[发明专利]随机接入方法及终端设备

说明书

本申请公开了一种随机接入方法，包括：在随机接入过程中，终端接收随机接入响应；终端根据自身的波束互易性能力采用对应的方法发送至少一个消息3。本申请还公开了一种终端设备。应用本申请公开的技术方案，能够提高通信系统的整体接入性能。

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种随机接入方法及终端设备。

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，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，用于用户与基站间建立上行同步，以及基站为用户分配用于识别用户的ID等。随机接入的性能直接影响到用户的体验。其中，对于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连接、小区切换、重新建立上行连接、RRC连接重建等多个场景，并根据用户是否独占前导序列资源划分为基于竞争的随机接入(Contention-based RandomAccess)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，各个用户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，可能会出现多个用户选择相同的前导序列发送给基站，因此这种冲突的出现会导致前导序列发送失败。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1所示。在随机接入过程开始之前，基站将随机接入过程的配置信息发送给用户，用户根据接收到的配置信息进行随机接入过程。参见图1：

步骤1中，用户从前导序列资源池中随机选择一个前导序列，发送给基站。基站对接收信号进行相关性检测，从而识别出用户所发送的前导序列。

步骤2中，基站向用户发送随机接入响应(Random Access Response,RAR)，包含随机接入前导序列标识符、根据用户与基站间时延估计所确定的定时提前信息指令、临时小区无线网络临时标识(Temporary Cell-Radio Network Temporary Identifier,TC-RNTI)，以及为用户下次上行传输所分配的时频资源。

步骤3中，用户根据RAR中的信息，向基站发送消息3(Msg3)。Msg3中包含用户终端标识以及RRC连接请求等信息，其中，该用户终端标识是用户唯一的，用于解决冲突。

步骤4中，基站向用户发送冲突解决标识，包含了冲突解决中胜出的用户终端标识。用户在检测出自己的标识后，将临时小区无线网络临时标识升级为小区无线网络临时标识(Cell-Radio Network Temporary Identifier,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，用户将在一段延时后开始新的随机接入过程。