本发明涉及无线通信领域，尤其涉及随机接入信号的发送和接收方法、网络设备和用户设备。
背景技术：
在无线蜂窝通信系统中，随机接入承担着ue(userequipement，用户设备)与基站之间建立上行通信连接的关键一步。在ue与基站建立上行通信连接过程中，首先取得下行同步。ue通过下行公共信道获取系统信息，例如带宽，帧结构参数，系统帧编号，随机接入信道(rach，randomaccesschannel)信息。在lte(longtermevolution，长期演进)网络中，基站通过sib2(systeminformationblock2，系统信息块2)将rach信息通知给ue。然后，ue借助随机接入信道，向基站发送前导信号，前导信号中包含有用于区分不同ue的序列。最后，基站检测序列，识别ue并且完成ue与基站的上行同步。
现有lte中通过rach传输的随机接入前导(preamble)的结构如图1所示，其包括cp(cyclicprefix，循环前缀)、序列和gt(guardtime，保护时间)。现有的lte标准为preamble定义了五种格式，各个格式的主要参数如表1所示。
表1lte前导格式及其主要参数表
从上面可以看出，在现有lte标准中随机接入前导占用时间太长，而且可用于随机接入前导的序列的数量有限，故容易出现多个ue同时使用相同序列进行随机接入的情况，导致比较高的冲突概率。
技术实现要素：
有鉴于此，本申请提供了发送和接收随机接入信号的方法，用户设备和网络设备，可以降低多个ue同时随机接入时发生冲突的概率。
一方面，本申请提供了一种随机接入信号的方法，包括：
用户设备ue确定随机接入信号中的随机接入前导所对应的资源图案，所述资源图案指定了所述随机接入前导所占用的资源，所述资源包括频率资源、时间资源和序列资源中的至少一个；
ue根据所述资源图案，生成随机接入信号；
ue将所述随机接入信号发送给网络设备。
另一方面，本申请还提供了一种用户设备，包括：
处理器，用于确定随机接入信号中的随机接入前导所对应的资源图案，所述资源图案指定了所述随机接入前导所占用的资源，所述资源包括用于频率资源、时间资源和序列资源中的至少一个；还用于根据所述资源图案，生成随机接入信号；
收发器，用于将所述随机接入信号发送给网络设备。
再一方面，本申请还提供了一种接收随机接入信号的的方法，包括：
网络设备接收随机接入信号；
所述网络设备对接收到的所述随机接入信号进行检测，得到所述随机接入信号所对应的资源图案，其中所述资源图案指示了随机接入前导被检测到时所处的资源位置；
所述网络设备根据检测得到的所述资源图案和预先保存的资源图案，确定发送所述随机接入信号的用户设备，其中，预先保存的资源图案指定了一个随机接入前导所占用的资源，所述资源包括用于频率资源、时间资源和序列资源中的至少一个。
又一方面，本申请还提供了一种网络设备，包括：
收发器，用于接收随机接入信号；
处理器，用于对接收到的所述随机接入信号进行检测，得到所述随机接入信号所对应的资源图案，其中所述资源图案指示了随机接入前导被检测到时所处的资源位置；还用于根据检测得到的所述资源图案和预先保存的资源图案，确定发送所述随机接入信号的用户设备，其中，预先保存的资源图案指定了一个随机接入前导所占用的资源，所述资源包括用于频率资源、时间资源和序列资源中的至少一个。
本发明实施例所提供的技术方案所生成的随机接入信号中的前导具有特定的资源图案，不同的ue可以生成具有不同资源图案的前导，因此，在随机接入过程中可以使得网络设备根据随机接入信号中所具有的资源图案来识别ue。另外，又由于本发明实施中的资源图案指定了随机接入前导在三维资源(频率资源、时间资源和序列资源)中的至少一个维度上的资源占用情况，对于一个具体的前导而言，在每一维资源上可占用的资源位置有均有多种选择，将不同维度上的资源位置进行组合就可以有非常多的资源图案，每一种资源图案均可用来生成一个随机接入前导，故本发明实施例中在生成随机接入前导时就有非常多的选择，降低了同一个小区内多个ue同时进行随机接入时发生冲突的概率。
附图说明
图1为现有技术中lte前导的格式的示意图；
图2为依据本发明一实施例的通信系统的结构图；
图3为依据本发明一实施例的发送随机接入信号的方法的流程示意图；
图4a为依据本发明一实施例的rach的一种结构示意图；
图4b为依据本发明一实施例的rach的另一种结构示意图；
图5为依据本发明一实施例的子前导的结构示意图；
图6为依据本发明一实施例的随机接入前导的结构示意图；
图7a为依据本发明一实施例的单子带前导的跳时图案的示意图；
图7b为依据本发明一实施例的单子带前导的跳序列图案的示意图；
图7c为依据本发明一实施例的单子带前导的跳时-序列图案的示意图；
图8a为依据本发明一实施例的多子带前导的跳频图案的示意图；
图8b为依据本发明一实施例的多子带前导的跳序列图案的示意图；
图8c为依据本发明一实施例的多子带前导的跳频-序列图案的示意图；
图8d为依据本发明一实施例的多子带前导的跳时-频图案的示意图；
图8e为依据本发明一实施例的多子带前导的跳时-频-序列图案的示意图；
图9a为依据本发明一实施例的前导的结构的示意图；
图9b为依据本发明一实施例的前导的又一结构示意图；
图10a为依据本发明一实施例的上行通信建立连接的信令流程图；
图10b为依据本发明一实施例的随机接入过程的一种信令流程图；
图10c为依据本发明一实施例的随机接入过程的另一种信令流程图；
图10d为依据本发明一实施例的随机接入过程的再一种信令流程图；
图10e为依据本发明一实施例的随机接入过程的又一种信令流程图；
图11为依据本发明一实施例的单子带的rach的结构的示意图；
图12为依据本发明一实施例的网络设备接收到的rach的结构的示意图；
图13a为依据本发明一实施例提供的基于单子带rach资源的单子带前导的一种跳动图案的示意图；
图13b为依据本发明一实施例提供的基于单子带rach资源的单子带前导的另一种跳动图案的示意图；
图13c为依据本发明一实施例提供的基于单子带rach资源的单子带前导的再一种跳动图案的示意图；
图14a为依据本发明一实施例提供的基于网络设备的接收波束扫描结构的单子带前导的一种跳动图案的示意图；
图14b为依据本发明一实施例提供的基于网络设备的接收波束扫描结构的单子带前导的另一种跳动图案的示意图；
图14c为依据本发明一实施例提供的基于网络设备的接收波束扫描结构的单子带前导的再一种跳动图案的示意图；
图15为依据本发明一实施例的多子带rach的结构的示意图；
图16为依据本发明一实施例的网络设备接收到的多子带rach的结构的示意图；
图17a为依据本发明一实施例提供的基于多子带rach资源的多子带前导的一种跳动图案的示意图；
图17b为依据本发明一实施例提供的基于多子带rach资源的多子带前导的另一种跳动图案的示意图；
图17c为依据本发明一实施例提供的基于多子带rach资源的多子带前导的再一种跳动图案的示意图；
图18a为依据本发明一实施例提供的基于网络设备的接收波束扫描结构的多子带前导的一种跳动图案的示意图；
图18b为依据本发明一实施例提供的基于网络设备的接收波束扫描结构的多子带前导的另一种跳动图案的示意图；
图18c为依据本发明一实施例提供的基于网络设备的接收波束扫描结构的多子带前导的再一种跳动图案的示意图；
图19为依据本发明一实施例提供的接收随机接入信号的方法的流程示意图；
图20为依据本发明一实施例的ue的结构示意图；
