CN110226358B

CN110226358B - 随机接入信道设计、方法、及设备

Info

Publication number: CN110226358B
Application number: CN201780068325.5A
Authority: CN
Inventors: 林易成; 默罕默德哈迪·巴里; 尤思·维莱彭撒娃; 凯文·卡尔·金·欧; 哈米德雷扎·法曼巴
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2016-11-03
Filing date: 2017-11-03
Publication date: 2021-02-12
Anticipated expiration: 2037-11-03
Also published as: EP3530061A1; US20180124830A1; CN110226358A; EP3530061A4; WO2018082639A1; EP3530061B1

Abstract

响应于从用户设备(UE)接收随机接入信道消息，例如，通信网络中的网元可以发起随机接入过程。随机接入信道消息包括多个序列，诸如与包括该用户设备的用户设备组关联的第一序列以及与该用户设备关联的第二序列，并且可以是多种不同消息格式中的任一种格式。随机接入过程可以包括多个序列中的每个序列的各自的搜索阶段。在一些实施例中，用户设备还实施用于随机接入信息传输的功率控制。

Description

随机接入信道设计、方法、及设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年11月03日提交的发明名称为“随机接入信道设计、方法、及设备”的美国临时申请62/416,929、以及于2017年05月04日提交的发明名称为“随机接入信道设计、方法、及设备”的美国临时申请62/501,626、以及于2017年10月26日提交的发明名称为“随机接入信道设计、方法、及设备”的美国申请15/794,540的优先权，其全部内容通过引用结合在本文中。

技术领域

本发明一般地涉及无线通信，并且特别地，涉及一种随机接入信道设计、相关方法、及设备。

背景技术

无线通信系统中的用户设备(user equipment，UE)可以具有多种操作模式，包括连接或激活操作模式以及待机或空闲操作模式。例如，在连接或激活操作模式下，所有用户设备功能都可用，用户设备可以传输或接收通信信号或者由用户使用。例如，其中至少一些用户设备功能被禁用的待机或空闲操作模式对于节电是有用的，但需要在发送或接收通信信号之前建立或重新建立到无线通信系统的连接。

例如，在当前的长期演进(long term evolution，LTE)系统中，用户设备的待机操作模式为无线资源控制(radio resource control，RRC)空闲模式。当通信系统中的网元将下行链路(downlink，DL)数据发送到用户设备，或者用户设备将上行链路(uplink，UL)数据发送到网元时，必须在数据传输和/或接收开始之前完成连接建立过程，以便用户设备从无线资源控制空闲模式转换到无线资源控制连接模式。

发明内容

本公开包括一种方法，该方法涉及在通信网络中的网元处接收来自用户设备的随机接入信道消息。多个序列包括与包括该用户设备的用户设备组关联的第一序列以及与该用户设备关联的第二序列。

还提供了一种设备。根据一个方面，该设备包括接收器，用以在通信网络中的网元处接收来自用户设备的随机接入信道消息；发射器；以及处理器。处理器可操作地耦合至接收器和发射器。如上文和本文他处所述，多个序列包括与包括该用户设备的用户设备组关联的第一序列以及与该用户设备关联的第二序列。

根据本发明的另一方面，一种方法涉及将随机接入信道消息从用户设备发送到通信网络中的网元。同样，如上文和本文他处所述，多个序列包括与包括该用户设备的用户设备组关联的第一序列以及与该用户设备关联的第二序列。

根据另一方面的用户设备包括发射器、接收器、和处理器。处理器耦合至发射器和接收器，以将随机接入信道消息发送到通信网络中的网元。如上文和本文他处描述的其他方面或实施例，多个序列包括与包括该用户设备的用户设备组关联的第一序列以及与该用户设备关联的第二序列。

根据本公开的方面，提供了一种方法，该方法涉及在通信网络中的网元处接收来自用户设备的随机接入信道消息，随机接入信道消息包括多个序列；以及响应于随机接入信道消息，发起随机接入过程，以使用户设备能够接入该随机接入信道，随机接入过程包括多个序列中的每个序列的各自的搜索阶段。

实施例可以包括以下的任何一个或多个：

各自的搜索阶段包括搜索第一搜索空间中的序列的第一搜索阶段以及搜索第二搜索空间中的序列的第二搜索阶段，所述第二搜索空间仅包括与第一搜索阶段中检测到的来自第一搜索空间的任何序列关联的序列；

各自的搜索阶段包括第一搜索阶段以及一个或多个后续搜索阶段，每个后续搜索阶段搜索与前一搜索阶段检测到的序列关联的序列；

随机接入信道消息包括多个序列，多个序列包括与包括该用户设备的用户设备组关联的第一序列以及与该用户设备关联的第二序列；

将第一序列更新为与不同用户设备组关联的序列；

第二序列包括在用户设备组内唯一且在多个用户设备组内可用的多个序列之一；

第二序列包括来自序列子集的序列，该序列子集在用户设备组内唯一且仅在该用户设备组内可用；

随机接入过程使得用户设备能够在不同操作模式之间进行转换；

随机接入过程不涉及用户设备的操作模式转换；

随机接入过程包括在连接过程和重新连接过程之间进行选择。

根据本公开的另一方面，提供了一种设备，该设备包括接收器，用以在通信网络中的网元处接收来自用户设备的随机接入信道消息，随机接入信道消息包括多个序列；发射器；接收器，可操作地耦合至接收器和发射器，响应于随机接入信道消息，发起随机接入过程，以使用户设备能够接入该随机接入信道，随机接入过程包括多个序列中的每个序列的各自的搜索阶段。

实施例可以包括以下的任何一个或多个：

各自的搜索阶段包括搜索第一搜索空间中的序列的第一搜索阶段以及搜索第二搜索空间中的序列的第二搜索阶段，第二搜索空间仅包括与第一搜索阶段中检测到的来自第一搜索空间的任何序列关联的序列；

处理器进一步被配置为将第一序列更新为与不同用户设备组关联的序列；

随机接入过程不涉及用户设备的操作模式转换；

根据本公开的另一方面，提供了一种方法，该方法涉及将来自用户设备的随机接入信道消息发送到通信网络中的网元，随机接入信道消息包括多个序列；并且将用户设备配置为在随机接入过程中接入随机接入信道，随机接入过程是由随机接入信道消息发起的，随机接入过程包括多个序列中的每个序列的各自的搜索阶段。

实施例可以包括以下的任何一个或多个：

接收信息，以将第一序列更新为与不同用户设备组关联的序列；

随机接入过程不涉及用户设备的操作模式转换；

根据本公开的另一方面，提供了一种用户设备，该用户设备包括：发射器；接收器；以及处理器，耦合至发射器和接收器，用以向通信网络中的网元发送随机接入信道消息，随机接入信道消息包括多个序列；将用户设备配置为在随机接入过程中接入随机接入信道，随机接入过程是由随机接入信道消息发起的，随机接入过程包括多个序列中的每个序列的各自的搜索阶段。

实施例可包含一下的任何一种或多种：

接收器配置为接收信息，以将第一序列更新为与不同用户设备组关联的序列；

随机接入过程不涉及用户设备的操作模式转换；

根据本公开的另一方面，提供了一种存储有指令的非易失性处理器可读存储介质，当该指令由一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行本文所公开的方法。

通过以下描述，本公开实例的其他方面及特点对于本领域的技术人员而言将显而易见。

附图说明

下面结合附图更详细地描述本发明的实施例。

图1A是示出根据一个实施例的通信系统的框图。

图1B是另一示例通信系统的网络图。

图2是示出示例物理随机接入信道(physical random access channel，PRACH)帧结构的框图。

图3是示出示例多前导码PRACH帧结构的框图，其中，第二前导码在第一前导码之后，二者在同一子帧且在同一子带中。

图4是示出另一示例多前导码PRACH帧结构的框图，其中，第二前导码和第一前导码在同一子带中，但不在同一子帧中。

图5是示出又一示例多前导码PRACH帧结构的框图，其中，第二前导码和第一前导码在同一子帧中，但不在同一子带中。

图6是示出再一示例多前导码PRACH帧结构的框图，其中，第二前导码和第一前导码既不在同一子帧也不在同一子带中。

图7是由系统级仿真生成的增益与距离的关系图以及一阶多项式拟合曲线。

图8是示例PRACH帧格式的框图。

图9是用于单阶前导码检测的另一示例PRACH帧格式的框图。

图10是示出具有不同时间周期且占用不同频率位置的不同资源映射配置的框图。

图11是示出具有不同时间周期、占用不同频率位置、且具有不同带宽的不同资源映射配置的框图。

图12是示出PRACH发送中的多波束扫描的框图。

图13A是示出示例随机接入信道消息处理方法的流程图。

图13B是示出根据实施例的示例多阶序列检测方法的流程图。

图14是示出根据另一实施例的网元的框图。

图15A是示出示例随机接入信道请求方法的流程图。

图15B是示出根据实施例的示例多阶序列检测方法的流程图。

图16是示出根据实施例的用户设备的框图。

图17和18示出了可实施根据本公开的方法和教导的其他示例设备。

具体实施方式

出于说明目的，以下将结合附图更详细地解释具体实施例。

本文所述的实施例代表了足以实践所要求保护的主题的信息，并说明了实践所述主题的方法。通过根据附图阅读以下说明书，本领域技术人员将理解所要求保护的主题的概念，并将认识到本文未特别提及的这些概念的应用。需要理解的是，这些概念和应用落入说明书和所附权利要求的范围。

此外，应当理解，本文公开的执行指令的任何模块、部件、或装置可以包括或接入用于存储信息的非易失性计算机/处理器可读存储介质，例如计算机/处理器可读指令、数据结构、程序模块、和/或其他数据。非易失性计算机/处理器可读存储介质的例子包括但不限于盒式磁带、磁带、磁盘存储器或其他磁存储设备、诸如只读光盘(CD-ROM)的光盘、数字视频光盘、或数字多功能光盘(即DVD)、Blu-ray Disc^TM或其他光学存储器、以任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存或其他存储器技术。任何这种非易失性计算机/处理器存储介质可以是设备的一部分或可接入或可连接到设备。用于实现本文描述的应用或模块的计算机/处理器可读/可执行的指令可以由这种非易失性计算机/处理器可读存储介质存储或以其他方式保存。

本公开涉及各种用户设备操作模式或状态，其在其他实施例中可以有不同的名称。例如，连接或激活操作模式说明了如下的操作模式，其中建立了诸如无线资源控制连接的连接、所有用户设备功能可用、并且用户设备可以发送或接收通信信号或由用户使用。待机或空闲操作模式说明了如下的操作模式，其中未建立诸如无线资源控制连接的连接、可以禁用至少一些用户设备功能、但是需要在发送或接收通信信号之前建立或重新建立用户设备与无线通信系统的连接。非激活或连接-非激活的操作模式说明了如下的操作模式，其中诸如用户设备上下文和标识符信息的信息可以由网元或接入网的其他部件维护以简化用户设备到接入网的重新连接。在非激活或连接-非激活的操作模式中，可能建立或者可能尚未建立诸如无线资源控制连接的连接。非激活或连接-非激活状态或操作模式可以认为是介于连接或激活模式和待机或空闲模式之间的状态或模式。连接或激活模式下的用户设备的一些功能可用，而其他功能不可用。在一些实施例中，至少用户设备上下文被保存在网络侧，并且用户设备标识符信息也由上述网元或接入网的其他部件维护，以简化用户设备到接入网的重新连接。

现在看附图，描述了一些具体实施例。

图1A是示出根据实施例的通信系统的示意图。该通信系统100包括核心网102和接入网106。

核心网102可以向其他网络提供诸如呼叫控制/切换和网关的各种服务中的任一种。核心网102包括诸如路由器、交换机、和服务器的网络部件。

接入网106是无线通信网络，并连接或耦合至核心网102。网元或节点108a、108b、108c、108d、和108e在相应的无线覆盖区110a、110b、110c、110d、110e内提供无线通信服务。每个网元108a-e可以通过无线电收发器、一个或多个天线、以及诸如天线射频(radiofrequency，RF)电路、模拟-数字/数字-模拟转换器等的相关处理电路来实现。网元108a-108e的实例有基站、发射接收点(transmit-receive point，TRP)、和演进节点B(eNB)。

用户设备104a、104b、104c、104d使用接入网106无线接入通信系统100。每个用户设备104a-d包括可以合并为无线电收发器的无线电发射器和无线电接收器、一个或多个天线、以及诸如射频(RF)电路、模拟-数字/数字-模拟转换器等的相关处理电路。网元108a-e和用户设备104a-d可以包括相似类型的部件以支持在通信系统100中彼此的通信，但实际的实现可能不同。例如，用户设备104a-d可以在不同位置之间移动，而网元108a-e通常安装在固定位置。

网元108a-e经由各自的通信链路112a、112b、112c、112d、112e连接到接入网106中的中央处理系统120。在一个实施例中，每个通信链路112a-e是光纤通信链路。每个网元108a-e包括经由其相应的通信链路112a-e向中央处理系统120发送数据和从中央处理系统接收数据的电路。尽管在图1A中示出为单个中央处理系统，中央处理系统120可以由一个或多个处理和控制服务器的网络实现。或者，中央处理系统120可以作为单个服务器实现。

尽管在通信链路112a-e为无线链路的实施例中并非如此，但是，网元108a-e可充当接入网106的有线部分和无线部分之间的网关。例如，网络供应商可以将网元108a-e放置在固定位置以提供基本上连续的无线覆盖区。如图1A所示，无线覆盖区110a-e彼此重叠，使得用户设备104a-d可以在整个无线覆盖区移动且仍由接入网106提供服务。

图1B是另一示例通信系统101的网络示意图，其中可以实现本公开的实施例。通常，通信系统101使得多个无线元件或有线元件能够通信数据和其他内容。通信系统101的目的可以是通过广播、窄播、或用户设备到用户设备(D2D)提供内容(语音、数据、视频、文本)等。通信系统101可以通过共享诸如带宽的资源来运行。

