用户设备、无线电网络节点以及在无线通信网络中执行的方法与流程

本文的实施例涉及用户设备(ue)、无线电网络节点以及其中执行关于无线通信网络中的通信的方法。此外，本文还提供了计算机程序产品和计算机可读存储介质。具体地，本文的实施例涉及处理通信，例如处理对无线通信网络的接入。

背景技术：

1、在典型的无线通信网络中，ue(也被称为无线通信设备、移动站、站点(sta)和/或无线设备)经由无线电接入网络(ran)与一个或多个核心网络(cn)通信。ran覆盖被划分为服务区域或小区的地理区域，其中每个服务区域或小区由无线电网络节点来提供服务，无线电网络节点例如是接入节点(例如，wi-fi接入点或无线电基站(rbs)，在一些无线电接入技术(rat)中，无线电网络节点还可以被称为例如nodeb、演进型nodeb(enodeb)和gnodeb(gnb)。服务区域或小区区域是其中无线电覆盖由无线电网络节点提供的地理区域。无线电网络节点在射频上操作，以通过空中接口与接入节点范围内的ue通信。无线电网络节点通过下行链路(dl)与ue通信，并且ue通过上行链路(ul)与无线电网络节点通信。无线电网络节点可以是包括远程无线电单元和分离的基带单元在内的分布式节点。

2、通用移动电信系统(umts)是由第二代(2g)全球移动通信系统(gsm)演进而来的第三代电信网络。umts陆地无线电接入网络(utran)本质上是使用宽带码分多址(wcdma)和/或高速分组接入(hspa)以与ue通信的ran。在被称为第三代合作伙伴计划(3gpp)的论坛中，电信供应商提出并就用于当前网络和下一代网络的标准、特别是utran的标准达成一致，并调研增强的数据速率和无线电容量。在例如umts中的一些ran中，若干无线电网络节点可以连接(例如，通过陆地线路或微波)至控制器节点(如，无线电网络控制器(rnc)或基站控制器(bsc))，控制器节点监督并协调与其连接的多个无线电网络节点的各种活动。rnc通常连接到一个或多个核心网络。

3、已在第三代合作伙伴计划(3gpp)中完成了演进分组系统(eps)的规范，并且在未来的3gpp版本(例如，5g和下一代网络)中继续该工作。eps包括演进通用陆地无线电接入网络(e-utran)(又被称为长期演进(lte)无线电接入网络)以及演进分组核心(epc)(又被称为系统架构演进(sae)核心网络)。e-utran/lte是3gpp无线电接入技术，其中，无线电网络节点与epc核心网络直接相连。这样，eps的ran具有基本上“扁平”的架构，该架构包括与一个或多个核心网络直接相连的无线电网络节点。

4、在新兴的5g技术(也被称为新无线电(nr))中对使用非常多的发送天线单元和接收天线单元非常感兴趣，因为这使得可以利用波束成形，例如发送侧波束成形和接收侧波束成形。发送侧波束成形意味着发射机可以放大一个或多个所选方向上的发射信号，同时抑制其他方向上的发射信号。类似地，在接收侧，接收机可以放大来自一个或多个所选方向的信号，同时抑制来自其他方向的不想要的信号。5g是第五代蜂窝技术，并且在3gpp标准的第15版本中引入。它被设计为提高速度、减少时延并提高无线服务的灵活性。5g系统(5gs)包括新无线电接入网络(ng-ran)和新核心网络(5gc)。

5、nr小数据传输处于非活动状态。

6、新工作项目(wi)rp-200954“new work item on nr smal l data transmissionsin inactive state(关于非活动状态下的nr小数据传输的新工作项目)”已经在3gpp中获得批准，其重点是通过减少信令开销来优化用于小数据有效载荷的传输。wi包含以下相关目标：

7、

8、

9、对于窄带物联网(nb-iot)和lte机器类型通信(mtc)，已经通过版本(rel)15早期数据传输(edt)和版本16预配置上行链路资源(pur)引入了针对小数据的类似信令优化。可能预期针对nr的某种程度上类似的解决方案，区别在于：版本17nr小数据仅支持无线电资源控制(rrc)非活动状态，还包括基于2步rach的小数据，并且还应包括常规复杂性移动宽带(mbb)ue。两者均仅支持移动发起(mo)业务。

