ES3057904T3 - Improved random access procedure for unlicensed cells - Google Patents

Improved random access procedure for unlicensed cells

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ES3057904T3
ES3057904T3 ES23154478T ES23154478T ES3057904T3 ES 3057904 T3 ES3057904 T3 ES 3057904T3 ES 23154478 T ES23154478 T ES 23154478T ES 23154478 T ES23154478 T ES 23154478T ES 3057904 T3 ES3057904 T3 ES 3057904T3
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Michael Einhaus
Joachim Loehr
Hidetoshi Suzuki
Li Wang
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Panasonic Intellectual Property Corp of America
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Abstract

La invención se refiere a un método para realizar un procedimiento de acceso aleatorio entre un equipo de usuario y una estación base de radio. El UE está configurado con al menos una celda sin licencia, cuya frecuencia no es la misma, a través de la cual realiza el procedimiento de acceso aleatorio. Se define un umbral mínimo de ancho de banda para las transmisiones a través de la celda sin licencia. El equipo de usuario selecciona una secuencia de preámbulo de acceso aleatorio para el procedimiento. El UE determina un ancho de banda para transmitir la secuencia de preámbulo a través de la celda sin licencia, siendo el ancho de banda determinado de la secuencia al menos el umbral mínimo. A continuación, el UE transmite la secuencia de preámbulo a la estación base de radio de modo que se ocupe al menos el ancho de banda determinado de la celda sin licencia. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Procedimiento mejorado de acceso aleatorio para celdas no licenciadas
[0003] Campo de la presente divulgación
[0004] La presente divulgación se refiere a un equipo de usuario y un procedimiento de acceso aleatorio.
[0005] Antecedentes técnicos
[0006] Evolución a largo plazo (LTE)
[0007] Los sistemas móviles de tercera generación (3G) basados en la tecnología de acceso por radio WCDMA se están desplegando a gran escala en todo el mundo. Una primera etapa en la mejora o evolución de esta tecnología implica la introducción del acceso por paquetes de enlace descendente de alta velocidad (HSDPA) y un enlace ascendente mejorado, también conocido como acceso por paquetes de enlace ascendente de alta velocidad (HSUPA), lo que da como resultado una tecnología de acceso por radio altamente competitiva. Para estar preparados ante el aumento de la demanda de los usuarios y ser competitivos frente a nuevas tecnologías de acceso por radio, 3GPP introdujo un nuevo sistema de comunicación móvil llamado evolución a largo plazo (LTE). LTE está diseñado para satisfacer las necesidades de los operadores de transporte de datos y medios de alta velocidad, así como soporte de voz de alta capacidad durante la próxima década. La especificación del ítem de trabajo (WI) sobre evolución a largo plazo (LTE), denominada acceso de radio terrestre UMTS evolucionada (UTRA) y red de acceso de radio terrestre UMTS evolucionada (UTRAN), se finaliza como la versión 8 (LTE ver. 8). El sistema LTE representa un acceso por radio basado en paquetes eficiente y redes de acceso por radio que proporcionan funcionalidades completas basadas en IP con baja latencia y bajo coste. En LTE, se especifican múltiples anchos de banda de transmisión escalables, tales como 1.4, 3.0, 5.0, 10.0, 15.0 y 20.0 MHz, con el fin de lograr un despliegue de sistema flexible utilizando un espectro dado. En el enlace descendente, se adoptó el acceso por radio basado en multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) debido a su inmunidad inherente a la interferencia multitrayecto (MPI) debido a una baja tasa de símbolos, el uso de un prefijo cíclico (CP) y su afinidad con diferentes disposiciones de ancho de banda de transmisión. El acceso por radio basado en acceso múltiple por división de frecuencia de portadora única (SC-FDMA) fue adoptado en el enlace ascendente, dado que la provisión de cobertura de área amplia fue priorizada sobre la mejora en la tasa de datos pico considerando la potencia de transmisión restringida del equipo de usuario (UE). Se emplean muchas técnicas clave de acceso por radio de paquetes, incluyendo técnicas de transmisión de canal de entrada múltiple-salida múltiple (MIMO), y se logra una estructura de señalización de control altamente eficiente en LTE ver.8/9.
[0008] Arquitectura LTE
[0009] La arquitectura LTE general se muestra en la Fig.1. El E-UTRAN consiste en un eNodeB, que proporciona las terminaciones del plano de usuario E-UTRA (PDCP/RLC/MAC/PHY) y del plano de control (RRC) hacia el equipo de usuario (UE). El eNodeB (eNB) aloja las capas física (PHY), control de acceso a medios (MAC), control de enlace radio (RLC) y protocolo de control de datos de paquetes (PDCP), que incluyen la funcionalidad de compresión y cifrado de cabeceras en el plano de usuario. También ofrece funcionalidad de control de recursos de radio (RRC) correspondiente al plano de control. Este realiza muchas funciones, incluyendo la gestión de recursos de radio, el control de admisiones, la programación, la aplicación de la calidad de servicio (QoS) negociada de enlace ascendente, la difusión de información celular, el cifrado/descifrado de datos de usuario y planos de control, y compresión/descompresión de cabeceras de paquetes de planos de usuario de enlace descendente/ascendente. Los eNodeB están interconectados entre sí por medio de la interfaz X2. Los eNodeB también están conectados mediante la interfaz S1 al EPC (Evolved Packet Core), más concretamente al MME (entidad de gestión de movilidad) mediante el S1-MME y a la puerta de enlace de servicio (SGW) mediante el S1-U. La interfaz S1 soporta una relación de muchos a muchos entre los MME/puerta de enlace de Servicio y los eNodeB. El SGW enruta y reenvía paquetes de datos de usuario, además de actuar como ancla de movilidad para el plano de usuario durante las transferencias entre eNodeB y como ancla para la movilidad entre LTE y otras tecnologías 3GPP (terminando la interfaz S4 y retransmitiendo el tráfico entre sistemas 2G/3G y PDN GW). Para equipos de usuario en estado inactivo, el SGW termina la trayectoria de datos de enlace descendente y activa la paginación cuando llegan datos de enlace descendente para el equipo de usuario. Éste gestiona y almacena los contextos del equipo de usuario, por ejemplo, parámetros del servicio portador de IP o información interna de enrutamiento de la red. También realiza la replicación del tráfico de usuarios en caso de interceptación legal.
[0010] La MME es el nodo de control clave para la red de acceso LTE. Esta es responsable del seguimiento y del procedimiento de paginación del equipo de usuario en modo inactivo, incluyendo retransmisiones. Participa en el proceso de activación/desactivación de portadora y también es responsable de elegir el SGW para un equipo de usuario en la unión inicial y en el momento de transferencia intra-LTE que implica la reubicación de nodos de la red núcleo (CN). Esta es responsable de autenticar al usuario (interactuando con el HSS). La señalización del estrato de no acceso (NAS) termina en la MME, y también es responsable de la generación y asignación de identidades temporales a los equipos del usuario. Este verifica la autorización del equipo de usuario para acampar en la red móvil de tierras públicas (PLMN) del proveedor de servicios y aplica las restricciones de itinerancia de equipos del usuario. La MME es el punto de terminación en la red para la protección de cifrado/integridad para la señalización NAS y maneja la gestión de claves de seguridad. La intercepción legal de señalización también es soportada por la MME. La MME también proporciona la función de plano de control para la movilidad entre redes de acceso LTE y 2G/3G, con la interfaz S3 terminando en la MME desde el SGSN. La MME también termina la interfaz S6a hacia el HSS doméstico para equipos de usuario en itinerancia. Estructura de portadora componente en LTE
[0011] La portadora componente de enlace descendente de un sistema LTE 3GPP se subdivide en el dominio tiempofrecuencia en los llamados subtramas. En 3GPP LTE, cada subtrama se divide en dos ranuras de enlace descendente, como se muestra en la Fig.2, en la que la primera ranura de enlace descendente comprende la región del canal de control (región PDCCH) dentro de los primeros símbolos OFDM. Cada subtrama consiste de un número dado de símbolos OFDM en el dominio temporal (12 o 14 símbolos OFDM en 3GPP LTE (versión 8)), en los que cada símbolo OFDM abarca todo el ancho de banda de la portadora del componente. Por lo tanto, los símbolos OFDM consisten cada uno en un número de símbolos de modulación transmitidos en las respectivas subportadoras. En LTE, la señal transmitida en cada ranura se describe mediante una
[0012] rejilla de
subportadoras y
símbolos OFDM. es el número de bloques de recursos dentro del ancho de banda. La cantidad depende del ancho de banda de transmisión de enlace descendente configurado en la celda y deberá cumplir , donde y
[0013] son respectivamente el menor y el mayor ancho de banda de enlace descendente, soportados por la versión actual de la especificación. es el número de subportadoras dentro de un bloque de recursos. Para la estructura normal de subtrama con prefijo cíclico, y .
[0014] Suponiendo un sistema de comunicación multiportadora, por ejemplo empleando OFDM, como se usa en 3GPP Long Term Evolution (LTE), la unidad más pequeña de recursos que puede asignar el programador es un "bloque de recursos". Un bloque físico de recursos (PRB) se define como símbolos OFDM consecutivos en el dominio temporal (por ejemplo, 7 símbolos OFDM) y subportadoras consecutivas en el dominio de la frecuencia, como se ejemplifica en la Fig.2 (por ejemplo, 12 subportadoras para una portadora componente). En 3GPP LTE (versión 8), un bloque físico de recursos consiste así en elementos de recursos, correspondientes a una ranura en el dominio temporal y 180 kHz en el dominio de la frecuencia (para más detalles sobre la rejilla de recursos de enlace descendente, véase por ejemplo 3GPP TS 36.211, "acceso radioterrestre universal evolucionado (E-UTRA)); canales físicos y modulación (versión 8)", versión actual 12.6.0, sección 6.2, disponible en http://www.3gpp.org).
[0015] Una subtrama consiste de dos ranuras, de modo que hay 14 símbolos OFDM en una subtrama cuando se usa la así llamada CP "normal" (prefijo cíclico), y 12 símbolos OFDM en una subtrama cuando se usa el así llamada CP "extendido". Por razones de terminología, en lo que sigue los recursos tiempo-frecuencia equivalentes a las mismas subportadoras consecutivas que abarcan una subtrama completa se denominan un “par de bloques de recursos”, o de manera equivalente “par de RB” o “par de PRB”. El término “portadora componente” se refiere a una combinación de varios bloques de recursos en el dominio de la frecuencia. En futuras versiones de LTE, el término “portadora componente” ya no se usa; en su lugar, la terminología cambia a “celda”, que se refiere a una combinación de recursos de enlace descendente y opcionalmente de enlace ascendente. El enlazamiento entre la frecuencia portadora de los recursos de enlace descendente y la frecuencia portadora de los recursos de enlace ascendente se indica en la información del sistema transmitida sobre los recursos de enlace descendente.
[0016] Suposiciones similares para la estructura de la portadora componente también se aplicarán a versiones posteriores.
[0017] Agregación de portadora en LTE-A para soporte de mayor ancho de banda
[0018] El espectro de frecuencias para IMT-Advanced se decidió en la conferencia mundial de comunicaciones de radio 2007 (WRC-07). Aunque se decidió el espectro de frecuencias general para IMT-Advanced, el ancho de banda real disponible varía de acuerdo con cada región o país. Sin embargo, tras la decisión sobre el esquema disponible del espectro de frecuencias, comenzó la estandarización de una interfaz de radio en el proyecto de asociación de 3.ª generación (3GPP).
[0019] El ancho de banda que el sistema LTE-Advanced puede soportar es de 100 MHz, mientras que un sistema LTE solo puede soportar 20 MHz. Hoy en día, la falta de espectro de radio se ha convertido en un cuello de botella para el desarrollo de redes inalámbricas y, como resultado, es difícil encontrar una banda de espectro lo suficientemente ancha para el sistema LTE-Advanced. Por ello, es urgente encontrar la manera de obtener una banda de espectro de radio más ancha, en la que una posible respuesta sea la funcionalidad de agregación de portadora.
[0020] En la agregación de portadora, se agregan dos o más portadoras componentes para soportar anchos de banda de transmisión más anchos hasta 100MHz. Varias celdas del sistema LTE se agregan en un canal más ancho del sistema LTE-Advanced, que es lo suficientemente ancho para 100 MHz, aunque estas celdas en LTE puedan estar en bandas de frecuencia diferentes. Todos las portadores de componentes pueden configurarse para ser compatibles con LTE ver.8/9, al menos cuando el ancho de banda de una portadora componente no supera el ancho de banda soportado por una celda LTE ver. 8/9. No todos las portadoras componentes agregadas por un equipo de usuario pueden ser necesariamente compatibles con ver. 8/9. Los mecanismos existentes (por ejemplo, barring) pueden usarse para evitar que los equipos de usuario ver-8/9 se registren en una portadora componente.
[0021] Un equipo de usuario puede recibir o transmitir simultáneamente en una o varias portadoras componente (correspondientes a múltiples celdas de servicio) dependiendo de sus capacidades. Un equipo de usuario LTE-A ver. 10 con capacidades de recepción y/o transmisión para agregación de portadora puede recibir y/o transmitir simultáneamente en múltiples celdas de servicio, mientras que un equipo de usuario LTE ver. 8/9 puede recibir y transmitir solo en una celda de servicio, siempre que la estructura de la portadora componente siga las especificaciones ver.8/9.
[0022] La agregación de portadoras está soportada tanto para portadoras componente contiguas como no contiguas, con cada portadora componente limitada a un máximo de 110 bloques de recursos en el dominio de la frecuencia (usando la numerología 3GPP LTE (versión 8/9)).
[0023] Es posible configurar un equipo de usuario compatible con 3GPP LTE-A (versión 10) -para agregar un número diferente de portadoras componente que se originan en la misma eNodeB (estación base) y posiblemente de diferentes anchos de banda en el enlace ascendente y el enlace descendente. El número de portadoras componente de enlace descendente que pueden configurarse depende de la capacidad de agregación de enlace descendente del UE. Por el contrario, el número de portadoras componente de enlace ascendente que se pueden configurar depende de la capacidad de agregación de enlace ascendente del UE. Actualmente puede que no sea posible configurar un terminal móvil con más portadoras componente de enlace ascendente que portadoras componente de enlace descendente. En un despliegue TDD típico, el número de portadoras componente y el ancho de banda de cada portadora de enlace ascendente y de enlace descendente es el mismo. Las portadoras componente que se originan en el mismo eNodeB no necesitan proporcionar la misma cobertura.
[0024] El espaciado entre frecuencias centrales de portadoras componente agregadas contiguas será múltiplo de 300 kHz. Esto es para ser compatible con el raster de frecuencia de 100 kHz de 3GPP LTE (versión 8/9) y al mismo tiempo para preservar la ortogonalidad de las subportadoras con un espaciamiento de 15 kHz. Dependiendo del escenario de agregación, el espaciado n□300 kHz puede facilitarse mediante la inserción de un bajo número de subportadoras no utilizadas entre portadoras componente contiguas.
[0025] La naturaleza de la agregación de múltiples portadoras solo se expone hasta la capa MAC. Para ambos, para enlace ascendente y enlace descendente, se requiere una entidad HARQ en MAC para cada portadora componente agregada. En ausencia de SUMIMO para el enlace ascendente, como mucho hay un bloque de transporte por portadora componente. Un bloque de transporte y su(s) retransmisión(es) HARQ potencial(es) deben estar mapeados en la misma portadora componente.
[0026] Cuando se configura la agregación de operadores, el terminal móvil solo tiene una conexión RRC con la red. En el establecimiento o restablecimiento de la conexión RRC, una celda proporciona la entrada de seguridad (un ECGI, un PCI y un ARFCN) y la información de movilidad del estrato no accesible (por ejemplo, TAI), de forma similar a LTE ver. 8/9. Tras el establecimiento o restablecimiento de la conexión RRC, la portadora componente correspondiente a esa celda se denomina celda primaria de enlace descendente (PCell). Siempre hay uno y solo un PCell de enlace descendente (DL PCell) y un PCell de enlace ascendente (PCell UL) configurados por equipo de usuario en estado conectado. Dentro del conjunto configurado de portadoras componente, otras celdas se denominan celdas secundarias (SCells); siendo las portadoras de la SCell la portadora componente secundario de enlace descendente (DL SCC) y la portadora componente secundaria de enlace ascendente (ULSCC). Un máximo de cinco celdas de servicio, incluyendo la PCell, pueden configurarse actualmente para un UE.
[0027] La configuración y reconfiguración, así como la adición y eliminación de portadoras componente, pueden ser realizadas por RRC. La activación y desactivación se realiza, por ejemplo, mediante elementos de control MAC. En la transferencia intra-LTE, RRC también puede añadir, eliminar o reconfigurar SCells para su uso en la celda objetivo. Al añadir una nueva SCell, se utiliza señalización RRC dedicada para enviar la información del sistema de la SCell, siendo la información necesaria para la transmisión/recepción (de forma similar a ver-8/9 para la transferencia). Cada SCell está configurada con un índice de celda de servicio, cuando la SCell se añade a un UE; PCell siempre tiene el índice de celda de servicio 0.
