一种用于获取定时提前的方法及相关的装置与流程

1.本发明实施例通常涉及无线通信，以及更具体地，涉及用于在5g新无线电 (new radio，nr)蜂窝通信网络中针对多个小区获取定时提前的方法。


背景技术：

2.无线通信网络多年来呈指数级增长。长期演进(long-term evolution，lte) 系统提供高峰值数据速率、低延迟、改进的系统容量以及由简化的网络架构后带来的低运营成本。lte系统(也称为4g系统)还提供与旧无线网络的无缝集成，例如，旧无线网络可以是全球移动通信系统(global system for mobilecommunications，gsm)、码分多址(code division multiple access，cdma) 和通用移动电信系统(universal mobile telecommunication system，umts)。在 lte系统中，演进的(evolved)通用陆地无线存取网络(evolved universal terrestrialradio access network，e-utran)包括多个演进的节点b(enodeb或enb)，其与被称为用户设备(user equipment，ue)的多个移动台通信。第三代合作伙伴项目(3
rd
generation partner project，3gpp)网络通常包括2g/3g/4g系统的混合。下一代移动网络(next generation mobile network，ngmn)已决定将未来ngmn激活的重点放在定义5g新无线电(nr)系统(5g new radio(nr) system，5gs)的端到端要求(end-to-end requirement)上。在5g nr中，基站 (base station，bs)也称为gnodeb或gnb。
3.用于5g nr的频段(frequency band)被分成两个不同的频率范围。频率范围1(frequency range 1，fr1)包括6ghz以下频段，其中的一些频段习惯上是以前标准使用的，但已扩展到涵盖从410mhz到7125mhz的潜在新频谱产品。频率范围2(frequency range 2，fr2)包括从24.25ghz到52.6ghz的频段。与fr1中的频段相比，fr2中的频段在该毫米波范围内具有更短的射程，但可用带宽更高。针对处于rrc空闲模式中的ue移动性管理，小区选择是ue在开机后选择特定小区进行初始注册的过程，小区重选是ue驻留在小区并处于空闲模式后更改小区的机制。对于处于rrc连接模式中的ue移动性管理，切换 (handover)是ue将正在进行的会话从源基站(例如，gnb)切换到相邻的目标基站(例如，gnb)的过程。
4.在进行切换以用于ue重新配置和同步的期间，数据可能会被中断。在切换期间通常需要进行随机存取(random access，ra)，因为随机存取的目的之一是让ue获得目标小区的定时提前(timing advance，ta)。ra时机(occasion) 是周期性出现的，在ue能够发送前导之前有一些不确定的延迟。随机存取响应 (random access response，rar)也存在一些延迟(在一个窗口内)。对于基于竞争的ra(contention-based ra，cbra)，竞争解决失败会导致进一步的延迟。在lte中，没有rach(random access channel，随机存取信道)的切换 (rach-less handover)是可能的，但它仅适用于ta～0或源ta(source ta) 可重复用于目标ta的严格使用场景。
5.ue可以提前获取潜在目标小区的定时提前(ta)。为避免中断，ue需要一些间隙以与相邻小区进行rach(随机存取信道)过程。如果ue想要针对多个小区获取定时提前(ta)，它可能无法找到足够的间隙，且信令开销也是一个问题。需要一种解决方案，以使得ue在单
个prach(physical random accesschannel，物理随机接入信道)尝试中针对多个小区获取定时提前(ta)。


技术实现要素：

6.以下发明内容仅是说明性的，而无意于以任何方式进行限制。即，提供以下概述来介绍本文描述的新颖和非显而易见的技术的概念，重点，益处和优点。选择的实施方式在下面的详细描述中进一步描述。因此，以下发明内容既不旨在标识所要求保护的主题的必要特征，也不旨在用于确定所要求保护的主题的范围。
7.本发明提出了一种获取相邻小区的定时提前(ta)的方法，以减少小区间移动的延迟和中断。ue被配置有一组激活小区，以用于快速的小区切换。为了减少切换中断，ue对潜在目标小区提前执行rach并获得该潜在目标小区的 ta。在一个新颖的方面，为了减少开销，单个rach前导可以被多个小区接收。 ue使用单个rach前导获取多个小区的ta，旨在减少切换期间由于rach造成的中断。在另一个新颖的方面，ue报告服务小区和相邻小区之间的dl接收时间差，然后相应地调整相邻小区的估计ta或者由相邻小区(例如，相邻小区中基站)调整相邻小区的估计定时提前。
