CN118019107A - 一种利用接入波束进行随机接入的方法和ue及基站 - Google Patents

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CN118019107A CN202211328605.4A CN202211328605A CN118019107A CN 118019107 A CN118019107 A CN 118019107A CN 202211328605 A CN202211328605 A CN 202211328605A CN 118019107 A CN118019107 A CN 118019107A
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Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
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Abstract

本申请提供一种利用接入波束进行随机接入的方法和UE及基站，该方法应用于UE时，包括：确定UE的当前位置及所在的接入波束象限；获取预先定义的所述接入波束象限的前导码分布图样，所述前导码分布图样包括所述接入波束象限内的多个前导码位置及对应分布的前导码；确定映射所述当前位置的目标前导码位置及对应分布的目标前导码；在PRACH发送时刻RO，向基站发送携带所述目标前导码的随机接入请求消息，以使基站根据所述目标前导码确定UE在所述接入波束象限内的位置。本申请在卫星通信的组网场景下能确定相对精确的UE坐标，为UE提供更好的通信服务。

Description

一种利用接入波束进行随机接入的方法和UE及基站
技术领域
本申请涉及无线通信技术领域，特别涉及一种利用接入波束进行随机接入的方法和UE及基站。
背景技术
针对低轨卫星组网，现有方案中UE(User Equipment，用户终端)和基站是根据UE所处的象限位置确定UE的粗略位置范围(即只知道UE处于这个象限内)。UE从接入波束接入时，UE根据接入波束所划分的象限，以及自己的位置处于的象限，选择任意前导码在对应RO(PRACH occasion，随机接入时机)发送随机接入消息MSG1(即前导码)，基站确定象限后以象限中心坐标为中心创建新的服务波束。
现有方案虽然能够确定UE所在区域，但能确定的坐标位置不够精确，会导致以下问题：
如果UE过于靠近象限边缘，新建的服务波束可能覆盖不到UE，导致UE在服务波束接入失败，无法正常工作；
如果UE比较靠近象限的边缘位置，以象限中心点新建服务波束后UE可能处于服务波束边缘，由于边缘的信号质量比较差，无法保证享受最好的服务。
发明内容
本申请提供了一种利用接入波束进行随机接入的方法和UE及基站，卫星通信的组网场景下能确定相对精确的UE坐标，为UE提供更好的通信服务。
根据本申请实施例的第一方面，提供一种利用接入波束进行随机接入的方法，应用于用户终端UE，包括：
确定UE的当前位置及所在的接入波束象限；
获取预先定义的所述接入波束象限的前导码分布图样，所述前导码分布图样包括所述接入波束象限内的多个前导码位置及对应分布的前导码；
确定映射所述当前位置的目标前导码位置及对应分布的目标前导码；
在PRACH发送时刻RO，向基站发送携带所述目标前导码的随机接入请求消息，以使基站根据所述目标前导码确定UE在所述接入波束象限内的位置。
作为一种可选的实施方式，采用如下方式预先定义所述接入波束象限的前导码分布图样：
确定所述接入波束象限内N条间距相等的弧线，其中，各弧线以接入波束中心O为原点，半径为n*R/(N+1)，n为弧线的索引，R为接入波束覆盖半径，N为弧线个数；
确定前导码位置分布在接入波束中心O及各弧线上，且各弧线上分布至少一个将弧线等分的前导码位置；
确定所述接入波束象限的各前导码所对应的前导码位置。
作为一种可选的实施方式，不同弧线上被前导码位置等分的弧线段长度相等，且一个前导码位置对应分布至少一个前导码。
作为一种可选的实施方式，确定映射所述当前位置的目标前导码位置，包括：
计算所述前导码分布图样中各前导码位置的经纬度坐标；
根据当前位置距离与各前导码位置的经纬度坐标的距离，选择映射所述当前位置的目标前导码位置。
作为一种可选的实施方式，根据当前位置距离与各前导码位置的经纬度坐标的距离，选择映射所述当前位置的目标前导码位置，包括：
确定所述当前位置距离接入波束中心O的距离d，根据所述前导码分布图样中各弧线的半径，确定与d差值绝对值最小的半径所在的目标弧线；
计算目标弧线上各前导码位置的经纬度坐标到当前位置的距离，确定距离所述当前位置最近的前导码位置为映射所述当前位置的目标前导码位置。
作为一种可选的实施方式，根据目标弧线上各前导码位置的经纬度坐标，确定距离所述当前位置最近的前导码位置为映射所述当前位置的目标前导码位置，包括：
若与d差值绝对值最小的半径所在的目标弧线为第一条弧线，计算目标弧线上各前导码位置的经纬度坐标、接入波束中心O的经纬度坐标到当前位置的距离；
确定距离最小的前导码位置为映射所述当前位置的目标前导码位置。
作为一种可选的实施方式，向基站发送携带所述目标前导码的随机接入请求消息后，该方法还包括：
未收到所述基站发送的随机接入响应时，确定随机接入失败；
若目标前导码位置分布一个前导码已使用时，选择距离所述当前位置次近的前导码位置作为新的目标前导码位置，重新发送随机接入请求；
若目标前导码位置分布多个前导码且存在未使用的前导码时，从未使用的前导码中选择一个新的目标前导码位置，重新发送随机接入请求。
作为一种可选的实施方式，计算所述前导码分布图样中各前导码位置的经纬度坐标，包括：
确定接入波束中心O、界定所述接入波束象限范围的顶点B和顶点C的经纬度坐标；
对任一前导码位置Z，确定接入波束中心O、前导码位置Z及顶点B围成的第一三角形，及接入波束中心O、前导码位置Z及顶点C围成的第二三角形；
根据弧线距离与/>之间的第一夹角，及弧线距离/>与/>之间的第二夹角，弧线的半径及接入波束象限范围，利用余弦定理求解弧线距离/>弧线距离/>弧线距离/>
根据弧线距离弧线距离/>弧线距离/>计算分别对应直线距离OZ、直线距离BZ、直线距离CZ；
根据接入波束中心O、顶点B、顶点C和前导码位置Z的经纬度坐标与直线距离OZ、直线距离BZ、直线距离CZ之间的求解关系，得到前导码位置Z的经纬度坐标。
作为一种可选的实施方式，该方法还包括：
接收所述基站发送的携带服务波束的随机响应消息，从所述服务波束进行随机接入，所述服务波束为已有服务波束或新服务波束；
其中，所述已有服务波束为之前创建的服务波束，UE的位置距离所述已有服务波束中心的间距d<R服-L，R服为已有服务波束的覆盖半径，L为基站侧配置的保护距离；
所述新服务波束为所述UE的位置为中心创建的新服务波束。
根据本申请实施例的第二方面，提供一种利用接入波束进行随机接入的方法，应用于基站，包括：
接收UE在PRACH发送时刻RO发送的随机接入请求消息，所述随机接入请求消息携带目标前导码；
根据RO确定UE所在的接入波束象限，并获取预先定义的所述接入波束象限的前导码分布图样，所述前导码分布图样包括所述接入波束象限内的多个前导码位置及对应分布的前导码；
确定目标前导码在所述前导码分布图样对应的目标前导码位置，计算目标前导码位置在所述接入波束象限的经纬度坐标，得到所述UE的位置；
根据所述UE的位置确定服务波束，向UE发送携带所述服务波束的随机接入响应消息。
作为一种可选的实施方式，采用如下方式预先定义所述接入波束象限的前导码分布图样：
确定所述接入波束象限内N条间距相等的弧线，其中，各弧线以接入波束中心O为原点，半径为n*R/(N+1)，n为弧线的索引，R为接入波束覆盖半径，N为弧线个数；
确定前导码位置分布在接入波束中心O及各弧线上，且各弧线上分布至少一个将弧线等分的前导码位置；
确定所述接入波束象限的各前导码所对应的前导码位置。
作为一种可选的实施方式，不同弧线上被前导码位置等分的弧线段长度相等，且一个前导码位置对应分布至少一个前导码。
作为一种可选的实施方式，计算目标前导码位置在所述接入波束象限的经纬度坐标，包括：
确定接入波束中心O、界定所述接入波束象限范围的顶点B和顶点C的经纬度坐标；
对目标前导码位置Z’，确定接入波束中心O、目标前导码位置Z’及顶点B围成的第一三角形，及接入波束中心O、目标前导码位置Z’及顶点C围成的第二三角形；
根据弧线距离与/>之间的第一夹角，及弧线距离/>与/>之间的第二夹角，弧线的半径及接入波束象限范围，利用余弦定理求解弧线距离/>弧线距离/>弧线距离
根据弧线距离弧线距离/>弧线距离/>计算分别对应直线距离OZ′、直线距离BZ′、直线距离CZ′；
