CN109495975A - 随机接入方法、基站设备及用户设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种随机接入方法、基站设备及用户设备，其中，随机接入方法包括：基于接收到的多个UE发送的前导序列，向多个UE发送随机接入响应；接收多个UE发送的第三消息Msg3；基于接收到的多个UE发送的Msg3，向多个UE发送冲突解决消息。本发明实施例提供的方法，使得基站能够同时为多个不同的用户发送冲突解决消息，为多个用户能够基于接收到的冲突解决消息同时接入基站并进行数据传输提供了可靠保障，有效避免了只为一个用户发送冲突解决消息而仅接入一个用户的情况。

Description

随机接入方法、基站设备及用户设备
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，具体而言，本发明涉及一种随机接入方法、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。
随机接入的性能直接影响到用户的体验。传统的无线通信系统，如LTE(Long TermEvolution，长期演进)以及LTE-Advanced中，随机接入过程被应用于如建立初始链接、小区切换、重新建立上行链接、RRC(Radio Resource Control，无线资源控制)连接重建等多个场景，并根据用户是否独占前导序列资源划分为基于竞争的随机接入(Contention-basedRandom Access)以及基于非竞争的随机接入(Contention-free Random Access)。由于基于竞争的随机接入中，各个用户在尝试建立上行链接的过程中，从相同的前导序列资源中选择前导序列，可能会出现多个用户选择相同的前导序列发送给基站，因此冲突解决机制是随机接入中的重要研究方向，如何降低冲突概率、如何快速解决已经发生的冲突，是影响随机接入性能的关键指标。
LTE-A中基于竞争的随机接入过程分为四步，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 AccessResponse,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-Radio Network 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中包含用户终端标识以及RRC链接请求等信息，其中，该用户终端标识是用户唯一的，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终端标识。用户在检测出自己的标识后，将临时C-RNTI升级为C-RNTI，并向基站发送确认信号ACK，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。
LTE中的随机接入过程适用于以下场景：
1.RRC_IDLE下的初始接入；
2.重新建立RRC连接；
3.小区切换；
4.RRC连接态下下行数据到达并请求随机接入过程(当上行处于非同步)；
5.RRC连接态下上行数据到达并请求随机接入过程(当上行处于非同步或是PUCCH资源中未给调度请求分配资源)；
6.定位。
在LTE中，上述六种场景使用相同的随机接入步骤。在未来的通信系统中，可能因为使用的波束赋形系统或其他原因，当多个用户在消息3的传输发生碰撞时，基站依然可能将多个用户都成功解码出来，即成功收到多个用户的消息3。在传统的LTE通信系统中，基站只会为一个用户发送冲突解决消息；而在新系统中，若基站已经能解码多个用户，即已经有能力将多个用户接入系统，应当需要有技术支持避免限制在只为一个用户发送冲突解决消息而仅仅接入一个用户；特别是使用了波束赋形系统会使得解出多个冲突的msg3的概率增加，需要更有效地使得用户能完成随机接入。
发明内容
本发明的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特别是无法为多个用户发送冲突解决消息的技术缺陷。
本发明的实施例根据一个方面，提供了一种随机接入方法，包括：
基于接收到的多个UE发送的前导序列，向所述多个UE发送随机接入响应；
接收所述多个UE发送的第三消息Msg3；
基于接收到的所述多个UE发送的Msg3，向所述多个UE发送冲突解决消息。
本发明的实施例根据另一个方面，还提供了一种随机接入方法，包括：
基于接收到的与已发送前导序列相对应的随机接入响应，向基站发送第三消息Msg3；
接收基站发送的与所述Msg3相对应的冲突解决消息。
本发明的实施例根据另一个方面，还提供了一种基站设备，包括：
第一发送模块，用于基于接收到的多个UE发送的前导序列，向所述多个UE发送随机接入响应；
第一接收模块，用于接收所述多个UE发送的第三消息Msg3；
第二发送模块，用于基于接收到的所述多个UE发送的Msg3，向所述多个UE发送冲突解决消息。
本发明的实施例根据另一个方面，还提供了一种用户设备，包括：
第三发送模块，用于基于接收到的与已发送前导序列相对应的随机接入响应，向基站发送第三消息Msg3；
第二接收模块，用于接收基站发送的与所述Msg3相对应的冲突解决消息。
本发明的实施例提供了一种随机接入方法，基于接收到的多个UE发送的前导序列，向多个UE发送随机接入响应；接收多个UE发送的第三消息Msg3，为后续向多个UE发送冲突解决消息提供了必要保障，基于接收到的多个UE发送的Msg3，向多个UE发送冲突解决消息，使得基站能够同时为多个不同的用户发送冲突解决消息，为多个用户能够基于接收到的冲突解决消息同时接入基站并进行数据传输提供了可靠保障，有效避免了只为一个用户发送冲突解决消息而仅接入一个用户的情况。