在本例中，通信系统101包括电子设备(electric device，ED)111a-111c、无线接入网(RAN)120a-120b、核心网130、公共交换电话网络(public switchied telephonenetwork，PSTN)140、因特网150、和其他网络160。尽管图1B示出了一定数量的这些部件或元件，但通信系统101中可以包括任何合理数量的这些部件或元件。

电子设备111a-111c被配置为在通信系统101中运行、通信、或者运行并通信。例如，电子设备111a-111c被配置为经由无线或有线通信信道发送、接收、或者发送并接收。每个电子设备111a-111c代表用于无线操作的任何合适的端用户设备，并且可以包括(或可以称为)诸如用户设备(UE)、无线发射/接收单元(wireless transmit/receive unit，WTRU)、移动站、固定或移动用户单元、蜂窝电话、站点(station，STA)、机器型通信(machine typecommunication，MTC)设备、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、智能手机、笔记本电脑、电脑、平板电脑、无线传感器、或消费类电子设备的设备。

在图1B中，无线接入网120a-120b分别包括基站170a-170b。每个基站170a-170b被配置为与一个或多个电子设备111a-111c无线相接，以允许接入基站170a-170b中的其他任意一个、核心网130、公共交换电话网络140、因特网150、和/或其他网络160。例如，基站170a-170b可以包括(或可以是)几个公知设备中的一个或多个，例如，基站收发台(basetransceiver station，BTS)、节点B(NodeB)、演进型节点B(eNodeB)、家庭eNodeB、gNodeB、传输点(TP)、现场控制器、接入点(AP)、或无线路由器。任何电子设备110a-110c可以可选地或另外地配置为与基站170a-170b中的其他任意一个、因特网150、核心网130、公共交换电话网络140、其他网络160、或上述设备的任意组合进行连接、接入、或通信。通信系统101可以包括如无线接入网120b的无线接入网，其中，如图所示，相应的基站170b经由因特网150接入核心网130。

电子设备111a-111c和基站170a-170b为可以被配置为实现本文所述的部分或全部功能和/或实施例的通信设备的示例。在图1B所示的实施例中，基站170a构成无线接入网120a的一部分，无线接入网120a可以包括其他基站、基站控制器(base stationcontroller，BSC)、无线网络控制器(radio network controller，RNC)、中继节点、元件、和/或设备。如图所示，任何基站170a、170b可以是分布在相应的无线接入网中的单个元件或多个元件。此外，基站170b构成无线接入网120b的一部分，无线接入网120b可以包括其他基站、元件和/或设备。每个基站170a-170b在一个特定的地理区域(有时称为“小区”或“覆盖区域”)内发送和/或接收无线信号。一个小区可以进一步划分为多个小区扇区，例如，基站170a-170b可以使用多个收发器为多个扇区提供服务。在一些实施例中，可以在无线接入技术支持的情况下建立微微小区(pico cell)或毫微微小区(femto cell)。在一些实施例中，可以为每个小区使用多个收发器，例如，使用多输入多输出(multiple-inputmultiple-output，MIMO)技术。所示的无线接入网120a-120b的数量仅为示例。设计通信系统101时，可考虑任意数量的无线接入网。

基站170a-170b使用如射频(RF)、微波、红外(IR)等的无线通信链路通过一个或多个空中接口190与电子设备111a-111c中的一个或多个进行通信。空中接口190可以使用任何合适的无线接入技术。例如，通信系统101可以在空中接口190中实现例如码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、正交频分多址(OFDMA)、或单载波频分多址(SC-FDMA)的一种或多种信道接入方法。

基站170a-170b可以实现通用移动电信系统(UMTS)地面无线接入(UTRA)以通过使用宽带码分多址(WCDMA)来建立空中接口190。由此，基站170a-170b可以实施诸如高速分组接入(HSPA)、增强型高速分组接入(可选地包括高速下行分组接入、高速上行分组接入或两者兼有)等协议。或者，基站170a-170b可以使用LTE、LTE-A和/或LTE-B建立演进型通用移动通信系统地面无线接入(E-UTRA)的空中接口190。设想通信系统101可以使用包括上述机制在内的多信道接入功能。用于实现空中接口的其他无线技术包括美国电气与电子工程师协会无线网络标准(IEEE)802.11、802.15、802.16、CDMA 2000、CDMA 20001X、CDMA 2000EV-DO、IS-2000、IS-95、IS-856、全球移动通信系统(GSM)、增强型数据速率GSM演进技术(EDGE)和GSM EDGE无线接入网络(GERAN)。当然，还可以使用其他多址接入方案和无线协议。

无线接入网120a-120b与核心网130进行通信以向电子设备111a-111c提供如语音、数据、及其他服务的各种服务。无线接入网120a-120b和/或核心网130可以与一个或多个其他无线接入网(未示出)进行直接或间接通信，上述一个或多个其他无线接入网可以直接或间接地由核心网130提供服务，并且可以使用或不使用与无线接入网120a、无线接入网120b或者无线接入网120a和120b相同的无线接入技术。核心网130还可以用作i)无线接入网120a-120b或电子设备111a-111c或者无线接入网120a-120b和电子设备111a-111c与ii)其他网络(例如公共交换电话网络140、因特网150、和其他网络160)之间的接入网关。此外，电子设备111a-111c的部分或全部可以包括使用不同无线技术和/或协议通过不同无线链路与不同无线网络通信的功能。电子设备可以通过有线通信信道而不是无线通信(或者在无线通信之外)与服务提供商或交换机(未示出)以及因特网150进行通信。公共交换电话网络140可以包括用于提供简易老式电话服务(plain old telephone service，POTS)的电路交换网。因特网150可以包括计算机网络或子网(内部网)或者两者兼有，并包含如IP、TCP、UDP的协议。电子设备111a-111c可以是能够根据多种无线接入技术进行操作的多模式设备，并包含支持此类操作所需的多个收发器。

在某些情况下，用户设备可以从连接或激活操作模式或状态转换到待机或空闲操作模式或状态。例如，在一段时间非激活后，用户设备可以转换到待机或空闲操作模式，在非激活期间，用户设备接收或发送有限的通信信号且用户设备未被用户使用。在活动减少或者活动低于阈值水平一段时间后，用户设备可以转换到待机或空闲操作模式。例如，待机或空闲操作模式使得用户设备能够节省电池电量从而延长电池寿命。尽管在待机或空闲操作模式下用户设备可以支持有限的通信功能，但用户设备在恢复所有通信功能之前从待机或空闲操作模式转换到连接或激活操作模式。无线资源控制空闲模式是待机或空闲操作模式的一个例子。

一些无线通信系统采用通过物理随机接入信道(PRACH)进行消息交互的连接建立过程。例如，在LTE系统中，处于无线资源控制空闲模式的用户设备从序列池中选择一个前导码序列并遵循四步过程转换到无线资源控制连接模式。该过程引入的延迟通常超过50毫秒且可高达数百毫秒，对于某些应用程序而言，这是不可接受的。

根据本文公开的实施例，除了需要重新连接到接入网的待机或空闲操作模式，用户设备还具有非激活或连接-非激活操作模式，或者用户设备只有非激活或连接-非激活操作模式而不具有待机或空闲操作模式。用户设备上下文和标识符信息可以由接入网的网元或其他部件保存，以使得能够实现用户设备从非激活或连接-非激活操作模式转换到连接或激活操作模式的简化转换过程。例如，处于非激活或连接-非激活操作模式的用户设备可以例如通过向网元发送跟踪信息和/或其他信息来保持其与接入网的连接。在其他实施例中，网络保持用户设备的连接而不需要用户设备执行任何操作。

例如，考虑新无线(new radio，NR)，其中，除了连接或激活模式或状态以及待机或空闲模式或状态之外，还定义了新的用户设备“非激活”或“连接-非激活”模式或状态。在这种新模式下，保留了用户设备上下文和标识符，而降低了信令、功耗、和资源利用。这种新的操作模式可能涉及新的过程，比如新的随机接入方案。本文中的示例涉及NR和PRACH，但这些示例仅用于说明性而非限制性目的。

对于从待机或空闲操作模式到连接或激活操作模式的转换，可以使用新的随机接入设计来满足可能并入了NR小区的NR需求，例如，覆盖范围、通信系统参数集(numerology)、帧结构、以及网络结构。待机或空闲状态到连接或激活状态的转换的整个过程可以与LTE系统类似，其中，用户设备从序列池中随机选择一个前导码序列，并遵循四步过程(消息1：PRACH前导；消息2：PRACH响应；消息3：无线资源控制连接请求；消息4：无线资源控制连接完成)。多个用户设备可以在相同的资源上选择相同的前导码，因此可能需要冲突解决方案，即，操作模式转换是基于竞争的。在本例中，在发送前导码时用户设备没有时间上对准。

在LTE中，除了从待机或空闲操作模式到连接或激活操作模式的转换外，在连接或激活状态下，随机接入还可以用于其他目的，例如切换、定位、下行数据到达时的同步、上行数据到达时的同步、和/或无线链路故障恢复。所有这些用例下的随机接入也可以基于一基于竞争的四步过程。但是，对于其中至少两个用例(切换、下行数据到达时的同步)，LTE中采用了两步无竞争过程(上述从待机或空闲到连接或激活的状态转换实例中的消息1和消息2)，在这种情况下，可以为用户设备分配专用前导码，因此不会发生前导码冲突。

从“非激活”或“连接-非激活”状态到连接或激活状态的转换也可能涉及新的随机接入设计。例如，与NR不同，LTE没有“非激活”或“连接-非激活”用户设备操作模式。例如，在NR非激活或连接-非激活操作模式下，用户设备上下文和标识符由网络、网元、或中央处理系统保存。因此，除了上述的基于竞争的四步过程和具有网络分配的前导码的无竞争的两步过程外，还可以使用新的两歩过程(例如，上述从待机或空闲到连接或激活的状态转换实例中的消息1和消息2)，以从非激活或连接-非激活的操作模式转换到连接或激活的操作模式。在两步过程的一个实施例中，用户设备从其唯一标识符推导出用户设备专用前导码。用户设备唯一标识符的示例包括小区无线电网络临时标识符(C-RNTI)和专用连接标识符。实施例不限于这些标识符。用户设备专用前导码也可以是NR-小区标识符的函数。推导出的用户设备专用前导码可能会或可能不会被更高层的无线资源控制信令覆盖。因此，例如，用户设备可以从无线资源控制信令中推导出用户设备专用前导码，或者从无线资源控制信令中获得用户设备专用前导码，使得用户设备的前导码在NR小区中是唯一的，因此可以避免或控制冲突，即，该操作模式转换可以是无竞争或是竞争可控的。在从非激活或连接-非激活到连接或激活操作模式的转换中，用户设备可能是完全没有时间对准、粗略时间对准、或甚至是精细时间对准的。

在另一个例子中，网络可以在用户设备在初始接入中执行随机接入信道过程后分配用户设备专用前导码。因为对前导码的检测会自动揭示用户设备的标识符，所以该随机接入过程只有两步。

前面的段落描述了用户设备专用前导码可以是用户设备标识符的函数的专用前导码的无竞争随机接入和两步LTE无竞争随机接入。在LTE无竞争随机接入中，网络在必要时分配前导码且网络知道用户设备将在何时发送其前导码。在用户设备专用前导码可以是用户设备标识符的函数的无竞争随机接入中，每个用户设备的前导码对于网络部件都是已知的或可以推导出的，但网络部件并不知道用户设备具体何时发送其前导码。为了区分这两种无竞争随机接入，本文将LTE无竞争随机接入称为非自发(solicited)无竞争传输，并将用户设备专用前导码可为用户设备标识符的函数的无竞争随机接入称为自发(unsolicited)无竞争传输。

具有随机选择的前导码的四步随机接入信道过程也可用于非激活或连接-非激活模式，例如用于转换到连接或激活模式或状态。

具有专用前导码的自发无竞争传输不仅可以用于非激活或连接-非激活模式，例如用于到连接或连接-激活的模式的状态转换，还可以用于连接或激活模式，用于如切换、定位、下行数据到达时的同步、上行数据到达时的同步、和/或无线链路故障恢复等的目的，或者具有专用前导码的自发无竞争传输可以用于连接或激活模式而不用于非激活或连接-非激活模式。这说明了自发无竞争随机接入和非自发无竞争随机接入之间的另一个区别：自发无竞争随机接入比LTE非自发无竞争随机接入传输具有更多的用例。LTE非自发随机接入只能用于连接或激活状态下的下行数据到达时的切换和同步。

PRACH设计可以包含不同的通信系统参数(例如，子载波间隔)和/或帧结构。在NR中，目前支持15kHz、30kHz、60kHz、和120kHz的子载波间隔。在一个频率范围内，PRACH可以被设计为仅用于默认的通信系统参数(例如，默认的子载波间隔)，但是也可以被设计用于其他通信系统参数(例如，其他子载波间隔)。

对于每个子载波间隔，可以考虑两个子帧长度，例如，对于15kHz的子载波间隔，可以考虑0.5ms和1ms的子帧长度。

PRACH设计还可以考虑或仅考虑其他类型的不同帧结构，例如全上行(UL-only)子帧和主上行(UL-dominant)子帧。

图2是示出示例PRACH帧结构的框图。PRACH的结构200包括前导码202、循环前缀(cyclic prefix，CP)204、保护时间(guard time，GT)206、以及包括一个或多个PRACH子载波的保护频带208、210。PRACH的子载波具有PRACH子载波间隔，其不是数据子载波，数据子载波可能具有不同的子载波间隔。可以将具有良好自相关和互相关特性的序列用作前导码序列，例如，LTE中的Zadoff-Chu(ZC)序列。

