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CN114270912A - 用于扩展连接范围的基于到达时间的方法 - Google Patents

用于扩展连接范围的基于到达时间的方法 Download PDF

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CN114270912A CN202080057351.XA CN202080057351A CN114270912A CN 114270912 A CN114270912 A CN 114270912A CN 202080057351 A CN202080057351 A CN 202080057351A CN 114270912 A CN114270912 A CN 114270912A
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Abstract

一种方法可以包括基于由网络节点广播的被请求的前导码格式确定定时提前受限小区最大范围。该方法还可以包括响应于用户设备在定时提前受限小区最大范围之外，与初始上行链路信道定时调节一起发送随机接入前导码以适应专用于监听窗口的所指示的子帧。该方法还可以包括响应于用户设备在定时提前受限小区最大范围之外，对任何上行链路传输进行附加定时调节，以维持上行链路到下行链路信道同步。在一个变体中，该方法还可以包括响应于用户设备在定时提前受限小区最大范围之外，对任何上行链路传输进行附加定时调节，以维持上行链路到下行链路信道同步。

Description

用于扩展连接范围的基于到达时间的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年9月10日提交的美国临时专利申请第62/898,122号的优先权。该较早提交的申请的内容在此通过引用整体并入本文。
技术领域
一些示例实施例总体上可以涉及移动或无线电信系统，诸如长期演进(LTE)或第五代(5G)无线电接入技术或新无线电(NR)接入技术，或者可以涉及其他通信系统。例如，某些实施例可以涉及用于扩展连接范围(extended connection range)的基于到达时间(TOA：time of arrival)的方法的装置、系统和/或方法。
发明内容
一些示例实施例涉及一种方法。该方法可以包括由用户设备基于由网络节点广播的被请求的前导码格式确定定时提前受限小区(time advance-limited cell)最大范围。该方法还可以包括响应于用户设备在定时提前受限小区最大范围之外，与初始上行链路信道定时调节一起发送随机接入前导码以适应专用于监听窗口的所指示的子帧。
其他示例实施例可以涉及一种装置。该装置可以包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器。至少一个存储器和计算机程序代码还可以被配置为与至少一个处理器一起使该装置至少基于由网络节点广播的被请求的前导码格式确定定时提前受限小区最大范围。该装置还可以被引起响应于该装置在定时提前受限小区最大范围之外，与初始上行链路信道定时调节一起发送随机接入前导码以适应专用于监听窗口的所指示的子帧。
其他示例实施例可以涉及一种装置。该装置可以包括用于基于由网络节点广播的被请求的前导码格式确定定时提前受限小区最大范围的部件。该装置还可以包括用于响应于该装置在定时提前受限小区最大范围之外而与初始上行链路信道定时调节一起发送随机接入前导码以适应专用于监听窗口的所指示的子帧的部件。
根据其他示例实施例，一种非暂态计算机可读介质可以编码有指令，该指令当在硬件中执行时可以执行方法。该方法可以包括由用户设备基于由网络节点广播的被请求的前导码格式确定定时提前受限小区最大范围。该方法还可以包括响应于用户设备在定时提前受限小区最大范围之外，与初始上行链路信道定时调节一起发送随机接入前导码以适应专用于监听窗口的所指示的子帧。
其他示例实施例可以涉及一种执行方法的计算机程序产品。该方法可以包括由用户设备基于由网络节点广播的被请求的前导码格式确定定时提前受限小区最大范围。该方法还可以包括响应于用户设备在定时提前受限小区最大范围之外，与初始上行链路信道定时调节一起发送随机接入前导码以适应专用于监听窗口的所指示的子帧。
其他示例实施例可以涉及一种装置，该装置可以包括被配置为基于由网络节点广播的被请求的前导码格式确定定时提前受限小区最大范围的电路系统。该装置还可以包括被配置为响应于用户设备在定时提前受限小区最大范围之外而与初始上行链路信道定时调节一起发送随机接入前导码以适应专用于监听窗口的所指示的子帧的电路系统。
某些示例实施例可以涉及一种方法。该方法可以包括向用户设备传输到达时间数据。该方法还可以包括从用户设备接收具有基于到达时间的索引值的报告。该方法还可以包括接收随机接入信道前导码，该随机接入信道前导码包括以下至少一项：初始上行链路信道定时调节、以及基于到达时间的校正索引值。此外，该方法可以包括基于以下至少一项来建立或维持与用户设备的连接：初始上行链路信道定时调节、以及基于到达时间的校正索引值。
其他示例实施例可以涉及一种装置。该装置可以包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器。至少一个存储器和计算机程序代码可以被配置为与至少一个处理器一起使该装置至少向用户设备传输到达时间数据。该装置还可以被引起从用户设备接收具有基于到达时间的索引值的报告。该装置还可以被引起接收随机接入信道前导码，该随机接入信道前导码包括以下至少一项：初始上行链路信道定时调节、以及基于到达时间的校正索引值。此外，该装置还可以被引起基于以下至少一项来建立或维持与用户设备的连接：初始上行链路信道定时调节、以及基于到达时间的校正索引值。
其他示例实施例可以涉及一种装置。该装置可以包括用于向用户设备传输到达时间数据的部件。该装置还可以包括用于从用户设备接收具有基于到达时间的索引值的报告的部件。该装置还可以包括用于接收随机接入信道前导码的部件，该随机接入信道前导码包括以下至少一项：初始上行链路信道定时调节、以及基于到达时间的校正索引值。此外，该装置可以包括用于基于以下至少一项来建立或维持与用户设备的连接的部件：初始上行链路信道定时调节、以及基于到达时间的校正索引值。
根据其他示例实施例，一种非暂态计算机可读介质可以编码有指令，该指令当在硬件中执行时可以执行方法。该方法可以包括向用户设备传输到达时间数据。该方法还可以包括从用户设备接收具有基于到达时间的索引值的报告。该方法还可以包括接收随机接入信道前导码，该随机接入信道前导码包括以下至少一项：初始上行链路信道定时调节、以及基于到达时间的校正索引值。此外，该方法可以包括基于以下至少一项来建立或维持与用户设备的连接：初始上行链路信道定时调节、以及基于到达时间的校正索引值。
其他示例实施例可以涉及一种执行方法的计算机程序产品。该方法可以包括向用户设备传输到达时间数据。该方法还可以包括从用户设备接收具有基于到达时间的索引值的报告。该方法还可以包括接收随机接入信道前导码，该随机接入信道前导码包括以下至少一项：初始上行链路信道定时调节、以及基于到达时间的校正索引值。此外，该方法可以包括基于以下至少一项来建立或维持与用户设备的连接：初始上行链路信道定时调节、以及基于到达时间的校正索引值。
其他示例实施例可以涉及一种装置，该装置可以包括被配置为向用户设备传输到达时间数据的电路系统。该装置还可以包括被配置为从用户设备接收具有基于到达时间的索引值的报告的电路系统。该装置还可以包括被配置为接收随机接入信道前导码的电路系统，该随机接入信道前导码包括以下至少一项：初始上行链路信道定时调节、以及基于到达时间的校正索引值。此外，该装置可以包括被配置为基于以下至少一项来建立或维持与用户设备的连接的电路系统：初始上行链路信道定时调节、以及基于到达时间的校正索引值。
背景技术
移动或无线电信系统的示例可以包括通用移动电信系统(UMTS)、陆地无线电接入网(UTRAN)、长期演进(LTE)、演进型UTRAN(E-UTRAN)、高级LTE(LTE-A)、MulteFire、LTE-APro和/或第五代(5G)无线电接入技术或新无线电(NR)接入技术。第五代(5G)无线系统是指下一代(NG)无线电系统和网络架构。5G主要建立在新无线电(NR)上，但5G(或NG)网络也可以建立在E-UTRAN无线电上。据估计，NR将提供约10-20Gbit/s或更高的比特率，并且将至少支持增强型移动宽带(eMBB)和超可靠低延迟通信(URLLC)以及大规模机器类型通信(mMTC)。NR有望提供超宽带和超强健的低延迟连接和大规模网络，以支持物联网(IoT)。随着IoT和机器对机器(M2M)通信变得越来越普遍，对于能够满足低功耗、低数据速率和长电池寿命需求的网络的需求将不断增长。注意，在5G中，可以向用户设备提供无线电接入功能的节点(即，类似于UTRAN中的节点B或LTE中的eNB)在建立在NR无线电上时称为gNB，而在建立在E-UTRAN无线电上时称为NG-eNB。
附图说明
为正确理解示例性实施例，应当参考附图，在附图中：
图1示出了3GPP TS 36.211中描述的示例随机接入前导码参数。
图2示出了3GPP TS 36.211中描述的、针对前导码格式0-3的帧结构类型1随机接入配置。
图3示出了关于小区最大范围和覆盖的针对非地面网络部署的多个可能场景。
图4示出了能够接收eNB分组交换流服务或辅同步信号传输的三个用户设备。
图5示出了示例物理随机接入信道。
图6示出了到eNB的初始用户设备距离计算方案。
图7示出了3GPP 36.214中描述的传统定时提前计算和应用机制。
图8示出了上行链路到下行链路定时调节原理。
图9示出了根据示例实施例的如下场景：在该场景中，唯一的小区范围限制可能与功率预算或部署问题(诸如障碍物)相关。
图10(a)示出了根据示例实施例的用于扩展连接范围的针对随机接入信道前导码的上行链路信道定时调节的NTA，TAd(Ts)的实际应用。
图10(b)示出了根据示例实施例的用于扩展连接范围的针对随机接入信道前导码的上行链路信道定时调节的NTA，TOAEXT(Ts)的实际应用，该NTA，TAd(Ts)具有基于到达时间的校正。
图11(a)示出了根据示例实施例的用于扩展连接范围的基于到达时间的上行链路信道定时调节的活动图。
图11(b)示出了根据示例实施例的添加到上行链路信道定时调节的基于到达时间的校正的活动图。
图12(a)示出了根据示例实施例的在eNB无感状态期间(during an eNB unwarestate)扩展范围连接的应用的信令图。
图12(b)示出了根据另一示例实施例的在eNB无感状态期间扩展范围连接的应用的另一信令图。
图13(a)示出了根据示例实施例的在eNB感知状态期间扩展范围连接的应用的信令图。
图13(b)示出了根据另一示例实施例的在eNB感知状态期间扩展范围连接的应用的另一信令图。
图14示出了根据示例实施例的方法的流程图。
图15示出了根据示例实施例的另一方法的流程图。
图16(a)示出了根据示例实施例的装置。
图16(b)示出了根据示例实施例的另一装置。
具体实施方式
将容易理解，某些示例实施例的组件(如本文中的附图中总体上描述和图示的)可以以多种不同配置来布置和设计。以下是用于扩展连接范围的基于到达时间(TOA)的方法的系统、方法、装置和计算机程序产品的一些示例实施例的详细描述。
贯穿本说明书而描述的示例实施例的特征、结构或特性可以在一个或多个示例实施例中以任何合适的方式组合。例如，贯穿本说明书对短语“某些实施例”、“一个示例实施例”、“一些实施例”或其他类似语言的使用是指如下事实：结合一个实施例而描述的特定的特征、结构或特性可以被包括在至少一个实施例中。因此，本说明书中短语“在某些实施例中”、“一个示例实施例”、“在一些实施例中”、“在其他实施例中”或其他类似语言的出现不一定都指代同一组实施例，并且所描述的特征、结构或特性可以在一个或多个示例实施例中以任何合适的方式组合。
