一种上行接入的方法、用户设备和基站与流程

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：Radio Frequency，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。

技术实现要素：

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；

发送单元，用于通过所述高频基站最佳的接收宽波束向所述用户设备发送第二随机接入响应消息，所述第二随机接入响应消息中包括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的信息。

由于初始随机接入单元在用户设备初始随机接入高频基站的过程中，为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所述用户设备，波束训练单元在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，通过切换接收宽波束，检测用户设备发送的所述非竞争 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，发送单元向用户设备发送包括高频基站重新确定的所述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的第二随机接入响应消息，整个过程实现了在高频通信系统随机接入的资源上能够实现用户设备的初始随机接入和后续的波束训练，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。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述波束训练单元具体用于：

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；

确定接收的信号最强的所述非竞争序列对应的所述高频基站的接收宽波束，为所述高频基站最佳的接收宽波束；

确定所述高频基站最佳的接收宽波束对应的发送窄波束，为所述用户设备最佳的发送窄波束。

这样，波束训练单元通过检测用户设备发送的非竞争序列，可以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，将通过非竞争序列将初始随机接入过程与波束训练过程结合，保证了波束训练的精度，从而提升高频通信系统的性能。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述波束训练单元具体用于：在无线帧的特殊子帧的上行随机接入/波束训练区间ULBP周期内，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，其中，所述无线帧预设有至少一个特殊子帧，所述特殊子帧中预留有至少一个ULBP周期用于接收前导序列。

此时，波束训练单元在设定好的特殊子帧的预留ULBP周期上检测非竞争序列，实现了资源的合理利用，降低了系统开销。

结合第一方面的第一种可能的实现方式或者第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，在所述波束训练过程中，所述高频基站检测所述用户设备发送的所述非竞争序列之前，所述发送单元还用于通过不同的宽波束向用户设备发送同步信号，以使得所述用户设备确 定所述用户设备最佳的发送宽波束，并在所述高频基站不同的接收宽波束所对应的时间片上依次切换所述用户设备最佳的发送宽波束内的窄波束，发送所述非竞争序列，所述高频基站的接收宽波束具有一一对应的时间片；

所述波束训练单元具体用于确定所述高频基站最佳的接收宽波束对应的目标时间片，并确定在所述目标时间片上发送所述非竞争序列的发送窄波束，为所述用户设备最佳的发送窄波束。

由于高频基站的接收宽波束具有一一对应的时间片，波束训练单元通过确定所述高频基站最佳的接收宽波束对应的目标时间片，即可进一步确定在所述目标时间片上发送所述非竞争序列的发送窄波束，为所述用户设备最佳的发送窄波束，方案实现简单。

第二方面，提供了一种用户设备，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，接收高频基站发送的第一随机接入响应消息，所述第一随机接入响应消息中包括所述高频基站为所述用户设备分配的非竞争序列；

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，向所述高频基站发送所述非竞争序列；

接收单元，用于接收所述高频基站发送的第二随机接入响应消息，所述第二随机接入响应消息为所述高频基站在检测到所述非竞争序列的情况下，向所述用户设备发送的，所述第二随机接入响应消息中包括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的信息；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，为所述高频基站在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的。

由于初始随机接入单元在用户设备初始随机接入高频基站的过程中，接收了高频基站分配的非竞争序列，在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，波束训练单元向高频基站发送所述非竞争序列，以使得高频基站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，并通过第二随机接入响应消息发送给用户设备，接收单元接收高频基站发送的第二随机接入响应消息，整个过程实现了在高频通信系统随机接入的资源上能够实现用户设备的初始随机接入和后续的波束训练，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。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，

所述波束训练单元具体用于确定所述用户设备最佳的接收宽波束，并通过所述用户设备最佳的接收宽波束中的窄波束，分别向所述高频基站发送所述非竞争序列。

由于通过确定的用户设备最佳的接收宽波束中窄波束发送所述非竞争序列，使得波束训练更加准确。

结合第二方面第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述波束训练单元具体用于：

切换接收波束进行同步信号的检测，确定所述高频基站最佳的发送宽波束和所述用户设备最佳的接收宽波束，所述同步信号为所述高频基站发送的；

分别在所述高频基站不同的接收宽波束所对应的时间片上依次切换所述用户设备最佳的接收宽波束内的窄波束，发送所述非竞争序列，以使得所述高频基站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，所述高频基站的接收宽波束具有一一对应的时间片。

由于高频基站的接收宽波束具有一一对应的时间片，波束训练单元分别在所述高频基站不同的接收宽波束所对应的时间片上依次切换所述用户设备最佳的接收宽波束内的窄波束，发送所述非竞争序列，以使得高频基站通过确定所述高频基站最佳的接收宽波束对应的目标时间片，即可进一步确定在所述目标时间片上发送所述非竞争序列的发送窄波束，为所述用户设备最佳的发送窄波束，方案实现简单。

结合第二方面第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述波束训练单元具体用于分别在无线帧的特殊子帧的ULBP周期内，所述高频基站最佳的接收宽波束所对应的时间片上，依次切换所述用户设备最佳的接收宽波束内的窄波束，发送所述非竞争序列，其中，所述无线帧预设有至少一个特殊子帧，所述特殊子帧中预留有至少一个ULBP周期用于发送前导序列。

