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CN121400021A - 一种用于无线通信的节点中的方法和装置 - Google Patents

一种用于无线通信的节点中的方法和装置

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Publication number
CN121400021A
CN121400021A CN202580001216.6A CN202580001216A CN121400021A CN 121400021 A CN121400021 A CN 121400021A CN 202580001216 A CN202580001216 A CN 202580001216A CN 121400021 A CN121400021 A CN 121400021A
Authority
CN
China
Prior art keywords
node
satellite
resource
reference signal
message
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202580001216.6A
Other languages
English (en)
Inventor
吕玲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Quectel Wireless Solutions Co Ltd
Original Assignee
Quectel Wireless Solutions Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Quectel Wireless Solutions Co Ltd filed Critical Quectel Wireless Solutions Co Ltd
Publication of CN121400021A publication Critical patent/CN121400021A/zh
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Abstract

提供了一种用于无线通信的节点中的方法和装置,该方法包括:第一节点根据第一参数确定传播时延;根据所述传播时延对第一数据的发送时刻进行提前补偿。其中,所述第一参数包括以下至少一项信息:所述第一节点的位置信息、服务卫星的星历信息、公共定时提前、参数有效时间、参考信号发送时刻或卫星所在轨迹区段标识。

Description

一种用于无线通信的节点中的方法和装置
技术领域
本申请涉及通信技术领域,并且更为具体地,涉及一种用于无线通信的节点中的方法和装置。
背景技术
在非地面网络(non-terrestrial network,NTN)系统中,NTN小区存在覆盖范围大、传输时延长等问题,为此在NTN通信中引入无RACH的EDT。但是在NTN通信场景下,长传播时延和高速移动造成时频偏差,而无RACH EDT为了跳过常规Msg1/Msg2的定时对齐过程,需要依赖终端预先完成精确的时间同步和提前补偿。所以终端设备如何在卫星通信场景下实现时间同步是亟需解决的技术问题。
发明内容
本申请提供一种用于无线通信的节点中的方法和装置。下面对本申请涉及的各个方面进行介绍。
第一方面,提供一种用于无线通信的第一节点中的方法,包括:根据第一参数确定第一节点到服务卫星的传播时延;根据所述传播时延对第一数据的发送时刻进行提前补偿。其中,所述第一参数包括以下至少一项信息:所述第一节点的位置信息、服务卫星的星历信息、公共定时提前TA、参数有效时间、参考信号发送时刻或卫星所在轨迹区段标识。
第二方面,提供一种用于无线通信的第二节点中的方法,包括:至少一次发送第二消息,所述第二消息包括以下至少一项信息:服务卫星的星历信息、公共定时提前TA、参数有效时间或漂移率;所述第一消息用于第一节点确定传播时延,以对第一数据的发送时刻进行提前补偿;
其中,所述漂移率用于指示卫星运动引起的时间延迟变化率,所述参数有效时间与所述第一节点的移动速度相关,移动速度越大,则所述参数有效时间越短。
第三方面,提供一种通信装置,包括用于执行第一方面中任一项所述实施例的单元或模块,所述通信装置用于实现前述第一方面中任一项所述的方法。
第四方面,提供一种通信装置,包括用于执行第一方面中任一项所述实施例的单元或模块。所述通信装置用于实现前述第二方面中任一项所述的方法。
第五方面,提供了一种第一节点,包括处理器、存储器以及通信接口,所述存储器用于存储一个或多个计算机程序,所述处理器用于调用所述存储器中的计算机程序使得所述终端执行上述第一方面方法中所描述的部分或全部步骤。
第六方面,提供了一种第二节点,包括处理器、存储器以及通信接口,所述存储器用于存储一个或多个计算机程序,所述处理器用于调用所述存储器中的计算机程序使得所述第二节点执行上述第二方面方法中所描述的部分或全部步骤。
第七方面,本申请实施例提供了一种通信系统,该系统包括上述的通信设备。在另一种可能的设计中,该系统还可以包括本申请实施例提供的方案中与该通信设备进行交互的其他设备。
第八方面,本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序使得计算机执行上述各个方面的方法中的部分或全部步骤。
第九方面,本申请实施例提供了一种计算机程序产品,其中,所述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质,所述计算机程序可操作来使计算机执行上述各个方面的方法中的部分或全部步骤。在一些实现方式中,该计算机程序产品可以为一个软件安装包。
第十方面,本申请实施例提供了一种芯片,该芯片包括存储器和处理器,处理器可以从存储器中调用并运行计算机程序,以实现上述各个方面的方法中所描述的部分或全部步骤。
第十一方面,本申请实施例提供了一种装置,该芯片包括存储器和处理器,处理器可以从存储器中调用并运行计算机程序,以实现上述各个方面的方法中所描述的部分或全部步骤。
本申请实施例中,在无RACH EDT通信场景下,通过对上行数据的发送时刻进行提前补偿,能够实现终端设备在卫星通信场景下的时间同步。
附图说明
图1A为可应用本申请实施例的无线通信系统的系统架构示例图。
图1B为可应用本申请实施例的NTN系统的系统架构示例图。
图1C为可应用本申请实施例的另一种NTN系统的系统架构示例图。
图2为可应用本申请实施例的又一种NTN系统的系统架构示例图。
图3为可应用本申请实施例的又一种NTN系统的系统架构示例图。
图4A和图4B为本申请提供的无线协议栈结构示意图。
图5为可应用本申请实施例的UP EDT实现方法流程示意图。
图6为本申请一实施例提供的无线通信方法的流程示意图。
图7为本申请一实施例提供的无线通信方法的流程示意图。
图8为本申请又一实施例提供的无线通信方法的示意图。
图9为本申请另一实施例提供的无线通信方法的流程示意图。
图10为本申请又一实施例提供的无线通信方法的示意图。
图11为本申请又一实施例提供的时机组的示意图。
图12为本申请一实施例提供的第一节点的结构示意图。
图13为本申请另一实施例提供的第二节点的结构示意图。
图14为本申请另一实施例提供的通信装置的结构示意图。
图15为本申请实施例提供的通信设备的结构示意图。
具体实施方式
通信系统架构
本申请实施例的技术方案可以应用于各种通信系统,例如:全球移动通讯(globalsystem of mobile communication,GSM)系统、码分多址(code division multipleaccess,CDMA)系统、宽带码分多址(wideband code division multiple access,WCDMA)系统、通用分组无线业务(general packet radio service,GPRS)、长期演进(long termevolution,LTE)系统、先进的长期演进(advanced long term evolution,LTE-A)系统、新无线(new radio,NR)系统、NR系统的演进系统、非授权频谱上的LTE(LTE-based access tounlicensed spectrum,LTE-U)系统、非授权频谱上的NR(NR-based access to unlicensedspectrum,NR-U)系统、非地面网络(non-terrestrial network,NTN)系统、通用移动通信系统(universal mobile telecommunication system,UMTS)、无线局域网(wireless localarea networks,WLAN)、无线保真(wireless fidelity,WiFi)、第五代通信(5th-generation,5G)系统或其他通信系统,例如未来的通信系统,如第六代移动通信系统,又如卫星通信系统等。
通常来说,传统的通信系统支持的连接数有限,也易于实现。然而,随着通信技术的发展,移动通信系统将不仅支持传统的通信,还将支持例如,设备到设备(device todevice,D2D)通信,机器到机器(machine to machine,M2M)通信,机器类型通信(machinetype communication,MTC),车辆间(vehicle to vehicle,V2V)通信,或车联网(vehicleto everything,V2X)通信等,本申请实施例也可以应用于这些通信系统。
本申请实施例中的通信系统可以应用于载波聚合(carrier aggregation,CA)场景,也可以应用于双连接(dual connectivity,DC)场景,还可以应用于独立(standalone,SA)布网场景。
本申请实施例中的通信系统可以应用于非授权频谱,其中,非授权频谱也可以认为是共享频谱;或者,本申请实施例中的通信系统也可以应用于授权频谱,其中,授权频谱也可以认为是专用频谱。
本申请实施例可应用于非地面网络(non-terrestrial network,NTN)系统,也可应用于地面通信网络(terrestrial networks,TN)系统。作为示例而非限定,NTN系统包括基于NR的NTN系统和基于物联网(cellular internet of things,IOT)的NTN系统。
本申请实施例结合网络设备和终端设备描述了各个实施例,其中,本申请下述实施例中的第一节点可以为终端设备,该终端设备也可以称为用户设备(user equipment,UE)、接入终端、用户单元、用户站、移动站、移动台(mobile station,MS)、移动终端(mobileterminal,MT)、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、终端、无线通信设备、用户代理或用户装置等。
在本申请实施例中,终端设备可以是WLAN中的站点(STATION,ST),可以是蜂窝电话、无绳电话、会话初始协议(session initiation protocol,SIP)电话、无线本地环路(wireless local loop,WLL)站、个人数字处理(personal digital assistant,PDA)设备、具有无线通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、车载设备、可穿戴设备、下一代通信系统例如NR网络中的终端设备,或者未来演进的公共陆地移动网络(public land mobile network,PLMN)网络中的终端设备等。
在本申请实施例中,终端设备可以是指向用户提供语音和/或数据连通性的设备,可以用于连接人、物和机,例如具有无线连接功能的手持式设备、车载设备等。本申请的实施例中的终端设备可以是手机(mobile phone)、平板电脑(Pad)、笔记本电脑、掌上电脑、移动互联网设备(mobile internet device,MID)、可穿戴设备,虚拟现实(virtual reality,VR)设备、增强现实(augmented reality,AR)设备、工业控制(industrial control)中的无线终端、无人驾驶(self driving)中的无线终端、远程手术(remote medical surgery)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportation safety)中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端、智慧家庭(smart home)中的无线终端等。可选地,终端设备可以用于充当基站。例如,终端设备可以充当调度实体,其在V2X或D2D等中的终端设备之间提供侧行链路信号。比如,蜂窝电话和汽车利用侧行链路信号彼此通信。蜂窝电话和智能家居设备之间通信,而无需通过基站中继通信信号。
在本申请实施例中,终端设备可以部署在陆地上,包括室内或室外、手持、穿戴或车载;也可以部署在水面上(如轮船等);还可以部署在空中(例如飞机、气球和卫星上等)。
在本申请实施例中,终端设备可以是手机(mobile phone)、平板电脑(pad)、带无线收发功能的电脑、虚拟现实(virtual reality,VR)终端设备、增强现实(augmentedreality,AR)终端设备、工业控制(industrial control)中的无线终端设备、无人驾驶(self driving)中的无线终端设备、远程医疗(remote medical)中的无线终端设备、智能电网(smart grid)中的无线终端设备、运输安全(transportation safety)中的无线终端设备、智慧城市(smart city)中的无线终端设备或智慧家庭(smart home)中的无线终端设备等。本申请实施例所涉及的终端设备还可以称为终端、用户设备(user equipment,UE)、接入终端设备、车载终端、工业控制终端、UE单元、UE站、移动站、移动台、远方站、远程终端设备、移动设备、UE、无线通信设备、UE代理或UE装置等。终端设备也可以是固定的或者移动的。
作为示例而非限定,在本申请实施例中,该终端设备还可以是可穿戴设备。可穿戴设备也可以称为穿戴式智能设备,是应用穿戴式技术对日常穿戴进行智能化设计、开发出可以穿戴的设备的总称,如眼镜、手套、手表、服饰及鞋等。可穿戴设备即直接穿在身上,或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式设备。可穿戴设备不仅仅是一种硬件设备,更是通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大的功能。广义穿戴式智能设备包括功能全、尺寸大、可不依赖智能手机实现完整或者部分的功能,例如:智能手表或智能眼镜等,以及只专注于某一类应用功能,需要和其它设备如智能手机配合使用,如各类进行体征监测的智能手环、智能首饰等。
