CN110140409A

CN110140409A - 通信装置、基础设施设备和方法

Info

Publication number: CN110140409A
Application number: CN201880005789.6A
Authority: CN
Inventors: 魏宇欣; 布莱恩·亚历山大·马丁; 维韦克·夏尔马; 若林秀治; 安德斯·贝里格伦
Original assignee: Sony Corp; Sony Mobile Communications Inc
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2017-01-05
Filing date: 2018-01-03
Publication date: 2019-08-16
Anticipated expiration: 2038-01-03
Also published as: WO2018127502A1; US20190380154A1; EP3549384B1; EP3549384A1; CN110140409B; US20230363014A1; US11102821B2; US11706814B2; US20210360704A1

Abstract

一种用于向无线通信网络发送数据或从无线通信网络接收数据的通信装置包括：发送器电路，被配置为经由一个或多个基础设施设备提供的无线接入接口向无线通信网络的一个或多个基础设施设备发送信号；接收器电路，被配置为经由无线接入接口从一个或多个基础设施设备接收信号；以及控制器电路，被配置为控制发送器电路和接收器电路来发送或接收表示数据的信号。当通信装置处于非活动状态时，控制器电路与接收器电路和发送器电路组合配置以将包括随机接入前导码和数据的第一部分的第一信号发送到基础设施设备之一，从基础设施设备接收随机接入响应消息，并且将包括数据的第二部分的第二信号发送到基础设施设备。本技术的实施方式可以提供混合增强的RACH过程，其可以在NR无线通信系统中使用，该系统具有降低目前已知的两步RACH过程的延迟性能的优点，同时随着与RACH的数据传输可以容纳大量数据。

Description

通信装置、基础设施设备和方法

技术领域

本公开涉及被配置为根据增强型随机接入(RACH)过程向无线通信网络的基础设施设备发送数据和从基础设施设备接收数据的通信装置。

本申请要求欧洲专利申请EP17150480的巴黎公约优先权，其内容通过引用结合于此。

背景技术

本文中提供的“背景”描述是为了总体上呈现本公开的上下文的目的。在本背景部分中描述的范围内的目前指定的发明人的工作以及在提交时可能没有限定为现有技术的说明的方面不被明确地或默认地承认为本发明的现有技术。

诸如基于第三代合作伙伴计划(3GPP)定义的通用移动电信标准(UMTS)和长期演进(LTE)架构的第三代和第四代移动电信系统能够支持比前几代移动电信系统提供的简单语音和消息服务更复杂的服务。例如，通过LTE系统提供的改进的无线电接口和增强的数据速率，用户能够享受高数据速率的应用，诸如以前只能经由固定线路数据连接才可用的移动视频流和移动视频会议。因此，部署第三代和第四代网络的需求是强大的，并且预期将迅速增加这些网络的覆盖区域(即，可以接入网络的地理位置)。然而，虽然第四代网络可以支持来自诸如智能电话和平板计算机的装置的高数据速率和低延迟的通信，但预期未来的无线通信网络将有望有效地支持与更广泛的装置(例如，包括复杂度降低的装置、机器类型的通信装置、高分辨率视频显示器和虚拟现实头戴式设备)进行通信，这些装置与更广泛的数据流量配置文件相关联。这些不同类型的装置中的一些可以以非常大的数量部署(例如，用于支持“物联网”的低复杂度装置)，并且通常可以与具有相对高的延迟容限的相对少量的数据的传输相关联，而其他类型的装置(例如，支持高清晰度视频流)可以与具有相对低的延迟容限的相对大量的数据的传输相关联。

因此，预期到对未来的无线通信网络(其可以被称为5G或新的无线电接入技术(可以表示为新RAT或简称为NR)网络)的需求，以支持对于宽范围的装置的有效连接，这些装置与具有不同特征数据流量配置文件的不同应用相关联，导致不同的装置具有不同的操作特性和/或要求。

因此，引入新的无线电接入技术(RAT)系统/网络带来了新的机遇和挑战。一个这样的挑战是如何更有效地在NR系统中采用随机接入(RACH)过程(其可以用于从空闲模式的初始接入、切换、RRC连接重建等)。特别地，目前对于可以在不使这些通信装置转换到连接状态的情况下使用RACH来容纳大数据传输的NR通信装置没有足够的解决方案或方案。

发明内容

本公开可以帮助解决或减轻上面讨论的至少一些问题，并且为通信装置提供使用RACH发送大量数据不必转换到连接模式的解决方案。如此，本技术的实施方式可以提供一种用于向无线通信网络发送数据或从无线通信网络接收数据的通信装置，包括：发送器电路，被配置为经由一个或多个基础设施设备提供的无线接入接口向无线通信网络的一个或多个基础设施设备发送信号；接收器电路，被配置为经由无线接入接口从一个或多个基础设施设备接收信号；以及控制器电路，被配置为控制发送器电路和接收器电路来发送或接收表示数据的信号。当通信装置处于非活动状态时，控制器电路与接收器电路和发送器电路组合配置以将包括随机接入前导码和数据的第一部分的第一信号发送到基础设施设备之一，从基础设施设备接收随机接入响应消息，并且将包括数据的第二部分的第二信号发送到基础设施设备。

