CN111386746A

CN111386746A - 在无线通信系统中发送/接收随机接入前导码的方法及其设备

Info

Publication number: CN111386746A
Application number: CN201980005998.5A
Authority: CN
Inventors: 金哉亨; 朴昶焕; 辛硕珉; 安俊基
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2018-05-10
Filing date: 2019-05-10
Publication date: 2020-07-07
Anticipated expiration: 2039-05-10
Also published as: US10631342B2; KR102271359B1; EP3681238B1; CN111386746B; KR20200038905A; KR20190129766A; EP3681238A1; EP3681238A4; KR102098822B1; US20200221507A1; WO2019216708A1; US11617207B2; JP2019198075A; US20190380151A1

Abstract

本说明书提供了一种用于在支持窄带物联网(NB‑IoT)的无线通信系统中由终端发送随机接入前导码的方法。具体地，终端在由基站分配的子载波上向基站发送根据特定前导码结构的随机接入前导码，并从所述基站接收作为对随机接入前导码的响应的随机接入响应消息。在预定时段重复发送随机接入前导码16次，然后，插入预定时间的间隔，其中，通过将发送随机接入前导码的发送时段乘以随机接入前导码的重复发送次数来确定预定时段。

Description

在无线通信系统中发送/接收随机接入前导码的方法及其设备

技术领域

本发明涉及一种在无线通信系统中发送和接收随机接入前导码的方法，并且更具体地，涉及一种在支持窄带物联网(NB-IoT)的无线通信系统中发送和接收随机接入前导码的方法和支持该方法的设备。

背景技术

已经总体上开发出在保障用户移动性的同时提供语音服务的移动通信系统。这些移动通信系统已逐渐将其覆盖范围从语音服务扩展到数据服务直至高速数据服务。然而，由于当前移动通信系统遭受资源短缺并且用户需要甚至更高速的服务，因此需要开发更先进的移动通信系统。

对下一代移动通信系统的需要可以包括支持巨量数据业务、每个用户的传送速率的显著增加、对数目显著增加的连接装置的适应、非常低的端到端延时和高能量效率。为此，已经研究出诸如小区增强、双连接、大规模多输入多输出(MIMO)、带内全双工、非正交多址(NOMA)、支持超宽带和装置联网这样的各种技术。

发明内容

技术问题

本发明提供一种用于在支持窄带物联网(NB-IoT)的无线通信系统中发送和接收随机接入前导码的方法。

本发明还提供一种用于小区范围扩展的物理随机接入信道(PRACH)的结构。

本发明还提供了一种用于防止由于随机接入前导码的重复传输而可能发生的性能下降和同步偏差的方法。

本公开的技术目的不限于以上提到的技术目的，并且对于本领域的普通技术人员而言，以上未提到的其它技术目的将根据下面的描述而变得显而易见。

技术方案

在一个方面，提供了一种用于在支持窄带物联网(NB-IoT)的无线通信系统中由用户设备(UE)发送随机接入前导码的方法，该方法包括：在基站分配的子载波中，向所述基站发送根据特定前导码结构的随机接入前导码；和从所述基站接收响应于所述随机接入前导码的随机接入响应消息，其中，在预定持续时间重复发送随机接入前导码16次后插入预定时间的间隔，并且通过将发送随机接入前导码的发送持续时间乘以随机接入前导码的重复发送次数来确定预定持续时间。

此外，在本发明中，根据特定的前导码结构，发送持续时间由一个循环前缀(CP)和三个符号的符号组构成。

此外，在本发明中，符号组的子载波以根据特定前导码结构对称的跳频对构成的特定模式在频率轴上跳频。

此外，在本发明中，基于特定模式的起始符号组，第二符号组和第三符号组的子载波索引是比前一符号组的子载波索引大“1”或比所述子载波索引小“1”的值，第三符号组和第四符号组的子载波索引是比所述子载波索引大“3”或小“3”的值，第五符号组的子载波索引是比前一符号组的子载波索引大“18”的值。

此外，在本发明中，在特定的前导码结构中，子载波间隔是1.25kHz。

此外，在本发明中，间隔为“40”ms。

此外，在本发明中，随机接入响应消息包括用于调节UE的上行链路传输定时的定时提前命令值。

此外，在本发明中，该方法还包括基于定时提前命令值来执行上行链路传输。

此外，在本发明中，提供了一种用于在支持窄带物联网(NB-IoT)的无线通信系统中由基站接收随机接入前导码的方法，该方法包括：在分配的子载波中从UE接收根据特定前导码结构的随机接入前导码；以及向所述UE发送响应于所述随机接入前导码的随机接入响应消息，其中，在预定持续时间内重复发送随机接入前导码16次后插入预定时间的间隔，通过发送随机接入前导码的发送持续时间乘以随机接入前导码的重复发送次数来确定预定持续时间。

此外，在本发明中，提供了一种在支持窄带物联网(NB-IoT)的无线通信系统中发送随机接入前导码的UE，该UE包括：用于发送和接收无线电信号的射频(RF)模块以及功能上与所述RF模块连接的处理器，其中，所述处理器被配置为在所述基站分配的子载波中向基站发送根据特定前导码结构的随机接入前导码，并从所述基站接收响应于随机接入前导码的随机接入响应消息，并在预定持续时间内重复发送随机接入前导码16次后插入预定时间的间隔，并且通过将发送随机接入前导码的发送持续时间乘以随机接入前导码的重复发送次数来确定预定持续时间。

有益效果

本说明书具有如下效果：可以通过经由新的物理随机接入信道(PRACH)的结构来发送随机接入前导码来扩展小区范围。

本说明书还具有如下效果：可以通过在重复发送随机接入前导码时重复发送随机接入前导码特定次数，然后插入用于停止发送的预定时间的间隔内来防止性能下降和同步偏差。

本公开中能获得的优点不限于以上提到的效果，并且本领域技术人员将根据以下描述清楚地理解其它未提到的优点。

附图说明

为了帮助理解本公开而被包括在本文中作为说明书的部分的附图提供了本公开的实施方式，并且通过以下描述来描述本公开的技术特征。

图1例示了可以实现本公开所提出的方法的新无线电(NR)系统的总体结构的示例。

图2例示了可以实现本公开所提出的方法的无线通信系统中的上行链路(UL)帧与下行链路(DL)帧之间的关系。

图3例示了可以实现本公开所提出的方法的无线通信系统中支持的资源网格的示例。

图4例示了可以应用本说明书中提出的方法的每个天线端口和参数集的资源网格的示例。

图5是例示了可以应用本说明书中提出的方法的自包含时隙结构的一个示例的图。

图6和图7是示出可以应用本说明书中提出的方法的无线通信系统中的前导码的跳频间隔的示例的图。

图8例示了可以应用本说明书中提出的方法的无线通信系统中的前导码的符号组的示例。

图9是示出可以应用本说明书中提出的随机接入前导码的跳频方法的示例的图。

图10是示出可以应用本说明书中提出的随机接入前导码的跳频方法的另一示例的图。

图11是示出可以应用本说明书中提出的随机接入前导码的跳频方法的又一示例的图。

图12是示出可以应用本说明书中提出的随机接入前导码的跳频方法的再一示例的图。

图13是示出可以应用本说明书中提出的随机接入前导码的时间间隔配置方法的示例的图。

图14是示出执行本说明书中提出的方法的UE的操作方法的示例的流程图。

图15是示出执行本说明书中提出的方法的eNB的操作方法的示例的流程图。

图16示出了可以应用本说明书中提出的方法的无线通信装置的框图。

图17示出了可以应用本说明书中提出的方法的无线通信装置的框图的另一示例。

具体实施方式

参照附图来更详细地描述本公开的一些实施方式。将连同附图一起公开的详细描述旨在描述本公开的一些示例性实施方式，而不旨在描述本公开的唯一实施方式。以下的详细描述包括更多细节，以提供对本公开的完全理解。然而，本领域的技术人员应该理解，本公开可以在没有这些细节的情况下实现。

在一些情况下，为了避免本公开的概念模糊，已知结构和装置被省略，或者可以基于各结构和装置的核心功能以框图形式示出。

在本说明书中，基站具有直接与终端通信的网络的终端节点的含义。在本文献中，在一些情况下，被描述为由基站执行的特定操作可以由基站的上节点执行。也就是说，显而易见，可以由基站或者由除了基站之外的网络节点执行为了在由包括基站的多个网络节点构成的网络中与终端通信而执行的各种操作。“基站(BS)”可以被诸如固定站、节点B、演进NodeB(eNB)、基站收发系统(BTS)、接入点(AP)、下一代NB、一般NB或gNodeB(gNB)这样的术语替换。另外，“终端”可以是固定的或移动的，并且可以被诸如用户设备(UE)、移动站(MS)、用户终端(UT)、移动订户站(MSS)、订户站(SS)、高级移动站(AMS)、无线终端(WT)、机器型通信(MTC)装置、机器对机器(M2M)装置或装置对装置(D2D)装置这样的术语替换。

下文中，下行链路(DL)意指从基站到UE的通信，而上行链路(UL)意指从UE到基站的通信。在DL中，发送器可以是基站的部分，而接收器可以是UE的部分。在UL中，发送器可以是UE的部分，而接收器可以是基站的部分。

