СКАЧКООБРАЗНОЕ ИЗМЕНЕНИЕ ЧАСТОТЫ ДЛЯ ПРОИЗВОЛЬНОГО ДОСТУПА Российский патент 2019 года по МПК H04B1/7143 

Настоящая заявка испрашивает приоритет в соответствии с предварительной патентной заявкой США № 62/288436, поданной 29 января 2016, и предварительной патентной заявкой США № 62/288633, поданной 29 января 2016.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Сетевое сообщество и Интернет вещей (IoT) ассоциированы с новыми требованиями к сотовым сетям, например, в отношении стоимости устройства, срока службы батареи питания и покрытия. Для снижения затрат на устройство и модуль, весьма желательным является использование системы на кристалле (SoC) с интегрированным усилителем мощности (PA). Однако современный уровень развития технологии PA позволяет реализовать мощность передачи 20-23 дБм, когда PA интегрирован в SoC. Это ограничение ограничивает ʺпокрытиеʺ восходящей линии связи, что связано с тем, насколько допустимы потери в тракте между пользовательским терминалом и базовой станцией. Чтобы максимизировать покрытие, достигаемое интегрированным PA, необходимо уменьшить откат PA. Откат PA необходим, когда сигнал связи имеет неединичное отношение пиковой к средней мощности (PAPR). Чем выше PAPR, тем больше требуемый откат PA. Более высокий откат РА также приводит к снижению эффективности РА и, следовательно, к сокращению времени автономной работы устройства. Таким образом, для беспроводных IoT и других технологий, разработка сигнала связи восходящей линии связи, который имеет как можно меньшее PAPR, является критически важным для достижения целей производительности с учетом стоимости устройства, срока службы батареи питания и покрытия.

3GPP стандартизирует технологии узкополосного IoT (NB-IoT). Имеется сильная поддержка со стороны существующей LTE эко-системы (поставщиков и операторов) для разработки существующих спецификаций LTE для включения желательных характеристик NB IoT. Однако восходящая линия связи LTE основана на модуляции множественного доступа с частотным разделением с одной несущей (SC-FDMA) для каналов данных и управления восходящей линии связи и сигнале Zadoff-Chu для случайного доступа. Ввиду, по меньшей мере частично, свойств PAPR этих сигналов, остается потребность в улучшении доступа восходящей линии связи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предложенный способ реализуется пользовательским оборудованием, выполненным с возможностью использования в системе беспроводной связи. Способ содержит этапы генерации сигнала преамбулы произвольного доступа, который содержит множество групп символов, причем каждая группа символов на одном тоне в течение отличающегося временного ресурса, в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты, который скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние в одной или более группах символов и скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на псевдослучайное частотное расстояние в одной или более других группах символов, причем каждая группа символов содержит один или более символов. Способ также содержит передачу сигнала преамбулы произвольного доступа.

В некоторых вариантах осуществления, способ содержит этап случайного выбора одного тона, на котором передается первая одна из множества групп символов, и выбора одиночных тонов, на которых соответственно передаются последующие одни из множества групп символов в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты.

Варианты осуществления также включают в себя соответствующий способ, реализуемый узлом радиосети. Способ содержит этап приема сигнала от устройства беспроводной связи (например, пользовательского оборудования). Способ дополнительно содержит этап обработки принятого сигнала в попытке обнаружения сигнала преамбулы произвольного доступа, который содержит множество групп символов, причем каждая из групп символов на одном тоне в течение отличающегося временного ресурса, в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты, который скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние в одной или более группах символов и скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на псевдослучайное частотное расстояние в одной или более других группах символов, причем каждая группа символов содержит один или более символов.

В некоторых вариантах осуществления, способ, выполняемый узлом радиосети, дополнительно содержит этап приема одного или более других сигналов от одного или более других пользовательских устройств и обработки упомянутых одного или более других сигналов в попытке обнаружения одного или более других сигналов преамбулы произвольного доступа, мультиплексированных по частоте с сигналом преамбулы произвольного доступа, в соответствии с различными шаблонами скачкообразного изменения частоты.

Варианты осуществления дополнительно включают в себя способ, реализуемый сетевым узлом в системе беспроводной связи для конфигурирования настройки пользовательского оборудования, чтобы передавать сигнал преамбулы произвольного доступа, содержащий множество групп символов, причем каждая группа символов содержит один или более символов. Способ содержит этап генерирования информации о конфигурации, указывающей один или более параметров для шаблона скачкообразного изменения частоты, в соответствии с которым пользовательское оборудование должно генерировать каждую из групп символов на одном тоне в течение отличающегося временного ресурса. Шаблон скачкообразного изменения частоты скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние в одной или более группах символов и скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на псевдослучайное частотное расстояние в одной или более других группах символов. Способ дополнительно включает в себя этап передачи информации о конфигурации в пользовательское оборудование.

В некоторых вариантах осуществления, способ, реализуемый сетевым узлом, дополнительно содержит этап конфигурирования множества различных полос частот, в которых должны передаваться сигналы преамбулы произвольного доступа для различных типов пользовательских оборудований, причем разные полосы частот имеют различные количества тонов.

Альтернативно или дополнительно для способа, реализуемого сетевым узлом, информация о конфигурации может указывать по меньшей мере один параметр, указывающий, в какой полосе пользовательское оборудование должно передавать сигнал преамбулы произвольного доступа и/или количество тонов в полосе.

В некоторых вариантах осуществления, псевдослучайное частотное расстояние является функцией:

, где

где t является индексом группы символов, причем сигнал преамбулы произвольного доступа скачкообразно изменяется на псевдослучайное частотное расстояние во всех группах T символов, причем - количество тонов, в пределах которых задается скачкообразное изменение для сигнала преамбулы произвольного доступа, и c(k) - псевдослучайная последовательность. В других вариантах осуществления, псевдослучайное частотное расстояние является функцией:

, где - количество тонов, в пределах которых задается скачкообразное изменение для сигнала преамбулы произвольного доступа, c(k) - псевдослучайная последовательность, и i=0, 1, 2,… является индексом последовательных псевдослучайных скачкообразных изменений частоты в шаблоне скачкообразного изменения частоты. В любом или обоих из этих вариантов осуществления, псевдослучайная последовательность c(k) содержит последовательность длины M_PN, где k=0, 1, …, M_PN-1 и задается следующим образом:

где N_C=1600, , и , где является идентификатором соты физического уровня.

В любом из вышеприведенных вариантов осуществления, псевдослучайное частотное расстояние может быть функцией идентификатора соты (например, идентификатора соты узкополосного физического уровня).

Альтернативно или дополнительно, фиксированное частотное расстояние может содержать частотное расстояние одного тона.

В любом из вышеприведенных вариантов осуществления, каждая группа символов в сигнале преамбулы произвольного доступа может содержать циклический префикс и два или более символов.

В некоторых вариантах осуществления, каждая группа символов в сигнале преамбулы произвольного доступа содержит циклический префикс и пять идентичных символов.

В одном или более вариантах осуществления, шаблон скачкообразного изменения частоты скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние в каждой группе символов в первом наборе из одной или более групп символов и скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на псевдослучайное частотное расстояние в каждом символе группы во втором наборе из одной или более групп символов, отличающемся от первого набора. В одном варианте осуществления, например, псевдослучайное частотное расстояние, скачкообразно изменяемое в группе символов во втором наборе, псевдослучайно выбирается из частотных расстояний-кандидатов, которые включают в себя 0, 1, … -1 кратные частотного расстояния, охватываемого одним тоном, причем является количеством тонов, в пределах которых задается скачкообразное изменение для сигнала преамбулы произвольного доступа.

В некоторых вариантах осуществления, шаблон скачкообразного изменения частоты скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние в группе символов в направлении, которое зависит от местоположения частоты группы символов.

Альтернативно или дополнительно, шаблон скачкообразного изменения частоты скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа в ширине полосы канала произвольного доступа, так что множество групп символов охватывают ширину полосы канала произвольного доступа.

В любом из вышеприведенных вариантов осуществления, каждый из различных временных ресурсов может содержать интервал групп символов множественного доступа с частотным разделением с одной несущей (SC-FDMA). Альтернативно или дополнительно, каждый из одиночных тонов, на которых генерируются группы символов, может быть поднесущей множественного доступа с частотным разделением с одной несущей (SC-FDMA).

В некоторых вариантах осуществления, пользовательское оборудование является узкополосным устройством Интернета вещей (NB-IoT).

В одном или более вариантах осуществления, сигнал преамбулы произвольного доступа передается по узкополосному физическому каналу произвольного доступа, NB-PRACH.

Варианты осуществления также включают в себя пользовательское оборудование для использования в системе беспроводной связи для передачи сигнала преамбулы произвольного доступа. Пользовательское оборудование выполнено с возможностью генерировать сигнал преамбулы произвольного доступа, который содержит множество групп символов, причем каждая группа символов на одном тоне в течение отличающегося временного ресурса в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты, который скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние в одной или более группах символов и скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на псевдослучайное частотное расстояние в одной или более других группах символов. Каждая группа символов содержит один или более символов. Пользовательское оборудование дополнительно выполнено с возможностью передавать сигнал преамбулы произвольного доступа.

Пользовательское оборудование также может быть выполнено с возможностью выполнения способа согласно любому из вышеупомянутых вариантов осуществления.

Варианты осуществления дополнительно включают в себя узел радиосети для использования в системе беспроводной связи для приема сигнала преамбулы произвольного доступа. Узел радиосети выполнен с возможностью принимать сигнал от пользовательского оборудования. Узел радиосети дополнительно выполнен с возможностью обрабатывать принятый сигнал в попытке обнаружения сигнала преамбулы произвольного доступа, который содержит множество групп символов, причем каждая из групп символов на одном тоне в течение отличающегося временного ресурса согласно шаблону скачкообразного изменения частоты, который скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние в одной или более группах символов и скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на псевдослучайное частотное расстояние в одной или более других группах символов, причем каждая группа символов содержит один или более символов.

Узел радиосети также может быть выполнен с возможностью выполнения способа согласно любому из вышеупомянутых вариантов осуществления.

Варианты осуществления также включают в себя сетевой узел для использования в системе беспроводной связи для конфигурирования пользовательского оборудования для передачи сигнала преамбулы произвольного доступа, содержащего множество групп символов, причем каждая группа символов содержит один или более символов. Сетевой узел выполнен с возможностью генерировать информацию о конфигурации, указывающую один или более параметров для шаблона скачкообразного изменения частоты, в соответствии с которым пользовательское оборудование должно генерировать каждую из групп символов на одном тоне в течение отличающегося временного ресурса, причем шаблон скачкообразного изменения частоты скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние в одной или более группах символов и скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на псевдослучайное частотное расстояние в одной или более других группах символов. Сетевой узел также выполнен с возможностью передавать информацию о конфигурации в пользовательское оборудование.

Сетевой узел также может быть выполнен с возможностью выполнения способа согласно любому из вышеупомянутых вариантов осуществления.

Варианты осуществления дополнительно включают в себя компьютерную программу, содержащую инструкции, которые, при исполнении по меньшей мере одним процессором узла, побуждают узел выполнять способ согласно любому из вышеприведенных вариантов осуществления. Варианты осуществления также включают в себя носитель, содержащий эту компьютерную программу. В этом случае, носитель может быть одним из электронного сигнала, оптического сигнала, радиосигнала или считываемого компьютером носителя данных.

В соответствии с одним или более конкретными вариантами осуществления, сигнал преамбулы произвольного доступа представляет собой сигнал, предназначенный для физического канала произвольного доступа (PRACH) NB-IoT. Новый сигнал PRACH основан на одном тоне и имеет чрезвычайно низкое PAPR и, таким образом, уменьшает потребность в откате PA в максимальной степени и максимизирует эффективность PA. Новый сигнал PRACH совместим с SC-FDMA и множественным доступом с ортогональным частотным разделением (OFDMA), как в любом интервале символов OFDM, новый сигнал PRACH выглядит как сигнал OFDM одной поднесущей. Следует отметить, что для сигнала одной поднесущей сигнал OFDM идентичен сигналу SC-FDMA. Кроме того, шаблоны скачкообразного изменения тщательно спроектированы таким образом, что (1) может выполняться точная оценка времени прихода базовой станцией, (2) частотные ресурсы могут полностью использоваться PRACH при сохранении ортогональности различных преамбул.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - блок-схема системы беспроводной связи, которая включает в себя устройство беспроводной связи и узел радиосети в соответствии с одним или более вариантами осуществления.

Фиг. 2 - блок-схема, иллюстрирующая пример шаблона скачкообразного изменения частоты в соответствии с одним или более вариантами осуществления.

Фиг. 3 - блок-схема, иллюстрирующая пример шаблона скачкообразного изменения частоты в соответствии с одним или более другими вариантами осуществления.

Фиг. 4 - блок-схема, иллюстрирующая пример мультиплексирования шаблонов скачкообразного изменения частоты в пределах 12-тоновой полосы в соответствии с одним или более вариантами осуществления.

Фиг. 5 - блок-схема, иллюстрирующая пример мультиплексирования шаблонов скачкообразного изменения частоты в пределах 12-тоновой полосы в соответствии с одним или более другими вариантами осуществления.

Фиг. 6 - линейный график, иллюстрирующий эффективность оценки времени прихода для сигналов преамбулы произвольного доступа с различными ширинами полосы передачи в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

Фиг. 7 - блок-схема, иллюстрирующая конфигурацию множества различных полос канала произвольного доступа с различным количеством тонов в соответствии с одним или более вариантами осуществления.

Фиг. 8 - блок-схема, иллюстрирующая пример мультиплексирования шаблонов скачкообразного изменения частоты в пределах 8-тоновой полосы в соответствии с одним или более вариантами осуществления.

Фиг. 9 - блок-схема, иллюстрирующая пример мультиплексирования шаблонов скачкообразного изменения частоты в пределах 8-тоновой полосы в соответствии с одним или более другими вариантами осуществления.

Фиг. 10 - диаграмма последовательности вызова, иллюстрирующая этапы процедуры произвольного доступа в соответствии с одним или более вариантами осуществления.

Фиг. 11 - временная диаграмма, иллюстрирующая передачу преамбулы произвольного доступа в соответствии с одним или более вариантами осуществления.

Фиг. 12 - блок-схема, иллюстрирующая группу символов в соответствии с одним или более вариантами осуществления.

Фиг. 13 - блок-схема, иллюстрирующая конкретный пример группы символов в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

Фиг. 14А-14В - графики, иллюстрирующие характеристики времени прихода для шаблона скачкообразного изменения частоты, который использует два расстояния скачкообразного изменения фиксированного размера.

