CN109479320B - 发送随机接入前导的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于发送随机接入前导的方法和设备。设备基于设备的功率等级来调整用于定义覆盖增强(CE)级别的CE阈值。设备基于调整的CE阈值和测量的参考信号接收功率(RSRP)来确定CE级别。设备根据CE级别使用随机接入前导资源来发送随机接入前导。

Description

发送随机接入前导的方法和设备
技术领域
本发明涉及无线通信,并且更具体地,涉及在无线通信***中执行随机接入过程的方法以及使用该方法的设备。
背景技术
需要下一代无线通信***来支持各种用户环境和更大的通信容量。在下一代***中考虑的代表性问题包括通过连接多个设备随时随地提供各种服务的大规模机器类型通信(MTC)、考虑到对可靠性和延迟敏感的服务的超可靠和低延迟通信(URLLC)等。
MTC应用或物联网(IoT)应用需要诸如低成本和低功率的机械特性。另外,覆盖问题是重要的,因为多个设备被布置到特定区域。这是因为布置在建筑物内的多个设备可能经历严重的路径损耗或穿透损耗。
自从版本13以来,第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)已经支持覆盖增强(CE)以支持经历大路径损耗的设备。为了支持高达至少15dB的覆盖增强,引入在多个子帧或多个频率单元上重复发送下行链路信道和上行链路信道。
支持IoT/MTC的设备在可用的最大发送功率方面受到限制,以降低功耗。另外,可以根据功率等级来不同地给定最大发送功率,以便于支持各种应用。提出一种能够根据设备的功率等级支持CE的方法。
发明内容
本发明提供一种用于在无线通信***中发送随机接入前导的方法和使用该方法的设备。
在一个方面,提供一种用于在无线通信***中发送随机接入前导的方法。该方法包括由无线设备从基站接收用于覆盖增强(CE)的CE配置,该CE配置包括关于用于确定CE级别的至少一个CE阈值和用于每个CE级别的随机接入前导(RAP)资源的信息;由无线设备基于接收的下行链路信号来测量参考信号接收功率(RSRP);由无线设备基于无线设备的功率等级来调整至少一个CE阈值;以及由无线设备基于至少一个调整的CE级别和测量的RSRP来确定CE级别,以及通过使用用于确定的CE级别的RAP资源来发送RAP。
在另一方面中,一种用于在无线通信***中发送随机接入前导的设备包括:收发器,该收发器被配置成发送和接收无线电信号;以及处理器,该处理器可操作地耦合到收发器。处理器被配置成:从基站接收用于覆盖增强(CE)的CE配置,该CE配置包括关于用于确定CE级别的至少一个CE阈值和用于每个CE级别的随机接入前导(RAP)资源的信息;基于接收的下行链路信号来测量参考信号接收功率(RSRP);基于设备的功率等级来调整至少一个CE阈值;基于至少一个调整的CE级别和测量的RSRP来确定CE级别;以及通过使用用于确定的CE级别的RAP资源来发送RAP。
对于具有各种功率等级的设备,能够更有效地支持覆盖增强。
附图说明
图1是示出传统随机接入过程的流程图。
图2是示出根据本发明的实施例的随机接入过程的流程图。
图3示出取决于调整的覆盖增强(CE)阈值的覆盖的示例。
图4是示出根据本发明的实施例的无线通信***的框图。
具体实施方式
无线设备可以是固定的或移动的,并且可以被称为另一术语,诸如用户设备(UE)、移动站(MS)、移动终端(MT)、用户终端(UT)、订户站(SS)、个人数字助理(PDA)、无线调制解调器、手持设备等。无线设备也可以是仅支持数据通信的设备,诸如机器类型通信(MTC)设备或物联网(IoT)设备。
基站(BS)通常是与无线设备通信的固定站,并且可以被称为另一术语,诸如演进节点B(eNB)、基站收发器***(BTS)、接入点等。
