CN109644500B - 用于单随机接入过程的多随机接入前导传输 - Google Patents
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Abstract
公开一种用于用户设备(UE)执行随机接入的方法和装置。为此，UE将用于随机接入过程的第一多个随机接入前导发送到网络，并且在多个随机接入响应接收窗口的每一个期间，监测分别对应于第一多个随机接入前导中的每一个的随机接入响应。如果第一多个随机接入前导的随机接入响应接收被确定为不成功，则UE将用于随机接入过程的第二多个随机接入前导发送到网络。在此，当直到多个随机接入响应接收窗口当中的最后一个随机接入响应接收窗口结束没有成功地接收到随机接入响应时，随机接入响应接收被确定为不成功。
Description
技术领域
本发明涉及支持随机接入过程的无线通信系统。更具体地，本发明涉及用于针对单个随机接入过程发送多个随机接入前导的方法和装置。
背景技术
作为可应用本发明的移动通信系统的示例，简要描述第三代合作伙伴计划长期演进(在下文中，被称为LTE)通信系统。
图1是图示演进的通用移动电信系统(E-UMTS)的网络结构的框图。E-UMTS也可以称为LTE系统。通信网络被广泛部署以提供诸如通过IMS的语音(VoIP)和分组数据的各种通信服务。
如图1中所示，E-UMTS网络包括演进的UMTS陆地无线电接入网络(E-UTRAN)、演进分组核心网(EPC)和一个或多个用户设备。E-UTRAN可以包括一个或多个演进节点B(e节点B)20，并且多个用户设备(UE)10可以位于一个小区中。一个或多个E-UTRAN移动性管理实体(MME)/系统架构演进(SAE)网关30可以被定位在网络的末端处并连接到外部网络。
如在此所使用的，“下行链路”指的是从eNodeB 20到UE 10的通信，并且“上行链路”指的是从UE到eNodeB的通信。UE 10指的是由用户携带的通信设备，并且还可以称为移动站(MS)、用户终端(UT)、订户站(SS)或无线设备。eNode B 20可以被称为eNB、gNB等。然而，在以下解释中，为了方便而使用术语“UE”和“eNodeB”。
图2是描绘典型E-UTRAN和典型EPC的架构的框图。
如图2中所示，eNodeB 20向UE 10提供用户平面和控制平面的端点。MME/SAE网关30为UE 10提供会话和移动性管理功能的端点。eNodeB和MME/SAE网关可以通过S1接口被连接。
eNodeB 20通常是与UE 10通信的固定站，并且还可以称为基站(BS)或接入点。每个小区可以部署一个eNodeB 20。可以在eNodeB20之间使用用于发送用户业务或控制业务的接口。
MME提供各种功能，包括到eNodeB 20的NAS信令、NAS信令安全、AS安全控制、用于3GPP接入网络之间的移动性的CN间节点信令、空闲模式UE可达性(包括寻呼重传的控制和执行)、跟踪区域列表管理(用于处于空闲和活动模式的UE)、PDN GW和服务GW选择、用于MME改变的切换的MME选择、用于到2G或3G 3GPP接入网络的切换的SGSN选择、漫游、认证、包括专用承载建立的承载管理功能、支持PWS(包括ETWS和CMAS)消息传输。SAE网关主机提供各种功能，包括基于每用户的分组过滤(通过例如深度分组检测)、合法侦听、UE IP地址分配、下行链路中的传输级别分组标记、UL和DL服务级别计费、门控和速率执行、基于APN-AMBR的DL速率执行。为了清楚起见，MME/SAE网关30在本文中将简称为“网关”，但是要理解，此实体包括MME和SAE网关两者。
可以经由S1接口在eNodeB 20和网关30之间连接多个节点。eNodeB 20可以经由X2接口彼此连接，并且邻近eNodeB可以具有拥有X2接口的网状网络结构。
如图2中所示，eNodeB 20可以执行网关30的选择功能、在无线电资源控制(RRC)激活期间向网关路由、调度和发送寻呼消息、调度和发送广播信道(BCCH)信息、在上行链路和下行链路中动态分配资源到UE 10、eNodeB测量的配置和供应、无线电承载控制、无线电准入控制(RAC)以及LTE_ACTIVE状态中的连接移动性控制。在EPC中，并且如上所述，网关30可以执行寻呼发起、LTE-IDLE状态管理、加密用户平面、系统架构演进(SAE)承载控制、以及非接入层(NAS)信令的加密和完整性保护的功能。
EPC包括移动性管理实体(MME)、服务网关(S-GW)和分组数据网络网关(PDN-GW)。MME具有关于UE的连接和能力的信息，主要用于管理UE的移动性。S-GW是以E-UTRAN为终点的网关，并且PDN-GW是以分组数据网络(PDN)为终点的网关。
