CN106900074B - 一种随机接入方法、装置、相关设备和系统 - Google Patents

一种随机接入方法、装置、相关设备和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种随机接入方法、装置、相关设备和系统，用以在降低相关接入设备资源开销的同时减小接入时延。终端侧实施的随机接入方法，包括：利用N个方向不同的接收波束分别接收网络侧利用M个方向不同的发送波束发送的系统信息，所述系统信息中携带有发送随机接入信息可用的时频资源的配置信息，其中，N和M为自然数；分别确定终端侧最优接收波束信息和网络侧最优发送波束信息；根据所述配置信息以及确定出的终端侧最优接收波束信息和网络侧最优发送波束信息，向所述网络侧发送随机接入信息。

Description

一种随机接入方法、装置、相关设备和系统
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种随机接入方法、装置、相关设备和系统。
背景技术
Massive MIMO(Massive Multiple-Input-Multiple-Output，大规模多输入多输出)技术作为传统MIMO技术的延伸，是5G(第五代)无线通信的一个重要研究方向。MassiveMIMO技术通过大量增加通信的天线数量，采用时分双工的通信模式，使系统性能达到空前的高度。
在Massive MIMO系统中，由于天线数的增加，可以利用多天线进行波束赋形，将功率集中到窄波束上进行发射，从而扩大数据的传输范围。
现有LTE(Long Time Evolution，长期演进)标准中在Rel 13版本前仅对数据信道和PDCCH(Physical Downlink Control Channel，物理下行控制信道)信道进行了波束赋形增强，并未对同步、接入相关的信道进行覆盖增强，这导致系统接入范围和数据传输范围不一致。为了保证系统的实际覆盖范围，同步、接入过程中也可以采用窄波束进行传输。
与未进行波束赋形的宽波束相比，窄波束虽然可以将功率集中，使得较远的用户也有机会接入系统，但是由于其角度扩展较小，水平方向的覆盖范围反而有所降低。为了保证水平方向的覆盖范围，基站端可以形成多个不同方向的波束，依次发射，采用扫波束的方式实现覆盖。在高频段通信中，终端天线数的增加使得终端进行上行波束赋形也成为可能，因此，在接入流程中也需要对这一可能进行考虑。
目前，一种最简单的接入流程包括基站以扫波束的方式在指定的RE(ResourceBlock，资源块)资源上发射MIB(Master Information Block，)和SIB(System InformationBlock，系统信息块)，终端也在相应RE资源上形成多个接收波束以接收系统信息；接收完系统信息后，终端在指定的PRACH(Physical Random Access Channel，物理随机接入信道)资源上通过扫波束的方式发送随机接入序列，基站在相应的RE资源上进行扫波束接收，经过一轮基站和终端相互扫波束后完成接入流程。
这种双向扫波束的接入方式，由于基站和终端在发射和接收时都需要进行扫波束，既增加了基站和终端等接入设备的资源开销，也增加了接入时延。
发明内容
本发明实施例提供一种随机接入方法、装置、相关设备和系统，用以在降低相关接入设备资源开销的同时减小接入时延。
本发明实施例提供一种终端侧实施的随机接入方法，包括：
利用N个方向不同的接收波束分别接收网络侧利用M个方向不同的发送波束发送的系统信息，所述系统信息中携带有发送随机接入信息可用的时频资源的配置信息，其中，N和M为自然数；
分别确定终端侧最优接收波束信息和网络侧最优发送波束信息；
根据所述配置信息以及确定出的终端侧最优接收波束信息和网络侧最优发送波束信息，向所述网络侧发送随机接入信息。
本发明实施例提供一种终端侧实施的随机接入装置，包括：
接收单元，用于利用N个方向不同的接收波束分别接收网络侧利用M个方向不同的发送波束发送的系统信息，所述系统信息中携带有发送随机接入信息可用的时频资源的配置信息，其中，N和M为自然数；
确定单元，用于分别确定终端侧最优接收波束信息和网络侧最优发送波束信息；
