CN113728718A - 非授权带宽部分的随机接入过程 - Google Patents

Abstract

为了在非授权频谱中执行随机接入过程，用户设备(UE)选择第一随机接入(RA)前导码和将第一RA前导码发送到基站的第一时机(1102)。所述UE然后执行信道接入(CA)过程以确定与第一时机对应的信道是否空闲(1104)。在执行CA过程之后，UE选择第二RA前导和将第二RA前导码发送到基站的第二时机(1106)。UE在第二时机向所述基站发送第二RA前导以执行随机接入过程(1108)。

Description

非授权带宽部分的随机接入过程

技术领域

本公开涉及无线通信，并且更具体来说，涉及在频谱的非授权部分中同步用户设备与基站之间的无线电链路。

背景技术

本文中提供的背景描述是为了概括地呈现本公开的上下文。本文中所提名的发明人的工作，就其在本背景部分中描述的范围而言，以及在提交申请时可能不符合现有技术的描述方面，均未明示或暗示承认为本公开的现有技术。

在某些情况下，在无线通信网络中运行的基站和用户设备可以利用非授权无线电频谱的部分。例如，5G新无线电(NR)支持在通常称为NR-U的非授权频谱中的操作。

NR系统还支持波束成形。更具体地说，5G NR基站(下一代节点B，或gNB)可以发送多个下行链路(DL)波束并且使用例如信道状态信息参考信号(CSI-RS)或同步信号块(SSB)来识别每个波束。例如，尝试使用随机接入过程同步UE与基站之间的无线电链路的UE可以检测DL波束并且基于DL波束的CSI-RS或SSB来选择随机接入(RA)前导码和用于发送RA前导码的时频资源(称为随机接入信道(RACH)时机)。

但是，随机接入过程或随机接入过程的准备可能需要一定的时间，在此期间，UE可能移动到新位置并且不再能够检测到具有选定RA前导码所对应的CSI-RS/SSB的波束。结果，随机接入过程可能失败。

发明内容

本公开的UE在支持波束成形的系统中运行并且以增加UE在重新定位在小区内之后能够成功完成随机接入过程的概率的方式执行随机接入过程，以获得对在非授权频谱中分配的信道的接入。为此，UE检测DL波束并且基于检测到的DL波束中的CSI-RS/SSB选择RA前导码和RACH时机。UE随后执行信道接入(CA)过程以确定信道是否空闲。例如，CA过程可以是先听后说(LBT)。如果在信道接入过程完成时UE尚未发送RA前导码，则UE在某些情况下选择对应于不同DL波束的新RA前导码和新PRACH时机。

CA过程可能会占用大量时间，例如，此过程可能跨越所谓的“延迟期”，其中包括跟随多个固定持续时间的时隙的静默期，并且有时跟随指数退避期。

在一个示例性实施方式中，UE完成CA过程并且确定先前选择的RACH时机是否已经过去。然后，UE选择具有新CSI-RS/SSB的新DL波束，并使用新CSI-RS/SSB来选择新RA前导码和新PRACH时机。UE然后执行新的CA过程。在另一种情况下，UE确定所选择的RACH时机尚未过去并且在第二时机之前执行第二CA过程。

在示例性实施方式中，UE在第一RACH时机之前完成CA过程。UE然后检查信道在包括RACH时机的特定时间间隔期间是否保持空闲。当信道不再空闲时，UE选择新的RA前导码和新的时机。此外，在一个这样的实施方式中的UE在第二RACH时机之前执行新的CA过程。

这些技术的一个示例性实施例是一种在UE中用于在非授权频谱中执行随机接入过程的方法。该方法可以由处理硬件执行，并且包括：选择第一RA前导码以及将第一RA前导码发送到基站的第一时机；执行信道接入(CA)过程以确定与第一时机对应的信道是否为空闲；在执行CA过程之后，选择第二RA前导码以及将第二RA前导码发送到基站的第二时机；在第二时机期间向基站发送第二RA前导码，以执行随机接入过程。

这些技术的另一个示例性实施例是一种在UE中用于在非授权频谱中执行随机接入过程的方法。方法可以由处理硬件来执行，并且包括：选择第一RA前导码以及将第一RA前导码发送到基站的第一时机；以及执行第一CA过程以确定与第一时机对应的信道是否空闲。响应于确定CA过程在第一次时机之后完成，方法包括选择第二RA前导码以及将第二RA前导码发送到基站的第二时机。响应于确定CA过程在第一时机前一定量的时间完成，方法包括在第一时机期间发送第一RA前导码之前执行第二CA过程，以确定信道是否空闲。

这些技术的又一示例性实施例是包括被配置成执行上述方法中的一种方法的处理硬件的UE。

附图说明

图1是根据本公开技术的示例性无线通信网络的方框图，其中用户设备可以在非授权频谱中执行随机接入过程；

图2是根据本公开技术中的一种技术的示例性场景的消息传递图，其中UE在随机接入过程之前执行信道接入过程；

图3是示出相对于发送随机接入前导码的时机的信道接入过程的示例性定时的定时图；

图4是UE在发送随机接入前导码的时机发生后完成信道接入过程并且作为响应选择新的随机接入前导码和新的时机来发送新的随机接入前导码的示例性场景的消息传递图。

图5是UE在发送随机接入前导码的时机发生之前完成信道接入过程并且作为响应在此时机之前执行新的随机接入过程的示例性场景的消息传递图。

图6是用于选择和发送随机接入前导码的示例性方法的流程图，该方法可以在图1的系统中实施；

图7是示例场景的消息传递图，其中UE在用于发送随机接入前导码的时机之前执行信道接入过程，随后在包括此时机的时间段期间确定信道不是空闲的，并且选择新的随机访接入前导码和新时机；

图8是示例场景的消息传递图，其中UE在用于发送随机接入前导码的时机之前执行信道接入过程，随后在包括此时机的时间段期间确定信道不是空闲的，并且在选择新的随机访接入前导码和新时机之后执行新的信道接入过程；

