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CN107534871B - 用于跟踪信道的系统及方法 - Google Patents

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CN107534871B CN201680021001.1A CN201680021001A CN107534871B CN 107534871 B CN107534871 B CN 107534871B CN 201680021001 A CN201680021001 A CN 201680021001A CN 107534871 B CN107534871 B CN 107534871B
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Abstract

一种方法包括：用户设备(UE)从网络节点接收UE特定跟踪序列和分配的传输机会，并且该UE根据该分配的传输机会，向该网络节点发送该UE特定跟踪序列。

Description

用于跟踪信道的系统及方法
技术领域
本发明涉及一种用于无线通信的系统和方法，并且尤其是一种用于跟踪信道的系统及方法。
背景技术
在第五代(5G)长期演进(LTE)无线通信系统中，用户设备(UE)可以进入待机模式(standby mode)，也可以称作节能模式(eco mode)或省电模式(battery saving mode)，其相比空闲模式(idle mode，可能在接入网中使用，例如LTE)，有利于更快的唤醒和跟踪。在无线接入虚拟化中，UE注册到网络，而非特定的小区。
当节点变得密集和虚拟化时，UE的连接和识别会带来挑战。节点的密度，包括网络节点、UE、传感器和其他设备的密度，正在不断增加。此外，通过虚拟化，UE可以连接到网络，而不是连接到特定的小区。低功率节点的覆盖区域中可能会有高切换率。此外，希望有一个快速唤醒时间，这可带来更低的同步和重新连接时间。快速唤醒时间可以涉及待机模式，其中UE保持其与网络的连接，保留其UE身份标识(ID)和UE特定序列，以快速重建数据传输。
发明内容
一种实施例的方法包括，用户设备(UE)从网络节点接收UE特定跟踪序列和分配的传输机会，并且UE根据分配的传输机会，向网络节点发送UE特定跟踪序列。
一种实施例的方法包括，第一网络节点向UE发送UE特定跟踪序列和分配的传输机会，并且第一网络节点从UE接收跟踪序列。
一种实施例的方法包括，第一网络节点根据所分配的传输机会从UE接收跟踪序列，并根据跟踪序列检测UE以产生UE检测状态。该方法还包括第一网络节点根据该UE检测状态向UE发送传输响应。
一个实施例的UE包括处理器和非暂时性计算机可读存储介质，其上存储有由处理器执行的程序。该程序包括指令用于：从网络节点接收UE特定跟踪序列和分配的传输机会，并且根据分配的传输机会，向网络节点发送UE特定跟踪序列。
以上较为宽泛地概述了本发明一个实施例的特征，以便于更好地理解下文对本发明的详细描述。以下将对本发明实施例的附加特征和优点进行描述，并构成本发明各项权利要求的主题。本领域普通技术人员应可理解的是，完全可以在本公开的构想和具体实施例基础之上，修改或设计其他的结构或过程，并从而达成与本发明相同的目的。本领域普通技术人员还应意识到的是，此类同等构造并不背离本发明所阐明的精神与保护范围。
附图说明
为更全面地理解本发明及其优点，将结合有关附图进行以下描述，其中：
图1示出了一用于通信数据的无线网络的示意图；
图2示出了一实施例的接入过程的消息图；
图3示出了一实施例的物理层随机接入信道(PRACH)序列；
图4示出了一实施例的无线网络；
图5示出了一实施例的跟踪过程的消息图；
图6示出了另一实施例的无线网络；
图7示出了一具有多个区域的实施例的超小区；
图8示出了多个跟踪信道区域的时频资源；
图9示出了一分配跟踪序列的实施例的方法的流程图；
图10示出了一单节点UE检测的实施例方法的流程图；
图11示出了一联合节点UE检测的实施例方法的流程图；
图12示出了一跟踪信道分配实施例的方法的流程图；
图13示出了一跟踪信道使用实施例的方法的流程图；
图14示出了一跟踪信道分配和使用的实施例方法的流程图；
图15示出了一具有加性高斯白噪声(AWGN)的累积密度函数(CDF)图；
图16示出了一具有瑞利衰落的CDF图；
图17示出了一实施例的处理系统的框图；并且
图18示出了一实施例的收发器的框图。
除非另有说明，在不同的附图中，相应的标号和符号一般代表相应的部分。各附图为了清楚地示出各实施例的有关方面，未必按比例绘制。
具体实施方式
首先应当理解的是，虽然下文提供了一个或多个实施例的说明性实施方式，但其所公开的系统和/或方法可以通过任意数量的技术加以实施，无论此技术是否已知。本公开绝不局限于下文示出的说明性实施方式、附图和技术，包括本文所示出和描述的示例性设计和实施方式等，而是能够在随附权利要求及其等同技术的范围之内进行修改。
图1示出了用于通信数据的网络100。网络100包括：具有覆盖区域106的网络节点102；多个UE，包括UE104和UE105；以及回程网络108。虽然描述的是两个UE，但可以有更多个。网络节点102可以是能够通过建立与UE 104和UE 105的上行(短划线)和/或下行(点线)连接来提供无线接入的任何组件，如基站、NodeB、增强型nodeB(eNB)、接入点、微微小区、毫微微小区、中继节点和其他无线启用的设备。UE104和UE105可以是能够与网络节点102建立无线连接的任何组件，例如移动电话、智能电话、平板电脑、传感器等。回程网络108可以是允许在网络节点102和远程终端之间交换数据的任何组件或组件集合。在一些实施例中，网络100可以包括各种其它无线装置，例如继电器等。
在第五代(5G)长期演进(LTE)无线通信通信系统中，UE可以进入待机模式(也可以称作节能模式或省电模式)，其相比空闲模式(可能在接入网中使用，例如LTE)，有利于更快的唤醒和跟踪。在无线接入虚拟化中，UE注册到网络，而非特定的小区。
在5G LTE系统中，定义了超小区，用作同步和UE注册的入口点。这种连接是以UE为中心，其中注册的UE由其非小区特定ID来标识，并且按其序列进行识别。网络使用该序列在超小区内跟踪UE。该序列和UE身份标识符(ID)可以基于UE类型、速度或其他因素。
在一个实施例中，跟踪信道是UE特定的。UE跟踪信道依赖于UE类型。向UE分配UEID和序列，用于确定跟踪所用的时频资源分配。在一个实施例中，跟踪信道用于自动识别已连接的用户或简化识别和认证过程。竞争解决可能不是必需的，因为当UE与超小区关联时，就已经连接到网络了。当更新跟踪信道时，UE身份识别可能不会更新，而且也不需要重新同步。UE ID可以更改，例如为了安全考虑。可以使用跟踪信道来跟踪UE并且保持在待机(或节能)模式中优化的传输点(TP)集，同时使用探测信道(sounding channel)来测量处于活动状态的UE。跟踪序列可以在同一个区域中重用，例如在热点中，用于低速游牧用户(nomadicuser)。因此，在同一个超小区中，但处于不同的地理位置的不同UE，可以在相同的时频资源中使用相同的跟踪序列。
对于跟踪序列来说，如ZadoffChu序列，不同的参数对序列可用性有不同的影响。在这些序列的所有可能循环移位中，只有部分子集可用。这在一定程度上是由于序列之间的最小循环时延大于环路时延加上信道时间响应时长的事实。例如，对于LTE中物理层随机接入信道(PRACH)的格式0而言，15个码片(chip)的最小移位几乎相当于14μs，或者说总环路时延加上信道脉冲响应时间小于14μs，或者说4.2km。这可以支持具有非常低的信道时延扩展的2km小区半径。对于高扩展信道，例如6μs，最大小区半径会缩小，例如缩小到1.2km。
