一种无冲突随机接入的警报信息传输方法技术

本发明专利技术公开了一种无冲突随机接入的警报信息传输方法，涉及无线通信的技术领域，包括：建立包括M个前导码、N个检测器和一个基站的蜂窝系统，并利用前导码构建长度为X的前导码序列；建立检测器序号及其警报事件等级与前导码序列的映射关系；检测器检测到警报事件，记录警报事件等级，随机选择一个前导码发送至基站，基站第一次回应并授权第一上行时频资源块；检测器通过第一上行时频资源块向基站发送请求信号，基站第二次回应并授权第二上行时频资源块；检测器将前导码序列通过第二上行时频资源块发送至基站，基站回复发送警报事件接收确认信息。本发明专利技术能够大幅度降低警报信息的传输时延，实现了低延迟报警，能够快速对紧急情况做出响应。况做出响应。况做出响应。

【技术实现步骤摘要】
一种无冲突随机接入的警报信息传输方法


[0001]本专利技术涉及无线通信的
，更具体地，涉及一种无冲突随机接入的警报信息传输方法。

技术介绍

[0002]警报系统，如地震预警、火灾预警对信息传输时延敏感，远程服务器需要快速知道紧急事件发生与否，以及紧急事件的等级，有利于及时对紧急事件做出相应处理，避免造成更大损失或二次伤害。因此，低延迟警报信息传输是警报系统所必须的。蜂窝网络因其覆盖范围广，成为了支撑警报系统通信的主要方式。然而蜂窝网络采用基于连接的随机接入方式，即用户终端在完成随机接入过程，与基站建立连接之后，才可以传输数据。如图1所示，基于连接的随机接入过程包括四个步骤：第一步，用户终端向基站发送一个随机接入前导码，不同前导码之间相互正交。不同用户即使用相同的时频域资源发送前导码，只要它们采用不同的前导码，基站就可以正确解码。第二步，基站向用户终端发送随机接入响应，并在该响应消息中为终端的第三步信令传输授权相应的上行时频资源块；第三步，用户终端使用第二步随机接入响应里分配的资源块向基站发送连接请求信息；第四步，基站在接收到连接请求时，向用户终端发送竞争解决消息。在完成上述四步后，用户终端成功与基站建立连接，开始传输数据。在随机接入过程中，不是所有的用户终端都能成功与基站建立连接，由于前导码发生碰撞，导致随机接入失败。具体来说，即如果在随机接入过程的第一步有两台或两台以上的用户终端在同一时隙向基站发送相同的前导码，那么基站就会在随机接入响应中为它们分配相同的上行时频资源块，从而使得在第三步时，多个用户终端通过相同的上行时频资源块传输不同的连接请求信息，导致冲突发生，基站无法正确解码，使随机接入失败；之后用户终端需要再次发起随机接入，直到接入成功。这无疑造成很大的时延，难以满足警报系统对警报信息传输的低时延要求。
[0003]现有技术公开了一种随机接入方法，用于提高机器类型通信设备的随机接入的概率，步骤包括：机器类型通信(MTC)设备在基站下发的前导序列中选择前导码；MTC设备根据所述前导码和所述基站下发的定时提前量在物理下行共享信道上，检测所述基站发送的随机接入响应，所述随机接入响应中携带有所述前导码和所述定时提前量的匹配信息；所述MTC设备根据所述随机接入响应进行随机接入，在随机接入过程中，不是所有的用户终端都能成功与基站建立连接，也会出现前导码发生碰撞，从而导致随机接入失败的情况。也就是说，如果在随机接入第一步有两台或两台以上的设备在同一时隙向基站发送相同的前导码，基站在收到相同的前导码后，在随机接入响应中会对应发送相同的时频资源授权消息，从而导致在随机接入第三步，多个设备用相同的上行时频资源块，传输不同的数据报文，导致冲突发生，基站无法正确解码，而使得随机接入失败。设备需要再次发起随机接入，直到接入成功，造成较大的时延，依然难以满足警报系统对警报信息传输的低时延要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术为克服上述现有技术多个用户终端同时传输警报信息时，警报信息之间产生冲突造成传输时延大的缺陷，提供一种无冲突随机接入的警报信息传输方法，实现低延迟报警，快速对紧急情况做出响应。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
[0006]本专利技术提供了一种无冲突随机接入的警报信息传输方法，包括：
[0007]S1：蜂窝系统利用前导码构建长度为X的前导码序列；蜂窝系统中包括M个前导码、N个检测器和一个基站；每个检测器的警报事件等级数均为T；
[0008]S2：建立检测器序号及其警报事件等级与前导码序列的映射关系，并将映射关系传输至各个检测器；
[0009]S3：当检测器检测到警报事件，记录警报事件等级，随机选择一个前导码发送至基站；
[0010]S4：基站接收到前导码后，向检测器发送第一次回应信息，并在第一次回应信息中授权第一上行时频资源块；
[0011]S5：检测器接收到第一次回应信息后，通过第一上行时频资源块向基站发送请求信号；
