td-lte集群通信系统随机接入算法研究

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1、图索弓图索引图1．1TD．LTE系统架构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3图1．2TD．LTE集群通信系统网络结构平面图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4图1．3ALOHA协议原理图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5图1．4S-ALOHA协议原理图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6图2．1TD．LTE系统帧结构示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．9图2．2TD．LTE系统物理资源结构示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10图2．3TD．LTE系统传输信道与物理信道的映射关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11图

2、2．4TD．LTE系统PRACH符号基本结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11图2．5TD．LTE系统PRACH符号格式O．4结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．12图2．6竞争随机接入过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．15图2．7包含头部与多个RAR的MACPDU⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．16图2．8MACRAR结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯17图2．9非竞争随机接入过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．18图3．1PRACH信道配置图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯23图3．2接入资源划分

3、流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．25图3．3接入资源不均等划分示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．27图3．4含Pi栏的随机接入响应格式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．29图3．5功率控制示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．30图3．6优先级资源划分随机接入算法核心流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．33图3．7各Mod接入性能与传统算法对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯35图3．8各单元接入性能与传统算法对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．36图3．9各单元接入性能与各Mod对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

4、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯36图3．10系统整体接入性能对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯37图4．1Preamble序列选择流程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯41图4．2共用式竞争Preamble序列配置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．43图4．3分类式竞争Preamble序列配置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．46图4．4Preamble序列到达率九的模拟预测图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯48图4．5TD—LTE公网集群系统改进的竞争Preamble序列配置流程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯52图4．6预测算法性能验证图示⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

5、⋯⋯⋯．．54图4．7竞争Preamble序列发送性能对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．55图4．8A、B集合竞争Preamble序列⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯56VII重庆邮电大学硕士论文图4．9网间接入划分与不划分的性能对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．57VIII缩略语表IX重庆邮电大学硕士论文续缩略语表X第一章绪论1．1集群通信系统介绍弟一早三百化集群通信系统是一种高级移动调度系统，其主要特点是信道的共享与资源的动态分配。正因为集群通信系统具有指挥调度和应急处理等特点，其已在包括军队、机场、公安、铁路以及电力等多个重要行业得到了广泛的应用，其他如

6、物流、制造和水利等部门，只要涉及到相关的应用需求，也将依赖于集群通信系统。1．1．1集群通信系统的概念及特点“集群”一词由英文“Trunking”或“Trunked’’翻译得来【lj，诞生于20世纪70年代，是一种应用于日常生产、运营管理以及处理一些紧急或突发事件的指挥调度通信工具。它的可用信道为系统全体用户所共享，具有自动选择信道的功能，是共享资源、分担费用、共用信道设备及服务的多功能、高效能无线调度通信系统。现将集群通信系统的主要特点总结如下【2】：①共用频率：将起初分配给各部门的专用频率集中起来进行管理，供系统中所有用户共同使用；②共享设施：在共用频率的基础上，可将各部

7、门独自建立的控制中心和基站等基础设施集中管理；③共享覆盖区：可将各部门的邻接覆盖网络互连起来，以便形成更大的服务覆盖区域；④共享通信业务：除了正常进行所需的通信业务外，还可以统一发送一些大家共同关心的信息，如天气预报等；⑤改善服务：各部门共同建网，将系统信道资源集中管理时支持的用户数比各部门分散建网、独立分配信道时要多，这样在相同的信道资源情况下，可以容纳更多的用户，同时改善了用户的服务质量；另一方面，集中建网还有利于网络的管理和维护，增强网络性能；⑥分担费用：共同建网下所有用户共用机房、天线塔、电源和