此时，波束训练单元在设定好的特殊子帧的预留ULBP周期上发送非竞争序列，实现了资源的合理利用，降低了系统开销。

第三方面，提供了一种上行接入方法，包括：

在用户设备初始随机接入高频基站的过程中，所述用户设备接收高频基站发送的第一随机接入响应消息，所述第一随机接入响应消息中包括所述高频基站为所述用户设备分配的非竞争序列；

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，所述用户设备向所述高频基站发送所述非竞争序列；

所述用户设备接收所述高频基站发送的第二随机接入响应消息，所述第二随机接入响应消息为所述高频基站在检测到所述非竞争序列的情况下，向所述用户设备发送的，所述第二随机接入响应消息中包括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的信息；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，为所述高频基站在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的。

结合第三方面，在第三方面的第一种实现方式中，

所述用户设备向所述高频基站发送所述非竞争序列，包括：

所述用户设备确定所述用户设备最佳的接收宽波束；

所述用户设备通过所述用户设备最佳的接收宽波束中的窄波束，分别向所述高频基站发送所述非竞争序列。

结合第三方面的第一种实现方式，在第三方面的第二种实现方式中，

所述用户设备确定所述用户设备最佳的接收宽波束，包括：

所述用户设备切换接收波束进行同步信号的检测，确定所述高频基站最佳的发送宽波束和所述用户设备最佳的接收宽波束，所述同步信号为所述高频基站发送的；

所述通过所述用户设备最佳的接收宽波束中的窄波束，分别向所述高频基站发送所述非竞争序列，包括：

所述用户设备分别在所述高频基站不同的接收宽波束所对应的时间片上依次切换所述用户设备最佳的接收宽波束内的窄波束，发送所述非竞争序列，以使得所述高频基站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，所述高频基站的接收宽波束具有一一对应的时间片。

结合第三方面的第二种实现方式，在第三方面的第三种实现方式中，

所述用户设备分别在所述高频基站不同的接收宽波束所对应的时间片上依次切换所述用户设备最佳的接收宽波束内的窄波束，发送所述非竞争序列，包括：

所述用户设备分别在无线帧的特殊子帧的ULBP周期内，所述高频基站不同的接收宽波束所对应的时间片上，依次切换所述用户设备最佳的接收宽波束内的窄波束，发送所述非竞争序列，其中，所述无线帧预设有至少一个特殊子帧，所述特殊子帧中预留有至少一个ULBP周期用于发送前导序列。

第四方面，提供了上行接入方法，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所述非竞争序列发送给所述用户设备；

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，所述高频基站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；

所述高频基站向所述用户设备发送第二随机接入响应消息，所述第二随机接入响应消息中包括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的信息。

结合第四方面，在第四方面的第一种可能的实现方式中，

所述高频基站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，包括：

所述高频基站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；

所述高频基站确定接收的信号最强的所述非竞争序列对应的所述高频基站的接收宽波束，为所述高频基站最佳的接收宽波束；

所述高频基站确定所述高频基站最佳的接收宽波束对应的发送窄波束，为所述用户设备最佳的发送窄波束。

结合第四方面第一种可能的实现方式，在第四方面的第二种可能的实现 方式中，

所述高频基站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，包括：

所述高频基站在无线帧的特殊子帧的上行随机接入/波束训练区间ULBP周期内，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，其中，所述无线帧预设有至少一个特殊子帧，所述特殊子帧中预留有至少一个ULBP周期用于接收前导序列。

结合第四方面第一种可能的实现方式或者第四方面的第二种可能的实现方式，在第四方面的第三种可能的实现方式中，

在所述波束训练过程中，所述高频基站检测所述用户设备发送的所述非竞争序列之前，所述方法包括：

所述高频基站通过不同的宽波束向用户设备发送同步信号，以使得所述用户设备确定所述用户设备最佳的接收宽波束，并在所述高频基站不同的接收宽波束所对应的时间片上依次切换所述用户设备最佳的接收宽波束内的窄波束，发送所述非竞争序列，所述高频基站的接收宽波束具有一一对应的时间片；

所述高频基站确定所述高频基站最佳的接收宽波束对应的发送窄波束，为所述用户设备最佳的发送窄波束，包括：

所述高频基站确定所述高频基站最佳的接收宽波束对应的目标时间片，并确定在所述目标时间片上发送所述非竞争序列的发送窄波束，为所述用户设备最佳的发送窄波束。

第五方面，提供了一种用户设备，包括接收器、发送器和处理器；

所述接收器用于在用户设备初始随机接入高频基站的过程中，接收高频基站发送的第一随机接入响应消息，所述第一随机接入响应消息中包括所述高频基站为所述用户设备分配的非竞争序列；

所述发送器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，向所述高频基站发送所述非竞争序列；

所述接收器还用于接收所述高频基站发送的第二随机接入响应消息，所述第二随机接入响应消息为所述高频基站在检测到所述非竞争序列的情况 下，向所述用户设备发送的，所述第二随机接入响应消息中包括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的信息；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，为所述高频基站在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的。

