CN108141891A - 用于用户设备(ue)覆盖增强等级定义、选择以及分配的设备、系统以及方法 - Google Patents

Abstract

系统、设备、方法、计算机程序产品等提供用于更新用户终端/设备(UE)的CE(覆盖增强)等级。UE可以为NB‑IoT(窄带物联网)装置、MTC(机器类型通信)装置或支持CE的任意其它装置。本发明的实施方式实现随机接入资源的UE选择/重选和/或CE配置的基站定义、资源在CE等级之间的分配和/或重分配。

Description

用于用户设备(UE)覆盖增强等级定义、选择以及分配的设备、 系统以及方法

在35U.S.C.§119下的益处的要求

该非临时专利申请要求2015年10月2日提交的标题为“APPARATUS,SYSTEMS ANDMETHODS FOR USER EQUIPMENT(UE)COVERAGE ENHANCEMENT LEVEL SELECTION ANDALLOCATION”的美国临时专利申请第62/236623号的优先权，该申请被指派给其受让人并且此处以引证的方式将上述申请明确并入。

技术领域

通常，本发明的实施方式涉及移动网络，并且更具体地提供用于通过实现随机接入资源的用户设备(UE)选择/重选和/或资源在CE等级之间的基站(eNodeB或eNB)分配和/或重分配进行的覆盖增强(CE)等级更新。

背景技术

3GPP(第三代合作伙伴项目)具有开发用于机器类型通信的物联网(IoT)的新标准的两个单独轨迹(track)，在机器类型通信中，日常物品设置有网络连接。第一轨迹是被称为MTC(机器类型通信)的LTE(长期演进)轨迹，并且第二轨迹是被称为NB IOT(窄带物联网)(以前被称为IoT(物联网))的GERAN(GSM(全球移动通信系统)/EDGE(全局演进的增强数据速率)无线电接入网)轨迹。两个轨迹的版本满足对范围扩大和/或增强覆盖的需要。3GPP计划凭借重复发送来实现增强覆盖(在3GPP内被称为覆盖增强(CE))，并且计划支持各种CE等级(例如，15dB增强被分成6个级)。这种CE在UE超过正常蜂窝边界的情形(诸如在位于建筑物的地下基底中时)下是必要的。

CE的当前方法在处于连接模式的同时提供用于基站(即，eNB)和UE(即，移动终端)决定CE等级。具体地，当UE进入空闲模式时，基站/eNB通知移动管理实体(MME)在连接模式期间使用哪一个CE等级。由此，当前方法假定由MME存储的CE等级将是寻呼期间(即，在UE处于空闲模式时)的CE等级。然而，当前方法没有记载关于在空闲模式期间可以如何更新在MME中存储的CE等级。CE等级在空闲模式期间的这种更新对保证成功寻呼MTC/NB IoT装置是必要的，并且在MTC/NB IoT装置具有更佳无线电条件的情况下，蜂窝网络受益于能够节省寻呼资源(即，可以不再要求CE，或者可以使用更低CE等级)。

通常，当UE处于空闲模式时，UE定期侦听来自与其逻辑连接的基站的小区广播信号。这些广播信号可以提供诸如小区或eNB识别的信息。还要求UE侦听特定寻呼信息，诸如到特定UE的进入下行链路流量。然而，在上行链路流量发起的情况下，UE必须主动通知基站关于其传送数据的意图。该过程被称为随机接入。

随机接入过程或机制是UE寻呼eNB以发起上行链路数据传送的机制。在随机接入过程内，UE向eNB发送特定随机接入消息(或前导码)。用于允许从UE发送的随机接入消息的定时通常由eNB广播系统信息来确定。

当UE处于空闲模式时，UE根据从基站接收的广播信号进行测量。这些测量通常在寻呼场合期间进行。这种场合在UE必须侦听潜在网络发起的流量时发生。基于测量，UE选择合适CE等级以用于潜在UE发起的连接设置。因此，在UE发起随机接入机制时，UE已经选择它认为合适的CE等级。

然而，在一些情况下，eNB不接收或eNB不可辨别随机接入消息。由此，需要改进随机接入机制。

发明内容

下文提出了一个或更多个实施方式的简化概述以提供这种实施方式的基本理解。该概述不是所有所包含实施方式的广泛概述，而是旨在既不识别所有实施方式的关键或重要元素，也不旨在勾画任意或所有实施方式的范围。概述的唯一目的是以简化形式提出一个或更多个实施方式的一些概念，作为稍后提出的更详细描述的序言。

本发明的实施方式通过提供用于空闲模式CE(覆盖增强)等级更新的设备、系统、计算机程序产品、方法等来满足上述需要和/或实现其它优点。

本发明的实施方式致力于一种用于选择均被分配给多个覆盖增强(CE)等级中的一个的一个或更多个随机接入资源的方法，该方法包括以下步骤：由用户设备(UE)使用随机接入资源中的至少一些第一资源发送第一随机接入消息；由UE确定UE尚未接收到对随机接入消息的响应；响应于确定UE尚未接收到对随机接入消息的响应，选择随机接入资源中的至少一些第二资源；以及由UE使用至少所选第二资源发送第二随机接入消息。

在一些实施方式中，第一资源与第一CE等级关联，并且第二资源与第二CE等级关联。在一些这种实施方式中，第二CE等级与比第一CE等级更高的CE等级对应。在其它这种实施方式中，第一CE等级和第二CE等级为同一CE等级，并且所选第二资源在发送第一随机接入消息之后被分配给与第一资源相同的CE等级。

在其它这种实施方式中，该方法还包括以下步骤：在选择随机接入资源中的至少一些第二资源之前，由UE侦听来自基站的已更新系统信息，其中，已更新系统信息指示基站已经向第一CE等级分配至少一些另外资源；以及接收已更新系统信息。在一些这种实施方式中，该方法还包括以下步骤：响应于接收到已更新系统信息，选择至少一些另外资源作为第二资源。

