CN111083798B - 一种基于竞争的随机接入方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种基于竞争的随机接入方法和装置，UE在选定的PRACH资源位置上发送选择的竞争preamble；同时，在所述PRACH资源位置所对应的PUSCH资源位置上发送构建的Msg 1a；基站接收并解码UE发送的preamble，若成功解码所述preamble，则在与PRACH资源位置所对应的PUSCH资源位置上接收对应的Msg 1a；当所述基站接收并成功解码Msg 1a时，确定该Msg 1a中携带的preamble ID与解码成功的preamble的ID是否相同来确定是否发送随机接入响应消息。该方法能够减少UE接入5G网络的时延，提升了5G网络接入性能，并提高了用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种基于竞争的随机接入方法和装置。
背景技术
在长期演进LTE和第五代(5G)移动通信系统中，对于基于竞争(contention-based)的随机接入方案由如下4步组成：
第一步、UE发起随机接入过程，基于其测量的参考信号情况，选择相应的PRACH资源位置，并选择一个竞争的preamble在选定的物理随机接入信道(Physical RandomAccess Channel，PRACH)位置上发送，此条消息也称为消息1。
第二步、基站收到并解码UE发送的preamble，基于接收preamble的PRACH位置，基站根据标准规范中定义的公式计算得到对应的随机接入无线网络临时标识(RandomAccess Radio Network Temporary Identity，RA-RNTI)，然后基站向UE返回随机接入响应消息(称为消息2)，在消息2中包含步骤1中的preamble ID，以及时间提前命令、上行传输授权、为UE分配的临时小区无线网络临时标识(Temporary C-RNTI，TC-RNTI)，消息2是由目标为所述RA-RNTI的物理下行控制信道(Physical Downlink Control Channel，PDCCH)调度；
第三步、UE在网络配置的随机接入响应窗口内，在搜索空间中监听RA-RNTI寻址的PDCCH，基于其中的调度信息接收随机接入响应消息，在成功接收后，检查其中的preambleID，若与消息1发送的匹配，则判断成功接收到随机接入响应，构建消息3，如果UE未处于连接状态，且没有分配小区无线网络临时标识(Cell Radio Network Temporary Identity，C-RNTI)，消息3中携带CCCH SDU，其中包含UE NAS(非接入层)标识，如果UE已有C-RNTI，则在消息3MAC PDU中包含C-RNTI MAC CE(Control Element)，使用RA-RNTI加扰消息3数据包的CRC(Cyclic Redundancy Check)，然后基于消息2中包含的上行传输授权，在网络分配的PUSCH时频位置上发送消息3；
第四步、由于可能存在多个UE同时发起随机接入，并在消息1中发送了相同的竞争preamble，这些UE在收到网络的随机接入响应后，都会发送消息3,基站需要解决这个冲突；若消息3中包含C-RNTI MAC CE，则基站认为冲突已解决，该UE已被分配一个唯一的标识，即C-RNTI,基站使用该C-RNTI寻址的PDCCH调度要发送给该UE的消息4；否则，基站选择接纳其中一个UE的接入请求，并返回消息4作为竞争解决消息，该消息的MAC CE中包含此UE发送的消息3MAC SDU中前48bit作为UE竞争解决标识(Contention Resolution ID)；发送了消息3的多个UE都可能接收到网络返回的消息4,并比较其中MAC CE的内容，若与步骤3发送的消息3的MAC SDU的内容匹配，则该UE认为随机接入成功，而其它发送了消息3的UE都认为随机接入失败，可重新发起随机接入。
由上可以看出，在5G系统中，当多个UE同时发起竞争随机接入从而产生冲突时，通过网络的竞争解决机制，经过上述四步消息过程后只有一个UE的随机接入成功，其它竞争失败的UE需要重新发起随机接入。