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为传统基于竞争的随机接入流程示意图；
图2为本发明第一实施提供的随机接入方法的流程示意图；
图3为本发明第一实施的扩展现有UE冲突解决标识MAC CE的示例图；
图4为本发明第的实施的增加单独的MAC CE指示的示例图；
图5为本发明第二实施提供的随机接入方法的流程示意图；
图6为本发明第二实施的UE读取冲突解决标识MAC CE的示例图；
图7为本发明第二实施的UE读取冲突解决标识MAC CE(多个)的示例图；
图8为本发明第二实施的UE分别读取冲突解决标识MAC CE和分配的C-RNTI与HARQ反馈资源指示的MAC CE的示例图；
图9为本发明第二实施的UE分别读取冲突解决标识MAC CE(多个)和分配的C-RNTI与HARQ反馈资源指示的MAC CE(多个)的示例图；
图10为本发明第三实施例提供的基站设备的结构示意图；
图11为本发明第四实施例提供的用户设备的结构示意图。
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，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
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。
本技术领域技术人员可以理解，这里所使用的“终端”、“终端设备”既包括无线信号接收器的设备，其仅具备无发射能力的无线信号接收器的设备，又包括接收和发射硬件的设备，其具有能够在双向通信链路上，进行双向通信的接收和发射硬件的设备。这种设备可以包括：蜂窝或其他通信设备，其具有单线路显示器或多线路显示器或没有多线路显示器的蜂窝或其他通信设备；PCS(Personal Communications Service，个人通信系统)，其可以组合语音、数据处理、传真和/或数据通信能力；PDA(Personal Digital Assistant，个人数字助理)，其可以包括射频接收器、寻呼机、互联网/内联网访问、网络浏览器、记事本、日历和/或GPS(Global Positioning System，全球定位系统)接收器；常规膝上型和/或掌上型计算机或其他设备，其具有和/或包括射频接收器的常规膝上型和/或掌上型计算机或其他设备。这里所使用的“终端”、“终端设备”可以是便携式、可运输、安装在交通工具(航空、海运和/或陆地)中的，或者适合于和/或配置为在本地运行，和/或以分布形式，运行在地球和/或空间的任何其他位置运行。这里所使用的“终端”、“终端设备”还可以是通信终端、上网终端、音乐/视频播放终端，例如可以是PDA、MID(Mobile Internet Device，移动互联网设备)和/或具有音乐/视频播放功能的移动电话，也可以是智能电视、机顶盒等设备。
一方面，在现有的5G标准讨论中，通信系统使用了波束赋形方式，多个用户在读取到相同的一个随机接入响应后，会在相同的上行资源上发送msg3，而对于接收端基站而言，有可能将这多个用户的msg3都成功解码出来，得到多个用户各自不同的UE ID(用户设备唯一标识)。在传统的通信系统中，基站在消息4中只能为单个用户发送冲突解决消息，即接入一个用户，而用户成功搜索到并解码了消息4后，确定了其中的UE ID和自己在消息3中上传的UE ID相同，即会认为接入成功，并将TC-RNTI(Temporary Cell-Radio NetworkTemporary Identifier，临时小区无线网络临时标识)设为C-RNTI，并向基站发送ACK确认。如果要支持多个用户在消息4中都可以接入，需要解决的问题包括，如何解决分配C-RNTI，如何指示为消息4反馈上行ACK的资源指示等。
基于上述需要解决的技术问题，本发明的第一实施例提供了一种随机接入方法，基于本发明第一实施例提供的随机接入方法，用户在读取到随机接入响应并发送消息3之后，使用随机接入响应中获得的TC-RNTI对下行控制信息进行检测，当收到基站发送的ACK消息，即表示基站成功接收到用户的消息3，则UE会找到基站发送的消息4，从其中的MACPDU(Medium Access Control Protocol Data Unit，MAC层协议数据单元)中找到对应的MAC CE(Control Element，控制单元)携带了用户在消息3中上传的UE ID。其中，为了对应不同的用户的UE ID，需要在消息4中为不同的用户分配C-RNTI以及指示后续发送ACK的上行资源位置。具体地，可以通过扩展或增加MAC CE的方式，将新的C-RNTI以及ACK的上行资源指示通知给用户，或者在消息4中的SDU(Service Data Unit，业务数据单元)中携带上述信息。
具体地，本发明第一实施例提供的随机接入方法的流程，如图2所示，包括：步骤210，基于接收到的多个UE发送的前导序列，向多个UE发送随机接入响应；步骤220，接收多个UE发送的第三消息Msg3；步骤230，基于接收到的多个UE发送的Msg3，向多个UE发送冲突解决消息。
本发明实施例提供的随机接入方法，基于接收到的多个UE发送的前导序列，向多个UE发送随机接入响应；接收多个UE发送的第三消息Msg3，为后续向多个UE发送冲突解决消息提供了必要保障，基于接收到的多个UE发送的Msg3，向多个UE发送冲突解决消息，使得基站能够同时为多个不同的用户发送冲突解决消息，为多个用户能够基于接收到的冲突解决消息同时接入基站并进行数据传输提供了可靠保障，有效避免了只为一个用户发送冲突解决消息而仅接入一个用户的情况。
优选地，向多个UE发送冲突解决消息，包括：通过媒体接入控制层协议数据单元MAC PDU，将冲突解决消息发送至多个UE；冲突解决消息包括多个UE的UE冲突解决标识和/或为UE分配的小区无线网络临时标识C-RNTI和/或混合自动重传请求HARQ反馈资源指示。
