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CN108353384A - 非锚定载波的使用 - Google Patents

非锚定载波的使用 Download PDF

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CN108353384A
CN108353384A CN201780003832.0A CN201780003832A CN108353384A CN 108353384 A CN108353384 A CN 108353384A CN 201780003832 A CN201780003832 A CN 201780003832A CN 108353384 A CN108353384 A CN 108353384A
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JRD Communication Shenzhen Ltd
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Abstract

提供了用于辅助UE从载波集合中选择载波来用于寻呼监视或者用于随机接入请求的方法，其中该载波集合包括锚定载波和至少一个非锚定载波。在一个示例中，基于与该集合中的载波中的至少一个相关联的概率值来选择载波。

Description

非锚定载波的使用
技术领域
本公开内容涉及与在NB-IoT系统中使用锚定和非锚定载波有关的方法和设备，并且尤其涉及用于寻呼(paging)和随机接入过程(random access procedures)的载波的选择。
背景技术
使用蜂窝(或其它)无线电连接进行通信的自主设备装置被称为“物联网”(Internet of Things，IoT)。通常，IoT装置是自主的，并且预期在没有人为干预的情况下长时间运行。虽然预计IoT装置将大量使用，但每个装置的通信频率较低，并且数据传输速率相对较低。与具有相对较少数量的更频繁和更高数据速率通信的装置的传统无线电系统相比，这对于系统设计提出了不同的挑战。
3GPP正在提出在由3GPP维护的蜂窝标准的一般结构内用于IoT装置的窄带(Narrow Band，NB)操作的协议。尤其是，正在探索LTE标准内的实施，其保持LTE蜂窝标准的更高层(RLC，MAC，RRC)，但是其利用不同的接入和控制过程，以及不同的物理信道和信号。这些协议通常被称为NB-IoT。
在传统蜂窝系统中，每个UE“驻扎”在与其服务小区(serving cell)对应的特定载波上，并且该载波被用于寻呼和随机接入请求。为了增加容量，可以添加额外的载波(作为重叠小区)，并且UE可以利用不同的负载平衡技术在它们之间分布。虽然这种技术在NB-IoT系统中也是可能的，但是同步信号(NPSS，NSSS)和广播信道(NPBCH，SIB)占用NB-IoT载波的大约30％，并且这些的复制是浪费的。
“锚定(anchor)”和“非锚定(non-anchor)”载波的概念已被引入到NB-IoT标准的第13版中。锚定载波是承载所有信道(包括广播信道)以及同步信号的载波，而非锚定载波不传输公共信令(signalling)也不传输同步信号。因此给定小区具有一个锚定载波，并且可以使用一个或多个非锚定载波。UE可以被配置为在用于单播业务的RRC连接建立之后利用非锚定载波，以便将锚定载波从这样的通信业务中减轻。在第13版中，寻呼和随机接入过程仅在锚定载波上受支持。
为了增加用于寻呼和随机接入的整体容量，已经提出除了锚定载波之外还为这些过程使用非锚定载波。这引入了关于在同一小区内的可随机接入载波和可寻呼载波上的负载平衡的新挑战。实际上，在小区中只有一部分装置可以支持通过非锚定载波的随机接入过程或寻呼过程。此外，从性能的角度来看，所有载波可能都不相同(例如，下行链路中的功率提升可能仅在一个运营商上可用)。需要解决方案来高效地分配UE以用于随机接入和寻呼过程。
发明内容
提供此发明内容来以简化的形式介绍将在以下详细说明中进一步描述的一系列概念。本发明内容并非旨在确定所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用作确定所要求保护的主题的范围的辅助手段。
本发明提供了如在所附权利要求中所阐述的方法。
附图说明
本发明的实施例将通过示例的方式参照以下的附图进行介绍，在这些附图中：
图1a和图1b示出了两个载波上的随机接入资源；
图2示出了随机接入的方法；并且
图3示出了寻呼的方法。
具体实施方式
以下仅以示例的方式描述本发明的实施例。这些示例代表了将本发明付诸实践的最佳方式，然而它们并不是实现这一目的的唯一方式。该描述阐述了该示例的功能以及构建和操作该示例的步骤顺序。然而，相同或等同的功能和顺序可以通过不同的示例来完成。
在NB-IoT系统中利用多个载波的现有技术系统利用单载波用于随机接入资源。为了增加可用资源，锚定和非锚定载波应该可用于配置随机接入资源。随机接入资源的配置也应该可能基于增强覆盖(Enhanced Coverage，EC)等级，以便可以为每个等级提供总体适当的资源。应该在载波之间提供负载平衡，以尝试优化系统的性能。为了确保向后兼容性，负载均衡系统还应该考虑只能利用锚定载波进行随机接入请求的UE。
在NB-IoT标准的第13版中，可以在锚定载波上配置最多3组随机接入资源，其与最多3个EC等级相关联。随机接入资源包括上行链路上的NPRACH资源，以及下行链路中关联的随机接入公共搜索空间配置(CSS_RA)。NPRACH资源主要由时间模式(周期性/起始时间偏移)，频率模式(子载波数量/起始子载波偏移量)以及每个前导码传输尝试的PHY重复次数(与由NPRACH资源寻址的EC等级相关联)来定义。CSS_RA由最大数量的NPDCCH重复Rmax以及周期性和起始偏移来定义。随机接入资源的扩展应保持这种配置能力，从而允许每个载波提供映射到一些或全部EC等级的资源。预计不会允许额外的EC等级(超过3个)，因为根据下行链路测量，EC等级的数量与装置容量相关联，以可靠地区分它们。
图1a示出了第一载波(载波A)上的NPRACH(上行链路)资源分配的简图。图1a显示了Y轴的频率和X轴上的时间。NB-IoT在180kHz带宽内使用48x3.75kHz子载波。对于NPRACH资源分配目的，子载波被分组为12个子载波组(即，子载波数为12的倍数；在图1a中，它们分为4组，但是如果需要保护子载波则存在不同的配置)。一个NPRACH前导码占用一个子载波的带宽。预定义的跳频序列被利用，但是对于MAC层以及本文讨论的随机接入过程是透明的，因此可以假设通过给定子载波(开始跳频序列的子载波)在频率上识别NPRACH前导码。载波A将被定义为以下讨论的锚定载波。载波A为EC等级1，2和3提供NPRACH资源。
图1b示出了与图1a类似的简图，但是对于被定义为用于该讨论的非锚定载波的载波B。载波B仅为EC等级1和3提供NPRACH资源。
对于给定的EC等级，假定配置的NPRACH资源包括每T个配置的N个子载波，则可以定义资源速率R＝N/T。在下文中，TECLj是EC等级j(ECLj)的资源的重复周期。对于载波A和B，TECL3是相同的，但载波B为EC等级3分配24个子载波(N＝24)，因此对于ECL3具有两倍的资源速率，即，RECl3，A＝1/2RECL3，B。另外，RECL1，A＝4RECL1，B，这是因为载波A的重复周期是一半，并且对于ECL1是载波B的子载波是两倍。
假定随机接入尝试遵循泊松过程并且具有每秒λ次随机接入尝试的传输速率(负载)，则对于给定值T和N的冲突率为Pcoll＝1-e-λ/R。对于小冲突率目标，这近似于Pcoll＝λ/R。这对于随机资源标注(randomresourcedimensioning)通常是这种情况，因此将在下文中假设。
对于给定的EC等级j和相应的总传输速率(负载)如果共享负载，例如每载波冲突率相等(并且最小)，则冲突率被最小化。这意味着ECL1的载波A的负载应该是载波B的负载的4倍，而在ECL3，载波B的负载应该是载波A的负载的两倍。
这给出了UE选择特定载波的以下最佳概率：
ECL，载波 选择概率
PECL1，A 0.8
PECL1，B 0.2
PECL2，A 1
PECL2，B 0
PECL3，A 0.33
PECL3，B 0.67
当发送NPRACH前导码时，对于特定的EC等级，每个UE可以根据这些概率(利用根据可用载波上的资源的特定分布导出的值)来选择载波，旨在为每个载波给出类似的冲突率。通常，对于特定的EC等级j，UE可以选择具有与该载波上的资源密度成比例的概率Pi的载波i：Pi＝Ri/R，其中R＝ΣRi(从现在起，覆盖等级ECLj的索引(indexes)为了清楚起见而被省略)。
为了适应只能利用锚定载波进行NPRACH传输的UE，上述计算的修改方法可能是必需的。例如，符合NB-IoT标准的第13版但是不适用于其中实施了本文中的过程的后续版本的UE只能选择用于随机接入过程的锚定载波。对于给定的EC等级，此类装置将在锚定载波上产生负载λleg。考虑到Rel-14，UE(在非锚定载波上支持NPRACH)产生总负载λ，分布在锚定(λ0)和M个非锚定载波(λ1…λM)上，当每个载波上的碰撞概率Pcoll相等时实现最佳的负载分布，即，当(λ0+λleg)/R0＝λ1/R1＝…＝λM/RM时，其中载波0是锚定载波，并且有M个非锚定载波1…M。最佳的载波选择概率因此就例如是(P0+λleg/λ)/R0＝P1/R1＝…＝PM/RM。
对于给定的EC等级，为了计算每个非锚定载波的Pi，UE只需要知道P0并且然后可以导出选择任何非锚定载波的概率为Pi＝(1-P0)*Ri/RNA，其中Ri是每个非锚定载波上的资源密度(给定为Ri＝Ni/Ti，其中Ni是资源的数量，并且Ti是载波i上的资源的周期性，并且RNA＝ΣRi是仅在非锚定载波上的总资源密度)。
对于给定的EC等级，全套的Pi也可以传送给UE。eNB能接入计算Pi所需的参数，并且因此可以计算并向UE发送所有需要的信息，以便根据概率从锚定载波和非锚定载波的集合中选择载波以实现跨越每个载波的类似冲突率。
许多可能性可以让UE派生出Pi来选择载波。
针对每个EC等级的Pi可以在每个相应的非锚定载波上用信号通知，且锚定载波的概率是补充。所需的信令开销与非锚定载波的数量成线性关系。
针对每个EC等级的Pi可能源自该EC等级的资源密度：Pi＝Ri/R，其中R＝ΣRi是所有载波上的总资源密度。不需要额外的信令，但是在这种方法中，不可能调整概率以考虑只能将锚定载波用于NPRACH传输的UE。
针对每个EC等级的P0可以用信号发送给UE，并且然后从P0和该EC等级的资源密度确定Pi：Pi＝(1-P0)*Ri/RNA，其中RNA＝ΣRi是非锚定载波上的总资源密度。对于这种方法，信令不与非锚定载波的数量成比例。
图2示出了用于为随机接入请求选择载波的方法的流程图。
在步骤20，UE确定其EC等级。在步骤21，UE确定在所确定的EC等级提供资源的载波。这定义了UE可以从中选择的载波集合(set of carriers)。在步骤22，UE选择用于传输其随机接入请求的载波。该载波可以根据上述原理来选择。例如，UE可能已经接收到针对每个载波和EC等级的Pi的指示，并且利用载波的伪随机选择中的那些指示。或者，可以从通过UE计算的资源密度确定Pi值，或者可以从接收到的P0值导出Pi。步骤22的结果是根据意图在所有载波上实现可比冲突率的过程的载波的选择。在步骤23，UE在步骤22中选择的载波上发送其随机接入请求。
或者，可以通过将每个散列与载波相关联，使用UE_ID的散列(例如，来自IMSI的特定一组比特(aspecificsetofbits))来分配UE。例如，可以使用2比特IMSI来分配一个载波上的25％的UE和另一载波上的75％的UE。虽然这系统地将UE分配给特定的载波，但上行链路载波是等同的，并且因此就不相等的下行链路载波讨论的问题不适用。在不相等的下行链路载波是问题的情况下，接入过程的下行链路部分(CSS_RA)可以被配置为使用与上行链路部分不同的载波。
另一替代方案是每个UE使用与被配置用于寻呼的载波(“寻呼载波”)相同的载波，其中寻呼载波配置遵循稍后描述的方法中的一个。eNB可以配置UE以用于随机接入其监听寻呼的载波。这避免了任何附加信令的需要。但是，这限制了独立配置随机接入资源和寻呼资源的灵活性。假定寻呼资源仅用于特定用例(例如，网络命令通信用例)，则可能会发生在非锚定载波上仅需要额外的随机接入资源，因此可能希望能够独立地配置这两种类型的资源。
或者，可以通过RRC专用信令(RRC dedicating signaling)来配置UE，以使用给定载波进行随机接入，从而取代默认载波选择(使用上述方法之一，或者假定默认载波是锚定载波)。这可以适用于处于RRC_CONNECTED和/或RRC_IDLE状态时的随机接入，但是对于RRC_IDLE，这仅可用于固定装置，因为一旦服务小区丢失(例如通过小区重选)，配置将会丢失。由于NB-IoT装置大多是固定的，所以这种方法可能足以实现正确的负载平衡。
用于随机接入的载波也可以根据报告类型来选择。NB-IoT使用两种不同的报告类型：正常报告(其没有任何延迟要求)和例外报告(其应在10秒内发送)。例如，一些载波可能具有更好的总体性能，并且对于例外报告而言是优选的，并且eNB可以配置UE以在它们需要发送例外报告时使用它。例如，一些载波可能会应用下行链路功率提升，这可能导致更快的Msg2/Msg4接收，并且从而导致整体传输更快。保护频段载波具有更多可用于NB-IoT的资源，因此总体性能(假设相同的下行链路功率)和整体传输速度比其带内载波对应(in-bandcarrier counterpart)更好。另一方面，由于不承载锚定载波所承载的公共信令开销，所以非锚定载波也可能具有较少的等待时间。或者，UE可以在载波选择算法中首先考虑最早的NPRACH资源。这使得能够减少等待时间，假如对应于给定EC等级的NPRACH资源在不同载波上配置时间偏移。
当发送用于多个载波的随机接入资源配置时，为一个载波(例如，锚定载波)传送值以及为具有与锚定载波不同的参数的载波的增量值可能更高效。
除了选择用于随机接入的载波之外，还希望跨多个载波分配寻呼资源。下面将这些载波表示为“寻呼载波”。自然，为了最小化功耗，UE应该只需要监视一个PCCH寻呼消息。因此，UE应该知道哪个PCCH(以及由此的寻呼载波)要监视(在给定的时刻)。类似地，eNB应该知道每个UE在给定的时刻正在监视哪个PCCH(以及由此的寻呼载波)，以避免需要在多个载波上广播寻呼消息，这是无效的。这需要新的PCCH配置机制以及寻呼载波选择机制。现有技术的系统已经建议根据UE的身份在寻呼载波上分配UE。例如，可以利用UE_ID(例如，来自IMSI)的选择的一组比特来将UE分配给载波。然而，这样的系统限制了灵活性并且可能导致纯粹取决于其分配的IMSI的一些UE的次优处理。例如，与其它载波相比，一些载波(通常是锚定载波)可能具有功率提升，从而导致更好的质量信号和性能。由于其IMSI而分配给该载波的UE将系统地比其它UE获得更好的性能。
在NB-IoT中，PCCH配置包括缺省DRX寻呼周期T，每个DRX寻呼周期T的寻呼时机(PO)的总数nB以及小区中支持的NPDCCH重复的最大数量Rmax(对于寻呼公共搜索空间)。PO指示NPDCCH寻呼公共搜索空间的起始子帧。应该根据寻呼UE的期望覆盖等级导出eNB用于每次寻呼尝试的重复次数。在常规系统中，eNB使用从MME UE上下文(context)中的最后一个RRC连接缓存的寻呼辅助信息来知道寻呼UE的期望覆盖等级。当监测其寻呼时机时，UE预计将选择适合其覆盖等级情况的重复次数(这留给实施)。在UE处的覆盖等级变化的情况下，没有朝向网络的MO信令来指示它，因为这会引入太多的信令开销，并且此外由于静止装置更期望增强的覆盖等级，所以预期这是不经常的。当寻呼时，如果eNB假设更高的覆盖等级，则它将使用更多的重复，但是UE仍然能够对NPDCCH进行解码。在相反的情况下，UE可能不解码NPDCCH。然而，将会有一个新的寻呼尝试使用更高的覆盖等级假设。
非锚定载波的性能可以彼此不同(并且与锚定载波不同)，并且因此如果在非锚定载波上允许寻呼，则需要重复的次数和/或获得这些重复所需的总体时间可以取决于用于寻呼的载波。例如，锚定载波可能具有6dB的功率提升。此外，在带内或保护频带部署的情况下，由于限制带外发射，这种功率提升仅可能用于一个NB-IoT载波。在这种情况下，仿真结果表明，在非锚定载波上可能需要多达4倍的重复才能实现与锚定载波上相同的覆盖。在第二示例中，锚定载波和非锚定载波不同，因为锚定载波可能具有多达30％的少可用(lessavailable)子帧(由于公共物理信号和信道的开销以及系统信息广播)。在第三示例中，与带内载波相比，保护带载波具有可用于NB-IoT的更多资源元素(约30％，因为不能使用对应于LTEPDCCH和RS的RE)，并且还可以具有更多可用子帧(因为MBSFN子帧可以被预留给带内载波而不是用于保护带载波)。这也将导致(translate in)接收持续时间的差异。
对于非锚定载波上的不同重复次数或不同整体下行链路接收持续时间的潜在需求可能需要在这样的载波上改变PO密度(较低的nB)，以便限制PO阻塞(其可以发生在具有大量重复的寻呼与以下PO相重叠时)并调整假寻呼速率。结果，对于每个寻呼载波，至少nB以及载波上支持的NPDCCH重复的最大数目应当被发信号给UE。此外，具有单独的nB值配置可以帮助将寻呼资源调整到给定载波上的寻呼负载。
通过发送锚定载波的全部数据并发送增量值来调整其它载波的参数，可以减少传输该信息的信令开销。
该配置优选地在SIB中广播，使得UE可以在小区重选时选择非锚定载波。这样的系统确保每个UE接收信息，而不管RRC连接状态如何。参数可以在专用的信令消息中传送，例如在RRC_CONNECTED状态下的RRC消息。但是，这些参数仅在连接或驻留在同一个小区时保持有效，但在发生小区重选时必须丢弃，因为新小区可能具有不同的载波配置。在小区重选之后，UE因此将不具有载波信息，直到其转换到RRC_CONNECTED状态并且可以接收该信息。
由于并非所有的UE都可以支持非锚定载波上的寻呼，因此需要一种机制来向eNB指示特定的UE(其需要寻呼)是否支持在非锚定载波上寻呼。这样的信息可以被添加到UE-无线寻呼信息-NBIE(UE-RadioPagingInfo-NB IE)，其从UE传达到eNB，并且从eNB传达到系统的MME。例如，可以添加“非锚定寻呼”IE。还可以指定进一步的细节，例如UE是否支持锚定寻呼和非锚定寻呼，或者仅支持非锚定寻呼。当MME向eNB发出S1寻呼消息时，可以包括非锚定寻呼信息，从而允许eNB知道UE能力并为寻呼消息选择合适的载波。
如上所述，eNB和UE对使用哪个寻呼载波具有共同的理解是有益的。事实上，预计eNB可以在其实际上监视寻呼的载波上寻呼UE，从而避免需要在小区中的所有可能的寻呼载波上寻呼它。为了这个目的，例如可以基于IMSI的特定比特的值，UE可以基于它们的身份在寻呼载波上分布，但是可以使用任何散列函数。在现有系统中，UE_ID(IMSI的LSB)用于在寻呼资源(寻呼帧，寻呼子帧，以及在类别M1UE的情况下的寻呼窄带)上分配UE。这可以进行扩展以便在寻呼载波上分配UE。假设可以配置多达2^M个寻呼载波，则可以使用多达M个比特来选择可能的2^M个载波中的一个。将UE_ID寻呼(在M个比特上)表示用于寻呼载波确定的UE身份的一部分(例如，IMSI，S-TMSI，或这样的UE身份的散列值)，可以简单地使用载波索引＝UE_ID寻呼modNb寻呼载波(CarrierIndex＝UE_IDpagingmod NbPagingCarrier)来确定寻呼载波。载波索引到寻呼载波的映射可以是明确的(以PCCH配置表示)或隐式的(例如，0＝锚定载波，1＝第一非锚定寻呼载波，......)。
如上面关于随机接入所讨论的，并非所有的UE都将支持在非锚定载波上寻呼。因此，那些UE必须利用锚定载波进行寻呼，这在锚定载波上产生了附加的寻呼负载，其不能被卸载到非锚定寻呼载波。寻呼资源可以适应不同的寻呼负载(例如，使用nB参数)。然而，在非锚定载波上寻呼的一个目标是在不同的载波上有效地分配寻呼负载。用于将UE分配给寻呼载波的算法应该考虑到这一点，因为它可以影响分配并因此影响负载平衡。
例如，特定小区可以具有两个寻呼载波：一个锚定载波和一个非锚定载波。在传统方法中，可以使用载波索引＝UE_ID寻呼modNb寻呼载波，并且Nb寻呼载波＝2来简单地确定寻呼载波。这意味着仅使用1比特的UE_ID寻呼来在两个寻呼载波上分配UE。
如果小区中的所有UE支持非锚定寻呼，则它们应该在两个载波之间平均分配。然而，如果那些UE中的一半不支持非锚定寻呼，则这种安排导致使用锚定载波的UE的75％(所有不支持非锚定载波寻呼的UE，加上支持的那些的50％)和使用非锚定载波的25％。在该特定示例中，可以通过分配可以使用非锚定载波的所有UE来使用非锚定载波来解决不均衡分布，但是这不提供通常适用的解决方案。
如果所有UE中的1/3只能使用锚定载波进行寻呼(例如，来自小区中的15,000个UE，则5,000个UE只能使用锚定载波，并且10,000个可以使用任何载波)，则平均分配不能通过UE_ID寻呼的一个比特来实现。利用两个比特允许平均分配，因为这提供了可以用于对UE进行分组的四个值。可以将一个值(支持UE的非锚定的25％)分配给锚定载波，并将三个值分配给非锚定载波。在这个例子中，这导致每个载波上7,500个UE。
一般意义上，代替使用传统方法载波索引＝UE_ID寻呼modNb寻呼载波，可以将UE_ID寻呼值组分配给载波。UE可以被映射到寻呼载波的粒度可以通过为UE_ID寻呼选择合适的比特数G来配置(例如，3比特给出12.5％的UE的粒度)，其可以高于M(需要寻址系统中寻呼载波的最大数量的比特)。每个寻呼载波可以与对应于将被分配给该载波的UE的UE_ID寻呼的列表相关联。这种安排允许将不同比例的UE分配给每个寻呼载波，从而当一部分UE只能使用锚定载波时能够接近相等的总体分布。在上面的例子中，M＝1(系统中有2个载波)，但是我们可以使用G＝2个比特用于UE_ID寻呼。三个UE_ID寻呼值在分配给非锚定载波的一个组中，第二组中的一个UE_ID寻呼值被分配给锚定载波。这可以通过由UE_ID寻呼值定义的组之间的阈值进行配置。例如，这里阈值是3(二进制11)，其中UE_ID寻呼值低于阈值的UE在第一组中，并且高于或等于该阈值的UE是第二组。一般来说，对于N个载波，需要N-1个阈值来跨所有载波分配UE。阈值中的比特数因此定义可以实现的粒度。例如，三比特阈值可以以12.5％的粒度分布UE。更大的比特数提高了可以达到相同负载的准确度，但是增加信令负载。作为特定情况，也可以使用该方法来从给定载波(例如，从对于已经由Rel13UE过载的用例的锚定载波)排除所有UE。该方法还可以与传统方法相结合：仅一个阈值可以用于以期望的比例在两个组之间分配UE(例如，一个组用于锚定载波，一个组用于非锚定寻呼载波)，而传统方法可以用于将UE分配到每个组内的载波(在该示例中，分配给非锚定载波的UE将与传统方法一起分发)。这可以推广到2个以上的组。或者，代替使用阈值来定义到寻呼载波的映射，可以用信号发送与每个寻呼载波对应的UE_ID寻呼的列表。通过使用比特掩码或指示连续的UE_ID寻呼的开始/数量，可以优化信令以有效地发信号通知长范围的连续UE_ID寻呼。
另一种选择是，信令可以指示能够使用非锚定载波的UE是否应该仅在非锚定载波上被寻呼，或者它们是否可以在锚定载波和非锚定载波上寻呼。这意味着，由能够使用非锚定载波的UE考虑的寻呼载波集合(支持寻呼的载波集合)可以被配置为仅包含非锚定载波，或者包含锚定和非锚定载波。然后寻呼载波分配可以使用配置的寻呼载波集合遵循传统方法。这以牺牲灵活性为代价来限制信令的影响。
除负载平衡之外，还可以使用载波选择来优先选择一些寻呼载波，例如具有更好性能的那些。如上所述，仅基于其身份的跨载波的UE分布可导致系统地将某些UE分配给性能较差的载波。这个缺点也可以通过选择寻呼载波作为时间的函数来解决。例如，可以使用系统帧号(SFN)或超帧号(HFN)来通过可用载波循环每个UE。这样的系统可能遇到与具有最大DRX周期(2.91小时)的UE的困难，因为它们也将针对其寻呼机会看到相同的HFN/SFN。为了处理这样的DRX周期，需要额外的HFN比特。此外，基于时间的循环载波防止基于其覆盖等级将UE分配给载波，如下所述。
一般而言，可能需要将深覆盖的UE分配给最佳载波。具有6dB功率提升的载波可能需要重复次数减少多达4倍，即，对于每个PO监测，消耗的功耗降低多达4倍。非锚定载波可能比锚定载波有更多40％的可用子帧，因此需要减少～40％的接收时间(假设相同的下行链路功率)。类似地，保护带载波将具有比带内载波更多的可用于NB-IoT的资源，其它参数相等，从而减少接收时间。这也将减少每个PO监测的UE功耗。通常，UE在处于RRC_IDLE状态时不向网络指示任何覆盖等级改变。在RRC连接释放过程期间，eNB可以向MME提供UE的最新覆盖等级。MME可以在发送S1寻呼请求时将该信息传送给eNB，并且该信息可以在寻呼过程中使用。由于增加了信令负载和功耗要求，所以不希望覆盖等级的实时信令。因此，不可能基于对UE的当前覆盖等级的确定性知识直接选择寻呼载波。
寻呼载波的RRC等级专用(UE特定)配置可能不可靠，因为它仅适用于执行此配置的小区。初始配置有非锚定寻呼载波的UE可以重选不同的小区(具有不同的配置)，在返回到当前小区之前丢弃RRC配置，并最终选择锚定载波而不是初始配置的非锚定载波。所以，UE因此不再使用先前配置的预期寻呼载波。下面描述的寻呼载波相关信息可以仅在RRC等级被配置，然而，这将需要可能的寻呼重新尝试(在锚定载波上的初始寻呼尝试失败之后)，以解决UE已经丢失寻呼载波配置的情况。
相反，可以使用NAS等级专用(UE特定)配置(类似地，例如，作为eDRX寻呼配置)。当UE处于RRC_CONNECTED状态时，eNB通常可以在RRC连接释放时导出寻呼载波相关信息(用于导出寻呼载波以进行选择)。这种信息可以在专用RRC信令中(例如，在RRC连接释放中)发送给MME(例如，在UE上下文释放完成/UE上下文挂起请求S1-AP消息中)并且发送给UE。UE根据寻呼载波相关信息选择寻呼载波。在寻呼期间，MME在S1消息中将与寻呼载波相关的信息包括给eNB，这使得eNB能够选择正确的寻呼载波。寻呼载波相关信息将被存储在UE和MME内的NAS等级。
在一个选项中，寻呼载波相关信息可以包括寻呼载波集合，例如，UE/eNB是否应该只考虑用于寻呼的锚定载波，还有其它非锚定载波，还是仅考虑非锚定载波。如上所述，该集合中的寻呼载波之中的特定载波的选择仍然可以基于UE的ID。对于eNB选择覆盖差的UE的锚定载波可能是有益的。此外，这也使得eNB能够基于每个UE来激活非锚定寻呼特征，如默认地(或者当没有特别配置时)寻呼载波相关信息可以指示仅选择锚定载波，从而导致如在Rel-13中的相同的行为。
在进一步的选项中，寻呼载波相关信息包括参数“载波组”。M比特可以用于在2^M个载波上分配UE。寻呼载波的选择可以根据载波索引＝载波组mod Nb寻呼载波(CarrierIndex＝CarrierGroup mod NbPagingCarrier)完成。在传统方法中，这种公式将与载波组为UE_ID的M个比特(例如，IMSI)一起使用。相反，载波组可以由eNB根据寻呼负载和UE的覆盖条件来决定，并且包括在寻呼载波相关信息中。寻呼载波集合仍然可以分开配置，即它可以包括所有寻呼载波或仅包含非锚定寻呼载波。
在进一步的选择中，寻呼载波相关信息包括“载波索引”，在其指向不存在寻呼载波的情况下具有回退显式或隐式规则(因为所有小区可能没有被配置为具有相同数量的寻呼载波)。例如，回退规则可以是，如果在小区中没有对应于载波索引的寻呼载波，则使用锚定载波。eNB和UE两者都将应用相同的规则，因此不存在使用哪个寻呼载波的不确定性。映射到寻呼载波的载波索引要么是明确的(用PCCH配置表示)要么是隐含的(例如0＝锚定载波，1＝第一非锚定寻呼载波，......)。通过这种方法，可以将任何UE分配给由其载波索引定义的特定寻呼载波。例如，eNB可以有利地为覆盖差的UE指示具有更好性能的特定载波(例如，保护带非锚定载波)。
在进一步的选择中，寻呼载波相关信息包括已经在S1上用信号通知的覆盖增强等级。在这种情况下，它不需要通过S1发送信号(但仍然通过RRC)。寻呼载波可以被映射到不同的覆盖增强等级，并且该映射在SIB中用信号通知。或者，eNB可以在内部导出寻呼载波，并且将专用RRC信令中的寻呼载波索引发送给UE。
图3示出了选择寻呼载波的方法的流程图。
在步骤30，发生RRC连接释放事件，并且在步骤31，eNB导出寻呼载波相关信息。
在步骤32，例如在UE上下文释放完成消息或UE上下文挂起请求消息中，向MME发送寻呼载波相关信息。在步骤33，在专用RRC信令中，例如在RRC连接释放消息中，将寻呼载波相关信息发送给UE。然而，如果寻呼载波相关信息是已经通过S1发送的覆盖增强等级，则在步骤32中不需要再次发送。
在步骤34，UE根据寻呼载波相关信息选择寻呼载波。
在步骤35，MME向eNB发送包括寻呼载波相关信息的S1寻呼请求消息。在步骤36，eNB使用寻呼载波相关信息来导出在其上寻呼UE的载波。
在图3的方法中所用的寻呼载波相关信息可包括：
·寻呼载波集合，包括是否
o UE将只使用锚定载波；
o UE将只使用非锚定载波；
o UE可以使用任何载波；
·“载波组”索引。UE和eNB可以从载波组中导出载波索引以及小区中的寻呼载波的数量。例如，载波索引＝载波组modNb寻呼载波。寻呼载波集合可以是小区中的所有载波，或者只是非锚定载波。载波索引指向在小区中通过隐式或显式关联定义的寻呼载波(在PCCH配置中)
·载波索引；如果它指向不存在的寻呼载波，则具有显式或隐式回退规则。例如，载波索引0可以表示锚定载波，载波索引1是第一个配置的寻呼载波(在SIB中)-如果没有配置，默认可以是使用锚定载波
·覆盖增强等级。例如，处于极端覆盖的UE可以被分配给锚定载波。载波可以被映射到不同的覆盖增强等级，该映射可以以SIB消息传送进行传达
·选项的组合，例如：
o覆盖增强等级以及基于身份分配UE的组合(例如，在给定覆盖增强等级之上，使用特定载波(例如，锚载波)；在之下，基于身份来分配UE)
o对于大多数UE使用寻呼载波集合与UE_ID的组合，但对所选UE使用载波索引专用配置(例如，覆盖率差的UE)。
如上所述，用于多个载波的PCCH配置预计将在系统信息(SI)中广播。每当新的寻呼载波将被部署或移除时，该配置将需要被更新，并且这可能影响UE的可达性(例如，如果作为结果，一些UE需要选择不同的寻呼载波)。
当对影响寻呼的系统信息(SI)做出改变时，必须以这样的方式通知UE，即确定所有UE都接收到信息以更新其PCCH配置，使得它们可以监视正确的PO窗口。当eDRX激活时，这可能尤其具有挑战性。在现有系统中，通过寻呼消息(PDCCH或PDSCH)中的SI更新通知，UE可以在下一个eDRXHFN边界(近似3小时边界)被通知即将到来的SI改变。因此，为了到达所有UE，在eDRX周期的最大长度(约3小时)期间，需要在所有PO(具有对应于最大EC等级的重复次数)中发送SI更新通知。在接收到改变的通知时，UE读取下一个eDRXHFN边界上的SI。由于所需的资源，这种过程在实践中可能是不切实际的或者甚至是不可能的。例如，在3小时窗口期间，可能每秒钟需要512次重复(512ms)(假定PO周期为1秒；其可以下降到几毫秒，最多为10.24秒)。
为了改善与寻呼有关的SI改变的功能，可以在指示即将发生的SI改变的SIB上以及将发生改变的时间边界上发送预警/通知。这可以使得能够利用由于SI有效性定时器(其当前为NB-IoT定义的值为24小时)的现有SI有效性检查。例如，可以在SI更新之前的24小时期间在SIB中发送预警/通知，可以发送额外的HFN比特，例如，3比特以达到24h时间段(这可以以通知为条件，或者如果利用这些比特看到其它益处则不以之为条件)，并且SI更新发生在24h时间边界。可以使用更长的周期来增加所有UE已经接收到该指示的概率。SIB中的指示是在正常的SI更新过程中获取的(UE每隔有效期至少检查一次SI有效性，例如24小时)，并且在SI改变边界上读取更新的SIB。
虽然这样的过程将SI更新频率限制为例如24小时，但这不是显著的影响，因为影响寻呼的SI改变很少，并且可以与这样的24小时或48小时边界对齐。然而，该系统带来的优点是，在先前提出的系统中不需要大量所需资源(在所有PO上以最大重复发送)。
本领域技术人员将认识到，根据实施例的方法可以通过软件计算机程序，硬件或软件和硬件的组合来执行。
这些方法仅作为示例提供。本申请的公开内容不受在附图中示出并且在此描述的步骤的具体组合的限制，而是包括以任何适当的顺序执行的任何适当的子集或步骤的组合。该方法的各部分可以并行执行。
本文中使用的术语“用户设备”(UE)指的是具有处理和电信能力的任何设备，使得它可以执行根据本发明的实施例的方法。本领域技术人员将认识到，这样的处理和电信能力可以被合并到许多不同的装置中，并且因此术语“用户设备”包括移动电话，个人数字助理，PC和许多其它装置。
将明白的是，上述方法适用于任何其它无线技术而不失去所寻求的效果。
本领域技术人员将会明白，可以扩展或改变本文给出的任何范围或装置值而不失去所寻求的效果。
应该理解的是，上面描述的益处和优点可以涉及一个实施例或可以涉及几个实施例。实施例不限于解决任何或全部所述问题的那些或具有任何或所有所述益处和优点的那些。
对“一个”项目的任何引用是指那些项目中的一个或多个。本文使用术语“包括”来表示包括所标识的方法块或元件，但是这些块或元件不包括排它性的列表，并且方法或设备可以包含附加的方法块或元件。
本文描述的方法的步骤可以以任何合适的顺序执行，或者在适当的情况下同时执行。另外，可以从任何方法中删除个别的方法块，而不偏离本文所述主题的精神和范围。以上描述的任何示例的各方面可以与所描述的任何其它示例的方面组合以形成进一步的示例，而不失去所寻求的效果。
应该理解的是，优选实施例的以上描述仅作为示例给出，并且本领域技术人员可以进行各种修改。虽然以上已经以一定程度的特殊性或者参照一个或多个单独的实施例描述了各种实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的范围的情况下对所公开的实施例进行许多改变。

Claims (31)

1.一种随机接入的方法，其在能够在载波集合上发送随机接入请求的UE处执行，所述载波集合包括锚定载波和至少一个非锚定载波，所述方法包括以下步骤：
从所述载波集合中选择用于传输随机接入请求的载波，其中基于与所述载波集合中的至少一个载波相关联的至少一个概率值来选择所述载波，以及
在所选择的载波上发送随机接入请求。
2.如权利要求1中所述的随机接入的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：UE确定其增强的覆盖等级，其中所述载波集合仅包括为所确定的增强的覆盖等级提供用于随机接入的资源的载波。
3.如权利要求1或2中所述的随机接入的方法，其特征在于，在来自eNB的传输中接收所述至少一个概率值。
4.如任一前述权利要求中所述的随机接入的方法，其特征在于，所述UE选择用于增强的覆盖等级x的载波i的概率是Pi，x，并且在所述UE处针对所有载波和增强的覆盖等级接收Pi，x的值。
5.如权利要求1-3中任一项所述的随机接入的方法，其特征在于，所述UE选择用于增强的覆盖等级x的载波i的概率是Pi，x，并且Pi，x的值由所述UE基于可用于每个载波的随机接入资源密度和增强的覆盖等级来计算。
6.如权利要求1-3中任一项所述的随机接入的方法，其特征在于，所述UE选择用于增强的覆盖等级x的载波i的概率是Pi，x，用于所有非锚定载波和用于所有增强的覆盖等级的Pi，x的值在所述UE处被接收，并且用于锚定载波的P0，x的值由所述UE计算作为对于非锚定载波的Pi，x的补充。
7.如权利要求1-3中任一项所述的随机接入的方法，其特征在于，所述UE选择用于增强的覆盖等级x的载波i的概率是Pi，x，并且在所述UE处接收P锚定载波,x的值，并且所述UE基于用于非锚定载波上的每个增强的覆盖等级的资源密度计算Pi,x的其它值。
8.如权利要求4-7中任一项所述的随机接入的方法，其特征在于，计算Pi，x的值以在特定的增强的覆盖等级上为每个载波提供可比较的冲突率。
9.一种随机接入的方法，其在能够在载波集合上传送随机接入请求的UE处执行，所述载波集合包括锚定载波和至少一个非锚定载波，其中所述UE基于UE标识符的选定部分来选择载波。
10.一种随机接入的方法，其在能够在载波集合上传送随机接入请求的UE处执行，所述载波集合包括锚定载波和至少一个非锚定载波，其中所述UE选择先前已经配置用于寻呼监视的载波。
11.一种随机接入的方法，其在能够在载波集合上传送随机接入请求的UE处执行，所述载波集合包括锚定载波和至少一个非锚定载波，其中所述UE选择由RRC专用信令配置的载波。
12.一种随机接入的方法，其在能够在载波集合上发送随机接入请求的UE处执行，所述载波集合包括锚定载波和至少一个非锚定载波，所述方法包括以下步骤：
从所述载波集合中选择用于传输随机接入请求的载波，其中基于报告的类型来选择所述载波，以及
在所选择的载波上发送随机接入请求。
13.如权利要求12中所述的方法，其特征在于，选择具有最佳性能的载波用于例外报告。
14.如权利要求12中所述的方法，其特征在于，所述具有第一可用随机资源的载波被选择用于例外报告。
15.一种用以支持寻呼能够在载波集合上接收寻呼消息的UE的方法，所述载波集合包括锚定载波和至少一个非锚定载波，所述方法包括以下步骤：
在UE处，向eNB发送UE支持在非锚定载波上的寻呼的指示，
在eNB处，从UE接收UE支持在非锚定载波上的寻呼的指示并将其发送到MME，
在MME处，当向eNB发送消息来寻呼UE时，包括UE支持在非锚定载波上的寻呼的指示。
16.一种寻呼能够在载波集合上接收寻呼消息的UE的方法，所述载波集合包括锚定载波和至少一个非锚定载波，所述方法包括以下步骤：
在eNB处，向UE发送寻呼载波配置信息，用于锚定载波和至少一个非锚定载波，以及可选的寻呼载波选择信息，
在所述UE处，从小区中的可用寻呼载波，寻呼载波选择信息，和UE身份中选择载波以监测寻呼信道，
在eNB处，从MME接收指示要被寻呼的UE并且包括所述UE支持在非锚定载波上的寻呼的指示的消息，
在eNB处，使用所述UE支持在非非锚定载波上的寻呼的指示，寻呼载波选择信息，和UE身份来选择用于传输寻呼消息的载波，以及
在eNB处，使用所选择的载波向所述UE发送寻呼消息。
17.如权利要求16中所述的方法，其特征在于，所述寻呼载波选择信息指示支持在非锚定上寻呼的UE是否仅使用非锚定载波还是使用全部寻呼载波。
18.如权利要求16或17中所述的方法，其特征在于，为了选择载波，基于UE身份的子集的值将所述UE划分成组，每个组映射到由其寻呼载波索引标识的寻呼载波。
19.如权利要求18中所述的方法，其特征在于，为了将每个组映射到寻呼载波，所述寻呼载波选择信息包括在UE身份的子集的值之间的阈值，所述阈值界定要被映射到连续的寻呼载波索引的UE身份的子集的值的范围。
20.如权利要求18中所述的方法，其特征在于，为了将每个组映射到寻呼载波，所述寻呼载波选择信息为每个寻呼载波指示要被映射到所述寻呼载波的UE身份的子集的值，这样的值的连续范围。
21.如权利要求18-20中任一项所述的方法，其特征在于，UE身份是IMSI，S-TMSI或这样的身份的散列。
22.一种支持UE的寻呼的方法，包括以下步骤：
在eNB处：为UE导出寻呼载波相关信息，
从eNB向UE发送寻呼载波相关信息，以及从eNB向MME发送寻呼载波相关信息，
在所述UE处：从eNB接收寻呼载波相关信息，将其存储在NASUE上下文中，
基于所接收的寻呼载波相关信息选择用于监视寻呼消息的载波，
在MME处：从eNB接收针对UE的寻呼载波相关信息，并将其存储在UE上下文中，
在MME处：当寻呼所述UE时，将用于所述UE的寻呼载波相关信息连同所述寻呼消息一起发送给所述eNB，
在eNB处：从MME接收针对UE的具有与寻呼载波相关信息的寻呼消息，并且基于所接收的寻呼载波相关信息来选择用于向UE发送寻呼消息的载波。
23.如权利要求22中所述的方法，其特征在于，所述寻呼载波相关信息包括仅使用锚定载波进行寻呼的指示。
24.如权利要求22中所述的方法，其特征在于，所述寻呼载波相关信息包括仅使用非锚定载波进行寻呼的指示。
25.如权利要求22中所述的方法，其特征在于，所述寻呼载波相关信息包括使用锚定载波和非锚定载波进行寻呼的指示。
26.如权利要求22-25中任一项所述的方法，其特征在于，所述寻呼载波相关信息包括用于取决于寻呼载波的数量来导出载波索引的载波组索引。
27.如权利要求22-25中任一项所述的方法，其特征在于，所述寻呼载波相关信息包括载波索引，并且如果在小区中没有定义相应的寻呼载波，则使用回退规则来确定所述寻呼载波。
28.如权利要求22-25中任一项所述的方法，其特征在于，所述寻呼载波相关信息包括从中选择寻呼载波的一组载波的指示。
29.如权利要求22-24中任一项所述的方法，其特征在于，所述寻呼载波相关信息包括覆盖增强等级的指示，并且覆盖增强等级与寻呼载波之间的映射以广播配置用信号通知。
30.一种系统信息通信的方法，包括以下步骤：
在即将到来的系统信息改变的系统信息块中发送指示，其中所述指示包括所述改变的时间边界，或者所述改变使用预定义的时间边界，并且
在指示的时间边界之后发送新的系统信息块。
31.如任一前述权利要求中所述的方法，其特征在于，所述方法在根据NB-IoT标准操作的系统中执行。
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