CN111727658A - 非地面网络中的随机接入 - Google Patents

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CN111727658A CN201980013283.4A CN201980013283A CN111727658A CN 111727658 A CN111727658 A CN 111727658A CN 201980013283 A CN201980013283 A CN 201980013283A CN 111727658 A CN111727658 A CN 111727658A
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Abstract

用于由无线发射/接收单元(WTRU)随机接入通信网络的***、方法和设备。在一些实施方式中，WTRU接收随机接入响应(RAR)配置信息。WTRU基于该WTRU与非地面网络设备之间的最小往返时间(RTT)，来确定用于RAR窗口的时间偏移。WTRU确定所述RAR窗口的长度。WTRU基于所述RAR窗口的所述时间偏移和所述长度，在所述RAR窗口期间监视来自所述非地面网络设备的物理下行链路控制信道(PDCCH)。

Description

非地面网络中的随机接入
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年2月14日提交的美国临时专利申请No.62/630,578的权益，其内容通过引用结合于此。
背景技术
5G NR的一个方面是物理随机接入信道(PRACH)和随机接入过程(RACH过程)。在被设计用于上行链路时间同步的RACH过程中，无线发射/接收单元(WTRU)发送PRACH前导码。WTRU尝试在时间窗口期间检测对所述PRACH前导码的响应。该过程并不特别适用于非地面通信。
发明内容
用于由WTRU随机接入通信网络的***、方法和设备。在一些实施方式中，WTRU接收随机接入响应(RAR)配置信息。WTRU基于该WTRU与非地面网络设备之间的最小往返时间(RTT)，来确定用于RAR窗口的时间偏移。WTRU确定所述RAR窗口的长度。WTRU将PRACH前导码发送到非地面网络设备。WTRU基于所述RAR窗口的时间偏移和长度，在所述RAR窗口期间监视来自非地面网络设备的物理下行链路控制信道(PDCCH)。
附图说明
从以下结合附图以示例方式给出的描述中可以得到更详细的理解，其中附图中相同的附图标记表示相同的元素，并且其中：
图1A是示出了其中可以实施一个或多个公开的实施例的示例性通信***的***图；
图1B是示出了根据实施例的可在图1A中所示的通信***内使用的示例性无线发射/接收单元(WTRU)的***图；
图1C是示出了根据实施例的可在图1A中所示的通信***内使用的示例性无线电接入网络(RAN)和示例性核心网络(CN)的***图；
图1D是示出了根据实施例的可在图1A中所示的通信***内使用的另一示例性RAN和另一示例性CN的***图；
图2是示出了用于基于隐式配置的时间偏移来调整随机接入响应窗口的示例性WTRU过程的流程图；
图3是示例性非地面通信***的三维视图；
图4是示出了用于确定用于非地面通信的示例性PRACH前导码的示例性WTRU过程的流程图；
图5是示出了示例性灵活PRACH前导码结构的位图；
图6是示出了灵活PRACH的示例性WTRU行为的流程图；
图7是示出了由WTRU随机接入通信网络的示例性方法的流程图；以及
图8是示出了针对NTN应用的示例性RACH定时的时间线。
具体实施方式
图1A是示出了可以实施一个或多个公开的实施例的例示通信***100的图示。该通信***100可以是为多个无线用户提供，例如，语音、数据、视频、消息传递、广播等内容的多址接入***。该通信***100可以通过共享包括无线带宽在内的***资源，使多个无线用户能够接入此类内容。举例来说，通信***100可以使用一种或多种信道接入方法，例如码分多址接入(CDMA)、时分多址接入(TDMA)、频分多址接入(FDMA)、正交FDMA(OFDMA)、单载波FDMA(SC-FDMA)、零尾唯一字离散傅里叶变换扩展OFDM(ZT-UW-DFT-S-OFDM)、唯一字OFDM(UW-OFDM)、资源块过滤OFDM以及滤波器组多载波(FBMC)等等。
如图1A所示，通信***100可以包括无线发射/接收单元(WTRU)102a、102b、102c、102d、无线电接入网络(RAN)104、核心网络(CN)106、公共交换电话网络(PSTN)108、因特网110以及其他网络112，然而应该了解，所公开的实施例设想了任意数量的WTRU、基站、网络和/或网络部件。WTRU 102a、102b、102c、102d中的每一者可以是被配置成在无线环境中工作和/或通信的任何类型的设备。举例来说，WTRU 102a、102b、102c、102d中的任意者都可被称为站(STA)，其可以被配置成发射和/或接收无线信号，并且可以包括用户设备(UE)、移动站、固定或移动订户单元、基于签约的单元、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、智能电话、膝上型计算机、上网本、个人计算机、无线传感器、热点或Mi-Fi设备、物联网(IoT)设备、手表或其他可穿戴设备、头戴显示器(HMD)、车辆、无人机、医疗设备和应用(例如远程手术)、工业设备和应用(例如机器人和/或在工业和/或自动处理链环境中工作的其他无线设备)、消费类电子设备、以及在商业和/或工业无线网络上工作的设备等等。WTRU 102a、102b、102c、102d中的任意者可被可交换地称为UE。
通信***100还可以包括基站114a和/或基站114b。基站114a、114b中的每一者可以是被配置成与WTRU 102a、102b、102c、102d中的至少一个无线对接来促使其接入一个或多个通信网络(例如CN 106、因特网110、和/或其他网络112)的任何类型的设备。举例来说，基站114a、114b可以是基地收发信台(BTS)、节点B、e节点B(eNB)、家庭节点B、家庭e节点B、下一代节点B(诸如，g节点B(gNB))、新无线电(NR)节点B、站点控制器、接入点(AP)、以及无线路由器等等。虽然每一个基站114a、114b都被描述成了单个部件，然而应该了解。基站114a、114b可以包括任何数量的互连基站和/或网络部件。
基站114a可以是RAN 104的一部分，并且所述RAN还可以包括其他基站和/或网络部件(未显示)，例如基站控制器(BSC)、无线电网络控制器(RNC)以及中继节点等等。基站114a和/或基站114b可被配置成，在名为小区(未显示)的一个或多个载波频率上发射和/或接收无线信号。这些频率可以处于授权频谱、无授权频谱或授权与无授权频谱的组合之中。小区可以为相对固定或者有可能随时间变化的特定地理区域提供无线服务覆盖。小区可被进一步分成小区扇区。例如，与基站114a相关联的小区可被分为三个扇区。由此，在一个实施例中，基站114a可以包括三个收发信机，也就是说，每一个收发信机都对应于小区的一个扇区。在实施例中，基站114a可以使用多输入多输出(MIMO)技术，并且可以为小区的每一个扇区使用多个收发信机。举例来说，通过使用波束成形，可以在期望的空间方向上发射和/或接收信号。
基站114a、114b可以通过空中接口116来与WTRU 102a、102b、102c、102d中的一者或多者进行通信，其中所述空中接口116可以是任何适当的无线通信链路(例如射频(RF)、微波、厘米波、微米波、红外线(IR)、紫外线(UV)、可见光等等)。空中接口116可以使用任何适当的无线电接入技术(RAT)来建立。
更具体地说，如上所述，通信***100可以是多址接入***，并且可以使用一种或多种信道接入方案，例如CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA以及SC-FDMA等等。例如，RAN 104中的基站114a与WTRU 102a、102b、102c可以实施某种无线电技术，例如通用移动电信***(UMTS)地面无线电接入(UTRA)，所述技术可以使用宽带CDMA(WCDMA)来建立空中接口116。WCDMA可以包括如高速分组接入(HSPA)和/或演进型HSPA(HSPA+)之类的通信协议。HSPA可以包括高速下行链路(DL)分组接入(HSDPA)和/或高速上行链路(UL)分组接入(HSUPA)。
