CN109121227A - 一种5g终端物理层状态及其任务的设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明是属于5G通信技术领域，具体为一种5G终端物理层状态及其任务的设计方法，包括以下步骤为物理层划分五个状态，包括空状态NULL、小区选择态SEL、空闲态IDLE、小区接入态ACC以及连接态CON；设计出每个状态下物理层进行的任务。本发明物理层状态的进行划分，并将物理层任务细分到各个状态之中，从而使得物理层的任务更加明确，并且使得整个物理层从开机到连接的流程更加清晰，也便于后续程序的设计。

Description

一种5G终端物理层状态及其任务的设计方法

技术领域

本发明属于5G通信领域，具体为一种5G终端物理层状态及其任务的设计方法。

背景技术

移动通信系统从20世纪80年代的第一代通信系统(1G，1-generation)开始至21世纪10年代的第四代通信系统(4G,4-generation)已历经了4代的演进。同时，科技的发展促使了移动智能终端的普及和多样化，爆炸式增长的移动用和多媒体服务致使业务过载、频谱资源濒临匮乏等问题，使得第五代移动通信系统(5G,5-generation)的演进也成为了一个全球热门的研究话题。未来5G主要有一下三种应用场景：增强型移动宽带(eMBB)，海量物联网(mMTC)和超可靠低延迟通信(URLLC)。

eMBB主要针对持续增长的移动数据业务。在已经非常拥挤和延迟的6GHz以下的频带上，支持5G中Gbps级的吞吐量，是非常巨大的挑战，因此移动服务已经考虑将频点移至100GHz上。但是，更高的频带意味着需要更多的带宽，也就是说，传统中为6GHz所研发的技术可能都将不能继续使用，因此，从信道模型、信令、设备到规则都需要进行充分的讨论。mMTC场景适用于近年来大量增长的低成本无线设备，在原有的LTE网络中，由于这些设备所需的稀疏连接以及带宽需求，导致LTE网络负担太大，现有的带宽中并不具备这些机器类型通信所需的窄带数量和所需的连接密度。URLLC场景适用于一个全新的方向，其中网络作为一个可靠的、低延迟的基础设施，主要应用于交通、公共安全、医疗等其他任务关键的服务，然而，URLLC方面需要大量的网络重建，因为原有的语音网络可以接受10ms-100ms左右的延迟，但URLLC在这方面的要求特别严格。这对IP网络的极限承受能力也是一个巨大的挑战，但这也远远不只是只涉及到物理层技术方面的问题。因此以上三个场景对物理层都提出了更高的要求与难度。

5G通信的发展致使物理层需要进行修改，使得位于物理层上层的媒体接入控制(Medium Access Control，简称MAC)层的改变也无法避免，例如：需适用多样的无线连接，如：D2D、NB-IoT等，为了增加吞吐量和降低延迟，要求减少HARQ重传次数、降低MAC层的延时、减少反馈开销以及改善重传性能、如何调度和识别多终端。

针对上述问题，对物理层状态的划分显得十分重要。通过对物理层状态的划分，使物理层各个阶段的任务更加明确，增加程序的鲁棒性；同时，也使高层与物理层之间的交互更加明确，物理层只会在相应的状态下接受相应的原语，若由于延迟等原因有非该状态下的原语交互，物理层将会直接对其进行丢弃，从而提高了交互效率以及交互的准确性。

发明内容

针对上述问题，提出一种基于5G终端物理层状态与任务设计方案，首先本方案将原本没有状态的物理层分为了五个状态：空状态(NULL)、小区选择态(SEL)、空闲态(IDLE)、小区接入态(ACC)以及连接态(CON)，并且将物理层的具体任务分到各个状态中，从而使得物理层处理流程模块化、层次化，增加程序的鲁棒性；除此之外，也使高层(如MAC层)与物理层之间的交互更加明确，对高层下发的消息能够明确辨认是否需要进行执行，提高了交互效率。

