CN115361745A - 在载波频率中执行基于竞争的随机接入的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在载波频率中执行基于竞争的随机接入的方法和装置。一种方法和用户设备包括从网络实体接收载波频率中的小区是否支持2步随机接入过程的指示。当在小区中支持2步随机接入过程时，在2步随机接入过程和4步随机接入过程之间选择随机接入过程，其中2步随机接入过程和4步随机接入过程中的每一个均包括一个或多个前导，该一个或多个前导在小区中被配置成与2步随机接入过程或4步随机接入过程中的一个相关联。从与所选择的随机接入过程相关联的一个或多个前导中随机选择并且发送前导，其中基于所发送的前导确定时频资源。在所确定的时频资源上发送包括解调参考信号和一个或多个数据符号的承载数据的物理随机接入信道。

Description

在载波频率中执行基于竞争的随机接入的方法和装置

本申请是于2019年7月10日进入中国国家阶段的、PCT申请号为PCT/US2018/013912、国际申请日为2018年1月16日、中国申请号为201880006410.3的中国发明专利申请“在载波频率中执行基于竞争的随机接入的方法和装置”的分案申请。

技术领域

本公开涉及在通信网络的载波频率中执行基于竞争的随机接入的方法和装置，更具体地，涉及在支持较低延迟通信中具有减少的步骤数量的基于竞争的随机接入。

背景技术

目前，诸如无线通信设备的用户设备使用诸如在可以包括一个或多个小区的网络环境中的无线信号与其他通信设备进行通信，在小区内，可以支持与网络和在网络内操作的其他设备的各种通信连接。网络环境通常涉及一组或多组标准，每组标准定义在网络环境中使用相应标准时所进行的任何通信连接的各个方面。正在开发的和/或现有的标准的示例包括新的无线电接入技术(NR)、长期演进(LTE)、通用移动电信服务(UMTS)、全球移动通信系统(GSM)和/或增强型数据GSM环境(EDGE)。

当在网络内操作时，标准将定义用户设备与网络通信的方式，包括发起新连接或刷新已经变得陈旧的现有连接，例如用户设备与网络接入点之间的同步丢失的情况。至少一些正在开发的和/或现有的标准使用随机接入过程来支持建立新的连接或刷新已经存在的连接。基于竞争的随机接入可以促进多个通信设备可能在相同或类似的时间点对通过随机接入过程尝试接入网络感兴趣的可能性。一旦建立和/或确认了接入，网络就可以将网络资源指配给特定的用户设备，以支持与该网络的上行链路通信。

然而，作为通过网络使网络资源可用于用户设备的前导步骤的随机接入过程，表示支持上行链路通信的信令开销，其还可以影响与任何特定通信相关联的延迟。通常，该过程由四步交互支持，这可以更好地适应假设的最坏情况。本发明人已经认识到，在某些情况下，两步过程可能就足够了。因此，本发明人进一步认识到，同时支持两步和四步过程可能是有益的，由此可以识别与两步和四步过程的选择性有益应用交替相关的情况和条件，并且相应地编码为过程的一部分。这样的过程可以在可能的情况下改善通信延迟，并且还根据与所请求的特定通信相关联的所确定的当前情况，继续提供更稳健的过程。

发明内容

目前，诸如无线通信设备的用户设备使用无线信号与其他通信设备进行通信。根据可能的实施例，提供一种在用户设备中的方法。所述方法包括接收载波频率中的小区支持2步随机接入过程的指示。在第一时频资源上发送物理随机接入信道前导。发送承载数据的物理上行链路信道，其中，承载所述数据的所述物理上行链路信道与所发送的物理随机接入信道前导相关联。响应于所发送的物理随机接入信道前导和所发送的承载所述数据的物理上行链路信道，在随机接入响应窗口内接收用户设备特定信道。所述数据包括用户设备标识。

根据另一个可能的实施例，提供一种用户设备。所述用户设备包括控制器。所述用户设备进一步包括收发器，所述收发器接收载波频率中的小区支持2步随机接入过程的指示，并且在第一时频资源上发送物理随机接入信道前导。由所述收发器发送承载数据的物理上行链路信道，其中，承载所述数据的所述物理上行链路信道与所发送的物理随机接入信道前导相关联。响应于所发送的物理随机接入信道前导和所发送的承载所述数据的物理上行链路信道，在随机接入响应窗口内接收用户设备特定信道。所述数据包括用户设备标识。

