系统信息请求的用户设备及其方法与流程

系统信息请求的用户设备及其方法
1.交叉引用
2.本技术要求2018年1月11递交，申请号为62/616,639的美国临时申请的优先权，上述全部内容通过引用并入本文。
技术领域
3.本技术总体上有关于按需系统信息(system information，si)，以及，更具体地，有关于通过基于竞争的随机接入进程的si请求的装置及其方法。


背景技术：

4.随着对普适计算和网络的不断增长的需求，已经开发了各种蜂窝技术，包括全球移动通信系统(global system for mobile communication，gsm)技术、通用封包无线电服务(general packet radio service，gprs)技术、全球演进的增强数据速率(enhanced data rates for global evolution，edge)技术、宽带码分多址接入(wideband code division multiple access，wcdma)技术、码分多址接入2000(code division multiple access 2000，cdma2000)技术、时分-同步码分多址接入(time division-synchronous code division multiple access，td-scdma)技术、全球互通微波接入(worldwide interoperability for microwave access，wimax)技术、长期演进(long term evolution，lte)技术、时分lte(time-division lte，td-lte)技术和先进的lte(lte-advanced，lte-a)技术等。
5.在各种电信标准中已采用这些蜂窝技术以提供使得不同无线设备能够在市政级、国家级、区域级甚至全球级别上进行通信的公共协议。新兴电信标准的一个示例是5g新无线电(new radio，nr)。5g nr是对由第三代合作伙伴计划(the third generation partnership project，3gpp)发布的lte移动标准的增强集。其设计旨在通过提高频谱效率、降低成本、改善服务以及利用新频谱来更好地支持移动宽带互联网接入，以及与在下行链路和(downlink，dl)和上行链路(uplink，ul)中使用具有循环前缀(cyclic prefix，cp)的正交频分多址(ofdma)的其他开放标准更好地集成，并且支持波束成形、多输入多输出(multiple-input multiple-output，mimo)天线技术和载波聚合。
6.5g nr中的系统信息(system information，si)分类为最小si和其他si。最小si可以包括最基本的信息，例如与小区接入有关的信息，并且网络侧周期性地广播最小si。其他si可以包括未包括在最小si中的附加信息，并且其他si可以被配置为在用户设备(user equipment，ue)的请求中按需提供，这在本文中被称为按需si。


技术实现要素：

7.当前在用于5g nr的3gpp规范中，存在两种用于ue请求按需si的进程，包括无竞争随机接入进程(即，基于消息1(msg1)的随机接入进程和基于竞争的随机接入进程(即基于消息3(msg3)的随机接入进程)。关于通过基于竞争的随机接入进程的si请求的情况，ue仅
基于接收到的消息4(msg4)来获知基于竞争的随机接入进程是否成功完成。然而，ue如何知道网络侧是否成功接收到si请求仍然是不清楚的，从而导致ue的不确定行为。
8.为了防止这种不确定的行为，本技术提出了用于ue确定在基于竞争的随机接入进程期间发送的si请求是否被网络侧成功接收的具体措施。
9.在本技术的一个方面，提供了一种包括无线收发器和控制器的ue。无线收发器被配置为执行到服务网络和来自服务网络的无线发送和接收。控制器被配置为在基于竞争的随机接入进程期间执行以下操作：经由该无线收发器发送包括si请求的第一消息到服务网络；经由该无线收发器从该服务网络接收用于竞争解决的第二消息，以响应于发送该第一消息；根据该第二消息确定竞争解决是否成功；以及指示si请求的接收确认(acknowledgement)给介质访问控制(media access control，mac)层的上层，以响应于确定竞争解决成功。
