CN113286377B - 窄带物理随机接入信道频率跳变模式和检测方案 - Google Patents

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Abstract

本文描述了用于无线通信的方法、系统和设备。可以指定物理随机接入信道(PRACH)的专用频率资源用于大频率跳变和小频率跳变，以有助于确定PRACH传输的时序偏移。例如，具有多个单音调传输的PRACH信道中的频率跳变模式，可以包括与第一频率跳变距离(例如，较大的频率跳变)相关联的第一数量的跳变和与第二频率跳变距离(例如，较小的频率跳变)相关联的第二数量的跳变。

Description

窄带物理随机接入信道频率跳变模式和检测方案
本申请是申请日为2016年11月03日，题为“窄带物理随机接入信道频率跳变模式和检测方案”，申请号为201680078013.8的专利申请的分案申请。
交叉引用
本专利申请要求享有Gaal等人于2016年11月2日提交的、标题为“NARROW BANDPHYSICAL RANDOM ACCESS CHANNEL FREQUENCY HOPPING PATTERNS AND DETECTIONSCHEMES”的美国专利申请No.15/341,753和Gaal等人于2016年1月7日提交的、标题为“NARROW BAND PHYSICAL RANDOM ACCESS CHANNEL FREQUENCY HOPPING PATTERNS ANDDETECTION SCHEMES”的美国临时专利申请No.62/276,211的优先权，这两份申请中的每一份申请均已经转让给本申请的受让人。
技术领域
概括地说，以下描述涉及无线通信，而更具体地说，涉及窄带物理随机接入信道频率跳变模式和检测方案。
背景技术
已广泛地部署无线通信系统，以便提供诸如语音、视频、分组数据、消息、广播等等之类的各种类型的通信内容。这些系统能通过共享可用的系统资源(例如，时间、频率和功率)，来支持与多个用户进行通信。这类多址系统的例子包括码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、正交频分多址(OFDMA)系统(例如，长期演进(LTE)系统)。无线多址通信系统可以包括多个基站，每一个基站同时地支持多个通信设备(或者称为用户设备(UE))的通信。在无线多址通信系统上操作的一些通信设备，可能具有关于操作频率带宽的限制。这些设备可以称为窄带(NB)设备。在一些情况下，无线通信系统可以使用上面的多址系统的组合来支持多种类型的UE。
诸如NB物联网(NB-IOT)设备之类的NB设备面临着众多的挑战。例如，NB通信可能具有由多个用户共享的有限的频率维度(例如，单一资源块(RB))。此外，与针对NB-IOT所设想的较大覆盖区域相关联的时序偏移可能超出循环前缀能够补偿的范围之外。
发明内容
物理随机接入信道(PRACH)可以用于窄带(NB)设备的初始系统接入。一些PRACH传输可以是单音调信号以提供NB设备支持的灵活性，这可能影响时序偏移的确定。所描述的方面针对于用于NB设备的PRACH传输的频率跳变模式，其中该跳频模式包括大频率跳变和小频率跳变，以有助于确定相对于PRACH传输的时序偏移(“定时提前”)。例如，PRACH传输可以包括具有第一频率跳变距离(例如，较大的频率跳变)和第二频率跳变距离(例如，较小的频率跳变)的频率跳变。随后，可以确定用于随机接入前导码的频率跳变模式，其中该频率跳变模式执行第一数量的第一距离的频率跳变和第二数量的第二距离的跳变。可以利用大跳变和小跳变的分布来提供精细的时间分辨率，并解决较大的传播延迟。
描述了一种无线通信的方法。该方法可以包括：识别用于基站和UE之间的通信的PRACH；确定该PRACH中的针对包括多个单音调传输的随机接入前导码的频率跳变模式，该频率跳变模式包括与第一频率跳变距离相关联的第一数量的频率跳变和与第二频率跳变距离相关联的第二数量的频率跳变。
描述了一种用于无线通信的装置。该装置可以包括：用于识别用于基站和UE之间的通信的PRACH的单元；用于确定该PRACH中的针对包括多个单音调传输的随机接入前导码的频率跳变模式的单元，其中，该频率跳变模式包括与第一频率跳变距离相关联的第一数量的频率跳变和与第二频率跳变距离相关联的第二数量的频率跳变。
描述了另一种用于无线通信的装置。该装置可以包括处理器、与该处理器进行电通信的存储器、以及存储在该存储器中的指令。这些指令可用于使处理器执行以下操作：识别用于基站和UE之间的通信的PRACH；确定该PRACH中的针对包括多个单音调传输的随机接入前导码的频率跳变模式，该频率跳变模式包括与第一频率跳变距离相关联的第一数量的频率跳变和与第二频率跳变距离相关联的第二数量的频率跳变。
描述了一种用于无线通信的非临时性计算机可读介质。该非临时性计算机可读介质可以包括可用于使处理器执行以下操作的指令：识别用于基站和UE之间的通信的PRACH；确定该PRACH中的针对包括多个单音调传输的随机接入前导码的频率跳变模式，该频率跳变模式包括与第一频率跳变距离相关联的第一数量的频率跳变和与第二频率跳变距离相关联的第二数量的频率跳变。
此外，上面所描述的方法、装置和非临时性计算机可读介质的一些例子还可以包括：用于由UE根据所确定的频率跳变模式，发送随机接入前导码的处理、特征、单元或者指令。
在上面所描述的方法、装置和非临时性计算机可读介质的一些例子中，第一数量的频率跳变可以与第二数量的频率跳变不同。
在上面所描述的方法、装置和非临时性计算机可读介质的一些例子中，所确定的频率跳变模式包括至少部分地基于伪随机函数确定的至少一个频率跳变。
在上面所描述的方法、装置和非临时性计算机可读介质的一些例子中，所述随机接入前导码可以是多个随机接入前导码中的一个，其中，用于所述多个随机接入前导码中的每一个随机接入前导码的不同频率跳变模式可以是使用伪随机函数来生成的。
在上面所描述的方法、装置和非临时性计算机可读介质的一些例子中，所述PRACH包括与第一频率跳变距离相关联的第一部分和与第二频率跳变距离相关联的第二部分。
在上面所描述的方法、装置和非临时性计算机可读介质的一些例子中，第一部分包括跨度所述PRACH的第一子区域的第一子载波集合和跨度所述PRACH的第二子区域的第二子载波集合，第一子区域和第二子区域可以在频率上间隔第二部分的带宽。
在上面所描述的方法、装置和非临时性计算机可读介质的一些例子中，可以将所述PRACH划分成多个子载波和多个传输时间间隔，所述多个子载波的子载波间隔可以是用于与所述PRACH相关联的小区的数据信道子载波间隔的整数因子。
在上面所描述的方法、装置和非临时性计算机可读介质的一些例子中，所述多个单音调传输中的每一个跨度所述多个传输时间间隔中的一个。
此外，上面所描述的方法、装置或非临时性计算机可读介质的一些例子还可以包括：用于由基站至少部分地基于所确定的频率跳变模式，检测随机接入前导码的处理、特征、单元或者指令。
描述了一种无线通信的方法。该方法可以包括：识别用于基站和UE之间的通信的PRACH，其中该PRACH包括多个子载波；确定该PRACH中的针对包括多个单音调传输的随机接入前导码的频率跳变模式，其中该频率跳变模式包括在所述多个子载波上的多个频率跳变，所述多个频率跳变中的至少一个频率跳变与伪随机频率跳变距离相关联。
描述了一种用于无线通信的装置。该装置可以包括：用于识别用于基站和UE之间的通信的PRACH的单元，其中该PRACH包括多个子载波；用于确定该PRACH中的针对包括多个单音调传输的随机接入前导码的频率跳变模式的单元，其中该频率跳变模式包括在所述多个子载波上的多个频率跳变，所述多个频率跳变中的至少一个频率跳变与伪随机频率跳变距离相关联。
描述了另一种用于无线通信的装置。该装置可以包括处理器、与该处理器进行电通信的存储器、以及存储在该存储器中的指令。这些指令可用于使处理器执行以下操作：识别用于基站和UE之间的通信的PRACH，其中该PRACH包括多个子载波；确定该PRACH中的针对包括多个单音调传输的随机接入前导码的频率跳变模式，其中该频率跳变模式包括在所述多个子载波上的多个频率跳变，所述多个频率跳变中的至少一个频率跳变与伪随机频率跳变距离相关联。
描述了一种用于无线通信的非临时性计算机可读介质。该非临时性计算机可读介质可以包括可用于使处理器执行以下操作的指令：识别用于基站和UE之间的通信的PRACH，其中该PRACH包括多个子载波；确定该PRACH中的针对包括多个单音调传输的随机接入前导码的频率跳变模式，其中该频率跳变模式包括在所述多个子载波上的多个频率跳变，所述多个频率跳变中的至少一个频率跳变与伪随机频率跳变距离相关联。
在上面所描述的方法、装置和非临时性计算机可读介质的一些例子中，所述伪随机频率跳变距离可以是基于伪随机线性哈希函数或者伪随机线性循环移位中的至少一个来确定的。
在上面所描述的方法、装置和非临时性计算机可读介质的一些例子中，所述伪随机频率跳变距离可以是基于所述PRACH的子载波的数量。
此外，上面所描述的方法、装置和非临时性计算机可读介质的一些例子还可以包括：用于由基站至少部分地基于所确定的频率跳变模式，检测随机接入前导码的处理、特征、单元或者指令。
此外，上面所描述的方法、装置和非临时性计算机可读介质的一些例子还可以包括：用于至少部分地基于所检测的随机接入前导码的多个音调中的相位信息，确定来自该UE的上行链路传输的时序偏移的处理、特征、单元或者指令。
在上面所描述的方法、装置和非临时性计算机可读介质的一些例子中，检测随机接入前导码，包括：至少部分地基于所述多个单音调传输的相应前导码音调间隔和相应子载波，将所述多个音调的相位信息映射到一个序列。此外，上面所描述的方法、装置和非临时性计算机可读介质的一些例子还可以包括：关于所映射的序列执行频率变换的处理、特征、单元或者指令。
在上面所描述的方法、装置和非临时性计算机可读介质的一些例子中，获得所述时序偏移，包括：识别所映射的序列的频率变换输出的最大值的位置。
在上面所描述的方法、装置和非临时性计算机可读介质的一些例子中，检测所述随机接入前导码，包括：将所述最大值与门限进行比较。
在上面所描述的方法、装置和非临时性计算机可读介质的一些例子中，检测所述随机接入前导码，包括：至少部分地基于所述多个单音调传输的相应传输时间间隔和相应子载波，将所述多个音调的两个或更多音调之间的差分相位信息映射到一个序列。此外，上面所描述的方法、装置和非临时性计算机可读介质的一些例子还可以包括：关于所映射的序列执行频率变换的处理、特征、单元或者指令。
此外，上面所描述的方法、装置和非临时性计算机可读介质的一些例子还可以包括：用于由UE根据所确定的频率跳变模式，发送随机接入前导码的处理、特征、单元或者指令。
此外，本文所描述的方法、装置或非临时性计算机可读介质的一些例子还可以包括：用于窄带频率跳变模式的处理、特征、单元或者指令。通过下面的说明书、权利要求书和附图，所描述的系统、方法、装置或计算机可读介质的进一步适用范围将变得显而易见。仅仅通过示例的方式给出说明书和特定例子，对于本领域普通技术人员来说，落入本描述的保护范围之内的各种改变和修改将变得显而易见。
附图说明
