[发明专利]随机接入方法、基站设备及用户设备

说明书

本发明提供了一种随机接入方法、基站设备及用户设备，其中，一种随机接入方法包括：基站配置时频资源与前导序列，并发送配置的时频资源与前导序列；基于时频资源，检测前导序列；当检测到前导序列时，发送随机接入响应。本发明所提供的方法能够提供更多的接入机会，显著降低接入延时，对于一些需要快速接入的场景，本发明能够提供更低的接入延时，从而确保业务的延时需求得到满足，提高用户的使用体验，并提高网络的整体性能。

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，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。

随机接入过程是系统内用户设备与基站建立连接的重要途径。LTE中，随机接入过程分为基于竞争的与基于非竞争的两种类型。其中，基于竞争的随机接入过程由四步组成，如图1所示。第一步中，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；第二步中，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指令、临时小区无线网络临时标识(Cell-RadioNetwork Temporary Identifier，C-RNTI)，以及为用户下次上行传输所分配的时频资源；第三步中，用户根据RAR中的信息，向基站发送第三条消息(Msg3)。Msg3中包含用户设备标识以及RRC链接请求等信息，其中，该用户设备标识是用户唯一的，用于解决冲突；第四步中，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的用户设备标识。用户在检测出自己的标识后，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，用户将在一段延时后开始新的随机接入过程。

对于基于非竞争的随机接入过程，由于基站已知用户标识，可以为用户分配前导序列。因此用户在发送前导序列时，不需要随机选择序列，而会使用分配好的前导序列。基站在检测到分配好的前导序列后，会发送相应随机接入响应，包括定时提前以及上行资源分配等信息。用户接收到随机接入响应后，认为已完成上行同步，等待基站的进一步调度。因此，基于非竞争的随机接入过程仅包含两个步骤：步骤一为发送前导序列；步骤二为随机接入响应的发送。基于非竞争的随机接入过程用于小区切换，下行数据到达等过程。

在5G的一些应用场景中，需要快速的进行接入过程，例如，进行快速的小区切换，其切换延时需求远小于LTE中的切换延时需求。在这些场景中，仍然采用用于随机接入的物理随机接入信道，将会造成延时的增大，甚至无法满足延时需求。因此针对这类场景，需要采用新的设计来降低免竞争随机接入过程的延时。

现有的免竞争随机接入需要与基于竞争的随机接入过程共用随机接入信道时频资源。考虑到随机接入信道时频资源以周期性形式分布，使用随机接入信道时频资源进行免竞争随机接入时。这种配置方式并不适用于具有较高延时需求的接入场景，例如连接态下的快速切换等。