LTE随机接入中的前导码管理与退避算法

摘要

为了满足人们对新型业务的需求和对移动终端高速率的要求，第三代合作伙伴计划（3GPP）在2004年底启动了其长期演进（LTE）技术的标准化工作。计划引入全新的空中接口和先进的无线技术，从而达到更大的传输速率，更小的接入时延和更大的系统容量。 随机接入技术作为通信系统中媒体接入控制（MAC）的一项关键技术，其性能的优劣直接关系到整个系统性能的好坏。为了满足LTE系统在系统容量和时延方面上的特殊要求，随机接入的研究成为了LTE系统研究的重点之一。如何解决用户接入碰撞和降低用户接入时延是LTE随机接入研究中的主要关注点。 本论文分析了几种常见的随机接入技术，明确了LTE系统中随机接入过程的作用、分类和流程，重点研究了LTE随机接入过程中前导码的管理和退避算法两方面的内容。在随机接入前导码管理的研究中，论文就涉及到前导码管理方案的不同提案进行了讨论，并在此基础上提出了一种基于资源共享的前导码管理方案。此方案结合了动态管理方案和静态管理方案两方面的优点，其适用范围更广，从而减少了为了管理前导码分配而引入系统信息所带来的开销，并通过数学推导和仿真两方面验证了此方案在用户接入成功率上的性能。在LTE随机接入退避算法的研究中，论文分析了几种常见的退避算法，通过仿真对其在时延和吞吐率方面的性能作了比较，在讨论退避算法在LTE中应用形式的基础上，选择了一种适合应用于LTE系统中的退避算法（伪贝叶斯算法），将此算法应用到了基于资源共享的前导码管理方案中，并通过仿真分析了其在时延和吞吐率方面的性能。

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致谢

1 引言

1.1 LTE系统的需求与关键技术

1.2 LTE中的随机接入技术

1.3 论文的主要工作及安排

2 随机接入技术

2.1 ALOHA协议

2.2 CSMA协议

2.3 树型多址协议

2.4 预约时隙协议

2.5 本章小结

3 LTE中的随机接入过程

3.1 LTE MAC层的描述

3.1.1 LTE MAC层的功能

3.1.2 LTE MAC层的过程

3.2 LTE随机接入过程的描述

3.2.1 LTE随机接入过程的分类

3.2.2 LTE竞争随机接入过程的步骤

3.2.3 LTE非竞争随机接入过程的步骤

3.3 本章小结

4 LTE随机接入过程中的前导码管理

4.1 随机接入信道

4.1.1 LTE中的物理信道

4.1.2 随机接入信道的结构

4.1.3 随机接入信道的复用方式

4.2 随机接入前导码

4.2.1 随机接入用户签名序列的设计

4.2.2 随机接入前导码的格式

4.2.3 随机接入前导码的产生

4.3 随机接入前导码的管理

4.3.1 随机接入前导码管理方案

4.3.2 一种基于资源共享的随机接入前导码管理方案

4.3.3 系统仿真模型

4.3.4 基于资源共享的前导码管理方案的性能比较

4.4 本章小结

5 LTE随机接入过程中的退避算法

5.1 随机接入退避算法

5.1.1 UB算法

5.1.2 BEB算法

5.1.3 MILD算法

5.2 伪贝叶斯算法

5.2.1 最优接入控制算法

5.2.2 伪贝叶斯算法描述

5.2.3 退避算法性能分析

5.3 LTE随机接入过程中的退避算法

5.3.1 LTE中退避算法的应用场景

5.3.2 伪贝叶斯算法在基于资源共享的前导码管理方案下的应用

5.4 本章小结

6 结论

参考文献

作者简历