通过参照下面的附图，可以获得对于本公开内容的本质和优点的进一步理解。在附图中，类似的部件或特征具有相同的附图标记。此外，相同类型的各个部件可以通过在附图标记之后加上虚线以及用于区分相似部件的第二标记来进行区分。如果在说明书中仅使用了第一附图标记，则该描述可适用于具有相同的第一附图标记的任何一个类似部件，而不管第二附图标记。
图1根据本公开内容的各个方面，示出了支持窄带(NB)物理随机接入信道(PRACH)频率跳变模式和检测方案的无线通信系统的例子；
图2根据本公开内容的各个方面，示出了支持NB PRACH频率跳变模式和检测方案的无线通信子系统的例子；
图3根据本公开内容的各个方面，示出了支持NB频率跳变模式和检测方案的NBPRACH的例子；
图4根据本公开内容的各个方面，示出了支持NB PRACH频率跳变模式和检测方案的处理流的例子；
图5-7根据本公开内容的各个方面，示出了支持NB PRACH频率跳变模式和检测方案的无线设备的框图；
图8根据本公开内容的各个方面，示出了包括有支持NB PRACH频率跳变模式和检测方案的设备的系统的框图；
图9根据本公开内容的各个方面，示出了包括有支持NB PRACH频率跳变模式和检测方案的基站的系统的框图；
图10到图13根据本公开内容的各个方面，示出了用于NB PRACH频率跳变模式和检测方案的方法。
具体实施方式
根据本公开内容，使用物理随机接入信道(PRACH)的频率资源进行系统接入的窄带(NB)设备可以使用大频率跳变和小频率跳变，以促进确定该NB设备的时序偏移(“定时提前”)。在无线通信系统的背景下描述本公开内容的方面。例如，无线通信系统除了支持NB通信之外，还可以同时地支持长期演进(LTE)或者改进的LTE(LTE-A)通信(例如，在相同或者不同的无线信道上)。设备可以使用配置成NB PRACH的资源，来执行系统接入。例如，NB设备可以在NB PRACH资源上发送NB前导码序列，而无需基站进行预先调度。NB前导码序列可以使用每一个传输间隔都进行频率跳变的多个单音调传输。基站可以使用所接收的NB前导码序列来确定来自NB设备的后续(例如，调度的)传输的时序偏移。在一些情况下，可以利用大跳变和小跳变的分布来提供精细的定时分辨率，并解决较大的传播延迟。
举一个例子，NB PRACH可以包括用于大频率跳变的第一部分的NB PRACH资源和用于小频率跳变的第二部分的NB PRACH资源。转而，可以针对该NB PRACH来确定频率跳变模式，该频率跳变模式包括多个大频率跳变、小频率跳变、随机频率跳变或者其组合。可以使用这些频率跳变模式来确定用于NB PRACH上的传输的随机接入前导码。例如，用户设备(UE)可以随机地选择随机接入前导码，并基于频率跳变模式在NB PRACH上进行发送。该随机接入前导码可以包括一系列传输，其中每一个传输跨度一个传输间隔，并可以在每个传输间隔的末端跳变到不同的频率。基站可以基于UE使用的频率跳变模式，来检测发送的随机接入前导码。在检测到随机接入前导码之后，基站可以使用该随机接入前导码的信息(例如，在该前导码中发送的不同的子载波频率)，来确定发送该随机接入前导码的UE所对应的时序偏移。
可以使用不同的频率跳变模式来生成非重叠的随机接入前导码。例如，可以使用线性哈希函数、循环移位或二者，来生成用作随机接入前导码的序列。在一些情况下，频率跳变模式可以在N个传输间隔之后，在大频率跳变和小频率跳变之间进行转换。用于不同设备的频率跳变模式可以基于在该频率跳变模式中应用的伪随机函数而不同，其可以基于线性哈希函数、循环移位或者其组合来确定。本公开内容的这些和其它方面通过装置图、系统图和流程图进行进一步描绘，并参照装置图、系统图和流程图来进一步描述。
图1根据本公开内容的各个方面，示出了支持NB频率跳变模式的无线通信系统100的一个例子。无线通信系统100包括基站105、UE 115和核心网130。在一些例子中，无线通信系统100可以是LTE/LTE-A网络。
基站105可以经由一付或多付基站天线，与UE 115进行无线地通信。每一个基站105可以提供用于相应地理覆盖区域110的通信覆盖。无线通信系统100中所示出的通信链路125可以包括从UE 115到基站105的上行链路(UL)传输，或者从基站105到UE 115的下行链路(DL)传输。UE115可以分散于无线通信系统100中，每一个UE 115可以是静止的，也可以是移动的。另外，UE 115还可以称为移动站、用户站、远程单元、无线设备、接入终端、手持装置、用户代理、客户端或者某种其它适当的术语。此外，UE 115还可以是蜂窝电话、无线调制解调器、手持设备、个人计算机、平板设备、个人电子设备、机器类型通信(MTC)设备、物联网(IoT)设备等等。
基站105可以与核心网络130进行通信以及彼此之间进行通信。例如，基站105可以通过回程链路132(例如，S1等等)与核心网络130进行交互。基站105可以直接地或者间接地(例如，通过核心网络130)在回程链路134(例如，X2等等)上彼此之间进行通信。基站105可以执行针对于与UE 115的通信的无线配置和调度，或者可以在基站控制器(没有示出)的控制之下进行操作。在一些例子中，基站105可以是宏小区、小型小区、热点等等。基站105还可以称为演进节点B(eNB)105。
一些类型的无线设备可以提供自动化通信。自动化无线设备可以包括那些实现机器到机器(M2M)通信或者MTC的设备。M2M或MTC可以指代在无需人员干预的情况下，允许设备(例如，IoT设备等等)彼此之间进行通信或者与基站进行通信的数据通信技术。例如，M2M或MTC可以指代来自于下面设备的通信：集成有传感器或计量器以测量或捕捉信息，将该信息中继给中央服务器或应用程序，后者能够利用该信息或者向与该程序或应用进行交互的人员呈现该信息。一些UE 115可以是MTC设备，例如，被设计为收集信息或者实现机器的自动化行为的那些设备。用于MTC设备的应用的例子包括：智能计量、库存监测、水位监测、设备监测、医疗保健监测、野生动物监测、天气和地质事件监测、船队管理和跟踪、远程安全感测、物理接入控制和基于交易的业务计费。MTC设备可以按照减少的峰值速率，使用半双工(单向)通信进行操作。此外，MTC设备还可以被配置为：当没有参与活动通信时，进入省电“深度休眠”模式。MTC设备可能能够进行单音调通信、多音调通信或二者。只能够进行单音调通信的设备可以每一传输时间间隔(TTI)，使用单一音调(子载波)进行发送。多音调设备可以每一TTI使用多个音调。
LTE在DL上使用正交频分多址(OFDMA)，在UL上使用单载波频分多址(SC-FDMA)。OFDMA和SC-FDMA将系统带宽划分成多个(K个)正交的子载波，其中这些子载波通常还称为音调或频点。每一个子载波可以使用数据进行调制。相邻子载波之间的间隔可以是固定的，子载波的总数量(K)可以取决于系统带宽。例如，针对于1.4、3、5、10、15或20兆赫兹(MHz)的相应系统带宽(具有防护频带)，K可以分别等于72、180、300、600、900和1200(具有15千赫兹(KHz)的子载波间隔)。此外，还可以将系统带宽划分成一些子带。例如，一个子带可以覆盖1.08MHz，可以存在1、2、4、8或者16个子带。与全系统带宽相比，一些MTC UE 115可以在更窄带宽下进行操作。
此外，还可以在时间上将系统资源划分成不同的时间周期(例如，帧、子帧、时隙、符号周期等等)。在一些例子中，LTE帧结构可以规定一个帧包括10个子帧，一个子帧包括两个时隙，一个时隙包括6到7个符号周期(根据符号周期中包括的循环前缀的长度)。在一些例子中，一个帧可以跨度10ms，一个子帧可以跨度1ms，一个时隙可以跨度0.5ms，一个符号周期可以跨度～72或83μs。在一些情况下，子载波间隔可以是基于符号周期的长度(例如，符号周期的倒数)。无线通信系统100可以将资源块(RB)指定成能向UE 115分配的最小数量的资源。无线通信系统100可以使用RB来调度针对UE的通信，其中，可以将这些RB规定成跨度12个子载波和一个时隙或者72或84个资源。在一些情况下，UE 115可以执行延伸穿过最小持续时间或TTI的传输。在一些情况下，一个TTI可以跨度单一时隙或者子帧。在其它情况下，一个TTI可以跨度一个或两个符号周期。
无线通信系统100可以使用不同带宽(例如，1.4、3、5、10、15或20MHz)的载波(其可以称为分量载波(CC))，这些载波采用划分的资源在基站105和UE 115之间发送分组。无线通信系统100可以将这些载波结合频分双工(FDD)(例如，使用配对的频谱资源)或者时分双工(TDD)操作(例如，使用非配对的频谱资源)进行使用，来执行双向通信。可以规定用于FDD的帧结构(例如，帧结构类型1)和用于TDD的帧结构(例如，帧结构类型2)。对于TDD帧结构来说，每一个子帧可以携带UL或DL业务，特殊子帧可以用于在DL和UL通信之间的切换。无线帧中的UL子帧和DL子帧的分配可以是对称的，也可以是非对称的，可以是静态确定的，也可以是半静态重新配置的。特殊子帧可以携带DL或UL业务，可以包括DL和UL业务之间的防护时段(GP)。可以通过在UE 115处设置时序偏移，来实现从UL到DL业务的切换，而无需使用特殊子帧或者GP。
在一些情况下，可以对多个CC进行聚合或者同时使用，以向UE 115提供更大的带宽和例如更高的数据速率。因此，各个CC可以与传统UE 115(例如，实现LTE版本8或者版本9的UE 115)向后兼容；而其它UE 115(例如，实现版本8/9之后LTE版本的UE 115)可以配置有处于多载波模式下的多个分量载波。用于DL的CC可以称为DL CC，用于UL的CC可以称为ULCC。UE 115可以配置有多个DL CC和一个或多个UL CC来进行载波聚合。每一个载波可以用于发送控制信息(例如，参考信号、控制信道等等)、开销信息、数据等等。UE 115可以使用多个CC，与单一基站105进行通信，也可以在不同的CC上，同时与多个基站进行通信。在一些例子中，UE 115可以从与不同的无线接入技术相关联的CC接收信息。例如，UE 115可以在LTECC和未许可的CC或者NB CC上接收信息。
无线通信系统100可以使用诸如逻辑信道、传输信道和物理层信道之类的多个信道来传输数据。此外，还可以将信道分类成控制信道和业务信道。逻辑控制信道可以包括：用于寻呼信息的寻呼控制信道(PCCH)、用于广播系统控制信息的广播控制信道(BCCH)、用于发送多媒体广播多播业务(MBMS)调度和控制信息的多播控制信道(MCCH)、用于发送专用控制信息的专用控制信道(DCCH)、用于随机接入信息的公共控制信道(CCCH)、用于专用UE数据的DTCH、以及用于多播数据的多播业务信道(MTCH)。DL传输信道可以包括：用于广播信息的广播信道(BCH)、用于数据传输的DL共享信道(DL-SCH)、用于寻呼信息的寻呼信道(PCH)、以及用于多播传输的多播信道(MCH)。
UL传输信道可以包括用于接入的随机接入信道(RACH)和用于数据的UL共享信道(UL-SCH)。DL物理信道可以包括用于广播信息的物理广播信道(PBCH)、用于控制格式信息的物理控制格式指示符信道(PCFICH)、用于控制和调度信息的物理DL控制信道(PDCCH)、用于混合自动重传请求(HARQ)状态消息的物理HARQ指示符信道(PHICH)、用于用户数据的物理DL共享信道(PDSCH)和用于多播数据的物理多播信道(PMCH)。UL物理信道可以包括：用于接入消息的物理随机接入信道(PRACH)、用于控制数据的物理UL控制信道(PUCCH)、以及用于用户数据的物理UL共享信道(PUSCH)。在一些情况下，可以将与各个信道相关联的数据映射到载波结构中，以便通过空中接口进行传输。