当超小区被使用在网络中，该网络节点的半径进一步扩展，这是由于网络中的网络节点利用的是相同的序列集，除非基于子区域重新分配该序列集。超小区中的网络节点从可能远离自身的UE接收上行跟踪信道(TC)，故而传播时延可以在序列上产生足够的移位，这可能导致该节点将该序列的移位版本与该序列的另一个循环移位版本混淆。功率控制的效应可成为检测该序列的重要因素。
在一个例子中，在超小区是同步的，且网络中的多个网络节点发送相同的同步信号，且跟踪信道使用与LTE PRACH格式0相同的ZadoffChu(ZC)序列参数。此外，任何节点与最近的网络节点同步其信号，二者之间的最大距离为300m，产生1μs时延。显著的信道时延扩展可以是通过距离节点450m的反射物体引起，这导致3μs的总时延扩展。同样的，UE可以向距离UE多达900米的网络节点产生显著干扰，得另外3μs的时延扩展。因此，循环移位可以设定为大于7μs，或大约8个码片。因为这种格式中的序列长度是839，故总可用循环移位数减少到104。若循环移位再短，则UE可能被较远的网络节点错误地检测成具有不同序列的另一个UE，该不同序列具有不同的循环移位。可以通过网络节点之间的联合接收来检测和纠正这种误报，只是会有附加的解码复杂度。适当的功率控制机制可以降低误报率。当超小区半径减小和有效功率控制被应用时，可用循环移位的数目增加。
在以UE为中心的跟踪信道中，UE通过跟踪信道发送其跟踪序列。该网络基于来自UE的唯一跟踪信道来识别UE，这可包括包含UE位置的跟踪序列和UE ID。当UE移动时，跟踪信息可以更新。例如，可以更新UE位置、定时提前(Timing Advance，缩写TA)调整、网络节点-UE关联表、UE功率控制更新和UE ID。当有多个跟踪失败，例如四个连续跟踪丢失时，则UE执行初始接入过程以恢复跟踪。跟踪过程可以包括寻呼信令，例如用于更快的下行唤醒。
UE序列可以在网络内或超小区中重复使用。各UE被划分为不同的组，各组可具有不同的识别过程。例如，UE组包括传感器、固定用户和移动用户。UE组特定的跟踪信道，例如序列长度、带宽、功率控制、更新频率、目标丢失率和目标误报率可以按UE组配置，其中不同的UE组具有不同的参数。
UE可以基于UE类型进行分类。然后，根据UE类型、移动性或其他因素，向各UE分配UE ID。不同的UE组可以被分配不同的参数，例如传输机会，例如时频资源和周期、不同的序列参数、不同的池大小和不同的跟踪利用率。不同的标准，如可接受的丢失率和误报率、检测复杂度和流量类型，也可能影响参数。在一个示例中，使用了精益定时提前调谐(leantiming advance tuning)，对跟踪的UE应用定时提前的小调整，以改善上行同步。在另一个示例中，使用了初始进入和跟踪失败后的再进入机制。为了检测序列，可以进行例如单节点检测或联合节点检测。
相同长度的ZC序列可用于同一资源集。有各种各样的参数与ZC序列相关。带宽(BW)是在一个时频(TF)资源中为一组的序列池分配的总带宽。为序列分配的总时间由下式给出：
T＝TS+TCP+TG，
其中，TS是实际的序列时间，TCP是循环前缀时间，而TG是序列末尾的保护时间。循环前缀时间和保护时间均大于信道的最大时延加上最大定时失配。在保护时间里，所有的UE都保持静默。Zadoff Chu数NZC是略小于BW*Ts的质数，每个主序列时间设置(TS，TCP，TG)可以按序列长度进行归一化，例如：
Figure GDA0001428886870000041
不同用户所用序列的根为RU，其中一些用户可能具有相同的根。每个序列的循环移位是CSu。具有相同根的各UE，其CS差大于带宽乘以最大允许总信道延时加定时失配ΔT。UE序列定义为：
Figure GDA0001428886870000042
其中，n＝0，…，NZC-1。序列映射到TS。在一个例子中，以基于正交频分复用(OFDM)的传输、载波间距定义为1/Ts。循环前缀使用序列起始处起的最后NCP个采样。
池大小是可能序列的总数。池的大小由下式近似给出：
Figure GDA0001428886870000043
之所以能导出上式，是因为总可能根由下式给出：
Figure GDA0001428886870000044
并且总可能循环移位由下式近似给出：
Figure GDA0001428886870000045
例如，在类似于LTE所用的参数中，当NZC＝839和ΔT＝5μs，即约等价于5个码片，总信道弥散(dispersion)和1.5km的失配，和最大池大小140000。池的大小随带宽线性增加，且随时间平方增加。UE的定时可通过降低ΔT来改进，但对于已连接和时间调整的UE，不可降至小于信道弥散时间。
跟踪信道是基于Zadoff Chu序列，其基于质数NZC，其中NZC是序列长度。NZC的值可以是根据分配的时间和频率资源。总根数为NZC-1。在LTE的PRACH中，NZC为839，则根的总数为838。然而，正交性并不完美，不同根之间的相关性是：
Figure GDA0001428886870000046
当NZC为839时，不同根之间的相关系数为0.0345。
功率控制在根的数目中也起作用。当所有的根都已用尽，围绕每个根的N个不同的循环移位，则有838N个几乎正交的序列。在一个示例中，每个UE都要求每T帧具有指数分布的TC传输。当每个帧为10μs时，一个UE的各TC之间的平均时间是10Tμs。则该UE的非正交TC干扰的总数是泊松分布随机变量，该分布的参数为：
Figure GDA0001428886870000051
对一个序列或其移位的版本测得的总干扰是发送TC的UE的实际数量、发送功率和UE与测量TC信号的网络节点之间的信道的函数。当UE在网络节点半径r附近的接收功率是显著的并且整个超小区大小具有半径R时，对UE的显著干扰的泊松分布随机变量是下面参数的函数：
Figure GDA0001428886870000052
当该参数较大并且来自显著干扰的接受功率和目标信号不变时，则对该目标用户测得的时延的信噪比(SNR)由下式给出：
Figure GDA0001428886870000053
其中，Ptap是在给定径(tap)中从该UE接收到的功率的百分比。该SNR基于径而变化，对于最大功率的径，大约是60％至70％左右，并且对于功率较小的径，该百分比较低。Ptap是通过使用一次信号相关(correlation)而不使用任何重复或编码来仅测量一个样本而确定的，除非在多个网络节点进行联合解码。高信噪比，例如在10dB以上，可保持合理的丢失率或误报率。半径r内的最大显著干扰是有限的，因为在资源附近干扰的UE相对较少。
在一个示例中，仅使用了838*839个可能签名(signature)中的极小一部分。对于循环移位，这个数量可能非常小，这取决于拓扑和信道统计。当在较大半径R的大面积中使用时，根可以重用，而且功率控制和路径损耗的影响使得在每个节点的干扰区域中，只有极小一部分根存在。在一种情形中，例如足球场馆或露天游乐场，有许多用户位于一较小的范围内，则几乎正交干扰的数量是显著的。另一方面，对于覆盖具有许多办公室的楼宇的超小区，则几乎没有用户干扰检测来自任意UE的跟踪信道的网络节点。
例如，当UE平均每100μs需要一次TC信令，且在体育场附近有5000个用户，当每个UE只分配一个资源，则显著干扰的数量平均为500个用户，这就导致了当集中在一个径上的功率小于总功率的60％时，SNR小于0dB。此外，每个根的总移位次数(为可用位移的小子集)由以下公式给出：
Figure GDA0001428886870000054
其中Nd是允许的最小移位，是由最大时延决定的。序列池选中后，则同一序列集中允许的序列最大数量Nseq就是确定的。同时也就确定了允许的最小移位，继而也就确定了来自同一根的序列数Nsr。附加地，所需根的数目由下式确定：
