CN107690766A - 用于蜂窝物联网的nb‑prach发送和接收技术 - Google Patents

用于蜂窝物联网的nb‑prach发送和接收技术 Download PDF

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Abstract

公开了支持蜂窝物联网(CIoT)和机器型通信(MTC)部署的、用于窄带(NB)长期演进(LTE)系统的NB‑物理随机接入信道(PRACH)技术。描述了用于生成、发送或接收由NB‑PRACH物理结构和NB‑PRACH参数定义的NB‑PRACH的装置和方法。

Description

用于蜂窝物联网的NB-PRACH发送和接收技术
窄带-物理随机接入信道技术
相关申请
本申请要求于2015年7月17日提交的美国临时专利申请No.62/193,715的权益，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本公开一般涉及无线网络，并且更具体地涉及第三代合作伙伴计划(3GPP)无线电接入联网技术。
背景技术
机器类型通信(MTC)技术已经是用于支持大规模MTC和蜂窝物联网(CIoT)部署的长期演进(LTE)标准化工作的工作项目(WI)的主题。CIoT或MTC设备具有非常低的设备复杂性，具有延迟容忍性，低吞吐量和非常低的功耗。因此，它们被视为针对下一代蜂窝无线网络的有前景的技术。
附图说明
图1是被实现为CIoT设备的用户设备(UE)通过由长期演进(LTE)网络中的演进型节点B(eNB)提供的无线通信链路接入IoT网络的框图。
图2是一组频谱图，示出了位于更宽带无线系统内供蜂窝IoT设备使用的窄带频带的三个示例。
图3是示出窄带(NB)物理随机接入信道(PRACH)物理层结构的框图。
图4是示出NB-PRACH和调度请求(SR)的时分复用(TDM)的时间和频率图。
图5是示出在单个NB带宽内的NB-PRACH与SR的频分复用(FDM)和子帧资源分配的时间和频率图。
图6是示出在各种大小的系统带宽中NB-PRACH与NB物理上行链路共享信道(PUSCH)和/或NB物理上行链路控制信道(PUCCH)的FDM的时间和频率图。
图7是示出了根据1.25kHz至3.0kHz范围内的子载波间隔的NB-PRACH参数的选项的表1。
图8是示出了根据208.33Hz到625Hz范围内的子载波间隔的NB-PRACH参数的选项的表2。
图9是示出用于改进覆盖的重复的NB-PRACH传输的选项的一对框图。
图10是电子设备电路的框图。
图11是UE的框图。
具体实施方式
从以下参考附图进行的对实施例的详细描述中，各方面和优点将变得显而易见。在不同的图中可以使用相同的参考标号来标识相同或相似的元件。在以下描述中，出于解释而非限制的目的，阐述了诸如特定结构、架构、接口、技术等的具体细节，以便提供对权利要求的各个方面的透彻理解。然而，受益于本公开的本领域技术人员将明白，可以在脱离这些具体细节的其他示例中实践权利要求的各个方面。在某些情况下，省略对众所周知的设备、电路和方法的描述，以免混淆对相关细节的描述。
图1示出了用于辅助在LTE系统102和IoT网络104之间的MTC传输的CIoT系统100。当UE 110通电时，其首先确定LTE系统102中的演进型通用陆地无线电接入网络(E-UTRAN)节点B(也被称为演进型节点B，简称为eNodeB或eNB)114的时间和频率参数以使得UE 110能够在需要时解调下行链路(DL)信号120并且传输上行链路(UL)信号124。时间和频率参数辅助符号和帧时序的确定、载波频率误差的估计和物理小区ID的获取。在成功的同步和小区搜索之后，UE 110然后可以尝试通过传输物理随机接入信道(PRACH)来执行随机接入，从而建立上行链路124以及连接到IoT网络104的网络链路130。链路130连接性提供了在IoT设备136和各种其他设备(例如，应用服务器140或监控设备)之间的MTC传输。
CIoT系统的设计可以基于3GPP LTE-高级(Advanced)特征的演进，像LTE标准化工作的版本13的那些。例如，无论系统带宽如何，这样的设计都可以在射频(RF)和基带两者处支持DL和UL上的1.4兆赫(MHz)带宽中的低复杂度MTC设备(被称为M类设备)。但是其他CIoT设备可以在窄带(NB)-LTE系统上被支持，并且在射频和基带级两者处对于DL和UL二者或仅对于UL在200千赫兹(kHz)带宽处工作。
图2示出了这样的具有180kHz或200kHz带宽的NB-LTE系统(也被称为NB-IoT系统)的示例。图2示出了这种下行链路传输带宽的位置的三个示例频谱图200。示例202将用于MTC服务的非LTE频谱分配示出为在再利用的(repurposed)全球移动通信系统(GSM)频谱带上的独立部署。示例204和206分别示出了现有LTE频带(例如，与传统(legacy)LTE UE共存)之间和之内的带宽分配。具体地，示例206示出了对一个物理资源块(PRB)的使用。
遵循传统的LTE设计原理，这样的NB-LTE系统可以在DL中使用基于正交频分多址(OFDMA)的多址接入机制以及在UL中使用基于单载波频分多址(SC-FDMA)的设计。(SC-FDMA也被称为离散傅里叶变换扩展OFDMA或DFT-S-OFDMA。)在一些其他实施例中，用于CIoT设备的这种NB系统可以被设计为新的无线电接入技术(RAT)(例如，遵循彻底清除方法)以支持上述频段上的CIoT设备。
注意，根据3GPP LTE-高级规范指定的PRACH将不适合于NB-LTE设计，因为传统的LTE PRACH占用1.08MHz的带宽。因此，所公开的设计选项针对的是被限制在从大约180kHz(相当于一个LTE PRB)到大约200kHz的带宽范围的NB-PRACH，具体地，针对NB-LTE和CIoT设备的NB-PRACH的选项包括：NB-PRACH的物理结构、参数(numerology)和序列；NB-PRACH过程细节，其包括用于移动始发(mobile originated)业务的联合PRACH和SR消息(也被简称为SR)和用NB-PRACH支持增强覆盖的选项；NB-PRACH的资源分配；以及NB-PRACH配置。
NB-PRACH的物理结构
以下设计选项用于NB-PRACH的物理结构和序列，并假定使用基于DFT-S-OFDMA的UL设计。如前所述，NB-PRACH物理结构应适应不超过180kHz的带宽，使得NB-PRACH将适配在单个LTE PRB内。但在时域中，根据一些设计选项，NB-PRACH可能占用一个或多个传统的LTE传输时间间隔(TTI)(每个1毫秒(ms))。
图3示出了NB-PRACH物理结构300。物理结构300包括循环前缀(CP)302、NB-PRACH前导码序列306(也被简称为前导码或序列)、以及可选的在末端的保护时间(GT)310。物理结构300可以具有与较大带宽LTE PRACH物理结构类似的组件布置，但是组件302、306和310被定制为用于NB部署中。
在另一实施例中，NB-PRACH的物理结构还可以包括编码位(即，数据的有效载荷)的传输，这些编码位可以承载与SR有关的信息，该SR请求用于移动始发业务的UL资源。
例如，图4在时间维度上示出了用于提供SR 406的第一选项402和第二选项404。第一选项402示出了在单个子帧中与NB-PRACH序列410传输的SR 406，而第二选项404示出了在分开的子帧中传输的SR 406和NB-PRACH序列410。
第一选项402和第二选项404两者均示出在GT 412之后的SR 406。作为这两个选项的变形，可以在NB-PRACH序列410和GT 412之间传输SR。对于第二选项404，这意味着SR 406的编码位被映射到从第一子帧跨越(span)到第二子帧的资源元素(RE)。此外，根据SR 406消息的大小，可以在一个子帧内定义多个SR传输机会。SR(传输)机会是用于SR传输的时域、频域或码域中的一个或多个资源的组合和子组合。
UE可以随机选择一个NB-PRACH前导码签名和SR机会以用于传输NB-PRACH和SR消息。为了允许eNB识别UE标识符和对应的缓冲区状态报告(BSR)，可以定义NB-PRACH前导码签名与SR机会之间的一对一映射。换言之，每个NB-PRACH前导码签名具有定义的SR机会，反之亦然。
在一些实施例中，可以进一步减少NB-PRACH带宽(例如，从180kHz到90kHz)。在这些情况下，可能存在附加的子载波资源可用于同时传输SR与NB-PRACH。因此，有利地，可以通过使用NB-PUSCH或NB-PUCCH格式发送SR。例如，图5示出的子帧500包括频分复用(FDM)使用NB-PUSCH或NB-PUCCH格式，用于SR 506与NB-PRACH(前导码)510的同时传输。换言之，图5示出了用于传输NB-PRACH设计中的前导码部分和数据(即，编码位)部分的可能的FDM方案。注意，用于传输NB-PRACH的CP长度可以不同于用于传输NB-PUSCH或NB-PUCCH的CP长度。
