Support RACH-less EDT in IoT ntn

Abstract

In the NB-IoT NTN deployment, the coverage area can be as large as hundreds of thousand square kilometers. In such huge geography area, the number of IoT devices that need to access the satellite will be massive. In another hand, the UL capability of NB-IoT is severely suppressed by large repetition number due to the limited link budget. To enlarge the uplink system capacity, RACH-less Early Data Transmission (EDT) is proposed as a 3GPP Release 19 IoT NTN work item. The legacy EDT is to transmit the user data on the Msg3 of the random access. The RACH-less EDT refers to an EDT transmission without Msg1 and Random Access Response (i.e., RAR or Msg2). This invention comprises various methods of supporting RACH-less EDT such as conditions of initiating RACH-less EDT and the processes for RACH-less EDT.

Description

SUPPORT RACH-LESS EDT IN IOT NTNFIELD

[0001] This disclosure relates generally to wireless communications and, more particularly, to methods and apparatus for supporting for RACH-less Early Data Transmission (EDT) in IoT NTN.BACKGROUND

[0002] NB-IoT / eMTC was specified in 3GPP Rel-13 in the purpose of providing a new access system with low complexity and low throughput to address the requirements of cellular internet of things (IoT) . In 3GPP Rel-17, to enable IoT operation in remote areas with low / no cellular connectivity for many different industries, NB-IoT / eMTC support for Non-Terrestrial Networks (NTN) were studied and specified.

[0003] In the IoT NTN deployment, the coverage area can be as large as hundreds of thousand square kilometers. In such huge geography area, the number of IoT devices that need to access the satellite will be massive. In another hand, the UL capacity is severely suppressed by large repetition number due to the limited link budget. To enlarge the uplink system capacity, RACH-less Early Data Transmission (EDT) is proposed as a 3GPP Release 19 IoT NTN work item. The legacy EDT is to transmit the user data on the Msg3 of the random access. The RACH-less EDT refers to an EDT transmission without Msg1 and Random Access Response (i.e., RAR or Msg2) .SUMMARY

[0004] The following presents a simplified summary of one or more aspects in order to provide a basic understanding of such aspects. This summary is not an extensive overview of all contemplated aspects, and is intended to neither identify key or critical elements of all aspects nor delineate the scope of any or all aspects. Its sole purpose is to present some concepts of one or more aspects in a simplified form as a prelude to the more detailed description that is presented later.

[0005] Various aspects of the present disclosure relate to supporting for RACH-less EDT in IoT NTN. The concepts and methods can also apply to NR (new radio access technology, or 5G technology) , 6G or other radio access technology.

[0006] In an aspect of the disclosure, RACH-less EDT can support both the NB-IoT Control Plane CIoT EPS optimization (i.e., CP solution) and the NB-IoT User Plane CIoT EPS optimization (i.e., UP solution) . RACH-less EDT can support GSO and NGSO.

[0007] In an aspect of the disclosure, to cope with the removal of Msg1 and RAR, an accurate Timing Advance (TA) should be assigned to UE prior to RACH-less EDT as requested by the UE. UE should validate the TA every time UE initiate RACH-less EDT.

[0008] In an aspect of the disclosure, a new NPUSCH resource for RACH-less EDT in the system information.

[0009] In an aspect of the disclosure, a new type of RNTI: RACH-less EDT RNTI (RE-RNTI) to monitor Msg4. Similar to RA-RNTI, the formulation needs to be based on the NPUSCH resource.

[0010] In an aspect of the disclosure, The UE behaviors of initiating RACH-less EDT (namely MsgA) are specified. UE can send RRCEarlyDataRequest-NB message scrambled with RE-RNTI for NB-IoT CP solution. UE can send RRCConnectionResumeRequest (-NB) for NB-IoT UP solution or eMTC. UE monitors PDCCH identified by the RE-RNTI.

[0011] In an aspect of the disclosure, contention resolution is needed in the responding message of RACH-less EDT, namely MsgB. TA MAC is needed in MsgB. L2 ACK with MAC Control Element (MAC CE) only is an option. Alternatively, RRCEarlyDataComplete is optional when there is no DL data, for NB-IoT CP solution. For NB-IoT UP solution or eMTC, RRCConnectionRelease (-NB) is needed in the MsgB, downlink data is optional.

