用于非地面网络中的通信的用户装备、基站及方法与流程

本公开大体上涉及一种用户装备、基站及其通信方法，且尤其涉及用于非地面网络中的通信的用户装备、基站及方法。

背景技术：

5g是第五代蜂窝移动通信，其表示在4g(lte/wimax)、3g(umts)及2g(gsm)系统之后的蜂窝通信的下一阶段。在5g的网络架构中，需要高数据速率、减少延时、节能、成本降低、较高系统容量及广泛装置连接性。

在正常情况下，将地面系统用于5g网络是足够的。但在一些情境中，可能需要非地面系统来满足5g网络的要求。然而，归因于非地面系统中的显著传输延迟，地面系统中使用的协议及通信方法可能无法直接应用于非地面系统。

技术实现要素：

本公开的一个实施例提供一种用户装备的方法。所述方法包含：由所述用户装备从基站接收用于随机接入的系统信息，其中所述系统信息包含参数；及由所述用户装备基于包含在所述系统信息中的所述参数来确定所述基站是非地面基站还是地面基站。

本公开的另一实施例提供一种基站的方法。所述方法包含：由所述基站将包含与非地面网络有关的参数的系统信息广播到所述用户装备。

本公开的又另一实施例提供一种用户装备的方法。所述方法包含：由所述用户装备从基站接收包含计时器的切换命令的消息；及在所述计时器到期时由所述用户装备基于所述消息从所述基站切换到另一基站。

本公开的又另一实施例提供一种基站的方法。所述方法包含：由基站将包含计时器的切换命令的消息发射到用户装备，使得所述用户装备可在所述计时器到期时基于所述切换消息从所述基站切换到另一基站。

本公开的又另一实施例提供一种用户装备。所述用户装备包含收发器及处理器。所述收发器及所述处理器电耦合。所述收发器经配置以从基站接收用于随机接入的系统信息，其中所述系统信息包含参数。所述处理器经配置以：基于所述参数来确定所述基站是非地面基站还是地面基站。

本公开的又另一实施例提供一种基站。所述基站包含收发器及处理器。所述收发器及所述处理器电耦合。所述处理器经配置以：通过所述收发器将包含与非地面网络有关的参数的系统信息广播到所述用户装备。

本公开的又另一实施例提供一种用户装备。所述用户装备包含收发器及处理器。所述收发器及所述处理器电耦合。所述收发器经配置以从基站接收包含计时器的切换命令的消息。所述处理器经配置以在所述计时器到期时基于所述消息从所述非地面基站切换到另一基站。

本公开的又另一实施例提供一种基站。所述基站包含收发器。所述收发器经配置以将包含计时器的切换命令的消息发射到用户装备，使得所述用户装备可在所述计时器到期时基于所述消息从所述基站切换到另一基站。

附图说明

图1a是根据本公开的实施例的网络系统的示意图。

图1b是根据本公开的实施例的基站的框图。

图1c是根据本公开的实施例的用户装备的框图。

图1d是根据本公开的实施例的如何基于第一偏移来执行随机接入的示意图。

图1e是根据本公开的实施例的如何基于第二偏移来执行随机接入的示意图。

图1f是根据本公开的实施例的时隙的窗口大小的示意图。

图2a是根据本公开的实施例的网络系统的示意图。

图2b是根据本公开的实施例的基站的框图。

图2c是根据本公开的实施例的用户装备的框图。

图3a到3b是根据本公开的实施例的流程图。

图4是根据本公开的实施例的流程图。

图5是根据本公开的实施例的流程图。

图6是根据本公开的实施例的流程图。

图7是根据本公开的实施例的流程图。

图8是根据本公开的实施例的流程图。

图9是根据本公开的实施例的流程图。

图10是根据本公开的实施例的流程图。

图11是根据本公开的实施例的流程图。

图12是根据本公开的实施例的流程图。

图13是根据本公开的实施例的流程图。

具体实施方式

对附图的详细描述意在作为本发明的当前优选实施例的描述，且不意在表示可实践本发明的唯一形式。应理解，可通过意在涵盖在本发明的精神及范围内的不同实施例实现相同或等效功能。