10、在小数据传输(sdt)的上下文内，已经讨论了发送后续数据的可能性，这意味着发送无法适合msg3传输块的其他数据段。可以在已经完成4步rach过程之后如传统情况一样在rrc_connected下发送这种数据段，或者可以在ue转变为rrc_connected之前在rrc_inactive下发送它们。在前一种情况下，传输将更加高效，因为gnb和ue是基于当前ue信道条件来适当配置的，而在后一种情况下，若干种优化尚未到位(特别是如果在ue未连接时已经移动)，并且由于争用尚未解决，该传输也可能与来自其他ue的传输发生冲突。已经在3gpp会议ran2#111-e中启动了该工作项目，并且已经达成以下相关协议：

11、·支持使用rrc消息的小数据传输，作为基于随机接入(ra)和基于配置授权(cg)方案的基线

12、·2步rach或4步rach应该应用于rrc_inactive下基于rach的上行链路小数据传输

13、·可以在2步rach的msga或4步rach的msg3中发送上行链路小数据。

14、·小数据传输由网络基于每个数据无线电承载(drb)进行配置

15、·ue使用数据量阈值来决定是否进行sdt。进一步研究(ffs)涉及如何计算数据量。

16、·进一步研究(ffs)是否进一步使用“附加sdt特定”参考信号接收功率(rsrp)阈值来确定ue是否应进行sdt

17、·支持ul sdt之后的ul/dl传输而无需转变为rrc_connected

18、·当ue处于rrc_inactive时，应可以发送多个ul和dl分组作为相同sdt机制的一部分，并且无需在专用授权上转变为rrc_connected。进一步研究(ffs)详细信息以及是否需要向网络提供任何指示

19、因此，在nr版本17sdt工作项目中，将指定两种主要解决方案以在rrc_inactive状态下启用sdt：基于rach的sdt(即，在2步rach过程中在消息a物理上行链路共享信道(pusch)上发送小数据，或在4步rach过程中在消息3pusch上发送小数据)和基于配置授权(cg)的sdt(即，针对处于rrc非活动状态的ue在配置授权类型1pusch资源上的sdt)。4步rach、2步rach和配置授权类型已经被指定为版本15和版本16的一部分。因此，要在nr版本17中指定的sdt特征建立在这些构建块上，以针对nr在非活动状态下启用小数据传输。

20、注意，本文档中讨论的一些机制已经达成一致，并且用于提供完整的工作解决方案。

21、在ran2#112-e中，并且已经达成以下相关协议：

22、协议：

23、1.用于ue上行链路小数据传输的配置授权资源的配置包含在rrcrelease消息中。进一步研究(ffs)其他专用消息是否可以在非活动cg中配置cg。配置仅针对类型1cg，没有针对cg的争用解决过程。

24、2.配置授权资源的配置可以包括一种类型1cg配置。进一步研究(ffs)是否允许多个配置的cg

25、3.应引入新的ta定时器，用于针对在rrc_inactive下基于配置授权的小数据传输指定的ta维护。进一步研究(ffs)该过程、ta的有效性以及如何处理ta定时器到期。ta定时器与rrcrelease消息中的cg配置一起进行配置。

26、4.用于ue小数据传输的配置授权资源的配置仅在同一服务小区内有效。针对其他cg有效性准则(例如，定时器、ul/补充上行链路(sul)方面等)的进一步研究(ffs)

27、5.如果至少满足以下准则，则ue可以使用基于配置授权的小数据传输：(1)用户数据小于数据量阈值；(2)配置授权资源被配置且有效；(3)ue具有有效的ta。针对候选光束准则的ffs。

28、6.从ran2的角度来看：基于cg的sdt需要cg资源和同步信号块(ssb)之间的关联。进一步研究(ffs)ran1如何配置该关联或如何将该关联提供给ue。向ran1发送ls以开始关于如何建立该关联的讨论。提到ran2考虑的一个选项是使用rrc释放消息进行的显式配置

29、7.配置同步信号(ss)-rsrp阈值用于ssb选择。ue选择ss-rsrp高于阈值的ssb之一，并且选择用于ul数据传输的关联cg资源。

30、在ran2#113-e中，并且已经达成以下相关协议：

31、协议

32、1.仅在rrcrelease消息内将cg-sdt资源配置提供给处于rrc_connected的ue，即不需要也将其包括在rrcreconfiguration消息中