本发明的方案具体如下：

一种5G终端物理层状态及其任务的设计方法，包括以下步骤：

为物理层划分五个状态，包括空状态NULL、小区选择态SEL、空闲态IDLE、小区接入态ACC以及连接态CON；

将物理层从开机到传输数据的任务过程，划分到每个状态。

进一步的，所述将物理层从开机到传输数据的任务过程，划分到每个状态包括：

在NULL状态时，终端刚开机，物理层接收到RRC发出的请求测量任务；

在SEL状态时，物理层进行功率测量，并将测量结果上报给RRC；物理层根据RRC选择出的小区，进行小区同步以及接收系统消息；

在IDLE状态时，物理层接收到MAC层发出的接收寻呼请求，物理层接收寻呼，进行小区测量和重选任务；

在ACC状态时，物理层进行基于竞争的随机接入或基于非竞争的随机接入，让终端和基站建立上行同步；

在CON状态时，物理层进行上行数据发送和下行数据发送；终端和基站进行数据的传输。

其中，可以理解的是，给空状态NULL下划分的任务包括请求测量任务；给小区选择态SEL下划分的任务包括功率测量、小区同步以及接收系统消息任务；给空闲态IDLE划分的任务包括接收寻呼、小区测量和重选任务；给小区接入态ACC下划分的任务包括基于竞争的随机接入和基于非竞争的随机接入任务；给连接态CON下划分的任务包括上行数据发送和下行数据发送任务。

进一步的，空状态NULL下物理层进行的任务包括终端刚开机时处于NULL状态，开机后RRC配置功率测量原语给物理层，物理层在下发的频点上进行功率测量。

进一步的，小区选择态SEL下物理层进行的任务包括功率测量、小区同步以及接收系统消息；

其中，

功率测量任务包括物理层根据频点信息，通过在相应的小区中接收小区参考信号来计算该频点的功率，物理层将频点功率上报给高层，高层找到功率最大的频点；

小区同步任务包括物理层根据功率最大的频点计算出小区组ID和小区组内ID；

接收系统消息任务包括在完成小区同步任务后，高层解码小区广播信息MIB，物理层在该小区接收系统消息SIB。

进一步的，空闲态IDLE下物理层进行的任务包括接收寻呼、小区测量和重选任务。

其中，接收寻呼任务包括物理层根据公式算出寻呼帧和寻呼子帧，在相应寻呼帧下的寻呼子帧监听PDCCH；

(SFN+PF_offset)modT＝(T/N)*(UE_IDmodN)；

式中，SFN表示当前终端所在的寻呼帧帧号，PF_offset表示寻呼帧所在位置,则SFN+PF_offset为当前监听的寻呼帧帧号；mod表示取余运算；T为寻呼周期，Ns＝max(1,nB/T)，N＝min(T,nB)，nB为T的倍数，其值由系统消息给定；UE_ID表示高层给出的终端号；i_s表示指向相应寻呼子帧；表示对·下取整；

小区测量任务包括高层发送原语请求物理层测量服务小区及其邻小区的服务质量，服务小区的测量时间点与UE端接收寻呼的周期相同；物理层通过测量同步信号-参考信号接受功率SS-RSRP、信道状态信息-参考信号接受功率CSI-RSRP、同步信号-参考信号接受质量SS-RSRQ、信道状态信息-参考信号接受质量CSI-RSRQ、同步信号-信噪比SS-SINR、信道状态信息-信噪比CSI-SINR中的任意一个值，获取当前服务小区以及相邻小区的质量；

重选任务包括判断是否驻留该服务小区，若是，则驻留该服务小区，若否，则进行小区重选，从而驻留到更佳的小区。

进一步的，小区接入态ACC下物理层进行的任务包括基于竞争的随机接入和基于非竞争的随机接入任务；

基于竞争的随机接入任务包括物理层确定出前导内容和时频位置消息1，即MSG1，计算出无线网络临时标识RA-RNTI，从而解出随机接入响应消息2，即MSG2，如果在MSG2中收到的前导序号和自己发送的前导不一致，则随机接入过程失败，UE根据退避指示，重新发起随机接入过程；若MSG2收到的前导与自己的前导一致，则终端向物理层发送建立请求消息3，即MSG3；此时可能有多个终端同时向基站发送MSG3，基站通过消息4，即MSG4，确定选择出的终端，从而将选择出的终端接入资源；若没有接入成功的终端，则需要重新发起随机接入；进一步的，基于非竞争的随机接入任务包括当终端接收到来自网络端的指示时，根据指示内容生成前导，并根据时频位置消息发送MSG1，同时根据MSG1的发送位置计算出无线网络临时标识RA-RNTI，用于求解出随机接入响应MSG2，从而将终端成功接入资源。

进一步的，连接态CON下物理层进行的任务包括上行数据发送和下行数据发送；

上行数据发送任务包括终端通过物理上行控制信道PUCCH发送调度请求SR，向基站申请上报缓存状态报告BSR的资源，基站通过物理下行控制信道PDCCH给终端分配BSR的资源；终端收到后向基站上报BSR；基站根据收到的BSR分配数据资源给终端；终端从数据资源中通过读取下行控制信息DCI0_0和DCI0_1，获取可用的上行资源以及编码调制方式，终端自行调度发送上行数据；

下行数据发送任务包括当终端接收到一个数据后，盲检下行控制信道PDCCH，根据PDCCH求解出下行控制信息DCI1_0或DCI1_1，根据DCI1_0或DCI1_1计算出下行共享信道PDSCH所占的时频位置，从而解出PDSCH；若循环冗余校验CRC校验正确，则将数据组装成原语发送给MAC层；若CRC校验失败，则将CRC校验失败指示上报给MAC层，由MAC层判断是否回复NACK，若MAC层的上行同步定时器超时则不回复NACK，重新发起随机接入；否则将会给基站回复NACK；其中，NACK表示否定回复。

本发明的有益效果：

本发明基于5G终端设计了物理层状态与任务设计方案。它主要针对最新的5G物理层的协议和MAC层的协议，对最新的物理层过程进行了状态的划分以及对物理层任务的设计。

解决了物理层任务量太大、流程冗杂、无任务划分与MAC层交互复杂等问题。

基于本发明的设计之下，物理层从开机到连接的复杂过程将被会有各自的状态，使整个物理层过程更加模块化。

除此之外，若再有高层原语通知物理层，物理层不再是单纯的对该原语进行接收和解读，而是首先要判断该原语所对应的物理层过程属于是否属于当前状态，若属于，则物理层会继续对该原语进行操作，若不属于当前状态，则物理层将会直接将该原语丢弃，从而增加物理层与MAC的交互效率。

附图说明

图1为本发明所采用的方法流程图；

图2为本发明各个状态的转移图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合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实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，本发明采用的方案如下：为物理层划分五个状态，包括空状态NULL、小区选择态SEL、空闲态IDLE、小区接入态ACC以及连接态CON；

对每个状态进行分析，设计出每个状态下物理层进行的任务。

其中，为物理层划分为五个状态依据有两方面，一方面是与基本高层保持一致，另一方面结合了物理层自身的特点进行了变化。例如，高层除了这五个状态之外还存在其他状态，如小区重选态和非激活态。但是因为对物理层而言，小区重选态与小区选择态的物理层任务基本一致，而非激活态与IDLE态的物理层任务基本一致，因此本次发明中将重选态与选择态合并为小区选择态，将非激活态和IDLE态合并为本发明的IDLE空闲态，这样的划分充分考虑了物理层自身的特点，同时也降低了状态划分的冗杂性。

其中，各个状态的转移图如图2所示，将无状态的物理层转换为有状态的物理层，先将任意状态的物理层转换到空状态NULL，空状态可以与小区选择态SEL双向转换，小区选择态SEL与空闲态IDLE进行双向转换，IDLE与连接态CON进行双向转换；连接态CON也可直接跳至空闲态IDLE，而从连接态调制空闲态一般发生在连接释放的时候。

下面，将对各个状态所进行的任务进行介绍：

根据终端通信过程中在每个状态所涉及的相关过程对物理层进行任务的设计，由物理层控制负责任务的调度。

1、空状态NULL

手机刚开机时处于NULL状态，开机后RRC配置功率测量原语给物理层，请求物理层进行功率测量，物理层接收该原语后进入小区选择态SEL。

2、小区选择态SEL

功率测量

物理层根据BA表中的频点信息，通过在相应的小区中接收小区参考信号来计算该频点的功率，计算完BA表中所有频点功率以后，物理层需要把相应的值上报给高层。RRC收到测量结果以后，对功率进行筛选，RRC对功率大小进行排序，找到功率最强的小区ID，发送给MAC，MAC转发给物理层，请求物理层到该频点对应的小区去同步和接收小区广播信息MIB。

小区同步

物理层根据功率最大的频点信息计算出小区组ID和小区组内ID。根据小区组内ID和小区组ID生成本地主同步信号和辅同步信号。物理层首先接收一帧的数据，利用接收的数据和本地PSS做相关，从而完成定时精同步和频率粗同步，由此可以得到小区组内ID。根据辅同步信号和主同步信号的相对位置，UE接收数据和本地的辅同步信号做相关，从而完成帧同步，由此可以得到小区组ID、下行CP类型和频率精同步，整个下行同步过程到此结束。

