非地面网络的随机接入方法、装置及存储介质与流程

1.本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种非地面网络(non terrestrial networks，ntn)的随机接入方法、装置及存储介质。


背景技术：

2.新无线(newradio，nr)无线接入技术(rat)作为第五代通信技术，为通信终端提供了各种不同的业务类型，包括增强移动宽带(embb，enhanced mobile broadband),海量机器类通信(mmtc，massivemachinetypecommunication)，以及超可靠低时延通信(urllc，ultra-reliable lowlatencycommunication)。随着通信终端的增加，通信覆盖范围的需求也在增加。例如，为处于目前部署的基站的通信覆盖范围外(诸如山区、沙漠、海上等)的终端设备提供通信覆盖范围也是未来的目标之一。在这样的背景下，很多公司和学术机构开始了非地面通信(ntn，non-terrestrialnetwork)的相关研究。
3.图1示出了常用技术中一种包含地面通信网络nw1和非地面通信网络nw2的无线通信系统。所有的地面基站(enb和gnb)和卫星基站都构成了一个小区。在非地面网络nw2中，一个卫星基站(satellite station)可以是任意一种卫星，包括近地卫星(low earth orbiting，leo)，中轨道卫星(medium earth orbiting，meo)，地球同步卫星(geostationary earth orbiting，geo)，以及高椭圆轨道卫星(highly elliptical orbiting，heo)。一个卫星基站也可以是一个搭载在上述任一卫星上的设备。一个卫星基站也可以是宇宙飞船。一个卫星基站也可以是一个搭载在宇宙飞船上的设备。
4.小区，又称为蜂窝小区，指的是一个基站能够提供通信覆盖的区域。图1的小区可以包括宏基站(macro cell)，微基站(micro cell)，小基站(small cell)，家庭基站(femto cell)和微微基站(pico cell)等。
5.地面通信网络nw1和一个核心网cn相连接。如果地面通信网络nw1提供的无线接入技术是4g，则核心网cn是epc。如果地面通信网络nw1提供的无线接入技术是5g，则核心网cn是5gc。其中，核心网包含一个网关(gateway)，以及一个网关交换器(gateway switch)，并且通过网关设备连接到公共网络(pn，public network)。公共网络指的是：例如是因特网(internet)，局域网(regional network)，或者是电话网络(包括移动电话网络和固定电话网络)。终端设备既可以接入地面通信网络和地面基站(enb/gnb)进行通信，也可以接入非地面网络和非地面基站(飞行器，卫星，机载设备，星载设备等)进行通信。
6.图2示出了常用技术中一种非地面网络的无线通信系统。卫星基站主要是地球同步卫星(geo)和近地卫星(leo)。其中，地球同步卫星位于轨道高度约为35786km的轨道，与地球自转速度保持相同的速度进行移动。相对于地面的用户，地球同步卫星可以认为是静止不动的。近地卫星所处的轨道高度低于地球同步卫星或者中轨道卫星的轨道，轨道高度在500km～2000km之间。与地球同步卫星不同，近地卫星相对于地面的终端设备是移动的。
7.由于只有在固定的轨道高度的地球同步卫星才能和地球保持相同的自转速度，为了满足通信覆盖范围的需求，需要更多的近地卫星为地面上的终端设备提供通信覆盖。因
此可以认为，在非地面通信网络中，大多数终端设备在多数时间内需要和近地卫星进行通信。换言之，为这些终端设备提供服务的卫星基站相对于终端设备具有移动性。因此，和地面网络通信的场景相比，在非地面通信网络中即使终端设备没有进行移动，但是与终端设备进行通信的卫星进行了移动，那么终端设备也需要切换卫星。在进行卫星切换的过程中，和地面网络通信类似，终端设备和卫星之间也需要进行信令交互。
8.图3示出了一种非地面网络通信中的两个主要的通信链路。第一个为终端设备和卫星之间的用户链路(servicelink)，用于终端设备和卫星进行通信。第二个为卫星和基站之间的馈电链路(feederlink)，用于卫星和基站之间的通信。在地面网络通信中，终端设备需要与基站保持上下行时间同步。与之类似，在非地面通信中与卫星进行通信的终端设备也需要与卫星保持上下行时间同步。其中，ntn中的上行(终端设备向卫星发送信息)同步，需要计算的时间提前量(ta,timing advance)主要是用户链路的时延。3gpprelease 17关于nrntn的讨论中，规定用户链路ta通过终端设备和卫星的位置来计算。一旦完成计算，终端设备即可以时间提前量ta提前发送上行信号，保持与卫星的上行同步。终端设备的位置通过全球导航系统(global navigation satellite system，gnss)获取，卫星的位置通过接收卫星广播的星历信息获取，gnss的获取和星历信息的获取不能同时进行。3gpp还规定gnss信息具有一定的时效性，通过一个计时器(gnssvaliditytimer)来控制。当gnssvaliditytimer没有失效前，gnss信息也是有效的；而当gnssvaliditytimer过期后，gnss信息无效。卫星和终端设备共享该计时器的信息，即双方都知道gnss信息的生效时间范围。当gnss信息无效后，用户将进入rrc_idle状态，并且之后会重新通过gnss接收系统获取新的gnss信息。而当终端设备需要与卫星进行通信时，需要重新发起随机接入以回到rrc_connected状态。截至目前nrntn的讨论中，3gpp主要设定了短时传输的场景。其特征为，终端设备进行传输的时间远小于gnssvaliditytimer。因此，终端设备在上行同步完成之后，在整个上行传输过程中，都可以认为gnss信息有效并且保持同步的。