Фиг. 14C-14D - графики, иллюстрирующие характеристику времени прихода для шаблона скачкообразного изменения частоты, который использует расстояние скачкообразного изменения фиксированного размера, а также псевдослучайное расстояние скачкообразного изменения в соответствии с одним или более вариантами осуществления.

Фиг. 15A-15F - графики, иллюстрирующие характеристику времени прихода для шаблона скачкообразного изменения частоты, который использует расстояние скачкообразного изменения фиксированного размера, а также псевдослучайное расстояние скачкообразного изменения в разных диапазонах скачкообразного изменения и для разных длин преамбул в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

Фиг. 16А - логическая блок-схема способа, выполняемого устройством беспроводной связи в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

Фиг. 16В - логическая блок-схема способа, выполняемого узлом радиосети в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

Фиг. 17А - логическая блок-схема способа, выполняемого сетевым узлом в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

Фиг. 17В - логическая блок-схема способа, выполняемого устройством беспроводной связи, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

Фиг. 18А - логическая блок-схема способа, выполняемого устройством беспроводной связи в соответствии с другими вариантами осуществления.

Фиг. 18В - логическая блок-схема способа, выполняемого узлом радиосети в соответствии с другими вариантами осуществления.

Фиг. 19А - логическая блок-схема способа, выполняемого сетевым узлом в соответствии с другими вариантами осуществления.

Фиг. 19B - логическая блок-схема способа, выполняемого устройством беспроводной связи в соответствии с другими вариантами осуществления.

Фиг. 20А - блок-схема пользовательского оборудования в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

Фиг. 20В - блок-схема пользовательского оборудования в соответствии с другими вариантами осуществления.

Фиг. 20C - блок-схема пользовательского оборудования в соответствии с другими вариантами осуществления.

Фиг. 21А - блок-схема базовой станции в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

Фиг. 21B - блок-схема базовой станции в соответствии с другими вариантами осуществления.

Фиг. 21C - блок-схема базовой станции в соответствии с другими вариантами осуществления.

Фиг. 22А - блок-схема сетевого узла в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

Фиг. 22B - блок-схема сетевого узла в соответствии с другими вариантами осуществления.

Фиг. 23А - логическая блок-схема способа, выполняемого устройством беспроводной связи в соответствии с другими вариантами осуществления.

Фиг. 23B - логическая блок-схема способа, выполняемого узлом радиосети в соответствии с другими вариантами осуществления.

Фиг. 24А - логическая блок-схема способа, выполняемого сетевым узлом в соответствии с другими вариантами осуществления.

Фиг. 24В - логическая блок-схема способа, выполняемого устройством беспроводной связи, в соответствии с другими вариантами осуществления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Фиг. 1 иллюстрирует систему 10 беспроводной связи (например, узкополосную систему IoT, NB-IoT) в соответствии с одним или более вариантами осуществления. Система 10 включает в себя узел 12 радиосети (например, eNB) и устройство 14 беспроводной связи (например, пользовательское оборудование, которое может быть устройством NB-IoT). Устройство 14 выполнено с возможностью выполнять произвольный доступ, например, для начального доступа при установлении радиолинии, для передачи запроса планирования и/или для достижения синхронизации восходящей линии связи. Независимо от конкретной цели, достигаемой этим произвольным доступом, устройство 14 генерирует сигнал 16 преамбулы произвольного доступа для передачи в узел 12 радиосети как часть произвольного доступа. Если система 10 является системой NB-IoT, например, устройство 14 может передавать сигнал преамбулы произвольного доступа по узкополосному физическому каналу произвольного доступа (NB-PRACH).

Устройство 14 в этом отношении генерирует сигнал 16 преамбулы произвольного доступа, который содержит множество групп 18 символов (например, количество L групп). Эти множество групп 18 символов показаны, например, как группы 18A, 18B … 18X, 18Y. Каждая группа 18 символов содержит один или более символов (например, циклический префикс и последовательность из пяти идентичных символов). Кроме того, устройство 14 генерирует сигнал 16 преамбулы произвольного доступа, так что каждая группа 18 символов возникает в течение отличающегося временного ресурса (например, интервала группы символов, такого как интервал символов OFDM или SC-FDMA). На фиг. 1 показано, что устройство 14 может генерировать сигнал 16 произвольного доступа таким образом путем конкатенации множества групп 18 символов во времени, например, серийным или последовательным образом без перекрытия.

Устройство 14 генерирует сигнал 16 преамбулы произвольного доступа с каждой группой 18 на одном тоне (например, поднесущей, такой как поднесущая OFDM или SC-FDMA). То есть, каждая группа 18 в течение любого заданного временного ресурса охватывает только один тон по частоте. Однако группы 18 не все на том же самом тоне. Напротив, устройство 14 генерирует сигнал 16 преамбулы произвольного доступа в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты, который скачкообразно изменяет передачу сигнала преамбулы произвольного доступа от тона к тону. То есть шаблон скачкообразного изменения частоты задает, на каком одном тоне каждая группа 18 символов будет возникать в течение своего соответствующего временного ресурса, чтобы эффективно скачкообразно изменяться на один тон, на котором группы 18 символов возникают на частоте.

Следует отметить, что, по меньшей мере в некоторых вариантах осуществления, шаблон скачкообразного изменения частоты задает то, на каком одном тоне группы 18 символов будут появляться после первой группы символов. В одном варианте осуществления, например, один тон, на котором возникает первая группа символов, выбирается случайным образом (например, из тонов в ширине полосы передачи сигнала), и отдельные тона, на которых соответственно появляются последующие одни из групп символов, выбираются в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты (т.е. регулируются им).

Отметим, что шаблон скачкообразного изменения частоты скачкообразно изменяет сигнал 16 преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние в одной или более группах 18 символов и скачкообразно изменяет сигнал 16 преамбулы произвольного доступа на одно из множества различных возможных частотных расстояний в одной или более других группах 18 символов. Шаблон может, например, скачкообразно изменять сигнал от одной из групп символов к смежной группе символов на фиксированном частотном расстоянии и скачкообразно изменять сигнал от другой из групп символов к смежной группе символов на псевдослучайном частотном расстоянии. Когда каждая группа 18 символов возникает на одном тоне в течение соответствующего временного ресурса, шаблон скачкообразного изменения частоты также может быть охарактеризован как скачкообразное изменение сигнала 16 преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние на одном или более временных ресурсах и скачкообразное изменение сигнала 16 преамбулы произвольного доступа на одно из множества различных возможных частотных расстояний на одном или более других временных ресурсах.

Как показано на фиг. 1, например, в группе 18В символов (или ее соответствующем временном ресурсе), шаблон скачкообразно изменяет сигнал 16 преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние D1, так что группа 18B символов возникает на одном тоне, который находится на фиксированном частотном расстоянии D1 от одиночного тона, на котором возникала предыдущая группа 18А символов. Это фиксированное частотное расстояние D1 иллюстрируется как частотное расстояние одного тона, так как предыдущая группа 18А символов имела место на смежном тоне. Напротив, в группе 18Y символов (или ее соответствующем временном ресурсе), шаблон скачкообразно изменяет сигнал 16 преамбулы произвольного доступа на одно из множества различных возможных частотных расстояний 20 (которые могут быть, например, псевдослучайным образом сгенерированы или выбраны), так что группа 18Y символов возникает на одном тоне, который является одним из множества различных возможных частотных расстояний 20 от одного тона, на котором имела место предыдущая группа 18Х символов. Поэтому, в некоторых вариантах осуществления, шаблон скачкообразно изменяет сигнал 16 преамбулы произвольного доступа в некоторых группах символов на фиксированное расстояние, но скачкообразно изменяет сигнал 16 преамбулы произвольного доступа в других группах символов на переменное или псевдослучайное расстояние. В любом случае, на фиг. 1 показаны эти возможные расстояния 20, как включающие в себя частотные расстояния D2, D3 и D4, хотя предусматриваются и другие примеры с двумя или более возможными расстояниями 20. Несмотря на это, фиг. 1 иллюстрирует пример того, что шаблон скачкообразного изменения скачкообразно изменяет сигнал 16 преамбулы произвольного доступа на частотное расстояние D2 в группе 18Y символов (относительно одного тона, на котором находилась группа 18Х символов). Это частотное расстояние D2 может отличаться от частотного расстояния D1, особенно если множество разных возможных частотных расстояний 20 не включают расстояние D1. В этом случае, таким образом, шаблон скачкообразно изменяет сигнал 16 преамбулы произвольного доступа на разные частотные расстояния D1, D2 в разных группах 18B, 18Y символов.

В одном или более вариантах осуществления, как указано выше, множество различных возможных частотных расстояний 20 включают в себя такие частотные расстояния 20, которые могут быть псевдослучайно выбраны или сгенерированы, например, в соответствии с заданным правилом или формулой. В этом случае, шаблон скачкообразного изменения частоты скачкообразно изменяет сигнал 16 преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние в одной или более группах 18 символов и скачкообразно изменяет сигнал 16 преамбулы произвольного доступа на псевдослучайное частотное расстояние в одной или более других группах 18 символов. Этот шаблон может, например, скачкообразно изменять сигнал 16 преамбулы произвольного доступа от одной из групп символов к смежной группе символов на фиксированное частотное расстояние и скачкообразно изменять сигнал 16 преамбулы произвольного доступа от другой группы символов к смежной группе символов на псевдослучайное частотное расстояние. Соответственно, частотное расстояние D1 на фиг. 1 может быть фиксированным частотным расстоянием, тогда как частотное расстояние D2 может быть псевдослучайным частотным расстоянием.

По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления, фиксированное частотное расстояние D1 меньше или равно порогу частотного расстояния, ассоциированному с конкретной целью. По меньшей мере одно из множества различных возможных частотных расстояний 20 больше этого порога частотного расстояния. Например, когда множество различных возможных частотных расстояний 20 являются псевдослучайными частотными расстояниями, это означает, что диапазон частотных расстояний, которые могут быть псевдослучайно выбраны или сгенерированы, включает в себя по меньшей мере одно частотное расстояние, большее порога частотного расстояния. Этот порог частотного расстояния может быть, например, расстоянием, охватываемым одним или двумя тонами.

В некоторых вариантах осуществления, например, эта цель представляет собой целевой размер соты и/или целевой диапазон оценки времени прихода, например, для целей синхронизации восходящей линии связи. В этом случае, порог частотного расстояния может быть установлен не только для достижения этой цели, но и для достижения целевой точности оценки времени.

Более конкретно, в этом отношении, разность фаз двух смежных групп принятых символов, вызванных скачкообразным изменением, подвержена неоднозначности фазы 2*Pi, что может вызвать путаницу в оценке времени прихода. Большое расстояние D скачкообразного изменения может быть выбрано в попытке избежать неоднозначности фазы 2*Pi. Но это было бы получено ценой сокращения диапазона оценки времени прихода и, в свою очередь, уменьшения размера соты, который может поддерживаться. Поэтому для поддержания конкретного размера соты можно использовать малое расстояние скачкообразного изменения частоты. Например, при размере соты 35 км и интервале поднесущей 3,75 кГц, должно быть скачкообразное изменение не более чем на один тон.

С другой стороны, разность фаз двух смежных принимаемых групп символов из-за скачкообразного изменения пропорциональна расстоянию D скачкообразного изменения. Это означает, что выбор большого расстояния D скачкообразного изменения делает наблюдаемую разность фаз более устойчивой к шуму, что, в свою очередь, помогает улучшить эффективность оценки времени прихода. Эффективно, тогда точность оценки времени обратно пропорциональна ширине полосы сигнала или ширине полосы передачи сигнала 14 преамбулы произвольного доступа. То есть, растягивание сигнала в большей ширине полосы обеспечивает лучшую точность оценки времени. Это означает, что, когда используется псевдослучайное скачкообразное изменение, чем шире диапазон псевдослучайного скачкообразного изменения, тем уже пик корреляции для оценки времени прихода, и, следовательно, точнее оценка.

Поэтому, в некоторых вариантах осуществления, достигается как целевой диапазон оценки времени прихода, так и целевая точность оценки момента времени, с использованием шаблона скачкообразного изменения частоты, который иногда скачкообразно изменяется на частотное расстояние, которое является достаточно малым для достижения целевого диапазона оценки, и который в других случаях скачкообразно изменяется на частотное расстояние, которое достаточно велико, чтобы достичь целевой точности оценки. Другими словами, используется множество частотных расстояний (т.е. множество уровней или размеров) для скачкообразного изменения частоты (например, дополнительное скачкообразное изменение используется поверх скачкообразного изменения фиксированного размера первого уровня). Вместе с тем, множество частотных расстояний используются с ограничением, что должны быть некоторые расстояния скачкообразного изменения, достаточно малые, чтобы обеспечить достаточный диапазон оценки времени прихода (что эквивалентно поддержке целевого размера соты).

Альтернативно или дополнительно, шаблон скачкообразного изменения частоты на фиг. 1 скачкообразно изменяет сигнал 16 преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние в каждой группе символов в первом наборе из одной или более групп символов и скачкообразно изменяет сигнал 16 преамбулы произвольного доступа на одно из множества различных возможных частотных расстояний в каждой группе символов во втором наборе из одной или более групп символов, отличающихся от первого набора. Первый и второй наборы в этом отношении могут чередоваться во времени и не перекрываться, причем оба набора включают в себя любую другую группу символов. Множество разных возможных частотных расстояний могут, например, псевдослучайно генерироваться или выбираться. Независимо от этого, фиксированное частотное расстояние может быть установлено для достижения заданной цели, как описано выше (например, требуемого малого частотного расстояния), тогда как множество разных возможных частотных расстояний могут быть установлены, чтобы скачкообразно изменять сигнал 16 преамбулы произвольного доступа по всей или практически всей ширине полосы сигнала (например, для повышения точности оценки времени).

В этих или других вариантах осуществления, шаблон скачкообразного изменения частоты может генерироваться как комбинация двух шаблонов скачкообразного изменения; а именно, шаблон скачкообразного изменения на фиксированное расстояние и шаблон скачкообразного изменения на множество расстояний. Шаблон скачкообразного изменения на фиксированное расстояние скачкообразно изменяет сигнал 16 преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние в каждой группе символов в первом наборе из одной или более групп символов. Шаблон скачкообразного изменения на множество расстояний скачкообразно изменяет сигнал 16 преамбулы произвольного доступа на одно из множества различных возможных частотных расстояний в каждой группе символов во втором наборе из одной или более групп символов, отличающемся от первого набора. Этот шаблон скачкообразного изменения на множество расстояний может быть псевдослучайным шаблоном скачкообразного изменения.

