无线系统中的两步随机接入过程的制作方法

本文档总体上涉及无线通信。

背景技术：

无线通信技术正在将世界推向日益互联和网络化的社会。无线通信的迅速发展和技术的长足进步引起了对容量和连接性的更高需求。比如能量消耗、设备成本、频谱效率、以及时延在内的其它方面对于满足各种通信场景的需求也是重要的。与现有无线网络相比，下一代系统和无线通信技术需要为越来越多的用户和设备提供支持，以及为更高的数据速率提供支持，因此要求用户设备实施更高效的随机接入过程。

技术实现要素：

本文档涉及用于包括第五代(5g)新无线(nr)通信系统在内的移动通信技术中的两步随机接入过程的方法、系统和设备。

在一个示例性方面，公开了一种无线通信方法。所述方法包括由无线设备传送随机接入消息，其包括无线网络临时标识符(rnti)、无线设备的标识、建立原因、上行链路控制信息(uci)或波束信息中的至少一个，其中随机接入消息的至少一部分是使用从包括二进制相移键控(bpsk)和π/2-bpsk在内的调制组中所选择的第一调制方案调制的。

在另一示例性方面，公开了一种无线通信方法。所述方法包括由网络节点接收随机接入消息，其包括无线网络临时标识符(rnti)、无线设备的标识、建立原因、上行链路控制信息(uci)或波束信息中的至少一个，并且向无线设备传送竞争解决消息，其中随机接入消息的至少一部分是使用从包括二进制相移键控(bpsk)和π/2-bpsk在内的调制组中所选择的第一调制方案调制的。

在又另一示例性方面，上述方法以处理器可执行代码的形式具体化并且被存储在计算机可读程序介质中。

在又另一示例性实施例中，公开了一种被配置为或可操作为执行上述方法的设备。

上述和其它方面以及其实施方式在附图、说明书和权利要求书中将更详细地进行描述。

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)与用户设备(ue)的示例。

图2示出了四步随机接入过程的示例。

图3示出了两步随机接入过程的示例。

图4示出了msga的信道结构的示例。

图5示出了msga的信道结构的另一示例。

图6示出了msga的信道结构的又一示例。

图7示出了msga的信道结构的又一示例。

图8示出了无线通信方法的示例的流程图。

图9示出了无线通信方法的另一示例的流程图。

图10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

对第四代的移动通信技术(4g，第4代移动通信技术)、长期演进(lte)、高级lte(lte-高级/lte-a，高级长期演进)以及第五代移动通信技术(5g，第5代移动通信技术)的需求日益增长。从目前的发展趋势来看，4g和5g系统正在研究支持增强型移动宽带、超高可靠性、超低时延传输和海量连接性的特性。

图1示出了包括bs120与一个或多个用户设备(ue)111、112和113在内的无线通信系统(例如lte、5gnr蜂窝网络)的示例。如本公开技术所述，在一些实施例中，上行链路传输(131、132、133)包括msga，并且下行链路传输(141、142、143)包括msgb。ue可以是例如智能手机、平板电脑、移动计算机、机器对机器(m2m)设备、终端、移动设备、物联网(iot)设备等。

在现有的lte和nr通信系统中，上行链路传输需要通过随机接入(rach)过程进入rrc连接状态以用于后续数据传输。如图2所示，基于竞争的随机接入过程的现有实施方式包括四个步骤。如其中所示，在第一步中，ue通过物理随机接入信道(prach)时机传送随机接入前导。在第二步中，ue根据由网络节点(例如基站、enb、gnb)通过dl-sch发送的信息获得定时。在一些实施例中，所述定时可以包括定时提前(ta)，其还可以被称为定时调整量或到达延迟差量。ue进一步获得例如，mcs指示和与第三步传输信息相关联(例如与msg3相关的上行链路传输调度)的跳频指示。所述第三步是指根据由基站所发送的定时调整信息，和上行链路数据传输调度信息，在物理上行链路共享信道(pusch)上传送msg3。在一些实施例中，msg3包括例如连接请求和用户标识符在内的信息。在第四步中，ue接收竞争解决消息(被称为msg4)，其是基于由网络节点所接收的用户标识信息(例如ueid)。

传递到ue的msg4(包括用户标识符和随机接入请求响应消息反馈)是基于prach，其是从基站所配置的prach资源池中选择的特定序列，并且其中ue从配置的资源池中随机地选择prach传输。在一些情况下，可能存在两个ue选择相同的prach时机(时间/频率位置和前导码索引)，并且基站在prach检测程序期间不能够区分这两个ue。因此，在第四步中，基站依赖第三步中携带在msg3中的用户id来识别是否允许用户成功接入；如果ue未从基站接收到包括与其自身标识相关联的信息的反馈，则随机接入过程被认为是不成功的。

