[发明专利]一种分布式上行多用户随机接入方法

权利要求书

1.一种分布式上行多用户随机接入方法，其特征在于，包括：

有接入需求的用户根据基站广播的接入策略从导频序列集合中随机选取一个导频序列发送至基站，向基站发起接入请求；

基站根据接收到的导频信号得到归一化下行导频信号，并将其作为随机接入响应信息向小区内用户进行广播；

发起接入请求的用户根据接收到的随机接入响应信息并结合自身的信号功率和小区的广播策略，判断自身能否在竞争同一导频序列的用户中胜出，竞争胜出的用户将所选的导频序列重新发送至基站；

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

其中，所述基站根据接收到的导频信号得到归一化下行导频信号，并将其作为随机接入响应信息向小区内用户进行广播包括：

基站根据接收到的导频信号得到选择相同导频序列的所有用户的信道信息之和y_i；

基站通过将y_i归一化进而得到归一化的下行导频信号，并将其作为随机接入响应信息；

基站向小区内用户广播所述随机接入响应信息；

其中，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，U_i表示选择导频序列P_i的用户集合，i＝1,2,...,λ_p，λ_p表示正交归一化可用导频序列的数目；w_k为用户k的发射功率；h_k表示用户k与基站之间的信道；表示P_i的转置；Z表示均值为0，方差为σ²的加性高斯白噪声；

选择导频序列P_i的所有用户的信道信息之和y_i表示为：

其中，表示P_i的共轭；Z_i表示均值为0，方差为σ²的加性高斯白噪声；

其中，归一化下行导频信号表示为：

其中，W表示归一化下行导频信号；

其中，所述发起接入请求的用户根据接收到的随机接入响应信息并结合自身的信号功率和小区的广播策略，判断自身能否在竞争同一导频序列的用户中胜出，竞争胜出的用户将所选的导频序列重新发送至基站包括：

用户k将接收到的随机接入响应信息与其选取的导频序列P_i进行相关运算，得到互相关运算的结果Q_k；

基于Q_k的实部估计出选择相同导频序列P_i的所有用户的信号功率之和

用户k在自身信号功率基础上添加一个判决量ξ(α_k)后根据强用户判决准则判断自己是否竞争胜出并重传导频，其中，强用户判决准则由w_kα_kλ_p+ξ(α_k)和确定，其中，α_k表示大尺度衰落系数；

其中，用户k接收到的随机接入响应信息表示为：

其中，表示h_k的共轭转置，表示均值为0，方差为σ²的加性高斯白噪声；

互相关运算的结果Q_k表示为：

其中，表示导频序列P_i的共轭；表示h_k的共轭转置，h_k表示用户k与基站之间的信道；λ_p表示正交归一化可用导频序列的数目；y_i表示选择导频序列P_i的所有用户的信道信息之和；Z_k表示均值为0，方差为σ²的加性高斯白噪声；

估计出选择相同导频序列P_i的所有用户的信号功率之和表示为：

其中，M表示基站侧天线的数目，w_k表示用户k的发射功率，α_k表示大尺度衰落系数，max(·)表示取最大值操作；

其中，用户k自身的信号功率为w_kα_kλ_p；

其中，强用户判决准则表述为：

若满足则用户k竞争胜出，用户k将所选的导频序列P_i重新发送至基站；其中，T_k表示用户竞争胜出这一事件；

若满足则用户k竞争失败，随机接入失败；其中，F_k表示用户竞争失败这一事件。