На фиг. 2 показан один пример, где частотное расстояние, скачкообразно изменяемое в группе символов во втором наборе, выбирается из частотных расстояний-кандидатов, которые включают в себя 0, 1,… -1 кратные частотного расстояния, охватываемого одним тоном, где - количество тонов в ширине полосы передачи сигнала преамбулы произвольного доступа и/или количество тонов, в пределах которых задается скачкообразное изменение для сигнала преамбулы 16 произвольного доступа. Фиг. 2 иллюстрирует этот пример в контексте LTE или NB-IoT, где сигнал передается по узкополосному физическому каналу произвольного доступа, NB-PRACH, при =12. Группы символов на фиг. 2 последовательно индексируются по времени посредством индекса t. Этот индекс t группы символов можно назвать индексом группы PRACH.

На фиг. 2, при каждом четном индексе t группы PRACH, т.е. 0, 2, 4, скачкообразное изменение является псевдослучайным и может быть любым значением в полосе PRACH (т.е. любым значением от 0 до 11 при =12). При каждом нечетном индексе t группы PRACH, скачкообразное изменение является скачкообразным изменением фиксированного размера (например, 1 тон) относительно тона, используемого при индексе t-1 группы PRACH. Соответственно, каждые =2n_micro тонов в полосе PRACH можно назвать поддиапазоном PRACH, где n_micro обозначает размер фиксированного скачкообразного изменения. Например, на фиг. 2, размер фиксированного скачкообразного изменения равен 1, и каждые =2 тона в полосе PRACH составляют поддиапазон PRACH. Таким образом, полоса PRACH состоит из множества различных поддиапазонов, причем каждый поддиапазон является поднабором полосы PRACH, в которой сигнал преамбулы произвольного доступа скачкообразно изменяется на фиксированное частотное расстояние. В других вариантах осуществления (не показаны), где размер фиксированного скачкообразного изменения составляет 2 тона, каждые =2*2=4 тона в полосе PRACH составляют поддиапазон PRACH. Поэтому количество тонов в полосе PRACH должно быть делимым на , чтобы полностью использовать все частотные ресурсы.

По меньшей мере, некоторые варианты осуществления полностью используют частотные ресурсы для PRACH, путем скачкообразного изменения сигнала 16 преамбулы произвольного доступа в ширине полосы PRACH, например, так что группы 18 символов охватывают ширину полосы PRACH. Согласно варианту осуществления, показанному на фиг. 2, например, скачкообразное изменение фиксированного размера при конкретном нечетном индексе группы может быть либо ʺвверхʺ, либо ʺвнизʺ, тогда как скачкообразное изменение при четном индексе является псевдослучайным. Для передачи PRACH, расположенной в поддиапазоне PRACH, если передача использует тон в нижней половине поддиапазона с четным индексом t группы, передача будет скачкообразно переходить ʺвверхʺ в индекс t+1 группы. Если передача использует тон в верхней половине поддиапазона с четным индексом t группы, передача будет скачкообразно переходить ʺвнизʺ с индексом t+1 группы. Поэтому, в этом и других вариантах осуществления, шаблон скачкообразного изменения частоты скачкообразно изменяет сигнал 16 преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние в группе символов в направлении, которое зависит от местоположения частоты группы символов.

На фиг. 3 показан другой пример, в котором вместо этого частотное расстояние, скачкообразно изменяемое в группе символов во втором наборе, выбирается из частотных расстояний-кандидатов, которые включают в себя 0, , 2,…, и - кратные частотного расстояния, охватываемого одним тоном, где представляет собой количество тонов в ширине полосы передачи сигнала преамбулы произвольного доступа, и представляет собой количество тонов в любом данном поддиапазоне. Фиг. 3 снова иллюстрирует этот пример в контексте LTE или NB-IoT, где сигнал передается через PRACH, при =12 и =2.

На фиг. 3, при каждом четном индексе группы PRACH, т.е. 0, 2, 4,…, скачкообразное изменение является псевдослучайным в поднаборе тонов в полосе PRACH. При каждом нечетном индексе t группы PRACH, скачкообразное изменение является скачкообразным изменением фиксированного размера относительно тона, используемого при индексе t-1 группы PRACH. Скачкообразное изменение фиксированного размера соответствует всегда ʺвверхʺ или всегда ʺвнизʺ. На фиг. 3 размер фиксированного скачкообразного изменения равен 1.

Отметим отличия схемы скачкообразного изменения на фиг. 3 от схемы скачкообразного изменения на фиг. 2. Псевдослучайный шаблон скачкообразного изменения на фиг. 3 основан на поддиапазоне PRACH, тогда как псевдослучайный шаблон скачкообразного изменения на фиг. 1 основан на тонах. Другими словами, возможные размеры псевдослучайного скачкообразного изменения на фиг. 2 могут быть 0, 1, 2, -1, а возможные размеры псевдослучайного скачкообразного изменения на фиг. 3 могут быть только 0, , 2,…, и -. Снова предполагается, что количество тонов в полосе PRACH делится на . Кроме того, для конкретной передачи PRACH с шаблоном скачкообразного изменения, проиллюстрированным на фиг. 3, скачкообразное изменение фиксированного размера всегда соответствует либо ʺвверхʺ, либо ʺвнизʺ во время передачи, в то время как с шаблоном скачкообразного изменения, показанным на фиг. 2, скачкообразное изменение фиксированного размера может изменяться между ʺвверхʺ и ʺвнизʺ. Эти различия можно увидеть на фиг. 2 и 3.

Поскольку каждая преамбула PRACH эффективно использует только один тон в течение любого заданного временного ресурса, различные преамбулы могут быть мультиплексированы в частотной области. Поэтому, в некоторых вариантах осуществления, узел 12 радиосети выполнен с возможностью приема одного или более других сигналов от одного или более других пользовательских оборудований и обрабатывает эти один или более других сигналов в попытке обнаружить один или более других сигналов преамбул произвольного доступа, мультиплексированных по частоте с сигналом 16 преамбулы произвольного доступа в соответствии с различными шаблонами скачкообразного изменения частоты.

Шаблоны скачкообразного изменения спроектированы в некоторых вариантах осуществления так, что частотные ресурсы могут полностью использоваться посредством PRACH. Например, на фиг. 4 показано мультиплексирование 12 шаблонов скачкообразного изменения частоты PRACH, соответствующее шаблону скачкообразного изменения, показанному на фиг. 2. Каждый шаблон заполнения (или ссылочная позиция/буква) представляет один шаблон скачкообразного изменения частоты. На фиг. 5 показано мультиплексирование 12 шаблонов скачкообразного изменения частоты PRACH, соответствующее шаблону скачкообразного изменения, показанному на фиг. 3. В общем случае, N тонов могут быть сконфигурированы для мультиплексирования N шаблонов скачкообразного изменения частоты PRACH. Каждый шаблон скачкообразного изменения PRACH использует один тон во время одного интервала группы символов OFDM, и шаблоны скачкообразного изменения в соответствии с вариантами осуществления (как показано на фиг. 4 и 5) гарантируют, что никакие два шаблона скачкообразного изменения не используют один и тот же тон во время одного и того же интервала группы символов OFDM.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, подробные формулы для шаблона скачкообразного изменения, проиллюстрированные на фиг. 2 и 4, приведены ниже.

Здесь n_start обозначает начальный индекс полосы PRACH, n_sc - относительный индекс тона в диапазоне PRACH (относительно n_start), n_micro - размер фиксированного скачкообразного изменения, - количество тонов в ширине полосы передачи сигнала преамбулы произвольного доступа, f_hop(-1)=0. Примером псевдослучайной последовательности c(k) может быть та, которая задается пунктом 7.2 в 3GPP TS 36.211 v13.0.0. В частности, псевдослучайная последовательность c(k) содержит последовательность длины М_PN, где k=0, 1,…, М_PN-1 и задается следующим образом:

где N_C=1600, , и , если желательно специфическое для соты скачкообразное изменение. является идентификатором соты физического уровня.

Поэтому, как показывает этот пример, генератор псевдослучайной последовательности может быть специфичным для соты, если необходимо. Например, псевдослучайная последовательность c(k), заданная пунктом 7.2 в 36.211, может быть инициализирована с ID соты, если необходимо.

В этом и других вариантах осуществления, в которых скачкообразное изменение является специфическим для соты, псевдослучайное скачкообразное изменение можно рассматривать как тип специфического для соты мультиплексирования с кодовым разделением (CDM). Это CDM позволяет соседним сотам использовать одни и те же частотные ресурсы для NB-PRACH. Это в свою очередь значительно увеличивает емкость (пропускную способность) NB-PRACH по сравнению с FDM NB-PRACH среди соседних сот. В частности, при ширине полосы 180 кГц и интервале поднесущей 3,75 кГц в соте может использоваться до 48 преамбул NB-PRACH.

Подробные формулы для шаблона скачкообразного изменения, проиллюстрированного на фиг. 3 и 5, приведены ниже.

Здесь n_start обозначает начальный индекс полосы PRACH, n_sc - относительный индекс тона в полосе PRACH (относительно n_start), n_micro - размер фиксированного скачкообразного изменения, - количество тонов в ширине полосы передачи сигнала преамбулы произвольного доступа, f_hop(-1)=0. Примером псевдослучайной последовательности c (k) может быть тот, который указан в пункте 7.2 в 36.211 v13.0.0, как описано выше. И, опять же, генератор псевдослучайной последовательности может быть специфическим для соты, если необходимо. Например, псевдослучайная последовательность c(k), заданная пунктом 7.2 в 36.21 1, может быть инициализирована с ID соты, если желательно.

Отметим, что приведенное выше является всего лишь двумя примерами возможных шаблонов скачкообразного изменения. Любые шаблоны скачкообразного изменения, которые используют как скачкообразное изменение фиксированного размера, так и дополнительное многоуровневое скачкообразное изменение, могут быть использованы в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения. Многоуровневое скачкообразное изменение представляет собой любое скачкообразное изменение, где размер, изменяющийся скачкообразно в любой данной группе символов (или временном ресурсе), является одним из множества разных частотных расстояний, которые заданы как возможные для этого скачкообразного изменения. Многоуровневое скачкообразное изменение может быть реализовано (без ограничения указанным), например, псевдослучайным скачкообразным изменением, как показано в приведенных выше примерах. В частности, псевдослучайное скачкообразное изменение может быть эквивалентно рассмотрено как скачкообразное изменение, где размер, скачкообразно изменяющийся в любой заданной группе символов (или временном ресурсе), может быть одним из множества предварительно определенных размеров скачкообразного изменения (которые заранее определяются указанными псевдослучайными формулами). Скачкообразное изменение фиксированного размера включает в себя скачкообразное изменение как ʺвверхʺ, так и ʺвнизʺ, что позволяет полностью использовать частотный ресурс. Скачкообразное изменение фиксированного размера гарантирует, что целевой диапазон оценки времени прихода может быть удовлетворен посредством PRACH. Дополнительное многоуровневое скачкообразное изменение (достигаемое, например, посредством псевдослучайного скачкообразного изменения) значительно улучшает точность оценки времени прихода.

Действительно, на фиг. 6 показано, что шаблоны скачкообразного изменения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления могут помочь базовой станции получить очень точную точность оценки времени прихода, даже если передача преамбулы использует только один тон 3,75 кГц за раз. На фиг. 6 в этом отношении показано это для полос PRACH, которые включают в себя различные количества тонов, включая 8-тоновую полосу PRACH 22, 12-тоновую полосу PRACH 24 и 16-тоновую полосу 26 PRACH.

В некоторых вариантах осуществления, каждая базовая станция конфигурирует одну или более полос PRACH, например, для различных типов пользовательских устройств. Количество тонов в каждой полосе может быть разным. Например, если допускается мультиплексирование с частотным разделением передач PRACH различных классов покрытия, базовая станция может конфигурировать полосы PRACH с различными значениями ширины полосы для разных классов покрытия. Большую полосу можно использовать для более длинных преамбул. Полосы PRACH соседних сот могут перекрываться или не перекрываться. В случае перекрытия, специфическое для соты псевдослучайное скачкообразное изменение может использоваться для различения преамбул в соседних сотах и/или для уменьшения межсотовых помех. Каждая полоса может быть, например, быть охарактеризована начальным индексом тона n_start и количеством тонов в ширине полосы передачи сигнала преамбулы произвольного доступа (или конечным индексом тона). Каждая полоса также может быть охарактеризована размером фиксированного скачкообразного изменения n_micro.

В любом случае, иллюстрация возможной конфигурации NB-PRACH базовой станции приведена на фиг. 7. Как показано, базовая станция конфигурирует первую полосу 1 NB-PRACH, которая включает в себя количество Х тонов, вторую полосу 2 NB-PRACH, которая включает в себя количество Y тонов и третью полосу 3 NB-PRACH, которая включает в себя количество Z тонов. Эти три полосы сконфигурированы в ширине полосы 180 кГц узкополосной несущей (например, 1 физического блока ресурсов).

Для произвольного доступа на конкурентной основе со сконфигурированными одной или более полосами NB-PRACH, устройство 14 в некоторых вариантах осуществления сначала случайным образом выбирает тон в сконфигурированном пуле частотных ресурсов PRACH, который может включать в себя одну или более полос PRACH. Устройство 14 может, например, случайным образом выбирать один тон из числа тонов, включенных в одну или более сконфигурированных полос PRACH. Устройство 14 затем передает сигнал 16 преамбулы произвольного доступа в соответствующей полосе PRACH в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты, как описано выше.

Шаблоны скачкообразного изменения здесь являются общими и применяются к любому интервалу поднесущей, любой длине преамбулы (т.е. количеству групп символов), любому размеру фиксированного скачкообразного изменения и любому количеству тонов в полосе PRACH. На фиг. 8 показан еще один пример шаблона скачкообразного изменения с 8-тоновой полосой PRACH и 2-тоновым скачкообразным изменением. Шаблон скачкообразного изменения генерируется так же, как на фиг. 4. На фиг. 9 показан еще один пример шаблона скачкообразного изменения с 8-тоновой полосой PRACH и 2-тоновым фиксированным скачкообразным изменением. Шаблон скачкообразного изменения генерируется так же, как на фиг. 5.

В соответствии с одним или более вариантами осуществления, один или более параметров конфигурации PRACH, таких как начальный индекс полосы PRACH (n_start), количество тонов в полосе PRACH () и размер фиксированного скачкообразного изменения (n_micro) сигнализируются как информация о конфигурации, например, с использованием блока системной информации (SIB) или блока основной информации (MIB) или комбинации MIB и SIB. Отметим, что некоторые из этих конфигураций могут быть фиксированными и, следовательно, не требующими сигнализации.