为了简化信令程序、ue功率消耗和其它因素，图2中所述的四步过程可以被简化为图3中所示的两步过程。在一些实施例中，随机接入前导码和msg3被合并到msga，并且竞争解决和一些随机接入响应被类似地结合到msgb。被包含在原始消息中的内容(例如跳频信息、重传信息等)被合并到msgb。对于在msga中传送的msg3，如果遵循传统的四步随机接入过程，π/2-bpsk是与离散傅里叶变换扩展正交频分复用(dft-s-ofdm)波形相一致的一种受支持的调制和编码方案。使用此调制模式将导致传输波形表现出优良的峰均功率比(papr)属性。

然而，在现有的循环前缀ofdm(cp-ofdm)波形的实施方式中，bpsk或π/2-bpsk不被支持。当ue执行基于竞争的传输时，使用π/2-bpsk或bpsk调制的一些优势包括：

○所接收到的信号的实部和虚部可以被分为所接收到的信号的最小均方误差(mmse)等式的两部分，并且所接收到的信号的干扰抑制更强。

○考虑到传输块大小(tbsize)和资源块(rb)的数量，则可以获得低于fec编码器母码速率的更大范围，从而可以获得更大的传输自由度，例如，如下：

○pi/2-bpsk和bpsk调制的解调比高阶调制的解调更简单。

本文档使用章节标题和副标题以便于理解，并且不用于将公开的技术和实施例的范围限制于某些章节。因此，在不同章节中公开的实施例能够被相互使用。此外，本文档使用来自3gpp新无线(nr)网络架构和5g协议的示例仅是为了促进理解，并且公开的技术和实施例可以被实践在使用与3gpp协议不相同的通信协议的其它无线系统中。

两步随机接入过程的示例性实施例

实施例1。在一些实施例中，在两步随机接入(2步rach)过程中，ue在msga的pusch上传送56比特、或64比特、或72比特、或80比特的传输块大小、或16比特的rnti。

在示例中，rrc配置的transformprecoder被禁用，并且指示ue使用bpsk的信息(例如pusch-tp-bpsk)被配置。在这种情况下，ue将使用cp-ofdm波形进行上行链路传输。此外，如果mcs表的第一行被选择，则bpsk调制将被采用(例如调制阶数变量q＝1)。ue接收下行链路广播信号，并且从所接收的mib/sib/寻呼信息，获得指示调制模式的信息，例如指示imcs＝0的信息，并且获取指示用于传输的资源块(rbs)的数量(例如1、2或3个rb)的信息。如实施例3和4中所述并且如图4-6中的示例所示，当传送msga时，ue随机地选择前导码序列，并且根据某一映射规则来确定对应的pusch传输资源块的位置，用于传输的资源块的数量还可以根据预定义的映射规则来确定。

在一些实施例中，ue选择对应于例如3gpp技术规范(ts)38.214的章节6.1.4.1的mcs表中第一行的调制和编码方案(mcs)，其是具有imcs＝0的条目。由于rrc被配置，所以ue采用bpsk，并且调制阶数变量(q＝1)由ue使用bpsk调制进行传送。

实施例2。在一些实施例中，在两步rach过程中，ue在msga的pusch上传送56比特、或64比特、或72比特、或80比特的传输块大小(tb大小)，或16比特的rnti。

在示例中，rrc配置的transformprecoder被禁用，并且指示ue使用π/2-bpsk的信息(例如pusch-tp-pi/2-bpsk)被配置。在这种情况下，ue将使用cp-ofdm波形进行上行链路传输。此外，如果mcs表的第一行被选择，则π/2-bpsk调制将被采用(例如调制阶数变量q＝1)。ue接收下行链路广播信号，并且从所接收的mib/sib/寻呼信息，获得指示调制模式(例如指示imcs＝0)的信息，并且获取指示用于传输的资源块(rbs)的数量(例如1、2或3个rb)的信息。如实施例3和4中所述并且如图4-6中的示例所示，当传送msga时，ue随机地选择前导码序列，并且根据某一映射规则来确定对应的pusch传输资源块的位置，用于传输的资源块的数量还可以根据预定义的映射规则来确定。