接收系统消息

小区广播信息MIB通过PBCH承载。在新的5G协议中，PSS、SSS和PBCH共同生成一个SSB块。一个SSB块在时域上占4个OFDM符号，在频域上占公共资源块中的240个子载波。SSB块以一个半帧(即5个子帧)为周期，根据子载波间隔以及载波频率不同，每个周期内SSB块的数量以及分布位置都不同，以子载波间隔为15kHz，载波间隔小于3GHz为例，在每个半帧中的第一个子帧与第二个子帧的第2个符号与第8个符号为SSB块的时域起始位置，此时每半帧中有4个SSB块。物理层通过盲检PBCH可以得到低4比特系统帧号，与MIB中的高6位系统帧号组合可以得到完整的系统帧号。

SIB在PDSCH上承载，在5G中已经取消了PHICH与PCFICH信道，因此此处，物理层首先需要在控制资源集中对PDCCH进行搜索并译码，若PDCCH是RNTI类型为SI-RNTI，说明PDCCH中带有SIB的信息。再解出PDCCH中的DCI格式1_0或1_1，再根据PDCCH的DCI指示去解PDSCH。

3、空闲态IDLE

接收寻呼

MAC层发送原语请求物理层接收寻呼和系统消息。RRC层将nB、T这两个来自于系统消息的参数发送给物理层，物理层根据公式算出寻呼帧和寻呼子帧，然后在相应的寻呼帧下的寻呼子帧监听PDCCH。

(SFN+PF_offset)modT＝(T/N)*(UE_IDmodN) (1)

式中，SFN表示当前终端所在的寻呼帧帧号，PF_offset表示寻呼帧所在位置，则SFN+PF_offset为当前监听的寻呼帧帧号；mod表示取余运算；T为寻呼周期，Ns＝max(1,nB/T)，N＝min(T,nB)，nB为T的倍数，其值由系统消息给定；UE_ID表示高层给出的终端号；i_s表示指向相应寻呼子帧；表示对·下取整；系统信息的获取和上报与小区搜索状态相同。

小区测量任务和重选任务

RRC发送原语请求物理层测量服务小区和它的邻小区的服务质量，服务小区的测量时间点与UE端接收寻呼的周期相同。物理层可以通过测量SS-RSRP、CSI-RSRP、SS-RSRQ、CSI-RSRQ、SS-SINQ、CSI-SINQ中的任意一个值，获取当前服务小区以及相邻小区的质量，判断是留在该驻留小区或者进行小区重选，驻留到更好的小区。

4、小区接入态ACC

随机接入状态主要是为了使终端和网络端建立上行同步。随机接入过程分为基于竞争的和基于非竞争两种。基于竞争的随机接入是由终端MAC给物理层分配前导和时频资源，故可能有多个终端会分配到相同的前导和时频资源，所以会发生竞争。基于非竞争的随机接入的前导和时频资源由网络端配置给UE，因而在随机接入的时候不会发生竞争。

发送前导

在基于竞争的随机接入中，首先MAC请求物理层测量同步块即SSB中的同步信号-参考信号接受功率SS-RSRP并上报，从中挑选出大于阈值的任一SSB块索引，与由网络端所获得的PRACH配置索引和以及MAC层选出的前导索引一起下发给物理层，物理层将根据这些参数生成前导码，并计算出PRACH发送所需要的时域资源与频域资源。

在基于非竞争的随机接入中，在发送前导之前，终端会接收来自网络端的指示，用于前导码的生成以及发送MSG1的时频位置等。高层解出该指示后，由MAC层下发由网络端指定的一组SSB块索引要求物理层进行测量，物理层进行了SS-RSRP测量之后上报，由MAC从中挑选出大于阈值的任一SSB块索引，与网络端指定的与之对应前导码索引，以及PRACH配置一同下发给物理层。物理层将根据这些参数生成前导码，并计算出PRACH发送所需要的时域资源与频域资源。

无论是哪种接入模式，在发送MSG1的同时，物理层需要根据发送MSG1的时频资源计算RA-RNTI，其公式如下：

RA-RNTI＝1+s_id+14×t_id+14×80×f_id+14×80×8×ul_carrier_id (3)