请参考图1a到图1c。图1a是根据本公开的实施例的网络系统1的示意图。网络系统1包含基站11及用户装备13。图1b是根据本公开的实施例的基站11的框图。基站11包含收发器111及处理器113。收发器111及处理器113电耦合(例如，经由总线电连接)。图1c是根据本公开的实施例的用户装备13的框图。用户装备13包含收发器131及处理器133。收发器131及处理器133电耦合(例如，经由总线电连接)。下文中将进一步描述个别元件之间的交互。

在基站11与用户装备13之间建立连接之前，可引入用以允许用户装备13识别由基站11提供的网络小区的类型的机制。在一些实施例中，基站11是非地面基站。因此，基站11的处理器113产生供用户装备13用于确定基站11是非地面基站的参数110。基站11的处理器113将参数110嵌入系统信息112中。基站11的收发器111广播包含参数110的系统信息112。

在与基站11建立连接之前，用户装备13的收发器131接收包含参数110的系统信息112。因此，用户装备13的处理器133基于参数110来确定基站13是非地面基站还是地面基站。详细地，当参数110包含在系统信息112中时，用户装备13的处理器133确定基站11是非地面基站。类似地，在一些实施例中，当来自此基站的系统信息无本公开的参数时，用户装备13的处理器133确定基站是地面基站。

在一些实施例中，参数110可为第一偏移，且所述第一偏移可经配置用于随机接入过程。请参考图1d，其是如何基于第一偏移来执行随机接入的示意图。详细地，包含在系统信息112中的第一偏移经配置以允许用户装备13在等待基于所述第一偏移的时间段之后开始检测来自基站11的随机接入响应。所述时间段在随机接入前导码被发射到基站11之后开始。换句话说，基于获得系统信息112的第一偏移，用户装备13执行以下操作：(1)将随机接入前导码发射到基站11；(2)在发射随机接入前导码之后等待基于第一偏移的时间段；及(3)在等待基于第一偏移的时间段之后检测来自基站11的随机接入响应。

在一些实施例中，参数110可为第二偏移，且所述第二偏移也经配置用于随机接入过程。请参考图1e，其是如何基于第二偏移来执行随机接入的示意图。详细地，包含在系统信息112中的第二偏移经配置以允许用户装备13在等待所述第二偏移的时间段之后开始从基站11接收消息响应(例如，作为随机接入过程中的第四消息的争用解决响应)。所述时间段在随机接入过程的第三消息(例如，作为随机接入过程中的第三消息的调度上行链路传输消息)被发射到基站11之后开始。换句话说，基于获得第二偏移，用户装备13在随机接入过程中间执行以下操作：(1)将第三消息发射到基站11；(2)在发射第三消息之后等待基于第二偏移的时间段；及(3)在等待第二偏移的时间之后从基站11接收响应。

在一些实施例中，参数110可为用于从基站11接收随机接入响应的大于阈值的窗口大小的参数。请参考图1f，其是时隙的窗口大小的示意图。应注意，在传统随机接入过程中，用于接收随机接入响应的窗口大小的最大值是约180个时隙(即，小于10毫秒)。对于非地面网络，用于接收随机接入响应的时隙ts的窗口大小可经配置以归因于传输延迟(例如，非地面网络的最大往返延迟可大于200毫秒)而扩展。因此，当用于接收随机接入响应的窗口大小的参数经配置为大于阈值(例如，大于100毫秒)时，用户装备13的处理器133可确定窗口大小的参数经配置用于非地面网络，且可在收发器131接收到窗口大小的参数之后确定基站11是非地面基站。

在一些实施例中，参数110可为经配置用于非地面网络的时间提前参数。应注意，在传统随机接入过程中，时间提前参数选自特定时间变量(例如，选自{n0,n25560,n39936}的时间变量timingadvanceoffset)。对于非地面网络，归因于传输延迟，可重新设计时间提前参数。因此，当经重新设计的时间提前参数经配置用于非地面网络时，在收发器131接收到所述经重新设计的时间提前参数之后，用户装备13的处理器133可确定基站11是非地面基站。

