CN115066011B - 小区管理终端的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种小区管理终端的方法及系统。其中,所述方法包括:第一时隙内,在第一频点发送用于实现小区第一半径区间内终端同步的小区第一同步资源信息;同一时隙内,在第二频点发送用于实现位于小区第二半径区间内终端同步的小区第二同步资源信息;接收终端根据所接收的小区同步资源信息上报的随机接入参数;根据随机接入参数,确定终端位于的半径区间;当终端位于第二半径区间,计算SSB资源块第二时域位置相对第一时域位置的时域提前量;根据时域提前量的计算结果,配置终端上行同步调整参数,得到更新后的随机接入响应消息;发送随机接入响应消息至终端。这样,能够降低小区远距离通信往返时延,使基站覆盖更远的距离,提供更大的小区半径。

Description

小区管理终端的方法及系统
技术领域
本申请涉及移动通信技术领域,尤其涉及一种小区管理终端的方法及系统。
背景技术
5G NR(New Radio,新无线空口)是基于OFDM的全新空口设计的全球性5G标准。5G网络是数字蜂窝网络,运营商覆盖的服务区域被划分为许多被称为蜂窝的小地理区域。5G蜂窝小区的小区半径主要受限于物理随机接入信道PRACH(Physical Random AccessChannel,简称PRACH)信道格式,仅支持一定小区半径范围内的终端接入。并且,由于通信距离的原因,会造成往返时延(RTT,Round-Trip Time)。只有满足RTT小于PRACH的循环前缀长度,终端上报的随机接入前导码Preamble才有可能落在基站(gNB,generation nodeB)的接收窗口并最终被gNB成功解调。
在实现现有技术的过程中,发明人发现:
通信距离过长,会导致RTT大于PRACH的循环前缀长度,使得Preamble超出gNB的接收窗口,从而使得远距离的终端无法接入小区。但是,5G蜂窝小区的小区半径受限,对于某些特定的场景是不利的,例如沙漠、草原、海洋、岛屿等偏远地区的移动通信覆盖、或超大范围的应急通信等。
因此,需要提供一种小区管理终端的方法及系统,用以解决远距离通信往返时延RTT大的技术问题。
发明内容
本申请实施例提供一种小区管理终端的方法及系统,用以解决远距离通信往返时延大的技术问题的技术问题。
具体的,一种小区管理终端的方法,包括以下步骤:
第一时隙内,在第一频点发送用于实现小区第一半径区间内的终端同步的小区第一同步资源信息;其中,所述小区第一同步资源信息至少包括小区SSB同步资源块的第一时域位置、终端物理随机接入信道第一随机接入参数;
同一时隙内,在第二频点发送用于实现位于小区第二半径区间内的终端同步的小区第二同步资源信息;其中,所述小区第二同步资源信息至少包括小区SSB同步资源块的第二时域位置、终端物理随机接入信道第二随机接入参数;所述第二时域位置在所述第一时域位置之前;所述第二半径区间大于所述第一半径区间;
接收终端根据所接收的小区第一同步资源信息或小区第二同步资源信息上报的随机接入参数;
根据终端上报的随机接入参数,确定终端是位于小区的第一半径区间,还是第二半径区间;
当终端位于小区的第二半径区间时,计算同一时隙内所述第二时域位置相对所述第一时域位置的时域提前量;
根据所述时域提前量的计算结果,配置终端上行同步时间调整参数,得到更新后的终端随机接入响应消息;
发送所述随机接入响应消息至终端,以使位于第二半径区间内的终端能够根据所述配置的上行同步时间调整参数接入小区。
进一步的,所述小区第一同步资源信息还包括小区第一最小接入电平参数;所述小区第二同步资源信息还包括小区第二最小接入电平参数。
进一步的,所述方法还包括:根据小区第一同步资源信息、小区第二同步资源信息,计算同一时隙内SSB同步资源块的第二时域位置相对第一时域位置的时域提前量;
根据所述时域提前量的计算结果,配置终端物理随机接入信道的第一预留时域资源参数。
进一步的,所述方法还包括:根据小区第一同步资源信息、小区第二同步资源信息,计算同一时隙内SSB同步资源块的第二时域位置相对第一时域位置的时域提前量;
根据时域提前量的计算结果,配置终端物理随机接入信道的第二预留时域资源参数。
进一步的,所述方法还包括:根据终端上报的随机接入参数,计算终端上报的随机接入参数的定时提前量;
比较所述定时提前量的计算结果与所述时域提前量计算结果的大小,以评估终端上行通信物理随机接入信道资源是否准确;
当随机接入参数定时提前量的计算结果大于所述时域提前量计算结果时,得到终端上行通信物理随机接入信道资源准确的评估结果。
进一步的,所述方法还包括:根据所述时域提前量的计算结果,配置终端上行通信物理上行共享信道的第一预留时域资源参数。
进一步的,所述方法还包括:根据所述时域提前量的计算结果,配置终端上行通信物理上行共享信道的第二预留时域资源参数。
本申请实施例还提供一种小区管理终端的系统。
具体的,一种小区管理终端的系统,包括:
发送装置,用于第一时隙内,在第一频点发送用于实现小区第一半径区间内的终端同步的小区第一同步资源信息;还用于同一时隙内,在第二频点发送用于实现位于小区第二半径区间内的终端同步的小区第二同步资源信息;其中,所述小区第一同步资源信息至少包括小区SSB同步资源块的第一时域位置、终端物理随机接入信道第一随机接入参数;所述小区第二同步资源信息至少包括小区SSB同步资源块的第二时域位置、终端物理随机接入信道第二随机接入参数;所述第二时域位置在所述第一时域位置之前;所述第二半径区间大于所述第一半径区间;
接收装置,用于接收终端根据所接收的小区第一同步资源信息或小区第二同步资源信息上报的随机接入参数;
计算装置,用于根据终端上报的随机接入参数,确定终端是位于小区的第一半径区间,还是第二半径区间;还用于当终端位于小区的第二半径区间时,计算同一时隙内所述第二时域位置相对所述第一时域位置的时域提前量;还用于根据所述时域提前量的计算结果,配置终端上行同步时间调整参数,得到更新后的终端随机接入响应消息;
所述发送装置,还用于发送所述随机接入响应消息至终端,以使位于第二半径区间内的终端能够根据所述配置的上行同步时间调整参数接入小区。
进一步的,所述小区第一同步资源信息还包括小区第一最小接入电平参数;所述小区第二同步资源信息还包括小区第二最小接入电平参数。
进一步的,所述计算装置还用于:根据小区第一同步资源信息、小区第二同步资源信息,计算同一时隙内SSB同步资源块的第二时域位置相对第一时域位置的时域提前量;
根据所述时域提前量的计算结果,配置终端物理随机接入信道的第一预留时域资源参数。
本申请实施例提供的技术方案,至少具有如下有益效果:
通过发送同一时隙内位于不同时域位置的SSB同步资源块,能够降低远距离通信往返时延,一方面使得基站能够覆盖更远的距离,提供更大的小区半径,降低了布网成本;另一方面可以兼容现网已有的终端设备,无需终端设备做额外的3GPP协议支持。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为本申请实施例提供的一种小区管理终端的方法的流程示意图。
图2为本申请实施例提供的一种小区管理终端的通信结构示意图。
图3为本申请实施例提供的一种终端上行PRACH信道预留资源配置的结构示意图。
图4为本申请实施例提供的一种终端上行PUSCH信道预留资源配置的结构示意图。
图5为本申请实施例提供的一种小区管理终端的系统的结构示意图。
100 小区管理终端的系统;
11 发送装置;
12 接收装置;
13 计算装置。
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,下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
5G NR(New Radio,新无线空口)是基于OFDM的全新空口设计的全球性5G标准。5G移动网络与早期的2G、3G和4G移动网络一样,是由3GPP(The 3rd Generation PartnershipProject,第三代合作伙伴计划)组织制定的通用移动通信系统技术标准的长期演进技术。5G网络是数字蜂窝网络,运营商覆盖的服务区域被划分为许多被称为蜂窝的小地理区域。而按照3GPP的协议标准,5G蜂窝小区的小区半径主要受限于PRACH信道格式,仅支持一定小区半径范围内的终端(UE)接入。小区半径范围外的终端将无法接入该蜂窝小区。可以理解的是,按照3GPP协议规范,5G NR支持多种不同类型的子载波间隔以及多种PRACH信道格式。在实际应用中,小区采用的具体子载波间隔类型以及PRACH信道格式,显然不构成对本申请保护范围的限制。
在5G蜂窝小区的小区半径范围内通信,基站gNB在下行DL时隙满足同步资源块SSB同步栅格(Synchronization raster)的某个SSB频点发送SSB。UE在经过空口无线信道后,对SSB同步块进行解调,解调成功后即得到时隙边界。UE在获得时隙边界后,继续完成同步,并获得系统消息MIB/SIB的内容。UE需要发起接入时,在上行UL时隙,以时隙边界为起始位置按PRACH某一格式的循环前缀(CP)长度发送PRACH信道的随机接入前导码(Preamble),并在经过空口无线信道后到达gNB。gNB以PRACH同一信道格式解调Preamble,继续完成后续的随机接入过程。
