当前位置:主页 > 科技论文 > 信息工程论文 >

免许可频段SA LTE-U系统的随机接入和资源定位技术研究

发布时间:2018-10-08 20:32
【摘要】:独立模式的免许可频段的长期演进(Standalone Long-Term Evaluation in Unlicensed band,SALTE-U)系统是缓解许可频段资源稀缺和移动数据流量激增矛盾的主流解决方案之一。然而,SALTE-U系统与无线局域网(Wireless Local Area Networks,WLAN)在免许可频段上竞争时频资源,使得其信道时间上非连续、单次占用时长有限且再次信道占用时刻无法预知,造成用户的资源时域位置失效、随机接入的交互过程频繁出错、用户积累引发的冲突加剧、随机接入冲突解决能力和上行数据传输能力之间难以兼顾。本学位论文研究SALTE-U系统中的资源定位、随机接入和数据传输,设计可操作的方案和协议,给出冲突控制方法和资源分配优化方法,进行性能分析。针对SALTE-U系统的资源定位失效问题,研究面向信道非连续和时间不确定条件下的资源定位方法。我们提出有效信道和有效帧号的概念,以排除信道的时间不确定性带来的影响。我们设计有效帧号的生成方法和更新规则,给出有效帧号的搭载位置和解析方法,推导关于有效帧号的资源定位表达式,以保证计算得到的资源时域位置始终落在信道占用时段中且子帧类别始终正确。我们给出资源定位的性能指标和统计公式,并验证所提方案的有效性。针对SALTE-U系统随机接入冲突严重和信道非连续条件下现有随机接入协议不可用的难题,研究新的随机接入协议和冲突控制方法。我们设计一种基于有效信道和有效窗长的随机接入协议,避免因本系统的信道资源特点导致交互过程难以完成和用户长期滞留在随机接入过程,以提高系统性能和信道利用率。我们提出重传概率指数衰减的冲突控制方法,以缓解因信道断续造成的用户在非信道占用期间大量积累而在信道占用期间同时发起随机接入过程导致的剧烈的用户冲突。定义接入率、重选率和平均时延这三个性能指标,用于衡量随机接入的性能。进行性能分析,推导得到上述性能指标的表达式。进而验证所提随机接入协议和冲突控制方法的有效性。针对SALTE-U系统的随机接入冲突解决能力和上行数据传输能力之间的矛盾,研究最优随机接入信道(Random Access Channel,RACH)数目配置方法。以随机接入成功概率和平均接入时延为约束,建立使可供数据传输的上行共享信道数目最大的优化问题。提出联合到达率估计和最大似然估计的用户数预测方法,得到关于当前用户数的解析式。提出最优RACH数目的求取算法,用于求解优化问题得到最优的RACH数目,从而实现冲突解决能力和上行数据传输能力之间的平衡。
[Abstract]:Long-Term Evolution (Standalone Long-Term Evaluation in Unlicensed band,SALTE-U) system with independent mode is one of the main solutions to alleviate the contradiction between resource scarcity and mobile data traffic surge in licensed frequency band. However, the SALTE-U system competes with the wireless LAN (Wireless Local Area Networks,WLAN) in the free frequency band, which makes the channel time discontinuous, the time of single occupation is limited and the time of channel occupation is unpredictable, which results in the time domain position of the user's resources being invalid. The interactive process of random access frequently goes wrong and the conflicts caused by user accumulation are aggravated. It is difficult to balance the conflict resolution ability of random access and the ability of uplink data transmission. This thesis studies the resource location, random access and data transmission in SALTE-U system, designs operable schemes and protocols, gives conflict control methods and resource allocation optimization methods, and analyzes the performance. In order to solve the problem of resource location failure in SALTE-U system, the resource location method under the condition of channel discontinuity and time uncertainty is studied. We propose the concepts of effective channel and effective frame number to eliminate the influence of channel time uncertainty. We design the generation method and update rule of the effective frame number, give the carrying position and analytical method of the effective frame number, and deduce the expression of resource location about the effective frame number. In order to ensure that the calculated time domain position of the resource always falls in the channel occupation period and the subframe category is always correct. The performance index and statistical formula of resource location are given, and the validity of the proposed scheme is verified. A new random access protocol and conflict control method are proposed to solve the problem that the random access protocol is not available under the condition of serious random access conflict and discontinuous channel in SALTE-U system. In order to improve system performance and channel utilization, we design a random access protocol based on effective channel and effective window length, which can avoid the difficulty to complete the interaction process and the long stay of users in the random access process due to the channel resource characteristics of the system. We propose a collision control method based on exponential attenuation of retransmission probability in order to mitigate the severe user conflicts caused by the excessive accumulation of users during the non-channel occupancy period and the simultaneous initiation of random access process during the channel occupancy period. Three performance indexes, namely, access rate, reselection rate and average delay, are defined to measure the performance of random access. The performance analysis is carried out and the expression of the above performance index is derived. Furthermore, the effectiveness of the proposed random access protocol and conflict control method is verified. Aiming at the contradiction between random access conflict resolution and uplink data transmission in SALTE-U system, the optimal random access channel (Random Access Channel,RACH) number allocation method is studied. With the constraints of random access success probability and average access delay, an optimization problem is proposed to maximize the number of shared uplink channels available for data transmission. A method for predicting the number of users based on joint arrival rate estimation and maximum likelihood estimation is proposed, and an analytical formula for the current number of users is obtained. An algorithm for finding the optimal number of RACH is proposed, which is used to solve the optimization problem to obtain the optimal number of RACH, so as to achieve the balance between the conflict resolution capability and the uplink data transmission capability.
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN929.5

