一种5G物联网电力数据采集终端接入控制方法技术

本发明专利技术公开了一种5G物联网电力数据采集终端接入控制方法，该方法根据MTC终端上报周期和重新接入网络时的等待时间，通过增加一个随机偏移量，对周期上报的间隔进行调整，以及对网络接入等待时间进行调整，降低终端并发接入的碰撞几率，同时不改变现有网络的拥塞控制机制。

【技术实现步骤摘要】
一种5G物联网电力数据采集终端接入控制方法
本专利技术属于电子信息领域，涉及移动通信技术，尤其涉及一种5G物联网电力数据采集终端接入控制方法。
技术介绍
使用蜂窝技术实现物联网功能，需要解决大规模物联网终端接入导致的拥塞问题。为了适应未来5G物联网的发展要求，需要对现有LTE系统机器类通信(MTC)进行增强，特别是对拥塞控制进行增强。拥塞控制分为核心网引起的拥塞控制和无线网引起的拥塞控制。当核心网拥塞时，E-UTRAN应当识别并及时拒绝掉一些低优先级MTC(Machine-TypeCommunications)终端的接入，以保证高优先级终端(包括高优先级MTC终端)的传输。为此，3GPP为终端引入一个“DelayTolerant”指示，当终端使用此指示时，表明其可以在网络拥塞时忍受较长的延迟。需要注意的是，MTC应用也千差万别，并不是所有的MTC应用都可以忍受较长的延迟，比如，用于地震预警的传感网络，即使在网络拥塞时，也必须尽快地让其接入并传送数据。因此是否将MTC应用映射到“DelayTolerant”上，由运营商在非接入层(NAS，Non-Access-Stratum)配置。当核心网处于拥塞状态时，基站(eNB)可以通过拒绝或释放掉那些对时延容忍度比较高的连接，并反馈一个等待时间值EWT(ExtendedWaitTime，扩展等待时间，最大值为1800s)。当终端收到上述消息后，会在终端侧按照这个等待时间启动一个计时器，在计时器到期前，相应的MTC应用不再发起RRC(RadioResourceControl)连接。图1和图2为初始RRC连接建立和已有RRC连接情况下，核心网拥塞后无需网络的拥塞控制流程。无线侧针对MTC设备接入时间的控制方法，这些方案对于应用层是透明的，即使应用层没有设置相应的接入时间控制，网络也可以从容应付大量MTC设备的同时接入。在E-UTRAN中，网络侧可以通过接入等级的限制ACB(AccessClassBarring，接入等级限制)实现接入控制，避免拥塞。LTE-A小区会广播一个限制因子和接入等级限制时间(ACBT，AccessClassBarringTime)(SIB2中携带)。当终端接入时，终端抽取一个随机数，将这个随机数和限制因子做比较。如果随机数小于限制因子，终端开始随机接入过程，否则，终端会在接入等级限制时间内被阻止接入。现行的LTE-A系统，具有16个接入等级，在一般情况下(非紧急情况)终端接入等级为0-9。由于MTC等新业务类型(或者终端类型)引入，为了不对普通终端的接入造成影响需要在接入控制过程针对MTC终端细分控制，可以在现有ACB机制的基础上进行增强，为MTC设备引入新的限制因子EAB(ExtendedAccessBarring，扩展接入限制因子)当核心网或无线网络拥塞的时候，网络可以选择对标识EAB的终端进行选择性接入控制。EAB通过SIB14广播，接入控制参数可以是UE为单位的，也可是一组UE为单位的。目的是为了对单个或一组MTC终端进行不同级别的接入控制。EAB机制目的是在不扩充终端AC等级数目的前提下，额外配置一套针对新类型终端(或业务)的控制参数，以起到对MTC终端细分控制的目的。EAB机制是在现有的ACB机制的基础上设计的，可通过对EAB和ACB的叠加使用，实现接入拥塞控制。而在电力系统中，物联网的主要用途是对时延不敏感速率要求低的用电信息采集业务，如远程抄表等。这类终端数量众多，分布密度较高。虽然蜂窝物联网网络侧针对拥塞控制做了一定的增强，但是需要兼顾普通终端和MTC物联网终端，物联网电力终端特别是周期上报终端一旦发生接入冲突，会增加物联网终端接入网络的尝试次数并增加终端激活等待再次接入的时间长度，进而增加了耗电量，降低终端待机时间(5G物联网要求终端待机时间达到10年)。
技术实现思路
本专利技术公开了一种5G物联网电力数据采集终端接入控制方法，该方法根据电力数据采集MTC终端上报周期和重新接入网络时的等待时间，通过增加一个随机偏移量，对周期上报的间隔进行调整，以及对网络接入等待时间进行调整，降低终端并发接入的碰撞几率，同时不改变现有网络的拥塞控制机制。本专利技术具体包括如下步骤：步骤1，电力物联网数据采集终端等待接入网络时，后台应用系统(如：终端管理系统、终端监测数据采集系统，系统状态数据采集系统)配置周期上报采集数据的电力物联网数据采集终端的上报周期，电力物联网数据采集终端根据预先设置好的时间偏移方差(时间偏移方差可在设备生产出厂时写入设备)，产生一个均值为0的高斯分布的随机时间偏移量，将时间偏移量叠加至上报周期；步骤2，电力物联网数据采集终端根据调整后的上报周期设置计时器，等待计时器计时结束后接入网络，上传采集数据。步骤1所述电力物联网数据采集终端分为两类，一类是周期上报测量数据的终端，其等待相同的时间间隔反复接入网络；另一类为接入拥塞后等待再次接入的等待时间，包括核心网拥塞时的等待时间EWT(ExtendedWaitTime，扩展等待时间)和无线网拥塞时的等待时间ACBT(ACBT，AccessClassBarringTime)。对于周期上报测量数据的终端，其上报周期T由系统确定，数据采集MTC(Machine-TypeCommunications，机器类通信)终端每次上报接入网络时，产生均值为0，方差为σ2高斯分布的随机时间偏移量τ(τ～N(0,σ2))，MTC将时间间隔调整为T+τ。对于由于核心网或无线网拥塞导致MTC终端等待接入，MTC终端重新调整等待时间EWT和ACBT，产生均值为0，方差为σ2高斯分布的随机时间偏移量τ，MTC将等待再次接入的时间分别调整为EWT+|τ|，和ACBT+|τ|。步骤2中，电力物联网数据采集终端接入网络，遇到核心网拥塞时，用新的等待时间值EWT+|τ|设置计时器，电力物联网数据采集终端等待计时器计时结束，重新接入网络，上传采集数据。步骤2中，电力物联网数据采集终端接入网络，遇到无线网拥塞时，用新的等待时间值ACBT+|τ|设置计时器，电力物联网数据采集终端等待计时器计时结束，重新接入网络，上传采集数据。有益效果：当在同一小区下存在众多相同型号相同配置的数据采集终端时，本专利技术可以避免多个终端同时接入网络时造成的接入冲突，以及重新接入网络时的重复接入冲突。以及数据采集终端以相同周期发送采集数据时，避免在同一时间点同时接入网络的终端数量过多导致系统过载。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做更进一步的具体说明，本专利技术的上述或其他方面的优点将会变得更加清楚。图1为初始RRC(RadioResourceControl，无线资源管理)连接建立时拥塞控制流程示意图。图2为已有RRC连接拥塞控制流程示意图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。本专利技术公开了一种5G物联网电力数据采集终端接入控制方法，包括如下步骤：步骤1，电力物联网数据采集终端等待接入网络时，后台应用系统(如：终端管理系统、终端监测数据采集系统，系统状态数据采集系统)配置周期上报采集数据的电力物联网数据采集终端的上报周期，电力物联网数据采集终端根据预先设置好的时间偏移方差，产生一个均值为0的高斯分布的随机时间偏移量，将时间偏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种5G物联网电力数据采集终端接入控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，电力物联网数据采集终端等待接入网络时，后台应用系统配置周期上报采集数据的电力物联网数据采集终端的上报周期，电力物联网数据采集终端根据预先设置好的时间偏移方差，产生一个均值为0的高斯分布的随机时间偏移量，将时间偏移量叠加至上报周期；步骤2，电力物联网数据采集终端根据调整后的上报周期设置计时器，等待计时器计时结束后接入网络，上传采集数据。

【技术特征摘要】
1.一种5G物联网电力数据采集终端接入控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，电力物联网数据采集终端等待接入网络时，后台应用系统配置周期上报采集数据的电力物联网数据采集终端的上报周期，电力物联网数据采集终端根据预先设置好的时间偏移方差，产生一个均值为0的高斯分布的随机时间偏移量，将时间偏移量叠加至上报周期；步骤2，电力物联网数据采集终端根据调整后的上报周期设置计时器，等待计时器计时结束后接入网络，上传采集数据。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1所述电力物联网数据采集终端分为两类，一类是周期上报测量数据的终端，其等待相同的时间间隔反复接入网络；另一类为接入拥塞后等待再次接入的等待时间，包括核心网拥塞时的等待时间EWT和无线网拥塞时的等待时间ACBT。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对于周期上报测量数据的终端，其上报周期T由系统确定，数据采集MTC终端每...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新，彭雄根，陈旭奇，王浩宇，王强，贝斐峰，
申请(专利权)人：江苏省邮电规划设计院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32