專利名稱：一種用于時(shí)分正交頻分多址系統(tǒng)中的隨機(jī)接入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于時(shí)分正交頻分多址系統(tǒng)中的隨機(jī)接入方法。
背景技術(shù)：
在無(wú)線數(shù)字網(wǎng)絡(luò)中，隨機(jī)接入?yún)f(xié)議一直是人們研究的熱點(diǎn)，尤其是在一些具有微小區(qū)結(jié)構(gòu)或業(yè)務(wù)量峰值/平均率高的系統(tǒng)中，特別希望能采用一種簡(jiǎn)單、高效的隨機(jī)接入技術(shù)，滿足人們隨時(shí)隨地信息訪問(wèn)、計(jì)算和通信的需求。目前雖然對(duì)未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)沒(méi)有明確的定義，但普遍認(rèn)為該系統(tǒng)是基于正交頻分復(fù)用(OFDM)和多入多出(MIMO)等先進(jìn)技術(shù)和Ipv6核心網(wǎng)絡(luò)的多種無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)結(jié)合。其中OFDM可以有效地克服信道時(shí)延擴(kuò)展和頻率選擇性衰落對(duì)數(shù)據(jù)傳輸帶來(lái)的影響，已被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于移動(dòng)通信領(lǐng)域，例如HiperLan/2、IEEE802.16以及IEEE802.20等系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中，多采用簡(jiǎn)潔的ALOHA算法作為隨機(jī)接入?yún)f(xié)議，然而該協(xié)議無(wú)法有效消除隨機(jī)接入信道上接入請(qǐng)求分組的碰撞，從而可能成為影響系統(tǒng)性能的瓶頸。因此為了提高通信系統(tǒng)的整體性能，提出高效的隨機(jī)接入方案十分關(guān)鍵。
目前已有許多協(xié)議被提出以解決隨機(jī)接入過(guò)程中的碰撞問(wèn)題，有基于時(shí)隙ALOHA的協(xié)議、基于資源預(yù)留的協(xié)議和基于動(dòng)態(tài)配置隨機(jī)接入信道資源的協(xié)議等等。也有文獻(xiàn)提出應(yīng)用信號(hào)處理技術(shù)來(lái)解決碰撞問(wèn)題。但是這些算法或者不適用于分組網(wǎng)絡(luò)頻繁的突發(fā)性業(yè)務(wù)需求，或者計(jì)算過(guò)于復(fù)雜。更重要的是，網(wǎng)絡(luò)終端以相同的概率發(fā)送不同業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)的隨機(jī)接入請(qǐng)求，若發(fā)生碰撞，這些請(qǐng)求將不得不按照同一優(yōu)先級(jí)別進(jìn)行退避重發(fā)，顯然這將導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法針對(duì)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)提供有效的QoS保障。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了優(yōu)先隨機(jī)接入信道FRRACH的構(gòu)思，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種適用于時(shí)分正交頻分多址(TD-OFDMA)系統(tǒng)的隨機(jī)接入方法。在該隨機(jī)接入方法中，網(wǎng)絡(luò)終端可以根據(jù)接入請(qǐng)求的業(yè)務(wù)時(shí)延敏感特性的差異采取不同的處理方式。從而有效地避免分組碰撞，提高隨機(jī)接入的成功概率，并保障實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的QoS需求。