8.第一方面，本发明提供了一种用于获取定时提前之方法，包括：在移动通信网络的服务小区中的用户设备(ue)接收配置，其中，该配置包括用于与相邻小区提前执行随机存取信道(rach)过程的信息；获取该服务小区与该相邻小区之间的下行链路接收时间差δ；发送rach前导至该移动通信网络，其中，该ue获得该相邻小区的估计定时提前(ta’)，该相邻小区的估计定时提前ta’来自该相邻小区的随机存取响应(rar)；以及，通过使用该下行链路接收时间差δ调整该相邻小区的估计定时提前(ta’)来获取该相邻小区的定时提前(ta)，其中，ta＝ta’+δ。
9.在一些实施例中，该下行链路接收时间差δ表示(或者，描述为“等效于”) 该相邻小区的传播时延(tp2)与该服务小区的传播时延(tp1)之差。
10.在一些实施例中，如果该服务小区和该相邻小区同步，则该相邻小区的估计定时提前ta’＝tp1+tp2(即，估计定时提前ta’等效于tp1+tp2)，以及，该下行链路接收时间差δ＝tp
2-tp1(即，下行链路接收时间差δ等效于tp
2-tp1)。
11.在一些实施例中，如果该服务小区和该相邻小区同步，则该相邻小区的定时提前ta是基于该服务小区的估计定时提前ta1和δ获得的，而不依赖于来自该相邻小区的该rar，其中，ta＝ta1+2δ，以及，该服务小区的估计定时提前 ta1等效于该服务小区的传播时延的两倍(即ta1＝2tp1)。
12.在一些实施例中，如果该服务小区和该相邻小区不同步，则该相邻小区的估计定时提前ta’＝tp1+tp
2-δn(即，估计定时提前ta’等效于tp1+tp
2-δn)，其中，δn是网络时间差。
13.在一些实施例中，该下行链路接收时间差δ＝tp
2-tp1+δn(即，下行链路接收时间差δ等效于tp
2-tp1+δn)，以及，ta＝ta’+δ＝2tp2。
14.在一些实施例中，该rach过程是无竞争随机存取(cfra)过程，以及， cfra前导和资源是由无线资源控制(rrc)信令或物理下行链路控制信道 (pdcch)指令配置和触发的。
15.在一些实施例中，该发送rach前导至该移动通信网络包括：在单个prach尝试中发
送rach前导，其中，该单个rach尝试包含：在多个rach 时机上的多个rach前导传输。
16.在一些实施例中，公共rach时机(crao)被配置给该ue，使得单个前导传输被多个小区接收。
17.在一些实施例中，该crao是基于ue能力和测量配置的。
18.第二方面，本发明提供一种用户设备(ue)，包括接收器、存储器和处理器，其中：该接收器在移动通信网络的服务小区中接收配置，其中，该配置包括用于与相邻小区提前执行随机存取信道(rach)过程的信息；该处理器执行该存储器中存储的程序时，使得该用户设备执行以下操作：获取该服务小区与该相邻小区之间的下行链路接收时间差δ；发送rach前导至该移动通信网络并获得该相邻小区的估计定时提前(ta’)，其中，该相邻小区的估计定时提前ta’来自该相邻小区的随机存取响应(rar)；以及，通过使用该下行链路接收时间差δ调整该相邻小区的估计定时提前(ta’)来获取该相邻小区的定时提前(ta)，其中，ta＝ta’+δ。
19.在一些实施例中，该下行链路接收时间差δ表示/等效于该相邻小区的传播时延(tp2)与该服务小区的传播时延(tp1)之差。
20.在一些实施例中，如果该服务小区和该相邻小区同步，则该相邻小区的估计定时提前ta’＝tp1+tp2(即，估计定时提前ta’等效于tp1+tp2)，以及，该下行链路接收时间差δ＝tp
2-tp1(即，下行链路接收时间差δ等效于tp
2-tp1)。
21.在一些实施例中，如果该服务小区和该相邻小区同步，该相邻小区的定时提前ta是基于该服务小区的估计定时提前ta1和δ获得的，而不依赖于来自该相邻小区的该rar，其中，ta＝ta1+2δ，以及，该服务小区的估计定时提前 ta1等效于该服务小区的传播时延的两倍(即ta1＝2tp1)。
22.在一些实施例中，如果该服务小区和该相邻小区不同步，则该相邻小区的估计定时提前ta’＝tp1+tp
2-δn(即，估计定时提前ta’等效于tp1+tp
2-δn)，其中，δn是网络时间差。
23.在一些实施例中，该下行链路接收时间差δ＝tp
2-tp1+δn(即，下行链路接收时间差δ等效于tp
2-tp1+δn)，以及，ta＝ta’+δ＝2tp2。
24.在一些实施例中，该rach过程是无竞争随机存取(cfra)过程，以及，cfra前导和资源是由无线资源控制(rrc)信令或物理下行链路控制信道 (pdcch)指令配置和触发的。
25.在一些实施例中，该发送rach前导至该移动通信网络包括：在单个 prach尝试中发送rach前导，其中，该单个rach尝试包含：在多个rach 时机上的多个rach前导传输。
26.在一些实施例中，公共rach时机(crao)被配置给该ue，使得单个前导传输被多个小区接收。
27.在一些实施例中，该crao是基于ue能力和测量配置的。
