CN116939612A - 随机接入方法及装置 - Google Patents

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CN116939612A CN202210326062.6A CN202210326062A CN116939612A CN 116939612 A CN116939612 A CN 116939612A CN 202210326062 A CN202210326062 A CN 202210326062A CN 116939612 A CN116939612 A CN 116939612A
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Abstract

一种随机接入方法及装置，该方法包括：终端设备向网络设备发送第一上行消息，该第一上行消息包括第一标识，对应的，网络设备接收该第一上行消息。然后，网络设备对第一标识进行处理，获得多个调制符号，然后发送第一下行消息，该第一下行消息包括多个调制符号。对应的，终端设备在接收到第一下行消息之后，可以基于第一标识对多个调制符号进行处理，获得处理后的标识。从而，终端设备可以基于该处理后的标识确认其随机接入是否成功。通过上述方法，可以有效减少恶意用户之间的隐蔽通信现象，节省空口资源的开销，保证合法用户的接入成功率。

Description

随机接入方法及装置
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种随机接入方法及装置。
背景技术
在无线通信***中，终端设备可以通过随机接入流程进行随机接入。示例性的，如图1所示，随机接入流程可以包括四步随机接入，该四步随机接入包括：第一步，终端设备在预设的时频资源上给网络设备发送消息1(message1，Msg1)，该Msg1包括从一个有限集合中随机选取的一段导频。第二步，网络设备根据导频计算定时提前(timeadvancement，TA)量，并且向终端设备发送消息2(message2，Msg2)，该Msg2包括导频标识(identification，ID)、TA、消息3(message3，Msg3)的时频资源等信息。第三步，终端设备生成一个48比特(bit)的临时随机接入控制(multiple access control，MAC)地址，并且作为Msg3发送给网络设备。第四步，网络设备通过广播消息4(message4，Msg4)通知成功接入的UE，Msg4包括接入成功的UE发送的Msg3。
然而，上述随机接入流程会存在安全隐患。示例性的，恶意发射机可以通过Msg3向网络设备发送任何它想要传输给恶意接收机的信息。如果在网络设备处无碰撞发生，或者有碰撞的情况下该恶意发射机在竞争中胜出，那么网络设备广播Msg4时，就会导致恶意接收机接收到恶意发射机发送的Msg3，从而实现恶意发射机与恶意接收机之间的隐蔽通信。
上述隐蔽通信将会消耗空口资源，并且导致合法用户的接入成功率下降。
发明内容
本申请提供一种随机接入方法及装置，可以有效减少恶意用户之间的隐蔽通信现象，有效节省空口资源的开销，保证合法用户的接入成功率。
第一方面，本申请实施例提供一种随机接入方法，所述方法应用于终端设备或芯片，该芯片可以设置于终端设备中，所述方法包括：向网络设备发送第一上行消息，所述第一上行消息包括第一标识；接收来自所述网络设备的第一下行消息，所述第一下行消息包括多个调制符号；基于所述第一标识对所述多个调制符号进行处理，获得处理后的标识。
本申请实施例中，网络设备不是直接对第一标识进行调制而得到多个调制符号的，即该多个调制符号与直接对第一标识进行调制得到的调制符号不同。对应的，终端设备在获取到该多个调制符号之后，如果直接对该多个调制符号进行解调，则无法获得第一下行消息中所传输的内容，而是需要结合第一标识对该多个调制符号进行处理才能获得第一下行消息中所传输的内容。从而，恶意接收机即使是获取到了第一下行消息，但是由于无法获知第一标识以及处理方式，因此该恶意接收机无法成功解码该第一下行消息。进而，有效避免了恶意用户之间的隐蔽通信的现象，有效保证了合法用户的接入成功率。
在一种可能的实现方式中，所述基于第一标识对所述多个调制符号进行处理，包括：基于所述第一标识确定信息比特与星座点之间的映射规则；基于所述映射规则对所述多个调制符号进行解调。
也就是说，信息比特与星座点之间的映射规则不是一成不变的，而是需要根据第一标识变化的。即使是对于相同的信息比特，映射规则不同，相同的信息比特调制后的结果会不同。通过上述解调方式，可有效改善恶意接收机直接对调制符号进行解调，就获得网络设备所广播的消息内容，避免了恶意用户之间的隐蔽通信，保证了合法用户的成功接入率。
在一种可能的实现方式中，所述基于所述第一标识确定信息比特与星座点之间的映射规则，包括：基于所述第一标识确定控制比特，基于不同的控制比特与不同的映射规则之间的对应关系确定所述映射规则。
本申请实施例中，基于第一标识确定控制比特，也可以理解为：基于第一标识生成控制比特，从而通过控制比特来确定映射规则。由于控制比特是基于第一标识生成的，因此本申请实施例提供的方法，可以综合考虑复杂度和安全性，既能够保证第一下行消息的安全性，又能够减少发送端进行调制和接收端进行解调的复杂度。
在一种可能的实现方式中，所述基于所述第一标识确定控制比特，包括：基于所述第一标识以及随机数生成算法确定所述控制比特；或者，基于所述第一标识以及哈希函数确定所述控制比特。
在一种可能的实现方式中，所述基于所述第一标识以及哈希函数确定所述控制比特，包括：基于第一部分标识和第二部分标识异或的结果以及所述哈希函数确定所述控制比特，所述第一部分标识和所述第二部分标识分别为所述第一标识的部分标识。
本申请实施例中，通过将第一标识全部参与到控制比特的运算中，可以进一步提高第一下行消息的安全性。
在一种可能的实现方式中，所述多个调制符号的调制方式包括二进制相移键控(binary phase shift keying，BPSK)，所述控制比特为0，所述信息比特为0时星座点为(-1,0)，所述信息比特为1时星座点为(1,0)；所述控制比特为1，所述信息比特为0时星座点为(1,0)，所述信息比特为1时星座点为(-1,0)；所述多个调制符号的调制方式包括正交相移键控(quadrature phase shift keying，QPSK)，所述控制比特为00，所述信息比特为00时星座点为所述信息比特为01时星座点为/>所述信息比特为10时星座点为所述信息比特为11时星座点为/>所述控制比特为01，所述信息比特为00时星座点为/>所述信息比特为01时星座点为/>所述信息比特为10时星座点为/>所述信息比特为11时星座点为/>所述控制比特为10，所述信息比特为00时星座点为(1,1)，所述信息比特为01时星座点为(-1,1)，所述信息比特为10时星座点为(1,-1)，所述信息比特为11时星座点为(-1,-1)；所述控制比特为11，所述信息比特为00时星座点为(-1,-1)，所述信息比特为01时星座点为(1,-1)，所述信息比特为10时星座点为(-1,1)，所述信息比特为11时星座点为(1,1)；或者，所述多个调制符号的调制方式包括正交相移键控QPSK，所述控制比特为00，所述信息比特为00时星座点为(1,1)，所述信息比特为01时星座点为(-1,1)，所述信息比特为10时星座点为(1,-1)，所述信息比特为11时星座点为(-1,-1)；所述控制比特为01，所述信息比特为00时星座点为(-1,1)，所述信息比特为01时星座点为(-1,-1)，所述信息比特为10时星座点为(1,1)，所述信息比特为11时星座点为(1,-1)；所述控制比特为10，所述信息比特为00时星座点为(-1,-1)，所述信息比特为01时星座点为(1,-1)，所述信息比特为10时星座点为(-1,1)，所述信息比特为11时星座点为(1,1)；所述控制比特为11，所述信息比特为00时星座点为(1,-1)，所述信息比特为01时星座点为(1,1)，所述信息比特为10时星座点为(-1,-1)，所述信息比特为11时星座点为(-1,1)。
本申请实施例中，当控制比特不同时，即使是对于同一种信息比特，该信息比特所对应的星座点也完全不同。从而，即使是恶意接收机随机盲猜控制比特，盲解调第一下行消息，也无法解调正确多个调制符号。也就是说，本申请实施例所示的控制比特与映射规则之间的对应关系，能够有效地对恶意接收机进行混淆，使得该恶意接收机在随机猜测的情况下，也无法解调正确。
在一种可能的实现方式中，所述第一标识的比特长度等于所述控制比特的比特长度。
本申请实施例中，当控制比特的长度等于第一标识的长度时，在保证第一下行消息的安全性的基础上，能够有效简化通过控制比特控制映射规则的过程。
在一种可能的实现方式中，所述基于所述第一标识对所述多个调制符号进行处理，包括：对所述多个调制符号进行解调，获得解调后的标识；基于加密算法和所述第一标识对已知信息进行加密，获得第二标识，所述已知信息由协议定义，或者由所述网络设备确定。
本申请实施例中，网络设备并不是直接对第一标识进行调制，而是先根据第一标识获得第二标识之后，对第二标识进行调制。通过本申请实施例所示的处理方法，可以有效避免恶意接收机在接收到第一下行消息之后，直接从该第一下行消息中获得第一上行消息的情况，防止了恶意用户之间的隐蔽通信现象。同时，由于避免了恶意用户之间的隐蔽通信，避免了网络设备下发的信令对合法用户来说是无效的情况，因此有效节省了信令开销。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：在所述第二标识与所述解调后的标识相同的情况下，确定所述终端设备随机接入成功。
第二方面，本申请实施例提供一种随机接入方法，所述方法应用于网络设备或芯片，该芯片可以设置于网络设备中，所述方法包括：接收来自终端设备的第一上行消息，所述第一上行消息包括第一标识；基于所述第一标识确定信息比特与星座点之间的映射规则，基于所述映射规则对所述第一标识进行调制，获得多个调制符号；向所述终端设备发送第一下行消息，所述第一下行消息包括所述多个调制符号。
本申请实施例中，网络设备在对第一标识进行调制时，并不是直接对该第一标识进行调制，而是基于第一标识确定信息比特与星座点之间的映射规则，基于该映射规则对第一标识进行调制。从而，即使是对于相同的信息比特，映射规则不同，相同的信息比特调制后的结果可能会不同。通过上述调制方式，可有效改善恶意接收机直接对调制符号进行解调，就获得网络设备所广播的消息内容，避免了恶意用户之间的隐蔽通信，保证了合法用户的成功接入率。
在一种可能的实现方式中，所述基于所述第一标识确定信息比特与星座点之间的映射规则，包括：基于所述第一标识确定控制比特，基于不同的控制比特与不同的映射规则之间的对应关系，确定所述映射规则。
在一种可能的实现方式中，所述基于所述第一标识确定控制比特，包括：所述基于所述第一标识以及随机数生成算法确定所述控制比特；或者，所述基于所述第一标识以及哈希函数确定所述控制比特。
在一种可能的实现方式中，所述基于所述第一标识以及哈希函数确定所述控制比特，包括：基于第一部分标识和第二部分标识异或的结果以及哈希函数确定所述控制比特，所述第一部分标识和所述第二部分标识分别为所述第一标识的部分标识。