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于時(shí)分正交頻分多址系統(tǒng)中的隨機(jī)接入方法，包括步驟(1)在所述系統(tǒng)中設(shè)置優(yōu)先隨機(jī)接入信道；(2)在實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)終端將發(fā)送隨機(jī)接入請(qǐng)求時(shí)，從窗口函數(shù)[1，CWR]中隨機(jī)選擇一個(gè)數(shù)字M，并且占用所述優(yōu)先隨機(jī)接入信道中的第M個(gè)子信道向接入點(diǎn)發(fā)送隨機(jī)接入預(yù)約碼，在接收到所述系統(tǒng)對(duì)所述預(yù)約碼的反饋信息后，所述實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)終端占用下一幀的隨機(jī)接入信道中的對(duì)應(yīng)子信道無(wú)競(jìng)爭(zhēng)地發(fā)送隨機(jī)接入請(qǐng)求；(3)在非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)終端將發(fā)送隨機(jī)接入請(qǐng)求時(shí)，從窗口函數(shù)[1，CWN]中隨機(jī)選擇一個(gè)數(shù)字N，監(jiān)聽所述系統(tǒng)對(duì)優(yōu)先隨機(jī)接入信道的各個(gè)子信道預(yù)約碼的反饋信息，并且計(jì)算后繼幀的隨機(jī)接入信道中未被預(yù)約的空閑子信道，從而找到隨機(jī)接入信道的第N個(gè)空閑子信道，并占用所述子信道發(fā)送隨機(jī)接入請(qǐng)求。
根據(jù)本發(fā)明的基本構(gòu)思，在系統(tǒng)中增加了優(yōu)先隨機(jī)接入信道FRRACH，用戶終端對(duì)不同時(shí)延特性的業(yè)務(wù)采用不同的窗函數(shù)；用戶終端根據(jù)窗函數(shù)隨機(jī)選擇數(shù)字，并在優(yōu)先隨機(jī)接入信道FRRACH或隨機(jī)接入信道RACH上，發(fā)送隨機(jī)接入預(yù)約碼或隨機(jī)接入分組；用戶終端根據(jù)系統(tǒng)確認(rèn)信息和接入業(yè)務(wù)的級(jí)別選擇不同的隨機(jī)退避算法完成隨機(jī)接入。
在本發(fā)明中，通過(guò)對(duì)FRRACH信道的有效運(yùn)用，顯著提高了RT業(yè)務(wù)接入請(qǐng)求的成功概率，有效降低了RT業(yè)務(wù)的隨機(jī)接入時(shí)延，有利于對(duì)多種業(yè)務(wù)提供區(qū)分優(yōu)先級(jí)的QoS保障?？傊?，本發(fā)明不僅實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度較低，而且能夠在系統(tǒng)負(fù)荷較重的情況下提供遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他的方案的接入性能。


下面參照附圖并結(jié)合實(shí)例來(lái)進(jìn)一步描述本發(fā)明。其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的OFDMA系統(tǒng)的一種MAC幀結(jié)構(gòu)；圖2示出本發(fā)明的方法與沒(méi)有引入FRRACH的普通OFDMA系統(tǒng)隨機(jī)接入方法在相同隨機(jī)接入信道資源情況下，隨網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)目的增加，接入成功概率的性能曲線圖；圖3示出本發(fā)明的方法與沒(méi)有引入FRRACH的普通OFDMA系統(tǒng)隨機(jī)接入方法在相同隨機(jī)接入信道資源情況下，隨網(wǎng)絡(luò)用戶數(shù)目的增加，實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)隨機(jī)接入時(shí)延的性能曲線圖。
具體實(shí)施例方式
假設(shè)無(wú)線系統(tǒng)采用蜂窩網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，某個(gè)小區(qū)內(nèi)接入點(diǎn)AP兼作中央控制器，N個(gè)移動(dòng)終端MT自由分布于整個(gè)小區(qū)。空中傳輸時(shí)延可以忽略，且整個(gè)系統(tǒng)是時(shí)隙同步和載頻同步的。系統(tǒng)支持的業(yè)務(wù)類型可劃分為時(shí)延敏感的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)(RT業(yè)務(wù)，例如話音業(yè)務(wù)和流媒體業(yè)務(wù))和非時(shí)延敏感的非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)(NRT業(yè)務(wù)，例如數(shù)據(jù)業(yè)務(wù))兩大類。業(yè)務(wù)的產(chǎn)生服從每幀速率為λ的泊松分布，即系統(tǒng)中平均每幀產(chǎn)生λ·N個(gè)隨機(jī)接入請(qǐng)求。且產(chǎn)生的業(yè)務(wù)以概率確定為RT業(yè)務(wù)，以概率1-確定為NRT業(yè)務(wù)，仿真中我們?nèi)～械膮?shù)值為 圖1示出了我們假設(shè)的OFDMA系統(tǒng)的一種MAC幀結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)MAC幀長(zhǎng)為Tms。每幀包含J個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙由I個(gè)OFDM符號(hào)組成。每個(gè)OFDM符號(hào)包括S個(gè)子載波，每V個(gè)子載波組成一簇，共C簇，所以有S＝C·V，且系統(tǒng)的最小資源單位為一個(gè)時(shí)隙中相鄰的V個(gè)子載波，即一簇。此處為方便描述，假設(shè)RACH與FRRACH都位于第一個(gè)時(shí)隙中。
為了更好地保障不同優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的QoS需求，我們利用OFDM子載波正交特性，以較小的資源代價(jià)提出了優(yōu)先隨機(jī)接入信道FRRACH，用以保證RT業(yè)務(wù)分組的快速接入。此機(jī)制避免了RT業(yè)務(wù)還需要和同幀內(nèi)到達(dá)的NRT業(yè)務(wù)共同競(jìng)爭(zhēng)隨機(jī)接入信道的問(wèn)題，保證了RT業(yè)務(wù)的QoS需求，較好地解決了現(xiàn)有隨機(jī)接入方案的分組碰撞問(wèn)題。為了更好地適應(yīng)未來(lái)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)無(wú)線資源靈活分配的需求，RACH與FRRACH在每幀中的資源配置并非固定不變的，而是由AP根據(jù)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)狀況進(jìn)行靈活分配?？紤]到分組網(wǎng)絡(luò)的頻繁突發(fā)性，這里主要考慮了RACH包括多個(gè)子信道的情況，并使用變量CW表示每幀中RACH的子信道數(shù)目。在圖2和圖3所示的仿真中，我們選擇的CW參數(shù)值為5。此處為方便描述，假設(shè)RACH與FRRACH都位于第一個(gè)時(shí)隙中，顯然，F(xiàn)RRACH的子信道與RACH的子信道具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。AP通過(guò)下行公共控制信道向小區(qū)內(nèi)的移動(dòng)終端公布本幀對(duì)FRRACH上成功發(fā)送的隨機(jī)接入預(yù)約碼的反饋信息和對(duì)RACH上成功發(fā)送的隨機(jī)接入請(qǐng)求的確認(rèn)信息。
當(dāng)RT業(yè)務(wù)終端欲發(fā)送隨機(jī)接入請(qǐng)求時(shí)，首先在窗口[1，CWR]中隨機(jī)選擇一個(gè)數(shù)字M，而后占用FRRACH的第M個(gè)子信道向AP發(fā)送隨機(jī)接入預(yù)約碼，該碼字不包括任何業(yè)務(wù)信息和終端信息，僅指示下一幀RACH子信道的預(yù)約情況。其中，CWR代表RT業(yè)務(wù)的窗函數(shù)，且CWR＝δ·CW，其中，δ為性能影響因子，CW為FRRACH的子信道數(shù)，由系統(tǒng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的分布狀況決定，仿真中取δ的值為1。隨后，終端監(jiān)聽公共控制信道中對(duì)隨機(jī)接入預(yù)約碼的反饋信息。若接收到自身預(yù)約碼的反饋信息，終端將占用下一幀RACH中的對(duì)應(yīng)子信道無(wú)競(jìng)爭(zhēng)地發(fā)送包括終端信息與相關(guān)資源請(qǐng)求參數(shù)在內(nèi)的隨機(jī)接入請(qǐng)求。若沒(méi)有接收到自身隨機(jī)接入預(yù)約碼的反饋信息，終端將重復(fù)上述過(guò)程直至該請(qǐng)求成功接入或被拋棄。