本技术的实施方式(进一步与基础设施设备、操作通信装置和基础设施设备的方法以及用于其的电路有关)可以提供混合增强的RACH过程，其可以在NR无线通信系统中使用，该系统具有降低目前已知的两步RACH过程的时延性能的优点，同时随着与RACH的数据传输可以容纳大量数据。

本发明的各个方面和特征在所附权利要求中限定。

应理解，上述一般描述和以下详细描述是示例性的，而非限制本技术。通过参考结合附图进行的以下详细描述，将最好地理解所描述的实施方式以及进一步的优点。

附图说明

将容易获得对本公开及其许多伴随的优点的更完整的理解，同时当结合附图考虑时通过参考以下详细描述其将变得更好理解，其中，贯穿几个视图，类似的参考符号表示相同或相应的部分，并且其中：

图1是具有与示例增强型新无线电或5G网络的架构组件对应的架构组件的无线通信系统的示意性框图；

图2是示出无线电信网络中的四步随机接入过程中的步骤的示意图示；

图3是示出具有来自网络的下行链路响应的处于RRC_INACTIVE模式的通信装置的上行链路数据传输的示例的示意图示；

图4是示出可以应用于少量数据传输的示例RACH过程的示意图示；

图5是示出可以应用于少量数据传输的示例两步RACH过程的示意图示；

图6是示出无线电信网络中的两步随机接入过程中的步骤的示意图示；

图7是根据本技术的实施方式的在通信装置与无线通信网络的基础设施设备之间的通信的部分消息流程图的部分示意图示；以及

图8示出了根据本技术的实施方式来示出通信装置与基础设施设备之间的通信进程的流程图。

具体实施方式

新的无线接入技术(5G)

如上所述，本发明的实施方式可以找到具有高级无线通信系统的应用，诸如，被称为5G或新的无线电(NR)接入技术的那些。在[1]中已经提出了新的无线电接入技术(RAT)来为下一代无线通信系统(即，5G)开发新的RAT，并且在3GPP中已经商定了关于NR的研究项目(SI)[2]以便研究和开发新的RAT。新的RAT预期将在数百MHz至100Ghz的大范围频率下运行，并且预期将涵盖广泛的使用实例。在此SI下考虑的使用实例包括：

·增强型移动宽带(eMBB)

·大规模机器类型通信(mMTC)

·超可靠&低延迟通信(URLLC)

5G的目标不仅是为人们提供移动连接，而且要为任何类型的装置和任何类型的应用提供无处不在的连接，这些应用将从连接中受益。许多要求和使用实例仍在讨论中，但其中包括：

·低延迟

·高数据速率

·毫米波谱使用

·高密度的网络节点(例如小型小区和中继节点)

·大系统容量

·大量装置(例如MTC装置/物联网装置)

·高可靠性(例如用于车辆安全应用，诸如自动驾驶汽车)

·低装置成本和低能耗

·灵活的频谱使用

·灵活的移动性

在图1中示出了使用针对NR和5G提出的一些术语的无线通信网络的示例配置。在图1中，多个发送和接收点(TRP)10通过表示为线3的连接接口来连接到分布式控制单元(DU)11.1、11.2。每个发送器接收器点(TRP)10被布置成经由对无线通信网络可用的无线电频率带宽内的无线接入接口来发送和接收信号。因此，在经由无线接入接口进行无线电通信的范围内，每个TRP 10形成无线通信网络的小区，如虚线8所示。如此，由小区10提供的无线电通信范围内的无线通信装置12可以经由无线接入接口向TRP 10发送信号和从TRP 10接收信号。每个分布式控制单元11.1、11.2经由接口16连接到协调单元(CU)14。然后，CU 14连接到核心网络17，该核心网络17可以包含与无线通信装置进行数据通信所需的所有其他功能，并且核心网络17可以连接到其他网络18。

图1中所示的无线接入网络的元件可以以与3GPP(RTM)主体管理的相关标准中公知和定义的LTE网络的对应元件类似的方式操作，并且也在关于主题的许多书(例如，HolmaH.和Toskala A，[3])中描述。将理解的是，图1中表示的电信网络的操作方面以及没有具体描述的根据本公开的实施方式在此讨论的其他网络的操作方面(例如，关于用于在不同的元件之间进行通信的特定通信协议和物理信道)可以根据任何已知技术来实现，例如，根据用于实现无线电信系统的这种操作方面的当前使用的方法(例如，根据相关标准)。

图1的收发器处理器TRP 10可以部分地具有与LTE网络的基站或eNodeB相对应的功能，并因此在以下描述中术语TRP和eNodeB是可互换的。作为无线电网络基础设施设备的示例的基站也可以称为收发器站/NodeB/eNodeB(eNB)/gNodeB(gNB)等。类似地，通信装置12可以具有与已知用于与LTE网络一起操作的装置相对应的功能，并且也可以称为移动站、用户设备(UE)、用户终端、终端装置、移动无线电、通信装置等。因此，将理解的是，新的RAT网络的操作方面(例如，关于用于在不同的元件之间进行通信的特定通信协议和物理信道)可以与从LTE或其他已知的移动电信标准中已知的那些不同。然而，还将理解的是，新的RAT网络的核心网络组件、基站和终端装置中的每一者在功能上将分别类似于LTE无线通信网络的核心网络组件、基站和终端装置。

