CN117412397A - 随机接入方法、收发设备、介质和程序产品 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及用于随机接入的方法、收发设备、存储介质和计算机程序产品。该方法包括：由收发设备：根据基站所要采用的随机接入(RA)前导码格式确定基本通信距离；确定基站所能覆盖的最大小区半径；根据最大小区半径和基本通信距离确定初始时间提前量；以初始时间提前量向基站发送RA前导码；将初始时间提前量作为前一时间提前量；迭代执行以下操作，直至确定从基站收到正确的随机接入响应(RAR)为止：确定是否从基站接收到正确的RAR；响应于确定未从基站接收到正确的RAR，以调整的时间提前量向基站发送另一RA前导码，调整的时间提前量是在前一时间提前量的基础上随迭代次数交替地加上或减少一调整时间，调整时间随着迭代次数增大而增大；以及将调整的时间提前量作为前一时间提前量。

Description

随机接入方法、收发设备、介质和程序产品
技术领域
本公开涉及空地通信系统，特别涉及空地通信系统中的随机接入方法、使用该方法的收发设备以及相关存储介质、程序产品。
背景技术
空地通信(ATG或A2G)系统是一种宏蜂窝结构的陆基移动通信网络。它通过在地面航路沿线部署基站，为飞行器中的收发设备提供无线通信连接。与卫星通信相比，空地通信系统具有成本低、部署容易，而且不易受到高空气象条件影响的优点。
发明内容
为了部署便捷、降低成本，同时与现有蜂窝通信系统兼容，希望空地通信系统中的基站使用现有的通信标准协议，例如5G NR协议。然而，在该标准下，飞行器中的收发设备在对基站所服务的小区进行随机接入时，收发设备相对于基站的距离可能远远超出协议所支持的距离，导致基站无法准确接收到来自收发设备的随机接入请求，从而无法在二者之间建立连接。因此，期望有一种新的随机接入方案，能够适用于空地通信的超远距离场景下使得飞行器中的收发设备与基站建立随机接入连接，而且尽可能不调整或者少调整基站侧的操作方式。
本公开提供了一种用于随机接入的方法、收发设备、存储介质和计算机程序产品，能够根据基站所能支持的最大小区半径和基本通信距离在收发设备侧提前一段时间发送随机接入前导码，通过一次或多次尝试搜索到合适的时间提前量，使收发设备发送的随机接入前导码能够正确落入基站的检测窗口，进而成功建立连接。该随机接入的方案基本无需对基站侧的通信操作方式进行调整，使得能够采用目前广泛使用的基站进行部署。进一步地，在搜索合适的时间提前量的过程中，通过设计适当的初始时间提前量以及后续调整方式，能够提高搜索效率，减少随机接入过程所造成的延时。
根据本公开的第一方面，提供了一种用于随机接入的方法，包括：由收发设备：根据基站所要采用的随机接入(RA)前导码格式确定基本通信距离；确定基站所能覆盖的最大小区半径；根据最大小区半径和基本通信距离确定初始时间提前量；以初始时间提前量向基站发送RA前导码；将初始时间提前量作为前一时间提前量；迭代执行以下操作，直至确定从基站收到正确的随机接入响应(RAR)为止：确定是否从基站接收到正确的RAR；响应于确定未从基站接收到正确的RAR，以调整的时间提前量向基站发送另一RA前导码，调整的时间提前量是在前一时间提前量的基础上随迭代次数交替地加上或减少一调整时间，调整时间随着迭代次数增大而增大；以及将调整的时间提前量作为前一时间提前量。
根据本公开的第二方面，提供了一种收发设备。收发设备包括：存储器，其上存储有指令；以及处理器，被配置为执行存储在存储器上的指令，以使收发设备执行至少以下操作：根据基站所要采用的随机接入(RA)前导码格式确定基本通信距离；确定基站所能覆盖的最大小区半径；根据最大小区半径和基本通信距离确定初始时间提前量；以初始时间提前量向基站发送RA前导码；将初始时间提前量作为前一时间提前量；迭代执行以下操作，直至确定从基站收到正确的随机接入响应(RAR)为止：确定是否从基站接收到正确的RAR；响应于确定未从基站接收到正确的RAR，以调整的时间提前量向基站发送另一RA前导码，调整的时间提前量是在前一时间提前量的基础上随迭代次数交替地加上或减少一调整时间，调整时间随着迭代次数增大而增大；以及将调整的时间提前量作为前一时间提前量。
