CN110476474A

CN110476474A - 用于执行随机接入过程的设备和方法

Info

Publication number: CN110476474A
Application number: CN201880023263.0A
Authority: CN
Inventors: 李善暎; 李承俊
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2017-04-04
Filing date: 2018-04-04
Publication date: 2019-11-19
Anticipated expiration: 2038-04-04
Also published as: EP3607801A1; EP3607801B1; CN110476474B; EP3607801A4; WO2018186677A1; US20210105813A1; KR20190127742A

Abstract

根据本发明的实施方式的用户设备(UE)执行随机接入过程的方法包括以下步骤：发送第一随机接入前导码；接收包括回退指示符(BI)和回退偏移(BO)值的消息；当使用所述第一随机接入前导码的随机接入失败时，基于所述BI和所述BO值选择回退时间；以及在所选择的回退时间之后发送第二随机接入前导码。

Description

用于执行随机接入过程的设备和方法

技术领域

本发明涉及无线通信，并且更具体地，涉及用于执行随机接入过程的设备和方法。

背景技术

简要地描述第三代合作伙伴计划长期演进(下文中，被称为LTE)通信系统作为适用本发明的移动通信系统的示例。

图1是例示演进型通用移动电信系统(E-UMTS)的网络结构的框图。E-UMTS还可以被称为LTE系统。通信网络被广泛地部署，以通过IMS和分组数据提供诸如语音(VoIP)这样的各种通信服务。

如图1中例示的，E-UMTS网络包括演进型UMTS陆地无线电接入网络(E-UTRAN)、演进型分组核心(EPC)和一个或更多个用户设备。E-UTRAN可以包括一个或更多个演进型NodeB(eNodeB)20，并且多个用户设备(UE)10可以位于一个小区中。一个或更多个E-UTRAN移动管理实体(MME)/系统架构演进(SAE)网关30可以设置在网络的末端并且与外部网络连接。

如本文中使用的，“下行链路”是指从eNodeB 20到UE 10的通信，并且“上行链路”是指从UE到eNodeB的通信。UE 10是指用户携带的通信设备并且还可以被称为移动站(MS)、用户终端(UT)、订户站(SS)或无线装置。eNodeB 20可以被称为eNB和gNodeB(gNB)等。然而，在以下说明中，为了方便起见，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中例示的，eNodeB 20向UE 10提供用户平面和控制平面的端点。MME/SAE网关30针对UE 10提供会话和移动性管理功能的端点。eNodeB和MME/SAE网关可经由S1接口连接。

eNodeB 20通常是与UE 10通信的固定站，并且还可以被称为基站(BS)或接入点。每个小区可以部署一个eNodeB 20。可以在eNodeB 20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，包括至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(包括寻呼重新发送的控制和执行)、跟踪区列表管理(针对空闲和激活模式下的UE)、PDN GW和服务GW选择、与MME改变进行切换的MME选择、用于切换至2G或3G 3GPP接入网络的SGSN选择、漫游、认证、包括专用承载建立的承载管理功能、对于PWS(包括ETWS和CMAS)消息发送的支持。SAE网关主机提供各式各样的功能，包括基于每个用户的分组过滤(通过例如深度分组检查)、合法拦截、UEIP地址分配、下行链路中的传输级分组标记、UL和DL服务级计费、选通和速率执行、基于APN-AMBR的DL速率执行。为了清晰起见，MME/SAE网关30将在本文中被简称为“网关”，但要理解，该实体包括MME和SAE网关二者。

多个节点可以经由S1接口连接在eNodeB 20和网关30之间。eNodeB 20可以经由X2接口彼此连接，并且相邻的eNodeB可以具有包括X2接口的网状网络结构。

如在图2中例示的，eNodeB 20可以执行如下功能：选择网关30、在无线电资源控制(RRC)激活期间朝着网关路由、寻呼消息的调度和发送、广播信道(BCCH)信息的调度和发送、上行链路和下行链路二者中的向UE 10的资源动态分配、eNodeB测量的配置和规定、无线电承载控制、无线电接纳控制(RAC)和LTE_ACTIVE状态下的连接移动性控制。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、用户平面的加密、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，该信息主要用于管理UE的移动性。S-GW是以E-UTRAN作为端点的网关，并且PDN-GW是以分组数据网络(PDN)作为端点的网关。

图3是示出基于3GPP无线电接入网络标准的UE和E-UTRAN之间的无线电接口协议的控制平面和用户平面的示图。控制平面是指用于发送用于管理UE和E-UTRAN之间的呼叫的控制消息的路径。用户平面是指用于发送应用层中生成的数据(例如，语音数据或互联网分组数据)的路径。

第一层的物理(PHY)层(L1)使用物理信道向较高层提供信息传递服务。PHY层经由传输信道与位于较高层上的介质访问控制(MAC)层连接。数据经由传输信道在MAC层和PHY层之间传输。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)方案对物理信道进行调制，并且在上行链路中使用单载波频分多址(SC-FDMA)方案对物理信道进行调制。

第二层的MAC层(L2)经由物理信道向较高层的无线电链路控制(RLC)层提供服务。第二层RLC层支持可靠的数据发送。可以由MAC层的功能块来实现RLC层的功能。第二层的分组数据汇聚协议(PDCP)层执行报头压缩功能，以减少用于在具有相对小的带宽的无线电接口中高效地发送诸如IP版本4(IPv4)分组或IP版本6(IPv6)分组这样的网际协议(IP)分组的不必要的控制信息。

位于第三层底部的无线电资源控制(RRC)层仅被限定在控制平面中。RRC层与无线电承载(RB)的配置、重新配置和释放有关地控制逻辑信道、传输信道和物理信道。RB是指第二层提供的用于UE和E-UTRAN之间的数据发送的服务。为此，UE的RRC层和E-UTRAN的RRC层彼此交换RRC消息。

eNB的一个小区被设置成在诸如1.25、2.5、5、10、15和20MHz这样的带宽之一中操作，并且在该带宽中向多个UE提供下行链路或上行链路发送服务。不同的小区可以被设置成提供不同的带宽。

用于将数据从E-UTRAN发送到UE的下行链路传输信道包括用于发送系统信息的广播信道(BCH)、用于发送寻呼消息的寻呼信道(PCH)和用于发送用户业务或控制消息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进行发送，并且还可以通过单独的下行链路多播信道(MCH)进行发送。

用于将数据从UE发送到E-UTRAN的上行链路传输信道包括用于发送初始控制消息的随机存取信道(RACH)和用于发送用户业务或控制消息的上行链路SCH。限定在传输信道上方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)、公共控制信道(CCCH)、多播控制信道(MCCH)和多播业务信道(MTCH)。

在开发新无线电接入技术(NR)时，NR系统应该能够使用高达100GHz的频带。在NR中，当建立RRC连接或调度、增加等待时间时，随机接入(RA)过程对于所有UE可能都是必要的过程。不期望的是，UE之间有随机接入前导码冲突是不期望的。因此，需要用NR系统支持RA过程的新方法。

发明内容

技术问题

设计用于解决该问题的本发明的目的在于用户设备(UE)执行随机接入过程的方法。

本公开的另一方面是提供用于执行随机接入过程的用户设备(UE)。

通过本发明能够实现的技术目的不限于已经在上文具体描述的技术目的，并且本领域技术人员将根据以下详细描述更加清楚地理解本文中未描述的其它技术目的。

技术方案

本发明的目的可以通过提供一种用户设备(UE)执行随机接入过程的方法来实现，该方法包括以下步骤：发送第一随机接入前导码；接收包括回退指示符(BI)和回退偏移(BO)值的消息；当使用所述第一随机接入前导码的随机接入失败时，基于所述BI和所述BO值选择回退时间；以及在所选择的回退时间之后发送第二随机接入前导码。选择回退时间的步骤可以包括在所述BO值和所述BI之间选择回退时间。所述BO值大于0。当UE无法进行随机接入响应(RAR)接收或者竞争解决不成功时，使用第一随机接入前导码的随机接入失败。可以在所述BO值和所述BI值之间随机选择所述回退时间。所述BO值与触发所述随机接入过程的事件关联。所述消息包括随机接入响应(RAR)消息。

