[发明专利]一种基于多导频的上行多用户随机接入方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于多导频的上行多用户随机接入方法及系统，涉及无线通信技术领域。包括：每个激活用户节点在导频传输阶段从导频序列集合中随机选择多个导频序列，将多个导频序列叠加归一化后的序列传输至基站节点；基站节点接收并将接收信号作为随机接入响应信息，向小区内多个激活用户节点广播；每个激活用户节点接收并检测本节点的多个导频序列是否与其他节点发生碰撞，若碰撞依据强用户判决准则判断自己是否在导频竞争中胜出，若胜出则发送二次导频信息到基站节点；基站节点根据接收的二次导频信息估计信道信息，并解调用户识别码，为解调成功的用户节点分配专属导频资源。本发明能够降低导频碰撞概率，提高用户接入成功率，降低接入时延。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是指一种基于多导频的上行多用户随机接入方法及系统。

背景技术

传统的随机接入机制，一般分为基于竞争的随机接入和基于非竞争的随机接入。基于非竞争的随机接入是指用户事先与基站建立好连接，基站为其分配专用的导频序列，用于小区切换等操作，如切换时的接入。基于竞争的随机接入是指基站不知道用户的任何信息，用户需要通过导频接入与基站获得同步并建立连接，如初始随机接入。基于竞争的随机接入方案主要步骤为：首先，用户根据基站周期性的SIB2(System InformationBroadcast，系统信息广播)随机接入配置消息，从可用的前导码集合中随机选择前导序列发送至基站；其次，基站不断地检测用户发送的前导码序列，产生RAR(Random AccessResponse，随机接入响应信息)并发送至用户；然后，若用户在特定时间内没有收到RAR消息，则认为接入失败，随后将随机选择一个退避时间，并在退避时间结束后重新选择前导码序列发送至基站。若用户收到RAR消息，则在指定的时频资源上发送连接请求消息以及特定的识别码信息；最后，若基站成功检测出连接请求消息，将会反馈一个竞争解决消息给该用户完成随机接入过程。如果用户在特定时间窗口内没有收到竞争解决消息，则认为发生了碰撞，此时用户随机选择一个退避时间，并在退避时间结束后，重复以上步骤重新接入网络。

传统基于正交导频的随机接入方案是指用户随机选择一个正交导频传输至基站，发起随机接入请求，仅允许没有发生导频碰撞的用户接入，其设计原则是最大化无导频碰撞的用户数；传统基于集中式的接入方案是指由基站集中解决导频碰撞问题，该方案的目标是最小化导频碰撞概率，进而提升成功接入网络的用户数；同样，为达到同样的目标，也有基于时隙的随机接入方案，即允许用户在多个时隙内发送导频序列，避免导频碰撞；另外，也有从网络拥塞角度出发，采用拥塞控制的方法减少竞争导频的用户数或者通过动态资源分配的方式适应不同接入用户量的需求，用户的碰撞概率也会随着接入用户数的增大而显著增加，可见上述导频随机接入方案并不能进一步提升成功接入网络的用户数。因此，现有方案并没有从根本上解决用户接入效率低的问题，需要一种高效的多用户接入方案。

传统的基于竞争的随机接入方案是指用户从导频序列集合中随机选择一个导频序列发送至基站，当多个用户选择相同的导频序列发生导频碰撞时，基站集中解决导频碰撞问题，该方案的目标是最小化导频碰撞概率，进而提升成功接入网络的用户数。然而，面对海量用户通信需求，导频碰撞问题愈发严重，基站集中式解决导频碰撞势必带来导频碰撞率高，用户接入时延大及效率低等问题。因此，传统的基站集中式解决导频碰撞的随机接入方案已经无法满足海量用户接入的场景需求，亟需提出的一种新颖、高效的随机接入方案。

发明内容

本发明针对现有传统的基站集中式解决导频碰撞的随机接入方案已经无法满足海量用户接入的场景需求，亟需提出的一种新颖、高效的随机接入方案的问题，提出了本发明。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种基于多导频的上行多用户随机接入方法，该方法由基于多导频的上行多用户随机接入系统实现，该基于多导频的上行多用户随机接入系统包括多个激活用户节点、基站节点。

该方法包括：