在一些实施方式中，发送第一随机接入消息包括：在包括时间和/或频率资源的第一预定义资源内以第一重复数量发送多个第一消息发送；并且发送第二随机接入消息包括：在包括时间和/或频率资源的第二预定义资源内以第二重复数量发送多个第二消息发送，其中，第一预定义资源和第二预定义资源是相同资源或不同资源。在一些这种实施方式中，第一资源与第一CE等级关联，并且第二资源与第二CE等级关联；并且第一重复数量低于第二重复数量。

在一些实施方式中，该方法还包括以下步骤：在发送第一随机接入消息之前，至少部分地基于来自基站的广播导频信号的信号强度测量或信号质量测量确定初始CE等级。在一些这种实施方式中，该方法还包括：基于所确定的初始CE等级，选择向初始CE等级分配的至少一个资源。

根据本发明的实施方式，一种用于向多个覆盖增强(CE)等级中的一个分配一个或更多个随机接入资源中的至少一个资源的方法包括以下步骤：由基站确定用户设备(UE)与基站通信可能有困难；由基站确定UE尝试用来发送随机接入消息的第一资源；由基站确定第一资源被分配到的CE等级；以及由基站向所确定的CE等级或比所确定的CE等级更高的CE等级分配至少一个另外资源。

在一些实施方式中，确定UE与基站通信可能有困难包括：确定由于太多UE同时发送引起的噪声等级。

在一些实施方式中，确定UE与基站通信可能有困难包括：确定由UE选择的CE等级对于由基站成功接收随机接入消息来说太低。在一些这种实施方式中，该方法还包括：由基站向比由UE选择的CE等级更高的CE等级分配至少一个另外资源；以及由基站发送包括已更新系统信息的广播信号，该已更新系统信息指示至少一个另外资源到更高CE等级的分配。

根据本发明的实施方式，一种用于选择均被分配给多个覆盖增强(CE)等级中的一个的一个或更多个随机接入资源的用户设备(UE)设备包括：计算平台，该计算平台包括存储器和与存储器通信的处理器；和随机接入机制应用，该随机接入机制应用被存储在存储器中，可由处理器执行，并且被配置为：使用随机接入资源中的至少一些第一资源发送第一随机接入消息；确定UE尚未接收到对随机接入消息的响应；响应于确定UE尚未接收到对随机接入消息的响应，选择随机接入资源中的至少一些第二资源；并且使用至少所选第二资源发送第二随机接入消息。

在一些实施方式中，第一资源与第一CE等级关联，并且第二资源与第二CE等级关联。在一些这种实施方式中，第二CE等级与比第一CE等级更高的CE等级对应。

根据本发明的实施方式，一种用于向多个覆盖增强(CE)等级中的一个分配一个或更多个随机接入资源中的至少一个资源的基站设备，该基站设备包括：存储器；与存储器通信的处理器；以及随机接入机制应用，该随机接入机制应用存储在存储器中，可由处理器执行并且被配置为：确定用户设备(UE)与基站通信可能有困难；确定UE尝试用来发送随机接入消息的第一资源；确定第一资源被分配到的CE等级；以及向所确定的CE等级或比所确定的CE等级更高的CE等级分配至少一个另外资源。

在一些实施方式中，确定UE与基站通信可能有困难包括：确定由于太多UE同时发送而引起的噪声等级。

在一些实施方式中，确定UE与基站通信可能有困难包括：确定由UE选择的CE等级对于由基站成功接收随机接入消息来说太低。在一些这种实施方式中，存储在存储器中并可由处理器执行的随机接入机制应用还被配置为：向比由UE选择的CE等级更高的CE等级分配至少一个另外资源；并且发送包括已更新系统信息的广播信号，该已更新系统信息指示至少一个另外资源到更高CE等级的分配。

根据本发明的实施方式，一种用于从多个覆盖增强(CE)等级选择CE等级的方法包括以下步骤：由用户设备(UE)从多个覆盖增强(CE)等级确定与UE匹配的匹配CE等级；由UE确定匹配CE等级在CE配置中未定义或匹配CE等级没有可用的已分配物理随机接入信道(PRACH)资源；由UE从多个CE等级确定新CE等级，其中，新CE等级是来自多个CE等级的下一个最高可用CE等级；以及由UE使用所确定的新CE等级发送。

在一些实施方式中，该方法包括以下步骤：由UE确定匹配CE等级在CE配置中未定义。在一些这种实施方式中，该方法还包括以下步骤：从基站接收CE配置，其中，CE配置指示多个CE等级中的一些CE等级和与一些CE等级中的每一个对应的随机接入资源分配(时间/频率)；并且确定在CE配置中未定义匹配CE等级基于所接收的CE配置。

在一些实施方式中，确定匹配CE等级包括：执行测量；以及将所执行的测量与来自多个CE等级的CE等级中的一个进行匹配，得到匹配CE等级。在一些这种实施方式中，执行测量包括执行参考信号接收功率(RSRP)测量。

在一些实施方式中，该方法包括以下步骤：由UE确定匹配CE等级没有可用的已分配PRACH资源。

根据本发明的实施方式，一种用于从多个覆盖增强(CE)等级选择CE等级的用户设备(UE)设备包括：计算平台，该计算平台包括存储器和与存储器通信的处理器；和随机接入机制应用，该随机接入机制应用存储在存储器中，可由处理器执行并且被配置为：从多个覆盖增强(CE)等级确定与UE匹配的匹配CE等级；确定在CE配置中未定义匹配CE等级或匹配CE等级没有可用的已分配物理随机接入信道(PRACH)资源；从多个CE等级确定新CE等级，其中，新CE等级是来自多个CE等级的下一个最高可用CE等级；并且使用所确定的新CE等级发送。

在一些实施方式中，随机接入机制应用被存储在存储器中，可由处理器执行并且被配置为确定在CE配置中未定义匹配CE等级。在一些这种实施方式中，存储在存储器中的可由处理器执行的随机接入机制应用还被配置为：从基站接收CE配置，其中，CE配置指示多个CE等级中的一些CE等级和与一些CE等级中的每一个对应的随机接入资源分配(时间/频率)；并且基于所接收的CE配置确定在CE配置中未定义匹配CE等级。

