CN106797533A - 蜂窝物联网***中的随机接入过程 - Google Patents

蜂窝物联网***中的随机接入过程 Download PDF

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Abstract

本申请描述了用于用户设备(UE)处的无线通信的方法、***、以及设备。在一些示例中，基站可以向UE分配用于发送物理随机接入信道(PRACH)信号的时间和/或频率资源。所述资源分配可以基于PRACH信号的类型和类别来分配。例如，可以为UE指派资源的第一子集以发送常规调度业务以及指派资源的第二子集以发送按需业务。常规调度业务可以包括例如以预定时间间隔(例如，24小时时间间隔)向基站报告的传感器测量结果。相反，按需业务可以包括基于检测到至少一个报告触发(例如，感测到UE处的异常)而发起的即时传输。

Description

蜂窝物联网***中的随机接入过程
交叉引用
本专利申请要求Li等人的于2014年10月9日提交的题为“Random AccessProcedure in a Cellular Internet of Things System”的美国专利申请No.14/511,021的优先权，该申请已转让给本申请的受让人。
技术领域
本公开内容涉及无线通信***，并且更具体地说，涉及在蜂窝物联网(IoT)***中管理用于随机接入过程的资源分配。
背景技术
为了提供诸如语音、视频、分组数据、消息传送、广播等各种电信服务，广泛地部署了无线通信***。这些***可以是能够通过共享可用的***资源(例如，时间、频率和功率)来支持与多个用户的通信的多址***。这种多址***的示例包括码分多址(CDMA)***、时分多址(TDMA)***、频分多址(FDMA)***和正交频分多址(OFDMA)***)。
作为示例，无线多址通信***可以包括数个基站，每个基站同时支持用于多个通信设备(以其他方式被称为用户设备(UE))的通信。基站可以在下行链路信道(例如，用于从基站到UE的传输)和上行链路信道上(例如，用于从UE到基站的传输)与UE进行通信。
一些UE可以提供自动通信。自动的UE可以包括实现机器对机器(M2M)通信或机器类型通信(MTC)的那些UE。M2M或MTC可以指允许设备在没有人为干预的情况下与彼此或与基站通信的数据通信技术。M2M或MTC设备可以包括UE，并且可以用作物联网(IoT)的一部分。IoT中的一些M2M或MTC设备可以包括停车计费器、水表和燃气表以及可能不经常地传输少量数据的其他传感器。
因此，IoT网络中的M2M或MTC设备的通信要求可能显着低于非IoT设备(例如，蜂窝电话)通常要求的通信要求。例如，可能不断运动的非IoT设备(例如，蜂窝电话)可能需要高的数据速率来支持其语音和数据通信中的低等待时间。因此，当将现有的蜂窝***和协议用于IoT设备时，IoT设备可能受到不必要的甚至不期望的通信需求和开销的影响，导致IoT设备的过多的功率消耗。
发明内容
描述了用于在IoT***中管理用于随机接入过程的资源分配的***、方法、以及装置。根据本公开内容，基站可以向UE分配用于发送物理随机接入信道(PRACH)信号的时间和/或频率资源。在一些示例中，所述资源分配可以基于PRACH信号的类型和类别来分配。例如，可以为UE指派资源的第一子集以发送常规调度业务以及指派资源的第二子集以发送按需业务。常规调度业务可以包括例如以预定时间间隔(例如，24小时时间间隔)向基站报告的传感器测量结果。相反，按需业务可以包括基于检测到至少一个报告触发(例如，感测到UE处的异常)而发起的即时传输。
另外地或替代地，本公开内容还可以涉及在PRACH信号中向基站报告路径损耗信息。在一些示例中，可以通过从基站接收下行链路信号并测量该下行链路信号的强度来确定路径损耗信息。
描述了在UE处的无线通信的方法。该方法可以包括：从基站接收用于发送用于常规调度传输的第一PRACH信号的第一分配资源，其中，所述第一分配资源包括时间资源或者频率资源中的至少一种；检测用于常规调度传输的第一报告触发；以及响应于检测到所述报告触发来在所述第一分配资源上向所述基站发送所述第一PRACH信号。
描述了用于UE处的无线通信的装置。该装置可以包括：用于从基站接收用于发送用于常规调度传输的第一PRACH信号的第一分配资源的单元，其中，所述第一分配资源包括时间资源或者频率资源中的至少一种；用于检测用于常规调度传输的第一报告触发的单元；以及用于响应于检测到所述报告触发来在所述第一分配资源上向所述基站发送所述第一PRACH信号的单元。
描述了用于UE处的无线通信的另一装置。该装置可以包括：处理器、与所述处理器电子通信的存储器、以及存储在所述存储器中的指令，其中，所述指令可由所述处理器执行以进行以下操作：从基站接收用于发送用于常规调度传输的第一PRACH信号的第一分配资源，其中，所述第一分配资源包括时间资源或者频率资源中的至少一种；检测用于常规调度传输的第一报告触发；以及响应于检测到所述报告触发来在所述第一分配资源上向所述基站发送所述第一PRACH信号。
描述了存储用于UE处的无线通信的代码的非暂时性计算机可读介质。所述代码可以包括可执行用于进行以下操作的指令：从基站接收用于发送用于常规调度传输的第一PRACH信号的第一分配资源，其中，所述第一分配资源包括时间资源或者频率资源中的至少一种；检测用于常规调度传输的第一报告触发；以及响应于检测到所述报告触发来在所述第一分配资源上向所述基站发送所述第一PRACH信号。
上述方法、装置或非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括：确定与基站相关联的路径损耗信息；以及在所述第一PRACH信号中向所述基站报告所述路径损耗信息。另外地或替代地，在一些示例中，所述路径损耗信息是通过从所述基站接收下行链路信号并测量所述下行链路信号的强度来确定的。
上述方法、装置或非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括：从所述基站接收用于发送用于按需传输的第二PRACH信号的、第二分配资源；检测用于所述按需传输的第二报告触发；以及基于所述检测来向所述基站发送所述第二PRACH信号，所述第二PRACH信号是在所述第一分配资源或者所述第二分配资源上发送的。另外地或替代地，在一些示例中，所述按需传输被指派比所述常规调度传输更高的优先级。
在上述方法、装置或非暂时性计算机可读介质的一些示例中，所述第一分配资源和第二分配资源不重叠。另外地或替代地，在一些示例中，所述第一分配资源是所述第二分配资源的子集。
上述方法、装置或非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括：从所述基站接收接入级别信息，所述接入级别信息是与所述常规调度传输和所述按需传输相关联的；确定所述第一PRACH信号或所述第二PRACH信号中的至少一个的接入优先级是否高于所述接入级别信息；以及基于所述确定来发送所述第一PRACH信号或所述第二PRACH信号。另外地或替代地，在一些示例中，所述接入级别信息基于所述第一分配资源和所述第二分配资源的负载因子。
上述方法、装置或非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括：响应于所述第一PRACH信号，从所述基站接收PRACH响应；以及部分地基于所述PRACH响应来确定所述UE的活动标识(ID)。另外地或替代地，一些示例可以包括：使用所述活动ID用于物理下行链路共享信道(PDSCH)和物理上行链路共享信道(PUSCH)指派。
上述方法、装置或非暂时性计算机可读介质的一些示例还可以包括：使用所述第一分配资源或者所述第二分配资源中的至少一个来在所述第一PRACH信号中发送对PUSCH的请求。另外地或替代地，一些示例可以包括基于机器类型通信(MTC)过程来与网络交换数据。
前面已经相当广泛地概述了根据本公开内容的示例的特征和技术优点，以便可以更好地理解下面的详细描述。以下将描述额外的特征和优点。所公开的概念和特定实例可以容易地用作修改或设计用于实施本公开内容的相同目的的其他结构的基础。这些等同的结构不脱离所附权利要求的范围。当结合附图考虑时，根据下面的描述，将更好地理解本文所公开的概念的特性(其组织和操作方法二者)以及相关联的优点。每个附图仅是出于说明和描述的目的而被提供的，而不是作为对权利要求限制的定义。
附图说明
可以通过参考以下附图来实现对本发明的性质和优点的进一步理解。在附图中，类似的组件或特征可以具有相同的附图标记。此外，相同类型的各种组件可以通过对附图标记后接破折号和第二标记来区分，所述破折号和第二标记在类似的组件之间进行区分。只要在说明书中使用了第一附图标记，则描述(description)就可以适用于具有相同的第一附图标记的类似组件中的任何一个组件，无论第二附图标记如何。