发送单元，用于根据所述配置信息以及确定出的终端侧最优接收波束信息和网络侧最优发送波束信息，向所述网络侧发送随机接入信息。
本发明实施例提供一种终端，包括上述终端侧实施的随机接入装置。
本发明实施例提供一种网络侧实施的随机接入方法，包括：
利用M个方向不同的发送波束向用户终端UE发送系统信息，所述系统信息中携带有发送随机接入信息可用的时频资源的配置信息，其中，M为自然数；
接收所述UE根据所述配置信息发送的随机接入信息。
本发明实施例提供一种网络侧实施的随机接入装置，包括：
发送单元，用于利用M个方向不同的发送波束向用户终端UE发送系统信息，所述系统信息中携带有发送随机接入信息可用的时频资源的配置信息，其中，M为自然数；
接收单元，用于接收所述UE根据所述配置信息发送的随机接入信息。
本发明实施例提供一种基站，包括上述网络侧实施的随机接入装置。
本发明实施例提供一种随机接入系统，包括上述的终端和基站。
本发明实施例提供的随机接入方法、装置、相关设备和系统，网络侧利用多个波束向终端发送系统信息，发送的系统信息中携带终端发送随机接入信息可用时频资源的配置信息，终端侧利用多个波束接收网络侧发送的系统信息，终端可以由此确定出最优的终端侧接收波束信息和最优的网络侧发送波束信息，相应的，终端可以根据确定出的终端侧最优接收波束信息、配置信息和网络侧最优发送波束信息向网络侧发送随机接入信息，而无需在多个波束上向网络侧发送随机接入信息，从而节约了终端的处理资源开销，减小了接入时延。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1a为本发明实施例中，终端侧实施的随机接入方法的实施流程示意图；
图1b为本发明实施例中，UE发送随机接入信息可用的时频资源与网络侧发送波束的波束方向信息之间的映射关系；
图2为本发明实施例中，基站侧实施的随机接入方法的实施流程示意图；
图3为本发明实施例中，随机接入以及信息传输的实施流程示意图；
图4为本发明实施例中，终端侧实施的随机接入装置的结构示意图；
图5为本发明实施例中，网络侧实施的随机接入装置的结构示意图；
图6为本发明实施例中，随机接入系统的结构示意图。
具体实施方式
为了减少随机接入流程中相关接入设备的处理资源开销，减小接入时延，本发明实施例提供了一种随机接入方法、装置、相关设备和系统。
以下结合说明书附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明，并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，本发明实施例提供的随机接入方法可以应用于移动通信系统中，尤其适用于TDD(Time Division Duplexing，时分双工)系统中。
发明人发现，在现有的随机接入以及信息传输流程中，基站和终端均需要通过扫波束的方式发送或者接收信息，这既增加了基站和终端处理资源的开销，也增加了随机接入和信息传输时延。
为此，本发明实施例中，利用TDD系统的信道互易性，在系统信息中加入基站端发送波束和接入时频资源的映射关系，由此，可以在终端发起接入流程的初始步骤中使用确定波束发送，而无需采用扫波束方式发送，可以简化基于波束赋形的接入流程，降低终端处理资源的开销并减小接入时延。
在介绍了本发明的基本原理之后，下面具体介绍本发明的各种非限制性实施方式。
如图1a所示，为终端侧实施本发明实施例提供的随机接入方法的实施流程示意图，可以包括以下步骤：
S11、UE利用N个方向不同的接收波束分别接收网络侧利用M个方向不同的发送波束发送的系统信息。
具体实施时，网络侧基站可以采用扫波束的方式发送系统信息，即基站形成M个方向不同的发送波束，并利用M个方向不同的发送波束向UE(User Equipment，用户设备)发送系统信息。基站端的发送波束标记为eNBT1、eNBT2…eNBTM，这些波束可以占用现有LTE(LongTime Evolution，长期演进)系统中的系统信息传输资源进行发射，也可以在现有LTE系统信息传输资源附近增加相应的传输资源进行发射，第一种方式中系统信息的发射周期降低为现有LTE系统的1/M，第二种方式中需要采用现有LTE系统M倍的传输资源。
