CN109392106A - 随机接入请求的方法及用户设备 - Google Patents

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CN109392106A CN201710670026.0A CN201710670026A CN109392106A CN 109392106 A CN109392106 A CN 109392106A CN 201710670026 A CN201710670026 A CN 201710670026A CN 109392106 A CN109392106 A CN 109392106A
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孙霏菲
苏迪
付景兴
钱辰
喻斌
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Samsung Electronics Co Ltd
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Beijing Samsung Telecommunications Technology Research Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种随机接入请求方法，其包括：确定时分双工TDD上行时域资源；根据所述TDD上行时域资源确定用于发送窄带物理随机接入信道NPRACH的时域资源；确定NPRACH传输组的时域格式，该时域格式包括：一个NPRACH传输组包括至少两个时域不连续的传输单元，一个传输单元包括一个或多个时域连续的NPRACH符号组；在所确定的用于发送NPRACH的时域资源上发送具有所述时域格式的NPRACH传输组。与现有技术相比，本发明根据TDD上行时域资源特点设计发送NPRACH的时域位置，使得随机接入过程能够部署于LTE带内或LTE保护带内，并且运用于基于TDD的NB‑IoT通信***，获得更高的***频谱资源利用率。

Description

随机接入请求的方法及用户设备
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，更具体地，涉及一种随机接入请求的方法 及用户设备。
背景技术
3GPP在Rel-13中标准化的NB-IoT***，其频带分布可以部署为LTE带 内(inband)部署，LTE保护带(guardband)部署或者独立(standalone)部 署。在Rel-14中，3GPP纳入了定位、广播、多载波等增强技术。目前已纳入 标准化的NB-IoT***为FDD***，NB-IoT的终端为HD-FDD终端。为了更 好地为物联网(IoT)不同应用提供服务，满足不同需求，3GPP在Rel-15中 将开展NB-IoT***在TDD频谱的标准化工作。
随机接入过程是移动通信***中网络侧与终端侧建立连接的重要途径，随 机接入的性能直接影响***的工作效率。在基于FDD的NB-IoT***中，其 NPRACH(随机接入信道)在频域上为3.75kHz子载波间隔的单载波形式，时 域上为由一个CP(循环前缀)和5个符号组成一个符号组，每四个符号组组 成一次NPRACH的传输。然而，由于一个3.75kHz对应的符号长度为266.67us， 且TDD***与FDD***具有完全不同的帧结构，当基于TDD的NB-IoT系 统在LTE带内或LTE保护带内部署时，NPRACH的传输需要与TDDLTE的 上下行配置保持一致，因此，现有的用于FDD的NPRACH在格式、大小、传 输位置等方面均无法适用于TDD***。
有鉴于此，有必要提供一种能够解决上述技术问题的随机接入请求方法及 用户设备。
发明内容
本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种适用于TDD通信系 统，能够部署于LTE带内或LTE保护带的随机接入请求方法及用户设备。
为了实现上述目的，本发明提供了一种随机接入请求方法，其包括以下步 骤：
确定时分双工TDD上行时域资源；
根据所述TDD上行时域资源确定用于发送窄带物理随机接入信道 NPRACH的时域资源；
确定NPRACH传输组的时域格式，该时域格式包括：一个NPRACH传 输组包括若干个时域不连续的传输单元，一个传输单元包括一个或多个时域连 续的NPRACH符号组；
在所确定的用于发送NPRACH的时域资源上发送具有所述时域格式的 NPRACH传输组。
优选地，所述一个传输组包括若干个时域不连续的传输单元，包括：一个 传输组包括至少两个时域不连续的传输单元。
优选地，
所述根据所述TDD上行时域资源确定用于发送NPRACH的时域资源， 包括：根据所述TDD上行时域资源确定若干个TDD上行连续时域段，一个 TDD上行连续时域段的组成方式包括以下方式中的至少一项：由若干个连续 上行子帧组成、由一个特殊子帧和若干个连续上行子帧组成；
所述在所确定的用于发送NPRACH的时域资源上发送具有所述时域格式 的NPRACH传输组，包括：在一个TDD上行连续时域段上对应发送NPRACH 传输组中的一个传输单元。
优选地，所述在一个TDD上行连续时域段上对应发送NPRACH传输组 中的一个传输单元，包括：在一个TDD上行连续时域段上对应发送NPRACH 传输组中的一个传输单元，该传输单元的尾部位于该TDD上行连续时域段尾 部之前。
优选地，所述在一个TDD上行连续时域段上对应发送NPRACH传输组 中的一个传输单元，包括：确定用于修正一个传输单元发送时间的定时提前 TA，根据所述TA在一个TDD上行连续时域段上对应发送NPRACH传输组 中的一个传输单元。
优选地，所述确定用于修正一个传输单元发送时间的TA，根据所述TA 在一个TDD上行连续时域段上对应发送NPRACH传输组中的一个传输单元， 包括：
确定TA为m个时间单位Ts；
在UpPTS及其后的若干个连续上行子帧上发送NPRACH传输组中的一个 传输单元，并修正该传输单元发送的时域起始位置为UpPTS前的m个时间单 位Ts的起始位置点；
该传输单元发送的时域结束位置包括：持续至UpPTS后的第一个上行子 帧内，或持续至UpPTS后的所有连续上行子帧中的最后一个上行子帧内，或 持续至一个NPRACH符号组的长度。
优选地，
所述NPRACH符号组包括1个CP以及3至5个符号，每个符号组的总 长度不大于43008*Ts，其中30720*Ts＝1ms；或
所述NPRACH符号组包括1个CP以及3至6个符号，每个符号组的总 长度不大于14336Ts，其中30720*Ts＝1ms。
优选地，所述确定TDD上行时域资源，包括：
确定上行可用子帧为TDD上行时域资源，其中上行可用子帧由接收到的 上行可用子帧配置信息指示；或
确定除下行可用子帧以外的子帧为TDD上行时域资源，其中下行可用子 帧由接收到的下行可用子帧配置信息指示；或
确定上行子帧以及上行导频时隙UpPTS为TDD上行时域资源，其中，上 行子帧和UpPTS由接收到的上下行配置信息指示。
优选地，
确定窄带物理随机接入信道NPRACH传输组的时域格式的步骤之后，包 括：采用跳频传输的方式确定发送NPRACH传输单元的频域位置，跳频传输 的频域资源由配置的载波位置、子载波组位置、子载波位置中的至少一项决定， 跳频图样预先定义或由小区ID决定或由以小区ID为种子生成的随机序列决定；
所述在一个TDD上行连续时域段上对应发送NPRACH传输组中的一个 传输单元，包括：在一个TDD上行连续时域段和所确定的发送NPRACH传 输单元的频域位置上，对应发送NPRACH传输组中的一个传输单元。
优选地，所述时域格式还包括：两个相邻传输单元之间的相位连续或相位 为固定值。
优选地，所述时域格式还包括：NPRACH传输组中至少两个传输单元内 的符号组之间跳频间隔不同。
优选地，所述确定用于修正一个传输单元发送时间的定时提前TA，包括： 根据接收到的RRC信令、特殊子帧配置信息、上下行配置信息、预设的 NPRACH符号组时频格式所对应的TA值、预先约定的固定TA值中的至少一 项，确定用于修正一个传输单元发送时间的TA。
