本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种随机接入信号发送方法及装置。
背景技术：
新空口(newradio，nr)协议中规定，工作在nr协议中定义的在450mhz～6000mhz的频率范围(frequencyrange1，fr1)时，对于上行使用功率等级2(powerclass2，pc2)的终端，上行最大发射功率需要达到26dbm。为支持上行多输入多输出(multipleinputmultipleoutput，mimo)，终端都会配置多根发射天线，每根天线都具有最大发射功率为23dbm的功率放大器(poweramplifier，pa)。
终端传输物理上行共享信道(physicaluplinksharechannel，pusch)时支持上行mimo的传输方式，即通过多个天线同时发送pusch，因此最大发射功率能达到26dbm，满足协议pc2的要求。但是，终端在传输物理随机接入信道(physicalrandom-accesschannel，prach)只支持单端口传输，而使用单天线发送，发射功率最大为23dbm，无法达到协议pc2的要求，从而无法保证随机接入成功，进而导致业务可能无法建立。
技术实现要素：
本申请提供一种随机接入信号发送方法及装置，用以解决pc2的终端设备在传输prach时无法达到协议pc2的要求，从而无法保证随机接入成功，进而导致业务可能无法建立的问题。
第一方面，本申请提供了一种随机接入信号发送方法，该方法包括：终端设备确定相位差矩阵，所述相位差矩阵包括n个相位差，所述n为所述终端设备中用于发送随机接入信号的第一天线端口的数量，其中，第i个相位差为第i个所述第一天线端口对应信道与第二天线端口对应信道之间的相位差，所述第二天线端口为所述终端设备中的任一天线端口，所述i取遍不大于n的正整数。之后，所述终端设备基于所述相位差矩阵确定预编码矩阵，所述预编码矩阵中的第i个元素基于所述相位差矩阵中的所述第i个相位差确定。所述终端设备基于所述预编码矩阵对随机接入信号进行预编码处理，得到n个待发送信号，并将所述n个待发送信号分别通过n个所述第一天线端口向接入网设备发送。
本申请通过使用多个天线端口发送相同的prach信号，并且在发送随机接入信号之前基于多个天线端口与预设天线端口之间的相位差对多个天线端口发送的prach信号分别进行相位调整，以纠正多个天线端口对应的上行信道之间的相位差，从而可以使得多个天线端口之间是正相关的，因此该多个天线端口发送的prach信号可以相互叠加，进而可以使得通过多个天线端口发送的prach信号叠加后的功率大于一个天线端口单独发送prach信号时的功率。例如，以n等于2为例，即终端设备通过2个天线端口发送prach信号，依据本申请提供的随机接入发送方法，基于该2个天线端口与预设天线端口之间的相位差对该2个天线端口发送的prach信号分别进行相位调整，使得该2个天线端口正相关，从而这2个天线端口发送的prach信号可以相互叠加以使接入网设备接收到prach信号为2个天线端口发送的prach信号之和，若一个天线端口发射功率最大为23dbm，因此通过本申请提供的随机接入发送方法，终端设备可以实现23dbm 23dbm达到26dbm的发射功率，从而可以满足协议pc2的要求，进而可以提高随机接入的成功率。
在一种可能的设计中，终端设备确定相位差矩阵时，可以确定上行信道增益矩阵，所述上行增益矩阵包括n个所述第一天线端口的上行信道增益以及所述第二天线端口的上行信道增益，并基于所述上行信道增益矩阵确定所述相位差矩阵，其中，所述相位差矩阵中的所述第i个相位差基于所述上行信道增益矩阵中第i个所述第一天线端口的上行信道增益以及所述第二天线端口的上行信道增益确定。上述设计方式中，通过上行信道增益矩阵可以比较准确的确定两个信道之间的相位差，从而可以提高处理随机接入信号时的准确性，进而可以提高随机接入的准确性。
在一种可能的设计中，所述相位差矩阵中的所述第i个相位差可以符合如下公式：
其中，所述hi为第i个所述第一天线端口的上行信道增益，所述h为所述第二天线端口的上行信道增益，所述ai为第i个所述第一天线端口的上行信道增益与所述第二天线端口的上行信道增益的比值的幅值，所述δi为所述相位差矩阵中的所述第i个相位差。
在一种可能的设计中，所述预编码矩阵可以符合如下公式；
其中，所述w为所述预编码矩阵，所述δ1为所述相位差矩阵中的第1个相位差，所述δ2为所述相位差矩阵中的第2个相位差，以此类推，所述δn为所述相位差矩阵中的第n个相位差。
在一种可能的设计中，所述终端设备确定上行信道增益矩阵时，可以通过所述n个第一天线端口接收所述接入网设备发送的参考信号，并基于所述参考信号确定所述n个第一天线端口对应的下行信道增益矩阵。之后，所述终端设备基于所述下行信道增益矩阵确定所述n个天线端口对应的上行信道增益矩阵。上述设计中，终端设备根据信道互易性可以根据下行信道增益确定上行信道增益矩阵。
在一种可能的设计中，所述终端设备基于所述预编码矩阵对随机接入信号进行预编码处理时，可以基于所述预编码矩阵的第i个元素对所述随机接入信号进行相位旋转处理，得到第i个待发送信号。上述设计中，通过在发送随机接入信号之前对所述随机接入信号进行相位旋转处理，以补偿接入网设备接收随机接入信号的相位差，从而可以提高多个天线端口之间是正相关性，使得多个天线端口发送的随机接入信号可以相互叠加后的功率大于一个天线端口单独发送prach信号时的功率。
第二方面，本申请还提供了一种随机接入信号发送方法，该方法包括：在第i次发送过程中，终端设备基于m个预编码矩阵中的第i个预编码矩阵将随机接入信号进行预编码处理，所述预编码矩阵用于将n个天线端口发送的信号分别进行相位旋转，得到n个待发送信号；所述n个天线端口为所述终端设备中用于发送随机接入信号的天线端口，所述m个预编码矩阵不同，所述i取遍不大于m的正整数，所述n为整数，且2≤n。之后所述终端设备将所述n个待发送信号分别通过所述n个天线端口发送给接入网设备。