图9是用于选择随机接入前导码以及用于发送随机接入前导码的时机的示例性方法的流程图，该方法可以在图1的系统中实施；

图10是用于鉴于信道上的空闲时间间隔而选择随机接入前导码以及用于发送随机接入前导码的时机的示例性方法的流程图，该方法可以在图1的系统中实施；以及

图11是用于执行随机接入过程的示例性方法的流程图，该方法可以在图1的系统中实施。

具体实施方式

本公开的移动用户设备或“用户设备”(UE)，使用在下行链路(DL)波束或来自基站的定向传输中识别的资源，在无线电频谱的非授权部分中同步UE与固定基站之间的无线电链路。为此，UE可以执行随机接入过程，此过程涉及若干(例如，两个或四个)消息的交换。例如，随机接入过程可以是两步随机接入过程，涉及两个消息(即，msgA和msgB)的交换。在另一个示例中，随机接入过程是4步随机接入过程，涉及四个消息(即msg1、msg2、msg3和msg4)的交换。因为UE相对于基站移动，因此UE可以在不同时间检测不同的DL波束。如下文更详细地讨论，UE执行信道接入(CA)过程，以发送并且在某些情况下在不能发送随机接入过程的消息或确定相关信道不在空闲之后选择用于同步无线电链路的新资源。

具体来说，图1示出示例性无线通信网络100，其中诸如基站和用户设备(也称为用户器件或UE)等设备使用无线电频谱的非授权部分进行通信。由于以下示例主要参考5G NR技术，因此无线电频谱的这些非授权部分被称为NR-U。

示例性配置中的无线通信网络100包括UE 102，其可以是能够无线通信的任何适当设备(如下文进一步讨论)。无线通信网络100还包括连接到CN型5GC的核心网络(CN)106的5G NR基站104。5G NR基站104相应地作为下一代节点B(gNB)操作。但是，在其他实施方式中，无线通信网络100可以包括根据基于NR以外类型的无线电接入技术(RAT)操作的一个或多个基站，并且这些基站可以连接到其他CN类型的CN或者在没有连接到任何CN的独立模式下操作。

基站104覆盖了5G NR小区108，其中UE可以利用NR-U以及专门分配给操作基站104和核心网络106的服务提供商的无线电频谱部分。当通过5G NR空口从基站104接收数据和将数据发送到基站104时，UE 102可以与其他设备共享NR-U。例如，UE 110可以是操作基站104和核心网络106的服务提供商的订户，因此可以与基站104通信。在另一种场景中，UE110是支持NR-U的另一服务提供商的订户，并且与除基站104之外的基站(未示出以避免混淆)通信。在此场景下，用户操作基站104并且将基站104连接到因特网服务提供商(ISP)的数据网络。在此场景下，基站104类似于WiFi接入点(AP)，但是利用NR-U而不是IEEE 802.11标准之一来与UE通信。此外，当根据IEEE 802.11标准之一在无线局域网(WLAN)中操作时，AP 112可以利用作为NR-U的无线电频谱的部分。

通常，无线通信网络100可以包括任何数量的基站，并且基站中的每一个可以覆盖一个，两个，三个或任何其他适当数量的小区。

gNB 104可以经由多个DL波束，例如DL波束120A、120B和120C将数据发送到UE102。通常，DL波束120A-C的方向不需要静态，并且在一些实施方式中，GNB 104动态地修改DL波束120A-C的方向。gNB 104可以在DL波束1120A-C中的每一者上发送相应的CSI-RS和SSB，或另一适当的标识符。此外，在某些情况下，gNB 104可以仅生成DL波束。更进一步地，在某些场景下，UE 102可以一次仅检测一个DL波束。

UE 102配备有处理硬件130，其可以包括一个或多个通用处理器(例如，CPU)和非暂态计算机可读存储器，其存储一个或多个通用处理器所执行的指令。附加地或替代地，处理硬件130可以包括专用处理单元。示例性实施方式中的处理硬件130包括介质接入控制(MAC)实体132和物理层(PHY)实体134。MAC实体132和PHY实体134可以被配置成分别在UE102与gNB 104之间的5G NR无线电接口的MAC和PHY层处运行。

此外，在此示例实施方式中的MAC实体132包括NR-U随机接入过程(RAP)控制器142和波束检测器144，并且PHY实体134包括信道接入(CA)控制器146，其被配置成执行“先听后说”(listen-before-talk，LBT)过程或其他CA过程。

在某些场景下，gNB 104在广播信道(BCH)或下行链路共享信道(DSCH)和物理广播信道(PBCH)或DL波束120A-C上的物理下行链路共享信道(PDSCH)上广播主信息块(MIB)、系统信息块1(SIB1)和/或SIB之外的SIB。在一些实施方式中，gNB 104在这些广播中包括DL波束120A-C的配置。在其他实施方式中，gNB 104不包括DL波束120A-C到UE的配置，并且UE102根据预定方案(例如，由标准规范指定的方案)来检测和接收DL波束120A-C。在其他场景中，gNB 104经由RRC消息，例如在RRC重新配置过程期间发送的RRCReconfiguration、在RRC连接建立过程期间发送的RRCSetup、在RRC重新建立过程期间发送的RRCReestablishment、或者在RRC连接恢复过程期间或者RRC连接重新建立过程期间发送的RRCResume或RRCSetup来将DL波束120A-C的配置提供到UE 102。DL波束120A-C的配置可以包括与DL波束120A-C或发送配置指示(TCI)状态配置相关联的相应CSI-RS的配置。

当UE 102处于RRC_IDLE模式时，UE 102可以在带宽部分(BWP)或宽载波带宽的一部分上执行随机接入过程，以建立或恢复与gNB 104的RRC连接。当UE 102成功完成随机接入过程和RRC连接建立过程时，UE 102使用BWP作为活动BWP。gNB 104随后可以使用某些RRC消息向UE 102重新配置一个或多个BWP。gNB 104还可以向UE 102发出命令以将从一个BWP切换到另一BWP。

当UE 102处于RRC_INACTIVE模式时，UE 102可以在BWP或宽载波带宽的一部分上执行随机接入过程，以恢复与gNB 104的RRC连接。当UE 102成功完成随机接入过程和RRC连接恢复过程时，UE 102使用BWP作为活动BWP。gNB 104随后可以使用某些RRC消息向UE 102重新配置一个或多个BWP。gNB 104还可以向UE 102发出命令以将从一个BWP切换到另一BWP。