在下文中,描述根据基于3GPP技术规范(TS)的第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)来应用本发明。然而,这仅用于示例性目的,因此本发明也适用于各种无线通信网络。
在载波聚合(CA)环境或双连接环境中,无线设备可以由多个服务小区服务。可以利用下行链路(DL)分量载波(CC)或一对DL CC和上行链路(UL)CC来定义每个服务小区。服务小区可以被分类成主小区和辅小区。主小区以主频率操作,并且是当执行初始网络进入过程时或当网络重新进入过程开始时或在切换过程中被指定为主小区的小区。主小区也称为参考小区。辅小区以辅频率操作。可以在建立RRC连接之后配置辅小区,并且可以被用于以提供附加的无线电资源。始终配置至少一个主小区。可以通过使用更高层信令(例如,无线电资源控制(RRC)消息)来添加/修改/释放辅小区。
子帧是调度下行链路信道和上行链路信道的时间单元。一个子帧可以包括多个正交频分复用(OFDM)符号。发送一个子帧所需的时间被定义为传输时间间隔(TTI)。一个子帧可以包括14个OFDM符号,但是这仅用于示例性目的。OFDM符号仅用于在时域中表达一个符号时段,并且在多址方案或术语中不存在限制。例如,OFDM符号还可以被称为另一术语,诸如单载波频分多址(SC-FDMA)符号、符号时段等。
图1是示出传统随机接入过程的流程图。无线设备使用随机接入过程来获取与BS的上行链路(UL)时间对准或者分配UL无线电资源。无线设备可以任意地开始随机接入过程,或者可以根据BS的随机接入前导传输顺序来将其启动。
无线设备从BS接收根索引和物理随机接入信道(PRACH)配置索引。每个小区具有由Zadoff-Chu(ZC)序列定义的64个候选随机接入前导。根索引是用于由无线设备生成64个候选随机接入前导(RAP)的逻辑索引。
RAP仅限于每个小区的特定时间和频率资源。PRACH配置索引指示能够发送RAP的特定子帧和前导格式。
无线设备将随机选择的RAP发送到BS(S110)。无线设备选择64个候选随机接入前导中的一个。另外,无线设备通过使用PRACH配置索引来选择相应的子帧。无线设备在所选择的子帧中发送所选择的RAP。
在接收到RAP时,BS将随机接入响应(RAR)发送到无线设备(S120)。RAR可以包括定时提前命令(TAC)、UL许可和小区-无线电网络临时标识符(C-RNTI)。TAC是指示由BS发送到无线设备以维持UL时间对准的时间对准值的信息。无线设备通过使用时间对准值来更新UL传输定时。当无线设备更新时间对准时,时间对准计时器启动或重新启动。仅当时间对准定时器运行时无线设备能执行UL传输。
无线设备根据RAR中包括的UL许可向BS发送调度消息(S130)。
通过考虑安装各种IoT/MTC设备的环境,在3GPP LTE中支持用于支持经历显著大的路径损耗的设备的覆盖增强(CE)。它被设计为通过假设支持最大发送功率(为方便起见,称为“P_normal”)的设备将适当的CE方案应用于DL传输和UL传输。特别地,P_normal可以具有20dBm或23dBm的值。IoT/MTC设备可以支持低于P_normal的最大发送功率(为方便起见,称为“P_low”)。例如,与支持P_normal=20dBm的设备相比,支持P_low=14dBm的设备可以包括具有1/4的最大输出的功率放大器。
提出随机接入过程,使得具有各种功率等级的无线设备支持CE。
图2是示出根据本发明的实施例的随机接入过程的流程图。
无线设备从BS接收CE配置(S210)。CE配置包括关于用于配置CE级别的CE阈值和用于相应CE级别的RAP资源的信息。CE级别提供CE的级别,并且每个CE级别能够由CE阈值定义。例如,假设支持三个CE级别(例如,CE0、CE1、CE2),BS可以提供两个CE阈值(例如,CEThreshold1、CEThreshold2)。如果测量值小于CEThreshold2,则配置CE2,并且如果测量值大于或等于CEThreshold2且小于CEThreshold1,则配置CE1。否则,配置CE0。
