用于系统信息传输的广播信号与信道的方法和装置
本申请是申请日为2017年12月08日、申请号为：201780076370.5、发明名称为“用于系统信息传输的广播信号与信道的方法和装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本申请一般涉及广播信号和信道。更具体地，本公开涉及先进无线通信系统中的系统信息传输。
背景技术
为了满足自部署4G通信系统以来已经增加的对无线数据业务量的需求，已经做出了努力来开发改进的5G或准5G通信系统。因此，5G或准5G通信系统也被称为“超4G网络”或“后LTE系统”。5G通信系统被认为是在更高频率(毫米波)频带(例如，60GHz频带)中实施的，以便实现更高的数据速率。为了降低无线电波的传播损耗以及增加传输距离，在5G通信系统中讨论了波束形成、大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)、全维多输出(Full Dimensional MIMO，FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束形成、大规模天线技术。此外，在5G通信系统中，基于先进小型小区、云无线电接入网(Radio Access Network，RAN)、超密集网络、设备到设备(Device-to-Device，D2D)通信、无线回程、移动网络、协作通信、协调多点(Coordinated Multi-Points，CoMP)、接收端干扰消除等的对系统网络改进的开发正在进行中。在5G系统中，已经开发了作为先进编码调制(Advanced CodingModulation，ACM)的混合FSK和QAM调制(Hybrid FSK and QAM Modulation，FQAM)和滑动窗口叠加编码(Sliding Window Superposition Coding，SWSC)，以及作为先进接入技术的滤波器组多载波(Filter Bank Multi Carrier，FBMC)、非正交多址(Non-OrthogonalMultiple Access，NOMA)和稀疏码多址(Sparse Code Multiple Access，SCMA)。
作为人类在其中生成和消费信息的以人为中心的连接网络的互联网现在正演变为在其中诸如事物的分布式实体在没有人类干预的情况下交换和处理信息的物联网(Internet of Things，IoT)。作为通过与云服务器的连接的IoT技术和大数据处理技术的组合的万物互联(Internet of Everything，IoE)已经出现。随着已经针对IoT实施对诸如“传感技术”、“有线/无线通信和网络基础设施”、“服务接口技术”和“安全技术”的技术元素提出需求，最近已经研究了传感器网络、机器对机器(Machine-to-Machine，M2M)通信、机器类型通信(Machine Type Communication，MTC)等。这样的IoT环境可以提供通过收集和分析连接事物当中生成的数据来为人类生活创造新的价值的智能互联网技术服务。IoT可以通过现有信息技术(Information Technology，IT)和各种工业应用之间的融合和组合而应用于各种领域，包括智能家居、智能建筑、智能城市、智能汽车或联网汽车、智能电网、医疗保健、智能电器和先进医疗服务。
与此相一致，已经做出了各种尝试来将5G通信系统应用于IoT网络。例如，诸如传感器网络、机器类型通信(MTC)和机器对机器(M2M)通信的技术可以通过波束形成、MIMO和阵列天线来实施。作为上述大数据处理技术的云无线电接入网(RAN)的应用也可以被认为是5G技术和IoT技术之间的融合的示例。
发明内容
技术问题
在无线通信网络中，网络接入和无线电资源管理(Radio Resource Management，RRM)由物理层同步信号和更高(MAC)层过程来使能。具体地，UE尝试检测同步信号以及用于初始接入的至少一个小区标识(Identification，ID)的存在。一旦UE在网络中并且与服务小区相关联，UE就通过尝试检测若干相邻小区的同步信号和/或测量相关联的小区特定参考信号(Reference Signal，RS)来监听该若干相邻小区。对于诸如第三代合作伙伴-新无线电接入或接口(Third Generation Partnership-New Radio access or interface，3GPP-NR)的下一代蜂窝系统，适用于各种用例(诸如增强型移动宽带(enhanced MobileBroadband，eMBB)、超可靠低延时(Ultra Reliable Low Latency，URLLC)、大规模机器类型通信(massive Machine Type Communication，mMTC)，每个对应于具有不同传播损耗的不同覆盖要求和频率频带)的高效和统一的无线电资源获取或跟踪机制是可取的。最有可能利用不同的网络和无线电资源范例设计的无缝和低延时RRM也是可取的。
问题的解决方案
本公开的实施例提供了一种先进无线通信系统中的同步信号设计。
在一个实施例中，提供了一种用于在无线通信系统中接收广播信号的用户设备(User Equipment，UE)。该UE包括收发器，该收发器被配置为通过物理广播信道(PhysicalBroadcasting Channel，PBCH)从基站(Base Station，BS)接收PBCH内容。该UE还包括至少一个处理器，该处理器被配置为确定包括有效载荷的PBCH内容，其中该有效载荷包括PBCH的传输时间间隔(Transmission Time Interval，TTI)内的包括10比特系统帧号(SystemFrame Number，SFN)的至少一部分、无线电帧内的半帧索引、以及同步信号(Synchronization Signal，SS)块时间索引的至少一部分的非公共信息。
在另一实施例中，提供了一种用于在无线通信系统中发送广播信号的基站(BS)。基站包括至少一个处理器，该处理器被配置为生成包括物理广播信道(PBCH)的传输时间间隔(TTI)内的包括10比特系统帧号(SFN)的至少一部分、无线电帧内的半帧索引、以及同步信号(SS)块时间索引的至少一部分的非公共信息的有效载荷，并确定包括所生成的有效载荷的PBCH内容。基站还包括收发器，该收发器被配置为通过PBCH向用户设备(UE)发送PBCH内容。
在又一实施例中，提供了一种用于在无线通信系统中接收广播信号的方法。该方法包括通过物理广播信道(PBCH)从基站接收PBCH内容并确定包括有效载荷的PBCH内容，其中该有效载荷包括PBCH的传输时间间隔(TTI)内的包括10比特系统帧号(SFN)的至少一部分、无线电帧内的半帧索引、以及同步信号(SS)块时间索引的至少一部分的非公共信息。
在又一实施例中，提供了一种基站，包括:收发器；和控制器，被配置为:获取物理广播信道PBCH有效载荷的第一部分，PBCH有效载荷的第一部分包括系统帧号SFN的最高有效位MSB，获取PBCH有效载荷的第二部分，PBCH有效载荷的第二部分包括SFN的最低有效位LSB，通过极化码，基于PBCH有效载荷执行信道编码，以及经由收发器发送主同步信号PSS、辅同步信号SSS和经信道编码的PBCH有效载荷，其中，在一个SS块中的用于PSS的正交频分复用OFDM符号上发送PSS，其中，在一个SS块中的用于SSS的OFDM符号上发送SSS，其中，在一个SS块中的用于PBCH有效载荷的OFDM符号上发送经信道编码的PBCH有效载荷，其中，在一个SS块中，用于PSS的OFDM符号与用于SSS的OFDM符号和用于PBCH有效载荷的OFDM符号完全分开，其中，在一个SS块中，用于PSS的OFDM符号位于用于SSS的OFDM符号和用于PBCH有效载荷的OFDM符号之前，以及其中，SSS和经信道编码的PBCH有效载荷是基于相同的天线端口发送的。
在又一实施例中，提供了一种由基站执行的方法，所述方法包括:获取物理广播信道PBCH有效载荷的第一部分，PBCH有效载荷的第一部分包括系统帧号SFN的最高有效位MSB，获取PBCH有效载荷的第二部分，PBCH有效载荷的第二部分包括SFN的最低有效位LSB，通过极化码，基于PBCH有效载荷执行信道编码，以及发送主同步信号PSS、辅同步信号SSS和经信道编码的PBCH有效载荷，其中，在一个SS块中的用于PSS的正交频分复用OFDM符号上发送PSS，其中，在一个SS块中的用于SSS的OFDM符号上发送SSS，其中，在一个SS块中的用于PBCH有效载荷的OFDM符号上发送经信道编码的PBCH有效载荷，其中，在一个SS块中，用于PSS的OFDM符号与用于SSS的OFDM符号和用于PBCH有效载荷的OFDM符号完全分开，其中，在一个SS块中，用于PSS的OFDM符号位于用于SSS的OFDM符号和用于PBCH有效载荷的OFDM符号之前，以及其中，SSS和经信道编码的PBCH有效载荷是基于相同的天线端口发送的。
在又一实施例中，提供了一种终端，包括:收发器；和控制器，被配置为:经由收发器从基站接收主同步信号PSS、辅同步信号SSS和物理广播信道PBCH有效载荷，获取PBCH有效载荷的第一部分，PBCH有效载荷的第一部分包括系统帧号SFN的最高有效位MSB，以及获取PBCH有效载荷的第二部分，PBCH有效载荷的第二部分包括SFN的最低有效位LSB，其中，在一个SS块中的用于PSS的正交频分复用OFDM符号上接收PSS，其中，在一个SS块中的用于SSS的OFDM符号上接收SSS，其中，在一个SS块中的用于PBCH有效载荷的OFDM符号上接收通过极化码进行信道编码的PBCH有效载荷，其中，在一个SS块中，用于PSS的OFDM符号与用于SSS的OFDM符号和用于PBCH有效载荷的OFDM符号完全分开，其中，在一个SS块中，用于PSS的OFDM符号位于用于SSS的OFDM符号和用于PBCH有效载荷的OFDM符号之前，以及其中，SSS和PBCH有效载荷是基于基站的相同的天线端口接收的。
在又一实施例中，提供了一种由终端执行的方法，所述方法包括:从基站从基站接收主同步信号PSS、辅同步信号SSS和物理广播信道PBCH有效载荷，获取PBCH有效载荷的第一部分，PBCH有效载荷的第一部分包括系统帧号SFN的最高有效位MSB，以及获取PBCH有效载荷的第二部分，PBCH有效载荷的第二部分包括SFN的最低有效位LSB，其中，在一个SS块中的用于PSS的正交频分复用OFDM符号上接收PSS，其中，在一个SS块中的用于SSS的OFDM符号上接收SSS，其中，在一个SS块中的用于PBCH有效载荷的OFDM符号上接收通过极化码进行信道编码的PBCH有效载荷，其中，在一个SS块中，用于PSS的OFDM符号与用于SSS的OFDM符号和用于PBCH有效载荷的OFDM符号完全分开，其中，在一个SS块中，用于PSS的OFDM符号位于用于SSS的OFDM符号和用于PBCH有效载荷的OFDM符号之前，以及其中，SSS和PBCH有效载荷是基于基站的相同的天线端口接收的。
根据以下附图、描述和权利要求，其他技术特征对于本领域技术人员来说可以是显而易见的。
发明的有益效果
根据本申请的实施例，可以为下一代通信系统提供改进的无线电资源获取或跟踪机制。
附图说明
为了更完整地理解本公开及其优点，现在参考结合附图的以下描述，其中相似的附图标记表示相似的部分：
图1示出了根据本公开的实施例的示例无线网络；
图2示出了根据本公开的实施例的示例eNB
图3示出了根据本公开的实施例的示例UE；
图4A示出了根据本公开的实施例的正交频分多址发送路径的高级图；
图4B示出了根据本公开的实施例的正交频分多址接收路径的高级图；
图5示出了根据本公开的实施例的用于子帧中的PDSCH的发送器框图；
图6示出了根据本公开的实施例的用于子帧中的PDSCH的接收器框图；
图7示出了根据本公开的实施例的用于子帧中的PUSCH的发送器框图；
图8示出了根据本公开的实施例的用于子帧中的PUSCH的接收器框图；
图9示出了根据本公开的实施例的两个片(slice)的示例复用；
图10示出了根据本公开的实施例的示例天线块；
图11示出了根据本公开的实施例的示例UE移动性场景；
图12示出了根据本公开的实施例的示例波束扫描操作；
图13示出了根据本公开的实施例的长期演进系统中的示例PSS/SSS/PBCH；
图14A示出了根据本公开的实施例的基于TDM的NR-SSS传输和NR PBCH传输的示例；
图14B和图14C示出了根据本公开的实施例的基于IFDM的NR-SSS传输和NR-PBCH传输的示例；
图14D和图14E示出了根据本公开的实施例的基于块IFDM的NR-SSS和NR-PBCH传输的示例；
图14F和图14G示出了根据本公开的实施例的NR-PSS/NR-SSS/NR-PBCH传输的组合的示例；
图15示出了根据本公开的实施例的示例波束传输；
图16示出了根据本公开的实施例的示例基本比特信息；
图17示出了根据本公开的实施例的用于NR-PBCH构造的方法的流程图；
图18示出了根据本公开的实施例的示例帧结构；
图19示出了根据本公开的实施例的公共信息和非公共信息的示例RE；
图20A和图20B示出了根据本公开的实施例的示例复用模式；
图21示出了根据本公开的实施例的用于PBCH编码的两个码字的示例；
图22示出了根据本公开的实施例的用于PBCH编码的一个码字的示例；
图23示出了根据本公开的实施例的示例PRACH格式；
图24示出了根据本公开的实施例的另一示例PRACH格式；
图25示出了根据本公开的实施例的又一示例PRACH格式；并且
图26示出了根据本公开的实施例的又一示例PRACH格式。
具体实施方式
在进行下面的详细描述之前，阐述贯穿本专利文档使用的某些词语和短语的定义可能是有利的。术语“耦合”及其派生词指两个或多个元件之间的任何直接或间接通信，无论这些元件是否彼此物理接触。术语“发送”、“接收”和“通信”及其派生词包含直接和间接通信。术语“包括”和“包含”及其派生词意味着没有限制的包括。术语“或”是包括性的，意味着和/或。短语“与……相关联”及其派生词意味着包括、被包括在……内、与……互连、包含、被包含在……内、连接或与……连接、耦合或与……耦合、可与……通信、与……协作、交织、并列、接近、结合或与……结合、具有、具有……的性质、有关系或与……有关系等。术语“控制器”意味着控制至少一个操作的任何设备、系统、或其一部分。这样的控制器可以以硬件、或硬件和软件和/或固件的组合来实施。与任何特定控制器相关联的功能可以是集中式或分布式，无论是本地地还是远程地。当与项的列表一起使用时，短语“……中的至少一个”意味着可以使用所列项中的一个或多个的不同组合，并且可以仅需要列表中的一个项。例如，“A、B和C中的至少一个”包括任意以下组合：A、B、C、A和B、A和C、B和C、以及A和B和C。
此外，下面描述的各种功能可以由一个或多个计算机程序来实施或支持，计算机程序中的每一个由计算机可读程序代码形成并体现在计算机可读介质中。术语“应用”和“程序”是指适于在合适的计算机可读程序代码中实施的一个或多个计算机程序、软件组件、指令集合、过程、功能、对象、类、实例、相关数据、或其一部分。短语“计算机可读程序代码”包括任何类型的计算机代码，包括源代码、目标代码和可执行代码。短语“计算机可读介质”包括能够由计算机访问的任何类型的介质，诸如只读存储器(Read Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、硬盘驱动器、光盘(Compact Disc，CD)、数字视频光盘(Digital Video Disc，DVD)或任何其他类型的存储器。“非暂时性”计算机可读介质不包括传输暂时性电信号或其他信号的有线、无线、光学或其他通信链路。非暂时性计算机可读介质包括其中可以永久存储数据的介质和其中可以存储数据并随后覆写数据的介质，诸如可重写光盘或可擦除存储器设备。
贯穿本专利文档提供了对其他某些词语和短语的定义。本领域普通技术人员应该理解，在许多实例(如果不是大多数实例)中，这样的定义也应用于对这样的所定义的词语和短语的先前以及将来的使用。
本专利文档中的下面讨论的图1至图26以及用于描述本公开的原理的各种实施例仅仅是说明性的，并且不应该以任何方式解释为限制本公开的范围。本领域技术人员将理解，本公开的原理可以在任何合适布置的系统或设备中实施。