28.第三方面，本发明提供了一种基站，包括存储器和耦接该存储器的处理器，其中，该处理器执行该存储器中存储的程序时，使得该基站执行以下操作：在与用户设备(ue)提前执行随机存取信道(rach)过程(例如，在接收到切换指令之前执行的)的期间：接收该ue发送的rach前导(例如，该rach 前导是基于ue所处的服务小区的dl接收定时发送的)；基于该rach前导确定定时提前，以获得估计定时提前ta’；根据关于该ue所处服务小区与该基站所处目标小区之间的下行链路接收时间差δ调整该估计定时提前ta’，以获得调整后的定
时提前ta，其中，ta＝ta’+δ；将调整后的定时提前ta携带在随机存取响应(rar)中，并将该rar发送给该ue。
29.本领域技术人员在阅读附图所示优选实施例的下述详细描述之后，可以毫无疑义地理解本发明的这些目的及其它目的。详细的描述将参考附图在下面的实施例中给出。
附图说明
30.附图(其中，相同的数字表示相同的组件)示出了本发明实施例。包括的附图用以提供对本公开实施例的进一步理解，以及，附图被并入并构成本公开实施例的一部分。附图示出了本公开实施例的实施方式，并且与说明书一起用于解释本公开实施例的原理。可以理解的是，附图不一定按比例绘制，因为可以示出一些部件与实际实施中的尺寸不成比例以清楚地说明本公开实施例的概念。
31.图1根据本发明实施例示出了示例性5g新无线电(nr)网络，其支持ue 在一个prach尝试中获取多个小区的定时提前(ta)。
32.图2示出了根据本发明实施例的无线装置(例如，ue和gnb)的简化框图。
33.图3示出了对潜在目标小区执行提前同步以减少切换延迟的序列流。
34.图4示出了针对多个小区的rach、prach尝试和prach时机的概念。
35.图5示出了ra时机(ra occasion，rao)的概念以及与每个小区中的ssb 的关联。
36.图6示出了对多个小区使用公共rach时机(crao)的增强。
37.图7示出了针对与服务小区同步的相邻小区的ta调整的第一实施例。
38.图8示出了针对与服务小区不同步的相邻小区的ta调整的第二实施例。
39.图9示出了针对与服务小区同步的相邻小区获取ta的简化方法。
40.图10是根据一个新颖方面的用于相邻小区的ta获取的方法的流程图。
41.在下面的详细描述中，为了说明的目的，阐述了许多具体细节，以便本领域技术人员能够更透彻地理解本发明实施例。然而，显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施一个或多个实施例，不同的实施例可根据需求相结合，而并不应当仅限于附图所列举的实施例。
具体实施方式
42.以下描述为本发明实施的较佳实施例，其仅用来例举阐释本发明的技术特征，而并非用来限制本发明的范畴。在通篇说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件，所属领域技术人员应当理解，制造商可能会使用不同的名称来称呼同样的元件。因此，本说明书及权利要求书并不以名称的差异作为区别元件的方式，而是以元件在功能上的差异作为区别的基准。本发明中使用的术语“元件”、“系统”和“装置”可以是与计算机相关的实体，其中，该计算机可以是硬件、软件、或硬件和软件的结合。在以下描述和权利要求书当中所提及的术语“包含”和“包括”为开放式用语，故应解释成“包含，但不限定于
…”
的意思。此外，术语“耦接”意指间接或直接的电气连接。因此，若文中描述一个装置耦接于另一装置，则代表该装置可直接电气连接于该另一装置，或者透过其它装置或连接手段间接地电气连接至该另一装置。
43.其中，除非另有指示，各附图的不同附图中对应的数字和符号通常涉及相应的部
分。所绘制的附图清楚地说明了实施例的相关部分且并不一定是按比例绘制。
44.文中所用术语“基本”或“大致”是指在可接受的范围内，本领域技术人员能够解决所要解决的技术问题，基本达到所要达到的技术效果。举例而言，“大致等于”是指在不影响结果正确性时，技术人员能够接受的与“完全等于”有一定误差的方式。
45.图1是根据本发明实施例示出的示例性5g新无线电(nr)网络100，其支持ue在一个prach尝试(one prach attempt)中获取多个小区的定时提前 (ta)。5g nr网络100包括用户设备(ue)101和多个基站(例如，该多个基站包括gnb 102和gnb 103)。ue 101通信连接到服务gnb(serving gnb，服务基站)102，其使用无线电存取技术(radio access technology，rat)提供无线电存取(例如，5g nr技术)。ue 101可以是智能手机、可穿戴设备、物联网(internet of things，iot)设备和平板计算机等。或者，ue 101可以是插入或安装有数据卡的笔记本计算机(notebook，nb)或个人计算器(personalcomputer，pc)，其包括调制解调器和射频收发器，以提供无线通信功能。
