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用于NR专用载波和LTE/NR共享载波之间的PRACH发送的上行链路载波选择

阅读：196发布：2020-05-08

专利汇可以提供用于NR专用载波和LTE/NR共享载波之间的PRACH发送的上行链路载波选择专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且公开了一种蜂窝通信系统，其中在该蜂窝通信系统中，用户设备(UE)通过使用可供UE使用的多个上行链路载波中的一个或多个上行链路载波向5G基站发送包括随机接入前导码的一个或多个消息，来发起随机接入信道(RACH)过程。基站选择供UE进行初始接入用的上行链路载波，并作为RACH过程的一部分而向UE告知基站所选择的UL载波。，下面是用于NR专用载波和LTE/NR共享载波之间的PRACH发送的上行链路载波选择专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种由蜂窝通信系统中的用户设备即UE所进行的方法，所述方法包括：
接收上行链路载波指示即UL载波指示；
使用所述UL载波指示来确定所述UE所配置的多个UL载波中的用于相应随机接入前导码发送的至少一个UL载波；以及
使用所述UL载波指示所指示的所述至少一个UL载波来向无线电接入网络设备即RAN设备发送随机接入信道过程即RACH过程的至少一个第一消息即至少一个Msg1。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：作为所述RACH过程的一部分，从所述RAN设备接收所述RAN设备从能够供所述UE使用的多个UL载波中所选择的UL载波的指示。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述RAN设备所选择的UL载波的指示是在与所述RAN设备的连接完成之前接收到的。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述RAN设备所选择的UL载波的指示是在所述RACH过程的消息4即Msg4中接收到的。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，所述RAN设备所进行的UL载波的选择是基于与所述多个UL载波中的发送所述RACH过程的至少一个第一消息即至少一个Msg1的至少一个UL载波有关的至少一个UL测量。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，还包括：在后续RACH过程期间，接收所述RAN设备从能够供所述UE使用的多个UL载波中所选择的UL载波的其它指示，以更新所述UE所使用的UL载波。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的方法，还包括：接收应当使用所述多个UL载波中的不同载波来再发起所述RACH过程的请求。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，应当使用所述多个UL载波中的不同载波来再发起所述RACH过程的请求包括所述多个UL载波中的不同载波所用的PRACH前导码和所述UE的标识符中至少之一。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，应当使用所述多个UL载波中的不同载波来再发起所述RACH过程的请求提供所述RAN设备从能够供所述UE使用的多个UL载波中所选择的UL载波的指示。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，还包括：接收对用于告知所述RAN设备所进行的UL载波的选择的其它信息的请求。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括：提供所请求的其它信息。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，还包括：接收对UL参考信号子载波上的UL发送的请求，并在所述UL参考信号子载波上发送参考信号。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，所述多个UL载波中的至少一个载波是新空口即NR或5G专用UL载波。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，所述多个UL载波中的至少一个载波是补充UL载波即SUL载波。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述SUL载波是在新空口即NR或5G型通信系统与长期演进型通信系统即LTE型通信系统之间共享的UL载波。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中，所述RAN设备包括新空口即NR或5G基站，所述NR或5G基站为gNB。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其中，所述RAN设备包括长期演进基站即LTE基站，所述LTE基站为eNB。
18.一种由蜂窝通信系统中的无线电接入网络设备即RAN设备所进行的方法，所述方法包括：
向用户设备发送上行链路载波指示即UL载波指示；以及
使用所述UL载波指示所指示的至少一个UL载波来接收随机接入信道过程即RACH过程的至少一个第一消息即至少一个Msg1。
19.一种蜂窝通信系统所用的用户设备即UE，所述UE包括：
收发器和控制器，其中所述控制器被配置为：
控制所述收发器以接收上行链路载波指示即UL载波指示；
使用所述UL载波指示来确定所述UE所配置的多个UL载波中的用于相应随机接入前导码发送的至少一个UL载波；以及
控制所述收发器以使用所述UL载波指示所指示的所述至少一个UL载波来发送随机接入信道过程即RACH过程的至少一个第一消息即至少一个Msg1。
20.一种蜂窝通信系统所用的无线电接入网络设备即RAN设备，所述RAN设备包括：
收发器和控制器，其中所述控制器被配置为控制所述收发器使得：
向用户设备发送上行链路载波指示即UL载波指示；以及
使用所述UL载波指示所指示的至少一个UL载波来接收随机接入信道过程即RACH过程的至少一个第一消息即至少一个Msg1。
21.一种蜂窝通信系统，其包括根据权利要求20所述的至少一个设备以及根据权利要求19所述的至少一个用户设备。
22.一种计算机可实现指令产品，其包括计算机可实现指令，所述计算机可实现指令用于使可编程装置被配置为根据权利要求20所述的设备或根据权利要求19所述的用户设备。

说明书全文

用于NR专用载波和LTE/NR共享载波之间的PRACH发送的上行

链路载波选择

技术领域

[0001] 本发明涉及通信系统。特别地但不排他地，本发明与根据第三代合作伙伴计划(3GPP)标准或其等同项或衍生项而工作的无线通信系统及其装置相关。特别地但不排他地，本发明与所谓的新空口(NR)/下一代(NG)/5G型通信设备和长期演进(LTE)型通信设备之间的上行链路(UL)共享和用于支持提供补充上行链路(SUL)载波频率的机制相关，并且特别地与UL载波的高效选择相关。

背景技术

[0002] 3GPP标准的最新发展被称为演进分组核心(EPC)网络和演进UMTS陆地无线电接入网络(E-UTRAN)的长期演进(LTE)，通常也被称为“4G”。另外，术语“5G”和“新空口”(NR)是指预期支持各种应用和服务的演进中的通信技术。5G网络的各种详情例如在下一代移动网络(NGMN)联盟的“NGMN 5G白皮书”V1.0中进行描述，该文献可从https://www.ngmn.org/5g-white-paper.html获得。3GPP旨在通过所谓的3GPP下一代(NextGen)无线电接入网络(RAN)和3GPP NextGen核心(NGC)网络来支持5G。