以下文件和标准描述在此通过引用合并到本公开中，如同在本文完全阐述的一样：3GPP TS 36.211 v13.2.0，“E-UTRA,Physical channels and modulation(物理信道和调制)”；3GPP TS 36.212 v13.2.0，“E-UTRA，Multiplexing and Channel coding(复用和信道编码)”；3GPP TS 36.213 v13.2.0，“E-UTRA，Physical Layer Procedures(物理层程序)”；3GPP TS 36.321 v13.2.0，“E-UTRA，Medium Access Control(MAC)protocolspecification(媒体访问控制协议规范)”和3GPP TS 36.331 v13.2.0，“E-UTRA，RadioResource Control(RRC)protocol specification(无线电资源控制协议规范)”。
为了满足自部署4G通信系统以来已经增加的对无线数据业务量的需求，已经做出了努力来开发改进的5G或准5G通信系统。因此，5G或准5G通信系统也被称为“超4G网络”或“后LTE系统”。
5G通信系统被认为是在更高频率(毫米波)频带(例如，60GHz频带)中实施的，以便实现更高的数据速率。为了降低无线电波的传播损耗以及增加传输覆盖，在5G通信系统中讨论了波束形成、大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)、全维多输出(Full Dimensional MIMO，FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束形成、大规模天线技术等。
此外，在5G通信系统中，基于先进小型小区、云无线电接入网(cloud RadioAccess Network，RAN)、超密集网络、设备到设备(Device-to-Device，D2D)通信、无线回程通信、移动网络、协作通信、协调多点(Coordinated Multi-Points，CoMP)发送和接收、干扰抑制和消除等的对系统网络改进的开发正在进行中。
在5G系统中，已经开发了作为自适应调制和编码(Adaptive Modulation andCoding，AMC)的混合频移键控和正交幅度调制(FQAM)和滑动窗口叠加编码(SWSC)，以及作为先进接入技术的滤波器组多载波(FBMC)、非正交多址(NOMA)和稀疏码多址(SCMA)。
下面的图1-图4B描述了在无线通信系统中以及使用正交频分复用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，OFDM)或正交频分多址(Orthogonal FrequencyDivision Multiple Access，OFDMA)通信技术实施的各种实施例。图1-图3的描述并不意味着暗示对可以实施不同实施例的方式的物理或架构限制。本公开的不同实施例可以在任何合适布置的通信系统中实施。
图1示出了根据本公开的实施例的示例无线网络。图1示出的无线网络的实施例仅用于图示。在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用无线网络100的其他实施例。
如图1所示，无线网络包括eNB 101、eNB 102和eNB 103。eNB 101与eNB 102和eNB103通信。eNB 101还与诸如互联网、专有互联网协议(Internet Protocol，IP)网络或其他数据网络的至少一个网络130通信。
eNB 102为eNB 102的覆盖区域120内的第一多个用户设备(UE)提供到网络130的无线宽带接入。第一多个UE包括可以位于小型商业(SB)中UE 111；可以位于企业(E)中的UE112；可以位于WiFi热点(HS)中的UE 113；可以位于第一住宅(R)中的UE 114；可以位于第二住宅(R)中的UE 115；以及可以是诸如蜂窝电话、无线膝上型电脑、无线PDA等的移动设备(M)的UE 116。eNB 103为eNB 103的覆盖区域125内的第二多个UE提供到网络130的无线宽带接入。第二多个UE包括UE 115和UE 116。在一些实施例中，eNB 101-eNB 103中的一个或多个可以彼此通信以及使用5G、LTE、LTE-A、WiMAX、WiFi或其他无线通信技术与UE 111-UE116通信。
根据网络类型，术语“基站”或“BS”可以指被配置为提供到网络的无线接入的任何组件(或组件集合)，诸如发送点(Transmit Point，TP)、发送-接收点(Transmit-ReceivePoint，TRP)、增强型基站(eNodeB或eNB)、5G基站(gNB)、宏小区、毫微微蜂窝、WiFi接入点(Access Point，AP)或其他无线使能设备。基站可以根据一个或多个无线通信协议(例如，5G 3GPP新无线电接口/接入(NR)、长期演进(Long Term Evolution，LTE)、先进LTE(LTEAdvanced，LTE-A)、高速分组接入(High Speed Packet Access，HSPA)、Wi-Fi 802.11a/b/g/n/ac等)提供无线接入。为了方便起见，在本专利文档中可互换地使用术语“BS”和“TRP”来指代向远程终端提供无线接入的网络基础设施组件。此外，根据网络类型，术语“用户设备”或“UE”可以指诸如“移动站”、“用户站”、“远程终端”、“无线终端”、“接收点”或“用户设备”的任何组件。为了方便起见，在本专利文档中使用术语“用户设备”和“UE”来指代无线地接入BS的远程无线设备，无论UE是移动设备(诸如移动电话或智能手机)还是通常被认为是固定设备(诸如台式计算机或自动售货机)。
虚线示出了覆盖区域120和125的大致范围，其仅出于说明和解释的目的示出为大致圆形。应当清楚地理解，根据eNB的配置以及与自然和人造障碍物相关联的无线电环境的变化，与eNB相关联的覆盖区域(诸如覆盖区域120和125)可以具有包括不规则形状的其他形状。
如下面更详细描述的，UE 111-UE 116中的一个或多个包括电路、编程、或其组合，用于在先进无线通信系统中在PUCCH上的有效CSI报告。在某些实施例中，eNB 101-eNB 103中的一个或多个包括电路、编程、或其组合，用于接收在先进无线通信系统中在PUCCH上的有效CSI报告。
尽管图1示出了无线网络的一个示例，可以对图1进行各种改变。例如，无线网络可以以任何合适的布置包括任何数量的eNB和任何数量的UE。此外，eNB 101可以直接与任意数量的UE通信，并且向这些UE提供到网络130的无线宽带接入。类似地，每个eNB 102-eNB103可以直接与网络130通信，并且向UE提供到网络130的直接无线宽带接入。此外，eNB101、eNB 102和/或eNB 103可以提供到其他或附加外部网络(诸如外部电话网络或其他类型的数据网络)的接入。
图2示出了根据本公开的实施例的示例eNB 102。图2示出的eNB 102的实施例仅用于图示，并且图1的eNB 101和eNB 103可以具有相同或类似配置。然而，eNB具有各种各样的配置，并且图2不将本公开的范围限制于eNB的任何特定实施方式。
如图2所示，eNB 102包括多个天线205a-205n、多个RF收发器210a-210n、发送(TX)处理电路215和接收(RX)处理电路220。eNB 102还包括控制器/处理器225、存储器230和回程或网络接口235。
RF收发器210a-210n从天线205a-205n接收输入RF信号，诸如由网络100中的UE发送的信号。RF收发器210a-210n对输入RF信号进行下变频，以生成IF或基带信号。IF或基带信号被传送到通过对基带或IF信号进行滤波、解码和/或数字化来生成经处理的基带信号的RX处理电路220。RX处理电路220向控制器/处理器225发送经处理的基带信号用于进一步处理。
在一些实施例中，RF收发器210a-210n能够使用基于单个天线端口的传输方案通过PBCH和PBCH内容向用户设备(UE)发送PBCH内容。在这样的实施例中，用于PBCH内容传输的单个天线端口与用于辅同步信号(Secondary Synchronization Signal，SSS)传输的单个天线端口相同。
在一些实施例中，RF收发器210a-210n能够通过物理下行链路共享信道(PhysicalDownlink Shared Channel，PDSCH)向UE发送包括TRS的配置信息或配置信息的一部分中的至少一个的RMSI内容，并且基于PRACH信息从UE接收PRACH前导。
TX处理电路215从控制器/处理器225接收模拟或数字数据(诸如语音数据、网络数据、电子邮件或交互式视频游戏数据)。TX处理电路215对输出基带数据进行编码、复用和/或数字化，以生成经处理的基带或IF信号。RF收发器210a-210n接收来自TX处理电路215的输出的经处理的基带或IF信号，并且将基带或IF信号上变频为经由天线205a-205n发送的RF信号。
控制器/处理器225可以包括一个或多个处理器或控制eNB 102的整体操作的其他处理设备。例如，控制器/处理器225可以根据公知的原理来控制由RF收发器210a-210n、RX处理电路220和TX处理电路215对正向信道信号的接收和对反向信道信号的发送。控制器/处理器225也可以支持附加功能，诸如更先进的无线通信功能。例如，控制器/处理器225可以支持其中来自多个天线205a-205n的输出信号被不同地加权以有效地将输出信号转向期望的方向的波束形成或定向路由操作。可以由控制器/处理器225在eNB 102中支持各种各样其他功能中的任何功能。
控制器/处理器225还能够运行驻留在存储器230中的程序和其他过程，诸如OS。控制器/处理器225可以根据运行过程的需要将数据移入或移出存储器230。
控制器/处理器225也耦合到回程或网络接口235。回程或网络接口235允许eNB102通过回程连接或通过网络与其他设备或系统通信。接口235可以支持通过任何合适的(多个)有线或无线连接的通信。例如，当eNB 102被实施为蜂窝通信系统(诸如支持5G、LTE或LTE-A的系统)的一部分时，接口235可以允许eNB 102通过有线或无线回程连接与其他eNB通信。当eNB 102被实施为接入点时，接口235可以允许eNB 102通过有线或无线局域网或者通过有线或无线连接通信到更大的网络(诸如互联网)。接口235包括支持通过有线或无线连接的通信的任何合适的结构，诸如以太网或RF收发器。
在一些实施例中，控制器/处理器225能够生成包括物理广播信道(PBCH)的传输时间间隔(transmission time interval，TTI)内的包括10比特系统帧号(SFN)的至少一部分、无线电帧内的半帧索引、以及同步信号(SS)块时间索引的至少一部分的非公共信息的有效载荷，并确定包括所生成的有效载荷的PBCH内容。
在一些实施例中，控制器/处理器225能够确定剩余最小系统信息(RemainingMinimum System Information，RMSI)传输的配置信息并生成包括配置信息的有效载荷，该配置信息包括RMSI传输的控制资源集(Control Resource Set，CORESET)的频率资源配置信息或时间资源配置信息中的至少一个。
在一些实施例中，控制器/处理器225能够生成包括跟踪参考信号(TrackingReference Signal，TRS)的配置信息或配置信息的一部分中的至少一个的有效载荷，该配置信息包括天线端口的数量、周期或定时偏移中的至少一个，并且确定包括所生成的有效载荷的RMSI内容。
在一些实施例中，控制器/处理器225能够生成包括物理随机接入信道(PhysicalRandom Access Channel，PRACH)前导的PRACH信息，其中PRACH前导的格式包括前导序列长度或数字学(numerology)中的至少一个。
存储器230耦合到控制器/处理器225。存储器230的一部分可以包括RAM，并且存储器230的另一部分可以包括闪速存储器或其他ROM。
尽管图2示出了eNB 102的一个示例，但是可以对图2进行各种改变。例如，eNB 102可以包括任意数量的图2所示的每个组件。作为特定示例，接入点可以包括多个接口235，并且控制器/处理器225可以支持路由功能以在不同网络地址之间路由数据。作为另一特定示例，虽然示出为包括TX处理电路215的单个实例和RX处理电路220的单个实例，但是eNB 102可以包括每一个的多个实例(诸如每RF收发器一个)。此外，图2中的各种组件可以被组合、进一步细分、或省略，并且可以根据特定需要添加附加组件。
图3示出了根据本公开的实施例的示例UE 116。图3示出的UE 116的实施例仅用于图示，图1的UE 111-UE 115可以具有相同或相似的配置。然而，UE具有各种各样的配置，并且图3不将本公开的范围限制于UE的任何特定实施方式。
如图3所示，UE 116包括天线305、射频(Radio Frequency，RF)收发器310、TX处理电路315、麦克风320和接收(RX)处理电路325。UE 116还包括扬声器330、处理器340、输入/输出(Input/Output，I/O)接口(InterFace，IF)345、触摸屏350、显示器355和存储器360。存储器360包括操作系统(Operating System，OS)361和一个或多个应用362。
RF收发器310从天线305接收由网络100的eNB发送的输入RF信号。RF收发器310对输入RF信号进行下变频，以生成中频(Intermediate Frequency，IF)或基带信号。IF或基带信号被传送到通过对基带或IF信号进行滤波、解码和/或数字化来生成经处理的基带信号的RX处理电路325。RX处理电路325将经处理的基带信号发送到扬声器330(诸如针对语音数据)或处理器340(诸如针对网络浏览数据)，用于进一步处理。
在一些实施例中，RF收发器310能够使用基于单个天线端口的传输方案通过物理广播信道(PBCH)和PBCH内容从基站(BS)接收PBCH内容，并且其中用于PBCH内容传输的单个天线端口与用于辅同步信号(SSS)传输的单个天线端口相同。
在一些实施例中，RF收发器310能够通过物理下行链路共享信道(PDSCH)从BS接收包括TRS的配置信息或配置信息的一部分中的至少一个的RMSI内容，并且基于PRACH信息向BS发送PRACH前导。
TX处理电路315从麦克风320接收模拟或数字语音数据或从处理器340接收其他输出基带数据(诸如网络数据、电子邮件或交互式视频游戏数据)。TX处理电路315对输出基带数据进行编码、复用和/或数字化，以生成经处理的基带或IF信号。RF收发器310从TX处理电路315接收输出的经处理的基带或IF信号，并且将基带或IF信号上变频为经由天线305发送的RF信号。
处理器340可以包括一个或多个处理器或其他处理设备，并且运行存储在存储器360中的OS 361，以便控制UE 116的整体操作。例如，处理器340可以根据公知的原理来控制由RF收发器310、RX处理电路325和TX处理电路315对正向信道信号的接收和对反向信道信号的发送。在一些实施例中，处理器340包括至少一个微处理器或微控制器。
处理器340还能够运行驻留在存储器360中的其他过程和程序，诸如用于PUCCH上的CSI报告的过程。处理器340可以根据运行过程的需要将数据移入或移出存储器360。在一些实施例中，处理器340被配置为基于OS 361或响应于从eNB或运营商接收的信号来运行应用362。处理器340还耦合到向UE 116提供连接到其他设备(诸如膝上型计算机和手持计算机)的能力的I/O接口345。I/O接口345是这些附件和处理器340之间的通信路径。
处理器340还耦合到触摸屏350和显示器355。UE 116的操作者可以使用触摸屏350将数据输入到UE 116中。显示器355可以是液晶显示器、发光二极管显示器或能够渲染(诸如来自网站的)文本和/或至少有限图形的其他显示器。
在一些实施例中，处理器340能够确定包括有效载荷的PBCH内容，其中有效载荷包括PBCH的传输时间间隔(TTI)内的包括10比特系统帧号(SFN)的至少一部分、无线电帧内的半帧索引、以及同步信号(SS)块时间索引的至少一部分的非公共信息。
在一些实施例中，处理器340能够确定包括剩余最小系统信息(RMSI)传输的配置信息的有效载荷，该配置信息包括用于RMSI传输的控制资源集(CORESET)的频率资源配置信息或时间资源配置信息中的至少一个，并且确定包括有效载荷的RMSI内容，其中该有效载荷包括跟踪参考信号(TRS)的配置信息或配置信息的一部分中的至少一个，该配置信息包括天线端口的数量、周期或定时偏移中的至少一个。
在一些实施例中，处理器340能够确定包括物理随机接入信道(PRACH)前导的格式的PRACH信息，其中PRACH前导的格式包括前导序列长度或数字学中的至少一个。
存储器360耦合到处理器340。存储器360的一部分可以包括随机存取存储器(RAM)，并且存储器360的另一部分可以包括闪速存储器或其他只读存储器(ROM)。