gNB发送SSB到UE、UE发送Preamble到gNB,都需要经过空口无线信道。但是由于存在通信距离,会造成往返时延(RTT,Round-Trip Time)。只有RTT小于PRACH的CP长度,Preamble才有可能落在gNB的接收窗口,并最终被gNB成功解调。由此可知,小区通信距离的长短与RTT密切相关。当小区通信距离过长,RTT将超过PRACH的CP长度。这时,终端无法接入当前小区。即,当小区半径超过某一临界值,RTT会超过PRACH的CP长度。终端位于该临界半径之外,则无法接入小区。但这对于某些特定的场景是不利的,例如沙漠、草原、海洋、岛屿等偏远地区的移动通信覆盖、或超大范围的应急通信等。当然,设计一种新的PRACH格式的方法是可以增加小区半径的,但现网中已经在使用的终端设备则将无法支持在更大的小区半径接入。因此,有必要基于现有的PRACH格式,提供一种支持超过当前小区半径的通信方法。因此,本申请提供一种小区管理终端的方法,能够降低远距离终端与小区通信往返时延,从而使得蜂窝小区能够管理远距离终端。这样,基站能够覆盖更远的距离,提供更大的小区半径,降低布网成本;并且可兼容现网已有的终端设备,无需终端设备做额外的3GPP协议支持。具体的,请参照图1-2,本申请实施例提供的小区管理终端的方法,包括:
S100:第一时隙内,在第一频点发送用于实现小区第一半径区间内的终端同步的小区第一同步资源信息;其中,小区第一同步资源信息至少包括小区SSB同步资源块的第一时域位置、终端物理随机接入信道第一随机接入参数。
这里的第一频点为gNB在系统带宽内寻找的满足SSB同步栅格的某一SSB频点。这里的第一半径区间可以理解为预设的小区近端通信对应的距离范围。即,在当前子载波间隔、PRACH信道格式下采用现有的通信方式对应的小区半径范围。以选用15KHz子载波间隔、小区半径最大的PRACH信道格式1进行通信为例,经计算,蜂窝小区的通信半径约为102.7KM。此时,第一半径区间对应为[0,102.7](单位KM)。对应的,可以将第一频点视为近端频点或近点频点;将第一半径区间内的终端视为近端UE。这里的第一时域位置可以理解为SSB同步资源块在时域上占用的第一OFDM符号位置。例如,在15KHz子载波间隔类型下,SSB资源块在时隙内对应OFDM符号8/9/10/11的位置。可以理解的是,不同子载波间隔下,SSB资源块对应的OFDM符号位置是不同的,这里SSB资源块对应的OFDM符号位置,显然不构成对本申请保护范围的限制。这里的终端物理随机接入信道第一随机接入参数可以理解为在SIB1中配置的近端UE对应的PRACH第一资源(Rach-Config Common)信息。
S200:同一时隙内,在第二频点发送用于实现位于小区第二半径区间内的终端同步的小区第二同步资源信息;其中,小区第二同步资源信息至少包括小区SSB同步资源块的第二时域位置、终端物理随机接入信道第二随机接入参数;第二时域位置在第一时域位置之前;第二半径区间大于第一半径区间。
这里的第二频点为gNB在系统带宽内寻找的满足SSB同步栅格的另一SSB频点。这里的第二半径区间可以理解为根据当前通信条件预设的小区远端通信对应的距离范围,即小区在现有通信方式的基础上能支持的更远通信范围区间。这里第二半径区间端点值需根据第一半径区间、以及时隙内SSB时域位置分布情况确定。不同类型的子载波间隔对应有不同的SSB时域位置。对应的,可以将第二频点视为远端频点;将第二半径区间内的终端视为远端UE。这里的第二时域位置可以理解为SSB同步资源块在时域上占用的提前于第一时域位置的第二OFDM符号位置。例如,同样在15KHz子载波间隔类型下,SSB资源块在时域内对应OFDM符号1/2/3/4,提前于第一时域位置(OFDM符号8/9/10/11)。可以理解的是,不同子载波间隔下,SSB资源块对应的OFDM符号位置是不同的,这里SSB资源块对应的OFDM符号位置,显然不构成对本申请保护范围的限制。这里的终端物理随机接入信道第二随机接入参数可以理解为在SIB1中配置的远端UE对应的PRACH第二资源(Rach-Config Common)信息。
在本申请提供的一种具体实施方式中,选用15KHz子载波间隔、小区半径最大的PRACH信道格式1通信。同一时隙内,SSB资源块的第一时域位置对应OFDM符号8/9/10/11,SSB资源块的第二时域位置对应OFDM符号1/2/3/4。即,相较于第一(近端)频点发送的SSB资源块,第二(远端)频点发送的SSB资源块是提前7个符号被发送的。UE在收到SSB后将认为相应的时隙边界提前了7个符号(15360κ),相当于第二频点在时域上整体提前了0.5个时隙。此时,将SSB发送提前量代入时延与距离换算公式,即可得到SSB资源块提前0.5个时隙发送所补偿的通信距离值L≈75 Km。时延与距离换算公式如下:
Figure 615429DEST_PATH_IMAGE001
式中,ΔT为SSB发送提前量,常数κ=64,TC≈0.509∙10-9s,C≈ 3 ∙ 105 Km/s为光速,“/2” 的运算是由于RTT需要计算往返双向时间。当前通信条件下,小区第一半径区间为[0,102.7](单位KM)时,第二半径区间对应为[75,177.7](单位KM)。在基站PRACH接收窗时域位置不变的情况下,远端UE根据第二频点发送的位于第二时域位置的SSB资源块所得到的时隙边界信息是提前于近端UE根据第一频点发送的位于第一时域位置的SSB资源块所得到的时隙边界信息的。这样,第二半径区间的远端UE能够提前于第一半径区间的近端UE确定上行时隙边界,从而提前获得系统消息MIB/SIB并发送PRACH信道的随机接入前导码Preamble。最终,远端UE发送的随机接入前导码与近端UE发送的随机接入前导码能够在规定的时域内到达gNB的PRACH接收窗,从而实现了第二半径区间内远端UE接入小区。
进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,小区第一同步资源信息还包括小区第一最小接入电平参数;小区第二同步资源信息还包括小区第二最小接入电平参数。
可以理解的是,为了保证终端接入小区后的通信质量,避免终端在接收电平很低的情况下接入小区,可以在系统消息中设置小区的最小接入电平参数(q-RxLevMin)。这样,能够提供终端用户满意的通信质量,并且避免了无线资源的浪费。小区的最小接入电平参数(q-RxLevMin)可以通过以下公式计算得到:
Figure 342689DEST_PATH_IMAGE002
式中,q为最小接入电平参数q-RxLevMin(dBm);FOkumura-Hata为gNB根据实际规划部署采用的链路预算模型算法函数,在开阔地进行远距离覆盖一般采用Okumura-Hata;PSSB为SIB中的“ss-PBCH-BlockPower” (dBm),由gNB发射功率得到;f为SSB频点(MHz);hb为gNB天线高度(m);hm为UE天线高度(m);d为小区半径(Km),当选用15KHz子载波间隔、小区半径最大的PRACH信道格式1通信时,d为102.7Km或177.7Km。
小区最小接入电平值设置的大小,将影响小区允许接入范围。当减小该值,将扩大小区允许接入范围;该值设置过大,小区有效覆盖范围随之缩小。因此,针对不同半径区间设置相应的最小接入电平,可以有效避免对终端通信资源造成的干扰。
具体的,在系统消息中,将小区第一半径区间内的近端UE对应的小区最小接入电平配置为小区第一最小接入电平参数;小区第二半径区间内的远端UE对应的小区最小接入电平配置为小区第二最小接入电平参数。这样,使得符合小区接入条件的近端UE或远端UE均能够接入当前小区。并且,通过配置不同的小区最小接入电平参数,使得近端UE与远端UE能够在各自对应的半径区间内通信,从而减轻了对PRACH资源造成的干扰。例如,有效避免了远端UE接收到第一半径区间内对应的第一同步资源信息,或近端UE接收到第二半径区间对应的第二同步资源信息,从而避免了对PRACH资源的前后时隙造成的干扰,提高了终端通信质量。
S300:接收终端根据所接收的小区第一同步资源信息或小区第二同步资源信息上报的随机接入参数。
可以理解的是,在蜂窝小区内,UE成功解调SSB资源块并得到时隙边界后,根据小区同步资源信息中配置的PRACH资源,即可发送相应的Preamble,以实现小区上行同步。
基于第二时域位置的SSB是提前于第一时域位置的SSB发送,能够补偿远端UE因通信距离长所造成的时延,从而使得近端UE与远端UE能够在规定的时域内到达gNB的PRACH接收窗。即,gNB能够接收到位于小区通信范围内UE所上报的信息。由于gNB发送的同步资源信息中包括预配置的PRACH资源(Rach-ConfigCommon),则位于小区通信范围内的终端可根据接收到的PRACH资源发送相应的Preamble。因此,gNB能够接收到位于小区通信范围内的终端根据所接收到的小区第一同步资源信息或小区第二同步资源信息所上报的随机接入参数。
S400:根据终端上报的随机接入参数,确定终端是位于小区的第一半径区间,还是第二半径区间。
