调rar所花费的时间)。

基站可以配置‘前导码功率渐变’，使得传输功率能够以每个重传的前导码的恒定间隔增加。在wcdma中，需要降低初始前导码功率以便控制干扰，但是lte中的前导码功率的控制不如wcdma灵敏，这是因为lte的随机接入前导码通常与其他ul传输正交。因此，随机接入过程中的第一前导码传输的成功率高于wcdma的成功率，并且对功率攀升(powerramping)的需求趋于减小。

步骤3：层2/3(l2/l3)消息

该消息是在pusch上首先调度的ul传输，并使用混合自动重传请求(harq)。ue使用该消息传递随机接入过程消息，诸如rrc接入请求、跟踪区域更新和调度请求。

该消息包括在步骤2中通过rar分配的临时c-rnti，并且包括c-rnti或48位ue标识(id)。

如果在步骤1中发生前导码冲突，则冲突的ue将通过rar接收相同的临时c-rnti，并因此当传送l2/l3消息时将在相同的ul时频资源上发生冲突。如果所有ue由于冲突而未成功解调，则每个ue在已经执行最大次数的harq重传之后重新开始随机接入过程。然而，即使发生前导码冲突，也可以成功地执行解调。因此，在这种情况下，可以通过步骤4中的过程来解决争用。

图3是示出了随机接入响应(消息3传输)的定时的图。

参考图3，当ue已成功接收到rar时，ue的最小处理延迟时间是通过在传送消息3之前从5ms减去往返传输时间(ta)而获得的值。

步骤4：争用解决消息

当多个ue传送相同的前导码时，该步骤用于区分通过前导码实际识别的ue。

基站生成包括步骤3中的l2/l3消息中包括的48位ue标识(c-rnti或临时c-rnti)的争用解决消息，并将生成的消息传送到ue。

当在多个ue之间发生冲突时，如果l2/l3消息被成功解调，则仅由已经检测到其自己的ueid(或c-rnti)的ue执行harq反馈。其他ue离开随机接入过程并开始新的随机接入过程。

在已经接收到争用解决消息之后，ue针对三种可能的情景进行如下响应。

-当ue已成功解调并识别出其自己的ueid时，ue传送‘ack’。

-当ue已成功解调并意识到消息中包括另一ueid时，ue不传送任何内容，其称为‘dtx’。

-当ue未能解调消息或丢失dl确认时，ue不传送任何内容。

图4是示出了无争用的随机接入过程的图。

参考图4，无争用的随机接入过程如下。

基站为每个ue指定前导码，并且ue传送指定的前导码，因此ue之间不发生冲突。当接入过程应该在短时间内完成时(诸如当恢复到ue的dl业务(traffic)或执行切换时)应用该方法。该过程通过以下步骤执行。

步骤1：基站将前导码分配给ue。

步骤2：ue传送所分配的前导码。

步骤3：基站传送随机接入响应。

下一代/5g无线电接入网络(5g新无线电(nr))

最近，3gpp批准了用于研究下一代/5g无线电接入技术的研究项目“关于新无线电接入技术的研究”。在关于新无线电接入技术的研究的基础上，已经针对用于nr的帧结构、信道编码和调制、波形、多址接入方案等进行讨论。

要求将nr设计为：不仅提供与长期演进(lte)/lte-高级相比而言的经改进的数据传输速率，而且还满足具体和特定使用场景中的各种要求。特别地，提出了增强型移动宽带(embb)、大规模机器类型通信(mmtc)以及超可靠低延迟通信(urllc)作为nr的代表性使用场景。为了满足各个场景的要求，要求设计与lte/lte-高级相比而言的更灵活的帧结构。

具体地，embb、mmtc、urllc被3gpp认为是nr的代表性使用场景。由于每个使用场景对数据速率、延时、覆盖等提出了不同的要求，因此需要一种有效率地多路复用彼此不同的基于参数集(例如，子载波间隔(scs)、子帧、传输时间间隔(tti)等)的无线电资源单元的方法，作为用于通过提供给任意nr系统的频带根据使用场景有效率地满足要求的方案。