在本发明的另一方面，本文中提供了一种用于执行随机接入过程的用户设备(UE)，该UE包括：发送器，该发送器被配置为发送第一随机接入前导码；接收器，该接收器被配置为接收包括回退指示符(BI)和回退偏移(BO)值的消息；以及处理器，该处理器被配置为当使用所述第一随机接入前导码的随机接入失败时，基于所述BI和所述BO值选择回退时间，其中，所述发送器被进一步配置为在所选择的回退时间之后发送第二随机接入前导码。所述处理器可以被进一步配置为在所述BO值和所述BI之间选择回退时间。所述BO值大于0。当UE无法进行随机接入响应(RAR)接收或者竞争解决不成功时，使用第一随机接入前导码的随机接入失败。所述处理器可以被进一步配置为在所述BO值和所述BI之间随机选择回退时间。所述BO值与触发所述随机接入过程的事件关联。所述消息包括随机接入响应(RAR)消息。

有益效果

根据本发明的实施方式，通过执行随机接入过程，能降低UE在随机接入过程中的冲突概率。

本领域的技术人员将领会，可以通过本公开的实施方式实现的效果不限于上述的效果，并且通过以下具体实施方式，将更清楚地理解本公开的其它效果。

附图说明

附图被包括以提供对本发明的进一步理解，附图示出本发明的实施方式并且与说明书一起用来说明本发明的原理。

图1是例示演进型通用移动电信系统(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和E-UTRAN之间的无线电接口协议的控制平面和用户平面的示图。

图4是例示在基于非竞争的随机接入过程期间的用户设备和基站的操作过程的示图。

图5是例示在基于竞争的随机接入过程期间的用户设备和基站的操作过程的示图。

图6是例示E/T/RAPID MAC子报头的示图。

图7是例示E/T/R/R/BI MAC子报头的示图。

图8是例示MAC RAR的示图。

图9是例示用于PRACH增强覆盖级别2或3的MAC RAR的示图。

图10是例示用于NB-IoT UE的MAC RAR的示图。

图11是根据本发明的一个实施方式的随机接入过程的流程图。

图12是根据本发明的一个实施方式的设备(例如，通信设备)的框图。

具体实施方式

现在，将参照附图来详细参照本发明的优选实施方式。下面将参照附图给出的详细描述旨在解释本发明的示例性实施方式，而不是示出根据本发明能够实现的仅有的实施方式。

以下详细描述包括具体细节，以提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明。在一些情形中，省略了或者以框图形式示出了已知的结构和装置，侧重于这些结构和装置的重要特征，以免混淆本发明的概念。

如前所述，下面的描述涉及支持随机接入过程(RAP)的无线通信系统。因此，首先说明RAP的细节。

(1)随机接入前导码指派(S401)

可以针对两种情况，即，(1)当用户设备执行切换过程时，以及(2)当基站的命令请求时执行基于非竞争的随机接入过程。当然，也可以针对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没有竞争可能性的指定(或专用)随机接入前导码的信息。接收随机接入前导码的方法的示例包括通过切换命令进行的方法和通过PDCCH命令进行的方法。通过接收随机接入前导码的信息的方法，将随机接入前导码指派给用户设备(S401)。

(2)第一消息发送

如上所述，在接收到仅针对用户设备指定的随机接入前导码之后，用户设备将前导码发送到基站(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码之后，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，可以以MAC协议数据单元(MAC PDU)的形式发送随机接入响应，并且可以通过物理下行链路共享信道(PDSCH)传送MAC PDU。另外，优选的是，用户设备监视物理下行链路控制信道(PDCCH)以适宜地接收传送到PDSCH的信息。即，优选的是，PDCCH包括应该接收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的传送格式。如果用户设备成功接收到发送给它的PDCCH，则用户设备可以按照PDCCH的信息适当地接收发送给PDSCH的随机接入响应。随机接入响应可以包括随机接入前导码标识符(ID)(例如，随机接入前导码标识符(RA-RNTI))、指示上行链路无线电资源的上行链路授权、临时C-RNTI和定时提前命令(TAC)值。

如上所述，随机接入响应需要随机接入前导码标识符来指示上行链路是否授权、临时C-RNTI和TAC值对于什么用户设备是有效的，这是因为用于一个或更多个用户设备的随机接入响应信息可以被包括在一个随机接入响应中。在这种情况下，假定用户设备选择了与在步骤S402中选择的随机接入前导码对应的随机接入前导码标识符。

在基于非竞争的随机接入过程中，用户设备可以在通过接收随机接入响应信息确定随机接入过程已被正常执行之后终止随机接入过程。

(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一组随机接入前导码中随机选择一个随机接入前导码，并且选择可以发送随机接入前导码的物理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以上提到的基于非竞争的随机接入过程的方法。即，在用户设备在步骤S402中发送随机接入前导码之后，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，并且通过对应的随机接入标识符信息接收PDSCH(S502)。在这种情况下，基站可以接收上行链路授权、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的随机接入响应，则用户设备相应地处理随机接入响应中所包括的信息。即，用户设备应用TAC并且存储临时C-RNTI。另外，用户设备使用UL授权将数据(即，第三消息)发送到基站(S503)。第三消息应该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，由此避免随后的竞争。

已讨论了将用户设备标识符包括在第三消息中的两种方法。在第一种方法中，如果用户设备具有在随机接入过程之前从对应小区先前指派的有效小区标识符，则用户设备通过与UL授权对应的上行链路传送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从对应小区先前指派的有效小区标识符，则用户设备发送包括其唯一标识符(例如，S-TMSI或随机ID)的其小区标识符。通常，该唯一标识符比小区标识符长。如果用户设备发送对应于UL授权的数据，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所包括的UL授权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)。已讨论了接收PDCCH的两种方法。如上所述，如果使用用户设备标识符来发送第三消息以对应于UL授权，则用户设备尝试使用其小区标识符接收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所包括的临时小区标识符来接收PDCCH。之后，在第一种方法的情况下，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，则用户设备确定随机接入过程已被正常执行，并且结束随机接入过程。在第二种方法的情况下，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到PDCCH，则用户设备识别从PDSCH传送的数据。如果数据中包括用户设备的唯一标识符，则用户设备确定随机接入过程已正常执行，并结束随机接入过程。

随机接入过程

与3GPP LTE/LTE-A标准文献的随机接入过程相关的描述如下。

随机接入过程的特征在于：

-针对FDD和TDD的公共过程；

-在配置CA时，与小区大小和服务小区数目无关的一个过程；

对以下PCell相关事件执行随机接入过程：

-从RRC_IDLE的初始接入；

-如TS 24.301[20]中定义的，RRC连接重建过程，除了仅使用控制平面CIoT EPS优化的NB-IoT UE之外；

-切换，除了NB-IoT之外；

-在需要随机接入过程的RRC_CONNECTED期间的DL数据到达；

-例如，当UL同步状态为“非同步”时。

-在需要随机接入过程的RRC_CONNECTED期间的UL数据到达；

-例如，当UL同步状态为“非同步”或没有针对SR可用的PUCCH资源时。

-出于在需要随机接入过程的RRC_CONNECTED期间的定位目的；

-例如，当针对UE定位需要定时提前时。

还在SCell上执行随机接入过程，以建立对应sTAG的时间对准。

在DC中，在根据指令添加/修改SCG时，或者在需要随机接入过程的RRC_CONNECTED期间的DL/UL数据到达时，还对至少PSCell执行随机接入过程。仅在针对SCG的PSCell上执行UE发起的随机接入过程。

