生成用于无线网络中的随机接入的前导码的制作方法

1.本文档总体上涉及无线通信。


背景技术：

2.无线通信技术正在将世界推向日益互联和网络化的社会。无线通信的快速增长和技术方面的进步已经引起了对容量和连接性的更大需求。诸如能耗、设备成本、频谱效率和延迟的其他方面对于满足各种通信场景的需求也很重要。与现有的无线网络相比，下一代系统和无线通信技术需要提供对数量越来越多的用户和设备的支持，以及对更高的数据速率的支持，以及与基于卫星的基站的通信，从而要求用户设备实施对长传播延迟有弹性的前导码。


技术实现要素：

3.本文档涉及用于在移动通信技术(包括第五代(5g)和新空口(new radio，nr)通信系统)中生成参考信号的序列的方法、系统和设备。
4.在一个示例性方面，公开了一种无线通信方法。该方法包括：由网络节点传输用于随机接入的配置，该配置包括指示zadoff
‑
chu(zc)序列根的数量(m)和重复的数量(n)的值；以及从无线设备接收随机接入前导码，其中随机接入前导码包括具有不同根的m个级联zc序列，并且其中m个级联zc序列中的每一个基于n被重复。
5.在另一示例性方面，公开了一种无线通信方法。该方法包括：从网络节点接收用于随机接入的配置，该配置包括指示zadoff
‑
chu(zc)序列根的数量(m)和重复的数量(n)的值；以及由无线设备传输随机接入前导码，其中随机接入前导码包括具有不同根的m个级联zc序列，并且其中m个级联zc序列中的每一个基于n被重复。
6.在又一示例性方面，公开了一种无线通信方法。该方法包括：由网络节点传输用于随机接入的配置，该配置包括指示zadoff
‑
chu(zc)序列根的数量(m)和重复的数量(n)的值；以及从多个无线设备接收多个随机接入前导码，其中多个随机接入前导码中的每一个包括具有不同根的m个级联zc序列，其中m个级联zc序列中的每一个基于n被重复，并且其中多个随机接入前导码中的每一个zc序列具有固定的公共循环移位。
7.在又一示例性方面，上述方法以处理器可执行代码的形式实现，并被存储在计算机可读程序介质中。
8.在又一示例性实施例中，公开了一种被配置或可操作来执行上述方法的设备。
9.在附图、描述和权利要求中更详细地描述了上述方面和其他方面及它们的实施方式。
附图说明
10.图1示出了用于标识新空口(nr)规范中的前导码的配置的示例。
11.图2a、图2b和图2c示出了根据本公开技术的一些实施例的物理随机接入信道
(physical random access channel，prach)前导码结构的示例。
12.图3示出了卫星通信的示例。
13.图4a、图4b和图4c示出了根据本公开技术的一些实施例的前导码的到达时间的示例。
14.图5示出了根据本公开技术的一些实施例的无线通信方法的示例。
15.图6示出了根据本公开技术的一些实施例的无线通信方法的另一示例。
16.图7示出了根据本公开技术的一些实施例的无线通信方法的又一示例。
17.图8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
18.对第四代移动通信技术(4g，第四代移动通信技术)、长期演进(lte，长期演进)、高级长期演进(lte
‑
advanced/lte
‑
a，高级长期演进)和第五代移动通信技术(5g，第五代移动通信技术)的需求越来越大。从目前的发展趋势来看，4g和5g系统正在研究支持增强的移动宽带、超高可靠性、超低时延传输、大规模连接性的特征。
19.随着nr接入技术(例如，5g)的发展，可以实现包括增强的移动宽带、大规模机器类型通信(machine
‑
type communication，mtc)、关键mtc等的广泛用例。为了扩展nr接入技术的利用，通过卫星的5g连接性被认为是有前景的应用。与所有通信节点(例如基站)位于地球上的地面网络相反，结合卫星和/或机载交通工具来执行地面基站的一些或全部功能的网络被称为非地面网络(non
‑
terrestrial network，ntn)。
