用于随机接入消息的传输配置和格式的制作方法

本申请要求享受2016年12月20日提交的美国非临时申请no.15/385,058和2016年9月2日提交的美国临时专利申请no.62/383,188的优先权和利益，故以引用方式将它们的公开内容并入本文，就如同在下文中完全记载一样。

概括地说，本申请涉及无线通信系统，具体地说，本申请涉及通过以下方式来改进无线网络中的随机接入性能：以比系统标称子帧更精细的粒度来定义用于随机接入消息的传输的传输配置，并且每次随机接入尝试允许在多个波束方向上具有多个随机接入机会。

背景技术：

无线通信网络可以包括能够支持多个用户设备(ue)的通信的多个基站(bs)。近年来，bs和ue通信的载波频率持续地增加并且包括更大的带宽。为了充分利用这些更高的频率，在相同的物理空间中使用了更多的天线。但是，为了使这些较高频带有用并具有与现有技术(例如2g、3g或4g)接近相同的覆盖半径，需要实现更多的波束成形增益(并且更加准确)。

某些无线系统具有比传统无线系统更高的路径损耗(pl)。为了克服这种更高的pl，bs可以执行混合波束成形(其包括模拟波束成形和数字波束成形)，以创建用于到ue的传输的窄波束模式。具有窄波束模式的混合波束成形可以改善链路预算和/或信噪比(snr)。

在无线系统中，bs可以在多个定向波束中广播诸如主同步信号(pss)、辅助同步信号(sss)之类的同步信号、以及扩展同步信号(ess)、波束参考信号(brs)和系统信息。另外，bs可以在波束上发送其它参考信号(例如，信道状态信息参考信号(csi-rs))，以使ue能够测量bs与相应ue之间的信道。ue可以通过监听广播信号来执行初始小区捕获，基于同步信号、brs和/或其它信号来执行信号测量。ue可以基于所接收的信号来确定接收信号强度，在所选定的小区内选择小区和波束以执行接入过程。

为了执行接入过程，ue可以使用与所选定的波束相同的子阵列和波束方向来发送随机接入前导，在随机接入响应(rar)窗中监测rar。当bs检测到随机接入前导时，bs在与接收到随机接入前导相同的波束方向上向ue发送rar。rar可以包括用于ue发送下一个随机接入消息的传输机会。由于波束对应性、用户移动性、旋转性和/或信号阻塞，波束特性可能随时间发生变化，或者在ue或bs处的上行链路和下行链路之间不同。因此，ue可能没有接收到rar。在rar窗内未能接收到rar时，ue可以在等待退避时段之后进行重试。这种重试可能会导致额外的系统延迟。因此，每次随机接入尝试在单个波束方向上发送单个随机接入前导的随机接入过程可能是不健壮的。另外，随机访问消息的大小通常很小(例如，几百字节)。但是，在具有较大带宽的某些无线系统中，当在一个波束方向上的子帧中携带时，每个随机接入消息将导致低效的资源利用率。因此，需要改进无线系统中的随机接入性能。

技术实现要素：

为了对所讨论的技术有一个基本的理解，下面概括了本公开内容的一些方面。该概括部分不是对本公开内容的所有预期特征的详尽概述，也不是旨在标识本公开内容的所有方面的关键或重要元素，或者描述本公开内容的任意或全部方面的范围。其唯一目的是用概括的形式呈现本公开内容的一个或多个方面的一些概念，以此作为后面的详细说明的前奏。

例如，在本公开内容的一个方面，一种在无线通信网络中执行随机接入过程的方法包括：由基站(bs)从用户设备(ue)接收来自多个波束方向的多个随机接入前导，其中，所述多个随机接入前导中的每一个随机接入前导是从不同的波束方向接收的，其中所述多个随机接入前导与随机接入尝试的多个随机接入机会相关联；响应于所述多个随机接入前导，由所述bs在所述多个波束方向上发送多个随机接入响应(rar)消息。

在本公开内容的另外方面，一种在无线通信网络中执行随机接入过程的方法包括：由用户设备(ue)在多个波束方向上向基站(bs)发送多个随机接入前导，其中，所述多个随机接入前导中的每一个随机接入前导是在不同的波束方向上发送的，其中所述多个随机接入前导与随机接入尝试的多个随机接入机会相关联；由所述ue响应于所述多个随机接入前导中的一个或多个随机接入前导，在所述多个波束方向中的一个或多个波束方向上从所述bs接收一个或多个随机接入响应(rar)消息。

在本公开内容的另外方面，一种装置包括：接收机，其被配置为从无线通信设备接收来自多个波束方向的多个随机接入前导，其中，所述多个随机接入前导中的每一个随机接入前导是从不同的波束方向接收的，其中所述多个随机接入前导与随机接入尝试的多个随机接入机会相关联；发射机，其被配置为响应于所述多个随机接入前导，在所述多个波束方向上发送多个随机接入响应(rar)消息。

在本公开内容的另外方面，一种装置包括：发射机，其被配置为在多个波束方向上向无线通信设备发送多个随机接入前导，其中，所述多个随机接入前导中的每一个随机接入前导是在不同的波束方向上发送的，其中所述多个随机接入前导与随机接入尝试的多个随机接入机会相关联；接收机，其被配置为响应于所述多个随机接入前导中的一个或多个随机接入前导，在所述多个波束方向中的一个或多个波束方向上从所述无线通信设备接收一个或多个随机接入响应(rar)消息。

在结合附图了解了下面的本发明的特定、示例性实施例的描述之后，本发明的其它方面、特征和实施例对于本领域普通技术人员来说将变得显而易见。虽然相对于下面的某些实施例和附图讨论了本发明的特征，但本发明的所有实施例可以包括本文所讨论的优势特征中的一个或多个。换言之，虽然将一个或多个实施例讨论成具有某些优势特征，但根据本文所讨论的本发明的各个实施例，也可以使用这些特征中的一个或多个。用类似的方式，虽然下面将示例性实施例讨论成设备、系统或者方法实施例，但应当理解的是，这些示例性实施例可以用各种各样的设备、系统和方法来实现。

附图说明

图1根据本公开内容的实施例，示出了一种无线通信网络。

图2根据本公开内容的实施例，示出了无线通信网络中的随机接入方案。

图3根据本公开内容的实施例，示出了无线通信网络中的改进的随机接入方案。

图4根据本公开内容的实施例，示出了用户设备(ue)的框图。

图5根据本公开内容的实施例，示出了基站(bs)的框图。

图6根据本公开内容的实施例，示出了执行随机接入过程的方法的协议图。

图7示出了根据本公开内容的实施例的无线电帧。

图8根据本公开内容的实施例，示出了用于在多个定向波束上发送控制和数据的时分复用(tdm)方案。

图9根据本公开内容的实施例，示出了用于在多个定向波束上发送控制和数据的tdm方案。

图10示出了根据本公开内容的实施例的随机接入消息传输配置。

图11是根据本公开内容的实施例，示出执行随机接入过程的方法的流程图。

图12是根据本公开内容的实施例，示出执行随机接入过程的方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图描述的具体实施方式，仅仅旨在对各种配置进行描述，而不是旨在表示仅在这些配置中才可以实现本文所描述的概念。为了对各种概念有一个透彻理解，具体实施方式包括一些特定的细节。但是，对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，可以在不使用这些特定细节的情况下实现这些概念。在一些实例中，为了避免对这些概念造成模糊，公知的结构和组件以框图形式示出。

