CN108076534A - 随机接入方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种随机接入方法和装置。其中，该方法包括：接收基站广播发送的系统同步信号和系统关键信息，其中，系统关键信息至少包括：系统中可用的物理随机接入信道资源、前导码序列池、随机接入请求数据包中包含的用户设备UE ID码长度、扩频序列池；基于系统同步信号和系统关键信息，向基站发送随机接入请求数据包；接收基站返回的随机接入响应消息和上行传输资源分配信息。本发明解决了现有技术需要经过四步才能实现随机接入过程造成时延较大的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种随机接入方法和装置。
背景技术
在LTE、LTE-A、LTE-A-Pro中，UE都需要先通过随机接入过程接入小区之后才能发起通信。目前采用的随机接入过程包括4个步骤：第一步，UE向基站发送随机接入前导序列；第二步，基站检测到有UE发送接入前导码之后向UE发送随机接入响应以告知UE可以使用的上行资源信息；第三步，UE接收到随机接入响应之后，在随机接入响应消息所指定的上行资源中发送调度消息，同时携带一个UE特定的标识信息；第四步，基站向UE发送竞争决策消息同时为UE分配上行传输资源。UE接收到基站发送的第四步消息时，会检测UE在第三步发送的UE特定临时标识是否包含在基站发送的竞争解决消息中，若包含则表明UE随机接入过程成功，否则认为随机过程失败，UE需要再次从第一步开始发起随机接入过程。
上述过程保证了随机过程的灵活性和可靠性，但对应的时延开销也比较大，对于5G中的低时延高可靠场景是不合适的。这就需要一种增强的随机接入过程在保证接入可靠性的同时尽可能降低接入时延开销。考虑到低时延高可靠相关业务的小包传输和连接量小的特点，为高效随机接入过程的设计提供了可能性。
发明内容
本发明实施例提供了一种随机接入方法和装置，以至少解决现有技术需要经过四步才能实现随机接入过程造成时延较大的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种随机接入方法，包括：接收基站广播发送的系统同步信号和系统关键信息，其中，所述系统关键信息至少包括：系统中可用的物理随机接入信道资源、前导码序列池、随机接入请求数据包中包含的UE ID码长度、扩频序列池；基于所述系统同步信号和所述系统关键信息，向所述基站发送随机接入请求数据包；接收所述基站返回的随机接入响应消息和上行传输资源分配信息。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种随机接入方法，包括：以广播的形式发送系统同步信号和系统关键信息，其中，所述系统关键信息至少包括：系统中可用的物理随机接入信道资源、前导码序列池、随机接入请求数据包中包含的UE ID码长度、扩频序列池；接收来自UE的随机接入请求数据包；向所述UE发送随机接入响应消息和上行传输资源分配信息。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种随机接入装置，包括：第一接收模块，接收基站广播发送的系统同步信号和系统关键信息，其中，所述系统关键信息至少包括：系统中可用的物理随机接入信道资源、前导码序列池、随机接入请求数据包中包含的UEID码长度、扩频序列池；第一发送模块，基于所述系统同步信号和所述系统关键信息，向所述基站发送随机接入请求数据包；第二接收模块，接收所述基站返回的随机接入响应消息和上行传输资源分配信息。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种随机接入装置，包括：第二发送模块，以广播的形式发送系统同步信号和系统关键信息，其中，所述系统关键信息至少包括：系统中可用的物理随机接入信道资源、前导码序列池、随机接入请求数据包中包含的UE ID码长度、扩频序列池；第三接收模块，接收来自UE的随机接入请求数据包；第三发送模块，向所述UE发送随机接入响应消息和上行传输资源分配信息。
