CN110402610B - 无线通信系统中在终端和基站之间执行随机接入过程的方法和支持该方法的设备 - Google Patents

Abstract

公开一种用于在无线通信系统中在终端和基站之间执行随机接入过程的方法以及支持该方法的设备。更具体地，本发明提供用于能够通过多个波束进行信号的传输或接收的无线通信系统中在终端和基站之间执行随机接入过程的方法的描述。

Description

无线通信系统中在终端和基站之间执行随机接入过程的方法 和支持该方法的设备

技术领域

以下描述涉及无线通信系统，并且更具体地，涉及在无线通信系统中执行用户设备和基站之间的随机接入过程的方法以及用于支持该方法的装置。

更具体地，以下描述包括关于能够通过多个波束发送/接收信号的无线通信系统中在用户设备和基站之间执行随机接入过程的方法的描述。

背景技术

已经广泛地部署了无线接入系统以提供诸如语音或数据的各种类型的通信服务。通常，无线接入系统意指通过共享可用系统资源(带宽、传输功率等)来支持多个用户的通信的多址系统。例如，多址系统包括码分多址(CDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、正交频分多址(OFDMA)系统、和单载波频分多址(SC-FDMA)系统。

由于许多通信设备已需要更高的通信容量，所以与现有的无线电接入技术(RAT)相比大大提高的移动宽带通信的必要性已经增加。另外，在下一代通信系统中已经考虑通过将数个设备或物体彼此连接而能够在任何时间和任何地点处提供各种服务的大规模机器类型通信(MTC)。此外，也已经讨论了能够支持对可靠性和延迟敏感的服务/UE的通信系统设计。

已经讨论了引入考虑增强的移动宽带通信、大规模MTC、超可靠和低延迟通信(URLLC)等的下一代RAT。

发明内容

技术问题

本发明的一个技术任务是为了提供一种在无线通信系统中执行用户设备和基站之间的随机接入过程的方法以及用于支持该方法的装置。

本发明的另一技术任务是为了提供一种在用户设备和基站之间通过多个波束收发信号的情况下执行用户设备和基站之间的随机接入过程的方法。

本领域的技术人员将会显而易见的是，可以通过本公开实现的目的不限于上文已经具体描述的内容，并且从以下详细描述中将更清楚地理解本公开可以实现的上述和其他目的。

技术方案

本发明提供一种用于在无线通信系统中的用户设备和基站之间执行随机接入过程的方法和装置。

在本发明的一个技术方面，这里提供一种在无线通信系统中通过用户设备与基站执行随机接入过程的方法，该方法包括从基站接收用于随机接入的配置信息，该配置信息包括指示用户设备允许的同时可发送的波束的最大数量或者在预定时间内用户设备允许的最大重复计数的信息；以及基于配置信息，使用其数量等于或小于由用户设备在特定定时点处同时可发送的波束的最大数量的不同波束来发送物理随机接入信道(PRACH)，或者通过扫描其数量等于或小于在预定时间内用户设备允许的最大重复计数的不同波束来发送PRACH。

在本发明的另一技术方面，本文提供一种用户设备，其在无线通信系统中与基站执行随机接入过程，该用户设备包括发送单元、接收单元和处理器，该处理器被配置成通过连接到发送单元和接收单元来操作，其中处理器还被配置成从基站接收用于随机接入的配置信息，该配置信息包括指示用户设备允许的同时可发送的波束的最大数量或者在预定时间内用户设备允许的最大重复计数的信息，并且其中基于配置信息，该处理器进一步被配置成使用其数量等于或小于由用户设备在特定定时点处同时可发送的波束的最大数量的不同波束来发送物理随机接入信道(PRACH)，或者通过扫描其数量等于或小于在预定时间期间用户设备允许的最大重复计数的不同波束来发送PRACH。

在上述配置中，如果用户设备基于配置信息使用其数量等于或小于由UE在特定定时点处同时可发送的波束的最大数量的不同波束来发送PRACH，则用户设备可以使用相同的资源以使用不同波束来发送PRACH。

在这种情况下，如果用户设备接收到随机接入响应(RAR)信号，则用户设备可以使用在接收RAR信号之前发送的所有波束之中的特定波束来发送与RAR信号相对应的信号。

或者，如果用户设备基于配置信息使用其数量等于或小于由UE在特定定时点处同时可发送的波束的最大数量的不同波束发送PRACH，则用户设备可以使用不同资源以使用不同波束来发送PRACH。

在这种情况下，不同资源可以包括不同的频率资源。

或者，不同资源可以包括基于不同序列的资源。

此外，如果用户设备仅接收用于在被用于同时发送PRACH的多个波束之中的单个波束的随机接入响应(RAR)信号，则用户设备可以使用与接收到的RAR信号相对应的波束来发送与RAR信号相对应的信号。

或者，如果用户设备接收用于被用于同时发送PRACH的多个波束中的两个或更多波束的RAR信号，则用户设备可以取决于是否用于两个或更多个波束的接收到的RAR信号中包括的定时提前(TA)信息的差超过预定阈值来确定是否所接收的RAR信号是用于用户设备或另一个用户设备的RAR信号并且然后基于该确定来发送与所接收的两个或更多个波束的RAR信号中的一个相对应的信号。

此外，如果用户设备未能对应于用于同时发送PRACH的所有多个波束的随机接入响应(RAR)信号，则用户设备可以使用除了多个波束之外的其数量等于或者小于由用户设备同时可发送的波束的最大数量的不同波束来重新发送PRACH。

此外，如果配置信息包括指示用户设备同时可发送的波束的最大数量的信息，则配置信息还可以包括以下各项中的至少一个：(A-1)关于所有同时发送的波束的功率和(power sum)的最大值的信息、(A-2)关于由用户设备同时可发送的每个波束的最大允许传输功率的信息、(A-3)关于由用户设备同时可发送的所有波束的波束宽度的最大累加值的信息、(A-4)关于由用户设备同时可发送的每个波束的最大波束宽度的信息、以及(A-5)关于由用户设备同时可发送的波束之间的最小角度差的信息。

或者，如果配置信息包括指示在预定时间期间用户设备允许的最大重复计数的信息，则配置信息还可以包括以下各项中的至少一个：(B-1)关于用于在预定时间期间由用户设备重复发送的每个PRACH信号的传输功率的最大允许值的信息、(B-2)关于与在预定时间期间由用户设备重复发送的每个PRACH信号相对应的每个波束的最大波束宽度的信息、以及(B-3)关于与在预定时间期间由UE重复发送的PRACH信号相对应的波束之间的最小角度差的信息。

在本发明的另一技术方面，本文提供一种在无线通信系统中由基站执行与用户设备的随机接入过程的方法，该方法包括通过第一传输波束向用户设备发送用于随机接入的配置信息，该配置信息包括指示用户设备允许的同时可发送的波束的最大数量或者在预定时间期间用户设备允许的最大重复计数的信息；以及基于配置信息通过与第一传输波束相对应的第一接收波束从用户设备接收物理随机接入信道(PRACH)。

在本发明的又一技术方面，这里提供一种在无线通信系统中与用户设备执行随机接入过程的基站，该基站包括发送单元、接收单元和处理器，该处理器被配置成通过连接到发送单元和接收单元来操作，其中处理器还被配置成通过第一传输波束向用户设备发送用于随机接入的配置信息，其中该配置信息包括指示用户设备允许的同时可发送的波束的最大数量或者用户设备在预定时间期间允许的最大重复计数的信息，以及其中处理器还被配置成基于配置信息通过与第一传输波束相对应的第一接收波束从用户设备接收物理随机接入信道(PRACH)。

要理解的是，本公开的前述一般描述和以下详细描述都是示例性和解释性的，并且旨在提供对要求保护的本公开的进一步说明。

有益效果

从以上描述显而易见的是，本公开的实施例具有以下效果。

根据本发明，在用户设备(UE)和基站使用多个波束收发信号的情况下，UE和基站可以使用根据本发明的方法通过多个波束执行随机接入过程。

本公开的上述方面仅仅是本公开的优选实施例的一部分。本领域的技术人员将从以下对本公开的详细描述中得出并理解反映本公开的技术特征的各种实施例。

附图说明

包括附图以提供对本公开的进一步理解，附图与详细说明一起提供本公开的实施例。然而，本公开的技术特征不限于特定的附图。在这些附图的每一个中公开的特征彼此组合以配置新的实施例。每幅图中的附图标号与结构元件相对应。