在一种可能的实现方式中，所述多个调制符号的调制方式包括二进制相移键控BPSK，所述控制比特为0，所述信息比特为0时星座点为(-1,0)，所述信息比特为1时星座点为(1,0)；所述控制比特为1，所述信息比特为0时星座点为(1,0)，所述信息比特为1时星座点为(-1,0)；所述多个调制符号的调制方式包括正交相移键控QPSK，所述控制比特为00，所述信息比特为00时星座点为所述信息比特为01时星座点为/>所述信息比特为10时星座点为/>所述信息比特为11时星座点为/>所述控制比特为01，所述信息比特为00时星座点为/>所述信息比特为01时星座点为/>所述信息比特为10时星座点为/>所述信息比特为11时星座点为/>所述控制比特为10，所述信息比特为00时星座点为(1,1)，所述信息比特为01时星座点为(-1,1)，所述信息比特为10时星座点为(1,-1)，所述信息比特为11时星座点为(-1,-1)；所述控制比特为11，所述信息比特为00时星座点为(-1,-1)，所述信息比特为01时星座点为(1,-1)，所述信息比特为10时星座点为(-1,1)，所述信息比特为11时星座点为(1,1)；或者，所述多个调制符号的调制方式包括正交相移键控QPSK，所述控制比特为00，所述信息比特为00时星座点为(1,1)，所述信息比特为01时星座点为(-1,1)，所述信息比特为10时星座点为(1,-1)，所述信息比特为11时星座点为(-1,-1)；所述控制比特为01，所述信息比特为00时星座点为(-1,1)，所述信息比特为01时星座点为(-1,-1)，所述信息比特为10时星座点为(1,1)，所述信息比特为11时星座点为(1,-1)；所述控制比特为10，所述信息比特为00时星座点为(-1,-1)，所述信息比特为01时星座点为(1,-1)，所述信息比特为10时星座点为(-1,1)，所述信息比特为11时星座点为(1,1)；所述控制比特为11，所述信息比特为00时星座点为(1,-1)，所述信息比特为01时星座点为(1,1)，所述信息比特为10时星座点为(-1,-1)，所述信息比特为11时星座点为(-1,1)。
在一种可能的实现方式中，所述第一标识的比特长度等于所述控制比特的比特长度。
第三方面，本申请实施例提供一种随机接入方法，所述方法应用于网络设备或芯片，该芯片可以设置于网络设备中，所述方法包括：接收来自终端设备的第一上行消息，所述第一上行消息包括第一标识；基于加密算法以及所述第一标识对已知信息进行加密，获得第二标识，并对所述第二标识进行调制，获得多个调制符号，所述已知信息由协议定义，或者，所述已知信息由所述网络设备确定；向所述终端设备发送第一下行消息，所述第一下行消息包括所述多个调制符号。
本申请实施例中，网络设备在对第一标识进行调制时，并不是直接对该第一标识进行调制，而是基于加密算法和第一标识对已知信息(也可以称为公开序列等)进行加密获得第二标识，对该第二标识进行调制。从而，在不改变物理层的信号处理过程的基础上，有效改善恶意接收机直接对调制符号进行解调，就获得网络设备所广播的消息内容，避免了恶意用户之间的隐蔽通信，保证了合法用户的成功接入率。
在一种可能的实现方式中，所述第二标识的长度与所述第一标识的长度。
第四方面，本申请实施例提供一种通信装置，用于执行第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法。所述通信装置包括具有执行第一方面或第一方面的任意可能的实现方式的单元。
第五方面，本申请实施例提供一种通信装置，用于执行第二方面或第二方面的任意可能的实现方式中的方法。该所述通信装置包括具有执行第二方面、第三方面或任意可能的实现方式的单元。
第六方面，本申请实施例提供一种通信装置，所述通信装置包括处理器，用于执行上述第一方面或第一方面的任意可能的实现方式所示的方法。或者，所述处理器用于执行存储器中存储的程序，当所述程序被执行时，上述第一方面或第一方面的任意可能的实现方式所示的方法被执行。
在一种可能的实现方式中，所述存储器位于所述通信装置之外。
在一种可能的实现方式中，所述存储器位于所述通信装置之内。
本申请实施例中，处理器和存储器还可以集成于一个器件中，即处理器和存储器还可以被集成在一起。
在一种可能的实现方式中，通信装置还包括收发器，该收发器，用于接收信号或发送信号。
第七方面，本申请实施例提供一种通信装置，所述通信装置包括处理器，用于执行上述第二方面、第三方面或任意可能的实现方式所示的方法。或者，所述处理器用于执行存储器中存储的程序，当所述程序被执行时，上述第二方面或第二方面的任意可能的实现方式所示的方法被执行。
在一种可能的实现方式中，所述存储器位于所述通信装置之外。
在一种可能的实现方式中，所述存储器位于所述通信装置之内。
在本申请实施例中，处理器和存储器还可以集成于一个器件中，即处理器和存储器还可以被集成在一起。
在一种可能的实现方式中，通信装置还包括收发器，该收发器，用于接收信号或发送信号。
第八方面，本申请实施例提供一种通信装置，该通信装置包括逻辑电路和接口，所述逻辑电路和所述接口耦合；所述接口，用于输出第一上行消息，所述第一上行消息包括第一标识，以及输入第一下行消息，所述第一下行消息包括多个调制符号；所述逻辑电路，用于基于所述第一标识对所述多个调制符号进行处理，获得处理后的标识。
第九方面，本申请实施例提供一种通信装置，该通信装置包括逻辑电路和接口，所述逻辑电路和所述接口耦合；所述接口，用于输入第一上行消息；所述逻辑电路，用于基于第一标识确定信息比特与星座点之间的映射规则，基于所述映射规则对第一标识进行调制，获得多个调制符号；所述接口，还用于输出第一下行消息，所述第一下行消息包括所述多个调制符号。
在另一种可能的实现方式中，所述接口，用于输入第一上行消息；所述逻辑电路，用于基于加密算法和第一标识对已知信息进行加密，获得第二标识；并对第二标识进行调制，获得多个调制符号；所述接口，还用于输出第一下行消息，所述第一下行消息包括所述多个调制符号。
第十方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质用于存储计算机程序，当其在计算机上运行时，使得上述第一方面或第一方面的任意可能的实现方式所示的方法被执行。
第十一方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质用于存储计算机程序，当其在计算机上运行时，使得上述第二方面、第三方面或任意可能的实现方式所示的方法被执行。
第十二方面，本申请实施例提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机程序或计算机代码，当其在计算机上运行时，使得上述第一方面或第一方面的任意可能的实现方式所示的方法被执行。
第十三方面，本申请实施例提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机程序或计算机代码，当其在计算机上运行时，使得上述第二方面、第三方面或任意可能的实现方式所示的方法被执行。
第十四方面，本申请实施例提供一种计算机程序，该计算机程序在计算机上运行时，上述第一方面或第一方面的任意可能的实现方式所示的方法被执行。
第十五方面，本申请实施例提供一种计算机程序，该计算机程序在计算机上运行时，上述第二方面、第三方面或任意可能的实现方式所示的方法被执行。
第十六方面，本申请实施例提供一种无线通信***，该无线通信***包括终端设备和网络设备，所述终端设备用于执行上述第一方面或第一方面的任意可能的实现方式所示的方法，所述网络设备用于执行上述第二方面或第二方面的任意可能的实现方式所示的方法，或者，所述网络设备用于执行上述第三方面或第三方面的任意可能的实现方式所示的方法。
附图说明
图1是一种四步随机接入的流程示意图；
图2是本申请实施例提供的一种通信***的架构示意图；
图3是网络设备根据Msg3产生Msg4的示意图；
图4是本申请实施例提供的一种随机接入方法的流程示意图；
图5a是本申请实施例提供的一种映射规则；
图5b是本申请实施例提供的另一种映射规则；
图5c是本申请实施例提供的又一种映射规则；
图5d是本申请实施例提供的又一种映射规则；
图5e是本申请实施例提供的又一种映射规则；
图5f是本申请实施例提供的一种确定控制比特的方法示意图；
图5g是本申请实施例提供的另一种确定控制比特的方法示意图；
图6是本申请实施例提供的一种四步随机接入方法的流程示意图；
图7是本申请实施例提供的一种通信装置的结构示意图；
图8是本申请实施例提供的另一种通信装置的结构示意图；
图9是本申请实施例提供的又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描述。
本申请的说明书、权利要求书及附图中的术语“第一”和“第二”等仅用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备等，没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元等，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备等固有的其它步骤或单元。
在本文中提及的“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员可以显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上，“至少两个(项)”是指两个或三个及三个以上，“和/或”，用于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：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”。
本申请提供的方法可以应用于各类通信***，例如，可以是物联网(internet ofthings，IoT)***、窄带物联网(narrow band internet of things，NB-IoT)***、长期演进(long term evolution，LTE)***，也可以是第五代(5th-generation，5G)通信***，以及未来通信发展中出现的新的通信***，如第六代(6th-generation，6G)通信***等。
本申请提供的技术方案还可以应用于机器类通信(machine typecommunication，MTC)、机器间通信长期演进技术(long term evolution-machine，LTE-M)、设备到设备(device-todevice，D2D)网络、机器到机器(machine to machine，M2M)网络、物联网(internet of things，IoT)网络、工业互联网或者其他网络。其中，IoT网络例如可以包括车联网。其中，车联网***中的通信方式统称为车与任何事物(vehicle-to-everything，V2X，X可以代表任何事物)，例如，该V2X可以包括：车辆到车辆(vehicle tovehicle，V2V)通信，车辆与基础设施(vehicle to infrastructure，V2I)通信、车辆与行人之间的通信(vehicle to pedestrian，V2P)或车辆与网络(vehicle to network，V2N)通信等。示例性的，下文示出的图2中，终端设备与终端设备之间便可以通过D2D技术、M2M技术或V2X技术通信等。
图2是本申请实施例提供的一种通信***的架构示意图。如图2所示，该通信***可以包括至少一个网络设备，以及至少一个终端设备，如图2中的终端设备1至终端设备4。示例性的，如图2所示的终端设备3与终端设备4之间可以直接通信。例如可以通过D2D技术实现终端设备之间的直接通信。又例如，终端设备1至终端设备4可以分别与网络设备通信。可理解，终端设备3和终端设备4可以直接与网络设备通信，也可以间接地与网络设备通信，如经由其他终端设备(图2未示出)与网络设备通信。应理解，图2示例性地示出了一个网络设备和多个终端设备，以及各通信设备之间的通信链路。可选地，该通信***可以包括多个网络设备，并且每个网络设备的覆盖范围内可以包括其它数量的终端设备，例如更多或更少的终端设备。本申请对此不做限定。
以下对终端设备和网络设备进行详细说明。
终端设备是一种具有无线收发功能的装置。终端设备可以与无线接入网(radioaccess network，RAN)中的接入网设备(或者也可以称为接入设备)进行通信。终端设备也可以称为用户设备(user equipment，UE)、接入终端、终端(terminal)、用户单元(subscriber unit)、用户站、移动站、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、用户代理或用户装置等。在一种可能的实现方式中，终端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)。在一种可能的实现方式中，终端设备可以是具有无线通信功能的手持设备、车载设备、可穿戴设备、传感器、物联网中的终端、车联网中的终端、无人机、5G网络或未来网络中的任意形态的终端设备等，本申请对此不作限定。
