CN109565887A

CN109565887A - 在无线通信系统中发送和接收随机接入信道的方法及其设备

Info

Publication number: CN109565887A
Application number: CN201880002990.9A
Authority: CN
Inventors: 李政洙; 金银善; 高贤秀; 金沂濬; 尹硕铉
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2017-06-01
Filing date: 2018-05-18
Publication date: 2019-04-02
Also published as: WO2018221882A1; EP3471498A4; KR101973470B1; JP2020502923A; KR20180131966A; EP3471498A1; US20200092916A1

Abstract

提出一种发送和接收随机接入信道的方法。具体地，该方法包括：接收关于用于发送RACH前导的特定带宽的信息和关于在特定带宽中分配的RACH频率资源的数目的信息；和在特定带宽中，在由所述数目的RACH频率资源分配的多个RACH频率资源当中的至少一个RACH频率资源上，发送RACH前导，其中，特定带宽被配置为整个系统带宽的一部分。

Description

在无线通信系统中发送和接收随机接入信道的方法及其设备

技术领域

本发明涉及一种发送和接收随机接入信道的方法，并且更具体地说，涉及一种用于分配频率资源以发送和接收随机接入信道并且通过所分配的频率资源进行发送和接收随机接入信道的方法和装置。

背景技术

因为越来越多的通信设备随着当前趋势需要更大的通信业务，与传统LTE系统相比，需要下一代第五代(5G)系统来提供增强的无线宽带通信。在下一代5G系统中，通信场景被划分成增强型移动宽带(eMBB)、超可靠性低时延通信(URLLC)、大规模机器类型通信(mMTC)等。

此处，eMBB是一种其特征在于高频谱效率、高用户体验数据率、高峰值数据率的新一代移动通信场景，URLLC是其特征在于超高可靠性、超低时延、以及超高可用性(例如，车辆对一切(V2X)、紧急服务、和远程控制)的下一代移动通信场景，并且mMTC是一种其特征在于低成本、低能量、短分组、和大规模连接的下一代移动通信场景(例如，物联网(IoT))。

发明内容

技术问题

设计以解决问题的本发明的目的在于一种用于发送和接收随机接入信道的方法和装置。

本领域的技术人员将显而易见的是，可以通过本公开实现的目的不限于上文已经具体描述的内容，并且从以下详细描述中将会清楚地理解本公开可以实现的上述和其他目的。

技术方案

通过在无线通信系统中提供由用户设备(UE)发送随机接入信道(RACH)的方法能够实现本发明的目的，该方法包括：接收关于用于发送RACH前导的特定带宽的信息和关于在特定带宽中分配的RACH频率资源的数目的信息；和在特定带宽中，在由所述数目的RACH频率资源分配的多个RACH频率资源当中的至少一个RACH频率资源上，发送RACH前导，其中，特定带宽被配置为整个系统带宽的一部分。

在这种情况下，可以从包括特定带宽中的最低频率的RACH频率资源以递增顺序对多个RACH频率资源编索引。

可以基于用于同步信号的带宽的中心频率对多个RACH频率资源编索引。

特定带宽可以具有比用于同步信号的带宽的大小更大的大小。

多个RACH频率资源可以各自与通过基站(BS)发送到UE的至少一个同步信号相关联。

RACH前导可以是使用具有长度为839的长序列的第一RACH前导或使用具有长度为139的短序列的第二RACH前导中的任意一个，并且用于第一RACH前导的子载波间隔和用于第二RACH前导的子载波间隔可以彼此不同。

在本发明的另一方面，这里提供一种用于在无线通信系统中发送随机接入信道(RACH)的用户设备(UE)，包括：收发器，该收发器被配置为向基站(BS)发送/从基站(BS)接收无线电信号；和处理器，该处理器被连接到收发器并被配置为控制收发器，其中，该处理器控制收发器以接收关于用于发送RACH前导的特定带宽的信息和关于在特定带宽中分配的RACH频率资源的数目的信息，并控制收发器以在特定带宽中，在由所述数目的RACH频率资源分配的多个RACH频率资源当中的至少一个RACH频率资源上，发送RACH前导，并且其中特定带宽被配置为整个系统带宽的一部分。

可以从包括特定带宽中的最低频率的RACH频率资源以递增顺序对多个RACH频率资源编索引。

特定带宽可以具有比用于同步信号的带宽大小更大的大小。

多个RACH频率资源各自可以与通过基站(BS)发送到UE的至少一个同步信号相关联。

RACH前导可以是使用具有长度为839的长序列的第一RACH前导或使用具有长度为139的短序列的第二RACH前导中的任意一个并且用于第一RACH前导的子载波间隔和用于第二RACH前导的子载波间隔可以彼此不同。

在本发明的另一方面，这里提供一种在无线通信系统中由基站(BS)接收随机接入信道(RACH)的方法，该方法包括：发送关于用于发送RACH前导的特定带宽的信息和关于通过用户设备(UE)在特定带宽中分配的RACH频率资源的数目的信息；和在特定带宽中，在由所述数目的RACH频率资源分配的多个RACH频率资源当中的至少一个RACH频率资源上，接收RACH前导，其中特定带宽可以被配置为整个系统带宽的一部分。

在本发明的另一方面，这里提供一种用于在无线通信系统中接收随机接入信道(RACH)的基站(BS)，包括：收发器，该收发器被配置为向用户设备(UE)发送/从用户设备(UE)接收无线电信号，和处理器，该处理器被连接到收发器并且被配置为控制收发器，其中，处理器控制收发器以发送关于用于通过UE发送RACH前导的特定带宽的信息以及关于在特定带宽中分配的RACH频率资源的数目的信息，并且控制收发器以在特定带宽中，在由所述数目的RACH频率资源分配的多个RACH频率资源当中的至少一个RACH频率资源上，接收RACH前导，并且其中，特定带宽被配置为整个系统带宽的一部分。

