启用对无线通信系统中的随机接入尝试的管理技术方案

提供一种由网络单元执行的用于启用对无线通信系统中由具有无线通信能力的多个装置进行的随机接入尝试的管理的方法。该方法包括：获得（S1）表示随机接入尝试的负载的信息；以及基于表示随机接入尝试的负载的信息来确定（S2）用于控制随机接入尝试在时间上的分布的控制信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】启用对无线通信系统中的随机接入尝试的管理
所提出的技术一般涉及无线通信技术，更特别地涉及用于启用对无线通信系统中的随机接入尝试的管理的方法、配置成启用对随机接入尝试的管理的网络单元和具有无线通信能力并且配置成启用对随机接入尝试的管理的装置以及对应的计算机程序和计算机程序产品和设备和无线通信系统。
技术介绍
涉及大量无线通信装置（诸如机器型通信和IoT（物联网）的大规模部署）的无线通信的挑战之一是无线通信系统的无线电接入部分的过载风险。当大量装置尝试基于（一个或多个）随机接入过程接入无线通信系统时，可能出现过载情形，这又将影响各个装置接入系统的可能性以及总体系统性能。图1是示出无线通信系统的示例的示意图，其中无线通信装置10可由网络单元/节点20服务。例如，网络单元/节点20可以是诸如接入点或基站（例如，eNB）的无线电接入网络节点。网络单元/节点20可以可选地连接到另外的网络单元和/或节点，如基于云的网络单元30。举例来说，如同在大多数蜂窝系统中一样，在LTE中存在以下基本要求：装置本身需要通过传送选择的前导码序列来请求连接设立。这通常称为随机接入，这例如涉及RACH（随机接入信道）过程。例如，在3GPPTS36.300（10.1.5）中有使装置发起RACH过程的各种触发，诸如使装置通电。在TS.36.211和TS.36.321（例如，第5节）中描述了装置何时以及在何处传送RACH。作为示例，当装置尝试建立无线电链路（RRC_IDLE到RRC_CONNECTED）时，如在TS36.321子条款5.1.1中所描述的，装置需要选择RACH前导码，并且需要请求对eNB的随机接入，如图2中所示。在下文中，将互换使用术语装置和用户设备（UE）。图2是示出基于竞争的随机接入过程的示例的示意性信令和/或动作图。RACH前导码（消息1）UE选择64个可用RACH前导码之一，并且需要向网络给出身份，以使得网络可在下一步骤中对它进行寻址。UE将使用的身份称为RA-RNTI（随机接入无线电网络临时身份）。从在其中发送前导码的时隙号确定RA-RNTI。如果UE没有接收到来自网络的任何响应，那么它以更高的输出功率再次发送RACH前导码。RACH响应（消息2）eNB在寻址到RA-RNTI的DL-SCH（下行链路共享信道）上将随机接入响应（RAR）发送到UE。该消息携带临时C-RNTI（TC-RNTI）、计时提前值和上行链路准许资源，其中C-RNTI代表小区-RNTI。eNB将称为临时C-RNTI的另一个身份指派给UE，以用于进一步的通信。此外，eNB通知UE使用计时提前值来改变它的计时，以便补偿由从eNB到UE的距离造成的往返延迟。网络（eNB）将把初始资源和上行链路准许资源指派给UE，以使得它可以使用UL-SCH（上行链路共享信道）。RRC连接请求（消息3）使用UL-SCH，UE向eNB发送“RRC连接请求消息”。在该阶段期间，通过如上所述由eNB指派的临时C-RNTI来标识UE。该消息还包含以下各项：UE身份（诸如临时移动订户身份（TMSI）或随机值），以及连接建立原因值。如果UE之前已经连接到相同的网络，则使用TMSI。利用TMSI值，在核心网络中标识UE。如果UE正在第一次连接到该网络，那么使用随机值。当已经将相同的TC-RNTI指派给多于一个UE时（在冲突的情况下，这将在之后解释），随机值或TMSI有助于在UE之间进行区分。此外，连接建立原因值示出UE需要连接到网络的原因。由于冲突，eNB可能不对RRC连接请求做出响应。如果终端在第一次试探时没有接收到RACH响应，那么它只是重新尝试（重新发送）前导码。