[0028] Cuando un equipo de usuario está configurado con agregación de portadora, hay al menos un par de portadoras componente de enlace ascendente y descendente que está siempre activo. La portadora componente de enlace descendente de ese par también podría denominarse 'portador ancla DL'. Lo mismo aplica para el enlace ascendente. Cuando se configura la agregación de portadora, un equipo de usuario puede programarse en múltiples portadoras componente simultáneamente, pero como máximo debe estar en curso un procedimiento de acceso aleatorio en cualquier momento. La programación entre portadoras permite que el PDCCH de una portadora componente programe recursos en otra portadora componente. Para este fin se introduce un campo de identificación de portadora componente en los formatos respectivos DCI (Información de Control de Enlace Descendente), llamado CIF.
[0029] Un enlace, establecido por señalización RRC, entre portadoras componente de enlace ascendente y enlace descendente permite identificar la portadora componente de enlace ascendente para el que se aplica la concesión cuando no hay programación entre portadoras. El enlace de portadoras componente de enlace descendente a portadora componente ascendente no tiene por qué ser necesariamente uno a uno. En otras palabras, más de una portadora componente de enlace descendente puede enlazarse con la misma portadora de componente de enlace ascendente. Al mismo tiempo, una portadora componente de enlace descendente solo puede enlazar con una portadora de componente de enlace ascendente.
[0030] Procedimiento de acceso aleatorio
[0031] Un terminal móvil en LTE solo puede programarse para la transmisión de enlace ascendente si su transmisión de enlace ascendente está sincronizada en el tiempo para mantener la ortogonalidad con las transmisiones de enlace ascendente de otros UE. El procedimiento de acceso aleatorio (RACH) desempeña un papel importante como interfaz entre terminales móviles (UE) no sincronizados y la transmisión ortogonal del acceso por radio de enlace ascendente. Esencialmente, el procedimiento de acceso aleatorio en LTE se utiliza para lograr la sincronización de tiempo de enlace ascendente para un equipo de usuario que aún no ha adquirido o ha perdido su sincronización de enlace ascendente. Una vez que un equipo de usuario ha logrado la sincronización de enlace ascendente, el eNodeB puede programar los recursos de transmisión de enlace ascendente para él. La transmisión y detección de PRACH también proporciona una estimación del retardo de ida y vuelta entre el eNB y el UE. El objetivo de diseño respecto a la forma de señal PRACH para operación LTE en banda licenciada era minimizar el impacto en la carga aérea y la interferencia en transmisiones de enlace ascendente paralelo de otros UE, proporcionando al mismo tiempo suficiente precisión en la estimación del retardo de ida y vuelta. Hay un caso adicional en el que un equipo de usuario realiza un procedimiento de acceso aleatorio, aunque el equipo de usuario esté sincronizado en el tiempo, es decir, cuando el equipo de usuario utiliza el procedimiento de acceso aleatorio para enviar una solicitud de programación, es decir, un informe de estado del búfer de enlace ascendente, a su eNodeB, en caso de que no tenga ningún otro recurso de enlace ascendente asignado para enviar la solicitud de programación, por ejemplo, el canal dedicado de solicitud de programación (D-SR) no está configurado.
[0032] Por lo tanto, los siguientes escenarios son relevantes para el acceso aleatorio:
[0033] 1. Un equipo de usuario en estado RRC_CONNECTED, pero no sincronizado con el enlace ascendente, que desee enviar nuevos datos de enlace ascendente o información de control
[0034] 2. Un equipo de usuario en estado RRC_CONNECTED, pero no sincronizado con enlace ascendente, necesario para recibir datos de enlace descendente y, por lo tanto, para transmitir la retroalimentación HARQ correspondiente, es decir, ACK/NACK, en el enlace ascendente. Este escenario también se conoce como llegada de datos de enlace descendente
[0035] 3. Un equipo de usuario en estado RRC_CONNECTED, que hace transferencia de su celda de servicio actual a una nueva celda objetivo; para lograr la sincronización temporal de enlace ascendente en la celda objetivo, se realiza un procedimiento de acceso aleatorio
[0036] 4. Para fines de posicionamiento en estado RRC_CONNECTED, cuando se necesita anticipación temporal 5. Una transición de estado RRC_IDLE a RRC_CONNECTED, por ejemplo, para actualizaciones iniciales de acceso o seguimiento del área
[0037] 6. Recuperación tras una falla del enlace de radio, es decir, restablecimiento de la conexión RRC LTE ofrece dos tipos de procedimientos de acceso aleatorio, permitiendo que el acceso sea basado en contención (implicando un riesgo inherente de colisión) o libre de contención. Cabe señalar que el acceso aleatorio basado en contención puede aplicarse para los seis escenarios mencionados anteriormente, mientras que un procedimiento de acceso aleatorio libre de contención solo puede aplicarse para el escenario de llegada y transferencia de datos de enlace descendente.
[0038] A continuación, se describe con más detalle el procedimiento de acceso aleatorio basado en contención respecto a la Fig. 3. Una descripción detallada del procedimiento de acceso aleatorio también puede encontrarse en 3GPP TS 36.321, versión actual 12.6.0, sección 5.1.
[0039] La Fig.3 muestra el procedimiento RACH basado en contención de LTE. Este procedimiento consiste de cuatro "etapas". Primero, el equipo de usuario transmite 301, un preámbulo de acceso aleatorio en el canal físico de acceso aleatorio (PRACH) al eNodeB. El preámbulo es seleccionado por el equipo de usuario de un conjunto de preámbulos de acceso aleatorio disponibles reservados por eNodeB para acceso basado en contención; N<CF>es el número de firmas reservadas por eNodeB para RACH libre de contención. En LTE, hay un total de 64 preámbulos por celda que pueden usarse tanto para acceso aleatorio libre de contención como basado en contención. El conjunto de preámbulos basados en contención puede subdividirse a su vez en dos grupos, de modo que la elección del preámbulo de la UE pueda contener un bit de información que indique información relativa a la cantidad de recursos de transmisión necesarios para la primera transmisión programada, que se denomina msg3 en TS 36.321 (véase la etapa 303 en la Fig.3). La información del sistema emitida en la celda contiene la información de qué firmas (preámbulos) están en cada uno de los dos subgrupos, así como el significado de cada subgrupo. El equipo de usuario selecciona aleatoriamente un preámbulo del subgrupo correspondiente al tamaño del recurso de transmisión necesario para la transmisión msg3 (véase la etapa 303 posterior). Al seleccionar el tamaño adecuado para indicar, el UE puede tener además en cuenta la pérdida actual de la trayectoria de enlace descendente y la potencia de transmisión requerida para el mensaje de la etapa 303 con el fin de evitar que se le concedan recursos para un tamaño de mensaje que requeriría una transmisión superior a la potencia máxima permitida por el UE.
[0040] Después de que el eNodeB detecte un preámbulo RACH, envía a 302 un mensaje de respuesta de acceso aleatorio (RAR) en el PDSCH (canal compartido físico de enlace descendente), dirigiendo el DCI correspondiente en el PDCCH al RA-RNTI (de acceso aleatorio) que identifica la ranura de tiempo-frecuencia en la que se detectó el preámbulo. Si varios equipos de usuario transmitían el mismo preámbulo RACH en el mismo recurso PRACH, lo que también se denomina colisión, recibirían la misma respuesta de acceso aleatorio.
[0041] El mensaje RAR transmite la identidad del preámbulo RACH detectado, un comando de alineación de temporización (comando TA) para la sincronización de transmisiones subsecuentes de enlace ascendente, una asignación inicial de recursos de enlace ascendente (concesión) para la transmisión de la primera transmisión programada (véase la etapa 303) y la asignación de un identificador temporal de red de radio celular temporal (T-CRNTI). Este T-CRNTI es utilizado por eNodeB para dirigirse al móvil(es) cuyo(s) preámbulo RACH fue detectado hasta que se complete el procedimiento RACH, ya que la identidad "real" del móvil en este punto aún no se conoce para el eNodeB.
[0042] Además, el mensaje RAR también puede contener un llamado indicador de retroceso, que el eNodeB puede configurar para indicar al equipo de usuario que se retire durante un tiempo antes de intentar de nuevo un intento de acceso aleatorio. El equipo de usuario monitoriza el PDCCH para detectar la recepción de la respuesta de acceso aleatorio dentro de una ventana de tiempo dada, que es configurada por el eNodeB. En caso de que el equipo de usuario no reciba una respuesta de acceso aleatorio dentro de la ventana de tiempo configurada, este retransmite el preámbulo en la siguiente oportunidad de PRACH considerando un posible periodo de retroceso.
[0043] En respuesta al mensaje RAR recibido del eNodeB, el equipo de usuario transmite 303 la primera transmisión programada de enlace ascendente en los recursos asignados por la concesión dentro de la respuesta de acceso aleatorio. Esta transmisión programada de enlace ascendente transmite el mensaje real del procedimiento de acceso aleatorio, como por ejemplo una solicitud de conexión RRC, una actualización de área de seguimiento o un informe de estado del búfer. Además, incluye el C-RNTI para equipos de usuario en modo RRC_CONNECTED o la identidad única de equipo de usuario de 48 bits si los equipos de usuario están en modo RRC_IDLE. En caso de que se haya producido una colisión preámbulo en la etapa 301, es decir, que varios equipos de usuario hayan enviado el mismo preámbulo sobre el mismo recurso PRACH, los equipos de usuario en colisión recibirán el mismo T-CRNTI dentro de la respuesta de acceso aleatorio y también colisionarán en los mismos recursos de enlace ascendente al transmitir 303 su transmisión programada. Esto puede provocar interferencias de tal manera que ninguna transmisión de un equipo de usuario en colisión pueda ser decodificada en el eNodeB, y los equipos de usuario reiniciarán el procedimiento de acceso aleatorio tras haber alcanzado el número máximo de retransmisiones para su transmisión programada. En caso de que la transmisión programada desde un equipo de usuario sea decodificada con éxito por eNodeB, la disputa permanece sin resolver para los equipos de los demás usuarios.
[0044] Para la resolución de este tipo de contención, el eNodeB envía a 304 un mensaje de resolución de contención dirigido al C-RNTI o al C-RNTI temporal y, en este último caso, refleja la identidad del equipo de usuario de 48 bits contenida en la transmisión programada de la etapa 303. En caso de colisión seguida de una decodificación exitosa del mensaje enviado en la etapa 303, la retroalimentación HARQ (ACK) solo es transmitida por el equipo de usuario, que detecta su propia identidad, ya sea C-RNTI o un ID único del equipo de usuario. Otros UE entienden que hubo una colisión en la etapa 301 y pueden salir rápidamente del procedimiento RACH actual e iniciar otro.
[0045] La Fig.4 ilustra el procedimiento de acceso aleatorio libre de contención introducido a partir de 3GPP LTE ver.
[0046] 8/9. En comparación con el procedimiento de acceso aleatorio basado en contención, el procedimiento de acceso aleatorio libre de contención se simplifica. El eNodeB asigna 401 al equipo de usuario un preámbulo particular para utilizar el acceso aleatorio y evitar riesgos de colisiones (es decir, equipos de usuario múltiple no transmiten el mismo preámbulo RACH). En consecuencia, el equipo de usuario envía a 402 el preámbulo que fue señalizado por eNodeB en el enlace ascendente sobre un recurso PRACH adecuado. Dado que se evita el caso en que múltiples UE envían el mismo preámbulo para un acceso aleatorio libre de contención, no es necesaria una resolución de contención, por lo que se puede omitir la etapa 304 del procedimiento basado en contención mostrado en la Fig.3. Esencialmente, un procedimiento de acceso aleatorio libre de contención se completa tras haber recibido con éxito la respuesta de acceso aleatorio. En caso de falta de respuesta de acceso aleatorio, las retransmisiones PRACH posteriores se inician de forma autónoma por el propio UE. Cuando se configura la agregación de portadora, las tres primeras etapas del procedimiento de acceso aleatorio basado en contención ocurren en la PCell, mientras que la resolución de contención (etapa 304) puede ser programada cruzadamente por la PCell.
[0047] El ajuste inicial de potencia de transmisión del preámbulo se basa en una estimación en bucle abierto con compensación completa de la pérdida de trayectoria. Esto está diseñado para asegurar que la potencia recibida de los preámbulos sea independiente de la pérdida de trayectoria.
[0048] El eNB también puede configurar un desplazamiento de potencia adicional, dependiendo, por ejemplo, del SINR recibido deseado, la interferencia de enlace ascendente medida y el nivel de ruido en las ranuras de tiempo-frecuencia asignadas a los preámbulos RACH, y posiblemente en el formato de preámbulos. Además, el eNB puede configurar la rampa de potencia de los preámbulos para que la transmisión para cada preámbulo retransmitido, por ejemplo, en caso de que el intento de transmisión PRACH no haya tenido éxito, se incremente en una etapa fija.
[0049] Preámbulo de acceso aleatorio - Hora, frecuencia, formatos
[0050] La parte de transmisión del preámbulo de acceso aleatorio del procedimiento de acceso aleatorio descrito anteriormente se mapea en la capa física sobre el PRACH. El diseño del preámbulo es crucial para el éxito del procedimiento de acceso aleatorio y se discutirá en detalle en lo siguiente. El preámbulo RACH es básicamente un cambio cíclico de una secuencia compleja de Zadoff-Chu (ZC), también conocida como firma de preámbulo. El preámbulo LTE PRACH consiste en una secuencia compleja. Sin embargo, a diferencia del preámbulo W-CDMA, también es un símbolo OFDM que debe seguir la estructura DFT-S-OFDM del enlace ascendente LTE, construido con un CP (prefijo cíclico), lo que permite un receptor eficiente en el dominio de la frecuencia en el eNodeB. El preámbulo de acceso aleatorio de la capa física consiste en un prefijo cíclico de longitud T<CP>y una secuencia de longitud T<SEQ>, como se ilustra en la Fig. 5. Los posibles valores para estos parámetros se enumeran en la siguiente tabla y dependen de la estructura de tramas y de la configuración de acceso aleatorio (por ejemplo, el formato del preámbulo que puede ser controlado por capas superiores). La información detallada correspondiente puede encontrarse en la norma técnica 3GPP 36.211, versión actual 12.6.0, capítulo 5.7.1 "estructura de tiempo y frecuencia". Se definen cuatro formatos de preámbulos de acceso aleatorio para la operación dúplex por división de frecuencia, en los que cada formato se define por la duración de la secuencia y su prefijo cíclico. El formato configurado en una celda se transmite en la información del sistema.
[0052]
[0053] (continuación)
[0055]
[0057] TS es la tasa de muestreo asumida del sistema, que puede ser 1/30,72 μs y es la unidad básica de tiempo en LTE. Teniendo en cuenta esta tasa de muestreo específica, la siguiente tabla muestra los valores para T<CP>y T<SEQ>para los diferentes formatos de preámbulo.
[0060]
[0062] En la siguiente tabla se muestra el espaciamiento entre subportadoras y la duración correspondiente del símbolo de la especificación LTE actual. La duración de la secuencia de preámbulos, por ejemplo, para los formatos de preámbulo 2 y 3 (1600 μs, véase la tabla anterior) se consigue repitiendo el símbolo del preámbulo (800 μs) en el dominio temporal.
[0065]
[0067] El límite inferior (683,33 μs) para la duración de la secuencia T<SEQ>debe permitir una estimación inequívoca del tiempo de ida y vuelta para un UE situado en el borde de la celda esperada más grande, incluyendo la dispersión máxima de retardo esperada en celdas tan grandes (es decir, 16,67 μs). Otras restricciones sobre la duración de la secuencia T<SEQ>están dadas por el principio de generación de señales de acceso múltiple por división de frecuencia de portadora única, de modo que el tamaño de la DFT e IDFT, N<DFT>, debe ser un número entero. Para facilitar la multiplexación de frecuencia de las asignaciones de recursos PRACH y PUSCH, a una ranura PRACH se le debe asignar un ancho de banda BW<PRACH>igual a un múltiplo entero de bloques de recursos, es decir, un múltiplo entero de 180 kHz. Para simplificar, BW<PRACH>en LTE (6PRB, 1,08 MHz) es constante para todos los anchos de banda del sistema; se elige para optimizar tanto el rendimiento de detección como la precisión de la estimación temporal. Este último impulsa el límite inferior del ancho de banda PRACH. De hecho, es necesario un ancho de banda mínimo de aproximadamente 1 MHz para proporcionar una precisión de un solo disparo de unos ± 0,5 μs, lo cual es una precisión de temporización aceptable para transmisiones PUCCH/PUSCH.
[0068] Una asignación PRACH de 6 RB proporciona un buen equilibrio entre la sobrecarga de PRACH, el rendimiento de detección y la precisión en la estimación temporal. Cabe señalar que para el ancho de banda del sistema más pequeño (1,4 MHz, 6RB) el PRACH se solapa con el PUCCH; depende de la implementación de eNodeB si implementar restricciones de programación durante las ranuras de PRACH para evitar colisiones, o dejar que PRACH colisione con el PUCCH y gestione la interferencia resultante.
[0069] La duración del preámbulo debe fijarse a una duración entera del símbolo PUSCH para proporcionar compatibilidad entre las portadoras del preámbulo y PUSCH. Esto significa que el espaciamiento entre subportadoras PRACH debería preferiblemente ser un divisor del espaciamiento entre subportadoras PUSCH. Un PRACH es multiplexado en tiempo y frecuencia con el PUSCH y el PUCCH, como se ilustra en la Fig.6. Los recursos de tiempo-frecuencia de PRACH se asignan de forma semiestática dentro de la región PUSCH y se repiten periódicamente. La posibilidad de programar las transmisiones PUSCH dentro de las ranuras PRACH queda a discreción del eNodeB. LTE soporta 64 configuraciones PRACH, cada una consistiendo de un patrón periódico de recursos PRACH y un formato de preámbulo asociado. Un listado detallado de las configuraciones PRACH se encuentra en las Tablas 5.7.1-2 y 5.7.1-3 de la norma técnica 36.211. Es posible programar transmisiones PUSCH junto con los recursos PRACH asignados dentro del mismo submarco; la decisión la toma el eNB.
[0070] Preámbulo de acceso aleatorio - generación de secuencias de preámbulos
[0071] Como se ha señalado anteriormente, hay 64 firmas PRACH disponibles en LTE, frente a solo 16 en WCDMA. Esto no solo puede reducir la probabilidad de colisión, sino que también permite que el preámbulo en el sistema basado en contención lleve 1 bit de información y que algunas firmas se reserven para acceso libre de contención. Por lo tanto, el preámbulo LTE PRACH solicitaba un diseño de secuencia mejorado respecto a WCDMA. En LTE se han elegido secuencias Zadoff–Chu de longitud prima, las cuales permiten mejorar el desempeño de la detección de preámbulos PRACH. Puede encontrarse información más detallada en la especificación técnica 3GPP 36.211, versión actual 12.6.0, capítulo 5.7.2 “canal físico de acceso aleatorio". Los preámbulos de acceso aleatorio son secuencias de Zadoff-Chu (ZC) que a su vez se generan a partir de una o varias secuencias raíz de Zadoff-Chu de la siguiente manera. Primero, se elige una secuencia raíz Zadoff-Chu basándose en una indicación de un índice lógico de secuencia emitido como parte de la Información del sistema (RACH_ROOT_SEQUENCE). El orden lógico de la secuencia de raíces es cíclico tal que el índice lógico 0 es consecutivo a 837. La relación entre un índice lógico de secuencia raíz (indicado en la información del sistema) y un índice físico de secuencia raíz u está dado por las Tablas 5.7.2-4 y 5.7.2-5 de la norma técnica 36.211 para los formatos de preámbulo 03 y 4, respectivamente.
[0072] La raíz u de la secuencia Zadoff-Chu se define por:
[0075]
[0078] donde u es el índice físico de secuencia raíz mencionado anteriormente, y en el que la longitud de secuencia N<ZC>depende del formato configurado de preámbulo PRACH, es decir, N<ZC>es 839 para formatos de preámbulo 0-3 y es 139 para formato de preámbulo 4 (véase también la Tabla 5.7.2-1 en TS 36.211).
[0079] A partir de la secuencia raíz u-ésima Zadoff-Chu, un conjunto de 64 preámbulos de acceso aleatorio con zonas de correlación cero de longitud N<CS>-1 se definen mediante cambios cíclicos de acuerdo con
[0082]
[0085] El cambio cíclico está dado por
[0088]
[0091] El parámetro N<CS>está dado por las Tablas 5.7.2-2 y 5.7.2-3 en la norma técnica 36.211, y depende del formato del preámbulo y del parámetro zeroCorrelationZoneConfig proporcionado por capas superiores. Se puede obtener más información en la norma técnica 36.211, sección 5.7.2.
[0092] Secuencias adicionales de preámbulos, en caso de que no se puedan generar 64 preámbulos a partir de una sola secuencia raíz de Zadoff-Chu, se obtienen de una o más secuencias raíz con índices lógicos consecutivos hasta encontrar las 64 secuencias de preámbulos.
[0093] En resumen, el conjunto de 64 secuencias de preámbulos que están disponibles para su uso en una celda para el procedimiento RACH se genera mediante cambios cíclicos de una o más secuencias raíz de Zadoff-Chu. Preámbulo de acceso aleatorio - Generación de señales en banda base
[0094] La generación de la señal de banda base PRACH está definida en la sección 5.7.3 de TS 36.211. La señal de acceso aleatorio continua en el tiempo s(t) se define por
[0097]
[0099] donde 0 ≤ t < T<SEQ>+ T<CP>, β<PRACH>es un factor de escala de amplitud para ajustarse a la potencia de transmisión P<PRACH>,
[0101]
[0104] La ubicación en el dominio de la frecuencia está controlada por el parámetro
. El factor K= Δf/Δf<RA>explica la diferencia en el espaciado entre subportadoras entre el preámbulo de acceso aleatorio y la transmisión de datos de enlace ascendente. La variable Δf<RA>, el espaciado de subportadoras para el preámbulo de acceso aleatorio, y la variable φ, un desplazamiento fijo que determina la ubicación en el dominio de la frecuencia del preámbulo de acceso aleatorio dentro de los bloques físicos de recursos, están ambas dadas por la siguiente tabla (véase la Tabla 5.7.3-1 en TS 36.211).
[0107]
[0110] Cabe señalar que PUSCH tiene un espaciado entre subportadoras de 15 kHz.
[0111] La secuencia de preámbulo en el dominio del tiempo se transforma en el dominio de la frecuencia mediante una DFT de tamaño N<ZC>. Los coeficientes resultantes en el dominio de la frecuencia se mapean en subportadoras con un espaciado de frecuencia Δƒ<RA>. El espaciado de frecuencia para las transmisiones PRACH no coincide con el espaciado de frecuencia utilizado en otras transmisiones de enlace ascendente, como PUSCH o PUCCH. El mapeo de subportadoras incorpora además la ubicación de PRACH en el dominio de la frecuencia.
[0112] La Fig. 7 muestra el mapeo del preámbulo PRACH sobre subportadoras asignadas, en comparación con el mapeo de subportadoras de PUSCH. Como se puede ver a partir de esto, el PRACH utiliza una banda de guardia para evitar la interferencia de datos en los bordes del preámbulo. El PRACH se transmite en un recurso en el dominio de la frecuencia correspondiente a seis PRB consecutivos, es decir, con un ancho de banda de frecuencia de 1,08 MHz. Estos PRB podrían situarse en el centro del ancho de banda nominal del sistema, como se ilustra en la Fig.8, o podría estar ubicado en cualquier otra posición dentro del ancho de banda nominal del sistema como se muestra en la Fig.9.
[0113] Preámbulo de acceso aleatorio - implementación del transmisor UE de la secuencia de preámbulo
[0114] A continuación se explicará brevemente una implementación práctica ejemplar de la función PRACH el preámbulo de PRACH puede generarse a la tasa de muestreo del sistema mediante una gran IDFT como se ilustra en la Fig. 10. El bloque DFT en la Fig. 10 está discontinuo, lo que indica que es opcional, ya que la secuencia también podía mapearse directamente en el dominio de la frecuencia en la entrada IDFT. El cambio cíclico puede implementarse tanto en el dominio del tiempo después de la IDFT, como en el dominio de la frecuencia antes de la IDFT mediante un cambio de fase.
[0115] Otra opción para generar el preámbulo consiste en usar una IDFT más pequeña, en realidad una IFFT, y cambiar el preámbulo a la ubicación de frecuencia requerida mediante un sobremuestreo y filtrado en el dominio del tiempo. El prefijo cíclico puede insertarse antes del sobremuestreo y el cambio de frecuencia en el dominio del tiempo, para minimizar los requisitos de almacenamiento intermedio.
[0116] LTE en bandas no licenciadas - LAA de acceso asistido licenciado
[0117] En septiembre de 2014, 3GPP inició un nuevo ítem de estudio sobre la operación LTE en espectro no licenciado. La razón para extender LTE a bandas no licenciada es la demanda cada vez mayor de datos de banda ancha inalámbrica junto con la limitada cantidad de bandas licenciadas. Por lo tanto, el espectro no licenciado es cada vez más considerado por los operadores celulares como una herramienta complementaria para incrementar su oferta de servicios. La ventaja de LTE en bandas no licenciada en comparación con depender de otras tecnologías de acceso de radio (RAT) como el Wi-Fi es que complementar la plataforma LTE con acceso al espectro no licenciado permite a los operadores y proveedores aprovechar las inversiones existentes o previstas en hardware LTE/EPC en la radio y la red central.
[0118] Sin embargo, hay que tener en cuenta que el acceso al espectro no licenciado nunca puede igualar las cualidades del acceso al espectro licenciado debido a la inevitable coexistencia con otras tecnologías de acceso de radio (RAT) en el espectro no licenciado, como el Wi-Fi. Por lo tanto, la operación LTE en bandas no licenciada se considerará al menos al principio un complemento al LTE en espectro licenciado en lugar de una operación independiente en espectro no licenciado. Basándose en esta suposición, 3GPP estableció el término acceso asistido licenciado (LAA) para la operación LTE en bandas no licenciadas junto con al menos una banda licenciada. Operación futura independiente de LTE en espectro no licenciado, es decir, sin asistencia de celda licenciadas. sin embargo, no se excluirá.
[0119] El enfoque general LAA actualmente previsto en 3GPP es utilizar el marco de agregación de portadora (CA) ver12 ya especificado tanto como sea posible, donde la configuración del marco CA como se explicó anteriormente comprende una portadora llamada celda primaria (PCell) y una o más portadoras de celda secundaria (SCell). CA soporta en general tanto la autoordenación de celdas (la información de programación y los datos de usuario se transmiten en la misma portadora componente) como la programación entre celdas (la información de programación en términos de PDCCH/EPDCCH y los datos de usuario en términos de PDSCH/PUSCH se transmiten en diferentes portadoras componente).
[0120] Un escenario muy básico se ilustra en la Fig.11, con una PCell licenciada, una SCell licenciada 1 y diversas SCell no licenciadas 2, 3 y 4 (ejemplarmente representadas como pequeñas celdas). Los nodos de la red de transmisión/recepción de las SCell 2, 3 y 4 no licenciadas podrían ser cabezas de radio remotas gestionadas por el eNB o nodos conectados a la red pero no gestionados por el eNB. Para simplificar, la conexión de estos nodos a la eNB o a la red no se muestra explícitamente en la figura.
[0121] Actualmente, el enfoque básico previsto en 3GPP es que la PCell se operará en una banda licenciada mientras que una o más SCell operarán en bandas no licenciadas. El beneficio de esta estrategia es que la PCell puede usarse para la transmisión fiable de mensajes de control y datos de usuario con demandas de alta calidad de servicio (QoS), como por ejemplo voz y vídeo, mientras que una SCell en espectro no licenciado podría suponer, dependiendo del escenario, una reducción significativa de QoS debido a la inevitable coexistencia con otras RAT.
[0122] Se ha acordado que la LAA se centrará en las bandas no licenciada a 5GHz. Uno de los problemas más críticos es, por lo tanto, la convivencia con los sistemas Wi-Fi (IEEE 802.11) que operan en estas bandas no licenciadas. Para favorecer la coexistencia justa entre LTE y otras tecnologías como el Wi-Fi, así como para garantizar la equidad entre diferentes operadores LTE en la misma banda no licenciada, el acceso por canales de LTE para bandas no licenciada debe cumplir con ciertos conjuntos de normas regulatorias que pueden depender en parte de la región geográfica y de la banda de frecuencia particular; una descripción completa de los requisitos regulatorios para todas las regiones para operar en bandas no licenciada a 5GHz se encuentra en R1-144348, "Regulatory Requirements for Unlicensed Spectrum", Alcatel-Lucent et al., RAN1#78bis, Sep.2014, así como en el 3GPP Technical Report 36.889, current versión 13.0.0. Dependiendo de la región y la banda, los requisitos regulatorios que deben tenerse en cuenta al diseñar procedimientos LAA comprende la selección dinámica de frecuencia (DFS), el control de potencia de transmisión (TPC), la conversación escuchar antes (LBT) y la transmisión discontinua con duración máxima limitada de transmisión. La intención de 3GPP es dirigirse a un único marco global para LAA, lo que básicamente significa que todos los requisitos para diferentes regiones y bandas a 5GHz deben tenerse en cuenta en el diseño del sistema.
[0123] Por ejemplo, en Europa se establecen ciertos límites para el ancho de banda nominal del canal, como se evidencia en la sección 4.3 de la norma europea ETSI EN 301893, versión actual 1.8.1. El ancho de banda del canal nominal es la banda más ancha de frecuencias, incluyendo las bandas de guardia, asignadas a un solo canal. El ancho de banda del canal ocupado es el ancho de banda que contiene el 99 % de la potencia de la señal. Un dispositivo puede operar simultáneamente en uno o más canales adyacentes o no adyacentes.
[0124] Cuando el equipo tiene transmisiones simultáneas en canales adyacentes, estas transmisiones pueden considerarse como una sola señal con un ancho de banda nominal del canal de "n" veces el ancho de banda nominal del canal individual, donde "n" es el número de canales adyacentes. Cuando el equipo tiene transmisiones simultáneas en canales no adyacentes, cada envolvente de potencia se considerará por separado. El ancho de banda nominal del canal debe ser al menos 5 MHz en todo momento. El ancho de banda del canal ocupado estará entre el 80 % y el 100 % del ancho de banda nominal del canal declarado. En Estados Unidos, el ancho de banda mínimo ocupado es de 500 kHz de acuerdo con 3GPP TR 36.889. En el caso de sistemas de antena inteligente (dispositivos con múltiples cadenas de transmisión), cada una de las cadenas de transmisión debe cumplir este requisito. Durante una comunicación establecida, el dispositivo puede operar temporalmente con un ancho de banda del canal ocupado inferior al 80 % de su ancho de banda nominal del canal con un mínimo de 4 MHz.
[0125] El procedimiento de escuchar antes de hablar (LBT) se define como un mecanismo mediante el cual un equipo aplica una comprobación de evaluación de canal claro (CCA) antes de utilizar el canal. La CCA utiliza al menos la detección de energía para determinar la presencia o ausencia de otras señales en un canal, con el fin de determinar si un canal está ocupado o despejado, respectivamente. Las normativas europeas y japonesas exigen el uso de LBT en las bandas no licenciadas. Aparte de los requisitos regulatorios, la detección de portadora mediante LBT es una manera de compartir equitativamente el espectro no licenciado y, por lo tanto, se considera una característica vital para una operación justa y amigable en el espectro no licenciado dentro de un marco de solución global único
[0126] En el espectro no licenciado, la disponibilidad de canales no siempre puede garantizarse. Además, ciertas regiones como Europa y Japón prohíben las transmisiones continuas e imponen límites a la duración máxima de una ráfaga de transmisión en el espectro no licenciado. Por lo tanto, la transmisión discontinua con duración máxima limitada es una funcionalidad requerida para LAA. El DFS es necesario para ciertas regiones y bandas para detectar interferencias de los sistemas de radar y evitar la operación cocanal con estos sistemas. La intención es además lograr una carga casi uniforme del espectro. La operación DFS y los requisitos correspondientes están asociados a un principio maestro-esclavo. El maestro debe detectar interferencias de radar, aunque puede confiar en otro dispositivo asociado al maestro para implementar la detección por radar. La operación en bandas no licenciadas a 5 GHz está limitada en la mayoría de las regiones a niveles de potencia de transmisión bastante bajas en comparación con la operación en bandas licenciadas, lo que resulta en áreas de cobertura pequeñas. Incluso si las portadoras licenciadas y no licenciadas se transmitieran con la misma potencia, normalmente se esperaría que la portadora no licenciada en la banda de 5GHz soportara un área de cobertura menor que una celda licenciada en la banda de 2GHz debido a la mayor pérdida de trayectoria y efectos de sombra de la señal. Un requisito adicional para ciertas regiones y bandas es el uso de TPC para reducir el nivel medio de interferencia causada por otros dispositivos que operan en la misma banda no licenciada.
[0127] La información detallada puede encontrarse en la norma europea armonizada ETSI EN 301893, versión actual 1.8.0.
[0128] Siguiendo esta regulación europea sobre LBT, los dispositivos deben realizar una evaluación de canal claro (CCA) antes de ocupar el canal de radio con una transmisión de datos. Solo se permite iniciar una transmisión en el canal no licenciado después de detectar el canal como libre, por ejemplo, en la detección de energía. En particular, el equipo debe observar el canal durante un tiempo mínimo determinado (por ejemplo, para Europa 20 μs, véase ETSI 301893, en la cláusula 4.8.3) durante la CCA. El canal se considera ocupado si el nivel de energía detectado supera un umbral de CCA configurado (por ejemplo, para Europa, -73dBm/MHz, véase ETSI 301893, bajo la cláusula 4.8.3), y a la inversa se considera libre si el nivel de potencia detectado está por debajo del umbral de CCA configurado. Si se determina que el canal está ocupado, no podrá transmitir en ese canal durante el siguiente periodo de trama fijo. Si el canal se clasifica como libre, se permite que el equipo transmita de inmediato. La duración máxima de transmisión está restringida para facilitar un reparto justo de recursos con otros dispositivos que operan en la misma banda.
[0129] La detección de energía para el CCA se realiza a lo largo de todo el ancho de banda del canal (por ejemplo, 20 MHz en bandas no licenciadas a 5 GHz), lo que significa que los niveles de potencia de recepción de todas las subportadoras de un símbolo LTE OFDM dentro de ese canal contribuyen al nivel de energía evaluado en el dispositivo que realizó la CCA.
[0130] Además, el tiempo total durante el cual un equipo tiene transmisiones en una portadora dada sin revaluar la disponibilidad de esa portadora (es decir, LBT/CCA) se define como el tiempo de ocupación del canal (véase ETSI 301893, bajo la cláusula 4.8.3.1). El tiempo de ocupación del canal estará en el rango de 1 ms a 10 ms, donde el tiempo máximo de ocupación del canal podría ser, por ejemplo, 4 ms de acuerdo con la definición actual para Europa. Además, existe un tiempo mínimo de inactividad que el UE no puede transmitir tras una transmisión en la celda no licenciada, siendo el tiempo mínimo de inactividad al menos el 5 % del tiempo de ocupación del canal. Hacia el final del periodo de inactividad, el UE puede realizar una nueva CCA, y así sucesivamente. Este comportamiento de transmisión se ilustra esquemáticamente en la Fig. 12, la figura tomada de ETSI EN 301893 (allí es la Fig.2: "ejemplo de sincronización para equipos basados en trama"). La Fig.13 ilustra el tiempo entre una transmisión Wi-Fi y las transmisiones LAA UE en una banda de frecuencia particular (celda no licenciada). Como se puede ver en la Fig.13, tras la ráfaga Wi-Fi, al menos es necesario un hueco de CCA antes de que la eNB "reserve" la celda no licenciada, por ejemplo, transmitiendo una señal de reserva hasta el siguiente límite de subtrama. Después, se inicia la real ráfaga de DL LAA.
[0131] El procedimiento RACH también será compatible con bandas no licenciadas. Hasta ahora se acordó que solo se admitirían transmisiones PRACH libres de contención para bandas no licenciadas. Todavía se está discutiendo si las retransmisiones PRACH serán programadas explícitamente por eNB también en bandas no licenciadas, en contraste con las retransmisiones PRACH en bandas licenciadas, como se explicó anteriormente. No obstante, aunque la estandarización ha acordada hasta ahora que solo se debe soportar el acceso aleatorio libre de contención, esto puede cambiar en el futuro y, por tanto, el acceso aleatorio basado en contención para celdas no licenciadas podría seguir siendo relevante (de hecho, los principios de la invención son aplicables tanto a procedimientos de acceso aleatorio libre de contención como basados en contención).
[0132] Teniendo en cuenta los diferentes requisitos regulatorios, es evidente que la especificación LTE, entre otras cosas el procedimiento de acceso aleatorio, para operar en bandas no licenciadas requerirá varios cambios en comparación con la actual especificación ver-12, que se limita a la operación en bandas licenciadas.
[0133] ZTE: "Overview on LAA UL", 3GPP Draft, R1-152970 analiza y resume algunos requisitos de estudio UL y ofrece sugerencias sobre UL para acceso asistido licenciado (LAA) para su versión.
[0134] WO 2015/113226 A1 se refiere a una red de comunicación inalámbrica que emplea tipos de banda de frecuencia heterogéneos, siendo el modo de red operativo para servir dispositivos inalámbricos en una banda de frecuencia no licenciada y en una banda de frecuencia licenciada. El procedimiento en modo red comprende en configurar un operador de respaldo en la frecuencia licenciada para el dispositivo inalámbrico, en el que, si el modo de red determina que el dispositivo inalámbrico debe conmutar a la banda de frecuencia licenciada, el procedimiento comprende en entregar el dispositivo inalámbrico al operador de respaldo.
[0135] Resumen de la divulgación
[0136] La invención está definida por las reivindicaciones anexas. Además, al menos una parte de la invención se basa en el segundo aspecto. Ejemplos, aspectos y realizaciones que no necesariamente caen dentro del alcance de las reivindicaciones se proporcionan en la solicitud para comprender mejor la invención.
[0137] De acuerdo con varias implementaciones de los aspectos aquí descritos, el procedimiento de acceso aleatorio mejora especialmente cuando se realiza mediante celda(s) no licenciada(s). Más concretamente, se mejora principalmente la parte de la secuencia de preámbulo (generación, selección y transmisión real de RF del preámbulo) del procedimiento de acceso aleatorio; por lo tanto, otras partes del procedimiento de acceso aleatorio no son el foco de los diversos aspectos descritos y pueden, por ejemplo (en su mayoría), permanecer igual que el procedimiento de acceso aleatorio diseñado para el acceso licenciado.
[0138] El siguiente escenario se asume en lo siguiente. El equipo de usuario y una estación base de radio están conectados entre sí mediante al menos una celda no licenciada en un sistema de comunicación móvil. La celda no licenciada puede operarse como una celda independiente o puede ser asistida por otra celda licenciada configurada adicionalmente para el equipo de usuario. La celda no licenciada se configura con un ancho de banda de frecuencia particular, es decir, la celda no licenciada es operada por la estación base de radio y el equipo de usuario en un canal con un ancho de banda de frecuencia particular dentro del espectro de frecuencias no licenciadas, como 10 MHz, 20 MHz, 40 MHz o incluso anchos de banda menores o mayores. Además, las transmisiones en la celda no licenciada están reguladas al menos en el sentido de que se define un umbral mínimo de ancho de banda de frecuencia, que indica una ocupación mínima del canal que debe ocupar una transmisión a través de la celda no licenciada. La ocupación mínima del canal depende del ancho de banda de frecuencia de la celda no licenciada, y por tanto puede variar de un canal a otro; la ocupación mínima del canal puede definir un porcentaje predeterminado del ancho de banda total de frecuencia correspondiente de la celda no licenciada.
[0139] En un escenario así definido, básicamente la mayoría de las transmisiones realizadas por el UE (y el eNodeB) a través de la celda no licenciada deben cumplir con este requisito mínimo de ocupación del canal. Esto también es cierto para el procedimiento de acceso aleatorio realizado entre el equipo de usuario y la estación base de radio, por ejemplo, para sincronizar el tiempo de referencia de enlace ascendente del equipo de usuario o para transmitir una solicitud de programación a la estación base de radio. Como parte del procedimiento de acceso aleatorio, el equipo de usuario, tras seleccionar una secuencia de preámbulo de acceso aleatorio apropiada, transmite la misma a la estación base de radio.
[0140] De acuerdo con varios aspectos, el umbral mínimo de ancho de banda de frecuencia definido para las transmisiones a través de la celda no licenciada también se tiene en cuenta al transmitir la secuencia de preámbulo de acceso aleatorio a la estación base de radio como parte del procedimiento de acceso aleatorio. En particular, la secuencia de preámbulos de acceso aleatorio debe transmitirse de modo que al menos se supere el umbral mínimo de ancho de banda de frecuencia definido para la celda no licenciada, cumpliendo así con el requisito mínimo de ocupación de canal.
[0142] Con este fin, se puede determinar un ancho de banda de frecuencia particular para transmitir la secuencia de preámbulos de acceso aleatorio a través de la celda no licenciada, que es mayor que el umbral mínimo de ancho de banda de frecuencia. Esta determinación permite manejar de forma flexible diferentes anchos de banda de canal de la celda no licenciada y, por lo tanto, cumplir con diversos requisitos mínimos de ocupación de canales. Esta determinación puede realizarse en el equipo de usuario o en la estación base de radio. En implementaciones ejemplares, el umbral mínimo de ancho de banda de frecuencia (por ejemplo, la determinación consiste simplemente en calcular un porcentaje predeterminado del ancho de banda de frecuencia de la celda no licenciada) es conocido tanto por el equipo de usuario como por la estación base de radio, de modo que el ancho de banda de frecuencia que ocupará la transmisión de la secuencia de preámbulos de acceso aleatorio puede ser determinado de forma independiente por el UE y la estación base de radio. Alternativamente, la determinación puede ser realizada por una de las dos entidades (ya sea esta la UE o la estación base de radio) y luego informada correspondientemente a la otra entidad. En caso de que la estación base de radio sea la entidad responsable de determinar el ancho de banda real de frecuencia de la señal de transmisión del preámbulo, la estación base de radio mantiene el control del ancho de banda de frecuencia que realmente utiliza el UE para transmitir la secuencia de preámbulos de acceso aleatorio. La transmisión de dicha información por la estación base de radio al UE puede hacerse simplemente en una correspondiente información del sistema difundida en la celda de radio o, para acceso aleatorio libre de contención, en un mensaje correspondiente transmitido al inicio del procedimiento de acceso aleatorio libre de contención, por ejemplo, en el mismo mensaje que indica el preámbulo a utilizar.
[0144] En este sentido, debe señalarse que se apoyan tanto procedimientos de acceso aleatorio libres de contención como basados en contención. En particular, en un procedimiento de acceso aleatorio libre de contención, la estación base de radio transmite una indicación correspondiente al equipo de usuario para indicar qué secuencia de preámbulos de acceso aleatorio debe seleccionarse de un conjunto de secuencias de preámbulos de acceso aleatorio disponibles para el UE (y la estación base de radio), a las que el equipo de usuario cumple entonces. Por otro lado, en un procedimiento de acceso aleatorio basado en contención, la estación base de radio no proporciona tal indicación; en cambio, el equipo de usuario selecciona de forma autónoma una secuencia de preámbulos de acceso aleatorio para transmitirse a la estación base de radio desde el conjunto de secuencias de preámbulos de acceso aleatorio. De manera similar al procedimiento estándar de acceso aleatorio definido actualmente, el conjunto de secuencias de preámbulos de acceso aleatorio disponibles para el procedimiento de acceso aleatorio basado en contención puede dividirse en dos subgrupos diferentes que están asociados a diferentes cantidades de recursos de transmisión que se solicitarán mediante la transmisión de la secuencia de preámbulos de acceso aleatorio.
[0146] En resumen, el equipo de usuario está así habilitado para cumplir con el requisito mínimo de ocupación de canal definido para una celda no licenciada al realizar procedimientos de acceso aleatorio a través de esta celda no licenciada.
[0148] El procedimiento de acceso aleatorio puede continuar de manera habitual, incluyendo posiblemente la transmisión de un mensaje de respuesta de acceso aleatorio desde la estación base de radio al equipo de usuario. La respuesta de acceso aleatorio puede incluir, por ejemplo, una asignación correspondiente de recursos de enlace ascendente, una instrucción de alineación de tiempos, un identificador temporal para el equipo de usuario, así como la identificación de la secuencia de preámbulos de acceso aleatorio previamente transmitida por el equipo de usuario. Además, al recibir dicho mensaje de respuesta de acceso aleatorio de la estación base de radio, se puede transmitir un mensaje adicional desde el equipo de usuario a la estación base de radio utilizando los recursos de enlace ascendente asignados. Además, si se realiza un procedimiento de acceso aleatorio basado en contención, puede ser necesaria una resolución de contención que se realiza en consecuencia entre el eNodeB y el UE.
[0150] A continuación se describen dos aspectos diferentes para lograr que la transmisión de la secuencia de preámbulos de acceso aleatorio a través de la celda no licenciada cumpla con la ocupación mínima del canal correspondiente, es decir, supere el umbral mínimo de ancho de banda de frecuencia.
[0152] De acuerdo con un primer aspecto, el procedimiento existente para transmitir una secuencia de preámbulos de acceso aleatorio se reutiliza repitiendo la transmisión habitual de preámbulos en diferentes posiciones del dominio de la frecuencia para finalmente ocupar al menos el ancho de banda de frecuencia necesario de la celda no licenciada y así cumplir con los requisitos regulatorios establecidos para dichas celdas no licenciadas. En particular, la secuencia de preámbulos de acceso aleatorio se selecciona de la manera habitual y se transmite en una posición de frecuencia correspondiente; cabe señalar que la transmisión habitual/heredada del preámbulo de acceso aleatorio ocupa un ancho de banda de frecuencia predeterminado (como se explica en la sección de antecedentes, 6 PRB, es decir, 1,08 MHz). Además, se realizan varias repeticiones de esta transmisión en diferentes posiciones de frecuencia, de modo que todas las transmisiones de preámbulo (con las repeticiones) ocupan un ancho de banda de frecuencia que supera el umbral mínimo de ancho de banda de la celda no licenciada. El número de repeticiones necesarias para cumplir con esta ocupación mínima de canal depende del umbral real de ancho de banda de frecuencia definido para la celda no licenciada, que a su vez depende del ancho de banda de frecuencia configurado para la celda no licenciada; el número de repeticiones también depende del ancho de banda de frecuencia predeterminado mencionado anteriormente de una transmisión de preámbulo de acceso aleatorio habitual/heredado (es decir, 1,08 MHz). En una implementación ejemplar del primer aspecto, las diferentes ubicaciones en el dominio de la frecuencia en las que se realizan las repeticiones de las transmisiones del preámbulo son tales que las transmisiones repetidas son adyacentes en el dominio de la frecuencia.
[0154] Como se explicó anteriormente, el procedimiento mejorado de acceso aleatorio proporcionado para celdas no licenciadas de acuerdo con el primer aspecto reutiliza las secuencias de preámbulos de acceso aleatorio ya definidas para el procedimiento habitual/heredado de acceso aleatorio para celdas licenciadas. Esto tiene la ventaja de que no es necesario definir ningún conjunto adicional de preámbulos de acceso aleatorio en dicho sentido. El mismo conjunto de secuencias de preámbulos de acceso aleatorio está disponible para realizar el procedimiento de acceso aleatorio tanto a través de la celda no licenciada como mediante una celda licenciada. En particular, de acuerdo con el primer aspecto, al realizar un procedimiento de acceso aleatorio a través de la celda licenciada, se selecciona una secuencia adicional de preámbulo de acceso aleatorio del conjunto ya generado y se transmite a través de la celda licenciada a la estación base de radio que ocupa el ancho de banda de frecuencia predeterminado de la celda licenciada discutido anteriormente (es decir, 6 PRB, 1,08 MHz).
[0155] De acuerdo con una implementación adicional del primer aspecto, al menos dos secuencias de preámbulos de acceso aleatorio se seleccionan y transmiten para que el equipo de usuario las recopile a la estación base de radio. En particular, se selecciona al menos una segunda secuencia de preámbulos de acceso aleatorio, diferente de la primera secuencia de preámbulos de acceso aleatorio seleccionada. De manera similar, la transmisión de la segunda secuencia de preámbulos de acceso aleatorio también se repite, aunque en ubicaciones de frecuencia diferentes a las primeras transmisiones de la secuencia de preámbulos de acceso aleatorio. En particular, las primeras y segundas secuencias de preámbulos de acceso aleatorio se repiten y transmiten juntas para ocupar al menos el ancho de banda de frecuencia determinado de la celda no licenciada y así cumplir con la ocupación mínima del canal.
[0157] De acuerdo con un segundo aspecto, el procedimiento existente de acceso aleatorio, particularmente la configuración existente para transmitir la secuencia de preámbulos de acceso aleatorio, cambia en el sentido de que se seleccionan la longitud de la secuencia de preámbulos de acceso aleatorio y el espaciamiento de frecuencias de subportadoras para las subportadoras usadas para transmitir la secuencia de preámbulos de acceso aleatorio, de modo que, en combinación, la transmisión correspondiente de la secuencia de preámbulos de acceso aleatorio supere la frecuencia mínima umbral de ancho de banda. A continuación, debe distinguirse entre la longitud de la secuencia del preámbulo y la duración del preámbulo en el dominio del tiempo. La primera determina el número de subportadoras utilizadas. Este último se da por uno o varios símbolos repetidos de preámbulo más el prefijo cíclico (la duración del símbolo de preámbulo se da por el inverso del espaciado entre subportadora del preámbulo) y no es el foco de los diversos aspectos de la invención.
[0159] Cabe señalar que la longitud de la secuencia de preámbulos de acceso aleatorio (que básicamente corresponde al número de subportadoras de frecuencia que se usan para transmitir la secuencia de preámbulo de acceso aleatorio), así como el espaciamiento de frecuencia de la subportadora (que básicamente determina cuán separadas están las diferentes subportadoras de frecuencia entre sí), definen conjuntamente el ancho de banda total de frecuencia de la transmisión del preámbulo, es decir, simplemente multiplicando el número de subportadoras de frecuencia por el valor del espaciado de frecuencia de subportadoras. En consecuencia, coordinando estos dos parámetros (es decir, la longitud de la secuencia del preámbulo y el espaciamiento de frecuencia entre subportadoras), la forma/ancho de banda de la frecuencia de la señal del preámbulo puede controlarse para cumplir con el requisito de ancho de banda de frecuencia que dicha señal debe ocupar en las celdas no licenciadas.
[0161] Uno o ambos parámetros pueden ser controlados por el equipo de usuario, la estación base de radio o una combinación de estos. En dicho sentido, son posibles varias implementaciones diferentes del segundo aspecto. Por ejemplo, el espaciado de frecuencia de subportadora podría fijarse permitiendo que la longitud de la secuencia de preámbulos se determine de forma flexible dependiendo de la cantidad real de ancho de banda de frecuencia que deba ocupar la transmisión de preámbulo (dependiendo del ancho de banda del sistema para la celda no licenciada). O al revés, la longitud de la secuencia de preámbulos puede fijarse permitiendo adaptar de forma flexible el espaciado de frecuencia de subportadora a los diferentes requisitos mínimos de ocupación del canal. Alternativamente, tanto la longitud de la secuencia del preámbulo como el espaciamiento entre la frecuencia de subportadora pueden controlarse de forma flexible para la transmisión del preámbulo, de modo que ocupen el ancho de banda de frecuencia necesario para cumplir con el requisito mínimo de ocupación de canales de las celdas no licenciadas.
[0162] En implementaciones ejemplares del segundo aspecto, el equipo de usuario puede generar dos conjuntos diferentes de secuencias de preámbulos de acceso aleatorio, uno para la(s) celda(s) licenciada(s) y otro para la(s) celda(s) no licenciada(s). Cabe señalar que la longitud de las secuencias de preámbulos de acceso aleatorio para la celda no licenciada probablemente será mayor que la longitud de las secuencias de preámbulos de acceso aleatorio para la celda licenciada, dado que el ancho de banda de frecuencia que ocupará la transmisión del preámbulo de acceso aleatorio es mayor para celdas no licenciadas que para celdas licenciadas. Correspondientemente, los dos conjuntos diferentes comprenden secuencias de preámbulos de acceso aleatorio de longitudes diversas. Suponiendo para una implementación ejemplar que las secuencias de preámbulos de acceso aleatorio se generen a partir de secuencias raíz adecuadas (por ejemplo, secuencias de Zadoff-Chu), la secuencia de raíz correspondiente para generar secuencias de preámbulos de acceso aleatorio que se usarán en relación con la celda no licenciada es más larga que una secuencia de raíz usada para generar secuencias de preámbulos de acceso aleatorio para la celda licenciada. De forma correspondiente, al realizar un procedimiento de acceso aleatorio a través de la celda licenciada, se selecciona el preámbulo correspondiente del conjunto de celdas licenciadas correspondiente, mientras que, al realizar un procedimiento de acceso aleatorio mediante la celda no licenciada, el preámbulo correspondiente se selecciona del conjunto de celdas no licenciadas correspondiente.
[0164] Correspondientemente, en un primer aspecto general, las técnicas aquí divulgadas incluyen un procedimiento para realizar un procedimiento de acceso aleatorio entre un equipo de usuario y una estación base de radio en un sistema de comunicación móvil. El equipo de usuario está configurado con al menos una celda no licenciada, y el procedimiento de acceso aleatorio se realiza a través de la celda no licenciada que tiene un ancho de banda de frecuencia de celda no licenciada. Se define un umbral mínimo de ancho de banda de frecuencia para transmisiones a través de la celda no licenciada, y el procedimiento comprende las siguientes etapas realizadas por el equipo de usuario para el procedimiento de acceso aleatorio. El equipo de usuario selecciona una secuencia de preámbulos de acceso aleatorio para el procedimiento de acceso aleatorio y determina un ancho de banda de frecuencia para transmitir la secuencia de preámbulos de acceso aleatorio a través de la celda no licenciada. El ancho de banda de frecuencia determinado de la secuencia de preámbulos de acceso aleatorio es al menos el umbral mínimo de ancho de banda de frecuencia. El equipo de usuario transmite la secuencia de preámbulos de acceso aleatorio a la estación base de radio de modo que al menos el ancho de banda de frecuencia determinado de la celda no licenciada esté ocupado.
[0166] Correspondientemente, en un primer aspecto general, las técnicas aquí divulgadas incluyen un equipo de usuario para realizar un procedimiento de acceso aleatorio con una estación base de radio en un sistema de comunicación móvil. El equipo de usuario está configurado con al menos una celda no licenciada, y el procedimiento de acceso aleatorio se realiza a través de la celda no licenciada que tiene un ancho de banda de frecuencia de celda no licenciada. Se define un umbral mínimo de ancho de banda de frecuencia para transmisiones a través de la celda no licenciada. Un procesador del equipo de usuario selecciona una secuencia de preámbulos de acceso aleatorio para el procedimiento de acceso aleatorio. El procesador determina además un ancho de banda de frecuencia para transmitir la secuencia de preámbulos de acceso aleatorio a través de la celda no licenciada. El ancho de banda de frecuencia determinado es al menos el umbral mínimo de ancho de banda de frecuencia. Un transmisor del equipo de usuario transmite la secuencia de preámbulos de acceso aleatorio a la estación base de radio de modo que al menos el ancho de banda de frecuencia determinado de la celda no licenciada esté ocupado.
[0168] Correspondientemente, en un primer aspecto general, las técnicas aquí divulgadas incluyen una estación base de radio para realizar un procedimiento de acceso aleatorio con un equipo de usuario en un sistema de comunicación móvil. El equipo de usuario está configurado con al menos una celda no licenciada, y el procedimiento de acceso aleatorio se realiza a través de la celda no licenciada que tiene un ancho de banda de frecuencia de celda no licenciada. Se define un umbral mínimo de ancho de banda de frecuencia para transmisiones a través de la celda no licenciada. Se determina un ancho de banda de frecuencia para que el equipo de usuario transmita la secuencia de preámbulos de acceso aleatorio a través de la celda no licenciada, siendo el ancho de banda de frecuencia determinado al menos el umbral mínimo de ancho de banda de frecuencia. Un receptor de la estación base de radio recibe la secuencia de preámbulo de acceso aleatorio, seleccionada por el equipo de usuario para el procedimiento de acceso aleatorio, de modo que al menos un ancho de banda de frecuencia determinado de la celda no licenciada esté ocupado. El ancho de banda de frecuencia determinado es al menos el umbral mínimo de ancho de banda de frecuencia.
[0170] Beneficios y ventajas adicionales de los aspectos divulgados serán evidentes a partir de la especificación y las figuras. Los beneficios y/o ventajas pueden proporcionarse individualmente por los diversos aspectos y características de la especificación y la divulgación de los dibujos, y no es necesario que todos se proporcionen para obtener uno o más de los mismos.
[0172] Estos aspectos generales y específicos pueden implementarse usando un sistema, un procedimiento y un programa informático, y cualquier combinación de sistemas, procedimientos y programas informáticos.
[0173] Breve descripción de las figuras
[0174] En los siguientes aspectos ejemplares se describen con más detalle con referencia a las figuras y dibujos adjuntos.
[0175] La Fig.1muestra una arquitectura ejemplar de un sistema LTE 3GPP,
[0176] La Fig.2muestra una rejilla ejemplar de recursos de enlace descendente de una ranura de enlace descendente de una subtrama de acuerdo con la definición para 3GPP LTE (versión 8/9),
[0177] La Fig.3muestra un procedimiento RACH basado en contención tal como se define para 3GPP LTE (a fecha de la versión 8/9), en el que pueden producirse contenciones,
[0178] La Fig.4muestra un procedimiento RACH libre de contención tal como se define para 3GPP LTE (a partir de la versión 8/9),
[0179] La Fig.5ilustra la estructura de un preámbulo RACH,
[0180] La Fig.6ilustra la multiplexación de la transmisión PRACH con PUSCH y PUCCH,
[0181] La Fig.7ilustra el mapeo del preámbulo de PRACH sobre subportadoras asignadas,
[0182] Las Fig.8 y 9ilustran diferentes ubicaciones del PRACH dentro del ancho de banda del sistema de frecuencia nominal,
[0183] La Fig.10ilustra una estructura funcional ejemplar de un transmisor de preámbulos PRACH,
[0184] La Fig.11ilustra un escenario ejemplar de la LAA con varias celdas licenciadas y no licenciadas,
[0185] La Fig.12ilustra el comportamiento de transmisión de una transmisión LAA,
[0186] La Fig.13ilustra el tiempo entre una transmisión Wi-Fi y una ráfaga de enlace descendente LAA UE para una celda no licenciada,
[0187] Las Fig.14a & bilustran el ancho de banda de frecuencia de una transmisión de señal PRACH para un ancho de banda de sistema de 20 MHz de las celdas licenciadas y no licenciadas respectivamente, de acuerdo con un primer aspecto que utiliza un mecanismo de repetición para cumplir con el requisito mínimo de ocupación de canal,
[0188] Las Fig.15a & bilustran el ancho de banda de frecuencia de una transmisión de señal PRACH para un ancho de banda de sistema de 10 MHz de las celdas licenciadas y no licenciadas, de acuerdo con un primer aspecto,La Fig.16se basa en la implementación de la Fig.15b e ilustra especialmente las diversas subportadoras que transportan la señal PRACH de dos transmisiones/repeticiones PRACH adyacentes, de acuerdo con un primer aspecto,
[0189] Las Fig. 17a & bilustran respectivamente la densidad espectral de potencia de una transmisión PRACH a través de la celda licenciada y la transmisión mejorada de PRACH mediante la celda no licenciada de acuerdo con el primer aspecto,
[0190] La Fig. 18ilustra una implementación ejemplar de UE de la cadena transmisora de acuerdo con el primer aspecto,
[0191] Las Fig. 19, 20 & 21ilustran diferentes patrones de repetición de acuerdo con un primer aspecto mejorado donde al menos dos preámbulos se seleccionan para ser transmitidos a través de las diversas repeticiones,Las Fig.22a & bilustran el ancho de banda de frecuencia de una transmisión de señal PRACH para un ancho de banda de sistema de 20 MHz de las celdas licenciadas y no licenciadas, respectivamente, de acuerdo con un segundo aspecto que adapta los parámetros de la transmisión de la señal PRACH para cumplir con el requisito mínimo de ocupación de canal,
[0192] Las Fig.23a & bilustran el ancho de banda de frecuencia de una transmisión de señal PRACH para un ancho de banda de sistema de 10 MHz de las celdas licenciadas y no licenciadas, respectivamente, de acuerdo con un segundo aspecto,
[0193] Las Fig. 24a & bilustran respectivamente la densidad espectral de potencia de una transmisión PRACH a través de la celda licenciada y la transmisión mejorada de PRACH mediante la celda no licenciada de acuerdo con el segundo aspecto,
[0194] Las Fig. 25 & 26se basan respectivamente en las Fig. 22 y 23 e ilustran particularmente las diversas subportadoras que transportan la señal PRACH de acuerdo con el segundo aspecto,
[0195] La Fig.27ilustra una implementación ejemplar de UE de la cadena transmisora de acuerdo con el segundo aspecto, y
[0196] La Fig.28ilustra el ancho de banda de frecuencia de la transmisión de señal PRACH para un ancho de banda de sistema de 40 MHz de acuerdo con un tercer aspecto que combina el primer y segundo aspecto.
[0197] DESCRIPCIÓN DETALLADA
[0198] Unaestación móvil,nodo móvil,terminal de usuariooequipo de usuarioes una entidad física dentro de una red de comunicación. Un nodo puede tener varias entidades funcionales. Una entidad funcional se refiere a un módulo de software o hardware que implementa y/u ofrece un conjunto predeterminado de funciones a otras entidades funcionales de un nodo o de la red. Los nodos pueden tener una o más interfaces que conectan el nodo a una instalación de comunicación o medio a través del cual los nodos pueden comunicarse. De manera similar, una entidad de red puede tener una interfaz lógica que une la entidad funcional a una instalación o medio de comunicación a través de la cual puede comunicarse con otras entidades funcionales o nodos correspondientes.
[0199] El término"recursos de radio"tal como se utiliza en el capítulo de reivindicaciones y en la solicitud debe entenderse en términos generales como referirse a recursos de radio físicos, como los recursos de tiempofrecuencia.
[0200] El término"celda no licenciada"o, alternativamente,"portadora no licenciada"tal como se usa en el capítulo de reivindicaciones y en la solicitud, debe entenderse en sentido amplio como una celda/portadora operada en una banda de frecuencia no licenciada, con un ancho de banda de frecuencia particular. Correspondientemente, el término"celda licenciada"o alternativamente"portadora licenciada"tal como se usa en el capítulo de reivindicaciones y en la solicitud debe entenderse en sentido amplio como una celda/portadora operada en una banda de frecuencia licenciada, con un ancho de banda de frecuencia particular. De manera ejemplar, estos términos deben entenderse en el contexto de los 3GPP de la Versión 12/13 y el ítem de trabajo de acceso asistido licenciado.
[0201] El término"umbral de ancho de banda de frecuencia mínima"tal como se utiliza en el capítulo de reivindicaciones y en la solicitud debe entenderse como una ocupación mínima de canal para la(s) celda(s) no licenciada(s). En otras palabras, las transmisiones a través de las celdas no licenciadas deben ocupar en frecuencia al menos la cantidad establecida por este umbral. Por ejemplo, la ocupación mínima del canal está determinada por regulaciones definidas para ciertas regiones geográficas, por ejemplo, para Europa el 80 % del ancho de banda del sistema. Así, en Europa las transmisiones en una celda no licenciada con 20 MHz tendrán que ocupar al menos 16 MHz.
[0202] El término"procedimiento de acceso aleatorio"utilizado en el capítulo de reivindicaciones y en la solicitud puede, en un aspecto ejemplar, interpretarse como el procedimiento de acceso aleatorio de la estandarización 3GPP tal y como se explica en la sección de antecedentes. Los términos"secuencia de preámbulos de acceso aleatorio","secuencia de preámbulos","preámbulo","preámbulo RACH", "firma de preámbulo"pueden usarse indistintamente para referirse a la secuencia compleja transmitida por el UE durante el procedimiento de acceso aleatorio; en un aspecto ejemplar, el mensaje de preámbulo transmitido como se explica en los etapas 301, 401 de la Fig.3 y 4 respectivamente.
[0203] El término"repetir"usado en el capítulo de reivindicaciones y en la solicitud debe interpretarse en sentido amplio como "realizar una acción particular varias veces"; en este caso particular la transmisión del preámbulo se realiza varias veces, aunque en diferentes posiciones del dominio de la frecuencia.
[0204] Los términos"ocupar","ocupar un ancho de banda de frecuencia"usados en el capítulo de reivindicaciones y en la solicitud pueden interpretarse en términos generales como que la transmisión particular de una señal/mensaje/preámbulo se realiza utilizando (todas) las frecuencias del ancho de banda de frecuencia particular.
[0205] Como se explica en la sección de antecedentes, el 3GPP está actualmente en proceso de introducir el acceso asistido licenciado (LAA). Aunque ya se han alcanzado algunos acuerdos para la LAA, aún no se han podido alcanzar acuerdos sobre cuestiones importantes en dicho sentido. Además, es evidente que la especificación LTE para soportar el procedimiento RACH en bandas no licenciadas se beneficiará de varios cambios en comparación con la especificación actual, que se limita a operaciones en bandas licenciadas.
[0206] Una solución directa para introducir el procedimiento de acceso aleatorio para LAA sería aplicar el procedimiento de acceso aleatorio existente para celdas licenciadas también para celdas no licenciadas, incluyendo los formatos de preámbulo, la forma de la señal y los procedimientos de transmisión existentes descritos en la sección de antecedentes. En este caso, el CCA puede realizarse en el lado UE justo antes de la oportunidad de transmisión PRACH, o alternativamente en el lado eNodeB antes de programar una oportunidad de transmisión PRACH. En soluciones alternativas, también podría ser posible saltarse CCA relacionada con la programación y transmisión de PRACH, lo que podría causar problemas con otros nodos que operan en el mismo canal de radio debido a posibles colisiones de las transmisiones. También debe señalarse que si la CCA es obligatoria al final o no depende de las normas regulatorias de la región donde opera el sistema (véase la sección de antecedentes y TR 36.889).
[0207] Sin embargo, este enfoque directo también tiene desventajas. En particular, de acuerdo con la normativa europea explicada en la sección de antecedentes, cada transmisión en la banda no licenciada que sigue una CCA (evaluación de Canal claro) debe ocupar al menos el 80 % del ancho de banda nominal del canal. Una regulación similar también se encuentra en otros países como Estados Unidos, donde el ancho de banda mínimo de transmisión es de 500 kHz (véase 3GPP TR 36.889). Suponiendo un ancho de banda nominal de canal de 20 MHz para la operación LTE en bandas no licenciadas (por ejemplo, véase TR 36.889), la ocupación mínima del canal del 80 % configurada para Europa resulta en un ancho de banda de frecuencia mínimo de 16 MHz. Por otro lado, una transmisión PRACH siguiendo la definición existente en bandas licenciadas ocupa, sin embargo, solo 6 PRB consecutivos, independiente del ancho de banda del canal, que corresponde a 1,08 MHz, es decir, solo el 5,4 % del ancho de banda nominal del canal de 20 MHz. En consecuencia, la solución directa, que aplica la definición existente de transmisión PRACH para celdas no licenciadas, por lo tanto no cumple los requisitos para la ocupación mínima del canal establecidos por la regulación europea.
[0208] Además, debe señalarse que esta ocupación mínima del canal depende del ancho de banda real del canal de la celda no licenciada y, por lo tanto, puede variar de una celda no licenciada a otra. En otras palabras, la transmisión del preámbulo de acceso aleatorio debe adaptarse al ancho de banda del canal para poder cumplir con el requisito mínimo de ocupación del canal definido para celdas no licenciadas. En contraste, el procedimiento de acceso aleatorio existente, especialmente la transmisión del preámbulo de acceso aleatorio, está fijo en su ancho de banda, es decir, siempre usando 6 PRB, independientemente del ancho de banda real del canal de la celda (licenciada). Correspondientemente, otra desventaja de usar el mecanismo existente para la transmisión del preámbulo de acceso aleatorio mediante celdas no licenciadas es que carece de flexibilidad para cumplir con el requisito mínimo de ocupación del canal, que en realidad puede cambiar dependiendo del ancho de banda del canal de la celda no licenciada.
[0209] Los siguientes aspectos ejemplares son concebidos por los inventores para mitigar uno o más de los problemas explicados anteriormente.
[0210] Se implementarán implementaciones particulares de los diversos aspectos en la especificación amplia establecida por los estándares 3GPP y explicada parcialmente en la sección de antecedentes, añadiendo las características clave particulares como se explica a continuación en relación con los diversos aspectos. Cabe señalar que estos aspectos pueden usarse de forma ventajosa, por ejemplo, en un sistema de comunicación móvil, como los sistemas de comunicación 3GPP LTE-A (versiones 10/11/12/13) como se describe en la sección de antecedentes técnicos anterior, pero estos aspectos no se limitan a su uso en estas redes de comunicación ejemplares en particular.
[0211] Las explicaciones no deben entenderse como limitantes del alcance de la divulgación, sino como un simple ejemplo de aspectos para comprender mejor la presente divulgación. Una persona experta debe ser consciente de que los principios generales de la presente divulgación, tal como se exponen en las reivindicaciones, pueden aplicarse a diferentes escenarios y de formas que no se describen explícitamente en este lugar. A efectos ilustrativos, se hacen varias suposiciones que, sin embargo, no restringirán el alcance de los siguientes aspectos.
[0212] Además, como se mencionó anteriormente, los siguientes aspectos pueden implementarse en el entorno 3GPP LTE-A (ver.12/13). Los diversos aspectos permiten principalmente un procedimiento de acceso aleatorio mejorado, especialmente para una transmisión mejorada del preámbulo de acceso aleatorio. Sin embargo, otras funcionalidades (es decir, funcionalidades no cambiadas por los diversos aspectos) pueden permanecer exactamente igual que las explicadas en la sección de antecedentes o pueden cambiarse sin consecuencias para los diversos aspectos; por ejemplo, funciones y procedimientos que conducen al rendimiento del procedimiento mejorado de acceso aleatorio (como la necesidad de sincronización de enlace ascendente o la necesidad de transmitir una solicitud de programación), y también las etapas restantes del procedimiento de acceso aleatorio (como la respuesta de acceso aleatorio, resolución de contención, etc.).
[0213] A continuación, se describen tres aspectos para resolver el(los) problema(s) anterior(es), que se explicarán utilizando el siguiente escenario ejemplar, ideado para explicar fácilmente los principios del aspecto. Sin embargo, los principios también pueden aplicarse a otros escenarios, algunos de los cuales se mencionarán explícitamente en lo siguiente.
[0214] Como se explica en la sección de antecedentes, 3GPP planea mejorar los sistemas actuales introduciendo LAA, acceso asistido licenciado, incluyendo el uso de celdas no licenciadas que operan en canal(es) dentro del espectro de frecuencias no licenciadas. En el siguiente escenario se asume tal escenario, es decir, el UE se configura con al menos una celda licenciada y al menos una celda no licenciada. Aunque las siguientes explicaciones se basan en tal escenario, los diferentes aspectos se centran en realizar un procedimiento de acceso aleatorio en la celda no licenciada, de modo que los diversos aspectos también se aplican a escenarios en los que la celda no licenciada opera de forma independiente (es decir, sin una celda licenciada correspondiente).
[0216] La celda no licenciada puede configurarse entre el eNodeB y el UE de la manera habitual, como se describe en la sección de antecedentes. Por lo tanto, la celda no licenciada opera en un canal particular dentro del espectro de frecuencias no licenciadas que tiene un ancho de banda de frecuencia particular (también denominado ancho de banda nominal de canal en algunos estándares europeos), como 10 MHz, 20 MHz, 40 MHz o incluso anchos de banda menores o mayores (en el futuro). Como se explica en detalle en la sección de antecedentes, la operación en la celda no licenciada está regulada de muchas maneras, por ejemplo, en Europa de acuerdo con la norma europea ETSI 301893. Entre muchas cosas, para Europa (y también para otras regiones) se define una ocupación mínima de canal para el canal de celda no licenciada, por ejemplo, en Europa que el ancho de banda del canal ocupado para la celda no licenciada debe estar entre el 80 % y el 100 % del ancho de banda nominal declarado de la celda no licenciada. Correspondientemente, cualquier transmisión en la celda no licenciada (con muy pocas excepciones) debe cumplir con este requisito mínimo de ocupación de canal, de modo que las transmisiones ocupen una parte correspondiente del ancho de banda de frecuencia total de la celda no licenciada. Teniendo en cuenta que una celda no licenciada puede tener diferentes anchos de banda nominales de canal, también el ancho de banda mínimo de frecuencia necesario a ocupar (siendo un porcentaje del ancho de banda nominal del canal) es diferente entre canales con diferentes anchos de banda nominales.
[0218] Para los siguientes aspectos se asume que tanto el eNodeB como el UE están informados de la ocupación mínima particular del canal que debe cumplirse. El UE y el eNodeB conocerán el umbral mínimo de ancho de banda de frecuencia, que depende del ancho de banda real del sistema con el que esté configurada la celda no licenciada. Existen diferentes posibilidades sobre cómo se puede lograr esto. En una alternativa, tanto el UE como el eNodeB determinarán de forma independiente el umbral de ancho de banda de frecuencia mínimo particular, llegando ambos al mismo valor siguiendo las mismas reglas de determinación. En otra alternativa, el eNodeB determinará el umbral de ancho de banda de frecuencia mínima particular e informará correspondientemente al UE sobre él, por ejemplo, en un mensaje de difusión de información del sistema, durante un mensaje de establecimiento de conexión RRC, o, en caso de un procedimiento de acceso aleatorio libre de contención, dentro del mensaje de asignación de preámbulo de acceso aleatorio transmitido al inicio del procedimiento de acceso aleatorio (véase mensaje 401 de la Fig.4). De acuerdo con otra alternativa, el UE determinará el umbral de ancho de banda mínimo de frecuencia e informará al eNodeB sobre él. En cualquier caso, tanto el UE como el eNodeB tendrán el mismo entendimiento sobre el umbral mínimo de ancho de banda de frecuencia que ocupa al menos la transmisión del preámbulo.
[0220] Este umbral de ancho de banda de frecuencia mínimo representa un límite inferior para el ancho de banda de frecuencia que debe ocupar la transmisión de acceso aleatorio del preámbulo. El ancho de banda de frecuencia realmente utilizado para la transmisión del preámbulo de acceso aleatorio también debe ser conocido tanto por el UE como por el eNodeB, de modo que el eNodeB pueda decodificar con éxito a ciegas el preámbulo de acceso aleatorio. De manera similar a la determinación del umbral de ancho de banda de frecuencia mínimo, el ancho de banda real de la frecuencia de transmisión del preámbulo puede ser determinado por el UE y/o el eNodeB, y la información puede intercambiarse entre ambas entidades si es necesario. Los detalles también se harán evidentes a partir de la descripción detallada de los diversos aspectos.
[0222] Como se ha mencionado antes en la sección de antecedentes, hasta ahora se acordó que para celdas no licenciadas solo se apoyaría un procedimiento RACH libre de contención, describiéndose los detalles en la sección de antecedentes. Correspondientemente, el escenario asumido sigue a este acuerdo inicial, aunque debe señalarse que los principios de divulgación de acuerdo con los diferentes aspectos también son aplicables a un procedimiento RACH basado en la contención. En particular, como se verá más adelante, los diferentes aspectos de la divulgación se centran en la transmisión del preámbulo de acceso aleatorio, y por lo tanto son igualmente posibles para el procedimiento RACH basado en contención, donde el UE selecciona de forma autónoma una secuencia adecuada de preámbulos de acceso aleatorio (de un conjunto adecuado de preámbulos), así como para el procedimiento RACH libre de contención, donde el UE recibe una indicación correspondiente del eNodeB sobre qué secuencia de preámbulos de acceso aleatorio (de ese conjunto de preámbulos) se utilizarán para el procedimiento de acceso aleatorio. De la misma manera que se explica en la sección de antecedentes, el procedimiento RACH basado en contención también podría permitir al UE elegir entre dos subgrupos (en los que se divide el conjunto de preámbulos disponibles para el procedimiento de acceso aleatorio basado en contención) para permitir que se transmita un bit de información adicional, proporcionando información sobre la cantidad de recursos de transmisión necesarios para transmitir el siguiente mensaje (msg3, 303 en la Fig.3).
[0224] Para los siguientes aspectos, se asume además que el procedimiento de acceso aleatorio, con la excepción de la transmisión (y recepción) del preámbulo de acceso aleatorio, podría no tener que cambiar. En consecuencia, la estructura general y la secuencia del procedimiento de acceso aleatorio, tal como se discute ejemplarmente en la sección de antecedentes, pueden mantenerse iguales, introduciendo solo cambios en el procedimiento de acceso aleatorio en relación con la transmisión del preámbulo de acceso aleatorio, como se discute en los diversos aspectos a continuación. Por ejemplo, los procedimientos estandarizados para activar el procedimiento de acceso aleatorio, así como los otros mensajes del procedimiento de acceso aleatorio (como el mensaje de respuesta de acceso aleatorio 302, 403, la transmisión programada 303, así como el mensaje de resolución de contención 304, y la asignación de preámbulos de acceso aleatorio 401) podrían no tener que cambiar. Para evitar repeticiones, se hace referencia a los párrafos correspondientes en la sección de antecedentes anterior.
[0226] En consecuencia, se asume que el procedimiento de acceso aleatorio se activa para la celda no licenciada, en el que los siguientes aspectos proporcionan varias implementaciones de un procedimiento de acceso aleatorio mejorado para realizar una celda no licenciada.
[0228] Primer aspecto
[0230] A continuación se describirá en detalle un primer aspecto para resolver el(los) problema(s) anterior(es). A continuación se explicarán las diferentes implementaciones del primer aspecto utilizando el escenario ejemplar introducido anteriormente.
[0232] En resumen, de acuerdo con el primer aspecto, se reutiliza la definición existente de cómo transmitir el preámbulo de acceso aleatorio a la estación base de radio, pero el primer aspecto introduce además un mecanismo de repetición como sigue. El mecanismo de repetición en el UE permite que la transmisión habitual del preámbulo de acceso aleatorio se repita en diferentes posiciones de frecuencia en el dominio de la frecuencia tan a menudo como sea necesario, de modo que las transmisiones combinadas del preámbulo de acceso aleatorio ocupen al menos el ancho de banda de frecuencia necesario para cumplir con el requisito mínimo de ocupación de canal definido para la celda no licenciada. De este modo, no solo es posible reutilizar tanto como sea posible (y tanto como sea necesario) la definición y estandarización existentes para la transmisión de preámbulos, sino que al mismo tiempo el esquema de repeticiones permite adaptar de forma flexible la transmisión general de PRACH, es decir, incluyendo todos los preámbulos (repeticiones), a diferentes requisitos de ancho de banda simplemente añadiendo repeticiones adicionales en frecuencia de la señal PRACH "estándar" hasta que se supere el umbral mínimo de ancho de banda de frecuencia. Con más detalle, en implementaciones ejemplares del primer aspecto, se sigue en la medida de lo posible el procedimiento habitual de acceso aleatorio descrito en la sección de antecedentes para las celdas licenciadas. Esto, por ejemplo, incluye que el UE generará un conjunto de preámbulos de acceso aleatorio, de la misma manera que se describe en la sección de antecedentes; así, por ejemplo, incluye el uso de la secuencia raíz de Zadoff-Chu explícitamente indicada por el eNodeB, de la cual se generan las 64 diferentes secuencias de preámbulos de acceso aleatorio usando cambios cíclicos. El conjunto de preámbulos de acceso aleatorio generado no solo está disponible para ser utilizado para realizar un procedimiento de acceso aleatorio a través de la celda licenciada, sino que también estará disponible para realizar un procedimiento de acceso aleatorio a través de la celda no licenciada. Además, los preámbulos de acceso aleatorio pueden tener la misma estructura que se explica en relación con la Fig.5, así como tener la misma longitud de secuencia para los diferentes formatos de preámbulos (es decir, 839 para formatos 0-3 o 139 para formato 4). Lo mismo ocurre con el espaciado de subportadoras de 1,25 kHz para los formatos de preámbulo 0-3 y 7,5 kHz para el formato de preámbulo 4, que puede aplicarse igualmente de acuerdo con esta implementación. También se puede asumir la misma duración del tiempo PRACH que antes, es decir, combinando T<CP>y el T<SEQ>.
[0234] Asumiendo el procedimiento de acceso aleatorio libre de contención, el UE recibirá una indicación correspondiente del eNodeB sobre qué preámbulo de acceso aleatorio particular del conjunto generado se usará para el procedimiento de acceso aleatorio. Así, el UE seleccionará el preámbulo de acceso aleatorio indicado del conjunto disponible de preámbulos y preparará la transmisión del mismo al eNodeB de la siguiente manera.
[0236] Ahora se explicarán en detalle implementaciones ejemplares específicas del primer aspecto. Al principio, se asume que las celdas licenciadas y no licenciadas están configuradas con un ancho de banda nominal de canal de 20 MHz (el ancho de banda nominal del canal también puede denominarse "ancho de banda del sistema"). Las siguientes explicaciones se harán con referencia a las Fig. 14a y 14b, que ilustran respectivamente una transmisión PRACH en la celda licenciada y la celda no licenciada realizada por un UE correspondiente que soporte LAA. Como es evidente en la Fig.14a, la transmisión del preámbulo de acceso aleatorio (PRACH) a través de la celda licenciada se realiza en los habituales 6PRB, es decir, con un ancho de banda de frecuencia de 1,08 MHz (6x180 kHz). Para cumplir con el parámetro mínimo de ocupación de canales establecido en Europa del 80 %, una transmisión correspondiente de preámbulo de acceso aleatorio realizada a través de la celda no licenciada tendría que ocupar al menos 16 MHz del ancho de banda del canal de la celda no licenciada (véase Fig. 14b). Para lograr esta mayor ocupación de canales, el primer aspecto sugiere introducir un mecanismo de repetición que repita la transmisión "habitual" del preámbulo en diferentes posiciones de frecuencia, componiendo así una transmisión PRACH global que supera el umbral mínimo de ancho de banda de frecuencia de 16 MHz. Como se ilustra en la Fig.14b, la transmisión habitual de PRACH puede repetirse tantas veces como sea necesario hasta superar la ocupación mínima del canal de 16 MHz. En este caso particular, esto significa que se deben realizar 14 repeticiones de la transmisión PRACH, transmitiendo así un total de 15 veces el PRACH habitual, utilizando así 90 PRB que ocupan 16,2 MHz.
[0238] En el siguiente escenario ejemplar para las Fig.15a y 15b, se asume que las celdas licenciadas y no licenciadas están configuradas con un ancho de banda nominal de canal de 10 MHz. Correspondientemente, la ocupación mínima del canal del 80 % resultaría en un ancho de banda de frecuencia mínimo de 8 MHz que la transmisión combinada del preámbulo de acceso aleatorio debe ocupar al menos. Como se explica en relación con las Fig. 14a y 14b, la Fig.15a divulga una transmisión PRACH a través de la celda licenciada, que abarca 6 PRB de la manera habitual. Por otro lado, como se ilustra en la Fig.15b, para la celda no licenciada hay 7 repeticiones y por lo tanto 8 transmisiones PRACH que ocupan un total de 48 PRB y 8,64 MHz (48x180 kHz).
[0240] En una implementación ejemplar particular, para las diferentes repeticiones de la transmisión del preámbulo de acuerdo con las Fig. 14b y 15b, se pueden usar diferentes desplazamientos φ, que por ejemplo podrían derivarse directamente por el UE a partir del φ inicial de desplazamiento (siendo 7 o 2, dependiendo del formato del preámbulo) derivado de la tabla correspondiente en la sección de antecedentes. Los diferentes desplazamientos pueden elegirse de modo que las transmisiones de preámbulos separadas estén directamente adyacentes, aunque sin solaparse entre sí. Alternativamente, aunque no se muestra en las figuras, también podría ser posible permitir una ligera superposición de 2 transmisiones de preámbulo adyacentes de modo que solo una banda de guardia (en lugar de dos bandas de guardia como se observa en la Fig.16) separe las dos transmisiones de preámbulo. Para ello, los desplazamientos de frecuencia para las repeticiones deben ajustarse en consecuencia.
[0242] La Fig.16 se basa en el escenario de ejemplo de la Fig.15b, y además amplía la visión para ilustrar las diversas subportadoras y bandas de guardia para dos transmisiones adyacentes de preámbulo de las octavas transmisiones del preámbulo. Como se puede demostrar, se asume el espaciado habitual de frecuencia de subportadora de 1,25 kHz con 839 subportadoras componiendo la señal PRACH (véase también la Fig.7 y la parte correspondiente de la sección de antecedentes).
[0244] El número necesario de repeticiones necesarias para cumplir con el requisito mínimo de ocupación de canal establecido para la celda no licenciada puede ser determinado de forma autónoma por la UE y el eNodeB por un cálculo sencillo basado en el ancho de banda de frecuencia ocupado por una transmisión de preámbulo usual (es decir, 1,08 MHz) y el umbral mínimo de ancho de banda de frecuencia (por ejemplo, 16 MHz para un ancho de banda de sistema de 20 MHz u 8 MHz para un ancho de banda de sistema de 10 MHz). Alternativamente, el eNodeB podría indicar explícitamente al UE el número de repeticiones que debe usar al transmitir el preámbulo. O bien, el número de repeticiones podría fijarse en el estándar para las diferentes constelaciones de ancho de banda del sistema. Como se puede ver en las Fig. 14b y 15b, son necesarias respectivamente 14 y 7 repeticiones, o dicho de otro modo, 15 y 8 transmisiones habituales de PRACH son necesarias para los escenarios ejemplares asumidos. Así, el eNodeB podrá decodificar con éxito las transmisiones PRACH. Alternativamente, el número de repeticiones para cada ancho de banda nominal de canal podría predefinirse en el estándar y así ser conocido tanto por UE como por eNodeB.
[0246] En una implementación ejemplar del primer aspecto, se asume que cada una de las transmisiones PRACH es transmitida por la UE con la misma potencia de transmisión que se usa para la transmisión PRACH habitual (en la celda licenciada). En particular, la Fig.17a ilustra una transmisión PRACH del UE a través de la celda licenciada con una potencia y densidad espectral de potencia de transmisión particular, la transmisión PRACH abarcando los habituales 6 PRB y 1,08 MHz. La potencia de transmisión se determina de la manera habitual, por ejemplo, mediante una estimación en bucle abierto con compensación completa de la pérdida de trayectoria. El UE estima la pérdida de trayectoria promediando las mediciones de la potencia de la señal de referencia recibida (RSRP). Correspondientemente, la Fig.17a ilustra dicha transmisión PRACH a través de la celda licenciada. De manera apropiada, la Fig.17b ilustra la transmisión combinada de PRACH a través de la celda no licenciada descrita anteriormente para el primer aspecto en relación con la Fig. 15b, la transmisión que abarca 48 PRB y 8,64 MHz. Como es evidente en la Fig.17b; para la implementación actual del primer aspecto se asume que todas las diversas transmisiones de la transmisión habitual de PRACH (es decir, todas las repeticiones) tienen la misma densidad espectral de potencia, es decir, se transmiten con la misma potencia de transmisión. Esto puede implementarse en el UE aplicando el mismo valor de potencia de transmisión configurado para la transmisión PRACH habitual también a las repeticiones en las diferentes posiciones de frecuencia a través de la celda no licenciada.
[0248] Alternativamente, en lugar de usar el mismo valor de potencia de transmisión, el UE podría usar diferentes niveles de potencia para transmitir las diversas transmisiones PRACH. Por ejemplo, todas las diversas transmisiones PRACH pueden transmitirse con una potencia de transmisión menor, por ejemplo, la mitad de la potencia de transmisión. Una forma particular de configurar la potencia de transmisión es establecer una potencia de transmisión para cada una de las diversas transmisiones PRACH de modo que la potencia total de transmisión (es decir, la potencia de transmisión utilizada para transmitir todos los PRACH, por ejemplo, 8 transmisiones totales para la Fig.17b) sea la misma que la potencia de transmisión utilizada para transmitir un PRACH a través de la celda licenciada. Así, mientras que la densidad espectral de potencia se reduce por el número total de transmisiones PRACH (por ejemplo, PSD/8), la potencia total de transmisión utilizada por el UE para la transmisión PRACH permanece la misma.
[0249] Además, la Fig.18 ilustra una implementación ejemplar del transmisor UE de acuerdo con el primer aspecto, explicado en la sección de antecedentes en relación con la Fig. 10. Como se observa en la Fig. 18, el mecanismo de repetición descrito anteriormente en las diversas implementaciones del primer aspecto puede implementarse en la cadena de transmisión entre la DFT y el mapeo de subportadoras. La DFT y el mapeo de subportadora logra posicionar la señal PRACH en el dominio de la frecuencia, y así el mismo preámbulo generado (parte izquierda) de longitud N<ZC>puede repetirse en diferentes posiciones de frecuencia en el dominio de la frecuencia procesando el preámbulo generado en las diversas DFT y posicionando las muestras de frecuencia resultantes (N<ZC>) en posiciones de frecuencia correspondientes mediante el mapeo de subportadoras, como se ilustra ejemplarmente en las Fig.14b y 15b.
[0250] Nuevas implementaciones del primer aspecto proporcionan mejoras al permitir que se utilicen diferentes secuencias de preámbulos para diversas repeticiones. Estas implementaciones mejoradas se describirán en relación con las Fig.19, 20 y 21. En resumen, permitiendo que diferentes secuencias de preámbulos se utilicen para diversas repeticiones y determinando adecuadamente diversos patrones de repetición entre el eNodeB y el UE, se podía codificar información adicional en la transmisión general de PRACH.
[0251] La información adicional podría comprender, por ejemplo, un indicador de la ocupación del canal observada por el UE que envía el PRACH. La ocupación observada del canal podía definirse por una proporción de CCA exitosas y no exitosas en el lado de UE antes de la transmisión de PRACH. Se podría definir un umbral para esa razón, como por ejemplo 0,5. El PRACH transmitido podría entonces transmitir la información sobre si la proporción está por encima del umbral definido, igual o por debajo del umbral definido. El eNB puede utilizar esta información al programar transmisiones de datos de enlace descendente para el UE, en el sentido de que se puede esperar menor calidad de servicio si la proporción es baja.
[0252] En particular, siguiendo el procedimiento estándar para una transmisión PRACH habitual, en las implementaciones anteriores del primer aspecto se asumía que solo se utilizaba un único preámbulo (de los preámbulos disponibles) para la transmisión general de PRACH (incluyendo las repeticiones), es decir, el mismo preámbulo se transmitía repetidamente en diferentes posiciones de frecuencia. Por ello, solo se seleccionó un preámbulo por el UE (por ejemplo, como se indica mediante una indicación correspondiente del eNodeB) y se utilizó para cada una de las transmisiones PRACH. Sin embargo, implementaciones posteriores del primer aspecto permiten que el UE transmita dos o más preámbulos diferentes para el mismo procedimiento de acceso aleatorio a través de la celda no licenciada, como se explicará a continuación.
[0253] Al principio se asume que el UE selecciona dos preámbulos diferentes para realizar el procedimiento de acceso aleatorio a través de la celda no licenciada. De acuerdo con una implementación, los diferentes preámbulos pueden indicarse por separado mediante el eNodeB. De forma alternativa, o además, se puede definir una asociación fija entre los diferentes preámbulos, de modo que al ser indicado un preámbulo de acceso aleatorio particular por el eNodeB (o al seleccionar de forma autónoma un preámbulo de acceso aleatorio en caso de RACH basado en contención), el UE seleccionará correspondientemente más preámbulos de acceso aleatorio asociados al indicado (o de forma autónoma seleccionado) preámbulo de acceso aleatorio. La asociación particular puede optimizarse para aumentar el rendimiento de la transmisión definiendo adecuadamente las asociaciones de modo que se minimice el PAPR (relación pico-potencia promedio) o CM (métrica cúbica) de la transmisión total.
[0254] Por lo tanto, se utilizan diferentes preámbulos para realizar diversas transmisiones PRACH. En el escenario ejemplar de la Fig.19, asumiendo un ancho de banda del sistema de 20 MHz, se utilizan los preámbulos A y B alternativamente en el dominio de la frecuencia, dando así un patrón de repetición de ABABABAB... para transmitir las transmisiones 15 PRACH. Otro patrón ejemplar de repetición se ilustra en la Fig.20, asumiendo también dos preámbulos diferentes A y B, donde el preámbulo A se usa para (aproximadamente) la mitad del ancho de banda total de frecuencia de la transmisión combinada de PRACH y el preámbulo B para la otra mitad (es decir, AAAAAAABBBBBBBB). Para la implementación ejemplar de la Fig. 21, se asumen un total de tres preámbulos diferentes: preámbulos A, B, C, con el patrón ejemplar ilustrado de repetición AAAAABBBBBCCCCC.
[0255] En una implementación ejemplar, el patrón de repetición a usar puede ser seleccionado por el UE, por ejemplo, a partir de un número limitado de patrones de repetición preconfigurados. El número de patrones de repetición preconfigurados podría, por ejemplo, ser configurado por eNodeB y en consecuencia comunicado a el(los) UE(s) en su celda, o podría fijarse en el estándar.
[0256] Cada uno de los patrones de repetición preconfigurados puede, por ejemplo, estar asociado con una información particular, de modo que la selección del patrón de repetición particular por parte del UE ya codifica una información particular. Por ejemplo, el eNodeB, al decodificar a ciegas las repeticiones PRACH, decodificará con éxito las diversas transmisiones PRACH de acuerdo con el patrón de repetición elegido por el UE y así derivará la información codificada.
[0257] La información sobre los recursos de transmisión necesarios podría ser información relevante para ser codificada por el patrón de repetición. Al asumir dos patrones de repetición diferentes que podrían ser usados por el UE, un patrón de repetición podría asociarse a una mayor cantidad de recursos de transmisión, mientras que el otro patrón de repetición podría interpretarse para indicar que solo se necesitan una pequeña cantidad de recursos de transmisión para el UE.
[0258] Otra información importante podría ser la estadística observada de ocupación de canales desde el punto de vista de UE, como se ha descrito anteriormente. El patrón ABABABAB... por ejemplo, podría indicar una razón de ocupación de canal superior a 0,5, mientras que el patrón BABABABA... podría indicar una razón de ocupación del canal igual o menor que 0,5.
[0259] Segundo aspecto
[0260] A continuación se describirá en detalle un segundo aspecto para resolver el(los) problema(s) anterior(es). El principio detrás del segundo aspecto es bastante diferente al mecanismo de repetición explicado en relación con el primer aspecto. A continuación se explicarán en detalle diferentes implementaciones del segundo aspecto utilizando el escenario ejemplar introducido anteriormente.
[0261] En resumen, en lugar de realizar varias repeticiones de la señal PRACH habitual como en el primer aspecto, para el segundo aspecto se adaptan uno o más parámetros de configuración para transmitir la señal PRACH para distribuir la señal en el ancho de banda de frecuencia necesario, es decir, para cumplir con el requisito mínimo de ocupación de canal para celdas no licenciadas. Los parámetros de configuración son la longitud de la secuencia de preámbulos RACH (es decir, N<ZC>) y el espaciado de frecuencia de subportadora para las subportadoras utilizadas para transmitir el preámbulo RACH (es decir, Δf<RA>). Estos dos parámetros combinados definen básicamente el ancho de banda total de frecuencia de la transmisión de la señal PRACH. Como se explica en la sección de antecedentes, el ancho de banda de frecuencia de la transmisión habitual de PRACH es independiente del ancho de banda del sistema del canal en el que se transmite y siempre es de 1,08 MHz. Por ejemplo, para el formato preámbulo 0 - 3, el espaciado de frecuencia de subportadora es de 1,25 kHz, con 864 subportadoras (839 subportadoras 2x12,5 subportadoras para las bandas de guardia) (véase Fig. 7) teniendo así un ancho de banda de frecuencia de 1,08 MHz; para el formato preámbulo 4, el espaciado entre subportadoras es de 7,5 kHz con 144 subportadoras (139 subportadoras 2x2,5 subportadoras para las bandas de guardia) con un ancho de banda de frecuencia de 1,08 MHz. Cabe señalar que el número de subportadoras utilizadas para transmitir la señal PRACH es el mismo que la longitud de la secuencia de preámbulo N<ZC>, ya que la secuencia de preámbulos se convierte primero en muestras de frecuencia N<ZC>que se mapean respectivamente a subportadoras N<ZC>correspondientes. Este enfoque de implementación se aplica típicamente en LTE, ya que es una propiedad de las secuencias ZC que la DFT de dicha secuencia sea nuevamente una secuencia ZC cambiada cíclicamente ponderada. También debe señalarse que, cuando la longitud de la secuencia del preámbulo es un número primo, se logra una correlación cruzada cíclica óptima entre cualquier par.
[0262] Así, seleccionando adecuadamente diferentes valores para estos dos parámetros, el ancho de banda de frecuencia de la transmisión PRACH puede controlarse para cumplir con los requisitos mínimos de ocupación de canal establecidos para celdas no licenciadas. Con este fin, uno de los dos parámetros o ambos pueden cambiarse en comparación con la señal PRACH habitual/heredada que se realiza para celdas no licenciadas. También son posibles muchas combinaciones diferentes para estos dos parámetros (N<ZC>y Δf<RA>), dependiendo del umbral real de ancho de banda mínimo de frecuencia que la transmisión de la señal PRACH debe ocupar al menos.
[0263] A continuación, se asumirá que los dos diferentes anchos de banda del sistema de 10 MHz y 20 MHz ya se han hecho para el primer aspecto, ilustrados respectivamente en las Fig.22 y 23. Además, asumiendo el mismo requisito mínimo de ocupación de canal del 80 % para Europa, se debe cumplir un umbral mínimo de ancho de banda de frecuencia de 8 MHz y 16 MHz respectivamente al realizar un procedimiento de acceso aleatorio a través de la celda no licenciada, por ejemplo al transmitir el preámbulo desde UE a eNodeB como parte del procedimiento de acceso aleatorio.
[0264] Por ejemplo, el espaciado de frecuencia de subportadora podría mantenerse en los mismos 1,25 kHz que para la transmisión PRACH habitual/heredada de los formatos de preámbulo 0-3 (o 7,5 kHz para el formato de preámbulo 4), dejando así solo la longitud de la secuencia de preámbulo como parámetro a controlar dependiendo del umbral de ancho de banda de frecuencia mínimo determinado. En el caso de 1,25 kHz y el umbral de ancho de banda de frecuencia de 8 MHz, son "necesarios" al menos 6400 subportadoras para lograr una señal PRACH con un ancho de banda de frecuencia de 8 MHz. Para un diseño de preámbulos mejorado que maximice el número de secuencias ZC con propiedades óptimas de correlación cruzada, se deben elegir secuencias de preámbulos de longitud prima. Así, en el caso recién explicado, se podría elegir una longitud de preámbulo de 6421, lo que resulta en un ancho de banda de frecuencia de 8,026 MHz.
[0265] Por otro lado, la longitud de la secuencia de preámbulos, y por lo tanto el número de subportadoras para transmitir la señal de preámbulo, puede mantenerse igual (es decir, 839 para los formatos de preámbulo 0-3 y 139 para el formato de preámbulo 4) que para la transmisión PRACH habitual/heredada. En este caso particular, es posible cambiar el ancho de banda de frecuencia de la señal PRACH adaptando el parámetro de espaciado de frecuencia de subportadora. Por ejemplo, en el caso de un preámbulo de longitud 839 (en total 864 subportadoras con las subportadoras adicionales para las dos bandas de guardia) y el umbral de ancho de banda de frecuencia de 8 MHz, es necesario un espaciado de frecuencia de subportadora de al menos 9,26 kHz.
[0267] Alternativamente, tanto la longitud del preámbulo como el espaciado de frecuencia de subportadora RACH pueden modificarse para cumplir con el requisito mínimo de ocupación del canal. En el caso discutido anteriormente de tener un ancho de banda de sistema de 10 MHz para la celda no licenciada, se podría asumir un espaciado de frecuencia de subportadora de 7,5 kHz, lo que haría necesario disponer de al menos 1067 subportadoras en total para la señal PRACH (incluyendo las subportadoras reales del preámbulo y las subportadoras adicionales para las bandas de guardia).
[0269] En general, debe señalarse que, para minimizar la pérdida de ortogonalidad en el dominio de la frecuencia entre las subportadoras del preámbulo y las subportadoras de las transmisiones de datos de enlace ascendente circundantes, el espaciamiento de frecuencia de subportadora adoptado para la transmisión PRACH debe ser una fracción entera del espaciamiento de frecuencia de subportadora utilizado para la transmisión PUSCH (es decir, 15 kHz), como 1, 2, 5, 3, 5, 7,5 o 15 kHz. O dicho al revés, el espaciado entre subportadoras del PUSCH debería ser un múltiplo entero del espaciamiento entre subportadoras PRACH. Además, para facilitar la multiplexación de PRACH y PUSCH, a un PRACH se le debe asignar un ancho de banda de frecuencia igual a un múltiplo entero del de los bloques de recursos, es decir, un múltiplo entero de 180 kHz. Además, para un diseño de preámbulos mejorado que maximice el número de secuencias ZC con propiedades óptimas de correlación cruzada, deben elegirse secuencias de preámbulos de longitud prima. Las restricciones de diseño explicadas para obtener resultados optimizados pueden lograrse más fácilmente teniendo ambos parámetros, es decir, la longitud del preámbulo y el espaciamiento de frecuencias de subportadoras, variables, como se discutirá más adelante.
[0271] Al principio, se asume un sistema con una celda no licenciada con un ancho de banda del sistema de 20 MHz, con el umbral de ancho de banda mínimo correspondiente de 16 MHz. Teniendo en cuenta que el ancho de banda de frecuencia resultante de la señal de transmisión PRACH debería ser un múltiplo del ancho de banda del bloque de recursos de 180 kHz, se podría asumir que un ancho de banda total de frecuencia para la señal PRACH de 16,02 MHz abarca 89 PRB, facilitando así la multiplexación de frecuencia de PRACH y de PUSCH como se mencionó anteriormente. En una implementación ejemplar, se puede determinar un espaciamiento de frecuencia de subportadora de 15 kHz, lo que resulta en un número de subportadoras de 1068. El número primo más cercano por debajo de 1068 es 1063, de modo que se pueden prever 5 subportadoras para las 2 bandas de guardia, es decir, 2,5 subportadoras cada una. Esta ejemplar implementación de una señal PRACH de acuerdo con el segundo aspecto se ilustra en las Fig. 22b y 25. En tal configuración de la señal de transmisión PRACH, el espaciamiento entre subportadoras es una fracción entera del espaciamiento de subportadora PUSH, lo que minimiza la pérdida de ortogonalidad en el dominio de la frecuencia, y la longitud de la secuencia preámbulo es un número primo que aumenta las propiedades de correlación cruzada.
[0273] A continuación, se asume un sistema ejemplar con un ancho de banda de 10 MHz para la celda no licenciada y un umbral de ancho de banda de frecuencia mínimo correspondiente de 8 MHz. Teniendo en cuenta que el ancho de banda resultante de la señal de transmisión PRACH debe ser un múltiplo del ancho de banda del bloque de recursos de 180 kHz, se podría imaginar un ancho de banda total de frecuencia para la señal PRACH de 8,1 MHz que abarque un total de 45 PRB. Se podría suponer un espaciado de frecuencia de subportadora de 7,5 kHz. Esto da lugar a un total de 1080 subportadoras para la señal PRACH (incluyendo las subportadoras reales del preámbulo y las subportadoras adicionales para las bandas de guardia). El número primo más cercano por debajo de 1080 es 1069, de modo que se pueden prever 11 subportadoras para las dos bandas de guardia, es decir, 5,5 subportadoras cada una. Esta implementación ejemplar de una señal PRACH de acuerdo con el segundo aspecto se ilustra en las Fig.23b y 26.
[0275] Como alternativa para el sistema de 20 MHz, se podría elegir el número primo 1069 para la longitud de la secuencia de preámbulos, la misma longitud que para un sistema de 10 MHz, de modo que los mismos preámbulos puedan usarse para ambos anchos de banda de celda no licenciada, lo que tiene la ventaja de que el UE evita tener que proporcionar preámbulos de diferentes longitudes de secuencia para soportar ambos anchos de banda del sistema. En consecuencia, asumiendo que el ancho de banda total de frecuencia cubra 16,2 MHz (es decir, cubriendo 90 PRB con cada 180 kHz), se deben usar en total subportadoras 1080, cada una con 15 kHz, para transmitir la señal PRACH. Esto da lugar a 5,5 subportadoras por banda de guardia.
[0276] En ambas implementaciones ejemplares, la longitud del preámbulo de respectivamente 1069 y 1063, que también influye en el tamaño de la DFT, IDFT (véase Fig. 27), no aumenta mucho en comparación con la longitud del preámbulo de 839 ya prevista para el PRACH heredado. Al mantener la longitud de la secuencia de preámbulos relativamente baja, la complejidad de operación de DFT e IDFT no aumenta demasiado.
[0277] Se puede aplicar un enfoque similar para configurar los parámetros que se usarán para transmitir la señal PRACH para celdas no licenciadas con diferentes anchos de banda del sistema, como 40 MHz.
[0278] En resumen, como se ha descrito anteriormente, existen varias formas de establecer la longitud de la secuencia de preámbulos y el espaciamiento de frecuencia de subportadora RACH para lograr que el ancho de banda de frecuencia de la señal de transmisión PRACH resultante supere el umbral mínimo de ancho de banda de frecuencia impuesto a las celdas no licenciadas. El/los parámetro correspondiente(s) pueden elegirse tanto por el UE como por el eNodeB, en lo que en este último caso el eNodeB tendría que instruir al UE en consecuencia. En una implementación particular, diferentes combinaciones de parámetros están preconfiguradas para los diversos anchos de banda del sistema, por ejemplo, las combinaciones de parámetros descritas arriba, de modo que para un ancho de banda del sistema de 20 MHz, se puede elegir una longitud de preámbulo de 1069 y un espaciado de frecuencia de subportadora de 15 kHz. Correspondientemente, para un ancho de banda del sistema de 10 MHz, se podía elegir una longitud de preámbulo de 1069 y un espaciado de frecuencia de subportadora de 7 kHz.
[0279] Como se explicó anteriormente, de acuerdo con el segundo aspecto, la longitud de secuencia del preámbulo puede cambiarse en función del ancho de banda del sistema, es decir, el umbral de ancho de banda de frecuencia mínima correspondiente. Correspondientemente, es probable que los preámbulos particulares, con una longitud fija de 839 o 139, generados para realizar el procedimiento de acceso aleatorio a través de la celda licenciada, no se reutilicen para realizar el procedimiento de acceso aleatorio mediante una celda no licenciada. Correspondientemente, en una implementación particular del segundo aspecto, al menos se podría generar un conjunto adicional de preámbulos de acceso aleatorio para este propósito, de modo que estén disponibles diferentes conjuntos de preámbulos para realizar el procedimiento de acceso aleatorio ya sea a través de la celda licenciada o mediante la celda no licenciada. Siguiendo las implementaciones ejemplares descritas anteriormente del segundo aspecto, se podría generar un conjunto adicional de preámbulos con una longitud de secuencia de 1069. Por ejemplo, se podría proporcionar una secuencia raíz adecuada con una longitud de secuencia de 1069 (por ejemplo, por el eNodeB e indicada a la UE) de la cual la UE podría generar un número particular de preámbulos diferentes mediante cambios cíclicos.
[0280] Por ejemplo, se podrían generar 64 preámbulos diferentes de longitud 1069 realizando cambios cíclicos de la secuencia de raíces correspondiente. Por otro lado, teniendo en cuenta que probablemente se realizarán menos procedimientos de acceso aleatorio a través de las celdas no licenciadas, también se podrían generar menos preámbulos para el conjunto, por ejemplo, solo 16.
[0281] En una implementación ejemplar del segundo aspecto, se asume que la transmisión PRACH a través de la celda no licenciada se realiza utilizando la misma potencia de transmisión configurada para la transmisión habitual de PRACH a través de la celda licenciada. Una ilustración correspondiente de esto se presenta en las Fig.24a y 24b. Como se puede ver en la Fig.24b, la densidad espectral de potencia para la transmisión PRACH a través de la celda no licenciada se reduce considerablemente en comparación con la transmisión PRACH correspondiente a través de la celda licenciada, como se ilustra en la Fig.24a. Alternativamente, la transmisión PRACH a través de la celda no licenciada podría transmitirse con un valor de potencia de transmisión diferente, ya sea mayor o menor que el utilizado para la transmisión PRACH a través de la celda licenciada. Por ejemplo, la potencia de transmisión podría aumentarse para lograr básicamente la misma densidad espectral de potencia sobre el ancho de banda de frecuencia aumentado que para la transmisión de la transmisión habitual de PRACH a través de la celda licenciada (véase Fig. 24a). Por otro lado, la potencia de transmisión para las transmisiones PRACH a través de la celda no licenciada también podría reducirse en comparación con las transmisiones PRACH a través de la celda licenciada si la celda licenciada es una macrocelda con gran área de cobertura en comparación con una celda no licenciada con área de cobertura pequeña.
[0282] Además, la Fig.27 ilustra una implementación ejemplar del transmisor UE de acuerdo con el segundo aspecto, que es similar al descrito en la sección de antecedentes en relación con la Fig. 10. Los principios descritos anteriormente detrás del segundo aspecto no requieren un cambio sustancial en la cadena de transmisión del UE. En su lugar, se deben aplicar diferentes valores para el tamaño de la DFT e IDFT, así como la tasa de muestreo f<s>, para procesar un preámbulo adecuado que se transmita a través de la celda no licenciada. El tamaño de la DFT y la IDFT corresponde directamente a las longitudes de secuencia del preámbulo.
[0283] Tercer aspecto
[0284] A continuación se describirá en detalle un tercer aspecto para resolver el(los) problema(s) anterior(es). Este tercer aspecto es básicamente una combinación del primer y segundo aspecto, permitiendo así combinar ambos principios de la mejor manera. En resumen, una de las transmisiones PRACH mejoradas descritas por el segundo aspecto puede repetirse de acuerdo con el mecanismo de repetición introducido por el primer aspecto.
[0285] Por ejemplo, el tercer aspecto podría ser más ventajoso para grandes anchos de banda del sistema de, por ejemplo, 40 MHz, para mantener el espaciado de subportadora RACH en o por debajo de 15 kHz (como en el caso del PUSCH) sin tener que aumentar demasiado la longitud del preámbulo, lo que podría ser perjudicial para la generación de los preámbulos y la implementación del transmisor UE, en particular la DFT y la IDFT. Por ejemplo, suponiendo un ancho de banda del sistema de 40 MHz para la celda no licenciada, de acuerdo con el tercer aspecto, se puede suponer la señal PRACH, tal como se explica en relación con la Fig.22b, que luego podría repetirse una vez (es decir, transmitida dos veces en total) para cumplir con la ocupación mínima del canal del 80 % del ancho de banda del sistema de 40 MHz de la celda no licenciada.
[0286] Otro ejemplo se ilustra de acuerdo con la Fig. 28, donde se asume que se utiliza y repite una señal PRACH con un ancho de banda de frecuencia de 8,1 MHz (véase Fig.23b, 26) y se repite tres veces, de modo que la transmisión PRACH combinada de un total de cuatro PRACH cubre el ancho de banda de frecuencia suficiente de más de 32 MHz.
[0287] Implementación de hardware y software de la presente divulgación
[0288] Otros aspectos ejemplares se relacionan con la implementación de los diversos aspectos descritos anteriormente utilizando hardware, software o software en cooperación con hardware. En esta conexión se proporciona un terminal de usuario (terminal móvil) y una eNodeB (estación base). El terminal de usuario y la estación base están adaptados para realizar los procedimientos descritos aquí, incluyendo entidades correspondientes para participar adecuadamente en los procedimientos, como receptor, transmisor y procesadores.
[0289] Se reconoce además que los diversos aspectos pueden implementarse o realizarse utilizando dispositivos informáticos (procesadores). Un dispositivo o procesador informático puede, por ejemplo, ser procesadores de propósito general, procesadores digitales de señal (DSP), circuitos integrados específicos de aplicación (ASIC), matrices de puertas programables en campo (FPGA) u otros dispositivos lógicos programables, etc. Los diversos aspectos también pueden ser interpretados o representados por una combinación de estos dispositivos. En particular, cada bloque funcional utilizado en la descripción de cada aspecto descrito anteriormente puede ser realizado por una LSI como un circuito integrado. Pueden formarse individualmente como chips, o un chip puede formarse para incluir una parte o todos los bloques funcionales. Pueden incluir una entrada y salida de datos acopladas a ellas. La LSI aquí puede denominarse IC, LSI de sistema, super LSI o ultra LSI dependiendo de la diferencia en el grado de integración. Sin embargo, la técnica de implementación de un circuito integrado no se limita a la LSI y puede realizarse utilizando un circuito dedicado o un procesador de propósito general. Además, se puede utilizar un FPGA (Field Programmable Gate Array) que puede programarse tras la fabricación de la LSI o un procesador reconfigurable en el que se puedan reconfigurar las conexiones y ajustes de las celdas de circuitos dispuestos dentro de la LSI.
[0290] Además, los diversos aspectos también pueden implementarse mediante módulos de software, que son ejecutados por un procesador o directamente en hardware. También puede ser posible una combinación de módulos de software y una implementación por hardware. Los módulos de software pueden almacenarse en cualquier tipo de soporte de almacenamiento legible por ordenador, por ejemplo, RAM, EPROM, EEPROM, memoria flash, registros, discos duros, CD-ROM, DVD, etc. Cabe señalar además que las características individuales de los diferentes aspectos pueden, individualmente o en combinación arbitraria, ser materia objeto de otro aspecto.

Claims (12)

1. REIVINDICACIONES
1. Un equipo de usuario comprende:
circuitería, que está configurada para seleccionar una secuencia de preámbulos de acceso aleatorio, y un transmisor, que está acoplado a la circuitería y que está configurado para transmitir la secuencia de preámbulos de acceso aleatorio a una estación base en un ancho de banda de frecuencia de una banda no licenciada,
en el que la circuitería está configurada para seleccionar una primera secuencia como secuencia de preámbulos de acceso aleatorio,
caracterizada por
la primera secuencia que tiene una longitud mayor que la longitud de una secuencia de preámbulos de acceso aleatorio utilizada para una banda licenciada, en la que el transmisor está configurado para transmitir la primera secuencia en el ancho de banda de frecuencia de la banda no licenciada, y el ancho de banda de frecuencia es igual o mayor que el ancho de banda mínimo requerido para la banda no licenciada.
2. El equipo de usuario de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la circuitería está configurada para seleccionar una segunda secuencia como secuencia de preámbulos de acceso aleatorio, la segunda secuencia tiene una longitud igual a la longitud de una secuencia de preámbulos aleatorios usada para la banda licenciada, el transmisor está configurado para transmitir la segunda secuencia con repeticiones, las repeticiones están a diferentes frecuencias en el ancho de banda de frecuencia, y las repeticiones cubren el ancho de banda de frecuencia.
3. El equipo de usuario de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que la longitud de la primera secuencia depende de un espaciamiento entre subportadoras en la banda no licenciada.
4. El equipo de usuario de acuerdo con la reivindicación 2, en el que un número de repeticiones de la segunda secuencia depende de un espaciamiento entre subportadoras en la banda no licenciada.
5. El equipo de usuario de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la longitud de la primera secuencia es notificada por la estación base.
6. El equipo de usuario de acuerdo con la reivindicación 2, en la que el número de las repeticiones de la segunda secuencia es notificado por la estación base.
7. Un procedimiento de acceso aleatorio comprende:
seleccionar una secuencia de preámbulo de acceso aleatorio y
transmitir la secuencia de preámbulo de acceso aleatorio a una estación base en un ancho de banda de frecuencia de una banda no licenciada,
en la que se selecciona una primera secuencia como la secuencia de preámbulo de acceso aleatorio,caracterizada porque
la primera secuencia tiene una longitud mayor que la longitud de una secuencia de preámbulo aleatorio usada para una banda licenciada, la primera secuencia se transmite en el ancho de banda de frecuencia de la banda no licenciada, y el ancho de banda de frecuencia es igual o mayor que el ancho de banda mínimo requerido para la banda no licenciada.
8. El procedimiento de acceso aleatorio de acuerdo con la reivindicación 7, en el que se selecciona una segunda secuencia como la secuencia de preámbulos de acceso aleatorio, la segunda secuencia tiene una longitud igual a la longitud de una secuencia de preámbulos aleatorios usada para la banda licenciada, la segunda secuencia se transmite con repeticiones, las repeticiones ocurren en diferentes frecuencias en el ancho de banda de frecuencia, y las repeticiones cubren el ancho de banda de frecuencia.
9. El procedimiento de acceso aleatorio de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, en el que la longitud de la primera secuencia depende de un espaciado entre subportadoras en la banda no licenciada.
10. El procedimiento de acceso aleatorio de acuerdo con la reivindicación 8, en el que un número de repeticiones de la segunda secuencia depende de un espaciado entre subportadoras en la banda no licenciada.
11. El procedimiento de acceso aleatorio de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la longitud de la primera secuencia es notificada por la estación base.
12. El procedimiento de acceso aleatorio de acuerdo con la reivindicación 8, en el que un número de repeticiones de la segunda secuencia es notificado por la estación base.
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