图3是示出基于3GPP无线电接入网络标准的UE与E-UTRAN之间的无线电接口协议的控制平面和用户平面的图。控制平面指的是用于发送被用于管理UE和E-UTRAN之间的呼叫的控制消息的路径。用户平面指的是用于发送例如语音数据或因特网分组数据的在应用层中生成的数据的路径。
第一层的物理(PHY)层使用物理信道向更高层提供信息传输服务。PHY层经由传输信道连接到位于更高层上的媒介接入控制(MAC)层。数据经由传输信道在MAC层和PHY层之间被传输。数据经由物理信道在发送侧的物理层和接收侧的物理层之间被传输。物理信道使用时间和频率作为无线电资源。详细地，在下行链路中使用正交频分多址(OFDMA)方案来调制物理信道，并且在上行链路中使用单载波频分多址(SC-FDMA)方案来调制物理信道。
第二层的MAC层经由逻辑信道向更高层的无线电链路控制(RLC)层提供服务。第二层的RLC层支持可靠的数据传输。RLC层的功能可以由MAC层的功能块实现。第二层的分组数据汇聚协议(PDCP)层执行报头压缩功能，以减少不必要的控制信息，用于在具有相对小带宽的无线电接口中有效传输因特网协议(IP)分组，诸如IP版本4(IPv4)分组或IP版本6(IPv6)分组。
位于第三层底部的无线电资源控制(RRC)层仅在控制平面中定义。RRC层控制与无线电承载(RB)的配置、重新配置和释放相关的逻辑信道、传输信道和物理信道。RB指的是第二层为UE和E-UTRAN之间的数据传输提供的服务。为此，UE的RRC层和E-UTRAN的RRC层彼此交换RRC消息。
eNB的一个小区被设置为在诸如1.25、2.5、5、10、15和20MHz的带宽之一中操作，并且在该带宽中向多个UE提供下行链路或上行链路传输服务。可以设置不同的小区以提供不同的带宽。
用于从E-UTRAN到UE的数据传输的下行链路传输信道包括用于传输系统信息的广播信道(BCH)、用于传输寻呼消息的寻呼信道(PCH)和用于传输用户业务或控制业务的下行链路共享信道(SCH)。下行链路多播或广播服务的业务或控制消息可以通过下行链路SCH发送，并且也可以通过单独的下行链路多播信道(MCH)发送。
用于从UE向E-UTRAN传输数据的上行链路传输信道包括用于传输初始控制消息的随机接入信道(RACH)和用于传输用户业务或控制消息的上行链路SCH。定义在传输信道上并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)、公共控制信道(CCCH)、多播控制信道(MCCH)和组播业务信道(MTCH)。
发明内容
技术问题
在LTE系统中，UE在一个时间点仅执行一个随机接入(RA)过程。换句话说，如果由于不同原因而发起多个RA过程，例如，由MAC触发的RA和由PDCCH命令触发的RA，则UE选择一个RA过程。
在一个时间点仅限制一个RA过程的原因是，在执行具有不同目的的多个RA过程时不会有任何大的收益，而需要更复杂的UE/eNB行为来管理来自一个UE的同时的RA过程。
使用一个RA过程意指只能在RAR接收失败或竞争解决失败之后发送另一个随机接入过程(RAP)。即，UE不并行发送多个随机接入前导(RAP)。因此，对于紧跟一个RAP的传输的RAR接收和静止解决将耗费一定的持续时间。在现有技术中，还没有办法减少一个RA过程的总时间或增加成功进行RAR接收或竞争解决的机会。
此外，在开发新的无线电接入技术(NR)时，NR系统应能够使用高达100GHz的频带。为了补偿较高频带的增加的路径损耗，确定对波束形成的需要。另外，为了弥补由于波束形成引起的狭窄，已经引入“波束扫描”技术。对于波束扫描，NR BS/UE可以在预定数量的时间单元上重复相同的信号以覆盖整个范围。
技术方案
为了实现这些目的和其他优点并且根据本发明的目的，如在此具体化和广泛描述的，一种用于用户设备(UE)执行对网络的随机接入的方法，该方法包括：将用于随机接入过程的第一多个随机接入前导发送到网络；在多个随机接入响应接收窗口的每一个期间，监测分别对应于第一多个随机接入前导中的每个的随机接入响应；以及如果第一多个随机接入前导的随机接入响应接收被确定为不成功，则将用于随机接入过程的第二多个随机接入前导发送到网络，其中，当直到多个随机接入响应接收窗口当中的最后一个随机接入响应接收窗口结束没有成功地接收到随机接入响应时，随机接入响应接收被确定为不成功。
当直到最后的随机接入响应接收窗口结束接收到至少一个随机接入响应时，UE可以认为第一多个随机接入前导的随机接入响应接收成功并且向网络发送消息3。
如果接收到至少一个随机接入响应，则UE可以不进一步监测另一随机接入响应。
上述方法可以进一步包括：当接收到两个或更多个随机接入响应时，将随机接入过程的两个或更多个消息3发送到网络；以及为消息3中的每一个启动两个或多个竞争解决定时器。
当直到竞争解决定时器当中的最后一个竞争解决定时器结束没有接收到对应于两个或更多个消息3中的每一个的消息4时，可以将两个或更多个消息3的竞争解决确定为不成功。