参考附图，从以下对一个或多个优选实施例的描述中，本申请的这些和其他目的、特征和优点是显而易见的。

附图说明

图1是适合于本发明进行操作的示例性网络环境的框图；

图2是示例性蜂窝通信系统中的多个通信区的概览；

图3是异步多用户上行链路传输的示例定时关系；

图4是针对各种接收定时偏移的承载数据的物理随机接入信道的误块率性能的图表；

图5A和5B是2步随机接入信道的示例性物理信道结构，其包括图5A中的承载前导的物理随机接入信道和承载数据的物理随机接入信道的示例资源分配以及图5B中的承载数据的物理随机接入信道的示例符号结构；

图6是根据可能的实施例的用户设备在载波频率中执行基于竞争的随机接入的流程图；

图7是根据可能的实施例的网络实体在载波频率中执行基于竞争的随机接入的流程图；

图8是根据可能的实施例的装置的示例框图。

具体实施方式

虽然本公开可以容许各种形式的实施例，但是在附图中示出并且在下文中将描述目前优选的实施例，应理解本公开将被认为是本发明的示例，并不旨在将本发明限制于所示的具体实施例。

实施例提供了一种在载波频率中执行基于竞争的随机接入的方法和装置。

图1是根据可能的实施例的系统100的示例框图。系统100可以包括诸如用户设备(UE)的无线通信设备110、诸如增强型节点B(eNB)或下一代节点B(gNB)的基站120、以及网络130。无线通信设备110可以是无线终端、便携式无线通信设备、智能电话、蜂窝电话、翻盖电话、个人数字助理、个人计算机、选呼接收机、平板计算机、膝上型计算机或任何其他能够在无线网络上发送和接收通信信号的设备。

网络130可以包括能够发送和接收无线通信信号的任何类型的网络。例如，网络130可以包括无线通信网络、蜂窝电话网络、基于时分多址(TDMA)的网络、基于码分多址(CDMA)的网络、基于正交频分多址(OFDMA)的网络、长期演进(LTE)网络、第5代(5G)网络、基于第3代合作伙伴计划(3GPP)的网络、卫星通信网络、高空平台网络、互联网和/或其他通信网络。

在至少一些情况下，网络将提供跨地理区域的覆盖，其中在至少一些情况下，覆盖区域将被划分为多个区，有时至少被称为小区。图2是示例性蜂窝通信系统200中的多个通信区202的概览。在许多蜂窝通信网络中，多个通信区中的每一个通常与特定基站204相关联，该特定基站204旨在与位于相关联的通信区202内的兼容用户设备206进行通信，并且用作通信网络的接入点。在一些情况下，不止一个基站可以支持特定通信区域，例如在区可能重叠的边缘区域中。在一些情况下，特定基站可以支持一个或多个通信区。在所图示的实施例中，每个特定基站204可以支持至少三个区202，其中基站位于三个区中的每一个的共享顶点处。

用户设备206通常将使用射频信令与基站204无线地通信。取决于通信区202内的位置，在基站204和用户设备206之间接收的射频信令将经历不同程度的延迟和衰减，这需要作为用户设备尝试与基站204进行通信的一部分来管理。延迟和衰减的程度通常将取决于用户设备和基站之间的距离，其中相对于基站较近的用户设备通常将经历较少的延迟和衰减，并且较远离的用户设备通常将经历更多的延迟和衰减。其他因素，例如用户设备和基站之间的通信路径中的任何障碍物的存在和性质也可以对延迟和衰减的程度产生影响。例如，用户设备1和基站之间的无线信令可能具有相关的第一传播延迟Tp1，并且用户设备2和基站之间的无线信令可能具有相关的第二传播延迟Tp2。相应地，意图与特定基站进行通信的所有用户设备之间的相对传播延迟将具有相关的延迟扩展，其对应于当前相对于相关的无线信令传输所经历的各种延迟量之间的差异。

在LTE中，随机接入信道(RACH)用于上行链路同步或调度请求。用户设备(UE)的基于竞争的随机接入过程先前通常包括四个步骤；前导传输、随机接入响应(RAR)消息的接收、第2/3层消息传输、以及竞争解决消息的接收。用于下行链路(DL)数据到达或切换期间的情况的无竞争随机接入过程可以减少随机接入中的延迟，因为UE执行两个步骤，即发送指配的前导和接收RAR消息，而不是4个步骤。

在第五代(5G)无线电接入技术(RAT)或新RAT(NR)中，可以考虑基于竞争的2步RACH过程以减少与RACH相关的信令开销和延迟。这可以是小数据传输和/或在未授权频带中操作的情况。在本公开中，提出一种支持基于竞争的2步RACH过程的物理层设计。