式中：s_id是指定PRACH的第一个OFDM符号的索引，其取值范围为0≤s_id<14；t_id是系统帧中指定PRACH的第一个时隙的索引，其取值范围为0≤t_id<80；f_id是频域中指定PRACH的索引，其取值范围为0≤f_id<8；ul_carrier_id表示用于传输Msg1的上行载波，ul_carrier_id＝0时表示使用正常上行载波，ul_carrier_id＝1时表示使用辅助上行链路载波。

接收MSG2

根据计算所得的RA-RNTI，解开随机接入响应RAR，里面包含终端进行Msg3发送的一系列参数，包括：前导索引值、时间提前量TA、临时标识C-RNTI和用于Msg3的上行授权UL-GRANT等。

如果在响应窗内能够正确接收到随机接入响应，再判断前导索引值与自己发送的是否相同，若相同，则说明随机接入成功；否则随机接入失败，UE根据退避指示重新发送前导。

若接入模式为非竞争随机接入，在成功接收到MSG2之后就可以认为接入成功，但如果是竞争随机接入模式，则需要有高层配参数给物理层，继续发送MSG3。

发送Msg3

Msg3的主要内容为RRC连接建立请求消息，其中RRC连接建立请求消息中包含了竞争解决的UE唯一标识符，用TC‐RNTI进行加扰，由于基站可能受到来自多个终端的Msg3，此时，基站就要选择一个并发送竞争解决完成消息。Msg3的发送采用HARQ技术，最大重传次数由RRC配置。

竞争解决

基站在多个发送Msg3的UE中，选择一个作为竞争解决成功的UE，给该UE回复Msg4，即竞争解决完成。

5、连接态CON

上行数据发送

UE通过PUCCH发送SR，向基站申请发送BSR的资源，基站收到后会通过PDCCH给UE分配上报BSR的资源，UE收到后会上报BSR。基站在根据BSR分配资源给UE，UE通过读取DCI0_0和DCI0_1来获取可用的上行资源以及编码调制方式等，UE端在自行调度发送上行数据。

下行数据发送

由于5G系统中已经取消了物理混合自动重传指示信道PHICH和物理控制格式指示信道PCFICH，因此在5G中，当UE接收到一个数据之后，先盲检PDCCH，根据PDCCH解出来的DCI1_0或DCI1_1解出PDSCH所占的时频位置，再解出PDSCH。若CRC校验正确，则将数据组装成原语发送给MAC层；若CRC校验失败，则将CRC校验失败指示上报给MAC层，由MAC层判断是否回复NACK，若MAC层的上行同步定时器超时则不回复NACK，重新发起随机接入；否则将会给基站回复NACK。

本发明中将随机接入过程单独划分为Acc态，主要考虑对物理层而言随机接入过程较为复杂：在解Msg2的过程中，如果CRC校验失败了，但还在响应窗中，则物理层会直接尝试去解响应窗中下一个Msg2，这需要较为复杂的物理层调度与信道配合；而发送Msg3的过程设计到HARQ，即重传过程，该过程同样涉及到较为复杂的信道调度过程，因此本次设计中将随机接入过程单独为Acc态。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

以上所举实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所举实施例仅为本发明的优选实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种5G终端物理层状态及其任务的设计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

为物理层划分五个状态，包括空状态NULL、小区选择态SEL、空闲态IDLE、小区接入态ACC以及连接态CON；

将物理层从开机到传输数据的任务过程，划分到每个状态；

在NULL状态时，终端刚开机，物理层接收到RRC发出的请求测量任务；

在SEL状态时，物理层进行功率测量，并将测量结果上报给RRC；物理层根据RRC选择出的小区，进行小区同步以及接收系统消息；

在IDLE状态时，物理层接收到MAC层发出的接收寻呼请求，物理层接收寻呼，进行小区测量和重选任务；

在ACC状态时，物理层进行基于竞争的随机接入或基于非竞争的随机接入，让终端和基站建立上行同步；

在CON状态时，物理层进行上行数据发送和下行数据发送；终端和基站进行数据的传输。

2.根据权利要求1所述的一种5G终端物理层状态及其任务的设计方法，其特征在于，所述在NULL状态时，终端刚开机，物理层接收到RRC发出的请求测量任务包括物理层在刚开机时，处于NULL状态，RRC配置请求测量功率的命令给物理层，由MAC层转发，向物理层下发频点，请求物理层在下发的频点上进行功率测量。

3.根据权利要求1所述的一种5G终端物理层状态及其任务的设计方法，其特征在于，所述在SEL状态时，物理层进行功率测量，并将测量结果上报给RRC；物理层根据RRC选择出的小区，进行小区同步以及接收系统消息具体包括：