图1是图示物理信道和使用该物理信道的信号传输方法的图。

图2是图示示例性无线电帧结构的图。

图3是图示用于下行链路时隙的持续时间的示例性资源网格的图。

图4是图示上行链路子帧的示例性结构的图。

图5是图示下行链路子帧的示例性结构的图。

图6是图示适用于本公开的自包含子帧结构的图。

图7和图8是图示用于将TXRU连接到天线单元的代表性方法的图。

图9是示意性地图示根据本公开的实施例的从收发器单元(TXRU)和物理天线的视角的混合波束形成结构的图。

图10是示意性地图示根据本公开的实施例的下行链路(DL)传输过程中的同步信号和系统信息的波束扫描操作的图。

图11是示意性地示出适用于本发明的随机接入过程的图。

图12至14是示意性地示出本发明可适用的波束成形系统中的多个波束的收发场景的图。

图15是示意性地示出在单个RAR信号接收间隔(例如，RAR窗口间隔)之前使用多个波束发送PRACH信号的配置的图。

图16是示出如果UE或基站在方向θ₀上形成传输波束，则对传输波束的角度的功率响应的图。

图17是示意性地示出在UE和基站之间的随机接入过程的图。

图18是图示用于实现所提出的实施例的UE和BS的配置的图。

具体实施方式

以下描述的本公开的实施例是特定形式的本公开的元件和特征的组合。除非另有说明，否则可以认为元件或特征是选择性的。可以在不与其他元件或特征组合的情况下实践每个元件或特征。此外，可以通过组合元件和/或特征的部分来构造本公开的实施例。可以重新布置在本公开的实施例中描述的操作顺序。任何一个实施例的一些结构或元件可以包括在另一个实施例中，并且可以用另一个实施例的相应结构或特征代替。

在附图的描述中，将避免对本公开的已知过程或步骤的详细描述，以免其模糊本公开的主题。另外，也将不描述本领域技术人员可以理解的过程或步骤。

在整个说明书中，当某个部分“包括(include)”或“包含(comprise)”某个组件时，这表示不排除其他组件，并且除非另有说明，否则可以进一步包括其他组件。说明书中描述的术语“单元(unit)”、“-器/件(-or/er)”和“模块(module)”指示用于处理至少一个功能或操作的单元，其可以通过硬件、软件或其组合来实现。另外，除非以其它方式在说明书中指出或除非上下文另有明确说明之外，术语“一(a/an)”、“一个(one)”、“该(the)”等可以在本公开的上下文中(更具体地，在所附权利要求的上下文中)包括单数表示和复数表示。

在本公开的实施例中，描述主要由基站(BS)和用户设备(UE)之间的数据发送和接收关系组成。BS指的是直接与UE通信的网络的终端节点。被描述为由BS执行的特定操作可以由BS的上层节点执行。

即，显而易见的是，在由包括BS的多个网络节点组成的网络中，可以由BS或除BS之外的网络节点执行用于与UE通信执行的各种操作。术语“BS”可以用固定站、节点B、演进节点B(e节点B或eNB)、g节点B(gNB)、高级基站(ABS)、接入点等替换。

在本公开的实施例中，术语终端可以用UE、移动站(MS)、订户站(SS)、移动订户站(MSS)、移动终端、高级移动站(AMS)等替换。

发送端是提供数据服务或语音服务的固定和/或移动节点，并且接收端是接收数据服务或语音服务的固定和/或移动节点。因此在上行链路(UL)上，UE可以用作发送端并且BS可以用作接收端。同样地在下行链路(DL)上，UE可以用作接收端并且BS可以用作发送端。

本公开的实施例可以由针对包括以下项目的无线接入系统中的至少一个公开的标准规范支持：电气和电子工程师协会(IEEE)802.xx系统、第三代合作伙伴计划(3GPP)系统、3GPP长期演进(LTE)系统、3GPP 5G NR系统和3GPP2系统。具体地，本公开的实施例可以由以下标准规范支持：3GPP TS 36.211、3GPP TS 36.212、3GPP TS 36.213、3GPP TS36.321、3GPP TS 36.331、3GPP TS 38.211、3GPP TS 38.212、3GPP TS 38.213、3GPP TS38.321以及3GPP TS 38.331。也就是说，可以通过上述标准规范来解释在本公开的实施例中的未描述以清楚地揭示本公开的技术构思的步骤或部分。可以通过标准规范来解释在本公开的实施例中使用的所有术语。

现在将参考附图详细参考本公开的实施例。下面将参考附图给出的详细描述旨在解释本公开的示例性实施例，而不是仅仅示出能够根据本公开实现的实施例。

以下详细描述包括特定术语以便提供对本公开的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本公开的技术精神和范围的情况下，可以用其他术语替换特定术语。

例如，术语TxOP可以以相同的意义与传输时段或预留资源时段(RRP)互换使用。此外，可以为了与用于确定信道状态是空闲还是忙碌的载波侦听过程、清除信道评估(CCA)、信道接入过程(CAP)相同的目的执行先听后讲(LBT)过程。

在下文中，解释3GPP LTE/LTE-A系统和3GPP NR系统，其是无线接入系统的示例。

本公开的实施例可以被应用于各种无线接入系统，诸如码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、正交频分多址(OFDMA)、单载波频分多址(SC-FDMA)等。

CDMA可以被实现为诸如通用陆地无线电接入(UTRA)或CDMA2000的无线电技术。TDMA可以被实现为诸如全球移动通信系统(GSM)/通用分组无线电服务(GPRS)/增强数据速率GSM演进(EDGE)的无线电技术。OFDMA可以被实现为诸如IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、演进UTRA(E-UTRA)等的无线电技术。

UTRA是通用移动电信系统(UMTS)的一部分。3GPP LTE是使用E-UTRA的演进UMTS(E-UMTS)的一部分，采用OFDMA用于DL以及采用SC-FDMA用于UL。LTE-高级(LTE-A)是3GPPLTE的演进。虽然在3GPP LTE/LTE-A系统的上下文中描述本公开的实施例以便于阐明本公开的技术特征，但是本公开也适用于IEEE 802.16e/m系统等。

1.3GPP LTE/LTE-A系统

1.1.物理信道和使用该物理信道的信号发送和接收方法

在无线接入系统中，UE在DL上从基站接收信息，并在UL上向基站发送信息。在UE和基站之间发送和接收的信息包括通用数据信息和各种类型的控制信息。存在根据在基站和UE之间发送和接收的信息的类型/用途的许多物理信道。

图1图示可以在本公开的实施例中使用的物理信道和使用该物理信道的一般信号传输方法。

当UE通电或进入新小区时，UE执行初始小区搜索(S11)。初始小区搜索涉及获取与基站的同步。具体地，UE将其定时与基站同步并通过从基站接收主同步信道(P-SCH)和辅同步信道(S-SCH)来获取诸如小区标识符(ID)的信息。

然后，UE可以通过从基站接收物理广播信道(PBCH)来获取在小区中广播的信息。

在初始小区搜索期间，UE可以通过接收下行链路参考信号(DL RS)来监视DL信道状态。

在初始小区搜索之后，UE可以通过接收物理下行链路控制信道(PDCCH)并基于PDCCH的信息接收物理下行链路共享信道(PDSCH)来获取更详细的系统信息(S12)。

为完成与基站的连接，UE可以与基站执行随机接入过程(S13至S16)。在随机接入过程中，UE可以在物理随机接入信道(PRACH)上发送前导(S13)，并且可以接收PDCCH和与PDCCH相关联的PDSCH(S14)。在基于竞争的随机接入的情况下，UE可以另外执行竞争解决过程，包括发送附加PRACH(S15)以及接收PDCCH信号和与该PDCCH信号相对应的PDSCH信号(S16)。

在一般的UL/DL信号传输过程中，在上述过程之后，UE可以从基站接收PDCCH和/或PDSCH(S17)，并且向基站发送物理上行链路共享信道(PUSCH)和/或物理上行链路控制信道(PUCCH)(S18)。

UE向基站发送的控制信息通常被称为上行链路控制信息(UCI)。UCI包括混合自动重复请求应答/否定应答(HARQ-ACK/NACK)、调度请求(SR)、信道质量指示符(CQI)、预编码矩阵索引(PMI)、秩指示符(RI)等。

在LTE系统中，通常周期性地在PUCCH上发送UCI。然而，如果应当同时发送控制信息和业务数据，则可以在PUSCH上发送控制信息和业务数据。另外，在从网络接收到请求/命令之后，可以在PUSCH上不定期地发送UCI。

1.2.资源结构

图2示出在本公开的实施例中使用的示例性无线电帧结构。

图2的(a)示出帧结构类型1。帧结构类型1适用于全频分双工(FDD)系统和半FDD系统。

一个无线电帧是10ms(Tf＝307200·Ts)长，包括从0到19索引的相等大小的20个时隙。每个时隙是0.5ms(Tslot＝15360·Ts)长。一个子帧包括两个连续的时隙。第i个子帧包括第2i个和第(2i+1)个时隙。也就是说，一个无线电帧包括10个子帧。用于发送一个子帧所需的时间被定义为传输时间间隔(TTI)。Ts是以Ts＝1/(15kHz×2048)＝3.2552×10-8(约33ns)给出的采样时间。一个时隙包括时域中的多个正交频分复用(OFDM)符号或SC-FDMA符号以及频域中的多个资源块(RB)。

时隙包括时域中的多个OFDM符号。由于在3GPP LTE系统中针对DL采用OFDMA，因此一个OFDM符号表示一个符号周期。OFDM符号可以称为SC-FDMA符号或符号周期。RB是在一个时隙中包括多个连续子载波的资源分配单元。

在全FDD系统中，10个子帧中的每一个可以在10ms持续时间期间同时用于DL传输和UL传输。该DL传输和UL传输通过频率进行区分。另一方面，UE不能够在半FDD系统中同时执行发送和接收。

