Random access channel (RACH) procedure with contention resolution diversity slotted aloha protocol

Abstract

Disclosed are methods, systems, and computer-readable medium to perform operations including: selecting, from a resource pool, a first time and frequency resource for sending a first random access message replica of a random access message instance; selecting, from a resource pool, a second time and frequency resource for sending a second random access message replica of the random access message instance; and sending the random access message instance including the first replica on the first time and frequency resource and including the second replica on the second time and frequency resource.

Description

Random Access Channel (RACH) Procedure with Contention Resolution Diversity Slotted Aloha ProtocolTECHNICAL FIELD

[0001] This disclosure describes systems and processes for wireless communication. For example, the systems and processes can include operations for a user equipment to establish a connection to a base station in non-terrestrial networks or internet of things networks.BACKGROUND

[0002] Wireless communication networks provide integrated communication platforms and telecommunication services to wireless user devices. Example telecommunication services include telephony, data (e.g., voice, audio, and / or video data) , messaging, and / or other services. The wireless communication networks have wireless access nodes that exchange wireless signals with the wireless user devices using one or more wireless network protocols, such as protocols described in various telecommunication standards promulgated by the ETSI Third Generation Partnership Project (3GPP) . The wireless communication networks facilitate mobile broadband service using technologies such as orthogonal frequency-division multiple access (OFDMA) , multiple input multiple output (MIMO) , advanced channel coding, massive MIMO, beamforming, and / or other features.

[0003] Non-terrestrial networks (NTN) include networks or segments of networks that use either Uncrewed Aircraft Systems (UAS) operating typically between 8 and 50 kilometer altitudes, including High Altitude Platforms (HAPs) or satellites in different constellations to carry a transmission equipment relay node or a base station. Compared with base stations of terrestrial networks, satellites operate at high altitudes, and the relatively longer distances result in relatively longer latencies for transmissions between a user equipment (UE) and the base station (s) of the NTN. Cell sizes in NTNs are relatively larger than cell sizes in terrestrial networks, resulting in larger variations of propagation delays within a cell. Satellites can move with respect to the UE, causing Doppler shifts in transmissions. Atmospheric impacts can affect signal strength (such as the signal to noise ratio (SINR) , reference signal receive power (RSRP) , and so forth) .SUMMARY

[0004] In an aspect, systems and process for an enhanced random access channel procedure are configured for operations including selecting, from a resource pool, a first time and frequency resource for sending a first random access message replica of a random access message instance. The operations include selecting, from a resource pool, a second time and frequency resource for sending a second random access message replica of the random access message instance. The operations include sending the random access message instance including the first random access message replica on the first time and frequency resource and including the second random access message replica on the second time and frequency resource.

[0005] In some implementations, the first time and frequency resource and the second time and frequency resource are selected randomly from the resource pool. In some implementations, the first time and frequency resource is selected from a first subset of the resource pool, and wherein the second time and frequency resource is selected from a second subset of the resource pool, the first subset being different from the second subset.

[0006] In some implementations, the operations include receiving information specifying a number of replicas for each random access message instance. In some implementations, the operations include selecting the first time and frequency resource and the second time and frequency resource when the number of replicas is at least two. In some implementations, the information specifying the number of replicas for each random access message instance is included in radio resource control (RRC) information.

[0007] In some implementations, the operations include receiving information specifying a resource locations for the first random access message replica and the second random access message replica for the random access message instance. In some implementations, the operations include selecting the first time and frequency resource and the second time and frequency resource in accordance with the information specifying the resource locations. In some implementations, the information specifying the resource locations for the first random access message replica and the second random access message replica for the random access message instance is included in a medium access control (MAC) layer control element (CE) .

[0008] In some implementations, the operations include sending resource index information in the random access message instance, the resource index information indicating a first resource location for the first random access message replica in the random access message instance and the resource  index information indicating a second resource location for the second random access message replica in the random access message instance.

[0009] In some implementations, the resource index is ordered first in a frequency domain of the resource pool and second in a time domain of the resource pool. In some implementations, the resource index includes a frequency index for a frequency domain of the resource pool and a time index for a time domain of the resource pool. In some implementations, a Radio Network Temporary Identifier (RNTI) value indicates a value for the resource index.

[0010] In some implementations, the operations include detecting that a threshold number of random access message instances are conflicting. In some implementations, the operations include falling back to a single replica for the random access message instance by dropping the second random access message replica.

[0011] In some implementations, the operations include receiving information indicating a repetition level for the random access message instance. In some implementations, the operations include sending the random access message instance multiple times in accordance with the repetition level.

[0012] In some implementations, the operations include selecting a number of times to send the random access message instance based on a reference signal receive power (RSRP) value. In some implementations, an RNTI value for a repetition of the random access message instance is based on a first resource within the repetition of the random access message instance. In some implementations, an RNTI value for a repetition of the random access message instance is based on a total resource used for the repetition of the random access message instance.

[0013] In some implementations, the operations include monitoring for a random access message response (e.g., Msg4) using a monitoring window for each random access message instance that is sent including the random access message instance. In some implementations, the monitoring window for each random access message instance starts after an offset amount of time from when the random access message instance is sent, the offset based on a round trip time (RTT) and a physical downlink control channel (PDCCH) occasion offset value.

[0014] In some implementations, the operations include monitoring for a random access message response (e.g., Msg4) using a monitoring window for all random access message instances being sent including the random access message instance. In some implementations, the monitoring window starts after an offset amount of time from when a first random access message instance or a last random  access message instance is sent, the offset based on a round trip time (RTT) and a physical downlink control channel (PDCCH) occasion offset value.

[0015] In an aspect, a system comprises one or more computers and one or more storage devices on which are stored instructions that are operable, when executed by the one or more computers, to cause the one or more computers to perform any of the foregoing operations.

[0016] In an aspect, a system comprises one or more computers and one or more storage devices on which are stored instructions that are operable, when executed by the one or more computers, to cause the one or more computers to perform any of the foregoing operations.

[0017] In an aspect, a non-transitory computer storage medium is encoded with instructions that, when executed by one or more computers, cause the one or more computers to perform any of foregoing operations.

[0018] In an aspect, an apparatus comprises one or more baseband processors configured to perform any of the foregoing operations.

[0019] The details of one or more embodiments of these systems and methods are set forth in the accompanying drawings and the description below. Other features, objects, and advantages of these systems and methods will be apparent from the description and drawings, and from the claims.

[0020] BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

[0021] FIG. 1 illustrates an example wireless network.

[0022] FIG. 2 shows an example of a CRDSA time division multiple access (TDMA) frame.

[0023] FIG. 3 shows an example of a resource pool for message 3 transmissions.

[0024] FIG. 4 shows an example of a resource pool for message 3 transmissions.

[0025] FIG. 5 shows an example of a resource pool for message 3 transmissions with two repetition resources.

[0026] FIG. 6 shows an example of multiple reception windows for receiving multiple message 4 instances.

[0027] FIG. 7 shows an example of a single reception window for receiving a message 4 instance.

[0028] FIG. 8A illustrates a flowchart of an example method for enhanced random access channel procedure.

[0029] FIG. 8B illustrates a flowchart of an example method for enhanced random access channel procedure.

[0030] FIG. 9 illustrates an example user equipment (UE) .

[0031] FIG. 10 illustrates an example access node.DETAILED DESCRIPTION

[0032] This disclosure describes systems and processes including an enhanced Random Access Channel (RACH) procedure for non-terrestrial networks (NTN) or internet of things (IoT) contexts. The enhanced RACH procedure can use the Diversity Slotted Aloha (DSA) protocol and / or the Contention Resolution Diversity Slotted Aloha (CRDSA) protocol for message 3 (Msg3) and message 4 (Msg4) communication between a user equipment (UE) and a base station. The enhanced RACH procedures described herein enable UEs to connect in the NTN or IoT context in which cell congestion is an important factor and in which fast connection is especially desirable, as subsequently described.

