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物联网学报 2023年

作者：申滨章艳李昌淼曾裕重庆邮电大学通信与信息工程学院移动通信技术重庆市重点实验室上海星思半导体有限责任公司

针对海量机器类通信（mMTC， massive machine type communications）场景下，机器类通信设备（MTCD， machine type communication device）采用传统随机接入机制时，往往出现网络严重拥塞，导致大量MTCD无法成功接入网络问题，提出了... 详细信息

针对海量机器类通信（mMTC， massive machine type communications）场景下，机器类通信设备（MTCD， machine type communication device）采用传统随机接入机制时，往往出现网络严重拥塞，导致大量MTCD无法成功接入网络问题，提出了一种基于前导码重传辅助的动态接入类别限制（PRT-ACB， preamble retransmission access class barring）方案。利用MTCD的前导码重传次数，将每个RAO中尝试发起接入的MTCD划分为高、低优先级，结合每个RAO中积压MTCD数量的估计模型，分别为其设定随每个RAO中的接入负载动态变化的高、低优先级限制因子和可用前导码池，使更多MTCD能在未达到最大前导码传输次数前成功接入网络。仿真结果表明，所提方案能有效提升MTCD的接入成功率，降低MTCD接入网络所需时延。该方案可以作为缓解海量通信设备同时接入网络造成的拥塞的一种解决方案。

关键词：机器类通信设备随机接入拥塞控制前导码重传次数

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基于设备能耗分簇的M2M通信随机接入方法

测控技术 2023年第11期42卷 40-46页

作者：阚求实何继爱李志鑫张琴兰州理工大学计算机与通信学院甘肃兰州730050

针对机器对机器(Machine to Machine, M2M)通信设备数量的持续增大导致M2M通信在当前蜂窝网络架构下会产生网络拥塞和接入成功率下降的问题,提出了一种基于设备能耗率分簇的M2M通信随机接入方法。该方法中M2M通信设备根据自身能量消耗... 详细信息

针对机器对机器(Machine to Machine, M2M)通信设备数量的持续增大导致M2M通信在当前蜂窝网络架构下会产生网络拥塞和接入成功率下降的问题,提出了一种基于设备能耗率分簇的M2M通信随机接入方法。该方法中M2M通信设备根据自身能量消耗率划分优等簇,即能耗率越大其优等级越高,优等级高的簇内设备享有随机接入资源的优先分配权,其随机接入资源由每簇的簇头代表簇接收,并在簇内设备之间通过随机接入竞争过程实现分配。仿真结果表明,相对于接入级限制(Access Class Barring, ACB)方法,该方法在接入成功率方面提升约5%,在延迟方面降低约10 s,能够有效降低设备能耗,提高设备接入的成功率。

关键词：机器对机器通信随机接入分簇能量消耗率

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主用户随机接入/离开模型下的频谱感知性能

北京工业大学学报 2015年第8期41卷 1158-1164页

作者：陈松王盛郑娜娥解放军信息工程大学导航与空天目标工程学院郑州450001

经典的频谱感知性能分析方法通常假设主用户信号占满整个感知时隙,但实际上主用户可能在感知时隙的任意时刻接入或离开,针对这一情况,依据主用户随机"接入/离开"行为特征进行建模,在此基础上展开频谱感知性能的分析.首先,根据主用户接... 详细信息

经典的频谱感知性能分析方法通常假设主用户信号占满整个感知时隙,但实际上主用户可能在感知时隙的任意时刻接入或离开,针对这一情况,依据主用户随机"接入/离开"行为特征进行建模,在此基础上展开频谱感知性能的分析.首先,根据主用户接入或离开时刻在感知时隙内的位置,分4个场景进行讨论,得到主用户信号在感知时隙内持续时长的概率表达式;然后,采用能量检测方法,通过理论推导获得次用户平均检测概率的函数表达式.数值仿真结果验证了理论推导的合理性,同时表明主用户的随机"接入/离开"行为不仅显著影响感知性能的变化趋势,还使得次用户的感知最大降低达50%以上.