在一些实施例中，参数110可直接经配置用于非地面网络，且参数110可包含在系统信息112的系统信息块中。因此，当系统信息块经配置用于非地面网络时，在收发器131接收包含参数110的系统信息块之后，用户装备13的处理器133可确定基站11是非地面基站。

请参考图2a到图2c。图2a是根据本公开的实施例的网络系统2的示意图。网络系统2包含基站21及用户装备23，且基站21及用户装备23处于无线电资源连接经连接状态下。图2b是根据本公开的实施例的基站21的框图。基站21包含收发器211及处理器213。收发器211及处理器213电耦合(例如，经由总线电连接)。图2c是根据本公开的实施例的用户装备13的框图。用户装备23包含收发器231及处理器233。收发器231及处理器233电耦合(例如，经由总线电连接)。下文中将进一步描述个别元件之间的交互。

在一些实施例中，基站21是非地面基站。因此，用户装备23可能离开基站21的信号覆盖范围，这是因为基站21可能移动。因此，基站21可确定用户装备23是否执行从基站21到另一基站25(其也是非地面基站)的切换过程。详细地，基站21的处理器213基于基站21及基站25的基站移动性信息来产生计时器210。接着，当基站21确定用户装备23将离开基站21的信号覆盖范围时，基站21的处理器213初始化用户装备23的切换过程且基站21的收发器211将包含计时器210的切换命令的消息212发射到用户装备23。

在用户装备23的收发器231接收到切换命令的消息212之后，用户装备23的处理器233在计时器210到期时基于消息212执行从基站21到基站25的切换。特定来说，在用户装备23的收发器231接收到切换命令的消息212之后，触发计时器210。随后，当计时器210到期时，用户装备23的处理器233基于消息212执行从基站21到基站25的切换。因此，可通过计时器210从基站21直接初始化本公开的切换过程，使得用户装备23可无需执行测量及报告传统切换的操作。因此，用户装备23可实现省电的目标。

在一些实施例中，在执行从基站21到基站25的切换之前，用户装备23的处理器233在计时器210到期之前计算用户装备23的平均速度。换句话说，在计时器210的活动时间段内，用户装备23的速度用于计算用户装备23的平均速度。如果平均速度小于第一阈值，那么在计时器210到期之后触发切换。然而，如果平均速度不小于第一阈值，那么不会触发切换。

在一些实施例中，在执行从基站21到基站25的切换之前，用户装备23的处理器233在计时器210到期之前计算用户装备23的移动距离。换句话说，在计时器210的活动时间段内，用户装备23的位置用于计算用户装备23的移动距离。如果移动距离小于第二阈值，那么在计时器210到期之后触发切换。然而，如果移动距离不小于第二阈值，那么不会触发切换。

在一些实施例中，将基站21及基站25安置在不同卫星上，且基站21及基站25的基站移动性信息可为卫星星历数据。因此，因为卫星星历数据包含用于计算各卫星在轨道上的位置的信息，所以基站21的处理器213可基于卫星星历数据来计算计时器210。特定来说，因为将基站21及基站25安置在不同卫星上，所以基站21及基站25可基于卫星星历数据有规律地移动。因此，当用户装备23基本上静止时，基站21可计算：(1)在用户装备23离开基站21的信号覆盖范围时的时序；及(2)在用户装备23进入基站25的信号覆盖范围时的时序。因此，基站21的处理器213可基于用户装备23的时序来计算定时器210以触发从基站21到基站25的切换过程。

在一些实施例中，在与基站25建立xn接口时，基站21的收发器211将用于指示基站21的小区类型的xn接口设置消息214发射到基站25。在一些实施例中，小区类型可包含地球同步类型(即，geo小区类型)或低地球轨道类型(即，leo小区类型)。应注意，基站21与基站25之间的xn接口可为用于下一代无线电接入网络(ng-ran)架构内的两个ng-ran节点的互连的接口。