优选地，所述在一个TDD上行连续时域段上对应发送NPRACH传输组 中的一个传输单元，包括：根据上行子帧和特殊子帧的分布、对应TDD上行 连续时域段上上行子帧的个数、接收到的参考点和偏移量指示信息中的任一项， 确定NPRACH传输组中的第一个传输单元的时域起始发送位置，在对应的 TDD上行连续时域段上发送该传输单元。
优选地，所述在一个TDD上行连续时域段上对应发送NPRACH传输组 中的一个传输单元，包括：
根据接收到的RRC信令、预设的NPRACH符号组时频格式对应值、上下 行切换周期中的任一项，确定前后两个传输单元之间的时间间隔，并根据该时 间间隔以及NPRACH传输组中的第一个传输单元的时域发送位置，确定第二 个传输单元或后续传输单元的时域发送位置，在对应的TDD上行连续时域段 上发送第二个传输单元或后续传输单元。
优选地，所述在所确定的用于发送NPRACH的时域资源上发送具有所述 时域格式的NPRACH传输组，包括：确定重复发送NPRACH传输组的次数N， 并在所确定的用于发送NPRACH的时域资源上重复发送N次具有所述时域格 式的NPRACH传输组。
优选地，所述确定窄带物理随机接入信道NPRACH传输组的时域格式， 包括：根据以下参数中的至少一个确定NPRACH传输组的时域格式：时分双 工TDD上行时域资源，上行子帧配置，特殊子帧配置，NPRACH格式配置， 频带分布部署方式。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种随机接入定时***的方法， 其包括以下步骤：
接收NPRACH传输组，其中，一个NPRACH传输组包括若干个时域不 连续的传输单元，一个传输单元包括一个或多个时域连续的NPRACH符号组， 两个相邻传输单元之间相位连续或者相位为固定值；
根据NPRACH传输组中若干对相邻传输单元之间的时频间隔和/或频域间 隔确定相位偏差，和/或根据传输单元内不同符号组之间的频域间隔确定相位 偏差，根据相位偏差确定定时提前TA；
发送所述TA以指示UE调整发送NPRACH传输单元的时域位置。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种用于随机接入请求的用户设备， 其特征在于：包括：
确定上行资源模块，用于确定时分双工TDD上行时域资源；
确定发送资源模块，用于根据所述TDD上行时域资源确定用于发送窄带 物理随机接入信道NPRACH的时域资源；
确定发送格式模块，用于确定NPRACH传输组的时域格式，该时域格式 包括：一个NPRACH传输组包括若干个时域不连续的传输单元，一个传输单 元包括一个或多个时域连续的NPRACH符号组；
发送NPRACH模块，用于在所确定的用于发送NPRACH的时域资源上 发送具有所述时域格式的NPRACH传输组。
与现有技术相比，本发明的技术效果包括但不限于：根据TDD上行时域 资源特点设计发送NPRACH的时域格式，使得随机接入过程能够运用于基于 TDD的NB-IoT通信***，从而使现有的基于FDD的NB-IoT能够适应于TDD 的工作方式，获得更高的频谱资源利用率，显著提升了NB-IoT***在海量用 户连接场景时的***吞吐量和连接效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明 的一些实施例，对于本领域技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的无线通信***的示意图；
图2为本发明随机接入请求方法的流程图；
图3位本发明随机接入定时***方法流程图；
图4为本发明NPRACH传输组的示意图；
图5为本发明第一种NPRACH传输的示意图；
图6为本发明第二种NPRACH传输的示意图；
图7为本发明第三种NPRACH传输的示意图；
图8为本发明用户设备的模块框图。
具体实施方式
下面详细描述本披露的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自 始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元 件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本披露，而不能 解释为对本披露的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、 “一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本披露的说 明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或 组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元 件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元 件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外， 这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞 “和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包 括技术术语和科学术语)，具有与本披露所属领域中的普通技术人员的一般理 解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理 解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特 定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本技术领域技术人员可以理解，这里所使用的“终端”、“终端设备”既包括 无线信号接收器的设备，其仅具备无发射能力的无线信号接收器的设备，又包 括接收和发射硬件的设备，其具有能够在双向通信链路上，进行双向通信的接 收和发射硬件的设备。这种设备可以包括：蜂窝或其他通信设备，其具有单线 路显示器或多线路显示器或没有多线路显示器的蜂窝或其他通信设备；PCS (PerSonal CommunicationS Service，个人通信***)，其可以组合语音、数据 处理、传真和/或数据通信能力；PDA(PerSonal DigitalASSiStant，个人数字 助理)，其可以包括射频接收器、寻呼机、互联网/内联网访问、网络浏览器、 记事本、日历和/或GPS(Global PoSitioning SyStem，全球定位***)接收器； 常规膝上型和/或掌上型计算机或其他设备，其具有和/或包括射频接收器的常 规膝上型和/或掌上型计算机或其他设备。这里所使用的“终端”、“终端设备” 可以是便携式、可运输、安装在交通工具(航空、海运和/或陆地)中的，或 者适合于和/或配置为在本地运行，和/或以分布形式，运行在地球和/或空间的 任何其他位置运行。这里所使用的“终端”、“终端设备”还可以是通信终端、上 网终端、音乐/视频播放终端，例如可以是PDA、MID(Mobile InternetDevice， 移动互联网设备)和/或具有音乐/视频播放功能的移动电话，也可以是智能电视、机顶盒等设备。
请参阅图1，图1显示了根据本披露实施例的示例无线通信***100，其中 UE对指示信息的进行检测。无线通信***100包括一个或多个固定基础设施 单元，形成分布在一个地理区域的网络。基础单元也可以称为接入点(Access Point，AP)、接入终端(AccessTerminal，AT)、基站BS、节点B(Node-B)和演 进型基站(evolved NodeB，eNB)，下一代基站(gNB)或者本领域使用的其它术 语。如图1所示，一个或多个基础单元101和102为在服务区域中的若干移动 台MS或UE或终端设备或用户103和104提供服务，如，服务区域为小区或小区扇区范围内。在一些***中，一个或多个BS可通信地耦接(couple to)到 形成接入网络的控制器上，该控制器可通信地耦接到一个或多个核心网。本公 开例并不限于任何一种特定的无线通信***。
