CN107889273A - 随机接入的方法及相应设备 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及无线通信技术领域，具体而言，涉及一种随机接入的方法，其包括：用户设备向基站发送包括前导序列和载荷数据的随机接入信号，其中所述前导序列随机或依据需要发送的数据量设定，所述载荷数据依据当前业务需求设定；用户设备接收所述基站所返回的对应于该随机接入信号的反馈信息，其中所述反馈信息中至少包括以下之一：用户唯一标识信息、定时提前信息、上行传输授权信息、确认ACK信号/未确认NACK信号。即本方案能通过对随机接入信号的设计，其包括前导序列和载荷数据，实现通过两步交互即可完成传统方式中四步交互能完成的功能，可以适配5G中的新需求，对于单次数据传输，能降低接入时延。

Description

随机接入的方法及相应设备
技术领域
本申请涉及无线通信技术领域，具体而言，本申请涉及一种随机接入的方法及相应设备。
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IOT(Internet Of Things，物联网)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。
面对5G更为多样化的业务场景，需要灵活的多址技术支撑不同的场景与业务需求。例如，面对海量连接的业务场景，如何在有限的资源上接入更多的用户，成为5G多址技术需要解决的核心问题。在目前的4G LTE网络中，主要采用的是OFDM(OrthogonalFrequency Division Multiplexing,基于正交频分复用)的多址技术。LTE为了避免多用户干扰，多个用户的上行传输采用同步传输方式。也就是，多个用户的上行信号到达基站的时间是严格对准的。为了达到这种上行同步传输，LTE系统采用了上行定时提前的方式。基站利用下行控制信令告知移动终端上行信号发送相对下行信号接收时间的提前量。在基站获得一个移动终端最初的定时提前量前，一般认为这个移动终端是处于失步状态。失步状态下的移动终端不允许发送上行数据以避免可能的干扰。基站获得一个移动终端最初的定时提前量的过程被称之为上行同步过程。LTE的上行同步采用随机接入过程的方式：在竞争模式下，由终端发送随机选择的PRACH(Physical Random Access Channel，物理随机接入信道)前导开始，基站检测到前导信号并估计上行接收时间，并根据估计的上行接收时间计算定时提前值。在随机接入前导发送之后，随机接入过程要完成后续三个步骤以完成整个随机接入过程：
步骤1：终端向基站发送随机接入前导；
步骤2：基站向终端返回随机接入响应；
步骤3：终端向基站发送消息3；
步骤4：基站向终端发送竞争解决消息。
其中，LTE系统中PRACH前导的结构由CP((Cyclic Prefix，循环前缀)和Sequence(序列)两部分组成，不同的前导格式的CP和/或Sequence长度不同。在频域，上述各种PRACH都占6个PRB(Physical Resource Block，物理资源块)，每个PRB包含12个子载波，每个子载波的带宽为15kHz。
其中，步骤2中所示随机接入响应包含定时提前信息，终端根据此定时提前信息发送步骤3中的消息3。在LTE标准中，移动终端如果转入IDLE状态或长期没有收到定时提前信令，将进入失步状态。如果失步状态的终端发现有上行数据需要传输，就要完成一整套随机接入过程以进入上行同步状态。如前所述，物联网终端的数据特性是小数据，长周期零星传输以及大量接入设备。长周期意味着终端在发送一次数据传输后，将进入休眠状态以节约能量消耗。这也就意味着终端将失去上行同步，下一次的数据传输将必须再次完成随机接入过程。在小数据和大量接入设备的场景下，这种频繁的随机接入过程变得非常低效。这种低效表现在大量的开销被用于完成随机接入过程，同时每次开销所带来的数据传输又极其少。
与此同时，现有的基于正交的接入方式显然很难满足5G对于频谱效率提升5～15倍和每平方公里面积上用户接入数要达到百万级别的需求。而NoMA(Non-orthogonalMultiple Access,非正交多址接入)技术通过多个用户复用相同资源，从而能大大提升支持的用户连接数量。由于用户有更多机会接入，使得网络整体吞吐量和频谱效率提升。此外，面对mMTC(massive Machine Type Communication，大规模机器类别通信)场景，考虑到终端的成本和实现复杂度，可能需要使用操作处理更为简单的多址技术。面对低延时或低功耗的业务场景，采用非正交多址接入技术可以更好地实现免调度竞争接入，实现低延时通信，并且减少开启时间，降低设备功耗。现在主要正在研究的非正交多址技术有MUSA(Multiple User Shared Access，多用户共享接入)，NOMA(Non-Orthogonal MultipleAccess,非正交多址接入)，PDMA(Pattern Division Multiple Access,图样分割多址接入)，SCMA(Sparse Code Multiple Access,稀疏码分多址接入)和IDMA(InterleaveDivision Multiple Access,交分多址)等。其中MUSA是依靠码字来区分用户，SCMA是依靠码本来区分用户，NOMA是通过功率来区分用户,PDMA是通过不同的特征图样来区分用户，而IDMA是通过交织序列来区分不同的用户，关于IDMA的详细内容可以简单参考一篇早期文献：Li Ping,Lihai Liu,Keying Wu and W.K.Leung,“Interleave Division MultipleAccess”,IEEE Transactions on Wireless Communication,Vol.5,No.4,pp.938-947,Apr.2006。
现有的随机接入方法是包含四步交互来完成上行同步与上行传输授权的功能，在面对5G新业务及新要求的时候会受到限制，如在mMTC场景中，很多用户只需要突发性的传送一个小包给基站即可，而且用户量级达到百万每平方公里，这样场景中，四步的随机接入会造成非常大的控制信令开销。同时，使用4步交互来完成随机接入无法支持对时延要求更高的业务。
发明内容
为克服上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，特提出以下技术方案：
本发明的一个实施例中提供了一种随机接入的方法，其包括步骤：
用户设备向基站发送包括前导序列和载荷数据的随机接入信号，其中所述前导序列随机或依据需要发送的数据量设定，所述载荷数据依据当前业务需求设定；
用户设备接收所述基站所返回的对应于该随机接入信号的反馈信息，其中所述反馈信息中至少包括以下之一：用户唯一标识信息、定时提前信息、上行传输授权信息、确认ACK信号/未确认NACK信号。
本发明的又一个实施例中提供了一种随机接入的方法，其包括步骤：
基站接收并解调用户设备发送的随机接入信号，其中所述随机接入信号中包括前导序列和载荷数据；
依据对所述随机接入信号的解调结果，基站向用户设备发送对应的反馈信息，其中所述反馈信息中至少包括以下之一：用户唯一标识信息、定时提前信息、上行传输授权信息、确认ACK信号/未确认NACK信号。
本发明的再一个实施例中提供了一种随机接入的设备，其包括：
信号发送模块，用于用户设备向基站发送包括前导序列和载荷数据的随机接入信号，其中所述前导序列随机或依据需要发送的数据量设定，所述载荷数据依据当前业务需求设定；
反馈接收模块，用于用户设备接收所述基站所返回的对应于该随机接入信号的反馈信息，其中所述反馈信息中至少包括以下之一：用户唯一标识信息、定时提前信息、上行传输授权信息、确认ACK信号/未确认NACK信号。
本发明的另一个实施例中提供了一种随机接入的设备，其包括：信号接收模块，用于基站接收并解调用户设备发送的随机接入信号，其中所述随机接入信号中包括前导序列和载荷数据；
反馈模块，用于依据对所述随机接入信号的解调结果，基站向用户设备发送对应的反馈信息，其中所述反馈信息中至少包括以下之一：用户唯一标识信息、定时提前信息、上行传输授权信息、确认ACK信号/未确认NACK信号。
与现有技术相比，本发明具备如下优点：
本发明的一个实施例中，针对现有技术中随机接入方法需要四步交互来完成，且在面对5G新业务及新要求的时候会受到限制，而造成非常大的控制信令开销的问题，提出了一种随机接入的方法。其通过用户设备向基站发送包括前导序列和载荷数据的随机接入信号，然后用户设备再接收所述基站所返回的反馈信息，其中所述前导序列随机或依据需要发送的数据量设定，所述载荷数据依据当前业务需求设定；所述反馈信息中至少包括以下之一：用户唯一标识信息、定时提前信息、上行传输授权信息、确认ACK信号/未确认NACK信号。即本方案能通过对随机接入信号的设计，其包括前导序列和载荷数据，实现通过两步交互即可完成传统方式中四步交互能完成的功能，可以适配5G中的新需求，对于单次数据传输，能降低接入时延。
本发明的另一个实施例中，提出了一种随机接入的方法。其通过基站接收并解调用户设备发送的随机接入信号，其中所述随机接入信号中包括前导序列和载荷数据；依据对所述随机接入信号的解调结果，基站向用户设备发送对应的反馈信息，其中所述反馈信息中至少包括以下之一：用户唯一标识信息、定时提前信息、上行传输授权信息、确认ACK信号/未确认NACK信号。即本方案能针对不同的随机接入信号结构和所携带的信息，返回信息不同的反馈信息，使得该随机接入方法能适配5G新业务及新要求的需求，也提供了更大的灵活性，对于单次数据传输，降低接入时延提供支持。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本申请一个实施例中随机接入信号的结构示意图；
图2为本申请一个实施例中前导序列与非正交多址资源集合映射规则示例图；
图3为本发明的一个实施例中一种随机接入的方法的流程图；
图4为本发明的又一个实施例中一种随机接入的方法的流程图；
图5是本发明的实施例一中随机接入信号与连续传输时载荷数据的结构示意图；
图6是本发明的实施例一中需要RRC连接的简化随机接入传输步骤示意图；
图7是本发明的实施例二中随机接入信号与小包业务时载荷数据的结构示意图；
图8是本发明的实施例二中简化随机接入传输步骤示意图；
图9是本发明的实施例三中基于波束轮询的同步信号发送示意图；
图10是本发明的实施例三中随机接入信号与反馈最佳波束方向编号时载荷数据的结构示意图；
图11是本发明的实施例三中反馈最佳波束方向编号时简化随机接入传输步骤示意图；
图12是本发明随机接入信道结构示例一；
图13是本发明随机接入信道结构示例二；
图14是本发明随机接入信道结构示例三；
图15是本发明随机接入信道结构示例四；
图16是本发明随机接入信道结构示例五；
图17是本发明随机接入信道结构示例六；
图18是本发明随机接入信道结构示例七；
图19是本发明随机接入信道结构示例八；
图20是本发明随机接入信道结构示例九；
图21是本发明随机接入信道结构示例十；
图22是本发明随机接入信道结构示例十一；
图23是本发明随机接入信道结构示例十二；
图24是本发明随机接入信道结构示例十三；
图25是本发明随机接入信道结构示例十四；
图26是本发明随机接入信道结构示例十五；
图27是本发明随机接入信道结构示例十六；
图28为本发明的一个实施例中一种随机接入的设备的结构示意图；
图29为本发明的一个实施例中一种随机接入的设备的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本发明提出了一种随机接入方法。当用户设备读取了系统消息获得了网络设定的随机接入配置信息，例如从下行广播信道PBCH中读取MIB(Master Information Block，主信息块)或SIB(System Information Blocks，系统信息块)消息，如随机接入的时频资源位置，前导序列的配置信息等。通过对现有技术分析，可以发现用户通过传统的随机接入操作有两个目的，一个是上行同步，其通过获得定时提前信息实现；一个是获得上行传输授权，其通过获得上行授权消息实现。在本发明提出的随机接入方法中，除了能够达到上述两个目的，同时也为其他的业务提供了更加灵活的支持。
需要说明的是，用户发送的随机接入信号的结构是由循环前缀CP1(针对前导序列的CP)，前导序列，循环前缀CP2(针对于载荷数据的CP)，载荷数据以及GT(Guard Time，保护间隔)组成，具体请参见附图1所示，为本申请一个实施例中随机接入信号的结构示意图。同时，可以将保护间隔放在中间为了检测的准确性，可以设置循环前缀CP1和循环前缀CP2的长度相等。
进一步的，用户设备再从读取的随机接入配置信息中获取了可选的前导序列的配置信息，以及可用来发送前导序列和载荷数据的时频资源位置。随机接入配置信息同时可以指示以下信息：发送随机接入前导序列的资源位置、以及该前导序列和载荷数据之间的映射关系；所述映射关系指示以下关系中的至少一种：随机接入前导序列对应的载荷数据的位置和大小、对应的载荷数据的MCS(Modulation and Coding Scheme，调制编码方式)、对应的载荷数据的可能使用的DMRS(Demodulation Reference Signal，解调参考信号)，甚至是当采用非正交多址方式时，对应的载荷数据可用的非正交多址资源,，如码本、交织器、栅格映射图样、码字资源等等。对于前导序列与解调参考信号的上述映射关系可以进一步包括：
1、若使用解调参考信号来估计信道用户数据解调时，两个或两个以上的随机接入前导对应相同的载荷数据时频资源，其中每一个随机接入前导所对应的载荷数据的解调参考信号相互之间正交或准正交。所述解调参考信号可以是对应的随机接入前导本身，所述两个或两个以上的随机接入前导相互正交或准正交；所述解调参考信号也可以是所述映射关系指示的与随机接入前导对应的正交或准正交参考信号；这种情况下，在对应的传输资源上发送随机接入前导和载荷数据时，需要进一步在对应的载荷数据资源上发送所述映射关系指示的对应于所述随机接入前导的正交或准正交参考信号；
2、若使用前导序列来估计信道用户数据解调时，网络侧可以在配置信息中表明此种配置，则用户不在载荷数据中设置解调参考信号的资源。
对于前导序列与非正交多址接入资源的上述映射关系可以进一步表示为：一个前导序列可以对应两个或两个以上的非正交多址资源，例如一个前导序列可以对应多个交织器。用户选择了此前导序列之后，可以通过映射关系找到可用的非正交多址资源集合，可以从中随机选择一个，或将非正交多址资源分组，依据一定的规则选择使用的非正交多址资源。进一步，前导序列和非正交多址资源的映射关系除了随机选择之外，还可以是依据规则选择，其中规则可以为：
1、依据所传输的数据块大小，例如如图2所示，为本申请中一个实施例中前导序列与非正交多址资源集合映射规则示例图。当数据块大于等于门限值时，选择非正交多址资源分组2；当数据块小于门限值时，选择非正交多址资源分组3；
2、依据所使用的解调导频资源来确定。即前导序列，解调导频和非正交多址资源池建立映射关系。由前导序列映射到使用的解调导频，再由使用的解调导频映射到使用的非正交多址资源池，上述的映射关系可以是一对一，一对多和多对一的。
在上述映射关系的基础上，网络侧可以在物理下行广播信道，物理下行共享信道，物理下行控制信道上将设定好的映射关系通知给用户。
在用户设备读取必要的系统配置信息后，本发明提供的一种随机接入的方法。需要说明的是，本发明提出了一种随机接入的方法，即从用户设备的视角来描述该方法，可以通过编程将该随机接入的方法实现为计算机程序在UE相关设备上实现。
具体请参见附图3，为本发明的一个实施例中一种随机接入的方法的流程图，包括以下步骤：
步骤301：用户设备向基站发送包括前导序列和载荷数据的随机接入信号，其中所述前导序列随机或依据需要发送的数据量设定，所述载荷数据依据当前业务需求设定。
具体的，用户可以随机或依据需要发送的数据量选取相应的前导序列，同时依据业务需求(是单次传输还是连续传输等)选择设定载荷发送的参数(包括载荷内包含的信息类型，资源长度和调制编码方式)。根据不同的业务需求，载荷内所包含的信息类型可以是：用户唯一识别信息(用户标识，或令牌)、业务数据、BSR(Buffer Status Report，缓存状态报告)等。若在搜索同步信道时网络侧使用了波束轮询的方式，用户还可在载荷内上报最好的波束编号，同样的，用户还可以将自身的支持多种数字命理学的能力，支持多种业务的能力上报给网络侧。
步骤302：用户设备接收所述基站所返回的对应于该随机接入信号的反馈信息，其中所述反馈信息中至少包括以下之一：用户唯一标识信息、定时提前信息、上行传输授权信息、确认ACK信号/未确认NACK信号。
具体的，基站在进行随机接入的时频资源上检测前导序列，如果检测到一个前导序列(表示为preamble1)的发送，通过映射关系，同时知道了前导序列后接的载荷数据可能使用的MCS，解调导频资源(若使用)，以及非正交多址资源(若使用)，就可以对此载荷数据进行检测解码。如果检测解码正确，就可以获得载荷数据中所携带的信息，例如无线资源控制连接请求、缓存状态报告、信道质量信息、业务数据、非接入层消息、用户唯一标识信息、波束方向编号等。网络侧需要依据收到信息发送反馈信息。反馈信息的分类可能有：
1、若网络侧正确检测解码前导和载荷数据，反馈信息中需要包含确认ACK信号；此时表明载荷数据全都解码正确，也就隐含着若用户有发送初始业务数据，该初始业务数据也被正确检测解码；
2、若网络侧正确检测解码前导序列但是无法正确检测解码载荷数据，则反馈信息中需要包含未确认NACK信号，或者直接说发送未确认NACK信号信号。
进一步的，用户设备接收反馈信息时，可以在固定的时间窗内检测所述反馈信息，时间窗的起始时间根据随机接入前导或载荷数据的发送时间计算得出；如果时间窗内没有成功检测到所述反馈信息，判定随机接入前导和载荷数据均没有成功接收，重新发送随机接入前导和载荷数据。
根据获取反馈信息的情况，用户设备可以判断出三种情况：
1、若在反馈信息中包含有用户唯一标识信息(如UE ID,令牌等)和确认AC信号，则可以说明用户的前导序列和载荷数据被正确的检测解码。此外，用户可以通过反馈信息中其他存在的信息能够判断发送的数据有没有被正确检测解码，例如若能收到正确的上行传输授权，则说明缓存状态报告被正确解调。此外反馈信息中也可能包含TA(TimingAdvance，定时提前信息)帮助用户实现上行同步，包含有上行传输授权时，用户设备则可以利用分配的上行资源进行数据传输。
2、若在反馈信息中检测出未确认NACK信号，则说明用户设备的前导序列被正确解调，但是载荷数据被错误解调；或若在反馈信息中没有检测出用户的唯一标识信息(或者说检测出的用户唯一标识和自身的不同)，则说明用户设备的前导序列很有可能和其他用户发生了冲突。此时，用户设备可以随机回退一段时间后重新发送前导序列与载荷数据。在重新发送时，用户设备可以重新选择一个前导序列，也就有可能是不同的MCS，解调导频资源等等。同时可以采用功率提升等办法增加被正确检测到的概率。
3、若用户设备没有检测到反馈信息。说明用户设备的随机前导序列没有被正确检测到。则用户设备可以随机回退一段时间后重新发送前导序列与载荷数据。在重新发送时，用户设备可以重新选择一个前导序列，也就有可能是不同的MCS，解调导频资源等等。同时可以采用功率提升等办法增加被正确检测到的概率。
进一步的，在本方案的另一个实施例中，提供了一种随机接入的方法。需要说明的是，本实施例提出了一种随机接入的方法，即从基站的视角来描述该方法，可以通过编程将该随机接入的方法实现为计算机程序在基站相关设备上实现。
具体请参见附图4，为本发明的一个实施例中一种随机接入的方法的流程图。为使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本申请作进一步详细说明。
具体包括以下步骤：
步骤401：基站接收并解调用户设备发送的随机接入信号，其中所述随机接入信号中包括前导序列和载荷数据；
具体的，用户设备可以随机或依据需要发送的数据量选取相应的前导序列，同时依据业务需求(是单次传输还是连续传输等)选择设定载荷发送的参数(包括载荷内包含的信息类型，资源长度和调制编码方式)。根据不同的业务需求，载荷内所包含的信息类型可以是：用户唯一识别信息(用户标识，或令牌)、业务数据、BSR(Buffer Status Report，缓存状态报告)等。若在搜索同步信道时网络侧使用了波束轮询的方式，用户还可在载荷内上报最好的波束编号，同样的，用户还可以将自身的支持多种数字命理学的能力，支持多种业务的能力上报给网络侧。
步骤402：依据对所述随机接入信号的解调结果，基站向用户设备发送对应的反馈信息，其中所述反馈信息中至少包括以下之一：用户唯一标识信息、定时提前信息、上行传输授权信息、确认ACK信号/未确认NACK信号。
具体的，基站在进行随机接入的时频资源上检测前导序列，如果检测到一个前导序列(表示为preamble1)的发送，通过映射关系，同时知道了前导序列后接的载荷数据可能使用的MCS，解调导频资源(若使用)，以及非正交多址资源(若使用)，就可以对此载荷数据进行检测解码。如果检测解码正确，就可以获得载荷数据中所携带的信息，例如无线资源控制连接请求、缓存状态报告、信道质量信息、业务数据、非接入层消息、用户唯一标识信息、波束方向编号等。网络侧需要依据收到信息发送反馈信息。反馈信息的分类可能有：
1、若网络侧正确检测解码前导和载荷数据，反馈信息中需要包含确认ACK信号；此时表明载荷数据全都解码正确，也就隐含着若用户有发送初始业务数据，该初始业务数据也被正确检测解码；
2、若网络侧正确检测解码前导序列但是无法正确检测解码载荷数据，则反馈信息中需要包含未确认NACK信号，或者直接说发送未确认NACK信号。
之后，用户设备接收反馈信息时，可以在固定的时间窗内检测所述反馈信息，时间窗的起始时间根据随机接入前导或载荷数据的发送时间计算得出；如果时间窗内没有成功检测到所述反馈信息，判定随机接入前导和载荷数据均没有成功接收，重新发送随机接入前导和载荷数据。
根据获取反馈信息的情况，用户可以判断出三种情况：
1、若在反馈信息中包含有用户唯一标识信息(如UE ID,令牌等)和确认ACK信号，则可以说明用户的前导序列和载荷数据被正确的检测解码。此外，用户可以通过反馈信息中其他存在的信息能够判断发送的数据有没有被正确检测解码，例如若能收到正确的上行传输授权，则说明缓存状态报告被正确解调。此外反馈信息中也可能包含TA(TimingAdvance，定时提前信息)帮助用户实现上行同步，包含有上行传输授权时，用户则可以利用分配的上行资源进行数据传输。
2、若在反馈信息中检测出未确认NACK信号，则说明用户的前导序列被正确解调，但是载荷数据被错误解调；或若在反馈信息中没有检测出用户的唯一标识信息(或者说检测出的用户唯一标识和自身的不同)，则说明用户的前导序列很有可能和其他用户发生了冲突。此时，用户可以随机回退一段时间后重新发送前导序列与载荷数据。在重新发送时，用户可以重新选择一个前导序列，也就有可能是不同的MCS，解调导频资源等等。同时可以采用功率提升等办法增加被正确检测到的概率。
3、若用户没有检测到反馈信息。说明用户的随机前导序列没有被正确检测到。则用户可以随机回退一段时间后重新发送前导序列与载荷数据。在重新发送时，用户可以重新选择一个前导序列，也就有可能是不同的MCS，解调导频资源等等。同时可以采用功率提升等办法增加被正确检测到的概率。
为便于理解本发明所述方案的具体实施，下文结合具体的实施例来详细说明本发明所述方案。
实施例一：
在本实施例中将通过对载荷数据的具体设计来介绍发明提供的随机接入方法。本实施中，用户设备有一定预设数量的业务数据需要发送，且无法通过一次传输将所有数据完全传完，希望完成正常的随机接入过程，通过获取的上行传输授权能持续的发送数据。此时载荷数据主要包括RRC连接请求，缓存状态报告，用户唯一标识信息。当用户读取了系统消息(例如从下行广播信道PBCH中读取MIB或SIB消息)获得了网络设定的随机接入配置信息，如随机接入的时频资源位置，前导序列的配置信息等。通过对现有技术分析，可以发现用户通过传统的随机接入操作有两个目的，一个是上行同步，其可以通过获得定时提前信息实现；一个是获得上行传输授权，其可以通过获得的上行授权消息实现。在本发明提出的新随机接入方法中，除了能够达到上述两个目的，同时也为其他的业务提供了更加灵活的支持。
需要说明的是，用户设备发送的随机接入信号的结构是由循环前缀CP1(针对前导序列的CP)，前导序列，循环前缀CP2(针对于载荷数据的CP)，载荷数据以及保护间隔组成，如图5所示。为了检测的准确性，可以设置循环前缀CP1和循环前缀CP2的长度相等。其中，载荷数据的构成如图5所示，包含RRC连接请求，用户标识(或令牌)，缓存状态报告，及其他数据。
进一步的，用户设备再从读取的随机接入配置信息中获取了可选的前导序列配置信息，以及可用来发送前导序列和载荷数据的时频资源位置。配置信息同时可以指示以下信息：发送随机接入前导的资源位置、以及随机接入前导和载荷数据资源之间的映射关系；所述映射关系指示以下关系中的至少一种：随机接入前导对应的载荷数据资源的位置和大小、对应的载荷数据的调制编码方式、对应的载荷数据的可能使用的解调参考信号，甚至是当采用非正交多址方式时，对应的载荷数据可用的非正交多址资源，如码本、交织器、栅格映射图样、码字资源等等。对于前导序列与解调参考信号的上述映射关系可以进一步包括：
若使用解调参考信号来估计信道用户数据解调时，两个或两个以上的随机接入前导对应相同的载荷数据时频资源，其中每一个随机接入前导所对应的载荷数据的解调参考信号相互之间正交或准正交。所述解调参考信号可以是对应的随机接入前导本身，所述两个或两个以上的随机接入前导相互正交或准正交；所述解调参考信号也可以是所述映射关系指示的与随机接入前导对应的正交或准正交参考信号；这种情况下，在对应的传输资源上发送随机接入前导和载荷数据时，需要进一步在对应的载荷数据资源上发送所述映射关系指示的对应于所述随机接入前导的正交或准正交参考信号。
若使用前导序列来估计信道用户数据解调时，网络侧可以在配置信息中表明此种配置，则用户不在载荷数据中设置解调参考信号的资源。
对于前导序列与非正交多址接入资源的上述映射关系可以进一步表示为：一个前导序列可以对应两个或两个以上的非正交多址资源，例如一个前导序列可以对应多个交织器。用户选择了此前导序列之后，可以通过映射关系找到可用的非正交多址资源集合，可以从中随机选择一个，或将非正交多址资源分组，依据一定的规则选择使用的非正交多址资源。进一步，前导序列和非正交多址资源的映射关系除了随机选择之外，还可以是依据规则选择，其中规则可以为：
1、依据所传输的数据块大小，当数据块大于等于门限值时，选择一个非正交多址资源分组；当数据块小于门限值时，选择另一个非正交多址资源分组。
2、依据所使用的解调导频资源来确定。即前导序列，解调导频和非正交多址资源池建立映射关系。由前导序列映射到使用的解调导频，再由使用的解调导频映射到使用的非正交多址资源池，上述的映射关系可以是一对一，一对多和多对一的。
在上述映射关系的基础上，网络侧可以在物理下行广播信道，物理下行共享信道，物理下行控制信道上将设定好的映射关系通知给用户。
具体请参见图6，为本实施例中用户设备进行数据发送和反馈接收的流程示意图。用户设备读取必要的系统配置信息后，在本实施例中，随机接入过程的步骤如下：
步骤一：
用户设备可以随机或依据需要发送的数据量选取相应的前导序列，同时依据本次接入的目的，选择设定载荷发送的参数。在本实施例中，用户希望发起RRC连接并有一定量的数据发送，则有：
若用户在初次传输中就发送一部分的业务数据，则载荷内所包含的信息类型可以是：RRC连接请求，用户唯一标识信息(用户标识，或令牌)，初始业务数据，BSR；
若用户在初次传输中就不发生发送任何业务数据，则载荷内所包含的信息类型可以是：RRC连接请求，用户唯一标识信息(用户标识，或令牌)，BSR。
此外，若在搜索同步信道时网络侧使用了波束轮询的方式，用户设备还可在载荷内上报最好的波束编号，同样的，用户还可以将自身的支持多种数字命理学的能力，支持多种业务的能力上报给网络侧。
步骤二：
基站在进行随机接入的时频资源上检测前导序列，如果检测到一个前导序列的发送，通过映射关系，同时知道了前导序列后接的载荷数据可能使用的MCS，解调导频资源(若使用)，以及非正交多址资源(若使用)，就可以对此载荷数据进行检测解码。如果检测解码正确，就可以获得载荷数据中所携带的信息，在本实施例中为用户标识或令牌，初始业务数据(如有)，缓存状态。网络侧需要依据收到信息发送反馈信息，包含对初始业务数据是否正确解码，是否为所有缓存待发送数据分配足够的上行传输时频资源。反馈信息的分类可能有：