可以向PRACH分配时间和频率资源，在此期间，UE 115可以在不具有先前调度的情况下，发起与无线通信系统100的通信。在一些例子中，PRACH可以具有六个RB的带宽，跨度一到两个子帧。基站105可以在系统信息块(SIB)中，将被保留用于PRACH的RB告之于众，UE可以在该通告的PRACH资源期间，发送循环前缀、前导码序列和GP。由于不存在先前调度或者协调，因此UE 115可以从多个可用的前导码之中选择前导码序列(例如，随机地选择)。该前导码可以包含长度跨度133、800或1600μs的一个或两个PRACH。可以将前导码序列映射到一些子载波和符号周期，并通过近似1.05MHz的带宽(例如，具有1.25kHz子载波间隔的839个子载波，或者具有7.5kHz子载波间隔的139个子载波等等)进行发送。由于没有进行预先协调，因此UE 115可以发送不具有时序偏移的前导码(例如，基于根据基站105所发送的同步信号所确定的时序)。基站105可以使用所接收的前导码序列来区分多个UE 115(其中，这些UE 115均彼此之间通过PRACH资源来发送信号)，确定各个UE 115的相应时序偏移。
可以使用时序偏移来调整散布在覆盖区域110上的UE 115开始进行UL传输的时间，使得当这些UL传输到达相对应的基站105时，它们是对齐的。例如，与基站105具有更短距离的另一个UE 115相比，与基站105具有更远距离的UE 115可以更早地开始进行发送，以便补偿更长的传播延迟。在一些情况下，可以在发送的符号中包括循环前缀，以便进一步解决在对基站105所接收的这些传输进行对齐时的变化。
在一些情况下，无线通信系统100可以使用LTE和NB无线接入技术二者。在一些例子中，NB通信可以用于服务MTC设备。NB通信可以使用有限的频率资源，在一些情况下，其可能被限于单一RB的系统带宽(例如，180KHz)、一系列的RB或者RB的一部分。在一些例子中，为NB通信预留的频率资源可以位于LTE载波中，处于LTE载波的防护频带中，或者在“独立”部署下与LTE载波相分离。在一些情况下，NB资源可能被多个UE 115同时地使用。在与不同的覆盖增强(CE)水平相关联的环境下，可以使用NB资源提供深度覆盖来支持设备。例如，某些静止设备可能位于具有较差覆盖的环境之中(例如，地下室)。另外，NB资源可以与较大覆盖区域110(例如，大于35公里(km))中的通信相关联。与LTE符号时间(例如，72μs)相比，与处于覆盖区域110边缘的设备的通信可能具有较大的延迟(例如，200μs)。
在一些情况下，无线通信系统100可以使用针对LTE或NB通信的覆盖增强(CE)技术，以提高位于小区边缘、使用低功率收发机进行操作、或者经历强干扰或路径损耗的UE115的通信链路125的质量。CE技术可以包括重复的传输、TTI捆绑、HARQ重传、PUSCH跳变、波束成形、功率提升、重复性传输或者其它技术。所使用的CE技术可以取决于UE 115在不同的环境下的具体需求，并且使用的CE技术能有效地到达位于通常经历较差的信道状况的区域之内的设备。不同的CE水平可以与不同程度的覆盖水平增强相关联，可以基于UE 115处检测的信号强度，向UE 115分配不同的CE水平。例如，位于覆盖区域110边缘的设备可以与高CE水平(例如，20分贝(dB)的增强)相关联，而位于服务的基站105附近的设备可以与低CE水平(例如，无增强)相关联。
可以向NB PRACH分配某些频率资源，以使NB设备(例如，MTC设备、NB-UE、NB-MTC设备等等)能够实现接入。在一些情况下，可以向NB PRACH分配一个RB(例如，180KHz带宽)、一系列的RB或者RB的一部分。NB-UE 115可以将前导码序列发送成PRACH资源上的一系列音调，以发起与基站105的通信，并允许基站105确定时序偏移。可以将NB PRACH设计为支持单音调设备和多音调设备，因此可以使用单音调传输方案来设计。在一些例子中，前导码序列可以按照与覆盖区域110边缘的往返延迟相关联的持续时间更大的时间间隔，在多个音调上进行跳变。也就是说，前导码序列可以按照与用于传输时间间隔的单一子载波相关联的载波频率来发送NB信号，随后频率跳变到第二子载波，以便在与用于另一个传输时间间隔的第二子载波的载波频率，执行另一个传输。在一些情况下，这些传输时间间隔可以是长度为1ms，NB信号可以包括未调制的音调(例如，非调制的前导码序列)。此外，由于前导码序列可以使用1ms传输时间间隔，因此可以确定子载波间隔为该传输时间间隔的倒数或者1KHz。因此，对于具有180KHz带宽的资源块而言，可以存在180个PRACH音调，可以将其中的20个指定成防护音调。使用剩余的160个音调来支持160个正交PRACH资源。替代地，PRACH可以针对该前导码的每一个音调，使用不同的子载波间隔(例如，1.25KHz、7.5KHz、15KHz等等)和相对应的时间间隔。
如上所述，尝试使用NB PRACH来访问NB资源的NB-UE 115，可以不使用PRACH前导码传输所对应的时序偏移，在一些情况下，这可以有助于基站105使用所接收的前导码序列来确定后续传输所对应的时序偏移。在一些例子中，基站105可以使用在不同的频率接收的两个或更多音调的相位的差值，来确定该时序偏移。用于基于不同的子载波上的两个音调来确定时序偏移的时序准确性，取决于音调之间的频率差值。但是，具有较大的频率间隔的音调，可能并不能够解决那些具有更高音调的相位的倍数的延迟之间的模糊。因此，较大的跳变对于确定远离基站105的NB-UE 115的时序偏移来说可能并不是有效的，这是由于它们经历更大的延迟。因此，对于确定时序偏移来说，NB-UE 115发送大频率跳变和小频率跳变的组合可能是有益的。
在一些情况下，可以指定NB PRACH的专用频率资源用于大频率跳变和小频率跳变。例如，NB PRACH信道的第一部分可以与第一频率跳变距离(例如，较大的频率跳变)相关联，NB PRACH信道的第二部分可以与第二频率跳变距离(例如，较小的频率跳变)相关联。然后，可以确定用于随机接入前导码的频率跳变模式，其中该频率跳变模式执行第一数量的第一距离的频率跳变和第二数量的第二距离的跳变。第一数量的频率跳变可以位于NBPRACH的第一部分之内，第二数量的频率跳变可以位于NB PRACH的第二部分之内。用此方式，可以确定包括多个大频率跳变或者小频率跳变的前导码序列。在一些情况下，还可以将NB PRACH进一步划分成与不同的(例如，更大、中间和更小)频率跳变大小相关联的部分。
图2根据本公开内容的各个方面，示出了支持NB频率跳变模式的无线通信子系统200的例子。无线通信子系统200可以包括UE 115-a、UE115-b、基站105-a、通信链路125-a和通信链路125-b，其中它们可以是UE115、基站105或通信链路125的例子，并可以通过如上面参照图1所描述的通信链路125来彼此之间进行通信。在一些例子中，UE 115-a和UE 115-b可以如上面参照图1所描述的NB-UE。
在图2的例子中，UE 115-a、UE 115-b和基站105-a之间的通信可以将NB频率跳变模式用于随机接入前导码，其中该随机接入前导码包括在NB PRACH上的较小频率跳变和较大频率跳变。可以向NB PRACH分配跨度多个子帧或者帧的一个或多个连续RB。在一些例子中，可以向NB PRACH分配连续子帧中的单一RB(例如，180KHz)。此外，在一些例子中，用于使用NB PRACH的前导码序列的前导码音调间隔可以是长度1ms，并且NB PRACH可以使用1KHz子载波间隔。NB PRACH的防护部分(例如，位于PRACH资源的每一个末端的10个子载波)可以是保留未使用的，可以分配NB PRACH的大频率跳变部分(例如，位于PRACH资源的每一个末端的40个子载波减去防护部分)用于大频率跳变，可以分配NB PRACH的小频率跳变部分(例如，分配给大频率跳变部分的子载波之间的80个子载波)用于小频率跳变。转而，可以根据频率跳变模式(其中该频率跳变模式包括使用大频率跳变部分的大频率跳变和使用小频率跳变部分的小频率跳变)来生成前导码序列，如下面以及参照图3和图4所更详细讨论的。
基站105-a可以在覆盖区域110-a上，广播NB PRACH资源的时间和频率位置。UE115-a和UE 115-b可以选择所生成的前导码序列中的一个前导码序列来向基站105-a传输。当发起与基站105-a的连接时，UE 115-a和UE 115-b可以在PRACH资源上发送它们选定的前导码序列。这些前导码序列可以包括：与大频率跳变部分或者小频率跳变部分的任意一个中的频率资源相对应的经排序的索引集合。发送前导码序列可以包括：在第一前导码音调间隔按照第一子载波频率来发送第一信号，在接着的前导码音调间隔按照一个子载波频率来发送第二信号等等，如下面以及参照图3和图4将更详细讨论的。但是，如上所述，UE 115-a和UE 115-b均不会在发送前导码序列之前，对接收的广播信号或者发送的前导码序列的传播延迟进行补偿。因此，从UE 115-a发送的前导码序列可能在UE 115-b所发送的前导码序列之前到达基站105-a。
基站105-a可以通过根据相应的频率跳变模式，观察是否已接收到从UE 115-a或UE 115-b发送的前导码序列，来执行前导码序列检测，如下面以及参照图3和图4所更详细讨论的。在检测到已接收到UE 115-a或UE115-b的前导码序列之后，基站105-a可以使用所接收的信号的频率，确定来自相应的UE 115的后续传输的时序偏移。随后，基站105-a可以根据成功地接收到哪些前导码序列，向UE 115-a或UE 115-b发送该时序偏移的指示。
图3根据本公开内容的各个方面，示出了支持NB频率跳变模式的NB PRACH 300的例子。NB PRACH 300可以示出UE 115和基站105之间的传输的方面，如上面参照图1和图2所描述的。NB PRACH 300可以包括大跳变区域305，后者可以被划分成大跳变子区域305-a和大跳变子区域305-b、小跳变子区域310、防护频带315、前导码音调间隔320、第一前导码325-a、第二前导码325-b、第三前导码325-c和第四前导码325-d。
在图3的例子中，NB PRACH 300包括多达180个子载波。第一大跳变子区域305-a和第二大跳变子区域305-b可以与较大的频率跳变距离相关联，小跳变区域310可以与较小的频率跳变距离相关联。第一大跳变子区域305-a和第二大跳变子区域305-b可以均包括40个子载波，小跳变区域310可以包括80个子载波。此外，还可以将小跳变区域310划分成子载波组330-a到330-n。每一个子载波组可以包括多个子载波，其中该数量是小跳变区域310中包括的子载波的总数量的整数除数，例如，可以将小跳变区域310划分成16个五个子载波的子载波组。防护频带315可以各包括10个子载波。在一些情况下，前导码音调间隔320可以跨度LTE子帧(例如，1ms)，NB PRACH 300可以跨度多个连续前导码音调间隔(例如，30ms或者三个LTE帧)。在其它情况下，NB PRACH 300可以跨度多个不连续的前导码音调间隔320(例如，可以跨度三个不连续的10个前导码音调间隔的集合)。此外，虽然将NB PRACH 300描述成一组连续的频率资源，但在一些情况下，NB PRACH 300可以包括不连续资源。例如，小跳变区域310可以位于大跳变子区域305-a之上，而大跳变子区域305-b可以仍然位于大跳变子区域305-a下面的第二部分。在一些例子中，可以指定另外的区域以用于不同大小(例如，更大、中间、更小等等)的频率跳变。可以使用另外的跳变来确定中间时间偏移值。