功率测量：物理层根据频点信息，通过在相应的小区中接收小区参考信号来计算该频点的功率，物理层将频点功率上报给高层，高层找到功率最大的频点；

小区同步：物理层根据功率最大的频点计算出小区组ID和小区组内ID；

接收系统消息：在完成小区同步任务后，高层解码小区广播信息MIB，物理层在该小区接收系统消息SIB。

4.根据权利要求1所述的一种5G终端物理层状态及其任务的设计方法，其特征在于，所述在IDLE状态时，物理层接收到MAC层发出的接收寻呼请求，物理层接收寻呼，进行小区测量和重选任务具体包括：

接收寻呼：物理层根据公式算出寻呼帧和寻呼子帧，在相应寻呼帧下的寻呼子帧监听下行控制信道PDCCH；

(SFN+PF_offset)modT＝(T/N)×(UE_IDmodN)；

式中，SFN+PF_offset为当前监听的寻呼帧；SFN表示当前终端所在的寻呼帧帧号，PF_offset表示寻呼帧所在位置，mod表示取余运算；T为寻呼周期，Ns＝max(1,nB/T)，N＝min(T,nB)，nB为T的倍数，nB的值由系统消息给定；UE_ID表示高层给出的终端号；i_s表示寻呼帧指向的相应寻呼子帧；表示对·下取整；

小区测量：高层请求物理层测量服务小区及其邻小区的服务质量，服务小区的测量时间点与终端接收寻呼的周期相同；物理层通过测量同步信号-参考信号接受功率SS-RSRP、信道状态信息-参考信号接受功率CSI-RSRP、同步信号-参考信号接受质量SS-RSRQ、信道状态信息-参考信号接受质量CSI-RSRQ、同步信号-信噪比SS-SINR、信道状态信息-信噪比CSI-SINR中的任意一个值，获取当前服务小区以及相邻小区的质量；

重选任务：判断是否驻留该服务小区，若是，则驻留该服务小区，若否，则进行小区重选，从而驻留到更佳的小区。

5.根据权利要求1所述的一种5G终端物理层状态及其任务的设计方法，其特征在于，所述在ACC状态时，物理层进行基于竞争的随机接入或基于非竞争的随机接入，让终端和基站建立上行同步具体包括：

基于竞争的随机接入：高层给物理层配置随机接入前导，物理层确定出发送的随机接入前导和时频位置消息1，即MSG1，计算出无线网络临时标识RA-RNTI，从而解出随机接入响应消息2，即MSG2；若MSG2中的前导序号与发送的前导序号不一致，则随机接入过程失败，终端根据退避指示，重新发起随机接入过程；若MSG2中的前导序号与发送的前导序号一致，则终端向物理层发送建立请求消息3，即MSG3，基站回复消息4，即MSG4，确定选择出的终端，从而将选择出的终端接入资源；

基于非竞争的随机接入：当终端接收到来自网络端的指示时，根据指示内容生成前导，并根据时频位置消息发送MSG1，同时根据MSG1的发送位置计算出无线网络临时标识RA-RNTI，用于求解出随机接入响应MSG2，从而将终端成功接入资源。

6.根据权利要求1所述的一种5G终端物理层状态及其任务的设计方法，其特征在于，所述在CON状态时，物理层进行上行数据发送和下行数据发送；终端和基站进行数据的传输具体包括：

上行数据发送：终端通过物理上行控制信道PUCCH发送调度请求SR，向基站申请上报缓存状态报告BSR的资源，基站通过物理下行控制信道PDCCH给终端分配BSR的资源；终端收到后向基站上报BSR；基站根据收到的BSR分配数据资源给终端；终端从数据资源中通过读取下行控制信息DCI0_0和DCI0_1，获取可用的上行资源以及编码调制方式，终端自行调度发送上行数据；

下行数据发送：当终端接收到一个数据后，盲检下行控制信道PDCCH，根据PDCCH求解出下行控制信息DCI1_0或DCI1_1，根据DCI1_0或DCI1_1计算出下行共享信道PDSCH所占的时频位置，从而解出PDSCH；若循环冗余校验CRC校验正确，则将数据组装成原语发送给MAC层；若CRC校验失败，则将CRC校验失败指示上报给MAC层，由MAC层判断是否回复NACK，若MAC层的上行同步定时器超时则不回复NACK，重新发起随机接入；否则将会给基站回复NACK；其中，NACK表示否定回复。