用于大量MTC设备的接入控制的方法和装置制造方法及图纸

本公开的实施例提供了用于大量MTC设备的接入控制的方法和装置。一种方法包括：当所述大量MTC设备在一个分布时间段中到达时，将所述大量MTC设备分为多个组，其中所述大量MTC设备的到达分布具有突发性；以及向所述多个组中的每个组分配一个子分布时间段，以使得所述组中的MTC设备在相应的子分布时间段内到达，所述多个组的子分布时间段彼此交叠以形成所述分布时间段。

Method and apparatus for access control of a large number of MTC devices

Embodiments of the present disclosure provide methods and apparatus for access control for a large number of MTC devices. The method comprises the following steps: when the MTC devices arrive at a time when the distribution, the large number of MTC equipment is divided into a plurality of groups, wherein the arrival MTC devices with a sudden distribution; and each group of the plurality of groups in a sub distribution time distribution. In order to make the group of the MTC equipment in the corresponding sub distribution time arrival, the plurality of sub group distribution time overlap each other to form the distribution of time.

【技术实现步骤摘要】

本公开的实施例概括而言涉及无线通信领域，更具体而言，涉及用于大量MTC设备的接入控制的方法和装置。
技术介绍
与传统的人与人(Human-to-human，H2H)通信不同，机器类型通信(MachineTypeCommunication，MTC)由于其独特的特性而面临着许多设计挑战。支持大量(massive)MTC设备接入系统为随机接入(RandomAccess，RA)的设计带来了挑战。由MTC设备引起的RA冲突可能对MTC设备和传统的H2H终端都造成损害，并导致MTC设备和传统的H2H终端都无法成功接入系统。3GPP已经提出了一种称为扩展接入限制(EnhancedAccessBarring，EAB)的方案来解决大量MTC设备的接入问题。EAB方案通过阻止一些或所有能够容忍延迟的MTC设备发起随机接入尝试来降低随机接入冲突。这种方案需要网络分别通过寻呼消息和系统信息来向设备通知EAB改变和准确的接入类别(AccessClass)指示符，因此其性能与寻呼参数的取值极大相关。需要不同的参数取值来进行快速生效和缓慢取消以实现性能优化。然而，系统对于传统的H2H终端和MTC设备使用相同的寻呼参数，因此专门为MTC来调整寻呼参数是不现实的。基于参考文献2中定义的3GPP业务模型2(即单小区内30,000个MTC设备在10秒内到达并且它们的到达时间服从贝塔分布)，EAB方案不能保证所有MTC设备都能够成功接入网络。参考文献2中还建议了分时隙接入。在该方法中，通过MTC设备的ID(如国际用户识别码(IMSI))为它们定义了专用的接入循环/时隙。最简单的情况，接入时隙可以是寻呼帧。具有相同寻呼帧的MTC设备被划分到同一组，并且竞争单个寻呼帧中的接入资源。这种完全静态的分组方法不考虑应用差异、即时网络接入负载和QoS要求。由于该方法不具有任何用于重新尝试的特殊设计，在一个寻呼帧中进行第一次尝试时发生冲突的设备很可能在接下来的寻呼帧中重新尝试时再次冲突。仿真结果表明这比EAB的方案更差(如下面的表3和图9所示)。当前还有文献考虑利用MTC的组特征来解决大量接入问题。例如，在参考文献3中，MTC设备在接收到寻呼消息之后立即开始随机接入过程。这种方案通过向MTC设备分配预留资源而不是让它们随机选择接入资源来降低RA冲突。然而，其应用场景非常有限，并且不适用于空闲模式MTC设备。又例如，在参考文献4中提出了用于基于毫微微小区(femtocell)的MTC网络的基于组的时间控制方法。使用毫微微小区来从宏小区卸载业务负载，以在一定程度上避免参考文献2中定义的业务模式2的挑战。