根据本公开的第三方面，提供了一种用于与收发设备的处理器一起使用的非瞬态计算机可读介质，非瞬态计算机可读介质上存储有指令，指令在由处理器执行时，执行至少根据第一方面所提及的方法。
根据本公开的第四方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机指令，其特征在于，该计算机指令被收发设备的处理器执行时实现根据第一方面所提及的方法。
附图说明
为了更好地理解本公开，并示出如何实现本公开，现在将以举例的方式参照附图描述，其中：
图1示出了根据本公开的实施例的收发设备所在的空地通信网络的示意图；
图2例示了根据本公开的实施例的收发设备的配置框图；
图3示出了根据本公开的实施例的用于随机接入的方法的示例性流程图。
图4示出了根据本公开的实施例的用于搜索合适的时间提前量的过程的一个示例。
图5示出了结合图4的搜索过程在收发设备和基站之间实现随机接入的示意图。
注意，在整个附图中，相似的附图标记指代对应的部分。
具体实施方式
参考附图进行以下详细描述，并且提供以下详细描述以帮助全面理解本公开的各种示例实施例。以下描述包括各种细节以帮助理解，但是这些细节仅被认为是示例，而不是为了限制本公开，本公开是由随附权利要求及其等同内容限定的。在以下描述中使用的词语和短语仅用于能够清楚一致地理解本公开。在本公开中，诸如“第一”、“第二”的限定仅仅是为了便于区分，若非特别说明，不表示所描述的要素之间的次序。另外，为了清楚和简洁起见，可能省略了对公知的结构、功能和配置的描述。本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以对本文描述的示例进行各种改变和修改。
图1示出了根据本公开的实施例的收发设备所在的空地通信网络的示意图。空地通信网络包括收发设备102和基站104。收发设备102和基站104的数量可以为任意一个或多个。收发设备102可以布置在飞行器中，例如客运或货运飞机。每个飞行器中可以布置一个或多个收发设备102。基站104可以布置在地面上。通常可以在飞行器的航路沿线布置多个基站104，以在整个航行过程中提供网络覆盖。收发设备102通过接入基站104所服务的小区，与基站104建立通信连接。
基站104可以连接到地面广泛部署的各种已有网络，例如广域网(Wide AreaNetwork，WAN)(诸如互联网、专用IP网络)或者移动通信核心网络。在一些实施例中，基站104可以是与地面蜂窝通信网络中广泛使用的标准化基站一致的设备，以这种方式，无需为空地通信网络定制专门的基站设备，从而便于网络部署、节省成本。与地面蜂窝通信网络中使用的标准化基站相比，用于空地通信网络的基站104在布置方式上有所不同，例如，可以在天线布置取向、波束赋形控制方面进行调整，使其信号朝向目标空域而非地面辐射。
在一些情况下，飞行器中还有一个或多个终端设备106。例如，在飞行器是客运飞机时，终端设备106可以是乘客携带的联网电子设备，诸如手机、笔记本、平板笔记本、智能穿戴设备等。终端设备106通过有线或无线方式的空中网络与收发设备102通信。在一些实施例中，收发设备102和终端设备106之间的通信可以使用5G NR、LTE、LTE-A、WiMax、诸如IEEE 802.11Wi-Fi的无线局域网(Wireless Local Area Network，WLAN)、LTE-U(LAA)、设备到设备(D2D)或其他无线通信技术。以这种方式，终端设备106可以经由收发设备102和基站104接入地面广泛部署的各种已有网络，例如广域网(Wide Area Network，WAN)(诸如互联网、专用IP网络)或者移动通信核心网络。收发设备102可以与终端设备106是同一类型的设备，也可以是不同类型的设备。在一些实施例中，收发设备102可以是客户前置设备(Customer Premise Equipment，CPE)。该CPE例如可以将与基站104之间的移动通信信号转换成与终端设备106之间的WLAN信号。
图2例示了根据本公开的实施例的收发设备102的配置框图。收发设备102包括处理器201、第一网络收发机202、存储器203和总线205。