[0033] In the DSA protocol, a transmitter can send a data packet whenever the device has data ready to transmit. In some examples, this can occur at the beginning of a time slot and without considering potential collisions. If the packet successfully reaches the receiver without interference from other packets, the receiver responds with an acknowledgment. If there is a collision, the packet will be corrupted, and no acknowledgment will be received by the transmitter. The transmitter waits for an amount of time before retransmitting the data.

[0034] In the CRDSA protocol, the transmitter sends one or more additional replicas of the original transmission that is sent at the beginning of the slot for the DSA protocol. In some examples, the transmitter can send the replicas during other selected slots (e.g., randomly selected) within a same frame. This redundancy enables the receiver to resolve collisions (e.g., perform contention resolution) .

[0035] NTNs can include Uncrewed Aircraft Systems (UAS) operating typically between eight and fifty kilometer altitudes, including High Altitude Platforms (HAPs) or satellites in different constellations to carry a transmission equipment relay node or a base station. Compared with base stations of terrestrial networks, the UASs operate at high altitudes, and the relatively longer distances result in relatively longer latencies for transmissions between a user equipment (UE) and the base station (s) of the NTN. Cell sizes in NTNs are relatively larger than cell sizes in terrestrial networks, resulting in larger variations of propagation delays within a cell. Satellites can move with respect to the UE, causing Doppler shifts in transmissions. Atmospheric impacts can affect signal strength (such as the signal to noise ratio (SINR) , reference signal receive power (RSRP) , and so forth) .

[0036] Internet of Things (IoT) networks can include networks in which lightweight UEs are connected to a base station. Lightweight UEs can include UEs with low power availability and computing bandwidth. The lightweight UEs may require connections with relatively low latencies (e.g., ultra-low latency connections (ULLCs) ) , relatively low power usages, relatively high  reliabilities or low packet losses, high peak data bandwidths, and so forth. IoT networks may require base stations capable of handling relatively high UE densities.

[0037] To establish a connection to a base station, a UE may use a physical RACH (PRACH) process. A UE can use the PRACH process to request an uplink (UL) allocation from a base station, such as a satellite in an NTN. The PRACH process allows different UEs to simultaneously and independently connect to the network. A UE can trigger an instance of the PRACH process by sending a random access (RA) preamble and sequence number to the base station in message 1 (e.g., Msg1) . The base station responds with information including a timing advance (TA) command for timing adjustment, a temporary identifier, called a Random Access Radio Network Temporary Identifier (RA-RNTI) , to the UE, and an initial uplink grant to the UE (e.g., Msg2) . Using the initial UL grant, the UE transmits radio resource control messages (or physical data) on a physical uplink shared channel (PUSCH) (e.g., Msg 3) . The base station responds with contention resolution information provided in medium access control (MAC) information (e.g., Msg4) . The contention resolution message includes the UE’s identity, confirming that the base station has correctly identified the UE and that the contention has been resolved. The network provides the UE with a Cell Radio Network Temporary Identifier (C-RNTI) , and the UL resource allocation and connection is completed.

[0038] In either IoT networks or in NTNs, it may be desirable to quickly perform UL resource allocation and connection by a UE. For example, for NTNs, it may be desirable to rapidly connect to a base station (e.g., a satellite) if the base station is moving quickly relative to the UE. To reduce the time needed for the PRACH process, a UE may perform early data transmission (EDT) by sending Msg3 with a random access response to Msg2. In another example, the base station may send Msg4 early to the UE. EDT can reduce an amount of signaling needed for establishing the UL connection, reducing a time needed for the UL connection. In an aspect, sending the messages of the PRACH process (e.g., Msg1, Msg2, Msg3, and Ms4) between the UE and the base station can cause congestion for the downlink control information (DCI) . In NTN and IoT contexts, congestion may be a limiting factor because the cell size is relatively large. Additionally, there can be a relatively large number of UEs connecting to a base station or cell in NTNs and IoT contexts, and so the congestion caused by the PRACH process can be relatively higher. Because there is a large distance between the UE and the base station in NTNs, the UE can boost coverage by sending replicated transmissions, further increasing congestion.

[0039] The systems and processes described herein enable the UE and network to allocate resources for these replicated transmissions in the NTN and IoT context in which congestion may be high. However, in some implementations, the UE can be configured to perform EDT for the PRACH process for terrestrial networks in addition to IoT networks and NTNs. There is no requirement that the EDT in the PRACH process as described herein is restricted to NTNs or IoT contexts.

[0040] To reduce congestion and improve uplink capacity, a UE may use the DSA or CRDSA protocols for Msg3 transmissions in order to perform EDT for the PRACH process. In the DSA protocol, a UE can send a data packet (e.g., for Msg3) whenever the UE has data ready to transmit at the beginning of a time slot and without considering potential collisions. If the packet successfully reaches the base station without interference from other packets, the base station responds with an acknowledgment (e.g., Msg4) . If there is a collision, the packet will be corrupted, and no acknowledgment will be received by the UE. The UE waits for an amount of time before retransmitting the data. In some implementations, for the DSA protocol, the resources that the UE selects are preconfigured. For example, when the UE is in a connected mode, the UE receives, from the network, information indicating a preconfigured allocation of resources for the PRACH transmissions. When the UE returns from an idle mode to connected mode, the UE can use the preconfigured resources based on the previously received information indicating the allocation of resources.

[0041] In the CRDSA protocol, the UE sends one or more additional replicas of the original transmission (e.g., Msg3) during other selected slots (e.g., randomly selected) within a same frame. This redundancy enables devices, such as base stations or UEs, to resolve collisions and complete the UL connection more quickly, as subsequently described herein. In an example, the UE can adjust the number of the replicas based on network conditions such as a current load, transmission success rates, and collision frequencies. In an example, the UE can indicate each packet replica’s location. The network can perform interference cancellation in a predefined order, such as described below in relation to FIG. 2. The result is that the UE is able to overcome collisions without waiting for a second transmission occasion.

[0042] This disclosure describes how the UE or base station can use the DSA / CRDSA protocols for allocation of resources for communicating (sending or receiving) replicated Msg3 messages and Msg4 messages, typically in the context of reducing congestion in NTNs or IoT contexts. For example, this disclosure describes how the UE selects resources in a transmission time window for multiple Msg3  replicas in the PRACH process using DSA / CRDSA protocols. This disclosure describes how to support the DSA / CRDSA protocols in the MAC layer to avoid impacting the physical layer. In some examples, the UE is configured to perform Msg3 RNTI generation including signaling for indicating each replica’s resource locations in the time window and how the repetitions are integrated with the DSA / CRDSA. This disclosure describes how the base station receives one or more of the repeated Msg3 instances and performs Msg4 transmissions (e.g., Msg4 addressing) . This disclosure describes how the UE performs Msg4 reception.

[0043] FIG. 1 illustrates a wireless network 100. The wireless network 100 includes a UE 102 and a base station 104 connected via one or more channels 106A, 106B across an air interface 108. The UE 102 and base station 104 communicate using a system that supports controls for managing the access of the UE 102 to a network via the base station 104.

[0044] In some implementations, the wireless network 100 is a Standalone (SA) network, e.g., that incorporates Fifth Generation (5G) New Radio (NR) . In some other implementations, the wireless network 100 is a Non-Standalone (NSA) network that incorporates Long Term Evolution (LTE) and 5G NR. In these implementations, the wireless network 100 may be a E-UTRA (Evolved Universal Terrestrial Radio Access) -NR Dual Connectivity (EN-DC) network, or an NR-EUTRA Dual Connectivity (NE-DC) network. Furthermore, wireless networks implementing one or more other types of communication standards are possible, including future 3GPP systems (e.g., Sixth Generation (6G) ) , Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11 technology, or the like. While aspects may be described herein using terminology commonly associated with 5G NR, aspects of the present disclosure can be applied to other systems, such as systems subsequent to 5G (e.g., 6G) .