本文所描述的技术可以用于各种无线通信网络，比如码分多址(cdma)、时分多址(tdma)、频分多址(fdma)、正交频分多址(ofdma)、单载波fdma(sc-fdma)和其它网络。术语“网络”和“系统”经常可以交换使用。cdma网络可以实现诸如通用陆地无线接入(utra)、cdma2000等等之类的无线技术。utra包括宽带cdma(wcdma)和cdma的其它变型。cdma2000覆盖is-2000、is-95和is-856标准。tdma网络可以实现诸如全球移动通信系统(gsm)之类的无线技术。ofdma网络可以实现诸如演进的utra(e-utra)、超移动宽带(umb)、ieee802.11(wi-fi)、ieee802.16(wimax)、ieee802.20、flash-ofdma等等之类的无线技术。utra和e-utra是通用移动通信系统(umts)的一部分。3gpp长期演进(lte)和改进的(lte-a)是umts的采用e-utra的新发布版。在来自名为“第三代合作伙伴计划”(3gpp)的组织的文档中描述了utra、e-utra、umts、lte、lte-a和gsm。在来自名为“第三代合作伙伴计划2”(3gpp2)的组织的文档中描述了cdma2000和umb。本文所描述的技术可以用于上面所提及的无线网络和无线技术以及其它无线网络和无线技术，例如下一代网络(例如，操作在毫米波频段的第五代网络)。

本公开内容描述了改进的随机接入过程。所公开的实施例以比系统标称子帧更精细的粒度来定义用于随机接入消息传输的传输配置。例如，可以将系统标称子帧划分成多个时隙，还可以进一步将每个时隙划分成多个微时隙，其中每个微时隙可以包括至少一个符号。可以在一个或多个微时隙或者一个或多个时隙中发送随机接入消息，而不是由于混合波束成形约束而在一个方向上携带整个子帧。此外，所公开的实施例规定了用于在多个波束方向上发送随机接入消息的控制和数据的各种tdm方案。bs可以包括另外的配置参数以在随机接入过程之前通知ue。因此，所公开的实施例可以减少系统延迟并提高资源利用效率。另外，所公开的实施例可以在每个随机接入尝试，在多个波束方向上为至少一些ue提供多个随机接入机会。例如，不是在单个波束方向上发送单个随机接入前导，ue可以在监测rar之前在多个波束方向上发送多个随机接入前导。因此，ue具有更高的接收rar的机率。bs可以包括用于所述多个随机接入机会的使用的附加配置参数和/或限制。

图1根据本公开内容的实施例，示出了一种无线通信网络100。网络100可以包括多个ue102以及多个bs104。bs104可以包括演进节点b(enodeb)。bs104可以是与ue102进行通信的站，还可以称为基站收发机、节点b、接入点等等。

bs104可以与ue102进行通信，如通信信号106所指示的。ue102可以经由上行链路(ul)和下行链路(dl)，与bs104进行通信。下行链路(或前向链路)指代从bs104到ue102的通信链路。ul(或反向链路)指代从ue102到bs104的通信链路。bs104还可以通过有线和/或无线连接来彼此进行通信，如通信信号108所指示的。

ue102可以分散于网络100中，每一个ue102可以是静止的，也可以是移动的。ue102还可以称为终端、移动站、用户单元等等。ue102可以是蜂窝电话、智能电话、个人数字助理、无线调制解调器、膝上型计算机、平板计算机等等。网络100是本公开内容的各个方面应用于的网络的一个例子。

每个bs104可以为相应的地理区域提供通信覆盖。在3gpp中，根据术语“小区”使用的上下文，该术语可以指代bs的特定地理覆盖区域和/或服务于该覆盖区域的bs子系统。在该方面，bs104可以为宏小区、微微小区、毫微微小区和/或其它类型的小区提供通信覆盖。宏小区通常覆盖相对较大的地理区域(例如，半径几个公里)，可以允许与网络提供商具有服务订阅的ue能不受限制地接入。微微小区通常可以覆盖相对较小的地理区域，可以允许与网络提供商具有服务订阅的ue能不受限制地接入。毫微微小区通常也可以覆盖较小的地理区域(例如，家庭)，除了不受限制的接入之外，其还可以向与该毫微微小区具有关联的ue(例如，闭合用户群(csg)中的ue、用于家庭中的用户的ue等等)提供受限制的接入。用于宏小区的bs可以称为宏bs。用于微微小区的bs可以称为微微bs。用于毫微微小区的bs可以称为毫微微bs或家庭bs。

在图1所示出的例子中，bs104a、104b和104c分别是用于覆盖区域110a、110b和110c的宏bs的例子。bs104d和104e分别是用于覆盖区域110d和110e的微微bs和/或毫微微bs的例子。应当认识的是，bs104可以支持一个或多个(例如，两个、三个、四个等等)小区。

网络100还可以包括中继站。中继站是从上游站(例如，bs、ue等)接收数据和/或其它信息的传输并将该数据和/或其它信息的传输发送到下游站(例如，另一个ue、另一个bs等)的站。中继站也可以是中继其它ue的传输的ue。中继站还可以称为中继bs、中继ue、中继等等。

网络100可以支持同步或异步操作。对于同步操作而言，bs104可以具有类似的帧时序，来自不同bs104的传输在时间上近似地对齐。对于异步操作而言，bs104可以具有不同的帧时序，来自不同bs104的传输在时间上不对齐。

在一些实现中，网络100在下行链路上使用正交频分复用(ofdm)，在ul上使用单载波频分复用(sc-fdm)。ofdm和sc-fdm将系统带宽划分成多个(k个)正交的子载波，其中子载波还称为音调、频点等等。每个子载波可以使用数据进行调制。通常，调制符号在频域中使用ofdm来发送，在时域中使用sc-fdm来发送。相邻子载波之间的间隔可以是固定的，子载波的总数量(k)可以取决于系统带宽。在一个实施例中，网络100可以采用大约60千赫兹(khz)的音调间隔和大约500微秒(μs)的系统标称子帧持续时间。例如，可以以无线电帧的形式来执行网络100中的通信。无线电帧可以包括多个子帧。每个子帧可以包括跨越一个频带的多个符号。该频带可以在亚6ghz范围、mmwav范围或者任何适当的频率范围内。网络100可以采用各种传输配置。例如，每个无线电帧可以包括用于下行链路传输的一个或多个子帧和用于ul传输的一个或多个子帧。

bs104可以通过多个定向波束来广播同步信号、波束参考信号和系统信息。例如，bs104可以在每个波束方向上的每个无线电帧中发送一个或多个主同步信号(pss)、辅助同步信号(sss)、扩展同步信号(ess)和/或波束参考信号(brs)，以促进ue102处的同步和波束测量。系统信息的一些示例可以包括物理层信息，比如小区带宽和帧配置、小区接入信息和邻居小区信息。例如，bs104可以周期性地在每个波束方向上广播相同的系统信息。可以以系统信息块(sib)的形式来发送系统信息。bs104可以在无线电帧内的一些时段中发送其它参考信号，以促进信道测量和/或其它另外的测量。

为了接入网络100，ue102可以监听同步信号和/或brs，并且测量所接收信号的信号强度。ue102可以基于信号测量值来选择小区和所选小区内的波束，下载系统信息，并且执行接入过程(例如，基于竞争的随机接入过程)，以与所选小区中的bs104建立连接。在建立连接之后，ue102可以向bs104注册并进入正常操作阶段，其中在正常操作阶段，可以在bs104和ue102之间交换操作数据。

图2根据本公开内容的实施例，示出了无线通信网络200中的随机接入方案。网络200对应于网络100的一部分。为了简化讨论起见，图2示出了一个bs204和一个ue202，但应当认识到，本公开内容的实施例可以扩展到更多的ue202和/或bs204。bs204对应于bs104中的一个。ue202对应于ue102中的一个。ue202和bs204可以以任何适当的频率进行彼此通信。

在图2中，bs204在多个方向上，通过多个定向波束211发送同步信号、brs和系统信息，如虚线椭圆220所示。为了接入网络200，ue202监听同步信号和/或brs，选择用于执行随机接入过程的波束。例如，ue202可以接收波束211a、211b和211c，选择波束211b用于随机接入。ue202在波束211b的波束方向上，在波束221上发送随机接入前导，监视来自bs204的rar。在检测到随机接入前导时，bs204在接收到随机接入前导的相同波束方向，在波束211b上发送rar。bs204使用整个子帧，在波束211b上发送rar。当有较大带宽可用时，这是资源效率低下的。另外，截止bs204发送rar时，ue202可能已经移动到远离波束211b的不同位置，如虚线箭头所示。因此，ue202可能无法从波束211b接收到rar。rar失败的另一个原因可能是由于波束对应性。虽然ue202可以在等待一段时间(例如，退避时段)之后重试另一次随机接入尝试，但是这种重试增加了额外的延迟。因此，每次随机接入尝试在单个波束方向上发送单个随机接入前导可能是不健壮的。

