CN114342543A - 用于减少随机接入过程中的开销的方法和装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于减少随机接入过程中的开销的方法和装置。在一个实施例中，由无线通信节点执行的方法包括：向无线通信设备发送第一信息；从无线通信设备接收第一消息，以使无线通信设备接入无线通信节点；以及响应于第一消息而向无线通信设备发送第二消息。第一信息包括关于无线通信设备的时间偏移的信息，以便在从第一消息的发送结束起的时间偏移之后开始监视第二消息。

Description

用于减少随机接入过程中的开销的方法和装置

技术领域

本公开一般地涉及无线通信，更具体地说，涉及用于减少无线通信的随机接入过程中的开销的方法和装置。

背景技术

在过去的几十年中，移动通信已经从语音服务发展到高速宽带数据服务。随着增强型移动宽带(eMBB)、海量机器类通信(mMTC)、超高可靠低时延通信(URLLC)等新型业务和应用的深入发展，对移动网络上的高性能数据传输的需求将继续呈指数增长。基于这些新兴业务的具体要求，无线通信系统应满足各种要求，例如吞吐量、延迟、数据速率、容量、可靠性、链路密度、成本、能耗、复杂性和覆盖范围。

发明内容

本文公开的示例性实施例涉及解决与现有技术中存在的一个或多个问题相关联的问题，并且提供其他特征，当结合附图参考以下详细说明时，这些其他特征容易变得显而易见。根据一些实施例，本文公开了示例性系统、方法和计算机程序产品。但是应当理解，这些实施例以说明而非限制的方式提出，对于阅读本公开的普通技术人员显而易见的是，可以对所公开的实施例做出仍位于本发明的范围内的各种修改。

在一个实施例中，公开了一种由无线通信节点执行的方法。所述方法包括：向无线通信设备发送第一信息；从所述无线通信设备接收第一消息，以使所述无线通信设备接入所述无线通信节点；以及响应于所述第一消息而向所述无线通信设备发送第二消息。所述第一信息包括关于所述无线通信设备的时间偏移的信息，以便在从所述第一消息的发送结束起的所述时间偏移之后开始监视所述第二消息。

在另一实施例中，提供了一种由无线通信设备执行的方法。所述方法包括：从无线通信节点接收第一信息；向所述无线通信节点发送第一消息，以使所述无线通信设备接入所述无线通信节点；以及响应于所述第一消息而从所述无线通信节点接收第二消息。所述第一信息包括关于所述无线通信设备的时间偏移的信息，以便在从所述第一消息的发送结束起的所述时间偏移之后开始监视所述第二消息。

另外在另一实施例中，一种计算设备包括至少一个处理器和耦合到所述处理器的存储器，所述至少一个处理器被配置为执行本文公开的任何方法。另外，在另一实施例中，一种非暂时性计算机可读介质上存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行本文公开的任何方法。

附图说明

当结合附图阅读时，通过以下详细描述可以最好地理解本公开的各方面。请注意，各种特征不一定按比例绘制。事实上，为了讨论的清晰，可以任意增加或减小各种特征的尺寸和几何形状。

图1A示出了根据本公开的一些实施例的示例性无线通信网络，其中示出了作为距BS的距离的函数的可实现调制。

图1B示出了根据本公开的一些实施例的用于时隙结构信息指示的示例性无线通信系统的框图。

图2示出了根据本公开的一些实施例的在无线通信系统中执行基于竞争的两步随机接入(RACH)过程的方法。

图3示出了根据本公开的一些实施例的在无线通信系统中执行基于竞争的四步随机接入(RACH)过程的方法。

图4示出了根据本公开的一些实施例的用于减少随机接入过程中的开销的示例性方法。

具体实施方式

下面参考附图描述本发明的各种示例性实施例，以使本领域普通技术人员能够制作和使用本发明。对于本领域普通技术人员而言显而易见的是，在阅读本公开之后，可以在不脱离本发明的范围的情况下对本文所述的示例进行各种改变或修改。因此，本发明不限于在此描述或示出的示例性实施例和应用。另外，本文公开的方法中的步骤的特定顺序或层次仅是示例性方法。基于设计偏好，可以重新布置所公开的方法或过程的步骤的具体顺序或层次，同时保持在本发明的范围内。因此，本领域普通技术人员将理解，本文公开的方法和技术以示例顺序呈现各种步骤或动作，并且除非另有明确说明，否则本发明不限于所呈现的特定顺序或层次。

下面结合附图详细说明本发明的实施例。相同或相似的组件可以用相同或相似的附图标记表示，尽管它们在不同的附图中示出。可以省略本领域公知的构造或过程的详细描述以避免模糊本发明的主题。此外，在本发明的实施例中，术语是考虑到它们的功能而定义的，并且可以根据用户或操作者的意图、用途等而变化。因此，应该基于本说明书的整体内容进行定义。

由于有限的设备容量、高延迟和高信令开销，依赖于用户终端的随机接入和基站与用户终端之间的调度数据传输的传统方法无法为上述业务提供令人满意的性能。为了满足5G/NR(新无线电)通信中的这些需求，正在考虑一种基于竞争的无授权数据传输方法。随机接入(RACH)过程对于以下情况非常重要：即，在从RRC(无线电资源控制)空闲的初始接入期间、在执行RRC连接建立过程时、在无线通信设备未同步时进行下行链路或上行链路数据传输，以及在目标小区中需要上行链路同步时进行切换期间等等。

为了在RACH过程期间接入未经许可的频谱，需要先听后说(LBT)过程，其中执行CCA(空闲信道评估)。CCA至少利用能量检测来确定信道上是否存在其他信号，以便分别确定信道是被占用还是空闲。如果信道被占用，则节点进入退避状态。在这种状态下，一个退避定时器被启动并且节点等待直到退避定时器到期，然后再执行另一LBT检查。每当媒体上有一个未占用的插槽时，退避定时器就会递减。如果信道畅通，则节点可以执行传输。传输的持续时间(也称为信道占用时间或COT)是有限的，并由用于访问信道的退避参数控制。

