一种5G免授权重传接入技术中断概率评估方法技术

本发明专利技术公开一种5G免授权重传接入技术中断概率评估方法，包括如下步骤：实时用户在连续的时隙上传输相同的副包，副包个数最大值为K，基站侧接收副包之后将译码结果反馈给用户进而决定是否重传；系统时延分析和中断概率建模：分析推导系统一次往返过程传输时延，并结合时延约束建立中断概率问题模型：信道增益服从均值为1的指数分布，根据功率阈值和噪声功率得到接收端的信干噪比，中断概率即为在时延约束内小于信干噪比阈值的概率；系统传输中断概率：利用概率论和随机几何求解中断概率闭合解。本发明专利技术可以准确地评估免授权接入与副包传输结合的系统中断概率、以及揭示网络的系统参数对信息传输中断概率的影响。数对信息传输中断概率的影响。数对信息传输中断概率的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种5G免授权重传接入技术中断概率评估方法


[0001]本专利技术涉及免授权传输系统领域，特别是涉及一种5G免授权重传接入技术中断概率评估方法。

技术介绍

[0002]物联网(IoT)的快速发展被认为是我们未来世界的一场革命。海量机器类型通信(mMTC)和超可靠的低延迟通信(URLLC)作为5G中两大物联网场景，对无线通信系统提出了更高的要求。因此，有必要研究新的无线技术在物联网场景中的应用。本文主要研究通信系统中的随机接入技术。先前的研究工作已经证明了基于授权接入技术已经不再适用于5GIoT场景。面对大量零星的短包业务的出现，基于授权的接入技术将会引起拥塞和大量的信令开销。这是因为在LTE中，用户设备(UE)接入信道需要通过四路握手。复杂的访问过程会导致高延迟和容量损失，因此专家们提出了GF接入技术。在GF接入技术中，用户无需基站的许可和协调，同时共享相同的信道资源进行数据传输，从而降低因调度访问而引起的信令开销，进而降低延迟和功耗。两种接入技术可以通过图1更清晰地展示出来。因此，免授权随机接入在5G
‑
NR中得到了广泛的关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种5G免授权重传接入技术中断概率评估方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤S1、实时用户采用短包形式传输数据包，通过系统传输方案访问基站：实时用户采用基于竞争的免授权方式接入基站，在连续的时隙上传输相同的副包，在每次往返过程中，每个副包在几个TTI之后接收译码反馈，若传输成功，则接收到正反馈，剩余的副包将停止传输，若传输失败，则采用系统传输方案在下一个时隙上进行重传，其中，只有当用户未发生碰撞且接收的信干噪比大于阈值时才视为传输成功，并且实时用户的干扰功率随着时隙产生变化；步骤S2、结合网络场景建立系统模型，先分析系统传输时延，再根据时延约束建立中断概率问题模型；步骤S3、根据步骤S2中建立的中断概率问题模型，计算得到系统传输方案中断概率的闭合解。2.根据权利要求1所述的一种5G免授权重传接入技术中断概率评估方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述实时用户采用有限块长编码下的传输速率R与数据包长L的关系表达式为：公式中，Q
‑1代表的是高斯函数的反函数，O(logL/L)表示logL/L的无穷小，γ代表信噪比，ε代表误码率，V是信道色散代表的是信道的特征，表达式：3.根据权利要求2所述的一种5G免授权重传接入技术中断概率评估方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：首先根据网络场景建立系统模型，再根据短包传输中有限块长编码下的传输速率R与数据包长L求解传输时间间隔TTI，再根据TTI分析得到系统一次往返传输过程的总时延D
RTT
；然后给定功率阈值和噪声功率，得到在基站处的信干噪比；最后给定信干噪比阈值和超可靠低延迟约束下交付的时延，结合时延约束得到最大的往返传输过程次数，基于系统时延分析结果利用概率论和随机几何建立中断概率问题模型。4.根据权利要求2所述的一种5G免授权重传接入技术中断概率评估方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：步骤S201、所述网络场景为：基站和用户在空间分布上服从两个相互独立的泊松点过程Φ
B
和Φ
D
，且强度分别为λ
B
和λ
D
；每个用户都与其地理位置最近的基站相关联形成泰森多边形区域；考虑单包到达序列场景下，每个短包缓存区服从独立同分布的伯努利流量产生模型，概率p
a
∈[0，1]；基于该缓存模型，每个用户都会以概率p
a
接收一个来自更高层的短包，若采用系统传输方案传输成功且无新包到达时，该缓存区将没有数据包序列，否则就会等待重传；在单层网络中，N个用户将随机选取一个被基站预先分配在一个TTI内的S个正交导频传输短包，由此定义选择相同导频的实时用户密度为λ
a
＝p
a
λ
D
/S；
步骤S202、所述系统模型为：在一次往返传输过程中，实时用户基于竞争的方式在连续的TTI上传输相同的副包，每个副包都会在几个传输时间间隔(TTI)之后接收到译码反馈，直到传输成功或者达到最大副包个数才会停止传输；在时延约束内若第一次往返过程传输失败则会进行重传，直到传输成功或达到最大时延约束；假设系统传输方案中一个传输时间间隔TTI持续时间为步骤S203、结合URLLC下的短包传输特点分析传输时延，具体包括：根据有限块长传输速率以及包长得到传输时间延迟D
tx
，表达式为：得到一次往返传输过程的传输时延D
RTT
，表达式为：公式中，K代表每个用户传输的最大副包个数，定义帧对齐延迟D
fa
、基站反馈延迟D
fb
、基站处理时延D
bp
和用户处理延迟D
up
都与传输时间延迟D
tx
相等，l＝0表示在一次往返传输过程中无副包传输成功，1≤l≤K代表第l个副包传输成功，则D
RTT
的表达式简化为：得到m次往返过程传输后的时延D(m)：步骤S204、系统结合时延约束建立中断概率问题模型，具体包括：根据功率阈值和干扰功率得到在基站处的信干噪比γ
m
，给定信干噪比阈值γ
th
，超可靠低延迟约束下交付的时延D
max
和结合时延约束得到最大的往返传输过程次数M和剩余的传输时间间隔Y，再利用概率论和随机几何建立中断概率问题模型。5.根据权利要求4所述的一种5G免授权重传接入技术中断概率评估方法，其特征在于，所述步骤S204具体包括：步骤S2041、根据平坦瑞利衰落信道模型得到信干噪比为：公式中，代表第m次系统往返传输过程中第q个副包的信干噪比，ρ代表接收功率阈值，代表第m次系统往返传输过程中第q个副包到服务基站的信道功率增益，服从均值为1的指数分布即h～Exp(1)；σ2代表的是噪声功率，I
intra
代表的是聚合的区内干扰，I
inter
代表的是聚合的区间干扰；步骤S2042、定义系统传输的URLLC可靠性指标是在一定的时间限制内未发送成功的数据包与已发送的数据包的百分比即中断概率为P
F
＝Pr{D
s
≤D
max
}，将问题描述为在约...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华，张娜娜，王俊波，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：