20.在ntn中，卫星的覆盖范围通常由多个波束实施。波束的覆盖范围通常比地面小区的覆盖范围大得多。例如，卫星波束覆盖区直径可以是数百公里或甚至更大。卫星的不同波束具有不同的最小仰角，这意味着每个波束的差分往返延迟(round
‑
trip delay，rtd)可能非常不同。由各种差分rtd带来的挑战性话题是如何有效地支持来自同步的ue的随机接入。
21.本文档使用章节标题和副标题是为了易于理解，而不是为了将所公开的技术和实施例的范围限制到某些章节。因此，不同章节中公开的实施例可以彼此一起使用。另外，本文档仅使用来自3gpp新空口(nr)网络架构和5g协议的示例来帮助理解，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践。
22.nr系统中随机接入程序的示例
23.在nr系统的示例中，从nr规范3gpp ts38.211(并且其分别对应于表6.3.3.1
‑
1和6.3.3.1
‑
2)中引用的表1和表2中定义了以下prach前导码格式。
24.表1：对于l
ra
＝839和δf
ra
＝{1.25,5}khz的prach前导码格式
[0025][0026]
表2：对于l
ra
＝139和δf
ra
＝15
·2μ
khz的prach前导码格式，其中μ＝{0,1,2,3}
[0027][0028]
利用传统的prach前导码，通过ue选择的前导码根和循环移位来区分同步的ue。然而，在ntn中，由于同一波束中由不同ue经历的各种差分延迟，这种方法可能不再起作用。较大的差分延迟导致整个前导码符号中的相关峰值偏移，这意味着不能再使用循环移位。
[0029]
配置参数的示例
[0030]
由于ntn场景下的巨大差分rtd，zc序列的循环移位不能用于标识不同的前导码。因此，不需要循环移位的配置。在当前的nr规范中，循环移位配置n
cs
是通过遵循名为zerocorrelationzoneconfig的ie来确定的，如图1所示。
[0031]
如果波束中的差分rtd大于单个前导码符号持续时间t
symbol
，则ie zerocorrelationzoneconfig是无效的。因此，在一些实施例中，zerocorrelationzoneconfig应该被指定为可选参数，同时它的存在取决于条件“差分rtd<t
symbol”为真。
[0032]
在一些实施例中，可以引入两个新参数。第一个参数是m，指的是prach前导码中使用的根的数量。另一个参数是n，指的是由单个根生成的前导码符号的重复的数量。m和n的存在取决于条件“差分rtd>t
symbol”为真。因此，需要“m和n”或zerocorrelationzoneconfig
来限定prach前导码格式。
[0033]
前导码结构的示例
[0034]
在图2a至图2c中示出了基于所公开技术的实施例的prach前导码的示例性结构。
[0035]
选项1.首先使用root1生成前导码符号。然后将其重复n次，以形成基于root1的前导码，其中n≥1。如图2a所示，并且不失一般性，n＝2并且总前导码长度t
preamble
＝2
×
t
symbol
。在这个示例中，被重复的前导码可以被解释为当前nr prach前导码的循环前缀(cp)增强，例如，被扩展到前导码符号的长度。更大的n值以更长的前导码传输为代价提供了更好的覆盖范围。
[0036]
选项2.首先使用root1生成前导码符号。然后将其重复n次，以形成基于root1的前导码，其中n≥1。此后是使用root2生成另一前导码符号，该前导码符号也重复n次。这两个部分在时域中被连接以形成前导码。如图2b所示，并且不失一般性，n＝2并且总前导码长度t
preamble
＝4
×
t
symbol
。在这个示例中，被重复的前导码可以被解释为每个根的当前nr prach前导码的循环前缀(cp)增强，例如，被扩展到前导码符号的长度。这种构造可以被扩展为使用m个根来形成前导码，其在图2c中被示出为具有m＝3。一般而言，总前导码长度被限定为t