LTE中的当前RACH过程

在诸如LTE类型网络的无线电信网络中，存在用于终端装置的不同无线电资源控制(RRC)模式。例如，通常支持RRC空闲模式(RRC_IDLE)和RRC连接模式(RRC_CONNECTED)。通过进行随机接入过程，处于空闲模式的终端装置可以转换到连接模式，例如，因为它需要发送上行链路数据或响应寻呼请求。随机接入过程涉及终端装置在物理随机接入信道上发送前导码，并因此该过程通常被称为RACH或PRACH过程/进程。

除了终端装置决定自己发起连接到网络的随机接入过程之外，网络(例如，基站)也可以通过向终端装置发送执行此操作的指令来指示处于连接模式的终端装置发起随机接入过程。这种指令有时被称为PDCCH命令(物理下行链路控制信道命令)，例如参见ETSITS 136 213 V13.0.0(2016-01)/3GPP TS 36.212版本13.0.0发行13[4]中的章节5.3.3.1.3。

存在可能出现网络触发的RACH过程(PDCCH命令)的各种场景。例如：

·作为切换过程的一部分，终端装置可以接收PDCCH命令以在PRACH上进行发送

·RRC连接到基站但是没有相对长时间地与基站交换数据的终端装置可以接收PDCCH命令以使终端装置发送PRACH前导码，使得它可以重新同步到网络并且允许基站校正终端装置的定时

·终端装置可以接收PDCCH命令，使得它可以在随后的RACH过程中建立不同的RRC配置，这可以应用于例如在连接模式下被阻止RRC重新配置的窄带IoT终端装置，从而通过PDCCH命令将终端装置发送到空闲模式允许终端装置在随后的PRACH过程中进行配置，例如，将终端装置配置为不同的覆盖增强级别(例如，更多或更少的重复)

为方便起见，在本文中使用术语PDCCH命令来指代由基站发送以指示终端装置无论原因如何都发起PRACH过程的信令。然而，将理解的是，在某些情况下，这种指令可以在其他信道/更高层中发送。例如，关于系统内切换过程，这里称为PDCCH命令的可以是在下行链路共享信道/PDSCH上发送的RRC连接重新配置指令。

当PDCCH命令被发送到终端装置时，为终端装置分配PRACH前导码签名序列以用于随后的PRACH过程。这与终端装置触发的PRACH过程不同，其中终端装置从预定义集中选择前导码，并因此可以通过重合选择与同时执行PRACH过程的另一终端装置相同的前导码，引起潜在的争用。因此，对于由PDCCH命令发起的PRACH过程，不存在与同时进行PRACH过程的其他终端装置的争用，因为PDCCH命令的终端装置的PRACH前导码由网络/基站调度。

图2示出了在LTE系统中使用的典型RACH过程，其可以应用于诸如图1所描述的NR无线通信系统。UE 12(其可以处于非活动或空闲模式)可以具有它需要向网络发送的一些数据。为此，它将随机接入前导码20发送到gNB 10。该随机接入前导码20指示UE 12到gNB10的标识，使得gNB 10可以在RACH过程的后期阶段过程中寻址UE 10。假设gNB 10成功接收到随机接入前导码20(并且如果不是，则UE 12将简单地以更高的功率重新发送它)，gNB将基于在接收的随机接入前导码20中指示的标识向UE 12发送随机接入响应22消息。随机接入响应22消息携带由gNB 10分配以识别UE 12的另一标识，以及定时提前值(使得UE 12可以改变其定时以补偿由其距gNB 10的距离引起的环回时延)并且授予UE 12发送数据的上行链路资源。在接收到随机接入响应消息22之后，UE 12使用随机访问响应消息22中分配给其的标识来将数据调度传输24发送到gNB 10。假设不存在与其他UE的冲突(如果另一UE和UE 12同时并使用相同的频率资源向gNB 10发送相同的随机接入前导码20，则可能发生冲突)，则由gNB 10成功地接收到数据调度传输24。gNB 10将利用争用解决消息26来响应调度传输24。

在各种3GPP RAN2会议中，已经在关于UE状态(例如，RRC_IDLE、RRC_CONNECTED等)可以如何转换到NR系统的假设上达成了一些协议。在RAN2#94中，同意应该引入新的“非活动”状态，其中UE应该能够以低时延(根据RAN的要求)开始数据传输。在RAN2#94时，关于当UE处于非活动状态时数据传输如何工作的问题尚未解决；会议同意进一步研究是否应该通过离开非活动状态来实现数据传输，或者是否应该在非活动状态内发生数据传输。

在RAN2#95中，同意将研究UE能够在不转换到连接状态的情况下以非活动状态发送数据的可能性。

在RAN2#95bis中，除了在传输数据之前使基线移动到连接状态之外，还认定了如下的两种方法：

·数据可以与请求转换到连接状态的初始RRC消息一起发送，或者

·数据可以在新状态下发送。

在RAN2#96中，将发起两个电子邮件讨论，以讨论处于非活动状态的上行链路数据传输。这些讨论的目的是捕获用于在非活动状态下在没有RRC信令的情况下发送上行链路数据并且UE没有启动到连接状态的转换的解决方案的细节。重点应放在RAN2方面，并且尽可能独立于所使用的物理层机制。

