生成带有承载信息的随机接入信号的制作方法

本文档总体上涉及无线通信。

背景技术：

无线通信技术正把世界推向一个日益互联和网络化的社会。无线通信的快速发展和技术的进步导致了对容量和连接性的更大需求。诸如能量消耗、设备成本、频谱效率和时延等其他方面对于满足各种通信场景的需求来说也很重要。与现有的无线网络相比，下一代系统和无线通信技术需要为更多的用户和设备提供支持，以及更高数据速率的支持，因此需要更有效的消息和信令机制。

技术实现要素：

本文档涉及在移动通信系统(例如第五代(5g)和新无线电(nr)系统)中生成带有承载信息的随机接入信号的方法、系统和设备。

在一个示例性方面中，公开了一种无线通信方法。该方法包括：通过终端向网络节点传送第一消息，该第一消息包括与来自索引集合的前半部分的第一索引相关联的第一前导码序列；和传送第二消息，该第二消息包括与来自索引集合的后半部分的第二索引相关联的第二前导码序列，其中第一索引和第二索引满足约束关系。

在另一个示例性方面中，公开了一种无线通信方法。方法包括：通过网络节点从终端接收第一消息，该第一消息包括与来自索引集合的前半部分的第一索引相关联的第一前导码序列；和接收第二消息，该第二消息包括与来自索引集合的后半部分的第二索引相关联的第二前导码序列，其中第一索引和第二索引满足约束关系。

在又一示例性方面中，上述方法以处理器可执行代码的形式体现并存储在计算机可读程序介质中。

在又一示例性实施例中，公开了一种配置为或可操作为执行上述方法的设备。

在附图、说明书和权利要求书中更详细地描述了上述和其它方面及其实施方式。

附图说明

图1示出了根据本公开技术的一些实施例的无线通信中的基站(bs)和用户设备(ue)的示例。

图2示出了ue和bs之间的随机接入程序的示例。

图3示出了根据本公开技术的一些实施例的使用多个msg1传输的隐式分组的示例

图4示出了根据本公开技术的一些实施例的使用多个msg1传输的隐式分组的另一示例。

图5示出了一种示例性无线通信方法的流程图。

图6示出了另一种示例性无线通信方法的流程图。

图7是根据本公开技术的一些实施例的装置的一部分的框图表示。

具体实施方式

新兴的移动通信系统，例如第五代(5g)和新无线电(nr)，使用恒定幅值零自相关(cazac)序列(例如zadoff-chu(zc)序列)来生成随机接入信号(其在本文档中称为msg1)。除了随机接入前导码索引外，这些随机接入信号可以被基站(或gnb，或网络节点)检测到。然后，该基站可以向ue(或终端，或移动设备)发送随机接入响应以继续随机接入协议。

图1示出了无线通信系统(例如，lte，5g或新无线电(nr)蜂窝网络)的示例，该系统包括bs120和一个或多个用户设备(ue)111、112和113。在一些实施例中，并且如上所述，该ue可以传输包括cazac序列(131、132、133)的随机接入信号，并随后接收由bs传输的随机接入响应(141、142、143)。该ue可以是例如智能手机、平板电脑、移动电脑、机器对机器(m2m)设备、终端、移动设备、物联网(iot)设备等。

在一些实施例中，并且如图2所示，该ue(或终端，或移动设备)从a组或b组中选择前导码序列来携带1位的附加信息，其用于向基站通知由ue发送的后续msg3的大小。如图2所示，在随机接入信号msg1之后，存在一个上行链路msg3来携带更多的数据信息到基站，以完成整个随机接入过程。

在这些系统中，如果随机接入信号能携带更多的信息，如果随机接入延迟能被缩短，并且如果随机接入过程能被加快，都是有益的。如图2所示，基于竞争的随机接入分四个步骤完成。所公开技术的实施例通过将第一步和第三步合并成一步，以及第二步和第四步合并成一步，以构建两步的随机接入，其可以在第一步中携带更多的附加信息，从而加快了随机接入过程。由于iot终端上传的数据量通常较小，因此在第一步中携带附加信息也有利于物联网(iot)应用。如果该少量数据可以通过随机接入信号在随机接入的第一步中所携带的附加信息来进行传输，则iot终端可以降低功耗，延长电池寿命，以及降低网络负载。此外，本文档所描述的实施例保持向后兼容性；例如，不修改随机接入信号的序列，只增加msg1传输的数量，并引入更多的随机接入序列索引组，以增加可携带的信息。