preamble
＝m
×
n
×
t
symbol
。
[0037]
在一实施例中，上述构造的前导码索引可以被限定为排列{root1,root2,
…
rootm}，并且与当前nr规范中使用的前导码索引{root,cyclicshift}相比。
[0038]
在一些实施例中，基于rootm的前导码中的每一个可以被重复两次或更多次，其不一定相等。例如，root1可以被重复n1次，root2可以被重复n2次，以此类推。在这种场景下，总前导码长度被限定为t
preamble
＝(n1+n2+
…
+n
m
)
×
t
symbol
。
[0039]
所公开技术的示例性实施例
[0040]
以下情况结合图4a至图4c示出了本公开技术的一些实施例的不同示例。
[0041]
情况1.一般而言，卫星具有多个波束，这些波束具有不同仰角。如图4a所示，波束0具有最大仰角，并且波束k具有最小仰角(例如，10度)。在每个波束中，可以确定具有最小传播延迟的中心点，该最小传播延迟在图4a中以“propagation_delay_1”表示。propagation_delay_1在这个波束中广播。这个波束中的所有ue使用(2*propagation_delay_1)来预补偿其prach前导码传输。从卫星上的bs的角度来看，来自这个波束的prach前导码具有[0,2*(propagation_delay_2
‑
propagation_delay_1)]的时间不确定性范围，其中传propagation_delay_2是这个波束中的最大传播延迟。
[0042]
在这种情况下，做出以下假设：
[0043]
ο卫星在轨道高度为35,786km的地球同步轨道(geostationary orbit，geo)中。
[0044]
ο对应于波束k的最小仰角为10度。
[0045]
ο波束的直径为500km。
[0046]
prach前导码子载波间隔为1.25khz，并且符号长度为0.8e
‑
3秒(＝1/1.25khz)。
[0047]
οzc序列长度为839或139。
[0048]
οprach前导码使用图2a中示出的结构，其中m＝1并且n＝2。因此，prach前导码长度是t
preamble
＝m
×
n
×
t
symbol
＝2
×
t
symbol
。
[0049]
οzc序列的固定循环移位被这个波束中的所有ue使用；不失一般性，假设它是0。
[0050]
ο假设每个小区具有64个前导码索引的前导码池。
[0051]
对于这些假设，所使用的前导码格式在下表中示出。
[0052][0053]
在上表中，n
u
指单个前导码长度，并且前导码符号重复由参数n限定。
[0054]
在这种场景下，波束k的最大差分延迟被计算为1.6279e
‑
3秒。从卫星上的bs的角度来看，来自波束k的prach前导码将具有[0,1.6279e
‑
3]秒的时间不确定性范围，其在针对符号长度t
symbol
进行归一化的情况下为[0，3]。bs处的总接收窗口是时间不确定性范围和prach前导码长度的总和，其在针对符号长度t
symbol
进行归一化的情况下为5(＝3+2)。
[0055]
在bs处，并且如图4a所示，以下可能的prach前导码到达是可能的。在一些实施例中，接收窗口由长度为t
symbol
的5个检测窗口组成。在重复n≥2的情况下，保证在长度为t
symbol
的单个检测窗口中可以捕获完整的符号。在一些实施例中，n＝1并且接收器使用时域中的滑动相关窗口来检测前导码。
[0056]
在一些实施例中，可以通过多个ue随机选择的zc根来区分多个ue。在其他实施例中，如果两个ue选择相同的根，但是具有可区分的到达时间，则它们也可以被检测到。
[0057]
情况2.在这种情况下，做出以下假设：
[0058]
ο卫星在轨道高度为35,786km的地球同步轨道(geo)中。
[0059]
ο对应于波束k的最小仰角为10度。
[0060]
ο波束的直径为500km。
[0061]
οprach前导码子载波间隔为5khz，并且符号长度为0.2e
‑
3秒(＝1/5khz)。
[0062]
οzc序列长度为839或139。
[0063]
οprach前导码使用图2b中示出的结构，其中m＝2并且n＝2。因此，prach前导码长度是t
preamble
＝m
×
n
×
t
symbol
＝4
×
t
symbol
。
[0064]
οzc序列的固定循环移位被这个波束中的所有ue使用；不失一般性，假设它是0。
[0065]
ο假设每个小区具有64个前导码索引的前导码池。
[0066]
对于这些假设，所使用的前导码格式在下表中示出。
[0067][0068]
在上表中，n
u
指单个前导码长度，并且前导码符号重复由参数n限定。
[0069]
在这种场景下，波束k的最大差分延迟被计算为1.6279e
‑
3秒。从卫星上的bs的角度来看，来自波束k的prach前导码将具有[0,1.6279e
‑
3]秒的时间不确定性范围，其在针对符号长度t
symbol
进行归一化的情况下为[0，9]。bs处的总接收窗口是时间不确定性范围和prach前导码长度的总和，其在针对符号长度t
symbol
进行归一化的情况下为13(＝9+4)。
[0070]
在bs处，并且如图4a所示，以下可能的prach前导码到达是可能的。在一些实施例中，接收窗口由长度为t
symbol
的13个检测窗口组成。在重复n≥2的情况下，保证在长度为t
symbol
的单个检测窗口中可以捕获完整的符号。在一些实施例中，n＝1并且接收器使用时域中的滑动相关窗口来检测前导码。
[0071]
在一些实施例中，可以通过多个ue随机选择的zc根来区分多个ue。在这个示例中，每个小区需要8个根来构建具有64个前导码索引的前导码池。在其他实施例中，如果两个ue选择相同的根，但是具有可区分的到达时间，则它们也可以被检测到。
[0072]
情况3.在这种情况下，做出以下假设：
[0073]
ο卫星在轨道高度为600km的低地球轨道(low
‑
earth orbit，leo)中。
[0074]
ο对应于波束k的最小仰角为10度。
[0075]
ο波束的直径为200km。
[0076]
οprach前导码子载波间隔为15khz，并且符号长度为6.67e
‑
5秒(＝1/15khz)。
[0077]
οzc序列长度为139。
[0078]
οprach前导码使用图2c中示出的结构，其中m＝3并且n＝3。因此，prach前导码长度是t
preamble
＝m
×
n
×
t
symbol
＝6
×
t
symbol
。
[0079]
οzc序列的固定循环移位被这个波束中的所有ue使用；不失一般性，假设它是0。
[0080]
ο假设每个小区具有64个前导码索引的前导码池。
[0081]
对于这些假设，所使用的前导码格式在下表中示出。
[0082][0083]
在上表中，n
u
指单个前导码长度，并且前导码符号重复由参数n限定。
[0084]
在这种场景下，波束k的最大差分延迟被计算为6.5324e
‑
4秒。从卫星上的bs的角度来看，来自波束k的prach前导码将具有[0,6.5324e
‑
4]秒的时间不确定性范围，其在针对符号长度t
symbol
进行归一化的情况下为[0，10]。bs处的总接收窗口是时间不确定性范围和prach前导码长度的总和，其在针对符号长度t
symbol
进行归一化的情况下为16(＝10+6)。
[0085]
在bs处，并且如图4c所示，以下可能的prach前导码到达是可能的。在一些实施例中，接收窗口由长度为t
symbol
的16个检测窗口组成。在重复n≥2的情况下，保证在长度为t
symbol
的单个检测窗口中可以捕获完整的符号。在一些实施例中，n＝1并且接收器使用时域中的滑动相关窗口来检测前导码。
[0086]
在一些实施例中，可以通过多个ue随机选择的zc根来区分多个ue。在这个示例中，每个小区需要4个根来构建具有64个前导码索引的前导码池。在其他实施例中，如果两个ue选择相同的根，但是具有可区分的到达时间，则它们也可以被检测到。
[0087]
