CN107079500B - 为覆盖受限设备处理随机接入响应消息的系统、装置和方法 - Google Patents

Abstract

本文公开了用于在不同网络组件之间建立轻量通信的方法、装置和系统。利用了消息传送处理，其包括用于用户设备(UE)和eNodeB的随机接入过程以及消息传送序列，消息传送序列包括在网络的不同节点之间所交换的用于建立轻量连接的数量减少的消息(与遗留无线资源控制(RRC)连接消息传送序列相比)。可以使用特定于UE或轻量通信的预先配置的或预先确定的数据的任何组合来生成这些消息。

Description

为覆盖受限设备处理随机接入响应消息的系统、装置和方法

优先权要求

本申请要求2015年4月28日提交的美国专利申请No.14/698,105的优先权的权益，后者要求2014年11月19日提交的美国临时专利申请No.62/081,899的优先权的权益，它们的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

实施例属于无线通信。一些实施例涉及用户设备(UE)-eNodeB信令信息。

背景技术

无线移动设备或用户设备(UE)可以使用无线接入技术彼此进行通信，无线接入技术可以是例如3GPP长期演进(“LTE”)高级Release12(2014年3月)(“LTE-A标准”)、IEEE802.16标准、2009年5月29日发布的IEEE标准802.16-2009，以及被指定为3G、4G、5G和以上的任何其它无线协议。一些UE也可以被配置为覆盖受限设备——例如，覆盖和处理能力有限的低成本设备，带有用于限制电源/资源消耗的覆盖受限操作模式的UE，等。由此，无线接入网(RAN)可以通过调整这些设备的传输来增加它们的“覆盖”；然而，遗留通信过程限制了可以如何修改传输特性和信号结构。

附图说明

图1示出根据一些实施例的无线网络以及该网络的各种组件的架构。

图2示出根据一些实施例的LTE网络的组件的架构。

图3是根据一些实施例的利用遗留兼容连接性过程的处理的图示。

图4示出根据一些实施例的用于覆盖受限设备的经由eNodeB和用户设备执行的处理。

图5是根据一些实施例的随机接入响应传输窗口的图示。

图6是根据一些实施例的随机接入响应传输窗口的图示。

图7是根据一些实施例的用户设备和eNodeB的框图。

图8是示出根据一些示例实施例的机器的组件的框图，该机器能够从机器可读介质读取指令，并根据本公开的多方面执行本文所讨论的任何一种或多种方法。

具体实施方式

以下描述和附图充分示出具体实施例以使得本领域技术人员能够实施它们。其它实施例可以包括结构改变、逻辑改变、电气改变、处理改变和其它改变。一些实施例的部分和特征可以被包括于或替代以其它实施例的部分和特征。权利要求中所阐述的实施例囊括这些权利要求的所有可用等同物。

在一些实施例中，本文所描述的移动设备或其它设备可以是便携式无线通信设备的一部分，便携式无线通信设备可以是例如个人数字助理(PDA)、具有无线通信能力的膝上型或便携式计算机、web平板、无线电话、智能电话、无线耳机、寻呼机、可穿戴移动计算设备(例如，包括在可穿戴外壳中的移动计算设备)、即时消息传送设备、数码相机、接入点、电视机、医疗设备(例如，心率监测器、血压监测器等)，或者其它可以无线地接收和/或发送信息的设备。在一些实施例中，移动设备或其它设备可以是用户设备(UE)或演进节点B(eNodeB)，其被配置为根据3GPP标准(例如，3GPP长期演进(“LTE”)高级Release 12(2014年3月)(“LTE-A标准”))进行操作。在一些实施例中，移动设备或其它设备可以被配置为根据其它协议或标准进行操作，包括IEEE 802.11或者其它IEEE和3GPP标准。在一些实施例中，移动设备或其它设备可以包括键盘、显示器、非易失性存储器端口、多个天线、图形处理器、应用处理器、扬声器以及其它移动设备元件中的一个或多个。显示器可以是包括触摸屏的液晶显示(LCD)屏幕。

图1示出根据一些实施例的无线网络以及该网络的各个组件的架构。系统100被示为包括UE 102和UE 104。虽然UE 102和104被示为智能电话(即，可连接到一个或多个蜂窝网络的手持触摸屏移动计算设备)，但是可以还包括个人数字助理(PDA)、寻呼机、膝上型计算机、台式计算机等。

UE 102和104被配置为分别经由连接120和122接入无线接入网(RAN)106，每个连接包括物理通信接口或层；在该示例中，连接120和122被示为用于实现通信式耦合的空中接口，并且可以符合蜂窝通信协议，例如全球移动通信系统(GSM)协议、码分多址(CDMA)网络协议、即按即说(PTT)协议、蜂窝上的PTT(POC)协议、全球移动通信系统(UMTS)协议、3GPPLTE协议等。

RAN 106可以包括使得连接120和122成为可能的一个或多个接入点。这些接入点(以下进一步详细描述)可以称为接入节点、基站(BS)、NodeB、eNodeB等，并且可以包括在地理区域(即，小区)内提供覆盖的地面站(即，陆地接入点)或卫星接入点。RAN 106被示为以通信方式耦合到核心网110。除了在UE 102与104之间桥接电路交换呼叫之外，核心网110可以还用于使得能够与互联网112进行的分组交换数据交换。在一些实施例中，RAN 106可以包括演进UMTS(全球移动通信系统)地面无线接入网(E-UTRAN)，并且核心网110可以包括演进分组核心(EPC)网络。

UE 104被示为被配置为经由连接124对接入点(AP)108进行接入。连接124可以包括局部无线连接(例如，符合IEEE 802.11的连接)，其中，AP 108将包括无线保真(WiFi)路由器。在该示例中，AP 108被示为连接到互联网112，而非连接到核心网110。

互联网112被示为以通信方式耦合到应用服务器116。应用服务器116可以被实现为多个在结构上分开的服务器，或者可以被包括于单个服务器中。应用服务器116被示为连接到互联网112和核心网110二者；在其它实施例中，核心网110经由互联网112连接到应用服务器116。应用服务器116也可以被配置为：支持用于可以经由核心网110和/或互联网112连接到应用服务器116的UE 102的一个或多个通信服务(例如，互联网协议上的语音(VoIP)会话、PTT会话、群组通信会话、社交联网服务等)。