本申请通过使用多个天线端口发送相同的prach信号，并且在随机接入过程中可以通过该多个天线端口尝试发送多次，其中，在多次发送过程中，可以循环使用预定义的多个预编码矩阵对该多个天线端口发送的prach信号进行相位调整。由于多个预编码矩阵不同，而通过不同预编码矩阵进行调整后多个天线端口之间的相关性不同，当经过预编码矩阵进行相位调整后的多个天线端口之间的正相关性较好时，该多个天线端口发送的prach信号可以相互叠加，进而可以使得通过多个天线端口发送的prach信号叠加后的功率大于一个天线端口单独发送prach信号时的功率。因此，终端设备在一次随机接入过程中通过多个天线端口基于多个预编码矩阵尝试多次prach信号发送，使得在一次随机接入过程中至少存在一次发送过程多个天线端口基于预编码矩阵进行相位调整后正相关性比较好，从而多个天线端口发送的prach信号叠加后的功率大于一个天线端口单独发送prach信号时的功率，因此终端设备可以满足协议pc2的要求，进而可以提高随机接入的成功率。
在一种可能的设计中，所述n等于2，所述第i个预编码矩阵用于将所述n个天线端口中第一天线端口发送的信号相位旋转0，将第二天线端口发送的信号相位旋转
在一种可能的设计中，所述第i个预编码矩阵可以为
在一种可能的设计中，所述n等于2，所述m等于4，4个预编码矩阵可以分别为：
第三方面，本申请提供一种装置，该装置可以是终端设备，还可以是芯片。该装置具有实现上述第一方面、或者第二方面中任一实施例的功能。该功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。该硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。
在一种可能的设计中，该装置可以是终端设备，包括：处理器、收发器、多个天线端口和存储器。收发器可以通过多个天线端口来实现该装置与其他装置之间传输消息和/或数据。该存储器用于存储计算机执行指令，该处理器执行该存储器存储的该计算机执行指令，以使终端设备可以执行如上述第一方面或第一方面中任一所述的随机接入信号发送方法、或者以使终端设备可以执行上述第二方面或第二方面中任一所述的随机接入信号发送方法。
第四方面，本申请还提供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指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面或第一方面中任一所述的随机接入信号发送方法，或执行上述第二方面或第二方面中任一所述的随机接入信号发送方法。
第五方面，本申请还提供一种包括指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面或第一方面中任一所述的随机接入信号发送方法，或执行上述第二方面或第二方面中任一所述的随机接入信号发送方法。
第六方面，本申请实施例提供了一种芯片系统，该芯片系统包括处理器，还可以包括存储器，用于实现上述方法中终端设备的功能。该芯片系统可以由芯片构成，也可以包含芯片和其他分立器件。
附图说明
图1为本申请提供的一种无线接入网的结构示意图；
图2为本申请提供的基于竞争的随机接入流程示意图；
图3为本申请提供的基于非竞争的随机接入流程示意图；
图4为本申请提供的一种prach信号的示意图；
图5a为本申请提供的一种接入网设备接收信号的示意图；
图5b为本申请提供的一种接入网设备接收信号的示意图；
图5c为本申请提供的一种接入网设备接收信号的示意图；
图5d为本申请提供的一种接入网设备接收信号的示意图；
图6为本申请提供的一种终端设备的结构示意图；
图7为本申请提供的一种随机接入信号发送方法的流程图；
图8a为本申请提供的一种发送随机接入信号过程的示意图；
图8b为本申请提供的终端设备不对随机接入信号进行相位旋转时接入网设备所接收随机接入信号的示意图；
图8c为本申请提供的终端设备对随机接入信号进行相位旋转后接入网设备所接收随机接入信号的示意图；
图9为本申请提供的另一种随机接入信号发送方法的流程图；
图10a为本申请提供的终端设备不对随机接入信号进行相位旋转时接入网设备所接收随机接入信号的示意图；
图10b为本申请提供的终端设备对随机接入信号进行相位旋转后接入网设备所接收随机接入信号的示意图；
图11为本申请提供的一种通信装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
本申请实施例可以应用于通信系统中，其中，该通信系统包括接入网设备和终端设备。该通信系统可以为单入多出(single-inputmultiple-output，simo)系统或多入多出(multiple-inputmultiple-output，mimo)系统，其中，simo系统中接入网设备包括一个天线，终端设备包括多个天线。mimo系统中接入网设备包括多个天线，终端设备也包括多个天线。本申请实施例涉及的通信系统可以支持各类通信制式，例如，可以是长期演进(longtermevolution，lte)通信系统，也可以是第五代(5g)通信系统，也可以为通用地面无线接入(universalterrestrialradioaccess，utra)通信系统、演进的utra(e-utran)通信系统、新无线技术(newradio，nr)通信系统、gsm/edge无线接入网-电路交换域(gsmedgeradioaccessnetwork-circuitswitched，geran-cs)通信系统、gsm/edge无线接入网-数据交换域(gsmedgeradioaccessnetwork–packetswitched，geran-ps)通信系统、码分多址(codedivisionmultipleaccess，cdma)2000-1xrtt通信系统、和多无线接入技术双连接(multi-ratdual-connectivity，mr-dc)通信系统等，还可以是多种通信系统的混合架构，如lte与5g混合架构等。