图1根据本公开内容的各个方面，显示了无线通信***的框图；
图2示出了在蜂窝IoT无线***中管理用于随机接入过程的资源分配的示例；
图3示出了用于在蜂窝IoT无线***中管理用于随机接入过程的资源分配的帧结构的示例；
图4示出了用于在蜂窝IoT无线***中管理用于随机接入过程的资源分配的基站和UE之间的通信示图
图5根据本公开内容的各个方面，显示了被配置用于无线通信的一种设备的框图；
图6根据本公开内容的各个方面，显示了被配置用于无线通信的一种设备的框图；
图7根据本公开内容的各个方面，显示了被配置用于蜂窝物联网***中的随机接入过程的通信管理模块的框图；
图8根据本公开内容的各个方面，示出了一种***的框图，所述***包括被配置用于蜂窝物联网***中的随机接入过程的UE；
图9根据本公开内容的各个方面，显示了用于蜂窝物联网***中的随机接入过程的方法的流程图；
图10根据本公开内容的各个方面，显示了用于蜂窝物联网***中的随机接入过程的方法的流程图；
图11根据本公开内容的各个方面，显示了用于蜂窝物联网***中的随机接入过程的方法的流程图；
图12根据本公开内容的各个方面，显示了用于蜂窝物联网***中的随机接入过程的方法的流程图；
图13根据本公开内容的各个方面，显示了用于蜂窝物联网***中的随机接入过程的方法的流程图；以及
图14根据本公开内容的各个方面，显示了用于蜂窝物联网***中的随机接入过程的方法的流程图。
具体实施方式
如上所讨论的，IoT网络中的M2M或MTC设备通常需要比非IoT设备通常需要的通信资源明显更低的通信资源。例如，IoT网络中的UE可以被配置为在常规调度间隔上不频繁地发送少量数据。在一个示例中，UE可以被指示为每24小时时间间隔报告一次至少一个传感器测量结果。间歇地，如果UE检测到至少一个按需报告触发(例如，如果UE感测到异常)，则UE还可以发送即时(impromptu)业务。结果，对于可能在功率资源(即，电池)中受限的UE来说，在这样的最小传输时段期间争夺资源或不必要地占用资源(例如，传输介质)可能是违反常理的。
根据本公开内容，基站可以向UE分配特定的时间资源或者频率资源以用于在网络上进行发送。资源分配可以基于被调度用于传输的业务的类型和类别。在一些示例中，业务的类型和类别可以与常规调度传输或者按需传输相关联。因此，IoT网络中的UE可以基于PRACH信号的类型和类别(即，常规调度的PRACH信号或者按需PRACH信号)利用所分配的资源来发送所述PRACH信号。
另外或替代地，基站可以向UE发送接入级别信息，其中，该接入级别信息标识常规调度类别的业务和按需类别的业务的优先级。因此，接入级别信息可以缓和不同类型的类别之间的资源竞争。在一个示例中，可以向按需类别分配比常规调度类别更高的优先级。因此，在常规调度类别的业务和按需类别的业务的传输之间的、对资源的潜在竞争期间，UE可以基于由接入级别信息所标识的优先级级别来支持按需业务。在其他示例中，常规调度类别的业务可以被指派比按需类别更高的优先级。
在本公开内容的又一示例中，IoT中的UE可以确定与基站相关联的路径损耗信息。在一些示例中，可以通过从基站接收下行链路信号并测量该下行链路信号的强度来确定路径损耗信息。因此，为了与基站同步，UE可以在PRACH信号中向基站发送该路径损耗信息。在一些示例中，基站可以利用路径损耗信息来确定下行链路功率并管理用于下行链路控制和业务信道(例如，物理下行链路控制信道(PDCCH)和物理下行链路共享信道(PDSCH))的资源。
在其他情况下，可以通过使用开环定时同步以确定发送符号时间来改善IoT设备和基站之间的通信。结果，来自与IoT网络中的同一基站通信的不同IoT设备的上行链路信号可以在时间窗口内到达，该时间窗口的长度可以高达IoT设备和基站之间的最大往返延迟。为了解决这个问题，可以扩展由IoT设备在上行链路传输中使用的循环前缀的长度，而在到IoT设备的下行链路传输中使用的循环前缀的长度可以保持比扩展的上行链路循环前缀短。
在一些示例中，设备可以利用正交频分多址(OFDMA)用于解调下行链路消息，以及利用高斯最小移动键控(GMSK)和单载波频分多址(SC-FDMA)用于上行链路调制。上行链路调制过程可以包括：利用M点离散傅里叶变换(DFT)来生成符号向量；利用频域高斯滤波器对符号向量进行滤波；利用逆DFT从经滤波的符号向量来生成采样矢量；并利用GMSK来调制样本向量。在一些情况下，上行链路调制可以基于从基站接收到的窄带资源分配。
在一些示例中，设备可以使用UE预先已知并且对于本地区域中的一组小区是公共的波形来与小区同步。随后，该设备可以确定物理广播信道(PBCH)时间。该设备可以接收该PBCH并使用其来确定小区的物理层ID和用于上行链路传输的频率。PBCH还可以指示信道配置，这可以使得该设备能够执行随机接入过程。信道配置可以包括共享业务信道的时间和频率资源配置。在一些情况下，该设备可以基于控制信道传输的索引来确定用于数据传输的资源。在某些情况下，在控制信道传输和数据信道传输之间可能存在预定的延迟。随后，该设备可以在该延迟期间进入低功率状态。
在一些示例中，设备可以执行初始接入过程以建立与服务小区的连接。随后，该设备可以与服务小区一起布置常规传输时间表，所述常规传输时间表包括不连续传输(DTX)周期和确认时间表。在DTX周期的睡眠间隔期间，该设备可以进入低功率模式并且禁止任何传输。随后，在不执行另一接入过程的情况下，该设备可以在睡眠间隔之后醒来并向服务小区发送消息。该设备可以执行另一接入过程，以在未被常规传输时间表覆盖的时间进行发送。例如，如果没有接收到消息的确认(ACK)，则该设备可以执行另一接入过程以重传。
在又一示例中，IoT设备可以使用来自与基站的第一通信会话的、存储的控制信息来确定随后的第二通信会话的功率和定时控制信息。具体地，在该示例中，设备可以与基站建立第一通信会话，并且在第一通信会话期间从基站接收闭环控制信息，以帮助该设备调整与上行链路传输相关联的发射信号符号定时和/或功率控制电平。在这种情况下，该设备可以在其存储器中存储从第一通信会话期间的闭环控制信息导出的发射功率和符号定时信息。随后，该设备可以利用来自第一通信会话的所存储的闭环控制信息来确定与基站建立第二通信会话的发射信号功率和/或符号定时。
以下描述提供了示例，并不限制在权利要求中阐述的范围、适用性或示例。在不脱离本公开内容的范围的情况下，可以对所讨论的元件的功能和布置进行改变。各种示例可以适当地省略、替代或添加各种过程或组件。例如，可以以与所描述的不同的顺序来执行所描述的方法，并且可以添加、省略或组合各种步骤。另外，关于一些示例描述的特征可以在其他示例中组合。
图1根据本公开内容的各个方面，显示了无线通信***100的示例。无线通信***100包括基站105、UE 115和核心网络130。核心网络130可以提供用户认证、接入授权、跟踪、因特网协议(IP)连接以及其他接入、路由或移动功能。基站105通过回程链路132(例如，S1等)与核心网络130对接，并且可以执行用于与UE 115通信的无线配置和调度，或者可以在基站控制器(未显示)的控制下操作。在各个示例中，基站105可以在回程链路134(例如，X1等)上直接或间接(例如，通过核心网络130)地互相通信，所述回程链路134可以是有线或无线通信链路。
基站105可以经由一个或多个基站天线与UE 115无线通信。每个基站105站点可以为相应的地理覆盖区域110提供通信覆盖。根据本公开内容，术语“覆盖区域”和“小区”可以互换地用于指代地理覆盖区域110。在一些示例中，基站105可以被称为基站收发台、无线基站、接入点、无线收发机、节点B、eNodeB(eNB)、家庭节点B、家庭eNodeB或一些其他合适的术语。用于基站105的地理覆盖区域110可以被划分成仅构成该覆盖区域的一部分(未示出)的扇区。无线通信***100可以包括不同类型的基站105(例如，宏小区和/或小型小区基站)。对于不同的技术，可能存在重叠的地理覆盖区域110。
在一些示例中，无线通信***100可以是或包括LTE/LTE-A网络。在LTE/LTE-A网络中，术语演进型节点B(eNB)通常可以用于描述基站105，而术语UE通常可以用于描述UE115。无线通信***100可以是异构LTE/LTE-A网络，其中不同类型的eNB为各种地理区域提供覆盖。例如，每个eNB或基站105可以为宏小区、小型小区和/或其他类型的小区提供通信覆盖。术语“小区”是3GPP术语，取决于上下文，其可以用于描述基站、与基站相关联的载波或分量载波、或载波或基站的覆盖区域(例如，扇区等)的。
宏小区通常覆盖相对大的地理区域(例如，半径若干公里)，并且可以允许由具有网络提供商的服务定制的UE进行的不受限制的接入。与宏小区相比，小型小区是较低功率的基站，其可以以与宏小区相同或不同(例如，许可的、未经许可的)频带来操作。根据各种实施例，小型小区可以包括微微小区、毫微微小区和微小区。微微小区可以覆盖相对较小的地理区域，并且可以允许由具有与网络提供商的服务定制的UE进行的不受限接入。毫微微小区也可以覆盖相对小的地理区域(例如，家庭)，并且可以提供由具有与所述毫微微小区的关联的UE(例如，封闭用户组(CSG)中的UE、针对家庭中的用户的UE等等)进行的受限制的接入。用于宏小区的eNB可以被称为宏eNB。用于小型小区的eNB可以被称为小型小区eNB、微微eNB、毫微微eNB或家庭eNB。eNB可以支持一个或多个(例如，两个、三个、四个等)小区(例如，分量载波)。
无线通信***100可以支持同步或异步操作。为了同步操作，基站可以具有相似的帧定时，并且来自不同基站的传输可以在时间上大致对准。对于异步操作，基站可以具有不同的帧定时，并且来自不同基站的传输可能不会在时间上对准。本文描述的技术可以用于同步或异步操作。
可以容纳各种所公开的示例中的一些示例的通信网络可以是基于分层协议栈来操作的基于分组的网络。在用户平面中，承载或分组数据会聚协议(PDCP)层的通信可以是基于IP的。无线链路控制(RLC)层可以执行分组分段和重组以在逻辑信道上通信。介质接入控制(MAC)层可以执行逻辑信道到传输信道的优先处理和复用。MAC层还可以使用混合ARQ(HARQ)来在MAC层提供重传以提高链路效率。在控制平面中，无线资源控制(RRC)协议层可以提供UE 115与支持用于用户平面数据的无线承载的基站105或核心网络130之间的RRC连接的建立、配置和维护。在物理(PHY)层，传输信道可以被映射到物理信道。
UE 115分散在整个无线通信***100中，并且每个UE 115可以是固定的或移动的。UE 115还可以包括或被本领域技术人员称为移动站、订户站、移动单元、订户单元、无线单元、远程单元、移动设备、无线设备、无线通信设备、远程设备、移动订户站、接入终端、移动终端、无线终端、远程终端、手持设备、用户代理、移动客户端、客户端或一些其它合适的术语。UE 115可以是蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、无线调制解调器、无线通信设备、手持设备、平板计算机、膝上型计算机、无绳电话、无线本地环路(WLL)站等等。UE能够与各种类型的基站和网络设备进行通信，所述各种类型的基站和网络设备包括宏eNB、小型小区eNB、中继基站等。
在无线通信***100中，一些UE可以提供自动通信。自动无线设备可以包括实现M2M通信或MTC的那些设备。M2M或MTC可以指允许设备在没有人为干预的情况下与彼此或与基站通信的数据通信技术。例如，M2M或MTC可以指的是从设备到中央服务器或应用程序的通信，所述设备集成了传感器或仪表以测量或捕获信息，并将该信息中继到所述中央服务器或应用程序，所述中央服务器或应用程序可以利用该信息或将该信息呈现给与该程序或应用交互的人。一些UE 115可以是MTC设备，例如那些被设计用于收集信息或启用机器的自动行为的设备。MTC设备的应用示例包括智能计量、库存监控、水位监测、设备监控、医疗监控、野生动物监测、天气和地质事件监测、车队管理和跟踪、远程安全感知、物理接入控制和基于交易的业务充电。MTC设备可以以降低的峰值速率使用半双工(单向)通信来操作。也可以将MTC设备配置为在不参与主动通信时进入省电的“深度睡眠”模式。无线通信***100中的、是M2M或MTC设备的UE 115也可以是IoT的一部分。因此，无线通信***100还可以包括或者是IoT的一部分。
在无线通信***100中显示的通信链路125可以包括从UE 115到基站105的上行链路(UL)传输和/或从基站105到UE 115的下行链路(DL)传输。下行链路传输也可以被称为前向链路传输，而上行链路传输也可以被称为反向链路传输。每个通信链路125可以包括一个或多个载波，其中每个载波可以是由根据上述各种无线技术调制的多个子载波(例如，不同频率的波形信号)构成的信号。每个调制信号可以在不同的子载波上发送，并且可以携带控制信息(例如，参考信号、控制信道等)、开销信息、用户数据等。通信链路125可以使用FDD操作(例如，使用成对的频谱资源)或TDD操作(例如，使用不成对的频谱资源)来发送双向通信。可以定义用于FDD(例如，帧结构类型1)和TDD(例如，帧结构类型2)的帧结构。
在***100的一些实施例中，基站105和/或UE 115可以包括多个天线，以用于采用天线分集方案来提高基站105和UE 115之间的通信质量和可靠性。另外地或替代地，基站105和/或UE 115可以采用多输入多输出(MIMO)技术，所述MIMO技术可以利用多径环境来发送携带相同或不同编码数据的多个空间层。
无线通信***100可以支持在多个小区或载波上的操作，这是可以称为载波聚合(CA)或多载波操作的特征。载波也可以被称为分量载波(CC)、层、信道等。术语“载波”、“分量载波”、“小区”和“信道”在本文中可以互换使用。UE 115可以配置有多个下行链路CC和一个或多个上行链路CC以用于载波聚合。载波聚合可以与FDD和TDD分量载波一起使用。
在无线通信***100中使用M2M或MTC的UE 115可以包括IoT网络中的低吞吐量M2M或MTC设备。这些UE 115可以包括对不频繁和小数据传送的支持。这种额外的支持可以包括以不需要UE 115参与不必要的或不期望的通信的方式来使用现有的无线通信方案，如下面进一步描述的。
在一些示例中，在UE 115解码***信息块(SIB)之后，UE 115可以向基站105发送随机接入信道(RACH)前导码。例如，RACH前导码可以是从64个预定序列的集合中随机选择的。这可以使得基站105能够区分同时尝试接入***的多个UE 115。基站105可以利用随机接入响应进行响应，所述随机接入响应提供UL资源准许、定时提前和临时小区无线网络临时标识(C-RNTI)。随后，UE 115可以将RRC连接请求与临时移动订户标识(TMSI)(如果UE115先前连接到相同的无线网络)或随机标识符一起发送。RRC连接请求还可以指示UE 115连接到网络的原因(例如，紧急、信令、数据交换等)。基站105可以用寻址到UE 115的竞争解决消息来响应该连接请求，该消息可以提供新的C-RNTI。如果UE 115接收到具有正确标识的竞争解决消息，则可以进行RRC建立。如果UE 115没有接收到竞争解决消息(例如，如果存在与另一UE 115的冲突)，则其可以通过发送新的RACH前导码来重复该RACH进程。
根据本公开内容，基站105可以向UE 115分配用于向该基站105发送PRACH信号的资源。在一些示例中，所述资源可以包括时间和/或频率资源。取决于随机接入的预期负载，PRACH信号可以占用帧的多个音调或者占用帧的一部分中的单个音调。在一些示例中，PRACH信号可以由多个PRACH段组成，每个PRACH段可以是40毫秒(毫秒)上的一个音调。根据本公开内容，可以向UE 115分配帧的子集以发送作为常规调度的类的PRACH信号。另外地或替代地，在一些示例中，UE还可以随时发送作为按需类别的PRACH信号。例如，如果UE 115检测到异常，则UE 115可以不延迟地向远程服务器报告该异常。作为另一示例，UE 115可以发送即时业务。结果，在一些示例中，UE 115等待常规调度传输来发送关键报告分组可能是不可行的。因此，在一个示例中，按需类别的传输可以以比常规调度类别更高的优先级来对待。
图2根据本公开内容的各个方面，示出了用于蜂窝物联网***中的随机接入过程的无线通信子***200的示例。无线通信子***200可以包括UE 115-a，所述UE 115-a可以是上文参考图1描述的UE 115的示例。无线通信子***200还可以包括具有覆盖区域110-a的基站105-a，所述基站105-a可以是上文参考图1所描述的基站105的示例。
根据本公开内容，UE 115-a可以从基站105-a接收用于在通信链路205上向基站105发送PRACH信号的资源的分配。基站105-a可以基于被调度用于传输的业务的类型和类别来向UE 115-a分配特定的时间资源或者频率资源。例如，UE 115-a可以向基站105-a发送常规调度的业务210，其中，所述常规调度业务210以预定时间间隔来发送。常规调度业务210的示例可以包括对传感器活动或状态的定期报告。在一些示例中，常规调度业务210可以被认为是低优先级业务。