9.因此，亟需提供一种新的非地面网络的随机接入方法，以使得当前通信尚未结束的终端设备能够在其gnss失效后重新(或者再次)高效的发起随机接入过程。


技术实现要素：

10.针对以上现有技术的缺陷，本发明提供了一种非地面网络的随机接入方法、装置及存储介质，以使得当前通信尚未结束的终端设备能够在其gnss失效后重新(或者再次)高效的发起随机接入过程。
11.为实现上述目的，本发明提供了一种非地面网络的随机接入方法，应用于卫星基站，所述方法包括：当前已与终端设备建立通信连接的卫星基站接收并共享所述终端设备的当前gnss有效期；在确定所述当前gnss有效期将在预设的时间段后过期并且所述终端设备当前进行的数据通信仍未结束的情况下，生成随机接入协助信息，并在所述当前gnss有效期过期之前，将所述随机接入协助信息发送至所述终端设备；其中，所述随机接入协助信息包括为重新发起随机接入过程的所述终端设备所配置的特定的资源或者特定的资源池。
12.根据本发明的又一方面，本发明还提供了一种非地面网络的随机接入方法，应用于终端设备，所述方法包括：接收并与当前已建立通信连接的卫星基站共享当前gnss有效期；在所述当前gnss有效期将在预设的时间段后过期并且当前进行的数据通信仍未结束的
情况下，接收来自卫星基站的随机接入协助信息；在所述当前gnss有效期过期之后，获取新的gnss信息，并根据接收到的所述随机接入协助信息重新发起随机接入过程；其中，所述随机接入协助信息用于指示所述终端设备在重新发起随机接入过程时使用的特定的资源或者特定的资源池。
13.根据本发明的另一方面，本发明还提供了非地面网络的随机接入方法，应用于源卫星基站，所述方法包括：当前已与终端设备建立通信连接的源卫星基站接收并共享所述终端设备的当前gnss有效期；在确定需要进行切换操作的情况下，生成切换请求，并将所述切换请求发送至目标卫星基站；接收所述目标卫星基站反馈的切换请求应答消息，其中，所述切换请求应答消息至少包括为所述终端设备重新发起随机接入过程所提供的原始rrc配置信息；基于所述原始rrc配置信息生成目标rrc重配信息，将所述目标rrc重配信息发送至所述终端设备，所述目标rrc重配信息包括所述目标卫星基站的小区标识信息以及为所述终端设备重新发起随机接入过程所配置的相关联的信息；其中，所述目标rrc重配信息还包括：所述终端设备切换至所述目标卫星基站的时间和接收gnss信息所需的时间，和/或所述终端设备开始进行gnss信息接收的时间。
14.根据本发明的另一方面，本发明还提供了非地面网络的随机接入方法，应用于终端设备，所述方法包括：接收并与当前已建立通信连接的源卫星基站共享当前gnss有效期；在确定所述当前gnss有效期将在预设的时间段后过期并且当前进行的数据通信仍未结束的情况下，接收来自源卫星基站的目标rrc重配信息；其中，所述目标rrc重配信息包括指示所述终端设备切换至目标卫星基站的时间和接收gnss信息所需的时间；基于所述目标rrc重配信息，计算开始进行新的gnss信息接收的时间；执行卫星切换操作，并将对应所述目标rrc重配信息的应答信息反馈至所述目标卫星基站，以及接收新的gnss信息并与所述目标卫星基站进行通信传输；其中，所述目标rrc重配信息还包括用于指示所述目标卫星基站的小区标识信息以及指示所述终端重新发起随机接入过程所配置的相关联的信息。
15.根据本发明的另一方面，本发明还提供了非地面网络的随机接入装置，应用于卫星基站，所述装置包括：接收及共享单元，用于在已与终端设备建立通信连接的情况下，所述卫星基站接收并共享所述终端设备的当前gnss有效期；生成及发送单元，用于在确定所述当前gnss有效期将在预设的时间段后过期并且所述终端设备当前进行的数据通信仍未结束的情况下，生成随机接入协助信息，并在所述当前gnss有效期过期之前，将所述随机接入协助信息发送至所述终端设备；其中，所述随机接入协助信息包括为重新发起随机接入过程的所述终端设备所配置的特定的资源或者特定的资源池。
16.根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种非地面网络的随机接入装置，应用于终端设备，所述装置包括：共享单元，用于接收并于当前已建立通信连接的卫星基站共享当前gnss有效期；接收单元，用于在所述当前gnss有效期将在预设的时间段后过期并且当前进行的数据通信仍未结束的情况下，接收来自卫星基站的随机接入协助信息；接入及获取单元，用于在所述当前gnss有效期过期之后，获取新的gnss信息，并根据接收到的所述随机接入协助信息重新发起随机接入过程；其中，所述随机接入协助信息用于指示所述终端设备在重新发起随机接入过程时使用的特定的资源或者特定的资源池。
17.根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种非地面网络的随机接入装置，应用于源卫星基站，所述装置包括：共享单元，用于在已与终端设备建立通信连接的情况下，所
述源卫星基站接收并共享所述终端设备的当前gnss有效期；第一生成及发送单元，用于在确定需要进行切换操作的情况下，生成切换请求，并将所述切换请求发送至目标卫星基站；接收单元，用于接收所述目标卫星基站反馈的切换请求应答消息，其中，所述切换请求应答消息至少包括为所述终端设备重新发起随机接入过程所提供的原始rrc配置信息；第二生成及发送单元，用于基于所述原始rrc配置信息生成目标rrc重配信息，将所述目标rrc重配信息发送至所述终端设备，所述目标rrc重配信息包括所述目标卫星基站的小区标识信息以及为所述终端设备重新发起随机接入过程所配置的相关联的信息；其中，所述目标rrc重配信息还包括：所述终端设备切换至所述目标卫星基站的时间和接收gnss信息所需的时间，和/或所述终端设备开始进行gnss信息接收的时间。