核心网110进一步被示为以通信方式耦合到互联网协议(IP)多媒体子系统(IMS)114。IMS 114包括电信运营商的综合网络，其可以使得能够将IP用于分组通信，例如传统电话、传真、电子邮件、互联网接入、VoIP、即时消息传送(IM)、视频会议会话和视频点播(VoD)等。

图2示出根据一些实施例的LTE网络的组件的架构。在该示例中，(子)系统200包括LTE网络上的演进分组系统(EPS)，并且因此包括经由S1接口215以通信方式耦合的E-UTRAN210和EPC网络220。在该图示中，仅示出E-UTRAN 210和EPC网络220的一部分组件。以下描述的一些要素可以称为“模块”或“逻辑”。如本文所指代的那样，“模块”或“逻辑”可以描述硬件(例如，电路)、软件(例如，程序驱动器)或其组合(例如，编程的微处理单元)。

E-UTRAN 210包括eNodeB 212(其可以操作为基站)，用于与一个或多个UE(例如，UE 102)进行通信。eNodeB 212在该示例中被示为包括宏eNodeB和低功率(LP)eNodeB。任何eNodeB 212可以端接空中接口协议，并且可以是用于UE 102的第一接触点。在一些实施例中，任何eNodeB 212可以履行用于E-UTRAN 210的各种逻辑功能，包括但不限于无线网络控制器(RNC)功能，例如无线承载管理、上行链路和下行链路动态无线资源管理和数据分组调度、以及移动性管理。EPS/LTE网络中的任何eNodeB(例如，eNodeB 212)不利用单独的控制器(即，RNC)以与EPC网络220进行通信；在利用其它规范协议的其它实施例中，RAN 106可以包括RNC，以使得能够在BS与核心网之间进行通信。

根据一些实施例，UE 102可以被配置为：根据各种通信技术(例如，正交频分多址(OFDMA)通信技术或单载波频分多址(SC-FDMA)通信技术)，通过多载波通信信道与任何eNodeB 212使用正交频分复用(OFDM)通信信号进行通信，但是实施例的范围在这方面不受限制。OFDM信号可以包括多个正交子载波。

根据一些实施例，UE 102可以被配置为：基于从任何eNodeB 212接收到一个或多个信号而确定同步基准时间。UE 102也可以被配置为：使用OFDMA、SC-FDMA或其它多址方案支持与其它UE的设备到设备(D2D)通信。

S1接口215是将E-UTRAN 210与EPC网络220分开的接口。它被划分为两个部分：S1-U，其在eNodeB 212与服务网关(S-GW)224之间携带业务数据；以及S1-MME，其为eNodeB 212与移动性管理实体(MME)222之间的信令接口。X2接口是各eNodeB 212之间的接口。X2接口可以包括两个部分(未示出)：X2-C和X2-U。X2-C是各eNodeB 212之间的控制平面接口，而X2-U是各eNodeB 212之间的用户平面接口。

在蜂窝网络的情况下，低功率小区可以用于将覆盖扩展到室外信号并不良好地到达的室内区域，或者用于在电话使用率非常密集的区域(例如，火车站)中增加网络容量。如本文所使用的那样，术语“LP eNodeB”指代用于在网络的边缘处实现较窄小区(即，比宏小区窄)(例如，毫微微小区、微微小区或微小区)的任何合适的相对低功率eNodeB 212。毫微微小区eNodeB典型地由移动网络运营商提供给其民用消费者或企业消费者。毫微微小区典型地是民用网关的大小或更小，并且通常连接到用户的宽带线路。一旦被插入，毫微微小区就连接到移动运营商的移动网络，并且为民用毫微微小区提供范围典型地为30米至50米的额外覆盖。因此，LP eNodeB可以是毫微微小区eNodeB，因为它通过分组数据网络网关(PGW)226耦合。类似地，微微小区是典型地覆盖很小区域(例如，建筑内(办公室、商城、火车站等)，或更新近地说，飞机内)的无线通信系统。微微小区eNodeB通常可以通过其基站控制器(BSC)功能经由X2链路连接到另一eNodeB(例如，宏eNodeB)。因此，LP eNodeB可以用微微小区eNodeB来实现，因为它经由X2接口耦合到宏eNodeB。微微小区eNodeB或其它LP eNodeB可以包括宏eNodeB的一些或所有功能。在一些情况下，这可以称为AP BS或企业毫微微小区。

在一些实施例中，下行链路资源网格可以用于从任何eNodeB 212到UE 102的下行链路传输，而从UE 102到任何eNodeB 212的上行链路传输可以利用类似的技术。网格可以是称为资源网格或时频资源网格的时频网格，其为每个时隙中在下行链路中的物理资源。这种时间-频率平面表示对于OFDM系统是常见做法，这使得它对于无线资源分配是直观的。资源网格的每列和每行分别对应于一个OFDM符号和一个OFDM子载波。时域中的资源网格的持续时间对应于无线帧中的一个时隙。资源网格中的最小时频单元表示为资源元素。每个资源网格包括多个资源块，资源块描述特定物理信道对资源元素的映射。每个资源块包括资源元素的集合；在频域中，这表示当前可以分配的资源的最小量。存在使用这些资源块传送的若干不同的物理下行链路信道。

物理下行链路共享信道(PDSCH)将用户数据和更高层信令携带到UE 102。物理下行链路控制信道(PDCCH)携带与PDSCH信道有关的关于传输格式和资源分配的信息，等。它还向UE102通知与上行链路共享信道有关的传输格式、资源分配和H-ARQ(混合自动重传请求)信息。典型地，基于从UE 102反馈到任何eNodeB 212的信道质量信息，在任何eNodeB212处执行下行链路调度(将控制信道资源块和共享信道资源块分配给小区内的UE 102)，然后在用于(分配给)UE 102的控制信道(PDCCH)上将下行链路资源分配信息发送到UE102。