从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：

本申请中，高频基站通过在用户设备初始随机接入高频基站的过程中为用户设备分配非竞争序列，在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，高频基站通过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，并通知用户设备，实现了在高频通信系统随机接入的资源上能够实现用户设备的初始随机接入和后续的波束训练，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。

附图说明

图1是本申请中用户设备初始随机接入的过程示意图；

图2是本申请中上行接入的方法的一个实施例示意图；

图3是本申请中高频通信系统中宽窄波束的一个实施例示意图；

图4是本申请中高频通信系统的通用帧结构示意图；

图5是本申请中特殊子帧结构示意图；

图6是本申请中ULBP子区间示意图；

图7是本申请中72GHz系统下的ULBP资源示例图；

图8是本申请中用户设备同步信号检测示意图；

图9是本申请中上行接入的方法的一个实施例示意图；

图10是本申请中上行接入的方法的另一个实施例示意图；

图11是本申请中高频基站的一个实施例示意图；

图12是本申请中用户设备的一个实施例示意图；

图13是本申请中高频基站的一个实施例示意图。

具体实施方式

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。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本申请中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面首先对本申请中涉及的一些概念进行简单的描述：

无线资源控制(英文全称Radio Resource Control，英文简称：RRC)，RRC处理用户设备(英文全称：User Equipment，英文简称：UE)和基站之间控制平面的第三层信息，例如寻呼(Paging)、RRC连接建立(RRC connection establishment)、RRC连接释放过程(RRC connection release)等。

LTE高频通信系统中，用户设备要与高频基站建立正常的通信链路，首先需要通过下行同步信道获取高频系统下行同步，然后再通过随机接入信道发起初始随机接入过程获取上行同步，通过下行同步过程和初始上行随机接入过程能够实现高频基站与用户设备之间的初始波束对准。用户设备在完成初始系统接入之后，需要进行定期或者不定期的波束跟踪，以保证正常的数据通信。

在LTE系统中，UE定义了两种状态，一种是RRC_IDLE状态，简称空闲态，即未与基站建立端对端链接，另一种是RRC_CONNECTED，简称连接态，即与基站建立了端对端连接。

同时，在LTE系统中，定义了两种不同的随机接入过程。第一种为基于竞争的随机接入过程，第二种为基于非竞争的随机接入过程。对于竞争随机接入，存在冲突的风险，可能有多个用户设备同时传输相同前导序列，导致整个接入过程的时间加长，波束跟踪的精度和准确性没法得到保证，适用于对时限要求较宽松的事件，而非竞争的随机接入由于步骤少、时间快，适用于有时限要求的事件。

LTE系统中定义的触发随机接入过程的事件主要有以下几种：

1)初始接入：用户设备开机后或者处于RRC_IDLE状态的时候，为了接入网络，开始发起初始接入；

2)重建链：用户设备处于RRC_CONNECTED状态，由于无线环境变化，用户设备掉链(Radio Link Failure)，进行重新建立链接过程，试图回到RRC_CONNECTED状态；

3)切换：用户设备处于RRC_CONNECTED状态，在移动过程中，用户设备需要从一个小区切换到另一个小区；

4)下行数据到达：用户设备处于RRC_CONNECTED状态，上行的同步状态为“失步”，当有下行数据到达时，基站通过PDCCH指示其快速恢复上行同步；

5)上行数据到达：用户设备处于RRC_CONNECTED状态，上行的同步状态为“失步”或者调度请求(英文全称：Scheduling Request，英文简称：SR)没有物理上行控制信道(英文全称：Physical Uplink Control Channel，英文简称：PUCCH)资源可用，当有上行数据到达时，用户设备发起随机接入过程，进行上行同步；

6)定位：用户设备处于RRC_CONNECTED状态，需要为用户设备做定位，用户设备通过随机接入过程，获取定时提前(英文全称：Timing Advanced，英文简称：TA)信息。

上面触发随机接入的过程中，初始接入、重建链以及上行数据到达主要应用基于竞争的随机接入过程，而切换、下行数据到达以及定位主要应用基于非竞争的随机接入过程。

如图1所示，UE初始随机接入过程大约过程如下：

UE向基站发送随机接入前导码→基站检测到UE发送的随机接入前导码后，向UE发送随机接入响应消息→UE接收到基站发送的随机接入响应消息后，向基站发送RRC连接请求→UE接收RRC连接请求建立连接。

周期性的波束训练过程：用户设备成功的完成了初始随机接入高频通信系统(高频基站)之后，需要周期性的进行波束训练过程，以维系波束选择的准确性。

下面介绍本申请中上行接入的方法的实施例。

本申请中提供的上行接入方法在高频基站侧，包括：

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所述非竞争序列发送给所述用户设备；

所述高频基站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；

所述高频基站向所述用户设备发送第二随机接入响应消息，所述第二随机接入响应消息中包括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的信息。

本申请中提供的上行接入方法在用户设备侧，包括：

用户设备接收高频基站发送的第一随机接入响应消息，所述第一随机接入响应消息中包括所述高频基站为所述用户设备分配的非竞争序列；

所述用户设备向所述高频基站发送所述非竞争序列；

所述用户设备接收所述高频基站发送的第二随机接入响应消息，所述第二随机接入响应消息为所述高频基站在检测到所述非竞争序列的情况下，向所述用户设备发送的，所述第二随机接入响应消息中包括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的信息；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，为所述高频基站在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的。