图3根据本公开内容的实施例，示出了无线通信网络300中的改进的随机接入方案。网络300类似于网络100和200。为了简化讨论起见，图3示出了一个bs304和一个ue302，但应当认识到，本公开内容的实施例可以扩展到更多的ue302和/或bs304。bs304和ue302可以分别基本上类似于bs104和204与ue102和202。例如，bs304可以在多个方向上，通过多个定向波束311发送同步信号、brs和系统信息，如虚线椭圆所示。但是，bs304发送用于在网络300中发送诸如rar和/或连接请求之类的与随机接入相关消息的另外传输配置。在一个实施例中，bs304可以以sib的形式来指示该传输配置。该传输配置规定了用于发送与随机接入相关的消息的传输区域。传输区域可以是系统标称子帧而不是整个子帧的细分。本文进一步详细地描述了该传输配置。

为了接入网络300，ue302监听同步信号和/或brs，例如基于接收质量选择一个或多个波束来执行随机接入过程。例如，ue302可以接收波束311a、311b、311c、311d和311e，选择波束311a、311b和311c用于随机接入。ue302分别在波束311a、311b和311c的方向上形成波束321a、321b和321c。例如，在时间t，ue302在这些波束321中的每一个上发送随机接入前导。在发送随机接入前导之后，ue302监测来自bs304的rar。在检测到随机接入前导时，bs304可以通过在与检测到随机接入前导相同的方向或相同的端口上发送rar，或者在与ue可以接收的pss/sss/brs相同的方向或相同的端口上发送rar，来响应每个检测到的随机接入前导。例如，bs304响应于分别从波束321a、321b和321c接收的每个随机接入前导，在波束311a、311b和311c中的每一个上发送rar。举例而言，bs304可以在时间t+n发送rar，其中n是某个单位时间。

如虚线箭头所示，ue302可以在发送随机接入前导之后前往另一个位置。例如，在时间t+n，ue302处于与波束311c更对齐的位置(如虚线波束所示)，并且可能接收不到波束311b。因此，ue302可以通过波束311c接收由bs304发送的rar，而不是通过波束311b进行接收。替代地，例如，由于波束对应性、冲突或信号阻塞，ue302在没有行进的情况下，仍然可能不能从波束311b接收rar，但是可以从波束311a或311c接收rar。因此，通过允许ue302在单一随机接入尝试中在多个波束上发送多个随机接入前导，ue302不太可能由于移动性、冲突或信号阻塞而使随机接入失败。在一些实施例中，bs304可以配置规则和/或限制以控制随机接入过程，如本文中所进一步详细描述的。

图4是根据本公开内容的实施例的ue400的框图。ue400可以是如上面所讨论的ue102、202、302。如图所示，ue400可以包括处理器402、存储器404、随机接入模块408、收发机410(其包括调制解调器子系统412和rf单元414)和天线416。这些元件可以彼此之间进行直接通信或者间接通信，例如，经由一个或多个总线。

处理器402可以包括：配置为执行本文所描述的操作的中央处理单元(cpu)、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、控制器、现场可编程门阵列(fpga)设备、另一个硬件设备、固件设备或者其任意组合。此外，处理器402还可以实现成计算设备的组合，例如，dsp和微处理器的组合、若干微处理器、一个或多个微处理器与dsp内核的结合，或者任何其它此种结构。

存储器404可以包括高速缓冲存储器(例如，处理器402的高速缓冲存储器)、随机存取存储器(ram)、磁阻ram(mram)、只读存储器(rom)、可编程只读存储器(prom)、可擦除可编程只读存储器(eprom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、闪存、固态存储器设备、硬盘驱动器、其它形式的易失性和非易失性存储器、或者不同类型的存储器的组合。在一个实施例中，存储器404包括非临时性计算机可读介质。存储器404可以存储指令406。指令406可以包括：当由处理器402执行时，使得处理器402执行本文结合本公开内容的实施例，参照ue302所描述的操作。指令406还可以称为代码。术语“指令”和“代码”应当被广义地解释为包括任何类型的计算机可读语句。例如，术语“指令”和“代码”可以指代一个或多个程序、例行程序、子例行程序、函数、过程等等。“指令”和“代码”可以包括单个计算机可读语句或多个计算机可读语句。

随机接入模块408可以用于本公开内容的各个方面。例如，随机接入模块408被配置为选择随机接入前导序列，发起随机接入前导的传输，监测rar，发起连接请求，监测连接响应，如本文所进一步详细描述的。

如图所示，收发机410可以包括调制解调器子系统412和rf单元414。收发机410可以被配置为与其它设备(例如，bs104、204和304)进行双向通信。调制解调器子系统412可以被配置为根据调制和编码方案(mcs)(例如，低密度奇偶校验(ldpc)编码方案、turbo编码方案、卷积编码方案、数字波束成形方案等等)，对来自存储器404和/或随机接入模块408的数据进行调制和/或编码。rf单元414可以被配置为对来自调制解调器子系统412的经调制/编码数据(关于出站传输)或者源自于另一个源(例如，ue102或bs104)的传输进行处理(例如，执行模数转换或者数模转换等等)。此外，rf单元414还可以被配置为结合数字波束成形来执行模拟波束成形。虽然示出成与收发机410集成在一起，但调制解调器子系统412和rf单元414可以是单独的设备，它们在ue102处耦合在一起以使ue102能够与其它设备进行通信。

rf单元414可以将调制和/或处理后的数据(例如，数据分组(或者具体而言，包含一个或多个数据分组和其它信息的数据消息))提供给天线416，以便传输给一个或多个其它设备。例如，这可以包括：根据本公开内容的实施例，进行随机接入前导或连接请求的传输。此外，天线416还可以接收从其它设备发送的数据消息。例如，这可以包括：根据本公开内容的实施例，接收rar和连接响应。天线416可以提供所接收的数据消息以便在收发机410处进行处理和/或解调。虽然图4将天线416示出成单一天线，但天线416可以包括具有类似或者不同设计方案的多个天线，以便维持多个传输链路。rf单元414可以配置天线416。

图5是根据本公开内容的实施例的示例性bs500的框图。bs500可以是如上面所讨论的bs104、204或304。如图所示，bs500可以包括处理器502、存储器504、随机接入模块508、收发机510(其包括调制解调器子系统512和rf单元514)和天线516。这些元件可以彼此之间进行直接通信或者间接通信，例如，经由一个或多个总线。

处理器502可以具有作为特定类型处理器的各种特征。例如，这些可以包括：配置为执行本文所描述的操作的cpu、dsp、asic、控制器、fpga设备、另一个硬件设备、固件设备或者其任意组合。处理器502还可以实现成计算设备的组合，例如，dsp和微处理器的组合、若干微处理器、一个或多个微处理器与dsp内核的结合，或者任何其它此种结构。

存储器504可以包括高速缓冲存储器(例如，处理器502的高速缓冲存储器)、ram、mram、rom、prom、eprom、eeprom、闪存、固态存储器设备、一个或多个硬盘驱动器、基于忆阻器的阵列、其它形式的易失性和非易失性存储器、或者不同类型的存储器的组合。在一些实施例中，存储器504可以包括非临时性计算机可读介质。存储器504可以存储指令506。指令506可以包括：当由处理器502执行时，使得处理器502执行本文所描述的操作。此外，指令506还可以称为代码，其中代码可以被广义地解释为包括任何类型的计算机可读语句，如上面参照图4所讨论的。

随机接入模块508可以用于本公开内容的各个方面。例如，随机接入模块508可以监测和检测随机接入前导，响应于检测的随机接入前导来生成rar，监测连接请求，响应于检测的连接请求来生成连接响应。