在实施例中，基站114a和WTRU 102a、102b、102c可以实施某种无线电技术，例如演进型UMTS地面无线电接入(E-UTRA)，所述技术可以使用长期演进(LTE)和/或先进LTE(LTE-A)和/或先进LTA Pro(LTE-A Pro)来建立空中接口116。
在实施例中，基站114a和WTRU 102a、102b、102c可以实施某种无线电技术，例如NR无线电接入，所述无线电技术可以使用NR来建立空中接口116。
在实施例中，基站114a和WTRU 102a、102b、102c可以实施多种无线电接入技术。举例来说，基站114a和WTRU 102a、102b、102c可以共同实施LTE无线电接入和NR无线电接入(例如使用双连接(DC)原理)。由此，WTRU 102a、102b、102c使用的空中接口可以通过多种类型的无线电接入技术和/或向/从多种类型的基站(例如eNB和gNB)发送的传输来表征。
在其他实施例中，基站114a和WTRU 102a、102b、102c可以实施以下的无线电技术，例如IEEE 802.11(即，无线高保真(WiFi))、IEEE 802.16(即，全球微波接入互操作性(WiMAX))、CDMA2000、CDMA2000 1X、CDMA2000 EV-DO、临时标准2000(IS-2000)、临时标准95(IS-95)、临时标准856(IS-856)、全球移动通信***(GSM)、用于GSM演进的增强数据速率(EDGE)以及GSM EDGE(GERAN)等等。
图1A中的基站114b可以是无线路由器、家庭节点B、家庭e节点B或接入点，并且可以使用任何适当的RAT来促成局部区域(例如营业场所、住宅、车辆、校园、工业设施、空中走廊(例如供无人机使用)以及道路等等)中的无线连接。在一个实施例中，基站114b与WTRU102c、102d可以通过实施IEEE 802.11之类的无线电技术，来建立无线局域网(WLAN)。在实施例中，基站114b与WTRU 102c、102d可以通过实施IEEE 802.15之类的无线电技术，来建立无线个人局域网(WPAN)。在再一实施例中，基站114b和WTRU 102c、102d可通过使用基于蜂窝的RAT(例如WCDMA、CDMA 2000、GSM、LTE、LTE-A、LTE-A Pro、NR等等)，来建立微微小区或毫微微小区。如图1A所示，基站114b可以直连到因特网110。由此，基站114b不需要经由CN106来接入因特网110。
RAN 104可以与CN 106进行通信，所述CN106可以是被配置成向WTRU 102a、102b、102c、102d中的一者或多者提供语音、数据、应用和/或借助网际协议语音(VoIP)服务的任何类型的网络。该数据可以具有不同的服务质量(QoS)需求，例如不同的吞吐量需求、延时需求、容错需求、可靠性需求、数据吞吐量需求、以及移动性需求等等。CN 106可以提供呼叫控制、记账服务、基于移动位置的服务、预付费呼叫、因特网连接、视频分发等等，和/或可以执行用户验证之类的高级安全功能。虽然在图1A中没有显示，然而应该了解，RAN 104和/或CN 106可以直接或间接地和其他RAN进行通信，其他RAN与RAN 104使用相同的RAT或不同的RAT。例如，除了与使用NR无线电技术的RAN 104相连之外，CN 106还可以与使用GSM、UMTS、CDMA 2000、WiMAX、E-UTRA或WiFi无线电技术的别的RAN(未显示)通信。
CN 106还可以充当供WTRU 102a、102b、102c、102d接入PSTN 108、因特网110和/或其他网络112的网关。PSTN 108可以包括提供简易老式电话服务(POTS)的电路交换电话网络。因特网110可以包括使用了公共通信协议(例如TCP/IP网际协议族中的传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)和/或网际协议(IP))的全球性互联计算机网络设备***。所述网络112可以包括由其他服务供应商拥有和/或运营的有线和/或无线通信网络。例如，其他网络112可以包括与被连接至一个或多个RAN的另一个CN，其中所述一个或多个RAN可以与RAN 104使用相同的RAT或不同的RAT。
通信***100中的WTRU 102a、102b、102c、102d中的一些或所有可以包括多模能力(例如，WTRU 102a、102b、102c、102d可以包括在不同无线链路上与不同无线网络通信的多个收发信机)。例如，图1A所示的WTRU 102c可被配置成与可以使用基于蜂窝的无线电技术的基站114a通信，以及与可以使用IEEE 802无线电技术的基站114b通信。
图1B是示出了例示WTRU 102的***图示。如图1B所示，WTRU 102可以包括处理器118、收发信机120、发射/接收部件122、扬声器/麦克风124、键盘126、显示器/触摸板128、不可移除存储器130、可移除存储器132、电源134、全球定位***(GPS)芯片组136和/或其他周边设备138等。应该了解的是，在保持符合实施例的同时，WTRU 102还可以包括前述部件的任何子组合。
处理器118可以是通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核心关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、其他任何类型的集成电路(IC)以及状态机等等。处理器118可以执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理、和/或其他任何能使WTRU 102在无线环境中工作的功能。处理器118可以耦合至收发信机120，收发信机120可以耦合至发射/接收部件122。虽然图1B将处理器118和收发信机120描述成单独组件，然而应该了解，处理器118和收发信机120也可以集成在一个电子组件或芯片中。
发射/接收部件122可被配置成经由空中接口116来发射去往或接收来自基站(例如基站114a)的信号。举个例子，在一个实施例中，发射/接收部件122可以是被配置成发射和/或接收RF信号的天线。作为示例，在实施例中，发射/接收部件122可以是被配置成发射和/或接收IR、UV或可见光信号的放射器/检测器。在实施例中，发射/接收部件122可被配置成发射和/或接收RF和光信号。应该了解的是，发射/接收部件122可以被配置成发射和/或接收无线信号的任何组合。
虽然在图1B中将发射/接收部件122描述成是单个部件，但是WTRU 102可以包括任何数量的发射/接收部件122。更具体地说，WTRU 102可以使用MIMO技术。由此，在实施例中，WTRU 102可以包括通过空中接口116来发射和接收无线电信号的两个或多个发射/接收部件122(例如多个天线)。
收发信机120可被配置成，对发射/接收部件122所要传送的信号进行调制，以及对发射/接收部件122接收的信号进行解调。如在此所述，WTRU 102可以具有多模能力。因此，收发信机120可以包括允许WTRU 102借助多种RAT(例如NR和IEEE 802.11)来进行通信的多个收发信机。
WTRU 102的处理器118可以耦合到扬声器/麦克风124、键盘126和/或显示器/触摸板128(例如液晶显示器(LCD)显示单元或有机发光二极管(OLED)显示单元)，并且可以接收来自这些部件的用户输入数据。处理器118还可以向扬声器/麦克风124、键盘126和/或显示器/触摸板128输出用户数据。此外，处理器118可以从诸如不可移除存储器130和/或可移除存储器132之类的任何适当的存储器中访问信息，以及将信息存入这些存储器。不可移除存储器130可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘或是其他任何类型的记忆存储设备。可移除存储器132可以包括订户身份模块(SIM)卡、记忆棒、安全数字(SD)记忆卡等等。在其他实施例中，处理器118可以从那些并非实际位于WTRU 102的存储器访问信息，以及将数据存入这些存储器，作为示例，此类存储器可以位于服务器或家庭计算机(未显示)。