FDM选项还可以适用于这样的情形：在具有NB-PRACH传输的子帧中，子载波间隔被设置为比传统LTE系统中的值(例如，15kHz)更小的值(例如，2.5kHz)。而且，对于FDM选项，NB-PRACH本身与承载SR信息的NB-PUSCH或NB-PUCCH两者的子载波间隔应该相同，以便能够及时使用单个DFT预编码操作。针对NB-PRACH的子载波间隔的考虑的更多细节在下面的段落中讨论。
NB-PRACH的参数选项
在一些实施例中，确定NB-PRACH的参数选项，使得NB-PRACH传输(至少包括CP和GT)与1ms长的LTE子帧持续时间的边界对齐。
NB-PRACH的子载波间隔可以不同于用于NB-LTE中的其他UL传输(例如，用于NB-PUSCH或NB-PUCCH传输)的子载波间隔。较小的子载波间隔会导致NB-PRACH的较长符号时间，从而提供足够的NB-PRACH序列持续时间来实现期望的覆盖区域并承受最大往返延迟(RTD)。然而，子载波间隔可以足够宽(即，不是非常小)以避免实施中的挑战，诸如对多普勒扩展(Doppler spread)、频率偏移的敏感性或其他挑战。因此，假设期望支持高达每小时30公里(km/hr)的移动速度和2千兆赫(GHz)的载波频率，NB-PRACH的子载波间隔的下限可以被设为1.2kHz以避免载波间干扰(ICI)，使得子载波间隔大于最大多普勒频率的约20倍。
如前所述，如果NB-PRACH带宽小于180kHz，则NB-PRACH可以以FDM方式与NB-PUSCH或NB-PUCCH复用。然而，图6示出了用于从UE发送NB-PRACH 610(具有约为200kHz或更小的NB带宽分配)的复用方案600，使得其可以在eNB处与(可能更大的)系统带宽(例如，1.4MHz)616中的其他UL物理信道被接收。注意，虽然在图6中，在系统带宽616的边缘传输NB-PUCCH620，但可以从该示例中容易地理解其他资源分配方案。此外，NB-PUCCH 620、NB-PUSCH 630和/或其较大带宽变型(即，传统的PUCCH或PUSCH)可以在系统带宽616内与NB-PRACH 610复用以可选地适配到NB带宽分配(例如，约200或180kHz)。在另一实施例中，这种复用支持在NB分配中提供NB-PRACH 610，并由更大带宽的系统分配来提供传统PUCCH或PUSCH(例如，以便与传统LTE系统共存)。
NB-PRACH序列设计可以基于Zadoff-Chu(ZC)序列，因为它们具有最佳的自相关和互相关性质。后一性质可以用最大数目的可能序列(通过选择质数长度序列)来实现；即NZC是质数。按照上述1.2kHz的NB-PRACH的最小子载波间隔的考虑，可以预期前导码序列长度不超过144。
考虑到现有LTE系统带宽内的共存，在NB-PRACH和NB-PUSCH与传统PUSCH的子载波间隔之间值维持整数因子以使频率中的干扰最小化是有益的。此外，传统PUSCH以15kHz子载波间隔来承载，而NB-PUSCH可以具有更小的子载波间隔，例如，3.75kHz、2.5kHz或其他间隔。
此外，在NB-PRACH的边缘处可以包括保护带，以使在NB-LTE系统被部署在NB-LTE系统带宽内或者邻近于NB-LTE系统带宽时来自相邻PRB中的其他UL传输对NB-PRACH传输的边缘子载波的干扰最小化。假设最大UE发射功率为23分贝毫瓦(dBm)，可以看出，UL物理信道和信号的传输对相邻PRB的影响可以显著地小于传统LTE PRACH(跨越864个子载波)的影响。因此，NB-PRACH所需的保护带大小可以预期为比传统LTE PRACH的小。
如上所述，关于NB-PRACH子载波间隔，NB-PRACH序列持续时间(TSEQ)应当至少比与最大小区半径(对于LTE部署，通常考虑为100km)相对应的RTD和目标最大延迟扩展(DS)的总和长。类似于对NB-PRACH序列持续时间考虑RTD，CP和GT被设计得足够长以覆盖RTD。此外，它们中的至少一个，通常是CP，还应适应要支持的信道的最大延迟扩展。因此，对于跨越X微秒(μs)(例如，当NB-PRACH将适配到1ms内时，X＝1000)的NB-PRACH，NB-PRACH的组成部分(假设只有序列的NB-PRACH)的持续时间应满足以下等式：
CP_length+TSEQ+GT_duration＝X,
其中TSEQ是NB-PRACH序列的持续时间。
就RTD值而言，上述关系应该满足以下表达式：
RTD+DS+TSEQ+RTD≤CP_length+TSEQ+GT_duration＝X，
其中DS是NB-PRACH被设计来支持的最大延迟扩展。这里假定最大值为6.25μs(类似于LTE)。
还要注意的是，在上文中，假设完美或近乎完美的DL同步 然而，对于在NB-LTE系统中工作的设备，DL时序准确性可以放松。这是因为基于窄带DL同步信号和参考信号的DL时间同步可能不如具有更宽的同步(跨越1.08MHz)和参考信号(例如，宽带CRS)的传统LTE系统准确。因此，NB-PRACH的CP或GT应被适当地调整大小以适应由于DL时序精度误差而导致的可能的不确定性。
由NB-PRACH覆盖的近似最大小区半径由以下表达式给出：
Rmax＝min(Rmax_SEQ，Rmax_GT)，
其中Rmax_SEQ是前导码序列持续时间所支持的最大距离，Rmax_GT是GT(和CP)持续时间所支持的最大距离。
考虑到上述条件和设计原理，并且假设NB-PRACH的持续时间被限制为1ms，在图7的表1中提供了针对NB-PRACH参数和物理结构700的不同选项。这些选项取决于NB-PRACH的子载波间隔的选择。请注意，在表1中，如果最大延迟扩展(DS)具有不同于6.25μs(被假设用于表1的计算)的值，则确切的CP长度和保护时间值可以略有不同。
可以预期的是，NB-LTE的其他UL物理信道和信号的子载波间隔可以从LTE中的15kHz值减小到更小的值，例如2.5kHz。因此，对于NB-LTE的UL传输，如果子载波间隔在1.5kHz和2.5kHz之间，则CIoT设备使用大小为128的快速傅里叶变换(FFT)引擎。在这方面，除了选项5之外，表1中的所有选项都可以通过大小为128的FFT引擎在UE发射机处实现。由于单个FFT引擎可以用于NB-PRACH和其他UL物理信道，所以这对于降低UE复杂度可能是有用的。
虽然表1中考虑的NB-PRACH的最小子载波间隔是1.25kHz，但是在一些情况下可以采用小得多的子载波间隔。例如，在IoT网络支持主要静止的IoT设备的情况下或者当可以解决对多普勒扩展或频率偏移的敏感性时，可以采用较小的子载波间隔。在图8的表2中列出一些示例设计选项，它们包括用于NB-PRACH参数和物理结构800的较小子载波间隔。请注意，表2中的选项1假设最大延迟扩展(DS)为6.25μs，但选项2、3和4则假定为16.67μs以考虑较大的小区大小。然而，选项2-4也可以被直接调整以适应不同的DS值(例如5.2μs)。
如果子载波间隔减小到208.33Hz(即，与传统PRACH子载波间隔相比，减少了6倍)，则该减少将使得能够使用与传统LTE PRACH中相同数目的子载波(864)，并因此支持相同的NB-PRACH前导码序列长度(839)。然而，这意味着NB-PRACH前导码持续时间将是4.8ms，并且整个NB-PRACH传输(包括CP和GT)将跨越6ms。这种NB-PRACH设计将在两个边缘处都支持2.6kHz的保护带，并且可以更容易支持使用FDM同时传输NB-PRACH和SR。此外，如果针对其他NB-LTE UL物理信道和信号将子载波间隔设置为2.5kHz，则这样的设计将导致TTI和NB-PRACH持续时间同为6ms。
NB-PRACH的重复和较长格式
图9示出了用于重复NB-PRACH前导码的选项900。为了便于改进NB-PRACH的检测性能(包括考虑到对信噪比(SNR)较差的链路的覆盖增强)或者为了支持较大的小区半径，承载NB-PRACH前导码序列的符号可以在时间上重复，以定义附加的NB-PRACH格式(如在基于传统PRACH格式0的传统PRACH格式编号2的情况下完成的)，如图9中的选项A的NB-PRACH结构902所示。注意，对于这种重复的NB-PRACH前导码，NB-PRACH的总范围也将被扩展到跨1ms的整数倍。此外，与可以容纳在1ms内的基本NB-PRACH格式相比，CP和GT长度也会增加。
作为另一选项，可以重复基本NB-PRACH格式以支持增强的覆盖操作，如图9中的选项B的NB-PRACH结构904所示。根据增强的覆盖级别或覆盖等级，不同的UE可以针对NB-PRACH传输使用不同的重复级别。为了支持大的用户容量，NB-PRACH的重复传输可以通过应用覆盖码来传输，例如使用正交覆盖码(OCC)的扩展。作为示例，每四次NB-PRACH重复可以用长度为4的OCC来传输，从而使NB-PRACH用户容量进一步增加到四倍。