在一些实施例中，基站21的收发器211将切换请求216发射到基站25。切换请求216包含用户装备23的信息及用于通知由用户装备23执行的稍后有条件切换的指示。因此，基站25能够存储用户装备23的信息且能够确定等待有条件切换的时间段。如果已经过所述时间段但用户装备23未执行切换，那么基站25释放与用户装备23的信息有关的资源。

应特别了解，上文描述的网络系统可为非地面网络，可将上文实施例中提及的非地面基站安置在卫星、常规飞行器或无人飞行器系统上，且基站移动性信息可为卫星星历数据或飞行器的飞行时间表。上文实施例中提及的处理器可为中央处理小区(cpu)、能够执行相关指令的其它硬件电路元件、或所属领域的技术人员基于上文公开内容熟知的计算电路的组合。此外，上文实施例中提及的收发器可为网络数据发射器及网络数据接收器的组合。然而，此描述不意在限制本公开的硬件实施实施例。

本公开的一些实施例包含方法，且图3a到3b中展示所述方法的流程图。一些实施例的方法用于网络系统(例如，前述实施例的网络系统)中，且网络系统包含用户装备及基站(例如，前述实施例的用户装备及基站)。方法的详细操作如下。

首先请参考图3a。执行操作a301以由基站广播包含与非地面网络有关的参数的系统信息。接着，请参考图3b。执行操作b301以由用户装备从基站接收用于随机接入的系统信息。执行操作b302以由用户装备基于系统信息来确定基站是非地面基站还是地面基站。如果参数包含在系统信息中，那么执行操作b303以由用户装备来确定基站是非地面基站。在一些实施例中，如果用户装备接收无参数的系统信息，那么执行操作sb304以由用户装备来确定基站是地面基站。

本公开的一些实施例包含方法，且图4中展示所述方法的流程图。一些实施例的方法用于网络系统(例如，前述实施例的网络系统)中，且网络系统包含用户装备及基站(例如，前述实施例的用户装备及基站)。方法的详细操作如下。

执行操作s401以由基站广播包含与非地面网络有关的偏移的系统信息。执行操作s402以由用户装备从基站接收用于随机接入的系统信息。执行操作s403以由用户装备基于系统信息的偏移来确定基站是非地面基站。

执行操作s404以由用户装备将随机接入前导码发射到基站。应注意，在发射随机接入前导码之后，由用户装备执行操作s404’以等待基于偏移的时间段以从基站接收响应。关于基站，执行操作s405以由基站从用户装备接收随机接入前导码。执行操作s406以由基站将随机接入响应发射到用户装备。在等待基于偏移的时间段之后，执行操作s407以由用户装备接收随机接入响应。

本公开的一些实施例包含方法，且图5中展示所述方法的流程图。一些实施例的方法用于网络系统(例如，前述实施例的网络系统)中，且网络系统包含用户装备及基站(例如，前述实施例的用户装备及基站)。方法的详细操作如下。

执行操作s501以由基站广播包含与非地面网络有关的偏移的系统信息。执行操作s502以由用户装备从基站接收用于随机接入的系统信息。执行操作s503以由用户装备基于系统信息的偏移来确定基站是非地面基站。执行操作s504以由用户装备将随机接入前导码发射到基站。执行操作s505以由基站从用户装备接收随机接入前导码。

执行操作s506以由基站将随机接入响应发射到用户装备。执行操作s507以由用户装备接收随机接入响应。执行操作s508以由用户装备将第三消息(例如，作为随机接入过程中的第三消息的调度上行链路传输消息)发射到基站。应注意，在发射第三消息之后，由用户装备执行操作s508’以等待基于偏移的时间段以从基站接收响应。关于基站，执行操作s509以由基站从用户装备接收第三消息。执行操作s510以由基站将第四消息(例如，作为随机接入过程中的第四消息的争用解决响应)发射到用户装备。在等待基于偏移的时间段之后，执行操作s511以由用户装备接收第四消息。

本公开的一些实施例包含方法，且图6中展示所述方法的流程图。一些实施例的方法用于网络系统(例如，前述实施例的网络系统)中，且网络系统包含用户装备及基站(例如，前述实施例的用户装备及基站)。方法的详细操作如下。

