CN115413055A - 一种基于非授权的多前导码随机接入方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于非授权的多前导码随机接入方法，包括：用户从公共前导码序列池中选择由若干个连续前导码组成的超级前导码；将超级前导码在多个连续的前导码阶段中依次发送至基站；基站将接收的前导码与公共前导码序列池进行相关，在每个前导码阶段得到与每个前导码对应的用户信道信息之和；选择任意两个前导码阶段进行相关，生成两个前导码阶段的相关矩阵；根据相关矩阵确定每个用户于两个前导码阶段发送的前导码；对每个用户于每个前导码阶段发送的前导码进行检漏和检错。本发明的方法在进行用户的前导码检测时，根据选择某一前导码的用户个数进行检测，提高了用户检测的准确性，进而提高了随机接入的成功率。

Description

一种基于非授权的多前导码随机接入方法

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种基于非授权的多前导码随机接入方法。

背景技术

由于无授权RA中的用户设备(UE)检测和信道估计仅依赖于接收到的前导，因此非常需要能够实现UE检测和信道估计的高成功率的前导设计，以确保大规模MIMO下的无授权随机接入的性能增益。

针对大规模MIMO非授权随机接入的高成功率问题，Hao Jiang等人提出了一种由多个连续前导码组成的超前导码。并提出了一种可靠的UE检测算法，利用海量MIMO的准正交性来获得用户设备的超级前导码，并将一个前导码转换为由两个或三个较短前导码组成的超级前导码，但该方案无法解决多个用户在两个前导频阶段选择同一个导频序列引起的漏检问题。

因此，亟需一种随机接入方法，以解决多个用户在两个连续的前导频阶段选择同一个导频序列引起的漏检问题。

发明内容

基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本发明的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种基于非授权的多前导码随机接入方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于非授权的多前导码随机接入方法，方法包括如下步骤：

S1、每个用户分别从公共前导码序列池中选择超级前导码，超级前导码由若干个连续前导码组成；

S2、用户将超级前导码的若干连续前导码在多个连续的前导码阶段中依次发送至基站；

S3、基站将接收的前导码与公共前导码序列池进行相关，在每个前导码阶段得到与每个前导码对应的用户信道信息之和；

S4、选择任意两个前导码阶段，将两个前导码阶段的所有用户信道信息之和进行相关，生成两个前导码阶段的相关矩阵；重复直到每种两个前导码阶段的组合均生成相关矩阵；

S5、根据两个前导码阶段的相关矩阵确定每个用户于两个前导码阶段发送的前导码；重复直到确定每个用户于每个前导码阶段发送的前导码。

作为优选方案，步骤S5具体包括：

S51、判断相关矩阵中在两个给定的前导码阶段均发送了给定前导码的用户数量是否大于预设值，若是进入步骤S52；

S52、以前一个给定的前导码阶段及给定前导码作为检索线索，遍历是否存在用户还在下一个给定的前导码阶段发送了给定前导码，根据连续前导码数量决定循环遍历的次数；

S53、以步骤S51及步骤S52中检索的给定前导码作为连续前导码恢复用户的超级前导码；

S54、更新各个前导码阶段的所有用户信道信息。

作为进一步优选的方案，超级前导码由三个连续前导码组成。

作为进一步优选的方案，步骤S52及S53具体为：

S52、以S51中第二个给定的前导码阶段及给定前导码作为检索线索，遍历是否存在用户还在第三个给定的前导码阶段发送了给定前导码；

S53、以三个给定前导码作为连续前导码恢复用户的超级前导码。

作为优选方案，步骤S5之后还包括步骤：

S6、对每个用户于每个前导码阶段发送的前导码进行检错。

作为进一步优选的方案，步骤S6具体包括：

S61、遍历所有两个前导码阶段的相关矩阵，记录所有前导码得到检验组；

S62、判断是否存在某个用户的若干个连续前导码均属于检验组，若是则该用户的超级前导码错检；

S63、若有错检的超级前导码，则将全部错检的超级前导码还原，返回步骤S5。

本发明与现有技术相比，有益效果是：

本发明的方法在进行用户的前导码检测时，根据选择某一前导码的用户个数进行检测，提高了用户检测的准确性，进而提高了随机接入的成功率。

附图说明

图1是本发明实施例的一种基于非授权的多前导码随机接入方法的流程图；

图2是本发明实施例的一种基于非授权的多前导码随机接入方法的检测成功率对比图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

实施例：本实施例提供一种基于非授权的多前导码随机接入方法，其流程图如图1所示，方法包括如下步骤：

S1、预先规定一种由L个连续前导码组合成的超级前导码，在每个前导码阶段，每个用户从公共前导码序列池S中随机选择一个前导码序列，公共前导码序列池由K个正交归一化前导码序列。

S2、由用户将上述由多个连续前导码组成的超级前导码在多个连续的前导码阶段中依次发送至基站，每个用户发送超级前导码之后再发送数据有效载荷至基站，基站接收到的导频序列为Y_l。

S3、基站将接收的前导码与公共前导码序列池进行相关，在每个前导码阶段得到选择了每个前导码的所有用户的信道信息之和B_l；

S4、选择任意两个前导码阶段B_l和B_l’，其中l＜l’(l，l′∈{1，2，...，L})将第l个和第l’个前导码阶段中选择了任意导频的所有用户信道信息之和进行相关，生成两个前导码阶段的相关矩阵C_l，l’；重复枚举选择两个前导码阶段的组合，直到每种任意两个前导码阶段的组合均生成相关矩阵；

在相关矩阵C_l，l’中，其第μ行、第v列元素(C_l，l′)_μ，v的值即为在第l个前导码阶段中选择了第μ个前导码、并在第l’个前导码阶段中选择了第v个前导码的用户数量。