本申请下述实施例中的第二节点可以是用于与终端设备通信的设备,该第二节点也可以称为接入网设备或无线接入网设备,如第二节点可以是基站。本申请实施例中的第二节点可以是指将终端设备接入到无线网络的无线接入网(radio access network,RAN)节点(或设备)。基站可以广义的覆盖如下中的各种名称,或与如下名称进行替换,比如:节点B(NodeB)、演进型基站(evolved NodeB,eNB)、下一代基站(next generation NodeB,gNB)、中继站、接入点、传输点(transmitting and receiving point,TRP)、发射点(transmitting point,TP)、主站MeNB、辅站SeNB、多制式无线(MSR)节点、家庭基站、网络控制器、接入节点、无线节点、接入点(access point,AP)、传输节点、收发节点、基带单元(base band unit,BBU)、射频拉远单元(remote radio unit,RRU)、有源天线单元(activeantenna unit,AAU)、射频头(remote radio head,RRH)、集中单元(central unit,CU)、分布式单元(distributed unit,DU)、定位节点等。基站可以是宏基站、微基站、中继节点、施主节点或类似物,或其组合。基站还可以指用于设置于前述设备或装置内的通信模块、调制解调器或芯片。基站还可以是移动交换中心以及设备到设备D2D、车辆外联(vehicle-to-everything,V2X)、机器到机器(machine-to-machine,M2M)通信中承担基站功能的设备、6G网络中的网络侧设备、未来的通信系统中承担基站功能的设备等。基站可以支持相同或不同接入技术的网络。本申请的实施例对第二节点所采用的具体技术和具体设备形态不做限定。
基站可以是固定的,也可以是移动的。例如,直升机或无人机可以被配置成充当移动基站,一个或多个小区可以根据该移动基站的位置移动。在其他示例中,直升机或无人机可以被配置成用作与另一基站通信的设备。
在一些部署中,本申请实施例中的第二节点可以是指CU或者DU,或者,第二节点包括CU和DU。gNB还可以包括AAU。
第二节点和终端设备可以部署在陆地上,包括室内或室外、手持或车载;也可以部署在水面上;还可以部署在空中的飞机、气球和卫星上。本申请实施例中对第二节点和终端设备所处的场景不做限定。
作为示例而非限定,在本申请实施例中,第二节点可以具有移动特性,例如第二节点可以为移动的设备。在本申请一些实施例中,第二节点可以为卫星、气球站。例如,卫星可以为低地球轨道(low earth orbit,LEO)卫星、中地球轨道(medium earth orbit,MEO)卫星、地球同步轨道(geostationary earth orbit,GEO)卫星、高椭圆轨道(high ellipticalorbit,HEO)卫星等。在本申请一些实施例中,第二节点还可以为设置在陆地、水域等位置的基站。
在本申请实施例中,第二节点可以为小区提供服务,终端设备通过该小区使用的传输资源(例如,频域资源,或者说,频谱资源)与第二节点进行通信,该小区可以是第二节点(例如基站)对应的小区,小区可以属于宏基站,也可以属于小小区(small cell)对应的基站,这里的小小区可以包括:城市小区(metro cell)、微小区(micro cell)、微微小区(pico cell)、毫微微小区(femto cell)等,这些小小区具有覆盖范围小、发射功率低的特点,适用于提供高速率的数据传输服务。
示例性地,图1A为本申请实施例提供的一种通信系统的架构示意图。如图1A所示,通信系统100可以包括第二节点110,第二节点110可以是与第一节点120(或称为通信终端、终端)通信的设备。第二节点110可以为特定的地理区域提供通信覆盖,并且可以与位于该覆盖区域内的终端设备进行通信。
图1A示例性地示出了一个第二节点和两个终端设备,在本申请一些实施例中,该通信系统100可以包括多个第二节点并且每个第二节点的覆盖范围内可以包括其它数量的终端设备,本申请实施例对此不做限定。
示例性地,图1B为本申请实施例提供的另一种通信系统的架构示意图。请参见图1B,包括终端设备1101和卫星1102,终端设备1101和卫星1102之间可以进行无线通信。终端设备1101和卫星1102之间所形成的网络还可以称为NTN。在图1B所示的通信系统的架构中,卫星1102可以具有基站的功能,终端设备1101和卫星1102之间可以直接通信。在系统架构下,可以将卫星1102称为第二节点。在本申请一些实施例中,通信系统中可以包括多个第二节点1102,并且每个第二节点1102的覆盖范围内可以包括其它数量的终端设备,本申请实施例对此不做限定。
示例性地,图1C为本申请实施例提供的另一种通信系统的架构示意图。请参见图1C,包括终端设备1201、卫星1202和基站1203,终端设备1201和卫星1202之间可以进行无线通信,卫星1202与基站1203之间可以通信。终端设备1201、卫星1202和基站1203之间所形成的网络还可以称为NTN。在图1C所示的通信系统的架构中,卫星1202可以不具有基站的功能,终端设备1201和基站1203之间的通信需要通过卫星1202的中转。在该种系统架构下,可以将基站1203称为第二节点。在本申请一些实施例中,通信系统中可以包括多个第二节点1203,并且每个第二节点1203的覆盖范围内可以包括其它数量的终端设备,本申请实施例对此不做限定。
需要说明的是,图1A-图1C只是以示例的形式示意本申请所适用的系统,当然,本申请实施例所示的方法还可以适用于其它系统,例如,5G通信系统、LTE通信系统等,本申请实施例对此不作具体限定。
在本申请一些实施例中,图1A-图1C所示的无线通信系统还可以包括移动性管理实体(mobility management entity,MME)、接入与移动性管理功能(access and mobilitymanagement function,AMF)等其他网络实体,本申请实施例对此不作限定。
应理解,本申请实施例中网络/系统中具有通信功能的设备可称为通信设备。以图1A示出的通信系统100为例,通信设备可包括具有通信功能的第二节点110和终端设备120,第二节点110和终端设备120可以为上文所述的具体设备,此处不再赘述;通信设备还可包括通信系统100中的其他设备,例如网络控制器、移动管理实体等其他网络实体,本申请实施例中对此不做限定。
应理解,在本申请的实施例中提到的“指示”可以是直接指示,也可以是间接指示,还可以是表示具有关联关系。举例说明,A指示B,可以表示A直接指示B,例如B可以通过A获取;也可以表示A间接指示B,例如A指示C,B可以通过C获取;还可以表示A和B之间具有关联关系。
在本申请实施例的描述中,术语“对应”可表示两者之间具有直接对应或间接对应的关系,也可以表示两者之间具有关联关系,也可以是指示与被指示、配置与被配置等关系。
本申请实施例中的“配置”可以包括通过系统消息、无线资源控制(radioresource control,RRC)信令和媒体接入控制层控制单元(media access controlcontrol element,MAC CE)中的至少一种来配置。
在本申请一些实施例中,"预定义的"或"预设的"可以通过在设备(例如,包括终端设备和第二节点)中预先保存相应的代码、表格或其他可用于指示相关信息的方式来实现,本申请对于其具体的实现方式不做限定。比如预定义的可以是指协议中定义的。
在本申请一些实施例中,所述"协议"可以指通信领域的标准协议,例如可以包括LTE协议、NR协议以及应用于未来的通信系统中的相关协议,本申请对此不做限定。
为了便于理解,先对本申请实施例涉及的一些相关技术知识进行介绍。以下相关技术作为可选方案与本申请实施例的技术方案可以进行任意结合,其均属于本申请实施例的保护范围。本申请实施例包括以下内容中的至少部分内容。
NTN
目前第三代合作伙伴计划(3rd generation partnership project,3GPP)国际标准组织正在研究非地面网络(non-terrestrial network,NTN)技术。NTN一般采用卫星通信的方式向地面用户提供通信服务。相比地面通信网络(例如,地面蜂窝网通信),卫星通信具有很多独特的优点。
首先,卫星通信不受用户地域的限制。例如,一般的地面通信网络不能覆盖海洋、高山、沙漠等无法搭设第二节点的区域。或者,地面通信网络不能覆盖某些由于人口稀少而不做通信覆盖的区域。而对于卫星通信来说,由于一颗卫星可以覆盖较大的地面区域,且卫星可以围绕地球做轨道运动,因此,理论上讲,地球上每一个角落都可以被卫星通信网络所覆盖。
其次,卫星通信有较大的社会价值。卫星通信可以以较低的成本覆盖到边远山区、贫穷落后的国家或地区,从而使这些地区的人们享受到先进的语音通信和移动互联网技术。从这个角度看来,卫星通信有利于缩小与发达地区的数字鸿沟,促进这些地区的发展。
再次,卫星通信距离远,且通信成本并没有随着通信距离的增大而明显增加。
最后,卫星通信的稳定性高,不受自然灾害的影响。
通信卫星的类型可以按照轨道高度的不同分为LEO卫星、MEO卫星、GEO卫星、HEO卫星等。目前阶段主要研究的是LEO卫星和GEO卫星。
LEO卫星高度范围一般在500km~1500km。相应地,LEO卫星的轨道周期约为1.5小时~2小时。对于LEO卫星而言,用户间单跳通信的信号传播延迟一般小于20ms。LEO卫星对应的最大卫星可视时间约为20分钟。LEO卫星具有信号传播距离短,链路损耗少,对终端设备的发射功率要求不高等优点。
GEO卫星的轨道高度约为35786km。GEO卫星围绕地球旋转的周期为24小时。对于GEO卫星而言,用户间单跳通信的信号传播延迟一般约为250ms。
为了保证卫星的覆盖以及提升整个卫星通信系统的系统容量,卫星通常采用多波束覆盖地面区域,因此,一颗卫星可以形成几十甚至数百个波束来覆盖地面区域。卫星的一个波束大约可以覆盖直径几十至上千公里的地面区域。
目前,NTN系统可以包括NR NTN系统和IoT NTN系统。
NTN网络架构
NTN网络架构可以包括以下网元:网关(gateway)、馈线链路(feeder link)、服务链路(service link)以及卫星。
NTN网络架构中可以包括一个或多个网关,该一个或多个网关可以用于连接卫星和地面公共网络。通常而言,网关可以布置在地面上。
馈线链路可以是指网关和卫星之间通信的链路。
服务链路可以是指终端设备和卫星之间通信的链路。
从卫星提供的功能来讲,卫星可以分为透明转发(transparent payload)的卫星和再生转发(regenerative payload)的卫星。其中,透明转发的卫星是指该卫星只提供无线频率滤波,频率转换和放大的功能。或者说,透明转发的卫星只提供信号的透明转发,不会改变其转发的波形信号。再生转发的卫星是指该卫星除了提供无线频率滤波,频率转换和放大的功能之外,还可以提供以下功能中的一种或多种:解调,解码,路由,转换,编码,调制,存储等。再生转发的卫星可以具有基站的部分或者全部功能。根据卫星在NTN网络中提供的功能的不同,NTN网络架构可以分为弯管式应答器架构(或简称弯管或透明架构)和再生式应答器架构(或简称再生架构),图2和图3分别给出了弯管NTN网络架构和再生NTN网络架构的示例图。
示例性地,参见图2,NTN系统200以卫星210作为空中平台。卫星无线电接入网络包括卫星210、服务链路220、馈线链路230、终端设备240、网关(gateway,GW)250以及包括基站和核心网的网络260。其中,服务链路220指卫星210和终端设备240之间的链路。馈线链路230指网关250和卫星210之间的链路。
图2所示的架构中,基站位于网关250后面的地球上,卫星210充当中继。卫星210作为转发馈线链路230信号到服务链路220的中继器运行,或者,转发服务链路220信号到馈线链路230。也就是说,卫星210不具有基站的功能,终端设备240和网络260中基站之间的通信需要通过卫星210的中转。
示例性地,参见图3,卫星无线电接入网络300包括卫星310、服务链路320、馈线链路330、终端设备340、网关350以及网络360。与图2中的NTN系统200不同的是,在NTN系统300中,卫星310上有基站,网关350后面的网络360只包括核心网。
图3所示的架构中,卫星310携带基站312,可以通过链路直接连接到基于地球的核心网络。卫星310具有基站的功能,终端设备340可以与卫星310直接通信。
无线协议栈
图4A和图4B分别示出了本申请的一个实施例的无线协议栈结构示意图。图4A和图4B以5G无线协议栈为例进行介绍。5G无线协议栈分为两个平面:用户面(user plane,UP)协议栈和控制面(control plane,CP)协议栈。用户面协议栈即用户数据传输采用的协议簇,控制面协议栈即5G系统的控制信令传输采用的协议簇。各协议栈分层的名称具体如下:
如图4A所示,用户面协议栈从上到下依次包括:服务数据适配协议(service dataadaptation protocol,SDAP)层、分组数据汇聚协议(packet data convergenceprotocol,PDCP)层、无线链路控制(radio link control,RLC)层、媒体接入控制(mediumaccess control,MAC)层和物理(physical,PHY)层。其中,SDAP层是可选的,在LTE中并未设有SDAP层。
如图4B所示,控制面协议栈从上到下依次包括:非接入层(non-access stratum,NAS);无线资源控制(radio resource control,RRC)层、PDCP层、RLC层、MAC层和PHY层。
应理解,上述协议栈中不同的分层具有不同的功能,通过层间交互共同实现终端设备和第二节点之间的通信功能。随着人工智能技术的发展,人工智能辅助计算功能已经渗透到上述协议栈的处理实现方法中,比如MAC层的调度算法,PHY层的编解码算法都可以应用人工智能算法来提高通信算法性能。
作为一个实施例,图4A和图4B中的无线协议架构适用于本申请中的第一节点。
作为一个实施例,图4A和图4B中的无线协议架构适用于本申请中的第二节点。
应理解,无线协议架构中某些功能实现也可以在一个或多个设备中实现。例如,控制面协议栈中不同层的功能可以由网络侧的多个节点来组合实现。
应理解,本申请实施例中的术语(Terminology)的解释可以参考第三代合作伙伴计划(3rd generation partnership project,3GPP)的规范协议TS36系列,TS37系列和TS38系列,但也可以参考电气和电子工程师协会(Institute of Electrical andElectronics Engineers,IEEE)的规范协议。