PDCCH使用控制信道元素(CCE)来传送控制信息。在被映射到资源元素之前，PDCCH复数值符号首先被组织为四元组，然后使用子块交织器对其进行排列，以便进行速率匹配。每个PDCCH是使用这些CCE中的一个或多个CCE来发送的，这里，每个CCE对应于九组称为资源元素组(REG)的四个物理资源元素。四个正交相移键控(QPSK)符号被映射到每个REG。取决于下行链路控制信息(DCI)的大小和信道状况，可以使用一个或多个CCE发送PDCCH。可以存在LTE中所定义的具有不同数量的CCE(例如，聚合等级，L＝1、2、4或8)的四个或更多个不同的PDCCH格式。

EPC网络220包括MME 222、S-GW 224以及PGW 226。MME 222在功能上与遗留服务通用分组无线服务(GPRS)支持节点(SGSN)的控制平面类似。MME 222管理接入中的移动性方面(例如，网关选择和跟踪区域列表管理)。S-GW 224端接朝向E-UTRAN 210的接口，并且在E-UTRAN 210与EPC网络220之间路由数据分组。此外，它可以是用于eNodeB间切换的本地移动性锚定点，并且也可以提供用于3GPP间移动性的锚定。其它责任可以包括法定拦截、计费以及某种策略实施。

S-GW 224和MME 222可以实现于一个物理节点中，或者实现于分开的物理节点中。PGW 226端接朝向分组数据网络(PDN)的SGi接口。PGW 226在EPC网络220与外部网络(例如，互联网112)之间路由数据分组，并且可以是用于策略实施和计费数据收集的关键节点。PGW226和S-GW 224可以实现于一个物理节点中，或者实现于分开的物理节点中。

UE 102在上电时执行小区选择，并且在其整个运行中执行小区重选。UE 102搜索E-UTRAN 210提供的小区(例如，宏小区或微微小区)。在小区重选处理期间，UE 102可以测量每个相邻小区的参考信号强度(例如，参考信号接收功率/参考信号接收质量(RSRP/RSRQ))并且基于该测量来选择小区(例如，选择RSRP值最高的小区)。在UE 102选择小区之后，它可以通过读取主信息块(MIB)来核实小区的可接入性。如果UE 102无法读取选定的小区的MIB，则它可以丢弃选定的小区，并且重复上述处理，直到发现合适的小区。

无线资源控制(RRC)状态指示UE 102的RRC层是否在逻辑上连接到E-UTRAN 210的RRC层。在UE 102以通信方式耦合到小区之后，其RRC状态是RRC_IDLE。当UE 102具有数据分组要发送或接收时，其RRC状态变为RRC_CONNECTED。UE 102当处于RRC_IDLE状态下时可以将自身关联到不同小区。

在一些实施例中，UE 102可以包括覆盖能力受限的设备或在覆盖受限模式下操作的设备(任一类型的设备在本文中可以被描述为“覆盖受限设备”)。例如，主要针对机器类型通信(MTC)或机器到机器(M2M)通信进行操作的设备(例如，传感器设备、控制器设备等)可能具有有限的覆盖和/或处理能力；类似地，设备可能在覆盖受限模式下操作，以限制功率/资源消耗。

对于覆盖受限设备，可以修改来自eNodeB 212的通信以“增强”覆盖。例如，修改可以包括：限制一些控制信道传输(例如，PCFICH、PDCCH)，对于某些控制信道(例如，PBCH、PRACH、(E)PDCCH)利用重复控制技术，和/或利用具有用于系统信息块(SIB)/随机接入响应(RAR)/寻呼的重复的特定物理信道格式。

图3是根据一些实施例的用于利用遗留兼容的连接性过程的处理的图示。在此所示的处理和逻辑流程图提供各个处理动作的序列的示例。虽然按特定序列或顺序示出，但是除非另外指明，否则可以修改动作的顺序。因此，所描述和所示的实现方式应当仅理解为示例，并且所示处理可以按不同顺序执行，并且一些动作可以并行执行。此外，在各个实施例中可以省略一个或多个动作；因此，在每一实现方式中并非执行所有动作。其它处理流程是可能的。

消息传送序列(messaging sequence)300包括用于UE 102和(任一)eNodeB 212的随机接入过程。对于消息301，UE 102选择可用的物理随机接入信道(PRACH)前导；可以经由eNodeB 212向UE 102通知可用的前导，如以下进一步详细描述的。UE 102还将其自身的身份给予网络(即，E-UTRAN 210和EPC网络220)，使得网络可以在后续消息中对其进行寻址；该身份可以称为UE 102的随机接入无线网络临时身份(RA-RNTI)。在一些实施例中，如果UE102初始地并没有从网络接收到任何响应，则它增加其传输功率，并且随后重新发送PRACH前导消息311，直到接收到响应。

eNodeB 212将RAR消息306发送到以RA-RNTI为地址的UE 102(并且还发送用于RAR的PDCCH资源分配消息304)。RAR消息306可以包括：MAC头，其包括回退指示符(BI)子头；随机接入前导标识符(RAPID)字段；以及MAC净荷，其包括定时提前(TA)字段、上行链路(UL)批准字段以及指示UE 102在随机接入期间使用的临时身份的临时小区无线网络临时身份(C-RNTI)字段。

图3进一步示出根据本公开实施例的消息传送序列300的子帧子集350。在该实施例中，UE 102在RAR窗口360中对PDCCH监听以RA-RNTI为地址的RAR 306。RAR窗口360的开始可以被确定为从包含PRACH前导传输301的结束的子帧355起加上子帧间隙356(示为两个子帧)。在该实施例中，RAR传输窗口大小可以包括两个至十个子帧之间的任何值，但是实施例的范围在这方面不受限制。

因此，在该实施例中，在RAR窗口360中可以实现最大十个RAR重复，这可能不足以实现显著的覆盖增强(例如，15分贝(dB)的覆盖增强可能利用多于100个重复)。覆盖受限设备可以包括处理能力有限的低成本设备。这些设备(尤其是在半双工频分双工(FDD)模式下操作的设备)可能需要长于两个子帧来从发送模式切换到接收模式。因此，这些设备可能并未准备好接收可以在子帧355开始发送的RAR 306(即，距前导传输301结束的子帧355的第三子帧)。