在标题为“UL data transmission in RRC_INACTIVE”(华为)[5]的3GPP文档R2-168544中讨论了第一种可能的解决方案。该解决方案如图3中所示，与[5]中的随附文本一起复制。如图3中所示，上行链路数据传输32可以由处于RRC_INACTIVE状态的网络30进行到eNB10。这里的网络30至少知道在哪个小区中接收到传输32，并且甚至可能知道通过哪个TRP。在接收到上行链路数据分组之后的一段时间内，网络30可以假设UE 12仍然在同一位置，从而可以调度任何RLC确认或应用响应以传输到同一区域中的UE 12，其中UE 12例如在下一个寻呼响应34中。可选地，可以在更广的区域中寻呼UE 12。在接收到该下行链路响应34之后，UE 12可以向网络30发送确认36以指示其已被成功接收。

在标题为“Baseline solution for small data transmission in RRC_INACTIVE”(Ericsson)[6]的3GPP文档R2-168713中讨论了第二种可能的解决方案。该解决方案如图4中所示，与[6]中的随附文本一起复制。图4中描述的机制用于小数据传输，并且基于LTE的暂停-恢复机制。主要区别在于，用户平面数据与消息3(图4中的RRC连接恢复请求44)和在消息4中用信号通知的可选RRC暂停同时发送。如图4中所示，最初在LTE中的随机接入方案的假设下，当UE 12接收上行链路数据以发送到移动通信网络的gNB 10时，UE 12首先发送随机接入(RA)前导码40。这里可以使用特殊的前导码集(前导码分区)，如在LTE中用于指示小数据传输(意味着UE 12想要更大的授权以及UE 12可能希望保持处于非活动状态)。

网络以包含定时提前和授权的随机接入响应(RAR)消息42进行响应。消息3的授权应该足够大以适应RRC请求和少量数据。可以指定允许的数据大小并将其链接到前导码，例如，前导码X要求授权以允许Y字节的数据。取决于可用资源，gNB 10可以供应仅容纳恢复请求的消息3的授权，在这种情况下，可以在接收消息3之后提供附加授权。

此时，UE 12将准备RRC连接恢复请求44并执行以下动作：

·为建立的SRB和所有DRB重建分组数据汇聚协议(PDCP)；

·为建立的信令无线电承载(SRB)和所有数据无线电承载(DRB)重建RLC。在此步骤期间，PDCP应重置序列号(SN)和超帧号(HFN)；

·恢复暂停的SRB和所有DRB；

·基于在UE 12被发送到“非活动”状态之前提供的下一跳链接计数器(NCC)来导出可能的新的安全密钥(例如，eNB密钥或KeNB)；

·生成加密和完整性保护密钥，并通过先前配置的安全算法来配置PDCP层；

·生成RRC连接恢复请求消息44；

·对添加可能的剩余数据的指示(例如，缓冲状态报告(BSR))；

·对添加UE 12希望保持处于非活动状态(如果前导码未指示)的指示；

·应用默认物理信道和媒体接入控制(MAC)配置；并且

·将RRC连接恢复请求44和数据46提交给较低层以进行传输。

在这些步骤之后，较低层发送消息3。这也可以包含由MAC复用的用户平面数据46，如现有的LTE规范，因为已经激活安全背景以加密用户平面。信令(使用SRB)和数据(使用DRB)将由MAC层复用(意味着数据不在SRB上发送)。

网络10接收消息3并且使用背景标识符来检索UE 12的RRC背景并重建SRB和DRB的PDCP和RLC。RRC背景包含加密密钥，并且用户平面数据被解密(将被映射到重建的DRB或总是可用的基于争用的信道)。

在成功接收到消息3和用户平面数据时，网络10通过新的RRC响应消息48进行响应，该新的RRC响应消息可以是“RRC暂停”或“RRC恢复”或“RRC拒绝”。该传输解决了争用并充当对消息3的确认。除了RRC信令之外，网络10可以在相同的传输中确认任何用户数据(RLC确认)。RRC信令和用户平面确认的复用将由MAC层处理。如果UE 12失去争用，则需要新的尝试。

·在网络10决定恢复UE 12的情况下，该消息将类似于RRC恢复，并且可以包括附加的RRC参数。

·在网络10决定立即暂停UE 12的情况下，该消息将类似于RRC暂停。该消息可能会有时延以允许发送下行链路确认。

·在网络10发送恢复拒绝的情况下，UE 12将在一些潜在的退避时间之后发起如在LTE中的新调度请求(SR)。

严格来说，该过程将在无需UE 12完全进入RRC_CONNECTED(之前将在UE 12接收到指示恢复的RRC响应(消息4)时发生)的情况下发送用户平面数据。另一方面，即使网络的决定是通过再次立即暂停UE 12使UE 12保持在RRC_INACTIVE，它也使用RRC背景来启用加密等。

图5和图6分别示出了简化的两步RACH过程的示例，其中UE 12可以将少量数据发送到gNB或eNB 12。在两步RACH过程中，数据与RACH前导码(图6中的消息62)同时发送，并且因此UE 12无需等待来自为其提供发送其数据的上行链路授权的网络的响应。然而，缺点在于，可以在消息1中传输有限量的数据。在eNB 10处接收到消息1之后，eNB 10将随机接入响应(图6中的消息62)发送到UE 12，其包括对消息1中的接收数据的确认。图5更详细地示出了消息，其中在消息1中，在相同的传输时间间隔(TTI)期间发送随机接入前导码50、RRC连接恢复请求52和少量数据54。同样，对于消息2，在相同的TTI期间由eNB 10向UE 12发送具有定时提前56的随机接入响应和RRC响应58(包括确认和RRC暂停命令)。