10.在本技术的另一方面，提供了一种用于通过基于竞争的随机接入进程的si请求的方法，该方法由无线地连接到服务网络的ue执行。通过基于竞争的随机接入进程的si请求的方法包括以下步骤：发送包括si请求的第一消息到服务网络；从该服务网络接收用于竞争解决的第二消息，以响应于发送该第一消息；根据该第二消息确定竞争解决是否成功；以及指示si请求的接收确认给mac层的上层，以响应于确定竞争解决成功。
11.本技术提出了系统信息请求的用户设备及其方法，通过基于竞争的随机接入进程实现si请求，实现确定si请求是否由网络侧成功接收的有益效果。
12.当审阅基于竞争的随机接入进程的si请求的方法及其ue的具体实施例的以下描述时，本技术的其他方面和特征对于本领域技术人员将变得显而易见。
附图说明
13.通过参考附图阅读后续的详细描述和示例，可以更全面地理解本技术，其中：
14.图1是根据本技术的实施例的无线通信环境的方块图；
15.图2是根据本技术的实施例示出ue的方块图；以及
16.图3是根据本技术的实施例的通过基于竞争的随机接入进程的si请求的方法的流程图；以及
17.图4是根据本技术的实施例的通过基于竞争的随机接入进程的si请求的消息序列图。
具体实施方式
18.下文描述的目的在于说明本技术的基本原理，并且不应被视为具有限制意义。应该理解，实施例可以以软件、硬件、固件或其任何组合来实现。术语“包含”、“包含”、“包括”和/或“包括”，当在本文中使用时，指定所述特征、整数、步骤、操作、元件件和/或组件的存在，但不排除存在或者添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。
19.图1是根据本技术实施例的无线通信环境的方块图。
20.无线通信环境100可以包括用户设备(user equipment，ue)110和5g nr网络120，其中ue 110可以从5g nr网络120接收系统信息(system information，si)，并且可以无线
地连接到5g nr网络120，用于获得移动服务。
21.请注意，在本技术中，si包括最小si和其他si。周期性地广播最小si，其包括初始接入小区所需的基本信息以及用于获取按需提供的或周期性地广播的其他si的信息。其他si包含最小si中未包括的所有内容。其他si可以由网络触发或者根据ue 110的请求，以广播或者以专用方式提供。在本技术中，其他si被配置为在ue的请求下按需提供，并且其他si也可以称为按需si。在ue 110发送对其他si的请求之前，需要知道在小区中其他si是否可用以及其他si是否被广播(例如，通过检查最小si)。处于rrc空闲(rrc_idle)状态或rrc非激活(rrc_inactive)状态的ue 110应该能够在不进行状态转换的情况下请求按需si。
22.ue 110可为功能电话、智能电话、平板个人计算机(panel personal computer，pc)、膝上型计算机或支持5g nr网络120所使用的蜂巢式技术(即，5g nr技术)的任何无线通信设备。具体地，ue 110可以支持用于无线发送和/或接收的波束成形技术。
23.5g nr网络120可以包括下一代无线电接入网络(next generation radio access network，ng-ran)121和下一代核心网络(next generation core network，ng-cn)122。
24.ng-ran 121负责处理无线电信号、终止无线电协议以及连接ue 110与ng-cn 122。此外，ng-ran 121负责周期性地广播最小si并提供ue 110请求的其他si。ng-ran 121可以包括一个或多个蜂窝站，例如gnb，其支持高频带(例如，高于24ghz)，并且每个gnb还可以包括一个或多个发送接收点(transmission reception point，trp)，其中每个gnb或trp可以称为5g蜂窝站。一些gnb功能可以分布在不同的trp上，而其他gnb功能可为集中式的，保留具体部署的灵活性和范围以满足具体情况的需求。
25.5g蜂窝站可以形成具有不同分量载波(component carrier，cc)的一个或多个小区，用于向ue 110提供移动服务。ue 110可以驻留在由一个或多个gnb或trp形成的一个或多个小区上，其中ue 110驻留的小区可以包括主小区(primary cell，pcell)和一个或多个辅小区(secondary cell，scell)。。