单个ZC序列仅代表一个示例。本文还考虑了其他实施例。

在一个实施例中，NR中的待机或空闲模式的PRACH与LTE中的PRACH类似，但前导码序列长度、循环前缀/保护时间时长、和/或保护子载波数可能不同。NR小区的地理覆盖范围可能比典型的LTE小区更宽并且可能包含多个发射接收点，因此，NR小区中的用户设备的数量可能比LTE小区多得多。考虑用于待机或空闲模式的PRACH以及可能用于非激活或连接-非激活模式的PRACH和/或可能用于连接或激活模式的PRACH的前导码的随机选择。如前所述，由于相对于LTE小区，NR小区中可能有更多的用户设备，因此保持与LTE(其序列池大小高达64)中相同的冲突概率，将涉及按比例扩大NR中的序列池大小。因此，盲检测复杂度可能会变高。对于可能用于NR中的非激活或连接-非激活模式或用于连接或激活模式的PRACH的具有用户设备专用前导码的自发无竞争随机接入而言，如上所述，在NR小区中比在LTE小区中有更多用户设备，因此，非激活或连接-非激活的模式或者连接或激活模式下的用户设备的数量可能很大。在非激活或连接-非激活模式、或者连接或激活模式下的自发无竞争的随机接入中，许多假设(数量上与处于非激活或连接-非激活状态的用户设备的数量相等，或者与处于连接或激活模式下的用户设备的数量相等)可能需要在前导码检测中进行测试。因此，检测复杂度可能很高。综上所述，需要降低NR中对于基于竞争的随机接入和具有用户设备专用前导码的自发无竞争随机接入的检测复杂度。

相比于包括用于各个用例的用于NR中具有用户设备专用前导码的自发无竞争随机接入和基于竞争的随机接入的所有检测假设的搜索空间相比，具有多个前导码的多阶前导码检测可以减小前导码检测中的搜索空间。基于竞争的随机接入的用例包括以下用户设备状态：1、空闲或待机；2、非激活或连接-非激活；3、连接或激活。自发无竞争随机接入的用例包括以下用户设备状态：1、非激活或连接-非激活；2、连接或激活。但是，如果网络侧可以解决复杂度，则不必排除单前导码/单阶检测。

还应理解的是，多阶检测不仅可以在如本文通过示例描述的一些实施例中的NR中实施，还可以在其中降低检测复杂度将会有益的其他应用中实施，或者只在该其他应用中实施。NR是一个示例性实施例。

在多阶前导码检测中，每个阶段涉及一个前导码，因此在一个实施例中，消息1有多个而非一个前导码。例如，对第一前导码的检测可以确定若干用户设备组中的哪一组包括正在发送前导码的连接或激活的用户设备、或者非激活或连接-非激活的用户设备、或者待机或空闲的用户设备，然后对第二前导码的检测可以确定所检测的组中的包括主动发送前导码的用户设备的子组，依此类推，直到对最后一个前导码的检测确定了主动发送前导码的实际用户设备。多阶前导码检测可能涉及两个或两个以上的前导码。应该注意的是，对前导码“第一”、“第二”、“最后”等的指代仅仅是为了区分前导码，并不表示前导码在时间或频率上的实际顺序。前导码可以以任意顺序发送和/或接收。例如，用于检测用户设备组的“第一”前导码可以在“第二”前导码之后发送。

本文中提及的用户设备组并不意味着用户设备已知用户设备的分组。例如，网元和/或中央处理系统可以管理用户设备组信息并为用户设备分配组/子组等前导码，或使组/子组等前导码可供用户设备选择，但用户设备不一定要知道其所属的组/子组等。

两阶检测可以是多阶检测的优选实施方式，以降低测量复杂度而不施以重大或复杂的结构性变化或实施要求。例如，两阶检测可能涉及设计两个前导码，包括第一前导码和第二前导码。用户设备可以被分配第一“组”前导码或可以选择第一“组”前导码，被分配或选择了相同的第一前导码的用户设备被称为在同一用户设备组中。一个组中的用户设备不需要实际上彼此位置相近或相互关联。每个用户设备还被分配了第二“用户设备”前导码，或者可以选择第二前导码，该前导码可以是全球唯一前导码，也可以是每个组中唯一并且可以在不同组中重复使用的前导码。在前导码检测的第一阶段，检测第一前导码以确定哪些用户设备组包括主动发送前导码的用户设备，然后在第二阶段，检测第二前导码以确定哪些用户设备正在主动发送前导码。

考虑有100个用户设备的例子。直接检测大小为100的搜索空间，而对于具有10个用户设备组且每组具有10个用户设备的两阶检测而言，如果只有一组内的用户设备主动发送前导码，则搜索空间的大小可以为20。在本例中，搜索空间包括大小为10的组搜索空间和大小为10的用户设备搜索空间，其中一个组包含主动发送前导码的用户设备。

关于前导码，第一前导码可以是由一组用户设备共享的ZC序列，并且每个用户设备也可以被分配或选择第二前导码，该第二前导码至少在用户设备组中对于每个用户设备是唯一的，并且也可以是ZC序列。

第一前导码和/或第二前导码可以是基于逐个元素将ZC序列与其他序列(例如m-序列)进行逐元素相乘而得到的序列。m-序列是伪随机二进制序列，并且可以被二进制相移键控调制，因此序列中的每项都是+1或-1。m-序列的长度是2^n-1，其中n是正整数。在将ZC序列乘以另一序列的情况下，ZC序列可以看作是基序列，另一个序列可以看作是覆盖序列。例如，第一前导码和第二前导码中使用的基序列可以是相同的ZC序列或不同的ZC序列，同样，用于生成第一前导码和第二前导码的覆盖序列也可以相同或不同。可能只有一个基序列(第一或第二)与覆盖序列进行逐元素相乘，而另一个没有相乘。例如，用户设备组的第一前导码可以是ZC序列，而该用户设备组中的用户设备的第二前导码可以通过将同一ZC序列与m-序列逐元素相乘来生成。在本例中，ZC序列可以确定用户设备组，而m-序列确定组中的单个用户设备，ZC序列与m-序列逐元素相乘的结果确定了所有组的用户设备中的单个用户设备。

第一前导码和/或第二前导码可以是通过将相同的基序列与一些其他形式的覆盖码(如正交覆盖码(orthogonal cover code，OCC))进行逐序列相乘而得到的序列。用于生成第一前导码和第二前导码的基序列可以相同或不同，例如可以是ZC序列。用于生成第一前导码和第二前导码的覆盖码也可以相同或不同。可以只有一个基序列(第一或第二)与覆盖序列相乘，而另一个没有相乘。

在两阶前导码检测场景中，一个第一“组”前导码与第二“用户设备”前导码集关联。这种关联可以在以下实施例中表示，旨在作为说明性和非限制性示例：

1)对于其中第一“组”前导码和第二“用户设备”前导码都是ZC序列的实施例，可以如下构造第一“组”前导码：x_u，v[n]＝x_u[(n+C_v)modN_ZC]，其中，

0≤n≤N_ZC-1是根指数为u且长度为N_CS的ZC序列。循环移位C_v由两个前导码之间的偏移N_CS的倍数得到：

“用户设备”前导码可以用不同的根和/或循环移位以类似方式生成。“组”前导码与其“用户设备”前导码之间的关联可以基于表，例如，表中的每行都表示“用户设备”前导码集和“组”前导码的一对根u和循环移位索引v之间的映射。例如，“用户设备”前导码集可以由该集的起始“用户设备”前导码的根u2和循环移位索引v2以及该集的末尾“用户设备”前导码的根u3和循环移位索引v3来指示。在这种情况下，其根r满足u2＜r＜u3，或根r＝u2且循环移位索引s≥v2，或其根r＝u3且循环移位索引s＜v3的任意前导码，都是与该“组”前导码关联的“用户设备”前导码之一。

2)对于如下实施例，其中，第一“组”前导码为ZC序列而第二“用户设备”前导码为该“组”前导码与m-序列逐元素相乘的结果，可以与上述示例类似地构造该“组”前导码。“用户设备”前导码可被构造为E_w＝{x_w，u，v[n]＝c_w[n]·x_u，v[n]}_u，v，其中，x_u，v[n]为“组”前导码而c_w[n]是为m-序列。c_w[n]可被构造为c_w[n]＝c[(n-w)modN_ZC]，0≤n≤N_ZC-1，其中，w＝0，1，...N_ZC-1是m-序列的循环移位，c(n)是由m阶的生成多项式得到m-序列的基序列。第七阶多项式的示例为g(D)＝D⁷+D³+1。由于x_w，u，v[n]是由x_u，v[n]生成的，其即为与“组”前导码x_u，v[n]相关联的“用户设备”前导码。

3)对于如下实施例，其中，第一“组”前导码和第二“用户设备”前导码都是ZC序列并且在这些前导码中使用了正交覆盖码，每个前导码的ZC序列可以相同并且可以与上述示例类似地构造。正交覆盖码与每个前导码序列按序列相乘，即，覆盖码“+1”或“-1”乘以“组”前导码，并且覆盖码“+1”或“-1”乘以“用户设备“前导码。在该示例中，被“+1”或“-1”覆盖的每个ZC序列标记一个用户设备组，并且每个组具有大小为2的“用户设备”前导码集(被“+1”或“-1”覆盖的相同ZC序列)。注意，在该示例中，每组的“用户设备”前导码被完全重复使用。用户设备组的数量和每个组的大小取决于正交覆盖码的类型。例如，如果使用了四进制码(1+j，1-j，-1+j，-1-j)而非二进制码(+1，-1)，则用户设备组的数量和组的大小都是4。如果在两阶检测中允许有多于两个前导码，则组的数量和用户设备组的大小进一步由每个阶段中的前导码的数量确定。例如，在二进制正交覆盖码的情况下，消息1中有5个前导码，第一前导码和第二前导码一起形成了“组”前导码，而第三、第四、和第五前导码一起形成了“用户设备”前导码。在这种情况下，用户设备组的数量是2^2＝4，而每个用户设备组的大小可以是2^3＝8。

两阶前导码检测是多阶前导码检测的一个示例。其他实施例可以使用多于两个前导码，其中任意或全部可以基于本文所述的序列生成。更一般地，本文参照两阶检测和两个前导码所公开的特征可以扩展到多阶检测和多个前导码。

图3到6示出了用于两阶前导码检测的第一前导码和第二前导码的不同时间/频率结构的示例。这些示例以及图2中的示例说明了可以用于随机接入过程的不同帧格式。例如，随机接入过程可以是无竞争的信道重新连接过程，以便用户设备从非激活或连接-非激活操作模式转换到连接或激活操作模式。随机接入过程可能涉及其他的向/从连接或激活、或者非激活或连接-非激活、待机或空闲、和/或其他操作模式或状态的操作模式或操作状态转换。例如，在切换的情况下，并非每个随机接入过程都要涉及任何操作模式或状态转换。

在图3的帧结构300中，第二前导码在位于第一前导码之后，且二者在同一子帧和同一子带中。图4的帧结构400是如下的帧结构，其中，第二前导码和第一前导码在同一子带但在不同子帧中。在图5的帧结构500中，第二前导码和第一前导码在同一子帧但在不同子带中。最后，在图6的帧结构600中，第二前导码和第一前导码在不同子帧且在不同子带中。在两阶检测中，由于不同的持续时间和/或不同的参数集，两个前导码也可以还具有不同的子载波间隔，或者仅具有不同的子载波间隔。

尽管本文将图3中所示的帧用作说明性实施例，但也可以使用其他帧格式，或者仅使用其他帧格式。需要再次指出，如上所述，尽管图3中的示例是这样示出的，但是指代前导码的“第一”和“第二”并不意味着要求按照该时间顺序发送或接收前导码。值得注意的是，对于具有两个以上的前导码的多阶检测，其帧灵活性可以与图3-6中的类似。两个以上的前导码之间的参数集也可能不同。

对于PRACH帧的时域设计，设计原则可以类似于LTE。例如，PRACH帧的时域设计可以考虑最坏情况下的最大往返时间(round trip time，RTT)和最大时延，这将得到持续时间下限。然而，与LTE不同，在NR中，最坏的情况是，RTT考虑了多个发射接收点可能接收相同的前导码并进行联合接收。

关于最大RTT，LTE支持高达100km(千米)的小区半径。在NR中，可以支持类似的最大覆盖率。在NR中，NR小区内的多个发射接收点可以接收相同的前导码，之后，例如中央处理系统处的网络可以执行联合接收。在这种情况下，假设一级小区可以监听到用户设备且小区半径为5km，则该前导码的最大范围为2*5km＝10km。相应地，RTT设置为2*10km/(3*10^8)＝66.67微秒(us)。

对于最大延迟扩展，CDL-C模型(“城市宏”信道的子类别中的集群延迟线(CDL)信道模式)具有高达7.1us的延迟扩展(对于WINNER II,D1.1.2,V1.1,WINNER II信道模型，CDL-C3，坏的城市宏小区)。因此，在实施例中，通过将RTT加上最大延迟扩展(在本例中为73.77us)来确定前导码持续时间下限。

在NR中，此下限约束可应用于待机或空闲模式的用户设备以及未在时间上对准的非激活或连接-非激活模式的用户设备。但是，在非激活或连接-非激活模式下，某些用户设备可能已经具有某种程度的时序对准。在这种情况下，可以放宽前导码持续时间下限，例如，降低前导码持续时间下限但仍使其大于最大延迟扩展。

NR的覆盖性能不同于LTE，并且可以用于设计前导码持续时间的上限。通过假设PRACH的子帧持续时间和目标E_p/N₀，可以得到NR中的典型覆盖范围：

E_p/N₀＝P_max*Propagation*T_seq/N₀/N_f (1)