其中，接入网设备可以是普通的基站(如nodeb或enb)、新无线控制器(newradiocontroller，nrcontroller)、5g系统中的gnodeb(gnb)、集中式网元(centralizedunit)、新无线基站、射频拉远模块、微基站、分布式网元(distributedunit)、接收点(transmissionreceptionpoint，trp)或传输点(transmissionpoint，tp)或者任何其它无线接入设备，本申请实施例不限于此。
终端设备即为用户设备(userequipment，ue)，是一种向用户提供语音和/或数据连通性的设备，例如，具有无线连接功能的手持式设备、车载设备等。常见的终端例如包括：手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、移动互联网设备(mobileinternetdevice，mid)、可穿戴设备，例如智能手表、智能手环、计步器等。
示例性的，本申请实施例可以应用于图1所示的无线接入网中，接入网被划分成蜂窝小区，每个小区中的终端设备和该小区的接入网设备通过空口连接，通过空口进行信令和数据交互。接入网可基于多种接入技术，具体依赖于所采用的网络制式，例如5gnr中，接入网设备可以为gnb(nextgenerationnodeb)，使用正交频分多址(orthogonalfrequencydivisionmultiplexingaccess，ofdma)的多址接入方式。
当终端设备和接入网设备不存在无线资源控制(radioresourcecontrol，rrc)连接时，终端设备处于rrc_idle/rrc_inactive态，终端设备可进行小区选择和重选，及监视寻呼信道。当终端设备与接入网设备间需要传输专用数据时，终端设备需要通过随机接入过程建立rrc连接。rrc建立成功后，终端设备进入rrc_connected态。
随机接入过程可分为基于竞争的随机接入和非竞争的随机接入。基于竞争的随机接入流程如图2所示，包括：
步骤1，终端设备发送随机接入前导码(randomaccesspreamble)给接入网设备，以告诉接入网设备有一个随机接入请求，同时使得接入网设备能估计其与终端设备之间的传输时延。preamble序列可以是频域上的zadoff-chu序列。
步骤2，接入网设备向终端设备发送随机接入响应(randomaccessresponse)。randomaccessresponse携带用于上行同步的时间调整信息、上行调度授权(ulgrant)等信息。
步骤3，终端设备根据ulgrant在相应的上行资源上通过物理上行共享信道(physicaluplinksharedchannel，pusch)向接入网设备发送调度消息(scheduledultransmission)。
步骤4，接入网设备向终端设备发送冲突解决(contentionresolution)消息。
基于非竞争的随机接入流程如图3所示，包括：
步骤1，接入网设备向终端设备发送随机接入指示(rapreanmbleassignment)消息，该rapreanmbleassignment消息携带接入网设备为终端设备分配的随机接入资源。
步骤2，终端设备在rapreanmbleassignment消息指示的随机接入资源上向接入网设备发送randomaccesspreamble。
步骤3，接入网设备向终端设备发送randomaccessresponse。
nr协议规定，工作在频率范围1(frequencyrange1，fr1)，即450mhz～6000mhz的频率范围时，功率等级2(powerclass2，pc2)的终端设备，上行最大发射功率需要达到26dbm，其中，上行发射功率为终端设备中各天线发射功率之和。满足pc2的终端设备也被称为高功率终端设备(highpoweruserequipment，hpue)。
为支持上行mimo，终端设备都会配置多根发射天线，每根天线都具有最大发射功率为23dbm的功率放大器(poweramplifier，pa)。终端设备传输物理上行共享信道(physicaluplinksharechannel，pusch)时支持上行mimo的传输方式，即通过多个天线同时发送pusch，因此最大发射功率能达到26dbm，满足协议pc2的要求。但是，终端在传输物理随机接入信道(physicalrandom-accesschannel，prach)只支持单端口传输，而使用单天线发送，发射功率最大为23dbm，无法达到协议pc2的要求，从而无法保证随机接入成功，进而导致业务可能无法建立。因此需要一种prach的发送方法，使prach的最大发射功率也能达到pc2的要求。
一种显而易见的方法是将终端设备中一根或多根天线的pa替换为最大发射功率为26dbm的pa，并使用上述一根天线或多根天线其中之一发送prach，prach的最大发射功率能达到26dbm。但目前市场上支持最大发射功率为26dbm的pa可选择余地很少，对终端设备的器件选型带来风险，同时也增加了终端设备的器件成本。