在向防护频带315分配20个子载波的情况下，可以确定多达160个非冲突的频率跳变模式，以生成160个前导码序列。在图3的例子中，描述了四个前导码325-a到325-d。第一前导码325-a和第二前导码325-b可以根据频率跳变模式，在频率上跳变每个前导码音调间隔320。在一些例子中，可以将用于第一前导码325-a和第二前导码325-b的频率跳变模式，实现成与子载波组330或者大跳变子区域305中的子载波相对应数量的序列。另外，第一前导码325-a和第二前导码325-b可以在按照第一距离执行N个频率跳变，和随后按照第二距离执行N个频率跳变之间交替。在一些情况下，N的值是基于子载波组330中的子载波的数量。第一前导码325-a和第二前导码325-b可以在大跳变子组305-a中开始。
在每一个前导码音调间隔320之后，大频率跳变模式可以包括：大跳变子区域305-a中的任何子载波和大跳变子区域305-b中的任何子载波之间的频率跳变。前导码序列可以包括在大跳变子区域305-a和305-b中的每一个之内选定的随机子载波。例如，如图3中所示，第一前导码325-a可以具有前导码序列{35，3，0，1，37}，第二前导码325-b可以具有序列{37，2，35，39，36}。在一些例子中，还可以将分配给大跳变子区域的子载波进一步分拆到组G中，其中，G可以位于范围[1，...，39]之内。可以使用随机线性哈希函数、随机线性循环移位或者二者，来确定前导码序列325-a和325-b。可以使用随机线性哈希函数，对相邻音调中的NB PRACH资源进行随机化，可以使用子载波组中的随机循环移位，对针对相邻小区的干扰进行随机化。
在一些例子中，可以通过选择比大跳变子区域305中的音调的数量M更大的质数p，来实现随机线性哈希函数。可以将大跳变子区域305中的资源t编号成t＝0，1，...，M-1，并且可以从范围[0，1，...，p-2]中获得随机数r1。随后，可以生成哈希排序H(k)，k＝0，2，...，p-2，其中：
H(k)＝(((r1+1)*(k+1))mod p)-1. (1)
可以删除H(k)＞M-1的任意数，以生成缩短的序列H′(k)。随后，可以将资源t映射到H′(t)。可以通过取加扰的移位寄存器序列的L个连续比特，形成0和2L-1之间的整数Z，随后计算r1＝Z mod(p-1)，来生成数r1。在一些情况下，可以使用取决于物理小区标识(PCID)的值，对加扰序列进行初始化。为了生成随机循环移位，可以类似于r1来生成随机数r2，但可以取不同的L个连续比特。可以通过将t映射到(H′(t)+r2+1)mod M，来确定移位后的音调位置。
在大跳变子区域305中的N个频率跳变之后，第一前导码325-a和第二前导码325-b可以转换到小跳变区域310，还可以位于子载波组330-b中。第一前导码325-a和第二前导码325-b可以在子载波组330-b中执行N个频率跳变。可以通过首先在范围[0，1，...，79]的80个音调中选择资源索引，并且随后使用式floor(resource index/G)确定子组索引，来确定小跳变模式，其中G可以位于范围[1，...，79]之内。举一个例子，G＝5，这产生子组索引[0,1,…,15]。随后，在与该子组索引相关联的子载波组330中，确定跳变模式。例如，如图3中所示，第一前导码325-a可以具有前导码序列{0，2，1，4，3}，第二前导码325-b可以具有序列{4，1，3，0，2}。在其它例子中，可以使用随机线性哈希函数、分配给子载波组330的多个子载波中的随机线性循环移位或者二者，来确定前导码序列325-a和325-b。
在一些例子中，可以通过在两个序列(例如，偶数编号的序列{0，1，2，3，4}和奇数编号的序列{0，2，4，1，3})之间的频率跳变循环中进行交替，来实现线性哈希。此外，这还可以通过将该索引乘以2并取模5来实现。另外地或替代地，可以通过循环通过下面的序列，来完成线性哈希：序号0对4取模：{0，1，2，3，4}；序号1对4取模：{0，2，4，1，3}；序号2对4取模：{0，4，3，2，1}；序号3对4取模：{0,3,1,4,2}。在一些情况下，可以通过生成随机数rq来完成该随机循环移位，其中q是子组索引(q＝0、1、...、15)，其类似于如何生成r1，但利用不同的L个连续比特。可以通过将rq增加到子组中的音调索引，并对5取模，来计算移位的音调位置。第三前导码325-c和第四前导码325-d可以使用类似的频率跳变模式，但开始于小跳变区域310，随后转换到大跳变子区域305。
UE可以根据确定的频率跳变模式，发送前导码325-a到325-d中的一个。基站可以通过根据相对应的频率跳变模式，观测PRACH资源，来检测发送的前导码325。例如，对于第一前导码325-a而言，在每一个后续的前导码音调间隔320处，基站可以顺序地观测频率位置{35，0，36，1，37}中的每一个。也就是说，基站可以在第一前导码音调间隔320处，观测大跳变子区域305-a的第35个子载波；观测大跳变子区域305-b的第0个子载波等等。基于对这些时间和频率资源进行观测，基站可以判断是否存在前导码325-a、时间偏移值和频率偏移值。举一个例子，前导码325-a包括W个前导码音调间隔320中的W个音调。第k个子帧中的音调索引可以是F(k)，其中，k＝0，1，...，W-1，并且其中F(k)在范围[0，1，...，M-1]之内，M＝160。对于每一个前导码音调间隔320，k来说，音调F(k)中的观测的信号是Y(k)。在一些例子中，Y(k)是基于在前导码音调间隔320上接收的被过滤到180KHz的信号，而进行的快速傅里叶变换(FFT)的输出。
可以形成序列s(j)，其中j＝0，1，...，M-1。如果对于某个k而言，j＝F(k)，则s(j)＝Y(k)*exp(-2*π*i*f*k*T)，其中，T是前导码音调间隔320的持续时间，i是虚部分量。如果对于任何k而言，j≠F(k)，则s(j)＝0。如果对于一个以上的k来说，j＝F(k)，则对于j＝F(k)的k值而言，s(j)＝mean(Y(k)*exp(-2*π*i*f*k*T))。基站可以运算s(j)的FFT、逆FFT(IFFT)、离散傅里叶变换(DFT)或者逆DFT(IDFT)，其中，s(j)可以具有M个元素，或者是被填充为大于M个元素的零，以便执行时间插值。替代地，可以依据差分来形成序列s(j)。例如，可以如下所述地来形成序列s(j)：如果对于一对k1和k2来说，j＝F(k2)-F(K1)，则s(j)＝Y(k2)*conj(Y(k1))*exp(-2*π*i*f*(k2-k1)*T)，否则s(j)＝0。在一些例子中，可以将k1和k2的选择限制于在时间上接近的配对(例如，abs(k2-k1)＜e)。如果将限制e选择为适当的小，则exp(-2*π*i*f*(k2-k1)*T)项可以是很小，并可以被忽略。特定的例子是对连续的对进行差分运算：例如，如果对于某个k来说，j＝F(k+1)-F(k)，则s(j)＝Y(k+1)*conj(Y(k))。在另一个例子中，还可以形成更高阶的差分，例如，如果对于一组k1，k2，k3和k4来说，j＝(F(k4)-F(k3))-(F(k2)-F(k1))，则s(j)＝(Y(k4)*conj(Y(k3)))*(conj(Y(k2)*conj(Y(k1))))等等。
基站可以确定FFT输出的最大值和最大位置，将最大值的绝对值与门限进行比较，以确定前导码325的存在。在一些情况下，该门限可以是具有最大值或者不具有最大值的FFT输出的平均值的缩放版本。可以使用所识别的最大位置，以基于接收的前导码325来确定时间偏移。此外，基站还可以基于子载波间隔、FFT的零填充等等，对所确定的时间偏移值进行缩放。在一些情况下，该时间偏移可以是一侧的(例如，只包括正值或者负值)，也可以是两侧的(例如，包括正值和负值)。
在一些例子中，可以将NB PRACH 300视作成一个较大部分，并且可以使用完全随机化的跳变模式。例如，可以针对包括多个频率跳变的伪随机距离的随机接入前导码，确定频率跳变模式。在单一部分的情况下，可以类似地使用用于大跳变模式的线性哈希或者循环移位跳变模式，但不同之处在于，例如，M＝160，p＝163。替代地，可以使用预先规定的跳变模式。例如，可以规定跳变模式，其中该跳变模式包括几个不同距离的跳变、或者完全(或几乎完全)的跳变距离集合，但比正交资源具有更少的跳变(例如，具有阶数为W和距离为M、通过稀疏规则器(ruler)或者Golomb规则器所规定的跳变等等)。可以使用差分项之间的时间对根据差分所获得的信息进行加权，来减少频率误差的影响。
图4根据本公开内容的各个方面，示出了用于NB频率跳变模式的处理流400的例子。处理流400可以由UE 115-b、UE 115-c和基站105-b来执行，其中，UE 115-b、UE 115-c和基站105-b可以是上面参照图1和图2所描述的UE 115和基站105的例子。在一些例子中，UE115-c和UE 115-d可以是NB设备，可以基于接收的NB PRACH信息来向基站105-b发送随机接入前导码。基站105-b可以检测发送的随机接入前导码序列，并可以使用接收的随机接入前导码序列，来确定UE 115-c和UE 115-d用于后续传输的时序偏移。
在405处，基站105-b可以识别PRACH的结构。例如，基站105-b可以识别出：该PRACH包括与第一频率跳变距离(例如，较大的频率跳变距离)相关联的PRACH资源的第一部分和与第二频率跳变距离(例如，较小的频率跳变距离)相关联的PRACH资源的第二部分。此外，还可以将PRACH的第一部分和第二部分进一步划分成多个子载波和前导码音调间隔。子载波间隔可以是数据信道子载波间隔(例如，15KHz)的整数因子，并且可以是基于前导码音调间隔的长度。在一些情况下，前导码音调间隔的长度是1ms，子载波间隔是1KHz。在一些情况下，第一部分包括第一子区域和第二子区域，其中第一子区域和第二子区域均包括多个子载波，并间隔第二部分的带宽，如参照图3所描述的。在一些情况下，可以将第二部分的子载波组合到N个子载波的组中，如参照图3所描述的。在一些情况下，基站105-b可以指定PRACH的哪些部分将与哪些频率跳变距离相关联。在其它情况下，无线通信系统可以向基站105-b指示如何对PRACH进行划分。