CE配置可以包括用于每个CE级别的RAP资源,如下面的表1所示。并非所有元素都必不可少。
[表1]
名称 描述
RAP重复 在相应的CE级别处的RAP重复计数
开始子帧 RAP开始子帧周期
目标接收功率 目标前导接收功率
无线设备通过基于接收的DL信号测量信号强度来获取测量值(S220)。接收的DL信号可以包括物理广播信道(PBCH)、发现信号、主同步信号(PSS)、辅同步信号(SSS)或小区特定参考信号(CRS),但不限于此。测量值可以包括参考信号接收功率(RSRP)、参考信号接收质量(RSRQ)和/或接收信号强度指示符(RSSI)。
无线设备基于无线设备的功率等级来调整每个CE级别的测量值或CE阈值(S230)。将在下面描述其细节。
假设调整CE阈值。无线设备可以基于测量值和调整的CE阈值来确定CE级别(S240)。假设提供两个调整的CE阈值(例如,CEThreshold1、CEThreshold2)。如果测量值小于CEThreshold2,则配置CE2。如果测量值大于或等于CEThreshold2且小于CEThreshold1,则配置CE1。否则,配置CE0。
无线设备根据CE级别发送RAP(S250)。无线设备可以根据与CE级别相对应的重复次数重复发送RAP。如果配置最高CE级别(例如,CE3),则可以将RAP的发送功率确定为在相应子帧中定义的最大发送功率Pcmax。如果它不是最高CE级别,则可以将RAP的发送功率确定为min{PcmaxX,Ptarget+PL}。Ptarget表示目标前导接收功率,并且PL表示由无线设备计算的估计DL路径损耗。
现在,将描述一种方法,其中无线设备根据功率等级调整每个CE级别的测量值或CE阈值。在下文中,将通过采取RSRP作为示例来解释测量值。以下实施例可以应用于具有降低的功率等级(例如,P_low=14dBm)的低功率设备。
在一个实施例中,无线设备将偏移Y(Y>0)应用于RSRP。也就是说,调整的RSRP=测量的RSRP-Y。无线设备可以通过比较调整的RSRP和CE阈值来确定CE级别。偏移Y可以由BS给定,或者可以是根据无线设备的最大发送功率预定的值(例如,如果P_normal=20dBm,对于具有P_low=14dBm的设备,Y=6dB)。与正常设备(即,具有P_normal的设备)相比,低功率设备可以通过假设具有比相同RSRP测量值低了Y dB的信噪比(SNR)的情况来选择更高的CE级别。
低功率设备可能需要比正常设备更高的CE级别。这意味着低功率设备的最大发送功率P_low不足以达到目标发送功率。因此,仅当P_low(或Pcmax,c、Pcmax_H,c、Pcmax_L,c)小于目标发送功率(例如,Ptarget+PL)时,可以应用该方法。例如,如果目标发送功率大于特定值(例如,P_low、Pcmax,c、Pcmax_H,c或Pcmax_L,c),则可以应用偏移。
可以将值Y确定为目标发送功率与P_low(或Pcmax,c、Pcmax_H,c、Pcmax_L,c)之间的差。值Y可以具有对应于P_normal-P_low的上限值。
假设由BS给定的无线设备的最大UL发送功率是PEMAX。PEMAX可以被给定为***信息。如果无线设备可用的最大发送功率是Ppowerclass,则确定在当前子帧中配置的最大发送功率Pcmax,诸如Pcmax_L,c<Pcmax,c<Pcmax_H,c。这里,Pcmax_H,c=min{Pemax,c,Ppowerclass},Pcmax_L,c=min{Pemax,c-dealta1,Ppowerclass-delta2}。delta1可以是无线设备的发送功率误差值。delta2可以是包括无线设备的发送功率误差值和最大功率降低(MPR)的值。