此外，在PDCCH消息304中指示RAR消息306在RAR传输窗口360的每个子帧中的位置。由于覆盖受限设备可以使用PDCCH消息304的若干副本来对其进行解码，因此这些设备可能无法知道RAR消息306在子帧中的准确位置。因此，这些设备可以结束存储每个子帧中的整个LTE频段的传输，除非它得到特定数量的PDCCH控制消息副本用于进行解码。

一旦PDCCH被解码，覆盖受限设备就知道RAR消息的位置，然后处理来自所存储的整个LTE频段的传输的RAR部分。因此，在该实施例中，所有重复中的RAR消息的位置可能需要保持相同顺序，以保持PDCCH内容在每个子帧中相同。如果使用PDCCH控制信道来提供RAR消息的位置，则这些难题使得用于覆盖增强的RAR重复是高度复杂的。

图4示出根据一些实施例的用于覆盖受限设备的经由eNodeB和UE执行的处理。处理400是经由eNodeB执行的处理，处理450是经由UE执行的处理。处理400包括：执行用于为一个或多个UE分配RACH资源的操作(示为方框402)。(在UE注册到关联的RAN时)eNodeB可以将识别所分配的RACH前导、传输功率参数、消息大小参数等的SIB发送到UE。在一些实施例中，eNodeB可以为覆盖受限设备分配特定RACH前导，并且将这些前导发送到各个UE(倘若eNodeB接收到将UE识别为覆盖受限设备的信息)。因此，UE可以随后至少部分地基于其被分配的RACH前导而被识别为覆盖受限设备。

处理450包括：执行用于接收从eNodeB发送的上述SIB的操作(示为方框452)。然后执行用于将RACH前导消息发送到eNodeB的操作(示为方框454)。

处理400包括：执行用于从UE接收RACH前导消息(示为方框404)，并且随后生成RAR消息(示为方框406)的操作。然后执行用于修改RAR消息或其传输特性，以实现覆盖受限UE的覆盖增强的操作(示为方框408)。

为了实现覆盖受限设备的覆盖增强，广播消息(例如，RAR消息)可能需要重复高达数百次。此外，在遗留连接性过程中，RAR消息的每个传输还具有关联的PDCCH传输，这使得覆盖增强对于这些过程是高度资源不足的且复杂的。

实施例可以通过修改RAR传输来提供覆盖增强(示出于方框408中)。如上所述，在一些实施例中，eNodeB可以为覆盖受限设备分配特定RACH前导。因此，当eNodeB接收到RACH前导消息时(例如，方框404)，eNodeB可以从接收到的前导确定UE是覆盖受限设备，并且相应地修改RAR消息的传输。

图5是根据一些实施例的RAR传输窗口的图示。在该实施例中，RAR传输窗口504被示为在RA前导传输结束的子帧502以及子帧间隙506之后。

如上所述，覆盖受限设备可以是处理资源有限和/或在半双工FDD模式下操作的低成本设备，并且因此可能具有更长的过渡时间(多于2个子帧)以在发送模式与接收模式之间进行切换。因此，在该实施例中，与在遗留连接性过程中所使用的子帧间隙(例如，图3的子帧间隙356)所包括的时间间隙相比，子帧间隙506在RA前导(即，子帧502)的传输的结束与RAR窗口504的开始之间包括更长的时间间隙。eNodeB可以基于覆盖受限设备的时延容限和处理能力来配置子帧间隙506，并且因此，可以对于各种类别的MTC设备/应用定义不同时间。

除了子帧间隙506之外，增强RAR传输的覆盖可以还包括多于十个的RAR消息的重复。因此，与图3的RAR窗口360相比，RAR窗口504可以包括更大数量的子帧，以包括多于十个的RAR消息重复。RAR传输配置510被示为包括多个交替重复，而RAR传输配置520被示为包括连续重复。RAR窗口504中的重复的数量可以基于所意图的db增强而变化(例如，15db增强可以利用数百个重复；较低值增强可以利用较少重复)。此外，可以基于所意图的db增强来确定RAR窗口504的大小。

此外，在一些实施例中，RAR传输不包括PDCCH传输；换言之，RAR消息是在RAR窗口504内的可以基于覆盖受限UE所选择(或分配给覆盖受限UE)的前导而确定的位置处发送的。为了减少来自覆盖受限设备的RAR传输之间的冲突，可以使得用于各个前导的RAR传输的资源/位置不同。

在其它实施例中，因为并没有为覆盖受限设备指定一组前导，所以当eNodeB从设备接收到RA前导时，eNodeB并不知道设备是覆盖受限的。

图6是根据一些实施例的RAR传输窗口的图示。在该实施例中，在eNodeB接收RA前导的时间期间，eNodeB并不知道覆盖受限设备正进行接入请求。与图3所示的RAR传输类似，第一RAR传输窗口604在RA前导结束的子帧602(加上两个子帧间隙606)之后开始。第一RAR传输窗口604可配置为从两个到十个子帧。

eNodeB可以在第一RAR窗口604中发送RAR。如果UE并非覆盖受限设备，则可以假设它通过在RAR中所指示的上行链路批准资源608中发送数据或BSR来响应于eNodeB(在该示例中，上行链路批准资源608可以用于自RAR接收的子帧起的第四个子帧)。如果eNodeB并未从UE接收到响应，则它可以假设设备是覆盖受限设备。然后在自前导传输结束的子帧602起的预定时间(例如，rar-WaitTime(等待时间))之后发送RAR消息的多个副本。例如，rar-WaitTime>＝3(前导传输与ra-ResponseWindow(响应窗口)的开始之间的等待时间)+10(最大现有ra-ResponseWindowSize(响应窗口大小))+4(RAR中的上行链路批准用于第4个子帧)。在一些实施例中，rar-WaitTime对于覆盖受限UE和eNodeB都是已知的。eNodeB可以选择rar-WaitTime的值，使得用于覆盖受限设备的RAR传输仅在确保设备并非常规设备之后开始，以节省资源浪费。

