一种进行随机接入的方法及设备与流程

本发明涉及非地面网络ntn(non-terrestrialnetworks)技术领域，特别涉及一种进行随机接入的方法及设备。

背景技术：

非地面网络ntn(non-terrestrialnetworks)包括卫星通信系统，具有远大于常规蜂窝通信系统的小区半径，引入了超大的传播时延，针对卫星通信系统覆盖一个小区的特定下行波束，存在两种类型的随机接入同步时延，如下所示：

一种是公共传输时延，如图1所示，终端1接收卫星3全球定位系统gps(globalpositioningsystem)信号并进行准确定位，根据卫星的星在同一个波束中，距离卫星最近位置的终端1最小链路时延t1与馈电链路时延t2的两倍时间，即公共传输时延为2(t1+t2)，所述馈电链路时延t2为卫星到信关站2之间的馈电链路时延；

另一种是相对传输时延，如图2所示，在同一个波束中，终端的用户链路传播路径与距离卫星1最近位置的最小链路时延路径的传播距离差d3对应的时延t3为相对传输时延。

物理层随机接入信道随机接入前导码prachpreamble主要用于初始接入的上行同步过程，因此，采用循环前缀cp+prachpreamble序列+保护时间gt的时域结构作为设计出发点，其中，cp用于抵消终端-卫星-基站之间的相对往返传输时延2×t3和多径传输时延，避免其它上行信号针对prachpreamble序列的干扰，gt用于抵消终端-卫星-基站之间的相对往返传输时延2×t3，避免prachpreamble序列对其它上行信号的干扰，这将增加prach信道的cp开销，导致ntn系统的传输效率下降。

ntn系统如果采用基于nr(newradio，新空口)系统中的闭环随机接入，终端根据系统消息获得终端所在波束区域的距离卫星最近位置的最小链路时延t1和馈电链路t2的值，计算对应的随机接入响应rar时间窗口，并在合适的prach信道上发送prachpreamble，由于终端无法通过gps信号获得准确的位置信息，从而无法获得终端的用户链路传播路径与距离卫星最近位置的最小链路时延路径的传播距离差，如图2所示的d3，即无法获得相对传输时延t3，因此prachpreamble格式包含的cp长度要大于相对传输时延2×t3。

综上，基于当前nr的闭环随机接入过程和nr的prachpreamble格式无法满足卫星通信系统需求，一方面，如果重用基于nr的闭环随机接入过程，将增加prach信道的开销，导致ntn系统的传输效率下降；另一方面，如果相对传输时延t3大于prachpreamble的循环前缀cp的大小，则无法重用5gnr的prachpreamble格式，例如：5gnr支持的长prachpreamble序列所支持的最大的cp长度为0.684ms。针对卫星系统中t3大于0.684ms的所有情况，需要设计新的prachpreamble格式。因此，目前针对ntn系统没有好的解决方案。

技术实现要素：

本发明提供一种进行随机接入的方法及设备，用以解决目前还没有一种随机接入过程能够满足卫星通信系统需求的问题。

第一方面，本发明实施例提供的一种终端进行随机接入的方法，该方法包括：

接收并获取配置消息中的相关参数，所述相关参数包括小区公共时延信息；

生成物理层随机接入信道随机接入前导码prachpreamble序列，并根据所述小区公共时延信息确定上行发送定时位置；

在与所述上行发送定时位置对应的时频资源上发送prachpreamble序列。

作为一种可选的实施方式，根据所述小区公共时延信息确定上行发送定时位置，包括：

根据所述小区公共时延信息，确定上行发送定时位置相对于配置消息接收位置的定时提前量；

根据所述配置消息的接收位置及定时提前量确定上行发送定时位置。

作为一种可选的实施方式，根据所述小区公共时延信息，确定上行发送定时位置相对于配置消息接收位置的定时提前量，包括：

预估终端的用户链路传播路径与距离卫星最近位置的最小链路时延路径的传播距离差对应的相对传输时延；

根据小区公共时延信息，确定小区公共时延与整数倍时隙之间偏差的小区级定时提前量；

根据所述相对传输时延和小区级定时提前量确定定时提前量。

作为一种可选的实施方式，所述预估相对传输时延，包括：

根据全球导航卫星系统gnss信号，确定所述终端的定位信息，通过星历获得卫星的运行参数信息；

根据所述定位信息和卫星的运行参数信息，预估终端的用户链路传播路径与距离卫星最近位置的最小链路时延路径的传播距离差；

确定所述预估的传播距离差对应的相对传输时延。

作为一种可选的实施方式，根据所述相对传输时延和小区级定时提前量确定定时提前量，包括：

将两倍的相对传输时延与小区级定时提前量求和，得到定时提前量。

作为一种可选的实施方式，在与所述上行发送定时位置对应的时频资源上发送prachpreamble序列之后，还包括：

在随机接入响应rar时间窗口内检测反馈的rar消息，所述rar消息包括上行定时提前调整量及上行调度许可，rar时间窗口以所述配置消息的接收位置为起点；

根据反馈的rar消息，获得上行同步并发送无线资源控制rrc消息；

接收反馈的竞争解决消息并解码。

作为一种可选的实施方式，所述配置消息还包括prachpreamble格式。

作为一种可选的实施方式，所述prachpreamble格式包括多个循环前缀cp、preamble序列和保护时间gt，所述多个cp的总时长大于终端随机接入过程中卫星的移动距离引入的传输时延、gps定位误差引入的时延及下行初始同步过程中定时估计误差引入的时延之和；

所述保护时间gt的总时长大于终端随机接入过程中卫星的移动距离引入的传输时延、gps定位误差引入的时延及下行初始同步过程中定时估计误差引入的时延之和。

作为一种可选的实施方式，所述prachpreamble序列占用的子载波间隔根据终端所支持的多普勒频偏范围确定。

作为一种可选的实施方式，所述prachpreamble序列占用的子载波间隔，根据终端在不同移动速度下对应的多普勒频偏范围，和/或，终端初始同步后存在的残余频偏与配置消息发送过程中的卫星移动造成的多普勒频偏之和确定。

作为一种可选的实施方式，在与所述上行发送定时位置对应的时频资源上发送prachpreamble序列之前，还包括：

基于预估的下行频偏对生成的prachpreamble序列进行频偏预补偿。

作为一种可选的实施方式，基于预估的下行频偏对生成的prachpreamble序列进行频偏预补偿，包括：

终端根据协议预先定义的下行同步信号和/或参考信号所在的帧结构的周期性位置来进行下行小区搜索，包括下行定时同步位置估计和下行频偏估计操作，以获取下行同步信号和/或参考信号；