在通信技术的发展过程中,减小信令开销和功耗一直是研究的重要主题。例如,第三代合作伙伴计划(3rd generation partnership project,3GPP)版本15(release 15,Rel-15)中,为NB-IoT和eMTC系统引入了EDT功能。EDT功能可以使得处于无线资源控制(radio resource control,RRC)空闲(IDLE)模式的终端设备在随机接入过程中通过消息3(message 3,Msg3)直接传输数据。也就是说,终端设备在传输数据时,无需从RRC空闲模式转换到RRC连接(CONNECTED)模式,从而减少了相关通信设备的信令开销和功耗。又如,在版本16(Rel-16)中,通过引入预配置上行资源(preconfigured uplink resources,PUR)机制进一步增强了上行链路(uplink,UL)数据的早期传输。PUR机制允许eNB为终端设备配置专用上行链路资源。该上行链路资源例如是物理上行共享信道(physical uplink sharedchannel,PUSCH)资源。
在一些实施例中,EDT可以应用于四步随机接入过程。具体而言,终端设备和网络设备可以通过消息1(Msg1)至消息4(Msg4)来完成基于EDT的四步随机接入过程。示例性地,终端设备和网络设备之间传输EDT特定的消息1、随机接入响应(random access response,RAR)、RRC早期数据请求(RRCEarlyDataRequest)消息(Msg3)和RRC早期数据完成(RRCEarlyDataComplete)消息(Msg4)。
通常在竞争相同资源的多个UE中,至多一个UE的Msg3能够被基站成功解码;在多数场景下,冲突UE的Msg3均因信号叠加而解码失败,导致随机接入尝试终止。若系统为了将Msg3碰撞概率控制在较低水平(例如1%),则需配置远超实际需求的随机接入资源,就存在资源使用效率低的问题。比如,为实现1%的碰撞概率,随机接入资源容量需达到预期UE到达率的约100倍,而此配置下,99%的预分配资源将处于闲置状态,显著降低频谱利用率。如果冲突率高,则会产生负面影响,例如增加信令开销和终端设备功耗。然而,在NTN中,尤其是NTN上的NB-IoT,频谱(也称为频率资源)是稀缺且昂贵的。因此,在这些场景下,无RACHEDT的有效设计和/或规范至关重要。
当前3GPP标准支持两种EDT流程,均基于随机接入信道(RACH)实现:
1、控制面优化型EDT(CP-optimized MO-EDT):通过简化信令流程降低控制面开销;
2、用户面优化型EDT(UP-optimized MO-EDT):优化用户面数据传输效率
其中,UP EDT消息流程图如图5所示。
S501,UE处于RRC_INACTIVE状态,在随机接入过程中向接入基站eNB发送随机接入码;
S502,eNB向UE发送随机接入响应;
S503,UE向eNB发送RRC连接恢复请求(RRCConnectionResumeRequest),触发连接恢复并同时发送小数据包,其中,RRCConnectionResumeRequest包括恢复(resume)ID,恢复原因(resumeCause),短恢复MAC-I(shortResumeMAC-I)和上行数据(Uplink data)。
S504,eNB通过S1-AP接口向MME发送UE的上下文恢复请求(UE Context ResumeRequest)。
S505,MME与SGW之间更新承载路径。
S506,MME通过S1-AP接口向eNB发送UE上下文恢复响应(UE Context ResumeResponse),以确认UE上下文恢复完成。
S507,eNB向SGW之间传输上下行数据(Uplink data)。
S508,MME与SGW之间更新承载路径。
S509.eNB和MME之间通过S1接口传输的进程中止。
S510.eNB通知UE释放RRC连接(RRCConnecionRelease),其中包括释放原因(releaseCause),恢复ID(resumeID),NCC和下行数据等,以触发UE返回RRC_INACTIVE或RRC_IDLE状态。
在一些实施例中,处于空闲模式的终端设备可以利用网络设备配置的资源发送UL传输,而无需执行随机接入过程。例如,终端设备可以跳过Msg1和Msg2,直接发送RRCEarlyDataRequest消息和接收RRCEarlyDataComplete消息,也就是直接发送Msg3和Msg4。该实施例通过跳过随机接入过程中消息1和RAR的传输,可以提高上行链路的传输效率,并进一步降低终端设备的功耗。
上述实施例中,无需执行随机接入过程的EDT,也可以称为无RACH EDT。本申请实施例中的无RACH EDT可以应用于NTN小区,也可以应用于地面网络(terrestrial network,TN)小区。相比而言,在NTN中引入无RACH EDT的增强更有意义。
首先,相对于TN小区,NTN小区的覆盖范围要大得多。例如,物联网NTN必须支持海量容量的终端设备。进一步地,NTN通常有非常长的往返时间(round-trip time,RTT)。因此,在NTN中重新启动整个RACH过程的成本太高。引入无RACH的EDT后,在没有消息1/消息2的情况下直接进行消息3的传输,可以有效节省由于消息1/消息2引起的信令开销。综上,在NTN系统中通过无RACH EDT来达到接入的目的时,可以有效减少信令开销和功耗。
但是,在NTN场景下,长传播时延和高速移动造成的时频偏差,而无RACH EDT为了跳过常规Msg1/Msg2的定时对齐过程,终端需要预先完成精确的时间同步和提前补偿。本实施例中,终端主要通过GNSS定位终端位置和/或网络辅助信息相结合来实现时间同步。
一般的,终端设备通常具有全球导航卫星系统(global navigation satellitesystem,GNSS)功能,即具有定位能力,也就是说,终端设备在接入NTN小区之前知道自己的位置。另外,终端设备可以获取卫星的位置,例如,终端设备可以根据在系统信息块(systeminformation block,SIB)中广播的星历信息表确定卫星的位置。基于终端设备的位置和卫星的位置,终端设备可以根据这两个位置确定有效的传播时延,又称定时提前(timing advance,TA)量。当终端设备基于传播时延对上行数据的发送时刻进行提前补偿,以确定有效的定时对准值,从而可以启用无RACH EDT。
值得说明的是,终端设备在NTN中获取地理位置的方式存在以下局限性:完全依赖GNSS信号,而在室内、峡谷等遮挡环境中GNSS无法工作;再者,UE在无法确定自身的地理位置的情况下,则无法接入NTN小区,因此也无法与网络侧正常通信,从而无法利用网络侧来辅助定位;另外,由于现有技术缺乏UE自主计算位置的机制,导致难以适应动态网络环境。也就是说,一旦终端设备不具备定位模块,则无法确定自身的地理位置,从而不能准确确定定时提前量,继而无法保证终端设备与卫星实现上行同步。
本申请能够解决的问题至少包括以下任意一项:
1)终端设备如何在卫星通信场景下实现时间同步。
2)如何实现终端设备在卫星通信场景下的定位、上行同步和/或无RACH的EDT。
3)不依赖于终端设备的GNSS能力,如何实现终端设备在卫星通信场景下的定位、上行同步和/或无RACH的EDT。
4)当在NTN通信中引入无RACH的EDT,如何降低资源碰撞,更高效地执行无RACHEDT。
应理解,本文中的实施例可以解决上述一个问题、一些问题或所有问题。
针对上述问题,本申请实施例中提出一种无线通信方法,可以实现终端设备在卫星通信场景下的上行同步,从而与NTN小区建立通信连接。
图6为本申请一实施例提供的无线通信方法的流程示意图。图6所示的方法是站在第一节点与第二节点交互的角度进行描述的。
图6所示的方法可以包括S610至S630。
在S610中,第一节点根据第一参数确定第一节点到服务卫星的传播时延。
在一种可能的实施例中,所述第一参数包括以下至少一项信息:所述第一节点的位置信息、服务卫星的星历信息、公共定时提前TA、参数有效时间、参考信号发送时刻或卫星所在轨迹区段标识。
在S620中,第一节点根据所述传播时延对第一数据的发送时刻进行提前补偿。
可选地,还包括S630,第一节点在第一资源上发送第一消息,所述第一消息用于传输所述第一数据。
在一种可能的实施例中,S630中的所述第一消息为消息3或者所述第一消息的传输是基于分集时隙ALOHA机制;所述第一资源用于非地面网络NTN中的无随机接入RACH早期数据传输EDT。
在一些实施例中,第一节点可以是前文提及的任意类型的终端设备,该终端设备例如可以是图3中的终端设备340。下文中多以第一节点为UE进行举例说明。
在一些实施例中,该第二节点可以包括接入网设备,该接入网设备例如可以是部署基站的卫星设备,该接入网设备例如可以是图3中的卫星310。
在另一些实施例中,该第二节点可以包括网络设备,该网络设备可以是核心网网元,该网络设备例如可以为MME网元或AMF网元等。当然,该网络设备也可以是网关设备,该网关设备例如可以是gateway网关或用户面功能(user plane function,UPF)网关(简称SGW)。该网络设备例如可以是图3中的网关350或网络360。
本实施例中,上述第一参数中的第一节点的位置信息的确定方式可以包括如下至少一项方式:
方式一,当第一节点具备定位能力,或者说第一节点具有定位模块的条件下,第一节点可以通过定位模块(如GNSS模块)获取第一节点的位置信息。
方式二,第一节点的地理位置可以被预先写入在第一节点的内存中。
示例性的,可以由运营商或授权使用者将UE部署至特定地理坐标点,然后通过人工输入、设备预配置(如出厂烧录)或空中下载(OTA)技术,将地理坐标信息写入UE的非易失性存储器(NVM)或安全元件(SE)中,形成预存地理位置数据。所述预存地理位置数据可以包括经纬度坐标、海拔高度及时间戳等。可选地,之后UE在启动或网络注册时,还可以进一步验证预存位置数据的完整性和有效性(如通过数字签名或哈希校验)。若UE检测到自身的位置被移动(如通过惯性测量单元/IMU或卫星定位辅助判断),则可以触发网络重新认证或位置更新流程。
方式三,第一节点通过其它网元获知自己的地理位置。
(1)基于网络侧网元的地理位置通知
所述网络侧网元包括但不限于:运营管理与维护(OAM)系统、网络侧控制节点(如NTN网关、卫星基站)、无人机设施(UAV)或具备GNSS能力的其他终端。通知方式:
通知方式可以包括以下方式:通过系统信息块(SIB)广播;通过多媒体广播多播服务(MBMS);通过专用无线资源控制(RRC)信令;通过非接入层(NAS)信令;通过应用层协议(如HTTP、MQTT)。
例如,运营商可以在沙漠、荒野等地部署NTN终端后,通过UAV等设施向NTN终端提供其地理位置信息,比如通过SIB消息通知终端设备。
(2)基于邻近终端的地理位置共享
例如,UE1可以与具备GNSS能力的UE2建立侧行链路(sidelink)或Wi-Fi直连(P2P),UE2将其GNSS测量所得的地理位置信息共享给UE1,UE1存储并作为自身位置信息使用。
在一些实施例中,在第一节点不具有定位模块(如GNSS功能)的情况下,终端设备可以在首次接入时主动上报能力信息,该能力信息包括第一节点是否支持GNSS或者GNSS功能强弱程度。例如,UE在初次接入网络时,主动上报自身不具备GNSS功能,或主动上报自身的GNSS功能较弱这一信息。
在一些实施例中,第一节点可以将上述能力信息上报至基站,再由基站转发至核心网。UE上报的能力信息可以被核心网保存。可选的,UE可以向TN网络的小区上报该能力,因为UE接入TN网络的小区不需要具备GNSS功能。其中,能够接收上述能力信息的基站可以支持“无GNSS功能的终端”接入,也可以不支持“无GNSS功能的终端”接入。
在一些实施例中,网络设备可以向终端设备发送SIB消息,所述SIB消息用于通知小区和或邻小区是否支持GNSS功能的能力信息。
本实施例中,第一节点根据第一参数确定传播时延的方式,可以包括如下至少一项方式:
方式A,当第一节点具备定位能力,或者说第一节点具有定位模块的条件下,第一节点可以通过定位模块获取第一节点的地理位置(x,y,z),并结合来自网络侧的第二消息获取服务卫星的星历信息、公共定时提前TA、参数有效时间等参数信息计算传播时延。
示例性的,UE接收来自基站发送周期性的SIB消息,其中SIB消息包括服务卫星轨道位置或其参考轨道、辅助参数与时间同步信息等。其中,时间同步信息可以包括当前帧号、协调世界时间(coordinated universal time,UTC),时隙编号(slot index),网络侧TA窗口中心(参考点)。UE基于服务卫星轨道位置,以及基于GNSS定位的地理位置,计算UE与卫星之间的直线距离,再将该直线距离除以光速,即可得到自身位置到卫星/地面网关的传播时延τu。之后,UE可以基于传播时延τu提早发射窄带物理上行共享信道(narrowbandphysical uplink shared channel,NPUSCH),发射时间Ttx=T-τu,其中,T为NPUSCH的时隙时间。这样可以确保所发送的NPUSCH刚好对准卫星接收窗口,从而在不通过RACH的前提下完成精准上行接入。该实施例中的提前补偿机制代替了传统随机接入中网络下发TA的过程,做到终端自主校准。针对NTN的物联网接入假定终端具备GNSS模块,终端可以从GPS或北斗等卫星导航系统获取精准的UTC时间基准以及自身地理位置。
方式B,当第一节点具备定位能力,可以基于GNSS模块确定自身位置。另外,网络会周期性发送NTN辅助信息,例如网络设备通过系统信息块(如SIB19)承载卫星相关参数。其中卫星相关参数包括:卫星轨道星历数据(用于计算卫星实时位置)、公共定时提前量(Common TA)及其漂移率、上行同步有效期等。公共TA一般是指相对于某参考位置(如地心或地表某点),卫星信号传播的标称时间延迟。终端可据此公共TA作为基准,再依据自身和卫星的相对位置差异确定调整传播时延,最终UE可以基于调整传播时延提早发射NPUSCH,发射时间Ttx=T-τu-TA,其中,T为NPUSCH的时隙时间。
举例来说,小区公共TA为120ms,有效时长300秒,则处于不同区域的UE在300秒时长内都可以以120ms的公共TA为基础进行提前时间补偿。如果UE1与卫星的距离使得多出1ms时间延迟,UE1就提前121ms发送。第一参数中的漂移率用于指示卫星运动引起的时间延迟变化率,漂移率则考虑了卫星运动引起的延迟变化率,终端可以预测在有效期内TA的渐变并调整发送计时。
方式C,在第一节点不具有定位模块的条件下,第一节点至少一次接收辅助信息,基于所述辅助信息中的参考传播时延值τref与动态偏移δ,计算当前传播时延τest,其中,所述辅助信息包括卫星轨迹信息、参考传播时延值τref、最大允许误差Δτmax、系统时间戳或参数有效时间中的至少一项。所述传播时延τest满足τest=τref+δ;|δ|≤Δτmax
也就是说,在UE中未集成GNSS模块的条件下,UE通过接收来自网络广播的辅助信息,该辅助信息可以是定时与定位参考信息,使UE能够计算出传播时延,并依据该传播时延提前补偿发送NPUSCH。该实施例通常适用于物联网终端。一般的,考虑物联网终端成本较低、体积有限,加装GNSS会增加硬件复杂度和设计成本。此外,在一些地下室或地铁等场景卫星导航信号弱或者无法接收,UE将无法通过GNSS模块获得必要的同步信息。比如UE利用卫星信号本身进行定位授时,或者在网络侧引入预测模型帮助不同区域的终端推断定时。
具体来说,网络侧可以为UE配置辅助同步块(auxiliary synchronizationblock,ASB)广播信息,该广播信息可以包括:当前轨迹段ID、卫星参考位置、参考传播时延τref、最大允许误差Δτmax、允许最大时延值(确保NPUSCH仍在解码窗口内)、UTC时间戳与有效时间,其中,参考传播时延τref可以是该轨迹段中心传播时延(可由星历和统计测量得出)。之后,UE接收ASB广播信息,并记录接收时刻Trx,然后同步系统帧号与时间。进一步地,UE估算当前传播时延:τest=τref+δ,其中,δ为动态偏移,|δ|≤Δτmax。UE基于调整传播时延τest提早发射NPUSCH,发射时间Ttx=T-τest,其中,T为NPUSCH的时隙时间。值得说明的是,最大允许误差Δτmax的误差容忍范围由网络根据轨迹区段宽度、星地距离变化斜率及设备位置估算不确定性综合设定,通常控制在±一个NPUSCH时隙之内。
可见,UE无需集成GNSS,仅需记录接收时刻并根据ASB估算τest值,据此在TTx时刻发射NPUSCH。该信号将在卫星接收窗口对准接收,避免了传统RACH开销,使不具备GNSS能力的终端户设备能够计算其NPUSCH或EDT消息的发送提前时刻,实现与卫星上行窗口的时隙级对准。
在一些实施方式中,终端设备对辅助同步块中提供的参考传播时延估计值,结合卫星轨迹段变化趋势、终端接收历史偏移、当前运动速度与接入控制状态,通过加权融合算法生成更精细的最终发射提前量,以增强NPUSCH上行时隙对准的准确性。其中,加权融合算法中的加权因子可根据终端状态动态调整,并结合滑动滤波机制抑制偏移抖动。
方式D,终端可以接收来自第二节点的第一参考信号和第二参考信号;根据所述第一参考信号对应的卫星位置信息和第二参考信号对应的卫星位置信息,以及第一参考信号和第二参考信号的发送时间间隔,第一参考信号和第二参考信号的接收时间差,确定所述第一节点的位置信息。
也就是说,终端可以接收来自多个已知轨道或同步源的卫星或地面基站下行信号;通过比较不同信号的到达时间差,结合信号源的已知位置,推算终端与各信号源之间的距离差(而非绝对距离),利用多个距离差信息,构建双曲线方程组,最终解算出终端的相对位置;另外结合星历表,星历表存储了卫星/基站的精确轨道或位置信息(如坐标、速度、时间等,终端通过接收星历表,获知信号源的实时位置,从而在计算中代入准确的空间坐标,提高定位精度。传统GNSS(如GPS)依赖终端接收卫星导航信号,而TDOA方案可基于非GNSS信号源(如低轨卫星、5G基站等)实现定位,适用于GNSS拒止环境。
方式E,终端获取区域TA映射表,其中区域TA映射表包括卫星所在轨迹区段标识和轨迹区段标识对应的TA值,另外终端接收下行同步参考信号,所述下行同步参考信号包括当前服务卫星所在轨迹区段标识;从所述区域TA映射表中确定所述当前服务卫星所在轨迹区段标识对应的TA值,即传播时延。举例来说,网络侧可以通过SIB或特定帧来广播当前卫星所在轨迹区段ID,以及每个区段内的平均TA值(基于轨迹预测和离线测量);UE通过下行帧参考信号同步,并根据所在小区或轨迹段索引,从预定义表中获取一个TA值。
方式F,终端通过接收下行同步参考信号,根据所述下行同步参考信号的接收时刻和发送时刻,确定所述传播时延。示例性的,UE接收窄带主同步信号(narrowband primarysynchronization signal,NPSS)/窄带参考信号(narrowband reference signal,NRS)/同步信号块(synchronization signal block,SSB)等信号,记录当前接收时刻trx,网络广播其发送时刻ttx,UE估算传播时延τ=trx-ttx,并将传播时延τ用于NPUSCH的提前发送。
在一种可能的实施例中,在参数有效时间内,所述第一参数有效可用,若在所述参数有效时间外,或者说参数时间超期,则第一参数不再无效,无法使用,这时需要重新确定第一节点的位置信息,以及重新接收第二消息。应理解,由于终端会发生移动,卫星也在不断运行,用于提前补偿的传播时延值并非一成不变,即GNSS提供的定位和授时需要周期性更新。示例性地,参数有效时间可以为SIB消息中的有效时长(例如几分钟到数十分钟),该有效时长表明终端在这段时间内可不必重新获取卫星信息或终端位置;一旦超期,终端需要重新接收新的SIB19数据并更新自身位置。
可选的,参数有效时间与所述第一节点的移动速度相关,移动速度越大,则所述参数有效时间越短。也就是说,终端可根据自身移动速度调整GNSS刷新频率:静止或缓慢移动的物体可以延长更新间隔以省电,而高速移动终端应更频繁校准以免偏差累计过大。通过GNSS与网络侧系统信息的结合,无RACH EDT实现了在无随机前导的情况下,终端与卫星基站的上行对准。这套时间同步与提前补偿机制是NTN环境下的关键支撑,不仅保证了上行消息的时隙级精度到达,还极大降低了碰撞和干扰,使单次传输就有较高成功率。
可选的,参数有效时间可以是上行同步有效期(NTN-ULSyncValidityDuration),该上行同步有效期指示第一参数的更新周期或频次,例如网络可能每隔数分钟更新SIB19,终端在单个周期期间无需反复获取GNSS。
在一种可能的实施例中,终端可以根据所述第一参数计算所述第一节点与服务卫星之间的相对速度;之后根据所述相对速度和上行载波标称频率,计算多普勒频偏补偿值;最终根据所述多普勒频偏补偿值,对所述第一数据的上行载波频率进行调整。应理解,卫星高速运动(特别是LEO星座)会造成显著多普勒频移,NB-IoT上行使用窄带单音或多音传输,必须控制频偏在很小范围内才能被接收解调。GNSS定位结合星历也能计算相对速度,从而算出多普勒频偏。终端据此预先调整上行载波频率,以抵消绝大部分卫星运动带来的频偏。例如LEO卫星相对速度7.5km/s,在900MHz频段约造成几十Hz偏移,终端校正后卫星接收时频率就落在期望范围内。频率与时间同步相辅相成,确保无RACH EDT上行信号在卫星端对时对频,满足解调要求。
本实施例中,无RACH EDT的使用场景和启动条件是有一定要求的。换句话说,小区中满足条件的终端设备可以启用无RACH的EDT,以减少信令开销。在一些实施例中,无RACHEDT的应用场景可以为上层请求建立或恢复RRC连接,也可以为建立或恢复请求用于初始呼叫。在一些实施例中,无RACH EDT的启动条件包括终端设备具有有效的定时对准值,和/或,在媒体接入控制(media access control,MAC)层得到的MAC协议数据单元(protocol dataunit,PDU)的大小预计不会大于系统为无RACHEDT配置的传输块大小(transport blocksize,TBS)。也就是说,无RACH EDT的启动需要满足但不限于以上条件。
为了便于理解,下面结合图7,对无RACH EDT的交互流程进行示例性说明。图7是站在第一节点和第二节点交互的角度介绍的。第一节点可以是终端设备,如UE1,第二节点可以是NTN的网络侧设备,如eNB。该方法流程包括如下步骤:
在步骤S710,第一节点向第二节点发送RRC早期数据请求(EarlyDataRequest)信息。在该信息中,通常会包含用户标识(如S-TMSI)、建立原因(establishment cause)、非接入层(non-access stratum,NAS)专用信息(dedicatedinformation)。
在步骤S720,第二节点通过承载信道状态信息参考信号资源指示(channel stateinformation reference signal resource indicator,CSI-RS RI,CRI)的MAC控制单元(MAC control element,MAC CE)向终端设备反馈RRC早期数据完成(EarlyDataComplete)。
由图7可知,在执行步骤S710后,终端设备会启动争用解决定时器,当执行步骤S720时,定时器停止计时。争用解决定时器可以便于终端设备监测网络设备发送的反馈消息,并及时进行回退。在Mac-contentionResolution Timer时间内,如果终端设备接收到的Msg4 ContentionResolution消息中携带的EDT-RNTI与早期数据请求中上报的一致,那么终端设备可以认为已经成功发送EDT数据。否则,终端设备认为自己此次请求失败,并按照前文所述的规则再次接入。
上文结合图7介绍了无RACH EDT的流程。终端设备发送EDT可以经由SIB提供公共PUSCH资源。类似于将UE配置为基于覆盖增强(CE)级别随机选择PRACH资源(或前导码)以降低冲突率,可以考虑PUSCH资源中的资源,其中终端设备可以基于当前CE级别选择随机资源。对于无RACH的EDT,终端可以首先基于服务小区RSRP来确定CE级别。共享资源可以重复使用,可以用于基于CE级别确定的传统RSRP阈值。网络侧通过UE专用信令(如RRCConnectionRelease消息)配置Msg3传输参数,当为选定CE等级配置多载波Msg3资源池时,UE执行载波选择,载波选择过程可引入概率因子进行负载均衡。
在实际的通信系统中,如果终端设备配置有PUR,但是该终端设备不需要发起PUR过程,则预配置的上行链路资源将被浪费。在NTN系统中,这个问题更加明显。NTN小区内的终端设备非常多,很难为所有的终端设备配置专用的上行资源。如果预配置了上行资源,大量终端设备不执行上行传输将产生很大浪费。为了解决这个问题,本实施例提出多个终端设备可以共享上行资源。作为一个示例,共享的上行资源可以是公共PUSCH资源。例如,发起无RACH EDT的多个终端设备可以在共享UP资源上进行Msg3的传输,以提高资源利用效率和容量。
值得说明的是,在某些场景下,虽然PUR是共享资源,但还是需要特定于终端设备,或者是特定于小区的。考虑在NTN系统中,一旦卫星移出当前区域并有新的卫星加入服务,PUR的配置将不起作用。基于此,本实施例提出的共享UP资源,共享UP资源与NB-IoT已引入预配置上行资源(PUR)相比,并不相同。多个共享资源池的配置可以在多个小区中都是适用的,从而避免终端设备进入RRC连接模式以获得每个新小区中的配置。PUR由基站在终端连接态时配置,允许终端回到空闲态后,在特定周期性的专用资源上直接发送一次上行数据。简而言之,PUR赋予特定UE一块专用的上行“保留频时资源”,当UE满足条件时,可直接用该资源发送数据,无需重新随机接入。PUR机制采用UE与资源一一对应的方式,任意一UE的PUR不与其它UE共享。这意味着为了保障某终端的随时上报需求,网络侧必须长期为各个UE留出专用的上行时隙/子载波,即使大部分时间该UE并无数据发送,也占用了宝贵的带宽。可见,PUR机制对上行容量影响较大,尤其NB-IoT窄带系统频谱本就存在资源使用紧张的问题。如果大规模终端都配置PUR,其他用户可用资源将显著减少。而本实施例中,无RACH EDT采用共享UP资源争用机制,即只有当终端有数据时才随机选取资源发送,空闲时这些资源可供其它终端使用,从而提高频谱利用率。
但是,用于Msg3传输的共享UP资源仍然可能会存在不同终端设备之间发生冲突的风险。例如,多个终端设备可能发起无RACH的EDT并使用相同的时频资源来同时传输Msg3,当多个终端设备选择相同的随机接入前导码(Preamble)时,将导致共享上行信道(PUSCH)中传输的Msg3消息冲突。
综上,在NTN等场景下,终端设备如何更高效地执行无RACH EDT是值得研究的技术问题。
需要说明的是,上文提及因NTN系统传输时延长、服务终端数量大导致EDT的共享资源使用发生冲突的问题仅是一个示例,本申请实施例可应用于EDT共享资源发生冲突的任意类型的通信场景。
基于此,本申请实施例提出一种用于无线通信的方法。如图8所示,通过该方法,在S810中,第一节点可以接收来自第二节点的用于指示至少一个共享资源池的第一指示信息,然后在S820中,在第一资源上发送第一消息,所述第一消息用于传输第一数据。
在该通信过程中,所述第一指示信息可以承载在系统信息块(systeminformationblock,SIB),或者,无线资源控制(radio resourcecontrol,RRC)专用信令中。第一消息可以是Msg3或者第一消息的传输是基于分集时隙ALOHA机制。多个终端设备可以共享包括第一资源的多个共享资源池。所述第一资源至少为一个或多个预配置的所述共享资源池中的任一资源组的非专用资源单元,所述共享资源池用于非地面网络NTN中的早期数据传输。
在一些实施例中,第一节点可以是前文提及的任意类型的终端设备,该终端设备例如可以是图3中的终端设备340。第一节点所在的NTN小区包括请求EDT的多个终端设备,多个所述共享资源池被分配给所述多个终端设备,所述第一指示信息还用于指示所述多个终端设备分别对应的资源。下文中多以第一节点为UE进行举例说明。
在一些实施例中,该第二节点可以包括接入网设备,该接入网设备例如可以是部署基站的卫星设备,该接入网设备例如可以是图3中的卫星310。
在另一些实施例中,该第二节点可以包括第二节点,该第二节点可以是核心网网元,该第二节点例如可以为MME网元或AMF网元等。当然,该第二节点也可以是网关设备,该网关设备例如可以是gateway网关或用户面功能(user plane function,UPF)网关(简称SGW)。该第二节点例如可以是图3中的网关350或网络360。
在一些实施例中,第一数据可以包括第一节点处于空闲态时的上行数据或信息的传输。示例性地,第一数据可以替换为第一无随机接入(RACH-less)的EDT,或第一无RACHEDT。
作为一个示例,第一数据可以用于发送TA的更新消息。
作为一个示例,第一数据可以针对数据传输发起,也可以针对语音呼叫发起,在此不做限定。
作为一个示例,第一数据对应的多个TBS可以用于传输多个不同大小的上行数据。
作为一个示例,第一数据可以为NTN无RACH EDT。例如,支持NTN无RACH EDT时,通信设备可以使用预先配置的正交覆盖码(orthogonal cover code,OCC)窄带物理随机接入信道(narrowband physical random access channel,NPRACH)资源跳过消息1和消息2。
在本申请实施例中,“传输第一数据”可以替换为“进行第一EDT”,或者,“请求通过第一EDT进行接入”。也就是说,第一节点可以通过直接进行第一EDT来表示请求第一EDT。或者说,第一消息可以用于第一节点请求接入。请求接入也可以称为请求RRC连接。
在一些实施例中,第一节点可以通过第一消息请求第一数据,也可以通过第一消息直接进行第一数据传输。当第一节点通过第一消息传输第一数据时,第一消息可以包括第一数据的请求信息。当第一节点通过第一消息进行第一数据时,第一消息可以包括第一EDT对应的待传输数据。