26.ng-cn 122通常由各种网络功能组成，包括接入和移动功能(access and mobility function，amf)、会话管理功能(session management function，smf)、策略控制功能(policy control function，pcf)、应用功能(application function，af)，认证服务器功能(authentication server function，ausf)、用户平面功能(user plane function，upf)和用户数据管理(user data management，udm)，其中每个网络功能可以实现为专用硬件上的网络元件，或者实现为在专用硬件上运行的软件实例，或者实现为在合适平台(例如，云基础设施)上实例化的虚拟功能。
27.amf提供基于ue的认证、授权、移动性管理等。smf负责会话管理并且向ue分配互联网协议(internet protocol，ip)地址，以及它还选择和控制用于数据传递的upf。如果ue具有多个会话，则可以将不同的smf分配给每个会话以单独管理不同的smf并且不同的smf可为每个会话提供不同的功能。af向负责策略控制的pcf提供关于封包流的信息，以便支持服务质量(quality of service，qos)。基于该信息，pcf确定关于移动性和会话管理的策略，以便amf和smf正常运行。ausf存储用于ue认证的资料，而udm存储ue的订阅资料。
28.请注意，图1中描述的5g nr网络120仅出于说明目的，并不旨在限制本技术的范围。例如，本技术可以应用于其他蜂窝技术，例如5g nr技术的未来增强。
29.图2是根据本技术的实施例示出的ue的方块图。
30.ue可以包括无线收发器10、控制器20、存储设备30、显示设备40和输入/输出(input/output，i/o)设备50。
31.无线收发器10可以被配置为执行到ng-ran 121和来自ng-ran 121的无线发送和接收。具体地，无线收发器10可以包括射频(radio frequency，rf)设备11、基带处理设备12和天线13。其中天线13可包括一个或多个用于波束成形的天线。基带处理设备12被配置为执行基带信号处理并且控制用户标识卡(未示出)与rf设备11之间的通信。基带处理设备12可以包含多个硬件组件以执行基带信号处理，包括模拟数字转换(analog-to-digital conversion，adc)/数字模拟转换(digital-to-analog conversion，dac)、增益调整、调制/解调、编码/译码等。rf设备11可以经由天线13接收rf无线信号，将接收的rf无线信号转换为基带信号，该基带信号由基带处理设备12处理，或者rf设备11从基带处理设备12接收基带信号，并将接收的基带信号转换为rf无线信号，然后通过天线13发送。rf设备11还可以包含多个硬件设备以执行射频转换。例如，rf设备11可以包括混频器，用于将基带信号与在支持的蜂窝技术的射频中振荡的载波相乘，其中取决于使用的蜂窝技术，射频可为5g nr技术中使用至任何射频(例如，毫米波30ghz～300ghz)或者其他射频。
32.控制器20可为通用处理器、微控制单元(micro control unit，mcu)、应用处理器，数字信号处理器(digital signal processor，dsp)等，其包括提供以下功能的各种电路：数据处理和计算、控制无线收发器10与5g nr 120进行无线通信、向存储设备30存储数据(例如，程序代码)和从存储设备30检索数据(例如，程序代码)、发送一系列帧数据(例如表示为文本消息、图形、图像等等)到显示设备40、以及从i/o设备50接收信号。具体地，控制器20可以协调无线收发器10、存储设备30、显示设备40和i/o设备50的上述操作用于通过基于竞争的随机接入进程来执行si请求的方法。
33.在另一个实施例中，控制器20可以合并到基带处理设备12中，以用作基带处理器。
34.如本领域技术人员所理解的，控制器20的电路通常会包含晶体管，该晶体管以根据本文中所描述的功能和操作来控制电路的操作的方式配置。将进一步理解的是，晶体管的特定结构或互连通常会由编译程序确定，例如寄存器传输语言(register transfer language，rtl)编译程序。rtl编译程序可以由处理器根据与汇编语言代码非常相似的脚本上操作，以将脚本编译成最终电路的布局或制造所使用的形式。实际上，rtl以其在促进电子和数字系统的设计流程中的作用和用途而闻名。