18.根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种非地面网络的随机接入装置，应用于终端设备，所述装置包括：共享单元，用于接收并于当前已建立通信连接的卫星基站共享当前gnss有效期；接收单元，用于在确定所述当前gnss有效期将在预设的时间段后过期并且当前进行的数据通信仍未结束的情况下，接收来自源卫星基站的目标rrc重配信息；其中，所述目标rrc重配信息包括指示所述终端设备切换至目标卫星基站的时间和接收gnss信息所需的时间；计算单元，用于基于所述目标rrc重配信息，计算开始进行新的gnss信息接收的时间；切换单元，用于执行卫星切换操作，并将对应所述目标rrc重配信息的应答信息反馈至所述目标卫星基站，以及接收新的gnss信息并与所述目标卫星基站进行通信传输；其中，所述目标rrc重配信息还包括用于指示所述目标卫星基站的小区标识信息以及指示所述终端重新发起随机接入过程所配置的相关联的信息。
19.进一步地，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一所述的非地面网络的随机接入方法。
20.在本发明提供的非地面网络的随机接入方法、装置及存储介质，旨在通过为重新发起随机接入过程的所述终端设备准备特定的资源或者特定的资源池，以用于该重新发起随机接入过程的所述终端设备从中选择特定的时频资源来发送msg1，故相比于其它首次发起随机接入过程的其它终端设备，由于该重新发起随机接入过程的所述终端设备使用的特定资源或者特定的资源池中的时频资源，故能够降低该重新发起随机接入过程的所述终端设备与其它首次发起随机接入过程的其它终端设备之间由于同时发起随机接入过程所造成的随机接入冲突。提高了该重新发起随机接入过程的所述终端设备的随机接入成功率，以及减少了该重新发起随机接入过程的所述终端设备再次发起随机接入过程所产生随机接入时延。
21.进一步地，为终端设备在gnss有效期失效后进行卫星切换的过程中，提供在什么时间重新获取gnss信息的策略，以避免终端设备虽然已重新获取了gnss信息，但是没有成功切换到目标卫星基站(即没有通信对象)，导致终端设备重新获取的gnss信息无法被正常利用的问题。
附图说明
22.下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
23.图1示出了常用技术中一种包含地面通信网络nw1和非地面通信网络nw2的无线通信系统。
24.图2示出了常用技术中一种非地面网络的无线通信系统。
25.图3示出了一种非地面网络通信中的两个主要的通信链路。
26.图4示出了本发明实施例所提供的基于竞争的第一类随机接入的流程示意图。
27.图5示出了本发明实施例所提供的基于无竞争的第一类随机接入的流程示意图。
28.图6示出了本发明实施例所提供的应用于卫星基站的非地面网络的随机接入方法的流程示意图。
29.图7示出了本发明一实施例所提供的非地面网络的随机接入方法的操作流程示意图。
30.图8示出了本发明实施例所提供的应用于终端设备的非地面网络的随机接入方法的流程示意图。
31.图9示出了本发明又一实施例所提供的非地面网络的随机接入方法的操作流程示意图。
32.图10示出了本发明另一实施例提供的应用于源卫星基站非地面网络的随机接入方法的流程示意图。
33.图11示出了本发明另一实施例提供的非地面网络的随机接入方法的操作流程示意图。
34.图12示出了本发明另一实施例提供的应用于终端设备的非地面网络的随机接入方法的流程示意图。
35.图13示出了本发明实施例所提供的应用于卫星基站的非地面网络的随机接入装置的结构框图。
36.图14示出了本发明实施例所提供的应用于终端设备的非地面网络的随机接入装置的结构框图。
37.图15示出了本发明实施例所提供的应用于源卫星基站的非地面网络的随机接入装置的结构框图。
38.图16示出了本发明实施例所提供的应用于终端设备的非地面网络的随机接入装置的结构框图。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.本发明的说明书和权利要求书以及附图中的术语“第一”“第二”“第三”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。应当理解，这样描述的对象在适当情况下可以互换。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体地限定。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排它的包含。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体
相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件电路或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微指示器装置中实现这些功能实体。
41.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
42.为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
43.随机接入作为终端设备访问网络服务的第一步，在非地面网络(ntn)和地面网络中都具有不可或缺的重要意义。地面新空口(nr，new radio)网络中的随机接入过程有两种，一种是基于竞争的随机接入过程，包括四步，另一种是无竞争的随机接入过程，包括两步。在新空口(nr)中，基于竞争的随机接入过程用于提供上行链路同步和调度请求，在非地面网络(ntn)中的随机接入过程也需要提供类似的功能。
44.图4示出了本发明实施例所提供的基于竞争的第一类随机接入的流程示意图。