1、若网络侧正确检测解码前导和载荷数据，反馈信息中需要包含确认ACK信号；此时表明载荷数据全都解码正确，也就隐含着若用户有发送初始业务数据，该初始业务数据也被正确检测解码；
2、若网络侧正确检测解码前导序列但是无法正确检测解码载荷数据，则反馈信息中需要包含未确认NACK信号(或者直接说发送未确认NACK信号)。
进一步的，用户设备接收反馈信息时，可以在固定的时间窗内检测所述反馈信息，时间窗的起始时间根据随机接入前导或载荷数据的发送时间计算得出；如果时间窗内没有成功检测到所述反馈信息，判定随机接入前导和载荷数据均没有成功接收，重新发送随机接入前导和载荷数据。
根据获取反馈信息的情况，用户可以判断出三种情况：
1、若在反馈信息中包含有用户唯一标识信息(如UE ID，令牌)和确认ACK信号，则可以说明用户设备的前导序列和初始业务数据块被正确的检测解码。此外，用户设备可以通过反馈信息得到的上行传输授权为剩余的缓存数据的发送提供时频资源，此外反馈信息中包含TA信息帮助用户实现上行同步；
2、若在反馈信息中检测出未确认NACK信号，则说明用户设备的前导序列被正确解调，但是载荷数据被错误解调；或若在反馈信息中没有检测出用户唯一标识信息(或者说检测出的用户唯一标识和自身的不同)，则说明用户的前导序列很有可能和其他用户发生了冲突。此时，用户设备可以随机回退一段时间后重新发送前导序列与载荷数据。在重新发送时，用户设备可以重新选择一个前导序列，也就有可能是不同的MCS，解调导频资源等等。同时可以采用功率提升等办法增加被正确检测到的概率；
3、若用户设备没有检测到反馈信息。说明用户设备的随机前导序列没有被正确检测到。则用户设备可以随机回退一段时间后重新发送前导序列与载荷数据。在重新发送时，用户设备可以重新选择一个前导序列，也就有可能是不同的MCS，解调导频资源等等。同时可以采用功率提升等办法增加被正确检测到的概率。
实施例二：
在本实施例中将通过对载荷数据的具体设计来介绍发明提供的随机接入方法。本实施中，用户有少量的业务数据需要发送，且可以通过一次传输将所有数据完全传完，无需完成随机接入过程，只需要将少量数据正确发送到接收端即可，如在MTC(Machine typecommunication，机器类型通信)中的抄表业务等，只需将少量的抄表信息发送给接收端。此时载荷数据主要包括用户唯一标识信息和业务数据。当用户设备读取了系统消息(例如从下行广播信道PBCH中读取MIB或SIB消息)获得了网络设定的随机接入配置信息，如随机接入的时频资源位置，前导序列的配置信息等。
需要说明的是，用户设备发送的随机接入信号的结构是由循环前缀CP1(针对前导序列的CP)，前导序列，循环前缀CP2(针对于载荷数据的CP)，载荷数据以及保护间隔组成，如图7示。为了检测的准确性，可以设置循环前缀CP1和循环前缀CP2的长度相等。其中，载荷数据的构成如图7所示，包含用户唯一标识信息(用户标识或令牌)与业务数据其他数据。
进一步的，用户设备再从读取的随机接入配置信息中获取了可选的前导序列配置信息，以及可用来发送前导序列和载荷数据的时频资源位置。配置信息同时可以指示以下信息：发送随机接入前导的资源位置、以及随机接入前导和载荷数据资源之间的映射关系；所述映射关系指示以下关系中的至少一种：随机接入前导对应的载荷数据资源的位置和大小、对应的载荷数据的调制编码方式、对应的载荷数据的可能使用的解调参考信号，甚至是当采用非正交多址方式时，对应的载荷数据可用的非正交多址资源，如码本、交织器、栅格映射图样、码字资源等等。对于前导序列与解调参考信号的上述映射关系可以进一步包括：
1、若使用解调参考信号来估计信道用户数据解调时，两个或两个以上的随机接入前导对应相同的载荷数据时频资源，其中每一个随机接入前导所对应的载荷数据的解调参考信号相互之间正交或准正交。所述解调参考信号可以是对应的随机接入前导本身，所述两个或两个以上的随机接入前导相互正交或准正交；所述解调参考信号也可以是所述映射关系指示的与随机接入前导对应的正交或准正交参考信号；这种情况下，在对应的传输资源上发送随机接入前导和载荷数据时，需要进一步在对应的载荷数据资源上发送所述映射关系指示的对应于所述随机接入前导的正交或准正交参考信号；
2、若使用前导序列来估计信道用户数据解调时，网络侧可以在配置信息中表明此种配置，则用户不在载荷数据中设置解调参考信号的资源。
进一步的，对于前导序列与非正交多址接入资源的上述映射关系可以进一步表示为：一个前导序列可以对应两个或两个以上的非正交多址资源，例如一个前导序列可以对应多个交织器。用户选择了此前导序列之后，可以通过映射关系找到可用的非正交多址资源集合，可以从中随机选择一个，或将非正交多址资源分组，依据一定的规则选择使用的非正交多址资源。进一步，前导序列和非正交多址资源的映射关系除了随机选择之外，还可以是依据规则选择，其中规则可以为：
1、依据所传输的数据块大小，当数据块大于等于门限值时，选择一个非正交多址资源分组；当数据块小于门限值时，选择另一个非正交多址资源分组。
2、依据所使用的解调导频资源来确定。即前导序列，解调导频和非正交多址资源池建立映射关系。由前导序列映射到使用的解调导频，再由使用的解调导频映射到使用的非正交多址资源池，上述的映射关系可以是一对一，一对多和多对一的。
具体的，在上述映射关系的基础上，网络侧可以在物理下行广播信道，物理下行共享信道，物理下行控制信道上将设定好的映射关系通知给用户。
进一步的，具体请参见附图8，为本实施例二中用户设备进行数据发送和反馈接收的流程示意图。在用户设备读取必要的系统配置信息后，在本实施例中，随机接入过程的步骤如下：
步骤一：
用户设备可以随机或依据需要发送的数据量选取相应的前导序列，同时依据本次接入的目的，选择设定载荷发送的参数。在本实施例中，用户设备通过单次传输将所有数据发送给接收端，则载荷内所包含的信息类型是：用户唯一标识信息(用户标识，或令牌)，业务数据。
此外，若在搜索同步信道时网络侧使用了波束轮询的方式，用户还可在载荷内上报最好的波束编号，同样的，用户还可以将自身的支持多种数字命理学的能力，支持多种业务的能力上报给网络侧。
步骤二：
基站在进行随机接入的时频资源上检测前导序列，如果检测到一个前导序列(表示为preamble1)的发送，通过映射关系，同时知道了前导序列后接的载荷数据可能使用的MCS，解调导频资源(若使用)，以及非正交多址资源(若使用)，就可以对此载荷数据进行检测解码。如果检测解码正确，就可以获得载荷数据中所携带的信息，在本实施例中为用户标识或令牌，业务数据。网络侧需要依据收到信息发送反馈信息，包含对业务数据是否正确解码，是否为所有缓存待发送数据分配足够的上行传输时频资源。反馈信息的分类可能有：
1、若网络侧正确检测解码前导和载荷数据，反馈信息中需要包含确认ACK信号；此时表明载荷数据全都解码正确，也就隐含着用户发送的业务数据也被正确检测解码；