以上无线电帧结构纯粹是示例性的。因此，可以改变无线电帧中的子帧的数量、子帧中的时隙的数量、以及时隙中的OFDM符号的数量。

图2的(b)示出帧结构类型2。将帧结构类型2应用于时分双工(TDD)系统。一个无线电帧是10ms(Tf＝307200·Ts)长，包括各自具有长度为5ms(＝153600·Ts)长的两个半帧。每个半帧包括各自长度为1ms(＝30720·Ts)的五个子帧。第i个子帧包括各自具有0.5ms的长度(Tslot＝15360·Ts)的第2i个和第(2i+1)个时隙。Ts是以Ts＝1/(15kHz×2048)＝3.2552×10-8(约33ns)给出的采样时间。

类型2帧包括具有三个字段的特殊子帧：下行链路导频时隙(DwPTS)、保护时段(GP)、和上行链路导频时隙(UpPTS)。DwPTS用于UE处的初始小区搜索、同步或信道估计，并且UpPTS用于基站处的信道估计和与UE进行UL传输同步。GP用于消除由DL信号的多径延迟引起的、在UL和DL之间的UL干扰。

下面的[表1]列出特殊子帧配置(DwPTS/GP/UpPTS长度)。

[表1]

在LTE版本-13系统中，重新添加通过考虑附加SC-FDMA符号的数量X来建立特殊子帧的配置(例如，DwPTS/GP/UpPTS的长度)，其中X由名为“srs-UpPtsAdd”的更高层参数提供(如果未配置该参数，则X设置为0)。在LTE版本-14系统中，重新添加特殊子帧配置#10。没有期待UE被配置有用于在下行链路中的正常循环前缀的特殊子帧配置{3,4,7,8}和用于下行链路中的扩展循环前缀的特殊子帧配置{2,3,5,6}的2个附加的UpPTS SC-FDMA符号和用于下行链路中的正常循环前缀的特殊子帧配置{1,2,3,4,6,7,8}和用于下行链路中的扩展循环前缀的特殊子帧配置{1,2,3,5,6}的4个附加的UpPTS SC-FDMA符号。

[表2]

图3图示可以在本公开的实施例中使用的、用于一个DL时隙的持续时间的DL资源网格的示例性结构。

参考图3，DL时隙在时域中包括多个OFDM符号。一个DL时隙在时域中包括7个OFDM符号，并且RB在频域中包括12个子载波，本公开不限于此。

资源网格的每个元素被称为资源元素(RE)。RB包括12x7个RE。DL时隙中的RB的数量NDL取决于DL传输带宽。

图4图示可以在本公开的实施例中使用的UL子帧的结构。

参考图4，UL子帧可以在频域中被划分为控制区域和数据区域。承载UCI的PUCCH被分配给控制区域，并且承载用户数据的PUSCH被分配给数据区域。为了维持单载波属性，UE不同时发送PUCCH和PUSCH。子帧中的一对RB被分配给用于UE的PUCCH。RB对的RB在两个时隙中占用不同子载波。因此，也就是说RB对在时隙边界上跳频。

图5图示可以在本公开的实施例中使用的DL子帧的结构。

参考图5，从OFDM符号0开始的DL子帧的多达三个OFDM符号被用作向其分配控制信道的控制区域，并且DL子帧的其他OFDM符号被用作向其分配PDSCH的数据区域。为3GPP LTE系统定义的DL控制信道包括物理控制格式指示符信道(PCFICH)、PDCCH和物理混合ARQ指示符信道(PHICH)。

在子帧的第一OFDM符号中发送PCFICH，承载关于用于在子帧中发送控制信道的OFDM符号的数量(即，控制区域的大小)的信息。PHICH是对于UL传输的响应信道，传递HARQACK/NACK信号。PDCCH上承载的控制信息称为下行链路控制信息(DCI)。DCI为UE组传输UL资源分配信息、DL资源分配信息、或UL传输(Tx)功率控制命令。

2.新无线电接入技术系统

随着越来越多的通信设备需要较高的通信容量，与现有的RAT相比大大提高的移动宽带通信的必要性已经增加。此外，还考虑了通过将数个设备或事物连接而能够在任何时间和任何地点提供各种服务的大规模机器类型通信(MTC)。此外，已经提出能够支持对可靠性和延迟敏感的服务/UE的通信系统设计。

讨论了考虑增强的移动宽带通信、大规模MTC和超可靠和低延迟通信(URLLC)等的新RAT的引进。在本公开中，为了简洁，相应的技术被称为新RAT或新无线电(NR)。

2.1参数集

本公开适用的NR系统支持各种OFDM参数集，如下面的表3中所示。可以分别针对DL和UL用信号发送每载波带宽部分的μ值和循环前缀信息。例如，可以通过诸如DL-BWP-mu和DL-MWP-cp的更高层信令来用信号发送用于DL载波带宽部分的μ的值和循环前缀信息。作为另一示例，可以通过诸如UL-BWP-mu和UL-MWP-cp的更高层信令来用信号发送用于UL载波带宽部分的μ的值和循环前缀信息。

[表3]

μ	Δf＝2<sup>μ</sup>·15[kHz]	循环前缀
			0	15	正常
1	30	正常
			2	60	正常，扩展
3	120	正常
			4	240	正常

2.2.帧结构

DL和UL传输配置有帧，每个帧具有10ms的长度。每个帧可以包括10个子帧，每个子帧具有1ms的长度。在这种情况下，每个子帧中的连续OFDM符号的数量是

每个帧可以包括具有相同大小的两个半帧。在这种情况下，两个半帧可以分别包括子帧0到4和子帧5到9。

关于子载波间隔μ，可以如下按升序在一个子帧内对时隙进行编号：

并且还可以如下按照升序在帧内编号：

在这种情况下，可以根据循环前缀确定一个时隙

中的连续OFDM符号的数量，如下面的表3和4中所示。子帧的起始时隙

与时域中相应子帧的起始OFDM符号

对齐。表4示出在正常循环前缀的情况下每个时隙/帧/子帧中的OFDM符号的数量，并且表5示出在扩展循环前缀的情况下每个时隙/帧/子帧中的OFDM符号的数量。

[表4]

[表5]

可应用本公开的NR系统可以采用独立的时隙结构作为上述时隙结构。

图6是图示可应用本公开的自包含子帧结构的图。

在图6中，阴影区域(例如，符号索引＝0)表示DL控制区域，并且黑色区域(例如，符号索引＝13)表示UL控制区域。剩余区域(例如，符号索引＝1到13)可以被用于DL数据传输或UL数据传输。

基于自包含时隙结构，BS和UE可以在一个时隙中顺序地执行DL传输和UL传输。也就是说，BS和UE可以在一个时隙中不仅发送和接收DL数据，而且发送和接收用于DL数据的UL ACK/NACK。因此，自包含时隙结构可以减少在发生数据传输错误时对于数据重传所需的时间，从而最小化最终数据传输的延迟。

在自包含时隙结构中，需要具有预定长度的时间间隙以允许BS和UE从传输模式切换到接收模式，反之亦然。为此，在从DL切换到UL时的一些OFDM符号可以被设置为保护时段(GP)。

尽管描述的是自包含时隙结构包括DL控制区域和UL控制区域二者，但是这些控制区域可以被选择性地被包括在自包含时隙结构中。换言之，根据本公开的自包含时隙结构可以包括DL控制区域或UL控制区域，以及DL控制区域和UL控制区域二者，如图6所示。

例如，时隙可以具有各种时隙格式。在这种情况下，每个时隙中的OFDM符号能够被分类为DL符号(由“D”表示)、灵活符号(由“X”表示)和UL符号(由“U”表示)。

因此，UE可以假设DL传输仅发生在DL时隙中由“D”和“X”表示的符号中。类似地，UE可以假设UL传输仅发生在UL时隙中由“U”和“X”表示的符号中。

2.3.模拟波束成形

在毫米波(mmW)系统中，由于波长被缩短，所以能够在同一区域中安装多个天线单元。也就是说，考虑到在30GHz频带的波长是1cm，在二维阵列的情况下，总共100个天线单元能够以0.5λ(波长)的间隔被安装在5cm*5cm的面板中。因此，在mmW系统中，能够通过使用多个天线单元增加波束成形(BF)增益来改善覆盖范围或吞吐量。

在这种情况下，每个天线单元能够包括收发器单元(TXRU)，以使能够调整每天线单元的发送功率和相位。通过这样做，每个天线单元能够每频率资源执行独立的BF。

然而，在所有大约100个天线单元中安装TXRU在成本方面不太可行。因此，已经考虑了使用模拟移相器来将多个天线单元映射到一个TXRU并调整波束的方向的方法。然而，因为在整个频带上仅生成一个波束方向，所以该方法的缺点在于频率选择性BF是不可能的。

为了解决该问题，作为数字BF和模拟BF的中间形式，能够考虑具有比Q个天线单元更少的B个TXRU的混合BF。在混合BF的情况下，能够同时发送的波束方向的数量被限制为B或更少，这取决于如何连接B个TXRU和Q个天线单元。

图7和图8是图示用于将TXRU连接到天线单元的代表性方法的图。这里，TXRU虚拟化模型表示TXRU输出信号和天线单元输出信号之间的关系。

图7示出用于将TXRU连接到子阵列的方法。在图7中，将一个天线单元连接到一个TXRU。

同时，图8示出用于将所有TXRU连接到所有天线单元的方法。在图8中，将所有天线单元都连接到所有TXRU。在这种情况下，需要单独的附加单元将所有天线单元连接到所有TXRU，如图8所示。