在本发明的另一方面，一种执行对网络的随机接入的用户设备(UE)，该UE包括：收发器，该收发器被配置成向网络发送用于随机接入过程的第一多个随机接入前导；和处理器，该处理器被配置成，在多个随机接入响应接收窗口的每一个期间监测分别对应于第一多个随机接入前导中的每一个的随机接入响应，其中，如果第一多个随机接入前导的随机接入响应接收被确定为不成功，则处理器控制收发器以向网络发送用于随机接入过程的第二多个随机接入前导，其中当直到多个随机接入响应接收窗口中的最后一个随机接入响应接收窗口结束没有成功接收到随机接入响应时，处理器确定随机接入响应接收不成功。
当直到最后的随机接入响应接收窗口结束接收到至少一个随机接入响应时，处理器可以认为第一多个随机接入前导的随机接入响应接收成功并且控制收发器以向网络发送消息3。
如果接收到至少一个随机接入响应，则处理器可以不进一步监测另一随机接入响应。
当接收到两个或更多个随机接入响应时，处理器可以控制收发器以将随机接入过程的两个或更多个消息3发送到网络，并且可以为消息3中的每一个启动两个或多个竞争解决定时器。
当直到竞争解决定时器当中的最后一个竞争解决定时器结束没有接收到对应于两个或更多个消息3中的每一个的消息4时，处理器可以将通过两个或更多个消息3进行的竞争解决确定为不成功。
本发明的有益效果
根据本发明的实施例，能够减少RA过程的总时间和/或成功进行RAR接收和竞争解决的机会增加。
而且，上述实施例能够有效地支持NR系统的波束扫描方案。
附图说明
附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并且被并入且组成本申请的一部分，图示本发明的实施例并且与说明书一起用作解释本发明的原理。在附图中：
图1是图示演进的通用移动电信系统(E-UMTS)的网络结构的框图。
图2是描绘典型E-UTRAN和典型EPC的架构的框图；
图3是示出基于3GPP无线电接入网络标准的UE与E-UTRAN之间的无线电接口协议的控制平面和用户平面的图；
图4是图示在基于非竞争的随机接入过程期间用户设备和基站的操作过程的图；
图5是图示在基于竞争的随机接入过程期间用户设备和基站的操作过程的图；
图6示出根据本发明的一个实施例的多个RAP的配置信息的示例；
图7示出通过使用用于下行链路公共信道的多个窄波束更高频率对覆盖范围和路径损耗补偿的影响；
图8示出根据本发明的一个方面的波束扫描的概念；
图9示出根据本发明的一个实施例的UE针对单个RA过程发送多个RAP的示例；
图10示出根据本发明的一个实施例的UE针对单个RA过程发送多个RAP的另一示例；
图11是根据本发明的实施例的通信装置的框图。
具体实施方式
现在将参考附图详细参考本发明的优选实施例。下面将参考附图给出的详细描述旨在解释本发明的示例性实施例，而不是示出能够根据本发明实现的仅有的实施例。
以下详细描述包括具体细节以便于提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域的技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明。在一些情况下，已知结构和设备被省略或以框图形式示出，集中于结构和设备的重要特征，使得不模糊本发明的概念。
如前所述，以下描述涉及支持随机接入过程(RAP)的无线通信系统。因此，首先解释RAP的细节。
图4是图示在基于非竞争的随机接入过程期间用户设备和基站的操作过程的图。
(1)随机接入前导指配
能够针对两种情况执行基于非竞争的随机接入过程，即，(1)当执行切换过程时，以及(2)当通过基站的命令请求时。当然，也可以针对这两种情况执行基于竞争的随机接入过程。
首先，对于基于非竞争的随机接入过程，重要的是，用户设备从基站接收不具有竞争的可能性的指定的随机接入前导。接收随机接入前导的方法的示例包括通过切换命令的方法和通过PDCCH命令的方法。通过接收随机接入前导的方法将随机接入前导指配给用户设备(S401)。
(2)第一消息发送
如上所述，在接收到仅为用户设备指定的随机接入前导之后，用户设备将前导发送到基站(S402)。
(3)第二消息接收
在用户设备在步骤S402中发送随机接入前导之后，基站尝试在通过系统信息或切换命令指示的随机接入响应接收窗口内接收其随机接入响应(S403)。更详细地，能够以MAC协议数据单元(MAC PDU)的形式发送随机接入响应，并且能够通过物理下行链路共享信道(PDSCH)来传输MAC PDU。此外，优选地，用户设备监测物理下行链路控制信道(PDCCH)以适当地接收被传输到PDSCH的信息。即，优选地，PDCCH包括应接收PDSCH的用户设备的信息、PDSCH的无线电资源的频率和时间信息、以及PDSCH的传输格式。如果用户设备成功接收到向其发送的PDCCH，则用户设备能够根据PDCCH的信息适当地接收发送到PDSCH的随机接入响应。随机接入响应能够包括随机接入前导标识符(ID)(例如，随机接入前导标识符(RA-RNTI))、指示上行链路无线电资源的上行链路许可、临时C-RNTI和定时提前命令(TAC)值。
