[发明专利]基于网格图的随机接入方法

摘要

本发明公开了一种基于网格图的导频随机接入方法。具体步骤包括：1、用户向基站发送上行数据帧，2、基站进行第一次导频的信道响应估计，3、基站向用户发送空导频索引和预编码随机接入响应PRAR，4、用户向基站发送导频和索引，5、基站进行第二次导频的信道响应估计，6、基站构造网格图，7、基站进行用户的信道响应估计，8、基站向用户接入响应，9、随机接入过程结束。本发明解决了现有导频随机接入方法中存在的系统负载较大时成功接入用户数低的技术问题。

主权项

1.一种基于网格图的随机接入方法，包括如下步骤：(1)用户向基站发送上行数据帧：(1a)对基站有接入请求的每个用户，从导频序列集合中随机选取一个导频序列，将所选导频序列的索引、导频序列与拟发送的上行消息，按照时序首尾相连，组成每个用户的上行数据帧；(1b)对基站有接入请求的所有用户，通过上行接入信道，同时将所有用户的上行数据帧发送给基站；(2)基站进行第一次导频的信道响应估计：(2a)基站从接收到的所有用户的上行数据帧中，按照时序取出所有用户的导频序列叠加部分；(2b)利用导频估计公式，分别计算与导频序列集合中每个导频序列对应的信道响应估计向量；(3)基站向用户发送空导频索引和预编码随机接入响应PRAR：(3a)计算与导频序列集合中每个导频序列对应的检验统计量；(3b)比较导频序列集合中每个导频序列对应的检验统计量的值，搜索数值远小于其它所对应的导频序列，并将这些导频序列的索引放置到空导频索引集合G中；(3c)计算预编码随机接入响应PRAR；(3d)基站将空导频索引集合G和预编码随机接入响应PRAR，通过下行广播信道，发送给所有对基站有接入请求的用户；(4)用户向基站发送导频和索引：(4a)分别计算导频序列集合中每个导频序列对应的路径损耗估计值；(4b)从导频序列集合中任选一个导频序列；(4c)分别计算所选导频序列对应的路径损耗估计值与该导频序列对应每个用户路径损耗的比值，将比值不大于2的用户作为最强用户，将其它用户作为失败用户；(4d)判断是否还有待选择的导频序列，若是，则执行步骤(4b)，否则，执行步骤(4e)；(4e)每个最强用户将其对应的导频序列与该导频序列的索引，按照时序首尾相连，组成最强用户接入数据帧；(4f)每个失败用户在空导频索引集合G对应的导频序列集合中，随机选择一个导频序列，将所选导频序列与该导频序列的索引按照时序首尾相连，组成失败用户接入数据帧；(4g)将最强用户接入数据帧和失败用户接入数据帧，通过上行接入信道，同时发送给基站；(5)基站进行第二次导频的信道响应估计：(5a)从基站接收到的所有用户的接入数据帧中，按照时序取出所有用户的导频序列叠加部分；(5b)利用导频估计公式，计算导频序列集合中每个导频序列对应的信道响应估计向量；(6)基站构造网格图：(6a)将每个对基站有接入请求的用户，作为待构造网格图的变量节点，将导频序列集合中的每个导频序列，作为待构造网格图的校验节点；(6b)将每个用户与导频序列之间的对应关系，用变量节点与校验节点之间的连线表示，形成网格图；(7)基站进行用户的信道响应估计：根据基站构造的网格图，使用串行干扰抵消SIC算法，依次消除导频序列对应的两次信道响应估计中，每个用户对其它用户信道响应的干扰部分，得到网格图中每个变量节点对应用户的信道响应向量；(8)基站向用户发送接入响应：(8a)按照时序，从基站接收到的所有上行数据帧中，取出所有用户的拟发送上行消息叠加部分；(8b)将已知每个用户的信道响应向量与所有用户的拟发送上行消息叠加部分，分别进行最大后验概率译码操作，得到每个用户的上行消息估计数据；(8c)从对基站有接入请求的用户中任选一个用户；(8d)判断所选用户的上行消息估计数据是否与其拟发送的上行消息相同，若是，则基站向所选用户发送应答响应ACK，用户接入成功，否则，基站向所选用户发送非应答响应NACK，用户接入失败；(8e)基站判断是否还有待选择的用户，若是，则执行步骤(8c)，否则，执行步骤(9)；(9)随机接入过程结束。