这样的LBT过程在访问未经许可的频谱时在RACH过程的每个步骤期间执行，从而导致延迟增加并且不利地影响系统性能。此外，当传输随机接入前导时，UE将在随机接入前导发送结束后的第一物理下行链路控制信道(PDCCH)时机开始在RACH-ConfigCommon中配置的ra-ResponseWindow。但是，在ra-ResponseWindow到期之前可能无法接收到随机接入响应(RAR)，并且RAR接收可能无法增加RACH尝试。

当支持更大的小区大小时也会出现相同的问题，例如在非陆地网络(NTN)中，其中波束足迹大小可以达到1000km的直径并导致高达16毫秒(ms)的波束内最大延迟。考虑到NTN中较大的往返延迟(RTD)，更多的RACH尝试将导致访问延迟的增加。由于没有收到RAR，所以不会使用授权的PUSCH，既浪费RACH资源，又浪费PUSCH资源。另外，对于某些场景，发送和处理延迟可能很大。本教导提供了一些方案来解决这个问题。

本教导中公开的方法可以在无线通信网络中实现，其中BS和UE可以经由通信链路彼此通信，例如，经由从BS到UE的下行链路无线电帧或者经由从UE到BS的上行链路无线电帧。在各种实施例中，本公开中的BS可被称为网络侧，并且可以包括或被实现为下一代节点B(gNB)、E-UTRAN节点B(eNB)、发送/接收点(TRP)、接入点(AP)等；而本公开中的UE可被称为终端，并且可以包括或被实现为移动台(MS)、站(STA)等。BS和UE在此可被分别描述为“无线通信节点”和“无线通信设备”的非限制性示例；根据本公开的各种实施例，BS和UE可以实践本文公开的方法，并且能够进行无线和/或有线通信。

图1A示出了根据本公开的一些实施例的示例性无线通信网络100。在无线通信系统中，网络侧通信节点或基站(BS)可以是Node B、E-utran Node B(也称为Evolved NodeB、eNodeB或eNB)、微微基站、毫微微基站等。终端侧节点或用户设备(UE)可以是远程通信系统，例如移动电话、智能手机、个人数字助理(PDA)、平板计算机、膝上型计算机，或短程通信系统，例如可穿戴设备、具有车载通信系统的车辆等。网络侧通信节点和终端侧通信节点分别由BS 102和UE 104表示，以下在本发明的所有实施例中统称为“通信节点”。根据本发明的一些实施例，这样的通信节点能够进行无线和/或有线通信。需要指出，所有实施例均仅为优选实施例，并不用于限制本发明。因此，应当理解，该系统可以包括任何期望的UE和BS的组合，同时保持在本公开的范围内。

参考图1A，无线通信网络100包括BS 102和UE 104a，以及UE 104b(本文统称为UE104)。BS 102和UE 104包含在小区101的地理边界内。从UE 104的发射天线到BS 102的接收天线的无线传输被称为上行链路传输，而从BS 102的发射天线到UE 104的接收天线的无线传输被称为下行链路传输。尽管图1A中仅示出了2个UE 104，但是需要指出，任何数量的UE104都可以包括在小区101中并且在本发明的范围内。在一些实施例中，上行链路通信105b的覆盖范围大于上行链路通信105a的覆盖范围，如虚线圆圈112和110分别所示。BS 102位于覆盖区域110和112的截取区域，以便BS 102与小区101中的UE 104a和UE 104b执行上行链路通信。

UE 104与BS 102之间的直接通信信道105/103可以通过接口，例如Uu接口，也称为UMTS(通用移动电信系统(UMTS)空中接口。UE之间的直接通信信道(侧链路传输)106可以通过PC5接口，该接口被引入以满足诸如车辆对车辆(V2V)通信之类的高移动速度和高密度应用。BS 102通过外部接口107(例如Iu接口)连接到核心网络(CN)108

UE 104a和104b从BS 102获得其同步定时，BS 102通过诸如公共时间NTP(网络时间协议)服务器或RNC(射频仿真系统网络控制器)服务器之类的互联网时间服务从核心网络108获得它自己的同步定时。这被称为基于网络的同步。替代地，BS 102还可以通过卫星信号106从全球导航卫星系统(GNSS)(未示出)获得同步定时，特别是对于具有直接到天空的视线的大型小区中的大型BS，这被称为基于卫星的同步。

图1B示出了根据本公开的一些实施例的示例性无线通信系统150的框图。系统150可以包括被配置为支持不需要在此详细描述的已知或常规操作特征的组件和元件。在一个示例性实施例中，系统150可以用于在诸如上述图1的无线通信网络100之类的无线通信环境中发送和接收数据符号。

系统150通常包括BS 102和两个UE 104a和104b(为了便于讨论，以下统称为UE104)。BS 102包括BS收发器模块152、BS天线阵列154、BS存储器模块156、BS处理器模块158和网络接口160，每个模块根据需要经由数据通信总线180彼此耦合和互连。UE 104包括UE收发器模块162、UE天线164、UE存储器模块166、UE处理器模块168和输入/输出(I/O)接口169，每个模块根据需要经由数据通信总线190彼此耦合和互连。BS 102经由通信信道192与UE 104通信，该信道可以是本领域中已知适合于上述数据传输的任何无线信道或其他介质。

本领域普通技术人员将理解，系统150可以进一步包括除了图1B所示的之外的任何数量的块、模块、电路等。本领域技术人员将理解，结合本文公开的实施例描述的各种说明性块、模块、电路和处理逻辑可以以硬件、计算机可读软件、固件或其任何实际组合来实现。为了清楚地说明硬件、固件和软件的这种可互换性和兼容性，各种说明性组件、块、模块、电路和步骤一般根据它们的功能来描述。这种功能是作为硬件、固件还是软件实现取决于特定应用和对整个系统施加的设计约束。熟悉这里描述的概念的人可以针对每个特定应用以合适的方式实现这样的功能，但是这样的实现决策不应被解释为限制本发明的范围。