此外，随机接入过程采用两种不同的形式：

-基于竞争(适用于所有六个事件，但是用于定位的第六个事件仅适用于NB-IoT)；

-基于非竞争(仅适用于切换、DL数据到达、定位和获得针对sTAG的定时提前对准)，除了NB-IoT之外。

可以在随机接入过程之后进行正常DL/UL发送。

RN支持基于竞争和基于非竞争二者的随机接入。当RN执行随机接入过程时，其挂起任何当前的RN子帧配置，这意味着其暂时不考虑RN子帧配置。在成功的随机接入过程完成时重新开始RN子帧配置。

对于NB-IoT，对锚点载波执行随机接入过程。

基于竞争的随机接入过程

与3GPP LTE/LTE-A标准文献的基于竞争的随机接入过程相关的描述如下。

在图5上概述了基于竞争的随机接入过程。

基于竞争的随机接入过程的四个步骤是：

1)上行链路中的RACH上的随机接入前导码：

-定义了两个可能的组，一个是可选的。如果配置了两个组，则消息3的大小和路径损耗将用于确定从哪个组中选择了前导码。前导码所属的组提供了消息3的大小和UE的无线状况的指示。前导码组信息以及必要的阈值在系统信息上被广播。

2)MAC在DL-SCH上生成的随机接入响应：

-与消息1半同步(在其大小是一个或更多个TTI的灵活窗口内)；

-无HARQ；

-在PDCCH上寻址到RA-RNTI；

-至少传送RA前导码标识符、针对pTAG的定时对准信息、初始UL授权和临时C-RNTI的指派(在竞争解决中可能永久存在，也可能不永久存在)；

-旨在一个DL-SCH消息中的可变数目的UE。

3)在UL-SCH上第一次调度的UL发送：

-使用HARQ；

-传送块的大小取决于步骤2中传送的UL授权。

-对于初始接入：

-传送由RRC层产生并经由CCCH发送的RRC连接请求；

-至少传送NAS UE标识符，但不传送NAS消息；

-RLC TM：无分段。

-对于RRC连接重建过程：

-传送由RRC层产生并经由CCCH发送的RRC连接重建请求；

-RLC TM：无分段；

-不包含任何NAS消息。

-在切换之后，在目标小区中：

-传送由RCC层生成并经由DCCH发送的经加密和完整性受保护的RRC切换确认；

-传送UE的C-RNTI(经由切换命令进行分配)；

-在有可能时包括上行链路缓冲状态报告。

-对于其它事件：

-至少传送UE的C-RNTI；

-在重新开始RRC连接的过程中：

-传送由RRC层产生并经由CCCH发送的RRC连接重新开始请求；

-传送重新开始ID以重新开始RRC连接；

-对于NB-IoT：

-在建立RRC连接的过程中：

-可以指示用于在SRB或DRB上进行后续发送的数据量的指示。

4)DL上的竞争解决：

-应当使用早期竞争解决，即，eNB在解决竞争之前不等待NAS答复；

-与消息3不同步；

-支持HARQ；

-寻址到：

-用于初始接入和无线电链路失败之后的PDCCH上的临时C-RNTI；

-针对处于RRC_CONNECTED的UE的PDCCH上的C-RNTI。

-HARQ反馈仅由检测到在竞争解决消息中回复的如消息3中提供的其自身UE身份的UE发送，

-对于初始接入和RRC连接重建过程，不使用任何分段(RLC-TM)。

临时C-RNTI被提升为用于检测到RA成功的UE的C-RNTI，并不是已经具有C-RNTI；它被其它UE丢弃。检测到RA成功并且已经具有C-RNTI的UE使用其C-RNTI重新开始。

当配置了CA时，基于竞争的随机接入过程的前三个步骤在PCell上发生，而竞争解决(步骤4)可以由PCell进行交叉调度。

当配置了DC时，基于竞争的随机接入过程的前三个步骤在MCG中的PCell上发生并且在SCG中的PSCell上发生。当在SCG中配置了CA时，基于竞争的随机接入过程的前三个步骤在PSCell上发生，而竞争解决(步骤4)可以由PSCell进行交叉调度。

基于非竞争的随机接入过程

与3GPP LTE/LTE-A标准文献的非竞争随机接入过程相关的描述如下。

在图4上概述了基于非竞争的随机接入过程。

基于非竞争的随机接入过程的三个步骤是：

0)在DL中经由专用信令进行随机接入前导码指派：

-eNB向UE指派非竞争随机接入前导码(随机接入前导码不在广播信令中发送的集合内)。

-经由以下进行发信号通知：

-由目标eNB生成并经由源eNB发送的用于切换的HO命令；

-在DL数据到达或定位的情况下的PDCCH；

-用于sTAG的初始UL时间对准的PDCCH。

1)上行链路中的RACH上的随机接入前导码：

-UE发送所指派的非竞争随机接入前导码。

2)DL-SCH上的随机接入响应：

-与消息1半同步(在其大小是两个或更多个TTI的灵活窗口内)；

-无HARQ；

-在PDCCH上寻址到RA-RNTI；

-至少传送：

-用于切换的定时对准信息和初始UL授权；

-用于DL数据到达的定时对准信息；

-RA前导码标识符；

-旨在一个DL-SCH消息中的一个或更多个UE。

当在配置了CA的同时在PCell上执行基于非竞争的随机接入时，经由基于非竞争的随机接入过程的步骤0、步骤1和2的PDCCH的随机接入前导码指派发生在PCell上。为了建立用于sTAG的定时提前，eNB可以用在sTAG的激活SCell的调度小区上发送的PDCCH命令(步骤0)发起基于非竞争的随机接入过程。前导码发送(步骤1)在所指示的SCell上，并且随机接入响应(步骤2)发生在PCell上。

当在配置了DC的同时在PCell或PSCell上执行基于非竞争的随机接入时，经由基于非竞争的随机接入过程的步骤0、步骤1和2的PDCCH的随机接入前导码指派发生在对应小区上。为了建立用于sTAG的定时提前，eNB可以用在不包括PSCell的sTAG的激活SCell的调度小区上发送的PDCCH命令(步骤0)发起基于非竞争的随机接入过程。前导码发送(步骤1)在所指示的SCell上，并且随机接入响应(步骤2)针对MCG发生在PCell上并且针对SCG发生在PSCell上。

随机接入过程初始化

与3GPP LTE/LTE-A标准文献的随机接入过程初始化相关的描述如下。

本子节中描述的随机接入过程由PDCCH命令、MAC子层本身或RRC子层发起。SCell上的随机接入过程应当仅由PDCCH命令发起。如果MAC实体接收到与利用其C-RNTI进行掩码的PDCCH命令[5]一致并且用于特定的服务小区的PDCCH发送，则MAC实体应当在该服务小区上发起随机接入过程。对于在SpCell上的随机接入，PDCCH命令或RRC可选地指示ra-PreambleIndex和ra-PRACH-MaskIndex，除了其中指示子载波索引的NB-IoT之外；并且对于SCell上的随机接入，PDCCH命令指示具有与000000不同的值的PreambleIndex以及ra-PRACH-MaskIndex。对于pTAG，仅针对SpCell支持PRACH上的前导码发送和PDCCH命令的接收。如果UE是NB-IoT UE并且配置有非锚点载波，则对锚点载波或已配置PRACH资源的非锚点载波中的一个执行随机接入过程。

