[发明专利]基于SCMA免授权接入的多包接收业务质量优化方法

权利要求书

1.基于SCMA免授权接入的多包接收业务质量优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

通过单帧分析获得SCMA免授权接入模式下每一帧的总吞吐量；

利用马尔可夫链对随机退避策略下的SCMA免授权接入进行稳态分析，获得免授权接入状态转移概率；

根据总吞吐量和免授权接入状态转移概率计算SCMA免授权接入的碰撞概率和预期用户数量，并获得时延限制下数据包传输的可靠性；

根据时延限制下数据包传输的可靠性，利用改进的二分法优化MPR能力值，获得满足URLLC需求的MPR最佳能力值。

2.根据权利要求1所述的基于SCMA免授权接入的多包接收业务质量优化方法，其特征在于，通过单帧分析获得SCMA免授权接入模式下每一帧的总吞吐量的方法为：

在SCMA免授权接入模式下以帧为单位对用户传输进行分析，获得第i帧中k个用户选择同一资源块的概率：

其中，q(k|p_c,L_i,n_i)表示第i帧中k个用户选择同一资源块的概率，p_c表示碰撞概率，L_i表示第i帧中可用的免授权正交资源块数，n_i表示第i帧中的用户总数，I为帧总数；

根据q(k|p_c,L_i,n_i)计算第i帧中每个资源块的预期吞吐量：

其中，表示第i帧中每个资源块的预期吞吐量，K为最大复用用户数量；

根据计算第i帧的总吞吐量：

其中，T(n_i,p_c,L_i,K)表示第i帧的总吞吐量。

3.根据权利要求1所述的基于SCMA免授权接入的多包接收业务质量优化方法，其特征在于，所述随机退避策略为：

在SCMA免授权接入模式下，设最大复用用户数量为K，当第i帧中有k个用户选择相同的资源块时，如果k≤K，则k个用户的传输不发生碰撞并成功解码；如果k＞K，k个用户的传输发生碰撞并解码失败，k个用户以碰撞概率跳过第i帧，碰撞和排队的每个用户选择另一帧中的随机时隙作为等待时隙，并在等待时隙中等待下一次传输，传输尝试次数加一；当一个用户的传输尝试次数到达M且该用户的传输仍未成功解码，则丢弃该用户传输的数据包，其中，M为传输尝试次数阈值。

4.根据权利要求3所述的基于SCMA免授权接入的多包接收业务质量优化方法，其特征在于，随机退避策略下的SCMA免授权接入的方法为：

在第i帧中，每个用户的起始状态为非活跃状态OFF，每个用户以的概率从非活跃状态OFF转移到活跃状态ON，其中，非活跃状态OFF表示用户不传输数据包的状态，活跃状态ON表示用户传输数据包的状态，p_c表示碰撞概率；

在活跃状态ON下，当用户第m次尝试传输数据包时，用户以的概率随机选择等待时隙x，并进入第m次等待时隙状态(m,x)，其中，m∈[1,M]，x∈[0，W-1]，W为SCMA免授权接入的最大时隙；

当用户到达第m次尝试传输状态(m,0)时，用户以1-p_c的概率尝试传输数据包，如果传输成功，则用户首先进入传输成功状态SUCC，随后进入非活跃状态OFF，如果传输失败，则用户以p_c的概率进入第m+1次等待时隙状态(m+1,x)，等待第m+1次传输数据包；

如果用户尝试M次传输数据包后仍未成功，则认为用户传输的数据包超过时延限制，将该数据包丢弃，用户首先进入传输失败状态FAIL，随后进入非活跃状态OFF。