图21为依据本发明一实施例的网络设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例的技术方案进行描述。
下文所描述的本发明实施例的技术方案应用于通信系统。该通信系统可以包括一个或者多个网络设备，和与每个网络设备通信的一个或者多个用户设备(userequipment，ue)。图2是该通信系统的一个例子，图2所示的通信系统包括一个网络设备和与其通信的多个ue。
网络设备可以是能和ue直接通信的用于控制控制ue接入通信网络的任何设备，例如，基站、中继站或接入点。基站可以是gsm(globalsystemformobilecommunication，全球移动通讯)网络或cdma(codedivisionmultipleaccess，码分多址)网络中的bts(basetransceiverstation，基站收发台)、wcdma(widebandcodedivisionmultipleaccess，宽带码分多址)网络中的nb(nodeb)、lte(longtermevolution，长期演进)中的enb或enodeb(evolvednodeb)、或者下一代(例如5g)无线通信网络中的基站设备等。
ue可以是接入终端、用户单元、用户站、移动台、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、终端、无线通信设备、用户代理或用户装置等。接入终端可以是蜂窝电话、无绳电话、sip(sessioninitiationprotocol，会话启动协议)电话、wll(wirelesslocalloop，无线本地环路)站、pda(personaldigitalassistant，个人数字助理)、笔记本电脑、平板电脑、具有无线通信功能的手持设备或计算设备、车载终端、可穿戴设备以及下一代(例如5g)无线通信网络中的终端设备等。
本发明实施例提供了一种发送随机接入信号的方法，如图3所示，该方法包括：
步骤s100，ue确定随机接入信号中的随机接入前导所对应的资源图案，所述资源图案指定了所述随机接入前导所占用的资源，所述资源包括频率资源、时间资源和序列资源中的至少一个；
步骤s200，ue根据所述资源图案，生成随机接入前导；
步骤s300，ue将所述随机接入前导发送给网络设备。
本发明实施例提供的技术方案所生成的随机接入信号中的前导具有特定的资源图案，不同的ue可以生成具有不同资源图案的前导，因此，在随机接入过程中可以使得网络设备根据随机接入信号中所具有的资源图案来识别ue。另外，又由于本发明实施中的资源图案指定了随机接入前导在三维资源(频率资源、时间资源和序列资源)中的至少一个维度上的资源占用情况，对于一个具体的前导而言，在每一维资源上可占用的资源位置有均有多种选择，将不同维度上的资源位置进行组合就可以有非常多的资源图案，每一种资源图案均可用来生成一个随机接入前导，故本发明实施例中在生成随机接入前导时就有非常多的选择，降低了同一个小区内多个ue同时进行随机接入时发生冲突的概率。
为描述的方便，在后文中“随机接入前导”都被简称为“前导”。
在一实施例中，步骤s100中的资源图案可以指定前导所包含的每个符号所占用的资源。每个符号占用的资源包括载波、发送时间和前导所包含的序列在该符号上的取值。
在一实施例中，前导由子前导构成，相应地，步骤s100中的资源图案具体指定了每个子前导所使用的资源。在本发明实施例中，前导也可以被认为是其自身的子前导。
在一实施例中，步骤s100中的资源图案具体是跳动图案，所述跳动图案是跳时图案、跳频图案、跳序列图案，跳时-频图案，跳时-序列图案，跳频-序列图案和跳时-频-序列图案中的任意一种。
跳时图案用于指定在用于发送一个随机接入信号的时间资源内，每个前导或者子前导所占用的时间资源所在的位置，且在时间资源的维度上所有前导或者子前导所占用的时间资源呈现出跳时(timehopping)的特点。跳频图案用于指定在用于发送一个随机接入信号的频率资源中，每个前导或者子前导所占用的频率资源所在的位置，在频率资源的维度上所有前导或者子前导所占用的频率资源呈现出跳频(frequencyhopping)的特点。跳序列图案指定位于各个频率资源位置上或者各个时间资源位置上的前导或者子前导所使用的序列，在序列资源的维度上所有前导或者子前导所采用的序列呈现出跳序列(sequencehopping)的特点。跳时-频图案用于指定每个前导或者子前导所占用的时间频率所在的位置和所占用的频率资源所在的位置，各个前导或者子前导在时间资源的维度上具有跳时的特点和/或者在频率资源的维度上具有跳序列的特点。跳时-序列图案用于指定每个前导或者子前导所占用的时间资源所在的位置和所采用的序列。在跳时-序列图案中，各个前导或者子前导在时间资源的维度上具有跳时的特点和/或者在序列资源的维度上具有跳序列的特点。跳频-序列图案用于指定每个前导或者子前导所占用的频率资源所在的位置和所采用的序列。在跳频-序列图案中，各个前导或者子前导在频率资源的维度上具有跳频的特点和/或在序列资源的维度上具有跳序列的特点。跳时-频-序列图案用于指定每个前导或者子前导所占用的时间资源所在的位置，所占用的频率资源所在的位置，和所采用的序列。在跳时-频-序列图案中，各个前导或者子前导在时间资源的维度上具有跳时的特点，和/或频率资源上的维度上具有跳频的特点，和/或在序列资源的维度上具有跳序列的特点。
在本发明实施例中，用于发送一个随机接入信号的时间资源具体可以是一个rach的时间长度，也可以是网络设备在进行接收波束扫描时占用的时间资源；用于发送一个随机接入信号的频率资源具体可以是一个rach所对应的频率资源，也可以是网络设备在进行接收波束扫描时占用的频率资源。
在一实施中，步骤s100具体可以包括：从包含所述资源图案的图案集合中选出所述资源图案，其中，所述图案集合包括至少两个资源图案，且所述至少两个资源图案中任意两个资源图案互不相同。在本实施例中，图案集合可以是预先保存在ue中，或者是网络设备通知给ue的。在本实施例中，两个资源图案不同，既可以指资源图案的类型(例如，跳时图案、跳频图案)，还可以指同一个类型中由于各个前导或者子前导所占用的资源不同所导致的图案不同，例如，跳频图案1中指定在子带1、子带3和子带4上发送子前导，跳频图案2指定在子带1、子带2和子带4上发送子前导。
在一实施中，ue进一步获取所述网络设备的接收波束扫描信息，所述接收波束扫描信息包括需要扫描的接收波束和每个接收波束的扫描时间。相应地，步骤s100具体还可以包括：根据所述接收波束扫描信息，确定所述资源图案，其中，所述确定出的所述资源图案使得所述网络设备在所述每个接收波束的至少一个扫描时长内能接收到至少一个子前导。
在一实施中，步骤s100具体可以包括：根据ue的发送波束扫描信息，确定所述资源图案，其中，所述确定出的所述资源图案使得在ue在所述每个发送波束的至少一个扫描时长内发送有一个子前导，所述ue的发送波束扫描信息包括需要扫描的发送波束和每个发送波束的扫描时间。相应地，步骤s300具体可以包括：根据所述ue的发送波束的扫描时间发送所述随机接入信号。
在一实施例中，ue还可以获取用于发送所述随机接入信号的rach的结构信息。相应地，步骤s100具体可以包括：根据所述rach的结构信息，确定所述资源图案，其中，所述资源图案具体用于指定所述前导在所述rach中所占用的资源。
在一实施例中，ue还可以获取其与所述网络设备之间的距离和/或信道条件。相应地，步骤s100具体可以包括：所述ue根据其与所述网络设备之间的距离和/或信道条件，确定所述资源图案。
在其它的实施例中，ue可以根据网络设备的接收波束扫描信息、ue的发送波束扫描信息、rach的结构信息、ue与所述网络设备之间的距离、和ue与所述网络设备之间的信道条件中的至少两种，来确定所述资源图案。
图4a示出了一种可能的rach的结构，该图中的rach包含f个子带，各个子带的带宽可以相同，不同子带上用于发送一个前导的时间长度也可以相同。在一个rach的时间长度内，一个随机接入信号包括f个子带上的所有前导，子带i(i＝1，2，…f)上有ni个前导，子带i上第j个前导包含kij个子前导(j＝1，2，…ni)。不同子带上的前导的数目ni可以相同，同一个子带上用于发送各个前导的时间长度可以相同也可以不相同，不同前导所包含的子前导的数目kij可以相同也可以不同。
图4b示出了另一种可能的rach的结构，该图中的rach也包含f个子带，但是各个子带的宽度可以不同，不同子带上用于发送一个前导的时间长度可以不同。在一个rach的时间长度内，一个随机接入信号包括f个子带上的所有前导，子带i上有ni个前导，子带i上第j个前导包含kij个子前导(j＝1，2，…ni)。不同子带上的前导的数目ni可以不同，一个子带上用于发送各个前导的时间长度可以相同也可以不同，不同前导所包含的子前导的数目kij可以相同也可以不同。在另一实施例中，在图4b所示rach的结构中，任意两个子带的子带宽度相同，但是两个子带上用于发送一个前导的时间长度不同；或者是任意两个子带的子带宽度不相同、但是两个子带上用于发送一个前导的时间长度相同。
如图4a和图4b所示，随机接入信号包含多个前导，此时，步骤s100中确定的资源图案具体为所有的前导指定了所占用的资源。例如，为每个前导指定所使用的子带，发送时间，该前导所采用的序列中的至少一个。
在图4a和4b中，子带i上第j个前导包含kij个子前导(j＝1，2，…ni)，子前导的具体结构如图5所示。在一个实施例中子前导可以只包括序列，如图5所示的结构8。在另外的实施例中，除了包括序列外，子前导还可以包括gt1、gt2和cp中的至少一个。gt1、gt2为保护时间，不传送数据，可用于波束切换或者保护后续通信。cp为循环前缀(cyclicprefix)。序列可以是具有良好自相关和互相关的任意序列，例如zadoff-chu序列，m序列等。gt1、cp、序列、以及gt2的时间长度可以是网络设备指定，或者ue根据来自网络设备的信令决定，或者ue自我决定。rach可以由频域上的f个子带、各个子带上的一个或者多个前导和/或子前导、以及形成子前导的序列集共同来表示。
位于各个子带、时间上的前导或者子前导，使用的波形参数(例如，子载波间隔、cp长度、保护间隔)可以完全不相同，也可以部分相同，也可以完全相同。前导的结构(例如，包含子前导、或者不包含子前导)、子前导的序列可以由网络设备指定，或者由ue决定。
图6示出了单子带的前导的七种可能的结构：前导1、前导2、前导3、前导4、前导5、前导6和前导7。在本实施例，前导1中仅有一个子前导，也就是其自身。前导2包括一个cp、一个gt2和k2个序列，其中cp位于前导2的起始位置，gt2位于前导2的终止位置。前导2可以被认为是由具有图5所示的结构6、结构7和结构8的子前导构成。前导3包括位于每个序列之前的cp，位于最后一个序列之后的gt2，和k3个序列，其可以被认为是由具有图5所示的结构6和结构2的子前导构成。前导4包括k4个序列，以及位于每个序列之前的cp，该前导4可以被认为是由具有图5所示结构6的子前导构成。前导5包括位于k5个序列，位于每个序列之前的cp，和位于每个序列之后的gt2构成，该前导5可以被认为是由具有图5所示的结构2的子前导构成。前导6包括位于第一个序列之前的gt1和cp，位于最后一个序列之前的cp，位于最后一个序列之后的gt2，和k6个序列，该前导6可以被认为是由具有图5所示的结构2和结构3的子前导组成。前导7包括位于第一个序列之前的gt1和cp，位于第一个序列之后的gt2，位于最后一个序列之前的cp、位于最后一个序列之后的gt2，和k7个序列，该前导7可以被看成是由具有图5所示的结构1和结构2的子前导构成。每个前导中的序列，如前文所描述的，可以根据跳时-序列图案来选取。在不同的前导结构实例中，序列个数、序列长度可以完全不相同，也可以部分相同，也可以完全相同。在同一个前导结构中，各个序列可以完全不相同，也可以部分相同，也可以完全相同。
图7a示出了单子带的随机接入信号的前导所对应的一种跳时图案，在该图案中，至少有一个可用于发送子前导的时间资源(例如，时间t2)未被用来发送任何子前导。在本发明实施中，附图中虚线框表示其所在位置未被用来发送任何前导或者子前导。根据图7a所示的跳时图案生成的随机接入信号的前导包括7个子前导，分别占用了除时间t2以外所有时间(时间t1，t3，t4，t5，t6，t7，t8)的子前导，各个子前导所采用的序列相同。在其它的实施中，各个子前导所采用的序列可以部分相同，也可以完全不同。前导中各个子前导所占用的时间资源的位置形成了一个独特的资源图案，可以被用来标识一个特定的前导或者ue。在其它的实施例中，即使有另外一个前导的子前导所占用的时间资源和图7a中的完全一样，但是，只要子前导所采用的序列不同，也能起到标识一个特定的前导或者ue的作用。ue在进行随机接入时，可以发送包含具有图7a所示资源图案的前导的上行随机接入信号，利用图7a所述的资源结构标识ue。如果改变图7a中不发送任何子前导的时间所在的位置或者不发送任何子前导的发送时间的数量，就得到了另一个前导。
图7b示出了单子带的随机接入信号的前导所对应的另一种资源图案：跳序列图案。在该图案中，在每个时间资源内均有一个子前导，每个子前导所采用的序列是从序列集中选择的与该子前导所占用的时间资源所在的位置相对应的序列。各个时间采取的序列可以完全相同，也可以部分相同，也可以完全不同。
图7c示出了单子带的随机接入信号的前导所对应的另一种资源图案：跳时-序列图案。在该图案中，在至少一个可用于发送子前导的时间资源内不发送任何子前导，其它的时间资源上的子前导所携带的序列是根据其所在的位置从序列集中选取的。
图8a示出了多子带的随机接入信号的前导所使用的另一种资源图案：跳频图案。在该图案中，至少有一个子带上不发送任何子前导，例如，图8a所示的子带f2。如图8a所示，在该结构中其它所有子带上的子前导都占用同一时间资源，各个子前导所采用的序列相同。在其它的实施例中，一个特定的前导中的每一个子前导所采用的序列与该前导的跳频图案相关联，也可以部分相同，也可以完全不同。
图8b示出了多子带的随机接入信号的前导所使用的另一种资源图案：跳序列图案。在该资源图案中，每个子带上均有一个子前导，每个子带上的子前导所采用的序列均是根据其所在频带从序列集中选择的，这些序列由前导的跳序列图案指定。
图8c示出了多子带的随机接入信号的前导所使用的又一种资源图案：跳频-序列图案。在该图案中，至少有一个子带(例如子带f2)不用于发送任何子前导，其它子带均用于发送子前导，且每个子前导所采用的序列与其对应的子带相关，例如，采用序列k的子前导只能在子带fk上发送。