当UE 102处于RRC_CONNECTED模式时，UE 102可以在BWP或者宽载波带宽的一部分上执行随机接入过程，以切换到gNB 104，从而请求gNB 104将上行链路许可发送到UE 102，以用于重新建立与GNB 104的RRC连接，或者响应物理下行链路控制信道(PDCCH)命令。

在任何情况下，gNB 104均可以针对DL波束的每个CSI-RS、SSB或其他标识符指定一组RA前导码和/或用于发送相应RA前导码的一组RACH时机。每个RACH时机可以是时频资源。此配置还可以包括UE 102在将DL波束的测量值进行比较时应使用的值的指示。gNB 104可以将此DL波束的配置存储在存储器中。

波束检测器144可以以高于特定阈值的定量度量来检测零个、一个或多个DL波束120A-C。例如，波束检测器144可以对于每个检测到的波束来测量参考信号接收功率(RSRP)、参考信号接收质量(RSRQ)、接收信号强度指示符(RSSI)、信号与干扰加噪声比(SINR)等中的一者或多者。作为更具体的示例，在RSRP测量类别中，例如，波束检测器144可以生成同步信号RSRP(SS-RSRP)或CSI-RSRP测量值。一个示例实施方式中的波束检测器144为每个检测到的DL波束生成此测量值，并且选择具有最高测量值的DL波束(即，“最佳”DL波束)。在另一实施方式中，波束检测器144选择多于一个DL波束，只要相应的测量值高于特定阈值，即，测量值指示DL波束“足够良好”即可。然后，波束检测器144可以向NR-U RAP控制器142提供选定DL波束的CSI-RS或另一适当指示符。

使用一个或多个DL波束的(多个)标识符，NR-U RAP控制器142可以选择一组随机接入过程参数。如上所述，参数可以包括RA前导码和RACH时机。例如，NR-U RAP控制器142选择与“最佳”DL波束或“足够良好”波束相关联的RA前导码和RACH时机。为了发送选定RA前导码，NR-U RAP控制器142可以使CA控制器146评估相应信道例如PRACH是否畅通。在多个实施方式中，CA控制器146可以在包括RACH时机的时间段以及其他时间期间在发送前导码之前，确定信道是否畅通。

CA控制器146可以实施I型CA过程，据此过程，UE 102首先在总和跨越延迟持续时间T_d的时间段的多个时隙期间感测信道为空闲的。然后，UE 102使用计数器N倒计数到零，从而在一个或多个额外时隙持续时间内来感测信道。延迟持续时间T_d由直接跟随m_p个连续时隙持续时间(每个跨越T_sl)的持续时间间隔T_f组成。下文将参照图10进一步考虑该过程。

在另一实施方式中，CA控制器146实施II型CA过程，根据此CA过程，UE 102在至少感测间隔T_{short_ul}(例如可以是25μs)内感测信道空闲之后立即在RACH时机内发送RA前导码。感测时间间隔T_{short_ul}由直接跟随一个时隙T_sl(可以是例如是9μs)的持续时间的持续时间T_f(可以是例如16μs)的时间间隔构成。持续时间间隔T_f包括空闲时隙T_sl。因此，当UE 102感测到在T_{short_ul}期间的所有时隙期间信道是空闲的时，CA控制器146确定信道在T_{short_ul}内是空闲的。

现在参考图2，UE 102在此示例性场景中使用上述MIB、SIB1、一个或多个RRC消息等来接收DL波束的配置、相应的SSB/CSI-RS、RA前导码、PRACH时机等。

然后，UE 102进行包括资源选择和CA过程的一组过程。为简洁起见，以下讨论中的术语“SSB”和“CSI-RS”可用于指代相应的DL波束。因此，例如，“选择CSI-RS”是指选择发送CSI-RS的DL波束，并且“选择SSB”是指选择发送SSB的DL波束。

波束检测器144或UE 102的另一适当组件首先选择212与在特定阈值以上的SS-RSRP相对应的SSB，或者具有在另一阈值以上的CSI-RS RSRP的CSI-RS。在一个实施方式中，当SSB或CSI-RS中的任一者均不高于相应阈值时，或者当SSB或CSI-RS中的多于一个高于相应阈值时，波束检测器144选择具有最佳SS-RSRP的SSB或具有最佳CS-RSRP的CSI-RS。

在方框212中选择SSB或CSI-RS之后，UE 102从与选择SSB或CSI-RS相关联的RA前导码中选择214RA前导码。UE 102还从与选择SSB或CSI-RS相关联的RACH时机中选择216RACH时机。UE 102可以以任何顺序执行方框214和216，并且因此UE 102在一些实施方式中首先选择RA前导码，然后选择RACH时机，并且在其他实施方式中首先选择RACH时机，然后选择RA前导码。返回参见图1，例如，基于SSB或CSI-RS的选择212，NR-U RAP控制器142可以执行选择214和216。如上所述，RACH时机可以对应于UE 102可以发送RA前导码的时频资源。在另一实施方式中，UE 102首先选择与SSB或CSI-RS相关联的一组两个或更多个RACH时机，使得每个RACH时机发生在不同的时间。然后，UE 102选择用于发送RA前导码的这些RACH时机中的一个RACH时机。

然后，UE 102执行218CA过程。当UE 102确定220时，当RACH时机从下一个k正交频率分割复用(OFDM)符号(例如，k＝1)开始的n＝0的时刻，UE 102可以发送232随机接入过程230的RA前导码。

在一些场景中，UE 102无法完成CA过程218，因为信道长时间保持忙碌。在一个实施方式中，UE 102在启动CA过程之后立即启动定时器，并且如果UE 102在定时器到期之前无法完成CA过程，则UE 102重新配置UE102在其中执行第一CA过程，或者UE 102执行RRC连接重新建立过程的主小区(PCell)或辅小区(SCell)。如果CA过程在定时器到期之前完成，则UE 102停止计时器。

在图2所示的场景中，UE 102在完成CA过程之后发送232前导码。然后，gNB 104将包括上行链路许可的随机接入响应234发送到UE 102。gNB104在与所选择的RA前导码对应的DL波束上发送随机接入响应。例如，返回参考图1，如果UE选择212DL波束120A的CSI-RS，并且选择214与所选择的CSI-RS相关联的RA前导码，则gNB 104还在DL波束120A上发送234随机接入响应。然后，UE 102使用上行链路许可发送236调度UL发送。gNB 104在响应中发送238争用解决消息以解决争用。如图2中所示，变速器232、234、236和238一起组成随机接入过程230。

在另一种场景中，在UE 102完成CA过程时，UE 102已经发送了RA前导码。例如，UE102可以在第二载波频率上启动CA过程的第一实例并且在第二载波频率上启动CA过程的第二实例。通过这种方式，UE 102提高了成功发送RA前导码的概率。因此，CA过程的第一示例和第二实例可以同时进行。由于CA过程的第二实例，UE 102可以能够在第二信道上发送RA前导码，而CA过程的第一实例仍在第一信道上进行。结果，在UE 102完成CA过程的第一实例时，UE 102已经发送了RA前导码。

在又一场景中，UE 102完成CA过程并且无法发送RA前导码(例如，因为CA过程揭示了信道繁忙)。在一个实施方式中，UE 102提高了争用窗口的尺寸CW_p。例如，UE 102可以根据规范3GPP TS 37.213来管理争用窗口的大小，此规范指定用于不同信道接入优先级类的若干参数。作为更具体的示例，对于优先级3和当前尺寸CW₃＝31，UE 102可以将尺寸增加到CW₃＝63。

在一些情况下，在尝试发送RA前导码时，UE 102继续失败。在一个实施方式中，每次UE 102未能发送所选择的RA前导码时，UE 102都会将失败计数器加一。当失败计数器的值超过阈值时，该实施方式中的UE 102重新配置PCell或SCCell或执行RRC连接重新建立过程，类似于上文所讨论的示例性信道处理。

另一方面，当UE 102在进行CA过程之后成功发送RA前导码时，UE 102可以将争用窗口的尺寸重置为最小值(例如，CW_p＝CW_min,p)。UE 102还可以将失败计数器重置为零。

为清楚地参考图3的定时图，在其他场景中，CA过程的末端305可以在RACH时机301之后x个OFDM符号(x>1)发生，或者在RACH时机303之前y个OFDM符号(y>1)发生。因此，在一个场景中，UE 102在完成CA过程之后不发送RA前导码，因为CA过程在RACH时机301之后完成。在另一场景中，UE 102在完成CA过程之后不发送RA前导码，因为RACH时机303仍在将来。

UE 102可以当在RACH时机301之后发生CA过程的末端305时如图4所示操作。在此场景中，UE 102接收来自gNB 104的配置，类似于上文所讨论的事件202。然后，UE 102在第一实例中执行410A类似于上文所讨论的过程集合210的一组过程，其中包括选择SSB/CSI-RS、基于所选择的SSB/CSI-RS来选择RACH前导码、基于所选择的SSB/CSI-RS来选择RACH时机，以及执行CA过程。UE 102确定422UE 102错过了RACH时机，并且作为响应执行410B与集合210类似的一组过程的集合的另一实例。更具体来说，UE 102在此情况下选择新的SSB/CSI-RS、选择新的RA前导码和新的RACH时机，并且执行新的CA过程。

另一方面，当CA过程的末端305在RACH时机303之前多于一个OFDM符号发生时，UE102可以如图5所示操作。在此情况下，UE 102从gNB 104接收502配置，类似于上文所讨论的事件202和402。然后，UE 102在第一实例中执行510一组过程，其中包括选择SSB/CSI-RS、基于所选择的SSB/CSI-RS来选择RACH前导码、基于所选择的SSB/CSI-RS来选择RACH时机，以及执行CA过程，类似于上文所讨论的过程集合210和410A。UE 102确定524RACH时机在将来发生，并且作为响应执行518新的信道接入过程。在此情况下，UE 102不选择新的CSI-RS/SSB。

参见图4和5，在另一示例性场景中，UE 102选择一组两个或更多个RACH时机。当UE102在完成CA过程时错过了所有RACH时机时，UE 102选择新的CSI-RS/CCB，类似于图4的场景。然而，当UE 102已经错过了除了在未来发生的一个PRACH时机之外的所有PRACH时，UE102如图5所示操作，并且只执行新的CA过程。

仍然参照图4和图5，当UE 102在第二或后续实例中执行CA过程(事件410B和518)时，UE 102可以执行类似于第一实例的CA过程，但是UE 102可以在信道空闲时省略指数退避过程。换句话说，与第一实例中的执行CA过程不同，在第二实例中，除非频道正忙，否则UE102不需要执行指数退避过程。

为进一步清楚说明，图6示出用于选择和发送随机接入前导码的示例性方法600的流程图，所述示例性方法可以实施于任何适当的处理硬件中，例如，作为存储在计算机可读存储器中的一组指令并且可由一个或多个处理器执行。下文将参照UE 102来讨论方法600，但通常此方法可以实施于任何适当的设备中。

在方框602中，UE 102选择SSB/CSI-RS(例如，图2中的事件212；另请参见图4中的事件410A和410B和图5中的事件510A)。接下来，在方框604中，UE 102选择前导码(例如，图2中的事件214；另请参见图4中的事件410A和410B和图5中的事件510A)。在方框606中，UE102选择RACH时机(例如，图2中的事件216；另请参见图4中的事件410A和410B和图5中的事件510A)。

之后，在方框608中，UE 102选择第N个CA过程(例如，图2中的事件218和图5中的事件518；另请参见图4中的事件410A和410B和图5中的事件510A)。在一些情况下，UE 102在完成CA过程或如上所述的CA过程期间在方框610中发送(或至少尝试发送)RA前导码(事件232；另请参见图4中的事件430以及图5中的事件520)。

当UE 102在方框612中确定已经发送了RA前导码时，方法600完成。否则，当UE 102在方框612中确定尚未发送RA前导码时，流程进行到方框614。当UE 120然后在方框614中确定UE 102错过了RACH时机时，流程进行到方框602(参见图4的场景)。否则，当UE 120在方框614中确定RACH时机为未来的时机时，流程进行到方框608(参见图5中的场景)。