优选地，通过MAC PDU将冲突解决消息发送至多个UE，包括以下至少一种情形：通过在MAC PDU的MAC层控制单元CE中携带多个UE的UE冲突解决标识和/或为多个UE的分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示，将冲突解决消息发送至多个UE；
通过在MAC PDU的第一MAC CE中携带多个UE的UE冲突解决标识，且在MAC PDU的第二MAC CE中携带为多个UE的分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示，将冲突解决消息发送至多个UE；
通过在MAC PDU的MACCE中携带多个UE的UE冲突解决标识，且在MAC PDU的MAC层业务数据单元SDU中携带为多个UE的分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示，将冲突解决消息发送至多个UE。
优选地，第二MACCE位于第一MAC CE之后，且与第一MAC CE相邻。
进一步地，在本发明第一实施例中，为了对应不同的用户的UE ID，需要在消息4中为不同的用户分配C-RNTI以及指示后续发送ACK的上行资源位置。其中，可以包括如下几种实现方式：
第一，仅修改MAC控制单元(control element，CE)的格式，如图3所示，即UE读取到MAC PDU subheader(子头)，其中，若逻辑信道标识(Logical Channel ID，LCID)指示用户对应的MAC CE类型是“用户设备冲突解决标识”(UE Contention Resolution Identity)，则用户在读取MAC CE的内容时，需要确定其中包含的用户设备冲突解决标识与用户在消息3中发送的UE ID是否相匹配。其中，
a)，若匹配，则用户使用从该MAC CE中获取的分配的C-RNTI作为自己接入网络后使用的C-RNTI；并读取其中的HARQ反馈资源指示，确定发送上行HARQ反馈的资源，并发送ACK信号。其中ACK/NACK(确认/否定确认)资源指示包含发送上行HARQ反馈的时频资源位置，以及可能的序列的序号，如类似在LTE中，使用的CGS(computer generated sequence，计算机生成序列)序号。
b)，若不匹配，则该用户竞争解决失败，若没有超过最大随机接入前导码传输次数，则用户继续发送消息1，继续进行随机接入过程。
第二，增加一个MAC CE，即用户在MAC PDU的subheader中分别读取了指示“UE冲突解决标识”的LCID以及指示“分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示”的LCID，并在对应的MAC CE中找到对应的信息；如图表1所示，除了用户设备冲突解决标识对应的LCID index(索引)之外，为“分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示”新增加单独的LCID index，表中01011为举例，也可以是其他数值。
表1对于下行共享信道的LCID取值
Index LCID值
……. ……
11100 UE冲突解决标识
01011 分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示
…… ……
在图4的示例中，用户在MAC header(协议头)中读取到“UE冲突解决标识”和“分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示”的LCID，并在对应的MAC CE中读取对应的取值，若读取到的UE冲突解决标识和自己在消息3中发送的UE ID相匹配，则认为自己冲突解决成功，并读取紧跟的下一个MAC CE中的“分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示”来设置自己的C-RNTI以及获得HARQ反馈资源指示。
第三，直接在UE的MAC SDU中加入“分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示”。
其中，第三种方式与第一种方式不同的地方在于，第三种方式不是在MAC CE中携带“分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示”，而是在用户的其他的MAC SDU中加入“分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示”。
另一方面，在新的通信系统标准讨论中，通信系统使用了波束赋形方式，多个用户在读取到相同的一个随机接入响应后，会在相同的上行资源上发送msg3，而对于接收端基站而言，有可能将这多个用户的msg3都成功解码出来，得到多个用户各自不同的UE ID(用户设备唯一标识)。在传统的通信系统中，基站在消息4中只能为单个用户发送冲突解决消息，即接入一个用户，而初始接入的用户成功搜索到并解码了消息4后，确定了其中的UE ID和自己在消息3中上传的UE ID相同，即会认为接入成功，并将TC-RNTI设为C-RNTI，并向基站发送ACK确认。用户在读取到随机接入响应并发送消息3之后，使用在随机接入响应中获得的TC-RNTI对下行控制信息进行检测，当收到基站发送的ACK消息，即表示基站成功接收到用户的消息3，则UE会找到基站发送的消息4，从其中的MAC PDU中找到对应的MAC CE携带的用户在消息3中上传的UE ID。其中UE ID可以是UE的S-TMSI(SAE-Temporary MobileSubscriber Identity，SAE临时移动用户标识)，C-RNTI，或者随机数等。
