LTE随机接入信道过载控制算法研究

论文摘要

LTE(Long Term Evolution)项目是3G的演进,也是目前研究最多最成熟且应用前景最广的一种无线接入技术。随着个人通信的普及和M2M的发展,无线通信系统中的终端数目会越来越多,从而造成小区负载过重。由于蜂窝网的业务负载能力有限,如何使海量移动终端成功接入网络将成为LTE一个重要研究方向。蜂窝网中引入海量终端会造成随机接入信道过载,目前解决该问题的主要方法是有效的前导检测算法和随机接入退避策略。按照LTE协议,在随机接入过程中如果没有成功接收RAR消息或者冲突解决失败,UE就会进行功率爬坡退避后继续进行随机接入。这样盲目功率爬坡只能造成功率的浪费和系统干扰量的增加；而且冲突解决失败之后再进行退避,这样没有及时对随机接入信道过载进行判断,会带来巨大的信令开销,不能有效得解决突发随机接入信道过载的问题。本文主要介绍了一种基于前导功率检测的随机接入信道过载控制算法。本算法在随机接入初始阶段进行过载的判断,并且冲突解决失败后UE不需要功率爬坡,而是按照一定算法退避后再次发起随机接入。当出现海量突发随机接入事件时,采用本算法能降低随机接入时延,提高随机接入成功概率,从而有效地解决随机接入信道过载问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 LTE简介
• 1.1.1 LTE需求
• 1.1.2 LTE的系统架构
• 1.1.3 3GPPLTE的关键技术
• 1.2 LTE随机接入研究热点
• 第二章 LTE的随机接入过程
• 2.1 LTE的随机接入概述
• 2.1.1 LTE随机接入类型
• 2.1.2 随机接入触发条件
• 2.2 基于竞争的随机接入过程
• 2.2.1 随机接入前导发送
• 2.2.2 RAR反馈
• 2.2.3 数据传输
• 2.2.4 冲突解决
• 2.3 非竞争的随机接入过程
• 2.4 3GPP LTE随机接入过程的性能评估
• 第三章 随机接入前导检测算法
• 3.1 ZC序列
• 3.1.1 ZC序列的表达式
• 3.1.2 ZC序列的性质
• 3.2 ZC序列用于LTE随机接入的前导码
• 3.2.1 3GPP LTE前导码的设计规则
• 3.2.2 3GPP LTE前导码的生成
• 3.3 随机接入的时隙结构
• 3.4 随机接入前导检测算法
• 3.4.1 前导检测算法标准
• 3.4.2 随机接入前导检测算法
• 3.4.3 应用于LTE的随机接入的前导检测算法
• 3.4.4 固定阈值的频域检测算法
• 3.4.5 固定阈值频域检测算法的阈值选择
• 3.5 随机接入前导检测算法性能比较
• 3.5.1 前导检测算法仿真平台简介
• 3.5.2 前导检测算法性能比较
• 第四章 随机接入信道过载控制算法
• 4.1 RACH过载
• 4.1.1 RACH过载
• 4.1.2 负载均衡
• 4.2 自适应随机接入过载算法
• 4.2.1 自适应随机接入算法的基本流程
• 4.2.2 自适应随机接入算法具体过程（eNB侧）
• 4.2.3 UE接入网络的准则
• 4.3 基于功率的随机接入信道过载控制算法
• 4.3.1 随机接入前导检测算法
• 4.3.2 过载判断算法
• 4.3.3 接入用户数目预测
• 4.3.4 退避窗大小的选择
• 4.4 两种随机接入过载算法在LTE随机接入过程中的体现
• 4.4.1 自适应随机接入信道过载控制算法
• 4.4.2 基于功率的随机接入信道过载控制算法
• 第五章 性能仿真分析
• 5.1 仿真平台简介
• 5.2 3GPP LTE的随机接入算法性能
• 5.3 自适应随机接入信道过载控制算法性能
• 5.4 基于功率的随机接入信道过载控制算法
• 5.5 LTE随机接入过载方法性能总结
• 第六章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文