在一些实施例中,第一节点还可以在请求第一数据的同时进行第一EDT。也就是说,第一消息可以包括请求信息和EDT对应的待传输早期数据。
在一些实施例中,第一资源为多个共享资源池中的非专用资源单元之一。多个共享资源池指的是第二节点配置的基于争用的可以共享的公共UP资源。由前文可知,将共享资源池配置为多个终端设备共享的上行资源可以避免资源的浪费。在某些场景下,共享资源池主要用于PUSCH的传输,因此,共享资源池也可以称为PUSCH资源。也就是说,多个共享资源池可以为多个终端设备同时使用的PUSCH资源。
在一些实施例中,可以将多个共享资源池定义为无争用共享(contention freeshared,CFS)预配置上行资源;或者,可以将多个共享资源池定义为基于竞争的共享(contention based shared,CBS)预配置上行资源。
在一些实施例中,多个共享资源池可以为一个预配置资源池中的全部或部分时频资源,也可以为多个预配置资源池中的时频资源,在此不做限定。示例性地,多个共享资源池中的资源单元至少是时间-频率资源或者时间-频域子载波资源。
作为一个示例,预配置的多个共享资源池可以为每个小区配置并由多个终端设备共享。
作为一个示例,多个共享资源池可以为用于物理随机接入信道(physical randomaccess channel,PRACH)的PUR资源。例如,对于支持NTN无RACH的EDT,可以使用PRACH对应的PUSCH资源。
在一些实施例中,多个共享资源池可以根据小区内的终端设备的数量进行配置,也可以根据发送请求的终端设备的数量进行配置,还可以根据上行资源的大小进行配置。
在一些实施例中,第二节点可以基于多种方式向终端设备指示多个共享资源池。可选地,第二节点可以主动发送多个共享资源池的配置信息,也可以根据终端设备的请求指示多个共享资源池的配置信息。
作为一个示例,第二节点可以经由SIB提供多个共享资源池和/或多个共享资源池的配置信息。例如,SIB中的广播信道可以用于广播多个共享资源池的配置信息。
作为一个示例,网络侧可以通过RRC专用信令(也可以称为专有信令)发送多个共享资源池和/或多个共享资源池的配置信息。RRC专有信令例如是RRC连接释放(RRCConnectionRelease)消息。
作为一个示例,第二节点可以在SIB中广播多个共享资源池的配置,或者使用RRC释放(RRCRelease)来配置多个共享资源池。作为一个示例,第二节点可以在SIB中广播多个共享资源池,并在RRCRelease中配置其他信息。其他信息例如是TA定时器(TA timer,TAT)、TA、小区RNTI(cell RNTI,C-RNTI)、RRC消息和其他下行(downlink,DL)数据。
作为一个示例,在终端设备初始接入网络时,如果随机接入成功,EDT的多个共享资源池的索引可以在SIB消息里携带,或者可以在随机接入过程中的RRC消息里携带,或者在DCI信息里携带。
作为一个示例,第二节点可以基于终端设备的请求发送多个共享资源池和资源配置信息。例如,在NTN系统中,第一节点可以触发资源配置的请求,以请求NTN提供多个共享资源池的配置信息。
在一些实施例中,多个共享资源池的配置可以用于第一节点所在的服务小区和/或邻小区。
作为一个示例,多个共享资源池的配置可以适用于提供共享资源配置的服务小区。
作为一个示例,多个共享资源池的配置可以适用于提供共享资源配置的服务小区以及以外的其他小区。
作为一个示例,多个共享资源池可以包括多个共享资源集合,或者多个共享资源集合形成共享资源池。
作为一个示例,多个共享资源池包括第一资源组、第二资源组和第三资源组;所述第一资源组用于支持正交覆盖码OCC复用的用户;所述第二资源组用于不支持正交覆盖码复用的用户;所述第三资源组为保留资源组,依据实时负载确定所述第三资源组用于支持正交覆盖码复用的用户或者用于不支持正交覆盖码复用的用户。可选地,所述第一资源为所述第三资源组中的非专用资源单元时应满足以下条件:所述第一资源组和/或所述第二资源组中没有剩余资源或者剩余资源不足。
在一些实施例中,多个共享资源池可以允许周期性出现。也就是说,多个共享资源池的资源大小可以是重复的,特别是当多个共享资源池在SIB中配置时。具体而言,如果网络侧提供了具有多个重复大小的共享资源池,则需要配置终端设备选择多个共享资源池选择的相应条件。
在一些实施例中,如果在系统信息中提供了多个共享资源池的配置,则本申请实施例中的方案对于包括第一次接入网络的终端设备在内的所有类型的终端设备都是有效的。
在一些实施例中,终端设备可以通过多种方式选择请求第一数据或者进行第一数据的上行资源。示例性地,第一节点可以根据第二节点的配置确定与其对应的第一资源。在这种场景下,第二节点需要在多个共享资源池中为多个终端设备配置对应的第一资源。这种确定第一资源的方式也可以称为基于无争用的方式,或者无竞争的方式。示例性地,第一节点可以直接在多个共享资源池中选择第一资源。在这种场景下,可能会有多个终端设备都选择第一资源,第二节点需要确定第一节点选择第一资源是否成功,并进行反馈。这种确定第一资源的方式也可以称为基于争用(或称为竞争)的方式。
在一些实施例中,如果第一节点支持共享资源池,第二节点需要配置一个或多个共享资源池。可选地,第二节点可以在系统信息(如SIB)中广播至少一个共享资源池,不同共享资源池对应不同覆盖增强级别(CE Level)或不同业务优先级。
在一些实施例中,每个资源池明确配置了专属的子帧/频带资源索引、重复传输次数及调制编码方案(MCS)参数。
在一些实施例中,多个资源池采用分级覆盖结构,以支持差异化覆盖需求,从而减少彼此干扰和碰撞概率,例如基站为弱覆盖终端分配高重复次数、低阶MCS的资源池;基站为强覆盖终端分配低重复次数、高阶MCS的资源池。这样,终端就可以根据自身下行收到的信号强度和覆盖级别选择相匹配的资源池,然后在该资源池内挑选一个资源用于发送Msg3。
在一些实施例中,覆盖增强级别(CE Level)与参考信号接收功率(RSRP)阈值是关联的,对于CB-msg3传输,在eMTC NTN情况下,最多可以支持三个单独的RSRP阈值,以实现最多4个覆盖增强级别;对于NB-IoT NTN,最多可以支持两个单独的RSRP阈值,以实现最多3次重复传输。
在一些实施例中,可以通过新增SIB-NB信息元(IE)"CB-EDT-Config"配置使用CBEDT的最小RSRP阈值。
在一些实施例中,针对基于争用的Msg3资源,传输窗口由网络侧配置,具有起点(例如H-SFN偏移)、窗口长度和窗口周期性(窗口长度k和周期性可以相同)。例如k=1,即窗口长度可以等于1。终端支持的最大TB尺寸与覆盖增强级别动态关联,因为不同信干噪比(SINR)条件对应不同MCS方案,而各MCS方案分别映射不同的TB尺寸。
在一些实施例中,当上行数据比特数小于或等于当前覆盖增强级别最大TB尺寸时,终端启用CB-msg3 EDT流程,即使用共享资源传输上行链路数据。
在一些实施例中,资源池中的每个资源可以包括时频位置和对应的传输配置参数,这样就可以使得多个终端能够在不同子帧或频域资源上同时发起EDT。
在一些实施例中,为保证同步,终端需维持严格的时频同步,以避免缺少Msg2(RAR)时造成的严重定时偏差,其中,时间同步用于预补偿卫星传播时延,确保信号对齐帧结构;频率同步用于校正多普勒频偏,匹配卫星接收频点。一方面,NB-IoT终端具备GNSS定位授时能力,可自行估计并预补偿上行发送的定时和频偏。另一方面,网络设备通过系统信息提供NTN特定信息,如卫星星历、公共定时提前参数和有效时长等,指导终端进行同步。终端可以利用这些信息,调整上行发射时间使信号到达卫星时对齐帧边界,并校正频率偏移以匹配卫星接收频点。
在一些实施例中,可以在无RACH EDT中引入智能退避算法和冗余传输策略,使得共享资源池能够支持随机退避与重复发送,以提升卫星通信环境下的接入可靠性。
示例性的,一方面,终端在首次发送Msg3后若未收到网络确认,可以遵循一定退避算法(如随机等待一个0~T_backoff的周期)重发Msg3,退避时间可以随重试次数指数增长。这样可以避免终端发送失败立刻重传导致再次碰撞。另一方面,为提高一次接入成功率,允许终端在一个EDT会话中重复发送多份Msg3。例如终端可在配置的多个随机子帧各发送一次相同的数据,类似“分散冗余”策略。如果某份Msg3发送发生碰撞,其余份Msg3的发送可能避开碰撞被成功接收。该方法提高了传输成功概率,尤其在卫星长延迟下,可减少因单次失败带来的整体时延。值得说明的是,重复发送会增加资源占用和终端功耗,因此需要在成功率和开销间进行权衡。比如可以限定最大重复次数(如由CE等级决定每次发送重复传输次数N_max)和随机分布模式的子帧间隔,以平衡网络负载。
在一些实施例中,当大量终端同时尝试无RACH EDT时,碰撞概率会上升,为防止网络陷入拥塞,系统可对EDT接入实施阻塞控制机制。例如,基站在广播共享资源池信息时,还下发接入概率或门限,终端在准备发送Msg3之前先以该接入概率决定是否继续发送,接入概率未通过则推迟。这样在高负荷时减少实际发起的终端数,降低碰撞密度。此外,可选地,网络设备还可以根据业务类型或终端优先级,为不同终端分配不同的共享资源池或重传参数。例如发送关键数据的终端可以获得更大的共享资源池或更小退避时长,以提高及时送达率,而普通终端在忙时可能被适当延迟接入。
在一些实施例中,在基于竞争的Msg3-EDT传输中,终端需在初始上行消息中嵌入唯一标识符(如临时UE ID或IMSI的哈希值)以支持网络侧竞争解决。例如,当两个终端同时发送导致碰撞,但其中的第一Msg消息被网络侧成功解码,网络侧随后发送的下行响应(如RRC释放或数据确认消息,包括成功解码的终端的ID)将针对性发送至成功解码的终端。未成功的终端监听到下行响应消息中不含自己ID,即可推断本次传输失败,随机退避一段时间后重试。这种竞争解决过程确保即使发生碰撞,最终仍有一个终端的数据可以被确认,而其余终端能及时感知失败并重发,不致长时间挂起。
另外,网络侧RRC/NAS层需具备专用解析模块,以实现对每个Msg3资源进行解码,专用解析模块可以执行EDT业务识别、唯一标识符(如临时UE ID或IMSI的哈希值)到UE上下文的映射、冲突检测与解决等操作。针对冲突检测:卫星基站会尝试对多个UE发送的Msg3解码,当卫星基站检测到上行信号但无法被正确解码时,可判断该Msg3资源发生碰撞或干扰过大。具体检测依据包括解码的CRC校验失败、多用户多峰能量检测等手段。如果解码失败,基站不发送任何反馈,相关终端在超时后会重传或者回退机制。
考虑NB-IoT终端上行采用单载波序列传输,常规接收器一次只能解一个用户的数据。然而本实施例可通过正交覆盖码(OCC)复用技术,可以让最多4个UE在同一子载波同时发送各自数据。不同终端选择不同的正交码序列调制,其信号可在接收端被分离,从而在物理层降低碰撞概率。
可选地,在无RACH EDT过程中,可以引入退避指示信息来避免碰撞,即网络设备发送的系统信息可以为UE配置退避相关参数,允许终端基于这些参数随机选择退避时长。
在一些实施例中,网络侧可以为每个CE级别配置最大CB-Msg3尝试次数,终端在每个CB-Msg3-EDT尝试中选择传输时机。考虑在无RACH EDT流程中,终端设备是直接使用基于竞争的共享的Msg3资源发送早期数据,跳过了Msg1/Msg2,因此无法接收到传统RAR中携带的退避指示。为此,本实施例中的退避机制可以通过在系统信息(SIB)配置最大CB-Msg3尝试次数来实现。
下文结合图9所示的方法流程图,对上述方法进行示例性阐述。该示例包括如下步骤:
S901,终端设备可以基于系统广播的Msg3资源池以及RSRP阈值和CE等级,选择在资源池中的一个资源单元首次发送CB-Msg3;
S902,之后终端设备进入响应监听状态(即等待Msg4或确认),如果监听超时或接收到NACK(失败判断),则终端设备判断这次CB-Msg3传输失败,执行S903;否则,则认为成功。
S903,之后终端设备可以根据接收的退避指示(cbMsg3BackoffIndicator)设置,从区间[0,BI]中选择一个退避时长T_backoff。在该时长内UE保持休眠或低功耗状态,直至退避时间到达才执行S904。
S904,之后终端设备再次尝试发送CB-Msg3。
例如,UE可选择使用相同或新的资源池;如可切换OCC码(如果使用OCC)或重复之前的消息或更新序列号以进行下一次Msg3发送。
可选地,如反复失败再重发的次数达到最大重试次数则报错或放弃,比如若失败次数超过cbMsg3MaxRetries,终端可进入静默周期或上报错误状态;或者在NTN场景中可等待下一颗卫星或更强覆盖。
在一实施例中,在CB-Msg3-EDT过程中,如果终端选择相同的PUSCH/NPUSCH资源,除了采用争用方式解决之外,可以使用广播信令,系统信息、下行控制信息(downcontrolinformation,DCI),RRC消息等来传递CB-Msg3配置。具体的:终端可以基于与用于CB-Msg3-EDT传输的PUSCH时机相关联的资源来计算终端的CB-Msg3无线网络临时标识(radio network temporary identifier,RNTI)。终端设备监视由CB-Msg3 RNTI加扰的PDCCH,然后,为了解决争用,引入CB-Msg3资源解决MAC CE,并将其作为对UE的NW响应包含在DL消息中(特别是如果UE在相同的DSA场合但使用不同的频率资源发送Msg3)。如果CB-Msg3争用解决MAC CE对应于UL消息的开始部分(例如,前48位),则终端将认为此CB-Msg 3传输的争用解决成功。由于CB-Msg3传输冲突,UE在CB-Msg 3传输后可能无法从网络接收到任何响应,当CB-Msg3 EDT失败,UE可以进行另一次CB-Msg 3传输尝试,或者回退到RA-EDT或向上层声明CB-Msg3传输失败。
在一实施例中,第一消息还包括所述第一节点对应的第一无线网络临时标识RNTI,所述第一RNTI用于识别所述第一节点和所述第一节点发送的第一消息。第一RNTI由以下的至少一种信息确定:所述第一资源的子帧号;所述第一资源的子载波;所述第一资源的OCC序号;所述第一消息中的随机ID;所述第一节点的覆盖增强级别。可选地,在Msg3消息中,UE尚未注册网络上下文,网络无法用C-RNTI或T-CRNTI辨识;因此需定义一种临时标识,可以为CB-Msg3-RNTI,用于Msg4定位目标UE:示例性,可以从CB-Msg3资源位置(子帧号+子载波)和OCC序号(若用),和/或检测窗口的长度,和/或时域帧的索引,和/或消息3或消息4传输窗口周期等派生出RNTI;或者或在CB-Msg3中携带16-bit随机ID,网络基于此生成RNTI;或网络直接为不同CE等级预配置不同CB-Msg3-RNTI范围。
具体的,例如:在SIB中配置的一个CB-Msg3-RNTI,该CB-Msg3-RNTI被所有UE用于对Msg3进行加扰和对Msg4进行监视。CB-Msg3-RNTI可以是预先配置或预定义的:
CB-Msg3-RNTI=1+floor(SFN_id/A)+[C×(H-SFN mod B)]
其中,SFN_id是传输窗口内传输时机的第一个时域帧的索引,H-SFN是所选传输窗口内第一时域传输时机的超帧的索引。A由以帧为单位的CB-msg3传输窗口的最小周期性(例如10ms)确定。B由CB-msg4监测窗口的最大长度决定,单位为H-SFN持续时间,C由(SFN_id/A)+1最大值确定。
或者,
CB-Msg3-RNTI=X+Msg3_W_indexmod(ceil(Msg4_WS/Msg3_WP))+ceil(Msg4_WS/Msg3_WP)×carrier_id+floor(SFN_id/A)+[C×(H-SFN mod B)]
其中,X是用于Msg4接收的起始RNTI,X为有理数,如X=1,Msg3_W_index是1024个SFN周期内Msg3传输窗口的索引,索引0可以对应于从IE startSFN-r19定义的SFN开始的Msg3传输窗。Msg4_WS是Msg4的窗口大小,Msg3_WP是Msg3的传输窗口周期。carrier_id是载波标识符,SFN_id是传输窗口内传输时机的第一个时域帧的索引,H-SFN是所选传输窗口内第一时域传输时机的超帧的索引,A由以帧为单位的CB-msg3传输窗口的最小周期性(例如10ms)确定。B由CB-msg4监测窗口的最大长度决定,单位为H-SFN持续时间,C由(SFN_id/A)+1最大值确定。
对于eMTC:CB-Msg3-RNTI还可以为:CB-Msg3-RNTI=1+SFN_id mod(Cmax/10)+offset。
其中SFN_id是指定CB-Msg3窗口的第一个无线电帧的索引,Cmax是BL UE或增强覆盖中的UE在子帧中的最大可能竞争分辨率窗口大小。offset是偏移量,偏移量定义为RA-RNTI可以取的最大值,如1+9+10×5+60×39,RA-RNTI是随机接入过程的RNTI。
对于NB-IoT:
CB-Msg3-RNTI还可以为:CB-Msg3-RNTI=1+floor(SFN_id/M)+(1024/M)×carrier_id+offset,
或者,CB-Msg3-RNTI=4097+floor(SFN_id/Wmin)+N×carrier_id,
或者,CB-Msg3-RNTI可以是:CB-Msg3-RNTI=X+Msg3_W_index mod(ceil(Msg4_WS/Msg3_WP))+ceil(Msg4_WS/Msg3_WP)×carrier_id。
对于NB-IoT的以上几个公式中的SFN_id是指定CB-Msg3窗口的第一无线电帧的索引,carrier_id是与指定CB-Msg3相关联的上行载波的索引。锚载波的载波id(carrier_id)为0。M可以设置为CB-Msg3窗口允许的无线电帧中的最小周期。偏移量定义为RA-RNTI可以取的最大值,N为可以是floor(SFN_id/Wmin)的最大值。即1+255+256×MaxNumberOfCarriers,MaxNumberOfCarriers是载波的最大数量,Wmin是传输窗口长度的最小值。X是用于Msg4接收的起始RNTI,X为有理数,如X=1。Msg3_W_index是1024个SFN周期内Msg3传输窗口的索引,索引0可以对应于从IE startSFN-r19定义的SFN开始的Msg3传输窗。Msg4_WS是Msg4的窗口大小,Msg3_WP是Msg3的传输窗口周期。offset是偏移量,偏移量定义为RA-RNTI可以取的最大值,如1+9+10×5+60×39,RA-RNTI是随机接入过程的RNTI。
在一实施例中,第一节点还可以上报能力信息,能力信息包括以下至少一种:所述第一节点的是否支持正交覆盖码;所述第一节点所属覆盖强度级别;所述第一节点的功率等级;所述第一节点的业务类型;所述第一节点的业务优先级。
在一实施例中,若与OCC共用资源池,还需确保同一资源不同OCC码序具有唯一性标识映射。即本实施例还提供基于竞争共享资源(CBS PUR)的OCC增强方案,该方案提出三级资源池划分机制,通过正交覆盖码(OCC)实现多用户复用,三级资源池如下表所示:
具体来说,一方面,网络专门为支持OCC的UE分配一组专属资源池。所有使用OCC的CB-Msg3的用户仅使用该资源池。网络通过系统信息(如SIB)广播OCC CB-Msg3资源及其对应码本(OCC序列),UE根据支持情况选择。网络需配置OCC资源池的:时频位置(如子帧、子载波),支持的OCC码本集合,最大复用数(如最多4用户),终端需从系统信息中得知:是否允许使用OCC;OCC资源池及其配置;自己是否满足OCC能力(通过UE Capability Signaling)。
另一方面,网络专门为UE分配一组共享资源池。用OCC为CB-Msg3传输使用共享的资源,使用系统信息为msg3传输提供CB-msg3 EDT小区特定的PUSCH资源。对于3.75kHz SCSNB-IoT和eMTC CE模式A,不需要TA验证。然而,对于15kHz SCS NB-IoT和eMTC CE模式B,UE仍然需要通过RRC专用信令(例如RRCRelease)配置至少TA验证参数。同时,这些UE可以共享系统信息中配置的资源。在共享的Msg3资源池中,必须管理时频资源(NB-IoT中的窄带子帧/RU)和OCC码本,以允许并发传输而不会发生冲突。基本原理是,具有OCC能力的UE可以通过使用不同的正交码来共享相同的时频时隙,而非OCC UE必须独占使用该资源(因为它不能利用码域分离)。
OCC码本和复用:网络定义了一组特定长度的正交覆盖码序列(例如沃尔什-哈达玛码)(码本)。当在给定的资源单元中传输时,每个具有OCC能力的UE都会从该集中分配一个唯一的码本。由于这些码是相互正交的,因此多个UE的信号可以在同一时频资源中共存而不会产生干扰,例如,对于4个正交序列的码本,多达4个UE可以在同一PRB和/或子帧上同时发送Msg3,每个UE使用不同的OCC索引,并在基站保持可分离。这保留了多路复用容量,有效地将上行链路竞争资源扩展了与码本大小相等的因子。
如果多个UE选择了相同的前导码,BS可能会检测到多个Msg3尝试(通过不同的OCC或功率差),但如果没有OCC,两者都会发生冲突。通过OCC,BS可以指示冲突的UE使用不同的代码进行重传。码分配的网络协调是保持正交性和消除时隙内码冲突的关键。本质上,每个Msg3资源单元现在都有一个额外的维度:代码索引。调度器必须确保资源单元内的每个代码索引最多分配给一个UE。如果码本的大小为M,则最多M个UE(支持OCC)可以共享该单元;非OCC UE用完该单元中的所有M(阻塞其他单元)。
再一方面,无法通过码字区分传统UE(不支持OCC);如果它与另一个传输共享资源,就会发生冲突。因此,当非OCC UE被分配给特定的时频资源时,其他UE不应同时使用该资源。需要将非OCC UE视为占用该资源的所有正交码“层”。调度器将为非OCC传输保留单独的资源,或者将其计为使用一个代码,并在该间隔内不使用所有其他代码位置,以避免任何重叠。这确保了向后兼容性,非OCC设备经历了与标准基于竞争的访问相同的过程。共享池可以被视为统一的,调度器可以会维护两个子池:一个用于完全正交复用(OCC-UE),一个用于独占使用(非OCC)。例如,基站(base station,BS)可以指定某些子帧用于OCC复用。在这些情况下,它只调度OCC UE(如果需要,每个子帧可以调度多个)。其他子帧可以为任何UE(包括非OCC)保留,但一次只能使用一个子帧。或者,如果需要在同一子帧中混合,则BS在调度非OCC UE时只需将其他码字位置留空。目标是在可用时最大限度地利用代码域,但在必要时回落到正交(单独)调度。这种混合分配允许两种UE类型在不相互伤害的情况下接入网络。如示例分配:假设Msg3池由UE可以使用的每帧N个窄带子帧组成。码本有4个OCC序列(索引为0-3)。在每个可用子帧中,BS最多可以接受4个OCC UE或1个非OCC UE。例如,如果两个具有OCC支持的UE和一个传统UE同时尝试:BS可以在给定的子帧上为这两个OCC UE分配码字0和码字1,并在下一个子帧(或相邻的频率资源或相邻的时域资源)上调度非OCC UE以避免重叠。
可见,上述实施例中,可以通过系统信息广播配置统一的Msg3资源池,该Msg3资源池被逻辑划分为三类:
A类,OCC资源子池:专用于支持OCC的UE,允许同一资源中复用多个码字;
B类,非OCC资源子池:专用于不支持OCC的UE,该类资源独占使用;
C类,共享资源子池:动态可分配资源,由基站调度器依据实时负载决定是否用于OCC或非OCC用途。
本实施例中,将RSRP用于OCC/共享资源池准入判断或同一资源单元中UE复用的条件,避免OCC并发中由于RSRP强弱差异导致干扰或捕获效应。可选地,本实施例设置两个门限参数:RSRP1和RSRP2,前者RSRP1为共享资源池的最低RSRP准入门限,后者RSRP2为在同一资源单元中复用的UE之间的最大RSRP差值容限。该方法可以使得高RSRP值的终端设备共享使用资源池,支持并发复用;低RSRP值的终端设备通过独占资源保证传输成功RSRP相近的设备分配至同一资源单元,提高复用成功率。如图10所示,具体流程包括如下步骤:
S1001,UE发起随机接入请求,该请求用于请求资源,该请求中包括是否支持OCC的能力信息。
S1002,基站确定UE的能力信息支持OCC,则继续执行S1003,否则执行S1006,即为该UE调度非共享资源池。
S1003,基站测量UE的RSRP,判断是否大于RSRP0,一种可能的情况下,若大于RSRP0,则满足准入条件,则继续执行S1004,为该UE分配共享资源池,否则该UE调度非共享资源;另一种可能的情况下,若大于RSRP1,执行S1006。
S1004,对于支持OCC且大于RSRP1的UE,在共享池内筛选RSRP相差不超过RSRP2的其他UE,若存在其它UE,则执行S1005,与其他UE共享一个资源单元的不同码字;否则执行S1007,即等待或者调度到非共享资源池。
即在OCC资源单元上,调度器需选择一个RSRP相近子集(相差≤RSRP2)再分配不同OCC码字。例如,|RSRPi-RSRPj|≤RSRP2,UEi和UEj可以在一起复用OCC码字。基站确保每个资源单元中每个码字最多只分配给一个UE。成功分配资源后,UE使用所分配资源发送Msg3信息。或者,UE与其它UE之间的TA差值小于或等于定时提前量定值时,则可以共同复用第一资源。再比如,可以结合UE的上行提前和RSRP来判定,如ΔTA最大允许复用差异提前时间量的门限。需要同时满足:|RSRPi-RSRPj|≤RSRP2和|TAi-TAj|≤ΔTA,若满足以上条件,则允许UEi和UEj可以在同一资源单元中使用不同OCC码字复用。或者可选地,当OCC资源池和非OCC资源池已经没有资源可用时,则UE进入共享资源池。以及当小区负载高于一定的门限时,决定哪些UE可以进入共享池(RSRP1和RSRP2条件限制)。
在一个实施例中,网络(NB-IoT eNodeB或gNB)侧可以根据负载和性能实时调整Msg3资源池的配置和OCC使用情况。这种动态资源管理主要包括以下至少一种方式:
方式一:基站可以广播CB-Msg3-EDT资源池的配置(例如通过SIB消息),例如为Msg3保留的每帧窄带子帧的数量,或者使用哪个频率音调。这可以动态缩放。例如,在大量访问尝试期间,网络可能会扩大池(分配更频繁的Msg3机会)以减少积压。在负载较轻的情况下,资源池可以更小,以节省正常流量的资源。
方式二,当许多UE具有OCC能力,网络侧可能不需要那么多单独的时隙,因为每个时隙可以处理多个UE。相反,如果大多数设备都是传统设备(不支持OCC),可能需要更多的时隙(没有复用)。动态重新配置可以通过系统信息更新或通过启用/禁用池中OCC复用的更高层指示半静态地完成。
方式三,网络侧可依据UE的能力特征(是否支持OCC、所属CE等级、功率等级等)进行资源优先级划分:
高能力UE(如CE0、支持OCC)可以优先安排在高复用资源池中,实现资源共享;
低能力UE(如CE2、不支持OCC)可以分配独占资源,保证接入可靠性;
可结合UE能力上报(如通过UE Capability或历史调度反馈)来归类。
方式四,针对不同业务场景(如定期上报、突发告警、定位辅助等),网络侧可设置不同的接入优先级,并动态分配Msg3资源,对于高优先级业务(如告警类、紧急命令)分配专属资源;
方式五,为可以通过实时统计Msg3失败率与信道检测信息(如CRC失败数、多峰能量检测结果等),估算某资源发生冲突的概率,进行概率引导型资源避让:若冲突概率高,该资源优先分配给OCC用户,提高复用度;若冲突概率低,则可适当放宽限制,安排非OCC UE尝试接入。
或者说,终端基于接收到的系统消息或者广播消息中的第一参数,确定是否传输所述第一数据。第一参数包括以下至少一种:资源冲突概率;一个或者多个RSRP门限;覆盖增强级别;每一个覆盖增强级别对应的RSRP门限;退避的时长;启用或禁用资源的OCC复用。
在一种可能的实施例中,为解决频谱资源稀缺问题,本申请还提出基于分时隙ALOHA(Diversity-Slotted ALOHA,DSA)的无前导码EDT机制,采用DSA进行随机接入,能够显著降低资源冲突概率。每个无前导码的EDT时机都有R个EDT资源(在频率上)供UE选择和传输。本实施例采用无前导码EDT配合DSA机制,将N个EDT时机(又称资源块)组成一个“EDT时机组(又称时机组)”,每个时机组内包含R个频域子载波,R和N为正整数。UE从N个EDT时机中随机选择k个时机,并在每个所选时机中独立随机选择一个子载波。在所选择的k对EDT时机和频域子载波上重复发送所述第一数据,即在所选的k个〈时间,频率子载波〉对上发送相同的数据,从而提升接入成功率,R、N和k为正整数。
如图11所示,UE需要从EDT时机组中的N个EDT时机中选择k个EDT时机进行传输。在每个选定的EDT时机中,每个EDT时机的频率资源选择独立于其他EDT时机的选择。然后,UE在所有选定的(资源、场合)对中发送相同的数据。如果K=1(即副本数量=0),则UE将只有一个PUSCH资源可供选择。如果K=2,则UE将在不同的时间点随机选择2个PUSCH资源,并发送一个原始Msg3消息和一个副本Msg3消息。
如图11所示,具有至少1次成功发送Msg消息的UE则被标记为发送成功的终端。图中发送成功的终端的背景图案为斜线。图中示例性地采用N=3,k=2的传输方案,即每个UE必须从一个时机组中的3个时机中选择2个资源重传,即用于Msg3传输和副本重传。图11中显示的发送成功的UE有:B、C、D、E、H、I、K、L。对于UE F,在EDT时机2和频率资源R0中,UE C在EDT时机3R4被成功解码。在这个例子中,频率上的R=8个子载波是每个EDT时机的一部分。