处理器201控制收发设备102的一般操作。处理器201可以包括但不限于CPU、硬件微处理器、硬件处理器、多核处理器、单核处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、DSP或其他类似的处理设备，能够执行根据本公开中描述的实施例的用于控制收发设备102的操作和功能的任何类型的指令、算法或软件。处理器201可以是在计算系统中执行功能的数字电路系统、模拟电路系统或混合信号(模拟和数字的组合)电路系统的各种实现。处理器201可以包括例如诸如集成电路(IC)、单独处理器核心的部分或电路、整个处理器核心、单独的处理器、诸如现场可编程门阵列(FPGA)的可编程硬件设备、和/或包括多个处理器的系统。
第一网络收发机202可以包括以软件和/或硬件实现的电路系统，以便与基站建立空地网络连接。第一网络收发机与基站之间的通信可以采用蜂窝网络通信协议(例如GSM、CDMA 2000、UMTS(WCDMA)、LTE、高级LTE(LTE-A)、LAA/LTE-U、5G NR等)。在一些实施例中，第一网络收发机与基站之间的通信采用5G NR协议，因为根据本公开的方案尤其适用于5G NR情形，尽管它也可以向下兼容。在一些实施例中，第一网络收发机202可以包括一个或多个天线(未示出)或者用于耦合到一个多个天线的电路节点。
存储器203包括一个或多个存储器或存储位置，包括但不限于随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、EPROM、EEPROM、闪存、FPGA的逻辑块、硬盘或存储器层次结构的任何其他各层。存储器203可以用于存储任何类型的指令、软件或算法，包括用于控制收发设备102的一般功能和操作的软件204。
可以使用内部总线205来建立收发设备102的组件(例如201-206)之间的通信。
在一些实施例中，收发设备102还可以包括第二网络收发机206。收发设备102通过第二网络收发机206以有线或无线方式向终端设备(例如图1的终端设备106)提供网络接入。无线协议例如是任何IEEE 802.11Wi-Fi协议、根据无线技术标准在任何许可的或未许可的频带(诸如公民宽带无线电服务(CBRS)频带、2.4GHz频带、5GHz频带、6GHz频带或60GHz频带)在短距离上交换数据的短距离通信协议(包括蓝牙协议、低功耗蓝牙(BLE)、RF4CE协议、ZigBee协议、Z-Wave协议或IEEE 802.15.4协议等)或者蜂窝网络通信协议(例如GSM、CDMA 2000、UMTS(WCDMA)、LTE、高级LTE(LTE-A)、LAA/LTE-U、5G NR等)。
尽管使用特定组件来描述收发设备102，但是在替选实施例中，收发设备102中可以存在不同的组件。例如，收发设备102可以包括一个或多个附加处理器、存储器或网络收发机。另外，收发设备102中可能不存在组件的一个或多个。此外，在一些实施例中，收发设备102可以包括在图2中未示出的一个或多个组件。另外，尽管在图2中示出单独的组件，但是在一些实施例中，给定组件的一些或全部可以集成到收发设备102中的其他组件中的一个或多个中。此外，可以使用模拟和/或数字电路的任何组合来实现收发设备102中的电路和组件。
如前结合图1所述，在所构建的空地通信网络中，通常采用与地面蜂窝通信网络中广泛使用的标准化基站一致的设备作为基站，即尽可能减少对基站所用到的蜂窝通信协议的调整。然而，在空地通信场景下，收发设备与基站的距离通常较远，例如可能达到300km，现有的蜂窝通信标准协议无法支持如此远距离下的网络接入。因此，需要有一种适用于收发设备侧的远距离随机接入方法。
图3示出了根据本公开的实施例的用于随机接入的方法300的示例性流程图。方法300例如可以通过图2描述的收发设备102来实现。收发设备与基站之间按照5G NR协议进行通信。下面结合5G NR协议进行具体说明。