在410处，基站105-b可以基于所识别的PRACH结构，确定用于一个或多个随机接入前导码序列的频率跳变模式。例如，基站可以确定频率跳变模式，其中该频率跳变模式包括使用PRACH资源的第一部分和第一频率跳变距离的多个频率跳变，与使用PRACH资源的第二部分和第二频率跳变距离的多个频率跳变。在一些情况下，跳变的数量可以是基于环境(例如，位置)或者当前信道状况(例如，接收信号强度、信噪比等等)的。在一个例子中，第一距离和第二距离的频率跳变的数量可以是相等的，或者基本相等的。例如，第一距离的频率跳变的数量可以构成频率跳变的40-60％，第二距离的频率跳变的数量可以构成剩余的百分比。在一些例子中，频率跳变模式是基于伪随机线性哈希函数、伪随机线性循环移位或二者来确定的，如上面参照图3所描述的。例如，用于PRACH资源的第一部分和第二部分中的一个或二者的频率跳变模式可以是基于伪随机函数的。
在415处，基站105可以在小区的覆盖区域上广播NB PRACH信息。该NB PRACH信息可以包括诸如小区ID、频率跳变模式类型、PRACH结构、种子索引等等之类的信息。UE 115-c和UE 115-d可以均接收该发送的NB PRACH信息。在一些情况下，UE 115-d可以在比UE 115-c晚的时间点，接收该信息。例如，与UE 115-c相比，UE 115-d可以位于与基站105-b更远的距离，由于传播延迟，UE 115-d更晚地接收该信号。在一些情况下，UE 115-c和UE 115-d可以独立于基站105-b来确定NB PRACH信息(例如，其来自于相邻基站、硬编码的等等)。
在420处，UE 115-c和UE 115-d可以基于接收的NB PRACH信息，识别NB PRACH资源的位置。在一些情况下，UE 115-c和UE 115-d可以确定从接收到PRACH信息到向NB PRACH分配资源的持续时间。例如，UE 115-c和UE 115-d可以基于接收的同步信号来确定无线通信系统时序，但是，UE 115-c和UE 115-d可能并不了解来自基站105-b的传播延迟。因此，UE115-c和UE 115-d针对NB PRACH资源所确定的时序，还可能被传播延迟偏移。
在425处，UE 115-c和UE 115-d可以基于NB PRACH信息来确定频率跳变模式。UE115-c和UE 115-d可以使用所确定的频率跳变模式，来生成前导码序列。在一些情况下，UE115-c和UE 115-d可以使用接收的NB PRACH信息来确定频率跳变模式(例如，线性哈希函数、循环移位或二者)，并可以选择随机数r，如上面参照图3所描述的。
在430处，UE 115-c和UE 115-d可以基于所选定的随机数，来选择前导码序列。UE115-c和UE 115-d可以根据所确定的频率跳变模式来生成前导码序列435-a和435-b，并向基站105-b进行发送。如上面所讨论的，UE115-c和UE 115-d可以确定被传播延迟偏移的NBPRACH资源的时序，并且前导码序列435传输可以在NB PRACH 300-a的起始边界之后开始。前导码序列435传输在到达基站105-b之前，还可能经历传播延迟。此外，基于UE 115-c和UE115-d所观测的环境和信道状况，前导码序列435-a可以在前导码序列435-b之前到达基站105-b。
在440处，基站105-b可以基于向UE 115-c和UE 115-d通告的并且由UE 115-c和UE115-d使用的频率跳变模式，来检测随机接入前导码。基站105-b可以观测与不同的频率跳变模式相对应的资源集，以确定随机接入前导码的存在性、时间偏移值和/或频率偏移值，如上面参照图3所讨论的。
在445处，基站105-b可以使用所检测的随机接入前导码，来确定UE 115-c和UE115-d的后续传输的时序偏移，如上面参照图3所讨论的。在450处，基站105-b可以向UE115-c和UE 115-d发送这些时序偏移，UE 115-c和UE 115-d可以使用这些时序偏移值来调整后续传输的时序。用此方式，基站105-b可以修改来自UE 115-c和UE 115-d的后续传输的时序，使得来自UE 115-c和UE 115-d的传输在几乎相同的时间到达基站105-d(例如，在彼此之间的普通循环前缀～4.7μs之内)。
图5根据本公开内容的各个方面，示出了支持NB PRACH频率跳变模式和检测方案的无线设备500的框图。无线设备500可以是参照图1-4所描述的UE 115或基站105的方面的例子。无线设备500可以包括接收机505、PRACH管理器510和发射机525。PRACH管理器510可以包括信道识别器515和跳变模式生成器520。此外，无线设备500还可以包括处理器。这些部件中的每一个部件可以彼此之间进行通信。
接收机505可以经由通信链路502，接收诸如分组、用户数据或者与各个信息信道(例如，控制信道、数据信道、以及与NB PRACH频率跳变模式和检测方案有关的信息等等)相关联的控制信息之类的信息。可以经由通信链路507，将接收机505接收的信息传送到PRACH管理器510和无线设备500的其它部件。
PRACH管理器510可以识别PRACH的第一部分和第二部分，其中第一部分与第一频率跳变距离相关联，第二部分与第二频率跳变距离相关联。PRACH管理器510可以确定用于随机接入前导码的频率跳变模式，其中该频率跳变模式包括与第一频率跳变距离相关联的第一数量的频率跳变和与第二频率跳变距离相关联的第二数量的频率跳变。例如，该频率跳变模式可以具有位于第一部分之内的第一数量的频率跳变和位于第二部分之内的第二数量的频率跳变。
信道识别器515可以识别PRACH的第一部分和第二部分，其中，第一部分与第一频率跳变距离相关联，第二部分与第二频率跳变距离相关联，如参照图2-4所描述的。在一些例子中，第一部分包括跨度PRACH的第一子区域的第一子载波集合和跨度PRACH的第二子区域的第二子载波集合，其中，第一子区域和第二子区域在频率上间隔第二部分的带宽。在一些例子中，与第二频率跳变距离相比，第一频率跳变距离更大，第一频率跳变距离可以大于或等于第二部分的带宽。在一些例子中，可以将PRACH划分成多个子载波和前导码音调间隔，其中，所述多个子载波的子载波间隔可以是用于与PRACH相关联的小区的数据信道子载波间隔的整数因子。在一些例子中，可以将第二部分划分成多个子区域，所述多个子区域中的每一个子区域包括多个子载波。
跳变模式生成器520可以确定用于随机接入前导码的频率跳变模式，其中该频率跳变模式包括与第一频率跳变距离相关联的第一数量的频率跳变和与第二频率跳变距离相关联的第二数量的频率跳变，如参照图2-4所描述的。例如，该频率跳变模式可以包括位于第一部分之内的第一数量的频率跳变和位于第二部分之内的第二数量的频率跳变。在一些例子中，频率跳变的第一数量等于频率跳变的第二数量。在一些例子中，第一数量的频率跳变的频率跳变，是至少部分地基于伪随机线性哈希函数或者伪随机线性循环移位中的至少一个来确定的。在一些例子中，第二数量的频率跳变的频率跳变，是至少部分地基于伪随机线性哈希函数或者伪随机线性循环移位中的至少一个和每一个子区域中包括的子载波的数量来确定的。在一些情况下，PRACH管理器510可以生成随机接入前导码信号，并经由通信链路512将其传送到发射机525。替代地，PRACH管理器510可以向发射机525传送用于指示将如何构造随机接入前导码的信息，发射机可以基于所接收的信息来生成随机接入前导码。
发射机525可以经由通信链路527，发送从无线设备500的其它部件接收的信号。在一些例子中，发射机525可以与接收机505并置于收发机模块中。发射机525可以包括单一天线，或者其也可以包括多付天线。在一些例子中，UE可以使用发射机525以根据所确定的频率跳变模式，经由通信链路527来发送随机接入前导码。在一些例子中，基站可以使用接收机505以经由通信链路502，接收根据所确定的频率跳变模式发送的随机接入前导码。
图6根据本公开内容的各个方面，示出了PRACH管理器510-a的框图600，其中该PRACH管理器510-a可以是用于NB PRACH频率跳变模式和检测方案的无线设备500的部件。PRACH管理器510-a可以是参照图5所描述的PRACH管理器510的方面的例子。PRACH管理器510-a可以包括信道识别器515-a和跳变模式生成器520-a。这些模块中的每一个都可以执行参照图5所描述的功能。此外，PRACH管理器510-a还可以包括前导码发生器610。
在一些情况下，PRACH管理器510-a可以实现在UE处，诸如参照图1-4所描述的UE115。在接收机(例如，图5中的接收机505)处接收的信息，可以经由通信链路507-a来传送给PRACH管理器510-a。信道识别器515-a可以识别用于(例如，UE 115和基站105之间的)通信的PRACH。信道识别器515-a可以将PRACH信息601传送给跳变模式生成器520-a。跳变模式生成器520-a可以确定或者生成所识别的PRACH中的频率跳变模式。在一些情况下，该频率跳变模式可以包括与第一跳变距离相关联的第一数量的跳变和与第二跳变距离相关联的第二数量的跳变。此外，该频率跳变模式还可以包括伪随机频率跳变距离。多个前导码音调间隔中的每一个前导码音调间隔处的伪随机频率跳变距离，在一个设备和另一个设备之间是不同的，其可以对应于不同的设备发送的前导码之间的差异。跳变模式生成器520-a可以将频率跳变模式604传送给前导码生成器610。
前导码生成器610可以基于频率跳变模式604来生成随机接入前导码，以包括多个单音调传输，所述多个单音调传输中的每一个跨度所述多个前导码音调间隔中的一个，如参照图2-4所描述的。在一些例子中，PRACH管理器510-a可以生成随机接入前导码，并经由通信链路512-a来传送给发射机(例如，图5中的发射机525)。
图7根据本公开内容的各个方面，示出了PRACH管理器510-b的框图700，其中该PRACH管理器510-b可以是用于NB PRACH频率跳变模式和检测方案的无线设备500的部件。PRACH管理器510-b可以是参照图5所描述的PRACH管理器510的方面的例子。PRACH管理器510-b可以包括信道识别器515-b和跳变模式生成器520-b。这些模块中的每一个都可以执行参照图5所描述的功能。此外，PRACH管理器510-b还可以包括前导码检测器705和时序偏移计算器710。
在一些情况下，PRACH管理器510-b可以实现在基站处，诸如参照图1-4所描述的基站105。在接收机(例如，图5中的接收机505)处接收的信息，可以经由通信链路507-b来传送给PRACH管理器510-b。信道识别器515-b可以识别用于(例如，UE 115和基站105之间的)通信的PRACH。信道识别器515-b可以将PRACH信息701传送给跳变模式生成器520-b。跳变模式生成器520-b可以确定或者生成所识别的PRACH中的频率跳变模式。在一些情况下，该频率跳变模式可以包括与第一跳变距离相关联的第一数量的跳变和与第二跳变距离相关联的第二数量的跳变。此外，该频率跳变模式还可以包括伪随机频率跳变距离。对于不同的频率跳变模式来说，多个前导码音调间隔中的每一个所对应的伪随机频率跳变距离可能是不同的。频率跳变模式704可以传送到前导码检测器705。