尽管图3示出了UE 116的一个示例，但是可以对图3进行各种改变。例如，图3中的各种组件可以被组合、进一步细分、或省略，并且可以根据特定需要添加附加组件。作为特定示例，处理器340可以被划分为多个处理器，诸如一个或多个中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)和一个或多个图形处理单元(Graphics Processing Unit，GPU)。此外，虽然图3示出了被配置为移动电话或智能手机的UE 116，但是UE可以被配置为作为其他类型的移动或固定设备来操作。
图4A是发送路径电路的高级图。例如，发送路径电路可以用于正交频分多址(OFDMA)通信。图4B是接收路径电路的高级图。例如，接收路径电路可以用于正交频分多址(OFDMA)通信。在图4A和图4B中，对于下行链路通信，发送路径电路可以在基站(eNB)102或中继站中实施，并且接收路径电路可以在用户设备(例如，图1的用户设备116)中实施。在其他示例中，对于上行链路通信，接收路径电路450可以在基站(例如，图1的eNB 102)或中继站中实施，并且发送路径电路可以在用户设备(例如，图1的用户设备116)中实施。
发送路径电路包括信道编码和调制块405、串行到并行(Serial-to-Parallel，S-to-P)块410、大小为N的快速傅立叶逆变换(Inverse Fast Fourier Transform，IFFT)块415、并行到串行(Parallel-to-Serial，P-to-S)块420、添加循环前缀块425和上变频器(Up-Converter，UC)430。接收路径电路450包括下变频器(Down-Converter，DC)455、移除循环前缀块460、串行到并行(S-to-P)块465、大小为N的快速傅立叶变换(Fast FourierTransform，FFT)块470、并行到串行(P-to-S)块475以及信道解码和解调块480。
图4A 400和图4B 450中的组件中的至少一些可以以软件来实施，而其他组件可以由可配置硬件、或软件和可配置硬件的混合来实施。具体地，注意，在本公开文档中描述的FFT块和IFFT块可以被实施为可配置软件算法，其中大小N的值可以根据实施方式来修改。
此外，尽管本公开针对实施快速傅立叶变换和快速傅立叶逆变换的实施例，但这仅是说明性的，并且不能解释为限制本公开的范围。可以理解，在本公开的替换实施例中，快速傅立叶变换函数和快速傅立叶逆变换函数可以分别容易地由离散傅立叶变换(Discrete Fourier Transform，DFT)函数和离散傅立叶逆变换(Inverse DiscreteFourier Transform，IDFT)函数代替。可以理解，对于DFT和IDFT函数，N变量的值可以是任何整数(即，1、4、3、4等)，而对于FFT和IFFT函数，N变量的值可以是作为二的幂的任何整数(即1、2、4、8、16等)。
在发送路径电路400中，信道编码和调制块405接收信息比特集合，应用编码(例如，LDPC编码)并调制(例如，正交相移键控(Quadrature Phase Shift Keying，QPSK)或正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation，QAM))输入比特，以产生频域调制符号的序列。串行到并行块410将串行调制符号转换(即，解复用)为并行数据，以产生N个并行符号流，其中N是BS 102和UE 116中使用的IFFT/FFT大小。大小为N的IFFT块415然后对N个并行符号流执行IFFT运算，以产生时域输出信号。并行到串行块420转换(即，复用)来自大小为N的IFFT块415的并行时域输出符号，以产生串行时域信号。添加循环前缀块425然后将循环前缀插入时域信号。最后，上变频器430将添加循环前缀块425的输出调制(即，上变频)为RF频率，用于经由无线信道传输。信号也可以在转换到RF频率之前在基带进行滤波。
所发送的RF信号在通过无线信道后到达UE 116，并且与eNB 102处的操作相反的操作被执行。下变频器455将所接收的信号下变频为基带频率，并且移除循环前缀块460移除循环前缀以产生串行时域基带信号。串行到并行模块465将时域基带信号转换为并行时域信号。大小为N的FFT块470然后执行FFT算法，以产生N个并行频域信号。并行到串行块475将并行频域信号转换为调制数据符号的序列。信道解码和解调块480对调制符号进行解调并且然后解码，以恢复原始输入数据流。
eNB 101-eNB 103中的每一个可以实施类似于在下行链路中向用户设备111-用户设备116发送的发送路径，并且可以实施类似于在上行链路中从用户设备111-用户设备116接收的接收路径。类似地，用户设备111-用户设备116中的每一个可以实施与用于在上行链路中向eNB 101-eNB 103发送的架构相对应的发送路径，并且可以实施与用于在下行链路中从eNB 101-eNB103接收的架构相对应的接收路径。
已经标识并描述了5G通信系统用例。这些用例可以大致分类为三个不同的组。在一个示例中，在不太严格的延时和可靠性要求下，确定增强型移动宽带(eMBB)，以满足高比特/秒要求。在另一示例中，在不太严格的比特/秒要求下确定超可靠和低延时(URLL)。在又一示例中，确定大规模机器类型通信(mMTC)，设备的数量可以多达每平方公里100,000到100万个，但是可靠性/吞吐量/延时要求可以不太严格。该场景也可能涉及电源效率要求，因为电池消耗应该尽可能最小化。
通信系统包括将信号从诸如基站(BS)或节点B(NodeB)的传输点传递到用户设备(UE)的下行链路(DownLink，DL)和将信号从UE传递到诸如节点B的接收点的上行链路(UpLink，UL)。UE(通常也称为终端或移动站)可以是固定的或移动的，并且可以是蜂窝电话、个人计算机设备或自动化设备。eNodeB(一般是固定站)也可以称为接入点或其他等效术语。对于LTE系统，节点B时常被称为eNodeB。
在诸如LTE的通信系统中，DL信号可以包括传递信息内容的数据信号、传递DL控制信息(DL Control Information，DCI)的控制信号和也已知为导频信号的参考信号(Reference Signal，RS)。eNodeB通过物理DL共享信道(PDSCH)发送数据信息。eNodeB通过物理DL控制信道(Physical DL Control Channel，PDCCH)或增强型PDCCH(EnhancedPDCCH，EPDCCH)发送DCI。
eNodeB响应于来自UE的数据传输块(TB)传输，在物理混合ARQ指示信道(PhysicalHybrid ARQ Indicator Channel，PHICH)中发送确认信息。eNodeB发送包括UE公共RS(UE-common RS，CRS)、信道状态信息RS(Channel State Information RS，CSI-RS)或解调RS(DeModulation RS，DMRS)的多种类型的RS中的一种或多种。CRS通过DL系统带宽(BandWidth，BW)发送并且可以由UE使用来获得信道估计，以解调数据或控制信息或以执行测量。为了降低CRS开销，eNodeB可以在时域和/或频域中以比CRS更小的密度发送CSI-RS。DMRS只能在相应的PDSCH或EPDCCH的BW中发送，并且UE可以使用DMRS分别解调PDSCH或EPDCCH中的数据或控制信息。DL信道的传输时间间隔被称为子帧，并且可以具有例如1毫秒的持续时间。
DL信号还包括携带系统控制信息的逻辑信道的传输。当BCCH传递主信息块(Master Information Block，MIB)时，它被映射到被称为广播信道(Broadcast Channel，BCH)的传输信道，或者当BCCH传递系统信息块(System Information Block，SIB)时，它被映射到DL共享信道(DL Shared Channel，DL-SCH)。大多数系统信息都被包括在使用DL-SCH发送的不同的SIB中。关于子帧中的DL-SCH上的系统信息的存在可以由传递具有用特殊系统信息RNTI(System Information RNTI，SI-RNTI)加扰的循环冗余校验(CyclicRedundancy Check，CRC)的码字的对应的PDCCH的传输指示。可替换地，可以在较早的SIB中提供SIB传输的调度信息，并且可以由MIB提供第一SIB(SIB-1)的调度信息。
DL资源分配以子帧和一组物理资源块(Physical Resource Block，PRB)为单位执行。传输BW包括被称为资源块(Resource Block，RB)的频率资源单位。每个RB包括
UL信号可以包括传递数据信息的数据信号、传递UL控制信息(UL ControlInformation，UCI)的控制信号和UL RS。UL RS包括DMRS和探测RS(Sounding RS，SRS)。UE仅在相应的PUSCH或PUCCH的BW中发送DMRS。eNodeB可以使用DMRS来解调数据信号或UCI信号。UE发送SRS以向eNodeB提供UL CSI。UE通过相应的物理UL共享信道(Physical UL SharedChannel，PUSCH)或物理UL控制信道(Physical UL Control Channel，PUCCH)发送数据信息或UCI。如果UE需要在相同UL子帧中发送数据信息和UCI，则它可以在PUSCH中复用这两者。UCI包括指示对PDSCH中的数据TB的正确(ACK)或不正确(NACK)检测或者不存在PDCCH的检测(DTX)的混合自动重传请求确认(Hybrid Automatic Repeat reQuestACKnowledgement，HARQ-ACK)信息、指示UE是否在UE的缓冲器中具有数据的调度请求(Scheduling Request，SR)、秩指示(Rank Indicator，RI)和使得eNodeB能够执行对到UE的PDSCH传输的链路自适应的信道状态信息(CSI)。HARQ-ACK信息也由UE响应于检测到指示半永久调度的PDSCH的释放的PDCCH/EPDCCH而发送。
UL子帧包括两个时隙。每个时隙包括用于传输数据信息、UCI、DMRS或SRS的
图5示出了根据本公开的实施例的用于子帧中的PDSCH的发送器框图500。图5示出的发送器框图500的实施例仅用于图示。图5不将本公开的范围限制于发送器框图500的任何特定实施方式。
如图5所示，信息比特510由诸如turbo编码器的编码器520编码，并且由调制器530(例如，使用正交相移键控(QPSK)调制)调制。串行到并行(S/P)转换器540生成M个调制符号，其中该调制符号随后被提供给映射器550，以映射到由传输BW选择单元555为所分配的PDSCH传输BW选择的RE，单元560应用快速傅立叶逆变换(IFFT)，输出然后由并行到串行(P/S)转换器570串行化以创建时域信号，由滤波器580应用滤波，并且信号被发送590。本领域公知诸如数据加扰、循环前缀插入、时间窗口、交织等等的附加功能，并且为了简洁起见未示出。
图6示出了根据本公开的实施例的用于子帧中的PDSCH的接收器框图600。图6示出的示图600的实施例仅用于图示。图6不将本公开的范围限制于示图600的任何特定实施方式。
如图6所示，所接收的信号610由滤波器620滤波，用于所分配的接收BW的RE 630由BW选择器635选择，单元640应用快速傅立叶变换(FFT)，并且输出由并行到串行转换器650串行化。随后，解调器660通过应用从DMRS或CRS(未示出)获得的信道估计来相干解调数据符号，并且诸如turbo解码器的解码器670对解调数据进行解码，以提供对信息数据比特680的估计。为了简洁起见，未示出诸如时间窗口、循环前缀移除、解扰、信道估计和去交织的附加功能。
图7示出了根据本公开的实施例的用于子帧中的PUSCH的发送器框图700。图7示出的框图700的实施例仅用于图示。图7不将本公开的范围限制于框图700的任何特定实施方式。
如图7所示，信息数据比特710由诸如turbo编码器的编码器720编码，并且由调制器730调制。离散傅立叶变换(DFT)单元740对调制数据比特应用DFT，与所分配的PUSCH传输BW相对应的RE 750由传输BW选择单元755选择，单元760应用IFFT，并且在循环前缀插入(未示出)之后，由滤波器770应用滤波，并且信号被发送780。
图8示出了根据本公开的实施例的用于子帧中的PUSCH的接收器框图800。图8示出的框图800的实施例仅用于图示。图8不将本公开的范围限制于框图800的任何特定实施方式。
如图8所示，接收信号810由滤波器820滤波。随后，在移除循环前缀(未示出)之后，单元830应用FFT，由接收BW选择器845选择与所分配的PUSCH接收BW相对应的RE 840，单元850应用逆DFT(IDFT)，解调器860通过应用从DMRS(未示出)获得的信道估计来相干解调数据符号，诸如turbo解码器的解码器870对解调数据进行解码，以提供对信息数据比特880的估计。
在下一代蜂窝系统中，预想各种用例超过LTE系统的能力。被称为5G或第五代蜂窝系统的系统能够在低于6GHz和高于6GHz(例如，在毫米波体制下)的频率下操作成为要求之一。在3GPP TR 22.891中，已经标识并描述了74个5G用例；这些用例可以大致分类为三个不同的组。第一组称为“增强型移动宽带”(eMBB)，目标是不太严格的延时和可靠性要求下的高数据速率服务。第二组称为“超可靠和低延时(URLL)”，目标是不太严格的数据速率要求下的但不太容忍延时的应用。第三组称为“大规模MTC(mMTC)”，目标是不太严格的可靠性、数据速率和延时要求下的大量低功耗设备连接(诸如每平方公里100万个)。
为了5G网络以不同的服务质量(Quality of Service，QoS)支持这样的多样服务，在LTE规范中已经标识了一种称为网络切片的方法。为了有效地利用PHY资源并在DL-SCH中复用(具有不同的资源分配方案、数字学和调度策略的)各种片，利用了灵活且独立的帧或子帧设计。
图9示出了根据本公开的实施例的两个片的示例复用900。图9示出的两个片的复用900的实施例仅用于图示。图9不将本公开的范围限制于两个片的复用900的任何特定实施方式。
图9描绘了在公共子帧或帧内复用两个片的两个示例性实例。在这些示例性实施例中，片可以由一个或两个传输实例组成，其中一个传输实例包括控制(CTRL)分量(例如，920a、960a、960b、920b或960c)和数据分量(例如，930a、970a、970b、930b或970c)。在实施例910中，两个片在频域中复用，而在实施例950中，两个片在时域中复用。这两个片可以利用不同的数字学集合来发送。
LTE规范支持多达32个CSI-RS天线端口，其使得eNB能够配备有大量天线元件(诸如64或128个)。在这种情况下，多个天线元件被映射到一个CSI-RS端口上。对于诸如5G的下一代蜂窝系统，CSI-RS端口的最大数量可以保持不变或增加。
图10示出了根据本公开的实施例的示例天线块1000。图10示出的天线模块1000的实施例仅用于图示。图10不将本公开的范围限制于天线块1000的任何特定实施方式。
对于毫米波频带，尽管对于给定的形状因子，天线元件的数量可以更大，但CSI-RS端口的数量(可以与数字预编码端口的数量相对应)往往由于硬件约束(诸如在毫米波频率下安装大量ADC/DAC的可行性)而受限，如图10所示。在这种情况下，一个CSI-RS端口被映射到可以由一组模拟移相器控制的大量天线元件上。一个CSI-RS端口然后可以与通过模拟波束形成产生窄模拟波束的一个子阵列相对应。该模拟波束可以被配置为通过跨符号或子帧而变化移相器组来跨更宽范围的角度进行扫描。子阵列的数量(等于RF链的数量)与CSI-RS端口的数量NCSI-PORT相同。数字波束形成单元跨NCSI-PORT个模拟波束执行线性组合，以进一步增加预编码增益。虽然模拟波束是宽带(因此不是频率选择性的)，但是数字预编码可以跨频率子带或资源块而变化。
在3GPP LTE通信系统中，网络接入和无线电资源管理(RRM)由物理层同步信号和更高层过程来使能。具体地，UE尝试检测同步信号以及用于初始接入的至少一个小区ID的存在。一旦UE在网络中并且与服务小区相关联，UE就通过尝试检测若干相邻小区的同步信号和/或(例如，通过测量若干相邻小区的RSRP)测量相关联的小区特定RS来监听该若干相邻小区。对于诸如3GPP NR(新的无线电接入或接口)的下一代蜂窝系统，适用于各种用例(诸如eMBB、URLLC、mMTC，每个对应于不同覆盖要求)和(具有不同传播损耗的)频率频带的高效和统一的无线电资源获取或跟踪机制是可取的。最有可能利用不同的网络和无线电资源范例设计的无缝和低延时RRM也是可取的。这样的目标在设计接入、无线电资源和移动性管理框架时会造成至少以下问题。