Следует отметить, что, хотя в приведенном выше описании основное внимание уделяется распределению ортогональных ресурсов в частотной области со скачкообразным изменением частоты, специалистам в данной области должно быть понятно, что также возможно распределение ресурсов в другом измерении. Например, во временной области, неперекрывающиеся наборы подкадров могут использоваться для задания ортогональных ресурсов PRACH; в области последовательностей, ортогональные последовательности преамбулы могут использоваться различными UE, даже когда их временные/частотные ресурсы перекрываются. Понятно, что параметры конфигурации, задающие аспекты временной области и аспекты области последовательностей, также задаются либо фиксированным образом, либо широковещательно передаются через MIB и/или SIB. Конфигурация частотной области здесь должна использоваться вместе с временной областью и областью последовательностей для полного задания конфигурации ресурсов PRACH.

Как отмечено выше, варианты осуществления произвольного доступа здесь могут быть применены к системам на основе LTE и/или системам NB-IoT. В этом контексте, в отношении существующей структуры произвольного доступа LTE, произвольный доступ служит множеству целей, таких как начальный доступ при установлении радиолинии, запрос на планирование и т.д. Среди прочих, основной целью случайного доступа является достижение синхронизации восходящей линии связи, что является важным для поддержания ортогональности восходящей линии связи в LTE. Чтобы сохранить ортогональность между различными пользовательскими устройствами (UE) в системе OFDMA или SC-FDMA, время прихода каждого сигнала UE должно находиться в пределах циклического префикса (CP) сигнала OFDMA или SC-FDMA на базовой станции.

Произвольный доступ в LTE может осуществляться на конкурентной основе или на неконкурентной основе. Процедура произвольного доступа на конкурентной основе состоит из четырех этапов, как показано на фиг. 10. Отметим, что только первый этап включает обработку физического уровня, специально предназначенную для произвольного доступа, в то время как остальные три этапа выполняют ту же обработку физического уровня, которая используется в передаче восходящей линии связи и нисходящей линии связи. Для доступа на неконкурентной основе, UE использует зарезервированные преамбулы, назначенные базовой станцией. В этом случае разрешение конфликта не требуется, и поэтому требуются только этапы 1 и 2.

Как показано на фиг. 10, на первом этапе, сигнал 16 преамбулы произвольного доступа посылается посредством UE в форме преамбулы 28 произвольного доступа по физическому каналу произвольного доступа (PRACH). Эта преамбула 28 также может упоминаться как преамбула PRACH, последовательность преамбулы PRACH или сигнал PRACH. Независимо от того, UE передает преамбулу 28 произвольного доступа во время временного сегмента произвольного доступа, проиллюстрированного на фиг. 1. Преамбула 28 произвольного доступа не занимает весь сегмент произвольного доступа, оставляя некоторое время в качестве защитного времени 30. Как обсуждалось ранее, для максимизации эффективности PA и покрытия, желательно, чтобы преамбулы PRACH были как можно ближе к постоянной огибающей. Кроме того, преамбулы PRACH должны быть спроектированы таким образом, чтобы точные оценки времени прихода могли выполняться базовыми станциями.

Базовая структура группы символов PRACH (например, группы 18 символов) в соответствии с некоторыми вариантами осуществления иллюстрируется на фиг. 12, и пример приведен на фиг. 13. Это в основном одно-тоновый (поднесущая) сигнал OFDM. В отличие от традиционного символа OFDM, где часть нециклического префикса (не-CP) состоит из одного символа, не-СР часть группы символов PRACH, может состоять из одного или более символов.

Символы в сигнале 16 преамбулы произвольного доступа могут быть одинаковыми, даже в разных группах символов. В этом случае, может быть проще гарантировать непрерывность фазы между смежными группами символов и, таким образом, поддерживать близкое к нулю отношение пиковой к средней мощности (PAPR) сигнала преамбулы. В других вариантах осуществления, напротив, символы в группе идентичны, но могут быть разными по группам символов. Это можно рассматривать как применение дополнительного уровня мультиплексирования с кодовым разделением (CDM) по группам. В этом случае не легче гарантировать непрерывность фазы между смежными группами символов, но данный вариант осуществления дополнительно рандомизирует помехи другим передачам с точки зрения системного уровня.

В других вариантах осуществления, символы в группе отличаются друг от друга, но вся группа символов повторяется по группам. Это можно рассматривать как применение дополнительного уровня CDM внутри группы. В этом случае не легче гарантировать непрерывность фазы между смежными группами символов, но данный вариант осуществления дополнительно рандомизирует помехи другим передачам с точки зрения системного уровня, хотя и в ограниченном смысле, поскольку символы изменяются только внутри группы.

В других вариантах осуществления, символы могут быть различными как внутри группы, так и по группам. Это можно рассматривать как применение дополнительного уровня CDM по символам, так что CDM применяется к каждой группе символов, чтобы сделать символы в группе по возможности различными. В этом случае не легче гарантировать непрерывность фаз между смежными группами символов, но данный вариант осуществления рандомизирует помехи другим передачам с точки зрения системного уровня в максимально возможной степени.

В другом варианте осуществления, последний символ в каждой группе символов является фиксированным. Так как циклический префикс является таким же, как и последняя часть всего последнего символа, эта структура упрощает обеспечение непрерывности фазы между смежными группами символов и, таким образом, помогает поддерживать близкое к нулю PAPR сигнала преамбулы. Если желательна дополнительная рандомизация помех (в дополнение к той, которая обеспечивается псевдослучайным скачкообразным изменением, логическим индексом тона и/или значениями последовательности, зависящими от ID соты), значения для других символов могут быть соответствующим образом выбраны.

Конкретные значения символа(ов) в группе, независимо от того, являются ли они идентичными или различными, могут в некоторых вариантах осуществления быть зависимыми от ID соты и/или логического индекса тона.

В соответствии с примером на фиг. 13, интервал поднесущей составляет 3,75 кГц. Однако варианты осуществления здесь применимы к любому интервалу поднесущей. Согласно некоторым вариантам осуществления, сигнал PRACH, состоящий из одной или более групп символов, расширен во времени. Таким образом, ряд групп символов OFDM, как показано на фиг. 12, конкатенированы для формирования преамбулы PRACH. То есть, каждая группа 18, как описано выше, может содержать то, что показано на фиг. 12 и/или 13. Но частотные позиции групп 18 символов той же преамбулы PRACH варьируются в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения, как описано выше.

Как предложено выше, тон, как используется здесь, может соответствовать поднесущей в некоторых вариантах осуществления. Тон может, например, соответствовать поднесущей OFDM или поднесущей SC-FDMA.

Некоторые варианты осуществления находят особую применимость к NB-IoT. Например, чтобы поддерживать размер соты 35 км, расстояние скачкообразного изменения фиксированного размера может быть ограничено до 1 тона. И использование дополнительных размеров скачкообразного изменения может улучшить точность оценки времени прихода. Например, может использоваться дополнительное 6-тоновое скачкообразное изменение поверх одно-тонового скачкообразного изменения. Однако значения второго скачкообразного изменения влияют на точность оценки времени прихода. Например, при увеличенном значении 2 тонового скачкообразного изменения центральная часть CDF улучшается, но хвостовая часть также повышается. Последняя проблема может быть решена, если используется оптимизированный шаблон скачкообразного изменения, как подробно описано ниже.

В противоположность использованию дополнительного скачкообразного изменения фиксированного размера поверх одно-тонового скачкообразного изменения, может оказаться более полезным и гибким использовать псевдослучайное скачкообразное изменение поверх скачкообразного изменения фиксированного размера. Логично, что псевдослучайное скачкообразное изменение может рассматриваться как тип специфического для соты CDM, если скачкообразное изменение является специфическим для соты. Преимущества использования псевдослучайного скачкообразного изменения поверх скачкообразного изменения фиксированного размера для NB-PRACH суммируются следующим образом.

Во-первых, псевдослучайное скачкообразное изменение может решить вышеуказанные проблемы с увеличенными ʺхвостамиʺ (на кривых оценок) и может обеспечить более высокую точность оценки времени прихода. В частности, точность оценки времени обратно пропорциональна ширине полосы сигнала. Однако при увеличенном значении 2 тонового скачкообразного изменения центральная часть CDF улучшается, но хвосты также увеличиваются. Это, похоже, противоречит обычному интуитивному представлению. Однако при дальнейшем рассмотрении, это явление обусловлено фиксированным значением скачкообразного изменения на втором уровне. Эта проблема может быть решена путем псевдослучайного скачкообразного изменения, как показано на фиг. 14A-D.

В частности, из-за неоднозначности сдвига фазы 2*Pi, скачкообразное изменение на более чем один тон может привести к боковым пикам при размере соты 35 км. Чем больше значение скачкообразного изменения второго уровня, тем больше боковые пики, как показано на фиг. 14А и 14В. Эти боковые пики вызывают ошибки оценки и приводят к появлению повышенных ошибочных хвостов. Напротив, псевдослучайное скачкообразное изменение решает эту проблему, как показано на фиг. 14C и 14D. Кроме того, чем шире диапазон псевдослучайного скачкообразного изменения, тем уже был бы пик корреляции (и, следовательно, потенциально более точная оценка). Это соответствует общему знанию, что сигнал с большей шириной полосы может обеспечить лучшие характеристики оценки времени.

Во-вторых, псевдослучайное скачкообразное изменение уже реализовано в LTE для других целей. Псевдослучайное скачкообразное изменение в соответствии с некоторыми вариантами осуществления здесь повторно используется для NB-IoT. Для NB-PRACH, псевдослучайное скачкообразное изменение, аналогичное скачкообразному изменению LTE PUSCH типа 2 (см. TS 36.211 (выпуск 12) и TS 36.213 (выпуск 12), может использоваться поверх скачкообразного изменения фиксированного размера (например, одного тона).

В-третьих, псевдослучайное скачкообразное изменение может уменьшить межсотовые помехи. Без псевдослучайного скачкообразного изменения, передачи NB-PRACH в одной соте могут вызывать постоянные помехи для передач NB-PRACH и/или NB-PUSCH в соседних сотах. Устойчивые помехи могут существовать даже в одной и той же соте, поскольку (i) множество внутрисотовых передач NB-PRACH в одно и то же время могут быть не полностью ортогональными, например, из-за остаточных смещений несущей частоты, и (ii) NB-PUSCH и NB-PRACH не являются ортогональными, если они мультиплексированы по частоте.

В-четвертых, псевдослучайное скачкообразное изменение может увеличить емкость NB-PRACH. Соседние соты могут конфигурировать различные частотные ресурсы для NB-PRACH. Хотя этот подход позволяет избежать межсотовых помех NB-PRACH, это может уменьшить емкость NB-PRACH. В частности, в соте может быть только 12 тонов (или, что то же самое, 12 преамбул). Отметим, что каждая сота может резервировать некоторые преамбулы для произвольного доступа на неконкурентной основе. Кроме того, если часть преамбулы типа LTE была использована для указания информации в Msg1, количество доступных преамбул станет еще более ограниченным в каждой секционированной группе. Объединяя их вместе, NB-PRACH может стать узким местом системы NB-IoT, если его ресурс не будет тщательно рассчитан.

Как упоминалось ранее, псевдослучайное скачкообразное изменение можно рассматривать как тип специфического для соты CDM. Это CDM позволяет соседним сотам использовать одни и те же частотные ресурсы для NB-PRACH. Это значительно увеличивает емкость NB-PRACH по сравнению с FDM NB-PRACH среди соседних сот. В частности, при ширине полосы 180 кГц и интервале поднесущей 3,75 кГц, в соте можно использовать до 48 преамбул NB-PRACH.

В-пятых, псевдослучайное скачкообразное изменение обладает большей гибкостью скачкообразного изменения и большей прямой совместимостью. Действительно, двухуровневое скачкообразное изменение с двумя фиксированными размерами скачкообразного изменения может наложить некоторое ограничение на возможную конфигурацию ресурса NB-PRACH. В частности, двухуровневое скачкообразное изменение всегда требует, чтобы полоса NB-PRACH имела 12 тонов, что не является гибким.

В противоположность двухуровневому скачкообразному изменению с двумя фиксированными размерами скачкообразного изменения, псевдослучайное скачкообразное изменение по существу использует множество значений скачкообразного изменения и является более гибким. Например, сота может конфигурировать различные ширины полосы NB-PRACH. Передача NB-PRACH с одноуровневым фиксированным скачкообразным изменением плюс дополнительное псевдослучайное скачкообразное изменение может быть легко масштабирована по мере увеличения ширины полосы. Если используется двухуровневое скачкообразное изменение фиксированного размера, может потребоваться задать несколько различных значений скачкообразного изменения.

Более того, скачкообразное изменение частоты, скорее всего, станет признаком NB-IoT в будущем, особенно когда конфигурируется множество NB-IoT PRB. Использование псевдослучайного скачкообразного изменения обладает большей прямой совместимостью. Если используется двухуровневое скачкообразное изменение фиксированного размера, в будущем могут потребоваться дополнительные размеры скачкообразного изменения, когда доступно больше NB-IoT PRB.

В некоторых вариантах осуществления, длина преамбулы должна быть достаточно длинной, чтобы помочь базовой станции накапливать достаточную энергию для достижения удовлетворительной производительности, включая, например, высокую частоту обнаружения, низкую частоту ложных тревог и хорошую точность оценки времени. Следовательно, в зависимости от цели покрытия, длина преамбулы может быть выбрана соответствующим образом. Множество длин в этом отношении может быть задано, если для всех классов покрытия используется PRACH с однотоновым скачкообразным изменением частоты.

Следует отметить, что в вариантах осуществления, которые используют псевдослучайное скачкообразное изменение, диапазон псевдослучайного скачкообразного изменения может быть в некоторой степени связан с длиной преамбулы. В частности, если длина преамбулы коротка, но диапазон псевдослучайного скачкообразного изменения большой, может возникнуть много корреляционных боковых пиков. Это проиллюстрировано на фиг. 15A-15F. Действительно, как показано на фиг. 15А-15С, более короткие преамбулы для пользователей с MCL 144 дБ приводят к более существенным корреляционным боковым пикам для больших диапазонов псевдослучайного скачкообразного изменения. Напротив, как показано на фиг. 15D-15F, более длинные преамбулы для пользователей с MCL 164 дБ приводят к менее значительным корреляционным боковым пикам, чем на фиг. 15A-15C, даже для тех же диапазонов псевдослучайного скачкообразного изменения. Это означает, что более длинные длины преамбулы могут допускать большие диапазоны псевдослучайного скачкообразного изменения. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления, различные диапазоны псевдослучайного скачкообразного изменения используются для разных длин преамбул (например, большой диапазон для большой длины преамбулы и короткий диапазон для малой длины преамбулы).