[0003] 在3GPP标准下，NodeB(或者在LTE中为“eNB”、在5G中为“gNB”)是通信装置(用户设备或“UE”)连接至核心网络并与其它通信装置或远程服务器进行通信所经由的基站。通信装置可以例如是移动通信装置，诸如移动电话、智能手机、用户设备、个人数字助理、膝上型/平板计算机、web浏览器和/或电子书阅读器等。这种移动(或者甚至一般是固定的)装置通常由用户操作(但是也可以将所谓的“物联网”装置和类似的机器类型通信装置连接至网络)。为了简单起见，本申请将使用术语“基站”来指代任何这类基站，并使用术语“移动装置”或“UE”来指代任何这类通信装置。核心网络(例如，在LTE的情况下为EPC或在NR/5G的情况下为NGC)托管订户管理、移动管理、计费、安全以及呼叫/会话管理等的功能，并且为通信装置提供到诸如因特网等的外部网络的连接。

[0004] 已经提出，UE可被配置有不同频率上的多个上行链路(UL)载波，其中存在第一频率的至少一个LTE载波以及不同的第二载波频率的至少一个NR载波。在一个支持的示例中，UE可能(在给定时间)仅限于在包括LTE载波和NR载波的给定载波对的单个UL载波上工作。然而，也支持UE同时在两个(或更多个UL载波)上工作。

[0005] 此外，已经提出，应当提供补充上行链路(SUL)频率以支持从NR的角度来看载波仅存在上行链路资源的情况。SUL频率可以用于支持到另一NR专用上行链路频率的免费接入链路(包括从随机接入的角度)(时分双工(TDD)和/或频分双工(FDD))，由此UE可以选择NR TDD/FDD上行链路频率或SUL频率中的物理随机接入信道(PRACH)资源。

[0006] SUL频率可以是与LTE UL共享的频率(至少对于NR频谱低于6GHz的情况)。

发明内容

[0007] 发明要解决的问题

[0008] 本发明试图提供以高效且有效的方式支持或改进以上提议/协议中的一个或多个的方法和相关设备。

[0009] 在考虑以上提议/协议时，发明人认识到使用多种不同UL载波(例如，SUL载波和NR专用载波)的可能性特别是关于初始接入用的UL载波的选择存在许多问题，这些问题尚未以高效的方式解决。具体地，发明人已识别出需要平衡以下各项的有时冲突风险：增加的功耗开销；对PRACH资源的干扰；例如与重复的不成功接入尝试相关联的不期望接入时间；以及/或者由于使用可能不准确地反映相对UL载波质量的测量结果而造成的次优UL载波选择。

[0010] 例如，从NR角度来看，SUL载波在载波仅存在UL资源的场景中工作。这对高效且有效的UL载波选择提出了挑战，这是因为虽然UE能够基于DL 信号加路径损耗偏移来估计UL路径损耗，但是UL和DL之间可能存在很大的频率偏移(尤其是在SUL在LTE兼容范围内工作的情况下)，这可能导致路径损耗估计不准确(由于子载波间距、天线尺寸，导致例如可能还存在UL-DL路径损耗差异)。因此，UE可能无法基于与SUL载波相对应的配对DL(或相同频率)载波来支持SUL载波的准确时间/频率跟踪或路径损耗估计。因此，依赖于基于DL测量的估计来告知UL载波选择可能导致次优载波选择的发生率更高。此外，如果UE只能基于DL测量来估计覆盖水平，则在选择的UL载波上可能没有足够的资源，从而导致PRACH阻塞率的增加以及相关的用户数据速率的降低。这可能导致gNB需要再配置初始载波频率选择，因此可能导致UE无线电频率再调谐的可能性。

[0011] 用于解决问题的方案

[0012] 在本发明的一方面，提供一种由蜂窝通信系统中的用户设备即UE进行的方法，所述方法包括：通过向无线电接入网络设备即RAN设备发送包括随机接入前导码的至少一个消息来发起随机接入信道过程即RACH过程，其中所述至少一个消息是使用可供所述UE使用的多个上行链路载波即多个UL载波中的至少一个UL载波发送的；以及作为所述RACH过程的一部分，从所述RAN设备接收所述RAN设备从可供所述UE使用的多个UL载波中选择的UL载波的指示。

[0013] 在本发明的一方面，提供一种由蜂窝通信系统中的无线电接入网络设备即RAN设备进行的方法，所述方法包括：从用户设备(UE)接收包括用于发起随机接入信道过程(RACH)过程的随机接入前导码的至少一个消息，其中所述至少一个消息是使用可供所述UE使用的多个上行链路(UL)载波中的至少一个UL载波接收到的；从可供所述UE使用的多个UL载波中选择供所述UE后续使用的UL载波；以及作为所述RACH过程的一部分，向所述UE发送所述RAN设备从可供所述UE使用的多个UL载波中选择的UL载波的指示。

[0014] 在本发明的一方面，提供一种蜂窝通信系统所用的用户设备即UE，所述UE包括：收发器和控制器，其中所述控制器被配置为控制所述收发器，使得：通过向无线电接入网络(RAN)设备发送包括随机接入前导码的至少一个消息来发起随机接入信道过程(RACH)过程，其中所述至少一个消息是使用可供所述UE使用的多个上行链路(UL)载波中的至少一个UL载波发送的；以及作为所述RACH过程的一部分，从所述RAN设备接收所述RAN设备从可供所述UE使用的多个UL载波中选择的UL载波的指示。

[0015] 在本发明的一方面，提供一种蜂窝通信系统所用的无线电接入网络即RAN设备，所述设备包括：收发器和控制器，其中所述控制器被配置为：控制所述收发器以从用户设备(UE)接收包括用于发起随机接入信道(RACH)过程的随机接入前导码的至少一个消息，其中所述至少一个消息是使用可供所述UE使用的多个上行链路(UL)载波中的至少一个UL载波接收到的；从可供所述UE使用的多个UL载波中选择供所述UE后续使用的UL载波；以及控制所述收发器以作为所述RACH过程的一部分而向所述UE发送所述RAN设备从可供所述UE使用的多个UL载波中选择的UL载波的指示。

[0016] 在本发明的一方面，提供一种蜂窝通信系统所用的用户设备即UE，所述UE包括：发起部件，用于通过向无线电接入网络设备即RAN设备发送包括随机接入前导码的至少一个消息来发起随机接入信道过程即RACH过程，其中所述至少一个消息是使用可供所述UE使用的多个上行链路载波即多个UL载波中的至少一个UL载波发送的；以及接收部件，用于作为所述RACH过程的一部分而从所述RAN设备接收所述RAN设备从可供所述UE使用的多个UL载波中所选择的UL载波的指示。