[0012] In an aspect of the disclosure, similar to legacy EDT, RACH-less EDT can fallback to legacy connection establishment.

[0013] In an aspect of the disclosure, to further improve UL system capacity, Orthogonal Cover Code (OCC) can be supported in MsgA for NB-IoT. One DL MAC PDU can contain multiple MsgBs for multiplexing UEs with different OCC.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0014] Figure. 1 is a diagram illustrating RACH-less EDT for NB-IOT CP solution.

[0015] Figure. 2 is a diagram illustrating RACH-less EDT for NB-IOT UP solution and eMTC.

[0016] Figure. 3 is a diagram illustrating RACH-less EDT fallback.

[0017] Figure. 4 is a diagram illustrating OCC RACH-less EDT.

[0018] Figure. 5 is a diagram illustrating MAC PDU structure of MsgB for OCC RACH-less EDT.DETAILED DESCRIPTION

[0019] The detailed description set forth below in connection with the appended drawings is intended as a description of various configurations and is not intended to represent the only  configurations in which the concepts described herein may be practiced. The detailed description includes specific details for the purpose of providing a thorough understanding of various concepts. However, it will be apparent to those skilled in the art that these concepts may be practiced without these specific details. In some instances, well known structures and components are shown in block diagram form in order to avoid obscuring such concepts.

[0020] Several aspects of telecommunication systems will now be presented with reference to various apparatus and methods. These apparatus and methods will be described in the following detailed description and illustrated in the accompanying drawings by various blocks, components, circuits, processes, algorithms, etc. (collectively referred to as “elements” ) . These elements may be implemented using electronic hardware, computer software, or any combination thereof. Whether such elements are implemented as hardware or software depends upon the particular application and design constraints imposed on the overall system.

[0021] The described invention operates in the context of 3GPP IoT NTN. The IoT system was specified in 3GPP Rel-13 in the purpose of provide new access system towards low complexity and low throughput to address the requirement of cellular internet of things (IoT) . IoT system is mainly divided into NB-IoT and eMTC, based on different system bandwidth and coverage. In 3GPP Rel-17, to enable IoT operation in remote areas with low / no cellular connectivity for many different industries, NB-IoT / eMTC support for Non-Terrestrial Networks (NTN) was studied and specified.

[0022] In the NB-IoT NTN deployment, the coverage area can be as large as hundreds of thousand square kilometers. In such huge geography area, the number of IoT devices that need to access the satellite will be massive. In another hand, the UL capacity of NB-IoT is severely suppressed by large repetition number due to the limited link budget. To enlarge the uplink system capacity, RACH-less Early Data Transmission (EDT) is proposed as a 3GPP Release 19 IoT NTN work item. The legacy EDT is to transmit the user data on the Msg3 of the random access. The RACH-less EDT refers to an EDT transmission without Msg1 and Random Access Response (i.e., RAR or Msg2) .

[0023] Alternative #1: RACH-less EDT can support both the NB-IoT Control Plane CIoT EPS optimization (i.e., CP solution) and the NB-IoT User Plane CIoT EPS optimization (i.e., UP solution) . RACH-less EDT can support GSO scenario and NGSO scenario. The cell can indicate enabling CP or UP RACH-less EDT in the system information and RRC dedicated signaling.

[0024] Alternative #2: To cope with the removal of Msg1 and RAR, an accurate Timing Advance (TA) should be assigned to UE prior to RACH-less EDT as requested by the UE. For example, network send the latest TA in the RRCConnectoinRelease (-NB) message. Alternatively, TA can be conveyed in the Timing Advance Command MAC CE. UE can request the TA by RRC  dedicated signaling, or MAC CE. Network should update the TA at the end of the RACH-less EDT every time. UE should validate the TA before initiation of RACH-less EDT. The validation condition can be based on time, RSRP, location, and cell changes. For example, if the time since last TA update exceeds a threshold, the TA is considered invalid. Or the RSPP value or variation exceeds a threshold since the last TA, the TA is considered invalid. Or location variation exceeds a threshold since the last TA, the TA is considered invalid. Or cell changes after the last TA, the TA is considered invalid. The threshold can be configured in the system information or RRC dedicated signaling. If the TA is not valid, UE cannot start a RACH-less EDT.