在图7和图8中，W指示由模拟移相器加权的相位向量。也就是说，W是确定模拟BF方向的主要参数。在这种情况下，CSI-RS天线端口和TXRU之间的映射关系可以是1:1或1对多。

图7中示出的配置的缺点在于难以实现BF聚焦，但是具有能够以低成本配置所有天线的优点。

相反，图8中所示的配置的优点在于可以容易地实现BF聚焦。然而，由于所有天线单元都连接到TXRU，因此它具有成本高的缺点。

当在可应用本公开的NR系统中使用多个天线时，可以应用通过组合数字BF和模拟BF而获得的混合BF。在这种情况下，模拟BF(或射频(RF)BF)意指在RF级处执行预编码(或组合)的操作。在混合BF中，分别在基带级和RF级中的每一个处执行预编码(或组合)。因此，混合波束形成的优点在于它可以保证与数字BF类似的性能，同时减少RF链的数量和D/A(数字-模拟)(或A/D(模拟-数字)转换器的数量。

为了便于描述，混合BF结构可以由N个收发器单元(TXRU)和M个物理天线表示。在这种情况下，由发送端发送的用于L个数据层的数字BF可以由N×L矩阵表示。此后，通过TXRU将N个转换的数字信号转换为模拟信号，并且然后对转换后的信号应用由M×N矩阵表示的模拟BF。

图9是示意性地图示根据本公开的实施例的从TXRU和物理天线的角度的混合波束形成结构的图。在图9中，数字波束的数量是L，并且模拟波束的数量是N。

另外，为了向位于特定区域中的UE提供更有效的BF，在本公开适用的NR系统中已经考虑设计能够基于符号改变模拟BF的BS的方法。此外，本公开适用的NR系统已经考虑通过将N个特定TXRU和M个RF天线定义为如图9所图示的一个天线面板来引入可应用独立混合BF的多个天线面板。

当BS使用如上所述的多个模拟波束时，每个UE具有适合于信号接收的不同模拟波束。因此，本公开适用的NR系统已经考虑波束扫描操作，其中BS通过向特殊子帧(SF)内的每个符号应用不同的模拟波束来发送信号(至少同步信号、系统信息、寻呼等)使得所有UE可以具有接收机会。

图10是示意性地图示根据本公开的实施例的DL传输过程中的同步信号和系统信息的波束扫描操作的图。

在图10中，用于以广播方式发送本公开可适用的NR系统的系统信息的物理资源(或信道)被称为xPBCH。在这种情况下，属于不同天线面板的模拟波束可以在一个符号中同时发送。

另外，为了测量每个模拟波束的信道，已经在本公开适用的NR系统中讨论引入作为应用单个模拟波束(对应于特定天线面板)的参考信号(RS)的波束参考信号(BRS)。可以为多个天线端口定义BRS，并且每个BRS天线端口可以对应于单个模拟波束。在这种情况下，与BRS相反，模拟波束组中的所有模拟波束可以应用于同步信号或xPBCH，以协助UE正确地接收同步信号或xPBCH。

3.所提出的实施例

在下文中，基于上述技术构思详细描述由本发明提出的配置。

具体地，在本发明中，详细描述未建立传输/接收(Tx/Rx)波束的互易性的UE的随机接入过程。这里，“波束互易性”可以意指在Rx波束和Tx波束之间建立方向性的互相关。特别地，在可应用本发明的3GPP NR系统中，“Tx/Rx波束对应”可以用作对应于“波束互易性”的术语。因此，这些术语可以以彼此切换的方式使用。

首先，可以如下定义传输接收点(TRP)和UE中的“Tx/Rx波束对应”。

(1)如果满足以下中的至少一个，则TRP处的Tx/Rx波束对应关系成立。

-TRP能够基于UE对TRP的一个或多个Tx波束的下行链路测量来确定用于上行链路接收的TRP Rx波束。

-TRP能够基于对TRP的一个或多个Rx波束的TRP的上行链路测量来确定用于下行链路传输的TRP Tx波束。

(2)如果满足以下中的至少一个，则UE处的Tx/Rx波束对应关系成立。

-UE能够基于UE对UE的一个或多个Rx波束的下行链路测量来确定用于上行链路传输的UE Tx波束。

-UE能够根据基于对UE的一个或多个Tx波束的上行链路测量的TRP指示来确定用于下行链路接收的UE Rx波束。

此外，在可应用本发明的类似于NR系统的波束成形支持系统的情况下，取决于在基站(BS)和UE之间的“Tx/Rx互易性”的建立的存在或者不存在UE的随机接入过程可以被定义为不同的过程。

通常，与“Tx/Rx互易性”建立的UE相比，可以对在随机接入过程中的“Tx/Rx互易性”未建立的UE施加处罚。

这里，作为处罚施加方法，各种方法是值的考虑的。例如，这些处罚可以包括1)对随机接入尝试频率和资源的限制，和2)通过对随机接入信号和信道的重复传输进行特定限制来设计产生相对长的时间直到随机接入过程完成。

这样的操作可以被配置为促进“Tx/Rx互易性”建立的UE的设计。也就是说，上述操作可以是反映鼓励更有效地使用波束成形操作作为在UE的随机接入过程之后BS和UE的信号收发方法的意图的配置。

具体地，“Tx/Rx互易性”未建立的UE可能在随机接入过程中对相邻BS造成干扰。因此，为了校正干扰，可能需要诸如波束细化的附加过程。

然而，可能优选的是，根据可能从每个UE同时生成的Tx波束的数量(例如，天线面板的数量等)和/或波束图案的特性(例如，锐度、主波瓣和旁波瓣之间的功率比)和/或BS与UE之间的距离等具有差分处罚的随机接入过程适用于UE，即使这样的UE是“Tx/Rx互易性”未建立的UE。也就是说，虽然没有为特定UE建立“Tx/Rx互易性”，但是如果通过在特定UE不会对相邻BS或者(另一个UE或BS)的波束造成过度干扰的范围内施加差分处罚来执行随机接入过程，相邻BS或另一个UE的操作可能不会受到很大影响。这里，特定UE可以包括支持多天线面板的UE，该多天线面板能够一次在多个方向上形成波束。

因此，在本发明中如下描述能够对“Tx/Rx互易性”未建立的UE应用差分和自适应处罚的随机接入过程及其详细配置。

图11是示意性地示出适用于本发明的随机接入过程的图。

这里，图11的配置可以对应于图1的操作S13至S16，与前面描述重复的事项应从下面省略。

在本发明中，描述关于随机接入过程的以图11所示的初始随机接入过程为中心提出的配置。在初始随机接入过程之前，假设UE已获得与下行链路(DL)时间/频率同步和随机接入有关的所有配置。

这里，随机接入相关配置信息可以包括用于由BS明确通知的msg.1的物理随机接入信道(PRACH)时间/频率资源配置、与其相对应的BS的Rx波束信息、期望对msg.1的响应的msg.2随机接入响应(RAR)窗口等。在这种情况下，PRACH时间资源可以与BS的DL Tx波束相关联。也就是说，使用在下行链路同步处理等中获得的最佳波束对(例如，以最高功率等接收的BS Tx波束和相应形成的UE Rx波束等)的信息，UE可以通过从PRACH时间资源中选择与最佳波束对的UE Rx波束相对应的Tx波束来发送PRACH(例如，同步信号块(SS块)和PRACH时间/频率资源彼此相关联并且SS块可以与对应于最佳波束对的BS Tx波束的BS Tx波束相关联)。这里，可以以BS将多个窄波束设置为单个宽波束组的方式发送SS块。在这种情况下，宽波束组可以对应于特定的msg.1PRACH Rx波束。

然而，在“Tx/Rx互易性”未建立的UE的情况下，UE不能选择与最佳波束对的UE Rx波束相对应的Tx波束。因此，UE应该通过选择在随机方向上形成的Tx波束来发送PRACH。

因为UE的上述操作可能导致对相邻BS等造成干扰的问题，所以“Tx/Rx互易性”未建立的UE可能对新的PRACH传输施加限制，直到RAR窗口间隔，先前发送的PRACH信号被终止。

当然，如果在相应间隔(例如，RAR窗口)内检测到RAR，则UE可以通过发送msg.3继续进行随机接入过程。然而，因为已经发送相同msg.1的UE可以同时接收msg.2并且然后发送msg.3，所以“Tx/Rx互易性”未建立的UE仍然可能对相邻波束或BS造成干扰。

因此，直到通过msg.4完成竞争解决，其不能避免“Tx/Rx互易性”未建立的UE的干扰问题。并且，“Tx/Rx互易性”未建立的UE可能具有随机接入执行时间与UE可以形成的独立波束的数量成比例地增加的问题。因为不管可能由“Tx/Rx互易性”未建立的UE可能触发并且导致相邻波束或BS的干扰功率及其可能性如何，上述问题可适用，“Tx/Rx互易性”未建立的UE的随机接入执行时间在某些情况下可能会过度增加。