33、2.可以针对普通ul(nul)和sul分别配置cg-pusch资源。进一步研究(ffs)是否同时允许它们。这取决于针对版本16的对准更改请求(cr)。

34、3.当ue处于rrc_inactive时，使用rrcrelease消息来重新配置或释放cg-sdt资源

35、4.对于cg-sdt，后续数据传输可以使用cg资源或动态授权(dg)，即寻址到ue的小区无线电网络临时标识符(c-rnti)的动态授权。关于c-rnti的细节(可以与先前c-rnti相同，或者可以由网络显式配置)可以在阶段3中进行讨论

36、5.在从gnb接收到时间对准定时器(tat)-sdt配置(即，rrcrelease消息)时启动tat-sdt，并且可以在接收到ta命令时(重新)启动tat-sdt。

37、6.从ran2的角度来看，假设类似于pur，我们引入针对基于rsrp变化的sdt的ta验证机制，即基于rsrp的阈值被配置。要求ran1确认。进一步研究(ffs)当ta到期或者当由于rsrp阈值而无效时如何处理cg配置。可以进一步讨论ta验证过程的细节。

38、7.作为基线假设，在rrc_inactive下是否支持每个载波的多个cg-sdt配置是一个网络配置问题(即，我们现在将不限制网络配置)。

39、8.ffs在阶段3进一步讨论如何指定cg-sdt资源仅在一个小区(即，接收到rrcrelease的小区)中有效的协议

40、9.在rrc_inactive状态下当tat到期时，ue释放cg-sdt资源

41、协议

42、1.对于ra-sdt，网络最多可以配置两个前导码组(对应于msga/msg3的两种不同的有效载荷大小)

43、2.[cb]ue根据传统过程执行载波选择，然后ue确定是否可以发起sdt。

44、3.[cb]在发起sdt时，在载波选择之后，如果存在有效的cg-sdt资源，则选择cg-sdt，否则ue继续进行ra-sdt过程。

45、4.如果针对sdt发起rach过程(即，发起ra-sdt)，则ue首先执行如媒体访问控制(mac)(即，版本16)中指定的rach类型选择。ffs阈值是否是sdt特定的协议：

46、1.ran2继续基于用于sdt的单独rach资源推进工作(即，不会寻求支持公共资源的显式机制，除非对此存在足够的支持)。然而，经由实现，将不排除使用公共rach资源，如果可能的话

47、2.从rrc角度来看，ran2设计假设在结束时发送rrcrelease消息以终止sdt过程。在sdt结束时发送的rrcrelease可以包含cg资源(根据先前协议)。向sa3写入ls，以解释sdt过程和协议。

48、3.完全指定在发送第一ul数据分组之后处理非sdt数据到达的ue行为(即，不留给ue实现)

49、4步ra类型

50、4步ra类型已经在4g lte中使用，并且也是5g nr的基线。图1中示出了nr中的该过程的原理。

51、步骤1：前导码传输

52、ue随机选择与所选择的ss/物理广播信道(pbch)块相对应的ra前导码(preamble_index)，在由所选择的ss/pbch块映射的prach时机上发送该前导码。当gnb检测到前导码时，它估计ue应使用的定时提前(ta)，以便在gnb处获得ul同步。

53、步骤2：ra响应(rar)

54、gnb发送ra响应(rar)，该响应包括ta、要由ue使用的临时c-rnti(临时标识符)、与所发送的preamble_index相匹配的随机接入前导标识符、以及针对msg3的授权。ue预期rar，并因此监测寻址到ra-rnti的物理下行链路控制信道(pdcch)，以从gnb接收rar消息，直到所配置的rar窗口(ra-responsewindow)已经到期为止或者直到已经成功接收到rar为止。

55、摘自3gpp ts 38.321：“在成功接收到包含与所发送的preamble_index相匹配的随机接入前导码标识符在内的随机接入响应之后，mac实体可以停止ra-responsewindow(从而监测随机接入响应)。”

56、步骤3：“msg3”(ue id或ue特定的c-rnti)

