LTE隨機接入技術的研究的中期報告

LTE隨機接入技術的研究的中期報告簡介：隨機接入技術是LTE系統(tǒng)中最基本的接入技術，其主要用于UE的AcessStratum首次接入網(wǎng)絡和切換到新的小區(qū)。隨機接入技術的性能直接影響到系統(tǒng)的接入容量和用戶接入質(zhì)量。因此，研究LTE隨機接入技術對提高系統(tǒng)性能具有十分重要的意義。本中期報告主要介紹LTE隨機接入技術的研究進展，包括傳統(tǒng)的基于ALOHA的隨機接入技術以及新型的隨機接入技術，如RACH前導碼隨機化、非競爭性隨機接入等。本報告主要針對這些技術的性能分析及優(yōu)化方法展開討論。一、傳統(tǒng)的隨機接入技術1.ALOHA原理ALOHA是一種簡單的隨機接入技術，其原理如下圖所示。UE發(fā)送接入請求（Preamble）時，將Preamble直接廣播出去，一般情況下會發(fā)生碰撞。當BS收到請求數(shù)量為0時，會發(fā)送一個隨機回復（RandomAccessRespone），通知UE發(fā)送RRCConnectionRequest。ALOHA存在的主要問題是碰撞問題，當多個UE同時發(fā)出請求時，由于沒有調(diào)度和質(zhì)量保證，容易發(fā)生碰撞，從而降低系統(tǒng)的接入容量和用戶體驗。2.基于ALOHA的改進方案基于ALOHA的改進方案主要包括以下兩種：·基于快速重傳的改進方案如SlottedALOHA和CSMA（CarrierSenseMultipleAccess）等，這些方案在ALOHA的基礎上增加了沖突檢測和重傳機制，減小了碰撞概率，提高了系統(tǒng)效率?！せ诜歉偁幮噪S機接入的改進方案這些方案通過將UE的接入請求劃分為不同的組，每個組只有一個UE競爭資源，其他UE不參與競爭，從而減小碰撞概率，提高系統(tǒng)效率。常見的非競爭性隨機接入方案有單獨接入、預留機制、異步預留機制等。二、新型的隨機接入技術1.RACH前導碼隨機化UE通過RACH（RandomAccessChannel）接入網(wǎng)絡時，需要發(fā)送一個帶有前導碼（Preamble）的接入請求。RACH前導碼隨機化是在傳輸前導碼前，對前導碼進行偽隨機碼序列的加擾處理，以增加前導碼的多樣性，減小碰撞概率，提高系統(tǒng)效率。目前，RACH前導碼隨機化已被廣泛應用LTEFDD/TDD等網(wǎng)絡中。2.非競爭性隨機接入非競爭性隨機接入是指在UE發(fā)送接入請求期間，其他UE不參與競爭，從而減小碰撞概率，提高系統(tǒng)效率。目前，非競爭性隨機接入被廣泛應用于NB-IoT等物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡中。三、性能分析及優(yōu)化方法1.碰撞概率在隨機接入技術中，碰撞問題是最關鍵的問題。碰撞概率與UE數(shù)量、帶寬、前導碼數(shù)量等因素有關。對碰撞概率的研究有助于優(yōu)化隨機接入技術的參數(shù)和調(diào)度算法，提高系統(tǒng)效率。2.接入容量接入容量是指在給定的極限條件下，可以支持的最大用戶接入數(shù)量。接入容量直接影響系統(tǒng)的用戶數(shù)量和用戶接入體驗。因此，研究接入容量和優(yōu)化方法具有重要意義。3.接入延遲在UE發(fā)送接入請求后，到RRCConnection建立需要一定的時間。接入延遲與多徑效應、信號質(zhì)量等因素有關。減小接入延遲對提高用戶體驗和系統(tǒng)效率具有重要意義。綜上所述，隨著LTE網(wǎng)絡的不斷發(fā)展，隨機接入技術的研究也在不斷深入。傳統(tǒng)的基于研究ALO