如上所述，对于随机接入响应，需要随机接入前导标识符以指示：作为能够被包括在一个随机接入响应中的一个或者更多用户设备的随机接入响应信息，上行链路许可、临时C-RNTI和TAC值对于用户设备是否有效。在这种情况下，假设用户设备选择与在步骤S402中选择的随机接入前导相对应的随机接入前导标识符。
在基于非竞争的随机接入过程中，用户设备能够在通过接收随机接入响应信息确定已正常执行随机接入过程之后终止随机接入过程。
图5是图示在基于竞争的随机接入过程期间用户设备和基站的操作过程的图。
(1)第一消息发送
首先，用户设备从通过系统信息或切换命令指示的随机接入前导的集合中随机选择一个随机接入前导，并选择能够发送随机接入前导的物理RACH(PRACH)资源(S501)。
(2)第二消息接收
接收随机接入响应信息的方法类似于前述基于非竞争的随机接入过程的方法。即，在步骤S402中用户设备发送随机接入前导之后，基站尝试在通过系统信息或切换命令指示的随机接入响应接收窗口内接收其随机接入响应，并通过相应的随机接入标识符信息接收PDSCH(S502)。在这种情况下，基站能够接收上行链路许可、临时C-RNTI和定时提前命令(TAC)值。
(3)第三消息发送
如果用户设备接收到其有效随机接入响应，则用户设备各自处理随机接入响应中包括的信息。即，用户设备应用TAC并存储临时C-RNTI。此外，用户设备使用UL许可将数据(即，第三消息)发送到基站(S503)。第三消息应包括用户设备标识符。这是因为基站需要识别执行基于竞争的随机接入过程的用户设备，从而避免以后的竞争。
已经讨论两种方法以在第三消息中包括用户设备标识符。在第一方法中，如果用户设备具有在随机接入过程之前先前从相应小区指配的有效小区标识符，则用户设备通过对应于UL许可的上行链路传输信号发送其小区标识符。另一方面，如果用户设备不具有在随机接入过程之前先前从相应小区指配的有效小区标识符，则用户设备发送其小区标识符，包括其唯一标识符(例如，S-TMSI或随机ID)。通常，唯一标识符比小区标识符长。如果用户设备发送与UL许可相对应的数据，则用户设备启动竞争解决定时器。
(4)第四消息接收
在通过随机接入响应中包括的UL许可发送包括其标识符的数据之后，用户设备等待基站的命令以进行竞争解决。即，用户设备尝试接收PDCCH以接收特定消息(504)。已经讨论两种方法来接收PDCCH。如上所述，如果使用用户设备标识符发送第三消息以对应于UL许可，则用户设备尝试使用其小区标识符来接收PDCCH。如果用户设备标识符是用户设备的唯一标识符，则用户设备尝试使用随机接入响应中包括的临时小区标识符来接收PDCCH。之后，在第一方法的情况下，如果用户设备在竞争解决定时器期满之前通过其小区标识符接收PDCCH，则用户设备确定已经正常执行随机接入过程，并且结束随机接入过程。在第二方法的情况下，如果用户设备在竞争解决定时器期满之前通过临时小区标识符接收PDCCH，则用户设备识别从PDSCH传输的数据。如果用户设备的唯一标识符包括在数据中，则用户设备确定已正常执行随机接入过程，并结束随机接入过程。
每个划分优先级的事件的多个RAP传输
如前面所解释的，在现有技术中，UE在一个时间点仅执行一个RA过程。因此，没有办法减少一个RA过程的总时间或增加成功进行RAR接收或竞争解决的机会。
考虑到基于竞争的RA(CBRA)被用于初始RRC连接建立以及上行链路数据传输，需要一种方法来增加根据例如RA启动目的、或者上行数据的优先级成功进行RA过程的机会。
为了增加划分优先级的事件的RA过程完成概率，提出当UE发起RAP时，如果由于划分优先级的事件UE触发RAP，则UE可以并行发送至少两个随机接入前导(RAP)。更一般地，可以由网络为每个划分优先级的事件配置RAP的数量。
图6示出根据本发明的一个实施例的多个RAP的配置信息的示例。
首先，UE可以从网络接收配置信息，如图6中所示。此配置信息可以是RRC信令。
如图6中所示，配置信息可以包括每个划分优先级的事件(例如，第一划分优先级的事件、第二划分优先级的事件等)。对于每个划分优先级的事件，确定RAP的数量(例如，对于第一划分优先级的事件为X，对于第二划分优先级的事件为Y)。
基于此配置信息，如果RA过程由第一划分优先级的事件触发，则UE可以发送X个RAP。同样地，如果RA过程由第二划分优先级的事件触发，则UE可以发送Y个RAP。