此外，如果需要，下面讨论的不同功能或步骤可以以不同顺序执行和/或彼此同时执行。此外，如果需要，所描述的功能或步骤中的一个或多个可以是可选的或者可以组合。因此，以下描述应当被认为仅是对某些示例实施例的原理和教导的说明，而不是对其的限制。
基于到达时间(TOA)的方法可以用于上行链路(UL)信道同步。在第三代合作伙伴计划(3GPP)技术规范(TS)中已经描述了某些TOA元素和物理随机接入信道(PRACH)前导码。关于随机接入前导码参数的附加信息在图1中示出，图1示出了3GPP TS 36.211中描述的示例随机接入前导码参数。此外，图2示出了3GPP TS36.211中描述的针对前导码格式0-3的帧结构类型1随机接入配置。
如图2所示，每个前导码格式帧可以具有由物理随机接入信道(PRACH)配置索引标识的对应定义结构。这表示，用户设备(UE)可以具有关于如下方面的信息：给定前导码可以在何时或向哪个子帧被递送以被演进型节点B(eNB)正确检测和处理。UE上行链路(UL)信道同步和维护可以通过定时提前(TA)命令来启用。例如，初始UE上行链路(UL)信道同步可以以如下所示的等式1的形式被确定。
NTA＝TA*16*TS(等式1)
如等式1所示，TA可以表示由eNB提供的定时提前索引值，并且可以是11位的形式。另外，TS可以表示基本时间单位，NTA可以表示UL定时调节。
在用于UE移动性处理的媒体访问控制(MAC)控制元素(CE)更新中，可以提供以下等式2。
NTA，new＝NTA，old+(TA-31)*16 (等式2)
如等式2所示，TA可以用6位(0、……、63)表示，NTA，new可以表示新的定时调节值，NTA，old可以表示当前定时调节。此外，如图3所示，关于小区最大范围和覆盖，非地面网络(NTN)部署可以存在多个可能场景。
此外，在诸如全球移动通信系统(GSM)、LTE、5G和NTN等某些无线通信标准中，可以存在最大小区范围。这些各种无线通信标准中的最大小区范围可以具有某些限制。例如，这些限制中的一些可以包括塔桅高度(或等效值)，塔桅高度可以确定可能的视线范围。另一限制可以包括功率预算，功率预算可以包括例如eNB和UE两者的天线功率增益、传输功率和接收器灵敏度。另外的限制可以包括信号路径损耗，信号路径损耗可能取决于频率和传播介质。此外，限制可以包括障碍物的存在，该障碍物可以附加地衰减或反射传输信号。此外，限制可以包括所需要的吞吐量，吞吐量可以取决于技术和传播信道质量。另一限制可以包括是否需要UL到下行链路(DL)信道同步用于同步传输，这可以由TA索引值提供和维护。因此，从这些各种限制可以看出，即使其他因素允许在较高范围内进行UE连接，小区操作范围也可能受到影响。
图4示出了能够接收eNB分组交换流服务、主同步信号(PSS)和辅同步信号(SSS)传输的三个UE。如图4所示，关于最大TA索引值，UE1和UE2可以位于小区覆盖区域内，并且UE3可以位于覆盖区域之外。对于TA，初始距离计算可以基于在PRACH前导码的成功解码之后的保护时段的测量。此外，在图4中，到eNB的距离可以与保护时段成反比。例如，与较远的UE2相比，对于可能更靠近eNB的UE1，可以在较晚的时间接收RACH前导码。
图5示出了PRACH的示例。如图5所示，PRACH可以包括若干部分，包括例如循环前缀(CP)、序列和保护或保护时间(guard time)。另外，PRACH可以包括由CP和序列组成的前导码。
图6示出了到eNB的初始UE距离(TA)计算方案。特别地，图6示出了同一小区内不同UE的距离。图6还示出了在eNB处接收的来自UE3的RACH前导码可以与下一子帧重叠(overlap)。这可以表明，来自UE3的前导码可能没有被eNB正确解码，并且UE3可能没有连接到eNB。这种场景可以表征为TA相关最大小区范围限制。
图7示出了3GPP 36.214中描述的传统定时提前计算和应用机制。特别地，图7示出了LTE的UL信道同步(TA命令，MAC CE TA更新)过程作为参考。例如，在100，UE可以处于无线电资源控制(RRC)空闲状态。当处于该空闲状态时，在105，UE可以从eNB接收广播，其中SIB2可以包括同步所需要的数据。在110，一旦UE决定切换到RRC连接状态，则RACH过程就可以在UE与eNB之间被发起(initiate)。在RACH下，UE可以在120发送具有PRACH前导码的Msg1。在125，eNB可以解码所接收的PRACH前导码，并且基于前导码类型和保护时间段，eNB可以计算UE的TA校正。
在图7的130，eNB可以向UE发送Msg2 RACH响应，Msg2RACH响应包括TA校正(TA命令)。该初始TA校正可以用于UL到DL信道同步，并且UE可以使用所提供的TA命令来调节其下一条消息的UL传输。如图7进一步所示，在135，UE可以通过RRC连接请求向eNB发送Msg3。在140，eNB可以通过RRC建立向UE发送Msg4。在RRC建立完成之后，UE可以在145发送RRC连接建立完成消息。
在150，UE可以切换到RRC连接状态，并且在155，可以开始UE与eNB之间的数据传输。如160所示，UE可以处于运动中。在165，UE可以在UL方向上向eNB发送数据。然而，在170，由于UE移动性，初始TA校正可能无效。因此，eNB可以检测UE的UL传输的TA漂移，并且可以在175决定向UE发送MAC CE TA更新校正。UE然后可以在#n子帧中接收MAC CE TA更新，并且从#n+6UL子帧开始应用TA校正。此外，在180，UE可以向eNB发送附加数据。
在某种程度上，只要TA校正仍在MAC CE TA更新范围内，MAC CE TA更新(6位)就可以允许维持超出给定小区边缘的连接。然而，如果这样的UE出于重建、重新同步或任何其他原因而被请求执行RACH，则这样的连接可能无法恢复。此外，如图7所示，eNB可以使用携带TA索引值TA的TA命令或MAC CE TA更新来进行UL定时调节NTA，如3GPP TS 36.211中描述和图8中示出的。另外，DL无线电帧的接收可以作为UL定时调节的参考，并且为了简单起见，NTA offset可以省略。
传统TA方法在相关3GPP标准中有描述，该标准定义了用于UL信道同步的当前解决方案。在某些示例实施例中，UE可以超出TA限制最大操作小区范围(TA-limited maximumoperational cell range)，并且因此可能无法与给定eNB建立连接。这可能至少是因为，eNB可能无法正确解码RACH前导码或者发送UL信道定时调节所需要的足够的TA索引值。
根据某些示例实施例，为了能够从扩展连接范围正确接收RACH前导码，可能需要与基于TOA的初始UL信道同步一起发送RACH前导码以适应专用于监听窗口(hearingwindow)的所定义的子帧。这可能与传统RACH前导码过程不同，因为传统RACH前导码是相对于参考DL帧发送的，并且其在表示为监听窗口的保护时段内的延迟可以与eNB与UE之间的距离成反比。这可以表明，由eNB针对扩展连接范围使用基于TOA的方法为UE计算的基于TA的距离可能无法反映UE到eNB的真实距离。
根据示例实施例，对于扩展连接范围，基于TOA的UL信道定时调节值可以与参考信号传播延迟成比例。此外，基于TOA的UL信道定时调节值可以高于TA最大校正索引值。此外，UL信道定时调节可能不需要由eNB提供的TA值，因为TOA方法可以在小区标称范围(TA限制)内仅用于此目的。然而，如针对RACH前导码过程所述，UE可能需要基于由eNB广播的请求前导码格式来计算基于TA的最大小区范围(MaxTA)，以确定RACH前导码是否需要与初始UL信道定时调节一起发送以适应专用于监听窗口的所指示的子帧。为此目的，UE可以计算MaxTA，并且可以将其与TA索引值的基于TOA的等效值TAd(TS)进行比较。
在示例实施例中，基于TOA原理，UE与eNB之间的传播延迟距离D(TS)可以使用等式3来计算。
D(TS)＝c*(T1(TS)-T0(TS))[m] (等式3)
在等式3中，T0表示eNB的参考信号物理传输时间，T1表示UE的参考信号接收时间，c表示光速，TS表示基本时间单位并且其测量定义精度，D(TS)表示信号传播延迟距离。参考信号可以是任何指定的帧、子帧或符号。
根据示例实施例，TOA方法可以用于动态运动场景。例如，TOA方法可以用于可能需要准确定时调节的预测的情况。为简单起见，D(TS)可以涵盖这种应用。此外，距离D(TS)可以以索引值的形式表示，并且等式4可以包括与eNB导出的TA索引值类似的含义。
Figure BDA0003503430070000111
在等式4中，D(TS)表示信号传播延迟距离，1TA表示78m，最小步长，TAd(TS)表示TA索引值的基于TOA的等效值。
在另一示例实施例中，针对扩展范围连接的基于TOA的索引值TAd(TS)可以替换等式1中的传统TA，并且可以由等式5表示如下。
NTA，TAd(TS)＝TAd(TS)*16*TS (等式5)
在等式5中，TAd(TS)表示针对TA限制小区范围之外的UE所需要的UL信道定时调节的基于TOA的索引值。此外，TTA，Tad(TS)表示支持扩展连接范围的基于TOA的UL信道定时调节，TS表示基本时间单位，其测量定义精度。在示例实施例中，等式5可以用于UE移动性处理。
根据某些示例实施例，可以使用TOA原理来确定UE与eNB之间的基于参考信号传播的距离，并且确定UE是否超出TA限制小区最大范围。在一个示例实施例中，该确定可以基于所请求的RACH前导码格式。进一步地，如果UE被认为超出TA限制小区最大范围，则基于TOA的校正可以被添加以由eNB计算TA索引值以用于在扩展范围连接的情况下建立和维持连接。
在示例实施例中，对于超出TA限制范围的UE，通过相对于给定RACH前导码格式定时的基于TOA的校正，RACH前导码可以相对于所接收的DL帧提前TTOAEXT(TS)被发送以适应监听窗口。在某些示例实施例中，RACH前导码可以在UE接收到指定DL帧(#n)时被触发。在一个示例实施例中，该事件可以用作时间参考。在另一示例实施例中，UE可以在给定参考DL帧(#n)被接收到之前发送RACH前导码。由于LTE/5G(同步标准)传输帧结构可以是连续的，并且由于PSS/SSS同步而是稳定的(具有TS精度)，所以DL帧(#n-1)的接收可以用作RACH前导码触发的参考。因此，更早的传输可以是可能的。某些示例实施例可以应用于地面移动网络和NTN应用。例如，关于图8所示的概念，扩展范围连接的基于TOA的校正TTOAEXT(TS)可以添加到等式1。这可以用等式6a表示。
NTA，TOAEXT(TS)＝(TA+TTOAEXT(TS))*16*TS (等式6a)
在等式6a中，TTOAEXT(TS)表示在TA限制小区范围之外的UE的UL信道定时调节的基于TOA的校正索引值。此外，NTA，TOAEXT(TS)表示支持扩展连接范围的UL信道定时调节。另外，TA是在重新授权请求(RAR)中从eNB接收的定时提前索引值，TS是基本时间单位，其测量定义精度。由于RACH前导码与初始TTOAEXT(TS)校正一起发送，因此eNB可以在小区覆盖的边缘处检测到该UE，对此，最大TA索引值可以由eNB在TA命令中作为TA校正来发送。
在另一示例实施例中，如果UE超出TA限制范围，则通过相对于给定RACH前导码格式定时的基于TOA的校正，RACH前导码也可以被更早发送，以适应(fit)监听窗口。
图9示出了根据示例实施例的一个场景，在该场景中，唯一的小区范围限制可能与功率预算或诸如障碍物等部署问题相关。例如，图9示出了在保护时间或TA限制之外建立连接的能力。如图9所示，针对RACH前导码的扩展连接范围应用TOA方法的UE3可以是RRC连接的。这种方法不同于图1所示的方法，在所示的方法中，由于最大TA限制，UE没有机会建立连接。在另一示例实施例中，针对RACH前导码的UL信道定时调节应用基于TOA的校正的UE3可以处于RRC连接状态或者切换到RRC连接状态。
在图9中，参数Rmax可以指示给定UE的最大扩展连接范围。此外，该参数可以包括小区特定特性和范围限制器、以及诸如功率电平或所支持的连接技术等UE特性。所支持的连接技术可以包括波束成形或空间复用，波束成形或空间复用也可以用于提供扩展范围连接。此外，Rmax可以反映某些天气条件以及这些条件对微波信号传播及衰减的影响。因此，在某些情况下，Rmax可能没有被明确规定。
图10(a)示出了根据示例实施例的用于扩展连接范围的RACH前导码的UL信道定时调节的NTA，TAd(TS)(等式5)的实际应用。例如，图10(a)示出了由TTOAEXT(TS)增强的到eNB的初始UE距离(TA)计算方案。如图10所示，UE可以使用dTAd(TS)作为初始UL信道定时调节来发送RACH前导码，以便在其限制内达到适当监听窗口，这可以使得eNB能够对这种请求进行适当解码。某些示例实施例可以考虑到UE知道图2中的信号帧结构、以及图1中的必要的定时关系。这可以指示，UE可以针对扩展范围连接的RACH前导码应用足够的dTAd(TS)UL信道定时调节，其中DL#n-1帧可以用作参考。
图10(b)示出了根据示例实施例的用于扩展连接范围的RACH前导码的UL信道定时调节的具有基于TOA的校正的NTA，TOAEXT(TS)(等式6a)的实际应用。如图10(b)所示，UE3可以提前发送RACH前导码TTOAEXT(TS)，以便在其限制内到达所指示的监听窗口。这可以使得eNB能够对这样的请求进行适当解码，并且应当考虑到UE3可以知道图2所示的信号帧结构、以及图1所示的必要的定时关系。这可以指示，UE3可以应用最小必要TTOAEXT(TS)UL定时调节值，这可以被eNB解释为UE3可能靠近给定小区的边缘。
根据示例实施例，由于潜在更高范围，其他因素可能对建立连接的可能性有影响。然而，如图6所示，在相同条件下，UE3可能无法建立连接，而在图10(b)中，UE3仍然可以获取对网络的接入。因此，根据某些示例实施例，可以为处理UE移动性而提供显著益处，尤其是在连接可能由于TA限制而丢失或终止的情况下。
根据示例实施例，对于扩展范围连接的RACH前导码，初始UL信道定时调节NTA，dTAd，RACH(TS)可以等于等式6b。
NTA，dTAd，RACH(TS)＝dTAd(TS)*16*TS (等式6b)
在等式6b中，dTAd(TS)表示在TA限制小区范围之外的UE的第一UL信道定时调节的基于TOA的索引值。此外，NTA，dTAd，TACH(TS)表示支持扩展连接范围的基于TOA的初始UL信道定时调节，TS表示基本时间单位，其测量定义精度。
根据示例实施例，可以根据等式7计算扩展连接范围的第一UL信道定时调节(RACH前导码)的基于TOA的索引值dTAd(TS)。
dTAd(TS)＝TAd(TS)-MaxTA (等式7)
在等式7中，索引值dTAd(TS)表示相对于参考DL帧的RACH前导码所需要的最小初始UL信道定时调节，如图8所示。根据示例实施例，可能需要所需要的最小UL信道定时调节以从UE正确接收第一UL消息。在这种情况下，UE可以由eNB(基于TA计算)定位在小区覆盖的边缘处，但仍然在监听窗口内，如图10所示。另外，UE3的保护时段可以等于或接近0。在示例实施例中，通过针对RACH前导码应用dTAd(TS)，TA计算可能不精确，因为UE可能被应用附加TA。
在示例实施例中，索引值dTAd(TS)(等式7)可以携带关于UE可以超出TA限制小区最大范围的程度的信息。索引值TAd(TS)(等式4)可以提供关于eNB与UE之间的距离的信息。如果TAd(TS)代替dTAd(TS)用于RACH前导码，则UE可能位于监听窗口内，但也可能位于(TA测量)监听窗口的开始处。这可能会导致性能参数(诸如功率余量)的适当设置出现问题，因为密切相关的UE的功率电平应当较低。在这种情况下，UE可能远远超出小区标称范围，并且UE在应用这样的设置时可能会遇到问题。因此，UE可以被eNB定位在最大小区范围内，但仍然在监听窗口内。
在某些示例实施例中，由于较高范围，其他因素可能对建立连接的可能性有影响。然而，如图6所示，在相同条件下，UE可能没有连接的机会，而在图10中，UE可以获取对网络的接入。这可以为UE移动性处理带来显著益处，尤其是在连接可能由于基于TA的范围限制而丢失或终止的情况下。
图11(a)示出了根据示例实施例的用于扩展连接范围的基于TOA的UL信道定时调节的活动图(activity diagram)。特别地，图11(a)示出了维护NTA，TAd(TS)(等式5)以及用于扩展连接范围建立NTA，dTAd(TS)(等式6b)的活动图。在示例实施例中，eNB可以支持TOA方法，该方法可以包括方法特定的TOA扩展信息元素(IE)，该IE可以启用或禁止在TA定义的最大小区范围之外的UE建立连接的可能性。
如图11(a)所示，在200，eNB可以向UE传输TOA数据。TOA数据可以包括T0和/或TOA_Extension：ON/OFF信息。在205，在eNB与UE之间的DL中可以存在信号传播延迟。此外，在210，UE可以执行TOA测量，TOA测量可以包括例如基于参考信号接收时间T1来测量到给定eNB的基于TOA的距离D(TS)。在215，UE可以将测量转换为索引值TAd，并且在220，UE可以基于RACH前导码格式确定定时提前最大值(MaxTA)。
在MaxTA被确定之后，UE可以在225检查TOA_Extension，并且将MaxTA与TAd进行比较。UE然后可以在230确定是否TOA_Extension为ON且MaxTA小于TAd。如果在230处的确定为真，则在245，UE可以确定所应用的UL信道定时调节可以具有较高值并且RACH前导码可以由UE与dTAd一起发送以适应监听窗口。然而，如果UE在235处确定TOA_Extension为ON且MaxTA大于或等于TAd，则在250，UE可以位于基于TA的小区最大范围内。此外，如果UE在240处确定TOA_Extension为OFF或者TOA_Extension不被支持，则在255，可以确定UE在基于TA的小区最大范围内。然而，如果MaxTA小于TAd，则可能无法连接。此外，在260，可以执行从UE到eNB的UL传输。
图11(b)示出了根据示例实施例的添加到UL信道定时调节的基于TOA的校正的活动图。特别地，图11(b)示出了基于TOA的校正被添加到UL信道定时调节以支持维持NTA，TOAEXT(Ts)的UE扩展连接范围(等式6a)。如图11(b)所示，在300，eNB可以向UE发送TOA数据。TOA数据可以包括T0和/或TOA_Extension：ON/OFF信息。在305，在eNB与UE之间的DL中可以存在信号传播延迟。此外，在310，UE可以执行TOA测量，该TOA测量可以包括例如基于参考信号接收时间T1来测量到给定eNB的基于TOA的距离D(TS)。在315，UE可以将测量转换为索引值TAd，并且在320，UE可以基于RACH前导码格式确定定时提前最大值(MaxTA)。
在MaxTA被确定后，UE可以在325检查TOA_Extension，并且将MaxTA与TAd进行比较。UE然后可以在330确定是否TOA_Extension为ON且MaxTATA小于TAd。如果在330处的确定为真，则在345，可以确定UE可以在基于TA的小区最大范围之外。另外，在350，UE可以将Ttoaext添加到所应用的UL信道定时调节预算，并且所应用的UL信道定时调节可以具有较高值。此外，在350，RACH前导码可以由UE在提前Ttoaext的时间发送。
然而，如果在335，UE确定TOA_Extension为ON且MaxTA大于或等于TAd，则在355，可以确定UE可以在基于TA的小区最大范围内。此外，如果在340，UE确定TOA_Extension为OFF或者TOA_Extension不被支持，则在360，如果MaxTA大于或等于TAd，则可以确定UE可以在基于TA的小区最大范围内，而如果MaxTA小于TAd，则UE与eNB之间的连接可能是不可能的。此外，在365，可以执行从UE到eNB的UL传输。
在示例实施例中，当TOA方法用于UL信道定时调节时，MaxTA索引值的等效值、或实际TA限制最大操作范围索引值可以反映预期的小区操作范围。根据示例实施例，预期的小区操作范围可以由运营商定义，或者可以基于RACH前导码格式类型来设置(图1)。在正常操作中，MaxTA可以限制操作小区大小。然而，通过将TOA_Extension设置为ON，运营商可以允许扩展连接范围，这在给定操作上下文中可能是有益的。因此，如图11所示，TOA_ExtensionIE可以用于控制UE连接的范围。
关于图11(a)所示的活动图，如果TOA_Extension被设置为OFF，或者所提议的功能不被eNB支持，则可能不允许UE请求超出MaxTA限制小区覆盖范围的无线电资源。此外，如果扩展连接范围不被支持，则UE可以测量TAd(TS)(等式4)，并且根据等式8检查该条件。
MaxTA≥TAd(TS) (等式8)
在等式8中，如果条件不满足，例如，如果UE超出所指示的最大小区范围并且TOA_Extension被设置为OFF，则可能不允许UE建立连接。然而，如果UE处于RRC连接状态，则可以发起切换。另外，运营商可以允许UE针对UL信道定时调节使用TOA方法继续连接。
在另一示例实施例中，可以假定TOA_Extension被设置为ON。在这种情况下，如果dTAd(TS)(等式7)具有高于0的值，则可以指示UE超出小区最大范围。否则，dTAd(TS)可以被设置为0，这表示没有附加定时提前。
根据某些示例实施例，最大小区范围和相关联的最大TA索引值MaxTA可以基于RACH前导码格式来确定。根据示例实施例，RACH前导码格式可以由eNB定义并且在SIB1和SIB2广播中提供。此外，UE可以基于图1和2确定应当使用哪种前导码格式。
在示例实施例中，最大RAR TA值可以是1282。因此，1282*16*TS＝667.66μs，其可以是100,130km。此外，RAR TA值可以定义RAR TA的最大小区范围。根据示例实施例，针对扩展范围连接处理在等式6(a)中使用的校正TTOAEXT(TS)可以用等式9计算，并且可以具有索引值字符。
TTOAEXT(TS)＝TAd(TS)-MaxTA (等式9)
在等式9中，TTOAEXT(TS)表示在TA限制小区范围之外的UE的UL信道定时调节所需要的校正。此外，TAd(TS)表示TA索引值的基于TOA的等效值(等式4)。另外，MaxTA是与TA限制最大小区范围相对应的最大TA索引值，TS对应于基本时间单位，其测量定义精度。
根据示例实施例，由于等式2的MAC CE TA更新定时调节机制，处于RRC连接状态的UE可以设置由TA定义的最大小区范围，因为UL信道同步仍然可以被维持。然而，在另一示例中，当UE达到由MAC CE TA更新(6位)定义的最大可能定时调节校正时，可以发起RACH过程以经由连接重建来恢复同步。此外，一旦UE超出TA限制范围，到该eNB的连接就可能无法恢复并且因此可能丢失。
在示例实施例中，对于超出TA限制最大小区范围并且请求无线电资源的处于RRC空闲状态的UE，根据定义，可能无法建立连接，因为由UE发送的RACH前导码可能与下一子帧交叠并且可能无法校正和检测。在另一示例实施例中，对于处于RRC空闲状态的UE，可能不需要执行测量或计算。然而，在示例实施例中，这样的活动可以在UE请求接入移动网络的情况下执行。然后，基于测量和计算，可以选择最佳候选，特别是在没有良好的小区覆盖时。
根据示例实施例，关于图11(b)所示的活动图，如果TOA_Extension被设置为OFF或者所提议的功能不被eNB支持，则可能不允许UE请求超出TA限制小区覆盖范围的无线电资源。即使TOA方法启用UE，也可能是这样。
根据另一示例实施例，TOA_Extension可以被设置为ON。在将TAd(TS)(等式4)与MaxTA进行比较时，可以获取等式8。替代地，如果等式9具有负值或0值，则表示UE可能在给定小区范围内。因此，可能不需要基于TOA的UL定时调节校正。因此，TTOAEXT(TS)(等式9)值可以被设置为0。另外的定时调节可以是基于TA的。
在示例实施例中，当将TAd(TS)(等式4)与MaxTA进行比较时，可以如下获取等式10。
MaxTA＜TAd(TS) (等式10)
替代地，如果等式9具有正值，则表示UE可能在给定小区范围之外。因此，可能需要基于TOA的UL定时调节校正。在一个示例实施例中，基于TOA的UL定时调节校正的值可以经由如下所示的等式11来计算。
NTA，TOAEXT，RACH(TS)＝TTOAEXT(TS)*16*TS (等式11)
在等式11中，TTOAEXT(TS)表示在TA限制小区范围之外的UE的RACH前导码的基于TOA的索引值。另外，NTA，TOAEXT，RACH(TS)对应于支持扩展连接范围的UL信道定时调节，TS是基本时间单位，其测量定义精度。此外，在示例实施例中，UE可以在小区最大覆盖范围的结束(或接近结束——受限于静态附加定时提前偏移)处被检测到，如图10(b)所示。
作为根据一个实施例的说明性示例，关于图9所示的场景和图11(b)的活动图，最大小区范围可以由TA最大值定义。TA最大值可以是1,282(667.66μs)(图1)，其对应于四舍五入到100km(1,282*78m)的距离。此外，UE2可以在93.6km(1,200*78m)的距离处，并且在小区覆盖范围内。此外，UE3可以在109.2km(1,400*78m)的距离处，即729.11μs，并且在给定小区覆盖范围之外(图1)。
在另一示例实施例中，对于示例性数据，MaxTA可以等于1,282。此外，对于UE2，TAd(TS)可以等于1,200(假定TOA精度等于TA精度)。此外，对于UE3，TAd(TS)可以等于1,400(假定TOA精度等于TA精度)。基于等式9，对于UE2，TTOAEXT(TS)＝1,200-1,282＝-82，其<0，这表示，等式6a中的TTOAEXT(TS)＝0。此外，对于RACH前导码和维持连接，UL到DL信道定时调节没有变化。另外，DL帧的接收可以用作参考。
根据示例实施例，对于UE3，TTOAEXT(TS)＝1,400-1,282＝118，其>0。这表示，等式6a中的TTOAEXT(TS)＝118，并且UL到DL信道定时调节相对于图8和参考DL帧有变化。基于等式6a，对于连接维持(RRC连接)，UL信道定时调节可以等于：
UE3：NTA，TOAEXT(TS)＝(1，282+118)*16*TS
根据示例实施例，对于RACH前导码(从RRC空闲到RRC连接的转变)，基于等式11，相对于参考DL帧(图8)，初始UL信道定时调节可以等于：
UE3：NTA，TOAEXT，RACH(TS)＝118*16*TS
图12(a)示出了根据示例实施例的在eNB无感状态(unaware state)期间扩展范围连接的应用的信令图。如图12(a)所示，eNB可以允许基于TOA的建立和维持扩展范围连接。然而，在这种情况下，UE可能无法将其扩展连接范围条件通知给eNB。此外，图12(b)示出了根据另一示例实施例的在eNB无感状态期间扩展范围连接的应用的另一信令图。
如图12(a)所示，在400，UE可以从RRC空闲状态切换到RRC连接状态。在405，eNB可以获取包括TOA_ExtensionON/OFF信息的TOA数据。此外，在410，eNB可以向UE发送信号。在示例实施例中，该信号可以包括SIB1、SIB2、SIBx：T0，其还可以包括TOA_Extension。在415，UE可以从eNB接收TOA数据，并且在420，UE可以基于TOA数据确定eNB的MaxTA(RACH前导码格式)。此外，在425，UE可以计算D(TS)并且将其转换为TAd的索引值。此外，在430，UE可以检查TAd是否大于MaxTA。如果TAd小于或等于MaxTA，则可以确定UE可以在小区内。因此，在435，可以在UE与eNB之间执行用于UL信道定时调节的基于TAd的TOA方法。
如果确定TAd大于MaxTA，则可以确定UE在小区之外。因此，在440，UE可以在提前dTAd的时间向eNB发送Msg1(包括PRACH前导码)。在445，如果UE确认TOA方法应用，则在450，eNB可以向UE发送包括RACH响应的Msg2。在示例实施例中，如果应用步骤445，则可能不需要在3GPP 36.214第5.2.4节“定时提前类型2前导码检测以及保护时间”(Timing AdvanceType 2 Preamble detection and guard time)中描述的给定消息。在455，可以在UE与eNB之间执行用于UL信道定时调节的基于TAd的TOA方法(用于扩展连接范围的定时调节的较高值)。
此外，图12(a)示出了，在460，UE可以处于RRC连接状态。当处于RRC连接状态时，eNB可以在465向UE发送信号。在示例实施例中，该信号可以包括SIB1、SIB2、SIBx：T0，其还可以包括TOA_Extension信息。在470，UE可以从eNB接收TOA数据，并且在475，计算D(TS)并且将其转换为索引值TAd。此外，在480，可以在UE与eNB之间执行用于UL信道定时调节的基于TAd的TOA方法。此外，在485，UE可以向eNB发送数据，该数据可以包括借助于TAd(TS)的UL信道定时调节。
如图12(b)所示，在500，UE可以从RRC空闲状态切换到RRC连接状态。在502，eNB可以获取可以包括TOA_ExtensionON/OFF信息的TOA数据。此外，在504，eNB可以向UE发送信号。在示例实施例中，该信号可以包括SIB1、SIB2、SIBx：T0，其还可以包括TOA_Extension。在506，UE可以从eNB接收TOA数据，并且在508，UE可以基于TOA数据确定eNB的MaxTA(RACH前导码格式)。此外，在510，UE可以计算D(TS)，并且将其转换为索引值TAd。此外，在512，UE可以将MaxTA与TAd进行比较。如果确定MaxTA大于或等于TAd，则可以确定UE在小区内。此外，如果确定UE在小区内，则在514，可以在UE与eNB之间应用传统UL信道定时调节。
然而，如果确定MaxTA小于TAd，则可以确定UE在小区之外。在这种情况下，在516，UE可以计算基于TOA的校正索引值，并且在518和520，将PRACH前导码与基于TOA的校正索引值一起发送给eNB发送。然而，在其他示例实施例中，基于TOA的校正索引值可以被包括在随后的UL传输中，例如Msg3中或甚至之后。根据示例实施例，PRACH前导码可以提前发送。在522，eNB可以检测前导码和PRACH前导码的保护时间。此外，在524，eNB可以向UE发送包括TA命令的响应消息。在526，UE可以在每个下一UL传输中提前发送基于TOA的校正索引值。
如图12(b)进一步所示，在528，UE可以向eNB发送包括RRC连接请求的消息，之后，在530和532，eNB可以与UE建立RRC连接。另外，在534，eNB可以向UE发送另一信号。在示例实施例中，该信号可以包括SIB1、SIB2、SIBx：T0，其还可以包括TOA_Extension。此外，步骤536、538和540可以类似于上面的步骤506、510和512。如果确定MaxTA大于或等于TAd，则可以确定UE在小区内。因此，在542，可以发起用于移动性处理的传统UL信道定时调节。然而，如果确定MaxTA小于TAd，则在544，UE可以计算基于TOA的校正索引值。此外，在546，UE可以在每个下一UL传输中提前发送基于TOA的校正索引值。此外，在548，UE可以提前发送基于TOA的校正索引值，并且在550，eNB可以保持UE同步。在552，eNB可以向UE发送MAC CE TA更新，并且在554，UE可以提前向eNB发送包括基于TOA的校正索引值的数据。
图13(a)示出了根据示例实施例的在eNB感知状态(aware state)期间扩展范围连接的应用的信令图。例如，如图13(a)所示，eNB可以允许基于TOA的建立和维持扩展连接范围。此外，UE可以通过在UL传输中提供dTAd(TS)(等式7)或TAd(TS)(等式4)值来向eNB通知其扩展连接范围条件。在示例实施例中，具有这些数据的第一个可能的UL传输可以是RACH过程期间的RACH前导码或其他消息。此外，图13(b)示出了根据另一示例实施例的在eNB感知状态期间扩展范围连接的应用的另一信令图。
如图13(a)所示，在600，UE可以从RRC空闲状态切换到RRC连接状态。在605，eNB可以获取可以包括TOA_ExtensionON/OFF信息的TOA数据。此外，在610，eNB可以向UE发送信号。在示例实施例中，该信号可以包括SIB1、SIB2、SIBx：T0，其还可以包括TOA_Extension。在615，UE可以从eNB接收TOA数据，并且在620，UE可以基于TOA数据确定eNB的MaxTA(RACH前导码格式)。此外，在625，UE可以计算D(TS)并且将其转换为TAd的索引值。此外，在630，UE可以检查TAd是否大于MaxTA。如果TAd小于或等于MaxTA，则可以确定UE可以在小区内。因此，在635，可以在UE与eNB之间执行用于UL信道定时调节的基于TAd的TOA方法。
如果确定TAd大于MaxTA，则可以确定UE在小区之外。因此，在640，UE可以提前dTAd的时间向eNB发送Msg1(包括PRACH前导码)。在645，如果UE确认TOA方法应用，则在650，eNB可以向UE发送包括RACH响应的Msg2。在示例实施例中，如果应用步骤645，则可能不需要在3GPP 36.214第5.2.4节“定时提前类型2前导码检测以及保护时间”中描述的给定消息。在655，可以在UE与eNB之间执行用于UL信道定时调节的基于TAd的TOA方法(用于扩展连接范围的定时调节的较高值)。
此外，图13(a)示出了，在660，UE可以处于RRC连接状态。当处于RRC连接状态时，eNB可以在665向UE发送信号。在示例实施例中，该信号可以包括SIB1、SIB2、SIBx：T0，其还可以包括TOA_Extension信息。在670，UE可以从eNB接收TOA数据，并且在675，计算D(TS)并且将其转换为索引值TAd。此外，在680，可以在UE与eNB之间执行用于UL信道定时调节的基于TAd的TOA方法。此外，在685，UE可以向eNB发送数据，该数据可以包括TAd。
如图13(b)所示，在700，UE可以从RRC空闲状态切换到RRC连接状态。在702，eNB可以获取可以包括TOA_ExtensionON/OFF信息的TOA数据。此外，在704，eNB可以向UE发送信号。在示例实施例中，该信号可以包括SIB1、SIB2、SIBx：T0，其还可以包括TOA_Extension。在706，UE可以从eNB接收TOA数据，并且在708，UE可以基于TOA数据确定eNB的MaxTA(RACH前导码格式)。此外，在710，UE可以计算D(TS)，并且将其转换为索引值TAd。此外，在712，UE可以将MaxTA与TAd进行比较。如果确定MaxTA大于或等于TAd，则可以确定UE在小区内。此外，如果确定UE在小区内，则在714，可以在UE与eNB之间应用传统UL信道定时调节。
然而，如果确定MaxTA小于TAd，则可以确定UE在小区之外。在这种情况下，在716，UE可以计算基于TOA的校正索引值，并且在718和720，将PRACH前导码与基于TOA的校正索引值一起发送给eNB。根据示例实施例，PRACH前导码可以提前发送，并且可以包括基于TOA的校正索引值。在722，eNB可以检测前导码和PRACH前导码的保护时间。此外，在724，eNB可以向UE发送包括TA命令的响应消息。在726，UE可以在每个下一UL传输中提前发送基于TOA的校正索引值。
如图13(b)进一步所示，在728，UE可以向eNB发送包括RRC连接请求的消息，之后，在730和732，eNB可以与UE建立RRC连接。另外，在734，eNB可以向UE发送另一信号。在示例实施例中，该信号可以包括SIB1、SIB2、SIBx：T0，其还可以包括TOA_Extension。此外，步骤736、738和740可以类似于上面的步骤706、710和712。如果确定MaxTA大于或等于TAd，则可以确定UE在小区内。因此，在742，可以发起用于移动性处理的传统UL信道定时调节。然而，如果确定MaxTA小于TAd，则在744，UE可以计算基于TOA的校正索引值。此外，在746，UE可以在每个下一UL传输中提前发送基于TOA的校正索引值。此外，在748，UE可以提前发送基于TOA的校正索引值，并且在750，eNB可以保持UE同步。在752，eNB可以向UE发送MAC CE TA更新，并且在754，UE可以提前向eNB发送包括基于TOA的校正索引值的数据。
根据示例实施例，在图12(a)和13(a)两者中，可以假定eNB可以完全支持用于UL信道定时调节的TOA方法，并且TA命令或MAC CE TA更新可能不需要，或者如果存在，则它们可以被UE省略。图12(a)所示的实施例与图13(a)所示的实施例之间的差异是，UE可以报告扩展连接范围条件，该报告扩展连接范围条件可以用于eNB性能优化。在示例实施例中，如果eNB请求TA测量，则UE可以位于覆盖范围的边缘(UE3，图10(a))。根据图13(a)所示的示例实施例，关于扩展连接条件的信息可以用于进一步的性能优化，并且eNB可以能够正确地评估UE距离。此外，在示例实施例中，基于dTAd(TS)(等式7)或TAd(TS)(等式4)值索引，如果需要，eNB可以针对这样的连接应用附加过滤或使用不同设置。
根据某些示例实施例，可以针对扩展范围连接提供RACH前导码。例如，如果dTAd(TS)(等式7)索引值指示扩展连接范围条件(dTAd(TS)>0)并且TOA_Extension设置为ON，如果UE发起RACH前导码过程，则RACH前导码可以与关于参考DL帧在(等式6b)中指定的初始UL信道定时调节一起被发送，如图8所示。在这种情况下，RACH前导码可以到达为监听窗口设计的指示子帧，并且可以在结束(或接近结束——受限于附加定时提前静态偏移)处被检测到，如图10(a)中针对UE3所示。在示例实施例中，这可能是有意的，因为在这种情况下，eNB可以为小区边缘条件设置足够的信号功率电平和其他性能参数。
在示例实施例中，关于图9和图11(a)，最大小区范围可以由TA最大值(或由运营商)定义，例如1,282(667.66μs)(图1)。最大TA值可以对应于四舍五入到100km(1,282*78m)的距离。此外，UE2可以在93.6km(1,200*78m)的距离处，这可以在小区覆盖范围内。此外，UE3可以在109.2km(1,400*78m)的距离处，即729.11μs，并且在根据图1的给定小区覆盖范围之外。这里，基于TOA的定时提前可以超过标称TA值。
根据某些示例实施例，MaxTA可以被设置为1,282。对于UE2，TAd(TS)可以等于1,200，而对于UE3，TAd(TS)可以等于1,400。基于等式7，UE2的扩展连接范围dTAd(TS)的第一UL信道定时调节的基于TOA的索引值可以如下：dTAd(TS)＝1,200-1,282＝-82，其<0，这表示，dTAd(TS)＝0并且UE在小区标称范围内。对于UE3，dTAd(TS)可以如下：dTAd(TS)＝1,400-1,282＝118，其>0，这表示，dTAd(TS)＝118并且UE在小区标称范围之外，这表示扩展范围连接条件。对于UE2和UE3两者，dTAd(TS)可以被报告给eNB。
在示例实施例中，对于UE2和UE3(如果TOA_ExtensionON)，RRC连接状态期间的UL信道定时调节可以由等式5提供。例如，支持UE2和UE3的扩展连接范围NTA，TAd(TS)的基于TOA的UL信道定时调节可以如下：
UE2：NTA，TAd(TS)＝1,200*16*TS
UE3：NTA，TAd(TS)＝1,400*16*TS
对于UE2，当等式8的条件为真时，可能不需要RACH前导码的初始UL信道定时调节。相反，可以相对于参考DL帧发送RACH前导码，如图10(a)所示。对于UE3，在扩展连接范围条件下，RACH前导码期间相对于参考DL帧的初始UL信道定时调节(如图10(a)所示)可以如下由等式6a提供：
UE3：NTA，dTAd，RACH(TS)＝118*16*TS
根据某些示例实施例，扩展范围连接处理可以在至少两个变体中应用，如图12(a)和图13(a)所示，其区别在于eNB感知状态。此外，在这两种变体中，eNB可以使得UE能够建立超出TA限制最大小区(MaxTA)范围的连接(TOA_Extension设置为ON)。在这两种变体中，对于RRC空闲状态，UE可以测量到eNB的基于传播延迟的距离(TOA)并且估计MaxTA。然而，在某些示例实施例中，由于不需要连接，因此这样的活动在RRC空闲状态下可能不需要。此外，在示例实施例中，如果MaxTA和TAd(TS)(等式7)的比较指示UE在给定小区覆盖范围内，则可以应用用于RRC管理的基于TOA的解决方案。
根据用于扩展范围连接的RACH前导码的其他示例实施例，为了实现成功的无线电资源接入，对于UE3并且为了将其状态改变为RRC连接，UE3可以关于由eNB在SIB1和SIB2中为初始接入而提供的RACH前导码格式中指定的定时提前6,145μs发送RACH前导码(TTOAEXT(TS)＝118)、NTA，TOAEXT，RACH(TS)(等式11)。RACH前导码也可以相对于在图1和图2中并且在图8上定义的帧结构来发送。根据示例实施例，这可以表示，当UE3提前6,145μs发送RACH前导码时，它将在监听窗口内到达eNB，并且可以位于小区覆盖的边缘。
在示例实施例中，eNB可以将对应TA索引值确定为等于最大允许TA索引值。例如，在该示例中，TA＝1,282，这可以在RAR消息中的TA命令中提供给UE。在另外的示例实施例中，每个后续UE3UL传输可能需要通过TTOAEXT(TS)＝118值来校正，或者如果距离将改变为更新后的TTOAEXT(TS)值，除非由等式10定义的条件为真。因此，根据示例实施例，针对相对于传统参考下行链路帧而设置的扩展连接范围的RACH前导码NTA，TOAEXT，RACH(TS)的基于TOA的初始UL信道定时调节可以等于等式11。在该示例实施例中，对于等式11，TTOAEXT(TS)表示在TA限制小区范围之外的UE的上行链路信道定时调节的基于TOA的校正索引值。另外，NTA，TOAEXT，RACH(TS)表示支持针对RACH前导码的扩展连接范围的初始UL信道定时调节，TS是基本时间单位，其测量定义精度。
根据示例实施例，由于UE3可以在覆盖边缘处被检测到，因此可以假定eNB可以设置足够的功率电平和吞吐量来处理这样的连接，而不会对传统行为进行任何附加改变。此外，在示例实施例中，如果连接丢失，则可以通过典型的无线电链路故障来预见这种情况的正常处理。
在示例实施例中，参考图11(b)所示的活动图，扩展范围连接处理可以应用于如图12(b)和图13(b)所示的两种变体。在这两种变体中，eNB可以使得UE能够建立超出TA限制最大小区范围的连接(TOA_Extension设置为ON)。此外，在这两种变体中，对于RRC空闲状态，UE可以测量到eNB的基于传播延迟的距离(TOA)并且估计MaxTA。然而，由于不需要连接，因此这样的活动在RRC空闲状态下可能不需要。此外，根据示例实施例，如果MaxTA和TAd(TS)的比较指示UE在给定小区覆盖范围内，则可以应用传统解决方案，因为可能不需要基于UL信道TOA的定时调节校正。
某些示例实施例可以提供到RRC连接状态或TA命令的RRC空闲转变。例如，如果MaxTA和TAd(TS)的比较(等式6b)指示UE在给定小区最大范围之外，并且UE打算将其状态从RRC空闲改变为RRC连接，则RACH前导码(图12(a)和图13(a)中的消息[02])可以与由等式6b定义的初始UL信道定时调节一起发送。此外，RACH前导码可以基于图8所示的参考DL帧相对于同步机制被发送。此外，等式7的索引值dTAd(TS)可以向eNB通知UE超出小区最大范围的程度。
此外，在RRC空闲转变到RRC连接状态时，UL传输(包括例如图8和图9中的消息[05])可以与由等式3定义的UL信道定时调节一起发送(以TAd(TS))。根据示例实施例，所提供的UL信道定时调节相对于标称小区范围的UL信道定时调节可以具有较高值。
如图12(a)所示，RACH前导码消息[02]可以相对于图8提前dTAd(TS)(等式6b)被发送。此外，在示例实施例中，可能没有关于UE超出TA限制小区最大范围的其他指示。然而，在图13(a)的情况下，RACH前导码消息可以提前dTAd(TS)被发送(等式6b)，并且TAd(TS)或dTAd(TS)索引值可以由UE报告。此外，在图13(a)中，消息[02]可以是向eNB提供这样的信息的第一可能位置。然而，如果需要，TAd(TS)/dTAd(TS)也可以被包括在下一后续UL传输中。另外，在示例实施例中，TAd(TS)或dTAd(TS)值的提供可以向eNB通知UE超出TA限制小区范围(MaxTA)。因此，根据某些示例实施例，eNB可以知道从小区范围之外被请求连接并且可以注册该信息。
在某些示例实施例中，eNB感知状态可能对使用TA信息进行进一步处理的TA相关应用和服务有影响。在示例实施例中，如果UE不提供TAd(TS)或dTAd(TS)信息(图12(a))，则这样的服务可能不准确。然而，报告TAd(TS)或dTAd(TS)(图13(a))可能不会影响其性能。
根据示例实施例，每小区测量数据(PCMD)报告可以包括与用于TA的TAd(TS)相同的信息。根据另一示例实施例，如果除了TA最大值参数(即，功率预算、CQI)之外的其他参数允许这样的连接，则可以基于TOA方法建立RRC连接。
根据其他示例实施例，如果MaxTA和TAd(TS)的比较指示UE在给定小区最大范围之外并且UE打算将其状态从RRC空闲改变为RRC连接，则可能需要等式6a中的基于TOA的TTOAEXT(TS)校正。在示例实施例中，UE可以对图12(b)和图13(b)中的RACH前导码(第一UL消息)[02]应用基于TOA的UL信道定时调节校正。在示例实施例中，RACH前导码可以与由eNB在SIB1和SIB2(图1和2)中广播的帧结构数据中并且关于图8指示的相比提前TTOAEXT(TS)(等式9)被发送。根据示例实施例，由于PSS/SSS机制用于同步，因此UE可以应用必要的附加定时调节以确保该UL传输达到监听窗口大小。
在示例实施例中，在图12(b)的情况下，除了提前TTOAEXT(TS)发送RACH前导码消息[02]之外，可能没有其他指示表明UE超出TA限制小区最大范围。这可以表示，eNB可以在覆盖范围的边缘处检测到该UE，但可能不会意识到实际上UE在TA限制最大范围之外。在另一示例实施例中，在图13(b)的情况下，RACH前导码消息[02]可以提前TTOAEXT(TS)被发送，并且TTOAEXT(TS)校正可以由UE报告。这可以是向eNB提供这样的信息的第一可能位置。然而，如果需要，TTOAEXT(TS)也可以被包括在后续UL传输中。此外，TTOAEXT(TS)值的提供可以向eNB通知UE超出TA限制小区范围。因此，eNB可以知道从小区范围之外被请求连接并且可以注册该信息。
根据示例实施例，eNB感知状态可能对TA相关应用和服务有影响，TA相关应用和服务可以使用TA信息进行进一步处理。在示例实施例中，如果UE不提供TTOAEXT(TS)信息(图12(b))，则这样的服务可能不准确，而报告TTOAEXT(TS)信息(图13(b))可能不会影响其性能。
在示例实施例中，每次呼叫测量数据(PCMD)报告可以包括TTOAEXT(TS)信息。在另外的示例实施例中，对于图12(b)和图13(b)，如果除了TA最大值参数(即，功率预算、CQI)之外的其他参数允许这样的连接，则可以建立RRC连接。在这两种情况下，在RAR消息[03]中提供的TA命令可以不包含TTOAEXT(TS)校正。这可能是图13(b)的情况，即使UE向eNB通知扩展连接范围，所允许的传统TA索引值范围也可能不支持较高值。
根据示例实施例，如果条件等式10为真，则每个下一UE传输(例如，[04])可以提前TTOAEXT(TS)被发送。这可能表示，UE在TA限制小区范围之外。此外，这个附加定时提前可以对应于UE到eNB的较长距离，这可能需要附加定时提前补偿。在示例实施例中，当UE和eNB都在运动中时(包括在非地面网络(NTN)应用中)，校正TTOAEXT(TS)可以与UE到eNB的相对距离成比例。
某些示例实施例可以提供RRC连接状态或MAC CE TA更新。例如，一旦超出TA限制范围的UE处于RRC连接状态，则UL信道定时调节可以由等式5连同TAd(TS)提供。在示例实施例中，TTA，TAd(TS)可以具有相对于TA限制最大小区范围的最大定时提前校正的较高值。此外，对于扩展范围连接，TAd(TS)可以被包括在UL传输中，如图13(a)所示。替代地，可以不提供TAd(TS)，如图12(b)所示。
根据示例实施例，如果超出TA限制范围的UE处于RRC连接状态，则每个UL传输可以提前TTOAEXT(TS)被发送，因为它对应于该距离。此外，根据另一示例实施例，一旦UE处于RRC连接状态并且进入支持TA索引值范围的标称小区范围，TTOAEXT(TS)就可以被设置为0并且连接可以继续。此外，下一UE UL传输可以不进行TTOAEXT(TS)校正，这可以对应于平滑的UE扩展标称距离变化处理。
在示例实施例中，如果UE处于RRC连接状态并且离开TA支持小区范围，则可以以平滑方式向每个UL传输添加足够的TTOAEXT(TS)定时校正。此外，根据另一示例实施例，用于UE移动性处理的MAC CE TA更新机制可以保持不变。在示例实施例中，考虑到MAC CE TA更新6位应用范围和基于TOA的TAd(TS)粒度，可以假定，可以通过TTOAEXT(TS)(等式9)校正计算来提供超出小区范围的同步。
根据示例实施例，一旦基于TOA的测量指示TAd(TS)的变化(其可以等效于1TA(LTE:78m))，则新的TTOAEXT(TS)校正可以用作TTOAEXT(TS)并且应用于等式6a。这样，即使对于基于TA的UE，TOA校正也可以用于同步。这也可以表示，当MAC CE TA更新校正达到最大6位范围(0、……、63)时可能不需要执行重建，因为TTOAEXT(TS)提供必要的定时调节。
在示例实施例中，对于超出TA限制小区范围的移动性处理，可能不需要MAC CE TA更新(但确实适用于基于定时器的应用)，因为TTOAEXT(TS)可以完全覆盖UE移动性的变化。这表示，MAC CE TA更新可能不会由传统机制触发，因为UE可能看起来好像已经被同步。MACCE TA更新发送的原因可以是基于定时器的更新标准。
根据如图13(b)中针对扩展连接范围条件而示出的示例实施例，所提供的TTOAEXT(TS)索引值可以不添加到RAR中的TA命令。然而，它可以由UE直接应用。该解决方案可以不需要在eNB侧对传统TA计算进行修改。此外，在示例实施例中，扩展连接范围条件的MAC CETA更新移动性校正的提供可以不因TTOAEXT(TS)索引值的存在而改变。然而，在示例实施例中，TOA方法可以代替对这样的校正的需要。在图13(b)的情况下，eNB可以知道这个事实并且可以减少MAC CE TA更新的频率。
根据示例实施例，关于NTN扩展连接范围，1ms微波信号可以传播大约300km(单向)，对于地面移动网络连接来说该值会更大。这可能尤其是因为小区覆盖范围可能主要受无线电地平线限制。然而，在NTN应用中，根据诸如轨道选择等某些配置，UE可能处于长达1000km的距离处(图3)。这表示，UL传输可能需要相对于DL信道同步到下一#n+x子帧，其中#n指示连续DL子帧号，x指示要延迟的子帧数，其中传播距离可以用作参数。
在示例实施例中，对于地面网络，UE可以在#n子帧中接收MAC Ce TA更新，并且从#n+6UL子帧开始应用TA校正。根据示例实施例，较长距离可能需要附加时间(在两个方向上)。因此，对于距离(例如，400km)处的UE，可以使用#n+8模式。在该上下文中，如果其他参数仍然启用连接，则可以处理超出TA限制操作范围的NTN中的UE。另外，在示例实施例中，对于NTN，可以应用与用于扩展范围连接的相同的基于TAd(TS)的机制(等式5和6)，因为唯一的改变可能是#n+x的子帧选择。
此外，某些示例实施例可以应用于处理在超出TA限制操作范围的NTN应用中的非常远距离的UE。例如，如果其他参数仍然启用连接，则可能会发生这种情况。此外，根据另一示例实施例，对于NTN，可以应用与用于扩展范围连接的相同的基于TTOAEXT(TS)的补偿机制(等式6a)，因为唯一的改变可能是子帧选择#n+x。
图14示出了根据示例实施例的方法的流程图。在某些示例实施例中，图14的流程图可以由移动台和/或UE(例如类似于图16(a)所示的装置10)执行。根据一个示例实施例，图14的方法可以包括：最初，在800，从网络节点接收TOA数据。该方法还可以包括：在805，由UE确定UE与网络节点之间的传播延迟距离。该方法还可以包括：在810，将传播延迟距离转换为索引值。此外，该方法可以包括：在815，为扩展连接范围的第一UL信道定时调节计算基于TOA的索引值。此外，该方法可以包括：在820，基于由网络节点广播的请求前导码格式来确定TA限制小区最大范围。该方法还可以包括：在825，将索引值与定时提前最大索引值进行比较。该方法还可以包括：在830，基于该比较，将RACH前导码与初始UL信道定时调节一起发送以适应专用于监听窗口的所指示的子帧，并且发送基于TOA的校正索引值以建立和维护与网络节点的扩展范围连接。该方法还可以包括：在835，向网络节点报告基于TOA的索引值。
根据示例实施例，基于TOA的索引值可以包括关于UE超出TA限制小区最大范围的程度的信息。根据另一示例实施例，如果TA限制小区最大范围大于或等于基于到达时间的索引值，则该方法还包括确定UE在基于小区定时提前的最大范围内。在示例实施例中，如果TA限制小区最大范围小于基于到达时间的索引值，则该方法还可以包括确定UE在基于TA的最大范围之外，并且将RACH前导码与基于TOA的索引值一起发送给网络节点。在另一示例实施例中，如果TA限制小区最大范围小于基于到达时间的索引值，则该方法还可以包括确定用户设备在基于TA的最大范围之外，并且将随机接入信道前导码与基于到达时间的校正索引值一起发送。
根据示例实施例，UE可以处于RRC空闲状态或RRC连接状态。根据另一示例实施例，如果UE在给定小区最大范围之外，并且UE打算将其状态从RRC空闲状态改变为RRC连接状态，则RACH前导码可以与初始UL信道定时调节一起被发送。在示例实施例中，如果UE在给定小区最大范围之外，并且UE打算将其状态从RRC空闲状态改变为RRC连接状态，则基于TOA的索引值可以被提前发送。在另一示例实施例中，如果UE在给定小区最大范围之外，并且UE打算将其状态从RRC空闲状态改变为RRC连接状态，则基于TOA的校正索引值可以被提前发送。在另外的示例实施例中，如果UE在给定小区最大范围之外，并且UE处于RRC连接状态，则基于TOA的校正索引值可以被提前发送。
图15示出了根据示例实施例的另一方法的流程图。在示例实施例中，图15的方法可以由电信网络、网络实体或3GPP系统中的网络节点(诸如LTE或5G-NR)执行。例如，在示例实施例中，图15的方法可以由基站、eNB或gNB(例如类似于图16(b)所示的装置20)执行。
根据一个示例性实施例，图15的方法可以包括：最初，在900，向UE传输TOA数据。该方法还可以包括：在905，从UE接收具有基于TOA的索引值的报告。该方法还可以包括：在910，接收包括以下至少一项的RACH前导码：初始UL信道定时调节、以及基于TOA的校正索引值。此外，该方法可以包括：在915，基于以下至少一项来建立或维持与UE的连接：初始UL信道定时调节、以及基于TOA的校正索引值。
根据示例实施例，基于TOA的索引值可以包括关于UE可以超出TA限制小区最大范围的程度的信息。根据另一示例实施例，如果UE在给定小区最大范围之外，并且UE打算将其状态从RRC空闲状态改变为RRC连接状态，则RACH前导码可以与初始UL信道定时调节一起被接收。在示例实施例中，如果UE在给定小区最大范围之外，并且UE打算将其状态从RRC空闲状态改变为RRC连接状态，则基于TOA的索引值可以被提前发送。在另一示例实施例中，如果UE在给定小区最大范围之外，并且UE打算将其状态从RRC空闲状态改变为RRC连接状态，则基于TOA的校正索引值可以被提前发送。在另一示例实施例中，如果UE在给定小区最大范围之外并且UE处于RRC连接状态，则基于TOA的校正索引值可以被提前发送。
图16(a)示出了根据示例实施例的装置10。在一个实施例中，装置10可以是通信网络中的节点或元件或者与这样的网络相关联的节点或元件，诸如UE、移动装置(ME)、移动台、移动设备(mobile device)、固定设备、IoT设备或其他设备。如本文所述，UE可以替代地称为例如移动台、移动装置(mobile equipment)、移动单元、移动设备(mobile device)、用户设备、订户站、无线终端、平板电脑、智能电话、IoT设备、传感器或NB-IoT设备等。作为一个示例，装置10可以在例如无线手持设备、无线插件附件等中实现。
在一些示例实施例中，装置10可以包括一个或多个处理器、一个或多个计算机可读存储介质(例如，存储器、存储装置等)、一个或多个无线电接入组件(例如，调制解调器、收发器等)和/或用户界面。在一些实施例中，装置10可以被配置为使用一种或多种无线电接入技术(诸如GSM、LTE、LTE-A、NR、5G、WLAN、WiFi、NB-IoT、Bluetooth、NFC、MulteFire和/或任何其他无线电接入技术)进行操作。应当注意，本领域普通技术人员将理解，装置10可以包括图16(a)中未示出的组件或特征。
如图16(a)的示例所示，装置10可以包括或耦合到用于处理信息以及执行指令或操作的处理器12。处理器12可以是任何类型的通用或专用处理器。事实上，处理器12可以包括以下一种或多种：通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)和基于多核处理器架构的处理器。虽然图16(a)中示出了单个处理器12，但是根据其他实施例，可以使用多个处理器。例如，应当理解，在某些示例实施例中，装置10可以包括两个或更多个处理器，该两个或更多个处理器可以形成可以支持多处理的多处理器系统(例如，在这种情况下，处理器12可以表示多处理器)。根据某些示例实施例，多处理器系统可以紧密耦合或松散耦合(例如，以形成计算机集群)。
处理器12可以执行与装置10的操作相关联的功能，作为一些示例，这些功能包括天线增益/相位参数的预编码、形成通信消息的个体位的编码和解码、信息的格式化、以及装置10的总体控制(包括图1-14所示的过程)。
装置10还可以包括或耦合到存储器14(内部或外部)，该存储器14可以耦合到处理器12，该存储器14用于存储可以由处理器12执行的信息和指令。存储器14可以是一个或多个存储器以及适合本地应用环境的任何类型，并且可以使用任何合适的易失性或非易失性数据存储技术(诸如基于半导体的存储器设备、磁存储器设备和系统、光存储器设备和系统、固定存储器、和/或可移动存储器)来实现。例如，存储器14可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、诸如磁盘或光盘等静态存储器、硬盘驱动器(HDD)或任何其他类型的非暂态机器或计算机可读介质。存储在存储器14中的指令可以包括在由处理器12执行时使得装置10能够执行如本文所述的任务的程序指令或计算机程序代码。
在一个实施例中，装置10还可以包括或耦合到(内部或外部)驱动器或端口，该驱动器或端口被配置为接受和读取外部计算机可读存储介质，诸如光盘、USB驱动器、闪存驱动器、或任何其他存储介质。例如，外部计算机可读存储介质可以存储由处理器12和/或装置10执行以执行图1-14所示的任何方法的计算机程序或软件。
在一些实施例中，装置10还可以包括或耦合到一个或多个天线15，天线15用于从装置10接收下行链路信号和经由上行链路进行传输。装置10还可以包括被配置为传输和接收信息的收发器18。收发器18还可以包括耦合到天线15的无线电接口(例如，调制解调器)。无线电接口可以对应于多种无线电接入技术，这些无线电接入技术包括以下一种或多种：GSM、LTE、LTE-A、5G、NR、WLAN、NB-IoT、Bluetooth、BT-LE、NFC、RFID、UWB等。无线电接口可以包括其他组件，诸如滤波器、转换器(例如，数模转换器等)、符号解映射器、信号整形组件、快速傅立叶逆变换(IFFT)模块等，该其他组件用于处理由下行链路或上行链路承载的符号(诸如OFDMA符号)。
例如，收发器18可以被配置为将信息调制到载波波形上以供天线15传输并且解调经由天线15接收的信息以供装置10的其他元件进一步处理。在其他实施例中，收发器18能够直接传输和接收信号或数据。另外地或替代地，在一些实施例中，装置10可以包括输入和/或输出设备(I/O设备)。在某些实施例中，装置10还可以包括用户界面，诸如图形用户界面或触摸屏。
在一个实施例中，存储器14存储在由处理器12执行时提供功能的软件模块。该模块可以包括例如为装置10提供操作系统功能的操作系统。存储器还可以存储一个或多个功能模块，诸如应用或程序，以为装置10提供附加功能。装置10的组件可以以硬件或硬件和软件的任何合适组合来实现。根据示例实施例，装置10可以可选地被配置为根据诸如NR等任何无线电接入技术经由无线或有线通信链路70与装置10通信。
根据某些示例实施例，处理器12和存储器14可以被包括在处理电路系统或控制电路系统中，或者可以形成其一部分。此外，在一些实施例中，收发器18可以被包括在收发电路系统中，或者可以形成其一部分。
如上所述，根据某些示例实施例，装置10可以是例如UE。根据某些实施例，装置10可以由存储器14和处理器12控制以执行与本文中描述的示例实施例相关联的功能。例如，在一个实施例中，装置10可以由存储器14和处理器12控制以确定用户设备与网络节点之间的传播延迟距离。装置10还可以由存储器14和处理器12控制以将传播延迟距离转换为索引值。装置10还可以由存储器14和处理器12控制以为扩展连接范围的第一UL信道定时调节计算基于TOA的索引值。此外，装置10可以由存储器14和处理器12控制以基于由网络节点广播的请求前导码格式来确定TA限制小区最大范围。此外，装置10可以由存储器14和处理器12控制以将索引值与定时提前最大索引值进行比较。
此外，装置10可以由存储器14和处理器12控制以基于该比较将RACH前导码与初始UL信道定时调节一起发送以适应专用于监听窗口的指示子帧，并且发送基于TOA的校正索引值以建立和维持与网络节点的扩展范围连接。此外，装置10可以由存储器14和处理器12控制以向网络节点报告基于TOA的索引值。
图16(b)示出了根据示例实施例的装置20。在示例实施例中，装置20可以是通信网络中的RAT、节点、主机或服务器或者服务于这样的网络的RAT、节点、主机或服务器。例如，装置20可以是基站、节点B、演进型节点B(eNB)、5G节点B或接入点、下一代节点B(NG-NB或gNB)、和/或与无线电接入网(RAN)(诸如LTE网络、5G或NR)相关联的WLAN接入点。应当注意，本领域普通技术人员将理解，装置20可以包括图16(b)中未示出的组件或特征。
如图16(b)的示例所示，装置20可以包括用于处理信息和执行指令或操作的处理器22。处理器22可以是任何类型的通用或专用处理器。例如，处理器22可以包括以下一种或多种：通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)和基于多核处理器架构的处理器。虽然图16(b)中示出了单个处理器22，但是根据其他实施例，可以使用多个处理器。例如，应当理解，在某些实施例中，装置20可以包括两个或更多个处理器，该两个或更多个处理器可以形成可以支持多处理的多处理器系统(例如，在这种情况下，处理器22可以表示多处理器)。在某些实施例中，多处理器系统可以紧密耦合或松散耦合(例如，以形成计算机集群)。
根据某些示例实施例，处理器22可以执行与装置20的操作相关联的功能，例如，可以包括天线增益/相位参数的预编码、形成通信消息的各个比特的编码和解码、信息的格式化、以及装置20的总体控制，包括图1至图13以及图15所示的过程。
装置20还可以包括或耦合到存储器24(内部或外部)，该存储器24可以耦合到处理器22，该存储器24用于存储可以由处理器22执行的信息和指令。存储器24可以是一个或多个存储器以及适合本地应用环境的任何类型，并且可以使用任何合适的易失性或非易失性数据存储技术(诸如基于半导体的存储器设备、磁存储器设备和系统、光存储器设备和系统、固定存储器、和/或可移动存储器)来实现。例如，存储器24可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、诸如磁盘或光盘等静态存储器、硬盘驱动器(HDD)或任何其他类型的非暂态机器或计算机可读介质。存储在存储器24中的指令可以包括在由处理器22执行时使得装置20能够执行如本文所述的任务的程序指令或计算机程序代码。
在一个实施例中，装置20还可以包括或耦合到(内部或外部)驱动器或端口，该驱动器或端口被配置为接受和读取外部计算机可读存储介质，诸如光盘、USB驱动器、闪存驱动器、或任何其他存储介质。例如，外部计算机可读存储介质可以存储由处理器22和/或装置20执行以执行图1至图13以及图15所示的方法的计算机程序或软件。
在某些示例实施例中，装置20还可以包括或耦合到一个或多个天线25，天线25用于向装置20传输信号和/或数据和从装置20接收信号和/或数据。装置20还可以包括或耦合到被配置为传输和接收信息的收发器28。收发器28可以包括例如可以耦合到天线25的多个无线电接口。无线电接口可以对应于多种无线电接入技术，这些无线电接入技术包括以下一种或多种：GSM、NB-IoT、LTE、5G、WLAN、Bluetooth、BT-LE、NFC、射频识别器(RFID)、超宽带(UWB)、MulteFire等。无线电接口可以包括诸如滤波器、转换器(例如，数模转换器等)、映射器、快速傅立叶变换(FFT)模块等的组件，该组件用于生成用于经由一个或多个下行链路传输的符号并且(例如，经由上行链路)接收符号。
因此，收发器28可以被配置为将信息调制到载波波形上以供天线25传输并且解调经由天线25接收的信息以供装置20的其他元件进一步处理。在其他实施例中，收发器18可以能够直接传输和接收信号或数据。另外地或替代地，在一些实施例中，装置20可以包括输入和/或输出设备(I/O设备)。
在一个实施例中，存储器24可以存储在由处理器22执行时提供功能的软件模块。该模块可以包括例如为装置20提供操作系统功能的操作系统。存储器还可以存储一个或多个功能模块，诸如应用或程序，以为装置20提供附加功能。装置20的组件可以以硬件或硬件和软件的任何合适组合来实现。
根据一些实施例，处理器22和存储器24可以被包括在处理电路系统或控制电路系统中，或者可以形成其一部分。此外，在一些实施例中，收发器28可以被包括在收发电路系统中，或者可以形成其一部分。
如本文中使用的，术语“电路系统”可以是指纯硬件电路系统实现(例如，模拟和/或数字电路系统)、硬件电路和软件的组合、模拟和/或数字硬件电路与软件/固件的组合、一起工作以引起装置(例如，装置10和20)执行各种功能的具有软件的硬件处理器的任何部分(包括数字信号处理器)、和/或使用软件进行操作但在操作不需要软件时该软件可以不存在的硬件电路和/或处理器或其部分。作为另外的示例，如本文中使用的，术语“电路系统”还可以涵盖仅硬件电路或处理器(或多个处理器)、或硬件电路或处理器的一部分及其伴随的软件和/或固件的实现。术语电路系统还可以涵盖例如服务器、蜂窝网络节点或设备、或者其他计算或网络设备中的基带集成电路。
如上所述，在某些实施例中，装置20可以是通信网络中的无线电资源管理器、RAT、节点、主机或服务器，或者也可以是服务于这样的网络的无线电资源管理器、RAT、节点、主机或服务器。例如，装置20可以是卫星、基站、节点B、演进型节点B(eNB)、5G节点B或接入点、下一代节点B(NG-NB或gNB)、和/或与无线电接入网(RAN)(诸如LTE网络、5G或NR)相关联的WLAN接入点。根据某些实施例，装置20可以由存储器24和处理器22控制以执行与本文所述的任何实施例相关联的功能。
例如，在一个实施例中，装置20可以由存储器24和处理器22控制以向UE传输TOA数据。装置20还可以由存储器24和处理器22控制以从UE接收具有基于TOA的索引值的报告。此外，装置20可以由存储器24和处理器22控制以接收包括以下至少一项的RACH前导码：初始UL信道定时调节、以及基于TOA的校正索引值。此外，装置20可以由存储器24和处理器22控制以基于以下至少一项来建立或维持与UE的连接：初始UL信道定时调节、以及基于TOA的校正索引值。
根据示例实施例，基于TOA的索引值可以包括关于UE可以超出TA限制小区最大范围的程度的信息。根据另一示例实施例，如果UE在给定小区最大范围之外，并且UE打算将其状态从RRC空闲状态改变为RRC连接状态，则RACH前导码可以与初始UL信道定时调节一起被接收。根据另一示例实施例，如果UE在给定小区最大范围之外，并且UE打算将其状态从RRC空闲状态改变为RRC连接状态，则基于TOA的索引值可以被提前接收。在示例实施例中，如果UE在给定小区最大范围之外，并且UE打算将其状态从RRC空闲状态改变为RRC连接状态，则基于TOA的校正索引值可以被提前接收。在另一示例实施例中，如果UE在给定小区最大范围之外，并且UE处于RRC状态，则基于TOA的校正索引值可以被提前接收。
本文中描述的某些示例实施例提供若干技术改进、增强和/或优点。在一些示例实施例中，由于UE可以连接到最大TA限制小区范围之外，因此可以改进UE移动性处理。因此，根据某些示例实施例，小区最大范围的TA技术模仿可能不再是问题。根据其他示例实施例，可以影响其中覆盖级别由TA来确定的小区开发场景。因此，如果应用一种方法，则可能需要较少站点，因为可以在覆盖区域之外处理UE。在另一示例实施例中，可以在其中可以从标称小区覆盖范围之外建立和维持连接的单个覆盖场景中提供对UE移动性处理的扩展。在另外的示例实施例中，可以减少所需要的切换次数，因为超出MAC CE TA更新范围在标称覆盖范围之外仍然可以维持连接。
计算机程序产品可以包括一个或多个计算机可执行组件，当程序运行时，该计算机可执行组件被配置为执行一些示例实施例。一个或多个计算机可执行组件可以是至少一个软件代码或其部分。实现示例实施例的功能所需要的修改和配置可以作为例程来执行，该例程可以作为添加或更新后的软件例程来实现。软件例程可以下载到设备中。
作为示例，软件或计算机程序代码或其部分可以是源代码形式、目标代码形式或某种中间形式，并且可以存储在某种载体、分发介质或计算机可读介质中，该载体或介质可以是能够承载程序的任何实体或设备。例如，这样的载体可以包括记录介质、计算机存储器、只读存储器、光电和/或电载体信号、电信信号和软件分发包。根据所需要的处理能力，计算机程序可以在单个电子数字计算机中执行，也可以分布在多个计算机中。计算机可读介质或计算机可读存储介质可以是非暂态介质。
在其他示例实施例中，该功能可以由装置(例如，装置10或装置20)中包括的硬件或电路系统来执行，例如通过使用专用集成电路(ASIC)、可编程门阵列(PGA)、现场可编程门阵列(FPGA)、或任何其他硬件和软件组合。在又一示例实施例中，该功能可以实现为信号，即，一种可以由从互联网或其他网络下载的电磁信号携带的无形装置。
根据示例实施例，诸如节点、设备或对应组件等装置可以被配置为电路系统、计算机或微处理器，诸如单芯片计算机元件，或者被配置为芯片组，至少包括用于提供用于算术运算的存储容量的存储器和用于执行算术运算的运算处理器。
本领域普通技术人员将容易理解，如以上讨论的本发明可以用与所公开的那些相比不同的顺序的步骤和/或不同的配置的硬件元件来实践。因此，尽管已经基于这些示例实施例描述了本发明，但是对于本领域技术人员来说很清楚的是，某些修改、变化和替代构造将是很清楚的，同时仍然在示例实施例的精神和范围内。尽管上述实施例涉及5G NR和LTE技术，但上述实施例也可以应用于任何其他当前或未来3GPP技术，诸如高级LTE和/或第四代(4G)技术。
第一实施例涉及一种方法，该方法可以包括由用户设备基于由网络节点广播的请求前导码格式确定定时提前受限小区最大范围。该方法还可以包括响应于用户设备在定时提前受限小区最大范围之外，与初始上行链路信道定时调节一起发送随机接入前导码以适应专用于监听窗口的指示子帧。在一个变体中，该方法还可以包括响应于用户设备在定时提前受限小区最大范围之外，对任何上行链路传输进行附加定时调节，以便维持上行链路到下行链路信道同步。
在一个变体中，该方法还可以包括由用户设备确定用户设备与网络节点之间的传播延迟距离。
在一个变体中，该方法还可以包括将传播延迟距离转换为索引值。
在一个变体中，该方法还可以包括为扩展连接范围的第一上行链路信道定时调节计算基于到达时间的索引值。
在一个变体中，该方法还可以包括将索引值与定时提前最大索引值进行比较。在另一变体中，基于该比较，该方法可以包括发送基于到达时间的校正索引值以建立和维持与网络节点的扩展范围连接。在另外的变体中，该方法可以包括向网络节点报告基于到达时间的索引值。
在一个变体中，该方法还可以包括从网络节点接收到达时间数据。
在一个变体中，基于到达时间的索引值可以包括关于用户设备可以超出定时提前受限小区最大范围的程度的信息。
在一个变体中，如果定时提前受限小区最大范围大于或等于基于到达时间的索引值，则该方法还可以包括确定用户设备在基于定时提前的小区最大范围内。
在一个变体中，如果定时提前受限小区最大范围小于基于到达时间的索引值，则该方法还可以包括确定用户设备在基于定时提前的最大范围之外，并且将随机接入信道前导码与基于到达时间的索引值一起发送给网络节点。
在一个变体中，如果定时提前受限小区最大范围小于基于到达时间的索引值，则该方法还可以包括确定用户设备在基于TA的最大范围之外，并且将随机接入信道前导码与基于到达时间的校正索引值一起发送。
在一个变体中，用户设备处于无线电资源控制空闲状态或无线电资源控制连接状态。
在一个变体中，如果用户设备在给定小区最大范围之外，并且用户设备打算将其状态从无线电资源控制空闲状态改变为无线电资源控制连接状态，则随机接入信道前导码可以与初始上行链路信道定时调节一起被发送。
在一个变体中，如果用户设备在给定小区最大范围之外，并且用户设备打算将其状态从无线电资源控制空闲状态改变为无线电资源控制连接状态，则上行链路传输可以与基于到达时间的索引值一起被提前发送。
在一个变体中，如果用户设备在给定小区最大范围之外，并且用户设备打算将其状态从无线电资源控制空闲状态改变为无线电资源控制连接状态，则上行链路传输可以与基于到达时间的校正索引值一起被提前发送。
在一个变体中，如果用户设备在给定小区最大范围之外，并且用户设备处于无线电资源控制连接状态，则上行链路传输可以与基于到达时间的校正索引值一起被提前发送。
第二实施例可以涉及一种方法，该方法可以包括向用户设备传输到达时间数据。该方法还可以包括从用户设备接收具有基于到达时间的索引值的报告。该方法还可以包括接收随机接入信道前导码，随机接入信道前导码包括以下至少一项：初始上行链路信道定时调节、以及基于到达时间的校正索引值。此外，该方法可以包括基于以下至少一项来建立或维持与用户设备的连接：初始上行链路信道定时调节、以及基于到达时间的校正索引值。
在一个变体中，基于到达时间的索引值可以包括关于用户设备可以超出定时提前受限小区最大范围的程度的信息。
在一个变体中，如果用户设备在给定小区最大范围之外，并且用户设备打算将其状态从无线电资源控制空闲状态改变为无线电资源控制连接状态，则随机接入信道前导码可以与初始上行链路信道定时调节一起被接收。
在一个变体中，如果用户设备在给定小区最大范围之外，并且用户设备打算将其状态从无线电资源控制空闲状态改变为无线电资源控制连接状态，则基于到达时间的索引值可以被提前发送。
在一个变体中，如果用户设备在给定小区最大范围之外，并且用户设备打算将其状态从无线电资源控制空闲状态改变为无线电资源控制连接状态，则基于到达时间的校正索引值可以被提前发送。
在一个变体中，如果用户设备在给定小区最大范围之外，并且用户设备处于无线电资源控制连接状态，则基于到达时间的校正索引值可以被提前发送。
另一实施例涉及一种装置，该装置包括至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器。至少一个存储器和计算机程序代码可以被配置为与至少一个处理器一起使该装置至少执行根据上述第一实施例或第二实施例或其任何变体的方法。
另一实施例涉及一种装置，该装置可以包括被配置为执行根据第一实施例或第二实施例或其任何变体的方法的电路系统。
另一实施例涉及一种装置，该装置可以包括用于执行根据第一实施例或第二实施例或其任何变体的方法的部件。
另一实施例涉及一种包括存储在其上的程序指令的计算机可读介质，该程序指令用于至少执行根据第一实施例或第二实施例或其任何变体的方法。
部分词汇表
eNB：增强型节点B
gNB：5G或NR基站
LTE：长期演进
MAC：媒体访问控制
MAC CE：MAC命令元素
MTOA：测量到达时间
NTN：非地面网络
NR：新无线电
RAR：随机接入响应
TA：定时提前
TOA：到达时间
UE：用户设备

Claims (20)

1.一种方法，包括：
由用户设备基于由网络节点广播的请求前导码格式确定定时提前受限小区最大范围；以及
响应于所述用户设备在所述定时提前受限小区最大范围之外，将随机接入前导码与初始上行链路信道定时调节一起发送以适应专用于监听窗口的所指示的子帧。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：针对用于扩展连接范围的第一上行链路信道定时调节，计算基于到达时间的索引值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中如果所述定时提前受限小区最大范围小于所述基于到达时间的索引值，则所述方法还包括：
确定所述用户设备在基于小区定时提前的最大范围之外；以及
将随机接入信道前导码与以下至少一项一起发送：针对所述网络节点的所述基于到达时间的索引值，或基于到达时间的校正索引值。
4.一种方法，包括：
向用户设备传输到达时间数据；
从所述用户设备接收具有基于到达时间的索引值的报告；
接收随机接入信道前导码，所述随机接入信道前导码包括以下至少一项：初始上行链路信道定时调节，以及基于到达时间的校正索引值；以及
基于以下至少一项建立或维持与所述用户设备的连接：所述初始上行链路信道定时调节，以及所述基于到达时间的校正索引值。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述基于到达时间的索引值包括关于所述用户设备超出定时提前受限小区最大范围的程度的信息。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中如果所述用户设备在给定小区最大范围之外，并且所述用户设备打算将其状态从无线电资源控制空闲状态改变为无线电资源控制连接状态，则所述随机接入信道前导码与所述初始上行链路信道定时调节一起被接收。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其中如果所述用户设备在给定小区最大范围之外，并且所述用户设备打算将其状态从无线电资源控制空闲状态改变为无线电资源控制连接状态，则所述基于到达时间的索引值在针对网络接入的请求之前被接收。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的方法，其中如果所述用户设备在给定小区最大范围之外，并且所述用户设备打算将其状态从无线电资源控制空闲状态改变为无线电资源控制连接状态，则所述基于到达时间的校正索引值在针对网络接入的请求之前被接收。
9.一种装置，包括：
至少一个处理器；以及
至少一个存储器，包括计算机程序代码，
所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置至少：
基于由网络节点广播的请求前导码格式确定定时提前受限小区最大范围；以及
响应于所述装置在所述定时提前受限小区最大范围之外，将随机接入前导码与初始上行链路信道定时调节一起发送以适应专用于监听窗口的所指示的子帧。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码还被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置至少：针对用于扩展连接范围的第一上行链路信道定时调节，计算基于到达时间的索引值。
11.根据权利要求9或10所述的装置，其中如果所述定时提前受限小区最大范围小于所述基于到达时间的索引值，则所述至少一个存储器和所述计算机程序代码还被配置为与所述至少一个处理器一起使得：
确定所述装置在基于小区定时提前的最大范围之外；以及
将随机接入信道前导码与以下至少一项一起发送：针对所述网络节点的所述基于到达时间的索引值，或基于到达时间的校正索引值。
12.一种装置，包括：
至少一个处理器；以及
至少一个存储器，包括计算机程序代码，
所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置至少：
向用户设备传输到达时间数据；
从所述用户设备接收具有基于到达时间的索引值的报告；
接收随机接入信道前导码，所述随机接入信道前导码包括以下至少一项：初始上行链路信道定时调节，以及基于到达时间的校正索引值；以及
基于以下至少一项建立或维持与所述用户设备的连接：所述初始上行链路信道定时调节，以及所述基于到达时间的校正索引值。
13.根据权利要求12所述的装置，其中所述基于到达时间的索引值包括关于所述用户设备超出定时提前受限小区最大范围的程度的信息。
14.根据权利要求12或13所述的装置，其中如果所述用户设备在给定小区最大范围之外，并且所述用户设备打算将其状态从无线电资源控制空闲状态改变为无线电资源控制连接状态，则所述随机接入信道前导码与所述初始上行链路信道定时调节一起被接收。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的装置，其中如果所述用户设备在给定小区最大范围之外，并且所述用户设备打算将其状态从无线电资源控制空闲状态改变为无线电资源控制连接状态，则所述基于到达时间的索引值在针对网络接入的请求之前被接收。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的装置，其中如果所述用户设备在给定小区最大范围之外，并且所述用户设备打算将其状态从无线电资源控制空闲状态改变为无线电资源控制连接状态，则所述基于到达时间的校正索引值在针对网络接入的请求之前被接收。
17.一种装置，包括：
用于基于由网络节点广播的请求前导码格式确定定时提前受限小区最大范围的部件；以及
用于响应于所述装置在所述定时提前受限小区最大范围之外而将随机接入前导码与初始上行链路信道定时调节一起发送以适应专用于监听窗口的所指示的子帧的部件。
18.一种装置，包括：
用于向用户设备传输到达时间数据的部件；
用于从所述用户设备接收具有基于到达时间的索引值的报告的部件；
用于接收随机接入信道前导码的部件，所述随机接入信道前导码包括以下至少一项：初始上行链路信道定时调节，以及基于到达时间的校正索引值；以及
用于基于以下至少一项建立或维持与所述用户设备的连接的部件：所述初始上行链路信道定时调节，以及所述基于到达时间的校正索引值。
19.一种非暂态计算机可读介质，包括存储在其上的用于执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法的程序指令。
20.一种装置，包括被配置为使所述装置执行根据权利要求1至8中任一项的过程的电路系统。
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