[发明专利]一种基于功率退避的mMTC非正交随机接入方法

说明书

一种基于功率退避的mMTC非正交随机接入方法，为解决大规模机器类通信(massive Machine Type Communications,mMTC)中冲突碰撞率高、接入吞吐量低等问题，根据设备定时提前(Timing Advance,TA)信息进行mMTC设备分组，基站利用不同设备组TA信息的差异来区分选择相同前导码设并利用迭代干扰消除(Successive Interference Cancellation,SIC)检测设备数据信息，进而满足mMTC场景的海量接入需求，本发明能够显著提升成功接入设备数。

技术领域

本发明涉及在大规模机器类通信(massive MTC,mMTC)下，随机接入方案改进领域，基站利用不同设备组TA信息的差异来区分选择相同前导码设备，并利用功率退避的方法检测设备数据信息。

背景技术

在新兴的5G通信中，有一个重要的应用场景，大规模机器类通信(massiveMachine Type Communication，mMTC)。mMTC设备具有高连接密度、低功耗、广覆盖、低激活概率以及小数据包传输等特性。LTE网络下的随机接入方案主要是针对人与人(Human-to-Human，H2H)通信的业务而设计的，适合于单一服务型用户业务。若将其直接应用于5G mMTC设备接入，将会产生如下问题：由于海量设备接入网络会造成频繁的传输冲突，导致接入的吞吐量降低、资源利用率下降。

发明内容

为了克服现有技术的不足，针对机器类通信(Machine Type Communications,MTC)中大规模机器类通信(massive MTC,mMTC)高吞吐量的随机接入需求而采取相应的措施，本发明提出一种基于功率退避的mMTC非正交随机接入方法，根据设备定时提前(TimingAdvance,TA)信息进行分组：对于mMTC设备，基站利用不同设备组TA信息的差异来区分选择相同前导码设备，并利用迭代干扰消除(Successive Interference Cancellation,SIC)检测设备数据信息，进而满足mMTC场景的海量接入需求。

为实现上述的目标，本专利采用的技术方案为：

一种基于功率退避的mMTC非正交随机接入方法，该方法包括以下步骤：

步骤1:将小区内的mMTC设备按TA信息的不同进行分组，过程为：采用量化间隔为16T_s对小区内所有设备的传播时延进行量化，得到所有设备的TA索引Ω，Ω＝[T₁,T₂,...,T_M]，同时采用量化距离d＝16T_sc对小区半径进行量化，得到ζ个环形空间，其中T_s表示LTE系统的最小时间单位，T_M表示第M个设备的TA索引，c表示光速，小区内的环形数其中表示向上取整函数；

步骤2:将同一环形区域内的所有设备作为一个设备组，具有相同的TA索引；不同环形区域内的设备为不同的设备组，具有不同的TA索引，用S_i表示第i个环，(i＝1,2,...,ζ)，其中的mMTC设备组分被称为第i个mMTC设备组；

步骤3:mMTC设备从R个前导码中随机选择一个前导码发送至基站，其中R为一个时隙中可用的前导码总数；

步骤4:为了缓解前导码冲突，对mMTC设备使用前导码放置方法；

步骤5：基站首先检测接收到的前导码，基站通过计算接收序列与特定的前导码序列r的互相关值，得到在第i个mMTC设备组中选择第r个前导码的设备数n(r,i)；

步骤6：由于mMTC设备的位置固定,每个mMTC设备在接入之前可以根据现有的一些测距技术可以知道自身与基站的距离，从而可以计算出所属分组和TA索引，在其接收并解码RAR消息后,传输数据资源；