CN113766467A - 一种nb-iot端的数据传输方法、nb-iot芯片、设备及通信系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及通信领域，尤其涉及一种NB‑IOT端的数据传输方法、NB‑IOT芯片、设备、通信系统及计算机可读存储介质。一种NB‑IOT端的数据传输方法，包括：发送随机接入前导码；接收基站发送的随机接入响应；以第一NPUSCH功率发送消息3，消息3包括所述NB‑IOT端的标识信息，NB‑IOT端的标识信息用于冲突解决；随机接入尝试失败后，重传随机接入前导码；随机接入前导码重传后，以第二NPUSCH功率发送消息3，第二NPUSCH功率功率大于第一NPUSCH功率。在随机接入过程中，在提高消息1的功率的场景下，通过抬升消息3的功率，改善了由于NB‑IOT端接入基站时的接入成功率低以及耗时长的问题，提升了用户体验。

Description

一种NB-IOT端的数据传输方法、NB-IOT芯片、设备及通信系统

技术领域

本申请涉及通信领域，尤其涉及一种NB-IOT端的数据传输方法、NB-IOT芯片、设备、通信系统及计算机可读存储介质。

背景技术

窄带物联网(NarrowBand Internet of Things，NB-IoT)是一种基于蜂窝的窄带物联网技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接。NB-IoT主要应用于低吞吐、发送频率较低的场景，如智能抄表、智能建筑和智慧农业等。典型应用场景下，NB-IoT终端设备一般用于上报数据，因此其上行数据传输的成功率尤其重要；同时对于烟感和跟踪类应用，对时延也有一定要求，所以时延也是需要考虑的重要性能之一。

在基站调度参数不变的前提下，上行数据传输的成功率主要由用户设备(UserEquipment，UE)的上行发射功率、空口噪声和干扰以及基站解调能力决定。原则上上行发射功率越大，空口干扰越小，基站解调能力越强，数据传输的成功率越高，反之亦然。而空口噪声和干扰以及基站解调能力是UE无法决定的，所以在特定场景下可通过增强UE上行发射功率的方式来提高基站接收的消息的SINR，以提高基站的解调成功率。若增强UE的上行发射功率，则可以用更少的重传次数完成随机接入并且基站可以成功对UE进行调度，进而提升上行数传成功率和改善传输时延。

对于NB-IoT端来说，共2种上行信道：窄带物理随机接入信道(NarrowbandPhysical Random Access Channel，NPRACH)和窄带物理上行共享信道(NarrowbandPhysical Uplink Shared Channel，NPUSCH)，上行功率控制也就是通过测量下行信道的窄带参考信号接收功率(Narrowband Reference Signal Receiving Power，NRSRP)估计出路损，再根据基站的窄带系统消息块2(Narrowband System Information Block 2，SIB2-NB)和消息4(Msg4)中配置的参数计算出目标功率，最根据路损补偿该目标功率即可得到UE的上行发送功率，其中，SIB2-NB也可以简写成sib2或者SIB2。

对于NB-IOT端的随机接入过程来说，即使Msg1重传，依然会出现随机接入成功率低以及接入耗时长的问题。

发明内容

针对现有技术中NB-IOT端接入基站成功率低以及耗时长的问题，本申请提供了一种NB-IOT端的数据传输方法、NB-IOT芯片、设备、通信系统及计算机可读存储介质。

本申请的实施例的第一方面提供了一种NB-IOT端的数据传输方法，用于NB-IOT端的随机接入过程，包括：发送随机接入前导码；接收基站发送的随机接入响应；以第一NPUSCH功率发送消息3，消息3包括NB-IOT端的标识信息，NB-IOT端的标识信息用于冲突解决；随机接入尝试失败后，重传随机接入前导码；随机接入前导码重传之后，以第二NPUSCH功率发送消息3，第二NPUSCH功率功率大于第一NPUSCH功率。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，包括：NB-IOT端在ECL为0的配置下进行随机接入尝试时，对于消息3的重传，消息3在第(x+1)次随机接入尝试时的发送功率大于消息3在第x次随机接入尝试时被发送的发送功率；x为大于或者等于1的正整数；消息3的发送功率不大于NB-IOT端配置的最大发射功率。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，包括：NB-IOT端在ECL为0的配置下进行随机接入尝试时，消息3在第(x+1)次随机接入尝试时的发送功率等于x倍的第二功率增长步长加上第一NPUSCH功率；第一NPUSCH功率为首次随机接入尝试时消息3的发送功率；第二功率增长步长为2dB或者3dB。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，包括：NB-IOT端在ECL为1或2的配置下进行随机接入尝试时消息3的发送功率大于或者等于NB-IOT端在ECL为0的配置下进行随机接入尝试时消息3的发送功率。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，包括：NB-IOT端在ECL为1或2的配置下进行随机接入尝试时，对于消息3的重传，消息3的功率为第三NPUSCH功率；第三NPUSCH功率为消息3的初始功率加上NB-IOT端在ECL为0时对随机接入前导码的功率的总的抬升量；总的抬升量小于或者等于8dB；消息3的初始功率为NB-IOT端第一次随机接入尝试时发送消息3的功率。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，还包括：NB-IOT端在ECL为0的配置下进行随机接入尝试时，消息3重传时消息3的发送功率与首次随机接入尝试时消息3时的发送功率的差不超过8dB。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，接收随机接入响应之后，还包括：判断随机接入响应是否与NB-IOT端对应的随机接入前导码的标识匹配；随机接入响应与NB-IOT端对应的随机接入前导码的标识不匹配时，随机接入前导码重传；随机接入前导码重传后接收随机接入响应；以第二NPUSCH功率发送消息3。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，还包括：当随机接入尝试的总次数未达到预设的总的随机接入尝试次数时，随机接入前导码重传；

当NB-IOT端配置的ECL为0，并且ECL为0对应的随机接入尝试的次数未达到预设的ECL为0对应的随机接入尝试的最大次数时，NB-IOT端在ECL为0的配置下重传随机接入前导码以进行下一次随机接入尝试，第(z+1)次随机接入尝试时随机接入前导码的发送功率大于第z次随机接入尝试时随机接入前导码的发送功率，z为大于或者等于1的正整数；和/或

当NB-IOT端配置的ECL为1，并且ECL为1对应的随机接入尝试的次数未达到预设的ECL为1对应的随机接入尝试的最大次数时，NB-IOT端在ECL为1的配置下以NB-IOT端的最大发射功率重传随机接入前导码以进行下一次随机接入尝试；和/或

当NB-IOT端配置的ECL为2，并且ECL为2对应的随机接入尝试的次数未达到预设的ECL为2对应的随机接入尝试的最大次数时，NB-IOT端在ECL为2的配置下以NB-IOT端的最大发射功率重传随机接入前导码以进行下一次随机接入尝试。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，还包括：

当NB-IOT端配置的ECL为0，并且ECL为0对应的随机接入尝试的次数达到预设的ECL为0对应的随机接入尝试的最大次数时，NB-IOT端在ECL为1的配置下以NB-IOT端的最大发射功率重传随机接入前导码以进行下一次随机接入尝试；和/或

当NB-IOT端配置的ECL为1，并且ECL为1对应的随机接入尝试的次数达到预设的ECL为1对应的随机接入尝试的最大次数时，NB-IOT端在ECL为2的配置下以NB-IOT端的最大发射功率重传随机接入前导码以进行下一次随机接入尝试；和/或

当NB-IOT端配置的ECL为2，并且ECL为2对应的随机接入尝试的次数达到预设的ECL为2对应的随机接入尝试的最大次数时，NB-IOT端等待下一次随机接入。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，还包括：当NB-IOT端配置的ECL为0时，对于每一次随机接入前导码的重传，随机接入前导码的发送功率增加第一功率增长步长；第一功率增长步长为2dB或者3dB；随机接入前导码重传时随机接入前导码的发送功率与第一次发送随机接入前导码时的发送功率的差不超过8dB；第一功率增长步长等于第二功率增长步长。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，发送消息3之后，包括：接收基站发送的消息4，消息4包括冲突解决标识；判断冲突解决标识与消息3的标识信息是否匹配；冲突解决标识与消息3的标识信息不匹配时，随机接入前导码重传；随机接入前导码重传后接收随机接入响应；以第二NPUSCH功率发送消息3。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，还包括：

冲突解决标识与消息3的标识信息匹配时，以第一上行功率发送消息5，消息5为随机接入成功后NB-IOT端通过NPUSCH发送给基站的上行数据；消息5的发送功率不大于NB-IOT端配置的最大发射功率。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，还包括：消息5的发送功率为消息5的初始功率加上NB-IOT端在ECL为0时对随机接入前导码的功率的总的抬升量；总的抬升量小于或者等于8dB；消息5的初始功率为NB-IOT端首次随机接入尝试时发送消息5的功率。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，还包括：随机接入前导码重传p1次之后，NB-IOT端成功接入基站，NB-IOT端成功接入基站后，消息5的发送功率为q1；在NB-IOT端的另一次成功的随机接入过程中，随机接入前导码的重传次数为p2，消息5的发送功率为q1；p1大于p2时，q1大于q2；p1与p2之间的差越大，q1与q2之间的差越大。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，消息3的发送功率为P_NPUSCH，c(2)；

P_{o_NPUSCH，c}(j)＝P_{O_NOMINAL_NPUSCH，c}(j)+P_{O_UE_NPUSCH，c}(j)；

其中，j＝1或2；i表示第i个时隙，P_CMAX，c(i)为基站给NB-IOT端配置的最大发射功率，P_CMAX，c(i)为23dBm；M_NPUSCH，c(i)为不同的子载波间隔和子载波个数下发送消息3的功率补偿值，M_NPUSCH，c(i)根据子载波间隔和子载波个数来确定；

P_{O_NOMINAL_NPUSCH，c}(2)＝P_{O_PRE}+Δ_{PREAMBLE_Msg3}；

其中，P_{O_NOMINAL-NPUSCH，c}(2)表示基站期待收到对应j＝2的随机接入前导码的标称功率，P_{O_PRE}和Δ_{PREAMBLE_Msg3}分别根据sib2中的preambleInitialReceivedTargetPower和deltaPreambleMsg3-r13确定；P_{O_UE_NPUSCH，c}(2)＝0；

对于NPUSCH format1或NPUSCH format2格式的消息3，a_c(2)＝1；

PL_C是路损；P_comp为消息3或消息5的功率补偿量；当P_comp为消息3的功率补偿量时，功率补偿量为第二功率增长步长；消息5的功率补偿量为2dB或3dB。

根据第一方面，在一种可能的实现方式中，消息5的发送功率为P_NPUSCH，c(1)；P_{O_NOMINAL_NPUSXH，c}(1)为基站期待收到对应j＝1的消息5的标称功率，由sib2的p0-NominalNPUSCH-r13字段指定；P_{O_UE_NPUSCH，c}(1)表示对应j＝1的消息5的标称功率的补偿值，由消息4的p0-UE-NPUSCH-r13字段指定；