处理器118可以接收来自电源134的电力，并且可被配置成分发和/或控制用于WTRU 102中的其他组件的电力。电源134可以是为WTRU 102供电的任何适当设备。例如，电源134可以包括一个或多个干电池组(如镍镉(Ni-Cd)、镍锌(Ni-Zn)、镍氢(NiMH)、锂离子(Li-ion)等等)、太阳能电池以及燃料电池等等。
处理器118还可以耦合到GPS芯片组136，该芯片组136可被配置成提供与WTRU 102的当前位置相关的位置信息(例如经度和纬度)。作为来自GPS芯片组136的信息的补充或替换，WTRU 102可以经由空中接口116接收来自基站(例如基站114a、114b)的位置信息，和/或根据从两个或更多个附近基站接收的信号定时来确定其位置。应该了解的是，在保持符合实施例的同时，WTRU 102可以借助任何适当的定位方法来获取位置信息。
处理器118还可以耦合到其他周边设备138，其中所述周边设备可以包括提供附加特征、功能和/或有线或无线连接的一个或多个软件和/或硬件模块。例如，周边设备138可以包括加速度计、电子指南针、卫星收发信机、数码相机(用于照片和/或视频)、通用串行总线(USB)端口、振动设备、电视收发信机、免提耳机、
Figure BDA0002631322810000091
模块、调频(FM)无线电单元、数字音乐播放器、媒体播放器、视频游戏机模块、因特网浏览器、虚拟现实和/或增强现实(VR/AR)设备、以及活动***等等。周边设备138可以包括一个或多个传感器。所述传感器可以是以下的一者或多者：陀螺仪、加速度计、霍尔效应传感器、磁强计、方位传感器、邻近传感器、温度传感器、时间传感器、地理位置传感器、高度计、光传感器、触摸传感器、磁力计、气压计、手势传感器、生物测定传感器以及湿度传感器等。
WTRU 102可以包括全双工无线电设备，其中对于该无线电设备来说，一些或所有信号(例如与用于UL(例如对传输而言)和DL(例如对接收而言)的特定子帧相关联)的接收或传输可以是并发和/或同时的。全双工无线电设备可以包括借助于硬件(例如扼流线圈)或是凭借处理器(例如单独的处理器(未显示)或是凭借处理器118)的信号处理来减小和/或基本消除自干扰的干扰管理单元。在实施例中，WTRU 102可以包括传送和接收一些或所有信号(例如与用于UL(例如对传输而言)或DL(例如对接收而言)的特定子帧相关联)的半双工无线电设备。
图1C是示出了根据实施例的RAN 104和CN 106的***图示。如在此所述，RAN 104可以通过空中接口116，使用E-UTRA无线电技术来与WTRU 102a、102b、102c进行通信。所述RAN 104还可以与CN 106进行通信。
RAN 104可以包括e节点B 160a、160b、160c，然而应该了解，在保持符合实施例的同时，RAN 104可以包括任何数量的e节点B。每一个e节点B 160a、160b、160c都可以包括通过空中接口116与WTRU 102a、102b、102c通信的一个或多个收发信机。在一个实施例中，e节点B 160a、160b、160c可以实施MIMO技术。由此，举例来说，e节点B 160a可以使用多个天线来向WTRU 102a发射无线信号，和/或接收来自WTRU 102a的无线信号。
e节点B 160a、160b、160c中的每一者都可以关联于一个特定小区(未显示)，并且可被配置成处理无线电资源管理决策、切换决策、UL和/或DL中的用户调度等等。如图1C所示，e节点B 160a、160b、160c彼此可以通过X2接口进行通信。
图1C所示的CN 106可以包括移动性管理实体(MME)162、服务网关(SGW)164以及分组数据网络(PDN)网关(PGW)166。虽然前述的部件都被描述成是CN 106的部分，然而应该了解，这些部件中的任意者都可以由CN运营商之外的实体拥有和/或运营。
MME 162可以经由S1接口连接到RAN 104中的e节点B 160a、160b、160c中的每一者，并且可以充当控制节点。例如，MME 142可以负责验证WTRU 102a、102b、102c的用户，执行承载激活/去激活，以及在WTRU 102a、102b、102c的初始附着过程中选择特定的服务网关等等。MME 162还可以提供一个用于在RAN 104与使用其他无线电技术(例如GSM和/或WCDMA)的其他RAN(未显示)之间进行切换的控制平面功能。
SGW 164可以经由S1接口连接到RAN 104中的e节点B 160a、160b、160c中的每一者。SGW 164通常可以路由和转发去往/来自WTRU 102a、102b、102c的用户数据分组。并且，SGW 164还可以执行其他功能，例如在eNB间的切换过程中锚定用户平面、在DL数据可供WTRU 102a、102b、102c使用时触发寻呼处理、以及管理并存储WTRU 102a、102b、102c的上下文等等。
SGW 164可以被连接到PGW 166，所述PGW166可以为WTRU 102a、102b、102c提供针对分组交换网络(例如因特网110)的接入，以便促成WTRU 102a、102b、102c与启用IP的设备之间的通信。
CN 106可以促成与其他网络的通信。例如，CN 106可以为WTRU 102a、102b、102c提供针对电路交换网络(例如PSTN 108)的接入，以便促成WTRU 102a、102b、102c与传统的陆线通信设备之间的通信。例如，CN 106可以包括一个IP网关(例如IP多媒体子***(IMS)服务器)或与之进行通信，并且该IP网关可以充当CN 106与PSTN 108之间的接口。此外，CN106可以为WTRU 102a、102b、102c提供针对其他网络112的接入，其他网络112可以包括其他服务供应商拥有和/或运营的其他有线和/或无线网络。
虽然在图1A-1D中将WTRU描述成了无线终端，然而应该想到的是，在某些典型实施例中，此类终端与通信网络可以使用(例如临时或永久性)有线通信接口。
在典型实施例中，所述其他网络112可以是WLAN。
采用基础架构基本服务集(BSS)模式的WLAN可以具有用于所述BSS的接入点(AP)，以及与所述AP相关联的一个或多个站(STA)。所述AP可以接入或对接到分布式***(DS)，或将业务送入和/或送出BSS的别的类型的有线/无线网络。源于BSS外部且去往STA的业务可以通过AP到达并被递送至STA。源自STA且去往BSS外部的目的地的业务可被发送至AP，以便递送到相应的目的地。处于BSS内部的STA之间的业务可以通过AP来发送，例如源STA可以向AP发送业务，并且AP可以将业务递送至目的地STA。处于BSS内部的STA之间的业务可被认为和/或称为端到端业务。所述端到端业务可以在源与目的地STA之间(例如在其间直接)用直接链路建立(DLS)来发送。在某些典型实施例中，DLS可以使用802.11e DLS或802.11z隧道化DLS(TDLS)。使用独立BSS(IBSS)模式的WLAN可不具有AP，并且处于所述IBSS内部或是使用所述IBSS的STA(例如所有STA)彼此可以直接通信。在这里，IBSS通信模式有时还可被称为“自组织”通信模式。
在使用802.11ac基础设施工作模式或类似的工作模式时，AP可以在固定信道(例如主信道)上传送信标。所述主信道可以具有固定宽度(例如20MHz的带宽)或是动态设置的宽度。主信道可以是BSS的工作信道，并且可被STA用来与AP建立连接。在某些典型实施例中，所实施的可以是具有冲突避免的载波感测多址接入(CSMA/CA)(例如在802.11***中)。对于CSMA/CA来说，包括AP在内的STA(例如每一个STA)可以感测主信道。如果特定STA感测到/检测到和/或确定主信道繁忙，那么所述特定STA可以回退。在指定的BSS中，在任何指定时间可由一个STA(例如只有一个站)进行传输。
高吞吐量(HT)STA可以使用宽度为40MHz的信道来进行通信(例如借助于将宽度为20MHz的主信道与宽度为20MHz的相邻或不相邻信道相结合，来形成宽度为40MHz的信道)。
甚高吞吐量(VHT)STA可以支持宽度为20MHz、40MHz、80MHz和/或160MHz的信道。40MHz和/或80MHz信道可以通过组合连续的20MHz信道来形成。160MHz信道可以通过组合8个连续的20MHz信道或者通过组合两个不连续的80MHz信道(这种组合可被称为80+80配置)来形成。对于80+80配置来说，在信道编码之后，数据可被传递并经过一个分段解析器，所述分段解析器可以将数据非成两个流。在每一个流上可以单独执行反向快速傅里叶变换(IFFT)处理以及时域处理。所述流可被映射在两个80MHz信道上，并且数据可以由传输STA来传送。在接收STA的接收机上，上述用于80+80配置的操作可以是相反的，并且组合数据可被发送至介质接入控制(MAC)。