在当前5G技术研究中，5G网络可以部署在非授权频谱上，并且工作于非授权频谱的5G小区可以是一个独立小区，即与一个工作于授权频谱的小区相似，能够独立发送系统广播消息，能够独立接纳UE的接入，为UE传输上、下行数据。为了保证与WiFi系统公平地共存，工作于非授权频谱的5G基站和终端必须在传输数据之前执行先听后说(Listen BeforeTalk，LBT)操作，所谓LBT‘先听后说’，是指当一个工作于非授权频谱的无线设备(包括基站和UE)准备发送数据时，首先要监听无线信道状况，只有在检测到无线信道空闲时，才能占用信道传输数据，若信道繁忙，则不能使用无线信道，需等待下一个传输机会。
基于现有技术方案，在工作于非授权频谱的5G小区中，当UE进行随机接入时，在每步操作之前，UE或基站都要执行LBT监听无线信道状况，如果信道繁忙，则不能发送数据，等待下一个传输机会。这会显著地增加终端接入工作于非授权频谱的5G小区的时延，延迟用户的业务传输，严重影响用户体验。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种基于竞争的随机接入方法和装置，能够减少UE接入5G网络的时延，提升了5G网络接入性能，并提高了用户体验。
为解决上述技术问题，本申请的技术方案是这样实现的：
一种基于竞争的随机接入方法，应用于5G网络中，该方法包括：
UE在选定的PRACH资源位置上发送选择的竞争preamble；同时，在所述PRACH资源位置所对应的PUSCH资源位置上发送构建的Msg 1a；
基站接收并解码UE发送的preamble，若成功解码所述preamble，则在与PRACH资源位置所对应的PUSCH资源位置上接收对应的Msg 1a；
当所述基站接收并成功解码Msg 1a时，确定该Msg 1a中携带的preamble ID与解码成功的preamble的ID是否相同，如果是，将Msg 1a中包含的RRC信令消息递交给RRC层进行处理，并在接收RRC层返回的响应信令消息时，构建随机接入响应消息发送给所述UE；否则，确定随机接入失败，且不向所述UE发送随机接入响应消息。
一种基于竞争的随机接入装置，应用于5G网络中的基站上，该装置包括：接收单元、解码单元、处理单元和发送单元；
所述接收单元，用于接收UE发送的preamble，在所述解码单元对所述preamble解码成功时，在与PRACH资源位置所对应的PUSCH资源位置上接收对应的Msg 1a；其中，所述preamble为UE在选定的PRACH资源位置上发送的；所述Msg 1a为UE在所述PRACH资源位置所对应的PUSCH资源位置上发送的；
所述解码单元，用于当所述接收单元接收到preamble时，进行解码；当所述接收单元接收到Msg 1a时，进行解码；
所述处理单元，用于当所述解码单元成功解码Msg 1a时，确定该Msg 1a中携带的preamble ID与解码成功的preamble的ID是否相同，如果是，将Msg 1a中包含的RRC信令消息递交给RRC层进行处理，并在接收RRC层返回的响应信令消息时，构建随机接入响应消息；否则，确定随机接入失败，且不触发所述发送单元向所述UE发送随机接入响应消息。
所述发送单元，用于将所述处理单元构建的随机接入响应消息发送给所述UE。
由上面的技术方案可知，本申请中引入两步随机接入机制进行随机接入：第一步，UE分别在基站配置的PRACH和PUSCH上发送preamble和Msg 1a，PRACH资源位置与PUSCH资源位置是一一对应关系，Msg 1a消息中包含发送的preamble的ID；第二步，基站在成功接收解码preamble和Msg1a内容后，如需要，进行竞争解决，然后构建随机接入响应消息发送给UE，完成随机接入。该技术方案能够减少UE接入5G网络的时延，提升了5G网络接入性能，并提高了用户体验。
附图说明
图1为PRACH与PUSCH的一一对应关系示意图；
图2为本申请实施例中基于竞争的随机接入流程示意图；
图3为本申请实施例中应用于上述技术的装置结构示意图。
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，下面结合附图并举实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。
本申请实施例中提供一种基于竞争的随机接入方法，引入两步随机接入机制进行随机接入：第一步，UE分别在基站配置的PRACH和PUSCH上发送preamble和Msg 1a，PRACH资源位置与PUSCH资源位置是一一对应关系，Msg 1a消息中包含发送的preamble的ID；第二步，基站在成功接收解码preamble和Msg 1a内容后，如需要，进行竞争解决，然后构建随机接入响应消息发送给UE，完成随机接入。该技术方案能够减少UE接入5G网络的时延，提升了5G网络接入性能，并提高了用户体验。