因此，在本发明中，详细描述自适应地或灵活地调整“Tx/Rx互易性”未建立的UE的随机接入执行时间的具体方法。

具体地，考虑到对相邻波束或BS的干扰影响，对于用于“Tx/Rx互易性”未建立的UE的差分随机接入过程，以下元素是值得考虑的。

基于图12至16，下面详细描述本发明的配置。

图12至14是示意性地示出可应用本发明的波束形成系统中的多个波束的收发场景的图。这里，假设针对所有BS和UE都支持多波束成形。因此，假设UE可以生成M个波束。并且，假设BS可以分别生成N1个波束、N2个波束和N3个波束。

与图13相比，图12示出由于UE与目标BS之间的距离相对较短，PRACH传输功率相对较低的场景。因此，在图12的情况下，与图13相比，对相邻BS或波束造成干扰的可能性可能相对较低。

图14示出尽管UE的PRACH传输功率与图12相比是类似，由UE形成的M个波束的方向(或覆盖范围)相对较小的情况。在这种情况下，因为UE的M个波束对特定BS的多个Rx波束造成干扰的可能性，所以BS可以以将最小间隔(或方向)配置为M个RACH Tx波束之间的间隔或仅配置在特定范围(或角度)中生成的单个波束的方式引起干扰避免。

图15是示意性地示出在单个RAR信号接收间隔(例如，RAR窗口间隔)之前使用多个波束发送PRACH信号的配置的图。也就是说，图15是描述在RAR窗口间隔之前的UE的“单个PRACH前导尝试”和根据其的与PRACH重复传输相关的操作的图。这里，“单个RACH前导尝试”可以如下定义。

在单个RACH资源上的PRACH前导传输是单个PRACH前导尝试，并且还假设RACH资源内的重复(或者如果支持则进行波束扫描)也是假定的单个PRACH前导尝试。相反，在不同的RACH资源上或不同的场合的PRACH前导尝试应该被假设为另一个RACH前导尝试，其可以被理解为PRACH重传。

适用于本发明的UE可以在特定时间内使用多个波束发送PRACH，或者以如图15一样每个特定时间间隔形成独立波束(或单个波束)的方式通过时分复用(TDM)重复发送多个PRACH。在这样做时，尽管UE保持与在RAR窗口之前重复发送的PRACH信号的功率相同的功率值，但是因为UE在RAR检测中失败，当UE执行下一次“PRACH传输尝试”时，UE能够使用高于先前传输的功率来传输PRACH。然而，可重复发送的PRACH波束的数量可以被配置为与增加的PRACH传输功率成反比地减小，或者重复的PRACH波束传输之间的时间间隔可以增加。

在这样做时，关于通过被TDM而重复的PRACH波束，频分复用(FDM)方法可适用于频域中的跳频。

TDM或FDM方法可以用作用于减轻UE之间的干扰的方案或用于对PRACH波束进行分类的方法。

图16是示出如果UE或BS在方向θ₀上形成Tx波束则对Tx波束的角度的功率响应的图。

通常，Tx波束在方向θ₀上具有最大功率。在图16中，与主波瓣中的方向θ₀的输出功率相比具有3dB内的功率的角度范围可以被称为波束宽度。除了主波瓣两端的第一零角度之外的波束响应间隔可以被称为旁波瓣。并且，旁波瓣中的最大输出功率和方向θ₀的输出功率之间的差可以被称为旁波瓣等级。

在下文中，基于图12至16中所示的配置，详细描述对于“Tx/Rx互易性”未建立的UE的差分随机接入过程要考虑的元素。

1.“RACH发送UE与接收BS之间的距离”

如图12中所示，位于靠近BS的距离的UE使用相对低于图13所示的情况的PRACH发送功率发送PRACH信号。因此，发送的PRACH信号具有对另一个相邻BS将会造成干扰的低可能性。

因此，BS可以根据UE的PRACH传输功率不同地设置在单个RAR窗口间隔结束之前允许的PRACH传输尝试计数。即，具有相对低的传输功率的UE可以被配置为比不具有相对低的传输功率的UE在单个RAR窗口间隔结束之前尝试更多的PRACH传输。

作为用于上述操作的具体方法，能够考虑：1)允许单个UE使用多个波束同时发送具有低发送功率的PRACH信号的方法；以及2)允许单个UE在RAR窗口间隔之前发送具有不同波束方向的多个PRACH信号的方法，尽管仅允许单个波束传输用于单个PRACH信号传输。

在前一种情况下，根据传输功率不同地允许图12中的M(例如，通过UE同时发送的波束的数量)和图13中的M的方法是可适用的。例如，可以将图12中的M设置为大于图13中的M。在后一种情况下，限制与由于RAR检测失败而导致的传输功率增加成反比例的在RAR窗口间隔之前的PRACH的传输尝试计数方法是可适用的。

在这种情况下，可以根据RACH发送UE和接收BS之间的距离来设置PRACH的格式和/或PRACH的覆盖范围。

2.“为PRACH传输形成的UE波束的宽度(或天线面板的数量)或波束间角度差”

尽管UE的方向-θ₀PRACH波束的传输功率被设置为低，但是可能根据Tx波束的宽度对BS的相邻波束产生干扰。

因此，BS可以根据UE的PRACH Tx波束宽度不同地设置在RAR窗口间隔结束之前可允许的PRACH传输尝试的计数或者可同时传输的波束的数量。即，关于具有相同PRACH传输功率的UE，在比较具有相对窄波束宽度的UE与不具有相对窄波束宽度的UE的情况下，具有相对窄波束宽度的UE可以在单个RAR窗口间隔结束之前尝试更多PRACH传输或通过同时形成更多波束来尝试PRACH传输。可替选地，BS可以将具有相对窄波束宽度的UE设置成以在单个RAR窗口间隔结束之前尝试更多PRACH传输或通过同时形成更多波束尝试PRACH传输。

3.为RACH接收而形成的“BS波束的宽度(或天线面板的数量)”

通常，UE通过补偿相当于BS与UE之间的路径损耗的功率来发送(或配置成发送)PRACH信号。因此，在接收BS的方面，不管特定UE的PRACH信号的传输功率如何，以相似的功率接收不同UE的PRACH信号。

然而，在假设形成多个波束的系统中，根据为BS的PRACH接收而形成的波束的宽度或在多个天线面板之中的波束重叠的程度，可能在相邻的Rx波束之间引起干扰。

因此，根据本发明的BS可以根据其自身的波束宽度或天线间面板波束重叠范围来不同地设置在单个RAR窗口间隔结束之前允许的PRACH传输尝试计数。即，考虑到可以由BS形成的Rx波束的特性，BS可以对UE的PRACH操作施加特定限制。

在本发明中，BS可以通过前面描述中提到的各种方法设置图14的M值以与图12的M值不同。

考虑到上述各种方法，BS可以引发或允许以下用于UE的PRACH传输的操作。

(1)“允许在特定定时处使用多个波束进行PRACH传输的方法”

<1>“以每个波束使用相同资源的方式发送PRACH的方法”

上述方法的缺点在于，在RAR接收UE的情况下，不能指定对应于接收到的RAR的波束。当然，UE可以通过对仅在RAR接收之前发送的所有波束开始初始随机接入过程或者从在RAR接收之前发送的所有波束中选择特定波束来发送msg.3。

可以在没有特定限制的情况下在诸如3GPP标准等标准技术中允许的范围内对于特定的UE允许这样的操作，或者由特定UE执行。

<2>“以每个波束使用不同资源的方式发送PRACH的方法”

根据上述方法，UE可以在特定定时处使用多个波束发送PRACH，并且然后尝试对应于RAR窗口内的每个波束的RAR检测。这里，每个波束可以通过使用不同频率资源的FDM或通过使用不同序列的码分复用(CDM)来区分。

此外，在特定定时处可发送的波束的数量可以对特定条件进行限制，并且可以根据波束的宽度、波束间角度差等对波束的合理数量进行限制。这样的约束条件可以由诸如3GPP标准等的标准技术预定义，由BS小区共同地配置，或者通过来自BS的随机接入资源配置信息来配置。

在这种情况下，RAR接收可以在以下分类为各种情况，并且UE可以相应地执行以下操作。

A)“仅接收到多个发送波束之一的RAR的情况”

UE可以通过选择与接收到的RAR相对应的波束来开始msg.3传输。

B)“接收到多个发送的波束中的至少一个的RAR的情况”

在这种情况下，UE可能无法区分所有多个接收到的RAR是否是对由UE发送的多个波束的响应，或者是通过选择相同的资源对于由另一个UE发送的PRACH信号的RAR。如果是，则每个UE可以执行以下操作。

B-1)“对应于由UE发送的波束的多个RAR中包括的定时提前(TA)信息的差等于或小于特定值”的情况

UE可以确定所有检测到的RAR是关于UE同时发送的多个波束的信息，并且然后通过随机选择一个RAR或者发送对应于多个RAR的msg.3来发送msg.3。

在这种情况下，在UE发送多个msg.3s的情况下，UE可以通过尝试检测对应于msg.3s的所有msg.4s来进行竞争解决。这里，多个可发送的msg.3s的数量可以通过诸如3GPP标准等的标准技术预先定义，由BS小区共同地配置，或者通过来自BS的随机接入资源配置信息来配置。并且，可以将多个可发送的msg.3s的数量设置为小于能够同时发送作为msg.1的PRACH的波束的数量。

B-2)“对应于由UE发送的波束的多个RAR中包括的定时提前(TA)信息的差大于特定值的情况”

