[發(fā)明專利]一種多小區(qū)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的非授權隨機接入方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110684359.5 | 申請日: | 2021-06-21 |
| 公開(公告)號: | CN113423146B | 公開(公告)日: | 2023-03-31 |
| 發(fā)明(設計)人: | 張琦;方瑩瑩;張軍 | 申請(專利權)人: | 南京郵電大學 |
| 主分類號: | H04W74/08 | 分類號: | H04W74/08;H04L5/00;H04B7/0413 |
| 代理公司: | 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102 | 代理人: | 姚姣陽 |
| 地址: | 210023 *** | 國省代碼: | 江蘇;32 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 小區(qū) 大規(guī)模 mimo 系統(tǒng) 中的 授權 隨機 接入 方法 | ||
本發(fā)明揭示了一種多小區(qū)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的非授權隨機接入方法,包括:S1、利用頻率復用模式建立導頻復用機制,使相鄰的小區(qū)選擇不同組別導頻、實現(xiàn)導頻正交;S2、以最大化每個小區(qū)的平均頻譜效率為目標,計算最優(yōu)導頻長度和用戶隨機接入退避概率;S3、每個用戶根據(jù)基站廣播的退避參數(shù)進行隨機延遲激活,激活用戶從本小區(qū)的導頻池中隨機選擇導頻發(fā)送給基站;S4、基站利用信號強度差異對跨小區(qū)沖突用戶進行識別,對于未識別的用戶則判定其接入失敗、等待下一個時隙重新發(fā)起接入。本發(fā)明能夠顯著改善海量用戶場景中用戶的接入效率,大幅提升系統(tǒng)整體的頻譜效率,方法具有較強的現(xiàn)實可行性,能夠切實地應用于實際的通信場景中。
技術領域
本發(fā)明涉及一種多小區(qū)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的非授權隨機接入方法,屬于無線通信技術領域。
背景技術
近年來,隨著無線通信技術的飛速發(fā)展,越來越多的業(yè)內研究者開始嘗試構建可行的未來無線通信系統(tǒng)架構。考慮到未來的無線通信系統(tǒng)內會存在大量的機器類通信,而這種機器類通信通常又具有終端數(shù)量巨大、短報文和短延遲等特點,因此傳統(tǒng)的基于授權的隨機接入方案受限于其信令開銷大、消息傳輸延遲高等特性而不在適用。鑒于此,允許終端直接將其導頻和上行數(shù)據(jù)傳輸?shù)交镜姆鞘跈嚯S機接入開始受到業(yè)界的廣泛關注,非授權隨機接入技術的延遲小、信令開銷低,能夠充分滿足機器類通信綠色、高效的通信需求。
與此同時,能夠支持大量用戶同時發(fā)送多個信號的大規(guī)模MIMO也被視為機器類通信的關鍵支撐技術。大規(guī)模MIMO技術會在基站配置數(shù)十甚至數(shù)百根天線,可令系統(tǒng)容量大幅度提升,加之其所具有的高魯棒性和低能耗等特性,也使其成為了第五代移動通信(5G)的核心技術之一。
現(xiàn)階段的非授權隨機接入方法大多是面向單小區(qū)的,對多小區(qū)系統(tǒng)涉及較少。多小區(qū)大規(guī)模MIMO因涉及導頻污染等問題,優(yōu)化其隨機接入方法顯得尤為重要。在多小區(qū)系統(tǒng)中,跨小區(qū)用戶的距離往往較遠,至其中一個小區(qū)基站的接收信號強度差異較大,因此跨小區(qū)沖突用戶可利用其信號強度差異進行識別。由此可知,多小區(qū)系統(tǒng)隨機接入具有跟單小區(qū)不同的策略。另外,在用戶數(shù)量龐大的機器類通信場景下,可引入退避機制來優(yōu)化系統(tǒng)性能。引入基站廣播退避因子后,用戶根據(jù)此參數(shù)隨機產生退避時間延遲激活,且通過優(yōu)化退避因子,可使系統(tǒng)頻譜利用率到達最優(yōu)。
綜上可知,如果能夠將非授權隨機接入技術應用在多小區(qū)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)上,并對其進行優(yōu)化設計,那么必將對未來移動通信網絡實際運行具有重要的參考價值。
發(fā)明內容
鑒于現(xiàn)有技術存在上述缺陷,本發(fā)明的目的是提出一種多小區(qū)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的非授權隨機接入方法,具體如下。
一種多小區(qū)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的非授權隨機接入方法,包括如下步驟:
S1、利用頻率復用模式建立導頻復用機制,使相鄰的小區(qū)選擇不同組別導頻、實現(xiàn)導頻正交;
S2、依據(jù)導頻復用因子、小區(qū)用戶數(shù)及基站天線,以最大化每個小區(qū)的平均頻譜效率為目標,計算最優(yōu)導頻長度和用戶隨機接入退避概率;
S3、每個用戶根據(jù)基站廣播的退避參數(shù)進行隨機延遲激活,激活用戶從本小區(qū)的導頻池中隨機選擇導頻發(fā)送給基站;
S4、基站利用信號強度差異對跨小區(qū)沖突用戶進行識別,對于未識別的用戶則判定其接入失敗、等待下一個時隙重新發(fā)起接入。
優(yōu)選地,S1具體包括如下步驟:
S11、設有L個小區(qū),每個小區(qū)有N個用戶,導頻總長度為τ,正交導頻共τ個;
S12、將導頻分為α組、則每組的正交導頻個數(shù)為τ/α,其中α為導頻復用因子;
S13、令相鄰的α個小區(qū)選擇不同組別導頻,使其實現(xiàn)導頻正交。
優(yōu)選地,S2具體包括如下步驟:
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