根据周期性的下行同步信号和/或参考信号预估下行频偏fdelta；

按照如下公式对生成的prachpreamble序列进行频偏预补偿：

s′prach(t)＝sprach(t)×exp(-j×2π×fdelta)；

其中，sprach(t)为prachpreamble序列的时域信号。

第二方面，本发明实施例提供的一种网络侧设备进行随机接入的方法，该方法包括：

向终端发送携带相关参数的配置消息，所述相关参数包括小区公共时延信息；

根据所述小区公共时延信息确定上行接收定时位置；

根据上行接收定时位置，在所有候选的物理层随机接入信道prach时频资源上，针对所述终端发送的prachpreamble序列进行检测。

作为一种可选的实施方式，根据所述小区公共时延信息确定上行接收定时位置，包括：

根据所述小区公共时延信息，确定上行接收定时位置相对于配置消息发送位置的偏移量；

根据所述上行接收定时位置相对于配置消息发送位置的偏移量以及所述配置消息的发送位置确定上行接收定时位置。

作为一种可选的实施方式，根据所述小区公共时延信息，确定上行接收定时位置相对于配置消息发送位置的偏移量，包括：

根据小区公共时延信息，确定小区公共时延与整数倍时隙之间偏差的小区级定时提前量；

根据小区公共时延信息和小区级定时提前量，确定上行接收定时位置相对于配置消息发送位置的偏移量。

作为一种可选的实施方式，根据所述小区公共时延信息和小区级定时提前量，确定上行接收定时位置相对于配置消息发送位置的偏移量，包括：

将所述小区公共时延减去小区级定时提前量，得到上行接收定时位置相对于配置消息发送位置的偏移量。

作为一种可选的实施方式，还包括：

检测到终端发送的prachpreamble序列之后，向所述终端发送随机接入响应rar消息，所述rar消息包括上行定时提前调整量及上行调度许可；

接收终端获得上行同步后发送的无线资源控制rrc消息；

向所述终端发送竞争解决消息。

作为一种可选的实施方式，所述配置消息还包括prachpreamble格式。

作为一种可选的实施方式，所述prachpreamble格式包括多个循环前缀cp、preamble序列和保护时间gt，所述多个cp的时长大于终端随机接入过程中卫星的移动距离引入的传输时延、gps定位误差引入的时延及下行初始同步过程中定时估计误差引入的时延之和；

所述保护时间gt的总时长大于终端随机接入过程中卫星的移动距离引入的传输时延、gps定位误差引入的时延及下行初始同步过程中定时估计误差引入的时延之和。

作为一种可选的实施方式，所述prachpreamble序列占用的子载波间隔根据终端所支持的多普勒频偏范围确定。

作为一种可选的实施方式，根据终端所支持的多普勒频偏范围确定prachpreamble序列占用的子载波间隔，包括：

根据终端在不同移动速度下对应的多普勒频偏范围，和/或，终端初始同步后存在的残余频偏与配置消息发送过程中的卫星移动造成的多普勒频偏之和，确定prachpreamble序列占用的子载波间隔。

第三方面，本发明实施例提供的一种进行随机接入的终端，该终端包括：处理器和存储器，其中，处理器，用于读取存储器中的程序并执行下列过程：

接收并获取配置消息中的相关参数，所述相关参数包括小区公共时延信息；

生成物理层随机接入信道随机接入前导码prachpreamble序列，并根据所述小区公共时延信息确定上行发送定时位置；

在与所述上行发送定时位置对应的时频资源上发送prachpreamble序列。

作为一种可选的实施方式，所述处理器具体用于：

根据所述小区公共时延信息，确定上行发送定时位置相对于配置消息接收位置的定时提前量；

根据所述配置消息的接收位置及定时提前量确定上行发送定时位置。

作为一种可选的实施方式，所述处理器具体用于：

预估终端的用户链路传播路径与距离卫星最近位置的最小链路时延路径的传播距离差对应的相对传输时延；

根据小区公共时延信息，确定小区公共时延与整数倍时隙之间偏差的小区级定时提前量；

根据所述相对传输时延和小区级定时提前量确定定时提前量。

作为一种可选的实施方式，所述处理器具体用于：

根据全球导航卫星系统gnss信号，确定所述终端的定位信息，通过星历获得卫星的运行参数信息；

根据所述定位信息和卫星的运行参数信息，预估终端的用户链路传播路径与距离卫星最近位置的最小链路时延路径的传播距离差；

确定所述预估的传播距离差对应的相对传输时延。

作为一种可选的实施方式，所述处理器具体用于：

将两倍的相对传输时延与小区级定时提前量求和，得到定时提前量。

作为一种可选的实施方式，所述处理器具体还用于：

在随机接入响应rar时间窗口内检测反馈的rar消息，所述rar消息包括上行定时提前调整量及上行调度许可，rar时间窗口以所述配置消息的接收位置为起点；

根据反馈的rar消息，获得上行同步并发送无线资源控制rrc消息；

接收反馈的竞争解决消息并解码。

作为一种可选的实施方式，所述配置消息还包括prachpreamble格式。

作为一种可选的实施方式，所述prachpreamble格式包括多个循环前缀cp、preamble序列和保护时间gt，所述多个cp的时长大于终端随机接入过程中卫星的移动距离引入的传输时延、gps定位误差引入的时延及下行初始同步过程中定时估计误差引入的时延之和；

所述保护时间gt的总时长大于终端随机接入过程中卫星的移动距离引入的传输时延、gps定位误差引入的时延及下行初始同步过程中定时估计误差引入的时延之和。

作为一种可选的实施方式，所述prachpreamble序列占用的子载波间隔根据终端所支持的多普勒频偏范围确定。

作为一种可选的实施方式，所述prachpreamble序列占用的子载波间隔，根据终端在不同移动速度下对应的多普勒频偏范围，和/或，终端初始同步后存在的残余频偏与配置消息发送过程中的卫星移动造成的多普勒频偏之和确定。

作为一种可选的实施方式，所述处理器具体还用于：

基于预估的下行频偏对生成的prachpreamble序列进行频偏预补偿。

作为一种可选的实施方式，所述处理器具体用于：

终端根据协议预先定义的下行同步信号和/或参考信号所在的帧结构的周期性位置来进行下行小区搜索，包括下行定时同步位置估计和下行频偏估计操作，以获取下行同步信号和/或参考信号；

根据周期性的下行同步信号和/或参考信号预估下行频偏fdelta；

按照如下公式对生成的prachpreamble序列进行频偏预补偿：

s′prach(t)＝sprach(t)×exp(-j×2π×fdelta)；

其中，sprach(t)为prachpreamble序列的时域信号。

第四方面，本发明实施例提供的一种进行随机接入的网络侧设备，该网络侧设备包括：处理器和存储器，其中，处理器，用于读取存储器中的程序并执行下列过程：

向终端发送携带相关参数的配置消息，所述相关参数包括小区公共时延信息；

根据所述小区公共时延信息确定上行接收定时位置；

根据上行接收定时位置，在所有候选的物理层随机接入信道prach时频资源上，针对所述终端发送的prachpreamble序列进行检测。

作为一种可选的实施方式，所述网络侧设备具体用于：

根据所述小区公共时延信息，确定上行接收定时位置相对于配置消息发送位置的偏移量；

根据所述上行接收定时位置相对于配置消息发送位置的偏移量以及所述配置消息的发送位置确定上行接收定时位置。

作为一种可选的实施方式，所述网络侧设备具体用于：

根据小区公共时延信息，确定小区公共时延与整数倍时隙之间偏差的小区级定时提前量；

根据小区公共时延信息和小区级定时提前量，确定上行接收定时位置相对于配置消息发送位置的偏移量。

作为一种可选的实施方式，所述网络侧设备具体用于：

将所述小区公共时延减去小区级定时提前量，得到上行接收定时位置相对于配置消息发送位置的偏移量。

作为一种可选的实施方式，所述网络侧设备具体还用于：

检测到终端发送的prachpreamble序列之后，向所述终端发送随机接入响应rar消息，所述rar消息包括上行定时提前调整量及上行调度许可；

接收终端获得上行同步后发送的无线资源控制rrc消息；

向所述终端发送竞争解决消息。

作为一种可选的实施方式，所述配置消息还包括prachpreamble格式。

作为一种可选的实施方式，所述prachpreamble格式包括多个循环前缀cp、preamble序列和保护时间gt，所述多个cp的时长大于终端随机接入过程中卫星的移动距离引入的传输时延、gps定位误差引入的时延及下行初始同步过程中定时估计误差引入的时延之和；