请参阅图2，本申请中上行接入的方法的一个实施例包括：

201、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；

其中，所述非竞争序列可以用于基于非竞争的随机接入过程，本申请中，所述非竞争序列可以为所述用户设备用于后续波束训练的序列。

202、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；

其中，所述第一随机接入响应消息为所述用户设备初始随机接入高频基站的过程中，所述高频基站向所述用户设备发送的随机接入响应消息。

本实施例中，高频通信系统中宽窄波束的数量设置根据需要设定，例如，如图3所示，假设高频小区(高频基站对应的小区)需要覆盖水平方向60度、俯仰方向60度的区域。假设天线阵列能够生成波束宽度为7.5度的窄波束以及波束宽度为15度的宽波束。则该高频小区可以由64个窄波束(如图3所示的b0～b63)进行全覆盖，或者由16个宽波束(如图所示的B0～B15)进行全覆盖，一个宽波束可以覆盖4个窄波束所覆盖的区域，如图3所示，宽波束B0能够覆盖窄波束b0～b3所覆盖的区域。

其中，宽波束用于传输同步信号、广播信号等以减少系统开销，窄波束用于传输随机接入信号、用户数据信息，以获得高系统容量。

本申请中，高频通信系统中可以预先定义好上行随机接入/波束训练区间(Uplink random access&Beam-training Period，ULBP)周期和下行同步/波束训练区间(英文全称：Downlink synchronization&Beam-training Period，英文简称：DLBP)周期，如图4所示为高频通信系统的通用帧结构，该通用帧结构的设计考虑与LTE系统的帧结构兼容，采用10毫秒作为一个无线帧的帧长，一个无线帧由10个无线子帧构成，每个无线子帧的长度为1毫秒，无线帧定义了两种类型的无线子帧：一般子帧和特殊子帧。一般子帧主要用于正常的数据传输，被划分为8个长度为125微秒的时隙，每个时隙由Ns个OFDM符号构成，Ns的大小取决于高频通信系统所采用的频段，对于72GHz、28GHz以及14GHz系统，典型的Ns可以分别取值为80、40和20。

特殊子帧主要用于下行同步、上行随机接入以及波束训练，由下行同步/波束训练区间、上下行切换保护间隔、上行随机接入/波束训练区间组成，如图5所示。上行随机接入/波束训练区间又可以细分为Mu个ULBP子区间。基站在一个ULBP子区间内遍历一遍所有Nd个接收波束，依次通过不同的接 收波束接收用户设备发送的随机接入信号。用户设备在一个DLBP子区间内的一个或者多个基站接收波束周期内，通过一个固定的发送波束向基站发送随机接入信号。在不同的ULBP子区间，用户设备可以切换不同的发送波束来向基站发送随机接入信号。在一个特殊子帧内，支持用户设备最多切换Mu个发送波束。Mu的典型取值为4。

如图6所示，ULBP子区间更详细的描述如下：B₀～B_Nd-1为Nd个高频基站接收波束周期，在一个高频基站接收波束周期上采用相对应的接收波束接收信号。例如，标记为B₀的高频基站接收波束周期，则高频基站就用序号为0的接收波束接收信号，标记为B_Nd-1的基站接收波束周期，则高频基站就用序号为Nd-1的接收波束接收信号。用户设备在ULBP的一个或者多个高频基站接收波束周期上发送随机接入信号。图6中，假设在一个高频基站接收波束周期上发送一个由循环前缀和物理随机接入信道(英文全称：Physical Random Access Channel，英文简称：PRACH)前导序列构成的PRACH符号。PRACH符号的长度取决于高频通信系统所采用的频段、ULBP所占用的带宽、ULBP的子载波间隔。对于72GHz、28GHz以及14GHz系统，典型的PRACH符号长度分别取值为9.375微秒、9.375微秒和12.5微秒。对于在一个高频基站接收波束周期上发送多个PRACH符号的情况，需要根据实际ULBP所占的带宽、子载波间隔、频段来计算高频基站接收波束周期长度以及PRACH符号长度。

在两个高频基站接收波束周期之间预留一个波束切换保护间隔切换保护间隔(Switching Guard Period，SGP)，用于基站接收波束之间的切换。在ULBP内的最后一个基站接收波束周期之后预留一个特殊波束切换保护间隔(SGP*)用于用户设备发送波束之间的切换。

图7给出了72GHz系统下的ULBP资源示例，ULBP采用180kHz的子载波带宽，中间450MHz带宽，共计2492个子载波可用于传输随机接入信号。

本申请中，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所述非竞争序列发送给所述用户设备，具体可以包括：

所述高频基站利用接收波束和发送波束的互易性(reciprocity)，通过不同的宽波束向用户设备发送同步信号，以使得所述用户设备确定所述高频基站 最佳的发送宽波束和所述用户设备最佳的接收宽波束，并在所述高频基站不同的接收宽波束所对应的时间片上依次切换所述用户设备最佳的接收宽波束内的窄波束，发送随机前导序列，所述高频基站的接收宽波束具有一一对应的时间片，所述时间片为接收宽波束接收的时间长度；

所述高频基站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随机前导序列，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，并为所述用户设备分配所述非竞争序列。

