LTE集群系统的随机接入机制研究

摘要

集群系统由其特有的调度功能和快速呼叫的特性，而被广泛利用于专用通信领域。但是随着人们对集群通信系统的认识和重视，以及随着信息化时代的发展而对集群多媒体等业务的需求，传统的集群通信系统已经无法满足高带宽和高速率的需求。因此，发展LTE宽带集群通信系统也就成为了研究热点。由于集群系统针对不同应用领域而提供不一样的权限设置，以及为不同分工的用户提供不同级别的随机接入服务，同时由于调度特性而需要进行的突发性接入等需求，原有LTE随机接入已无法满足集群通信对接入优先级和接入时延的要求。因此，采用怎样改进的随机接入机制以适应集群用户的加入，保证集群组中用户的优先通信权和用户满意度成为了研究重点。
　　所以，在LTE随机接入的基础上，重点结合前导码选择方案和退避算法两个研究方面，本文展开了对LTE集群系统中随机接入机制的研究，主要包括：
　　首先，从LTE通信系统的角度研究了随机接入的过程和应用场景。分析了在加入集群通信的情况下，LTE原有公平性接入的缺陷以及集群用户和普通用户在同时接入时遇到的问题。本文基于集群通信的特点而提出了接入优先级调度策略，能够为不同用户提供不同级别的接入服务，保证高优先级的用户优先接入。
　　其次，研究了LTE前导码序列和前导码管理方案，考虑接入优先级而对前导码选择集合的区分，本文设计了一种基于优先级动态预留式的前导码管理方案，它是结合了静态选择方案和用户的动态接入发起率的特点。然后通过数学推导和仿真的方式，对此方案和现有研究方案进行了性能比较，验证其在接入成功率和资源利用率方面的优势。
　　最后，对LTE随机接入碰撞退避算法进行了研究，利用对接入碰撞率的问题建模分析了LTE系统下的均匀退避算法和二进制指数退避算法的性能。考虑接入优先级调度策略，本文提出了一种多用户模型的退避算法，此算法是以指数退避算法为基础，结合用户最大重传次数和指数退避算法的基数来为不同用户提供接入碰撞退避服务。并将此算法应用到了基于动态优先级预留式的前导码管理方案中，通过仿真分析了此方案在时延和接入成功率方面的性能。

目录

声明

缩略词表

第一章 绪论

1.1论文研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3本文主要研究内容

1.4本文的结构安排

第二章 LTE集群系统及随机接入相关研究

2.1 LTE随机接入研究

2.2 LTE集群系统及其特点分析

2.3 LTE集群系统随机接入技术相关研究

2.4本章小结

第三章 基于优先级动态预留式的前导码选择方案

3.1场景与问题分析

3.2随机接入流程建模

3.3基于优先级动态预留式的前导码选择方案设计

3.4仿真验证与结果分析

3.5本章小结

第四章 LTE集群系统接入碰撞退避算法研究

4.1退避算法的应用场景与问题分析

4.2多用户模型退避算法设计

4.3性能验证与结果分析

4.4本章小结

第五章 总结与展望

5.1全文工作总结

5.2后续工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果