这里，第一划分优先级的事件可以是UE想要建立到网络的RRC(无线电资源控制)连接的第一类型事件。同样，第二划分优先级的事件可以是第二类型事件，其中上行链路数据变得可用于在具有预定优先级的逻辑信道中传输。
总之，如果UE由于划分优先级的事件而触发基于竞争的随机接入(CBRA)过程，则UE能够由网络配置以发送至少两个RAP。划分优先级的事件可以包括：
(1)UE建立RRC连接，即，(i)当UE未处于RRC连接，例如，RRC空闲时UE发起CBRA过程；或者(ii)当上行链路数据变得可用于在CCCH逻辑信道中传输时，UE发起CBRA过程；
(2)上行链路数据变得可用于在具有特定优先级，例如，逻辑信道优先级的逻辑信道中传输，这里，特定优先级由网络配置或在规范中预定义，例如，1或2。
UE可以由网络配置当UE由于划分优先级的事件而发起CBRA时UE发送多少RAP。也就是说，UE能够被配置成根据触发CBRA过程的划分优先级的事件来发送不同数量的RAP。例如，UE被配置成当UE发起CBRA时发送3个RAP以便于建立RRC连接，同时UE被配置成当由于来自具有逻辑信道优先级1的逻辑信道的上行链路数据而发起CBRA时发送2个RAP。
用于波束扫描的多RAP传输
如上所述，NR系统应能够使用高达100GHz的频段。为了补偿较高频带的增加的路径损耗，确定对波束形成的需要。
图7示出通过对下行链路公共信道使用多个窄波束更高频率对覆盖范围和路径损耗补偿的影响。
在较低频带(例如，当前LTE频带<6GHz)中，可以通过形成用于发送下行链路公共信道的宽扇区波束来提供所需的小区覆盖。然而，在较高频率(>>6GHz)上利用宽扇区波束，通过相同的天线增益，小区覆盖范围减小。因此，为了在较高频带上提供所需的小区覆盖，需要较高的天线增益来补偿增加的路径损耗。为了增加宽扇形波束上的天线增益，使用较大的天线阵列(范围从数十个到数百个的天线单元的数量)来形成高增益波束。
结果，与宽扇区波束相比，高增益波束窄，因此需要用于发送下行链路公共信道的多个波束来覆盖所需的小区区域。NR BS能够形成的并发高增益波束的数量可能受到所利用的收发器架构的成本和复杂度的限制。实际上，在较高频率上，并发高增益波束的数量远远小于覆盖蜂窝区域所需的波束总数。换句话说，NR BS能够在任何给定时间通过使用波束子集来仅覆盖小区区域的一部分。
图8示出根据本发明的一个方面的波束扫描的概念。
如图8中所示，NR BS需要通过在任何给定时间激活不同的波束集来在时域中扫描小区覆盖区域。因此，对于NR，可以引入所谓的扫描子帧以通过波束成形周期性地提供对公共控制信道信令的覆盖。扫描子帧由扫描块(SB)组成，其中单个块用有源高增益束的集合覆盖小区的特定区域。根据每个扫描块的有源波束的数量和覆盖小区区域所需的波束总数，可能需要多个扫描块，如图8中所示。
图8中的有源波束能够被用于发送或者接收信息，因此，能够将扫描子帧定义为下行链路或上行链路扫描子帧。此外，为了适当地支持NR UE的随机接入过程，NR UE将重复多个RAP以覆盖整个覆盖范围。
在本发明的一个示例中，UE可以从网络接收关于在多个时域单元(例如，SB)上针对单个随机接入过程要重复多少RAP的配置信息。基于此配置信息，UE可以发送用于相同随机接入过程的多个RAP。
因此，支持波束扫描方案可能是多个RAP传输的另一个“需求”。
多RAP传输的详细过程
图9示出根据本发明的一个实施例的UE针对单个RA过程发送多个RAP的示例。
UE可以将用于单个随机接入过程的N个随机接入前导发送到网络(S710)。在本示例中，假设N等于2。即，当UE处于RRC空闲，即，当UE建立RRC连接时，如果UE触发CBRA，则UE被配置成发送2个RAP。UE可以随机选择两个不同的RAP，即，RAP1和RAP2。UE可以针对每个所选择的RAP选择RA资源，例如，包含PRACH的下一个可用子帧。UE可以在对应的RA资源上发送所选择的RAP。
总之，当UE由于划分优先级的事件而发起CBRA时，UE可以如下发送RAP：
-根据触发CBRA过程的事件，UE自身随机地随机选择一定数量的不同RAP；
-UE在用于CBRA的RRA组内选择一定数量的不同RAP；
-UE确定包含PRACH资源的下一个可用子帧以发送所选择的RAP；
UE在子帧上发送所选择的RAP，其中每个子帧对应于每个所选择的RAP。
然后，UE可以在多个随机接入响应接收窗口的每一个期间监测分别对应于X个随机接入前导中的每一个的随机接入响应(S720)。在图9中，RAR窗口1用于RAP 1，并且RAR窗口2用于RAP 2。
也就是说，如果UE发送特定数量的RAP，则UE如下地监测通过用于RAR接收的RA-RNTI寻址的PDCCH：
-UE计算特定数量的RA-RNTI，其中每个RA-RNTI与每个发送的RAP相关联；
-UE管理特定数量的RAR窗口，其中每个RAR窗口用于每个发送的RAP；