执行操作s601以由基站广播包含与非地面网络有关的窗口大小的系统信息。窗口大小经配置以供用户装备用于接收随机接入响应且大于阈值。执行操作s602以由用户装备从基站接收用于随机接入的系统信息。执行操作s603以由用户装备基于窗口大小大于阈值来确定基站是非地面基站。

执行操作s604以由用户装备将随机接入前导码发射到基站。执行操作s605以由基站从用户装备接收随机接入前导码。执行操作s606以由基站将随机接入响应发射到用户装备。执行操作s607以由用户装备接收窗口大小内的随机接入响应。

本公开的一些实施例包含方法，且图7中展示所述方法的流程图。一些实施例的方法用于网络系统(例如，前述实施例的网络系统)中，且网络系统包含用户装备及基站(例如，前述实施例的用户装备及基站)。方法的详细操作如下。

执行操作s701以由基站广播包含与非地面网络有关的时间提前参数的系统信息。时间提前参数经配置用于非地面网络。执行操作s702以由用户装备从基站接收用于随机接入的系统信息。执行操作s703以由用户装备基于经配置用于非地面网络的系统信息的时间提前参数来确定基站是非地面基站。

本公开的一些实施例包含方法，且图8中展示所述方法的流程图。一些实施例的方法用于网络系统(例如，前述实施例的网络系统)中，且网络系统包含用户装备及基站(例如，前述实施例的用户装备及基站)。方法的详细操作如下。

执行操作s801以由基站广播包含对应于非地面网络的系统信息块的系统信息。执行操作s802以由用户装备从基站接收系统信息。执行操作s803以由用户装备基于对应于非地面网络的系统信息块来确定基站是非地面基站。

本公开的一些实施例包含方法，且图9中展示所述方法的流程图。一些实施例的方法用于网络系统(例如，前述实施例的网络系统)中，且网络系统包含处于无线电资源连接经连接状态下的用户装备及基站(例如，前述实施例的用户装备及基站)。方法的详细操作如下。

执行操作s901以由基站将包含计时器的切换命令的消息发射到用户装备。执行操作s902以由用户装备接收包含计时器的切换命令的消息。执行操作s903以由用户装备等待计时器的时间段。执行操作s904以在计时器到期时由用户装备基于切换消息从基站切换到另一基站。

本公开的一些实施例包含方法，且图10中展示所述方法的流程图。一些实施例的方法用于网络系统(例如，前述实施例的网络系统)中，且网络系统包含处于无线电资源连接经连接状态下的用户装备及基站(例如，前述实施例的用户装备及基站)。方法的详细操作如下。

当基站是安置在卫星上的非地面基站时，执行操作s1001以由基站基于卫星星历数据来计算计时器。执行操作s1002以由基站将包含计时器的切换命令的消息发射到用户装备。执行操作s1003以由用户装备接收包含计时器的切换命令的消息。执行操作s1004以由用户装备等待计时器的时间段。执行操作s1005以在计时器到期时由用户装备基于切换消息从基站切换到另一基站(其也为非地面基站)。

本公开的一些实施例包含方法，且图11中展示所述方法的流程图。一些实施例的方法用于网络系统(例如，前述实施例的网络系统)中，且网络系统包含处于无线电资源连接经连接状态下的用户装备及基站(例如，前述实施例的用户装备及基站)。方法的详细操作如下。

执行操作s1101以由基站将xn接口设置消息发射到另一基站以用于在基站之间建立连接。xn接口设置消息包含基站的小区类型。在一些实施例中，小区类型包含地球同步类型或低地球轨道类型。执行操作s1102以由另一基站从基站接收xn接口设置消息。执行操作s1103以由另一基站建立与基站的xn接口连接。