在一些实施例中，ue选择对应于例如3gpp技术规范(ts)38.214的章节6.1.4.1的mcs表中第一行的调制和编码方案(mcs)，其是具有imcs＝0的条目。由于rrc被配置，ue采用π/2-bpsk，并且调制阶数变量(q＝1)由ue使用π/2-bpsk调制进行传送。

实施例3。在一些实施例中，在两步rach过程中，ue在msga的pusch上传送56比特、或64比特、或72比特、或80比特的传输块大小(tb大小)，或16比特的rnti。

在示例中，rrc配置的transformprecoder被禁用，并且指示ue使用bpsk的信息(例如pusch-tp-bpsk)被配置。在这种情况下，ue将使用cp-ofdm波形进行上行链路传输。此外，如果mcs表的第一行被选择，bpsk调制将被采用(例如调制阶数变量q＝1)。ue根据所接收的下行链路同步信号块(ssb)和下行链路参考信号rs的强度，例如参考信号接收功率(rsrp)的幅值，来选择调制和编码模式。例如，所述选择是基于rsrp越大，调制阶数越高的规则的。可以被实施的所述规则的一个示例如下：

如果p1≥rsrp≥p0，则使用bpsk，

如果p2≥rsrp>p1，则使用qpsk，并且

如果p3≥rsrp>p2，则使用16-qam。

如图4-6中的示例所示，当传送msga时，ue随机地选择前导码序列，并且根据某一映射规则来确定对应的pusch传输资源块的位置和数量，例如1、2或3个资源块(rb)。在一些实施例中，所述编码的调制模式的信息通过使用2比特被报告给基站，并且2比特的调制模式为bpsk或pi/2-bpsk，且通过所接收的下行链路mib/sib/寻呼信息来确定。

实施例4。在一些实施例中，在两步rach过程中，ue在msga的pusch上传送56比特、或64比特、或72比特、或80比特的传输块大小(tb大小)，或16比特的rnti。

在示例中，rrc配置的transformprecoder被禁用，并且指示ue使用π/2-bpsk的信息(例如pusch-tp-pi/2-bpsk)被配置。在这种情况下，ue将使用cp-ofdm波形进行上行链路传输。此外，如果mcs表的第一行被选择，则π/2-bpsk调制将被采用(例如调制阶数变量q＝1)。ue根据所接收的下行链路同步信号块(ssb)和下行链路参考信号rs的强度，例如参考信号接收功率(rsrp)的幅值来选择调制和编码模式。例如，所述选择是基于rsrp越大，调制阶数越高的规则的。可以被实施的所述规则的一个示例如下：

如果p1≥rsrp≥p0，则使用π/2-bpsk，

如果p2≥rsrp>p1，则使用qpsk，并且

如果p3≥rsrp>p2，则使用16-qam。

如图4-6中的示例所示，当传送msga时，ue随机地选择前导码序列，并且根据某一映射规则来确定对应的pusch传输资源块的位置和数量，例如1、2或3个资源块(rb。在一些实施例中，所述编码的调制模式的信息通过使用2比特被报告给基站，并且2比特的调制模式为bpsk或pi/2-bpsk，且通过所接收的下行链路mib/sib/寻呼信息来确定。

实施例5。在一些实施例中，在两步rach过程中，ue在msga的pusch上传送56比特、或64比特、或72比特、或80比特的传输块大小(tb大小)，或16比特的rnti。所述pusch部分的数据在调制之后通过扩展技术处理。在示例中，所述扩展操作可以如下执行。假设第k个传送符号为sk，则具有长度l≥1的扩展码的扩展如下执行：

sk×[ck1,ck2,…,ckl]＝[skck1,skck2,…,skckl]。

扩展码的信息，例如扩展码池和扩展码长度通过下行链路mib/sib/寻呼信息来确定。

在一些实施例中，被传送的数据可以包括与扩展码相关联的信息(例如，码集合中扩展码的索引、与扩展码的生成相关的信息)。在示例中，并且如图7所示，仅有效载荷可以被传送(不具有前导码或导频数据)。因此，在这些场景中，如果被传送的数据包括扩展码的信息或码集合中扩展码的索引或扩展码的生成的信息，则扩展码可以被用于生成扩展数据符号的精确重建并且协助盲检测。在接收器侧，盲检测和解码可以通过首先结合在多天线上所接收的信号而被用于解码pusch或pucch。在示例中，被用于结合的波束可以通过预定义的波束池循环。

实施例6。在一些实施例中，基于竞争的上行链路pusch或pucch传输中的波束确定可以以盲检测方式执行。在示例中，基于竞争的上行链路pusch中的波束确定可以以通过预定义的波束池循环的盲检测方式来执行。