可以理解的是,根据终端上报的随机接入参数信息,能够确定终端所接收到的同步资源信息类型,从而能够确定终端在小区通信范围内对应的距离区间。具体的,当根据终端上报的随机接入参数,确定终端所接收到的同步资源信息为第一同步资源信息时,可以得到终端对应第一半径区间。此时,终端可视为近端UE。当根据终端上报的随机接入参数,确定终端所接收到的同步资源信息为第二同步资源信息时,可以得到终端对应第二半径区间。此时,终端可视为远端UE。
S500:当终端位于小区的第二半径区间时,计算同一时隙内所述第二时域位置相对所述第一时域位置的时域提前量。
可以理解的是,通过将位于不同时域位置的SSB资源块发送至不同半径区间内的终端,能够实现远端UE与近端UE的小区下行同步。UE在下行同步后, 需要通过RACH(随机接入)过程接入到gNB。但此时小区尚未与UE达到上行同步,故终端还需要执行上行同步。而扩大小区的通信范围,需要保证远端UE上报的信息能够与近端UE上报的信息在规定的相同时域内到达gNB。因此,小区第二半径区间内远端UE相对于小区第一半径区间近端内近端UE发送上行信息的时机是非常重要的。若其上行信息发送较晚,则无法在当前时隙内被gNB接收,从而无法实现小区对远端UE的有效管理。
基于同时发送位于不同时域位置的SSB资源块,能够补偿远端UE因通信距离产生的时延,并使得近端UE与远端UE发送的上行数据能够落在gNB的接收窗口。因此,当判定终端位于小区的第二半径区间时,根据SSB资源块的第一时域位置与第二时域位置的间隔,来评估远端UE相对近端UE发送上行数据的时域提前量。
S600:根据时域提前量的计算结果,配置终端上行同步时间调整参数,得到更新后的终端随机接入响应消息。
可以理解的是,小区通信范围内UE进行上行同步时,每一UE需要获知何时发送上行数据,以使小区范围内的各UE上报的信息到达gNB的时间是对齐的。UE进行上行同步,首先需要gNB通过MSG2(随机接入响应RAR消息)发送定时提前命令TAC(Timing AdavnceCommand),以使终端发送上行数据的系统帧能够相比对应的下行帧提前一定时间。
这里的上行同步时间调整参数可以理解为第二半径区间内UE(远端UE)上报信息的时间提前量。本申请实施例中,相较于第一半径区间内近端UE的第一定时提前量,计算第二半径区间内远端UE的定时提前量还应充分考虑第二半径区间相对第一半径区间所扩展的通信距离。而这一扩展的通信距离,正是由于小区同步资源信息中SSB资源块位于不同时域位置导致的。因此,需要根据第二时域位置相对于第一时域位置的时域提前量,计算第二半径区间内终端上报信息的时间提前量,并更新发送至终端的随机接入响应RAR消息。这样,使得第二半径区间内远端UE发送的数据同样能够落在gNB的接收窗口,从而实现了小区的远距离通信。
S700:发送随机接入响应消息至终端,以使位于第二半径区间内的终端能够根据配置的上行同步时间调整参数接入小区。
可以理解的是,待发送至第二半径区间内终端的随机接入响应RAR消息更新完成,即可由gNB发送至终端。终端根据所接收到的随机接入相应消息进行上行同步。
值得注意的是,本申请实施例中,小区第一半径区间的端值是根据当前小区通信采用的子载波间隔类型、PRACH信道格式来确定的;小区第二半径区间端值是在第一半径区间已知的基础上,根据分别下行至第一、第二半径区间的小区同步资源信息中SSB资源块时域位置确定的。其中,分别下行至第一、第二半径区间的小区同步资源信息中SSB资源块时域位置间隔可视为ΔT(即,SSB发送提前量)。选用15KHz子载波间隔、PRACH信道格式1进行通信,经计算,小区第一半径区间对应为[0,102.7](单位KM)。为了补偿第二半径区间对应的远距离通信造成的时延,发送至第二半径区间内远端UE的SSB资源块对应第二时域位置;第二时域位置(OFDM符号1/2/3/4)提前于第一时域位置(OFDM符号8/9/10/11)。经计算,SSB资源块时域位置的提前量(7个符号)对应的通信距离补偿值L≈75 Km。即,第二半径区间对应为[75,177.7](单位KM)。由此可知,第二半径区间与第一半径区间是存在一定的重叠区间[75, 102.7] (单位KM)。
在这一重叠区间对应的通信范围内,由于配置的小区最小接入电平参数存在一定的误差,第二半径区间内远端UE可能会收到发送至第一半径区间内近端UE的小区第一同步资源信息。即,服务于第一小区半径内近端UE的小区第一同步资源信息,可能会被第二半径区间内远端UE获取。也就是说,第二半径区间内远端UE可能接收到位于第一时域位置的SSB资源块,从而推迟ΔT的时间展开上行同步。对应的,第一半径区间内近端UE可能会收到发送至第二半径区间内远端UE的小区第二同步资源信息。即,服务于第二小区半径内远端UE同步的小区第二同步资源信息,其可能会被第一半径区间内近端UE获取。也就是说,第一半径区间内近端UE可能接收到位于第二时域位置的SSB资源块,从而提前ΔT的时间展开上行同步。这样,会对终端上行同步过程中PRACH资源前后0.5个时隙造成干扰,从而影响终端的上行同步。因此,需要根据小区同步资源信息中位于不同时域位置SSB同步资源块之间的时域提前量,配置终端上行通信物理随机接入PRACH信道的预留时域资源参数,以避免终端上行同步过程中存在的PRACH信道干扰。
具体的,请参照图3,基于第二半径区间内远端UE接收到位于第一时域位置的SSB资源块而推迟ΔT的时间展开后续接入流程,则需在小区第一同步资源信息对应的上行PRACH信道之后预留ΔT的时域资源,从而避免小区第二同步资源信息对近端UE上行PRACH信道的干扰。同样的,基于第一半径区间内近端UE接收到位于第二时域位置的SSB资源块而提前ΔT的时间展开后续接入流程,需要在小区第二同步资源信息对应的上行PRACH信道之前预留ΔT的时域资源,从而避免小区第一同步资源信息对远端UE上行PRACH信道的干扰。
进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,小区管理终端的方法还包括:根据小区第一同步资源信息、小区第二同步资源信息,计算同一时隙内SSB同步资源块的第二时域位置相对第一时域位置的时域提前量;根据时域提前量的计算结果,配置终端物理随机接入信道的第一预留时域资源参数。
这里的第一预留时域资源参数可以理解为针对接收到小区第二同步资源信息的终端,在基站端配置的终端上行通信PRACH信道的预留时域资源,以防止终端上行通信过程中存在PRACH信道干扰。需要说明的是,这里的第一预留时域资源是为了使基站能够接收到终端上行数据,在基站端所预留的资源。
小区第二同步资源信息中,小区SSB同步资源块的第二时域位置相对第一时域位置的时域提前量为ΔT。为了避免第一半径区间内近端UE接收到位于第二时域位置的SSB资源块而提前ΔT的时间接入小区,则需在小区第二同步资源信息对应的上行PRACH信道之前预留ΔT的时域资源。需要注意的是,在终端PRACH信道之前预留ΔT的时域资源参数,也即在终端PRACH信道之前预留一定数量的RB资源块。这样,能够避免终端因小区最小接入电平参数的误差、或小区半径区间的重叠对终端上行PRACH信道造成的干扰,并使得接收到小区第二同步资源信息的终端发送的数据能够落在gNB的接收窗口,保证了终端与支持远距离通信的小区之间的正常接入。
进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,小区管理终端的方法还包括:根据小区第一同步资源信息、小区第二同步资源信息,计算同一时隙内SSB同步资源块的第二时域位置相对第一时域位置的时域提前量;根据时域提前量的计算结果,配置终端物理随机接入信道的第二预留时域资源参数。
这里的第二预留时域资源参数可以理解为针对接收到小区第一同步资源信息的终端,在基站端配置的终端上行通信PRACH信道的预留时域资源,以防止终端上行通信过程中存在PRACH信道干扰。需要说明的是,这里的第二预留时域资源是为了使基站能够接收到终端上行数据,在基站端所预留的资源。
小区第一同步资源信息中,小区SSB同步资源块的第一时域位置相对第二时域位置的时域推迟量为ΔT。为了避免第二半径区间内远端UE接收到位于第一时域位置的SSB资源块而推迟ΔT的时间接入小区,则需在小区第一同步资源信息对应的上行PRACH信道之后预留ΔT的时域资源。需要注意的是,在终端PRACH信道之后预留ΔT的时域资源参数,也即在终端PRACH信道之后预留一定数量的RB资源块。这样,能够避免终端因小区最小接入电平参数的误差、或小区半径区间的重叠对终端上行PRACH信道造成的干扰,并使得接收到小区第一同步资源信息的终端发送的数据能够落在gNB的接收窗口,保证了终端与支持远距离通信的小区之间的正常接入。
进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,小区管理终端的方法还包括:根据终端上报的随机接入参数,计算终端上报的随机接入参数的定时提前量;比较定时提前量的计算结果与时域提前量计算结果的大小,以评估终端上行通信物理随机接入信道资源是否准确;当随机接入参数定时提前量的计算结果大于时域提前量计算结果时,得到终端上行通信物理随机接入信道资源准确的评估结果。
这里终端上行通信物理随机接入信道资源是否准确,可以理解为终端上行通信实际采用的PRACH资源与其实际位置对应的PRACH资源是否一致。
可以理解的是,小区通信范围内的第一半径区间与第二半径区间存在一定的重叠区间。对于这一重叠区间内的终端,可能会根据小区第二同步资源信息展开接入,或者可能会根据小区第一同步资源信息展开接入。因此,小区重叠半径区间内终端上行通信实际采用的PRACH资源需结合其实际位置确定。例如,终端在小区的重叠半径区间内移动时,为了保证终端与gNB的通信质量,终端需要在所处位置选择正确的上行PRACH资源类型通信。即,重叠半径区间内的终端能够结合小区最小接入电平参数,并选取信道干扰最小的PRACH资源进行上行通信。当终端实际采用的PRACH资源与终端所处位置应该采用的PRACH资源不一致,会造成gNB接收PRACH数据存在时延,并导致后续的随机接入过程失败。只有终端所采用的PRACH资源正确时,后续的随机接入过程才可能成功。因此,还需在接收到终端上报的随机接入参数时,评估终端上行通信资源实际采用的PRACH资源是否有误。
具体的,判断终端当前实际采用的上行PRACH资源是否与其实际位置本应采用的PRACH资源是否匹配,可以通过gNB对终端实际上行通信的前导码Preamble序列的时间提前量TA(Timing Advance,单位TC)评估来实现。对于小区第一同步资源信息对应的PRACH,可直接按照3GPP规范的方式对Preamble序列进行相关后评估TA即可。对于小区第二同步资源信息对应的PRACH,则应相关后扣除时延来进行Preamble序列的TA评估。时间提前量TA评估公式如下:
Figure 653585DEST_PATH_IMAGE003
式中,NTA为Preamble序列的时间提前量,NCS为PRACH零自相关区配置索引(zeroCorrelationZoneConfig)对应的配置参数,LRA为前导码ZC序列长度,Nfft_size与Nu有关。
在本申请提供的一种具体实施方式中,选用15KHz子载波间隔、PRACH信道格式1进行通信。这时,LRA=839;Nfft_size=24576κ;根据3GPP协议查表可知:zeroCorrelationZoneConfig=15,NCS=419;zeroCorrelationZoneConfig=0,NCS=0。将相关数据带入Preamble序列的时间提前量的计算公式,可得:当zeroCorrelationZoneConfig=15时,NTA=12288κ;当zeroCorrelationZoneConfig=0时,NTA=24576κ。
具体的,当zeroCorrelationZoneConfig=15时,NTA=12288κ,说明1个Preamble索引值的TA偏差为12288κ。但是,当前通信条件下SSB资源块第一时域位置与第二时域位置的间隔为0.5个时隙7个符号15360κ,则终端分别根据小区第一同步资源信息上行通信的PRACH第一资源与根据小区第二同步资源信息上行通信的PRACH第二资源之间的间隔为15360κ,超过了NTA(12288κ)。这时,若根据终端上报的随机接入参数,确定终端上行通信资源为PRACH第二资源,但终端实际位置是位于第一半径区间,则会导致gNB与终端认为的Preamble索引值不一致。此时,终端将丢弃RAR消息,不再发送Msg3而导致终端接入小区失败。若终端接入小区失败,将会重新搜索SSB进行下行同步。
当zeroCorrelationZoneConfig=0,NTA =24576κ,说明1个Preamble索引值的TA偏差为24576κ。终端根据小区第一同步资源信息上行通信的PRACH第一资源与根据小区第二同步资源信息上行通信的PRACH第二资源之间的间隔为15360κ,并未超过NTA(24576κ)。此时,终端上行通信实际采用的PRACH资源与其实际位置对应的PRACH资源一致。即,gNB与UE认为的Preamble索引值一致,从而能够展开后续随机接入。由此可知,只有终端实际采用的上行通信PRACH 资源与其所处位置对应的上行通信PRACH 资源一致,即“近端”UE采用小区第一同步资源信息对应的PRACH,或“远端”UE采用小区第二同步资源信息对应的PRACH,才可能完成后续的随机接入过程。
值得注意的是,终端随机接入小区过程中,gNB会在物理上行共享PUSCH信道解调终端发送的Msg3,从而得到终端的ID标识。但是,当终端发送的前导码Preamble序列的定时提前量TA偏差过大时,存在gNB解调Msg3失败的可能性。例如,PRACH第一资源与第二资源之间的间隔为15360κ,远小于Preamble索引值的TA偏差24576κ(zeroCorrelationZoneConfig=0)。这样,导致终端物理上行共享PUSCH信道传输的数据无法准确落在gNB接收窗口,从而无法准确解调终端发送的Msg3。因此,需要为终端物理上行共享PUSCH信道预留一定的空白资源,以防止因TA偏差过大而影响终端的随机接入。
请参照图4,进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,小区管理终端的方法还包括:根据时域提前量的计算结果,配置终端上行通信物理上行共享信道的第一预留时域资源参数。
这里的物理上行共享信道的第一预留时域资源参数可以理解为针对接收到小区第二同步资源信息的终端,在基站端配置的终端上行通信物理上行共享PUSCH信道的预留时域资源。需要说明的是,这里的第一预留时域资源是为了使基站能够准确接收到终端上行数据,在基站端所预留的资源。
当终端根据小区第二同步资源信息上行通信时,终端上报的随机接入参数对应的TA偏差过大,超出了不同PRACH资源的间隔,导致PUSCH信道传输的MSG3无法准确落于gNB的接收窗。这时,需要在物理上行共享PUSCH信道之前预留一定时隙的空白资源,以防止终端上行通信TA偏差过大而接入失败。这里预留空白资源的具体参数,可以根据PRACH第一资源与PRACH第二资源之间的间隔确定,即,根据小区第二同步信息相较于小区第一同步信息中SSB资源块时域位置的提前量确定。这样,能够防止终端上行通信因TA偏差过大而接入失败,使得接收到的小区第二同步资源信息的终端在PUSCH信道发送的数据能够落在gNB的接收窗口,保证了终端与支持远距离通信的小区之间的正常接入。
进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,小区管理终端的方法还包括:根据所述时域提前量的计算结果,配置终端上行通信物理上行共享信道的第二预留时域资源参数。
这里的物理上行共享信道的第二预留时域资源参数可以理解为针对接收到小区第一同步资源信息的终端,在基站端配置终端上行通信物理上行共享PUSCH信道的预留时域资源。需要说明的是,这里的第二预留时域资源是为了使基站能够准确接收到终端上行数据,在基站端所预留的资源。
当终端根据小区第一同步资源信息上行通信时,终端上报的随机接入参数对应的TA偏差过大,超出了不同PRACH资源的间隔,导致PUSCH信道传输的MSG3无法准确落于gNB的接收窗。这时,需要在物理上行共享PUSCH信道之后预留一定时隙的空白资源,以防止终端上行通信TA偏差过大而接入失败。这里预留空白资源的具体参数,可以根据PRACH第一资源与PRACH第二资源之间的间隔确定,即,根据小区第二同步信息相较于小区第一同步信息中SSB资源块时域位置的提前量确定。这样,能够防止终端上行通信因TA偏差过大而接入失败,使得接收到的小区第二同步资源信息的终端在PUSCH信道发送的数据能够落在gNB的接收窗口,保证了终端与支持远距离通信的小区之间的正常接入。
进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,小区管理终端的方法还包括:根据所述时域提前量的计算结果,小区第二半径区间内终端采用特定的资源分配与调度管理方法。
按照3GPP的协议标准,终端的调度由PDCCH(Physical Downlink ControlChannel,下行物理控制信道)携带的DCI (Downlink Control Information,简称DCI)中包含的调度信息告知终端PDSCH(Physical Downlink Shared Channel,下行物理共享信道)和PUSCH(Physical Uplink Shared Channel,上行物理共享信道)的时域位置来完成。
具体的,以所述时域提前量的计算结果为0.5个时隙7个符号为例:小区第二半径区间内终端的下行调度,从Msg2(RAR消息)的调度开始,PDCCH与PDSCH信道的时域位置提前0.5个时隙7个符号,而DCI中包含的调度信息则包含非提前的PDSCH时域起始符号与时域长度;小区第二半径区间内终端的上行调度,从Msg3的调度开始,PDCCH的时域位置提前0.5个时隙7个符号,而DCI中包含的调度信息则包含非提前的PUSCH时域起始符号与时域长度;
优选的,为提升资源分配的效率,避免小区第二半径区间内终端PDSCH和PUSCH跨越1个时隙影响小区第一半径区间内终端,调度信息中PDSCH和PUSCH的时域长度应小于7个符号。