[0012]S6：基站接收到请求信号后，向检测器发送第二次回应信息，并在第二次回应信息中授权第二上行时频资源块；
[0013]S7：检测器接收到第二次回应信息后，将检测器序号及警报事件等级对应的前导码序列通过第二上行时频资源块发送至基站；
[0014]S8：基站接收到前导码序列后，向检测器发送警报事件接收确认信息。
[0015]本专利技术在蜂窝系统的随机接入的过程中，利用前导码构建长度为X的前导码序列，并建立前导码序列与检测器序号及其警报事件等级之间的映射关系，以前导码序列表示警报事件等级和检测器的序号。由于前导码相互正交，前导码序列之间不会发生碰撞，避免了步骤S7发生数据冲突；在随机接入过程中，嵌入上行资源请求，让基站分配足够的第二上行时频资源块，以供前导码序列进行传输前导码序列；每个检测器在步骤S5中发送的相同的上行资源请求信号，即相同的预设的特定数据序列，所以即使步骤S3中随机选择发送的前导码相同，在步骤S5中也不会发生数据冲突；基站接收到前导码序列后，就获得了警报信息。检测器无需与基站建立后续的数据连接，再进行警报信息的传输，大幅度降低了警报信息的传输时延，实现了低延迟报警。
[0016]优选地，所述M个前导码之间相互正交。由于前导码之间相互正交，不同的前导码序列则不会发生碰撞，从而可以避免冲突，进而在步骤S7中也不会发生数据冲突。
[0017]优选地，所述步骤S1中，检测器、前导码、警报事件等级与前导码序列长度之间存在约束关系，所述约束关系为：
[0018]M
X
≥NT
[0019]式中，M表示前导码个数，X表示前导码序列长度，N表示检测器个数，T表示检测器的警报事件等级数。
[0020]优选地，所述步骤S2中，建立检测器序号及其警报事件等级与前导码序列的映射关系的具体方法为：
[0021]将M个前导码{m1，
…
，m
M
}排列组合构建长度为X的前导码序列，共有MX种不同的前导码序列排列方式；每个检测器的警报事件等级数均为T，则检测器序号与警报事件等级数存在NT种排列；将前导码序列与检测器序号及警报事件等级一一对应形成映射关系f，表示为：
[0022]f(n，t)＝{m1，
…
，m
j
，
…
，m
X
}
[0023]式中，n∈{1，
…
，N}表示检测器序号，t∈{1，
…
，T}表示警报事件等级；m
j
表示第j个长度位置的前导码，j∈{1，..，X}，m
j
∈{m1，
…
，m
M
}，m
M
表示第M个前导码。
[0024]优选地，所述步骤S4中，基站接收到前导码后，还需对前导码进行解码；解码成功后，向检测器发送第一次回应信息，并在第一次回应信息中授权第一上行时频资源块。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无冲突随机接入的警报信息传输方法，其特征在于，包括：S1：蜂窝系统利用前导码构建长度为X的前导码序列；蜂窝系统中包括M个前导码、N个检测器和一个基站；每个检测器的警报事件等级数均为T；S2：建立检测器序号及其警报事件等级与前导码序列的映射关系，并将映射关系传输至各个检测器；S3：当检测器检测到警报事件，记录警报事件等级，随机选择一个前导码发送至基站；S4：基站接收到前导码后，向检测器发送第一次回应信息，并在第一次回应信息中授权第一上行时频资源块；S5：检测器接收到第一次回应信息后，通过第一上行时频资源块向基站发送请求信号；S6：基站接收到请求信号后，向检测器发送第二次回应信息，并在第二次回应信息中授权第二上行时频资源块；S7：检测器接收到第二次回应信息后，将检测器序号及警报事件等级对应的前导码序列通过第二上行时频资源块发送至基站；S8：基站接收到前导码序列后，向检测器发送警报事件接收确认信息。2.根据权利要求1所述的无冲突随机接入的警报信息传输方法，其特征在于，所述M个前导码之间相互正交。3.根据权利要求2所述的无冲突随机接入的警报信息传输方法，其特征在于，所述步骤S1中，检测器、前导码、警报事件等级与前导码序列长度之间存在约束关系，所述约束关系为：M
X
≥NT式中，M表示前导码个数，X表示前导码序列长度，N表示检测器个数，T表示检测器的警报事件等级数。4.根据权利要求3所述的无冲突随机接入的警报信息传输方法，其特征在于，所述步骤S2中，建立检测器序号及其警报事件等级与前导码序列的映射关系的具体方法为：将M个前导码{m1,
…
,m
M
}排列组合构建长度为X的前导码序列，共有M
X
种不同的前导码序列排列方式；每个检测器的警报事件等级数均为T，则检测器序号与警报事件等级数存在NT种排列；将前导码序列与检测器序号...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹文，梁译文，孙兴华，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：