在时域和/或频域，基础单元101和102分别向UE 103和104传输下行 链路(Downlink，DL)通信信号112和113。UE 103和104分别通过上行链路 (Uplink，UL)通信信号111和114与一个或多个基础单元101和102通信。 在一个实施例中，移动通信***100是一个包含多个基站和多个UE的正交频 分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，OFDM)/正交频分复用多 址(Orthogonal Frequency Division MultipleAccess，OFDMA)***，多个基站 包括基站101、基站102，多个UE包括UE 103和UE 104。基站101通过上行 链路通信信号111和下行链路通信信号112与UE 103通信。当基站有下行链路分组要发送给UE时，每个UE都会获得一个下行链路分配(资源)，如物理 下行链路共享信道(Physical Downlink Shared Channel，PDSCH)或窄带下行共 享信道NPDSCH中的一组无线资源。当用户设备需要在上行链路中向基站发 送分组时，UE从基站获得授权，其中该授权分配包含一组上行链路无线资源 的物理下行链路上行链路共享信道(Physical UplinkShared Channel，PUSCH) 或窄带上行共享信道NPUSCH。该UE从专门针对自己的PDCCH，或MPDCCH， 或EPDCCH或NPDCCH获取下行链路或上行链路调度信息。在本文下面描述中 统一用PDSCH，PDCCH，PUSCH代替上述信道。下行控制信道承载的下行链 路或上行链路调度信息和其它控制信息，称为下行链路控制信息(Downlink Control Information，DCI)。图1还示出了下行链路112和上行链路111示例的 不同的物理信道。下行链路112包括PDCCH或EPDCCH或NPDCCH或 MPDCCH 121、PDSCH或NPDSCH 122、物理控制格式指示信道(PhysicalControl Formation Indicator Channel，PCFICH)123、物理多播信道(PhysicalMulticast Channel，PMCH)124、物理广播信道(Physical Broadcast Channel， PBCH)或窄带物理广播信道NPBCH125、物理混合自动请求重传指示信道 (Physical HybridAutomatic Repeat Request Indicator Channel，PHICH)126和主 同步信号(PrimarySynchronization Signal,PSS)，第二同步信号(Secondary Synchronization Signal,SSS)，或者窄带主副同步信号NPSS/NSSS 127。下行控 制信道121向用户发送下行链路控制信号。DCI 120通过下行控制信道121承 载。PDSCH 122向UE发送数据信息。PCFICH 123发送用于解码PDCCH信 息，如动态指示PDCCH 121使用的符号数。PMCH 124承载广播多播信息。PBCH或NPBCH125承载主信息块(Master Information Block，MIB)，用于UE 早期发现和小区全覆盖(cell-wide coverage)。PHICH承载混合自动重传请求 HARQ信息，该HARQ信息指示出基站是否正确地接收了上的传输信号。上 行链路111包括承载上行控制信息UCI 130的物理上行链路控制信道(Physical Uplink Control Channel，PUCCH)131、承载上行数据信息的PUSCH 132和承 载随机接入信息的物理随机接入信道(Physical Random AccessChannel， PRACH)133。在NB-IoT***中，没有定义NPUCCH，用NPUSCH格式2来传输 上行控制信息130UCI。
在一个实施例中，无线通信网络100使用OFDMA或多载波架构，包括下 行链路上的自适应调制编码(Adaptive Modulation and Coding，AMC)以及用于 UL传输的下一代单载波FDMA架构或多载波OFDMA架构。基于FDMA单载 波架构包括交织频分多址(InterleavedFDMA，IFDMA)、集中式频分多址 (Localized FDMA，LFDMA)、IFDMA或LFDMA的扩展离散傅里叶变换正交 频分复用(DFT-spread OFDM，DFT-SOFDM)。此外，还包括OFDMA***的各 种增强型非交多址NOMA架构，例如，PDMA(Pattern division multiple access), SCMA(Sparsecode multiple access),MUSA(Multi-user shared access),LCRS FDS(Low code ratespreading Frequency domain spreading),NCMA (Non-orthogonal coded multipleaccess)，RSMA(Resource spreading multiple access)，IGMA(Interleave-gridmultiple access),LDS-SVE(Low density spreading with signature vectorextension),LSSA(Low code rate and signature based shared access),NOCA(Non-orthogonal coded access),IDMA(Interleave division multiple access),RDMA(Repetition division multiple access)，GOCA(Group orthogonal coded access)，WSMA(Welch-bound equality based spread MA)等。
在OFDMA***，通过分配通常包含一个或多个OFDM符号上的一组子 载波的下行链路或上行链路无线资源来服务远端单元。示例的OFDMA协议包 括3GPP UMTS标准的发展的LTE和IEEE 802.16标准。该架构也可以包括传 输技术的使用，如多载波CDMA(multi-carrier CDMA，MC-CDMA)、多载波直 接序列码分多址(multi-carrier direct sequenceCDMA，MC-DS-CDMA)，一维或 二维传输的正交频率码分复用(Orthogonal Frequency andCode Division Multiplexing，OFCDM)。或者，可以基于更简单的时和/或频分复用/多址接入 技术，或这些不同技术的组合。在一个可选的实施例中，通信***可以使用其 它蜂窝通信***协议，包括但不限于TDMA或直接序列CDMA。
在FDD NB-IoT***中，NPRACH采用3.75kHz的单载波传输。每个 NPRACH信道由一个CP以及5个符号组成一个符号组，每四个符号组组成一次 NPRACH的传输。为了满足不同的覆盖等级，NPRACH可以配置多次重复 (repetition)。其中，符号组之间采用跳频的方式，其中，第一二以及第三四 个符号组之间跳频为3.75kHz，而第二三个符号组之间的跳频为22.5kHz。为了 降低小区之间的干扰，每两个重复之前采用LTE类型2的伪随机跳频。
本披露的随机接入请求方法及设备能够应用于基于TDD(时分双工)模 式的无线通信***，尤其是工作在具有LTE TDD帧结构，以及LTE TDD上 下行、特殊时隙配置环境中的随机接入场景。
请参阅图2，本披露随机接入请求方法包括以下步骤：
步骤101，确定时分双工TDD上行时域资源；