46.5g核心功能接收所有连接和会话相关的信息，并负责连接和移动性管理任务。对于处于无线资源控制(radio resource control，rrc)空闲模式(idle mode) 下ue的移动性管理，小区选择(cell selection)是ue在开机后选择特定小区进行初始注册的过程，而小区重选(cell reselection)是ue驻留在小区后且保持空闲模式时更改小区的机制。对于处于rrc连接模式(connected mode)下ue 的移动性管理，切换(handover)是ue将正在进行的会话从源基站(如源gnb) 切换到相邻的目标基站(如，相邻的目标gnb)的过程。由于因花费在测量报告、切换指令和切换执行上的时间造成的移动延迟，ue 101并不总是由最佳小区/波束服务。在ue重新配置和同步的切换过程中可能会导致数据中断。在小区/波束停留时间较短的情况下(例如，在fr2中)，ue由劣质小区/波束服务或服务中断的时间百分比可能很大。
47.在切换期间通常需要进行随机存取(random access，ra)，因为随机存取 (ra)的一个目的是让ue获得目标小区的定时提前(timing advance，ta)。 ra(随机存取)时机是周期性出现的，在ue能够发送前导之前有一些不确定的延迟。随机存取响应(random access response，rar)也存在一些延迟(在一个窗口内)。对于基于竞争的ra(contention-based ra，cbra)，竞争解决失败会导致进一步的延迟。在lte中，没有rach(随机存取信道)的切换(rach-lesshandover)是可能的，但它仅适用于ta～0或源ta能够重复用于目标ta的限制性用例。ue提前(in advance)获取潜在目标小区的定时提前(ta)。为避免中断，ue需要一些间隙对(towards)相邻小区进行rach(或者说，与相邻小区进行rach，可以理解地，本发明实施例中的描述“rach”通常可用来表示“rach过程/程序”)。如果ue想要获取多个小区的ta(定时提前)，则它可能无法找到足够的间隙，且信令开销也是一个问题。
48.根据一个新颖的方面，提出了一种在一个prach尝试中获得多个相邻小区的定时提前(ta)以减少切换延时(latency)和中断的方法(如框130中所描绘的)。在密集部署中(例如，对于fr2)，ue 101配置有一组激活小区(a set ofactive cells，亦可互换地描述为“激活小区集”)。例如，激活小区集包括多个激活小区，诸如图1中所示的服务小区及(一个或多个)相邻小区，其中，相邻小区亦可描述为非服务小区，应当说明的是，虽然图1中以1个非服务小区(即，相邻小区)进行示例说明，但在一些实施例中也可以是多个，本发明实施例对此数量不做限制。对于该激活小区集，ue 101能够在这些激活小区之间进行快速切换。
激活小区集中的非服务小区(其也是激活小区)很可能成为用于切换的目标小区，以及，ue 101可以通过低延迟网络切换信令(例如，l1或mac 信令)切换到该激活小区集中的目标小区。为了减少切换中断，ue 101能够在切换之前获取与激活小区集中的小区(cells in the active cell set)相对应的ta。在一个新颖的方面，为了减少开销，单个前导(single preamble)可以被多个小区接收。例如，接收到该单个前导的多个小区可以在响应的rar中携带各自的估计定时提前。使用单个前导，ue 101获得多个小区的定时提前(ta)，旨在减少切换期间由于ra(随机存取)引起的中断。在另一个新颖的方面，ue 101 获取服务小区和相邻小区之间的dl(下行链路，downlink)接收时间差(dlreception timing difference)，然后相应地调整相邻小区的ta(定时提前)。在另一示例中，ue 101可以将服务小区和相邻小区之间的dl接收时间差进行上报 (例如，上报给服务小区，然后服务小区将dl接收时间差传送给相邻小区)，从而，相邻小区根据该dl接收时间差调整/校正预估得到的估计定时提前，可选地，还将校正/调整后的定时提前传送给ue。
49.图2根据本发明实施例示出了在5g nr网络200中的无线装置(例如，ue201和gnb 211)的简化框图。gnb 211具有天线215，其发送和接收射频(radiofrequency，rf)信号。与天线215耦接的rf收发器214从天线215接收rf信号，将rf信号转换为基带信号并将基带信号发送到处理器213。rf收发器214 还将从处理器213接收到的基带信号转换为rf信号，并将其发送到天线215。处理器213处理接收到的基带信号并调用不同的功能模块来执行gnb 211中的功能。存储器212存储程序指令和数据(图中示出为“程序”)220，以控制gnb211的操作。在图2的示例中，gnb 211还包括协议栈280和一组控制功能模块和电路290。协议栈280可以包括非存取(non-access-stratum，nas)层，以与连接到核心网络的amf(access and mobility management function，接入及移动性管理功能)/smf(session management function，会话管理功能)/mme ((mobile management entity，移动性管理实体)实体通信；用于高层配置和控制的无线资源控制(rrc)层；分组数据聚合协议/无线电链路控制(packet dataconvergence protocol/radio link control，pdcp/rlc)层、媒体访问控制(mediaaccess control，mac)层和物理(physical，phy)层。在一个示例中，控制功能模块和电路290包括配置电路291和切换处理电路292，配置电路291用于为 ue配置测量报告和激活小区集，以及，切换处理电路292用于在切换决策时向 ue发送小区切换指令。