В некоторых вариантах осуществления, eNB может иметь возможность конфигурировать следующие параметры одно-тонового скачкообразного изменения частоты NB-PRACH: информацию о временном ресурсе, которая информирует UE, ʺкогда отправлятьʺ, информацию о последовательности преамбулы, которая предписывает UE, ʺчто отправлятьʺ, и информацию о частотном ресурсе, которая предписывает UE, ʺкуда отправлятьʺ. Следовательно, в некоторых вариантах осуществления, пользовательские интерфейсы NB-IoT UE могут иметь следующие знания для отправки преамбулы NB-PRACH с одно-тоновым скачкообразным изменением частоты: возможные времена запуска возможностей NB-PRACH, значения последовательности преамбулы, начальные индексы одной или более полос NB-PRACH, длину CP, количество символов на группу, количество групп, размер микро-скачкообразного изменения и/или диапазон псевдослучайного скачкообразного изменения. Эта информация может сигнализироваться с использованием блока системной информации (SIB) или блока основной информации (MIB) или комбинации SIB и MIB. Некоторые из этих конфигураций могут быть фиксированными и, следовательно, не требуют сигнализации.

Например, набор параметров конфигурации проектирования может быть сведен в таблицу 1, приведенную ниже:

Размер
соты
(км) MCL
(дБ) Интервал
поднесущей Тср Кол-во
символов
на группу Кол-во
групп Шаблон
скачкообразного
изменения Диапазон
псевдо-
случайного
скачко-
образного
изменения 35 144 3,75 266,7 5 8 1-тоновое микро-
скачкообразное
изменение+
псевдослучайное скачкообразное
изменение {8,12,16}
тонов 154 3,75 266,7 5 24 1-тоновое микро-
скачкообразное
изменение+
псевдослучайное скачкообразное
изменение {8,12,16}
тонов 164 3,75 266,7 5 120 1-тоновое микро-
скачкообразное
изменение+
псевдослучайное скачкообразное
изменение {8,12,16}
тонов 8 144 3,75 66,7 5 8 {1 или 4}
тоновое микро-
скачкообразное
изменение+
псевдослучайное скачкообразное
изменение {8,12,16}
тонов
См.
замечание
1 154 3,75 66,7 5 24 {1 или 4}
тоновое микро-
скачкообразное
изменение+
псевдослучайное скачкообразное
изменение {8,12,16}
тонов 164 3,75 66,7 5 120 {1 или 4}
тоновое микро-
скачкообразное
изменение+
псевдослучайное скачкообразное
изменение {8,12,16}
тонов Замечание 1: Возможные диапазоны скачкообразного изменения связаны с размером используемого микро-скачкообразного изменения.

Несмотря на конкретную применимость к NB-IoT в некоторых примерах, должно быть понятно, что методы могут применяться к другим беспроводным сетям, включая eMTC, а также к преемникам E-UTRAN. Таким образом, ссылки на сигналы, использующие терминологию из стандартов 3GPP для LTE, следует понимать в более общем плане применительно к сигналам, имеющим сходные характеристики и/или цели, в других сетях.

Радиоузел в данном документе представляет собой любой тип узла (например, базовую станцию или устройство беспроводной связи), способную осуществлять связь с другим узлом по радиосигналам. Узел 12 радиосети представляет собой любой тип радиоузла, который способен и/или выполнен с возможностью работы в сети беспроводной связи, такого как базовая станция. Сетевым узлом является любой тип узла, способный и/или выполнены с возможностью работы в сети беспроводной связи, будь то сеть радиодоступа или базовая сеть сети беспроводной связи. Устройство 14 беспроводной связи представляет собой любой тип радиоузла, способного осуществлять связь с узлом радиосети по радиосигналам. Таким образом, устройство 14 беспроводной связи может относиться к устройству межмашинной (M2M) связи, устройству связи машинного типа (MTC), устройству NB-IoT и т.д. Устройство беспроводной связи также может упоминаться как пользовательское оборудование, радиоустройство, устройство радиосвязи, беспроводной терминал или просто терминал - если контекст не указывает иное, использование любого из этих терминов предназначено для включения межмашинных UE или устройств, устройств машинного типа или устройств, способных к осуществлению межмашинной связи, датчиков, оснащенных устройством беспроводной связи, настольных компьютеров с поддержкой беспроводной связи, мобильных терминалов, смартфонов, встроенного в лэптоп оборудования (LEE), установленного на лэптопе оборудования (LME), USB-ключей, беспроводного оборудования в помещении пользователя (CPE) и т.д. В обсуждении здесь также могут использоваться такие термины, как межмашинное (M2M) устройство, устройство связи машинного типа (MTC), беспроводной датчик и датчик. Следует понимать, что эти устройства могут представлять собой UE.

В сценарии IOT, устройство 14 беспроводной связи, как описано здесь, может представлять собой или может содержаться в машине или устройстве, которое осуществляет мониторинг или измерения и передает результаты таких мониторинговых измерений другому устройству или сети. Конкретными примерами таких машин являются измерители мощности, промышленное оборудование или домашние или персональные приборы, например холодильники, телевизоры, персональные носимые вещи, такие как часы и т.д. В других сценариях, устройство беспроводной связи, как описано здесь, может быть включено в транспортное средство и может выполнять мониторинг и/или сообщение о рабочем состоянии транспортного средства или других функциях, ассоциированных с транспортным средством.

Кроме того, в контексте NB-IoT, может случиться, что для поддержки более низких затрат на производство для устройств NB-IOT, ширина полосы передачи сокращается до одного физического блока ресурсов (PRB) размером 180 кГц. Поддерживаются как дуплексный режим с частотным разделением (FDD), так и TDD. Для FDD (т.е. передатчик и приемник работают на разных несущих частотах) в UE должен поддерживаться только полудуплексный режим. Более низкая сложность устройств (например, только один приемопередающий тракт) означает, что для нормального покрытия может потребоваться малое количество повторений. Кроме того, для снижения сложности UE, рабочее предположение может состоять в том, чтобы выполнять планирование по подкадрам. То есть, передача сначала планируется на расширенном физическом канале управления DL (E-PDCCH так известном как M-EPDCCH), а затем первая передача фактических данных на физическом совместно используемом канале DL (PDSCH) выполняется после окончательной передачи M-EPDCCH.

Один или более вариантов осуществления здесь, таким образом, обычно включают в себя использование одного сигнала поднесущей в любом интервале группы символов OFDM или SC-FDMA для произвольного доступа. В разных символьных интервалах OFDM или SC-FDMA может использоваться различная поднесущая (частоты). Это можно рассматривать как ʺскачкообразное изменение частотыʺ. Шаблоны скачкообразного изменения состоят из скачкообразного изменения фиксированного размера и дополнительного многоуровневого скачкообразного изменения. Скачкообразное изменение фиксированного размера включает в себя скачкообразное изменение как ʺвверхʺ, так и ʺвнизʺ, чтобы полностью использовать частотный ресурс. Скачкообразное изменение фиксированного размера гарантирует, что целевой диапазон оценки времени прихода может быть удовлетворен посредством PRACH. Размеры многоуровневого скачкообразного изменения могут быть реализованы, например, псевдослучайным скачкообразным изменением, которое может рассматриваться как скачкообразное изменение различных размеров, которое предварительно определено. Дополнительное многоуровневое скачкообразное изменение значительно улучшает точность оценки времени прихода. Могут быть разработаны шаблоны ортогонального скачкообразного изменения частоты между различными преамбулами PRACH.

Поскольку новый сигнал PRACH достигает близкого к 0 дБ PAPR, он в наибольшей степени снижает необходимость отката PA и максимизирует эффективность PA. Таким образом, он максимизирует покрытие PRACH и эффективность батареи питания. Новый сигнал PRACH совместим с SC-FDMA и множественным доступом с ортогональным частотным разделением (OFDMA). Таким образом, его можно легко реализовать с использованием существующего генератора сигналов SC-FDMA или OFDMA. Это снижает затраты на разработку и время выхода на рынок. Кроме того, шаблоны скачкообразного изменения тщательно разработаны, так что (1) может быть выполнена точная оценка времени прихода базовой станцией, (2) частотные ресурсы могут полностью использоваться посредством PRACH при сохранении ортогональности разных преамбул. Точная оценка времени прихода очень важна, если в PUSCH NB-IoT используется короткий CP (например, 4.7 мкс в LTE).

Ввиду различных модификаций и вариантов, описанных выше, специалистам в данной области техники будет понятно, что устройство 14 беспроводной связи (например, пользовательское оборудование) здесь может выполнять обработку 100, показанную на фиг. 16А, для передачи сигнала преамбулы произвольного доступа. Эта обработка 100 содержит генерацию сигнала преамбулы произвольного доступа, который содержит множество групп символов, причем каждая группа символов на одном тоне в течение отличающегося временного ресурса, в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты, который скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние в одной или более группах символов и скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на псевдослучайное частотное расстояние в одной или более других группах символов (блок 110). Каждая группа символов содержит один или более символов. Обработка 100 дополнительно влечет за собой передачу сигнала преамбулы произвольного доступа (блок 120).

Специалистам в данной области техники также будет понятно, что узел 12 радиосети может выполнять обработку 200, показанную на фиг. 16B, для приема сигнала преамбулы произвольного доступа. Обработка 200 содержит прием сигнала от устройства беспроводной связи (например, пользовательского оборудования) (блок 210). Обработка 200 также включает в себя обработку принятого сигнала в попытке обнаружения сигнала преамбулы произвольного доступа, который содержит множество групп символов, каждая из групп символов на одном тоне в течение отличающегося временного ресурса, в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты, который скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние в одной или более группах символов и скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на псевдослучайное частотное расстояние в одной или более других группах символов (блок 220). Каждая группа символов содержит один или более символов.

Кроме того, узел 12 радиосети может выполнять обработку 300, показанную на фиг. 17A, для конфигурирования устройства беспроводной связи (например, пользовательского оборудования) для передачи сигнала преамбулы произвольного доступа, содержащего множество групп символов, причем каждая группа символов содержит один или более символов. Обработка 300 содержит генерирование информации о конфигурации, указывающей один или более параметров для шаблона скачкообразного изменения частоты, в соответствии с которым устройство беспроводной связи должно генерировать каждую из групп символов на одном тоне в течение отличающегося временного ресурса, причем шаблон скачкообразного изменения частоты скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние в одной или более группах символов и скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на псевдослучайное частотное расстояние в одной или более других группах символов (блок 310). Обработка 300 также содержит передачу информации о конфигурации в устройство беспроводной связи (блок 320).

Устройство 14 беспроводной связи может соответственно выполнять обработку 400 на фиг. 17В. Обработка 400 включает в себя прием информации о конфигурации, указывающей один или более параметров для шаблона скачкообразного изменения частоты, в соответствии с которым устройство беспроводной связи должно генерировать каждую из групп символов на одном тоне в течение отличающегося временного ресурса, причем шаблон скачкообразного изменения частоты скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние в одной или более группах символов и скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на псевдослучайное частотное расстояние в одной или более других группах символов (блок 410). Обработка 400 также включает в себя конфигурирование устройства 14, чтобы генерировать сигнал преамбулы произвольного доступа в соответствии с принятой информацией о конфигурации (блок 420).

В других вариантах осуществления, пользовательское оборудование 14 (или, в более общем плане, устройство беспроводной связи) здесь может выполнять обработку 500, показанную на фиг. 18A, для передачи сигнала преамбулы произвольного доступа. Эта обработка 500 содержит генерацию сигнала преамбулы произвольного доступа, который содержит множество групп символов, причем каждая группа символов на одном тоне в течение отличающегося временного ресурса, в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты, который скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа по меньшей мере от одной из групп символов к смежной группе символов на фиксированное частотное расстояние и дополнительно скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа по меньшей мере от одной из групп символов к смежной группе символов на псевдослучайное частотное расстояние (блок 510). Каждая группа символов содержит один или более символов. Обработка 500 дополнительно влечет за собой передачу сигнала преамбулы произвольного доступа (блок 520).

Специалистам в данной области техники также будет понятно, что, в других вариантах осуществления, базовая станция 12 (или, в более общем плане, узел радиосети) может выполнять обработку 600, показанную на фиг. 18В, для приема сигнала преамбулы произвольного доступа. Обработка 600 содержит прием сигнала от пользовательского оборудования (блок 610). Обработка 600 также включает в себя обработку принятого сигнала в попытке обнаружения сигнала преамбулы произвольного доступа, который содержит множество групп символов, каждая из групп символов на одном тоне в течение отличающегося временного ресурса, в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты, который скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа по меньшей мере от одной из групп символов к смежной группе символов на фиксированное частотное расстояние и дополнительно скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа по меньшей мере от одной из групп символов к смежной группе символов на псевдослучайное частотное расстояние (блок 620). Каждая группа символов содержит один или более символов.

В других дополнительных вариантах осуществления, базовая станция 12 (или, в более общем плане, узел радиосети) может выполнять обработку 700, показанную на фиг. 19A, для конфигурирования пользовательского оборудования для передачи сигнала преамбулы произвольного доступа, содержащего множество групп символов, причем каждая группа символов содержит один или более символов. Обработка 700 включает в себя генерирование информации о конфигурации, указывающей один или более параметров для шаблона скачкообразного изменения частоты, в соответствии с которым устройство беспроводной связи должно генерировать каждую из групп символов на одном тоне в течение отличающегося временного ресурса, причем шаблон скачкообразного изменения частоты скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа от по меньшей мере одной из групп символов к смежной группе символов на фиксированное частотное расстояние и дополнительно скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа по меньшей мере от одной из групп символов к смежной группе символов на псевдослучайное частотное расстояние (блок 710). Обработка 700 также содержит передачу информации о конфигурации в пользовательское оборудование (блок 720).

Пользовательское оборудование 14 может соответственно выполнять обработку 800 согласно фиг. 19B в других вариантах осуществления. Обработка 800 включает в себя прием информации о конфигурации, указывающей один или более параметров для шаблона скачкообразного изменения частоты, в соответствии с которым пользовательское оборудование 14 должно генерировать каждую из групп символов на одном тоне в течение отличающегося временного ресурса, причем шаблон скачкообразного изменения частоты скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа по меньшей мере от одной из групп символов к смежной группе символов на фиксированное частотное расстояние и дополнительно скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа по меньшей мере от одной из групп символов к смежной группе символов на псевдослучайное частотное расстояние (блок 810). Обработка 800 также включает в себя конфигурирование пользовательского оборудования 14 для генерирования сигнала преамбулы произвольного доступа в соответствии с принятой информацией о конфигурации (блок 820).

Следует отметить, что устройство 14 беспроводной связи (например, пользовательское оборудование), как описано выше, может выполнять обработку здесь посредством реализации любых функциональных средств или блоков. В одном варианте осуществления, например, устройство 14 беспроводной связи содержит соответствующие схемы или схемы, выполненные с возможностью выполнять этапы, показанные на фиг. 16А, 17А, 18А и/или 19В. Эти схемы или компоновка схем в этом отношении могут содержать схемы, предназначенные для выполнения конкретной функциональной обработки, и/или один или более микропроцессоров в комбинации с памятью. В вариантах осуществления, которые используют память, которая может содержать один или несколько типов памяти, таких как постоянная память (ROM), память с произвольным доступом, кэш-память, устройства флэш-памяти, оптические устройства памяти и т.д., память хранит программный код, который, при исполнении одним или более процессорами, выполняет описанные здесь методы.

На фиг. 20А показаны дополнительные детали пользовательского оборудования 14 (или, в более общем плане, устройства беспроводной связи) в соответствии с одним или более вариантами осуществления. Как показано, пользовательское оборудование 14 включает в себя схему 920 обработки и радиосхему 910. Радиосхема 910 выполнена с возможностью передачи через одну или более антенн 940. Схема 920 обработки выполнена с возможностью выполнения обработки, описанной выше, например, на фиг. 16А, 17В, 18А и/или 19В, например, посредством исполнения инструкций, хранящихся в памяти 930. Схема 920 обработки в этом отношении может реализовывать конкретные функциональные средства или блоки.

На фиг. 20В показано пользовательское оборудование 14 (или, в более общем плане, устройство беспроводной связи), которое в соответствии с другими вариантами осуществления реализует различные функциональные средства или блоки, например, посредством схемы 920 обработки на фиг. 20А. Как показано, эти функциональные средства или устройства, например, для реализации способа согласно фиг. 16А, включают в себя, например, модуль или блок 950 генерации для генерирования сигнала преамбулы произвольного доступа, который содержит множество групп символов, причем каждая группа символов на одном тоне в течение отличающегося временного ресурса, в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты, который скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние в одной или более группах символов и скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на псевдослучайное частотное расстояние в одной или более других группах символов, причем каждая группа символов содержит один или более символов. Пользовательское оборудование 14 также включает в себя модуль или блок 960 передачи для передачи сигнала преамбулы произвольного доступа.

Дополнительные детали пользовательского оборудования 14 показаны на фиг. 20С. Как показано в 20C, примерное пользовательское оборудование 14 включает в себя антенну 970, радиосхему (например, схему радиочастотного каскада) 972, схему 974 обработки, и пользовательское оборудование 14 также может включать в себя память 982. Память 982 может быть отдельной от схемы 974 обработки или интегральной частью схемы 974 обработки. Антенна 970 может включать в себя одну или более антенн или антенных решеток и выполнена с возможностью отправки и/или приема беспроводных сигналов и соединена с радиосхемой (например, схемой радиочастотного каскада) 972. В некоторых альтернативных вариантах осуществления, пользовательское оборудование 14 может не включать в себя антенну 970, и антенна 970 может быть отдельной от пользовательского оборудования 14 и может соединяться с пользовательским оборудованием 14 через интерфейс или порт.

Радиосхема (например, схема радиочастотного каскада) 972 может содержать различные фильтры и усилители, соединена с антенной 970 и схемой 974 обработки и выполнена с возможностью преобразования сигналов, передаваемых между антенной 970 и схемой 974 обработки. В некоторых альтернативных вариантах осуществления, пользовательское оборудование 14 может не включать в себя радиосхему (например, схему радиочастотного каскада) 972, а схема 974 обработки может быть подключена к антенне 970 без схемы 972 радиочастотного каскада 972.

Схема 974 обработки может включать в себя одну или более из схемы 976 радиочастотного (RF) приемопередатчика, схемы 978 обработки основной полосы и схемы 980 обработки приложения. В некоторых вариантах осуществления, схема 976 RF приемопередатчика, схема 978 обработки основной полосы и схема 980 обработки приложения могут быть на отдельных чипсетах. В альтернативных вариантах осуществления, часть или все из схемы 978 обработки основной полосы и схемы 980 обработки приложения могут быть объединены в один чипсет, и схема 976 RF приемопередатчика может находиться на отдельном чипсете. В альтернативных вариантах осуществления, часть или все из схемы 976 RF приемопередатчика и схемы 978 обработки основной полосы могут находиться на одном и том же чипсете, и схема 980 обработки приложения может находиться на отдельном чипсете. В других альтернативных вариантах осуществления, часть или все из схемы 976 RF приемопередатчика, схемы 978 обработки основной полосы и схемы 980 обработки приложения могут быть объединены в один и тот же чипсет. Схема 974 обработки может включать в себя, например, один или более центральных процессоров (CPU), один или более микропроцессоров, одну или более специализированных интегральных схем (ASIC) и/или одну или более программируемых пользователем вентильных матриц (FPGA).

Пользовательское оборудование 14 может включать в себя источник питания 984. Источником питания 984 может быть батарея или другая схема электропитания, а также схема управления мощностью. Схема источника питания может получать мощность от внешнего источника. Батарея, другая схема источника питания и/или схема управления мощностью подключены к радиосхеме (например, схеме радиочастотного каскада) 972, схеме 974 обработки и/или памяти 982. Источник питания 984, батарея, схема источника питания и/или схема управления мощностью выполнены с возможностью питания пользовательского оборудования 14, включая схему 974 обработки, мощностью для выполнения функциональности, описанной здесь.

Также отметим, что узел 12 радиосети, как описано выше, может выполнять обработку здесь посредством реализации любых функциональных средств или блоков. В одном варианте осуществления, например, узел 12 радиосети содержит соответствующие схемы или компоновку схем, выполненные с возможностью выполнять этапы, показанные на фиг. 16B, 17A, 18B и/или 19A. Эти схемы или компоновка схем в этом отношении могут содержать схемы, предназначенные для выполнения конкретной функциональной обработки, и/или один или более микропроцессоров в сочетании с памятью. В вариантах осуществления, которые используют память, которая может содержать один или несколько типов памяти, таких как постоянная память (ROM), память с произвольным доступом, кэш-память, устройства флэш-памяти, оптические устройства памяти и т.д., память хранит программный код, который, при исполнении одним или более процессорами, выполняет описанные здесь методы.

На фиг. 21А показаны дополнительные детали узла 12 радиосети (например, базовой станции) в соответствии с одним или более вариантами осуществления. Как показано, узел 12 радиосети включает в себя схему 1020 обработки и радиосхему 1010. Радиосхема 1010 выполнена с возможностью передачи через одну или более антенн 1040. Схема 1020 обработки выполнена с возможностью выполнения обработки, описанной выше, например, согласно фиг. 16В, 17A, 18B и/или 19A, например, посредством исполнения инструкций, хранящихся в памяти 1030. Схема 1020 обработки в этом отношении может реализовывать конкретные функциональные средства или блоки.

На фиг. 21В показан узел 12 радиосети (например, базовая станция), который согласно другим вариантам осуществления реализует различные функциональные средства или блоки, например, через схему 1020 обработки согласно фиг. 21А. Эти функциональные средства или устройства, например, для реализации способа согласно фиг. 16В, включают в себя, например, модуль или блок 1050 приема для приема сигнала от пользовательского оборудования. Кроме того, включен модуль обработки или блок 1060 обработки для обработки принятого сигнала в попытке обнаружить сигнал преамбулы произвольного доступа, который содержит множество групп символов, причем каждая из групп символов на одном тоне в течение отличающегося временного ресурса, в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты, который скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние в одной или более группах символов и скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на псевдослучайное частотное расстояние в одной или более других группах символов, причем каждая группа символов содержит один или более символов.

Дополнительные подробности узла 12 радиосети показаны на фиг. 21C. Как показано на фиг. 21C, примерный узел 12 радиосети включает в себя антенну 1070, радиосхему (например, схему радиочастотного каскада) 1072, схему 1074 обработки, и узел 12 радиосети также может включать в себя память 1082. Память 1082 может быть отдельной от схемы 1074 обработки или интегральной частью схемы 1074 обработки. Антенна 1070 может включать в себя одну или более антенн или антенных решеток и выполнена с возможностью отправки и/или приема беспроводных сигналов и соединена с радиосхемой (например, схемой радиочастотного каскада) 1072. В некоторых альтернативных вариантах осуществления, узел 12 радиосети может не включать в себя антенну 1070, и антенна 1070 может вместо этого быть отдельной от узла 12 радиосети и может соединяться с узлом 12 радиосети через интерфейс или порт.

Радиосхема (например, схема радиочастотного каскада) 1072 может содержать различные фильтры и усилители, соединена с антенной 1070 и схемой 1074 обработки и выполнена с возможностью преобразования сигналов, передаваемых между антенной 1070 и схемой 1074 обработки. В некоторых альтернативных вариантах осуществления, узел 12 радиосети может не включать в себя радиосхему (например, схему радиочастотного каскада) 1072, а схема 1074 обработки вместо этого может быть соединена с антенной 1070 без схемы 1072 радиочастотного каскада.

Схема 1074 обработки может включать в себя одну или более схем 1076 радиочастотного (RF) приемопередатчика, схему 1078 обработки основной полосы и схему 1080 обработки приложения. В некоторых вариантах осуществления, схема 1076 RF приемопередатчика, схема 1078 обработки основной полосы и схема 1080 обработки приложения могут быть на отдельных чипсетах. В альтернативных вариантах осуществления, часть или все из схемы 1078 обработки основной полосы и схемы 1080 обработки приложения могут быть объединены в один чипсет, и схема 1076 RF приемопередатчика может быть на отдельном чипсете. В альтернативных вариантах осуществления, часть или все из схемы 1076 RF приемопередатчика и схемы 1078 обработки основной полосы могут находиться на одном и том же чипсете, и схема 1080 обработки приложения может быть на отдельном чипсете. В других альтернативных вариантах осуществления, часть или все из схемы 1076 RF приемопередатчика, схемы 1078 обработки основной полосы и схемы 1080 обработки приложения могут быть объединены в один и тот же чипсет. Схема 1074 обработки может включать в себя, например, один или более центральных процессоров (CPU), один или более микропроцессоров, одну или более специализированных интегральных схем (ASIC) и/или одну или более программируемых вентильных матриц (FPGA).

Узел 12 радиосети может включать в себя источник 1084 питания. Источник 1084 питания может быть батареей или другой схемой источника питания, а также схемой управления питанием. Схема источника питания может получать питание от внешнего источника. Батарея, другая схема источника питания и/или схема управления питанием соединены с радиосхемой (например, схемой радиочастотного каскада) 1072, схемой 1074 обработки и/или памятью 1082. Источник 1084 питания, батарея, схема источника питания и/или схема управления питанием выполнены с возможностью питания узла радиосети 12, включая схему 1074 обработки, мощностью для выполнения функциональности, описанной здесь.

Специалистам в данной области техники будет понятно, что альтернативные модули, блоки или другие средства могут быть включены в пользовательское оборудование 14 и/или узел 12 радиосети для выполнения способов, показанных на фиг. 16А-19В.

На фиг. 22А показаны дополнительные детали сетевого узла 1100А (например, базовой станции или узла базовой сети) в соответствии с одним или более вариантами осуществления. Как показано, сетевой узел 1100А включает в себя схему 1120 обработки и схему 1110 связи. Схема 110 связи может быть выполнена с возможностью передачи через одну или более антенн 140, например, в вариантах осуществления, где схема 1110 связи содержит радиосхему. Схема 1120 обработки выполнена с возможностью выполнения обработки, описанной выше, например, на фиг. 17A и/или 19A, например, путем исполнения инструкций, хранящихся в памяти 1130. Схема 1120 обработки в этом отношении может реализовывать конкретные функциональные средства или блоки.

На фиг. 22B показан сетевой узел 1100B, который в соответствии с другими вариантами осуществления реализует различные функциональные средства или блоки, например, через схему 1120 обработки на фиг. 22A. Эти функциональные средства или блоки, например, для реализации способа на фиг. 17A, включают в себя, например, модуль или блок 1150 генерации для генерирования информации о конфигурации, указывающей один или более параметров для шаблона скачкообразного изменения частоты, в соответствии с которым пользовательское оборудование 14 должно генерировать каждую группу символов на одном тоне в течение отличающегося временного ресурса, причем шаблон скачкообразного изменения частоты скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на псевдослучайное частотное расстояние в одной или более других группах символов. Также включен модуль или блок 1160 передачи для передачи информации о конфигурации к пользовательскому оборудованию 14.

Специалистам в данной области техники также должно быть понятно, что варианты осуществления здесь дополнительно включают соответствующие компьютерные программы.

Компьютерная программа содержит инструкции, которые, при исполнении по меньшей мере одним процессором узла приводят к тому, что узел выполняет любую из соответствующей обработки, описанной выше. Компьютерная программа в этом отношении может содержать один или более модулей кода, соответствующих указанным выше средствам или блокам.

Варианты осуществления дополнительно включают в себя носитель, содержащий такую компьютерную программу. Этот носитель может содержать одно из электронного сигнала, оптического сигнала, радиосигнала или считываемого компьютером носителя данных.

В этом отношении, варианты осуществления здесь также включают в себя компьютерный программный продукт, хранящийся на долговременном считываемом компьютером носителе (хранения или записи) и содержащий инструкции, которые, при исполнении процессором (передающего или принимающего) радиоузла побуждают радиоузел работать, как описано выше.

Варианты осуществления дополнительно включают в себя компьютерный программный продукт, содержащий части программного кода для выполнения этапов любого из вариантов осуществления настоящего изобретения, когда компьютерный программный продукт исполняется вычислительным устройством. Этот компьютерный программный продукт может храниться на считываемом компьютером носителе записи.

Другие варианты осуществления настоящего изобретения включают следующие перечисленные варианты осуществления.