45.如图4所示，具体地，对于4步的ra过程(基于竞争的第一类随机接入流程)，步骤1，在发起随机接入之前，终端设备需要先通过基站下发的ssb(synchronization signal block，同步信号块)获取一个preamble的集合。与lte相比，nr(新空口)的终端设备还需要先选择波束。终端设备在获取了preamble的集合后，会在发起随机接入时随机选择一个preamble，并在msg1中发送选择的preamble。同时，终端设备需要在msg1中携带一个随机接入无线临时网络标识(random access-radio network temporary identifier，ra-rnti)。该ra-rnti的值由msg1的时频资源决定。发送msg1使用的时频资源是从基站的无线资源控制(radio resource control，rrc)信令指示的时频资源集合中随机选择的。步骤2，终端设备接收基站下发的针对物理随机接入信号的响应信息(msg2)，也被称作rar(random access response)。该msg2包含在一个下行控制信道(physical downlink control channel，pdcch)发送的下行控制信息(downlink control information，dci)中，以及在一个下行共享数据信道(physical downlink shared channel，pdsch)发送的针对随机接入的响应消息。其中，dci由步骤1中的ra-rnti加扰。终端设备需要在一个定义的时间窗口(rar window)检测msg2，首先，终端设备会利用msg1中的ra-rnti对dci进行解扰。如果解扰成功，即可获得基站发送的响应消息中的时频资源位置以及解调用的mcs(modulation and coding scheme，调制和编码方案)。
46.并且上述响应消息(msg2)中还携载下列项中的至少一个：
47.1)back off indicator(退避指示)，用于指示终端设备进行下一次随机接入需要等待的时间，例如，终端设备在一次随机接入失败后，需要发起下一次随机接入流程所需要等待的时间。
48.2)rapid(random access preamble id，随机接入前导码标识)，对应终端设备发起随机接入过程的前导码标识，可用于终端设备检查rapid是否与msg1中上报的preamble id一致。
49.3)ta(timing advance，定时调整量)，用于指示终端设备发送msg3时的时间提前量。
50.4)为对应的终端设备分配的tc-rnti，用于临时分配给终端设备的一个标识。不同终端设备的tc-rnti值不同。
51.在步骤2中，只有当终端设备在rar window成功获取msg2的信息，并且通过比较响应消息中的rapid与在msg1使用的preamble id相同时，终端设备才会使用msg2中的ul grant指示的时频资源来发送msg3。否则，终端设备将重新发起接入流程，即回到发送msg1的发送步骤。
52.步骤3，终端设备使用msg2中的ulgrant指示的时频资源发送msg3。msg3中需要包含ue特有的标识，以用于在随后的步骤4中解决竞争。因为不同的终端设备可能使用相同的preamble以及相同的时频资源发送msg3。
53.情景1：如果在随机接入流程中终端设备已经拥有一个c-rnti，则需要在msg3中发送c-rnti。
54.情景2：如果在随机接入流程中终端设备并没有c-rnti，则需要在msg3中发送ccchsdu(common control channel service data unit)。
55.步骤4，基站接收到msg3后，会下发msg4用于解决竞争。终端设备从发送msg3后的一个时间窗口内检测基站下发的msg4。
56.情景1：如果在随机接入流程中终端设备已经拥有一个c-rnti；
57.当终端设备在规定的时间内使用c-rnti解扰检测到msg4，并且msg4中包含的c-rnti信息与自己在msg3中发送的c-rnti相同时，ue的随机接入流程成功并且丢弃msg2中获取的tc-rnti。否则终端设备将重新发起随机接入流程，即回到msg1的步骤。
58.情景2：如果在随机接入流程中终端设备并没有c-rnti；
59.当终端设备在规定的时间内使用tc-rnti解扰检测到msg4，并且msg4中包含的ccchsdu信息与自己在msg3中发送的ccchsdu相同时，终端设备的随机接入流程成功并且将在msg2中获取的tc-rnti更新为c-rnti。否则终端设备将重新发起随机接入流程，即回到发送msg1的步骤。
60.图5示出了本发明实施例所提供的基于无竞争的第一类随机接入的流程示意图。
61.如图5所示，具体地，对于2步的ra过程，步骤1，基站通过rrc信令或者dci向终端设备发送一个独有的preamble id用于随机接入流程。步骤2，终端设备在msg1中发送从基站发送的rrc或者dci中获取的preamble。同时，终端设备需要在msg1中携带一个ra_rnti(random access-radio network temporary identifier)。其中，发送msg1使用的时频资源由基站的rrc(radio resource control)信令指示。
62.终端设备在步骤2中接收msg2。由于每个终端设备被基站分配了独有的preamble，因此只要终端设备在rar window成功获取msg2的信息，则随机接入流程成功。另外，由于各个终端设备之间不存在竞争，因此并不需要进行msg3和msg4的竞争解决过程。
63.需要说明的是，关于上述两种类型的随机接入流程，根据基站是否提供了无竞争接入过程所需的信息(例如msg1中所发送的preamble)，终端设备来决定采用基于竞争或是无竞争的随机接入过程。
64.实施例一