在一些实施方式中，确定匹配CE等级包括：执行测量；以及将所执行的测量与来自多个CE等级的CE等级中的一个进行匹配，得到匹配CE等级。在一些这种实施方式中，执行测量包括执行参考信号接收功率(RSRP)测量。

在一些实施方式中，随机接入机制应用被存储在存储器中，可由处理器执行并且被配置为确定匹配CE等级没有可用的已分配PRACH资源。根据本发明的实施方式，一种用于向多个覆盖增强(CE)等级分配物理随机接入信道(PRACH)资源的方法包括以下步骤：由基站确定向多个CE等级中的第一CE等级分配的PRACH资源的使用大于可接受阈值；作为响应，由基站确定应向多个CE等级中的第一CE等级分配另外PRACH资源；以及由基站向第一CE等级分配另外PRACH资源。在一些这种实施方式中，确定资源的使用大于可接受阈值包括：从与基站通信的多个UE接收多个测量结果；将多个UE中的每一个分类到多个CE等级中的一个中；以及基于分类确定向多个CE等级中的第一CE等级分配的PRACH资源的使用大于可接受阈值。

在一些实施方式中，该方法还包括以下步骤：由基站执行来自与基站通信的多个UE的多个测量结果的调整。在一些这种实施方式中，执行调整包括：对多个测量结果进行过滤；以及去除多个测量结果的至少一部分。

根据本发明的实施方式，一种用于向多个覆盖增强(CE)等级分配物理随机接入信道(PRACH)资源的基站设备，该设备包括：计算平台，该计算平台包括存储器和与存储器通信的处理器；和随机接入机制应用，该随机接入机制应用被存储在存储器中，可由处理器执行并且被配置为：确定向多个CE等级中的第一CE等级分配的PRACH资源的使用大于可接受阈值；作为响应，确定应向多个CE等级中的第一CE等级分配另外PRACH资源；并且向第一CE等级分配另外PRACH资源。

在一些实施方式中，确定资源的使用大于可接受阈值包括：从与基站通信的多个UE接收多个测量结果；将多个UE中的每一个分类到多个CE等级中的一个中；以及基于分类确定向多个CE等级中的第一CE等级分配的PRACH资源的使用大于可接受阈值。

在一些实施方式中，存储在存储器中的可由处理器执行的随机接入机制应用还被配置为执行来自与基站通信的多个UE的多个测量结果的调整。在一些这种实施方式中，执行调整包括：对多个测量结果进行过滤；以及去除多个测量结果的至少一部分。

附图说明

由此，已经概括地描述了本发明的实施方式，现在将对附图进行参照，附图中：

图1是用于不同CE等级的RACH资源的图；

图2是根据本发明的实施方式的用于更新UE的覆盖增强(CE)等级的系统的图；

图3是根据本发明的实施方式的用于更新UE的覆盖增强(CE)等级的系统的框图；

图4是根据本发明的实施方式的用于更新UE的CE等级的方法的流程图；

图5是根据本发明的实施方式的用于更新UE的CE等级的另一个方法的流程图；

图6是PRACH资源分配的图；

图7是根据本发明的实施方式的PRACH资源分配的图；

图8是例示了根据本发明的实施方式的灵活CE等级配置的图；

图9是根据本发明的实施方式的用于从多个覆盖增强(CE)等级选择CE等级的方法的流程图；以及

图10是根据本发明的实施方式的用于向多个覆盖增强(CE)等级分配物理随机接入信道(PRACH)资源的方法的流程图。

具体实施方式

现在可以在下文中参照附图更充分地描述本发明的实施方式，其中，示出了本发明的一些但并非所有实施方式。实际上，本发明可以以许多不同形式来具体实现，并且不应被解释为限于这里所阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式，使得本公开可以满足适用法律要求。同样的附图标记自始至终提及同样的元件。

装置可以被称为节点或用户设备(UE)。为了发送或接收数据的目的，装置可以连接到无线局域网(“WLAN”)或移动通信网络(包括3GPP LTE版本的演进和第5代(“5G”)LTE版本)。这里所描述的任意网络可以具有一个或更多个基站(“BS/eNB”)和/或接入点(“AP”)。

如图1例示，在具有EC的MTC的情况下，存在取决于CE等级的不同随机接入资源分配(即，PRACH或物理RACH资源)。在空闲模式期间且在随机接入处理之前，在eNB与UE之间没有专用信令，而是唯一信令是广播信令。在一些实施方式中，UE独自确定合适初始CE等级。在一些实施方式中，初始CE等级估计可以基于来自eNB的广播信令强度和/或质量。

显著地，UE不通知网络它何时改变小区内的扩大覆盖等级或它在处于扩大覆盖的同时何时改变到另一个小区(除非它改变跟踪区域)。因此，独立UE可能在eNB没有选择/重选的知识或控制的情况下在任意时间选择和/或重选其CE等级。

如这里详细讨论的，本发明的各种实施方式提供用于通过实现随机接入资源的用户设备(UE)选择/重选和/或资源在CE等级之间的基站(eNodeB或eNB)分配和/或重分配进行的覆盖增强(CE)等级更新的机制(即，处理)。UE可以为NB IoT(NB物联网)装置、MTC(机器类型通信)装置或其它类似装置。

参照图2，呈现了根据本发明的实施方式的用于更新UE中的CE等级的系统100的框图。该系统包括UE 300和基站/eNodeB 200。UE 300可以为NB IoT装置、MTC装置或能够支持CE的任意其它装置。UE 300包括计算平台302，该计算平台具有存储器304和与存储器304通信的处理器306。存储器304存储随机接入机制模块或应用308，该随机接入机制或应用被配置为根据本发明的实施方式进行随机接入机制和/或选择/重选用于UE的CE等级。