根据接入波束中心O、顶点B、顶点C和目标前导码位置Z的经纬度坐标与直线距离OZ′、直线距离BZ′、直线距离CZ′之间的求解关系，得到目标前导码位置Z’的经纬度坐标。
作为一种可选的实施方式，根据所述UE的位置确定服务波束，向UE发送携带所述服务波束的随机接入响应消息，包括：
确定之前创建的已有服务波束，及所述UE的位置距离所述已有服务波束中心的间距d；
若d<R服-L，向UE发送携带所述已有服务波束的随机接入响应消息，其中，R服为已有服务波束的覆盖半径，L为基站侧配置的保护距离；
否则，以所述UE的位置为中心创建的新服务波束，向UE发送携带所述新服务波束的随机接入响应消息。
作为一种可选的实施方式，向UE发送携带所述已有服务波束的随机接入响应消息，包括：
若存在多个d<R服-L的已有服务波束，确定最小d对应的已有服务波束；
向UE发送携带最小d对应的已有服务波束的随机接入响应消息。
根据本申请实施例的第三方面，提供一种用户终端UE，该UE包括存储器和处理器；
其中，所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器用于读取所述存储器中的程序并执行：
确定UE的当前位置及所在的接入波束象限；
获取预先定义的所述接入波束象限的前导码分布图样，所述前导码分布图样包括所述接入波束象限内的多个前导码位置及对应分布的前导码；
确定映射所述当前位置的目标前导码位置及对应分布的目标前导码；
在PRACH发送时刻RO，向基站发送携带所述目标前导码的随机接入请求消息，以使基站根据所述目标前导码确定UE在所述接入波束象限内的位置。
作为一种可选的实施方式，所述处理器采用如下方式预先定义所述接入波束象限的前导码分布图样：
确定所述接入波束象限内N条间距相等的弧线，其中，各弧线以接入波束中心O为原点，半径为n*R/(N+1)，n为弧线的索引，R为接入波束覆盖半径，N为弧线个数；
确定前导码位置分布在接入波束中心O及各弧线上，且各弧线上分布至少一个将弧线等分的前导码位置；
确定所述接入波束象限的各前导码所对应的前导码位置。
作为一种可选的实施方式，不同弧线上被前导码位置等分的弧线段长度相等，且一个前导码位置对应分布至少一个前导码。
作为一种可选的实施方式，所述处理器确定映射所述当前位置的目标前导码位置，包括：
计算所述前导码分布图样中各前导码位置的经纬度坐标；
根据当前位置距离与各前导码位置的经纬度坐标的距离，选择映射所述当前位置的目标前导码位置。
作为一种可选的实施方式，所述处理器根据当前位置距离与各前导码位置的经纬度坐标的距离，选择映射所述当前位置的目标前导码位置，包括：
确定所述当前位置距离接入波束中心O的距离d，根据所述前导码分布图样中各弧线的半径，确定与d差值绝对值最小的半径所在的目标弧线；
计算目标弧线上各前导码位置的经纬度坐标到当前位置的距离，确定距离所述当前位置最近的前导码位置为映射所述当前位置的目标前导码位置。
作为一种可选的实施方式，所述处理器根据目标弧线上各前导码位置的经纬度坐标，确定距离所述当前位置最近的前导码位置为映射所述当前位置的目标前导码位置，包括：
若与d差值绝对值最小的半径所在的目标弧线为第一条弧线，计算目标弧线上各前导码位置的经纬度坐标、接入波束中心O的经纬度坐标到当前位置的距离；
确定距离最小的前导码位置为映射所述当前位置的目标前导码位置。
作为一种可选的实施方式，所述处理器还用于：
向基站发送携带所述目标前导码的随机接入请求消息后，未收到所述基站发送的随机接入响应时，确定随机接入失败；若目标前导码位置分布一个前导码已使用时，选择距离所述当前位置次近的前导码位置作为新的目标前导码位置，重新发送随机接入请求；若目标前导码位置分布多个前导码且存在未使用的前导码时，从未使用的前导码中选择一个新的目标前导码位置，重新发送随机接入请求。
作为一种可选的实施方式，所述处理器计算所述前导码分布图样中各前导码位置的经纬度坐标，包括：
确定接入波束中心O、界定所述接入波束象限范围的顶点B和顶点C的经纬度坐标；
对任一前导码位置Z，确定接入波束中心O、前导码位置Z及顶点B围成的第一三角形，及接入波束中心O、前导码位置Z及顶点C围成的第二三角形；
根据弧线距离与/>之间的第一夹角，及弧线距离/>与/>之间的第二夹角，弧线的半径及接入波束象限范围，利用余弦定理求解弧线距离/>弧线距离/>弧线距离/>
根据弧线距离弧线距离/>弧线距离/>计算分别对应直线距离OZ、直线距离BZ、直线距离CZ；
根据接入波束中心O、顶点B、顶点C和前导码位置Z的经纬度坐标与直线距离OZ、直线距离BZ、直线距离CZ之间的求解关系，得到前导码位置Z的经纬度坐标。
作为一种可选的实施方式，所述处理器还用于：
接收所述基站发送的携带服务波束的随机响应消息，从所述服务波束进行随机接入，所述服务波束为已有服务波束或新服务波束；
其中，所述已有服务波束为之前创建的服务波束，UE的位置距离所述已有服务波束中心的间距d<R服-L，R服为已有服务波束的覆盖半径，L为基站侧配置的保护距离；
所述新服务波束为所述UE的位置为中心创建的新服务波束。
根据本申请实施例的第四方面，提供一种基站，包括存储器和处理器；
其中，所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器用于读取所述存储器中的程序并执行：
接收UE在PRACH发送时刻RO发送的随机接入请求消息，所述随机接入请求消息携带目标前导码；
根据RO确定UE所在的接入波束象限，并获取预先定义的所述接入波束象限的前导码分布图样，所述前导码分布图样包括所述接入波束象限内的多个前导码位置及对应分布的前导码；
确定目标前导码在所述前导码分布图样对应的目标前导码位置，计算目标前导码位置在所述接入波束象限的经纬度坐标，得到所述UE的位置；
根据所述UE的位置确定服务波束，向UE发送携带所述服务波束的随机接入响应消息。
作为一种可选的实施方式，所述处理器采用如下方式预先定义所述接入波束象限的前导码分布图样：
确定所述接入波束象限内N条间距相等的弧线，其中，各弧线以接入波束中心O为原点，半径为n*R/(N+1)，n为弧线的索引，R为接入波束覆盖半径，N为弧线个数；
确定前导码位置分布在接入波束中心O及各弧线上，且各弧线上分布至少一个将弧线等分的前导码位置；
确定所述接入波束象限的各前导码所对应的前导码位置。
作为一种可选的实施方式，不同弧线上被前导码位置等分的弧线段长度相等，且一个前导码位置对应分布至少一个前导码。
作为一种可选的实施方式，所述处理器计算目标前导码位置在所述接入波束象限的经纬度坐标，包括：
确定接入波束中心O、界定所述接入波束象限范围的顶点B和顶点C的经纬度坐标；
对目标前导码位置Z’，确定接入波束中心O、目标前导码位置Z’及顶点B围成的第一三角形，及接入波束中心O、目标前导码位置Z’及顶点C围成的第二三角形；
根据弧线距离与/>之间的第一夹角，及弧线距离/>与/>之间的第二夹角，弧线的半径及接入波束象限范围，利用余弦定理求解弧线距离/>弧线距离/>弧线距离
根据弧线距离弧线距离/>弧线距离/>计算分别对应直线距离OZ′、直线距离BZ′、直线距离CZ′；
根据接入波束中心O、顶点B、顶点C和目标前导码位置Z的经纬度坐标与直线距离OZ′、直线距离BZ′、直线距离CZ′之间的求解关系，得到目标前导码位置Z’的经纬度坐标。
作为一种可选的实施方式，所述处理器根据所述UE的位置确定服务波束，向UE发送携带所述服务波束的随机接入响应消息，包括：
确定之前创建的已有服务波束，及所述UE的位置距离所述已有服务波束中心的间距d；
若d<R服-L，向UE发送携带所述已有服务波束的随机接入响应消息，其中，R服为已有服务波束的覆盖半径，L为基站侧配置的保护距离；
否则，以所述UE的位置为中心创建的新服务波束，向UE发送携带所述新服务波束的随机接入响应消息。
作为一种可选的实施方式，向UE发送携带所述已有服务波束的随机接入响应消息，包括：
若存在多个d<R服-L的已有服务波束，确定最小d对应的已有服务波束；
向UE发送携带最小d对应的已有服务波束的随机接入响应消息。
根据本申请实施例的第五方面，提供一种用户终端UE，包括：
象限确定模块，用于确定UE的当前位置及所在的接入波束象限；
分布图样获取模块，用于获取预先定义的所述接入波束象限的前导码分布图样，所述前导码分布图样包括所述接入波束象限内的多个前导码位置及对应分布的前导码；
目标前导码确定模块，用于确定映射所述当前位置的目标前导码位置及对应分布的目标前导码；
随机接入请求模块，用于在PRACH发送时刻RO，向基站发送携带所述目标前导码的随机接入请求消息，以使基站根据所述目标前导码确定UE在所述接入波束象限内的位置。
根据本申请实施例的第六方面，提供一种基站，包括：