UE确定多个检测到的RAR可以是关于从包括UE的不同终端同时发送的PRACH信号的信息，并且然后可以通过随机选择一个RAR或发送对应于多个RAR的msg.3来发送msg.3。

在这种情况下，在UE发送多个msg.3s的情况下，UE可以通过尝试检测对应于msg.3s的所有msg.4s来进行竞争解决。这里，多个可发送的msg.3s的数量可以通过诸如3GPP标准等的标准技术预先定义，由BS小区共同地配置，或者通过来自BS的随机接入资源配置信息来配置。并且，可以将多个可发送的msg.3s的数量设置为小于能够同时发送作为msg.1的PRACH的波束的数量。

C)“多个发送波束中的任何一个的RAR不可接收(或未接收)的情况”

在假设由BS未检测到UE发送的所有波束的情况下，UE可以进行以下过程。

C-1)“通过改变波束来发送PRACH的方法”

因为没有为UE建立“Tx/Rx互易性”，所以UE可以在假设先前发送的波束(或在波束上发送的PRACH)未被BS接收的情况下在新波束上发送PRACH。此后，对应于发送的PRACH的RAR接收和后续操作可以与上述操作相同。在这种情况下，PRACH的传输功率可能不会在UE的每次重新尝试时刻增加。

然而，如果UE在尝试PRACH传输的每个定时点处都不能发送相同数量的波束，则UE可以将用于先前PRACH尝试的波束重用为用于尝试PRACH传输的规定波束。这样的操作可以应用于在PRACH重新尝试定时点之间改变下行链路最佳波束对的情况、从最佳波束对估计的路径损耗量改变的情况、或者用于每个PRACH尝试的波束数量不是所有波束数量的除数的情况。

C-2)“增加传输功率的方法”

在UE增加用于PRACH重传的传输功率的情况下，UE一次可传输的波束的数量可以减少(或配置为减少)。这里，为了RACH重传而增加的传输功率值和根据传输功率值的同时可发送波束的值可以通过诸如3GPP标准等的标准技术预先定义，由BS小区共同配置，或者通过来自BS的随机接入资源配置信息来配置。

在以上描述中，资源可以应用于用于PRACH传输的序列或频率。即，本发明中的资源意指用于在特定定时点处区分PRACH信号的资源，其可以对应于传统LTE系统中的根序列号、循环移位、频率资源索引等。

(2)“允许在RAR窗口间隔结束之前时间分离的多个PRACH传输的方法”

<1>“在同一波束上发送多个时间分离波束的方法”

在BS按特定时段扫描PRACH Rx波束的情况下，UE可以使用相同波束发送PRACH信号。然而，这是适用于仅在BS中没有建立“Tx/Rx互易性”的情况的方案，并且在BS的同步信号块的Tx波束与PRACH Rx波束相关联的环境中可能是低效的。

这里，可以根据特定条件约束(或限制)在RAR窗口间隔结束之前由UE发送的波束的数量。此外，可以对相同的波束数量进行根据波束宽度、波束间角度差等的约束(或限制)。

上述约束条件可以由诸如3GPP标准等的标准技术预先定义，由BS小区共同地配置，或者通过来自BS的随机接入资源配置信息来配置。

<2>“在不同波束上发送多个时间分离的PRACH的方法”

上述方法可以意指UE扫描PRACH Tx波束以工作到从同步信号块获得的最佳波束对的PRACH Rx波束的周期的方法。

这里，可以根据特定条件约束(或限制)在RAR窗口间隔结束之前由UE可发送的波束的数量。此外，可以对相同的波束数量进行根据波束宽度、波束间角度差等的约束(或限制)。

上述约束条件可以由诸如3GPP标准等的标准技术预先定义，由BS小区共同地配置，或者通过来自BS的随机接入资源配置信息来配置。

基于上述项，本发明提出一种在UE之间灵活应用不同随机接入操作的方法。上述方法可以用于通常有效地减少“Tx/Rx互易性”未建立的UE的随机接入执行时间。此外，如有必要，上述方法可适用于“Tx/Rx互易性”建立的UE。

此外，本发明提出的配置不受初始随机接入过程的限制，并且可以响应于BS的请求而应用于随机接入过程。

3.1.第一提议

在RAR检测尝试(或单个PRACH传输尝试)之前，可以允许特定UE在特定定时点处使用多个Tx波束的PRACH传输。这里，可以使用不同的频率资源对多个Tx波束进行FDM或使用不同序列对多个Tx波束进行CDM。在这种情况下，关于以下条件的信息可以由诸如3GPP标准等的标准技术预定义，由BS小区共同地配置，或者通过包括在随机接入资源配置信息中从BS递送。

(1)同时可发送的波束的最大数量

(2)所有同时发送的波束的功率和的最大值

-这里，最大功率值可以被给出为相对值(dB)，诸如路径损耗。

-这里，可以通过被划分为多个间隔来设置功率和的最大值。在这种情况下，每个间隔可以设置不同的同时可发送的波束的最大数量。

-这里，功率和指示每个天线面板使用的总功率之和。

(3)每个同时可发送的波束的最大可允许传输功率

-这里，可以通过划分为多个间隔来设置每个波束的最大可允许功率值。可替选地，可以根据同时可发送的波束的总数来设置每个波束的最大可允许功率值。在这种情况下，每个间隔的每个波束的最大可允许传输功率可以根据每个间隔同时可发送的波束总数而具有不同值。

-这里，每个波束的最大可允许功率值指示用于形成相应波束的天线面板的发送功率。在这种情况下，如果存在另一个同时发送的波束，则每个波束的最大可允许功率值可以指示所有重叠功率的和，不管天线面板如何。或者，如果重叠波束的旁波瓣小于特定值或者不能通过诸如3GPP标准等标准技术单独指示，则每个波束的最大可允许功率值可以仅指示在特定方向上形成的波束的主波瓣最大功率。

(4)所有同时可发送波束的波束宽度的累加值的最大允许值

-这里，波束宽度指示与主波瓣的最大功率相比具有3dB内的功率差的角度范围。

-这里，可以通过被划分成数个间隔来设置功率和的最大值。在这种情况下，可以每间隔设置不同的同时可发送的波束的最大数量。

-这里，如果各个波束的波束宽度彼此重叠，则在将整个波束的波束宽度相加时不考虑重叠部分。也就是说，如果特定波束和另一个波束彼此重叠，则在将每个波束的波束宽度相加时，不以重叠方式计算重叠波束宽度。

(5)每个同时可发送的波束的最大波束宽度

-这里，可以通过划分为数个间隔来设置每个波束的最大波束宽度值，并且每个波束的最大可允许波束宽度可以根据同时可发送的波束的总数来设置为不同的。在这种情况下，每个间隔的每个波束的最大可允许波束宽度可以根据每个间隔同时可发送的波束总数而具有不同值。

(6)每个同时可发送波束的最小角度差

-这里，每个波束的角度指示在主波瓣内具有最大功率的角度。

-这里，可以通过划分为数个间隔来设置每个波束的最小角度差值，并且每个波束的最小角度差可以根据同时可发送的波束的总数被设置为不同。

通过根据本发明的随机接入过程可能不考虑未由诸如3GPP标准的标准技术或BS配置的条件或未由上述6个条件之中的默认配置单独定义的条件。也就是说，在根据本发明的随机接入过程中，可以忽略未由诸如3GPP标准等的标准技术或BS配置的条件未由上述6个条件之中的默认配置单独定义的条件。

此外，在同时配置上述6个条件之中的多个条件的情况下，UE可以针对仅满足所有相应条件的波束组合发送同时PRACH传输。

因此，通过以相同的基站或特定的Rx波束为目标，在发送PRACH信号的UE之间可发送波束的最大数量可以不同。并且，在随机接入过程中将功率上升到特定UE的情况下，可发送波束的最大数量可以根据时间减少。此外，如果在诸如3GPP标准等的标准技术中没有定义等效全向辐射功率(EIRP)的最小要求的条件和文本情况，则对于波束宽度的条件和Tx波束功率的条件可以省略。

3.2.第二提议

在RAR检测尝试(或单个PRACH传输尝试)之前，可以允许特定UE以划分时间的方式通过TDM执行多个PRACH信号传输。在这种情况下，关于以下的信息可以由诸如3GPP标准等的标准技术预定义，由BS小区共同地配置，或者通过包括在随机接入资源配置信息中从BS递送。

(1)在单个RACH传输尝试的情况下允许的PRACH传输的最大重复计数。

-这里，重复发送的PRACH传输计数可以以被分离成扫描PRACH Tx波束的情况和不扫描PRACH Tx波束的情况的方式设置。上述信息可以由诸如3GPP标准等的标准技术预定义，由BS小区共同地配置，或者通过包括在随机接入资源配置信息中从BS递送。

-这里，可以以划分为数个间隔的方式设置重复发送的PRACH传输计数。

(2)每个重复发送的PRACH信号的传输功率的最大允许值

-这里，最大值可以被给出为相对值(dB)诸如路径损耗。

-这里，可以通过划分为数个间隔来设置功率和的最大值。并且，可以将每间隔最大可重复发送的PRACH发送计数设置为不同。

-这里，每个PRACH信号的传输功率可以被定义为用于形成相应波束的天线面板的整个输出功率或者用于在相应波束的主波瓣内具有最大功率的特定方向的输出功率。

(3)每个重复发送的波束的最大波束宽度

-这里，可以通过将每个波束的最大波束宽度值划分为数个间隔来设置每个波束的最大波束宽度值，并且可以根据总的可重复发送的PRACH计数将每个波束的最大可允许波束宽度设置为不同。