802.11af和802.11ah支持1GHz以下工作模式。与802.11n和802.11ac相比，在802.11af和802.11ah中使用信道工作带宽和载波有所缩减。802.11af在TV白空间(TVWS)频谱中支持5MHz、10MHz和20MHz带宽，并且802.11ah支持使用非TVWS频谱的1MHz、2MHz、4MHz、8MHz和16MHz带宽。根据某些典型实施例，802.11ah可以支持仪表类型控制/机器类型通信(MTC)(例如宏覆盖区域中的MTC设备)。MTC可以具有某种能力，例如包含了支持(例如只支持)某些和/或有限带宽在内的受限能力。MTC设备可以包括电池，并且该电池的电池寿命高于阈值(例如用于保持很长的电池寿命)。
对于可以支持多个信道和信道带宽的WLAN***(例如，802.11n、802.11ac、802.11af以及802.11ah)来说，所述WLAN***包括一个可被指定成主信道的信道。所述主信道的带宽可以等于BSS中的所有STA所支持的最大公共工作带宽。主信道的带宽可以由某一个STA设置和/或限制，其中所述STA源自在支持最小带宽工作模式的BSS中工作的所有STA。在关于802.11ah的示例中，即使BSS中的AP和其他STA支持2MHz、4MHz、8MHz、16MHz和/或其他信道带宽工作模式，但对支持(例如，只支持)1MHz模式的STA(例如MTC类型的设备)来说，主信道的宽度可以是1MHz。载波感测和/或网络分配矢量(NAV)设置可以取决于主信道的状态。如果主信道忙于(例如，由于STA(其仅支持1MHz工作模式)传送至AP，那么即使大多数的可用频带保持空闲，也可以认为所有可用频带繁忙。
在美国，可供802.11ah使用的可用频带是902MHz到928MHz。在韩国，可用频带是917.5MHz到923.5MHz。在日本，可用频带是916.5MHz到927.5MHz。依照国家码，可用于802.11ah的总带宽是6MHz到26MHz。
图1D是示出了根据实施例的RAN 104和CN 106的***图示。如以上所述，RAN 104可以通过空中接口116，使用NR无线电技术来与WTRU 102a、102b、102c进行通信。RAN 104还可以与CN 106进行通信。
RAN 104可以包括gNB 180a、180b、180c，但是应该了解，在保持符合实施例的同时，RAN 104可以包括任何数量的gNB。每一个gNB 180a、180b、180c都可以包括一个或多个用于通过空中接口116来与WTRU 102a、102b、102c通信的收发信机。在一个实施例中，gNB180a、180b、180c可以实施MIMO技术。例如，gNB 180a、180b可以使用波束成形处理来向gNB180a、180b、180c发射，和/或从gNB 180a、180b、180c接收信号。由此，举例来说，gNB 180a可以使用多个天线来向WTRU 102a发射无线信号，和/或接收来自WTRU 102a的无线信号。在实施例中，gNB 180a、180b、180c可以实施载波聚合技术。例如，gNB 180a可以向WTRU 102a(未示出)传送多个分量载波。这些分量载波的子集可以处于无授权频谱上，而剩余分量载波则可以处于授权频谱上。在实施例中，gNB 180a、180b、180c可以实施协作多点(CoMP)技术。例如，WTRU 102a可以接收来自gNB 180a和gNB 180b(和/或gNB 180c)的协作传输。
WTRU 102a、102b、102c可以使用与可扩缩参数配置(numerology)相关联的传输来与gNB 180a、180b、180c进行通信。例如，对于不同的传输、不同的小区和/或不同的无线传输频谱部分来说，OFDM符号间隔和/或OFDM子载波间隔可以是不同的。WTRU 102a、102b、102c可以使用具有不同或可扩缩长度的子帧或传输时间间隔(TTI)(例如包含了不同数量的OFDM符号和/或持续变化的绝对时间长度)来与gNB 180a、180b、180c进行通信。
gNB 180a、180b、180c可被配置成与采用独立配置和/或非独立配置的WTRU 102a、102b、102c进行通信。在独立配置中，WTRU 102a、102b、102c可以在不接入其他RAN(例如e节点B 160a、160b、160c)的情况下与gNB 180a、180b、180c进行通信。在独立配置中，WTRU102a、102b、102c可以使用gNB 180a、180b、180c中的一者或多者作为移动锚点。在独立配置中，WTRU 102a、102b、102c可以使用无授权频带中的信号来与gNB 180a、180b、180c进行通信。在非独立配置中，WTRU 102a、102b、102c会在与别的RAN(例如e节点B 160a、160b、160c)进行通信/相连的同时，与gNB 180a、180b、180c进行通信/相连。举例来说，WTRU 102a、102b、102c可以通过实施DC原理，以基本同时的方式与一个或多个gNB 180a、180b、180c以及一个或多个e节点B 160a、160b、160c进行通信。在非独立配置中，e节点B 160a、160b、160c可以充当WTRU 102a、102b、102c的移动锚点，并且gNB 180a、180b、180c可以提供附加的覆盖和/或吞吐量，以便为WTRU 102a、102b、102c提供服务。
gNB 180a、180b、180c中的每一者都可以关联于特定小区(未显示)，并且可以被配置成处理无线电资源管理决策、切换决策、UL和/或DL中的用户调度、支持网络切片、DC、实施NR与E-UTRA之间的互通处理、路由去往用户平面功能(UPF)184a、184b的用户平面数据、以及路由去往接入和移动性管理功能(AMF)182a、182b的控制平面信息等等。如图1D所示，gNB 180a、180b、180c彼此可以通过X2接口通信。
图1D所示的CN 106可以包括至少一个AMF 182a、182b，至少一个UPF 184a、184b，至少一个会话管理功能(SMF)183a、183b，并且有可能包括数据网络(DN)185a、185b。虽然前述部件都被描述了CN 106的部分，但是应该了解，这些部件中的任意者都可以被CN运营商之外的其他实体拥有和/或运营。
AMF 182a、182b可以经由N2接口连接到RAN 104中的gNB 180a、180b、180c中的一者或多者，并且可以充当控制节点。例如，AMF 182a、182b可以负责验证WTRU 102a、102b、102c的用户，支持网络切片(例如处理具有不同需求的不同协议数据单元(PDU)会话)，选择特定的SMF 183a、183b，管理注册区域，终止非接入层(NAS)信令，以及移动性管理等等。AMF182a、182b可以使用网络切片处理，以便基于WTRU 102a、102b、102c使用的服务类型来定制为WTRU 102a、102b、102c提供的CN支持。举例来说，针对不同的使用情况，可以建立不同的网络切片，所述使用情况例如为依赖于超可靠低延时(URLLC)接入的服务、依赖于增强型大规模移动宽带(eMBB)接入的服务以及用于MTC接入的服务等等。AMF 182a、182b可以提供用于在RAN 104与使用其他无线电技术(例如LTE、LTE-A、LTE-A Pro和/或诸如WiFi之类的非3GPP接入技术)的其他RAN(未显示)之间切换的控制平面功能。
SMF 183a、183b可以经由N11接口连接到CN 106中的AMF 182a、182b。SMF 183a、183b还可以经由N4接口连接到CN 106中的UPF 184a、184b。SMF 183a、183b可以选择和控制UPF 184a、184b，并且可以通过UPF 184a、184b来配置业务路由。SMF 183a、183b可以执行其他功能，例如管理和分配UE IP地址、管理PDU会话、控制策略实施和QoS、以及提供DL数据通知等等。PDU会话类型可以是基于IP的、基于非IP的、以及基于以太网的等等。