[0025] Alternative #3: To support RACH-less EDT, sets of NPUSH resources can be introduced in system information and RRC dedicated signaling. The NPUSH resources can be periodical. The NPUSCH resources can be divided into subsets, each one corresponds to a Coverage Enhanced (CE) level. UEs with a certain CE level can select the corresponding NPUSCH resource subset. Also, the NPUSCH resources can be evenly divided into subsets, UEs can select the NPUSCH resource subset based on the UE identity. For example, the NPUSCH resource index = UE Identity mod MAX_NPUSCH_SUBSET_NUM. Also, the NPUSCH resources can be categorized by Transport Block Size (TBS) , the UE can select NPSUCH resource subset based on the TBS of the UL data. The NPUSCH subset partition can be based on the time domain and frequency domain.

[0026] Alternative #4: To monitor the EDT responding message (i.e., MsgB) , UE and Network need a new type of RNTI: RACH-less EDT RNTI (RE-RNTI) . Similar to RA-RNTI, the formulation is based on the NPUSCH resource (e.g., the time domain index, the frequency domain index, the carrier index) . UE will monitor the MsgB on the PDCCH addressed by RE-RNTI.

[0027] Alternative #5: UE should update SIB31 (-NB) for the timing and frequency pre-compensation before RACH-less EDT transmission. UE select the NPUSCH resource for RACH-less EDT based on the CE level, UE Identity and TBS from system information or RRC dedicated signaling. UE triggers RACH-less EDT by send an RRCEarlyDataRequest (-NB) for NB-IoT CP solution, or RRCConnectionResumeRequest (-NB) for NB-IoT UP solution and eMTC. The UL data is included in the RRCEarlyDataRequest (-NB) for NB-IoT CP solution. For NB-IoT UP solution and eMTC the UL data is included in the MAC PDU as CCCH data. After sending the MsgA, UE starts contention resolution timer. UE should monitor the MsgB on PDCCH addressed by the RE-RNTI. Take figure 1 and figure 2 as examples.

[0028] Alternative #6: The contention resolution is needed as the RACH-less EDT is based on the contention. Hence, the Contention Resolution ID MAC CE is needed in the MsgB. The Timing Advance Command (TAC) MAC CE is also needed to update UE TA. For NB-IoT CP solution, if there is no DL data, the Contention Resolution ID MAC and TAC MAC CE is sufficient  for the MsgB. This is called L2 ACK. If there is a DL data, network should respond with RRCEarlyDataComplete (-NB) comprising a DL data. This is called L3 ACK. For NB-IoT UP solution and eMTC, network should respond with RRCConnectionRelease comprising release cause, resume ID and NCC. The DL data is optional as CCCH data in the MsgB MAC PDU. Take figure 1 and figure 2 as examples.

[0029] Alternative #7: Similar to legacy EDT, RACH-less EDT can fallback to legacy RRC connection establishment. Network send RRCConnectionSetup (-NB) to trigger RACH-less EDT fallback. UE in RRC connected mode needs a C-RNTI. Network should provide a new C-RNTI to the UE in the MsgB. The C-RNTI can be conveyed by a C-RNTI MAC CE in the MAC PDU, or a Rel-19 Contention Resolution MAC CE, which includes a C-RNTI or a offset to the RE-RNTI. The C-RNTI can also be conveyed by RRC dedicated signaling. UE should respond with RRCConnectionComplete (-NB) and enter RRC connected mode. Take figure 3 as an example.

[0030] Alternative #8: In order to further improve UL system capacity, Orthogonal Cover Code (OCC) can be used to multiplexing UEs on the RACH-less NPUSCH resource for NB-IoT. UEs randomly select OCC sequence and send the MsgA on the same RACH-less NPUSCH resource overlaying different OCC sequences. UEs on the same RACH-less NPUSCH resource and different OCC sequence monitor PDCCH for MsgB addressed by same RE-RNTI. The Msg4 can include contention resolution ID MAC CE, CCCH data, TAC MAC CE for multiple OCC UEs monitoring the same RE-RNTI. Take figure 4 and figure 5 as examples.

