[發明專利]基于時間提前值和分組的正交與非正交相結合的隨機接入方法

有效

• 申請號: 202110392918.5
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113301662B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 吳哲夫;黃楚楚;楊鑫源;趙濤;黃巍;王中友
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: H04W74/08
• 分類號: H04W74/08;H04W74/00;H04W4/70
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

一種改進的混合正交隨機接入ORA和非正交隨機接入NORA方案來提高接入吞吐量，該方案利用特殊的前導碼放置方法，使得基站能夠估計出競爭同一前導碼且具有不同TA信息的設備數。隨后，基于估計結果對TA信息和前導碼均未沖突的MTC設備進行統計分組，同一組中的設備以非正交方式使用同一上行資源傳輸其上行消息。并且，為了進一步提高接入吞吐量，允許未通過接入等級限制ACB的MTC設備以正交的隨機接入機制競爭剩余未調度的上行資源。該方案能夠顯著地提升接入的吞吐量。

技術領域

本發明涉及在基于時間提前值(Time Advance)的非正交隨機接入(Non-Othogonal Random Access,NORA)領域下，一種改進的混合正交隨機接入(ORA)和非正交隨機接入(NORA)提高接入吞吐量的方法，可以獲得良好的效果。

背景技術

機器類通信(Machine Type Communication，MTC)將在未來5G中發揮重要的作用，有著廣闊的應用前景。隨著物聯網的快速發展，MTC設備數量激增，已經被運用到智慧城市、遠程監控、智慧農業等多個領域。然而，傳統的通信系統主要面向人類通信(Human TypeCommunication，HTC)通信業務設計，無法解決機器類通信設備(MTCD)的海量接入和突發隨機接入請求。短時間內海量設備的接入會造成嚴重的碰撞，導致接入時延高、擁塞和資源短缺等問題。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種混合正交隨機接入(ORA)和非正交隨機接入(NORA)提高接入吞吐量的方法，該方法利用特殊的前導碼放置方法，使得基站能夠估計出選擇同一前導碼且具有不同TA信息的設備數。隨后，基于估計結果對TA信息和前導碼均未沖突的MTC設備進行統計分組，同一組中的設備以非正交方式使用同一上行資源(PUSCH)傳輸其上行消息。同時，為了進一步提高接入吞吐量，允許未通過接入等級限制(ACB)的MTC設備以正交的隨機接入機制競爭剩余未調度的上行資源。該方案能夠顯著地提高接入吞吐量。

為實現上述的目標，本專利采用的技術方案為：

一種基于時間提前值和分組的正交與非正交相結合的隨機接入方法，所述方法包括如下步驟：

步驟1：基站把一個蜂窩網絡分成若干個環，基站處于網絡中央，N個MTC設備均勻分布在網絡中，每個環中設備的時間提前值TA相同，假設第i個環為S_i,環中所有設備的TA值均為TA_i；

步驟2：每個MTC設備接入網絡前，先進行接入等級限制ACB檢測，隨機產生一個0-1之間的數值p，與ACB因子b比較，若pb，則為第一類設備，否則為第二類設備，將m個前導碼分為普通前導碼和特殊前導碼，其中普通前導碼有m-1個，特殊前導碼有1個，第一類設備隨機選擇1個普通前導碼，第二類設備選擇特殊前導碼并在上行信道上傳輸；

步驟3：基站收到設備傳輸的前導碼后，根據時延計算各設備的TA值并判斷其位于哪個環中；通過計算收到的信號Y與第j個前導碼的自相關函數，基站得知S_i環中選擇前導碼j的設備數n(i,j)，其中i＝1,2,...,h,j＝1,2,...,m。當n(i,j)＝1,TA＝TA_i并包含在隨機接入響應消息RAR中，基站通過物理下行信道PDSCH傳輸RAR，若多個處于同一環中的設備選擇同一前導碼，則基站無法識別，不發送RAR消息給這些設備；

步驟4：基站將成功被識別的第一類設備分組，每組I個設備，稱為非正交隨機接入NORA組，每組中所有設備的隨機接入響應消息合成一個非正交隨機接入響應消息，其包含一條上行共享物理信道PUSCH，組中設備各自選擇的I個前導碼ID，I個退避指示器BI和I個TA值，分配給第一類設備的上行共享物理信道的數量和組數相同，未被分配的上行共享物理信道可由第二類設備競爭接入；