有益效果

根据本发明，可以有效地分配用于发送随机接入信道的频率资源，并且可以向用户设备(UE)指示关于频率资源的信息。

本领域的技术人员将理解，能够通过本公开实现的效果不限于上文具体描述的内容，并且从结合附图的以下详细描述中将更清楚地理解本公开的其他效果。

附图说明

图1是用于基于3GPP无线电接入网络标准的用户设备和E-UTRAN之间的无线电接口协议的控制和用户平面的结构的图。

图2是用于解释用于3GPP系统的物理信道和使用该物理信道的一般信号传输方法的图。

图3是用于LTE系统中的无线电帧的结构的图。

图4图示传统LTE/LTE-A系统中的随机接入前导格式的示例。

图5是用于解释在新RAT系统中配置RACH资源的方法的图。

图6图示TXRU和天线元件之间的连接方案的示例。

图7图示自包含子帧结构的示例。

图8至图16是用于解释分配用于发送RACH的频率资源的方法的图。

图17是根据本公开的实施例的通信装置的框图。

具体实施方式

将通过参考附图描述的本公开的实施例来理解本公开的配置、操作和其他特征。如在此提出的本公共的实施例是其中本公开的技术特征被应用于第三代合作伙伴计划(3GPP)系统的示例。

虽然在长期演进(LTE)和LTE高级(LTE-A)系统的上下文中描述本公开的实施例，但是LTE和LTE-A系统仅是示例性的。因此，本公开的实施例可应用于任何其他通信系统，只要以上的限定对于通信系统来说是有效的即可。

术语“基站(BS)”可以被用作覆盖包括远程无线电头端(RRH)、演进型的节点B(eNB或者e节点B)、接收点(RP)、中继站等的术语的含义。

图1图示在遵循3GPP无线接入网络标准的、在用户设备(UE)和演进型的UMTS陆地无线电接入网络(E-UTRAN)之间的无线电接口协议架构中的控制平面协议栈和用户平面协议栈。该控制平面是其中UE和E-UTRAN发送控制消息以管理呼叫的路径，并且用户平面是其中发送从应用层生成的数据(例如，语音数据或者互联网分组数据)的路径。

在层1(L1)处的物理层对其较高层(媒体接入控制(MAC)层)提供信息传送服务。物理层经由传输信道连接到MAC层。传输信道在MAC层和物理层之间传递数据。在发送器和接收器的物理层之间的物理信道上发送数据。该物理信道使用时间和频率作为无线电资源。具体地，物理信道对于下行链路(DL)以正交频分多址(OFDMA)调制，并且对于上行链路(UL)以单载波频分多址(SC-FDMA)调制。

在层2(L2)处的MAC层经由逻辑信道对其较高层(无线电链路控制(RLC)层)提供服务。在L2处的RLC层支持可靠的数据传输。RLC功能性可以在MAC层的功能块中实现。在L2处的分组数据汇聚协议(PDCP)层执行报头压缩，以减少不必要的控制信息的量，并且因此，经由具有窄带宽的空中接口有效率地发送互联网协议(IP)分组，诸如IP版本4(IPv4)或者IP版本6(IPv6)分组。

仅在控制平面上定义在层3(或者L3)的最低部分处的无线电资源控制(RRC)层。RRC层控制关于配置、重新配置、和无线电承载(RB)的释放的逻辑信道、传输信道和物理信道。无线电承载指的是在L2处提供的、用于在UE和E-UTRAN之间数据传输的服务。为此目的，UE和E-UTRAN的RRC层互相交换RRC消息。如果RRC连接被建立在UE和E-UTRAN之间，则UE处于RRC连接模式，并且否则，UE处于RRC空闲模式之中。在RRC层之上的非接入层(NAS)执行包括会话管理和移动性管理等的功能。

用于从E-UTRAN到UE传递数据的DL传输信道包括携带系统信息的广播信道(BCH)、携带寻呼消息的寻呼信道(PCH)、和携带用户业务或者控制消息的共享信道(SCH)。DL多播业务或控制消息或者DL广播业务或控制消息可以在DL SCH或者单独定义的DL多播信道(MCH)上发送。用于从UE到E-UTRAN传递数据的UL传输信道包括携带初始控制消息的随机接入信道(RACH)和携带用户业务或者控制消息的UL SCH。在传输信道之上定义的、并且映射到传输信道的逻辑信道包括广播控制信道(BCCH)、寻呼控制信道(PCCH)、共用控制信道(CCCH)、多播控制信道(MCCH)、多播业务信道(MTCH)等。

图2图示在3GPP系统中的物理信道和用于在该物理信道上发送信号的一般方法。

参考图2，当UE被通电或者进入新的小区时，UE执行初始小区搜索(S201)。初始小区搜索涉及获取与eNB的同步。具体地，UE将其定时与eNB同步，并且通过从eNB接收主同步信道(P-SCH)和辅同步信道(S-SCH)来获取小区标识符(ID)和其他信息。然后UE可以通过从eNB接收物理广播信道(PBCH)来获取小区中信息广播。在初始小区搜索期间，UE可以通过接收下行链路参考信号(DL RS)来监控DL信道状态。

在初始小区搜索之后，UE可以通过接收物理下行链路控制信道(PDCCH)并且基于在该PDCCH中包括的信息来接收物理DL共享信道(PDSCH)，从而获取详细的系统信息(S202)。

如果UE最初接入eNB或者不具有用于到eNB的信号传输的无线电资源，则UE可以与eNB执行随机接入过程(S203至S206)。在随机接入过程中，UE可以在物理随机接入信道(PRACH)上发送预先确定的序列作为前导(S203和S205)，并且可以在PDCCH和与PDCCH相关联的PDSCH上接收对前导的响应消息(S204和S206)。在基于竞争的RACH的情况下，UE可以附加地执行竞争解决过程。

