用于TD-LTE/TD-LTE-A系統(tǒng)區(qū)分用戶優(yōu)先級前導碼分配的上行接入方法技術領域本發(fā)明涉及用于TD-LTE/TD-LTE-A系統(tǒng)的隨機接入方法，更具體地，涉及實現(xiàn)不同QoS業(yè)務的隨機接入方法。

背景技術：
相比較公用通信系統(tǒng)，專業(yè)通信系統(tǒng)具備更快的相應速度；如TETRA系統(tǒng)，在同一基站范圍內(nèi)呼叫建立的時間小于300ms，在同一網(wǎng)絡內(nèi)的呼叫建立時間小于500ms，而且是實時的應答模式，無需用戶接通，即可傳達信息。公用通信系統(tǒng)，如2G的GSM網(wǎng)絡，建立通話的時間普遍為10-15s；這如果是在地震、防洪等重大災害時刻，是完全不可行的。LTE用戶平面內(nèi)部單向傳輸時延低于5ms，控制平面從睡眠狀態(tài)到激活狀態(tài)遷移時間低于50ms，從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時間小于100ms；基于LTE的數(shù)字集群需要解決實現(xiàn)集群通信的有關上行接入的關鍵技術有：1、上行信道搶占技術在一個集群呼叫過程中，同一時間只有一個用戶能夠獲得話權(quán)成為講話方，其他用戶為接聽方，為此，需要支持話權(quán)申請、話權(quán)搶占等功能。需基于LTE的資源分配和調(diào)度技術進行深入研究，并進行必要的增強改造以實現(xiàn)這些功能。2、快速呼叫建立技術與公眾通信網(wǎng)相比，集群通信系統(tǒng)對呼叫接續(xù)時延有很高要求，需滿足PTT“按鍵即講”的要求。TD-LTE系統(tǒng)由于采用扁平網(wǎng)絡架構(gòu)、優(yōu)化的信令協(xié)議，其控制面和用戶面時延與3G相比已顯著降低，但與集群通信對呼叫接續(xù)時延的要求相比還有一定差距，還需結(jié)合下行信道共享、上行信道搶占對LTE系統(tǒng)的改造，來分析研究優(yōu)化接續(xù)流程，提高接續(xù)速度。因此可能需要對LTE的呼叫接續(xù)流程做修改以提高接續(xù)速度。通常，衡量快速呼叫建立技術優(yōu)劣的指標包括吞吐量、時延，因為大量的用戶終端的同時接入會造成系統(tǒng)阻塞率增加、吞吐量惡化、接入時延增大，使得終端的快速接入需求無法得到滿足，所以如何提高大量終端的接入成功率并且滿足大量終端的接入需求是接入方法設計面臨的挑戰(zhàn)之一。這要求接入方法必須簡單有效，從而降低計算復雜性減少信令負荷，滿足終端的接入需求。隨機接入的應用場景：（1）RRC_IDLE狀態(tài)的UE發(fā)起初始接入；（2）無線鏈路失敗后重新建立連接；（3）切換過程；（4）RRC_CONNECTED狀態(tài)的UE，有上行數(shù)據(jù)到達（如UE處于上行失步狀態(tài)或沒有PUCCH資源傳輸SR請求）；（5）RRC_CONNECTED狀態(tài)的UE，下行數(shù)據(jù)到達（如UE處于上行失步狀態(tài)）；（6）輔助同步，網(wǎng)絡利用隨機接入獲取時間提前量。其中基于競爭的隨機接入應用于前五種應用場景，而基于非競爭的隨機接入只能用于后三種應用場景?；诟偁幍碾S機接入主要包含四步：●Msg1：UE在RRACH上發(fā)送隨機接入前綴；●Msg2：eNodeBMAC層產(chǎn)生隨機接入響應，映射到DL-SCH上發(fā)送；●Msg3：第一次調(diào)度傳輸，RRC信令映射到UL-SCH上發(fā)送√初始接入時，承載RRC建立請求；√連接重建時，承載RRC重建請求；√切換時，承載RRC重配置完成；√上下行數(shù)據(jù)傳輸時，傳輸C-RNTI；●Msg4：由eNodeB的RRC層產(chǎn)生，映射到DL-SCH上發(fā)送。在TD-LTE隨機接入中，將前導碼資源分為2組：一組用于基于競爭的隨機接入；另一組預留為基于非競爭的隨機接入。其中，用于基于競爭的前導碼序列又根據(jù)路損大小和消息的大小分為組A和組B。當用戶發(fā)起切換非競爭隨機接入時，eNodeB將預留的前導碼(Nd)分配給UE，UE發(fā)送該前導碼進行非競爭隨機接入。當用戶發(fā)起初始競爭隨機接入時，從64-Nd個用于PRACH的前導碼資源中等概率地選擇一個發(fā)起競爭隨機接入。

技術實現(xiàn)要素：
發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術中存在的問題與不足，本發(fā)明提供一種面向TD-LTE實現(xiàn)不同QoS業(yè)務要求的隨機接入方法，該法基于BEB與前導碼分布，保證高優(yōu)先級終端基于競爭的隨機接入請求，前導碼資源的有效利用，實現(xiàn)簡單有效無線接入。技術方案：一種用于TD-LTE/TD-LTE-A系統(tǒng)區(qū)分用戶優(yōu)先級前導碼分配的上行接入方法，該方法主要包括以下步驟：第一步：eNB由指定的物理根序列索引u和長度Nzc，根據(jù)Zadoff-Chu序列定義[規(guī)則1]來計算生成Zadoff-Chu序列xu(n)，基于第u根Zadoff-Chu序列，具有長度為Ncs-1零相關區(qū)的隨機接入前導xu,v(n)，按照下述方式xu,v(n)＝xu((n+Cv)modNzc)[規(guī)則2]進行循環(huán)移位獲得，其中循環(huán)移位值Cv滿足[規(guī)則3]其中參數(shù)NCS由SIB2中的零相關配置參數(shù)確定，du表示幅度為1/TSEQ的多普勒偏移對應的循環(huán)移位值，變量是由du給出用于修正多普勒頻移的參數(shù)，具體可參考3GPP36.211的5.7.2部分。將生成前導序列按照循環(huán)移位的增序進行排列，在64個前導不能通過一個單一的根Zadoff-Chu序列產(chǎn)生時，額外的前導序列通過后續(xù)的多個根序列獲得，直到數(shù)目達到64個。第二步：eNB將64個前導統(tǒng)一劃分切換等操作的專有隨機接入前導碼與用于初始接入等操作的競爭隨機接入前導碼，其中專有前導碼數(shù)為Nd。eNB根據(jù)分組i的最大接入頻率γi，隨機接入信道密度DRA，當前組的優(yōu)先級別Ci，終端總數(shù)N，Ci組的終端數(shù)Ni，接入前導碼的總數(shù)Npre，用于切換等的系統(tǒng)專用前導碼數(shù)量Nd，由所需劃分優(yōu)先級數(shù)，將接入前導碼中用于競爭隨機接入部分劃分為n組，根據(jù)Gi∈(γi,DRA,Ci,N,Ni,Npre)i＝1,2...n-1[規(guī)則4]分別計算各前導碼組Gi。數(shù)量關系滿足[規(guī)則5]eNB通過PBCH信道將前導碼劃分方案通知各終端。第三步：請求接入的終端根據(jù)eNB對接入前導碼組的劃分，選取相應的接入前導碼通過PRACH信道隨機接入。第四步：eNB對未發(fā)生沖突的接入分配后續(xù)通信資源；對存在沖突隨機接入不再響應。終端在等待響應時間窗口內(nèi)未得到響應，則當前隨機接入失敗。接入失敗終端根據(jù)規(guī)則退避，其退避窗口根據(jù)其優(yōu)先級i和退避次數(shù)j，由[規(guī)則6][規(guī)則7]確定，然后在退避窗口內(nèi)隨機選擇一個退避值。所有終端的最大退避次數(shù)均為3次，超過三次，該次接入失敗，MAC層向高層發(fā)送失敗信息，由高層進行處理。