由于，基站为了对应多个不同的用户的UE ID，在消息4中为多个不同的用户分配了C-RNTI以及指示后续发送ACK的上行资源位置，所以用户搜索或解码消息4并检测是否竞争解决成功的过程也需要相应调整。
基于此，本发明第二实施提供了随机接入方法，具体流程如图5所示，包括：步骤510，基于接收到的与已发送前导序列相对应的随机接入响应，向基站发送第三消息Msg3；步骤520，接收基站发送的与Msg3相对应的冲突解决消息。
本发明实施例提供的随机接入方法，基于接收到的与已发送前导序列相对应的随机接入响应，向基站发送第三消息Msg3，为后续多个UE接收基站发送的冲突解决消息提供了前提保障，接收基站发送的与Msg3相对应的冲突解决消息，使得多个UE能够同时接收到基站发送的冲突解决消息，为多个用户能够基于接收到的冲突解决消息同时接入基站并进行数据传输提供了可靠保障，有效避免了只有一个用户能够接收冲突解决消息且只有一个用户能够接入基站的情况。
优选地，还包括：检测下行控制信道PDCCH，以确定竞争解决是否成功；其中，确定竞争解决是否成功，包括以下至少一种方式：
在第一预设条件下，若基于UE获得的C-RNTI检测到PDCCH信息，且PDCCH信息中包括允许传输新数据的上行许可，则确定竞争解决成功；
在第二预设条件下，若基于UE获得的C-RNTI检测到PDCCH信息，则确定竞争解决成功；
在第三预设条件下，若基于UE获得的临时C-RNTI检测到PDCCH信息，则基于解码MAC PDU得到的UE冲突解决标识，来确定竞争解决是否成功。
优选地，第一预设条件包括：UE在所述Msg3中携带C-RNTI，且基于MAC子层或无线资源控制RRC子层触发随机接入过程；
第二预设条件包括：UE在所述Msg3中携带C-RNTI，且基于PDCCH指令触发随机接入过程；
第三预设条件包括：UE在所述Msg3中携带通过公用控制信道业务数据单元CCCHSDU上报的UE标识。
优选地，若MAC PDU中包括用于指示多个UE冲突解决标识的第一MACCE，则基于解码MAC PDU得到的UE冲突解决标识，确定竞争解决是否成功，包括：
检测第一MAC CE中的任一UE冲突解决标识与Msg3携带的CCCH SDU中的预定位置的预设个数的比特是否相同；
如果相同，则确定竞争解决成功；
如果均不相同，且未超过前导序列的最大传输次数，则重新发送前导序列。
优选地，若第一MACCE还用于指示为UE分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示，在确定竞争解决成功之后，还包括：
获取第一MAC CE中的为UE分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示。
优选地，若MAC PDU中包括用于指示多个UE冲突解决标识的第一MACCE和用于指示为UE分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示的第二MACCE，则在确定竞争解决成功之后，还包括：
获取第二MACCE中的为UE分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示。
优选地，若MAC PDU中包括用于指示多个UE冲突解决标识的第一MACCE和用于指示为UE分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示的MACSDU，则在确定竞争解决成功之后，还包括：
获取MACSDU中的为UE分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示。
优选地，HARQ反馈资源指示中包括上行资源配置信息，其中，上行资源配置信息包括以下至少一项：
时间位置，频域位置，序列信息；
时间位置包括以下任一项：时间单元索引，相对于已知时间单元位置的相对位置；
频域位置包括以下任一项：频域单元索引，相对于已知频域单元位置的相对位置；
序列信息包括：UE用于生成上行控制信道PUCCH的序列索引信息。
优选地，检测下行控制信道PDCCH，包括以下任一种方式：
若基于C-RNTI或临时C-RNTI在PDCCH搜索空间中检测到否定确认消息NACK，则基于已使用的C-RNTI或临时C-RNTI在PDCCH搜索空间内或预设时间间隔后的PDCCH搜索空间内搜索上行许可，以重传Msg3；
若基于C-RNTI或临时C-RNTI在PDCCH搜索空间中检测到确认消息ACK，则基于已使用的C-RNTI或临时C-RNTI在PDCCH搜索空间内或预设时间间隔后的PDCCH搜索空间内搜索携带有冲突解决消息的PDCCH信息；
若基于C-RNTI或临时C-RNTI在PDCCH搜索空间中未检测到用于重传Msg3的上行许可，则基于已使用的C-RNTI或临时C-RNTI在PDCCH搜索空间内或预设时间间隔后的PDCCH搜索空间内重新检测携带有冲突解决消息的PDCCH信息；
若基于C-RNTI或临时C-RNTI在PDCCH搜索空间中未检测到携带有冲突解决消息的PDCCH信息，则基于已使用的C-RNTI或临时C-RNTI在PDCCH搜索空间内或预设时间间隔后的PDCCH搜索空间内重新检测用于重传Msg3的上行许可。
下面，结合基站在消息4中的资源配置，详细介绍本发明实施例的随机接入方法，为了方便介绍，本实施例会以两个UE发生碰撞的情况进行描述，但是配置的方式可以扩展到多个用户发送碰撞或没有发生碰撞的情况。
消息1，UE1与UE2选择了相同的随机接入信道PRACH资源(即随机接入时频资源)以及选择了相同的随机接入前导码preamble1，并向基站发起了随机接入；