當(dāng)NRT業(yè)務(wù)終端欲發(fā)送隨機(jī)接入請(qǐng)求時(shí)，首先在窗口[1，CWN]中隨機(jī)選擇一個(gè)數(shù)字N，監(jiān)聽公共控制信道中對(duì)FRRACH各子信道預(yù)約碼的反饋信息，計(jì)算下一幀RACH中未被預(yù)約的空閑子信道。若空閑子信道數(shù)大于N，則終端在下一幀RACH的第N個(gè)空閑子信道發(fā)送隨機(jī)接入請(qǐng)求；若下一幀RACH未被預(yù)約的空閑子信道數(shù)小于N，則終端放棄在下一幀發(fā)送接入請(qǐng)求，繼續(xù)監(jiān)聽下一幀的公共控制信道，并累加計(jì)算后續(xù)幀RACH的空閑子信道數(shù)，直到數(shù)出第N個(gè)空閑子信道，終端占用該信道發(fā)送隨機(jī)接入請(qǐng)求。若收到接入請(qǐng)求的確認(rèn)信息，即終端完成隨機(jī)接入流程，等待系統(tǒng)分配數(shù)據(jù)傳輸信道。若沒(méi)有收到相應(yīng)確認(rèn)信息，該終端將重復(fù)上述步驟直至該請(qǐng)求成功接入或被拋棄。其中，NRT業(yè)務(wù)窗函數(shù)CWN的值取決于下式CWN=β·CWβ·CW≤2α2αCW<2α<β·CW(β>1)CW2α≤CW]]>式中，α為NRT業(yè)務(wù)隨機(jī)接入請(qǐng)求的發(fā)送次數(shù)，β為性能影響因子，仿真中我們選擇的β參數(shù)值為2。
上述系統(tǒng)假設(shè)業(yè)務(wù)呼叫的到達(dá)服從泊松分布，但這并不完全符合實(shí)際情況。當(dāng)大量的終端隨機(jī)產(chǎn)生呼叫時(shí)，在每個(gè)終端通信量都較小的情況下，整個(gè)系統(tǒng)的呼叫到達(dá)可以看作是泊松過(guò)程，但存在重傳情況時(shí)，到達(dá)過(guò)程就是一個(gè)與重傳策略相關(guān)的復(fù)雜過(guò)程。當(dāng)重傳的隨機(jī)性足夠大時(shí)，為簡(jiǎn)化系統(tǒng)分析，我們?nèi)约俣ê艚械牡竭_(dá)近似服從泊松分布。因此，可以推出在一幀時(shí)間內(nèi)有K個(gè)RT業(yè)務(wù)到達(dá)的概率是 而一幀時(shí)間內(nèi)有K個(gè)NRT業(yè)務(wù)到達(dá)的概率是 式中，G是在一幀時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生業(yè)務(wù)的平均數(shù)目，即λ·。在傳輸誤差忽略不計(jì)的情況下，我們考慮一個(gè)RT業(yè)務(wù)的某次接入嘗試，r。r在某一幀內(nèi)成功接入的條件是(1)在該幀內(nèi)沒(méi)有產(chǎn)生其它RT業(yè)務(wù)，或者是(2)該幀內(nèi)產(chǎn)生了其它任意個(gè)RT業(yè)務(wù)，但這些RT業(yè)務(wù)的隨機(jī)預(yù)約碼都沒(méi)有與r的隨機(jī)預(yù)約碼發(fā)生碰撞。參考ALOHA算法性能的經(jīng)典分析方法，我們可以得到在本發(fā)明所提隨機(jī)接入方案中，r在某一幀內(nèi)成功接入的概率，即沒(méi)有發(fā)生碰撞的概率η為η＝1-p{RT業(yè)務(wù)隨機(jī)接入發(fā)生碰撣}＝1-P{該幀內(nèi)另有一個(gè)RT業(yè)務(wù)到達(dá)}·P{r與此RT業(yè)務(wù)的預(yù)約碼發(fā)生碰撞}-P{該幀內(nèi)另有二個(gè)RT業(yè)務(wù)到達(dá)}·P{r與此兩個(gè)RT業(yè)務(wù)的預(yù)約碼發(fā)生碰撞的各種情況}-P{該幀內(nèi)另有三個(gè)RT業(yè)務(wù)到達(dá)}·P{r與此三個(gè)RT業(yè)務(wù)的預(yù)約碼發(fā)生碰撞的各種情況}-......
=1-Σi=1∞Pi·Ci]]>式中，Ci為該幀內(nèi)另外到達(dá)的i個(gè)RT業(yè)務(wù)的隨機(jī)接入預(yù)約碼在FRRACH上與r的隨機(jī)接入預(yù)約碼可能發(fā)生碰撞的各種情況的總概率，由概率公式可知C1=1CW2]]>C2=C21CW2-1CW3]]>C3=C31CW2-C32CW3+1CW4]]>......