从UE 104的发射天线到BS 102的接收天线的无线传输被称为上行链路传输，并且从BS 102的发射天线到UE 104的接收天线的无线传输被称为下行链路传输。根据一些实施例，UE收发器162在本文中可以被称为“上行链路”收发器162，其包括各自耦合到UE天线164的RF发射器和接收器电路。双工开关(未示出)可以可选地以时间双工模式将上行链路发射器或接收器耦合到上行链路天线。类似地，根据一些实施例，BS收发器152在本文中可以被称为“下行链路”收发器152，其包括各自耦合到天线阵列154的RF发射器和接收器电路。下行链路双工开关可以替代地以时间双工模式将下行链路发射器或接收器耦合到下行链路天线阵列154。两个收发器152和162的操作在时间上协调，使得上行链路接收器耦合到上行链路UE天线164，以在下行链路发射器耦合到下行链路天线阵列154的同时在无线通信信道192上接收传输。优选地，在双工方向的变化之间存在仅具有最小保护时间的紧密同步定时。UE收发器162通过UE天线164，经由无线通信信道192与BS 102通信，或者经由无线通信信道193与其他UE通信。无线通信信道193可以是本领域已知的适合于本文所述的数据的侧链传输的任何无线信道或其他介质。

UE收发器162和BS收发器152被配置为经由无线数据通信信道192进行通信，并且与能够支持特定无线通信协议和调制方案的适当配置的RF天线布置154/164协作。在一些实施例中，BS收发器152被配置为向UE收发器162发送物理下行链路控制信道(PDCCH)和配置的时隙结构相关信息(SFI)条目集。在一些实施例中，UE收发器162被配置为从BS收发器152接收包含至少一个SFI字段的PDCCH。在一些示例性实施例中，UE收发器162和BS收发器152被配置为支持诸如长期演进(LTE)和新兴5G标准等之类的行业标准。然而，应当理解，本发明在应用中不一定限于特定标准和相关协议。相反，UE收发器162和BS收发器152可以被配置为支持替代的或附加的无线数据通信协议，包括未来的标准或其变型。

BS处理器模块158和UE处理器模块168通过被设计为执行本文所述的功能的通用处理器、内容可寻址存储器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列、任何合适的可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件或它们的任何组合实施或实现。以这种方式，处理器可以实现为微处理器、控制器、微控制器、状态机等。处理器还可以实现为计算设备的组合，例如数字信号处理器和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与数字信号处理器核的结合，或任何其他这样的配置。

然后，UE处理器模块168在UE收发器模块162上检测PHR触发消息，UE处理器模块168还被配置为基于至少一种预定义算法和接收到的由BS 102配置的至少一个第二SFI条目集确定至少一个第二SFI条目集，其中至少一种预定义算法基于计算的其他参数或接收的消息选择。UE处理器模块168还被配置为生成至少一个第二SFI条目集，并监视在UE收发器模块162上接收到的PDCCH以进一步接收至少一个SFI字段。如本文所用，“SFI条目集”是指SFI表或SFI条目。

此外，结合本文公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接体现在硬件中、固件中、分别由处理器模块158和168执行的软件模块中、或者它们的任何实际组合中。存储器模块156和166可以实现为RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域已知的任何其他形式的存储介质。在这点上，存储器模块156和166可以分别耦合到处理器模块158和168，使得处理器模块158和168可以分别从存储器模块156和166读取信息和向存储器模块156和166写入信息。存储器模块156和166也可以集成到它们各自的处理器模块158和168中。在一些实施例中，存储器模块156和166可以各自包括高速缓存存储器，用于在执行将分别由处理器模块158和168执行的指令期间存储临时变量或其他中间信息。存储器模块156和166还可以各自包括用于存储将分别由处理器模块158和168执行的指令的非易失性存储器。

网络接口160通常表示基站102的硬件、软件、固件、处理逻辑和/或其他组件，它们使BS收发器152能够与被配置为与BS 102通信的其他网络组件和通信节点进行双向通信。例如，网络接口160可以被配置为支持互联网或WiMAX流量。在典型的部署中，没有任何限制，网络接口160提供802.3以太网接口，使得BS收发器152可以与基于以太网的常规计算机网络通信。以这种方式，网络接口160可以包括用于连接到计算机网络(例如，移动交换中心(MSC))的物理接口。如本文关于指定操作或功能所用，术语“被配置用于”或“被配置为”是指被物理地构造为、编程为、格式设置为和/或安排为执行指定操作或功能的设备、组件、电路、结构、机器、信号等。网络接口160可以允许BS 102通过有线或无线连接与其他BS或核心网络通信。

再次参考图1A，如上所述，BS 102向一个或多个UE(例如，104)重复广播与BS 102相关联的系统信息，以允许UE 104接入BS 102所在小区101内的网络，并且通常在小区101内正确操作。接入可以与以下至少一项相关联：切换过程；上行链路同步过程；和波束故障恢复过程。诸如下行链路和上行链路小区带宽、下行链路和上行链路配置、随机接入配置等之类的多个信息可以包括在系统信息中，这将在下面更详细地讨论。通常，BS 102通过PBCH(物理广播信道)广播携带一些主要系统信息的第一信号，例如小区101的配置。为了说明清楚，这种广播的第一信号在本文中被称为“第一广播信号”。需要指出，BS 102随后可以通过相应的信道(例如，物理下行链路共享信道(PDSCH))广播携带一些其他系统信息的一个或多个信号，这些信号在本文中被称为“第二广播信号”、“第三广播信号”等等。

再次参考图1B，在一些实施例中，由第一广播信号携带的主要系统信息可以经由通信信道192由BS 102以符号格式传送。根据一些实施例，主要系统信息的原始形式可以呈现为一个或多个数字位序列，并且一个或多个数字位序列可以通过多个步骤(例如，编码、加扰、调制、映射步骤等)进行处理，所有这些序列可以由BS处理器模块处理158以变为第一广播信号。类似地，当UE 104使用UE收发器162接收到第一广播信号(以符号格式)时，根据一些实施例，UE处理器模块168可以执行多个步骤(解映射、解调、解码步骤等)以估计主要系统信息，例如主要系统信息的位的位位置、位数等。UE处理器模块168还耦合到I/O接口169，该接口为UE 104提供连接到诸如计算机之类的其他设备的能力。I/O接口169是这些附件和UE处理器模块168之间的通信路径。