步骤102，根据所述TDD上行时域资源确定用于发送窄带物理随机接入 信道NPRACH的时域资源；
步骤103，确定NPRACH传输组的时域格式，该时域格式包括：一个 NPRACH传输组包括至少两个时域不连续的传输单元，一个传输单元包括一 个或多个时域连续的NPRACH符号组；
步骤104，在所确定的用于发送NPRACH的时域资源上发送具有所述时 域格式的NPRACH传输组。
请参阅图3，为了接收和检测NPRACH，基站需要接收并检测包含非连续 传输单元的NPRACH传输组，其方法包括以下步骤：
步骤201接收NPRACH传输组，其中，一个NPRACH传输组包括若干 个时域不连续的传输单元，一个传输单元包括一个或多个时域连续的 NPRACH符号组，两个相邻传输单元之间相位连续或者相位为固定值；
步骤202，根据NPRACH传输组中若干对相邻传输单元之间的时频间隔 和/或频域间隔确定相位偏差，根据相位偏差确定定时提前TA；
步骤203，发送所述TA以指示UE调整发送NPRACH传输单元的时域位 置。
一、获取TDD上行时域资源
上行时域资源可以为一定时间中的一个或多个保留给上行传输的连续时 域段。其中，一个连续时域段是相互之间没有间隔的若干个时间单位的组合， 时间单位可以为子帧，时隙，符号等。
基站配置上行可用子帧(valid subframe)，则所配置的上行可用子帧为TDD 上行时域资源。
基站配置下行可用子帧，则除所配置的下行可用子帧外的子帧为TDD上 行时域资源(这种情况下未配置特殊子帧)。
基站配置上下行配置(Uplink-downlink configuration)，则该上下行配置 信息所指示的上行子帧和UpPTS(上行导频时隙)为TDD上行时域资源。表 1为LTE中的上下行配置信息示例。如表1所示，对于每个***帧中的子帧， "D"代表一个下行子帧保留给下行传输，"U"代表一个上行子帧保留给上行传 输，以及"S"代表一个特殊子帧，特殊子帧中包含三部分：保留给下行传输的 DwPTS(下行导频时隙),GP(保护间隔)以及保留给上行传输的UpPTS(上 行导频时隙)。其中，DwPTS的长度和UpPTS的长度可以额外通过信令配置， 如通过特殊子帧配置。
其中，基站可以通过RRC消息，包括***消息，或专用消息(dedicated RRCconfiguration)等，进行如上配置。在另一个例子中，基站通过物理层(Layer 1) 信令，如DCI(downlink control information，下行控制信息)，配置或者改写 RRC的半静态配置。在另一个例子中，基站通过MAC信令，如Mac CE(control element，控制单元)、MAC PDU(protocol data units，协议数据单元)等， 进行上述配置或者改写。
具体的，配置上行或下行可用子帧可用通过bitmap(位映像)的方式。例 如，10或40比特分别指示10或40个时间单位，如子帧或时隙或符号数等。 对于用bitmap的方法，特殊子帧可以根据预先定义的规则***，例如，每个 下行到上行的转换子帧为特殊子帧。在bitmap的方法中，特殊子帧可以暂记 为最后一个下行子帧，或者不记为上行或下行子帧，或记为第一个上行子帧。 或者仅在上行下行可用子帧保护间隔不满一定值时才创造出一个GP，如通过 打孔打掉几个上行或下行符号的方式等。另一个例子中，可以通过配置上下行 子帧占比的方式配置上行子帧，例如1:1，或1:4等。上述上下行子帧占比的 方式还可以配合配置或预定义一个周期，占比表示这个周期中的上行以及下行 的子帧比例。其中，在计算占比时，特殊子帧可暂记为上行或下行子帧。
对于不同的频带分布部署方式，如LTE带内部署、LTE保护带部署、独 立部署，可以通过不同的方法进行配置。例如，对于LTE带内或保护带部署， 更适合直接沿用LTE的上下行配置以避免对LTE***的干扰。而对于独立部 署，可以通过配置上行或下行可用子帧，或配置占比的方式来实现。
此外，基站可以通过SIB广播的形式，广播小区特定(cell-specific)的上 下行配置。也可以通过专属(dedicated)RRC信令，或Mac信令，或物理层 信道配置或改写用户特定(UE specific)的上下行配置。
此外，对于PUSCH(物理上行共享信道)或PUCCH(物理上行控制信道) 可以根据调度动态决定上行子帧。例如，UE(用户设备)根据物理层的动态 调度的PUSCH或PUCCH时频资源发送上行信道。此时，无需获取TDD上 行时域资源。即，从UE侧，不去区分TDD***或者FDD***。
表1 LTE中的上下行配置
二、NPRACH符号组的格式(format)
NPRACH符号组的格式包括其时频格式，下面介绍时频格式中的时域格 式和频域格式。
在FDD NB-IoT***中，物理层随机接入前导(physical layer random accesspreamble)是基于单载波跳频的序列组。一个随机接入前导序列组包含4个符 号组(symbolgroup)，4个符号组没有间隔的传输次。一个符号组(symbol group)由一个长度为TCP的CP(cyclic prefix，循环前缀)以及总长度为TSEQ的5 个相同的符号(identical symbol)组成，其参数如表2所示。其中Ts为一个 时间单位，且满足30720·Ts＝1ms。在FDD NB-IoT***中，NPRACH传输开 始在满足的***帧的起始位置的个时间单 位后。其中为NPRACH起始时间，为NPRACH资源周期，均为基 站通过RRC(SIB)配置。
表2用于FDD的随机接入前导参数
前导序列格式 T<sub>CP</sub> T<sub>SEQ</sub>
0 2048T<sub>s</sub> 5·8192T<sub>s</sub>
1 8192T<sub>s</sub> 5·8192T<sub>s</sub>
由于TDD***，尤其是LTE带内以及保护带部署时，没有连续几个毫秒 的上行子帧，因此无法重用上述FDD NB-IoT***的设计。为了使得NPRACH 的一个符号组能够在一个UpPTS加一个上行子帧的时域范围内传输，需要减 少NPRACH符号组中符号个数和/或CP长度。具体的示例请参阅表3。
表3用于TDD的随机接入前导参数
T<sub>CP</sub> T<sub>SEQ</sub>
A1 4480T<sub>s</sub> 3·8192T<sub>s</sub>
A2 2048T<sub>s</sub> 4·8192T<sub>s</sub>
A3 1480T<sub>s</sub> 4·8192T<sub>s</sub>
A4 2576T<sub>s</sub> 4·8192T<sub>s</sub>
A5 672T<sub>s</sub> 5·8192T<sub>s</sub>
A6 1768T<sub>s</sub> 5·8192T<sub>s</sub>
表3给出了用于TDD的随机接入前导参数的例子：
A1：CP长度为4480Ts，3个3.75kHz子载波间隔的符号组成一个符号组。
A2：CP长度为2048Ts，4个3.75kHz子载波间隔的符号组成一个符号组。
A3：CP长度为1480Ts，4个3.75kHz子载波间隔的符号组成一个符号组。
A4：CP长度为2576Ts，4个3.75kHz子载波间隔的符号组成一个符号组。
A5：CP长度为672Ts，5个3.75kHz子载波间隔的符号组成一个符号组。
A6：CP长度为1768Ts，5个3.75kHz子载波间隔的符号组成一个符号组。
对比表2和表3，相对于FDD，TDD时域格式的一个符号组包括1个CP 和3～5个符号，且每个符号组的总长度不大于43008*Ts(表2中的前导序列 格式0的Tcp+TSEQ的长度)，即减小了单个符号组的总长度。