[0017] 在本发明的一方面，提供一种蜂窝通信系统所用的无线电接入网络设备即RAN设备，所述RAN设备包括：接收部件，用于从用户设备即UE接收包括用于发起随机接入信道过程即RACH过程的随机接入前导码的至少一个消息，其中所述至少一个消息是使用可供所述UE使用的多个上行链路载波即多个UL载波中的至少一个UL载波接收到的；选择部件，用于从可供所述UE使用的多个UL载波中选择供所述UE后续使用的UL载波；以及发送部件，用于作为所述RACH过程的一部分而向所述UE发送所述RAN设备从可供所述UE使用的多个UL载波中选择的UL载波的指示。

[0018] 本发明的各方面延伸至诸如其上存储指令的计算机可读存储介质等的计算机程序产品，所述计算机程序产品能够操作以对可编程处理器进行编程以执行如以上阐述的或权利要求书中记载的各方面和可能性中所描述的方法、以及/或者对适当适配的计算机进行编程以提供权利要求书中任一项所记载的设备。

[0019] 本说明书(该术语包括权利要求书)中所公开的和/或附图中所示的各特征可以单独地(或者与任何其它公开和/或例示的特征相结合地)包含在本发明中。特别地但非限制性地，根据从属于特定独立权利要求的任何权利要求的特征可以相结合地或单独地引入至独立权利要求中。

[0020] 现将参考附图仅通过示例的方式来说明本发明的示例性实施例。

附图说明

[0021] 图1示意性地示出蜂窝电信系统；

[0022] 图2是可以形成图1所示的系统的一部分的用户设备的框图；

[0023] 图3是形成图1所示的系统的一部分的无线电接入网络设备的框图；

[0024] 图4是示出在图1的系统中可以实现初始接入过程的典型方式的简化消息序列图；

[0025] 图5是示出在图1的系统中可以实现初始接入过程的另一典型方式的简化消息序列图；以及

[0026] 图6包括示出在图1的系统中可以实现初始接入过程的另一典型方式的简化消息序列图(a)和(b)。

具体实施方式

[0027] 概要

[0028] 图1示意性地示出电信网络1，其中在该电信网络1中，用户设备(UE)3(移动电话和/或其它通信装置)可以经由无线电接入网络(RAN)设备5彼此通信，在所示示例中，RAN设备5包括使用适当无线电接入技术(RAT)的LTE基站或“eNB”5-1和NR/5G基站或“gNB”5-2。在该示例中，UE 3能够经由RAN 5的eNB 5-1部分、作为至少支持LTE无线电接入技术的LTE UE 3-1进行通信。UE 3还能够经由RAN设备5的gNB 5-2部分、作为支持一种或多种5G无线电接入技术的NR/5G UE 3-2进行通信。然而，应当理解，UE 3无需具有LTE能力，并且可以仅支持
5G能力。

[0029] 如本领域技术人员将理解的，虽然为了例示目的而在图1中示出一个移动装置3(具有三种可能的UE配置)和一个基站5，但是系统在实现时将通常包括其它基站和移动装置。

[0030] 在该示例中，RAN设备的eNB 5-1和gNB 5-2与操作一个或多个相关小区的各基站位于一起。UE 3通过与操作适当小区(取决于其位置和可能的其它因素，例如信号条件、订阅数据和/或能力等)的基站5-1、5-2建立无线电资源控制(RRC)连接来连接至该小区。

[0031] RAN设备5经由适当的接口而连接至核心网络7。核心网络7包括支持UE3经由gNB 5-2的通信所需的NR/5G功能。核心网络7例如包括用于提供控制面管理、用户面管理、移动管理等的功能。核心网络7还包括用于支持UE 3经由eNB 5-1的通信的部分或全部EPC功能。

[0032] UE 3和RAN设备5被配置为使用多个载波(或“分量载波”)来进行UE 3到RAN设备5的上行链路(UL)通信以及RAN设备5到UE 3的下行链路(DL)通信。这些UL载波和DL载波在多个不同载波频率上工作。在该示例中，UL载波包括补充上行链路(SUL)频率(在所示示例中为F1)上的SUL载波以及与SUL载波的频率不同的相应UL频率(F2)上的至少一个专用NR专用UL载波。在该示例中，SUL载波在LTE中所使用的范围内的频率上，因此可以在LTE和NR之间共享(即，LTE UL和NR UL共享LTE频率的UL子帧)。然而，应当理解，SUL载波可以是专用NR UL载波，并且可以在通常不用于LTE的频率范围内工作。UL载波还可以包括其它UL载波(例如，其它频率上的LTE专用UL载波)。在该示例中，DL载波包括与上行链路(UL)频率不同的频率(F3)上的用于NR DL发送的至少一个载波、以及与NR DL频率不同的频率(Fn)上的用于LTE DL发送的至少一个载波。

[0033] 有益地，gNB 5-2被配置为能够选择UE 3进行初始UL接入所要使用的UL载波(例如，为补充UL频率F1或NR专用UL频率F2)。由于gNB 5-2为NR UE配置了初始UL载波选择，因此gNB 5-2有利地能够考虑到(gNB 5-2能够比UE3更准确地进行估计的)覆盖水平和资源可用性来调度数据和控制信道。

[0034] 为了支持gNB 5-2配置初始UE UL载波选择，UE 3和gNB 5-2有益地被配置为使用修改后的UL初始接入过程，这种修改后的UL初始接入过程具有通过避免不必要的过程(例如，RRC连接再配置过程)来减少延时的潜力。

[0035] 具体地，gNB 5-2有益地被配置为在初始接入过程期间，在UE 3和gNB5-2之间的连接(例如，RRC连接)的设置完成之前(例如，在从UE 3向gNB 5-2发送RRC连接完成消息之前)提供被选择用于初始接入的UL载波的指示。在后述的示例中，该指示有利地是在随机接入信道过程的Msg4(例如，连接解决/RRC连接设置消息)中提供的，但是应当理解，该指示可以在从gNB 5-2到UE 3的任何合适消息中提供。