Figure GDA0001428886870000055
各根是从NZC-1个可用根中选择的。相邻的超小区有不同的根可用。当使用高速时，由于高多普勒偏移的高散相关性值，一些根可能不适宜。
当带宽增加时，TC的位置数也会增加。可以通过在频谱中分配多个资源并将UE划分成具有不同资源集合的不同组来增加唯一序列的总数。跟踪信道容量随着每个子帧的资源数量的增加而线性增加。当资源数量增加时，上行开销也随之增加。当一个网络有100,000个用户需要分配时，则每个TC时隙可能最多只能分配5000个，故而在每个10μs的帧中，TC可能有20个不同的位置。
当使用更长的TC序列时，可使用更大的质数，因此TC序列在每个PRACH分配中占用更多的带宽或更多的时间(或两者)。当每TC序列的带宽增加时，分配更多的带宽导致相同功率谱密度的UE需要更高的发送功率。然而，每个根的可能循环移位数不会增加，因此可以使用更多的根，因为各根之间的互相关减小。当每个TC序列的持续时间增加时，可以使用更多的循环移位，也就让循环移位数线性增加。然而，可用循环移位的数目并不会增加，因为循环移位的增加导致几乎正交序列有更高的干扰。
带宽的增加或持续时间的增加都增加了TC的容量。然而，容量的增加可能导致UE发送的时延或发送功率的增加。因此，其效果类似于分配多个TC，因为开销和序列数都是线性增加的。
通过将UE的序列资源绑定到UE ID，UE自动知道使用哪个资源和序列来唤醒和跟踪。有了不同频带上的多个资源分配和高带宽，因此在不显著增加上行资源开销的情况下，可以有空间为UE使用更长的前导码传输。不同的UE ID组可以使用不同的资源以保持低丢失率和低误报率，同时保持相对较低的检测复杂度。基于容量、移动性、位置和流量而有多个UE组时，可以将不同类型的序列、资源和跟踪更新分配给不同的UE组。
对于固定、游牧或慢速移动的UE组，跟踪序列可以在超小区中重用。对于固定用户，该序列可能不再能够用于跟踪，但仍可能用于其他目的，如保活UE或用于唤醒目的。当多个跟踪或唤醒通信失败时，网络和/或UE可以确定连接已断开。当跟踪信令失败或不存在达到一定时间长度时，该UE被确定为未连接到网络，并且UE进入初始化(或重新初始化)程序。此外，当UE被确定为不再连接到网络时，其跟踪序列和ID可以被重用，并被分配给超小区中的新UE。
当进行联合检测时，超小区中的多个网络节点覆盖相同的UE，每个UE可由多个网络节点听到，这些节点可以合作以联合检测该UE。联合检测有助于降低丢失率、误报率、检测复杂度和更好的UE定时调整。此外，在进行联合检测时，可以用三角测量跟踪UE的地理位置来代替或补充全球定位系统(GPS)。联合检测也可利用相邻区域或子区域来决定是否更新跟踪序列。
图2示出了UE 112和网络节点114之间的初始接入过程的消息图110。初始地，UE112从目标网络节点的池中选择随机接入前导码序列。UE 112以消息116向网络节点114发送前导码序列。
然后，在消息118中，网络节点114以消息118向UE 112发送随机接入响应。随机接入响应包括上行(UL)授权、定时提前调整和小区RNTI(CRNTI)。
然后，UE 112使用该授权请求连接。UE 112以消息120向网络节点114发送连接请求。该连接请求包括UE随机值或总均方误差(TMSE)和建立原因(establishment cause)。
网络节点114解决争用，并给UE 112分配一个CRNTI。网络节点114以信息122发送竞争解决消息至UE，该消息中包括该分配的CRNTI。
图3示出了PRACH序列的例子。PRACH序列可具有约0.9μs的长度，其中该序列是从长839个RACH子载波的ZC序列中提取。该序列有838个不同的根，同一序列的不同根之间的互相关为0.0345。此外，每个根可有839个不同的移位值，每个PRACH资源共有703，082个序列。一个PRACH资源占用一个传输时间间隔(TTI)136和6个资源块(RB)138，得到一个大小为1毫秒×1080kHz，或即共1080个复自由度，或即2160个实自由度，的矩形。在上行子帧132中，一个RB由线段140示出，并且一个15kHz的子载波由线段142示出。LTE将10％的空间用于循环前缀(CP)，10％用于保护间隔，80％，或即840个自由度，用于PRACH的模式0的序列本身。因此，PRACH序列在格式0一个TTI，例如1ms，中占据6个RB。0.1ms的CP和0.1ms的GT使得小区半径达到15km。PRACH序列包括0.1ms的CP 150、0.8ms的信号和0.1ms的保护时间(GT)152。保护频带146包括13个RACH子载波，且保护频带148包括12个RACH子载波，同时前导码154包括839个RACH子载波。
下表1示出了PRACH的一个例子，其中每小区有64个序列。一个UL帧中还有多个分配资源用于PRACH。该分配的TF资源由PRACH配置索引0-63确定。
Figure GDA0001428886870000081
Figure GDA0001428886870000091
表1
在LTE的PRACH中，在序列选择中可能有多个考虑因素。序列由循环移位和根分开。码片时间整数倍的不同循环移位有0的相关性，不同根的序列有3.5％的相关性。此外，当小区中有高速用户时，可以选择限制集。
理想的做法是给彼此接近的UE分配相同的根和不同的循环移位。具有相同根的UE的最大数量基于信道弥散和定时精确度要求来确定。高速UE可以仅仅使用根的子集，因为一些根可能由于多普勒扩展而导致高相关。
要与网络同步的UE从池中随机选择PRACH序列，其中序列并不与特定UE相关联。功率控制和定时是基于测得的下行路径损耗和定时。进行PRACH检测时，小区使用相关性搜索这64个序列和其时延版本。当检测到序列时，从网络节点向UE发送确认信号。
在LTE PRACH中，有64个序列及其时延版本需要测试。进行重新连接时，存在通信和处理时延。因为序列不是该UE特定的，使用了附加的UE识别，并分配了C-RNTI。当发生冲突时，竞争解决也会时延重新连接过程。在一个实例中，在每个小区中的每个资源上最多可有64个UE建立连接。UE的数量可以更低，例如当有高聚合序列间干扰时，其可以是小区间干扰或小区内干扰，小区边缘UE的功率余量有限。
图4示出了网络160。UE 162、164和166分别具有网络节点(NN)集168、170和172。UE166可以连接到NN集172中的网络节点178、182和184。此外，UE164可以连接到NN集170中的网络节点180、182和178。且，UE 162可以连接到NN集168中的网络节点174、176和178。在一个示例中，UE 162与网络节点176进行下行(DL)和系统同步信令，并且与网络节点174进行上行接入请求信令。每个UE在其NN集中有多个节点。
在5G LTE网络中，有许多机会用于UE连接和识别。在UE周围有许多网络节点可以监听UE的前导码，从而降低检测的复杂度和开销，降低上行前导码序列的发送功率(例如更小的分组丢失(PL)、更短的信号往返(例如更近的网络节点)、较低的信道弥散(例如更集中的接收功率)，并有联合接收可选。此外，可能有更多的带宽可用。这可以使得用于唤醒和跟踪信令的总上行前导码开销更低，为上行前导信令提供了多个分配资源。此外，可以有更灵活的参数设置。UE可以通过例如类型、速度或位置进行分类，其中将不同的信令参数分配给不同的UE组。
在一个实施例中，使用TC促进“始终保持”(Always On)，用于UE的快速唤醒。通过使用跟踪序列，UE可以被检测。在实施例中，当不在活动状态时，UE进入待机模式而非空闲模式。当UE进入网络时，会保持连接和同步，因此随机接入过程仅在初始接入或跟踪失败或保活(keep alive)失败之后执行。每个UE在网络中接收唯一的ID。ID可以与地理区域相关联，例如在超小区中，可在UE离开该区域时更改。ID映射到接入信道中的某个序列或资源。UE使用该序列发起缓冲状态报告(BSR)、保活信令和同步完善(synchronizationrefinement)。
