基于FDD-LTE网络的随机接入方法技术

技术编号:16608165 阅读:16 留言:0更新日期:2017-11-22 18:36
一种基于FDD‑LTE网络的随机接入方法。具体步骤包括:1、生成随机数,2、判断随机数是否小于接入等级禁止ACB参数,3、发送随机接入前导码,4、基站下发随机接入响应RAR,5、接收随机接入响应RAR,6、发送调度信息,7、基站下发冲突解决响应,8、随机接入过程结束。本发明专利技术利用空闲前导码和碰撞前导码对应的物理上行共享信道PUSCH,使未通过接入等级禁止ACB检测的机器类型通信设备MTCD进行二次随机接入,解决了现有随机接入方法中前导码碰撞概率高,以及不能二次利用的技术问题,从而提高了频分双工长期演进FDD‑LTE网络的资源利用率和吞吐量。

【技术实现步骤摘要】
基于FDD-LTE网络的随机接入方法
本专利技术属于通信
,更进一步涉及无线通信
中的一种基于频分双工长期演进FDD-LTE(FrequencyDivisionDuplexingLongTermEvolution)网络的随机接入方法。本专利技术可用于将机器类型通信设备MTCD(MachineTypeCommunicationDevice)随机接入到频分双工长期演进FDD-LTE基站中,能够有效地解决现有随机接入方法中前导码碰撞概率高,以及不能二次利用的技术问题,从而提高了系统资源利用率和吞吐量。
技术介绍
LTE网络最初是针对H2H(HumantoHuman)通信设计的,不能处理大量突发的接入请求。在M2M(MachinetoMachine)通信的应用场景中,MTCD数量持续增多,多个MTCD可能选择同一个前导码序列,从而产生前导码碰撞的情况。目前基于LTE网络的随机接入方法主要有两种:重庆重邮信科通信技术有限公司在其申请的专利文献“随机接入方法、用户设备、基站及系统”(公开号:CN104754758A,申请号:CN201310737470.1,申请日期:2013年12月27日)中公开了一种划分优先级的随机接入方法。该方法通过随机接入响应消息中的冲突指示域指示出现冲突,结束本次随机接入过程或者判断本次随机接入的优先级,如果优先级高则发送接入消息,否则,结束本次随机接入过程,并重新发送再次随机选择的前导码。该方法存在的不足之处是,在优先级低的情况下,重新选择前导码进行接入,导致资源利用率低。ZehuaWang等人在其发表的论文“Optimalaccessclassbarringforstationarymachinetypecommunicationdeviceswithtimingadvanceinformation”(IEEETrans.WirelessCommun.,vol.14,no.10,pp.5374-5387,Oct.2015)中提出一种联合接入等级禁止ACB(AccessClassBarring)与时间提前量TA(TimingAdvance)的随机接入方法。该方法在MTCD接入基站之前,生成服从[0,1]之间均匀分布的随机数与基站广播的ACB参数对比,从而防止设备过载。再利用基站随机下发的TA索引与MTCD存储的TA索引进行匹配,从而降低前导码碰撞。该方法存在的不足之处是,在进行TA索引匹配时,由于基站采用随机下发TA索引的方法,当有多个存储相同TA索引的MTCD选择相同的前导码时,使得前导码碰撞概率高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足,提供了一种基于FDD-LTE网络的随机接入方法,以解决现有随机接入方法中存在的请求接入的机器类型通信设备MTCD较多时,前导码碰撞概率高的技术问题。