[0045] In the wireless network 100, the UE 102 and any other UE in the system may be, for example, any of a laptop computer, smartphone, tablet computer, machine-type device (such as smart meters or specialized devices for healthcare) , intelligent transportation system, or any other wireless device. In network 100, the base station 104 provides the UE 102 network connectivity to a broader network (not shown) . This UE 102 connectivity is provided via the air interface 108 in a base station service area provided by the base station 104. In some implementations, such a broader network may be a wide area network operated by a cellular network provider or may be the Internet. Each base station service area associated with the base station 104 is supported by one or more antennas integrated with the base station 104. The service areas can be divided into a number of sectors associated with one or more particular antennas. Such sectors may be physically associated with one or more fixed antennas  or may be assigned to a physical area with one or more tunable antennas or antenna settings adjustable in a beamforming process used to direct a signal to a particular sector.

[0046] The UE 102 includes control circuitry 110 coupled with transmit circuitry 112 and receive circuitry 114. The transmit circuitry 112 and receive circuitry 114 may each be coupled with one or more antennas. The control circuitry 110 may include application-specific circuitry, baseband circuitry, or any of various combinations thereof. The transmit circuitry 112 and receive circuitry 114 may be adapted to transmit and receive data, respectively, and may include radio frequency (RF) circuitry and / or front-end module (FEM) circuitry.

[0047] In various implementations, aspects of the transmit circuitry 112, receive circuitry 114, and / or control circuitry 110 may be integrated in various ways to implement the operations described herein. The control circuitry 110 may be adapted or configured to perform various operations, such as those described elsewhere in this disclosure related to a UE.

[0048] The transmit circuitry 112 may transmit using a plurality of multiplexed uplink physical channels. The plurality of uplink physical channels may be multiplexed, e.g., according to time division multiplexing (TDM) or frequency division multiplexing (FDM) , and in some implementations, along with carrier aggregation. The transmit circuitry 112 may be configured to receive block data from the control circuitry 110 for transmission on the air interface 108.

[0049] The receive circuitry 114 may receive a plurality of multiplexed downlink physical channels from the air interface 108 and relay the physical channels to the control circuitry 110. The plurality of downlink physical channels may be multiplexed, e.g., according to TDM or FDM, e.g., along with carrier aggregation. The transmit circuitry 112 and the receive circuitry 114 may transmit and receive, respectively, both control data and content data (e.g., messages, images, video, etc. ) structured within data blocks that are carried by the physical channels.

[0050] FIG. 1 also illustrates the base station 104. In some implementations, the base station 104 may be a 5G radio access network (RAN) , a next generation RAN, a E-UTRAN, a non-terrestrial cell, or a legacy RAN, such as a UTRAN. As used herein, the term “5G RAN” or the like may refer to the base station 104 that operates in an NR wireless network 100, and the term “E-UTRAN” or the like may refer to a base station 104 that operates in an LTE wireless network 100. The UE 102 utilizes connections (or channels) 106A, 106B, each of which includes a physical communications interface or layer.

[0051] The base station 104 circuitry may include control circuitry 116 coupled (directly or indirectly) with transmit circuitry 118 and / or receive circuitry 120. The transmit circuitry 118 and receive circuitry 120 may each be coupled (directly or indirectly) with one or more antennas that may be used to enable communications via the air interface 108. The transmit circuitry 118 and receive circuitry 120 may be adapted to transmit and receive data, respectively, addressed to any UE connected to the base station 104. The receive circuitry 120 may receive a plurality of uplink physical channels from one or more UEs, including the UE 102.

[0052] In FIG. 1, the one or more channels 106A, 106B are illustrated as an air interface to enable communicative coupling, and can be consistent with cellular communications protocols, such as an LTE protocol, Advanced LTE (LTE-A) protocol, LTE-based access to unlicensed spectrum (LTE-U) , NR protocol, NR-based access to unlicensed spectrum (NR-U) protocol, and / or any other communications protocol (s) . In some implementations, the UE 102 may directly exchange communication data via a ProSe interface. The ProSe interface may alternatively be referred to as a sidelink (SL) interface and may include one or more logical channels, including but not limited to a Physical Sidelink Control Channel (PSCCH) , a Physical Sidelink Discovery Channel (PSDCH) , and a Physical Sidelink Broadcast Channel (PSBCH) .

[0053] FIG. 2 shows an example of a CRDSA time division multiple access (TDMA) frame 200. The example CRDSA TDMA frame shows an example of the cancelation of conflicting UE transmissions for CRDSA by the network. These transmissions can be used for Msg3 in the PRACH process, as subsequently described. In the example of FIG. 2, the UE is configured to generate replicas of a transmission, such as a Msg3 transmission. The UE indicates each transmission replica’s location in a resource pool, such as in a radio access (RA) frame with N slots. The network can perform interference cancelation in a particular order. For example, the network can first decode transmission 3 in slot 206, then transmission 2 in slot 204, canceling transmission 3 in slot 204. The network can then decode transmission 1 in slot 202, canceling transmission 2 in slot 202. The network can then decode transmission 6 in slot 212, canceling transmission 1 in slot 212. Transmissions 5 and 6 are only transmitted in conflicting slots 208 and 210. Therefore, the conflict is unresolved by the network unless further information is received (such as prioritization information) . While FIG. 2 shows an example frame 200 with generic transmissions 1 to 6, similar logic can be used by the UE for transmitting Msg3 instances for PRACH in an NTN or IoT context.

[0054] To perform cancellation, the network receives information from the UE specifying resources for each copy of a given transmission. For example, transmission 1 of slot 202 includes information that indicates that transmission 1 is also being transmitted in slot 212. Transmission 2 of slot 202 includes information indicating that transmission 2 is also being transmitted in slot 204. This is repeated for each transmission instance shown in FIG. 2. The network (e.g., the base station) can use the resource information of each transmission to cancel transmissions as previously discussed for contention resolution. The contention resolution can occur when the network has capability to perform interference cancellation and when the channel quality exceeds a threshold to perform interference cancellation. When these metrics are not satisfied, the network and the UE can fall back to DSA and use preconfigured resources for the PRACH process.

[0055] FIG. 3 shows an example of a resource pool 300 for message 3 transmissions using multiple Msg3 replicas. Each set of replicated Msg3 transmissions is called a Msg3 instance. Resources for Msg3 instances 302, 304, and 306 are shown in FIG. 3. The content of each Msg3 instance can be different from the contents of other Msg3 instances. The content of Msg3 transmission (e.g., transmissions associated with resources 304a, 304b) within a Msg3 instance is the same as the content of the other Msg3 transmissions within that Msg3 instance.

[0056] The UE performs resource selection for multiple replicas for each Msg3 instance 302, 304, 306 within the resource pool 300. In an example, the UE can randomly select the resources for the replicas of each instance based on the DSA protocol. In an example, the UE can select resources for each replica of an instance from subsets of resources of the resource pool, such as described in relation to FIG. 4.