如图所示，收发机510可以包括调制解调器子系统512和rf单元514。收发机510可以被配置为与其它设备(例如，ue102、202和302和/或另一个核心网络单元)进行双向通信。调制解调器子系统512可以被配置为根据mcs(例如，ldpc编码方案、turbo编码方案、卷积编码方案、数字波束成形方案等等)，对数据进行调制和/或编码。rf单元514可以被配置为对来自调制解调器子系统512的经调制/编码数据(关于出站传输)或者源自于另一个源(例如，ue102)的传输进行处理(例如，执行模数转换或者数模转换等等)。此外，rf单元514还可以被配置为结合数字波束成形来执行模拟波束成形。虽然示出成与收发机510集成在一起，但调制解调器子系统512和rf单元514可以是单独的设备，它们在bs104处耦合在一起以使bs104能够与其它设备进行通信。

rf单元514可以将调制和/或处理后的数据(例如，数据分组(或者具体而言，包含一个或多个数据分组和其它信息的数据消息))提供给天线516，以便传输给一个或多个其它设备。例如，这可以包括：根据本公开内容的实施例，进行信息的传输以完成对网络的连接以及与驻留的ue102的通信。此外，天线516还可以接收从其它设备发送的数据消息，提供所接收的数据消息以便在收发机510处进行处理和/或解调。虽然图5将天线516示出成单一天线，但天线516可以包括具有类似设计方案或不同设计方案的多个天线，以便维持多个传输链路。

图6是根据本公开内容的实施例，示出执行随机接入过程的方法600的协议图。方法600的步骤可以由诸如bs104、204、304和500以及ue102、202、302和400之类的无线通信设备的计算设备(例如，处理器、处理电路和/或其它适当的组件)来执行。可以参照图3来更好地理解方法600。如图所示，方法600包括多个枚举的步骤，但是方法600的实施例可以在枚举的步骤之前、之后和之间包括其它的步骤。在一些实施例中，可以省略一个或多个枚举的步骤或者以不同的顺序来执行。为了简化讨论起见，方法600示出了一个bs304和一个ue302，但应当认识到，本公开内容的实施例可以扩展到更多的ue302和/或bs304。

在步骤605处，bs304在多个定向波束(例如，波束311)上广播同步信号和brs。在步骤610处，ue302基于同步信号和brs执行同步，以与bs304同步。例如，ue302可以接收多个波束(例如，波束311a、311b、311c、311d和311e)。

在步骤615处，bs304通过多个定向波束来广播系统信息。系统信息可以包括与小区接入相关的信息、信道配置、物理随机接入(prach)配置和/或相邻小区信息。prach配置可以指示用于随机接入前导传输的序列、格式和/或资源。例如，bs304可以将一些子帧的一些部分分配用于随机接入前导传输。在步骤620处，ue302下载系统信息。

在步骤625处，bs304在多个定向波束上广播随机接入消息传输配置。该随机接入消息传输配置可以包括各种信道(例如，用于上行链路和下行链路的控制和数据信道)的开始时间和结束时间、以及规定各种信道的数字方案(例如，音调间隔、子帧定时和符号定时)。在一个实施例中，各种信道的开始时间和结束时间以标称子帧的分数或细分为单位来指示，如本文中所进一步详细描述的。bs304可以周期性地广播同步信号、brs、系统信息和/或随机接入消息传输配置。在步骤630处，ue302下载随机接入消息传输配置。在一些实施例中，bs304可以基于来自ue302的请求，来发送随机接入消息传输配置。

在步骤635处，ue302基于所接收的广播信号来执行信号测量，选择一个或多个波束用于随机接入。例如，ue302选择多个波束(例如，波束311a、311b和311c)。

在步骤640处，ue302在所选波束的方向上形成波束(例如，波束321a、321b和321c)，根据prach配置在这些波束中的每个波束上发送携带随机接入前导的消息1。例如，ue302分别在波束321a、321b和321c上发送第一、第二和第三随机接入前导。所述第一，第二和第三随机接入前导可以具有不同的随机接入前导序列，也可以具有相同的随机接入前导序列。

在步骤645处，在发送消息1之后，ue302在rar窗内监测来自bs304的消息2。例如，ue302在第k个子帧的微时隙i中发送随机接入前导，对应的rar窗在第(n+k)个子帧的微时隙起始j开始并且横跨l的持续时间，其中n可以大于或等于0，并且在步骤615期间由bs304广播的sib中的一个中规定了j和l。ue302可以基于随机接入标识符(id)来监测rar以识别接收的rar是否是对该ue302发送的随机接入前导的响应。可以基于ue302发送特定的随机接入前导所使用的频率-时间资源，来导出用于特定发送的随机接入前导的随机接入id。随机接入前导的随机接入id彼此之间独立。在lte的上下文中，随机接入id称为随机接入-无线电网络临时标识符(ra-rnti)。

在步骤650处，在检测到消息1时(例如，从波束321a、321b和321c)，bs304对消息1进行处理。对于每个检测到的随机接入前导，bs304可以确定ue302的上行链路传输定时，并且向ue302分配ue资源和临时id以发送后续消息。bs304可以基于随机接入消息传输配置(例如，上行链路控制和数据信道的音调间隔、符号定时、开始时间和/或结束时间)来分配ul资源。bs304通过临时id来识别来自ue302的下一个消息(例如，消息3)。在lte的上下文中，临时id称为临时小区-无线电网络临时标识符(c-rnti)。

在步骤655处，对于每个检测到的随机接入前导，bs304根据随机接入消息传输配置来发送携带rar的消息2。例如，bs304分别在波束311a、311b和311c上发送第一rar、第二rar和第三rar。第一rar、第二rar和第三rar是对从波束321a、321b和321c接收的第一、第二和第三随机接入前导的响应。可以在一个或多个微时隙或一个或多个时隙中携带每个rar。每个rar可以包括控制部分和数据部分。基于对应的随机接入前导的随机接入id来生成控制部分。数据部分携带相应的分配资源、相应的分配的临时id、以及基于相应的上行链路传输定时确定的相应定时提前信息。

在步骤660处，在检测到消息2时，ue302对消息2进行处理。ue302从消息2中获取分配的资源、临时id和定时提前信息。

在步骤665处，ue302向bs304发送消息3(例如，其携带连接请求)。例如，ue302可以选择接收到的波束中的一个波束，并且通过在所选波束的方向上形成波束来携带消息3，来对从所选波束接收的rar进行响应。可以根据所分配的资源、临时id、定时提前信息和随机接入消息传输配置来发送消息3。替代地，ue302可以响应这些rar中的一个以上的rar。可以在一个或多个微时隙或一个或多个时隙中携带消息3。

在步骤670处，在接收到消息3时，bs对消息3进行处理，并且根据临时id来确定消息3是响应于rar而发送的。在步骤675处，bs通过向ue302发送消息4(例如，其携带连接响应)来确认消息3的接收。可以在一个或多个微时隙或一个或多个时隙中携带消息4。随后，ue302可以继续发起向bs304的注册过程。

在一个实施例中，当ue302在步骤640发送多个随机接入前导时，所述多个随机接入前导的rar窗可以重叠。在一个实施例中，网络可以配置ra响应窗，使得波束的ra响应窗不重叠。在另一个实施例中，ue302可以配置所述多个随机接入前导的传输，使得rar窗具有最小的重叠。因此，ue302可以一次监测一个波束。在另一个实施例中，在步骤645处，ue302可以在对应的rar窗的一部分上监测一个波束(例如，波束321a)，切换到在另一个rar窗的一部分上监测另一个波束(例如，波束321b或321c)。在另一个实施例中，在步骤645处，ue302可以选择在与最强波束相对应的rar窗上监测最强波束(例如，时间t处监测波束321b或者在时间t+n处监测波束321c)。在另一个实施例中，在步骤645处，ue302可以基于用于随机接入前导的传输的波束方向(例如，波束321a、321b和321c)的并集来形成波束，使得ue302可以同时监测所有的波束方向。