首先，由于NR可能支持更加多元化的网络拓扑，所以小区的概念可以被重新定义或者用另一无线电资源实体代替。例如，对于同步网络，一个小区可以与类似于LTE规范中的COMP(Coordinated Multipoint transmission，协调多点传输)场景的多个TRP(Transmit-Receive Point，发送-接收点)相关联。在这种情况下，无缝移动性是可取的特征。
其次，当利用大天线阵列和波束形成时，根据波束(尽管可能有不同的说法)定义无线电资源可以是自然方法。考虑到可以利用许多波束形成架构，接入、无线电资源和适应各种波束形成架构(或者，相反，不知道波束形成架构)的移动性管理框架是可取的。
图11示出了根据本公开的实施例的示例UE移动性场景1100。图11示出的UE移动性场景1100的实施例仅用于图示。图11不将本公开的范围限制于UE移动性场景1100的任何特定实施方式。
例如，框架可以适用于或者不知道是针对一个CSI-RS端口形成一个波束(例如，其中多个模拟端口连接到一个数字端口，并且利用多个广泛分离的数字端口)还是由多个CSI-RS端口形成一个波束。此外，无论是否使用波束扫描(如图11所示的)，框架都是适用的。
第三，不同的频率频带和用例施加不同的覆盖限制。例如，毫米波频带会施加大的传播损耗。因此，需要某种形式的覆盖增强方案。若干候选包括波束扫描(如图10所示)、重复、分集和/或多TRP传输。对于传输带宽小的mMTC，需要时域重复以确保足够的覆盖。
图11中描述了利用无线电资源实体的两级的以UE为中心的接入。这两级可以称为“小区”和“束”。这两个术语是示例性的且用于说明目的。诸如无线电资源(RadioResource，RR)1和2的其他术语也可以使用。此外，作为无线电资源单元的术语“波束”将与例如图10中用于波束扫描的模拟波束区分。
如图11所示，当UE进入网络并因此参与初始接入过程时，第一RR级(称为“小区”)适用。在1110中，在执行包括检测同步信号的存在的初始接入过程之后，UE 1111连接到小区1112。同步信号可以用于粗略定时和频率获取，以及检测与服务小区相关联的小区标识(小区ID)。在该第一级中，UE观察小区边界，因为不同小区可以与不同小区ID相关联。在图11中，一个小区与一个TRP相关联(通常，一个小区可以与多个TRP相关联)。由于小区ID是MAC层实体，初始接入不仅涉及(多个)物理层过程(诸如经由同步信号获取的小区搜索)，还涉及(多个)MAC层过程。
当UE已经连接到小区并因此处于网络中时，第二RR级(称为“波束”)适用。在该第二级中，如实施例1150所示，UE 1111可以在网络内移动，而无需观察小区边界。也就是说，在波束级而不是小区级上处理UE移动性，其中一个小区可以与N(N可以是1或大于1)个波束相关联。然而，与小区不同，波束是物理层实体。因此，仅在物理层上处理UE移动性管理。在图11的实施例1150中给出了基于第二级RR的UE移动性场景的示例。
在UE 1111与服务小区1112相关联之后，UE 1111进一步与波束1151相关联。这是通过获取UE可以从其获取波束身份或标识的波束或无线电资源(RR)获取信号来实现的。波束或RR获取信号的示例是测量参考信号(RS)。在获取波束(或RR)获取信号时，UE 1111可以向网络或相关联的TRP报告状态。这样的报告的示例包括测量的波束功率(或测量RS功率)或至少一个推荐的“波束身份(ID)”或“RR-ID”的集合。基于该报告，网络或相关联的TRP可以将波束(作为无线电资源)分配给UE 1111用于数据和控制传输。当UE 1111移动到另一小区时，UE 1111既不观察也不可见前一小区和下一小区之间的边界。替代小区切换，UE 1111从波束1151切换到波束1152。这样的无缝移动性由从UE 711到网络或相关联的TRP的报告促进——特别是当UE 1111通过获取和测量M个波束(或RR)获取信号来报告M>1个优选波束身份的集合时。
图12示出了根据本公开的实施例的示例波束扫描操作1200。图12示出的波束扫描操作1200的实施例仅用于图示。图12并不将本公开的范围限制于波束扫描操作1200的任何特定实施方式。
如图12所示，描述了从UE的角度来看的前述初始接入过程1210和前述移动性或无线电资源管理1220。初始接入过程1210包括来自(多个)DL同步信号的小区ID获取1211，以及对广播信息(以及UE建立DL和UL连接所需的系统信息)的检索，随后是UL同步(其可以包括随机接入过程)1212。一旦UE完成UL同步，UE就连接到网络并与小区相关联。在完成初始接入过程之后，UE(可能是移动的)处于1220中描述的RRM状态。该状态首先包括其中UE可以周期性地(重复地)尝试从“波束”或RR获取信号(诸如测量RS)获取“波束”或RR ID的获取阶段1221。
UE可以配置有要监听的波束/RR ID的列表。该“波束”/RR ID的列表可以由TRP/网络更新或重新配置。该配置可以经由更高层(诸如RRC)信令或专用L1或L2控制信道来信令发送。基于该列表，UE可以监听和测量与这些波束/RR ID中的每一个相关联的信号。该信号可以与诸如类似于LTE系统中的CSI-RS资源的测量RS资源相对应。在这种情况下，UE可以配置有要监听的K>1个CSI-RS资源的集合。对于测量报告1222，若干选项是可能的。首先，UE可以测量K个CSI-RS资源中的每一个，计算对应的RS功率(类似于LTE系统中的RSRP或RSRQ)，并将其报告给TRP(或网络)。其次，UE可以测量K个CSI-RS资源中的每一个，计算相关联的CSI(其可以包括CQI以及诸如RI和PMI的潜在的其他CSI参数)，并将其报告给TRP(或网络)。基于来自UE的报告，经由更高层(RRC)信令或L1/L2控制信令1223向UE分配M＝1个“波束”或RR。因此，UE连接到这些M个“波束”/RR。
对于诸如异步网络的某些场景，UE可以回退到类似于3GPP LTE系统的基于小区ID或小区级移动性管理。因此，只有无线电资源实体(小区)的两级中的一个是适用的。当利用两级(“小区”和“波束”)无线电资源实体或管理时，(多个)同步信号可以主要被设计用于初始接入网络中。对于其中模拟波束扫描(如图12所示)或重复可以用于增强公共信号(诸如(多个)同步信号和广播信道)的覆盖的毫米波系统，同步信号可以跨时间(例如跨OFDM符号或时隙或子帧)重复。然而，该重复因子不一定与每小区或每TRP的(定义为无线电资源单元，将与波束扫描中使用的模拟波束区分的)所支持的“波束”的数量相关。因此，没有从(多个)同步信号获取或检测波束标识(ID)。相反，波束ID由诸如测量RS的波束(RR)获取信号携带。同样，波束(RR)获取信号不携带小区ID(因此，没有从波束或RR获取信号检测小区ID)。
因此，考虑到新无线接入技术(NR)的初始接入过程和RRM中的以上新挑战，需要设计同步信号(以及它们相关联的UE过程)和携带广播信息的主广播信道(例如，主信息块或MIB)。
在本公开中，数字学是指可以包括子帧持续时间、子载波间隔、循环前缀长度、传输带宽、或这些信号参数的任意组合的信号参数集合。
在本公开中，数字学是指可以包括子帧持续时间、子载波间隔、循环前缀长度、传输带宽、或这些信号参数的任意组合的信号参数集合。
对于LTE，主同步信号和次同步信号(分别为PSS和SSS)用于粗略定时和频率同步以及小区ID获取。由于每10ms无线电帧发送两次PSS/SSS并且根据系统帧号(SFN，被包括在多址干扰中)引入时域枚举，因此从PSS/SSS检测帧定时，以避免需要增加来自PBCH的检测负担。此外，可以从PSS/SSS检测循环前缀(Cyclic Prefix，CP)长度和双工方案(如果未知)。在中间元素被截断以避免使用直流子载波的情况下，从长度为63的频域ZC序列构造PSS。为PSS选择三个根以表示小区的每个组内的三个物理层身份。SSS序列基于最大长度序列(也已知为M序列)。通过在频域中交织两个长度为31的BPSK调制序列来构造每个SSS序列，其中调制前的两个源序列是相同M序列的不同循环移位。从物理小区ID组构造循环移位索引。
由于(例如，由于PSS/SSS的自相关和互相关特性中的非理想性以及缺乏CRC保护导致的)PSS/SSS检测可能有误，有时可以经由PBCH检测确认从PSS/SSS检测的小区ID假设。PBCH主要用于信令发送由DL和UL系统带宽信息(3比特)、PHICH信息(3比特)和SFN信息(8比特)组成的主块信息(MIB)。添加10保留比特(用于诸如MTC的其他使用)，MIB有效载荷总计24比特。在附加了16比特CRC之后，速率1/3咬尾(tail-biting)卷积编码、4x重复和QPSK调制被应用于40比特码字。跨分散在4个无线电帧上的4个子帧发送产生的QPSK符号流。除了检测MIB，PBCH还需要对CRS端口的数量的盲检测。在LTE中，PBCH中的8比特SFN是最高有效位(Most Significant Bit，MSB)，并且每40ms更新。在PBCH有效载荷中没有明确指示无线电帧号的2比特最低有效位(Least Significant Bit，LSB)。UE依靠对PBCH扰码的4个可能相位的盲检测来识别LSB，以便可以在40ms内相干组合四次NR-PBCH传输。表1示出了LTEPSS/SSS/PBCH。
【表1】
由LTE eNB通过BCH或DL SCH中的逻辑信道指示的基本系统信息。有SI静态部分和动态部分两部分。静态部分称为MIB，并且使用BCH发送并且每40ms由PBCH携带一次。MIB携带包括信道带宽、PHICH配置细节的有用信息；发送功率、天线的数量和与关于DL-SCH的其他信息一起发送的SIB调度信息。动态部分称为SIB，并且被映射在DL-SCH上的RRC SI消息(SI-1、SI-2、SI-3、SI-4、SI-5、SI-6、SI-7、SI-8、SI-9、SI-10、SI-11)上并以周期性间隔使用PDSCH而发送。每80ms发送SI-1，每160ms发送SI-2，并且每320ms发送SI-3。系统信息块被分组在SI容器中。每个SI由多个SIB组成。每个SI通常可以具有不同的传输频率，并且可以在单个子帧中被传送。SIB使用映射在DL-SCH上然后映射在PDSCH上的BCCH而发送。
然而，NR的载波频率和带宽是不同的。对于NR，包含同步信号和PBCH的传输带宽应该大于LTE。此外，传统的周期性CRS可能不用用作LTE。NR需要新的设计以及相应的传输方案。
本公开专注于NR广播信号和信道的设计。系统信息是非常基本的，并且该系统信息由LTE eNB通过逻辑信道BCCH而广播。该逻辑信道信息还通过BCH传输信道而携带或由DL-SCH携带。
本公开一般涉及无线通信系统，并且更具体地，涉及NR广播信号的设计，以及其相关联的映射和过程。在本公开中，称为NR-MIB和NR-SIB的NR主信息信号在NR-PBCH或NR-PDSCH上被传送。
NR使用更高的载波频率并具有更大的带宽。NR-PSS、NR-SSS和NR-PBCH的最小带宽大于LTE的最小带宽。NR-SSS用于识别小区ID。重复NR-SSS被添加以改善鲁棒性，并且由于更高载波频率中载波频率偏移(Carrier Frequency Offset，CFO)更大，所以TDM重复模式有助于更好的CFO估计。
图13示出了根据本公开的实施例的长期演进系统1300中的示例PSS/SSS/PBCH。图13示出的长期演进系统1300中的PSS/SSS/PBCH的实施例仅用于图示。图13并不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
NR-SSS也被用作DM-RS以检测PBCH符号。NR-SSS的重复模式也改善了用于PBCH检测的信道估计。如图13所示，NR-SSS的位置可以在NR-PSS之前或之后。
图14A示出了根据本公开的实施例的基于TDM的NR-SSS和NR PBCH传输1410的示例。图14A示出的基于TDM的NR-SSS和NR PBCH传输1410的实施例仅用于图示。图14A不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
图14B和图14C示出了根据本公开的实施例的基于IFDM的NR-SSS和NR-PBCH传输1420和1430的示例。图14B和图14C示出的基于IFDM的NR-SSS和NR-PBCH传输1420和1430的实施例仅用于图示。图14B和图14C不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
图14D和图14E示出了根据本公开的实施例的基于块IFDM的NR-SSS和NR-PBCH传输1440和1450的示例。图14D和图14E示出的基于块IFDM的NR-SSS和NR-PBCH传输1440和1450的实施例仅用于图示。图14D和图14E不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
图14F和图14G示出了根据本公开的实施例的NR-PSS/NR-SSS/NR-PBCH传输1460和1470的组合的示例。图14F和图14G示出的NR-PSS/NR-SSS/NR-PBCH传输1460和1470的组合的实施例仅用于图示。图14F和图14G不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
重复NR-SSS符号之间的更大距离实现了更好的CFO估计，诸如图14A-图14G中的1403-1408
在LTE中，DM-RS被插入到第一和第二PBCH符号中。如果NR-SSS以及重复NR-SSS符号在NR-PBCH之前，则信道估计在PBCH接收之前执行，这不需要缓冲第一PBCH符号。不需要或需要更少的DM-RS的资源元素。与LTE中的DM-RS(例如，每无线帧48/(72*4)＝16.7％的开销)相比，实现基于NR-SSS的信道估计可以节省开销，并且在NR-PBCH符号中留下更多的信息比特。
在LTE中，PBCH可以通过单个端口或多个天线端口(例如，2个端口和4个端口)而发送。在UE侧，UE对天线端口的数量执行盲检测，这可能导致不必要的PBCH解码延时和复杂性。对于NR，优选使用NR-PBCH的固定数量的(多个)天线端口，以减少UE侧的PBCH解码延时和复杂性。NR-SSS具有与NR-PBCH相同数量的(多个)天线端口。此外，NR-SSS在与使用相同传输方案的NR-PBCH的天线端口相同的天线端口上被传送。例如，NR-SSS和NR-PBCH可以通过1个天线端口(例如，{port0})而发送，并且两者都使用相同的传输分集方案(诸如复用发送天线上的循环移位延迟(Cyclic Shift Delay，CSD)/循环延迟分集(Cyclic DelayDiversity，CDD)，或在每个无线电帧内跨SSS和PBCH符号的预编码循环)，并且在多个无线电帧上改变预编码循环参数。另一示例是NR-SSS和NR-PBCH可以通过2个天线端口传输(例如，{port0，port1})，并且都使用相同的传输分集方案，诸如LTE中的2端口SFBC。
注意，在本公开中也支持图14A-图14G中的映射和复用方案的组合。在本公开中，NR-PSS/NR-SSS/NR-PB的集合被定义为SS块，并且每个SS块周期性地被传送。这样的持续时间的示例是半个无线电帧(诸如5ms)、一个无线电帧(诸如10ms)或多个无线电帧(诸如10N-ms，其中N是大于1的整数)。复值调制信号d(0)，...，d(Msymb-1)的块可以被映射在PBCH符号上，其中NR-PBCH符号的数量是Msymb。在图14A-图14G中，示出了Msymb＝2。每个天线端口的复值符号y(p)(0)，...，y(p)(Msymb-1)的块在满足nf mod4＝0的每个无线电帧中开始的4个连续的无线电帧期间被发送，并且可以以y(0)开始的顺序被映射到组成PBCH资源元素的核心集合的资源元素(k，l)。
在单个天线端口的情况下，为了简单起见，可以删除p＝0和(p)。k是每个PBCH符号的相对子载波索引，并且l是包括PBCH的无线电帧的相对符号索引。到未被保留用于发送参考信号的资源元素(k，l)的映射可以是首先索引k然后子帧0中的时隙1中的索引l最后无线电帧号的递增次序。