57、在msg3中，ue发送其标识符(ue id，或者更确切地，用于初始接入的5g临时移动订户标识(tmsi)的初始部分，或者如果它已经处于rrc_connected或rrc_inactive模式并且需要例如重新同步，则发送其ue特定的rnti)。

58、如果gnb无法在授权ul资源上对msg3进行解码，则它可以发送寻址到tc-rnti的下行链路控制信息(dci)，以用于msg3的重传。请求混合自动重复请求(harq)重传，直到ue在达到harq重传的最大次数之后从步骤1重新开始随机接入过程为止，或者直到gnb可以成功接收到msg3为止。

59、步骤4：“msg4”(争用解决)

60、在msg4中，gnb通过确认ue id或c-rnti进行响应。msg4提供了争用解决，即，即使若干个ue已经同时使用相同前导码(以及针对msg3传输的相同授权)，也将仅使用一个ueid或c-rnti。

61、对于msg4接收，ue监测临时c-rnti(如果它在msg3中发送其ue id)或c-rnti(如果它在msg3中发送其c-rnti)。

62、2步ra类型的时延比普通4步ra短得多。在2步ra中，取决于配置，可以在两个后续时隙中发送前导码以及与4步ra中的msg3(msga pusch)相对应的消息。在专用于特定前导码的资源上发送msga pusch。图2中描述了2步ra过程。

63、在成功接收到msga之后，gnb将使用msgb进行响应。msgb可以是“successrar”、“fallbackrar”或“回退”。msgb的内容已达成一致，如下所示。特别注意，fallbackrar提供针对msg3 pusch的授权，其标识ue应在其中发送pusch以及其他信息的资源。

64、注意：符号“msga”和“msga”在本文中可互换使用以表示消息a。类似地，符号“msgb”和“msgb”在本文中可互换地使用以表示消息b。

65、用2步消息交换代替4步消息交换的可能性将导致ra时延减少。另一方面，2步ra将消耗更多资源，因为它使用基于争用的数据传输。这意味着针对数据传输配置的资源可能经常未被使用。另一区别在于：在没有定时提前(ta)的情况下运行2步ra，因为在msgapusch中发送数据有效载荷之前，没有来自gnb的关于如何调整上行链路同步的反馈。对于2步ra，ta实际上为零，因此该解决方案仅限于在较小的小区中使用，而4步ra可以在任何大小的小区中运行。

66、如果在小区中在共享prach资源上(并且针对ue)配置了4步ra和2步ra两者，则如果满足4步ra的条件，ue将从一组特定前导码中选择其前导码，如果满足2步ra的条件(基于所测量的rsrp)，则从另一组特定前导码中选择其前导码。因此，当使用共享prach资源时，进行前导码划分以区分4步ra和2步ra。备选地，prach配置对于2步ra和4步ra过程是不同的，在这种情况下，如果ue正在进行2步或4步过程，则可以从进行前导码传输的位置推断prach配置。

67、当4步ra应用于sdt时，msg3将包含rrcresumerequest消息和up数据。与传统情况一样，gnb将使用争用解决id(cr-id)进行响应以解决争用，并且此时，tc-rnti将被ue用作c-rnti，即，在需要后续传输的情况下，ue将针对由c-rnti加扰的dci来监测pdcch以获得新的ul授权。当gnb发送具有挂起配置消息的rrcrelease时sdt过程结束，从而使ue保持在非活动状态。备选地，gnb可以替代地发送rrcresume，并且将ue移至连接状态。

68、pdcch搜索空间

69、pdcch搜索空间(ss)是指下行链路资源网格中可以承载pdcch的区域。ue可以被配置为监测若干个搜索空间，其中，配置通常包括其时频位置和周期性、聚合级别、携带哪种dci格式以及ss映射到哪个coreset。

70、主要存在两种类型的ss，即公共ss(css)和用户特定ss(uss)。通常在系统信息中配置css，因此所有用户将监测相同的资源。通常使用css来传送用于msg2、msgb、msg4、寻呼消息等的调度命令。所关联的pdcch中承载的dci由标识符(rnti)加扰，因此对于每个ss，存在关联的rnti地址空间。另一方面，uss由网络配置，并且仅某个ue监测该资源集，尽管rnti仍然用于加扰。通常，在ue处于rrc_connected状态时配置uss，以调度数据传输。