请求消息接收模块，用于接收UE在PRACH发送时刻RO发送的随机接入请求消息，所述随机接入请求消息携带目标前导码；
象限确定模块，用于根据RO确定UE所在的接入波束象限，并获取预先定义的所述接入波束象限的前导码分布图样，所述前导码分布图样包括所述接入波束象限内的多个前导码位置及对应分布的前导码；
位置确定模块，用于确定目标前导码在所述前导码分布图样对应的目标前导码位置，计算目标前导码位置在所述接入波束象限的经纬度坐标，得到所述UE的位置；
随机接入响应模块，用于根据所述UE的位置确定服务波束，向UE发送携带所述服务波束的随机接入响应消息。
根据本申请实施例的第七方面，提供一种芯片，所述芯片与设备中的存储器耦合，使得所述芯片在运行时调用所述存储器中存储的程序指令，实现本申请实施例上述各个方面以及各个方面涉及的任一可能涉及的方法。
根据本申请实施例的第八方面，提供一种计算机可读存储介质，该计算机存储介质存储有程序指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行本申请实施例上述各个方面以及各个方面涉及的任一可能涉及的方法。
根据本申请实施例的第九方面，提供一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在电子设备上运行时，使得所述电子设备执行实现本申请实施例上述各个方面以及各个方面涉及的任一可能涉及的方法。
利用本申请提供的利用接入波束进行随机接入的方法和UE及基站，具有以下有益效果：
卫星通信的组网场景下，UE接入过程中，能确定相对精确的UE坐标；基站能根据相对精确的UE坐标创建更合适的服务波束，提供更好的通信服务。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为相关技术中UE在接入波束接入的示意图；
图2为相关技术中UE随机接入过程示意图；
图3为本申请实施例中利用接入波束进行随机接入的方法应用的系统架构示意图；
图4为本申请实施例中提供的一种应用于UE的利用接入波束进行随机接入的方法的流程示意图；
图5为本申请实施例中示例的前导码在接入波束象限的前导码分布图样示意图；
图6为本申请实施例中示例的前导码坐标计算示意图；
图7为本申请实施例中示例的弧长转直线长度原理示意图；
图8为本申请实施例中提供的应用于基站的利用接入波束进行随机接入的方法流程示意图；
图9为本申请实施例中示例的确定UE相对精确坐标的示意图；
图10为本申请实施例中基站和UE交互的利用接入波束进行随机接入的方法流程示意图；
图11为本申请实施例提供的用户终端UE结构示意图；
图12为本申请实施例提供的基站结构示意图；
图13为本申请实施例提供的另一种UE结构示意图；
图14为本申请实施例提供的另一种基站结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。
针对低轨卫星组网，相关技术中UE和基站是根据UE所处的象限位置确定UE的粗略位置范围(即只知道UE处于这个象限内)。如图1所示，UE从接入波束接入时，UE根据接入波束所划分的象限，以及自己的位置处于的象限②，选择任意前导码在对应RO发送MSG1，基站确定象限②后以象限中心坐标为中心创建新的服务波束。
在相关技术中根据如下步骤确定UE所在象限位置并创建服务波束，如图2所示，主要包括以下步骤：
步骤1，UE和基站用同样的方法划分象限；
步骤2-3，UE根据自己的位置确定自己所在象限以及对应的RO；
4、UE选择任意前导码从在象限对应的RO发起随机接入；
5、UE发送携带前导码的MSG1；
6、基站根据RO确定象限索引；
7、基站根据确定的象限索引，计算象限中心点经纬度坐标；
8-10、基站申请新建服务波束资源，服务波束根据象限中心点的经纬度坐标当做新建服务波束中心坐标，以创建服务波束；
11、基站在MSG2中携带新建服务波束的信息；
12、UE收到MSG2后从指示的服务波束中重新接入。
如图1所示，如果UE过于靠近象限边缘，新建的服务波束可能覆盖不到UE，导致UE在服务波束接入失败，无法正常工作；如果UE比较靠近象限的边缘位置，以象限中心点新建服务波束后UE可能处于服务波束边缘，由于边缘的信号质量比较差，无法保证享受最好的服务。
鉴于上述技术问题，本申请实施例提供一种利用接入波束进行随机接入的方法，如图3所示为本申请提供的利用接入波束进行随机接入的方法应用的系统的架构示意图。如图3所示，本申请实施例提供的利用接入波束进行随机接入的方法应用的系统包括基站101和用户终端102，该系统为卫星通信组网的系统。
基站101，用于接收UE在PRACH发送时刻RO发送的随机接入请求消息，所述随机接入请求消息携带目标前导码；根据RO确定UE所在的接入波束象限，并获取预先定义的所述接入波束象限的前导码分布图样，所述前导码分布图样包括所述接入波束象限内的多个前导码位置及对应分布的前导码；确定目标前导码在所述前导码分布图样对应的目标前导码位置，计算目标前导码位置在所述接入波束象限的经纬度坐标，得到所述UE的位置；根据所述UE的位置确定服务波束，向UE发送携带所述服务波束的随机接入响应消息。
用户终端102，用于确定UE的当前位置及所在的接入波束象限；获取预先定义的所述接入波束象限的前导码分布图样，所述前导码分布图样包括所述接入波束象限内的多个前导码位置及对应分布的前导码；确定映射所述当前位置的目标前导码位置及对应分布的目标前导码；在PRACH发送时刻RO，向基站发送携带所述目标前导码的随机接入请求消息，以使基站根据所述目标前导码确定UE在所述接入波束象限内的位置。
本申请实施例中，用户终端UE具体可以指接入终端、用户单元、用户站、移动站、移动台、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、终端、无线通信设备、用户代理或用户装置。接入终端可以是蜂窝电话、无绳电话、会话启动协议(Session Initiation Protocol，SIP)电话、无线本地环路(Wireless Local Loop，WLL)站、个人数字处理(Personal DigitalAssistant，PDA)、具有无线通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、车载设备、可穿戴设备以及5G网络中的移动台或者未来演进的公共陆地移动网(Public Land Mobile Network，PLMN)网络中的订阅设备等。
基站可为5G系统中的下一代基站(generation Node B，gNB)，可以是全球移动通讯(Global System of Mobile communication，GSM)系统或码分多址(Code DivisionMultiple Access，CDMA)中的基站(Base Transceiver Station，BTS)，也可以是宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)系统中的基站(NodeB，NB)，还可以是长期演进(Long Term Evolution，LTE)系统中的演进型基站(Evolutional Node B，eNB或eNodeB)等。
图3中为方便描述，只示例出一个用户终端和一个基站，实际系统中，可能存在多个终端及网络侧设备共存，在此不再赘述。
需要说明的是，上述系统架构仅是对本申请实施例适用系统架构的举例说明，本申请实施例适用的系统架构相比图1所示的系统架构还可以增加其它实体，或减少部分实体。
本申请实施例提供一种利用接入波束进行随机接入的方法，应用于用户终端UE。如图4所示，该方法包括：
步骤401，确定UE的当前位置及所在的接入波束象限；
接入波束是卫星通信组网中专门用于UE发起接入的波束，只处理随机接入过程，基站会在MSG2中携带服务波束的信息，以使得UE可以搜索到服务波束并接入。接入波束以时分扫描的方式覆盖较大区域，可以使得覆盖范围内每个想接入的UE都能发起接入。
将接入波束均分多个扇区，即得出象限，象限索引按照顺时针升序排列。象限和RO索引有映射关系，由系统信息配置。
UE可以基于定位确定自身的当前位置，根据当前位置及象限的划分范围，确定所在的接入波束象限。
步骤402，获取预先定义的所述接入波束象限的前导码分布图样，所述前导码分布图样包括所述接入波束象限内的多个前导码位置及对应分布的前导码。
可以预先定义各接入波束象限内的前导码分布图样，不同的接入波束象限内可以采用相同的前导码分布图样，该前导码分布图样代表了在象限的什么位置分配什么样的前导码，基站和UE采用相同的前导码分布图样。
步骤403，确定映射所述当前位置的目标前导码位置及对应分布的目标前导码；
由于预先定义了接入波束象限的前导码分布图样，则可以确定UE的当前位置与所在的接入波束象限内的各前导码位置的关系，从而可以从中选择一个映射UE当前位置的目标前导码。
步骤404，在PRACH发送时刻RO，向基站发送携带所述目标前导码的随机接入请求消息，以使基站根据所述目标前导码确定UE在所述接入波束象限内的位置。
本申请实施例提供的利用接入波束进行随机接入的方法和UE及基站，由于预先定义了接入波束象限内的前导码分布图样，因此UE可以根据自身的当前位置选择对应的目标前导码发起随机接入，从而使得基站能够根据目标前导码及UE所在的接入波束象限，确定相对精确的UE坐标，从而使得基站能根据相对精确的UE坐标创建更合适的服务波束，提供更好的通信服务。相关技术方案中前导码没有按照位置分布，完全无法从前导码确定UE位置，只能通过象限中心点粗略代表UE位置，本申请实施例改进这一现状，通过约束前导码分布图样，进一步可以获得前导码位置，从而确定UE相对精确的位置。
作为一种可选的实施方式，采用如下方式预先定义所述接入波束象限的前导码分布图样：
确定所述接入波束象限内N条间距相等的弧线，其中，各弧线以接入波束中心O为原点，半径为n*R/(N+1)，n为弧线的索引，R为接入波束覆盖半径，N为弧线个数；
确定前导码位置分布在接入波束中心O及各弧线上，且各弧线上分布至少一个将弧线等分的前导码位置；
确定所述接入波束象限的各前导码所对应的前导码位置。
采用上述方式，相当于将扇形的接入波束象限划分为不同半径的扇形，可以根据接入波束象限内的前导码总数确定N的大小，并根据扇形的弧线长度分布对应数量的前导码位置，可以较好地对接入波束象限内不同的UE位置进行映射。
作为一种可选的实施方式，不同弧线上被前导码位置等分的弧线段长度相等，且一个前导码位置对应分布至少一个前导码。
本申请实施例提出了卫星组网—接入波束接入场景下，一种随机接入过程获得UE相对精确的经纬度坐标的方案，第一能保证UE一定能处于新建服务波束覆盖范围内，第二能提高UE在新建服务波束中的服务质量。
需要说明的是，UE侧和卫星的基站侧约束前导码分布图样的规则是一致的，即UE和基站用同样的方法划分象限和前导码分布图样，可以通过SIB将前导码个数和前导码分布图样配置给UE，下面给出具体的前导码分布图样定义过程：
前导码分布图样以接入波束象限为基本区域划分，每个前导码位置对应一个经纬度坐标位置点。
各前导码位置分布在N条以接入波束中心O为顶点的间距相等的弧线上，另外接入波束中心O也放置一个前导码；SIB1配置前导码个数为56时，N最大＝10；弧线间距为R/(N+1)，R是接入波束覆盖半径。各弧线都是以接入波束中心点O为圆心画弧线，弧线半径是n*R/(N+1)，其中N是弧线条数，n是弧线的索引，即第几条弧。
如图5所示，以56个前导码为例，将各前导码进行编号为1、2…56，可以在接入波束中心O放置一个前导码，例如可以放{0}。
第1条弧线上分布1个前导码，顺时针编号，例如可以放{1}，将弧均分为2份，前导码坐标位于弧的中间位置。弧线到接入波束中心点距离(弧半径)r1＝1*R/(N+1)。
第2条弧线上分布2个前导码，顺时针编号，例如可以放{2,3}，将弧均分为3份，前导码坐标位于弧的顺时针1/3、2/3位置。弧线到接入波束中心点O距离(弧半径)r2＝2*R/(N+1)。
第3条弧线上分布3个前导码，顺时针编号，例如可以放{4,5,6}，将弧线均分为4份，前导码坐标位于弧线的顺时针1/4、2/4、3/4位置。弧线到接入波束中心点O距离(弧半径)r3＝3*R/(N+1)。
第n条弧线，以此类推，第n弧线上分布n个前导码，顺时针编号{X1,X2,..Xm}，将弧线均分为n+1份，前导码坐标位于弧线的顺时针1/(N+1)、2/(N+1)、...n/(N+1)位置。弧线到接入波束中心点O的距离(弧半径)rn＝n*R/(N+1)。
作为一种可选的实施方式，确定映射所述当前位置的目标前导码位置，包括：计算所述前导码分布图样中各前导码位置的经纬度坐标；根据当前位置距离与各前导码位置的经纬度坐标的距离，选择映射所述当前位置的目标前导码位置。
下面给出本申请实施例中计算所述前导码分布图样中各前导码位置的经纬度坐标的方式：
确定接入波束中心O、界定所述接入波束象限范围的顶点B和顶点C的经纬度坐标；
对任一前导码位置Z，确定接入波束中心O、前导码位置Z及顶点B围成的第一三角形，及接入波束中心O、前导码位置Z及顶点C围成的第二三角形；
根据弧线距离与/>之间的第一夹角，及弧线距离/>与/>之间的第二夹角，弧线的半径及接入波束象限范围，利用余弦定理求解弧线距离/>弧线距离/>弧线距离/>
根据弧线距离弧线距离/>弧线距离/>计算分别对应直线距离OZ、直线距离BZ、直线距离CZ；
根据接入波束中心O、顶点B、顶点C和前导码位置Z的经纬度坐标与直线距离OZ、直线距离BZ、直线距离CZ之间的求解关系，得到前导码位置Z的经纬度坐标。
下面结合附图说明计算所述前导码分布图样中各前导码位置的经纬度坐标的过程，如图6所示，图中的接入波束中心O、A点、B点、C点、D点及Z点都位于地球表面，海拔忽略不计，以图6中的前导码{3}对应前导码位置Z点为例，假设Z点地心地固直角坐标ECEF直角坐标是(X,Y,Z)均为未知值，下面介绍此坐标的计算方法：
星下点、随意波束中心点O点(Xo,Yo,Zo)、B点(XB,YB,ZB)、C点(Xc,Yc,Zc)的ECEF直角坐标体系的坐标是已知的(都可以通过SIB1中携带的接入波束信息结合卫星当前坐标推导获得，此处不再介绍)。由于图6中的点是在地球表面，因此下面两点间距离计算过程区分弧长和直线长度。
注：下面带符号的是两点的弧长，例如/>表示点Z点到O点的弧长；不带符号的表示两点的直线长，例如“BZ”表示B点到Z点的直线长度。
第一步：
Z点到接入波束中心O点的弧长即第二条弧的半径；
确定接入波束中心O、前导码位置Z及顶点B围成的第一三角形，及接入波束中心O、前导码位置Z及顶点C围成的第二三角形；
根据弧线距离与/>之间的第一夹角，及弧线距离/>与/>之间的第二夹角，弧线的半径及接入波束象限范围，利用余弦定理求解弧线距离/>弧线距离/>弧线距离/>
具体地，Z点到B点的弧长计算：
其中/>即接入波束半径长度R地；
同理可以得出长度，这样两个三角形的边长均为已知。
第二步：
根据弧线距离弧线距离/>弧线距离/>计算分别对应直线距离OZ、直线距离BZ、直线距离CZ；
已知两点间弧长计算两点间直线距离原理如图7所示，计算过程如下：
地球上的点到地心的距离为R地；
假设弧长/>已知，可以计算得出Φ,Φ单位是弧度，将其转换为角度后满足下面公式：
(EF/2)/R地＝sin(Φ)，进一步可以计算出EF值。
因此，通过本步骤中的弧长转直线长度的原理，可以分别获得步骤二中的BZ、CZ、ZO的直线距离。
第三步：
根据接入波束中心O、顶点B、顶点C和前导码位置Z的经纬度坐标与直线距离OZ、直线距离BZ、直线距离CZ之间的求解关系，得到前导码位置Z的经纬度坐标。
点Z到地心距离为R地。
根据各点间直线距离，可以形成以下四个方程：
解方程可以得出X、Y、Z值，即得出前导码{3}在ECEF直角坐标系中的坐标(X,Y,Z)，经过坐标系转化，即可得出此前导码在大地坐标系的经纬度坐标。
UE采用上述方法可以获得任意前导码位置的经纬度坐标。
作为一种可选的实施方式，根据当前位置距离与各前导码位置的经纬度坐标的距离，选择映射所述当前位置的目标前导码位置，包括：
确定所述当前位置距离接入波束中心O的距离d，根据所述前导码分布图样中各弧线的半径，确定与d差值绝对值最小的半径所在的目标弧线；
计算目标弧线上各前导码位置的经纬度坐标到当前位置的距离，确定距离所述当前位置最近的前导码位置为映射所述当前位置的目标前导码位置。
作为一种可选的实施方式，根据目标弧线上各前导码位置的经纬度坐标，确定距离所述当前位置最近的前导码位置为映射所述当前位置的目标前导码位置，包括：
若与d差值绝对值最小的半径所在的目标弧线为第一条弧线，计算目标弧线上各前导码位置的经纬度坐标、接入波束中心O的经纬度坐标到当前位置的距离；
确定距离最小的前导码位置为映射所述当前位置的目标前导码位置。
具体地，UE通过自己的坐标(GPS等方式获得)和接入波束中心点的坐标计算两者间距d，然后根据d和现有划分的弧线半径r1,r2…rN比较，在最接近值上选定r。然后在r对应弧线上比较所有前导码坐标，距离谁最近则认为此前导码最优。如果选的是第一条弧线，则还需要和接入波束中心点前导码的经纬度坐标对比距离，选择最近的前导码，这样可以减少前导码计算比较的次数，提高效率。
相关技术方案不会根据UE位置和前导码位置来就近选择，没有将前导码和坐标进行绑定，而本申请实施例将前导码和对应的经纬度坐标绑定，UE从接入波束进行随机接入时，根据自己的位置和前导码点阵分布图样中哪个前导码位置的间距最短，来确定使用哪个前导码，通过就近选择前导码的方法，可以确定UE相对精确的位置。
为了解决相近区域内(即一个图样点较近的区域)多个UE同时发起随机接入而可能使用相同前导码导致部分UE竞争接入失败，本申请提出以下解决方案：
方案一：每个前导码位置关联M个前导码；
向基站发送携带所述目标前导码的随机接入请求消息后，未收到所述基站发送的随机接入响应时，确定随机接入失败，若目标前导码位置分布多个前导码且存在未使用的前导码时，从未使用的前导码中选择一个新的目标前导码位置，重新发送随机接入请求。
每个前导码位置关联M个前导码，这样可以容纳相近区域内M个UE同时发起随机接入过程，即相近区域内的UE共同分享这M个前导码，这M个前导码都绑定相同的坐标(一个前导码位置)。当相近区域内多个UE同时发起随机接入过程时，竞争接入失败(说明已经有另一个UE占用了此前导码)的UE重新发起随机接入时，则从这M个前导码中选择其他未使用的前导码发起随机接入，以此类推，直至所有前导码都使用完，则重新从第一个开始尝试接入，直到前导码发送次数达到最大为止。
方案二：每个前导码位置关联一个前导码，竞争失败时按照距离选择次近的前导码：
向基站发送携带所述目标前导码的随机接入请求消息后，未收到所述基站发送的随机接入响应时，确定随机接入失败，若目标前导码位置分布一个前导码已使用时，选择距离所述当前位置次近的前导码位置作为新的目标前导码位置，重新发送随机接入请求。
当相近区域内多个UE同时发起随机接入过程时，竞争接入失败(说明已经有另一个UE占用了此前导码)的UE重新发起随机接入时，选择图样阵中距离第二近的前导码发送MSG1。
如果再次失败(说明也有另个UE占用了此前导码)则选择第三近的前导码发送MSG1，以此类推，即可解决相同区域内多个UE同时发起随机接入。
为了防止相近区域内过多UE竞争接入时多次失败而选择较远的前导码(距离越远，所代表的UE位置精度越低)，可以设置就近选择点阵的个数门限，例如设置门限为S，则最多选择第S近的前导码，如果再次失败，则重新从近到远的策略选择前导码，直到随机接入次数到达最大为止。本方法可以避免UE选择的前导码位置精度过低。
作为一种可选的实施方式，该方法还包括：
接收所述基站发送的携带服务波束的随机响应消息，从所述服务波束进行随机接入，所述服务波束为已有服务波束或新服务波束；
其中，所述已有服务波束为之前创建的服务波束，UE的位置距离所述已有服务波束中心的间距d<R服-L，R服为已有服务波束的覆盖半径，L为基站侧配置的保护距离；
所述新服务波束为所述UE的位置为中心创建的新服务波束。
本申请实施例还提供一种利用接入波束进行随机接入的方法，应用于基站，如图8所示，该方法包括：
步骤801，接收UE在PRACH发送时刻RO发送的随机接入请求消息，所述随机接入请求消息携带目标前导码；
步骤802，根据RO确定UE所在的接入波束象限，并获取预先定义的所述接入波束象限的前导码分布图样，所述前导码分布图样包括所述接入波束象限内的多个前导码位置及对应分布的前导码；
步骤803，确定目标前导码在所述前导码分布图样对应的目标前导码位置，计算目标前导码位置在所述接入波束象限的经纬度坐标，得到所述UE的位置；
步骤804，根据所述UE的位置确定服务波束，向UE发送携带所述服务波束的随机接入响应消息。
本申请实施例中基站可以根据UE发起随机接入时选择的目标前导码，确定UE相对精确的位置，从而为UE提供更好的服务。
作为一种可选的实施方式，采用如下方式预先定义所述接入波束象限的前导码分布图样：
确定所述接入波束象限内N条间距相等的弧线，其中，各弧线以接入波束中心O为原点，半径为n*R/(N+1)，n为弧线的索引，R为接入波束覆盖半径，N为弧线个数；
确定前导码位置分布在接入波束中心O及各弧线上，且各弧线上分布至少一个将弧线等分的前导码位置；
确定所述接入波束象限的各前导码所对应的前导码位置。
作为一种可选的实施方式，不同弧线上被前导码位置等分的弧线段长度相等，且一个前导码位置对应分布至少一个前导码。
作为一种可选的实施方式，计算目标前导码位置在所述接入波束象限的经纬度坐标，包括：
确定接入波束中心O、界定所述接入波束象限范围的顶点B和顶点C的经纬度坐标；
对目标前导码位置Z’，确定接入波束中心O、目标前导码位置Z’及顶点B围成的第一三角形，及接入波束中心O、目标前导码位置Z’及顶点C围成的第二三角形；
根据弧线距离与/>之间的第一夹角，及弧线距离/>与/>之间的第二夹角，弧线的半径及接入波束象限范围，利用余弦定理求解弧线距离/>弧线距离/>弧线距离
根据弧线距离弧线距离/>弧线距离/>计算分别对应直线距离OZ′、直线距离BZ′、直线距离CZ′；
根据接入波束中心O、顶点B、顶点C和目标前导码位置Z的经纬度坐标与直线距离OZ′、直线距离BZ′、直线距离CZ′之间的求解关系，得到目标前导码位置Z’的经纬度坐标。
基站确定接入波束象限内前导码分布图样及计算目标前导码位置的经纬度的方式与UE相同，具体参见上述实施例的描述，这里不再重述。
作为一种可选的实施方式，根据所述UE的位置确定服务波束，向UE发送携带所述服务波束的随机接入响应消息，包括：
确定之前创建的已有服务波束，及所述UE的位置距离所述已有服务波束中心的间距d；
若d<R服-L，向UE发送携带所述已有服务波束的随机接入响应消息，其中，R服为已有服务波束的覆盖半径，L为基站侧配置的保护距离；基站的接入波束收到UE的MSG1后，根据前导码信息，用和UE相同的方法确定此前导码的经纬度坐标，即可确定UE的相对精确的位置，如果UE从接入波束接入时，判断当前有已存在服务波束，且UE选择的前导码坐标到已存在服务波束中心点坐标间距d<R服-L(R服：服务波束覆盖半径，L为基站侧配置的保护距离，即防止UE在过于靠近服务波束边缘，导致覆盖质量差)，则不需要新建服务波束，在MSG2中携带这个已有服务波束通知UE即可。
若d不小于R服-L，以所述UE的位置为中心创建的新服务波束，向UE发送携带所述新服务波束的随机接入响应消息。如果通过上面的策略没有找到合适的已存在波束，则可以UE的坐标为中心创建相对准确的服务波束。
作为一种可选的实施方式，向UE发送携带所述已有服务波束的随机接入响应消息，包括：
若存在多个d<R服-L的已有服务波束，确定最小d对应的已有服务波束；
向UE发送携带最小d对应的已有服务波束的随机接入响应消息。
这样可以减少服务波束占用的个数，提升使用效率。
相关技术方案中只能通过接入波束的象限中心点代表UE的位置，来创建服务波束，精度很差；本申请方案中改进这一现状，如图9所示，通过前导码确定UE相对精确的位置，创建更合适的服务波束，或直接使用已存在的服务波束从而减少服务波束资源浪费。
下面从UE和基站交互的角度介绍本申请实施例中随机接入过程，如图10所示，主要包括：
1、UE和基站用同样的方法划分象限和排列前导码分布图样；
2-3、UE根据自己的位置确定自己所在的接入波束象限以及对应的RO；
4、UE选择接入波束象限中距离最近的前导码，从在接入波束象限对应的RO发起随机接入；
5、UE发送MSG1，即发送前导码索引；
6、基站接入波束根据MSG1的时间可以确定UE的RO索引，根据RO索引确定象限索引；
7、基站根据此前导码计算其经纬度坐标，并把它当做UE的坐标；
8-10、申请服务波束资源，服务波束根据UE经纬度坐标判断已存在服务波束是否合适，不存在合适服务波束则将UE经纬度坐标当做新建服务波束的中心点坐标，以创建服务波束；
11、基站在MSG2中携带新建服务波束的信息；
12、UE收到MSG2后从指示的服务波束中重新接入。
本申请实施例在高轨、中轨、低轨等卫星通信的组网场景下，UE接入过程中，能确定相对精确的UE坐标；基站能根据相对精确的UE坐标创建更合适的服务波束，提供更好的通信服务；提高了服务波束的利用效率，避免浪费。
以上对本申请中一种利用接入波束进行随机接入的方法进行说明，以下对执行上述利用接入波束进行随机接入的方法的设备进行说明。
请参阅图11，本申请实施例提供一种用户终端，包括：
象限确定模块1101，用于确定UE的当前位置及所在的接入波束象限；
分布图样获取模块1102，用于获取预先定义的所述接入波束象限的前导码分布图样，所述前导码分布图样包括所述接入波束象限内的多个前导码位置及对应分布的前导码；
目标前导码确定模块1103，用于确定映射所述当前位置的目标前导码位置及对应分布的目标前导码；
随机接入请求模块1104，用于在PRACH发送时刻RO，向基站发送携带所述目标前导码的随机接入请求消息，以使基站根据所述目标前导码确定UE在所述接入波束象限内的位置。
作为一种可选的实施方式，分布图样获取模块采用如下方式预先定义所述接入波束象限的前导码分布图样：
确定所述接入波束象限内N条间距相等的弧线，其中，各弧线以接入波束中心O为原点，半径为n*R/(N+1)，n为弧线的索引，R为接入波束覆盖半径，N为弧线个数；
确定前导码位置分布在接入波束中心O及各弧线上，且各弧线上分布至少一个将弧线等分的前导码位置；
确定所述接入波束象限的各前导码所对应的前导码位置。
作为一种可选的实施方式，不同弧线上被前导码位置等分的弧线段长度相等，且一个前导码位置对应分布至少一个前导码。
作为一种可选的实施方式，目标前导码确定模块确定映射所述当前位置的目标前导码位置，包括：
计算所述前导码分布图样中各前导码位置的经纬度坐标；
根据当前位置距离与各前导码位置的经纬度坐标的距离，选择映射所述当前位置的目标前导码位置。
作为一种可选的实施方式，目标前导码确定模块根据当前位置距离与各前导码位置的经纬度坐标的距离，选择映射所述当前位置的目标前导码位置，包括：
确定所述当前位置距离接入波束中心O的距离d，根据所述前导码分布图样中各弧线的半径，确定与d差值绝对值最小的半径所在的目标弧线；
计算目标弧线上各前导码位置的经纬度坐标到当前位置的距离，确定距离所述当前位置最近的前导码位置为映射所述当前位置的目标前导码位置。
作为一种可选的实施方式，目标前导码确定模块根据目标弧线上各前导码位置的经纬度坐标，确定距离所述当前位置最近的前导码位置为映射所述当前位置的目标前导码位置，包括：
若与d差值绝对值最小的半径所在的目标弧线为第一条弧线，计算目标弧线上各前导码位置的经纬度坐标、接入波束中心O的经纬度坐标到当前位置的距离；
确定距离最小的前导码位置为映射所述当前位置的目标前导码位置。
作为一种可选的实施方式，目标前导码确定模块还用于：
向基站发送携带所述目标前导码的随机接入请求消息后，未收到所述基站发送的随机接入响应时，若目标前导码位置分布一个前导码已使用时，选择距离所述当前位置次近的前导码位置作为新的目标前导码位置，重新发送随机接入请求；若目标前导码位置分布多个前导码且存在未使用的前导码时，从未使用的前导码中选择一个新的目标前导码位置，重新发送随机接入请求。
作为一种可选的实施方式，目标前导码确定模块计算所述前导码分布图样中各前导码位置的经纬度坐标，包括：
确定接入波束中心O、界定所述接入波束象限范围的顶点B和顶点C的经纬度坐标；
对任一前导码位置Z，确定接入波束中心O、前导码位置Z及顶点B围成的第一三角形，及接入波束中心O、前导码位置Z及顶点C围成的第二三角形；
根据弧线距离与/>之间的第一夹角，及弧线距离/>与/>之间的第二夹角，弧线的半径及接入波束象限范围，利用余弦定理求解弧线距离/>弧线距离/>弧线距离/>
根据弧线距离弧线距离/>弧线距离/>计算分别对应直线距离OZ、直线距离BZ、直线距离CZ；
根据接入波束中心O、顶点B、顶点C和前导码位置Z的经纬度坐标与直线距离OZ、直线距离BZ、直线距离CZ之间的求解关系，得到前导码位置Z的经纬度坐标。
作为一种可选的实施方式，还包括：
随机接入执行模块，用于接收所述基站发送的携带服务波束的随机响应消息，从所述服务波束进行随机接入，所述服务波束为已有服务波束或新服务波束；
其中，所述已有服务波束为之前创建的服务波束，UE的位置距离所述已有服务波束中心的间距d<R服-L，R服为已有服务波束的覆盖半径，L为基站侧配置的保护距离；
所述新服务波束为所述UE的位置为中心创建的新服务波束。
请参阅图12，本申请实施例还提供一种基站，包括：
请求消息接收模块1201，用于接收UE在PRACH发送时刻RO发送的随机接入请求消息，所述随机接入请求消息携带目标前导码；
象限确定模块1202，用于根据RO确定UE所在的接入波束象限，并获取预先定义的所述接入波束象限的前导码分布图样，所述前导码分布图样包括所述接入波束象限内的多个前导码位置及对应分布的前导码；
位置确定模块1203，用于确定目标前导码在所述前导码分布图样对应的目标前导码位置，计算目标前导码位置在所述接入波束象限的经纬度坐标，得到所述UE的位置；
随机接入响应模块1204，用于根据所述UE的位置确定服务波束，向UE发送携带所述服务波束的随机接入响应消息。
作为一种可选的实施方式，不同弧线上被前导码位置等分的弧线段长度相等，且一个前导码位置对应分布至少一个前导码。
作为一种可选的实施方式，位置确定模块计算目标前导码位置在所述接入波束象限的经纬度坐标，包括：
确定接入波束中心O、界定所述接入波束象限范围的顶点B和顶点C的经纬度坐标；
对目标前导码位置Z’，确定接入波束中心O、目标前导码位置Z’及顶点B围成的第一三角形，及接入波束中心O、目标前导码位置Z’及顶点C围成的第二三角形；
根据弧线距离与/>之间的第一夹角，及弧线距离/>与/>之间的第二夹角，弧线的半径及接入波束象限范围，利用余弦定理求解弧线距离/>弧线距离/>弧线距离
根据弧线距离弧线距离/>弧线距离/>计算分别对应直线距离OZ′、直线距离BZ′、直线距离CZ′；
根据接入波束中心O、顶点B、顶点C和目标前导码位置Z的经纬度坐标与直线距离OZ′、直线距离BZ′、直线距离CZ′之间的求解关系，得到目标前导码位置Z’的经纬度坐标。
作为一种可选的实施方式，随机接入响应模块根据所述UE的位置确定服务波束，向UE发送携带所述服务波束的随机接入响应消息，包括：
确定之前创建的已有服务波束，及所述UE的位置距离所述已有服务波束中心的间距d；
若d<R服-L，向UE发送携带所述已有服务波束的随机接入响应消息，其中，R服为已有服务波束的覆盖半径，L为基站侧配置的保护距离；
否则，以所述UE的位置为中心创建的新服务波束，向UE发送携带所述新服务波束的随机接入响应消息。
作为一种可选的实施方式，随机接入响应模块向UE发送携带所述已有服务波束的随机接入响应消息，包括：
若存在多个d<R服-L的已有服务波束，确定最小d对应的已有服务波束；
向UE发送携带最小d对应的已有服务波束的随机接入响应消息。
上面从模块化功能实体的角度对本申请实施例中的用户终端UE和基站进行了描述，下面从硬件处理的角度对本申请实施例中的用户终端UE和基站进行描述。
请参阅图13，本申请实施例中用户终端UE的另一个实施例包括：
处理器1300、存储器1301、收发机1302以及总线接口1303。
处理器1300负责管理总线架构和通常的处理，存储器1301可以存储处理器1300在执行操作时所使用的数据。收发机1302用于在处理器1300的控制下接收和发送数据。
总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器1300代表的一个或多个处理器和存储器1301代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其它电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。处理器1300负责管理总线架构和通常的处理，存储器1301可以存储处理器1300在执行操作时所使用的数据。
本申请实施例揭示的流程，可以应用于处理器1300中，或者由处理器1300实现。在实现过程中，信号处理流程的各步骤可以通过处理器1300中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。处理器1300可以是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器1301，处理器1300读取存储器1301中的信息，结合其硬件完成信号处理流程的步骤。
具体地，处理器1300，用于读取存储器1301中的程序并执行上述实施例提供的UE侧的利用接入波束进行随机接入的方法的步骤。
请参阅图14，本申请实施例中基站的另一个实施例包括：
处理器1400、存储器1401、收发机1402以及总线接口1403。
处理器1400负责管理总线架构和通常的处理，存储器1401可以存储处理器1400在执行操作时所使用的数据。收发机1402用于在处理器1400的控制下接收和发送数据。
总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器1400代表的一个或多个处理器和存储器1401代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其它电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。处理器1400负责管理总线架构和通常的处理，存储器1401可以存储处理器1400在执行操作时所使用的数据。
本申请实施例揭示的流程，可以应用于处理器1400中，或者由处理器1400实现。在实现过程中，信号处理流程的各步骤可以通过处理器1400中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。处理器1400可以是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器1401，处理器1400读取存储器1401中的信息，结合其硬件完成信号处理流程的步骤。