所述保护时间gt的总时长大于终端随机接入过程中卫星的移动距离引入的传输时延、gps定位误差引入的时延及下行初始同步过程中定时估计误差引入的时延之和。

作为一种可选的实施方式，所述prachpreamble序列占用的子载波间隔根据终端所支持的多普勒频偏范围确定。

作为一种可选的实施方式，所述网络侧设备具体用于：

根据终端在不同移动速度下对应的多普勒频偏范围，和/或，终端初始同步后存在的残余频偏与配置消息发送过程中的卫星移动造成的多普勒频偏之和，确定prachpreamble序列占用的子载波间隔。

第五方面，本发明实施例提供的一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述第一方面任一的方案。

第六方面，本发明实施例提供的一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述第二方面任一的方案。

本发明实施例提出了卫星通信系统ntn的基于开环的随机接入过程，在开环的随机接入过程中，终端根据确定的上行发送定时位置，补偿终端-卫星-基站之间的相对传输时延和公共传输时延，能够支持较小的prachpreamble序列中的cp长度，利用在确定的发送定时位置处提前发送prachpreamble序列的形式，补偿相对传输时延和公共传输时延，从而减小prach信道的开销。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的卫星通信系统的公共传输时延示意图；

图2为本发明实施例提供的卫星通信系统的相对传输时延示意图；

图3为本发明实施例提供的5gnr系统中的随机接入过程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种随机接入过程系统示意图；

图5为本发明实施例提供的随机接入过程时序示意图；

图6为本发明实施例提供的一种prachpreamble格式示意图；

图7为本发明实施例提供的一种随机接入的终端示意图；

图8为本发明实施例提供的一种随机接入的网络侧设备示意图；

图9为本发明实施例提供的一种终端随机接入的方法流程图；

图10为本发明实施例提供的一种网络侧设备随机接入的方法流程图；

图11为本发明实施例提供的另一种随机接入的终端示意图；

图12本发明实施例提供的另一种随机接入的网络侧设备示意图。

具体实施方式

以下，对本申请实施例中的部分用语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解。

本发明实施例中，“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本发明实施例中，终端，是一种具有无线通信功能的设备，可以部署在陆地上，包括室内或室外、手持或车载；也可以部署在水面上(如轮船等)；还可以部署在空中(例如飞机、气球和卫星上等)。所述终端可以是手机(mobilephone)、平板电脑(pad)、带无线收发功能的电脑、虚拟现实(virtualreality，vr)终端、增强现实(augmentedreality，ar)终端、工业控制(industrialcontrol)中的无线终端、无人驾驶(selfdriving)中的无线终端、远程医疗(remotemedical)中的无线终端、智能电网(smartgrid)中的无线终端、运输安全(transportationsafety)中的无线终端、智慧城市(smartcity)中的无线终端、智慧家庭(smarthome)中的无线终端等；还可以是各种形式的ue，移动台(mobilestation，ms)，终端设备(terminaldevice)。

网络侧设备可以是信关站，是一种为终端提供无线通信功能的设备，包括但不限于：基站、5g中的gnb、无线网络控制器(radionetworkcontroller，rnc)、节点b(nodeb，nb)、基站控制器(basestationcontroller，bsc)、基站收发台(basetransceiverstation，bts)、家庭基站(例如，homeevolvednodeb，或homenodeb，hnb)、基带单元(basebandunit，bbu)、传输点(transmittingandreceivingpoint，trp)、发射点(transmittingpoint，tp)、移动交换中心等。本申请中的基站还可以是未来可能出现的其他通信系统中为终端提供无线通信功能的设备。

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

5gnr系统中的随机接入过程如图3所示，主要包括以下过程：

步骤0，基站发送配置消息1，ue接收配置消息1，并获取配置消息1中的相关参数；

在进行随机接入过程之前，基站通过系统信息块sib1消息向ue发送上述相关参数，该相关参数包括ssb索引的集合、prach时频资源、prachpreamble格式和prachpreamble序列集合的参数。

ue通过sib1消息获得ssb索引的集合、prach时频资源、prachpreamble格式和prachpreamble序列集合的参数。

步骤1，ue向基站发送消息1；

ue根据所获得的配置消息1的相关参数，生成prachpreamble序列，并在选定的prach时频资源上发送prachpreamble序列。其中，prach时频资源候选集合由sib1消息通知，ue在sib1消息通知的prach时频资源候选集合中等概率地随机选择出一个资源。

步骤2，基站向ue发送消息2，ue接收消息2；

基站在所有候选的prach时频资源上针对preamble序列进行检测。如果基站检测到preamble序列，则在pdcch/pdsch上反馈相应的随机接入响应rar信息。rar信息中包含了该ue的上行定时提前调整量和调度该ue的消息3传输的上行调度许可。

ue在发送了preamble序列之后，在一个rar时间窗口内检测下行pdcch/pdsch信道反馈的rar消息。如果检测到了相应的rar消息，则说明该ue发送的随机接入preamble序列被基站检测到。

步骤3，ue向基站发送消息3；

该ue根据rar消息中的上行定时提前调整量获得上行同步，并根据上行调度许可在pusch信道上发送消息3(例如，承载高层的rrc连接请求消息)。

步骤4，基站向ue发送消息4；

基站接收并解析消息3包含的ue标识之后，在pdsch信道发送消息4。ue在pdsch信道接收消息4包含的竞争解决消息并解码，在竞争解决成功之后完成4步随机接入过程。

5gnr系统中的随机接入过程中，ue发送上行prach的上行定时的参考点是ue的配置消息的下行接收定时，可知基站的下行发送定时与上行接收定时之间的无线传播时延为2倍最大单向传输时延和最大多径时延的累加和，所以要求prach的cp长度不小于公共传输时延和相对传输时延的累加和。prach所在时隙的下一个时隙的上行或者下行信道包含了cp来对抗相对传输时延，因此，要求prach的gt长度不小于公共传输时延。

ntn如果采用基于nr闭环随机接入：要求preamble格式包含的cp长度要大于相对传输时延2*t3。避免prach前导码序列对其它上行信号的干扰。这将增加prach信道的cp开销，导致ntn系统的传输效率下降。

本发明提出了应用于非地面网络ntn系统的随机接入过程，与现有5g新空口nr系统的闭环随机接入过程不同，本发明采用开环的随机接入过程，终端在进行随机接入过程之前，根据接收到的配置消息中的小区公共时延信息，确定上行发送定时位置，以调整上行发送时刻，相当于将prachpreamble序列提前发送，而提前发送的时刻即确定的上行发送定时位置，所述上行发送定时位置是根据小区公共时延信息确定的，并且，该上行发送定时位置能够补偿由于卫星波束覆盖的一个小区中距离卫星不同位置的终端相对于距离卫星最近位置的终端之间产生的相对传输时延，保证所有小区内的终端上行发送定时位置是一样的，同时，不需要通过上行发送的rachpreamble序列中的保护时间gt来抵消终端-卫星-基站之间的公共传输时延，能够支持的prachpreamble序列中cp的总长度较小，减小prach信道的开销，提高ntn系统的传输效率。

如图4所述，本发明实施例进行随机接入的系统包括：

终端400，用于接收并获取配置消息中的相关参数，所述相关参数包括小区公共时延信息；

生成物理层随机接入信道随机接入前导码prachpreamble序列，并根据所述小区公共时延信息确定上行发送定时位置；

在与所述上行发送定时位置对应的时频资源上发送prachpreamble序列。

网络侧设备401，用于向终端发送携带相关参数的配置消息，所述相关参数包括小区公共时延信息；根据所述小区公共时延信息确定上行接收定时位置；根据上行接收定时位置，在所有候选的物理层随机接入信道prach时频资源上，针对所述终端发送的prachpreamble序列进行检测。

在进行随机接入过程之前，网络侧设备可以通过系统信息块sib1(systeminformationblock)消息向终端发送携带相关参数的配置消息；终端通过sib1消息接收配置消息并获取配置消息中的相关参数。