-在每个RAR窗口内，UE监测使用与用于RAR窗口的RAP相关联的RA-RNTI寻址的PDCCH；
例如，如果UE发送两个RAP(RAP1和RAP2)，如图9中所示，,UE管理两个单独的RAR窗口(RAR窗口1，RAR窗口2)。并且，UE仅在RAR窗口1中监测使用与RAP1相对应的RA-RNTI1寻址的PDCCH，同时仅在RAR窗口2中监测使用与RAP2相对应的RA-RNTI2寻址的PDCCH。在RAR窗口1和2之间的重叠时段内，UE监测寻址到RA-RNTI1或RA-RNTI2的PDCCH。
当直到多个随机接入响应接收窗口中的最后一个随机接入响应接收窗口结束没有成功接收到随机接入响应时，UE可以将第一多个随机接入前导的随机接入响应接收确定为不成功。换句话说，当直到最后的随机接入响应接收窗口结束接收到至少一个随机接入响应时，UE可以认为第一多个随机接入前导的随机接入响应接收成功，并且将消息3发送到网络。
具体地，即使RAR窗口1结束并且UE没有接收到任何RAR1或RAR2，UE也不会在该时间点发送另一个RAP。相反，UE继续在RAR2窗口2中监测RAR。
也就是说，当RAR窗口结束时，UE如下确定再次发送其它一定数量的RAP：
-如果RAR窗口是最后一个RAR窗口，
-如果UE在RAR窗口内没有接收到任何RAR，或者UE没有接收到包含与所发送的RAP之一匹配的RAP的任何RAR，
-UE再次随机选择一定数量的不同RAP，并发送上述所选择的RAP；
-否则，如果RAR窗口不是最后一个RAR窗口，
--如果UE在RAR窗口内没有接收到任何RAR或者UE没有接收到包含与所发送的RAP之一匹配的RAP的任何RAR，
-UE在尚未结束的剩余RAR窗口继续监测RAR。
-UE不选择其它一定数量的不同RAP；
当最终确定随机接入响应接收不成功时，UE可以将用于随机接入过程的第二多个随机接入前导发送到网络(S730)。也就是说，当RAR窗口2结束并且UE没有接收到任何RAR2时，则UE可以认为RAR接收失败并且再次随机地选择2个RAP并发送所选择的RAP3和RAP4。
在RAR窗口3和4期间，UE可以如S720中那样监测随机接入响应(S740)。
图10示出根据本发明的一个实施例的UE针对单个RA过程发送多个RAP的另一示例。
在图10的示例中，UE被配置成：当UE处于RRC空闲，即，当UE建立RRC连接时，如果UE触发CBRA，则发送2个RAP。然后，UE随机选择两个不同的RAP，即，RAP1和RAP2，为每个选择的RAP选择RA资源，例如，包含PRACH的下一个可用子帧，并在相应的RA资源上发送所选择的RAP(S1010)。
然后，UE通过启动RAR窗口1和RAR窗口2开始监测RAR1和RAR2(S1020)。在本示例中，UE接收RAR1和RAR2，其中RAR1包括T-C-RNTI1，并且RAR2包括T-C-RNTI2。
也就是说，在RAR窗口内，如果UE接收到与作为由UE发送的RAP之一的RAP相对应的RAR，则UE认为RAR接收对于此CBRA过程是成功的。
在这种情况下，通过使用在RAR中接收的UL许可，UE发送Msg3。同样在这种情况下，即使发送的RAP的RAR窗口没有结束，UE也可能不监测包含与发送的RAP之一匹配的RAP的其他RAR。即，如果eNB响应于其他RAP而发送RAR，则UE可能不接收RAR或可能忽略RAR。
然而，作为替代，UE可以基于多个RAR发送多个Msg3。
在图10中，通过使用RAR1中的UL许可，UE发送Msg3_1，并且通过使用RAR2中的UL许可，UE发送Msg3_2(S1030)。这里，当分别发送Msg3_1和Msg3_2时UE启动mac-ContentionResolutionTimer1(M-CRT1)和mac-ContentionResolutionTimer2(M-CRT2)。
在图10中，UE经由寻址到T-C-RNTI2的PDCCH接收Msg4，并且认为此CBRA过程成功完成(S1040)。然后，UE刷新用于传输Msg3_1和Msg3_2的所有HARQ缓冲器；将其C-RNTI设置为T-C-RNTI2；停止M-CRT1和M-CRT2，停止进一步监测Msg4；并丢弃T-C-RNTI1和T-C-RNTI2。
也就是说，如果UE发送Msg3，则UE响应于Msg3如下接收Msg4：
-UE管理用于竞争解决的多个定时器，即，mac-ContentionResolutionTimer，其中每个定时器对应于每个Msg3；即，UE在发送Msg3时启动mac-ContentionResolutionTimer。如果UE发送多个Msg3，则UE针对每个Msg3启动mac-ContentionResolutionTimer。
当mac-ContentionResolutionTimer正在运行时：
-如果UE接收到针对UE的Msg4，则UE认为CBRA过程成功完成；
-UE认为此CBRA过程成功完成；
-UE刷新用于传输Msg3的所有HARQ缓冲器；
-UE将其C-RNTI设置为T-C-RNTI，如果需要，UE通过其接收Msg4；
-UE停止所有mac-ContentionResolutionTimers并停止进一步监视Msg4；并且
-UE丢弃所有临时C-RNTI。
当mac-ContentionResolutionTimer结束时，UE如下确定再次发送其它一定数量的RAP：
-如果mac-ContentionResolutionTimer窗口是最后一个mac-ContentionResolutionTimer，
-如果UE没有接收针对UE的任何Msg4，
-UE认为竞争解决失败；并且
-UE再次随机选择一定数量的不同RAP，并发送上述所选择的RAP；
-否则，如果mac-ContentionResolutionTimer窗口不是最后一个mac-ContentionResolutionTimer，
-如果UE没有接收针对UE的任何Msg4，
–UE在尚未结束的剩余mac-ContentionResolutionTimers内继续监测Msg4。
-UE不选择其它一定数量的不同RAP；
注意，UE认为UE如下接收针对UE的Msg4：
-如果在UE发送包括C-RNTI MAC CE的Msg3的情况下UE接收由其C-RNTI寻址的PDCCH和用于新传输的UL许可；
-如果在UE发送包括CCCH SDU的Msg3的情况下UE接收寻址到其临时C-RNTI的PDCCH传输；
注意，当UE通过使用例如preambleTransMax对RAP传输的数量进行计数时，UE可以针对一定数量的RAP传输将计数器递增1。换句话说，UE将一定数量的RAP并行传输视为一个RAP传输。
图11是根据本发明的实施例的通信装置的框图。
在图11中示出的装置能够是适合于执行上述机制的用户设备(UE)和/或eNB，但是其能够是用于执行相同操作的任何装置。
如在图11中所示，装置可以包括DSP/微处理器(110)和RF模块(收发器；135)。DSP/微处理器(110)与收发器(135)电连接并且对收发器(135)进行控制。基于其实现和设计者的选择，装置可以进一步包括功率管理模块(105)、电池(155)、显示器(115)、键区(120)、SIM卡(125)、存储设备(130)、扬声器(145)以及输入设备(150)。
具体地，图11可以表示UE，该UE包括被配置成从网络接收信号的接收器(135)，和被配置成将信号发送到网络的发射器(135)。这些接收器和发射器能够组成收发器(135)。UE进一步包括被连接到收发器(135：接收器和发射器)的处理器(110)。
而且，图11可以表示网络装置，该网络装置包括发射器(135)，其被配置成将信号发送到UE；和接收器(135)，其被配置成从UE接收信号。这些发射器和接收器可以组成收发器(135)。网络进一步包括处理器(110)，其被连接到发射器和接收器。
对于本领域的技术人员来说将会显而易见的是，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，能够在本发明中进行各种修改和变化。因此，本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的本发明的修改和变化。
以下描述的本发明的实施例是本发明的要素和特征的组合。除非另有说明，否则可以认为要素或特征是选择性的。可以在不与其他要素或特征组合的情况下实践每个要素或特征。此外，可以通过组合要素和/或特征的部分来构造本发明的实施例。可以重新排列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构造可以包括在另一个实施例中，并且可以用另一个实施例的相应构造代替。对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在所附权利要求中未明确引用的权利要求可以作为本发明的实施例组合地呈现，或者在提交申请之后通过随后的修改作为新的权利要求包括在内。
在本发明的实施例中，被描述为由BS执行的具体操作可以由BS的上层节点执行。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或除BS之外的网络节点执行用于与MS通信的各种操作。术语“eNB”可以用术语“固定站”、“节点B”、“基站(BS)”、“接入点”、“gNB”等替换。
可以通过各种手段来实现上述实施例，例如，通过硬件、固件、软件或其组合。
在硬件配置中，根据本发明的实施例的方法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(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器或微处理器来实现。