消息2，基站检测到了preamble1，但是基站无法确认该preamble1是多个UE发生碰撞的结果，只能默认为preamble1准备一个随机接入响应，在随机接入响应消息中，为可能的接入用户配置临时小区无线网络临时标识(Temporary Cell Radio Network TemporaryIdentifier，TC-RNTI)，以及用来发送消息3的上行许可和定时提前信息；UE1与UE2通过相同的RA-RNTI(Random Access Radio Network Temporary Identifier，随机接入无线网络临时标识符)搜索到相同的随机接入响应消息，因为两个UE所选的RAPID(随机接入前导序列标识)也相同，故他们都认为基站发送的随机接入响应是给自己的，两个UE都会去读取RAR中包含的上行许可，定时提前来发送消息3；
消息3，在消息3中，UE1与UE2会将自己的UE ID发送给基站，在波束赋形系统中，UE1与UE2因为不同的位置关系，信号进过不同的信道之后到达基站，若基站可以将UE1与UE2发送的消息3都解码出来，比如当基站具有分布式天线的配置时，天线1接收到的UE1的信号更强，将UE1的消息3解码出来了，而天线2接收到的UE2的信号更强，将UE2的消息3解码出来了，因此在基站侧，可以认为两个UE都被基站检测到了。
对于UE而言，发送完消息3之后，UE启动MAC竞争解决定时器(mac-ContentionResolutionTimer)或者是重启MAC竞争解决定时器(mac-ContentionResolutionTimer)；同时，UE需要检测下行控制信道，以确定竞争解决是否成功。
本发明实施例提供以下多种实现方式检测下行控制信道：
1.UE使用C-RNTI或TC-RNTI在下行控制信道搜索空间中检测到否定确认消息NACK，则UE基于已使用的C-RNTI或临时C-RNTI继续在本搜索空间内或者下一个搜索空间内或预设间隔后的一个搜索空间内搜索可能的上行许可，用于Msg3的重传；或，
2.UE使用C-RNTI或TC-RNTI在下行控制信道搜索空间中检测到确认消息ACK，则UE基于已使用的C-RNTI或临时C-RNTI继续在本搜索空间内或者下一个搜索空间内或预设间隔后的一个搜索空间内搜索可能的携带消息4的PDCCH；或，
3.UE使用C-RNTI或TC-RNTI在下行控制信道搜索空间中检测上行许可用于消息3的重传；若未检测到，则基于已使用的C-RNTI或TC-RNTI在该搜索空间内或预设间隔后的一个搜索空间内重新检测可能的携带消息4的PDCCH；其中，也可以先使用C-RNTI或TC-RNTI在下行控制信道搜索空间中检测可能的携带消息4的PDCCH，若未检测到，则基于已使用的C-RNTI或TC-RNTI在该搜索空间内或预设间隔后的一个搜索空间内再重新检测上行许可，用于消息3的重传。
同时，本发明实施例的确定竞争解决是否成功的方式，包括：
1.当UE在消息3中包含的是C-RNTI(即该UE是连接态UE)且随机接入过程是由MAC子层或者RRC子层来触发的，则当UE使用其获得的C-RNTI成功检测到了下行控制信道(PDCCH)信息，并且其中包含了新数据的上行许可；或，
2.当UE在消息3中包含的是C-RNTI(即该UE是连接态UE)且随机接入过程是由下行控制信道指令(PDCCH order)来触发的，则当UE使用其获得的C-RNTI成功检测到了下行控制信道(PDCCH)信息。
在上述两种情况下，UE都可以认为竞争解决成功；可以停止MAC竞争解决定时器，忽略基站分配的Temporary C-RNTI。
3.当UE在消息3中包括的是通过CCCH SDU(Common Control ChannelServiceData Unit，公用控制信道业务数据单元)上报的UE ID，且是通过其获得的TC-RNTI来检测的PDCCH信息，找到了消息4；当UE成功解码了消息4的MAC PDU，也即UE基于解码MAC PDU确定竞争解决成功，则UE停止MAC竞争解决定时器。
具体地，在UE通过消息3中的TC-RNTI检测到PDCCH信息时，是基于解码MAC PDU得到的UE冲突解决标识，来确定竞争解决是否成功的，其中，基于解码MAC PDU得到的UE冲突解决标识，确定竞争解决是否成功，包括如下几种情况：
1.当UE解码的MAC PDU中包含了用于指示UE冲突解决标识的MAC CE时，则UE会将MAC CE中的UE冲突解决标识(N bit，如在LTE中是48bit)与UE在消息3中上传的CCCH SDU中的前N比特(或者是后N比特，或者是指定位置的N比特)进行比对，如图6所示。
a).若比对成功，UE可以认为自己竞争解决成功，在同一个MAC CE中继续读取如基站分配的C-RNTI值；其中，若UE没有找到C-RNTI值，或者C-RNTI值设为了一个预设值(例如全0，或全1，或指定值)，则UE直接将TC-RNTI设置为C-RNTI；否则UE将读取到的分配的C-RNTI值设置为自己的C-RNTI；和/或，
用于发送消息4的反馈信息(ACK)的上行资源配置信息，即HARQ反馈资源指示，且HARQ反馈资源指示中包括上行资源配置信息；其中该上行资源的配置信息中应包括至少以下几种的一种：
i.时间位置
1).可以是具体的时间单元索引，其中时间单元位置可以是如符号索引，时隙索引，mini时隙索引，符号组索引，子帧索引，半子帧索引，无线帧索引；
2).也可以是相对于一个已知时间单元位置的相对位置，如相对于公共搜索空间所在时间单元位置后的M个时间单元位置；或者相对于消息4所在的时间单元位置后的M个时间单元位置；
ii.频域位置
1).可以是具体的频域单元索引位置，其中频域单元位置可以是如子载波索引，子载波组索引，物理资源块索引(PRB index)，物理资源块组索引等；
2).也可以是相对于一个已知频域单元位置的相对位置，如相对于公共搜索空间所在频域单元位置的M个频域单元位置；或者相对于消息4所在的频域单元位置的M个频域单元位置；
iii.序列信息，可以是UE用来生成PUCCH的序列索引信息。