50.类似地，ue 201具有存储器202、处理器203和rf收发器204。rf收发器204与天线405耦接，从天线205接收rf信号，将rf信号转换为基带信号，以及将基带信号发送到处理器203。rf收发器204还将从处理器203接收到的基带信号转换成rf信号，并将rf信号发送到天线205。处理器203处理接收到的基带信号(例如，包括小区添加/激活指令)并调用不同的功能模块和电路来执行ue 201中的功能。存储器202存储数据和程序指令(图中示出为“程序”) 210，其将由处理器203执行以控制ue 201的操作。合适的处理器包括，例如但不限于，专用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、多个微处理器、与dsp内核相关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、文件可编程门阵列(file programmable gate array，fpga)电路和其他类型的集成电路(integratedcircuit，ic)和/或状态机。与软件相关联的处理器可用于实现和配置ue 201的特征。
51.ue 201还包括协议栈260和一组控制功能模块和电路270。协议栈260可以包括：与
连接到核心网络的amf/smf/mme实体通信的nas层、用于高层配置和控制的rrc层、pdcp/rlc层、mac层和phy层。控制功能模块和电路270可以通过软件、固件、硬件和/或它们的组合来实现和配置。控制功能模块和电路270在由处理器203通过包含在存储器202中的程序指令执行时相互协作以允许ue 201在网络中执行实施例和功能任务、特征。在一个示例中，控制功能模块和电路270包括配置电路271、测量电路272和同步/rach/切换处理电路273，配置电路271用于获取激活小区集和pre-rach(提前rach)过程的配置信息，测量电路272用于执行和报告测量，以及，同步/rach/切换处理电路273用于基于从网络侧接收到的配置执行提前同步(可以理解地，例如，在接收到切换指令之前提前做同步，如dl同步)、执行提前rach过程(可以理解地，在接收到切换指令之前提前进行rach)以及基于ho(切换，handover) 指令执行切换过程。应当说明的是，在本发明实施例中，dl同步(如图3中的步骤333)和ul同步(如图3中的步骤334、335，其中,ul同步是通过执行 rach来实现的)是在接收到ho(切换)指令之前执行的。例如，当网络(如服务小区)预估到ue可能需要切换到相邻小区时，网络(如服务小区)可以发送提前同步指令(如图3中的步骤332)，从而，ue在接收到来自网络(如服务小区)的提前同步指令时，ue提前执行rach(rach过程)，而不是等到接收到来自网络(如服务小区)的ho(切换)指令时才进行rach。特别地，在提前执行rach的过程中，以服务小区作为参考小区，从而以服务小区的dl 接收定时发送前导，然后根据服务小区与相邻小区之间的dl接收时间差校准相邻小区的估计定时提前，通过此方式可以提前获得相邻小区的定时提前。因此，本发明实施例能够在ue接收到ho(切换)指令时进行快速地切换，因为在接收到ho指令之前已经提前执行了rach过程并获得了相邻小区的定时提前。
52.图3示出了对潜在目标小区提前执行同步(early synchronization)的序列流，以减少切换延迟。在步骤311中，ue 301与服务小区中的服务基站(亦可互换地描述为“源基站”)执行数据发送和接收。在步骤321中，源基站(如gnb) 向ue 301提供用于一组配置小区(configured cells)和/或一组激活小区的rrc 配置/mac(media access control，媒体访问控制层)ce(control element，控制组件)。rrc配置包括：用于ue在激活小区(即潜在目标小区，例如，激活小区集中除服务小区外的其它小区)上执行dl和ul同步(例如，通过提前执行rach过程)的信息，以及，当一个激活小区成为ue的服务小区时所需的公共和专用配置(common and dedicated configuration)。