(4)每个可重复发送的PRACH波束的最小角度差

-这里，每个波束的角度指示在主波瓣内具有最大功率的角度。

-这里，可以通过将每个波束的最小角度差值分成数个间隔来设置每个波束的最小角度差值，并且可以根据总的可重复发送的PRACH计数来将每个波束的最小角度差设置为不同。

根据本发明的随机接入过程可能不考虑未由诸如3GPP标准的标准技术或BS配置的条件或未由上述6个条件之中默认配置单独定义的条件。也就是说，在根据本发明的随机接入过程中，可以忽略未由诸如3GPP标准等的标准技术或BS配置的条件或者未由上述6个条件之中默认配置单独定义的条件。

此外，在同时配置上述6个条件之中的多个条件的情况下，UE可以针对仅满足所有相应条件的波束组合执行重复PRACH传输。

因此，通过以相同的基站或特定的Rx波束为目标，在发送PRACH信号的UE之间可发送波束的最大数量可以不同。并且，在随机接入过程中将功率上升到特定UE的情况下，可重复发送的最大PRACH计数可以根据时间减少。

3.3.第三提议

BS和UE可以根据上述第一提议和/或前述第二提议对PRACH资源进行分类。这里，资源可以意指根序列号、循环移位、频率资源索引等。

首先，可以按照根据第一提议通过用于PRACH传输的波束数量来分类的方式来定义PRACH资源集。关于此的信息可以由诸如3GPP标准等的标准技术预定义，由BS小区共同地配置，或者通过包括在随机接入资源配置信息中从BS递送。

在这种情况下，UE可以根据第一提议选择满足至少一个条件的同时可发送波束的数量，在与所选波束数量相对应的PRACH资源集内生成PRACH信号，并且然后发送所生成的PRACH信号。如果不存在用于PRACH资源集的特殊配置并且也不存在用于PRACH资源集的默认配置，则UE可以使用所有PRACH资源执行PRACH传输。

其次，可以以根据第二提议以的可重复发送的PRACH数量分类的方式定义PRACH资源集。关于此的信息可以由诸如3GPP标准等的标准技术预定义，由BS小区共同地配置，或者通过包括在随机接入资源配置信息中从BS递送。

在这种情况下，UE可以根据第二提议选择满足至少一个条件的重复可发送PRACH计数，在与所选择的计数相对应的PRACH资源集内生成PRACH信号，并且然后发送所生成的PRACH信号。如果不存在用于PRACH资源集的特殊配置并且也不存在用于PRACH资源集的默认配置，则UE可以使用所有PRACH资源执行PRACH传输。

图17是示意性地图示UE与BS之间的随机接入过程的图。

首先，BS发送用于随机接入UE的配置信息[S1710]。这里，配置信息可以包括指示UE允许的同时可发送的波束的最大数量A或者在预定时间期间UE允许的最大重复计数B的信息。即，配置信息可以包括指示A和/或B的信息。

作为响应，UE基于配置信息使用多个波束发送PRACH[S1720]。

具体地，UE可以使用数量等于或小于UE在特定定时点处同时可发送的波束的最大数量的不同波束来发送PRACH，或者通过扫描其数量等于或小于UE在预定时间期间允许的最大重复计数的不同波束来发送PRACH。

作为一个示例，如果UE基于配置信息使用其数量等于或小于在特定定时点处同时可发送波束的最大数量的不同波束来发送PRACH，则UE可以使用相同资源以使用不同波束来发送PRACH。

在这样做时，如果UE从BS接收到随机接入响应(RAR)信号，则UE可以使用在接收RAR信号之前发送的所有波束之中的特定波束来发送与RAR信号相对应的信号。

作为另一示例，如果UE基于配置信息使用其数量等于或小于在特定定时点处同时可发送波束的最大数量的不同波束来发送PRACH，则UE可以使用不同资源来使用不同波束发送PRACH。

这里，不同资源可以包括不同的频率资源或基于不同序列的资源。

在这种情况下，如果UE仅接收用于同时发送PRACH的多个波束之一的RAR信号，则UE可以使用与接收到的RAR信号相对应的波束来发送与RAR信号相对应的信号。

或者，如果UE接收用于被用于同时发送PRACH的多个波束中的两个或更多个波束的RAR信号，则UE可以取决于是否包括在用于两个或更多个波束的接收RAR信号中的定时提前(TA)信息的差超过预定阈值来确定所接收的RAR信号是否是针对UE或另一UE的RAR信号并且然后基于该确定来发送与两个或更多个波束的接收RAR信号中的一个相对应的信号。

对于另一示例，如果UE未能接收到与用于同时发送PRACH的多个波束的所有波束相对应的随机接入响应(RAR)信号，则除了多个波束之外UE可以使用数量等于或者小于UE可以同时发送的波束的最大数量的不同波束重新发送PRACH。

在上述配置中，如果配置信息包括指示UE同时可发送的最大波束数的信息，则配置信息可以包括以下信息中的一个或多个。

(A-1)关于所有同时发送的波束的功率和的最大值的信息

(A-2)关于UE同时可发送的每个波束的最大可允许发送功率的信息

(A-3)关于UE同时可发送的所有波束的波束宽度的最大累加值的信息

(A-4)关于UE同时可发送的每个波束的最大波束宽度的信息

(A-5)关于UE同时可发送的波束之间的最小角度差的信息

或者，如果配置信息包括指示在预定时间期间为UE允许的最大重复计数的信息，则配置信息可以包括以下信息中的一个或多个。

(B-1)关于用于由UE在预定时间期间重复发送的每个PRACH信号的传输功率的最大允许值的信息

(B-2)关于与在预定时间期间由UE重复发送的每个PRACH信号相对应的每个波束的最大波束宽度的信息

(B-3)关于与在预定时间期间由UE重复发送的PRACH信号相对应的波束之间的最小角度差的信息

响应于UE的上述操作，BS可以如下操作。

首先，BS 100通过第一传输波束向UE发送用于随机接入的配置信息[S1710]。这里，配置信息包括指示为UE允许的同时可发送的波束的最大数量或者在预定时间期间为UE允许的最大重复计数的信息。随后，BS 100从基于配置信息操作的UE通过与第一传输波束相对应的第一接收波束接收物理随机接入信道(PRACH)[S1720]。

因为上述提出的方法的示例也可以作为本发明的实现方法之一被包括，所以它们显然可以被视为一种被提议的方法。尽管上述提出的方法的示例可以独立地实现，但是它们可以以一些所提出的方法的组合(或合并)形式实现。可以通过预定义信号(例如，物理层信号或更高层信号)由BS向UE通知提供关于所提出的方法的适用性的信息(或关于所提出的方法的规则的信息)。

4.设备配置

图18图示用于实现所提出的实施例的UE和BS的配置。图18中图示的UE和BS被实现以执行在BS和UE之间的信号发送和接收方法的实施例。

UE 1可以用作DL中的发送端和DL中的接收端。BS(eNB或gNB)100可以用作UL中的接收端和DL中的发送端。

即，UE和BS中的每一个可以包括用于控制信息、数据和/或消息的发送和接收的发送器(Tx)10/110和接收器(Rx)20/120以及用于发送和接收信息、数据和/或消息的天线30/130。

另外，UE和BS中的每一个可以包括用于实现本公开的上述实施例的处理器40/140和用于临时或永久地存储处理器40/140的操作的存储器50/150。

以上配置的UE 1通过接收器20从BS 100接收用于随机接入的配置信息。这里，配置信息可以包括指示允许UE的同时可发送波束的最大数量或在预定时间期间允许UE的最大重复计数的信息。随后，基于配置信息，UE 1可以使用其数量等于或小于UE在特定定时点处同时可发送的波束的最大数量的不同波束来发送物理随机接入信道(PRACH)，或者通过发送器10通过扫描其数量等于或小于UE在预定时间期间允许的最大重复计数的不同波束发送PRACH。

作为响应，BS 100通过第一发送器110通过第一传输波束将用于随机接入的配置信息发送到UE。这里，配置信息包括指示允许UE的同时可发送的波束的最大数量或者在预定时间期间UE允许的最大重复计数的信息。随后，BS 100通过接收器120从基于配置信息操作的UE通过与第一传输波束相对应的第一接收波束接收物理随机接入信道(PRACH)。

UE和BS中的每一个的发送器和接收器可以执行用于数据传输的分组调制/解调、高速分组信道编码、OFDM分组调度、TDD分组调度、和/或信道复用。图18的UE和BS中的每一个还可以包括低功率射频(RF)/中频(IF)模块。

同时，UE可以是个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、个人通信服务(PCS)电话、全球移动系统(GSM)电话、宽带码分多址(WCDMA)电话、移动宽带系统(MBS)电话、手持PC、膝上型PC、智能电话、多模多频(MM-MB)终端等中的任一个。

智能电话是利用移动电话和PDA两者的优点的终端。它将PDA的功能即调度和数据通信诸如传真发送和接收及互联网连接并入到移动电话中。MB-MM终端指代在其中内置有多调制解调器芯片并且能够在移动互联网系统和其它移动通信系统(例如CDMA 2000、WCDMA等)中的任一个中操作的终端。

可以通过各种手段例如硬件、固件、软件或其组合来实现本公开的实施例。

在硬件配置中，可以通过一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器等来实现根据本公开的示例性实施例的方法。

在固件或软件配置中，可以以执行上述功能或操作的模块、过程、函数等的形式实现根据本公开的实施例的方法。软件代码可以被存储在存储器50或150中并且由处理器40或140执行。存储器位于处理器的内部或外部并且可以经由各种已知手段向处理器发送数据以及从处理器接收数据。

本领域的技术人员将显而易见的是，在不脱离本公开的精神和必要特性的情况下，可以以除本文中所阐述的那些方式外的其它特定方式实施本公开。上述实施例因此将在所有方面被解释为说明性的而非限制性的。本公开的范围应当由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由上述描述来确定，并且旨在将落入所附权利要求的含义和等价范围内的所有改变包含在其中。对于本领域的技术人员而言显而易见的是，在所附权利要求中未明确彼此引用的权利要求可以被组合呈现为本公开的实施例，或者在本申请被提交之后通过后续修改作为新权利要求被包括。

工业实用性

本公开适用于包括3GPP系统和/或3GPP2系统的各种无线接入系统。除了这些无线接入系统之外，本公开的实施例还适用于其中无线接入系统找到其应用的所有技术领域。此外，所提出的方法还能够被应用于使用超高频带的毫米波(mmWave)通信。

Claims (14)

1.一种在无线通信系统中通过用户设备执行与基站的随机接入过程的方法，所述方法包括：

从所述基站接收用于随机接入的配置信息；

基于所述配置信息包括与所述用户设备在特定定时点处允许的同时可发送波束的最大数量有关的第一信息和所述可发送波束的标识，使用具有其数量等于或小于由所述用户设备在特定定时点处同时可发送的波束的最大数量的不同波束方向的多个波束来同时发送物理随机接入信道PRACH；以及

基于所述配置信息包括与在预定时间间隔期间所述用户设备允许的单个随机接入信道RACH资源上的PRACH传输的最大重复计数有关的第二信息和扫描波束的标识，通过扫描其数量等于或小于在所述预定时间间隔期间所述用户设备允许的所述最大重复计数的多个波束来重复地发送所述PRACH，

其中，基于所述配置信息包括所述第一信息，所述配置信息还包括关于基于由所述用户设备同时可发送的波束的数量所确定的波束之间的最小角度差的信息，以及

其中，基于所述配置信息包括所述第二信息，所述配置信息还包括关于基于在所述预定时间间隔期间由所述用户设备重复发送的PRACH信号的数量所确定的波束之间的最小角度差的信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述用户设备使用相同的资源以使用具有所述不同波束方向的多个波束来同时发送所述PRACH。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：基于随机接入响应RAR信号被接收，使用在接收所述RAR信号之前发送的所有波束之中的特定波束来发送与所述RAR信号相对应的信号。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述用户设备使用多个资源以使用具有不同波束方向的所述多个波束同时发送所述PRACH，所述波束方向的数量等于或小于基于所述配置信息由所述用户设备在所述特定定时点处同时可发送的波束的最大数量。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述多个资源包括彼此不同的频率资源。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述多个资源包括彼此不同的序列资源。

7.根据权利要求4所述的方法，还包括：基于所述用户设备接收用于在被同时用于发送所述PRACH的多个波束之中的单个波束的随机接入响应RAR信号，使用与所述接收的RAR信号相对应的波束来发送与所述RAR信号相对应的信号。

8.根据权利要求4所述的方法，还包括：

基于所述用户设备接收用于被同时用于发送所述PRACH的多个波束中的两个或更多波束的RAR信号，取决于是否用于所述两个或更多个波束的所述接收的RAR信号中包括的定时提前TA信息的差超过预定阈值来确定是否所述接收的RAR信号是用于所述用户设备或另一个用户设备的RAR信号；以及

基于所述确定来发送与用于所述两个或更多个波束的所述接收的RAR信号中的一个相对应的信号。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于所述用户设备未能接收与同时用于发送所述PRACH的所有多个波束相对应的随机接入响应RAR信号，使用与同时用于发送所述PRACH的所述多个波束不同的多个波束来重新发送所述PRACH，

其中，用于重新发送所述PRACH的多个波束的数量等于或小于由所述用户设备在特定定时点处同时可发送的波束的最大数量。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述配置信息包括所述第一信息，所述配置信息还包括从下述组成的组中选择的至少一个：

关于所有同时发送的波束的功率和的最大值的信息，

关于由所述用户设备同时可发送的每个波束的最大允许传输功率的信息，

关于由所述用户设备同时可发送的所有波束的波束宽度的最大累加值的信息，以及

关于由所述用户设备同时可发送的每个波束的最大波束宽度的信息。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述配置信息包括第二信息，所述配置信息还包括由下述组成的组中选择的至少一个：

关于用于在所述预定时间间隔期间由所述用户设备重复发送的每个PRACH信号的传输功率的最大允许值的信息，以及

关于与在所述预定时间间隔期间由所述用户设备重复发送的每个PRACH信号相对应的每个波束的最大波束宽度的信息。

12.一种在无线通信系统中由基站执行与用户设备的随机接入过程的方法，所述方法包括：

通过第一传输波束向所述用户设备发送用于随机接入的配置信息，

基于所述配置信息包括与所述用户设备在特定定时点处允许的同时可发送的波束的最大数量有关的第一信息和所述可发送波束的标识，使用具有其数量等于或小于由所述用户设备在特定定时点处同时可发送的波束的最大数量的不同波束方向的多个波束来同时接收物理随机接入信道PRACH；以及

基于所述配置信息包括与在预定时间间隔期间所述用户设备允许的单个随机接入信道资源上的PRACH传输的最大重复计数有关的第二信息和扫描波束的标识，通过扫描其数量等于或小于在所述预定时间间隔期间所述用户设备允许的所述最大重复计数的多个波束来重复地接收所述PRACH，

其中，基于所述配置信息包括所述第一信息，所述配置信息还包括关于基于由所述用户设备同时可发送的波束的数量所确定的波束之间的最小角度差的信息，以及

其中，基于所述配置信息包括所述第二信息，所述配置信息还包括关于基于在所述预定时间间隔期间由所述用户设备重复发送的PRACH信号的数量所确定的波束之间的最小角度差的信息。

13.一种用于在无线通信系统中与基站执行随机接入过程的用户设备，所述用户设备包括：

发送单元；

接收单元；以及

处理器，所述处理器被配置成通过连接到所述发送单元和所述接收单元来操作，

其中，所述处理器还被配置成：

从所述基站接收用于随机接入的配置信息，

基于所述配置信息包括与所述用户设备在特定定时点处允许的同时可发送的波束的最大数量有关的第一信息和所述可发送波束的标识，使用具有其数量等于或小于由所述用户设备在特定定时点处同时可发送的波束的最大数量的不同波束方向的多个波束来同时发送物理随机接入信道PRACH，以及

基于所述配置信息包括与在预定时间间隔期间所述用户设备允许的单个随机接入信道资源上的PRACH传输的最大重复计数有关的第二信息和扫描波束的标识，通过扫描其数量等于或小于在所述预定时间间隔期间所述用户设备允许的所述最大重复计数的多个波束来重复地发送所述PRACH，

其中，基于所述配置信息包括所述第一信息，所述配置信息还包括关于基于由所述用户设备同时可发送的波束的数量所确定的波束之间的最小角度差的信息，以及

其中，基于所述配置信息包括所述第二信息，所述配置信息还包括关于基于在所述预定时间间隔期间由所述用户设备重复发送的PRACH信号的数量所确定的波束之间的最小角度差的信息。

14.一种在无线通信系统中与用户设备执行随机接入过程的基站，所述基站包括：

发送单元；

接收单元；以及

处理器，所述处理器被配置成通过连接到所述发送单元和所述接收单元来操作，

其中，所述处理器还被配置成：

通过第一传输波束向所述用户设备发送用于随机接入的配置信息，

基于所述配置信息包括与所述用户设备在特定定时点处允许的同时可发送的波束的最大数量有关的第一信息和所述可发送波束的标识，使用具有其数量等于或小于由所述用户设备在特定定时点处同时可发送的波束的最大数量的不同波束方向的多个波束来同时接收物理随机接入信道PRACH；以及

基于所述配置信息包括与在预定时间间隔期间所述用户设备允许的单个随机接入信道资源上的PRACH传输的最大重复计数有关的第二信息和扫描波束的标识，通过扫描其数量等于或小于在所述预定时间间隔期间所述用户设备允许的所述最大重复计数的多个波束来重复地接收所述PRACH，

其中，基于所述配置信息包括所述第一信息，所述配置信息还包括关于基于由所述用户设备同时可发送的波束的数量所确定的波束之间的最小角度差的信息，以及

其中，基于所述配置信息包括所述第二信息，所述配置信息还包括关于基于在所述预定时间间隔期间由所述用户设备重复发送的PRACH信号的数量所确定的波束之间的最小角度差的信息。

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