UE利用扫波束的方式接收基站发送的系统信息，即终端形成N个方向不同的接收波束接收系统信息，UE的接收波束标记为UER1、UER2…UERN。其中，接收到的系统信息中携带有发送随机接入信息可用的时频资源的配置信息，N和M为自然数。
S12、UE分别确定终端侧最优接收波束信息和网络侧最优发送波束信息。
本步骤中，通过扫波束的方式接收到系统信息后，UE可以根据一定的原则确定终端侧最优接收波束和网络侧最优接收波束，例如，UE可以确定确定信噪比最高的接收波束为终端侧最优接收波束，并确定与该最优接收波束方向相匹配的发送波束的波束方向信息为网络侧最优发送波束。相应的，UE可以确定网络侧最优发送波束的波束方向信息为网络侧最优发送波束信息以及终端侧最优接收波束的波束方向信息为终端侧最优接收波束信息。
S13、UE根据系统信息中携带的配置信息以及确定出的终端侧最优接收波束信息和网络侧最优发送波束信息，向网络侧发送随机接入信息。
本步骤中，基于TDD系统中上下行信道的互易性，根据步骤S12中确定出的终端侧最优接收波束信息对应的波束方向同样也是UE的最优发送波束方向，因此，当UE需要进行上行随机接入时，可以直接在其确定出的终端侧最优接收波束方向上发送随机接入信息。
较佳的，网络侧通过发送的系统信息对UE可用的上行接入时频资源进行预先配置，例如，网络侧可以预先将UE发送随机接入信息可用的时频资源划分为M组，一个时频资源组与一个发送波束的波束方向对应，如图1b所示，其为UE发送随机接入信息可用的时频资源与网络侧发送波束之间的对应关系示意图。发送随机接入信息可用的时频资源在时域和/或频域上为连续的；或者发送随机接入信息可用的时频资源在时域和/或频域上为非连续的；各时频资源组之间的关系为时分的和/或频分的。
根据图1b所示的发送随机接入信息可用的RE(资源元素)与波束方向的对应关系可知，发送随机接入信息可用的时频资源在时域上可以是连续的，也可以是非连续的；类似地，在频域上可以是连续的，也可以是非连续的；各时频资源组间的关系可以是时分的、频分的、或者二者兼有的。
该对应关系体现在系统信息中，包含时频资源位置和波束序号或波束特征相对应的关系，或者资源起始位置、资源pattern与波束序号或波束特征相对应的关系作为本发明实施例中发送随机接入信息可用的时频资源组的组标识与发送波束的波束方向信息之间的映射关系。
基站存储时频资源组的组标识与发送波束的波束方向信息之间的映射关系，基站通过信令通知UE该映射关系，该映射关系可以为一对一的关系，即一个组标识与一个波束方向信息对应，也可以为多对一的关系，即多个组标识与一个波束方向信息对应，本发明实施例对此不进行限定。因此，基站向UE发送的系统信息中携带的配置信息可以为时频资源组的组标识与发送波束的波束方向信息之间的映射关系。其中，波束方向信息可以为能够表明波束方向的任意信息，本发明实施例对此不进行限定。
基于此，步骤S13中可以按照以下流程实施：UE从系统信息携带的映射关系中查找网络侧最优发送波束的波束方向信息对应的组标识；UE在查找到的组标识对应的时频资源上，根据终端侧最优接收波束的波束方向信息，使用相应的波束方向向网络侧发送随机接入信息。
UE在获得了系统信息后，需要在上行方向发送随机接入信息，该随机接入信息可以为随机接入序列，UE采用步骤S12中确定出的终端侧最优接收波束，假设为UERi(1≤i≤N)的波束方向作为上行发送波束方向向网络侧发送随机接入信息。
在发送随机接入信息时，UE根据系统信息中携带的发送随机接入信息可用的时频资源组的组标识与发送波束的波束方向信息之间的映射关系，确定对应于最优基站端发送波束方向信息(假设为eNBTj)的时频资源组的组标识j，UE在相应的时频资源组上使用终端侧最优接收波束UERi的波束方向向网络侧发送随机接入信息。
相应的，在网络侧，可以按照图2所示的流程实施本发明实施例提供的接入方法：
S21、基站利用M个方向不同的发送波束向用户终端UE发送系统信息。
所述系统信息中携带有发送随机接入信息可用的时频资源的配置信息，其中，M为自然数。
步骤S21的实施与上述步骤S11相对应，其具体实施流程可以参见步骤S11的实施，这里不再赘述。