图14A中的示例实施例是每个SS块由基于时分复用(TDM)的NR-PSS/SSS/PBCH组成。例如，在1401A中，有一个NR-PSS符号、一个NR-SSS符号、以及NR-PBCH符号。在1402A中，有在SS块(用于对邻近的(Msymb个)NR-PBCH符号的解调)的两个边缘处的两个NR-SSS符号和在(Msymb个)NR-PBCH符号的中间插入的一个NR-PSS。在1403A和1404A中，又一个NR-PSS符号被插入在NR-SSS加NR-PBCH的子块之前或之后，以进一步改善时间/频率同步以及用于对NR-SSS的相干检测的信道估计。1405A或1406A通过使用短周期(例如，5ms)将1403F或1404A的一部分作为单元传送。
图14B中的另一示例实施例是每个SS块由基于交织频分复用(InterleavedFrequency Division Multiplexing，IFDM)的NR-SSS/PBCH组成，并且与基于TDM的(TDMed)NR-PSS组合。例如，在1401B中，有一个NR-PSS符号，其后为(Msymb+1)个基于IFDM的(IFDMed)NR-SSS/PBCH符号。在每个基于IFDM的(IFDMed)NR-SSS/PBCH符号中，NR-SSS资源元素(RE)被映射在每个(Msymb+1)个子载波上，以便有每符号1/(Msymb+1)个子载波是NR-SSS；并且NR-PBCH资源被映射在每符号剩余的1-1/(Msymb+1)个子载波上。在基于IFDM的(IFDMed)NS-SSS/PBCH的第m个符号中(其中m＝0...Msymb)，NR-SSS子载波索引为k＝mod[(Msymb+1)k′+m，Nsubcarrier]，并且NR-PBCH子载波索引为mod[(Msymb+1)k′+m+i，Nsubcarrier]，其中
在1402B中，在NR-PSS的每一侧有两个基于IFDM的(IFDMed)NR-SSS/PBCH符号子块。在每个基于IFDM的(IFDMed)NR-SSS/PBCH符号子块中，有
在1403B和1404B中，又一个NR-PSS符号被插入在NR-SSS加NR-PBCH的子块之前或之后，以进一步改善时间/频率同步以及用于对NR-SSS的相干检测的信道估计。
图14C中的1405C通过使用比NR-PSS的BW更宽的BW将1402B中的基于IFDM的(IFDMed)NR-SSS/PBCH符号进一步压成一个符号。1406C或1407C通过使用更短的周期将1405C的一部分作为单元传送。类似地，1408C和1409C通过使用比NR-PSS的BW更宽的BW分别将1403B和1404B中的基于IFDM的(IFDMed)NR-SSS/PBCH符号进一步压成一个符号。注意，基于IFDM的(IFDMed)NR-SSS/PBCH符号的BW可以是NR-PSS BW的X倍，并且X可以等于
图14D中的另一示例实施例是每个SS块由基于块IFDM的NR-SSS/PBCH组成，并且与基于TDM的(TDMed)NR-PSS组合。例如，在1401D中，有一个NR-PSS符号，其后为(Msymb+1)个Block-基于IFDM的(IFDMed)NR-SSS/PBCH符号。在每个Block-基于IFDM的(IFDMed)NR-SSS/PBCH符号中，NR-SSS资源元素(RE)被映射在连续的
在1402B中，在NR-PSS的每一侧有两个基于IFDM的(IFDMed)NR-SSS/PBCH符号子块。在每个基于IFDM的(IFDMed)NR-SSS/PBCH符号子块中，有
在1403D和1404D中，又一个NR-PSS符号被插入在NR-SSS加NR-PBCH的子块之前或之后，以进一步改善时间/频率同步以及用于对NR-SSS的相干检测的信道估计。
图14E中的1405E通过使用比NR-PSS的BW更宽的BW将1402D中的块基于IFDM的(IFDMed)NR-SSS/PBCH符号进一步压成一个符号。1006c或1007c通过使用更短的周期将1405E的一部分作为单元传送。类似地，1408E和1409E通过使用比NR-PSS的BW更宽的BW分别将1403D和1404D中的块基于IFDM的(IFDMed)NR-SSS/PBCH符号进一步压成一个符号。注意，块基于IFDM的(IFDMed)NR-SSS/PBCH符号的BW可以是NR-PSS BW的X倍，并且X可以等于
图14F和图14G中给出了NR-PSS/SSS/PBCH的更多图示组合。注意，在本公开中也支持图14A-图14G中的映射和复用方案的其他组合。
实施例1示出了NR-PBCH格式1，其是不考虑波束扫描的简单格式，并且可以在＜6GHz的载波频率(诸如4GHz)中使用。与LTE类似，NR-PBCH指示部分最小系统信息(MIB)，并且类似于LTE中的SIB1和SIB2的剩余最小系统信息(remaining minimum systeminformation，RMSI)在PDSCH或新定义的辅物理广播控制信道(辅PBCH)中被发送。
一方面的一个示例是NR-PBCH包括RMSI传输的一些配置。如果RMSI在PDSCH中被携带，则NR-PBCH中的RMSI传输的配置可以是用于RMSI传输的PDSCH的配置，或用于指示PDSCH中的RMSI传输的调度信息的控制资源集(诸如PDCCH)的配置。如果RMSI或部分RMSI在辅PBCH中被携带，则NR-PBCH中的RMSI传输的配置可以是用于RMSI传输的辅PBCH的配置。
一方面的另一示例是DC位置。相对于LTE中用于PSS/SSS/PBCH的1.25MHz(6个RB)，用于NR-PSS/SSS/PBCH的带宽可以扩展得更大(例如，5MHz)，在NR-PBCH中包含更多的信息比特。NR宽带的DC子载波可能不在同步带宽的中间。如果DC位置是可配置的，则PBCH包括DC偏移的指示。DC偏移可以针对每个频率栅格而预定义，隐含地由PSS/SSS/PBCH的载波频率指示。或者在PBCH只能有有限数量的比特来指示可能的DC偏移的预定义模式。
与LTE不同的方面的又一示例是，在NR中没有传统的预定义的始终开启的CRS，并且代替地，gNB或TRP可以配置在DL系统带宽上分布的测量RS(Measurement RS，MRS)，其中系统带宽在PBCH中被指示，并且大于NR-PSS/SSS/PBCH的系统带宽。该RS也可以被定义为可配置的公共RS、用于时间/频率同步(T-F跟踪)的跟踪RS(Tracking RS，TRS)、简化CRS或精简CRS等。TRS是可配置的，但不是用户特定的，例如，是gNB特定的、TRP特定的、小区特定的或扇区特定的。可替换地，该RS可以是CSI-RS配置(诸如小区特定CSI-RS或等级1CSI-RS(非UE特定的CSI-RS))的一部分。
根据UE性能/RF规范(例如，LTE规范)，与从eNB接收的载波频率相比，在0.5ms的时段内观察到的UE调制载波频率可以精确到±0.1ppm内。例如，在4GHz载波频率的情况下，UE的接收器和所接收的DL信号之间的频率偏移可以在±400Hz的范围内。UE接收器必须连续执行频率跟踪，以便在每个时隙中观察到的剩余频率偏移不超过±400Hz，并且因此所接收的DL信号的SNR不会显著降低。对于高速UE，由于多普勒频移导致的附加频率偏移进一步加剧了SNR降低。
例如，对于100km/h的UE速度和4GHz的载波频率，产生的多普勒频率偏移在±741GHz的范围内。如果UE没有连续保持对频率偏移的跟踪并相应地校正频率误差，则频率跟踪会偏离收敛范围。尽管严格的评估可能是必要的，但考虑到LTE系统要求和多普勒效应，基于PSS/SSS每5ms甚至10ms、80ms来估计和校正频率偏移似乎还不足够充分。因此，SS周期的长传输间隔似乎不足以提供可靠的频率跟踪。
对于时间跟踪，定时测量信号的带宽确定了时间跟踪中可实现的时间分辨率，因为时间分辨率与信号带宽成反比。例如，比较在5MHz带宽上传送的NR-PSS/SSS和在整个100MHz的DL传输带宽上的宽带TRS，可由宽带TRS实现的时间分辨率大约比PSS/SSS的时间分辨率高20倍。此外，如果为了低延时，我们考虑具有更小的CP长度和符号长度的SS块设计，则为了将时间同步误差保持在CP长度的范围内，在NR中时间跟踪对于小于6GHz和大于6GHz两者都变得更重要。
一个示例是多个非同地协作的传输点(TRP)共享相同的小区ID。它们是同步的，但却是准同地协作的(quasi-colocated，QCL)。TRP使用共享的小区ID传送相同的PSS/SSS/PBCH。网络可以每TRP配置一个或若干天线端口。靠近TRP中的一个的UE可以使用(多个)对应天线端口上的TRS来进行精细的时间/频率/相位跟踪。因此，TRS(跟踪RS)是必要的，特别是当我们考虑NR中更大的SS周期并且仍然试图在DL信号检测之前实现同步的低延时的时候。TRS配置可以包括例如天线端口的数量、周期、定时偏移等。
尽管SIB信号可以以低MCS而发送，但考虑到小区边缘用户的最坏情况，低至-6dB的SINR要求仍然难以获得具有短延时的精细的时间/频率同步。针对控制信道集使用稀疏分布的TRS RE代替子带密集的DM-RS更有效。但在一些特殊情况下，TRS可配置为切断。另一示例是，在无需考虑高移动性用户的情况下，如果小区具有小的覆盖，则关闭TRS。
NR-PBCH可以指示TRS配置，其可以包括TRS开/关、(多个)天线端口的数量、RE模式、周期、资源配置(时间偏移、频率偏移)、频谱密度、时间密度、发送功率等。为了简单起见，TRS开/关、NR的TRS配置可以重新使用LTE中的CSI-RS的一些现有配置。考虑到信道延迟扩展随着载波频率和/或波束形成预编码而变化，相干带宽和频率选择性衰落是不同的。此外，更高载波频率的更大子载波间隔变得更大，以抵抗CFO。因此，TRS配置参数应该包括TRSRE的可配置频谱密度，或适应于载波频率频带的预定义密度，或适应于配置的带宽中的NR-PBCH或NR-PDSCH的子载波间隔的预定义密度，或者甚至是可配置频谱密度但不同载波频率和/或不同SCS的值的不同集合的组合。频谱密度可以隐含地由天线端口、或具有该具有不同频谱密度的预定义RE模式的RE模式索引来指示。
另一方面，高移动性被考虑用于更低的频率频带，诸如具有大的覆盖的gNB中的120km/h或甚至500km/h。时域信道变化在时域中需要更多的TRS RE。因此，TRS配置参数应该包括TRS RE的可配置时间密度，或适应于小区覆盖/部署的预定义密度，或适应于载波频率频带的预定义密度，或适应于配置的带宽中的NR-PBCH或NR-PDSCH的子载波间隔的预定义密度，或者甚至是可配置频谱密度但小区覆盖/部署、和/或载波频率、和/或不同SCS的值的不同集合的组合。时间密度可以隐含地由重复时间、或具有该具有不同时间密度的预定义RE模式的RE模式索引来指示。为了减少指示比特，示出了示例来定义TRS配置索引，以指示如表2所示的可配置参数的组合的预定义模式中的一个。
【表2】
为了减少PBCH的信令开销，可以隐含地指示或固定一些参数或组合。作为图示，子帧偏移和/或资源块(RB)索引对于(多个)不同天线端口可以是相同的，其稀疏地分布在所指示的带宽或所指示的带宽中的一个或多个子带上。资源元素RE索引可以与所指示的RB中的预定义模式对齐。一些资源配置也可以隐含地由小区ID或部分小区ID来指示，这是通过检测SSS、PSS或PSS/SSS而获得的。可以由小区ID或部分小区ID(诸如小区ID组)隐含地指示的资源配置的一些示例是RE索引和/或子帧偏移索引。
如果天线端口是针对QCL TRP而配置的，周期也可以相同或被预定义。或者周期可以随着每TRP/gNR的天线端口的数量更大而增加。
在一方面的一个示例中，NR-PBCH包括系统帧号(SFN)，其提供周期性传输或所配置的传输资源的时间参考。但是NR-PBCH中的SFN指示可以不同于依赖于用于相干合成的NR-PBCH周期的LTE。如果NR-PSS/SSS/PBCH的子载波间隔是LTE中的子载波间隔的两倍，则PBCH的每个符号包含更多的信息比特，并且NR-PBCH传输可以每20ms被相干组合，这可以节省接入时间，特别是为小区边缘UE节省接入时间。通过区分PBCH扰码的两个可能相位，减少了盲检测的次数。可替换地，使用正常/反向CRC代替2相PBCH扰码来隐含地指示无线电帧号的2比特LSB可能更简单。
在一方面的另一示例中，不仅为将来的扩展，而且也为与总比特对齐的八位字节，NR-PBCH具有一些保留比特。表3示出了NR-PBCH格式。
【表3】
在一些实施例中，NR-PBCH指示最小系统信息(MIB)的一部分，并且RMSI被携带在PDSCH中，其中RMSI传输配置将使用控制资源集(例如，PDCCH)来指示PDSCH的调度信息。NR-PBCH指示UE在哪里查找控制资源集。在检测到PDCCH之后，用户可以在所调度的PDSCH中得到RMSI。例如，LTE中的UE搜索具有特殊系统信息RNTI(System Information RNTI，SI-RNTI)的PDCCH，以得到PDSCH的调度信息。
所调度的PDSCH的调度信息可能由于一些可选字段导致的SI有效载荷大小而改变。为避免NR-PBCH内容频繁改变，控制资源集(诸如PDCCH)的配置被包括在NR-PBCH中，而不是所调度的PDSCH中。接收器侧的相干合成更容易。控制资源集的配置包括频率资源配置(例如，带宽、子带等)和时间资源配置(例如，周期、时间偏移、符号的数量等)。不同于表3，前述实施例中的NR-PBCH内容包括用于RMSI传输的控制资源集的配置，但是不包括TRS配置和/或DC偏移配置或仅部分TRS配置，例如，SFN，用于RMSI传输的控制资源集的配置：控制资源集的频率资源配置；以及控制资源集的时间资源配置，部分跟踪RS配置(诸如开/关、1个天线端口、默认周期、频谱密度、时间密度、时间偏移)，其他保留比特和CRC。
除了用于UE查找RMSI(类似于LTE中的SIB1和SIB2)的所调度的PDSCH的调度信息(例如，周期、时间偏移、子带位置、资源块位置等)之外，控制资源集还可以包括TRS配置和DC偏移配置(如果可配置)，例如，PDSCH中的RMSI的配置或部分配置：所调度的PDSCH的频率资源配置；所调度的PDSCH的时间资源配置；传输块大小(Transport Block Size，TBS)、MCS等；以及子载波间隔、CP长度的数字学等，剩余跟踪RS配置(诸如发送(tx)功率/功率增强、可配置的天线端口(如果多于1个)、可配置的周期、天线端口的QCL映射或NR-SS模块等)，以及DC偏移配置(如果可配置)。
在一些实施例中，NR-PBCH指示PDSCH中的RMSI的最小系统信息(MIB)和调度信息的一部分。UE基于NR-PBCH中用于RMSI传输的指示来直接查找所调度的PDSCH。不同于表3，前述实施例中的NR-PBCH内容包括用于RMSI传输的PDSCH的配置，但不包括TRS配置和/或DC偏移配置或仅部分TRS配置，例如，SFN，用于RMSI传输的PDSCH的配置：所调度的PDSCH的频率资源配置；所调度的PDSCH的时间资源配置；所调度的PDSCH的传输块大小(TBS)、MCS等；所调度的PDSCH的子载波间隔、CP长度的数字学等，部分跟踪RS配置(诸如开/关、1个天线端口、默认周期、频谱密度、时间密度、时间偏移)，其他保留比特和CRC。在这样的实施例中，用于RMSI传输的PDSCH的配置参数是用于UE查找和检测其中的RMSI的调度信息。因此，所调度的PDSCH包括RMSI或部分RMSI、剩余跟踪RS配置(诸如发送功率/功率增强、可配置的天线端口(如果多于1个)、可配置的周期、天线端口的QCL映射或NR-SS块等)、以及DC偏移配置(如果可配置)。
在一些实施例中，NR-PBCH指示RMSI的最小系统信息(MIB)和PDSCH的配置的一部分。用户基于NR-PBCH中的指示来直接查找PDSCH。与表3不同，前述实施例中的NR-PBCH内容包括用于RMSI传输的PDSCH的配置，但不包括TRS配置和/或DC偏移配置或仅部分TRS配置，诸如SFN、用于RMSI传输的PDSCH(或辅PBCH)的配置：PDSCH的频率资源配置；PDSCH的时间资源配置；PDSCH的传输块大小(TBS)、MCS等；以及PDSCH的子载波间隔、CP长度的数字等学，部分跟踪RS配置(诸如开/关、1个天线端口、默认周期、频谱密度、时间密度、时间偏移)，其他保留比特和CRC。在这样的实施例中，辅PBCH或PDSCH的配置参数是用于UE在其中查找RSMI的调度信息。辅PBCH或PDSCH可以具有与PBCH类似的数字学，但具有不同的周期和/或资源分配。辅物理广播信道内容包括RMSI或部分RMSI、剩余跟踪RS配置(诸如发送功率/功率增强、可配置的天线端口(如果多于1个)、可配置的周期、天线端口的QCL映射或NR-SS块等)、以及DC偏移配置(如果可配置)。
注意，可以隐含地指示或固定一些参数或组合，以节省MIB和/或(多个)SIB中的信令开销。作为图示，PBCH中的MIB和/或RMSI的(多个)SIB的时间资源配置可以被固定或预定义，诸如周期、时间偏移和/或符号的数量。还要注意，在上述实施例和子实施例中，跟踪RS配置和DC偏移配置(如果可配置)可以通过使用预定义模式而组合在一起。还要注意，在上述实施例和子实施例中，如果在MIB或RMSI中没有被指示，则跟踪RS配置可以在PDSCH中携带的RRC信号中被指示。