另外或替代地，UE 115-a还可以被配置为基于检测到报告触发，在通信链路205上向基站发送按需业务215。例如，在UE 115-a检测到异常或者需要立即需要向网络发送数据的情况下，UE 115-a可以利用由基站105-a分配的按需资源用于按需业务215。在一些示例中，按需业务可以被认为是高优先级业务。
在同时检测到或在预定时间范围内检测到与常规调度业务和按需业务相关联的触发的情况下，可以基于优先级区别来解决对传输资源的竞争。在一些示例中，基站105-a可以向UE 115-a广播与常规调度传输和按需传输相关联的接入级别信息。在一些示例中，接入级别信息可以取决于PRACH信道的活动负载。因此，基于接收到接入级别信息，UE 115-a可以确定与传输的类型和类别(即，常规调度或者按需)相关联的接入优先级是否高于所标识的接入级别信息。如果被调度用于传输的业务的类型和类别的接入优先级低于所宣布的级别，则在指定的时间段期间可能不允许UE115-a在通信链路205上发送PRACH信号。
相反，如果UE 115-a确定了被调度用于传输的业务的类型和类别高于所宣布的接入级别，则UE 115-a可以利用所分配的资源用于常规调度业务或者按需业务以发送高优先级分组。在本公开内容的一些示例中，可以允许较低优先级类别在PRACH资源的子集上发送PRACH信号，而较高优先级类别可以使用可用的PRACH资源中的任何资源或全部资源。
另外地或替代地，UE 115-a可以在向基站105-a发送PRACH信号之后从基站105-a接收PRACH响应。UE 115-a可以利用PRACH响应来解决PRACH冲突或者向UE 115-a指派活动标识(ID)。活动ID可以用于PDSCH和PUSCH指派，并且一旦UE进入休眠模式，其可以返回到活动ID池。此外，在一些示例中，活动UE 115-a可以在从基站105-a接收到活动ID时，在PRACH信道中发送对上行链路业务信道PUSCH的请求。在一个示例中，初始接入和活动UE 115-a可以与时隙ALOHA MAC协议共享相同的PRACH资源池。
在本公开内容的又一示例中，UE 115-a可以确定与基站105-a相关联的路径损耗信息。在一些示例中，可以通过从基站105-a接收下行链路信号并测量通信链路205上的下行链路信号的强度来确定路径损耗信息。因此，为了与基站105-a同步，UE 115-a可以在通信链路205上在PRACH信号中向基站105-a发送路径损耗信息。在一些示例中，基站105-a可以利用该路径损耗信息来确定下行链路功率，并管理用于下行链路控制和业务信道(例如，PDCCH和PDSCH)的资源。
图3根据本公开内容的各个方面，示出了用于蜂窝物联网***中的随机接入过程的帧结构300的示例。帧结构300可以是UE 115用于在以上参考图1和图2描述的IoT网络中向基站105发送PRACH信号所使用的资源的示例。
在一个示例中，帧结构300可以包括多个段(305、310、315、320)，每个段可以是在40毫秒上的音调。基站105可以在帧结构300上向UE 115分配与被调度用于传输的业务的类型和类别相关联的时间和频率资源。在一些示例中，基线上行链路随机接入信道可以占用整个帧中的一个音调。然而，取决于随机接入的预期负载，PRACH可以占用帧的一部分中的多个音调或一个音调。
在一些示例中，可以向UE 115指派帧300的子集(例如，段305)以发送常规调度的PRACH信号。相反，按需PRACH信号可以利用帧300中的任何一个或全部来向基站105发送该按需PRACH信号。因此，在一些示例中，用于常规调度传输和用于按需调度传输的分配可能重叠。在其他示例中，用于常规调度传输的分配资源可以是用于按需传输的分配的子集。在这样的示例中，UE 115可以向按需传输指派比常规调度传输更高的优先级。
图4根据本公开内容的各个方面，示出了用于蜂窝物联网***中的随机接入过程的流式图400的示例。流式图400可以包括UE 115-b，其可以是上文参考图1和图2描述的UE115的示例。示图400还可以包括基站105-b，其可以是上文参考图1和图2描述的基站105的示例。
根据本公开内容，基站105-b可以向UE 115-b分配资源405以用于常规调度业务和按需业务。所分配的资源可以包括时间和频率资源。另外或替代地，基站还可以向UE 115-b发送接入级别信息410，以解决常规调度业务与按需业务之间的资源竞争。
在第一时间段期间，UE 115-b可以在预调度的时间间隔期间检测调度的触发(在步骤415)，以用于将至少一种类型的业务报告给基站105-b。然而，UE 115-b也可以同时或者在预定的时间段内检测按需触发(在步骤420)。结果，UE 115-b可以尝试使用所分配的资源来发送调度的PRACH信号和按需PRACH信号二者。为了解决多种类型的业务之间的资源竞争，UE 115-b可以基于从基站接收到的接入级别信息410来确定与每种业务类型相关联的优先级级别(在步骤425)。
因此，UE 115-b可以确定与调度的PRACH信号或者按需信号相关联的优先级是否高于所宣布的接入级别。部分地基于优先级确定(在步骤425)，UE 115-b可以使用被分配用于调度的传输或者按需传输的资源来向基站105-b发送按需PRACH信号430。在一些示例中，PRACH信号430可以包括与基站相关联的路径损耗信息。路径损耗信息可以与由UE 115-b执行的开环功率控制相关联，以确定基站105-b和UE 115-b之间的下行链路路径损耗。在按需PRACH信号传输430终止时，UE 115-b可以在被分配用于调度的传输的资源上向基站105-b发送待决的调度的PRACH信号435。
图5根据本公开内容的各个方面，显示了被配置用于蜂窝物联网***中的随机接入过程的UE 115-c的框图500。UE 115-c可以是参考图1到图4描述的UE 115的各方面的示例。UE 115-c可以包括接收机505、通信管理模块510、或者发射机515。这些组件中的每一个可以彼此通信。
接收机505可以接收诸如分组、用户数据、或者与各种信息信道(例如，控制信道、数据信道以及与蜂窝物联网***中的随机接入过程相关的信息等)相关联的控制信息等信息。信息可以传递到通信管理模块510以及UE 115-c的其他组件。在一些示例中，接收机505可以响应于第一PRACH信号来接收来自基站的PRACH响应。
通信管理模块510可以从基站接收用于发送用于常规调度传输的第一PRACH信号的第一分配资源，其中，第一分配资源包括时间资源或者频率资源中的至少一种。通信管理模块510还可以检测用于常规调度传输的第一报告触发，以及响应于检测到该报告触发，在第一分配资源上向基站发送第一PRACH信号。
发射机515可以发送从UE 115-c的其他组件接收到的信号。在一些实施例中，可以在收发机模块中将发射机515与接收机505并置。发射机515可以包括单个天线，或者其可以包括多个天线。
图6根据本公开内容的各个方面，显示了被配置用于蜂窝物联网***中的随机接入过程的UE 115-d的框图600。UE 115-d可以是参考图1到图5描述的UE 115的各方面的示例。UE 115-d可以包括接收机505-a、通信管理模块510-a、或者发射机515-a。这些组件中的每一个可以彼此通信。通信管理模块510-a还可以包括资源分配模块605、触发检测模块610、以及传输调度模块615。
接收机505-a可以接收可以传递到通信管理模块510-a以及UE 115-d的其他组件的信息。通信管理模块510-a可以执行上文参考图5描述的操作。发射机515-a可以发送从UE115-d的其他组件接收到的信号。接收机505-a、通信管理模块510-a、以及发射机515-a可以是关于图5描述的接收机505、通信管理模块510、以及发射机515的示例。
资源分配模块605可以从基站接收用于发送用于常规调度传输的第一PRACH信号的第一分配资源，其中，第一分配资源包括时间资源或者频率资源中的至少一种，如上文参考图2到图4所描述的。资源分配模块605还可以从基站接收用于发送用于按需传输的第二PRACH信号的、第二分配资源。在一些示例中，第一分配资源和第二分配资源不重叠。在一些示例中，第一分配资源可以是第二分配资源的子集。
触发检测模块610可以检测用于常规调度传输的第一报告触发，如上文参考图2到图4所描述的。触发检测模块610还可以检测用于按需传输的第二报告触发，如上文参考图2到图4所描述的。
传输调度模块615可以响应于检测到报告触发，在第一分配资源上向基站发送第一PRACH信号，如上文参考图2到图4所描述的。传输调度模块615还可以基于所述检测而向基站发送第二PRACH信号，所述第二PRACH信号是在第一分配资源或者第二分配资源上发送的。在一些示例中，可以向按需传输指派比常规调度传输更高的优先级。传输调度模块615还可以基于该确定来发送第一PRACH信号或者第二PRACH信号。
图7根据本公开内容的各个方面，显示了用于蜂窝物联网***中的随机接入过程的通信管理模块510-b的框图700。通信管理模块510-b可以是参考图5或图6描述的通信管理模块510的各方面的示例。通信管理模块510-b可以包括资源分配模块605-a、触发检测模块610-a、以及传输调度模块615-a。这些模块中的每一个可以执行上文参考图6所描述的功能。通信管理模块510-b还可以包括接入配置模块705、优先级确定模块710、常规调度触发模块715、按需触发模块720、路径损耗确定模块725、路径损耗报告模块730、活动ID模块735和PUSCH请求模块740。
在一些示例中，资源分配模块605-a可以包括被配置为从基站接收接入级别信息的接入配置模块705，所述接入级别信息与定期调度的传输和按需传输相关联，如上文参考图2到图4所描述的。在一些示例中，接入级别信息可以基于第一分配资源和第二分配资源的负载因子。资源分配模块605-a还可以包括优先级确定模块710，以确定用于定期调度的传输或者按需传输中的至少一个的接入优先级是否高于接入级别信息，如上文参考图2到图4所描述的。在一些示例中，接入优先级可以基于在接入配置模块705处接收到的接入级别信息。
另外或替代地，通信管理模块510-b还可以包括触发检测模块610-a，该触发检测模块610-a包括常规调度触发模块715和按需触发模块720。常规调度触发模块715和按需触发模块720可以被配置为检测至少一个报告触发以调度到基站的传输。在一些示例中，常规调度触发模块715可以以预定时间间隔来检测用于向基站发送分组的条件。例如，常规调度触发模块715可以以预定时间间隔(例如，24小时时间间隔)来检测被配置为向基站报告的传感器测量结果。相反，按需触发模块720可以检测用于按需传输的报告触发，如上文参考图2到图4所描述的。按需业务可以包括基于检测到至少一个报告触发(例如，感测到UE处的异常)而发起的即时传输。
在一些示例中，路径损耗确定模块725可以确定与基站相关联的路径损耗信息，如上文参考图2到图4所描述的。在一些示例中，可以通过从基站接收下行链路信号并测量该下行链路信号的强度来确定路径损耗信息。另外地或替代地，路径损耗报告模块730可以在PRACH信号中向基站报告该路径损耗信息，如上文参考图2到图4所描述的。
根据本公开内容，通信管理模块510-b还可以响应于发送PRACH信号而从基站接收PRACH响应。基于所接收的PRACH响应，活动ID模块735可以确定UE的活动ID，如上文参考图2到图4所描述的。活动ID模块735还可以使用所述活动ID用于PDSCH和PUSCH指派。
在又一示例中，PUSCH请求模块740可以使用第一分配资源或者第二分配资源中的至少一个来在第一PRACH信号中发送对PUSCH的请求，如上文参考图2到图4所描述的。PUSCH请求模块740还可以基于MTC过程与网络交换数据。
图8根据本公开内容的各个方面，示出了包括被配置用于蜂窝物联网***中的随机接入过程的UE 115的***800的示图。***800可以包括UE 115-e，其可以是上文参考图1到图7描述的UE 115的示例。UE 115-e可以包括通信管理模块810，其可以是参考图5到图7描述的通信管理模块510的示例。UE 115-e还可以包括MTC模块825。UE 115-e还可以包括用于双向语音和数据通信的组件，所述组件包括用于发送通信的组件和用于接收通信的组件。例如，UE 115-e可以与UE 115-f或基站105-c双向通信。
在一些示例中，MTC模块825可以通过使用开环定时同步以确定发送符号时间来促进UE 115-e和基站105-c之间的改进的通信。在该示例中，MTC模块825还可以促进在上行链路传输中使用扩展的循环前缀长度，而非扩展的循环前缀长度可以与下行链路传输一起使用。通过使用扩展的上行链路循环前缀，来自不同UE 115的上行链路信号可以在上行链路循环前缀覆盖的时间窗口内(例如，UE 115和基站105-c之间的最大往返延迟)到达基站105-c。
在MTC过程的其他示例中，UE 115-e可以利用正交频分多址(OFDMA)用于解调下行链路消息，以及利用高斯最小移动键控(GMSK)和单载波频分多址(SC-FDMA)用于上行链路调制。上行链路调制过程可以包括：利用M点离散傅里叶变换(DFT)来生成符号向量；利用频域高斯滤波器对符号向量进行滤波；利用逆DFT从经滤波的符号向量来生成采样矢量；并利用GMSK来调制样本向量。在一些情况下，上行链路调制可以基于从基站接收到的窄带资源分配。
在MTC过程的其他示例中，UE 115-e可以使用UE预先已知并且对于本地区域中的一组小区是公共的波形来与小区同步。随后，UE可以确定物理广播信道(PBCH)时间。UE115-e可以接收该PBCH并使用其来确定小区的物理层ID和用于上行链路传输的频率。PBCH还可以指示信道配置，这可以使得UE 115-e能够执行随机接入过程。信道配置可以包括共享业务信道的时间和频率资源配置。在一些情况下，UE 115-e可以基于控制信道传输的索引来确定用于数据传输的资源。在某些情况下，在控制信道传输和数据信道传输之间可能存在预定的延迟。随后，UE 115-e可以在该延迟期间进入低功率状态。
在MTC过程的其他示例中，UE 115-e可以执行初始接入过程以建立与服务小区的连接。随后，UE 115-e可以与服务小区一起布置常规传输时间表，所述常规传输时间表包括不连续传输(DTX)周期和确认时间表。在DTX周期的睡眠间隔期间，UE 115-e可以进入低功率模式并且禁止任何传输。随后，在不执行另一接入过程的情况下，UE 115-e可以在睡眠间隔之后醒来并向服务小区发送消息。UE 115-e可以执行另一接入过程，以在未被常规传输时间表覆盖的时间进行发送。例如，如果没有接收到消息的确认(ACK)，则UE 115-e可以执行另一接入过程以重传。
在MTC过程的又一示例中，MTC模块825可以有助于使用来自与基站的第一通信会话的、存储的控制信息来确定随后的第二通信会话的功率和定时控制信息。具体地，在该示例中，MTC模块825可以与基站105-c建立第一通信会话，并且在第一通信会话期间从基站105-c接收闭环控制信息，以帮助UE 115-e调整与上行链路传输相关联的发射信号符号定时和/或功率控制电平。在这种情况下，MTC模块825可以有助于在存储器815中存储从第一通信会话期间的闭环控制信息导出的发射功率和符号定时信息。随后，MTC模块825可以利用来自第一通信会话的所存储的闭环控制信息来确定与基站105-c建立第二通信会话的发射信号功率和/或符号定时。
UE 115-e还可以包括处理器模块805和存储器815(包括软件(SW)820)、收发机模块835和一个或多个天线840，以上各项中的每个可以直接或间接地(例如，经由总线845)彼此通信。如上所述，收发机模块835可以经由天线840或有线或无线链路双向地与一个或多个网络进行通信。例如，收发机模块835可以与基站105-c或另一个UE 115-f双向地通信。收发机模块835可以包括调制解调器以调制分组并将调制的分组提供给天线840以用于传输，并且解调从天线840接收的分组。尽管UE 115-e可能包括单个天线，但UE 115-e还可以具有能够同时发送或接收多个无线传输的多个天线840。
存储器815可以包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。存储器815可以存储计算机可读计算机可执行软件/固件代码820，其包括当被执行时使得处理器模块805执行本文所描述的各种功能(例如，蜂窝物联网***中的随机接入过程等)的指令。或者，软件/固件代码820可以不由处理器模块805直接执行，而是使得计算机(例如，当被编译和执行时)执行本文所述的功能。处理器模块805可以包括智能硬件设备(例如，中央处理单元(CPU)(诸如基于ARM的处理器)、微控制器、ASIC等)
图9根据本公开内容的各个方面，显示了用于在蜂窝物联网***中的随机接入过程的方法900的流程图。方法900的操作可以由UE 115或其组件来实现，如参考图1到图8所描述的。例如，方法900的操作可以由通信管理模块510执行，如参考图5到图9所描述的。在一些示例中，UE 115可以执行代码集来控制UE 115的功能单元以执行下面描述的功能。另外或替代地，UE 115可以使用专用硬件来执行下面描述的功能的各方面。