跟踪信道用于跟踪UE的位置及其协调多点(CoMP)集，以在网络中为该UE保活。跟踪信道可以包括特定于UE的序列和特定于组的TF资源。此外，对于固定的或游牧的UE，跟踪信道可以包括位置特定的检测节点集。在相同的超小区中或两个相邻超小区的边缘附近的UE在至少一个成分上有不同，以被网络唯一地检测。例如，可以使用相同的时频资源集和不同的循环移位和根来得到低开销。UE可以从待机模式转换到活动模式，并且可以按需变为活动状态。UE的激活频率可取决于流量类型和UE组。UE跟踪序列可以周期性或伪周期性地激活并使用，以为UE保活并保持跟踪。移动UE序列可以比传感器或游牧UE更频繁地被激活以保持跟踪。对于具有定期更新数据，例如温度计，的传感器，可以以与数据更新相同的频率和时间来激活UE。
网络可以划分成可以重叠的超小区。在每个超小区中，为TC分配频率和时间上的多个资源，其中根据预期的接入负载和可用带宽来选择所分配的资源。资源可以分为多个组，其中为每个组提供可能序列的集合。该集合的大小和参数基于组中同时活动用户的预期数量、组中的待机用户数、网络的检测计算能力、组中序列的最大环路时延、目标丢失率和目标误报率来选择。接入信道可包括跟踪信道和初始接入信道。
在一个实施例使用中，有相对较短的定时提前。当节点密度较大且功率较低时，环路时延较低。在一些场景中，可消除定时提前。差分和不频繁的定时提前更新可用于已连接的低速用户。定时提前响应可以包括精益定时提前设置。例如，对于低速用户可以使用1位差分或自适应差分编码。在一个例子中，传感器和游牧用户的定时提前不更新。
可以选择池的大小和资源。池大小基于池中的用户总数、每个接入信道资源的预期活动UE的总数、最大合理计算复杂度、最大往返时延以及分配的TF资源的最大开销来确定。相同资源集中对最大序列数可能有限制。检测的复杂度与可能序列的数量线性成比例。当池中有更多的序列时，会出现更高的误报率。此外，每个资源允许的预期活动用户的最大数量也有限制，这可以是基于可接受的丢失和误报率。当时延不是采样时间的整数倍时，不同的根或循环移位之间存在非零相关。每个接入信道资源的预期活动UE的总数量影响着可接受的丢失和误报率。此外，由不同的PL和不完美的功率控制，存在远近效应。资源分配可以是基于组的数量，例如UE的数量除以最大UE池大小。每个组的资源可以由UE池大小乘以UE激活速率除以最大允许的预期活动UE来确定。
在LTE中，最小循环移位差受最大环路时延和信道弥散的限制。此外，可能有不同根之间的非零相关、时延非采样时间整数倍的不同循环移位之间的非零相关，还有不同的PL和不完美的功率控制导致的远近效应。在5G LTE中，可能有高检测复杂度，其与可能序列数线性成比例。此外，有不完美的上行功率控制(Power Control，缩写PC)的可能性。同时，5G网络的下行测量可能与PRACH功率控制无关。
当UE自待机状态请求上行和/或下行资源时，可以使用快速唤醒程序。UE在一个分配资源内启动其跟踪序列。然后，网络检测到该序列，并响应以适当的资源分配，用作缓冲区状态更新信令。当有丢失时，UE会应用定时退避，并以可能更高的功率重新传输序列。退避可为流量和服务质量(QoS)需求的函数。当多个丢失发生，例如连续四次丢失，UE使用初始接入前导码或序列进入重新同步状态。重新同步信令可以与初始接入过程相同。另选地，重新同步信令比初始接入过程短。
按周期性地或按需地，用接入信道序列更新UE的定时和功率控制。跟踪信道可用于为UE保活，用于上行唤醒，并跟踪UE的位置。UE可以周期性地或根据需要使用接入信道序列来更新自身的定时和功率控制。网络可以使用跟踪序列跟踪UE、更新UE特定的NN集以及为UE重新分配UE ID和/或UE类型。UE可以将跟踪信令和诸如计量表更新的用于低QoS报告的缓冲区状态更新合并。在上行唤醒过程中，UE可能会传送前导码或跟踪序列，以便在需要时开始上行。
图5示出了使用跟踪信道的消息图190。UE 192以消息196向网络节点194发送前导码序列、跟踪序列。
网络节点194检测到该跟踪序列，并基于该跟踪序列识别UE。与UE相关联的NN集更新。网络节点194以消息198中的跟踪响应来响应于UE 192。跟踪响应可以包括上行授权、TA细化更新和/或下行授权。可以基于UE类型或UE组来定制上行资源。当用联合寻呼和授权被使用时，可以采用下行授权。
UE 192的上行数据以消息199发送到网络节点194。BSR可以附加到上行数据。在一个例子中，BSR只是用来让信号保活，并不附加到上行数据中。
在另一跟踪程序中，UE周期性地或按需地使用接入信道序列来更新定时和功率控制。网络还可以使用此信息来跟踪UE的位置、更新UE特定的NN集和重新分配UE ID或类型。UE可以将跟踪信道信令和诸如计量表更新的用于低QoS报告的缓冲区状态更新合并。当经过一段时间却并没有成功跟踪信道信令，则网络可以认为UE没有连接。
可以使用或不使用GPS更新UE的NN集。如果没有准确的定位信息，则由在UE的NN集外的邻接网络节点通过检查接收到的序列功率和时延来发起NN集更新。通过预检测协作，邻接网络节点主动检测相邻网络节点覆盖区域内的序列。通过后检测协作，UE的NN集中的网络节点检测UE活动，并将该活动通知邻接网络节点，以使邻接网络节点能够跟踪接收功率和时延。可以对UE的NN集中的相对时延进行三角测量来执行定位，精确定位UE的位置。当NN集在UE移出超小区范围之前更新UE位置时，可以分配用于相邻超小区的新UE ID和序列。对于低速UE，UE在距原始子区足够远的位置和/或太靠近使用相同的跟踪序列和/或UE ID的子区域时，会重新分配新的UE ID和序列。
不同UE组可有不同对待。通过可移动性(固定的、低速的、高速的)和流量(例如可预测的低速率、高速率的流量、智能电话)将UE分组。各UE组可包括传感器、办公设备、体育场/露天游乐场和移动用户。传感器可能具有低数据速率，可能是固定的或游牧的，具有低传输功率，并且往往有规律性的可预测的开/关时间。传感器可能具有低功耗、窄带宽和长时间。办公设备可能是游牧的、具有高数据速率，并且频繁的活动和休眠时间。UE在特定地区，例如体育场馆和露天游乐场，可能具有低移动性，可能会在小范围内漫游。移动用户可能是高速UE，可能位于街道或高速公路上。高速UE可以分配宽的带宽、短的时间和高的循环时延差。
TC参数设置可以基于UE组。例如，不同的UE组有不同的TC设置，例如对于不同的UE组，序列长度、带宽、功率控制、更新频率、目标丢失率和目标误报率可以不同。另外，不同的UE组可有不同的序列更新标准。例如，跟踪序列更新可能是基于移动用户的位置，如可能离上次TC更新太远。
在一个示例中，多ID字段确定UE识别、序列一般参数和以UE为中心的跟踪序列。例如，2个位表示UE类型，其中00表示传感器，01表示低数据需求用户，10表示高数据需求UE，例如智能电话，11表示高速UE。UE位置区也具有2个位，其中00预留给高速UE，而01、10和11示出网络的三个不同区域，可以在不同地理位置共享相同的序列池。UE ID字段有16位。传感器可以使用所有16位，最多64,000个UE共享相同的序列池以保活和低使用率。移动用户有3位用于UE组，最多八组，有13位用于识别，最多8000个UE共享相同的池。允许用户总数为1,000,000。
图6示出了跟踪信道的网络240，其可包括超小区。超小区控制器242与超小区中的网络节点通信。例如，超小区控制器242与网络节点244和246通信，以为超小区内UE协调跟踪序列分配。
网络节点与UE进行通信。例如，网络节点244与UE 248和250通信，并且网络节点246与UE252和254通信。UE可以在超小区中的不同网络节点之间进行迁移。图中示出了2个网络节点和4个UE，但更多的网络节点和UE可以在网络中使用。
当UE初始进入网络时，例如网络240，并无初始分配序列。未附着的UE可以从为有关目的保留的序列子集中选择初始化序列。UE被识别，并传送初始定时提前信令。UE从网络节点请求UE ID，该节点将该响应转发给超小区控制器。然后，超小区控制器分配UE ID加跟踪序列，或者跟踪序列。超小区控制器将这些发送到网络节点，由后者转发到UE。
当UE连接到网络时，网络节点检测UE的跟踪序列。跟踪序列用于跟踪UE并使其在网络中保持保活状态。网络节点可以请求UE执行任务，如更新定时信息、执行网络更新或更新物理层序列。
在大区域，例如超小区中，有很多的UE和相对较少的跟踪序列，则跟踪序列在不同的地域或区域被重用。具有相同跟踪序列的UE可以基于位置区分。在超小区中，游牧用户和传感器的跟踪序列可以在不同的位置重用。游牧用户和传感器很少移动，即使移动也缓慢。它们的位置对网络而言是已知的，可以通过跟踪信道来维持。游牧用户和感测器的最优NN集重在稳定。在超小区内可采用子区域或相邻网络节点组。子区可能重叠。相邻子区域使用不同的资源集，例如不同的根。对于间距远、足以避免干扰的子区域，可以重用相同的序列集，例如来自同一根的序列。如此，缩短了序列检测的最大半径。同时，也减少了根相同时所需的最小循环移位，从而增加了总的序列池。计算的复杂性也可以通过减小最大半径来减小。高速用户可能不使用区域，而是可以使用自己特定的TF资源和/或序列。
图7示出了超小区覆盖区域202，划分为七个区域：区域204、206、208、210、212、214和216。编号相同的区域间距足够远，也就可以重用序列集。
图8示出了超小区的不同区域，例如超小区覆盖区域202中的区域208、216、206的，中用于TC的TF资源。一个区域可以包括用于多个组，例如UE组228、UE组230和高速UE组232，的TF资源。UE组228中的序列可以包括S1，0，S1，d，S1，2d…，S1，md，S2，0，….，Sn，md，UE组230中的序列可以包括Sn+1，0，Sn+1，d…，Sn+1，mdSn+2，0，….，Sn+1，md，并且高速UE组232中的序列可以包括Sn+l+1，0 Sn+l+1，d….Sn+l+1，md Sn+l+2，0，….，Sn+l+p，md。
可以通过使用联合节点检测、位置感知检测、时延感知检测和先验知识来降低计算复杂度。在联合节点检测中，网络节点的子集检测跟踪序列的存在，降低了丢失率和误报率。在位置感知检测中，仅在UE预期出现的附近检查UE的序列是否存在。位置感知检测可能不用于初始接入或高速用户。在时延感知检测中，对于低速连接和同步节点，接收信号的时延是已知的，并且NN集中的每个网络节点仅检查在一定范围内的时延。时延感知检测可能不用于初始接入或非常高速的用户，但可降低复杂度和误报率。当使用先验知识用于跟踪目的时，网络节点将在一段确定时间后预期有活动。这一先验知识可能不用于快速唤醒。在一个实施例中，给每个资源分配更少的可能序列，从而降低复杂性。通过仅分配一定数量的UE到每个资源，可以维持该复杂性，但以更长的唤醒时延作为代价。
在一个使用区域的实施例方法中，TC序列对低速度UE有多对一映射，因此UE在彼此附近的位置时，可以仅仅根据循环移位来进行区分。此外，根在区域内可重用较少，以避免邻近区域的UE相互混淆。
为了形成区域，UE按类型划分，例如分为传感器、低速设备和高速设备。然后，将限制集分配给高速UE。不同的序列和/或不同的TF时隙被分配给低速UE和传感器。低速UE得到较低的重用因子和更频繁的资源分配，而传感器则激进地重用资源。当低速UE移动至离原位置足够远、相比于规定的循环移位间距增加了时延时，可以重新分配一个新的跟踪序列。
分配区域可有助于增加循环移位，因为远离UE的网络节点不太可能分不清信号究竟是长时延信号(对于非常远的UE)还是另一个序列。分区促进了序列在超小区不同部分的重用。此外，分区也有利于低复杂度的联合接收，因为只有序列的子集被共享和检查。可以跟踪低移动性的UE，并根据需要更新序列。对于高移动性的UE，指定一组序列，称为限制集，并且UE仅当离开超小区时才获得新序列。此外，分区不会增加接收者可能容忍的显著干扰源的数量，并且不会增加类别中邻近区域同时发送TC的总数。
序列可以类似于LTE中使用的ZC序列。序列长度可以是839，或者更大的质数，例如1693。在快速低时延接入无缝切换OFDM(f-OFDM)的带宽的不同部署或不同部分中，TTI长度可有不同。序列的长度可能在时域上不同于频域。在LTE中，一个TTI可以划分为0.1ms用于CP、0.8ms的序列和0.1ms的GT。ZC序列的长度，结合TTI长度的序列部分，确定了序列的带宽。在一个例子中，使用了LTE中PRACH的ZC序列。
在另一个例子中，使用了长度为997的ZC序列，占6个RB，TTI为1ms，具有20μs的CP和55μs的GT。这可能对其中信道时延扩展小于20μ的系统是有用的，并且距节点的最大距离不超过6km。这个例子与LTE的PRACH有相似的载波间隔。
在附加的例子中，所用序列长度为1693，占6个RB，TTI为2ms，有40μs的CP和110μs的GT。这对于其中信道的时延扩展小于40μs且距离节点的最大距离小于12km的系统可能是有用的。载波间隔几乎是LTE中PRACH的一半。
在另一个例子中，所用ZC序列长度为839，占12个RB，TTI为0.5ms，有40μs的CP和50μs的GT。这在信道时延扩展小于50μ且节点最大距离小于15km的系统中会是有用的。载波间距几乎是LTE中PRACH的载波间距的两倍。较大的载波间隔对于高速UE会是有用的。
对全室内使用的系统，以及对室内微微小区，序列的长度、CP长度和GT的长度可能会小得多。
一个系统可以向网络分配多个资源，在ZC序列长度、带宽和帧频率方面使用相同或不同参数。在每个分配的资源中，某一组或多组UE被分配有不同的唤醒率和可接受的丢失率和误报率。根据UE分布和设计参数，根和移位组合的一部分被分配给资源池。在超小区中，可以分配多个资源，并且可以根据分配的资源划分UE，同时保持每个组的丢失率和误报率。
图9示出了分配TC资源的一个实施例方法的流程图300。初始地，在步骤302中，UE被划分为UE组。UE可以根据速度、数据类型或其他因素分组。例如，UE可分为三组：低速UE、高速UE和传感器。TC资源供UE用于跟踪信道、接入信道和微调定时和功率。还有初始接入组，其中从一个小池中选择一个随机序列，供网络用于粗略的定时调整。
接下来，在步骤304中，将资源分配给每个UE组。资源可以包括时频资源和周期，例如长度和带宽。在一个示例中，不同的UE组在时频资源上有重叠。另选地，不同的组使用完全正交的资源。
在步骤306中，UE向网络发送资源。在每个资源中，组中的一些UE发送序列。UE可以以可预测的方式发送跟踪序列。另选地，UE随机地发送跟踪序列。
在一个例子中，在一个超小区中有10,000个传感器，每个传感器有每秒一次的唤醒率。对于每个长度为10ms的帧，平均有100个活动传感器。当各传感器的资源是唯一的时，每个资源允许的活动序列的平均数目是每帧50个，其中有两个让传感器发送序列的机会。这两个资源集每5ms分配一次。在一个示例中，传感器被分成两组各5000个传感器，其中每组使用这里一个资源集。在这个例子中，RACH机会前的最大等待是10ms。每个资源的复杂度低，并且在根相同和循环移位接近的传感器序列之间有混淆概率较低。在另一个例子中，10,000个唯一的序列被分配给所有传感器，且各传感器选择其中任何资源。平均而言，每个资源有相同数量的活动序列，并且更复杂，混淆的可能性更大。然而，下一个RACH机会的等待时间最多5ms。固定的UE，如传感器，只能使用跟踪来保活。