65.图6示出了本发明实施例所提供的应用于卫星基站的非地面网络的随机接入方法的流程示意图。图7示出了本发明一实施例所提供的非地面网络的随机接入方法的操作流程示意图。
66.参考图6，所述方法包括以下步骤：
67.步骤s11，当前已与终端设备建立通信连接的卫星基站接收并共享所述终端设备的当前gnss有效期；
68.步骤s12，在确定所述当前gnss有效期将在预设的时间段后过期并且所述终端设备当前进行的数据通信仍未结束的情况下，生成随机接入协助信息，并在所述当前gnss有效期过期之前，将所述随机接入协助信息发送至所述终端设备；
69.其中，所述随机接入协助信息包括为重新发起随机接入过程的所述终端设备所配置的特定的资源或者特定的资源池。
70.以下将结合图6和图7具体描述步骤s11至步骤s12。
71.在步骤s11中，当前已与终端设备建立通信连接的卫星基站在与终端进行通信过程中，接收并共享所述终端设备的当前gnss有效期。示例性地，终端设备可以获取gnss定位，gnss定位具有有效期。
72.应理解，gnss定位的有效期可以是gnss系统预先配置的，也可以是协议约定的，本发明实施例在此不做限制。示例性地，终端设备从终端设备的gps(global positioning system，全球定位系统)模块获取gnss有效期。
73.在步骤s12中，示例性地，针对ntn iot(internet of things，物联网)的应用场景，例如进行nbiot或者是进行emtc通信的终端设备，其通信多为长时间，且带有多次重复传输的性质，故相比于前述的nr ntn的应用场景，可能会出现部分终端设备的数据通信传输时长超出gnss有效期的情景，也即，此时终端设备在当前进行的数据通信仍未结束的情况下，出现了gnss信息失效的情况。
74.当终端设备的gnss有效期过期后，终端设备需要通过一个rlf(radio link failure，无线连接失败)过程重新获取gnss信息，并且需要重新搜索小区、重新发起新的随机接入过程，而如果有多个终端设备同时发起随机接入过程的话，多个终端设备之间可能会产生冲突导致随机接入的时延增加，而且，考虑到终端设备当前还有没有结束的数据通信传输，因此，本发明实施例公开了一种非地面网络的随机接入方法，在确定所述当前gnss有效期将在预设的时间段后过期并且所述终端设备当前进行的数据通信仍未结束的情况下，生成随机接入协助信息，并在所述当前gnss有效期过期之前，将所述随机接入协助信息发送至所述终端设备，其中，所述随机接入协助信息包括为重新发起随机接入过程的所述终端设备所配置的特定的资源或者特定的资源池。
75.本发明实施例提供的非地面网络的随机接入方法，旨在通过为重新发起随机接入过程的所述终端设备准备特定的资源或者特定的资源池，以用于该重新发起随机接入过程的所述终端设备从中选择特定的时频资源来发送物理随机接入消息(msg1)，故相比于其它首次发起随机接入过程的其它终端设备，由于该重新发起随机接入过程的所述终端设备使用的特定资源或者特定的资源池中的时频资源，故能够降低该重新发起随机接入过程的所述终端设备与其它首次发起随机接入过程的其它终端设备之间由于同时发起随机接入过程所造成的随机接入冲突。提高了该重新发起随机接入过程的所述终端设备的随机接入成
功率，以及减少了该重新发起随机接入过程的所述终端设备再次发起随机接入过程所产生随机接入时延。
76.示例性地，在一种实施方式中，针对在当前gnss有效期过期后重新获得gnss信息并随后发起随机接入过程的终端设备，卫星基站为重新发起随机接入过程的所述终端设备配置的特定的资源池，其中，所述特定的资源池包括下列至少一项：
77.(1)为所述重新发起随机接入过程的所述终端设备所配置的特定的时域资源信息；
78.(2)为所述重新发起随机接入过程的所述终端设备所配置的特定的频域资源信息。
79.具体地，所配置的特定的时域资源信息是指为重新发起随机接入过程的所述终端设备重新(再次)发送msg1时提供的可以使用的时间资源集合。例如：
80.可以指示时间资源集合的起始时间和结束时间。
81.或者可以指示时间资源集合的起始时间和持续时间。
82.或者时间资源集合可以是一个连续的时间段。例如包括从起始时间t1到结束时间t2的连续的时间资源集合；或者从起始时间t1开始持续时间t，即包括从起始时间t1到结束时间t1+t的连续的时间集合。
83.或者时间资源集合可以是几个非连续的时间段。例如包括从起始时间t1到结束时间t2的连续的时间资源集合，以及从起始时间t3到结束时间t4的连续的时间资源集合；或者从起始时间t1开始持续时间t1，即包括从起始时间t1到结束时间t1+t1的连续的时间集合，以及从起始时间t2开始持续时间t2，即包括从起始时间t2到结束时间t2+t2的连续的时间集合。
84.或者也可以通过bitmap来指示时间资源集合。
85.应理解，上述时间资源集合的单位可以是帧(frame)，子帧(sub-frame)，时隙(slot)，符号(symbol)或者是时间单位毫秒等。
86.具体地，所配置的特定的频域资源信息是指为重新发起随机接入过程的所述终端设备重新(再次)发送msg1时提供的可以使用的频域资源集合。例如：
87.可以指示频域资源集合的起始频域资源和结束频域资源。
88.或者可以指示频域资源集合的起始频域资源和持续频域资源
89.或者频域资源集合可以是连续的。例如包括从起始频域资源f1到结束频域资源f2的连续的频域资源集合；或者从起始频域资源f1开始持续f的频域资源，即包括从起始频域资源f1到结束频域资源f1+f的连续的频域资源集合
90.或者频域资源集合可以是几个非连续的频域资源段。例如包括从起始频域资源f1到结束频域资源f2的连续的频域资源集合，以及从起始频域资源f3到结束频域资源f4的连续的频域资源集合；或者从起始频域资源f1开始持续f1的频域资源，即包括从起始频域资源f1到结束时间f1+f1的连续的频域资源集合，以及从起始频域资源f2开始持续f2的频域资源，即包括从起始频域资源f2到结束频域资源f2+f2的连续的频域资源集合
91.或者也可以通过bitmap来指示频域资源集合。
92.应理解，上述频域资源集合的单位可以是带宽(bandwidth)，部分带宽(bwp)，物理资源快(prb)，子载波(subcarrier)或者是频域单位赫兹等。
93.需要说明的是，卫星基站为重新发起随机接入过程的所述终端设备提供特定的资源池时，可以通过小区级的rrc信令提供，则不同的终端设备可能会获取到相同的资源池配置。也可以通过用户级的rrc信令或者dci提供，则不同的终端设备可能获取到不同的资源池配置。
94.在又一种实施方式中，针对在当前gnss有效期过期后重新获得gnss信息并随后发起随机接入过程的终端设备，卫星基站为重新发起随机接入过程的所述终端设备提供特定的资源。
95.具体地，卫星基站通过dci为每一个重新发起随机接入过程的所述终端设备提供用于其在发送msg1所使用的时域和频域资源。例如，卫星基站指示终端设备在发送msg1所使用的时域资源t，时域资源t的单位可以是帧(frame)，子帧(sub-frame)，时隙(slot)，符号(symbol)或者是时间单位毫秒等。例如，卫星基站指示终端设备在发送msg1所使用的频域资源f，频域资源f的单位可以是带宽(bandwidth)，部分带宽(bwp)，物理资源快(prb)，子载波(subcarrier)或者是频域单位赫兹等。
96.可选地，在另一种实施方式中，针对在当前gnss有效期过期后重新获得gnss信息并随后发起随机接入过程的终端设备，卫星基站为每一个重新发起随机接入过程的所述终端设备保留其在上一次随机接入过程中所使用的c-rnti信息，并指示该终端设备在重新发起随机接入过程时使用已保留的所述c-rnti信息对即将发送的物理随机接入消息进行加扰。具体地，例如卫星基站可以存储一个对应终端设备的c-rnti列表，该c-rnti列表上存储有对应一个或者多个终端设备的c-rnti信息，并且各个终端设备的c-rnti信息胡不相同。
97.进一步地，如果卫星基站为重新发起随机接入过程的所述终端设备提供了特定的资源池，以用于该重新发起随机接入过程的所述终端设备使用所述特定的资源池中的资源来发送msg1，那么接下来，卫星基站只需要在已配置的特定的资源池所涵盖的各个时频资源上，接收并检测来自所述终端设备的物理随机接入消息，以保证检测到所有可能重新发起随机接入的所述终端设备。
98.进一步地，如果卫星基站为重新发起随机接入过程的所述终端设备提供了特定的资源，以用于该重新发起随机接入过程的所述终端设备使用所述特定的资源来发送msg1，那么接下来，卫星基站只需要在已配置的特定的资源上，接收并检测来自所述终端设备的物理随机接入消息，以保证检测到所有可能重新发起随机接入过程的所述终端设备。
99.进一步地，如果卫星基站为重新发起随机接入过程的所述终端设备保留了其在上一次随机接入过程中所使用的c-rnti信息，并指示该终端设备在重新发起随机接入过程时使用已保留的所述c-rnti信息对要发送的msg1进行加扰，那么接下来，卫星基站在接收到来自所述终端设备的所述物理随机接入消息之后，遍历c-rnti列表中的每个c-rnti，对接收到的所述物理随机接入消息进行解扰，以保证检测到所有可能重新发起随机接入过程的所述终端设备。
100.具体地，由于卫星基站可以储存对应一个终端设备c-rnti的列表(例如包含c-rnti1,c-rnti2,
…
c-rntin)。卫星基站遍历c-rnti列表中的每个c-rnti，并使用c-rnti来解扰msg1。每次成功解扰一条msg1后，即可从c-rnti列表中删除对应的c-rnti以及更新c-rnti列表，即在之后遍历c-rnti列表时不会再使用到已经删除的c-rnti。例如卫星基站使用c-rnti1成功解扰msg1后，表示检测到拥有c-rnti1的终端设备发起了随机接入。则之后
只需要遍历更新后的c-rnti列表(包含c-rnti2,c-rnti3,
…
c-rntin)对msg1进行解扰。
101.图8示出了本发明实施例所提供的应用于终端设备的非地面网络的随机接入方法的流程示意图。图9示出了本发明又一实施例所提供的非地面网络的随机接入方法的操作流程示意图。
102.如图8所示，所述方法包括以下步骤：
103.步骤s21，接收并与当前已建立通信连接的卫星基站共享当前gnss有效期；
104.步骤s22，在所述当前gnss有效期将在预设的时间段后过期并且当前进行的数据通信仍未结束的情况下，接收来自卫星基站的随机接入协助信息；
105.步骤s23，在所述当前gnss有效期过期之后，获取新的gnss信息，并根据接收到的所述随机接入协助信息重新发起随机接入过程；
106.其中，所述随机接入协助信息用于指示所述终端设备在重新发起随机接入过程时使用的特定的资源或者特定的资源池。
107.示例性地，关于卫星基站发送随机接入协助信息的时机，可选地，在本发明一实施方式中，由于卫星基站和终端设备共享了gnss有效期，因此，发送上述随机接入协助信息的时机可以是：卫星基站在终端设备的gnss信息过期前主动提供随机接入的协助信息。例如，卫星基站获取了gnss有效期的信息。同时，卫星基站为上行通信的终端设备调度资源，因此，卫星基站可以判断该终端设备在gnss有效期过期后是否仍然有尚未完成的上行通信数据。如果卫星基站判断出该终端设备在当前gnss有效期在预设的时间段后过期后，该终端设备仍有上行通信需要继续进行，则可以为该终端设备主动提供随机接入协助信息。具体地，可以在获取了gnss有效期信息以及终端用户的上行调度请求后，在终端用户的上行资源调度的dci中发送随机接入协助信息。
108.可选地，在本发明另一实施方式中，终端设备在当前gnss有效期失效前向卫星基站发送随机接入协助信息请求，以请求卫星基站在当前gnss有效期失效前发送随机接入协助信息。