然而，该方案实际上用于解决核心网的过载问题而不考虑无线接口上的RA的细节，例如每个组的时间间隔、随机接入时机(RandomAccessOccasion，RAO)选择和退避(back-off)参数设计等。参考文献2中定义的业务模型2指出单小区内30,000个MTC设备在10秒内到达并且它们的到达时间服从贝塔分布(例如参数α＝3，β＝4的贝塔分布)。可以考虑一种极端情况，例如，在MTC服务器触发后或者在断电之后，大量MTC设备以一种高度同步的方式发起随机接入尝试。在MTC设备到达，或者称为当有要发送给网络的数据到达MTC设备时，当前的MTC设备至少需要等待到最近的被配置作为前导码传输的随机接入时机的子帧。当多个设备使用相同的随机接入资源元素(一个特定的随机接入资源元素，对应一个特定随机接入时机处的一个特定前导码)尝试接入网络，则会发生随机接入冲突。
技术实现思路
可以看出，现有技术中还没有能够有效支持大量MTC设备接入蜂窝网络的方案。为此，本公开的实施例提出了分布赋形的概念，即，将一个时间段内的MTC设备到达分布转换为更长的时间段内的更为平坦的RA尝试分布。根据本公开的实施例的大量MTC设备的接入控制包括应用层优化方案和无线接口优化方案，前者用于降低MTC设备到达的突发性，后者用于在时间上平滑RA尝试并且避免多个MTC设备使用相同的RA资源元素。根据本公开的第一个方面，提供了一种用于执行大量MTC设备的接入控制的方法，包括：当所述大量MTC设备在一个分布时间段中到达时，将所述大量MTC设备分为多个组，其中所述大量MTC设备的到达分布具有突发性；以及向所述多个组中的每个组分配一个子分布时间段，以使得所述组中的MTC设备在相应的子分布时间段内到达，所述多个组的子分布时间段彼此交叠以形成所述分布时间段。根据第一个方面还提供了一种用于执行大量MTC设备的接入控制的装置，包括：分组单元，用于当所述大量MTC设备在一个分布时间段中到达时，将所述大量MTC设备分为多个组，其中所述大量MTC设备的到达分布具有突发性；分配单元，用于向所述多个组中的每个组分配一个子分布时间段，以使得所述组中的MTC设备在相应的子分布时间段内到达，所述多个组的子分布时间段彼此交叠以形成所述分布时间段。在一种可选实现中，所述大量MTC设备的到达分布服从贝塔分布，并且其中所述多个组中的每个组的MTC设备的到达分布也服从贝塔分布。在一种可选实现中，所述装置还包括：确定单元，用于根据拟合级别和所述分布时间段，确定所述子分布时间段的长度和所述多个组的个数；所述分配单元还用于为每个组分配子分布时间段的起始点；并且其中所述装置还包括发送单元，用于将所述子分布时间段的长度和起始点信息通知给所述组中的MTC设备。在一种可选实现中，所述装置根据如下公式计算子分布时间段的长度和所述多个组的个数：其中，Tsub表示子分布时间段的长度，T表示分布时间段的长度，Le表示拟合级别，Nsub表示组的个数。在一种可选实现中，所述多个组中的每个组的子分布时间段的起始点与前一个组的子分布时间段的起始点偏移子分布时间段的长度的一半。根据本公开的第二个方面，提供了一种用于在网络侧执行大量MTC设备的接入控制的方法，包括：根据所述大量MTC设备的到达分布确定具有预先配置长度的一个采样窗中的MTC设备到达总数；根据所述MTC设备到达总数，确定和所述采样窗对应的接入窗的长度和起始点，以保证所述采样窗中的每一个MTC设备可对应于所述接入窗中的至少一个随机接入资源元素；并且将所述接入窗的长度和起始点信息通知给所述采样窗中的MTC设备。根据第二个方面，还提供了一种用于在网络侧执行大量MTC设备的接入控制的装置，包括：到达总数确定单元，用于根据所述大量MTC设备的到达分布确定具有预先配置长度的一个采样窗中的MTC设备到达总数；接入窗长度确定单元，用于根据所述MTC设备到达总数，确定和所述采样窗对应的接入窗的长度和起始点，以保证所述采样窗中的每一个MTC设备可对应于所述接入窗中的至少一个随机接入资源元素；以及发送单元，用于将所述接入窗的长度和起始点信息通知给所述采样窗中的MTC设备。在一种可选实现中，所述采样窗中的MTC设备到达总数可以通过下列公式确定：xj＝ti+ΔT/2+j·ΔT,j＝0,1,2,...,(L-1)ti＝i·T0,i＝0,1,2,...(T/T0-1)ΔT＝T0/L，其中Ki表示采样窗中的MTC设备到达总数，K表示小区中的MTC设备的总数，f(x)表示大量MTC设备到达分布的概率密度函数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于执行大量机器类型通信(MTC)设备的接入控制的方法，包括：当所述大量MTC设备在一个分布时间段中到达时，将所述大量MTC设备分为多个组，其中所述大量MTC设备的到达分布具有突发性；以及向所述多个组中的每个组分配一个子分布时间段，以使得所述组中的MTC设备在相应的子分布时间段内到达，所述多个组的子分布时间段彼此交叠以形成所述分布时间段。