[0057] The network configures the Msg3 resource pool 300, which can be within a time window and frequency domain defined by the network (e.g., predefined by the network) . In an example, one number of replicas is configured for each resource pool 300. In an example, there are multiple allowed replica numbers for each Msg3 instance in the resource pool 300. In the example of FIG. 3, each Msg instance 302, 304, 306 includes two replicas, but the number of replicas can be three, four, or another number configured by the network. The UE selects resources for the replicas based on the number of replicas for each Msg3 instance. In an example, the number of replicas can be changed. For example, the number of replicas for each instance (areplica level) may be adjusted based on a loading status (e.g., a detected congestion level) . In an example, when congestion is high, the network decreases the replica level. In an example, when the network detects that UL coverage is to be boosted, the network  can increase the replica level. The network can update the configuration, such as the resource pool or replica level, as needed. The network may provide multiple Msg3 resource pools with different replica levels, different periodicities, different sizes (e.g., for the physical uplink shared channel PUSCH) , and so forth.

[0058] In some implementations, the UE may fall back to non-replica transmissions for Msg 3 (e.g., a replica level of 1) when a threshold number of Msg3 instances fail. The threshold can be configured by the network. The fall back of the UE to transmission of a single replica enables the UE to operate in a legacy configuration when congestion is high. In this context, the congestion may be too high because there are many UEs transmitting Msg3 in a cell. The UEs fall back to a single replica to reduce congestion and allow more UEs to connect.

[0059] In the resource pool 300 of FIG. 3, the UE has selected the same resource for replicas 302a and 304a of Msg3 instances 302 and 304, respectively. The UE has selected the same resource for replicas 302b and 306b of Msg3 instances 302 and 306, respectively. The network can either cancel some of the replicas if contention resolution is available (e.g., for CRDSA) . In some implementations, the network drops the interfering messages and uses the non-conflicting replicas 306a and 304b.

[0060] The Msg3-RNTI can be associated with the selected resources. At the time when the UE performs a RACH procedure, there may be no RNTI assigned to the UE from the network. Accordingly, different Msg3-RNTI (s) are used for scrambling on different Msg3 resources. The RNTI is selected based on the Msg3 resource selected by the UE. Because the UE selects multiple Msg3 resources, the network maintains multiple RNTIs for the UE. Each Msg3-RNTI is based on the frequency and time resource selected for the replica of each Msg3 instance. Each Msg3-RNTI can be different from Msg3-RNTIs of other Msg3 instances.

[0061] FIG. 4 shows an example of a resource pool 400 for Msg3 transmissions including Msg3 instances 302 and 304. Resource pool 400 includes two resource pool subsets 402, 404. Subset 402 is used for the first replica 302a, 306a of respective Msg3 instances 302, 306. Subset 404 is used for the second replica 302b, 306b of respective Msg3 instances 302, 306. The use of subsets 402, 404 can reduce conflicts in the resource pool 400 between replicas of Msg3 instances 302, 306. In an example, when the UE transmits 3 replicas for each Msg3 instances, the UE can select from three resource pool subsets. In an example, when the UE transmits 2 replicas for each Msg3 instances, the UE can select from three resource pool subsets. Any number of subsets can be used for any replica level selected by the UE for the Msg3 instances.

[0062] As discussed in relation to FIG. 2, the UE can use the CRDSA protocol for selection of Msg3 resources and perform transmission over multiple Msg3 resources. For Msg3 replicas for CRDSA, each replica includes the same information (and are scrambled with the same RNTI) . This is different from the DSA protocol in which each Msg3 replica has its own Msg3-RNTI, and the content of each replica can be different from the other replicas of a Msg3 instance. The network can determine, for each replica of a Msg3 instance, which of the other Msg3 transmissions are the other replicas of that Msg3 instance. The Msg3 RNTI is the same for each replica of the instance to ensure the same scrambled data for the different replicas of the instance. Each replica of a Msg3 instance includes the same information which indicates resources used for each of the replicas of that same Msg3 instance. The network can perform contention resolution and cancellation of Msg3 replicas using the information as previously described.

[0063] To enable the contention resolution as just described, the UE uses a same RNTI for each replica of a same Msg3 instance. The per-UE use of the RNTI ensures that the scrambled data in each Msg3 replica of a Msg3 instance is the same. The replica locations can be indicated based on various options. In a first option, for example, the replica locations for Msg3 instances for CRDSA are carried in a medium access control (MAC) layer by a MAC control element (CE) . In another example, the replica locations for Msg3 instances for CRDSA are included in uplink control information (UCI) .

[0064] The resource index indication for locations of Msg3 replicas can be conveyed using different mechanisms. In a first example, the UE uses the same index as those associated with resources within the resource pool. The indices in the resource pool are typically ordered first in frequency domain, then in a time domain. When there are resource pool subsets, the UE uses a resource index that is the index within a corresponding resource subset, such as subsets 402, 404 of resource pool 400. In another option, the UE uses a resource index that is split into a frequency domain index and a time domain index. For example, the resource index can be indicated using left N bits for the frequency domain index (i.e., most significant N bits) and right N bits for the time domain index (i.e., least significant N bits) in the DCI or MAC CE. In another example, the UE can use a resource-based RNTI (different from the per-UE RNTI for CRDSA) to implicitly indicate the resource index used for each replica of a Msg3 instance. For example, the per-resource RNTI used for DSA can be reused to indicate the resource location only, while the actual RNTI used by the UE for scrambling each replica is the per-UE RNTI and the same for each replica of the Msg3 instance.

[0065] FIG. 5 shows an example of a resource pool 500 for Msg3 transmissions with repeated resources for each replica of each Msg3 instance. The resource pool 500 includes three Msg3 instances 302, 304, 306, described previously in relation to FIGS. 3 and 4. Each Msg3 instance 302, 304, 306 includes two replicas. For example, Msg3 instance 302 includes replicas 302a and 302b, Msg3 instance 304 includes replicas 304a and 304b, and Msg3 instance 306 includes replicas 306a and 306b. Each replica of each instance includes two repetitions. In this example, replica 302a includes repetitions 502a and 502b, replica 302b includes repetitions 512a and 512b, replica 304a includes repetitions 504a and 504b, replica 304b includes repetitions 514a and 514b, replica 306a includes repetitions 506a and 506b, and replica 306b includes repetitions 516a and 516b.

[0066] The network can configure different Msg3 resource pools (such as resource pool 500) with different repetition levels. Example resource pool 500 includes a repetition level of 2 (e.g., 2 repeated transmissions of each Msg3 replica) . The number of repetitions can be increased or decreased based on network congestion and channel characteristics. The network can adjust the repetition number in a manner similar to the adjustment of the replica level as previously described.

[0067] When the UE performs Msg3 resource selection, the UE first selects the Msg3 repetition level based on channel metrics such as the downlink (DL) reference signal receive power (RSRP) . The UE then performs resource selection for the replica. The UE performs the resource selection in two steps. First, the UE selects the resource pool based on the RSRP value. Second, the UE selects the actual resource for each replica. In an example, for a lower RSRP value that is measured by the UE, the UE selects a greater number of repetitions of each Msg3 replica. For a relatively higher RSRP value, the UE selects a smaller number of repetitions of each Msg3 replica.

[0068] When the UE configures Msg3 to have replicas, the UE determines (derives) a Msg3-RNTI as follows. In an option, the UE selects the RNTI based on a first resource within a repetition. For example, the first resource in each repetition is 502a, 504a, 506a, 512a, 514a, or 516a in resource pool 500. The derivation considers each resource (without repetition) for Msg3-RNTI derivation. In a second option, the UE considers each repetition as one Msg3 PUSCH resource. The UE uses the frequency and time domain location associated with the replica (e.g., replica 302a, 302b, 304a, 304b, 306a, or 306b) including the repetitions. The repetition may further be integrated with orthogonal cover code (OCC) coding. OCC includes a coding technique used to mitigate interference and improve overall system performance by achieving orthogonality (e.g., in the time domain) among different transmissions (such as different Msg3 replicas) .