本发明实施例中，通过接收基站广播发送的系统同步信号和系统关键信息，其中，所述系统关键信息至少包括：系统中可用的物理随机接入信道资源、前导码序列池、随机接入请求数据包中包含的UE ID码长度、扩频序列池；基于所述系统同步信号和所述系统关键信息，向所述基站发送随机接入请求数据包；接收所述基站返回的随机接入响应消息和上行传输资源分配信息，达到了仅需要两步就可以实现UE成功接入基站、与基站建立连接的目的，从而实现了低时延、高可靠随机接入过程的技术效果，进而解决了现有技术需要经过四步才能实现随机接入过程造成时延较大的技术问题。
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，构成本申请的一部分，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1是根据本发明实施例的一种随机接入方法流程图；
图2是根据本发明实施例的一种可选的随机接入方法流程图；
图3是根据本发明实施例的一种可选的随机接入方法流程图；
图4是根据本发明实施例的一种可选的随机接入方法流程图；
图5是根据本发明实施例的一种可选的随机接入方法流程图；
图6是根据本发明实施例的一种可选的随机接入方法流程图；
图7是根据本发明实施例的一种可选的完整的随机接入请求数据包示意图；
图8是根据本发明实施例的又一种随机接入方法流程图；
图9是根据本发明实施例的一种随机接入装置示意图；以及
图10是根据本发明实施例的一种随机接入装置示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
图1是根据本发明实施例的一种随机接入方法流程图，该方法包括如下步骤：
步骤S102，接收基站广播发送的系统同步信号和系统关键信息，其中，系统关键信息至少包括：系统中可用的物理随机接入信道资源、前导码序列池、随机接入请求数据包中包含的UEID码长度、扩频序列池；
步骤S104，基于系统同步信号和系统关键信息，向基站发送随机接入请求数据包；
步骤S106，接收基站返回的随机接入响应消息和上行传输资源分配信息。
由上可知，在本申请上述实施例中，在UE进入随机接入过程之前，首先接收基站以广播形式发送的系统同步信号和系统关键信息，其中，至少包括：系统中可用的物理随机接入信道资源、前导码序列池、随机接入请求数据包中包含的UE ID码长度、扩频序列池，通过基站发送的同步信号与基站取得同步，同步之后，UE通过接收的系统关键信息中的前导码序列池任意选择一个前导码序列和扩频序列，按照系统关键信息中的随机接入请求数据包中包含的UE ID码长度，选择部分或全部UE ID信息，与选择的前导码序列以及所述部分或全部UE ID码的循环冗余校验信息作为完整的随机接入请求数据包，并根据选择的扩频序列进行扩频后向基站发送，然后通过接收基站根据随机接入请求数据包返回的随机接入响应和上行传输资源分配信息，完成UE的随机接入过程。
一种可选的实施例中，在接收基站广播发送的系统同步信号和系统关键信息之前，上述方法还可以包括如下步骤：基站根据网络负载的情况，确定随机接入请求数据包中包含的UE ID码长度。
作为一种可选的实施例，如图2所示，基于系统同步信号和系统关键信息，向基站发送随机接入请求数据包，可以包括如下步骤：
步骤S202，根据同步信号与基站建立同步；
步骤S204，根据系统关键信息构造随机接入请求数据包；
步骤S206，从扩频序列池中随机选择一个扩频序列，将随机接入请求数据包进行扩频；
步骤S208，向基站发送扩频后的随机接入请求数据包。
作为一种可选的实施例，如图3所示，根据系统关键信息构造随机接入请求数据包，可以包括如下步骤：
步骤S302，从前导码序列池选择任意一个前导码序列；
步骤S304，根据随机接入请求数据包中包含的UE ID码长度选择部分或全部UE ID码信息；
步骤S306，根据前导码序列、部分或全部UE ID码信息及所述部分或全部UE ID码的CRC校验信息构造随机接入请求数据包。
作为一种可选的实施例，如图4所示，向基站发送扩频后的随机接入请求数据包，包括：
步骤S402，从可用的物理接入信道资源中任意选择一个物理随机接入信道资源；
步骤S404，通过选择的物理随机接入信道资源，向基站发送扩频后的随机接入请求数据包。
作为一种可选的实施例，如图5所示，在接收基站返回的随机接入响应消息和上行传输资源分配信息之前，方法还包括：
步骤S502，基站接收扩频后的随机接入请求数据包；
步骤S504，利用扩频序列中的扩频序列，解码随机接入请求数据包中的前导码序列；
步骤S506，判断前导码序列是否合法；
步骤S508，如果前导码序列合法，则利用解码前导码序列的扩频序列，解码随机接入请求数据包中的UE ID码；