除非另有明确陈述，否则在可以发起该过程之前，假定以下有关服务小区的信息可用于除了NB-IoT UE、BL UE或增强覆盖范围[8]内的UE之外的UE。

-用于发送随机接入前导码prach-ConfigIndex的可用PRACH资源集。

-多组随机接入前导码和每组(仅SpCell)中的可用随机接入前导码集：

根据参数numberOfRA-Preamble和sizeOfRA-PreamblesGroupA计算随机接入前导码组A和随机接入前导码组B中所包含的前导码：

如果sizeOfRA-PreamblesGroupA等于numberOfRA-Preamble，则不存在随机接入前导码组B。随机接入前导码组A中的前导码是前导码0至sizeOfRA-PreamblesGroupA-1，并且如果存在随机接入前导码组B，则随机接入前导码组B中的前导码是如[7]中所定义的从一组64个前导码中的前导码sizeOfRA-PreamblesGroupA至numberOfRA-Preambles-1。

-如果存在随机接入前导码组B，则阈值messagePowerOffsetGroupB和messageSizeGroupA、执行随机接入过程的服务小区的所配置UE发送的功率PCMAX,c[10]以及前导码和Msg3(deltaPreambleMsg3)之间的偏移是用于选择两组随机接入前导码(仅SpCell)中的一个所需要的。

-RA响应窗口大小ra-ResponseWindowSize。

-功率抬升因子powerRampingStep。

-前导码最大发送次数preambleTransMax。

-初始前导码功率preambleInitialReceivedTargetPower。

-基于前导码格式的偏移DELTA_PREAMBLE(参见子节7.6)。

-Msg3 HARQ发送的最大数目maxHARQ-Msg3Tx(仅SpCell)。

-竞争解决定时器mac-ContentionResolutionTimer(仅SpCell)。

注释：在发起每个随机接入过程之前，可以从上层更新以上参数。

假定以下服务小区相关信息是可以在针对NB-IoT UE、BL UE或增强覆盖范围[8]内的UE发起该过程之前是可用的。

-如果UE是BL UE或增强覆盖范围内的UE：

-与用于发送随机接入前导码prach-ConfigIndex的服务小区中所支持的每个增强覆盖级别关联的可用PRACH资源集合。

对于每个增强覆盖级别(如果存在)的随机接入前导码组中所包括的前导码是前导码firstPreamble至lastPreamble。

如果sizeOfRA-PreamblesGroupA不等于numberOfRA-Preambles，则对于所有增强覆盖级别而言都存在随机接入前导码组B，并且如上进行计算。

注释：如果存在随机接入前导码组B，则eNB应该确保对于所有增强覆盖级别，随机接入前同步码组A和随机接入前同步码组B中都包含至少一个随机接入前导码。

-如果UE是NB-IoT UE：

-锚点载波nprach-ParametersList和非锚点载波nprach-ConfigList-r14上的服务小区中所支持的可用PRACH资源集合。

-对于随机接入资源选择和前导码发送：

-PRACH资源被映射到增强覆盖级别。

-每个PRACH资源包含nprach-NumSubcarriers子载波集合，该集合可以由nprach-SubcarrierMSG3-RangeStart和nprach-NumCBRA-StartSubcarriers分割成用于单音/多音Msg3发送的一个或两个组，如TS 36.211[7,10.1.6.1]中所指定。在过程文本中，每个组在下面被称为随机接入前导码组。

-由以下范围内的子载波索引标识子载波：

[nprach-SubcarrierOffset,nprach-SubcarrierOffset+nprach-NumSubcarriers-1]

-随机接入前导码组的每个子载波对应于随机接入前导码。

-当子载波索引作为PDCCH命令的部分从eNB显式发送时，ra-PreambleIndex应当被设置为发信号通知的子载波索引。

-根据以下内容确定PRACH资源到增强覆盖级别的映射：

-增强覆盖级别的数目等于1加上rsrp-ThresholdsPrachInfoList中存在的RSRP阈值的数目。

-每个增强覆盖级别具有在nprach-ParametersList中存在的一个锚点载波PRACH资源和用于nprach-ConfigList-r14中发信号通知的每个非锚点载波的零个或一个PRACH资源。

-增强覆盖级别从0开始编号，并且PRACH资源到增强覆盖级别的映射以numRepetitionsPerPreambleAttempt的升序进行。

-当多个载波针对同一增强覆盖级别提供PRACH资源时，UE将使用以下选择概率随机选择它们中的一个：

-锚点载波PRACH资源的选择概率由nprach-ProbabilityAnchor给出

-针对所有非锚点载波PRACH资源，选择概率是相等的，并且选择给定非锚点载波上的一个PRACH资源的概率为(1-nprach-ProbabilityAnchor)/(非锚点NPRACH资源的数目)

-基于在服务小区rsrp-ThresholdsPrachInfoList中所支持的每个增强覆盖级别的RSRP测量来选择PRACH资源的标准。

-在服务小区maxNumPreambleAttemptCE中所支持的每个增强覆盖级别的最大前导码发送尝试次数。

-在服务小区numRepetitionPerPreambleAttempt中所支持的每个增强覆盖级别的每次尝试前导码发送所需的重复次数。

-执行随机接入过程的服务小区的所配置UE的发送功率PCMAX,c[10]。

-服务小区中所支持的每个增强覆盖级别的RA响应窗口大小ra-ResponseWindowSize和竞争解决定时器mac-ContentionResolutionTimer(仅SpCell)。

-功率抬升因子powerRampingStep。

-前导码最大发送次数preambleTransMax-CE。

-初始前导码功率preambleInitialReceivedTargetPower。

-基于前导码格式的偏移DELTA_PREAMBLE(参见子节7.6)。对于NB-IoT，DELTA_PREAMBLE被设置为0。

随机接入过程应当如下地执行：

-刷新Msg3缓冲区；

-将PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER设置为1；

-如果UE是NB-IoT UE、BL UE或增强覆盖范围内的UE：

-将PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER_CE设置为1；

-如果按发起随机接入过程的PDCCH命令已经指示起始增强覆盖级别或起始NPRACH重复次数(对于NB-IoT)，或者如果上层已经提供了起始增强覆盖级别：

-不管所测得的RSRP如何，MAC实体都将其本身视为在该增强覆盖级别内：

-否则：

-如果增强覆盖级别3的RSRP阈值由rsrp-ThresholdsPrachInfoList中的上层配置，并且所测得的RSRP小于增强覆盖级别3的RSRP阈值，并且UE能够具有增强覆盖级别3，则：

-MAC实体视为在增强覆盖级别3内；

-否则，如果增强覆盖级别2的RSRP阈值由rsrp-ThresholdsPrachInfoList中的上层配置，并且所测得的RSRP小于增强覆盖级别2的RSRP阈值，并且UE能够具有增强覆盖级别2，则：

-MAC实体视为在增强覆盖级别2内；

-否则，如果所测得的RSRP小于由rsrp-ThresholdsPrachInfoList中的上层配置的增强覆盖级别1的RSRP阈值，则：

-MAC实体视为在增强覆盖级别1内；

-否则：

-MAC实体视为在增强覆盖级别0内；

-将回退参数值设置成0ms；

-对于RN，挂起任何RN子帧配置；

-继续选择随机接入资源(参见子节5.1.2)。

注释：在MAC实体中的任何时间点，只有一个随机接入过程正在进行。如果MAC实体接收到针对新随机接入过程的请求而另一个已经在MAC实体中进行，则由UE实现方式决定是继续正在进行的过程还是开始新过程。