例如，类似于典型的lte/lte-高级，越来越需要通过一个nr频带支持基于15khz子载波间隔的1ms子帧(或0.5ms时隙)结构、基于30khz子载波间隔的0.5ms子帧(或0.25ms时隙)结构、以及基于60khz子载波间隔的0.25ms子帧(或0.125ms时隙)结构。

此外，对于以下的技术正在进行讨论：i)将由x个ofdm符号形成的子帧(例如，x＝14或7，或任何其他自然数)或由y个ofdm符号形成的符号(例如，y＝14或7，或任何其他自然数)配置为参数集(例如，子载波间隔结构)中的时域中的资源分配单元(例如，时域中的调度单元)，或ii)定义由具有比子帧或时隙更小的粒度(granularity)的z个ofdm符号(即，满足z<y且z<x的任何自然数)形成的微时隙(mini-slot)。

基于tdm的混合参数集中的rb结构

如上所述，当通过nr载波支持多个参数集，并且每个参数集的子载波间隔具有2ⁿ*15khz的值(n是0或大于0的自然数)时，定义每个参数集的子载波在频域中以嵌套方式映射到子载波间隔为15khz的子集/超集上。

图5是示出了基于tmd的混合参数集中的资源块(rb)结构的图。

另外，在通过以tdm方式多路复用对应参数集来配置帧结构的情况下，通过对应的nr载波在频率轴中用作资源分配单元的rb以嵌套方式被定义为针对基于15khz的rb网格的rb的子集/超集，如图5所示。

在这种情况下，在每个参数集中形成一个rb的子载波的数量被确定为具有特定数量，例如12或16中的一个，而不管对应的参数集如何。

在nr中，已经开展了关于基于多波束的多输入多输出(mimo)传输技术的研究，并且还讨论了在ul和rach传输中采用它的技术。

在本公开中，提供了一种用于基于多波束传送rach的方法。特别地，本文提供的是当tx/rx信道互易性不可用时可以采用的rach波束控制技术，以及用于维持这点的随机接入过程(或其部分)。

在5gnr中，已经讨论了基于多波束的初始接入技术。以下是ran186bis会议中针对作为基本接入步骤的rach操作的协议。

ran186bis会议中的协议

·当至少针对多波束操作tx/rx互易性在gnb处可用时，至少针对处于空闲模式的ue考虑以下rach过程

-dl广播信道/信号的一个或多个场合与rach资源的子集之间的关联通过广播系统信息被通知给ue或对ue而言已知

·ffs：“非关联”的信令

·应进一步研究rach前导码的详细设计

-基于dl测量和对应的关联，ue选择rach资源的子集

·ffs：针对rach前导码传输的tx波束选择

-在gnb处，ue的dltx波束可以基于检测到的rach前导码而获得，并且还将被应用于消息2

·消息2中的ul授权可以指示消息3的传输定时

·对于具有和不具有tx/rx互易性的情况，应该力争共同的随机接入过程

·当tx/rx互易性不可用时，至少针对处于空闲模式的ue可以进一步考虑以下内容

-是否或如何向gnb报告dltx波束，例如，

·rach前导码/资源

·msg.3

-是否或如何向ue指示ultx波束，例如，

·rar

如在rach操作的基本协议中所指定的，在标准化会议上讨论的nrrach的情况下，在tx/rx信道互易性可用的情况下达成了关于针对rach使用多个波束的方法的协议。

然而，在tx/rx信道互易性不可用的情况下，尚未对诸如控制波束的方法，向ue指示波束信息的方法等的特定方法进行讨论。

因此，本文提供了一种用于针对tx/rx信道互易性不可用的环境来操作基于多波束的ul时所需的rach操作的特定方法。

下面描述的实施例和/或示例不限于tx/rx信道互易性不可用的情况，并因此也可以应用于使用tx/rx信道的基于多波束的rach传输。

实施例1.执行基于扇区波束的rach前导码传输

由于实施例1基于ue无法获得关于其ul传输(tx)波束的信息的环境，即‘不具有tx/rx互易性’，因此对下面使用宽波束传送rach前导码的技术进行了讨论。此外，下面描述的扇区波束用于表示指代宽波束的术语，并且可以被描述为诸如分组波束、多波束集等的各种术语。