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 阎英;杨龙麟;;同步随机接入中信息传送的研究[J];通信技术;2007年12期

2 张兆丰,韦岗;轻载移动通信网的随机接入方式[J];电信科学;2002年05期

3 陈宗明,李涛;无线随机接入网络中的冲突解决技术研究[J];江苏通信技术;2003年03期

4 肖瑶,周宗仪;随机接入协议:研究综述[J];通信技术;2003年01期

5 顾雪琳;田辉;杨宁;张平;;一种基于业务区分的随机接入方案[J];北京邮电大学学报;2006年05期

6 陆晔顼;戎璐;刘琦;;基于宽带无线多媒体系统的随机接入方案[J];计算机工程;2008年24期

7 徐洋;朱近康;;无线通信中的随机接入协议研究[J];通信技术;2008年11期

8 任斌;别志松;吴文礼;;一种新的基于特征序列的随机接入机制[J];通信技术;2009年01期

9 周亮;;HSPA+系统中增强随机接入过程分析[J];广东通信技术;2010年10期

10 雷舒培;熊勇;杨秀梅;;长期演进系统中随机接入信号的产生方法[J];计算机工程;2011年13期

相关会议论文 前6条

1 郑亮;严彬;;基于CDMA2000的分形窗口随机接入协议分析[A];全国第4届信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2010年

2 汤东海;张忠培;;IDMA在随机接入信道中的应用[A];2006中国西部青年通信学术会议论文集[C];2006年

3 乔正杰;李新卫;;爱立信GSM无线网络随机接入失败分析[A];第十届中国科协年会信息化与社会发展学术讨论会分会场论文集[C];2008年

4 郑亮;严彬;;基于自相似业务模型的CDMA随机接入技术性能分析[A];2008年“ICT助力两型社会建设”学术研讨会论文集[C];2008年

5 陈宇;李青云;武刚;张雷;;一种多用户MIMO系统随机接入协议的研究[A];2008年中国西部青年通信学术会议论文集[C];2008年

6 陈宗明;张鲲;郑宝玉;;无线网络中的冲突解决技术研究[A];现代通信理论与信号处理进展——2003年通信理论与信号处理年会论文集[C];2003年

相关重要报纸文章 前2条

1 文琪邋李乐民;LTE物理层标准化:稳健开展 打造竞争力[N];人民邮电;2008年

2 本报记者 周晓娟;收获并播种着[N];通信产业报;2007年

相关博士学位论文 前5条

1 王奇伟;OFDMA/SC-FDMA系统多用户随机接入中的关键技术研究[D];西安电子科技大学;2015年

2 赵琳琳;随机接入网络有效容量与调度算法研究[D];吉林大学;2017年

3 张兆丰;移动随机接入研究[D];华南理工大学;2003年

4 杨柳;无线随机接入前导码管理、流量控制与数据包捕获研究[D];西南交通大学;2013年

5 黄铫;无线网络接入控制策略研究[D];北京邮电大学;2014年

相关硕士学位论文 前10条

1 赵超慧;免许可频段SA LTE-U系统的随机接入和资源定位技术研究[D];浙江大学;2017年

2 刘莉莉;增强型随机接入的研究[D];北京邮电大学;2015年

3 杜骏t,

本文编号:2258166


资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/2258166.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户e6aec***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com