对于基于竞争的2步RACH过程，已经考虑两种方法：

(1)消息嵌入在随机接入前导中的情况；以及

(2)分别发送消息和前导的情况。

对于基于竞争的2步RACH过程，消息1(Msg1)可以至少包括UE标识(ID)和一些无线电资源控制(RRC)消息以及前导，其中有效载荷大小可以达到，例如，100至150比特。然而，涉及将消息嵌入RACH前导中的第一种方法可能不适合容纳在100至150比特范围内的相应Msg1大小。

在分别发送消息和前导的情况下，承载Msg1的物理信道的详细设计方面，例如如何指示调制和编码方案(MCS)以及信道结构，通常先前未被公开。

根据可能的实施例，基于竞争的2步RACH过程可能更适合于小型小区，例如高达2km的小区半径，因为较大的小区大小可能增加接收器处的潜在定时偏移，该潜在定时偏移取决于传播延迟。图3示出异步多用户上行链路传输的示例定时关系。更具体地，图3示出具有较大传播延迟的UE，例如UE1，可以具有接近数据符号持续时间“Ts”的定时偏移。“Tp1”对应于用户设备1相对于基站gNB的传播延迟。“Tp2”对应于用户设备2相对于基站gNB的传播延迟。“To”对应于基站gNB的处理和切换时间。在正交频分复用(OFDM)和/或涉及离散傅里叶变换扩展OFDM(DFT-S-OFDM)符号中远大于循环前缀(CP)长度的定时偏移可能显著降低承载数据的物理随机接入信道(PRACH-D)的解调性能，如图4所示。图4示出针对各种接收定时偏移的PRACH-D的误块率(BLER)性能的图表，假设前导和定时偏移的完美检测，并且更具体地，示出作为对于包括在跨36个子载波的3个符号中的100个信息比特的以分贝测量的信噪比的函数的误块率的图表，其中信息比特使用正交相移键控进行编码。因此，网络实体(NE)能够经由系统信息或诸如无线电资源控制消息的专用更高层消息确定并相应地指示给定小区是否被配置成支持基于竞争的2步RACH。以下，2步RACH过程指的是基于竞争的2步RACH过程。

UE的RACH过程选择和SR资源配置

对于给定的小区，网络实体(NE)可以为承载前导的物理随机接入信道(PRACH-P)配置公共时间/频率无线电资源，但是分别为2步RACH和4步RACH过程配置互相排斥的两个前导的子集。用户设备(UE)可以基于路径损耗估计或参考信号接收功率(RSRP)测量来选择诸如2步RACH过程或4步RACH过程的RACH过程中的一个，并且可以发送随机地选自所选的RACH过程的相应子集的PRACH前导。例如，在为小区配置的64个前导中，可以指配16个前导用于2步RACH过程，并且可以分配48个前导用于4步RACH过程。如果参考信号接收功率(RSRP)值大于配置的RSRP阈值，则UE可以选择2步RACH过程。

此外，网络实体(NE)可以基于从处于无线电资源控制(RRC)连接状态和/或RRC非激活状态下的UE接收的RSRP测量报告，来半静态地改变被指配用于2步RACH过程和4步RACH过程的前导的数量。例如，如果NE观察到具有高于阈值的RSRP值的RRC连接的UE的增加，则它可以为2步RACH过程指配更多数量的前导。此外，NE可以利用调度请求(SR)资源来配置其RSRP值低于阈值的UE，使得它们可以避免针对SR资源的更长的4步RACH过程并且可以执行低延迟上行链路传输。对于具有较高RSRP值的可以潜在地执行2步RACH过程的UE，NE可以选择不去配置专用SR资源以减少系统开销。

2步RACH过程的消息1数据传输中的DM RS

网络实体(NE)可以为小区中的PRACH-D配置一组时频无线电资源，时频无线电资源中的每一个与给定的PRACH前导序列相关联。如果NE采用诸如并行或串行干扰消除的高级接收器，则两个或更多个PRACH前导可以与一个PRACH-D时频无线电资源相关联。执行2步RACH过程的用户设备(UE)在与所发送的前导相关联的资源中发送PRACH前导和PRACH-D。