S5、根据两个前导码阶段的相关矩阵确定每个用户于两个前导码阶段发送的前导码，再以其中一个前导码阶段的相关矩阵为检索线索，检索用户于下一个前导码阶段发送的前导码，依次重复直到确定每个用户于每个前导码阶段发送的前导码；

具体的，本实施例提供当超级前导码由3个连续前导码组成时，步骤S5的一种具体实施方案：

S51、定义总天线数为M个，如果

则表示存在用户在第l个前导码阶段选择了第θ_l个前导码，在第l’个前导码阶段选择了第θ_l’个前导码，其中α＝0.45M。

遍历C_1，2中的元素，若C_1，2中发现

即存在用户在第1个前导码阶段选择了第θ₁个前导码，在第2个前导码阶段选择了第θ₂个前导码，进入步骤S52。

S52、以在第2个前导码阶段选择了第θ₂个前导码的用户作为检索线索，遍历

中的元素，找到所有在第2个前导码阶段选择了第θ₂个前导码，并在第3个前导码阶段选择了前导码的用户。

如果找到存在

即存在用户在第2个前导码阶段选择了第θ₂个前导码，在第3个前导码阶段选择了第θ₃个前导码，则进一步判断是否存在

如果同时存在

则说明存在用户在第1个前导码阶段选择了第θ₁个前导码，在第2个前导码阶段选择了第θ₂个前导码，并在第3个前导码阶段选择了前导码，由此完成了一个用户所选择的超级前导码中三个前导码的检测。

S53、根据S52中检测得到的用户的三个前导码，还原用户的超级前导码。

S54、将原

的值分别更新为

避免重复检测相同用户。

虽然上述过程一定程度解决了多前导码接入方法的漏检问题，但仍有可能存在错检，因此通过步骤S5得到每个用户于每个前导码阶段发送的前导码之后，为了对检测结果进行校验，执行步骤S6、对每个用户于每个前导码阶段发送的前导码进行检错。

具体的，步骤S6的实施过程具体包括：

S61、遍历所有两个前导码阶段的相关矩阵，即遍历全部被更新的C_1，2、C_2，3、C_2，3，找到其中所有满足

的所有θ_l和θ_l’。然后将所有满足条件的θ_l和θ_l’存储至数组s_i(i∈{1，2，3})中，得到检验组；

S62、将S5中检验出的每个用户的三个前导码与数组s₁、s₂、s₃对比，三个连续前导码均属于检验组的用户为错检，即满足前导码θ₁∈s₁，θ₂∈s₂，θ₃∈s₃的用户为错检；

S63、若有错检的用户，则将该用户前导码对应的

值更新为

使全部错检的前导码还原，然后返回步骤S5重新执行前导码的检测，并在重新执行的检测过程中跳过上述错检的前导码组合。

对本实施例的方法进行模拟计算，将用户数设置为1-20，前导码阶段数设置为3，正交导频数设置为16，模拟计算出的用户接入成功率和常规多前导方法的比较结果如图2所示。

应当说明的是，上述实施例仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于非授权的多前导码随机接入方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1、每个用户分别从公共前导码序列池中选择超级前导码，所述超级前导码由若干个连续前导码组成；

S2、用户将所述超级前导码的若干连续前导码在多个连续的前导码阶段中依次发送至基站；

S3、基站将接收的前导码与公共前导码序列池进行相关，在每个前导码阶段得到与每个前导码对应的用户信道信息之和；

S4、选择任意两个前导码阶段，将所述两个前导码阶段的所有用户信道信息之和进行相关，生成所述两个前导码阶段的相关矩阵；重复直到每种两个前导码阶段的组合均生成所述相关矩阵；

S5、根据所述两个前导码阶段的相关矩阵确定每个用户于所述两个前导码阶段发送的前导码；重复直到确定每个用户于每个前导码阶段发送的前导码。

2.如权利要求1所述的一种基于非授权的多前导码随机接入方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括：

S51、判断所述相关矩阵中在两个给定的前导码阶段均发送了给定前导码的用户数量是否大于预设值，若是进入步骤S52；

S52、以前一个给定的前导码阶段及给定前导码作为检索线索，遍历是否存在用户还在下一个给定的前导码阶段发送了给定前导码，根据所述连续前导码数量决定循环遍历的次数；

S53、以步骤S51及步骤S52中检索的给定前导码作为连续前导码恢复用户的超级前导码；

S54、更新各个前导码阶段的所有用户信道信息。

3.如权利要求2所述的一种基于非授权的多前导码随机接入方法，其特征在于，所述超级前导码由三个连续前导码组成。

4.如权利要求3所述的一种基于非授权的多前导码随机接入方法，其特征在于，所述步骤S52及S53具体为：

S52、以S51中第二个给定的前导码阶段及给定前导码作为检索线索，遍历是否存在用户还在第三个给定的前导码阶段发送了给定前导码；

S53、以三个所述给定前导码作为连续前导码恢复用户的超级前导码。

5.如权利要求1所述的一种基于非授权的多前导码随机接入方法，其特征在于，所述步骤S5之后还包括步骤：

S6、对每个用户于每个前导码阶段发送的前导码进行检错。

6.如权利要求5所述的一种基于非授权的多前导码随机接入方法，其特征在于，所述步骤S6具体包括：

S61、遍历所有两个前导码阶段的相关矩阵，记录所有前导码得到检验组；

S62、判断是否存在某个用户的若干个连续前导码均属于所述检验组，若是则该用户的超级前导码错检；

S63、若有错检的超级前导码，则将全部错检的超级前导码还原，返回步骤S5。

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