执行操作s1104以由基站计算供用户装备用于从基站切换到另一基站的计时器。执行操作s1105以由基站将包含计时器的切换命令的消息发射到用户装备。执行操作s1105’以由基站将切换请求发射到另一基站。切换请求包含来自用户装备的稍后有条件切换的指示。在一些实施例中，操作s1105’可在s1105之前执行或与s1105一起执行。关于另一基站，执行操作s1106以由另一基站从基站接收切换请求。执行操作s1107以由另一基站确定用于等待有条件切换的时间段。如果经过所述时间段但用户装备未执行切换，那么基站释放与用户装备的信息有关的资源。

关于用户装备，执行操作s1108以由用户装备接收包含计时器的切换命令的消息。执行操作s1109以由用户装备等待计时器的时间段。执行操作s1110以在计时器到期时由用户装备基于切换消息从基站切换到另一基站。

本公开的一些实施例包含方法，且图12中展示所述方法的流程图。一些实施例的方法用于网络系统(例如，前述实施例的网络系统)中，且网络系统包含处于无线电资源连接经连接状态下的用户装备及基站(例如，前述实施例的用户装备及基站)。方法的详细操作如下。

执行操作s1201以由基站将包含计时器的切换命令的消息发射到用户装备。执行操作s1202以由用户装备接收包含计时器的切换命令的消息。执行操作s1203以由用户装备等待计时器的时间段且在计时器到期时计算用户装备的平均速度。执行操作s1204以由用户装备确定计时器是否到期及平均速度是否小于阈值。如果是这样，那么执行操作s1205以由用户装备从基站切换到另一基站。如果不是这样，那么执行操作s1206以由用户装备确定不从基站切换到另一基站。

本公开的一些实施例包含方法，且图13中展示所述方法的流程图。一些实施例的方法用于网络系统(例如，前述实施例的网络系统)中，且网络系统包含处于无线电资源连接经连接状态下的用户装备及基站(例如，前述实施例的用户装备及基站)。方法的详细操作如下。

执行操作s1301以由基站将包含计时器的切换命令的消息发射到用户装备。执行操作s1302以由用户装备接收包含计时器的切换命令的消息。执行操作s1303以由用户装备等待计时器的时间段且在计时器到期时计算用户装备的移动距离。执行操作s1304以由用户装备确定计时器是否到期及移动距离是否小于阈值。如果是这样，那么执行操作s1305以由用户装备从基站切换到另一基站。如果不是这样，那么执行操作s1306以由用户装备确定不从基站切换到另一基站。

应注意，基于上文公开内容，所属领域的技术人员应理解，术语“切换”可为执行切换过程，且“从基站切换到另一基站”可为执行从基站到另一基站的切换过程。

可在编程处理器上实施本公开的方法。然而，也可在通用或专用计算机、编程微处理器或微控制器及外围集成电路元件、集成电路、硬件电子或逻辑电路(例如离散元件电路)、可编程逻辑装置或类似者上实施控制器、流程图及模块。一般来说，具有能够实施图中展示的流程图的有限状态机的任何装置可用来实施本公开的处理功能。

虽然已运用本公开的特定实施例来描述本公开，但很显然，所属领域的技术人员将明白许多替代例、修改及变动。举例来说，实施例的各种组件可在其它实施例中进行互换、添加或替换。而且，各图中展示的全部元件对于所公开实施例的操作不是必需的。举例来说，所公开实施例的所属领域的技术人员将能够通过简单地采用独立权利要求的元件做出并使用本公开的教示。因此，如本文中阐述的本公开的实施例意在为说明性的而非限制性的。可在不脱离本公开的精神及范围的情况下做出各种改变。

在此文献中，例如“第一”、“第二”及类似者的相关术语可仅用于区分一个实体或动作与另一实体或动作而不一定要求或暗示此类实体或动作之间的任何实际此关系或顺序。术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”或其任何其它变动意在涵盖非排他性包含，使得包括元件列表的过程、方法、物品或设备不仅包含那些元件但可包含未明确列出或此过程、方法、物品或设备固有的其它元件。在没有更多限制的情况下，以“一”、“一个”或类似者开头的元件不排除在包括元件的过程、方法、物品或设备中存在额外相同元件。而且，术语“另一”被定义为至少第二或更多。如本文中使用的术语“包含”、“具有”及类似者被定义为“包括”。