一旦NE检测到特定前导并且获取发送检测到的前导的UE的定时和频率信息，它就可以执行相应PRACH-D的解调和解码。接收到的PRACH-D可以具有相对于物理上行链路共享信道(PUSCH)的参考接收定时的高达最大往返传播延迟的定时偏移。注意，PUSCH以适当的定时提前(TA)值被发送，并且以与参考接收定时对准的定时来接收。对于给定子载波间隔，如果PRACH-D的CP长度被设置为与PUSCH的CP长度相同，则NE接收器可以基于所获取的频率和定时信息来补偿频率偏移并应用快速傅立叶变换(FFT)。接收器可能必须针对多个检测到的前导以不同的接收定时执行多个FFT操作，而CP开销不增加。如果分配给每个PRACH-D资源的子载波的数量很小，例如为12个子载波，则可以减少FFT复杂度，例如通过时域频移、下采样和抗混叠滤波从FFT大小1024到FFT大小16。或者，PRACH-D的CP长度和子载波间隔可以与PRACH-P的CP长度和子载波间隔相同，潜在地具有比PUSCH的CP长度长得多的CP长度。

在一个实施例中，PRACH-D承载解调参考信号(DM RS)，并且以较长的CP长度(长于PRACH-D数据符号的CP长度)和附加到DM RS符号的保护时间(GT)发送PRACH-D的DM RS。PRACH-D的DM RS的CP长度是基于在小区中选择2步RACH过程的UE的最大往返延迟和最大延迟扩展来确定的。PRACH-D的DM RS的保护时间(GT)也是基于在小区中执行2步RACH处理的UE的最大往返延迟来确定的。PRACH-D数据符号可以采用与PUSCH相同的CP长度并且不包括GT。如果小区大，例如为5km小区半径，并且如果预期在2km半径内的UE基于RSRP(或路径损耗)阈值设置执行2步RACH过程，则PRACH-D的DM RS的CP长度比PRACH-D数据符号的CP长度长，但是小于PRACH前导的CP长度。在另一个实施例中，PRACH-D的DM RS具有更长的CP，但不附加GT。图5A和5B示出2步RACH过程的示例性物理信道结构，包括图5A中的PRACH-P和PRACH-D的示例资源分配以及图5B中的PRACH-D的示例符号结构。

PRACH-D的示例符号结构包括解调参考信号(DM RS)502，其前面是循环前缀(CP)504，并且后面是多组数据符号506，每个数据符号506的前面都是循环前缀508。在所示实施例中，在每组数据符号506之前的循环前缀508比在解调参考信号502之前的循环前缀504短。

较长的CP长度将有助于促进DM RS的同步接收，这使得在没有由大于CP长度的定时偏移而引起的严重的载波间干扰的情况下接收DM RS。当工作的信号与干扰加噪声比(SINR)范围由于小的有效载荷而较低时，信道估计性能可能对整体解调性能而言很重要。因此，DM RS的低载波间干扰(ICI)或无ICI的接收有利于实现PRACH-D的良好解调性能。此外，当两个或更多个PRACH前导与PRACH-D的相同时频资源相关联，并且多个PRACH-D的多个正交DM RS在相同的时频资源中被复用时，DM RS的较长CP可以维持多个正交DM RS的正交性，例如Zadoff-Chu(ZC)序列及其循环移位。在一个实施例中，PRACH-D的DM RS序列由前导索引或根据与PRACH-D的相同时频资源相关联的前导的前导索引的顺序来确定。

在另一个实施例中，用户设备(UE)可以通过为PRACH-D选择合适的DM RS序列来指示PRACH-D的调制阶数和有效载荷大小。由于PRACH-D承载通常具有有限大小的数据，例如UE ID、缓冲区状态报告(BSR)和小尺寸用户数据，因此调制可以限于一个或两个低阶调制方案，例如二进制相移键控(BPSK)或正交相移键控(QPSK)，并且可能只需要支持几个有效载荷大小。在一个示例中，在PRACH-D中支持调制和有效载荷大小的组合的6个选择，并且使用6个不同的DM RS序列来指示所选择的调制和有效载荷大小。此外，PRACH-D被分配每个符号12个子载波，诸如前导1和前导2的两个PRACH前导与给定的PRACH-D资源相关联，并且DMRS占用DM RS符号内的所有子载波。如果根Zadoff-Chu(ZC)序列的12个循环移位可用于DMRS，则根ZC序列的前6个循环移位用于与前导1相关联的PRACH-D的DM RS，并且后6个循环移位用于与前导2相关联的DM RS-D。

在另一个实施例中，PRACH-D的信道比特(编码的和速率匹配的比特)由扰码序列加扰，扰码序列可以基于小区/TRP(发送和接收点)ID和前导序列索引。当两个或更多个前导与给定的PRACH-D时间/频率资源相关联时，前导序列特定加扰将有益于对抗同信道干扰。