在该实施例中，RAR重复窗口610可以包括更大数量的子帧，以包括多于十个的RAR消息重复。RAR传输配置620被示为包括多个交替重复，而RAR传输配置630被示为包括连续重复。重复的数量可以基于所意图的db增强而变化(例如，15db增强可以利用数百个重复；较低值增强可以利用较少重复)。此外，可以基于所意图的db增强来确定RAR重复窗口610的大小。

返回参照图4，根据上述修改执行eNodeB发送RAR消息的操作(示为方框410)。相应地执行UE接收RAR消息的操作(示为方框456)。覆盖受限UE尝试仅在基于UE在方框402中选择的前导所确定的资源位置中定位RAR。因为RAR资源/位置基于所选择的前导而对于覆盖受限设备是已知的，所以不使用PDCCH控制信道来得到RAR消息位置。基于所需的覆盖增强而发送RAR消息若干次，并且每个传输的位置/资源对于覆盖受限设备是已知的。可以使用于RAR消息的资源/位置对于所选择的各个随机接入前导是不同的，以减少在相同或相近时间具有选定的不同前导的覆盖受限设备之间的冲突。

图7示出根据一些实施例的UE 700和eNodeB 750的框图。应注意，在一些实施例中，eNodeB 750可以是固定非移动设备。UE 700可以包括物理层电路702，用于使用一个或多个天线701将信号发送到和接收自eNodeB 750、其它eNodeB、其它UE或其它设备，而eNodeB 750可以包括物理层电路752，用于使用一个或多个天线751将信号发送到和接收自UE 700、其它eNodeB、其它UE或其它设备。UE 700可以还包括媒体访问控制层(MAC)电路704，用于控制对无线介质的接入，而eNodeB 750可以还包括MAC电路754，用于控制对无线介质的接入。UE 700可以还包括处理电路706和存储器708，它们被布置为执行本文所描述的操作，并且eNodeB 750可以还包括处理电路756和存储器758，它们被布置为执行本文所描述的操作。

天线701、751可以包括一个或多个方向性天线或全向性天线，包括例如双极天线、单极天线、贴片天线、环路天线、微带天线，或者适合于传输RF信号的其它类型的天线。在一些多入多出(MIMO)实施例中，天线701、751可以被有效地分开，以受益于空间分集以及可能产生的不同信道特性。

虽然UE 700和eNodeB 750均被示为具有若干分开的功能元件，但是其中的一个或多个功能元件可以被组合，并且可以由软件配置的元件(例如，包括数字信号处理器(DSP)的处理元件)和/或其它硬件元件的组合来实现。例如，一些元件可以包括一个或多个微处理器、DSP、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、射频集成电路(RFIC)，以及用于至少执行本文所描述的功能的各种硬件和电路756的组合。在一些实施例中，功能元件可以指代在一个或多个处理元件上操作的一个或多个进程。

实施例可以实现于硬件、固件和软件之一或其组合中。实施例也可以实现为存储在计算机可读存储设备上的指令，这些指令可以由至少一个处理器读取并执行，以执行本文所描述的操作。计算机可读存储设备可以包括用于以机器(例如，计算机)可读的形式存储信息的任何非瞬时性机构。例如，计算机可读存储设备可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备以及其它存储设备和介质。一些实施例可以包括一个或多个处理器，并且可以用存储在计算机可读存储设备上的指令来配置。

根据实施例，UE 700可以根据D2D通信模式进行操作。UE 700可以包括硬件处理电路706，其被配置为：基于从eNodeB 750接收到一个或多个信号来确定同步参考时间。硬件处理电路706可以进一步被配置为：在D2D通信会话期间，在第一组数据传输间隔(DTI)期间发送数据符号的多时间传输间隔绑定组(MTBG)，并且在不包括第一组DTI的第二组DTI期间，抑制发送数据符号。DTI的开始时间可以至少部分地基于同步参考时间。硬件处理电路706可以进一步被配置为：在不包括D2D通信会话的网络内通信会话期间，根据被同步到同步参考时间的时间传输间隔(TTI)参考时间来发送数据符号。以下更详细地描述这些实施例。

在一些情形中，在蜂窝通信网络中操作的UE 700会出于各种原因而开始经历性能降级。作为示例，网络的用户加载或吞吐量需求可能变得很高。作为另一示例，UE 700可能朝着覆盖小区的边缘移动或者移动超出覆盖小区的边缘。当操作在该网络中时，UE 700实际上可以与物理上靠近UE 700的其它UE处于通信，尽管该通信会穿过网络地发生。除了或代替穿过网络的通信，UE 700与可能在UE 700范围内的一个或多个其它UE进行直接或D2D通信对于UE 700和系统来说可以是有益的。作为示例，在上面所描述的性能降级情形中，UE700与其它UE之间的D2D通信可以使得网络能够卸载一些网络业务，这能够提升整体系统性能。

图8是示出根据一些示例实施例的机器的组件的框图，该机器能够从机器可读介质读取指令，并根据本公开的多方面执行本文所讨论的任何一种或多种方法。特别地，图8示出示例性计算机系统800(其可以包括上面所讨论的任何网络元件)，在其内可以执行用于使机器执行本文所讨论的任何一种或多种方法的软件824。在替换实施例中，机器操作为单机设备，或者可以连接(例如，联网)到其它机器。在联网部署中，机器在服务器-客户端网络环境中可以以服务器或客户端机器的角色操作，或者在对等(或分布式)网络环境中操作为对等机器。计算机系统800可以用作上面所描述的UE或eNodeB中的任一个，并且可以是个人计算机(PC)、可穿戴移动计算机设备、平板PC、机顶盒(STB)、PDA、蜂窝电话、网络电器、网络路由器、交换机或网桥，或者能够(顺序地或以其它方式)执行指定该机器将要采取的动作的指令的任何机器。此外，虽然仅示出了单个机器，但是术语“机器”还应当被视为包括单独或联合地执行一组(或多组)指令以执行本文所讨论的任何一种或多种方法的任何机器集合。