随机接入机制模块308被配置为使得处理器306执行以下参照图4讨论的一个或或更多个步骤和/或这里所讨论的一个或更多个其它步骤和/或其它步骤。具体地，模块308被配置为使得处理器306选择/重选均被分配给多个CE等级中的一个的一个或更多个随机接入资源。

在本发明的特定具体实施方式中，更新CE等级改变的网络的需要要求CE等级改变为显著改变。在本发明的这种实施方式中，显著改变可以指示UE设备102移入或移出覆盖增强(CE)模式。移出CE模式意味着UE设备可以在不需要重复的情况下返回到正常寻呼(即，对降低CE等级的可能需要)，并且移入CE模式中意味着网络需要使用CE重复，以便成功寻呼UE设备(即，对提高CE等级的可能需要)。

在本发明的特定具体实施方式中，CE等级估计模块110被配置为在允许网络时间调节CE等级的下一个预期寻呼窗(如果需要)之前但结合该寻呼窗执行CE等级估计处理(即，评价、确定以及更新)。

基站/eNB/eNodeB 200包括计算平台202，该计算平台具有存储器204和与存储器204通信的处理器206。存储器204可以包括随机接入机制模块或应用208。

随机接入机制模块208被配置为使得处理器206执行以下参照图5讨论的一个或或更多个步骤和/或这里所讨论的一个或更多个其它步骤和/或其它步骤。具体地，如这里所讨论的，模块208被配置为使得处理器206向CE等级214分配/重分配资源212。

参照图4，呈现用于选择均被分配给多个CE等级中的一个的一个或更多个随机接入资源的方法400的流程图。该方法400包括以下步骤：如由框402表示的，由UE使用至少一些第一资源发送第一随机接入消息(前导码)。在一些实施方式中，UE从资源池选择已定义资源，诸如向特定CE等级分配的那些可用资源。

如由框404表示的下一步骤是由UE确定UE尚未接收到对随机接入消息的响应。

如由框406表示的下一步骤是响应于确定UE尚未接收到对随机接入消息的响应，选择至少一些第二资源。第二资源被选择为提高随机接入机制成功的机会。在一些情况下，这可以通过以下方式来进行：侦听广播信令，以确定是否已经向UE的当前CE等级分配另外资源，如果是，那么使用一些或全部另外资源。另选地，在一些情况下，这可以通过选择向比UE的当前CE等级更高的CE等级分配的资源来进行。

如由框408表示的最后步骤是由UE使用至少所选资源发送第二随机接入消息。如以上所注释的，在一些实施方式中，所选资源可以具有比第一资源的CE等级更高的CE等级，或者所选资源可以处于第一资源的同一CE等级，但它们可以如由UE所接收的广播信令那样由基站新近分配。

在一些实施方式中，第一资源与第一CE等级关联，并且第二资源与第二CE等级关联。通常，第二CE等级是比第一CE等级更高的等级，使得发送时的第二尝试有效。如以上所注释的，第一资源通常从属于(或被分配给)第一CE等级的资源池来选择，并且第二资源从属于(或被分配给)第二CE等级的资源池来选择。

在一些实施方式中，第一CE等级和第二CE等级是同一CE等级。在这种情况下，所选第二资源在发送第一随机接入消息之后由基站分配给与第一资源相同的CE等级。在一些实施方式中，当UE在发送第一随机接入消息之后未从基站接收到响应时，UE侦听广播信令，以确定是否已由基站向UE的当前CE等级分配另外资源。如果是，则UE可以在随后随机接入消息中使用那些资源中的一些。

在一些实施方式中，发送第一随机接入消息包括在预定义资源(诸如时间、子载波/频率等)内发送多个第一消息发送。发送第二随机接入消息也可以包括在第二预定义资源内发送多个第二消息发送。在一些情况下，第一预定义资源与第二预定义资源相同，并且在一些情况下，它们不同和/或交叠。

在各种实施方式中，关于第一随机接入消息发送的重复数量与关于第二随机接入消息发送的重复数量相同，并且在一些情况下其相同。在CE等级改变的情况下，重复数量可以改变。例如，如果提高CE等级，那么重复数量可以从第一随机接入消息到第二随机接入消息提高。

参照图5，呈现了用于向多个CE等级中的一个分配一个或更多个随机接入资源中的至少一个资源的方法500的流程图。在一些实施方式中，基站检测特定资源中的噪声或干扰等级，从而确定向特定CE等级分配的资源是太高还是太低。基站然后因此可以调整所分配的资源。

由框502表示的第一步骤是由基站确定UE与基站通信可能有困难。例如，基站可能经历高噪声等级。高噪声等级可能由于太多UE尝试与基站通信而引起。不能解码特定UE随机接入消息还可能由于不合适UE CE等级选择引起。具体地，如果SNR(来自特定UE的信号强度除以来自所有UE信号的噪声等级)太低，则eNB无法解码。如果UE CE等级太低，例如如果来自一个UE的重复的所接收聚合信号强度太低或如果噪声等级太高(即，太多UE同时尝试)，则SNR可能太低。在一些情形下可以组合这些场景来引起来自特定UE发送的太低SNR。

由框504表示的下一步骤是确定UE尝试用来发送随机接入消息(前导码)的第一资源。由框506表示的下一步骤是确定第一资源被分配到的CE等级。最后，如由框508表示的，最后步骤是由基站向所确定的CE等级或比所确定的CE等级更高的CE等级分配至少一些另外资源。

在各种实施方式中，将由基站检测的噪声或干扰等级与预定阈值进行比较，并且如果噪声等级超过阈值，则基站可以向经历噪声的特定CE等级分配另外资源。相反，如果特定CE等级的所检测噪声等级在特定阈值以下，则基站可以根据需要(即，基于它们的相应噪声等级)向一个或更多个其它CE等级分配当前处于特定CE等级的资源。噪声或干扰等级可能由于太多UE尝试在特定CE等级中通信而引起，但通常地，基站无法确定多少UE在尝试通信。而是，基站可以确定噪声或干扰等级较高，并且推断许多UE尝试在特定CE等级中通信。基站可以基于所识别的噪声/干扰推进分配/重分配，然后发送指示资源的新分配/重分配的广播信令，使得UE可以利用分配改变。