所述高频基站通过所述高频基站最佳的接收宽波束向所述用户设备发送第一随机接入响应消息，所述第一随机接入响应消息中包括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，以及所述非竞争序列。

其中，所述高频基站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随机前导序列，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，可以包括：

所述高频基站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随机前导序列；

所述高频基站确定接收的信号最强的所述随机前导序列对应的所述高频基站的接收宽波束，为所述高频基站最佳的接收宽波束；

所述高频基站确定所述高频基站最佳的接收宽波束对应的发送窄波束，为所述用户设备最佳的发送窄波束。

例如，高频基站可以在各个接收宽波束上进行随机前导序列的检测，对不同的接收宽波束接收到的所述用户设备发送的随机前导序列的信号强度进行比较，高频基站确定接收的信号最强的随机前导序列对应的高频基站的接收宽波束，为高频基站最佳的接收宽波束，高频基站确定所述高频基站最佳的接收宽波束对应的发送窄波束，为所述用户设备最佳的发送窄波束。

可选的，所述高频基站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随机前导序列，可以包括：

所述高频基站在无线帧的特殊子帧的上行随机接入/波束训练区间ULBP周期内，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随机前导序列，其中，所述无线帧预设有至少一个特殊子帧，所述特殊子帧中预 留有至少一个ULBP周期用于接收前导序列，其中，前导序列可以包括随机前导序列和非竞争序列。

与高频基站对应的，在用户设备初始接入过程中，用户设备将完成对应的步骤：

所述用户设备切换接收波束进行同步信号的检测，确定所述高频基站最佳的发送宽波束和所述用户设备最佳的接收宽波束；

所述用户设备分别在所述高频基站不同的接收宽波束所对应的时间片上依次切换所述用户设备最佳的接收宽波束内的窄波束，发送随机前导序列，以使得所述高频基站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，所述高频基站的接收宽波束具有一一对应的时间片；此处由于接收波束和发送波束的互易性，可以确定此时用户设备最佳的接收宽波束为用户设备最佳的发送宽波束；因此，用户设备可以在ULBP周期内的基站最佳接收宽波束所对应的时间片上依次切换用户设备最佳接收宽波束内的窄波束，发送随机前导序列；

所述用户设备接收所述高频基站发送的第一随机接入响应消息，所述第一随机接入响应消息中包括所述高频基站确定的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的信息，以及所述高频基站为所述用户设备分配的非竞争序列。

如图8所示，假设用户设备0通过同步信号检测，检测出高频基站最佳的发送/接收宽波束为B₀，则用户设备在ULBP₀区间内的B₀所对应的时间片上用窄波束0向基站发送前导序列S₀，用户设备在ULBP₁区间内的B₀所对应的时间片上用窄波束1向基站发送前导序列S₀；类似的，假设用户设备1检测出最佳的基站宽波束为B₁，则用户设备在ULBP₀区间内的B₁所对应的时间片上用窄波束0向基站发送前导序列S₁，用户设备在ULBP₁区间内的B₁所对应的时间片上用窄波束1向基站发送前导序列S₁。

在用户设备初始随机接入高频基站的过程中，在高频基站通过第一随机接入响应消息将所述非竞争序列发送给用户设备时，此时，用户设备接收高频基站发送的第一随机接入响应消息；

其中，所述第一随机接入响应消息中包括所述高频基站为所述用户设备 分配的非竞争序列，以及高频基站在用户设备初始随机接入过程中确定的，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。

301、在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，用户设备向所述高频基站发送所述非竞争序列；

可选的，所述用户设备向所述高频基站发送所述非竞争序列，包括：

所述用户设备确定所述用户设备最佳的接收宽波束；

所述用户设备通过所述用户设备最佳的接收宽波束中的窄波束，分别向所述高频基站发送所述非竞争序列。

可选的，所述用户设备切换接收波束进行同步信号的检测，确定所述高频基站最佳的发送宽波束和所述用户设备最佳的接收宽波束，所述同步信号为所述高频基站发送的；

所述通过所述用户设备最佳的接收宽波束中的窄波束，分别向所述高频基站发送所述非竞争序列，包括：

所述用户设备分别在所述高频基站不同的接收宽波束所对应的时间片上依次切换所述用户设备最佳的接收宽波束内的窄波束，发送所述非竞争序列，以使得所述高频基站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，所述高频基站的接收宽波束具有一一对应的时间片。

其中，用户设备确定用户设备最佳的接收宽波束的方式，与用户设备初始接入过程中，确定高频基站最佳的接收宽波束和用户设备最佳的发送宽波束的方式可以相同，例如所述用户设备切换接收波束进行同步信号的检测，确定所述用户设备最佳的接收宽波束，此处不再赘述。

可选的，所述用户设备分别在所述高频基站不同的接收宽波束所对应的时间片上依次切换所述用户设备最佳的接收宽波束内的窄波束，发送所述非竞争序列，包括：

所述用户设备分别在无线帧的特殊子帧的ULBP周期内，所述高频基站不同的接收宽波束所对应的时间片上，依次切换所述用户设备最佳的接收宽波束内的窄波束，发送所述非竞争序列，其中，所述无线帧预设有至少一个特殊子帧，所述特殊子帧中预留有至少一个ULBP周期用于发送前导序列。