优选的,为降低资源调度的复杂度,为不同小区半径区间内终端分配不同BWP(Bandwidth Part,部分带宽)。具体的,为小区第一半径区间内终端分配第一部分带宽并通过DCI指示终端激活第一部分带宽,在第一部分带宽内,采用3GPP标准的资源分配与调度管理方法;为小区第二半径区间内终端分配第二部分带宽并通过DCI指示终端激活第二部分带宽,在第二部分带宽内,采用所述特定的资源分配与调度管理方法。
进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,小区管理终端的方法还包括:终端在第一半径区间和第二半径区间的移动性管理。
可以理解的是,基站能根据所述PRACH和PUSCH的信道评估获得的终端TA(TimingAdvance,单位TC),而TA反映了基站与终端之间的距离,在终端的移动过程中TA会发生变化。具体的,以选用15KHz子载波间隔为例,终端每变化1个TA对应的距离≈78.124米,据此基站可根据TA的历史变化获得终端当前所处位置和基站之间的距离。基站在小区第一半径区间[0,102.7](单位KM)和第二半径区间[75,177.7] (单位KM)的过渡区间[75,102.7]内,配置第一半径切换阈值(例如85KM)和第二半径切换阈值(例如95KM)。当终端处于小区第一半径区间内且满足第一半径切换阈值,则配置终端的切换目标频点为第二频点并发起切换,让终端切换到小区第二半径区间;当终端处于小区第二半径区间内且满足第二半径切换阈值,则配置终端的切换目标频点为第一频点并发起切换,让终端切换到小区第一半径区间;基站维护终端当前所处位置和基站之间的距离,以及终端当前所属的半径区间,完成终端在第一半径区间和第二半径区间的移动性管理。
本申请实施例还提供一种小区管理终端的系统,用于执行小区管理终端的方法。具体的,请参照图5,本申请实施例提供的小区管理终端的系统100,包括:
发送装置11,用于第一时隙内,在第一频点发送用于实现小区第一半径区间内的终端同步的小区第一同步资源信息;还用于同一时隙内,在第二频点发送用于实现位于小区第二半径区间内的终端同步的小区第二同步资源信息;其中,所述小区第一同步资源信息至少包括小区SSB同步资源块的第一时域位置、终端物理随机接入信道第一随机接入参数;所述小区第二同步资源信息至少包括小区SSB同步资源块的第二时域位置、终端物理随机接入信道第二随机接入参数;所述第二时域位置在所述第一时域位置之前;所述第二半径区间大于所述第一半径区间;
接收装置12,用于接收终端根据所接收的小区第一同步资源信息或小区第二同步资源信息上报的随机接入参数;
计算装置13,用于根据终端上报的随机接入参数,确定终端是位于小区的第一半径区间,还是第二半径区间;还用于当终端位于小区的第二半径区间时,计算同一时隙内所述第二时域位置相对所述第一时域位置的时域提前量;还用于根据所述时域提前量的计算结果,配置终端上行同步时间调整参数,得到更新后的终端随机接入响应消息;
所述发送装置11,还用于发送所述随机接入响应消息至终端,以使位于第二半径区间内的终端能够根据所述配置的上行同步时间调整参数接入小区。
发送装置11,用于第一时隙内,在第一频点发送用于实现小区第一半径区间内的终端同步的小区第一同步资源信息;其中,小区第一同步资源信息至少包括小区SSB同步资源块的第一时域位置、终端物理随机接入信道第一随机接入参数。
这里的第一频点为基站在系统带宽内寻找的满足SSB同步栅格的某一SSB频点。这里的第一半径区间可以理解为预设的小区近端通信对应的距离范围,即在当前子载波间隔、PRACH信道格式下采用现有的通信方式对应的小区半径范围。以选用15KHz子载波间隔,小区半径最大的PRACH信道格式1进行通信为例,蜂窝小区的通信半径约为102.7KM。此时,第一半径区间对应为[0,102.7](单位KM)。对应的,可以将第一频点视为近端频点;将第一半径区间内的终端视为近端UE。这里的第一时域位置可以理解为SSB同步资源块在时域上占用的第一OFDM符号位置。例如,在15KHz子载波间隔类型下,SSB资源块在时隙内对应OFDM符号8/9/10/11的位置。可以理解的是,不同子载波间隔下,SSB资源块对应的OFDM符号位置是不同的,这里SSB资源块对应的OFDM符号位置,显然不构成对本申请保护范围的限制。这里的终端物理随机接入信道第一随机接入参数可以理解为在SIB1中配置的近端UE对应的PRACH第一资源(Rach-Config Common)信息。
发送装置11,还用于同一时隙内,在第二频点发送用于实现位于小区第二半径区间内的终端同步的小区第二同步资源信息;其中,小区第二同步资源信息至少包括小区SSB同步资源块的第二时域位置、终端物理随机接入信道第二随机接入参数;第二时域位置在第一时域位置之前;第二半径区间大于第一半径区间。
这里的第二频点为gNB在系统带宽内寻找的满足SSB同步栅格的另一SSB频点。这里的第二半径区间可以理解为根据当前通信条件预设的小区远端通信对应的距离范围,即小区在现有通信方式的基础上能支持的更远通信范围区间。这里第二半径区间端点值需根据第一半径区间、以及时隙内SSB时域位置分布情况确定。不同类型的子载波间隔对应有不同的SSB时域位置。对应的,可以将第二频点视为远端频点;将第二半径区间内的终端视为远端UE。这里的第二时域位置可以理解为SSB同步资源块在时域上占用的提前于第一时域位置的第二OFDM符号位置。例如,同样在15KHz子载波间隔类型下,SSB资源块在时域内对应OFDM符号1/2/3/4,提前于第一时域位置(OFDM符号8/9/10/11)。可以理解的是,不同子载波间隔下,SSB资源块对应的OFDM符号位置是不同的,这里SSB资源块对应的OFDM符号位置,显然不构成对本申请保护范围的限制。这里的终端物理随机接入信道第二随机接入参数可以理解为在SIB1中配置的远端UE对应的PRACH第二资源(Rach-Config Common)信息。
在本申请提供的一种具体实施方式中,选用15KHz子载波间隔、小区半径最大的PRACH信道格式1通信。同一时隙内,SSB资源块的第一时域位置对应OFDM符号8/9/10/11,SSB资源块的第二时域位置对应OFDM符号1/2/3/4。即,相较于第一(近端)频点发送的SSB资源块,第二(远端)频点发送的SSB资源块是提前7个符号被发送的。UE在收到SSB后将认为相应的时隙边界提前了7个符号(15360κ),相当于第二频点在时域上整体提前了0.5个时隙。此时,将SSB发送提前量代入时延与距离换算公式,即可得到SSB资源块提前0.5个时隙发送所补偿的通信距离值L≈75 Km。时延与距离换算公式如下:
Figure 579952DEST_PATH_IMAGE004
式中,ΔT为SSB发送提前量,常数κ=64,TC≈0.509∙10-9s,C≈ 3 ∙ 105 Km/s为光速,“/2” 的运算是由于RTT需要计算往返双向时间。当前通信条件下,小区第一半径区间为[0,102.7](单位KM)时,第二半径区间对应为[75,177.7](单位KM)。在基站PRACH接收窗时域位置不变的情况下,远端UE根据第二频点发送的位于第二时域位置的SSB资源块所得到的时隙边界信息是提前于近端UE根据第一频点发送的位于第一时域位置的SSB资源块所得到的时隙边界信息的。这样,第二半径区间的远端UE能够提前于第一半径区间的近端UE确定上行时隙边界,从而提前获得系统消息MIB/SIB并发送PRACH信道的随机接入前导码Preamble。最终,远端UE发送的随机接入前导码与近端UE发送的随机接入前导码能够在规定的时域内到达gNB的PRACH接收窗,从而实现了第二半径区间内远端UE接入小区。
进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,小区第一同步资源信息还包括小区第一最小接入电平参数;小区第二同步资源信息还包括小区第二最小接入电平参数。
可以理解的是,为了保证终端接入小区后的通信质量,避免终端在接收电平很低的情况下接入小区,可以在系统消息中设置小区的最小接入电平参数(q-RxLevMin)。这样,能够提供终端用户满意的通信质量,并且避免了无线资源的浪费。小区的最小接入电平参数(q-RxLevMin)可以通过以下公式计算得到:
Figure 676216DEST_PATH_IMAGE005
式中,q为最小接入电平参数q-RxLevMin(dBm);FOkumura-Hata为gNB根据实际规划部署采用的链路预算模型算法函数,在开阔地进行远距离覆盖一般采用Okumura-Hata;PSSB为SIB中的“ss-PBCH-BlockPower” (dBm),由gNB发射功率得到;f为SSB频点(MHz);hb为gNB天线高度(m);hm为UE天线高度(m);d为小区半径(Km),当选用15KHz子载波间隔、小区半径最大的PRACH信道格式1通信时,d为102.7Km或177.7Km。
小区最小接入电平值设置的大小,将影响小区允许接入范围。当减小该值,将扩大小区允许接入范围;该值设置过大,小区有效覆盖范围随之缩小。因此,针对不同半径区间设置相应的最小接入电平,可以有效避免对终端通信资源造成的干扰。