如果采用其他子载波间隔，则符号长度则会相应的变化。例如，对于15kHz 的子载波间隔，符号长度为2048Ts。如果不改变一个符号组中符号的个数， 则对应减少近似1/4个Ts。然而，为了支持一定小区覆盖半径，CP的长度应 该近似，但是CP的长度应该小于2048Ts。也就是说，对于15kHz子载波长 度，一个符号组包括1个CP和3～6个符号，且每个符号组的总长度不大于 14336Ts(一个长度为2048Ts的CP以及6个2048Ts的符号)。其中，符号个数可以根据NPRACH传输单元长度以及每个传输单元中符号组的个数确定。 如果采用15kHz或者更大的子载波间隔，则每个传输单元中符号组的个数应 该多于2个，如2个或者4个，从而可以在每个传输单元提供足够的跳频间隔 进行精确的TA估计。
需要说明的是，上述例子均可以通过进一步引入TA的方式，在符号组后 创造出GP(保护时隙)。上述例子适用于不同的特殊子帧配置。具体的，例 如：
1个符号的UpPTS加一个上行子帧：A1,A2,A3,A4
2个符号的UpPTS加一个上行子帧：A2,A3,A4
3个符号的UpPTS加一个上行子帧：A2,A3,A4
4个符号的UpPTS加一个上行子帧：A2,A4,A5
5个符号的UpPTS加一个上行子帧：A2,A4,A5,A6
6个符号的UpPTS加一个上行子帧：A6或FDD NB-IoT中的NPRACH 格式0
注：对于后三种情况也可以选择A1以及A3，但是GP会远长于CP造成 浪费。
此外，还可以设计15kHz的子载波间隔。则在1ms的上行子帧中可以装 下15个符号。其中1个符号可以当做CP。或者用一半(1024Ts)当做CP， 另一半当做GP。在一个特殊子帧加一个上行子帧的情况，可以和3.75kHz类 似，选择约一个或者半个符号作为CP，其他符号传输NPRACH符号。
此外，为了适合上述格式的传输，以及留出于CP相当的GP，需要引入 不同的定时提前。即，NPRACH实际发送时间比其他上行传输信道或信号占 用更多的上行符号，或提前更多的定时单位。或，比LTE***中的上行传输 提前更多的时间单位。对于随机接入信道，额外的TA(定时提前)不会对系 统中的基站或者终端造成影响。因为TDD***设计中的GP是用于确保实际 ***中需要更大TA的处于小区边缘的终端，在应用一个较大TA配置的时候，不会干扰到该用户下行子帧的接收。而对于NB-IoT***，上行下行调度均可 以保证1ms的保护间隔，因此，即使对NPRACH进行了额外的定时提前也不 会对终端造成影响。具体关于TA的配置，参考时间等在下文中有详细的介绍。
三、NPRACH的传输
首先介绍NPRACH传输组的格式，NPRACH传输组的时域格式可以根据 上行配置，特殊子帧配置，NPRACH格式配置，部署方式等参数中的至少一 个来确定。
为了使用TDD***中有限连续长度的上行子帧或上行子帧与UpPTS的组 合，可以将多个符号组分成若干传输单元，并在时域上不连续地传输这些传输 单元，一个传输单元可以包括一个或多个时域连续的符号组。UE以传输组为 单位发送NPRACH，每个传输组包括若干个传输单元，即UE每次发送 NPRACH时发送一个传输组。图4为NPRACH传输组的示意图。如图4所 示，一个NPRACH传输组包括若干个传输单元421,422和423，上述传输单元 分别在NPRACH上行资源401,402以及403上非连续传输。每个传输单元包 括2个符号组，如传输单元421包括两个符号组411以及符号组412；传输单 元422包括两个符号组413以及符号组414；如传输单元423包括两个符号组 415以及符号组416。在每个传输单元后，均留有一定时间间隔作为保护间隔， 如保护间隔431,432,和433。优选地，每个传输组包括两个传输单元，或者三 个传输单元。其中，一个NPRACH符号组的长度，或符号组中符号的个数， 由UE根据RRC直接配置，或根据特殊子帧配置、小区上下行配置决定，即 UE根据接收到的RRC信令、特殊子帧配置信息、上下行配置信息中的至少一 项确定前述的NPRACH时频格式。而在不同符号组之间，继续保持跳频来进 行定时估计。如图4所示，在符号组411以及412之间，符号组413以及414 之间，符号组415和416之间，可以采用相同或不同的跳频间隔，即每个符号在不同的频域资源上传输。优选地，NPRACH传输组内的每个传输组中 NPRACH传输组中若干传输单元内的符号组之间跳频间隔不同。
基站根据在不同频域资源上传输的符号组之间的相位偏差估计时间提前 量(TA)。在NPRACH传输组之间引入不同的跳频间隔可以分别提高TA的估 计精度，以及使用的小区覆盖范围。基站计算每个传输单元中连续传输的符号 组占用的不同时域位置引起的相位偏差估计TA。或者，基站也根据在不同非 连续传输的传输单元之间的符号组占用的不同频域间隔估计TA。为了利用不 连续传输的符号组之间的跳频间隔估计TA，UE需要确保前一个符号组结束 的相位和下一个符号组开始的相位相同(相位连续)或者满足固定的相位偏差。
例如，基站连续接收第一个NPRACH传输单元，并在一定时间间隔X后， 接收第二个NPRACH传输单元。基站根据第一个NPRACH传输单元，第二 个NPRACH传输单元，以及上述一定时间X，确定发送该NPRACH传输单元 的UE的TA。进一步，基站根据NPRACH传输单元中多个符号组之间的跳频 间隔以及时间间隔X，确定符号相位偏差，根据相位偏差确定TA。优选地， 两个传输单元的相位连续或者为固定值。
进一步，为了提高NPRACH覆盖，UE可以重复发送多次NPRACH传输 组。具体地，UE可以首先确定发送NPRACH传输组的重复次数N，然后在 所确定的TDD上行时域资源上重复发送N次具有上述时域格式的NPRACH 传输组。优选地，基站配置一个或多个NPRACH资源，每个NPRACH资源 对应一个不同的重复次数N。这样，UE根据其所处的覆盖等级选择相应的NPRACH资源进行随机接入请求。
请参阅图5，图5为UE发送一次NPRACH，即发送一个传输组时的示意 图。例如，在2个***帧(20ms)内，分4次传输4个传输单元。每5ms在 特殊子帧中UpPTS及其后的一个上行子帧上传输一个传输单元，在图5的例 子中，每个传输单元包括一个符号组，即一个CP以及若干个符号组成。例如， 一个CP以及3或4或5个符号。每个传输单元之间的传输是不连续的，且由 于在每个传输单元后跟随的是下行子帧，或者用于其他信道或其他用户上行传输的上行子帧，因此在每个不连续传输的传输单元后需要保护间隔(GP)来 避免符号间干扰。在图5中一个传输单元包括一个符号组，即，第一符号组， 第二符号组，第三符号组，以及第四符号组均为不连续传输，在每个符号组后 面引入GP来避免干扰。图5中的上下行配置为表1的上下行配置2，其完成 一次包含4个符号组的NPRACH传输需要20ms。如果采用表1中的上下行配 置5，或其他以10ms为切换周期的上行下行配置(如配置3、配置4)则完成 一次包含4个符号组的NPRACH传输需要40ms。对于上下行配置的配置3、 配置4，或者配置0、配置1、配置6，可以在两个或三个连续的上行子帧中连 续传输两个符号组，从而降低传输延时。
请参阅图6，图6为UE发送一次NPRACH，即发送一个传输组时的示意 图。图6中，一个传输单元包括两个NPRACH符号组连续传输，占用一个特 殊子帧的UpPTS以及随后的3个上行子帧，在一个传输单元，即两个NPRACH 符号组后需要一个GP，来避免符号间的干扰。具体的，如图4所示，在第二 以及第四符号组后分别***GP。另外，一个或者两个NPRACH符号组也可以 占用一个UpPTS以及随后的2个上行子帧。UE可以根据上下行配置，以及特 殊子帧配置决定NPRACH的传输方式，比如一个传输单元中连续传输的符号 组的个数。对于一次NPRACH传输中，每个传输单元中的符号组个数可以相 同，也可以不同。例如对于上下行配置9，前5ms中有连续传输的一个UpPTS 以及3个上行子帧，后5ms中有连续的一个UpPTS以及2个上行子帧。在这 种情况下，一个传输单元中的连续传输的符号组个数可以不同。
