一种大规模机器类型通信的非正交多址接入方法及设备技术

本发明专利技术实施例提供一种大规模机器类型通信的非正交多址接入方法及设备，所述方法包括：向所属的基站发送上行数据传输请求，并生成随机数p；若判断获知所述随机数p小于或等于扩展接入类禁止控制参数，在当前时隙通过非正交多址接入方法进行上行传输；其中，所述上行传输通过非正交多址接入方法进行传输。本发明专利技术提供的方法，将分布式分层NOMA机制应用上行免调度传输过程中，将小区分为L层，使得竞争的设备数减小为分层前的L分之一，基于分布式分层NOMA的免调度随机接入技术，利用分布式分层NOMA提供成倍的接入资源、利用免调度传输免除LTE等蜂窝网络采用的随机接入过程的四步握手过程，达到提高随机接入成功概率和减小信令开销的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种大规模机器类型通信的非正交多址接入方法及设备
本专利技术实施例涉及5G通信领域，尤其涉及一种大规模机器类型通信的非正交多址接入方法及设备。
技术介绍
随着智慧城市、智能家居、环境监测、工业监测、食品溯源等全新物联网品类、市场及创意需求，驱动着全球物联网产业迈入爆发式的发展时期。同时，国内外如火如荼进行的物联网标准化工作也使得物联网技术的应用更加成熟与稳定。机器类型通信(machine-typecommunication，以下简称MTC)是5G物联网发展的关键推动技术之一。大规模机器类型通信(massivemachine-typecommunication，大规模机器类型通信，以下简称mMTC)是国际电信联盟(ITU)定义的5G三大主要应用场景之一，此类场景需要解决大连接密度、低终端功耗和深度覆盖等问题。这些连接设备每次发送的数据量小、数据速率要求低、时延不敏感，但是对功耗、覆盖能力和支持大规模同步通信的要求高。而现有的蜂窝网络上行接入由于是适配人类话音通信等以连接时间长、单次连接数据量大、非突发等特征设计的。现有技术中，在面对mMTC大规模低功耗接入时，存在以下问题，由于支持的通信类型较多，用于mMTC的资源容量及其有限，不能满足大规模设备突发、同步接入的需求，其次，传统蜂窝网络的上行接入技术一贯秉持正交接入(orthogonalmultipleaccess，OMA)和基于调度(grant-based)接入，在面对小包突发的mMTC业务时往往存在连接资源不足、调度信令开销占比巨大等问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种大规模机器类型通信的非正交多址接入方法及设备，用以解决现有技术中面对mMTC大规模低功耗接入时用于mMTC的资源容量极其有限，不能满足大规模设备突发、同步接入的需求，在面对小包突发的mMTC业务时往往存在连接资源不足、调度信令开销占比巨大等问题。本专利技术实施例提供一种大规模机器类型通信的非正交多址接入方法，包括：S1，向所属的基站发送上行数据传输请求，并生成随机数p；S2，若判断获知所述随机数p小于或等于扩展接入类禁止控制参数，在当前时隙通过非正交多址接入方法进行上行传输；其中，所述步骤S2中还包括：计算发射功率，并选择所述发射功率对应的子信道进行上行传输。其中，所述计算发射功率的步骤具体包括：根据分布式分层的层数以及与所述基站的距离，获得所处的位置层，根据所述基站的预设接收功率以及信道增益，利用最小化发射功率原则，计算获得所述当前时隙的发射功率；其中，所述分布式分层的层数为，通过向基站发送参数请求指令获取或通过接收基站的周期性广播获得。其中，所述步骤S2中还包括：若判断获知所述随机数p大于所述扩展接入类禁止控制参数，则等待下一时隙进行上行传输。本专利技术实施例提供一种大规模机器类型通信的非正交多址接入方法，包括：根据基站覆盖半径、目标MTCD数目以及MTCD平均最大发射功率约束，计算获得所述基站的分布式分层的层数和扩展接入类禁止控制参数，并将所述基站的分布式分层的层数和扩展接入类禁止控制参数发送给所述目标MTCD，以供所述目标MTCD根据所述分层的层数以及与所述基站的距离，获得所述目标MTCD所处的位置层。其中，所述方法还包括：接收所述目标MTCD的参数请求指令并向所述目标MTCD发送所述基站的分布式分层的层数和扩展接入类禁止控制参数；或者，将分布式分层的层数和扩展接入类禁止控制参数加入到广播信令中，并进行周期性广播将所述分布式分层的层数和扩展接入类禁止控制参数发送给目标MTCD。本专利技术实施例还提供一种大规模机器类型通信的非正交多址接入设备，包括：至少一个处理器；以及与所述处理器连接的至少一个存储器，其中：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如下操作：向所属的基站发送上行数据传输请求，并生成随机数p；若判断获知所述随机数p小于或等于扩展接入类禁止控制参数，在当前时隙通过非正交多址接入方法进行上行传输。