图7示出了根据本公开内容实施例的无线电帧700。无线电帧700可以由网络100、200和300以及方法600使用。具体而言，诸如bs104、204和304之类的bs以及诸如ue102、202和302之类的ue可以使用无线电帧700来交换数据。在图7中，x轴以某些恒定单位表示时间，y轴以某些恒定单位表示频率。无线电帧700包括横跨时间和频率的n个多个子帧710。在一个实施例中，无线电帧700可以横跨大约10毫秒(ms)的时间间隔。每个子帧710包括m个多个时隙720。每个时隙720包括k个多个微时隙730。每个微时隙730包括最少约2个符号740。n、m和k可以是任何适当的正整数。子帧710称为系统标称子帧，bs或ue可以分别使用系统标称子帧来发送下行链路数据或上行链路数据。由于随机接入消息(例如，消息2和3)的大小很小，因此可以使用标称子帧710的细分而不是整个子帧710来发送随机接入消息。例如，随机接入消息可以携带在一个或多个时隙720或者一个或多个微时隙730或者一个或多个符号740中。

图8和9示出了用于在多个定向波束上发送多个消息的传输方案。在图8和9中，x轴表示某些恒定单位的时间(例如，符号或微时隙或时隙或子帧)，y轴表示某些恒定单位的频率(例如，资源元素或资源块)。图8根据本公开内容的实施例，示出了用于在诸如波束211、221、311和321之类的多个定向波束上发送控制和数据的tdm方案800。bs104、204和304或ue102、202和302可以使用方案800来发送与随机接入相关的消息(例如，消息2和/或3)。例如，rar消息可以包括控制和数据，其中控制指示子帧(例如，子帧710)中的数据的位置，数据指示ul授权、临时id和/或用于下一个消息的定时提前信息。在方案800中，bs可以在第一波束(例如，波束311a)上发送第一rar的第一控制812，然后在第一波束上发送第一rar的第一数据814。第一控制812可以指示类似于子帧710的子帧830内的第一数据814的位置或开始时间和结束时间。在发送第一rar之后，bs切换到第二波束(例如，波束311b或311c)并在第二波束上发送第二rar的第二控制822，然后在第二波束上发送第二rar的第二数据824。类似地，第二控制822可以指示子帧830中的第二数据824的位置或开始时间和结束时间。在一些实施例中，第一rar和第二rar可以携带在类似于时隙720的时隙中。虽然在两个波束上传输消息2的上下文中描述方案800，但是方案800可以适合于传输消息3和/或在任何适当数量的波束上传输消息。

图9根据本公开内容的实施例，示出了用于在诸如波束211、221、311和321之类的多个波束上发送控制和数据的另一种tdm方案900。bs104、204和304或ue102、202和302可以使用方案900来发送与随机接入相关的消息(例如，消息2和3)。在方案900中，bs可以发送多个rar的控制，然后发送所述多个rar的数据，其中bs在发送控制和数据时扫描多个波束。如图所示，bs可以在第一波束(例如，波束311a)上发送第一rar的第一控制912，然后在第二波束(例如，波束311b或311c)上发送第二rar的第一控制922。在发送控制之后，bs在第一波束上发送第一rar的第一数据914，随后在第二波束上发送第二数据924。第一控制912可以指示类似于子帧710的子帧930中的第一数据914的位置。在一些实施例中，第一rar和第二rar可以携带在类似于时隙720的时隙内。第二控制922可以指示子帧930中的第二数据924的位置。虽然在消息2的传输的上下文中描述了方案900，但是方案900可以适合于传输消息3。

图10示出了根据本公开内容的实施例的随机接入消息传输配置1000。诸如bs104和304之类的bs使用传输配置1000，以指示与方法600的步骤625中所示的随机接入消息(例如，消息2和3)的传输有关的信息。可以以sib或任何其它适当的格式来发送传输配置1000。传输配置1000可以在单独的sib中指示，也可以与其它系统信息集成在同一sib中。传输配置1000可以包括物理下行链路共享信道(pdsch)字段1010、物理上行链路共享信道(pusch)字段1020、物理下行链路控制信道(pdcch)_position(pdcch位置)字段1030、pdsch_numerology(pdsch数字方案)字段1040、pusch_numerology(pusch数字方案)字段1050、上行链路控制信息(uci)字段1060、reference_numerology(参考数字方案)字段1070、maximum_oununities(最大机会)字段1080和pl_threshold(pl阈值)字段1090。字段1010-1090可以包括具有任何适当的长度。在一个实施例中，传输配置1000可以包括字段1010-1090中的一个或多个。

pdsch字段1010包括pdsch_start_time(pdsch开始时间)字段1012和pdsch_end_time(pdsch结束时间)字段1014。pdsch_start_time字段1012指示pdsch传输时间间隔的开始时间。pdsch_end_time字段1014指示pdsch传输时间间隔的结束时间。pdsch传输时间间隔可以是系统标称子帧(例如，子帧710)的持续时间的细分。pdsch_start_time字段1012和pdsch_end_time字段1014可以由系统标称子帧内的时隙(例如，时隙720)索引或微时隙(例如，微时隙730)索引来表示。例如，bs304可以在pdsch传输时间间隔中发送数据部分(例如，rar消息的数据814、824、914、924)。

pusch字段1020包括pusch_start_time(pusch开始时间)字段1022和pusch_end_time(pusch结束时间)字段1024。pusch_start_time字段1022指示pusch传输时间间隔的开始时间。pusch_end_time字段1024指示pusch传输时间间隔的结束时间。pusch传输时间间隔可以是系统标称子帧的持续时间的细分。pusch_start_time字段1022和pusch_end_time字段1024可以由系统标称子帧内的时隙索引或微时隙索引来表示。例如，bs304可以根据pusch传输时间间隔为ue302分配ul资源以发送消息3。

pdcch_position字段1030指示系统标称子帧k的pdcch的位置。在一些实施例中，pdcch横跨固定的时间间隔。例如，bs304可以根据pdcch_position字段1030，在pdcch时间间隔中发送控制部分(例如，控制812、822、912和922)。

pdsch_numerology字段1040指示与pdsch的配置相关联的信息。例如，pdsch_numerology字段1040可以指示pdsch中的音调间隔、符号的数量、和符号持续时间。

pusch_numerology字段1050指示与pusch的配置相关联的信息。例如，pusch_numerology字段1050可以指示pusch中的音调间隔、符号的数量、和符号持续时间。pdsch数字方案和pusch数字方案可以彼此独立。

uci字段1060包括uci_start_time(uci开始时间)字段1062和uci_end_time(uci结束时间)字段1064。uci_start_time字段1062指示uci传输时间间隔的开始时间。uci_end_time字段1064指示uci传输时间间隔的结束时间。uci传输时间间隔用于在pusch传输时间间隔内发送控制信息。例如，ue302可以根据uci传输时间间隔来发送ul控制。

reference_numerology字段1070指示与系统标称子帧的配置相关联的信息。例如，reference_numerology字段1070可以指示系统标称子帧(例如，子帧710)具有60ghz的音调间隔、50μs的持续时间，以及包括大约14个符号。pdsch数字方案和psuch数字方案可以与参考数字方案不同。

maximum_opportunities字段1080指示每次随机访问尝试的最大可允许随机接入机会数量。例如，当maximum_opportunities字段1080指示值3时，ue302可以在监测rar之前，在步骤640在三个不同的波束方向上发送多达3个随机接入前导。因此，bs304可以通过允许ue采用多个随机接入机会，但是限制可能增加冲突率的不必要的传输，来控制随机接入前导的成功率。

pl_threshold字段1090指示ue在使用多个随机接入机会之前需要满足的ue到bspl阈值。例如，ue302可以在步骤640处在多个波束上发送多个随机接入前导之前，检查是否满足该pl阈值。因此，bs304可以通过允许具有高pl的ue使用多个随机接入机会，并限制具有低pl的ue使用多个随机接入机会，来控制资源利用。应当注意的是，字段1010-1090可以如图所示地进行组织，或者替代地被配置为实现类似的功能。

图11是根据本公开内容的实施例，示出执行随机接入过程的方法1100的流程图。方法1100的步骤可以由诸如bs104、304和500之类的无线通信设备的计算设备(例如，处理器、处理电路和/或其它适当的组件)来执行。方法1100可以采用与参照图3和方法600所描述的改进型随机接入方案相类似的机制。可以参照图3来更好地理解方法1100。如图所示，方法1100包括多个枚举的步骤，但是方法1100的实施例可以在枚举的步骤之前、之后和之间包括其它的步骤。在一些实施例中，可以省略一个或多个枚举的步骤或者以不同的顺序来执行。