无线设备的最大发送功率可以不受Ppowerclass限制,而是受Pemax限制。如果Pemax<Ppowerclass,与普通设备相比,具有Ppowerclass=P_low的低功率设备可能不需要选择另一个CE级别。因此,如果Pemax<Ppowerclass,则无线设备可能不应用偏移。如果Pemax>Ppowerclass和目标发送功率大于Ppowerclass,则可以应用偏移。
仅当要由低功率设备发送的RAP的初始发送功率被确定为Pcmax时或者当被选择被定义为应用Pcmax的CE级别时,可以应用偏移。在这种情况下,可以将值Y确定为下述值中的任何一个。
(1)Y=Pcmax-P_low
(2)Y=(Pcmax-P_normal)-(Pcmax-P_low)
(3)Y=P_normal-P_low
(4)Y=A
在以上描述中,Pcmax可以是由BS给定的值(例如,Pemax),或者可以是从Pemax导出的值。“A”可以是预定值或从网络给定的值,或者可以是基于P_low和/或测量值确定的值。值A可以另外应用于在上面的(1)、(2)和(3)中计算的所有值Y。
如果Pcmax大于P_normal,则可以应用P_normal。如果Pcmax-P_low小于0,则可以不应用偏移Y。当这被应用于上述方法(1)时,调整的RSRP=测量的RSRP-max{0,min(P_normal,Pcmax)-P_low}。P_normal=20dBm或23dBm,并且P_low=14dBm是可能的。如果用Pemax替换Pcmax,则调整的RSRP=测量的RSRP-max{0,min(P_normal,Pemax)-P_low}。如果Pcmax大于特定值,则可以应用特定值。
也能够通过将偏移应用于CE阈值获得通过将偏移应用于测量值而获得的相同结果。显然的是,通过将偏移量Y添加到CE阈值而不是从RSRP值中减去偏移量Y,能够获得相同的结果。例如,能够表达使得调整的CE阈值=给定CE阈值+max{0,min(P_normal,Pcmax)-P_low}或调整的CE阈值=给定CE阈值+max{0,min(P_normal,Pemax)P_low}。另外,如果偏移由负值表达,则能够表达使得调整的CE阈值=给定CE阈值-min{0,P_low-min(P_normal,Pemax)}。P_normal=20dBm或23dBm,并且P_low=14dBm是可能的。
图3示出取决于调整的CE阈值的覆盖的示例。
如果偏移Y被定义为Y=P_normal-P_low,则与具有P_normal=23dBm的正常设备相比,具有P_low=14dBm的低功率设备可以总是将9dB的偏移应用于CE阈值。如果Pemax被设置为小于P_normal,则与正常设备相比,低功率设备可能具有高于所需的CE级别,这可能导致不必要的RAP重复。因此,需要基于小于P_normal的Pemax来调整CE阈值。
在另一实施例中,如果目标发送功率Pt(或Pt+X,其中X是满足X>=0的偏移)不满足于在最大支持的CE级别处的最大发送功率,则无线设备可以不尝试对相应的小区的接入。
在仅适用单个CE级别并且如果无线设备需要利用Pt发送RAP的情况下,如果最大发送功率小于Pt+X,则无线设备可以放弃对相应小区的接入并且可以搜寻另一小区。X可以由BS给定,或者可以是基于最大发送功率预定的值。
在无线设备以最高CE级别发送具有Pcmax的前导的情况下,如果最大发送功率小于Pcmax+Z,则无线设备可以放弃对相应小区的接入并且可以搜索另一个小区。Z可以由BS给定,或者可以是基于最大发送功率预定的值。
通过***信息等,BS可以取决于无线设备的功率等级来报告是否允许接入,或者是否取决于无线设备从相应小区测量的RSRP的范围是否允许接入。
图4是示出根据本发明的实施例的无线通信***的框图。
