TD-LTE集群通信系统随机接入算法研究

摘要

随着TD-LTE技术的发展与商用，基于TD-LTE标准的集群通信也成为了研究的热点。随机接入作为TD-LTE集群通信系统的关键技术之一，其性能的优劣影响到整个系统性能的好坏。为了满足在接入成功率和接入时延方面的要求，随机接入成为了TD-LTE集群通信系统的重点研究范畴，如何减少接入碰撞并降低接入时延是TD-LTE集群通信系统随机接入研究的主要关注点。
　　 论文通过对TD-LTE系统随机接入性能的分析，综合考虑集群通信的特点，提出一种优先级资源划分随机接入算法。该算法根据集群系统中群组间和用户间各自优先级的不同，将用户的随机接入请求在接入信道、接入时间帧和发送功率上进行分级，使不同优先级的用户拥有不同的接入等级，获得不同的接入效果。通过仿真，所提算法在用户接入强度较高时相比于传统算法能够确保更优的系统接入性能，并优先保证高优先级用户拥有较高的接入成功率和较低的接入时延，以达到突发环境下快速接入指挥调度的目的。
　　 通过对现有TD-LTE系统随机接入Preamble序列配置方案的分析，结合公网集群通信系统共用资源而互不干扰的性能要求，对现有TD-LTE公网集群通信系统随机接入Preamble序列配置方案进行改进。改进后的方案通过对集群用户和公网用户各自接入强度的预测，对竞争Preamble序列集合进行动态分类，使集群用户和公网用户在随机接入前导的选择上有效的区分开，避免了混合冲突;同时，通过对A、B类竞争Preamble序列接入强度的预测，动态调整A、B集合的大小，使Preamble序列的利用更为充分。通过仿真，改进的配置方案相比原有方案提高了竞争Preamble序列的利用率和发送成功率，有效的缓解了集中性碰撞，避免了集群用户和公网用户之间的混合冲突，达到了共用资源而互不干扰的要求，提高了TD-LTE公网集群通信系统随机接入的性能。

目录

声明

摘要

图索引

缩略语表

第一章 绪论

1．1 集群通信系统介绍

1．1．1 集群通信系统的概念及特点

1．1．2 集群通信系统的发展及现状

1．2 课题研究背景

1．2．1 TD-LTE的概念

1．2．2 TD-LTE集群通信系统

1．2．3 随机接入协议

1．2．4 随机接入算法的研究现状

1．3 课题来源及文章内容结构安排

第二章 TD-LTE系统随机接入过程

2．1 TD-LTE系统物理层基础

2．1．1 TD-LTE系统物理层帧结构

2．1．2 TD-LTE系统物理层资源定义

2．1．3 TD-LTE系统物理层信道

2．2 TD-LTE系统随机接入信道

2．2．1 PRACH符号及其格式

2．2．2 PRACH信道时频域配置

2．3 TD-LTE系统随机接入过程

2．3．1 随机接入过程初始化

2．3．2 竞争随机接入过程

2．3．3 非竞争随机接入过程

2．4 本章小结

第三章 TD-LTE集群通信系统优先级资源划分随机接入算法

3．1 TD-LTE系统随机接入性能分析

3．1．1 随机接入碰撞分析

3．1．2 随机接入通过量分析

3．1．3 随机接入时延分析

3．2 优先级资源划分的随机接入算法

3．2．1 接入资源划分

3．2．2 功率控制

3．2．3 优先级划分算法

3．2．4 额外开销分析

3．3 仿真分析

3．3．1 仿真环境及参数设定

3．3．2 性能评定指标

3．3．3 仿真结果分析

3．4 本章小结

第四章 TD-LTE公网集群系统随机接入Preamble序列配置方案研究

4．1 TD-LTE系统随机接入Preamble序列介绍

4．1．1 TD-LTE系统Preamble序列的产生

4．1．2 TD-LTE系统Preamble序列的特征

4．2 TD-LTE系统随机接入Preamble序列配置及现状

4．2．1 TD-LTE系统随机接入Preamble序列配置

4．2．2 TD-LTE系统Preamble序列配置的研究现状

4．2．3 TD-LTE公网集群系统下Preamble序列配置方案的不足

4．3 TD-LTE公网集群通信系统竞争Preamble序列配置方案

4．3．1 共用式竞争Preamble序列配置

4．3．2 分类式竞争Preamble序列配置

4．3．3 用户到达率的动态预测

4．3．4 额外开销分析

4．4 仿真分析

4．4．1 仿真环境设定

4．4．2 仿真结果分析

4．5 本章小结

第五章 论文总结与工作展望

5．1 论文工作总结

5．2 下一步研究展望

致谢

参考文献

附录