具体地，处理器1400，用于读取存储器1401中的程序并执行上述实施例提供的基站侧的利用接入波束进行随机接入的方法的步骤。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例提供的利用接入波束进行随机接入的方法的步骤。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (33)

1.一种利用接入波束进行随机接入的方法，应用于用户终端UE，其特征在于，包括：
确定UE的当前位置及所在的接入波束象限；
获取预先定义的所述接入波束象限的前导码分布图样，所述前导码分布图样包括所述接入波束象限内的多个前导码位置及对应分布的前导码；
确定映射所述当前位置的目标前导码位置及对应分布的目标前导码；
在PRACH发送时刻RO，向基站发送携带所述目标前导码的随机接入请求消息，以使基站根据所述目标前导码确定UE在所述接入波束象限内的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用如下方式预先定义所述接入波束象限的前导码分布图样：
确定所述接入波束象限内N条间距相等的弧线，其中，各弧线以接入波束中心O为原点，半径为n*R/(N+1)，n为弧线的索引，R为接入波束覆盖半径，N为弧线个数；
确定前导码位置分布在接入波束中心O及各弧线上，且各弧线上分布至少一个将弧线等分的前导码位置；
确定所述接入波束象限的各前导码所对应的前导码位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，不同弧线上被前导码位置等分的弧线段长度相等，且一个前导码位置对应分布至少一个前导码。
4.权利要求1～3任一所述的方法，其特征在于，确定映射所述当前位置的目标前导码位置，包括：
计算所述前导码分布图样中各前导码位置的经纬度坐标；
根据当前位置距离与各前导码位置的经纬度坐标的距离，选择映射所述当前位置的目标前导码位置。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据当前位置距离与各前导码位置的经纬度坐标的距离，选择映射所述当前位置的目标前导码位置，包括：
确定所述当前位置距离接入波束中心O的距离d，根据所述前导码分布图样中各弧线的半径，确定与d差值绝对值最小的半径所在的目标弧线；
计算目标弧线上各前导码位置的经纬度坐标到当前位置的距离，确定距离所述当前位置最近的前导码位置为映射所述当前位置的目标前导码位置。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据目标弧线上各前导码位置的经纬度坐标，确定距离所述当前位置最近的前导码位置为映射所述当前位置的目标前导码位置，包括：
若与d差值绝对值最小的半径所在的目标弧线为第一条弧线，计算目标弧线上各前导码位置的经纬度坐标、接入波束中心O的经纬度坐标到当前位置的距离；
确定距离最小的前导码位置为映射所述当前位置的目标前导码位置。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，向基站发送携带所述目标前导码的随机接入请求消息后，还包括：
未收到所述基站发送的随机接入响应时，确定随机接入失败；
若目标前导码位置分布一个前导码已使用时，选择距离所述当前位置次近的前导码位置作为新的目标前导码位置，重新发送随机接入请求；
若目标前导码位置分布多个前导码且存在未使用的前导码时，从未使用的前导码中选择一个新的目标前导码位置，重新发送随机接入请求。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，计算所述前导码分布图样中各前导码位置的经纬度坐标，包括：
确定接入波束中心O、界定所述接入波束象限范围的顶点B和顶点C的经纬度坐标；
对任一前导码位置Z，确定接入波束中心O、前导码位置Z及顶点B围成的第一三角形，及接入波束中心O、前导码位置Z及顶点C围成的第二三角形；
根据弧线距离与/>之间的第一夹角，及弧线距离/>与/>之间的第二夹角，弧线的半径及接入波束象限范围，利用余弦定理求解弧线距离/>弧线距离/>弧线距离/>
根据弧线距离弧线距离/>弧线距离/>计算分别对应直线距离OZ、直线距离BZ、直线距离CZ；
根据接入波束中心O、顶点B、顶点C和前导码位置Z的经纬度坐标与直线距离OZ、直线距离BZ、直线距离CZ之间的求解关系，得到前导码位置Z的经纬度坐标。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
接收所述基站发送的携带服务波束的随机响应消息，从所述服务波束进行随机接入，所述服务波束为已有服务波束或新服务波束；
其中，所述已有服务波束为之前创建的服务波束，UE的位置距离所述已有服务波束中心的间距d<R服-L，R服为已有服务波束的覆盖半径，L为基站侧配置的保护距离；
所述新服务波束为所述UE的位置为中心创建的新服务波束。
10.一种利用接入波束进行随机接入的方法，应用于基站，其特征在于，包括：
接收UE在PRACH发送时刻RO发送的随机接入请求消息，所述随机接入请求消息携带目标前导码；
根据RO确定UE所在的接入波束象限，并获取预先定义的所述接入波束象限的前导码分布图样，所述前导码分布图样包括所述接入波束象限内的多个前导码位置及对应分布的前导码；
确定目标前导码在所述前导码分布图样对应的目标前导码位置，计算目标前导码位置在所述接入波束象限的经纬度坐标，得到所述UE的位置；
根据所述UE的位置确定服务波束，向UE发送携带所述服务波束的随机接入响应消息。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，采用如下方式预先定义所述接入波束象限的前导码分布图样：
确定所述接入波束象限内N条间距相等的弧线，其中，各弧线以接入波束中心O为原点，半径为n*R/(N+1)，n为弧线的索引，R为接入波束覆盖半径，N为弧线个数；
确定前导码位置分布在接入波束中心O及各弧线上，且各弧线上分布至少一个将弧线等分的前导码位置；
确定所述接入波束象限的各前导码所对应的前导码位置。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，不同弧线上被前导码位置等分的弧线段长度相等，且一个前导码位置对应分布至少一个前导码。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，计算目标前导码位置在所述接入波束象限的经纬度坐标，包括：
确定接入波束中心O、界定所述接入波束象限范围的顶点B和顶点C的经纬度坐标；
对目标前导码位置Z’，确定接入波束中心O、目标前导码位置Z’及顶点B围成的第一三角形，及接入波束中心O、目标前导码位置Z’及顶点C围成的第二三角形；
根据弧线距离与/>之间的第一夹角，及弧线距离/>与/>之间的第二夹角，弧线的半径及接入波束象限范围，利用余弦定理求解弧线距离/>弧线距离/>弧线距离/>
根据弧线距离弧线距离/>弧线距离/>计算分别对应直线距离OZ′、直线距离BZ′、直线距离CZ′；
根据接入波束中心O、顶点B、顶点C和目标前导码位置Z的经纬度坐标与直线距离OZ′、直线距离BZ′、直线距离CZ′之间的求解关系，得到目标前导码位置Z’的经纬度坐标。
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，根据所述UE的位置确定服务波束，向UE发送携带所述服务波束的随机接入响应消息，包括：
确定之前创建的已有服务波束，及所述UE的位置距离所述已有服务波束中心的间距d；
若d<R服-L，向UE发送携带所述已有服务波束的随机接入响应消息，其中，R服为已有服务波束的覆盖半径，L为基站侧配置的保护距离；
否则，以所述UE的位置为中心创建的新服务波束，向UE发送携带所述新服务波束的随机接入响应消息。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，向UE发送携带所述已有服务波束的随机接入响应消息，包括：
若存在多个d<R服-L的已有服务波束，确定最小d对应的已有服务波束；
向UE发送携带最小d对应的已有服务波束的随机接入响应消息。
16.一种用户终端UE，其特征在于，包括存储器和处理器；
其中，所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器用于读取所述存储器中的程序并执行：
确定UE的当前位置及所在的接入波束象限；
获取预先定义的所述接入波束象限的前导码分布图样，所述前导码分布图样包括所述接入波束象限内的多个前导码位置及对应分布的前导码；
确定映射所述当前位置的目标前导码位置及对应分布的目标前导码；
在PRACH发送时刻RO，向基站发送携带所述目标前导码的随机接入请求消息，以使基站根据所述目标前导码确定UE在所述接入波束象限内的位置。
17.根据权利要求16所述的UE，其特征在于，所述处理器采用如下方式预先定义所述接入波束象限的前导码分布图样：
确定所述接入波束象限内N条间距相等的弧线，其中，各弧线以接入波束中心O为原点，半径为n*R/(N+1)，n为弧线的索引，R为接入波束覆盖半径，N为弧线个数；
确定前导码位置分布在接入波束中心O及各弧线上，且各弧线上分布至少一个将弧线等分的前导码位置；
确定所述接入波束象限的各前导码所对应的前导码位置。
18.根据权利要求17所述的UE，其特征在于，不同弧线上被前导码位置等分的弧线段长度相等，且一个前导码位置对应分布至少一个前导码。
19.权利要求16～18任一所述的UE，其特征在于，所述处理器确定映射所述当前位置的目标前导码位置，包括：
计算所述前导码分布图样中各前导码位置的经纬度坐标；
根据当前位置距离与各前导码位置的经纬度坐标的距离，选择映射所述当前位置的目标前导码位置。
20.根据权利要求19所述的UE，其特征在于，所述处理器根据当前位置距离与各前导码位置的经纬度坐标的距离，选择映射所述当前位置的目标前导码位置，包括：
确定所述当前位置距离接入波束中心O的距离d，根据所述前导码分布图样中各弧线的半径，确定与d差值绝对值最小的半径所在的目标弧线；
计算目标弧线上各前导码位置的经纬度坐标到当前位置的距离，确定距离所述当前位置最近的前导码位置为映射所述当前位置的目标前导码位置。
21.根据权利要求20所述的UE，其特征在于，所述处理器根据目标弧线上各前导码位置的经纬度坐标，确定距离所述当前位置最近的前导码位置为映射所述当前位置的目标前导码位置，包括：
若与d差值绝对值最小的半径所在的目标弧线为第一条弧线，计算目标弧线上各前导码位置的经纬度坐标、接入波束中心O的经纬度坐标到当前位置的距离；
确定距离最小的前导码位置为映射所述当前位置的目标前导码位置。
22.根据权利要求19所述的UE，其特征在于，所述处理器还用于：
向基站发送携带所述目标前导码的随机接入请求消息后，未收到所述基站发送的随机接入响应时，确定随机接入失败；若目标前导码位置分布一个前导码已使用时，选择距离所述当前位置次近的前导码位置作为新的目标前导码位置，重新发送随机接入请求；若目标前导码位置分布多个前导码且存在未使用的前导码时，从未使用的前导码中选择一个新的目标前导码位置，重新发送随机接入请求。
23.根据权利要求19所述的UE，其特征在于，所述处理器计算所述前导码分布图样中各前导码位置的经纬度坐标，包括：
确定接入波束中心O、界定所述接入波束象限范围的顶点B和顶点C的经纬度坐标；
对任一前导码位置Z，确定接入波束中心O、前导码位置Z及顶点B围成的第一三角形，及接入波束中心O、前导码位置Z及顶点C围成的第二三角形；
根据弧线距离与/>之间的第一夹角，及弧线距离/>与/>之间的第二夹角，弧线的半径及接入波束象限范围，利用余弦定理求解弧线距离/>弧线距离/>弧线距离/>
根据弧线距离弧线距离/>弧线距离/>计算分别对应直线距离OZ、直线距离BZ、直线距离CZ；
根据接入波束中心O、顶点B、顶点C和前导码位置Z的经纬度坐标与直线距离OZ、直线距离BZ、直线距离CZ之间的求解关系，得到前导码位置Z的经纬度坐标。
24.根据权利要求16所述的UE，其特征在于，所述处理器还用于：
接收所述基站发送的携带服务波束的随机响应消息，从所述服务波束进行随机接入，所述服务波束为已有服务波束或新服务波束；
其中，所述已有服务波束为之前创建的服务波束，UE的位置距离所述已有服务波束中心的间距d<R服-L，R服为已有服务波束的覆盖半径，L为基站侧配置的保护距离；
所述新服务波束为所述UE的位置为中心创建的新服务波束。
25.一种基站，其特征在于，包括存储器和处理器；
其中，所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器用于读取所述存储器中的程序并执行：
接收UE在PRACH发送时刻RO发送的随机接入请求消息，所述随机接入请求消息携带目标前导码；
根据RO确定UE所在的接入波束象限，并获取预先定义的所述接入波束象限的前导码分布图样，所述前导码分布图样包括所述接入波束象限内的多个前导码位置及对应分布的前导码；
确定目标前导码在所述前导码分布图样对应的目标前导码位置，计算目标前导码位置在所述接入波束象限的经纬度坐标，得到所述UE的位置；
根据所述UE的位置确定服务波束，向UE发送携带所述服务波束的随机接入响应消息。
26.根据权利要求25所述的基站，其特征在于，所述处理器采用如下方式预先定义所述接入波束象限的前导码分布图样：
确定所述接入波束象限内N条间距相等的弧线，其中，各弧线以接入波束中心O为原点，半径为n*R/(N+1)，n为弧线的索引，R为接入波束覆盖半径，N为弧线个数；
确定前导码位置分布在接入波束中心O及各弧线上，且各弧线上分布至少一个将弧线等分的前导码位置；
确定所述接入波束象限的各前导码所对应的前导码位置。
27.根据权利要求26所述的基站，其特征在于，不同弧线上被前导码位置等分的弧线段长度相等，且一个前导码位置对应分布至少一个前导码。
28.根据权利要求26或27所述的基站，其特征在于，所述处理器计算目标前导码位置在所述接入波束象限的经纬度坐标，包括：
确定接入波束中心O、界定所述接入波束象限范围的顶点B和顶点C的经纬度坐标；
对目标前导码位置Z’，确定接入波束中心O、目标前导码位置Z’及顶点B围成的第一三角形，及接入波束中心O、目标前导码位置Z’及顶点C围成的第二三角形；
根据弧线距离与/>之间的第一夹角，及弧线距离/>与/>之间的第二夹角，弧线的半径及接入波束象限范围，利用余弦定理求解弧线距离/>弧线距离/>弧线距离/>
根据弧线距离弧线距离/>弧线距离/>计算分别对应直线距离OZ′、直线距离BZ′、直线距离CZ′；
根据接入波束中心O、顶点B、顶点C和目标前导码位置Z的经纬度坐标与直线距离OZ′、直线距离BZ′、直线距离CZ′之间的求解关系，得到目标前导码位置Z’的经纬度坐标。
29.根据权利要求25所述的基站，其特征在于，所述处理器根据所述UE的位置确定服务波束，向UE发送携带所述服务波束的随机接入响应消息，包括：
确定之前创建的已有服务波束，及所述UE的位置距离所述已有服务波束中心的间距d；
若d<R服-L，向UE发送携带所述已有服务波束的随机接入响应消息，其中，R服为已有服务波束的覆盖半径，L为基站侧配置的保护距离；
否则，以所述UE的位置为中心创建的新服务波束，向UE发送携带所述新服务波束的随机接入响应消息。
30.根据权利要求29所述的基站，其特征在于，向UE发送携带所述已有服务波束的随机接入响应消息，包括：
若存在多个d<R服-L的已有服务波束，确定最小d对应的已有服务波束；
向UE发送携带最小d对应的已有服务波束的随机接入响应消息。
31.一种用户终端UE，其特征在于，包括：
象限确定模块，用于确定UE的当前位置及所在的接入波束象限；
分布图样获取模块，用于获取预先定义的所述接入波束象限的前导码分布图样，所述前导码分布图样包括所述接入波束象限内的多个前导码位置及对应分布的前导码；
目标前导码确定模块，用于确定映射所述当前位置的目标前导码位置及对应分布的目标前导码；
随机接入请求模块，用于在PRACH发送时刻RO，向基站发送携带所述目标前导码的随机接入请求消息，以使基站根据所述目标前导码确定UE在所述接入波束象限内的位置。
32.一种基站，其特征在于，包括：
请求消息接收模块，用于接收UE在PRACH发送时刻RO发送的随机接入请求消息，所述随机接入请求消息携带目标前导码；
象限确定模块，用于根据RO确定UE所在的接入波束象限，并获取预先定义的所述接入波束象限的前导码分布图样，所述前导码分布图样包括所述接入波束象限内的多个前导码位置及对应分布的前导码；
位置确定模块，用于确定目标前导码在所述前导码分布图样对应的目标前导码位置，计算目标前导码位置在所述接入波束象限的经纬度坐标，得到所述UE的位置；
随机接入响应模块，用于根据所述UE的位置确定服务波束，向UE发送携带所述服务波束的随机接入响应消息。
33.一种计算机程序介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1～9任一所述方法的步骤，或实现如权利要求10～15任一所述方法的步骤。
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