在步骤1110处，方法1100包括：由bs(例如，bs304)在多个波束方向上(例如，在波束311上)发送传输配置(例如，传输配置1000)，其中该传输配置指示与随机接入消息传输间隔相关联的信息(例如，字段1010、1020或1060)。例如，随机接入消息传输间隔横跨小于系统标称子帧(例如，子帧710)。该传输配置可以指示字段1010-1090中的一个或多个。

在步骤1120处，方法1100包括：由bs从所述多个波束方向中的一个或多个波束方向(例如，在波束321a、321b和321c上)接收一个或多个随机接入前导(例如，消息1)，其中所述一个或多个随机接入前导与ue(例如，ue302)的随机接入尝试相关联。

在步骤1130处，方法1100包括：由bs根据传输配置，在所述一个或多个波束方向上发送一个或多个rar消息(例如，消息2)。bs响应于随机接入尝试的一个或多个随机接入前导，发送一个或多个rar消息。例如，bs可以根据tdm方案800或900、pdcch_position字段1030和/或pdsch字段1010，来发送每个rar消息的控制部分和数据部分。该控制部分和/或数据部分可以指示用于ue发送后续消息(例如，消息3)的ul资源和/或数字方案(例如，用于pusch和/或uci)。

图12是根据本公开内容的实施例，示出执行随机接入过程的方法1200的流程图。方法1200的步骤可以由诸如ue102、302和400之类的无线通信设备的计算设备(例如，处理器、处理电路和/或其它适当的组件)来执行。方法1200可以采用与参照图3和方法600所描述的改进型随机接入方案相类似的机制。可以参照图3来更好地理解方法1200。如图所示，方法1200包括多个枚举的步骤，但是方法1200的实施例可以在枚举的步骤之前、之后和之间包括其它的步骤。在一些实施例中，可以省略一个或多个枚举的步骤或者以不同的顺序来执行。

在步骤1210处，方法1200包括：由ue(例如，ue302)在多个波束方向上(例如，在波束311a、311b、311c、311d和311e上)接收传输配置(例如，传输配置1000)，其中该传输配置指示与随机接入消息传输间隔相关联的信息(例如，字段1010-1090)。例如，随机接入消息传输时间间隔横跨小于系统标称子帧(例如，子帧710)。

在步骤1220处，方法1200包括：由ue在所述多个波束方向中的一个或多个波束方向上(例如，在波束321a、321b和321c上)发送一个或多个随机接入前导(例如，消息1)以用于随机接入尝试。例如，ue可以测量每个接收波束的质量或强度，基于测量值来选择这些波束中的一个或多个波束(例如，波束311a、311b和311c)。

在步骤1230处，方法1200包括：由ue根据传输配置，在所述一个或多个波束方向上接收一个或多个rar消息(例如，消息2)。例如，所述一个或多个rar消息是对发送的一个或多个随机接入前导的响应。每个rar消息可以包括用于发送下一个随机接入消息(例如，消息3)的ul授权和定时提前信息。

信息和信号可以使用多种不同的技术和方法中的任意一种来表示。例如，在贯穿上面的描述中提及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以用电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者其任意组合来表示。

用于执行本文所述功能的通用处理器、dsp、asic、fpga或其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件部件或者其任意组合，可以用来实现或执行结合本文所公开内容描述的各种示例性的框和模块。通用处理器可以是微处理器，或者，该处理器也可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器也可以实现为计算设备的组合(例如，dsp和微处理器的组合、若干微处理器、一个或多个微处理器与dsp内核的结合，或者任何其它此种结构)。

本文所述功能可以用硬件、处理器执行的软件、固件或者其任意组合的方式来实现。当用处理器执行的软件实现时，可以将这些功能存储在计算机可读介质上，或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。其它示例和实现也落入本公开内容及其所附权利要求书的保护范围之内。例如，由于软件的本质，上文所描述的功能可以使用由处理器执行的软件、硬件、固件、硬件连线或者其任意组合来实现。用于实现功能的特征可以物理地位于多个位置，其包括分布式的，使得在不同的物理位置实现功能的一部分。此外，如本文(其包括权利要求书)所使用的，如列表项中所使用的“或”(例如，以诸如“中的至少一个”或者“中的一个或多个”为结束的列表项中所使用的“或”)指示包含性列表，使得例如，列表[a、b或c中的至少一个]意味着：a或b或c或ab或ac或bc或abc(即，a和b和c)。

本公开内容的另外实施例包括一种在无线通信网络中执行随机接入过程的方法，该方法包括：由基站(bs)从用户设备(ue)接收来自多个波束方向的多个随机接入前导，其中，所述多个随机接入前导中的每一个随机接入前导是从不同的波束方向接收的，其中所述多个随机接入前导与随机接入尝试的多个随机接入机会相关联；响应于所述多个随机接入前导，由所述bs在所述多个波束方向上发送多个随机接入响应(rar)消息。

在一些实施例中，发送所述多个rar消息包括：在子帧中，在所述多个波束方向中的第一波束方向上发送所述多个rar消息中的第一rar消息的第一控制信息和第一数据；在发送第一控制信息和第一数据之后，在同一子帧中，在所述多个波束方向中的第二波束方向上发送所述多个rar消息中的第二rar消息的第二控制信息和第二数据。发送所述多个rar消息包括：在子帧中，在所述多个波束方向中的第一波束方向上发送所述多个rar消息中的第一rar消息的第一控制信息；在发送第一控制信息之后，在同一子帧中，在所述多个波束方向中的第二波束方向上发送所述多个rar消息中的第二rar消息的第二控制信息；在发送第二控制信息之后，在同一子帧中，在第一波束方向上发送第一rar消息的第一数据；在发送第一数据之后，在同一子帧中，在第二波束方向上发送第二rar消息的第二数据。该方法还包括：由所述bs发送用于每次随机接入尝试，使用不同波束方向上的多个随机接入机会来传输多个随机接入前导的规则。该方法还包括：由所述bs在至少所述多个波束方向上发送携带传输配置的一个或多个下行链路波束，其中，所述传输配置指示与横跨小于系统标称子帧的随机接入消息传输时间间隔相关联的信息。所述传输配置还指示规定所述系统标称子帧的参考数字方案，其中，所述参考数字方案包括音调间隔、符号的数量、或符号持续时间中的一个或多个。

本公开内容的另外实施例包括一种在无线通信网络中执行随机接入过程的方法，该方法包括：由用户设备(ue)在多个波束方向上向基站(bs)发送多个随机接入前导，其中，在不同的波束方向上发送所述多个随机接入前导中的每一个随机接入前导，其中所述多个随机接入前导与随机接入尝试的多个随机接入机会相关联；由所述ue响应于所述多个随机接入前导中的一个或多个随机接入前导，在所述多个波束方向中的一个或多个波束方向上从所述bs接收一个或多个随机接入响应(rar)消息。

在一些实施例中，每个rar消息横跨微时隙或时隙。接收所述一个或多个rar消息包括：在子帧中，在所述一个或多个波束方向中的第一波束方向上接收所述一个或多个rar消息中的第一rar消息的第一控制信息和第一数据；在接收到第一控制信息和第一数据之后，在同一子帧中，在所述一个或多个波束方向中的第二波束方向上接收所述一个或多个rar消息中的第二rar消息的第二控制信息和第二数据。接收所述一个或多个rar消息包括：在子帧中，在所述一个或多个波束方向中的第一波束方向上接收所述一个或多个rar消息中的第一rar消息的第一控制信息；在接收到第一控制信息之后，在同一子帧中，在所述一个或多个波束方向中的第二波束方向上接收所述一个或多个rar消息中的第二rar消息的第二控制信息；在接收到第二控制信息之后，在同一子帧中，在第一波束方向上接收第一rar消息的第一数据；在接收到第一数据之后，在同一子帧中，在第二波束方向上接收第二rar消息的第二数据。该方法还包括：由所述ue从所述bs接收用于在rar消息监测之前，在每个随机接入尝试中使用不同波束方向上的多个随机接入机会来发送多个随机接入前导的规则；由所述ue确定所述ue是否满足所述规则，其中，所述多个随机接入前导是在确定所述ue满足所述规则时发送的。该方法还包括：由所述ue在所述多个波束方向中的第一波束方向上监测所述一个或多个rar消息中的第一rar消息；由所述ue在所述多个波束方向中的第二波束方向上监测所述一个或多个rar消息中的第二rar消息。该方法还包括：由所述ue确定与所述多个波束方向中的第二波束方向相比，所述多个波束方向中的第一波束方向是否具有更高的接收质量；当确定第一波束方向具有比第二波束方向更高的接收质量时，在与第一rar消息相关联的rar窗中，在第一波束方向上监测所述一个或多个rar消息中的第一rar消息。该方法还包括：配置所述多个波束方向中的至少第一波束方向和第二波束方向中的波束，以监测所述一个或多个rar消息。该方法还包括：由所述ue从所述bs接收传输配置，其中所述传输配置指示与小于系统标称子帧的随机接入消息传输时间间隔相关联的信息。