[0036] 稍后将更详细地描述可用于提供被选择用于初始接入的UL载波的指示的修改后的UL初始接入过程的多种变型。虽然所公开的所有过程相对于彼此具有不同的益处和权衡，但它们各自代表用于通过gNB 5-2来进行要用于初始接入的UL载波的选择并且向UE 3指示这种选择的结果的高效且有效的方式。

[0037] 用户设备

[0038] 图2是示出图1所示的UE 3的主要组件(例如，移动电话或其它用户设备)的框图。如图所示，UE 3具有可操作地经由一个或多个天线33向RAN设备5的基站5-1、5-2功能发送信号并从其接收信号的收发器电路31。移动装置3具有用以控制移动装置3的操作的控制器
37。控制器37与存储器39相关联，并且耦接至收发器电路31。尽管移动装置3的操作不一定需要，但移动装置3当然可以具有传统移动电话3的所有常见功能(诸如用户接口35等)，并且该功能可以适当地通过硬件、软件和固件中的任一个或任何组合来提供。例如，软件可以预先安装在存储器39中以及/或者可以经由电信网络或从可移除数据存储装置(RMD)中下载。

[0039] 在该示例中，控制器37被配置为通过存储在存储器39内的程序指令或软件指令来控制UE 3的整体操作。如图所示，这些软件指令包括操作系统41、包含用以接入兼容的无线电接入网络的多个无线电接入技术模块(诸如LTE模块44和NR/5G模块45等)的通信控制模块43、初始接入模块46和UL载波管理模块47等。

[0040] 通信控制模块43可操作地控制UE 3与基站5-1、5-2(以及连接至基站5-1、5-2的其它通信装置，诸如其它移动装置和/或网络节点)之间的通信。LTE模块44负责使UE作为LTE UE 3-1进行工作，并且特别用于管理与根据当前LTE标准工作的eNB 5-1(例如，3G/4G基站)以及连接至这种基站的其它节点/装置的通信。NR/5G模块45负责使UE作为NR/5G UE 3-2进行工作，并且特别用于管理与根据NextGen(5G)标准工作的gNB 5-2以及连接至这种NextGen基站的其它节点/装置的通信。

[0041] 初始接入模块46可操作地在与eNB 5-1和/或gNB 5-2的初始接入过程期间控制UE 3，包括在物理随机接入信道(PRACH)过程期间生成、发送和接收消息。初始接入模块46例如管理：携载适当的随机接入前导码和临时标识符(例如，随机接入无线电网络临时标识符即RA-RNTI)的Msg1、以及Msg3(例如，连接请求)的生成和发送；以及指派前导码(例如，如果免竞争接入需要的话)的任何Msg0、携载随机接入响应(RAR)消息的Msg2、以及任何Msg4(例如，用于竞争解决/请求连接设置)的接收和处理。初始接入模块46还可操作地识别PRACH过程中所要使用(例如，用于Msg1发送)的上行链路载波。如稍后更详细地描述，UE 3可以通过选择上行链路载波本身来识别要用于PRACH过程的上行链路载波，以及/或者可以基于gNB
5-2作出的选择来识别要用于PRACH过程的上行链路载波。

[0042] UL载波管理模块47管理UL载波通信的处理(例如包括配置UL通信以供在gNB 5-2所选择的上行链路载波上进行初始接入用)，并在初始接入过程中(例如，在Msg4中)向UE 3指示。

[0043] RAN设备

[0044] 图3是示出图1所示的RAN设备5的主要组件的框图。如图所示，RAN设备5具有用于经由一个或多个天线53向通信装置(诸如UE 3等)发送信号并从其接收信号的收发器电路51、以及用于向核心网络7发送信号并从其接收信号的至少一个核心网络接口55。

[0045] RAN设备5具有用以控制RAN设备5的操作的控制器57。控制器57与存储器59相关联。尽管图3中不一定示出，但是RAN设备5当然将具有蜂窝电话网络基站的所有常见功能，并且该功能可以适当地通过硬件、软件和固件中的任一个或任何组合来提供。例如，软件可以预先安装在存储器59中以及/或者可以经由电信网络1或从可移除数据存储装置(RMD)中下载。在该示例中，控制器57被配置为通过存储在存储器59内的程序指令或软件指令来控制RAN设备5的整体操作。如图所示，这些软件指令包括操作系统61、包含用以提供相应基站的功能的多个基站模块(诸如eNB模块65和gNB模块67等)的通信控制模块63、初始接入管理模块68和UL载波管理模块69等。

[0046] 通信控制模块63可操作地控制RAN设备5与UE 3(以及连接至RAN设备5的其它网络实体)之间的通信。eNB模块65负责使RAN设备5作为eNB 5-1进行工作，并且特别用于管理与根据当前LTE标准进行工作的情况下的UE 3(和/或与一个或多个LTE专用UE)的通信。gNB模块67负责使RAN设备5作为gNB 5-2进行工作，并且特别用于管理与根据NextGen(5G)标准作为NR UE进行工作的情况下的UE 3(和/或与一个或多个NR专用UE)的通信。

[0047] 初始接入管理模块68可操作地在与UE 3的初始接入过程期间控制RAN设备5，包括在物理随机接入信道(PRACH)过程期间生成、发送和接收消息。初始接入管理模块68例如管理：携载适当的随机接入前导码和临时标识符(例如，随机接入无线电网络临时标识符即RA-RNTI)的Msg1、以及Msg3(例如，连接请求)的接收和处理；以及指派前导码(例如，如果免竞争接入需要的话)的任何Msg0、携载随机接入响应(RAR)消息的Msg2、以及任何Msg4(例如，用于竞争解决/请求连接设置)的生成和发送。特别地，初始接入管理模块68可操作地管理在作为gNB 5-2工作的情况下的初始接入过程，特别是与PRACH过程中(例如，Msg1发送)所要使用的上行链路载波的识别有关的初始接入过程。如稍后更详细地描述，gNB 5-2可以选择要用于PRACH过程的上行链路载波，并使用适当的信令(例如，使用同步信号、经由系统信息(例如，在主信息块(MIB)中)、经由物理广播信道(PBCH)上所广播的其它信号、和/或使用适当配置的RRC信号)以信号形式向UE 3通知该上行链路载波。