需要说明的是，若在广播消息或者其他下行信道(如在消息2中)已经配置了时间位置信息和/或频域位置信息和/或序列信息，则在消息4中，只需配置剩余的信息。如在系统广播信息中已经配置发送反馈的上行时间单元位置和频域单元位置。
b).若比对不成功，UE继续在该MAC CE中其他包含UE冲突解决标识的位置进行比对，如图7所示，UE可能与UE冲突解决标识2可以正确匹配，其后续处理过程如上所述，在此不再赘述。
c).直到UE搜索了所有的UE冲突解决标识都没有正确匹配，且UE没有超过前导码最大传输次数，则UE重新进行消息1的传输。
2.当UE解码的MAC PDU中包含了用于指示UE冲突解决标识的MAC CE和用于指示分配的C-RNTI和HARQ反馈资源指示的MAC CE时，则UE会将MAC CE中的UE冲突解决标识(Nbit，如在LTE中是48bit)与UE在消息3中上传的CCCH SDU中的前N比特(或者是后N比特，或者是指定位置的N比特)进行比对，如图8所示。
a).若比对成功，UE可以认为自己竞争解决成功，在用于指示分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示的MAC CE继续读取基站分配的C-RNTI值；其中，若UE没有找到C-RNTI值，或者C-RNTI值设为了一个预设值(例如全0，或全1，或指定值)，则UE直接将TC-RNTI设置为C-RNTI；否则UE将读取到的分配的C-RNTI值设置为自己的C-RNTI；和/或，
用于发送消息4的反馈信息(ACK)的上行资源配置信息，即HARQ反馈资源指示，且HARQ反馈资源指示中包括上行资源配置信息；其中该上行资源的配置信息中应包括至少以下几种的一种：
i.时间位置
1).可以是具体的时间单元索引，其中时间单元位置可以是如符号索引，时隙索引，mini时隙索引，符号组索引，子帧索引，半子帧索引，无线帧索引；
2).也可以是相对于一个已知时间单元位置的相对位置，如相对于公共搜索空间所在时间单元位置后的M个时间单元位置；或者相对于消息4所在的时间单元位置后的M个时间单元位置；
ii.频域位置
1).可以是具体的频域单元索引位置，其中频域单元位置可以是如子载波索引，子载波组索引，物理资源块索引(PRB index)，物理资源块组索引等；
2).也可以是相对于一个已知频域单元位置的相对位置，如相对于公共搜索空间所在频域单元位置的M个频域单元位置；或者相对于消息4所在的频域单元位置的M个频域单元位置；
iii.序列信息，可以是UE用来生成PUCCH的序列索引信息。
需要说明的是，若在广播消息或者其他下行信道(如在消息2中)已经配置了时间位置信息和/或频域位置信息和/或序列信息，则在消息4中，只需配置剩余的信息。如在系统广播信息中已经配置发送反馈的上行时间单元位置和频域单元位置。
b).若比对不成功，UE继续在该MAC CE中其他包含UE冲突解决标识的位置进行比对，如图9所示，UE可能与UE冲突解决标识2可以正确匹配，其后续处理过程如上所述，在此不再赘述。
c).直到UE搜索了所有的UE冲突解决标识都没有正确匹配，且UE没有超过前导码最大传输次数，则UE重新进行消息1的传输。
3.当UE解码的MAC PDU中包含了用于指示UE冲突解决标识的MAC CE和用于指示分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示的MAC SDU时，按照上述方法先对MAC CE中包含的UE冲突解决标识进行比对，若比对成功，再从MAC SDU中获取分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示，此时可以是将MAC SDU先传输给RRC层，由RRC层解码了MAC SDU后，再将其中分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示传给MAC层；该方法其他操作过程与上述两种方式类似，在此不再赘述，当然，该方法也可以推广到MAC CE中包含多个UE冲突解决标识的情况。
特殊地，上述描述的用于发送消息4的反馈信息(ACK)的上行资源配置信息的几种形式不仅仅应用于发送消息4的反馈信息中，同时也可以应用于：
UE也可以使用在消息4中配置的上行控制信道资源配置信息来确定在获得专属配置的上行资源之前，用于发送对于其他接收到的下行信号(例如PDCCH或PDSCH(PhysicalDownlink Shared Channel，物理下行共享信道))的反馈信息(ACK/NACK，确认与非确认)。
例如在消息4中配置了发送ACK的上行资源为接收到消息4之后的第K个时间单元后，则对于在获得专属配置的上行资源之前用于发送对于其他接收到的下行信号(例如PDCCH)的反馈信息(ACK/NACK，确认与非确认)的上行资源也是在接收到该下行信号之后的第K个时间单元。
还可以使用其他上述用于发送消息4的反馈信息(ACK)的上行资源配置信息中包括的一种或多种上行资源配置信息。
即使当UE处于连接状态，获得了专属的上行资源配置信息，可以规定对于在公共控制信道(Common control channel或Common control resource set)或者是用户设备组控制信道(UE-group control channel或UE-groupcontrol resource set)中获得调度的下行信号，也使用消息4中配置的上行控制信道资源信息来确定其用于发送对于其他接收到的下行信号(例如PDCCH)的反馈信息(ACK/NACK，确认与非确认)的上行资源。
例如在消息4中配置了发送ACK的上行资源为接收到消息4之后的第K个时间单元后，则对于公共控制信道和/或是用户设备组控制信道中调度的下行信号(PDSCH)的反馈信息的上行资源也是在接收到该下行信号(PDSCH)之后的第K个时间单元。