上述相关参数包括小区公共时延信息、同步信号块ssb(synchronizationsignalblock)索引的集合、prach时频资源、prachpreamble格式、prachpreamble序列集合的参数。

其中，本发明实施例中的小区公共时延信息，是针对ntn系统覆盖一个小区的特定下行波束区域时，会存在的随机接入同步时延，所述小区公共时延信息是根据系统广播消息获得的终端所在波束区域的公共传输时延，其中，该系统广播消息可以是通过卫星传输的广播消息，也可以是通过网络侧设备传输的广播消息。

网络侧设备确定所述小区公共时延信息的方法如下：

网络侧设备根据卫星的星在同一个波束中，距离卫星最近地理位置的终端与卫星通信产生的最小链路时延t1，及卫星至网络侧设备之间产生的馈电链路时延t2，得到广播小区公共时延，所述广播小区公共时延为2(t1+t2)。所述最小链路时延t1对应图1中的用户链路t1，馈电链路时延t2对应图1中的馈电链路t2。图1中网络侧设备为信关站2，但图1中的网络侧设备只是一个具体的实施例，本发明实施例中的网络侧设备包括信关站、基站但不限于信关站、基站。

本发明实施例基于ntn系统覆盖一个小区的特定下行波束区域时，存在两种类型的随机接入同步时延，确定上行发送定时位置。其中，一种类型的随机接入同步时延是，终端通过接收所述小区公共时延信息，确定ntn系统覆盖一个小区的特定下行波束区域时，所存在的公共传输时延；另一种类型的随机接入同步时延是，终端的用户链路传播路径与同一覆盖小区内的距离卫星最近地理位置的最小链路时延路径的传播距离差对应的时延，其中，所述传播距离差对应图2中的d3。

具体的，终端根据以下两部分信息，确定上行发送定时位置：

一部分是，终端接收的网络侧设备发送的相关参数中的小区公共时延信息；

另一部分是，终端根据自身的定位信息以及卫星的运行参数，预估的相对传输时延。

因此，终端根据所述小区公共时延信息以及所述相对传输时延，确定上行发送定时位置相对于配置消息接收位置的定时提前量。鉴于本发明实施例根据ntn系统中存在的公共传输时延和相对传输时延，对终端上行发送的定时位置进行调整，因此，相对于采用nr系统中的随机接入过程，不需要设计满足上述公共传输时延和相对传输时延之和的gp+cp长度，只需要将上行发送时刻提前，相对于nr系统而言，cp长度更小，prach信道开销更小，ntn系统传输效率提高。

一方面，终端根据所述小区公共时延信息，小区公共时延与整数倍时隙之间偏差的小区级定时提前量；另一方面，终端根据自身定位信息，预估出用户链路传播路径与距离卫星最近位置的最小链路时延路径的传播距离差对应的相对传输时延。终端根据所述相对传输时延和小区级定时提前量确定定时提前量。

具体的，终端采用以下方式确定定时提前量：

1)预估终端的用户链路传播路径与距离卫星最近位置的最小链路时延路径的传播距离差对应的相对传输时延；

本发明实施例中，终端根据全球导航卫星系统gnss信号，确定所述终端的定位信息，通过星历获得卫星的运行参数信息；根据所述定位信息和卫星的运行参数信息，预估终端的用户链路传播路径与距离卫星最近位置的最小链路时延路径的传播距离差；确定所述预估的传播距离差对应的相对传输时延。

2)根据小区公共时延信息，确定广播小区公共时延与整数倍时隙之间偏差的小区级定时提前量toffset，公式如下：

toffset＝2(t1+t2)-floor(2(t1+t2)/tsf)×tsf

其中，2(t1+t2)表示小区公共时延信息，tsf表示时隙的时间长度，floor(.)表示向下取整操作，toffset的基本单位为ts；

ts＝1/(δfref·nf,ref)，δfref＝15×10³hz，nf,ref＝2048。

3)根据所述相对传输时延和小区级定时提前量确定定时提前量。

具体的，将两倍的相对传输时延与小区级定时提前量求和，得到定时提前量，公式如下所示：

nta＝2*t3+toffset；

其中，nta为定时提前量，t3为相对传输时延。

本发明实施例利用上述方法，确定了即将发送的prachpreamble序列的上行发送定时位置，同时，本发明实施例中，终端在与所述上行发送定时位置对应的时频资源上发送prachpreamble序列之前，还包括：

基于预估的下行频偏对生成的prachpreamble序列进行频偏预补偿。

具体的，终端根据协议预先定义的下行同步信号和/或参考信号所在的帧结构的周期性位置来进行下行小区搜索，包括下行定时同步位置估计和下行频偏估计操作，以获取下行同步信号和/或参考信号；

考虑到终端的运动方向会持续一段时间，根据周期性的下行同步信号和/或参考信号可以预估下行频偏fdelta；

按照如下公式对生成的prachpreamble序列进行频偏预补偿：

s′prach(t)＝sprach(t)×exp(-j×2π×fdelta)；

其中，sprach(t)为prachpreamble序列的时域信号。

综上，终端通过调整prachpreamble序列的上行发送时刻，以及对即将发送的prachpreamble序列进行频偏预补偿后，在所述上行定时位置对应的时频资源上发送prachpreamble序列。

终端在所述上行定时位置对应的时频资源上发送prachpreamble序列；

具体的，终端根据接收的所述sib1消息获得prachpreamble序列的时频资源候选集合，并且，终端在所述时频资源候选集合中等概率地随机选择一个时频资源，作为与上述上行定时位置对应的时频资源，在该对应的时频资源上向网络侧设备发送prachpreamble序列。

网络侧设备在接收上行发送的prachpreamble序列之前，根据所述小区公共时延信息确定上行接收定时位置，在确定的上行接收定时位置，针对所有候选的物理层随机接入信道prach时频资源，对所述终端发送的prachpreamble序列进行检测。

具体的，根据所述小区公共时延信息确定上行接收定时位置，包括：

1)根据所述小区公共时延信息，确定上行接收定时位置相对于配置消息发送位置的偏移量bta；

根据小区公共时延信息，确定广播小区公共时延与整数倍时隙之间偏差的小区级定时提前量toffset，公式如下：

toffset＝2(t1+t2)-floor(2(t1+t2)/tsf)×tsf；

其中，2(t1+t2)表示小区公共时延信息，tsf表示时隙的时间长度，floor(.)表示向下取整操作，toffset的基本单位为ts；

ts＝1/(δfref·nf,ref)，δfref＝15×10³hz，nf,ref＝2048。

根据小区公共时延信息和小区级定时提前量，确定上行接收定时位置相对于配置消息发送位置的偏移量bta。

具体的，将所述广播小区公共时延减去小区级定时提前量toffset，得到上行接收定时位置相对于配置消息发送位置的偏移量bta。公式如下所示：

bta＝2(t1+t2)-toffset。

2)根据所述配置消息的发送位置及定时提前量确定上行发送定时位置。

网络侧设备在确定了上行接收定时位置后，针对所有候选的物理层随机接入信道prach时频资源，对所述终端发送的prachpreamble序列进行检测。具体的，网络侧设备对终端发送的prachpreamble序列进行检测的过程，是对prachpreamble序列中的cp进行去cp操作的过程，本发明实施例中，prachpreamble序列中的cp长度不需要用于抵消公共传输时延，因此本发明实施例中cp长度与根据现有技术确定的cp长度不同，因此，本发明实施例中的去cp操作基于本实施例中的preamble格式中的cp长度进行去cp操作。

本发明实施例中基于ntn系统随机接入过程中终端和网络侧设备的发送接收的时序关系如图5所示。下面，结合图5对小区公共时延2(t1+t2)、相对传输时延t3和小区级定时提前量toffset的具体作用进行说明。