本公开内容的另外实施例包括一种装置，该装置包括：接收机，其被配置为从无线通信设备接收来自多个波束方向的多个随机接入前导，其中，所述多个随机接入前导中的每一个随机接入前导是从不同的波束方向接收的，其中所述多个随机接入前导与随机接入尝试的多个随机接入机会相关联；发射机，其被配置为响应于所述多个随机接入前导，在所述多个波束方向上发送多个随机接入响应(rar)消息。

在一些实施例中，所述发射机被配置为通过以下操作来发送所述多个rar消息：在子帧中，在所述多个波束方向中的第一波束方向上发送所述多个rar消息中的第一rar消息的第一控制信息和第一数据；在发送第一控制信息和第一数据之后，在同一子帧中，在所述多个波束方向中的第二波束方向上发送所述多个rar消息中的第二rar消息的第二控制信息和第二数据。所述发射机被配置为通过以下操作来发送所述多个rar消息：在子帧中，在所述多个波束方向中的第一波束方向上发送所述多个rar消息中的第一rar消息的第一控制信息；在发送第一控制信息之后，在同一子帧中，在所述多个波束方向中的第二波束方向上发送所述多个rar消息中的第二rar消息的第二控制信息；在发送第二控制信息之后，在同一子帧中，在第一波束方向上发送第一rar消息的第一数据；在发送第一数据之后，在同一子帧中，在第二波束方向上发送第二rar消息的第二数据。所述发射机还被配置为：发送用于每次随机接入尝试，使用不同波束方向上的多个随机接入机会来传输多个随机接入前导的规则。所述发射机还被配置为：在至少所述多个波束方向上发送携带传输配置的一个或多个下行链路波束，其中，所述传输配置指示与横跨小于系统标称子帧的随机接入消息传输时间间隔相关联的信息。所述传输配置还指示规定所述系统标称子帧的参考数字方案，其中，所述参考数字方案包括音调间隔、符号的数量、或符号持续时间中的一个或多个。

本公开内容的另外实施例包括一种装置，该装置包括：发射机，其被配置为在多个波束方向上向无线通信设备发送多个随机接入前导，其中，在不同的波束方向上发送所述多个随机接入前导中的每一个随机接入前导，其中所述多个随机接入前导与随机接入尝试的多个随机接入机会相关联；接收机，其被配置为响应于所述多个随机接入前导中的一个或多个随机接入前导，在所述多个波束方向中的一个或多个波束方向上从所述无线通信设备接收一个或多个随机接入响应(rar)消息。

在一些实施例中，每个rar消息横跨微时隙或时隙。所述接收机还被配置为通过以下操作来接收所述一个或多个rar消息：在子帧中，在所述一个或多个波束方向中的第一波束方向上接收所述一个或多个rar消息中的第一rar消息的第一控制信息和第一数据；在接收到第一控制信息和第一数据之后，在同一子帧中，在所述一个或多个波束方向中的第二波束方向上接收所述一个或多个rar消息中的第二rar消息的第二控制信息和第二数据。所述接收机还被配置为通过以下操作来接收所述一个或多个rar消息：在子帧中，在所述一个或多个波束方向中的第一波束方向上接收所述一个或多个rar消息中的第一rar消息的第一控制信息；在接收到第一控制信息之后，在同一子帧中，在所述一个或多个波束方向中的第二波束方向上接收所述一个或多个rar消息中的第二rar消息的第二控制信息；在接收到第二控制信息之后，在同一子帧中，在第一波束方向上接收第一rar消息的第一数据；在接收到第一数据之后，在同一子帧中，在第二波束方向上接收第二rar消息的第二数据。所述接收机还被配置为：从所述无线通信设备接收用于在rar消息监测之前，在每个随机接入尝试中使用不同波束方向上的多个随机接入机会来发送多个随机接入前导的规则。所述装置还包括配置为确定所述ue是否满足所述规则的处理器，其中，所述多个随机接入前导是在确定所述ue满足所述规则时发送的。所述装置还包括配置为执行以下操作的处理器：在所述多个波束方向中的第一波束方向上监测所述一个或多个rar消息中的第一rar消息；在所述多个波束方向中的第二波束方向上监测所述一个或多个rar消息中的第二rar消息。所述装置还包括配置为执行以下操作的处理器：确定与所述多个波束方向中的第二波束方向相比，所述多个波束方向中的第一波束方向是否具有更高的接收质量；当确定第一波束方向具有比第二波束方向更高的接收质量时，在与第一rar消息相关联的rar窗中，在第一波束方向上监测所述一个或多个rar消息中的第一rar消息。所述装置还包括配置为执行以下操作的处理器：配置所述多个波束方向中的至少第一波束方向和第二波束方向中的波束，以监测所述一个或多个rar消息。所述接收机还被配置为从所述无线通信设备接收传输配置，其中所述传输配置指示与小于系统标称子帧的随机接入消息传输时间间隔相关联的信息。

本公开内容的另外实施例包括一种其上记录有程序代码的计算机可读介质，所述程序代码包括：用于使基站(bs)从用户设备(ue)接收来自多个波束方向的多个随机接入前导的程序代码，其中，所述多个随机接入前导中的每一个随机接入前导是从不同的波束方向接收的，其中所述多个随机接入前导与随机接入尝试的多个随机接入机会相关联；用于使所述bs响应于所述多个随机接入前导，在所述多个波束方向上发送多个随机接入响应(rar)消息的代码。

在一些实施例中，用于发送所述多个rar消息的代码还被配置为：在子帧中，在所述多个波束方向中的第一波束方向上发送所述多个rar消息中的第一rar消息的第一控制信息和第一数据；在发送第一控制信息和第一数据之后，在同一子帧中，在所述多个波束方向中的第二波束方向上发送所述多个rar消息中的第二rar消息的第二控制信息和第二数据。用于发送所述多个rar消息的代码还被配置为：在子帧中，在所述多个波束方向中的第一波束方向上发送所述多个rar消息中的第一rar消息的第一控制信息；在发送第一控制信息之后，在同一子帧中，在所述多个波束方向中的第二波束方向上发送所述多个rar消息中的第二rar消息的第二控制信息；在发送第二控制信息之后，在同一子帧中，在第一波束方向上发送第一rar消息的第一数据；在发送第一数据之后，在同一子帧中，在第二波束方向上发送第二rar消息的第二数据。所述计算机可读介质还包括：用于使所述bs发送在每次随机接入尝试，使用不同波束方向上的多个随机接入机会来传输多个随机接入前导的规则的代码。所述计算机可读介质还包括：用于使所述bs在至少所述多个波束方向上发送携带传输配置的一个或多个下行链路波束的代码，其中，所述传输配置指示与横跨小于系统标称子帧的随机接入消息传输时间间隔相关联的信息。所述传输配置还指示规定所述系统标称子帧的参考数字方案，其中，所述参考数字方案包括音调间隔、符号的数量、或符号持续时间中的一个或多个。