[0048] UL载波管理模块69管理UL载波通信的处理(例如包括配置UL通信以供在gNB 5-2所选择的上行链路载波上进行初始接入用)，并在初始接入过程中(例如，在Msg4中)向UE 3指示。

[0049] 方法1–gNB所指示的用于PRACH前导码的上行链路载波

[0050] 图4是示出在图1的系统中可以实现初始接入过程以从gNB 5-2(或RAN设备5的gNB部分)向UE 3提供所选UL载波的高效且有效的指示的典型方式的简化消息序列图。

[0051] 如S400处所见，在该示例中，NR gNB 5-2使用适当的信令(例如，使用同步信号、经由系统信息(例如，在主信息块(MIB)中)、经由物理广播信道(PBCH)上所广播的其它信号、和/或使用适当配置的RRC信号)向NR DL上的UE 3指示要用于PRACH过程的载波。

[0052] 然后，在S402处，UE 3向gNB 5-2发送PRACH过程的第一消息(在本领域中通常已知为“Msg1”)，以发起随机接入过程。PRACH Msg1通常将包括具有相应无线电接入网络临时标识符(RA-RNTI)的PRACH前导码序列以及所选择的前导码索引。此时，尽管未示出，但是UE 3开始监视与RA-RNTI相关联的物理下行链路控制信道(PDCCH)。在没有响应的情况下，这种监视通常将继续由预定义的随机接入响应窗口大小指定的子帧数。

[0053] 在S403处，gNB 5-2向UE 3发送随机接入响应(RAR)消息(在本领域中通常已知为“Msg2”)，该RAR消息携载针对来自UE 3的下一消息的上行链路授权以及临时小区无线电网络临时标识符(“临时C-RNTI”或“T_CRNTI”)和可能的退避指示和/或定时提前命令。UE 3检测与RA-RNTI相关联的PDCCH，并识别PDCCH所携载的对物理下行链路共享信道(PDSCH)进行解码所需的下行链路控制指示/信息(DCI)。UE 3使用DCI来对PDSCH进行解码、从而提取RAR消息所携载的信息。

[0054] 在此阶段，UE 3通常将检查RAR消息是否包含退避指示(BI)。如果发现BI，则UE 3通常将如BI所指定地设置相应退避参数。如果未发现BI，则UE 3通常会将退避参数设置为零(0)。UE 3还将检查RAR消息是否包含与UE 3在Msg1中使用的随机接入前导码标识符相匹配的随机接入前导码标识符。如果存在匹配，则UE 3假定已经接收到正确的RAR消息，处理RAR消息中的任何相关定时提前命令，并处理接收到的UL授权值。

[0055] 在S404处，UE 3向gNB 5-2发送PRACH过程的第三消息(在本领域中通常已知为“Msg3”)。UE 3使用由RAR消息所指定的UL授权分配的无线电资源、利用物理上行链路共享信道(PUSCH)来发送该消息。PUSCH发送的确切定时可以通过RAR消息中所包含的定时提前值来调整。

[0056] 在S406处，gNB 5-2选择要用于初始接入的上行链路载波。应当理解，虽然该步骤被示出为在接收到Msg3之后发生，但是该步骤可以发生在任何合适的时间点，包括在Msg3之前(或与PRACH过程的其它部分并行地)。在该示例中，由于gNB 5-2仅接收到单个上行链路载波上的PRACH请求(Msg1)，因此gNB 5-2无法获得两个上行链路载波的上行链路中的测量结果。因此，可以考虑从UE 3接收到的信息(例如，DL的参考信号接收功率(RSRP)、功率余量报告等)进行选择，但是该信息可能不能准确地反映上行链路中所经历的路径损耗情况。应当理解，选择也可以考虑接收PRACH的上行链路载波的上行链路测量。

[0057] 在S408处，在该示例中，gNB 5-2通过在竞争解决消息(在本领域中通常已知为“Msg4”)中包括UL载波选择的指示以及竞争解决ID(CRID)来向UE 3告知所选择的UL载波。

[0058] 在必要的情况下，如S410所示，gNB 5-2可以请求来自UE 3的其它信息(例如，RSRP测量、发送功率、功率余量报告等)。在接收到所请求的信息时，如S412所示，gNB 5-2可以使其上行链路载波选择(或者请求UE再发起朝向其它载波的PRACH过程的决策)基于从UE 3接收到的任何这种其它信息(例如，DL测量的结果)。

[0059] 尽管未示出，但是gNB 5-2还可以请求UE 3使用其它载波来发起PRACH过程，并相应地通知PRACH资源。通常，这例如可能发生在针对其它信息的请求/响应之后，但可以发生在Msg4的发送之前。

[0060] 方法2-UE所选择的用于PRACH前导码的上行链路载波

[0061] 图5是示出可以在图1的系统中实现初始接入过程以从gNB 5-2(或RAN设备5的gNB部分)向UE 3提供所选UL载波的高效且有效的指示的另一典型方式的简化消息序列图。

[0062] 过程与图4的过程类似，因此，图4的相应步骤的描述适用于图5的过程(即使出于简洁的原因也不重复)。然而，与图4的过程不同，在该示例中，如S500处所见，UE 3(而不是NR gNB 5-2)(例如，基于路径损耗估计和/或被指派给各载波以对首先选择哪个载波进行优先级排序的载波优先级)选择要用于PRACH过程的载波。

[0063] 然后，在S502处，如参考图4所述，UE 3向gNB 5-2发送PRACH过程的第一消息以发起随机接入过程，其中第一消息包括具有相应RA-RNTI的PRACH前导码序列以及所选择的前导码索引。

[0064] 如参考图4所述，在S503处，gNB 5-2向UE 3发送RAR消息(Msg2)，该RAR消息(Msg2)携载针对来自UE 3的Msg3的上行链路授权以及临时C-RNTI和可能的退避指示和/或定时提前命令。

[0065] 如参考图4所述，在S504处，UE 3使用由RAR消息所指定的UL授权分配的无线电资源、在物理上行链路共享信道(PUSCH)中向gNB 5-2发送Msg3。PUSCH发送的确切定时可以通过RAR消息中所包含的定时提前值来调整。