无线设备50包括处理器51、存储器52和收发器53。存储器52耦合到处理器51,并存储由处理器51执行的各种指令。收发器53耦合到处理器51,并发送和/或接收无线电信号。处理器51实现所提出的功能、过程和/或方法。在上述实施例中,无线设备的操作可以由处理器51实现。当上述实施例用软件指令实现时,该指令可以存储在存储器52中,并且可以由处理器51执行以执行前述操作。
BS 60包括处理器61、存储器62和收发器63。BS 60可以在未授权频带中操作。存储器62耦合到处理器61,并存储由处理器61执行的各种指令。收发器63耦合到处理器61,并发送和/或接收无线电信号。处理器61实现所提出的功能、过程和/或方法。在前述实施例中,BS的操作可以由处理器61实现。
处理器可以包括专用集成电路(ASIC)、其他芯片组、逻辑电路和/或数据处理器。存储器可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、存储器卡、存储介质和/或其他存储设备。收发器可以包括用于处理无线电信号的基带电路。当以软件实现上述实施例时,可以使用执行上述功能的模块(过程或功能)来实现上述方案。模块可以存储在存储器中并由处理器执行。存储器可以布置在处理器的内部或外部并使用各种众所周知的手段连接到处理器。
在上述示例性***中,尽管已经基于使用一系列步骤或块的流程图描述这些方法,但是本发明不限于这些步骤的顺序,并且一些步骤可以是以与剩余步骤不同的顺序执行,或者可以与其余步骤同时执行。此外,本领域的技术人员将理解,流程图中示出的步骤不是排他性的,并且可以包括其他步骤,或者可以在不影响本发明的范围的情况下删除流程图的一个或多个步骤。

Claims (4)

1.一种用于在无线通信***中发送随机接入前导的方法,所述方法包括:
由无线设备从基站接收覆盖增强(CE)配置,所述CE配置包括关于用于确定至少一个CE级别的至少一个CE阈值和用于每个CE级别的随机接入前导资源的信息;
由所述无线设备基于接收的下行链路信号来测量参考信号接收功率(RSRP);
通过将偏移添加到所述至少一个CE阈值来调整所述至少一个CE阈值;
由所述无线设备基于所述至少一个调整的CE阈值和所述测量的RSRP来确定CE级别;以及
通过使用用于所述确定的CE级别的随机接入前导资源来发送随机接入前导,
其中,所述偏移被确定为-min{0,P_low–min(P_normal,Pemax)},其中P_low=14dBm,P_normal=23dBm以及Pemax表示由所述基站给定的所述无线设备的最大上行链路发送功率。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,用于每个CE级别的所述随机接入前导资源包括在每个CE级别中重复随机接入前导传输的次数。
3.一种用于在无线通信***中发送随机接入前导的设备,所述设备包括:
收发器,所述收发器被配置成发送和接收无线电信号;以及
处理器,所述处理器可操作地耦合到所述收发器并且被配置成:
指示所述收发器从基站接收覆盖增强(CE)配置,所述CE配置包括关于用于确定至少一个CE级别的至少一个CE阈值和用于每个CE级别的随机接入前导资源的信息;
指示所述收发器以基于接收的下行链路信号来测量参考信号接收功率(RSRP);
通过将偏移添加到所述至少一个CE阈值来调整所述至少一个CE阈值;
基于所述至少一个调整的CE阈值和所述测量的RSRP来确定CE级别;以及
指示所述收发器以通过使用用于所述确定的CE级别的随机接入前导资源来发送随机接入前导,
其中,所述偏移被确定为-min{0,P_low–min(P_normal,Pemax)},其中P_low=14dBm,P_normal=23dBm以及Pemax表示由所述基站给定的所述设备的最大上行链路发送功率。
4.根据权利要求3所述的设备,其中,用于每个CE级别的所述随机接入前导资源包括在每个CE级别中重复随机接入前导传输的次数。
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