在框905，UE 115可以从基站接收用于发送用于常规调度传输的第一PRACH信号的第一分配资源，其中，第一分配资源包括时间资源或者频率资源中的至少一种，如上文参考图2到图4所描述的。在某些示例中，框905的操作可以由资源分配模块605执行，如上文参考图6所描述的。
在框910处，UE 115可以检测针对常规调度传输的第一报告触发，如上文参考图2到图4所描述的。在某些示例中，框910的操作可以由触发检测模块610执行，如上文参考图6所描述的。
在框915，UE 115可以响应于检测到报告触发，在第一分配资源上向基站发送第一PRACH信号，如上文参考图2到图4所描述的。在某些示例中，框915的操作可以由传输调度模块615执行，如上文参考图6所描述的。
图10根据本公开内容的各个方面，显示了用于在蜂窝物联网***中的随机接入过程的方法900的流程图。方法1000的操作可以由UE 115或其组件来实现，如参考图1到图8所描述的。例如，方法1000的操作可以由通信管理模块510执行，如参考图5-9所描述的。在一些示例中，UE 115可以执行代码集来控制UE 115的功能单元以执行下面描述的功能。另外或替代地，UE 115可以使用专用硬件来执行下面描述的功能的各方面。方法1000还可以包括图9中的方法900的各方面。
在框1005，UE 115可以从基站接收用于发送用于常规调度传输的第一PRACH信号的第一分配资源，其中，第一分配资源包括时间资源或者频率资源中的至少一种，如上文参考图2到图4所描述的。在某些示例中，框1005的操作可以由资源分配模块605执行，如上文参考图6所描述的。
在框1010，UE 115可以检测用于常规调度传输的第一报告触发，如上文参考图2到图4所描述的。在某些示例中，框1010的操作可以由常规调度触发模块715执行，如上文参考图7所描述的。
在框1015处，UE 115可以确定与基站相关联的路径损耗信息，如上文参考图2到图4所描述的。在某些示例中，框1010的操作可以由路径损耗确定模块725执行，如上文参考图7所描述的。
在框1020处，响应于检测到报告触发，UE 115可以在第一分配资源上向基站发送第一PRACH信号，如上文参考图2到图4所描述的。在一些示例中，第一PRACH信号可以包括路径损耗信息。在某些示例中，框1020的操作可以由如上文参考图6所描述的传输调度模块615来执行和/或如上文参考图7所描述的路径损耗报告模块730来执行。
图11根据本公开内容的各个方面，显示了用于蜂窝物联网***中的随机接入过程的方法1100的流程图。方法1100的操作可以由UE 115或其组件来实现，如参考图1到图8所描述的。例如，方法1100的操作可以由通信管理模块510执行，如参考图5到图9所描述的。在一些示例中，UE 115可以执行代码集来控制UE 115的功能单元以执行下面描述的功能。另外或替代地，UE 115可以使用专用硬件来执行下面描述的功能的各方面。方法1100还可以包括图9和图10中的方法900和1000的各方面。
在框1105，UE 115可以从基站接收用于发送用于常规调度传输的第一PRACH信号的第一分配资源，其中，第一分配资源包括时间资源或者频率资源中的至少一种，如上文参考图2到图4所描述的。在某些示例中，框1105的操作可以由资源分配模块605执行，如上文参考图6所描述的。
在框1110处，UE 115可以从基站接收用于发送用于按需传输的第二PRACH信号的、第二分配资源，如上文参考图2到图4所描述的。在某些示例中，框1110的操作可以由资源分配模块605执行，如上文参考图6所描述的。
在框1115，UE 115可以检测用于常规调度传输的第一报告触发，如上文参考图2到图4所描述的。在某些示例中，框1115的操作可以由常规调度触发模块715执行，如上文参考图7所描述的。
在框1120，UE 115可以检测用于按需传输的第二报告触发，如上文参考图2到图4所描述的。在某些示例中，框1120的操作可以由按需触发模块720执行，如上文参考图7所描述的。
在框1125，UE 115可以基于检测到第一报告触发和第二报告触发来向基站发送第二PRACH信号。在一些示例中，可以在第一分配资源或者第二分配资源上发送第二PRACH信号，如上文参考图2到图4所描述的。根据本公开内容，确定是否在资源的第一分配或者第二分配上进行发送可以基于常规调度传输业务和按需业务中的每个的优先级级别。在一些示例中，优先级确定可以基于从基站接收到的接入级别信息。在一些示例中，可以向按需业务分配比常规调度业务更高的优先级。在其他示例中，可以向常规调度业务分配比按需业务更高的优先级。取决于预期的负载，PRACH信号可以占用帧中的多个音调或音调的一部分。根据本公开内容，可以将较低优先级类别(即，常规调度业务或者按需业务)限制为在PRACH资源的子集中发送PRACH信号，而较高优先级类可以使用可用的PRACH资源的全集。在某些示例中，框1125的操作可以由如上文参考图6所描述的传输调度模块615执行、如参考图7所描述的接入配置模块705、和/或优先级确定模块710来执行。
图12根据本公开内容的各个方面，显示了用于蜂窝物联网***中的随机接入过程的方法1200的流程图。方法1200的操作可以由UE 115或其组件来实现，如参考图1到图8所描述的。例如，方法1200的操作可以由通信管理模块510执行，如参考图5到图9所描述的。在一些示例中，UE 115可以执行代码集来控制UE 115的功能单元以执行下面描述的功能。另外或替代地，UE 115可以使用专用硬件来执行下面描述的功能的各方面。方法1200还可以包括图9到图11中的方法900、1000、和1100的各方面。
在框1205，UE 115可以从基站接收用于发送用于常规调度传输的第一PRACH信号的第一分配资源，其中，第一分配资源包括时间资源或者频率资源中的至少一种，如上文参考图2到图4所描述的。在某些示例中，框1205的操作可以由资源分配模块605执行，如上文参考图6所描述的。
在框1210，UE 115可以从基站接收用于发送用于按需传输的第二PRACH信号的第二分配资源，如上文参考图2到图4所描述的。在某些示例中，框1220的操作可以由资源分配模块605执行，如上文参考图6所描述的。
在框1215，UE 115可以检测用于常规调度传输的第一报告触发，如上文参考图2到图4所描述的。在某些示例中，框1210的操作可以由常规调度触发模块715执行，如上文参考图7所描述的。
在框1220，UE 115可以检测用于按需传输的第二报告触发，如上文参考图2到图4所描述的。在某些示例中，框1220的操作可以由按需触发模块720执行，如上文参考图7所描述的。
在框1225处，UE 115可以从基站接收接入级别信息，所述接入级别信息与定期调度的传输和按需传输相关联，如上文参考图2到图4所描述的。在某些示例中，框1235的操作可以由接入配置模块705执行，如上文参考图7所描述的。
在框1230，UE 115可以确定第一PRACH信号(即，常规调度传输)或者第二PRACH(即，按需传输)信号中的至少一个的接入优先级是否高于接入级别信息，如上文参考图2到图4所描述的。取决于预期的负载，PRACH信号可能占据帧中的多个音调或音调的一部分。根据本公开内容，可以将较低优先级类别(即，常规调度业务或者按需业务)限制为在PRACH资源的子集中发送PRACH信号，而较高优先级类别可以使用可用的PRACH资源的全集。在一些示例中，可以向按需传输分配更高的优先级。在一些示例中，框1230的操作可以由优先权确定模块710执行，如上文参考图7所描述的。
在框1235，UE 115可以基于确定第一PRACH信号或者第二PRACH信号中的哪个信号具有比接入级别信息高的优先级来发送所述第一PRACH信号或者第二PRACH信号，如上文参考图2到图4所描述的。基于确定的优先级级别，UE 115可以在所分配的资源上向基站发送第一PRACH信号或者第二PRACH信号。在某些示例中，框1235的操作可以由传输调度模块615执行，如上文参考图6所描述的。
图13根据本公开内容的各个方面，显示了用于蜂窝物联网***中的随机接入过程的方法1300的流程图。方法1300的操作可以由UE 115或其组件来实现，如参考图1到图8所描述的。例如，方法1300的操作可以由通信管理模块510执行，如参考图5到图9所描述的。在一些示例中，UE 115可以执行代码集来控制UE 115的功能单元以执行下面描述的功能。另外或替代地，UE 115可以使用专用硬件来执行下面描述的功能的各方面。方法1300还可以包括图9到图12中的方法900、1000、1100和1200的各方面。
在框1305，UE 115可以从基站接收用于发送用于常规调度传输的第一PRACH信号的第一分配资源，其中，第一分配资源包括时间资源或者频率资源中的至少一种，如上文参考图2到图4所描述的。在某些示例中，框1305的操作可以由资源分配模块605执行，如上文参考图6所描述的。
在框1310，UE 115可以检测用于常规调度传输的第一报告触发，如上文参考图2到图4所描述的。在某些示例中，框1310的操作可以由常规调度触发模块715执行，如上文参考图7所描述的。
在框1315，UE 115可以响应于检测到报告触发，在第一分配资源上向基站发送第一PRACH信号，如上文参考图2到图4所描述的。在某些示例中，框1315的操作可以由传输调度模块615执行，如上文参考图6所描述的。
在框1320，UE 115可以响应于第一PRACH信号接收来自基站的PRACH响应，如上文参考图2到图4所描述的。在某些示例中，框1320的操作可以由接收机505执行，如上文参考图5所描述的。
在框1325，UE 115可以部分地基于PRACH响应来确定UE的活动ID，如上文参考图2到图4所描述的。在某些示例中，框1325的操作可以由活动ID模块735执行，如上文参考图7所描述的。
图14根据本公开内容的各个方面，显示了用于蜂窝物联网***中的随机接入过程的方法1400的流程图。方法1400的操作可以由UE 115或其组件来实现，如参考图1到图8所描述的。例如，方法1400的操作可以由通信管理模块510执行，如参考图5到图9所描述的。在一些示例中，UE 115可以执行代码集来控制UE 115的功能单元以执行下面描述的功能。另外或替代地，UE 115可以使用专用硬件来执行下面描述的功能的各方面。方法1400还可以包括图9到图13中的方法900、1000、1100、1200、和1300的各方面。
在框1405，UE 115可以从基站接收用于发送用于常规调度传输的第一PRACH信号的第一分配资源，其中，第一分配资源包括时间资源或者频率资源中的至少一种，如上文参考图2到图4所描述的。在某些示例中，框1405的操作可以由资源分配模块605执行，如上文参考图6所描述的。
在框1410处，UE 115可以检测用于常规调度传输的第一报告触发，如上文参考图2到图4所描述的。在某些示例中，框1410的操作可以由触发检测模块610执行，如上文参考图6所描述的。
在框1415处，响应于检测到报告触发，UE 115可以在第一分配资源上向基站发送第一PRACH信号，如上文参考图2到图4所描述的。在某些示例中，框1415的操作可以由传输调度模块615执行，如上文参考图6所描述的。
在框1420，UE 115可以使用第一分配资源或者第二分配资源中的至少一个在第一PRACH信号中发送对PUSCH的请求，如上文参考图2到图4所描述的。在某些示例中，框1420的操作可以由PUSCH请求模块740执行，如上文参考图7所描述的。
因此，方法900、1000、1100、12200、1300、和1400可以提供蜂窝物联网***中的随机接入过程。应当注意，方法900、1000、1100、1200、1300、和1400描述了可能的实施例，并且可以重新排列或以其他方式来修改所述操作和步骤，使得其他实施例是可能的。在一些示例中，可以组合来自方法900、1000、1100、1200、1300、和1400中的两个或更多个的各方面。
上文结合附图阐述的详细描述描述了示例性实施例，并且不表示可以实现的或者在权利要求的范围内的所有实施例。贯穿本说明书使用的术语“示例性”是指“用作示例、实例或说明”，而不是“优选的”或“优于其他实施例”。出于提供对所描述的技术的理解的目的，详细描述包括具体细节。然而，可以在不具有这些具体细节的情况下实践这些技术。在一些实例中，以框图形式示出了公知的结构和设备，以避免模糊所描述的实施例的概念。
信息和信号可以使用任意多种不同的方法和技术来表示。例如，在贯穿上面的描述中可能提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以用电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者其任意组合来表示。
可以利用被设计为执行本文中所描述功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、ASIC、FPGA或其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意组合，来实现或执行结合本文公开内容所描述的各种示例性框和模块。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、控制器、微控制器或者状态机。处理器还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、一个或多个微处理器与DSP内核的结合，或者任何其它此种结构。
本文描述的功能可以以硬件、由处理器执行的软件、固件或其任意组合来实现。如果在由处理器执行的软件中实现，则这些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或通过其进行传输。其他示例和实施例在本公开内容和所附权利要求的范围内。例如，由于软件的性质，可以使用由处理器、硬件、固件、硬连线或其任意组合执行的软件来实现以上描述的功能。实现功能的特征也可以物理地位于各种位置，包括被分布为使得在不同的物理位置处实现功能的一部分。此外，如本文中(包括权利要求)所使用的，如在项目列表中使用的“或”(例如，以诸如“中的至少一个”或“中的一个或多个”等短语结尾的项目列表)指示离散的列表，使得例如[A、B或C中的至少一个]的列表意味着A或B或C或AB或AC或BC或ABC(即A和B和C)。
计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括促进从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用计算机或专用计算机能够存取的任何可用介质。通过示例的方式而不是限制的方式，计算机可读介质可以包括RAM、ROM、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、光盘(CD)ROM或其它光盘存储器、磁盘存储器或其它磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码单元并能够由通用计算机或专用计算机或通用处理器或专用处理器存取的任何其它介质。另外，任何连接可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字用户线(DSL)或者诸如红外线、无线和微波之类的无线技术从网站、服务器或其它远程源发送的，那么同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或者诸如红外线、无线和微波之类的无线技术包括在所述介质的定义中。如本文中所使用的，磁盘和光盘包括CD、激光光盘、光盘、数字通用光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常磁性地复制数据，而光盘则用激光来光学地复制数据。上面的组合也应当包括在计算机可读介质的保护范围之内。
为使本领域技术人员能够进行或者使用本公开内容，提供了对本公开内容的之前描述。对于本领域技术人员来说，对本公开内容的各种修改将是显而易见的，并且，本文中定义的总体原理也可以在不脱离本公开内容的保护范围的情况下适用于其它变型。因此，本公开内容并不旨在限于本文中所描述的示例和设计方案，而是要符合与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。
本文描述的技术可以用于各种无线通信***，码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、正交频分多址(OFDMA)、单载波频分多址(SC-FDMA)、以及其他***。术语“***”和“网络”通常可以互换使用。CDMA***可以实现诸如CDMA 2000、通用陆地无线接入(UTRA)等无线技术。CDMA 2000覆盖IS-2000、IS-95和IS-856标准。IS-2000版本0和A通常被称为CDMA2000 1X、1X等。IS-856(TIA-856)通常被称为CDMA2000 1xEV-DO、高速分组数据(HRPD)等。UTRA包括宽带CDMA(WCDMA)和CDMA的其他变型。TDMA网络可以实现诸如全球移动通信***(GSM)等无线技术。OFDMA***可以实现诸如超移动带宽(UMB)、演进的UTRA(E-UTRA)、IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、闪速OFDM等之类的无线技术。UTRA和E-UTRA是通用移动电信***(UMTS)的一部分。3GPP长期演进(LTE)和先进的LTE(LTE-A)是通用移动电信***(UMTS)的使用E-UTRA的新版本。在来自名为“第三代合作伙伴计划”(3GPP)的组织的文档中描述了UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE、LTE-A和全球移动通信***(GSM)。在来自名为“第三代合作伙伴计划2”(3GPP2)的组织的文档中描述了CDMA2000和UMB。本文描述的技术可以用于上述***和无线技术以及其他***和无线技术。然而，尽管出于示例的目的，上面的描述描述了LTE***并且在上面的大部分描述中使用LTE术语，该技术可应用于LTE应用之外。

Claims (30)

1.一种在用户设备(UE)处的无线通信的方法，包括：
从基站接收用于发送用于常规调度传输的第一物理随机接入信道(PRACH)信号的第一分配资源，其中，所述第一分配资源包括时间资源或者频率资源中的至少一种；
检测用于所述常规调度传输的第一报告触发；以及
响应于检测到所述报告触发，在所述第一分配资源上向所述基站发送所述第一PRACH信号。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定与所述基站相关联的路径损耗信息；以及
在所述第一PRACH信号中向所述基站报告所述路径损耗信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述路径损耗信息是通过从所述基站接收下行链路信号并测量所述下行链路信号的强度来确定的。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
从所述基站接收用于发送用于按需传输的第二PRACH信号的第二分配资源；
检测用于所述按需传输的第二报告触发；以及
基于所述检测来向所述基站发送所述第二PRACH信号，所述第二PRACH信号是在所述第一分配资源或者所述第二分配资源上发送的。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述按需传输被指派比所述常规调度传输更高的优先级。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一分配资源和所述第二分配资源不重叠。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一分配资源是所述第二分配资源的子集。
8.根据权利要求4所述的方法，还包括：
从所述基站接收接入级别信息，所述接入级别信息与所述常规调度传输和所述按需传输相关联；
确定所述第一PRACH信号或者所述第二PRACH信号中的至少一个的接入优先级是否高于所述接入级别信息；以及
基于所述确定来发送所述第一PRACH信号或者所述第二PRACH信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述接入级别信息基于所述第一分配资源和所述第二分配资源的负载因子。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括：
响应于所述第一PRACH信号，从所述基站接收PRACH响应；以及
部分地基于所述PRACH响应来确定所述UE的活动标识(ID)。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括：
使用所述活动ID用于物理下行链路共享信道(PDSCH)和物理上行链路共享信道(PUSCH)指派。
12.根据权利要求1所述的方法，还包括：
使用所述第一分配资源或者所述第二分配资源中的至少一个来在所述第一PRACH信号中发送对PUSCH的请求。
13.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于机器类型通信(MTC)过程来与网络交换数据。
14.一种用于用户设备(UE)处的无线通信的装置，包括：
用于从基站接收用于发送用于常规调度传输的第一物理随机接入信道(PRACH)信号的第一分配资源的单元，其中，所述第一分配资源包括时间资源或者频率资源中的至少一种；
用于检测用于所述常规调度传输的第一报告触发的单元；以及
用于响应于检测到所述报告触发，在所述第一分配资源上向所述基站发送所述第一PRACH信号的单元。
15.根据权利要求14所述的装置，还包括：
用于确定与所述基站相关联的路径损耗信息的单元；以及
用于在所述第一PRACH信号中向所述基站报告所述路径损耗信息的单元。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述路径损耗信息是通过从所述基站接收下行链路信号并测量所述下行链路信号的强度来确定的。
17.根据权利要求14所述的装置，还包括：
用于从所述基站接收用于发送用于按需传输的第二PRACH信号的第二分配资源的单元；
用于检测用于所述按需传输的第二报告触发的单元；以及
用于基于所述检测来向所述基站发送所述第二PRACH信号的单元，所述第二PRACH信号是在所述第一分配资源或者所述第二分配资源上发送的。
18.根据权利要求17所述的装置，其中，所述按需传输被指派比所述常规调度传输更高的优先级。
19.根据权利要求17所述的装置，其中，所述第一分配资源和所述第二分配资源不重叠。
20.根据权利要求17所述的装置，其中，所述第一分配资源是所述第二分配资源的子集。
21.根据权利要求17所述的装置，还包括：
用于从所述基站接收接入级别信息的单元，所述接入级别信息与所述常规调度传输和所述按需传输相关联；
用于确定所述第一PRACH信号或者所述第二PRACH信号中的至少一个的接入优先级是否高于所述接入级别信息的单元；以及
用于基于所述确定来发送所述第一PRACH信号或者所述第二PRACH信号的单元。
22.一种用于用户设备(UE)处的无线通信的装置，包括：
处理器；
存储器，其与所述处理器电子通信；以及
存储在所述存储器中的指令；其中，所述指令可由所述处理器执行以进行以下操作：
从基站接收用于发送用于常规调度传输的第一物理随机接入信道(PRACH)信号的第一分配资源，其中，所述第一分配资源包括时间资源或者频率资源中的至少一种；
检测用于所述常规调度传输的第一报告触发；以及
响应于检测到所述报告触发，在所述第一分配资源上向所述基站发送所述第一PRACH信号。
23.根据权利要求22所述的装置，其中，所述指令可由所述处理器执行以进行以下操作：
确定与所述基站相关联的路径损耗信息；以及
在所述第一PRACH信号中向所述基站报告所述路径损耗信息。
24.根据权利要求23所述的装置，其中，所述路径损耗信息是通过从所述基站接收下行链路信号并测量所述下行链路信号的强度来确定的。
25.根据权利要求22所述的装置，其中，所述指令可由所述处理器执行以进行以下操作：
从所述基站接收用于发送用于按需传输的第二PRACH信号的第二分配资源；
检测用于所述按需传输的第二报告触发；以及
基于所述检测来向所述基站发送所述第二PRACH信号，所述第二PRACH信号是在所述第一分配资源或者所述第二分配资源上发送的。
26.根据权利要求25所述的装置，其中，所述按需传输被指派比所述常规调度传输更高的优先级。
27.根据权利要求25所述的装置，其中，所述第一分配资源和所述第二分配资源不重叠。
28.根据权利要求25所述的装置，其中，所述第一分配资源是所述第二分配资源的子集。
29.根据权利要求25所述的装置，其中，所述指令可由所述处理器执行以进行以下操作：
从所述基站接收接入级别信息，所述接入级别信息与所述常规调度传输和所述按需传输相关联；
确定所述第一PRACH信号或者所述第二PRACH信号中的至少一个的接入优先级是否高于所述接入级别信息；以及
基于所述确定来发送所述第一PRACH信号或者所述第二PRACH信号。
30.一种存储用于用户设备(UE)处的无线通信的代码的非暂时性计算机可读介质，所述代码包括可执行用于进行以下操作的指令：
从基站接收用于发送用于常规调度传输的第一物理随机接入信道(PRACH)信号的第一分配资源，其中，所述第一分配资源包括时间资源或者频率资源中的至少一种；
检测用于所述常规调度传输的第一报告触发；以及
响应于检测到所述报告触发，在所述第一分配资源上向所述基站发送所述第一PRACH信号。
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