首先给出ntn系统终端和网络侧设备的定时提前量建立的基本原则：

终端的下行以接收到的下行索引，包括帧、子帧和时隙的索引，作为当前的子帧索引index；终端在随机接入过程中初次获得上行信号帧同步时，通过补充相对传输时延后，与小区的公共时延一致，即以小区距离卫星最短公共距离上行发送定时位置为基准，小区内所有终端到达网络侧设备时间以小区公共距离为基准，此时，一个小区内的所有终端的上行子帧索引保持一致。

本实施例中基于ntn系统随机接入系统包括：信关站bs，终端ue1，终端ue2，其中终端ue2是小区中与信关站bs距离最短的终端，ue1为小区中的任意一个ue。ue和bs侧的时序关系如下：

1)信关站在ta时刻发送下行同步信道/信号，将配置消息中的相关参数发送给终端；

具体地，该下行同步信道/信号可以是sib1消息。

2)小区中距离bs最近的终端ue2在tb时刻接收到所述配置消息，(tb-ta)＝(t1+t2)，终端ue1在tc时刻接收到所述配置消息，(tc-ta)＝(t1+t2)+t3。

即终端ue2相对于信关站发送的ta时刻延时了t1+t2，其中t1为距离卫星最近位置的最小链路时延，t2为馈电链路时延。终端ue1相对于信关站发送的ta时刻延时了t1+t2+t3。

3)终端ue1在td时刻发送prachpreamble，相对于tc时刻的时间提前量为nta。

4)信关站bs在te时刻检测到prachpreamble，te时刻相对于td时刻的传播时延为(te-td)＝(t1+t2)+t3，te时刻相对于ta时刻的传播时延为(te-ta)＝2(t1+t2)-toffset。

其中，toffset是小区级定时提前量，具体计算方式如前所述，这里不再重述。

则td时刻相对于tc时刻的时延为：

(td-tc)＝-nta＝-(2t3+toffset)，其中，负号表示prachpreamble在td时刻是定时提前发送。bs在te时刻检测到prachpreamble，te时刻相对于td时刻的传播时延为：te-td＝(t1+t2)+t3；

基于上述各时刻之间的关系可得，te时刻相对于ta时刻的传播时延为：

(te-ta)＝2(t1+t2)-toffset。

当基站检测到终端发送的prachpreamble序列之后，向所述终端发送随机接入响应rar消息，所述rar消息包括上行定时提前调整量及上行调度许可；

其中，网络侧设备的下行子帧和上行子帧维持相同的子帧索引值index；

网络侧设备的参考上行子帧索引和实际接收到的上行子帧索引存在一个公共偏移量bta，如上述公式所示的bta＝2(t1+t2)-toffset。

终端在发送prachpreamble序列之后，在随机接入响应rar时间窗口内检测反馈的rar消息，所述rar消息包括上行定时提前调整量及上行调度许可；根据反馈的rar消息，获得上行同步并发送无线资源控制rrc消息；

其中，rar时间窗口以所述配置消息的接收位置为起点，该起点位置的确定是根据终端接收的小区公共时延信息确定的。

网络侧设备接收终端获得上行同步后发送的无线资源控制rrc消息；向所述终端发送竞争解决消息。

终端接收反馈的竞争解决消息并解码。

综上所述，通过本发明实施例的上述方法，完成了随机接入系统中的终端和网络侧设备的之间的随机接入过程的建立。终端的下行以接收到的下行帧索引、子帧索引和时隙索引，作为当前的子帧索引index；终端在随机接入过程中初次获得上行信号帧同步时，通过补充相对传输时延后，与小区的公共时延一致，即以小区距离卫星最短公共距离上行发送定时位置为基准，小区内所有终端到达网络侧设备时间以小区公共距离为基准；本发明实施例提供的方法，能够保证一个卫星波束覆盖小区内的所有终端的上行子帧索引保持一致。

同时，本发明实施例中网络侧设备发送的配置消息中的prachpreamble格式不同于现有技术中prachpreamble格式。

目前rel-15nr支持两种长度的prachpreamble格式。

下面表1和表2分别给出了5gnr支持的长prach序列和短prach序列对应的prach序列的cp长度。由表4和表5可知，最大的cp长度为0.684ms。

表1：长prach序列对应的prachcp长度

表2：短prach序列对应的prachcp长度

如图2所示，当d1＝35786km、固定小区半径smax/2＝200km时，最大的相对距离差d3＝d2–d1和相对传输时延t3的取值如表3所示。

表3：相对距离差d3、相对传输时延t3以及卫星俯仰角α2

如果表1所示的相对传输时延t3小于prach的循环前缀cp的大小，则可以重用5gnr的prachpreamble格式，针对卫星系统中t3大于0.684ms的所有情况，需要设计新的prach格式。

但本发明中不需要利用cp以及gt的长度来抵消上述时延，不要求cp的长度大于2倍最大单向传输时延和最大多径传输时延的累加和，同时不要求gt的长度大于2倍的最大单向传输时延。减小cp的长度，减小prach信道的开销。

具体的，所述prachpreamble格式包括多个循环前缀cp、preamble序列和保护时间gt，所述多个cp的时长大于终端随机接入过程中卫星的移动距离引入的传输时延、gps定位误差引入的时延及下行初始同步过程中定时估计误差引入的时延之和；

所述保护时间gt的总时长大于终端随机接入过程中卫星的移动距离引入的传输时延、gps定位误差引入的时延及下行初始同步过程中定时估计误差引入的时延之和。

同时，所述prachpreamble序列占用的子载波间隔根据终端所支持的多普勒频偏范围确定。例如，所述prachpreamble序列占用的子载波间隔，根据终端在不同移动速度下对应的多普勒频偏范围，和/或，终端初始同步后存在的残余频偏与配置消息发送过程中的卫星移动造成的多普勒频偏之和确定。

本发明实施例中prachpreamble格式的设计思路如下：

其中，cp的长度以及gt的长度均需要大于三种时延之和，三种时延分别是在随机接入过程中卫星的移动距离所引入的传输时延，gps定位误差引入的时延和下行初始同步过程中定时估计误差引入的时延；

子载波间隔scs基于zadoff-chu序列的受限集合typea，要满足大于ntn系统的最大多普勒频偏；

preamble序列长度取决于prach检测和链路预算性能。

本发明实施例中的prachpreamble格式，能够支持终端移动速度等于或高于1000km/h如终端用户在飞机中使用时终端的移动速度可达1000km/h。

以1000km/h的移动速度为例，基于以下因素，确定prachpreamble格式中占用的子载波间隔scs的大小：

1)上述速度的终端在典型载波频率下可得+/-27khz的多普勒频偏；

2)终端在随机接入过程中获得初始信号同步后会存在+/1khz残余频偏；

3)终端在prachpreamble的发送过程中由于卫星移动造成的多普勒频偏约0.4khz；

4)该子载波间隔在zadoff-chu序列受限集合typea条件下，能够容忍的多普勒频偏范围是：[-scs，+scs]。

其中，prachpreamble序列是由zadoff-chu序列进行循环偏置而生成的，基于上述因素，本发明实施例中采用的prachpreamble序列长为839的zadoff-chu序列，支持非受限集合和受限集合typea，因此本发明实施例中设计的prachpreamble序列，能够容忍的多普勒频偏范围是[-30，+30]，能够容忍由于终端在1000km/h速度下引起的+/-27khz的多普勒频偏，以及获得初始信号同步后引起的+/1khz残余频偏，以及由于卫星移动造成的多普勒频偏约0.4khz。因此，本发明实施例中子载波间隔为30khz，占用20个物理资源块prb，即子载波间隔占用的时长为t_ofdm＝1/30khz＝33.33us。