UPF 184a、184b可以经由N3接口连接到RAN 104中的gNB 180a、180b、180c中的一者或多者，N3接口可以为WTRU 102a、102b、102c提供针对分组交换网络(例如因特网110)的接入，以便促成WTRU 102a、102b、102c与启用IP的设备之间的通信，UPF 184、184b可以执行其他功能，例如路由和转发分组、实施用户平面策略、支持多宿主PDU会话、处理用户平面QoS、缓冲DL分组、以及提供移动性锚定处理等等。
CN 106可以促成与其他网络的通信。例如，CN 106可以包括充当CN 106与PSTN108之间的接口的IP网关(例如IP多媒体子***(IMS)服务器)，或者可以与所述IP网关进行通信。此外，CN 106可以为WTRU 102a、102b、102c提供针对其他网络112的接入，其他网络112可以包括其他服务供应商拥有和/或运营的其他有线和/或无线网络。在一个实施例中，WTRU 102a、102b、102c可以经由对接到UPF 184a、184b的N3接口以及介于UPF 184a、184b与DN 185a、185b之间的N6接口，并通过UPF 184a、184b连接到本地DN 185a、185b。
有鉴于图1A-1D以及关于图1A-1D的相应描述，在这里对照以下的一项或多项描述的一个或多个或所有功能可以由一个或多个仿真设备(未显示)来执行：WTRU 102a-d、基站114a-b、e节点B 160a-c、MME 162、SGW 164、PGW 166、gNB 180a-c、AMF 182a-b、UPF 184a-b、SMF 183a-b、DN 185 a-b和/或这里描述的其他任何设备(一个或多个)。这些仿真设备可以是被配置成模拟这里一个或多个或所有功能的一个或多个设备。举例来说，这些仿真设备可用于测试其他设备和/或模拟网络和/或WTRU功能。
仿真设备可被设计成，在实验室环境和/或运营商网络环境中实施关于其他设备的一项或多项测试。例如，所述一个或多个仿真设备，可以在被完全或部分作为有线和/或无线通信网络一部分实施和/或部署的同时，执行一个或多个或所有功能，以便测试通信网络内部的其他设备。所述一个或多个仿真设备，可以在被临时作为有线和/或无线通信网络的一部分实施/部署的同时，执行一个或多个或所有功能。所述仿真设备可以直接耦合到别的设备以执行测试，和/或可以使用空中无线通信来执行测试。
所述一个或多个仿真设备，可以在未被作为有线和/或无线通信网络一部分实施/部署的同时，执行包括所有功能在内的一个或多个功能。例如，所述仿真设备，可以在测试实验室和/或未被部署(例如测试)的有线和/或无线通信网络的测试场景中使用，以便实施关于一个或多个组件的测试。所述一个或多个仿真设备可以是测试设备。所述仿真设备可以使用直接的RF耦合和/或借助了RF电路(作为示例，该电路可以包括一个或多个天线)的无线通信来发射和/或接收数据。
一些实施例包括用于调整非地面网络中的随机接入响应窗口的方法和装置。在一个实施例中，一种方法包括：接收包括g节点B类型参数和随机接入响应窗口长度参数的信息。该方法还包括：确定g节点B是非地面g节点B。该方法还包括：确定最小往返时间(RTT)。该方法还包括：确定用于随机接入响应窗口的时间偏移。该方法还包括：基于所接收的随机接入响应窗口长度参数和基于非地面网络的表格，来确定所述随机接入响应窗口的长度。该方法还包括：基于所述时间偏移，设置所述随机接入响应窗口。该方法还包括：在所述随机接入响应窗口内的监视时机上，监视下行链路控制信道。
一些实施方式包括用于由无线发射/接收单元(WTRU)随机接入通信网络的***、方法和设备。在一些实施方式中，WTRU接收随机接入响应(RAR)配置信息。WTRU基于该WTRU与非地面网络设备之间的最小往返时间(RTT)，来确定用于RAR窗口的时间偏移。WTRU确定所述RAR窗口的长度。WTRU基于所述RAR窗口的时间偏移和长度，在RAR窗口期间监视来自非地面网络设备的物理下行链路控制信道(PDCCH)。
一些实施例将3GPP 5G新无线电(NR)技术应用于卫星通信或其他非地面网络。NR的一些方面包括物理随机接入信道(PRACH)和随机接入(RACH)过程。RACH过程可以用于上行链路时间同步。在RACH过程中，WTRU可以发送PRACH前导码。在发送PRACH前导码之后，WTRU可以尝试在由较高层控制的窗口期间(例如，“ra-响应窗口”)，检测具有对应的随机接入无线电网络临时标识符(RA-RNTI)的物理下行链路控制信道(PDCCH)。所述窗口可以在WTRU被配置用于类型1-PDCCH公共搜索空间的最早控制资源集的第一个符号处开始，其可以是在前导序列传输的最后一个符号之后的一定数量符号之后(例如，如以标准或其他方式中所定义的)。窗口的长度(以时隙数为单位)可以基于用于类型0-PDCCH公共搜索空间的子载波间隔和循环前缀。该长度可以由较高层参数提供，该较高层参数可以是例如“rar-窗口长度”参数。
所述PRACH前导码可以包括素长度(prime-length)Zadoff-Chu(ZC)序列，其可以提供关于其循环移位的良好自相关特性，其可能是时间同步所需的。对于一定长度，可以使用不同的根，获得不同的ZC序列。该不同的ZC序列可以具有良好的互相关特性，例如，其可以用于区分WTRU。
PRACH前导码可以具有多种格式，每种格式具有不同的长度、循环前缀(CP)和保护时间(GT)。可以从PRACH配置索引识别PRACH格式，该PRACH配置索引可以由g节点B经由较高层信令通过***信息块(SIB)(例如，SIB2)发送。在NR中，四个PRACH格式与前导序列长度839相关联，并且可针对前导序列长度139引入了附加格式，如下面的来自3GPP TS 38.211V15.0.0的表所示。在下表中，变量根据TS 38.211 V15.0.0而被定义。例如，变量LRA是指随机接入前导码的长度，变量ΔfRA是指随机接入前导码的子载波间隔，变量Nu是指前导码格式的序列长度，变量u是指序列号，变量
Figure BDA0002631322810000203
是指循环前缀长度，变量κ是指LTE的基本时间单位Ts与NR的基本时间单位Tc之间的比率(Ts/Tc)，以及变量μ是指子载波间隔配置。
表1显示了针对LRA＝839和ΔfRA∈{1.25，5}kHz的示例性PRACH前导码格式：
表1
Figure BDA0002631322810000201
表2显示了针对LRA＝139和ΔfRA＝15·2μkHz的示例性前导码格式，其中μ∈{0，1，2，3}：
表2
Figure BDA0002631322810000202
对于非地面g节点B，到WTRU的往返时间(RTT)可能远大于地面网络中的RTT。RTT可以被估计为或基于g节点B和WTRU之间的距离除以光的速度。g节点B和WTRU之间的距离可以通过非地面g节点B与地球的距离和仰角来估计。非地面g节点B可以基于其与地球的距离以及其在地球上的波束的足迹(footprint)，来估计到WTRU的最大和最小距离以及最大和最小RTT。在这种情况下，与地面蜂窝网络不同，最大RTT和RTT的变化范围可能不同。例如，对于对地静止(GEO)卫星，最大往返时间可能高达600毫秒，而RTT的变化(取决于足迹)可能要小得多。例如，假设最小仰角为40度，可以估计RTT的最大变化，如表3所示。
表3
点波束大小(按照Km) 往返时间的最大变化(按照ms)
150 1.44
200 1.92
300 2.88
500 4.80
在非地面通信中，较大的延迟和RTT(与地面应用相比)可能需要NR的各个方面的新设计，包括PRACH设计和RACH过程。
对PRACH前导码传输的响应的适当窗口长度，可能需要与非地面通信需求(例如，包括大RTT)兼容。对于非地面网络，RTT可能比地面网络中的RTT大得多。例如，在某些情况下，对于具有弯曲管道架构的GEO卫星，RTT可能高达600毫秒。在一些情况下，NR中的针对PRACH响应的当前窗口(其在发送前导码的最后一个符号之后一定数量的符号(例如，如以标准或其他方式定义的)之后开始，并且具有受限于10毫秒的“rar-窗口长度”的大小)不能覆盖所有非地面网络(例如典型的卫星网络)的RTT。