自适应CE等级启动和/或PRACH资源分配

在LTE的版本13中，约定四个物理随机接入信道(PRACH)CE等级将如在图6的CE等级图600所示的那样用作CE等级0、1、2以及3。如以上所讨论的，为了实现时间分集并增加总聚合发送信号能量，覆盖增强可以包括在通过网络进行的发送中进行重复。由此，更高CE等级(即，1对0)与在eNB与UE(例如，eMTC装置)之间的发送中具有更高重复数量的操作对应。这确保UE装置能够在处于CE模式(该模式例如可以在非常低信噪比场景的情况下进入)的同时与eNB通信。

在UE发起发送时，它开始包括在PRACH资源分配时隙期间发生的RACH发送的随机接入过程。在一些情况下，eNB广播CE等级(在LTE版本13中指示的四个等级)的PRACH资源分配信息，作为由UE接收的广播系统信息消息的一部分。eNB还可以广播与CE等级对应的随机接入前导码配置的列表。然后，UE在一些情况下可以测量所接收信号强度(例如，使用参考信号接收功率(RSRP)测量)。基于测量，UE在一些情况下确定其合适CE等级。当UE打算发送数据时，它首先在用于对应CE等级的所分配PRACH资源中发送PRACH前导码消息。

实际上来说，多个UE不均匀地分配在不同CE等级的每一个中。由此，情况可以是这样：没有或少量UE使用特定CE等级。在一些情况下，CE等级中的UE的数量可能变得非常高，因此，网络需要用于以智能方式重分配PRACH资源的解决方案。本发明的实施方式提供用于基于每个CE等级中的装置数量进行的多个CE等级上的PRACH资源的这种重分配，从而提高网络使用和效率。

返回参照图6，其例示了版本13配置，eNB分配用于所有CE等级和遗留UE的PRACH资源分配。本发明的实施方式提供：eNB可以发现它不需要分配所有CE等级；而是，它可以保持用于更高CE等级的另外资源，以确保处于极限条件(例如，非常低SNR)的那些UE仍然可以与eNB通信。另选地或组合地，在一些实施方式中，eNB可以认为一个或更多个CE等级是满的或被占用超过阈值，并且作为响应，向该CE等级重分配资源。

参照图7，图700例示了本发明的实施方式的实现。在该示例中，本发明的实施方式可以包括eNB，该eNB保持将另外分配给第一CE等级的一些资源，然后可以向第二CE等级分配那些所保持的资源。该分配可以基于触发或因子的数量。如示例中所示，已经另外分配给CE等级1的资源作为代替被分配给CE等级0。由此，CE等级0分配有另外会分配给其的资源的数量的两倍。当以除了标准之外的配置分配资源和/或当由eNB重分配资源时，eNB可以在系统信息消息内向所有UE广播已更新配置。

在一些实施方式中，UE例如可以通过使用诸如RSRP测量的信号强度测量来确定其CE等级。如果UE尝试使用CE发送，则UE可以基于从eNB发送的信息确定其适当CE等级不被支持和/或未分配有任何资源。如果没有资源被分配给UE的CE等级，那么UE可以将其CE等级改变为不同CE等级。例如，UE可以将其CE等级改变为资源可用(如基于来自eNB的信息)的下一个最高等级。

在一些实施方式中，eNB可以检查每个CE等级的状态/条件(例如，检查在各独立CE等级上操作的UE的数量)。这可以通过监测并分类从所有UE报告的RSRP测量结果来进行。例如，eNB可以从与eNB通信的UE接收多个RSRP测量结果。eNB基于所接收的测量结果确定多少UE正在使用各个CE等级。基于该信息，eNB可以在各种CE等级中智能/动态地分配或重分配资源，以适应UE在CE等级间的分配。例如，如果存在使用CE等级4的非常高数量的UE，那么eNB可以向CE等级4智能分配或重分配另外资源。另选地，eNB可以创建新级别，该新级别可能在之前未用的带宽中，以下参照图8进一步详细地讨论这一点。

在一些这种实施方式中，eNB可以在分配或重分配资源之前执行所接收测量数据的过滤或后处理。这种处理可以包括应用指示用于特定CE等级的UE使用的特定阈值水平的规则。例如，CE等级2可以限于被给予具体数量资源的十(10)个UE。如果CE等级2具有十二(12)个UE，那么eNB可能需要向CE等级2分配另外资源。

NB-IoT覆盖增强级别分配示例

在一些实施方式中，如以上所讨论的，eNB的动态分配可以基于每个CE等级中的UE的数量。在一些情况下，可以使用一个或更多个函数或算法来使UE的数量和被分配给各种CE等级的资源的大小相关。例如，在一个配置中，可以使用线函数。

窄带物联网(NB-IoT)处于在3GPP下被标准化的处理下。在蜂窝IoT研究项目阶段期间已经定义从144dB到164dB最大耦合损耗(MCL)切下的三个覆盖级别，即，基本覆盖级别(144dB MCL)、鲁棒覆盖(154dB MCL)以及极端覆盖(164dB MCL)。由此，NB-IoT具有比多达15dB的eMTC覆盖增强更宽的多达20dB的覆盖增强带宽。将20dB CE带宽仅分成三(3)级别可能导致PRACH资源和随后发送的过度使用(即，要求更多重复)。

为了更高效地使用PRACH资源，可以以更细粒度定义NB-IoT覆盖级别。现在参照图8，图800例示了具有用于NB-IoT的更细粒度的所提出CE等级。Alt 1例示了所提出的三个级别(分别在144dB、154dB以及164dB MCL处)的布置。Alt 2例示了另选布置，在该布置中，留下没有级别的更高带宽，并且三个级别分别布置在144dB、149dB以及154dB MCL处。该另选方案例如可以用于eNB知道或有理由相信小区内没有UE在极端覆盖模式下操作的情形。Alt3例示了另选布置，在该布置中，第一、第二、第三以及第五CE带宽被指派有级别，但第四带宽未被指派级别。当然，存在三个、四个或所有五个CE带宽被指派有如由Alt N表示的级别的各种其它另选方案。