2、若网络侧正确检测解码前导序列但是无法正确检测解码载荷数据，则反馈信息中需要包含未确认NACK信号(或者直接说发送未确认NACK信号)。
进一步的，用户设备接收反馈信息时，可以在固定的时间窗内检测所述反馈信息，时间窗的起始时间根据随机接入前导或载荷数据的发送时间计算得出；如果时间窗内没有成功检测到所述反馈信息，判定随机接入前导和载荷数据均没有成功接收，重新发送随机接入前导和载荷数据。
进一步的，根据获取反馈信息的情况，用户设备可以判断出三种情况：
1、若在反馈信息中包含有用户唯一标识信息(如UE ID,令牌)和确认ACK信号，则可以说明用户设备的前导序列和业务数据块被正确的检测解码。此时，用户设备已经完成数据传输，无需获取上行同步或上行传输授权的信息。
2、若在反馈信息中检测出未确认NACK信号，则说明用户设备的前导序列被正确解调，但是载荷数据被错误解调；或若在反馈信息中没有检测出用户唯一标识信息(或者说检测出的用户唯一标识和自身的不同)，则说明用户设备的前导序列很有可能和其他用户设备发生了冲突。此时，用户设备可以随机回退一段时间后重新发送前导序列与载荷数据。在重新发送时，用户设备可以重新选择一个前导序列(也就有可能是不同的MCS，解调导频资源等等)。同时可以采用功率提升等办法增加被正确检测到的概率。
3、若用户设备没有检测到反馈信息。说明用户设备的随机前导序列没有被正确检测到。则用户设备可以随机回退一段时间后重新发送前导序列与载荷数据。在重新发送时，用户可以重新选择一个前导序列(也就有可能是不同的MCS，解调导频资源等等)。同时可以采用功率提升等办法增加被正确检测到的概率。
实施例三:
在上述实施例一和实施例二中，分别基于RRC连接需求和基于单次传输业务的两种情况下介绍了本发明的随机接入方法，特别是在不同情况下，载荷数据的构成以及对应反馈信息的处理。在本实施例三中将通过对5G中波束赋型系统(beamforming system)的场景来介绍发明提供的随机接入方法。本实施中，网络侧对SS(Synchronizing Signal，同步信号)，如主同步信号，辅同步信号等；使用波束轮询的机制，即假设网络侧能提供N个方向的波束，则会将同步信号在每个方向都发射一遍，如图9所示，用户通过接收到同步信号，除了能完成下行同步的目的之外，还能找出用户接收的最佳波束方向编号，即使得用户能够接收到最大信噪比的波束方向，此波束方向也为网络侧对基站的最佳发送波束方向。
因此，用户需要将此波束方向的编号反馈给网络侧，假设对于本实施例三中的用户设备来说，最佳波束方向编号为7，则用户设备需要将beam index＝7反馈给网络侧。在本发明提出的随机接入方法中，用户设备可将此信息放入到载荷数据中，则表示一旦用户成功接入，网络侧正确解调了用户发送的载荷数据，也就获得了对于该用户设备来说最佳的发送波束方向，则对于反馈信息，可以使用该获得的最佳发送波束方向将信息反馈给用户设备。
需要说明的是，用户设备发送的随机接入信号的结构是由循环前缀CP1(针对前导序列的CP)，前导序列，循环前缀CP2(针对于载荷数据的CP)，载荷数据以及保护间隔组成，如图10所示。为了检测的准确性，可以设置循环前缀CP1和循环前缀CP2的长度相等。其中，载荷数据的构成如图10所示，包含用户确认的最佳波束方向编号及其他信息(例如用户唯一标识码等，具体参见其他实施例，在此不再赘述)。
进一步的，用户再从读取的随机接入配置信息中获取了可选的前导序列配置信息，以及可用来发送前导序列和载荷数据的时频资源位置。配置信息同时可以指示以下信息：发送随机接入前导的资源位置、以及随机接入前导和载荷数据资源之间的映射关系；所述映射关系指示以下关系中的至少一种：随机接入前导对应的载荷数据资源的位置和大小、对应的载荷数据的调制编码方式、对应的载荷数据的可能使用的解调参考信号，甚至是当采用非正交多址方式时，对应的载荷数据可用的非正交多址资源，如码本、交织器、栅格映射图样、码字资源等等。对于前导序列与解调参考信号的上述映射关系可以进一步包括：
1、若使用解调参考信号来估计信道用户数据解调时，两个或两个以上的随机接入前导对应相同的载荷数据时频资源，其中每一个随机接入前导所对应的载荷数据的解调参考信号相互之间正交或准正交。所述解调参考信号可以是对应的随机接入前导本身，所述两个或两个以上的随机接入前导相互正交或准正交；所述解调参考信号也可以是所述映射关系指示的与随机接入前导对应的正交或准正交参考信号；这种情况下，在对应的传输资源上发送随机接入前导和载荷数据时，需要进一步在对应的载荷数据资源上发送所述映射关系指示的对应于所述随机接入前导的正交或准正交参考信号。
2、若使用前导序列来估计信道用户数据解调时，网络侧可以在配置信息中表明此种配置，则用户设备不在载荷数据中设置解调参考信号的资源。
进一步的，对于前导序列与非正交多址接入资源的上述映射关系可以进一步表示为：一个前导序列可以对应两个或两个以上的非正交多址资源，例如一个前导序列可以对应多个交织器。用户设备选择了此前导序列之后，可以通过映射关系找到可用的非正交多址资源集合，可以从中随机选择一个，或将非正交多址资源分组，依据一定的规则选择使用的非正交多址资源。进一步，前导序列和非正交多址资源的映射关系除了随机选择之外，还可以是依据规则选择，其中规则可以为：
1、依据所传输的数据块大小，当数据块大于等于门限值时，选择一个非正交多址资源分组；当数据块小于门限值时，选择另一个非正交多址资源分组。
2、依据所使用的解调导频资源来确定。即前导序列，解调导频和非正交多址资源池建立映射关系。由前导序列映射到使用的解调导频，再由使用的解调导频映射到使用的非正交多址资源池，上述的映射关系可以是一对一，一对多和多对一的。
进一步的，在上述映射关系的基础上，网络侧可以在物理下行广播信道，物理下行共享信道，物理下行控制信道上将设定好的映射关系通知给用户设备。
具体请参见图11，为本实施例中用户设备进行数据发送和反馈接收的流程示意图。在用户设备读取必要的系统配置信息后，在本实施例中，随机接入过程的步骤如下：
步骤一：
用户设备可以随机或依据需要发送的数据量选取相应的前导序列，同时依据本次接入的目的，选择设定载荷发送的参数。在本实施例中，用户通过载荷数据将测得的最佳波束方向编号报告给网络侧，则载荷内所包含的信息必须有：最佳波束方向编号。此外，用户设备还可以将自身的支持多种数字命理学的能力，支持多种业务的能力上报给网络侧。
步骤二：
基站在进行随机接入的时频资源上检测前导序列，如果检测到一个前导序列(表示为preamble1)的发送，通过映射关系，同时知道了前导序列后接的载荷数据可能使用的MCS，解调导频资源(若使用)，以及非正交多址资源(若使用)，就可以对此载荷数据进行检测解码。如果检测解码正确，就可以获得载荷数据中所携带的信息，在本实施例中为用户标识或令牌，业务数据。网络侧需要依据收到信息发送反馈信息，包含对业务数据是否正确解码，是否为所有缓存待发送数据分配足够的上行传输时频资源。反馈信息的分类可能有：
1、若网络侧正确检测解码前导和载荷数据，反馈信息中需要包含确认ACK信号；此时表明载荷数据全都解码正确，也就隐含着用户设备发送的业务数据也被正确检测解码；
2、若网络侧正确检测解码前导序列但是无法正确检测解码载荷数据，则反馈信息中需要包含未确认NACK信号(或者直接说发送未确认NACK信号)。
同时，使用解码得到的最佳发送波束方向向用户设备发送反馈信息，若解码失败未获得最佳发送波束方向信息，则使用全向天线或轮询的方式发送反馈信息。
进一步的，用户设备接收反馈信息时，可以在固定的时间窗内检测所述反馈信息，时间窗的起始时间根据随机接入前导或载荷数据的发送时间计算得出；如果时间窗内没有成功检测到所述反馈信息，判定随机接入前导和载荷数据均没有成功接收，重新发送随机接入前导和载荷数据。
根据获取反馈信息的情况，用户设备可以判断出三种情况：
1、若在反馈信息中包含有用户唯一标识信息(如UE ID,令牌)和确认ACK信号，则可以说明用户设备的前导序列和载荷数据被正确的检测解码。
2、若在反馈信息中检测出未确认NACK信号，则说明用户设备的前导序列被正确解调，但是载荷数据被错误解调；或若在反馈信息中没有检测出用户唯一标识信息(或者说检测出的用户唯一标识信息和自身的不同)，则说明用户设备的前导序列很有可能和其他用户设备发生了冲突。此时，用户设备可以随机回退一段时间后重新发送前导序列与载荷数据。在重新发送时，用户设备可以重新选择一个前导序列，也就有可能是不同的MCS，解调导频资源等等。同时可以采用功率提升等办法增加被正确检测到的概率。
3、若用户设备没有检测到反馈信息。说明用户设备的随机前导序列没有被正确检测到。则用户设备可以随机回退一段时间后重新发送前导序列与载荷数据。在重新发送时，用户设备可以重新选择一个前导序列，也就有可能是不同的MCS，解调导频资源等等。同时可以采用功率提升等办法增加被正确检测到的概率。
实施例四:
在上述实施例中，描述了在不同情况下本发明的随机接入办法的工作方式，但是使用的前导序列与载荷数据的组合方式仅有一种。在本实施例中将通过加入循环后缀，保护间隔来介绍适用于本发明随机接入方法的多种信道结构。
在本申请的一个实施例中，所述随机接入方法的信道结构依次包括：前导序列的循环前缀、前导序列、载荷数据的循环前缀及载荷数据，如图12所示；
在本申请的一个实施例中，所述随机接入方法的信道结构依次包括：前导序列的循环前缀、前导序列、载荷数据的循环前缀、载荷数据及保护间隔，如图13所示，不难理解，该结构也是前述实施例中使用的结构；
在本申请的一个实施例中，所述随机接入方法的信道结构依次包括：前导序列的循环前缀、前导序列、保护间隔、载荷数据的循环前缀、载荷数据及保护间隔，如图14所示；
在本申请的一个实施例中，所述随机接入方法的信道结构依次包括：前导序列的循环前缀、前导序列、保护间隔、载荷数据的循环前缀及载荷数据，如图15所示；
在本申请的一个实施例中，所述随机接入方法的信道结构依次包括：前导序列的循环前缀、前导序列、前导序列循环后缀、载荷数据的循环前缀及载荷数据，如图16所示；
在本申请的一个实施例中，所述随机接入方法的信道结构依次包括：前导序列的循环前缀、前导序列、前导序列循环后缀、载荷数据的循环前缀、载荷数据及保护间隔，如图17所示；
在本申请的一个实施例中，所述随机接入方法的信道结构依次包括：前导序列的循环前缀、前导序列、前导序列循环后缀、保护间隔、载荷数据的循环前缀、载荷数据及保护间隔，如图18所示；
在本申请的一个实施例中，所述随机接入方法的信道结构依次包括：前导序列的循环前缀、前导序列、前导序列循环后缀、保护间隔、载荷数据的循环前缀及载荷数据，如图19所示；
在本申请的一个实施例中，所述随机接入方法的信道结构依次包括：前导序列的循环前缀、前导序列、载荷数据的循环前缀、载荷数据及载荷数据的循环后缀，如图20所示；
在本申请的一个实施例中，所述随机接入方法的信道结构依次包括：前导序列的循环前缀、前导序列、载荷数据的循环前缀、载荷数据及保护间隔，如图21所示；
在本申请的一个实施例中，所述随机接入方法的信道结构依次包括：前导序列的循环前缀、前导序列、保护间隔、载荷数据的循环前缀、载荷数据、载荷数据的循环后缀及保护间隔，如图22所示；
在本申请的一个实施例中，所述随机接入方法的信道结构依次包括：前导序列的循环前缀、前导序列、保护间隔、载荷数据的循环前缀、载荷数据及载荷数据的循环后缀，如图23所示；
在本申请的一个实施例中，所述随机接入方法的信道结构依次包括：前导序列的循环前缀、前导序列、前导序列循环后缀、载荷数据的循环前缀、载荷数据及载荷数据的循环后缀，如图24所示；
在本申请的一个实施例中，所述随机接入方法的信道结构依次包括：前导序列的循环前缀、前导序列、前导序列循环后缀、载荷数据的循环前缀、载荷数据及保护间隔，如图25所示；
在本申请的一个实施例中，所述随机接入方法的信道结构依次包括：前导序列的循环前缀、前导序列、前导序列循环后缀、保护间隔、载荷数据的循环前缀、载荷数据、载荷数据的循环后缀及保护间隔，如图26所示；
在本申请的一个实施例中，所述随机接入方法的信道结构依次包括：前导序列的循环前缀、前导序列、前导序列循环后缀、保护间隔、载荷数据的循环前缀、载荷数据及载荷数据的循环后缀，如图27所示；
不难理解，上述16种信道结构都可以用于本发明中的随机接入方法，且加入循环前缀和循环后缀能更利于前导序列与载荷数据的检测与解码，即更易对抗载波间干扰和符号间干扰，且加入保护间隔也对用户的信号起到减轻可能的干扰作用。
对于具体的载荷数据的构成，随机接入的步骤(包括用户发送随机接入信号，接收来自网络侧的反馈信息)，前述实施例中已有描述，在此不再赘述。
综上所述，本发明的一个实施例中，针对现有技术中随机接入方法需要四步交互来完成，且在面对5G新业务及新要求的时候会受到限制，而造成非常大的控制信令开销的问题，提出了一种随机接入的方法。其通过用户设备向基站发送包括前导序列和载荷数据的随机接入信号，然后用户设备再接收所述基站所返回的反馈信息，其中所述前导序列随机或依据需要发送的数据量设定，所述载荷数据依据当前业务需求设定；所述反馈信息中至少包括以下之一：用户唯一标识信息、定时提前信息、上行传输授权信息、确认ACK信号/未确认NACK信号。即本方案能通过对随机接入信号的设计，其包括前导序列和载荷数据，实现通过两步交互即可完成传统方式中四步交互能完成的功能，可以适配5G中的新需求，对于单次数据传输，能降低接入时延。
实施例五：
进一步的，依据计算机软件的功能模块化思维，基于前述的一种随机接入的方法，本发明还提供一种随机接入的设备，例如可以是用户设备。具体请参阅图28，该设备包括信号发送模块2801和反馈接收模块2802。
其中所述信号发送模块2801，用于用户设备向基站发送包括前导序列和载荷数据的随机接入信号，其中所述前导序列随机或依据需要发送的数据量设定，所述载荷数据依据当前业务需求设定；所述反馈接收模块2802，用于用户设备接收所述基站所返回的对应于该随机接入信号的反馈信息，其中所述反馈信息中至少包括以下之一：用户唯一标识信息、定时提前信息、上行传输授权信息、确认ACK信号/未确认NACK信号。
本发明的方案中，所提供的一种随机接入的设备中各模块的具体功能实现，可以参照前述具体步骤301、步骤302、实施例一至实施例四，在此不再详述。
实施例六：