在一些实施例中，UE 104可以在混合通信网络中操作，其中UE与BS 102以及例如在104a和104b之间的其他UE进行通信。如下文进一步详细描述的，UE 104支持与其他UE的侧链路通信以及BS 102与UE 104之间的下行链路/上行链路通信。如上所述，侧链路通信允许UE 104a和104b彼此之间，或与来自不同小区的其他UE建立直接通信链路，不需要BS 102在UE之间中继数据。

图2示出了根据本公开的一些实施例的在无线通信系统中执行基于竞争的两步随机接入(RACH)过程的方法200。在所示实施例中，无线通信系统包括BS 102和UE 104。应当理解，可以在图2的方法200之前、期间和之后提供附加操作，其他一些操作在此可省略或仅作简要说明。需要指出，图2是用于说明和讨论目的的示例。

根据一些实施例，方法200开始于操作212，其中UE 104从BS 102接收第一信息。然后在操作214，UE 104向BS 102发送包括随机接入前导和调度传输的第一消息，以使UE 104接入BS 102。在操作216，BS 102响应于第一消息而向UE 104发送包括随机接入(RA)响应和竞争解决的第二消息。对于两步RACH，第一消息可以被称为msgA；第二消息可以被称为msgB。

在一些实施例中，第一信息包括关于UE 104的时间偏移的信息，以便在从第一消息的发送结束起的时间偏移之后开始监视第二消息。在一些实施例中，第一信息还包括关于时间窗的信息，该时间窗被配置用于UE 104在该时间窗内监视第二消息，该时间窗在从第一消息的发送结束起的时间偏移之后开始。在一些实施例中，第一信息在以下至少一项中发送：系统信息和无线电资源控制(RRC)消息。在一些实施例中，第一信息还包括至少一个搜索空间(SS)和至少一个控制资源集(CORESET)。在一些实施例中，至少一个SS和至少一个CORESET提供时域和频域中的资源信息，以便UE 104在来自BS 102的RA响应中的物理下行链路控制信道(PDCCH)上接收下行链路控制信息(DCI)。在一些实施例中，还通过系统信息或RRC消息向UE 104配置RACH配置，例如随机接入前导格式、传输定时和PRACH索引。在一些实施例中，RA响应包括MAC随机接入响应(RAR)。在一些实施例中，DCI在PDCCH上传输并且MAC RAR在PDSCH上传输。

例如，时间偏移202-1和时间窗202-2可以经由系统信息或RRC消息被配置给UE104。在一些实施例中，时间窗是ra-ResponseWindow并且由CORESET和SS确定。在一些实施例中，BS 102在确定期望时间窗长于预定阈值之后为UE 104配置时间偏移202-1。期望时间窗可以是期望针对UE 104配置的时间窗，以便在不配置时间偏移202-1(即，没有时间偏移202-1)的情况下，在从第一消息的发送结束开始的期望时间窗内监视第二消息。在一些实施例中，期望时间窗至少部分地基于以下至少一项确定：与第一消息的发送有关的第一延迟；以及与处理第一消息有关的第二延迟。在一些实施例中，时间偏移202-1至少部分地基于以下至少一项确定：期望时间窗；与第一消息的发送有关的第一延迟；以及与处理第一消息有关的第二延迟。

在操作214向BS 102发送随机接入前导之前，UE 104在选定的至少一个PRACH时机执行LBT过程。在一些实施例中，LBT过程包括通过其发射器的分组的感测干扰和突发到达以确定上行链路载波上的干扰水平和业务负载。如果LBT过程失败，则UE 104在对应的上行链路载波上的下一PRACH时机重新启动LBT过程，直到LBT过程通过(即，上行链路载波可用且未被占用)。UE 104然后在PRACH时机开始向BS 102第一次发送随机接入前导。UE 104开始从t0 204-1到t1 204-2的时间偏移202-1，以在时间偏移202-1内停止监视来自BS 102的RA响应。t0 204-1可以在第一消息的发送结束时，或第一PDCCH时机的开始时。

在一些实施例中，UE 104在时间t1 204-2(是时间偏移202-1的结束)处启动时间窗202-2(即，ra-ResponseWindow)。UE 104在时间窗202-2内监视来自BS 102的第二消息。如图2所示，在时间窗(即，ra-ResponseWindow)202-2结束之前接收到包括MAC RAR的第二消息。在一些其他实施例中，在时间窗(即，ra-ResponseWindow)202-2结束之前未接收到MAC RAR，并且UE 104的随机接入失败。在一些实施例中，时域中的时间窗202-2的大小由系统预先配置并通过系统信息发送到UE 104。

在一些实施例中，用于在第一消息中传输随机接入前导的RACH时机的系统帧号(SFN)可用于指示要与另一UE的另一时间窗区分开来的时间窗。在一些实施例中，RACH时机的SFN由BS 102根据接收随机接入前导的SFN来确定。在一些实施例中，第二消息包括与用于由UE 104发送第一消息的SFN有关的信息。

在一些实施例中，SFN可以在以下至少一项中发送：MAC RAR和DCI。例如，MAC RAR或DCI中的10个位可用于表示用来发送无线接入前导的SFN。但是为了减少开销，这10个位不会全部用于指示SFN。在一些实施例中，第二消息仅包括SFN的一个或多个最低有效位，以指示用来发送第一消息的SFN。在一些实施例中，第二消息仅包括SFN除以N的余数，以指示SFN，其中N是正整数。在一些实施例中，N等于2的正幂，例如2、4、8等。在一些实施例中，在确定指示SFN所需的位数大于预定阈值之后，BS 102为UE 104配置时间偏移202-1。如上所述，指示SFN所需的位数可以取决于期望时间窗的长度。