本技术的实施方式旨在提供一种优化四步RACH(例如图2中所示的LTE RACH过程)和两步RACH(例如图5和图6中所示的RACH)的解决方案，以便将介质寻址到大数据传输，其中时延较少并且不要求通信装置离开非活动状态。

预计两步RACH在减少数据传输时延和信令开销方面具有优势。然而，它仅设计用于小数据传输。用于在RACH中携带数据的保留的基于争用的资源将不会非常大。然后，使用两步RACH解决方案，具有大量数据要发送的UE必须采用传统的四步LTE RACH过程。本技术的实施方式提供了容纳大数据传输的解决方案，同时利用了采用两步RACH设计原理所提供的优点。

NR RACH增强

本技术的实施方式提供了系统和方法，其采用组合的两步和四步RACH过程来从处于非活动状态的通信装置或UE发送数据，而无需转换到连接状态。这样的系统和方法包括在消息1和消息3中都包含数据，其中消息1包括可以在保留的基于争用的资源中容纳的数据，以及包括请求附加上行链路授权的指示。消息3包括要发送的数据的其余部分，这将使用消息1中请求的附加上行链路授权来完成。消息2是来自网络的随机接入响应，包括附加上行链路授权以及唯一标识符，诸如，UE的小区无线电网络临时标识符(C-RNTI)。

图7提供了根据本技术的实施方式的在通信装置或UE 12与无线通信网络之间的通信的部分消息流程图的部分示意图示。通信装置12包括：发送器(或发送器电路)122，被配置为经由一个或多个基础设施设备10提供的无线接入接口70将信号发送至一个或多个基础设施设备或gNB 10；接收器(或接收器电路124)，被配置为经由无线接入接口70从一个或多个基础设施设备10接收信号；以及控制器(或控制器电路)126，被配置为控制发送器电路122和接收器电路124发送或接收表示数据的信号。如在图7中可以看出，基础设施设备10还包括：发送器(或发送器电路)102，被配置为经由无线接入接口70向通信装置12发送信号；接收器(或接收器电路)104，被配置为经由无线接入接口70从通信装置12接收信号；以及控制器(或控制器电路)106，被配置为控制发送器电路102和接收器电路104以发送或接收表示数据的信号。控制器126、106中的每一个可以是例如微处理器、CPU或专用芯片组等。

当通信装置12处于非活动状态(其可以例如对应于空闲状态，诸如，RRC_IDLE状态)时，通信装置12的控制器电路126与通信装置12的接收器电路124和发送器电路122组合配置，以将包括随机接入前导码和数据的第一部分的第一信号72发送到基础设施设备10之一，从基础设施设备10接收随机接入响应消息74，并将包括数据的第二部分的第二信号76发送到基础设施设备10。

可以例如在gNB的系统信息中预先保留用于从UE到gNB的随机接入的前导码。在这种情况下，gNB将广播用于随机接入的保留的前导码集，其中该集不同于用于四步RACH和两步RACH过程的集。换句话说，该随机接入前导码集专门用于指示正在发送对应于第一信号的信号——这些前导码表示正在发生如本技术的实施方式所定义并且如图7中所示的新的RACH过程。作为由gNB广播的保留的前导码集的替代方案，它将向所分配的前导码的UE发送专用信令。作为另一替代方案，可以在规范中设置该随机接入前导码集，并且预先为UE所知。

保留用于利用前导码来传输数据的无线电资源将经由广播或专用信令来通知给UE。换言之，控制器电路与发送器电路组合配置以使用由基础设施设备指示的第一无线电资源发送第一信号。与前导码集一样，这些前导码可以再次由网络广播，经由专用信令提供给UE，或者在规范中预定义并且因此预先为UE所知。这些资源可以与用于在四步RACH过程中传输前导码的那些资源不同，并且可以与用于在两步RACH过程中传输前导码和少量数据的那些资源不同。除了为数据传输保留的无线电资源之外，还将经由广播或专用信令将允许的数据大小通知给UE。

在本技术的一些实施方式中，前导码与资源之间可以存在链接，例如，可以利用前导码来计算资源块的位置。在那种情况下，不必明确地向UE通知保留的无线电资源。换句话说，控制器电路与发送器电路组合配置，以基于从随机接入前导码集中选择的随机接入前导码来确定应当用于发送第一信号的第一无线电资源，并且使用所确定的无线电资源发送第一信号。就计算的资源块而言，所发送的第一信号的数据部分的保留资源块应该具有更长的保护时段，因为UE在第一次传输时尚未接收到定时提前(TA)命令。通常，前导码部分不需要帧定时对准，但OFDM中的数据部分应遵循TA命令以避免gNB从多个用户接收定时的冲突。在上述实施方式中，用于数据部分的第一次传输的保留资源块应该具有足够的保护时段以在没有TA命令的情况下吸收UE与gNB之间的传播时延。优选地，应该使用公共预定保护时段和预定传输时间单元(换句话说，第一次传输的数据部分的传输时间间隔(TTI))。这并不妨碍存在多个数据大小和TTI长度，但是保护时段应该在适当的位置处插入并且具有合适的长度。为了计算资源块的位置，辅助信息可以与系统信息一起发送，或者可以在3GPP规范内定义(例如，用于计算公式的变量，诸如，所需的保护时段、可允许的TTI长度、频率区域等)。