可理解，本申请示出的终端设备不仅可以包括车联网中的车辆(如汽车)、而且还可以包括车联网中的车载设备或车载终端等，本申请对于该终端设备应用于车联网时的具体形态不作限定。可理解，本申请示出的终端设备与终端设备之间还可以通过D2D、V2X或M2M等技术进行通信，本申请对于终端设备与终端设备之间的通信方法不作限定。
网络设备可以是一种部署在无线接入网中，为终端设备提供无线通信服务的装置。该网络设备也可以称为接入网设备、接入设备或RAN设备等。示例性的，网络设备可以是下一代节点B(next generation node B，gNB)、下一代演进型基站(next generationevolved nodeB，ng-eNB)、或者6G通信中的网络设备等。网络设备可以是任意一种具有无线收发功能的设备，包括但不限于以上所示的基站(包括部署于卫星上的基站)。该网络设备还可以是6G中具有基站功能的装置。可选的，该网络设备可以为无线局域网(wireless-fidelity，Wi-Fi)***中的接入节点、无线中继节点、无线回传节点等。可选的，该网络设备可以是云无线接入网络(cloud radio access network，CRAN)场景下的无线控制器。可选的，该网络设备可以是可穿戴设备或车载设备等。可选的，该网络设备还可以是小站，传输接收节点(transmission reception point，TRP)(或也可以称为传输点)等。可理解，该网络设备还可以是未来演进的公共陆地移动网络(public land mobile network，PLMN)中的基站、卫星等等。该网络设备还可以为非地面通信***、D2D、V2X或M2M中承载基站功能的装置等，本申请对网络设备的具体类型不作限定。在不同的无线接入技术的***中，具备网络设备功能的装置的名称可能会有所不同。
可选的，在网络设备的一些部署中，网络设备可以包括集中式单元(centralizedunit，CU)和分布式单元(distributed unit，DU)等。在网络设备的另一些部署中，CU还可以划分为CU-控制面(control plane，CP)和CU-用户面(user plan，UP)等。在网络设备的又一些部署中，网络设备还可以是开放的无线接入网(openradioaccessnetwork，ORAN)架构等，本申请对于网络设备的具体部署方式不作限定。
本申请实施例描述的网络架构以及业务场景是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着网络架构的演变和新业务场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。
在无线通信***中，终端设备可以通过随机接入从无线资源控制(radioresource control，RRC)空闲态或非激活(inactive)态接入网络，与网络设备建立起各种承载，以及获取相关资源和参数配置等，从而实现与网络设备的通信。然而，在如图1所示的随机接入方法中，恶意用户可以利用随机接入方法进行隐蔽通信。从而，不仅消耗空口资源，而且还会影响合法用户的接入成功率。
在另一种随机接入方法中，网络设备在接收到Msg3之后，可以对Msg3进行撒盐(salting)、哈希(hash)、K-擦除(K-erasure)等操作，从而使得恶意接收机无法通过Msg4推测出Msg3，改善了恶意用户之间隐蔽通信的现象。如图3所示，Msg3中的MAC地址用X表示，该X包括N个比特，则网络设备根据其接收到的Msg3产生Msg4的步骤为：
首先，使用随机数生成器生成的序列s对输入(即X)进行撒盐操作，然后再输入到哈希函数，得到L比特。然后，使用一个随机生成的长度为L汉明重量为K的序列eK作为擦除掩码，对哈希函数的输出(即L个比特)进行擦除操作，得到序列B(X)。接着，将B(X)与eK、s拼接在一起，得到Y，从而通过Msg4向终端设备发送Y。最后，在终端设备接收到Msg4之后，合法用户可以使用本地的Msg3以及Msg4中的eK和s进行同样的操作得到B(X)’，以及对比B(X)’与Msg4中的B(X)，从而确定自己是否接入成功。
由于哈希函数和擦除操作的不可逆性，恶意接收机无法通过Msg4恢复Msg3，从而无法进行隐蔽通信。图3所示的随机接入方法虽然可以有效防止隐蔽通信，但是网络设备需要在Msg4中广播撒盐序列s和擦除序列eK，由此带来了额外的空口资源开销。
鉴于此，本申请实施例提供一种随机接入方法及装置，不仅能够有效防止恶意用户之间隐蔽通信的现象，而且还可以有效节省空口资源的开销，从而保证合法用户的接入成功率。
可理解，本申请实施例提供的方法可以应用于如图1所示的***，下文所示的方法实施例中关于终端设备和网络设备的描述可以参考如图1所示的***，或者参考下文如图7至图9所示的通信装置。
图4是本申请实施例提供的一种随机接入方法的流程示意图。如图4所示，该方法包括：
401、终端设备向网络设备发送第一上行消息，该第一上行消息包括第一标识。对应的，网络设备接收该第一上行消息。
第一标识可以用于区分不同的终端设备，如第一标识可以是与终端设备相关的标识，或者第一标识可以是唯一的用户标识。示例性的，第一标识可以包括终端设备的MAC地址或身份标识(如设备指纹信息等)。例如，第一标识的比特长度可以为48个比特。可理解，本申请实施例对于第一标识的比特长度不作限定。可理解，由于第一上行消息中可以只包括第一标识，因此下文所示的第一标识与第一上行消息可以相互替换。
第一上行消息的具体类型可以根据随机接入流程确定。举例来说，当终端设备执行的随机接入流程是四步随机接入时，该第一上行消息可以包括Msg3。又举例来说，当终端设备执行的随机接入流程是两步随机接入时，第一上行消息可以包括消息A(messageA，MsgA)。在发起两步随机接入时，终端设备可以在第一步(如用MsgA表示)中发送导频和数据，然后在第二步(如用消息B(message，MsgB)表示)网络设备向终端设备发送随机接入响应。示例性的，当终端设备所要传输的数据的业务为高可靠低时延通信(ultra-reliableand low latency communications，URLLC)业务时，该终端设备可以发起两步随机接入，由此可以有效降低接入延时以及节省信令开销。可理解，在MsgA中的前导部分可以相当于四步随机接入中的Msg1部分，MsgA中的数据部分可以相当于四步随机接入中的Msg3部分，即MsgA中可以包括第一标识。
402、网络设备基于第一标识对第一标识进行处理，获得多个调制符号。
本申请实施例中的调制符号(modulation symbol)可以通过BPSK、QPSK或16QAM中的任一项调制方式调制得到。如调制符号可以理解为资源单元(resource，element，RE)上承载的数据。示例性的，对于BPSK来说，一个调制符号可以对应1个信息比特；对于QPSK来说，一个调制符号可以对应两个信息比特；对于16QAM来说，一个调制符号可以对应四个信息比特。关于网络设备获得多个调制符号的方法可以参考下文所示的实现方式一至实现方式三，这里先不详述。
可理解，由于随机接入过程中传输的信令大部分是控制信令，需要较高的可靠性，因此本申请实施例中的调制方式均是以低阶调制方式为例示出的。但是，不应将本申请实施例所示的调制方式理解为对本申请实施例的限定。例如，随着标准技术的发展，终端设备发起随机接入流程时，有其他因素(如可靠性之外的因素)需要考虑，从而需要使用高阶调制方式时，本申请实施例所示的方法仍然适用。
一般的，在如图1所示的随机接入方法中，网络设备在获得第一标识之后，是直接通过一定的调制方式对该第一标识进行调制，从而获得多个调制符号。同时，在对第一标识进行调制的过程中，网络设备使用的星座图始终只有一张星座图。
然而，本申请实施例中，网络设备在获得第一标识之后，还需要基于第一标识对该第一标识进行调制。示例性的，网络设备基于第一标识对该第一标识进行处理可以包括：网络设备基于第一标识确定信息比特与星座点之间的映射规则，然后基于该映射规则对第一标识进行调制，获得多个调制符号。也就是说，信息比特与星座点之间的映射规则不是一成不变的，而是需要根据第一标识变化的。即使是对于相同的信息比特，映射规则不同，相同的信息比特调制后的结果会不同。即本申请实施例所示的方法中，网络设备在调制过程中，对于一种调制方式也需要用到多张星座图。或者，本申请实施例所示的映射规则还可以理解为：该映射规则指的不是一张星座图中信息比特与星座点之间的映射规则，而是信息比特与多张星座图中的一种星座图中的星座点之间的映射规则。至于每个信息比特所对应的星座图是哪张星座图，则可以基于第一标识确定。
示例性的，网络设备基于第一标识对该第一标识进行处理可以包括：基于加密算法及第一标识对已知信息进行加密，获得第二标识，然后对第二标识进行调制，获得多个调制符号。也就是说，网络设备并不是直接对第一标识进行调制，而是先根据第一标识获得第二标识之后，对第二标识进行调制。通过本申请实施例所示的处理方法，可以有效避免恶意接收机在接收到Msg4之后，直接从该Msg4中获得Msg3的情况，防止了恶意用户之间的隐蔽通信现象。同时，由于避免了恶意用户之间的隐蔽通信，避免了网络设备下发的信令对合法用户来说是无效的情况，因此有效节省了信令开销。可理解，以上所示的网络设备获得多个调制符号的方法仅为示例，关于步骤402的具体说明可以参考下文所示的实现方式一至实现方式三，这里先不一一详述。
一般的，在如图3所示的随机接入方法中，网络设备在获得第一标识之后，还会根据该第一标识进行撒盐操作、擦除操作等，然后再进行调制。但是，在如图3所示的方法中，网络设备发送Msg4时，不仅仅包括调制符号，还会包括撒盐操作所用到的序列s，以及擦除操作所用到的序列eK，由此，增加了信令开销。
然而，本申请实施例中，网络设备发送第一下行消息时，该第一下行消息中不需要额外包括网络设备对第一标识进行处理的过程中所涉及到的序列或参数等。
由此，图4所示的随机接入方法，在不增加信令开销的基础上，有效避免了恶意用户之间的隐蔽通信现象，从而保证了合法用户的接入成功率。
403、网络设备向终端设备发送第一下行消息，该第一下行消息包括多个调制符号。对应的，终端设备接收该第一下行消息。
第一下行消息的具体类型可以根据随机接入流程确定。举例来说，当终端设备执行的随机接入流程是四步随机接入时，该第一下行消息可以包括Msg4。又举例来说，当终端设备执行的随机接入流程是两步随机接入时，第一下行消息可以包括MsgB。关于第一下行消息的说明可以参考上述步骤401中关于第一上行消息的描述，这里不再详述。
404、终端设备基于第一标识对多个调制符号进行处理，获得处理后的标识，根据处理后的标识确定是否随机接入成功。
网络设备可以接收到来自多个终端设备的第一上行消息，从而对第一上行消息进行解码。接着，网络设备可以基于成功解码的第一上行消息中的第一标识进行处理，获得多个调制符号。因此，在终端设备接收到该多个调制符号之后，对该多个调制符号进行处理，获得处理后的标识，然后基于处理后的标识确定该终端设备是否随机接入成功。
终端设备可以使用与网络设备对应的方法进行处理(即对应步骤402所示的处理方法)。示例性的，终端设备基于第一标识对多个调制符号进行处理包括：终端设备基于第一标识确定信息比特与星座点之间的映射规则；然后基于该映射规则对多个调制符号进行解调，获得处理后的标识。如果处理后的标识与第一标识相同，则该终端设备可以确定自己随机接入成功；如果处理后的标识与第一标识不同，则该终端设备确定自己随机接入失败。然后，该终端设备可以重新发起随机接入。可理解，终端设备在解调的过程中，需要用到多张星座图。即终端设备在解调时，需要根据映射规则决定每个调制符号解调时所对应的星座图。
示例性的，终端设备基于第一标识对多个调制符号进行处理包括：对多个调制符号进行解调，获得解调后的标识。终端设备在获取解调后的标识之后，可以有如下两种方法来确定该终端设备是否随机接入成功。第一种，终端设备基于加密算法和第一标识对已知信息进行加密，获得第二标识，如果第二标识与解调后的标识相同，则说明该终端设备随机接入成功；如果第二标识与解调后的标识不同，则说明该终端设备随机接入失败。第二种，终端设备基于加密算法和第一标识对解调后的标识进行解密，获得解密后的标识，如果解密后的标识与已知信息相同，则说明该终端设备随机接入成功；如果解密后的标识与已知信息不同，则说明该终端设备随机接入失败。