同时，基于以下因素，确定prachpreamble格式中占用的循环前缀cp的长度：

1)终端随机接入过程中卫星的移动距离引入的传输时延；

2)gps定位误差引入的时延；

3)终端下行初始同步过程中定时估计误差引入的时延；

4)在发送prachpreamble时对prachpreamble进行频偏预补偿引起的时延。

本发明实施中，设计的cp＝5×t_ofdm＝166.7us，该cp能够容忍随机接入过程中卫星移动距离最大6km引起20us的时延。

本发明实施例提供的一种具体的prachpreamble格式如图6所示。

子载波间隔30khz，cp＝5×t_ofdm＝166.7us；

preamble序列长度＝5×t_ofdm＝166.7us；

保护时长gt＝5×t_ofdm＝166.7us；

总的prach长度＝166.7us+166.7us+166.7us＝500us＝0.5ms。

如图7所示，本申请实施例提供的一种进行随机接入的终端包括：处理器700、存储器701和收发机702。

处理器700负责管理总线架构和通常的处理，存储器701可以存储处理器700在执行操作时所使用的数据。收发机702用于在处理器700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700代表的一个或多个处理器和存储器701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他电路链接在一起，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700负责管理总线架构和通常的处理，存储器701可以存储处理器700在执行操作时所使用的数据。

本发明实施例揭示的流程，可以应用于处理器700中，或者由处理器700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700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700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他可编程逻辑器件、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发明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。结合本发明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701，处理器700读取存储器701中的信息，结合其硬件完成信号处理流程的步骤。

其中，处理器700，用于读取存储器701中的程序并执行下列过程：

接收并获取配置消息中的相关参数，所述相关参数包括小区公共时延信息；

生成物理层随机接入信道随机接入前导码prachpreamble序列，并根据所述小区公共时延信息确定上行发送定时位置；

在与所述上行发送定时位置对应的时频资源上发送prachpreamble序列。

作为一种可选的实施方式，所述处理器具体用于：

根据所述小区公共时延信息，确定上行发送定时位置相对于配置消息接收位置的定时提前量；

根据所述配置消息的接收位置及定时提前量确定上行发送定时位置。

作为一种可选的实施方式，所述处理器具体用于：

预估终端的用户链路传播路径与距离卫星最近位置的最小链路时延路径的传播距离差对应的相对传输时延；

根据小区公共时延信息，确定小区公共时延与整数倍时隙之间偏差的小区级定时提前量；

根据所述相对传输时延和小区级定时提前量确定定时提前量。

作为一种可选的实施方式，所述处理器具体用于：

根据全球导航卫星系统gnss信号，确定所述终端的定位信息，通过星历获得卫星的运行参数信息；

根据所述定位信息和卫星的运行参数信息，预估终端的用户链路传播路径与距离卫星最近位置的最小链路时延路径的传播距离差；

确定所述预估的传播距离差对应的相对传输时延。

作为一种可选的实施方式，所述处理器具体用于：

将两倍的相对传输时延与小区级定时提前量求和，得到定时提前量。

作为一种可选的实施方式，所述处理器具体还用于：

在随机接入响应rar时间窗口内检测反馈的rar消息，所述rar消息包括上行定时提前调整量及上行调度许可，rar时间窗口以所述配置消息的接收位置为起点；

根据反馈的rar消息，获得上行同步并发送无线资源控制rrc消息；

接收反馈的竞争解决消息并解码。

作为一种可选的实施方式，所述配置消息还包括prachpreamble格式。

作为一种可选的实施方式，所述prachpreamble格式包括多个循环前缀cp、preamble序列和保护时间gt，所述多个cp的时长大于终端随机接入过程中卫星的移动距离引入的传输时延、gps定位误差引入的时延及下行初始同步过程中定时估计误差引入的时延之和；

所述保护时间gt的总时长大于终端随机接入过程中卫星的移动距离引入的传输时延、gps定位误差引入的时延及下行初始同步过程中定时估计误差引入的时延之和。

作为一种可选的实施方式，所述prachpreamble序列占用的子载波间隔根据终端所支持的多普勒频偏范围确定。

作为一种可选的实施方式，所述prachpreamble序列占用的子载波间隔，根据终端在不同移动速度下对应的多普勒频偏范围，和/或，终端初始同步后存在的残余频偏与配置消息发送过程中的卫星移动造成的多普勒频偏之和确定。

作为一种可选的实施方式，所述处理器具体还用于：

基于预估的下行频偏对生成的prachpreamble序列进行频偏预补偿。

作为一种可选的实施方式，所述处理器具体用于：

终端根据协议预先定义的下行同步信号和/或参考信号所在的帧结构的周期性位置来进行下行小区搜索，包括下行定时同步位置估计和下行频偏估计操作，以获取下行同步信号和/或参考信号；

根据周期性的下行同步信号和/或参考信号预估下行频偏fdelta；

按照如下公式对生成的prachpreamble序列进行频偏预补偿：

s′prach(t)＝sprach(t)×exp(-j×2π×fdelta)；

其中，sprach(t)为prachpreamble序列的时域信号。

如图8所示，本申请实施例提供的一种进行随机接入的网络侧设备，包括：处理器800、存储器801和收发机802。

处理器800负责管理总线架构和通常的处理，存储器801可以存储处理器800在执行操作时所使用的数据。收发机802用于在处理器800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800代表的一个或多个处理器和存储器801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他电路链接在一起，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800负责管理总线架构和通常的处理，存储器801可以存储处理器800在执行操作时所使用的数据。

本发明实施例揭示的流程，可以应用于处理器800中，或者由处理器800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800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800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他可编程逻辑器件、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发明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。结合本发明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801，处理器800读取存储器801中的信息，结合其硬件完成信号处理流程的步骤。

其中，处理器800，用于读取存储器801中的程序并执行下列过程：

向终端发送携带相关参数的配置消息，所述相关参数包括小区公共时延信息；

根据所述小区公共时延信息确定上行接收定时位置；

根据上行接收定时位置，在所有候选的物理层随机接入信道prach时频资源上，针对所述终端发送的prachpreamble序列进行检测。

作为一种可选的实施方式，所述网络侧设备具体用于：

根据所述小区公共时延信息，确定上行接收定时位置相对于配置消息发送位置的偏移量；

根据所述上行接收定时位置相对于配置消息发送位置的偏移量以及所述配置消息的发送位置确定上行接收定时位置。

作为一种可选的实施方式，所述网络侧设备具体用于：

根据小区公共时延信息，确定小区公共时延与整数倍时隙之间偏差的小区级定时提前量；

根据小区公共时延信息和小区级定时提前量，确定上行接收定时位置相对于配置消息发送位置的偏移量。

作为一种可选的实施方式，所述网络侧设备具体用于：

将所述小区公共时延减去小区级定时提前量，得到上行接收定时位置相对于配置消息发送位置的偏移量。

作为一种可选的实施方式，所述网络侧设备具体还用于：

检测到终端发送的prachpreamble序列之后，向所述终端发送随机接入响应rar消息，所述rar消息包括上行定时提前调整量及上行调度许可；

接收终端获得上行同步后发送的无线资源控制rrc消息；

向所述终端发送竞争解决消息。

作为一种可选的实施方式，所述配置消息还包括prachpreamble格式。

作为一种可选的实施方式，所述prachpreamble格式包括多个循环前缀cp、preamble序列和保护时间gt，所述多个cp的时长大于终端随机接入过程中卫星的移动距离引入的传输时延、gps定位误差引入的时延及下行初始同步过程中定时估计误差引入的时延之和；