对于NPUSCH format1格式的消息5，a_c(1)由sib2的alpha-r13字段指定；

对于NPUSCH format2格式的消息5，a_c(1)＝1。

本申请的实施例的第二方面提供了一种NB-IOT端的数据传输方法，用于NB-IOT端的随机接入过程，包括：发送随机接入前导码；接收随机接入响应；

发送消息3，消息3包括NB-IOT端的标识信息，NB-IOT端的标识信息用于冲突解决，消息3的发送功率为P_NPUSCH，c(2)；

P_{o_NPUSCH，c}(j)＝P_{O_NOMINAL_NPUSCH，c}(j)+P_{O_UE_NPUSCH，c}(j)；

其中，j＝1或2；i表示第i个时隙，P_CMAX，c(i)为基站给NB-IOT端配置的最大发射功率，P_CMAX，c(i)为23dBm；M_NPUSCH，c(i)为不同的子载波间隔和子载波个数下发送消息3的功率补偿值，M_NPUSCH，c(i)根据子载波间隔和子载波个数来确定；

P_{O_NOMINAL_NPUSCH，c}(2)＝P_{O_PRE}+Δ_{PREAMBLE_Msg3}；

其中，P_{O_NOMINAL_NPUSCH，c}(2)表示基站期待收到对应j＝2的随机接入前导码的标称功率，P_{O_PRE}和Δ_{PREAMBLE_Msg3}分别根据sib2中的preambleInitialReceivedTargetPower和deltaPreambleMsg3-r13确定；P_{O_UE_NPUSCH，c}(2)＝0；

对于NPUSCH format1或NPUSCH format2格式的消息3，a_c(2)＝1；

PL_C是路损；P_comp为消息3或消息5的功率补偿量。

根据第二方面，在一种可能的实现方式中，发送消息3之后，还包括：接收消息4；发送消息5，消息5的发送功率为P_NPUSCH，c(1)；P_{O_NOMINAL_NPUSCH，c}(1)为基站期待收到对应j＝1的消息5的标称功率，由sib2的p0-NominalNPUSCH-r13字段指定；P_{O_UE_NPUSCH，c}(1)表示对应j＝1的消息5的标称功率的补偿值，由消息4的p0-UE-NPUSCH-r13字段指定；对于NPUSCHformat1格式的消息5，a_c(1)由sib2的alpha-r13字段指定；对于NPUSCH format2格式的消息5，a_c(1)＝1。

根据第二方面，在一种可能的实现方式中，功率补偿量为2dB或3dB。

本申请的实施例的第三方面提供了一种NB-IOT芯片，包括存储器和处理器；

存储器与处理器耦合；

存储器，用于存储程序指令；

处理器，用于调用存储器存储的程序指令，使得NB-IOT芯片执行上述第一方面中任一项的NB-IOT端的数据传输方法，或者使得NB-IOT芯片执行上述第二方面中任一项的NB-IOT端的数据传输方法，。

本申请的实施例的第四方面提供了一种NB-IOT设备，包括天线和如第三方面的NB-IOT芯片，天线与NB-IOT芯片连接以实现NB-IOT设备与基站之间的数据传输。

本申请的实施例的第五方面提供了一种NB-IOT通信系统，包括如第四方面的NB-IOT设备和基站，NB-IOT设备与基站之间无线连接以进行数据传输。

本申请的实施例的第六方面提供了一种计算机可读存储介质，包括：其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一项的NB-IOT端的数据传输方法，或者，计算机程序被处理器执行时实现上述第二方面中任一项的NB-IOT端的数据传输方法。

与现有技术相比，本申请实施例的有益效果在于：申请实施例提供了一种NB-IOT端的数据传输方法、NB-IOT芯片、设备、通信系统及计算机可读存储介质，本申请实施例在随机接入过程中，在重传消息1的场景下，通过抬升消息3的功率，改善了由于NB-IOT端接入基站时的接入成功率低以及耗时长的问题，提升了用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一NB-IOT端的数据传输方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的又一NB-IOT端的数据传输方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的一对应于图2中的方法的测试结果图；

图4为本申请实施例提供的再一NB-IOT端的数据传输方法的流程图；

图5为本申请实施例提供的一对应于图3中的方法的测试结果图；

图6为本申请实施例提供的再一NB-IOT端的数据传输方法的流程图；

图7为本申请实施例提供的再一NB-IOT端的数据传输方法的流程图；

图8为本申请实施例提供的再一NB-IOT端的数据传输方法的流程图；

图9为本申请实施例提供的再一NB-IOT端的数据传输方法的流程图；

图10为本申请实施例提供的一SIB2的一部分的示意图；

图11为本申请实施例提供的一RAR配置的一部分的示意图；

图12为本申请实施例提供的又一RAR配置的一部分的示意图；

图13为本申请实施例提供的一Msg4的一部分的示意图；

图14为本申请实施例提供的一种NB-IOT芯片的结构的示意图；

图15为本申请实施例提供的一种NB-IOT设备的结构的示意图；

图16为本申请实施例提供的一种NB-IOT通信系统的结构的示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的部分实施例采用举例的方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在各例子中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

根据第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project，3GPP)协议36.321 5.1.3的规定，当NB-IoT端有上行数据待发送时，可以启动随机接入过程，即通过消息1(Msg1)至消息4(Msg4)的收发实现NB-IOT端接入基站。

具体的，通过NPRACH发送消息1(Msg1)发起随机接入过程，Msg1为随机接入前导码(Random Access Preamble，RAP)，本实施例中，RAP也可以简称为Preamble。Msg1的时频资源配置信息和随机接入尝试次数等由SIB2指定，其中，任一ECL对应的随机接入尝试的最大次数可以通过maxNumPreambleAttemptCE字段被配置，例如，在不同的item下配置不同的ECL对应的随机接入尝试的最大次数。对于任一ECL对应的一次随机接入尝试都可以配置Preamble的重复次数(numRepetitionPerPreambleAttempt)，例如，对于ECL为0对应的一次随机接入尝试完毕，UE需要在ECL为0的配置下完成随机接入前导码连续重复发送2次。ECL对应的随机接入尝试的最大次数由基站配置，以避免UE在该ECL的配置下无限次的重传随机接入前导码，对于基站来说，提高重传次数可以提升发送增益，但是会增加发送时延。因此基站需要在保证发送成功率的基础上，尽量降低发送时延。本实施例中，预设的总的随机接入尝试次数可以被SIB2消息中的preambleTransMax字段配置，当预设的总的随机接入尝试次数消耗完毕后，不再重传随机接入前导码，即认为随机接入过程失败，可以等待下一次随机接入。任一ECL对应的随机接入尝试的最大次数可以根据场景进行配置对应的预设值，本实施例对具体的尝试次数不作限定。具体的，若预设的ECL为0对应的随机接入尝试的最大次数(maxNumPreambleAttemptCE)为2，ECL为0对应的每一次随机接入尝试的前导码的重复次数(numRepetitionPerPreambleAttempt)为3，在ECL为0的配置下，若每次UE重复3次发送Msg1之后，UE都会收到Msg2，但是UE发送Msg3之后，并未收到基站发送的Msg4，则下一次UE重复3次发Msg1时，可以看做是随机接入尝试的次数加1，但是ECL为0对应的随机接入尝试的次数保持不变，若UE没有收到Msg2，则可以看做是随机接入尝试的次数加1，ECL为0的对应的随机接入尝试的次数加1，直到随机接入尝试的次数达到预设的ECL为0对应的随机接入尝试的最大次数，则UE以ECL为1的配置发送随机接入前导码，然后以此类推直到随机接入成功或者是随机接入前导码的尝试次数达到预设总的最大尝试接入次数。Preamble配置信息用于终端设备确定Preamble，RACH时频资源配置信息用于终端设备确定RACH时频资源，RACH时频资源用于终端设备发送Preamble。本实施例中，NB-IOT端以终端设备为例进行说明，NB-IOT端也可以是NB-IOT芯片。

基站收到终端设备发送的随机接入前导码之后，基站向终端设备发送消息2(Msg2)，Msg2可以称之为随机接入响应(Random Access Response，RAR)。终端设备发送了Preamble之后，将在RAR时间窗(RA response window)内监听窄带物理下行控制信道(Narrowband Physical Downlink Control Channel，NPDCCH)，以接收对应的RAR。RAR包括Preamble标识、提前量(Timing Advance，TA)信息、初始的上行授权(Uplink grant，ULgrant)信息中的至少一种。RAR还可以包括UE接入小区的临时蜂窝无线网络临时标识符(Temporary Cell-Radio Network Temporary Identifier，TC-RNTI)，UE接入小区的临时蜂窝无线网络临时标识符可以简称为UE的临时标识。该TC-RNTI用于Msg3的调度即用于格式为N0的下行控制信息(Downlink Control Information-N0，DCI-N0)的解扰。基站接收终端设备发送的Preamble后，可以估计基站与终端设备之间的传输时延，根据传输时延计算上行定时提前量TA，以便基站校准上行定时。基站还可以将TA发送给终端设备，以便终端设备根据TA与基站进行上行同步。或者，若终端设备在此RAR时间窗内没有接收到基站回复的RAR，则认为此次随机接入尝试失败。

终端设备成功接收Msg2之后，向基站发送消息3(Msg3)，Msg3中包含终端设备的标识信息，该终端设备的标识信息可以用于冲突解决。终端设备的标识信息可以是终端设备的蜂窝无线网络临时标识符(Cell-Radio Network Temporary Identifier，C-RNTI)信息、终端设备的恢复标识(resume ID)或者不活跃标识(Inactive RNTI，I-RNTI)、系统架构演进临时移动用户识别(System Architecture Evolution Temporary Mobile SubscriberIdentity，S-TMSI)、随机数中的任一种或多种。其中，resume ID或I-RNTI用于基站识别终端设备以及与接入相关的上下文信息，与接入相关的上下文信息可以包括临时移动用户身份(Temporary Mobile Subscriber Identity，TMSI)等，该C-RNTI用于调度MSG4及其以后的DCI。Msg3可以称之为预定的传播(Scheduled Transmission)消息。终端设备可以根据RAR中的UL grant信息确定窄带物理上行共享信道，以通过NPUSCH发送数据。