图8d示出了多子带的随机接入信号的前导所使用的又一种资源图案：跳时-频图案。在该图案中，在至少一个子带上有至少一个可用于发送子前导的时间资源未发送任何子前导(例如子带f1的发送时间t2)。在该图案中，只是使用了特定发送时间和特定的子带发送子前导，各个子前导所采用的序列相同。在其它实施例中，各个子前导所采用的序列可以不同。每一个子前导(或者其采用的序列)与包含该子前导的前导的跳时-频图案相关联，不同子前导对应的跳时-频图案可以完全相同，也可以部分相同，也可以完全不同。
图8e示出了多子带的随机接入信号的前导所使用的再一种资源图案：跳时-频-序列图案。在该结构中，在至少一个子带上有至少一个可用于发送子前导的时间资源上未发送任何子前导(例如子带f1的时间t2)，每个子前导所采用的序列和其所在的子带位置和时间资源所在的位置相关。
多子带接入信号的前导还可以具有不同的波形参数。如图9a所示，在不同子带上的前导具有相同的子带带宽和相同的前导时间长度下，不同子带内子载波的间隔不同，各个子前导的长度随着子载波间隔的倍增而倍减。如图9b所示，在不同子带上的前导具有相同的前导序列长度和相同的前导时间时间长度下，子带宽度随着子载波间隔倍增而倍增。
本发明实施例提供的发送随机接入信号的方法可以应用于ue与网络设备建立上行通信。图10a示出了ue与网络设备(具体为网络设备)建立上行通信的过程，该流程包括：
步骤s401，网络设备发送下行系统信息。下行系统信息可以包括如下信息中的任意一种或者多种：rach的结构，rach所在的时间位置及时间长度、rach所在的频率位置及载波数量、rach包含的前导/子前导个数，前导的跳动图案的集合信息(例如，集合的编号)，rach内的网络设备的用于接收通过rach传输的随机接入信号的各个接收波束的id以及扫描时间、扫描频率，前导格式，网络设备的波束的一致性信息，时间提前量等等。在另外的实施例中，下行系统信息可以包括上述信息的索引(index)。波束的一致性信息是指同一个对象的发送波束和接收波束是否对应，即，只要知道特定对象的发送波束，就可以推导出接收波束，反之亦然。
步骤s402，ue与网络设备执行下行同步。在下行同步后，ue可以获取rach的时间资源、频率资源等信息。ue在该步骤中，还可以获取下行通信中的ue的最佳接收波束的id、网络设备的最佳发送波束的id。ue根据已有的信息，从网络设备指定的跳动图案的集合中选择一个跳动图案，然后根据跳动图案生成随机接入信号。在该步骤中，ue可以采用图3所示实施例提供的方法发送随机接入信号。
步骤s403，ue与网络设备分别完成随机接入信号的发送和接收。
步骤s404，网络设备发送随机接入响应，ue在收到随机接入响应后发送可以包含ue身份信息等的上行信息，网络设备再发送下行信息供ue进行冲突检测，最后完成随机接入过程。
步骤s405，建立上行通信连接。
在另一实施例中，在步骤s402中，选择的跳动图案与网络设备的发送波束id之间有一一对应关系，即，特定的跳动图案可以标识网络设备的发送波束id。相应地，在步骤s403中，网络设备还可以根据跳动图案得到网络设备发送波束id。
在另一实施例中，在步骤s402中，生成的随机接入信号中包含网络设备的发送波束信息。相应地，在步骤s403中，网络设备还可以检测到网络设备的发送波束信息。在步骤s403中，网络设备对接收信号进行检测，检测跳动图案，并得到接收跳动图案对应的前导的网络设备的最佳接收波束的id。在步骤s404中，网络设备还可以向ue发送信息。例如，网络设备还可以把检测的跳动图案通知ue，ue根据网络设备检测结果获知ue的最佳上行发送波束信息。再例如，把步骤s403中网络设备的最佳接收波束的id通知ue。再例如，网络设备分配上行通信资源给ue，解决多个ue的随机接入冲突等。
图10b示出了随机接入的一信令流程，该信令流程包括：
步骤s406，网络设备发送下行系统信息。下行系统信息可以包括网络设备的用于接收在rach上传输的随机接入信号的接收波束信息和跳动图案的集合信息。下行系统信息中还可以包括，rach在网络设备进行接收波束扫描时所呈现出的结构。
步骤s407，ue根据网络设备的用于接收随机接入信号的接收波束信息和ue的用于发送随机接入信号的发送波束信息选择跳动图案，根据选择的跳动图案生成随机接入信号，并将该随机接入信号发送给网络设备。在该步骤中，ue可以采用图3所示实施例提供的方法发送随机接入信号。
步骤s408，网络设备检测接收到的随机接入信号的跳动图案，根据检测到的跳动图案，为发送上述随机接入信号的ue分配用于上行通信的通信资源。
图10b所示的信令流程可适用于但不限于如下场景下的随机接入：在上行接入过程中需要进行波束扫描，但已经明确了需要扫描的由网络设备的接收波束和ue的发送波束构成的波束对的情况下的随机接入；ue的发送波束和网络设备的接收波束都不需要进行波束扫描的情况下的随机接入。
图10c示出了随机接入的又一信令流程，该流程包括：
步骤s409，网络设备发送下行系统信息。下行系统信息可以包括网络设备的用于接收在rach上传输的随机接入信号的接收波束信息和跳动图案的集合信息。下行系统信息中还可以包括，rach在网络设备进行接收波束扫描时所呈现出的结构。
步骤s410，ue选择需要用于发送随机接入信号的发送波束，根据选择的发送波束和网络设备的用于接收在rach上传输的随机接入信号的接收波束信息，选择跳动图案，根据选择的跳动图案生成随机接入信号，并将该随机接入信号发送给网络设备。在本步骤中，可以选择一个跳动图案，也可以选择两个或者两个以上的跳动图案，本发明实施例不做限制。在该步骤中，ue可以采用图3所示实施例提供的方法发送随机接入信号。
步骤s411，网络设备根据检测到的跳动图案，确定网络设备的最佳接收波束，为ue分配上行资源。
图10c所述的信令流程适用于ue已知用于发送随机接入信号的最佳发送波束的情况下的随机接入。
图10d示出了随机接入的又一信令流程，该流程包括：
步骤s412，网络设备发送下行系统信息。下行系统信息可以包括网络设备的用于接收在rach上传输的随机接入信号的接收波束信息和跳动图案的集合信息。下行系统信息中还可以包括，rach在网络设备进行接收波束扫描时所呈现出的结构。
步骤s413，ue根据下行系统信息中获知网络设备的用于接收随机接入信号的接收波束，根据网络设备的用于接收在rach上传输的随机接入信号的接收波束选择跳动图案，根据选择的跳动图案生成随机接入信号，并将该随机接入信号发送给网络设备。在本步骤中，可以选择一个跳动图案，也可以选择两个或者两个以上的跳动图案，本发明实施例不做限制。在本步骤中，ue可以采用图3所示实施例提供的方法发送随机接入信号。
步骤s414，网络设备根据检测到的跳动图案，确定ue的最佳发送波束，并为ue分配上行资源。
图10d所示的信令流程可适用于在ue知道网络设备的最佳接收波束的情况下的随机接入。
图10e示出了随机接入的又一信令流程，该流程包括：
步骤s415，网络设备发送下行系统信息。下行系统信息可以包括网络设备的用于接收在rach上传输的随机接入信号的接收波束信息和跳动图案的集合信息。下行系统信息中还可以包括，rach在网络设备进行接收波束扫描时所呈现出的结构。
步骤s416，ue根据下行系统信息中获知网络设备的用于接收在rach上传输的随机接入信号的接收波束，根据网络设备的用于接收在rach上传输的随机接入信号的接收波束选择跳动图案，根据选择的跳动图案生成随机接入信号，并将该随机接入信号发送给网络设备。在本步骤中，可以选择一个跳动图案，也可以选择两个或者两个以上的跳动图案，本发明实施例不做限制。在本步骤中，ue可以采用图3所示实施例提供的方法发送随机接入信号。