技术实现思路

1、为了在争用解决之后并且在ue通过dl rrc消息进入rrc_connected之前调度后续分组传输，用于此范围的调度命令必须由3gpp中同意的某个搜索空间携带。在该时间点，ue配置有类型1-pdcch css。不过，该ss已经携带由若干个不同rnti加扰的其他dci(例如：ra-rnti/msg2、msgb-rnti/msgb、tc-rnti/msg4...)，因此添加调度后续分组传输的dci可能降低pdcch的传统性能。此外，类型1-pdcch css中的rnti空间主要由ra/msgb-rnti使用，因此通过多个rnti寻址多个ue的能力由于该原因进一步受到限制。此外，可以考虑使用cs-rnti加扰的dci，用于支持针对基于cg的sdt的重传。

2、本文的实施例的目的在于提供一种以高效且改进的方式处理无线通信网络中的通信的机制。本文的实施例考虑应该用于携带针对后续分组传输的ul授权的搜索空间，例如与类型1-pdcch css分离的新公共搜索空间(css)(被表示为类型4-pdcch css)、或用户特定搜索空间(uss)，这是为了能够卸载现有的类型1-pdcch css以避免对传统情况产生负面影响。

3、根据一方面，该目的通过提供一种由用户设备执行的用于处理无线通信网络中的通信的方法来实现。ue发起用于小数据传输的随机接入过程。ue使用类型4-pdcch css或uss来监测来自无线电网络节点的消息，其中，类型4-pdcch css和/或uss使用与用于传统css的传统无线电资源集分离或部分重叠的无线电资源集。

4、根据另一方面，该目的通过提供一种由无线电网络节点执行的用于处理无线通信网络中的通信的方法来实现。无线电网络节点从ue接收与用于小数据传输的随机接入过程相关的消息。无线电网络节点在无线电资源上发送针对类型4-pdcch css或uss调度的消息，其中，类型4-pdcch css和/或uss使用与用于传统css的无线电资源集分离或部分重叠的无线电资源集。

5、本文还提供了一种包括指令的计算机程序产品，该指令当在至少一个处理器上执行时，使该至少一个处理器执行分别由无线电网络节点和ue执行的本文所公开的方法中的任一方法。本文还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有包括指令的计算机程序产品，该指令当在至少一个处理器上执行时，使该至少一个处理器执行分别由无线电网络节点和ue执行的本文所公开的方法中的任一方法。

6、根据一方面，根据本文的实施例，该目的通过提供分别被配置为执行本文的方法的无线电网络节点和ue来实现。

7、因此，本文公开了一种用于处理无线通信网络中的通信的ue。ue被配置为发起用于小数据传输的随机接入过程。ue还被配置为使用类型4-pdcch css或uss来监测来自无线电网络节点的消息，其中，类型4-pdcch css和/或uss使用与用于传统css的传统无线电资源集分离或部分重叠的无线电资源集。

8、根据又另一方面，该目的通过提供一种用于处理无线通信网络中的通信的无线电网络节点来实现。无线电网络节点被配置为从ue接收与用于小数据传输的随机接入过程相关的消息。无线电网络节点还被配置为在无线电资源上发送针对类型4-pdcch css或uss调度的消息，其中，类型4-pdcch css和/或uss使用与用于传统css的无线电资源集分离或部分重叠的无线电资源集。

9、本文的实施例公开了使用uss并设计新的css(类型4-pdcch css)以在sdt过程期间传送pdcch。具体地，提出了ue应如何以及何时监测这些ss以及它们用于什么目的和调度命令。对于uss，还指定网络和ue在ue生命周期期间以及在小区重选过程的情况下应如何维护配置。

10、为了不增加传统css中的业务并导致传统ue的性能下降，提出在sdt过程期间使用uss或新css来传递pdcch以调度后续分组传输。在uss的情况下，提出了若干种策略来通过传统rrc信令和新rrc信令在ue生命周期期间维护uss配置。

11、通过使用单独或部分重叠的ss，现有css中的传统业务受到在sdt过程期间额外存在用于后续分组传输的调度命令的轻微影响，从而允许pdcch的某种程度的业务负载平衡。因此，本文的实施例以有效且改进的方式处理通信。