对于低速的UE，网络知道UE的大致位置。在一个例子中，低速UE以小于36公里时速行进，且每100ms只移动1米。超小区被划分为多个子区域。在一个子区域中，低速UE接受来自ZC序列的一些根的序列，在相邻的子区域中使用不同的根集。足够远的子区域可以重用相同的序列子集。UE移动远离其原始子区域会获得新的序列。在一个有100,000个用户的例子中，例如在一个体育场里，平均每秒钟唤醒一次，每个10ms的帧有1000个活动用户。当每个网络节点可潜在看到总用户的1/4、并且可以在为其目标UE提供目标检测标准的同时管理和区分其附近最多25个同步干扰时，每个网络节点会观察到250个活动干扰。可以使用十个不同的资源来容纳每个网络节点的干扰目标，每组共有10,000个用户。当每个资源允许的序列总数为4000时，每个序列在体育场中重用三次。因此，体育场被划分为多个区域，其中同一个序列每个资源在三个不同的区域中重用三次。
高速UE接受大区域中，例如整个超小区中，唯一的序列，并在离开超小区时获得新序列。对于高速UE，可以缩小潜在序列的集合，以避免高多普勒频移的影响。
在单节点检测中，UE附近具有最高估计路径损耗的网络节点尝试检测序列。可以执行节点切换，将这项职责传递到另一个节点。网络节点具有对于每个连接的UE的预期接收功率的估计知识。UE已经对该网络节点进行了时间调整。只补偿由UE移动和同步漂移引起的剩余定时抖动。
图10示出了可由网络节点执行的单节点检测的一个实施例方法的流程图310。初始地，在步骤312中，网络节点估计UE的接收功率和时延范围。
接下来，在步骤314中，网络节点在估计范围内评估接收到的信号与UE跟踪序列的时延版本的相关性。网络节点确定具有最高相关性的检测指标。当检测指标超过阈值时，序列被标记为已检测到的。另一方面，当检测指标小于或等于阈值时，序列被标记为未检测到的。
在联合检测中，UE附近最高估计路径损耗在阈值内的网络节点试图检测跟踪序列。当UE移动时，可以从集合中添加或移除节点。网络节点具有对每个连接的UE的接收功率的估计知识。UE已经被时间调整到其中一个节点，并且只补偿由UE运动引起的剩余定时抖动、对不同节点的传播时延和同步漂移。
图11示出了可以由网络节点执行的联合检测的一个实施例方法的流程图320。初始地，在步骤322中，执行联合检测的网络节点估计UE的接收功率和时延范围。这是由多个网络节点执行的。
接下来，在步骤324中，网络节点在估计范围内评估接收到的信号与UE序列的时延版本的相关性。网络节点将最高的相关性分配为检测指标。
在步骤326中，网络节点将指标以加权方式组合，与每个节点的接收功率成比例。当检测指标超过阈值时，序列被标记为检测到的。另一方面，当检测指标小于或等于阈值时，序列被标记为未检测到的。
可以执行组跟踪，其中多个UE共享跟踪信道。例如，同一车辆上的UE可以共享跟踪信道。同一组中的UE可以共享跟踪信道，其中主节点报告一个跟踪信道，并为共享该跟踪信道的所有UE更新缓冲区状态。一个虚拟UE(dummy UE)可以更新其附近UE的位置和缓冲状态，这可以避免跟踪开销。
未连接到网络或连续接入失败或跟踪更新失败的初始接入UE尝试加入网络。初始接入用户使用一个小的序列集。不同的UE类型可具有不同的初始接入池。对于初始接入序列，初始接入序列的最小循环移位差大于连接序列的最小循环移位差，这是因为UE尚未完全同步。在初始接入跟踪之后，接着的是详细响应。在成功认证时，UE接收其UE ID。覆盖超小区整个覆盖区域的部分或全部网络节点会监听这些发出的TC。
在一个实施例中，已经连接的UE知道其UE ID，将其用于确定可用于唤醒或保活信令的序列有哪个或哪些。在一个实施例中，UE已经具有UE ID和网络，一旦给定正确检测到的前导码序列，即可立即开始与UE的通信。
跟踪响应以最少的内容确认接收序列。在一些示例中，该跟踪响应包括更详细的信息，例如定时调整或功率控制。一个实施例可以具有两种不同类型的响应，即简化响应和详细响应。简化响应只包含每个响应所必需的信息，而详细的响应包含响应中定义的所有可能信息。
功率控制可以基于跟踪信道来执行。功率控制可以是开环控制，也可以是闭环控制。在开环功率控制中，每个UE从一定的功率开始。当发生故障或丢失时，如果有额外的可用功率余量，UE将增强其下一次传输的功率。在闭环功率控制中，UE在详细的跟踪响应中接收功率控制指示。如有丢失，当有额外的功率余量时，提升重新传输的功率。
图12示出了一个跟踪信道分配的实施例方法的流程图330。该方法可以由诸如网络节点或超小区控制器之类的设备执行。初始地，在步骤332中，设备接收到消息，可以包括关于UE的信息。在一个示例中，网络节点从UE接收消息。在另一个示例中，超链接控制器从网络节点接收消息。在这种情况下，网络节点已经接收到了来自UE的消息中包含的信息。
接下来，在步骤334中，该设备基于消息来确定UE组。UE组可包括传感器、缓慢移动的UE或快速移动的UE。在一个示例中，UE组可以包括可能停留在特定区域，例如体育场或露天游乐场的UE。UE组可以根据设备类型、移动性、数据或其他因素来决定。
然后，在步骤336中，该设备基于步骤332中接收的消息确定UE的跟踪序列。跟踪序列可以基于在步骤334中确定的组来确定。在一个示例中，基于UE的速度来确定跟踪序列。跟踪序列可以在超小区内被重用。例如，跟踪序列可被位于不同的，例如在超小区中的非邻接区域中的，多个静止或慢速移动的UE使用。UE可以是静止的、缓慢移动的或快速移动的。跟踪序列可以用Zadoff Chu序列参数，例如Zadof fChu质数，来确定。在一个示例中，基于消息确定跟踪序列池的大小，例如基于UE组。可以为跟踪序列分配时频资源。在确定跟踪序列时，可以确定可接受的丢失率和/或可接受的误报率，例如基于UE组。在一个示例中，步骤336由网络节点执行，网络节点向超小区控制器发送消息，可包括步骤332中接收的信息。作为响应，网络节点从超小区控制器接收跟踪序列。还可以在步骤336中确定用于UE的UE ID。此外，在步骤336中可以确定传输机会，例如时频资源和周期。
在步骤338中，该设备发送跟踪序列。该设备还可以发送UE ID和/或UE组。在一个示例中，网络节点向UE发送跟踪序列。在另一个例子中，超小区控制器将消息发送到网络节点，该网络节点将跟踪信道转发给UE。
图13示出了使用跟踪信道的实施例方法的流程图340。初始地，在步骤342中，网络节点从UE接收跟踪序列，例如在跟踪信道上接收。跟踪序列可以基于分配的传输机会发送。在一个示例中，周期性地发送跟踪序列。周期性传输的周期可能取决于UE的速度。另选地，跟踪序列按需发送。在一个示例中，跟踪信道由多个UE共享。在另一个实施例中，不是网络节点就是UE来获得UE的特征，并根据UE的特性设置用于发送跟踪序列的周期。UE的特征可以是速度、数据率、订阅类型等中的一个或多个。
接下来，在步骤344中，网络节点基于跟踪序列识别UE。网络节点可以使用其他因素，如时延、UE的位置或先验知识来识别UE。可以使用GPS或使用三角测量确定UE的位置。在一个示例中，执行单节点检测。另选地，使用超小区中的多个节点执行联合检测。
在步骤346中，网络节点更新UE的跟踪信息。例如，可以更新UE的位置、定时提前调整或UE的功率控制。
最后，在步骤348中，节点向UE发送传输响应。传输响应可以包括上行授权或下行授权。
图14示出了由UE执行的用于分配和使用跟踪信道的实施例方法的流程图350。初始地，在步骤352中，UE向网络节点发送跟踪序列请求。跟踪序列请求可以包括UE的初始接入序列或初始ID。跟踪序列可以基于分配的传输机会发送。在一个示例中，周期性地发送跟踪序列。周期性传输的周期可能取决于UE的速度。另选地，跟踪序列按需发送。
在步骤354中，响应于跟踪序列请求，UE从网络节点接收跟踪序列。UE也可以接收UE ID和/或UE组ID。