下面，我們將本發(fā)明所提算法與沒(méi)有引入FRRACH的普通OFDMA系統(tǒng)多信道隨機(jī)接入算法進(jìn)行比較。由同樣的分析可知，相同系統(tǒng)假設(shè)條件下，普通隨機(jī)接入算法中RT業(yè)務(wù)某次接入嘗試，R，的無(wú)碰撞接入概率 不僅與同幀內(nèi)到達(dá)的RT業(yè)務(wù)有關(guān)，而且與同幀內(nèi)到達(dá)的NRT業(yè)務(wù)也有關(guān)，R在某一幀內(nèi)成功接入的概率，即沒(méi)有發(fā)生碰撞的概率 為 =1-Σi=0∞Pi(Σk=0∞Dk·Ci+k)]]>式中，ci+k為i個(gè)RT業(yè)務(wù)和k個(gè)NRT業(yè)務(wù)的隨機(jī)接入請(qǐng)求與R可能發(fā)生碰撞的各種情況的概率之和，同樣由概率公式可知
C0+1=C1+0=1CW2]]>C0+2=C2+0=C1+1=C21CW2-1CW3]]>C0+3=C3+0=C1+2=C2+1=C31CW2-C32CW3+1CW4]]>C0+4=C4+0=C2+2=C3+1=C1+3=C41CW2-C42CW3+C43CW4-1CW5]]>......
顯然，當(dāng)CW＞1時(shí)，有Ci＞Cj(i＞j)。另外由于Σk=0∞Dk=1,]]>r在某一幀內(nèi)成功接入的概率可以改寫為 =1-Σi=1∞Pi(Σk=0∞Dk·Ci)]]>>1-Σi=1∞Pi(Σk=0∞Dk·Ci)]]>>1-Σi=0∞Pi(Σk=0∞Dk·Ci+k)(CW>1)]]> 由上式可見(jiàn)，當(dāng)CW＞1時(shí)， 即在相同系統(tǒng)參數(shù)條件下，引入FRRACH后，RT業(yè)務(wù)的接入成功概率大于無(wú)FRRACH的OFDMA系統(tǒng)RT業(yè)務(wù)的接入成功概率。可見(jiàn)，根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)、G的取值范圍，適當(dāng)選擇CW的取值，本發(fā)明所提算法可以更加有效地降低RT業(yè)務(wù)隨機(jī)接入請(qǐng)求發(fā)生碰撞的概率，提高隨機(jī)接入的信道利用率。
下面我們計(jì)算最終傳輸成功的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)接入請(qǐng)求的時(shí)延均值。在不考慮物理傳輸誤差的情況下，RT業(yè)務(wù)終端收到隨機(jī)接入預(yù)約碼的反饋信息，即接入成功。我們此處考慮一個(gè)新產(chǎn)生的RT業(yè)務(wù)隨機(jī)接入請(qǐng)求q。由于同一幀內(nèi)業(yè)務(wù)到達(dá)存在時(shí)間差，所以q首先要等待Twq時(shí)間，才能在下一幀發(fā)起首次接入。我們把發(fā)起首次接入到收到其反饋信息的這段時(shí)間用Ttq表示，把重傳開始直至收到正確反饋信息的這段時(shí)間用Trq表示。假設(shè)傳播時(shí)延遠(yuǎn)小于幀長(zhǎng)，則終端在發(fā)送接入請(qǐng)求的該幀內(nèi)即可收到反饋信息。若q首次接入即成功，則Ttq為Tms，Trq為0。若存在重傳，由于RT業(yè)務(wù)終端在下一幀即可重傳隨機(jī)接入預(yù)約碼，即從決定一次重傳到重傳完畢和得到重傳反饋信息所經(jīng)歷的時(shí)間也等于Tms，所以Trq為幀長(zhǎng)的整數(shù)倍，Ttq仍為Tms。這樣q的接入時(shí)延可以表示為Tq＝Twq+Ttq+Trq為使結(jié)論更具有一般性，我們需要計(jì)算Tq的期望值。由上述分析可知，Ep[T]=E[Tw]+E[Tt]+E[Tr]]]>=(32+Nr)·Tms]]>其中，E[Tw]是系統(tǒng)同幀內(nèi)不同業(yè)務(wù)到達(dá)時(shí)間差所帶來(lái)的平均時(shí)延，為 E[Tt]是首次接入的平均時(shí)延，為Tms，E[Tr]是重傳的平均時(shí)延，若RT業(yè)務(wù)隨機(jī)接入預(yù)約碼平均需要Nr次重傳才能發(fā)送成功，則一次RT業(yè)務(wù)成功接入時(shí)重傳所需的平均時(shí)間為Nr·Tms。