由于用于RACH中的数据传输的保留无线电资源将不会很大，因此消息1中携带的数据将仅是UE想要发送的整体数据的一部分，其可以包括例如：

·用于争用解决的UE ID；

·显示将有更多数据要发送的指示；

·要发送的数据大小；

·RRC消息(例如，RRC连接恢复请求、RRC连接建立请求等)，以便解决大/连续数据传输；以及

·可以使用保留的无线电资源容纳的部分用户数据。

换句话说，第一信号还包括以下各项中的一项或多项：用户数据的第一部分、通信装置的标识符、数据的第二部分可用于发送的指示、数据的第二部分的大小的指示、无线电资源控制RRC、包括恢复RRC连接的请求或建立新RRC连接的请求的消息。

用于发送消息1的随机接入前导码和数据的信道可以是不同的。

在从UE接收到前导码和数据之后，gNB将向UE发送随机接入响应。随机访问响应可以包括：

·检测到的前导码和UE ID：该字段用于标识从gNB接收的随机接入响应是否是针对发送相同的随机接入前导码和UE ID的UE；

·必要时的定时提前；

·如果存在Msg 1中发送的任何RRC消息以及用于数据的ACK/NAK，则RRC回复；

·UL授权。gNB将为附加的数据传输分配UL授权；以及

·唯一标识符，例如C-RNTI。该标识符将用于解决随后的附加数据传输；

换句话说，随机接入响应消息包括以下各项中的一项或多项：上行链路授权的指示，上行链路授权包括可以由通信装置用于传输第二信号的第二无线电资源；唯一标识符，由基础设施设备分配以识别用于传输第二信号的通信装置；RRC响应消息，响应于包括在第一信号内的RRC消息；对由基础设施设备检测的随机接入前导码和/或通信装置标识符的指示；基于数据的第一部分是否被基础设施设备成功接收的确认或否定确认，ACK/NACK；以及定时提前命令。

消息3可以包含要发送的附加数据，例如：

·在必要时，在消息2中发送的RRC消息之后的RRC消息；以及

·消息1中无法完全容纳的用户数据。

换句话说，除了包括数据的第二部分之外，第二信号还包括响应于从基础设施设备接收的RRC响应消息的第二RRC消息。

在本技术的一些实施方式中，控制器与接收器组合配置以基于数据的第二部分是否被基础设施设备成功接收来接收ACK/NACK。

图8示出了根据本技术的实施方式来示出在非活动模式(例如RRC_IDLE)下操作的通信装置与无线通信网络的基础设施设备之间的通信进程的流程图。作为控制通信装置的方法，该方法开始于步骤S1。该方法包括，在步骤S2中，经由无线通信网络的基础设施设备提供的无线接入接口发送第一信号，第一信号包括通至基础设施设备的随机接入前导码和数据的第一部分。该方法然后在步骤S4中包括从基础设施设备接收随机接入响应消息。在步骤S6中，该进程包括将包括数据的第二部分的第二信号发送到基础设施设备。该进程在步骤S8中结束。

本技术的实施方式的优点包括混合增强的RACH过程，其可以在NR无线通信系统中使用，该系统具有降低目前已知的两步RACH过程的延迟性能的优点，同时随着与RACH的数据传输可以容纳大量数据。