在上述过程之后，UE可以从eNB接收PDCCH和/或PDSCH(S207)，并且将物理上行链路共享信道(PUSCH)和/或物理上行链路控制信道(PUCCH)发送到eNB(S208)，这是一般的DL和UL信号传输过程。具体地，UE在PDCCH上接收下行链路控制信息(DCI)。在此，DCI包括控制信息，诸如用于UE的资源分配信息。根据DCI的不同使用来定义不同的DCI格式。

UE在UL上向eNB发送或者在DL上从eNB接收的控制信息包括：DL/UL肯定应答/否定应答(ACK/NACK)信号、信道质量指示符(CQI)、预编码矩阵索引(PMI)、秩指示符(RI)等。在3GPP LTE系统中，UE可以在PUSCH和/或PUCCH上发送诸如CQI、PMI、RI等的控制信息。

图3图示LTE系统中使用的无线电帧结构。

参考图3，无线电帧是10ms(327200×T_S)长并且被划分成10个等同大小的子帧。这些子帧中的每个子帧是1ms长并且进一步被划分成两个时隙。每个时隙是0.5ms(15360×T_s)长。在此，T_s表示采样时间并且T_s＝1/(15kHz×2048)＝3.2552×10^-8(大约33ns)。时隙包括时域中的多个正交频分复用(OFDM)符号或SC-FDMA符号乘以频率中的多个资源块(RB)。在LTE系统中，一个RB包括12个子载波乘以7(或者6)个OFDM符号。在其期间发送数据的单位时间被定义为传输时间间隔(TTI)。TTI可以以一个或多个子帧的单位被定义。上述无线电帧结构仅是示例性的并且可以变化因此无线电帧中的子帧的数目、子帧中的时隙的数目、或者时隙中的OFDM符号的数目。

图4图示传统LTE/LTE-A系统中的随机接入前导格式。

在传统LTE/LTE-A系统中，随机接入前导(即RACH前导)包括在物理层中具有长度T_CP的循环前缀和具有长度T_SEQ的序列部分。在下表中列出参数值T_CP和T_SEQ，并且参数值T_CP和T_SEQ取决于帧结构和随机接入配置。较高层控制前导格式。在3GPP LTE/LTE-A系统中，通过小区的系统信息和移动性控制信息来用信号发送PRACH配置信息。PRACH配置信息指示要用于小区中的RACH过程的根序列索引、Zadoff-Chu序列的循环移位单元N_CS、根序列的长度、和前导格式。在3GPP LTE/LTE-A系统中，由PRACH配置索引指示可以发送前导格式和RACH前导的定时，PRACH时机，该PRACH配置索引是RACH配置信息的部分(参考3GPP TS 36.211的5.7节和3GPP TS 36.331的“PRACH-Config”)。根据前导格式(参考表4)来确定用于RACH前导的Zadoff-Chu序列的长度。

表1

前导格式	T<sub>CP</sub>	T<sub>SEQ</sub>
			0	3168·T<sub>s</sub>	24576·T<sub>s</sub>
1	21024·T<sub>s</sub>	24576·T<sub>s</sub>
			2	6240·T<sub>s</sub>	2·24576·T<sub>s</sub>
3	21024·T<sub>s</sub>	2·24576·T<sub>s</sub>
			4	448·T<sub>s</sub>	4096·T<sub>s</sub>

在LTE/LTE-A系统中，在UL子帧中发送RACH前导。随机接入前导的传输限于某些时间和频率资源。这些资源被称为PRACH资源，并且以无线电帧内的子帧编号和频域中的PRB的递增顺序进行枚举，使得索引0对应于无线电帧内的最低编号的PRB和最低编号的子帧。根据PRACH配置索引来定义随机接入资源(参考3GPP TS 36.211的标准文档)。PRACH配置索引由较高层信号(由eNB发送)给出。

RACH前导的序列部分(下文中，前导序列)使用Zadoff-Chu序列。用于RACH的前导序列从具有零相关区的Zadoff-Chu序列生成，从一个或多个根Zadoff-Chu序列生成。网络配置了UE被允许使用的前导序列的集合。在传统的LTE/LTE-A系统中，每个小区中存在64个前导可用。通过首先以增加的循环移位的顺序包括具有逻辑索引RACH_ROOT_SEQUENCE的根Zadoff-Chu序列的所有可用循环移位来找到小区中的64个前导序列的集合，其中RACH_ROOT_SEQUENCE被广播作为系统信息的部分。在不能够从单个根Zadoff-Chu序列来生成64个前导的情况下，从具有连续逻辑索引的根序列获得附加前导序列，直到所有64个序列被找到。逻辑根序列顺序是循环的：逻辑索引0连续到837。对于前导格式0～3和4，逻辑根序列索引和物理根序列索引u之间的关系由表2和表3分别给出。

表2

表3

第u个根Zadoff-Chu序列由下式定义。

公式1

表4

前导格式	N<sub>ZC</sub>
		0～3	839
4	139

从第u个根Zadoff-Chu序列开始，具有长度为N_ZC-1的零相关区的随机接入前导根据x_u,v(n)＝x_u((n+C_v)mod N_ZC)由循环移位来定义，其中循环移位由下式给出。

公式2

对于前导格式0～3，N_CS由表5给出，以及对于前导格式4，N_CS由表6给出。

表5

表6

参数zeroCorrelationZoneConfig由较高层提供。较高层提供的参数High-speed-flag确定是否应使用无限制集或限制集。

变量d_u是对应于幅度1/T_SEQ的多普勒频移的循环移位，并且由下式给出。

公式3

p是满足(pu)mod N_ZC＝1的最小非负整数。用于循环移位的限制集的参数取决于d_u。对于N_ZC≤d_u<N_ZC/3，参数由下式给出。

公式4

对于N_ZC/3≤d_u<(N_ZC-N_CS)/2，参数由下式给出。

公式5

对于d_u的所有其他值，限制集中不存在循环移位。

作为RACH的基带信号的时间连续随机接入信号s(t)由下式定义。

公式6

其中0≤t<T_SEQ-T_CP时，β_PRACH是幅度缩放因子，以便符合3GPP TS 36.211中规定的发射功率，并且k₀＝n^RA _PRBN^RB _sc-N^UL _RBN^RB _sc/2。N^RB _sc指示构成一个资源块(RB)的子载波的数目。N^UL _RB表示UL时隙中的RB的数目并且取决于UL传输带宽。频域中的位置由参数n^RA _PRB进行控制，该参数源自3GPP TS 36.211的5.7.1节。因子K＝Δf/Δf_RA考虑了随机接入前导和上行链路数据传输之间的子载波间隔的差异。随机接入前导的子载波间隔的变量Δf_RA以及确定物理资源块内随机接入前导的频域位置的固定偏移的变量均由下表给出。