【技术特征摘要】
1.一种用于执行大量机器类型通信(MTC)设备的接入控制的方法，包括：当所述大量MTC设备在一个分布时间段中到达时，将所述大量MTC设备分为多个组，其中所述大量MTC设备的到达分布具有突发性；以及向所述多个组中的每个组分配一个子分布时间段，以使得所述组中的MTC设备在相应的子分布时间段内到达，所述多个组的子分布时间段彼此交叠以形成所述分布时间段。2.如权利要求1所述的方法，其中所述大量MTC设备的到达分布服从贝塔分布，并且其中所述多个组中的每个组的MTC设备的到达分布也服从贝塔分布。3.如权利要求1所述的方法，还包括：根据拟合级别和所述分布时间段，确定所述子分布时间段的长度和所述多个组的个数；为每个组分配子分布时间段的起始点；并且将所述子分布时间段的长度和起始点信息通知给所述组中的MTC设备。4.如权利要求3所述的方法，其中根据如下公式计算子分布时间段的长度和所述多个组的个数：Tsub=T/2Le]]>Nsub=2(Le+1)-1]]>其中，Tsub表示子分布时间段的长度，T表示分布时间段的长度，Le表示拟合级别，Nsub表示组的个数。5.如权利要求3所述的方法，其中所述多个组中的每个组的子分布时间段的起始点与前一个组的子分布时间段的起始点偏移子分布时间段的长度的一半。6.一种用于在网络侧执行大量机器类型通信(MTC)设备的接
\t入控制的方法，包括：根据所述大量MTC设备的到达分布确定具有预先配置长度的一个采样窗中的MTC设备到达总数；根据所述MTC设备到达总数，确定和所述采样窗对应的接入窗的长度和起始点，以保证所述采样窗中的每一个MTC设备可对应于所述接入窗中的至少一个随机接入资源元素；并且将所述接入窗的长度和起始点信息通知给所述采样窗中的MTC设备。7.如权利要求6所述的方法，其中所述采样窗中的MTC设备到达总数可以通过下列公式确定：Ki=K·Σjf(xj)ΔT]]>xj＝ti+ΔT/2+j·ΔT,j＝0,1,2,...,(L-1)ti＝i·T0,i＝0,1,2,...(T/T0-1)ΔT＝T0/L，其中Ki表示采样窗中的MTC设备到达总数，K表示小区中的MTC设备的总数，f(x)表示大量MTC设备的到达分布的概率密度函数，T0表示采样窗的长度，T表示分布时间段的长度，L表示预先配置的、从采样窗中提取的采样数。8.如权利要求7所述的方法，其中所述接入窗的长度通过下列公式确定：Wi＝β·Ki/Np/R，其中Wi表示接入窗的长度，β表示随机接入资源元素的数量与设备数量之间的相关因子，R表示每个无线帧中的随机接入时机(RAO)的数量，Np表示系统中的前导码的数量。9.一种用于大量机器类型通信(MTC)设备的接入控制的方法，包括，在一个MTC设备处：从基站接收和所述MTC设备的到达时间对应的接入窗的长度和起始点信息；从可用随机接入时机(RAO)中随机选择一个RAO来向基站发
\t起随机接入尝试，其中所述可用RAO包括所述接入窗中的所有RAO。10.如权利要求6所述的方法，还包括：如果所述随机接入尝试失败，则在下一接入窗中重新尝试随机接入。11.一种用于在网络侧执行大量机器类型通信(MTC)设备的接入控制的方法，包括：将所述大量MTC设备划分为多个接入组；根据所述多个接入组中的每个接入组中的MTC设备的数量确定用于所述接入组的接入窗的长度和起始点，以保证所述接入组中的每个MTC设备可对应于所述接入窗中的至少一个随机接入资源元素；并且将所述接入窗的长度和起始点信息通知给所述接入组中的MTC设备。12.如权利要求11所述的方法，其中所述接入窗的长度通过下列公式确定：其中R表示每个无线帧中的RAO的数量，Np表示系统中的前导码的数量。13.如权利要求11所述的方法，还包括：更新用于一个或多个接入组的接入窗的长度和起始点信息并将更新...

【专利技术属性】
技术研发人员：晁华，陈宇，
申请(专利权)人：上海贝尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31