109.示例性地，如图9所示，例如，终端设备根据自己的通信业务，可以判断在当前gnss有效期过期后是否仍然有尚未完成的上行通信。如果终端设备判断在当前gnss有效期过期后，仍有上行通信需要继续进行，则终端设备请求卫星基站提供随机接入协助信息。具体地，终端设备可以在接收了卫星发送的上行资源调度的dci后发起随机接入协助信息请求，或者在请求上行通信所需资源的同时发起随机接入协助信息请求。
110.进一步地，终端设备在所述当前gnss有效期过期之后，获取新的gnss信息，并根据接收到的所述随机接入协助信息重新发起随机接入过程。随后在随机接入成功之后，与卫星基站开始进行通信。
111.实施例二
112.图10示出了本发明另一实施例提供的应用于源卫星基站非地面网络的随机接入方法的流程示意图。图11示出了本发明另一实施例提供的非地面网络的随机接入方法的操作流程示意图。
113.如图10所示，所述方法包括以下步骤：
114.步骤s31，当前已与终端设备建立通信连接的源卫星基站接收并共享所述终端设备的当前gnss有效期；
115.步骤s32，在确定需要进行切换操作的情况下，生成切换请求，并将所述切换请求发送至目标卫星基站；
116.步骤s33，接收所述目标卫星基站反馈的切换请求应答消息，其中，所述切换请求应答消息至少包括为所述终端设备重新发起随机接入过程所提供的原始rrc配置信息；
117.步骤s34，基于所述原始rrc配置信息生成目标rrc重配信息，将所述目标rrc重配信息发送至所述终端设备，所述目标rrc重配信息包括所述目标卫星基站的小区标识信息以及为所述终端设备重新发起随机接入过程所配置的相关联的信息；
118.其中，所述目标rrc重配信息还包括：所述终端设备切换至所述目标卫星基站的时间和接收gnss信息所需的时间，和/或所述终端设备开始进行gnss信息接收的时间。
119.以下将结合图10和图11具体描述步骤s31至步骤s34。
120.在步骤s31中，当前已与终端设备建立通信连接的源卫星基站在与终端进行通信过程中，接收并共享所述终端设备的当前gnss有效期。示例性地，终端设备可以获取gnss定位，gnss定位具有有效期。
121.应理解，gnss定位的有效期可以是gnss系统预先配置的，也可以是协议约定的，本发明实施例在此不做限制。示例性地，终端设备从终端设备的gps(global positioning system，全球定位系统)模块获取gnss有效期。
122.在步骤s32中，源卫星基站基于共享的当前gnss有效期，确定所述当前gnss有效期将在预设的时间段后过期并且所述终端设备当前进行的数据通信仍未结束的情况下，也即需要发起切换流程进行卫星切换，随后向目标卫星基站发送切换请求。
123.源卫星基站根据以下信息进行切换控制。示例性地，源卫星基站获取终端设备的地理位置和移动相关的信息。例如终端设备的三维坐标，以及终端设备的移动方向、移动速度等；以及目标卫星基站的星历信息，用于计算终端设备切换至目标卫星基站的时间。
124.示例性地，源卫星基站获取终端设备接收gnss信息所需的处理时间。
125.示例性地，源卫星基站计算终端设备开始进行gnss信息接收的时间。
126.在步骤s33中，其中，目标卫星基站接收到切换请求后进入准入控制(admission control)后许可终端设备的卫星切换，并向源源卫星基站切换请求应答消息，并通过切换请求应答消息提供原始rrc配置信息。
127.源卫星基站接收所述目标卫星基站反馈的切换请求应答消息，其中，所述切换请求应答消息至少包括为所述终端设备重新发起随机接入过程所提供的原始rrc配置信息(rrc reconfiguration)。
128.在步骤s34中，源卫星基站基于所述原始rrc配置信息生成目标rrc重配信息，将所述目标rrc重配信息发送至所述终端设备，所述目标rrc重配信息包括所述目标卫星基站的小区标识信息以及为所述终端设备重新发起随机接入过程所配置的相关联的信息。例如，为所述终端设备重新发起随机接入过程所配置的资源。
129.并且所述目标rrc重配信息还包括：所述终端设备切换至所述目标卫星基站的时间和接收gnss信息所需的时间，和/或所述终端设备开始进行gnss信息接收的时间。
130.本发明实施例提供的非地面网络的随机接入方法，旨在为终端设备在gnss有效期失效后进行卫星切换的过程中，提供在什么时间重新获取gnss信息的策略，以避免终端设备虽然已重新获取了gnss信息，但是没有成功切换到目标卫星基站(即没有通信对象)，导
致终端设备重新获取的gnss信息无法被正常利用的问题。
131.图12示出了本发明另一实施例提供的应用于终端设备的非地面网络的随机接入方法的流程示意图。
132.如图12所示，所述方法包括以下步骤：
133.步骤s41，接收并与当前已建立通信连接的源卫星基站共享当前gnss有效期；
134.步骤s42，在确定所述当前gnss有效期将在预设的时间段后过期并且当前进行的数据通信仍未结束的情况下，接收来自源卫星基站的目标rrc重配信息；其中，所述目标rrc重配信息包括指示所述终端设备切换至目标卫星基站的时间和接收gnss信息所需的时间；
135.步骤s43，基于所述目标rrc重配信息，计算开始进行新的gnss信息接收的时间；
136.步骤s44，执行卫星切换操作，并将对应所述目标rrc重配信息的应答信息反馈至所述目标卫星基站，以及接收新的gnss信息并与所述目标卫星基站进行通信传输；
137.其中，所述目标rrc重配信息还包括用于指示所述目标卫星基站的小区标识信息以及指示所述终端重新发起随机接入过程所配置的相关联的信息。
138.示例性地，在步骤s43中，如果终端设备接收到切换至目标卫星基站的时间和接收gnss信息所需的时间，则可以计算出开始进行gnss信息接收的时间；如果终端设备接收到了开始gnss信息接收的时间，则可以直接使用该时间作为gnss信息接收的时间。即用户通过rrc重配信息，可以确定在何时开始进行gnss信息接收。而不是在gnss有效期过期后立即接收并获得新的gnss信息。由此，可以节省终端设备的功耗。