注释：NB-IoT UE测量锚点载波上的RSRP。

随机接入资源选择

与3GPP LTE/LTE-A标准文献的随机接入资源选择相关的描述如下。

随机接入资源选择过程应当如下地执行：

-如果除了NB-IoT之外，ra-PreambleIndex(随机接入前导码)和ra-PRACH-MaskIndex(PRACH掩码索引)已经被显式发信号通知并且ra-PreambleIndex不是000000：

-随机接入前导码和PRACH掩码索引是被显式发信号通知的；

-否则，对于NB-IoT，如果已经显式发信号通知ra-PreambleIndex(随机接入前导码)和PRACH资源：

-显式发信号通知PRACH资源；

-如果发信号通知的ra-PreambleIndex不是000000：

-随机接入前导码被设置为nprach-SubcarrierOffset+(ra-PreambleIndex模nprach-NumSubcarriers)，其中，nprach-SubcarrierOffset和nprach-NumSubcarriers是当前使用的PRACH资源中的参数。

-否则：

-根据PRACH资源和对多音Msg3发送的支持，选择随机接入前导码组。如果不存在多音Msg3随机接入前导码组，则支持多音Msg3的UE将仅选择单音Msg3随机接入前导码组。

-在所选择组中随机选择随机接入前导码。

-否则，应当如下由MAC实体选择随机接入前导码：

-对于NB-IoT，根据所配置的概率分布，随机选择与所选择的增强覆盖级别对应的PRACH资源之一，并且选择与PRACH资源和对多音Msg3发送的支持对应的随机接入前导码组。如果不存在多音Msg3随机接入前导码组，则支持多音Msg3的UE将仅选择单音Msg3随机接入前导码组。

-如果尚未发送Msg3，则MAC实体应当针对BL UE或增强覆盖范围的UE：

-选择与所选择的增强覆盖级别对应的PRACH资源和随机接入前导码组；

-除了NB-IoT之外，如果尚未发送Msg3，则在不存在前导码组B的情况下，除了BLUE或增强覆盖级别中的UE之外，MAC实体应当：

-如果存在随机接入前导码组B并且发生以下事件中的任一个：

-可能的消息大小(可用于发送的UL数据加上MAC报头，并且在有需要时提供MAC控制元素)大于messageSizeGroupA，并且路径损耗小于(执行随机接入过程的服务小区的)P_CMAX,c-preambleInitialReceivedTargetPower-deltaPreambleMsg3-messagePowerOffsetGroupB；

-针对CCCH逻辑信道发起随机接入过程，并且CCCH SDU大小加上MAC报头大于messageSizeGroupA；

-选择随机接入前导码组B；

-否则：

-选择随机接入前导码组A；

-否则，如果正在重新发送Msg3，则MAC实体应当：

-选择和用于与Msg3的第一发送对应的前导码发送尝试的随机接入前导码组相同的随机接入前导码组。

-在所选择组中随机选择随机接入前导码。随机函数应当使得可以以相等的概率选择所允许选择中的每一个。

-除了NB-IoT之外，将PRACH掩码索引设置为0。

-确定包含由prach-ConfigIndex(除了NB-IoT之外)给出的限制所允许的PRACH、PRACH掩模索引(除了NB-IoT之外，参见子节7.3)、物理层定时需要[2]以及在NB-IoT的情况下的与更高增强覆盖级别相关的PRACH资源所占据的子帧在内的下一个可用子帧(当确定下一个可用的PRACH子帧时，MAC实体可以考虑测量间隙的可能出现)；

-如果发送模式为TDD并且PRACH掩码索引等于零：

-如果ra-PreambleIndex被显式发信号通知并且它不是000000(即，未被MAC选择)：

-从所确定的子帧中可用的PRACH中以相等的概率随机选择一个PRACH。

-否则：

-从所确定的子帧和接下来的两个连续子帧中可用的PRACH中以相等的概率随机选择一个PRACH。

-否则：

-根据PRACH掩码索引的要求(如果有的话)，在所确定的子帧中确定PRACH。

-对于NB-IoT UE、BL UE或增强覆盖范围内的UE，选择与所选择的增强覆盖级别和PRACH对应的mac-ContentionResolutionTimer和ra-ResponseWindowSize。

-继续发送随机接入前导码(参见子节5.1.3)。

随机接入前导码发送

与3GPP LTE/LTE-A标准文献的随机接入前导码发送相关的描述如下。

随机接入过程应当如下地执行：

-将PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER设置为preambleInitialReceivedTargetPower+DELTA_PREAMBLE+(PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER-1)×powerRampingStep；

-如果UE是BL UE或增强覆盖范围内的UE：

-将PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER被设置为：

PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER-10×log10(numRepetitionPerPreambleAttempt)；

-如果NB-IoT：

-对于增强覆盖级别0，将PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER设置为：

PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER-10×log10(numRepetitionPerPreambleAttempt)

-对于其它增强覆盖级别，与最大UE输出功率对应地设置PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER；

-如果UE是NB-IoT UE、BL UE或增强覆盖范围内的UE：

-指示物理层使用与所选择的增强覆盖级别对应的所选择PRACH、对应的RA-RNTI、前导码索引或(对于NB-IoT)子载波索引和PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER，以与所选择前导码组对应的前导码发送所需的重复次数(即，numRepetitionPerPreambleAttempt)发送前导码。

-否则：

-指示物理层使用所选择的PRACH、对应的RA-RNTI、前导码索引和PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER来发送前导码。

随机接入响应接收

与3GPP LTE/LTE-A标准文献的随机接入响应接收相关的描述如下。

一旦发送了随机接入前导码，并且无论可能出现的测量间隙或者用于发送的副链路发现间隙或者用于接收的副链路发现间隙，MAC实体都应当监视RA响应窗口内的针对以下定义的RA-RNTI所识别的随机接入响应的SpCell的PDCCH，RA响应窗口开始于包含前导码发送[7]的末尾加上三个子帧的子帧并且具有长度ra-ResponseWindowSize。如果UE是BLUE或增强覆盖范围内的UE，则RA响应窗口开始于包含最后一个前导码重复的末尾加上三个子帧的子帧并且具有针对对应覆盖级别的长度ra-ResponseWindowSize。如果UE是NB-IoTUE，则在NPRACH重复次数大于或等于64的情况下，RA响应窗口开始于包含最后一个前导码重复的末尾加上41个子帧的子帧并且具有针对对应覆盖级别的长度ra-ResponseWindowSize，并且NPRACH重复次数小于64的情况下，RA响应窗口开始于包含最后一个前导码重复的末尾加上4个子帧的子帧并且具有针对对应覆盖级别的长度ra-ResponseWindowSize，与其中发送随机接入前导码的PRACH关联的RA-RNTI被计算为：

RA-RNTI＝1+t_id+10*f_id

其中，t_id是指定PRACH的第一个子帧的索引(0＝t_id<10)，并且f_id是按频域升序(0≤＝f_id<6)的该子帧内的指定PRACH的索引，除了NB-IoT UE、BL UE或增强覆盖范围的UE之外。如果PRACH资源在TDD载波上，则f_id被设置为f_RA，其中，在[7]的5.7.1节中定义了f_RA。

对于BL UE和增强覆盖范围内的UE，与其中发送随机接入前导码的PRACH关联的RA-RNTI被计算为：

RA-RNTI＝1+t_id+10*f_id+60*(SFN_idmod(Wmax/10))

其中，t_id是指定PRACH的第一个子帧的索引(0＝t_id<10)，并且f_id是按频域升序(0≤＝f_id<6)的该子帧内的指定PRACH的索引，SFN_id是指定PRACH的第一无线电帧的索引，并且Wmax是400，即，针对BL UE或增强覆盖范围内的UE的子帧中的最大可能RAR窗口大小。如果PRACH资源在TDD载波上，则f_id被设置为f_RA，其中，在[7]的5.7.1节中定义了f_RA。