所述保护时间gt的总时长大于终端随机接入过程中卫星的移动距离引入的传输时延、gps定位误差引入的时延及下行初始同步过程中定时估计误差引入的时延之和。

作为一种可选的实施方式，所述prachpreamble序列占用的子载波间隔根据终端所支持的多普勒频偏范围确定。

作为一种可选的实施方式，所述网络侧设备具体用于：

根据终端在不同移动速度下对应的多普勒频偏范围，和/或，终端初始同步后存在的残余频偏与配置消息发送过程中的卫星移动造成的多普勒频偏之和，确定prachpreamble序列占用的子载波间隔。

如图11所示，本发明实施例还提供另一种进行随机接入的终端包括：

接收模块110，用于接收并获取配置消息中的相关参数，所述相关参数包括小区公共时延信息；

确定定时位置模块111，用于生成物理层随机接入信道随机接入前导码prachpreamble序列，并根据所述小区公共时延信息确定上行发送定时位置；

发送模块112，用于在与所述上行发送定时位置对应的时频资源上发送prachpreamble序列。

作为一种可选的实施方式，所述确定定时位置模块具体用于：

根据所述小区公共时延信息，确定上行发送定时位置相对于配置消息接收位置的定时提前量；

根据所述配置消息的接收位置及定时提前量确定上行发送定时位置。

作为一种可选的实施方式，所述确定定时位置模块具体用于：

预估终端的用户链路传播路径与距离卫星最近位置的最小链路时延路径的传播距离差对应的相对传输时延；

根据小区公共时延信息，确定小区公共时延与整数倍时隙之间偏差的小区级定时提前量；

根据所述相对传输时延和小区级定时提前量确定定时提前量。

作为一种可选的实施方式，所述确定定时位置模块具体用于：

根据全球导航卫星系统gnss信号，确定所述终端的定位信息，通过星历获得卫星的运行参数信息；

根据所述定位信息和卫星的运行参数信息，预估终端的用户链路传播路径与距离卫星最近位置的最小链路时延路径的传播距离差；

确定所述预估的传播距离差对应的相对传输时延。

作为一种可选的实施方式，所述确定定时位置模块具体用于：

将两倍的相对传输时延与小区级定时提前量求和，得到定时提前量。

作为一种可选的实施方式，所述确定定时位置模块具体还用于：

在随机接入响应rar时间窗口内检测反馈的rar消息，所述rar消息包括上行定时提前调整量及上行调度许可，rar时间窗口以所述配置消息的接收位置为起点；

根据反馈的rar消息，获得上行同步并发送无线资源控制rrc消息；

接收反馈的竞争解决消息并解码。

作为一种可选的实施方式，所述配置消息还包括prachpreamble格式。

作为一种可选的实施方式，所述prachpreamble格式包括多个循环前缀cp、preamble序列和保护时间gt，所述多个cp的总时长大于终端随机接入过程中卫星的移动距离引入的传输时延、gps定位误差引入的时延及下行初始同步过程中定时估计误差引入的时延之和；

所述保护时间gt的总时长大于终端随机接入过程中卫星的移动距离引入的传输时延、gps定位误差引入的时延及下行初始同步过程中定时估计误差引入的时延之和。

作为一种可选的实施方式，所述prachpreamble序列占用的子载波间隔根据终端所支持的多普勒频偏范围确定。

作为一种可选的实施方式，所述prachpreamble序列占用的子载波间隔，根据终端在不同移动速度下对应的多普勒频偏范围，和/或，终端初始同步后存在的残余频偏与配置消息发送过程中的卫星移动造成的多普勒频偏之和确定。

作为一种可选的实施方式，所述确定定时位置模块具体还用于：

基于预估的下行频偏对生成的prachpreamble序列进行频偏预补偿。

作为一种可选的实施方式，所述确定定时位置模块具体用于：

终端根据协议预先定义的下行同步信号和/或参考信号所在的帧结构的周期性位置来进行下行小区搜索，包括下行定时同步位置估计和下行频偏估计操作，以获取下行同步信号和/或参考信号；

根据周期性的下行同步信号和/或参考信号预估下行频偏fdelta；

按照如下公式对生成的prachpreamble序列进行频偏预补偿：

s′prach(t)＝sprach(t)×exp(-j×2π×fdelta)；

其中，sprach(t)为prachpreamble序列的时域信号。

如图12所示，本发明实施例还提供另一种进行随机接入的网络侧设备包括：

发送模块121，用于向终端发送携带相关参数的配置消息，所述相关参数包括小区公共时延信息；

确定定时位置模块122，用于根据所述小区公共时延信息确定上行接收定时位置；

检测模块123，用于根据上行接收定时位置，在所有候选的物理层随机接入信道prach时频资源上，针对所述终端发送的prachpreamble序列进行检测。

作为一种可选的实施方式，所述确定定时位置模块具体用于：

根据所述小区公共时延信息，确定上行接收定时位置相对于配置消息发送位置的偏移量；

根据所述上行接收定时位置相对于配置消息发送位置的偏移量以及所述配置消息的发送位置确定上行接收定时位置。

作为一种可选的实施方式，所述确定定时位置模块具体用于：

根据小区公共时延信息，确定小区公共时延与整数倍时隙之间偏差的小区级定时提前量；

根据小区公共时延信息和小区级定时提前量，确定上行接收定时位置相对于配置消息发送位置的偏移量。

作为一种可选的实施方式，所述确定定时位置模块具体用于：

将所述小区公共时延减去小区级定时提前量，得到上行接收定时位置相对于配置消息发送位置的偏移量。

作为一种可选的实施方式，还用于：

检测到终端发送的prachpreamble序列之后，向所述终端发送随机接入响应rar消息，所述rar消息包括上行定时提前调整量及上行调度许可；

接收终端获得上行同步后发送的无线资源控制rrc消息；

向所述终端发送竞争解决消息。

作为一种可选的实施方式，所述配置消息还包括prachpreamble格式。

作为一种可选的实施方式，所述prachpreamble序列包括多个循环前缀cp、preamble序列和保护时间gt，所述多个cp的时长大于终端随机接入过程中卫星的移动距离引入的传输时延、gps定位误差引入的时延及下行初始同步过程中定时估计误差引入的时延之和；

所述保护时间gt的总时长大于终端随机接入过程中卫星的移动距离引入的传输时延、gps定位误差引入的时延及下行初始同步过程中定时估计误差引入的时延之和。

作为一种可选的实施方式，所述prachpreamble序列占用的子载波间隔根据终端所支持的多普勒频偏范围确定。

作为一种可选的实施方式，所述确定定时位置模块具体用于：

根据终端在不同移动速度下对应的多普勒频偏范围，和/或，终端初始同步后存在的残余频偏与配置消息发送过程中的卫星移动造成的多普勒频偏之和，确定prachpreamble序列占用的子载波间隔。

本发明实施例提供一种可读存储介质，该可读存储介质为非易失性存储介质，所述可读存储介质为非易失性可读存储介质，包括程序代码，当所述程序代码在计算设备上运行时，所述程序代码用于使所述计算设备执行如下步骤：

接收并获取配置消息中的相关参数，所述相关参数包括小区公共时延信息；

生成物理层随机接入信道随机接入前导码prachpreamble序列，并根据所述小区公共时延信息确定上行发送定时位置；

在与所述上行发送定时位置对应的时频资源上发送prachpreamble序列。

本发明实施例提供一种可读存储介质，该可读存储介质为非易失性存储介质，所述可读存储介质为非易失性可读存储介质，包括程序代码，当所述程序代码在计算设备上运行时，所述程序代码用于使所述计算设备执行如下步骤：

向终端发送携带相关参数的配置消息，所述相关参数包括小区公共时延信息；

根据所述小区公共时延信息确定上行接收定时位置；

根据上行接收定时位置，在所有候选的物理层随机接入信道prach时频资源上，针对所述终端发送的prachpreamble序列进行检测。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种终端进行随机接入的方法，由于该方法对应的终端是本发明实施例随机接入系统中的终端，并且该方法解决问题的原理与该终端相似，因此该方法的实施可以参见系统的实施，重复之处不再赘述。

