[发明专利]一种上行接入的方法、用户设备和基站

说明书

本申请公开了一种上行接入方法、基站和用户设备。本申请方法包括：在用户设备初始随机接入高频基站的过程中，高频基站为所述用户设备分配非竞争序列，并通过第一随机接入响应消息将非竞争序列发送给用户设备；在用户设备完成了初始随机接入高频基站后，在周期性的波束训练过程中，高频基站通过在高频基站各个接收宽波束上，检测用户设备发送的非竞争序列，确定高频基站最佳的接收宽波束和用户设备最佳的发送窄波束，高频基站向用户设备发送第二随机接入响应消息。本申请控制了系统开销，保证了波束训练的精度，从而提升高频通信系统的性能。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种上行接入的方法、用户设备和基站。

背景技术

随着现今对于移动通信的数据传输速率、通信质量等要求的不断提升，现有的用于移动通信的频段已经变得非常拥挤。然而，在6-300GHz的毫米波频段上，仍然拥有大量的频谱资源还未被分配使用。把毫米波频段引入到蜂窝接入通信中来，充分利用毫米波频段的大带宽资源，是下一代5G(5-Generation)移动通信技术的重要研究方向之一。

在已有的研究中，以毫米波频段为代表的高频段主要应用于室内短距通信场景。室外场景中，由于其地形复杂，加上高频段路损较大、穿透障碍物能力弱以及在某些频点雨衰严重等特点，严重的制约了高频段在室外场景的应用。然而，高频段由于其波长短，易实现大规模阵列天线，可以通过波束成形(beam-forming)技术带来大的定向天线增益，从而有效的补偿其高路损，这也为高频段在室外场景的中长距离传输的应用提供了可能性。

一般来说，应用在在高频通信系统中的基站，称为高频基站，应用在低频通信系统中的基站，称为低频基站，在高频通信系统中，高频基站与用户设备均能够使用大规模的天线阵列进行波束成形，通过调整各天线单元的相位、幅度和/或多个射频(英文全称：RadioFrequency，英文简称：RF)通道上的数字加权向量可形成不同宽度的定向波束(宽波束、窄波束)。

目前的长期演进(英文全称：Long Term Evolution，英文简称：LTE)系统中定义的随机接入过程，均是基于全向波束的，而高频通信系统必须采用定向波束来进行，因此LTE的随机接入过程不能直接用于高频通信系统，需要结合高频定向天线的特性，做进一步的改进或者全新的设计。

已有的方案中，是通过把LTE系统中的随机接入流程拓展到高频通信系统中，遍历收发定向波束对从而达到全向天线收发的效果，同时获取最佳的传输定向波束对，在随机接入失败后，可以通过调整重传随机接入信号的发射功率、波束宽度来增强随机接入的成功率，拓展上行接入的覆盖范围。

但在高频通信系统中，高频段带来的高路损需要通过天线阵列带来的高波束增益来进行补偿，高波束增益的获取是建立在收发两端波束对准(beam alignment)的基础之上的。一旦收发两端波束失配(mis-aligned)，接收信号质量则会急剧下降，正常的数据通信会被中断。因此，在高频通信系统中，为了保证正常的数据通信，需要定期或者不定期的进行波束训练(beam training)，使得收发两端能够采用最佳的收发波束对进行数据的传输。而上述现有技术仅仅考虑了高频通信系统中的初始随机接入过程，而未与后续的波束训练过程相结合考虑。

发明内容

本申请提供了一种上行接入的方法、用户设备和基站，控制了系统开销，保证了波束训练的精度，从而提升高频通信系统的性能。

第一方面，提供了一种高频基站，包括：

初始随机接入单元，用于在用户设备初始随机接入高频基站的过程中，为所述用户设备分配非竞争序列，并通过第一随机接入响应消息将所述非竞争序列发送给所述用户设备；

波束训练单元，用于在所述用户设备完成了初始随机接入高频基站后，在波束训练过程中，通过在所述高频基站各个接收宽波束上，检测所述用户设备发送的所述非竞争序列，确定所述高频基站最佳的接收宽波束和所述用户设备最佳的发送窄波束；