随机接入响应(RAR)消息

在一个实施例中，如果UE处于RRC连接状态或处于RRC非激活状态，例如UE具有诸如小区-无线电网络临时标识符(C-RNTI)的由小区指配的有效UE ID，则UE可以在UE特定搜索空间中接收RAR消息作为下行链路控制信息(DCI)。如果网络实体(NE)检测到前导并且成功地解码相应的数据，则随机接入响应(RAR)消息可以是UE特定的。也就是说，RAR消息可以在UE特定信道中发送，并且可以由C-RNTI寻址(即，附加的循环冗余校验(CRC)比特由C-RNTI加扰)，其中NE可以从解码PRACH-D获得C-RNTI。当没有为UE配置的SR资源或者上行链路(UL)定时信息不是最新的时，连接模式UE执行基于竞争的RACH过程。因此，根据特殊UL下行链路控制信息(DCI)格式，承载用于后续UL数据传输的UL发送定时提前(TA)信息和UL调度许可的RAR消息可以在UE特定物理下行链路控制信道(PDCCH)中发送。除了典型的UL调度许可相关信息之外，特殊UL DCI格式还包括用于定时提前(TA)信息的比特字段。

如果NE检测到前导但未能成功地解码相应数据，则NE在公共物理下行链路共享信道(PDSCH)中发送RAR消息，并且承载RAR传输的调度信息的DCI由随机接入-无线电网络临时标识符(RA-RNTI)寻址，例如附加到DCI的CRC比特由RA-RNTI加扰。RA-RNTI可以由用于PRACH-P的时间和频率资源来确定。

RRC连接的或RRC非激活的UE在UE特定搜索空间和公共搜索空间两者中执行PDCCH的盲解码。在RACH响应窗口期间，UE附加地执行特殊UL DCI格式的盲解码以接收RAR消息。

图6示出根据可能的实施例的用户设备在载波频率中执行基于竞争的随机接入的示例性流程图600。该流程图示出根据至少一个可能的实施例的诸如用户设备110的无线通信设备的操作。在602，从网络实体接收指示，其标识载波频率中的小区是否支持2步随机接入过程。当在小区604中支持2步随机接入过程时，用户设备在2步随机接入过程和4步随机接入过程之间选择606随机接入过程。2步随机接入过程和4步随机接入过程中的每一个均包括一个或多个相关联的前导。然后，从与所选择的随机接入过程相关联的一个或多个前导中随机选择并且发送608前导。2步随机接入过程包括承载前导的物理随机接入信道和承载数据的物理随机接入信道。4步随机接入过程包括承载前导的物理随机接入信道。基于所发送的前导，确定用于2步随机接入过程中的承载数据的物理随机接入信道的时频资源。在所确定的时频资源610上发送包括解调参考信号和一个或多个数据符号的承载数据的物理随机接入信道。

在至少一些实施例中，流程图600可以被扩展为包括用户设备对2步随机接入过程或4步随机接入过程之一的选择。在一些情况下，选择将基于路径损耗估计，其中，如果路径损耗估计小于预定路径损耗估计阈值，则选择2步随机接入过程，并且如果路径损耗估计大于预定路径损耗估计阈值则选择4步随机接入过程。在其他情况下，选择可以基于参考信号接收功率测量，其中，如果参考信号接收功率测量大于预定参考信号接收功率测量阈值，则选择2步随机接入过程，并且如果参考信号接收功率测量小于预定参考信号接收功率测量阈值，则选择4步随机接入过程。

在一些情况下，当用户设备选择4步随机接入过程时，用户设备可以由网络实体配置调度请求资源。

相同或其他情况可以允许，当一个或多个前导与2步随机接入过程或4步随机接入过程中的每一个相关联时，在小区中使用的前导可以被配置成两个互相排斥的前导的子集，其分别与2步随机接入过程和4步随机接入过程中的相应随机接入过程相关联。基于从小区中的一个或多个用户设备接收的一个或多个参考信号接收功率测量报告，网络实体可以半静态地改变两个互相排斥的前导的子集中的每一个中的前导的数量。此外，前导的两个互相排斥的子集中的每一个中的前导的数量，可以基于，大于预定参考信号接收功率测量阈值的包括在从小区中的一个或多个用户设备接收的参考信号接收功率测量报告中的参考信号接收功率测量的数量与小于预定参考信号接收功率测量阈值的包括在从小区中的一个或多个用户设备接收的参考信号接收功率测量报告中的参考信号接收功率测量的数量的比值。

在一些情况下，可以基于承载数据的物理随机接入信道的调制阶数、承载数据的物理随机接入信道的有效载荷大小、或者所发送的前导的前导序列索引中的至少一个来确定解调参考信号序列。

在一些情况下，承载数据的物理随机接入信道的解调参考信号符号可以具有比承载数据的物理随机接入信道的一个或多个数据符号更长的循环前缀。在这些情况中的一些情况中，可以基于在小区中执行2步随机接入过程的用户设备的最大往返延迟来确定承载数据的物理随机接入信道的解调参考信号符号的循环前缀长度。承载数据的物理随机接入信道的解调参考信号符号还可以具有保护时间，该保护时间基于在小区中执行2步随机接入过程的用户设备的最大往返延迟。承载数据的物理随机接入信道的解调参考信号符号的循环前缀长度也可以和/或可替选地基于小区内选择2步随机接入过程的所有用户设备的最大延迟扩展来确定。

在一些情况下，承载数据的物理随机接入信道的信道比特可以由扰码序列加扰。在这些情况中的一些情况中，扰码序列可以基于网络实体标识和前导序列索引。

在一些情况下，当用户设备具有由小区指配的有效用户设备标识时，用户设备可以在承载数据的物理随机接入信道中包括有效用户设备标识，并且可以在用户设备特定的搜索空间中接收随机接入响应消息作为下行链路控制信息。在这些情况中的一些情况中，有效用户设备标识可以是小区-无线电网络临时标识符，并且在其中发送随机接入响应消息的用户设备特定搜索空间可以包括用户设备特定物理下行链路控制信道，其中附加的循环冗余校验比特可以由小区-无线电网络临时标识符加扰。还可能的是，随机接入响应消息的下行链路控制信息可以包含用于上行链路定时提前值的字段。进一步可能的是，可以针对用于接收随机接入响应消息的用户设备特定搜索空间和公共搜索空间两者监测物理下行链路控制信道，其中，监测物理下行链路控制信道可以包括尝试解码物理下行链路控制信道，假设用户设备特定搜索空间的第一有效载荷大小并且假设公共搜索空间的第二有效载荷大小，其中公共搜索空间的物理下行链路控制信道中的附加的循环冗余校验比特被随机接入-无线电网络临时标识符加扰。

图7示出根据可能的实施例的网络实体在载波频率中执行基于竞争的随机接入的示例性流程图700。流程图示出根据至少一个可能的实施例的网络实体中的操作，该网络实体可以包括基站120和/或来自网络130的其他元素。在702处，一个或多个前导被配置成与包括用于载波频率中的小区的2步随机接入过程和4步随机接入过程的每个所支持的随机接入过程相关联。向用户设备提供704关于载波频率中的小区是否除了4步随机接入过程之外还支持2步随机接入过程的指示以及相应的相关联的一个或多个前导。当小区中支持2步随机接入过程时，从用户设备接收708所选择的前导，该前导随机地选自被配置成与2步随机接入过程和4步随机接入过程中的所选择的一个相关联的一个或多个前导。2步随机接入过程包括承载前导的物理随机接入信道和承载数据的物理随机接入信道。4步随机接入过程包括承载前导的物理随机接入信道。基于所接收的前导，确定用于2步随机接入过程中的承载数据的物理随机接入信道的时频资源。然后，在所确定的时频资源上接收包括解调参考信号和一个或多个数据符号的承载数据的物理随机接入信道710。

应当理解，尽管如图中所示的特定步骤，根据实施例，可以执行各种附加或不同的步骤，并且可以根据实施例，重新排列、重复或完全消除一个或多个特定步骤。而且，在执行其他步骤的同时，可以在持续或连续的基础上重复已执行的一些步骤。此外，不同的步骤可以由不同的元素执行或在所公开的实施例的单个元素中执行。

图8是根据可能的实施例的诸如无线通信设备110的装置800的示例框图。装置800可以包括壳体810、壳体810内的控制器820、耦合到控制器820的音频输入和输出电路830、耦合到控制器820的显示器840、耦合到控制器820的收发器850、耦合到收发器850的天线855、耦合到控制器820的用户接口860、耦合到控制器820的存储器870、以及耦合到控制器820的网络接口880。装置800可以执行所有实施例中描述的方法。

