[发明专利]一种基于非正交的窄带物联网NB-IoT随机接入方法有效
申请号: | 201810040986.3 | 申请日: | 2018-01-16 |
公开(公告)号: | CN108260108B | 公开(公告)日: | 2020-11-17 |
发明(设计)人: | 李小文;屈元远;王丹;陈发堂;王华华;刘宇;杨艳娟;牟泓彦;陈其荣 | 申请(专利权)人: | 重庆邮电大学 |
主分类号: | H04W4/70 | 分类号: | H04W4/70;H04W74/00;H04W74/08;H04B1/7107 |
代理公司: | 重庆市恒信知识产权代理有限公司 50102 | 代理人: | 刘小红 |
地址: | 400065 重*** | 国省代码: | 重庆;50 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 正交 窄带 联网 nb iot 随机 接入 方法 | ||
本发明请求保护一种基于非正交技术的窄带物联网NB‑IoT随机接入方法,本发明应用窄带物联网随机接入过程,用于解决随机接入成功率低的问题,有如下步骤:1‑3发送Msg1;4基站基于地理分布检测冲突的多前导并发送含多个用户的RAR(也即是Msg2);5终端检测RAR;6用户用NPRS信号估计TA;7用户获取RAR信息,搜索RAR中与当前用户TA最接近的TA值,并获取对应的Temp C‑RNTI和Power BO;8传输Msg3,并打开竞争解决定时器CR;9基于SIC技术用户分离;10‑11发送Msg4,进行冲突解决;本发明利用用户的空间分布特性实现多前导的检测与RAR接收,并利用非正交技术传输Msg3,在基站侧进行用户分离,有效减少了前导码重传的概率,提升系统容量,以解决NB‑IoT系统大规模连接导致的网络拥塞问题。
技术领域
本发明属于移动通信技术领域,具体涉及到基于非正交技术的窄带物联网(NB-IoT)随机接入机制。用于缓解NB-IoT网络中因用户数量过大导致的网络拥塞问题。
背景技术
NOMA是典型的仅有功率域应用的非正交多址接入技术,也是所有非正交多址接入技术中最简单的一种。由于NOMA采用的是多个用户信号功率域的简单线性叠加,故其对现有其他成熟的多址技术和移动通信标准的影响不大。在NOMA技术中,虽然时域频域资源单元对应的时域和频域可能同样采取正交方案,但因每个资源单元承载着非正交的多个用户信号,要区别同一资源单元中的不同用户,只能采用其他技术。
串行干扰消除技术SIC,SIC技术是非正交多址接入方式接收端必备的技术,是一种针对多用户接收机的低复杂度算法,该技术可以顺次地从多用户接收信号中恢复出用户数据。在常规匹配滤波器(MF,Matched Filter)中,每一级都提供一个用于再生接收到的来自用户信号的用户源估计,适当地选择延迟、幅度和相位,并使用相应的扩频序列对检测到的数据比特进行重新调制,从原始接收信号中减去重新调制的信号(即干扰消除),将得到的差值作为下一级输入,在这种多级结构中,这一过程重复进行,直到将所有用户全部解调出来,SIC接收机利用串联方法可以方便地消除同频同时用户间的干扰。
功率复用技术,SIC在接收端消除多址干扰(MAI),需要在接收信号中对用户进行判决来排出消除干扰的用户的先后顺序,而判决的依据就是用户信号功率大小。基站在发送端会对不同的用户分配不同的信号功率,来获取系统最大的性能增益,同时达到区分用户的目的,这就是功率复用技术。功率复用技术在其他几种传统的多址方案没有被充分利用,其不同于简单的功率控制,而是由基站遵循相关的算法来进行功率分配。
本发明将NOMA技术引入当NB-IoT随机接入过程中,成为NORA技术。通过对当前小区的用户使用相同时频资源的用户进行功率域复用,在基站侧使用SIC技术进行用户分离,从而使得用户接入成功率提升,系统吞吐量加大,平均接入延迟变短。
发明内容
本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种缓解系统拥塞,同时增加系统资源利用率,有效提高系统负载较大时的成功接入用户数的基于非正交的窄带物联网NB-IoT随机接入方法。本发明的技术方案如下:
一种基于非正交的窄带物联网NB-IoT随机接入方法,其包括以下步骤:
步骤1:每个用户接收物理广播信道NPBCH上广播的系统消息,获取随机接入RA的配置消息;
步骤2:用户选择导频,用户根据前导配置的时频域资源,在一个子带配置的子载波集合中随机选中一个用于前导码发送的子载波,并利用跳频规则A生成前导码;
步骤3:用户发送加循环前缀CP后的前导序列,也即是发送Msg1(消息一随机接入前导码),所有用户在选择的导频序列上分组加CP头,并将添加CP头的前导码通过天线端口发送出去;
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