另一种可能性是明确地指示部分SFN，并且隐含地指示SFN的剩余部分。隐含的方案包括使用不同的加扰序列、和/或具有不同冗余版本(Redundant Version，RV)的速率匹配、和/或PBCH TTI内的每个SFN的PBCH的不同CRC掩码。
例如，假设PBCH TTI为80ms，SFN的7比特MSB在PBCH有效载荷中被指示。剩余的3比特LSB通过使用加扰序列而隐含地指示。替换方案一用以准备具有与8*(每个NR-SS块的PBCH编码比特的数量)相同长度的长加扰序列。长加扰序列的8个段被用来与长度为(每个NR-SS块的PBCH编码比特的数量)的PBCH有效载荷复用，分别在80ms的PBCH TTI内的{0、10、20、30、40、50、60、70ms}处被传送。因此，每个小区具有用于PBCH的一个长加扰序列。
替换方案二用以生成8个短加扰序列，其长度为(每个NR-SS块的PBCH编码比特的数量)，并为每个子帧中的每个PBCH有效载荷而预分配。因此，每个小区有一组8个短加扰序列。短加扰序列可以基于相同的小区特定基序列而生成，但是在基序列的顶部使用不同的循环移位和/或不同的覆盖码来保持它们的正交性。循环移位和/或覆盖码是子帧特定的。为了简单起见，覆盖码可以是正交OCC码等。
替换方案三用以生成长度为4*(每个NR块的PBCH编码比特的数量)的一对长加扰序列。一个长加扰序列的4个段用于与长度为(每个NR-SS块的PBCH编码比特的数量)的PBCH有效载荷复用，分别在80ms的PBCH TTI内的{0、20、40、60ms}处被传送。另一长加扰序列的4个段用于与长度为(每个NR-SS块的PBCH编码比特的数量)的PBCH有效载荷复用，分别在80ms的PBCH TTI内的{10，30，50，70ms}处被传送。因此，每个小区具有用于PBCH的一对长加扰序列。两个加扰序列可以基于相同的小区特定的基序列，但是在基序列的顶部使用不同的循环移位和/或不同的覆盖码来保持它们的正交性。循环移位和/或覆盖码是子帧组特定的。为了简单起见，覆盖码可以是正交OCC码等。
在NR中，假设我们有64比特的PBCH有效载荷。在极化编码和速率匹配之后，我们可以有768比特。通过8次重复，768*8比特通过使用长度为768*8的替换方案1(Alt1)的长加扰序列而加扰。QPSK调制的384*8个符号被分割为8个RV，每个RV具有可自解码的384个符号。每个RV可以以1/3开销被映射为不包括DMRS RE的、2个NR-PBCH符号中的384个RE。加扰序列的每个段用以识别SFN的3比特LSB。
可替换地，768比特通过使用长度为768的替换方案2(Alt2)的8个短加扰序列而直接加扰。在替换方案2(Alt2)的情况下，8个短加扰序列被预定义以区分80ms的PBCH TTI内的SFN{0、10、20、30、40、50、60、70ms}。QPSK调制的384个符号具有可自解码的384个符号，其以1/3开销被映射为不包括DMRS RE的、2个NR-PBCH符号中的384个RE。每个短加扰序列用以识别SFN的3比特LSB。
可替换地，通过4次重复，768*4比特通过使用长度为768*4的替换方案3(Alt3)的一对长加扰序列而加扰。在替换方案3(Alt3)的情况下，一对长加扰序列被预定义以区分80ms的PBCH TTI内的两组SFN{0，20，40，60ms}和{10，30，50，70ms}。QPSK调制的384*4个符号被分割为4个RV，每个RV具有可自解码的384个符号。每个RV可以以1/3开销被映射为不包括DMRS RE的、2个NR-PBCH符号中的384个RE。加扰序列的每一段用以识别SFN的2比特LSB。剩余的1比特SFN由一对加扰序列来区分。
在一些实施例中，考虑了作为考虑单/多波束同步两者的统一格式的NR-PBCH格式2。波束扫描用来传送NR PSS/SSS/PBCH，并且波束的数量是可配置的。在<6GHz的载波频率的情况下，可以考虑少量宽波束；而大的窄波束可以用于>6GHz的载波频率(诸如30GHz)中，以对抗显著的路径损耗/阴影并扩展覆盖。
图15示出了根据本公开的实施例的示例波束传输1500。图15示出的波束传输1500的实施例仅用于图示。图15不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
图15示出了多波束NR-PSS/SSS/PBCH的波束扫描，其中SS突发集由多个连续或非连续SS突发组成，并且每个SS突发包括一组连续或非连续SS块。SS突发也可以被定义为SS组，并且SS突发集可以被定义为SS组集。利用每个频带的例如5ms的测量窗口，SS突发/组集内的每个SS块位置以及SS突发/组和SS突发/组集合被预定义。SS突发集用来在整个小区覆盖上执行波束扫描。在每个SS块中，有NR-PSS/SSS/NR-PBCH，其由gNB/TRP利用波束形成/预编码/天线权重/空间滤波而传送。图15示出的单波束被视为图15中的多波束的特殊情况，其中每SS突发仅有一个SS突发和一个SS块，以便SS块＝SS突发＝SS突发集。
图16示出了根据本公开的实施例的示例基本比特信息1600。图16示出的基本比特信息1600的实施例仅用于图示。图16不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
如图16所示，在PBCH中指示的基本信息比特被划分为公共信息和非公共信息。公共信息可以在所配置的时间段内(诸如在SS突发中的SS块和/或SS突发集中的多个SS块当中)被相干组合；而非公共信息可以包括SS块的特定信息，诸如它的特定资源配置(包括无线帧索引、子帧索引、符号索引的LSB的特定资源配置、以及SS块特定的TRS配置(如果不同的话))。在多波束NR-SS块的情况下，TRS可以被配置用于波束特定或波束突发特定的RRM测量。前述实施例中示出的DC偏移配置和/或TRS配置的示例也可以应用于多个SS块共有的对应配置。
编码方案和资源映射可以分别针对公共和非公共信息而单独设计。CRC的码字和长度可以不同。在LTE中，咬尾卷积编码(Tail-Bite Convolutional Coding，TBCC)用于PBCH。如果公共或非公共信息比特的数量少，则简单的编码方案(例如，Reed-Muller码)可以用于快速检测。
虽然公共和非公共信息被单独编码，但是它们都被映射为有或没有符号边界的PBCH符号。具有固定数量的比特的公共信息被首先解码。剩余比特的数量可以是可根据公共信息配置的。根据公共信息中的指示，UE可以知道随后非公共部分的信息比特的长度。如果没有非公共信息，则UE可以跳过PBCH符号内的随后比特检测。因此，PBCH的数量是可基于公共信息指示配置的。
表4示出了上述实施例中的NR-PBCH内容。注意，对于不同的载波频率范围，公共和非公共信息的有效载荷大小和/或要被映射以携带公共和非公共信息的PBCH中的RE的数量可以不同。例如，对于0至6GHz载波频率范围的发送非公共信息的比特数和/或RE的数量可以小于对于6GHz至60GHz载波频率范围的发送非公共信息的比特数和/或RE的数量。
【表4】
在一些实施例中，NR-PBCH指示最小系统信息(MIB)的一部分，并且RMSI被携带在PDSCH中，其中RMSI传输配置将使用控制资源集(例如，PDCCH)来指示PDSCH的调度信息。NR-PBCH指示UE在哪里查找控制资源集。在检测到PDCCH之后，用户可以在所调度的PDSCH中得到RMSI。例如，LTE中的UE搜索具有特殊系统信息RNTI(System Information RNTI，SI-RNTI)的PDCCH，以得到PDSCH的调度信息。
所调度的PDSCH的调度信息可能由于一些可选字段导致的可变SI有效载荷大小而改变。为避免NR-PBCH内容频繁改变，控制资源集(诸如PDCCH)的配置被包括在NR-PBCH中，而不是所调度的PDSCH中。接收器侧的相干合成更容易。控制资源集的配置包括频率资源配置(例如，带宽、子带等)和时间资源配置(例如，周期、时间偏移、符号的数量等)。不同于表3，前述实施例中的NR-PBCH内容包括用于RMSI传输的控制资源集的配置，但是不包括TRS配置和/或DC偏移配置或仅部分TRS配置，诸如SFN，用于RMSI传输的控制资源集的配置：控制资源集的频率资源配置；以及控制资源集的时间资源配置，波束扫描的波束公共配置，部分跟踪RS配置(诸如开/关、1个天线端口、默认周期、频谱密度、时间密度、时间偏移)，其他保留比特和CRC。
除了用于UE查找RMSI(类似于LTE规范中的SIB1和SIB2)的所调度的PDSCH的调度信息(例如，周期、时间偏移、子带位置、资源块位置等)之外，控制资源集还可以包括TRS配置和DC偏移配置(如果可配置)，诸如PDSCH中的RMSI的配置或部分配置：所调度的PDSCH的频率资源配置；所调度的PDSCH的时间资源配置；传输块大小(Transport Block Size，TBS)、MCS等；以及子载波间隔、CP长度的数字学等，剩余跟踪RS配置(诸如发送功率/功率增强、可配置的天线端口(如果多于1个)、可配置的周期、天线端口的QCL映射或NR-SS模块等)，以及DC偏移配置(如果可配置)。
在一些实施例中，NR-PBCH指示PDSCH中的RMSI的最小系统信息(MIB)和调度信息的一部分。UE基于NR-PBCH中用于RMSI传输的指示来直接查找所调度的PDSCH。不同于表3，前述实施例中的NR-PBCH内容包括用于RMSI传输的PDSCH的配置，但不包括TRS配置和/或DC偏移配置或仅部分TRS配置，诸如SFN，用于RMSI传输的PDSCH的配置：所调度的PDSCH的频率资源配置；所调度的PDSCH的时间资源配置；所调度的PDSCH的传输块大小(TBS)、MCS等；以及所调度的PDSCH的子载波间隔、CP长度的数字学等，波束扫描的波束公共配置，部分跟踪RS配置(诸如开/关、1个天线端口、默认周期、频谱密度、时间密度、时间偏移)，其他保留比特和CRC。在这样的实施例中，用于RMSI传输的PDSCH的配置参数是用于UE查找和检测其中的RMSI的调度信息。因此，所调度的PDSCH包括RMSI或部分RMSI、剩余跟踪RS配置(诸如发送功率/功率增强、可配置的天线端口(如果多于1个)、可配置的周期、天线端口的QCL映射或NR-SS块等)、以及DC偏移配置(如果可配置)。
在一些实施例中，NR-PBCH指示RMSI的最小系统信息(MIB)和PDSCH的配置的一部分。用户基于NR-PBCH中的指示来直接查找PDSCH。与表3不同，前述实施例中的NR-PBCH内容包括用于RMSI传输的PDSCH的配置，但不包括TRS配置和/或DC偏移配置或仅部分TRS配置，诸如SFN、用于RMSI传输的PDSCH(或辅PBCH)的配置：PDSCH的频率资源配置；PDSCH的时间资源配置；PDSCH的传输块大小(TBS)、MCS等；以及PDSCH的子载波间隔、CP长度的数字等学，波束扫描的波束公共配置，部分跟踪RS配置(诸如开/关、1个天线端口、默认周期、频谱密度、时间密度、时间偏移)，其他保留比特和CRC。在这样的实施例中，辅PBCH或PDSCH的配置参数是用于UE在其中查找RSMI的调度信息。辅PBCH或PDSCH可以具有与PBCH类似的数字学，但具有不同的周期和/或资源分配。辅物理广播信道内容包括RMSI或部分RMSI、剩余跟踪RS配置(诸如发送功率/功率增强、可配置的天线端口(如果多于1个)、可配置的周期、天线端口的QCL映射或NR-SS块等)、以及DC偏移配置(如果可配置)。
注意，可以隐含地指示或固定一些参数或组合，以节省MIB和/或(多个)SIB中的信令开销。作为图示，PBCH中的MIB和/或RMSI的(多个)SIB的时间资源配置可以被固定或预定义，诸如周期、时间偏移和/或符号的数量。还要注意，在上述实施例和子实施例中，跟踪RS配置和DC偏移配置(如果可配置)可以通过使用预定义模式而组合在一起。还要注意，在上述实施例和子实施例中，如果在MIB或RMSI中没有被指示，则跟踪RS配置可以在PDSCH中携带的RRC信号中被指示。
关于SS块的配置，子实施例用以由RRC信令半静态地指示SS突发集中的SS块的实际传输的UE特定的配置，其中实际发送的NR-SS块的配置可以包含用于UE监听的NR-SS块索引的起始/结束，或者用于UE监听的NR-SS块索引的起始/结束的多个集合，或者NR-SS块索引的起始加上用于UE监听的NR-SS块的持续时间和/或数量，或者NR-SS块索引的起始加上用于UE监听的NR-SS块的持续时间和/或数量的集合。例如，对于6GHz以上，最多有64个NR-SS块，以便gNB可以指示NR-SS块的最多6比特起始索引和NR-SS块的最多6比特结束索引。在一些NR-SS块在用于UE监听的(多个)所指示的窗口(例如，可以是起始和结束块索引之间的NR块的(多个)窗口)期间被切断的情况下，DCI中的比特可以用于指示UE的PDSCH是否被调度为与NR-SS块符号复用(例如，1或2比特DCI)。利用这样的信息，如果(多个)NR-SS块与所分配的PDSCH资源重叠，则用户可以进行PDSCH的速率匹配，和/或利用剩余的时隙/符号来检测包括(多个)DL NR-SS块的DL子帧中的控制/数据信号。
另一子实施例用以由RRC信令半静态地指示SS突发集中的SS块的实际传输的UE特定的配置的一部分。NR-SS块传输可以具有强RSRP(例如，RSRP大于阈值，其中阈值可以是固定的、预定义的或可配置的)，然后当PDSCH的所分配的资源与(多个)SS块重叠或部分重叠时，对PDSCH传输执行速率匹配。
另一子实施例用以动态地指示SS突发集中的SS块的实际传输的UE特定的配置或PDCCH中的配置的一部分。例如，在DCI中的1比特或多于1比特用以指示在UE的PDSCH的所分配的资源中存在还是不存在一个或若干SS块。如果对应比特被设置为“1”，当SS块资源与PDSCH带宽重叠或部分重叠时，UE可以对存在PSS、SSS和/或PBCH的(多个)符号执行速率匹配，以接收PDSCH。如果对应比特被设置为“0”，则UE不需要对(多个)符号执行速率匹配来接收PDSCH，因为PDSCH块资源不与PDSCH带宽重叠。
另一子实施例是实际发送的(活动/非活动)NR-SS块配置对UE是透明的。调度可以试图通过与NR-SS块不重叠或部分重叠来避免PDSCH的速率匹配。
另一可能性是明确地指示部分SFN，并且隐含地指示SFN的剩余比特。隐含方案包括使用不同的加扰序列、和/或利用不同冗余版本(RV)的速率匹配、和/或PBCH TTI内的每个SFN中的PBCH的不同CRC掩码。例如，假设PBCH TTI为80ms，SFN的7比特MSB在PBCH有效载荷中被指示。剩余的3比特LSB通过使用加扰序列而隐含地指示。
替换方案一用以准备具有与8*(每个NR-SS块的PBCH编码比特的数量)相同长度的长加扰序列。长加扰序列的8个段被用来与长度为(每个NR-SS块的PBCH编码比特的数量)的PBCH有效载荷复用，分别在80ms的PBCH TTI内的{0、10、20、30、40、50、60、70ms}处被传送。因此，每个小区具有用于PBCH的一个长加扰序列。
替换方案二用以生成8个短加扰序列，其长度为(每个NR-SS块的PBCH编码比特的数量)，并为每个子帧中的每个PBCH有效载荷而预分配。因此，每个小区有一组8个短加扰序列。短加扰序列可以基于相同的小区特定基序列而生成，但是在基序列的顶部使用不同的循环移位和/或不同的覆盖码来保持它们的正交性。循环移位和/或覆盖码是子帧特定的。为了简单起见，覆盖码可以是正交OCC码等。
替换方案三用以生成长度为4*(每个NR块的PBCH编码比特的数量)的一对长加扰序列。一个长加扰序列的4个段用于与长度为(每个NR-SS块的PBCH编码比特的数量)的PBCH有效载荷复用，分别在80ms的PBCH TTI内的{0、20、40、60ms}处被传送。另一长加扰序列的4个段用于与长度为(每个NR-SS块的PBCH编码比特的数量)的PBCH有效载荷复用，分别在80ms的PBCH TTI内的{10，30，50，70ms}处被传送。因此，每个小区具有用于PBCH的一对长加扰序列。两个加扰序列可以基于相同的小区特定的基序列，但是在基序列的顶部使用不同的循环移位和/或不同的覆盖码来保持它们的正交性。循环移位和/或覆盖码是子帧组特定的。为了简单起见，覆盖码可以是正交OCC码等。
在NR中，假设我们有64比特的PBCH有效载荷。在极化编码和速率匹配之后，我们可以有768比特。通过8次重复，768*8比特通过使用长度为768*8的替换方案1(Alt1)的长加扰序列而加扰。QPSK调制的384*8个符号被分割为8个RV，每个RV具有可自解码的384个符号。每个RV可以以1/3开销被映射为不包括DMRS RE的、2个NR-PBCH符号中的384个RE。加扰序列的每个段用以识别SFN的3比特LSB。