本文档使用章节标题和子标题以便于理解，而不是将所公开的技术和实施例的范围限制到某些章节中。因此，在不同章节中公开的实施例可以相互使用。此外，本文档仅使用来自3gpp新无线电(nr)网络架构和5g协议的示例来促进理解，并且所公开的技术和实施例可以在使用不同于3gpp协议的通信协议的其他无线系统中实施。

具有增加msg1传输数量的实施例

为了保持与nr系统的向后兼容性，单个ue可以在nr系统允许的框架内传输多个msg1。有两种方式来增加单个ue发送msg1的次数。

方法1：通过将ssb-perrach-occasion中的ssb-perrach-occasionandcb-preamblesperssb参数设置为小于1{例如，1/2，1/4，1/8}，它可以保证ssb可以多次映射到随机接入资源(例如，多个rach场合(ro))。一般情况下，ue随机选择多个ro中的一个，或根据prach掩码索引参数选择ro。然而，在需要传递更多信息的情况下，ue可以选择与ssb关联的全部或部分ro来发送msg1，以增加msg1传输的数量。这可以由ue确定，例如，是否像往常一样发送单个msg1，或发送多个msg1传输。传输的选择不影响基站或网络设备的接收，因为无论是现有情况(基于prach掩码索引)的结果，还是如本文档所述，基站检测到ssb映射到的多个随机接入时间。无论哪种情况下，这都不会增加bs的工作负载。

方法2：当ssb-perrach-occasionandcb-preamblesperssb参数中的ssb-perrach-occasion大于或等于1{例如，1，2，4，8，16}时，基站启用多个msg1传输选项。然后使用多个ro发送msg1。

在一些实施例中，可以同时使用方法1和方法2。当ssb-perrach-occasion小于1时，通过启用多个msg1传输，可以使用比方法1或方法2更多的ro来发送msg1。

具有显式分组和多个msg1传输的实施例

在一些实施例中，可用前导码序列的索引分为a组和b组。当ue选择a组时，其表示信息位0，而当ue选择b组时，其表示信息位1，从而传递1位的信息。然而，在多个msg1传输或多个ro传输中，同一个ue可以使用多个ro，其前导码序列索引从a组中选择，表示信息位0，而从b组中选择，表示信息位1。从a组和b组中选择的前导码序列索引应一致，以使基站能够识别多个ro为同一ue传输。

例如，每个ro可以从{0..63}中选择前导码序列索引，其可分为包括{0…31}的a组和包括{32…63}的b组。如果ue要传输位序列01101100，则它可以选择8个ro来传输随机接入前导码序列索引为{1，33，33，1，33，33，1，1}。然而，如果由ue选择的前导码序列索引发生变化，例如{1，33，35，2，36，37，3，4}，则基站无法确认这是由同一ue发送的多个msg1传输，并且信息(例如，位序列01101100)无法被正确识别。

在一些实施例中，当传递的信息量较小(例如，两位信息)并且两个ro的随机接入前导码索引被选为{1，33}时，在某些情况下，基站可能无法正确地确定接收到的信息来自同一ue。例如，可能会有漏检，或者bs实际上已经接收到来自两个ue的msg1。在这些情况下，可能会出现误报。在现有的实施方式中，a组和b组(目前在一个实施方式中定义)的大小不一定是相同的，因此，很难进一步约束前导码序列的选择以提高检测率并减少误警率。此外，当使用现有的a组和b组定义时，与多个msg1传输相结合的显式分组覆盖了指示后续msg3大小的原有功能，并且可能不足以传递后续msg3的大小。