显示器840可以是取景器、液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、等离子显示器、投影显示器、触摸屏或显示信息的任何其他设备。收发器850可以包括发射器和/或接收器。音频输入和输出电路830可以包括麦克风、扬声器、换能器或任何其他音频输入和输出电路。用户接口860可以包括小键盘、键盘、按钮、触摸板、操纵杆、触摸屏显示器、另一个附加显示器、或用于在用户和电子设备之间提供接口的任何其他设备。网络接口880可以是通用串行总线(USB)端口、以太网端口、红外发射器/接收器、IEEE 1394端口、WLAN收发器、或可以将装置连接到网络、设备或计算机并且可以发送和接收数据通信信号的任何其他接口。存储器870可以包括随机存取存储器、只读存储器、光存储器、固态存储器、闪存、可移动存储器、硬盘驱动器、高速缓存或可以耦合到装置的任何其他存储器。

装置800或控制器820可以实现任何操作系统，例如Microsoft

或

Android^TM或任何其他操作系统。装置操作软件可以用任何编程语言编写，例如C、C++、Java、或Visual Basic。装置软件也可以在应用程序框架上运行，例如，

框架、

框架或任何其他应用程序框架。软件和/或操作系统可以存储在存储器870中或装置800上的其他地方。装置800或控制器820还可以使用硬件来实现所公开的操作。例如，控制器820可以是任何可编程处理器。所公开的实施例还可以在通用或专用计算机、编程微处理器或微处理器、外围集成电路元件、专用集成电路或其他集成电路、诸如分立元件电路的硬件/电子逻辑电路、诸如可编程逻辑阵列、现场可编程门阵列的可编程逻辑器件等上实现。通常，控制器820可以是任何控制器或处理器器件或能够操作装置并实现所公开的实施例的器件。装置800的一些或所有附加元件还可以执行所公开实施例的一些或全部操作。

可以在编程的处理器上实现本公开的方法。然而，控制器、流程图、以及模块也可以在通用或专用计算机、编程的微处理器或微控制器、以及外围集成电路元件、集成电路、诸如分立元件电路的硬件电子或逻辑电路、可编程逻辑器件等上实现。通常，其上驻留有能够实现图中所示的流程图的有限状态机的任何设备可用于实现本公开的处理器功能。

尽管已经用其特定实施例描述了本公开，但是显然许多替代、修改和变化对于本领域技术人员而言是显而易见的。例如，在其他实施例中，可以互换、添加或替换实施例的各种组件。而且，每个附图的所有元件对于所公开的实施例的操作而言不是必需的。例如，通过简单地采用独立权利要求的元素，所公开的实施例的领域中的普通技术人员将能够制作和使用本公开的教导。因此，如本文所述的本公开的实施例旨在是说明性的而非限制性的。在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。

在本文中，诸如“第一”、“第二”等的关系术语可以仅用于将一个实体或动作与另一个实体或动作区分开，而不一定要求或暗示这些实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。后面跟随有清单的短语“至少一个”、“选自…组的至少一个”或“选自…至少一个”被定义为表示清单中的一个元素、一些元素或全部，但不一定是全部的元素。术语“包括(comprise)”、“包括(comprising)”、“包括(including)”或其任何其他变型旨在涵盖非排他性包含，使得包括一系列元素的过程、方法、物品或装置不仅包括那些元素，还可以包括未明确列出的或此类过程、方法、物品或装置固有的其他元素。在没有更多限制的情况下，元素前面的“一(a)”、“一个(an)”等的元素不排除在包括该元素的过程、方法、物品或装置中存在另外的相同元素。而且，术语“另一个”被定义为至少第二个或更多个。本文使用的术语“包括(including)”、“具有”等被定义为“包括(comprising)”。此外，背景技术部分是在提交申请时作为发明人自己对某些实施例的背景的理解而编写的，并且包括发明人自己的对现有技术的任何问题和/或发明人自己工作中经历到的任何问题的认识。

Claims (20)

1.一种在用户设备中的方法，所述方法包括：

接收载波频率中的小区支持2步随机接入过程的指示；

在第一时频资源上发送物理随机接入信道前导；

发送承载数据的物理上行链路信道，其中，承载所述数据的所述物理上行链路信道与所发送的物理随机接入信道前导相关联；以及

响应于所发送的物理随机接入信道前导和所发送的承载所述数据的物理上行链路信道，在随机接入响应窗口内接收用户设备特定信道；并且

其中，所述数据包括用户设备标识。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述用户设备特定信道是用户设备特定物理下行链路控制信道，其中，所述用户设备特定物理下行链路控制信道包括由所述用户设备标识加扰的循环冗余校验比特。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述用户设备标识包括小区-无线电网络临时标识符。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在第二时频资源上发送承载所述数据的所述物理上行链路信道，其中，基于在所述第一时频资源上发送的所述物理随机接入信道前导确定所述第二时频资源。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括，发送承载所述数据的所述物理上行链路信道的解调参考信号，其中，基于在所述第一时频资源上发送的所述物理随机接入信道前导确定所述解调参考信号的解调参考信号序列。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，由扰码序列加扰承载所述数据的所述物理上行链路信道的信道比特，