S22、基站接收UE根据所述配置信息发送的随机接入信息。
本步骤中，由于尚未获知UE的终端侧最优发送波束方向以及自身的最优发送波束方向，因此，基站仍需在UE发送随机接入信息可用的时频资源上采用扫波束的方式接收随机接入信息，但是，由于终端仅在基站的网络侧最优发送波束对应的时频资源组j上使用UE的终端侧最优接收波束方向发送随机接入信息，因此，基站只会在时频资源组j上检测到随机接入信息。
进一步地，网络侧实施的随机接入方法还可以包括以下步骤：
S23、根据接收到的随机接入信息确定网络侧最优发送波束信息和UE的终端侧最优发送波束信息以及发送随机接入响应的时频资源。
具体的，基站可以确定UE发送随机接入信息所用的时频资源组的组标识，在时频资源组的组标识与发送波束的波束方向信息之间的映射关系中查找UE发送随机接入信息所用的时频资源组的组标识对应的波束方向信息，确定查找到的波束方向信息为网络侧最优发送波束信息；确定UE发送随机接入信息的波束方向为UE的终端侧最优发送波束信息；确定所述UE发送所述随机接入信息所用的时频资源组中包含的时频资源为发送随机接入响应的时频资源。
例如，基站可以根据检测到时频资源组的组标识j从时频资源组的组标识与发送波束的波束方向信息之间的映射关系中查找其对应的发送波束的波束方向信息，本例中即为eNBTj，由此，基站可以确定基站端的网络侧最优发送波束的波束方向信息，根据上下行信道互易性可知，这也是网络侧最优接收波束方向。
在随机接入成功后，根据网络侧最优发送波束的波束方向信息，使用相应的波束方向向所述UE发送下行信息。后续网络侧与UE之间传输信息时，可以根据接入流程中确定出的网络侧最优发送波束方向以及网络侧最优接收波束方向和终端侧最优接收波束方向以及终端侧最优发送波束方向进行信息的发送和接收，而无需进行扫波束接收，从而能够节约基站和UE处理资源的开销，并减小信息传输时延。具体的，在随机接入成功后，UE可以根据确定出的终端侧最优发送波束的波束方向信息(上例中的UERi)，使用相应的波束方向向网络侧发送上行信息，网络侧根据确定出的网络侧最优接收波束方向信息(上例中的eNBTj)使用相应的波束方向接收UE发送的上行信息；网络侧根据网络侧最优发送波束的波束方向信息，使用相应的波束方向(上例中的eNBTj)向UE发送下行信息，UE根据确定出的终端侧最优接收波束方向信息使用相应的波束方向(上例中的UERi)接收网络侧发送的下行信息。
较佳的，在后续的多次传输中，UE还可以根据每一步获得的更准确的信道信息或波束信息，对相应的波束方向进行调整，以达到更好的传输性能。同样，在后续的多次传输中，网络侧也可以根据每一步获得的更准确的信道信息或波束信息，对相应的波束方向进行调整，以达到更好的传输性能。
而根据本发明实施例方案中，不同UE的接入消息可以依靠波束方向、时频资源以及随机接入序列来区分，因此，可以更好地支持多用户接入：当系统中有多个期望接入的UE时，如果多个终端选择的波束方向不一致，则可以在不同的时频资源上进行随机接入序列传输，多用户之间不会造成干扰；如果多个终端选择的波束方向一致，但是选择的随机接入序列不同，基站端也可以区分。因此，本发明实施例提供的随机接入方法可以更好地区分多用户的随机接入请求，更好地支持多用户传输。
这样，通过在系统信息中增加基站发送系统信息的发送波束的波束方向信息与UE发送随机接入信息可用的时频资源组的组标识之间的对应关系，UE仅在接收系统信息时进行单向扫波束接收，后续步骤仅需在单一波束方向上发送和接收，即可完成随机接入流程，从而减少了随机接入过程中的扫波束次数，简化了基于波束赋形方式的接入流程、降低了终端资源开销和接入时延。而对于网络侧基站来说，其仅需在像UE发送系统信息以及在接收到UE在单一波束方向上发送的随机接入信息时需要使用扫波束方式进行信息的发送和接收，而在执行完成上述两步后，网络侧也能够获知自身最优的发送波束方向和UE最优的接收波束方向，之后网络侧也仅需在单一方向上发送和接收信息，从而，降低了网络侧基站的资源开销，减小了信息传输时延。
为了更好的理解本发明实施例，以下结合UE与网络侧基站之间的信息流程对本发明实施例的实施过程进行详细说明。如图3所示，可以包括以下步骤：