Как показано на фиг. 23А, первый перечисленный вариант осуществления включает в себя способ 1200, реализуемый устройством беспроводной связи в системе беспроводной связи для передачи сигнала преамбулы произвольного доступа, причем способ содержит: генерирование сигнала преамбулы произвольного доступа, который содержит множество групп символов, каждая группа символов на одном тоне в течение отличающегося временного ресурса в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты, который скачкообразно изменяет один тон на фиксированное частотное расстояние в одной или более группах символов и скачкообразно изменяет один тон на одно из множества различных возможных частотных расстояний (например, псевдослучайное частотное расстояние) в одной или более других группах символов, причем каждая группа символов содержит один или более символов (блок 1210); и передачу сигнала преамбулы произвольного доступа (блок 1220).

Второй перечислимый вариант осуществления включает в себя способ согласно первому перечисленному варианту осуществления, дополнительно содержащий случайный выбор одного тона, чтобы генерировать первую одну из множества групп символов, и выбор, чтобы скачкообразно изменять один тон для генерации последующих символов из множества символов групп в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты.

Как показано на фиг. 23В, третий перечисленный вариант осуществления включает в себя способ 1300, реализуемый узлом радиосети в системе беспроводной связи для приема сигнала преамбулы произвольного доступа, причем способ содержит: прием сигнала от устройства беспроводной связи (блок 1310); и обработку принятого сигнала в попытке обнаружить преамбулу произвольного доступа, которая содержит множество групп символов, причем каждая из групп символов на одном тоне в течение отличающегося временного ресурса, в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты, который скачкообразно изменяет один тон на фиксированное частотное расстояние в одной или более группах символов и скачкообразно изменяет один тон на одно из множества различных возможных частотных расстояний (например, псевдослучайное частотное расстояние) в одной или более других группах символов, причем каждая группа символов содержит один или более символов (блок 1320).

Четвертый перечисленный вариант осуществления включает в себя способ согласно третьему перечисленному варианту осуществления, дополнительно содержащий прием одного или более других сигналов от одного или более других устройств беспроводной связи и обработку одного или более других сигналов в попытке обнаружить одну или более других преамбул произвольного доступа, мультиплексированных по частоте с преамбулой произвольного доступа, в соответствии с различными шаблонами скачкообразного изменения частоты.

Как показано на фиг. 24А, пятый перечисленный вариант осуществления включает в себя способ 1400, реализуемый сетевым узлом в системе беспроводной связи для конфигурирования устройства беспроводной связи для передачи сигнала преамбулы произвольного доступа, содержащего множество групп символов, причем каждая группа символов содержит один или более символов, причем способ содержит: генерирование информации о конфигурации, указывающей один или более параметров для шаблона скачкообразного изменения частоты, в соответствии с которым устройство беспроводной связи должно генерировать каждую из групп символов на одном тоне в течение отличающегося временного ресурса, причем шаблон скачкообразного изменения частоты скачкообразно изменяет один тон на фиксированное частотное расстояние в одной или более группах символов и скачкообразно изменяет один тон на одно из множества различных возможных частотных расстояний (например, псевдослучайное частотное расстояние) в одной или более других группах символов (блок 1410); и передачу информации о конфигурации в устройство беспроводной связи (блок 1420).

Шестой перечисленный вариант осуществления включает в себя способ согласно пятому перечисленному варианту осуществления, дополнительно содержащему конфигурирование множества различных полос частот, в которых должны передаваться сигналы преамбулы произвольного доступа для различных типов устройств беспроводной связи, причем разные полосы частот имеют различное количество тонов.

Седьмой перечисленный вариант осуществления включает в себя способ согласно любому из пятого и шестого перечисленных вариантов осуществления, в котором информация о конфигурации указывает по меньшей мере один параметр, указывающий, в какой полосе устройство беспроводной связи должно передавать сигнал преамбулы произвольного доступа и/или количество тонов в полосе.

Восьмой перечисленный вариант осуществления включает в себя способ согласно любому из первого по седьмой перечисленные варианты осуществления, в котором фиксированные частотные расстояния меньше или равны порогу частотного расстояния, ассоциированному с целевым размером соты и/или целевым диапазоном оценки времени прихода, и по меньшей мере одно из множества различных возможных частотных расстояний больше, чем порог частотного расстояния.

Девятый перечисленный вариант осуществления включает в себя способ согласно восьмому перечисленному варианту осуществления, в котором порог частотного расстояния представляет собой частотное расстояние, охватываемое одним тоном.

Десятый перечисленный вариант осуществления включает в себя способ согласно восьмому перечисленному варианту осуществления, в котором порог частотного расстояния представляет собой частотное расстояние, охватываемое двумя тонами.

Одиннадцатый перечисленный вариант осуществления включает в себя способ согласно любому из первого по десятый перечисленные варианты осуществления, в котором множество различных возможных частотных расстояний содержат псевдослучайно генерируемые частотные расстояния.

Двенадцатый перечисленный вариант осуществления включает в себя способ согласно любому из первого по одиннадцатый перечисленные варианты осуществления, в котором частотное расстояние для скачкообразного изменения в каждой из упомянутых одной или более других групп символов псевдослучайно выбирается из множества различных возможных частотных расстояний.

Тринадцатый перечисленный вариант осуществления включает в себя способ согласно любому из первого по двенадцатый перечисленные варианты осуществления, в котором шаблон скачкообразного изменения частоты скачкообразно изменяет один тон на фиксированное частотное расстояние в каждой группе символов в первом наборе из одной или более групп символов и скачкообразно изменяет один тон на одно из множества различных возможных частотных расстояний в каждой группе символов во втором наборе из одной или более групп символов, отличающемся от первого набора.

Четырнадцатый перечисленный вариант осуществления включает в себя способ согласно любому из первого по тринадцатый перечисленные варианты осуществления, в котором шаблон скачкообразного изменения частоты содержит комбинацию шаблона скачкообразного изменения на фиксированное расстояние и шаблона скачкообразного изменения на множество расстояний, при этом шаблон скачкообразного изменения на фиксированное расстояние скачкообразно изменяет один тон на фиксированное частотное расстояние в каждой группе символов в первом наборе из одной или более групп символов, и шаблон скачкообразного изменения на множество расстояний скачкообразно изменяет один тон на одно из множества различных возможных частотных расстояний в каждой группе символов во втором наборе из одной или более групп символов, отличающемся от первого набора.

Пятнадцатый перечисленный вариант осуществления включает в себя способ согласно четырнадцатому перечисленному варианту осуществления, в котором шаблон скачкообразного изменения на множество расстояний является псевдослучайным шаблоном скачкообразного изменения.

Шестнадцатый перечисленный вариант осуществления включает в себя способ согласно любому из тринадцатого по пятнадцатый перечисленный вариант осуществления, в котором группы символов в первом и втором наборах чередуются во времени и являются неперекрывающимися, причем как первый, так и второй наборы включают в себя любую другую группу символов.

Семнадцатый перечисленный вариант осуществления включает в себя способ согласно любому из тринадцатого по шестнадцатый перечисленные варианты осуществления, в котором частотное расстояние, скачкообразно изменяющееся в группе символов во втором наборе, выбрано из частотных расстояний-кандидатов, которые включают в себя 0, 1, … и -1 кратные частотного расстояния, охватываемого одним тоном, где - количество тонов в ширине полосы передачи сигнала преамбулы произвольного доступа.

Восемнадцатый перечисленный вариант осуществления включает в себя способ согласно любому из тринадцатого по шестнадцатый перечисленные варианты осуществления, в котором частотное расстояние, скачкообразно изменяющееся в группе символов во втором наборе, выбирается из частотных расстояний-кандидатов, которые включают в себя 0, , 2,… и - кратные частотного расстояния, охватываемого одним тоном, где представляет собой количество тонов в ширине полосы передачи сигнала преамбулы произвольного доступа, и представляет собой количество тонов в любом данном поддиапазоне.

Девятнадцатый перечисленный вариант осуществления включает в себя способ согласно любому из первого по восемнадцатый перечисленные варианты осуществления, в котором шаблон скачкообразного изменения на фиксированное расстояние скачкообразно изменяет один тон на фиксированное частотное расстояние в группе символов в направлении, которое зависит от местоположения частоты группы символов.

Двадцатый перечисленный вариант осуществления включает в себя способ согласно любому из первого по восемнадцатый перечисленные варианты осуществления, в котором шаблон скачкообразного изменения на фиксированное расстояние скачкообразно изменяет один тон на фиксированное частотное расстояние в каждой группе символов в одном и том же направлении.

Двадцать первый перечисленный вариант осуществления включает в себя способ согласно любому из первого по двадцатый перечисленные варианты осуществления, в котором шаблон скачкообразного изменения частоты скачкообразно изменяет один тон по ширине полосы передачи сигнала преамбулы произвольного доступа, так что множество групп символов охватывают ширину полосы передачи.

Двадцать второй перечисленный вариант осуществления включает в себя способ согласно любому из первого по двадцать первый перечисленные варианты осуществления, в котором временной ресурс содержит интервал группы символов мультиплексирования с ортогональным частотным разделением.

Двадцать третий перечисленный вариант осуществления включает в себя способ согласно любому из первого по двадцать второй перечисленные варианты осуществления, в котором тон является поднесущей мультиплексирования с ортогональным частотным разделением.

Двадцать четвертый перечисленный вариант осуществления включает в себя способ согласно любому из первого по двадцать третий перечисленные варианты осуществления, в котором устройство беспроводной связи является узкополосным устройством Интернета вещей (NB-IoT).

Двадцать пятый перечисленный вариант осуществления включает в себя способ согласно любому из первого по двадцать четвертый перечисленные варианты осуществления, в котором сигнал преамбулы произвольного доступа передается по узкополосному физическому каналу произвольного доступа (PRACH).

Двадцать шестой перечисленный вариант осуществления включает в себя устройство беспроводной связи в системе беспроводной связи для передачи сигнала преамбулы произвольного доступа, причем устройство беспроводной связи выполнено с возможностью: генерировать сигнал преамбулы произвольного доступа, который содержит множество групп символов, причем каждая группа символов на одном тоне в течение отличающегося временного ресурса, в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты, который скачкообразно изменяет один тон на фиксированное частотное расстояние в одной или более группах символов и скачкообразно изменяет один тон на одно из множества различных возможных частотных расстояний в одной или более других группах символов, причем каждая группа символов содержит один или более символов; и передавать сигнал преамбулы произвольного доступа.

Двадцать седьмой перечисленный вариант осуществления включает в себя устройство беспроводной связи согласно двадцать шестому перечисленному варианту осуществления, выполненное с возможностью выполнять способ согласно любому из второго и восьмого по двадцать пятый перечисленные варианты осуществления.

Двадцать восьмой перечисленный вариант осуществления включает в себя устройство беспроводной связи в системе беспроводной связи для передачи сигнала преамбулы произвольного доступа, причем устройство беспроводной связи содержит: модуль генерации для генерирования сигнала преамбулы произвольного доступа, который содержит множество групп символов, причем каждая группа символов на одном тоне в течение отличающегося временного ресурса, в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты, который скачкообразно изменяет один тон на фиксированное частотное расстояние в одной или более группах символов и скачкообразно изменяет один тон на одно из множества различных возможных частотных расстояний в одной или более других группах символов, причем каждая группа символов содержит один или более символов; и модуль передачи для передачи сигнала преамбулы произвольного доступа.

Двадцать девятый перечисленный вариант осуществления включает в себя узел радиосети в системе беспроводной связи для приема сигнала преамбулы произвольного доступа, причем узел радиосети выполнен с возможностью: принимать сигнал от устройства беспроводной связи; и обрабатывать принятый сигнал в попытке обнаружить преамбулу произвольного доступа, которая содержит множество групп символов, причем каждая из групп символов на одном тоне в течение отличающегося временного ресурса, в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты, который скачкообразно изменяет один тон на фиксированное частотное расстояние в одной или более группах символов и скачкообразно изменяет один тон на одно из множества различных возможных частотных расстояний в одной или более других группах символов, причем каждая группа символов содержит один или более символов.

Двадцать девятый перечисленный вариант осуществления включает в себя узел радиосети согласно двадцать девятому перечисленному варианту осуществления, выполненный с возможностью выполнять способ согласно любому из четвертого и восьмого по двадцать пятый перечисленные варианты осуществления.

Тридцатый перечисленный вариант осуществления включает в себя узел радиосети в системе беспроводной связи для приема сигнала преамбулы произвольного доступа, причем узел радиосети содержит: модуль приема для приема сигнала от устройства беспроводной связи; и модуль обработки для обработки принятого сигнала в попытке обнаружить преамбулу произвольного доступа, которая содержит множество групп символов, причем каждая из групп символов на одном тоне в течение отличающегося временного ресурса, в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты, который скачкообразно изменяет одиночный тон на фиксированное частотное расстояние в одной или более группах символов и скачкообразно изменяет один тон на одно из множества разных возможных частотных расстояний в одной или более других группах символов, причем каждая группа символов содержит один или более символов.

Тридцать второй перечисленный вариант осуществления включает в себя сетевой узел в системе беспроводной связи для конфигурирования устройства беспроводной связи для передачи сигнала преамбулы произвольного доступа, содержащего множество групп символов, причем каждая группа символов содержит один или более символов, причем сетевой узел выполнен с возможностью: генерировать информацию о конфигурации, указывающую один или более параметров для шаблона скачкообразного изменения частоты, в соответствии с которым устройство беспроводной связи должно генерировать каждую из групп символов на одном тоне в течение отличающегося временного ресурса, причем шаблон скачкообразного изменения частоты скачкообразно изменяет один тон на фиксированное частотное расстояние в одной или более группах символов и скачкообразно изменяет один тон на одно из множества различных возможных частотных расстояний в одной или более других группах символов; и передавать информацию о конфигурации в устройство беспроводной связи.

Тридцать третий перечисленный вариант осуществления включает в себя сетевой узел согласно тридцать второму перечисленному варианту осуществления, выполненный с возможностью выполнять способ согласно любому из шестого по двадцать пятый перечисленные варианты осуществления.

Тридцать четвертый перечисленный вариант осуществления включает в себя сетевой узел в системе беспроводной связи для конфигурирования устройства беспроводной связи, чтобы передавать сигнал преамбулы произвольного доступа, содержащий множество групп символов, причем каждая группа символов содержит один или более символов, причем сетевой узел содержит: модуль генерации для генерирования информации о конфигурации, указывающей один или более параметров для шаблона скачкообразного изменения частоты, в соответствии с которым устройство беспроводной связи должно генерировать каждую из групп символов на одном тоне в течение отличающегося временного ресурса, причем шаблон скачкообразного изменения частоты скачкообразно изменяет один тон на фиксированное частотное расстояние в одной или более группах символов и скачкообразно изменяет один тон на одно из множества различных возможных частотных расстояний в одной или более других группах символов; и модуль передачи для передачи информации о конфигурации в устройство беспроводной связи.

Тридцать пятый перечисленный вариант осуществления включает в себя компьютерную программу, содержащую инструкции, которые, при исполнении по меньшей мере одним процессором узла, побуждают узел выполнять способ согласно любому из первого по двадцать пятый перечисленные варианты осуществления.

Тридцать шестой перечисленный вариант осуществления включает в себя носитель, содержащий компьютерную программу согласно тридцать пятому перечисленному варианту осуществления, причем носитель является одним из электронного сигнала, оптического сигнала, радиосигнала или считываемого компьютером носителя данных.

Как показано на фиг. 24В, другой вариант осуществления включает в себя способ 1500, реализуемый устройством беспроводной связи в системе беспроводной связи для конфигурирования устройства беспроводной связи для передачи сигнала преамбулы произвольного доступа, содержащего множество групп символов, причем каждая группа символов содержит один или более символов, причем способ содержит: прием информации о конфигурации, указывающей один или более параметров для шаблона скачкообразного изменения частоты, в соответствии с которым устройство беспроводной связи должно генерировать каждую из групп символов на одном тоне в течение отличающегося временного ресурса, причем шаблон скачкообразного изменения частоты скачкообразно изменяет один тон на фиксированное частотное расстояние в одной или более группах символов и скачкообразно изменяет один тон на одно из множества различных возможных частотных расстояний (например, псевдослучайное частотное расстояние) в одной или более других группах символов (блок 1510); и конфигурирование устройства беспроводной связи, чтобы генерировать сигнал произвольного доступа в соответствии с принятой информацией о конфигурации (блок 1520).

Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что настоящее изобретение может быть осуществлено иными путями, чем те, которые конкретно изложены здесь, без отклонения от существенных характеристик изобретения. Таким образом, настоящие варианты осуществления должны рассматриваться во всех отношениях как иллюстративные, а не ограничительные.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах беспроводной связи. Технический результат состоит в повышении пропускной способности и надежности связи. Для этого беспроводной связи выполнены с возможностью передачи сигнала преамбулы произвольного доступа. Устройство беспроводной связи, в частности, выполнено с возможностью генерировать сигнал преамбулы произвольного доступа, который содержит множество групп символов, причем каждая группа символов на одном тоне в течение отличающегося временного ресурса, в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты, который скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние в одной или более группах символов и скачкообразно изменяет сигнал преамбулы произвольного доступа на псевдослучайное частотное расстояние в одной или более других группах символов. Каждая группа символов содержит один или более символов. Устройство беспроводной связи также выполнено с возможностью передавать сигнал преамбулы произвольного доступа. 4 н. и 32 з.п. ф-лы, 43 ил., 1 табл.

1. Способ, реализуемый пользовательским оборудованием (14), выполненным с возможностью использования в системе (10) беспроводной связи, причем способ содержит этапы, на которых:

генерируют (110) сигнал (16) преамбулы произвольного доступа, который содержит множество групп (18) символов, причем каждая группа (18) символов на одном тоне в течение отличающегося от других временного ресурса, в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты, который скачкообразно изменяет сигнал (16) преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние в одной или более группах (18) символов и скачкообразно изменяет сигнал (16) преамбулы произвольного доступа на псевдослучайное частотное расстояние в одной или более других группах (18) символов, причем каждая группа (18) символов содержит один или более символов; и

передают (120) сигнал (16) преамбулы произвольного доступа.

2. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором случайным образом выбирают один тон, на котором передается первая одна из множества групп (18) символов, и выбирают одиночные тоны, на которых соответственно передаются последующие одни из множества групп (18) символов в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты.

3. Способ по п.1, в котором псевдослучайное частотное расстояние является функцией:

, где , где t является индексом группы символов, причем сигнал (16) преамбулы произвольного доступа скачкообразно изменяется на псевдослучайное частотное расстояние для каждой группы (18) Т символов, является количеством тонов, в пределах которых задается скачкообразное изменение для сигнала (16) преамбулы произвольного доступа, и c(k) является псевдослучайной последовательностью.

4. Способ по п.1, в котором псевдослучайное частотное расстояние является функцией:

, где является количеством тонов, в пределах которых задается скачкообразное изменение для сигнала (16) преамбулы произвольного доступа, c(k) является псевдослучайной последовательностью, и i=0, 1, 2,… является индексом последовательных псевдослучайных скачкообразных изменений частоты в шаблоне скачкообразного изменения частоты.

5. Способ по п.3 или 4, в котором псевдослучайная последовательность c(k) содержит последовательность длины M_PN, где k=0, 1, …, M_PN-1 и задается следующим образом:

где N_C=1600, ,, и является идентификатором соты физического уровня.

6. Способ по п.1, в котором псевдослучайное частотное расстояние является функцией идентификатора соты.

7. Способ по п.1, в котором фиксированное частотное расстояние содержит частотное расстояние одного тона.

8. Способ по п.1, в котором каждая группа (18) символов в сигнале (16) преамбулы произвольного доступа содержит циклический префикс и два или более символов.

9. Способ по п.1, в котором шаблон скачкообразного изменения частоты скачкообразно изменяет сигнал (16) преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние в каждой группе (18) символов в первом наборе из одной или более групп (18) символов и скачкообразно изменяет сигнал (16) преамбулы произвольного доступа на псевдослучайное частотное расстояние в каждой группе (18) символов во втором наборе из одной или более групп (18) символов, отличающемся от первого набора.

10. Способ, реализуемый узлом (12) радиосети, выполненным с возможностью использования в системе (10) беспроводной связи, причем способ содержит этапы, на которых:

принимают (210) сигнал от пользовательского оборудования (14); и

обрабатывают (220) принятый сигнал в попытке обнаружить сигнал (16) преамбулы произвольного доступа, который содержит множество групп (18) символов, причем каждая из групп (18) символов на одном тоне в течение отличающегося от других временного ресурса, в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты, который скачкообразно изменяет сигнал (16) преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние в одной или более группах (18) символов и скачкообразно изменяет сигнал (16) преамбулы произвольного доступа на псевдослучайное частотное расстояние в одной или более других группах (18) символов, причем каждая группа (18) символов содержит один или более символов.

11. Способ по п.10, дополнительно содержащий этап, на котором принимают один или более других сигналов от одного или более других пользовательских оборудований и обрабатывают упомянутые один или более других сигналов в попытке обнаружить один или более других сигналов преамбул произвольного доступа, мультиплексированных по частоте с сигналом (16) преамбулы произвольного доступа, в соответствии с различными шаблонами скачкообразного изменения частоты.

12. Способ по п.10, в котором псевдослучайное частотное расстояние является функцией:

, где , где t является индексом группы символов, причем сигнал (16) преамбулы произвольного доступа скачкообразно изменяется на псевдослучайное частотное расстояние для каждой группы (18) Т символов, является количеством тонов, в пределах которых задается скачкообразное изменение для сигнала (16) преамбулы произвольного доступа, и c(k) является псевдослучайной последовательностью.

13. Способ по п.10, в котором псевдослучайное частотное расстояние является функцией:

, где является количеством тонов, в пределах которых задается скачкообразное изменение для сигнала (16) преамбулы произвольного доступа, c(k) является псевдослучайной последовательностью, и i=0, 1, 2,… является индексом последовательных псевдослучайных скачкообразных изменений частоты в шаблоне скачкообразного изменения частоты.

14. Способ по п.12 или 13, в котором псевдослучайная последовательность c(k) содержит последовательность длины M_PN, где k=0, 1, …, M_PN-1 и задается следующим образом:

где N_C=1600, ,, и является идентификатором соты физического уровня.

15. Способ по п.10, в котором псевдослучайное частотное расстояние является функцией идентификатора соты.

16. Способ по п.10, в котором фиксированное частотное расстояние содержит частотное расстояние одного тона.

17. Способ по п.10, в котором каждая группа (18) символов в сигнале (16) преамбулы произвольного доступа содержит циклический префикс и два или более символов.

18. Способ по п.10, в котором шаблон скачкообразного изменения частоты скачкообразно изменяет сигнал (16) преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние в каждой группе (18) символов в первом наборе из одной или более групп (18) символов и скачкообразно изменяет сигнал (16) преамбулы произвольного доступа на псевдослучайное частотное расстояние в каждой группе (18) символов во втором наборе из одной или более групп (18) символов, отличающемся от первого набора.

19. Пользовательское оборудование (14) для использования в системе (10) беспроводной связи для передачи сигнала (16) преамбулы произвольного доступа, причем пользовательское оборудование (14) содержит:

схему (920) обработки и радиосхему (910), при этом пользовательское оборудование (14) выполнено с возможностью:

генерировать сигнал (16) преамбулы произвольного доступа, который содержит множество групп (18) символов, причем каждая группа (18) символов на одном тоне в течение отличающегося от других временного ресурса, в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты, который скачкообразно изменяет сигнал (16) преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние в одной или более группах (18) символов и скачкообразно изменяет сигнал (16) преамбулы произвольного доступа на псевдослучайное частотное расстояние в одной или более других группах (18) символов, причем каждая группа (18) символов содержит один или более символов; и

передавать сигнал (16) преамбулы произвольного доступа.

20. Пользовательское оборудование (14) по п.19, при этом пользовательское оборудование (14) выполнено с возможностью случайного выбора одного тона, на котором передавать первую из множества групп (18) символов, и выбора одиночных тонов, на которых соответственно передавать последующие одни из множества групп (18) символов в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты.

21. Пользовательское оборудование (14) по п.19, при этом псевдослучайное частотное расстояние является функцией:

, где , где t является индексом группы символов, причем сигнал (16) преамбулы произвольного доступа скачкообразно изменяется на псевдослучайное частотное расстояние для каждой группы (18) Т символов, где является количеством тонов, в пределах которых задается скачкообразное изменение для сигнала (16) преамбулы произвольного доступа, и c(k) является псевдослучайной последовательностью.

22. Пользовательское оборудование (14) по п.19, при этом псевдослучайное частотное расстояние является функцией:

, где является количеством тонов, в пределах которых задается скачкообразное изменение сигнала (16) преамбулы случайного доступа, где c(k) является псевдослучайной последовательностью, и i=0, 1, 2,… является индексом последовательных псевдослучайных скачкообразных изменений частоты в шаблоне скачкообразного изменения частоты.

23. Пользовательское оборудование (14) по п.21 или 22, при этом псевдослучайная последовательность c(k) содержит последовательность длины M_PN, где k=0, 1, …, M_PN-1, и задается следующим образом:

где N_C=1600, ,, и является идентификатором соты физического уровня.

24. Пользовательское оборудование (14) по п.19, при этом псевдослучайное частотное расстояние является функцией идентификатора соты.

25. Пользовательское оборудование (14) по п.19, при этом фиксированное частотное расстояние содержит частотное расстояние одного тона.

26. Пользовательское оборудование (14) по п.19, при этом каждая группа (18) символов в сигнале (16) преамбулы произвольного доступа содержит циклический префикс и два или более символов.

27. Пользовательское оборудование (14) по п.19, при этом шаблон скачкообразного изменения частоты скачкообразно изменяет сигнал (16) преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние в каждой группе (18) символов в первом наборе из одной или более групп (18) символов и скачкообразно изменяет сигнал (16) преамбулы произвольного доступа на псевдослучайное частотное расстояние в каждой группе (18) символов во втором наборе из одной или более групп (18) символов, отличающемся от первого набора.

28. Узел (12) радиосети для использования в системе (10) беспроводной связи для приема сигнала (16) преамбулы произвольного доступа, причем узел (12) радиосети содержит:

схему (1020) обработки и радиосхему (1010), причем узел (12) радиосети выполнен с возможностью:

принимать сигнал от пользовательского оборудования (14); и

обрабатывать принятый сигнал в попытке обнаружить сигнал (16) преамбулы произвольного доступа, который содержит множество групп (18) символов, причем каждая из групп (18) символов на одном тоне в течение отличающегося от других временного ресурса, в соответствии с шаблоном скачкообразного изменения частоты, который скачкообразно изменяет сигнал (16) преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние в одной или более группах (18) символов и скачкообразно изменяет сигнал (16) преамбулы произвольного доступа на псевдослучайное частотное расстояние в одной или более других группах (18) символов, причем каждая группа (18) символов содержит один или более символов.

29. Узел радиосети по п.28, причем узел (12) радиосети выполнен с возможностью принимать один или более других сигналов от одного или более других пользовательских оборудований и обрабатывать упомянутые один или более других сигналов в попытке обнаружить один или более других сигналов преамбулы произвольного доступа, мультиплексированных по частоте с сигналом (16) преамбулы произвольного доступа, в соответствии с различными шаблонами скачкообразного изменения частоты.

30. Узел радиосети по п.28, при этом псевдослучайное частотное расстояние является функцией:

, где , где t является индексом группы символов, причем сигнал (16) преамбулы произвольного доступа скачкообразно изменяется на псевдослучайное частотное расстояние для каждой группы (18) Т символов, является количеством тонов, в пределах которых задается скачкообразное изменение для сигнала (16) преамбулы произвольного доступа, и c(k) является псевдослучайной последовательностью.

31. Узел радиосети по п.28, при этом псевдослучайное частотное расстояние является функцией:

, где является количеством тонов, в пределах которых скачкообразное изменение задано для сигнала (16) преамбулы произвольного доступа, c(k) является псевдослучайной последовательностью, и i=0, 1, 2, … является индексом последовательных псевдослучайных скачкообразных изменений частоты в шаблоне скачкообразного изменения частоты.

32. Узел радиосети по п.30 или 31, при этом псевдослучайная последовательность c(k) содержит последовательность длины M_PN, где k=0, 1, …, M_PN-1, и задается следующим образом:

где N_C=1600, ,, и является идентификатором соты физического уровня.

33. Узел радиосети по п.28, при этом псевдослучайное частотное расстояние является функцией идентификатора соты.

34. Узел радиосети п.28, при этом фиксированное частотное расстояние содержит частотное расстояние одного тона.

35. Узел радиосети по п.28, при этом каждая группа (18) символов в сигнале (16) преамбулы произвольного доступа содержит циклический префикс и два или более символов.

36. Узел радиосети по п.28, при этом шаблон скачкообразного изменения частоты скачкообразно изменяет сигнал (16) преамбулы произвольного доступа на фиксированное частотное расстояние в каждой группе (18) символов в первом наборе из одной или более групп (18) символов и скачкообразно изменяет сигнал (16) преамбулы произвольного доступа на псевдослучайное частотное расстояние в каждой группе (18) символов во втором наборе из одной или более групп (18) символов (18), отличающемся от первого набора.