还可以使用其他上述用于发送消息4的反馈信息(ACK)的上行资源配置信息中包括的一种或多种上行资源配置信息。
需要说明的是，以上描述仅为较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。
本发明第三实施提供了基站设备，具体结构如图10所示，包括：第一发送模块S1，第一接收模块S2及第二发送模块S3；
第一发送模块S1，用于基于接收到的多个UE发送的前导序列，向多个UE发送随机接入响应；
第一接收模块S2，用于接收多个UE发送的第三消息Msg3；
第二发送模块S3，用于基于接收到的多个UE发送的Msg3，向多个UE发送冲突解决消息。
本发明实施例提供的随机接入方法，基于接收到的多个UE发送的前导序列，向多个UE发送随机接入响应；接收多个UE发送的第三消息Msg3，为后续向多个UE发送冲突解决消息提供了必要保障，基于接收到的多个UE发送的Msg3，向多个UE发送冲突解决消息，使得基站能够同时为多个不同的用户发送冲突解决消息，为多个用户能够基于接收到的冲突解决消息同时接入基站并进行数据传输提供了可靠保障，有效避免了只为一个用户发送冲突解决消息而仅接入一个用户的情况。
本发明第四实施提供了用户设备，具体结构如图11所示，包括：第三发送模块S4与第二接收模块S5；第三发送模块S4，用于基于接收到的与已发送前导序列相对应的随机接入响应，向基站发送第三消息Msg3；
第二接收模块S5，用于接收基站发送的与所述Msg3相对应的冲突解决消息。
本发明实施例，基于接收到的与已发送前导序列相对应的随机接入响应，向基站发送第三消息Msg3，为后续多个UE接收基站发送的冲突解决消息提供了前提保障，接收基站发送的与Msg3相对应的冲突解决消息，使得多个UE能够同时接收到基站发送的冲突解决消息，为多个用户能够基于接收到的冲突解决消息同时接入基站并进行数据传输提供了可靠保障，有效避免了只有一个用户能够接收冲突解决消息且只有一个用户能够接入基站的情况。
本技术领域技术人员可以理解，本发明包括涉及用于执行本申请中所述操作中的一项或多项的设备。这些设备可以为所需的目的而专门设计和制造，或者也可以包括通用计算机中的已知设备。这些设备具有存储在其内的计算机程序，这些计算机程序选择性地激活或重构。这样的计算机程序可以被存储在设备(例如，计算机)可读介质中或者存储在适于存储电子指令并分别耦联到总线的任何类型的介质中，所述计算机可读介质包括但不限于任何类型的盘(包括软盘、硬盘、光盘、CD-ROM、和磁光盘)、ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、RAM(Random Access Memory，随即存储器)、EPROM(Erasable ProgrammableRead-Only Memory，可擦写可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory，电可擦可编程只读存储器)、闪存、磁性卡片或光线卡片。也就是，可读介质包括由设备(例如，计算机)以能够读的形式存储或传输信息的任何介质。
本技术领域技术人员可以理解，可以用计算机程序指令来实现这些结构图和/或框图和/或流图中的每个框以及这些结构图和/或框图和/或流图中的框的组合。本技术领域技术人员可以理解，可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专业计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来实现，从而通过计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来执行本发明公开的结构图和/或框图和/或流图的框或多个框中指定的方案。
本技术领域技术人员可以理解，本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本发明中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
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 (15)

1.一种随机接入方法，其特征在于，包括：
基于接收到的多个UE发送的前导序列，向所述多个UE发送随机接入响应；
接收所述多个UE发送的第三消息Msg3；
基于接收到的所述多个UE发送的Msg3，向所述多个UE发送冲突解决消息。
2.根据权利要求1所述的随机接入方法，其特征在于，所述向所述多个UE发送冲突解决消息，包括：
通过媒体接入控制层协议数据单元MAC PDU，将冲突解决消息发送至多个UE；
所述冲突解决消息包括多个UE的UE冲突解决标识和/或为UE分配的小区无线网络临时标识C-RNTI和/或混合自动重传请求HARQ反馈资源指示。
3.根据权利要求2所述的随机接入方法，其特征在于，所述通过MAC PDU将冲突解决消息发送至多个UE，包括以下至少一种情形：
通过在所述MAC PDU的MAC层控制单元CE中携带多个UE的UE冲突解决标识和/或为多个UE分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示，将冲突解决消息发送至多个UE；
通过在所述MAC PDU的第一MAC CE中携带多个UE的UE冲突解决标识，且在所述MAC PDU的第二MAC CE中携带为多个UE分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示，将冲突解决消息发送至多个UE；
通过在所述MAC PDU的MACCE中携带多个UE的UE冲突解决标识，且在所述MAC PDU的MAC层业务数据单元SDU中携带为多个UE分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示，将冲突解决消息发送至多个UE。
