[发明专利]一种基于导频叠加的分布式随机接入方法

权利要求书

1.一种基于导频叠加的分布式随机接入方法，其特征在于，包括：

每个激活用户在导频传输阶段从导频序列集合中随机选择多个导频，并将多个导频叠加后的归一化序列发送至基站；

基站将接收到的导频信号作为随机接入响应信息向小区内用户进行广播；

每个激活用户根据接收到的随机接入响应信息和自身信号功率，判断能否在与之竞争相同导频的用户中胜出，竞争胜出的用户将所选导频重新发送至基站；

基站根据接收到的二次导频信息估计信道信息并解调用户识别码，为解调成功的用户分配专属导频资源。

2.根据权利要求1所述的基于导频叠加的分布式随机接入方法，其特征在于，所述每个激活用户在导频传输阶段从导频序列集合中随机选择多个导频，并将多个导频叠加后的归一化序列发送至基站包括：

在导频传输阶段，每个激活用户从导频序列集合中随机地选择L个不同导频，并将L个导频叠加后的归一化序列发送至基站，其中，L＞1。

3.根据权利要求2所述的基于导频叠加的分布式随机接入方法，其特征在于，导频序列集合为C＝[c₁,c₂,...,c_N]^T，且满足CC^H＝I_N，其中，I_N表示N×N的单位矩阵，c_n表示第n个导频，n＝1,2,...,N，N表示正交归一化的可用导频数目，上标T表示矩阵转置，上标H表示矩阵的共轭转置；

激活用户发送的导频信号为：

其中，s_b表示激活用户发送的导频信号，为叠加后的归一化序列；ζ_b表示由总导频池中第b种叠加导频所包含归一化正交导频的索引组成的集合，b＝1,2,...,B，B表示总导频池大小。

4.根据权利要求1所述的基于导频叠加的分布式随机接入方法，其特征在于，基站接收到的导频信号表示为：

其中，Y表示基站接收到的导频信号；K₀表示激活用户个数；P_k表示用户的发射功率；h_k表示用户k与基站之间的信道；s_b(k)表示激活用户k发送的导频信号，b(k)表示用户k发送的导频信号的索引，b(k)∈{1,2,...,B}；表示s_b(k)的转置；Z表示均值为0、方差为σ²的加性高斯白噪声。

5.根据权利要求4所述的基于导频叠加的分布式随机接入方法，其特征在于，激活用户接收到的随机接入响应信息为Y；

所述每个激活用户根据接收到的随机接入响应信息和自身信号功率，判断能否在与之竞争相同导频的用户中胜出，竞争胜出的用户将所选导频重新发送至基站包括：

激活用户将接收到的随机接入响应信息Y与所选的L个导频分别进行互相关运算，得到相应的互相关运算结果；

每个激活用户根据得到的互相关运算结果，估计在导频传输阶段与之选择同一导频的所有用户信号功率之和；

每个激活用户根据自身的信号功率和与之选择同一导频的所有用户信号功率之和，利用强用户判决准则判断能否在与之竞争导频的用户中胜出，竞争胜出的用户将所选的导频重新发送至基站。

6.根据权利要求5所述的基于导频叠加的分布式随机接入方法，其特征在于，从导频序列集合中选择导频c_n时的互相关运算结果y_n表示为：

其中，U_n为在导频传输阶段选择导频c_n的用户集合；表示c_n的共轭；N表示正交归一化的可用导频数目；n表示均值为0、方差为σ²的加性高斯白噪声。