对于NB-IoT UE，与其中发送随机接入前导码的PRACH关联的RA-RNTI被计算为：

RA-RNTI＝1+floor(SFN_id/4)+256*carrier_id

其中，SFN_id是指定PRACH的第一个无线电帧的索引，并且carrier_id是与指定PRACH关联的UL载波的索引。锚点载波的carrier_id为0。

MAC实体可以在成功接收到包含与所发送的随机接入前导码匹配的随机接入前导码标识符的随机接入响应之后，停止监视随机接入响应。

-如果已在用于RA-RNTI的PDCCH上接收到针对该TTI的下行链路指派并且接收到的TB被成功解码，则MAC实体将不考虑可能存在的测量间隙或用于发送的侧链路发现间隙或用于接收的侧链路发现间隙：

-如果随机接入响应包含回退指示符子报头：

-设置由回退指示符子报头的BI字段和表7.2-1指示的回退参数值，除了使用表7.2-2中的值的NB-IoT之外。

-否则，将回退参数值设置成0ms。

-如果随机接入响应包含与所发送的随机接入前导码(参见子节5.1.3)对应的随机接入前导码标识符，则MAC实体应当：

-认为该随机接入响应接收成功并且对发送随机接入前导码的服务小区应用以下动作：

-处理接收到的定时提前命令(参见子节5.2)；

-指示preambleInitialReceivedTargetPower和应用于到下层的最新前导码发送的功率渐升量(即，(PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER-1)×powerRampingStep)；

-如果SCell配置有ul-Configuration-r14，则忽略接收到的UL授权，否则处理接收到的UL授权值并将其指示给下层；

-如果除了NB-IoT之外ra-PreambleIndex被显式发信号通知并且它不是000000(即，未被MAC选择)：

-认为随机接入过程成功完成；

-否则，如果除了NB-IoT，由MAC实体选择了随机接入前导码或者针对NB-IoT：

-不迟于与随机接入响应消息中提供的UL授权对应的第一次发送的时间，将临时C-RNTI设置成在随机接入响应消息中接收的值；

-如果这是该随机接入过程内的第一次成功接收的随机接入响应：

-如果没有针对CCCH逻辑信道进行发送，则向多路复用和汇编实体指示在后续上行链路发送中包括C-RNTI MAC控制元素；

-获得MAC PDU以从“多路复用和汇编”实体发送并且将其存储在Msg3缓冲区中。

注释：当例如需要进行上行链路发送来解决竞争时，eNB不应该在随机接入响应中提供少于56比特(或者对于NB-IoT而言，88比特)的授权。

注释：如果在随机接入过程中，针对同一组随机接入前导码的随机接入响应中提供的上行链路授权具有与在随机接入过程期间分配的第一上行链路授权不同的大小，则UE行为不明确。

-如果在RA响应窗口内未接收到随机接入响应，或者如果所有接收到的随机接入响应都不包含与所发送的随机接入前导码对应的随机接入前导码标识符，则认为随机接入响应接收不成功并且MAC实体应当：

-如果尚未从下层接收到功率渐升挂起的通知：

-将PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER增加1；

-如果UE是NB-IoT UE、BL UE或增强覆盖范围内的UE：

-如果PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER＝preambleTransMax-CE+1：

-如果随机接入前导码在SpCell上发送：

-向上层指示随机接入问题；

-如果NB-IoT：

-认为随机接入过程未成功完成；

-否则：

-如果PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER＝preambleTransMax+1：

-如果随机接入前导码在SpCell上发送：

-向上层指示随机接入问题；

-如果随机接入前导码在SCell上发送：

-认为随机接入过程未成功完成。

-如果在该随机接入过程中，通过MAC选择随机接入前导码：

-基于回退参数，在0和回退参数值之间根据均匀分布来选择随机回退时间；

-将后续随机接入发送延迟了回退时间；

-否则，如果用ul-Configuration-r14来配置在其中发送随机接入前导码的SCell：

-延迟后续随机接入发送，直到由具有相同ra-PreambleIndex和ra-PRACH-MaskIndex的PDCCH命令发起随机接入过程；

-如果UE是NB-IoT UE、BL UE或增强覆盖范围内的UE：

-将PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER_CE增加1；

-如果PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER_CE＝针对对应增强覆盖级别的maxNumPreambleAttemptCE+1：

-重新设置PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER_CE；

-如果服务小区和UE支持，则考虑处于下一个增强覆盖级别中，否则停留在当前增强覆盖级别；

-对于BL UE或增强覆盖范围内的UE，选择与所选择的增强覆盖级别对应的PRACH资源和随机接入前导码组；-如果该UE是NB-IoT UE：

-如果由PDCCH命令发起随机接入过程：

-根据所配置的概率分布，随机选择PRACH资源中的与所选择的增强覆盖级别对应的一个；

编者的注释：在版本13中，即使在UE改变CE级别的情况下，eNB也确切地得知当RA由具有非零preambleIndex的PDCCH命令触发时UE将使用哪个前导码/子载波。然而，当在每个CE级别改变时随机选择PRACH资源时，情况将不再如此。需要解决这个问题是否是FFS。

-认为所选择的PRACH资源被显式发信号通知；

-继续选择随机接入资源(参见子节5.1.2)。

竞争解决

与3GPP LTE/LTE-A标准文献的竞争解决相关的描述如下。

竞争解决是基于SpCell的PDCCH上的C-RNTI或DL-SCH上的UE竞争解决标识符的。如果UE是NB-IoT UE、BL UE或增强覆盖范围内的UE，则MAC实体应当将mac-ContentionResolutionTimer用于对应的增强覆盖级别(如果它存在的话)。

一旦发送了Msg3，MAC实体就应当：

-除了BL UE或增强覆盖范围内的UE或NB-IoT UE之外，启动mac-ContentionResolutionTimer并在每次HARQ重新发送时重新启动mac-ContentionResolutionTimer；

-对于BL UE或增强覆盖范围内的UE或NB-IoT UE，启动mac-ContentionResolutionTimer并且在包含对应PUSCH发送的最后重复的子帧中在捆绑的每次HARQ重新发送时重新启动mac-ContentionResolutionTimer；

-不管可能出现的测量间隙或用于接收的副链路发现间隙，监视PDCCH直到mac-ContentionResolutionTimer期满或停止。

-如果从下层接收到PDCCH发送的接收通知，则MAC实体应当：

-如果Cs-RNTI MAC控制元素被包括在Msg3中：

-如果随机接入过程是由MAC子层本身或者由RRC子层发起并且PDCCH发送被寻址到C-RNTI的并且包含用于新发送的UL授权；或者

-如果随机接入过程是由PDCCH命令发起的并且PDCCH发送被寻址到C-RNTI：

-认为该竞争解决成功；

-停止mac-ContentionResolutionTimer；

-丢弃临时C-RNTI；

-如果UE是NB-IoT UE并且配置有非锚点载波：

-PDCCH发送中包含的UL授权或DL指派仅对于所配置的非锚点载波是有效的。

-认为该随机接入过程成功完成；

-否则，如果CCCH SDU被包括在Msg3中并且PDCCH发送被寻址到其临时C-RNTI：

-如果MAC PDU被成功解码：

-停止mac-ContentionResolutionTimer；

-如果MAC PDU包含UE竞争解决标识MAC控制元素；以及

-如果MAC控制元素中所包括的UE竞争解决标识与在Msg3中发送的CCCH SDU的前48位匹配：

-认为该竞争解决成功并且完成MAC PDU的多路分解和反汇编；

-将C-RNTI设置为临时C-RNTI的值；

-丢弃临时C-RNTI；

-认为该随机接入过程成功完成；

-否则

-丢弃临时C-RNTI；

-认为该竞争解决不成功并且丢弃成功解码后的MAC PDU。

-如果mac-ContentionResolutionTimer期满：

-丢弃临时C-RNTI；

-认为竞争解决不成功。

-如果竞争解决被认为不成功，则MAC实体应当：

-刷新用于发送Msg3缓冲区中的MAC PDU的HARQ缓冲区；

-如果尚未从下层接收到功率渐升挂起的通知：

-将PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER增加1；

-如果UE是NB-IoT UE、BL UE或增强覆盖范围内的UE：

-如果PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER＝preambleTransMax-CE+1：