其中，P_max为用户设备的最大功率，T_seq为大致前导码持续时间，N₀为噪声密度，N_f为噪声系数。例如，对于目标E_p/N₀为18db、P_max＝23dbm以及T_seq＝1ms、N₀＝-174dBm、N_f＝5dB的全上行子帧，在这种情况下的传输为-144db。

对于从传输到范围的映射，LTE采用经验Okumura-Hata模式。对于NR，可以使用由设计用密集城区场景的经验数据生成的一阶多项式拟合曲线(包括路径损耗、阴影衰落、天线增益等的影响)。在图7所示的拟合曲线示例中，-144db的传输对应的范围为885m。图7基于系统级的仿真结果，但在相似或不同的仿真条件和/或运行期间，可以观察到不同的结果。

可以考虑类似于LTE的待机或空闲模式的PRACH帧结构。在设计中可以考虑NR帧结构类型，例如，是选择全上行子帧还是主上行子帧。对于全上行子帧，前导码持续时间上限可以是Tseq–2*RTT。对于主上行子帧，前导码持续时间上限可以是T_{seq of the UL portion}–2*RTT，其中，RTT＝2*range/(3*10^8)＝2*885/(3*10^8)。在这些例子中，使用了2*RTT，对于有一个循环前缀和一个保护时间的实施例，其中，循环前缀和保护时间中的每个都将吸收RTT。对于持续时间为1毫秒的全上行子帧，在本例中，该上限计算为988.2us。

对于两阶检测(两个前导码)的PRACH，每个前导码的持续时间大约是单阶检测的一半。在一个实施例中，等式(1)中使用的T_seq为0.5ms，这又导致这种情况下的传输为-141dB。在图7所示的拟合曲线示例中，-141dB的传输对应的范围为781m。这样，RTT为2*781/(3*10^8)。对于全上行子帧，前导码持续时间上限可以确定为T_seq–3*RTT。对于主上行子帧，其上限可以确定为T_{seqof UL portion}–3*RTT。在这些例子中，因为在图3的格式示例的两个前导码的情况下有两个循环前缀和一个保护时间，因此有3*RTT。对于持续时间为1ms的全上行子帧，在本例中，上限计算为982.3us。

对于处于非激活或连接-非激活模式并且已经具有一定程度的时序对准的用户设备，可以放宽该上限约束，即，增大上限。

与LTE相似，在NR的时域设计中，可以考虑子载波间隔的兼容性。

除了在下限和上限内，但最好接近上限以得到更长的序列，PRACH子载波可以是数据子载波间隔的1/k(k是整数)。等效地，在一些实施例中，PRACH持续时间可以是数据OFDM符号长度的整数倍。

例如，假设子载波间隔为15kHz(符号持续时间为66.67us)，下限为73.77us。在上述示例中，对于上限为988.2us的空闲模式PRACH，前导码序列长度为933.33us，在长度上相当于子载波间隔为15khz/14的14个数据符号。在上述示例中，对于上限为984.38us的非激活或连接-非激活模式的PRACH，其前导码序列总长度为933.33us，这是两阶检测中两个前导码的总持续时间。

对于非激活或者连接-非激活模式下的时间上完全对准的用户设备，可以放宽持续时间上限。然而，在一个实施例中，即使对于非激活或者连接-非激活模式下的时间上完全对准的用户设备，仍可将14*66.67us＝933.33us用作最大序列持续时间。在本例中，由于(14+1)*66.67us＝1ms占据了整个子帧，因此不能进一步增大序列持续时间。

对于两阶PRACH检测，有两个前导码，或者换言之，一个完整的前导码可以包括或者可以被分为或划分为两个序列。两个前导码的子载波间隔可以不同。在一个实施例中，每个序列都是数据符号长度的整数倍。然而，由于两个前导码的最小持续时间决定了在等式(1)中使用的典型覆盖性能，因此两个前导码的序列持续时间的差异可能有限。在前导码时间上等于14个数据符号的例子中，如果第一前导码时间上等于x(x是整数且1<＝x<＝13)个数据符号，第二前导码在时间上等于14-x个数据符号。例如，当x＝10时，第一前导码的子载波间隔为15kHz/10且持续时间为666.67us，而第二前导码的子载波间隔为15kHz/4且持续时间为266.67us。

但是，在NR中，PRACH持续时间可能不是数据符号长度的整数倍，并且PRACH子载波间隔可能不是数据子载波间隔的1/k，而是取决于硬件实现。在这种情况下，因为前导码不需要是数据OFDM符号的整数倍，而可以是例如T_S的整数倍，因此可以灵活地确定前导码的持续时间。

在确定前导码持续时间后，可以确定循环前缀和保护时间的持续时间之和，并量化为若干T_S(通信系统中的基本时间单位)。在一个实施例中，循环前缀吸收RTT和延迟扩展，而如同在LTE中，保护时间仅吸收RTT(见图3)。在一个实施例中，对于1ms的持续时间和7.1us的延迟扩展，以下段落描述了循环前缀和保护时间以及最大支持小区半径的计算。

在实施例中，类似于LTE，有一个循环前缀和一个保护时间：

T_CP＝(T_CP+seq+GT–T_seq)/2+delay_spread/2＝(1000-933.33)/2+7.1/2＝36.88us

在量化为T_s的整数倍((1/(15000*2048))*10^6)后，T_CP为1133*T_s。

T_GT＝(T_CP+seq+GT–T_seq)/2-delay_spread/2＝(1000-933.33)/2-7.1/2＝29.78us,

在量化为T_s的整数倍后，T_GT为915*T_s。基于保护时间，计算出的最大支持小区半径为29.78us*3*10^8/2＝4.47km。

本例中，实际支持的延迟扩展为T_CP–T_GT＝7.1us。

对于二阶检测，有两个循环前缀和一个保护时间(其中，如图3所示，在一个子帧和子带内，第二前导码位于第一前导码之后)

T_CP＝(T_CP+seq+GT–T_seq)/3+delay_spread 3＝(1000-933.33)/3+7.1/3＝24.59us

在量化为T_s的整数倍后，T_CP为755*T_s。

T_GT＝(T_CP+seq+GT–T_seq)/3–2*delay_spread/3＝(1000-933.33)/3–2*7.1/3＝17.49us

在量化为T_s的整数倍后，T_GT为537*Ts。

在本例中，因为2*T_CP+T_GT＝2*755+537＝2047<2048(因为本实施例中的全部PRACH资源在时间上等于15个数据符号且其中的14个数据符号用于前导码，因此本例中的循环前缀和保护时间应当在时间上等于一个数据符号(本例中为2048Ts))，因此将设置T_GT为538T_s。基于保护时间计算出的最大支持小区半径为538T_s*3*10^8/2＝2.63km。

本例中实际支持的延迟扩展为T_CP–T_GT＝7.0638us。

与LTE类似，在NR中，PRACH可以有多个不同的时域设计，以适应具有不同RTT和延迟扩展特性的诸如密集城区、农村等的不同场景以及不同类型的用户设备(如低速、高速等)。PRACH的时域设计可以跨越一个子帧或多个子帧。

在PRACH设计中，还可以考虑频域设计和循环移位大小，或者仅考虑频域设计和循环移位大小。

LTE有固定的6个PRACH资源块(resource block，RB)，其中，6个资源块通过链路级仿真进行优化。在NR中，可以考虑一个固定PRACH带宽。对于处于非活动或连接-非活动状态、或者连接或活动状态的用户设备，由于网络侧已经知道了用户设备上下文，因此可以针对不同的用户设备配置文件(低速、高速等)和不同场景(密集城区、农村等)考虑不同的PRACH带宽。例如，对于相同的序列长度，高速用户设备可能更喜欢较宽带宽(更短的持续时间以减少时间中断)。

对于每个带宽，前导码序列长度(N_zc)可与时域设计一起确定。例如，考虑使用了6个资源块的实施例(与LTE相同)。根据其中PRACH前导码的持续时间等于14个数据符号的先前设计示例，最大序列长度为6*12*14＝1008(其中，12是每个资源块的数据子载波数，12*14是每个资源块的PRACH子载波数)。如果前导码使用Zadoff-Chu序列，因为997是小于1008的最大质数，因此可以选择N_zc＝997作为实际序列长度。如果使用其他序列，则可以将序列长度适当地选择为小于或等于1008的数字。本文中的N_zc符号被指定为“Zadoff-Chu序列的序列长度”。一般来说，“序列长度”是指任何类型的序列，包括Zadoff-Chu序列和其他类型的序列。

在N_zc＝997的示例中，有1008-997＝11个保护子载波。对于两阶检测，由于有两个前导码，因此可以假设第一前导码的长度为x＝10个数据符号，第二前导码的长度为14-x＝4个数据符号。第一前导码的最大序列长度为6*12*10＝720，因此，如果为前导码选择了Zadoff-Chu序列，则可以选择Nzc1＝719作为具有1个保护子载波的实际第一序列长度。如果选择了其他序列，则序列长度可以适当地选择小于或等于720的数字。第二前导码的最大序列长度为6*12*4＝288，如果为前导码选择了Zadoff-Chu序列，则可以选择Nzc2＝283作为具有5个保护子载波的实际第二序列长度；如果选择了其他序列，则序列长度可以适当选择小于或等于288的数字。

如果选择Zadoff-Chu序列用于NR中的前导码，则循环移位下限设计可以类似于LTE。可以基于RTT、延迟扩展、和速率要求来计算Zadoff-Chu序列的最小循环移位(Ncs)。对于中速和低速情况：

Ncs>＝ceil((2*radius/3*10^8+max_delay_spread)/Tseq*Nzc)+2,

其中，2是由于LTE中使用的接收器脉冲成形滤波器而引起的额外保护样本的数量(其在NR中可以相同或不同)。对于多个前导码，循环移位Ncs可以不同。

在一个实施例中，max_delay_spread为7.1us，T_seq＝933.33us，Nzc＝997，对于最大半径＝4.47km，Nzc的下限为42。对于具有两阶检测和两个前导码的PRACH，对于最大半径为2.63km，且Ncs1的下限为29，第一前导码的持续时间为666.67us(长度为x＝10个数据符号)，Nzc1＝719，对于最大半径为2.63km，且Nzc2的下限为29，第二前导码的持续时间为266.67us(长度为14-x＝4个数据符号)，Nzc2＝283。

如果选择Zadoff-Chu序列用于NR中的前导码，则对于比最大支持半径短的半径，Ncs可以更小。对于高速场景，类似于LTE，可以确定少数几种Ncs。可以为Ncs配置多个候选值，以满足不同的覆盖要求。对于小于最大可能覆盖范围的覆盖，可以使用大于Ncs下限的Ncs，以使序列更稳健(序列之间的互相关变得更低)。

如果选择Zadoff-Chu序列用于前导码，则可以基于Nzc和Ncs确定用于具有用户设备专用前导码的自发无竞争随机接入的最大PRACH池大小；如果选择其他序列，则可以基于相应的序列长度确定PRACH池大小。用于基于竞争的随机接入的PRACH池大小可以大于64(在LTE中)，并且上限为由具有用户设备专用前导码的自发无竞争随机接入确定的最大池。

例如，对于两阶前导码检测，第一前导码的长度决定了在无竞争的情况下每个时间/频率资源可以支持的最大用户设备组数。在第一前导码为Zadoff-Chu序列的实施例中，Nzc1＝719，有718个基序列，其中，最大下限Ncs1为29，每个根具有floor(719/29)＝24(floor为取整函数)个序列。在本例中，所支持的无竞争的最大用户设备组数是718*24＝17232。

第二前导码的长度确定了在无竞争的情况下每用户设备组的用户设备/序列的最大数。在Zadoff-Chu序列用于第二前导码的实施例中，Nzc2＝283，有282个基序列，Ncs2的最大下限为29，每个根具有floor(283/29)＝9个序列(floor为取整函数)。在该示例中，在无竞争的情况下每用户设备组所支持的最大用户设备数是282*9＝2538。在另一实施例中，m-序列覆盖的Zadoff-Chu序列(同样Nzc2＝283)用于第二前导码，并且第二前导码是由第一前导码与m-序列逐元素相乘而得到的，通过m-序列将每组所支持的最大用户设备数确定为NumberOfMSequenceuence，其中NumberOfMSequence可以与不大于Nzc2＝283的最大数一样大，Nzc2＝283既是素数又是2^n-1的形式，其中，n是正整数。在此示例中，NumberOfMSequence为127。

在两阶检测中，在不同用户设备组中重复使用第二前导码可能会导致检测出现歧义。考虑以下示例，其中，组A中的用户设备A1和组B中的用户设备B1具有相同的第二前导码，并且组A中的用户设备A2和组B中的用户设备B2具有相同的第二前导码。当发射接收点或其他网络设备检测到这两个第二前导码时，它可能无法区分以下两种可能性：1)用户设备A1和用户设备B2正在主动发送其前导码；2)用户设备A2和用户设备B1正在主动发送其前导码。但是，仍有可能解决检测中的歧义。例如，因为检测不同的、地理上分离的用户设备组中的用户设备的发射接收点可以不同，因此使用地理信息，网络可以通过仅(部分地)对彼此远离的用户设备组重复使用第二前导码来解决歧义。因此，在实施例中，每个用户设备组仅部分地重复使用前导码。

另一种选择是完全避免检测中的歧义，并且每个用户设备组具有各自不同的第二前导码集。在这种情况下，第二前导码确定整个NR小区中而不仅仅是每个用户设备组中的用户设备序列的最大数量。从上面的在ZC序列的情况下，在无竞争的情况下每个用户设备组所支持的最大用户设备数是2538示例中，如果在NR小区中共有2500个用户设备处于非激活或连接-非激活模式，并且在上述另一示例中的所有可能的17232个序列中，100个用户设备组配置有100个第一前导码，那么每个用户设备组可以配置25个第二前导码。

在一个实施例中，第一前导码是Zadoff-Chu序列，并且第二前导码是同一Zadoff-Chu序列与m-序列逐元素相乘而得到的结果。由于在每个用户设备组中，第二前导码中的基Zadoff-Chu序列与其他用户设备组不同，因此，每个用户设备组具有各自不同的第二前导码集，因此不存在检测歧义。

在这样的实施例中，组内用户设备的第一前导码是ZC序列，具有给定的根和循环移位。组内用户设备的第二前导码是同一基ZC序列与m-序列逐元素相乘而得到的结果，该m-序列的不同循环移位用于该组中的不同用户设备。m-序列的不同循环移位为组内的每个用户设备生成不同的第二前导码。然后，两阶检测在第一阶段中可以涉及检测第一前导码。在第二阶段，可以直接检测被覆盖的序列(第二前导码)。所接收的覆盖序列可以用第一阶段的检测到的第一前导码进行加扰(逐元素相除)，以恢复并检测m-序列。

一些ZC序列与一些m-序列的逐元素相乘可以得到具有更高峰值平均功率比(PAPR)的序列。一些实施例可以涉及将可以合并的第一/第二前导码限定为第二前导码中预期产生低PAPR的那些和/或满足其他条件的那些。这可以通过离线数值计算来完成。然后，例如，所接收的ZC序列和m-序列的组合可以用于用户设备专用前导码，并且经由广播信道或无线资源控制信令通知给用户设备。例如，可以为任何给定的根提供至少一定数量的第一前导码序列，以便有足够的不同根用于不同小区。

比较两阶检测与单阶检测各自所支持用户设备的最大数量，其中，用户设备组完全重复使用前导码序列，两阶检测所支持的用户设备的最大数量更大，这是因为，该数量等于第一前导码中所支持的用户设备组的数量和第二前导码中所支持的用户设备的数量的乘积。然而，在每个用户设备组具有不同的前导码集的情况下，与单阶检测相比，两阶检测所支持的用户设备的最大数量较小，这是因为，两阶检测所支持的用户设备的最大数量等于第二前导码中所支持的用户设备的数量。然而，实际上，该最大数量仍然大到足以覆盖NR小区中的用户设备。在前导码中使用了Zadoff-Chu序列的实施例中，如果选择仅具有一次前导码检测的单阶检测，Nzc＝997，Ncs＝29，则所支持的用户设备的最大数量为floor(997/29)*996＝33864(floor为取整函数)。对于上述实施例中的第一前导码和第二前导码是ZC序列的两阶检测，1)在不同用户设备组中完全重复使用第二前导码，通过第一前导码和第二前导码确定所有用户设备组中所支持的用户设备的最大数量，即17232*2538＝43734816，其中，17232和2538来自先前示例；2)通过在不同用户设备组中不重复使用第二前导码来完全避免检测歧义，通过第二前导码的长度确定所有用户设备组中所支持的用户设备的最大数量，其仅为2538。然而，实际上，仍然可以认为2538大到足以覆盖NR小区中的所有用户设备，并且例如可以通过配置更长的第二前导码但是更短的第一前导码来增大该数量。对于其中第二前导码是第一前导码与m-序列逐元素相乘所得的结果的两阶检测，在上述另一示例中，每组所支持的用户设备的最大数量由m-序列确定为127，并且因为没有检测歧义，所有用户设备组中所支持的用户设备的最大数量是17232*127＝2188464。

关于检测复杂度，在大多数情况下，两阶检测的复杂度比单阶检测低。例如，假设NR小区中有2500个用户设备处于非激活或连接-非激活模式。对于单阶检测，搜索空间为2500；对于用户设备组之间不重复使用第二前导码的两阶检测，假设有100个用户设备组且每组有25个用户设备，如果g个组具有正在发送前导码的激活的用户设备，则搜索空间是100+g*25。如果g<96，那么两阶检测的复杂度将比单阶检测低。

随着用户设备组的增加，第一阶段的检测复杂度增加，但是第二阶段中的检测的数量可以减少。在第一阶检测之后，可以将未发送前导码的更多用户设备从第二阶段的检测中排除。因此，在用户设备组的数量和复杂度(两个阶段中的检测总数量)之间存在折衷关系。可以确定用户设备组的最佳数量以最小化检测的总数量。对于专用前导码和随机前导码的选择，根据在NR小区中同时接入网络的用户设备的数量以及检测器必须盲检的假设的总数，该用户设备组的最佳数量可以变化，并且可以通过数值计算获得。因此，出于复杂度优化的目的，可以根据对同时接入用户设备的长期统计和盲检假设的总数来调整用户设备分组。上述调整可以由网络设备用以通过无线资源控制信令为用户设备分配新的第一“组”前导码(例如，用于具有连接或激活状态的用户设备或者非激活或连接-非激活状态的用户设备的用户设备专用前导码的自发无竞争随机接入)，或者通过广播信道中的系统信息广播来通知用户设备两个阶段的更新的前导码池以及第一前导码和第二前导码之间的关联(例如，用于非激活或连接-非激活状态的用户设备或者空闲或待机状态的用户设备或者连接或激活的用户设备的基于竞争的随机接入)。例如，可以将包括与不同用户设备组关联的不同第一序列的无线资源控制信号发送到用户设备，以便使得该用户设备与不同的用户设备组关联。序列更新还可以涉及或者仅涉及广播第一序列和第二序列之间的更新的关联池。

关于检测性能，两阶检测应具有比单阶检测更低的误报率。对于不发送将被检测为“发送前导码”的前导码的用户设备，将需要通过两个阶段的检测，这比通过单阶段检测的可能性更低。

现在谈谈前导码格式和资源映射，在一个实施例中，NR中的PRACH具有多种格式，每种格式具有不同的时域/频域设计，并且可能具有不同的前导码序列长度。不同的格式可以用于例如人口密集城区、乡村等的不同场景和/或具有不同配置文件(例如低速，高速等)的用户设备。图8是示例PRACH帧格式的框图。图9是用于单阶前导码检测的另一示例PRACH帧格式的框图。对于每种格式，可以有多种资源映射配置。

对于空闲或待机的用户设备的基于竞争的随机接入，格式的每个配置可以具有不同的时间周期。与LTE不同，每个配置可以占用多于一个频率位置，如图10所示。结果，更多资源可用于PRACH，因此冲突率可以更低。用户设备选择每个配置内的任意PRACH资源进行发送。对于非激活或连接-非激活的用户设备，或者也使用基于竞争的随机接入的连接或激活的用户设备，用户设备可以与空闲或待机的用户设备共享相同的配置。

对于具有自发无竞争随机接入的处于连接或激活状态或者非激活或者连接-非激活状态的用户设备，用户设备配置文件已为网络所知。不同的带宽可以用于PRACH，因此不同配置中的资源可以具有不同的带宽以适应具有不同配置文件的用户设备，如图11所示，格式的每个配置可以具有不同的时间周期并且可以占用多于一个频率位置。同样，用户设备选择每个配置内的任意PRACH资源进行发送。

通过PRACH的单阶检测和多阶检测共存，两种类型的PRACH可以(部分地)时频资源重叠。在这种情况下，网络设备可以在这些重叠的资源中同时检测来自两种类型的PRACH的前导码。

在LTE中，PRACH格式和资源配置是小区特定配置的，并且经由广播信道用信号通知给用户设备。在NR中，它们可以是NR小区特定配置的，并且通过广播信道用信号通知给用户设备。

如果使用Zadoff-Chu序列，则例如对于空闲模式的PRACH的前导码序列分配可以类似于LTE。在一个实施方案中，通过每次移位一个Ncs，从基序列(具有给定的根指数)生成每个NR小区的序列池，并且当使用了基序列的所有移位时，根会增大。如果要使用其他序列(非Zadoff-Chu)，则可以在考虑池中的可用序列具有低互相关性的情况下生成每个NR小区的序列池。用户设备从该池中随机选择一个序列。

在非激活或连接-非激活或者连接或激活状态下，用户设备上下文和标识符是已知的。前导码序列可以是单阶检测的唯一前导码或用于多阶检测的用户设备序列，其可以从专用用户设备标识符导出，也可以是NR小区标识符和/或其他更高层信令的函数。在一个实施例中，如果用户设备标识符具有“zone”或类似字段，并且如果第一前导码表示在地理上彼此靠近的用户设备组，则该字段可以映射到第一前导码。当用户设备移动时，网络例如经由跟踪信道来监控任何用户设备区域(zone)的变化，并且相应地通过用户设备特定的无线资源控制信令重新分配用户设备标识符区域字段。因此，移动的用户设备的第一前导码随着用户设备的移动而更新。可以设计从用户设备标识符区域(或类似)字段到第一前导码的映射，使得在相邻区/用户设备组中使用的第一前导码具有相同的根，以减少干扰。可以将用户设备标识符的其他字段映射到第二前导码用于两阶前导码检测。

在一个实施例中，如上所述，为了优化或降低检测复杂度，可以改变用户设备分组，因此对于两阶检测，例如可以经由用于具有用户设备专用前导码的自发无竞争随机接入的用户设备特定的无线资源控制信令，将新的“组”前导码分配给用户设备。由于“组”前导码确定了用户设备分组，因此用户设备分组将相应地改变。

前面的段落讨论了可能涉及非激活或连接-非激活模式的用户设备和无线资源控制信令的两个实施例。这些实施例之间的差别在于组前导码的作用不同，在一种情况下，前导码用于用户设备位置跟踪，而在另一种情况下，前导码用于降低复杂度。

还可以通过或者仅通过广播信道调整用户设备分组。对于在基于竞争的随机接入中随机选择的前导码，例如，网络可以广播包含新的第一“组”前导码及其对应的第二“用户设备”前导码的相关集合的系统信息(以便改变用户设备分组)，之后，用户设备可以在广播信道监听系统信息，以从中选择新的前导码。然后，用户设备可以从广播信道中的系统信息中随机地选择新的前导码之一或新的第一/第二前导码对。

在高频PRACH的情况下，如图12所示，在PRACH传输中可以采用多波束扫描。如果用户设备当前不知道正确的波束方向，则可以在不同的方向重复发送PRACH帧，每次发送使用不同的资源(时间/频率等)。重复的PRACH可以在如图12所示的同一子帧中，或者在多个不同子帧中。然而，如果启用波束跟踪，则例如在非激活或连接-非激活模式中，用户设备可能已知最佳波束方向，并且PRACH传输可以与本文中另外描述的无重复传输的情况相同。如果没有启用波束跟踪或者没有完全跟踪波束，则可以再次使用波束扫描，并且在不同方向上重复发送PRACH帧，每次发送使用不同的资源(时间/频率等)。

以上描述主要集中在消息1的PRACH帧。响应于消息1的PRACH帧，PRACH响应由接收网元(例如发射接收点)生成。PRACH响应或随机接入响应是PRACH过程的消息2。

如前所述，多个发射接收点可以从一个用户设备接收前导码并进行联合接收。在这种情况下，可以从这些发射接收点中的任意一个发送随机接入响应，或者甚至从完全没有接收前导码的发射接收点发送随机接入响应。例如，发送随机接入响应的发射接收点可以被配置为具有更高功率的宏发射接收点或更靠近用户设备的发射接收点。

用于待机或空闲模式的用户设备的随机接入响应可以类似于LTE，其中用户设备在与用户设备发送其前导码的时间/频率资源关联的时频资源查找随机接入响应。用于待机或空闲模式的用户设备的消息3和消息4也可以类似于LTE。

已经具有专用标识符的用户设备可以在从其专用标识符映射的时频资源查找随机接入响应。

PRACH过程可以包括其他特征，例如，功率控制。在一个实施例中，采用全功率补偿的开环功率控制，以增强网元处的PRACH帧接收质量：

P_PRACH＝min(P_MAX,PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER+PL)

其中，PL表示路径损耗，通过如LTE中那样设置前导码传输计数器和提升步骤，如果上一PRACH传输失败，则可以提升PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER，直到达到最大传输功率P_MAX。

NR也可以考虑其他功率控制方案，例如，部分功率补偿：

P_PRACH＝min(P_MAX,PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER+x*PL)，其中，x确定补偿多少路径损耗，该值可正可负。

尤其是在非激活或连接-非激活状态下，其他功率控制技术可以用于PRACH。一个实施例使用了闭环功率控制方案，例如

P_PRACH＝min(P_MAX,PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER+x*PL+UE_SPECIFIC_POWER_BOOST)

其中参数UE_SPECIFIC_POWER_BOOST是由网络设置并通过信号通知给用户设备的用户特定参数。在一个实施例中，在跟踪非激活或连接-非激活状态下的用户设备时，将该值发送给用户设备。

由于在NR小区中没有发射接收点专用参考信号(reference signal，RS)或同步信号(synchronization signal，SS)，因此所有参考信号和同步信号都是NR小区特定的。如果采用单频网(single frequency network，SFN)来传输参考信号和同步信号，则用户设备测量的接收功率是来自NR小区中的发射接收点的所有功率的总和。因此，用户设备测量的参考信号或同步信号强度不再表示路径损耗，而是表示作为度量的同步信号的总接收功率。可以配置网络中心参数或用户设备中心参数，以决定如何调整此度量的大小以进行功率控制。一个例子是

P_PRACH＝min(P_MAX,PREAMBLE_P0+x*SS_Rx_POWER)

其中，SS_Rx_POWER是测量的接收功率，PREAMBLE_P0是前导码上的额定功率。在该示例中，路径损耗不需要是已知的，并且功率控制取决于所测量的接收功率。在另一实施例中，使用闭环机制，例如

P_PRACH＝min(P_MAX,PREAMBLE_P0+x*SS_Rx_POWER+UE_SPECIFIC_POWER_BOOST)