步骤S510，根据UE ID码，向UE发送随机接入响应消息和分配的上行传输资源。
可选地，如果前导码序列不合法，则不再解码随机接入请求数据包中的UE ID码。
作为一种可选的实施例，在根据UE ID码，向UE发送随机接入响应消息和分配的上行传输资源之前，上述方法还可以包括：基站根据当前网络的业务状况，和/或，UE ID码的类型来确定分配的上行传输资源的大小。
作为一种可选的实施例，在接收所述随机接入响应消息和上行传输资源分配信息之后，如图6所示，上述方法还可以包括如下步骤：
步骤S602，判断随机接入响应消息中的前导码序列与UE选择的前导码序列是否一致；
步骤S604，如果一致，则通过基站分配的上行传输资源向基站发送业务信号和调度请求信息。
下面结合一种优选的实施方式来说明书本申请上述实施例。本实施方式提供了一种低时延的随机接入过程，UE仅需要两步就可以快速接入网络，大大降低了接入时延，尤其适用于5G中的低时延高可靠场景。
首先，基站通过广播的方式发送系统同步信号和关键系统信息，其中所述系统关键信息中包括系统可用的物理随机接入信道PRACH资源，用于竞争接入的前导码序列池，随机接入请求数据包中包含的UE ID长度和可用的扩频序列池。
所述UE首先通过所述同步信号与系统取得同步，同步之后，所述UE分别随机从所述前导码池和扩频序列池中选择一个前导码和扩频序列，并按照所述UE-ID长度信息选择部分或全部UE-ID信息。
所述UE用选择的所述前导码，所述部分或全部UE-ID，UE-ID的CRC校验信息先构造如图7所述的数据包作为完整的随机接入请求数据包。所述UE再利用随机选择的所述扩频序列进行扩频，再将扩频之后的信号通过所述PRACH信道发送所述随机接入请求数据包，请求接入所述基站。
所述基站接收到所述数据包后，首先利用所述广播中的所述扩频序列池中的扩频序列尝试解码数据包中的前导码部分，若为合法前导码序列，则继续用解码成功前导码对应的扩频序列尝试解码UE-ID，解码成功后则对该接入UE进行随机接入响应和分配上行传输资源。所述随机接入响应包括向所述UE发送定时以及所述UE发送的前导码序列ID等信息。所述分配上行传输资源用于给所述UE分配物理上行数据传输资源。若所述基站解码得到的所述前导码为非法前导码序列，则所述基站不会继续解码所述UE-ID信息，也不会对所述UE进行随机接入响应和分配上行传输资源。
所述UE接收到所述随机接入响应和上行传输资源分配信息后，首先对比随机接入响应中的前导码序列ID和UE在第一步中发送的前导码序列ID，若一致，则判断接入成功，所述UE将会通过所述基站分配的所述上行传输资源发送业务信号和进一步的调度请求信息；若不一致则认为接入请求失败，继续按照上述步骤进行随机接入。
此处需要说明的是，当存在多个UE的部分UE-ID相同的情况，会造成接入冲突，为降低冲突概率。基站可以先评估网络的负载情况，灵活决定随机接入数据包中的UE-ID长度，最差情况下可以包含完整的UE-ID信息。
为了避免不同UE选择不同的前导码但采用相同的PRACH资源发送随机接入请求数据包造成无法成功解码UE-ID而引起的接入失败，本发明对随机接入请求数据包进行了扩频。基站可以预先评估网络的负载和业务情况，灵活选择扩频码字的长度及其构造方法。
一种可选的实施例中，基站会在发送随机接入响应的同时直接为UE分配上行数据传输资源，具体资源的大小可以根据当前网络的业务状况进行配置，也可以根据获得的UE-ID判断UE类型，根据UE类型来进行上行数据传输资源的分配。
实施例2
图8是根据本发明实施例的又一种随机接入方法流程图，如图8所示，该方法包括如下步骤：
步骤S802，以广播的形式发送系统同步信号和系统关键信息，其中，系统关键信息至少包括：系统中可用的物理随机接入信道资源、前导码序列池、随机接入请求数据包中包含的UE ID码长度、扩频序列池；
步骤S804，接收来自UE的随机接入请求数据包；
步骤S806，向UE发送随机接入响应消息和上行传输资源分配信息。
实施例3
根据本发明实施例，还提供了一种随机接入装置实施例。本发明实施例1中的随机接入方法可以在本发明实施例3的装置中执行。
图9是根据本发明实施例的一种随机接入装置示意图，如图9所示，该装置包括：第一接收模块901、第一发送模块903和第二接收模块905。其中，