接下来，图7和8示出在确定RA前导码的发送失败之后，UE 102选择新CSI-RS/SSB的附加示例性场景。UE 102的操作将参照MAC实体132也称为“UE MAC 132”和PHY实体134也称为“UE PHY 134”来讨论。一般而言，在图7和图8的场景中的UE 102确定信道在RACH时机时，即，在包括RACH时机的特定时间段期间是否仍然空闲。

首先参照图7，UE MAC 132启动702随机接入过程。UE MAC 132选择710对应于第一CSI-RS/SSB的第一RA前导码和第一RACH时机，类似于上文的讨论。然后，UE MAC 132向UEPHY 134提供712第一RA前导码和第一RA时机。UE PHY 134响应地执行714CA过程以确定信道在第一RACH时机之前是空闲的。

如图7所示，当CA过程指示716信道在第一RACH时机之前是空闲时，UE PHY 134在第一RA时机期间发送718RA前导码。然后，UE PHY 134根据在事件714中启动的CA过程确定720信道在包括第一RACH时机的时间段期间尚未空闲。更具体来说，UE PHY 134可以确定信道在第一RACH时机发生时，或者在第一RACH时机发生之后(当UE 102感测到信道延伸超出第一RACH时机末端的时间段)非空闲。响应于确定信道尚未空闲，UE 102向UE MAC 132提供722对第一RA前导码和第一RACH时机的失败指示。

然后，UE MAC 132选择730对应于第二CSI-RS/SSB的另一个第二RA前导码和第二RACH时机。因此，在此情况下，UE MAC 132选择新的DL波束。UE MAC 132向UE PHY 134提供732第二RA前导码和第二RA时机。然后，UE PHY 134可以确定736与RACH时机相对应的信道在第二RACH时机之前是空闲的。当CA过程指示736信道在第二RACH时机之前是空闲的时，UEPHY 134在第二RA时机期间发送738前导码。

在另一示例中，UE 102确定740信道在包括第二时机的时间段期间尚未空闲。当CA过程指示740信道尚未空闲时，UE 102向UE MAC 132提供742关于第二前导码和第二RACH时机的失败通知。作为响应，UE MAC 132可以选择与第三CSI-RS/SSB对应的第三RA前导码和第三RACH时机，并且再次确定信道是否已经空闲或不使用CA过程等。UE 102可以继续执行CA过程，直到UE在RACH时机中发送RA前导码。

图8中的场景总体上类似于图7中的场景，但在此情况下，UE 102在选择新的CSI-RS/SSB之后执行另一信道接入过程。更具体来说，事件802-832类似于图7的对应事件702-732。在UE MAC 132向UE PHY 134提供832第二RA前导码和第二RA时机之后，UE PHY 134执行834第二CA过程。根据具体实施方式，UE PHY 134执行第二CA过程的载波频率可以与UEPHY 134执行814第一CA过程的载波频率不同或相同。然后，UE PHY134和UE MAC 132继续生成或处理事件836-842，类似于参照图7所讨论的对应事件736-742。在一些情况下，如果UE102在接收822失败通知之后仍然选择CSI-RS/SSB，第二RA前导码与第一RA前导码和/或第二RACH时机与第一RACH时机相同。在一些实施方式中，如果第二RA前导码和第二RACH时机分别与第一RA前导码和第一RACH时机相同，则UE MAC 132可以不指示832第二RA前导码和第二RACH时机。如果UE PHY 134未接收到第二RA前导码和第二RACH时机，则UE PHY 134继续使用第一RA前导码和第一RACH时机。在其他实施方式中，不论第二RA前导码和第二RACH时机是否分别与第一RA前导码和第一RACH时机相同，UE MAC 132指示832第二RA前导码和第二RACH时机。

接下来，图9示出用于选择随机接入前导码和用于发送随机接入前导码的时机的示例性方法900。下文将参照UE 102来讨论方法900，但通常此方法可以实施于任何适当的设备中。

在方框902中，UE 102选择RA前导码和RACH时机(图7中的事件710和图8中的事件810)。如上所述，UE 102可以根据先前选择的CSI-RS/SSB选择这些参数。接下来，在方框910中，UE 102执行CA过程，以便在RACH时机期间发送RA前导码(图7中的事件714和图8中的事件814)。在一些实施方式中，UE 102根据信道接入优先级类(CPAC)来执行CA过程。信道接入优先级类分布于最高优先级(例如，CAPC 1)到最低优先级(例如，CAPC 4)中，并且信道访问优先级类对应于争用窗口的最大、最小和允许的尺寸、最大链路占用时间、延迟连续持续时间数量(以毫秒和/或特定时隙的持续时间为单位衡量，持续时间反过来基于UE与基站之间通信的子载波间隔)，以及在执行CA过程时使用的其他基于时间的参数。CA过程的示例如3GPP TS 37.213中所述。

在方框912中，UE 102确定信道在RACH时机之前是否空闲(图7中的事件716和图8中的事件816)，并且如果空闲，则流程进行到方框914。否则，当UE 102确定信道在RACH时机之前不空闲时，流程进行到方框918。UE 102在方框914中发送RA前导码(图7中的事件718和图8中的事件818)。但是，即使UE 102在方框914中成功发送了RA前导码，则UE 102在方框916中也根据CA过程确定信道在包括RACH时间的时间段期间是否已经空闲(图7中的事件720和图8中的事件820)。如果信道在此时间段期间已经空闲，则方法900完成，并且UE 102继续监测相同的DL波束以响应于RA前导码(即，随机接入响应消息，如图2所示)。

否则，如果信道在包括RACH时机的时间段期间尚未空闲，则流程进行到方框918，其中UE 102选择不同的RA前导码和不同的RACH时机(图7中的事件730和图8中的事件830)。UE 102为不同的CSI-RS/CCB选择这些参数。换言之，UE 102选择不同的DL波束。