本公开内容的另外实施例包括一种其上记录有程序代码的计算机可读介质，所述程序代码包括：用于使用户设备(ue)在多个波束方向上向基站(bs)发送多个随机接入前导的代码，其中，在不同的波束方向上发送所述多个随机接入前导中的每一个随机接入前导，其中所述多个随机接入前导与随机接入尝试的多个随机接入机会相关联；用于使所述ue响应于所述多个随机接入前导中的一个或多个随机接入前导，在所述多个波束方向中的一个或多个波束方向上从所述bs接收一个或多个随机接入响应(rar)消息的代码。

在一些实施例中，每个rar消息横跨微时隙或时隙。用于接收所述一个或多个rar消息的代码还被配置为：在子帧中，在所述一个或多个波束方向中的第一波束方向上接收所述一个或多个rar消息中的第一rar消息的第一控制信息和第一数据；在接收到第一控制信息和第一数据之后，在同一子帧中，在所述一个或多个波束方向中的第二波束方向上接收所述一个或多个rar消息中的第二rar消息的第二控制信息和第二数据。用于接收所述一个或多个rar消息的代码还被配置为：在子帧中，在所述一个或多个波束方向中的第一波束方向上接收所述一个或多个rar消息中的第一rar消息的第一控制信息；在接收到第一控制信息之后，在同一子帧中，在所述一个或多个波束方向中的第二波束方向上接收所述一个或多个rar消息中的第二rar消息的第二控制信息；在接收到第二控制信息之后，在同一子帧中，在第一波束方向上接收第一rar消息的第一数据；在接收到第一数据之后，在同一子帧中，在第二波束方向上接收第二rar消息的第二数据。所述计算机可读介质还包括用于使所述执行以下操作的代码：其中，所述接收机还被配置为从所述bs接收用于在rar消息监测之前，在每个随机接入尝试中使用不同波束方向上的多个随机接入机会来发送多个随机接入前导的规则，其中所述计算机可读介质还包括：用于使所述ue确定所述ue是否满足所述规则的代码，其中，所述多个随机接入前导是在确定所述ue满足所述规则时发送的。所述计算机可读介质还包括用于使所述ue执行以下操作的代码：在所述多个波束方向中的第一波束方向上监测所述一个或多个rar消息中的第一rar消息；在所述多个波束方向中的第二波束方向上监测所述一个或多个rar消息中的第二rar消息。所述计算机可读介质还包括用于使所述ue执行以下操作的代码：确定与所述多个波束方向中的第二波束方向相比，所述多个波束方向中的第一波束方向是否具有更高的接收质量；当确定第一波束方向具有比第二波束方向更高的接收质量时，在与第一rar消息相关联的rar窗中，在第一波束方向上监测所述一个或多个rar消息中的第一rar消息。所述计算机可读介质还包括：用于使所述ue配置所述多个波束方向中的至少第一波束方向和第二波束方向中的波束，以监测所述一个或多个rar消息的代码。所述计算机可读介质还包括：用于使所述ue从所述bs接收传输配置的代码，其中所述传输配置指示与小于系统标称子帧的随机接入消息传输时间间隔相关联的信息。

本公开内容的另外实施例包括一种装置，该装置包括：用于从无线通信设备接收来自多个波束方向的多个随机接入前导的单元，其中，所述多个随机接入前导中的每一个随机接入前导是从不同的波束方向接收的，其中所述多个随机接入前导与随机接入尝试的多个随机接入机会相关联；用于响应于所述多个随机接入前导，在所述多个波束方向上发送多个随机接入响应(rar)消息的单元。

在一些实施例中，用于发送所述多个rar消息的单元还被配置为：在子帧中，在所述多个波束方向中的第一波束方向上发送所述多个rar消息中的第一rar消息的第一控制信息和第一数据；在发送第一控制信息和第一数据之后，在同一子帧中，在所述多个波束方向中的第二波束方向上发送所述多个rar消息中的第二rar消息的第二控制信息和第二数据。用于发送所述多个rar消息的单元还被配置为：在子帧中，在所述多个波束方向中的第一波束方向上发送所述多个rar消息中的第一rar消息的第一控制信息；在发送第一控制信息之后，在同一子帧中，在所述多个波束方向中的第二波束方向上发送所述多个rar消息中的第二rar消息的第二控制信息；在发送第二控制信息之后，在同一子帧中，在第一波束方向上发送第一rar消息的第一数据；在发送第一数据之后，在同一子帧中，在第二波束方向上发送第二rar消息的第二数据。用于发送每次随机接入尝试，使用不同波束方向上的多个随机接入机会来传输多个随机接入前导的规则的单元。该装置还包括：用于在至少所述多个波束方向上发送携带传输配置的一个或多个下行链路波束的单元，其中，所述传输配置指示与横跨小于系统标称子帧的随机接入消息传输时间间隔相关联的信息。所述传输配置还指示规定所述系统标称子帧的参考数字方案，其中，所述参考数字方案包括音调间隔、符号的数量、或符号持续时间中的一个或多个。

本公开内容的另外实施例包括一种装置，该装置包括：用于在多个波束方向上向无线通信设备发送多个随机接入前导的单元，其中，在不同的波束方向上发送所述多个随机接入前导中的每一个随机接入前导，其中所述多个随机接入前导与随机接入尝试的多个随机接入机会相关联；用于响应于所述多个随机接入前导中的一个或多个随机接入前导，在所述多个波束方向中的一个或多个波束方向上从所述无线通信设备接收一个或多个随机接入响应(rar)消息的单元。

在一些实施例中，每个rar消息横跨微时隙或时隙。用于接收所述一个或多个rar消息的单元还被配置为：在子帧中，在所述一个或多个波束方向中的第一波束方向上接收所述一个或多个rar消息中的第一rar消息的第一控制信息和第一数据；在接收到第一控制信息和第一数据之后，在同一子帧中，在所述一个或多个波束方向中的第二波束方向上接收所述一个或多个rar消息中的第二rar消息的第二控制信息和第二数据。用于接收所述一个或多个rar消息的单元还被配置为：在子帧中，在所述一个或多个波束方向中的第一波束方向上接收所述一个或多个rar消息中的第一rar消息的第一控制信息；在接收到第一控制信息之后，在同一子帧中，在所述一个或多个波束方向中的第二波束方向上接收所述一个或多个rar消息中的第二rar消息的第二控制信息；在接收到第二控制信息之后，在同一子帧中，在第一波束方向上接收第一rar消息的第一数据；在接收到第一数据之后，在同一子帧中，在第二波束方向上接收第二rar消息的第二数据。该装置还包括：用于从所述无线通信设备接收用于在rar消息监测之前，在每个随机接入尝试中使用不同波束方向上的多个随机接入机会来发送多个随机接入前导的规则的单元。该装置还包括：用于确定所述ue是否满足所述规则的单元，其中，所述多个随机接入前导是在确定所述ue满足所述规则时发送的。该装置还包括：用于在所述多个波束方向中的第一波束方向上监测所述一个或多个rar消息中的第一rar消息的单元；用于在所述多个波束方向中的第二波束方向上监测所述一个或多个rar消息中的第二rar消息的单元。该装置还包括：用于确定与所述多个波束方向中的第二波束方向相比，所述多个波束方向中的第一波束方向是否具有更高的接收质量的单元；用于当确定第一波束方向具有比第二波束方向更高的接收质量时，在与第一rar消息相关联的rar窗中，在第一波束方向上监测所述一个或多个rar消息中的第一rar消息的单元。该装置还包括：用于配置所述多个波束方向中的至少第一波束方向和第二波束方向中的波束，以监测所述一个或多个rar消息的单元。该装置还包括：用于从所述无线通信设备接收传输配置的单元，其中所述传输配置指示与小于系统标称子帧的随机接入消息传输时间间隔相关联的信息。

如本领域普通技术人员所理解的，根据当时的具体应用，可以在不脱离本公开内容的精神和保护范围的基础上，对本公开内容的设备的材料、装置、结构和使用方法进行许多改进、代替和改变。鉴于此，本公开内容的保护范围应当并不限于本文所示出和描述的特定实施例，由于其在本质上仅仅是示意性的，而是应该完全相称于后文所附的权利要求以及它们的功能性等同内容。