在一种可能的实施例中,为进一步提升DSA协议的运行效率,还提供一种辅助网络精准定位重复传输位置方式,当网络在资源位置R0成功解码UE B发送的DSA重传数据后,若在“参考资源位置”R5处因上行链路DMRS检测到的信号强度较弱而导致解码失败,此时网络可判定该失败并非由传输冲突引发,而是信道质量问题所致。基于此,网络能够智能跳过R2对应重传的UL数据发送,避免不必要的资源浪费。该实施例通过参考已成功传输UE的数据,分析解码失败的原因(低信噪比或传输冲突),网络可动态调整重传请求的资源位置优先级,优化资源调度策略。
其中,在参数配置方面,DSA协议的最大重传次数由网络(NW)灵活配置,且该最大重传次数的配置是基于CE级别确定的;对于DSA CB-Msg3的传输时机,系统设置了可配置的时间窗口。值得注意的是,UE在传输过程中可随机选择不同频域或OCC域资源,以增强传输的多样性。
在一种可能的实施例中,在CB-MSG3传输管理上,网络可通过参数精确配置传输窗口,包括起点(如H-SFN偏移量)、窗口长度及周期性(长度与周期可设为相同值)。例如,当k=1时,窗口长度可简化为1。UE在执行传输时,需先确定下一个DSA传输窗口,随后在窗口内随机选择K个传输副本。此外,针对不同CE级别可差异化配置资源,如CE级别0设置K=1,CE级别1设置K=2,以此实现CB-Msg3(单副本DSA)与多副本DSA的资源隔离,提升资源利用效率。
在一种可能的实施例中,网络通过系统信息或无线资源控制(RRC)信令,为每个CE级别(CELevel0/1/2)分别配置允许的最大重传次数,遵循“覆盖越差的UE可获得更多重传机会”的原则,以保障弱信号区域设备的数据传输成功率。同时,系统支持配置DSA接入窗口(DSAAccessWindow),每个DSA接入周期内,UE需在窗口限定的时间范围内随机选择发送时刻。该窗口由两个关键参数定义:DSA_Offset(相对于时机组起始位置的时隙偏移量)和DSA_WindowLength(窗口持续时隙数)。此外,每个UE在执行重传操作时,均会重新选择频域资源,进一步降低传输冲突风险,增强协议的鲁棒性。例如频域资源Ri满足(hash(UEID,i,T)modM,其中,UEID为所述第一节点的标识,例如C-RNTI、S-TMSI、IMSI或RNA-RNTI;Ri为第i个频域子载波资源;组周期T由系统信息广播;M是每个EDT时机内可独立选择的子载波数,i为正整数。例如NB-IOT180kHz包含48个子载波,则M=48。
上文结合图1至图11,详细描述了本申请的方法实施例,下面结合图12至图15,详细描述本申请的装置实施例。应理解,方法实施例的描述与装置实施例的描述相互对应,因此,未详细描述的部分可以参见前面方法实施例。
图12是本申请一实施例提供的无线通信的终端的结构示意图。图12所示的第一节点1200可以是前文所述的任一主叫终端或被叫终端。该第一节点1200可以包括第一收发单元1210和第一处理单元1220。
在一种可能的实施例中,第一处理单元1220用于根据第一参数确定第一节点到服务卫星的传播时延;其中,所述第一参数包括以下至少一项信息:所述第一节点的位置信息、服务卫星的星历信息、公共定时提前TA、参数有效时间、参考信号发送时刻或卫星所在轨迹区段标识;根据所述传播时延对第一数据的发送时刻进行提前补偿。
在一种可能的实施例中,第一收发单元1210用于在第一资源上发送第一消息,所述第一消息用于传输所述第一数据;其中,所述第一消息为消息3或者所述第一消息的传输是基于分集时隙ALOHA机制;所述第一资源用于非地面网络NTN中的无随机接入RACH早期数据传输EDT。
在一种可能的实施例中,第一处理单元1220还用于:通过定位模块确定所述第一节点的位置信息。
第一收发单元1210还用于至少一次接收第二消息,所述第二消息包括以下至少一项信息:所述服务卫星的星历信息、所述公共TA、所述参数有效时间或漂移率;其中,所述漂移率用于指示卫星运动引起的时间延迟变化率,所述参数有效时间与所述第一节点的移动速度相关,移动速度越大,则所述参数有效时间越短。
在一种可能的实施例中,第一节点的位置信息的确定方式包括以下至少一种:
所述第一节点的位置信息被预先写入在第一节点的内存中;
或者,所述第一节点的位置信息是所述第一节点通过其它网元获取的;
或者,所述第一节点的位置信息是所述第一节点基于第二节点发送的参考信号确定的。
在一种可能的实施例中,第一处理单元1220根据第一参数确定传播时延时,具体用于:在所述第一节点不具有定位模块的条件下,至少一次接收辅助信息,所述辅助信息包括卫星轨迹信息、参考传播时延值τref、最大允许误差Δτmax、系统时间戳或参数有效时间中的至少一项;基于所述辅助信息中的参考传播时延值τref与动态偏移δ,计算当前传播时延τest;其中,所述传播时延τest满足τest=τref+δ;|δ|≤Δτmax
在一种可能的实施例中,第一处理单元1220根据所述传播时延对第一数据的发送时刻进行提前补偿时,具体用于:确定所述辅助信息的接收时刻Trx;根据所述第一数据的时隙时间T,提前传播时延τest发送所述第一数据;其中,所述第一数据的发送时刻TTx满足TTx=T-τest
在一种可能的实施例中,第一处理单元1220根据第一参数确定传播时延时,具体用于:接收来自第二节点的第一参考信号和第二参考信号;根据所述第一参考信号对应的卫星位置信息和第二参考信号对应的卫星位置信息,以及第一参考信号和第二参考信号的发送时间间隔,第一参考信号和第二参考信号的接收时间差,确定所述第一节点的位置信息。
在一种可能的实施例中,第一处理单元1220根据第一参数确定传播时延时,具体用于:获取区域TA映射表,所述区域TA映射表包括卫星所在轨迹区段标识和轨迹区段标识对应的TA值;接收下行同步参考信号,所述下行同步参考信号包括当前服务卫星所在轨迹区段标识;从所述区域TA映射表中确定所述当前服务卫星所在轨迹区段标识对应的TA值。
在一种可能的实施例中,第一处理单元1220根据第一参数确定传播时延时,具体用于:接收下行同步参考信号;根据所述下行同步参考信号的接收时刻和发送时刻,确定所述传播时延。
在一种可能的实施例中,在所述参数有效时间内,所述第一参数有效;在所述参数有效时间外,所述第一参数无效,以及第一处理单元1220更新所述第一节点的位置信息和重新接收所述第二消息。
在一种可能的实施例中,第一处理单元1220还用于:根据所述第一参数计算所述第一节点与服务卫星之间的相对速度;根据所述相对速度和上行载波标称频率,计算多普勒频偏补偿值;根据所述多普勒频偏补偿值,对所述第一数据的上行载波频率进行调整。
在一种可能的实施例中,所述第一节点是多个终端设备中的之一,所述第一资源为共享资源池中任一资源组的非专用资源单元,所述共享资源池包括第一资源组、第二资源组和第三资源组;
所述第一资源组用于支持正交覆盖码OCC复用的用户;
所述第二资源组用于不支持OCC复用的用户;
所述第三资源组为保留资源组,依据实时负载确定所述第三资源组用于支持OCC复用的用户或者用于不支持OCC复用的用户。
作为一个实施例,所述第一收发单元1210可以为收发器1330,第一处理单元1220可以为处理器1410,第一节点1200还可以包括存储器1420,具体如图14所示。
图13是本申请另一实施例提供的被用于无线通信的第二节点的结构示意图。图13所示的第二节点可以是前文所述的任一接入网设备或网络侧网元。该第二节点1300可以包括第二收发单元1310。
在一种可能的实施例中,第二收发单元1310用于至少一次发送第二消息,所述第二消息包括以下至少一项信息:服务卫星的星历信息、公共定时提前TA、参数有效时间或漂移率;所述第二消息用于第一节点确定第一节点到服务卫星的传播时延,以对第一数据的发送时刻进行提前补偿;其中,所述漂移率用于指示卫星运动引起的时间延迟变化率,所述参数有效时间与所述第一节点的移动速度相关,移动速度越大,则所述参数有效时间越短。
在一种可能的实施例中,第二收发单元1310还用于在第一资源上接收第一消息,所述第一消息用于传输所述第一数据;其中,所述第一消息为消息3或者所述第一消息的传输是基于分集时隙ALOHA机制;所述第一资源用于非地面网络NTN中的无随机接入RACH早期数据传输EDT。
在一种可能的实施例中,第二收发单元1310还用于发送第一参考信号和第二参考信号;
所述第一参考信号和第二参考信号用于第一节点根据所述第一参考信号对应的卫星位置信息和第二参考信号对应的卫星位置信息,以及第一参考信号和第二参考信号的发送时间间隔,第一参考信号和第二参考信号的接收时间差,确定所述第一节点的位置信息。
在一种可能的实施例中,所述第一节点是多个终端设备中的之一,所述第一资源为共享资源池中任一资源组的非专用资源单元,所述共享资源池包括第一资源组、第二资源组和第三资源组;
所述第一资源组用于支持正交覆盖码OCC复用的用户;
所述第二资源组用于不支持OCC复用的用户;
所述第三资源组为保留资源组,依据实时负载确定所述第三资源组用于支持OCC复用的用户或者用于不支持OCC复用的用户。
作为一个实施例,所述第二收发单元1310可以为收发器1430。第二节点1300还可以包括处理器1410和存储器1420,具体如图13所示。
图14是本申请实施例的通信装置的示意性结构图。图14中的虚线表示该单元或模块为可选的。该装置1400可用于实现上述方法实施例中描述的方法。装置1400可以是芯片、用户设备或第二节点。
装置1400可以包括一个或多个处理器1410。该处理器1410可支持装置1400实现前文方法实施例所描述的方法。该处理器1410可以是通用处理器或者专用处理器。例如,该处理器可以为中央处理单元(central processing unit,CPU)。或者,该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor,DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(fieldprogrammable gate array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
装置1400还可以包括一个或多个存储器1420。存储器1420上存储有程序,该程序可以被处理器1410执行,使得处理器1410执行前文方法实施例所描述的方法。存储器1420可以独立于处理器1410也可以集成在处理器1410中。
装置1400还可以包括收发器1430。处理器1410可以通过收发器1430与其他设备或芯片进行通信。例如,处理器1410可以通过收发器1430与其他设备或芯片进行数据收发。
图15为本申请实施例提供的通信设备的硬件模块示意图。具体地,图15示出了接入网络中相互通信的第一通信设备1550以及第二通信设备1510的框图。
第一通信设备1550包括控制器/处理器1559,存储器1560,数据源1567,发射处理器1568,接收处理器1556,多天线发射处理器1557,多天线接收处理器1558,发射器/接收器1554和天线1552。
第二通信设备1510包括控制器/处理器1575,存储器1576,数据源1577,接收处理器1570,发射处理器1516,多天线接收处理器1572,多天线发射处理器1571,发射器/接收器1518和天线1520。
在从所述第二通信设备1510到所述第一通信设备1550的传输中,在所述第二通信设备1510处,来自核心网的上层数据包或者来自数据源1577的上层数据包被提供到控制器/处理器1575。核心网和数据源1577表示L2层之上的所有协议层。控制器/处理器1575实施L2层的功能性。在从所述第二通信设备1510到所述第一通信设备1550的传输中,控制器/处理器1575提供标头压缩、加密、包分段和重排序、逻辑与输送信道之间的多路复用,以及基于各种优先级量度对所述第一通信设备1550的无线资源分配。控制器/处理器1575还负责丢失包的重新发射,和到所述第一通信设备1550的信令。发射处理器1516和多天线发射处理器1571实施用于Ll层(即,物理层)的各种信号处理功能。发射处理器1516实施编码和交错以促进所述第二通信设备1510处的前向错误校正,以及基于各种调制方案(例如,二元相移键控、正交相移键控、M相移键控、M正交振幅调制)的信号群集的映射。多天线发射处理器1571对经编码和调制后的符号进行数字空间预编码,包括基于码本的预编码和基于非码本的预编码,和波束赋型处理,生成一个或多个空间流。发射处理器1516随后将每一空间流映射到子载波,在时域和/或频域中与参考信号(例如,导频)多路复用,且随后使用快速傅立叶逆变换以产生载运时域多载波符号流的物理信道。随后多天线发射处理器1571对时域多载波符号流进行发送模拟预编码/波束赋型操作。每一发射器1518把多天线发射处理器1571提供的基带多载波符号流转化成射频流,随后提供到不同天线1520。
在从所述第二通信设备1510到所述第一通信设备1550的传输中,在所述第一通信设备1550处,每一接收器1554通过其相应天线1552接收信号。每一接收器1554恢复调制到射频载波上的信息,且将射频流转化成基带多载波符号流提供到接收处理器1556。接收处理器1556和多天线接收处理器1558实施Ll层的各种信号处理功能。多天线接收处理器1558对来自接收器1554的基带多载波符号流进行接收模拟预编码/波束赋型操作。接收处理器1556使用快速傅立叶变换将接收模拟预编码/波束赋型操作后的基带多载波符号流从时域转换到频域。在频域,物理层数据信号和参考信号被接收处理器1556解复用,其中参考信号将被用于信道估计,数据信号在多天线接收处理器1558中经过多天线检测后恢复出以所述第一通信设备1550为目的地的任何空间流。每一空间流上的符号在接收处理器1556中被解调和恢复,并生成软决策。随后接收处理器1556解码和解交错所述软决策以恢复在物理信道上由所述第二通信设备1510发射的上层数据和控制信号。随后将上层数据和控制信号提供到控制器/处理器1559。控制器/处理器1559实施L2层的功能。控制器/处理器1559可与存储程序代码和数据的存储器1560相关联。存储器1560可称为计算机可读媒体。在从所述第二通信设备1510到所述第一通信设备1550的传输中,控制器/处理器1559提供输送与逻辑信道之间的多路分用、包重组装、解密、标头解压缩、控制信号处理以恢复来自第二通信设备1510的上层数据包。随后将上层数据包提供到L2层之上的所有协议层。也可将各种控制信号提供到L3以用于L3处理。
在从所述第一通信设备1550到所述第二通信设备1510的传输中,在所述第一通信设备1550处,使用数据源1567将上层数据包提供到控制器/处理器1559。数据源1567表示L2层之上的所有协议层。类似于在从所述第二通信设备1510到所述第一通信设备1550的传输中所描述所述第二通信设备1510处的发送功能,控制器/处理器1559实施标头压缩、加密、包分段和重排序以及逻辑与输送信道之间的多路复用,实施用于用户平面和控制平面的L2层功能。控制器/处理器1559还负责丢失包的重新发射,和到所述第二通信设备1510的信令。发射处理器1568执行调制映射、信道编码处理,多天线发射处理器1557进行数字多天线空间预编码,包括基于码本的预编码和基于非码本的预编码,和波束赋型处理,随后发射处理器1568将产生的空间流调制成多载波/单载波符号流,在多天线发射处理器1557中经过模拟预编码/波束赋型操作后再经由发射器1554提供到不同天线1552。每一发射器1554首先把多天线发射处理器1557提供的基带符号流转化成射频符号流,再提供到天线1552。