具有隐式分组和多个msg1传输的实施例

在一些实施例中，并且在隐式分组的情况下，不依赖现有的a组和b组定义。相反地，为ro选择的前导码序列索引之间的数学关系(或约束条件)被定义来传递信息。

在一个示例中，可以假设在一个ro中可用64个前导码序列，并且被隐式地且均匀地分配给ue侧的两组，例如一个低阶组{0...31}和一个高阶组{32...63}，或者一个偶数索引的组和另一个奇数索引的组。此分组不要求基站或网络向ue配置显式信令指示或配置，也不要求ue或基站上报此分组。ue自己配置和使用这个通用的预定义规则，因此，它被称为隐式分组。

实现多个msg1或多个ro传输的ue可以从低阶或偶数索引组中选择一个前导码序列索引来表示信息位1，并且可以从高阶或奇数索引组中选择一个索引来表示信息位0。在其他实施例中，该规则可以被调换，但不影响本文所述的公开技术的实施例的功效。

除了从各自的组中选择前导码序列索引外，选择还必须满足预定的数学关系(或约束条件)。例如，组的前导码序列索引之间的差是固定的，例如{低阶组，高阶组}的选择可以是{0，32}，{1，33}，……，其中固定差为32(如图3所示)。在另一个示例中，{偶数阵列，奇数阵列}的选择可以是{0，1}，{2，3}……，其中固定差为1。约束也可以是由{低阶组，高阶组}选择的{0，64}，{1，63}……，其中序列索引的所有选择之和为64。其他约束同样适用。

其目的是使基站在预定义规则下，能够将满足该规则的msg1的序列确定为同一ue的输出，并对信息内容进行区分。此外，每个ro上的前导码序列索引的选择应该是一致的，这样可以减少误报，提高检测率。

应当注意的是，本实施例中描述的分组与现有实施方式中的a组和b组分组(其通常用于传递msg3的大小)无关。例如，系统是否启用b组并不影响所描述的方法和实施方式。类似地，如果系统已经配置a组为包含48个前导码，并且b组包含16个前导码(例如，在基于竞争的随机接入(cbra)前导码序列的情况下)，则所公开技术的实施例在此框架内仍然是可兼容的。

在基于竞争的随机接入(cbra)(使用56个前导码序列)或无竞争的随机接入(cfra)(使用8个序列)的情况下，可以实现前导码序列索引之间定义的数学关系(或约束条件)。因此，所公开技术的实施例与基于竞争的随机接入(例如，cbra)和无竞争的随机接入(例如，cfra)都是可兼容的。

支持多个msg1传输的能力是一种增强的能力，其可能不用于网络中的每个终端。因此，系统可能包括一些只支持基本功能的ue，以及一些支持增强功能的ue。在这种情况下，网络需要根据场景启用上述预定义规则，并在高层信令或系统信息中通知终端ue。

用于携带信息的分组数量增加的实施例

上述公开技术的实施例(例如，基于显式分组和隐式分组)将可用的前导码索引分为两组。然而，本文所述的实施例同样适用于需要通过msg1传输来传递更多信息的情况。例如，64个可用的前导码序列索引可以分为4组，并且4组中的序列索引分别表示{00，01，10，11}，其现在传递两位的信息，而不是仅一个。并且这可以进一步扩展为分成8组来支持3位的信息，等等。

例如，并且如图4所示，四组索引可以是{0...15}，{16...31}，{32...47}，{48...63}，ue分别用{1}、{17}、{33}、{49}表示{00、01、10、11}，并且所选索引的差值为49-33＝33-17＝17-1＝16＝64/4。

多个msg1传输对msg2的影响

如上所述，所公开技术的实施例考虑使用多个msg1或多个ro传输来携带附加信息，后续的下行链路信号随机接入响应也需要支持此功能。只有在所有的多个msg1或多个ro传输都被接收之后，基站才能响应ue来实现这一点。如果ue在它被配置为传送所有msg1之前接收到响应，则它知道从bs接收到的响应是不正确的，并且假定bs没有接收到所有的msg1传输。bs可以正确地确认已接收到所有的多个msg1或多个ro传输，示例性方法如下：

(1)基站可将多次msg1传输中接收到的所有数据插入到随机接入响应(rar)的随机接入前导码(rap)标识(id)(rapid)字段中。

(2)基站在接收到所有msg1传输后，可以正确识别ue，并且因此可以将ue标识(ueid)插入到随机接入响应(rar)中，以通知ue已接收到多个msg1传输并正确解码。

(3)基站可以利用解码后的信息内容对随机接入响应(rar)的控制信道进行加扰。因此，该ue使用嵌入在前导码索引中的其自己的信息对控制信道进行解扰，并且如果成功，则它确定bs接收并正确解码了多个msg1传输。

在一些实施例中，传递的信息位的数量以及多个msg1传输的数量需要由bs和ue预先定义并共同知道。这使得bs能够在接收到多个msg1传输后立即传送随机接入响应。例如，利用8个msg1发送信息，这可以传输8、16或更多位的信息，基站解码8、16或更多位的信息，这可以确定多个msg1接收的第一步已经完成。这是中断接收的隐式触发条件。

在一些实施例中，如果由多个msg1传输所传递的位数由仅在ue侧的ue确定，但是基站对该信息不可知，则基站需要不断监控msg1传输，并且当检测到异常前导码时结束信息解码。然后，它尝试通过使用之前在rar中获得的解码信息向ue进行传输。这样的方案可能会带来更高的误报率，但增加了ue传输不同位长度信息的灵活性。

所公开技术的示例性方法

如各种实施例中描述的所公开技术的实施例有利地使随机接入信号携带更多的信息，缩短随机接入延迟，并加快随机接入过程。

网络节点(或gnb或基站)的方法

(1)在一些实施例中，并且基于预定义配置，基站检测多个随机接入信道(rach)场合(ro)上的随机接入前导码序列索引，并识别承载在多个ro上的信息。接收到的多个ro上的随机接入前导码序列索引是由在多个ro上的ue为在不同前导码序列索引的偶数(如2、4、6…)中的每个单独ro独立选择而得到的，其中不同前导码序列索引的偶数来自ro上可选择的前导码序列索引集合。

(2)在一些实施例中，基站通过在两个或更多个偶数的不同前导码序列之间索引来识别在多个ro上携带的信息，其中不同前导码序列的数量是基于需要传递的信息量(例如1位或更多)。

(3)在一些实施例中，基站可以基于对选自两个或更多个相同数量的不同前导码序列索引中的前导码序列索引的连续检测和对索引之间关系(或约束条件)的检测，来识别多个ro属于同一个ue。

(4)在一些实施例中，数学关系(或约束条件)可以包括：

(i)相邻前导码序列索引由大到小排序，且相邻的前导码序列索引之间的差是固定的。

(ii)相邻前导码序列的索引值是固定的。

(iii)两个或更多个偶数的不同前导码索引是由可用前导码序列索引集合中的索引分组得到的；例如，当有两个索引时，两个不同的前导码序列索引来自两个不同的分组，或者当有四个索引时，四个不同的前导码索引来自四个不同的分组，等等，并且分组之间不存在重叠。

(iv)其他类似得到的数学关系(或约束条件)。

(5)在一些实施例中，系统通过使用高层信令或系统消息通知ue启用多个msg1承载信息。

(6)在一些实施例中，基站使用随机接入响应中的解码信息或部分信息内容，例如用于控制信道加扰。在其他实施例中，所述基站被配置为将所有接收到的多个msg1前导码索引或前导码序列的变形插入到随机接入响应的随机接入前导码标识(rapid)字段中。在其他实施例中，基站将所接收的信息插入到随机接入响应中。

用于终端(或移动设备，或ue)的方法

(1)ue在多个ro上发送多个前导码序列；例如，ue独立地为每个单独的ro选择两个或更多个偶数的不同前导码序列索引中的一个，并在ro上发送，其中两个或更多个偶数的不同前导码序列索引是从ro上可选择的前导码序列索引集合得到的。