以下描述中所使用的具体术语被提供以帮助理解本公开，并且在不脱离本公开的技术精神的范围的情况下，这些具体术语的使用可以被改变为各种形式。

以下技术可以用于诸如码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、正交频分多址(OFDMA)、单载波频分多址(SC-FDMA)以及非正交多址(NOMA)这样的各种无线通信系统。CDMA可以使用诸如通用陆地无线电接入(UTRA)或者CDMA2000这样的无线电技术来实现。TDMA可以使用诸如全球移动通信(GSM)/通用分组无线电服务(GPRS)/用于GSM演进的增强数据速率(EDGE)这样的无线电技术来实现。OFDMA可以使用诸如电气和电子工程师协会(IEEE)802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20或者演进型UTRA(E-UTRA)这样的无线电技术来实现。UTRA是通用移动电信系统(UMTS)的一部分。第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)是使用演进型UMTS陆地无线电接入(E-UTRA)的演进型UMTS(E-UMTS)的一部分，并且3GPP LTE在下行链路中采用OFDMA而在上行链路中采用SC-FMDA。高级LTE(LTE-A)是3GPP LTE的演进。

此外，根据使用场景，5G新无线电(NR)定义了增强型移动宽带(eMBB)、大规模机器类型通信(mMTC)、超可靠和低延迟通信(URLLC)以及车联网(V2X)。

另外，根据NR系统和LTE系统之间的共存，5G NR标准分为独立(SA)和非独立(NSA)。

另外，5G NR支持各种子载波间隔，并在下行链路中支持CP-OFDM，在上行链路中支持CF-OFDM和DFT-s-OFDM(SC-OFDM)。

5G的三个主要需求领域包括(1)增强型移动宽带(eMBB)领域，(2)大规模机器类型通信(mMTC)领域和(3)超可靠和低延迟通信(URLLC)领域。

一些用例可能需要多个领域进行优化，而其他用例可能只关注一个关键绩效指标(KPI)。5G将以一种灵活而可靠的方法来支持各种用例。

eMBB远远超越了基本的移动互联网接入，并涵盖了丰富的交互式工作、云或增强现实中的媒体和娱乐应用。数据是5G的关键驱动力之一，在5G时代可能首次无法看到专用语音服务。在5G中，预计仅通过使用通信系统提供的数据连接即可将语音作为应用程序进行处理。业务量增加的主要原因是内容大小增加和需要高数据速率的应用程序数量增加。随着越来越多的设备连接到互联网，流媒体服务(音频和视频)、交互式视频和移动互联网连接将得到更广泛的使用。为了将实时信息和通知推送给用户，许多应用程序需要始终在线的连接。云存储和应用程序在移动通信平台中快速增长，可以同时应用于工作和娱乐。另外，云存储是驱动上行数据传输率增长的特殊用例。5G还用于远程云工作中，并要求较低的端到端延迟，以便在使用触觉界面时保持出色的用户体验。娱乐活动(例如，云游戏和视频流)是增加对移动宽带功能需求的另一个关键因素。在包括火车、汽车和飞机等高移动性环境的任何地方，都需要智能电话和平板电脑中的娱乐。另一个用例是用于娱乐的增强现实和信息检索。这里，增强现实要求非常低的延时和瞬时数据量。

此外，人们最期待的5G用例之一与在所有领域顺利连接嵌入式传感器的功能有关，即mMTC。到2020年，潜在的IoT设备数量预计将达到204亿。工业IoT是5G在启用智能城市、资产跟踪、智能公用事业、农业和安全基础设施中发挥关键作用的领域之一。

URLLC包括新服务，这些服务将通过具有低延迟的超可靠/可用链接(例如对关键基础设施和自动驾驶汽车的远程控制)来改变行业。智能电网控制、工业自动化、机器人技术以及无人机控制和调节需要可靠性和延时的多个级别。

接下来，将更详细地描述多个用例。

5G可以补充光纤到户(FTTH)和基于电缆的宽带(或DOCSIS)，作为提供每秒千兆比特、每秒数百兆比特的流的方式。要提供分辨率为4K或更高(6K、8K或更高)以及虚拟现实和增强现实的电视，就需要如此快的速度。虚拟现实(VR)和增强现实(AR)应用主要包括沉浸式体育游戏。特定的应用可能需要特殊的网络配置。例如，在VR游戏的情况下，游戏公司可能需要将核心服务器与网络运营商的边缘网络服务器集成在一起，以使延迟最小化。

预计汽车将成为5G的重要新动力，其中有许多用于车辆移动通信的用例。例如，乘客的娱乐需要同时具有高容量和高移动性的移动宽带。原因是将来的用户将继续期望高质量的连接，而不管其位置和速度如何。汽车领域的另一个利用示例是增强现实仪表板。这在驾驶员通过前窗看到的东西黑暗时在黑暗中识别出物体，并且交叠并显示告诉驾驶员与对象的距离和运动有关的信息。将来，无线模块可以实现车辆之间的通信、车辆与支持的基础设施之间的信息交换以及车辆与其他连接的设备(例如行人携带的设备)之间的信息交换。安全系统引导动作的替代过程，以使驾驶员能够更安全地驾驶，从而降低发生事故的风险。下一步将是遥控或自动驾驶汽车。这要求不同的自动驾驶车辆之间以及自动和基础设施之间非常可靠和非常快速的通信。将来，自动驾驶车辆将执行所有驾驶活动，而驾驶员将仅关注车辆本身可能无法识别的交通。自驾车辆的技术要求要求超低延时和超高速可靠性，以便将交通安全性提高到人类无法达到的水平。

智慧城市和智慧家庭(称为智慧社会)将被嵌入到高密度无线传感器网络中。智能传感器的分布式网络将确定城市或房屋的成本和能效维护的条件。可以对每个家庭执行类似的配置。温度传感器、窗户和加热控制器、防盗警报器和家电都以无线方式连接。许多传感器通常具有低数据速率、低功率和低成本。但是，例如，特定类型的设备可能需要实时高清视频进行监视。

包括热量和气体的能源的消耗和分配高度分散，需要对分布式传感器网络进行自动控制。智能电网使用数字信息和通信技术将传感器互连，以收集信息并根据信息采取行动。信息可以包括卖方和消费者的行为，从而允许智能电网以高效、可靠，经济和生产的可持续性以及以自动化的方式改善诸如电力的燃料分配。智能电网可以被视为具有低延时的另一个传感器网络。

卫生部门拥有许多可以从移动通信中受益的应用程序。通信系统可以支持远程医疗，以在偏远地区提供临床护理。这会有助于减少距离障碍，并有助于获得在偏远农村地区无法持续获得的医疗服务。这也可用于在重症监护和紧急情况下挽救生命。基于无线通信的无线传感器网络可以为诸如心率和血压的参数提供远程监控和传感器。

无线和移动通信在工业应用领域中变得越来越重要。电线的安装和维护成本很高。因此，在许多行业中，用可重新配置的无线链路替换电缆的可能性是一个有吸引力的机会。但是，要实现这一点，需要无线连接以与电缆类似的延迟、可靠性和能力运行，并且需要简化它们的管理。低延时和极低的错误概率是需要连接到5G的新要求。

物流和货运跟踪是移动通信的重要用例，其可使用基于位置的信息系统在任何地方跟踪库存和包裹。物流和货运跟踪的用例通常需要较低的数据速率，但需要范围广泛且可靠的位置信息。

本公开的实施方式可以由在IEEE 802、3GPP和3GPP2，即无线电接入系统中的至少一个中公开的标准文档来支持。也就是说，属于本公开的实施方式并且为了清楚地暴露本公开的技术精神而未描述的步骤或部分可以由所述文档支持。此外，本文档中公开的所有术语可以通过标准文档描述。

为了使说明更加清楚，主要描述了3GPP LTE/LTE-A/NR(新RAT)，但是本公开的技术特征不限于此。

术语的定义

eLTE eNB：eLTE eNB是支持针对EPC和NGC的连接的eNB的演进。

gNB：除了与NGC的连接之外还用于支持NR的节点

新RAN：支持NR或E-UTRA或与NGC交互的无线电接入网络

网络切片：网络切片是由运营商限定的以便提供针对需要特定要求连同终端间范围的特定市场场景而优化的解决方案的网络。

网络功能：网络功能是具有明确限定的外部接口和明确限定的功能操作的网络基础设施中的逻辑节点。

NG-C：用于新RAN和NGC之间的NG2参考点的控制平面接口

NG-U：用于新RAN和NGC之间的NG3参考点的用户平面接口

非独立NR：gNB需要LTE eNB作为用于与EPC进行控制平面连接的锚点或者需要eLTE eNB作为用于与NGC进行控制平面连接的锚点的部署配置

非独立E-UTRA：eLTE eNB需要gNB作为用于与NGC进行控制平面连接的锚点的部署配置

用户平面网关：NG-U接口的终点

参数集：对应于频域中的一个子载波间隔。可以通过将参考子载波间隔缩放整数N来定义不同的参数集。

系统的概述

图1是例示了可以实现本公开所提出的方法的新无线电(NR)系统的总体结构示例的图。

参照图1，NG-RAN由提供NG-RA用户平面(新AS子层/PDCP/RLC/MAC/PHY)的gNB和用于UE(用户设备)的控制平面(RRC)协议终端构成。

gNB经由Xn接口彼此连接。

gNB还经由NG接口连接到NGC。

更具体地，gNB经由N2接口连接到接入和移动管理功能(AMF)并且经由N3接口连接到用户平面功能(UPF)。

新RAT(NR)参数集和框架结构

在NR系统中，能支持多个参数集。可以通过子载波间隔和CP(循环前缀)开销来限定参数集。可以通过将基本子载波间隔缩放整数N(或μ)来推导多个子载波间隔之间的间隔。另外，尽管假定非常小的子载波间隔不被用于非常高的子载波频率，但是可以独立于频带来选择要使用的参数集。