在一个实施方式中，流程然后返回到方框912(参见图7)，其中UE 102确定CA过程是否已经指示信道在新(第二)RACH时机之前是空闲的(图7中的事件736)。应注意，UE 102可以在从一个DL波束切换到另一个DL波束之后尝试接入相同的上行链路(UL)信道，因此至少一些情况下的CA过程可以涉及第一PRACH时机和第二PRACH时机。

在另一实施方式中，流程从方框918返回到方框910(参见图8)，其中UE 102执行新的CA过程(图8中的事件834)。

在一些情况下，UE 102确定CA过程(例如，上述CA过程之一)已经指示信道在发生于RACH时机之前的一定时间(例如，N个OFDM时隙或子帧，其中N＝1,2,3,…,等)的第一时间是空闲的。因为UE 102无法安全地假设信道在RACH时机仍然空闲，因此UE 102在第一时间之后和RACH时机之前的第二时间在信道上启动新的CA过程。在一些实施方式中，新的CA过程在类型、类别和/或持续时间方面与CA过程相同。但是在其他实施方式中，新的CA过程在类型、类别和/或持续时间方面与CA过程不同。例如，第一和第二CA过程可以对应于3GPP TS38.899中定义的不同类别(即，类别1、2、3或4)。作为另一示例，第一和第二CA过程可以对应于在3GPP TS 37.213中定义的不同信道接入过程(例如，第一过程可以是“I型上行链路”信道接入过程，并且第二过程可以是“II型上行链路”信道接入过程)。作为更具体的示例，第一CA过程可以是可变持续时间过程(例如，具有随机确定的争用窗口持续时间)，并且第二CA过程可以是较短的固定持续时间过程。

接下来，图10示出用于鉴于信道上的空闲时间间隔而选择随机接入前导码以及发送随机接入前导码的时机的示例性方法1000。方法1000也可以实施于UE 102或其他适当的设备中。类似于方法900的处理方框902，在方框1002中，UE 102选择RA前导码和RACH时机(图7中的事件710和图8中的事件810)。然后，UE 102发起作为CA过程的一部分的信道感测，此操作在图10中相对于图9而言更详细地示出。

在方框1004中，UE 102确定信道在构成延迟持续时间间隔T_d的时隙中是空闲的。在方框1006中，UE 102确定信道是否在N_init个时隙期间保持空闲。用于感测信道的时隙可以与由3GPP NR规范中定义的14个OFDM符号组成的时隙不同。例如，用于感测信道的时隙的持续时间可以是9μs。

例如，UE 102可以执行I型过程的方框1006可以总结为以下六步。

1)UE 102最初设置N＝N_init，其中N_init是均匀分布于0与CW_p之间的随机数，即争用窗口的尺寸。

2)UE 102将计数器递减(即，N＝N-1)，同时N>0。

3)在该步骤中，当UE 102感测到信道在额外的时隙持续时间中为空闲时，UE 102进行到步骤四。当UE 102感测到信道在额外的时隙持续时间内繁忙时，UE 102进行到步骤五。

4)如果计数器N为零(即，N＝0)，则UE 102停止CA过程。否则，UE 102返回到步骤二。

5)UE 102继续信道感测，直到UE 102检测到持续时间间隔T_d内的繁忙时隙，或者UE 102确定持续时间间隔T_d内的所有时隙均为空闲的。

6)当UE 102确定持续时间间隔T_d内的所有时隙时是空闲的时，UE 102返回到步骤四。否则，UE 102返回到步骤五。

继续参照图10，流程进行到方框1008，其中UE 102确定N在RACH时机之前或之后是否为零。如果计数器N在RACH时机之前达到零，则流程进行到方框1010；否则，流程进行到方框1020。更具体来说，流程进行到方框1020以在确定CA过程仅在RACH时机之后结束时选择新的RA前导码和新的RACH时机，因此RACH时机处于过去(例如，参见图7中的时间720和图8中的事件820)。

在方框1010，UE 102确定计数器N是否在RACH时机之前立即处于零。如果N在RACH时机之前立即为零，即，如果信道在紧挨着RACH时机之前的时间段期间是空闲的，则UE 102在RACH时机期间发送RA前导码。否则，流程进行到方框1022。

在方框1020中，UE 102选择新的RA前导码和新的RACH时机(图7中的事件730和图8中的事件830)。然后，UE 102在方框1022中确定在新RACH时机之前的至少一个时隙的持续时间内是空闲的。但是在另一场景下，流程从判定方框1010进行到方框1022，其中UE 102确定信道是否在先前选择的RACH时机之前的至少一个时隙的持续时间内是空闲的。因此，在方框1022中，UE 102可以根据场景将检查应用于原始RACH时机或新的RACH时机。

在方框1024中，UE 102可以确定信道在延迟持续时间间隔T_d的所有时隙期间是空闲的，并且进行到方框1012以发送RA前导码。否则，当UE 102确定信道在延迟持续时间间隔T_d中的所有时隙期间非空闲时，流程返回到方框1006。

因此，如果UE 102在上述CA过程中的步骤四之后尚未在信道上发送RA前导码(参见以上方框1006的讨论)，则在以下情况下，UE 102可以在信道上发送RA前导码：(i)根据CA过程，信道至少在UE 102准备好发送RA前导码的时隙内是空闲的，并且(ii)根据CA过程，信道在紧挨着RACH时机之前的延迟持续时间间隔内的所有时隙期间已经是空闲的。当CA过程的结果指示信道在UE 102首先在准备好发送之后感测信道的时隙内尚未空闲时，或者如果信道在延迟持续时间间隔内的任何时隙期间尚未空闲时，UE 102可以在感测到信道在延迟持续时间间隔期间为空闲之后进行到CA过程的第1步。如上所述，延迟持续时间间隔T_d可以由直接跟随m_p个连续时隙持续时间(每个跨T_sl)的持续时间间隔T_f构成。如果UE 102感测到信道在时隙持续时间内是空闲的，并且如果UE 102检测到在此时隙期间的至少x个μs(例如，x＝4)中的功率低于能量阈值X_thresh，则UE 102可以考虑持续时间时隙T_sl是空闲的。否则，UE 102确定时隙是繁忙的。