可替换地，768比特通过使用长度为768的替换方案2(Alt2)的8个短加扰序列而直接加扰。在替换方案2(Alt2)的情况下，8个短加扰序列被预定义以区分80ms的PBCH TTI内的SFN{0、10、20、30、40、50、60、70ms}。QPSK调制的384个符号具有可自解码的384个符号，其以1/3开销被映射为不包括DMRS RE的、2个NR-PBCH符号中的384个RE。每个短加扰序列用以识别SFN的3比特LSB。
可替换地，通过4次重复，768*4比特通过使用长度为768*4的替换方案3(Alt3)的一对长加扰序列而加扰。在替换方案3(Alt3)的情况下，一对长加扰序列被预定义以区分80ms的PBCH TTI内的两组SFN{0，20，40，60ms}和{10，30，50，70ms}。QPSK调制的384*4个符号被分割为4个RV，每个RV具有可自解码的384个符号。每个RV可以以1/3开销被映射为不包括DMRS RE的、2个NR-PBCH符号中的384个RE。加扰序列的每一段用以识别SFN的2比特LSB。剩余的1比特SFN由一对加扰序列来区分。
图17示出了根据本公开的实施例的用于NR-PBCH构造的方法1700的流程图。图17示出的NR-PBCH构造方法1700的实施例仅用于图示。图17不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
NR-PBCH的构造的一般步骤如图17所示。注意，流程图中的模块或模块内的功能的一部分可以设置为默认值，使得它们不会具有任何影响。
如图17所示的NR-PBCH内容
在步骤1702处的CRC附接模块中，整个(多个)传输块被用来计算CRC奇偶校验位，并且所生成的奇偶校验位被表示为
图18示出了根据本公开的实施例的示例帧结构1800。图18示出的帧结构1800的实施例仅用于图示。图18不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
如图18所示，在一个实施例中，PBCH的公共信息可以使用更长的CRC1801用于误差检测(例如，与LTE中相同16比特的CRC)；而具有更少数量的比特的PBCH的非公共信息可以使用短CRC 1802(例如，4比特CRC)。在另一实施例中，只有一个CRC 1803被用来保护公共信息，但是没有CRC被应用于非公共信息。在另一实施例中，短CRC 1804(注意，可以是0比特CRC，其如同没有CRC一样起作用)由公共信息生成，而长CRC 1805由公共和非公共信息联合生成。特殊情况用以使用重复的非公共信息作为其自身的CRC，如1807所示，其中接收器可以基于对每个无线电帧或每个SS块的软组合来进一步改善短的非公共信息的鲁棒性。使用PBCH的公共和非公共信息的单独码字的动机是使得能够利用多个SS块或多个无线电帧的相干组合进行灵活接收，以及以更低的用户盲检测的复杂度快速识别每个SS块或每个无线电帧的PBCH。
在生成CRC比特之后，CRC掩码
输入到如图17所示的步骤1704处的信道编码模块的信息比特由
例如，对于0至6GHz的载波频率范围的D(2)的值可以小于对于6GHz至60GHz的载波频率范围的D(2)的值。还要注意，如果消息比特和编码长度对于不同的载波频率而不同，则信道编码方案对于不同的载波频率也可以不同。在一个示例中，Reed-Muller(RM)码可以用来生成经编码的码字，其中D(i)＞C(i)，并且C(i)/D(i)是RM码的速率。在另一示例中，咬尾卷积码(Tail Biting Convolutional Code，TBCC)可以用来生成经编码的码字，其中D(i)＝C(i)，并且三个码流由1/3速率TBCC编码器输出(经编码的码字可以表示为
(多个)经编码的码字被递送到速率匹配模块(图13中的1306)。重复和/或截断
(依赖于多个码字是否在信道编码模块中被组合的)比特e0，...，eE-1或
(依赖于多个码字是否在信道编码模块中被组合的)比特f0，...，fF-1或
调制符号的块可以如图17所示被映射到层并被预编码1712，产生矢量y(p)(0)，...，y(p)(M-1)或y(i，p)(0)，...，y(i，p)(M(i)-1)的块，其中0≤p≤P-1，并且P是如图17所示的NR-SSS传输1713的端口的数量。如果多个码字是从先前的模块生成的，并且直到该模块才被组合，则它们可以首先在该模块中被组合，并且然后被映射到层并被联合预编码，或者可以被映射到层并被单独预编码。在一个实施例中，层的数量被设置为1，并且预编码矩阵是单位矩阵(等同于没有层映射或预编码，并且该模块的输入和输出是相同的)。在另一实施例中，用于层映射和预编码的方法可以根据LTE规范中的用于层映射和预编码的方法。
在又一实施例中，如果NR-SSS和NR-PBCH被联合编码，则用于层映射和预编码的方法可以与用于NR-PBCH的方法相同。每个天线端口P的复值符号y(p)(0)，...，y(p)(M-1)或y(i，p)(0)，...，y(i，p)(M(i)-1)的块被映射到可用于如图17所示的NR-SSS传输1714的M个资源元素。如果多个符号流是从前面的模块生成的，则它们在映射之前在该模块中被组合。在一个实施例中，到资源元素(j，k)的映射可以是首先索引j然后子帧0中的时隙1中的索引k最后无线电帧号的递增次序。在另一实施例中，多个码字(例如，相应地携带公共和非公共信息的两个码字)被单独映射到频域中的连续RE(例如，与不同的频率复用位置和不同的PBCH符号的不同复用相对应1901、1902和1903，如图19所示)。
图19示出了根据本公开的实施例的公共和非公共信息1900的示例RE。图19示出的公共和非公共信息1900的RE的实施例仅用于图示。图19不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
在又一实施例中，多个码字(例如，相应地携带公共和非公共信息的两个码字)被彼此基于IFDM的(IFDMed)映射(例如，码字中的每一个被映射到频域中的交织RE)(例如，与不同的PBCH符号的相同和不同IFDM模式相对应的1904和1905，如图19所示)。在又一实施例中，如果多个码字(例如，相应地携带公共和非公共信息的两个码字)被彼此块基于IFDM的(IFDMed)映射(例如，码字中的每一个被映射到频域中的RE的交织块)(例如，与不同的PBCH符号的相同和不同的块IFDM模式相对应的1906和1907)。
注意，图19仅用于图示目的，并且相同的设计可以一般化到不同数量的符号和符号内的不同数量的RE。还要注意，如果多个OFDM符号用于PBCH，公共和非公共信息的RE的复用方法可以跨符号而相同或不同。在一个实施例中，如果对PBCH的解调也支持DMRS，则非公共信息的RE可以是使用与DMRS相同或类似的模式而映射的IFDM或块IFDM。例如，如果DMRS的有效载荷和非公共信息的RE相同，则非公共信息的RE被映射到DMRS的RE附近。举另一示例，如果DMRS的有效载荷高于非公共信息的RE，非公共信息的RE被映射到DMRS的每K个RE的附近(其中，K是DMRS的有效载荷和非公共信息的RE的倍数差)。举又一示例，如果DMRS的有效载荷低于非公共信息的RE，则非公共信息的K个RE的组被映射到DMRS的RE附近(其中K是非公共信息的RE和DMRS的有效载荷的倍数差)。
在前述实施例和相关子实施例中的波束扫描的情况下，让我们假设每SS突发有有限数量K个SS块(K＞1)，以及有有限数量M个SS突发，如图15所示。每个SS块包括基于默认子载波间隔和预定义的N的N个OFDM符号。并且SS块在SS突发集内具有固定的相对位置。因此，UE至少能够从SS块识别OFDM符号索引、无线电帧中的时隙索引和无线电帧号。UE可以从其导出符号的SS块的时间索引/多个时间索引、无线电帧中的时隙索引将从以下替换方案向下选择。
在替换方案1(Alt.1)的一个示例中，SS突发集内的每个SS块的一个时间索引，例如，SS块索引为{i＝1...K*M}。指示SS块索引{i＝1...K*M}的一个子实施例用以利用不同的NR-SSS/NR-PBCH复用模式。例如，如图16所示，如果在N符号SS块内有基于IFDM的(IFDMed)NR-SSS/NR-PBCH的三个符号，则如{1601a、1601b和1601c}的三种类型的复用模式被用来指示3个邻近SS块索引或3个分布的SS块索引。另一示例，如果在N符号SS块内有基于IFDM的(IFDMed)NR-SSS/NR-PBCH的一个或两个符号，则如{1602a，1602b}、{1603a，1603b}或{1604a，1604b}的两种类型的复用模式被用来指示2个邻近SS块索引或2个分布的SS块索引。
另一子实施例用以使用K*M个加扰序列来区分K*M个SS块索引。加扰序列是正交或非正交、但低相关的序列，例如，Zadoff-Chu序列、m序列、Gold序列或PN序列。在发送器侧，定义以单独识别一个SS块索引的加扰序列被用于加扰NR-PBCH资源元素；并且在接收器侧，只有当UE使用相同的加扰序列来检测NR-PBCH时，它才可以通过CRC检测，并且因此UE可以查找对应的SS块索引。
另一子实施例是使用CRC和反向CRC来区分2个邻近SS块索引或2个分布的SS块索引。另一子实施例用以组合CRC/逆CRC、和/或加扰序列、和/或NR-SSS/NR-PBCH复用模式，以联合指示突发集中的SS块索引。
在替换方案2(Alt.2)的一个示例中，特定于SS突发内的每个SS块的一个时间索引，和特定于SS突发组内的每个SS突发的SS突发索引。SS突发索引是跨每个SS突发中的SS块而公共的。以下SS突发索引和每个SS突发的SS块索引需要被分别指示：SS突发索引为{m＝1...M}；并且每个SS突发的SS块索引为{k＝1...K}。
指示SS突发索引{m＝1...M}的一个子实施例用以利用以下方式。在SS突发内，SS块索引{k＝1...K}可以在NR-PBCH中明确地被指示，或者在SS序列(例如，部分PSS/SSS序列、或单独定义的序列)中隐含地被指示。
图20A和图20B示出了根据本公开的实施例的示例复用模式2010和2020。图20A和图20B中示出的复用模式2010和2020的实施例仅用于图示。图20A和图20B不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
一个子实施例用以使用M个不同的NR-SSS/NR-PBCH复用模式。例如，如图20A和图20B所示，基于IFDM的(IFDMed)NR-SSS/NR-PBCH的三个符号和如{2001A、2001B和2001C}的三种类型的复用模式用于指示M＝3个SS突发索引。另一示例，对于每个SS突发集的M＝2个SS突发，基于IFDM的(IFDMed)NR-SSS/NR-PBCH的一个或两个符号和如{2002A、2002B}、{2003A、2003B}或{2004A、2004B}的两种类型的复用模式被用来指示M＝2个SS突发索引。
另一子实施例用以使用M个加扰序列来区分M个SS突发索引。加扰序列是正交或非正交、但低相关的序列，例如扎道夫-楚序列、m序列、金序列或PN序列。在发送器侧，定义以单独识别一个SS突发索引的加扰序列被用来加扰NR-PBCH资源元素；并且在接收器侧，只有当UE使用相同的加扰序列来检测NR-PBCH时，它才可以通过CRC检测，并且因此UE可以查找对应的SS突发索引。
另一子实施例用以使用CRC和反向CRC来区分M＝2个SS突发索引。另一实施例用以组合CRC/逆CRC、和/或加扰序列、和/或NR-SSS/NR-PBCH复用模式，以联合指示SS突发索引。
可替换地，SS突发索引{m＝1...M}在NR-PBCH中明确地被指示，或者在SS序列(例如，部分PSS/SSS序列、或单独定义的序列)中隐含地被指示。在SS突发内，SS块索引{k＝1...K}可以通过利用以下方式而指示。在不同NR-SSS/NR-PBCH复用模式的一个子实施例中，例如，如图20A和图20B所示，基于IFDM的(IFDMed)NR-SSS/NR-PBCH的三个符号和如{2001A、2001B和2001C}的三种类型的复用模式被用来指示K＝3个SS块索引。另一示例，对于每个SS突发的K＝2个SS块，基于IFDM的(IFDMed)NR-SSS/NR-PBCH的一个或两个符号和如{2002A、2002B}、{2003A、2003B}或{2004A、2004B}的两种类型的复用模式被用来指示K＝2个SS块索引。
另一子实施例用以使用K个加扰序列来区分K个SS块索引。加扰序列是正交或非正交、但低相关的序列，例如，Zadoff-Chu序列、m序列、Gold序列或PN序列。在发送器侧，定义以单独识别一个SS块索引的加扰序列被用于加扰NR-PBCH资源元素；并且在接收器侧，只有当UE使用相同的加扰序列来检测NR-PBCH时，它才可以通过CRC检测，并且因此UE可以查找对应的SS块索引。
另一子实施例用以使用CRC和逆CRC来区分K＝2个SS块索引。另一子实施例用以组合CRC/逆CRC、和/或加扰序列、和/或NR-SSS/NR-PBCH复用模式，以联合指示SS块索引。
注意，如果有SS突发索引和/或SS块索引的一部分的多个组合要被指示，则CRC/逆CRC、和/或加扰序列、和/或NR-SSS/NR-PBCH复用模式可以被用来指示组合的一部分，并且其他(多个)信号和/或(多个)信道可以被用来指示剩余组合。
该分量示出了基于极化码的PBCH编码的细节。注意，来自所有其他分量的PBCH的设计原则和设计方面也可以应用于该分量，并且仅适用于基于极化码的PBCH编码方案的特征在该分量中讨论。
如上所述，由PBCH携带的信息/假设可以被分类为公共部分和非公共部分，并且一个或两个码字可以用于PBCH来递送这些信息/假设。这里，描述了基于极化码的编码方案。
图21示出了根据本公开的实施例的用于PBCH编码的两个码字2100的示例。图21示出的用于PBCH编码的两个码字2100的实施例仅用于图示。图21不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
在替换方案1(Alt 1)的一个实施例中，如图21所示，两个码字被用于PBCH编码。在替换方案1a(Alt 1a)的一个示例中，第一码字的信息比特是PBCH MIB有效载荷中的公共比特(2101)，并且第一码字的冻结比特包括恒定比特(2103，例如零)和PBCH MIB有效载荷中的非公共比特(2102，或者包括非公共比特的其他形式，例如，恒定比特的加扰序列)。第二码字的信息比特是PBCH MIB有效载荷中的非公共比特(2104)，并且冻结比特是常数(2105，例如零)。
在替换方案1b(Alt 1b)的另一示例中，第一码字的信息比特包括PBCH MIB有效载荷中的公共比特(2106)和PBCH MIB有效载荷中的非公共比特(2107)，并且第一码字的冻结比特是恒定比特(1708，例如零)。第二码字的信息比特是PBCH MIB有效载荷中的非公共比特(2109)，冻结比特是常数(2110，例如零)。
在替换方案1c(Alt 1c)的又一示例中，第一码字的信息比特是PBCH MIB有效载荷中的公共比特(2111)，并且第一码字的冻结比特是恒定比特(2112，例如零)。第二码字的信息比特是PBCH MIB有效载荷中的非公共比特(2113)，并且冻结比特是常数(2114，例如零)。
图22示出了根据本公开的实施例的用于PBCH编码的一个码字2200的示例。图22示出的用于PBCH编码的一个码字2200的实施例仅用于图示。图22不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
在替换方案2(Alt 2)的一些实施例中，如图22所示，一个码字被用于PBCH编码。在替换方案2a(Alt 2a)的一个示例中，码字的信息比特是PBCH MIB有效载荷中的公共比特(2201)，并且第一码字的冻结比特包括恒定比特(2203，例如零)和PBCH MIB有效载荷中的非公共比特(2202，或者包括非公共比特的其他形式，例如，恒定比特的加扰序列)。