实现本专利技术目的的具体步骤如下:(1)生成随机数:对基站有接入请求的每个机器类型通信设备MTCD,均生成一个服从[0,1]之间均匀分布的随机数;(2)机器类型通信设备MTCD,判断生成的随机数是否小于基站广播的接入等级禁止ACB参数b1,0≤b1≤1,若是,将该机器类型通信设备MTCD作为主机器类型通信设备MTCD,执行步骤(3),否则,将该机器类型通信设备MTCD作为次机器类型通信设备MTCD,等待基站下发随机接入响应RAR后,执行步骤(5);(3)发送随机接入前导码:机器类型通信设备MTCD,从前导码序列集合中随机选取一个前导码,通过系统消息块SIB中指定的物理随机接入信道PRACH,向基站发送接入请求;(4)基站下发随机接入响应RAR:(4a)基站利用接收到的前导码,从前导码序列集合中,检测出成功前导码、空闲前导码和碰撞前导码;(4b)基站针对每个成功前导码,通过下行信道下发随机接入响应RAR;(4c)基站针对空闲和碰撞前导码,通过下行信道下发r个随机接入响应RAR,r是空闲和碰撞前导码总数,随机接入响应RAR包含相同的前导码索引;(5)接收随机接入响应RAR:(5a)机器类型通信设备MTCD,计算随机接入无线网络临时标识RA-RNTI,采用与加扰方法对应的解扰方法,解扰随机接入响应RAR;(5b)主机器类型通信设备MTCD,利用前导码索引和时间提前量TA,匹配随机接入响应RAR;(5c)次机器类型通信设备MTCD,接收到r个随机接入响应RAR,计算随机接入概率,进行二次随机接入;(6)发送调度信息:机器类型通信设备MTCD,通过随机接入响应RAR指定的物理上行共享信道PUSCH,发送调度信息;(7)基站下发冲突解决响应:(7a)基站接收调度信息,生成对应的随机接入冲突已得到解决的响应;(7b)基站将随机接入冲突已得到解决的消息,通过物理下行控制信道PDCCH,下发给机器类型通信设备MTCD;(8)随机接入过程结束。本专利技术与现有技术相比具有以下优点:第一,本专利技术基站计算前导码自相关函数,依据自相关峰值和时间提前量TA,检测出空闲前导码和碰撞前导码,以供未通过接入等级禁止ACB参数的次机器类型通信设备MTCD,二次接入使用对应的物理上行共享信道PUSCH资源,克服了现有技术在传输调度信息时,才能检测出碰撞的缺点,使得本专利技术具有资源利用率高的优点。第二,本专利技术使用r个随机接入响应RAR包含相同前导码索引,但分配不同的物理上行共享信道PUSCH资源,以供未通过接入等级禁止ACB参数的次机器类型通信设备MTCD二次接入使用,这种随机接入响应RAR格式可与成功前导码的随机接入响应RAR格式有效区分,克服了现有技术必须增加开销才能进行二次接入的缺点,使得本专利技术具有资源利用率高的优点。第三,本专利技术的次机器类型通信设备MTCD,计算包含相同前导码索引的随机接入响应RAR数,确定空闲和碰撞前导码对应的物理上行共享信道PUSCH资源数,计算次机器类型通信设备MTCD二次随机接入概率,降低次机器类型通信设备MTCD二次接入的碰撞概率,克服了现有技术前导码碰撞概率高的缺点,使得本专利技术可以在不增加开销的情况下,具有前导码碰撞概率低、吞吐量高的优点。附图说明图1是本专利技术的流程图;图2是本专利技术方法与联合接入等级禁止ACB与时间提前量TA方法的前导码碰撞概率对比曲线图;图3是本专利技术方法与联合接入等级禁止ACB与时间提前量TA方法的资源利用率对比曲线图;图4是本专利技术方法与联合接入等级禁止ACB与时间提前量TA方法的吞吐量对比曲线图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的描述。参照附图1,本专利技术的具体步骤如下。步骤1,生成随机数。对基站有接入请求的每个机器类型通信设备MTCD,均生成一个服从[0,1]之间均匀分布的随机数。步骤2,机器类型通信设备MTCD,判断生成的随机数是否小于基站广播的接入等级禁止ACB参数b1,0≤b1≤1,若是,将该机器类型通信设备MTCD作为主机器类型通信设备MTCD,执行步骤(3),否则,将该机器类型通信设备MTCD作为次机器类型通信设备MTCD,等待基站下发随机接入响应RAR后,执行步骤(5)。步骤3,发送随机接入前导码。机器类型通信设备MTCD,从前导码序列集合中随机选取一个前导码,通过系统消息块SIB中指定的物理随机接入信道PRACH,向基站发送接入请求。所述的前导码本文档来自技高网
...
基于FDD-LTE网络的随机接入方法