对于图5以及图6的实施例，无论符号组之间是否连续，不同的符号组采 用跳频传输来发送，如第一以及第二符号组之间采用第一跳频间隔，同理，在 第三以及第四符号组之间也采用第一跳频间隔。其在第二以及第三符号组之间 采用第二跳频间隔。例如，第一跳频间隔可以为NPRACH子载波间隔。第一 跳频间隔为3.75kHz，第二跳频间为22.5kHz。第一跳频、第二跳频间隔以及 其它的跳频间隔可以根据子载波间隔、小区半径、多载波配置等因素调整为其 他值。例如第二跳频间隔可以大于一个载波的宽度。此外，以图5或图6中的 四个符号组作为一个跳频图样单位，在传输下一个跳频图样单位的四个符号组 时，第四符号组与下一个单位的第一符号组之间采用第三跳频间隔，第三跳频 间隔也可以大于一个载波的宽度。类似的，对于15kHz子载波间隔的NPRACH 信道可以采用3.75kHz进行跳频以维持TA的估计精度，或者15kHz进行跳频 来维持***的完整性。第二跳频间隔可以采用150kHz或120kHz的跳频。这 样，NPRACH信道可以位于一个载波(PRB)的两个频域边缘，而内部留给 NPUSCH传输。如果NPRACH的符号采用15kHz的子载波间隔，则符号的长 度为3.5kHz的1/4，那么上述实施例中一个符号组的总符号数可以增加4倍。 或者，在相同连续上行资源上，一个NPRACH传输单元中可以支持2～4个符 号组。这样在一个传输单元中即可以提供2种及2种以上的跳频间隔，用于精 确的TA估计以及支持更大的小区半径。
如图5和图6所示，基站根据预先定义的第一与第二符号组之间、第三与 第四符号组之间的第一跳频间隔，以及在第二以及第三符号组之间的第二跳频 间隔，计算由于TA造成的相位偏差，并根据相位偏差以及第一和第二跳频间 隔估计TA。其中，第一与第二符号组之间以及第三与第四符号组之间的跳频 可以为反向的，如3.5kHz和-3.75kHz。由于TDD***，一次NPRACH的传 输组由不连续传输的传输单元组成。因此，在计算相位偏差时，需要考虑不连 续传输的时间间隔X。此外，利用不连续的传输之间的跳频引起的相位偏差估 计TA时，需要确保相位连续，或者相位差已知。
此外，为了达到更高的覆盖要求，NPRACH的传输组可以进行多次重复。 基站可以配置NPRACH传输组重复的起始位置以及重复的次数。上述第三跳 频间隔即用于不同的NPRACH传输组重复之间。为了适应不同覆盖等级， NPRACH可以配置一个或多个等级，其中每个等级对应不同的传输组重复次 数。对于不同的覆盖等级，NPRACH的传输组的时域格式可以相同或者不同。 此外，为了卸载(offload)UE数量，可以将NPRACH配置在多个载波，如非 锚点载波上，其中，非锚点载波为没有同步信号传输的载波。不同载波上的 NPRACH可以配置为不同的传输组格式，不同的重复次数等。例如，不同的 非锚点载波用不同的部署模式部署，如LTE带内部署，LTE保护带部署，独 立部署。
在一个例子中，终端根据上行子帧配置，获得上下行切换周期来传输不连 续传输NPRACH资源。例如，无论上行子帧配置如何，即，无论有多少上行 子帧，NPRACH连续传输的一个或者多个符号组仅从上下行切换周期开始。
在一个例子中，UE根据上行子帧和特殊子帧的分布确定每个传输单元的 首个符号组的起始位置，或者根据一个传输单元所在的连续上行时域段中上行 子帧的个数来确定该传输单元的首个符号组的起始位置。
请参阅图7。图7的例子中，每个NPRACH符号组仅占用一个特殊子帧 和一个上行子帧，即使上行子帧配置中有连续的3个上行子帧传输，NPRACH 也不继续占用这些剩下的连续上行子帧。这些子帧可以用于其他上行信道，如 NPUSCH(物理上行共享信道)的传输。
在一个例子中，终端通过接收基站的RRC直接配置信息，确定前后两个 传输单元之间的时间间隔(包括前后两个传输单元的首个符号组的起始时间间 隔，或前一个传输单元最后一个符号组的尾指与后一个传输单元首个符号组的 头部之间的时间间隔，或其它可以确定两个传输单元之间时间间隔的方式)。 如图6所示，基站可以直接通过RRC配置每个NPRACH符号组之间的周期为 10ms。此外，可以定义一种或多种NPRACH格式，每一种格式预先定义对应 一个用于确定前后两个传输单元之间时域间隔的时间间隔值，这样终端就可以 根据NPRACH时频格式以及该预先定义的对应值确定两个传输单元之间的时 域间隔。
进一步，为了在不同的上下行子帧配置或特殊子帧配置情况下尽量采用相 同的NRPACH格式，可以通过RRC直接配置NPRACH一个或多个符号组的 起始位置，以及周期(如图7，可以配置NPRACH传输单元周期)。例如， 每一个或多个***帧通过RRC直接配置相对于某参考点的偏移量，参考点可 以是某个子帧的起始位置，偏移量用于确定传输一次NPRACH一个或多个符 号组的，即传输单元，时域起始位置。如图7所示，可以配置与子帧0起始位 置的偏移量1或者与特殊子帧(子帧1)的起始位置的偏移量2。这样，无论 上行子帧配置，也无论是否存在特殊子帧，以及特殊子帧的配置，均可以采用 同一的方式进行NPRACH的配置。在不同的部署模式下均可以采用相同的配 置方式。易于理解的，上述的参考点也可以是上行子帧、下行子帧、***帧， 甚至是子帧中的符号等，终端通过TDD上行时域资源确定参考点。上述的偏 移量也可以是预先约定的固定值。
下面介绍传输NPRACH的频域位置。UE根据接收到的RRC信令或预先 约定的固定值或下行控制信令的指示确定发送NPRACH不同符号组的频域位 置，即确定载波位置、子载波组、子载波位置中的至少一项，进而确定NPRACH 不同符号组跳频传输的频域资源范围。对于基于竞争的随机接入过程，UE在 子载波组中选取一个子载波进行发送，并且根据规定的跳频图样进行跳频传输 几个符号组。对于基于调度的随机接入过程，UE根于基站配置的子载波进行 NPRACH的发送。优选地，跳频的图样(pattern)可以预先定义，或由小区 ID决定，或由以小区ID为种子生成的随机序列决定。此外，从基站角度，为 不同小区配置不同的NPRACH所用的载波或子载波(组)，可以避免NPRACH 长期占用固定的上行资源而导致接入延时，或者上下行资源不匹配。此外， NPRACH的跳频可以提高NPRACH检测性能，以及避免小区之间的干扰。
四、NPRACH的TA
小区的覆盖范围受到NPRACH的CP以及GP的限制。因此，至少在每个 连续传输后需要***与CP相当的GP。在***设计中，在设计CP、GP以及 符号组中的符号长度(个数)时还需要考虑整体性。例如，在一个UpPTS加 一个上行子帧的设计中，为了保证上行子帧后的下行子帧、或下行子帧上发送 数据的正交性，可以将NPRACH相对于下行进行提前传输。进一步，可以对 于其他上行额外进行提前传输。UE可以通过以下的一种或多种配置获得TA： 指示NPRACH时间提前m个时间单位的RRC信令，特殊子帧配置，TDD上 下行配置，部署方式，对应于NPRACH格式(format)的预设TA值，预先定 义的固定TA等。
图5、图6为UE通过指示NPRACH时间提前m个时间单位的RRC信 令获得TA的例子，相对于UpPTS的起始位置，额外提前m个时间单位(即 TA值)发送NPRACH。其目的在于，可以在连续的上行发送后，获得与CP 相当的GP。
以下给出UE根据特殊子帧配置、NPRACH格式获得TA的例子。表4为 特殊子帧配置的实施例。其中X可以通过SIB中的RRC参数配置X＝2or 4， 从而提高特殊子帧的利用率。其中，需要确保至少有一个符号长度的GP。
表4在正常(normal)CP情况下的特殊子帧配置
具体的，针对表3中的几种NPRACH格式，以及不同的UpPTS中符号的 个数：
(1)1个符号的UpPTS加一个上行子帧：例如表4中特殊子帧配置0～ 配置4，且当X＝0时。
对于表3中的A1，仅需要与LTE相同的624Ts的用于TDD的固定TA NTA即可获得4480Ts的GP，从而提供近似22km的小区半径。
对于表3中的A2，需要将用于NPRACH的固定TA从62Ts调整为 NTA＝2816Ts，或者对于NRPACH添加2192Ts的额外TA偏移量NTAoffset，可 以提供近似7.2km的小区半径。
对于表3中的A3，需要设置NTA＝5008Ts或额外添加NTAoffset＝4384Ts， 从而提供12.5km的小区半径。
对于表3中的A4，需要设置NTA＝3952Ts或额外添加NTAoffset＝3328Ts.