可能需要新的PRACH格式(其包括用于其配置的信令机制，具有适当长度的前导码和CP和GT)，以与非地面通信需求(包括大的往返模糊度)兼容。PRACH格式可以标识前导序列长度、重复、CP和GT的长度以及子载波间隔。适当长度的CP和GT可能取决于RTT变化或RTT模糊度。RTT变化和RTT模糊度可互换使用以指代RTT的变化。前导序列重复和子载波间隔可能影响覆盖范围。对于非地面网络，取决于非地面g节点B或弯曲管道的架构和类型，可能存在宽范围的RTT模糊度以及覆盖要求(例如，基于上行链路的不同噪声预算)。这种广泛的选择可能需要太多的PRACH格式和SIB中过多的所需信令。
可能需要***、方法和设备来解决非地面RTT对基于争用的RACH过程中的争用解决的影响，和/或解决非地面RTT对基于Zadoff-Chu(ZC)序列的PRACH前导码的互相关的影响。
非地面网络的最大RTT可以基于小区大小和从WTRU到非地面g节点B的距离而被估计。在(例如，根据g节点B已知的参数，例如距地球的距离和最小仰角)估计最大往返时间之后，g节点B可以通过较高层系列(例如，在SIB消息内)将PRACH响应窗口的长度配置为具有预期RTT的最大值(例如，600ms)的“rar-窗口长度”。在一些实施方式中，例如NR，“rar-窗口长度”的步长可以是一个时隙。在一些非地面网络实施方式中，为了指示具有一个时隙的步长的高达600毫秒的值(例如，对于15kHz的子载波间隔具有一毫秒，并且对于更大的子载波间隔具有更小的值)，需要至少十个比特。
在一些实施方式中，对于非地面网络，WTRU可以使用具有扩展长度(例如，“Ext-rar-窗口长度”，其中可包括具有1毫秒步长的所有可能的窗口长度组合)的“rar-窗口长度”参数，来确定随机接入响应(RAR)窗口长度。在某些情况下，与地面NR相比，这种方法可能会产生更多的信令开销。
在一些实施方式中，指示PRACH响应窗口的长度的表可以用于WTRU，以确定PRACH响应窗口长度。在某些情况下，这种方法可能会导致较低的信令开销。表4是用于指示地面和非地面情况的PRACH响应窗口的长度的示例表。可以为RAR窗口长度的低粒度指示(例如，小步长，例如1毫秒)指派数个码字，并且可以为RAR窗口长度的高粒度指示(例如，大步长，例如10到100毫秒)指派数个码字。
表4
“rar-窗口长度”的内容 随机接入响应窗口的长度
0000 0
0001 1个时隙
0010 2个时隙
0011 3个时隙
0100 4个时隙
0101 5个时隙
0110 6个时隙
0111 7个时隙
1000 8个时隙
1001 9个时隙
1010 10个时隙
1011 20个子帧
1100 50个子帧
1101 100个子帧
1110 300个子帧
1111 600个子帧
WTRU可以使用用于映射“rar-窗口长度”的不同表，来确定PRACH响应窗口的长度，例如，取决于来自SIB的显式或隐式配置。例如，在一些实施方式中，可以为五种g节点B类型(例如，地面、高空平台站(HAPS)、低地球轨道(LEO)、中地球轨道(MEO)、对地静止(GEO))定义五个不同的表。在一些实施方式中，可以为地面和非地面通信定义两个不同的表。WTRU可以例如基于它从SIB消息接收的信息来识别每种情况。在一些实施方式中，通过使用该方法，对于地面g节点B的情况的“rar-窗口长度”的表可以与在5G NR版本15中定义的表相同。表5是用于指示针对非地面g节点B情况的PRACH响应窗口长度(例如，“rar-窗口长度”)的示例表。
表5
“rar-窗口长度”的内容 随机接入响应窗口的长度
0000 1个子帧
0001 2个子帧
0010 5个子帧
0011 10个子帧
0100 20个子帧
0101 30个子帧
0110 40个子帧
0111 50个子帧
1000 100个子帧
1001 200个子帧
1010 300个子帧
1011 400个子帧
1100 500个子帧
1101 600个子帧
1110 700个子帧
1111 800个子帧
对于非地面网络，可以基于小区大小和从非地面g节点B到该小区的距离，来估计WTRU和所述非地面g节点B之间的RTT的变化。在非地面网络的一些情况下(例如，GEO、MEO和LEO卫星，但是例如，不一定用于HAPS)，平均RTT可以比RTT的变化更大(例如，远大于RTT的变化)。
在一些实施方式中，PRACH响应窗口的长度可能需要大于RTT的最大模糊度，但是可能不需要大于最大RTT。在某些情况下，监视非常大的时间窗口的WTRU，可能不必要地为此目的使用大量功率。为了减少这种不必要的功耗，在一些实施方式中，可以使用近似等于最小RTT的时间偏移，并且可以采用一种机制来向g节点B和WTRU通知该偏移。
注意，在一些实施方式中，g节点B和WTRU都可能需要知道所述时间偏移，然而，该时间偏移可能不需要等于最小RTT。在一些实施方式中，如果所述偏移小于最小RTT并且所述窗口覆盖RTT中可能的模糊度，则PRACH响应机制将正常工作。在一些实施方式中，基于标准规范、隐式信令、显式信令或这些的组合，g节点B和WTRU可被通知应用于PRACH响应窗口的开始的时间偏移。
在一些实施方式中，所述时间偏移可基于g节点B类型(例如，GEO、MEO、LEO、HAPS)，通过识别最小RTT的粗略估计而被隐式地配置。可以针对每种类型的g节点B考虑最小RTT，并且可以在标准规范中指定该最小RTT。WTRU可以例如从SIB消息或其他机制，获得关于g节点B类型的信息。基于该信息和表格(例如，如规范中所定义的)，WTRU可以在PRACH响应窗口(例如，如NR版本15中所定义的)的默认开始之前应用时间偏移。表6是用于基于g节点B类型来标识PRACH响应窗口的开始之前的时间偏移的示例表。对于每种卫星类型，弯曲管道架构的最小RTT可能是卫星g节点B的最小RTT的两倍。
表6
<u>g节点B类型</u> <u>附加时间偏移</u>
地面 0
HAPS G节点B 0
LEO G节点B(至地球的距离＜150Km) 0
LEO G节点B(150Km＜至地球的距离＜600Km) 1ms(1个子帧)
LEO G节点B(600Km＜至地球的距离＜2000Km) 4ms(4个子帧)
MEO G节点B(2000Km＜至地球的距离＜6000Km) 12ms(12个子帧)
MEO G节点B(6000Km＜至地球的距离＜12000Km) 40ms(40个子帧)
MEO G节点B(12000Km＜至地球的距离＜18000Km) 80ms(80个子帧)
MEO G节点B(18000Km＜至地球的距离＜24000Km) 120ms(120个子帧)
MEO G节点B(2400Km＜至地球的距离＜30000Km) 160ms(160个子帧)
MEO G节点B(3000Km＜至地球的距离) 200ms(200个子帧)
GEO 240ms(240个子帧)
GEO(弯曲管道) 480ms(480个子帧)
所需的PRACH响应窗口长度的范围可以取决于WTRU的RTT的残余模糊度(其可以包括非地面g节点B(或弯曲管道)与地球的距离以及仰角的模糊度)。使用诸如表4的表，所需PRACH响应窗口长度的最大范围可以是大约100毫秒，并且可以基于该假设在标准规范中定义配置表。类似于表3但具有不同条目的表可用于非地面通信情况的PRACH响应窗口的长度的配置。
图2是示出了用于基于隐式配置的时间偏移来调整随机接入响应窗口的示例性WTRU过程200的流程图。在该示例中，在步骤210中，WTRU在SIB消息中接收包括g节点B类型和随机接入响应窗口长度(例如，“rar-窗口长度”参数)的较高层信令。WTRU可以确定g节点B是否在非地面网络中。
在g节点B处于非地面网络中的条件下(步骤215)，在元素220中WTRU可以确定最小RTT。在步骤230中，WTRU可以确定用于RAR窗口的时间偏移。在步骤240中，WTRU可以基于“rar-窗口长度”参数和基于非地面的表格，确定RAR窗口长度。在步骤245中，WTRU可以传送PRACH前导码。在步骤250中，例如通过添加时间偏移到默认开始以及利用所识别的长度，WTRU可以设置RAR窗口。在步骤260中，WTRU可以在响应窗口内的监视时机上，监视下行链路控制信道(例如，类型-0 PDCCH)。如在其他图中那样，可以在适当的情况下以不同的顺序执行图4所示的步骤。例如，在一些实施例中，可以在步骤245传送PRACH前导码之后执行步骤220、230和240。
在g节点B不在非地面网络中的条件下(步骤215)，在步骤270中，WTRU可以传送PRACH前导码。在步骤280中，WTRU可以使用默认开始及等于“rar-窗口长度”参数的长度设置PRACH响应窗口。在步骤290中，WTRU可以在响应窗口内的监视时机上监视类型-0 PDCCH。