在从所述第一通信设备1550到所述第二通信设备1510的传输中,所述第二通信设备1510处的功能类似于在从所述第二通信设备1510到所述第一通信设备1550的传输中所描述的所述第一通信设备1550处的接收功能。每一接收器1518通过其相应天线1520接收射频信号,把接收到的射频信号转化成基带信号,并把基带信号提供到多天线接收处理器1572和接收处理器1570。接收处理器1570和多天线接收处理器1572共同实施Ll层的功能。控制器/处理器1575实施L2层功能。控制器/处理器1575可与存储程序代码和数据的存储器1576相关联。存储器1576可称为计算机可读媒体。在从所述第一通信设备1550到所述第二通信设备1510的传输中,控制器/处理器1575提供输送与逻辑信道之间的多路分用、包重组装、解密、标头解压缩、控制信号处理以恢复来自第一通信设备1550的上层数据包。来自控制器/处理器1575的上层数据包可被提供到核心网或者L2层之上的所有协议层,也可将各种控制信号提供到核心网或者L3以用于L3处理。
作为一个实施例,所述第一通信设备1550装置包括:至少一个处理器以及至少一个存储器,所述至少一个存储器包括计算机程序代码;所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置成与所述至少一个处理器一起使用,所述第一通信设备1550装置至少:根据第一参数确定传播时延;其中,所述第一参数包括以下至少一项信息:所述第一节点的位置信息、服务卫星的星历信息、公共定时提前TA、参数有效时间、参考信号发送时刻或卫星所在轨迹区段标识;根据所述传播时延对第一数据的发送时刻进行提前补偿。
作为一个实施例,所述第一通信设备1550对应本申请中的终端。
作为一个实施例,所述第二通信设备1510对应本申请中的网络侧网元。
作为一个实施例,所述第一通信设备1550是一个NCR。
作为一个实施例,所述第一通信设备1550是一个无线直放站。
作为一个实施例,所述第一通信设备1550是一个中继。
作为一个实施例,所述第一通信设备1550是一个用户设备,该用户设备可以作为中继节点。
作为一个实施例,所述第一通信设备1550是一个支持V2X的用户设备,该用户设备可以作为中继节点。
作为一个实施例,所述第一通信设备1550是一个支持D2D的用户设备,该用户设备可以作为中继节点。
作为一个实施例,所述第二通信设备1510是一个基站。
作为一个实施例,所述天线1552,所述接收器1554,所述多天线接收处理器1558,所述接收处理器1556,所述控制器/处理器1559被用于接收本申请中的第一指示信息、第二指示信息和/或第一消息。
作为一个实施例,所述天线1520,所述发射器1518,所述多天线发射处理器1571,所述发射处理器1516,所述控制器/处理器1575被用于发送本申请中的SIP消息。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质,用于存储程序。该计算机可读存储介质可应用于本申请实施例提供的终端或第二节点中,并且该程序使得计算机执行本申请各个实施例中的由终端或第二节点执行的方法。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品。该计算机程序产品包括程序。该计算机程序产品可应用于本申请实施例提供的终端或第二节点中,并且该程序使得计算机执行本申请各个实施例中的由终端或第二节点执行的方法。
本申请实施例还提供一种计算机程序。该计算机程序可应用于本申请实施例提供的终端或第二节点中,并且该计算机程序使得计算机执行本申请各个实施例中的由终端或第二节点执行的方法。
应理解,本申请中术语“系统”和“网络”可以被可互换使用。另外,本申请使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释,而非旨在限定本申请。本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请的实施例中,提到的“指示”可以是直接指示,也可以是间接指示,还可以是表示具有关联关系。举例说明,A指示B,可以表示A直接指示B,例如B可以通过A获取;也可以表示A间接指示B,例如A指示C,B可以通过C获取;还可以表示A和B之间具有关联关系。
在本申请实施例中,“与A相应的B”表示B与A相关联,根据A可以确定B。但还应理解,根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B,还可以根据A和/或其它信息确定B。
在本申请实施例中,术语“对应”可表示两者之间具有直接对应或间接对应的关系,也可以表示两者之间具有关联关系,也可以是指示与被指示、配置与被配置等关系。
本申请实施例中,“预定义”或“预配置”可以通过在设备(例如,包括用户设备和第二节点)中预先保存相应的代码、表格或其他可用于指示相关信息的方式来实现,本申请对于其具体的实现方式不做限定。比如预定义可以是指协议中定义的。
本申请实施例中,所述“协议”可以指通信领域的标准协议,例如可以包括LTE协议、NR协议以及应用于未来的通信系统中的相关协议,本申请对此不做限定。
本申请实施例中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line,DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够读取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质,(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,数字通用光盘(digital video disc,DVD))或者半导体介质(例如,固态硬盘(solid state disk,SSD))等。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (25)

1.一种用于无线通信的第一节点中的方法,其特征在于,包括:
根据第一参数确定所述第一节点到服务卫星的传播时延;其中,所述第一参数包括以下至少一项信息:所述第一节点的位置信息、服务卫星的星历信息、公共定时提前TA、参数有效时间、参考信号发送时刻或卫星所在轨迹区段标识;
根据所述传播时延对第一数据的发送时刻进行提前补偿。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
在第一资源上发送第一消息,所述第一消息用于传输所述第一数据;
其中,所述第一消息为消息3或者所述第一消息的传输是基于分集时隙ALOHA机制;所述第一资源用于非地面网络NTN中的无随机接入RACH早期数据传输EDT。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,还包括:
通过定位模块确定所述第一节点的位置信息;
接收第二消息,所述第二消息包括以下至少一项信息:所述服务卫星的星历信息、所述公共TA、所述参数有效时间或漂移率;
其中,所述漂移率用于指示卫星运动引起的时间延迟变化率,所述参数有效时间与所述第一节点的移动速度相关,移动速度越大,则所述参数有效时间越短。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,还包括:
所述第一数据进行提前补偿后的发送时刻是根据第一节点的位置信息和所述第二消息确定的。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,第一节点的位置信息的确定方式包括以下至少一种:
所述第一节点的位置信息被预先写入在第一节点的内存中;
或者,所述第一节点的位置信息是所述第一节点通过其它网元获取的;
或者,所述第一节点的位置信息是所述第一节点基于第二节点发送的参考信号确定的。
6.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,根据第一参数确定传播时延,包括:
在所述第一节点不具有定位模块的条件下,接收辅助信息,所述辅助信息包括卫星轨迹信息、参考传播时延值τref、最大允许误差Δτmax、系统时间戳或参数有效时间中的至少一项;
基于所述辅助信息中的参考传播时延值τref与动态偏移δ,计算当前传播时延τest
其中,所述传播时延τest满足τest=τref+δ;|δ|≤Δτmax
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,根据所述传播时延对第一数据的发送时刻进行提前补偿,包括:
确定所述辅助信息的接收时刻Trx
根据所述第一数据的时隙时间T,提前传播时延τest发送所述第一数据;
其中,所述第一数据的发送时刻TTx满足TTx=T-τest
8.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,根据第一参数确定传播时延,包括:
接收来自第二节点的第一参考信号和第二参考信号;
根据所述第一参考信号对应的卫星位置信息和第二参考信号对应的卫星位置信息,以及第一参考信号和第二参考信号的发送时间间隔,第一参考信号和第二参考信号的接收时间差,确定所述第一节点的位置信息。
9.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,根据第一参数确定传播时延,包括:
获取区域TA映射表,所述区域TA映射表包括卫星所在轨迹区段标识和轨迹区段标识对应的TA值;
接收下行同步参考信号,所述下行同步参考信号包括当前服务卫星所在轨迹区段标识;
从所述区域TA映射表中确定所述当前服务卫星所在轨迹区段标识对应的TA值。
10.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,根据第一参数确定传播时延,包括:
接收下行同步参考信号;
根据所述下行同步参考信号的接收时刻和发送时刻,确定所述传播时延。
11.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,还包括:
在所述参数有效时间内,所述第一参数有效;
在所述参数有效时间外,所述第一参数无效,以及更新所述第一节点的位置信息和重新接收所述第二消息。
12.根据权利要求1至11任一项所述的方法,其特征在于,还包括:
根据所述第一参数计算所述第一节点与服务卫星之间的相对速度;
根据所述相对速度和上行载波标称频率,计算多普勒频偏补偿值;
根据所述多普勒频偏补偿值,对所述第一数据的上行载波频率进行调整。
13.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第一节点是多个终端设备中的之一,所述第一资源为共享资源池中任一资源组的非专用资源单元,所述共享资源池包括第一资源组、第二资源组和第三资源组;
所述第一资源组用于支持正交覆盖码OCC复用的用户;
所述第二资源组用于不支持OCC复用的用户;
所述第三资源组为保留资源组,依据实时负载确定所述第三资源组用于支持OCC复用的用户或者用于不支持OCC复用的用户。
14.一种用于无线通信的第二节点中的方法,其特征在于,包括:
至少一次发送第二消息,所述第二消息包括以下至少一项信息:服务卫星的星历信息、公共定时提前TA、参数有效时间或漂移率;所述第二消息用于第一节点确定第一节点到服务卫星的传播时延,以对第一数据的发送时刻进行提前补偿;
其中,所述漂移率用于指示卫星运动引起的时间延迟变化率,所述参数有效时间与所述第一节点的移动速度相关,移动速度越大,则所述参数有效时间越短。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,还包括:
在第一资源上接收第一消息,所述第一消息用于传输所述第一数据;
其中,所述第一消息为消息3或者所述第一消息的传输是基于分集时隙ALOHA机制;所述第一资源用于非地面网络NTN中的无随机接入RACH早期数据传输EDT。
16.根据权利要求14或15所述的方法,其特征在于,根据第一参数确定传播时延,包括:
发送第一参考信号和第二参考信号;
所述第一参考信号和第二参考信号用于第一节点根据所述第一参考信号对应的卫星位置信息和第二参考信号对应的卫星位置信息,以及第一参考信号和第二参考信号的发送时间间隔,第一参考信号和第二参考信号的接收时间差,确定所述第一节点的位置信息。
17.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述第一节点是多个终端设备中的之一,所述第一资源为共享资源池中任一资源组的非专用资源单元,所述共享资源池包括第一资源组、第二资源组和第三资源组;
所述第一资源组用于支持正交覆盖码OCC复用的用户;
所述第二资源组用于不支持OCC复用的用户;
所述第三资源组为保留资源组,依据实时负载确定所述第三资源组用于支持OCC复用的用户或者用于不支持OCC复用的用户。
18.一种通信装置,其特征在于,包括用于执行如权利要求1-13或14-17中任一项所述方法的单元或模块。
19.一种被用于无线通信的第一节点,其特征在于,包括收发器、存储器和处理器,所述存储器用于存储程序,所述处理器用于调用所述存储器中的程序,并控制所述收发器接收或发送信号,以使所述第一节点执行如权利要求1-13中任一项所述的方法。
20.一种被用于无线通信的第二节点,其特征在于,包括收发器、存储器和处理器,所述存储器用于存储程序,所述处理器用于调用所述存储器中的程序,并控制所述收发器接收或发送信号,以使所述第二节点执行如权利要求14-17中任一项所述的方法。
21.一种通信装置,其特征在于,包括至少一个处理器;和
一个或多个非暂时性计算机可读存储介质,所述一个或多个非暂时性计算机可读存储介质耦合到所述至少一个处理器并且存储有供所述至少一个处理器执行的编程指令,其中所述编程指令在被执行时使所述至少一个处理器如权利要求1-13或14-17中任一项所述的方法。
22.一种芯片,其特征在于,包括处理器,用于从存储器调用程序,使得安装有所述芯片的设备执行如权利要求1-13或14-17中任一项所述的方法。
23.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存储有程序,所述程序使得计算机执行如权利要求1-13或14-17中任一项所述的方法。
24.一种计算机程序产品,其特征在于,包括程序,所述程序使得计算机执行如权利要求1-13或14-17中任一项所述的方法。
25.一种计算机程序,其特征在于,所述计算机程序使得计算机执行如权利要求1-13或14-17中任一项所述的方法。
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