203、在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， 高频基站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非竞争序列；

204、高频基站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；

可选的，所述高频基站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，包括：

所述高频基站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；

所述高频基站确定接收的信号最强的所述非竞争序列对应的所述高频基站的接收宽波束，为所述高频基站最佳的接收宽波束；

所述高频基站确定所述高频基站最佳的接收宽波束对应的发送窄波束，为所述用户设备最佳的发送窄波束。

进一步可选的，所述高频基站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，包括：

所述高频基站在无线帧的特殊子帧的上行随机接入/波束训练区间ULBP周期内，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，其中，所述无线帧预设有至少一个特殊子帧，所述特殊子帧中预留有至少一个ULBP周期用于接收前导序列。

进一步可选的，在所述波束训练过程中，所述高频基站检测所述用户设备发送的所述非竞争序列之前，所述方法包括：

所述高频基站通过不同的宽波束向用户设备发送同步信号，以使得所述用户设备确定所述用户设备最佳的接收宽波束，并在所述高频基站不同的接收宽波束所对应的时间片上依次切换所述用户设备最佳的接收宽波束内的窄波束，发送所述非竞争序列，所述高频基站的接收宽波束具有一一对应的时间片；

所述高频基站确定所述高频基站最佳的接收宽波束对应的发送窄波束，为所述用户设备最佳的发送窄波束，包括：

所述高频基站确定所述高频基站最佳的接收宽波束对应的目标时间片， 并确定在所述目标时间片上发送所述非竞争序列的发送窄波束，为所述用户设备最佳的发送窄波束。

其中，高频基站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与用户设备的初始随机接入过程类似，例如，通过高频基站各个接收宽波束上进行所述非竞争序列的检测，对不同的接收宽波束接收到的所述用户设备发送的非竞争序列的信号强度进行比较，高频基站确定接收的信号最强的非竞争序列对应的用户设备最佳的接收宽波束内的窄波束，为用户设备最佳的发送窄波束，高频基站确定接收的信号最强的非竞争序列对应的高频基站的接收宽波束，为高频基站最佳的接收宽波束。

具体的，如图7所示，若高频基站确定用户设备在ULBP1上发送的非竞争序列的信号最强，则其对应的用户设备最佳的发送宽波束内的窄波束1为其选择的最佳的发送窄波束，此时，高频基站对应的接收宽波束为高频基站最佳的接收宽波束。

205、所述高频基站向所述用户设备发送第二随机接入响应消息，所述第二随机接入响应消息中包括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的信息；

高频基站在通过检测所述非竞争序列，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之后，向用户设备发送第二随机接入响应消息，以通知用户设备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，以维持波束选择的准确性，保证了波束训练的精度，从而提升高频通信系统的性能。

此时，用户设备即接收所述高频基站发送的第二随机接入响应消息；

此时，用户设备可以利用接收到的第二随机接入响应消息中的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，与高频基站进行通信。

本申请中，在用户设备初始随机接入高频基站的过程中，高频基站为用户设备分配非竞争序列，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，并通过第一随机接入响应消息将非竞争序列发送给所述用户设备，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，高频基站通过切换接收宽波束，检测用户设备发送的所述非竞争序列，重新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包括高频基站重新确定的所述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的第二随机接入响应消息。本申请在高频通信系统随机接入的资源上能够实现用户设备的初始随机接入和后续的波束训练，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。

由于高低频混合组网是高频通信系统布网的主打场景之一，有效的利用低频传输相应的信息加速接入高频系统是一种行之有效的方法，因此上述实施例中，在高频基站侧，在所述用户设备初始随机接入高频基站的过程之前，若所述用户设备已成功接入低频基站，则上行接入方法还可以包括：

在所述用户设备初始随机接入高频基站的过程之前，所述方法还包括：

所述高频基站接收所述低频基站发送的分配给所述用户设备的一个唯一的接入前导序列；所述高频基站在接收到所述用户设备发送的所述接入前导序列时，表示所述用户设备成功接入所述高频基站。

在用户设备侧，在所述用户设备初始随机接入高频基站的过程之前，若所述用户设备已成功接入低频基站；则在所述用户设备初始随机接入高频基站的过程之前，所述上行接入方法还包括：

所述用户设备向所述低频基站发送请求接入所述高频基站的随机接入请求，所述随机接入请求中包括所述低频基站请求接入所述高频基站的小区标识；所述用户设备接收所述低频基站发送的第二随机前导序列，所述第二随机前导序列为所述低频基站接收到所述随机接入请求后，通过所述高频基站的小区标识为所述用户设备分配的；所述用户设备通过所述第二随机前导序列接入所述高频基站。

在高低频混合组网下，用户设备接入高频系统的过程大致如下：

步骤一，假设用户设备已经成功接入低频基站，用户设备通过低频向低频基站发送随机接入请求，请求接入高频基站，该随机接入请求中包括，请求接入高频基站的小区ID号，该随机接入请求可以通过低频RRC信令传送。

步骤二，低频基站接收到用户发送的随机接入请求信息后，为该用户设 备分配一个随机接入前导序列，并通过低频信令发送给用户设备。对于请求接入同一个高频基站的用户设备，低频基站会为其分配一个唯一的接入前导序列。通过该接入前导序列，高频基站能够识别出该唯一的用户设备。