具体的,在系统消息中,将小区第一半径区间内的近端UE对应的小区最小接入电平配置为小区第一最小接入电平参数;小区第二半径区间内的远端UE对应的小区最小接入电平配置为小区第二最小接入电平参数。这样,使得符合小区接入条件的近端UE或远端UE均能够接入当前小区。并且,通过配置不同的小区最小接入电平参数,使得近端UE与远端UE能够在各自对应的半径区间内通信,从而减轻了对PRACH资源造成的干扰。例如,有效避免了远端UE接收到第一半径区间内对应的第一同步资源信息,或近端UE接收到第二半径区间对应的第二同步资源信息,从而避免了对PRACH资源的前后时隙造成的干扰,提高了终端通信质量。
接收装置12,用于接收终端根据所接收的小区第一同步资源信息或小区第二同步资源信息上报的随机接入参数。
可以理解的是,在蜂窝小区内,UE成功解调SSB资源块并得到时隙边界后,根据小区同步资源信息中配置的PRACH资源,即可发送相应的Preamble,以实现小区上行同步。
基于第二时域位置的SSB是提前于第一时域位置的SSB发送,能够补偿远端UE因通信距离长所造成的时延,从而使得近端UE与远端UE能够在规定的时域内到达gNB的PRACH接收窗。即,gNB能够接收到位于小区通信范围内UE所上报的信息。由于gNB发送的同步资源信息中包括预配置的PRACH资源(Rach-ConfigCommon),则位于小区通信范围内的终端可根据接收到的PRACH资源发送相应的Preamble。因此,gNB能够接收到位于小区通信范围内的终端根据所接收到的小区第一同步资源信息或小区第二同步资源信息所上报的随机接入参数。
计算装置13,用于根据终端上报的随机接入参数,确定终端是位于小区的第一半径区间,还是第二半径区间。
可以理解的是,根据终端上报的随机接入参数信息,能够确定终端所接收到的同步资源信息类型,从而能够确定终端在小区通信范围内对应的距离区间。具体的,当根据终端上报的随机接入参数,确定终端所接收到的同步资源信息为第一同步资源信息时,可以得到终端对应第一半径区间。此时,终端可视为近端UE。当根据终端上报的随机接入参数,确定终端所接收到的同步资源信息为第二同步资源信息时,可以得到终端对应第二半径区间。此时,终端可视为远端UE。
计算装置13,还用于当终端位于小区的第二半径区间时,计算同一时隙内所述第二时域位置相对所述第一时域位置的时域提前量。
可以理解的是,通过将位于不同时域位置的SSB资源块发送至不同半径区间内的终端,能够实现远端UE与近端UE的小区下行同步。UE在下行同步后, 需要通过RACH(随机接入)过程接入到gNB。但此时小区尚未与UE达到上行同步,故终端还需要执行上行同步。而扩大小区的通信范围,需要保证远端UE上报的信息能够与近端UE上报的信息在规定的相同时域内到达gNB。因此,小区第二半径区间内远端UE相对于小区第一半径区间近端内近端UE发送上行信息的时机是非常重要的。若其上行信息发送较晚,则无法在当前时隙内被gNB接收,从而无法实现小区对远端UE的有效管理。
基于同时发送位于不同时域位置的SSB资源块,能够补偿远端UE因通信距离产生的时延,并使得近端UE与远端UE发送的上行数据能够落在gNB的接收窗口。因此,当判定终端位于小区的第二半径区间时,根据SSB资源块的第一时域位置与第二时域位置的间隔,来评估远端UE相对近端UE发送上行数据的时域提前量。
计算装置13,还用于根据时域提前量的计算结果,配置终端上行同步时间调整参数,得到更新后的终端随机接入响应消息。
可以理解的是,小区通信范围内UE进行上行同步时,每一UE需要获知何时发送上行数据,以使小区范围内的各UE上报的信息到达gNB的时间是对齐的。UE进行上行同步,首先需要gNB通过MSG2(随机接入响应RAR消息)发送定时提前命令TAC(Timing AdavnceCommand),以使终端发送上行数据的系统帧能够相比对应的下行帧提前一定时间。
这里的上行同步时间调整参数可以理解为第二半径区间内UE(远端UE)上报信息的时间提前量。本申请实施例中,相较于第一半径区间内近端UE的第一定时提前量,计算第二半径区间内远端UE的定时提前量还应充分考虑第二半径区间相对第一半径区间所扩展的通信距离。而这一扩展的通信距离,正是由于小区同步资源信息中SSB资源块位于不同时域位置导致的。因此,需要根据第二时域位置相对于第一时域位置的时域提前量,计算第二半径区间内终端上报信息的时间提前量,并更新发送至终端的随机接入响应RAR消息。这样,使得第二半径区间内远端UE发送的数据同样能够落在gNB的接收窗口,从而实现了小区的远距离通信。
发送装置11,还用于发送随机接入响应消息至终端,以使位于第二半径区间内的终端能够根据配置的上行同步时间调整参数接入小区。
可以理解的是,待发送至第二半径区间内终端的随机接入响应RAR消息更新完成,即可由gNB发送至终端。终端根据所接收到的随机接入相应消息进行上行同步。
值得注意的是,本申请实施例中,小区第一半径区间的端值是根据当前小区通信采用的子载波间隔类型、PRACH信道格式来确定的;小区第二半径区间端值是在第一半径区间已知的基础上,根据分别下行至第一、第二半径区间的小区同步资源信息中SSB资源块时域位置确定的。其中,分别下行至第一、第二半径区间的小区同步资源信息中SSB资源块时域位置间隔可视为ΔT(即,SSB发送提前量)。选用15KHz子载波间隔、PRACH信道格式1进行通信,经计算,小区第一半径区间对应为[0,102.7](单位KM)。为了补偿第二半径区间对应的远距离通信造成的时延,发送至第二半径区间内远端UE的SSB资源块对应第二时域位置;第二时域位置(OFDM符号1/2/3/4)提前于第一时域位置(OFDM符号8/9/10/11)。经计算,SSB资源块时域位置的提前量(7个符号)对应的通信距离补偿值L≈75 Km。即,第二半径区间对应为[75,177.7](单位KM)。由此可知,第二半径区间与第一半径区间是存在一定的重叠区间[75, 102.7] (单位KM)。
在这一重叠区间对应的通信范围内,由于配置的小区最小接入电平参数存在一定的误差,第二半径区间内远端UE可能会收到发送至第一半径区间内近端UE的小区第一同步资源信息。即,服务于第一小区半径内近端UE的小区第一同步资源信息,可能会被第二半径区间内远端UE获取。也就是说,第二半径区间内远端UE可能接收到位于第一时域位置的SSB资源块,从而推迟ΔT的时间展开上行同步。对应的,第一半径区间内近端UE可能会收到发送至第二半径区间内远端UE的小区第二同步资源信息。即,服务于第二小区半径内远端UE同步的小区第二同步资源信息,其可能会被第一半径区间内近端UE获取。也就是说,第一半径区间内近端UE可能接收到位于第二时域位置的SSB资源块,从而提前ΔT的时间展开上行同步。这样,会对终端上行同步过程中PRACH资源前后0.5个时隙造成干扰,从而影响终端的上行同步。因此,需要根据小区同步资源信息中位于不同时域位置SSB同步资源块之间的时域提前量,配置终端上行通信物理随机接入PRACH信道的预留时域资源参数,以避免终端上行同步过程中存在的PRACH信道干扰。
具体的,基于第二半径区间内远端UE接收到位于第一时域位置的SSB资源块而推迟ΔT的时间展开后续接入流程,则需在小区第一同步资源信息对应的上行PRACH信道之后预留ΔT的时域资源,从而避免小区第二同步资源信息对近端UE上行PRACH信道的干扰。同样的,基于第一半径区间内近端UE接收到位于第二时域位置的SSB资源块而提前ΔT的时间展开后续接入流程,需要在小区第二同步资源信息对应的上行PRACH信道之前预留ΔT的时域资源,从而避免小区第一同步资源信息对远端UE上行PRACH信道的干扰。
进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,计算装置13还用于:根据小区第一同步资源信息、小区第二同步资源信息,计算同一时隙内SSB同步资源块的第二时域位置相对第一时域位置的时域提前量;根据时域提前量的计算结果,配置终端物理随机接入信道的第一预留时域资源参数。
这里的第一预留时域资源参数可以理解为针对接收到小区第二同步资源信息的终端,在基站端配置的终端上行通信PRACH信道的预留时域资源,以防止终端上行通信过程中存在PRACH信道干扰。需要说明的是,这里的第一预留时域资源是为了使基站能够接收到终端上行数据,在基站端所预留的资源。
小区第二同步资源信息中,小区SSB同步资源块的第二时域位置相对第一时域位置的时域提前量为ΔT。为了避免第一半径区间内近端UE接收到位于第二时域位置的SSB资源块而提前ΔT的时间接入小区,则需在小区第二同步资源信息对应的上行PRACH信道之前预留ΔT的时域资源。需要注意的是,在终端PRACH信道之前预留ΔT的时域资源参数,也即在终端PRACH信道之前预留一定数量的RB资源块。这样,能够避免终端因小区最小接入电平参数的误差、或小区半径区间的重叠对终端上行PRACH信道造成的干扰,并使得接收到小区第二同步资源信息的终端发送的数据能够落在gNB的接收窗口,保证了终端与支持远距离通信的小区之间的正常接入。