[0031] Various functions in accordance with one or more embodiments or examples described herein can be performed by an exemplary apparatus. For example, the apparatus can be used to implement functions of UEs or BSs in various embodiments and examples described herein. The apparatus can include a general purpose processor or specially designed circuits to implement various functions, components, or processes described herein in various embodiments. The apparatus can include a processing circuitry, a memory, and a radio frequency (RF) module. In various examples, the processing circuitry can include circuitry configured to perform the functions and processes described herein in combination with software or without software. In some other examples, the processing circuitry can be a central processing unit (CPU) configured to execute program instructions to perform various functions and processes described herein. Accordingly, the memory can be configured to store program instructions. The processing circuitry, when executing the program instructions, can perform the functions and processes. The memory can further store other programs or data, such as operating systems, application programs, and the like.

[0032] While aspects of the present disclosure have been described in conjunction with the specific embodiments thereof that are proposed as examples, alternatives, modifications, and  variations to the examples may be made. Accordingly, embodiments as set forth herein are intended to be illustrative and not limiting. There are changes that may be made without departing from the scope of the claims set forth below.

Claims

1.A method of wireless communication comprising: Methods of supporting RACH-less EDT in IoT NTN.2.The method of Claim 1, wherein methods of supporting RACH-less EDT includes: RACH-less EDT can support both the NB-IoT Control Plane CIoT EPS optimization (i.e., CP solution) and the NB-IoT User Plane CIoT EPS optimization (i.e., UP solution) , RACH-less EDT can support GSO scenario and NGSO scenario.3.The method of Claim 1, wherein methods of supporting RACH-less EDT includes: An accurate Timing Advance (TA) should be assigned to UE prior to RACH-less EDT as requested by the UE, network should update the TA at the end of the RACH-less EDT every time, UE should validate the TA before initiation of RACH-less EDT, the validation condition can be based on time, RSRP, location, and cell changes, if the TA is not valid, UE cannot start a RACH-less EDT.4.The method of Claim 1, wherein methods of supporting RACH-less EDT includes: sets of NPUSH resources can be introduced in system information and RRC dedicated signaling, The NPUSCH resources can be categorized by CE level, UE identity, TBS of UL data, the NPUSCH subset partition can be based on the time domain and frequency domain.5.The method of Claim 1, wherein methods of supporting RACH-less EDT includes: A new type of RNTI: RACH-less EDT RNTI (RE-RNTI) , the formulation is based on the NPUSCH resource, UE will monitor the MsgB on the PDCCH addressed by RE-RNTI.6.The method of Claim 1, wherein methods of supporting RACH-less EDT includes: UE should update SIB31 (-NB) for the timing and frequency pre-compensation before RACH-less EDT transmission, UE select the NPUSCH resource for RACH-less EDT based on the CE level, UE Identity and TBS from system information or RRC dedicated signaling, UE triggers RACH-less EDT by send an RRCEarlyDataRequest (-NB) for NB-IoT CP solution, or RRCConnectionResumeRequest (-NB) for NB-IoT UP solution and eMTC, After sending the MsgA, UE starts contention resolution timer, UE should monitor the MsgB on PDCCH addressed by the RE-RNTI.7.The method of Claim 1, wherein methods of supporting RACH-less EDT includes: The MsgB includes Contention Resolution ID MAC CE and TAC MAC CE, If there is a DL data, network should respond with RRCEarlyDataComplete (-NB) comprising a DL data, For NB-IoT UP solution and eMTC, network should respond with RRCConnectionRelease comprising release cause, resume ID and NCC, The DL data is optional as CCCH data in the MsgB MAC PDU.8.The method of Claim 1, wherein methods of supporting RACH-less EDT includes: RACH-less EDT can fallback to legacy RRC connection establishment, Network send  RRCConnectionSetup (-NB) to trigger RACH-less EDT fallback, Network should provide a new C-RNTI to the UE in the MsgB, UE should respond with RRCConnectionComplete (-NB) and enter RRC connected mode.9.The method of Claim 1, wherein methods of supporting RACH-less EDT includes: Orthogonal Cover Code (OCC) can be used to multiplexing UEs on the RACH-less NPUSCH resource for NB-IoT, UEs randomly select OCC sequence and send the MsgA on the same RACH-less NPUSCH resource overlaying different OCC sequences, UEs on the same RACH-less NPUSCH resource and different OCC sequence monitor PDCCH for MsgB addressed by same RE-RNTI, The Msg4 can include contention resolution ID MAC CE, CCCH data, TAC MAC CE for multiple OCC UEs monitoring the same RE-RNTI.

Images