基站收到Msg3之后，基站向终端设备发送消息4(Msg4)以解决冲突。Msg4也可以称之为连接解决(Connection Resolution)消息或者竞争解决消息。具体地，基站接收终端设备发送的Msg3，可以从Msg3中获取终端设备的标识信息。基站成功接收Msg3之后，可以向终端设备发送Msg4，指示在随机接入冲突中胜出的终端设备，其他在随机接入冲突中失败的终端设备可以重新发起随机接入。其中，Msg4可以包括用于冲突解决的连接解决标识(contention resolution identity，CR ID)。CR ID为Msg3中终端设备的标识信息的部分或全部。终端设备接收Msg4后，比较CR ID与Msg3中的终端设备的标识信息，若二者匹配，则冲突解决成功。若终端设备没有收到Msg4，终端设备可以重新发起随机接入尝试。或者，CRID与Msg3中的终端设备的标识信息不匹配，即终端设备在冲突解决中失败，终端设备也可以重新发起随机接入尝试。如果在竞争解决定时器未超时的情况下，Msg3中包含蜂窝无线网络临时标识符MAC控制元素(Cell-Radio Network Temporary Identifier MAC ControlElement，C-RNTI MACCE)，则也可以认为随机接入过程成功完成。其中，C-RNTI MAC CE是CRNTI的载体，C-RNTI MACCE可以参考协议36.321中C-CRNTI MAC CE的内容，其由MAC子头部(subheader)和包负载(payload)组成，payload就是C-RNTI，此处不再赘述。

当随机接入过程成功完成后，UE可以发送消息5(Msg5)给基站传输上行信号，Msg5可以包括RRC连接建立完成(RRCConnectionSetupComplete)消息，可以理解为Msg5为Msg4之后的UE发给基站的消息。本实施例中Msg1-Msg4的传输是为了实现随机接入，Msg5为随机接入成功后的NB-IOT端通过NPUSCH向基站传输的上行消息。

UE在某一ECL的配置下的数据传输方法如图1所示，图1所示的数据传输方法可以用于实现随机接入，UE的随机接入流程被触发后可以申请上行资源，本实施例中，上行资源可以理解为上行时频资源，包括发送时刻、子载波个数、Preamble的重复发送次数等。如图1所示，UE可以执行以下步骤：

S101：UE发送Msg1；

S102：UE接收Msg2；

在步骤S101之后，若基站未收到UE发送的Msg1，则UE接收不到基站发送的Msg2，UE会抬升Msg1的发射功率并以该抬升后的发射功率重传Msg1。

S103：判断Msg2是否与UE对应的随机接入前导码标识符(Random AccessPreamble Identifier，RAPID)匹配；

RAPID表示随机接入前导码的子载波索引，可以简称为前导码索引(PreambleIndex)，UE在发送Msg1时随机选择一个子载波并通过该子载波发送Msg1，UE对应的RAPID表示该子载波的频段，因此UE知道该RAPID。Msg2可以包括若干个RAPID和若干个UL grant，即1个Msg2可以对多个RAPID匹配的UE进行调度。Msg2中的RAPID为基站在检测Preamble时所得到的前导码标识。RAPID长度为6位，取值可以为0～63，由此可以推算，一个小区的Preamble数量可以为64。需要强调的是，Msg1包括Preamble，因而UE可以通过Preamble将RAPID告知基站，基站检测接收的Preamble，对照配置获得该Preamble对应的RAPID。本实施例中，在一个小区中，每个Preamble和一个随机接入前导码标识(Preamble Index)关联，如果UE收到RAR，并且RAR包含UE选择的Preamble对应的Preamble Index，UE就认为基站响应了自己的随机接入请求。本实施例中，Msg2与RAPID匹配可以理解为Msg2包含UE选择的Preamble对应的Preamble Index。本实施例中，消息的发送功率可以理解为消息的发射功率。

若Msg2与RAPID匹配，则执行步骤S103a，即UE成功接收RAR后，可以发送Msg3给基站。否则执行步骤S103b。

S103a：UE发送Msg3；

S104：UE接收Msg4；

在UE发送Msg3之后，基站接收到该Msg3会向UE发送Msg4以使得UE可以接收到Msg4。

S105：判断Msg4中的冲突解决标识和Msg3的标识信息是否匹配；

如果Msg4中的冲突解决标识和Msg3的UE的标识信息匹配，UE则认为竞争解决，随机接入成功。具体的，Msg4携带有成功解调的Msg3消息的拷贝，UE将其与自身在Msg3中发送的标识信息进行比较，两者相同则判定为竞争成功，表示随机接入成功。本实施例中，步骤S105是为了确认Msg4中的冲突解决标识与NB-IOT端的标识信息是否匹配。对于不同的场景有不同的竞争解决方案，例如，Msg3包括公共控制信道数据服务单元(Common ControlChannel Data Service Unit，CCCH SDU)时，若UE收到的Msg4中携带的CR ID字段和Msg3携带的CCCH SDU前48bits相等，则表示竞争解决成功。再例如，当Msg3中携带C-RNTI时，此时若UE在Msg4中收到的NPDCCH由Msg3中携带的C-RNTI加扰时，则表示竞争解决成功。

若随机接入成功，进一步的，还可以执行步骤S106；否则执行步骤S103b。

S106：通过NPUSCH发送Msg5给基站；

S103b：判断是否重传随机接入前导码。

基于上述实施例公开的内容，本申请实施例提供了一NB-IOT端的数据传输的方法，请参考图2，具体的，对于图1中的步骤S103b，步骤S103b可以包括：

S207：判断随机尝试的总次数是否达到预设的总的随机接入尝试次数；若随机接入尝试的总次数达到预设的总的随机接入尝试次数，则判定本次随机接入流程失败，结束随机接入流程，执行步骤S207a；否则，可以执行步骤S208和后续的步骤，即可以根据UE的ECL配置确认随机接入尝试次数是否达到该ECL配置所对应的随机接入尝试的最大次数来确定Msg1的发送功率。

S207a：等待下一次随机接入；“下一次随机接入”可以理解为UE有上行数据需要发送给基站，由UE主动发送Msg1给基站以申请上行资源用于发送上行数据。下一次随机接入也可以发生在DCI调度之后，DCI调度不是UE主动发起的而是由基站发起的调度，可以调度上行数据也可以调度下行数据。当基站调度上行数据时，若UE有待传上行数据待，则在DCI指定的时频资源上发送上行数据，否则，UE发送补零(padding)包给基站。

S208：判断UE所配置的ECL是否为0；若ECL为0，则执行S208a；否则，执行步骤S209；

S209：判断UE所配置的ECL是否为1；若ECL为1，则执行步骤S212；若ECL为2，则执行步骤S213；

S208a：判断ECL为0对应的随机接入尝试的次数是否达到预设的ECL为0对应的随机接入尝试的最大次数；若达到，则执行步骤S211将UE的ECL配置为1，若未达到，则执行步骤S210；

S210：将随机接入前导码的发送功率抬升功率增长步长(powerRampingStep，PRS)；在步骤S210之后，以步骤S210确定的随机接入前导码的功率在ECL为0对应配置下重传随机接入前导码，即继续执行步骤S201以进行下一次随机接入尝试。

S211：将UE的ECL配置为1。

S212：判断ECL为1对应的随机接入尝试的次数是否达到ECL为1对应的随机接入尝试的最大次数；若达到，则执行步骤S212a将UE的ECL配置为2，若未达到，则执行步骤S212b；

S212b：设置随机接入前导码的功率为UE的最大发射功率；步骤S212b之后，以步骤S212b确定的随机接入前导码的功率在ECL为1对应的配置下重传随机接入前导码，即继续步骤S201。

S212a：将UE的ECL配置为2。

S213：判断ECL为2对应的随机接入尝试的次数是否达到ECL为2对应的随机接入尝试的最大次数；若达到，则说明随时接入过程失败，结束随机接入流程，执行步骤S207a；若未达到，则执行步骤S213b；

S213b：设置随机接入前导码的功率为UE的最大发射功率；步骤S213b之后，以步骤S213b确定的随机接入前导码的功率在ECL为2对应的配置下重传随机接入前导码，即继续步骤S201。

本实施例中，步骤S201、S202、S203、S203a、S204、S205、S206与前述实施例中的步骤S101、S102、S103、S103a、S104、S105、S106相同或者近似，此处不再赘述。如果UE成功完成随机接入流程，则将会利用基站调度的上行资源发送Msg5，如果随机接入过程判定为失败，则UE可以等待下一次随机接入流程发起。

参照3GPP协议36.213 16.3.1和36.321 5.1.3，当ECL为1或2时，UE可以直接使用UE的最大发射功率发送随机接入前导码，最大发射功率例如为23dBm；当ECL为0时，随机接入前导码的发射功率P_NPRACH由以下公式(1-1)、(1-2)计算得到：

对于公式(1-1)来说，其中，P_CMAX，c(i)是小区c配置的UE的最大发送功率，PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER是随机接入前导码接收目标功率，可以理解为基站期待收到的上行发射功率，随机接入前导码接收目标功率可以由公式(1-2)计算得到。PL_c是UE估计的小区c的下行路损，一般根据测量到的NRSRP和系统消息中配置的参数nrs-Power-r13计算得出。DELTA_PREAMBLE是一个功率偏移量，与Preabmle的格式相关，本实施例中，DELTA_PREAMBLE以0为例。前导码初始接收目标功率preambleInitialReceivedTargetPower、每个ECL每次尝试的随机接入前导码的重复次数numRepetitionPerPreambleAttempt和功率攀升步长powerRampingStep均由系统消息窄带系统消息块2(Narrowband SystemInformation Block 2，SIB2-NB)指定，例如，powerRampingStep的范围可以从0dB到6dB不等，前导码初始接收目标功率范围可以从-120dBm到-90dBm不等。Preamble_Transmission_COUNTER为随机接入前导码的发送次数，第一次发送Msg1时，Preamble_Transmission_COUNTER被设置为1，Preamble_Transmission_COUNTER也可以简写为Preamble_TC。Preamble_Transmission_COUNTER跟预设的随机接入前导码的总的尝试次数比较，当Preamble_Transmission_COUNTER达到预设的随机接入前导码的总的尝试次数，则随机接入过程失败，等待下一次随机接入，例如，更换小区进行随机接入，预设的随机接入前导码的总的尝试次数可以被SIB2消息中的preambleTransMax字段配置，例如，预设的随机接入前导码的总的尝试次数可以等于(preambleTransMax+1)，则Preamble_Transmission_COUNTER跟(preambleTransMax+1)进行比较，若Preamble_Transmission_COUNTER等于(preambleTransMax+1)，则表示随机接入过程失败，等待下次随机接入请求，在下次随机接入请求中，可以更换小区进行随机接入流程。不同的item下的不同的ECL对应的随机接入前导码的最大尝试次数可以通过maxNumPreambleAttemptCE配置，若在相应ECL下的随机接入前导码的尝试次数PREAMBLE_TRANSMISSION_COUNTER_CE达到相应ECL对应的随机接入前导码的最大尝试次数，则UE提升该ECL并以提升后的ECL尝试接入，相应ECL对应的随机接入前导码的最大尝试次数可以为(maxNumPreambleAttemptCE+1)。