139.在步骤s44中，终端设备对于目标卫星基站进入连接状态，在此之后发送针对目标rrc重配信息的应答消息，并将该应答消息发送至目标卫星基站，以及接收新的gnss信息并与所述目标卫星基站进行通信传输。
140.根据本发明的又一方面，本发明实施例提供一种非地面网络的随机接入装置，应用于卫星基站。
141.图13示出了本发明实施例所提供的应用于卫星基站的非地面网络的随机接入装置的结构框图。
142.如图13所示，所述装置200包括：
143.接收及共享单元210，用于在已与终端设备建立通信连接的情况下，所述卫星基站接收并共享所述终端设备的当前gnss有效期；
144.生成及发送单元220，用于在确定所述当前gnss有效期将在预设的时间段后过期并且所述终端设备当前进行的数据通信仍未结束的情况下，生成随机接入协助信息，并在所述当前gnss有效期过期之前，将所述随机接入协助信息发送至所述终端设备；
145.其中，所述随机接入协助信息包括为重新发起随机接入过程的所述终端设备所配置的特定的资源或者特定的资源池。
146.应理解，所述装置中的其他方面及效果可参见前述的非地面网络的随机接入方法中的内容，此处不再赘述。
147.根据本发明的又一方面，本发明实施例提供一种非地面网络的随机接入装置，应用于终端设备。
148.图14示出了本发明实施例所提供的应用于终端设备的非地面网络的随机接入装置的结构框图。
149.如图14所示，所述装置300包括：
150.共享单元310，用于接收并于当前已建立通信连接的卫星基站共享当前gnss有效期；
151.接收单元320，用于在所述当前gnss有效期将在预设的时间段后过期并且当前进行的数据通信仍未结束的情况下，接收来自卫星基站的随机接入协助信息；
152.接入及获取单元330，用于在所述当前gnss有效期过期之后，获取新的gnss信息，并根据接收到的所述随机接入协助信息重新发起随机接入过程；
153.其中，所述随机接入协助信息用于指示所述终端设备在重新发起随机接入过程时使用的特定的资源或者特定的资源池。
154.应理解，所述装置中的其他方面及效果可参见前述的非地面网络的随机接入方法中的内容，此处不再赘述。
155.根据本发明的又一方面，本发明实施例提供一种非地面网络的随机接入装置，应用于源卫星基站。
156.图15示出了本发明实施例所提供的应用于源卫星基站的非地面网络的随机接入装置的结构框图。
157.如图15所示，所述装置400包括：
158.共享单元410，用于在已与终端设备建立通信连接的情况下，所述源卫星基站接收并共享所述终端设备的当前gnss有效期；
159.第一生成及发送单元420，用于在确定需要进行切换操作的情况下，生成切换请求，并将所述切换请求发送至目标卫星基站；
160.接收单元430，用于接收所述目标卫星基站反馈的切换请求应答消息，其中，所述切换请求应答消息至少包括为所述终端设备重新发起随机接入过程所提供的原始rrc配置信息；
161.第二生成及发送单元440，用于基于所述原始rrc配置信息生成目标rrc重配信息，将所述目标rrc重配信息发送至所述终端设备，所述目标rrc重配信息包括所述目标卫星基站的小区标识信息以及为所述终端设备重新发起随机接入过程所配置的相关联的信息；
162.其中，所述目标rrc重配信息还包括：所述终端设备切换至所述目标卫星基站的时间和接收gnss信息所需的时间，和/或所述终端设备开始进行gnss信息接收的时间。
163.应理解，所述装置中的其他方面及效果可参见前述的非地面网络的随机接入方法中的内容，此处不再赘述。
164.根据本发明的又一方面，本发明实施例提供一种非地面网络的随机接入装置，应用于终端设备。
165.图16示出了本发明实施例所提供的应用于终端设备的非地面网络的随机接入装置的结构框图。
166.如图16所示，所述装置500包括：
167.共享单元510，用于接收并于当前已建立通信连接的卫星基站共享当前gnss有效期；
168.接收单元520，用于在确定所述当前gnss有效期将在预设的时间段后过期并且当前进行的数据通信仍未结束的情况下，接收来自源卫星基站的目标rrc重配信息；其中，所
述目标rrc重配信息包括指示所述终端设备切换至目标卫星基站的时间和接收gnss信息所需的时间；
169.计算单元530，用于基于所述目标rrc重配信息，计算开始进行新的gnss信息接收的时间；
170.切换单元540，用于执行卫星切换操作，并将对应所述目标rrc重配信息的应答信息反馈至所述目标卫星基站，以及接收新的gnss信息并与所述目标卫星基站进行通信传输；
171.其中，所述目标rrc重配信息还包括用于指示所述目标卫星基站的小区标识信息以及指示所述终端重新发起随机接入过程所配置的相关联的信息。
172.应理解，所述装置中的其他方面及效果可参见前述的非地面网络的随机接入方法中的内容，此处不再赘述。
173.在另一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如前面所描述的任一实施例中的应用于卫星的非地面网络的随机接入方法。
174.对上述步骤的具体限定和实现方式可以参看非地面网络的随机接入方法的实施例，在此不再赘述。
175.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
176.以上对本发明实施例所提供的非地面网络的随机接入方法、装置及存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想；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的技术方案的范围。