当UE 104接收到MAC RAR或DCI时，UE 104将MAC RAR或DCI中的SFN与用于发送随机接入前导的SFN进行比较。如果UE 104在时间窗202-2中从BS 102接收的MAC RAR或DCI中的SFN与UE 104用于发送随机接入前导的SFN匹配，并且如果接收前导与第一消息中的发送前导匹配，则随机接入响应被UE 104成功接收。如果UE 104在时间窗202-2中从BS 102接收的MAC RAR或DCI中的SFN与UE 104用于发送随机接入前导的SFN不匹配，则UE 104可以跳过该响应并继续等待随机接入响应，直到定时器或时间窗到期。

图3示出了根据本公开的一些实施例的在无线通信系统中执行基于竞争的四步随机接入(RACH)过程的方法300。在所示实施例中，无线通信系统包括BS 102和UE 104。应当理解，可以在图3的方法300之前、期间和之后提供附加操作，其他一些操作在此可省略或仅作简要说明。需要指出，图3是用于说明和讨论目的的示例。

根据一些实施例，方法300开始于操作302，其中UE 104从BS 102接收第一信息。然后在操作304，根据一些实施例，UE 104向BS 102发送包括随机接入前导的第一消息。在操作306，BS 102响应于第一消息而向UE 104发送包括随机接入(RA)响应的第二消息。

在一些实施例中，第一信息包括关于UE 104的时间偏移的信息，以便在从第一消息的发送结束起的时间偏移之后开始监视第二消息。在一些实施例中，第一信息还包括关于时间窗的信息，该时间窗针对UE 104配置以在该时间窗内监视第二消息。该时间窗在从第一消息的发送结束起的时间偏移之后开始。在一些实施例中，第一信息通过以下至少一项发送：系统信息和无线电资源控制(RRC)消息。在一些实施例中，第一信息还包括至少一个搜索空间(SS)和至少一个控制资源集(CORESET)。在一些实施例中，至少一个SS和至少一个CORESET提供时域和频域中的资源信息，以便UE 104在来自BS 102的RA响应中的物理下行链路控制信道(PDCCH)上接收下行链路控制信息(DCI)。在一些实施例中，还通过系统信息或RRC消息向UE 104配置RACH配置，例如随机接入前导格式、传输定时和PRACH索引。在一些实施例中，RA响应包括MAC随机接入响应(RAR)。在一些实施例中，DCI在PDCCH上传输并且MAC RAR在PDSCH上传输。

例如，时间偏移202-1和时间窗202-2可以经由系统信息或RRC消息被配置给UE104。在一些实施例中，时间窗202-2是ra-ResponseWindow并且由CORESET和SS确定。在一些实施例中，BS 102在确定期望时间窗长于预定阈值之后为UE 104配置时间偏移202-1。期望时间窗可以是期望针对UE 104配置的时间窗，以便在不配置时间偏移202-1(即，没有时间偏移202-1)的情况下，在从第一消息的发送结束开始的期望时间窗内监视第二消息。在一些实施例中，期望时间窗至少部分地基于以下至少一项确定：与第一消息的发送有关的第一延迟；以及与处理第一消息有关的第二延迟。在一些实施例中，时间偏移202-1至少部分地基于以下至少一项确定：期望时间窗；与第一消息的发送有关的第一延迟；以及与处理第一消息有关的第二延迟。

在操作304向BS 102发送随机接入前导之前，UE 104在选定的至少一个PRACH时机执行LBT过程。在一些实施例中，LBT过程包括通过其发射器的分组的感测干扰和突发到达以确定上行链路载波上的干扰水平和业务负载。如果LBT过程失败，则UE 104在对应的上行链路载波上的下一PRACH时机重新启动LBT过程，直到LBT过程通过(即，上行链路载波可用且未被占用)或者达到最大前导发送数。最大前导发送数可以预先配置给UE 104。如果达到最大前导发送数，则UE 104可以终止RACH过程并切换到另一过程，例如重建过程。UE 104然后在PRACH时机开始向BS 102第一次发送随机接入前导。UE 104开始从t0 204-1到t1 204-2的时间偏移202-1，以在时间偏移202-1内停止监视来自BS 102的RA响应。t0 204-1可以在第一消息的发送结束时，或第一PDCCH时机的开始时。

在一些实施例中，UE 104在时间t1 204-2(是时间偏移202-1的结束)处启动时间窗202-2(即，ra-ResponseWindow)。UE 104在时间窗202-2内监视来自BS 102的第二消息。如图3所示，在时间窗(即，ra-ResponseWindow)202-2结束之前接收到包括MAC RAR的第二消息。在一些其他实施例中，在时间窗(即，ra-ResponseWindow)202-2结束之前未接收到MAC RAR，并且UE 104的随机接入响应接收失败。在一些实施例中，时域中的时间窗202-2的大小由系统预先配置并通过系统信息发送到UE 104。

在一些实施例中，用于在第一消息中传输随机接入前导的RACH时机的系统帧号(SFN)可用于指示要与另一UE的另一时间窗区分开来的时间窗。在一些实施例中，RACH时机的SFN由BS 102根据接收随机接入前导的SFN来确定。在一些实施例中，第二消息包括与用于由UE 104发送第一消息的SFN有关的信息。

在一些实施例中，SFN可以在以下至少一项中发送：MAC RAR和DCI。例如，MAC RAR或DCI中的10个位可用于表示用来发送无线接入前导的SFN。但是为了减少开销，这10个位不会全部用于指示SFN。在一些实施例中，第二消息仅包括SFN的一个或多个最低有效位，用于指示用来发送第一消息的SFN。在一些实施例中，当第二消息仅包括SFN除以N的余数以指示SFN，其中N是正整数。在一些实施例中，N等于2的正幂，例如2、4、8等。在一些实施例中，在确定指示SFN所需的位数大于预定阈值之后，BS 102为UE 104配置时间偏移202-1。如上所述，指示SFN所需的位数可以取决于期望时间窗的长度。