基站配置专用于UE在随机接入时使用的PUSCH资源位置，以及与所述PUSCH资源位置一一对应的PRACH资源位置；在时域和频域二维空间上两个资源位置不交叠。
参见图1，图1为PRACH与PUSCH的一一对应关系示意图。图1中为基站配置的专用于随机接入时使用的PUSCH和PRACH资源位置，两个资源的位置之间是一一对应关系，在时域和频域二维空间上两个资源位置不交叠。
基站配置了上述资源位置后，通过小区系统消息广播给各UE。
UE通过读取SIB获得所述资源位置，以及对应关系。在需要发起随机接入时，选择PRACH资源位置，也就选定了对应的PUSCH资源位置。
下面结合附图，详细说明本申请实施例中实现基于竞争的随机接入过程。
参见图2，图2为本申请实施例中基于竞争的随机接入流程示意图。具体步骤为：
步骤201，UE在选定的PRACH资源位置上发送选择的竞争preamble；同时，在所述PRACH资源位置所对应的PUSCH资源位置上发送构建的Msg1a。
UE发起随机接入过程时，也可能多个UE同时发起，基于各UE测量的参考信号情况，选择相应的PRACH资源位置，及选择的竞争preamble；
Msg 1a中的RRC层信令消息根据所述UE触发随机接入的原因、所处状态确定，具体为：由于UE触发随机接入的原因、所处状态不同，Msg 1a消息包含的RRC信令消息也不同，如包含RRC连接建立请求，或RRC连接重建请求，或RRC连接恢复请求，或获取系统消息请求等，Msg 1a中还包含发送的preamble的ID。
在Msg 1a中包含preamble ID，这样当多个UE在相同PUSCH位置上发送的不同Msg1a时，基站首先在PRACH接收解码preamble，然后在对应的PUSCH接收相应的Msg 1a，并基于其中包含的preamble ID将同一个UE发送的Msg 1a与preamble关联在一起。
UE基于选定的PRACH资源位置计算得到对应的RA-RNTI对Msg 1a进行加扰。
当5G小区工作于非授权频谱时，UE在发送preamble和Msg 1a之前，所述方法进一步包括：进行LBT监听，
当监听到无线信道空闲时，进行preamble和Msg 1a的发送。
步骤202，基站接收并解码UE发送的preamble，若成功解码所述preamble，则在与PRACH资源位置所对应的PUSCH资源位置上接收对应的Msg 1a。
步骤203，当基站接收并成功解码Msg 1a时，确定该Msg 1a中携带的preamble ID与解码成功的preamble的ID是否相同，如果是，将Msg 1a中包含的RRC信令消息递交给RRC层进行处理，并在接收RRC层返回的响应信令消息时，构建随机接入响应消息发送给所述UE；否则，确定随机接入失败，且不向所述UE发送随机接入响应消息。
所述随机接入响应消息携带接收的preamble ID，以及RRC层的响应消息、时间提前命令和上行授权信息。
其中，所述preamble ID携带在MAC子头中，RRC层的响应消息、时间提前命令和上行授权信息携带在MAC SDU中。
基站在接收到RRC层返回的响应信令消息时，若确定该UE后续还需发送RRC信令消息，则为该UE分配所需的上行传输资源，并携带在随机接入响应消息中。
当5G小区工作于非授权频谱时，基站在发送随机接入响应消息之前，所述方法进一步包括：进行LBT监听，
当监听到无线信道空闲时，进行随机接入响应消息的发送。
该方法进一步包括：
若UE已分配有C-RNTI，则在Msg 1a的MAC PDU中携带该C-RNTI。
基站在接收到Msg 1a，确定所述Msg 1a中是否携带C-RNTI，如果是，发送以C-RNTI寻址的PDCCH，并基于所述PDCCH携带的调度信息向该UE发送随机接入响应消息；否则，为所述UE分配一个TC-RNTI，发送以RA-RNTI寻址的PDCCH，并基于所述PDCCH携带的调度信息向该UE发送随机接入响应消息；其中，所述随机接入响应消息中携带竞争解决标识(Contention Resolution)ID，用于给UE进行竞争解决。
针对Contention Resolution ID，基站基于Msg 1a MAC SDU内容(即前48bit)生成。
基站发送RA-RNTI寻址的PDCCH调度该随机接入响应消息的传输。
本申请实施例中的一个或多个发送了preamble的UE，在网络配置的随机接入响应窗口内尝试接收随机接入响应消息，具体实现如下：
UE若已分配有C-RNTI，则在搜索空间中监听以C-RNTI寻址的PDCCH，基于其中的调度信息接收随机接入响应消息；
当接收到随机接入响应消息时，确定该消息携带的preamble ID与发送的preamble是否匹配，如果是，确定随机接入成功；否则，确定随机接入失败，重新发起随机接入；
当确定该消息携带的preamble ID与发送的preamble匹配时，若该UE还需发送后续RRC信令，则使用所述随机接收响应消息中携带的上行授权所指定的PUSCH资源进行传输。
UE若未分配C-RNTI，则在搜索空间中监听RA-RNTI寻址的PDCCH，并基于其中的调度信息接收随机接入响应消息；
当接收到随机接入响应消息时，确定该消息携带的preamble ID与发送的preamble是否匹配：
当所述随机接入响应消息携带的preamble ID与发送的preamble匹配，则确定根据发送的Msg 1a计算的Contention Resolution ID，与所述随机接入响应消息中包含的Contention Resolution ID是否相同，如果是，将响应消息中的TC-RNTI作为C-RNTI，确定随机接入成功；否则，确定随机接入失败，可重新发起随机接入。
当将响应消息中的TC-RNTI作为C-RNTI时，若该UE还需发送后续RRC信令，则使用所述随机接收响应消息中携带的上行授权所指定的PUSCH资源进行传输。
本申请实施例中具体实现时，在基站侧和UE侧约定生成Contention ResolutionID的方式，以进行后续的验证。
当所述随机接入响应消息携带的preamble ID与发送的preamble不匹配，作为确定随机接入失败，根据实际需要确定是否重新发起随机接入。
无论UE是否已分配C-RNTI，若在随机接入响应窗口内未接收到随机接入响应消息，则认为随机接入失败，可重新发起随机接入。
下面列举四个实施例来进一步说明上述实现基于竞争的随机接入过程。
实施例一
假设5G网络中有3个UE都发起随机接入，其中，UE1处于IDLE态，为了RRC连接建立而触发随机接入，UE2发生无线链路失败，为了重建RRC连接而触发随机接入，UE3处于INACTIVE态，为了恢复连接而触发随机接入。
第一步：
3个UE同时发起随机接入过程，基于其测量的参考信号情况，选择了相同的PRACH资源位置：
UE1选择竞争preamble 1，UE 2选择竞争preamble 2，UE 3选择竞争preamble 3，三个UE在相同的PRACH位置分别发送各自的preamble，基于该PRACH位置计算得到的RA-RNTI值为R1。
三个UE分别构建Msg 1a，UE1的Msg 1a消息包含它的RRC连接建立请求，UE2的Msg1a消息包含它的RRC连接重建请求，UE3的Msg 1a消息包含它的RRC连接恢复请求，并且在三条Msg 1a中分别包含preamble 1，2，3的ID，
三个终端使用R1对Msg 1a进行加扰，然后在相同的PUSCH资源位置(与该PRACH资源位置一一对应)发送各自的Msg 1a。
第二步：
基站在PRACH上收到并解码preamble，共解码出三个preamble码，在PRACH资源位置所对应的PUSCH资源位置尝试接收Msg 1a，共接收并成功解码出三条Msg 1a。
基站检查其中包含的preamble ID与解码的preamble是否匹配，三条Msg1a分别与三个preamble匹配，分别将其中包含的RRC连接建立请求、RRC连接重建请求、RRC连接恢复请求递交给RRC层进行处理，并接收RRC层返回的响应信令消息，基站还分别为这三个UE后续信令传输分配上行资源，
基站构建三条随机接入响应消息，分别在消息MAC子头中包含preamble 1、2、3的ID，在消息MAC SDU中分别包含RRC层返回的响应信令消息、和时间提前命令，以及分配的上行授权信息，基站分别为三个UE分配不同TC-RNTI，即TC1，TC2和TC3，并包含在随机接入响应消息中，并且分别基于三个UE的Msg 1a的MAC SDU的前48bit生成三个ContentionResoltuion ID，在三条随机接入响应消息的MAC PDU中分别包含这三个ContentionResoltuion ID MAC CE，然后基站发送以R1寻址的PDCCH，并基于PDCCH携带的调度信息发送随机接入响应消息。