有益效果：本發(fā)明提出的一種用于TD-LTE/TD-LTE-A系統(tǒng)區(qū)分用戶優(yōu)先級前導碼分配的上行接入方法，實現(xiàn)通信中的優(yōu)先級劃分，保證高優(yōu)先級用戶的接入吞吐量和低時延，而且能夠提高資源利用率，降低系統(tǒng)復雜性。附圖說明圖1是本發(fā)明用于TD-LTE/TD-LTE-A系統(tǒng)區(qū)分用戶優(yōu)先級前導碼分配的上行接入方法實現(xiàn)流程圖；圖2是基于競爭隨機接入方法流程圖；圖3是非競爭隨機接入方法流程圖；圖4是前導碼資源分配示意圖。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領域技術人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。實施：以TD-LTE隨機接入為參考方案作為對比本實施例中，小區(qū)數(shù)目1個，UL/DL為類型1，PRACH的配置索引為12，其隨機接入信道具體如表1所示，小區(qū)中可用接入前導碼的總數(shù)為64。實驗方案中，終端的種類數(shù)為2，優(yōu)先級終端與普通終端的數(shù)量比例為1：4，業(yè)務接入速率平均120毫秒/次。表1隨機接入信道分布本實施例中采用基于TD-LTE的隨機接入。如圖1所示，具體實施步驟如下：第一步：eNB由指定根序列u，根據(jù)Zadoff-Chu序列定義[規(guī)則1]來計算生成，其中基于根u的長度為Nzc的Zadoff-Chu序列，按照下述方式：xu,v(n)＝xu((n+Cv)modNzc)[規(guī)則2]進行循環(huán)移位獲得，其中Cv滿足[規(guī)則3]將生成前導序列按照循環(huán)移位的增序進行排列，在64個前導不能通過一個單一的根Zadoff-Chu序列產(chǎn)生時，額外的前導序列通過后續(xù)的多個根序列獲得，直到數(shù)目達到64個。第二步：eNB將64個前導統(tǒng)一劃分切換等操作的專有隨機接入前導碼與用于初始接入等操作的競爭隨機接入前導碼，其中專有前導碼數(shù)為Nd。eNB根據(jù)分組i的最大接入頻率γi，隨機接入信道密度DRA，當前組的優(yōu)先級別Ci，終端總數(shù)N，Ci組的終端數(shù)Ni，接入前導碼的總數(shù)Npre，用于切換等的系統(tǒng)專用前導碼數(shù)量Nd，由所需劃分優(yōu)先級數(shù)，將接入前導碼中用于競爭隨機接入部分劃分出優(yōu)先組，根據(jù)Gi∈(γi,DRA,Ci,N,Ni,Npre)i＝1[規(guī)則4]計算各前導碼組Gi。數(shù)量關系滿足[規(guī)則5]依據(jù)劃分準則，本實施例中前導碼的具體劃分為表2前導碼具體劃分eNB通過PBCH信道將前導碼劃分方案通知各終端。第三步：請求接入的終端根據(jù)eNB對接入前導碼組的劃分，隨機選取相應的接入前導碼通過PRACH信道隨機接入，特別是優(yōu)先級終端第三次退避接入時從相應Gi中隨機選取前導碼接入。第四步：eNB對未發(fā)生沖突的接入分配后續(xù)通信資源；對存在沖突隨機接入不再響應。終端在等待響應時間窗口內(nèi)未得到響應，則當前隨機接入失敗。接入失敗終端根據(jù)規(guī)則退避，其退避窗口根據(jù)其優(yōu)先級i和退避次數(shù)j，由[規(guī)則6][規(guī)則7]確定，然后在退避窗口內(nèi)隨機選擇一個退避值。所有終端的最大退避次數(shù)均為3次，超過三次，該次接入失敗，MAC層向高層發(fā)送失敗信息，由高層進行處理。