另外，在NR系统中，能支持依据多个参数集的各种帧结构。

下文中，将描述可以在NR系统中考虑的正交频分复用(OFDM)参数集和帧结构。

可以如表1中地限定NR系统中支持的多个OFDM参数集。

[表1]

μ	Δf＝2<sup>μ</sup>·15[kHz]	循环前缀
			0	15	正常
1	30	正常
			2	60	正常、扩展
3	120	正常
			4	240	正常
5	480	正常

关于NR系统中的帧结构，时域中的各种字段的大小被表示为时间单元T_s＝1/(Δf_max·N_f)的倍数。在这种情况下，Δf_max＝480·10³且N_f＝4096。DL和UL传输被配置为具有T_f＝(Δg_maxN_f/100)·T_s＝10ms的片段的无线电帧。无线电帧由十个子帧构成，每个子帧都具有T_sf＝(Δf_maxN_f/1000)·T_s＝1ms的片段。在这种情况下，可以存在一组UL帧和一组DL帧。

图2例示了可以实现本公开所提出的方法的无线通信系统中的UL帧与DL帧之间的关系。

如图2中例示的，需要在开始UE中的对应DL帧之前的T_TA＝N_TAT_s发送来自用户设备(UE)的UE帧号I。

关于参数集μ，在子帧中按

的升序并且在无线电帧中按

的升序对时隙进行编号。一个时隙由

个连续OFDM符号构成，并且

是根据使用的参数集和时隙配置来确定的。子帧中的时隙

的开始暂时与同一子帧中的OFDM符号

的开始对准。

并非所有UE都能够同时发送和接收，并且这意指并非DL时隙或UL时隙中的所有OFDM符号都是可供使用的。

表2示出了针对参数集μ中的正常CP的各时隙的OFDM符号的数目，并且表3示出了针对参数集μ中的扩展CP的各时隙的OFDM符号的数目。

[表2]

[表3]

NR物理资源

关于NR系统中的物理资源，可以考虑天线端口、资源网格、资源元素、资源块、载波部分等。

下文中，将更详细地描述能够在NR系统中考虑的以上物理资源。

首先，关于天线端口，天线端口被限定为使得发送一个天线端口上的符号的信道可以是从发送同一天线端口上的符号的另一信道推导出的。当接收一个天线端口上的符号的信道的大规模特性可以是从发送另一天线端口上的符号的另一信道推导出的时，这两个天线端口可以具有QL/QCL(准共址或准协同定位)关系。本文中，大规模特性可以包括延迟扩展、多普勒扩展、多普勒移位、平均增益和平均延迟中的至少一个。

图3示出了可以实现本公开所提出的方法的无线通信系统中支持的资源网格的示例。

图3例示了资源网格包括频域上的

个子载波并且一个子帧包括14×2^μ个OFDM符号的示例，但是本公开不限于此。

在NR系统中，用由

个子载波和

个OFDM符号构成的一个或更多个资源网格描述所发送的信号。本文中，

以上的

指示最大传输带宽，它可以不仅在不同参数集之间改变，而且可以在UL和DL之间改变。

在这种情况下，如图4中例示的，针对参数集μ和天线端口p配置一个资源网格。

图4示出了可以应用本文中提出的方法的天线端口和振铃器专用资源网格的示例。

用于参数集μ和天线端口p的资源网格中的每个元素被指示为资源元素，并且可以用索引对

唯一地标识。本文中，

是频域中的索引，并且

指示子帧中的符号的位置。为了指示时隙中的资源元素时，使用索引对

本文中，

用于参数集μ和天线端口p的资源元素

对应于复数值

当没有混淆的风险时或者当指定特定的天线端口或参数集时，索引p和μ可以被丢弃，由此复数值可变为

或

另外，物理资源块被限定为频域中的

个连续子载波。在频域中，物理资源块可以被从0到

进行编号。此时，可以如式1中给出物理资源块编号n_PRB与资源元素(k,l)之间的关系。

[式1]

另外，关于载波部分，UE可以被配置为仅使用资源网格的子集来接收或发送载波部分。此时，UE被配置为接收或发送的一组资源块在频率区域中从0到

进行编号。

自包含时隙结构

为了使TDD系统中的数据传输的延时最小化，第五代新RAT考虑如图5中例示的自包含时隙结构。

即，图5是例示了可以应用本说明书中提出的方法的自包含时隙结构的一个示例的图。

在图5中，虚线区域510指示下行链路控制区域，黑色区域520指示上行链路控制区域。

不带标记区域530可以用于下行链路数据传输或者用于上行链路数据传输。

这种结构的特征可以在于，在一个时隙中依次执行DL传输和UL传输，并且可以在一个时隙中传输DL数据，并且还可以发送和接收UL ACK/NACK。

这种时隙可以被限定为“自包含时隙”。

即，通过这种时隙结构，当出现数据传输错误时，eNB向UE重新传输数据所花费的时间较少，由此使最终数据传输的延时最小化。

在这种自包含时隙结构中，为了进行从发送模式到接收模式或从接收模式到发送模式的转换处理，需要eNB和UE之间有时间间隔。

为此目的，在时隙结构中的从DL切换到UL时的一些OFDM符号可以被配置为保护时段(GP)。

不频发小分组延时

对于不频发的应用层小分组/消息传输，当移动设备从其最“电池高效”状态启动时从移动设备处的无线电协议层2/3SDU进入点到RAN中的无线电协议层2/3SDU外出点成功传送应用层分组/消息所用的时间。

对于上面的定义，在最大联接损耗(MaxCL)为164dB的情况下测量的20字节的应用分组(带有与105字节物理层对应的未压缩IP报头)，在上行链路上的延时最差不应大于10秒。

分析性评估是一种基线评估方法，需要时可以考虑系统级评估。

覆盖

针对数据速率为160bps的设备与基站(一个或多个天线连接器)之间的上行链路和下行链路中的MaxCL，其中，在上行链路和下行链路的无线电协议栈的外出/进入点处观察数据速率。

覆盖目标应为164dB，并使用链路预算和/或链路水平分析作为评估方法。

极端覆盖

将联接损耗定义为UE天线端口和eNode B天线端口之间链路上的总长期信道损耗，在实际应用中包括天线增益、路径损耗、阴影、主体损耗等。

MaxCL是服务交付时联接损耗的极限值，因此定义了服务的覆盖，并且MaxCL与载波频率无关。在这种情况下，MaxCL在UL和DL中的定义，如下式2所示：

[式2]

UL MaxCL＝UL Max Tx功率-eNB灵敏度

DL MaxCL＝DL Max Tx功率-UE灵敏度

MaxCL通过(链路级模拟支持的)链路预算分析进行评估，所提出的MaxCL计算模板如下表4所示

[表4]

在这种情况下，可以使用下表5中所示的假设。

[表5]

UE Tx功率	23dBm
		DL Tx功率	46dBm
eNB接收器噪声系数	5dB
		UE接收器噪声系数	9dB
干扰余量	0dB

对于用于固定用户的、以下行数据速率为2Mbps和上行数据速率为60kbps为特征的基本MBB服务，最大联接损耗的目标是140dB，而对于移动用户，下行数据速率为384kbps是可以接受的。

对于用于固定用户的、以下行数据速率为1Mbps和上行数据速率为30kbps为特征的基本MBB服务，最大联接损耗的目标是143dB。在这种联接损耗下，相关的下行链路和上行链路控制信道也应充分操作。

作为评估方法，链路预算和/或链路水平分析用于低密度地区的极长距离覆盖。

UE电池寿命

UE电池寿命可以通过不充电UE的电池寿命来评估。对于mMTC，处于极端覆盖下的UE电池寿命应基于移动发起的数据传输活动，该活动包括每天200个字节的UL，然后是164dB的MaxCL的20个字节的DL(假设存储能量容量为5Wh)。

mMTC的UE电池寿命目标应该超过10年，最好是15年。

分析评估被用作评估方法。

连接密度

连接密度是指每单位面积(每平方千米)实现目标QoS的设备总数。目标QoS是确保在给定的分组到达率l和分组大小S下，系统分组丢失率小于1％。分组丢失率＝(中断的分组数量)/(产生的分组数量)，其中，如果分组在分组丢弃计时器期满后未能被目的地接收器成功接收，则该分组中断。

在城市环境中，连接密度的目标应为1000000设备/km²。

3GPP应该开发具有高连接效率的标准(以每单位频率资源的每个TRxP支持的装置数衡量)，以实现所需的连接密度，并针对大规模连接的城市覆盖(城市环境)进行分析、链路级别评估和系统级别评估。

LTE PRACH

下面的表6示出了LTE中支持的PRACH格式的示例。

[表6]

如表6所示，LTE支持的最大小区半径是100.2km，并且对于使用LTE网络的带内操作至少需要相同级别的小区半径。

现有技术中的NB-IoT的NPRACH被设计为基于GSM网络来支持长达35km的小区半径。下表7中示出了现有技术中的NB-IoT支持的NPRACH格式。

[表7]

如表7所示，NB-IoT的随机接入前导码未明确定义保护时间。

与下面的现有技术中的LTE类似，NB-IoT的随机接入过程可以支持基于4步竞争的RACH过程。

1)MSG1：RA前导码传输(UE→eNB)

2)MSG2：从eNB接收随机接入响应(RAR)和包括TA命令和msg3调度的RAR(UE←eNB)

3)Msg3：RA消息，包括RRC连接请求和UE id(UE→eNB)

4)Msg4：竞争解决消息，包括RRC连接配置和UE ID(UE←eNB)

消息4之后的操作包括消息3的HARQ-ACK，包含UE id的RRC连接建立完成消息的传输等。

即使考虑到NB-IoT的演进分组系统(EPS)增强，NB-IoT也可以支持以下两种类型的随机接入过程。

控制平面EPS优化

1)Msg1：发送RA前导码

2)Msg2：从eNB接收随机接入响应(RAR)和包括TA命令和msg3调度的RAR

3)Msg3：发送和接收RRC连接请求

4)Msg4：RRC连接配置

5)Msg5：RRC连接设置完成(包括用于数据的NAS PDU)

-用户平面EPS优化

1)Msg1：发送RA前导码

3)Msg 3：发送和接收RRC连接请求

4)Msg4：恢复RRC连接

5)Msg5：完成RRC连接的恢复

6)发送(N)PUSCH(UL数据)

从UL数据传输的观点来看，在控制平面EPS优化的情况下，在msg5中可以进行第一UL数据传输，在用户平面EPS优化的情况下，在msg5之后可以进行第一UL数据传输。

由于现有的NB-IoT是基于支持35km小区半径的GERAN网络设计的，因此随机接入前导码的循环前缀(CP)被设计为仅支持最多大约40km。然而，考虑到作为NB-IoT的代表性部署场景之一的LTE网络中的带内操作，需要支持LTE网络支持的最大小区半径为100km。

即使考虑到NB-IoT用例包括在没有很好地装配LTE网络的地点使用，也有必要支持大的小区半径。

为了支持小区半径扩展，需要扩展CP。例如，为了支持100km的小区半径，应当使用具有覆盖往返时间的长度的CP，并且通过下面的式3来计算所需CP的最小长度。

[式3]

CP长度(us)＝200km/(3E8m/s)＝666.7us

为了支持如此大的小区半径，扩展CP被称为扩展CP(E-CP)。此外，考虑到延迟扩展，可以将E-CP的长度设计为略有余量。此外，为了避免从eNB的角度来看从UE接收到的随机接入前导码与紧邻的下一相邻子帧交叠，需要在帧之间具有像E-CP那样长度(666.7us)的保护时间(GT)和能够进行上行链路传输的下一个子帧。

对于上行链路正交发送和接收，eNB需要单独地控制每个UE的上行链路传输定时。将该过程称为定时提前(TA)，并且通过随机接入过程来执行初始定时提前。

在NB-IoT中，当UE发送随机接入前导码时，eNB从接收到的前导码中估计上行链路传输延迟，并将估计的上行传输延迟以定时提前命令的形式封装在随机接入响应(RAR)消息中并将RAR消息发送给UE。UE可以通过经由RAR消息传送的TA命令来调节上行链路传输定时。

NB-IoT的随机接入前导码是单载波跳频方案，是通过考虑定时估计获取范围和准确性来设计的。现有技术中的随机接入前导码的子载波间隔被设计为使得能够在3.75kHz下在高达40km的小区半径进行定时估计而不模糊。

当打算使用两个子载波之间的间隔来执行定时估计时，可以如下计算可支持的小区半径而不模糊。当使用两个分离的子载波之间的间隔进行估计时，两个相位之间的差为2*pi*delta_f。在此，delta_f表示以Hz为单位的两个子载波之间的间隔。

为了使相位值与小区半径一一对应，需要建立2*pi*delta_f*tau_RTT<2*pi的关系，结果，需要建立关系tau_RTT<1/delta_f来进行估计而不模糊，往返距离为tau_RTT*(3E8m/s)。因此，小区半径为1/delta_f*3E8/2＝1/3.75kHz*3E8(m/s)/2＝40km。

由于在现有技术中能够在随机接入前导码的3.75kHz子载波间隔执行定时估计而不模糊的小区半径为40km，因此需要将子载波间隔减小至1.5kHz或更小以支持100公里的小区半径。

如上所述，在本发明中，新提出的用于支持100km小区半径的前导码可以被称为增强型前导码或增强型NPRACH。相反，现有技术中的随机接入前导可以被称为传统前导码或传统NPRACH。

图6示出了传统前导码的跳频间隔，并且如图6所示，在传统前导码的情况下，以3.75kHz的子载波的整数倍执行跳频。

考虑到延迟扩展，在用传统前同导码执行FDM时可能发生的干扰等，增强型前导码的子载波间隔的值可以是3.75kHz的1/N(N是正整数)。例如，当N为“3”时，增强型前导码的子载波间隔变为1.25kHz，这是3.75kHz的1/3，并且小区半径可以支持高达120km。

在下文中，增强型前导码格式可以被称为格式2，而传统的前导码格式可以被称为格式0或格式1。

下面的表8示出了取决于前导码格式的子载波间隔(Δf_RA)的示例。

[表8]

图7示出了与传统的3.75kHz(由虚线指示)相比的增强型前导码的子载波间隔和最小跳频间隔。

另外，用于减少NPRACH的子载波间隔的方法可以在相同带宽中支持比通过FDM的传统前导码更大数量的前导码。然而，由于符号持续时间的增加，前导码持续时间可能增加。

在时间估计方面，由于随着最小跳频距离的减小，定时捕获范围增大，而捕获后的残留误差增大，因此假设与传统前导码相同的最大跳频距离，与传统前导码相比的故障概率可能会增大。

在下文中，将描述增强型NPRACH结构。

图8示出可以应用本说明书中提出的方法的无线通信系统中的用于随机接入的符号组的示例。

图8的(a)示出了传统前导的符号组的示例，图8的(b)示出了增强型前导码的符号组的示例。

通过考虑由于增强型前导码的子载波间隔的改变以及时间/频率资源与传统前导码的共享或交叠而引起的问题，可以将增强型前导码设计为满足以下要求。

i)可以减少构成符号组的符号的数量，以限制前导码持续时间的过度增加。例如，为了限制前导码持续时间的过度增加，如图8的(b)所示可以将符号组限制为由一个CP和三个符号构成。即，符号组可以由总共四个符号持续时间构成(如图8的(a)所示，在传统前导码的情况下，符号组由一个CP和五个符号(总共六个符号持续时间)构成)。

ii)中间跳频距离可以包括在前导码中，以便保持时间估计时的性能。例如，假设子载波间隔为1.25kHz(N＝3)，则最小跳频距离可以为1.25kHz，最大跳频距离可以为1.25*18kHz(＝3.75*6kHz)，以保持与传统前导码相似的精度，并且中间跳频距离可以是1.25*3kHz或1.25*6kHz。

iii)可以维持与传统前导码相同的NPRACH带宽(45kHz)，以限制与传统前导码时间/频率资源的共享或交叠或实现复杂性。假设1.25kHz子载波间隔(N＝3)，则可以在45kHzNPRACH带宽内通过多达最多36个起始子载波索引分配增强型NPRACH资源，并且每个增强型前导码都可以在36个子载波内(45kHz NPRACH带宽)执行跳频。

iv)需要能够在NPRACH带宽(45kHz)内提供最大限度的增强型NPRACH资源利用。例如，必须能够将NPRACH带宽内的所有子载波索引分配给增强型NPRACH资源。

作为满足要求的方法，通过假设1.25kHz(N＝3)子载波间隔以及符号组由一个CP和三个符号(总共四个符号持续时间)构成的情况，提出以下增强型前导码结构。

以下的前导码结构甚至可以类似地应用于存在除1.25kHz(N＝3)以外的另一子载波间隔值的情况以及符号组不同的情况。在以下提议中，k(k是具有从0到35的值的整数)表示在NPRACH带宽内的增强型NPRACH起始子载波索引。N_SG代表增强型NPRACH中的符号组数。

