[发明专利]基于差分波束的随机接入方法、基站设备及用户设备

说明书

本发明提供了基于差分波束的随机接入方法、基站设备及用户设备；其中，一种基于差分波束的随机接入方法包括：基站设备通过差分波束接收方式接收来自第一UE的前导序列；基于前导序列，确定基站波束方向角度偏差；根据基站波束方向角度偏差进行基站波束调整，并通过调整后的基站波束向第一UE发送随机接入响应信号。本发明通过差分波束接收方式检测基站波束方向角度偏差，能够比现有技术中波束轮询的方式更快地调整基站接收波束至最优波束，提高随机接入过程的性能。

技术领域

本发明涉及移动通信领域，具体而言，本发明涉及基于差分波束的随机接入方法、基站设备及用户设备。

背景技术

随着信息产业的快速发展，特别是来自移动互联网和物联网(IoT,internet ofthings)的增长需求，给未来移动通信技术带来前所未有的挑战。如根据国际电信联盟ITU的报告ITU-R M.[IMT.BEYOND 2020.TRAFFIC]，可以预计到2020年，移动业务量增长相对2010年(4G时代)将增长近1000倍，UE(User Equipment，用户设备)连接数也将超过170亿，随着海量的IoT设备逐渐渗透到移动通信网络，连接设备数将更加惊人。为了应对这前所未有的挑战，通信产业界和学术界已经展开了广泛的第五代移动通信技术研究(5G)，面向2020年代。目前在ITU的报告ITU-R M.[IMT.VISION]中已经在讨论未来5G的框架和整体目标，其中对5G的需求展望、应用场景和各项重要性能指标做了详细说明。针对5G中的新需求，ITU的报告ITU-R M.[IMT.FUTURE TECHNOLOGY TRENDS]提供了针对5G的技术趋势相关的信息，旨在解决系统吞吐量显著提升、用户体验一致性、扩展性以支持IoT、时延、能效、成本、网络灵活性、新兴业务的支持和灵活的频谱利用等显著问题。

随机接入(Random Access)过程是无线通信系统中的重要步骤，用于UE与基站间建立上行同步，以及基站为UE分配用于识别UE的ID等。随机接入的性能直接影响到UE的用户使用体验。传统的无线通信系统，如LTE以及LTE-Advanced中，随机接入过程被应用于如建立初始链接、小区切换、重新建立上行链接、RRC连接重建等多个场景，并根据UE是否独占前导序列资源划分为基于竞争的随机接入(Contention-based Random Access)以及基于非竞争的随机接入(Contention-free Random Access)。由于基于竞争的随机接入中，各个UE在尝试建立上行链接的过程中，从相同的前导序列资源中选择前导序列，可能会出现多个UE选择相同的前导序列发送给基站，因此冲突解决机制是随机接入中的重要研究方向，如何降低冲突概率、如何快速解决已经发生的冲突，是影响随机接入性能的关键指标。

LTE-A中基于竞争的随机接入过程分为四步，如图2所示。第一步中，UE从前导序列资源池中随机选择一个前导序列，发送给基站。基站对接入信号进行相关性检测，从而识别出UE所发送的前导序列；第二步中，基站向UE发送随机接入响应(Random AccessResponse,RAR)，包含随机接入前导序列标识符、根据UE与基站间时延估计所确定的定时提前指令、临时小区无线网络临时标识(Cell-Radio Network Temporary Identifier,C-RNTI)，以及为UE下次上行传输所分配的时频资源；第三步中，UE根据RAR中的信息，向基站发送消息3(Msg3)；Msg3中包含用于终端标识以及RRC链接请求等信息，其中，该终端标识是UE唯一的，用于解决冲突；第四步中，基站向UE发送冲突解决标识，包含了冲突解决中胜出的UE的终端标识。UE在检测出其标识后，将临时C-RNTI升级为C-RNTI，并向基站发送ACK信号，完成随机接入过程，并等待基站的调度。否则，UE将在一段延时后开始新的随机接入过程。