53.在步骤331中，ue 301执行测量并将配置小区/激活小区的测量报告发送给服务基站(如gnb)。在步骤332中，ue 301从服务基站(如gnb)接收提前同步指令(early sync command)，例如，pdcch指令(order)，其触发ue 301 与一个或多个相邻小区的提前同步(early synchronization，可以理解地，本发明实施例中描述的“提前同步”和“提前执行同步”都是指在切换之前进行同步，而不是在接收到切换指令之后进行同步)。该提前同步也可以直接由rrc配置或 mac ce触发，例如，在步骤321中。在下行链路中，ue 301对激活小区的至少一些波束执行下行链路同步和精细(fine)时频跟踪(步骤333)。在上行链路中，ue 301提前执行rach过程(即，执行提前rach过程)，以提前获取激活小区的定时提前。在步骤334中，ue 301通过发送前导(亦可互换地描述为 rach前导或prach前导或prach，应当说明的是，ue发送的前导是通过 prach传送的，因此，在本发明实施例中的prach通常也用来指代前导)至网络(例如，相邻小区，可以理解地，服务小区也可以接收到该前导)来执行上行链路同步。在步骤335中，ue 301监测来自相邻小区的rar，从而相应地获得ta(定时提前)。
用于发送prach(亦即，前导)的dl接收定时参考(dleception timing reference)可以是基于服务小区的，或者是基于相邻小区的。
54.rach过程应当是无竞争随机存取(contention-free random access，cfra) 过程。在cfra中，前导是由gnodeb分配的，这种前导被称为专用随机存取前导(dedicated random access preamble)。该专用随机存取前导是通过rrc信令 (例如，分配的前导能够指定在rrc消息中)或phy层信令(例如，pdcch 上的dci)提供给ue的，例如，ssb(synchronization signal block，同步信号块)索引和前导索引。因此，不存在前导冲突。当专用资源不足时，gnodeb指示ue发起/启动基于竞争的ra(contention-based ra，cbra)过程。cfra也称为三步骤rach过程：步骤1
–
随机存取前导分配；步骤2
–
随机存取前导传输(msg1)；步骤3
–
随机存取响应(random access response，rar)(msg2)，其包含ta(定时提前)信息。在rach过程之后，ue 301获取激活小区的ta，但不会立即改变服务小区。
55.在步骤341中，ue 301执行相邻小区的测量并将测量报告发送到服务基站 (如gnb)。例如，将服务小区与相邻小区之间的下行链路接收时间差δ上报给服务小区，可以理解地，服务小区可以继续将该下行链路接收时间差δ传送给相邻小区，也就是说，相邻小区可以接收到来自ue的下行链路接收时间差δ。在步骤342中，服务基站(如gnb)基于该测量报告做出小区切换决策，并发送ho指令消息给ue 301。在接收到ho指令后，ue 301应用目标小区的配置。 ho指令可以是l1/l2/l3信号。在步骤343中，ue 301发送ho完成消息给目标基站(如相邻小区中的gnb)，以及，切换过程完成。在步骤351中，ue 301 开始在目标小区中进行数据发送和接收。由于ue维持目标小区的配置，并在接收到ho指令之前与激活小区(如最终要切换过去的相邻小区，即潜在目标小区)进行同步并获取ta，从而，在ho指令指示激活小区为目标小区时，ue 可以与波束切换一样很快切换至目标小区，减少了ho中断时间。
56.图4示出了针对多个小区的prach(physical random access channel，物理随机存取信道)、prach尝试(prach attempt，亦即，前导尝试)和prach 时机(prach occasion)的概念。在图4的示例中，单个prach传输(可以理解地，本发明实施例中描述的“prach传输”亦即“前导传输”，即在prach上进行的前导传输)可以被多个小区接收，例如，在fr1中的多个小区。针对多个小区(例如，在fr2中)的接收可能需要多个prach传输(亦即，多个前导传输)。不同的prach传输需要由不同的ue波束传输，例如，波束扫描。根据ue实现，多个prach传输中的每一个可以对应不同的ue波束。prach 尝试中的prach时机的数量可以由网络用信号通知。
57.在本发明实施例中，对于单个prach尝试，多个prach时机被提供。如图4所示，对于msg1，单个prach尝试被实现有在三个prach时机上的三个prach传输(亦即，三个前导传输)。从rach过程的角度来看，这至少会影响msg1传输。也就是说，具有单个prach的msg1传输现在被转换为单个 prach尝试(但具有一个或多个实际的prach传输)。网络可以区分仅针对服务小区的前导和针对多个小区的前导。ue接收对应于上一个(last)prach 尝试的一个或多个rar。ue可以接收一个rar，其对应于服务小区或相邻小区。ue可以接收多个rar，其对应于接收到该上一个prach尝试的服务小区或相邻小区。ue根据接收到的rar为服务小区和/或相邻小区设置ta(定时提前)。
58.图5示出了ra时机(ra occasion，rao)的概念以及与每个小区中的同步信号块(synchronization signal block，ssb)的关联。prach前导需要发送在预先定义的ra时机