此外，一旦在第一NB-PRACH重复级别的一定次数的尝试之后未能成功地从eNodeB接收到响应于NB-PRACH传输的随机接入响应(RAR)，则UE可以使用第二(更高)NB-PRACH重复级别来进行传输。可以基于时分复用(TDM)、码分复用(CDM)或FDM将针对不同重复级别或覆盖等级的NB-PRACH资源分开。例如，对于TDM，不同的时间资源(例如一个或多个子帧)可以被分配，用于以不同覆盖等级或重复级别从UE进行NB-PRACH传输。对于CDM，可以为每个覆盖等级或重复级别保留不同的NB-PRACH前导码。而对于FDM，可以分配不同的180kHz窄带(或单个窄带内的不同部分，如果NB-PRACH带宽小于180kHz的话，例如90kHz)。
在一些实施例中，想到了针对所有NB-PRACH传输使用最大传输功率。在其他实施例中，功率爬坡(ramping)机制可以基于NB-PRACH前导码的重复次数动态地改变发射功率。例如，假定两个重复级别：R1和R2，其中R1和R2表示NB-PRACH前导码的不同重复次数，并且其中R2>R1。因此，用于以重复级别R1传输NB-PRACH的发送功率在使用重复级别R2时可能减小了10*log(R2/R1)倍。这样的功率爬坡机制可以如规范中定义那样由UE来选择，或者其可以被eNB配置并且通过NB-LTE系统信息块(NB-SIB)作为NB-PRACH配置信令的一部分而被指示。注意，把在每个NB-PRACH重复级别处的重复次数的增加考虑在内可能意味着起始功率级别(即，与先前的重复级别相比，在特定重复级别处的第一次尝试的功率级别)的降低，降低量随重复次数的增加而变化。
NB-PRACH前导码序列的循环移位
在小区中配置对基于ZC的根序列的循环时移以支持基于CDM的用户复用，这是由于ZC序列的循环时移副本之间的理想的零互相关属性。随着NB-PRACH前导码序列长度(NZC)以及可能的持续时间的改变，NB-PRACH的循环移位的配置可以从当前为传统PRACH指定的选项进行调整。通常，如果NB-PRACH的NZC从839减小，则所支持的最小循环移位距离NCS的值也将相应地减小。对于给定的目标覆盖区域(小区半径)，根序列的循环时移之间的最小距离应足以适应在eNodeB接收机处的NB-PRACH方面的时序不确定性、小区的目标最大延迟扩展、以及用于适应接收机脉冲整形滤波器的任何溢出的附加的保护样本。因此，对于目标小区半径R，最小NCS值可以由以下表达式给出：
NCS≥ceil((2*R/c+DS)*(NZC/TSEQ))+gs，
其中R、c、DS、NZC、TSEQ、和gs分别是目标小区半径、光速、目标最大延迟扩展、NB-PRACH序列长度、NB-PRACH序列持续时间、以及附加的保护样本。
NB-PRACH的配置
在初始小区同步过程完成之后，UE将读取DL中的主信息块，其包含与下行链路小区带宽、PHICH配置、以及系统帧号相关的重要信息。然后，UE可以读取系统信息块1(SIB1)和系统信息块2(SIB2)以获得与小区接入、SIB调度、以及无线电资源配置相关的有用信息。SIB2承载共用于全部UE的无线电资源配置信息，例如，RACH相关参数、PUCCH、和PUSCH配置。NB-PRACH资源的配置可以类似于传统PRACH配置而定义(即，通过SIB2PRACH)，但是NB-PRACH配置索引的新定义对应于新的时域NB-PRACH机会。例如，可以通过使用3GPP技术规范(TS)36.211V12.6.0(2015-06)中针对LTE PRACH定义的PRACH配置表来类似于传统LTEPRACH配置地定义NB-PRACH资源，但是对于表中的这些条目进行修改以指示新的时域NB-PRACH机会。可以引入较小范围的NB-PRACH配置索引以及相应地被减少的约为二到四位的NB-PRACH配置索引的长度(与六位的当前PRACH配置索引相比)，以减少信令开销。根据当前的规范，与PRACH配置索引相对应的码点对应于不同的PRACH前导码格式以及它们可以在其中被传输的子帧。对于NB-PRACH，NB-PRACH配置索引的码点可以指示NB-PRACH前导码格式(如果不止一个NB-PRACH前导码格式被定义)以及可用于NB-PRACH传输的时间资源，后者与传统PRACH子帧相比更不频繁。
假设DL中的子载波间隔维持在15kHz，并且对于UL其被改变为2.5kHz，则可以使用到UL子帧的索引(例如，偶数或奇数或每N个UL子帧)和NB系统帧号(NB-SFN)的组合来定义对时间资源的指示，其中NB-SFN可以被定义为跨越60ms(即，60个DL子帧，每个DL子帧跨越1ms TTI)而非10ms(在传统LTE中)。注意，对于这种情况，每个UL子帧将跨越6ms。换言之，对于LTE PRACH，使用系统帧号(SFN)和子帧号来指示PRACH时间资源。但是对于NB-PRACH，可以通过使用NB-SFN(其可以是10*f的整数倍，其中f是15kHz DL间隔/SC_spacing的整数倍，并且其中SC_spacing等于2.5kHz、3.75kHz、其他合适的值)和NB-SFN持续时间内的UL子帧索引的组合来进行时域资源索引。
示例设备和组件
本文中所使用的术语“电路”可以指以下各项，可以作为它们的一部分，也包括它们：专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享的、专用的、或群组)、和/或执行一个或多个软件或固件程序的存储器(共享的、专用的、或群组)、组合逻辑电路、和/或提供所描述的功能的其他合适的硬件组件。在一些实施例中，可以在一个或多个软件或固件模块中实现电路，或者由一个或多个软件或固件模块实现与电路相关联的功能。在一些实施例中，电路可以包括至少部分可在硬件中操作的逻辑。
图10是示出了根据各种实施例的电子设备电路1000的框图，该电路可以是eNB电路、UE电路、网络节点电路、或某种其他类型电路。在实施例中，电子设备电路1000可以是eNB、UE、网络节点或者某种其他类型的电子设备，或被并入它们中，或以其他方式作为它们的一部分。在实施例中，电子设备电路1000可以包括耦接到控制电路1014的无线电发射电路1010和接收电路1012。在实施例中，发射电路1010和/或接收电路1012可以是收发器电路的元件或模块，如图所示。电子设备电路1010可以与一个或多个天线的多个天线元件1016中的一个或多个耦接。电子设备电路1000和/或电子设备电路1000的组件可以被配置为执行与在本公开中其他地方所描述的那些操作相类似的操作。
在电子设备电路1000是UE或被合并到UE中或以其他方式作为UE的一部分的实施例中，UE被配置为在执行对与eNB相关联的蜂窝网络的随机接入时使用NB带宽。eNB被配置为在以下各项部署的频带处提供NB带宽：使用全球移动通信系统(GSM)频谱的再利用部署、使用较大带宽LTE系统的物理资源块(PRB)的带内部署、或使用较大带宽LTE系统的保护带的保护带部署。因此，控制电路可以被配置成生成由NB-PRACH物理结构和NB-PRACH参数定义的NB-PRACH；NB-PRACH物理结构包括循环前缀(CP)、保护时间(GT)、以及在CP与GT之间的NB-PRACH序列；NB-PRACH参数被配置为对NB-PRACH物理结构的组件调整大小，使得CP的开始和GT的结束在时间上与一个或多个LTE子帧的开始和结束相对应，其中每个LTE子帧具有1ms的持续时间，并且NB-PRACH参数被配置为维持子载波间隔处的子载波数目以将NB-PRACH建立为具有在NB带宽内的NB-PRACH带宽。
本文所描述的实施例可以通过使用任何适当配置的硬件和/或软件来被实现到系统中。图11是示出针对一个实施例的用户设备(UE)装置1100的示例组件的框图。在一些实施例中，UE设备1100可以包括应用电路1102、基带电路1104、射频(RF)电路1106、前端模块(FEM)电路1108、以及一个或多个天线1110，其至少如图11所示耦接在一起。
应用电路1102可以包括一个或多个应用处理器。作为非限制性示例，应用电路1102可以包括一个或多个单核或多核处理器。(一个或多个)处理器可以包括通用处理器和专用处理器(例如，图形处理器、应用处理器等)的任何组合。(一个或多个)处理器可以可操作地耦接到和/或包括存储器/存储设备，并且可以被配置为执行存储在存储器/存储设备中的指令以使得各种应用和/或操作系统能够在系统上运行。
作为非限制性示例，基带电路1104可以包括一个或多个单核或多核处理器。基带电路104可以包括一个或多个基带处理器和/或控制逻辑。基带电路1104可以被配置为处理从RF电路1106的接收信号路径接收的基带信号。基带1104还可以被配置为生成用于RF电路1106的发送信号路径的基带信号。基带处理电路1104可以通过接口与应用电路1102连接以用于基带信号的生成和处理以及用于控制RF电路1106的操作。
作为非限制性示例，基带电路1104可以包括以下各项中的至少一个：第二代(2G)基带处理器1104A、第三代(3G)基带处理器1104B、第四代(4G)基带处理器1104C、和/或针对其他现有代以及开发中的代或未来要开发的代(例如，第五代(5G)、6G等)的(一个或多个)其他基带处理器1104D。基带电路1104(例如，基带处理器1104A-D中的至少一个)可以处理经由RF电路1106实现与一个或多个无线电网络的通信的各种无线电控制功能。作为非限制性示例，无线电控制功能可以包括信号调制/解调、编码/解码、无线电频移、其他功能以及它们的组合。在一些实施例中，基带电路1104的调制/解调电路可以被编程为执行快速傅里叶变换(FFT)、预编码、星座映射/解映射功能、其他功能以及它们的组合。在一些实施例中，基带电路1104的编码/解码电路可以被编程为执行卷积、咬尾卷积、turbo、维特比、低密度奇偶校验(LDPC)编码器/解码器功能、其他功能以及它们的组合。调制/解调和编码器/解码器功能的实施例不限于这些示例，并且可以包括其他合适的功能。