步骤s417，网络设备根据检测到的跳动图案，确定网络设备的最佳接收波束和ue的最佳发送波束，并且分配上行资源。
图10e所示的信令流程可适用于ue不知道其用于发送随机接入信号的发送波束和网络设备的接收波束的情况下的随机接入。
用于一个rach的资源包括时间、频率、序列三个维度的资源。基于这些资源，可以将跳动图案划分成多个互相没有交集的结合。在ue发送随机接入信号之前，网络设备将跳动图案的集合划分信息和/或可供ue选择的跳动图案的结合的信息通知ue。通知方式可以是用信令直接指示，也可以是通过特殊的下行信号设计，隐式指定(例如，可以采取类似于lte中识别不同帧结构的方法)。划分跳动图案时，可以根据ue对rach的需求来进行。例如根据ue与网络设备之间的距离，是否需要进行波束扫描。
图11示出了一个单子带rach的结构一个示例。在本实施例中，rach只有一个子带，该子带的频域宽度为72个子载波，子载波间隔是60khz；在rach的时长内ue发送有4个前导，每个前导的时长等于两个子前导的时长。各个前导之间在时间上可以连续，也可以不连续，但是互相不交叠。
针对在图11所示结构的rach上传输的随机接入信号，网络设备在进行接收波束扫描时对其进行接收所呈现出的rach的结构如图12所示。在本实施例中，网络设备在两个接收波束上进行扫描，在每个接收波束上均接收到两个前导。
在一个实施例中，在生成具有图11所示结构的信号时，ue可以从是图13a、图13b和图13c所示跳动图案中选择任意一种来用于生成和发送前导。
图13a所示的跳动图案1～3可以用于只在一个接收波束中发送前导，图13b和图13c所示的跳动图案4～10可以用于在多个接收波束内发送前导。
图13a可以适用于已确定ue的最佳发送波束和网络设备的最佳接收波束的场景，ue可以采用该图中所示的图案生成前导，用来发送调度请求，切换请求等。由于不需要进行波束扫描，图13a中所示结构的图案指定了较少的子前导，从而可以占用较少的开销。
图13b和图13c可以适用于没有确定ue的最佳发送波束和/或网络设备的接收波束的场景，ue可以采用该图所示的图案生成前导，以在随机接入过程中支持波束扫描。例如，ue在进行第一次上行同步ue时，或者ue与网络设备之间的上行链路发生链路中断(linkfailure)时，ue和网络设备就需要进行波束扫描以确定ue的最佳发送波束和网络设备的最佳接收波束，此时就可以采用图13b和图13c所示图案中任意一种跳动图案来生成前导，该前导可以被用来确定ue的最佳发送波束和网络设备的最佳接收波束。
在本发明实施中，可以考虑在由于在随机接入的过程中同时完成对ue的发送波束和/或接收波束的扫描，此时ue在选择跳动图案时，需要确保每个波束的扫描时间内至少有一个子前导或者前导。
在图13a和图13b所示的跳动图案中，跳动图案1和跳动图案4常适用于无线链路状况好的ue(如距离网络设备近)，跳动图案2和跳动图案5常适用于无线链路状况一般的ue(如距离网络设备适中)，跳动图案3和跳动图案6常适用于无线链路状况比较差(如距离网络设备远)、或者前一次随机接入失败的用户。
在另外的实施例中，图13a中的跳动图案2和跳动图案3也可以被用来支持ue的发送波束扫描。例如在跳动图案2(ue2)中，在时间t1沿着ue的第一个发送波束的方向发送序列2；在时间t2沿着ue的第二个发送波束方向发送序列3。再例如跳动图案3(ue3)中，在时间t1～t2沿着ue的第一个发送波束方向发送序列4和序列5；在时间t5～t6沿着ue的第二个发送波束方向发送序列6和序列7。如果网络设备已经确定了最佳的接收波束，在网络设备在该最佳的接收波束方向接收信号。如果网络设备没有确定最佳的接收波束，假如网络设备的接收波束有两个，则网络设备按照图13a所示的波束扫描结构来接收信号。在本发明实施例中，子前导的结构如图5所示，cp实际上也是一种序列，gt是不发送数据的保护时间，因此，子前导实际上也可被认为是序列的一种，在图13a到18c中出现的序列均是指子前导。
在另外的实施例中，图13b中的跳动图案5和跳动图案6也可以被用来支持ue的发送波束扫描。例如跳动图案5(ue5)中，在时间t1和t3沿着ue的第一个发送波束的方向发送序列10和序列12；在时间t2和t4沿着ue的第二个发送波束的方向发送序列11和序列13。再例如跳动图案6(ue6)中，在时间t1～t4沿着ue的第一个发送波束的方向发送序列14-17；在时间t5～t8沿着ue的第二个发送波束的方向发送序列18-21。再例如跳动图案6(ue6)中，在时间t1,t3,t5,t7沿着ue的第一个发送波束方向发送序列14,16,18,和19；在时间t2,t4,t6,t8沿着ue的第二个发送波束方向发送序列15,17,19,和21。
在图13c中，一个ue可以采用两个跳动图案生成两个前导以进行随机接入。例如，可以在第一发送波束上发送根据跳动图案7生成的前导，可以在第二发送波束发送根据跳动图案8生成的前导。又例如，可以在第一发送波束上发送根据跳动图案9生成的前导，可以在第二发送波束发送根据跳动图案10生成的前导。在另一个实施中，ue可以在同一个发送波束上发送根据跳动图案7生成的前导和根据跳动图案8生成的前导，该发送方式可以增强网络设备成功检测到ue发送的前导的概率。
在上述实施例中，各个ue使用的跳动图案，可以是由网络设备指定，也可以是ue与网络设备预先约定的，还可以是由ue在网络设备指定的范围内根据某个规则选择(例如随机选择，或者根据接收信号能量选择)。网络设备知道ue所有可能采用的跳动图案的信息。
在进行网络设备的接收波束扫描的情况下，当采用13a、13b和13c所示跳动图案中任意一种生成图11所示结构的信号时，网络设备收到的信号的结构如图12所示，其收到的四个前导分别位于两个波束内。网络设备在各个波束内，对接收到的各个前导信号检测，分别检测其中的序列。
假设图13a的3个ue同时发送前，网络设备对接收到的前导进行检测时可能出现的一种序列检测结果为：
1)在t1接收的前导信号中，分别检测出序列1，序列2，序列4；
2)在t2接收的前导信号中，检测出序列3，序列5；
3)在t5接收的前导信号中，检测出序列6；
4)在t6接收的前导信号中，检测出序列7；
5)其它时间未检测出发送序列。
在进行以上序列检测时，序列2～3，或者序列4～7可以进行联合检测。根据以上检测结果，网络设备根据图13a所示跳动图案，可以判断出有三个ue发送了前导。
以序列2和序列3的联合检测为例，对本发明实施例的联合检测进行说明：
1)网络设备在时间t1内的接收信号中检测序列2，得到信号y2；在时间t2内的接收信号中检测序列3，得到信号y3；
2)将y2和y3的能量合并，与预设的门限值比较，如果大于门限值，则认为发送了序列2和序列3。
进一步的，本发明实施例中的每个跳动图案指定了用于子前导的至少一个特征序列，该特征序列只会出现在一个特定的跳动图案中，不会出现在其它跳动图案中，因此，网络设备只要检测到该特征序列，就可以认为有ue采用了该特征序列标识的唯一跳动图案发送前导。例如，在图13a中，序列1是跳动图案1的特征序列，序列2和序列3是跳动图案2的特征序列，序列6和序列7是跳动图案3的特征序列。
进一步的，在本发明实施例中，网络设备知道各个ue发送时可能采取的跳动图案。因此，网络设备在接收检测的时候：