上面介绍本申请中高频基站和用户设备交互的上行接入的方法实施例，下面分别介绍本申请中高频基站侧和用户设备侧的上行接入的方法的实施例。

请参阅图9，本申请中上行接入的方法的一个实施例包括：

901、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所述非竞争序列发送给所述用户设备；

902、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，所述高频基站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；

903、高频基站向所述用户设备发送第二随机接入响应消息，所述第二随机接入响应消息中包括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的信息。

由于在用户设备初始随机接入高频基站的过程中，高频基站为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所述用户设备，在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，通过切换接收宽波束，检测用户设备发送的所述非竞争序列，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，向用户设备发送包括高频基站重新确定的所述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的第二随机接入响应消息，整个过程实现了在高频通信系统随机接入的资源上能够实现用户设备的初始随机接入和后续的波束训练，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。

本实施例中的具体实现过程可以参照上述交互实施例，此处不再赘述。

请参阅图10，本申请中上行接入的方法的另一个实施例包括：

1001、在用户设备初始随机接入高频基站的过程中，所述用户设备接收 高频基站发送的第一随机接入响应消息，所述第一随机接入响应消息中包括所述高频基站为所述用户设备分配的非竞争序列；

1002、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，所述用户设备向所述高频基站发送所述非竞争序列；

1003、用户设备接收所述高频基站发送的第二随机接入响应消息，所述第二随机接入响应消息为所述高频基站在检测到所述非竞争序列的情况下，向所述用户设备发送的，所述第二随机接入响应消息中包括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的信息；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，为所述高频基站在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的。

由于在用户设备初始随机接入高频基站的过程中，用户设备接收了高频基站分配的非竞争序列，在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，向高频基站发送所述非竞争序列，以使得高频基站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，并通过第二随机接入响应消息发送给用户设备，接收高频基站发送的第二随机接入响应消息，整个过程实现了在高频通信系统随机接入的资源上能够实现用户设备的初始随机接入和后续的波束训练，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。

本实施例中的具体实现过程可以参照上述交互实施例，此处不再赘述。

下面介绍本申请中高频基站的实施例。

请参阅图11，本申请中高频基站1100的一个实施例包括：

初始随机接入单元1101，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1102，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；

发送单元1103，用于通过所述高频基站最佳的接收宽波束向所述用户设 备发送第二随机接入响应消息，所述第二随机接入响应消息中包括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的信息。

由于初始随机接入单元1101在用户设备初始随机接入高频基站的过程中，高为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所述用户设备，波束训练单元1102在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，通过切换接收宽波束，检测用户设备发送的所述非竞争序列，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，发送单元1103向用户设备发送包括高频基站重新确定的所述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的第二随机接入响应消息，整个过程实现了在高频通信系统随机接入的资源上能够实现用户设备的初始随机接入和后续的波束训练，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。

可选的，所述波束训练单元1102于：

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；

确定接收的信号最强的所述非竞争序列对应的所述高频基站的接收宽波束，为所述高频基站最佳的接收宽波束；

确定所述高频基站最佳的接收宽波束对应的发送窄波束，为所述用户设备最佳的发送窄波束。

可选的，所述波束训练单元1102于：在无线帧的特殊子帧的上行随机接入/波束训练区间ULBP周期内，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，其中，所述无线帧预设有至少一个特殊子帧，所述特殊子帧中预留有至少一个ULBP周期用于接收前导序列。

可选的，在所述波束训练过程中，所述高频基站检测所述用户设备发送的所述非竞争序列之前，所述发送单元1103通过不同的宽波束向用户设备发送同步信号，以使得所述用户设备确定所述用户设备最佳的发送宽波束，并在所述高频基站不同的接收宽波束所对应的时间片上依次切换所述用户设备最佳的发送宽波束内的窄波束，发送所述非竞争序列，所述高频基站的接收宽波束具有一一对应的时间片；

所述波束训练单元1102于确定所述高频基站最佳的接收宽波束对应的目标时间片，并确定在所述目标时间片上发送所述非竞争序列的发送窄波束，为所述用户设备最佳的发送窄波束。

可选的，在所述用户设备初始随机接入高频基站的过程之前，所述用户设备已成功接入低频基站；

所述高频基站还包括：

接入单元，用于接收所述低频基站发送的分配给所述用户设备的一个唯一的接入前导序列；在接收到所述用户设备发送的所述接入前导序列时，表示所述用户设备成功接入所述高频基站。

下面介绍本申请中用户设备的实施例。

请参照图12，本申请中提供的用户设备1200的一个实施例包括：

初始随机接入单元1201，用于在用户设备初始随机接入高频基站的过程中，接收高频基站发送的第一随机接入响应消息，所述第一随机接入响应消息中包括所述高频基站为所述用户设备分配的非竞争序列；

波束训练单元1202，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，向所述高频基站发送所述非竞争序列；

接收单元1203，用于接收所述高频基站发送的第二随机接入响应消息，所述第二随机接入响应消息为所述高频基站在检测到所述非竞争序列的情况下，向所述用户设备发送的，所述第二随机接入响应消息中包括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的信息；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，为所述高频基站在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的。