前导码检测器705可以至少部分地基于频率跳变模式704来检测NB-UE 115所发送的随机接入前导码，如参照图2-4所描述的。例如，不同的设备发送的随机接入前导码可以与不同的频率跳变模式相关。在一些例子中，与第一设备相关联的前导码可以包括第一模式的伪随机跳变距离，与第二设备相关联的前导码可以包括第二不同模式的伪随机跳变距离。可以将所检测的前导码707传送到前导码检测器705上。时序偏移计算器710可以基于所检测的前导码707，确定来自NB-UE 115的上行链路传输的时序偏移。该时序偏移可以是至少部分地基于所检测的随机接入前导码的多个音调中的相位信息的比较，如参照图2-4所描述的。在一些例子中，PRACH管理器510-b可以检测与随机接入前导码有关的信息，并经由通信链路512-b来传送给发射机(例如，图5中的发射机525)。
图8根据本公开内容的各个方面，示出了包括有配置为实现NB PRACH频率跳变模式和检测方案的UE 115-e的系统800的图。系统800可以包括UE 115-e，后者可以是参照图1、2、5和图7所描述的无线设备500或UE115的例子。UE 115-e可以包括PRACH管理器810，后者可以是参照图5-6所描述的PRACH管理器510的例子。此外，UE 115-e还可以包括用于双向语音和数据通信的部件，其包括用于发送通信的部件和用于接收通信的部件。例如，UE115-e可以与UE 115-f或基站105-c进行双向通信。
此外，UE 115-e还可以包括处理器805、存储器815(其包括软件(SW)820)、收发机835和一付或多付天线840，这些部件可以(例如，经由总线845)彼此之间进行直接或者间接地通信。收发机835可以经由天线840或者有线或无线链路，与一个或多个网络进行双向通信，如上所述。例如，收发机835可以与基站105或者另一个UE 115进行双向通信。收发机835可以包括：用于对分组进行调制，将调制后的分组提供给天线840以进行传输，以及对从天线840接收的分组进行解调的调制解调器。虽然UE 115-e可以包括单一天线840，但UE 115-e还可以具有能够同时地发送或者接收多个无线传输的多付天线840。
存储器815可以包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。存储器815可以存储包含指令的计算机可读代码、计算机可执行软件/固件代码820，其中这些指令被配置为：当被执行时，使处理器805执行本文所描述的各种功能(例如，NB PRACH频率跳变模式和检测方案等等)。或者，软件/固件代码820可以不由处理器805直接执行，而是(例如，当对其进行编译和执行时)使计算机执行本文所描述的功能。处理器805可以包括智能硬件设备(例如，中央处理单元(CPU)、微控制器、专用集成电路(ASIC)等等)。
图9根据本公开内容的各个方面，示出了包括有配置为实现NB PRACH频率跳变模式和检测方案的基站105-d的系统900的图。系统900可以包括基站105-d，后者可以是参照图1、2、5和图7-8所描述的无线设备500或基站105的例子。基站105-d可以包括基站PRACH管理器910，后者可以是参照图7-8所描述的基站PRACH管理器910的例子。此外，基站105-d还可以包括用于双向语音和数据通信的部件，其包括用于发送通信的部件和用于接收通信的部件。例如，基站105-d可以与UE 115-g或UE 115-h进行双向通信。
在一些情况下，基站105-d可以具有一个或多个有线回程链路。基站105-d可以具有去往核心网130的有线回程链路(例如，S1接口等等)。此外，基站105-d还可以经由基站间回程链路(例如，X2接口)，与诸如基站105-e和基站105-f之类的其它基站105进行通信。基站105中的每一个可以使用相同的或者不同的无线通信技术，与UE 115进行通信。在一些情况下，基站105-d可以使用基站通信模块925，与诸如基站105-e或基站105-f之类的其它基站进行通信。在一些例子中，基站通信模块925可以提供LTE/LTE-A无线通信网络技术中的X2接口，以提供基站105中的一些之间的通信。在一些例子中，基站105-d可以通过核心网130，与其它基站进行通信。在一些情况下，基站105-d可以通过网络通信模块930，与核心网130进行通信。
基站105-d可以包括处理器905、存储器915(其包括SW 920)、收发机935和天线940，这些部件可以(例如，通过总线系统945)彼此之间进行直接或者间接地通信。收发机935可以被配置为经由天线940，与UE 115进行双向通信，其中该UE 115可以是多模式设备。收发机935(或者基站105-d的其它部件)还可以被配置为经由天线940，与一个或多个其它基站(没有示出)进行双向通信。收发机935可以包括：配置为对分组进行调制，将调制后的分组提供给天线940以进行传输，以及对从天线940接收的分组进行解调的调制解调器。基站105-d可以包括多个收发机935，每一个收发机935具有一付或多付相关联的天线940。该收发机可以是图5的组合的接收机505和发射机525的例子。
存储器915可以包括RAM和ROM。此外，存储器915还可以存储包含指令的计算机可读代码、计算机可执行软件代码920，其中这些指令被配置为：当被执行时，使处理器905执行本文所描述的各种功能(例如，NB PRACH频率跳变模式和检测方案、选择覆盖增强技术、呼叫处理、数据库管理、消息路由等等)。或者，软件920可以不由处理器905直接执行，而是被配置为(例如，当对其进行编译和执行时)使计算机执行本文所描述的功能。处理器905可以包括智能硬件设备(例如，CPU、微控制器、ASIC等等)。处理器905可以包括诸如编码器、队列处理模块、基带处理器、无线电头端控制器、数字信号处理器(DSP)等等之类的各种专用处理器。
基站通信模块925可以管理与其它基站105的通信。在一些情况下，通信管理模块可以包括用于与其它基站105协作地控制与UE 115的通信的控制器或调度器。例如，基站通信模块925可以协调针对于去往UE 115的传输的调度，以实现诸如波束成形或联合传输之类的各种干扰缓解技术。
无线设备500和PRACH管理器510的组件可以单独地或者统一地使用至少一个ASIC来实现，其中这些ASIC适于在硬件中执行这些可应用功能中的一些或者全部。替代地，这些功能可以由至少一个集成电路(IC)上的一个或多个其它处理单元(或者内核)执行。在其它例子中，可以使用其它类型的集成电路(例如，结构化/平台ASIC、现场可编程门阵列(FPGA)和其它半定制IC)，其中这些集成电路可以用本领域已知的任何方式进行编程。此外，每一个单元的功能也可以整体地或者部分地使用指令来实现，其中这些指令体现在存储器中，被格式化成由一个或多个通用或专用处理器来执行。
图10根据本公开内容的各个方面，示出了用于NB PRACH频率跳变模式和检测方案的方法1000的流程图。方法1000的操作可以由UE 115或者其部件来实现，如参照图1-9所描述的。例如，方法1000的操作可以由PRACH管理器510来执行，如参照图5-9所描述的。在一些例子中，UE 115可以执行一个代码集来控制UE 115的功能单元，以执行下面所描述的功能。另外地或替代地，UE 115可以使用特殊用途硬件，来执行下面所描述的功能的方面。
在方框1005处，UE 115可以识别用于基站105和UE 115之间的通信的PRACH，如参照图2-4所描述的。在一些情况下，可以将PRACH划分成多个子载波和多个前导码音调间隔。所述多个子载波的子载波间隔可以是用于与PRACH相关联的小区的数据信道子载波间隔的整数因子。所述PRACH可以包括与第一频率跳变距离相关联的第一部分和与第二频率跳变距离相关联的第二部分。第一部分可以包括跨度PRACH的第一子区域的第一子载波集合和跨度PRACH的第二子区域的第二子载波集合。第一子区域和第二子区域可以在频率上间隔第二部分的带宽。在某些例子中，方框1005的操作可以由如参照图5所描述的信道识别器515来执行。
在方框1010处，UE 115可以确定PRACH中的、针对包括多个单音调传输的随机接入前导码的频率跳变模式。所述多个单音调传输可以跨度多个前导码音调间隔中的一个。在一些例子中，该频率跳变模式包括与第一频率跳变距离相关联的第一数量的频率跳变和与第二频率跳变距离相关联的第二数量的频率跳变，如参照图2-4所描述的。在一些情况下，第一数量的频率跳变可以与第二数量的频率跳变不同。可以至少部分地基于伪随机函数，确定至少一个频率跳变。该随机接入前导码可以是多个随机接入前导码中的一个，并且用于所述多个随机接入前导码中的每一个随机接入前导码的不同频率跳变模式可以是使用伪随机函数来生成的。在某些例子中，方框1010的操作可以由如参照图5所描述的跳变模式生成器520来执行。
在方框1015处，UE 115可以根据所确定的频率跳变模式，发送随机接入前导码，如参照图2-4所描述的。在某些例子中，方框1015的操作可以由如参照图6所描述的前导码生成器610来执行。
图11根据本公开内容的各个方面，示出了用于NB PRACH频率跳变模式和检测方案的方法1100的流程图。方法1100的操作可以由基站105或者其部件来实现，如参照图1-9所描述的。例如，方法1100的操作可以由PRACH管理器510来执行，如参照图5-9所描述的。在一些例子中，基站105可以执行一个代码集来控制基站105的功能单元，以执行下面所描述的功能。另外地或替代地，基站105可以使用特殊用途硬件，来执行下面所描述的功能的方面。
在方框1105处，基站105可以识别用于基站105和UE 115之间的通信的PRACH，如参照图2-4所描述的。在一些情况下，可以将PRACH划分成多个子载波和多个前导码音调间隔。所述多个子载波的子载波间隔可以是用于与PRACH相关联的小区的数据信道子载波间隔的整数因子。所述PRACH可以包括与第一频率跳变距离相关联的第一部分和与第二频率跳变距离相关联的第二部分。第一部分可以包括跨度PRACH的第一子区域的第一子载波集合和跨度PRACH的第二子区域的第二子载波集合。第一子区域和第二子区域可以在频率上间隔第二部分的带宽。在某些例子中，方框1105的操作可以由如参照图5所描述的信道识别器515来执行。
在方框1110处，基站105可以确定PRACH中的、针对包括多个单音调传输的随机接入前导码的频率跳变模式，其中，该频率跳变模式包括与第一频率跳变距离相关联的第一数量的频率跳变和与第二频率跳变距离相关联的第二数量的频率跳变，如参照图2-4所描述的。在一些情况下，第一数量的频率跳变可以与第二数量的频率跳变不同。可以至少部分地基于伪随机函数，确定至少一个频率跳变。该随机接入前导码可以是多个随机接入前导码中的一个，用于所述多个随机接入前导码中的每一个随机接入前导码的不同频率跳变模式可以是使用伪随机函数来生成的。在某些例子中，方框1110的操作可以由如参照图5所描述的跳变模式生成器520来执行。
在方框1115处，基站105可以至少部分地基于所确定的频率跳变模式，检测随机接入前导码，如参照图2-4所描述的。在某些例子中，方框1115的操作可以由如参照图7所描述的前导码检测器705来执行。