在一些实施方式中，可以基于显式信令(例如，在SIB消息中)来调整用于PRACH响应窗口的开始的时间偏移。例如，基于其到地球的距离、其足迹和仰角，g节点B可以估计WTRU在其相关足迹中的最小RTT。g节点B可以通过较高层信令(例如，在SIB消息中)向WTRU发送关于所述最小RTT的估计。RTT的剩余模糊度最多等于关于以下的量化：用信号通知的最小RTT加上关于卫星波束的足迹的最大往返变化。
为了在不牺牲量化分辨率的情况下降低信令开销，可以将该显式信令方法与隐式方法组合。类似于表4，WTRU可以基于非地面g节点B(或弯曲管道)来确定最小RTT的大部分。在估计更精确的最小RTT之后，g节点B可以通过较高层信令(例如通过扣除已在规范表中定义并且WTRU可隐含地可用的值)将其剩余部分用信号发送给WTRU。
图3是示例性非地面通信***300的三维视图，其包括非地面(例如，星载或机载)gNB 310、第一WTRU 320和第二WTRU 330。图3示出了这些各种分量之间的各种关系，这些分量包括足迹340、足迹340的直径350、gNB 310与地球之间的距离360、对应于最大RTT的最大仰角370、以及对应于最小RTT的最小仰角380。这些关系还意味着RTT的最大变化(即，往返时间模糊度)。
在一些实施方式中，WTRU可以使用关于非地面g节点B的类型、与地球的距离和仰角的信息的组合(其可以由g节点B显式地发信号或由WTRU估计)，来在确定时间偏移时更为准确地估计最小RTT。
非地面网络可能需要大量PRACH格式。一些实施方式通过将CP和GT的选择与重复次数解耦，来减少选择的次数(和信令开销)。一些实施方式还基于来自其他参数的隐式推导做出选择(或选择CP或GT中的一个或另一个，或在关于CP和/或GT的选择中进行向下选择)，而不是仅依赖于显式信令。
可以通过经由隐式信令(例如，与PRACH格式分离)通知WTRU重复的选择，来实施将PRACH格式的往返方面与覆盖方面解耦。关于上行链路链路预算的隐式信息(例如，基于非地面g节点B类型(即，GEO、MEO、LEO或HAPS)及其接收能力)可以用于隐式选择前导码长度(或重复因子)。该信息可以由WTRU通过SIB消息获得。
一些实施方式包括PRACH格式的混合隐式/显式信令。指示CP和GT的长度的PRACH格式可以取决于RTT模糊度的范围。该信息的部分可以由WTRU可以基于其他参数(例如，基于非地面g节点B类型)来隐式地获得，而不是基于由g节点B显式地用信号通知的所有信息(例如，其中参数被直接发送到WTRU)。
可以将PRACH格式中的较小子集用于每种类型的非地面g节点B(或非地面弯曲管道)，并且对于每种情况，可以仅用信号通知该子集中的选择。在一些实施方式中，与地面NR中的格式名称相同的格式名称可用于非地面通信，但根据每种类型的非地面g节点B(或弯曲管道)，格式名称具有的不同定义(例如，如标准中所规定的)。
在一些实施方式中，PRACH格式的不同表可以用于GEO卫星上的g节点B。用于GEO的格式可能涵盖不同情况下RTT的变化。在一些示例中，对于仰角大约为40度并且足迹大小大约为500km的情况，RTT的变化可以高达5毫秒。表7示出了针对GEO卫星g节点B情况的PRACH格式定义的示例。
表7
Figure BDA0002631322810000281
在表7中，PRACH格式的选择可以由GEO卫星g节点B基于其足迹大小或该足迹内使用相同SIB的小区来执行。可以通过卫星g节点B基于以下等式估计RTT的近似最大变化：
近似ΔRTT＜(d2/h).sinθ+d.cosθ 等式1
其中d是小区(在其中广播相同的SIB)的直径，h是从所述卫星到地球的距离(或海拔高度)，且θ是仰角。值得注意的是，对于所述GEO卫星，d.cosθ成为低海拔的主要术语。
在一些实施方式中(例如，NR和LTE)，对于基于争用的RACH过程的情况，可以使用争用解决机制，并且可以使用争用解决定时器(例如，“ra-争用解决定时器”)来确定RACH过程的长度。
非地面网络中固有的最大RTT可能需要在RACH过程中定义具有非常大的持续时间或修改的争用解决定时器。作为示例，为了避免使用非常大的争用解决定时器(其可能使WTRU长时间不必要地忙碌并且浪费能量)，可以以与上面关于PRACH响应窗口的讨论类似的方式使用时间偏移。
图4是示出了用于确定用于非地面通信的PRACH前导码的示例性WTRU过程400的流程图。为了解决与非地面网络相关联的大RTT的问题及其对基于Zadoff-Chu(ZC)序列的PRACH前导码的互相关的影响，可以使用自适应PRACH序列选择方法。在该示例中，在步骤410中，WTRU可以接收用于非地面通信的PRACH配置。在步骤420中，响应于该PRACH配置，WTRU可以基于步骤430中的非地面gNB类型(即，该gNB所在的机载或星载的运载工具的类型)确定最大RTT(max-RTT)。在一些实施方式中，WTRU可以通过例如如前所述的***信息或较高层中的信令，隐式或显式地确定用于传输的非地面gNB的类型(例如，HAP或星载卫星(LEO、MEO、GEO)等)。
在步骤440中，基于所估计的RTT，WTRU可从由g节点B配置的PRACH前导码池中，自主地向下选择(即，选择子集)PRACH前导码。在步骤460中，WTRU可以使用所识别的前导码来发送PRACH。
在向下选择PRACH前导码的过程中，WTRU可以向下选择从给定ZC根序列的循环移位获得的某些PRACH前导码、和/或从不同根获得的某些PRACH前导码。可能需要向下选择从给定ZC根序列的循环移位获得的某些PRACH前导码，以确保该PRACH前导码的零相关区域大于最大RTT。在RTT大于从给定ZC根序列的循环移位获得的任何两个PRACH前导码的零相关区域的一些示例中，WTRU可以针对每个根ZC序列选择一个循环移位(例如，在NR中所定义的，针对每个根，64个可用移位循环中的一个)。在这种情况下(其可能与GEO卫星更相关)，PRACH前导码池可以限于不同的ZC根(例如，多达64个根)。RTT越大，WTRU在非地面网络中可以使用的循环移位越少，因此，可以将更多数量的ZC根序列用于PRACH前导码。
在一些实施方式中，WTRU还可以结合RTT，使用g节点B所属于的机载或星载的运载工具的地理位置(步骤450)来向下选择PRACH前导码(例如，根ZC序列和给定根ZC序列的循环移位)。
由MEO/LEO卫星或HAPS承载的g节点B，通常相对于地面WTRU快速移动。这可能导致WTRU具有高度可变的路径损耗。例如，信道路径损耗可能从WTRU检测到同步信号块(SSB)时显著改变，直至WTRU发送PRACH前导码。该路径损耗可能显著大于典型的地面网络。给定WTRU的功率限制，可能需要各种方法来完成(close)上行链路信号和信道上的链路预算。
可以使用鲁棒的PRACH设计，其中WTRU可以以灵活的方式覆盖路径损耗。在地面网络中，PRACH前导码具有刚性结构，该结构具有一个、两个或四个重复部分。然而，在非地面网络中，可能希望在PRACH前导码内具有更多的重复，以覆盖更大的路径损耗。由于WTRU的到达速率较大(这可能是由于较大的WTRU群体或快速移动的g节点B)，可能还希望允许更频繁地传输PRACH前导码的机会。
图5是示出了灵活PRACH前导码结构500的示例的位图。前导码结构500可以容纳具有大量重复的PRACH前导码510、循环前缀520和保护时间530。PRACH前导码重复的次数可以很大，并且可以受到最大值540的限制。PRACH前导码资源的起始和结束、以及重复的PRACH前导码的最大次数，可以在启动RACH过程之前由WTRU从g节点B获得。长PRACH资源可以允许由每个WTRU执行的PRACH前导码的可变数量的连续传输。
图6是示出了用于灵活PRACH的示例性WTRU行为600的流程图。在步骤610中，WTRU可以检测例如非地面(NTN)g节点B列表的NTN g节点B的SSB，并且可以获得PRACH资源属性(例如，从SIB(例如SIB2)获得)。该属性可以包括所述资源的起始和结束、以及该资源内的前导码重复的最大次数。WTRU还可以获得关于SIB的前导序列和循环移位。
在步骤620中，WTRU可以例如基于以下因素，确定所述PRACH资源内的前导码的重复次数：先前尝试中的重复次数、所估计的来自最后检测到的SSB或其他广播信道的路径损耗、g节点B接收的广播属性、以及g节点B的移动方向的估计(例如，基于所述g节点B上的增加信号强度或降低信号强度)。