其中，所述扰码序列基于所述物理随机接入信道前导的前导索引；并且

其中，基于所述物理随机接入信道前导在与所述第一时频资源相关联的多个前导之中的顺序确定所述前导索引。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述扰码序列进一步基于在所述第一时频资源上发送的所述物理随机接入信道前导的所述前导索引和小区标识。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，承载所述数据的所述物理上行链路信道的解调参考信号符号对应于所述第一时频资源中的最早符号，其中，所述第一时频资源中的所述最早符号与承载所述数据的所述物理上行链路信道的一个或多个数据符号相比具有更长的循环前缀。

9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

接收所述载波频率中的所述小区支持4步随机接入过程的指示；以及

在所述2步随机接入过程和所述4步随机接入过程之间进行选择，

其中，当选择所述2步随机接入过程时，发送所述物理随机接入信道前导并发送承载所述数据的所述物理上行链路信道。

10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括，接收参考信号接收功率阈值的信息，

其中，基于参考信号接收功率测量在所述2步随机接入过程和所述4步随机接入过程之间进行选择，其中，如果所述参考信号接收功率测量大于所述参考信号接收功率阈值，则选择所述2步随机接入过程，并且如果所述参考信号接收功率测量等于或小于所述参考信号接收功率阈值，则选择所述4步随机接入过程。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，与所述第一时频资源相关联的多个前导包括互相排斥的两个前导的子集，所述子集分别与所述2步随机接入过程和所述4步随机接入过程中的相应一个相关联。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，从与所述2步随机接入过程相关联的至少一个前导随机选择所述物理随机接入信道前导。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述用户设备特定信道包括上行链路定时提前值的信息。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述用户设备特定信道包括上行链路许可的信息。

15.一种用户设备，包括：

控制器；和

收发器，所述收发器接收载波频率中的小区支持2步随机接入过程的指示，并且在第一时频资源上发送物理随机接入信道前导；

其中，由所述收发器发送承载数据的物理上行链路信道，其中，承载所述数据的所述物理上行链路信道与所发送的物理随机接入信道前导相关联；

其中，响应于所发送的物理随机接入信道前导和所发送的承载所述数据的物理上行链路信道，在随机接入响应窗口内接收用户设备特定信道；并且

其中，所述数据包括用户设备标识。

16.根据权利要求15所述的用户设备，其中，由所述收发器在第二时频资源上发送承载所述数据的所述物理上行链路信道，其中，由所述控制器基于在所述第一时频资源上发送的所述物理随机接入信道前导确定所述第二时频资源。

17.根据权利要求15所述的用户设备，其中，由扰码序列加扰承载所述数据的所述物理上行链路信道的信道比特，

其中，所述扰码序列基于所述物理随机接入信道前导的前导索引；

其中，基于所述物理随机接入信道前导在与所述第一时频资源相关联的多个前导之中的顺序确定所述前导索引；并且

其中，所述扰码序列进一步基于在所述第一时频资源上发送的所述物理随机接入信道前导的所述前导索引和小区标识。

18.根据权利要求15所述的用户设备，其中，所述收发器接收所述载波频率中的所述小区支持4步随机接入过程的指示；

其中，所述控制器在所述2步随机接入过程和所述4步随机接入过程之间进行选择；并且

其中，当选择所述2步随机接入过程时，发送所述物理随机接入信道前导并发送承载所述数据的所述物理上行链路信道。

19.根据权利要求18所述的用户设备，其中，所述收发器接收参考信号接收功率阈值的信息，

其中，由所述控制器基于参考信号接收功率测量在所述2步随机接入过程和所述4步随机接入过程之间进行选择，其中，如果所述参考信号接收功率测量大于所述参考信号接收功率阈值，则选择所述2步随机接入过程，并且如果所述参考信号接收功率测量等于或小于所述参考信号接收功率阈值，则选择所述4步随机接入过程。

20.根据权利要求18所述的用户设备，其中，与所述第一时频资源相关联的多个前导包括互相排斥的两个前导的子集，所述子集分别与所述2步随机接入过程和所述4步随机接入过程中的相应一个相关联。

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