另一种显而易见的方法是使用两根最大发送功率为23dbm的天线以分集方式发送相同的prach信号，使得两根天线发送的prach信号叠加达到26dbm的发射功率，如图4所示。然而，从接入网设备的角度看，该方案的性能依赖于信道相关性。如图5a所示，为两个信道的相关系数为1时接入网设备接收的信号的示意图，其中，波形1为接入网设备接收的
因此，假设终端使用天线1和天线2发送prach，如5所示，其发射信号分别为
另一种方法为终端设备空频分组编码(spacefrequencyblockcoding，sfbc)或空时分组编码(spacetimeblockcoding，stbc)的分集发送方案。该方案接入网设备解调译码时需要知道终端所使用的分集方案，否则无法正确解调译码，因此该方案需要协议支持。而目前nr协议中对分集方案未做任何规定。
基于此，本申请实施例提供两种随机接入信号发送方法及装置，本申请实施例在不修改协议，对基站透明的前提下，具有多根天线同时发送能力，pa最大发射功率为23dbm的终端可以采用多个天线发送随机接入信号，并克服多个天线的信道相关性导致的负增益，从而效果上提高prach的发射功率，达到pc2的要求。
下面结合附图对本申请提供的随机接入信号发送方法进行具体说明。该方法可以应用于终端设备中。如图6示出了一种终端设备的结构示意图，终端设备中包括存储器、处理器、收发器以及多个天线端口。其中收发器可以包括发送(transmit，tx)信号处理单元、接收(receive，rx)信号处理单元、tx射频通道以及rx射频通道。tx信号处理单元和rx信号处理单元分别通过tx射频通道和rx射频通道和天线端口相连，一个天线端口可以连接一根天线，或者一个天线端口也可以连接多根天线，本申请实施例不做具体限定。下面以一个天线端口连接一根天线为例进行说明。tx射频通道将tx信号处理单元发送的基带信号调制到载波频率，通过天线发送出去，例如，tx射频通道1将tx信号处理单元发送的基带信号调制到载波频率，通过天线端口1与天线1发送出去。rx射频通道将从天线接收到的射频信号解调为基带信号，交由rx信号处理单元处理，例如，rx射频通道n将从天线n接收到的射频信号解调为基带信号，交由rx信号处理单元处理。部分天线可以配置为同时发送和接收，因此该部分天线可以同时与tx射频通道和rx射频通道相连，例如，天线1可以同时与tx射频通道1和rx射频通道1相连，天线n可以同时与tx射频通道n和rx射频通道n相连。部分天线配置为只用于接收，因此只与rx射频通道相连，例如，天线m可以只rx射频通道m相连，天线t可以只rx射频通道t相连。另外tx射频通道和rx射频通道可与任一天线相连，如tx射频通道1和rx射频通道1与天线n相连，可根据业务需求灵活配置。存储器、处理器、tx信号处理单元和rx信号处理单元通过通信线路连接。
存储器包括用于存储可执行代码和数据的静态存储器，也包括用于存储指令和动态数据的动态存储器。存储器可以是非易失性存储器，比如硬盘(harddiskdrive，hdd)或固态硬盘(solid-statedrive，ssd)等，还可以是易失性存储器(volatilememory)，例如随机存取存储器(random-accessmemory，ram)。存储器1203是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。
处理器可以用于控制tx信号处理单元和rx信号处理单元按照预定义的方式发送和接收信号。处理器可以是中央处理模块(centralprocessingunit，cpu)，或者为数字处理模块等等。
收发器可以为接口电路如收发电路等、也可以为收发芯片等等。tx信号处理单元可以实现信号发送的各种信号处理功能，可以但不限于包括信道编码、加扰、调制、层映射、预编码和天线映射等过程。对于不同的信道，信号处理过程有所不同。
rx信号处理单元可以实现信号接收的各种信号处理功能，可以但不限于包括同步、时频跟踪、测量、信道估计、均衡、解调、解扰、译码等过程。
参见图7，为本申请提供的一种随机接入信号发送方法的流程图，该方法可以应用于图6所示的终端设备，方法包括：
s701，终端设备确定相位差矩阵，所述相位差矩阵包括n个相位差，所述n为所述终端设备中用于发送随机接入信号的第一天线端口的数量，即终端设备可以采用n个第一天线端口向接入网设备发送随机接入信号，n为大于1的整数。其中，第i个相位差为第i个所述第一天线端口对应信道与第二天线端口对应信道之间的相位差，所述第二天线端口为所述终端设备中的任一天线端口，所述i取遍不大于n的正整数。
一种实现方式是，终端设备可以确定上行信道增益矩阵，并基于所述上行信道增益矩阵确定所述相位差矩阵。所述上行增益矩阵包括n个所述第一天线端口的上行信道增益以及所述第二天线端口的上行信道增益。其中，所述相位差矩阵中的所述第i个相位差基于所述上行信道增益矩阵中第i个所述第一天线端口的上行信道增益以及所述第二天线端口的上行信道增益确定。示例性的，所述相位差矩阵中的所述第i个相位差可以符合如下公式：
其中，所述hi为第i个所述第一天线端口的上行信道增益，所述h为所述第二天线端口的上行信道增益，所述ai为第i个所述第一天线端口的上行信道增益与所述第二天线端口的上行信道增益的比值的幅值，所述δi为所述相位差矩阵中的所述第i个相位差。
tx信号处理单元连接的tx射频通道和rx信号处理单元连接的rx射频通道可以成对连接相同的天线，因此终端设备上行传输和下行传输采用同样的信道，因此上行信道与下行信道具有信道互易性。信道互易性指上行传输和下行传输采用同样的信道，当上下行的发送时间间隔足够短时，可认为上行信道与下行信道的衰落基本相同。因此终端设备的任一天线端口的上行信道增益等于该天线端口的下行信道增益。
一种实施方式中，终端设备确定上行信道增益矩阵时，可以通过如下方式实现：
