一种URLLC和mMTC共存场景下的接入控制方法及系统技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种URLLC和mMTC共存场景下的接入控制方法及系统，所述方法包括：对于物联网系统带宽上的每一子载波，基于上行非正交多址NOMA机制，按照预设的功率分配算法同时接入若干个URLLC设备和若干个mMTC设备。本发明专利技术实施例提供的URLLC和mMTC共存场景下的接入控制方法，通过使用NOMA技术，并按照预设的功率分配规则，实现了多个URLLC设备和多个mMTC设备共享相同的子载波，从而使得物联网系统能够支持更高的连接密度，提高频谱效率。

An access control method and system under URLLC and mMTC coexistence scenarios

The embodiment of the present invention provides an access control method and system in the coexistence scenario of URLLC and mMTC. The method includes: for each subcarrier on the bandwidth of the Internet of Things system, based on the upstream non-orthogonal multiple access NOMA mechanism, simultaneously accessing several URLLC devices and several mMTC devices according to the preset power allocation algorithm. The access control method in the coexistence scenario of URLLC and mMTC provided by the embodiment of the present invention realizes that multiple URLLC devices and multiple mMTC devices share the same subcarriers by using NOMA technology and according to the preset power allocation rules, thus enabling the Internet of Things system to support higher connection density and improve spectrum efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种URLLC和mMTC共存场景下的接入控制方法及系统
本专利技术实施例涉及通信
，尤其涉及一种URLLC和mMTC共存场景下的接入控制方法及系统。
技术介绍
机器通信(MTC)是物联网(IoT)的重要组成部分，能够实现从MTC设备到中央MTC服务器或一组MTC服务器的通信。MTC设备(MTCD)有着极其广泛的应用前景，如无线检测传感设备、工厂设备的无线控制系统和智能交通系统。国际电信联盟(ITU)将MTC分为两类：大规模MTC(mMTC)和超可靠和低延迟通信(URLLC)。其中mMTC设备具有很高的连接密度，每个小区中会共存着大量的低成本和低功率的MTCD设备，例如无线传感器系统。这些设备以小于等于几秒的顺序传输具有较低延迟要求的小数据包。mMTC器件需要以较高的能量效率进行通信，对于时延等方面具有较低的需求。而URLLC则需要可靠的数据传输，严格的等待时间约束为10毫秒或更少，因为它用于关键任务应用程序，例如医学物联网系统以及交通系统物联网系统。在NB-IoT中，采用正交多址(OMA)方式的频分多址(FDMA)在一个物理资源块(PRB)，即180kHz的窄带宽上进行接入的时候，系统带宽可以分为48个或12个子载波。在48个子载波的情况下，每个MTCD可以分配单个子载波。在12个子载波的情况下，每个MTCD可以分配单个子载波或3、6、12个连续子载波。在采用OFDMA的情况下，每个子载波仅允许一个MTCD设备使用，所以它可能无法很好地应对在LTE-APro网络较大数量的MTCD设备请求链接的情景。当设备数量较多时，很多设备因分配不到子载波而无法及时将数据上传到基站，尤其是对于URLLC这种对于速率和时延要求较高的设备来说这是极其影响用户体验度的。因此现在亟需一种URLLC和mMTC共存场景下的接入控制方法来解决上述问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的上行调度请求的配置方法及终端设备。第一方面本专利技术实施例提供一种URLLC和mMTC共存场景下的接入控制方法，包括：对于物联网系统带宽上的每一子载波，基于上行非正交多址NOMA机制，按照预设的功率分配算法同时接入若干个URLLC设备和若干个mMTC设备。第二方面本专利技术实施例还提供了一种URLLC和mMTC共存场景下的接入控制系统，包括：接入控制模块，用于对于物联网系统带宽上的每一子载波，基于上行非正交多址NOMA机制，按照预设的功率分配算法同时接入若干个URLLC设备和若干个mMTC设备。第三方面本专利技术实施例提供了一种URLLC和mMTC共存场景下的接入控制设备，包括：处理器、存储器、通信接口和总线；其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行上述所述的一种URLLC和mMTC共存场景下的接入控制方法。第四方面本专利技术实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述方法。本专利技术实施例提供的URLLC和mMTC共存场景下的接入控制方法，通过使用NOMA技术，并按照预设的功率分配规则，实现了多个URLLC设备和多个mMTC设备共享相同的子载波，从而使得物联网系统能够支持更高的连接密度，提高频谱效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种URLLC和mMTC共存场景下的接入控制方法流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种URLLC和mMTC共存场景下的接入控制系统结构图；图3是本专利技术实施例提供的一种URLLC和mMTC共存场景下的接入控制设备的结构框图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。目前，窄带物联网NB-IoT可以在低成本MTC设备(MTCD)的窄带宽为180kHz的带宽范围内实现高能效通信，但是不能为大量的MTCD提供连接，其中，MTCD包括QOS需求较高的URLLC设备和QOS需求较低的mMTC设备。为了实现窄带物联网下用户数量较大的情况下用户无法接入或等待时间较长的问题，图1是本专利技术实施例提供的一种URLLC和mMTC共存场景下的接入控制方法流程示意图，如图1所示，包括：110、对于物联网系统带宽上的每一子载波，基于上行非正交多址NOMA机制，按照预设的功率分配算法同时接入若干个URLLC设备和若干个mMTC设备。步骤110中，可以理解的是，本专利技术实施例所述的NOMA机制即NOMA技术，通过在NB-IoT系统中使用NOMA技术能够对于每个时隙下每个子载波实现多个MTCD设备的共享，这对于IoT中设备数量较多的场景有很大的帮助。进一步的，如果只是让单个URLLC设备最多和一个mMTC设备共享子载波，那么对于频带资源的利用是极其浪费的，针对此问题，本专利技术实施例按照预设的功率分配算法能够允许多个mMTC设备和多个URLLC设备在NB-IoT系统中共享相同的子载波，从而支持更高的连接密度，提高频谱效率。其中，预设的功率分配算法是本专利技术实施例根据需要接入的URLLC设备的信息以及需要接入的mMTC设备的信息实时确定的。为了便于描述，本专利技术实施例以下述场景为例对本专利技术实施例进行说明。本专利技术实施例假设NB-IoT系统中包含n个子载波，子载波集合为C，U＝{u1,u2,u3,…uU}表示当前基站下请求上传信息的URLLC设备集合，M＝{m1,m2,m3,…mM}表示当前基站下请求上传信息的mMTC设备集合。进一步的，假设各个URLLC设备的接入优先级相同，同时各个mMTC设备的接入优先级相同，URLLC设备的优先级高于mMTC设备。与此同时，假设各个URLLC设备的QOS需求相同，同时各个mMTC设备的QOS需求也相同，并且各个设备的信道状态信息CSI已知，那么在第k个子载波上多个URLLC设备的和多个mMTC设备共同上传信息接入的场景可表示为：其中，su,k和sm,k分别代表使用第k个子载波发送信息的URLLC设备的集合和mMTC设备的集合，第k个子载波上URLLC设备和mMTC设备数量分别为Nu,k和Nm,k。Xu和Xm分别代表了URLLC设备和mMTC设备发送的消息，hu,k和hm,k分别代表URLLC设备和mMTC设备发射信号到基站过程中由于衰落和损耗造成的信道增益，σ为高斯白噪声，此时每个设备只能使用一个子载波，因此可以得出：那么对于上行链路NOMA，SIC接收机需要不同的到达功率来区分复用UE。在理想情况下，基站可以根据各个设备发送信息的到达功率的大小来区分各个设备，由于URLLC对于SINR速率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种URLLC和mMTC共存场景下的接入控制方法，其特征在于，包括：对于物联网系统带宽上的每一子载波，基于上行非正交多址NOMA机制，按照预设的功率分配算法同时接入若干个URLLC设备和若干个mMTC设备。

【技术特征摘要】
1.一种URLLC和mMTC共存场景下的接入控制方法，其特征在于，包括：对于物联网系统带宽上的每一子载波，基于上行非正交多址NOMA机制，按照预设的功率分配算法同时接入若干个URLLC设备和若干个mMTC设备。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述对于物联网系统带宽上的每一子载波，基于上行非正交多址NOMA机制，按照预设的功率分配算法同时接入若干个URLLC设备和若干个mMTC设备前，所述方法还包括：确定所述物联网带宽上每一子载波能够接入的最大URLLC设备数量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对于物联网系统带宽上的每一子载波，基于NOMA机制，按照预设的功率分配算法同时接入若干个URLLC设备和若干个mMTC设备，包括：对于物联网系统带宽上的每一子载波，基于NOMA机制，在URLLC设备集合中选择满足第一信道要求的若干个目标URLLC设备，且所述目标URLLC设备数量小于等于当前子载波能够接入的最大URLLC设备数量；在mMTC设备集合中选择满足第二信道要求的若干个目标mMTC设备；按照预设的功率分配算法，同时接入所述若干个目标URLLC设备以及所述若干个目标mMTC设备。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在URLLC设备集合中选择满足第一信道要求的若干个目标URLLC设备，包括：按照信道增益由大至小对URLLC设备集合中尚未接入的URLLC设备进行排序，得到第一序列；将所述第一序列包括的前两个URLLC设备分为一个小组，将所述小组中满足第一信道要求的URLLC设备作为所述目标URLLC设备。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，若所述小组中两个URLLC设备均满足第一信道要求，则所述小组内信道增益较...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯延昭，张泽宇，王强，陶小峰，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11