對(duì)沒(méi)有引入FRRACH的普通多子信道OFDMA隨機(jī)接入算法而言，同樣假設(shè)條件下，我們考慮一個(gè)新產(chǎn)生的RT業(yè)務(wù)隨機(jī)接入請(qǐng)求Q。同樣，若Q首次接入即成功，則TtQ為Tms，TrQ為0。若存在重傳，從決定一次重傳到重傳完畢和得到重傳反饋信息所經(jīng)歷的平均時(shí)間等于 顯然， 其中K為終端在[1，CWc]中隨機(jī)選擇的整數(shù)值，CWc為重傳窗函數(shù)。如果該算法中RT業(yè)務(wù)接入請(qǐng)求平均需要N′r次重傳才能發(fā)送成功，那么RT業(yè)務(wù)成功接入所需的平均時(shí)間為Ec[T]=E[Tw]+E[Tt]+E[Tr]]]> 由上文分析可知，沒(méi)有引入FRRACH的普通多子信道OFDMA隨機(jī)接入算法的RT業(yè)務(wù)的成功接入概率小于本發(fā)明所提算法的成功接入概率，導(dǎo)致其重傳次數(shù)必然相對(duì)較大，所以有N′r＞Nr，則Ec[T]≥Ep[T]，即在RT業(yè)務(wù)的時(shí)延特性方面，本發(fā)明所提算法優(yōu)于普通多子信道的OFDMA隨機(jī)接入算法。
在相同網(wǎng)絡(luò)終端和隨機(jī)接入信道資源配置的情況下，本發(fā)明方案性能(曲線1)與沒(méi)有引入FRRACH的普通OFDMA系統(tǒng)隨機(jī)接入方案性能(曲線2)的隨機(jī)接入成功概率和實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)時(shí)延等性能在OPNET環(huán)境中的仿真曲線比較結(jié)果如圖2和圖3所示。
在圖2和圖3所示的仿真中，我們選用的信道模型是存在8dB陰影衰落的自由空間模型，另外由于FRRACH中僅發(fā)送幾個(gè)比特的指示信息，不包括任何用戶信息和業(yè)務(wù)信息，仿真中我們假設(shè)該信道的系統(tǒng)開銷為零。
由圖2可以看出，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷較輕時(shí)，由于隨機(jī)碰撞概率很低，本方案的優(yōu)勢(shì)并不明顯。但是隨著系統(tǒng)負(fù)荷的增加，曲線2的性能顯著惡化，而曲線1則隨著網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的增加較為均勻地下降。圖3給出了兩種接入機(jī)制實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)平均時(shí)延的仿真比較結(jié)果，這里忽略了Tw部分。從圖3可以看出，隨著系統(tǒng)用戶的增加，曲線2隨之迅速升高，而曲線1則緩慢增加。顯然，本方案提供的平均隨機(jī)接入時(shí)延可以更好地滿足高速分組網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的QoS需求。
權(quán)利要求
1.一種用于時(shí)分正交頻分多址系統(tǒng)中的隨機(jī)接入方法，包括步驟(1)在所述系統(tǒng)中設(shè)置優(yōu)先隨機(jī)接入信道；(2)在實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)終端將發(fā)送隨機(jī)接入請(qǐng)求時(shí)，從窗口函數(shù)[1，CWR]中隨機(jī)選擇一個(gè)數(shù)字M，并且占用所述優(yōu)先隨機(jī)接入信道中的第M個(gè)子信道向接入點(diǎn)發(fā)送隨機(jī)接入預(yù)約碼，在接收到所述系統(tǒng)對(duì)所述預(yù)約碼的反饋信息后，所述實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)終端占用下一幀的隨機(jī)接入信道中的對(duì)應(yīng)子信道無(wú)競(jìng)爭(zhēng)地發(fā)送隨機(jī)接入請(qǐng)求；(3)在非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)終端將發(fā)送隨機(jī)接入請(qǐng)求時(shí)，從窗口函數(shù)[1，CWN]中隨機(jī)選擇一個(gè)數(shù)字N，監(jiān)聽所述系統(tǒng)對(duì)優(yōu)先隨機(jī)接入信道的各個(gè)子信道預(yù)約碼的反饋信息，并且計(jì)算后繼幀的隨機(jī)接入信道中未被預(yù)約的空閑子信道，從而找到隨機(jī)接入信道的第N個(gè)空閑子信道，并占用所述子信道發(fā)送隨機(jī)接入請(qǐng)求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中CWR＝δ·CW，并且CWN通過(guò)以下公式確定CWN=β·CWβ·CW≤2α2αCW<2α<β·CWCW2α≤CW(β>1)]]>其中CW為隨機(jī)接入信道的子信道數(shù)，α為接入請(qǐng)求分組的發(fā)送次數(shù)，δ、β為系統(tǒng)性能影響因子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟在沒(méi)有接收到所述系統(tǒng)對(duì)于自身預(yù)約碼的反饋信息時(shí)，所述實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)終端將重復(fù)步驟(2)，直至隨機(jī)接入請(qǐng)求被接受或者被拋棄。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟在沒(méi)有接收到所述系統(tǒng)對(duì)于隨機(jī)接入請(qǐng)求的確認(rèn)信息時(shí)，所述非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)終端將重復(fù)步驟(3)，直至隨機(jī)接入請(qǐng)求被接受或者被拋棄。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中優(yōu)先隨機(jī)接入信道的子信道一一對(duì)應(yīng)于下一幀的隨機(jī)接入信道的子信道。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述接入點(diǎn)通過(guò)下行公共控制信道向小區(qū)內(nèi)的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)終端發(fā)送本幀中對(duì)所述優(yōu)先隨機(jī)接入信道上成功發(fā)送的隨機(jī)接入預(yù)約碼的反饋信息，并且通過(guò)下行公共控制信道向小區(qū)內(nèi)業(yè)務(wù)終端發(fā)送對(duì)于隨機(jī)接入信道上成功發(fā)送的隨機(jī)接入請(qǐng)求的確認(rèn)信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述隨機(jī)接入預(yù)約碼用于指示下一幀中隨機(jī)接入信道的子信道的預(yù)約情況。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(3？)中計(jì)算后繼幀的隨機(jī)接入信道中未被預(yù)約的空閑子信道，從而找到隨機(jī)接入信道的第N個(gè)空閑子信道包括所述非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)終端計(jì)算下一幀的隨機(jī)接入信道中未被預(yù)約的空閑子信道；如果空閑子信道數(shù)大于N，則所述非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)終端在下一幀的隨機(jī)接入信道的第N個(gè)空閑子信道發(fā)送隨機(jī)接入請(qǐng)求；如果下一幀的隨機(jī)接入信道中未被預(yù)約的空閑子信道數(shù)小于N，則所述非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)終端放棄在下一幀發(fā)送接入請(qǐng)求，繼續(xù)監(jiān)聽下一幀的公共控制信道，并累加計(jì)算后續(xù)幀的隨機(jī)接入信道的空閑子信道數(shù)，直到找到第N個(gè)空閑子信道。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于時(shí)分正交頻分多址系統(tǒng)中的隨機(jī)接入方法，包括在系統(tǒng)中設(shè)置優(yōu)先隨機(jī)接入信道；在實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)終端將發(fā)送隨機(jī)接入請(qǐng)求時(shí)，從窗口函數(shù)[1，CW
文檔編號(hào)H04L12/28GK1713607SQ20051008871
公開日2005年12月28日 申請(qǐng)日期2005年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月29日
發(fā)明者張平, 田輝, 顧雪琳, 楊寧, 劉寶玲, 陶小峰, 安載泳 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)