在一些实施例中，基带电路1104可以包括协议栈的元件。作为非限制性示例，演进型通用陆地无线电接入网络(EUTRAN)协议的元件包括例如，物理(PHY)、介质访问控制(MAC)、无线电链路控制(RLC)、分组数据汇聚协议(PDCP)、和/或无线电资源控制(RRC)元件。基带电路1104的中央处理单元(CPU)1104E可以被编程为运行用于PHY、MAC、RLC、PDCP和/或RRC层的信令的协议栈的元件。在一些实施例中，基带电路1104可以包括一个或多个音频数字信号处理器(DSP)1104F。(一个或多个)音频DSP 1104F可以包括用于压缩/解压缩以及回波消除的元件。(一个或多个)音频DSP 1104F还可以包括其他合适的处理元件。
基带电路1104还可以包括存储器/存储设备1104G。存储器/存储设备1104G可以包括存储在其上的用于由基带电路1104的处理器执行的操作的数据和/或指令。在一些实施例中，存储器/存储设备1104G可以包括合适的易失性存储器和/或非易失性存储器的任何组合。存储器/存储设备1104G还可以包括各种级别的存储器/存储设备(包括但不限于具有嵌入式软件指令(例如，固件)的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(例如，动态随机存取存储器(DRAM))、高速缓存、缓冲器等)的任何组合。在一些实施例中，存储器/存储设备1104G可以在各种处理器之间共享或专用于特定处理器。
在一些实施例中，基带电路1104的组件可以在单个芯片或单个芯片组中被适当地组合，或者被布置在同一电路板上。在一些实施例中，基带电路1104和应用电路1102的组成组件中的一些或全部可以一起被实现，例如，一起被实现在片上系统(SOC)上。
在一些实施例中，基带电路1104可以提供与一个或多个无线电技术兼容的通信。例如，在一些实施例中，基带电路1104可以支持与EUTRAN和/或其他无线城域网(WMAN)、无线局域网(WLAN)、或无线个人区域网(WPAN)的通信。在一些实施例中，基带电路1104被配置为支持不止一种无线协议的无线电通信，这些实施例可以被称为多模基带电路。
RF电路1106可以通过非固态介质使用调制电磁辐射来实现与无线网络的通信。在各种实施例中，RF电路1106可以包括开关、滤波器、放大器等，以辅助与无线网络的通信。RF电路1106可以包括接收信号路径，接收信号路径可以包括用于对从FEM电路1108接收的RF信号进行下变频并向基带电路1104提供基带信号的电路。RF电路1106还可以包括发送信号路径，发送信号路径可以包括用于对由基带电路1104提供的基带信号进行上变频并向FEM电路1108提供RF输出信号以用于传输的电路。
在一些实施例中，RF电路1106可以包括接收信号路径和发送信号路径。RF电路1106的接收信号路径可以包括混频器电路1106A、放大器电路1106B、和滤波器电路1106C。RF电路1106的发送信号路径可以包括滤波器电路1106C和混频器电路1106A。RF电路1106还可以包括合成器电路1106D，其被配置为合成供接收信号路径和发送信号路径的混频器电路1106A使用的频率。在一些实施例中，接收信号路径的混频器电路1106A可以被配置为基于由合成器电路1106D提供的合成频率来对从FEM电路1108接收的RF信号进行下变频。放大器电路1106B可以被配置为对经下变频的信号进行放大。
滤波器电路1106C可以包括被配置为从经下变频的信号中移除不需要的信号从而生成输出基带信号的低通滤波器(LPF)或带通滤波器(BPF)。可以将输出基带信号提供给基带电路1104以用于进一步处理。在一些实施例中，输出基带信号可以包括零频基带信号，但当然，这是可选的。在一些实施例中，接收信号路径的混频器电路1106A可以包括无源混频器，但实施例的范围在此方面不受限制。
在一些实施例中，发送信号路径的混频器电路1106A可以被配置为基于由合成器电路1106D提供的合成频率对输入基带信号进行上变频，以生成用于FEM电路1108的RF输出信号。基带信号可以由基带电路1104提供并且可以由滤波器电路1106C进行滤波。滤波器电路1106C可以包括低通滤波器(LPF)，但实施例的范围在此方面不受限制。
在一些实施例中，接收信号路径的混频器电路1106A和发送信号路径的混频器电路1106A可以包括两个或更多个混频器，并且可以分别被布置用于正交下变频和/或上变频。在一些实施例中，接收信号路径的混频器电路1106A和发送信号路径的混频器电路1106A可以包括两个或更多个混频器，并且可被布置用于镜像抑制(例如，Hartley镜像抑制)。在一些实施例中，接收信号路径的混频器电路1106A和发送信号路径的混频器电路1106A可以分别被布置用于直接下变频和/或直接上变频。在一些实施例中，接收信号路径的混频器电路1106A和发送信号路径的混频器电路1106A可以被配置用于超外差操作。
在一些实施例中，输出基带信号和输入基带信号可以是模拟基带信号，但实施例的范围在此方面不受限制。在其他实施例中，输出基带信号和输入基带信号可以是数字基带信号。在这样的实施例中，RF电路1106可以包括模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)电路，并且基带电路1104可以包括用于与RF电路1106通信的数字基带接口。
在一些双模实施例中，可以提供单独的无线电集成电路(IC)电路以用于处理每个频谱的信号，但实施例的范围在此方面不受限制。
在一些实施例中，合成器电路1106D可以包括分数N(fractional-N)合成器和分数N/N+1合成器中的一个或多个，但实施例的范围在此方面不受限制，这是因为其他类型的频率合成器可能会是合适的。例如，合成器电路1106D可以包括delta-sigma合成器、倍频器、包括具有分频器的锁相环的合成器、其他合成器以及它们的组合。
合成器电路1106D可以被配置为基于频率输入和分频器控制输入来合成输出频率以供RF电路1106的混频器电路1106A使用。在一些实施例中，合成器电路1106D可以是分数N/N+1合成器。
在一些实施例中，频率输入可以由压控振荡器(VCO)提供。根据期望的输出频率，分频器控制输入可由基带电路1104或应用电路1102提供。在一些实施例中，可以基于由应用电路1102指示的信道来从查找表中确定分频器控制输入(例如，N)。
RF电路1106的合成器电路1106D可以包括分频器、延迟锁相环(DLL)、多路复用器、以及相位累加器。在一些实施例中，分频器可以包括双模分频器(DMD)，并且相位累加器可以包括数字相位累加器(DPA)。在一些实施例中，DMD可以被配置为将输入信号除以N或N+1(例如，基于进位输出)以提供分数分频比。在一些示例实施例中，DLL可以包括一组级联且可调谐的延迟元件；相位检测器；电荷泵；以及D型触发器。在这样的实施例中，延迟元件可以被配置为将VCO周期分解成Nd个相等的相位分组，其中Nd是延迟线中的延迟元件的数目。以这种方式，DLL可以提供负反馈以帮助确保通过延迟线的总延迟是一个VCO周期。
在一些实施例中，合成器电路1106D可以被配置为生成载波频率作为输出频率。在一些实施例中，输出频率可以是载波频率的倍数(例如，载波频率的两倍、载波频率的四倍等)并且与正交生成器和分频器电路结合使用以在载波频率处生成具有多个彼此不同的相位的多个信号。在一些实施例中，输出频率可以是LO频率(fLO)。在一些实施例中，RF电路1106可以包括IQ/极性转换器。
FEM电路1108可以包括接收信号路径，该接收信号路径可以包括被配置为进行下述操作的电路：对从一个或多个天线1110接收的RF信号进行操作，放大接收到的信号，并将接收到的信号的放大版本提供给RF电路1106以用于进一步处理。FEM电路1108还可以包括发送信号路径，该发送信号路径可以包括被配置为进行下述操作的电路：放大由RF电路1106提供的用于传输的信号以供天线1110中的至少一个进行传输。
在一些实施例中，FEM电路1108可以包括被配置为在发送模式和接收模式操作之间切换的TX/RX开关。FEM电路1108可以包括接收信号路径和发送信号路径。FEM电路1108的接收信号路径可以包括低噪声放大器(LNA)，用于放大接收到的RF信号，并且将放大的接收的RF信号作为输出提供(例如，到RF电路1106)。FEM电路1108的发送信号路径可以包括被配置为放大输入RF信号(例如，由RF电路1106提供)的功率放大器(PA)，以及被配置为生成用于后续传输(例如，由天线1110中的一个或多个进行后续传输)的RF信号的一个或多个滤波器。
在一些实施例中，UE 1100可以包括附加元件，例如，存储器/存储设备、显示器、摄像头、一个或多个传感器、输入/输出(I/O)接口、其他元件、以及它们的组合。
在一些实施例中，UE设备100可以被配置为执行如本文所描述的一个或多个过程、技术、和/或方法或其一部分。
示例
以下示例涉及其他实施例。
示例1：一种用户设备(UE)，该UE被配置为在执行对与演进型节点B(eNB)相关联的蜂窝网络的随机接入时使用窄带(NB)带宽，该eNB在以下部署的频带处提供NB带宽：使用了全球移动通信系统(GSM)频谱的再利用部署、使用了较大带宽的长期演进(LTE)系统的物理资源块(PRB)的带内部署、或使用了较大带宽的LTE系统的保护带的保护带部署，该UE包括：控制电路，被配置为生成由NB物理随机接入信道(NB-PRACH)物理结构和NB-PRACH参数定义的NB-PRACH；NB-PRACH物理结构包括循环前缀(CP)、保护时间(GT)、以及在CP和GT之间的NB-PRACH序列；NB-PRACH参数被配置为对NB-PRACH物理结构的组件调整大小，使得CP的开始和GT的结束在时间上对应于一个或多个LTE子帧的开始和结束，其中每个LTE子帧具有一毫秒(1ms)的持续时间，并且NB-PRACH参数被配置为维持子载波间隔处的子载波数目以将NB-PRACH建立为具有在NB带宽内的NB-PRACH带宽。
示例2：根据任何其他示例所述的UE，还包括耦接到控制电路的发射电路，发射电路被配置为在该频带中并在约为200kHz或以下的NB-PRACH带宽内发送NB-PRACH。
示例3：根据任何其他示例所述的UE，其中，NB-PRACH还包括承载与调度请求(SR)相关的信息的编码位。
示例4：根据示例3所述的UE，其中，控制电路还被配置为在时间维度上生成在NB-PRACH序列与GT之间的或在GT之后的SR。
示例5：根据任何其他示例所述的UE，其中，CP的长度不同于用于传输NB物理上行链路共享信道(NB-PUSCH)和/或NB-物理上行链路控制信道(NB-PUCCH)的CP的长度。
示例6：根据任何其他示例所述的UE，其中，NB-PRACH序列的设计基于质数长度的一个或多个Zadoff-Chu(ZC)序列。
示例7：根据任何其他示例所述的UE，其中，控制电路还被配置为随机选择一个NB-PRACH前导码签名以及调度请求(SR)传输机会，用于在一个LTE子帧内传输NB-PRACH和SR。
示例8：根据任何其他示例的UE，其中，控制电路还被配置为基于定义了在NB-PRACH前导码签名与调度请求(SR)传输机会之间的一对一映射的单个选择来选择NB-PRACH前导码签名和SR传输机会的组合。
示例9：根据任何其他示例所述的UE，其中，NB-PRACH带宽约为90kHz。
示例10：根据任何其他示例所述的UE其中，NB-PRACH包括调度请求(SR)，并且控制电路被配置为通过频分复用(FDM)对NB-PRACH与SR进行复用，使得SR被配置为在NB-物理上行链路共享信道(NB-PUSCH)和/或NB-物理上行链路控制信道(NB-PUCCH)中同时传输。
示例11：根据任何其他示例所述的UE其中，承载NB-PRACH的LTE子帧的子载波间隔被设置为小于15kHz的值，并且等于NB-物理上行链路控制信道(NB-PUCCH)和/或NB-物理上行链路共享信道(NB-PUSCH)的子载波间隔。
示例12：根据示例10或11所述的UE，其中，传统PUSCH的子载波间隔是NB-PRACH和NB-PUSCH中的一者或两者的子载波间隔的整数倍。
示例13：根据任何其他示例所述的UE，其中，NB-PRACH的子载波间隔不同于用于以下信道的其他上行链路(UL)传输的子载波间隔：较大带宽的LTE系统物理上行链路控制信道(PUCCH)、较大带宽的LTE系统物理上行链路共享信道(PUSCH)、和/或较大带宽的LTE系统PRACH。
示例14：根据任何其他示例所述的UE，其中，NB-PRACH在其边缘处包括保护带，并且其中NB-PRACH的保护带的大小小于较大带宽的LTE系统PRACH的保护带。
示例15：根据任何其他示例所述的UE，其中，NB-PRACH序列包括NB-PRACH前导码序列的多次重复。
示例16：根据示例15所述的UE，其中，控制电路还被配置为将覆盖码应用于NB-PRACH。
示例17：根据示例15所述的UE，其中，响应于在以第一NB-PRACH重复级别的NB-PRACH传输之后未能从eNB接收到随机接入响应(RAR)，控制电路将UE配置为以与第一NB-PRACH重复级别不同的第二NB-PRACH重复级别进行传输。
示例18：根据任何其他示例所述的UE，其中，控制电路基于重复级别或覆盖等级来选择NB-PRACH资源，NB-PRACH资源基于以下各项被分开：用于在一个或多个子帧中的传输的时分复用(TDM)、具有针对每个重复级别或覆盖等级预留的不同NB-PRACH前导码的码分复用(CDM)、或用于在一个或多个NB带宽中的传输的频分复用(FDM)。
示例19：根据任何其他示例所述的UE，其中，UE被配置为接收作为NB-PRACH配置信令的一部分的NB-LTE系统信息块(NB-LTE SIB)，并且UE被配置为响应于NB-PRACH配置信令，通过使用功率爬坡机制来进行传输，该机制基于所选择的NB-PRACH序列的重复次数调整NB-PRACH发射功率。
示例20：根据任何其他示例所述的UE，其中，与较大带宽的LTE PRACH序列的循环移位间最小距离相比，NB-PRACH序列的循环移位间最小距离(NCS)被减小。
示例21：根据示例20所述的UE，其中，循环移位间最小距离由表达式NCS≥ceil((2*R/c+DS)*(NZC/TSEQ))+gs给出；其中R、c、DS、NZC、TSEQ和gs分别是目标小区半径、光速、目标最大延迟扩展、NB-PRACH序列长度、NB-PRACH序列持续时间、以及附加的保护样本。
示例22：根据任何其他示例所述的UE，其中，控制电路被配置为基于大小小于6位的NB-PRACH配置索引和NB-PRACH配置索引的代码点来建立NB-PRACH配置，其中这些代码点指示多个NB-PRACH前导码格式中的NB-PRACH前导码格式和/或指示可用于NB-PRACH传输的时间资源。
示例23：根据示例22所述的UE，其中，可用于NB-PRACH传输的时间资源基于表达式k*f*10ms，其中k和f分别是：大于或等于1的整数值，以及下行链路(DL)与上行链路(UL)子载波间隔的比率。
示例24：一种由用户设备(UE)执行的方法，其中该UE被配置为在执行对与演进型节点B(eNB)相关联的蜂窝网络的随机接入时使用窄带(NB)带宽，该方法包括：从eNB接收在以下部署的频带处的NB带宽可用性的指示：使用了全球移动通信系统(GSM)频谱的再利用部署、使用了较大带宽的长期演进(LTE)系统的物理资源块(PRB)的带内部署、或使用了较大带宽的LTE系统的保护带的保护带部署；生成由NB物理随机接入信道(NB-PRACH)物理结构和NB-PRACH参数定义的NB-PRACH；NB-PRACH物理结构包括循环前缀(CP)、保护时间(GT)、以及在CP和GT之间的NB-PRACH序列；NB-PRACH参数被配置为对NB-PRACH物理结构的组件调整大小，使得CP的开始和GT的结束在时间上对应于一个或多个LTE子帧的开始和结束，其中每个LTE子帧具有一毫秒(1ms)的持续时间，并且NB-PRACH参数被配置为维持子载波间隔处的子载波数目以将NB-PRACH建立为具有在NB带宽内的NB-PRACH带宽。
示例25：根据任何其他示例所述的方法，还包括：在该频带中并在约为200kHz或以下的NB-PRACH带宽内发送NB-PRACH。
示例26：根据任何其他示例所述的方法，其中，NB-PRACH还包括承载与调度请求(SR)相关的信息的编码位。
示例27：根据示例26所述的方法，还包括：在时间维度上生成在NB-PRACH序列与GT之间的或在GT之后的SR。
示例28：根据任何其他示例所述的方法，其中，CP的长度不同于用于传输NB物理上行链路共享信道(NB-PUSCH)和/或NB-物理上行链路控制信道(NB-PUCCH)的CP的长度。
示例29：根据任何其他示例所述的方法，其中，NB-PRACH序列的设计基于质数长度的一个或多个Zadoff-Chu(ZC)序列。
示例30：根据任何其他示例所述的方法，还包括：随机选择一个NB-PRACH前导码签名以及调度请求(SR)传输机会，用于在一个LTE子帧内传输NB-PRACH和SR。
示例31：根据任何其他示例所述的方法，还包括：基于定义了在NB-PRACH前导码签名与调度请求(SR)传输机会之间的一对一映射的单个选择来选择NB-PRACH前导码签名和SR传输机会的组合。
示例32：根据任何其他示例所述的方法，其中，NB-PRACH带宽约为90kHz。
示例33：根据任何其他示例所述的方法，其中，NB-PRACH包括调度请求(SR)，并且该方法还包括通过频分复用(FDM)对NB-PRACH与SR进行复用，使得SR被配置为在NB-物理上行链路共享信道(NB-PUSCH)和/或NB-物理上行链路控制信道(NB-PUCCH)中同时传输。