[0069] FIG. 6 shows an example of a multiple reception window 600 configuration for receiving multiple message 4 (Msg4) instances. The reception window configuration 600 includes a Msg3 resource pool 602 for transmission of Msg3 from the UE to the base station. The reception window configuration 600 includes a first Msg4 reception window 604 and a second Msg4 reception window 606 for receiving the Msg4 response at the UE from the base station. In the example shown in FIG. 4, the UE has transmitted two Msg3 instances 302 and 304. The Msg3 instances 302, 304 can be sent using resources from resource pool 602 according to any of the embodiments described herein.

[0070] The UE configures reception windows 604, 606 to allocate resources for receiving the Msg4 response from the network. In this example, the Msg4 addressing uses the same Msg3-RNTI (s) as the corresponding Msg3 transmissions. This example relates to using the DSA protocol for Msg4 reception. Because the UE transmitted multiple Msg3 instances 302, 304, the UE does not know which instance 302, 304 the network has successfully decoded. The UE monitors for the Msg4 response for each Msg3 instance independently. For example, because each RNTIs for each Msg3 instance 302, 304 is different from the other RNTIs of other instances, the UE monitors for each RNTI for Msg4. In the example of FIG. 6, the UE monitors for each RNTI in a separate reception window 602, 604. In some implementations, the windows 602, 604 may overlap with one another. For example, the UE starts multiple Msg4 reception windows 602, 604 to monitor Msg4 messages associated with multiple Msg3 replicas 302, 304. Each Msg4 reception window starts after a time delay shown as round trip time (RTT) and an offset value N, which represents network processing and the PDCCH occasion offset times. In some implementations, when the UE successfully receives a Msg4 response associated with a first Msg3 instance 302, the UE skips monitoring for the Msg4 response in the second Msg4 reception window 604. In some implementations, the UE monitors for the Msg4 responses until a Msg4 response is received. In another example, the UE initializes only one Msg4 reception window during which UE monitors multiple Msg3-RNTI (s) . The Msg4 window can start from either a first or a last Msg3 transmission occasion (instance) . The single Msg4 reception window is long enough to accommodate a Msg4 response associated with either Msg3 instance.

[0071] FIG. 7 shows an example of a single reception window configuration 700 for receiving a Msg4 response in accordance with the CRDSA protocol for sending the Msg3 instances 302, 304 in a resource pool 702. The Msg4 addressing uses a same Msg3-RNTI for all the Msg3 instances 302, 304, as previously described. In this example, the UE configures a single Msg4 reception window 704 because the Msg3-RNTI is the same for each Msg3 instance 302, 304. The Msg4 reception window  704 can start from a first Msg3 PUSCH transmission 302 or a last Msg3 PUSCH transmission 304 with an offset based on the RTT, processing delay, and PDCCH offset time values.

[0072] FIG. 8A illustrates a flowchart of an example method 800 for enhanced random access channel procedure, according to some implementations. For clarity of presentation, the description that follows generally describes method 800 in the context of the other figures in this description. For example, method 800 can be performed by UE 102 of FIG. 1. It will be understood that method 800 can be performed, for example, by any suitable system, environment, software, hardware, or a combination of systems, environments, software, and hardware, as appropriate. In some implementations, various steps of method 800 can be run in parallel, in combination, in loops, or in any order.

[0073] The method 800 includes selecting (802) , from a resource pool, a first time and frequency resource for sending a first message 3 (Msg3) replica of a Msg3 instance. The method 800 includes selecting (804) , from a resource pool, a second time and frequency resource for sending a second message 3 (Msg3) replica of the Msg3 instance. The method 800 includes sending (806) the Msg3 instance including the first Msg3 replica on the first time and frequency resource and including the second Msg3 replica on the second time and frequency resource.

[0074] In some implementations, the first time and frequency resource and the second time and frequency resource are selected randomly from the resource pool. In some implementations, the first time and frequency resource is selected from a first subset of the resource pool, and wherein the second time and frequency resource is selected from a second subset of the resource pool, the first subset being different from the second subset.

[0075] In some implementations, the process 800 includes receiving information specifying a number of replicas for each Msg3 instance. In some implementations, the process 800 includes selecting the first time and frequency resource and the second time and frequency resource when the number of replicas is at least two.

[0076] In some implementations, the information specifying the number of replicas for each Msg3 instance is included in radio resource control (RRC) information.

[0077] In some implementations, the process 800 includes receiving information specifying a resource locations for the first Msg3 replica and the second Msg3 replica for the Msg3 instance. In some implementations, the process 800 includes selecting the first time and frequency resource and the second time and frequency resource in accordance with the information specifying the resource  locations. In some implementations, the information specifying the resource locations for the first Msg3 replica and the second Msg3 replica for the Msg3 instance is included in a medium access control (MAC) layer control element (CE) .

[0078] In some implementations, the process 800 includes sending resource index information in the Msg3 instance, the resource index information indicating a first resource location for the first Msg3 replica in the Msg3 instance and the resource index information indicating a second resource location for the second Msg3 replica in the Msg3 instance.

[0079] In some implementations, the resource index is ordered first in a frequency domain of the resource pool and second in a time domain of the resource pool. In some implementations, the resource index includes a frequency index for a frequency domain of the resource pool and a time index for a time domain of the resource pool. In some implementations, a Radio Network Temporary Identifier (RNTI) value indicates a value for the resource index.

[0080] In some implementations, the process 800 includes detecting that a threshold number of Msg3 instances are conflicting. In some implementations, the process 800 includes falling back to a single replica for the Msg3 instance by dropping the second Msg3 replica.

[0081] In some implementations, the process 800 includes receiving information indication a repetition level for the Msg3 instance. In some implementations, the process 800 includes sending the Msg3 instance multiple times in accordance with the repetition level.

[0082] In some implementations, the process 800 includes selecting a number of times to send the Msg3 instance based on a reference signal receive power (RSRP) value. In some implementations, an RNTI value for a repetition of the Msg3 instance is based on a first resource within the repetition of the Msg3 instance. In some implementations, an RNTI value for a repetition of the Msg3 instance is based on a total resource used for the repetition of the Msg3 instance.

[0083] In some implementations, the process 800 includes monitoring for a message 4 (Msg4) response using a monitoring window for each Msg3 instance that is sent including the Msg3 instance. In some implementations, the monitoring window for each Msg3 instance starts after an offset amount of time from when the Msg3 instance is sent, the offset based on a round trip time (RTT) and a physical downlink control channel (PDCCH) occasion offset value.

[0084] In some implementations, the process 800 includes monitoring for a message 4 (Msg4) response using a monitoring window for all Msg3 instances being sent including the Msg3 instance.  In some implementations, the monitoring window starts after an offset amount of time from when a first Msg3 instance or a last Msg3 instance is sent, the offset based on a round trip time (RTT) and a physical downlink control channel (PDCCH) occasion offset value.

[0085] The example method 800 shown in FIG. 8A can be modified or reconfigured to include additional, fewer, or different steps (not shown in FIG. 8A) , which can be performed in the order shown or in a different order.

[0086] FIG. 8B illustrates a flowchart of an example method 850 for enhanced random access channel procedure, according to some implementations. For clarity of presentation, the description that follows generally describes method 850 in the context of the other figures in this description. For example, method 850 can be performed by a base station 104 of FIG. 1. It will be understood that method 850 can be performed, for example, by any suitable system, environment, software, hardware, or a combination of systems, environments, software, and hardware, as appropriate. In some implementations, various steps of method 850 can be run in parallel, in combination, in loops, or in any order.

[0087] The method 850 includes receiving (852) , a first random access message replica of a random access message instance using a first time and frequency resource selected from a resource pool. The method 850 includes receiving (854) a second random access message replica of the random access message instance using a second time and frequency resource selected from the resource pool. The method 850 includes decoding (856) at least one of the first random access message replica or the second random access message replica. The method 850 includes sending (858) a random access response message that is responsive to the decoded at least one of the first random access message replica or the second random access message replica.