下列编号的段落提供本技术的进一步示例方面和特征：

段落1.一种用于向无线通信网络发送数据或从无线通信网络接收数据的通信装置，通信装置包括

发送器电路，被配置为经由一个或多个基础设施设备提供的无线接入接口向无线通信网络的一个或多个基础设施设备发送信号，

接收器电路，被配置为经由无线接入接口从一个或多个基础设施设备接收信号，以及

控制器电路，被配置为控制发送器电路和接收器电路来发送或接收表示数据的信号，其中，当通信装置处于非活动状态时，控制器电路与接收器电路和发送器电路组合配置以

将包括随机接入前导码和数据的第一部分的第一信号发送到基础设施设备之一，

从基础设施设备接收随机接入响应消息，并且

将包括数据的第二部分的第二信号发送到基础设施设备。

段落2.根据段落1的通信装置，其中，控制器电路被配置为从专门用于指示正在发送对应于第一信号的信号的随机接入前导码集中选择随机接入前导码。

段落3.根据段落1或段落2的通信装置，其中，控制器电路与发送器电路组合配置以使用由基础设施设备指示的第一无线电资源发送第一信号。

段落4.根据段落2的通信装置，其中，控制器电路与发送器电路组合配置以

基于从随机接入前导码集中选择的随机接入前导码来确定应该用于发送第一信号的第一无线电资源，并且

使用所确定的无线电资源发送第一信号。

段落5.根据段落1至4中任一项的通信装置，其中，第一信号还包括以下各项中的一项或多项：

用户数据的第一部分，

通信装置的标识符，

数据的第二部分可用于发送的指示，

数据的第二部分的大小的指示，以及

无线电资源控制RRC消息，包括恢复RRC连接的请求或建立新的RRC连接的请求。

段落6.根据段落1至5中任一项的通信装置，其中，随机接入响应消息包括以下各项中的一项或多项：

上行链路授权的指示，上行链路授权包括能够由通信装置用于发送第二信号的第二无线电资源，

由基础设施设备分配以识别用于发送第二信号的通信装置的唯一标识符，

响应于包括在第一信号内的RRC消息的RRC响应消息，

由基础设施设备检测到的随机接入前导码和/或通信装置标识符的指示，

基于数据的第一部分是否被基础设施设备成功接收的确认或否定确认，ACK/NACK，以及

定时提前命令。

段落7.根据段落6的通信装置，其中，第二信号还包括响应于从基础设施设备接收的RRC响应消息的第二RRC消息。

段落8.根据段落1至7中任一项的通信装置，其中，控制器与接收器组合配置以接收基于数据的第二部分是否被基础设施设备成功接收的ACK/NACK。

段落9.一种操作处于非活动状态的通信装置以用于向无线通信网络发送数据或从无线通信网络接收数据的方法，方法包括：

经由无线通信网络的基础设施设备提供的无线接入接口发送第一信号，第一信号包括至基础设施设备的随机接入前导码和数据的第一部分，

从基础设施设备接收随机接入响应消息，以及

将包括数据的第二部分的第二信号发送到基础设施设备。

段落10.根据段落9的方法，其中，第一信号还包括以下各项中的一项或多项：

用户数据的第一部分，

通信装置的标识符，

数据的第二部分可用于发送的指示，

数据的第二部分的大小的指示，以及

段落11.根据段落9或段落10的方法，其中，随机接入响应消息包括以下各项中的一项或多项：

响应于包括在第一信号内的RRC消息的RRC响应消息，

定时提前命令。

段落12.一种用于向通信装置发送数据或从通信装置接收数据的基础设施设备，基础设施设备形成无线通信网络的一部分并且包括

发送器电路，被配置为经由无线通信网络提供的无线接入接口向通信装置发送信号，

接收器电路，被配置为经由无线接入接口从通信装置接收信号，以及

从通信装置接收包括随机接入前导码和数据的第一部分的第一信号，

将随机接入响应消息发送到通信装置，并且

从通信装置接收包括数据的第二部分的第二信号。

段落13.一种操作用于向处于非活动状态的通信装置发送数据或从通信装置接收数据的基础设施设备的方法，基础设施设备形成无线通信网络的一部分，方法包括

经由无线通信网络提供的无线接入接口接收第一信号，第一信号包括来自通信装置的随机接入前导码和数据的第一部分，

将随机接入响应消息发送到通信装置，以及

从通信装置接收包括数据的第二部分的第二信号。

段落14.一种用于向无线通信网络发送数据或从无线通信网络接收数据的通信装置的电路，通信装置包括

发送器电路，被配置为经由一个或多个基础设施设备提供的无线接入接口向无线通信网络的一个或多个基础设施设备发送信号；

从基础设施设备接收随机接入响应消息，并且

将包括数据的第二部分的第二信号发送到基础设施设备。

段落15.一种用于向通信装置发送数据或从通信装置接收数据的基础设施设备的电路，基础设施设备形成无线通信网络的一部分并且包括

将随机接入响应消息发送到通信装置，并且

从通信装置接收包括数据的第二部分的第二信号。

鉴于以上教导内容，本公开能够具有多个修改和变化。因此，应当理解，在所附权利要求的范围内，本公开可以以不同于本文中具体描述的方式来实施。

在到目前为止已被描述为通过软件控制的数据处理装置实施(至少部分)的实施方式中，应当理解，诸如光盘、磁盘、半导体存储器等承载这样的软件的非暂存性机器可读介质也被认为是表示本发明的实施方式。

将理解的是，上述描述为了清楚的描述已参考不同功能单元、电路和/或处理器描述了实施方式。然而，明显的是，在不偏离实施方式的情况下，可使用在不同的功能单元、电路和/或处理器之间的任何适当的功能分配。

上述的示例实施方式可通过包括硬件、软件、固件及其任意组合的任何适当的形式实现。所表示的实施方式可以可选地至少部分实现为在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器上运行的计算机软件。任意实施方式的元件和组件可以物理地、功能地并且逻辑上地以任何合适的方法实现。实际上，可以在单个单元、多个单元或作为其他功能单元的一部分中实现功能。如此，所公开的实施方式可以在单个单元中实现或者可以物理地并且功能地分布在不同单元、电路和/或处理器之间实现。

尽管已经结合一些实施方式描述了本发明，但是并非旨在将本公开限于本文中阐述的具体形式。此外，尽管特征可表现为结合特定的实施方式来描述，但是本领域的技术人员应认识到所描述实施方式的各种特征可以以适合于实现本技术的任何方式结合。

参考文献

[1]RP-151621,“New Work Item:NarrowBand IOT NB-IOT,”Qualcomm,RAN#69。

[2]RP-160671,“New SID Proposal:Study on New Radio Access Technology,”NTT DOCOMO,RAN#71。

[3]LTE for UMTS:OFDMA and SC-FDMA Based Radio Access,Harris Holma andAntti Toskala,Wiley 2009,ISBN 978-0-470-99401-6。

[4]ETSI TS 136 213 V13.0.0(2016-01)/3GPP TS 36.212版本13.0.0发行13。

[5]R2-168544,“UL data transmission in RRC_INACTIVE,”Huawei,HiSilicon,RAN#96。

[6]R2-168713,“Baseline solution for small data transmission in RRC_INACTIVE,”Ericsson,Ran#96。

Claims

1.一种用于向无线通信网络发送数据或从所述无线通信网络接收数据的通信装置，所述通信装置包括

发送器电路，被配置为经由一个或多个基础设施设备提供的无线接入接口向所述无线通信网络的所述一个或多个基础设施设备发送信号，

接收器电路，被配置为经由所述无线接入接口从所述一个或多个基础设施设备接收信号，以及

控制器电路，被配置为控制所述发送器电路和所述接收器电路来发送或接收表示数据的所述信号，其中，当所述通信装置处于非活动状态时，所述控制器电路与所述接收器电路和所述发送器电路组合配置以

将包括随机接入前导码和所述数据的第一部分的第一信号发送到所述基础设施设备之一，

从所述基础设施设备接收随机接入响应消息，并且

将包括所述数据的第二部分的第二信号发送到所述基础设施设备。

2.根据权利要求1所述的通信装置，其中，所述控制器电路被配置为从专门用于指示正在发送对应于所述第一信号的信号的随机接入前导码集中选择所述随机接入前导码。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的通信装置，其中，所述控制器电路与所述发送器电路组合配置以使用由所述基础设施设备指示的第一无线电资源发送所述第一信号。

4.根据权利要求2所述的通信装置，其中，所述控制器电路与所述发送器电路组合配置以

基于从所述随机接入前导码集中选择的所述随机接入前导码来确定应该用于发送所述第一信号的第一无线电资源，并且

使用所确定的无线电资源发送所述第一信号。

5.根据权利要求1所述的通信装置，其中，所述第一信号还包括以下各项中的一项或多项：

用户数据的第一部分，

所述通信装置的标识符，

所述数据的第二部分能用于发送的指示，

所述数据的第二部分的大小的指示，以及

6.根据权利要求1所述的通信装置，其中，所述随机接入响应消息包括以下各项中的一项或多项：

上行链路授权的指示，所述上行链路授权包括能够由所述通信装置用于发送所述第二信号的第二无线电资源，

由所述基础设施设备分配以识别用于发送所述第二信号的所述通信装置的唯一标识符，

响应于包括在所述第一信号内的RRC消息的RRC响应消息，

由所述基础设施设备检测到的随机接入前导码和/或通信装置标识符的指示，

基于所述数据的第一部分是否被所述基础设施设备成功接收的确认或否定确认，ACK/NACK，以及

定时提前命令。

7.根据权利要求6所述的通信装置，其中，所述第二信号还包括响应于从所述基础设施设备接收的所述RRC响应消息的第二RRC消息。

8.根据权利要求1所述的通信装置，其中，所述控制器与所述接收器组合配置以接收基于所述数据的第二部分是否被所述基础设施设备成功接收的ACK/NACK。

9.一种操作处于非活动状态的通信装置以用于向无线通信网络发送数据或从所述无线通信网络接收数据的方法，所述方法包括：

经由所述无线通信网络的基础设施设备提供的无线接入接口发送第一信号，所述第一信号包括至所述基础设施设备的随机接入前导码和数据的第一部分，

从所述基础设施设备接收随机接入响应消息，以及

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一信号还包括以下各项中的一项或多项：

用户数据的第一部分，

所述通信装置的标识符，

所述数据的第二部分能用于发送的指示，

所述数据的第二部分的大小的指示，以及

11.根据权利要求9或权利要求10所述的方法，其中，所述随机接入响应消息包括以下各项中的一项或多项：

响应于包括在所述第一信号内的RRC消息的RRC响应消息，

定时提前命令。

12.一种用于向通信装置发送数据或从所述通信装置接收数据的基础设施设备，所述基础设施设备形成无线通信网络的一部分并且包括

发送器电路，被配置为经由所述无线通信网络提供的无线接入接口向所述通信装置发送信号，

接收器电路，被配置为经由所述无线接入接口从所述通信装置接收信号，以及

从所述通信装置接收包括随机接入前导码和数据的第一部分的第一信号，

将随机接入响应消息发送到所述通信装置，并且

从所述通信装置接收包括所述数据的第二部分的第二信号。

13.一种操作用于向处于非活动状态的通信装置发送数据或从所述通信装置接收数据的基础设施设备的方法，所述基础设施设备形成无线通信网络的一部分，所述方法包括

经由所述无线通信网络提供的无线接入接口接收第一信号，所述第一信号包括来自所述通信装置的随机接入前导码和数据的第一部分，

将随机接入响应消息发送到所述通信装置，以及

从所述通信装置接收包括所述数据的第二部分的第二信号。

14.一种用于向无线通信网络发送数据或从所述无线通信网络接收数据的通信装置的电路，所述通信装置包括

从所述基础设施设备接收随机接入响应消息，并且

15.一种用于向通信装置发送数据或从所述通信装置接收数据的基础设施设备的电路，所述基础设施设备形成无线通信网络的一部分并且包括

将随机接入响应消息发送到所述通信装置，并且

从所述通信装置接收包括所述数据的第二部分的第二信号。