[發明專利]一種分布式上行多用戶隨機接入方法

有效

• 申請號: 202010670904.0
• 申請日: 2020-07-13
• 公開（公告）號: CN111901889B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 戴曉明;閆甜甜;王毅達;董園園;鞏彩紅
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: H04W74/00
• 分類號: H04W74/00;H04W74/08
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種分布式上行多用戶隨機接入方法，其特征在于，包括：

有接入需求的用戶根據基站廣播的接入策略從導頻序列集合中隨機選取一個導頻序列發送至基站，向基站發起接入請求；

基站根據接收到的導頻信號得到歸一化下行導頻信號，并將其作為隨機接入響應信息向小區內用戶進行廣播；

發起接入請求的用戶根據接收到的隨機接入響應信息并結合自身的信號功率和小區的廣播策略，判斷自身能否在競爭同一導頻序列的用戶中勝出，競爭勝出的用戶將所選的導頻序列重新發送至基站；

基站根據接收到的二次導頻信息估計信道信息解調用戶識別碼，并為解調成功的用戶分配專屬導頻資源；

其中，所述基站根據接收到的導頻信號得到歸一化下行導頻信號，并將其作為隨機接入響應信息向小區內用戶進行廣播包括：

基站根據接收到的導頻信號得到選擇相同導頻序列的所有用戶的信道信息之和y_i；

基站通過將y_i歸一化進而得到歸一化的下行導頻信號，并將其作為隨機接入響應信息；

基站向小區內用戶廣播所述隨機接入響應信息；

其中，基站接收到的導頻信號表示為：

其中，Y表示基站接收到的導頻信號，U_i表示選擇導頻序列P_i的用戶集合，i＝1,2,...,λ_p，λ_p表示正交歸一化可用導頻序列的數目；w_k為用戶k的發射功率；h_k表示用戶k與基站之間的信道；表示P_i的轉置；Z表示均值為0，方差為σ²的加性高斯白噪聲；

選擇導頻序列P_i的所有用戶的信道信息之和y_i表示為：

其中，表示P_i的共軛；Z_i表示均值為0，方差為σ²的加性高斯白噪聲；

其中，歸一化下行導頻信號表示為：

其中，W表示歸一化下行導頻信號；

其中，所述發起接入請求的用戶根據接收到的隨機接入響應信息并結合自身的信號功率和小區的廣播策略，判斷自身能否在競爭同一導頻序列的用戶中勝出，競爭勝出的用戶將所選的導頻序列重新發送至基站包括：

用戶k將接收到的隨機接入響應信息與其選取的導頻序列P_i進行相關運算，得到互相關運算的結果Q_k；

基于Q_k的實部估計出選擇相同導頻序列P_i的所有用戶的信號功率之和

用戶k在自身信號功率基礎上添加一個判決量ξ(α_k)后根據強用戶判決準則判斷自己是否競爭勝出并重傳導頻，其中，強用戶判決準則由w_kα_kλ_p+ξ(α_k)和確定，其中，α_k表示大尺度衰落系數；

其中，用戶k接收到的隨機接入響應信息表示為：

其中，表示h_k的共軛轉置，表示均值為0，方差為σ²的加性高斯白噪聲；

互相關運算的結果Q_k表示為：

其中，表示導頻序列P_i的共軛；表示h_k的共軛轉置，h_k表示用戶k與基站之間的信道；λ_p表示正交歸一化可用導頻序列的數目；y_i表示選擇導頻序列P_i的所有用戶的信道信息之和；Z_k表示均值為0，方差為σ²的加性高斯白噪聲；

估計出選擇相同導頻序列P_i的所有用戶的信號功率之和表示為：

其中，M表示基站側天線的數目，w_k表示用戶k的發射功率，α_k表示大尺度衰落系數，max(·)表示取最大值操作；

其中，用戶k自身的信號功率為w_kα_kλ_p；

其中，強用戶判決準則表述為：

若滿足則用戶k競爭勝出，用戶k將所選的導頻序列P_i重新發送至基站；其中，T_k表示用戶競爭勝出這一事件；

若滿足則用戶k競爭失敗，隨機接入失敗；其中，F_k表示用戶競爭失敗這一事件。