其也不取决于路径损耗。在本例中，UE_SPECIFIC_POWER_BOOST是用户设备特定的功率提升参数，并且在一些实施例中由更高层信号通知到用户设备。

PRACH的功率控制可以与用于跟踪时所使用的SRS的功率控制关联。例如，P_PRACH＝min(P_MAX,TRACKING_SRS_POWER+UE_SPECIFIC_POWER_BOOST+NETWORK_SPECIFIC_POWER_BOOST)，其中，TRACKING_SRS_POWER是用户设备用于SRS的功率，并且NETWORK_SPECIFIC_POWER_BOOST是用于发送到网络中的多个用户设备的网络范围参数。在一些实施例中，既不使用用户特定参数，也不使用网络特定参数。在一些其他实施例中，仅使用两个参数中的一个，并且在一些实施例中，同时使用用户特定参数和网络特定参数。

图13A是示出示例随机接入信道消息处理方法的流程图。在1302，示例方法1300涉及在网元处接收来自用户设备的随机接入信道消息。随机接入信道消息的格式可以是多种不同消息格式中的任一种，其示例在本文中公开。如本文所公开的，随机接入信道消息可以包括多个序列，诸如与包括用户设备的用户设备组关联的第一序列以及与用户设备关联的第二序列。在1304，在示例方法1300中，响应于随机接入信道消息，发起随机接入过程。随机接入过程使用户设备能够接入随机接入信道。

随机接入过程可以涉及在1306的基于竞争的过程和1038的无竞争过程之间进行选择，基于竞争的过程的实例也称为连接过程，无竞争过程的实例在本文中也称为重新连接过程。例如，在1304，可以确定所接收的随机接入信道消息是待机或空闲消息还是非激活或连接-非激活消息，示例性地，确定是待机或空闲状态的PRACH或者非激活或连接-非激活状态的PRACH。对于待机或空闲消息，在1306执行完整的基于竞争的四步过程。对于非激活或连接-非激活消息，在1308发起简化的、无竞争的两步过程。例如，在1308的无竞争过程可以使用户设备能够从非激活或连接-非激活操作模式转换到连接或激活操作模式。这些操作模式或状态及其之间的转换仅是随机接入过程中可能涉及的参数和操作的示例。例如，还可以使用或者仅使用无竞争过程用于其他目的，例如，当UL/DL数据到达激活或连接的用户设备时时，切换或获得UL同步。

图13B是示出根据实施例的示例多阶序列检测方法的流程图。这种多阶序列检测可以是随机接入过程的一部分，并且可以应用于如图13A中的1306所示的基于竞争的过程和如1308所示的无竞争过程中的任一个或两个。

在1352，图13B中的示例方法1350涉及在通信网络中的网元处接收来自用户设备的随机接入信道消息。如图所示，随机接入信道消息包括多个序列。这些序列可以被格式化为多种消息格式中的任一种，其示例在此公开。在一些实施例中，多个序列包括与包括该用户设备的用户设备组关联的第一序列以及与该用户设备关联的第二序列。例如，第一序列可以与第一搜索空间关联，第二序列可以与第二搜索空间关联，第二搜索空间仅包括与来自第一搜索空间的任何序列关联的序列。多个序列还可以包括与一个或多个各自的后续搜索空间关联的一个或多个后续序列，每个后续搜索空间仅包括与来自前一搜索空间的序列关联的后续序列。

在一些实施例中，响应于在1352接收的随机接入信道消息，发起随机接入过程，使用户设备能够接入随机接入信道。在所示的示例中，随机接入过程涉及针对多个序列中的每个序列的各自的搜索阶段1354、1356。

搜索阶段在图13B中作为如下示例示出，即，搜索第一搜索空间中的序列的第一搜索阶段1354以及搜索第二搜索空间中的序列的至少一个后续搜索阶段1356，其中第二搜索空间仅包括与在第一搜索阶段检测到的来自第一搜索空间的任何序列关联的序列。在1356，可以只有第二搜索阶段，或者有多个后续搜索阶段。

两阶检测是一个示例，并且涉及两个序列。可以在1354搜索组前导码搜索空间，并且在1356仅搜索与任何检测到的组前导码关联的用户设备前导码。在上述示例的100个用户设备中，有10个用户设备组，每个用户设备组具有10个用户设备，则在1352搜索10个用户设备组前导码的第一搜索空间，之后在1356仅搜索与在1352处实际检测到的组前导码关联的用户设备前导码。

在1354的第一阶段之后，在1356的后续搜索阶段的迭代搜索过程可以被重复，用于额外的前导码序列，其中，每个后续搜索阶段搜索与前一搜索阶段检测到的序列关联的序列。每个后续搜索阶段的搜索空间的“关联”序列可以是，例如，从与前一搜索阶段的搜索空间中的序列相同的基序列生成的下一级序列。其示例在本文其他地方描述。例如，如上所述，在一个实施例中，组内用户设备的第一前导码可以是具有给定根和循环移位的ZC序列，并且组内用户设备的第二前导码是从与m-序列逐元素相乘的相同基序列ZC序列生成的，具有不同的循环移位。如果在1354的第一搜索阶段中从组内的任何用户设备检测到第一前导码，则在1356的第二搜索阶段涉及搜索该组内的用户设备前导码。

在1358概括地示出了完成随机接入过程所涉及的其他操作，并且可能包括，例如，向在1356中检测到前导码的任何用户设备返回随机接入响应消息。接收到的覆盖序列可以通过其基序列加扰，以检测用于从基序列生成用户设备前导码的m-序列，例如，以确定将要向其发送随机接入响应消息的用户设备。

示例方法1350和/或示例方法1300的变型可以包括以下中的任何一个或多个：

该方法还涉及将第一序列更新为与不同用户设备组关联的序列；

该方法还涉及向用户设备发送包括与不同用户设备组关联的不同第一序列的无线资源控制信号，以使用户设备与不同用户设备组关联；

该方法还涉及广播第一序列和第二序列之间的更新的关联池；

第二序列包括在用户设备组内唯一并且在多个用户设备组内可用的多个序列之一；

第二序列包括来自在用户设备组内唯一且仅在该用户设备组内可用的序列子集的序列；

例如，在1358，随机接入过程使用户设备能够在不同的操作模式之间进行转换；

随机接入过程不涉及用户设备的操作模式转换；

例如，在1358，随机接入过程涉及在基于竞争的过程和无竞争过程之间进行选择。

图14是示出根据另一实施例的网元的框图。示例网元1400包括耦合至1406处的一个或多个天线的发射器1402和接收器1404、以及耦合至发射器和接收器的接入控制器1408。执行软件的硬件、固件、部件或其某些组合可以用于至少实现发射器1402、接收器1404、和接入控制器1408。以上描述了执行软件的硬件、固件、和部件的示例。1406所示的天线可以包括单独的接收天线和发射天线或天线集，或者相同的天线或天线集可以用于发送通信信号和接收通信信号。天线1406使能网元1400和用户设备之间的通信。网络元件可以包括其他部件，例如，到其他网络设备的一个或多个接口。

接收器1404用于在通信网络中的网元处接收来自用户设备的随机接入信道消息。随机接入信道消息包括多个序列。在一个实施例中，多个序列包括：与包括该用户设备的用户设备组关联的第一序列以及与该用户设备关联的第二序列。接入控制器1408或者基于处理器的实施例中的处理器，可以被被配置响应于随机接入信道消息，发起随机接入过程。随机接入过程使用户设备能够接入随机接入信道，并且包括多个序列中的每个序列的相应搜索阶段。

实施例可包括以下中的任何一个或多个：

第一序列与第一搜索空间关联，第二序列与第二搜索空间关联，第二搜索空间仅包括与来自第一搜索空间的任何序列关联的序列；

多个序列还包括与一个或多个各自的后续搜索空间关联的一个或多个后续序列，每个后续搜索空间仅包括与来自前一搜索空间的序列关联的后续序列；

各自的搜索阶段包括搜索第一搜索空间中的序列的第一搜索阶段和搜索第二搜索空间中的序列的第二搜索阶段，第二搜索空间仅包括与第一搜索阶段中检测到的来自第一搜索空间的任何序列关联的序列。

各自的搜索阶段包括第一搜索阶段以及一个或多个后续搜索阶段，每个后续搜索阶段搜索与在前一搜索阶段中检测到的序列关联的序列；

接入控制器1408或处理器被配置为将第一序列更新为与不同用户设备组关联的序列；

接入控制器1408或处理器被配置为向用户设备发送无线资源控制信号，该无线资源控制信号包括与不同用户设备组关联的不同第一序列，以使用户设备与不同用户设备组关联；

接入控制器1408或处理器被配置为广播第一序列和第二序列之间的更新的关联池；

第二序列包括来自在用户设备组内唯一并且仅在该用户设备组内可用的序列子集的序列；

例如，在1358处，随机接入过程使用户设备能够在不同操作模式之间进行转换；

随机接入过程不涉及用户设备的操作模式转换；

随机接入过程包括在基于竞争的过程和无竞争过程之间进行选择。

诸如以上针对示例方法1300所提及的和/或本文他处所述的其他变型，也可以应用于示例网元1400及其操作。

本文描述了可由发射器1402、接收器1404、接入控制器1406、和/或处理器执行的附加操作的示例，以及执行此类操作的各种方式。

图15A是示出示例随机接入信道请求方法的流程图。在1502，示例方法1500涉及从用户设备向通信网络中的网元发送随机接入信道消息。在一些实施例中，作为由随机接入信道消息发起的随机接入过程的一部分，在从网元接收到对随机接入信道消息的响应消息之后，如在1504所确定的，在1506，用户设备被配置为接入随机接入信道。如果在某个响应时间段内没有接收到响应，则在所示的示例中，在1508执行功率控制过程，以在1510改变用于重新发送(即，重传)随机接入信道消息的发射功率。这可能涉及在用户设备处接收信号，用于随机接入消息功率控制。

还可以执行或者仅执行1508处的功率控制，以确定在1502处的随机接入信道消息的初始发送的发射功率，而不仅仅是在1510处的重新发送的发射功率。

图15B是示出根据另一实施例的示例方法的流程图。示例方法1550在用户设备处执行，并且涉及在1552处确定序列。序列可以被配置并发送到用户设备、由用户设备生成、或者在1552处确定。随机接入信道消息在1554从用户设备发送到网元，并且包括在1552处确定的多个序列。在一些实施例中，多个序列包括与包括该用户设备的用户设备组关联的第一序列以及与该用户设备关联的第二序列。

在所示的示例中，随机接入过程由在1554发送的随机接入信道消息发起。用户设备被配置为在随机接入过程中接入随机接入信道，在一个实施例中，其涉及针对多个序列中的每个序列的各自的搜索阶段。要素1556旨在表示与将用户设备配置为在随机接入过程中进行接入关联的用户设备操作，而不是该过程中涉及的网络侧操作。

实施例可包括以下中的任何一个或多个：

多个序列包括与一个或多个各自的后续搜索空间关联的一个或多个后续序列，每个后续搜索空间仅包括与来自前一搜索空间的序列关联的后续序列；

各自的搜索阶段包括搜索第一搜索空间中的序列的第一搜索阶段以及搜索第二搜索空间中的序列的第二搜索阶段，第二搜索空间仅包括与在第一搜索阶段中检测到的来自第一搜索空间的任何序列关联的序列；

各自的搜索阶段还包括第一搜索阶段以及一个或多个后续搜索阶段，每个后续搜索阶段搜索与在前一搜索阶段检测到的序列关联的序列；

该方法还涉及接收信息以将第一序列更新为与不同用户设备组关联的序列；

该方法还涉及接收包括与不同用户设备组关联的不同第一序列的无线资源控制信号，以使用户设备与不同的用户设备组关联；

该方法还涉及接收广播信号，该广播信号包括第一序列和第二序列之间的更新的关联池；

第二序列包括在用户设备组内唯一并且仅在该用户设备组内可用的序列子集的序列；

随机接入过程使用户设备能够在不同操作模式之间进行转换；

随机接入过程不涉及用户设备的操作模式转换；

随机访问过程涉及在基于竞争的过程和无竞争过程之间进行选择。

诸如以上针对示例方法1300、1350提到的和/或在本文他处提到的其他变型，也可以应用于示例方法1500和/或示例方法1550。

示例性方法1300、1350、1500、1550说明了实施例。其他实施例可以包括不同或附加的操作。操作的执行顺序可以与图13A、13B、15A、和15B中所示的顺序相似或不同。可以执行的附加操作的示例和/或执行所示的操作的各种方式可以或者将会变得明显。

图16是示出根据实施例的示例用户设备的框图。示例用户设备1600包括天线1602、耦合至天线的发射器1604和接收器1606、以及耦合至发射器和接收器的操作模式控制器1608。

尽管图16中示出了单个天线1602，但用户设备可以包括多个天线。在1602处可以提供单独的接收天线和发射天线或者多个天线集，或者可以使用相同的天线或多个天线集来接收通信信号和发送通信信号。天线1602可以包括各种类型中的任一类型的一个或多个天线。在1602处提供的天线的类型或每个天线可以是特定于实现的。

通常，执行软件的硬件、固件、部件或其某些组合可用于实现发射器1604、接收器1606、和操作模式控制器1608。其中，可以适于实现任何或所有这些部件的电子设备包括微处理器、微控制器、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、和其他类型的“智能”集成电路。

可以在用户设备1600中的操作中使用的软件可以存储在一个或多个物理存储器设备中。存储器设备也可以位于图16中所示的一个或多个部件的内部。也可以可操作地耦合至所示部件或耦合至实现上述部件的一个或多个处理器的外部存储器设备。

发射器1604可以执行诸如频率上转换(又称增频转换)和调制之类的操作，并且接收器1606可以执行逆操作，包括频率下转换和解调。根据具体实现以及所要支持的通信功能和协议的类型，发射器1604和接收器1606可以在执行这些示例操作之外还执行其他操作或者仅执行其他操作。发射器1604和接收器1606可操作地向通信网络的一个或多个网元发送通信信号以及从通信网络的一个或多个网元接收通信信号。