由于初始随机接入单元1201在用户设备初始随机接入高频基站的过程中，接收了高频基站分配的非竞争序列，在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，波束训练单元1202向高频基站发送所述非竞争序列，以使得高频基站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，并通过第二随机接入响应消息发送给用户设备，接收单元1203接收高频基站发送的第二随机接入响应消息，整个过程实现了在高频通信系统随机接入的资源上能够实现用户设备的初始随机接入和后续的波束训练， 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。

可选的，所述波束训练单元1202于确定所述用户设备最佳的接收宽波束，并通过所述用户设备最佳的接收宽波束中的窄波束，分别向所述高频基站发送所述非竞争序列。

可选的，所述波束训练单元1202具体用于：

切换接收波束进行同步信号的检测，确定所述高频基站最佳的发送宽波束和所述用户设备最佳的接收宽波束，所述同步信号为所述高频基站发送的；

分别在所述高频基站不同的接收宽波束所对应的时间片上依次切换所述用户设备最佳的接收宽波束内的窄波束，发送所述非竞争序列，以使得所述高频基站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，所述高频基站的接收宽波束具有一一对应的时间片。

可选的，所述波束训练单元1202于分别在无线帧的特殊子帧的ULBP周期内，所述高频基站最佳的接收宽波束所对应的时间片上，依次切换所述用户设备最佳的接收宽波束内的窄波束，发送所述非竞争序列，其中，所述无线帧预设有至少一个特殊子帧，所述特殊子帧中预留有至少一个ULBP周期用于发送前导序列。

可选的，在所述用户设备初始随机接入高频基站的过程之前，所述用户设备已成功接入低频基站；

所述用户设备还包括：

接入单元，用于在所述用户设备初始随机接入高频基站的过程之前，向所述低频基站发送请求接入所述高频基站的随机接入请求，所述随机接入请求中包括所述低频基站请求接入所述高频基站的小区标识；接收所述低频基站发送的第二随机前导序列，所述第二随机前导序列为所述低频基站接收到所述随机接入请求后，通过所述高频基站的小区标识为所述用户设备分配的；并通过所述第二随机前导序列接入所述高频基站。

上面从单元化功能实体的角度对本申请中的用户设备进行了描述，下面从硬件处理的角度对本申请中的用户设备进行描述，请参阅图13，本申请中的用户设备包括：发送器1301、接收器1302和处理器1303(可以有一个或多个)、存储器1304。

本申请涉及的用户设备可以具有比图13所示出的更多或更少的部件，可以组合两个或更多个部件，或者可以具有不同的部件配置或设置，各个部件可以在包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路在内的硬件、软件或硬件和软件的组合实现。

所述接收器1302用于执行如下操作：

在用户设备初始随机接入高频基站的过程中，接收高频基站发送的第一随机接入响应消息，所述第一随机接入响应消息中包括所述高频基站为所述用户设备分配的非竞争序列；

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，所述发送器1301用于执行如下操作：

向所述高频基站发送所述非竞争序列。

所述接收器1302还用于执行如下操作：

接收所述高频基站发送的第二随机接入响应消息，所述第二随机接入响应消息为所述高频基站在检测到所述非竞争序列的情况下，向所述用户设备发送的，所述第二随机接入响应消息中包括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的信息；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，为所述高频基站在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的。

可选的，所述处理器具体1303用于执行如下步骤：

确定所述用户设备最佳的接收宽波束；

所述发送器1301具体用于执行如下操作：

通过所述用户设备最佳的接收宽波束中的窄波束，分别向所述高频基站发送所述非竞争序列。

可选的，所述处理器具体1303用于执行如下步骤：

切换接收波束进行同步信号的检测，确定所述高频基站最佳的发送宽波束和所述用户设备最佳的接收宽波束，所述同步信号为所述高频基站发送的；

所述发送器1301具体用于执行如下操作:

分别在所述高频基站不同的接收宽波束所对应的时间片上依次切换所述用户设备最佳的接收宽波束内的窄波束，发送所述非竞争序列，以使得所述 高频基站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，所述高频基站的接收宽波束具有一一对应的时间片。

可选的，所述发送器1301具体用于执行如下操作:

分别在无线帧的特殊子帧的ULBP周期内，所述高频基站不同的接收宽波束所对应的时间片上，依次切换所述用户设备最佳的接收宽波束内的窄波束，发送所述非竞争序列，其中，所述无线帧预设有至少一个特殊子帧，所述特殊子帧中预留有至少一个ULBP周期用于发送前导序列。

可选的，在所述用户设备初始随机接入高频基站的过程之前，所述用户设备已成功接入低频基站；

所述发送器1301还用于执行如下操作：

在所述用户设备初始随机接入高频基站的过程之前，向所述低频基站发送请求接入所述高频基站的随机接入请求，所述随机接入请求中包括所述低频基站请求接入所述高频基站的小区标识；

所述接收器1302还用于执行如下操作：

接收所述低频基站发送的第二随机前导序列，所述第二随机前导序列为所述低频基站接收到所述随机接入请求后，通过所述高频基站的小区标识为所述用户设备分配的；并通过所述第二随机前导序列接入所述高频基站。

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，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示 意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。