如图9所示，本申请实施例一种终端进行随机接入的方法包括：

步骤901：接收并获取配置消息中的相关参数，所述相关参数包括小区公共时延信息；

步骤902：生成物理层随机接入信道随机接入前导码prachpreamble序列，并根据所述小区公共时延信息确定上行发送定时位置；

步骤903：在与所述上行发送定时位置对应的时频资源上发送prachpreamble序列。

作为一种可选的实施方式，根据所述小区公共时延信息确定上行发送定时位置，包括：

根据所述小区公共时延信息，确定上行发送定时位置相对于配置消息接收位置的定时提前量；

根据所述配置消息的接收位置及定时提前量确定上行发送定时位置。

作为一种可选的实施方式，根据所述小区公共时延信息，确定上行发送定时位置相对于配置消息接收位置的定时提前量，包括：

预估终端的用户链路传播路径与距离卫星最近位置的最小链路时延路径的传播距离差对应的相对传输时延；

根据小区公共时延信息，确定小区公共时延与整数倍时隙之间偏差的小区级定时提前量；

根据所述相对传输时延和小区级定时提前量确定定时提前量。

作为一种可选的实施方式，所述预估相对传输时延，包括：

根据全球导航卫星系统gnss信号，确定所述终端的定位信息，通过星历获得卫星的运行参数信息；

根据所述定位信息和卫星的运行参数信息，预估终端的用户链路传播路径与距离卫星最近位置的最小链路时延路径的传播距离差；

确定所述预估的传播距离差对应的相对传输时延。

作为一种可选的实施方式，根据所述相对传输时延和小区级定时提前量确定定时提前量，包括：

将两倍的相对传输时延与小区级定时提前量求和，得到定时提前量。

作为一种可选的实施方式，在与所述上行发送定时位置对应的时频资源上发送prachpreamble序列之后，还包括：

在随机接入响应rar时间窗口内检测反馈的rar消息，所述rar消息包括上行定时提前调整量及上行调度许可，rar时间窗口以所述配置消息的接收位置为起点；

根据反馈的rar消息，获得上行同步并发送无线资源控制rrc消息；

接收反馈的竞争解决消息并解码。

作为一种可选的实施方式，所述配置消息还包括prachpreamble格式。

作为一种可选的实施方式，所述prachpreamble格式包括多个循环前缀cp、preamble序列和保护间隔gt，所述多个cp的总时长和gt的长度大于终端随机接入过程中卫星的移动距离引入的传输时延、gps定位误差引入的时延及下行初始同步过程中定时估计误差引入的时延之和。

作为一种可选的实施方式，所述prachpreamble序列占用的子载波间隔根据终端所支持的多普勒频偏范围确定。

作为一种可选的实施方式，所述prachpreamble序列占用的子载波间隔，根据终端在不同移动速度下对应的多普勒频偏范围，和/或，终端初始同步后存在的残余频偏与配置消息发送过程中的卫星移动造成的多普勒频偏之和确定。

作为一种可选的实施方式，在与所述上行发送定时位置对应的时频资源上发送prachpreamble序列之前，还包括：

基于预估的下行频偏对生成的prachpreamble序列进行频偏预补偿。

作为一种可选的实施方式，基于预估的下行频偏对生成的prachpreamble序列进行频偏预补偿，包括：

终端根据协议预先定义的下行同步信号和/或参考信号所在的帧结构的周期性位置来进行下行小区搜索，包括下行定时同步位置估计和下行频偏估计操作，以获取下行同步信号和/或参考信号；

根据周期性的下行同步信号和/或参考信号预估下行频偏fdelta；

按照如下公式对生成的prachpreamble序列进行频偏预补偿：

s′prach(t)＝sprach(t)×exp(-j×2π×fdelta)；

其中，sprach(t)为prachpreamble序列的时域信号。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种网络侧设备进行随机接入的方法，由于该方法对应的网络侧设备是本发明实施例随机接入系统中的网络侧设备，并且该方法解决问题的原理与该设备相似，因此该方法的实施可以参见系统的实施，重复之处不再赘述。

如图10所示，本发明实施例提供的一种网络侧设备进行随机接入的方法，该方法包括：

步骤1001：向终端发送携带相关参数的配置消息，所述相关参数包括小区公共时延信息；

步骤1002：根据所述小区公共时延信息确定上行接收定时位置；

步骤1003：根据上行接收定时位置，在所有候选的物理层随机接入信道prach时频资源上，针对所述终端发送的prachpreamble序列进行检测。

作为一种可选的实施方式，根据所述小区公共时延信息确定上行接收定时位置，包括：

根据所述小区公共时延信息，确定上行接收定时位置相对于配置消息发送位置的偏移量；

根据所述上行接收定时位置相对于配置消息发送位置的偏移量以及所述配置消息的发送位置确定上行接收定时位置。

作为一种可选的实施方式，根据所述小区公共时延信息，确定上行接收定时位置相对于配置消息发送位置的偏移量，包括：

根据小区公共时延信息，确定小区公共时延与整数倍时隙之间偏差的小区级定时提前量；

根据小区公共时延信息和小区级定时提前量，确定上行接收定时位置相对于配置消息发送位置的偏移量。

作为一种可选的实施方式，根据所述小区公共时延信息和小区级定时提前量，确定上行接收定时位置相对于配置消息发送位置的偏移量，包括：

将所述小区公共时延减去小区级定时提前量，得到上行接收定时位置相对于配置消息发送位置的偏移量。

作为一种可选的实施方式，还包括：

检测到终端发送的prachpreamble序列之后，向所述终端发送随机接入响应rar消息，所述rar消息包括上行定时提前调整量及上行调度许可；

接收终端获得上行同步后发送的无线资源控制rrc消息；

向所述终端发送竞争解决消息。

作为一种可选的实施方式，所述配置消息还包括prachpreamble格式。

作为一种可选的实施方式，所述prachpreamble格式包括多个循环前缀cp、preamble序列和保护间隔gt，所述多个cp的时长和gt的时长大于终端随机接入过程中卫星的移动距离引入的传输时延、gps定位误差引入的时延及下行初始同步过程中定时估计误差引入的时延之和。

作为一种可选的实施方式，所述prachpreamble序列占用的子载波间隔根据终端所支持的多普勒频偏范围确定。

作为一种可选的实施方式，根据终端所支持的多普勒频偏范围确定prachpreamble序列占用的子载波间隔，包括：

根据终端在不同移动速度下对应的多普勒频偏范围，和/或，终端初始同步后存在的残余频偏与配置消息发送过程中的卫星移动造成的多普勒频偏之和，确定prachpreamble序列占用的子载波间隔。

以上参照示出根据本申请实施例的方法、装置(系统)和/或计算机程序产品的框图和/或流程图描述本申请。应理解，可以通过计算机程序指令来实现框图和/或流程图示图的一个块以及框图和/或流程图示图的块的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机的处理器和/或其它可编程数据处理装置，以产生机器，使得经由计算机处理器和/或其它可编程数据处理装置执行的指令创建用于实现框图和/或流程图块中所指定的功能/动作的方法。

相应地，还可以用硬件和/或软件(包括固件、驻留软件、微码等)来实施本申请。更进一步地，本申请可以采取计算机可使用或计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，其具有在介质中实现的计算机可使用或计算机可读程序代码，以由指令执行系统来使用或结合指令执行系统而使用。在本申请上下文中，计算机可使用或计算机可读介质可以是任意介质，其可以包含、存储、通信、传输、或传送程序，以由指令执行系统、装置或设备使用，或结合指令执行系统、装置或设备使用。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。