当UE 104接收到MAC RAR或DCI时，UE 104将MAC RAR或DCI中的SFN与用于发送随机接入前导的SFN进行比较。如果UE 104在时间窗202-2中从BS 102接收的MAC RAR或DCI中的SFN与UE 104用于发送随机接入前导的SFN匹配，则随机接入响应被UE 104成功接收。如果UE 104在时间窗202-2中从BS 102接收的MAC RAR或DCI中的SFN与UE 104用于发送随机接入前导的SFN不匹配，则随机接入响应失败。

根据一些实施例，在UE 104在操作306成功地接收到随机接入响应之后，方法300继续操作308，其中BS 102从UE 104接收调度传输。在一些实施例中，调度传输由BS 102在PUSCH上接收。在一些实施例中，调度传输在UE 104从BS 102接收的MAC RAR所指示的时域和频域中的资源上接收。

方法300继续到操作310，其中根据一些实施例，由BS 102生成并向UE 104发送竞争解决消息。在一些实施例中，竞争解决消息包括来自BS 102的随机接入连接建立。在一些实施例中，BS 102在发送竞争解决消息之前执行LBT过程以确定下行链路载波的可用性。

下面将详细描述本公开的不同实施例。需要指出，本公开中的实施例和示例的特征可以以任何方式相互组合而不冲突。

在一些场景中，对于RACH过程，当发送前导时，启动类似RAR窗口的定时器。考虑到网络侧的前导发送延迟和处理延迟，定时器或RAR窗口可能被配置得过大。在这种情况下，如果使用NR系统当前的RA-RNTI公式，一旦定时器或RAR窗口配置过大，就会导致冲突。为了解决冲突，可以经由DCI或MAC RAR将发送前导的SFN指示给UE。从减少开销的角度来看，SFN的一个或多个最低有效位(LSB)足以指示SFN。但是，如果窗口扩展过大，则需要更多位，这会增加开销。因此，本教导提供了用于将SFN指示与RAR窗口开始之前的时间偏移结合的方法。图4中示出了一个示例400。

在该示例中，时间偏移是一个常数，并且可以经由系统信息或RRC消息被发送到UE。对于发送前导的SFN，可能只需要一个或多个LSB来指示SFN，以减少开销。在替代方式中，可以经由DCI或MAC RAR向UE指示SFN mod N的余数，其中N是正整数。

如图4所示，不同的UE可以分别在不同的SFN开始它们的前导发送。例如，UE1从时间t1 401开始在SFN N中发送前导；而UE2从时间t3 403开始在SFN N+1中发送前导。这里，每个系统帧有10个时隙，每个时隙的长度为1ms。

在UE1发送其前导之后，UE1等待5ms时间偏移410，然后在时间t2 402启动RAR窗口412(或定时器)。RAR窗口412具有20ms的大小并在时间t5 405结束。类似地，UE2发送其前导，UE2等待5ms的时间偏移420，然后在时间t4 404启动RAR窗口422(或定时器)。RAR窗口422具有20ms的大小并在时间t6 406结束。如图4所示，RAR窗口412和RAR窗口422具有重叠区域430。由于BS可能在重叠区域430内发回RA响应，这导致两个UE的两个RA过程发生冲突。在这种情况下，BS可以使用两SFN N和N+1之一来指示RA响应是响应于哪个SFN并相应地响应于哪个UE前导。由于此处在每个UE在RAR窗口中监视RA响应之前使用了时间偏移，因此RAR窗口变短，这降低了两个RAR窗口之间重叠区域的概率和预期长度，进而降低了BS在重叠区域内发送RA响应的概率，并且还减少了对长SFN指示的需要，从而减少了随机接入过程中的开销。

根据第一实施例，在四步RACH中，需要扩展RAR窗口，这是因为考虑了前导发送和处理延迟，并且需要增加MAC RAR发送机会。当RAR窗口被扩展时，很可能会发生冲突。为了解决这个问题，可以向UE指示关于发送前导的SFN信息。如果RAR窗口扩展得更大，将会向UE指示更多的位，这会增加开销。在这种情况下，可以引入时间偏移，使得RAR窗口不需要扩展太大。这意味着将期望的较长时间窗分为两部分：时间偏移和较短时间窗。如图4所示，25ms的期望时间窗被划分为5ms的时间偏移和20ms的较短时间窗。

时间偏移可以经由系统信息或RRC消息被发送到UE。在发送前导后，UE应该延迟时间偏移以在随机接入前导发送结束时启动RAR窗口。然后，RAR窗口在从该时间偏移结束起的第一PDCCH时机开始。因此，不需要指示整个SFN。SFN的仅一个或多个LSB就足以区分不同的时间窗和不同的前导。换言之，SFN的仅一个或多个LSB经由DCI或MAC RAR被指示给UE。

根据第二实施例，在两步RACH中，考虑到msgA发送和处理延迟以及增加msgB发送机会，需要扩展定时器或RAR窗口。可以理解，对于两步RACH，设置监视msgB的定时器，该消息不仅包括RAR，还包括竞争解决，尽管这里仍然使用术语RAR窗口来指代定时器。当RAR窗口被扩展时，很可能会发生RA冲突。为了解决这个问题，可以向UE指示关于发送前导的SFN信息。如果RAR窗口扩展得更大，将会向UE指示更多的位，这会增加开销。在这种情况下，可以引入时间偏移，使得RAR窗口不需要扩展太大。这意味着将期望的较长时间窗分为两部分：时间偏移和较短时间窗。如图4所示，25ms的期望时间窗被划分为5ms的时间偏移和20ms的较短时间窗。

时间偏移可以经由系统信息或RRC消息被发送到UE。在发送前导后，UE应该延迟时间偏移以在msgA发送结束时启动RAR窗口。然后，RAR窗口在从该时间偏移结束起的第一PDCCH时机开始。因此，不需要指示整个SFN。SFN的仅一个或多个LSB就足以区分不同的时间窗和不同的前导。换言之，SFN的仅一个或多个LSB经由DCI或msgB被指示给UE。