【技术保护点】
一种基于FDD‑LTE网络的随机接入方法,包括如下步骤:(1)生成随机数:对基站有接入请求的每个机器类型通信设备MTCD,均生成一个服从[0,1]之间均匀分布的随机数;(2)机器类型通信设备MTCD,判断生成的随机数是否小于基站广播的接入等级禁止ACB参数b1,0≤b1≤1,若是,将该机器类型通信设备MTCD作为主机器类型通信设备MTCD,执行步骤(3),否则,将该机器类型通信设备MTCD作为次机器类型通信设备MTCD,等待基站下发随机接入响应RAR后,执行步骤(5);(3)发送随机接入前导码:机器类型通信设备MTCD,从前导码序列集合中随机选取一个前导码,通过系统消息块SIB中指定的物理随机接入信道PRACH,向基站发送接入请求;(4)基站下发随机接入响应RAR:(4a)基站利用接收到的前导码,从前导码序列集合中,检测出成功前导码、空闲前导码和碰撞前导码;(4b)基站针对每个成功前导码,通过下行信道下发随机接入响应RAR;(4c)基站针对空闲和碰撞前导码,通过下行信道下发r个随机接入响应RAR,r是空闲和碰撞前导码总数,随机接入响应RAR包含相同的前导码索引;(5)接收随机接入响应RAR:(5a)机器类型通信设备MTCD,计算随机接入无线网络临时标识RA‑RNTI,采用与加扰方法对应的解扰方法,解扰随机接入响应RAR;(5b)主机器类型通信设备MTCD,利用前导码索引和时间提前量TA,匹配随机接入响应RAR;(5c)次机器类型通信设备MTCD,接收到r个随机接入响应RAR,计算随机接入概率,进行二次随机接入;(6)发送调度信息:机器类型通信设备MTCD,通过随机接入响应RAR指定的物理上行共享信道PUSCH,发送调度信息;(7)基站下发冲突解决响应:(7a)基站接收调度信息,生成对应的随机接入冲突已得到解决的响应;(7b)基站将随机接入冲突已得到解决的消息,通过物理下行控制信道PDCCH,下发给机器类型通信设备MTCD;(8)随机接入过程结束。...

【技术特征摘要】
1.一种基于FDD-LTE网络的随机接入方法,包括如下步骤:(1)生成随机数:对基站有接入请求的每个机器类型通信设备MTCD,均生成一个服从[0,1]之间均匀分布的随机数;(2)机器类型通信设备MTCD,判断生成的随机数是否小于基站广播的接入等级禁止ACB参数b1,0≤b1≤1,若是,将该机器类型通信设备MTCD作为主机器类型通信设备MTCD,执行步骤(3),否则,将该机器类型通信设备MTCD作为次机器类型通信设备MTCD,等待基站下发随机接入响应RAR后,执行步骤(5);(3)发送随机接入前导码:机器类型通信设备MTCD,从前导码序列集合中随机选取一个前导码,通过系统消息块SIB中指定的物理随机接入信道PRACH,向基站发送接入请求;(4)基站下发随机接入响应RAR:(4a)基站利用接收到的前导码,从前导码序列集合中,检测出成功前导码、空闲前导码和碰撞前导码;(4b)基站针对每个成功前导码,通过下行信道下发随机接入响应RAR;(4c)基站针对空闲和碰撞前导码,通过下行信道下发r个随机接入响应RAR,r是空闲和碰撞前导码总数,随机接入响应RAR包含相同的前导码索引;(5)接收随机接入响应RAR:(5a)机器类型通信设备MTCD,计算随机接入无线网络临时标识RA-RNTI,采用与加扰方法对应的解扰方法,解扰随机接入响应RAR;(5b)主机器类型通信设备MTCD,利用前导码索引和时间提前量TA,匹配随机接入响应RAR;(5c)次机器类型通信设备MTCD,接收到r个随机接入响应RAR,计算随机接入概率,进行二次随机接入;(6)发送调度信息:机器类型通信设备MTCD,通过随机接入响应RAR指定的物理上行共享信道PUSCH,发送调度信息;(7)基站下发冲突解决响应:(7a)基站接收调度信息,生成对应的随机接入冲突已得到解决的响应;(7b)基站将随机接入冲突已得到解决的消息,通过物理下行控制信道PDCCH,下发给机器类型通信设备MTCD;(8)随机接入过程结束。2.根据权利要求1所述的基于FDD-LTE网络的随机接入方法,其特征在于,步骤(3)、步骤(4a)中所述的前导码序列集合是指,由Zadoff-Chu序列循环移位生成的64个相互正交的,长度为839位的序列。3.根据权利要求1所述的基于FDD-LTE网络的随机接入方法,其特征在于,步骤(4a)中所述的检测成功前导码、空闲前导码和碰撞前导码的步骤如下:第一步,基站将前导码序列集合中的每个前导码,分别从左滑动到右与接收到的所有前导码计算自相关函数;第二步,基站从前导码的自相关函数中,随机选择一个自相关峰值,按照下式,计算对应的时间提前量TA,作为基站为对应的前导码指定的时间提前量TA:其中,A表示时间提前量TA,表示向下取整操作,t表示随机选择的自相关峰值的延迟时间,Ts表示...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙岳朱玉李颖
申请(专利权)人:西安电子科技大学
类型:发明
国别省市:陕西,61

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1