示例计算机系统800包括处理器802(例如，中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)或两者)、主存储器804和静态存储器806，它们经由总线808彼此通信。计算机系统800还可以包括视频显示单元810(例如，LCD或阴极射线管(CRT))。计算机系统800还包括字母数字输入设备812(例如，键盘)、用户界面导航(或光标控制)设备814(例如，鼠标)、存储设备816、信号生成设备818(例如，扬声器)和网络接口设备820。

存储设备816包括非瞬时性机器可读介质822，在其上存储有一组或多组数据结构和软件824，这些数据结构和软件体现本文所描述的任何一种或多种方法或功能，或者由其来利用。软件824在由计算机系统800执行它们期间还可以完全或至少部分地驻留在主存储器804内和/或处理器802内，其中主存储器804和处理器802也构成非瞬时性机器可读介质822。软件824也可以完全或至少部分地驻留在静态存储器806内。

虽然非瞬时性机器可读介质822在示例实施例中被示为单个介质，但是术语“机器可读介质”可以包括单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库，和/或关联的缓存和服务器)，它们存储一个或多个软件824或数据结构。术语“机器可读介质”还应当被认为包括能够存储、编码或携带由机器执行的指令824并且使机器执行当前实施例的任何一种或多种方法的任何有形介质，或者能够存储、编码或携带由这些指令824利用或与之相关联的数据结构的任何有形介质。因此，术语“机器可读介质”应当被认为包括但不限于固态存储器以及光介质和磁介质。机器可读介质822的具体示例包括：非易失性存储器，包括例如半导体存储器器件(例如，可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM))和闪存器件；磁盘，例如内部硬盘和可移除盘；磁性光盘；以及压缩盘只读存储器(CD-ROM)和数字通用光盘(或数字视频光盘)只读存储器(DVD-ROM)盘。

可以使用传输介质在通信网络826上进一步发送或接收软件824。可以使用网络接口设备820和多种公知的传输协议中的任一种协议(例如，超文本传输协议(HTTP))来传输软件824。通信网络的示例包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、互联网、移动电话网络、普通老式电话(POTS)网络和无线数据网络(例如，Wi-Fi和WiMax网络)。术语“传输介质”应当被认为包括能够存储、编码或携带由机器执行的指令的任何无形介质，并且包括数字或模拟通信信号或者其它无形介质，以有助于这种软件824的通信。

附图和前述说明给出了本公开的示例。虽然被描绘为多个不同的功能项，但是本领域技术人员将理解，这些元件中的一个或多个元件可以被良好地组合成单个功能元件。替换地，某些元件可以被分离成多个功能元件。来自一个实施例的元件可以被添加到另一实施例。例如，本文所描述的处理的顺序可以被改变，并且不限于本文所描述的方式。此外，任何流程图的动作不需要以所示的顺序来实现；也未必需要执行所有动作。此外，不依赖于其它动作的那些动作可以与其它动作并行执行。然而，本公开的范围绝不受这些具体示例的限制。无论在说明书中是否明确给出，各种变化(例如，结构、尺寸和材料使用上的不同)是可能的。本公开的范围至少与所附权利要求给出的一样宽。

提供摘要是为了符合37C.F.R章节1.72(b)，其要求将允许读者查明技术公开的本质和主旨的摘要。应理解，它不将用于限制或解释权利要求的范围或含义。所附权利要求由此被合并到具体实施方式中，每个权利要求自身代表单独的实施例。

一些实施例描述一种eNodeB，包括：收发机电路，被配置为：从用户设备(UE)接收随机接入信道(RACH)消息，并根据修改后的传输参数将随机接入响应(RAR)消息发送到所述UE，其中，所述RACH消息包含RACH前导；和处理电路，被配置为：至少部分地基于所述RACH前导，将所述UE识别为在覆盖受限模式下操作的设备或包括覆盖受限能力的设备；以及响应于接收到的RACH消息，生成包含所述修改后的传输参数的所述RAR消息，所述修改后的传输参数包括用于所述RAR消息的传输重复数量或为所述RAR消息分配的下行链路子帧资源元素中的至少一个。

在一些实施例中，所述修改后的传输参数包括为所述RAR消息分配的所述下行链路子帧资源元素，并且所述处理电路进一步被配置为：改变为所述RAR消息分配的所述下行链路子帧资源元素中的一个或多个资源元素，以用于重复传输所述RAR消息。

在一些实施例中，所述处理电路进一步被配置为：将所述UE识别为请求机器类型通信(MTC)连接，并且所述修改后的传输参数包括用于所述RAR消息的传输重复数量的增加。

在一些实施例中，所述处理电路进一步被配置为：在经由所述RAR消息中所识别的上行链路批准资源从所述UE接收到数据或缓冲区状态报告(BSR)之前，至少部分地基于定时器的到期而将所述UE识别为在覆盖受限模式下操作的设备或包括覆盖受限能力的设备。在一些实施例中，所述修改后的传输参数包括用于将所述RAR消息传输到所述UE的增加的重复数量。在一些实施例中，对于所述RAR消息的多个重复传输，为所述RAR消息分配的所述下行链路子帧资源元素中的至少一个资源元素是不同的。

在一些实施例中，为所述RAR消息的重复传输而分配的所述下行链路子帧资源元素不包括物理下行链路控制信道(PDCCH)资源元素。在一些实施例中，所述RACH前导包含经由PRACH接收到的物理随机接入信道(PRACH)前导。在一些实施例中，所述修改后的传输参数包括传输偏移，使得在接收到来自所述UE的所述RACH消息之后，RAR消息将要被发送多于预定数量的子帧。在一些实施例中，经由与所述UE关联的随机接入无线网络临时身份(RA-RNTI)，使所述RAR消息寻址到所述UE。在一些实施例中，所述eNodeB还包括一个或多个天线，并且所述收发机电路进一步被配置为：经由所述一个或多个天线接收和发送数据。

一些实施例描述一种处理器，包括：用户设备(UE)识别单元，用于：至少部分地基于从UE接收到的RACH消息中所包含的随机接入信道(RACH)前导，将所述UE识别为在覆盖受限模式下操作的设备或包括覆盖受限能力的设备；和消息生成单元，用于：生成随机接入响应(RAR)消息以及关联的传输参数，所述RAR消息将要被发送到所述UE作为对接收到的RACH消息的响应，所述传输参数包括以下中的一个或多个：用于所述RAR消息的传输重复数量；或为所述RAR消息分配的下行链路子帧资源元素。