RRC连接设立（消息4）eNB用竞争解决消息对其RRC连接请求被成功接收的UE做出响应。将该消息向TMSI值或随机数寻址，并将TC-RNTI提升为C-RNTI，其用于进一步的通信。RACH过载控制在LTE中用于防止RAN过载的两个重要特征是接入类别限制（AccessClassBarring，ACB）和扩展接入限制（EAB）。在ACB中，所有UE是定义为接入类别（AC）0到9的10个随机分配的移动群体之一的成员。群体编号存储在订户标识模块（SIM/USIM）中。另外，UE可以是同样保留在SIM/USIM中的分配给特定高优先级用户的如下5个特殊种类（接入类别11到15）中的一个或多个种类的成员：15-PLMN成员；14-紧急服务；13-公用事业（例如，水/燃气供应商）；12-安全服务；11-供PLMN使用。在过载情形的情况下，网络可以想要减少小区中的接入负载。为了减少来自UE的接入，网络修改SIB2（系统信息块类型2）。UE抽取随机数，并且只有在该随机数大于在SIB2中发信号通知的特定阈值的情况下才尝试接入网络。通过改变阈值，可调整网络负载。可允许配置有较高优先级的UE（即，具有接入类别（AC）10-15的UE）绕过接入控制。EAB是在Rel-11中添加的补充机制，其是专门为MTC设计的。由于仅由MTCUE支持/理解EAB特征，所以它实际上是用于控制网络中的MTC负载的机制。在EAB中，UE检查在SIB14中发信号通知的位图，并且只有在与它的接入类别对应的位未设置时才尝试接入网络。通过设置/未设置位图中的位，可调整网络负载。在窄带IoT（NB-IoT）中也可支持ACB和EAB两者，尽管将不太可能同时使用这两种机制，因为它们提供类似的功能性。到目前为止，已经讨论了对于NB-IoT使用ACB。在通过ACB允许过多UE进入到系统中的情况下，当许可的UE开始传送前导码时，实际的拥塞可能开始。与在随机接入之前进行的ACB和EAB相比，LTE还支持两种额外的过载机制。它们是在实际接入尝试期间执行的MAC回退指示符（BI）和RRC等待计时器。MAC回退指示符（BI）被包括在RAR中，并且控制随机接入尝试之间的时间。如果接收到RAR，但是没有前导码标识符与传送的前导码匹配，或者竞争解决失败，则UE将等待随机量的时间（在0和BI之间），直到它再次尝试。RRC等待计时器（T302）控制直到下一次连接尝试的时间，并且在RRC连接被拒绝时，在Msg4中发信号通知该RRC等待计时器（T302）。在Rel-10中，对于MTC装置扩展了该计时器的范围（“扩展等待计时器”）。这两种机制可帮助减少拥塞并解决失败的RACH尝试。但是，它们不处于活动状态，直到已经存在失败的前导码传输。上文提到的NB-IoT是基于LTE的蜂窝物联网（IoT）的新兴无线电接入，其解决了改进的（室内）覆盖、对大量低吞吐量装置的支持、低延迟敏感度、超低装置成本、低装置功耗和（优化的）网络架构。普遍的假设是，大多数NB-IoT装置将每天传送移动自主报告周期性报告一次或几次，如参见TR45.820附件E。对于完全部署的IoT，尝试使用RACH接入网络的UE的数量可能非常高，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由网络单元（20；30）执行的用于启用对无线通信系统中由具有无线通信能力的多个装置（10）进行的随机接入尝试的管理的方法，其中所述方法包括：/n- 获得（S1）表示随机接入尝试的负载的信息；以及/n- 基于表示随机接入尝试的所述负载的所述信息来确定（S2）用于控制所述随机接入尝试在时间上的分布的控制信息。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种由网络单元（20；30）执行的用于启用对无线通信系统中由具有无线通信能力的多个装置（10）进行的随机接入尝试的管理的方法，其中所述方法包括：
-获得（S1）表示随机接入尝试的负载的信息；以及
-基于表示随机接入尝试的所述负载的所述信息来确定（S2）用于控制所述随机接入尝试在时间上的分布的控制信息。


2.如权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步包括将所述控制信息传送（S3）到所述装置（10）的至少子集，以使得所述装置能够执行在时间上分布的所述随机接入尝试。


3.如权利要求1或2所述的方法，其中确定用于控制所述随机接入尝试在时间上的分布的控制信息的所述步骤（S2）包括：
-基于表示随机接入尝试的所述负载的所述信息来预测（S2-1）由所述装置进行的随机接入尝试的突发；以及
-响应于随机接入尝试的预测的突发，确定（S2-2）控制信息以用于使得所述装置能够在时间段上分布所述随机接入尝试，以至少部分地防止随机接入尝试的所述突发。


4.如权利要求3所述的方法，其中将所述控制信息传送到所述装置的至少子集，以便请求所述装置将它们的随机接入尝试分布在与预测没有随机接入尝试的突发时相比更长的时间段上。


5.如权利要求3或4所述的方法，其中预测随机接入尝试的突发的所述步骤（S2-1）包括基于在时间上的负载变化的统计分析来标识（S2-11）所述负载将高于平均值的至少一个时段。


6.如权利要求1至5中任一权利要求所述的方法，其中所述随机接入尝试由随机接入信道RACH前导码传输来表示。


7.如权利要求6所述的方法，其中表示随机接入尝试的所述负载的所述信息由RACH负载来表示。


8.如权利要求1至7中任一权利要求所述的方法，其中所述控制信息由相对延迟因子来表示，所述相对延迟因子通知每个装置以装置特定延迟值的乘积因子来延迟它的一个或多个随机接入尝试。


9.如权利要求1至8中任一权利要求所述的方法，其中所述网络单元（20；30）是网络节点（20）。


10.如权利要求1至8中任一权利要求所述的方法，其中所述网络单元（20；30）是基于计算机的网络单元，诸如基于云的网络单元（30）。


11.如权利要求1至10中任一权利要求所述的方法，其中所述无线通信系统基于窄带物联网NB-IoT无线电接入，并且所述装置（10）包括IoT装置。


12.一种由具有无线通信能力的装置（10）执行的用于启用对无线通信系统中的随机接入尝试的管理的方法，其中所述装置（10）具有预期用于随机接入请求的传输的至少一个时间实例，其中所述方法包括：
-定义（S11）延迟时间窗口，在所述延迟时间窗口内允许所述随机接入请求的所述传输相对于所预期的时间实例而被延迟；
-确定（S12）所述延迟时间窗口内的传输时间，
其中基于装置特定信息来确定所述延迟时间窗口的长度和/或所述延迟时间窗口内的所述传输时间；以及
-在所确定的传输时间启用（S13）所述随机接入请求的传输。


13.如权利要求12所述的方法，其中确定所述延迟时间窗口内的传输时间的所述步骤（S12）包括：
-基于所述装置特定信息来计算（S12-1）半随机值；以及
-基于所计算的半随机值来确定（S12-2）所述传输时间。


14.如权利要求12或13所述的方法，其中所述延迟时间窗口对应于预先定义的装置特定最大延迟。


15.如权利要求12至14中任一权利要求所述的方法，其中基于从所述无线通信系统的网络节点接收的控制信息来调整所述延迟时间窗口的所述长度和/或确定所述延迟时间窗口内的所述传输时间。


16.如权利要求15所述的方法，其中从所述网络节点接收的所述控制信息包括具有在0和1之间的值的相对延迟因子，所述相对延迟因子通知所述装置以预先定义的装置特定最大延迟的一部分来延迟所述随机接入请求的传输。


17.如权利要求12至16中任一权利要求所述的方法，其中所述随机接入请求包括随机接入信道RACH前导码。


18.如权利要求12至17中任一权利要求所述的方法，其中所述无线通信系统基于窄带物联网NB-IoT无线电接入，并且所述装置是IoT装置。


19.一种配置成启用对无线通信系统中由具有无线通信能力的多个装置（10）进行的随机接入尝试的管理的网络单元（20；30；100；300），
其中所述网络单元配置成获得表示随机接入尝试的负载的信息；并且
其中所述网络单元配置成基于表示随机接入尝试的所述负载的所述信息来确定用于控制所述随机接入尝试在时间上的分布的控制信息。


20.如权利要求19所述的网络单元，其中所述网络单元配置成将所述控制信息传送到所述装置的至少子集，以使得所述装置能够执行在时间上分布的所述随机接入尝试。


21.如权利要求19或20所述的网络单元，其中所述网络单元配置成基于表示随机接入尝试的所述负载的所述信息来预测由所述装置进行的随机接入尝试的突发；并且
其中所述网络单元配置成响应于随机接入尝试的预测的突发，确定所述控制信息，以用于使得所述装置能够在时间段上分布所述随机接入尝试，以至少部分地防止随机接入尝...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·温斯特，M·瑟菲尔，P·奥奎斯特，S·桑德伯格，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE