卫星通信系统中的随机接入技术方案

本发明专利技术提供一种由UE装置在包括至少一个非地面传输站的通信系统中执行随机接入尝试的方法，所述方法包括：接收由所述非地面传输站传输的参考信号；由所接收的参考信号确定所述UE装置与所述非地面传输站之间的行程时间；和使用所述行程时间来控制所述随机接入尝试。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】卫星通信系统中的随机接入
本专利技术涉及在基于卫星的通信系统中执行随机接入尝试。
技术介绍
卫星通信或卫星电话系统已经广为人知20多年。一个示例是铱星电话和数据通信系统。我们参考该系统的公开可用的技术说明并且仅提供本专利技术所需的细节。I.Koutsopoulos和L.Tassiulas的一篇题为《ReliablehandoverpredictionandresourceallocationinMEOmobilesatellitenetworks》的论文(1999年IEEE/IMACS电路、系统、通信会议论文集，雅典，希腊)讨论具有以下步骤的交接预测：基站请求测量卫星列表，这些卫星包括应在覆盖范围内的那些卫星和可能正在接近的那些卫星(类似于“相邻小区”)；UE(定期地)测量所接收的来自这些卫星的波束并且将测量提供回给该列表。列表中的条目(通过阈值和重复探测过滤)根据其相对于UE的角度(方位角和仰角)进行加权并且由此做出交接决定。该论文没有公开或建议任何导出随机接入前导的传输时间的方法。US2009/0284411A1说明一种使用GPS接收器来辨识可见的GPS卫星和位置并且生成开放天空的地图的方法。然后，该地图用于：通过使用关于其运动的知识来辨识是否完全能够穿过开放天空到达通信卫星和哪些通信卫星完全能够穿过开放天空到达，并且仅开始与那些卫星的通信或推迟通信。没有配置随机接入前导的传输时间。其它基于卫星的通信系统在US2017/0085329A1、WO2017/072745A1和WO02/39622A1中说明。铱星使用近地轨道(low-Earth-orbiting，LEO)卫星，该近地轨道卫星具有6个轨道且每个轨道具有11个卫星。这些卫星具有781km的高度和约100分钟的轨道周期，这导致相同轨道中的两个相邻卫星经过地面上的相同点的时间ΔTSat为约9分钟。目前，下一代移动通信标准(5G)由3GPP定义。它将为核心网络(5GC)和新的无线电接入网络(NR)定义网络架构。此外，还提供从非3GPP接入网络到5GC的接入。3GPP正处于将非地面接入网络(NTN)支持包括到NR中的过程中。在3GPPTdocRP-171450中提出一项新研究，其中，将NTN定义为使用航空器或航天器进行传输的网络或网络段。航天器包括卫星(包括LEO卫星、中地轨道(mediumEarthorbiting，MEO)卫星、地球静止地球轨道(geostationaryEarthorbiting，GEO)卫星以及高椭圆轨道(highlyellipticalorbiting，HEO)卫星)。航空器包括无人机系统(unmannedaircraftsystems，UAS)，该无人机系统包括高空无人机平台(HAPs)、系留UAS、轻于空气的UAS(lighterthanair，LTA)和重于空气的UAS(heavierthanair，HTA)，所有这些无人机系统都在通常8至50km之间的高度中准静止地(quasi-stationary)运行。3GPP宣布的目标是将NTN支持纳入NR。因此，未提出允许诸如铱星之类的已知卫星通信技术接入5GC。提出将必要的增强包括到目前开发的NR标准中，以使得能够在上述非地面飞行器上运行。该目标开启了允许UE与NTN基站或NTN收发器之间进行高效通信所需的广泛创新。3GPP决定将NTN的工作的开始推迟到2018年初。NTNNR基站或收发器的最可能的部署模型是准静止HAP和LEO卫星(LEO)。本专利技术增强了将LEO、MEO和HEO纳入到NR中。一种部署模型可以是，LEO由卫星运营商运行，该卫星运营商将其NTN接入作为共享无线电网络接入提供给移动网络运营商(mobilenetworkoperators，MNOs)，如自3G以来由3GPP所定义的那样。共享的NTNRAN将补充MNO的地面RAN。每个卫星都可以在其当前覆盖区域中为共享RAN做出贡献，从而由特定MNO所使用的共享RAN由多个卫星提供并且随着卫星跟随其路径穿过轨道而动态变化。对于NTN部署，一般来说，存在两种结构选择。卫星可以构成具有所有典型基站情报的基站。在这种部署中，基站通过卫星链路与地面站连接，地面站将卫星与对应的核心网络连接。替代地，卫星基本上构成中继器，该中继器在UE与作为实际基站的地面站之间路由数据。这种部署通常称为“弯管(bentpipe)”部署。
技术实现思路
对于本专利技术，如果没有另外提及，我们使用具有包括基站的卫星的模型。这仅是为了简化可读性并且不应造成任何一般性的损失。本专利技术的思想对于弯管部署也是有效的。用于NR的无线电接口将设计为在以下条件下运行：在这些条件下，UE与基站之间的最大距离是100km(通常低于20km)。与此相反，对于LEO卫星，UE到卫星的距离在780km到2050km之间，并且对于其他(更高)轨道类型的卫星，UE到卫星的距离甚至更大。这将导致一些问题，至少基于卫星通信与地面通信相比的附加信号行程时间。LTE和新的无线电使用时隙式ALOHA原理进行随机接入。该原理要求随机接入前导将在所谓的接入时隙的时间边界内到达接收器。因此，时隙式ALOHA原理对于从具有不同信号行程时间的UE接收到前导的情况是合理的。例如，对于LTE的当前随机接入程序来说可接受的、与相同基站连接的不同UE的最大行程时间差为0.358ms(＝1/2*前导格式3的保护时间，如在3GPPTS36.211；E-UTRA；物理信道和调制，表5.7.1-1中所说明的那样)，这与近似为119km的最大小区尺寸有关。由距基站近于119km的UE同时传输的随机接入前导将始终在相同接入时隙的边界内到达基站。因此，保护时间包括在这些接入时隙中，即接入时隙比前导长度加循环前缀长约一保护时间。随机接入前导的定时在图7中描绘，其中，T0是在基站处当第一接入时隙AS#1开始时的时间。由于UE和基站的距离，在UE处所感知的开始时间在大约相关的行程时间之后(对于UE2示为ttrip2)。UE2选择AS#1用于随机接入前导P2的传输。在比T0晚大约2*ttrip2之后接收到该前导。在该示例中，UE2处于到eNB的最大允许距离处，即ttrip2＝1/2GT(保护时间)。因此，在AS#1的终止处接收到P2的终止并且这将导致eNB处的成功接收。UE1距eNB较近并且选择AS#2来传输前导P1，该前导在AS#2的边界内由eNB所接收。该传输也是成功的。在接入时隙边界内接收前导是重要的，因为回复消息的寻址基于接收定时，即UE在传输前导之后的一定时间内等待对该UE所传输的前导的响应。此外，在接入时隙内接收前导是重要的，以便避免与在相邻接入时隙中发送的相同前导发生冲突。如果将LTE的当前配置应用于卫星链路，则由UE根据LTE规范传输的随机接入前导将不能在所选接入时隙的边界内被接收到。因此，响应消息的寻址将失败，因为在用于前导传输的接入时隙与前导接收的接入时隙之间没有可靠的关系。在未将NR随机接入配置参数适配于卫星链路特性的情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由用户设备——UE——装置在包括至少一个非地面传输站的通信系统中执行随机接入尝试的方法，所述方法包括：/n接收由所述非地面传输站传输的参考信号；/n确定所述UE装置与所述非地面传输站之间的行程时间；和/n使用所述行程时间来控制所述随机接入尝试，/n其特征在于，由所接收的参考信号确定所述行程时间。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181015 EP 18200419.21.一种由用户设备——UE——装置在包括至少一个非地面传输站的通信系统中执行随机接入尝试的方法，所述方法包括：
接收由所述非地面传输站传输的参考信号；
确定所述UE装置与所述非地面传输站之间的行程时间；和
使用所述行程时间来控制所述随机接入尝试，
其特征在于，由所接收的参考信号确定所述行程时间。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所确定的行程时间用于确定接入尝试传输的定时偏移，使得在预先确定的时间框架内在所述非地面传输站处接收所述UE装置的所述接入尝试传输。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述行程时间由以下中的至少一个确定：
i)所接收的参考信号功率的测量；
ii)所确定的、两个或更多相继的参考信号功率测量之间的差；
iii)所接收的参考信号的多普勒频移的确定；
iv)所确定的、两个或更多相继的参考信号多普勒频移确定之间的差。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，通过使用预先确定...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·别纳斯，A·施密特，M·汉斯，
申请(专利权)人：IPCOM两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE