随机接入方法、装置和系统与流程

1.本公开涉及通信技术领域，特别涉及一种随机接入方法、随机接入装置、随机接入系统和非易失性计算机可读存储介质。


背景技术：

2.室内分布系统的5g bbu(base band unit，基带处理单元)主流需要支持4个2t2r cell(2transmit 2receive cell，双收双发小区)，或者2个4t4r(4输出4输入)的cell(小区)。每个hub(远端汇聚单元)目前可支持最大连接8个rru(remote radio unit，射频拉远单元)。
3.例如，1个bbu连接4个hub(远端汇聚单元)，每个hub连接8个rru，每个hub的8个rru为相同cell id(小区标识)。
4.相关技术中，扩展型小站方案的室内分布系统的hub可以连接的8个rru同时进行下行信号广播，上行对多路rru信号进行直接合并传回bbu。


技术实现要素：

5.本公开的发明人发现上述相关技术中存在如下问题：下行信号传输的能耗大，下行信号的传输具有底噪抬升的技术问题，从而导致通信质量下降。
6.鉴于此，本公开提出了一种随机接入技术方案，能够降低能耗、避免底噪抬升，从而提高通信质量。
7.根据本公开的一些实施例，提供了一种随机接入方法，包括：根据随机接入的配置结果，建立各ssb(synchronization signal/physical broadcast channel block，同步信号物理广播信道块)与各rru之间的第一关联关系，以便各rru根据第一关联关系发送下行信息；根据各ue(user equipment，用户设备)检测到下行信息后选择的ssb，以及第一关联关系，建立各ue与各rru的第二关联关系；根据第二关联关系，对各rru的可用资源进行管理和调度。
8.在一些实施例中，根据随机接入的配置结果，建立各ssb与各射频拉远单元rru之间的第一关联关系，以便各rru根据第一关联关系发送下行信息包括：根据第一关联关系，确定各rru的可用资源的相关信息；将各可用资源的相关信息发送给各rru，以便各rru在各自的可用资源上发送下行信息。
9.在一些实施例中，各rru的可用资源的相关信息包括与各rru具有第一关联关系的ssb的时频位置图谱，时频位置图谱用于指示各rru分别对不具有第一关联关系的ssb的时频资源进行打孔处理，以确定各自的可用资源。
10.在一些实施例中，随机接入方法还包括：在建立第一关联关系之前，对广播消息中的随机接入进行配置，使得一个随机接入时机能够映射多个ssb。
11.在一些实施例中，根据各ue检测到下行信息后选择的ssb，以及第一关联关系，建立各ue与各rru的第二关联关系包括：根据各ue选择的随机接入前导序列，确定各ue选择的
ssb。
12.在一些实施例中，将各可用资源的相关信息发送给各rru包括：通过前传接口协议、运营商私有网管协议中的至少一项，将各可用资源的相关信息发送给各rru。
13.在一些实施例中，随机接入方法还包括：根据srs(sounding reference signal，探测参考信号)配置，对第二关联关系进行识别与更新。
14.根据本公开的另一些实施例，提供一种随机接入装置，包括：建立单元，用于根据随机接入的配置结果，建立各ssb与各rru之间的第一关联关系，以便各rru根据第一关联关系发送下行信息，根据各ue检测到下行信息后选择的ssb，以及第一关联关系，建立各ue与各rru的第二关联关系；管理单元，用于根据第二关联关系，对各rru的可用资源进行管理和调度。
15.在一些实施例中，建立单元根据第一关联关系，确定各rru的可用资源的相关信息；随机接入装置还包括：发送单元，用于将各可用资源的相关信息发送给各rru，以便各rru在各自的可用资源上发送下行信息。
16.在一些实施例中，各rru的可用资源的相关信息包括与各rru具有第一关联关系的ssb的时频位置图谱，时频位置图谱用于指示各rru分别对不具有第一关联关系的ssb的时频资源进行打孔处理，以确定各自的可用资源。
17.在一些实施例中，建立单元在建立第一关联关系之前，对广播消息中的随机接入进行配置，使得一个随机接入时机能够映射多个ssb。
18.在一些实施例中，建立单元根据各ue选择的随机接入前导序列，确定各ue选择的ssb。
19.在一些实施例中，发送单元通过前传接口协议、运营商私有网管协议中的至少一项，将各可用资源的相关信息发送给各rru。
20.在一些实施例中，随机接入装置还包括：更新单元，用于根据srs配置，对第二关联关系进行识别与更新。
21.根据本公开的又一些实施例，提供一种随机接入系统，包括：随机接入装置，用于执行上述任一个实施例中的随机接入方法；多个rru，用于根据随机接入装置建立的第一关联关系发送下行信息。
22.根据本公开的又一些实施例，提供一种随机接入装置，包括：存储器；和耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器装置中的指令，执行上述任一个实施例中的随机接入方法。
23.根据本公开的再一些实施例，提供一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一个实施例中的随机接入方法。
24.在上述实施例中，在建立了ssb与rru关联关系的基础上，根据ue选择的ssb，建立了ue与rru的关联关系。这样，各rru只在各自的可用资源上向关联的ue发送信号，从而降低能耗、避免底噪抬升，从而提高通信质量。
附图说明
25.构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。
26.参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开：
27.图1示出本公开的随机接入方法的一些实施例的流程图；
28.图2示出5g室内扩展型小站三级结构的一些实施例的示意图；
29.图3a示出本公开的随机接入方法的一些实施例的示意图；
30.图3b示出本公开的随机接入方法的一些实施例的示意图；
31.图4示出本公开的随机接入装置的一些实施例的框图；
32.图5示出本公开的随机接入装置的另一些实施例的框图；
33.图6示出本公开的随机接入装置的又一些实施例的框图；
34.图7示出本公开的随机接入系统的一些实施例的框图。
具体实施方式
35.现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
36.同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
37.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。
38.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
39.在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
40.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
41.如前说述，依据oran(open radio access network，开放无线接入网)标准讨论，bbu、du(distributed unit，分布单元)和rru间的前传接口划分方式可以参考option6，但成本高；可以考虑option7-2和option8(前传带宽最大)，但会存在上行底噪抬升问题。
42.例如，option6、option7-2和option8的功能划分及底噪抬升情况分析如下表：
43.表1
[0044][0045][0046]
表1中，if为intermediate frequency(中频)，phy为physical layer(物理层)，ul为uplink(上行链路)，dl为down-link(下行链路)。high-phy和low-phy为5g系统中，把l1 phy层进一步分成了的high-phy和low-phy，high-phy是指l1中，与dsp(数字信号处理器)没有直接的强相关性软件实体，low-phy是那些与dsp有强相关性的软件实体。rlc为radio link control(无线链路层控制协议)。pdcp为packet data convergence protocol(分组数据汇聚协议)。core network为核心网；optical multiplexer为光复用器，fhgw为fronthaul gateway(前传网关)。
[0047]
为避免过高的上行底噪抬升，hub上连接的rru数目(采用相同cell id)应较小。
[0048]
但是，由于室内分布系统的前传接口传输带宽有限(如10g)，一个bbu内可同时支持的小区数目常规为4个(option6或可更多但是成本更高)，运营商未来5g室内分布系统采
购成本将直接与小区数目相关。为了降低室内覆盖成本，hub上连接的rru数目(采用相同cell id)应尽可能大，不同rru可能分布在不同室内空间、楼层等。
[0049]
对于bbu，目前无法将ue与接收该ue上行有用信号的rru相关联，下行需全部rru广播相同信息能耗大，上行多个rru信号合并将带来底噪抬升与更复杂的干扰环境。
[0050]
面向5g新建室内覆盖非热点区域或补盲场景，需要提供低成本的5g nr(new radio，新空口)扩展型小基站的室内低成本覆盖方案。
[0051]
因此，需要针对option7-2目前业界测试验证较多的前传方案进行改进，设计一种适用于5g nr扩展型小基站的室内低成本覆盖初始随机接入方案建立初始rru与ue的关联列表。从而，能够基于rru的无线资源管理和调度优化，节约rru能耗，支持hub上连接属于相同小区id的更多的rru数目，同时降低过高的上行底噪抬升。
[0052]
针对上述技术问题，本公开通过限制随机接入配置，进行rru部分ssb资源的打孔操作，使得基站通过随机接入前导序列获知ue关联的具体单个或多个rru，建立rru index与ue id关联列表。该方案解决了相同cell id(小区标识)的情况下bbu无法识别ue接入rru的问题，可以使能基站基于rru的无线资源管理和调度优化，节约rru能耗，减少rru上行合并时引起的底噪抬升。
[0053]
例如，可以通过如下的实施例实现本公开的技术方案。
[0054]
图1示出本公开的随机接入方法的一些实施例的流程图。
[0055]
如图1所示，在步骤110中，根据随机接入的配置结果，建立各ssb与各rru之间的第一关联关系，以便各rru根据第一关联关系发送下行信息。
[0056]
在一些实施例中，在建立第一关联关系之前，对广播消息中的随机接入进行配置，使得一个随机接入时机能够映射多个ssb。
[0057]
在一些实施例中，对基站或oam(operation administration and maintenance，操作管理维护)的小区级sib1(system information block，系统信息块)系统消息广播中的随机接入配置集进行强制限制。
[0058]
例如，可以在bwp-uplinkcommon中的rach-configcommon和/或msga-configcommon(分别对应4-step ra和2-step ra)中限定ssb-perrach-occasionandcb-preamblesperssb配置，使得n大于1。即，将一个ssb index(索引)n映射到1/n个随机接入时机(现有标准支持2、4、8、16等)，使得1个随机接入时机能够映射n个ssb。例如，当8个rru使用相同cell id时，n配置为8。
[0059]
在一些实施例中，基站或者oam根据广播消息(如sib1)中的随机接入配置，建立ssb index与rru index的第一关联关系。例如，当ssb数目大于或等于rru数目时，则建立ssb到rru的一对一或多对一的第一关联关系；当ssb数目小于rru数目时，则建立一对多的第一关联关系。
[0060]
在一些实施例中，根据第一关联关系，确定各rru的可用资源的相关信息；将各可用资源的相关信息发送给各rru，以便各rru在各自的可用资源上发送下行信息。
[0061]
例如，通过前传接口协议、运营商私有网管协议中的至少一项，将各可用资源的相关信息发送给各rru。
[0062]
例如，各rru的可用资源的相关信息包括与各rru具有(或者不具有)第一关联关系的ssb的时频位置图谱，时频位置图谱用于指示各rru分别对不具有第一关联关系的ssb的
时频资源进行打孔处理，以确定各自的可用资源。
[0063]
例如，时频位置图谱用于指示各rru分别根据与其具有第一关联关系的ssb，确定需要在下行信息中发送ssb的时频资源位置，从而对不具有第一关联关系的ssb的时频资源进行打孔处理。
[0064]
在一些实施例中，基站或oam根据ssb与rru的第一关联关系及随机接入配置(如n》1)，对每个rru生成与其无关的ssb的时频位置图谱，并发送给rru。例如，基站或oam可通过前传接口协议运营商私有网管协议进行发送。
[0065]
在一些实施例中，bbu或du(distributed unit，分布单元)将执行完re-mapping(resource element-mapping，资源映射)之后的时频资源发送给rru；rru按照接收到的无关ssb的时频位置图谱，在下行广播ss(synchronization signal，同步信号)或pbch(physical broadcast channel，物理广播信道)时，将对应的非关联的ssb做打孔处理。
[0066]
这样，能够打掉与当前rru没有关联关系的ssb时频资源，仅保留与当前rru关联的ssb块，然后执行后续ifft(逆快速傅里叶变换)等操作。
[0067]
在步骤120中，根据各ue检测到下行信息后选择的ssb，以及第一关联关系，建立各ue与各rru的第二关联关系。
[0068]
在一些实施例中，根据各ue选择的随机接入前导序列，确定各ue选择的ssb。
[0069]
在一些实施例中，用户设备监测小区广播ssb，根据选择的ssb index发起相关配置的随机接入。基站根据ue随机接入所使用的基于竞争的前导序列序号，识别出ue选择的ssb index，从而建立起rru index与ue id的关联列表。
[0070]
在步骤130中，根据第二关联关系，对各rru的可用资源进行管理和调度。
[0071]
在一些实施例中，根据srs配置，对第二关联关系进行识别与更新。执行rru index与ue id关联列表的更新。例如，可基于srs参考信号配置等，进行ue关联rru的识别与更新。
[0072]
在一些实施例中，基于rru index与ue id关联列表，基站执行各rru的无线资源管理，以及时分、频分中的至少一项的调度。
[0073]
上述实施例中，通过基站或oam对随机接入进行配置，限制配置nr标准中n》1的取值，对3gpp(3rd generation partnership project，第三代合作伙伴计划)标准无改动，基站实现方案简单，自主研发复杂度低。
[0074]
通过建立ssb index与rru关联关系，基站或oam发送管理或控制信令，通知rru需要打孔的ssb时频图样。信令发送可使用既有的运营私有的网管协议传送或使用前传接口控制管理协议发送，实现门槛低，自主研发复杂度低。
[0075]
rru在ifft前根据ssb时频位置图样进行打孔操作，方案简单易行，自主研发复杂度低。
[0076]
ue在不同的rru下可接收到不同的ssb信号，使用不同ssb序号对应的随机接入前导序列发起随机接入；基站根据ue所使用的的随机接入前导序列建立ue与rru关联链表。该方法不改动现有5g标准，实现方案简单，解决了rru分属不同空间隔断时判断ue所处具体位置与rru关联关系的问题。
[0077]
基站可以将ue按照与rru的关联关系分组，进行基于每个rru的高层信令配置、无线资源管理与调度方案优化。这样，有助于室分三级架构下相同支持更多的相同小区id的rru数量，提供室内覆盖补盲及非热点区域覆盖，显著降低成本。
[0078]
图2示出5g室内扩展型小站三级结构的一些实施例的示意图。
[0079]
如图2所示，室内分布系统的5g bbu主流需要支持4个2t2r cell，或者2个4t4r的cell。每个hub目前可支持最大连接8个rru。
[0080]
例如，1个bbu连接4个hub，每个hub连接8个rru，每个hub的8个rru为相同cell id。
[0081]
图3a示出本公开的随机接入方法的一些实施例的示意图。
[0082]
如图3a所示，对基站或oam的小区级sib1系统消息广播中的随机接入配置集进行强制限制。
[0083]
例如，可以在bwp-uplinkcommon中的rach-configcommon和/或msga-configcommon(分别对应4-step ra和2-step ra)中限定ssb-perrach-occasionandcb-preamblesperssb配置，使得n大于1。即，将一个ssb index(索引)n映射到1/n个随机接入时机(现有标准支持2、4、8、16等)，使得1个随机接入时机能够映射n个ssb。例如，当8个rru使用相同cell id时，n配置为8。
[0084]
在一些实施例中，基站或者oam根据广播消息(如sib1)中的随机接入配置，建立ssb index与rru index的第一关联关系。例如，当ssb数目大于或等于rru数目时，则建立ssb到rru的一对一或多对一的第一关联关系；当ssb数目小于rru数目时，则建立一对多的第一关联关系。
[0085]
在一些实施例中，基站或oam根据ssb与rru的第一关联关系及随机接入配置(如n》1)，对每个rru生成与其无关的ssb的时频位置图谱，并发送给rru。例如，基站或oam可通过前传接口协议运营商私有网管协议进行发送。
[0086]
在一些实施例中，bbu或du将执行完re-mapping之后的时频资源发送给rru；rru按照接收到的无关ssb的时频位置图谱，在下行广播ss或pbch时，将对应的非关联的ssb做打孔处理。
[0087]
这样，能够打掉与当前rru没有关联关系的ssb时频资源，仅保留与当前rru关联的ssb块，然后执行后续ifft(逆快速傅里叶变换)等操作。
[0088]
在一些实施例中，用户设备监测小区广播ssb，根据选择的ssb index发起相关配置的随机接入。基站根据ue随机接入所使用的基于竞争的前导序列序号，识别出ue选择的ssb index，从而建立起rru index与ue id的关联列表。
[0089]
在一些实施例中，执行rru index与ue id关联列表的更新。例如，可基于srs参考信号配置等，进行ue关联rru的识别与更新。
[0090]
在一些实施例中，基于rru index与ue id关联列表，基站执行各rru的无线资源管理，以及时分、频分中的至少一项的调度。
[0091]
图3b示出本公开的随机接入方法的一些实施例的示意图。
[0092]
如图3b所示，5g nr随机接入支持传统的4步随机接入和低时延的2步随机接入。3gpp标准支持同步信号广播信道块ssb与ro(random occasion，随机接入时机)的配置。以4步随机接入为例，根据标准定义随机接入时机与前导序列以及ssb间的映射关系遵循如下准则。
[0093]
当n《1时，一个ssbn(n＝1)映射到1/n个随机接入时机和r个基于竞争的前导序列，前导序列从0起连续编号。
[0094]
当n》＝1时，一个ssbn(n＝1,2,
…
,n)映射到1/n个随机接入时机和r个基于竞争的
前导序列，前导序列从起连续编号。表示可用前导序列的总数。
[0095]
在一些实施例中，以4步随机接入举例。初始接入时ue监听ssb，根据选择的ssb将采用不同的随机接入时机和前导序列。例如，ue根据参考信号接收功率选择使用ssb2(与序号为16至23的前导序列具有映射关系)，那么在随机接入时机0对应的时频资源上，在序号为16至23的前导序列中随机选择前导序列进行随机接入。
[0096]
因此，初始接入时ue监听ssb，根据选择的ssb将采用不同的随机接入时机和前导序列。
[0097]
在一些实施例中，n＝4，r＝8；rrui汇聚于一个hub(远端汇聚单元)共享相同的cell id，i＝0，1，2，3；rru0、rru1与rru2、rru3不在同一个楼层或房间。
[0098]
根据上述任一个实施例建立的各ssb与各rru的关联关系，以及ue与ssb的关联关系如图所示。
[0099]
例如，在ue0使用前导序列6的情况下，对应选择ssb0，根据ssb0与rru0的关联关系，建立ue0与rru0的关联关系；在ue1使用前导序列20的情况下，对应选择ssb2，根据ssb2与rru2的关联关系，建立ue1与rru2的关联关系。
[0100]
图4示出本公开的随机接入装置的一些实施例的框图。
[0101]
如图4所示，随机接入装置4包括建立单元41、管理单元42。
[0102]
建立单元41根据随机接入的配置结果，建立各ssb与各rru之间的第一关联关系，以便各rru根据第一关联关系发送下行信息；根据各ue检测到下行信息后选择的ssb，以及第一关联关系，建立各ue与各rru的第二关联关系。
[0103]
管理单元42，用于根据第二关联关系，对各rru的可用资源进行管理和调度。
[0104]
在一些实施例中，建立单元41根据第一关联关系，确定各rru的可用资源的相关信息；随机接入装置4还包括：发送单元43，用于将各可用资源的相关信息发送给各rru，以便各rru在各自的可用资源上发送下行信息。
[0105]
在一些实施例中，各rru的可用资源的相关信息包括与各rru具有第一关联关系的ssb的时频位置图谱，时频位置图谱用于指示各rru分别对不具有第一关联关系的ssb的时频资源进行打孔处理，以确定各自的可用资源。
[0106]
在一些实施例中，建立单元41在建立第一关联关系之前，对广播消息中的随机接入进行配置，使得一个随机接入时机能够映射多个ssb。
[0107]
在一些实施例中，建立单元41根据各ue选择的随机接入前导序列，确定各ue选择的ssb。
[0108]
在一些实施例中，发送单元43通过前传接口协议、运营商私有网管协议中的至少一项，将各可用资源的相关信息发送给各rru。
[0109]
在一些实施例中，随机接入装置4还包括：更新单元44，用于根据srs配置，对第二关联关系进行识别与更新。
[0110]
图5示出本公开的随机接入装置的另一些实施例的框图。
[0111]
如图5所示，该实施例的随机接入装置5包括：存储器51以及耦接至该存储器51的处理器52，处理器52被配置为基于存储在存储器51中的指令，执行本公开中任意一个实施
例中的随机接入方法。
[0112]
其中，存储器51例如可以包括系统存储器、固定非易失性存储介质等。系统存储器例如存储有操作系统、应用程序、引导装载程序boot loader、数据库以及其他程序等。
[0113]
图6示出本公开的随机接入装置的又一些实施例的框图。
[0114]
如图6所示，该实施例的随机接入装置6包括：存储器610以及耦接至该存储器610的处理器620，处理器620被配置为基于存储在存储器610中的指令，执行前述任意一个实施例中的随机接入方法。
[0115]
存储器610例如可以包括系统存储器、固定非易失性存储介质等。系统存储器例如存储有操作系统、应用程序、引导装载程序boot loader以及其他程序等。
[0116]
随机接入装置6还可以包括输入输出接口630、网络接口640、存储接口650等。这些接口630、640、650以及存储器610和处理器620之间例如可以通过总线660连接。其中，输入输出接口630为显示器、鼠标、键盘、触摸屏、麦克、音箱等输入输出设备提供连接接口。网络接口640为各种联网设备提供连接接口。存储接口650为sd卡、u盘等外置存储设备提供连接接口。
[0117]
图7示出本公开的随机接入系统的一些实施例的框图。
[0118]
如图7所示，随机接入系统7包括：随机接入装置71，用于执行上述任一个实施例中的随机接入方法；多个rru72，用于根据随机接入装置建立的第一关联关系发送下行信息。
[0119]
本领域内的技术人员应当明白，本公开的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等上实施的计算机程序产品的形式。
[0120]
至此，已经详细描述了根据本公开的随机接入方法、随机接入装置、随机接入系统和非易失性计算机可读存储介质。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
[0121]
可能以许多方式来实现本公开的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法和系统。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。
[0122]
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本公开的范围由所附权利要求来限定。