为清楚起见，图11示出可以在诸如UE 102的适当UE中实施的示例性方法1100。

在方框1102中，UE选择第一RA前导码和发送第一RA前导码的第一时机(图2的事件214和216、图4的事件410A、图5的事件510A、图6的方框604和606、图7的事件710、图8的事件810、图9的方框902、图10的方框1002)。

接下来，在方框1104中，UE执行信道接入过程以确定信道是否空闲(图2的事件218、图4的事件410A、图5的事件510A、图6的方框608、图7的事件714、图8的事件814、图9的方框910、图10的方框1004-1008)。

在方框1106中，UE选择第二RA前导码和发送第二RA前导码的第二时机(图2的事件410B、图6的方框604和606、图7的事件730、图8的事件830、图9的方框918、图10的方框1020)。

在方框1108中，UE在第二时机期间发送第二RA前导码，从而发起随机接入过程中与基站的消息交换(图4的事件430、图5的事件530、图6的方框610、图7的方框738、图8的方框838、图9的方框914、图10的方框1012)。

以下其他考虑因素适用于上述讨论。

可以实施本公开技术的用户设备(例如，UE 102)可以是能够提供无线通信的任何适当设备，诸如智能电话、平板计算机、膝上型计算机、移动游戏控制台、销售点(POS)终端、健康监测设备、无人机、摄像机、媒体流式传输加密狗或其他个人媒体设备、可穿戴设备诸如智能手表、无线热点、毫微微蜂窝基站(femtocell)或宽带路由器。此外，在某些情况下，用户设备可以嵌入到电子系统中，诸如车辆的头部单元或高级驾驶员辅助系统(ADAS)。更进一步地，用户设备可以作为物联网(IoT)设备或移动互联网设备(MID)运行。根据具体类型，用户设备可以包括一个或多个通用处理器、计算机可读存储器、用户接口、一个或多个网络接口、一个或多个传感器等。

本公开中将某些实施例描述为包括逻辑或多个组件或模块。模块可以是软件模块(例如，存储在非暂态机器可读介质上的代码)或硬件模块。硬件模块是能够执行特定操作的有形单元，并且可以以特定方式配置或布置。硬件模块可以包括永久配置的专用电路或逻辑(例如，作为专用处理器，例如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC))以执行某些操作。硬件模块还可以包括由软件临时配置以执行某些操作的可编程逻辑或电路(例如，包括在通用处理器或其他可编程处理器内)。在专用和永久配置的电路中或在临时配置的电路(例如，由软件配置的电路)中实施硬件模块可能取决于成本和时间考虑因素。

当实施于软件中时，这些技术可以作为操作系统的一部分、由多个应用程序使用的库、特定软件应用程序等提供。该软件可以由一个或多个通用处理器或一个或多个专用处理器执行。

在阅读本公开后，所属领域中的技术人员将理解用于通过本文公开的原理支持基于分组的语音和视频呼叫的另外替代结构和功能设计。因此，尽管已经图示和描述了特定实施例和应用，但是应理解，所公开的实施例不限于本文公开的精确构造和部件。在不脱离随附权利要求中限定的精神和范围的情况下，可以对本文公开的方法和装置的布置、操作和细节进行对所属领域中的普通技术人员而言显而易见的各种修改、改变和变化。

以下方面列表反映了本公开明确预期的各种实施例。

方面1.一种在用户设备(UE)中用于在非授权频谱中执行随机接入过程的方法，方法包括：通过处理硬件而选择第一随机接入(RA)前导码以及将第一RA前导码发送到基站的第一时机；通过处理硬件执行信道接入(CA)过程以确定与第一时机对应的信道是否为空闲；在执行CA过程之后，选择第二RA前导码以及将第二RA前导码发送到基站的第二时机；通过处理硬件在第二时机期间向基站发送第二RA前导码，以执行随机接入过程。

方面2.根据方面1的方法，进一步包括：通过处理硬件接收第一下行链路(DL)波束，其中第一RA前导码是基于第一DL波束中的信息选择的；通过处理硬件接收第二DL波束，其中第二RA前导码是基于第二DL波束中的信息选择的。

方面3.根据方面2的方法，其中：第一DL波束中的信息是第一信道状态信息参考信号(CSI-RS)或第一同步信号块(SSB)中的一者，并且第二DL波束中的信息是第二CSI-RS或第二SSB中的一者。

方面4.根据方面2的方法，其中：选择第一RA前导码是响应于确定第一DL波束的功率水平高于阈值，并且选择第二RA前导码是响应于确定第二DL波束的功率水平高于阈值。

方面5.根据方面2的方法，还包括：从基站接收无线电资源控制(RRC)配置，RRC配置指示(i)多个DL波束，(ii)与多个DL波束相关联的多个RA前导码，以及(iii)用于发送RA前导码的多个时机。

方面6.根据方面1的方法，其中选择第二RA前导码和第二时机响应于确定CA过程在第一时机发生后完成。

方面7.根据方面6的方法，其中CA过程是第一CA过程，方法进一步包括：在选择第二RA前导码和第二时机之后，执行第二CA过程。

方面8.根据方面7的方法，其中：执行第一CA过程包括执行退避程序，并且执行第二CA过程不包括执行退避程序。

方面9.根据方面1的方法，其中：执行CA过程包括确定信道在第一次时机之前是否空闲，并且选择第二RA前导码和第二次时机是响应于确定信道在包括第一时机的时间段期间不空闲。

方面10.根据方面9的方法，其中CA过程是第一CA过程，方法进一步包括：在选择第二RA前导码和第二时机之后，执行第二CA过程。

方面11.根据方面10的方法，其中：信道是第一信道，并且CA过程在第二信道上执行。

方面12.根据方面9的方法，其中在第二时机期间向基站发送第二RA前导码是响应于确定信道在第二时机之前空闲。

方面13.根据方面9的方法，进一步包括：通过物理层(PHY)实体向媒体接入控制(MAC)实体提供信道在包括第一时机的时间段期间不空闲的指示。

方面14.根据方面1的方法，其中选择第二RA前导是响应于CA过程确定信道繁忙。

方面15.根据方面1的方法，其中执行CA过程包括执行“先听后说”(listen-before-talk，LBT)过程。

方面16.根据方面1的方法，进一步包括：通过处理硬件响应于选择新RA前导码和发送新RA前导码的新时机而递增计数器；通过处理硬件将计数器与阈值进行比较；以及通过处理硬件响应于计数器超出阈值而中止随机接入过程。