在步骤630中，只要所确定的重复次数符合该资源内的前导码重复的最大次数，WTRU可以准备和发送从长重复PRACH资源内的任意重复块开始的前导码，并且WTRU可以在该资源结束之前在任意地方停止传输。在一些情况下，WTRU可以修改重复的次数，以适合所述资源的可用部分，并且可以传送重复前导码的可变数量，只要它小于PRACH资源内的可用前导码重复的最大次数即可。如果先前的尝试不成功，则WTRU可以在不同的尝试中，尝试不同次数的重复以发送Msg1。WTRU可以启动第一定时器(T1)。
在步骤640中，在T1期满之后，WTRU可以启动第二定时器(T2)。在T2的持续时间内，WTRU可以搜索来自g节点B的响应。在WTRU接收到响应的条件下650，WTRU可以继续RACH过程的剩余部分。否则，所述过程返回到步骤620。
g节点B可以与长重复PRACH资源一起，为每个序列和每个循环移位运行并行PRACH检测器，并且可以与所述PRACH资源一起，为每个前导码和循环移位添加适当的检测度量。如果给定序列及给定循环移位的检测的累积度量超过阈值，并且如果以足够的置信度确定其他属性(例如，时间前置量)，则g节点B可以停止检测所述给定序列及给定循环移位。
图7是示出了用于由WTRU随机接入通信网络的示例性方法700的流程图。方法700是示例性的，并且可以使用例如如本文所讨论的任何合适的WTRU来实施，并且可以与本文所讨论的任何技术结合使用。
在步骤710中，WTRU接收随机接入响应(RAR)配置信息。在步骤720中，WTRU基于该WTRU与非地面网络设备之间的最小往返时间(RTT)来确定用于所述RAR窗口的时间偏移。在步骤730中，WTRU确定所述RAR窗口的长度。在步骤740中，WTRU将PRACH前导码传送到所述非地面网络设备。在步骤750中，WTRU基于所述RAR窗口的时间偏移和长度，在所述RAR窗口期间监视来自非地面网络设备的物理下行链路控制信道(PDCCH)。应注意，图7的各个步骤可以在适当的情况下以不同的顺序被执行，如在其他图中那样。例如，在一些实施例中，可以在步骤740传送PRACH前导码之后执行步骤710、720、730。
图8是示出了针对NTN应用的示例性RACH定时的时间线800。时间线800示出了WTRU与非地面gNB之间的示例性PRACH通信，其可与本文所讨论的各种设备和技术一起使用。例如，时间线800的示例通信可以表示如关于图3所示和所述的第一WTRU 320和gNB 310之间的通信。在时间线800中，WTRU在时间810发送PRACH前导码。在地面网络中，或者默认情况下(例如，根据当前的NR规范)，WTRU将在默认RAR窗口起始时间820处，开始尝试检测对所述PRACH前导码的RAR响应(例如，来自gNB的RAR响应)。然而，在该示例中，时间偏移830被添加到起始时间820，以产生NTN RAR窗口起始时间840。例如，如本文所讨论的，时间偏移830可被计算以补偿WTRU和非地面gNB之间的最小RTT(例如，对应于仰角380)。WTRU继续尝试在RAR窗口850期间检测RAR响应。例如，如本文所讨论的，RAR窗口850的长度860可基于WTRU和非地面gNB之间的最小RTT(例如，对应于仰角380)与最大RTT(例如，对应于仰角370)之间的差异而被计算。
虽然在上述中描述了采用特定组合的特征和元素，但是本领域普通技术人员将会认识到，每一个特征或元素既可以单独使用，也可以与其他特征和元素进行任何组合。另外，在此所述的方法可以在结合在计算机可读介质中的计算机程序、软件或固件中实施，以由计算机或处理器执行。计算机可读介质的示例包括电子信号(通过有线或无线连接传输)和计算机可读存储介质。计算机可读存储介质的示例包括但不限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、寄存器、缓冲存储器、半导体存储器设备、磁介质(例如，内部硬盘和可移除磁盘)、磁光介质和光学介质(例如CD-ROM盘和数字通用盘(DVD))。与软件相关联的处理器可用于实施用于WTRU、UE、终端、基站、RNC或任何主计算机的射频收发信机。

Claims (20)

1.一种用于由无线发射/接收单元(WTRU)随机接入通信网络的方法，该方法包括：
由所述WTRU接收随机接入响应(RAR)配置信息；
基于所述WTRU与非地面网络设备之间的最小往返时间(RTT)，由所述WTRU确定用于RAR窗口的时间偏移；
由所述WTRU确定所述RAR窗口的长度；
向所述非地面网络设备传送物理随机接入信道(PRACH)前导码；以及
基于所述RAR窗口的所述时间偏移和所述长度，在所述RAR窗口期间由所述WTRU监视来自所述非地面网络设备的物理下行链路控制信道(PDCCH)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述WTRU基于所述非地面网络设备的类型，来确定所述RAR窗口的所述长度。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述WTRU基于所述非地面网络设备的类型，来确定所述最小RTT。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述WTRU在***信息块(SIB)中接收所述RAR配置信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述WTRU在所述配置信息中接收所述最小RTT。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述WTRU基于所述RTT的最大可变性，来确定所述RAR窗口的所述长度。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述WTRU基于所述非地面网络设备的类型，来确定所述RTT的最大可变性。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述非地面网络设备包括g节点B。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述非地面网络设备包括卫星或飞行器。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述非地面网络设备包括低地球轨道(LEO)卫星、中地球轨道(MEO)卫星、对地静止轨道(GEO)卫星或高空平台站(HAPS)。
11.一种被配置用于随机接入通信网络的无线发射/接收单元(WTRU)，所述WTRU包括：
接收机电路，被配置为接收随机接入响应(RAR)配置信息；
处理器，被配置为基于所述WTRU与非地面网络设备之间的最小往返时间(RTT)，来确定用于RAR窗口的时间偏移；
所述处理器，被配置为确定所述RAR窗口的长度；
发射机电路，被配置为向所述非地面网络设备传送物理随机接入信道(PRACH)前导码；以及
接收机电路，被配置为在所述RAR窗口期间，监视来自所述非地面网络设备的物理下行链路控制信道(PDCCH)。
12.根据权利要求11所述的WTRU，其中所述处理器被配置为基于所述非地面网络设备的类型，来确定所述RAR窗口的所述长度。
13.根据权利要求11所述的WTRU，其中所述处理器被配置为基于所述非地面网络设备的类型，来确定所述最小RTT。
14.根据权利要求11所述的WTRU，其中所述接收机电路被配置为在***信息块(SIB)中，接收所述RAR配置信息。
15.根据权利要求11所述的WTRU，其中所述接收机电路被配置为在所述配置信息中，接收所述最小RTT。
16.根据权利要求11所述的WTRU，其中所述处理器被配置为基于所述RTT的最大可变性，来确定所述RAR窗口的所述长度。
17.根据权利要求11所述的WTRU，其中所述处理器被配置为基于所述非地面网络设备的类型，来确定所述RTT的最大可变性。
18.根据权利要求11所述的WTRU，其中所述非地面网络设备包括g节点B。
19.根据权利要求11所述的WTRU，其中所述非地面网络设备包括卫星或飞行器。
20.根据权利要求11所述的WTRU，其中所述非地面网络设备包括低地球轨道(LEO)卫星、中地球轨道(MEO)卫星、对地静止轨道(GEO)卫星或高空平台站(HAPS)。
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