[0088] In some implementations, the first time and frequency resource and the second time and frequency resource are selected randomly from the resource pool. In some implementations, the first time and frequency resource is selected from a first subset of the resource pool, and wherein the second time and frequency resource is selected from a second subset of the resource pool, the first subset being different from the second subset.

[0089] In some implementations, the process 850 includes sending information specifying a number of replicas for each random access message instance. In some implementations, the first time and frequency resource and the second time and frequency resource are selected when the number of  replicas is at least two. In some implementations, the information specifying the number of replicas for each random access message instance is included in radio resource control (RRC) information.

[0090] In some implementations, the process 850 includes sending information specifying a resource locations for the first random access message replica and the second random access message replica for the random access message instance. In some implementations, the process 850 includes causing a user equipment to select the first time and frequency resource and the second time and frequency resource in accordance with the information specifying the resource locations. In some implementations, the information specifying the resource locations for the first random access message replica and the second random access message replica for the random access message instance is included in a medium access control (MAC) layer control element (CE) .

[0091] In some implementations, the process 850 includes receiving resource index information in the random access message instance, the resource index information indicating a first resource location for the first random access message replica in the random access message instance and the resource index information indicating a second resource location for the second Msg3 replica in the random access message instance. In some implementations, the resource index is ordered first in a frequency domain of the resource pool and second in a time domain of the resource pool. In some implementations, the resource index includes a frequency index for a frequency domain of the resource pool and a time index for a time domain of the resource pool. In some implementations, a Radio Network Temporary Identifier (RNTI) value indicates a value for the resource index.

[0092] In some implementations, the process 850 includes sending information indicating a repetition level for the random access message instance. In some implementations, the process 850 includes receiving the random access message instance multiple times in accordance with the repetition level.

[0093] The example method 850 shown in FIG. 8B can be modified or reconfigured to include additional, fewer, or different steps (not shown in FIG. 8B) , which can be performed in the order shown or in a different order.

[0094] FIG. 9 illustrates an example UE 900. The UE 900 may be similar to and substantially interchangeable with UE 102 of FIG. 1. The UE 900 may be any mobile or non-mobile computing device, such as, for example, a mobile phone, computer, tablet, industrial wireless sensors, video device (for example, cameras, video cameras, etc. ) , wearable devices (for example, a smart watch) , relaxed-IoT devices, etc.

[0095] The UE 900 may include any / all of processor 902, RF interface circuitry 904, memory / storage 906, user interface 908, sensors 910, driver circuitry 912, power management integrated circuit (PMIC) 914, one or more antenna (s) 916, and battery 918. The components of the UE 900 may be implemented as integrated circuits (ICs) , portions thereof, discrete electronic devices, or other modules, logic, hardware, software, firmware, or a combination thereof. The block diagram of FIG. 9 is intended to show a high-level view of some of the components of the UE 900. However, some of the components shown may be omitted, additional components may be present, and a different arrangement of the components shown may occur in other implementations.

[0096] The components of the UE 900 may be coupled with various other components over one or more interconnects 920, which may represent any type of interface, input / output, bus (local, system, or expansion) , transmission line, trace, optical connection, etc., that allows various circuit components (on common or different chips or chipsets) to interact with one another.

[0097] The processor 902 may include one or more processors. For example, the processor 902 may include processor circuitry such as, for example, baseband processor circuitry (BB) 922A, central processor unit circuitry (CPU) 922B, and graphics processor unit circuitry (GPU) 922C. The processor 902 may include any type of circuitry or processor circuitry that executes or otherwise operates computer-executable instructions, such as program code, software modules, or functional processes from memory / storage 906 to cause the UE 900 to perform operations as described herein.

[0098] In some implementations, the baseband processor circuitry 922A may access a communication protocol stack 924 in the memory / storage 906 to communicate over a 3GPP compatible network. In general, the baseband processor circuitry 922A may access the communication protocol stack to perform user plane functions at a physical (PHY) layer, medium access control (MAC) layer, radio link control (RLC) layer, packet data convergence protocol (PDCP) layer, service data adaptation protocol (SDAP) layer, and PDU layer; and perform control plane functions at a PHY layer, MAC layer, RLC layer, PDCP layer, RRC layer, and a non-access stratum layer. In some implementations, the PHY layer operations may additionally / alternatively be performed by the components of the RF interface circuitry 904. The baseband processor circuitry 922A may generate or process baseband signals or waveforms that carry information in 3GPP-compatible networks. In some implementations, the waveforms for NR may be based cyclic prefix orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) “CP-OFDM” in the uplink or downlink, and discrete Fourier transform spread OFDM “DFT-S-OFDM” in the uplink.

[0099] The memory / storage 906 may include one or more non-transitory, computer-readable media that includes instructions (for example, communication protocol stack 924) that may be executed by the processor 902 to cause the UE 900 to perform various operations described herein. For example, the processor 902 of the UE 900 can perform operations including selecting, from a resource pool, a first time and frequency resource for sending a first random access message replica of a random access message instance. The processor 902 of UE 900 can selecting, from a resource pool, a second time and frequency resource for sending a second random access message replica of the random access message instance. The processor 902 of UE 900 can cause the RF circuitry 904 to send the random access message instance including the first random access message replica on the first time and frequency resource and including the second random access message replica on the second time and frequency resource. The processor 902, through RF circuitry 904, can receive information specifying a resource locations for the first random access message replica and the second random access message replica for the random access message instance. The processor 904 can select the first time and frequency resource and the second time and frequency resource in accordance with the information specifying the resource locations. The processor 902, through RF circuitry 904, can send resource index information in the random access message instance, the resource index information indicating a first resource location for the first random access message replica in the random access message instance and the resource index information indicating a second resource location for the second random access message replica in the random access message instance. In some implementations, the processor 902 can detect that a threshold number of random access message instances are conflicting. The processor 902 can cause the UE to fall back to a single replica for the random access message instance by dropping the second random access message replica. The processor 902 can cause the RF circuitry to monitor for a random access message response using a monitoring window for each random access message instance that is sent including the random access message instance. While these operations are examples, the UE 900 can perform the other operations described herein with respect to other UEs, such as UE 102.

[0100] The memory / storage 906 include any type of volatile or non-volatile memory that may be distributed throughout the UE 900. In some implementations, some of the memory / storage 906 may be located on the processor 902 itself (for example, L1 and L2 cache) , while other memory / storage 906 is external to the processor 902 but accessible thereto via a memory interface. The memory / storage 906 may include any suitable volatile or non-volatile memory such as, but not limited to, dynamic random access memory (DRAM) , static random access memory (SRAM) , erasable  programmable read only memory (EPROM) , electrically erasable programmable read only memory (EEPROM) , Flash memory, solid-state memory, or any other type of memory device technology.

[0101] The RF interface circuitry 904 may include transceiver circuitry and radio frequency front module (RFEM) that allows the UE 900 to communicate with other devices over a radio access network. The RF interface circuitry 904 may include various elements arranged in transmit or receive paths. These elements may include, for example, switches, mixers, amplifiers, filters, synthesizer circuitry, control circuitry, etc. The processor 902 can generate messages for sending using the RF interface circuitry 904, such as the random access message replicas, instances, and repetitions described herein. For example, the processor 902 can select time and frequency resources from a resource pool for sending the random access message (e.g., Msg3) instances. The processor 902, using control signals, can cause the RF interface circuitry 904 to generate the random access message instances with a carrier at the selected frequency and at the selected time in a frame, the frequency and time being selected from the resource pool. The RF interface circuitry then transmits the generates random access message instances (e.g., to a base station) using the selected frequency and at the selected time. Conversely, the RF interface circuitry 904 can receive random access message response message signals (e.g., Msg4) from the base station and covert the signals into digital data for interpretation by the processor 902. The processor 902 can then decode the random access response messages. The processor 902 causes the RF interface circuitry to receive the random access response messages when the random access response messages are received during a monitoring window in which the RF interface circuitry 904 is ready to receive the expected response messages.