本实施例中，通过抬升随机接入前导码的发送功率的方案，改善了UE接入基站的效率，减少了延时。若是随机接入尝试失败，这可能意味着基站检测随机接入前导码是比较困难的，因此，基站可能对通过NPUSCH传输的数据的检测也比较困难，例如，Msg3或者Msg5，因此，在某些场景下，需要抬升NPUSCH消息的发送功率，以进一步改善UE接入基站的成功率，减少延时，进一步的，为了提高UE接入基站后UE发送的上行数据的接收成功率，也可以抬升通过NPUSCH传输的上行数据的发送功率以实现减少传输延时。本实施例中，NPUSCH消息包括Msg3或者Msg5中的任意一个或多个。

如果只是对随机接入前导码的功率的抬升，并未对Msg3的功率进行抬升，在某些场景下，可能导致基站始终无法成功接收Msg3，进而导致UE不断的重发随机接入前导码，最终导致随机接入过程失败或时延过大。可以理解的是，即使基站收到了Msg1，基站给UE发送了Msg2，UE收到Msg2之后给基站发Msg3，基站也可能收不到该Msg3或者是对该Msg3解调失败，因此，依然会导致随机接入前导码的重传，并且，随着Msg1的重传，Msg1的功率也会随之抬升，这带来的后果是即使增加了Msg1的重传次数，接入成功率依然很低，并且耗时依然很长，也会导致功耗的浪费。例如，请参考图3所示对应于图2所示方案的UE在现网测试的示意图。图3可以反映图2所示的方案的实测结果，如图3所示，NPRACH premble表示Msg1，UE的Msg1一共重传5次，重传过程中，随机接入前导码的功率会逐次抬升1个powerRampingStep，图3中6次随机接入前导码的发射功率分别为-24dBm、-22.5dBm、-20.4dBm、-17.5dBm、-15.4dBm、-13.6dBm，Msg3重传了3次，Msg3的功率分别为-24.3dBm、-23dBm、-23.3dBm、-23.6dBm，Msg3的功率几乎保持不变，4次发送Msg3的功率均约-24dBm。

基于上述实施例公开的内容，本申请实施例提供了一NB-IOT端的数据传输的方法，以进一步提高接入成功率以及减少接入延时，请参考图4所示的NB-IOT端的数据传输方法，该数据传输方法包括以下步骤：

S401：发送消息1；

S402：接收基站发送的随机接入响应；

S403：以第一NPUSCH功率发送消息3，消息3包括NB-IOT端的标识信息，NB-IOT端的标识信息用于冲突解决；

S404：重传消息1；

S405：消息1重传后，以第二NPUSCH功率发送消息3，第二NPUSCH功率功率大于第一NPUSCH功率。

本实施例中，步骤S401-步骤S405均为了实现随机接入，NB-IOT端以第一NPRACH功率发Msg1给基站，基站收到NB-IOT端发送的Msg1之后，基站会发Msg2给NB-IOT端，S402表示NB-IOT端接收Msg2，NB-IOT端接收Msg2之后，以第一NPUSCH功率发送Msg3，在NB-IOT端发送Msg3之后，若此次随机接入尝试失败，则需要重传Msg1，即需要再次发送Msg1给基站。对于步骤S404，消息1重传时，以第二NPRACH功率重传消息1，第二NPRACH功率大于或者等于第一NPRACH功率。当再次给基站发送Msg1时，Msg1的发送功率为第二NPRACH功率并且第二NPRACH功率大于或者等于第一NPRACH功率，即可以理解为当Msg1重传时，Msg1的发送功率有所提高，例如，将Msg1的发射功率抬升第一功率增长步长。当Msg1重传后，NB-IOT端收到Msg2，然后，NB-IOT端以第二NPUSCH功率发送Msg3给基站并且第二NPUSCH功率大于第一NPUSCH功率，即可以理解为当Msg3重传时，Msg3的发送功率有所提高，例如，将Msg3的发射功率抬升第二功率增长步长。对于步骤S404来说，消息1重传时，以第二NPRACH功率重传消息1，第二NPRACH功率大于或者等于第一NPRACH功率。当NB-IOT端的ECL为1时，消息1重传时，第二NPRACH功率大于第一NPRACH功率。当NB-IOT端的ECL为1或2时，消息1重传时Msg1的功率不再抬升，Msg1的发送功率为NB-IOT端的最大发送功率，第二NPRACH功率等于第一NPRACH功率，二者均为NB-IOT端的最大发送功率。可以理解的是，本实施例提供了一种消息3的功率的调节方法，另外，消息3的发射功率不大于NB-IOT端的最大发送功率，本实施例中，随机接入成功后，NB-IOT端发送消息5的发送功率也不大于NB-IOT端的最大发射功率，以节省功耗。

本申请实施例提出的方案在随机接入前导码重传时，提高了Msg1的发射功率，也提高了Msg3的发射功率，因此，可以使得Msg3也能尽可能被基站接收到并且解调成功，从而提高NB-IOT端接入基站的成功率，并且减少接入耗时。可以参考图5所示的图4所示的方法对应的UE在现网测试的示意图。图5可以反映图4所示的方案的实测结果。本方案的现网测试已经验证了方法的有效性，可以看到UE一共重传了2次随机接入前导码，Msg1的重传过程中，随机接入前导码的功率会逐次抬升1个powerRampingStep，随机接入前导码的功率依次为-24.6dBm、-22.6dBm、-19.3dBm，Msg3的功率也有功率的提高，Msg3的功率依次为-22.4dBm、-19.9dBm。如图5所示，UE在第二次随机接入前导码重发时Msg3就被基站成功接收并且解调，进而成功完成随机接入过程，UE发送Msg5给基站，其中，Msg5可以理解为随机接入成功后通过NPUSCH发送的上行数据，本实施例中，Msg5在发送时也可以抬升其发射功率，例如，抬升后的功率可以为-19.9dBm。

基于上述实施例公开的内容，本申请实施例提供了一NB-IOT端的数据传输的方法，以进一步提高接入成功率以及减少接入延时，可以理解的是，若UE在ECL为0的配置下发送Msg1，随机接入尝试时Msg1的功率都比上一次随机接入尝试时Msg1的功率高。可以理解的是，每一次随机接入尝试，都对应一次消息1的重传，对于每一次消息1的重传，消息1第(z+1)次重传时消息1的发送功率大于消息1第z次重传时消息1的发送功率。而对于Msg3的重传，若前一次随机接入尝试中，Msg3发送后随机接入尝试失败，则可能是由于Msg3未被成功接收，因此，本次随机接入尝试时Msg3的功率比上一次随机接入尝试时Msg3的发送功率要高。对于每一次随机接入尝试，UE可能会重传Msg3，或者UE没有收到Msg2的情况下不会重传Msg3，对于每一次消息3的重传，消息3在第(x+1)此随机接入尝试时的消息3的发送功率大于消息3第x次随机接入尝试时消息3的发送功率，x为大于或者等于1的正整数。

基于上述实施例公开的内容，本申请实施例提供了一NB-IOT端的数据传输的方法，以进一步提高接入成功率以及减少接入延时，在对Msg3的功率进行抬升的过程中，本次发送Msg3但是随机接入尝试失败后，对本次Msg3的发送功率抬升第二功率增长步长后的功率值作为下一次随机接入尝试时Msg3的发送功率。消息3第(x+1)次随机接入尝试时消息3的发送功率等于x倍的第二功率增长步长再加上第一NPUSCH功率。本实施例中，第一NPUSCH功率可以理解首次随机接入尝试时Msg3的发送功率，可以理解的是，若第一次随机接入尝试时，UE没有接收到随机接入响应，UE不会发送Msg3，但是依然可以依据下述实施例中的公式(1-3)和(1-4)计算得到首次随机接入尝试时Msg3的发送功率。本实施例中，对于ECL为0的配置来说，UE在本次随机接入尝试时对Msg3时的发送功率比上一次随机接入尝试时Msg3发送功率大，Msg3每次重传时，Msg3的发送功率增加第二功率增长步长。在某些现网环境下，可能NPRACH信道的质量较差，NPUSCH信道的质量较好，此时可能存在Msg1重传多次而Msg3重传次数少于Msg1的重传次数的情况，为了保证Msg3的发送功率不会因为Msg1的功率的抬升而被抬升过大，因此，可以设置Msg3的发送功率随着Msg3的发送次数的增加而增加可以进一步减小功耗，以避免在NPRACH信道质量较差、NPUSCH信道质量较好的场景下，Msg1多次重传时，导致Msg3的发送功率较大，从而避免不必要的Msg3的功率的提升以节省功耗。本实施例中，可能Msg3本身不需要那么高的功率就可以被成功接收，因此，设置Msg3的发送功率随着Msg3的发送次数的提高而进行抬升，可以避免无意义的提升Msg3的功率从而浪费功耗。可以理解为本实施例中，Msg3的发送功率取决于Msg3的重传次数，例如，UE以-24dBm发Msg1，UE收到Msg2，UE以-24dBm发Msg3，但是UE没有收到Msg4，则UE以-22dBm发Msg1，UE没有收到Msg2，UE以-20dBm发Msg1，UE没有收到Msg2，UE以-18dBm发Msg1，UE收到Msg2，UE以-22dBm发Msg3，在该过程中，Msg3只是抬高了一次，从-24dBm抬升到-22dBm。

基于上述实施例公开的内容，本申请实施例提供了一NB-IOT端的数据传输的方法，以进一步提高接入成功率以及减少接入延时，在NB-IOT端的一次随机接入过程中，以第一NPRACH功率发送消息1之后NB-IOT端接收基站发送的随机接入响应，NB-IOT端接收基站发送的随机接入响应之后，NB-IOT端以第一NPUSCH功率发送消息3。在NB-IOT端发了Msg3之后，NB-IOT端没有收到Msg4，NB-IOT端要重传Msg1，Msg1的重传次数可能有多次才能完成随机接入，在NB-IOT端的第(x+1)次随机接入尝试发送消息1时，消息3的发送功率等于x倍的第二功率增长步长再加上第一NPUSCH功率，即NB-IOT端的第y次随机接入尝试时，消息3的发送功率等于y倍的第二功率增长步长加上第一NPUSCH功率。本实施例中，当发送Msg3之后，若随机接入尝试失败，则重传Msg3时Msg3的发射功率取决于该随机接入尝试失败之后的随机接入前导码的重传次数。可以理解的是，在每一次随机接入的尝试中，NB-IOT端是一定会发Msg1给基站的，但是不一定会发Msg3给基站，因为NB-IOT端在没有收到Msg2的情况下，不会发Msg3给基站。本实施例中，Msg1的重传次数越多，则Msg3发送时的发射功率越大，这样可以进一步提高接入成功率以及减少接入延时，在一些场景下，当NPRACH信道差时，需要抬升随机接入前导码的功率并重传随机接入前导码，当NPRACH信道质量较差时，NPUSCH信道的质量可能也较差，因此Msg3和/或Msg5的功率随着Msg1的重传次数的提高而提高也可以改善此场景下的数据传输成功率。

