CN102685892A - 一种随机接入前导序列的配置方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种随机接入前导序列的配置方法及装置，该方法包括获取竞争随机接入的平均接入次数γ₁、非竞争随机接入的平均接入次数γ₂以及随机接入前导序列总数N_sig；设置UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision；根据所述竞争随机接入的平均接入次数γ₁、非竞争随机接入的平均接入次数γ₂、随机接入前导序列总数N_sig以及UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision配置非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2和竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数N_sig1。本发明通过以上技术方案，能够有效减少或者避免UE之间发生前导序列冲突，使得随机接入前导序列的配置更加完善。

Description

一种随机接入前导序列的配置方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种随机接入前导序列的配置方法及装置。

背景技术

LTE(Long Term Evolution)系统的RA(Random Access，随机接入)是为用户设备(UE，User Equipment)提供上行定时同步信息，以及网络侧为UE分配资源。LTE系统中的随机接入分为竞争随机接入和非竞争随机接入两种。

对于竞争随机接入，UE从小区的随机接入前导序列组中选择一个随机接入前导序列，发起随机接入，当网路侧检测到UE的随机接入前导序列后，下发随机接入响应消息，在随机接入响应消息中同时包含上行调度信息，然后UE根据上行调度信息发送需要传输的消息。

对于非竞争随机接入，与竞争随机接入的区别在于，网络侧首先给UE发送一个专用接入前导序列，然后UE利用这个专用随机接入前导序列发起接入过程。

现有的随机接入前导序列分配一般是在初始配置时预设固定个数的随机接入前导序列，这种分配方式无法适应实际网络中UE接入时间的随机性，导致随机接入前导序列的利用率、UE的接入成功率以及系统容量偏低。为了解决这一技术问题，通常采用实际网络中对用于非竞争随机接入的专用接入前导序列平均使用次数的计算，调整当前配置的非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数和竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数，然而这种方式仍有需要改进之处。

发明内容

本发明提供了一种随机接入前导序列的配置方法及装置，能够有效减少或者避免UE之间发生前导序列冲突，使得随机接入前导序列的配置更加完善。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种随机接入前导序列的配置方法，包括：

获取竞争随机接入的平均接入次数γ₁、非竞争随机接入的平均接入次数γ₂以及随机接入前导序列总数N_sig；

设置UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision；

根据所述竞争随机接入的平均接入次数γ₁、非竞争随机接入的平均接入次数γ₂、随机接入前导序列总数N_sig以及UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision配置非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2和竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数N_sig1。

根据所述竞争随机接入的平均接入次数γ₁、非竞争随机接入的平均接入次数γ₂、随机接入前导序列总数N_sig以及UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision配置非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2的方法具体为：

利用公式

计算得到非竞争随机接入的专用接入前导序列个数的解析值N′_sig2；

从随机接入系统非竞争随机接入的专用接入前导序列个数的规定取值范围中选取大于且最接近所述解析值N′_sig2的数值作为所述非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2。

还包括：

获取可发送随机接入前导序列的频域资源N_F；

根据所述竞争随机接入的平均接入次数γ₁、非竞争随机接入的平均接入次数γ₂、UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision、所述非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2、所述竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数N_sig1以及所述可发送随机接入前导序列的频域资源N_F配置随机接入时隙个数N_T。

根据所述竞争随机接入的平均接入次数γ₁、非竞争随机接入的平均接入次数γ₂、UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision、所述非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2、所述竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数N_sig1以及所述可发送随机接入前导序列的频域资源N_F配置随机接入时隙个数N_T的方法具体为：

根据所述竞争随机接入的平均接入次数γ₁、UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision、所述竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数N_sig1以及所述可发送随机接入前导序列的频域资源N_F确定随机接入时隙个数的第一预测值

根据所述非竞争随机接入的平均接入次数γ₂、所述非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2以及所述可发送随机接入前导序列的频域资源N_F确定随机接入时隙个数的第二预测值

比较所述随机接入时隙个数第一预测值与随机接入时隙个数第二预测值

的大小，选择较大者作为随机接入时隙个数的解析值N′_T；

从随机接入时隙个数的规定取值范围中选取大于且最接近所述解析值N′_T的数值作为所述随机接入时隙个数N_T。

根据所述竞争随机接入的平均接入次数γ₁、UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision、所述竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数N_sig1以及所述可发送随机接入前导序列的频域资源N_F确定随机接入时隙个数的第一预测值

的方法具体为：

$N_T^1\text{=-}{\mathrm{\γ}}_1/(N_{\mathrm{sig}1}{N}_F\·\ln (1-\mathrm{Prob}\_\mathrm{collision})).$

根据所述非竞争随机接入的平均接入次数γ₂、所述非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2以及所述可发送随机接入前导序列的频域资源N_F确定随机接入时隙个数的第二预测值的方法具体为：

在初始配置时，通过建立业务模型的方式确定所述竞争随机接入的平均接入次数γ₁、非竞争随机接入的平均接入次数γ₂。

所述UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision为0.01。

还包括实时或间隔性的获取竞争随机接入的平均接入次数γ₁和非竞争随机接入的平均接入次数γ₂，更新当前的非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2和竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数N_sig1。

还包括根据竞争随机接入过程中Msg3的信息内容确定竞争随机接入场景，通过计算各竞争随机接入场景中竞争随机接入的平均接入次数之和，获取所述竞争随机接入的平均接入次数γ₁。

一种随机接入前导序列的配置装置，包括：

数据处理模块，用于获取竞争随机接入的平均接入次数γ₁和非竞争随机接入的平均接入次数γ₂、随机接入前导序列总数N_sig，及设置UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision；

配置模块，用于根据所述竞争随机接入的平均接入次数γ₁、非竞争随机接入的平均接入次数γ₂、随机接入前导序列总数N_sig以及UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision配置非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2和竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数N_sig1。

所述数据处理模块还用于获取可发送随机接入前导序列的频域资源N_F；所述配置模块还用于根据所述竞争随机接入的平均接入次数γ₁、非竞争随机接入的平均接入次数γ₂、UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision、所述非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2、所述竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数N_sig1以及所述可发送随机接入前导序列的频域资源N_F配置随机接入时隙个数N_T。

在初始配置时，所述数据处理模块，用于通过建立业务模型的方式获取竞争随机接入的平均接入次数γ₁和非竞争随机接入的平均接入次数γ₂。

所述配置模块还用于根据所述数据处理模块实时或间隔性获取的竞争随机接入的平均接入次数γ₁和非竞争随机接入的平均接入次数γ₂，更新当前的非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2和竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数N_sig1。

本发明提供一种随机接入前导序列的配置方法及装置，该方法包括根据竞争随机接入的平均接入次数γ₁、非竞争随机接入的平均接入次数γ₂、UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision以及随机接入前导序列总数N_sig配置非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2和竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数N_sig1。本发明的技术方案将UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision作为配置非竞争随机接入的专用接入前导序列个数和竞争随机接入的非专用接入前导序列个数的参数，能够有效减少或者避免UE之间发生前导序列冲突，使得随机接入前导序列的配置更加完善，从而提高系统中随机接入前导序列的利用率、UE的接入成功率以及系统容量。

附图说明

图1为本发明实施例随机接入前导序列配置方法的流程图；

图2为现有技术中LTE系统竞争随机接入的流程图；

图3为本发明实施例随机接入前导序列配置装置的模块图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

图1为本发明实施例随机接入前导序列配置方法的流程图，请参考图1。

S01、获取竞争随机接入的平均接入次数γ₁、非竞争随机接入的平均接入次数γ₂以及随机接入前导序列总数N_sig；

S02、设置UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision；

S03、根据上述竞争随机接入的平均接入次数γ₁、非竞争随机接入的平均接入次数γ₂、随机接入系统的随机接入前导序列总数N_sig以及UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision配置非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2和竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数N_sig1。

下面以LTE(Long Term Evolution)系统为例：

在现有LTE系统中发起随机接入的场景主要有以下5种：

1)RRC_IDLE状态下的初始接入，包括跟踪区域更新，以下简称UE的初始接入；

2)无线链路出错以后的RRC_CONNECTED的重新建立，以下简称RRC的重新建立；

3)RRC_CONNECTED状态下，上行失步时，且有上行数据到达，以下简称上行失步时有上行数据到达；

4)RRC_CONNECTED状态下，上行失步时，且有下行数据到达，以下简称上行失步时有下行数据到达；

5)RRC_CONNECTED状态下，需要从目前服务的小区切换到新的目标小区，以下简称小区切换。

通常竞争随机接入主要包括UE的初始接入、RRC的重新建立和上行失步时有上行数据到达；非竞争随机接入主要包括小区切换和上行失步时有下行数据到达。但是在实际网络中，竞争随机接入过程(UE的初始接入、RRC的重新建立和上行失步时有上行数据到达)，eNB也可以预先为UE分配一个专用前导序列来避免竞争冲突，非竞争随机接入过程(小区切换和上行失步时有下行数据到达)，如果无法为UE分配一个专用前导时，UE将随机选择一个非专用前导发起竞争随机接入，也就是说在小区切换和上行失步时有下行数据到达场景下，UE也会发起竞争随机接入。

对于竞争随机接入过程，可能有多个UE同时选择相同的竞争随机接入的前导序列，结果发生竞争冲突，图2为现有技术中LTE系统竞争随机接入的流程图，如图2所示：UE任意选取一个竞争随机接入前导序列，并发起随机接入Msg1(Message 1)，eNB在成功接收到UE的前导序列后，向UE发送一个随机接入响应Msg2，该随机响应Msg2中包含前导序列的ID、CRNTI(小区无线网络临时标识)、上行定时同步的信息以及Msg3的无线资源分配信息等，Msg3为上行信道资源上发送的首次调度传输(First scheduled transmission，又称为Message 3，简写为Msg3)，UE根据接收到的随机接入响应Msg2中Msg3的无线资源分配信息，向eNB发送Msg3，该Msg3中包括RRC消息和UE的ID信息等，eNB向UE发送包含UE的ID信息的竞争随机接入解决消息Msg4，UE接收到Msg4，如果Msg 4中UE的ID信息和其在Msg3中所发送的UE的ID信息相同，则可认为竞争冲突解决。

对于非竞争随机接入，eNB是知道发起随机接入的场景；对于竞争随机接入，eNB可以通过Msg3中的信息内容来确定发起竞争随机接入的场景，不同随机接入场景中Msg3的内容如表1所示。

表1

假设本实施例中，竞争随机接入包括UE的初始接入、RRC(Radio ResourceControl，无线资源控制)的重新建立和上行失步时有上行数据到达，非竞争随机接入包括小区切换和上行失步时有下行数据到达，由UE的初始接入发起的随机接入负荷为A次/秒，由RRC的重建发起的随机接入负荷为B次/秒，由上行失步时有上行数据到达发起的随机接入负荷为C次/秒，由小区切换发起的随机接入负荷为D次/秒，由上行失步时有下行数据到达发起的随机接入负荷为E次/秒，那么竞争随机接入的平均接入次数为γ₁可以表示为：γ1＝A+B+C；非竞争随机接入的平均接入次数为γ₂可以表示为：γ₂＝D+E；

LTE(Long Term Evolution)系统随机接入前导的总数N_sig等于竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数N_sig1和非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2之和，即N_sig＝N_sig1+N_sig2，等于64；

对于竞争随机接入，UE随机的选择一个前导序列，可能导致多个UE同时选择相同的前导序列，结果发生冲突，UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision，通常Prob_collision＝0.01，可以表示为

其中L表示小区每秒的随机接入资源个数，γ₁表示竞争随机接入的平均接入次数。每秒的随机计入资源个数L等于竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数N_sig1乘以每秒随机接入时隙个数N_T乘以可发送随机接入前导序列的频域资源N_F，即L＝N_sig1×N_T×N_F；将公式

代入公式L＝N_sig1×N_T×N_F，可得到：γ₁＝-N_sig1N_TN_F·ln(1-Prob_collision)；对于基于非竞争的随机接入，可以表示为：γ₂＝N_sig2×N_T×N_F；

因此，结合公式N_sig＝N_sig1+N_sig2、γ₁＝-N_sig1N_TN_F·ln(1-Prob_collision)以及γ₂＝N_sig2×N_T×N_F，可得到非竞争随机接入的专用接入前导序列个数的解析值

LTE系统的协议规定可发送随机接入前导序列的频域资源只有一个，所以N_F＝1，在LTE系统中，N_sig1、N_sig2和N_T这三个参数的配置有规定的取值范围，例如，N_sig1的规定取值范围是{4，8，12，16，20，24，28，32，36，40，44，48，52，56，60，64}，N_sig2的规定取值范围是{0，4，8，12，16，20，24，28，32，36，40，44，48，52，56，60}，N_T的规定取值范围(根据3GPP TS 36.211中表5.7.1-2和表5.7.1-3中的D_RA时隙/10毫秒换算成时隙/秒)：对于FDD系统是{50，100，200，300，500，1000}时隙/秒；对于TDD系统是{50，100，200，300，400，500，600}时隙/秒。因此，需要将得到的非竞争随机接入的专用接入前导序列个数的解析值N′_sig2与LTE系统中非竞争随机接入的专用接入前导序列个数的规定取值范围进行比较，选择相应的N_sig2，比如通过公式

得出N_sig2＝3.03，那么，根据LTE系统中N_sig2的规定取值范围{0，4，8，12，16，20，24，28，32，36，40，44，48，52，56，60}，从中选取大于且最接近上述解析值N′_sig2的数值作为所述非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2，因此可以确定N_sig2为4；

因N_sig＝N_sig1+N_sig2，进一步可确定N_sig1＝N_sig-N_sig2。

本实施例将UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision作为配置非竞争随机接入的专用接入前导序列个数和竞争随机接入的非专用接入前导序列个数的参数，能够有效减少或者避免UE之间发生前导序列冲突，使得随机接入前导序列的配置更加完善，从而提高系统中随机接入前导序列的利用率、UE的接入成功率以及系统容量。

本实施例还可以进一步配置随机接入时隙个数N_T：根据上述公式γ₁＝-N_sig1N_TN_F·ln(1-Prob_collision)可得到随机接入时隙个数第一预测值根据上述公式γ₂＝N_sig2×N_T×N_F可得到随机接入时隙个数第二预测值

比较随机接入时隙个数第一预测值

与随机接入时隙个数第二预测值

的大小，选择较大者作为随机接入时隙个数的解析值N′_T；将得到的随机接入时隙个数的解析值N′_T与LTE系统中随机接入时隙个数的规定取值范围进行比较，从随机接入时隙个数的规定取值范围中选取大于且最接近上述解析值N′_T的数值作为所述随机接入时隙个数N_T。

本实施例还可以进一步通过实时或间隔获取竞争随机接入的平均接入次数γ₁和非竞争随机接入的平均接入次数γ₂，更新当前的非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2、竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数N_sig1以及随机接入时隙个数N_T：

在eNB端统计忙时由于初始接入、RRC重建和上行数据到达发起的竞争随机接入的平均接入次数γ₁，更新当前的竞争随机接入的平均接入次数γ₁；在eNB端统计忙时由于切换和下行数据到达发起的非竞争随机接入的平均接入次数γ₂，更新非竞争随机接入的平均接入次数γ₂；

基于更新后的竞争随机接入的平均接入次数γ₁和非竞争随机接入的平均接入次数γ₂参照上述步骤重新计算竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2、竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数N_sig1以及随机接入时隙个数N_T；

如果重新计算得到的结果与之前的配置相同，则结束；如果不同，则更新配置。

本实施例还包括一种随机接入前导序列的配置装置，图3为本发明实施例随机接入前导序列配置装置的模块图，请参考图3。

随机接入前导序列的配置装置包括：

数据处理模块101，用于获取竞争随机接入的平均接入次数γ₁、非竞争随机接入的平均接入次数γ₂、随机接入前导序列总数N_sig，及设置UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision；

配置模块102，用于根据数据处理模块101获取的竞争随机接入的平均接入次数γ₁、非竞争随机接入的平均接入次数γ₂、随机接入前导序列总数N_sig及设置的UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision配置非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2和竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数N_sig1。

进一步，数据处理模块101还用于获取可发送随机接入前导序列的频域资源N_F；配置模块102还用于根据上述竞争随机接入的平均接入次数γ₁、非竞争随机接入的平均接入次数γ₂、UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision、非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2、竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数N_sig1以及可发送随机接入前导序列的频域资源N_F配置随机接入时隙个数N_T。

如果是初始配置，上述数据处理模块101可以通过建立业务模型的方式获取竞争随机接入的平均接入次数γ₁和非竞争随机接入的平均接入次数γ₂；上述数据处理模块101可以实时或间隔性的获取竞争随机接入的平均接入次数γ₁和非竞争随机接入的平均接入次数γ₂，上述配置模块101根据数据处理模块101实时或间隔性获取到的竞争随机接入的平均接入次数γ₁和非竞争随机接入的平均接入次数γ₂，更新当前的非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2和竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数N_sig1。

实施例二：

下面对某FDD系统的LTE小区的初始前导序列进行配置，假设系统带宽是10MHz，该小区可为7000个UE提供服务。

S11、建立该小区一个UE随机接入的典型忙时业务模型，如表2所示；

表2

根据上表，可知由于RRC_IDLE状态下的UE的初始接入(包括跟踪区域更新)而发起的随机接入负荷A＝(6+1+2)/3600×7000＝17.5次/秒，由于无线链路出错以后的RRC_CONNECTED的重新建立而发起的随机接入次数B，初始配置时，暂不考虑，所以B＝0次/秒，由于RRC_CONNECTED状态下，上行失步时有上行数据到达而起的随机接入次数C＝13.75×2/3600×7000＝53.5次/秒，因此，竞争随机接入的平均接入次数γ₁＝A+B+C＝17.5+0+53.5＝71次/秒；由于RRC_CONNECTED状态下，需要从目前服务的小区切换到新的目标小区而发起的随机接入次数D＝(4.5+15×2)/3600×7000＝67.1次/秒，RRC_CONNECTED状态下，上行失步时有下行数据到达而起的随机接入次数E＝4×2/3600×7000＝15.5次/秒，对于在切换时发起的随机接入，前导序列在接下来的5个发送时隙内需要保留，所以，非竞争随机接入的平均接入次数γ₂可以表示为：γ₂＝D×5+E＝67.1×5+15.5＝351次/秒；获取随机接入系统的随机接入前导序列总数N_sig，等于64；

S12、设置UE之间发生竞争随机接入的前导序列冲突的概率Prob_collision＝0.01；

S13、根据上述竞争随机接入的平均接入次数γ₁、非竞争随机接入的平均接入次数γ₂、UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision以及随机接入系统的随机接入前导序列总数N_sig来计算非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数的解析值N′_sig2：

$N_{\mathrm{sig}2}^{\′}=\frac{N_{\mathrm{sig}}\·{\mathrm{\γ}}_2\·\ln (1-\mathrm{Prob}\_\mathrm{collision})}{{\mathrm{\γ}}_2\·\ln (1-\mathrm{Prob}\_\mathrm{collision})-{\mathrm{\γ}}_1}=\frac{64\×351\×\ln (1-0.01)}{351\×\ln (1-0.01)-71}=3.03$

由于FDD系统的LTE小区N_sig2的规定取值范围是{0，4，8，12，16，20，24，28，32，36，40，44，48，52，56，60}，最终确定N_sig2的值取4；

根据上述得到的N_sig2确定N_sig1的配置：

N_sig1＝N_sig-N_sig2＝64-4＝60

进一步配置随机接入时隙个数N_T：

$N_T^1=-{\mathrm{\γ}}_1/(N_{\mathrm{sig}1}{N}_F\·\ln (1-\mathrm{Prob}\_\mathrm{collision}))=-71/(60\×1\×\ln (1-0.01))=117.74$ 时隙/秒

$N_T^2={\mathrm{\γ}}_2/\left(N_{\mathrm{sig}2}{N}_F\right)=351/(4\×1)=87.75$ 时隙/秒

选择

和中较大的值作为最终的解析值N′_T，N′_T＝117.74时隙/秒，根据FDD系统的LTE小区中N_T的规定取值范围{50，100，200，300，500，1000}时隙/秒，最终确定N_T的值取200时隙/秒。

以上是初始前导序列的配置，咱不考虑N_sig1、N_sig2和N_T的调整。

实施列三：

下面对某个TDD系统的LTE小区的初始前导序列进行配置，假设系统带宽是5MHz，该小区可为1000个UE提供服务的。

S21、假设该小区一个UE随机接入的典型忙时业务模型中，由于RRC_IDLE状态下UE的初始接入(包括跟踪区域更新)而发起的随机接入次数A为：A＝(6+1+2)/3600×1000＝2.5次/秒；

由于无线链路出错以后的RRC_CONNECTED的重新建立而发起的随机接入次数B，初始配置时，暂不考虑，所以，B＝0次/秒；

由于RRC_CONNECTED状态下，上行失步时有上行数据到达而起的随机接入次数C为：C＝13.75×2/3600×1000＝7.6次/秒；

那么，竞争随机接入的平均接入次数γ₁为：γ₁＝A+B+C＝2.5+0+7.6＝10.1次/秒；

由于RRC_CONNECTED状态下，需要从目前服务的小区切换到新的目标小区而发起的随机接入次数D为：D＝(4.5+15×2)/3600×1000＝9.6次/秒；RRC_CONNECTED状态下，上行失步时有下行数据到达而起的随机接入次数E为：E＝4×2/3600×1000＝2.2次/秒；

对于在切换时发起的非竞争随机接入，前导序列在接下来的5个发送时机内需要保留。所以，非竞争随机接入的平均接入次数γ₂可以表示为：γ₂＝D×5+E＝9.6×5+2.2＝50.2次/秒；

获取随机接入系统的随机接入前导序列总数N_sig，等于64；

S22、设置UE之间序列冲突的概率Prob_collision＝0.01；

S23、根据已知参数随机接入前导的总数N_sig、竞争随机接入的平均接入次数γ₁、非竞争随机接入的平均接入次数γ₂以及UE之间序列冲突的概率Prob_collision，来计算非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数的解析值N′_sig2：

$N_{\mathrm{sig}2}^{\′}=\frac{N_{\mathrm{sig}}\·{\mathrm{\γ}}_2\·\ln (1-\mathrm{Prob}\_\mathrm{collision})}{{\mathrm{\γ}}_2\·\ln (1-\mathrm{Prob}\_\mathrm{collision})-{\mathrm{\γ}}_1}=\frac{64\×50.2\×\ln (1-0.01)}{50.2\×\ln (1-0.01)-10.1}=3.04$

由于TDD系统的LTE小区N_sig2的规定取值范围是{0，4，8，12，16，20，24，28，32，36，40，44，48，52，56，60}，最终确定N_sig2的值取4。

根据上一步中得到的N_sig2确定N_sig1的配置：

N_sig1＝N_sig-N_sig2＝64-4＝60

进一步确定随机接入时隙个数N_T：

$N_T^1=-{\mathrm{\γ}}_1/(N_{\mathrm{sig}1}{N}_F\·\ln (1-\mathrm{Prob}\_\mathrm{collision}))=-10.1/(60\×1\×\ln (1-0.01))=16.75$ 时隙/秒

$N_T^2={\mathrm{\γ}}_2/\left(N_{\mathrm{sig}2}{N}_F\right)=50.2/(4\×1)=12.55$ 时隙/秒

选择

和

中较大的值作为最终的解析值N′_T，N′_T＝16.75时隙/秒，根据TDD系统的LTE小区N_T的取值范围{50，100，200，300，400，500，600}时隙/秒，最终N_T的值取50时隙/秒。由于是初始前导序列的配置，咱不需要调整N_sig1、N_sig2和N_T。

实施列四：

某个FDD系统的LTE小区的进行了初始前导序列的配置，假设系统带宽是10MHz，该小区可为7000个UE提供服务的。在实际网络运营后，基于各种场景发起的随机接入情况可能会与典型忙时业务模型不同，这就需要在eNB端统计各种场景下发起的随机接入的次数来更新竞争随机接入的平均接入次数γ₁、非竞争随机接入的平均接入次数γ₂，并重新配置小区中的前导序列。如初始前导序列的配置为：N_sig2＝4，N_sig1＝60，N_T＝200时隙/秒，在实际网络运营后，确认需要调整前导序列的配置：

S31、在eNB端统计忙时由于UE的初始接入、RRC的重现建立和上行失步时有上行数据到达发起的随机接入次数，更新竞争随机接入的平均接入次数γ₁：

由于RRC_IDLE状态下的UE的初始接入(包括跟踪区域更新)而发起的随机接入次数A＝8.5次/秒；由于无线链路出错以后的RRC_CONNECTED的重新建立而发起的随机接入次数B＝0.5次/秒；由于RRC_CONNECTED状态下，上行失步时有上行数据到达而起的随机接入次数C＝25次/秒，那么，竞争随机接入的平均接入次数γ₁为：γ₁＝A+B+C＝8.5+0.5+25＝34次/秒；

在eNB端统计忙时由于小区切换和上行失步时有下行数据到达发起的随机接入次数，更新基于非竞争的平均每秒随机接入的次数γ₂：由于RRC_CONNECTED状态下，需要从目前服务的小区切换到新的目标小区而发起的随机接入次数D＝60.5次/秒；RRC_CONNECTED状态下，上行失步时有下行数据到达而发起的随机接入次数E＝7.5次/秒，对于在切换时发起的随机接入，前导序列在接下来的5个发送时机内需要保留。所以，非竞争随机接入的平均接入次数γ₂可以表示为：γ₂＝D×5+E＝60.5×5+7.5＝310次/秒；

S32、设置UE之间序列冲突的概率Prob_collision＝0.01；

S33、根据已知参数随机接入前导的总数N_sig、竞争随机接入的平均接入次数γ₁、非竞争随机接入的平均接入次数γ₂以及UE之间序列冲突的概率Prob_collision，来计算非竞争随机接入的专用接入前导序列个数的解析值N′_sig2：

由于FDD系统的LTE小区N_sig2的规定取值范围是{0，4，8，12，16，20，24，28，32，36，40，44，48，52，56，60}，最终确定N_sig2的值取8，更新初始前导序列的配置；根据上述得到的N_sig2确定N_sig1的配置：N_sig1＝N_sig-N_sig2＝64-8＝56，更新初始前导序列的配置；进一步配置随机接入时隙个数N_T。

$N_T^1=-{\mathrm{\γ}}_1/(N_{\mathrm{sig}1}{N}_F\·\ln (1-\mathrm{Prob}\_\mathrm{collision}))=-34/(56\×1\×\ln (1-0.01))=60.41$ 时隙/秒

$N_T^2={\mathrm{\γ}}_2/\left(N_{\mathrm{sig}2}{N}_F\right)=310/(8\×1)=38.75$ 时隙/秒

选择

和

中较大的值作为最终的解析值N′_T，N′_T＝60.41时隙/秒。根据FDD系统的LTE小区中N_T的取值范围{50，100，200，300，400，500，600}时隙/秒，最终N_T的值取100时隙/秒，更新初始前导序列的配置；

本实施例通过实时或间歇性的更新竞争随机接入的平均接入次数γ₁和非竞争随机接入的平均接入次数γ₂调整当前配置的非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数、竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数以及随机接入时隙个数N_T，这种方式适应UE接入时间的随机性，提高系统中随机接入前导序列的利用率、UE的接入成功率以及系统容量。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种随机接入前导序列的配置方法，其特征在于，包括：

获取竞争随机接入的平均接入次数γ₁、非竞争随机接入的平均接入次数γ₂以及随机接入前导序列总数N_sig；

设置UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision；

根据所述竞争随机接入的平均接入次数γ₁、非竞争随机接入的平均接入次数γ₂、随机接入前导序列总数N_sig以及UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision配置非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2和竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数N_sig1。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述竞争随机接入的平均接入次数γ₁、非竞争随机接入的平均接入次数γ₂、随机接入前导序列总数N_sig以及UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision配置非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2的方法具体为：

利用公式

计算得到非竞争随机接入的专用接入前导序列个数的解析值N′_sig2；

从随机接入系统非竞争随机接入的专用接入前导序列个数的规定取值范围中选取大于且最接近所述解析值N′_sig2的数值作为所述非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：

获取可发送随机接入前导序列的频域资源N_F；

根据所述竞争随机接入的平均接入次数γ₁、非竞争随机接入的平均接入次数γ₂、UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision、所述非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2、所述竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数N_sig1以及所述可发送随机接入前导序列的频域资源N_F配置随机接入时隙个数N_T。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述竞争随机接入的平均接入次数γ₁、非竞争随机接入的平均接入次数γ₂、UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision、所述非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2、所述竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数N_sig1以及所述可发送随机接入前导序列的频域资源N_F配置随机接入时隙个数N_T的方法具体为：

根据所述竞争随机接入的平均接入次数γ₁、UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision、所述竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数N_sig1以及所述可发送随机接入前导序列的频域资源N_F确定随机接入时隙个数的第一预测值

根据所述非竞争随机接入的平均接入次数γ₂、所述非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2以及所述可发送随机接入前导序列的频域资源N_F确定随机接入时隙个数的第二预测值

比较所述随机接入时隙个数第一预测值

与随机接入时隙个数第二预测值

的大小，选择较大者作为随机接入时隙个数的解析值N′_T；

从随机接入时隙个数的规定取值范围中选取大于且最接近所述解析值N′_T的数值作为所述随机接入时隙个数N_T。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述竞争随机接入的平均接入次数γ₁、UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision、所述竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数N_sig1以及所述可发送随机接入前导序列的频域资源N_F确定随机接入时隙个数的第一预测值

的方法具体为：

$N_T^1\text{=-}{\mathrm{\γ}}_1/(N_{\mathrm{sig}1}{N}_F\·\ln (1-\mathrm{Prob}\_\mathrm{collision})).$

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述非竞争随机接入的平均接入次数γ₂、所述非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2以及所述可发送随机接入前导序列的频域资源N_F确定随机接入时隙个数的第二预测值

的方法具体为：

7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在初始配置时，通过建立业务模型的方式确定所述竞争随机接入的平均接入次数γ₁、非竞争随机接入的平均接入次数γ₂。

8.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision为0.01。

9.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括实时或间隔性的获取竞争随机接入的平均接入次数γ₁和非竞争随机接入的平均接入次数γ₂，更新当前的非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2和竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数N_sig1。

10.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括根据竞争随机接入过程中Msg3的信息内容确定竞争随机接入场景，通过计算各组场景中竞争随机接入的平均接入次数之和，获取所述竞争随机接入的平均接入次数γ₁。

11.一种随机接入前导序列的配置装置，其特征在于，包括：

数据处理模块，用于获取竞争随机接入的平均接入次数γ₁和非竞争随机接入的平均接入次数γ₂、随机接入前导序列总数N_sig，及设置UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision；

配置模块，用于根据所述竞争随机接入的平均接入次数γ₁、非竞争随机接入的平均接入次数γ₂、随机接入前导序列总数N_sig以及UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision配置非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2和竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数N_sig1。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述数据处理模块还用于获取可发送随机接入前导序列的频域资源N_F；所述配置模块还用于根据所述竞争随机接入的平均接入次数γ₁、非竞争随机接入的平均接入次数γ₂、UE之间发生前导序列冲突的概率Prob_collision、所述非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2、所述竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数N_sig1以及所述可发送随机接入前导序列的频域资源N_F配置随机接入时隙个数N_T。

13.如权利要求11或12所述的装置，其特征在于，在初始配置时，所述数据处理模块，用于通过建立业务模型的方式获取竞争随机接入的平均接入次数γ₁和非竞争随机接入的平均接入次数γ₂。

14.如权利要求11或12所述的装置，其特征在于，所述配置模块还用于根据所述数据处理模块实时或间隔性获取的竞争随机接入的平均接入次数γ₁和非竞争随机接入的平均接入次数γ₂，更新当前的非竞争随机接入的专用接入前导序列的个数N_sig2和竞争随机接入的非专用接入前导序列的个数N_sig1。

Images