[0102] In the receive path, the RFEM may receive a radiated signal from an air interface via antenna (s) 916 and proceed to filter and amplify (with a low-noise amplifier) the signal. The signal may be provided to a receiver of the transceiver that downconverts the RF signal into a baseband signal that is provided to the baseband processor.

[0103] In the transmit path, the transmitter of the transceiver up-converts the baseband signal received from the baseband processor and provides the RF signal to the RFEM. The RFEM may amplify the RF signal through a power amplifier prior to the signal being radiated across the air interface via the antenna (s) 916. In various implementations, the RF interface circuitry 904 may be configured to transmit / receive signals in a manner compatible with NR access technologies.

[0104] The antenna (s) 916 may include one or more antenna elements to convert electrical signals into radio waves to travel through the air and to convert received radio waves over the air into electrical  signals. In some implementations, the antenna elements may be arranged into one or more antenna panels. The antenna (s) 916 may have antenna panels that are omnidirectional, directional, or a combination thereof, to enable beamforming and multiple input, multiple output communications. The antenna (s) 916 may include any / all of microstrip antennas, printed antennas fabricated on the surface of one or more printed circuit boards, patch antennas, phased array antennas, etc. The antenna (s) 916 may have one or more panels designed for one or more specific frequency bands, such as bands in FR1 or FR2.

[0105] The user interface 908 includes various input / output (I / O) devices designed to enable user interaction with the UE 900. The user interface 908 includes input device circuitry and output device circuitry. Input device circuitry includes any physical or virtual means for accepting an input including, inter alia, one or more physical or virtual buttons (for example, a reset button) , a physical keyboard, keypad, mouse, touchpad, touchscreen, microphones, scanner, headset, or the like. The output device circuitry includes any physical or virtual means for showing information or otherwise conveying information, such as sensor readings, actuator position (s) , or other like information. Output device circuitry may include any number or combinations of audio or visual display, including, inter alia, one or more simple visual outputs / indicators (for example, binary status indicators such as light emitting diodes “LEDs” and multi-character visual outputs) , or more complex outputs such as display devices or touchscreens (for example, liquid crystal displays “LCDs, ” LED displays, quantum dot displays, projectors, etc. ) , with the output of characters, graphics, multimedia objects, and the like being generated or produced from the operation of the UE 900.

[0106] The sensors 910 may include devices, modules, or subsystems whose purpose is to detect events or changes in its environment and send the information (sensor data) about the detected events to some other device, module, subsystem, etc. Examples of such sensors include, inter alia, inertia measurement units including accelerometers, gyroscopes, or magnetometers; microelectromechanical systems or nanoelectromechanical systems including 3-axis accelerometers, 3-axis gyroscopes, or magnetometers; level sensors; temperature sensors (for example, thermistors) ; pressure sensors; image capture devices (for example, cameras or lensless apertures) ; light detection and ranging sensors; proximity sensors (for example, infrared radiation detector and the like) ; depth sensors; ambient light sensors; ultrasonic transceivers; microphones or other like audio capture devices; etc.

[0107] The driver circuitry 912 may include software and hardware elements that operate to control particular devices that are embedded in the UE 900, attached to the UE 900, or otherwise  communicatively coupled with the UE 900. The driver circuitry 912 may include individual drivers allowing other components to interact with or control various input / output (I / O) devices that may be present within, or connected to, the UE 900. For example, driver circuitry 912 may include a display driver to control and allow access to a display device, a touchscreen driver to control and allow access to a touchscreen interface, sensor drivers to obtain sensor readings of sensors 910 and control and allow access to sensors 910, drivers to obtain actuator positions of electro-mechanic components or control and allow access to the electro-mechanic components, a camera driver to control and allow access to an embedded image capture device, audio drivers to control and allow access to one or more audio devices.

[0108] The PMIC 914 may manage power provided to various components of the UE 900. In particular, with respect to the processor 902, the PMIC 914 may control power-source selection, voltage scaling, battery charging, or DC-to-DC conversion.

[0109] In some implementations, the PMIC 914 may control, or otherwise be part of, various power saving mechanisms of the UE 900. A battery 918 may power the UE 900, although in some examples the UE 900 may be mounted deployed in a fixed location and may have a power supply coupled to an electrical grid. The battery 918 may be a lithium ion battery, a metal-air battery, such as a zinc-air battery, an aluminum-air battery, a lithium-air battery, and the like. In some implementations, such as in vehicle-based applications, the battery 918 may be a typical lead-acid automotive battery.

[0110] FIG. 10 illustrates an example access node 1000 (e.g., a base station or gNB) , according to some implementations. The access node 1000 may be similar to and substantially interchangeable with base station 104. The access node 1000 may include one or more of processor 1002, RF interface circuitry 1004, core network (CN) interface circuitry 1006, memory / storage circuitry 1008, and one or more antenna (s) 1010. The processor 1002 may include any type of circuitry or processor circuitry that executes or otherwise operates computer-executable instructions, such as program code, software modules, or functional processes from memory / storage circuitry 1008 to cause the access node 1000 to perform operations as described herein. In some implementations, the operations include receiving a first random access message replica of a random access message instance using a first time and frequency resource selected from a resource pool and receiving a second random access message replica of the random access message instance using a second time and frequency resource selected from the resource pool. The access node 1000 processor 1002 can decode at least one of the first random access message replica or the second random access message replica. The access node  processor 1004 can cause RF circuitry 1004 to send a random access response message that is responsive to the decoded at least one of the first random access message replica or the second random access message replica.

[0111] In some implementations, the first time and frequency resource and the second time and frequency resource are selected randomly from the resource pool. In some implementations, the first time and frequency resource is selected from a first subset of the resource pool, and wherein the second time and frequency resource is selected from a second subset of the resource pool, the first subset being different from the second subset.

[0112] In some implementations, the processor 1002 through RF circuitry 1004 sends information specifying a number of replicas for each Msg3 instance. In some implementations, the first time and frequency resource and the second time and frequency resource are selected when the number of replicas is at least two. In some implementations, the information specifying the number of replicas for each random access message instance is included in radio resource control (RRC) information.

[0113] In some implementations, the processor 1002 through RF circuitry 1004 sends information specifying a resource locations for the first random access message replica and the second random access message replica for the random access message instance. In some implementations, the process 850 includes causing a user equipment to select the first time and frequency resource and the second time and frequency resource in accordance with the information specifying the resource locations. In some implementations, the information specifying the resource locations for the first random access message replica and the second random access message replica for the random access message instance is included in a medium access control (MAC) layer control element (CE) .

[0114] In some implementations, the processor 1002 through RF circuitry 1004 receives resource index information in the random access message instance, the resource index information indicating a first resource location for the first random access message replica in the random access message instance and the resource index information indicating a second resource location for the second Msg3 replica in the random access message instance. In some implementations, the resource index is ordered first in a frequency domain of the resource pool and second in a time domain of the resource pool. In some implementations, the resource index includes a frequency index for a frequency domain of the resource pool and a time index for a time domain of the resource pool. In some implementations, a Radio Network Temporary Identifier (RNTI) value indicates a value for the resource index.

[0115] In some implementations, the processor 1002 causes the RF circuitry 1004 to send information indicating a repetition level for the random access message instance. In some implementations, the process 850 includes receiving the random access message instance multiple times in accordance with the repetition level. While these operations are examples, the access node 1000 can perform the other operations described herein with respect to other access nodes, such as base station 104.