1)在t1位置检测到序列1时，就判断出ue在发送前导信号时采取了跳动图案1
2)在t1位置检测到序列2和在t2位置检测到序列3，就认为有ue采用了跳动图案2来发送前导信号；
3)在t1和t2位置分别检测到序列4和序列5，并且在t5和t6位置分别检测到序列6和7，就认为有ue采用了跳动图案3来发送前导信号。
4)总共检测出三个跳动图案，可以认为有三个ue发送了波束。
假设图13b中3个ue都在同时发送了前导，并且每个ue只有一个发送波束的情况下，网络设备对接收到的前导信号进行检测时可能出现的一种序列检测结果为：
1)在t3接收的前导信号中，检测出序列9，序列12，序列16；
2)在t4接收的前导信号中，分别检测出序列13，序列17；
3)在t7接收的前导信号中，检测出序列20；
4)在t8接收的前导信号中，检测出序列21；
5)其它时间未检测出发送序列。
以上序列检测时，序列12～13，或者序列16～17、序列20～21可以进行联合检测。根据以上检测结果，以及网络设备根据图13b所示图案，网络设备可以判断出有三个ue发送了前导信号。由于上述被检测出的序列都是位于时间t3、t4、t7、和t8处的序列，而在其他时间上检测到序列，且由图11可知，时间t3、t4、t7、和t8对应的是网络设备的接收波束2的扫描时间，故根据上述检测结果可以知道网络设备的最佳接收波束是接收波束2。
假设13c中2个ue同时发送前导，并且每个ue的跳动图案分别沿不同的发送波束方向的情况下(跳动图案7和跳动图案9对应发送波束1，跳动图案8和跳动图案10对应发送波束2)，网络设备对接收到的前导信号进行检测时可能出现的一种序列检测结果为：
1)在t1接收的前导信号中，分别检测出序列26；
2)在t3接收的前导信号中，检测出序列23；
3)在t5接收的前导信号中，检测出序列28；
4)其它时间未检测出发送序列。
以上序列检测时，序列26和序列28可以进行联合检测。网络检测设备根据以上检测结果，以及图13c所示的跳动图案，网络设备可以判断出有两个ue发送了前导，发送序列23的ue的最佳发送波束为发送波束1、网络设备的最佳接收波束是2；发送序列26和序列28的ue最佳发送波束为1、网络设备的最佳接收波束是接收波束2。
图14a、图14b和图14c示出了跳动图案的另外一些实例，这些跳动图案和网络设备的接收波束有关。具体地，这些跳动图案可以与rach在网络设备进行接收波束扫描时所呈现出的结构有关。
ue获取网络设备的接收波束的扫描信息，然后选择跳动图案。
同一波束在其各个扫描时间内接收到的信号对应同一种跳动图案，不同接收波束接收到的信号可以对应完全相同的跳动图案。例如图14a所示，跳动图案1～3被用于只在网络设备的一个接收波束对应的扫描时间中发送前导；图14b和图14c所示，跳动图案4～15被用于在网络设备的多个接收波束对应的扫描时间内发送前导。
图14a所示的跳动图案可以适用于已经确定发送、接收波束的ue的场景，ue可以采用该图中所示的图案生成前导，用来发送调度请求，切换请求等作用。
图14b和图14c可以适用于没有确定ue的最佳发送波束或者网络设备的接收波束的场景，ue可以采用该图所示的图案生成前导，以在随机接入过程中支持波束扫描。例如，ue在进行第一次上行同步ue时，或者ue与网络设备之间的上行链路发生链路中断(linkfailure)时，ue和网络设备就需要进行波束扫描以确定ue的最佳发送波束和网络设备的最佳接收波束，此时就可以采用图14b和图14c所示图案中任意一种跳动图案来生成前导，该前导可以被用来确定ue的最佳发送波束和网络设备的最佳接收波束。
在图14a和图14b所示的跳动图案中，跳动图案1、跳动图案4、以及跳动图案5常适用于无线链路状况好的用户(如距离网络设备近)，跳动图案2、跳动图案6、以及跳动图案7常适用于无线链路状况一般的用户(如距离网络设备适中)，跳动图案3、跳动图案8、以及跳动图案9常适用于无线链路状况比较差(如距离网络设备远)、或者前一次随机接入失败的用户。
在另外的实施例中，图14a所示的跳动图案2和跳动图案3也可以被用来支持ue的发送波束扫描。例如ue2中，在时间t1沿着第一个发送波束方向发送序列2；在时间t2沿着第二个发送波束方向发送序列3。再例如ue3中，在时间t1～t2沿着第一个发送波束方向发送序列4和序列5；在时间t5～t6沿着第二个发送波束方向发送序列6和序列7。
在另外的实施例中，图14b所示的跳动图案6-9也可以被用来支持ue的发送波束扫描。例如ue5的跳动图案6和7，在时间t1和t3沿着第一个发送波束方向发送序列10和序列12；在时间t2和t4沿着第二个发送波束方向发送序列11和序列13。再例如ue6的跳动图案8和9，在时间t1～t4沿着第一个发送波束方向发送序列14-17；在时间t5～t6沿着第二个发送波束方向发送序列18-21。再例如跳动图案6(ue6)中，在时间t1,t3,t5,t7沿着第一个发送波束方向发送序列14,16,18,和29；在时间t2,t4,t6,t8沿着第二个发送波束方向发送序列15,17,19和21。
在另外的实施例中，图14c所示的跳动图案中，一个ue可以采用两个跳动图案生成两个前导以进行随机接入。例如ue7可以在第一发送波束上发送根据跳动图案8和10生成的前导，可以在第二发送波束发送根据跳动图案9和11生成的前导。又例如，ue8可以在第一发送波束上发送根据跳动图案12和14生成的前导，可以在第二发送波束发送根据跳动图案13和15生成的前导。在另一个实施中，ue可以在同一个发送波束上发送根据跳动图案8-11生成的前导和根据跳动图案8生成的前导，该发送方式可以增强网络设备成功检测到ue发送的前导的概率。
在网络设备的接收波束需要扫描的情况下，当采用图14a、图14b和图14c所示跳动图案中任意一种生成图11所示结构的信号时，网络设备收到的信号的结构如图12所示，其收到的四个前导分别位于在两个波束方向所接收到的信号中。网络设备在各个波束方向，对接收到的各个前导进行检测，分别检测其中的序列。
图14a所示的3个ue都同时发送前导，网络设备对接收到的前导进行检测时可能出现的一种序列检测结果为：
1)在t1接收的前导信号中，分别检测出序列1，序列2，序列4；
2)在t2接收的前导信号中，检测出序列3，序列5；
3)在t5接收的前导信号中，检测出序列6；
4)在t6接收的前导信号中，检测出序列7；
5)其它时间未检测出发送序列。
以上序列检测时，序列2～3，或者序列4～7可以进行联合检测。网络设备根据以上检测结果，和图14a所示的跳动图案，网络设备可以判断出有三个ue发送了前导。
图14b所示的3个ue同时发送前导，并且每个ue只有一个发送波束方向的情况下，网络设备对接收到的前导信号进行检测时可能出现的一种序列检测结果为：
1)在t3接收的前导信号中，检测出序列9，序列12，序列16；
2)在t4接收的前导信号中，分别检测出序列13，序列17；
3)在t7接收的前导信号中，检测出序列20；
4)在t8接收的前导信号中，检测出序列21。
5)其它时间未检测出发送序列。
注意以上序列检测时，序列12～13，或者序列16～17、序列20～21可以进行联合检测。网络设备根据以上检测结果，图14b所示跳动图案，可以判断出有三个ue发送了前导，最佳接收波束都是2。