在步骤356中，UE发送跟踪序列。跟踪序列可以传输到同一个网络节点、不同的网络节点或多个网络节点。跟踪序列与UE和网络或超小区相关联，而不是特定的网络节点。
然后，在步骤358中，UE确定其是否在预定时间周期内接收到跟踪响应。当UE接收到跟踪响应时，就从待机模式转换为活动模式，并进入步骤364以与网络节点通信。当UE未接收到跟踪响应时，则进入步骤360。
在步骤360中，UE确定它是否达到了丢失阈值。例如，丢失阈值可能是连续四次丢失。当UE还没有达到阈值时，就进入到步骤356以再次发送跟踪序列。另一方面，当UE到达阈值时，则进入步骤362。
在步骤362中，UE执行接入过程。在一个示例中，接入过程与完全未连接的UE的初始接入过程相同。在另一个示例中，接入过程是初始接入过程的一种缩减形式。
在步骤364中，UE与网络节点通信。UE发送和/或接收数据。
在步骤366中，UE改换网络节点。UE可以改换到超小区中的另一个网络节点，并保留其跟踪序列和UE ID。当UE改换超小区或在超小区中移动足够远时，可以获得新的跟踪序列和/或UE ID。
图15-16通过显示用于模拟的活动和不活动序列的检测指标的累积密度函数(CDF)，示出了一些性能图。图15示出了CDF的图形260，其中带有附加的白高斯噪音(AWGN)，有2000个UE，其中包括80个活动的UE。曲线262示出活动联合检测的CDF，曲线264示出非活动联合检测的CDF，曲线266示出非活动单检测CDF，曲线268示出活动单检测CDF。直线270示出单检测的检测阈值，直线272示出联合检测的检测阈值。
图16示出了具有平坦瑞利衰落的2000个UE的CDF图形280，其中包括80个活动的UE。曲线282示出活动联合检测，曲线284示出非活动的联合检测，曲线286示出非活动单检测，并且曲线288示出活动单检测。直线290示出用于单检测的检测阀值，并且直线292示出用于联合检测的检测阀值。对于非活动用户，误报指标大于阈值，而对于活动用户，丢失量小于阈值。联合节点接收和单节点检测有不同的最优阈值。联合检测有更陡的CDF和更低的误报率丢失率。优化阈值基于信道类型、UE数目和活动率。
活动序列的数量对跟踪信道有几个影响。较大量的活动序列增加了相同检测阈值下的误报率。活动序列数对丢失率的影响不大。在AWGN信道中进行单TP检测，如活动UE为300个，则丢失率和误报率可能小于10％。通过联合检测，活动序列数目可达500多个UE，出错率小于10％。
序列池的大小也会影响性能。当活动序列数目不变时，增大池的大小不影响活动序列接收的CDF。池的大小对活动序列的CDF的影响可以忽略不计。误报的几率不变，但误报数量呈线性增加，这是因为有更多的UE被检查。当有1％的误报率和10,000的序列池大小，就会导致100个误报。当以较高的丢失率为代价来分配更多的序列以控制误报率时，可以使用高阈值。
系统性能可以由信道和活动用户的数量来决定。由于瑞利衰落，单点检测性能差，因为衰落使丢失率高。在AWGN信道和视线(LoS)信道下，有大量活动用户时的性能是可以接受的。当潜在的UE相对较少的时候，BW的大小几乎没有影响。
一个实施例UE为中心的跟踪信道是基于UE类型的。跟踪资源的配置基于UE类型、移动性、时延要求、检测错误的概率和其他因素。在一个实施例中，多个未必唯一的序列可被解析。序列、资源以及检测的唯一组合可以涉及对不同UE的TP集分配。可以使用UE分类对某些类型的UE进行序列重用，可由用户位置或TP集进行区分。UE定位可以使用序列检测。在一个实施例中，基于UE和网络知识，减少了联合检测和复杂性。在联合检测中，有关于UE位置的一些知识，这些知识被用于在预期UE将要出现的位置检测特定的UE。
在一个实施例中，UE ID，如专用连接身份标识符(DCID)，是UE在超小区内作为标识符接收的ID。在一个例子中，DCID长为20位，并包括多个字段。这些字段可以包括UE类型、区域、位置信息和/或ID。跟踪可以包括特定于用户的参数，包括循环移位(CS)和根(R)。该网络维护所有可能的DCID和所有可能的跟踪ZC序列的映射。每个DCID可以被分配一对CS/R值。检测到序列后，网络确定CS和R值，并将之映射到UE的DCID。DCID到CS/R的映射可以是隐式或显式的。在隐式映射中，网络和UE都知道如何从DCID中派生CS和R，故而信令可只包括DCID。在显式映射中，可用附加信令将CS/R分配通知UE。UE的CS/R可以在不改变UE的DCID的情况下改变。相反，可改变UE的DCID而不改变UE的CS/R。
在UE发送跟踪序列之后，网络可以响应，指示跟踪序列是正确的。在隐式映射中，UE可能不发送响应。当网络在一段时间周期内没有接收到有效跟踪时，可以开始一个过程，例如寻呼，以重置用户的状态并重新跟踪该UE。只要未接收这样的过程，UE即可知道跟踪成功。在显式映射中，可以通过网络向UE发送短响应或长响应。显式的短响应可以包括诸如确认和/或指令之类的信息，例如定时提前微调。一个显式的细化响应可包括多种多样的指示，例如粗略时间提前协调、缓存器状态报告、精益寻呼、短包数据传输-和/或再验证。
图17示出了用于执行本文所述方法的处理系统600实施例的一方框图，其可安装在主机设备上。如图所示，处理系统600包含处理器604、存储器606和接口610-614，其可以按照(也可不按照)图17所示进行布置。处理器604可以是任意适用于执行计算和/或其他与处理有关的任务的组件或组件的集合，而存储器606可以是任意适用于存储程序和/或指令以由处理器604执行的组件或组件的集合。在一个实施例中，存储器606包含非暂时性计算机可读介质。接口610、612和614可以是任意允许处理系统600与其他装置/组件和/或用户进行通信的组件或组件的集合。例如，接口610、612、614中的一个或多个可以适应于从处理器604到安装在主机装置和/或远程装置上的应用程序的数据、控制或管理消息的通信。又例如，接口610、612、614中的一个或多个可以适应于让用户或用户装置(例如个人计算机(PC)等)与处理系统600交互/通信。处理系统600可以包括未出现在图17中的附加组件，例如长期存储(如非易失性的存储器等)。
在一些实施例中，处理系统600包含在网络装置中，而所述网络装置可以接入电信网络或属于电信网络的一部分。在一个实例中，处理系统600是无线或有线电信网络中网络侧的装置，例如基站、中继站、调度器、控制器、网关、路由器、应用服务器或该电信网络中其他的装置。在其他实施例中，处理系统600是接入无线或有线电信网络的用户侧装置，例如移动台、用户装置(UE)、个人计算机(PC)、平板电脑、可穿戴的通信装置(如智能手表等)或其他任何适用于接入电信网络的装置。
在一些实施例中，接口610、612、614中的一个或多个将处理系统600连接到适用于通过电信网络发射和接收信令的收发器。图18示出了适用于通过电信网络发射和接收信令的收发器700的示意图。收发器700可安装在主机装置上。如图所示，收发器700包括网络侧接口702、偶联器704、发射器706、接收器708、信号处理器710和装置侧接口712。网络侧接口702可以包含任意适应于通过无线或有线电信网络发射或接收信令的组件或组件的集合。偶联器704可以包含任意适应于促进通过网络侧接口702进行双向通信的组件或组件的集合。发射器706可以包含任意适应于将基带信号转换为适合通过网络侧接口702进行传输的调制载波信号的组件或组件的集合(如上变频器、功率放大器等)。接收器708可以包含任意适应于将通过网络侧接口702所收到的载波信号转换为基带信号的组件或组件的集合(如下变频器、低噪声放大器等)。信号处理器710可以包含任意适应于将基带信号转换为适合通过装置侧接口712进行通信的数字信号(或反之)的组件或组件的集合。装置侧接口712可以包含任意适应于让数字信号在信号处理器710与主机装置(如处理系统600、局域网(LAN)端口等)中的组件之间进行通信的组件或组件的集合。