在一些实施例中，修改后的传输参数包括为所述RAR消息分配的所述下行链路子帧资源元素，并且所述消息生成单元进一步用于：改变为所述RAR消息分配的所述下行链路子帧资源元素中的一个或多个资源元素，以用于重复传输所述RAR消息。

在一些实施例中，所述UE识别单元进一步用于：在经由所述RAR消息所识别的上行链路批准资源从所述UE接收数据或缓冲区状态报告(BSR)之前，至少部分地基于定时器的到期而将所述UE识别为在覆盖受限模式下操作的设备或包括覆盖受限能力的设备。在一些实施例中，所述修改后的传输参数包括用于将所述RAR消息传输到所述UE的增加的重复数量。在一些实施例中，对于所述RAR消息的多个重复传输，为所述RAR消息分配的所述下行链路子帧资源元素中的至少一个资源元素是不同的。

在一些实施例中，为重复传输所述RAR消息而分配的所述下行链路子帧资源元素不包括物理下行链路控制信道(PDCCH)资源元素。

一些实施例描述一种非瞬时性计算机可读存储介质，存储有指令，所述指令由eNodeB的一个或多个处理器执行以执行操作，这些操作将所述eNodeB配置为：从用户设备(UE)接收随机接入信道(RACH)消息，所述RACH消息包含RACH前导；至少部分地基于所述RACH前导，将所述UE识别为在覆盖受限模式下操作的设备或包括覆盖受限能力的设备；响应于接收到的RACH消息，生成随机接入响应(RAR)消息；修改用于所述RAR消息的传输参数，以增强所述UE的覆盖，所述传输参数包括以下中的至少一个：用于所述RAR消息的传输重复数量；或为所述RAR消息分配的下行链路子帧资源元素；以及根据修改后的传输参数将所述RAR消息发送到所述UE。

在一些实施例中，所述修改后的传输参数包括传输偏移，使得在接收到来自所述UE的所述RACH消息之后，RAR消息将要被发送多于预定数量的子帧。

一些实施例描述一种用户设备(UE)，包括：接收电路，被配置为：从eNodeB接收随机接入信道(RACH)前导，所述RACH前导用于将所述UE识别为覆盖受限设备；以及经由为覆盖受限设备分配的一个或多个下行链路子帧资源元素，从所述eNodeB接收随机接入响应(RAR)消息；和发送电路，被配置为：将包含所述RACH前导的RACH消息发送到所述eNodeB，并且响应于所述RACH消息的传输而接收来自所述eNodeB的所述RAR消息。

在一些实施例中，在系统信息块(SIB)中接收所述RACH前导。在一些实施例中，所述UE还包括处理电路，被配置为：至少部分地基于所述RACH前导，进一步识别包括所述下行链路子帧中包含所述RAR消息的一个或多个资源元素。

在一些实施例中，所述RACH前导进一步将所述UE识别为机器类型通信(MTC)UE，并且所述下行链路子帧资源元素是进一步为MTC覆盖受限设备分配的。在一些实施例中，所述UE能够被配置为：根据包括覆盖受限模式在内的多个操作模式中的一个或多个操作模式进行操作。在一些实施例中，所述RACH前导包括物理随机接入信道(PRACH)前导，并且所述RACH消息是经由PRACH发送的。

Claims (27)

1.一种演进节点B即eNodeB，包括：

收发机电路，被配置为：从用户设备UE接收随机接入信道RACH消息，并根据修改后的传输参数将随机接入响应RAR消息发送到所述UE，其中，所述RACH消息包含RACH前导；和

处理电路，被配置为：

至少部分地基于所述RACH前导，将所述UE识别为在覆盖受限模式下操作的设备或包括覆盖受限能力的设备；以及

响应于接收到的RACH消息，生成包含所述修改后的传输参数的所述RAR消息，所述修改后的传输参数基于将所述UE识别为所述在覆盖受限模式下操作的设备或所述包括覆盖受限能力的设备，并且包括用于所述RAR消息的传输重复数量或为所述RAR消息分配的下行链路子帧资源元素中的至少一个。

2.如权利要求1所述的eNodeB，其中，所述修改后的传输参数包括为所述RAR消息分配的所述下行链路子帧资源元素，并且其中，所述处理电路进一步被配置为：改变为所述RAR消息分配的所述下行链路子帧资源元素中的一个或多个资源元素，以用于重复传输所述RAR消息。

3.如权利要求1所述的eNodeB，其中，所述处理电路进一步被配置为：将所述UE识别为请求机器类型通信MTC连接，并且所述修改后的传输参数包括用于所述RAR消息的传输重复数量的增加。

4.如权利要求1所述的eNodeB，其中，所述处理电路进一步被配置为：在经由所述RAR消息所识别的上行链路批准资源从所述UE接收到数据或缓冲区状态报告BSR之前，至少部分地基于定时器的到期而将所述UE识别为在覆盖受限模式下操作的设备或包括覆盖受限能力的设备。

5.如权利要求4所述的eNodeB，其中，所述修改后的传输参数包括用于将所述RAR消息传输到所述UE的增加的重复数量。

6.如权利要求5所述的eNodeB，其中，对于所述RAR消息的多个重复传输，为所述RAR消息分配的所述下行链路子帧资源元素中的至少一个资源元素是不同的。

7.如权利要求1所述的eNodeB，其中，为重复传输所述RAR消息而分配的所述下行链路子帧资源元素不包括物理下行链路控制信道PDCCH资源元素。

8.如权利要求1所述的eNodeB，其中，所述RACH前导包括经由物理随机接入信道PRACH接收到的PRACH前导。

9.如权利要求1所述的eNodeB，其中，所述修改后的传输参数包括传输偏移，使得在接收到来自所述UE的所述RACH消息之后，所述RAR消息将要被发送多于预定数量的子帧。