在一个实施例中，操作模式控制器1608或基于处理器的实施例中的处理器被配置将随机接入信道消息发送到网元。如上所述，随机接入信道消息包括多个序列，例如，与包括该用户设备的用户设备组关联的第一序列以及与该用户设备关联的第二序列，并且其格式可以是多种不同消息格式中的任一种。操作模式控制器1608或处理器可以进一步操作为将用户设备1600配置为在随机接入过程中接入随机接入信道，其中，随机接入过程是由随机接入信道消息发起的并且涉及多个序列中的每个序列的各自的搜索阶段。

实施例可包括以下中的任何一个或多个：

多个序列还包括与一个或多个各自的后续搜索空间关联的一个或多个后续序列，每个后续搜索空间包括与来自前一搜索空间的序列关联的后续序列；

各自的搜索阶段包括搜索第一搜索空间中的序列的第一搜索阶段和搜索第二搜索空间中的序列的第二搜索阶段，该第二搜索空间仅包括与第一搜索阶段中检测到的来自第一搜索空间的任何序列关联的序列；

接收器被配置为接收信息以将第一序列更新为与不同用户设备组关联的序列；

接收器被配置为接收包括与不同用户设备组关联的不同第一序列的无线资源控制(RRC)信号，以使用户设备与不同用户设备组关联；

接收器被配置为接收广播信号，该广播信号包括第一序列和第二序列之间的更新的关联池；

第二序列包括多个序列之一，这些序列在用户设备组内唯一并且在多个用户设备组内可用；

第二序列包括来自序列子集的序列，该序列子集在用户设备组内唯一并且仅在该用户设备组内可用；

随机接入过程使用户设备能够在不同的操作模式之间进行转换；

随机接入过程不涉及用户设备的操作模式转换；

随机接入过程涉及在基于竞争的过程和无竞争过程之间进行选择。

诸如以上针对示例方法1500、1550和/或在本文他处提及的那些其他变型，也可以应用于示例用户设备1600及其操作。

本文描述了可由发射器11604、接收器1606、操作模式控制器1608、和/或处理器执行的附加操作的示例，以及执行此类操作的各种方式。

图14和16示出了设备的总体框图。图17和18示出了可以实现根据本公开的方法和教导的其他示例设备。特别地，图17示出了示例用户设备1710，并且图18示出了诸如基站的示例网元1820。这些部件可以用于通信系统100、通信系统101、或任何其他合适的系统中。

如图17所示，用户设备1710包括至少一个处理单元1700。处理单元1700实现用户设备1710的各种处理操作。例如，处理单元1700可以执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理、或使用户设备1710能够在诸如100、101的通信系统中运行的任何其他功能。处理单元1700还可以被配置为实现此处更为详细地描述的部分或全部功能和/或实施例。每个处理单元1700包括被配置为执行一个或多个操作的任何合适的处理或计算设备。例如，每个处理单元1700可以包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列、或专用集成电路。

用户设备1710还包括至少一个收发器1702。收发器1702被配置为调制数据或其他内容以供至少一个天线或网络接口控制器(network interface controller，NIC)1704传输。收发器1702还被配置为解调由至少一个天线1704接收的其他内容或数据。每个收发器1702包括用于生成用于无线或有线传输的信号和/或处理无线或有线接收的信号的任何合适结构。每个天线1704包括用于发送和/或接收无线信号或有线信号的任何合适结构。可以在用户设备1710中使用一个或多个收发器1702。可以在用户设备1710中使用一个或多个天线1704。虽然示出了单个功能单元，但是也可以使用至少一个发射器和至少一个单独的接收器来实现收发器1702。

用户设备1710还包括一个或多个输入/输出设备1706或接口(诸如到因特网的有线接口)。输入/输出设备1706允许与用户或网络中的其他设备进行交互。每个输入/输出设备1706包括用于向用户提供信息或从用户接收信息的任何合适结构，例如扬声器、麦克风、小键盘、键盘、显示器或触摸屏，包括网络接口通信。

另外，用户设备1710包括至少一个存储器1708。存储器1708存储由用户设备1710使用、生成、或收集的指令和数据。例如，存储器1708可以存储被配置为实现上述由处理单元1700执行的部分或全部实施例和/或功能的软件指令或模块。每个存储器1708包括任何合适的易失性和/或非易失性存储和检索设备。可以使用任何合适类型的存储器，例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘、光盘、用户识别模块(SIM)卡、记忆棒、安全数字(SD)存储卡等等。

如图18所示，基站1820包括至少一个处理单元1800、至少一个发射器1802、至少一个接收器1804、一个或多个天线1806、至少一个存储器1808，以及一个或多个输入/输出设备或接口1816。可以使用未示出的收发器代替发射器1802和接收器1804。调度器可以耦合至处理单元1800。调度器可以包括在基站1820内或与独立于基站1820运行。处理单元1800实现基站1820的各种处理操作，例如信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理、或任何其他功能。处理单元1800还可以被配置为实现以上更详细描述的部分或全部功能和/或实施例。每个处理单元1800包括被配置为执行一个或多个操作的任何合适的处理或计算设备。每个处理单元1800可以例如包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列、或专用集成电路。

每个发射器1802包括用于生成用于向一个或多个用户设备或其他设备进行无线或有线传输的信号的任何合适结构。每个接收器1804包括用于处理从一个或多个用户设备或其他设备无线或有线地接收的信号的任何合适结构。尽管示出为单独的部件，但是至少一个发射器1802和至少一个接收器1804可以组合成收发器。每个天线1806包括用于发送和/或接收无线信号或有线信号的任何合适结构。虽然公共天线1806被示出为同时耦合至发射器1802和接收器1804，但一个或多个天线1806可耦合至一个(或多个)发射器1802，且一个或多个单独的天线1806可耦合至一个(或多个)接收器1804。每个存储器1808包括任何合适的易失性和/或非易失性存储和检索设备，例如上文结合用户设备1710所述的那些。存储器1808存储由基站1820使用、生成、或收集的指令和数据。例如，存储器1808可以存储软件指令或模块，上述指令或模块被配置为实现上述由处理单元1800执行的部分或全部的功能和/或实施例。

每个输入/输出设备1806允许与用户或网络中的其他设备的交互。每个输入/输出设备1806包括用于提供信息给用户或者从用户处接收/提供信息(包括网络接口通信)的合适结构。

在此详细描述了各实施例。以下总结了一些特征。

在一些实施例中，本公开考虑了PRACH前导码的不同格式和配置，以在NR中得到支持。前导码格式和/或配置可以为NR小区特定配置。在一个实施例中，用于随机序列选择的序列池的生成是NR小区特定的。序列分配可以是用户设备特定的。随机接入响应资源映射也可以是用户设备特定的或者仅仅是用户设备特定的。

提出了新的PRACH过程/帧结构。具有两个或多个(可能较小)前导码而非单个(可能较大)前导码的二阶/多阶检测可以降低检测复杂度，并且可被应用于随机接入过程，例如基于竞争的过程和/或无竞争的过程。

两阶/多阶检测可以应用于基于竞争的接入过程和无竞争的接入过程。例如，在连接-非激活用户设备的两步无竞争过程的情况下，或者，在待机或空闲用户设备的四步基于竞争的过程中的前两步的情况下，这种两阶检测可以代表整个随机接入过程。

对于NR技术，也可以考虑PRACH的参数集设计。例如，对于多发射接收点联合接收，可考虑来自多个发射接收点的最大RTT而非来自单个发射接收点的RTT，以及可以考虑来自监听同一前导码的多个发射接收点其中之一的随机接入响应。可以考虑处于非激活或连接-非激活状态的用户设备的时间对准程度以放宽对于循环前缀和保护时间的要求，可能会有更短的循环前缀和保护时间。可以基于覆盖、最大延迟扩展等，将链路预算要求应用于NR。可以有基于全上行、主上行、不同子帧长度的不同帧结构。可以有不同的数据子载波间隔。例如，可以仅设计频率范围内的默认子载波间隔，或者也可以设计频率范围内的多个可能的子载波间隔。在某些实施例中，也可实现PRACH传输功率控制。

前文所述仅是本公开的实施例的原理应用的说明。本领域普通技术人员可以实现其他布置和方法。

附图的内容仅用于说明目的，并且本发明不局限于在附图中明确示出并在此描述的特定示例实施例。例如，图1A和1B是其中可以实现实施例的通信系统的框图。其他实施例可以包括比所示更多网元的通信系统中实现，或在与所示的通信系统具有不同拓扑结构的通信系统中实现。类似地，其他附图也仅用于说明目的。

其他的实施细节在不同实施例中也有所不同。例如，上述某些示例涉及LTE和NR的术语。然而，本文所述的实施例不限于LTE/NR系统。无线资源控制空闲模式是LTE系统中的待机或空闲操作模式的示例。其他类型的系统中的待机或空闲模式包括例如休眠模式和不连续接收(discontinous reception，DRX)模式。

另外，虽然主要在方法和系统的上下文中进行了阐述，但是也考虑了其他实施方式，例如，存储在非易失处理器可读介质中的指令。当指令被一个或多个处理器执行时，使得该一个或多个处理器执行一种方法。

以下描述了更多示例实施例。

示例1涉及一种方法，包括：在通信网络中的网元处接收来自工作于连接-非激活操作模式的用户设备(UE)的随机接入信道消息，该随机接入信道消息包括具有多种不同消息格式中的任一格式的消息；以及响应于随机接入信道消息，发起重新连接过程，使得用户设备能够从连接-非激活操作模式转换到激活操作模式，该重新连接过程包括向用户设备发送单个响应消息以完成重新连接过程。

示例2包括示例1的方法，其中，多种不同消息格式包括具有一个或多个预定序列的消息。

示例3包括示例1的方法，其中，随机接入信道消息包括多个预定序列，该多个预定序列包括：与包括该用户设备的用户设备组关联的第一预定序列以及与该用户设备关联的第二预定序列，并且重新连接过程包括第一预定序列和第二预定序列的各自的搜索阶段。

示例4包括示例3的方法，进一步包括：跟踪用户设备的移动；以及基于用户设备的移动，将第一预定序列更新为与不同的用户设备组关联的序列。

示例5包括示例2的方法，其中，每个预定序列具有在下限和上限之间的时间长度，该下限至少基于最大延迟扩展并可选地基于最大RTT，该上限基于覆盖性能。

示例6包括示例1的方法，其中，多种不同消息格式包括一包括多个前导码序列的消息格式，每个前导码序列的长度是数据符号长度的整数倍。

示例7包括示例1的方法，其中，多种不同消息格式包括消息，该消息包括长度基于小于最大序列长度的最大素数的前导码序列。

示例8包括示例1的方法，其中，多种不同消息格式包括消息，该消息包括具有基于RTT、延迟扩展、和速率要求的循环移位下限的前导码序列。

示例9包括示例1的方法，进一步包括：向用户设备发送用于用户设备的随机接入消息功率控制的信号。

示例10涉及一种设备，包括：接收器，在通信网络中的网元处接收来自工作于连接-非激活操作模式的用户设备(UE)的随机接入信道消息，该随机接入信道消息包括具有多种不同消息格式中的任一格式的消息；发射器；以及接入控制器，可操作地耦合至发射器和接收器，以响应于随机接入信道消息，发起重新连接过程，使得用户设备从连接-非激活操作模式转换到激活操作模式，该重新连接过程包括：通过发射器向用户设备发送单个响应消息以完成重新连接过程。

示例11包括示例10的设备，其中，多种不同消息格式包括具有一个或多个预定序列的消息。

示例12包括示例10的设备，其中，随机接入信道消息包括多个预定序列，该多个预定序列包括：与包括该用户设备的用户设备组关联的第一预定序列以及与该用户设备关联的第二预定序列，并且重新连接过程包括第一预定序列和第二预定序列的各自的搜索阶段。

示例13包括示例12的设备，其中，接入控制器进一步配置为基于用户设备的移动，将第一预定序列更新为与不同用户设备组关联的序列。

示例14包括示例11的设备，其中，每个预定序列具有在下限和上限之间的时间长度，该下限至少基于最大延迟扩展并可选地基于最大RTT，该上限基于覆盖性能。

示例15包括示例10的设备，其中，多种不同消息格式包括一包括多个前导码序列的消息格式，每个前导码序列的长度是数据符号长度的整数倍。

示例16包括示例10的装置，其中，多种不同消息格式包括消息，该消息包括长度基于小于最大序列长度的最大素数的前导码序列。

示例17包括示例10的装置，其中，多种不同消息格式包括消息，该消息包括具有基于RTT、延迟扩展、和速率要求的循环移位下限的前导码序列。

示例18包括示例10的装置，其中，接入控制器进一步配置为向用户设备发送用于用户设备的随机接入消息功率控制的信号。

示例19涉及一种方法，包括：从工作于连接-非激活操作模式的用户设备(UE)向通信网络中的网元发送随机接入信道消息，该随机接入信道消息包括具有多种不同消息格式中的任一格式的消息；在从网元接收到对随机接入信道消息的单个响应消息之后，将用户设备从连接-非激活操作模式转换到激活操作模式。

示例20包括示例19的方法，其中，多种不同消息格式包括具有一个或多个预定序列的消息。

示例21包括示例19的方法，其中，随机接入信道消息包含多个预定序列，该多个预定序列包括：与包括该用户设备的用户设备组关联的第一预定序列以及与该用户设备关联的第二预定序列。