基于上述实施例公开的内容，本申请实施例提供了一NB-IOT端的数据传输的方法，以在提高接入成功率以及减少接入延时的同时保证功耗。具体的，第一功率增长步长、第二功率增长步长可以均等于2dB。第一功率增长步长、第二功率增长步长不能设置得太大，否则调节太过以至于浪费功耗，也不能设置得太小，否则不能起到提高接入成功率、减少接入延时的效果。本实施例中，Msg1每次重传时，若发送Msg3和/或Msg5，则Msg3和/或Msg5的功率每次抬升2dB或者是3dB，当每次抬升3dB时，可以提高一倍的随机接入成功率。

基于上述实施例公开的内容，本申请实施例提供了一NB-IOT端的数据传输的方法，以在提高接入成功率以及减少接入延时的同时保证功耗。具体的，为了避免Msg3的功率补偿值过大，可以设置一个功率补偿最大值，例如为8dB，第二NPUSCH功率与第一NPUSCH功率之间的差小于或者等于8dB，即在发送Msg3时，NPUSCH消息的功率最多可以增加8dB，如果总的功率抬升量达到8dB，接入成功率依然比较低，还是继续抬升NPUSCH的功率的话，继续抬升NPUSCH的功率并不能较大提高接入成功率，这可能是由于小区本身的原因导致的，在这时，UE可以尝试换其他的小区接入。类似的，对于Msg1来说，也可以通过限定Msg1的功率的抬升总量来保证较少的功耗，例如，第二NPRACH功率与第一NPRACH功率之间的差小于或者等于8dB，即Msg1的总的功率抬升量可以为8dB。

基于上述实施例公开的内容，本申请实施例提供了一NB-IOT端的数据传输的方法，请参考图6，该方法包括以下步骤：

S601：发送消息1；

S602：接收基站发送的随机接入响应；

在步骤S602之后，还包括：

S606：判断随机接入响应是否与NB-IOT端对应的随机接入前导码的标识匹配；

随机接入响应是与NB-IOT端对应的随机接入前导码的标识不匹配时，消息1重传，即返回执行步骤S601，随机接入响应是与NB-IOT端对应的随机接入前导码的标识匹配时，执行后续步骤以实现随机接入。

消息1重传时使用前述实施例公开的方案对消息1的功率进行抬升，即随机接入响应失败后，下一次消息1被UE发送时，UE以更高的功率发送消息1给基站，另外，消息3重传时使用也使用前述实施例公开的提高Msg3的发送功率的方案，以使得在发送消息3时可以采用更高的功率，从而提高接入成功率和降低接入延时。具体的，可以参考前述实施例步骤S403-S405的相关内容。

S606a：发送消息3。

本实施例中，当随机接入响应是与NB-IOT端对应的随机接入前导码的标识不匹配时，才会导致消息1的重传，因而使得消息1和消息3的发送功率增加，在需要发送消息1和消息3时，其发送功率是被增大的。

基于上述实施例公开的内容，本申请实施例提供了一NB-IOT端的数据传输的方法，请参考图6，在步骤S606a之后，包括：

S607：接收基站发送的消息4，消息4包括冲突解决标识；

S608：判断冲突解决标识与消息3的标识信息是否匹配；若冲突解决标识与消息3的标识信息不匹配，则消息1重传；若匹配，则执行步骤S608a。

消息1重传时使用前述实施例公开的方案对消息1的功率进行抬升，即随机接入响应失败后，下一次消息1被UE发送时，UE以更高的功率发送消息1给基站，另外，消息3重传时使用也使用前述实施例公开的提高Msg3的发送功率的方案，以使得在发送消息3时可以采用更高的功率，以提高接入成功率和延时。具体的，可以参考前述实施例步骤图4的相关内容。

S608a：发送消息5。

基于上述实施例公开的内容，本申请实施例提供了一NB-IOT端的数据传输的方法，当随机接入前导码的尝试次数未达到预设总的最大尝试接入次数时，消息1才重传。若随机接入前导码的尝试次数已经达到预设总的最大尝试接入次数，Msg1不再重传，即不再对该基站发起随机接入流程，UE可以换一个下区尝试随机接入流程。请参考图7，对于步骤S706，当随机接入响应与NB-IOT端对应的随机接入前导码的标识不匹配时，可以执行步骤S709；

S709：判断随机接入尝试的总次数是否达到预设的总的随机接入尝试的次数；若达到，则执行步骤S709a：更换小区进行随机接入，即尝试对其他小区进行随机接入。若未达到，则重传消息1，即返回执行步骤S701。对于步骤S709a，可以为等待一段时间再发起随机接入，可以对原小区发起随机接入，也可以对其他小区发起随机接入。

对于步骤S708，当冲突解决标识与NB-IOT端的标识信息不匹配时，可以执行步骤S709。本实施例中，步骤S701、S702、S706、S706a、S707、S708、S708a与前述实施例中的步骤S601、S602、S606、S606a、S607、S608、S608a相同或者相似，此处不再赘述。

基于上述实施例公开的内容，本申请实施例提供了一NB-IOT端的数据传输的方法，当NB-IOT端配置的ECL为z时，ECL为z的配置下的随机接入尝试的次数未达到预设的ECL为z的配置下的随机接入尝试的最大次数时，NB-IOT端在ECL为z的配置下重传消息1，z为整数且z为0、1或2，具体的，当NB-IOT端配置的ECL为0时，Msg1重传时，NB-IOT端在ECL为0的配置下以第二NPRACH功率重传消息1，第二NPRACH功率大于第一NPRACH功率，即，在ECL为0的场景下重传消息1是需要抬升第一功率增长步长的。当NB-IOT端配置的ECL为1时，随机接入尝试的次数未达到预设的ECL为1的配置下的随机接入尝试的最大次数时，Msg1重传时，NB-IOT端在ECL为1的配置下以NB-IOT端的最大发射功率重传消息1。当NB-IOT端配置的ECL为2时，随机接入尝试的次数未达到预设的ECL为2的配置下的随机接入尝试的最大次数时，Msg1重传时，NB-IOT端在ECL为2的配置下以NB-IOT端的最大发射功率重传消息1。

若NB-IOT端配置的ECL为0时随机接入尝试的次数达到预设的ECL为0对应的随机接入尝试的最大次数时，则NB-IOT端在ECL为1的配置下以NB-IOT端的最大发射功率重传消息1。当NB-IOT端配置的ECL为1时，随机接入尝试的次数达到预设的ECL为1对应的配置下的随机接入尝试的最大次数时，NB-IOT端在ECL为2的配置下以NB-IOT端的最大发射功率重传消息1。当NB-IOT端配置的ECL为2时，随机接入尝试的次数达到预设的ECL为2对应的随机接入尝试最大次数时，NB-IOT端尝试更换小区进行随机接入。

具体的，请参考图8所示的NB-IOT端的数据传输方法，在步骤S809之后，还可以判断NB-IOT端的ECL为0、1还是2，若NB-IOT端的ECL为0，则执行步骤S810；若NB-IOT端的ECL为1，则执行步骤S811；若NB-IOT端的ECL为2，则执行步骤S812。

S810：当NB-IOT端配置的ECL为0时，判断ECL为0对应的随机接入尝试的次数是否达到预设的ECL为0对应的随机接入尝试的最大次数；若是，则执行步骤S810a：将NB-IOT端配置为ECL为1，并且继续执行步骤S811b以实现下一次随机接入尝试；若否，则执行步骤S810b以实现下一次随机接入尝试；

S811b：根据ECL为1的配置以NB-IOT端的最大发射功率重传消息1；消息3的功率被配置为第三NPUSCH功率；

S810b：将消息1的发送功率提高第一功率增长步长并根据ECL为0的配置重传消息1；将消息3的发送功率提高第二功率增长步长。

S811：当NB-IOT端配置的ECL为1时，判断ECL为1对应的随机接入尝试的次数是否达到预设的ECL为1对应的随机接入尝试的次数；若是，则执行步骤S811a：将NB-IOT端配置为ECL为1，并且继续执行步骤S812b以实现随机接入；若否，则执行步骤S811b以实现随机接入；对于步骤S811b，第三NPUSCH功率为消息3的初始功率加上NB-IOT端在ECL为0时对随机接入前导码的功率的总的抬升量；总的抬升量小于或者等于8dB；消息3的初始功率为NB-IOT端第一次随机接入尝试时消息3的发送功率，例如，可以参考下文中的公式(1-3)计算得到，即消息3的初始功率的计算可以不考虑P_comp。

S812b：根据ECL为2的配置以NB-IOT端的最大发射功率重传消息1；消息3的功率被配置为第三NPU SCH功率；

S812：当NB-IOT端配置的ECL为2时，判断ECL为2对应的随机接入尝试的次数是否达到预设的ECL为2对应的随机接入尝试的最大次数；若是，则执行步骤S809a：等待一段时间再自行发起随机接入过程。具体的，例如可以等待一段时间再更换小区进行随机接入，或者等待一段时间对原小区进行随机接入；若否，则执行步骤S812b。

本实施例中，步骤S801、S802、S806、S806a、S807、S808、S808a、S809与前述实施例中的步骤S701、S702、S706、S706a、S707、S708、S708a、S709相同或者相似，此处不再赘述。另外，第一功率增长步长、第二功率增长步长可以等于2dB或者3dB，消息3的功率的调节程度可以基于消息1的功率的调节程度而确定，第一功率增长步长、第二功率增长步长可以相等，以使得对消息1的功率的调节和对消息3的功率的调节一致，以使得在NPRACH和NPSUCH信道质量均较差的情况下可以提高接入成功率和降低延时。

基于上述实施例公开的内容，本申请实施例提供了一NB-IOT端的数据传输的方法。在前述实施例中，提供了调节消息1的功率和调节消息3的功率的方法，当消息1发生重传时，消息1的功率被提高，消息3的功率也被提高，同时，消息5的发送功率也被提高。在一次成功的随机接入中，如消息1被重传p1次之后，NB-IOT端成功接入基站，然后NB-IOT端以q1的发送功率发送消息5给基站。在另一次成功的随机接入中，如消息1被重传p2次之后，NB-IOT端成功接入基站，然后NB-IOT端以功率q2发送消息5给基站。当p1大于p2时，q1大于q2，并且p1与P2之间的差越大，q1和q2之间的差越大。即可以理解为若随机接入前导码的重传次数越大，则Msg3的发射功率越大，并且，Msg5的发射功率也增加，具体的，对于每次随机接入前导码的重传，Msg5的发射功率可以增加第五功率增长步长，第五功率增长步长可以等于2dB或者3dB，第五功率增长步长可以等于第一功率增长步长。在其他实施例中，消息5和消息3的发送功率可以相等，在前述实施例中，随着消息1的重传，消息3的发送功率提高，因而消息5的发送功率也提高，从而提高NPUSCH消息的传输成功率。在其他实施例中，消息5的发送功率随着消息3的重传次数的增加而增加，消息3的重传很大可能是因为NPUSCH信道质量较差，而消息5也是通过NPUSCH信道发送，因此，当消息3重传次数怎能更加时，消息5的发送功率也增加可以提高消息5的传输成功率。