在4个天线端口和2个天线端口的情况下，预定义的波束池的示例在表1-3中示出。在一些实施例中，并且为了减轻解码工作，具有更大的后-sinr的流可以被馈送到fec解码器。

表1：用于4个接收天线端口的波束矢量的示例

表2：用于4个接收天线端口的波束矢量的示例

表3：用于2个接收天线端口的波束矢量的示例

用于公开的技术的示例性方法

除了其他特征外，所公开的技术的实施例有利地导致更有效的信令并且降低了ue功率消耗。在一些实施例中，本公开技术可以具有以下特征：

○在两步随机接入(2步式rach)过程中，当ue传送msga的pusch时，如果cp-ofdm波形被用于传输，则可以选择pi/2-bpsk或bpsk调制。

○msga的pusch的传输内容可以包括rnti(例如c-rnti、ra-rnti)，ue标识(例如imsi、s-tmsi、ng-5g-s-tmsi-part1)，用于建立的rrc原因(例如移动端接入、移动终端接入)，或uci。

○当上层将参数transformprecoder配置为被禁用时，ue通过pusch-tp-pi/2-bpsk将ue配置为使用pi/2-bpsk调制。

○当上层将参数transformprecoder配置为被禁用时，ue通过pusch-tp-bpsk将ue配置为使用bpsk调制。

○ue通过使用pbch中所传送的mib或pdsch中所传送的sib，以及pch或pdsch中所传送的寻呼信息，来获得msga的pusch的调制模式，其包括pi/2-bpsk、bpsk调制模式。

○ue自主地选择包括pi/2-bpsk、bpsk在内的调制方案，并且可选地将所选择的调制方案通过2比特通知给基站。对于这2比特，调制是使用pi/2-bpsk或bpsk执行的。

○用于ue自主地选择调制模式的标准可以包括ss-块或下行链路rs的强度(例如rsrp)。

○根据ss-块或下行链路rs，用于选择强度的可能过程可以如下：

●如果p1≥rsrp≥p0，使用bpsk或π/2-bpsk

●如果p2≥rsrp>p1，使用qpsk

●如果p3≥rsrp>p2，使用16-qam

○对于bpsk或π/2-bpsk，ue可以通过使用由接收到的mib/sib/寻呼所获得的信息，来确定使用哪一个。

○所调制的数据被进一步应用于扩展技术。

图8示出了用于移动通信技术中两步随机接入过程的无线通信方法800的示例。所述方法800包括在步骤810处，由无线设备传送随机接入消息，其包括无线网络临时标识符(rnti)、无线设备的标识、建立原因、上行链路控制信息(uci)或波束信息中的至少一个。在一些实施例中，随机接入消息的至少一部分是使用从包括二进制相移键控(bpsk)和π/2-bpsk的调制组中所选择的第一调制方案调制的。

在一些实施例中，所述方法800进一步包括从网络节点并且响应于传送随机接入消息，接收竞争解决消息的步骤。

在一些实施例中，预编码器参数被禁用，并且调制参数将第一调制方案或第二调制方案配置为π/2-bpsk。例如，预编码器参数是由层2信令所配置的transformprecoder，并且调制参数是由蜂窝网络所配置的pusch-tp-pi/2-bpsk。

在一些实施例中，预编码器参数被禁用，并且调制参数将第一调制方案或第二调制方案配置为bpsk。预编码器参数是由层2(l2)信令所配置的transformprecoder，并且调制参数是由蜂窝网络所配置的pusch-tp-bpsk。

在一些实施例中，第一或第二调制方案是基于物理广播信道(pbch)中的主系统信息块(mib)配置的。

在一些实施例中，第一或第二调制方案是基于物理下行链路共享信道(pdsch)中的系统信息块(sib)，和pdsch或物理信道(pch)中的寻呼信息配置的。在示例中，第一调制方案或第二调制方案使用4比特字段或5比特字段来配置。

在一些实施例中，第一或第二调制方案是基于下行链路参考信号或同步信号(ss)块的参考信号接收功率(rsrp)选择的，并且其中第二调制方案是选自从bpsk、π/2-bpsk、正交相移键控(qpsk)或16-qam(正交振幅调制)中的一个。在示例中，随机接入消息的部分是分别地指示第一调制方案或第二调制方案的2比特字段。在另一示例中，第一调制方案或第二调制方案如下进行选择：