<实施方式1>

增强型NPRACH结构可以具有以下特征。

-增强型NPRACH结构由六个符号组(N_SG＝6)组成。

-六个符号组可以支持三个(最大、中间和最小)跳频距离。例如，三个跳频距离可以是(1,3,18)*1.25kHz。

-关于最小和中间跳频距离，可以支持对称跳频以消除载波频率偏移(CFO)。

-对称跳频是指两种跳频在跳频距离上相同而在跳频方向上相反的情况。提供对称跳频的两个跳频可以被称为对称跳频对。例如，当由(1,3,18)*1.25kHz构成三个跳频距离时，可以应用±1.25kHz和±1.25×3kHz的跳频。

-对称跳频对之间的最小距离或间隔

距离或间隔以符号组为单位显示。例如，在下面的实施方式1-1和图9中，由于跳频模式是

因此最小跳频距离为1，中间跳频距离为1。

(实施方式1-1)

参照图9的(a)，用于增强型前导码的符号组的跳频可以具有对称跳频对，并且可以以跳频间隔比前一符号组的子载波大的模式来执行跳频。

例如，如图9的(a)所示，实施方式1的前导码结构中的跳频模式可以如下。

在上述跳频模式中，k₀(k₀是具有从0到35的值的整数)表示在NPRACH带宽内的增强型NPRACH起始子载波索引，并且k_-1表示前一符号组的子载波索引。

根据上述映射模式，可以根据第二符号组来相对确定根据前一符号组的子载波索引跳频的位置。也就是说，基于前一符号组被映射到的子载波位置，可以通过特定的子载波索引来确定映射有用于传输前导码的符号组的子载波的位置是不同的。

方括号中的N_SG元素指示每个符号组的子载波索引。在下文中，在本发明中，显示了通过上述标记构成增强型前导码的N_SG符号组的跳频模式。

在上述映射模式中，“±”表示用于传输增强型前导码的相应符号组可以根据前一符号组的子载波索引在“+”或“-”方向上跳频。

例如，在上述模式中，当k₀为“0”时，跳频模式可以为[0、1、0、3、0、18]，而当k₀为“1”时，跳频模式可以为[1、0，1，4，1，19]。

此外，“±”和

被表示为彼此区分，并且当两个符号组的跳频距离彼此相同并且由“±”和

表示时，两个符号组可以表示对称跳频对。

也就是说，基于前一符号组的子载波索引将子载波索引增加相同的值，并且减少的符号组可以形成对称跳频对，并且由于对称跳频对，可以获得CFO消除的效果。

在实施方式1-1中，当N_SG的值与实施方式1的特征一起为“6”时，在增强型前导码结构中，对称跳频对之间的间隔或最小距离可以最小。例如，在以实施方式1-1为例说明的跳频模式的情况下，最小跳频距离和中间跳频距离为“1”。

(实施方式1-2)

用于增强型前导码的符号组的跳频可以以索引值基于前一符号组的子载波索引而增大或减小特定值的模式来执行。

例如，如图9的(b)所示，针对NPRACH传输增强型前导码的符号组的子载波的跳频模式可以如下。

在与图9的(b)所示的映射模式相同映射模式的实施方式1-2中，与实施方式1-1以及实施方式1的特征相比，因为最小跳频距离的对称跳频对的误差测量更加独立，因此可以提高精度，但是与实施方式1-1相比，因为最小跳频距离和中间跳频距离分别为2和2，所以在最小距离或对称跳频对方面可能存在缺点。

<实施方式2>

增强型NPRACH结构可以具有以下特征。

-增强型NPRACH结构由七个符号组(N_SG＝7)组成。

-七个符号组可以支持三个(最大、中间和最小)跳频距离。例如，三个跳频距离可以是(1,3,18)*1.25kHz。

-关于最小跳频距离和中间跳频距离，可以支持对称跳频以消除载波频率偏移(CFO)。

-对称跳频对之间的最小距离或间隔

(实施方式2-1)

参照图10，用于增强型前导码的符号组的跳频可以具有对称跳频对，并且可以以跳频间隔比前一符号组的子载波大的模式来执行跳频。在这种情况下，可以添加比实施方式1-1或1-2更多的符号组的跳频模式。

例如，如图10所示，实施方式2-1的前导码结构中的跳频模式可以如下。

实施方式2-1是基于实施方式2中描述的结构将N_SG的值扩展为“7”的结构。与N_SG的值为“6”的实施方式1-1和1-2相比，即使在通过添加的最后一个符号组的最大跳频距离中，也可以支持用于CFO消除的对称跳频对。

也就是说，映射模式可以被配置为使得通过将用于发送增强型前导码的符号组的数量设置为除第一符号组之外的偶数(即，符号组的总数为奇数)，除第一符号组的子载波之外的所有其余符号组的子载波形成对称跳频对。

通过使用这样的映射模式，可以在使用最大跳频距离的精细定时估计时提高性能。

另外，最小跳频距离、中间跳频距离和最大跳频距离均为1，因此与实施方式1-1类似，对于对称跳频对之间的间隔或最小跳频距离有效。

<实施方式3>

增强型NPRACH结构可以具有以下特征。

-增强型NPRACH结构由八个符号组(N_SG＝8)组成。

-八个符号组可以支持三个(最大、中间和最小)跳频距离。例如，三个跳频距离可以是(1,3,18)*1.25kHz。

-对称跳频是指两种跳频在跳频距离上相同而在跳频方向上相反的情况。提供对称跳频的两个跳频可以被称为对称跳频对。例如，当由(1,3,18)*1.25kHz构成三个跳频距离时，可以应用±1.25kHz、±1.25*3kHz和±1.25×18kHz的跳频。

-相同跳频距离的误差测量之间的间隔或最小距离

(实施方式3-1)

图11是示出可以应用本说明书中提出的随机接入前导码的跳频方法的另一示例的图。

参照图11，用于增强型前导码的符号组的跳频可以具有对称跳频对，并且可以以跳频间隔比前一符号组的子载波大的模式来执行跳频。在这种情况下，可以添加比实施方式2-1更多的符号组的跳频模式。

例如，如图11所示，实施方式3-1的前导码结构中的跳频模式可以如下。

由于实施方式2-1具有与传统NPRACH持续时间的四倍(即2²倍)相对应的持续时间，因此在传统NPRACH资源共享或交叠的情况下，可以有效地使用时间资源。

例如，当传统NPRACH在CE级别2支持128个重复发送时，实施方式3-1共享或交叠传统NPRACH资源并将重复发送的数量设置为32，从而可以有效地利用时间资源而不会浪费。

此外，在传统UE的情况下，每当NPRACH被重复发送64次以与网络和/或测量同步时，插入40ms的时间间隔，甚至在实施方式3-1中，就时间间隔的插入而言UE的操作与传统UE类似，并且NPRACH资源可以被共享或交叠，而不影响传统UE。

在实施方式3-2的情况下，最小跳频距离、中间跳频距离和最大跳频距离分别为“2”，“2”和“2”。

在实施方式1至3的增强型NPRACH结构中，为了满足要求(应当能够在NPRACH带宽(45kHz)内提供最大的增强型NPRACH资源利用。例如，应该能够将NPRACH带宽内的所有子载波索引分配给如上所述的增强型NPRACH资源，以下方法可以应用于每个跳频距离。

-可以根据前一符号组的子载波索引(k_-1)的位置来确定当前符号组的子载波索引。

对于跳频距离为“J”的跳频，

在k_-1Mod 2*J<J的情况下,k_-1+J

在k_-1Mod 2*J≥J的情况下,k_-1-J

例如，当最小跳频距离、中间跳频距离和最大跳频距离分别是1、3和18时，可以基于前一符号组的子载波索引(k_-1)的位置如下确定当前符号组的子载波索引。

-最小跳频(最小跳频距离＝±1)

在k_-1Mod 2＝0的情况下，k_-1+1

在k_-1Mod 2＝1的情况下，k_-1-1

-中间跳频(中间跳频距离＝±3)

在k_-1Mod 6<3的情况下，k_-1+3

在k_-1Mod 6≥3的情况下，k_-1-3

-最大跳频(最大跳频距离＝±3)

在k_-1<18的情况下，k_-1+18

在k_-1≥18的情况下，k_-1-18

也就是说，通过将前一符号组的子载波索引的值与特定值进行比较，可以确定用于跳频的符号组的子载波索引。

实施方式1-1和1-2由于前导码中的符号组的数量的限制，不支持最大跳频距离(1.25*18kHz)的对称跳频。

也就是说，由于符号组的数量仅被限制为最多6个，因此符号组的子载波在最大跳频距离处不是对称的。

图12是示出可以应用本说明书中提出的随机接入前导码的跳频方法再一示例的图。

参照图12，当在最大跳频距离处不支持对称跳频时，通过支持在前导码的重复发送之间的对称跳频，可以在发送前导码的整个持续时间内形成对称跳频对。

对于用于精细定时估计的最大跳频距离，可以在增强型前导码的重复发送之间支持对称跳频对，以便通过以下方法通过CFO消除来提高性能。

-如果前导码重复数为Rmax且前导码重复索引为r(r＝0、1、2，...，Rmax-1)，

当r模式2为“0”时，可以通过实施方式1的方法生成增强型前导码。在这种情况下，如果r>0，则可以针对小区间干扰随机化(伪)随机地生成增强型前导码的每个重复的起始子载波索引。

当r模式2为“1”时，可以使用在先前的重复索引(r–1)中生成的增强型前导码和以下方法来形成诸如对称跳频对的映射模式。

→可以通过将在先前的重复索引(r-1)中生成的增强型前导码的跳频模式设置为时间反转或在时间轴上镜像或将增强型前导码的跳频模式配置为在时间轴上对称来配置诸如对称跳频对的映射模式。

→在这种情况下，如图12的(a)所示，起始子载波索引等于先前的重复索引(r-1)中符号组的最后一个子载波索引，或者(伪)随机地生成(或配置)起始子载波索引，以便额外地执行小区间干扰随机化，并且可以限制起始子载波索引的位置。

例如，如图12的(b)所示，在实施方式1-1中，当先前的重复索引(r-1)的最后一个符号组的子载波索引小于18从而针对最大跳频距离形成子载波之间的对称跳频对时，起始子载波索引可以从小于18的值中(伪)随机地选择，并且当先前的重复索引(r–1)中最后的符号组的子载波索引等于或大于18时，起始子载波索引可以从等于或大于18的值当中(伪)随机地选择。

也就是说，当符号组的最大数量是偶数时，在最大跳频距离处不形成子载波之间的对称跳频对。因此，可以通过使用增强型前导码的重复发送特征来配置符号组的子载波索引，以使其在重复发送之间具有对称的跳频形式。

即使通过使用这样的方法，当根据符号组的数量在最大跳频距离处未形成对称跳频对时，也可以形成重复发送之间的对称跳频对并且可以执行CFO消除。

<实施方式5>

参照图13，当重复发送增强型前导码或改进的NPRACH或增强型NPRACH时，将时间间隔插入到重复发送的中间，从而防止UE和eNB之间的同步由于重复发送而改变。

具体地，当UE长时间重复发送增强型NPRACH时，可能发生上行链路传输在中间停止并且从网络接收到下行链路信号以便周期性地与网络同步的情况。

为了像传统UE中那样提供同步时段，可以在从增强型NPRACH的传输开始时间开始的“X”持续时间期间发送增强型NPRACH，并且上行链路传输可以在“Y”持续时间期间延迟或打孔。

在本发明中的延迟可以意味着上行链路传输数据在“Y”持续时间期间被保持，并且增强型NPRACH传输在“Y”持续时间之后的时间将再次恢复到之前传输的数据之后。

此外，本发明中的打孔可以表示在“Y”持续时间生成的数据在上行链路传输停止时从开始时间被跳过或丢弃，并且在“Y”持续时间跳过或丢弃数据之后从增强型NPRACH恢复传输。

也就是说，在增强型前导码的情况下，如上所述，由于用于前导码发送的符号的长度和结构变化，因此可以在增强型前导码的重复发送的中间插入间隔，以防止通过在长的时间间隔上重复发送增强型前导码而改变同步。

换句话说，当将用于发送增强型前导码的符号的长度和结构配置为与用于发送传统前导码的符号的长度和结构不同时，增强型前导码被长时间重复发送，UE和eNB可以彼此同步。

因此，有必要通过在增强型前导码的重复发送的中间插入间隔来防止UE和eNB彼此同步。

在这种情况下，由于不在插入间隔的持续时间内执行上行链路传输，因此可以跳过在间隔持续时间产生的数据，或者可以保持上行链路数据的传输，并且可以从间隔之后的持续时间再次执行增强型前导码的发送。

再次执行增强型NPRACH传输的时间可以是“Y”持续时间结束或限制为1ms单位或子帧边界的时间。在这种情况下，在后一种情况下，可以在“Y”持续时间期间延迟上行链路传输，或者可以在打孔后的第一个1毫秒单位(或子帧边界)中恢复增强型NPRACH传输。

在这种情况下，可以通过以下两种方法设置用于插入间隔持续时间的值“X”。

(方法1)

可以基于传统前导码的重复发送时段来确定用于插入间隔以重复发送增强型前导码的持续时间“X”。

具体地，与传统前导码的子载波间隔相比，增强型前导码的子载波间隔减小了三分之一，并且符号间隔增加了三倍。因此，尽管传统前导码和增强型前导码的符号持续时间并不明显彼此一致，但是可以基于传统前导码的传输时段来设置增强型前导码间隔设置时段“X”，以保持与传统前导码的兼容性。

例如，可以如下面的式4中所示设置“X”的值。

[式4]

X＝64*T_P,L

在式4中，T_P,L可以表示传统前导码持续时间(ms)。

在方法1的情况下，可以使用与传统前导码中的间隔设置持续时间“X”相同的值来设置增强型前导码的间隔设置持续时间“X”。

也就是说，当重复发送传统前导码时，基于传统前导码持续时间的整数倍设置“X”的值，结果，当传统NPRACH时间/频率资源被共享或资源交叠时，可以避免与在Y持续时间内调度的传统NPUSCH的冲突。

(方法2)

可以基于增强型前导码的重复发送时段来确定用于插入间隔以重复发送增强型前导码的持续时间“X”。

具体地，可以基于作为增强型NPRACH的符号持续时间和传统NPRACH的重复次数的整数倍的、等于或小于“64”的值之一来确定“X”的值。

也就是说，在根据增强型前导码格式的结构(即，前导码格式2)的情况下，可以根据下面的式5来设置增强型前导码的间隔设置持续时间“X”。

[式5]

X＝N*T_P,E

在式5中，T_P,E可以表示增强型前导码持续时间(ms)。也就是说，T_P,E表示发送增强型前导码的持续时间。

“X”表示用于以增强型前导码为单位延迟或打孔上行链路传输的值。也就是说，在“X”持续时间期间重复发送增强型前导码之后，可以插入间隔。

换句话说，UE可以在“X”持续时间期间重复地将前导码发送给eNB，并且在间隔持续时间期间如上所述地延迟或打孔上行链路传输，或者执行与eNB同步的操作，以防止UE和eNB彼此不同步。

此后，当间隔持续时间结束时，UE可以再次向eNB重复发送增强型前导码。

在式5中，可以将N设置为满足下面式6的条件的非负整数中的最大值，或者将N设置为由增强型NPRACH支持的重复频率值中的最大值。

[式6]

N*T_P,E≤64*T_P,L

也就是说，N的值可以表示增强型前导码被重复发送的次数，并且可以被设置为满足等式5的最大值。

T_P,L由4(T_CP+T_SEQ)配置，T_C,P由6(T_CP+T_SEQ)配置，“N”的值可以变为16，这是满足上述式5的正数的最大值。也就是说，在传统前导码(前导码格式0或1)的情况下，可以在4*64*(T_CP+T_SEQ)的持续时间内以预定次数(例如64次)重复发送传统前导码，然后，可以插入间隔，并且在增强型前导码(前导码格式2)的情况下，可以在16*6*(T_CP+T_SEQ)的持续时间内重复发送增强型前导码预定次数(例如16次)，然后，可以插入间隔。

例如，假设64*T_P,L为“409.6ms”，并且在实施方式1的前导码结构的情况下，T_P,E的值变为“19.2ms”，使得满足式5的条件的最大正整数N变为21。

另选地，当增强型前导码的重复发送次数仅支持2^M(M为非负整数)时，即，当重复传输次数仅支持{1，2，4，8，16，32}的值时，N会变为16。

在这种情况下，UE可以在设置“X”期间基于从eNB发送的配置来重复发送前导码格式2的增强型前导码预定的次数，然后，可以与eNB同步而在插入的间隔持续时间内不发送增强型前导码。

用于增强型NPRACH的“X”值可以是根据T_P,L缩放的值，该值根据传统前导的格式而变化，并且可以在“X”值确定方法中采用T_P,L,min的值代替T_P,L，以使用固定的“X”值，而不管传统前导码格式如何。

在此，T_P,L,min表示取决于传统前导码格式的值当中的最小值。

插入间隔的值“Y”可以如下设置。

(方法1)类似于用于获得上面的“X”的值的方法1，因为可能需要与传统NPRACH传输相同的同步时间，所以可以将“X”值设置为与传统UE的前导码传输间隔设置持续时间相似的40ms。

在这种情况下，可以通过上述方法1或2设置“X”的值。

也就是说，为了与传统UE兼容，可以将“Y”的值设置为与传统UE相同的值。

在这种情况下，由于“Y”值与传统UE相同，因此可以维持与传统UE的兼容性。

(方法2)

可以根据传统前导码格式(前导码格式0和/或1)将插入的间隔持续时间设置为包括所有间隔持续时间的连续持续时间的最小值(例如91.2ms)。

在前导码格式2中，可以将“Y”值设置为连续持续时间的最小值，以便假设前导码格式为0和1包含所有“Y”。

也就是说，增强型NPRACH的“Y”值可以被设置为包括传统前导码格式“0”的“Y1”值和前导码格式“1”的“Y2”值的连续持续时间的最小值。

例如，如果“Y1”是40ms并且“Y2”的值是40，则“Y”的值可以被设置为91.2ms。

增强型NPRACH的传输恢复时间可以是Y持续时间结束的时间(与传统NPRACH相同的时间)，或者可以被限制为Y持续时间结束后的第一个1ms单位或子帧边界。另选地，假设不存在Y持续时间，则可以在增强型NPRACH重复的边界处再次恢复增强型NPRACH重复。

通过使用这种方法，可以在考虑与传统UE的兼容性和资源利用效率的情况下确定重复发送次数和插入间隔的值。

首先，UE可以从eNB接收配置信息，以便发送增强型前导码，并通过配置信息接收下行链路控制信息(DCI)。

在这种情况下，DCI可以包括用于由UE发送增强型前导码的资源信息(例如，子载波索引等)。

此后，在eNB分配的子载波中，UE将根据特定前导码结构的随机接入前导码(增强型NPRACH或增强型前导码)发送给eNB(S14010)。

在这种情况下，特定的前导码结构可以具有实施方式1和2中描述的结构，并且可以类似于前导码格式2来配置。

例如，特定的前导码结构可以由一个CP和三个符号构成，并且子载波间隔可以被设置为1.25kHz。

此后，UE从eNB接收响应于随机接入前导码的随机接入响应消息(S14020)。

如上所述，随机接入响应消息可以包括TA命令和用于匹配UE和eNB之间的定时同步的支持信息，并且UE可以在通过基于TA命令与eNB执行同步来调节定时之后执行上行链路传输。

可以在预定持续时间内重复发送随机接入前导码16次，并且可以插入预定时间的间隔，并且可以通过将发送随机接入前导码的发送持续时间乘以重复发送次数来确定预定持续时间。

即，如实施方式5中所述，在随机接入前导码的情况下，可以将配置间隔的重复发送次数设置为特定的次数(例如16次)，可以将插入的间隔设置为与传统UE兼容的值(例如40ms)或包括传统前导码的前导码格式的所有间隔值的值(例如91.2ms)。

在这种情况下，可以通过在实施方式5的方法1或方法2中描述的方法来设置重复发送次数。

例如，可以将重复发送的次数设置为增强型前导码的符号持续时间的整数倍，并且可以将非负整数值中的最大值设置为小于传统前导码的重复发送次数。

就这一点而言，上述UE的操作可以由本说明书的图16和图17所示的UE装置1620和1720具体实现。例如，上述UE的操作可以由处理器1621和处理器1721和/或RF单元(或模块)1623和1725执行。

具体地，处理器1621、处理器1721可以进行控制以从eNB接收配置信息，以便通过RF单元(或模块)1623、1725发送增强型前导码，并通过配置信息接收下行链路控制信息(DCI)。

此后，处理器1621和1721可以进行控制以通过RF单元(或模块)1623和1725在eNB分配的子载波中将根据特定前导码结构的随机接入前导码(增强型NPRACH或增强型前导码)发送给eNB。

此后，处理器1621和处理器1721可以进行控制以通过RF单元(或模块)1623和1725从eNB接收响应于的随机接入前导码的随机接入响应消息。

也就是说，如实施方式5中所述，在随机接入前导码的情况下，可以将配置间隔的重复发送次数设置为特定的次数(例如16次)，将插入的间隔设置为与传统UE兼容的值(例如40ms)或包括传统前导码的前导码格式的所有间隔值的值(例如91.2ms)。

例如，可以将重复发送次数设置为增强型前导码的符号持续时间的整数倍，并且可以将非负整数值中的最大值设置为小于传统前导码的重复发送次数。

首先，eNB可以向UE发送配置信息，以便通过配置信息发送增强型前导码并发送下行链路控制信息(DCI)。

此后，在分配给UE的子载波中，UE从eNB接收根据特定前导码结构的随机接入前导码(增强型NPRACH或增强型前导码)(S15010)。

此后，eNB向UE发送响应于随机接入前导码的随机接入响应消息(S15020)。

就这一点而言，上述eNB的操作可以由本说明书的图16和图17所示的eNB装置1610和1710具体实现。例如，上述eNB的操作可以由处理器1611和1711和/或RF单元(或模块)1613和1715执行。

具体地，处理器1611和1711可以进行控制以从eNB接收配置信息，以便通过RF单元(或模块)1613和1715发送增强型前导码，并通过配置信息接收下行链路控制信息(DCI)。

此后，处理器1611和1711可以进行控制以通过RF单元(或模块)1613和1715在分配给UE的子载波中，从UE接收根据特定前导码结构的随机接入前导码(增强型NPRACH或增强型前导码)。

此后，处理器1611和1711可以进行控制以通过RF单元(或模块)1613和1715向UE发送响应于的随机接入前导码的随机接入响应消息。

也就是说，如实施方式5中所述，在随机接入前导码的情况下，可以将配置间隔的重复发送次数设置为特定的次数(例如，16次)，将插入的间隔设置为与传统UE兼容的值(例如40ms)或包括传统前导码的前导码格式的所有间隔值的值(例如，91.2ms)。

适用于本发明的装置的概述

图16示出了可以应用本说明书中提出的方法的无线通信设备的框图。

参照图16，无线通信系统包括eNB 1610和位于eNB的区域内的多个用户设备1620。

eNB和UE中的每一个可以被表达为无线装置。

在这种情况下，eNB 1610和UE 1620可以被称为第一装置或第二装置。

第一装置可以是eNB、网络节点、发送终端、接收终端、无线装置、无线通信装置、车辆、配备有自动驾驶功能的车辆、连接的汽车、无人飞行器、UAV、人工智能(AI)模块、机器人、增强现实(AR)装置、虚拟现实(VR)装置、混合现实(MR)装置、全息图装置、公共安全装置、MTC装置、IoT装置、医疗装置、pin-tec装置(或金融装置、安全装置、气候/环境装置、与5G服务相关的装置或与第四次工业革命领域相关的其他装置。

第二装置可以是eNB、网络节点、发送终端、接收终端、无线装置、无线通信装置、车辆、配备有自动驾驶功能的车辆、连接的汽车、无人飞行器、UAV、人工智能(AI)模块、机器人、增强现实(AR)装置、虚拟现实(VR)装置、混合现实(MR)装置、全息图装置、公共安全装置、MTC装置、IoT装置、医疗装置、pin-tec装置(或金融装置)、安全装置、气候/环境装置、与5G服务相关的装置或与第四次工业革命领域相关的其他装置。

例如，UE可以包括蜂窝电话、智能电话、膝上型计算机、数字广播终端、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、导航、平板PC、板式PC、超级本、可穿戴装置(如智能手表、智能眼镜或头戴式显示器(HMD))等。例如，HMD可以是戴在头上的显示装置。例如，HMD可以用于实现VR、AR或MR。

例如，UAV可以是不被人骑乘但可以通过无线电控制信号飞行的飞行物体。例如，VR装置可以包括在虚拟世界中实现对象或背景的装置。例如，AR装置可以包括将现实世界中的对象或背景连接并实现到现实世界中的对象或背景的装置。例如，MR装置可以包括将虚拟世界中的对象或背景与现实世界中的对象或背景融合并实现的装置。例如，全息装置可以包括用于通过利用由彼此相遇的两个激光产生的光的干涉现象来记录和再现立体信息来实现360度立体图像(称为全息术)的装置。例如，公共安全装置可以包括视频中继装置或可以由用户的身体佩戴的视频装置。例如，MTC装置和IoT装置可以是不需要直接人工干预或操纵的装置。例如，MTC装置和IoT装置可以包括智能仪表、自动售货机、温度计、智能灯泡、门锁或各种传感器。例如，医疗装置可以是用于诊断、治疗、减轻、治疗或预防疾病的装置。例如，医疗装置可以是用于诊断，治疗，减轻或纠正伤害或残疾的装置。例如，医疗装置可以是用于检查、替换或修改结构或功能的装置。例如，医疗装置可以是用于控制怀孕的装置。例如，医疗装置可以包括医疗治疗装置、外科手术装置、(体外)诊断装置、助听器或(医疗)手术装置等。例如，安全装置可以是为防止可能发生的风险并保持安全而安装的装置。例如，安全装置可以是摄像机、闭路电视、记录仪或黑匣子。例如，pin-tec装置可以是能够提供诸如移动支付之类的金融服务的装置。例如，pin-tec装置可以包括支付设备或销售点(POS)。例如，气候/环境装置可以包括用于监测或预测气候/环境的装置。

eNB 1610包括处理器1611、存储器1612和射频(RF)模块1613。处理器1611实现上述图1至15以及上述实施方式1至5中提出的功能、过程和/或方法。无线电接口协议的层可以由处理器实现。存储器与处理器连接以存储用于驱动处理器的各种信息。RF模块与处理器连接以发送和/或接收无线电信号。

UE包括处理器1621、存储器1622和RF模块1623。

处理器实现上述图1至15以及上述实施方式1至5中提出的功能、过程和/或方法。无线电接口协议的层可以由处理器实现。存储器与处理器连接以存储用于驱动处理器的各种信息。RF模块1623与处理器连接以发送和/或接收无线电信号。