本专利技术实施例还提供一种基站，包括：至少一个处理器；以及与所述处理器连接的至少一个存储器，其中：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如下操作：根据基站覆盖半径、目标MTCD数目以及MTCD平均最大发射功率约束，计算获得所述基站的分布式分层的层数和扩展接入类禁止控制参数，并将所述基站的分布式分层的层数和扩展接入类禁止控制参数发送给所述目标MTCD，以供所述目标MTCD根据所述分层的层数以及与所述基站的距离，获得所述目标MTCD所处的位置层。本专利技术实施例提供的大规模机器类型通信的非正交多址接入方法及设备，将分布式分层NOMA机制应用上行免调度传输过程中，将小区分为L层，每一层设备可以同时使用全部的信道资源，但竞争的设备数却减小为分层前的L分之一，基于分布式分层NOMA的免调度随机接入技术，利用分布式分层NOMA提供成倍的接入资源、利用免调度传输免除LTE等蜂窝网络采用的随机接入过程的四步握手过程，达到提高随机接入成功概率和减小信令开销的目的。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为本专利技术一实施例提供的一种大规模机器类型通信的非正交多址接入方法的流程图；图2为本专利技术另一实施例提供的一种大规模机器类型通信的非正交多址接入设备的结构图；图3为本专利技术再一实施例提供的一种大规模机器类型通信的非正交多址接入设备的实体结构示意图；图4为本专利技术再一实施例提供的一种基站的实体结构示意图。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、完整地描述，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作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。参考图1，图1为本专利技术一实施例提供的一种大规模机器类型通信的非正交多址接入方法的流程图，所提供的方法包括：S1，向所属的基站发送上行数据传输请求，并生成随机数p；S2，若判断获知所述随机数p小于等于扩展接入类禁止控制参数，在当前时隙通过非正交多址接入方法进行上行传输；其中，所述接入类禁止控制参数由所述基站根据基站覆盖半径、目标MTCD数目以及目标MTCD平均最大发射功率约束计算获得。具体的，当有上行传输需求的活动的目标MTCD(mMTCdevice，低功耗大连接机器类型通信设备)进行数据传输的时候，首先在设备内部随机生成一个0到1之间的数p，根据生成的随机数p来判断在本次上行过程中是在当前时隙进行传输或者等待下一时隙再进行传输，当生成的随机数小于或等于EAB(ExtendedAccessClassBarring，扩展接入类禁止)控制参数pEAB，则在当前时隙通过非正交多址接入方法进行上行传输。其中，所述接入类禁止控制参数由系统基站端根据历史时隙用户数量等信息有效预测当前时隙用户接入需求，并通过最优化系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大规模机器类型通信的非正交多址接入方法，其特征在于，包括：S1，向所属的基站发送上行数据传输请求，并生成随机数p；S2，若判断获知所述随机数p小于或等于扩展接入类禁止控制参数，在当前时隙通过非正交多址接入方法进行上行传输；其中，所述接入类禁止控制参数由所述基站根据基站覆盖半径、目标MTCD数目以及目标MTCD平均最大发射功率约束计算获得。

【技术特征摘要】
1.一种大规模机器类型通信的非正交多址接入方法，其特征在于，包括：S1，向所属的基站发送上行数据传输请求，并生成随机数p；S2，若判断获知所述随机数p小于或等于扩展接入类禁止控制参数，在当前时隙通过非正交多址接入方法进行上行传输；其中，所述接入类禁止控制参数由所述基站根据基站覆盖半径、目标MTCD数目以及目标MTCD平均最大发射功率约束计算获得。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中还包括：计算发射功率，并选择所述发射功率对应的子信道进行上行传输。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算发射功率的步骤具体包括：根据分布式分层的层数以及与所述基站的距离，获得所处的位置层，根据所述基站的预设接收功率以及信道增益，利用最小化发射功率原则，计算获得所述当前时隙的发射功率；其中，所述分布式分层的层数为，通过向基站发送参数请求指令获取或通过接收基站的周期性广播获得。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中还包括：若判断获知所述随机数p大于所述扩展接入类禁止控制参数，则等待下一时隙进行上行传输。5.一种大规模机器类型通信的非正交多址接入方法，其特征在于，包括：根据基站覆盖半径、目标MTCD数目以及目标MTCD平均最大发射功率约束，计算获得所述基站的分布式分层的层数和扩展接入类禁止控制参数，并将所述基站的分布式分层...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔琪楣，江慧，谷宇，张雪菲，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11