用于在基于卫星的系统中生成前导码的示例性方法
[0088]
所公开的技术的实施例提供使用仅由zc根组成的前导码池，并且其中zc序列的不同循环移位不用于标识不同的前导码。固定循环移位(例如，零)总是用于前导码池中的所
有zc序列。另外，多个根可以用于标识不同的前导码，其中多个根的排列形成前导码池。由所公开技术的实施例提出的prach前导码格式的特征在于具有一个或多个根的前导码符号的重复。
[0089]
本专利文献中描述的实施例有利地实现了ntn中的在ue之间具有大差分延迟的随机接入，并且使用多个根的排列来构建前导码池可以有效地限制每个小区的所使用的根的数量，这对于短zc序列使用、低复杂度接收器设计和实际的小区部署是有益的。
[0090]
图5示出了无线通信方法500的示例。在一些实施例中，方法500可以用于在基于卫星的移动通信技术中生成前导码。方法500包括在步骤510，由网络节点传输用于随机接入的配置，该配置包括指示zadoff
‑
chu(zc)序列根的数量(m)和重复的数量(n)的值。
[0091]
方法500包括，在步骤520，从无线设备接收随机接入前导码。步骤520也可以由网络节点实施。在一些实施例中，随机接入前导码包括具有不同根的m个级联zc序列，并且m个级联zc序列中的每一个基于n进行重复。
[0092]
在一些实施例中，在具有基于m和n的大小的接收窗口中接收一个或多个随机接入前导码。
[0093]
图6示出了用于在基于卫星的移动通信技术中生成前导码的无线通信方法600的示例。方法600可以由无线设备实施。方法600包括在步骤610，从网络节点接收用于随机接入的配置，该配置包括指示zadoff
‑
chu(zc)序列根的数量(m)和重复的数量(n)的值。
[0094]
方法600包括在步骤620，由无线设备传输随机接入前导码。在一些实施例中，随机接入前导码包括具有不同根的m个级联zc序列，并且m个级联zc序列中的每一个基于n进行重复。
[0095]
图7示出了用于在基于卫星的移动通信技术中生成前导码的无线通信方法700的示例。方法700包括在步骤710，由网络节点传输用于随机接入的配置，该配置包括指示zadoff
‑
chu(zc)序列根的数量(m)和重复的数量(n)的值。
[0096]
方法700包括，在步骤720，从多个无线设备接收多个随机接入前导码。在一些实施例中，多个随机接入前导码中的每一个包括具有不同根的m个级联zc序列，m个级联zc序列中的每一个基于n进行重复，并且多个随机接入前导码中的每个zc序列具有固定的公共循环移位。
[0097]
在一些实施例中，并且在方法500、600和700的上下文中，每个zc序列具有固定的公共循环移位。在示例中，固定的公共循环移位可以为零。在另一示例中，固定的公共循环移位可以是小于zc序列的长度的非零值(以符号为单位)。
[0098]
在一些实施例中，网络节点和第一无线设备之间的第一往返延迟时间与网络节点和第二无线设备之间的第二往返延迟时间之差大于符号时间(t
symbol
)，该符号时间是zc序列的持续时间。在示例中，随机接入前导码的长度是m
×
n
×
t
symbol
。
[0099]
在一些实施例中，zc序列的长度是839个符号或139个符号。
[0100]
在一些实施例中，卫星包括网络节点。
[0101]
所公开技术的实施方式
[0102]
图8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805可以包括处理器电子设备810，诸如实施本文档中呈现的技术中一种或多种的微处理器。装置805可以包括收发器电子设备815，以通过一个或多个通信接口
(诸如(多个)天线820)发送和/或接收无线信号。装置805可以包括用于传输和接收数据的其他通信接口。装置805可以包括被配置成存储信息(诸如数据和/或指令)的一个或多个存储器(未显式示出)。在一些实施方式中，处理器电子设备810可以包括收发器电子设备815的至少一部分。在一些实施例中，使用装置805来实施所公开的技术、模块或功能中的至少一些。装置805可以用于实施针对网络节点(例如，基站、enodeb或gnodeb)或无线设备(诸如，ue或另一具有移动通信能力的设备)描述的各种技术。