根据第三实施例，在四步RACH中，考虑到前导发送和处理延迟以及增加MAC RAR发送机会，需要扩展RAR窗口。当RAR窗口被扩展时，很可能会发生冲突。为了解决这个问题，可以向UE指示关于发送前导的SFN信息。如果RAR窗口扩展得更大，将会向UE指示更多的位，这会增加开销。在这种情况下，可以引入时间偏移，使得RAR窗口不需要扩展太大。这意味着将期望的较长时间窗分为两部分：时间偏移和较短时间窗。如图4所示，25ms的期望时间窗被划分为5ms的时间偏移和20ms的较短时间窗。

时间偏移可以经由系统信息或RRC消息被发送到UE。在发送前导后，UE应该延迟时间偏移以在随机接入前导发送结束时启动RAR窗口。换言之，RAR窗口将在从时间偏移结束起的第一PDCCH时机开始。

对于SFN，从减少开销的角度出发，BS不指示发送前导的整个SFN，而仅指示SFNmod N，这足以区分不同的时间窗和不同的前导。N可以是常数，例如2的正幂，如2、4、8。计算出的SFN mod N的值经由DCI或MAC RAR被指示给UE。

根据第四实施例，在两步RACH中，考虑到MsgA发送和处理延迟以及增加msgB发送机会，需要扩展定时器或RAR窗口。将理解，对于两步RACH，设置监视msgB的定时器，该消息不仅包括RAR，还包括竞争解决，尽管这里仍然使用术语RAR窗口来指代定时器。当RAR窗口被扩展时，很可能会发生RA冲突。为了解决这个问题，可以向UE指示关于发送前导的SFN信息。如果RAR窗口扩展得更大，将会向UE指示更多的位，这会增加开销。在这种情况下，可以引入时间偏移，使得RAR窗口不需要扩展太大。这意味着将期望的较长时间窗分为两部分：时间偏移和较短时间窗。如图4所示，25ms的期望时间窗被划分为5ms的时间偏移和20ms的较短时间窗。

时间偏移可以经由系统信息或RRC消息被发送到UE。在发送前导后，UE应该延迟时间偏移以在msgA发送结束时启动RAR窗口。换言之，RAR窗口将在从时间偏移结束起的第一PDCCH时机开始。

对于SFN，从减少开销的角度出发，BS不指示发送msgA的前导的整个SFN，而仅指示SFN mod N，这足以区分不同的时间窗和不同的前导。N可以是常数，例如2的正幂，如2、4、8。计算出的SFN mod N的值经由DCI或msgB被指示给UE。

尽管上面已经描述了本公开的各种实施例，但是应当理解，它们仅以示例的方式而不是限制的方式被呈现。同样，各种图表可以描绘示例架构或配置，提供这些示例架构或配置使得本领域普通技术人员能够理解本发明的示例性特征和功能。然而，这些人员将理解，本发明不限于所示出的示例架构或配置，而是可以使用多种替代架构和配置来实现。另外，本领域普通技术人员将理解，一个实施例的一个或多个特征可以与本文描述的另一实施例的一个或多个特征组合。因此，本公开的广度和范围不应受到任何上述示例性实施例的限制。

还应理解，本文中使用诸如“第一”、“第二”等的指定对元件的任何引用通常不限制这些元件的数量或顺序。而是，这些指定在本文中可用作在两个或更多个元件或在一个元件的多个实例之间进行区分的便利手段。因此，对第一和第二元件的引用并不意味着只能采用两个元件，也不意味着第一元件必须以某种方式位于第二元件之前。

此外，本领域普通技术人员将理解，可以使用多种不同技术中的任何一种来表示信息和信号。例如，上述描述中引用的例如数据、指令、命令、信息、信号、位和符号可以由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或它们的任何组合表示。

本领域普通技术人员将进一步理解，结合本文公开的各方面描述的一些说明性逻辑块、模块、处理器、装置、电路、方法和功能中的任一个可以由电子硬件(例如，数字实现、模拟实现或两者的组合，其可以使用源编码或一些其他技术设计)、各种形式的包含指令的程序或设计代码(为方便起见，在本文中被称为“软件”或“软件模块”)或两者的组合来实现。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，上面已经大体上根据功能描述了各种说明性组件、块、模块、电路和步骤。将这种功能实现为硬件、固件或软件还是这些技术的组合取决于特定应用和对整个系统施加的设计约束。技术人员可以针对每个特定应用以各种方式来实现所描述的功能，但是这样的实现决策不应该被解释为导致偏离本公开的范围。

此外，本领域普通技术人员将理解，本文描述的各种示例性逻辑块、模块、设备、组件和电路可以在包括通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑设备或它们的任何组合的集成电路(IC)内实现或由其执行。逻辑块、模块和电路可以进一步包括天线和/或收发器，以与网络内或设备内的各种组件进行通信。通用处理器可以是微处理器，但可替代地，处理器可以是任何常规处理器、控制器或状态机。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、多个微处理器、与DSP内核结合的一个或多个微处理器，或任何其他合适的配置，以执行本文描述的功能。

如果以软件实现，则功能可以作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上。因此，本文公开的方法或算法的步骤可被实现为存储在计算机可读介质上的软件。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，通信介质包括能够使计算机程序或代码从一个地方传输到另一地方的任何介质。存储介质可以是能够被计算机存取的任何可用介质。作为示例而非限制，这种计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁性存储设备，或可用于存储采取指令或数据结构的形式，并且能够被计算机存取的所需程序代码的任何其他介质。

在本文中，本文所使用的术语“模块”是指软件、固件、硬件以及用于执行本文描述的相关功能的这些元件的任何组合。另外，出于讨论的目的，各种模块被描述为离散模块。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是，可以组合两个或更多个模块以形成执行根据本发明的实施例的相关功能的单个模块。