关键词：认知无线电频谱感知检测概率随机接入随机离开

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两步随机接入机制的深度解析和未来增强

移动通信 2022年第1期46卷 84-90页

作者：魏浩张梦洁杨立中兴通讯股份有限公司无线研究院广东深圳518055 中兴通讯股份有限公司广东深圳518055 中兴通讯股份有限公司算法部南京团队广东深圳518055 移动网络和移动多媒体技术国家重点实验室广东深圳518055

3GPP Rel-16版本对两步随机接入技术的信道结构和接入流程等方面做了增强设计,显著降低了随机接入过程中的时延、信令开销以及功耗。对两步随机接入空口增强技术进行阐述和研究,包括上行接收信号的定时偏移分析、基于串行干扰消除接收... 详细信息

3GPP Rel-16版本对两步随机接入技术的信道结构和接入流程等方面做了增强设计,显著降低了随机接入过程中的时延、信令开销以及功耗。对两步随机接入空口增强技术进行阐述和研究,包括上行接收信号的定时偏移分析、基于串行干扰消除接收机的信号检测、上行接收波束优化与发送波束重选以及随机接入类型的自适应选择,同时对两步随机接入技术后续的演进发展进行了预测。

关键词：随机接入异步传输低时延空口增强

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非地面网络对5G NR随机接入的影响分析

电信工程技术与标准化 2022年第11期35卷 88-92页

作者：张建国谢鹏韩春娜华信咨询设计研究院有限公司杭州310052 诺基亚通信系统技术(北京)有限公司浙江分公司杭州310053

为了有效指导非地面网络随机接入信号的设计,本文阐述了非地面网络的网络架构、传播时延、差分时延和多普勒频移。通过定性和定量相结合的方法,从PRACH前导格式、随机接入响应窗口期和上行定时提前机制3个方面,分析了较大的传播时延和... 详细信息

为了有效指导非地面网络随机接入信号的设计,本文阐述了非地面网络的网络架构、传播时延、差分时延和多普勒频移。通过定性和定量相结合的方法,从PRACH前导格式、随机接入响应窗口期和上行定时提前机制3个方面,分析了较大的传播时延和差分时延对5G NR随机接入的影响,并给出了相应的解决方案。5G NR随机接入信号的重新设计可以有效克服非地面网络较大的传播时延和差分时延,加快非地面网络的部署和应用。

关键词：非地面网络随机接入 5G NR 传播时延

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随机接入系统的接入控制研究

随机接入系统的接入控制研究

作者：余砚文西安电子科技大学

学位级别：硕士

在全球互联网普及的同时,4G、5G技术的研究日益成熟,万物联网不再是遥不可及的未来。物联网将会是未来主流的通信类型,智能终端如智能电表、监控器、家电和智能汽车等社会生活常用的物件数量将会呈井喷式增长,因而M2M(Machine to Machin... 详细信息

在全球互联网普及的同时,4G、5G技术的研究日益成熟,万物联网不再是遥不可及的未来。物联网将会是未来主流的通信类型,智能终端如智能电表、监控器、家电和智能汽车等社会生活常用的物件数量将会呈井喷式增长,因而M2M(Machine to Machine,M2M)业务会相应地大幅增加,且由于MTC(Machine Type Communication)终端具有数量大、业务量小和激活受控等固有的特点,现有LTE无线接入网的随机接入资源不足以分配给同时接入的MTC终端,许多MTC设备将会因为竞争同一接入资源产生冲突,不能及时地接入核心网,因此随机接入控制算法对M2M业务的服务质量具有重要意义。本文从自适应调整接入概率因子和复用前导码资源等角度,以充分利用随机接入资源和降低UEs(User Equipment)的平均接入时延为目的,深入研究分析随机接入控制方案。本文主要包含以下内容:1.针对ACB(Access Class Barring)算法中存在负载估计难度大、精度低的问题,提出系统通过增强学习(Q学习)来感知当前负载相对于最佳工作点的大小,自适应地调整接入概率使得系统能够维持在最佳工作点附近,同时,针对EAB(Extended Access Barring)算法中所有接入等级AC(Access Class)共享同一个接入概率,没有区分时延敏感型UEs和时延容忍型UEs的问题,提出对不同的接入等级AC分配不同的学习率以实现接入概率的差异化,推导和分析学习速率与AC中UEs数量的关系,仿真验证,自适应接入概率能够跟随负载变化而变化,且可以逼近基于理想估计的ACB方法,同时,不同的AC具有不同的平均接入时延,达到区分时延敏感型UEs和时延容忍型UEs的初衷。2.根据定时提前量TA(Timing Advance)来划分小区和复用前导码,提出对不同区域分配不同的接入概率因子以最大化系统总吞吐量。在具有不同TA值的UEs可以复用同一个前导码的前提下,通过对各个区域中UEs数量和吞吐量构建函数关系,可以优化一组接入概率来使得吞吐量函数值最大化。此外,考虑在实际应用中,基站并不知道各个区域的UEs数量,因此本文提出利用复用前导码的结果来估计各个区域中的UEs数量,仿真结果验证,基于前导码复用的接入控制方法比理想估计的ACB方法具有更高的吞吐量和更低的平均接入时延,有效地提升了前导码的利用率,此外,利用本文的估计方法也能够估计出各个区域中UEs的大致数量,在实际应用中具有较高的可行性。

