[发明专利]LTE网中用于M2M通信的混合随机接入方法

权利要求书

1.一种LTE网中用于M2M通信的混合ORA和NORA方法，其特征在于,包括有如下步骤：

(1)机器类通信(MTC)设备在扩展的物理随机接入信道(PRACH)上传输其前导码：在开始随机接入过程之前，通过接入类控制(ACB)检查将活动MTC设备分为主设备和辅设备，辅设备再次执行ACB检查，成功通过两次ACB检查的活动MTC设备才能发起随机接入；将所有可用前导码划分为普通前导码和特殊前导码；所有主设备和通过了ACB检查的辅设备分别各选择一个前导码作为其发送前导码，通过扩展的PRACH将所选前导码发送给基站；机器类通信(MTC)设备在扩展的物理随机接入信道(PRACH)上传输其前导码，具体包括有如下步骤：

(1a)ACB检查：活动MTC设备开始执行随机访问时，首先在[0,1]之间随机选择一个随机数p，然后与ACB检查参数b进行比较，如果pb，将此类活动MTC设备称为主设备，否则，称为辅设备，辅设备再次执行参数为的ACB检查，通过两次ACB检查的活动MTC设备才能开始随机接入过程；两次ACB检查参数b和均是活动MTC设备从物理广播信道上广播的系统广播信息中获得；

(1b)前导码分类：在前导码向基站传输阶段，从m个可用前导码中随机选择一个作为特殊前导码，其余m-1个作为普通前导码；

(1c)设备选择前导码：每个主设备随机选择一个普通前导码作为其发送前导码，每个通过ACB检查的辅设备选取特殊前导码作为其发送前导码；

(1d)设备将前导码发送到基站：所有主设备和通过第二次ACB检查的辅设备在扩展的PRACH上，将设备ID信息和循环冗余校验(CRC)同发送前导码一起发送给基站；

(2)基站检测设备的类型，按类型为设备分配物理上行共享信道(PUSCH)并向设备发送随机接入响应(RAR)消息：基站根据接收到的前导码来检测发送此前导码的活动MTC设备为主设备还是辅设备；将所有检测到的主设备均分为若干非正交设备组，按非正交设备组的数量为主设备分配PUSCH，将其余的PUSCH分配给辅设备；按设备类型向检测到的设备发送RAR消息以确认设备的随机接入请求；

(2a)基站根据接收到的前导码确定发送此前导码的活动MTC设备：所有的前导码都由相同的根序列生成，根序列的每个循环移位产生前导码检测区域，如果在该检测区域中存在高于阈值的峰值，基站认为活动MTC设备选择了该检测区域对应的前导码；当一个前导码仅由一个主设备选择时，基站可以成功检测到发送该前导码的主设备，并且通过检测到的ID信息知道哪个主设备选择了该前导码；当两个或更多个主设备选择相同的前导码并在相同的子载波上发送它们的ID时，基站不能正确地识别任何主设备ID，假定发生冲突，并且不将相应的PUSCH分配给选择该前导码的主设备；对于发送特殊前导码的辅设备，基站通过是否检测到特殊前导码来确认此辅设备；

(2b)基站分别为检测到的主设备和辅设备分配PUSCH并按类型发送RAR消息：基站将检测到的所有主设备均分为若干非正交设备组，按非正交设备组的数量为主设备分配PUSCH，将其余的PUSCH分配给所有检测到的辅设备；基站向所有主设备传输非正交格式的RAR消息，向所有辅设备传输正交格式的RAR消息来确认设备的随机接入请求；

(3)主设备和辅设备分别采用NOMA和OMA方法进行数据消息传输：根据接收到的RAR消息，所有非正交设备组的主设备按非正交数据消息格式在为其分配的PUSCH上传输其数据消息，所有辅设备按正交数据消息格式，随机选择未调度的PUSCH发送它们的数据消息；

(4)基站解码数据消息并发送争用解决消息：基站采用SIC解码原理来分离数据消息，解码顺序与功率回退顺序一致，如果数据消息被成功解码，基站发送争用解决消息给设备；在发送数据消息之后，每个主设备和辅设备在争用解决时间间隔中接收争用解决消息，如果在此时间间隔内成功接收到争用解决消息，认为随机访问成功，否则，认为失败，失败的活动MTC设备和未通过ACB检查的辅设备将在下一个时隙中重新尝试上述随机访问过程。

2.根据权利要求1所述的LTE网中用于M2M通信的混合ORA和NORA方法，其特征在于，步骤(1d)中所述的扩展的物理随机接入信道(PRACH)，其结构是，每个扩展的PRACH占用7个调度资源块(RB)，包括6个PRACH RB和1个上行共享信道(PUSCH)RB，来发送前导码和活动MTC设备的ID信息。