进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,计算装置13还用于:根据小区第一同步资源信息、小区第二同步资源信息,计算同一时隙内SSB同步资源块的第二时域位置相对第一时域位置的时域提前量;根据时域提前量的计算结果,配置终端物理随机接入信道的第二预留时域资源参数。
这里的第二预留时域资源参数可以理解为针对接收到小区第一同步资源信息的终端,在基站端配置的终端上行通信PRACH信道的预留时域资源,以防止终端上行通信过程中存在PRACH信道干扰。需要说明的是,这里的第二预留时域资源是为了使基站能够接收到终端上行数据,在基站端所预留的资源。
小区第一同步资源信息中,小区SSB同步资源块的第一时域位置相对第二时域位置的时域推迟量为ΔT。为了避免第二半径区间内远端UE接收到位于第一时域位置的SSB资源块而推迟ΔT的时间接入小区,则需在小区第一同步资源信息对应的上行PRACH信道之后预留ΔT的时域资源。需要注意的是,在终端PRACH信道之后预留ΔT的时域资源参数,也即在终端PRACH信道之后预留一定数量的RB资源块。这样,能够避免终端因小区最小接入电平参数的误差、或小区半径区间的重叠对终端上行PRACH信道造成的干扰,并使得接收到小区第一同步资源信息的终端发送的数据能够落在gNB的接收窗口,保证了终端与支持远距离通信的小区之间的正常接入。
进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,计算装置13还用于:根据终端上报的随机接入参数,计算终端上报的随机接入参数的定时提前量;比较定时提前量的计算结果与时域提前量计算结果的大小,以评估终端上行通信物理随机接入信道资源是否准确;当随机接入参数定时提前量的计算结果大于时域提前量计算结果时,得到终端上行通信物理随机接入信道资源准确的评估结果。
这里终端上行通信物理随机接入信道资源是否准确,可以理解为终端上行通信实际采用的PRACH资源与其实际位置对应的PRACH资源是否一致。
可以理解的是,小区通信范围内的第一半径区间与第二半径区间存在一定的重叠区间。对于这一重叠区间内的终端,可能会根据小区第二同步资源信息展开接入,或者可能会根据小区第一同步资源信息展开接入。因此,小区重叠半径区间内终端上行通信实际采用的PRACH资源需结合其实际位置确定。例如,终端在小区的重叠半径区间内移动时,为了保证终端与gNB的通信质量,终端需要在所处位置选择正确的上行PRACH资源类型通信。即,重叠半径区间内的终端能够结合小区最小接入电平参数,并选取信道干扰最小的PRACH资源进行上行通信。当终端实际采用的PRACH资源与终端所处位置应该采用的PRACH资源不一致,会造成gNB接收PRACH数据存在时延,并导致后续的随机接入过程失败。只有终端所采用的PRACH资源正确时,后续的随机接入过程才可能成功。因此,还需在接收到终端上报的随机接入参数时,评估终端上行通信资源实际采用的PRACH资源是否有误。
具体的,判断终端当前实际采用的上行PRACH资源是否与其实际位置本应采用的PRACH资源是否匹配,可以通过gNB对终端实际上行通信的前导码Preamble序列的时间提前量TA(Timing Advance,单位TC)评估来实现。对于小区第一同步资源信息对应的PRACH,可直接按照3GPP规范的方式对Preamble序列进行相关后评估TA即可。对于小区第二同步资源信息对应的PRACH,则应相关后扣除时延来进行Preamble序列的TA评估。时间提前量TA评估公式如下:
Figure 826574DEST_PATH_IMAGE006
式中,NTA为Preamble序列的时间提前量,NCS为PRACH零自相关区配置索引(zeroCorrelationZoneConfig)对应的配置参数,LRA为前导码ZC序列长度,Nfft_size与Nu有关。
在本申请提供的一种具体实施方式中,选用15KHz子载波间隔、PRACH信道格式1进行通信。这时,LRA=839;Nfft_sizee=24576κ;根据3GPP协议查表可知:zeroCorrelationZoneConfig=15,NCS=419;zeroCorrelationZoneConfig=0,NCS=0。将相关数据带入Preamble序列的时间提前量的计算公式,可得:当zeroCorrelationZoneConfig=15时,NTA=12288κ;当zeroCorrelationZoneConfig=0时,NTA=24576κ。
具体的,当zeroCorrelationZoneConfig=15时,NTA=12288κ,说明1个Preamble索引值的TA偏差为12288κ。但是,当前通信条件下SSB资源块第一时域位置与第二时域位置的间隔为0.5个时隙7个符号15360κ,则终端分别根据小区第一同步资源信息上行通信的PRACH第一资源与根据小区第二同步资源信息上行通信的PRACH第二资源之间的间隔为15360κ,超过了NTA(12288κ)。这时,若根据终端上报的随机接入参数,确定终端上行通信资源为PRACH第二资源,但终端实际位置是位于第一半径区间,则会导致gNB与终端认为的Preamble索引值不一致。此时,终端将丢弃RAR消息,不再发送Msg3而导致终端接入小区失败。若终端接入小区失败,将会重新搜索SSB进行下行同步。
当zeroCorrelationZoneConfig=0,NTA=24576κ,说明1个Preamble索引值的TA偏差为24576κ。终端根据小区第一同步资源信息上行通信的PRACH第一资源与根据小区第二同步资源信息上行通信的PRACH第二资源之间的间隔为15360κ,并未超过NTA(24576κ)。此时,终端上行通信实际采用的PRACH资源与其实际位置对应的PRACH资源一致。即,gNB与UE认为的Preamble索引值一致,从而能够展开后续随机接入。由此可知,只有终端实际采用的上行通信PRACH 资源与其所处位置对应的上行通信PRACH 资源一致,即“近端”UE采用小区第一同步资源信息对应的PRACH,或“远端”UE采用小区第二同步资源信息对应的PRACH,才可能完成后续的随机接入过程。
值得注意的是,终端随机接入小区过程中,gNB会在物理上行共享PUSCH信道解调终端发送的Msg3,从而得到终端的ID标识。但是,当终端发送的前导码Preamble序列的定时提前量TA偏差过大时,存在gNB解调Msg3失败的可能性。例如,PRACH第一资源与第二资源之间的间隔为15360κ,远小于Preamble索引值的TA偏差24576κ(zeroCorrelationZoneConfig=0)。这样,导致终端物理上行共享PUSCH信道传输的数据无法准确落在gNB接收窗口,从而无法准确解调终端发送的Msg3。因此,需要为终端物理上行共享PUSCH信道预留一定的空白资源,以防止因TA偏差过大而影响终端的随机接入。
进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,计算装置13还用于:根据时域提前量的计算结果,配置终端上行通信物理上行共享信道的第一预留时域资源参数。
这里的物理上行共享信道的第一预留时域资源参数可以理解为针对接收到小区第二同步资源信息的终端,在基站端配置的终端上行通信物理上行共享PUSCH信道的预留时域资源。需要说明的是,这里的第一预留时域资源是为了使基站能够准确接收到终端上行数据,在基站端所预留的资源。
当终端根据小区第二同步资源信息上行通信时,终端上报的随机接入参数对应的TA偏差过大,超出了不同PRACH资源的间隔,导致PUSCH信道传输的MSG3无法准确落于gNB的接收窗。这时,需要在物理上行共享PUSCH信道之前预留一定时隙的空白资源,以防止终端上行通信TA偏差过大而接入失败。这里预留空白资源的具体参数,可以根据PRACH第一资源与PRACH第二资源之间的间隔确定,即,根据小区第二同步信息相较于小区第一同步信息中SSB资源块时域位置的提前量确定。这样,能够防止终端上行通信因TA偏差过大而接入失败,使得接收到的小区第二同步资源信息的终端在PUSCH信道发送的数据能够落在gNB的接收窗口,保证了终端与支持远距离通信的小区之间的正常接入。
进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,计算装置13还用于:根据所述时域提前量的计算结果,配置终端上行通信物理上行共享信道的第二预留时域资源参数。
这里的物理上行共享信道的第二预留时域资源参数可以理解为针对接收到小区第一同步资源信息的终端,在基站端配置的终端上行通信物理上行共享PUSCH信道的预留时域资源。需要说明的是,这里的第二预留时域资源是为了使基站能够准确接收到终端上行数据,在基站端所预留的资源。
当终端根据小区第一同步资源信息上行通信时,终端上报的随机接入参数对应的TA偏差过大,超出了不同PRACH资源的间隔,导致PUSCH信道传输的MSG3无法准确落于gNB的接收窗。这时,需要在物理上行共享PUSCH信道之后预留一定时隙的空白资源,以防止终端上行通信TA偏差过大而接入失败。这里预留空白资源的具体参数,可以根据PRACH第一资源与PRACH第二资源之间的间隔确定,即,根据小区第二同步信息相较于小区第一同步信息中SSB资源块时域位置的提前量确定。这样,能够防止终端上行通信因TA偏差过大而接入失败,使得接收到的小区第二同步资源信息的终端在PUSCH信道发送的数据能够落在gNB的接收窗口,保证了终端与支持远距离通信的小区之间的正常接入。