(2)在一些实施例中，两个或更多个不同前导码序列索引和数学关系(或约束条件)是预先定义的。

(3)在一些实施例中，数学关系(或约束条件)可能包括：

(i)相邻前导码序列索引由大到小排序，且相邻前导码序列索引之间的差是固定的。

(ii)相邻前导码序列的索引值是固定的。

(iii)两个或更多个偶数的不同前导码索引是由可用前导码序列索引集合中的索引分组得到的；例如，当有两个索引时，两个不同的前导码序列索引来自两个不同的分组，或者当有四个索引时，四个不同的前导码序列索引来自四个不同的分组，等等，并且分组之间不存在重叠。

(iv)其他类似得到的数学关系(或约束条件)。

(4)在一些实施例中，ue基于要传递的信息位数量来选择两个或更多个偶数的不同前导码序列。

(5)在一些实施例中，当ue能够支持更多的msg1承载信息时，可选择多个ro发送msg1和承载信息。

(6)在一些实施例中，并且当系统通知的参数ssb-perrach-occasion小于1或当ue启用多个msg1传输时，可以选择多个ro发送msg1。

图5示出了用于生成带有承载信息的随机接入信号的无线通信方法500的示例。方法500包括，在步骤510中，通过终端向网络节点传输第一消息，该第一消息包括与来自索引集合的前半部分的第一索引相关联的第一前导码序列。

方法500包括，在步骤520中，传输第二消息，该第二消息包括与来自索引集合的后半部分的第二索引相关联的第二前导码序列，其中第一索引和第二索引满足约束关系。

在一些实施例中，终端通过分别在第一资源和第二资源上传输第一消息和第二消息来传递第一信息位值，并且通过分别在第二资源和第一资源上传输第一消息和第二消息来传递第二信息位值。

在一些实施例中，索引集合可以被划分成更多的分组(例如，4，8，……)，以传递更多数量的位，如本文档的示例性实施例所描述的那样。例如，索引集合可以分成四组，其然后可以用来传递两位的信息。

图6示出了用于产生带有承载信息的随机接入信号的无线通信方法600的另一个示例。该示例包括一些与图5中所示的并上面描述的相似的特征和/或步骤。这些特征和/或组件中的至少一些可以不在本章节中单独描述。

方法600包括，在步骤610中，通过网络节点从终端接收第一消息，该第一消息包括与来自索引集合的前半部分的第一索引相关联的第一前导码序列。

方法600包括，在步骤620中，接收第二消息，该第二消息包括与来自索引集合的后半部分的第二索引相关联的第二前导码序列，其中第一索引和第二索引满足约束关系。

在一些实施例中，方法600进一步包括传输包括第一索引和第二索引的随机接入响应的步骤。这是网络节点(或基站，或gnb)验证所有的多个msg1或多个ro传输都已接收并正确解码的一种方法。

在一些实施例中，方法600进一步包括以下步骤：基于第一索引和第二索引确定终端的标识，并传输包括终端标识的随机接入响应，这是多个msg1接收的网络节点验证的另一种方法。

在一些实施例中，方法600进一步包括，传输随机接入响应以及基于第一索引的至少一部分对与随机接入响应相关联的控制信道进行加扰的步骤，这是ue知道在基站处多个msg1成功接收的又一种方法。在一个示例中，该加扰进一步基于第二索引的至少一部分。

在一些实施例中，所述方法500和600可进一步包括避免传达所述约束关系的步骤。换句话说，一些实施例是基于具有分组划分和数学关系(或约束条件)的先验知识的网络节点和终端。

在一些实施例中，约束关系包括第一索引和第二索引之和等于固定值。在一个示例中，索引集合的前半部分包括{0，1，…，2^n-1-1}，其中索引集合的后半部分包括{2^n-1，2^n-1+1，…，2ⁿ-1}，其中固定值是2ⁿ-1，n是一个正整数，第一索引是j和第二索引是2ⁿ-1-j，并且0≤j<2^n-1为一个整数。