S31、网络侧利用M个方向不同的发送波束向UE发送系统信息。
其中，网络侧基站需对UE发送随机接入信息可用的时频资源预先进行配置，并在发送的系统信息中携带有相应的配置信息。较佳的，网络侧可以将UE发送随机接入信息可用的时频资源划分为M组，每一组与一个网络侧发送波束的波束方向相对应。
基于此，系统信息中携带的配置信息可以为UE发送随机接入信息可用的时频资源组的组标识与网络侧发送系统信息所形成的发送波束的波束方向信息之间的映射关系。
网络侧形成M个方向不同的发送波束以扫波束方式发送系统信息。
S32、UE形成N个接收波束接收网络侧发送的系统信息。
本步骤中，UE通过扫波束方式接收系统信息。
S33、UE确定终端侧最优接收波束信息和网络侧最优发送波束信息。
本步骤中UE可以根据发送波束和接收波束的信噪比确定终端侧最优接收波束和网络侧最优发送波束，并确定终端侧最优接收波束的波束方向信息为终端侧最优发送波束信息，确定网络侧最优发送波束的波束方向信息为网络侧最优接收波束信息。
S34、UE根据确定出的终端侧最优接收波束信息和网络侧最优发送波束信息向网络侧发送随机接入信息。
本步骤中，根据信道互易性，UE可以确定终端侧最优接收波束也为终端侧最优发送波束，因此，UE可以根据确定出的终端侧最优接收波束信息在相应的波束方向上使用单一波束方向向网络侧发送随机接入信息。
更佳的，UE还可根据系统信息中携带的UE发送随机接入信息可用的时频资源组的组标识与网络侧发送系统信息所形成的发送波束的波束方向信息之间的映射关系以及确定出的网络侧最优发送波束信息，确定网络侧最优发送波束的波束方向信息对应的时频资源组，并在相应的时频资源上使用终端侧最优接收波束方向发送随机接入信息。
S35、网络侧接收随机接入信息。
本步骤中，网络侧基站仍需形成多个波束在UE发送随机接入信息可用的所有时频资源通过扫波束方式接收随机接入信息，但是由于UE仅在特定时频资源组(假设组标识为j)上使用单一方向发送，因此，网络侧基站只会在时频资源组j上接收到随机接入信息。
S36、网络侧确定网络侧最优发送波束信息和终端侧最优发送波束信息。
本步骤中，网络侧根据接收到随机接入信息的时频资源组的组标识确定网络侧的网络侧最优发送波束方向信息，并根据UE发送随机接入信息的波束方向确定终端侧最优发送波束方向信息。
至此，网络侧基站和UE都已经获得彼此的最优发送波束方向和最优接收波束方向，在后续的上下行信息传输步骤中可以根据彼此的最优发送波束方向和最优接收波束方向发送和接收信息。
S37、UE根据终端侧最优接收波束的波束方向信息，使用相应的波束方向向网络侧发送上行信息。
在后续的多次传输中，UE可以根据每一步获得的更准确的信道信息或波束信息，对相应的波束方向进行调整，以达到更好的传输性能。
S38、网络侧根据网络侧最优发送波束的波束方向信息，使用相应的波束方向向UE发送下行信息。
在后续的多次传输中，网络侧可以根据每一步获得的更准确的信道信息或波束信息，对相应的波束方向进行调整，以达到更好的传输性能。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种终端侧和网络侧分别实施的随机接入装置、相关设备和系统，由于上述装置、设备和系统解决问题的原理分别与上述终端侧和网络侧实施的随机接入方法相似，因此上述装置、设备和系统的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
如图4所示，其为本发明实施例提供的终端侧实施的随机接入装置的结构示意图，包括：
接收单元41，用于利用N个方向不同的接收波束分别接收网络侧利用M个方向不同的发送波束发送的系统信息，所述系统信息中携带有发送随机接入信息可用的时频资源的配置信息，其中，N和M为自然数；
确定单元42，用于分别确定终端侧最优接收波束信息和网络侧最优发送波束信息；
发送单元43，用于根据所述配置信息以及确定出的终端侧最优接收波束信息和网络侧最优发送波束信息，向所述网络侧发送随机接入信息。
其中，所述配置信息包括发送随机接入信息可用的时频资源组的组标识与所述发送波束的波束方向信息之间的映射关系；所述网络侧最优发送波束信息包括网络侧最优发送波束的波束方向信息，所述终端侧最优接收波束信息包括终端侧最优接收波束的波束方向信息；以及
所述发送单元43，包括：
查找子单元431，用于从所述系统信息携带的映射关系中查找所述网络侧最优发送波束的波束方向信息对应的组标识；
发送子单元432，用于在查找到的组标识对应的时频资源上，根据终端侧最优接收波束的波束方向信息，使用相应的波束方向向所述网络侧发送随机接入信息。
较佳的，发送单元43，还可以用于在随机接入成功后，根据终端侧最优接收波束的波束方向信息，使用相应的波束方向向所述网络侧发送上行信息。
其中，发送随机接入信息可用的时频资源在时域和/或频域上为连续的；或者发送随机接入信息可用的时频资源在时域和/或频域上为非连续的；发送随机接入信息可用的时频资源与发送波束的对应关系为时分的和/或频分的
具体实施时，所述确定单元42，包括：
第一确定子单元421，用于确定信噪比最高的接收波束的波束方向信息为终端侧最优接收波束信息；
第二确定子单元422，用于确定与该最优接收波束方向相匹配的的发送波束的波束方向信息为网络侧最优发送波束信息。
为了描述的方便，以上各部分按照功能划分为各模块(或单元)分别描述。当然，在实施本发明时可以把各模块(或单元)的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。例如，图4所示的随机接入装置可以设置于终端中。
如图5所示，其为本发明实施例提供的网络侧实施的随机接入装置的结构示意图，可以包括：
发送单元51，用于利用M个方向不同的发送波束向用户终端UE发送系统信息，所述系统信息中携带有发送随机接入信息可用的时频资源的配置信息，其中，M为自然数；
接收单元52，用于接收所述UE根据所述配置信息发送的随机接入信息。
可选地，网络侧实施的随机接入装置还可以包括：
确定单元53，用于根据接收到的随机接入信息确定网络侧最优发送波束信息和所述UE的终端侧最优发送波束信息以及发送随机接入响应的时频资源。
其中，所述配置信息包括发送随机接入信息可用的时频资源组的组标识与所述发送波束的波束方向信息之间的映射关系；以及所述随机接入信息为所述UE根据从所述系统信息携带的映射关系中查找到的、网络侧最优发送波束的波束方向信息对应的组标识，在相应的时频资源上根据终端侧最优接收波束的波束方向信息，使用相应的波束方向发送的。
所述确定单元53，包括：
第一确定子单元531，用于确定所述UE发送所述随机接入信息所用的时频资源组的组标识，在所述映射关系中查找所述UE发送所述随机接入信息所用的时频资源组的组标识对应的波束方向信息，确定查找到的波束方向信息为网络侧最优发送波束信息；
第二确定子单元532，用于确定所述UE发送所述随机接入信息的波束方向为所述UE的终端侧最优发送波束信息；
第三确定子单元533，用于确定所述UE发送所述随机接入信息所用的时频资源组中包含的时频资源为发送随机接入响应的时频资源。
具体实施时，所述发送单元51，还用于在随机接入成功后，根据网络侧最优发送波束的波束方向信息，使用相应的波束方向向所述UE发送下行信息。
为了描述的方便，以上各部分按照功能划分为各模块(或单元)分别描述。当然，在实施本发明时可以把各模块(或单元)的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。例如，图5所示的随机接入装置可以设置于基站中。
如图6所示，其为本发明实施例提供的随机接入系统的结构示意图，可以包括终端(UE)61和基站62，其中，终端61中设置有图4所示的随机接入装置，基站62中设置有图5所示的随机接入装置。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中携带有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图携带这些改动和变型在内。

Claims (17)

1.一种随机接入方法，其特征在于，包括：
利用N个方向不同的接收波束分别接收网络侧利用M个方向不同的发送波束发送的系统信息，所述系统信息中携带有发送随机接入信息可用的时频资源的配置信息，其中，N和M为自然数，所述配置信息包括发送随机接入信息可用的时频资源组的组标识与所述发送波束的波束方向信息之间的映射关系，所述发送随机接入信息可用的时频资源的组标识与发送波束的波束方向信息之间的映射关系包含时频资源位置和波束序号或波束特征相对应的关系，或者资源起始位置、资源pattern与波束序号或波束特征相对应的关系；
分别确定终端侧最优接收波束信息和网络侧最优发送波束信息，其中，所述网络侧最优发送波束信息包括网络侧最优发送波束的波束方向信息，所述终端侧最优接收波束信息包括终端侧最优接收波束的波束方向信息；
根据所述配置信息以及确定出的终端侧最优接收波束信息和网络侧最优发送波束信息，向所述网络侧发送随机接入信息，具体包括：从所述系统信息携带的映射关系中查找所述网络侧最优发送波束的波束方向信息对应的组标识；在查找到的组标识对应的时频资源上，根据终端侧最优接收波束的波束方向信息，使用相应的波束方向向所述网络侧发送随机接入信息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，发送随机接入信息可用的时频资源在时域和/或频域上为连续的；或者发送随机接入信息可用的时频资源在时域和/或频域上为非连续的；各时频资源组之间的关系为时分的和/或频分的。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在随机接入成功后，根据终端侧最优接收波束的波束方向信息，使用相应的波束方向向所述网络侧发送上行信息。
4.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，分别确定终端侧最优接收波束信息和网络侧最优发送波束信息，具体包括：
确定信噪比最高的接收波束的波束方向信息为终端侧最优接收波束信息；以及
确定与该最优接收波束方向相匹配的发送波束的波束方向信息为网络侧最优发送波束信息。
5.一种随机接入装置，其特征在于，包括：
接收单元，用于利用N个方向不同的接收波束分别接收网络侧利用M个方向不同的发送波束发送的系统信息，所述系统信息中携带有发送随机接入信息可用的时频资源的配置信息，其中，N和M为自然数，所述配置信息包括发送随机接入信息可用的时频资源组的组标识与所述发送波束的波束方向信息之间的映射关系，所述发送随机接入信息可用的时频资源的组标识与发送波束的波束方向信息之间的映射关系包含时频资源位置和波束序号或波束特征相对应的关系，或者资源起始位置、资源pattern与波束序号或波束特征相对应的关系；
确定单元，用于分别确定终端侧最优接收波束信息和网络侧最优发送波束信息，其中，所述网络侧最优发送波束信息包括网络侧最优发送波束的波束方向信息，所述终端侧最优接收波束信息包括终端侧最优接收波束的波束方向信息；
发送单元，用于根据所述配置信息以及确定出的终端侧最优接收波束信息和网络侧最优发送波束信息，向所述网络侧发送随机接入信息；
所述发送单元，包括：查找子单元，用于从所述系统信息携带的映射关系中查找所述网络侧最优发送波束的波束方向信息对应的组标识；发送子单元，用于在查找到的组标识对应的时频资源上，根据终端侧最优接收波束的波束方向信息，使用相应的波束方向向所述网络侧发送随机接入信息。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，发送随机接入信息可用的时频资源在时域和/或频域上为连续的；或者发送随机接入信息可用的时频资源在时域和/或频域上为非连续的；各时频资源组之间的关系为时分的和/或频分的。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，
所述发送单元，还用于在随机接入成功后，根据终端侧最优接收波束的波束方向信息，使用相应的波束方向向所述网络侧发送上行信息。
8.如权利要求5或7所述的装置，其特征在于，所述确定单元，包括：
第一确定子单元，用于确定信噪比最高的接收波束的波束方向信息为终端侧最优接收波束信息；
第二确定子单元，用于确定与该最优接收波束方向相匹配的发送波束的波束方向信息为网络侧最优发送波束信息。
9.一种终端，其特征在于，包括权利要求5～8任一权利要求所述的装置。