在固件或软件配置中，根据本发明实施例的方法可以以执行上述功能或操作的模块、过程、功能等的形式实现。软件代码可以存储在存储器单元中并由处理器执行。存储器单元可以位于处理器的内部或外部，并且可以经由各种已知手段向处理器发送数据和从处理器接收数据。
本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的精神和基本特征的情况下，本发明可以以除了本文所述之外的其他特定方式实施。因此，上述实施例在所有方面都被解释为说明性的而非限制性的。本发明的范围应由所附权利要求及其合法等同物确定，而不是由以上描述确定，并且旨在将落入所附权利要求的含义和等同范围内的所有变化包含在其中。
工业实用性
虽然已经围绕应用于3GPP系统的示例描述上述方法，但是本发明可应用于除3GPP系统之外的各种无线通信系统，例如，IEEE系统。
Claims (10)
1.一种用于用户设备(UE)执行对网络的随机接入的方法，所述方法包括：
确定用于随机接入过程的多个随机接入前导的第一数目以通过波束扫描覆盖期望的覆盖；
将用于随机接入过程的第一多个随机接入前导发送到网络，其中，所述第一多个随机接入前导的数目对应于所述第一数目；
在多个随机接入响应接收窗口的每一个期间，监测分别对应于所述第一多个随机接入前导中的每一个的随机接入响应；以及
如果所述第一多个随机接入前导的随机接入响应接收被确定为不成功，则将用于所述随机接入过程的第二多个随机接入前导发送到所述网络，
其中，当直到所述多个随机接入响应接收窗口当中的最后一个随机接入响应接收窗口结束没有成功地接收到所述随机接入响应时，所述随机接入响应接收被确定为不成功。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，当直到所述最后的随机接入响应接收窗口结束接收到至少一个随机接入响应时，所述UE认为所述第一多个随机接入前导的随机接入响应接收成功并且向所述网络发送消息3。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，如果接收到所述至少一个随机接入响应，则所述UE不进一步监测另一随机接入响应。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
当接收到两个或更多个随机接入响应时，将所述随机接入过程的两个或更多个消息3发送到所述网络；以及
针对所述消息3中的每一个启动两个或更多个竞争解决定时器。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，当直到所述竞争解决定时器当中的最后一个竞争解决定时器结束没有接收到对应于所述两个或更多个消息3中的每一个的消息4时，将通过所述两个或更多个消息3进行的竞争解决确定为不成功。
6.一种执行对网络的随机接入的用户设备(UE)，所述UE包括：
收发器，所述收发器被配置成向所述网络发送用于随机接入过程的第一多个随机接入前导；和
处理器，所述处理器被配置成：
确定用于所述随机接入过程的多个随机接入前导的第一数目以通过波束扫描覆盖期望的覆盖，其中，所述第一多个随机接入前导的数目对应于所述第一数目，
在多个随机接入响应接收窗口的每一个期间监测分别对应于所述第一多个随机接入前导中的每一个的随机接入响应，
其中，如果所述第一多个随机接入前导的随机接入响应接收被确定为不成功，则所述处理器控制所述收发器以向所述网络发送用于所述随机接入过程的第二多个随机接入前导，
其中，当直到所述多个随机接入响应接收窗口当中的最后一个随机接入响应接收窗口结束没有成功接收到所述随机接入响应时，所述处理器确定所述随机接入响应接收不成功。
7.根据权利要求6所述的UE，其中，当直到所述最后的随机接入响应接收窗口结束接收到至少一个随机接入响应时，所述处理器认为所述第一多个随机接入前导的随机接入响应接收成功并且控制所述收发器以向所述网络发送消息3。
8.根据权利要求7所述的UE，其中，如果接收到所述至少一个随机接入响应，则所述处理器不进一步监测另一随机接入响应。
9.根据权利要求6所述的UE，其中，当接收到两个或更多个随机接入响应时，所述处理器控制所述收发器以将所述随机接入过程的两个或更多个消息3发送到所述网络，并且其中所述处理器针对所述消息3中的每一个启动两个或更多个竞争解决定时器。
10.根据权利要求9所述的UE，其中，当直到所述竞争解决定时器当中的最后一个竞争解决定时器结束没有接收到对应于所述两个或更多个消息3中的每一个的消息4时，所述处理器将通过所述两个或更多个消息3进行的竞争解决确定为不成功。
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