本发明的实施方式提供：eNB具有用于提供NB-IoT带宽内的灵活覆盖等级定义/指派的控制。由此，在一些实施方式中，定义多于三(3)个覆盖级别，并且eNB具有配置为使用那些所定义覆盖级别的全部或仅部分的灵活性。这种类型的灵活分配可以动态发生。例如，eNB可以检测它是否需要更新其有效覆盖级别(例如，通过检测大量前导码发送发生在特定覆盖级别中)。为了更新在最新有效覆盖级别上的UE，eNB可以(使用SIB信息)向UE广播更新。

在其它实施方式中，从eNB到UE的SIB信息包含有效覆盖级别和PRACH资源分配信息。在这些情况下，UE可以确定覆盖级别(例如，基于RSRP测量由eMTC使用的相同过程)。

在各种实施方式中且返回参照图8，如果eNB选择Alt 3，并且UE确定它应使用159dB MCL覆盖级别，那么UE必须选择另一个级别。例如，UE可以选择下一个最高可用级别(164dB MCL)。

现在参照图9，流程图例示了根据本发明的实施方式的用于从多个CE等级选择覆盖增强(CE)等级的方法900。如由框902表示的第一步骤是由UE确定用于UE的匹配CE等级。匹配CE等级可以基于由UE采取的测量(诸如RSRP测量)从以上所讨论的多个CE等级来选择。如由框904表示的下一步骤是使UE确定在CE配置中未定义匹配CE等级。在一些情况下，CE配置由基站提供给UE。另选地，如由框906表示的，UE确定匹配CE等级没有可用的已分配PRACH资源。这可以基于从基站发送的信息来确定。接着，如由框908表示的，UE从多个CE等级确定新CE等级。新CE等级为具有可用资源的下一个最高已定义级别。这可以通过使用从基站接收的CE配置和/或从基站接收的其它信息来进行。例如，UE可以基于UE的RSRP测量结果来与154dB MCL匹配，但该等级不由从基站接收的CE配置来定义。在这种情况下，UE然后可以选择在例如可以为159dB MCL等级的下一个最高CE等级处发送。最后，如由框910表示的，一旦UE已经选择具有可用资源的已定义CE等级，则UE可以使用所确定的新CE等级发送。

现在参照图10，流程图例示了根据本发明的实施方式的用于向多个覆盖增强(CE)等级分配物理随机接入信道(PRACH)资源的方法。如由框1002表示的第一步骤是使基站确定向(多个CE等级中的)第一CE等级分配的PRACH资源的使用大于可接受阈值。可接受阈值可以被预先建立并存储在存储器中，或者可以为动态的且例如基于已定义CE等级的数量改变。如由框1004表示的下一步骤是使基站响应于确定使用升高到阈值以上来确定应向多个CE等级中的第一CE等级分配另外PRACH资源。最后，如由框1006表示的，基站向第一CE等级分配另外PRACH资源。

在一些实施方式中，基站除了向CE等级分配/重分配资源之外或代替向CE等级分配/重分配资源，还可以动态地调整已定义CE等级的数量。例如，如果基站确定CE等级(除了已经定义的CE等级之外)可以是有利的，那么基站可以定义另外CE等级并在CE配置发送内向其小区内的UE广播该信息。

结论

由此，以上所描述的系统、设备、方法、计算机程序产品等提供用于更新用户终端(UE)的CE(覆盖增强)等级。UE可以为NB IoT(窄带物联网)装置、MTC(机器类型通信)装置或支持CE的任意其它装置。本发明的实施方式实现随机接入资源的UE选择/重选和/或资源在CE等级之间的基站分配和/或重分配。

本发明不限于UE的任何特定类型的装置，而是可以包括NB IoT装置、MTC装置或支持CE以及生成UE与网络之间的时钟漂移的消失时间的其它非NB IoT或非MTC装置。如这里所用的，UE还可以被称为装置、系统或设备。UE的示例包括被配置用于网络连接的任意日常物品。

这里所述的每个处理器通常包括用于实现音频功能、视觉功能和/或逻辑功能的电路。例如，处理器可以包括数字信号处理器装置、微处理器装置以及各种模数转换器、数模转换器以及其它支撑电路。处理器所在的系统的控制和信号处理功能可以根据这些装置各自的能力在它们之间分配。处理器还可以包括至少部分基于可以存储在例如存储器中的计算机可执行程序代码部分来操作一个或更多个软件程序的功能。

每个存储器可以包括任意计算机可读介质。例如，存储器可以包括具有用于临时存储数据的缓存区域的易失性存储器(诸如易失性随机存取存储器(“RAM”))。存储器还可以包括可以嵌入和/或可移除的非易失性存储器。非易失性存储器可以另外或另选地包括EEPROM、闪存等。存储器可以存储由系统使用的任一段或更多段信息和数据，该信息和数据驻留在系统内部以实现该系统的功能。

关于这里所述的任意实施方式描述的各种特征可应用于这里所述的其它实施方式中的任一个。如这里所用的，术语数据和信息可互换地使用。虽然上面已经描述了本发明的许多实施方式，但本发明可以以许多不同形式来具体实现，并且不应被解释为限于这里所阐述的实施方式；而是，提供这些实施方式，使得本公开将满足可应用法律要求。同样地，将理解的是，在可能的情况下，这里所描述和/或考虑的本发明的任意实施方式的任意优点、特征、功能、装置和/或操作方面可以包括在这里所描述和/或考虑的本发明的任意其它实施方式中，和/或反之亦然。另外，在可能的情况下，在这里以单数形式表达的任意术语意指还包括复数形式，和/或反之亦然，除非另外明确叙述。如这里所用的，“至少一个”应当指“一个或更多个”，并且这些短语旨在可互换。因此，虽然这里也使用短语“一个或更多个”或“至少一个”，但术语“一个”应当指“至少一个”或“一个或更多个”。类似的附图标记自始至终提及类似的元件。同样的附图标记自始至终提及同样的元件。

如本领域普通技术人员鉴于本公开将理解的，本发明可以包括和/或被具体实现为设备(包括，例如，系统、机器、装置、计算机程序产品等)，具体实现为方法(包括，例如，商业方法、计算机实现处理等)或实现为上述的任意组合。因此，本发明的实施方式可以采取完全商业法实施方式、完全软件实施方式(包括固件、常驻软件、微代码、所存储的过程等)、完全硬件实施方式或组合在这里可以总体称为“系统”的商业方法、软件以及硬件方面的实施方式的形式。此外，本发明的实施方式可以采取包括内部存储有一个或更多个计算机可执行程序代码部分的计算机可读存储介质的计算机程序产品的形式。如这里所用的，可以包括一个或更多个处理器的处理器可以“被配置为”以各种方式执行特定功能，包括例如通过使一个或更多个通用电路通过执行在计算机可读介质中具体实现的一个或更多个计算机可执行程序代码部分来执行功能，和/或通过使一个或更多个专用电路执行功能。

将理解，可以使用任意适当计算机可读介质。计算机可读介质可以包括但不限于非暂时性计算机可读介质(诸如有形电子、磁、光学、电磁、红外和/或半导体系统、装置和/或其它设备)。例如，在一些实施方式中，非暂时性计算机可读介质包括有形介质(诸如便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(“ROM”)、可擦除可编程只读存储器(“EPROM”或闪存)、光盘只读存储器(“CD-ROM”)和/或一些其它有形光学和/或磁存储装置)。然而，在本发明的其它实施方式中，计算机可读介质可以为暂时的(诸如，例如，包括内部具体实现的计算机可执行程序代码部分的传播信号)。

用于实现本发明的操作的一个或更多个计算机可执行程序代码部分可以包括面向对象的、脚本化的和/或非脚本化的编程语言(诸如，例如，Java、Perl、Smalltalk、C++、SAS、SQL、Python、Objective C、JavaScript等)。在一些实施方式中，用于实现本发明的实施方式的操作的一个或更多个计算机可执行程序代码部分以常规过程化编程语言(诸如“C”编程语言和/或类似编程语言)来书写。另选地或另外地，计算机程序代码可以以一个或更多个多范式编程语言(诸如，例如，F#)来书写。

这里参照设备和/或方法的流程图例示和/或框图描述了本发明的一些实施方式。将理解，流程图例示和/或框图中所包括的各框和/或流程图例示和/或框图中所包括的框的组合可以由一个或更多个计算机可执行程序代码部分来实现。这些一个或更多个计算机可执行程序代码部分可以被提供给通用计算机、专用计算机和/或某一其它可编程数据处理设备的处理器以产生特定机器，使得经由计算机和/或其它可编程数据处理设备的处理器执行的一个或更多个计算机可执行程序代码部分创建用于实现由流程图和/或框图框表示的步骤和/或功能的机制。

一个或更多个计算机可执行程序代码部分可以存储在暂时和/或非暂时性计算机可读介质(例如，存储器等)中，该暂时和/或非暂时性计算机可读介质可以引导、指示和/或使计算机和/或其它可编程数据处理设备以特定方式起作用，使得计算机可读介质中所存储的计算机可执行程序代码部分产生包括实现流程图和/或框图框中所指定的步骤和/或功能的指令机制的制品。

一个或更多个计算机可执行程序代码部分还可以加载到计算机和/或其它可编程数据处理设备，以使一系列操作步骤在计算机和/或其它可编程设备上执行。在一些实施方式中，这产生计算机实现的处理，使得在计算机和/或其它可编程设备上执行的一个或更多个计算机可执行程序代码部分提供实现流程图中所指定的步骤和/或框图框中所指定的功能的操作步骤。另选地，为了实现本发明的实施方式，计算机实现的步骤可以与操作员和/或人实现步骤组合和/或可以用操作员和/或人实现步骤来替换。

虽然附图中已经描述并示出了特定示例性实施方式，但要理解，这种实施方式仅是广泛发明的例示且不对广泛发明进行限制，并且因为除了上面段落中所阐述的内容之外，各种其它变化、组合、省略、修改以及代替是可以的，所以本发明不限于所示出且描述的特定构造和结构。本领域技术人员将理解，可以在不偏离本发明的范围和精神的情况下构造刚刚描述的实施方式的各种改编、修改以及组合。因此，要理解，在所附权利要求的范围内，本发明可以与这里具体描述的不同地被实践。

Claims (20)

1.一种用于从多个覆盖增强CE等级选择CE等级的方法，所述方法包括以下步骤：

由用户设备UE从多个覆盖增强CE等级确定与所述UE匹配的匹配CE等级；

由所述UE确定所述匹配CE等级在CE配置中未定义或所述匹配CE等级没有可用的已分配物理随机接入信道PRACH资源；

由所述UE从所述多个CE等级确定新CE等级，其中，所述新CE等级是来自所述多个CE等级的下一个最高可用CE等级；以及

由所述UE使用所确定的新CE等级发送。

2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：由所述UE确定所述匹配CE等级是以下中的至少一个：(i)所述匹配CE等级在CE配置中未定义；或(ii)所述匹配CE等级没有可用的已分配PRACH资源。

3.根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括：从基站接收所述CE配置，其中，所述CE配置指示所述多个CE等级中的一些CE等级和与所述一些CE等级中的每个对应的随机接入资源分配，即，时间/频率；以及

其中，确定所述匹配CE等级在CE配置中未定义基于所接收的CE配置。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定匹配CE等级包括：