表7

在LTE/LTE-A系统中，子载波间隔Δf是15kHz或7.5kHz。然而，如表7所示，用于随机接入前导的子载波间隔Δf_RA是1.25kHz或0.75kHz。

图5是用于解释RACH资源的配置方法的图。参考图5，从eNB导出同步信号(SS)和发送RACH所需信息的UE可以使用基于发送RACH所需信息配置的时间和频率资源来发送RACH前导序列。在传统LTE系统中，定义关于其中要生成RACH的时隙和时间的布局和RACH配置。

预期的是，新RAT系统将支持从700MHz的低频带达到100GHz的非常高的频带，并且因此，不同于LTE的是，同步信号块(SSB)的中心频率可以在整个系统频率带宽中被灵活地改变。因此，新RAT系统除了可以隐含地将UE与其中SSB能够发送的资源相关联之外，还可以明确地向UE通知关于其中UE能够发送RACH的RACH时频资源，以及UE可以通过由UE隐式地接收的SSB来辨识RACH时频资源的位置。

换言之，如5中所示，RACH的时间资源可以被分配有距其中发送SSB的时间资源的特定偏移，以及RACH的频率资源可以被分配有距其中SSB被发送的位置的特定偏移。

在图5中，Toffset(t)是其中发送SSB的子帧的数目的函数，也就是，其中发送SSB的时间以及通过SSB由UE检测到的小区ID。类似地，Foffset(t)是其中发送SSB的子帧的数目的函数，也就是，其中发送SSB的时间、其中发送SSB的频率、以及由UE检测到的小区ID。换言之，可以满足Toffset(t)＝Function(t，小区ID)并且Foffset(t)＝Function(t，f，小区ID)。

RACH被配置为小区特定的，并且就此而言，UE可以使用其中发送SSB的时间/频率资源和由UE检测到的小区ID的函数来导出RACH频率资源。也就是，对应的RACH时间/频率偏移值可以是小区ID的函数。当在多个波束方向上发送包括PSS、SSS、和PBCH的SSB时，可以波束共用或波束特定地配置小区特定的RACH资源。例如，RACH资源的时间资源可以与其中发送SSB的子帧相关联，并且可以被波束共用地配置。也就是，当Toffset(t)＝Function(t,小区ID)时，“t”的单位可以以子帧(例如，子帧编号)为单位波束共同地配置。

另一方面，RACH资源的时间资源可以与其中发送SSB的符号相关联，并且可以波束特定地被配置。也就是，当Toffset(t)＝Function(t,小区ID)时，“t”的单位可以以其中发送波束的符号(例如，子帧编号和符号编号)为单位波束特定地被配置。

通过RACH资源配置，可以发送RACH前导序列相关信息，诸如RACH前导索引、RACH前导传输功率、和RA-RNTI、以及RACH传输时频资源。在这种情况下，可以通过PBCH传送RACH资源配置。换言之，可以将RACH资源配置信息作为基本系统信息来发送。基本系统信息还可以包括关于用于发送和接收UL/DL控制信道和UL/DL数据信道的参数集的信息以及上述RACH资源配置相关信息。参数集可以包括关于子载波间隔、CP长度、子帧长度、符号长度、一个子帧中包括的符号的数目等的信息。另外，UL/DL的频带是不同的，并且因此，可以进一步包括UL/DL系统频带信息。

在下文中，将描述信道状态信息(CSI)报告。在当前的LTE标准中，存在两种MIMO传输方案，即不具有信道信息的开环MIMO操作和具有信道信息的闭环MIMO操作。特别是在闭环MIMO中，eNB和UE中的每一个都可以基于CSI执行波束成形以获得MIMO天线的复用增益。为了从UE获取CSI，eNB可以通过向UE分配PUCCH(物理上行链路控制信道)或PUSCH(物理上行链路共享信道)来命令UE在DL信号上反馈CSI。

CSI主要被分类成三种信息类型：RI(秩指示符)、PMI(预编码矩阵)、和CQI(信道质量指示)。首先，如上所述，RI指示信道的秩信息，并且意旨可以由UE通过相同的时频资源来接收的流的数目。此外，由于RI是通过信道的长期衰落来确定的，因此与PMI值和CQI值相比可以以更长的周期将RI反馈给eNB。

其次，PMI是通过反映信道的空间特征而获得的值，并且指示eNB的预编码矩阵索引，该值由UE基于诸如信号与干扰和噪声比(SINR)的度量进行优选的。最后，CQI是指示信道强度的值，并且通常意旨可以在使用PMI时由eNB获得的接收SINR。

在3GPP LTE-A系统中，eNB可为UE配置多个CSI过程，并且可以针对这些CSI过程中的每个来报告CSI。在这种情况下，CSI过程包括用于指定信号质量的CSI-RS资源和CSI-IM(干扰测量)资源，也就是，用于干扰测量的IMR(干扰测量资源)。

由于波长在毫米波(mmW)领域中变短，所以可以在相同区域中安装多个天线元件。更详细地，在30GHz的频带中波长为1cm，并且2D阵列的总共64(8×8)个天线元件可以以0.5λ(波长)的间隔安装在4cm×4cm的面板中。因此，mmW领域的最新趋势试图通过使用多个天线元件来增强BF(波束成形)增益，从而提高覆盖范围或吞吐量。