-向上层指示随机接入问题。

-如果NB-IoT：

-认为随机接入过程未成功完成；

-否则：

-如果PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER＝preambleTransMax+1：

-向上层指示随机接入问题。

-基于回退参数，在0和回退参数值之间根据均匀分布选择随机回退时间；

-将后续随机接入发送延迟达回退时间；

-继续选择随机接入资源(参见子节5.1.2)。

随机接入过程的完成

与3GPP LTE/LTE-A标准文献的随机接入过程的完成相关的描述如下。

在完成随机接入过程之后，MAC实体应当：

-丢弃显式发信号通知的ra-PreambleIndex和ra-PRACH-MaskIndex(如果有的话)；

-刷新用于发送Msg3缓冲区中的MAC PDU的HARQ缓冲区。

另外，RN应当重新开始挂起的RN子帧配置，如果有的话。

表1例示了随机接入过程中的除了NB-IoT之外的回退参数的值。

[表1]

索引	回退参数值(ms)
		0	0
1	10
		2	20
3	30
		4	40
5	60
		6	80
7	120
		8	160
9	240
		10	320
11	480
		12	960
13	预留
		14	预留
15	预留

如果表1中的回退参数的预留值被当前版本的UE接收，则UE将其视为960ms。

表2例示了针对NB-IoT的回退参数的值。

[表2]

索引	回退参数值(ms)
		0	0
1	256
		2	512
3	1024
		4	2048
5	4096
		6	8192
7	16384
		8	32768
9	65536
		10	131072
11	262144
		12	524288
13	预留
		14	预留
15	预留

如果当前版本的NB-IoT UE接收到的表2中的回退参数的预留值应当取为524288ms。

MAC PDU(随机接入响应)

图6是例示E/T/RAPID MAC子报头的示图，并且图7是例示E/T/R/R/BI MAC子报头的示图。

MAC协议数据单元(MAC PDU)包括MAC报头和零个或更多个MAC随机接入响应(MACRAR)和可选的填充位，如图6中描述的。MAC报头具有可变的大小。

MAC PDU报头包括一个或更多个MAC PDU子报头；每个子报头对应于除了回退指示符子报头之外的MAC RAR。如果被包括，则回退指示符子报头仅被包括一次并且是MAC PDU报头内包括的第一子报头。

MAC PDU子报头包括三个报头字段E/T/RAPID(如图6中描述的)，但是是针对包括五个报头字段E/T/R/R/BI(如图7中描述的)的回退指示符子报头。

图8是例示MAC RAR的示图，图9是例示用于PRACH增强覆盖级别2或3的MAC RAR的示图，并且图10是例示用于NB-IoT UE的MAC RAR的示图。

MAC RAR包括四个字段R/定时提前命令/UL授权/临时C-RNTI(如图8至图10中描述的)。对于BL UE和增强覆盖级别2或3的增强覆盖范围内的UE，使用图9中的MAC RAR，对于NB-IoT UE，使用图10中的MAC RAR，否则，使用图8中的MAC RAR。最后一个MAC RAR之后可能会出现填充位。填充位的存在和长度基于TB大小、MAC报头大小和RAR数目而是隐式的。

利用回退指示符(BI)的随机接入过程

在LTE/LTE-A随机接入过程中，UE可以经由随机接入响应(RAR)接收回退指示符(BI)(例如，作为回退指示符子报头的类型)。BI指示回退参数值。在RAR接收失败的情况下，UE从0至B1(如表1和表2中例示的)所指示的回退参数(或回退参数的值)中选择一个回退时间值。在这种情况下，可以假定UE预先知道表1和表2的信息。UE可以将后续RAP发送延迟达所选择的回退时间。

在选择回退时间时，UE以相等的概率执行一致的随机抽取。在LTE/LTE-A随机接入过程中，UE不考虑数据或事件的任何优先级。换句话说，在LTE/LTE-A随机接入过程中，数据/事件之间没有优先级。因此，与已经处于RRC连接的触发随机接入过程的UE相比，触发用于RRC连接建立的随机接入过程的UE可以将RAP发送延迟更长的时间。

对于NR，本发明提出了区分触发RA过程的事件，使得紧急/重要事件/数据优先于非紧急/不重要事件。例如，针对紧急/重要事件/数据提供(或应用)短BI(或小回退参数值)，而为非紧急/不重要事件/数据提供(或应用)长BI(或大回退参数值)。该提议使得能够对优先事件/数据进行快速RAP发送。

然而，由于具有较低优先级的UE仍然被允许在回退参数(或回退参数值)的小范围内选择回退时间，因此根据回退参数值的小范围内的回退时间的选择进行快速随机接入前导码(RAP)重新发送造成了回退参数值的小范围内的拥塞。例如，如果具有较高优先级的UE选择0和B1之间的回退时间，而具有较低优先级的UE选择0和B2之间的回退时间(其中，B1<B2，因此，范围[0,B1]小于范围[0,B2])。UE在[0，B1]内的冲突概率将高于UE在[B1，B2]内的冲突概率。因此，即使具有最高优先级的UE比其它UE更早地发送RAP，但是由于冲突增加，导致具有最高优先级的UE可能无法进行RAP发送。因此，需要防止具有较低优先级的UE选择具有较高优先级的UE所允许的回退时间。例如，具有较低优先级的UE可以在范围[B1，B2]内选择回退时间，具有较高优先级的UE可以在范围[0，B1]内选择回退时间。

利用回退指示符(BI)和回退偏移的随机接入过程

向UE提供回退偏移(或回退偏移值)以及来自网络(例如，gNodeB)的回退指示符。如上所述，用回退指示符指示回退参数值。UE使用回退偏移值作为当选择用于发送随机接入前导码(RAP)的回退时间时的最小边界。换句话说，UE在回退偏移值和回退参数值之间(即，在范围[回退偏移值，回退参数值]内)选择用于发送后续RAP的回退时间。当选择用于发送后续RAP的回退偏移值时，UE可以根据均匀分布在回退偏移值和回退参数值之间选择回退时间。然后，UE可以将后续RAP发送延迟达所选择的回退时间。

如上所述，UE如下从网络(例如，gNodeB)接收回退偏移值。例如，UE可以从网络接收一个或更多个BO。在这种情况下，UE可以接收一个回退偏移值，不管触发随机接入(RA)过程的事件如何，UE都使用回退偏移值。

此外，UE可以接收不止一个回退偏移值，一个或更多个回退偏移值中的每一个都与发起RA过程的事件关联。例如，回退偏移1与UL数据到达所触发的随机接入(RA)过程关联，而回退偏移2与为RRC连接建立而触发的RA过程关联。另选地，UE可以仅接收一个回退偏移值，并且根据发起RA过程的事件来调节接收到的回退偏移值。

UE可以通过MAC信令或RRC信令接收回退偏移值。MAC信令是例如随机接入响应(RAR)消息；RRC信令是例如包括与随机接入过程相关的信息的RRC重新配置消息。

RA过程中的示例步骤如下所述并且在图11中进行例示。

本发明提出了当使用随机接入前导码进行的随机接入失败时由UE执行随机接入过程的方法。例如，当(1)UE无法进行随机接入响应(RAR)接收或者(2)竞争解决不成功时，使用第一随机接入前导码的随机接入可能失败。