10.如权利要求1所述的eNodeB，其中，所述RAR消息是经由与所述UE关联的随机接入无线网络临时身份RA-RNTI寻址到所述UE的。

11.如权利要求1所述的eNodeB，还包括：

一个或多个天线，其中，所述收发机电路进一步被配置为：经由所述一个或多个天线接收和发送数据。

12.一种用于为覆盖受限设备处理消息的方法，包括：

从用户设备UE接收随机接入信道RACH消息，所述RACH消息包含RACH前导；

至少部分地基于所述RACH前导，将所述UE识别为在覆盖受限模式下操作的设备或包括覆盖受限能力的设备；

响应于接收到的RACH消息，生成包含修改后的传输参数的随机接入响应RAR消息；以及

根据所述修改后的传输参数将所述RAR消息发送到所述UE，所述修改后的传输参数基于将所述UE识别为所述在覆盖受限模式下操作的设备或所述包括覆盖受限能力的设备，并且包括以下中的一个或多个：

用于所述RAR消息的传输重复数量；或

为所述RAR消息分配的下行链路子帧资源元素。

13.如权利要求12所述的方法，其中，所述修改后的传输参数包括为所述RAR消息分配的所述下行链路子帧资源元素，并且其中，所述方法还包括：

改变为所述RAR消息分配的所述下行链路子帧资源元素中的一个或多个资源元素，以用于重复传输所述RAR消息。

14.如权利要求12所述的方法，还包括：

在经由所述RAR消息所识别的上行链路批准资源从所述UE接收到数据或缓冲区状态报告BSR之前，至少部分地基于定时器的到期而将所述UE识别为在覆盖受限模式下操作的设备或包括覆盖受限能力的设备。

15.如权利要求14所述的方法，其中，所述修改后的传输参数包括用于将所述RAR消息传输到所述UE的增加的重复数量。

16.如权利要求15所述的方法，其中，对于所述RAR消息的多个重复传输，为所述RAR消息分配的所述下行链路子帧资源元素中的至少一个资源元素是不同的。

17.如权利要求12所述的方法，其中，为重复传输所述RAR消息而分配的所述下行链路子帧资源元素不包括物理下行链路控制信道PDCCH资源元素。

18.一种用于为覆盖受限设备处理消息的装置，包括：

用于从用户设备UE接收随机接入信道RACH消息的单元，所述RACH消息包含RACH前导；

用于至少部分地基于所述RACH前导，将所述UE识别为在覆盖受限模式下操作的设备或包括覆盖受限能力的设备的单元；

用于响应于接收到的RACH消息，生成随机接入响应RAR消息的单元；

用于修改所述RAR消息使其包含修改后的传输参数，以增强所述UE的覆盖的单元，所述修改后的传输参数基于将所述UE识别为所述在覆盖受限模式下操作的设备或所述包括覆盖受限能力的设备，并且包括以下中的至少一个：

用于所述RAR消息的传输重复数量；或

为所述RAR消息分配的下行链路子帧资源元素；以及

用于根据所述修改后的传输参数将所述RAR消息发送到所述UE的单元。

19.如权利要求18所述的装置，其中，所述修改后的传输参数包括传输偏移，使得在接收到来自所述UE的所述RACH消息之后，所述RAR消息将要被发送多于预定数量的子帧。

20.一种用户设备UE，包括：

接收电路，被配置为：

从演进节点B即eNodeB接收随机接入信道RACH前导，所述RACH前导用于将所述UE识别为覆盖受限设备；以及

经由为覆盖受限设备分配的一个或多个下行链路子帧资源元素，从所述eNodeB接收随机接入响应RAR消息；和

发送电路，被配置为：将包含所述RACH前导的RACH消息发送到所述eNodeB，其中，响应于所述RACH消息的传输而接收来自所述eNodeB的所述RAR消息，以及其中，

所述RAR消息被修改为包含修改后的传输参数，以增强所述UE的覆盖，所述修改后的传输参数基于将所述UE识别为在覆盖受限模式下操作的设备或包括覆盖受限能力的设备，并且包括以下中的至少一个：

用于所述RAR消息的传输重复数量；或

为所述RAR消息分配的下行链路子帧资源元素。

21.如权利要求20所述的UE，其中，在系统信息块SIB中接收所述RACH前导。

22.如权利要求20所述的UE，还包括：

处理电路，被配置为：至少部分地基于所述RACH前导，进一步识别所述下行链路子帧中包含所述RAR消息的一个或多个资源元素。

23.如权利要求20所述的UE，其中，所述RACH前导进一步将所述UE识别为机器类型通信MTC UE，并且所述下行链路子帧资源元素是进一步为MTC覆盖受限设备分配的。

24.如权利要求20所述的UE，其中，所述UE能够被配置为：根据包括覆盖受限模式在内的多个操作模式中的一个或多个操作模式进行操作。

25.如权利要求20所述的UE，其中，所述RACH前导包括物理随机接入信道PRACH前导，并且所述RACH消息是经由PRACH发送的。

26.一种非瞬时性计算机可读存储介质，存储有指令，所述指令由演进节点B即eNodeB的一个或多个处理器执行以执行操作，这些操作将所述eNodeB配置为：

从用户设备UE接收随机接入信道RACH消息，所述RACH消息包含RACH前导；

至少部分地基于所述RACH前导，将所述UE识别为在覆盖受限模式下操作的设备或包括覆盖受限能力的设备；

响应于接收到的RACH消息，生成随机接入响应RAR消息；

修改所述RAR消息使其包含修改后的传输参数，以增强所述UE的覆盖，所述修改后的传输参数基于将所述UE识别为所述在覆盖受限模式下操作的设备或所述包括覆盖受限能力的设备，并且包括以下中的至少一个：

用于所述RAR消息的传输重复数量；或

为所述RAR消息分配的下行链路子帧资源元素；以及

根据所述修改后的传输参数将所述RAR消息发送到所述UE。

27.如权利要求26所述的非瞬时性计算机可读存储介质，其中，所述修改后的传输参数包括传输偏移，使得在接收到来自所述UE的所述RACH消息之后，所述RAR消息将要被发送多于预定数量的子帧。

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