收发器700可以通过任意类型的通信媒介发射和接收信令。在一些实施例中，收发器700通过无线媒介发射和接收信令。例如，收发器700可以是无线收发器，其适应于依照无线通信协议进行通信，例如蜂窝网协议(如长期演进(LTE)等)、无线局域网(WLAN)协议(如Wi-Fi等)或其他任意类型的无线协议(如蓝牙、近场通讯(NFC)等)。在此类实施例中，网络侧接口702包括一个或多个天线/辐射元件。例如，网络侧接口702可以包含单个天线、多个单独的天线或配置为用于多层级通信(如单输入多输出(SIMO)、多输入单输出(MISO)、多输入多输出(MIMO)等)的多天线阵列。在其他实施例中，收发器700通过有线媒介(如双绞电缆、同轴电缆、光纤等)发射和接收信令。具体的处理系统和/或收发器可能利用所示的所有组件，也可能仅包括其中的一部分组件，且不同装置的集成度可以不同。
虽然本公开提供了若干个实施例，但应当理解的是，本文所公开的系统和方法还可以采用其他多种具体形式实现，并不会偏离本公开的精神或范围。本文的示例应被视为说明性的而非限制性的，其目的并不局限于本文所给细节之内。例如，各种元素或组件可以组合或集成到另一个系统中，某些特征可以省略或不实施。
不仅如此，在各种实施例中分散或单独描述和示出的技术、系统、子系统和方法等，也可以组合或者集成到其他系统、模块、技术或方法中，并不会偏离本公开的范围。作为彼此耦合或直接耦合或通信的项目而示出或讨论的，也可以通过一些接口、设备或中间组件间接地耦合或通信，无论是电气的、机械的还是其他性质的耦合或通信。本领域技术人员在不脱离本文公开的精神和范围的情况下，可确定其他更改、替换和改装的示例。

Claims (32)

1.一种用于跟踪信道的方法，包括：
用户设备UE从网络中的网络节点接收UE特定跟踪序列和分配的传输机会；
当不在活动状态时，所述UE进入待机模式而非空闲模式；以及
所述UE在所述待机模式下根据所述分配的传输机会，向所述网络发送所述UE特定跟踪序列。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括在发送所述UE特定跟踪序列之后，所述UE从所述网络接收跟踪响应。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述跟踪响应包括时间提前调谐信息、缓冲状态报告、精益寻呼、短分组数据传输以及重新认证信息中至少之一。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述UE特定跟踪序列与所述网络节点无关联。
5.根据权利要求1所述的方法，其中发送所述UE特定跟踪序列包括周期性地、按需地或者按二者组合地发送所述UE特定跟踪序列。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括：
获得所述UE的特性；以及
基于所述UE的特性，设置用于发送所述UE特定跟踪序列的周期。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述UE的特性是速度、数据率或者订阅类型。
8.根据权利要求5所述的方法，还包括所述UE从所述网络节点接收用于发送所述UE特定跟踪序列的周期。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述分配的传输机会包括时频资源或者发送所述UE特定跟踪序列的周期。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述分配的传输机会包括用于发送所述UE特定跟踪序列的周期。
11.根据权利要求1所述的方法，其中接收所述UE特定跟踪序列和分配的传输机会包括所述UE从所述网络节点接收UE身份标识符ID。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述UE ID包括UE类型、区域、位置信息和标识符中的至少一个。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述UE与超小区相关联。
14.根据权利要求1所述的方法，还包括在接收所述UE特定跟踪序列之前，所述UE向所述网络节点发送初始接入序列。
15.一种用于跟踪信道的方法，包括：
网络中的网络节点向用户设备UE发送UE特定跟踪序列和分配的传输机会；以及
所述网络根据所述分配的传输机会，从在待机模式下的所述UE接收所述UE特定跟踪序列：
其中，当不在活动状态时，所述UE进入所述待机模式而非空闲模式。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括
第一网络节点根据从所述UE接收的所述UE特定跟踪序列检测所述UE，以产生UE检测状态；以及
所述第一网络节点根据所述UE检测状态向所述UE发送传输响应。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述传输响应包括所述UE的保活状态、缓冲状态更新以及定时提前更新中至少之一。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述定时提前更新是精益定时提前更新。
19.根据权利要求16所述的方法，其中所述检测所述UE包括与第二网络节点联合检测所述UE。
20.根据权利要求15所述的方法，其中所述发送UE特定跟踪序列和分配的传输机会包括发送UE身份标识符ID。
21.根据权利要求20所述的方法，还包括：
确定循环移位；
确定根；以及
将所述循环移位和所述根映射到所述UE ID。
22.根据权利要求21所述的方法，其中将所述循环移位和所述根映射到所述UE ID包括执行隐式映射。
23.根据权利要求21所述的方法，其中将所述循环移位和所述根映射到所述UE ID包括执行显式映射。
24.根据权利要求20所述的方法，其中所述UE ID包括UE类型、区域、位置信息和标识符中至少之一。
25.一种用于跟踪信道的方法，包括：
为第一用户设备UE选择UE特定跟踪序列；
为所述第一UE选择分配的传输机会；以及
网络节点向在待机模式下的所述第一UE发送所述UE特定跟踪序列和所述分配的传输机会：
其中，当不在活动状态时，所述第一UE进入所述待机模式而非空闲模式。
26.根据权利要求25所述的方法，其中所述UE特定跟踪序列与所述网络节点无关联。
27.根据权利要求25所述的方法，其中所述分配的传输机会包括时频资源。
28.根据权利要求25所述的方法，还包括：
选择UE身份标识符ID；以及
所述网络节点向所述第一UE发送所述UE ID。
29.根据权利要求25所述的方法，还包括为第二UE选择UE特定跟踪序列，其中所述第一UE和所述第二UE在超小区中。
30.根据权利要求25所述的方法，还包括：
所述网络节点从所述第一UE接收包含所述第一UE有关信息的消息；以及
根据所述信息，确定所述第一UE的UE组。
31.根据权利要求30所述的方法，其中选择所述UE特定跟踪序列包括根据所述第一UE的所述UE组选择所述UE特定跟踪序列。
32.一种用户设备UE，包括：
处理器；以及
非暂时性计算机可读存储介质，其上存储有由处理器执行的程序，所述程序包括指令用于：
从网络中的网络节点接收UE特定跟踪序列和分配的传输机会；
当所述UE不在活动状态时，使得所述UE进入待机模式而非空闲模式；以及
当所述UE在所述待机模式下时，根据所述分配的传输机会，向所述网络发送所述UE特定跟踪序列。
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