根据实施例1，传送rach前导码的方法由通过rrc资源配置来配置基本rach资源而开始。

首先，要求将与rach相关的以下配置信息传送到ue。这样的系统信息可以以与典型sib2中包括的rach配置类似的方式进行配置，或者也可以通过定义附加消息来配置。

-基本上，为预先配置的周期trach分配单个rach资源

-在trach周期内重复传送rach信号nrep次

-针对重复的rach序列使用单个资源或nrach个资源

这里，rach前导码可以被映射到rach序列，具有以下两个目的。

-当仅需要简单的rach搜索时使用单个rach序列

当不必要获取基站的波束方向信息时，执行对单个rach序列的使用。

注意的是，考虑到由ue的移动引起的向上波束的差异的可能性，可以仅使用分组波束。因此，当从ue接收到rach前导码时，基站可以仅识别出接收到rach前导码，并且可以不执行针对向上波束的候选检测、特定细化等。

-当需要考虑波束方向性的rach搜索时，使用一个或多个多-rach序列

当有必要获取基站的波束方向信息时，执行对多-rach序列的使用。

注意的是，考虑到由ue的移动引起的向上波束的差异的可能性，可以仅使用分组波束，并且将不同的rach序列或rach资源映射到每个波束。因此，当从ue接收到一个或多个rach前导码时，基站可以根据一个或多个rach前导码的接收来获取一个或多个向上波束的方向信息或合适的程序编码和波束方向性信息。

图6是示出了根据本公开实施例的传送基于扇区波束的rach前导码的方法的图。

-通用：给定时间内扇区波束扫描(sweeping)的形式(参见图6)

基本上，一个或多个rach前导码在通过以具有特定方向性的特定方向扫描或旋转形成的特定范围或所有方向上以分组波束或扇区波束的形式被传送。

实施例1-1

在实施例1-1中，在给定时间段中在彼此不同的nrach个方向上顺序地传送一个或多个rach前导码。即，在实施例1-1中，在执行用于传送rach前导码的波束扫描时，在nrach个方向上传送一个或多个前导码。

例如，如图6所示，由于nrach等于3，因此rach前导码在三个方向上被传送。基本上，一个或多个rach前导码以组类型的扇区波束形式(包括波束子集)被传送。

此时，在时间轴上在nrach个方向上顺序地传送一个或多个rach前导码。当rach前导码的传输单元是子帧时，通过nrach个子帧传送一个或多个rach前导码。当rach前导码的传输单元是时隙时，通过nrach个时隙传送一个或多个rach前导码。当rach前导码的传输单元是符号时，通过nrach个符号传送一个或多个rach前导码。

实施例1-2

在实施例1-2中，在单个时间同时传送nrach个扇区波束，一个或多个rach前导码在trach周期内被重复传送nrep次。也就是说，该实施例1-2类似于实施例1-1，在执行用于传送一个或多个rach前导码的波束扫描时，在nrach个方向上传送一个或多个前导码。此时，在nrach个方向上同时传送一个或多个前导码。

因此，通过在相同的时频资源上多路复用来传送一个或多个rach前导码，或者基于fdm将其映射到正交的nrach个rach资源，并然后传送所映射的一个或多个前导码。

可以重复传送一个或多个rach前导码，并且重复传送的次数可以被定义为nrep。可以将nrep设置为等于或不同于扇区波束nrach的总数的值。

实施例2

在实施例2中，当通过ue的一个或多个rach前导码接收扇区波束信息时，基站此后使用属于对应扇区波束x的多波束集来执行rach过程。

在实施例2中，提出了一种用于针对以分组波束形式传送的至少一个rach前导码定义一个或多个波束子集的方法。当ue通过扇区波束传送一个或多个rach前导码时，如图6所示，基站可以通过检测一个或多个rach前导码来检测ue的最佳波束或优选波束候选。

为此，要求定义波束分组。

作为第一种方法，如表1中所示，可以彼此正交地执行波束分组。即，每个扇区波束的子集波束彼此不重叠。此时，基站可以通过接收到的一个或多个rach前导码在一对一的基础上识别ue的扇区映射。

【表1】

正交形式的波束分组

作为第二种方法，可以以如表2中所示的重叠形式执行波束分组。即，每个扇区波束的子集波束中的至少一个可以与另一个重叠，或者扇区波束中的两个或更多个可以通过一个rach前导码来传送。

例如，如表2中所示，当检测到rach前导码p1'时，基站可以识别出ue的一个或多个上波束中的最佳波束被包括在扇区波束p扇区,1和扇区波束p扇区,2中。类似地，当检测到rach前导码p2'时，基站可以识别出ue的一个或多个上波束中的最佳波束被包括在扇区波束p扇区,3和扇区波束p扇区,4中。

第二种方法提供了关于ue的最佳波束候选的更不准确的信息，但是具有可以减少rach的传输时间的优点。

【表2】

重叠形式的波束分组

如上所述，在本公开中，已经提供了实施例1、1-1、1-2和2作为用于在针对tx/rx信道互易性不可用的环境操作基于多波束的ul时所需的rach操作的特定方法。在下文中，讨论了ue和基站使用针对tx/rx信道互易性不可用的环境操作基于多波束的ul时所需的rach操作的特定方法来执行基于多波束的随机接入过程的方法。

图7是示出了根据本公开另一实施例的用于基站在无线通信中执行基于多波束的随机接入过程的方法的流程图。

参考图7，用于基站在无线通信中执行基于多波束的随机接入过程的方法包括：在步骤s710处，将关于一个或多个rach资源的信息传送到ue；在步骤s720处，使用多个波束从ue接收一个或多个多-rach前导码；以及在步骤s730处，向ue传送随机接入响应。

可以通过rrc配置将步骤s710中的关于一个或多个rach资源的信息传送到ue。步骤s710中的关于一个或多个rach资源的信息可以包括如实施例1所述的基本rach资源配置信息，诸如预先配置的周期trach、针对周期trach重复的nrep传输的次数、rach序列的类型等。此时，如实施例1中所述，当需要简单的rach搜索时可以使用单个rach序列，并且当需要考虑波束方向性的rach搜索时可以使用一个或多个多-rach序列。

当有必要获取基站的波束方向信息时，执行对一个或多个多-rach序列的使用。在这种情况下，考虑到由ue的移动引起的向上波束的差异的可能性，可以仅使用分组波束，并且将不同的rach序列或rach资源映射到每个波束。因此，当从ue接收一个或多个rach前导码时，基站可以根据一个或多个rach前导码的接收来获取一个或多个向上波束的方向信息或合适的程序编码和波束方向性信息。

基本上，一个或多个rach前导码在通过以具有特定方向性的特定方向扫描或旋转形成的特定范围或所有方向上以分组波束或扇区波束的形式被传送。

可以通过顺序地接收一个或多个多-rach前导码来执行在步骤s720中从ue接收一个或多个多-rach前导码。多个rach前导码的传输单元可以是时隙、子帧或符号中的一个。可以通过时隙、子帧或符号的数量中的一个(对应于多-rach前导码的数量)来执行在步骤s720中从ue接收一个或多个多-rach前导码。

如实施例1-1中所述，可以在给定时间段内在彼此不同的nrach个方向上顺序地接收一个或多个rach前导码。也就是说，在执行用于传送一个或多个rach前导码的波束扫描时，可以从nrach个方向接收一个或多个前导码。

例如，如图6所示，由于nrach等于3，因此rach前导码在三个方向上被接收。基本上，rach前导码以组类型的扇区波束形式(包括波束子集)被接收。

此时，在时间轴上在nrach个方向上顺序地接收一个或多个rach前导码。当rach前导码的传输单元是子帧时，通过nrach个子帧接收一个或多个rach前导码。当rach前导码的传输单元是时隙时，通过nrach个时隙接收一个或多个rach前导码。当rach前导码的传输单元是符号时，通过nrach个符号接收一个或多个rach前导码。

如实施例1-2中所述，在单个时间同时传送nrach个扇区波束，一个或多个rach前导码在trach周期内被重复传送nrep次。

此时，多-rach前导码可以使用多-rach序列。此时，如实施例1中所述，当需要考虑波束方向性的rach搜索时，可以使用一个或多个多-rach序列。

同时，上述随机接入过程可以是无争用的随机接入过程。

多个波束中的每一个可以包括一个或多个子集。在这种情况下，可以使用对应于rach资源的多个波束的子集来执行在步骤s730中向ue传送随机接入响应。

可以使用对应于rach资源的多个波束的子集来确定用于向ue传送随机接入响应的一个或多个波束，并然后通过所确定的一个或多个波束来执行随机接入响应。

如实施例2中所述，当通过ue的一个或多个rach前导码接收扇区波束信息时，基站此后使用属于对应扇区波束x的多波束集来执行rach过程。

当ue通过扇区波束传送一个或多个rach前导码时，如图6所示，基站可以通过检测一个或多个rach前导码来检测ue的最佳波束或优选波束候选。

作为第二种方法，以如表2中所示，可以以重叠形式执行波束分组。即，每个扇区波束的子集波束中的至少一个可以与另一个重叠，或者扇区波束中的两个或更多个可以通过一个rach前导码来传送。

如上所述，无线通信可以处于ul波束和dl波束之间的信道互易性不可用的环境中。也就是说，可能存在其中ue无法获得关于其ul传输(tx)波束的信息的环境，即‘不具有tx/rx互易性’。其中ul和dl波束之间的信道互易性不可用的环境可以意味着在下一代无线通信中不存在tx/rx波束对应信息。

图8是示出了根据本公开另一实施例的用于ue在无线通信中执行基于多波束的随机接入过程的方法的流程图。

参考图8，用于ue在无线通信中执行基于多波束的随机接入过程的方法800包括：在步骤s810处，从基站接收关于一个或多个rach资源的信息；在步骤s820处，使用多个波束将一个或多个多-rach前导码传送到基站；以及在步骤s830处，从基站接收随机接入响应。

可以通过rrc配置从基站接收步骤s810中的关于一个或多个rach资源的信息。关于一个或多个rach资源的信息可以包括如实施例1中所述的基本rach资源配置信息，诸如预先配置的周期trach、针对周期trach重复nrep传输的次数、rach序列的类型等。此时，如实施例1中所述，当需要简单的rach搜索时可以使用单个rach序列，并且当需要考虑波束方向性的rach搜索时可以使用一个或多个多-rach序列。当需要获取基站的波束方向信息时，执行对一个或多个多-rach序列的使用。

可以通过顺序地传送一个或多个多-rach前导码来执行在步骤s820中将一个或多个多-rach前导码传送到基站。多个rach前导码的传输单元可以是时隙、子帧或符号中的一个。可以通过时隙、子帧或符号的数量中的一个(对应于多-rach前导码的数量)来执行在步骤s820中将一个或多个多-rach前导码传送到基站。

如实施例1-1中所述，可以在给定时间段内在彼此不同的nrach个方向上顺序地传送一个或多个rach前导码。也就是说，在执行用于传送一个或多个rach前导码的波束扫描时，一个或多个前导码可以被传送到nrach个方向。

如实施例1-2中所述，在单个时间同时传送nrach个扇区波束，一个或多个rach前导码在trach周期内被重复传送nrep次。

此时，如实施例1中所述，当需要考虑波束方向性的rach搜索时，一个或多个多-rach序列可以用于一个或多个多-rach前导码。

同时，上述随机接入过程可以是无争用的随机接入过程。

如图6所示，多个波束(p扇区,1、p扇区,2、p扇区,3)中的每一个可以包括一个或多个子集(例如，针对p扇区,2的p2.1、p2.2、p2.3)。可以使用对应于rach资源的多个波束的子集来执行在步骤s830中从基站接收随机接入响应。