在这种情况下，如果提供收发器单元(TXRU)来控制每天线元件的发送功率和相位，则可以对每个频率资源执行独立的波束成形。然而，当为所有100个天线元件提供TXRU时，在成本的角度上出现了有效性是劣化的的问题。因此，考虑一种方案，其中多个天线元件被映射到一个TXRU，并且波束方向由模拟移相器来控制。由于这种模拟波束成形方案可以在全频带中仅产生一个波束方向，因此出现了其中频率选择性波束成形不可用的问题。

作为中间类型的数字BF和模拟BF，可以考虑具有小于Q个天线元件的B TXRU的混合BF。在这种情况下，尽管根据B TXRU和Q天线元件的连接方案存在差异，但是能够同时发送的波束方向的数目被限制为B或更小。

图6图示TXRU和天线元件之间的连接方案的示例。

图6的(a)图示TXRU连接到子阵列。在这种情况下，天线元件仅连接到一个TXRU。与图6的(a)不同，图6的(b)示出了TXRU连接到所有天线元件。在这种情况下，天线元件连接到所有TXRU。在图6中，W指示由模拟移相器倍增的相位矢量。也就是，模拟波束成形的方向由W确定。在这种情况下，CSI-RS天线端口和TXRU之间的映射可以是1对1或1对多。

随着越来越多的通信设备需要更大的通信容量，已经发布了比传统RAT(无线电接入技术)更先进的移动宽带通信需求。此外，通过连接多个设备和物体在任何地点和任何时间提供各种服务的大规模MTC(机器类型通信)技术是将在下一代通信中考虑的主要问题之一。此外，已经讨论了考虑服务/UE易受可靠性和时延影响的通信系统设计。考虑到这种状态，已经讨论了下一代RAT的引入，并且在本发明中，下一代RAT将被称为新RAT。

在第五代新RAT中考虑图7中所示的自包含子帧结构，以最小化TDD系统中的数据传输时延。图7图示自包含子帧结构的示例。

在图7中，斜线区域表示下行链路控制区域，黑色区域表示上行链路控制区域。没有标记的区域可以用于下行链路数据传输或上行链路数据传输。在这种结构中，在一个子帧内按顺序执行下行链路传输和上行链路传输，由此可以在子帧内发送下行链路数据并且可以在子帧内接收上行链路ACK/NACK。结果，当在数据传输中发生错误时，可以减少对数据重传需要的时间，由此可以最小化最终数据传输的时延。

在这种自包含子帧结构中，对基站和UE需要用于从传输模式切换到接收模式的时间间隙，反之亦然。为此，自包含子帧结构中将下行链路切换到上行链路时，一些OFDM符号(OS)被设置为保护时段。

可以在基于新RAT操作的、在系统中配置的自包含子帧类型的示例可以考虑如下四种子帧类型。

-下行链路控制时段+下行链路数据时段+GP+上行链路控制时段

-下行链路控制时段+下行链路数据时段

-下行链路控制时段+GP+上行链路数据时段+上行链路控制时段

-下行链路控制时段+GP+上行链路数据时段

如上所述，新RAT(NR)系统从700MHz的低频带支持多达100GHz的非常高的频带。与用于在以被定位在中心位置处的6个RB中(也就是在以被定位在中心位置处的72个子载波中)发送其中发送RACH前导需要的信息的SSB的传统LTE系统不同，SSB的传输频带位置可能不会被定位在NR系统中系统频带的中心处。

处于空闲状态的UE从SSB执行频率获取，并且因此，本发明基于SSB的位置和系统带宽来提出其中发送RACH前导的频率资源的布局RACH或频率资源配置方法。

在NR中，可以根据eNB的波束的数目来形成和发送多个SS块。每个SS块可以具有唯一索引，以及UE可以检测PSS/SSS并且可以解码PBCH以推断对应的PSS/SSS/PBCH属于的SS块的索引。然后，由eNB发送的系统信息可以包括RACH配置信息，并且就此而言，RACH配置信息可以包括多个RACH资源的列表、用于标识多个RACH资源的信息、以及每个RACH资源和SS块的连接信息。

类似于其中RACH资源限于其中UE发送PRACH前导的时间/频率资源的以上描述，在以下描述中RACH资源也可以限于时间/频率资源。在下文中，还描述指示频率轴处的RACH位置以及时间轴处的RACH位置的方法。如上所述，一个RACH资源连接到一个或多个SS块，并且在时间轴上连续的RACH资源被定义为RACH资源集。在频率时间以及时间轴上连续的多个RACH资源集可以被定义为一个RACH资源块。

图8图示RACH资源块的示例。

如图8中所示，可以在其中收集RACH资源的一个时间/频率块中定义RACH资源块，并且RACH资源块中的每个RACH资源可以具有根据时间/频率位置确定的唯一索引。

可以根据特定规则来映射RACH资源块中的RACH资源索引。例如，可以使用频率-时间顺序或时间-频率顺序的方法来指配RACH资源索引。例如，参考图21，在频率-时间顺序方法的情况下，可以如下索引RACH资源块中的RACH资源。

-RACH资源#0(时间，频率)：(0,0)，

-RACH资源#1：(1,0)

-RACH资源#2：(2,0)

-..........

这里，可以根据RACH前导格式确定RACH资源块中的时间轴长度的单位，并且可以通过RACH资源带宽(例如，1.08MHz)或者资源块组(RBG)单元来确定频率轴长度的单位。

RACH前导可以被定义为两种类型的RACH前导，诸如使用长度为839的长序列的RACH前导和使用长度为127或139的短序列的RACH前导。长序列RACH前导的子载波间隔可以使用1.25kHz和5kHz，并且在这种情况下，RACH前导传输带宽可以分别使用1.08MHz和4.32MHz。

另一方面，短序列RACH前导的子载波间隔可以使用15kHz、30kHz、或60kHz，并且传输带宽可以使用2.16MHz、4.32MHz或8.84Mhz。当数据信道的子载波间隔是15kHz时，时隙长度可以定义为1ms。在这种情况下，可以以15kHz的子载波间隔为单位定义频率轴的RB网格，并且可以根据基于15kHz的子载波间隔的RB网格来定义长序列RACH前导的频率轴候选位置。例如，1.08MHz和4.32MHz可以分别对应于15kHz的子载波间隔中的6个RB和24个RB。

关于本发明描述在时间轴上配置RACH资源的两种方法。也就是，在NR中，UE在RRC连接之前尝试RACH，并且因此，以下在假设在UE不能够辨识整个系统频带和RB索引的状态下发送RACH的情况下描述实施例1并且以下在假设UE辨识RB和RBG信息两者的情况下描述实施例2。

<实施例1：RACH资源带宽单元中的分配方法>

在实施例1中，如上所述，假设UE没有辨识系统频带中的RB索引信息。也就是，实施例1基本上提出一种基于SSB的带宽和RACH的带宽向UE用信号发送RACH的频率资源的方法。当UE检测到PSS/SSS时，UE能够容易地辨识SSB的带宽和RACH的带宽，并且因此，能够基于SSB的带宽和RACH的带宽用信号发送RACH的频率资源。

在下文中，解释本发明需要的两个参数被定义为B_{SS_Block}和B_RACH。B_{SS_Block}指的是SSB的带宽，B_RACH指的是RACH的带宽，以及RACH的带宽在图9的(a)中被指示。

实施例1-1.在SSB的带宽中指示RACH资源的方法

对于一般TDD系统中的RACH过程，RACH资源可以被限于其中发送SSB的频带。为了处理需要在SSB的带宽中发送RACH的附加情况，需要考虑实施例1-1。在这种情况下，SSB的带宽大于RACH的带宽，并且如图10的(a)所示，SSB的带宽可以被分类成M个RACH带宽。在这种情况下，在有限SSB带宽中配置RACH资源的方法可以具有以下的选项1-1和1-2。

(1)选项1-1：使用RACH的默认子载波单元指示频率偏移的方法

如上所述，根据每个子载波，RACH的带宽和SSB的带宽在大小上可以基本上被改变。在SSB带宽中指示RACH带宽的起始偏移可以由数字表示。这里，Δf_RACH指的是RACH的子载波间隔。

因此，如图9的(b)中所示，可以能够基于SSB带宽的最上部或最下部来确定基于RACH的子载波单元的偏移。另一方面，除了确定偏移的方法之外，可以能够确定SSB带宽中的多个RACH频率资源中的每一个，但是在这种情况下，可能增加UE的复杂度和多个比特可能被需要发送关于多个RACH频率资源中的每一个的信息，从而增加信令开销。

(2)选项1-2：以RACH的频带为单位指示RACH频率资源的方法

可以基于频域中的SSB带宽的最高或最低部分将SSB带宽表示为M个RACH带宽，如图10的(a)中所示。在这种情况下，SSB带宽可能不会被准确地划分成RACH带宽的整数倍，并且在这种情况下，未划分的剩余部分可能不被视为RACH资源。

不同于基于RACH的子载波确定偏移的选项1-1，选项1-2涉及一种基于RACH带宽配置RACH资源的方法。选项1-2可以应用于如图10的(a)中所示的基于SSB带宽的最高或最低部分确定具有相对于M个资源区域的值0到M-1的RACH资源的第一方法，和如图10的(b)中所示的基于SSB带宽的中心频率确定RACH资源的第二方法。在第二种方法的情况下，利用由UE接收的RACH资源索引作为被除数并且2作为除数，可以使用余数和商来辨识RACH资源的位置。要应用第二种方法，可能需要的比特数目。

在选项1-1的情况下，使用大小小于SSB的RACH块基于整个系统带宽来配置RACH资源，并且因此，就覆盖范围而言，可以大于选项1-2，但是使用的比特的数目可能会显着增加。

在实施例1-1中，可以相对于整个系统带宽的有限资源或SSB带宽有利地配置用于灵活RACH的频率资源。

实施例1-2.向除SSB的带宽之外的区域指示RACH资源的方法为了提高系统灵活性、资源使用的有效性等，可以向除SSB带宽之外的区域指示RACH资源。然而，在FDD的情况下，需要明确地确定RACH资源的频率位置。

如图11的(a)中所示，可以基于相对于其中要在整个系统带宽中发送RACH的频域的中心频率RACH资源被分配了N个(偶数倍)SSB带宽。在这种情况下，N个SSB带宽可以等于或小于整个系统带宽。

可以用N个索引索引N个SSB带宽，并且可以在一个SSB带宽中应用选项1-2以分配RACH频率资源。

在这种情况下，可以基于中心频率向上和向下相对于频域指配N个SSB带宽索引，如图11的(a)中所示。

基于此，eNB可以发送(SSblockbandwidthindex，RACHblockbandwidthindex)信息，即，(0到N和0到M-1)信息。如图11的(b)中所示，当通过将接收到的SS块带宽索引除以2获得的余数为0时，UE可以在中心频率的上部区域中搜索RACH资源，并且当余数为1时可以在中心频率的下部区域中搜索RACH资源。另外，根据与通过将SS块带宽索引除以2而获得的商相对应的余数，可以经由从中心频率向上部区域或下部区域的移位来辨识对应的SSB带宽的频率位置。然后，可以通过RACH块带宽索引准确地辨识位置。在以上的实施例1-2中，为了指示RACH频率资源，可能需要的比特数目。

<实施例2：以资源块组(RBG)为单位分配RACH资源的方法>

以下关于实施例2描述当UE假设辨识关于整个系统的RB信息时分配RACH资源的方法。也就是，UE可以基于以剩余最小系统信息(RMSI)发送的子载波间隔来获取关于RB的信息。在这种情况下，RB和RBG可以分别被定义为个子载波和个RB，如图12的(a)中所示。