[0066] 在S506处，gNB 5-2选择要用于初始接入的上行链路载波。如参考图4所述，应当理解，虽然该步骤被示出为在接收到Msg3之后发生，但是该步骤可以发生在任何合适的时间点，包括在Msg3之前(或与PRACH过程的其它部分并行地)。在该示例中，由于gNB 5-2仅接收到单个上行链路载波上的PRACH请求(Msg1)，因此gNB 5-2无法获得两个上行链路载波的上行链路的测量结果。因此，可以考虑从UE 3接收到的信息(例如，DL的参考信号接收功率(RSRP)、功率余量报告等)来进行选择，但是该信息可能不能准确地反映上行链路中所经历的路径损耗情况。应当理解，选择还可以考虑接收PRACH的上行链路载波的上行链路测量。

[0067] 在S508处，如参考图4所述，在该示例中，gNB 5-2通过在竞争解决消息(Msg4)中包括UL载波选择的指示以及竞争解决ID(CRID)来向UE 3告知所选择的UL载波。

[0068] 尽管未示出，但是gNB 5-2还可以请求UE 3使用其它载波发起PRACH过程，并相应地通知PRACH资源。

[0069] 在必要的情况下，如S510所示，gNB 5-2可以请求来自UE 3的其它信息(例如，RSRP测量、功率余量报告等)。在接收到所请求的信息时，如S512所示，gNB 5-2就可以使其上行链路载波选择(或者请求UE再发起朝向其它载波的PRACH过程的决策)基于从UE 3接收到的任何这种其它信息。

[0070] 方法1和2的分析

[0071] 可以看出，在方法1和方法2中，仅所选择数量的UE必须在两个上行链路频率上发送PRACH前导码，这从UE功耗的角度提供潜在的益处。这也意味着对PRACH资源的干扰风险最小，因为使用PRACH所用的各UL载波的UE数量也最小。

[0072] 因此，虽然针对给定UE的选定UL载波上的PRACH阻塞可能导致重复尝试获得初始接入、并且虽然gNB 5-2对于需要向另一载波发送PRACH的判断是基于UE的RSRP测量(可能是不准确的)，但是UE仍然能够使用延时降低的最优载波来获得UL初始接入。

[0073] 方法3-用于PRACH前导码的多个上行链路载波

[0074] 图6(a)和(b)是示出在图1的系统中可以实现初始接入过程以从gNB 5-2(或RAN设备5的gNB部分)向UE 3提供所选UL载波的高效且有效的指示的另一典型方式的简化消息序列图。

[0075] 过程与图4和5的过程类似，因此图4和图5的相应步骤的描述适用于图6的过程(即使出于简洁的原因也不重复)。

[0076] 与图4和图5的过程不同，在该示例中，没有预先选择用于PRACH前导码发送的UL载波。作为替代，UE 3在两个UL载波上发送PRACH前导码。具体地，如S600-1至S600-2所见，UE 3在各相应载波上连续发送多个Msg1类型消息(其中各Msg1如参考图4和5所述)。然而，特定载波的Msg1的发送可能以该载波上的估计路径损耗为条件，基于DL测量，并且低于某个预定阈值。

[0077] 图6(a)示出gNB 5-2在两个载波上从同一UE 3接收前导码的过程。图6(b)示出gNB 5-2仅在一个载波上从UE 3接收前导码的过程。

[0078] 在S603处，gNB 5-2向UE 3发送随机接入响应(RAR)消息(“Msg2”)，该RAR消息携载针对来自UE 3的下一消息的上行链路授权以及临时小区无线电网络临时标识符(“临时C-RNTI”或“T_CRNTI”)和可能的退避指示和/或定时提前命令(大致如参考图4和5所述)。

[0079] 在S604处，UE 3使用由RAR消息所指定的UL授权分配的无线电资源、在物理上行链路共享信道(PUSCH)中向gNB 5-2发送Msg3(大致如参考图4和5所示)。

[0080] 如果gNB 5-2已经在两个载波上从同一UE 3接收到前导码(如图6(a)所示)，则在S606处，gNB 5-2基于针对所接收到的上行链路信号进行的UL测量来选择UL载波。

[0081] 如果gNB 5-2如图6(b)所示仅在载波子集(例如，单个载波)上检测到前导码，则如S610所示，可以请求来自UE 3的其它信息(例如，RSRP测量、功率余量报告等)。在接收到所请求的信息时，如S612所示，gNB 5-2可以使其上行链路载波选择基于从UE 3接收到的任何这种其它信息(DL测量)。

[0082] 在S608处，如参考图4和5所述，在该示例中，gNB 5-2通过在竞争解决消息(Msg4)中包括UL载波选择的指示以及竞争解决ID(CRID)来向UE 3告知所选择的UL载波。

[0083] 在接收到gNB UL载波选择的通知时，UE 3停止尝试发送Msg1。

[0084] 方法3的分析

[0085] 可以看出，在方法3中，UE 3能够在相对短的(因此是有利的)时间内在最优载波上获得UL初始接入。此外，gNB 5-2可以(当它在两个载波上都接收到前导码时)基于准确的UL测量进行UL载波选择。

[0086] 因此，虽然(从UE功耗角度来看)与在两个上行链路载波上的PRACH前导码的发送相关联的开销可能小、并且方法3与方法1和2相比可能对PRACH资源产生更多的干扰(尽管通过相对较短的PRACH发送时间减轻)，但是UE仍然能够使用延时降低的最优载波获得UL初始接入。

[0087] 因此，方法3切换可用UL载波(F1和F2)上的PRACH前导码序列发送以进行初始接入尝试(Msg1)可以是特别有效的选项，无论是孤立的尝试还是至少在一个选定载波上的几次尝试不成功后的尝试。NR可以支持以免竞争的随机接入和基于竞争的随机接入这两种方式在被监视RAR窗口开始时针对不同UL载波连续进行的多个Msg1发送、以及在被监视RAR窗口结束之后以免竞争的随机接入的方式针对不同UL载波进行的连续Msg1发送。NR支持以时隙或“微时隙”(时域中的当前最小可能调度单元，即小于时隙)为单位的Msg2和Msg3发送定时。