执行测量，其中，所述测量包括参考信号接收功率RSRP测量，并且将所执行的测量与来自所述多个CE等级的所述CE等级中的一个进行匹配，得到所述匹配CE等级。

5.一种用于从多个覆盖增强CE等级选择CE等级的用户设备UE设备，所述设备包括：

计算平台，所述计算平台包括存储器和与所述存储器通信的处理器；以及

随机接入机制应用，所述随机接入机制应用被存储在所述存储器中，能够由所述处理器执行并且被配置为：

从多个覆盖增强CE等级确定与所述UE匹配的匹配CE等级；

确定所述匹配CE等级在CE配置中未定义或所述匹配CE等级没有可用的已分配物理随机接入信道PRACH资源；

从所述多个CE等级确定新CE等级，其中，所述新CE等级是来自所述多个CE等级的下一个最高可用CE等级；以及

使用所确定的新CE等级发送。

6.根据权利要求5所述的UE设备，其中，所述随机接入机制应用被存储在所述存储器中，能够由所述处理器执行，并且被配置为确定所述匹配CE等级是以下中的至少一个：(i)所述匹配CE等级在CE配置中未定义；或(ii)所述匹配CE等级没有可用的已分配PRACH资源。

7.根据权利要求6所述的UE设备，其中，所述随机接入机制应用被存储在所述存储器中，能够由所述处理器执行，并且被配置为从基站接收所述CE配置，其中，所述CE配置指示所述多个CE等级中的一些CE等级和与所述一些CE等级中的每个对应的随机接入资源分配，即，时间/频率；以及

其中，确定所述匹配CE未定义在CE配置中基于所接收的CE配置。

8.根据权利要求5所述的UE设备，其中，确定匹配CE等级包括：

执行测量，其中，所述测量包括参考信号接收功率RSRP测量，并且将所执行的测量与来自所述多个CE等级的所述CE等级中的一个进行匹配，得到所述匹配CE等级。

9.一种用于向多个覆盖增强CE等级中的一个分配一个或更多个随机接入资源中的至少一个资源的方法，所述方法包括以下步骤中的至少一个：

(1)由基站确定向所述多个CE等级中的第一CE等级分配的PRACH资源的使用大于可接受阈值；

作为响应，由所述基站确定应向所述多个CE等级中的第一CE等级分配另外PRACH资源；以及

由所述基站向所述第一CE等级分配所述另外PRACH资源；或者，

(2)由基站确定用户设备UE与所述基站通信可能有困难；

由所述基站确定所述UE尝试用来发送随机接入消息的第一资源；

由所述基站确定所述第一资源被分配到的CE等级；以及

由所述基站向所确定的CE等级或比所确定的CE等级更高的CE等级分配至少一个另外资源。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，确定资源的使用大于可接受阈值包括：

从与所述基站通信的多个UE接收多个测量结果；

将所述多个UE中的每个分类到所述多个CE等级中的一个中；以及

基于所述分类，确定向所述多个CE等级中的第一CE等级分配的PRACH资源的使用大于可接受阈值。

11.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

由所述基站执行来自与所述基站通信的所述多个UE的所述多个测量结果的调整。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，执行调整包括：

对所述多个测量结果进行过滤，并且去除所述多个测量结果的至少一部分。

13.根据权利要求9所述的方法，其中，确定所述UE与所述基站通信可能有困难包括以下中的至少一个：

(i)确定由于太多UE同时发送引起的噪声等级；或者

(ii)确定由所述UE选择的CE等级对于由所述基站成功接收所述随机接入消息来说太低。

14.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

由所述基站向比由所述UE选择的所述CE等级更高的CE等级分配至少一个另外资源；以及

由所述基站发送包括已更新系统信息的广播信号，所述已更新系统信息指示所述至少一个另外资源到所述更高CE等级的分配。

15.一种用于向多个覆盖增强CE等级中的一个分配一个或更多个随机接入资源中的至少一个资源的基站设备，所述设备包括：

计算平台，所述计算平台包括存储器和与所述存储器通信的处理器；以及

随机接入机制应用，所述随机接入机制应用被存储在所述存储器中，能够由所述处理器执行并且被配置为执行以下中的至少一个：

(1)确定向所述多个CE等级中的第一CE等级分配的PRACH资源的使用大于可接受阈值；以及

作为响应，确定应向所述多个CE等级中的所述第一CE等级分配另外PRACH资源；以及

向所述第一CE等级分配所述另外PRACH资源；或者

(2)确定用户设备UE与所述基站通信可能有困难；

确定所述UE尝试用来发送随机接入消息的第一资源；

确定所述第一资源被分配到的CE等级；以及

向所确定的CE等级或比所确定的CE等级更高的CE等级分配至少一个另外资源。

16.根据权利要求15所述的基站设备，其中，确定资源的使用大于可接受阈值包括：

从与所述基站通信的多个UE接收多个测量结果；

将所述多个UE中的每个分类到所述多个CE等级中的一个中；以及

基于所述分类，确定向所述多个CE等级中的第一CE等级分配的PRACH资源的使用大于可接受阈值。

17.根据权利要求16所述的基站设备，其中，所述随机接入机制应用被存储在所述存储器中，能够由所述处理器执行，并且被配置为执行来自与所述基站通信的所述多个UE的所述多个测量结果的调整。

18.根据权利要求17所述的基站设备，其中，执行调整包括：对所述多个测量结果进行过滤，并且去除所述多个测量结果的至少一部分。

19.根据权利要求15所述的基站设备，其中，确定所述UE与所述基站通信可能有困难包括以下中的至少一个：

(i)确定由于太多UE同时发送引起的噪声等级；或者

(ii)确定由所述UE选择的CE等级对于由所述基站成功接收所述随机接入消息来说太低。

20.根据权利要求19所述的基站设备，其中，存储在所述存储器中并能够由所述处理器执行的所述随机接入机制应用还被配置为：

向比由所述UE选择的所述CE等级更高的CE等级分配至少一个另外资源；以及

发送包括已更新系统信息的广播信号，所述已更新系统信息指示所述至少一个另外资源到所述更高CE等级的分配。