三个UE在网络配置的随机接入响应窗口中，在搜索空间中监听R1寻址的PDCCH，基于其中的调度信息接收随机接入响应消息，在成功接收到响应消息后，检查其中携带的preamble ID与发送的preamble是否匹配，若匹配则进一步检查响应消息MAC PDU中包含的Contention Resoltuion ID MAC CE，若与第一步发送的Msg 1a MAC SDU的前48bit相同，则认为随机接入成功，分别将随机接入响应消息中的TC1，TC2，TC3升格为各自的C-RNTI，然后分别执行后续的RRC建立或RRC重建或RRC连接恢复过程。
以上是三个UE在同一时间、同一PRACH位置发起随机接入过程的处理，若三个UE分别在不同时间，或不同PRACH位置发起随机接入过程，则三个UE之间互不影响，各自独立。
实施例二
假设5G网络中UE4处于IDLE态，为了获取一个系统消息而触发随机接入。
第一步、UE4发起随机接入过程，基于其测量的参考信号情况，选择了一个PRACH资源位置；
UE选择的竞争preamble j在该PRACH位置发送，基于该PRACH位置计算得到的RA-RNTI值为R2；
UE4构建Msg 1a，消息中包含preamble j的ID，以及SI获取请求信令；
UE4使用R2对Msg 1a进行加扰，然后在与该PRACH资源位置一一对应的PUSCH资源位置发送Msg 1a。
第二步、基站在PRACH上收到并解码preamble j，并在PRACH资源位置所对应的PUSCH资源位置尝试接收Msg 1a，并成功解码Msg 1a数据包，检查其中包含的preamble ID与preamble j是否匹配，结果匹配，则将其中包含的SI获取请求递交给RRC层进行处理，并接收RRC层返回的响应信令。
基站构建随机接入响应消息，在消息MAC子头中包含preamble j的ID，在消息MACSDU中包含RRC层的响应信令、和时间提前命令，
基站进行竞争解决，即基于UE4的Msg 1a的MAC SDU的前48bit生成ContentionResoltuion ID，在随机接入响应消息的MAC PDU中包含这个Contention Resoltuion IDMAC CE，然后基站发送R2寻址的PDCCH调度该响应消息的传输；
UE4在网络配置的随机接入响应窗口内，在搜索空间中监听R2寻址的PDCCH，并基于其中的调度信息接收随机接入响应消息，在成功接收到响应消息后，检查其中携带的preamble ID是否对应preamble j，若对应，则进一步检查响应消息MAC PDU中包含的Contention Resoltuion ID MAC CE，若与第一步发送的Msg 1a MAC SDU的前48bit相同，则认为随机接入成功，然后执行后续的SI获取操作；否则，确定接入失败，根据实际应用情况，确实是否需要重新发起随机接入。
实施例三
5G网络中UE5处于连接态，已有C-RNTI，网络有UE5的下行数据到达，但发现UE5丢失了上行同步，服务基站已无非竞争的preamble供UE5使用，向UE5发送PDCCH order，指示UE5使用竞争的preamble进行随机接入。
第一步、UE5在当前服务小区发起随机接入过程，基于其测量的参考信号情况，选择了一个PRACH资源位置；
UE5选择了一个竞争的preamble k在选定的PRACH位置发送，基于该PRACH位置计算得到的RA-RNTI值为R3；
UE5构建Msg 1a，包含preamble k的ID，以及它的C-RNTI MAC CE；
UE5使用R3对Msg 1a进行加扰，然后在与该PRACH资源位置一一对应的PUSCH资源位置发送Msg 1a；
第二步、服务基站在PRACH上收到并解码preamble k，并在PRACH资源位置所对应的PUSCH资源位置尝试接收Msg 1a，成功接收并解码Msg 1a数据包；
检查其中包含的preamble ID与preamble k是否匹配，结果匹配，另外发现其中包含C-RNTI MAC CE，则知道当前随机接入由UE5发起，为UE5分配传输后续信令的上行资源；
基站构建随机接入响应消息，在消息MAC子头中包含preamble k的ID，在消息MACSDU中包含时间提前命令，上行传输授权，以及RRC层提供的信令消息，
基站向UE5发送以C-RNTI寻址的PDCCH，并基于所述PDCCH的调度信息传输随机接入响应消息。
UE5在基站配置的随机接入响应窗口内，在搜索空间中监听C-RNTI寻址的PDCCH，并基于其中的调度信息接收随机接入响应消息，在成功接收到响应消息后，检查其中携带的preamble ID是否对应preamble k，若对应，则认为随机接入成功，并执行后续的RRC信令过程及接收下行数据。
实施例四
UE6处于连接态，已分配有C-RNTI，UE6收到源小区发送的切换命令执行切换，目标小区已无非竞争的preamble供UE6使用，UE6发起的随机接入过程与实施例三类似，这里不再赘述。
基于同样的发明构思，本申请还提出一种基于竞争的随机接入装置，应用于5G网络中的基站上。参见图3，图3为本申请实施例中应用于上述技术的装置结构示意图。该装置包括：接收单元301、解码单元302、处理单元303和发送单元304；
接收单元301，用于接收UE发送的preamble，在解码单元302对所述preamble解码成功时，在与PRACH资源位置所对应的PUSCH资源位置上接收对应的Msg 1a；其中，所述preamble为UE在选定的PRACH资源位置上发送的；所述Msg 1a为UE在所述PRACH资源位置所对应的PUSCH资源位置上发送的；
解码单元302，用于当接收单元301接收到preamble时，进行解码；当接收单元301接收到Msg 1a时，进行解码；
处理单元303，用于当解码单元302成功解码Msg 1a时，确定该Msg 1a中携带的preamble ID与解码成功的preamble的ID是否相同，如果是，将Msg 1a中包含的RRC信令消息递交给RRC层进行处理，并在接收RRC层返回的响应信令消息时，构建随机接入响应消息；否则，确定随机接入失败，且不触发发送单元304向所述UE发送随机接入响应消息。
发送单元304，用于将处理单元303构建的随机接入响应消息发送给所述UE。
较佳地，
所述随机接入响应消息携带接收的preamble ID，以及RRC层的响应消息、时间提前命令和上行授权信息。
较佳地，
处理单元303，进一步用于确定所述Msg 1a中是否携带C-RNTI，如果是，触发发送单元304发送以C-RNTI寻址的PDCCH，并基于所述PDCCH携带的调度信息向该UE发送随机接入响应消息；否则，为所述UE分配一个TC-RNTI，触发发送单元304发送以RA-RNTI寻址的PDCCH，并基于所述PDCCH携带的调度信息向该UE发送随机接入响应消息；其中，所述随机接入响应消息中携带竞争解决标识Contention Resolution ID；若所述UE已分配有C-RNTI，则在Msg 1a的MAC PDU中携带该C-RNTI。
较佳地，
处理单元303，进一步用于在接收到RRC层返回的响应信令消息时，若确定该UE后续还需发送RRC信令消息，则为该UE分配所需的上行传输资源，并携带在随机接入响应消息中；使所述UE使用所述随机接收响应消息中携带的上行授权所指定的PUSCH资源进行传输。
较佳地，
所述装置进一步包括：配置单元305；
配置单元305，用于配置专用于UE在随机接入时使用的PUSCH资源位置，以及与所述PUSCH资源位置一一对应的PRACH资源位置；在时域和频域二维空间上两个资源位置不交叠；
发送单元304，用于将配置单元305配置的信息通过小区系统消息广播给各UE。
较佳地，
发送单元304，进一步用于当5G小区工作于非授权频谱时，在发送随机接入响应消息之前，进行LBT监听，当监听到无线信道空闲时，进行随机接入响应消息的发送。
上述实施例的单元可以集成于一体，也可以分离部署；可以合并为一个单元，也可以进一步拆分成多个子单元。
综上所述，本申请通过引入两步随机接入机制进行随机接入：第一步，UE分别在基站配置的PRACH和PUSCH上发送preamble和Msg 1a，PRACH资源位置与PUSCH资源位置是一一对应关系，Msg 1a消息中包含发送的preamble的ID；第二步，基站在成功接收解码preamble和Msg 1a内容后，如需要，进行竞争解决，然后构建随机接入响应消息发送给UE，完成随机接入。该技术方案能够减少UE接入5G网络的时延，提升了5G网络接入性能，并提高了用户体验。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (14)
1.一种基于竞争的随机接入方法，应用于5G网络中，其特征在于，该方法包括：
用户终端UE在选定的物理随机接入信道PRACH资源位置上发送选择的竞争前导码preamble；同时，在所述PRACH资源位置所对应的物理上行共享信道PUSCH资源位置上发送构建的第一消息Msg 1a；
基站接收并解码用户终端UE发送的preamble，若成功解码所述preamble，则在与PRACH资源位置所对应的PUSCH资源位置上接收对应的Msg 1a；
当所述基站接收并成功解码Msg 1a时，确定该Msg 1a中携带的preamble ID与解码成功的preamble的ID是否相同，如果是，将Msg 1a中包含的无线资源控制RRC信令消息递交给RRC层进行处理，并在接收RRC层返回的响应信令消息时，构建随机接入响应消息发送给所述UE；否则，确定随机接入失败，且不向所述UE发送随机接入响应消息；
其中，所述方法进一步包括：
所述UE若未分配C-RNTI，则在搜索空间中监听RA-RNTI寻址的PDCCH，并基于其中的调度信息接收随机接入响应消息；
当接收到随机接入响应消息时，确定该消息携带的preamble ID与发送的preamble是否匹配；
当所述随机接入响应消息携带的preamble ID与发送的preamble匹配，则确定根据发送的Msg 1a计算的Contention Resolution ID，与所述随机接入响应消息中包含的Contention Resolution ID是否相同，如果是，将响应消息中的TC-RNTI作为C-RNTI，确定随机接入成功；否则，确定随机接入失败，可重新发起随机接入；
当所述随机接入响应消息携带的preamble ID与发送的preamble不匹配，或所述UE若在随机接入响应窗口内未接收到随机接入响应消息，则确定随机接入失败，重新发起随机接入。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
Msg 1a中的RRC层信令消息根据所述UE触发随机接入的原因、所处状态确定；
所述随机接入响应消息携带接收的preamble ID，以及RRC层的响应消息、时间提前命令和上行授权信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
若所述UE已分配有C-RNTI，则在Msg 1a的MAC PDU中携带该小区无线网络临时标识C-RNTI；
基站在接收到Msg 1a，确定所述Msg 1a中是否携带C-RNTI，如果是，发送以C-RNTI寻址的物理下行控制信道PDCCH，并基于所述PDCCH携带的调度信息向该UE发送随机接入响应消息；否则，为所述UE分配一个临时小区无线网络临时标识TC-RNTI，发送以随机接入网络临时标识RA-RNTI寻址的PDCCH，并基于所述PDCCH携带的调度信息向该UE发送随机接入响应消息；其中，所述随机接入响应消息中携带竞争解决标识Contention Resolution ID。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
所述UE基于选定的PRACH资源位置计算得到对应的RA-RNTI对Msg 1a进行加扰。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
所述UE若已分配有C-RNTI，则在搜索空间中监听以C-RNTI寻址的PDCCH，基于其中的调度信息接收随机接入响应消息；
当接收到随机接入响应消息时，确定该消息携带的preamble ID与发送的preamble是否匹配，如果是，确定随机接入成功完成；否则，确定随机接入失败，重新发起随机接入；
所述UE若在随机接入响应窗口内未接收到随机接入响应消息，则认为随机接入失败，重新发起随机接入。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
基站在接收到RRC层返回的响应信令消息时，若确定该UE后续还需发送RRC信令消息，则为该UE分配所需的上行传输资源，并携带在随机接入响应消息中；
UE确定随机接入成功时，若确定需发送后续RRC信令，则使用所述随机接收响应消息中携带的上行授权所指定的PUSCH资源进行传输。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
基站配置专用于UE在随机接入时使用的PUSCH资源位置，以及与所述PUSCH资源位置一一对应的PRACH资源位置；在时域和频域二维空间上两个资源位置不交叠；
并通过小区系统消息广播给各UE。
8.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
当5G小区工作于非授权频谱时，UE在发送preamble和Msg 1a之前，所述方法进一步包括：进行LBT监听，
当监听到无线信道空闲时，进行preamble和Msg 1a的发送；
当5G小区工作于非授权频谱时，基站在发送随机接入响应消息之前，所述方法进一步包括：进行LBT监听，