示例34：任何其他示例所述的方法，其中，承载NB-PRACH的LTE子帧的子载波间隔被设置为小于15kHz的值，并且等于NB-物理上行链路控制信道(NB-PUCCH)和/或NB-物理上行链路共享信道(NB-PUSCH)的子载波间隔。
示例35：根据示例33或34所述的方法，其中，传统PUSCH的子载波间隔是NB-PRACH和NB-PUSCH中的一者或两者的子载波间隔的整数倍。
示例36：根据任何其他示例所述的方法，其中，NB-PRACH的子载波间隔不同于用于以下信道的其他上行链路(UL)传输的子载波间隔：较大带宽的LTE系统物理上行链路控制信道(PUCCH)、较大带宽的LTE系统物理上行链路共享信道(PUSCH)、和/或较大带宽的LTE系统PRACH。
示例37：根据任何其他示例所述的方法，其中，NB-PRACH在其边缘处包括保护带，并且其中NB-PRACH的保护带的大小小于较大带宽的LTE系统PRACH的保护带。
示例38：根据任何其他示例所述的方法，其中，NB-PRACH序列包括NB-PRACH前导码序列的多次重复。
示例39：根据示例38所述的方法，还包括将覆盖码应用于NB-PRACH前导码序列。
示例40：根据示例38所述的方法，还包括：响应于在以第一NB-PRACH重复级别的NB-PRACH传输之后未能从eNB接收到随机接入响应(RAR)，以与第一NB-PRACH重复级别不同的第二NB-PRACH重复级别进行传输。
示例41：根据任何其他示例所述的方法，还包括基于重复级别或覆盖等级来选择NB-PRACH资源，NB-PRACH资源基于以下各项被分开：用于在一个或多个子帧中的传输的时分复用(TDM)、具有针对每个重复级别或覆盖等级预留的不同NB-PRACH前导码的码分复用(CDM)、或用于在一个或多个NB带宽中的传输的频分复用(FDM)。
示例42：根据任何其他示例所述的方法，还包括：接收作为NB-PRACH配置信令的一部分的NB-LTE系统信息块(NB-LTE SIB)，并且响应于NB-PRACH配置信令，根据功率爬坡机制来进行传输，该机制基于所选择的NB-PRACH序列的重复次数调整NB-PRACH发射功率。
示例43：根据任何其他示例所述的方法，其中，与较大带宽的LTE PRACH序列的循环移位间最小距离相比，NB-PRACH序列的循环移位间最小距离(NCS)被减小。
示例44：根据示例43所述的方法，其中，循环移位间最小距离由表达式NCS≥ceil((2*R/c+DS)*(NZC/TSEQ))+gs给出；其中R、c、DS、NZC、TSEQ和gs分别是目标小区半径、光速、目标最大延迟扩展、NB-PRACH序列长度、NB-PRACH序列持续时间、以及附加的保护样本。
示例45：根据任何其他示例所述的方法，还包括：基于大小小于6位的NB-PRACH配置索引和NB-PRACH配置索引的代码点来建立NB-PRACH配置，其中这些代码点指示多个NB-PRACH前导码格式中的NB-PRACH前导码格式和/或指示可用于NB-PRACH传输的时间资源。
示例46：根据示例45所述的方法，其中，可用于NB-PRACH传输的时间资源基于表达式k*f*10ms，其中k和f分别是：大于或等于1的整数值，以及下行链路(DL)与上行链路(UL)子载波间隔的比率。
示例47：一种用于接入窄带(NB)长期演进(LTE)网络连接的用户设备(UE)的装置，该装置包括：控制电路，被配置为生成NB物理随机接入信道(NB-PRACH)前导码和调度请求(SR)，NB-PRACH前导码用于在NB-PRACH中的传输，并且SR用于物理上行链路(UL)中的传输，该物理UL信道具有的频带不同于NB-PRACH的频带，NB-PRACH具有高达约200千赫(kHz)的频率带宽以及一个或多个LTE传输时间间隔(TTI)的传输持续时间；该控制电路还被配置为通过频分复用(FDM)对NB-PRACH和SR进行复用，以在传输持续时间期间分别通过NB-PRACH和物理UL信道进行同时传输。
示例48：根据任何其他示例所述的装置，其中，NB-PRACH还包括承载与SR相关的信息的编码位。
示例49：根据任何其他示例所述的装置，其中，NB-PRACH包括循环前缀(CP)，该CP与用于传输NB物理上行链路共享信道(NB-PUSCH)和/或NB-物理上行链路控制信道(NB-PUCCH)的CP长度不同。
示例50：根据任何其他示例的装置，其中，NB-PRACH前导码的设计包括基于质数长度的一个或多个Zadoff-Chu(ZC)序列的序列。
示例51：根据任何其他示例所述的装置，其中，控制电路还被配置为随机选择一个NB-PRACH前导码签名以及调度请求(SR)传输机会，用于在一个LTE子帧内传输NB-PRACH和SR。
示例52：根据任何其他示例的装置，其中，控制电路还被配置为基于定义了在NB-PRACH前导码签名与SR传输机会之间的一对一映射的单个选择来选择NB-PRACH前导码签名和SR传输机会的组合。
示例53：根据任何其他示例所述的装置，其中，NB-PRACH频带宽度约为90kHz。
示例54：根据任何其他示例所述的装置，其中，控制电路被配置为通过FDM进行复用，使得SR被配置为在NB-物理上行链路共享信道(NB-PUSCH)和/或NB-物理上行链路控制信道(NB-PUCCH)中同时传输。
示例55：根据任何其他示例所述的装置，其中，承载NB-PRACH的LTE子帧的子载波间隔被设置为小于15kHz的值，并且等于NB-物理上行链路控制信道(NB-PUCCH)和/或NB-物理上行链路共享信道(NB-PUSCH)的子载波间隔。
示例56：根据示例54或55所述的装置，其中，传统PUSCH的子载波间隔是NB-PRACH和NB-PUSCH中的一者或两者的子载波间隔的整数倍。
示例57：根据任何其他示例所述的装置，其中，NB-PRACH的子载波间隔不同于用于以下信道的其他上行链路(UL)传输的子载波间隔：较大带宽的LTE系统物理上行链路控制信道(PUCCH)、较大带宽的LTE系统物理上行链路共享信道(PUSCH)、和/或较大带宽的LTE系统PRACH。
示例58：根据任何其他示例所述的装置，其中，NB-PRACH在其边缘处包括保护带，并且其中NB-PRACH的保护带的大小小于较大带宽的LTE系统PRACH的保护带。
示例59：根据任何其他示例所述的装置，其中，NB-PRACH前导码包括NB-PRACH前导码序列的多次重复。
示例60：根据示例59所述的装置，其中，控制电路还被配置为将扩展码应用于NB-PRACH。
示例61：根据示例59所述的装置，其中，响应于在以第一NB-PRACH重复级别的NB-PRACH传输之后未能从eNB接收到随机接入响应(RAR)，控制电路将UE配置为以与第一NB-PRACH重复级别不同的第二NB-PRACH重复级别进行传输。
示例62：根据任何其他示例所述的装置，其中，控制电路基于重复级别或覆盖等级来选择NB-PRACH资源，NB-PRACH资源基于以下各项被分开：用于在一个或多个子帧中的传输的时分复用(TDM)、具有针对每个重复级别或覆盖等级预留的不同NB-PRACH前导码的码分复用(CDM)、或用于在一个或多个NB带宽中的传输的频分复用(FDM)。
示例63：根据任何其他示例所述的装置，其中，UE被配置为接收作为NB-PRACH配置信令的一部分的NB-LTE系统信息块(NB-LTE SIB)，并且UE被配置为响应于NB-PRACH配置信令，通过使用功率爬坡机制来进行传输，该机制基于所选择的NB-PRACH序列的重复次数调整NB-PRACH发射功率。
示例64：根据任何其他示例所述的装置，其中，与较大带宽的LTE PRACH序列的循环移位间最小距离相比，NB-PRACH序列的循环移位间最小距离(NCS)被减小。
示例65：根据示例64所述的装置，其中，循环移位间最小距离由表达式NCS≥ceil((2*R/c+DS)*(NZC/TSEQ))+gs给出；其中R、c、DS、NZC、TSEQ和gs分别是目标小区半径、光速、目标最大延迟扩展、NB-PRACH序列长度、NB-PRACH序列持续时间、以及附加的保护样本。
示例66：根据任何其他示例所述的装置，其中，控制电路被配置为基于大小小于6位的NB-PRACH配置索引和NB-PRACH配置索引的代码点来建立NB-PRACH配置，其中这些代码点指示多个NB-PRACH前导码格式中的NB-PRACH前导码格式和/或指示可用于NB-PRACH传输的时间资源。
示例67：根据示例66所述的装置，其中，可用于NB-PRACH传输的时间资源基于表达式k*f*10ms，其中k和f分别是：大于或等于1的整数值，以及下行链路(DL)与上行链路(UL)子载波间隔的比率。
示例68：一种由用户设备(UE)执行的用于接入窄带(NB)-长期演进(LTE)网络连接的方法，该装置包括：生成NB物理随机接入信道(NB-PRACH)前导码和调度请求(SR)，NB-PRACH前导码用于在NB-PRACH中的传输，并且SR用于物理上行链路(UL)信道中的传输，该物理UL信道具有的频带不同于NB-PRACH的频带，NB-PRACH具有高达约200千赫(kHz)的频率带宽以及一个或多个LTE传输时间间隔(TTI)的传输持续时间；以及通过频分复用(FDM)对NB-PRACH和SR进行复用，以在传输持续时间期间分别通过NB-PRACH和物理UL信道进行同时传输。