方面17.根据方面1的方法，进一步包括：通过处理硬件在发起CA过程之后启动定时器；以及当定时器在CA过程完成之前到期时，执行以下项中的至少一者：(i)在其中提供信道的主要小区或辅小区中的至少一者的重新配置，或者(ii)RRC连接建立过程。

方面18.根据方面1的方法，其中执行CA过程包括：分别在第一载波频率和第二载波频率上同时执行CA过程的第一实例和CA过程的第二实例。

方面19.根据方面1的方法，进一步包括：响应于确定第一RA前导码在CA过程完成之后尚未被发送而增加争用窗口。

方面20.一种用户设备(UE)，包括被配置成执行根据前述方面中的任一者的方法的处理硬件。

方面21.一种在UE中在非授权频谱中执行随机接入过程的方法，方法包括：通过处理硬件选择第一RA前导码和将第一RA前导码发送到基站的第一时机；通过处理硬件执行第一CA过程以确定与第一时机对应的信道是否空闲；响应于确定CA过程在第一时机之后完成：选择第二RA前导码和将第二RA前导码发送到所述基站的第二时机；响应于确定CA过程在第一时机之前的一定时间完成：在第一时机期间发送第一RA前导码之前执行第二CA过程以确定信道是否空闲。

方面22.根据方面21的方法，其中第一时机之前的一定量时间包括两个或更多个OFDM符号。

方面23.根据方面21的方法，进一步包括：通过处理硬件接收第一下行链路(DL)波束，其中第一RA前导码是基于第一DL波束中的信息选择的；通过处理硬件接收第二DL波束，其中第二RA前导码是基于第二DL波束中的信息选择的。

方面24.根据方面23的方法，其中：第一DL波束中的信息是第一信道状态信息参考信号(CSI-RS)或第一同步信号块(SSB)中的一者，并且第二DL波束中的信息是第二CSI-RS或第二SSB中的一者。

方面25.根据方面23的方法，其中：选择第一RA前导码是响应于确定第一DL波束的功率水平高于阈值，并且选择第二RA前导码是响应于确定第二DL波束的功率水平高于阈值。

方面26.根据方面23的方法，还包括：从基站接收无线电资源控制(RRC)配置，RRC配置指示(i)多个DL波束，(ii)与多个DL波束相关联的多个RA前导码，以及(iii)用于发送RA前导码的多个时机。

方面27.根据方面21的方法，其中执行CA过程包括执行“先听后说”(listen-before-talk，LBT)过程。

方面28.一种UE，包括被配置成执行根据方面21-27中的任一者的方法的处理硬件。

Claims (15)

1.一种在用户设备UE中在非授权频谱中执行随机接入过程的方法，所述方法包括：

通过所述处理硬件并且基于第一信道状态信息参考信号CSI-RS或第一同步信号块SSB而选择第一随机接入RA前导码以及将所述第一RA前导码发送到基站的第一时机；

通过所述处理硬件执行信道接入CA，以确定与所述第一时机对应的信道是否空闲；

在执行所述CA过程之后，基于第二CSI-RS或第二SSB而选择第二RA前导码和将所述第二RA前导码发送到所述基站的第二时机；以及

通过所述处理硬件在所述第二时机期间向所述基站发送所述第二RA前导码，以执行所述随机接入过程。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括经由至少一个网络消息来从所述基站接收所述第一CSI-RS或所述第一SSB以及所述第二CSI-RS或所述第二SSB。

3.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括：

从所述基站接收无线电资源控制RRC配置，所述RRC配置指定(i)多个RA前导码，以及(ii)用于发送RA前导码的多个时机。

4.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的方法，其中选择所述第二RA前导码和所述第二时机是响应于确定所述CA过程在所述第一时机发生后完成。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述CA过程是第一CA过程，所述方法进一步包括：

在选择所述第二RA前导码和所述第二时机之后，执行第二CA过程。

6.根据权利要求1-3中的任一权利要求所述的方法，其中

执行所述CA过程包括确定所述信道在所述第一时机之前是否空闲，以及

选择所述第二RA前导码和所述第二时机是响应于确定所述信道在包括所述第一时机的时间段期间不空闲。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述CA过程是第一CA过程，所述方法进一步包括：

在选择所述第二RA前导码和所述第二时机之后，执行第二CA过程。

8.根据权利要求6所述的方法，其中在所述第二时机期间向所述基站发送所述第二RA前导码是响应于确定所述信道在所述第二时机之前空闲。

9.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：

通过物理层PHY实体向媒体接入控制(MAC)实体提供所述信道在包括所述第一时机的所述时间段期间不空闲的指示。

10.根据权利要求1-3中的任一权利要求所述的方法，其中选择所述第二RA前导是响应于所述CA过程确定所述信道繁忙。

11.根据权利要求1-3中的任一权利要求所述的方法，其中执行所述CA过程包括执行“先听后说”LBT过程。

12.根据权利要求1-3中的任一权利要求所述的方法，进一步包括

通过所述处理硬件在选择新RA前导码和发送所述新RA前导码的新时机之后增加计数器；

通过所述处理硬件将所述计数器与阈值进行比较；以及

通过所述处理硬件响应于所述计数器超出所述阈值而中止所述随机接入过程。

13.根据权利要求1-3中的任一权利要求所述的方法，进一步包括

由所述处理硬件在发起所述CA过程之后启动定时器；以及

当所述定时器在所述CA过程完成之前到期时，执行以下项中的至少一者：(i)在其中提供所述信道的主要小区或辅小区中的至少一者的重新配置，或者(ii)RRC连接建立过程。

14.根据权利要求1-3中的任一权利要求所述的方法，进一步包括

响应于确定所述第二RA前导已经被发送而重置争用窗口的大小。

15.一种用户设备UE，包括被配置成执行根据前述权利要求中的任一权利要求所述的方法的处理硬件。

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