[0088] 因此，特别是与由于特定载波上的资源有限而造成PRACH阻塞率增高的情况相比，以上机制有可能提高用户数据速率，并减少UE获得接入的总尝试次数。

[0089] 修改和替代

[0090] 以上描述了详细的示例性实施例。如本领域技术人员将理解的，可以对以上示例性实施例进行多种修改和替代，同时仍受益于其中实现的发明。通过例示的方式，现将仅描述这些替代和修改中的一些。

[0091] 例如，应当理解，虽然示例性系统描述了eNB和gNB位于一起并共享多个硬件和软件模块的RAN设备，但是eNB和gNB可以单独地具有其自己的专用硬件和软件。根据已知的5G发展，RAN设备的功能可以在用于同UE进行通信的至少一个分布式(或“远程”)单元(DU)与该DU和核心网络之间的中央单元(CU)之间进行划分。例如，CU可以提供较高层功能，而DU可以提供较低层功能。

[0092] 应当理解，说明书中用来指代UL载波和DL载波的术语“分量载波”或“载波”代表可以调度单个时间/频率资源(例如，物理资源块(PRB))的不同通信(或“发送”)带宽。在这种上下文中，术语“载波”不应与术语“子载波”混淆，“子载波”代表诸如所描述的蜂窝通信系统中使用的最小频率单位并且通常在给定的通信时间间隔(例如，发送时间间隔(TTI)、微时隙、时隙或子帧等)内成组(通常称为PRB)分配。因此，分量载波代表包括多个(通常为数十个)PRB的发送(UL、DL或这两者)带宽，其中各PRB包括多个(通常为许多，例如12个)子载波。换句话说，与各载波相关联的发送带宽通常包括数百个子载波。

[0093] 应当理解，应当使用不同UL载波再发起RACH过程的请求可以隐式地或显式地提供gNB所选择的UL载波的指示。

[0094] 应当理解，gNB可以使用适当调整的Msg2来请求其它信息，并且从UE可以使用适当调整的Msg2来进行响应。可以例如通过为信息元素添加附加字段来调整消息以进行请求/响应。

[0095] 在基于DL测量的载波上的估计路径损耗低于某个阈值的情况下，可以触发使用其它载波发起PRACH过程的请求(和/或对其它信息的请求)。应当理解，使用其它载波发起PRACH过程的请求可以用于使得能够针对新载波以及发送PRACH的原始载波进行UL测量，因此也可被视为“对其它测量的请求”。gNB可以通过例如发送新载波的前导码来进行这种请求。此外，可选地或另外，gNB可以请求(作为使用其它载波发起PRACH过程的请求的一部分或者作为不同请求)在一些配置的UL参考信号子载波上进行UL发送，以使得能够测量上行链路(即，为相应上行链路载波的更准确路径损耗估计提供依据)。UE 3可以使用时域(或频域)中存在的间隙来发送这种UL参考信号，以发送Msg1。应当理解，有利地，在这种请求中可以将UE标识符(UE-ID)与PRACH前导码一起发送，以使得正确的UE能够识别出该请求是寻址到该UE的。

[0096] 应当理解，与图4至6中所示并且参考图4至6所述的RACH过程类似的RACH过程可以用于支持gNB在RACH过程期间更新UE UL载波选择。具体地，例如，在UE已被通知由gNB选择用于初始接入的UL载波的情况下，gNB可以更新稍后选择的UL载波，并在(例如，如图4至6中所示并且参考图4至6中所述的)其它RACH过程期间相应地告知UE。

[0097] 在以上示例性实施例中，描述了多个软件模块。如本领域技术人员将理解的，软件模块可以以编译或未编译的形式提供，并且可以作为信号通过计算机网络提供给所讨论的设备(UE、RAN、NB、gNB等)或者在记录介质上。此外，可以使用一个或多个专用硬件电路来进行通过该软件的部分或全部进行的功能。然而，软件模块的使用是优选的，因为它有助于更新基站或移动装置以更新其功能。

[0098] 形成这里所述的设备的一部分的各控制器可以包括任何合适形式的处理电路，包括(但不限于)例如：一个或多个硬件实现的计算机处理器；微处理器；中央处理单元(CPU)；算术逻辑单元(ALU)；输入/输出(IO)电路；内部存储器/高速缓存(程序和/或数据)；处理寄存器；通信总线(例如，控制总线、数据总线和/或地址总线)；直接存储器存取(DMA)功能；以及/或者硬件或软件实现的计数器、指针和/或定时器等。

[0099] 各种其它修改对于本领域技术人员将是明显的，并且将不在此处进一步详细描述。

[0100] 以上所公开的示例性实施例的全部或一部分可被描述为但不限于以下的补充说明。

[0101] (补充说明1)

[0102] 一种由蜂窝通信系统中的用户设备即UE进行的方法，所述方法包括：

[0103] 通过向无线电接入网络设备即RAN设备发送包括随机接入前导码的至少一个消息来发起随机接入信道过程即RACH过程，其中所述至少一个消息是使用可供所述UE使用的多个上行链路载波即多个UL载波中的至少一个UL载波发送的；以及

[0104] 作为所述RACH过程的一部分，从所述RAN设备接收所述RAN设备从可供所述UE使用的多个UL载波中选择的UL载波的指示。

[0105] (补充说明2)

[0106] 根据补充说明1所述的方法，其中，用于发送包括随机接入前导码的消息的至少一个UL载波包括所述RAN设备先前已经指示的UL载波。

[0107] (补充说明3)

[0108] 根据补充说明1所述的方法，其中，用于发送包括随机接入前导码的消息的至少一个UL载波包括所述UE已经选择的UL载波。

[0109] (补充说明4)

[0110] 根据补充说明1至3中任一项所述的方法，还包括：接收应当使用所述多个UL载波中的不同载波来再发起所述RACH过程的请求。

[0111] (补充说明5)

[0112] 根据补充说明4所述的方法，其中，应当使用所述多个UL载波中的不同载波来再发起所述RACH过程的请求包括所述多个UL载波中的不同载波所用的PRACH前导码和所述UE的标识符中至少之一。

[0113] (补充说明6)

[0114] 根据补充说明4或5所述的方法，其中，应当使用所述多个UL载波中的不同载波来再发起所述RACH过程的请求提供所述RAN设备从可供所述UE使用的多个UL载波中选择的UL载波的指示。

[0115] (补充说明7)