如前所述，通过NPUSCH传输的上行数据的功率控制按照NPUSCH消息作用的时间阶段分为2类，一类是随机接入过程中由Msg2调度的NPUSCH消息的功率控制，即图1、图2所示的随机接入流程中的Msg3的发送功率的调节，对应的可以用下面的公式(1-3)和(1-4)计算，具体的，对应于公式(1-3)和(1-4)中j＝2的情况可以求出Msg3的发送功率。j＝2对应随机接入过程即可以理解为RAR调度的通过NPUSCH传输的消息。本实施例中，j用于指示不同的调度方式，取值为{1,2}，j＝1对应的动态调度或半静态调度的通过NPUSCH传输的消息，基站下发NPUCCH消息时的DCI包括了调度信息。可以理解为j＝1对应的公式(1-3)为随机接入成功之后的Msg5的功率的计算方式，j＝2对应的公式(1-3)为Msg3的功率的计算公式。

第二类通过NPUSCH传输的上行数据可以理解为是通过C-RNTI加扰的NPDCCH调度的NPUSCH传输的数据，即图1、图2中提到的Msg5，对应公式(1-3)和(1-4)的j＝1的情况。对于一次NPUSCH消息传输来说，重复次数(重复发送次数)是通过UL grant指定的，对于NB-IoT端来说，重复次数只能为2的幂次即1，2，4，8等，当指定的重复次数大于2时，这次NPUSCH消息传输采用UE配置的最大发射功率发送；否则，按照公式(1-3)和(1-4)计算得到，即通过基站发送的Msg2，UE可以确定NPUSCH消息的发送功率，当基站指定的Msg3的重复次数为4时，这次NPUSCH消息传输采用UE配置的最大发射功率发送，当基站指定的Msg3的重复次数为2时，这次NPUSCH消息传输通过公式(1-3)和(1-4)计算得到。对于NPUSCH消息来说，重复次数是通过UL grant指定的，其可以是实时变化的。

M_NPUSCH，c(i)、P_{O_NPUSCH，c}(j)是基站配置的，a_c(j)对于每个UE来说是相同的，可以理解为路损补偿系数，a_c(j)可以决定路损补偿的比例。PL_C是路损，由于PL_C不准确，所以对于NPUSCH消息来说，也需要进行功率补偿。本实施例中，i表示第i个时隙slot，NB-IOT端的基本调度单位为子帧，每个子帧为2个slot，P_NPUSCH，c(i)为第i个slot的NPUSCH消息的功率，i可以表示slot在1个系统帧中的位置信息。

P_{o_NPUSCH，c}(j)＝P_{O_NOMINAL_NPUSCH，c}(j)+P_{O_UE_NPUSCH，c}(j)

(1-4)

NPUSCH消息的子载波间隔不同或者子载波个数不同时，M_NPUSCH，c(i)的值不同，M_NPUSCH，c(i)可以理解为不同子载波间隔和子载波个数下发送NPUSCH消息的功率补偿值。因此M_NPUSCH，c(i)可以由子载波间隔和子载波个数决定。

映射到传输块的最小单元叫资源单元(RU，resource unit)，它由NPUSCH格式和子载波空间决定例如，对于NPUSCH format 1格式的NPUSCH消息，当子载波空间为3.75kHz时，只支持单频传输，一个RU在频域上包含1个子载波，对于3.75kHz单载波，M_NPUSCH，c(i)为1/4，对于15kHz子载波，当子载波个数分别为1、3、6、12时，M_NPUSCH，c(i)分别为1、3、6、12。

P_{O_NOMINAL_NPUSCH，c}(1)表示基站期待收到对应j＝1的NPUSCH消息的标称功率，由sib2的p0-NominalNPUSCH-r13字段指定，p0-NominalNPUSCH-r13字段是SIB2中的字段。

P_{O_UE_NPUSCH，c}(1)表示对应j＝1的NPUSCH消息的标称功率的补偿值，由Msg4的p0-UE-NPUSCH-r13字段指定。

P_{O_NOMINAL_NPUSCH，c}(2)＝P_{O_PRE}+Δ_{PREAMBLE_Msg3}，P_{O_NONINAL_NPUSCH，c}(2)表示基站期待收到对应j＝2的NPUSCH消息的标称功率。其中，P_{O_PRE}和Δ_{PREAMBLE_Msg3}分别由sib2中的preambleInitialReceivedTargetPower和deltaPreambleMsg3-r13确定；P_{OUE_NPUSCH，c}(2)＝0。

对于NPUSCHformat1格式的消息5，a_c(1)由sib2的alpha-r13字段指定；

对于NPUSCHformat2格式的消息5，a_c(1)＝1；

对于NPUSCHformat1或NPUSCHformat2格式的消息3，a_c(2)＝1；

本实施例中，对于NPUSCH，定义了两种格式：format 1和format 2。NPUSCH format1为上行链路共享信道(Uplink shared channel，UL-SCH)上的上行信道数据而设计，其资源块不大于1000bits，NPUSCH format 2传送上行控制信息(Uplink ControlInformation，UCI)。NPRACH和NPUSCH的功率控制分别参照公式(1-1)、(1-2)和(1-3)、(1-4)进行计算得到。

在UE的ECL配置为0的情况下，当遇到基站参数配置不合理的场景，例如SIB2和Msg4的功率控制相关参数不合理，或者是当基站解调性能较差，空口干扰较大和干扰场景下终端可能存在较大的NRSRP测量误差时，基站存在一定概率检测不到UE发送的上行信号，导致上行信号需要重发或需要更大的重复次数，进而导致上行消息的数传失败率高或时延很大。

可以将NPRACH的功率和NPUSCH的功率分开计算，本次随机接入尝试失败时可以使得下一次尝试时发送的随机接入前导码的功率向上抬升，进而提高随机接入前导码被基站检测到的概率，对于随机接入前导码传输完成后的NPUSCH消息，可以按照公式(1-3)、(1-4)进行计算。按照公式(1-3)、(1-4)计算NPUSCH消息的发送功率，NPUSCH消息的发射功率将没有明显变化，NPUSCH消息仍然无法被基站检测到。在此种场景下，上行消息的数传成功率无法得到保障，实际网络中也存在该问题，会导致终端接入成功率较低或时延很大。

在该场景下，可以通过动态提高NPUSCH消息的发射功率的方式，提高NPUSCH消息被基站检测到的概率，从而达到提高上行数据的数传成功率和缩短时延的目的。

以UE在ECL为0的配置下为例进行举例说明，基于前述实施例提供的随机接入流程方法，在ECL为0的场景下，可以记录随机接入前导码的发射功率的抬升增量，然后利用该随机接入前导码的发射功率的抬升增量对所有的NPUSCH消息的发射功率进行补偿，以提高NPUSCH消息被基站检测到的概率，从而达到提高上行数据的数传成功率的目的。

当某次随机接入尝试失败后，利用随机接入前导码的功率抬升值补偿Msg3和Msg5的数传的发射功率，进而提高上行数据的数传成功率。本申请实施例提供的NPUSCH消息的功率的计算计算公式如(1-5)所示，P_comp表示NPUSCH消息的功率补偿量，该功率补偿量可以参考前述实施例中的第一功率增长步长、第二功率增长步长。

P_CMAX，c(i)为基站给NB-IOT端配置的最大发射功率，本方案中小区c配置的UE最大发送功率P_CMAX，c(i)例如可以为23dBm，P_CMAX，c(i)是常量，P_CMAX，c(i)不超过23dBm时可以节省功耗。与图2的实施例不同的是，将随机接入前导码的功率抬升第一功率增长步长的同时，将Msg3的功率抬升第二功率增长步长，以使得在随机接入的过程中，Msg1的发射功率提高的同时Msg3的发射功率提高。

请参考图9所示的NB-IOT端的数据传输方法，步骤S910与步骤S810b相同或者近似，此处不再赘述。对于步骤S912b，将随机接入前导码的功率设置为UE的最大发射功率的同时，将Msg3的功率设置为第三NPUSCH功率以使得在随机接入尝试时可以使用第三NPUSCH功率发送Msg3，以使得在步骤S901中，Msg1的发射功率提高，并且，在步骤S903a中，Msg3的发射功率参考Msg1的功率抬升量。对于步骤S913b，将随机接入前导码的功率设置为UE的最大发射功率的同时，将Msg3的功率设置为第三NPUSCH功率以使得在随机接入尝试时可以使用第三NPUSCH功率发送Msg3。

S906：发送功率抬升后的Msg5给基站。

对于步骤S906，当Msg3和Msg4携带相同的UE标识信息，即表示随机接入成功，UE成功的接入基站，因此，UE可以通过NPUSCH发送Msg5给基站，在UE发送Msg5给基站时，可以根据Msg1的功率的抬升量来抬升Msg5的发射功率，具体的，消息5的发送功率可以为消息5的初始功率加上NB-IOT端在ECL为0时对随机接入前导码的功率的总的抬升量；总的抬升量小于或者等于8dB；消息5的初始功率为NB-IOT端第一次随机接入尝试时发送消息5的功率，或者是例如，可以参考公式(1-3)计算得到，即第一次随机接入尝试成功后，消息5的初始功率的计算可以不考虑P_comp。本实施例中，当一次随机接入尝试失败后，可以利用随机接入前导码抬升的功率增量来进行补偿并发送Msg5，抬升后的Msg5的发射功率可以理解为相对于公式(1-3)的计算结果进行抬升，即采用公式(1-5)来计算Msg5的功率。执行完步骤S906之后，若发送完毕Msg5，即UE通过NPUSCH发送完上行数据，可以断开与基站的连接，等待下一次随机接入。本实施例的步骤S901、S902、S903、S903a、S904、S905、S907、S907a、S908、S909、S913、S908a、S911、S912、S912a与前述实施例中的S201、S202、S203、S203a、S204、S205、S207、S207a、S208、S209、S213、S208a、S211、S212、S212a相同或者近似，此处不再赘述。

本申请实施例提出的更新Msg3的功率的方案方案适用于良好覆盖下由于基站参数功率相关配置不合理、基站解调性能较差、空口干扰较大等场景，能够显著的提升UE的上行数传成功率和降低接入时延。