35.存储设备30可为非暂时性机器可读存储介质，包括存储器(例如，闪存或非挥发性随机接入存储器(non-volatile random access memory，nvram))、磁存储装置(例如，硬盘磁盘或磁带)、光盘或其任何组合，用于存储应用、通信协议(例如，用于与5g nr网络120通信的通信协议)，和/或通过基于竞争的随机接入进程的si请求的方法的指令和/或程序代码。
36.显示设备40可为液晶显示器(liquid-crystal display，lcd)、发光二极管(light-emitting diode，led)显示器、或者电子纸显示器(electronic paper display epd)等，用于提供显示功能。或者，显示设备40还可包括设置在其上或其下方的用于感测物体(例如手指或指示笔)的接触、连接或接近的一个或多个触摸传感器。
37.i/o设备50可以包括一个或多个按钮、键盘、鼠标、触摸板、摄像机、麦克风和/或扬声器等，以用作用于与用户交互的人机接口(man-machine interface，mmi)。
38.应当理解，图2的实施例中描述的组件仅用于说明目的，而不意图限制本技术的范围。例如，ue可以包括更多组件，例如电源和/或全球定位系统(global positioning system，gps)设备，其中电源可为向ue的所有其他组件提供电力的移动的/可更换的电池，并且gps设备可以提供ue的位置信息，以供一些基于位置的服务或应用使用。或者，ue可以包括更少的组件。例如，ue可以不包括显示设备40和/或i/o设备50。
39.图3是根据本技术的实施例示出的用于通过基于竞争的随机接入进程的si请求的方法的流程图。
40.在该实施例中，用于通过基于竞争的随机接入进程的si请求的方法可以由无线地连接到服务网络(例如，5g nr网络120)的ue(例如，ue 110)执行。
41.首先，ue向服务网络发送包括si请求的第一消息(步骤s310)。具体地，第一消息是用于所调度的传输的消息，在基于竞争的随机接入进程中第一消息可以被称为msg3。
42.请注意，与非针对si请求发起的基于竞争的随机接入进程中使用的msg3不同，本技术中的msg3不包括ue竞争解决标识。相反，本技术中的msg3包括请求按需si的信息的si请求。
43.在一个实施例中，本技术中的msg3可为符合3gpp技术规范版本15(release 15)ts 38.331中的中rrc系统信息请求(rrcsysteminforequest)消息，并且si请求可为所请求的si类型的列表，每个si类型指示ue请求的一种类型的si。此外，从ue的通信协议的mac层的角度来看，rrcsysteminforequest消息可以封装在公用控制信道(common control channel，ccch)服务数据单元(service data unit，sdu)中。
44.在步骤s310之后，ue从服务网络接收用于竞争解决的第二消息，以响应于发送该第一消息(步骤s320)。具体地，第二消息在基于竞争的随机接入进程中可以被称为msg4。从ue的mac层的角度来看，msg4可为mac的控制元素(control element，ce)。
45.接下来，ue根据该第二消息确定竞争解决是否成功(步骤s330)。
46.具体地，步骤s330中的确定可以指的是检查该第二消息(即msg4)中的ue竞争解决标识是否与第一消息(即msg3)中的si请求匹配。在一个实施例中，第二消息可为mac的ce，并且第一消息可以包括ccch sdu(前几位元中包括si请求)。如果mac的ce中的ue竞争解决标识的内容等于第一消息(即，msg3)的ccch sdu中包括的si请求的内容，则ue可以认为竞争解决是成功的，更具体的，控制器20被配置为确定竞争解决是成功的。
47.在步骤s330之后，如果竞争解决成功，则ue指示si请求的接收确认给mac层的上层(即，ue可以认为服务网络成功接收到si请求)(步骤s340)，则该方法结束。具体地，上层至少包括通信协议的rrc层。
48.否则，ue认为si请求未由服务网络成功接收，并且丢弃该第二消息，以响应于确定竞争解决不成功(步骤s350)，则该方法结束。
49.具体地，在步骤s350之后，ue可以等待预定的时间段(即，退避(backoff)时间段)并且重试基于竞争的随机接入进程，只要重试的数量小于最大重试次数限制即可。
50.因为基于竞争的随机接入进程的其他详细描述超出了本技术的范围，所以在此省略，以及可以参考3gpp版本15ts 38.321。
51.请注意，本文提到的3gpp规范用于指导本技术的精神，并且本技术不应限于此。
52.图4根据本技术的实施例是示出了通过基于竞争的随机接入进程的si请求的消息
序列图。
53.首先，ue 110发送配置用于基于竞争的随机接入进程的随机接入前导码到5g nr网络120(例如，ng-ran 121的gnb或trp)(步骤s410)。
54.具体地，可以从配置用于基于竞争的随机接入进程的随机接入前导码集合中以相等的概率随机选择随机接入前导码。
55.接下来，当接收随机接入前导码时，5g nr网络120向ue发送随机接入响应(步骤s420)。
56.具体地，随机接入响应可以包括定时提前(timing advance，ta)命令、上行链路许可和/或临时小区无线电网络临时标识符(temporary cell radio network temporary identifier，tc-rnti)。
57.随后，响应于接收到随机接入响应，ue 110发送用于所调度的传输的消息(即，基于竞争的随机接入进程中的msg3)到5g nr网络120，其中该消息包括si请求(步骤s430)。
58.请注意，在本技术中，由于基于竞争的随机接入进程不是针对一般随机接入目的而发起的事实，所以用于所调度的传输的消息不包括ue竞争解决标识(例如，随机接入响应中包括的tc-rnti)。
59.当接收到用于所调度的传输的消息时，5g nr网络120向ue 110发送用于竞争解决的消息(即，基于竞争的随机接入进程中的msg4)(步骤s440)。
60.接下来，ue 110确定用于竞争解决的消息(即，msg4)中的ue竞争解决标识是否与包括在用于所调度的传输的消息(即，msg3)中的si请求匹配(步骤s450)。
61.在该实施例中，假设msg4中的ue竞争解决标识与msg3中包括的si请求匹配，作为响应，ue 110认为竞争解决是成功的(步骤s460)，然后确定基于竞争的随机接入进程是否针对si请求而发起(步骤s470)，以响应于确定该竞争解决是成功的。
62.在一个实施例中，确定基于竞争的随机接入进程是否针对si请求发起可以指的是检查最近发送的msg3是否包括si请求，以及如果最近发送的msg3包含si请求，ue 110可以认为基于竞争的随机接入进程是针对si请求而发起，以响应于用于所调度的传输的消息包括si请求。
63.由于确实针对si请求发起基于竞争的随机接入进程并且竞争解决成功，因此ue 110认为5g nr网络120成功接收到si请求，并且指示si请求的接收确认到达mac层的上层(步骤s480)，以响应于确定基于竞争的随机接入进程是针对si请求而发起。
64.在完成基于竞争的随机接入进程之后，ue 110监视在最小si中指示的si窗口，以从5g nr网络120接收所请求的按需si(步骤s490)。更具体地，控制器20被配置为经由无线收发器10从服务网络接收si请求所请求的按需si。
65.鉴于前述实施例，应当理解，本技术通过基于竞争的随机接入进程实现si请求，其中为ue提供的具体措施以确定si请求是否由网络侧成功接收。有利地，关于si请求传递的不确定的ue行为可以避免。
66.虽然已经以示例的方式以及根据优选实施例描述了本技术，但是应该理解，本技术不限于此。在不脱离本技术的范围和精神的情况下，本领域技术人员仍可进行各种变化和修改。因此，本技术的范围应由以下权利要求书及其等同物限定和保护。

技术特征：
1.一种用户设备，用于系统信息请求，包括：无线收发器，被配置为执行到和来自服务网络的无线传输和接收；以及控制器，用于在基于竞争的随机接入进程期间执行以下操作：经由该无线收发器向该服务网络发送包括系统信息请求的第一消息；经由该无线收发器从该服务网络接收用于竞争解决的第二消息，以响应于发送该第一消息；根据该第二消息确定竞争解决是否成功；指示该系统信息请求的接收确认给介质访问控制层的上层从而使得该上层认为该服务网络成功接收了该系统信息请求，以响应于确定该竞争解决是成功的；在该介质访问控制层的该上层确定该服务网络成功接收了该系统信息请求之后从该服务网络接收该系统信息请求所请求的按需系统信息；以及在接收该按需系统信息之前监视在最小系统信息中所指示的系统信息请求窗口以从该服务网络接收该按需系统信息。2.根据权利要求1所述的用户设备，其特征在于，在该基于竞争的随机接入进程期间，该控制器进一步被配置为：确定该竞争解决是成功的，以响应于该第二消息中的用户设备竞争解决标识与该系统信息请求匹配。3.根据权利要求2所述的用户设备，其特征在于，该第二消息是介质访问控制的控制元素，以及该第一消息包括包括该系统信息请求的公共控制信道服务数据单元。4.根据权利要求1所述的用户设备，其特征在于，该控制器进一步被配置为在该基于竞争的随机接入进程期间执行以下操作：确定该基于竞争的随机接入进程是否针对该系统信息请求而发起，以响应于确定该竞争解决是成功的；确定该基于竞争的随机接入进程是针对该系统信息请求而发起，以响应于该第一消息包括该系统信息请求；以及指示该系统信息请求的接收确认给该介质访问控制层的该上层，以响应于确定该基于竞争的随机接入进程是针对该系统信息请求而发起。5.根据权利要求1所述的用户设备，其特征在于，该第一消息不包含用户设备竞争解决标识。6.根据权利要求1所述的用户设备，其特征在于，在该介质访问控制层的该上层确定该服务网络成功接收了该系统信息请求之后以及接收该按需系统信息之前监视该系统信息请求窗口。7.根据权利要求1所述的用户设备，其特征在于，该服务网络为5g新无线电网络。8.一种系统信息请求方法，由无线地连接到服务网络的用户设备在基于竞争的随机接入进程期间执行，包括：向该服务网络发送包括系统信息请求的第一消息；从该服务网络接收用于竞争解决的第二消息，以响应于发送该第一消息；根据该第二消息确定竞争解决是否成功；指示该系统信息请求的接收确认给介质访问控制层的上层从而使得该上层认为该服务网络成功接收了该系统信息请求，以响应于确定该竞争解决是成功的；
在该介质访问控制层的该上层确定该服务网络成功接收了该系统信息请求之后从该服务网络接收该系统信息请求所请求的按需系统信息；以及在接收该按需系统信息之前监视在最小系统信息中所指示的系统信息请求窗口以从该服务网络接收该按需系统信息。9.根据权利要求8所述的系统信息请求方法，其特征在于，进一步包括：确定该竞争解决是成功的，以响应于该第二消息中的用户设备竞争解决标识与该系统信息请求匹配。10.根据权利要求9所述的系统信息请求方法，其特征在于，该第二消息是介质访问控制的控制元素，以及该第一消息包括包括该系统信息请求的公共控制信道服务数据单元。11.根据权利要求8所述的系统信息请求方法，其特征在于，进一步包含：确定该基于竞争的随机接入进程是否针对该系统信息请求而发起，以响应于确定该竞争解决是成功的；确定该基于竞争的随机接入进程是针对该系统信息请求而发起，以响应于该第一消息包括该系统信息请求；以及指示该系统信息请求的该接收确认给该介质访问控制层的该上层，以响应于确定该基于竞争的随机接入进程是针对该系统信息请求而发起。12.根据权利要求8所述的系统信息请求方法，其特征在于，该第一消息不包含用户设备竞争解决标识。13.根据权利要求8所述的系统信息请求方法，其特征在于，进一步包含：在该介质访问控制层的该上层确定该服务网络成功接收了该系统信息请求之后以及接收该按需系统信息之前监视该系统信息请求窗口。14.根据权利要求1所述的系统信息请求方法，其特征在于，该服务网络为5g新无线电网络。15.一种储存程序的非暂时性机器可读存储介质，该程序被执行时，使得用户设备执行权利要求8-14中任一项所述的系统信息请求方法的步骤。

技术总结
提供了一种包括无线收发器和控制器的用户设备(UE)。无线收发器执行到服务网络和来自服务网络的无线发送和接收。控制器在基于竞争的随机接入进程期间执行以下操作：经由无线收发器发送包括系统信息(SI)请求的第一消息到服务网络；经由无线收发器从服务网络接收用于争用解决的第二消息，以响应于发送该第一消息；根据该第二消息确定竞争解决是否成功；以及指示SI请求的接收确认给介质访问控制(MAC)层的上层，以响应于确定竞争解决成功。本申请通过基于竞争的随机接入进程实现SI请求，实现确定SI请求是否由网络侧成功接收的有益效果。确定SI请求是否由网络侧成功接收的有益效果。确定SI请求是否由网络侧成功接收的有益效果。


技术研发人员：林冠宇 徐家俊
受保护的技术使用者：联发科技股份有限公司
技术研发日：2019.01.10
技术公布日：2023/7/25