同理，依据计算机软件的功能模块化思维，基于前述另一个实施例中的一种随机接入的方法，本发明还提供一种随机接入的设备，例如可以是用户设备。具体请参阅图29，该设备包括信号接收模块2901和反馈模块2902。
其中所述信号接收模块2901，用于基站接收用并解调用户设备发送的随机接入信号，其中所述随机接入信号中包括前导序列和载荷数据；所述反馈模块2902，用于依据对所述随机接入信号的解调结果，基站向用户设备发送对应的反馈信息，其中所述反馈信息中至少包括以下之一：用户唯一标识信息、定时提前信息、上行传输授权信息、确认ACK信号/未确认NACK信号。
本发明的方案中，所提供的一种随机接入的设备中各模块的具体功能实现，可以参照前述具体步骤401、步骤402、实施例一至实施例四，在此不再详述。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种随机接入的方法，其特征在于，包括步骤：
用户设备向基站发送包括前导序列和载荷数据的随机接入信号，其中所述前导序列随机或依据需要发送的数据量设定，所述载荷数据依据当前业务需求设定；
用户设备接收所述基站所返回的对应于该随机接入信号的反馈信息，其中所述反馈信息中至少包括以下之一：用户唯一标识信息、定时提前信息、上行传输授权信息、确认ACK信号/未确认NACK信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述用户设备向基站发送包括前导序列和载荷数据的随机接入信号的步骤之前，还包括步骤：
用户设备接收并读取所述基站所设定的随机接入配置信息,其中所述随机接入配置信息包括前导资源集合、及所述前导序列和载荷数据的时频资源、及该前导序列与载荷数据之间的映射关系。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述载荷数据中至少包括以下之一信息：
无线资源控制连接请求；
缓存状态报告；
信道质量信息；
业务数据；
非接入层消息；
用户唯一标识信息；
波束方向编号。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当所述反馈信息中包括未确认NACK信号时，
所述用户设备接收所述基站所返回的对应于该随机接入信号的反馈信息之后，还包括步骤：
用户设备向基站发送所述载荷数据和更新之后的前导序列。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当所述用户设备未能接收所述基站所返回的反馈信息时，重复执行所述用户设备向基站发送前导序列和载荷数据的步骤。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述随机接入信号至少包括前导序列的循环前缀、前导序列、载荷数据的循环前缀和载荷数据。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述随机接入信号还包括保护间隔。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述随机接入信号还包括前导序列的循环后缀、及载荷数据的循环后缀。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户设备向基站发送包括前导序列和载荷数据的随机接入信号，其中所述前导序列随机或依据需要发送的数据量设定，所述载荷数据依据当前业务需求设定的步骤，包括：
当所述业务需求为发送带有预设数量的数据的无线资源控制连接需求时，所述载荷数据包括用户唯一标识信息，且所述载荷数据还包括以下至少之一：无线资源控制连接请求和缓存状态报告；或
当所述用户设备基于单次传输业务发送所述随机接入信号时，所述载荷数据包括用户唯一标识信息，且该载荷数据至少还包括业务数据；或
当所述用户设备向基站发送波束方向编号时，所述载荷数据至少包括该波束方向编号。
10.一种随机接入的方法，其特征在于，包括：
基站接收并解调用户设备发送的随机接入信号，其中所述随机接入信号中包括前导序列和载荷数据；
依据对所述随机接入信号的解调结果，基站向用户设备发送对应的反馈信息，其中所述反馈信息中至少包括以下之一：用户唯一标识信息、定时提前信息、上行传输授权信息、确认ACK信号/未确认NACK信号。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述基站接收用户设备发送的随机接入信号的步骤之前，还包括步骤：
基站设定并向用户设备发送随机接入配置信息，其中所述随机接入配置信息包括前导资源集合、及所述前导序列和载荷数据的时频资源、及该前导序列与载荷数据之间的映射关系。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：所述前导序列和所述载荷数据之间的映射关系随机设定、或依据预设规则设定；其中所述映射关系包括一对一、或一对多、或多对一。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述依据预设规则设定包括：
依据所述载荷数据的数据大小设定；或
依据所述前导序列所对应的解调导频资源设定；或
依据所述前导序列所对应的多址资源或多址资源组合；或
依据所述载荷数据所使用的调制编码方式。
14.一种随机接入的设备，其特征在于，包括：
信号发送模块，用于用户设备向基站发送包括前导序列和载荷数据的随机接入信号，其中所述前导序列随机或依据需要发送的数据量设定，所述载荷数据依据当前业务需求设定；
反馈接收模块，用于用户设备接收所述基站所返回的对应于该随机接入信号的反馈信息，其中所述反馈信息中至少包括以下之一：用户唯一标识信息、定时提前信息、上行传输授权信息、确认ACK信号/未确认NACK信号。
15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于：还包括配置获取模块；
所述配置获取模块，用于在所述信号发送模块通过用户设备向基站发送包括前导序列和载荷数据的随机接入信号之前，
用户设备接收并读取所述基站所设定的随机接入配置信息，其中所述随机接入配置信息包括前导资源集合、及所述前导序列和载荷数据的时频资源、及该前导序列与载荷数据之间的映射关系。
16.一种随机接入设备，其特征在于，包括：
信号接收模块，用于基站接收并解调用户设备发送的随机接入信号，其中所述随机接入信号中包括前导序列和载荷数据；
反馈模块，用于依据对所述随机接入信号的解调结果，基站向用户设备发送对应的反馈信息，其中所述反馈信息中至少包括以下之一：用户唯一标识信息、定时提前信息、上行传输授权信息、确认ACK信号/未确认NACK信号。
17.根据权利要求16所述的设备，其特征在于：还包括配置模块，
所述配置模块，用于在所述信号接收模块通过基站接收用户设备发送的随机接入信号之前，通过基站设定并向用户设备发送随机接入配置信息，其中所述随机接入配置信息包括前导资源集合、及所述前导序列和载荷数据的时频资源、及该前导序列与载荷数据之间的映射关系。
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