图12根据本公开内容的各个方面，示出了用于NB PRACH频率跳变模式和检测方案的方法1200的流程图。方法1200的操作可以由UE 115或者其部件来实现，如参照图1-9所描述的。例如，方法1200的操作可以由PRACH管理器510来执行，如参照图5-9所描述的。在一些例子中，UE 115可以执行代码集来控制UE 115的功能单元，以执行下面所描述的功能。另外地或替代地，UE 115可以使用特殊用途硬件，来执行下面所描述的功能的方面。
在方框1205处，UE 115可以识别用于基站105和UE 115之间的通信的PRACH，如参照图2-4所描述的。在一些情况下，该PRACH可以包括多个子载波。在某些例子中，方框1205的操作可以由如参照图5所描述的信道识别器515来执行。
在方框1210处，UE 115可以确定PRACH中的、针对包括多个单音调传输的随机接入前导码的频率跳变模式，其中，该频率跳变模式包括所述多个子载波上的多个频率跳变，所述多个频率跳变中的至少一个频率跳变与伪随机频率跳变距离相关联，如参照图2-4所描述的。在一些情况下，该伪随机频率跳变距离可以至少部分地基于伪随机线性哈希函数或者伪随机线性循环移位中的至少一个来确定，或者可以基于PRACH的子载波的数量来确定。在某些例子中，方框1210的操作可以由如参照图5所描述的跳变模式生成器520来执行。
在方框1215处，UE 115可以根据所确定的频率跳变模式，发送随机接入前导码，如参照图2-4所描述的。在某些例子中，方框1215的操作可以由如参照图6所描述的前导码生成器610来执行。
图13根据本公开内容的各个方面，示出了用于NB PRACH频率跳变模式和检测方案的方法1300的流程图。方法1300的操作可以由基站105或者其部件来实现，如参照图1-9所描述的。例如，方法1300的操作可以由PRACH管理器510来执行，如参照图5-9所描述的。在一些例子中，基站105可以执行代码集来控制基站105的功能单元，以执行下面所描述的功能。另外地或替代地，基站105可以使用特殊用途硬件，来执行下面所描述的功能的方面。
在方框1305处，基站105可以识别用于基站105和UE 115之间的通信的PRACH，如参照图2-4所描述的。在一些情况下，该PRACH可以包括多个子载波。在某些例子中，方框1305的操作可以由如参照图5所描述的信道识别器515来执行。
在方框1310处，基站105可以确定PRACH中的、针对包括多个单音调传输的随机接入前导码的频率跳变模式，其中，该频率跳变模式包括所述多个子载波上的多个频率跳变，所述多个频率跳变中的至少一个频率跳变与伪随机频率跳变距离相关联，如参照图2-4所描述的。在一些情况下，该伪随机频率跳变距离可以至少部分地基于伪随机线性哈希函数或者伪随机线性循环移位中的至少一个来确定，或者可以基于PRACH的子载波的数量来确定。在某些例子中，方框1310的操作可以由如参照图5所描述的跳变模式生成器520来执行。
在方框1315处，基站105可以至少部分地基于所确定的频率跳变模式，检测随机接入前导码，如参照图2-4所描述的。检测随机接入前导码可以包括：至少部分地基于所述多个单音调传输的相应前导码音调间隔和相应子载波，将所述多个音调的相位信息映射到序列，并关于所映射的序列执行频率变换。在一些情况下，检测随机接入前导码可以包括：至少部分地基于所述多个单音调传输的相应前导码音调间隔和相应子载波，将所述多个音调的两个或更多音调之间的差分相位信息映射到序列，并关于所映射的序列执行频率变换。在某些例子中，方框1315的操作可以由如参照图7所描述的前导码生成器705来执行。
在一些例子中，基站105可以至少部分地基于在1315处检测的随机接入前导码的多个音调中的相位信息，确定来自UE的上行链路传输的时序偏移。在一些例子中，确定所述时序偏移可以包括：识别所映射的序列的频率变换输出的最大值的位置。检测随机接入前导码可以包括：将该最大值与门限进行比较。在某些例子中，确定所述时序偏移可以由如参照图7所描述的时序偏移计算器710来执行。
因此，方法1000、1100、1200和1300可以提供NB PRACH频率跳变模式和检测方案。应当注意的是，方法1000、1100、1200和1300描述了可能的实现，可以对这些操作和步骤进行重新排列或者修改，使得其它实现也是可能的。在一些例子中，可以对来自这些方法1000、1100、1200和1300中的两个或更多的方面进行组合。
本文的描述提供了一些例子，这些例子并非用于限制权利要求书中所阐述的保护范围、适用性或者示例。在不脱离本公开内容的保护范围基础上，可以对讨论的组成要素的功能和排列进行改变。各个例子可以根据需要，省略、替代或者增加各种过程或组成部分。另外，关于某些例子所描述的特征也可以组合到其它例子中。
本文描述的技术可以用于各种无线通信系统，比如，码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、OFDMA、SC-FDMA和其它系统。术语“系统”和“网络”通常可互换地使用。CDMA系统可以实现诸如CDMA 2000、通用陆地无线接入(UTRA)等等之类的无线技术。CDMA2000覆盖IS-2000、IS-95和IS-856标准。IS-2000版本0和A通常称为CDMA 2000 1X、1X等等。IS-856(TIA-856)通常称为CDMA 20001xEV-DO、高速分组数据(HRPD)等等。UTRA包括宽带CDMA(WCDMA)和其它CDMA的变形。TDMA系统可以实现诸如全球移动通信系统(GSM)之类的无线技术。OFDMA系统可以实现诸如超移动宽带(UMB)、演进的UTRA(E-UTRA)、IEEE802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE802.20、Flash-OFDM等等之类的无线技术。UTRA和E-UTRA是通用移动通信系统(UMTS)的一部分。在来自名为“第三代合作伙伴计划”(3GPP)的组织的文档中描述了UMTS、LTE、LTE-A和GSM。在来自名为“第三代合作伙伴计划2”(3GPP2)的组织的文档中描述了CDMA2000和UMB。3GPP LTE和LTE-A是UMTS的采用E-UTRA的新版本。本文所描述的技术可以用于上面所提及的系统和无线技术以及其它系统和无线技术。但是，本文的描述只是为了举例目的而描述了LTE系统，在上面的大部分描述中使用LTE术语，但这些技术也可适用于LTE应用之外。
在LTE/LTE-A网络(其包括本文所描述的这些网络)中，通常可以使用术语eNB来描述基站。本文所描述的无线通信系统或一些系统可以包括异构LTE/LTE-A网络，其中的不同类型的eNB提供对应于各种地理区域的覆盖。例如，每一个eNB或基站可以提供对应于宏小区、小型小区或其它类型的小区的通信覆盖。根据上下文，术语“小区”可以用于描述基站、与基站相关联的载波或分量载波、或者载波或基站的覆盖区域(例如，扇区等等)。
基站可以包括或者由本领域普通技术人员称为基站收发机、无线基站、接入点、无线收发机、节点B、eNB、家庭节点B、家庭eNodeB或者某种其它适当的术语。可以将基站的地理覆盖区域划分成一些扇区，其中扇区仅仅构成该覆盖区域的一部分。本文所描述的无线通信系统或者一些系统可以包括不同类型的基站(例如，宏小区或小型小区基站)。本文所描述的UE能够与各种类型的基站和网络设备(其包括宏eNB、小型小区eNB、中继基站等等)进行通信。不同的技术可以存在重叠的地理覆盖区域。
宏小区通常可以覆盖相对较大的地理区域(例如，半径几公里)，其允许与网络提供商具有服务预订的UE能不受限制地接入。与宏小区相比，小型小区是可以在与宏小区相同或者不同的(例如，许可的、未许可的等等)频带中进行操作的低功率基站。根据各种示例，小型小区可以包括微微小区、毫微微小区和微小区。例如，微微小区可以覆盖相对较小的地理区域，其允许与网络提供商具有服务预订的UE能不受限制地接入。毫微微小区也可以覆盖较小的地理区域(例如，家庭)，可以向与该毫微微小区具有关联的UE(例如，闭合用户群(CSG)中的UE、用于家庭中的用户的UE等等)提供受限制的接入。用于宏小区的eNB可以称为宏eNB。用于小型小区的eNB可以称为小型小区eNB、微微eNB、毫微微eNB或者家庭eNB。eNB可以支持一个或多个(例如，两个、三个、四个等等)小区(例如，分量载波)。UE能够与各种类型的基站和网络设备(其包括宏eNB、小型小区eNB、中继基站等等)进行通信。
本文所描述的无线通信系统或者一些系统可以支持同步或异步操作。对于同步操作，基站可以具有类似的帧时序，来自不同基站的传输在时间上近似地对齐。对于异步操作而言，基站可以具有不同的帧时序，来自不同基站的传输在时间上可以是未对齐的。本文所描述的技术可以用于同步操作，也可以用于异步操作。
本文所描述的下行链路传输还可以称为前向链路传输，而本文所描述的上行链路传输还可以称为反向链路传输。本文所描述的每一个通信链路(例如，其包括图1和图2的无线通信系统100和200)可以包括一个或多个载波，其中每一个载波可以是由多个子载波构成的信号(例如，不同频率的波形信号)。每一个调制的信号可以在不同的子载波上进行发送，并可以携带控制信息(例如，参考信号、控制信道等等)、开销信息、用户数据等等。本文所描述的通信链路(例如，图1的通信链路125)可以使用FDD(例如，使用配对的频谱资源)或者TDD操作(例如，使用非配对的频谱资源)来发送双向通信。可以规定用于FDD的帧结构(例如，帧结构类型1)和用于TDD的帧结构(例如，帧结构类型2)。
本文结合附图所阐述的具体实施方式描述了一些示例性配置，但并不表示所可以实现的或者落入权利要求书的保护范围之内的所有例子。本文所使用的术语“示例性”意味着“用作例子、实例或例证”，而不是“比其它例子具有优势”或者“更优选”。具体实施方式包括用于提供所描述技术的透彻理解的特定细节。但是，可以在不使用这些特定细节的情况下实现这些技术。在一些实例中，为了避免对所描述的例子的概念造成模糊，以框图形式示出了公知的结构和部件。
在附图中，类似的部件或特征可以具有相同的附图标记。此外，相同类型的各个部件可以通过在附图标记之后加上虚线以及用于区分相似部件的第二标记来进行区分。如果在说明书中仅使用了第一附图标记，则该描述可适用于具有相同的第一附图标记的任何一个类似部件，而不管第二附图标记。
本文所描述的信息和信号可以使用多种不同的技术和方法中的任意一种来表示。例如，在贯穿上面的描述中提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以用电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者其任意组合来表示。
用于执行本文所述功能的通用处理器、DSP、ASIC、FPGA或其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件部件或者其任意组合，可以用来实现或执行结合本文所公开内容描述的各种示例性的框和模块。通用处理器可以是微处理器，或者，该处理器也可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或者状态机。另外，处理器也可以实现为计算设备的组合(例如，DSP和微处理器的组合、若干微处理器、一个或多个微处理器与DSP内核的结合，或者任何其它此种结构)。