第一接收模块901，接收基站广播发送的系统同步信号和系统关键信息，其中，系统关键信息至少包括：系统中可用的物理随机接入信道资源、前导码序列池、随机接入请求数据包中包含的UE ID码长度、扩频序列池；
第一发送模块903，基于系统同步信号和系统关键信息，向基站发送随机接入请求数据包；
第二接收模块905，接收基站返回的随机接入响应消息和上行传输资源分配信息。
作为一种可选的实施例，上述装置还包括：确定模块，用于所述基站根据网络负载的情况，确定所述UE ID码长度。
作为一种可选的实施例，上述第一发送模块903包括：
同步模块，用于根据所述同步信号与所述基站建立同步；
构造模块，用于根据所述系统关键信息构造随机接入请求数据包；
扩频模块，用于从扩频序列池中随机选择一个扩频序列，将所述随机接入请求数据包进行扩频；
第四发送模块，用于向所述基站发送扩频后的随机接入请求数据包。
作为一种可选的实施例，上述构造模块包括：
第一选择模块，用于从所述前导码序列池选择任意一个前导码序列；
第二选择模块，用于根据所述UE ID码长度选择部分或全部UE ID码信息；
构造子模块，用于根据所述前导码序列、所述部分或全部UE ID码信息及其CRC校验信息构造所述随机接入请求数据包。
作为一种可选的实施例，上述第四发送模块，可以包括：
第三选择模块，用于从所述可用的物理接入信道资源中任意选择一个物理随机接入信道资源；第五发送模块，用于通过所述选择的物理随机接入信道资源，向基站发送所述扩频后的随机接入请求数据包。
作为一种可选的实施例，上述第二接收模块905包括：
接收子模块，用于所述基站接收所述扩频后的随机接入请求数据包；
解码模块，用于利用所述扩频序列中的扩频序列，解码所述随机接入请求数据包中的前导码序列；
判断模块，用于判断所述前导码序列是否合法；
第二解码模块，用于如果所述前导码序列合法，则利用解码所述前导码序列的扩频序列，解码所述随机接入请求数据包中的UE ID码；
第六发送模块，用于根据所述UE ID码，向UE发送随机接入响应消息和分配的上行传输资源。
可选地，如果所述前导码序列不合法，则不再解码所述随机接入请求数据包中的UEID码。
作为一种可选的实施例，上述第六发送模块还用于所述基站根据当前网络的业务状况，和/或，UE ID码的类型来确定分配的上行传输资源的大小。
作为一种可选的实施例，上述装置还可以包括：
第二判断模块，用于所述UE判断所述随机接入响应消息中的前导码序列与所述UE选择的前导码序列是否一致；
第七发送模块，用于如果一致，则通过所述基站分配的所述上传传输资源向所述基站发送业务信号和调度请求信息。
实施例4
根据本发明实施例，还提供了一种随机接入装置实施例。本发明实施例2中的随机接入可以在本发明实施例3的装置中执行。
图10是根据本发明实施例的一种随机接入装置示意图，如图10所示，该装置包括：第二发送模块101、第三接收模块103和第三发送模块105。其中，
第二发送模块101，以广播的形式发送系统同步信号和系统关键信息，其中，系统关键信息至少包括：系统中可用的物理随机接入信道资源、前导码序列池、随机接入请求数据包中包含的UE ID码长度、扩频序列池；
第三接收模块103，接收来自UE的随机接入请求数据包；
第三发送模块105，向UE发送随机接入响应消息和上行传输资源分配信息。
通过本申请上述实施例公开的方案，达到了仅需要两步就可以实现UE成功接入基站、与基站建立连接的目的，从而实现了低时延、高可靠随机接入过程的技术效果，进而解决了现有技术需要经过四步才能实现随机接入过程造成时延较大的技术问题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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 (12)
1.一种随机接入方法，其特征在于，包括：
接收基站广播发送的系统同步信号和系统关键信息，其中，所述系统关键信息至少包括：系统中可用的物理随机接入信道资源、前导码序列池、随机接入请求数据包中包含的用户设备UE ID码长度、扩频序列池；
基于所述系统同步信号和所述系统关键信息，向所述基站发送随机接入请求数据包；
接收所述基站返回的随机接入响应消息和上行传输资源分配信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在接收基站广播发送的系统同步信号和系统关键信息之前，所述方法还包括：
