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专网集群通信系统是一种无线调度指挥系统,为户外用户提供救灾、安防等特殊情形下的通信服务。虽然从技术原理上看与公网移动通信十分相似,但是专网集群通信具有一些无法取代的特性,如定制化要求高、区分用户优先级等。专网集群通信系统独立于公网通信系统,有其独立的演进路线,正在经历着从模拟专网集群通信系统到数字专网集群通信系统到宽带数字专网集群通信系统的演进。LTE技术作为全球4G标准,具有高频谱效率、高速率、低时延等优点,并且产业实力雄厚,因此LTE专网集群通信具有其它宽带通信技术不可比拟的优势,目前基于LTE技术的宽带专网集群技术演进已成为专网集群发展的共识。本文就是在这一产业发展背景下开展相关研究工作,研究主要针对LTE的TDD模式下专网集群通信随机接入过程中优先级的QoS保证问题。作为无线通信系统中媒体接入控制(Media Access Control, MAC)的关键技术,随机接入的性能优劣对系统的整体性能都有不可忽视的影响。由于专网集群通信对接入时延以及区分用户优先级的特殊要求,因此在LTE专网集群通信的上行研究中,随机接入技术也必然成为重点。LTE中随机接入核心研究问题是如何减少接入过程中用户之间的碰撞几率问题,从而降低接入时延。本文在此基础上结合接入优先级进行综合考虑,优先保证高优先级接入论文的主要工作包含以下几方而：1)研究了通信系统中常用的三种随机接入协议,在其数学模型基础上进行相应性能分析。分类归纳了LTE不同的随机接入场景,并分析相应场景下随机接入的触发条件,对LTE下两类不同的随机接入流程进行了分析研究；2)研究了LTE TDD模式下的帧结构和前导码序列,分析了集群通信典型业务及接.入数学模型,在此基础上分析TD-LTE随机接入信道模型,重点比较了与并行时隙ALOHA随机接入信道的不同,进一步对TD-LTE的随机接入进行了性能分析。3)针对专网通信与公网通信的不同特点,在原有TD-LTE随机接入的基础上提出了一种改进的随机接入前导码分配方案APL-RA。为了验证改进方案与TD-LTE随机接入的性能比较,分别搭建了各自的随机接入仿真模型。在相同接入业务量和场景下,验证该进随机接入方案的有效性和实用性。