可以通过使用对应于rach资源的多个波束的子集所确定的波束从基站接收随机接入响应。

如实施例2中所述，当通过ue的一个或多个rach前导码接收扇区波束信息时，基站此后使用属于对应扇区波束x的多波束集来执行rach过程。如上所述，作为第一种方法，可以如表1中所示彼此正交地执行波束分组，或者如表2中所示，波束分组可以以重叠的形式来执行。

如上所述，无线通信可以处于其中ul波束和dl波束之间的信道互易性不可用的环境中。也就是说，可能存在其中ue无法获得关于其ul传输(tx)波束的信息的环境，即‘不具有tx/rx互易性’。

根据本公开的实施例，已经针对下一代/5g无线电接入网络提供了基于多波束的rach传输方法和随机接入过程。特别地，本文提供的是当tx/rx信道互易性不可用时可以采用的rach波束控制技术，以及用于维持这些的随机接入过程(或其部分)。

图9是示出了根据本公开另一实施例的基站的框图。

参考图9，基站900包括控制器910、发射机920和接收机930。

控制器910被配置为控制基站900的操作，以用于在下一代无线通信中传送基于多波束的rach。控制器910被配置为控制基站900的整体操作，以用于在参考图7描述的无线通信中执行基于多波束的rach过程。

发射机920和接收机930被分别配置为向ue发送和从ue接收执行如上所述的一些实施例所必需的信号、消息和数据。

具体地，发射机920可以被配置为将关于一个或多个rach资源的信息传送到ue，并且将随机接入响应传送到ue。

接收机930可以被配置为使用多个波束从ue接收一个或多个多-rach前导码。接收机930可以被配置为顺序地接收一个或多个多-rach前导码。接收机930可以被配置为通过时隙、子帧或符号的数量中的一个(对应于多-rach前导码的数量)来接收一个或多个多-rach前导码。

发射机920可以被配置为使用对应于rach资源的多个波束的子集来传送随机接入响应。

控制器910可以被配置为使用对应于rach资源的多个波束的子集来确定用于传送随机接入响应的一个或多个波束。发射机920可以被配置为通过所确定的一个或多个波束向ue传送随机接入响应。

图10是示出了根据本公开另一实施例的用户设备的框图。

参考图10，ue1000包括接收机1010、控制器1020和发射机1030。

接收机1010可以被配置为通过对应的信道从基站接收dl控制信息、数据和消息。

控制器1020被配置为控制ue1000的操作，以用于在下一代无线通信中传送基于多波束的rach。控制器1020被配置为控制ue1000的整体操作，以用于在参考图8描述的无线通信中执行基于多波束的rach过程。

发射机1030被配置为通过对应的信道向基站传送ul控制信息、数据和消息。

接收机1010可以被配置为从基站接收关于一个或多个rach资源的信息，并从基站接收随机接入响应。发射机1130可以被配置为使用多个波束将一个或多个多-rach前导码传送到基站。

发射机1130可以被配置为使用一个或多个多-rach序列顺序地传送一个或多个多-rach前导码。

多个波束中的每一个可以包括一个或多个子集。接收机1010可以被配置为使用对应于rach资源的多个波束的子集从基站接收随机接入响应。

接收机1010可以被配置为通过使用对应于rach资源的多个波束的子集所确定的波束从基站接收随机接入响应。

与上述实施例相关的标准化规范或标准文档构成了本公开的一部分。因此，应该理解的是，将标准化规范的内容和标准文档的一部分并入详细描述和权利要求中也被包括在本公开的范围内。

尽管出于说明性目的已经描述了本公开的优选实施例，但是本领域技术人员将理解的是，在不脱离如所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。因此，没有出于限制目的描述本公开的示例性方面，而是为了描述实施例，因此，本公开的范围不应限于这样的实施例。应该基于以下权利要求来解释本公开的保护范围，并且在其等同物的范围内的所有技术构思应被解释为包括在本公开的范围内。