(2)2个符号的UpPTS加一个上行子帧：如表4中特殊子帧配置5，6， 7，8，9，且X＝0。
类似1个符号情况中的A2，A4，对应的TA可以减去2*2192Ts。对于 A3情况，则可以直接沿用NTA＝624Ts。
(3)3个符号的UpPTS加一个上行子帧：如表4中特殊子帧配置0，1， 2，且X＝2。
对于A2，A3以及A4无需额外TA。对于A3情况，GP会大于CP。
(4)4个符号的UpPTS加一个上行子帧：如表4中特殊子帧配置5，6， 9，且X＝2。
对于A2,A4可以直接传输，无需额外TA，甚至可以设置NTA＝0。对于 A5，可以采用NTA＝624Ts，支持小3.3km小区半径的小区。
(5)5个符号的UpPTS加一个上行子帧：如表4中特殊子帧配置0，且 X＝4。
对于A2,A4,A5可以直接传输。或者对于A2，需要将用于NPRACH的固 定TA从624Ts调整为NTA＝1184Ts，或者对于NRPACH添加560Ts的额外TA 偏移量NTAoffset，可以提供近似10km的小区半径。
(6)6个符号的UpPTS加一个上行子帧：如表2中特殊子帧配置5，9 且X＝4，或特殊子帧配置10。
可以直接采用固定TA 624Ts传输A6，提供8.6km的小区半径。
或传输FDD NB-IoT中的NPRACH格式0需要将用于NPRACH的固定 TA从624Ts调整为NTA＝1184Ts，或者对于NRPACH添加560Ts的额外TA 偏移量NTAoffset，可以提供近似10km的小区半径。
上述为基于3.75kHz子载波间隔提供几种NPRACH传输组的时频格式。 如果子载波间隔变化，则每个符号的Ts个数会相应变化。可以根据用于 NPRACH的上行时域资源的Ts的个数，以及对应传输单元中符号组的个数， 计算出每个符号组符号的个数。并且进一步推算出相应的CP，GP，所需要的 TA，以及支持的小区半径大小。
此外，上述实施例中，NPRACH的发送均以UpPTS的起始位置为参考点， TA为相对该UpPTS的起始位置而言。本质上，Ts的计数是从每个***帧， 或子帧的起始位置开始。那么对于特殊子帧，该实际参考点为下行子帧/时隙。 此外，基站可以直接配置NPRACH发送的偏移量(如通过RRC)。UE根据 该偏移量决定发送NPRACH的起始时间。其中，该偏移量的参考时间可以为 某上行或下行子帧的起始位置，或某个***帧的起始位置，或某个子帧中某个符号的起始位置(如，UpPTS位置)等。该参考时间可以在协议中预先定义 或者通过基站(如RRC)配置。
从***设计的角度，协议可以定义一个或多个适用于TDD***的 NPRACH格式，基站可以直接向UE配置NPRACH的格式。或者UE根据特 殊子帧配置和/或上下行配置等，决定NRPACH的格式。
五、RA-RNTI的计算
UE在与基站交互完成随机接入的过程中，可以根据如下一种或多种参数 计算RA-RANTI：NPRACH格式、超帧、***帧、子帧、上下行配置等。优 选的，根据UL(上行)、DL(下行)的切换时间，或者UL、DL可用子帧配 置周期计算RA-RNTI。
在Rel-13以及Rel-14NB-IoT***中，UE通过如下方式计算RA-RNTI：
RA-RNTI＝1+floor(SFN_id/4)+256*carrier_id
其中，Carrier_id为载波的标识(序号)，SFN_id为***帧号。由于在FDD ***中，一个NPRACH信道的传输时间为5.6ms或6.4ms。在TDD***中， 由于不连续的上行传输，一个NRPACH信道的传输时间根据不同的上行子帧 配置将被拉伸至20～40ms。那么，对于不同的NPRACH周期，或者上下行子 帧的切换周期，可以选择不同的RA-RNTI计算方法。
例如，对于5ms的NPRACH符号组发送周期，或者5ms的上下行切换周 期：
RA-RNTI＝1+floor(SFN_id/16)+64*carrier_id
对于10ms的NPRACH符号组发送周期，或者10ms的上下行切换周期：
RA-RNTI＝1+floor(SFN_id/32)+32*carrier_id
此外，如果上述调整还不足以应对RA-RNTI的需求，可以在RA-RNTI 的计算中进一步引入超帧(hyper frame number)，例如：
RA-RNTI＝1+floor(SFN_id/64)+floor(HFN_id/4)+32*carrier_id
其中，HFN_id为超帧的号。
对于TDD***，UE在上行子帧发送NPRACH的间隙中，可以接收下行 信道。对于覆盖增强模式，NPRACH需要多次重复发送。基站检测每次 NPRACH的发送，进行NPRACH的检测以及TA的估计。对于信道条件较好 的UE，基站可能提前成功检测NPRACH并且得到较为准确的TA估计。在这 种情况下，基站可以提前发送随机接入响应RAR。例如，将RAR窗口(window)的起始位置定义为重复发送的NPRACH之前的下行子帧上。TDD UE或者 FD-FDD(fullduplex FDD)UE在发送NPRACH的过程中可以监听用于指示 RAR的NPDCCH。如果UE成功检测到响应RA-RNTI加扰的NPDCCH并成 功解码对应的NPDSCH，则UE可以提前停止发送NPRACH。这样可以达到 减少上行发送时间，从而节省UE功耗的效果。
六、Msg3以及其他上行信道的发送
由于在TDD***中，NPRACH信道会预留一部分上行资源。为了避免上 行信道与NPRACH的碰撞，可以在与NPRACH相同或者不同的载波上发送 Msg3(消息3)，其中，发送Msg3的载波位置通过基站RRC配置获得，或 者预先定义在***中，或通过MAC CE(如RAR)指示。类似的，可以将其 他上行信道通过RRC或MAC或DCI调度到其他上行载波上进行传输。
此外，可以为上行信道的传输引入载波间的跳频。在一个例子中，当 NPUSCH的调度与NPRACH碰撞时，NPUSCH将跳频去另外一载波。其中， 该另外一个载波通过RRC调度，该NPUSCH包括传输数据的格式1和/或传 输上行控制信息的格式2或格式3。如果没有配置额外的载波，则推迟NPUSCH 的传输至后面的上行子帧。
此外，对于Msg3到RAR的定时关系，可以定义为12ms后的第一个可用 的上行子帧(包括，或者不包括特殊子帧)开始。
请参阅图8，本披露用户设备包括：
确定上行资源模块，用于确定时分双工TDD上行时域资源；
确定发送资源模块，用于根据所述TDD上行时域资源确定用于发送窄带 物理随机接入信道NPRACH的时域资源；
确定发送格式模块，用于确定窄带物理随机接入信道NPRACH传输组的 时域格式，该频域格式包括：一个NPRACH传输组包括若干个时域不连续的 传输单元，一个传输单元包括一个或多个时域连续的NPRACH符号组；
发送NPRACH模块，用于在所确定的用于发送NPRACH的时域资源上 发送具有所述时域格式的NPRACH传输组。
确定上行资源模块、确定发送资源模块、确定发送格式模块、发送 NPRACH模块的工作过程分别对应于本披露随机接入请求方法的步骤101、 102、103、104，此处不再赘述。
结合以上对本披露的详细描述可以看出，与现有技术相比，本披露至少具 有以下有益的技术效果：
第一，根据TDD上行时域资源特点设计发送NPRACH的时域格式，使 得随机接入过程能够部署于LTE带内或LTE保护带内，并且运用于基于TDD 的NB-IoT通信***，从而使现有的基于FDD的NB-IoT能够适应于TDD的 工作方式，获得更高的频谱资源利用率，显著提升了NB-IoT***在海量用户 连接场景时的***吞吐量和连接效率。
第二，提供多种确定TDD上行时域资源以及NPRACH时域发送位置的 方式，包括通过RRC信令、上下行子帧配置、上下行切换周期、NPRACH的 格式等多种渠道配置时域发送起始位置、传输单元之间时域间隔的方式，丰富 了随机接入方法的适用场景，增加了***的可拓展性。
第三，在发送NPRACH的时域位置之前增加定时提前，极大降低符号间 干扰，显著提升了随机接入的成功率，同时优化了资源利用率和UE的随机接 入性能。
第四，改进现有NPRACH符号组的结构及长度，使其适应于TDD方式 帧结构及上下行子帧配置，从而适用于TDD通信***；同时，设计多种 NPRACH格式，提高了随机接入资源配置的灵活性，提高了接入效率。
第五，基站根据NPRACH传输组的时域格式中相邻传输单元之间的时频 间隔和频域间隔估计TA，并将TA反馈给UE，极大提升了TA估计的准确度， 提高了随机接入的成功率。
