[发明专利]面向机器类型通信的无线接入系统及其接入方法

说明书

本发明涉及一种面向机器类型通信的无线接入系统及其接入方法，其中，每个无线接入帧可分为信标相位和多址接入相位。在信标相位中，接入点向所有终端设备广播同步信号和导频信号。在多址接入相位中，不同设备基于收到的导频信号完成信道估计；并根据统一的目标信噪比决定各自的发射功率，然后依照所设定方法发送数据包；接入点采用连续干扰消除算法对所有终端设备的数据包进行联合解调。本发明提供了一种接入流程较简单的适用于无线物联网设备入网中的无线接入系统及其接入方法。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种面向机器类型通信的无线接入系统及其接入方法。

背景技术

在5G及其后的6G通信下，海量机器类型通信应用场景，如智慧城市、智慧农业、智能家居、森林防火、环境监测等，将占据物联网中最大的一份终端设备接入量。这类场景具有待接入设备密度高、对时延不敏感、设备简易廉价、电池不易更换等特点，因此要求一种大负载、低能耗、不复杂的多址接入技术。随机接入方式不依赖接入点的集中资源调度，显著减少了随终端设备数量线性增加的信令消耗，且降低了接入流程的复杂度，是海量机器类型通信的有力备选技术。

由于无中心调度，在传统的随机接入方案中，接入点处来自不同终端设备的数据包容易互相干扰，使得接入点无法做到有效的信号检测和解调，进而导致较低的接入成功率和系统吞吐量。此外，系统负载的增加会使终端设备之间发生冲突的概率增大。为了获得随机接入方式流程简单且能耗低的优点，同时增加其负载能力，考虑使用数据包重复发送与连续干扰消除相结合的策略来克服设备间的冲突。现有部分工作借鉴物理层低密度检验编码的解码过程，讨论在介质访问控制层采取连续干扰消除方式对抗数据包冲突的可能性，取得了一些进展。但一方面，这些研究缺乏一种系统性地、面向提升设备接入成功率的数据包重复规则，无法达到最优性能；另一方面，也没有给出一套易于实现的无冲突时隙检测机制，同时未将终端设备有限的电池容量考虑在内。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种接入流程较简单的适用于无线物联网设备入网中的无线接入系统及其接入方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种面向机器类型通信的无线接入系统，包括至少一个接入点，以及与所述接入点对应的若干个终端设备；所述接入点通过无线接入帧实现与若干个终端设备的无线接入；所述无线接入帧可分为信标相位和多址接入相位。

本发明一个较佳实施例中，通过信标相位由接入点向所有终端设备广播同步信号和导频信号；通过多址接入相位由不同设备基于收到的导频信号进行信道估计，并根据目标信噪比确认发射功率，按照设置的方式发送数据包。

本发明一个较佳实施例中，接入点对多址接入相位中来自不同终端设备的数据包执行联合解调。

本发明一个较佳实施例中，接入点采用连续干扰消除算法对接入系统中的所有终端设备的数据包进行联合解调。

本发明一个较佳实施例中，一种面向机器类型通信的无线接入系统的接入方法，包括以下步骤：

步骤一，接入点在无线接入帧中的信标相位向接入系统中的若干个终端设备广播同步信号和导频信号；

步骤二，接入系统中的各个待发送数据的终端设备根据接收到的同步信号更新时间状态，根据接收到的导频信号进行信道估计，从而调整发射功率在接入点处达到信噪比；

步骤三，基于所述信道估计的结果，各个待发送数据的终端设备执行功率分配计算；

步骤四，各个活跃的终端设备在多址接入相位执行随机接入计算。

本发明一个较佳实施例中，步骤三中，执行功率分配计算后确认是否在所述无线接入帧中执行发送过程以及对应的发送功率，确认发送的终端设备成为本无线接入帧中的活跃设备；或/和；步骤四中，根据设定的分布函数决定所述无线接入帧发送的数据包副本的个数，并将所述副本随机放进不同的时隙中进行发送。