(rao)上。ra时机与每个小区中的ssb(同步信号块) 波束相关联。ssb(同步信号块)波束是静态或半静态的，始终指向同一方向。前导是使用指向gnb的ue波束发送的，且是使用指向ue的gnb波束接收的。重复使用多个小区的现有ra时机是优选的。如果1)ra时机是对齐的；2)另一个小区的ssb(同步信号块)波束也指向ue方向，以及，3)ue波束指向这两个小区，则在一个小区的ra时机上发送的前导可以被另一个小区接收到。否则，ue需要发送多个前导。如图5所示，所有三个小区的ra时机都是对齐的。ue在rao#0上发送一个前导，其被小区a和小区c接收。如果该前导是使用小区a的时序发送的，则需要调整小区c的ta。ue使用小区b的时序在 rao#2上向小区b发送另一个前导。
59.图6示出了使用公共rach时机(common rach occasions，crao)的增强，以用于发送rach前导至多个小区。为了促进可以被许多小区监视的rach 时机，为多个小区定义了公共rach时机(crao)。在每个crao(公共rach 时机)中，gnb波束由每个小区决定，没有预先定义的关联。如图6所示，crao 可能会在pdcch指令之后周期性地出现在crao窗口中。每个crao周期中可能有多个时机。对于每个被指示的crao，ue可以选择crao窗口中的一个时机来用于前导传输。crao窗口长度和时机的位置由网络提供给ue(例如，作为配置索引)。
60.具有实际prach传输(亦即，前导传输)的时机的数量取决于在相邻传输点(transmission point，trp)上的ue dl测量。例如，在图6中，ue 601可以决定crao#1中的第一prrach传输针对trp#1和trp#2，以及，由于trps 的空间方向差异，需要crao#2中的第二prrach传输针对trp#3。在一种情况下，第一prach传输可以基于trp#1的dl接收定时(dl reception timing)，以及，第二prach传输可以基于trp#3的dl接收定时。例如，ue 601可以决定crao#1中的单个prach传输针对trp#1和trp#2就足够了。在prach 尝试中不执行进一步的prach传输。可以向网络发送ue能力信令，以指示 ue在prach尝试中对prach时机的数量的偏好。
61.图7示出了相邻小区(其与服务小区同步)的ta调整的第一实施例。用于发送prach(亦即，prach前导或前导或rach前导)的dl接收定时参考 (dl reception timing reference)是基于参考小区的。参考小区可以是服务小区或者是相邻小区中的一个。其他小区需要调整基于这个prach(亦即，prach 前导或前导或rach前导)估计得到的ta(如图中以ta’示出)。相邻小区的定时提前(ta)是网络基于ue发送的prach前导的相应传播时延(propagationdelay，tp)估计得来的。理论上，ta＝2tp，例如，定时提前是传播时延的两倍。然而，基于参考小区(如服务小区)中发送的prach前导(例如，该前导是基于服务小区的dl接收定时发送的)，相邻小区估计得到的ta(如图7中的ta’2) 是不准确的，本发明提出需要通过参考小区(如服务小区)与相邻小区之间的 dl接收时间差进行调整。
62.在图7的示例中，prach前导传输是基于服务小区充当dl接收定时参考小区的。假设相邻小区与服务小区同步，例如，服务小区和相邻小区的tti (transmission time interval，传输时间间隔)边界(boundary)相同。服务小区的传播时延(propagation delay)用tp1表示，相邻小区的传播时延用tp2表示。假设tp2》tp1。从ue的角度来看，δ表示服务小区和相邻小区之间的dl接收时间差(dl reception timing difference)，其中，δ＝tp
2-tp1。例如，服务小区和相邻小区可以同时发送dl信号给ue，ue接收到来自服务小区的该dl信号和来自相邻小区的该dl信号的时间差可以确定为δ，也就是说，无需单独获取 tp1和tp2就能够获得服务小区和相邻小区之间的dl接收时间差，标号tp1和 tp2是为了便于
描述而引入，例如，服务小区和相邻小区之间的dl接收时间差表示或等效于服务小区的传播时延tp1与相邻小区的传播时延tp2之差。应当说明的是，本发明对如何获得该dl接收时间差不做限制。针对ta获取，服务小区估计出ta1＝2tp1(亦即，服务小区估计得到的估计定时提前ta1等效于服务小区的传播时延的两倍)，相邻小区估计出ta
’2＝tp1+tp2(亦即，相邻小区估计得到的估计定时提前等效于服务小区的传播时延与相邻小区的传播时延之和)。可以理解地，由于ue是以服务小区作为参考小区，即根据服务小区的dl接收定时来发送前导，从而，服务小区估计得到的定时提前是正确的，即服务小区估计得到的估计定时提前ta1＝2tp1。但是，由于前导传输是以服务小区的dl 接收定时做为参考(即服务小区作为参考小区)，因此，针对相邻小区估计得到的ta
’2被低估/不准确的，从而，相邻小区需要根据ue上报的(reported)dl 接收时间差δ＝tp
2-tp1对估计定时提前ta
’2进行调整，并将调整后的定时提前 ta2携带在rar(随机存取响应)中，从而ue从来自相邻小区的rar中直接获得准确的定时提前ta2；或者，相邻小区将估计得到的估计定时提前ta
’2携带在rar中，然后，ue根据服务小区和相邻小区之间的dl接收时间差δ调整相邻小区的估计定时提前ta
’2，从而获得准确的定时提前ta2。经过调整后， ta2＝ta
’2+δ＝2tp2。由此可见，经过调整后获得的定时提前与理论上的定时提前一致，从而，能够实现ue与相邻小区之间的ul传输。报告信令可以是mac-ce 或rrc。
63.图8示出了相邻小区(其与服务小区不同步)的ta调整的第二实施例。在图8的示例中，prach前导传输也是基于服务小区充当dl接收定时参考小区的。假设服务小区与相邻小区之间的网络时间差(network timing difference)为δn，例如，服务小区的tti边界与相邻小区的tti边界相隔δn。服务小区的传播时延为tp1，相邻小区的传播时延为tp2。从ue的角度来看，ue获得的两个小区之间的dl接收时间差δ等效为tp2+δ
n-tp1。对于ta获取，服务小区估计得到的估计定时提前ta1＝2tp1(亦即，服务小区的估计定时提前等效于2tp1)，相邻小区估计得到定时提前ta
’2＝tp1+tp
2-δn(亦即，相邻小区的估计定时提前等效于tp1+tp
2-δn)。由于前导传输是以服务小区的dl接收定时为参考的，因此对相邻小区估计得到的ta
’2是不适当的/低估的，从而，相邻小区需要根据 ue上报的dl接收时间差δ＝tp2+δ
n-tp1进行调整/校正，或者，ue需要根据dl接收时间差δ对相邻小区的估计定时提前ta
’2进行调整/校正。经过调整后， ta2＝ta
’2+δ＝2tp2。可以看出，ta2的校正(即，针对相邻小区估计出的定时提前进行调整后的定时提前)不依赖于网络时间差δn。
64.图9示出了获取相邻小区(其中，该相邻小区与服务小区同步)的定时提前(ta)的简化方法。对于同步网络，服务小区的tti边界和相邻小区的tti 边界是相同的。在本发明实施例中，针对相邻小区的ta(ta2)是基于服务小区的ta(ta1)、服务小区与相邻小区之间的dl接收时间差(δ＝tp
2-tp1)获得的。这是因为对于同步网络，ta2＝2tp2＝2tp1+2(tp
2-tp1)＝ta1+2
·
δ。因此，针对相邻小区的ta估计，网络可以指示ue使用dl接收时间差(隐式地告诉 ue网络是同步的)，而不依赖于与相邻小区的单独的(separate)rach过程。如果ue计算得到或获得服务小区与相邻小区之间的dl接收时间差，则相邻小区不需要使用prach前导估计ta。ue只需要对服务小区执行rach过程并接收服务小区的ta指令(例如，rar，其携带有服务小区的估计定时提前ta1)。在图9所示的实施例中，服务小区与相邻小区同步，位于服务小区中的ue接收配置，该配置包括ue提前执行rach过程/程序的信息(例如，ue提前与服务小区执行rach过程的信息)，ue获得服务小区与相邻小区(例如，潜在要切换过去的目标
小区)之间的dl接收时间差δ，并与服务小区执行rach过程，从而，服务小区接收到ue发送的前导之后在rar中携带服务小区的估计定时提前(ta1)，ue根据服务小区的估计定时提前和该dl接收时间差δ确定相邻小区的定时提前ta2，例如，ta2＝ta1+2
·
δ。
65.图10是根据一个新颖方面的用于获取相邻小区的ta的方法的流程图。在步骤1001中，ue在移动通信网络的服务小区中接收配置，其中，该配置包括用于与相邻小区执行提前(early)随机存取信道(rach)过程的信息(即，用于提前与相邻小区执行rach过程的信息，例如，在接收到指示切换到该相邻小区的ho指令之前)。在步骤1002中，ue获得(obtain)服务小区与相邻小区之间的下行接收时间差δ。在步骤1003中，ue向该移动通信网络发送rach 前导，其中，ue从来自相邻小区的随机存取响应(rar)中获得相邻小区的估计定时提前(ta’)。在步骤1004中，ue通过使用下行链路(downlink，dl) 接收时间差δ调整相邻小区的估计定时提前(也就是说，利用dl接收时间差δ校准相邻小区的估计定时提前)来获取相邻小区的定时提前(ta)，其中，ta＝ ta’+δ。在另一示例实施例中，对估计定时提前ta’的校正/调整可以是在相邻小区(如相邻小区中的基站)中进行的。例如，ue上报下行链路(downlink，dl) 接收时间差δ，相邻小区根据δ调整/校正相邻小区的估计定时提前(ta’)以获得调整后(即准确的)的定时提前(ta)，并将该定时提前(ta)携带在rar 中，以作为接收到rach前导的响应。
66.在权利要求书中使用诸如“第一”，“第二”，“第三”等序数术语来修改权利要求要素，其本身并不表示一个权利要求要素相对于另一个权利要求要素的任何优先权、优先级或顺序，或执行方法动作的时间顺序，但仅用作标记，以使用序数词来区分具有相同名称的一个权利要求要素与具有相同名称的另一个元素要素。
67.虽然本发明已经通过示例的方式以及依据优选实施例进行了描述，但是，应当理解的是，本发明并不限于公开的实施例。相反，它旨在覆盖各种变型和类似的结构(如对于本领域技术人员将是显而易见的)，例如，不同实施例中的不同特征的组合或替换。因此，所附权利要求的范围应被赋予最宽的解释，以涵盖所有的这些变型和类似的结构。