图14c中2个ue同时发送前导，并且根据不同的跳动图案生成的前导分别沿不同的发送波束方向发送的情况下(跳动图案8，跳动图案10，跳动图案12，跳动图案14对应发送波束1，跳动图案9，跳动图案11，跳动图案13，跳动图案15对应发送波束2)，网络设备对接收到的前导信号进行检测时可能出现的一种序列检测结果为：
1)在t1接收的前导信号中，分别检测出序列26；
2)在t3接收的前导信号中，检测出序列23；
3)在t5接收的前导信号中，检测出序列28；
4)其它时间未检测出发送序列。
以上序列检测时，序列26和序列28可以进行联合检测。网络设备根据以上检测结果，以及图14c所示跳动图案，网络设备可以判断出有两个ue发送了前导，发送序列23的ue的最佳发送波束为1、最佳接收波束是2；发送序列26和序列28的ue的最佳发送波束为1、最佳接收波束是2。
图15示出了一个多子带rach的结构一个示例。在本实施例中，rach有两个子带，每个子带的频域宽度为72个子载波，子载波间隔是60khz；在rach的时长内ue发送有4个前导，这4个前导分布两个子带上，每个子带上有两个前导，每个前导的时长等于两个子前导的时长。各个前导之间在时间上可以连续，也可以不连续，但是互相不交叠。
针对图15所示结构的信号，网络设备在进行接收波束扫描时接收到的信号的结构如图16所示。在本实施例中，网络设备在两个接收波束上进行扫描，在每个接收波束的一个扫描时间内上均接收到位于两个子带上的前导。
ue根据接收到的下行指示信息，选择跳动图案。例如图17a所示，跳动图案1～2被用于只在一个接收波束方向发送前导；图17b所示，跳动图案3～4被用于在多个接收波束内发送前导；图17c所示，跳动图案5～6被用于在多个发送波束、接收波束内发送前导。
图17a可以适用于已经确定ue的最佳发送波束、网络设备的最佳接收波束场景，ue可以采用该图中所示的图案生成前导，用来发送调度请求，切换请求等。
图17b和图17c可以适用于没有确定ue的最佳发送波束和/或网络设备的最佳接收波束的场景，ue可以采用该图所示的图案生成前导，以在随机接入过程中支持波束扫描。例如，ue在进行第一次上行同步ue时，或者ue与网络设备之间的上行链路发生链路中断(linkfailure)时，ue和网络设备就需要进行波束扫描以确定ue的最佳发送波束和网络设备的最佳接收波束，此时就可以采用图17b和17c所示图案中任意一种跳动图案来生成前导，该前导可以被用来确定ue的最佳发送波束和网络设备的最佳接收波束。
在另外的实施例中，图17a所示的跳动图案2也可以被用来支持ue的发送波束扫描。例如跳动图案2(ue2)中，在时间t1沿着第一个发送波束方向发送序列2；在时间t2沿着第二个发送波束方向发送序列3。
在另外的实施例中，图17b所示的跳动图案3和跳动图案4也可以被用来支持ue的发送波束扫描。例如跳动图案3(ue3)中，在时间t1和t3沿着第一个发送波束方向发送序列4和序列6；在时间t2和t4沿着第二个发送波束方向发送序列5和序列7。
在另外的实施例中，图17c所示的两个跳动图案可以被一个ue采用来生成前导信号以进行随机接入。例如在发送波束方向1上发送根据跳动图案5生成的前导，在发送波束方向上发送根据跳动图案6生成的前导；或者在同一个发送波束方向上发送根据跳动图案5和跳动图案6生成的前导。
在网络设备的接收波束需要扫描的情况下，针对根据图17a、图17b、图17c所示的跳动图案生成的随机接入信号，网络设备接收到的2个前导，4个子前导信号，分别位于在两个接收波束方向接收到的信号中。在每个接收波束方向，均收到两个子前导(或者前导)。在各个波束内，对接收到的各个前导进行检测，分别检测其中的序列。
图17a的2个ue分别按照图示跳动图案发送前导，网络设备对接收到的前导进行检测时可能出现的一种序列检测结果为：
1)在t1接收的前导信号中，分别检测出序列1，序列2；
2)在t2接收的前导信号中，检测出序列3；
3)其它时间未检测出发送序列。
以上序列检测时，序列2和序列3可以进行联合检测。网络设备根据以上检测结果，以及图17a所示的跳动图案，网络设备可以判断出有两个ue发送了前导，最佳接收波束为1。
图17b中2个ue分别按照图示跳动图案发送前导信号，并且每个ue只有一个发送波束方向的情况下，网络设备对接收到的前导信号进行检测时可能出现的一种序列检测结果为：
1)在t1接收的前导信号中，检测出序列4；
2)在t2接收的前导信号中，检测出序列5；
3)在t3接收的前导信号中，检测出序列10，序列14；
4)在t4接收的前导信号中，检测出序列11，序列15。
以上序列检测时，序列4～5，或者序列10～11、序列14～15可以进行联合检测。网络设备根据以上检测结果，以及图17b所示的跳动图案，网络设备可以判断出有三个ue发送了前导，序列4～5的最佳接收波束分别是接收波束1，序列10～11，序列14～15的最佳接收波束是接收波束2。
图17c中1个ue按照图示跳动图案发送前导，并且根据两个跳动图案生成的前导被分别沿不同的发送波束方向发送的情况下(跳动图案5对应发送波束1，跳动图案6对应发送波束2)，网络设备对接收到的前导信号进行检测时可能出现的一种序列检测结果为：
1)在t2接收的前导信号中，检测出序列20和序列22；
2)其它时间未检测出发送序列。
注意以上序列检测时，序列20和序列22可以进行联合检测。网络设备根据以上检测结果，以及图17b所示的跳动图案，网络设备可以判断出有1个ue发送了前导，序列20和序列22的ue最佳发送波束为2、最佳接收波束是1。
图18a、图18b和图18c示出了跳动图案的另外一些实例，这些跳动图案和网络设备的接收波束有关。具体地，这些跳动图案可以与rach在网络设备进行接收波束扫描时所呈现出的结构有关。
ue根据接收到的下行指示信息，选择跳动图案。
例如图18a所示，跳动图案1～2被用于只在一个接收波束中发送前导；图18b所示，跳动图案3～4被用于在多个接收波束内发送前导；图18c所示，跳动图案5～6被用于在多个发送波束、接收波束内发送前导。
图18a可以适用于已经确定发送波束、接收波束的ue的场景，ue可以采用该图中所示的图案生成前导，用来发送调度请求，切换请求等。
图18b和图18c可以适用于没有确定ue的最佳发送波束和/或网络设备的接收波束的场景，ue可以采用该图所示的图案生成前导，以在随机接入过程中支持波束扫描。例如，ue在进行第一次上行同步ue时，或者ue与网络设备之间的上行链路发生链路中断(linkfailure)时，ue和网络设备就需要进行波束扫描以确定ue的最佳发送波束和网络设备的最佳接收波束，此时就可以采用图18b和18c所示图案中任意一种跳动图案来生成前导，该前导可以被用来确定ue的最佳发送波束和网络设备的最佳接收波束。
在另外的实施例中，图18a所示的跳动图案2也可以被用来支持ue的发送波束扫描。例如跳动图案2(ue2)中，在时间t1沿着第一个发送波束方向发送序列2；时间t2沿着第二个发送波束方向发送序列3。
在另外的实施例中，在图18b所示的跳动图案3和跳动图案4也可以被用来支持ue的发送波束扫描。例如跳动图案3(ue3)中，在时间t1和t3沿着第一个发送波束方向发送序列4和序列6；在时间t2和t4沿着第二个发送波束方向发送序列5和序列7。
在另外的实施例中，一个ue根据图18c所示的两个跳动图案来生成前导以进行随机接入。例如在发送波束方向1发送根据跳动图案7和8生成的前导信号，在发送波束方向2发送根据跳动图案9和10生成的前导信号；或者用于同一个发送波束方向发送根据跳动图案7-10生成的前导信号。