[0103]
应当理解的是，本文档公开了可以由无线设备或网络侧设备的各种实施方式使用的用于生成可以用于随机接入传输的前导码的技术。在一个有利的方面，随机接入前导可以展现出数学特性，这使得它们适合于长延迟通信，诸如与卫星网络的无线通信。例如，使用不同的zc根(而不是不同的zc循环移位)确保能够由卫星区分来自多个ue的并发传输。如果要使用zc循环移位，卫星通信中经历的长传播延迟可能导致循环移位中的一个或多个重叠，从而导致卫星不能正确解码ue信号，并导致劣化的性能。
[0104]
另外，所公开的技术的实施例使得能够生成保持前述益处的前同步码池，但是附加地允许基于系统需求来配置要使用的zc根的数量，这使得能够使用低复杂度接收器和实际可实现的小区部署。
[0105]
本说明书和附图一起仅旨在被认为是示例性的，其中示例性是指示例，并且除非另有说明，否则并不意味着理想的或优选的实施例。
[0106]
本文描述的实施例中的一些是在方法或过程的一般上下文中描述的，在一个实施例中，这些方法或过程可以由体现在计算机可读介质中、包括由联网环境中的计算机执行的计算机可执行指令(诸如程序代码)的计算机程序产品来实施。计算机可读介质可以包括可移动和不可移动存储设备，包括但不限于只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、光盘(cd)、数字多功能光盘(dvd)等。因此，计算机可读介质可以包括非暂时性存储介质。一般而言，程序模块可以包括执行特定任务或实施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代表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的数据结构的特定序列表示用于实施在这种步骤或过程中描述的功能的相对应的动作的示例。
[0107]
所公开的实施例中的一些可以使用硬件电路、软件或其组合被实施为设备或模块。例如，硬件电路实施方式可以包括例如被集成为印刷电路板的一部分的分立的模拟和/或数字组件。可替代地或附加地，所公开的组件或模块可以被实施为专用集成电路(asic)和/或现场可编程门阵列(fpga)设备。一些实施方式可以附加地或可替代地包括数字信号处理器(dsp)，其是具有针对与本技术的公开的功能相关联的数字信号处理的操作需求优化的架构的专用微处理器。类似地，每个模块内的各种组件或子组件可以以软件、硬件或固件实施。模块和/或模块内的组件之间的连接可以使用本领域已知的连接方法和介质中的任何一种来提供，包括但不限于使用适当协议通过互联网、有线或无线网络进行的通信。
[0108]
尽管本文档包含许多细节，但这些不应被解释为对所要求保护的发明或可能要求保护的内容的范围的限制，而是被即使为对特定于实施例的特征的描述。本文档在分离的实施例的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施例中以组合的方式实施。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施例中分离地或以任何合适的子组合的方式来实施。而且，尽管特征可以在上面被描述为在某些组合中起作用，并且甚至最初
也是这样要求保护的，但是在某些情况下，来自所要求保护的组合的一个或多个特征可以从该组合中排除，并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变体。类似地，尽管在附图中以特定的顺序描绘了操作，但是这不应该被理解为要求以所示的特定顺序或以序列顺序执行这些操作，或者执行全部所示出的操作，以获得期望的结果。
[0109]
仅描述了几个实施方式和示例，并且可以基于本公开中描述和示出的内容进行其他实施方式、增强和变化。