[0116] The components of the access node 1000 may be coupled with various other components over one or more interconnects 1012. The processor 1002, RF interface circuitry 1004, memory / storage circuitry 1008 (including communication protocol stack 1014) , antenna (s) 1010, and interconnects 1012 may be similar to like-named elements shown and described with respect to FIG. 9. For example, the processor 1002 may include processor circuitry such as, for example, baseband processor circuitry (BB) 1016A, central processor unit circuitry (CPU) 1016B, and graphics processor unit circuitry (GPU) 1016C.

[0117] The CN interface circuitry 1006 may provide connectivity to a core network, for example, a 5th Generation Core network (5GC) using a 5GC-compatible network interface protocol such as carrier Ethernet protocols, or some other suitable protocol. Network connectivity may be provided to / from the access node 1000 via a fiber optic or wireless backhaul. The CN interface circuitry 1006 may include one or more dedicated processors or FPGAs to communicate using one or more of the aforementioned protocols. In some implementations, the CN interface circuitry 1006 may include multiple controllers to provide connectivity to other networks using the same or different protocols.

[0118] As used herein, the terms “access node, ” “access point, ” or the like may describe equipment that provides the radio baseband functions for data and / or voice connectivity between a network and one or more users. These access nodes can be referred to as BS, gNBs, RAN nodes, eNBs, NodeBs, RSUs, TRxPs or TRPs, and so forth, and can include ground stations (e.g., terrestrial access points) or satellite stations providing coverage within a geographic area (e.g., a cell) . As used herein, the term “NG RAN node” or the like may refer to an access node 1000 that operates in an NR or 5G system (for example, a gNB) , and the term “E-UTRAN node” or the like may refer to an access node 1000 that operates in an LTE or 4G system (e.g., an eNB) . According to various implementations, the access node 1000 may be implemented as one or more of a dedicated physical device such as a macrocell base station, and / or a low power (LP) base station for providing femtocells, picocells or other like cells having smaller coverage areas, smaller user capacity, or higher bandwidth compared to macrocells.

[0119] In some implementations, all or parts of the access node 1000 may be implemented as one or more software entities running on server computers as part of a virtual network, which may be referred to as a CRAN and / or a virtual baseband unit pool (vBBUP) . In V2X scenarios, the access node 1000 may be or act as a “Roadside Unit. ” The term “Roadside Unit” or “RSU” may refer to any transportation infrastructure entity used for V2X communications.

[0120] Various components may be described as performing a task or tasks, for convenience in the description. Such descriptions should be interpreted as including the phrase “configured to. ” Reciting a component that is configured to perform one or more tasks is expressly intended not to invoke 35 U.S.C. § 112 (f) interpretation for that component.

[0121] For one or more embodiments, at least one of the components set forth in one or more of the preceding figures may be configured to perform one or more operations, techniques, processes, or methods as set forth in the example section below. For example, the baseband circuitry as described above in connection with one or more of the preceding figures may be configured to operate in accordance with one or more of the examples set forth below. For another example, circuitry associated with a UE, base station, network element, etc., as described above in connection with one or more of the preceding figures may be configured to operate in accordance with one or more of the examples set forth below in the claims.

[0122] Any of the above-described examples may be combined with any other example (or combination of examples) , unless explicitly stated otherwise. The foregoing description of one or more implementations provides illustration and description but is not intended to be exhaustive or to limit the scope of embodiments to the precise form disclosed. Modifications and variations are possible in light of the above teachings or may be acquired from practice of various embodiments.

[0123] Although the embodiments above have been described in considerable detail, numerous variations and modifications will become apparent to those skilled in the art once the above disclosure is fully appreciated. It is intended that the following claims be interpreted to embrace all such variations and modifications.

[0124] It is well understood that the use of personally identifiable information should follow privacy policies and practices that are generally recognized as meeting or exceeding industry or governmental requirements for maintaining the privacy of users. In particular, personally identifiable information data should be managed and handled so as to minimize risks of unintentional or unauthorized access or use, and the nature of authorized use should be clearly indicated to users.

Claims

1.A method for wireless communication, the method comprising:selecting, from a resource pool, a first time and frequency resource for sending a first random access message replica of a random access message instance;selecting, from a resource pool, a second time and frequency resource for sending a second random access message replica of the random access message instance; andsending the random access message instance including the first random access message replica on the first time and frequency resource and including the second random access message replica on the second time and frequency resource.2.The method of claim 1, wherein the first time and frequency resource and the second time and frequency resource are selected randomly from the resource pool.3.The method of any of claims 1 through 2, wherein the first time and frequency resource is selected from a first subset of the resource pool, and wherein the second time and frequency resource is selected from a second subset of the resource pool, the first subset being different from the second subset.4.The method any of claims 1 through 3, further comprising:receiving information specifying a number of replicas for each random access message instance; andselecting the first time and frequency resource and the second time and frequency resource when the number of replicas is at least two.5.The method of claim 4, wherein the information specifying the number of replicas for each random access message instance is included in radio resource control (RRC) information.6.The method any of claims 1 through 5, further comprising:receiving information specifying a resource locations for the first random access message replica and the second random access message replica for the random access message instance; andselecting the first time and frequency resource and the second time and frequency resource in accordance with the information specifying the resource locations.7.The method of claim 6, wherein the information specifying the resource locations for the first random access message replica and the second random access message replica for the random access message instance is included in a medium access control (MAC) layer control element (CE) .8.The method any of claims 1 through 7, further comprising:sending resource index information in the random access message instance, the resource index information indicating a first resource location for the first random access message replica in the random access message instance and the resource index information indicating a second resource location for the second random access message replica in the random access message instance.9.The method of claim 8, wherein the resource index is ordered first in a frequency domain of the resource pool and second in a time domain of the resource pool.10.The method of claim 8, wherein the resource index includes a frequency index for a frequency domain of the resource pool and a time index for a time domain of the resource pool.11.The method of claim 8, wherein a Radio Network Temporary Identifier (RNTI) value indicates a value for the resource index.12.The method any of claims 1 through 11, further comprising:detecting that a threshold number of random access message instances are conflicting; andfalling back to a single replica for the random access message instance by dropping the second random access message replica.13.The method of any of claims 1 through 12, further comprising:receiving information indicating a repetition level for the random access message instance; andsending the random access message instance multiple times in accordance with the repetition level.14.The method of claim 13, further comprising:selecting a number of times to send the random access message instance based on a reference signal receive power (RSRP) value.15.The method of claim 13, wherein an RNTI value for a repetition of the random access message instance is based on a first resource within the repetition of the random access message instance.16.The method of claim 13, wherein an RNTI value for a repetition of the random access message instance is based on a total resource used for the repetition of the random access message instance.17.The method of any of claims 1 through 16, further comprising:monitoring for a random access message response using a monitoring window for each random access message instance that is sent including the random access message instance,wherein the monitoring window for each Msg3 instance starts after an offset amount of time from when the random access message instance is sent, the offset based on a round trip time (RTT) and a physical downlink control channel (PDCCH) occasion offset value.18.The method of any of claims 1 through 17, further comprising:monitoring for a random access message response using a monitoring window for all random access message instances being sent including the random access message instance,wherein the monitoring window starts after an offset amount of time from when a first random access message instance or a last random access message instance is sent, the offset based on a round trip time (RTT) and a physical downlink control channel (PDCCH) occasion offset value.19.A system comprising one or more processors and one or more storage devices on which are stored instructions that are operable, when executed by the one or more processors, to cause the one or more processors to perform the method of any of claims 1 to 18.20.An apparatus comprising one or more baseband processors configured to perform the method of any of claims 1 to 18.

Images