10.一种随机接入方法，其特征在于，包括：
利用M个方向不同的发送波束向用户终端UE发送系统信息，所述系统信息中携带有发送随机接入信息可用的时频资源的配置信息，其中，M为自然数，所述配置信息包括发送随机接入信息可用的时频资源组的组标识与所述发送波束的波束方向信息之间的映射关系，所述发送随机接入信息可用的时频资源的组标识与发送波束的波束方向信息之间的映射关系包含时频资源位置和波束序号或波束特征相对应的关系，或者资源起始位置、资源pattern与波束序号或波束特征相对应的关系；
接收所述UE根据所述配置信息发送的随机接入信息，所述随机接入信息为所述UE根据从所述系统信息携带的映射关系中查找到的、网络侧最优发送波束的波束方向信息对应的组标识，在相应的时频资源上根据终端侧最优接收波束的波束方向信息，使用相应的波束方向发送的；
根据接收到的随机接入信息确定网络侧最优发送波束信息和终端侧最优发送波束信息以及发送随机接入响应的时频资源。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，根据接收到的随机接入信息确定网络侧最优发送波束信息和所述UE的终端侧最优发送波束信息以及发送随机接入响应的时频资源，具体包括：
确定所述UE发送所述随机接入信息所用的时频资源组的组标识，在所述映射关系中查找所述UE发送所述随机接入信息所用的时频资源组的组标识对应的波束方向信息，确定查找到的波束方向信息为网络侧最优发送波束信息；
确定所述UE发送所述随机接入信息的波束方向为所述UE的终端侧最优发送波束信息；以及
确定所述UE发送所述随机接入信息所用的时频资源组中包含的时频资源为发送随机接入响应的时频资源。
12.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，还包括：
在随机接入成功后，根据网络侧最优发送波束的波束方向信息，使用相应的波束方向向所述UE发送下行信息。
13.一种随机接入装置，其特征在于，包括：
发送单元，用于利用M个方向不同的发送波束向用户终端UE发送系统信息，所述系统信息中携带有发送随机接入信息可用的时频资源的配置信息，其中，M为自然数，所述配置信息包括发送随机接入信息可用的时频资源组的组标识与所述发送波束的波束方向信息之间的映射关系，所述发送随机接入信息可用的时频资源的组标识与发送波束的波束方向信息之间的映射关系包含时频资源位置和波束序号或波束特征相对应的关系，或者资源起始位置、资源pattern与波束序号或波束特征相对应的关系；
接收单元，用于接收所述UE根据所述配置信息发送的随机接入信息，所述随机接入信息为所述UE根据从所述系统信息携带的映射关系中查找到的、网络侧最优发送波束的波束方向信息对应的组标识，在相应的时频资源上根据终端侧最优接收波束的波束方向信息，使用相应的波束方向发送的；
确定单元，用于根据接收到的随机接入信息确定网络侧最优发送波束信息和所述UE的终端侧最优发送波束信息以及发送随机接入响应的时频资源。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述确定单元，包括：
第一确定子单元，用于确定所述UE发送所述随机接入信息所用的时频资源组的组标识，在所述映射关系中查找所述UE发送所述随机接入信息所用的时频资源组的组标识对应的波束方向信息，确定查找到的波束方向信息为网络侧最优发送波束信息；
第二确定子单元，用于确定所述UE发送所述随机接入信息的波束方向为所述UE的终端侧最优发送波束信息；
第三确定子单元，用于确定所述UE发送所述随机接入信息所用的时频资源组中包含的时频资源为发送随机接入响应的时频资源。
15.如权利要求13或14所述的装置，其特征在于，
所述发送单元，还用于在随机接入成功后，根据网络侧最优发送波束的波束方向信息，使用相应的波束方向向所述UE发送下行信息。
16.一种基站，其特征在于，包括权利要求13～15任一权利要求所述的装置。
17.一种随机接入系统，其特征在于，包括权利要求9所述的终端和权利要求16所述的基站。
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