当基于图12的(a)的RBG分配频域时，考虑的带宽区域可以与图13中的相同。即，可以在与SSB带宽相同的范围内分配RACH频率资源。另外，RACH频率资源可以在UE最小带宽的带宽范围或控制资源集(CORESET)区域内被分配，该UE最小带宽的带宽范围是大于SSB带宽并且小于系统带宽的区域，或者该控制资源集(CORESET)区域是用于传输RMSI的DCI的控制信道的资源区域。这里，可以通过RMSI传输关于UE最小带宽的信息。否则，可以在整个系统带宽的范围内分配RACH频率资源。

换言之，如图13中所示，整个系统带宽的大小是最大，并且UE最小带宽或CORESET区域可以被包括在整个系统带宽中，以配置为整个系统带宽的一部分。也就是，UE最小带宽或CORESET区域可以在整个系统带宽中被配置，并且根据需要，可以在整个系统带宽中配置多个UE最小带宽或CORESET区域。

类似地，SSB带宽可以被包括在UE最小带宽中以被配置为UE最小带宽的一部分。然而，即使SSB带宽具有比UE最小带宽更小的大小，可以将SSB带宽的位置配置在区分于UE最小带宽的位置处。但是，在这种情况下，SSB带宽还可以被配置在整个系统带宽中。

以下关于实施例2描述分配上述三种情况的每个频率的方法。

实施例2-1.在整个系统带宽中指示RACH资源的方法

实施例2-1涉及一种在整个系统带宽中分配频率资源的方法。如图12的(b)中所示，整个系统带宽可以被划分成个RBG，并且在这种情况下，可以基于中心频率来配置个RBG。

(1)选项2-1：基于中心频率分配RACH频率资源的方法

然后，整个系统频带可以被定义为个RBG，并且当整个系统频带不可以通过个RBG准确分割时，剩余资源区域不可以作为RACH频率资源被分配。

也就是，根据选项2-1，可以以RBG为单位确定作为偏移以分配频率资源。选项2-1可以包括第一种方法，其基于如图14的(a)中所示的最上部或最下部将具有0到的值的分离的个RBG编索引；以及第二方法，其基于图14的(b)中所示的中心频率对分离的个RBG编索引。第二种方法与以上的选项1-2中的方法相同，并且因此，这里省略其详细描述。第二种方法使用模数计算，并且因此可以传输具有比第一种方法更少的比特数目的信息。

(2)选项2-2：基于SSB带宽的中心频率分配RACH频率资源的方法

当选项2-1中定义的整个系统带宽是大时，可能增加UE的复杂度。为了对此进行补偿，选项2-2提出一种使用在RACH传输之前解码的SSB的频率信息在整个系统带宽中更灵活地分配资源的方法。

也就是，如图14的(c)中所示，可以基于所解码的SSB的中心频率应用以上的选项2-1的第二方法以分配频率资源。

实施例2-2.在UE最小带宽或CORESET中指示RACH资源的方法

在实施例2-1中，考虑到整个系统带宽区域来表示RACH资源分配的信息，并且因此，这可能适合于整个系统带宽小但在整个系统带宽很大时要求大量比特的情况。以上定义UE最小带宽和CORESET。在这种情况下，UE可以基于如上所述的SSB的中心频率通过RMSI获取或者可以通过PBCH获取的值，并且可以基于所获取的信息使用与选项2-1的第一方法或第二方法相同的方法指示RACH频率资源。也就是，在实施例2-2中，所配置的UE最小带宽可以是经由eNB的信令配置以由UE发送RACH或RACH前导的带宽，并且就此而言，可以配置以通过RMSI配置的带宽分配的RACH频率资源的数目。

图15的(a)图示在UE最小带宽中使用选项201的第一方法来指示RACH频率资源的方法，并且图15的(b)图示在UE最大带宽中使用选项2-2的第二方法来指示RACH频率资源的方法。

实施例2-3.在SSB带宽中指示RACH资源的方法

实施例2-3涉及一种方法，其中RACH频率分配区域与SSB匹配，并且UE在检测到的SSB的带宽中发送RACH，并且，也就是涉及一种基于为UE配置的带宽当中的最小带宽来配置RACH频率资源的方法。实施例2-3可以包括基于最上部或最下部传输偏移值的第三方法、传输模值的第四方法、以及灵活地使用第三和第四方法的混合方法。图16图示向其应用第三和第四方法的实施例。在混合类型的配置方法中，可以传输以(offset_type1,offset_type2)形式的值，并且在没有确定最上部/最下部或中心频率作为起始点的情况下可以灵活地确定频率资源。

参考图17，通信装置1700包括处理器1710、存储器1720、RF模块1730、显示模块1740、以及用户接口(UI)模块1750。

为了描述简单起见，通信装置1700被示出具有在图17中所图示的配置。一些模块可以被添加或者从通信装置1700省略。另外，该通信装置1700的模块可以被划分成更多的模块。处理器1710被配置为根据参考附图之前描述的本公开的实施例来执行操作。具体地，对于处理器1710的详细操作，可以参考图1至图16的描述。

存储器1720被连接到处理器1710，并且存储操作系统(OS)、应用、程序代码、数据等。被连接到处理器1710的RF模块1730将基带信号升频转换为RF信号或者将RF信号降频转换为基带信号。为此，RF模块1730执行数字-模拟转换、放大、滤波、和频率升频转换，或者反向地执行这些处理。显示模块1740被连接到处理器1710，并且显示各种类型的信息。显示模块1740可以被配置为，但不限于，诸如液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、以及有机发光二极管(OLED)显示器的已知组件。UI模块1750被连接到处理器1710，并且可以被配置有诸如键盘、触摸屏等的公知用户接口的组合。