当监听到无线信道空闲时，进行随机接入响应消息的发送。
9.一种基于竞争的随机接入装置，应用于5G网络中的基站上，其特征在于，该装置包括：接收单元、解码单元、处理单元和发送单元；
所述接收单元，用于接收UE发送的前导码preamble，在所述解码单元对所述preamble解码成功时，在与物理随机接入信道PRACH资源位置所对应的物理上行共享信道PUSCH资源位置上接收对应的Msg 1a；其中，所述preamble为UE在选定的PRACH资源位置上发送的；所述Msg 1a为UE在所述PRACH资源位置所对应的PUSCH资源位置上发送的；
所述解码单元，用于当所述接收单元接收到preamble时，进行解码；当所述接收单元接收到Msg 1a时，进行解码；
所述处理单元，用于当所述解码单元成功解码Msg 1a时，确定该Msg 1a中携带的preamble ID与解码成功的preamble的ID是否相同，如果是，将Msg 1a中包含的无线资源控制RRC信令消息递交给RRC层进行处理，并在接收RRC层返回的响应信令消息时，构建随机接入响应消息；否则，确定随机接入失败，且不触发所述发送单元向所述UE发送随机接入响应消息；
所述发送单元，用于将所述处理单元构建的随机接入响应消息发送给所述UE；
其中，UE若未分配C-RNTI，则在搜索空间中监听RA-RNTI寻址的PDCCH，并基于其中的调度信息接收随机接入响应消息；
当接收到随机接入响应消息时，确定该消息携带的preamble ID与发送的preamble是否匹配；
当所述随机接入响应消息携带的preamble ID与发送的preamble匹配，则确定根据发送的Msg 1a计算的Contention Resolution ID，与所述随机接入响应消息中包含的Contention Resolution ID是否相同，如果是，将响应消息中的TC-RNTI作为C-RNTI，确定随机接入成功；否则，确定随机接入失败，可重新发起随机接入；
当所述随机接入响应消息携带的preamble ID与发送的preamble不匹配，或所述UE若在随机接入响应窗口内未接收到随机接入响应消息，则确定随机接入失败，重新发起随机接入。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，
所述随机接入响应消息携带接收的preamble ID，以及RRC层的响应消息、时间提前命令和上行授权信息。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，
所述处理单元，进一步用于确定所述Msg 1a中是否携带小区无线网络临时标识C-RNTI，如果是，触发所述发送单元发送以C-RNTI寻址的物理下行控制信道PDCCH，并基于所述PDCCH携带的调度信息向该UE发送随机接入响应消息；否则，为所述UE分配一个临时小区无线网络临时标识TC-RNTI，触发所述发送单元发送以随机接入网络临时标识RA-RNTI寻址的PDCCH，并基于所述PDCCH携带的调度信息向该UE发送随机接入响应消息；其中，所述随机接入响应消息中携带竞争解决标识Contention Resolution ID；若所述UE已分配有C-RNTI，则在Msg 1a的MAC PDU中携带该C-RNTI。
12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，
所述处理单元，进一步用于在接收到RRC层返回的响应信令消息时，若确定该UE后续还需发送RRC信令消息，则为该UE分配所需的上行传输资源，并携带在随机接入响应消息中；使所述UE使用所述随机接收响应消息中携带的上行授权所指定的PUSCH资源进行传输。
13.根据权利要求9-12任一项所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括配置单元；
所述配置单元，用于配置专用于UE在随机接入时使用的PUSCH资源位置，以及与所述PUSCH资源位置一一对应的PRACH资源位置；在时域和频域二维空间上两个资源位置不交叠；
所述发送单元，用于将所述配置单元配置的信息通过小区系统消息广播给各UE。
14.根据权利要求9-12任一项所述的装置，其特征在于，
所述发送单元，进一步用于当5G小区工作于非授权频谱时，在发送随机接入响应消息之前，进行LBT监听，当监听到无线信道空闲时，进行随机接入响应消息的发送。
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