示例22包括示例21的方法，进一步包括：接收信息，以基于用户设备的移动将第一预定序列更新为与不同用户设备组相关联的序列。

示例23包括示例20的方法，其中，每个预定序列具有在下限和上限之间的时间长度，该下限至少基于最大延迟扩展并可选地基于最大RTT，该上限基于覆盖性能。

示例24包括示例19的方法，其中，多种不同消息格式包括一消息格式，该消息格式包括多个前导码序列，且每个前导码序列的长度是数据符号长度的整数倍。

示例25包括示例19的方法，其中，多种不同消息格式包括消息，该消息包括长度基于小于最大序列长度的最大素数的前导码序列。

示例26包括示例19的方法，其中，多种不同消息格式包括消息，该消息包括具有基于RTT、延迟扩展、和速率要求的循环移位下限的前导码序列。

示例27包括示例19的方法，进一步包括：接收用于用户设备处的随机接入消息功率控制的信号。

示例28涉及一种用户设备(UE)，包括：发射器；接收器；与发射器和接收器耦合的操作模式控制器，用以：在用户设备工作于连接-非激活操作状态时，向通信网络中的网元发送随机接入信道消息，该随机接入信道消息包括具有多种不同消息格式中的任一格式的消息；在从网元处收到随机接入信道消息的单个响应消息之后，将用户设备从连接-非激活操作模式转换到激活操作模式。

示例29包括示例28的用户设备，其中，多种不同消息格式包括具有一个或多个预定序列的消息。

示例30包括示例28的用户设备，其中，随机接入信道消息包括多个预定序列，该多个预定序列包括：与包括该用户设备的用户设备组关联的第一预定序列以及与该用户设备关联的第二预定序列，并且重新连接过程包括第一预定序列和第二预定序列的各自的搜索阶段。

示例31包括示例30的用户设备，其中，接收器被配置为接收信息，以基于用户设备的移动将第一预定序列更新为与不同用户设备组关联的序列。

示例32包括示例29的用户设备，其中，每个预定序列具有在下限和上限之间的时间长度，该下限至少基于最大延迟扩展并可选地基于最大RTT，该上限基于覆盖性能。

示例33包括示例28的用户设备，其中，多种不同消息格式包括消息格式，该消息格式包括多个前导码序列，且每个前导码序列的长度是数据符号长度的整数倍。

示例34包括示例28的用户设备，其中，多种不同消息格式包括消息，该消息包括长度基于小于最大序列长度的最大素数的前导码序列。

示例35包括示例28的用户设备，其中，多种不同消息格式包括消息，该消息包括具有基于RTT、延迟扩展、和速率要求的循环移位下限的前导码序列。

示例36包括示例28的用户设备，其中，接收器进一步被配置为接收用于用户设备处的随机接入消息功率控制的信号。

示例37涉及一种方法，包括：向通信网络中的网元发送随机接入信道消息；应用功率控制，以确定随机接入信道消息的发射功率，该功率控制与上述的一个或多个功率控制示例一致。

示例38涉及一种用户设备(UE)，包括：发射器；耦合至发射器的操作模式控制器，用以：经由发射器向通信网络中的网元发送随机接入信道消息；应用功率控制，以确定随机接入信道消息的发射功率，该功率控制与上述的一个或多个功率控制示例一致。

示例39涉及一种存储有指令的非易失处理器可读介质，当指令被一个或多个处理器执行时，使得该一个或多个处理器执行根据示例1至9、示例19至27、以及示例37中的任意一个或多个的方法。

根据示例40，一种方法包括：在通信网络中的网元处接收来自用户设备(UE)的随机接入信道消息，该随机接入信道消息包含多个序列；以及响应于随机接入信道消息，发起随机接入过程，使得用户设备能够接入随机接入信道，该随机接入过程包括多个序列中的每个序列的各自的搜索阶段。

示例41包括示例40的方法，其中，各自的搜索阶段包括搜索第一搜索空间中的序列的第一搜索阶段以及搜索第二搜索空间中的序列的第二搜索阶段，该第二搜索空间仅包括与第一搜索阶段中检测到的来自第一搜索空间的任何序列关联的序列。

示例42包括示例40的方法，其中，各自的搜索阶段包括第一搜索阶段以及一个或多个后续搜索阶段，每个后续搜索阶段搜索与前一搜索阶段检测到的序列关联的序列。

示例43包括示例40至示例42中的任一示例的方法，其中，随机接入信道消息包括多个序列，该多个序列包括与包括该用户设备的用户设备组关联的第一序列以及与该用户设备关联的第二序列。

示例44包括示例43的方法，进一步包括：将第一序列更新为与不同用户设备组关联的序列。

示例45包括示例43或示例44的方法，其中，第二序列包括在用户设备组内唯一且在多个用户设备组内可用的多个序列之一。

示例46包括示例43或示例44的方法，其中，第二序列包括在用户设备组内唯一且仅在该用户设备组内可用的序列子集中的序列。

示例47包括示例40至46的任意一个的方法，其中，随机接入过程使得用户设备能够在不同的操作模式之间进行转换。

示例48包括示例40至46的任意一个的方法，其中，随机接入过程不涉及用户设备的操作模式转换。

示例49包括示例40至48中的任意一个的方法，其中，随机接入过程包括在连接过程和重新连接过程之间进行选择。

根据示例50，一种设备包括：接收器，在通信网络中的网元处接收来自用户设备(UE)的随机接入信道消息；发射器；以及处理器，可操作地耦合至接收器和发射器，以响应于随机接入信道消息发起随机接入过程，使得用户设备能够接入随机接入信道，随机接入过程包括多个序列中的每个序列的各自的搜索阶段。

示例51包括示例50的设备，其中，各自的搜索阶段包括搜索第一搜索空间中的序列的第一搜索阶段以及搜索第二搜索空间中的序列的第二搜索阶段，第二搜索空间仅包括与第一搜索阶段中检测到的来自第一搜索空间的任何序列关联的序列。

示例52包括示例50的设备，其中，各自的搜索阶段包括第一搜索阶段以及一个或多个后续搜索阶段，每个后续搜索阶段搜索与前一搜索阶段检测到的序列关联的序列。

示例53包括示例50至52中的任意一个的设备，其中，随机接入信道消息包含多个序列，该多个序列包括与包括用户设备的用户设备组关联的第一序列以及与用户设备关联的第二序列。

示例54包括示例53中的设备，其中，接收器被进一步配置为将第一个序列更新为与不同用户设备组关联的序列。

示例55包括示例53或示例54的设备，其中，第二序列包括在用户设备组内唯一且在多个用户设备组内可用的多个序列之一。

示例56包括示例53或示例54的设备，其中，第二序列包括在用户设备组内唯一且仅在该用户设备组内可用的序列子集中的序列。

示例57包括示例50至56中的任意一个的设备，其中，随机接入过程使得用户设备能够在不同操作模式之间进行转换。

示例58包括示例50至56中的任意一个的设备，其中，随机接入过程不涉及用户设备的操作模式转换。

示例59包括示例50至58中的任意一个的设备，其中，随机接入过程包括在连接过程和重新连接过程之间进行选择。

示例60涉及一种方法，包括：将随机接入信道消息从用户设备(UE)发送到通信网络中的网元，该随机接入信道消息包括多个序列；将用户设备配置为在由随机接入信道消息发起的随机接入过程中接入随机接入信道，该随机接入过程包括多个序列中的每个序列的各自的搜索阶段。

示例61包括示例60的方法，其中，各自的搜索阶段包括搜索第一搜索空间中的序列的第一搜索阶段以及搜索第二搜索空间中的序列的第二搜索阶段，该第二搜索空间仅包括与第一搜索阶段中检测到的来自第一搜索空间的任何序列关联的序列。

示例62包括示例60的方法，其中，各自的搜索阶段包括第一搜索阶段以及一个或多个后续搜索阶段，每个后续搜索阶段搜索与前一搜索阶段检测到的序列关联的序列。

示例63包括示例60至62中的任意一个的方法，其中，随机接入信道消息包括多个序列，该多个序列包括与包括该用户设备的用户设备组关联的第一序列以及与用户设备关联的第二序列。

示例64包括示例63的方法，进一步包括：接收信息，以将第一序列更新为与不同用户设备组关联的序列。

示例65包括示例63或示例64的方法，其中，第二序列包括在用户设备组内唯一且在多个用户设备组内可用的多个序列之一。

示例66包括示例63或示例64的方法，其中，第二序列包括在用户设备组内唯一且仅在该用户设备组内可用的序列子集中的序列。

示例67包括示例60至66中的任意一个的方法，其中，随机接入过程使得用户设备能够在不同的操作模式之间进行转换。

示例68包括示例60至66中的任意一个的方法，其中，随机接入过程不涉及用户设备的操作模式转换。

示例69包括示例60至68中的任意一个的方法，其中，随机接入过程包括连接过程或重新连接过程。

示例70涉及一种用户设备(UE)，包括：发射器；接收器；以及处理器，该处理器耦合至接收器和发射器，用以：向通信网络中的网元发送随机接入信道消息，该随机接入信道消息包括多个序列；将用户设备配置为在由随机接入信道消息发起的随机接入过程中接入随机接入信道，该随机接入过程包括多个序列中的每个序列的各自的搜索阶段。

示例71包括示例70的用户设备，其中，各自的搜索阶段包括搜索第一搜索空间中的序列的第一搜索阶段以及搜索第二搜索空间中的序列的第二搜索阶段，第二搜索空间仅包括与第一搜索阶段中检测到的来自第一搜索空间的任何序列关联的序列。

示例72包括示例70的用户设备，其中，各自的搜索阶段包括第一搜索阶段以及一个或多个后续搜索阶段，每个后续搜索阶段搜索与前一搜索阶段检测到的序列关联的序列。

示例73包括示例70至72中的任意一个的用户设备，其中，随机接入信道消息包括多个序列，该多个序列包括与包括该用户设备的用户设备组关联的第一序列以及与该用户设备关联的第二序列。

示例74包括示例73的用户设备，其中，接收器被配置为接收信息，以将第一序列更新为与不同用户设备组关联的序列。

示例75包括示例73或示例74的用户设备，其中，第二序列包括在用户设备组内唯一且在多个用户设备组内可用的多个序列之一。

示例76包括示例73或示例74的用户设备，其中，第二序列包括在用户设备组内唯一且仅在该用户设备组内可用的序列子集中的序列。

示例77包括示例70至76中的任意一个的用户设备，其中，随机接入过程使用户设备能够在不同操作模式之间进行转换。

示例78包括示例70至76中的任意一个的用户设备，其中，随机接入过程不包括用户设备的操作模式转换。

示例79包括示例70至78中的任意一个的用户设备，其中，随机接入过程包含在连接过程和重新连接过程之间进行选择。

示例80包括一种存储有指令的非易失处理器可读介质，当该指令由一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行根据示例40至49和示例60至69中的任意一个或多个的方法。

在一些实施例中，响应于接收来自工作于连接-非激活操作模式的用户设备的随机接入信道消息，通信网络中的网元发起重新连接过程。随机接入信道消息的格式可以是多种不同消息格式中的任一种。重新连接过程使得用户设备可以从连接-非激活操作模式转换到激活操作模式，并涉及网元向用户设备发送单个响应消息以完成重新连接过程。在一些实施例中，随机接入消息传输的功率控制同样由用户设备实施。

在其他实施例中，响应于接收来自用户设备的随机接入信道消息，通信网络中的网元发起随机接入过程。随机接入信道消息包括多个序列，并且其格式可以是多种不同消息格式中的任一种。随机接入过程包括多个序列中的每个序列的各自的搜索阶段。在一些实施例中，随机接入消息传输的功率控制同样由用户设备实施。

Claims

1.一种随机接入方法，包括：

在通信网络中的网元处接收来自用户设备UE的随机接入信道消息，所述随机接入信道消息包括多个序列，

其中，所述多个序列包括与包括所述UE的UE组关联的第一序列以及与所述UE关联的第二序列；

向所述UE发送包括与不同UE组关联的不同所述第一序列的无线资源控制RRC信号，以使所述UE与所述不同UE组关联。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一序列与第一搜索空间关联，所述第二序列与第二搜索空间关联，所述第二搜索空间仅包括与来自所述第一搜索空间的任何序列关联的序列。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述多个序列进一步包括与各自的后续搜索空间关联的后续序列，每个所述后续搜索空间仅包括与来自前一搜索空间的序列关联的后续序列。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括：

广播所述第一序列和所述第二序列之间的更新的关联池。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述第二序列包括来自序列子集的序列，所述序列子集在所述UE组内唯一且仅在所述UE组内可用。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第二序列包括来自序列子集的序列，所述序列子集在所述UE组内唯一且仅在所述UE组内可用。

7.一种设备，包括：

处理器和存储介质，所述存储介质为非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，以实现权利要求1-6任一项所述的方法。

8.一种随机接入方法，包括：

从UE向通信网络中的网元发送随机接入信道消息，所述随机接入信道消息包括多个序列，其中，所述多个序列包括与包括所述UE的UE组关联的第一序列以及与所述UE关联的第二序列；

接收包括与不同UE组关联的不同所述第一序列的RRC信号，以使所述UE与所述不同UE组关联。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一序列与第一搜索空间关联，所述第二序列与第二搜索空间关联，所述第二搜索空间仅包括与来自第一搜索空间的任何序列关联的序列。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述多个序列进一步包括与各自的后续搜索空间关联的后续序列，每个所述后续搜索空间仅包括与来自前一搜索空间的序列关联的后续序列。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，还包括：

接收广播信号，所述广播信号包括所述第一序列和所述第二序列之间的更新的关联池。

12.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中，所述第二序列包括来自序列子集的序列，所述序列子集在所述UE组内唯一且仅在所述UE组内可用。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第二序列包括来自序列子集的序列，所述序列子集在所述UE组内唯一且仅在所述UE组内可用。

14.一种UE，包括：

处理器和存储介质，所述存储介质为非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，以实现权利要求8-13任一项所述的方法。