关键词：物联网随机接入接入控制 Q学习定时提前

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TD-LTE随机接入过程研究

南京邮电大学学报（自然科学版） 2013年第5期33卷 15-20页

作者：赵先明朱伏生朱晓荣中兴通讯股份有限公司江苏南京210012 南京邮电大学江苏省无线通信重点实验室江苏南京210023

首先介绍TD-LTE系统的无线接口协议,然后分析MAC子层的架构、功能和过程,重点阐述了MAC子层的随机接入过程,从TD-LTE随机接入过程的特点、应用的环境入手,详细分析了基于竞争模式和非竞争模式的随机接入过程的各个流程,说明了随机接入... 详细信息

首先介绍TD-LTE系统的无线接口协议,然后分析MAC子层的架构、功能和过程,重点阐述了MAC子层的随机接入过程,从TD-LTE随机接入过程的特点、应用的环境入手,详细分析了基于竞争模式和非竞争模式的随机接入过程的各个流程,说明了随机接入是保证通信建立的重要环节,最后对TD-LTE随机接入技术的未来发展进行了展望。

关键词： LTE 随机接入 MAC

超高速移动下随机接入前导检测算法的分析与仿真

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南京邮电大学学报（自然科学版） 2020年第6期40卷 1-6页

作者：陈发堂曾勤骆维扬重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065

针对多普勒频移导致功率分散的问题,提出一种五窗口检测技术与双门限技术相结合的联合检测方法,规避了超高速场景下多普勒频偏带来的接收端相关峰值的能量泄漏的影响,提高了检测质量。文中算法能够保证在虚警概率满足3GPP协议要求的情况... 详细信息

针对多普勒频移导致功率分散的问题,提出一种五窗口检测技术与双门限技术相结合的联合检测方法,规避了超高速场景下多普勒频偏带来的接收端相关峰值的能量泄漏的影响,提高了检测质量。文中算法能够保证在虚警概率满足3GPP协议要求的情况下,对接收端的随机接入前导进行检测,降低了漏检概率,提高了检测成功率。仿真结果表明,在超高速移动场景下,最大多普勒频偏为1960 Hz的情况下,随机接入前导通过加性高斯白噪声(Additive White Gaussian Noise,AWGN)信道传输,基站侧漏检概率相比已有算法性能提升了1 dB,通过扩展典型城市(Extended Typical Urban,ETU)模型信道传输,基站侧漏检概率相比已有算法性能提升了0.7 dB,同时也有效地降低了虚警概率,能够较好地检测出随机接入前导序列。

关键词： 5G 随机接入前导多普勒频偏双门限

一种基于动态优先级的NB-IoT随机接入算法

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南京邮电大学学报（自然科学版） 2018年第6期38卷 42-47页

作者：李恒民张晶高宏旭南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003 南京邮电大学江苏省无线通信重点实验室江苏南京210003 浙江通策控股集团有限公司浙江杭州310013

随着物联网的快速发展,NB-IoT系统的设备数量迅速增加,大规模的随机访问请求极易导致NB-IoT系统过载。为此,文中将LTE系统的扩展访问级别控制(EAB)策略引入NB-IoT系统之中,并根据设备的时延情况引入新的接入优先权动态分类机制来高效地... 详细信息

随着物联网的快速发展,NB-IoT系统的设备数量迅速增加,大规模的随机访问请求极易导致NB-IoT系统过载。为此,文中将LTE系统的扩展访问级别控制(EAB)策略引入NB-IoT系统之中,并根据设备的时延情况引入新的接入优先权动态分类机制来高效地解决海量设备的接入过载问题:首先,定义设备的时延系数为等待时延与最大忍耐时延的比值;然后,根据设备时延系数设计了新的接入优先权分类机制;最后,提出一种基于时延寿命的动态优先级NB-IoT随机接入算法。仿真结果表明,与传统的EAB接入算法相比,文中提出算法的设备接入成功率更高,同时设备的接入时延更低。

关键词： NB.IoT 随机接入时延系数接入优先级