[0116] 根据补充说明1至6中任一项所述的方法，还包括：接收对用于告知所述RAN设备所进行的UL载波的选择的其它信息(例如，参考信号接收功率测量即RSRP测量和功率余量报告中至少之一)的请求。

[0117] (补充说明8)

[0118] 根据补充说明7所述的方法，还包括：提供所请求的其它信息。

[0119] (补充说明9)

[0120] 根据补充说明1至7中任一项所述的方法，还包括：接收对UL参考信号子载波上的UL发送的请求，并在所述UL参考信号子载波上发送参考信号。

[0121] (补充说明10)

[0122] 根据补充说明1至9中任一项所述的方法，其中，所述RAN设备所进行的UL载波的选择是基于与所述多个UL载波中的发送包括随机接入前导码的至少一个消息的至少一个上行链路(UL)载波有关的至少一个UL测量。

[0123] (补充说明11)

[0124] 根据补充说明1所述的方法，其中，所述发起包括向无线电接入网络设备即RAN设备发送各自包括随机接入前导码的多个消息，其中所述多个消息中的各消息是使用可供所述UE使用的多个UL载波中的不同UL载波发送的。

[0125] (补充说明12)

[0126] 根据补充说明11所述的方法，其中，在所述RAN设备接收到所述多个载波中的各载波上的相应前导码的情况下，所述RAN设备所进行的UL载波的选择是基于UL测量。

[0127] (补充说明13)

[0128] 根据补充说明11或12所述的方法，其中，在所述RAN设备未接收到所述多个载波中的所有载波上的相应前导码的情况下，所述RAN设备发送对用于告知所述RAN设备所进行的UL载波的选择的其它信息(例如，参考信号接收功率测量即RSRP测量和功率余量报告中至少之一)的请求，以及所述方法还包括接收对其它信息的请求。

[0129] (补充说明14)

[0130] 根据补充说明13所述的方法，还包括：提供所请求的其它信息。

[0131] (补充说明15)

[0132] 根据补充说明1至14中任一项所述的方法，其中，所述多个UL载波中的至少一个载波是新空口(NR)专用UL载波或5G专用UL载波(例如，具有不与LTE共享的相关通信带宽)。

[0133] (补充说明16)

[0134] 根据补充说明1至15中任一项所述的方法，其中，所述多个UL载波中的至少一个载波是补充UL载波即SUL载波。

[0135] (补充说明17)

[0136] 根据补充说明16所述的方法，其中，所述SUL载波是在新空口(NR)或5G型通信系统与长期演进(LTE)型通信系统之间共享的UL载波(例如，具有这两个系统可以使用的相关通信带宽)。

[0137] (补充说明18)

[0138] 根据补充说明1至17中任一项所述的方法，其中，所述RAN设备所选择的UL载波的指示是在与所述RAN设备的连接完成之前(例如，在所述UE发送连接完成消息之前)接收到的。

[0139] (补充说明19)

[0140] 根据补充说明1至18中任一项所述的方法，其中，所述RAN设备所选择的UL载波的指示是在所述RACH过程的消息4(Msg4-例如，竞争解决消息)中接收到的。

[0141] (补充说明20)

[0142] 根据补充说明1至19中任一项所述的方法，其中，所述RAN设备包括新空口(NR)或5G基站(gNB)。

[0143] (补充说明21)

[0144] 根据补充说明1至20中任一项所述的方法，其中，所述RAN设备包括长期演进(LTE)基站(eNB)。

[0145] (补充说明22)

[0146] 根据补充说明1至21中任一项所述的方法，还包括：在后续RACH过程期间，接收所述RAN设备从可供所述UE使用的多个UL载波中选择的UL载波的其它指示以更新所述UE所使用的UL载波。

[0147] (补充说明23)

[0148] 一种由蜂窝通信系统中的无线电接入网络设备即RAN设备进行的方法，所述方法包括：

[0149] 从用户设备(UE)接收包括用于发起随机接入信道过程(RACH)过程的随机接入前导码的至少一个消息，其中所述至少一个消息是使用可供所述UE使用的多个上行链路(UL)载波中的至少一个UL载波接收到的；

[0150] 从可供所述UE使用的多个UL载波中选择供所述UE后续使用的UL载波；以及[0151] 作为所述RACH过程的一部分，向所述UE发送所述RAN设备从可供所述UE使用的多个UL载波中选择的UL载波的指示。

[0152] (补充说明24)

[0153] 一种蜂窝通信系统所用的用户设备即UE，所述UE包括：

[0154] 收发器和控制器，其中所述控制器被配置为控制所述收发器，使得：

[0155] 通过向无线电接入网络(RAN)设备发送包括随机接入前导码的至少一个消息来发起随机接入信道过程(RACH)过程，其中所述至少一个消息是使用可供所述UE使用的多个上行链路(UL)载波中的至少一个UL载波发送的；以及

[0156] 作为所述RACH过程的一部分，从所述RAN设备接收所述RAN设备从可供所述UE使用的多个UL载波中选择的UL载波的指示。

[0157] (补充说明25)

[0158] 一种蜂窝通信系统所用的无线电接入网络即RAN设备，所述设备包括：

[0159] 收发器和控制器，其中所述控制器被配置为：

[0160] 控制所述收发器以从用户设备(UE)接收包括用于发起随机接入信道(RACH)过程的随机接入前导码的至少一个消息，其中所述至少一个消息是使用可供所述UE使用的多个上行链路(UL)载波中的至少一个UL载波接收到的；

[0161] 从可供所述UE使用的多个UL载波中选择供所述UE后续使用的UL载波；以及[0162] 控制所述收发器以作为所述RACH过程的一部分而向所述UE发送所述RAN设备从可供所述UE使用的多个UL载波中选择的UL载波的指示。

[0163] (补充说明26)

[0164] 一种蜂窝通信系统，包括根据权利要求25所述的至少一个设备以及根据权利要求24所述的至少一个用户设备。

[0165] (补充说明27)

[0166] 一种计算机可实现指令产品，包括计算机可实现指令，所述计算机可实现指令用于使可编程装置被配置为根据补充说明25所述的设备或根据补充说明24所述的用户设备。

[0167] 本申请基于并且要求提交于2017年6月16日的英国专利申请1709678.5的优先权的权益，上述文献的公开内容通过引用而全文并入于此。

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