进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,计算装置13还用于根据时域提前量的计算结果,进行小区第二半径区间内终端的资源分配与调度管理,以使小区第二半径区间内终端采用特定的资源分配与调度管理方法。
小区管理终端的系统还包括:根据所述时域提前量的计算结果,小区第二半径区间内终端采用特定的资源分配与调度管理方法。
按照3GPP的协议标准,终端的调度由PDCCH(Physical Downlink ControlChannel,下行物理控制信道)携带的DCI (Downlink Control Information,简称DCI)中包含的调度信息告知终端PDSCH(Physical Downlink Shared Channel,下行物理共享信道)和PUSCH(Physical Uplink Shared Channel,上行物理共享信道)的时域位置来完成。
具体的,以所述时域提前量的计算结果为0.5个时隙7个符号为例:小区第二半径区间内终端的下行调度,从Msg2(RAR消息)的调度开始,PDCCH与PDSCH信道的时域位置提前0.5个时隙7个符号,而DCI中包含的调度信息则包含非提前的PDSCH时域起始符号与时域长度;小区第二半径区间内终端的上行调度,从Msg3的调度开始,PDCCH的时域位置提前0.5个时隙7个符号,而DCI中包含的调度信息则包含非提前的PUSCH时域起始符号与时域长度。
优选的,为提升资源分配的效率,避免小区第二半径区间内终端PDSCH和PUSCH跨越1个时隙影响小区第一半径区间内终端,调度信息中PDSCH和PUSCH的时域长度应小于7个符号。
优选的,为降低资源调度的复杂度,为不同小区半径区间内终端分配不同BWP(Bandwidth Part,部分带宽)。具体的,为小区第一半径区间内终端分配第一部分带宽并通过DCI指示终端激活第一部分带宽,在第一部分带宽内,采用3GPP标准的资源分配与调度管理方法;为小区第二半径区间内终端分配第二部分带宽并通过DCI指示终端激活第二部分带宽,在第二部分带宽内,采用所述特定的资源分配与调度管理方法。
进一步的,在本申请提供的一种优选实施方式中,计算装置13还用于进行终端在第一半径区间和第二半径区间的移动性管理。
可以理解的是,基站能根据所述PRACH和PUSCH的信道评估获得的终端TA(TimingAdvance,单位TC),而TA反映了基站与终端之间的距离,在终端的移动过程中TA会发生变化。具体的,以选用15KHz子载波间隔为例,终端每变化1个TA对应的距离≈78.124米,据此基站可根据TA的历史变化获得终端当前所处位置和基站之间的距离。基站在小区第一半径区间[0,102.7](单位KM)和第二半径区间[75,177.7] (单位KM)的过渡区间[75,102.7]内,配置第一半径切换阈值(例如85KM)和第二半径切换阈值(例如95KM)。当终端处于小区第一半径区间内且满足第一半径切换阈值,则配置终端的切换目标频点为第二频点并发起切换,让终端切换到小区第二半径区间;当终端处于小区第二半径区间内且满足第二半径切换阈值,则配置终端的切换目标频点为第一频点并发起切换,让终端切换到小区第一半径区间;基站维护终端当前所处位置和基站之间的距离,以及终端当前所属的半径区间,完成终端在第一半径区间和第二半径区间的移动性管理。
需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,有语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种小区管理终端的方法,其特征在于,包括以下步骤:
第一时隙内,在第一频点发送用于实现小区第一半径区间内的终端同步的小区第一同步资源信息;其中,所述小区第一同步资源信息至少包括小区SSB同步资源块的第一时域位置、终端物理随机接入信道第一随机接入参数;
同一时隙内,在第二频点发送用于实现位于小区第二半径区间内的终端同步的小区第二同步资源信息;其中,所述小区第二同步资源信息至少包括小区SSB同步资源块的第二时域位置、终端物理随机接入信道第二随机接入参数;所述第二时域位置在所述第一时域位置之前;所述第二半径区间大于所述第一半径区间;
接收终端根据所接收的小区第一同步资源信息或小区第二同步资源信息上报的随机接入参数;
根据终端上报的随机接入参数,确定终端是位于小区的第一半径区间,还是第二半径区间;
当终端位于小区的第二半径区间时,计算同一时隙内所述第二时域位置相对所述第一时域位置的时域提前量;
根据所述时域提前量的计算结果,配置终端上行同步时间调整参数,得到更新后的终端随机接入响应消息;
发送所述随机接入响应消息至终端,以使位于第二半径区间内的终端能够根据所述配置的上行同步时间调整参数接入小区;
其中,所述方法还包括:
根据终端上报的随机接入参数,计算终端上报的随机接入参数的定时提前量;
比较所述定时提前量的计算结果与所述时域提前量计算结果的大小,以评估终端上行通信物理随机接入信道资源是否准确;
当随机接入参数定时提前量的计算结果大于所述时域提前量计算结果时,得到终端上行通信物理随机接入信道资源准确的评估结果。
2.如权利要求1所述的小区管理终端的方法,其特征在于,所述小区第一同步资源信息还包括小区第一最小接入电平参数;
所述小区第二同步资源信息还包括小区第二最小接入电平参数。
3.如权利要求1所述的小区管理终端的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据小区第一同步资源信息、小区第二同步资源信息,计算同一时隙内SSB同步资源块的第二时域位置相对第一时域位置的时域提前量;
根据所述时域提前量的计算结果,配置终端物理随机接入信道的第一预留时域资源参数。
4.如权利要求1所述的小区管理终端的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据小区第一同步资源信息、小区第二同步资源信息,计算同一时隙内SSB同步资源块的第二时域位置相对第一时域位置的时域提前量;
根据时域提前量的计算结果,配置终端物理随机接入信道的第二预留时域资源参数。
5.如权利要求1所述的小区管理终端的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据所述时域提前量的计算结果,配置终端上行通信物理上行共享信道的第一预留时域资源参数。
6.如权利要求1所述的小区管理终端的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据所述时域提前量的计算结果,配置终端上行通信物理上行共享信道的第二预留时域资源参数。
7.一种小区管理终端的系统,其特征在于,包括:
发送装置,用于第一时隙内,在第一频点发送用于实现小区第一半径区间内的终端同步的小区第一同步资源信息;还用于同一时隙内,在第二频点发送用于实现位于小区第二半径区间内的终端同步的小区第二同步资源信息;其中,所述小区第一同步资源信息至少包括小区SSB同步资源块的第一时域位置、终端物理随机接入信道第一随机接入参数;所述小区第二同步资源信息至少包括小区SSB同步资源块的第二时域位置、终端物理随机接入信道第二随机接入参数;所述第二时域位置在所述第一时域位置之前;所述第二半径区间大于所述第一半径区间;
接收装置,用于接收终端根据所接收的小区第一同步资源信息或小区第二同步资源信息上报的随机接入参数;
计算装置,用于根据终端上报的随机接入参数,确定终端是位于小区的第一半径区间,还是第二半径区间;还用于当终端位于小区的第二半径区间时,计算同一时隙内所述第二时域位置相对所述第一时域位置的时域提前量;还用于根据所述时域提前量的计算结果,配置终端上行同步时间调整参数,得到更新后的终端随机接入响应消息;
所述发送装置,还用于发送所述随机接入响应消息至终端,以使位于第二半径区间内的终端能够根据所述配置的上行同步时间调整参数接入小区;
其中,所述计算装置还用于根据终端上报的随机接入参数,计算终端上报的随机接入参数的定时提前量;还用于比较所述定时提前量的计算结果与所述时域提前量计算结果的大小,以评估终端上行通信物理随机接入信道资源是否准确;还用于当随机接入参数定时提前量的计算结果大于所述时域提前量计算结果时,得到终端上行通信物理随机接入信道资源准确的评估结果。
8.如权利要求7所述的小区管理终端的系统,其特征在于,所述小区第一同步资源信息还包括小区第一最小接入电平参数;
所述小区第二同步资源信息还包括小区第二最小接入电平参数。
9.如权利要求7所述的小区管理终端的系统,其特征在于,所述计算装置还用于:
根据小区第一同步资源信息、小区第二同步资源信息,计算同一时隙内SSB同步资源块的第二时域位置相对第一时域位置的时域提前量;
根据所述时域提前量的计算结果,配置终端物理随机接入信道的第一预留时域资源参数。
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