在图9所示的实施例中，若Msg1的功率多次抬升，Msg1的功率的抬升总和不大于8dB，对于Msg3的功率的多次抬升，Msg3的功率的抬升总和不大于8dB，即抬升次数乘以第一功率增长步长不大于8dB,抬升次数乘以第二功率增长步长不大于8dB。可以理解的是，若是Msg3或者Msg5的功率太大，例如，大于23dBm，则是不符合协议的，因此，对于每次Msg3或者Msg5的功率的抬升不能太大。在一些场景下，不需要抬升太多就可以提高一些接入成功率或者是减少延时，若是功率抬升太多则会导致功耗的浪费。第一功率增长步长、第二功率增长步长可以相等，具体的，第一功率增长步长、第二功率增长步长可以均等于2dB或者3dB。第一功率增长步长、第二功率增长步长不能设置得太大，否则调节太过以至于浪费功耗，也不能设置得太小，否则不能起到提高接入成功率、减少接入延时的效果。

本实施例中，为了避免Msg3和Msg5的功率补偿值过大，可以设置一个功率补偿最大值，这个值可以为8dB，即NPUSCH消息的功率最多可以增加8dB，如果总的功率抬升量达到8dB，接入成功率依然比较低，还是继续抬升NPUSCH的功率的话，继续抬升NPUSCH的功率并不能较大提高接入成功率，可能是由于小区本身的原因，UE可以尝试换其他的小区接入。本实施例中，NPUSCH消息的功率每次抬升2dB或者是3dB，当每次抬升3dB时，可以提高一倍的随机接入成功率。

图10为SIB2的一部分，SIB2是由基站下发的，可以在UE日志中获取到。以UE处于ECL为0的配置下为例进行说明。随机接入前导码重传时的功率抬升量可以由powerRampingStep字段指定，请参考图4，例如可以为2dB。基站期待收到的随机接入前导码的初始功率preambleInitialReceivedTargetPower例如为-112dBm。在ECL为0的配置下，UE支持的每个增强覆盖等级的每次尝试的前导传输所需的重复的数目numRepetitionPerPreambleAttempt–r13可以为1。基站配置的参考信号功率nrs-Power-r13例如为21dBm，该参数表示基站发射参考信号的发射功率。另外，从UE采集到的日志中可知NRSRP测量值，例如，NRSRP测量值约为-67dBm。

根据公式(1-1)和(1-2)可计算得到初次随机接入前导码的传输功率，每次重传随机接入前导码都会在上一次的随机接入前导码的功率的基础上抬升2dB：

根据前面提供的数据，

PL_C＝nrs-Power-r13-NRSRP＝21-(-67)＝88dBm；

PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER+PL_C＝-112dBm+88dBm＝-24dBm；

由于P_(CMAX，c)(i)为23dBm，P_(CMAX，c)(i)大于(PREAMBLE_RECEIVED_TARGET_POWER+PL_C)，因此P_NRACH＝-24dBm。

可以根据公式(1-3)和(1-4)计算得到Msg3的传输功率：

P_{O_PRE}由SIB2中的preambleInitialReceivedTargetPower指定，例如为-112dBm。

deltaPreambleMsg3-r13为0dB，则Δ_{PREAMBLE_Msg3}＝0

则P_{O_NOMINAL_NPUSCH，c}(2)＝P_{O_PRE}+Δ_{PREAMBLE_Msg3}＝-112dBm；

P_{O_UE_NPUSCH，c}(2)＝0；

根据公式(1-4)可得P_{O_NPUSCH，c}(2)＝P_{O_NOMINAL_NPUSCH，c}(2)+P_{O_UE_NPUSCH，c}(2)＝-112+0＝-112dBm；

如图11和图12所示的部分RAR配置的示意图，其中，Uplink subcarrier spacing表示上行子载波间隔，上行子载波个数由参数Subcarrier indication指定。对于15kHz的子载波间隔，Subcarrier indication为0～11表示单载波，Subcarrier indication为12～15表示3个子载波，Subcarrier indication为16～17表示6个子载波，Subcarrierindication为18表示12个子载波。对于3.75kHz子载波间隔，Subcarrier indication为0～47表示单载波。

如图12所示的部分RAR配置，Msg3可以采用15kHz单载波发送，则M_NPUSCH，c(i)＝1。

对于Msg3来说，根据公式(1-3)可得：P_NPUSCH，c(i)＝10log(1)+(-112)+1*88＝-24dBm；根据公式(1-3)和(1-4)可计算得到NPUSCH数据传输功率。

由图10所示的SIB2的一部分可知，p0-NominalNPUSCH-r13字段指定为-112dBm。由图13所示的Msg4的一部分可知p0-UE-NPUSCH-r13字段指定为0dB。根据公式(1-4)可得P_{o_NPUSCH，c}(1)＝-112+0＝-112dBm。根据DCI调度信息，NPUSCH消息的传输采用15kHz单载波发送，则M_NPUSCH，c(i)＝1。a_c(1)由SIB2的alpha-r13字段指定为1。根据公式(1-3)可得：

P_NPUSCH，c(i)＝＝10log(1)+(-112)+1*88＝-24dBm。

图1和图2所示的方案在特定场景下很容易造成Msg3接收失败而导致随机接入过程最终失败或时延过大，图9的方案可以实现NPUSCH消息的功率补偿，例如，通过将随机接入前导码抬升的功率增量补偿给NPUSCH消息，即可以提高随机接入的成功率，降低延时，例如，如图5所示，可以顺利的在第二次重发随机接入前导码时成功完成随机接入过程，提高了随机接入成功率减小了时延。在其他实施例中，也可以将随机接入前导码的抬升的功率增量补偿给Msg5，即提高NPUSCH消息的发射和功率，由此可以提高上行数传成功率并且减小时延。

本申请实施例提供的方案可以理解为每次随机接入前导码的重传都是为了找到最佳的NPUSCH消息的功率补偿值。“找到最佳的NPUSCH消息的功率补偿值”的条件就是随机接入过程成功，因为该过程意味着Msg3成功发到基站且UE成功解调出合适的Msg4。那么后续的Msg5可以应用这个补偿值，可以最大限度的保证Msg5收发成功。

Msg3和Msg5的功率与Msg1的功率的计算公式可以是不同的，但是其基本原理类似，都可以理解为“基站期待功率+路损补偿功率”。Msg3的发送失败，往往是由于其发送功率不够导致的，可能是由于路损补偿不准导致的，因此需要给路损补偿加上额外的补偿值。这个额外的补偿值可以参考随机接入前导码的power rampingstep的值。

本申请实施例利用随机接入前导码的功率抬升量对后续NPUSCH消息的发射功率进行补偿，提升了ECL0覆盖场景下的上行传输成功率，并显著缩短了在该场景下的传输时延。

本申请实施例还可提供一种NB-IOT芯片，如图14所示，NB-IOT芯片1400包括存储器1401和处理器1402；

存储器1401与处理器1402耦合；

存储器1401，用于存储程序指令；

处理器1402，用于调用存储器存储的程序指令，使得芯片执行上述任一实施例提出的NB-IOT端的数据传输方法。本申请实施例提供的NB-IOT芯片的具体的实现过程及有益效果参见上述，在此不再赘述。

本申请实施例还可提供一种NB-IOT设备1500，如图15所示，天线1501和如前述实施例的NB-IOT芯片1502，天线1501与NB-IOT芯片1502连接以实现NB-IOT设备与基站之间的数据传输。本实施例中，终端可以为NB-IOT设备，例如，手机、电表、水表等设备，本申请实施例提供的NB-IOT设备的具体的实现过程及有益效果参见上述，在此不再赘述。

本申请实施例还可提供一种NB-IOT通信系统1600，如图16所示，包括如前述实施例的NB-IOT设备1601和基站1602，NB-IOT设备与基站之间无线连接进行数据传输。本申请实施例提供的NB-IOT通信系统的具体的实现过程及有益效果参见上述，在此不再赘述。

本申请实施例还可提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例中的NB-IOT端的数据传输方法。本申请实施例提供的计算机可读存储介质其具体的实现过程及有益效果参见上述，在此不再赘述。

应注意，本申请上述方法实施例可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法实施例的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(fieldprogrammable gate array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。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等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

可以理解，本申请实施例中的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(read-only memory，ROM)、可编程只读存储器(programmable rom，PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(random access memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data rateSDRAM，DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(synchlink DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(directrambus RAM，DR RAM)。应注意，本文描述的系统和方法的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。

应理解，在本申请实施例中，“与A相应的B”表示B与A相关联，根据A可以确定B。但还应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其它信息确定B。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (23)

1.一种NB-IOT端的数据传输方法，用于NB-IOT端的随机接入过程，其特征在于，包括：

发送随机接入前导码；

接收基站发送的随机接入响应；

以第一NPUSCH功率发送消息3，所述消息3包括所述NB-IOT端的标识信息，所述NB-IOT端的标识信息用于冲突解决；

随机接入尝试失败后，重传所述随机接入前导码；

所述随机接入前导码重传之后，以第二NPUSCH功率发送所述消息3，所述第二NPUSCH功率功率大于所述第一NPUSCH功率。

2.根据权利要求1所述的NB-IOT端的数据传输方法，其特征在于，包括：

所述NB-IOT端在ECL为0的配置下进行所述随机接入尝试时，对于所述消息3的重传，所述消息3在第(x+1)次随机接入尝试时的发送功率大于所述消息3在第x次随机接入尝试时被发送的发送功率；

所述x为大于或者等于1的正整数；

所述消息3的发送功率不大于所述NB-IOT端配置的最大发射功率。

3.根据权利要求2所述的NB-IOT端的数据传输方法，其特征在于，包括：

所述NB-IOT端在ECL为0的配置下进行随机接入尝试时，所述消息3在所述第(x+1)次随机接入尝试时的发送功率等于x倍的第二功率增长步长加上所述第一NPUSCH功率；所述第一NPUSCH功率为首次随机接入尝试时消息3的发送功率；

所述第二功率增长步长为2dB或者3dB。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的NB-IOT端的数据传输方法，其特征在于，包括：所述NB-IOT端在ECL为1或2的配置下进行随机接入尝试时所述消息3的发送功率大于或者等于所述NB-IOT端在ECL为0的配置下进行随机接入尝试时所述消息3的发送功率。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的NB-IOT端的数据传输方法，其特征在于，包括：所述NB-IOT端在ECL为1或2的配置下进行随机接入尝试时，对于所述消息3的重传，所述消息3的功率为第三NPUSCH功率；

所述第三NPUSCH功率为所述消息3的初始功率加上所述NB-IOT端在ECL为0时对所述随机接入前导码的功率的总的抬升量；所述总的抬升量小于或者等于8dB；

所述消息3的初始功率为所述NB-IOT端第一次随机接入尝试时发送所述消息3的功率。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的NB-IOT端的数据传输方法，其特征在于，还包括：