a1，终端设备通过所述n个第一天线端口接收所述接入网设备发送的参考信号。其中，当终端设备处于无线资源控制(radioresourcecontrol，rrc)空闲(rrc_idle)态时，参考信号可以但不限于为：单端口的主同步信号(primarysynchronizationsignal，pss)、辅同步信号(secondarysynchronizationsignal，sss)及物理广播信道(physicalbroadcastchannel，pbch)的解调参考信号(demodulationreferencesignal，dm-rs)等等。当终端设备处于rrc连接(rrc_connected)态时，参考信号可以但不限于为：单端口的pss、sss、pbch的dm-rs、物理下行控制信道(physicaldownlinkcontrolchannel，pdcch)的dm-rs、及多端口的信道状态信息参考信号(channel-stateinformationreferencesignal，csi-rs)和pdsch的dm-rs。
a2，终端设备基于所述n个第一天线端口接收的参考信号确定所述n个第一天线端口对应的下行信道增益矩阵。示例性的，终端设备的处理器可以基于n个第一天线端口接收到的参考信号，并滤波得到下行信道增益矩阵h，k为子载波索引。其中，可以采用维纳滤波得到prach子载波处的下行信道增益矩阵h。
终端设备可以通过所有天线端口接收所述接入网设备发送的参考信号，然后针对所述n个第一天线端口接收的参考信号确定所述n个第一天线端口对应的下行信道增益矩阵。或者，终端设备也可以通过所有天线端口接收所述接入网设备发送的参考信号，然后针对所有天线端口接收的参考信号确定所有天线端口对应的下行信道增益矩阵，之后在所有天线端口对应的下行信道增益矩阵中提取所述n个第一天线端口对应的下行信道增益，从而得到所述n个第一天线端口对应的下行信道增益矩阵。当然，终端设备也可以通过所述n个第一天线端口接收所述接入网设备发送的参考信号，然后基于所述n个第一天线端口接收的参考信号确定所述n个第一天线端口对应的下行信道增益矩阵。本申请不做具体限定。
h可以表示为：
a3，所述终端设备可以基于所述下行信道增益矩阵确定所述n个天线端口对应的上行信道增益矩阵。
s702，所述终端设备基于所述相位差矩阵确定预编码矩阵，所述预编码矩阵中的第i个元素基于所述相位差矩阵中的所述第i个相位差确定。
示例性的，所述预编码矩阵可以符合如下公式：
其中，所述w为所述预编码矩阵，所述δ1为所述相位差矩阵中的第1个相位差，所述δ2为所述相位差矩阵中的第2个相位差，所述δn为所述相位差矩阵中的第n个相位差。
s703，所述终端设备基于所述预编码矩阵对随机接入信号进行预编码处理，得到n个待发送信号。
一种实现方式中，所述终端设备可以基于所述预编码矩阵的第i个元素对所述随机接入信号进行相位旋转处理，得到第i个待发送信号。示例性的，所述终端设备可以预编码矩阵的第i个元素与所述随机接入信号进行相乘，得到所述第i个待发送信号。
s704，所述终端设备将所述n个待发送信号分别通过n个所述第一天线端口向接入网设备发送。示例性的，终端设备可以将第i个待发送信号通过第i个天线端口向接入网设备进行发送，i分别从1取到n。
为了更好地理解本申请实施例，以下给出具体应用场景，结合图6所示的终端设备，以该终端设备包括4个天线端口，即天线端口1，天线端口2，天线端口3，天线端口4为例，对终端设备向接入网设备发送随机接入信号的过程进行具体详细描述。终端设备可以通过2个或2个以上的天线端口发送随机接入信号，下面以通过天线端口1和天线端口2为例进行说明。
如图8a所示，为终端设备通过天线端口1和天线端口2发送随机接入信号过程的示意图，包括如下过程：
a1，接入网设备通过一个天线端口向终端设备发送参考信号。其中，该天线端口可以为接入网设备中用于接收随机接入信号的天线端口。为了方便描述，下面将接入网设备中用于接收随机接入信号的天线端口称为天线端口5，这里仅为示例性说明，不作为对接入网设备中用于接收随机接入信号的天线端口的限定。
a2，终端设备的rx信号处理单元通过天线端口1，天线端口2，天线端口3，天线端口4接收来自接入网设备的参考信号。
a3，终端设备的rx信号处理单元对天线端口1～4接收到的参考信号进行滤波得到天线端口1与天线端口5之间的信道1的下行信道增益h1，天线端口2与天线端口5之间的信道2的下行信道增益h2，天线端口3与天线端口5之间的信道3的下行信道增益h3，天线端口4与天线端口5之间的信道4的下行信道增益h4。
a4，终端设备的tx信号处理单元可以通过如下公式确定信道1与预设信道之间的相位差、信道2与预设信道之间的相位差，预设信道可以为信道1～4中的任一信道：
其中，所述hi为信道i的上行信道增益，i等于1或2。所述h为预设信道的上行信道增益，所述ai为信道i的上行信道增益与预设信道的上行信道增益的比值的幅值，所述δi为信道i与预设信道的相位差。
其中，终端设备的tx信号处理单元可以但不限于通过如下两种方式获得信道1～4的上行信道增益：
方式一，终端设备的rx信号处理单元将信道1～4的下行信道增益发送给终端设备的tx信号处理单元。该tx信号处理单元根据信道互易性可以确定信道1的上行信道增益等于信道1的下行信道增益，即h1。信道2的上行信道增益等于信道2的下行信道增益，即h2。信道3的上行信道增益等于信道3的下行信道增益，即h3。信道4的上行信道增益等于信道4的下行信道增益，即h4。
方式二，终端设备的rx信号处理单元和tx信号处理单元连接共享内存，因此，rx信号处理单元将信道1～4的下行信道增益存储在该共享内存，tx信号处理单元从该共享内存中获取信道1～4的下行信道增益，并根据信道互易性可以确定信道1的上行信道增益等于信道1的下行信道增益，即h1。信道2的上行信道增益等于信道2的下行信道增益，即h2。信道3的上行信道增益等于信道3的下行信道增益，即h3。信道4的上行信道增益等于信道4的下行信道增益，即h4。
以预设信道为信道1为例，则信道1与预设信道之间的相位差为1，信道2与预设信道之间的相位差δ2，其中，
a5，终端设备的tx信号处理单元确定预编码矩阵。
示例性的，若预设信道为信道1，预编码矩阵可以为
a6，终端设备的tx信号处理单元将预编码矩阵与随机接入信号y相乘，得到待发送信号矩阵。待发送矩阵包括n个待发送信号，其中，n等于终端设备中用于发送随机接入信号的天线端口的数量。这里，终端设备通过天线端口1和天线端口2发送随机接入信号，因此n在这里等于2。
示例性的，若预编码矩阵为
a7，终端设备的tx信号处理单元分别通过天线端口1和天线端口2发送待发送信号矩阵中的两个待发送信号。
一种示例性说明，终端设备的tx信号处理单元可以通过天线端口1发送y，通过天线端口2发送
本申请实施例通过使用多个天线端口发送相同的prach信号，并且在发送随机接入信号之前基于多个天线端口与预设天线端口之间的相位差对多个天线端口发送的prach信号分别进行相位调整，以纠正多个天线端口对应的上行信道之间的相位差，从而可以使得多个天线端口之间是正相关的，因此该多个天线端口发送的prach信号可以相互叠加，进而可以使得通过多个天线端口发送的prach信号叠加后的功率大于一个天线端口单独发送prach信号时的功率。例如，以n等于2为例，即终端设备通过2个天线端口发送prach信号，依据本申请提供的随机接入发送方法，基于该2个天线端口与预设天线端口之间的相位差对该2个天线端口发送的prach信号分别进行相位调整，使得该2个天线端口正相关，从而这2个天线端口发送的prach信号可以相互叠加以使接入网设备接收到prach信号为2个天线端口发送的prach信号之和，若一个天线端口发射功率最大为23dbm，因此通过本申请提供的随机接入发送方法，终端设备可以实现23dbm 23dbm达到26dbm的发射功率，从而可以满足协议pc2的要求，进而可以提高随机接入的成功率。
图8b示出了终端设备不对随机接入信号进行相位旋转时接入网设备所接收随机接入信号的示意图。图8c示出了采用图8a所示方法进行随机接入信号发送后接入网设备所接收随机接入信号的示意图。其中，
参见图9，为本申请提供的另一种随机接入信号发送方法的流程图，该方法可以应用于图6所示的终端设备、或者tx信号处理单元、或者tx信号处理单元中的功能模块，方法包括：
在随机接入过程中终端设备可以进行m次随机接入信号发送，在第i次发送过程中，可以执行下述s901和s902的处理，所述i取遍不大于m的正整数：
s901，终端设备基于m个预编码矩阵中的第i个预编码矩阵将随机接入信号进行预编码处理，所述预编码矩阵用于将n个天线端口发送的信号分别进行相位旋转，得到n个待发送信号；所述n个天线端口为所述终端设备中用于发送随机接入信号的天线端口，所述m个预编码矩阵不同。
一种实现方式中，终端设备基于m个预编码矩阵中的第i个预编码矩阵将随机接入信号进行预编码处理时，可以将第i个预编码矩阵与随机接入信号进行相乘。
终端设备可以采用两个或两个以上天线端口发送随机接入信号，因此n为大于或等于2的整数。
示例性的，若n等于2，所述第i个预编码矩阵可以用于将所述n个天线端口中第一天线端口发送的信号相位旋转0，将第二天线端口发送的信号相位旋转
例如，m等于4时，第1个预编码矩阵可以用于将2个天线端口中第一天线端口发送的信号相位旋转0，将第二天线端口发送的信号相位旋转0。因此，第1个预编码矩阵可以为
s902，所述终端设备将所述n个待发送信号分别通过所述n个天线端口向接入网设备发送。例如，所述终端设备可以将所述n个待发送信号中的第i个待发送信号通过所述n个天线端口中的第i个天线端口向接入网设备发送。
一种可能的实施方式中，终端设备可以先采用单天线进行随机接入信号发送，若随机接入失败，可以提高发射功率后再次尝试随机接入信号发送。若发射功率达到最大23dbm后随机接入仍失败，可以进行图9所述的m次随机接入信号发送过程。
本申请通过使用多个天线端口发送相同的随机接入信号，并且在随机接入过程中可以通过该多个天线端口尝试发送多次，其中，在多次发送过程中，可以循环使用预定义的多个预编码矩阵对该多个天线端口发送的prach信号进行相位调整。由于多个预编码矩阵不同，而通过不同预编码矩阵进行调整后多个天线端口之间的相关性不同，当经过预编码矩阵进行相位调整后的多个天线端口之间的正相关性较好时，该多个天线端口发送的随机接入信号可以相互叠加，进而可以使得通过多个天线端口发送的随机接入信号叠加后的功率大于一个天线端口单独发送随机接入信号时的功率。
图10a示出了终端设备不对随机接入信号进行相位旋转时接入网设备所接收随机接入信号的示意图。图10b示出了采用
此外，相比于图7、图8a所示的随机接入信号发送方法，图9所述的随机接入信号发送方法不需要进行信道估计，因此可以避免噪声的影响。并且，在接入网侧在子帧没有配置csi-rs，或者不存在pdcch和pdsch，且csi-rs、pdcch的dm-rs、以及pdsch的dm-rs也不存在，导致在发送随机接入信号的前几毫秒甚至几十毫秒内可能不存在下行参考信号的情况下，图9所示的随机接入信号发送方法由于不需要基于参考信号进行信道估计，因此相位差调整的实时性可以得到保证，从而可以比较的准确进行随机接入。
基于与方法实施例的同一发明构思，本申请实施例提供一种通信装置，该装置可以是芯片、或芯片组、或芯片或芯片组中用于执行上述方法功能的一部分器件。
该通信装置的结构可以如图11所示，包括处理单元1101以及收发单元1102。
一种实施例中，该通信装置可以具体用于实现图7所述的实施例描述的方法。其中，处理单元1101，用于确定相位差矩阵，所述相位差矩阵包括n个相位差，所述n为所述终端设备中用于发送随机接入信号的第一天线端口的数量，其中，第i个相位差为第i个所述第一天线端口对应信道与第二天线端口对应信道之间的相位差，所述第二天线端口为所述终端设备中的任一天线端口，所述i取遍不大于n的正整数。以及，基于所述相位差矩阵确定预编码矩阵，所述预编码矩阵中的第i个元素基于所述相位差矩阵中的所述第i个相位差确定。以及，基于所述预编码矩阵对随机接入信号进行预编码处理，得到n个待发送信号。所述收发单元1102，用于将所述处理单元得到的所述n个待发送信号分别通过n个所述第一天线端口向接入网设备进行发送。
示例性的，所述处理单元1101，在确定相位差矩阵时，可以具体用于：确定上行信道增益矩阵，所述上行增益矩阵包括n个所述第一天线端口的上行信道增益以及所述第二天线端口的上行信道增益。基于所述上行信道增益矩阵确定所述相位差矩阵，其中，所述相位差矩阵中的所述第i个相位差基于所述上行信道增益矩阵中第i个所述第一天线端口的上行信道增益以及所述第二天线端口的上行信道增益确定。
示例性的，所述相位差矩阵中的所述第i个相位差可以符合如下公式：
其中，所述hi为第i个所述第一天线端口的上行信道增益，所述h为所述第二天线端口的上行信道增益，所述ai为第i个所述第一天线端口的上行信道增益与所述第二天线端口的上行信道增益的比值的幅值，所述δi为所述相位差矩阵中的所述第i个相位差。
示例性的，所述预编码矩阵可以符合如下公式；
其中，所述w为所述预编码矩阵，所述δ1为所述相位差矩阵中的第1个相位差，所述δ2为所述相位差矩阵中的第2个相位差，所述δn为所述相位差矩阵中的第n个相位差。
所述收发单元1102，还可以用于：通过所述n个第一天线端口接收所述接入网设备发送的参考信号。所述处理单元1101，在确定上行信道增益矩阵时，可以具体用于：基于所述收发单元接收的所述参考信号确定所述n个第一天线端口对应的下行信道增益矩阵；基于所述下行信道增益矩阵确定所述n个天线端口对应的上行信道增益矩阵。
所述处理单元，在基于所述预编码矩阵对随机接入信号进行预编码处理时，可以具体用于：基于所述预编码矩阵的第i个元素对所述随机接入信号进行相位旋转处理，得到第i个待发送信号。
另一种实施例中，该通信装置可以具体用于实现图9所述的实施例描述的方法。其中，处理单元1101，用于在第i次发送过程中，基于m个预编码矩阵中的第i个预编码矩阵将随机接入信号进行预编码处理，所述预编码矩阵用于将n个天线端口发送的信号分别进行相位旋转，得到n个待发送信号；所述n个天线端口为所述终端设备中用于发送随机接入信号的天线端口，所述m个预编码矩阵不同，所述i取遍不大于m的正整数，所述n为整数，且2≤n。收发单元1102，用于将所述处理单元所述n个待发送信号分别通过所述n个天线端口发送给接入网设备。
示例性的，所述n等于2，所述第i个预编码矩阵用于将所述n个天线端口中第一天线端口发送的信号相位旋转0，将第二天线端口发送的信号相位旋转
示例性的，所述n等于2，所述第i个预编码矩阵可以为
本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理器中，也可以是单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
其中，集成的模块既可以采用硬件的形式实现时，处理单元1001可以为是图6的收发器中的tx信号处理单元，也可以是具有tx信号处理单元功能的处理器。收发单元1002可以为图6的收发器中的tx射频通道和/或rx射频通道。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本申请实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请实施例的精神和范围。这样，倘若本申请实施例的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
1.一种随机接入信号发送方法，其特征在于，包括：
终端设备确定相位差矩阵，所述相位差矩阵包括n个相位差，所述n为所述终端设备中用于发送随机接入信号的第一天线端口的数量，其中，第i个相位差为第i个所述第一天线端口对应信道与第二天线端口对应信道之间的相位差，所述第二天线端口为所述终端设备中的任一天线端口，所述i取遍不大于n的正整数；
所述终端设备基于所述相位差矩阵确定预编码矩阵，所述预编码矩阵中的第i个元素基于所述相位差矩阵中的所述第i个相位差确定；
所述终端设备基于所述预编码矩阵对随机接入信号进行预编码处理，得到n个待发送信号；
所述终端设备将所述n个待发送信号分别通过n个所述第一天线端口向接入网设备进行发送。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，终端设备确定相位差矩阵，包括：
所述终端设备确定上行信道增益矩阵，所述上行增益矩阵包括n个所述第一天线端口的上行信道增益以及所述第二天线端口的上行信道增益；
所述终端设备基于所述上行信道增益矩阵确定所述相位差矩阵，其中，所述相位差矩阵中的所述第i个相位差基于所述上行信道增益矩阵中第i个所述第一天线端口的上行信道增益以及所述第二天线端口的上行信道增益确定。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述相位差矩阵中的所述第i个相位差符合如下公式：
其中，所述hi为第i个所述第一天线端口的上行信道增益，所述h为所述第二天线端口的上行信道增益，所述ai为第i个所述第一天线端口的上行信道增益与所述第二天线端口的上行信道增益的比值的幅值，所述δi为所述相位差矩阵中的所述第i个相位差。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预编码矩阵符合如下公式；
其中，所述w为所述预编码矩阵，所述δ1为所述相位差矩阵中的第1个相位差，所述δ2为所述相位差矩阵中的第2个相位差，所述δn为所述相位差矩阵中的第n个相位差。
5.如权利要求2至4任一项所述的方法，其特征在于，所述终端设备确定上行信道增益矩阵，包括：
所述终端设备通过所述n个第一天线端口接收所述接入网设备发送的参考信号；
所述终端设备基于所述参考信号确定所述n个第一天线端口对应的下行信道增益矩阵；
所述终端设备基于所述下行信道增益矩阵确定所述n个天线端口对应的上行信道增益矩阵。
6.如权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述终端设备基于所述预编码矩阵对随机接入信号进行预编码处理，包括：
所述终端设备基于所述预编码矩阵的第i个元素对所述随机接入信号进行相位旋转处理，得到第i个待发送信号。
7.一种随机接入信号发送方法，其特征在于，包括：
在第i次发送过程中，终端设备基于m个预编码矩阵中的第i个预编码矩阵将随机接入信号进行预编码处理，所述预编码矩阵用于将n个天线端口发送的信号分别进行相位旋转，得到n个待发送信号；所述n个天线端口为所述终端设备中用于发送随机接入信号的天线端口，所述m个预编码矩阵不同，所述i取遍不大于m的正整数，所述n为整数，且2≤n；
所述终端设备将所述n个待发送信号分别通过所述n个天线端口向接入网设备发送。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述n等于2，所述第i个预编码矩阵用于将所述n个天线端口中第一天线端口发送的信号相位旋转0，将第二天线端口发送的信号相位旋转
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第i个预编码矩阵为
10.一种终端设备，其特征在于，包括处理单元、收发单元和多个天线端口，其中：
处理单元，用于确定相位差矩阵，所述相位差矩阵包括n个相位差，所述n为所述终端设备中用于发送随机接入信号的第一天线端口的数量，其中，第i个相位差为第i个所述第一天线端口对应信道与第二天线端口对应信道之间的相位差，所述第二天线端口为所述终端设备中的任一天线端口，所述i取遍不大于n的正整数；
以及，基于所述相位差矩阵确定预编码矩阵，所述预编码矩阵中的第i个元素基于所述相位差矩阵中的所述第i个相位差确定；
以及，基于所述预编码矩阵对随机接入信号进行预编码处理，得到n个待发送信号；
收发单元，用于将所述处理单元得到的所述n个待发送信号分别通过n个所述第一天线端口向接入网设备发送。
11.如权利要求10所述的终端设备，其特征在于，所述处理单元，在确定相位差矩阵时，具体用于：
确定上行信道增益矩阵，所述上行增益矩阵包括n个所述第一天线端口的上行信道增益以及所述第二天线端口的上行信道增益；
基于所述上行信道增益矩阵确定所述相位差矩阵，其中，所述相位差矩阵中的所述第i个相位差基于所述上行信道增益矩阵中第i个所述第一天线端口的上行信道增益以及所述第二天线端口的上行信道增益确定。
12.如权利要求11所述的终端设备，其特征在于，所述相位差矩阵中的所述第i个相位差符合如下公式：
其中，所述hi为第i个所述第一天线端口的上行信道增益，所述h为所述第二天线端口的上行信道增益，所述ai为第i个所述第一天线端口的上行信道增益与所述第二天线端口的上行信道增益的比值的幅值，所述δi为所述相位差矩阵中的所述第i个相位差。
13.如权利要求12所述的终端设备，其特征在于，所述预编码矩阵符合如下公式；
其中，所述w为所述预编码矩阵，所述δ1为所述相位差矩阵中的第1个相位差，所述δ2为所述相位差矩阵中的第2个相位差，所述δn为所述相位差矩阵中的第n个相位差。
14.如权利要求11至13任一项所述的终端设备，其特征在于，所述收发单元，还用于：通过所述n个第一天线端口接收所述接入网设备发送的参考信号；
所述处理单元，在确定上行信道增益矩阵时，具体用于：
基于所述收发单元接收的所述参考信号确定所述n个第一天线端口对应的下行信道增益矩阵；
基于所述下行信道增益矩阵确定所述n个天线端口对应的上行信道增益矩阵。
15.如权利要求10至14任一项所述的终端设备，其特征在于，所述处理单元，在基于所述预编码矩阵对随机接入信号进行预编码处理时，具体用于：
基于所述预编码矩阵的第i个元素对所述随机接入信号进行相位旋转处理，得到第i个待发送信号。
16.一种终端设备，其特征在于，包括处理单元、收发单元和多个天线端口，其中：
处理单元，用于在第i次发送过程中，基于m个预编码矩阵中的第i个预编码矩阵将随机接入信号进行预编码处理，所述预编码矩阵用于将n个天线端口发送的信号分别进行相位旋转，得到n个待发送信号；所述n个天线端口为所述终端设备中用于发送随机接入信号的天线端口，所述m个预编码矩阵不同，所述i取遍不大于m的正整数，所述n为整数，且2≤n；
收发单元，用于将所述处理单元所述n个待发送信号分别通过所述n个天线端口向接入网设备发送。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述n等于2，所述第i个预编码矩阵用于将所述n个天线端口中第一天线端口发送的信号相位旋转0，将第二天线端口发送的信号相位旋转
18.如权利要求17所述的终端设备，其特征在于，所述第i个预编码矩阵为
19.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储程序，所述程序在被一个或多个处理器读取并执行时可实现权利要求1至9任一项所述的方法。
技术总结