本文所述功能可以用硬件、处理器执行的软件、固件或者其任意组合的方式来实现。当用处理器执行的软件实现时，可以将这些功能存储在计算机可读介质上，或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。其它例子和实现也落入本公开内容和所附权利要求书的保护范围之内。例如，由于软件的本质，上文所描述的功能可以使用由处理器执行的软件、硬件、固件、硬件连线或者其任意组合来实现。用于实现功能的特征可以物理地分布在多个位置，其包括分布成在不同的物理位置实现功能的一部分。此外，如本文(其包括权利要求书)所使用的，如一个列表项(例如，以诸如“中的至少一个”或者“中的一个或多个”之类的短语为结束的列表项)中所使用的“或”指示包括性的列表，使得例如列表A、B或C中的至少一个意味着：A或B或C或AB或AC或BC或ABC(即，A和B和C)。
计算机可读介质包括非临时性计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。非临时性存储介质可以是通用或特殊用途计算机能够存取的任何可用介质。举例而言，但非做出限制，非临时性计算机可读介质可以包括RAM、ROM、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、紧致碟(CD)ROM或其它光盘存储器、磁盘存储器或其它磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码单元并能够由通用或特殊用途计算机、或者通用或特殊用途处理器进行存取的任何其它非临时性介质。此外，可以将任何连接适当地称作计算机可读介质。举例而言，如果软件是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字用户线路(DSL)或者诸如红外线、无线和微波之类的无线技术，从网站、服务器或其它远程源传输的，那么所述同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或者诸如红外线、无线和微波之类的无线技术包括在所述介质的定义中。如本文所使用的，磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字通用光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常磁性地复制数据，而光盘则用激光来光学地复制数据。上述的组合也应当包括在计算机可读介质的保护范围之内。
为使本领域任何普通技术人员能够实现或者使用本公开内容，提供了本文的详细描述。对于本领域普通技术人员来说，对本公开内容进行的各种修改是显而易见的，并且，本文定义的总体原理也可以在不脱离本公开内容的保护范围的基础上适用于其它变型。因此，本公开内容并不限于本文所描述的例子和设计方案，而是与本文公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

Claims (28)

1.一种用于无线通信的方法，包括：
识别用于基站和用户设备(UE)之间的通信的物理随机接入信道(PRACH)，所述PRACH包括多个子载波；以及
确定所述PRACH中的、针对用于建立与所述基站的连接的单随机接入尝试的单随机接入前导码的频率跳变模式，所述单随机接入前导码包括多个单子载波传输，所述频率跳变模式包括跨所述多个子载波的多个频率跳变，所述多个频率跳变中的至少一个频率跳变与伪随机频率跳变距离相关联并且所述多个频率跳变中的至少一个频率跳变与固定频率跳变距离相关联，其中，所述伪随机频率跳变距离是基于所述PRACH的子载波数量的。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述伪随机频率跳变距离是基于伪随机线性哈希函数或伪随机线性循环移位中的至少一个来确定的。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
由所述基站至少部分地基于所确定的频率跳变模式来检测所述单随机接入前导码。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括：
至少部分地基于所检测的单随机接入前导码的多个音调中的相位信息来确定来自所述UE的上行链路传输的时序偏移。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，检测所述单随机接入前导码包括：
至少部分地基于所述多个单子载波传输的相应前导码音调间隔和相应子载波来将所述多个音调的所述相位信息映射到序列；以及
对所映射的序列执行频率变换。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，获得所述时序偏移包括：
识别所映射的序列的所述频率变换的输出的最大值的位置。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，检测所述单随机接入前导码包括：
将所述最大值与门限进行比较。
8.根据权利要求4所述的方法，其中，检测所述单随机接入前导码包括：
至少部分地基于所述多个单子载波传输的相应前导码音调间隔和相应子载波来将所述多个音调中的两个或更多音调之间的差分相位信息映射到序列；以及
对所映射的序列执行频率变换。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括：
由所述UE根据所确定的频率跳变模式来发送所述单随机接入前导码。
10.一种用于无线通信的装置，包括：
用于识别用于基站和用户设备(UE)之间的通信的物理随机接入信道(PRACH)的单元，所述PRACH包括多个子载波；以及
用于确定所述PRACH中的、针对用于建立与所述基站的连接的单随机接入尝试的单随机接入前导码的频率跳变模式的单元，所述单随机接入前导码包括多个单子载波传输，所述频率跳变模式包括跨所述多个子载波的多个频率跳变，所述多个频率跳变中的至少一个频率跳变与伪随机频率跳变距离相关联并且所述多个频率跳变中的至少一个频率跳变与固定频率跳变距离相关联，其中，所述伪随机频率跳变距离是基于所述PRACH的子载波数量的。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述伪随机频率跳变距离是基于伪随机线性哈希函数或伪随机线性循环移位中的至少一个来确定的。
12.根据权利要求10所述的装置，还包括：
用于由所述基站至少部分地基于所确定的频率跳变模式来检测所述单随机接入前导码的单元。
13.根据权利要求12所述的装置，还包括：
用于至少部分地基于所检测的单随机接入前导码的多个音调中的相位信息来确定来自所述UE的上行链路传输的时序偏移的单元。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，用于检测所述单随机接入前导码的单元包括：
用于至少部分地基于所述多个单子载波传输的相应前导码音调间隔和相应子载波来将所述多个音调的所述相位信息映射到序列的单元；以及
用于对所映射的序列执行频率变换的单元。
15.根据权利要求14所述的装置，其中，用于获得所述时序偏移的单元包括：
用于识别所映射的序列的所述频率变换的输出的最大值的位置的单元。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述用于检测所述单随机接入前导码的单元包括：
用于将所述最大值与门限进行比较的单元。
17.根据权利要求13所述的装置，其中，用于检测所述单随机接入前导码的单元包括：
用于至少部分地基于所述多个单子载波传输的相应前导码音调间隔和相应子载波来将所述多个音调中的两个或更多音调之间的差分相位信息映射到序列的单元；以及
用于对所映射的序列执行频率变换的单元。
18.根据权利要求10所述的装置，还包括：
用于由所述UE根据所确定的频率跳变模式来发送所述单随机接入前导码的单元。
19.一种在系统中的用于无线通信的装置，包括：
处理器；
存储器，其与所述处理器进行电子通信；以及
指令，其存储在所述存储器中并当被所述处理器执行时可操作以使得所述装置进行以下操作：
识别用于基站和用户设备(UE)之间的通信的物理随机接入信道(PRACH)，所述PRACH包括多个子载波；以及
确定所述PRACH中的、针对用于建立与所述基站的连接的单随机接入尝试的单随机接入前导码的频率跳变模式，所述单随机接入前导码包括多个单子载波传输，所述频率跳变模式包括跨所述多个子载波的多个频率跳变，所述多个频率跳变中的至少一个频率跳变与伪随机频率跳变距离相关联并且所述多个频率跳变中的至少一个频率跳变与固定频率跳变距离相关联，其中，所述伪随机频率跳变距离是基于所述PRACH的子载波数量的。
20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述伪随机频率跳变距离是基于伪随机线性哈希函数或伪随机线性循环移位中的至少一个来确定的。
21.根据权利要求19所述的装置，其中，所述指令可进一步由所述处理器执行以用于：
由所述基站至少部分地基于所确定的频率跳变模式来检测所述单随机接入前导码。
22.根据权利要求21所述的装置，其中，所述指令可进一步由所述处理器执行以用于：
至少部分地基于所检测的单随机接入前导码的多个音调中的相位信息来确定来自所述UE的上行链路传输的时序偏移。
23.根据权利要求22所述的装置，其中，所述指令可进一步由所述处理器执行以用于：
至少部分地基于所述多个单子载波传输的相应前导码音调间隔和相应子载波来将所述多个音调的所述相位信息映射到序列；以及
对所映射的序列执行频率变换。
24.根据权利要求23所述的装置，其中，所述指令可进一步由所述处理器执行以用于：
识别所映射的序列的所述频率变换的输出的最大值的位置。
25.根据权利要求24所述的装置，其中，所述指令可进一步由所述处理器执行以用于：
将所述最大值与门限进行比较。
26.根据权利要求22所述的装置，其中，所述指令可进一步由所述处理器执行以用于：
至少部分地基于所述多个单子载波传输的相应前导码音调间隔和相应子载波来将所述多个音调中的两个或更多音调之间的差分相位信息映射到序列；以及
对所映射的序列执行频率变换。
27.根据权利要求19所述的装置，其中，所述指令可进一步由所述处理器执行以用于：
由所述UE根据所确定的频率跳变模式来发送所述单随机接入前导码。
28.一种存储用于无线通信的代码的非暂时性计算机可读介质，所述代码包括可由处理器执行以进行以下操作的指令：
识别用于基站和用户设备(UE)之间的通信的物理随机接入信道(PRACH)，所述PRACH包括多个子载波；以及
确定所述PRACH中的、针对用于建立与所述基站的连接的单随机接入尝试的单随机接入前导码的频率跳变模式，所述单随机接入前导码包括多个单子载波传输，所述频率跳变模式包括跨所述多个子载波的多个频率跳变，所述多个频率跳变中的至少一个频率跳变与伪随机频率跳变距离相关联并且所述多个频率跳变中的至少一个频率跳变与固定频率跳变距离相关联，其中，所述伪随机频率跳变距离是基于所述PRACH的子载波数量的。
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