如果p1≥rsrp≥p0，则使用bpsk或π/2-bpsk，

如果p2≥rsrp>p1，则使用qpsk，以及

如果p3≥rsrp>p2，则使用16-qam。

在此处，p0、p1、p2和p3是预定的阈值。

图9示出了用于移动通信技术中的两步随机接入过程的无线通信方法900的另一示例。此示例包括与图800中所示并且如上所述的那些相类似的一些特征和/或步骤。这些特征和/或步骤中的至少一些在这一节中不会进行单独地描述。

方法900包括在步骤910处，由网络节点接收随机接入消息，其包括无线网络临时标识符(rnti)、无线设备的标识、建立原因、上行链路控制信息(uci)或波束信息(例如与由基站所传送并且由ue所获取的下行链路波束相关的信息)中的至少一个。在一些实施例中，随机接入消息的至少一部分是使用从包括二进制相移键控(bpsk)和π/2-bpsk的调制组中所选择的第一调制方案而被调制。在其它实施例中，随机接入消息的剩余部分使用从调制组中所选择的第二调制方案调制的。

所述方法900包括在步骤920处，向无线设备传送竞争解决消息。

在一些实施例中，并且在方法800和900的上下文中，传递竞争解决消息完成了无线设备与网络节点之间的两步随机接入过程。

在一些实施例中，所述调制组进一步包括正交相移键控(qpsk)和16-qam(正交振幅调制)。

在一些实施例中，所述rnti包括小区无线网络临时标识符(c-rnti)或随机接入无线网络临时标识符(ra-rnti)。

在一些实施例中，无线设备的标识包括国际移动用户标识(imsi)、服务临时移动用户标识(s-tmsi)、ng-5g-s-tsmi-part1字段或随机数中的至少一个。

在一些实施例中，所述建立原因是移动源发信号或数据。

在一些实施例中，所述uci包括调度请求、信道状态指示符、调制和编码方案(mcs)指示符、混合自动重传请求(harq)应答(ack)、缓冲状态报告(bsr)、无线设备的波束索引、网络节点的波束索引、功率余量报告(phr)、波束测量结果或波束故障指示中的至少一个。

在一些实施例中，所述波束信息包括无线设备的波束索引或网络节点的波束索引。在示例中，所述波束索引是多个同步信号块(ssb)中具有最强接收参考信号接收功率(rsrp)的ssb的索引的。

在一些实施例中，随机接入消息与竞争解决消息是使用循环前缀正交频分复用(cp-ofdm)波形进行传递的。在其它实施例中，随机接入消息是使用离散傅里叶变换(dft)-扩展正交频分复用(dft-s-ofdm)波形进行传递的，并且竞争解决消息是使用循环前缀ofdm(cp-ofdm)波形进行传递的。

用于本公开技术的实施方式

在一些实施例中，本公开技术可以包括将下列划线部分合并入3gpp技术规范38.214的章节6.1.4.1中：

...如果根据子条款6.1.3，变换预编码被禁止用于该pusch传输

—..

—其它

ue将使用imcs和表5.1.3.1-1来确定被使用在除msgapusch之外的物理上行链路共享信道中的调制阶数(qm)和目标码率(r)，ue将使用imcs并且表6.1.4.1-1将会被使用以确定在物理上行链路共享信道中使用的调制阶数(qm)和目标码率(r)。

图10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。装置1005，例如基站或无线设备(或ue)，可以包括处理器电子设备1010例如微处理器，其实施本文档中所示出的技术的一个或多个。所述装置1005可以包括收发器电子设备1015，以经由一个或多个通信接口例如一个或多个天线1020来发送和/或接收无线信号。所述装置1005可以包括用于传送和接收数据的其它通信接口。装置1005可以包括一个或多个存储器(未明确示出)，其被配置为存储例如数据和/或指令在内的信息。在一些实施方式中，处理器电子设备1010可以包括收发器电子设备1015的至少一部分。在一些实施例中，公开的技术、模块或功能中的至少一些是使用所述装置1005实施的。

旨在将说明书连同附图仅认为是示例性的，其中示例性意味着一种示例，并且除非另有说明并不意指理想的或优选的实施例。如本文中所使用的，“或”的使用旨在包括“和/或”，除非上下文另外清楚地指示。

本文中描述的一些实施例在方法或过程的一般上下文中进行描述，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。

一些公开的实施例可以使用硬件电路、软件或其组合被实现为设备或模块。例如，硬件电路实施方式可以包括分立的模拟和/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去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的实施方式、增强和变型。