TD-LTE集群系統(tǒng)的快速隨機(jī)接入機(jī)制研究.pdf

1、集群通信系統(tǒng)在調(diào)度指揮、保密通信等方面具有巨大的優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際生活中發(fā)揮著重要的作用。隨著TD-LTE在中國(guó)的大規(guī)模商用，集群通信系統(tǒng)與TD-LTE相結(jié)合的需求也進(jìn)一步擴(kuò)大。有關(guān)集群通信系統(tǒng)與TD-LTE結(jié)合的研究?jī)?nèi)容主要包括集群用戶的隨機(jī)接入、呼叫建立、越區(qū)切換、資源分配等，由于隨機(jī)接入是集群用戶接入TD-LTE的第一步，能否快速接入TD-LTE系統(tǒng)對(duì)于集群系統(tǒng)性能影響較大，因此本文基于國(guó)家重大專項(xiàng)課題“2014年度國(guó)家科技重大專項(xiàng)基于

2、TD-LTE的寬帶移動(dòng)專用通信網(wǎng)絡(luò)總體方案與測(cè)試評(píng)估研究”，重點(diǎn)研究TD-LTE集群系統(tǒng)用戶的快速隨機(jī)接入機(jī)制：在深入分析TD-LTE中隨機(jī)接入技術(shù)與集群系統(tǒng)特點(diǎn)與要求的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種TD-LTE集群系統(tǒng)用戶的快速隨機(jī)接入方法，并針對(duì)該方法可能涉及到的系統(tǒng)公平性問題，分別從接入?yún)f(xié)議與退避算法兩個(gè)方面進(jìn)行了改進(jìn)，提出了單前導(dǎo)碼快速隨機(jī)接入方法與自適應(yīng)重傳信道退避算法。
　　本文首先概述了TD-LTE系統(tǒng)與集群通信系統(tǒng)的發(fā)展與演進(jìn)

3、，對(duì)TD-LTE系統(tǒng)中的隨機(jī)接入技術(shù)進(jìn)行了分析，對(duì)集群系統(tǒng)的接入流程進(jìn)行了總結(jié)，比較了TD-LTE的隨機(jī)接入和集群隨機(jī)接入的異同，分析了二者對(duì)于接入時(shí)限的要求，并指出，按照目前LTE的接入流程，集群用戶要想接入TD-LTE系統(tǒng)，必須先像普通用戶一樣進(jìn)行隨機(jī)接入。由于集群用戶具有群體性，在其接入 LTE網(wǎng)絡(luò)時(shí)，勢(shì)必會(huì)在短時(shí)間內(nèi)大量占用接入信道資源，并有可能引起接入碰撞和延時(shí)，影響集群用戶的通信實(shí)時(shí)性。因此可知，傳統(tǒng)的TD-LTE隨機(jī)接入機(jī)

4、制不能很好的滿足集群用戶的接入需求。
　　針對(duì)該問題，本文提出了一種TD-LTE集群系統(tǒng)用戶的快速隨機(jī)接入方法。通過改變集群群組內(nèi)用戶的隨機(jī)接入方式，使用一個(gè)集群代理接入用戶代表集群群組內(nèi)所有用戶與基站進(jìn)行交互，達(dá)到一個(gè)用戶接入成功，一組用戶也就接入成功的效果，很大程度上解決了集群群組所有用戶同時(shí)接入時(shí)導(dǎo)致的碰撞問題，縮短了集群群組用戶的接入時(shí)間，增加了系統(tǒng)吞吐量。之后文中通過仿真的方式驗(yàn)證了本方法的有效性。但仿真結(jié)果也暴露出，T

5、D-LTE集群系統(tǒng)用戶的快速隨機(jī)接入方法雖然能夠有效的使集群用戶以很短的時(shí)間接入 LTE，但其在一個(gè)接入時(shí)隙中占用了大量的前導(dǎo)碼資源，使普通用戶的接入碰撞率大幅上升，系統(tǒng)公平性大大降低。
　　針對(duì)該弊端，從協(xié)議角度改進(jìn)，文中提出了單前導(dǎo)碼快速隨機(jī)接入方法，通過增加交互步驟來通知基站待接入的集群用戶數(shù)，從而達(dá)到節(jié)省前導(dǎo)碼，減少普通用戶碰撞概率，增加系統(tǒng)公平性的目的。從退避算法角度改進(jìn)，文中提出了自適應(yīng)重傳信道退避算法。本算法是在研究