可理解，以上所示的终端设备对多个调制符号进行处理的方法仅为示例，关于步骤404的具体说明还可以参考下文所示的实现方式一至实现方式三，这里先不一一详述。
本申请实施例中，网络设备不是直接对第一标识进行调制的，而是根据第一标识对第一标识进行处理，得到多个调制符号，即该多个调制符号与直接对第一标识进行调制得到的调制符号不同。对应的，终端设备在获取到该多个调制符号之后，如果直接对该多个调制符号进行解调，则无法获得第一下行消息中所传输的内容，而是需要结合第一标识对该多个调制符号进行处理才能获得第一下行消息中所传输的内容。从而，恶意接收机即使是获取到了第一下行消息，但是由于无法获知第一标识以及处理方式，因此该恶意接收机无法成功解码该第一下行消息。进而，有效避免了恶意用户之间的隐蔽通信的现象，有效保证了合法用户的接入成功率。
以下详细说明图4所示的方法中网络设备获得多个调制符号的方式，以及终端设备解调该多个调制符号的方式。
实现方式一、
网络设备基于第一标识确定信息比特与星座点之间的映射规则，以及基于该映射规则对第一标识进行调制，获得多个调制符号。对应的，终端设备在获得该多个调制符号之后，基于第一标识确定信息比特与星座点之间的映射规则，以及基于该映射规则对多个调制符号进行解调。本申请实施例中，即使是对于同一种调制方式，信息比特与星座点之间的映射规则不是由一张星座图确定的，而是需要多张星座图确定的。示例性的，对于相同的信息比特，根据第一标识确定的映射规则不同，相同的信息比特调制后的符号也会有所不同。
在一种可能的实现方式中，映射规则＝f1(f2(im，im+1，...，in)，s)，其中，f2(im，im+1，...，in)表示第一标识中与第im到in个信息比特有关的函数，m与n的取值由调制方式确定，s表示第一标识中第im到in个信息比特，f1表示与f2(im，im+1，...，in)和s有关的函数。例如，调制方式为BPSK，则n＝m+0，即f2(im，im+1，...，in)表示第一标识中与第im个信息比特有关的函数。又例如，调制方式为QPSK，则n＝m+1，即f2(im，im+1，...，in)表示第一标识中与第im个和第im+1个信息比特有关的函数。又例如，调制方式为16QAM，则n＝m+3，即f2(im，im+1，...，in)表示第一标识中与第im个至第im+3个信息比特有关的函数。
在另一种可能的实现方式中，基于第一标识确定信息比特与星座点之间的映射规则可以包括：基于第一标识确定控制比特，基于不同控制比特与不同映射规则之间的对应关系确定上述映射规则。也就是说，当控制比特发生改变时，映射规则也会发生改变。即使是对于相同的信息比特，如果基于第一标识确定的控制比特不同，则信息比特与星座点之间的映射规则也会不同。又或者，可以理解为：如果基于第一标识确定的控制比特不同，则星座图格式不同，即信息比特与星座点之间的映射规则随着星座图格式的不同而不同。
以下举例说明控制比特(用k表示)与映射规则之间的关系。关于控制比特的确定方法可以参考下文所示的方式一至方式三。
作为一个示例，假设网络设备采用BPSK调制，则每个调制符号可以对应1个信息比特，第一标识中信息比特(用s表示)的映射规则可以如图5a或表1所示。若控制比特为0，则信息比特为0时的星座点为(-1，0)，若信息比特为1时的星座点为(1，0)；若控制比特为1，则信息比特为0时的星座点为(1，0)，信息比特为1时的星座点为(-1，0)。对应的，终端设备采用BPSK解调时的方式参考表1。
表1
k的取值 s＝0时的星座点 s＝1时的星座点
0 (-1，0) (1，0)
1 (1，0) (-1，0)
举例来说，基于第一标识确定的控制比特为0100……(省略号省略的内容为其余控制比特)，第一标识为1101……(省略号省略的是其余信息比特)。示例性的，一个控制比特依次控制一个信息比特时，如第一个控制比特控制第一个信息比特时，由于第一个控制比特为0，第一个信息比特为1，则第一个信息比特调制后的符号为(1，0)；由于第二个控制比特为1，第二个信息比特为1，则第二个信息比特调制后的符号为(-1，0)；由于第三个控制比特为0，第三个信息比特为0，则第三个信息比特调制后的符号为(-1，0)；由于第四个控制比特为0，第四个信息比特为1，则第四个信息比特调制后的符号为(1，0)。从中可以看出，即使第一个信息比特与第二个信息比特均为1，但是，由于控制比特不同，因此调制后的符号不同。
假设网络设备采用BPSK调制，则第一标识中信息比特的映射规则可以如表2所示。如表2所示，若控制比特为0，则信息比特为0时的星座点为(1，0)，若信息比特为1时的星座点为(-1，0)；若控制比特为1，则信息比特为0时的星座点为(-1，0)，信息比特为1时的星座点为(1，0)。对应的，终端设备采用BPSK解调时的方式参考表2。关于表2的说明可以参考关于表1的描述，这里不再一一详述。
表2
k的取值 s＝0时的星座点 s＝1时的星座点
0 (1，0) (-1，0)
1 (-1，0) (1，0)
作为另一个示例，假设网络设备采用QPSK调制，则第一标识中信息比特的映射规则可以如图5b或图5c所示。可理解，图5b和图5c仅为一种示例。当采用QPSK调制时，每个调制符号可以对应2个信息比特。
可选的，如图5b或表3所示，若控制比特为00，则信息比特为00时的星座点为信息比特为01时的星座点为/>信息比特为10时的星座点为/>信息比特为11时的星座点为/>若控制比特为01，则信息比特为00时的星座点为/>信息比特为01时的星座点为/>信息比特为10时的星座点为/>信息比特为11时的星座点为/>若控制比特为10，则信息比特为00时的星座点为(1,1)，信息比特为01时的星座点为(-1,1)，信息比特为10时的星座点为(1,-1)，信息比特为11时的星座点为(-1,-1)。若控制比特为11，则信息比特为00时的星座点为(-1,-1)，信息比特为01时的星座点为(1,-1)，信息比特为10时的星座点为(-1,1)，信息比特为11时的星座点为(1,1)。
表3
举例来说，基于第一标识确定的控制比特为01 00 10 11……(省略号省略的内容为其余控制比特)，第一标识为11 01 11 01……(省略号省略的是其余信息比特)。示例性的，在两个控制比特依次控制两个信息比特的情况下，如控制比特01控制信息比特11时，该信息比特11调制后的符号为(如可以称为第一个调制符号)，以此类推，信息比特01调制后的符号为/>(如可以称为第二个调制符号)，信息比特11调制后的符号为(-1,-1)(如可以称为第三个调制符号)，信息比特01调制后的符号为(1,-1)(如可以称为第四个调制符号)。
可理解，以上所示的不同控制比特与不同映射规则之间的对应关系仅为示例。例如，第一行所示的信息比特与星座点之间的关系可以由控制比特为01确定；第二行所示的信息比特与星座点之间的关系可以由控制比特10确定；第三行所示的信息比特与星座点之间的关系可以由控制比特11确定；第四行所示的信息比特与星座点之间的关系可以由控制比特00确定。这里不再一一列举不同控制比特与不同映射规则之间的对应关系。但凡控制比特改变时，信息比特与星座点之间的关系也随着改变(如任一个信息比特与星座点之间的关系改变，或者，两个信息比特与星座点之间的关系改变等)，均属于本申请的保护范围之内。
可选的，如图5c或表4所示，若控制比特为00，则信息比特为00时的星座点为(1,1)，信息比特为01时的星座点为(-1,1)，信息比特为10时的星座点为(1,-1)，信息比特为11时的星座点为(-1,-1)。若控制比特为01，则信息比特为00时的星座点为(-1,1)，信息比特为01时的星座点为(-1,-1)，信息比特为10时的星座点为(1,1)，信息比特为11时的星座点为(1,-1)。若控制比特为10，则信息比特为00时的星座点为(-1,-1)，信息比特为01时的星座点为(1,-1)，信息比特为10时的星座点为(-1,1)，信息比特为11时的星座点为(1,1)。若控制比特为11，则信息比特为00时的星座点为(1,-1)，信息比特为01时的星座点为(1,1)，信息比特为10时的星座点为(-1,-1)，信息比特为11时的星座点为(-1,1)。
表4
k的取值 s＝00时的星座点 s＝01时的星座点 s＝10时的星座点 s＝11时的星座点
00 (1,1) (-1,1) (1,-1) (-1,-1)
01 (-1,1) (-1,-1) (1,1) (1,-1)
10 (-1,-1) (1,-1) (-1,1) (1,1)
11 (1,-1) (1,1) (-1,-1) (-1,1)
基于表1至表4所示的映射规则，当控制比特不同时，即使是对于同一种信息比特，该信息比特所对应的星座点也完全不同。从而，即使是恶意接收机随机盲猜控制比特，盲解调第一下行消息，也无法解调正确多个调制符号(即通过表1至表4所述的映射规则可以增加恶意接收机盲解的复杂度)。也就是说，本申请实施例所示的控制比特与映射规则之间的对应关系，能够有效地对恶意接收机进行混淆，使得该恶意接收机在随机猜测的情况下，也无法解调正确。
可选的，如图5d或表5所示，若控制比特为00，则信息比特为00时的星座点为信息比特为01时的星座点为/>信息比特为10时的星座点为/>信息比特为11时的星座点为/>若控制比特为01，则信息比特为00时的星座点为/>信息比特为01时的星座点为/>信息比特为10时的星座点为/>信息比特为11时的星座点为/>若控制比特为10，则信息比特为00时的星座点为/>信息比特为01时的星座点为/>信息比特为10时的星座点为/>信息比特为11时的星座点为/>若控制比特为11，则信息比特为00时的星座点为/>信息比特为01时的星座点为信息比特为10时的星座点为/>信息比特为11时的星座点为/>
表5
需要说明的是，本申请实施例所示的控制比特包括00、01、10和11，不同控制比特所对应的映射规则不同，例如，可以是星座图不同(如表3)；或者，即使不同控制比特对应同一星座图，但是控制比特不同，星座图中的信息比特所对应的星座点不同(如表4或表5)。因此以上表3至表5所示的映射规则仅为示例，映射规则还可以有更多的方式，本申请实施例不作一一列举。
作为又一个示例，假设网络设备采用16QAM调制，则第一标识中信息比特的映射规则可以如表6所示。可理解，图5e仅为示例一种。当采用16QAM调制时，每个调制符号可以对应4个信息比特。
表6
可理解，表6是将控制比特划分为前两个比特和后两个比特为例示出的，不应将表6所示的映射规则理解为对本申请实施例的限定。
为了更好地说明上表所给出的规则的含义，下面给出一个例子。考虑控制比特k～k+3为0000的情况，根据表6，信息比特k～k+3到星座图上的点的映射规则如图5e所示。示例性的，图5e中从左到右的星座点的横坐标为-3、-1、1、3；图5e中从上到下的星座点的纵坐标为3、1、-1、-3。举例来说，控制比特为0000，信息比特0000的星座点为(-3,3)，信息比特0101的星座点为(-1,1)，信息比特1111的星座点为(1,-1)，信息比特1010的星座点为(3,-3)，信息比特0001的星座点为(-3,1)。可理解，当控制比特为0000时，对于信息比特与星座点之间的映射规则，这里不再一一列举。又举例来说，控制比特为0001，信息比特0011的星座点为(-3,3)，信息比特0110的星座点为(-1,1)，信息比特1100的星座点为(1,-1)，信息比特1001的星座点为(3,-3)，这里不再一一列举。
可理解，表6所示的映射规则只是一种举例，实际应用时的映射规则可以有更多的方式，这里不再一一列举。
示例性的，映射规则可以满足如下条件：第一，信息比特到星座点的映射可以服从格雷映射(即星座图上相邻两点之间有1比特的差距)，从而不影响合法UE的解码性能；第二，在未知控制比特组合条件下，随机猜测星座图，导致的平均误码率为1/2，从而最大限度地恶化恶意接收机的解码性能。当然，本申请实施例所示的格雷映射仅为示例，映射规则还可以不服从格雷映射。当映射规则不服从格雷规则时，映射规则的自由度更高，且映射规则更灵活。且星座图也可以不按照图5a～图5e中所示的规则的映射方式，只需协议规定或者收发两端约定即可。在此不再赘述。
本申请实施例所示的控制比特的比特长度可以与第一标识的比特长度相同，从而使得控制比特与信息比特之间一一对应。例如，对于BPSK来说，信息比特i映射规则，可以由控制比特i确定。对于QPSK来说，信息比特i和i+1的映射规则可以由控制比特i和i+1确定。可选的，控制比特的长度还可以小于第一标识的比特长度。例如，第一标识的比特长度为48个比特，控制比特的长度可以是24比特。由此，控制比特可以依次控制第一标识中的前24个比特，以及控制第一标识中的后24个比特；或者，控制比特中的每一位可以连续控制第一标识中的两个比特，本申请实施例对于具体的控制方式不作限定。可选的，控制比特的长度可以是12比特或20个比特等，这里不再一一列举。可理解，控制比特的长度还可以大于第一标识的比特长度。示例性的，网络设备也可以利用控制比特控制第一下行消息中所包括的其他信息的映射规则。例如，第一下行消息中还可以包括用于指示混合自动重传(hybridautomatic repeat request，HARQ)的时频资源的信息，该网络设备还可以利用控制比特对用于指示HARQ的时频资源的信息进行调制。网络设备对用于指示HARQ的时频资源的信息进行调制的方法，以及终端设备对该用于指示HARQ的时频资源的信息进行解调的方法可以参考本申请实施例中关于第一标识的描述，这里不再一一详述。
本申请实施例中，对于控制比特的确定方法可以有如下两种方式：
可理解，下文所示的控制比特的确定方式对于网络设备和终端设备均适用。
方式1、基于第一标识以及随机数生成算法确定控制比特。
示例性的，第一标识可以作为随机种子，随机数生成算法可以包括线性同余法、梅森旋转算法等。
方式2、基于第一标识以及哈希函数确定控制比特。
作为一种示例，网络设备可以将其解码获得的第一上行消息中所包括的第一标识输入到哈希函数，并将输出作为控制比特。网络设备可以将哈希函数所输出的全部比特作为控制比特，或者，网络设备可以对哈希函数的输出进行截取，保留与第一标识相同的比特长度，从而作为控制比特。举例来说，如图5g所示，哈希函数可以是第三代安全哈希算法(secure hash algorithm 3，SHA-3)，第一标识为48比特(图5g是以Msg3为例示出的)，则网络设备可以截取SHA-3输出的前48比特(仅为示例)，将截取出的48比特作为控制比特。从而，基于不同的控制比特与不同的映射规则之间的对应关系，确定映射规则，如表1至表6，这里不再一一详述。对应的，终端设备在接收到第一下行消息之后，基于自身在第一上行消息发送的第一标识，使用上述方法生成同样的48比特的控制比特。然后，根据控制比特来确定映射规则，根据该映射规则对第一下行消息进行解调，将解调得到的48比特与自身在第一上行消息发送的第一标识进行比较，如果一致则说明随机接入成功，否则说明未随机接入成功。
本申请实施例中，通过将第一标识输入到哈希函数就可以得到控制比特，从而实现简单，且安全性较高。
作为另一种示例，基于第一部分标识以及哈希函数确定控制比特，该第一部分标识为第一标识的部分标识。也就是说，可以将第一标识的部分标识输入到哈希函数，从而获得控制比特。可理解，本申请实施例对于该第一部分标识的具体比特长度不作限定。示例性的，该第一部分标识可以为第一标识的长度的一半，或者，该第一部分标识的长度可以基于第一标识中未公开的信息确定等，这里不再一一列举。示例性的，第一标识为48比特，第一部分标识可以是该第一标识的前40个比特。举例来说，当第一标识中的后8个比特是公开的信息时，通过第一部分标识确定控制比特。
作为又一种示例，基于第一部分标识和第二部分标识异或的结果以及哈希函数确定控制比特，第一部分标识和第二部分标识分别为第一标识的部分标识。示例性的，第一标识可以分为等长的两部分标识，即第一部分标识和第二部分标识。通过这种方式划分第一标识，从而确定控制比特，综合考虑安全性和复杂性的基础上，有效提高了安全性高。当然，第一部分标识的比特长度和第二部分标识的比特长度也可以不等长，本申请实施例对此不作限定。
举例来说，如图5f所示，网络设备可以把第一标识的48比特分为等长的两个部分，记为s1和s2；然后将s1和s2按位进行异或，得到长度为24比特的s12；接着，将s12输入哈希函数(如图5f所示的SHA-3)，并且对哈希函数的输出进行截取，保留24比特，作为控制比特。可理解，这里所示的24比特仅为示例，不应将其理解为对本申请实施例的限定。
从而，网络设备基于不同的控制比特与不同的映射规则之间的对应关系，确定映射规则，如表1至表6，这里不再一一详述。然后，广播第一下行消息。对应的，终端设备在接收到第一下行消息之后，基于自身在第一上行消息发送的第一标识，使用上述方法生成同样的24比特的控制比特。然后，根据控制比特来确定映射规则，根据该映射规则对第一下行消息进行解调，将解调得到的48比特与自身在第一上行消息发送的第一标识进行比较，如果一致则说明随机接入成功，否则说明未随机接入成功。
对于本申请实施例所示的实现方式一来说，网络设备解码出第一标识后，可以利用该第一标识生成控制比特，根据控制比特确定第一标识中各个信息比特与星座点之间的映射规则，从而获得多个调制符号。网络设备将受控的多个调制符号在第一下行消息中广播，即使是恶意接收机接收到该第一下行消息也无法解调出第一标识，避免了恶意用户之间的隐蔽通信，保证了合法用户的接入成功率。同时，本申请实施例所示的方法，没有增加额外的空口开销。
实现方式二、
基于加密算法和第一标识对已知信息进行加密，获得第二标识，基于该第二标识进行调制，获得多个调制符号。
该已知信息可以由协议定义，或者由网络设备确定。示例性的，该已知信息可以是公开序列，例如全1的序列。该已知信息的比特长度可以与第一标识的比特长度相同，从而在保证第一标识安全性的基础上，还能够简化处理的复杂度。当然，已知信息的比特长度可以大于或小于第一标识的比特长度。加密算法可以包括对称加密算法，如密钥长度为128位的高级加密标准(advanced encryption standard，AES)(如可以称为AES-128)或祖冲之算法集(如可以用ZUC表示)等。可理解，在已知信息的比特长度小于第一标识的比特长度时，可以通过对已知信息补齐，以使得补齐后的信息的比特长度大于或等于第一标识的比特长度。
举例来说，网络设备在接收到第一上行消息之后对其进行解码，然后将第一标识作为秘钥，利用加密算法加密公开序列(例如全1序列)。加密完成后可以对加密序列进行截断，保留48个比特(当第一标识的比特长度为48比特时)。从而，对保留的48个比特进行调制，获得多个调制符号。可选的，在对保留的48个比特进行调制时，信息比特与星座点之间的映射规则可以基于一张星座图确定，即可以直接对该48个比特进行调制。由于第一标识已经作为秘钥，对明文进行加密，安全性已经得到保障，因此通过直接调制的方式更加高效，且复杂度低。可理解，当将第一标识作为秘钥时，为满足特定加密算法的要求，可以在第一标识之后补若干比特。例如，AES-128所用到的序列长度为128个比特，如果第一标识的比特长度为48个比特，则可以在该第一标识后补80个比特的伪随机数，从而构成128个比特的秘钥，对公开序列进行加密。此时得到的加密序列的长度也是128个比特，因此可以将其截断，保留前48个比特。可理解，本申请实施例所示的伪随机数可以是用确定性的算法计算出来的随机数序列。伪随机数并不真正意义上的随机数，但是具有类似于随机数的统计特征，如均匀性、独立性等。在计算伪随机数时，若使用的初值(也可以称为种子)不变，那么伪随机数的数序也不变。这里所示的伪随机数的介绍仅为示例，本申请实施例对此不作限定。
对应的，终端设备接收到第一下行消息后，首先利用自身在第一上行消息中发送的第一标识和80个比特的伪随机数生成本地秘钥(key)。然后利用该秘钥和加密算法(如AES-128)对公开序列进行加密，加密后截断至48个比特，并将截断后得到的比特序列与第一下行消息中解调后的标识进行对比，若一致则说明随机成功接入，否则说明未成功接入。
需要说明的是，本申请实施例所示的公开序列即使对所有用户(包括恶意接收机)都是已知的，但是本申请实施例所示的方法，由于是用第一上行消息作为密钥来加密公开序列得到密文，因此对于恶意接收机说，即使该恶意接收机拿到了密文，同时知道明文(也就是公开序列)，但是该恶意接收机也无法根据密文和明文是无法反推密钥。
对于本申请实施例所示的实现方式二来说，网络设备解码出第一标识后，不直接广播该第一标识，而是将第一标识作为密钥来加密公开序列，从而发送加密后的序列，实质是将第一上行消息本身作为密钥。实现方式二所示的方法，在不改变物理层的信号处理过程的基础上，有效避免了恶意用户的隐蔽通信。
实现方式三、
基于第一标识以及哈希函数确定第三标识，基于第三标识进行调制，获得多个调制符号。
示例性的，网络设备可以将第一标识输入SHA-3，并对输出的序列进行截断，保留前48比特作为第三标识。然后对该第三标识进行调制，获得多个调制符号。可选的，在对第三标识进行调制时，信息比特与星座点之间的映射规则可以基于一张星座图确定，即可以直接对该48个比特进行调制。由于第一标识已经经过哈希函数处理，安全性已经得到保障，因此通过直接调制的方式更加高效，且复杂度低。
对应的，终端设备在接收到第一下行消息之后，可以对第三标识进行解调，获得解调后的标识；以及将其自身在第一上行消息中发送的第一标识输入哈希函数，对输出的序列截断，保留前48个比特。然后，将保留的前48个比特与解调后的标识比较，若一致则说明随机接入成功，否则说明未接入成功。
对于本申请实施例所示的实现方式三来说，在避免恶意用户之间的隐蔽通信的基础上，进一步简化对第一标识的处理，复杂度低，且未增加空口开销。
以上所示的三种实现方式详细说明了本申请实施例中网络设备获得多个调制符号的方式，以及终端设备解调该多个调制方式。下文将以四步随机接入为例，说明本申请实施例提供的随机接入方法。图6是本申请实施例提供的一种四步随机接入方法的流程示意图，如图6所示，该方法包括：
601、UE通过在预设的时频资源上向基站发送Msg1，该Msg1包括导频(也可以称为前导码或随机接入前导码(random access preamble))。对应的，基站接收Msg1。
该Msg1的作用可以是通知基站有一个随机接入请求，并使得基站能够基于该Msg1估算该基站与UE之间的传输时延，该传输时延可以用于校准上行定时(uplink timing)。
602、基站向UE发送Msg2(也可以称为随机接入响应)，该Msg2包括导频ID(也可以称为前导码的序列编号等)、TA指令、Msg3的时频资源以及其他配置信息(如无线网络临时标识等)。对应的，UE接收Msg2。
可理解，TA指令包括基站根据传输时延得到的校准信息，本申请实施例对于Msg2中所包括的具体信息不作限定。
603、UE向基站发送Msg3，该Msg3中包括第一标识(如48比特的MAC地址)。对应的，基站接收该Msg3。
可理解，当UE接收到Msg2时，如果Msg2中所包括的导频ID指示的导频与该UE在Msg1中发送的导频相同，则该UE可以认为Msg2是针对该UE的响应。从而，该UE根据Msg2中所指示的上行资源(即Msg3的时频资源)上发送Msg3。
604、基站广播Msg4，该Msg4包括多个调制符号。对应的，UE接收该Msg4。
关于多个调制符号的调制过程，以及该多个调制符号的解调过程，可以参考如图4所示的步骤402，以及如上文所示的实现方式一至实现方式三，这里不再一一赘述。
以下根据UE的身份以及冲突分解的结果进行说明：
1)若UE为合法用户，且未与其他UE产生冲突，或者在冲突分解中胜出，则该UE发送的Msg3即为基站成功解出的Msg3。那么，该UE能够知道基站确定控制比特的方式以及映射规则，因此该UE解出的Msg4和自身此前产生的Msg3一致(指的是UE可以解调出Msg4中与Msg3对应的那一部分比特(比如说，Msg4共包括100比特，前48比特是基站成功解出的Msg3的48比特，后面的52比特可能是其他的信息。由此，UE可以判断其解调出来的Msg4中的前48比特是不是与自身此前产生的Msg3一致))，则该UE知道自己被允许接入。或者，该UE能够知道基站采用的加密秘钥，因此该UE对公开序列进行加密并截断之后得到的序列与Msg4完全一致，则该UE知道自己被允许接入。或者，该UE将自身此前生成的Msg3通过哈希函数并截断之后得到的序列与Msg4完全一致，则该UE知道自己被允许接入。
2)若UE为合法用户，但是未在冲突分解中胜出，则该用户发送的Msg3不是基站成功解出的Msg3。那么，该UE根据自身此前产生的Msg3得到的控制比特以及映射规则与基站所采用的不一致，因此解码得到的Msg4与自身此前产生的Msg3不一致，根据解码结果，该UE知道自己未被允许接入。或者，该UE无法得知基站所使用的秘钥，因此该UE对公开序列进行加密并截断之后得到的序列与Msg4不一致，该UE知道自己未被允许接入。或者，该UE将自身此前生成的Msg3通过哈希函数并截断之后得到的序列与Msg4不一致，该UE知道自己未被允许接入。
3)若UE为恶意接收机，且恶意发射机未与其他UE冲突，或者在冲突分解中胜出，由于恶意接收机未知Msg3，因此恶意接收机无法得知基站确定控制比特的方式以及映射规则式，从而无法解码Msg4。或者，恶意接收机无法得知基站所使用的秘钥，根据对称加密算法的原理，恶意接收机无法通过密文(Msg4)和明文(前述公开序列)推断出秘钥，从而无法实现隐蔽通信。或者，根据哈希函数以及截断操作的不可逆性，恶意接收机无法通过Msg4推断出Msg3，从而无法实现隐蔽通信。
4)若UE为恶意接收机，且恶意发射机在冲突分解中未胜出，则恶意接收机无论如何解码都无法获得恶意发射机发送的Msg3。
综合以上四种情况可知，本申请实施例提供的方法有效保证了合法用户接入成功率无影响，并且实现了安全接入机制，避免了隐蔽通信的现象。此外，在申请实施例中，基站广播的Msg4中的多个调制符号对应的比特长度仍为48比特，与48比特的MAC地址一致，没有增加额外的空口开销。
本申请提供的随机接入方法，相比于图1所示的随机接入方法，能够提供更安全的随机接入机制，避免随机接入空口资源被恶意用户利用来实现隐蔽通信，保障了合法用户的随机接入性能。同时，本申请提供的随机接入方法无须增加空口资源开销，对合法用户的接入成功率等性能无影响，且实现较简单，能够与4G或5G***中的随机接入协议保持兼容。
以下将介绍本申请实施例提供的通信装置。
本申请根据上述方法实施例对通信装置进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。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。需要说明的是，本申请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。下面将结合图7至图9详细描述本申请实施例的通信装置。
图7是本申请实施例提供的一种通信装置的结构示意图，如图7所示，该通信装置包括处理单元701和收发单元702。
在本申请的一些实施例中，该通信装置可以用于上文示出的终端设备执行的步骤或功能等。示例性的，该通信装置可以是终端设备或芯片，该芯片可以设置于终端设备中。
收发单元702，用于输出第一上行消息，该第一上行消息包括第一标识；
收发单元702，还用于输入第一下行消息，该第一下行消息包括多个调制符号；
处理单元701，用于基于第一标识对多个调制符号进行处理，获得处理后的标识。
示例性的，收发单元702，用于输出第一上行消息可以包括：收发单元702，用于向网络设备发送该第一上行消息；或者，处理单元701在获得第一上行消息之后，通过该收发单元702输出至收发器等，本申请实施例对于收发单元的具体实现方式不作限定。
示例性的，收发单元702，用于输入第一下行消息可以包括；收发单元702，用于接收来自网络设备的第一下行消息；或者，通过天线获取到第一下行消息之后，该第一下行消息通过收发单元702输入至处理单元701等，本申请实施例对于收发单元的具体实现方式不作限定。
在一种可能的实现方式中，处理单元701，具体用于基于第一标识确定信息比特与星座点之间的映射规则；以及基于映射规则对多个调制符号进行解调。
在一种可能的实现方式中，处理单元701，具体用于基于第一标识确定控制比特，基于不同的控制比特与不同的映射规则之间的对应关系确定映射规则。
在一种可能的实现方式中，处理单元701，具体用于基于第一标识以及随机数生成算法确定控制比特；或者，基于第一标识以及哈希函数确定控制比特。
在一种可能的实现方式中，处理单元701，具体用于基于第一部分标识和第二部分标识异或的结果以及哈希函数确定控制比特，第一部分标识和第二部分标识分别为第一标识的部分标识。
在一种可能的实现方式中，处理单元701，还用于在解调后的标识与第一标识相同的情况下，确定通信装置随机接入成功。
在一种可能的实现方式中，处理单元701，具体用于对多个调制符号进行解调，获得解调后的标识；以及基于加密算法和第一标识对已知信息进行加密，获得第二标识，已知信息由协议定义，或者由网络设备确定。
在一种可能的实现方式中，处理单元701，还用于在第二标识与解调后的标识相同的情况下，确定通信装置随机接入成功。
可理解，本申请实施例示出的收发单元和处理单元的具体说明仅为示例，对于收发单元和处理单元的具体功能或执行的步骤等，可以参考上述方法实施例(如包括图4、图5a至图5g以及图6等)，这里不再详述。
复用图7，在本申请的另一些实施例中，该通信装置可以用于执行上文方法实施例中由网络设备执行的步骤或功能等。示例性的，该通信装置可以是网络设备或芯片，该芯片可以设置于网络设备中。
收发单元702，用于输入第一上行消息，该第一上行消息包括第一标识；
处理单元701，用于基于第一标识确定信息比特与星座点之间的映射规则，基于映射规则对第一标识进行调制，获得多个调制符号；
收发单元702，还用于输出第一下行消息，该第一下行消息包括多个调制符号。
示例性的，收发单元702，用于输入第一上行消息可以包括：收发单元702，用于接收来自终端设备的该第一上行消息；或者，通过天线获取到第一上行消息之后，该第一上行消息通过收发单元702输入至处理单元701等，本申请实施例对于收发单元的具体实现方式不作限定。
示例性的，收发单元702，用于输出第一下行消息可以包括；收发单元702，用于向终端设备发送第一下行消息；或者，处理单元701在获得第一下行消息之后，该第一下行消息通过收发单元702输出至收发器等，本申请实施例对于收发单元的具体实现方式不作限定。
在一种可能的实现方式中，处理单元701，具体用于基于第一标识确定控制比特，基于不同的控制比特与不同的映射规则之间的对应关系，确定映射规则。
在一种可能的实现方式中，处理单元701，具体用于基于第一标识以及随机数生成算法确定控制比特；或者，基于第一标识以及哈希函数确定控制比特。
在一种可能的实现方式中，处理单元701，具体用于基于第一部分标识和第二部分标识异或的结果以及哈希函数确定控制比特，第一部分标识和第二部分标识分别为第一标识的部分标识。
在本申请的又一些实施例中，收发单元702，用于输入第一上行消息，该第一上行消息包括第一标识；
处理单元701，用于基于加密算法以及第一标识对已知信息进行加密，获得第二标识，并对第二标识进行调制，获得多个调制符号，已知信息由协议定义，或者，已知信息由网络设备确定；
收发单元702，还用于输出第一下行消息，第一下行消息包括多个调制符号。
可理解，本申请实施例示出的收发单元和处理单元的具体说明仅为示例，对于收发单元和处理单元的具体功能或执行的步骤等，可以参考上述方法实施例(如包括图4、图5a至图5g以及图6等)，这里不再详述。
可理解，对于上述实施例来说，关于第一上行消息、第一下行消息、第一标识、映射规则、控制比特、第二标识、多个调制符号等的说明可以参考上文，这里不再一一详述。
以上介绍了本申请实施例的通信装置，以下介绍所述通信装置可能的产品形态。应理解，但凡具备上述图7所述的通信装置的功能的任何形态的产品，都落入本申请实施例的保护范围。还应理解，以下介绍仅为举例，不限制本申请实施例的通信装置的产品形态仅限于此。
在一种可能的实现方式中，图7所示的通信装置中，处理单元701可以是一个或多个处理器，收发单元702可以是收发器，或者收发单元702还可以是发送单元和接收单元，发送单元可以是发送器，接收单元可以是接收器，该发送单元和接收单元集成于一个器件，例如收发器。本申请实施例中，处理器和收发器可以被耦合等，对于处理器和收发器的连接方式，本申请实施例不作限定。
如图8所示，该通信装置80包括一个或多个处理器820和收发器810。
示例性的，当该通信装置用于执行上述终端设备执行的步骤或方法或功能时，收发器810，用于向网络设备发送第一上行消息，以及接收来自该网络设备的第一下行消息；处理器820，用于基于第一标识对多个调制符号进行处理，获得处理后的标识。
示例性的，当该通信装置用于执行上述网络设备执行的步骤或方法或功能时，收发器810，用于接收来自终端设备的第一上行消息；处理器820，用于基于第一标识确定信息比特与星座点之间的映射规则，基于映射规则对第一标识进行调制，获得多个调制符号；收发器810，还用于向终端设备发送第一下行消息。
可理解，本申请实施例中，关于第一上行消息、第一下行消息、第一标识、映射规则、控制比特、第二标识、多个调制符号等的说明可以参考上文，这里不再一一详述。
可理解，对于处理器和收发器的具体说明还可以参考图7所示的处理单元和收发单元的介绍，这里不再赘述。
在图8所示的通信装置的各个实现方式中，收发器可以包括接收机和发射机，该接收机用于执行接收的功能(或操作)，该发射机用于执行发射的功能(或操作)。以及收发器用于通过传输介质和其他设备/装置进行通信。
可选的，通信装置80还可以包括一个或多个存储器830，用于存储程序指令和/或数据(如本申请实施例所示的配置列表等)。存储器830和处理器820耦合。本申请实施例中的耦合是装置、单元或模块之间的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式，用于装置、单元或模块之间的信息交互。处理器820可能和存储器830协同操作。处理器820可可以执行存储器830中存储的程序指令。可选的，上述一个或多个存储器中的至少一个可以集成于处理器中。
本申请实施例中不限定上述收发器810、处理器820以及存储器830之间的具体连接介质。本申请实施例在图8中以存储器830、处理器820以及收发器810之间通过总线840连接，总线在图8中以粗线表示，其它部件之间的连接方式，仅是进行示意性说明，并不引以为限。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图8中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
在本申请实施例中，处理器可以是通用处理器、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、分立硬件组件等，可以实现或者执行本申请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。结合本申请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等。
本申请实施例中，存储器可包括但不限于硬盘(hard disk drive，HDD)或固态硬盘(solid-state drive，SSD)等非易失性存储器，随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable ROM，EPROM)、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)或便携式只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)等等。存储器是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的程序代码，并能够由计算机(如本申请示出的通信装置等)读和/或写的任何存储介质，但不限于此。本申请实施例中的存储器还可以是电路或者其它任意能够实现存储功能的装置，用于存储程序指令和/或数据。
示例性的，当通信装置用于实现终端设备执行的步骤或功能时，处理器820可以主要用于对通信协议以及通信数据进行处理，以及对整个通信装置进行控制，执行软件程序，处理软件程序的数据。存储器830主要用于存储软件程序和数据。收发器810可以包括控制电路和天线，控制电路主要用于基带信号与射频信号的转换以及对射频信号的处理。天线主要用于收发电磁波形式的射频信号。输入输出装置，例如触摸屏、显示屏，键盘等主要用于接收用户输入的数据以及对用户输出数据。当通信装置开机后，处理器820可以读取存储器830中的软件程序，解释并执行软件程序的指令，处理软件程序的数据。当需要通过无线发送数据时，处理器820对待发送的数据进行基带处理后，输出基带信号至射频电路，射频电路将基带信号进行射频处理后将射频信号通过天线以电磁波的形式向外发送。当有数据发送到通信装置时，射频电路通过天线接收到射频信号，将射频信号转换为基带信号，并将基带信号输出至处理器820，处理器820将基带信号转换为数据并对该数据进行处理。
在另一种实现中，所述的射频电路和天线可以独立于进行基带处理的处理器而设置，例如在分布式场景中，射频电路和天线可以与独立于通信装置，呈拉远式的布置。
可理解，本申请实施例示出的通信装置还可以具有比图8更多的元器件等，本申请实施例对此不作限定。以上所示的处理器和收发器所执行的方法仅为示例，对于该处理器和收发器具体所执行的步骤可参照上文介绍的方法。
在另一种可能的实现方式中，图7所示的通信装置中，处理单元701可以是一个或多个逻辑电路，收发单元702可以是输入输出接口，又或者称为通信接口，或者接口电路，或接口等等。或者收发单元702还可以是发送单元和接收单元，发送单元可以是输出接口，接收单元可以是输入接口，该发送单元和接收单元集成于一个单元，例如输入输出接口。如图9所示，图9所示的通信装置包括逻辑电路901和接口902。即上述处理单元701可以用逻辑电路901实现，收发单元702可以用接口902实现。其中，该逻辑电路901可以为芯片、处理电路、集成电路或片上***(system on chip，SoC)芯片等，接口902可以为通信接口、输入输出接口、管脚等。示例性的，图9是以上述通信装置为芯片为例出的，该芯片包括逻辑电路901和接口902。
本申请实施例中，逻辑电路和接口还可以相互耦合。对于逻辑电路和接口的具体连接方式，本申请实施例不作限定。
示例性的，当通信装置用于执行上述终端设备执行的方法或功能或步骤时，接口902，用于输出第一上行消息，该第一上行消息包括第一标识；接口902，还用于输入第一下行消息，该第一下行消息包括多个调制符号；逻辑电路901，用于基于第一标识对多个调制符号进行处理，获得处理后的标识。
在一种可能的实现方式中，逻辑电路901，具体用于基于第一标识确定信息比特与星座点之间的映射规则；以及基于映射规则对多个调制符号进行解调。
在一种可能的实现方式中，逻辑电路901，具体用于基于第一标识确定控制比特，基于不同的控制比特与不同的映射规则之间的对应关系确定映射规则。
在一种可能的实现方式中，逻辑电路901，具体用于基于第一标识以及随机数生成算法确定控制比特；或者，基于第一标识以及哈希函数确定控制比特。
在一种可能的实现方式中，逻辑电路901，具体用于基于第一部分标识和第二部分标识异或的结果以及哈希函数确定控制比特，第一部分标识和第二部分标识分别为第一标识的部分标识。
在一种可能的实现方式中，逻辑电路901，还用于在解调后的标识与第一标识相同的情况下，确定通信装置随机接入成功。
在一种可能的实现方式中，逻辑电路901，具体用于对多个调制符号进行解调，获得解调后的标识；以及基于加密算法和第一标识对已知信息进行加密，获得第二标识，已知信息由协议定义，或者由网络设备确定。
在一种可能的实现方式中，逻辑电路901，还用于在第二标识与解调后的标识相同的情况下，确定通信装置随机接入成功。
示例性的，当通信装置用于执行上述网络设备执行的方法或功能或步骤时，接口902，用于输入第一上行消息，该第一上行消息包括第一标识；逻辑电路901，用于基于第一标识确定信息比特与星座点之间的映射规则，基于映射规则对第一标识进行调制，获得多个调制符号；接口902，还用于输出第一下行消息，该第一下行消息包括多个调制符号。
在一种可能的实现方式中，逻辑电路901，具体用于基于第一标识确定控制比特，基于不同的控制比特与不同的映射规则之间的对应关系，确定映射规则。
在一种可能的实现方式中，逻辑电路901，具体用于基于第一标识以及随机数生成算法确定控制比特；或者，基于第一标识以及哈希函数确定控制比特。
在一种可能的实现方式中，逻辑电路901，具体用于基于第一部分标识和第二部分标识异或的结果以及哈希函数确定控制比特，第一部分标识和第二部分标识分别为第一标识的部分标识。
在本申请的又一些实施例中，接口902，用于输入第一上行消息，该第一上行消息包括第一标识；逻辑电路901，用于基于加密算法以及第一标识对已知信息进行加密，获得第二标识，并对第二标识进行调制，获得多个调制符号，已知信息由协议定义，或者，已知信息由网络设备确定；接口902，还用于输出第一下行消息，第一下行消息包括多个调制符号。
可理解，本申请实施例示出的通信装置可以采用硬件的形式实现本申请实施例提供的方法，也可以采用软件的形式实现本申请实施例提供的方法等，本申请实施例对此不作限定。
可理解，对于上述实施例来说，关于第一上行消息、第一下行消息、第一标识、映射规则、控制比特、第二标识、多个调制符号等的说明可以参考上文，这里不再一一详述。对于图9所示的各个实施例的具体实现方式，还可以参考上述各个实施例，这里不再详述。
本申请实施例还提供了一种无线通信***，该无线通信***包括网络设备和终端设备，该网络设备和该终端设备可以用于执行前述任一实施例中的方法(如图4、图5a至图5g、图6等)。
此外，本申请还提供一种计算机程序，该计算机程序用于实现本申请提供的方法中由终端设备执行的操作和/或处理。
本申请还提供一种计算机程序，该计算机程序用于实现本申请提供的方法中由网络设备执行的操作和/或处理。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机代码，当计算机代码在计算机上运行时，使得计算机执行本申请提供的方法中由终端设备执行的操作和/或处理。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机代码，当计算机代码在计算机上运行时，使得计算机执行本申请提供的方法中由网络设备执行的操作和/或处理。
本申请还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机代码或计算机程序，当该计算机代码或计算机程序在计算机上运行时，使得本申请提供的方法中由终端设备执行的操作和/或处理被执行。
本申请还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机代码或计算机程序，当该计算机代码或计算机程序在计算机上运行时，使得本申请提供的方法中由网络设备执行的操作和/或处理被执行。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本申请实施例提供的方案的技术效果。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个可读存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的可读存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (35)

1.一种随机接入方法，所述方法应用于终端设备，其特征在于，所述方法包括：
向网络设备发送第一上行消息，所述第一上行消息包括第一标识；
接收来自所述网络设备的第一下行消息，所述第一下行消息包括多个调制符号；
基于所述第一标识对所述多个调制符号进行处理，获得处理后的标识。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于第一标识对所述多个调制符号进行处理，包括：
基于所述第一标识确定信息比特与星座点之间的映射规则；
基于所述映射规则对所述多个调制符号进行解调。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一标识确定信息比特与星座点之间的映射规则，包括：
基于所述第一标识确定控制比特，基于不同的控制比特与不同的映射规则之间的对应关系确定所述映射规则。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一标识确定控制比特，包括：
基于所述第一标识以及随机数生成算法确定所述控制比特；或者，
基于所述第一标识以及哈希函数确定所述控制比特。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一标识以及哈希函数确定所述控制比特，包括：
基于第一部分标识和第二部分标识异或的结果以及所述哈希函数确定所述控制比特，所述第一部分标识和所述第二部分标识分别为所述第一标识的部分标识。
6.根据权利要求3-5任一项所述的方法，其特征在于，
所述多个调制符号的调制方式包括二进制相移键控BPSK，所述控制比特为0，所述信息比特为0时星座点为(-1,0)，所述信息比特为1时星座点为(1,0)；所述控制比特为1，所述信息比特为0时星座点为(1,0)，所述信息比特为1时星座点为(-1,0)；
所述多个调制符号的调制方式包括正交相移键控QPSK，所述控制比特为00，所述信息比特为00时星座点为所述信息比特为01时星座点为/>所述信息比特为10时星座点为/>所述信息比特为11时星座点为/>所述控制比特为01，所述信息比特为00时星座点为/>所述信息比特为01时星座点为/>所述信息比特为10时星座点为/>所述信息比特为11时星座点为/>所述控制比特为10，所述信息比特为00时星座点为(1,1)，所述信息比特为01时星座点为(-1,1)，所述信息比特为10时星座点为(1,-1)，所述信息比特为11时星座点为(-1,-1)；所述控制比特为11，所述信息比特为00时星座点为(-1,-1)，所述信息比特为01时星座点为(1,-1)，所述信息比特为10时星座点为(-1,1)，所述信息比特为11时星座点为(1,1)；
或者，所述多个调制符号的调制方式包括正交相移键控QPSK，所述控制比特为00，所述信息比特为00时星座点为(1,1)，所述信息比特为01时星座点为(-1,1)，所述信息比特为10时星座点为(1,-1)，所述信息比特为11时星座点为(-1,-1)；所述控制比特为01，所述信息比特为00时星座点为(-1,1)，所述信息比特为01时星座点为(-1,-1)，所述信息比特为10时星座点为(1,1)，所述信息比特为11时星座点为(1,-1)；所述控制比特为10，所述信息比特为00时星座点为(-1,-1)，所述信息比特为01时星座点为(1,-1)，所述信息比特为10时星座点为(-1,1)，所述信息比特为11时星座点为(1,1)；所述控制比特为11，所述信息比特为00时星座点为(1,-1)，所述信息比特为01时星座点为(1,1)，所述信息比特为10时星座点为(-1,-1)，所述信息比特为11时星座点为(-1,1)。
7.根据权利要求3-6任一项所述的方法，其特征在于，所述第一标识的比特长度等于所述控制比特的比特长度。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一标识对所述多个调制符号进行处理，包括：
对所述多个调制符号进行解调，获得解调后的标识；
基于加密算法和所述第一标识对已知信息进行加密，获得第二标识，所述已知信息由协议定义，或者由所述网络设备确定。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述第二标识与所述解调后的标识相同的情况下，确定所述终端设备随机接入成功。
10.一种随机接入方法，所述方法应用于网络设备，其特征在于，所述方法包括：
接收来自终端设备的第一上行消息，所述第一上行消息包括第一标识；
基于所述第一标识确定信息比特与星座点之间的映射规则，基于所述映射规则对所述第一标识进行调制，获得多个调制符号；
向所述终端设备发送第一下行消息，所述第一下行消息包括所述多个调制符号。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一标识确定信息比特与星座点之间的映射规则，包括：
基于所述第一标识确定控制比特，基于不同的控制比特与不同的映射规则之间的对应关系，确定所述映射规则。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一标识确定控制比特，包括：
基于所述第一标识以及随机数生成算法确定所述控制比特；或者，
基于所述第一标识以及哈希函数确定所述控制比特。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一标识以及哈希函数确定所述控制比特，包括：
基于第一部分标识和第二部分标识异或的结果以及哈希函数确定所述控制比特，所述第一部分标识和所述第二部分标识分别为所述第一标识的部分标识。
14.根据权利要求11-13任一项所述的方法，其特征在于，
所述多个调制符号的调制方式包括二进制相移键控BPSK，所述控制比特为0，所述信息比特为0时星座点为(-1,0)，所述信息比特为1时星座点为(1,0)；所述控制比特为1，所述信息比特为0时星座点为(1,0)，所述信息比特为1时星座点为(-1,0)；
所述多个调制符号的调制方式包括正交相移键控QPSK，所述控制比特为00，所述信息比特为00时星座点为所述信息比特为01时星座点为/>所述信息比特为10时星座点为/>所述信息比特为11时星座点为/>所述控制比特为01，所述信息比特为00时星座点为/>所述信息比特为01时星座点为/>所述信息比特为10时星座点为/>所述信息比特为11时星座点为/>所述控制比特为10，所述信息比特为00时星座点为(1,1)，所述信息比特为01时星座点为(-1,1)，所述信息比特为10时星座点为(1,-1)，所述信息比特为11时星座点为(-1,-1)；所述控制比特为11，所述信息比特为00时星座点为(-1,-1)，所述信息比特为01时星座点为(1,-1)，所述信息比特为10时星座点为(-1,1)，所述信息比特为11时星座点为(1,1)；
或者，所述多个调制符号的调制方式包括正交相移键控QPSK，所述控制比特为00，所述信息比特为00时星座点为(1,1)，所述信息比特为01时星座点为(-1,1)，所述信息比特为10时星座点为(1,-1)，所述信息比特为11时星座点为(-1,-1)；所述控制比特为01，所述信息比特为00时星座点为(-1,1)，所述信息比特为01时星座点为(-1,-1)，所述信息比特为10时星座点为(1,1)，所述信息比特为11时星座点为(1,-1)；所述控制比特为10，所述信息比特为00时星座点为(-1,-1)，所述信息比特为01时星座点为(1,-1)，所述信息比特为10时星座点为(-1,1)，所述信息比特为11时星座点为(1,1)；所述控制比特为11，所述信息比特为00时星座点为(1,-1)，所述信息比特为01时星座点为(1,1)，所述信息比特为10时星座点为(-1,-1)，所述信息比特为11时星座点为(-1,1)。
15.根据权利要求10-14任一项所述的方法，其特征在于，所述第一标识的比特长度等于所述控制比特的比特长度。
16.一种随机接入方法，所述方法应用于网络设备，其特征在于，所述方法包括：
接收来自终端设备的第一上行消息，所述第一上行消息包括第一标识；
基于加密算法以及所述第一标识对已知信息进行加密，获得第二标识，并对所述第二标识进行调制，获得多个调制符号，所述已知信息由协议定义，或者，所述已知信息由所述网络设备确定；
向所述终端设备发送第一下行消息，所述第一下行消息包括所述多个调制符号。
17.一种通信装置，其特征在于，所述装置包括：
收发单元，用于向网络设备发送第一上行消息，所述第一上行消息包括第一标识；
所述收发单元，还用于接收来自所述网络设备的第一下行消息，所述第一下行消息包括多个调制符号；
处理单元，用于基于所述第一标识对所述多个调制符号进行处理，获得处理后的标识。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述处理单元，具体用于基于所述第一标识确定信息比特与星座点之间的映射规则；以及基于所述映射规则对所述多个调制符号进行解调。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述处理单元，具体用于基于所述第一标识确定控制比特，基于不同的控制比特与不同的映射规则之间的对应关系确定所述映射规则。
20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述处理单元，具体用于基于所述第一标识以及随机数生成算法确定所述控制比特；或者，基于所述第一标识以及哈希函数确定所述控制比特。
21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述处理单元，具体用于基于第一部分标识和第二部分标识异或的结果以及所述哈希函数确定所述控制比特，所述第一部分标识和所述第二部分标识分别为所述第一标识的部分标识。
22.根据权利要求19-21任一项所述的装置，其特征在于，
所述多个调制符号的调制方式包括二进制相移键控BPSK，所述控制比特为0，所述信息比特为0时星座点为(-1,0)，所述信息比特为1时星座点为(1,0)；所述控制比特为1，所述信息比特为0时星座点为(1,0)，所述信息比特为1时星座点为(-1,0)；
所述多个调制符号的调制方式包括正交相移键控QPSK，所述控制比特为00，所述信息比特为00时星座点为所述信息比特为01时星座点为/>所述信息比特为10时星座点为/>所述信息比特为11时星座点为/>所述控制比特为01，所述信息比特为00时星座点为/>所述信息比特为01时星座点为/>所述信息比特为10时星座点为/>所述信息比特为11时星座点为/>所述控制比特为10，所述信息比特为00时星座点为(1,1)，所述信息比特为01时星座点为(-1,1)，所述信息比特为10时星座点为(1,-1)，所述信息比特为11时星座点为(-1,-1)；所述控制比特为11，所述信息比特为00时星座点为(-1,-1)，所述信息比特为01时星座点为(1,-1)，所述信息比特为10时星座点为(-1,1)，所述信息比特为11时星座点为(1,1)；
或者，所述多个调制符号的调制方式包括正交相移键控QPSK，所述控制比特为00，所述信息比特为00时星座点为(1,1)，所述信息比特为01时星座点为(-1,1)，所述信息比特为10时星座点为(1,-1)，所述信息比特为11时星座点为(-1,-1)；所述控制比特为01，所述信息比特为00时星座点为(-1,1)，所述信息比特为01时星座点为(-1,-1)，所述信息比特为10时星座点为(1,1)，所述信息比特为11时星座点为(1,-1)；所述控制比特为10，所述信息比特为00时星座点为(-1,-1)，所述信息比特为01时星座点为(1,-1)，所述信息比特为10时星座点为(-1,1)，所述信息比特为11时星座点为(1,1)；所述控制比特为11，所述信息比特为00时星座点为(1,-1)，所述信息比特为01时星座点为(1,1)，所述信息比特为10时星座点为(-1,-1)，所述信息比特为11时星座点为(-1,1)。
23.根据权利要求19-22任一项所述的装置，其特征在于，所述第一标识的比特长度等于所述控制比特的比特长度。
24.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述处理单元，具体用于对所述多个调制符号进行解调，获得解调后的标识；以及基于加密算法和所述第一标识对已知信息进行加密，获得第二标识，所述已知信息由协议定义，或者由所述网络设备确定。
25.根据权利要求24所述的装置，其特征在于，所述处理单元，还用于在所述第二标识与所述解调后的标识相同的情况下，确定所述通信装置随机接入成功。
26.一种随机接入装置，其特征在于，所述装置包括：
收发单元，用于接收来自终端设备的第一上行消息，所述第一上行消息包括第一标识；
处理单元，用于基于所述第一标识确定信息比特与星座点之间的映射规则，基于所述映射规则对所述第一标识进行调制，获得多个调制符号；
所述收发单元，还用于向所述终端设备发送第一下行消息，所述第一下行消息包括所述多个调制符号。
27.根据权利要求26所述的装置，其特征在于，处理单元，具体用于基于所述第一标识确定控制比特，基于不同的控制比特与不同的映射规则之间的对应关系，确定所述映射规则。
28.根据权利要求27所述的装置，其特征在于，处理单元，具体用于基于所述第一标识以及随机数生成算法确定所述控制比特；或者，基于所述第一标识以及哈希函数确定所述控制比特。
29.根据权利要求28所述的装置，其特征在于，处理单元，具体用于基于第一部分标识和第二部分标识异或的结果以及哈希函数确定所述控制比特，所述第一部分标识和所述第二部分标识分别为所述第一标识的部分标识。
30.根据权利要求27-29任一项所述的装置，其特征在于，所述多个调制符号的调制方式包括二进制相移键控BPSK，所述控制比特为0，所述信息比特为0时星座点为(-1,0)，所述信息比特为1时星座点为(1,0)；所述控制比特为1，所述信息比特为0时星座点为(1,0)，所述信息比特为1时星座点为(-1,0)；
所述多个调制符号的调制方式包括正交相移键控QPSK，所述控制比特为00，所述信息比特为00时星座点为所述信息比特为01时星座点为/>所述信息比特为10时星座点为/>所述信息比特为11时星座点为/>所述控制比特为01，所述信息比特为00时星座点为/>所述信息比特为01时星座点为/>所述信息比特为10时星座点为/>所述信息比特为11时星座点为/>所述控制比特为10，所述信息比特为00时星座点为(1,1)，所述信息比特为01时星座点为(-1,1)，所述信息比特为10时星座点为(1,-1)，所述信息比特为11时星座点为(-1,-1)；所述控制比特为11，所述信息比特为00时星座点为(-1,-1)，所述信息比特为01时星座点为(1,-1)，所述信息比特为10时星座点为(-1,1)，所述信息比特为11时星座点为(1,1)；
或者，所述多个调制符号的调制方式包括正交相移键控QPSK，所述控制比特为00，所述信息比特为00时星座点为(1,1)，所述信息比特为01时星座点为(-1,1)，所述信息比特为10时星座点为(1,-1)，所述信息比特为11时星座点为(-1,-1)；所述控制比特为01，所述信息比特为00时星座点为(-1,1)，所述信息比特为01时星座点为(-1,-1)，所述信息比特为10时星座点为(1,1)，所述信息比特为11时星座点为(1,-1)；所述控制比特为10，所述信息比特为00时星座点为(-1,-1)，所述信息比特为01时星座点为(1,-1)，所述信息比特为10时星座点为(-1,1)，所述信息比特为11时星座点为(1,1)；所述控制比特为11，所述信息比特为00时星座点为(1,-1)，所述信息比特为01时星座点为(1,1)，所述信息比特为10时星座点为(-1,-1)，所述信息比特为11时星座点为(-1,1)。
31.根据权利要求26-30任一项所述的装置，其特征在于，所述第一标识的比特长度等于所述控制比特的比特长度。
32.一种随机接入装置，其特征在于，所述装置包括：
收发单元，用于接收来自终端设备的第一上行消息，所述第一上行消息包括第一标识；
处理单元，用于基于加密算法以及所述第一标识对已知信息进行加密，获得第二标识，并对所述第二标识进行调制，获得多个调制符号，所述已知信息由协议定义，或者，所述已知信息由所述网络设备确定；
所述收发单元，还用于向所述终端设备发送第一下行消息，所述第一下行消息包括所述多个调制符号。
33.一种通信装置，其特征在于，包括处理器和存储器；
所述存储器用于存储指令；
所述处理器用于执行所述指令，以使权利要求1-9任一项所述的方法被执行；或者，以使权利要求10-16任一项所述的方法被执行。
34.一种通信装置，其特征在于，包括逻辑电路和接口，所述逻辑电路和所述接口耦合；
所述接口用于输入待处理的数据，所述逻辑电路按照如权利要求1-16任一项所述的方法对所述待处理的数据进行处理，获得处理后的数据，所述接口用于输出所述处理后的数据。
35.一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用于存储计算机程序，当所述计算机程序被执行时，权利要求1-16任一项所述的方法被执行。
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