在替换方案1b(Alt 1b)的另一示例中，第一码字的信息比特包括PBCH MIB有效载荷中的公共比特(2204)和PBCH MIB有效载荷中的非公共比特(2205)，并且第一码字的冻结比特是恒定比特(2206，例如零)。在替换方案1(Alt 1)的一个实施例中，两个码字可以被编码，并且被速率匹配到相同数量的RE，并且被映射到两个PBCH符号。在替换方案1(Alt 1)的另一实施例中，两个码字可以使用相同的极化编码器(相同的生成矩阵)而编码，但被速率匹配到PBCH符号内的不同数量的RE(例如，用于发送CW2的RE的数量更小)。在替换方案1(Alt 1)的又一实施例中，两个码字可以被不同地编码，并且被速率匹配到PBCH符号内的不同数量的RE(例如，用于发送CW2的RE的数量更小)。在一个子实施例中，CW2的信道编码方案可以不使用极化码(在这种情况下，没有信息比特/集或冻结比特/集的概念)。例如，Reed-Muller码可以被用来编码CW2。
注意，图21和图22仅示出了在信道编码之前对极化码的公共和非公共比特的分配。
在UE检测到同步信号并解码所广播的系统信息之后，UE可以基于被包括在SIB2中的PRACH配置索引在上行链路中发送PRACH前导，其中该PRACH配置索引将指示UE被允许在哪个帧和子帧处发送物理随机接入信道(PRACH)前导以及PRACH前导类型，如3GPP LTE规范中所定义的。发送和接收点(TRP)以随机接入响应(Random Access Response，RAR)进行回复，并且UE在上行链路中发送消息3。
PRACH在频域中占据6个PRB，在时域中跨越1或2或3个子帧，其依赖于特定的前导格式。在频域中，在6个PRB两端的若干子载波不用于避免与邻近PUCCH/PUSCH的干扰。在时域中，循环前缀(CP)和保护时间(Guard Time，GT)用于避免与前一子帧和下一子帧的干扰。事实证明，GT确定了最大小区半径。前导格式在LTE规范中被定义。
图23示出了根据本公开的实施例的示例PRACH格式2300。图23示出的PRACH格式2300的实施例仅用于图示。图23不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
在FDD中，前导格式0～3被使用。在TDD中，前导格式0～4被使用，并且对前导格式的使用依赖于所使用的UL/DL配置。依赖于UL/DL配置，在UL子帧中可能有多个随机接入资源，例如，前导格式1需要2个子帧，并且前导格式3需要3个子帧，如图23所示。可用的UL子帧的数量依赖于所使用的UL/DL配置。前导格式4(短PRACH)仅在TD-LTE中被使用，其可以在特殊子帧(子帧1和/或子帧6)的UpPTS部分被发送。这需要的符号的最小数量是2。因此，这只能应用于具有正常CP的特殊子帧配置5-8或具有扩展CP的配置4-6。PRACH配置索引48至57可以使用短PRACH。表5示出了PRACH配置参数。
【表5】
在LTE中，RACH过程可能由以下事件触发。在步骤1处，对于初始接入和非同步UE，无线电链路失败后的初始接入。在步骤2处，对于RRC_IDLE和非同步UE，从RRC_IDLE的初始接入。在步骤3处，对于RRC_connected和非同步UE：需要随机接入过程的切换；当UL“不同步”时，DL数据在RRC_CONNECTED期间到达；当UL“不同步”时，UL数据在RRC_CONNECTED期间到达。在步骤4处，对于RRC_connected和同步UE：如果没有调度请求(SR)的PUCCH资源可用，则SR；以及如果UE的TA定时器已经到期，并且UE需要传送或接收数据，其执行随机接入，则定位。
NR可以支持RRC_IDLE UE和RRC_CONNECTED UE两者的RA过程。也可以支持基于竞争和无竞争的RA过程。在切换的情况下，从网络发起无竞争过程。本公开专注于针对RRC_CONNECTED同步UE的NR基于竞争的RACH过程的设计，因为在NR中可能有大量的RRC_CONNECTED UE或设备(例如，处于机器类型通信MTC的)，并且有限的PUCCH资源不足以用于在NR中传送对上行链路数据传输的请求和对波束细化或波束管理的附加请求。在LTE中，RRC_CONNECTED同步UE使用与非同步UE相同的具有长的CP和符号长度以及大的保护频带开销和保护时间的PRACH格式。更要求NR UE改善基于竞争的RACH过程的效率。
本公开一般涉及无线通信系统，并且更具体地，涉及NR PRACH格式的设计，以及它们相关联的NR-PRACH配置、NR-PRACH前导和NR-PRACH过程。PRACH格式和传输方案的设计以及配置方法在以下实施例中示出。本文中，公开了一类方法和装置，其可以通过降低随机接入的冲突概率并降低每个UE的PRACH传输的开销来提高网络效率。
注意，尽管在已经阅读了前面的描述之后，本公开的许多替换和修改对于本领域普通技术人员可以毫无疑问是显而易见的，但是要理解，通过图示示出和描述的任何特定实施例决不意图被认为是限制性的。因此，对各种实施例的细节的引用并不意图限制权利要求的范围，其中在权利要求中仅列举被视为对本公开必不可少的那些特征。
图24示出了根据本公开的实施例的另一示例PRACH格式2400。图24示出的PRACH格式2400的实施例仅用于图示。图24不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
RRC_CONNECTED同步的UE的PRACH格式可以具有更短的CP和更短的符号持续时间。如图24所示，LTE PRACH前导格式0基于长度为24576Ts的PRACH前导序列。与使用15kHz的子载波间隔的PUSCH和PUCCH对比，该长度与1.25kHz的子载波间隔相对应。对于LTE版本8，由于不同的子载波间隔，载波间干扰通过在PRACH和PUSCH之间具有小的保护频带并通过将PRACH分配给邻近子载波的单个间隔而限制。此外，与其他物理信道相比，小的子载波间隔使得PRACH前导对频率误差和其他减损更加敏感。因此，如果短PRACH符号具有与PUSCH中的数据符号以及PUCCH中的控制符号相同的数字学，则由于PRACH和UL数据之间的正交性，不需要保护频带(Guard Band，GB)。具有相同CP的PRACH符号与数据符号及时对齐，并且基站中的处理可以对数据和PRACH使用相同的FFT。尽管数字学可能基于频率范围而不同，但系统信息被用于所有UL传输，即PRACH、PUSCH和PUCCH，并且至少对于RRC_CONNECTED同步用户，不需要附加系统信息来区分PRACH。
在长PRACH格式0的相同长度内，在正常CP长度的情况下有14个符号。对于传统的基于竞争的RA，UE仅通过使用PRACH前导索引而识别，并且如果两个UE在相同的所指示的PRACH资源中选择相同的长前导，则它们可能冲突。相反，短PRACH格式允许用户随机选择PRACH资源的子集。UE可以通过多于一个参数(例如，PRACH前导索引和子集PRACH资源索引)而区分。它可以通过使用短PRACH格式来降低冲突概率。更多数量的PRACH资源子集实现对冲突降低的更大收益。短PRACH前导可以是具有满足短符号内的子载波数量(即PRACH带宽的6个PRB内的72个子载波)的更短长度的序列。代替传送长PRACH前导，短长度的PRACH前导每UE竞争花费更少的功耗。
如图24所示，每个子集由(连续或非连续的)一个或若干短符号组成，并且符号的数量是可配置的，并由系统信息指示。UE可以被配置为在所选子集PRACH资源中重复短PRACH前导/符号。重复的符号改善了接收器侧的PRACH检测性能和载波频率偏移估计。子集可以是非重叠的(正交的)或部分重叠的(非正交的)。非正交子集配置可以以检测性能为代价增加子集的总数。
为了控制PRACH资源子集选择的信令开销，网络可以预定义一个或若干模式。系统信息块(MIB或SIB)以非常有限的信号开销指示模式索引。如图24所示，TDMA模式被示出为：(1)模式1，选择由一个符号组成的子集资源，如图24所示的2401；(2)模式2，选择由两个连续符号组成的子集资源，如图24所示的2402；以及(3)模式3，选择由两个分布的符号组成的子集资源，如图24所示的2403。
在图24的模式1 2401的情况下，每个PRACH子集具有72个子载波，并且有14个正交子集。符号/子集位置是单独用户的另一正交维度。在超过1ms的6个PRB的相同资源内，它具有比LTE PRACH格式0的复用容量更大的复用容量，该LTE PRACH格式0仅具有839个子载波，并且每小区仅支持64个正交前导。
为了更大的随机接入容量，类似的模式可以扩展到更长时段的PRACH资源，例如以具有图23中的具有14×2个符号的PRCH格式1、2的相同成本、或图23中的具有14×3个符号的PRACH格式3的相同成本。
对于特殊子帧，TDD模式中的UpPTS，类似的模式可以被切割为更短时段的PRACH资源，例如以具有与图23中的具有2个符号的PRACH格式4的相同成本。
图25示出了根据本公开的实施例的又一示例PRACH格式2500。图25示出的PRACH格式2500的实施例仅用于图示。图25不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
RRC_CONNECTED同步的UE的PRACH格式可以具有更短的CP和更短的符号持续时间。如图25所示，LTE PRACH前导格式0基于长度为24576Ts的PRACH前导序列。与使用15kHz的子载波间隔的PUSCH和PUCCH对比，该长度与1.25kHz的子载波间隔相对应。对于LTE版本8，由于不同的子载波间隔，载波间干扰通过在PRACH和PUSCH之间具有小的保护频带并通过将PRACH分配给邻近子载波的单个间隔而限制。此外，与其他物理信道相比，小的子载波间隔使得PRACH前导对频率误差和其他减损更加敏感。因此，如果短PRACH符号具有与PUSCH中的数据符号以及PUCCH中的控制符号相同的数字学，则由于PRACH和UL数据之间的正交性，不需要保护频带(GB)。具有相同CP的PRACH符号与数据符号及时对齐，并且基站中的处理可以对数据和PRACH使用相同的FFT。尽管数字学可能基于频率范围而不同，但系统信息被用于所有UL传输，即PRACH、PUSCH和PUCCH，并且至少对于RRC_CONNECTED同步用户，不需要附加系统信息来区分PRACH。
在长PRACH格式0的相同长度内，在正常CP长度的情况下有14个符号。对于传统的基于竞争的RA，UE仅通过使用PRACH前导索引而识别，并且如果两个UE在相同的所指示的PRACH资源中选择相同的长前导，则它们可能冲突。相反，短PRACH格式允许用户随机选择PRACH资源的子集。UE可以通过多于一个参数(例如，PRACH前导索引和子集PRACH资源索引)而区分。它可以通过使用短PRACH格式来降低冲突概率。更多数量的PRACH资源子集实现对冲突降低的更大收益。短PRACH前导可以是具有满足短符号内的子载波数量(即PRACH带宽的6个PRB内的72个子载波)的更短长度的序列。代替传送长PRACH前导，短长度的PRACH前导每UE竞争花费更少的功耗。
如图25所示，每个子集由多个连续的重复短符号组成，其中该多个连续的重复短符号由CDM码加扰，并且符号的数量是可配置的，并由系统信息指示。注意，CDM码可以是正交码，例如P矩阵、OVSF码、DFT矩阵等。子集可以是非重叠的(正交的)或部分重叠的(非正交的)。非正交子集配置可以以检测性能为代价增加子集的总数。
为了控制PRACH资源子集选择的信令开销，网络可以预定义一个或若干模式。系统信息块(MIB或SIB)以非常有限的信号开销指示模式索引。如图25所示，CDM+TDM模式被示出为：(1)模式1，选择由具有2x2个CDM码的2个连续符号组成的子集资源，如图25所示的1101；(2)模式2，选择由具有4x4个CDM码的4个连续符号组成的子集资源，如图25所示的1102；以及(3)模式3，选择由具有14x14个CDM码的14个连续符号组成的子集资源，如图25所示的1103。
在图25的模式1 2501的情况下，每个PRACH子集具有72个子载波，并且有具有2个CDM码的7个正交子集。符号/子集位置以及CDM码是单独用户的附加正交维度。在超过1ms的6个PRB的相同资源内，它具有比LTE PRACH格式0的复用容量更大的复用容量，该LTE PRACH格式0仅具有839个子载波，并且每小区仅支持64个正交前导。
为了更大的随机接入容量，类似的模式可以扩展到更长时段的PRACH资源，例如以具有图23中的具有14×2个符号的PRCH格式1、2的相同成本、或以具有图23中的具有14×3个符号的PRACH格式3的相同成本。对于特殊子帧，TDD中的UpPTS，类似的模式可以被切割为更短时段的PRACH资源，例如以具有如图23所示的具有2个符号的PRACH格式4的相同成本。
图26示出了根据本公开的实施例的又一示例PRACH格式2600。图26示出的PRACH格式2600的实施例仅用于图示。图26不将本公开的范围限制于任何特定实施方式。
RRC_CONNECTED同步的UE的PRACH格式可以具有更短的CP和更短的符号持续时间。如图26所示，LTE PRACH前导格式0基于长度为24576Ts的PRACH前导序列。与使用15kHz的子载波间隔的PUSCH和PUCCH对比，该长度与1.25kHz的子载波间隔相对应。对于LTE版本8，由于不同的子载波间隔，载波间干扰通过在PRACH和PUSCH之间具有小的保护频带并通过将PRACH分配给邻近子载波的单个间隔而限制。此外，与其他物理信道相比，小的子载波间隔使得PRACH前导对频率误差和其他减损更加敏感。因此，如果短PRACH符号具有与PUSCH中的数据符号以及PUCCH中的控制符号相同的数字学，则由于PRACH和UL数据之间的正交性，不需要保护频带(GB)。具有相同CP的PRACH符号与数据符号及时对齐，并且基站中的处理可以对数据和PRACH使用相同的FFT。尽管数字学可能基于频率范围而不同，但系统信息被用于所有UL传输，即PRACH、PUSCH和PUCCH，并且至少对于RRC_CONNECTED同步的用户，不需要附加系统信息来区分PRACH。
在长PRACH格式0的相同长度内，在正常CP长度的情况下有14个符号。对于传统的基于竞争的RA，UE仅通过使用PRACH前导索引而识别，并且如果两个UE在相同的所指示的PRACH资源中选择相同的长前导，则它们可能冲突。相反，短PRACH格式允许用户随机选择PRACH资源的子集。UE可以通过多于一个参数(例如，PRACH前导索引和子集PRACH资源索引)而区分。它可以通过使用短PRACH格式来降低冲突概率。更多数量的PRACH资源子集实现对冲突降低的更大收益。短PRACH前导可以是具有满足短符号内的子载波数量(即PRACH带宽的6个PRB内的72个子载波)的更短长度的序列。代替传送长PRACH前导，短长度的PRACH前导每UE竞争花费更少的功耗。
如图26所示，每个子集由每短符号具有一组子载波的交织子带组成，并且每个子带的子载波的数量是可配置的，并由系统信息指示。UE可以被配置为在所选子集PRACH资源中重复交织子带。重复子带改善了接收器侧的PRACH检测性能和载波频率偏移(CFO)估计。子集可以是非重叠的(正交的)或重叠的(非正交的)。非正交子集配置可以以检测性能为代价增加子集的总数。
为了控制PRACH资源子集选择的信令开销，网络可以预定义模式或若干模式。系统信息块(MIB或SIB)以非常有限的信号开销指示模式索引。如图26所示，IFDM模式被示出为：(1)模式1，选择由每一个符号具有5个子载波的交织子带组成的子集资源，如图26所示的1301；(2)模式2，选择由每两个连续符号具有10个子载波的交织子带组成的子集资源，如图26中的2602；以及(3)模式3，选择由每两个分布的连续符号具有10个子载波的交织子带组成的子集资源，如图26中的2603。
在图26的模式1 2601的情况下，每个PRACH子集具有70个子载波，并且14个子带被分布在14个符号中。子带/子集位置是单独用户的另一正交维度。在超过1ms的6个PRB的相同资源内，它具有比LTE PRACH格式0的复用容量更大的复用容量，该LTE PRACH格式0仅具有839个子载波，并且每小区仅支持64个正交前导。为了更大的随机接入容量，类似的模式可以应用于更长时段的PRACH资源，例如以具有图23中的具有14×2个符号的PRCH格式1、2的相同成本、或图23中的具有14×3个符号的PRACH格式3的相同成本。对于特殊子帧，TDD模式中的UpPTS，类似的模式可以被切割为更短时段的PRACH资源，例如以具有图23中的具有2个符号的PRACH格式4的相同成本。
尽管已经利用示例性实施例描述了本公开，但是可以向本领域技术人员建议各种改变和修改。意图是本公开包含落入所附权利要求的范围内的这样的改变和修改。
本申请中的描述都不应该被解读为暗示任何特定的元素、步骤或功能是必须被包括在权利要求范围内的基本元素。专利主题的范围仅由权利要求限定。此外，权利要求都不意图引起35U.S.C.112(f)，除非确切的单词“用于……的装置”后面有分词(participle)。