另外，在本发明的实施例中，可以采用存储器或其他存储装置以及通信组件。应当理解，为了清楚起见，以上描述已经参考不同的功能单元和处理器描述了本发明的实施例。然而，将显而易见的是，可以在不背离本发明的情况下使用不同功能单元、处理逻辑元件或域之间的任何适当的功能分布。例如，被图示为由单独的处理逻辑元件或控制器执行的功能可以由相同的处理逻辑元件或控制器执行。因此，对特定功能单元的引用仅是对用于提供所描述的功能的合适装置的引用，而不是指示严格的逻辑或物理结构或组织。

本公开中描述的实现的各种修改对于本领域技术人员而言将是显而易见的，并且在不脱离本公开的范围的情况下，本文中定义的一般原理可以应用于其他实现。因此，本公开并非旨在限于本文所示的实现，而是将被赋予与以下权利要求中陈述的本文中所公开的新颖特征和原理一致的最广范围。

Claims (30)

1.一种由无线通信节点执行的方法，包括：

向无线通信设备发送第一信息；

从所述无线通信设备接收第一消息，以使所述无线通信设备接入所述无线通信节点；以及

响应于所述第一消息而向所述无线通信设备发送第二消息，

其中所述第一信息包括关于所述无线通信设备的时间偏移的信息，以便在从所述第一消息的发送结束起的所述时间偏移之后开始监视所述第二消息。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一信息还包括关于时间窗的信息，所述时间窗被配置用于所述无线通信设备在所述时间窗内监视所述第二消息，其中所述时间窗在从所述第一消息的所述发送结束起的所述时间偏移之后开始。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一信息在以下至少一项中发送：系统信息和无线电资源控制(RRC)消息。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二消息包括与用于由所述无线通信设备发送所述第一消息的系统帧号(SFN)有关的信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述第二消息包括所述SFN的一个或多个最低有效位，以指示用来发送所述第一消息的SFN。

6.根据权利要求4所述的方法，其中所述第二消息包括所述SFN除以N的余数，以指示所述SFN，其中N是正整数。

7.根据权利要求6所述的方法，其中N等于2的正幂。

8.根据权利要求4所述的方法，其中所述SFN通过以下至少一项被指示给所述无线通信设备：所述第二消息中的媒体访问控制(MAC)随机接入响应和下行链路控制信息(DCI)。

9.根据权利要求4所述的方法，还包括在确定指示所述SFN所需的位数大于预定阈值之后，为所述无线通信设备配置所述时间偏移。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括在确定期望时间窗长于预定阈值之后为所述无线通信设备配置所述时间偏移。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述期望时间窗是期望被配置用于所述无线通信设备的时间窗，以便在不配置所述时间偏移的情况下，在从所述第一消息的发送结束开始的所述期望时间窗内监视所述第二消息。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述期望时间窗至少部分地基于以下至少一项确定：

与所述第一消息的所述发送有关的第一延迟；以及

与处理所述第一消息有关的第二延迟。

13.根据权利要求10所述的方法，其中所述时间偏移至少部分地基于以下至少一项确定：

所述期望时间窗；

与所述第一消息的所述发送有关的第一延迟；以及

与处理所述第一消息有关的第二延迟。

14.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二消息指示所述第二消息是用于两步随机接入还是用于四步随机接入。

15.一种由无线通信设备执行的方法，包括：

从无线通信节点接收第一信息；

向所述无线通信节点发送第一消息，以使所述无线通信设备接入所述无线通信节点；以及

响应于所述第一消息而从所述无线通信节点接收第二消息，

其中所述第一信息包括关于所述无线通信设备的时间偏移的信息，以便在从所述第一消息的发送结束起的所述时间偏移之后开始监视所述第二消息。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：

在时间窗内监视所述第二消息，其中所述时间窗在所述第一信息中指示，并在从所述第一消息的发送结束起的所述时间偏移之后开始。

17.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一信息在以下至少一项中接收：系统信息和无线电资源控制(RRC)消息。

18.根据权利要求15所述的方法，其中所述第二消息包括与用于向所述无线通信节点发送所述第一消息的系统帧号(SFN)有关的信息。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述第二消息包括所述SFN的一个或多个最低有效位，以指示所述SFN。

20.根据权利要求18所述的方法，其中所述第二消息包括所述SFN除以N的余数，以指示所述SFN，其中N是正整数。

21.根据权利要求20所述的方法，其中N等于2的正幂。

22.根据权利要求18所述的方法，其中所述SFN通过以下至少一项被指示：所述第二消息中的媒体访问控制(MAC)随机接入响应和下行链路控制信息(DCI)。

23.根据权利要求18所述的方法，其中所述时间偏移是基于确定指示所述SFN所需的位数大于预定阈值而为所述无线通信设备配置的。

24.根据权利要求15所述的方法，其中所述时间偏移是基于确定期望时间窗长于预定阈值而为所述无线通信设备配置的。

25.根据权利要求24所述的方法，其中所述期望时间窗是期望被配置用于所述无线通信设备的时间窗，以便在不配置所述时间偏移的情况下，在从所述第一消息的发送结束开始的所述期望时间窗内监视所述第二消息。

26.根据权利要求24所述的方法，其中所述期望时间窗至少部分地基于以下至少一项确定：

与所述第一消息的所述发送有关的第一延迟；以及

与处理所述第一消息有关的第二延迟。

27.根据权利要求24所述的方法，其中所述时间偏移至少部分地基于以下至少一项确定：

所述期望时间窗；

与所述第一消息的所述发送有关的第一延迟；以及

与处理所述第一消息有关的第二延迟。

28.根据权利要求15所述的方法，其中所述第二消息指示所述第二消息是用于两步随机接入还是用于四步随机接入。

29.一种计算设备，包括至少一个处理器和耦合到所述处理器的存储器，所述至少一个处理器被配置为执行根据权利要求1至28中任一项所述的方法。

30.一种其上存储有计算机可执行指令的非暂时性计算机可读介质，所述计算机可执行指令用于执行根据权利要求1至28中任一项所述的方法。

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