在网络设备的接收波束需要扫描的情况下，针对根据图18a、图18b、图18c所示的跳动图案生成的随机接入信号，网络设备接收到的2个前导，4个子前导，分别位于两个接收波束方向接收到的信号中。在每个接收波束方向，均有2个接收到的子前导。在各个波束内，对接收到的各个子前导进行检测，分别检测其中的序列。
图18a的2个ue分别按照图示的跳动图案发送前导信号，网络设备对接收到的前导信号进行检测时可能出现的一种序列检测结果为：
1)在t1接收的前导中，分别检测出序列1，序列2；
2)在t2接收的前导中，检测出序列3；
3)其它时间未检测出发送序列。
以上序列检测时，序列2和序列3可以进行联合检测。网络设备根据以上检测结果，以及图18a所示的跳动图案，可以判断出有两个ue发送了前导，最佳接收波束为1。
图18b中2个ue分别按照图示跳动图案发送前导，并且每个ue只有一个发送波束方向的情况下，网络设备对接收到的前导进行检测时可能出现的一种序列检测结果为：
1)在t1接收的前导中，检测出序列4；
2)在t2接收的前导中，检测出序列5；
3)在t3接收的前导中，检测出序列10，序列14；
4)在t4接收的前导中，检测出序列11，序列15。
以上序列检测时，序列4～5，或者序列10～11、序列14～15可以进行联合检测。网络设备根据以上检测结果，以及图18b所示的跳动图案，判断出有三个ue发送了前导，序列4～5的最佳接收波束分别是接收波束1，序列10～11，序列14～15的最佳接收波束是接收波束2。
图18c中1个ue按照图示跳动图案发送前导，并且两个跳动图案被同一个ue采用分别沿不同的发送波束方向发送前导的情况下(跳动图案7和跳动图案8对应发送波束1，跳动图案9和跳动图案10对应发送波束2)，可能的一种序列检测结果为：
1)在t2接收的前导信号中，检测出序列20和序列22；
2)其它时间未检测出发送序列。
以上序列检测时，序列20和序列22可以进行联合检测。根据以上检测结果，以及网络设备关于跳动图案的先验信息，网络设备可以判断出有1个ue发送了前导，序列20和序列22的ue最佳发送波束为2、网络设备的最佳接收波束是1。
相应于本发明实施例提供的发送随机接入信号的方法，本发明实施例提供一种接收随机接入信号的方法，如图19所示，包括：
步骤s500，网络设备接收随机接入信号；
步骤s600，对接收到的所述随机接入信号进行检测，得到所述随机接入信号所对应的资源图案，其中所述资源图案描述了前导被检测到时所处的资源位置；
步骤s700，根据检测得到的所述资源图案和预先保存的资源图案，确定发送所述随机接入信号的用户设备，其中，预先保存的资源图案描述了前导所占用的资源所在的位置。
在一实施例中，网络设备还可以根据检测到的资源图案确定网络设备的最佳接收波束。
在一实施例中，网络设备还可以根据检测到的资源图案确定发送所述随机接入信号的ue的最佳发送波束。
在一实施例中，网络设备还可以将可用于生成所述随机接入信号的资源图案的集合信息发送给ue。
相应于本发明实施例提供的发送随机接入信号的方法，本发明实施例还提供一种用户设备，其可用于执行本发明实施例提供的发送随机接入信号的方法。如图20所示，该用户设备包括：
处理器10，用于确定随机接入信号中的随机接入前导所对应的资源图案，所述资源图案指定了所述随机接入前导所占用的资源，所述资源包括用于频率资源、时间资源和序列资源中的至少一个；还用于根据所述资源图案，生成随机接入信号；
收发器20，用于将所述随机接入信号发送给网络设备。
在一实施例中，处理器10所确定的所述资源图案具体指定所述随机接入前导中每个子前导所使用的资源。
在一实施例中，处理器10所确定的所述资源图案具体是跳动图案，所述跳动图案是跳时图案、跳频图案、跳序列图案，跳时-频图案，跳时-序列图案，跳频-序列图案和跳时-频-序列图案中的任意一种。
在一实施例中，所述处理器10具体用于从包含所述资源图案的图案集合中选出所述资源图案，其中，所述图案集合包括至少两个资源图案，且所述至少两个资源图案中任意两个资源图案互不相同。
在一实施例中，所述处理器10还用于获取所述网络设备的接收波束扫描信息，所述接收波束扫描信息包括需要扫描的接收波束的个数和每个接收波束的扫描时间；所述处理器具体用于进一步根据所述接收波束扫描信息，确定所述资源图案，其中，所述确定出的所述资源图案使得所述网络设备在所述每个接收波束的至少一个扫描时长内能接收到至少一个子前导。
在一实施例中，所述处理器10具体用于：进一步根据所述用户设备的发送波束扫描信息，确定所述资源图案，其中，所述确定出的所述资源图案使得在所述用户设备在所述每个发送波束的至少一个扫描时长内发送有一个子前导；相应地，所述收发器20具体用于根据所述用户设备的发送波束的扫描时间结构发送所述随机接入信号。
在一实施例中，所述处理器10还用于获取用于发送所述随机接入信号的随机接入信道rach的结构信息；相应地，所述处理器10具体用于进一步根据所述rach的结构信息，确定所述资源图案，其中，所述资源图案具体用于指定所述前导在所述rach中所占用的资源。
在一实施例中，所述处理器10还用于获取其与所述网络设备之间的距离和/或信道条件；相应地，所述处理器10具体用于进一步根据所述ue根据其与所述网络设备之间的距离和/或信道条件，确定所述资源图案。
用户设备的处理器和收发器执行上述步骤时的具体过程，可以参考图3所示实施例中的相关描述，此处不再赘述了。
相应于本发明实施例提供的发送参考信号的方法，本发明实施例还提供一种网络设备，可用于执行图19所示实施例提供的方法。如图21所示，该网络设备包括：
收发器30，用于接收随机接入信号；
处理器40，用于对接收到的所述随机接入信号进行检测，得到所述随机接入信号所对应的资源图案，其中所述资源图案描述了前导被检测到时所处的资源位置；还用于根据检测到得到的所述资源图案和预先保存的资源图案，判断发送所述随机接入信号的用户设备，其中，预先保存的资源图案描述了前导所占用的资源所在的位置。
在一实施例中，处理器40还用于根据检测到的资源图案确定网络设备的最佳接收波束。
在一实施例中，所述处理器40根据检测到的资源图案确定发送所述随机接入信号的ue的最佳发送波束。
在一实施例中，所述收发器30还用于将可用于生成所述随机接入信号的资源图案的集合信息发送给ue。
在本发明实施例中，处理器10和处理器40可以是通用处理器，例如但不限于，中央处理器(centralprocessingunit，cpu)，也可以是专用处理器，例如但不限于，数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、应用专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)和现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，fpga)等。此外，处理器10还可以是多个处理器的组合。
本领域普通技术人员可知，上述方法中的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，该计算机可读存储介质如rom、ram和光盘等。
综上所述，以上仅为本发明的实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。