所述基站根据网络负载的情况，确定所述随机接入请求数据包中包含的用户设备UEID码长度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述系统同步信号和所述系统关键信息，向所述基站发送随机接入请求数据包，包括：
根据所述同步信号与所述基站建立同步；
根据所述系统关键信息构造随机接入请求数据包；
从扩频序列池中随机选择一个扩频序列，将所述随机接入请求数据包进行扩频；
向所述基站发送扩频后的随机接入请求数据包。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述系统关键信息构造随机接入请求数据包，包括：
从所述前导码序列池选择任意一个前导码序列；
根据所述随机接入请求数据包中包含的UE ID码长度选择部分或全部UE ID码信息；
根据所述前导码序列、所述部分或全部UE ID码信息及所述部分或全部UE ID码的CRC校验信息构造所述随机接入请求数据包。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，向所述基站发送扩频后的随机接入请求数据包，包括：
从所述可用的物理接入信道资源中任意选择一个物理随机接入信道资源；
通过所述选择的物理随机接入信道资源，向基站发送所述扩频后的随机接入请求数据包。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在接收所述基站返回的随机接入响应消息和上行传输资源分配信息之前，所述方法还包括：
所述基站接收所述扩频后的随机接入请求数据包；
利用所述扩频序列中的扩频序列，解码所述随机接入请求数据包中的前导码序列；
判断所述前导码序列是否合法；
如果所述前导码序列合法，则利用解码所述前导码序列的扩频序列，解码所述随机接入请求数据包中的UE ID码；
根据所述UE ID码，向UE发送随机接入响应消息和分配的上行传输资源。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，如果所述前导码序列不合法，则不再解码所述随机接入请求数据包中的UE ID码。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在根据所述UE ID码，向UE发送随机接入响应消息和分配的上行传输资源之前，所述方法包括：
所述基站根据当前网络的业务状况，和/或，UE ID码的类型来确定分配的上行传输资源的大小。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在接收所述随机接入响应消息和上行传输资源分配信息之后，所述方法包括：
判断所述随机接入响应消息中的前导码序列与所述选择的前导码序列是否一致；
如果一致，则通过所述基站分配的所述上传传输资源向所述基站发送业务信号和调度请求信息。
10.一种随机接入方法，其特征在于，包括：
以广播的形式发送系统同步信号和系统关键信息，其中，所述系统关键信息至少包括：系统中可用的物理随机接入信道资源、前导码序列池、随机接入请求数据包中包含的用户设备UE ID码长度、扩频序列池；
接收来自UE的随机接入请求数据包；
向所述UE发送随机接入响应消息和上行传输资源分配信息。
11.一种随机接入装置，其特征在于，包括：
第一接收模块，接收基站广播发送的系统同步信号和系统关键信息，其中，所述系统关键信息至少包括：系统中可用的物理随机接入信道资源、前导码序列池、随机接入请求数据包中包含的UE ID码长度、扩频序列池；
第一发送模块，基于所述系统同步信号和所述系统关键信息，向所述基站发送随机接入请求数据包；
第二接收模块，接收所述基站返回的随机接入响应消息和上行传输资源分配信息。
12.一种随机接入装置，其特征在于，包括：
第二发送模块，以广播的形式发送系统同步信号和系统关键信息，其中，所述系统关键信息至少包括：系统中可用的物理随机接入信道资源、前导码序列池、随机接入请求数据包中包含的UE ID码长度、扩频序列池；
第三接收模块，接收来自UE的随机接入请求数据包；
第三发送模块，向所述UE发送随机接入响应消息和上行传输资源分配信息。
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Application publication date: 20180525 |