所述NB-IOT端在ECL为0的配置下进行随机接入尝试时，所述消息3重传时所述消息3的发送功率与首次随机接入尝试时所述消息3时的发送功率的差不超过8dB。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的NB-IOT端的数据传输方法，其特征在于，所述接收随机接入响应之后，还包括：

判断所述随机接入响应是否与所述NB-IOT端对应的随机接入前导码的标识匹配；

所述随机接入响应与所述NB-IOT端对应的随机接入前导码的标识不匹配时，所述随机接入前导码重传；

所述随机接入前导码重传后接收所述随机接入响应；

以所述第二NPUSCH功率发送所述消息3。

8.根据权利要求7所述的NB-IOT端的数据传输方法，其特征在于，还包括：

当所述随机接入尝试的总次数未达到预设的总的随机接入尝试次数时，所述随机接入前导码重传；

当所述NB-IOT端配置的ECL为0，并且ECL为0对应的所述随机接入尝试的次数未达到预设的ECL为0对应的所述随机接入尝试的最大次数时，所述NB-IOT端在ECL为0的配置下重传所述随机接入前导码以进行下一次随机接入尝试，所述第(z+1)次随机接入尝试时所述随机接入前导码的发送功率大于第z次随机接入尝试时所述随机接入前导码的发送功率，所述z为大于或者等于1的正整数；和/或

当所述NB-IOT端配置的ECL为1，并且ECL为1对应的所述随机接入尝试的次数未达到预设的ECL为1对应的所述随机接入尝试的最大次数时，所述NB-IOT端在ECL为1的配置下以所述NB-IOT端的最大发射功率重传所述随机接入前导码以进行下一次随机接入尝试；和/或

当所述NB-IOT端配置的ECL为2，并且ECL为2对应的所述随机接入尝试的次数未达到预设的ECL为2对应的所述随机接入尝试的最大次数时，所述NB-IOT端在ECL为2的配置下以所述NB-IOT端的最大发射功率重传所述随机接入前导码以进行下一次随机接入尝试。

9.根据权利要求8所述的NB-IOT端的数据传输方法，其特征在于，还包括：

当所述NB-IOT端配置的ECL为0，并且ECL为0对应的所述随机接入尝试的次数达到预设的ECL为0对应的所述随机接入尝试的最大次数时，所述NB-IOT端在ECL为1的配置下以所述NB-IOT端的最大发射功率重传所述随机接入前导码以进行下一次随机接入尝试；和/或

当所述NB-IOT端配置的ECL为1，并且ECL为1对应的所述随机接入尝试的次数达到预设的ECL为1对应的所述随机接入尝试的最大次数时，所述NB-IOT端在ECL为2的配置下以所述NB-IOT端的最大发射功率重传所述随机接入前导码以进行下一次随机接入尝试；和/或

当所述NB-IOT端配置的ECL为2，并且ECL为2对应的所述随机接入尝试的次数达到预设的ECL为2对应的所述随机接入尝试的最大次数时，所述NB-IOT端等待下一次随机接入。

10.根据权利要求3所述的NB-IOT端的数据传输方法，其特征在于，还包括：

当所述NB-IOT端配置的ECL为0时，对于每一次所述随机接入前导码的重传，所述随机接入前导码的发送功率增加第一功率增长步长；所述第一功率增长步长为2dB或者3dB；

所述随机接入前导码重传时所述随机接入前导码的发送功率与第一次发送随机接入前导码时的发送功率的差不超过8dB；

所述第一功率增长步长等于所述第二功率增长步长。

11.根据权利要求3所述的NB-IOT端的数据传输方法，其特征在于，所述发送所述消息3之后，包括：

接收所述基站发送的消息4，所述消息4包括冲突解决标识；

判断所述冲突解决标识与所述消息3的标识信息是否匹配；

所述冲突解决标识与所述消息3的标识信息不匹配时，所述随机接入前导码重传；

所述随机接入前导码重传后接收所述随机接入响应；

以所述第二NPUSCH功率发送所述消息3。

12.根据权利要求11所述的NB-IOT端的数据传输方法，其特征在于，还包括：

所述冲突解决标识与所述消息3的标识信息匹配时，以第一上行功率发送消息5，所述消息5为随机接入成功后所述NB-IOT端通过NPUSCH发送给所述基站的上行数据；所述消息5的发送功率不大于所述NB-IOT端配置的最大发射功率。

13.根据权利要求12所述的NB-IOT端的数据传输方法，其特征在于，还包括：

所述消息5的发送功率为所述消息5的初始功率加上所述NB-IOT端在ECL为0时对所述随机接入前导码的功率的总的抬升量；所述总的抬升量小于或者等于8dB；

所述消息5的初始功率为所述NB-IOT端首次随机接入尝试时发送所述消息5的功率。

14.根据权利要求12所述的NB-IOT端的数据传输方法，其特征在于，还包括：

所述随机接入前导码重传p1次之后，所述NB-IOT端成功接入所述基站，所述NB-IOT端成功接入所述基站后，所述消息5的发送功率为q1；

在所述NB-IOT端的另一次成功的随机接入过程中，所述随机接入前导码的重传次数为p2，所述消息5的发送功率为q1；

p1大于p2时，q1大于q2；

p1与p2之间的差越大，q1与q2之间的差越大。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的NB-IOT端的数据传输方法，其特征在于，所述消息3的发送功率为P_NPUSCH，c(2)；

P_{o_NPUSCH，c}(j)＝P_{O_NOMINAL_NPUSCH，c}(j)+P_{O_UE_NPUSCH，c}(j)；

其中，j＝1或2；i表示第i个时隙，P_CMAX，c(i)为基站给所述NB-IOT端配置的最大发射功率，P_CMAX，c(i)为23dBm；M_NPUSCH，c(i)为不同的子载波间隔和子载波个数下发送所述消息3的功率补偿值，M_NPUSCH，c(i)根据所述子载波间隔和所述子载波个数来确定；

P_{O_NOMINAL_NPUSCH，c}(2)＝P_{O_PRE}+Δ_{PREAMBLE_Msg3}；

其中，P_{O_NOMINAL_NPUSCH，c}(2)表示所述基站期待收到对应j＝2的所述随机接入前导码的标称功率，P_{O_PRE}和Δ_{PREAMBLE_Msg3}分别根据sib2中的preambleInitialReceivedTargetPower和deltaPreambleMsg3-r13确定；P_{O_UE_NPUSCH，c}(2)＝0；

对于NPUSCH formatl或NPUSCH format2格式的消息3，a_c(2)＝1；

所述PL_C是路损；P_comp为所述消息3或所述消息5的功率补偿量；当P_comp为所述消息3的所述功率补偿量时，所述功率补偿量为所述第二功率增长步长；所述消息5的所述功率补偿量为2dB或3dB。

16.根据权利要求15所述的NB-IOT端的数据传输方法，其特征在于，所述消息5的发送功率为P_NPUSCH，c(1)；P_{O_NOMINAL_NPUSCH，c}(1)为所述基站期待收到对应j＝1的所述消息5的标称功率，由所述sib2的p0-NominalNPUSCH-r13字段指定；P_{O_UE_NPUSCH，c}(1)表示对应j＝1的所述消息5的标称功率的补偿值，由所述消息4的p0-UE-NPUSCH-r13字段指定；

对于NPUSCH format1格式的所述消息5，a_c(1)由所述sib2的alpha-r13字段指定；

对于NPUSCH format2格式的所述消息5，a_c(1)＝1。

17.一种NB-IOT端的数据传输方法，用于NB-IOT端的随机接入过程，其特征在于，包括：

发送随机接入前导码；

接收随机接入响应；

发送消息3，所述消息3包括所述NB-IOT端的标识信息，所述NB-IOT端的标识信息用于冲突解决，所述消息3的发送功率为P_NPUSCH，c(2)；

P_{o_NPUSCH，c}(j)＝P_{O_NOMINAL_NPUSCH，c}(j)+P_{O_UE_NPUSCH，c}(j)；

其中，j＝1或2；i表示第i个时隙，P_CMAX，c(i)为基站给所述NB-IOT端配置的最大发射功率，P_CMAX，c(i)为23dBm；M_NPUSCH，c(i)为不同的子载波间隔和子载波个数下发送所述消息3的功率补偿值，M_NPUSCH，c(i)根据所述子载波间隔和所述子载波个数来确定；

P_{O_NOMINAL_NPUSCH，c}(2)＝P_{O_PRE}+Δ_{PREAMBLE_Msg3}；

其中，P_{O_NOMINAL_NPUSCH，c}(2)表示所述基站期待收到对应j＝2的所述随机接入前导码的标称功率，P_{O_PRE}和Δ_{PREAMBLE_Msg3}分别根据sib2中的preambleInitialReceivedTargetPower和deltaPreambleMsg3-r13确定；P_{O_UE_NPUSCH，c}(2)＝0；

对于NPUSCH format1或NPUSCH format2格式的所述消息3，a_c(2)＝1；

所述PL_C是路损；P_comp为所述消息3或所述消息5的功率补偿量。

18.根据权利要求17所述的NB-IOT端的数据传输方法，其特征在于，发送所述消息3之后，还包括：

接收消息4；

发送消息5，所述消息5的发送功率为P_NPUSCH，c(1)；P_{O_NOMINAL_NPUSCH，c}(1)为所述基站期待收到对应j＝1的所述消息5的标称功率，由所述sib2的p0-NominalNPUSCH-r13字段指定；P_{O_UE_NPUSCH，c}(1)表示对应j＝1的所述消息5的标称功率的补偿值，由所述消息4的p0-UE-NPUSCH-r13字段指定；

对于NPUSCH format1格式的消息5，a_c(1)由所述sib2的alpha-r13字段指定；

对于NPUSCH format2格式的消息5，a_c(1)＝1。

19.根据权利要求18所述的NB-IOT端的数据传输方法，其特征在于，所述功率补偿量为2dB或3dB。

20.一种NB-IOT芯片，其特征在于，包括存储器和处理器；

所述存储器与所述处理器耦合；

所述存储器，用于存储程序指令；

所述处理器，用于调用所述存储器存储的程序指令，使得所述NB-IOT芯片执行上述权利要求1至16中任一项所述的NB-IOT端的数据传输方法，或者使得所述NB-IOT芯片执行上述权利要求17至19中任一项所述的NB-IOT端的数据传输方法。

21.一种NB-IOT设备，其特征在于，包括天线和如权利要求20所述的NB-IOT芯片，所述天线与所述NB-IOT芯片连接以实现所述NB-IOT设备与所述基站之间的数据传输。

22.一种NB-IOT通信系统，其特征在于，包括如权利要求21所述的NB-IOT设备和基站，所述NB-IOT设备与所述基站之间无线连接以进行数据传输。

23.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括：其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求1至16中任一项所述的NB-IOT端的数据传输方法，或者，所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求17至19中任一项所述的NB-IOT端的数据传输方法。

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