存储器1612和1622可以位于处理器1611和1621的内部或外部，并通过各种众所周知的方式与处理器连接。

此外，eNB和/或UE可以具有单个天线或多个天线。

图17示出了可以应用本说明书中提出的方法的无线通信设备的框图的另一示例。

参照图17，无线通信系统包括基站1710和位于基站的区域内的多个用户设备1720。eNB可以由发送设备表示，而UE可以由接收设备表示，反之亦然。eNB和UE包括处理器1711.1721和1714.1724，存储器1715.1725和1712.1722、一个或多个Tx/Rx射频(RF)模块1713.1723和1716.1726、Tx处理器2112和2122、Rx处理器2113和2123以及天线2116和2126。处理器实现上述功能、过程和/或方法。更具体地说，来自核心网的更高层分组在DL(从eNB到UE的通信)中被提供给处理器1711。处理器实现L2层的功能。在DL中，处理器提供逻辑信道和传输信道之间的复用并且向UE 1720分配无线电资源，并且负责用信号通知UE。发送(TX)处理器1712实现用于L1层(即，物理层)的各种信号处理功能。信号处理功能有助于在UE处进行前向纠错(FEC)，并包括编码和交织。编码和调制后的符号被分成并行流，每个流被映射到OFDM子载波，在时域和/或频域中与参考信号(RS)复用，并通过使用快速傅里叶逆变换(IFFT)组合在一起以创建承载时域OFDMA符号流的物理信道。OFDM流在空间上被预编码，以便创建多个空间流。可以经由单独的Tx/Rx模块(或收发器1715)将各个空间流提供给不同的天线1716。每个Tx/Rx模块可以将RF载波调制到每个空间流中以进行传输。在UE中，每个Tx/Rx模块(或收发器1726)通过每个Tx/Rx模块的每个天线1726接收信号。每个Tx/Rx模块重建用RF载波调制的信息，并将重建的信息提供给接收(RX)处理器1723。RX处理器实现层1的各种信号处理功能。RX处理器可以对信息执行空间处理，以便重建针对UE的任意空间流。当多个空间流被引导到UE时，多个空间流可以被多个RX处理器组合成单个OFDMA符号流。RX处理器通过使用快速傅里叶变换(FFT)将OFDMA符号流从时域转换到频域。频域信号包括用于OFDM信号的各个子载波的单独的OFDMA符号流。通过确定基站发送的最可能的信号布置点，重构和解调各个子载波上的符号和参考信号。软决策可以基于信道估计值。对软决策进行解码和解交织，以重建eNB最初在物理信道上发送的数据和控制信号。相应的数据和控制信号被提供给处理器1721。

eNB 1710以类似于与UE 1720中的接收器功能相关联描述的方案的方案来处理UL(从UE到基站的通信)。每个Tx/Rx模块1725通过每个天线1726接收信号。每个Tx/Rx模块将RF载波和信息提供给RX处理器1723。处理器1721可以与存储程序代码和数据的存储器1724相关联。该存储器可以被称为计算机可读介质。

在本说明书中，无线装置可以是eNB、网络节点、发送终端、接收终端、无线设备、无线通信设备、车辆、配备有自动驾驶功能的车辆、连接的汽车、无人飞行器UAV、人工智能(AI)模块、机器人，增强现实(AR)装置、虚拟现实(VR)装置、MTC装置、IoT装置、医疗装置、pin-tec装置(或金融装置)、安全装置、气候/环境装置或与第四次工业革命领域或5G服务相关的其他装置。例如，UAV可以是不被人骑乘但可以通过无线电控制信号飞行的飞行物体。例如，作为不需要人工直接干预或操纵的装置的MTC装置和IoT装置可以包括智能仪表、自动售货机、温度计、智能灯泡、门锁或各种传感器。例如，作为用于诊断、治疗、减轻、治疗或预防疾病的装置的医疗装置或用于检查、替换或修改结构或功能的装置的医疗装置可以包括治疗设备、外科手术装置、(体外)诊断装置、助听器、操作装置等。例如，作为为防止可能发生的风险并保持安全而安装的装置的安全装置可以包括摄像头、闭路电视、黑匣子等。例如，pin-tec装置作为能够提供金融服务(例如移动支付)的装置，可以包括支付装置、销售点(POS)等。例如，气候/环境装置可以指用于监测或预测气候/环境的装置。

在本说明书中，UE可以包括蜂窝电话、智能电话、膝上型计算机、数字广播终端、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、导航、平板电脑、板式电脑、超级本、可穿戴装置(如智能手表、智能眼镜或头戴式显示器(HMD))等。例如，可以将HMD作为头戴式显示装置来实现VR或AR。

在上述实施方式中，本发明的部件和特征以预定形式组合。除非另有明确说明，否则每个组件或特征都应视为一个选项。每个组件或特征可以被实现为不与其他组件或特征相关联。此外，可以通过关联一些组件和/或特征来配置本发明的实施方式。本发明的实施方式中描述的操作顺序可以改变。任何实施方式的一些组件或特征可以被包括在另一实施方式中，或者被与另一实施方式相对应的组件和特征所代替。显然，在权利要求中未明确引用的权利要求被组合以形成实施方式，或者在申请之后通过修改被包括在新的权利要求中。

本发明的实施方式可以通过硬件、固件、软件或其组合来实现。在通过硬件实现的情况下，根据硬件实现，可以通过使用一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理装置(DSPD)、可编程的逻辑装置(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器等来实现本文描述的示例性实施方式。

在通过固件或软件实现的情况下，本发明的实施方式可以以执行上述功能或操作的模块，过程，功能等形式实现。可以将软件代码存储在存储器中并由处理器执行。存储器可以位于处理器内部或外部，并且可以通过各种手段向处理器发送数据或从处理器接收数据。

对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的必要特征的情况下，可以以其他特定形式来实施本发明。因此，前述详细说明不应在所有方面解释为限制性的，而应被示例性地考虑。本发明的范围应该由所附权利要求的合理解释来确定，并且在本发明的等同范围内的所有修改都被包括在本发明的范围内。

工业实用性

尽管已经将本发明主要描述为应用于3GPP LTE/LTE-A/NR系统的示例，但是除了3GPP LTE/LTE-A/NR系统之外，本发明还可以应用于各种无线通信系统。

Claims

1.一种在支持窄带物联网NB-IoT的无线通信系统中由用户设备UE发送随机接入前导码的方法，该方法包括以下步骤：

在基站分配的子载波中，向所述基站发送根据特定前导码结构的随机接入前导码；以及

从所述基站接收响应于所述随机接入前导码的随机接入响应消息，

其中，在预定持续时间内重复发送所述随机接入前导码16次之后，插入预定时间的间隔，并且

其中，所述预定持续时间是通过将发送所述随机接入前导码的发送持续时间乘以所述随机接入前导码的重复发送次数来确定的。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，根据所述特定前导码结构，所述发送持续时间由一个循环前缀CP和三个符号的符号组构成。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述符号组的子载波以由根据所述特定前导码结构对称的跳频对构成的特定模式在频率轴上跳频。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，基于所述特定模式的起始符号组，第二符号组和第三符号组的子载波索引是比前一符号组的子载波索引大“1”或比所述子载波索引小“1”的值，

其中，第三符号组和第四符号组的子载波索引是比所述子载波索引大“3”或比所述子载波索引小“3”的值，

其中，第五符号组的子载波索引是比前一符号组的子载波索引大“18”的值。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述特定前导码结构中，子载波间隔是1.25kHz。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述间隔是“40”ms。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述随机接入响应消息包括用于调节所述UE的上行链路传输定时的定时提前命令值。

8.根据权利要求7所述的方法，该方法还包括以下步骤：

基于所述定时提前命令值来执行上行链路传输。

9.一种在支持窄带物联网NB-IoT的无线通信系统中由基站接收随机接入前导码的方法，该方法包括以下步骤：

在分配的子载波中从UE接收根据特定前导码结构的随机接入前导码；以及

向所述UE发送响应于所述随机接入前导码的随机接入响应消息，

10.一种在支持窄带物联网NB-IoT的无线通信系统中发送随机接入前导码的UE，该UE包括：

射频RF模块，所述射频RF模块发送和接收无线电信号；和

处理器，所述处理器在功能上与所述RF模块连接，

其中，所述处理器被配置为：

11.根据权利要求10所述的UE，其中，根据所述特定前导码结构，所述发送持续时间由一个循环前缀CP和三个符号的符号组构成。

12.根据权利要求11所述的UE，其中，所述符号组的子载波以由根据所述特定前导码结构对称的跳频对构成的特定模式在频率轴上跳频。

13.根据权利要求12所述的UE，其中，基于所述特定模式的起始符号组，第二符号组和第三符号组的子载波索引是比前一符号组的子载波索引大“1”或比所述子载波索引小“1”的值，

14.根据权利要求10所述的UE，其中，在所述特定前导码结构中，子载波间隔是1.25kHz。

15.根据权利要求10所述的UE，其中，所述间隔是“40”ms。

16.根据权利要求10所述的UE，其中，所述随机接入响应消息包括用于调节所述UE的上行链路传输定时的定时提前命令值。

17.根据权利要求16所述的UE，其中，所述处理器基于所述定时提前命令值来执行上行链路传输。