UE发起随机接入(RA)过程。UE选择随机接入资源来发送随机接入前导码(RAP)。UE在所选择的随机接入资源上发送RAP。UE在RAR窗口期间响应于所发送的RAP而监视RAR。

(1)UE无法进行随机接入响应(RAR)接收

UE接收包括回退指示符(BI)(例如，作为回退指示符子报头的类型)和回退偏移值的RAR。如果RAR不包括UE发送的RAP，则UE设置回退指示符(或回退指示符子报头)所指示的回退参数值。

如果RAR窗口期满并且RAR接收失败，则UE如下执行后续RAP发送。UE基于回退参数值以及回退偏移值与回退参数值之间的回退偏移值来选择(随机)回退时间。可以在回退偏移值与回退参数值之间根据均匀分布来选择随机回退时间。UE将后续RAP发送延迟达在回退偏移和回退参数之间随机选择的所选择回退时间。UE在所选择回退时间之后发送另一RAP。UE在RAR窗口期间响应于所发送的RAP而接收RAR。

(2)竞争解决不成功

UE通过使用RAR所指示的UL授权来发送Msg3。Msg3定义为作为随机接入过程的部分的、包含从上层提交并且与UE竞争解决标识关联的C-RNTI MAC CE或CCCH SDU的UL-SCH上发送的消息。在发送Msg3之后，如果竞争解决不成功，则UE如下执行后续RAP发送。UE基于回退参数值和回退偏移值来选择(随机)回退时间。可以在回退偏移值与回退参数值之间根据均匀分布来选择回退时间。UE将后续RAP发送延迟达在回退偏移和回退参数值之间随机选择的所选择回退时间。UE在所选择回退时间之后发送另一RAP。

在UE接收到多个回退偏移值的情况下，UE可以根据发起RA过程的事件，通过使用多个回退偏移值中的一个来选择回退时间。UE可以选择多个回退偏移值的与发起RA过程的事件关联的一个回退偏移值；然后，UE可以使用所选择的回退偏移值作为用于均匀分布的最小边界。

总之，在RA过程期间，在RAR接收失败或竞争解决失败的情况下，UE在回退偏移和回退参数之间根据均匀分布来选择回退时间。然后，UE在所选择的回退时间之后发送另一RAP。

图12中示出的设备可以是适于执行以上机制的用户设备(UE)和/或eNB，但是它可以是用于执行相同操作的任何设备。

如图12中所示，设备可以包括DSP/微处理器(110)和RF模块(收发器；135)。DSP/微处理器(110)电连接到收发器(135)并且对其进行控制。该设备基于其实现方式和设计者的选择还可以包括电力管理模块(105)、电池(155)、显示器(115)、键盘(120)、SIM卡(125)、存储装置(130)、扬声器(145)和输入装置(150)。

具体地，图12可以表示包括被配置为从网络接收信号的接收器(135)和被配置为将信号发送到网络的发送器(135)的UE。接收器和发送器可以构成收发器(135)。UE还包括与收发器(135：接收器和发送器)连接的处理器(110)。

另外，图12可以表示包括被配置为将信号发送到UE的发送器(135)和被配置为从UE接收信号的接收器(135)的网络设备。这些发送器和接收器可以构成收发器(135)。网络还包括与发送器和接收器连接的处理器(10)。

本领域的技术人员应该清楚，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在本发明中进行各种修改和变形。因此，本发明旨在涵盖本发明的修改和变形，只要它们落入所附权利要求书及其等同物的范围内。

以下在本文中描述的本发明的实施方式是本发明的元件和特征的组合。除非另外提到，否则这些元件或特征可以被视为是选择性的。每个元件或特征可以在不与其它元件或特征组合的情况下实践。另外，本发明的实施方式可以通过组合元件和/或特征的部分来构造。本发明的实施方式中描述的操作顺序可以重新排列。任一个实施方式的某些构造可以被包括在另一个实施方式中并且可以被另一个实施方式的对应构造代替。对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在所附的权利要求中没有彼此明确引用的权利要求可以按组合形式作为本发明的实施方式提出，或者在提交申请之后通过后续修改作为新的权利要求被包括。

在本发明的实施方式中，由BS执行的所述特定操作可以由BS的上节点执行。即，显而易见的是，在包括含有BS的多个网络节点的网络中，可以通过BS或者除了BS外的网络节点来执行为了与MS通信而执行的各种操作。术语“eNB”可以被术语“固定站”、“Node B”、“基站(BS)”、“接入点”、“gNB”等代替。

上述实施方式可以通过各种装置(例如，通过硬件、固件、软件或其组合)来实现。

在硬件构造中，根据本发明的实施方式的方法可以由一个或更多个专用集成电路(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)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器或微处理器来实现。

在固件或软件构造中，根据本发明的实施方式的方法可以按照执行上述功能或操作的模块、程序、函数等的方式来实现。软件代码可以被存储在存储单元中并且由处理器来执行。存储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将数据发送到处理器和从处理器接收数据。

本领域的技术人员应该领会的是，可以在不脱离本发明的本质特征的情况下按照与本文中所阐述的方式不同的其它特定方式来执行本发明。以上实施方式因此被理解为在所有方面都是例示性的，而非限制性的。本发明的范围应该由所附权利要求及其法律等同物而非以上描述限定，并且落入所附权利要求的含义和等同范围内的所有改变都旨在被包含在本文中。

工业实用性

虽然已经侧重于应用于3GPP系统的示例描述了上述方法，但是除了3GPP LTE系统之外，本发明还适用于各种无线通信系统(例如，IEEE系统)。

Claims

1.一种用户设备UE执行随机接入过程的方法，该方法包括以下步骤：

发送第一随机接入前导码；

接收包括回退指示符BI和回退偏移BO值的消息；

当使用所述第一随机接入前导码的随机接入失败时，基于所述BI和所述BO值选择回退时间；以及

在所选择的回退时间之后发送第二随机接入前导码。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，选择回退时间的步骤包括在所述BO值和所述BI之间选择所述回退时间。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述BO值大于0。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，当UE无法进行随机接入响应RAR接收或者竞争解决不成功时，使用所述第一随机接入前导码的所述随机接入失败。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述BO值和所述BI值之间随机选择所述回退时间。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述BO值与触发所述随机接入过程的事件关联。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述消息包括随机接入响应RAR消息。

8.一种用于执行随机接入过程的用户设备UE，该UE包括：

发送器，该发送器被配置为发送第一随机接入前导码；

接收器，该接收器被配置为接收包括回退指示符BI和回退偏移BO值的消息；以及

处理器，该处理器被配置为当使用所述第一随机接入前导码的随机接入失败时，基于所述BI和所述BO值选择回退时间，

其中，所述发送器被进一步配置为在所选择的回退时间之后发送第二随机接入前导码。

9.根据权利要求8所述的UE，其中，所述处理器被进一步配置为在所述BO值和所述BI之间选择回退时间。

10.根据权利要求8所述的UE，其中，所述BO值大于0。

11.根据权利要求8所述的UE，其中，当UE无法进行随机接入响应RAR接收或者竞争解决不成功时，使用所述第一随机接入前导码的所述随机接入失败。

12.根据权利要求8所述的UE，其中，所述处理器被进一步配置为在所述BO值和所述BI之间随机选择所述回退时间。

13.根据权利要求8所述的UE，其中，所述BO值与触发所述随机接入过程的事件关联。

14.根据权利要求8所述的UE，其中，所述消息包括随机接入响应RAR消息。