示例69：根据任何其他示例所述的方法，其中，NB-PRACH还包括承载与SR相关的信息的编码位。
示例70：根据任何其他示例所述的方法，其中，NB-PRACH包括循环前缀(CP)，该CP与用于传输NB物理上行链路共享信道(NB-PUSCH)和/或NB-物理上行链路控制信道(NB-PUCCH)的CP的长度不同。
示例71：根据任何其他示例所述的方法，其中，NB-PRACH前导码包括基于质数长度的一个或多个Zadoff-Chu(ZC)序列的序列。
示例72：根据任何其他示例所述的方法，还包括：随机选择一个NB-PRACH前导码签名以及调度请求(SR)传输机会，用于在一个LTE子帧内传输NB-PRACH和SR。
示例73：根据任何其他示例所述的方法，还包括：基于定义了在NB-PRACH前导码签名与调度请求(SR)传输机会之间的一对一映射的单个选择来选择NB-PRACH前导码签名和SR传输机会的组合。
示例74：根据任何其他示例所述的方法，其中，NB-PRACH频率带宽约为90kHz。
示例75：根据任何其他示例所述的方法，还包括：通过FDM进行复用，使得SR被配置为在NB-物理上行链路共享信道(NB-PUSCH)和/或NB-物理上行链路控制信道(NB-PUCCH)中同时传输。
示例76：根据任何其他示例所述的方法，其中，承载NB-PRACH的LTE子帧的子载波间隔被设置为小于15kHz的值，并且等于NB-物理上行链路控制信道(NB-PUCCH)和/或NB-物理上行链路共享信道(NB-PUSCH)的子载波间隔。
示例77：根据示例75或76所述的方法，其中，传统PUSCH的子载波间隔是NB-PRACH和NB-PUSCH中的一者或两者的子载波间隔的整数倍。
示例78：根据任何其他示例所述的方法，其中，NB-PRACH的子载波间隔不同于用于以下信道的其他上行链路(UL)传输的子载波间隔：较大带宽的LTE系统物理上行链路控制信道(PUCCH)、较大带宽的LTE系统物理上行链路共享信道(PUSCH)、和/或较大带宽的LTE系统PRACH。
示例79：根据任何其他示例所述的方法，其中，NB-PRACH在其边缘处包括保护带，并且其中NB-PRACH的保护带的大小小于较大带宽的LTE系统PRACH的保护带。
示例80：根据任何其他示例所述的方法，其中，NB-PRACH前导码包括NB-PRACH前导码序列的多次重复。
示例81：根据示例80所述的方法，还包括将扩展码应用于NB-PRACH。
示例82：根据示例80所述的方法，还包括：响应于在以第一NB-PRACH重复级别的NB-PRACH传输之后未能从eNB接收到随机接入响应(RAR)，将UE配置为以与第一NB-PRACH重复级别不同的第二NB-PRACH重复级别进行传输。
示例83：根据任何其他示例所述的方法，还包括基于重复级别或覆盖等级来选择NB-PRACH资源，NB-PRACH资源基于以下各项被分开：用于在一个或多个子帧中的传输的时分复用(TDM)、具有针对每个重复级别或覆盖等级预留的不同NB-PRACH前导码的码分复用(CDM)、或用于在一个或多个NB带宽中的传输的频分复用(FDM)。
示例84：根据任何其他示例所述的方法，其中，UE被配置为接收作为NB-PRACH配置信令的一部分的NB-LTE系统信息块(NB-LTE SIB)，并且UE被配置为响应于NB-PRACH配置信令，通过使用功率爬坡机制来进行传输，该机制基于所选择的NB-PRACH序列的重复次数调整NB-PRACH发射功率。
示例85：根据任何其他示例所述的方法，其中，与较大带宽的LTE PRACH序列的循环移位间最小距离相比，NB-PRACH序列的循环移位间最小距离(NCS)被减小。
示例86：根据示例85所述的装置，其中，循环移位间最小距离由表达式NCS≥ceil((2*R/c+DS)*(NZC/TSEQ))+gs给出；其中R、c、DS、NZC、TSEQ和gs分别是目标小区半径、光速、目标最大延迟扩展、NB-PRACH序列长度、NB-PRACH序列持续时间、以及附加的保护样本。
示例87：根据任何其他示例所述的方法，还包括：基于大小小于6位的NB-PRACH配置索引和NB-PRACH配置索引的代码点来建立NB-PRACH配置，其中这些代码点指示多个NB-PRACH前导码格式中的NB-PRACH前导码格式和/或指示可用于NB-PRACH传输的时间资源。
示例88：根据示例87所述的方法，其中，可用于NB-PRACH传输的时间资源基于表达式k*f*10ms，其中k和f分别是：大于或等于1的整数值，以及下行链路(DL)与上行链路(UL)子载波间隔的比率。
示例89：一种用于从第一用户设备(UE)接收窄带(NB)物理随机接入信道(PRACH)的演进型节点B(eNB)，该eNB包括：发射电路，被配置为发送指示针对NB-PRACH和一个或多个其他上行链路(UL)信道的可用资源的信息，可用资源包括分配给NB-PRACH的系统带宽的第一部分和分配给一个或多个其他UL信道的系统带宽的第二部分，系统带宽的第一部分约为200千赫(kHz)或以下；以及接收电路，被配置为同时从第一UE接收NB-PRACH以及从不同于第一UE的第二UE接收一个或多个UL信道。
示例90：根据任何其他示例所述的eNB，其中，一个或多个UL信道包括NB物理上行链路共享信道(PUSCH)。
示例91：根据任何其他示例所述的eNB，其中，一个或多个UL信道包括NB物理上行链路控制信道(PUCCH)。
示例92：根据任何其他示例所述的eNB，其中，系统带宽大于或等于约1.4MHz。
示例93：根据任何其他示例所述的eNB，其中，系统带宽是200千赫(kHz)或以下。
示例94：根据任何其他示例所述的eNB，其中，NB-PRACH与在另一上行链路信道中提供的调度请求消息被复用。
示例95：根据任何其他示例所述的eNB，其中，NB-PRACH具有小于180kHz的NB-PRACH带宽。
示例96：根据任何其他示例所述的eNB，其中，NB-PUCCH在系统带宽的外侧部分被接收。
示例97：根据任何其他示例所述的eNB，其中，一个或多个UL信道包括较大带宽系统的物理上行链路共享信道(PUSCH)，以支持与NB-PRACH的复用。
示例98：根据任何其他示例所述的eNB，其中，一个或多个UL信道包括较大带宽系统的物理上行链路控制信道(PUCCH)，以支持与NB-PRACH的复用。
示例99：一种装置，包括用于执行在示例24-46和68-88中的任一项中描述的或者与示例24-46和68-88中的任一项相关的方法，和/或本文所描述的任何其他方法或过程的一个或多个元素的装置。
示例100：包括指令的一个或多个非暂态(或暂态)计算机可读介质，这些指令在由电子设备的一个或多个处理器执行时使得电子设备执行在示例24-46和68-88中的任一项中描述的或者与示例24-46和68-88中的任一项相关的方法，和/或本文所描述的任何其他方法或过程的一个或多个元素。
示例101：一种装置，包括控制逻辑、发送逻辑和/或接收逻辑，用于执行在示例24-46和68-88中的任一项中描述的或者与示例24-46和68-88中的任一项相关的方法，和/或本文所描述的任何其他方法或过程的一个或多个元素。
示例102：如本文所图示和描述的在无线网络中进行通信的方法。
示例103：如本文所图示和描述的用于提供无线通信的系统。
示例104：如本文所图示和描述的用于提供无线通信的设备。
可以与本文公开的实施例一起使用的一些基础设施已经可用，例如通用计算机、移动电话、计算机编程工具和技术、数字存储介质、和通信网络。计算设备可以包括处理器，诸如微处理器、微控制器、逻辑电路等。计算设备可以包括计算机可读存储设备，诸如非易失性存储器、静态随机存取存储器(RAM)、动态RAM、只读存储器(ROM)、磁盘、磁带、磁存储器、光存储器、闪存、或另一计算机可读存储介质等。
某些实施例的各个方面可以通过使用硬件、软件、固件或其组合来实现。组件或模块可以指的是以下各项，或作为以下各项的一部分，或包括以下各项：专用集成电路(ASIC)；电子电路；处理器(共享的、专用的、或群组)；和/或执行一个或多个软件或固件程序的存储器(共享的、专用的或群组)、组合逻辑电路、和/或提供所描述的功能的其他合适的组件。本文所使用的软件模块或组件可以包括位于非暂态计算机可读存储介质之内或之上的任何类型的计算机指令或计算机可执行代码。软件模块或组件可以例如包括计算机指令的一个或多个物理或逻辑块，其可以被组织为执行一个或多个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。
在某些实施例中，特定的软件模块或组件可以包括存储在计算机可读存储介质的不同位置中的不同指令，它们一起实现模块或组件的所描述的功能。实际上，模块或组件可以包括单个指令或多个指令，并且可以分布在若干不同的代码段上、在不同的程序中、以及跨若干计算机可读存储介质。一些实施例可以在由通过通信网络链接的远程处理设备执行任务的分布式计算环境中实践。