本技术领域技术人员可以理解，本披露包括涉及用于执行本申请中所述操 作中的一项或多项的设备。这些设备可以为所需的目的而专门设计和制造，或 者也可以包括通用计算机中的已知设备。这些设备具有存储在其内的计算机程 序，这些计算机程序选择性地激活或重构。这样的计算机程序可以被存储在设 备(例如，计算机)可读介质中或者存储在适于存储电子指令并分别耦联到总 线的任何类型的介质中，所述计算机可读介质包括但不限于任何类型的盘(包 括软盘、硬盘、光盘、CD-ROM、和磁光盘)、ROM(Read-OnlyMemory， 只读存储器)、RAM(Random AcceSS Memory，随即存储器)、EPROM(EraSableProgrammable Read-Only Memory，可擦写可编程只读存储器)、EEPROM (ElectricallyEraSable Programmable Read-Only Memory，电可擦可编程只读存 储器)、闪存、磁性卡片或光线卡片。也就是，可读介质包括由设备(例如， 计算机)以能够读的形式存储或传输信息的任何介质。
本技术领域技术人员可以理解，可以用计算机程序指令来实现这些结构图 和/或框图和/或流图中的每个框以及这些结构图和/或框图和/或流图中的框的 组合。本技术领域技术人员可以理解，可以将这些计算机程序指令提供给通用 计算机、专业计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来实现，从而通过计 算机或其他可编程数据处理方法的处理器来执行本披露公开的结构图和/或框 图和/或流图的框或多个框中指定的方案。
本技术领域技术人员可以理解，本披露中已经讨论过的各种操作、方法、 流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有 本披露中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可 以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与 本披露中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、 更改、重排、分解、组合或删除。
以上所述仅是本披露的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通 技术人员来说，在不脱离本披露原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为本披露的保护范围。

Claims (14)

1.一种随机接入请求方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
确定时分双工TDD上行时域资源；
根据所述TDD上行时域资源确定用于发送窄带物理随机接入信道NPRACH的时域资源；
确定NPRACH传输组的时域格式，该时域格式包括：一个NPRACH传输组包括至少两个时域不连续的传输单元，一个传输单元包括一个或多个时域连续的NPRACH符号组；
在所确定的用于发送NPRACH的时域资源上发送具有所述时域格式的NPRACH传输组。
2.如权利要求1所述的随机接入请求方法，其特征在于：
所述根据所述TDD上行时域资源确定用于发送NPRACH的时域资源，包括：根据所述TDD上行时域资源确定若干个TDD上行连续时域段，一个TDD上行连续时域段的组成方式包括以下方式中的至少一项：由若干个连续上行子帧组成、由一个特殊子帧和若干个连续上行子帧组成；
所述在所确定的用于发送NPRACH的时域资源上发送具有所述时域格式的NPRACH传输组，包括：在一个TDD上行连续时域段上对应发送NPRACH传输组中的一个传输单元。
3.如权利要求1或2所述的随机接入请求方法，其特征在于：所述在所确定的用于发送NPRACH的时域资源上发送具有所述时域格式的NPRACH传输组，包括：确定用于修正一个传输单元发送时间的定时提前TA，根据所述TA在所确定的用于发送NPRACH的时域资源上发送NPRACH传输组中的一个传输单元。
4.如权利要求3所述的随机接入请求方法，其特征在于：所述确定用于修正一个传输单元发送时间的TA，根据所述TA在所确定的用于发送NPRACH的时域资源上发送NPRACH传输组中的一个传输单元，包括：
确定TA为m个时间单位Ts；
在上行导频时隙UpPTS及其后的若干个连续上行子帧上发送NPRACH传输组中的一个传输单元，并修正该传输单元发送的时域起始位置为UpPTS前的m个时间单位Ts的起始位置点。
5.如权利要求1所述的随机接入请求方法，其特征在于：
所述NPRACH符号组包括1个CP以及3至5个符号，每个符号组的总长度不大于43008*Ts，其中30720*Ts＝1ms；或
所述NPRACH符号组包括1个CP以及3至6个符号，每个符号组的总长度不大于14336Ts，其中30720*Ts＝1ms。
6.如权利要求1所述的随机接入请求方法，其特征在于：所述确定TDD上行时域资源，包括：
确定上行可用子帧为TDD上行时域资源，其中上行可用子帧由接收到的上行可用子帧配置信息指示；或
确定除下行可用子帧以外的子帧为TDD上行时域资源，其中下行可用子帧由接收到的下行可用子帧配置信息指示；或
确定上行子帧以及上行导频时隙UpPTS为TDD上行时域资源，其中，上行子帧和UpPTS由接收到的上下行配置信息指示。
7.如权利要求2所述的随机接入请求方法，其特征在于：
确定NPRACH传输组的时域格式的步骤之后，包括：采用跳频传输的方式确定发送NPRACH符号组的频域位置，跳频传输的频域资源由配置的载波位置、子载波组位置、子载波位置中的至少一项决定，跳频图样预先定义或由小区ID决定或由以小区ID为种子生成的随机序列决定；
所述在一个TDD上行连续时域段上对应发送NPRACH传输组中的一个传输单元，包括：在一个TDD上行连续时域段和所确定的发送NPRACH符号组的频域位置上，对应发送NPRACH传输组中的一个传输单元。
8.如权利要求3所述的随机接入请求方法，其特征在于：所述确定用于修正一个传输单元发送时间的定时提前TA，包括：根据接收到的RRC信令、特殊子帧配置信息、上下行配置信息、预设的NPRACH符号组时频格式所对应的TA值、预先约定的固定TA值中的至少一项，确定用于修正一个传输单元发送时间的TA。
9.如权利要求2所述的随机接入请求方法，其特征在于：所述在一个TDD上行连续时域段上对应发送NPRACH传输组中的一个传输单元，包括：根据上行子帧和特殊子帧的分布、对应TDD上行连续时域段上上行子帧的个数、接收到的参考点和偏移量指示信息中的任一项，确定NPRACH传输组中的第一个传输单元的时域起始发送位置，在对应的TDD上行连续时域段上发送该传输单元。
10.如权利要求2所述的随机接入请求方法，其特征在于：所述在一个TDD上行连续时域段上对应发送NPRACH传输组中的一个传输单元，包括：
根据接收到的RRC信令、预设的NPRACH符号组时频格式对应值、上下行切换周期中的任一项，确定前后两个传输单元之间的时间间隔，并根据该时间间隔以及NPRACH传输组中的第一个传输单元的时域发送位置，确定第二个传输单元或后续传输单元的时域发送位置，在对应的TDD上行连续时域段上发送第二个传输单元或后续传输单元。
11.如权利要求1所述的随机接入请求方法，其特征在于：所述在所确定的用于发送NPRACH的时域资源上发送具有所述时域格式的NPRACH传输组，包括：确定重复发送NPRACH传输组的次数N，并在所确定的用于发送NPRACH的时域资源上重复发送N次具有所述时域格式的NPRACH传输组。
12.如权利要求1所述的随机接入请求方法，其特征在于：所述确定NPRACH传输组的时域格式，包括：根据以下参数中的至少一个确定NPRACH传输组的时域格式：时分双工TDD上行时域资源，上行子帧配置，特殊子帧配置，NPRACH格式配置，频带分布部署方式。
13.一种随机接入定时***方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
接收NPRACH传输组，其中，一个NPRACH传输组包括若干个时域不连续的传输单元，一个传输单元包括一个或多个时域连续的NPRACH符号组，两个相邻传输单元之间相位连续或者相位为固定值；
根据NPRACH传输组中若干对相邻传输单元之间的时频间隔和/或频域间隔确定相位偏差，根据相位偏差确定定时提前TA；
发送所述TA以指示UE调整发送NPRACH传输单元的时域位置。
14.一种用于随机接入请求的用户设备，其特征在于：包括：
确定上行资源模块，用于确定时分双工TDD上行时域资源；
确定发送资源模块，用于根据所述TDD上行时域资源确定用于发送窄带物理随机接入信道NPRACH的时域资源；
确定发送格式模块，用于确定NPRACH传输组的时域格式，该时域格式包括：一个NPRACH传输组包括若干个时域不连续的传输单元，一个传输单元包括一个或多个时域连续的NPRACH符号组；
发送NPRACH模块，用于在所确定的用于发送NPRACH的时域资源上发送具有所述时域格式的NPRACH传输组。
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