为了与基站建立网络连接，收发设备需要先同基站进行上下行同步。收发设备先进行小区搜索，获得时频同步以及小区标识(ID)，选择SSB，并获取初始系统信息(例如通过主信息块(MIB)和系统信息块(SIB)1)，由此建立下行同步。为建立上行同步和无线资源控制(RRC)连接，收发设备向基站发起随机接入。随机接入过程分为两种：基于竞争的随机接入(CBRA)和基于非竞争的随机接入(CFRA)。在CBRA中，收发设备与小区中的其它收发设备从共享的前导码序列池中随机选择前导码序列，因而存在与其它收发设备具有相同的前导码序列的风险，需要采用竞争解决机制来处理这一问题。在CFRA中，每个收发设备从基站接收专用的前导码序列，因而不存在前导码冲突。
随机接入(RA)前导码包括循环前缀(CP)和前导码序列。循环前缀用于对抗多径传播的影响。RA前导码后还跟着一段保护时间(GT)。GT用于避免和其它子帧发生干扰。RA前导码通过物理随机接入信道(PRACH)传输，因此又称为PRACH前导码。5G NR标准协议定义了4种长序列PRACH前导码格式和9种短序列PRACH前导码格式。长序列PRACH前导码相比短序列PRACH前导码更适合长距离通信的情形。在不同格式下，前导码序列的长度、CP时长、序列重复次数(以及序列时长)或GT时长有所不同。表1示出了四种长序列PRACH前导码格式。
表1四种长序列PRACH前导码格式
其中格式0与4G LTE中的格式0一致。格式1序列较长，适用于远距离覆盖场景，时域上开销较大。格式2相当于多次发送格式0的序列，适用于增强接入稳定性的场景，时域上开销最大。格式3采用较大载波间隔，来更好地适用于高速移动场景，频域上开销最大。
PRACH前导码中CP时长Tcp和GT时长TGT决定了该PRACH前导码所能支持的基本通信距离。记基本通信距离为Lbasic，那么
表2示出了不同的长序列PRACH前导码格式所对应的基本通信距离。其中假设时延扩展为0。可以看到，几种长序列PRACH前导码所能支持的最大的基本通信距离为102.6km，一般难以满足空地通信情景下的距离需求。
表2四种长序列PRACH前导码格式对应的基本通信距离
在步骤S302中，收发设备的处理器根据基站所要采用的随机接入(RA)前导码格式确定基本通信距离。收发设备可以在于基站的下行同步中从小区配置中确定RA前导码格式。例如，收发设备可以从基站广播的系统信息块中的PRACH configuration Index参数获得基站和收发设备之间进行随机接入所要采用的RA前导码的具体格式。接着，根据该格式中CP时长和GT时长按照公式(1)确定基本通信距离。
在步骤S304中，收发设备的处理器确定基站所能覆盖的最大小区半径。基站所能覆盖的最大小区半径是在进行基站部署时设定好的。收发设备可以提前知晓该参数，例如可以在初始化配置时录入该参数。或者，该参数可以在基站进行下行同步的广播时传输给收发设备。在空地通信场景下，基站所能覆盖的最大小区半径一般大于100km，例如可以是150km、200km、300km或者其它值。基站所能覆盖的最大小区半径可以与基站和/或收发设备的最大发射功率、接收机灵敏度等相关联。
在步骤S306中，收发设备的处理器根据最大小区半径和基本通信距离确定初始时间提前量。
由于此时基站与收发设备尚未建立上行同步，基站并不知晓收发设备当前在最大小区半径中的具体位置。对于在小区不同位置的收发设备，它们同时发送的随机接入请求(MSG 1)将经历不同的延时到达基站，基站无法采取与之相适应的检测窗口来成功接收这些MSG 1。同样，收发设备也不知晓与基站之间的距离，不清楚如果基站保持检测窗口不变则发送端该如何调整发送时序，例如采用多大的时间提前量(Timing Advance Offset，TAO)，才能保证MSG 1正确落入检测窗口。
为此，根据本公开的实施例的收发设备采取了一种盲试的方式来确定用于发送RA前导码的最合适的时间提前量TAO。具体来说，先确定一个合适的初始TAO，记为TAO0，按照TAO0发送RA前导码，若未接收到来自基站的正确的反馈，即随机接入响应(RAR)，则在TAO0附近往复扩大搜索，多次尝试，直至接收到基站的正确的RAR。
为确定TAO0，收发设备将最大小区半径Rmax按照基本通信距离Lbasic划分成多个距离区间。基本通信距离不超过最大小区半径。可以将[0,Rmax]以Lbasic为间隔划分成多个距离区间，例如[0,Lbasic)，[Lbasic,2Lbasic)，[2Lbasic,3Lbasic)……[(N-1)Lbasic,NLbasic)依次类推。距离区间的个数其中/>表示向下取整。由于是向下取整，最大距离区间[(N-1)Lbasic,NLbasic)的上端点值，即NLbasic，不超过Rmax。