4.根据权利要求3所述的随机接入方法，其特征在于，所述第二MACCE位于所述第一MACCE之后，且与所述第一MAC CE相邻。
5.一种随机接入方法，其特征在于，包括：
基于接收到的与已发送前导序列相对应的随机接入响应，向基站发送第三消息Msg3；
接收基站发送的与所述Msg3相对应的冲突解决消息。
6.根据权利要求5所述的随机接入方法，其特征在于，还包括：检测下行控制信道PDCCH，以确定竞争解决是否成功；
其中，确定竞争解决是否成功，包括以下至少一种方式：
在第一预设条件下，若基于UE获得的C-RNTI检测到PDCCH信息，且所述PDCCH信息中包括允许传输新数据的上行许可，则确定竞争解决成功；
在第二预设条件下，若基于所述UE获得的C-RNTI检测到PDCCH信息，则确定竞争解决成功；
在第三预设条件下，若基于UE获得的临时C-RNTI检测到PDCCH信息，则基于解码MACPDU得到的UE冲突解决标识，来确定竞争解决是否成功。
7.根据权利要求6所述的随机接入方法，其特征在于，所述第一预设条件包括：UE在所述Msg3中携带C-RNTI，且基于MAC子层或无线资源控制RRC子层触发随机接入过程；
所述第二预设条件包括：UE在所述Msg3中携带C-RNTI，且基于PDCCH指令触发随机接入过程；
所述第三预设条件包括：UE在所述Msg3中携带通过公用控制信道业务数据单元CCCHSDU上报的UE标识。
8.根据权利要求6所述的随机接入方法，其特征在于，若MAC PDU中包括用于指示多个UE冲突解决标识的第一MACCE，则基于解码MAC PDU得到的UE冲突解决标识，确定竞争解决是否成功，包括：
检测第一MAC CE中的任一UE冲突解决标识与Msg3携带的CCCH SDU中的预定位置的预设个数的比特是否相同；
如果相同，则确定竞争解决成功；
如果均不相同，且未超过前导序列的最大传输次数，则重新发送前导序列。
9.根据权利要求8所述的随机接入方法，其特征在于，若所述第一MACCE还用于指示为UE分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示，在确定竞争解决成功之后，还包括：
获取所述第一MAC CE中的为UE分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示。
10.根据权利要求8所述的随机接入方法，其特征在于，若MAC PDU中包括用于指示多个UE冲突解决标识的第一MACCE和用于指示为UE分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示的第二MACCE，则在确定竞争解决成功之后，还包括：
获取所述第二MACCE中的为UE分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示。
11.根据权利要求8所述的随机接入方法，其特征在于，若MAC PDU中包括用于指示多个UE冲突解决标识的第一MACCE和用于指示为UE分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示的MACSDU，则在确定竞争解决成功之后，还包括：
获取所述MACSDU中的为UE分配的C-RNTI和/或HARQ反馈资源指示。
12.根据权利要求9-11任一项所述的随机接入方法，其特征在于，所述HARQ反馈资源指示中包括上行资源配置信息，其中，所述上行资源配置信息包括以下至少一项：
时间位置，频域位置，序列信息；
其中，所述时间位置包括以下任一项：时间单元索引，相对于已知时间单元位置的相对位置；
所述频域位置包括以下任一项：频域单元索引，相对于已知频域单元位置的相对位置；
所述序列信息包括：UE用于生成上行控制信道PUCCH的序列索引信息。
13.根据权利要求6所述的随机接入方法，其特征在于，所述检测下行控制信道PDCCH，包括以下任一种方式：
若基于C-RNTI或临时C-RNTI在PDCCH搜索空间中检测到否定确认消息NACK，则基于已使用的C-RNTI或临时C-RNTI在所述PDCCH搜索空间内或预设时间间隔后的PDCCH搜索空间内搜索上行许可，以重传Msg3；
若基于C-RNTI或临时C-RNTI在PDCCH搜索空间中检测到确认消息ACK，则基于已使用的C-RNTI或临时C-RNTI在所述PDCCH搜索空间内或预设时间间隔后的PDCCH搜索空间内搜索携带有冲突解决消息的PDCCH信息；
若基于C-RNTI或临时C-RNTI在PDCCH搜索空间中未检测到用于重传Msg3的上行许可，则基于已使用的C-RNTI或临时C-RNTI在所述PDCCH搜索空间内重新检测携带有冲突解决消息的PDCCH信息；
若基于C-RNTI或临时C-RNTI在PDCCH搜索空间中未检测到携带有冲突解决消息的PDCCH信息，则基于已使用的C-RNTI或临时C-RNTI在所述PDCCH搜索空间内或预设时间间隔后的PDCCH搜索空间内重新检测用于重传Msg3的上行许可。
14.一种基站设备，其特征在于，包括：
第一发送模块，用于基于接收到的多个UE发送的前导序列，向所述多个UE发送随机接入响应；
第一接收模块，用于接收所述多个UE发送的第三消息Msg3；
第二发送模块，用于基于接收到的所述多个UE发送的Msg3，向所述多个UE发送冲突解决消息。
15.一种用户设备，其特征在于，包括：
第三发送模块，用于基于接收到的与已发送前导序列相对应的随机接入响应，向基站发送第三消息Msg3；
第二接收模块，用于接收基站发送的与所述Msg3相对应的冲突解决消息。
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