在一些实施例中，约束关系包括第一索引和第二索引之间的差等于固定值。在一个示例中，索引集合的前半部分包括{0，1，…，2^n-1-1}，其中索引集合的后半部分包括{2^n-1，2^n-1+1，…，2^n-1-1}，其中固定值为2^n-1，n是一个正整数，第一索引为2^n-1+j，第二索引为j，并且0≤j<2^n-1为一个整数。在另一个示例中，索引集合的前半部分包括{0，2，4，6，8，…，2ⁿ-2}，其中索引集合的后半部分包括{1，3，5，7，…，2ⁿ-1}，其中固定值为1，n为一个正整数，其中第一索引为j+1和第二索引为j，并且0≤j≤2ⁿ-2为一个整数。

所公开技术的实施方式

图7是根据本公开技术的一些实施例的装置的一部分的框图表示。诸如基站或无线设备(或ue)的装置705可以包括处理器电子设备710，诸如实现本文档中呈现的一种或多种技术的微处理器。装置705可以包括收发器电子设备715，以通过一个或多个通信接口(诸如一个或多个天线720)发送和/或接收无线信号。装置705可以包括用于发送和接收数据的其他通信接口。装置705可以包括被配置为存储诸如数据和/或指令的信息的一个或多个存储器(未明确示出)。在一些实施方式中，处理器电子设备710可以包括收发器电子设备715的至少一部分。在一些实施例中，使用装置705来实现所公开的技术、模块或功能中的至少一些。

意图是本说明书连同附图一被认为仅是示例性的，其中示例性意味着一个示例，并且除非另有说明，否则并不意味着理想或优选的实施例。如本文所用，“或”的使用旨在包括“和/或”，除非上下文另有明确指示。

本文中描述的一些实施例在方法或过程的一般上下文中描述，这些方法或过程可在一个实施例中由计算机程序产品实现，具体化在计算机可读介质中，包括计算机在网络环境中执行的计算机可执行指令，例如程序代码。计算机可读介质可以包括可移动和不可移动的存储设备，包括但不限于只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、光盘(cd)、数字通用光盘(dvd)等。因此，计算机可读介质可以包括非暂时性存储介质。通常，程序模块可以包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。计算机或处理器可执行指令、相关联的数据结构和程序模块表示用于执行本文公开的方法的步骤的程序代码的示例。这种可执行指令或相关联数据结构的特定序列表示用于实现这些步骤或过程中描述的功能的相应动作的示例。

可以使用硬件电路、软件或其组合将一些公开的实施例实现为设备或模块。例如，硬件电路实施方式可以包括离散模拟和/或数字组件，其例如被集成为印刷电路板的一部分。替代地或附加地，所公开的组件或模块可以被实现为专用集成电路(asic)和/或被实现为现场可编程门阵列(fpga)设备。一些实施方式可以附加地或替代地包括数字信号处理器(dsp)，其是专用微处理器，其具有针对与本申请的公开功能相关联的数字信号处理的操作需求而优化的架构。类似地，每个模块内的各种组件或子组件可以在软件、硬件或固件中实现。模块和/或模块内的组件之间的连接性可以使用本领域已知的连接方法和媒介中的任何一种来提供，包括但不限于通过使用适当协议的因特网、有线或无线网络进行的通信。

尽管本文件包含许多细节，但是这些细节不应被解释为对所要求保护的发明或可被要求保护的发明的范围的限制，而是对特定于特定实施例的特征的描述。在本文档中描述的在单独的实施例的上下文中的某些特征也可以在单个实施例中组合实现。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以分别在多个实施例中或以任何合适的子组合来实现。而且，尽管以上可以将特征描述为以某些组合起作用并且甚至最初如此宣称，但是在某些情况下可以从组合中切除所要求保护的组合中的一个或多个特征，并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变型。类似地，尽管在附图中以特定顺序描绘了操作，但是这不应理解为要求以所示的特定顺序或以连续的顺序执行这样的操作，或者执行所有示出的操作以实现期望的结果。

仅描述了一些实施方式和示例，并且可以基于本公开中描述和示出的内容实现其他实施方式、增强和变型。