虽然为了清楚起见已经详细描述了前述内容，但显然可以在不脱离其原理的情况下进行某些改变和修改。应注意的是，存在实现本文所描述的过程和装置的许多替代方式。相应地，本实施例应当被认为是说明性的而非限制性的，并且本发明不限于本文给出的细节，而是可以在所附权利要求的范围和等同物内进行修改。
技术人员将认识到，在不脱离本公开的基本原理的情况下，可以对上述实施例的细节做出许多改变。例如，虽然本文使用NB-LTE系统的示例描述了设计概念，但是它们也当然可以应用于其他窄带CIoT系统。因此，本发明的范围仅应由权利要求确定。

Claims (25)

1.一种用于用户设备(UE)的电子设备电路，所述UE被配置为在执行对与演进型节点B(eNB)相关联的蜂窝网络的随机接入时使用窄带(NB)带宽，所述eNB在以下部署的频带处提供所述NB带宽：使用了全球移动通信系统(GSM)频谱的再利用部署、使用了较大带宽的长期演进(LTE)系统的物理资源块(PRB)的带内部署、或使用了所述较大带宽的LTE系统的保护带的保护带部署，所述电子设备电路包括：
控制电路，被配置为生成NB物理随机接入信道(NB-PRACH)，NB-PRACH由NB-PRACH物理结构和NB-PRACH参数定义的NB-PRACH；
所述NB-PRACH物理结构包括循环前缀(CP)、保护时间(GT)、以及在所述CP和所述GT之间的NB-PRACH序列；以及
所述NB-PRACH参数被配置为对所述NB-PRACH物理结构的组件调整大小，使得所述CP的开始和所述GT的结束在时间上对应于一个或多个LTE子帧的开始和结束，其中每个LTE子帧具有一毫秒(1ms)的持续时间，且所述NB-PRACH参数被配置为维持子载波间隔处的子载波数目以将所述NB-PRACH建立为具有在所述NB带宽内的NB-PRACH带宽。
2.根据权利要求1所述的电子设备电路，还包括耦接到所述控制电路的发射电路，所述发射电路被配置为在所述频带中并在约为200kHz或以下的所述NB-PRACH带宽内发送所述NB-PRACH。
3.根据权利要求1所述的电子设备电路，其中，所述NB-PRACH还包括承载与调度请求(SR)相关的信息的编码位。
4.根据权利要求3所述的电子设备电路，其中，所述控制电路还被配置为在时间维度上生成在所述NB-PRACH序列与所述GT之间的或在所述GT之后的所述SR。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的电子设备电路，其中，所述CP的长度不同于用于传输NB物理上行链路共享信道(NB-PUSCH)和/或NB-物理上行链路控制信道(NB-PUCCH)的CP的长度。
6.根据权利要求1、2、3或4所述的电子设备电路，其中，所述NB-PRACH序列的设计基于质数长度的一个或多个Zadoff-Chu(ZC)序列。
7.根据权利要求1、2、3或4所述的电子设备电路，其中，所述控制电路还被配置为随机选择一个NB-PRACH前导码签名以及调度请求(SR)传输机会，用于在一个LTE子帧内传输所述NB-PRACH和SR。
8.根据权利要求1、2、3或4所述的电子设备电路，其中，所述控制电路还被配置为基于定义了在NB-PRACH前导码签名与调度请求(SR)传输机会之间的一对一映射的单个选择来选择所述NB-PRACH前导码签名和所述SR传输机会的组合。
9.根据权利要求1、2、3或4所述的电子设备电路，其中，所述NB-PRACH带宽约为90kHz。
10.根据权利要求1所述的电子设备电路，其中，所述NB-PRACH包括调度请求(SR)，并且所述控制电路被配置为通过频分复用(FDM)对所述NB-PRACH与所述SR进行复用，使得所述SR被配置为在NB-物理上行链路共享信道(NB-PUSCH)和/或NB-物理上行链路控制信道(NB-PUCCH)中同时传输。
11.根据权利要求1所述的电子设备电路，其中，承载所述NB-PRACH的所述LTE子帧的所述子载波间隔被设置为小于15kHz的值，并且等于NB-物理上行链路控制信道(NB-PUCCH)和/或NB-物理上行链路共享信道(NB-PUSCH)的子载波间隔。
12.根据权利要求10或11所述的电子设备电路，其中，传统PUSCH的子载波间隔是所述NB-PRACH和所述NB-PUSCH中的一者或两者的子载波间隔的整数倍。
13.根据权利要求1、2、3或4所述的电子设备电路，其中，所述NB-PRACH的所述子载波间隔不同于用于以下信道的其他上行链路(UL)传输的子载波间隔：较大带宽的LTE系统物理上行链路控制信道(PUCCH)、较大带宽的LTE系统物理上行链路共享信道(PUSCH)、和/或较大带宽的LTE系统PRACH。
14.根据权利要求1、2、3或4所述的电子设备电路，其中，所述NB-PRACH在其边缘处包括保护带，并且其中所述NB-PRACH的保护带的大小小于较大带宽的LTE系统PRACH的保护带。
15.根据权利要求1所述的电子设备电路，其中，所述NB-PRACH序列包括NB-PRACH前导码序列的多次重复。
16.根据权利要求15所述的电子设备电路，其中，所述控制电路还被配置为将覆盖码应用于所述NB-PRACH。
17.根据权利要求15所述的电子设备电路，其中，响应于在以第一NB-PRACH重复级别的NB-PRACH传输之后未能从所述eNB接收到随机接入响应(RAR)，所述控制电路将所述UE配置为以与所述第一NB-PRACH重复级别不同的第二NB-PRACH重复级别进行传输。
18.根据权利要求1、2、3或4所述的电子设备电路，其中，所述控制电路基于重复级别或覆盖等级来选择NB-PRACH资源，所述NB-PRACH资源基于以下各项被分开：用于在一个或多个子帧中的传输的时分复用(TDM)、具有针对每个重复级别或覆盖等级预留的不同NB-PRACH前导码的码分复用(CDM)、或用于在一个或多个NB带宽中的传输的频分复用(FDM)。
19.根据权利要求1、2、3或4所述的电子设备电路，其中，所述UE被配置为接收作为NB-PRACH配置信令的一部分的NB-LTE系统信息块(NB-LTE SIB)，并且所述UE响应于所述NB-PRACH配置信令而被配置为通过使用功率爬坡机制来进行传输，该机制基于所选择的NB-PRACH序列的重复次数调整NB-PRACH发射功率。
20.根据权利要求1所述的电子设备电路，其中，与较大带宽的LTEPRACH序列的循环移位间最小距离相比，所述NB-PRACH序列的循环移位间最小距离(NCS)被减小。
21.根据权利要求20所述的电子设备电路，其中，所述循环移位间最小距离由表达式NCS≥ceil((2*R/c+DS)*(NZC/TSEQ))+gs给出；
其中R、c、DS、NZC、TSEQ和gs分别是目标小区半径、光速、目标最大延迟扩展、NB-PRACH序列长度、NB-PRACH序列持续时间、以及附加的保护样本。
22.根据权利要求1所述的电子设备电路，其中，所述控制电路被配置为基于大小小于6位的NB-PRACH配置索引和所述NB-PRACH配置索引的代码点来建立NB-PRACH配置，其中这些代码点指示多个NB-PRACH前导码格式中的NB-PRACH前导码格式和/或指示可用于NB-PRACH传输的时间资源。
23.根据权利要求22所述的电子设备电路，其中，所述可用于NB-PRACH传输的时间资源基于表达式k*f*10ms，其中k和f分别是：大于或等于1的整数值，以及下行链路(DL)与上行链路(UL)子载波间隔的比率。
24.一种用于接入窄带(NB)长期演进(LTE)网络连接的用户设备(UE)的装置，所述装置包括：
控制电路，被配置为生成NB物理随机接入信道(NB-PRACH)前导码和调度请求(SR)，所述NB-PRACH前导码用于在NB-PRACH中的传输，并且所述SR用于物理上行链路(UL)信道中的传输，所述物理UL信道具有的频带不同于所述NB-PRACH的频带，所述NB-PRACH具有高达约200千赫(kHz)的频率带宽以及一个或多个LTE传输时间间隔(TTI)的传输持续时间；以及
所述控制电路还被配置为通过频分复用(FDM)对所述NB-PRACH和SR进行复用，以在所述传输持续时间期间分别通过所述NB-PRACH和所述物理UL信道进行同时传输。
25.一种用于从第一用户设备(UE)接收窄带(NB)物理随机接入信道(PRACH)的演进型节点B(eNB)，所述eNB包括：
发射电路，被配置为发送指示针对NB-PRACH和一个或多个其他上行链路(UL)信道的可用资源的信息，所述可用资源包括分配给所述NB-PRACH的系统带宽的第一部分和分配给所述一个或多个其他UL信道的系统带宽的第二部分，所述系统带宽的第一部分约为200千赫(kHz)或以下；以及
接收电路，被配置为同时从所述第一UE接收所述NB-PRACH以及从不同于所述第一UE的第二UE接收所述一个或多个UL信道。
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