在以上描述的本发明的实施例是本发明的要素和特征的组合。可以选择性的考虑要素或者特征，除非另作说明。每个要素或者特征可以在无需与其他要素或者特征结合的情况下被实践。此外，本发明的实施例可以通过组合要素和/或特征的一部分而被构成。可以重新安排在本发明的实施例中描述的操作顺序。任何一个实施例的一些结构可以被包括在另一个实施例中，并且可以以另一个实施例的相应结构来替换。对于本领域技术人员来说显而易见的是，在所附权利要求书中未被明确地相互引用的权利要求可以组合地呈现为本发明的实施例，或者在提交本申请之后，通过后续的修改作为新的权利要求而被包括。

由BS执行的所描述的特定操作可以由BS的上节点执行。即，显而易见的是，在由包括BS的多个网络节点组成的网络中，可以由BS或者由BS之外的网络节点来执行用于与UE通信执行的各种操作。术语“BS”可以用术语“固定站”、“节点B”、“演进型的节点B(e节点B或者eNB)”、“接入点(AP)”等替换。

本发明的实施例可以通过各种手段来实现，所述各种手段例如硬件、固件、软件或者其组合。在硬件配置中，可以通过一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSDP)、可编程逻辑设备(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器等来实现根据本发明的示例性实施例的方法。

在固件或者软件配置中，可以以模块、过程、功能等的形式实现本发明的实施例。软件代码可以被存储在存储器单元中，并且由处理器执行。存储器单元位于该处理器的内部或者外部，并且可以经由各种已知的手段将数据发送到处理器和从处理器接收数据。

本领域技术人员应当显而易见的是，在不脱离本发明的精神和基本特征的情况下，除了在本文中阐述的那些之外，本公开可以以其他特定方式来实现。以上所述的实施例因此在所有方面被解释为说明性的和非限制性的。本公开的范围应由所附权利要求及其合法等同物，而不由以上描述来确定，并且落在所附权利要求的含义和等效范围内的所有变化旨在被包含在其中。

工业实用性

已经根据其中将该方法和装置应用于第五代新RAT系统但是可以应用于除了第五代新RAT系统之外的各种无线通信系统的示例来描述用于发送和接收随机接入信道的上述方法和装置。

Claims

1.一种在无线通信系统中由用户设备(UE)发送随机接入信道(RACH)的方法，所述方法包括：

接收关于用于发送RACH前导的特定带宽的信息和关于在所述特定带宽中分配的RACH频率资源的数目的信息；以及

在所述特定带宽中，在由所述数目的所述RACH频率资源分配的多个RACH频率资源当中的至少一个RACH频率资源上，发送所述RACH前导，

其中，所述特定带宽被配置为整个系统带宽的一部分。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，从包括所述特定带宽中的最低频率的RACH频率资源以递增顺序对所述多个RACH频率资源编索引。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，基于用于同步信号的带宽的中心频率对所述多个RACH频率资源编索引。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述特定带宽具有比用于同步信号的带宽的大小更大的大小。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个RACH频率资源各自与通过基站(BS)发送到所述UE的至少一个同步信号相关联。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述RACH前导是使用具有长度为839的长序列的第一RACH前导或使用具有长度为139的短序列的第二RACH前导中的任意一个；并且

其中，用于所述第一RACH前导的子载波间隔和用于所述第二RACH前导的子载波间隔彼此不同。

7.一种用于在无线通信系统中发送随机接入信道(RACH)的用户设备(UE)，包括：

收发器，所述收发器被配置为向基站(BS)发送以及从基站(BS)接收无线电信号；和

处理器，所述处理器被连接到所述收发器并被配置为控制所述收发器，

其中，所述处理器控制所述收发器以接收关于用于发送RACH前导的特定带宽的信息和关于在所述特定带宽中分配的RACH频率资源的数目的信息，并且

控制所述收发器以在所述特定带宽中，在由所述数目的所述RACH频率资源分配的多个RACH频率资源当中的至少一个RACH频率资源上，发送所述RACH前导；并且

其中，所述特定带宽被配置为整个系统带宽的一部分。

8.根据权利要求7所述的UE，其中，从包括所述特定带宽中的最低频率的RACH频率资源以递增顺序对所述多个RACH频率资源编索引。

9.根据权利要求7所述的UE，其中，基于用于同步信号的带宽的中心频率对所述多个RACH频率资源编索引。

10.根据权利要求7所述的UE，其中，所述特定带宽具有比用于同步信号的带宽的大小更大的大小。

11.根据权利要求7所述的UE，其中，所述多个RACH频率资源各自与通过基站(BS)发送到所述UE的至少一个同步信号相关联。

12.根据权利要求7所述的UE，其中，所述RACH前导是使用具有长度为839的长序列的第一RACH前导或使用具有长度为139的短序列的第二RACH前导中的任意一个；并且

13.一种在无线通信系统中由基站(BS)接收随机接入信道(RACH)的方法，所述方法包括：

发送关于用于发送RACH前导的特定带宽的信息和关于通过用户设备(UE)在所述特定带宽中分配的RACH频率资源的数目的信息；以及

在所述特定带宽中，在由所述数目的所述RACH频率资源分配的多个RACH频率资源当中的至少一个RACH频率资源上，接收所述RACH前导，

其中，所述特定带宽被配置为整个系统带宽的一部分。

14.一种用于在无线通信系统中接收随机接入信道(RACH)的基站(BS)，包括：

收发器，所述收发器被配置为向用户设备(UE)发送以及从用户设备(UE)接收无线电信号，和

处理器，所述处理器被连接到所述收发器并且被配置为控制所述收发器，

其中，所述处理器控制所述收发器以发送关于用于通过所述UE发送RACH前导的特定带宽的信息以及关于在所述特定带宽中分配的RACH频率资源的数目的信息，并且

控制所述收发器以在所述特定带宽中，在由所述数目的所述RACH频率资源分配的多个RACH频率资源当中的至少一个RACH频率资源上，接收所述RACH前导，并且

其中，所述特定带宽被配置为整个系统带宽的一部分。