在所有距离区间中，确定居中的距离区间。如果N为奇数，那么居中的距离区间为[(N-1)Lbasic/2,(N+1)Lbasic/2)。根据居中的距离区间的下端点值，即(N-1)Lbasic/2来确定TAO0。如果N为偶数，那么居中的距离区间有两个，为[(N/2-1)Lbasic,NLbasic/2)和[NLbasic/2,(N/2+1)Lbasic)，可以任选其中一个距离区间的下端点值，即(N/2-1)Lbasic或NLbasic/2，用于确定TAO0。TAO0可以通过将距离区间的下端点值乘以2，再除以光速得到。TAO0可以表示成TC的倍数，其中TC为5G NR中的基本时间单位。
确定好初始时间提前量TAO0后，收发设备开始执行一轮搜索过程(包括步骤S308-S318)，以找到合适的时间提前量使得能够成功接收到正确的RAR。
在步骤S308中，收发设备的网络收发机以在步骤S306中确定的TAO0向基站发送RA前导码，即相比于正常发送RA前导码的情况，在步骤S308中，发送RA前导码的时间提前了TAO0，这是为了尝试使得RA前导码能够落入基站的检测窗口。
在步骤S310中，收发设备的处理器将TAO0作为前一时间提前量，这是为后续迭代操作做准备。
在步骤S312中，收发设备的处理器确定是否从基站接收到正确的RAR。具体来说，在发送RA前导码后，收发设备在预定等待时间(例如，预设的RAR窗口)中检测是否有来自基站的RAR。若有来自基站的RAR，则对其进行解析，查看该RAR中包括的前导码序列与先前发送的前导码序列是否一致，若一致，则确定从基站接收到正确的RAR。反之，若没有在预定等待时间内从基站接收到RAR，或者即便接收到RAR，该RAR中解析出来的前导码序列与先前发送的前导码序列也不一致，则确定未从基站接收到正确的RAR。
若步骤S312的结果为否，则在步骤S314，收发设备的网络收发机以调整的时间提前量向基站发送另一RA前导码。调整的时间提前量是在前一时间提前量的基础上随迭代次数交替地加上或减去一调整时间。在第一次迭代中，前一时间提前量是步骤S310中得到的前一时间提前量。在第二次及以后的迭代中，前一时间提前量是在后续步骤S316中得到的前一时间提前量。在步骤S314中，随迭代次数交替地加上或减去意味着，第一次迭代时加上，第二次迭代时减少，第三次迭代时加上……依次类推；或者第一次迭代时减去，第二次迭代时加上，第三次迭代时减去……依次类推。所加上或减去的调整时间随着迭代次数增大而增大。以这样的方式，相当于在TAO0对应的初始距离附近往复扩大范围搜索，直至找到一个能够使RA前导码落入基站的检测窗口的距离，其所对应的时间提前量即为最终合适的时间提前量。相比从[0,Rmax]的任一端点开始向另一端点步进搜索的方式，根据本公开的搜索方式能够更快地找到合适的时间提前量，减少随机接入的延时。
在一些实施例中，所加上或减去的调整时间量为迭代次数与时间调整单位的乘积，该时间调整单位与基本通信距离相关联。此时，第k(k为大于等于1的整数)次迭代中的调整时间量tk为：
tk＝k*Δt，
其中Δt为时间调整单位。在一些实施例中，Δt与基本通信距离相对应。具体来说，Δt为收发设备相距基站为基本通信距离Lbasic时信号往返所需要的时间，满足关系为：Δt＝2*Lbasic/c，其中c为光速。
那么，第k次迭代中调整的时间提前量TAOk可以表示为：
TAOk＝TAOk-1+(-1)ktk＝TAOk-1+(-1)k*k*2*Lbasic/c，
或者
TAOk＝TAOk-1+(-1)k-1tk＝TAOk-1+(-1)k-1*k*2*Lbasic/c。
相当于，在前文所述将最大小区半径Rmax按照基本通信距离Lbasic划分成多个距离区间[0,Lbasic)，[Lbasic,2Lbasic)，[2Lbasic,3Lbasic)……[(N-1)Lbasic,NLbasic)的情况下，从居中的距离区间开始作为初始时间提前量，从距离减小侧和距离增大侧交替选择地、按照离居中距离区间的距离从小到大地选择距离区间，来计算对应时间提前量。
在步骤S316中，以调整的时间提前量作为前一时间提前量，返回至步骤S312，再次进行判定并根据判定结果进行迭代。
若步骤S312的结果为是，则意味着收发设备与基站已经至少成功进行了一次握手，则搜索过程进行到步骤S318以结束。接下来，收发设备可以根据成功接收到的RAR中的信息(例如，时序提前、临时收发设备标识符、对L2/L3消息的上行授权等)来与基站进行进一步的通信。如果是CFRA情形，则随机接入过程从成功收到正确的RAR就已完成。而如果是CBRA情形，则收发设备会接着根据RAR中的授权信息向基站发送L2/L3消息(即消息3，MSG3)。若基站成功收到消息3，则返回确认ACK消息(即消息4，MSG4)。至此，CBRA情形下的随机接入过程完成。
下面结合图4和图5来举例说明根据本公开的实施例的随机接入方法。在该示例中，基站所能覆盖的最大小区半径为150km，所采用的RA前导码为格式0，对应的基本通信距离为14.5km。收发设备根据最大小区半径和基本通信距离，分成了11个距离区间。对于初始时间提前量，选择的是居中的距离区间，即[72.5km,87.0km)。选择下端点值，对应计算出的初始时间提前量TAO0＝1860Tc。接下来的搜索策略是：从距离减小侧和距离增大侧交替选择地、按照离居中距离区间的距离从小到大地选择距离区间，即，选择次序依次是[58.0km,72.5km)、[87.0km,101.5km)、[43.5km,58.0km)、[101.5km,116.0km)……以此类推，对每个距离区间根据其下端点值计算对应的时间提前量TAO1～TAO10。在图5的例子中，假设收发设备相距基站的距离在[87.0km,101.5km)区间内。收发设备首先利用TAO0(1860Tc)发送第一RA前导码。这时第一RA前导码并未全部落入基站的PRACH检测窗口，因此基站无法从中解码出完整的前导码序列，则不会发送RAR。收发设备在预定等待时间内无法从基站收到RAR。接着，收发设备利用TAO1(1488Tc)发送第二RA前导码。这时第二RA前导码能进入基站的PRACH检测窗口的部分更短，因此基站依然无法从中解码出完整的前导码序列，则也不会发送RAR。收发设备在预定等待时间内依然无法从基站收到RAR。接着，收发设备利用TAO2(2232Tc)发送第三RA前导码。这次第三RA前导码进入了PRACH检测窗口，基站能够从中解码出完整的前导码序列，并发送RAR。收发设备在预定等待时间内从基站接收到RAR，通过解析确认RAR中携带的前导码序列与所发送的第三RA前导码中的前导码序列一致，从而确定已收到正确的RAR。在CBRA场景下，收发设备接下来会基于RAR中携带的信息向基站发送L1/L2消息(MSG 3)，若基站成功收到消息3，则向消息3所对应的收发设备返回确认ACK消息(MSG4)；若因为多个UE冲突而导致基站无法成功收到消息3，则过程返回到收发设备从头开始发送随机接入请求(MSG 1)，直至收发设备能够从基站成功接收到ACK消息(MSG 4)为止。需认识到，若在CFRA场景下，则随机接入过程在收发设备接收到RAR后就结束，无需再进行MSG 3和MSG 4的传输。
在一些实施例中，对于CBRA场景，若因为多个UE冲突导致基站无法成功收到消息3，进而收发设备无法成功收到消息4，则当收发设备返回到重新发送随时接入请求时，以成功接收到RAR的对应RA前导码所采用的时间提前量作为初始时间提前量开始新的搜索。具体地，当收发设备成功接收到正确的RAR时，记录对应的RA前导码所采用的时间提前量作为成功时间提前量。收发设备在发送消息3后，启动定时器以监视ACK等待窗口。若在ACK等待窗口内未成功接收到ACK消息(MSG 4)，则将所记录的成功时间提前量作为新的初始时间重新开始执行一轮搜索过程，例如执行步骤S308-S318。
以图4-图5的示例来说明该重新搜索过程。收发设备在成功接收到RAR后，就记录对应的成功时间提前量为TAO2。接下来，如果收发设备在发送MSG 3后没有在ACK等待窗口内接收到MSG 4，则收发设备以TAO2作为新一轮搜索的初始时间提前量来发送新的RA前导码。如果采用时间提前量TAO2没有收到正确的RAR，则在TAO2附近往复搜索，例如依次采用TAO0、TAO4、TAO1、TAO6、TAO3、TAO8等。计算调整的时间提前量的方式与前面结合图3-图4介绍的方式一致，在此不做赘述。
基于前次搜索过程获得的成功时间提前量作为初始时间提前量进行重新搜索能够提高重新搜索的效率。因为从上次成功接收到正确的RAR到重新发送新的RA前导码所经历的时间较短，收发设备相对于基站移动的距离很可能较小，上次接收到的正确RAR对应的时间提前量很可能仍然适用。相比于每次都从固定的初始时间提前量(例如居中距离区间对应的时间提前量)，采用前一次的成功时间提前量可以节省重新搜索所用的时间。
本公开可以被实现为装置、系统、集成电路和非瞬时性计算机可读介质上的计算机程序的任何组合。可以将一个或多个控制器实现为执行本公开中描述的部分或全部功能的集成电路(IC)、专用集成电路(ASIC)或大规模集成电路(LSI)、系统LSI、超级LSI或超LSI组件。
本公开包括软件、应用程序、计算机程序或算法的使用。可以将软件、应用程序、计算机程序或算法存储在非瞬时性计算机可读介质上，以使诸如一个或多个处理器的计算机执行上述步骤和附图中描述的步骤。例如，一个或多个存储器以可执行指令存储软件或算法，并且一个或多个处理器可以关联执行该软件或算法的一组指令，以根据本公开中描述的实施例提供用于网络接入设备进行信道探测的方法。
软件和计算机程序(也可以称为程序、软件应用程序、应用程序、组件或代码)包括用于可编程处理器的机器指令，并且可以以高级过程性语言、面向对象编程语言、功能性编程语言、逻辑编程语言或汇编语言或机器语言来实现。术语“计算机可读介质”是指用于向可编程数据处理器提供机器指令或数据的任何计算机程序产品、装置或设备，例如磁盘、光盘、固态存储设备、存储器和可编程逻辑设备(PLD)，包括将机器指令作为计算机可读信号来接收的计算机可读介质。
举例来说，计算机可读介质可以包括动态随机存取存储器(DRAM)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦只读存储器(EEPROM)、紧凑盘只读存储器(CD-ROM)或其他光盘存储设备、磁盘存储设备或其他磁性存储设备，或可以用于以指令或数据结构的形式携带或存储所需的计算机可读程序代码以及能够被通用或专用计算机或通用或专用处理器访问的任何其它介质。如本文中所使用的，磁盘或盘包括紧凑盘(CD)、激光盘、光盘、数字多功能盘(DVD)、软盘和蓝光盘，其中磁盘通常以磁性方式复制数据，而盘则通过激光以光学方式复制数据。上述的组合也包括在计算机可读介质的范围内。
另外，以上描述提供了示例，而不限制权利要求中阐述的范围、适用性或配置。在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以对所讨论的元件的功能和布置进行改变。各种实施例可以适当地省略、替代或添加各种过程或部件。例如，关于某些实施例描述的特征可以在其他实施例中被结合。

Claims (13)

1.一种随机接入方法，用于收发设备，所述方法包括：
根据基站所要采用的随机接入(RA)前导码格式确定基本通信距离；
确定基站所能覆盖的最大小区半径；
根据所述最大小区半径和所述基本通信距离确定初始时间提前量；
以所述初始时间提前量向所述基站发送RA前导码；
将所述初始时间提前量作为前一时间提前量；
迭代执行以下操作，直至确定从基站收到正确的随机接入响应(RAR)为止：
确定是否从基站接收到正确的RAR；
响应于确定未从基站接收到正确的RAR，以调整的时间提前量向所述基站发送另一RA前导码，所述调整的时间提前量是在所述前一时间提前量的基础上随迭代次数交替地加上或减去一调整时间，所述调整时间随着迭代次数增大而增大；以及
将所述调整的时间提前量作为所述前一时间提前量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述调整时间为迭代次数与时间调整单位的乘积，所述时间调整单位与所述基本通信距离相关联。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，根据所述最大小区半径和所述基本通信距离确定初始时间提前量，包括：
将所述最大小区半径按所述基本通信距离划分成多个距离区间，其中所述多个距离区间中最大距离区间的上端点值不超过所述最大小区半径；以及
基于居中的距离区间的下端点值确定所述初始时间提前量。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定是否从基站接收到正确的RAR，包括：
响应于确定在发出RA前导码后的预定等待时间内未从基站接收到RAR，或者响应于确定在发出RA前导码后的预定等待时间内从基站接收到RAR，但从所述RAR中解析出的RA前导序列与所述RA前导码中的RA前导序列不一致，确定未从基站接收到正确的RAR。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述收发设备与所述基站根据5G NR通信协议进行通信。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
由收发设备：
响应于接收到正确RAR，发送第三消息；
记录所接收的正确RAR对应的所述前一时间提前量，作为成功时间提前量；
响应于在发送第三消息后的预定时间窗口内未接收到确认ACK消息，以所述成功时间提前量向所述基站发送另一RA前导码；
将所述成功时间提前量作为所述前一时间提前量；
迭代执行以下操作，直至确定从所述基站再次收到正确的RAR为止：
确定是否从基站再次接收到正确的RAR；
响应于确定未从基站再次接收到正确的RAR，以调整的时间提前量向所述基站发送另一RA前导码，所述调整的时间提前量是在所述前一时间提前量的基础上随迭代次数交替地加上或减去一调整时间，所述调整时间随着迭代次数增大而增大；以及
将所述调整的时间提前量作为所述前一时间提前量。
7.一种收发设备，所述收发设备包括：
存储器，其上存储有指令；以及
处理器，被配置为执行存储在所述存储器上的指令，以使所述收发设备执行至少以下操作：
根据基站所要采用的随机接入(RA)前导码格式确定基本通信距离；
确定基站所能覆盖的最大小区半径；
根据所述最大小区半径和所述基本通信距离确定初始时间提前量；
以所述初始时间提前量向所述基站发送RA前导码；
将所述初始时间提前量作为前一时间提前量；
迭代执行以下操作，直至确定从基站收到正确的随机接入响应(RAR)为止：
确定是否从基站接收到正确的RAR；
响应于确定未从基站接收到正确的RAR，以调整的时间提前量向所述基站发送另一RA前导码，所述调整的时间提前量是在所述前一时间提前量的基础上随迭代次数交替地加上或减少一调整时间，所述调整时间随着迭代次数增大而增大；以及
将所述调整的时间提前量作为所述前一时间提前量。
8.根据权利要求7所述的收发设备，其中，所述调整时间为迭代次数与时间调整单位的乘积，所述时间调整单位与所述基本通信距离相关联。
9.根据权利要求7所述的收发设备，其中，根据所述最大小区半径和所述基本通信距离确定初始时间提前量，包括：
将所述最大小区半径按所述基本通信距离划分成多个距离区间，其中所述多个距离区间中最大距离区间的上端点值不超过所述最大小区半径；以及
基于居中的距离区间的下端点值确定所述初始时间提前量。
10.根据权利要求7所述的收发设备，其中，确定是否从基站接收到正确的RAR，包括：
响应于确定在发出RA前导码后的预定等待时间内未从基站接收到RAR，或者响应于确定在发出RA前导码后的预定等待时间内从基站接收到RAR，但从所述RAR中解析出的RA前导序列与所述RA前导码中的RA前导序列不一致，确定未从基站接收到正确的RAR。
11.根据权利要求7所述的收发设备，其中，所述收发设备与所述基站根据5G NR通信协议进行通信。
12.一种用于与收发设备的处理器一起使用的非瞬态计算机可读介质，所述非瞬态计算机可读介质上存储有指令，所述指令在由所述处理器执行时，执行根据权利要求1-6中任一项所述的方法。
13.一种计算机程序产品，包括计算机指令，其特征在于，该计算机指令被收发设备的处理器执行时实现权利要求1-6中任一项所述的方法。
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