CN102769867B - 网络接入方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了网络接入方法，该方法包括：针对每一M2M终端组，从该M2M终端组中动态选择出至少一个组代表，剩余的作为组员；组代表代表该M2M终端组向基站请求接入网络，并在进入空闲状态或者进入其他小区时，自动变成组员。采用本发明，能够实现多M2M终端同时接入网络，避免网络接入拥塞。

Description

网络接入方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术，特别涉及网络接入方法。

背景技术

物联网技术，即机器-机器(M2M：Machine to Machine)保证设备实时地在系统之间、远程设备之间、个人之间建立无线连接，并进行数据传输。M2M技术综合了数据采集、GPS、远程监控、电信、信息技术，是计算机、网络、设备、传感器、人类等的生态系统，能够使业务流程自动化，集成公司资讯科技系统和非IT设备的实时状态，并创造增值服务。

目前，在应用中，M2M只是针对公网业务即人机交互通信或人与人交互通信，但由于M2M业务众多，相应地，涉及的M2M终端的数量也是非常巨大，比如，每个小区可能会容纳数万，甚至几十万的M2M终端，这样，当数量如此巨大的M2M终端同时接入网络时，就会导致网络接入拥塞，基站也无法容纳大量的M2M终端同时接入。

发明内容

本发明提供了网络接入方法，以实现多M2M终端同时接入网络，避免网络接入拥塞。

本发明提供的技术方案包括：

一种网络接入方法，包括：

针对每一M2M终端组，从该M2M终端组中动态选择出至少一个组代表，剩余的作为组员；

所述组代表代表该M2M终端组向基站请求接入网络，并在进入空闲状态或者进入其他小区时，自动变成组员。

由以上技术方案可以看出，本发明中，针对每一M2M终端组，从该M2M终端组中动态选择出至少一个组代表，剩余的作为组员；所述组代表代表该M2M终端组向基站请求接入网络，也即，本发明中，由组代表代表整个M2M终端组请求基站进行网络接入，能够保证数量众多的M2M终端同时成功接入网络，避免网络接入拥塞；

进一步地，本发明中，通过动态选择组代表，并且，在组代表进入空闲状态或进入其他小区时，可以自动变成组员，能够解决由于空闲状态时组代表移动等问题而导致网络接入延时或不成功问题。

附图说明

图1为本发明提供的流程图；

图2为本发明提供的动态选择组代表示意图；

图3为本发明提供的组代表选择门限结构示意图；

图4为本发明提供的组代表选择门限和递进步长结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

本发明提供的技术方案参加图1所示的流程：

参见图1，图1为本发明提供的流程图。在该流程中，首先将网络中所有的M2M终端划分为多个M2M终端组，每个M2M终端组的标识在网络中唯一。其中，本步骤101可由网络按照具有相同属性比如地理位置相近、应用相近等的M2M终端在同一个M2M终端组的原则将网络中所有的M2M终端划分为多个M2M终端组。其中，不同的M2M终端组包含的M2M终端数量大小可相同，也可不等，本发明不进行限定。

基于上述划分的M2M终端组，如图1所示，该流程可包括以下步骤：

步骤101，针对每一M2M终端组，从该M2M终端组中动态选择出至少一个组代表，剩余作为组员。

由于网络中M2M终端组的标识唯一，如果通过静态指定M2M终端组的组代表，则在该M2M终端组进入空闲状态时，若该M2M终端组的组代表移动到其他小区或出现了其他问题，如突然关机，则该M2M终端组的组员、以及对应的基站都不知道，这样，在后续该M2M终端组进行网络接入时，会由于该M2M终端组的组代表发生移动而导致网络接入延时；因此，本步骤101进行动态选择组代表，目的就是为了解决M2M终端组中组代表移动等问题，至于如何动态选择，在下文进行了描述。

步骤102，组代表代表该M2M终端组向基站请求接入网络。

其中，在组代表向基站请求接入网络时，该M2M终端组的组员就会监听基站针对该请求发送的响应，如RNG-ACK，如果RNG-ACK指示成功(success)，则表示组员可以接入网络，如果RNG-ACK指示继续(continue)，则表示组代表需要继续发起请求以接入网络，如果RNG-ACK指示延迟(abort)，则表示组员需要根据延迟时间进行延迟，并在延迟时间结束时再接入网络。

步骤103，组代表在进入空闲状态时或进入其他小区时，自动变成组员。

也即，在组代表进入空闲状态或者进入其他小区时，该组代表不再担任组代表，而是自动变成组员。

至此，完成图1所示的流程。

在上述步骤101中，所述动态选择M2M终端组的组代表是在以下状态执行的：基站寻呼该M2M终端组，或者该M2M终端组需要上报数据，该状态正好与空闲状态相反。

其中，所述动态选择具体实现时，可包括图2所示的流程：

参见图2，图2为本发明提供的动态选择组代表的流程图。如图2所示，该流程可包括以下步骤：

步骤201，从M2M终端组中确定参与动态选择组代表的成员；

步骤202，每一参与动态选择组代表的成员，利用基站发送的组代表选择门限判断自身是否为该M2M终端组的组代表，如果是，确定自身为该M2M终端组的组代表，否则，确定自身为该M2M终端组的组员。

其中，所述组代表选择门限是由基站通过SCD信令广播给M2M终端组的，具体可通过图3所示的信元结构图。

具体地，步骤202中的判断可按照M2M终端组中各个成员随机作为组代表的原则(也即从长远角度看，M2M终端组中各个成员作为组代表的次数均等)执行，具体可包括：

步骤1，M2M终端组中的成员计算随机概率P_selection。其中，P_selection可通过以下公式1实现：

P_selection＝((X_{rand_seed}*m+n)modj)/j (公式1)

其中，m、n为预先设定参数，但两者中有一个必须为质数，j是最大的随机值，本发明可设置j为65521，X_{rand_seed}为M2M终端组中的成员从最小随机值比如0与j之间随机选择出的数值。

步骤2，M2M终端组中的成员比较计算的P_selection和基站发送的组代表选择门限，如果前者小于后者，确定自身为该M2M终端组的组代表，否则，确定自身为该M2M终端组的组员。

需要说明的是，当采用图2所示的流程从M2M终端组中选择不出组代表(记为情况1)，比如，M2M终端组中的成员在比较计算的P_selection和基站发送的组代表选择门限时，比较结果均为前者大于或等于后者，即根据基站发送的组代表选择门限确定出该M2M终端组中的所有成员都为组员；或者，当采用图2所示的流程能够从M2M终端组中选择出组代表，但是，该组代表发出的请求未被基站成功接收(记为情况2)时，则进一步执行方式1或方式2。

其中，方式1包括：基站重新向M2M终端组发送新的组代表选择门限，该新的组代表选择门限与之前的组代表选择门限不同，之后，M2M终端组中每一参与动态选择组代表的成员利用该新的组代表选择门限再次执行步骤202中的判断。当然，若利用该新的组代表选择门限也出现类似情况1或情况2的问题，则返回方式1。

方式2包括：基站向M2M终端组发送递进步长，该递进步长可与初始组代表选择门限一起发送，具体见图4所示的信元结构图；之后，M2M终端组中每一参与动态选择组代表的成员利用基站发送的初始组代表选择门限、以及所述递进步长再次执行步骤202中的判断，具体可通过公式2实现：

θ_i+1＝θ₀+ε·2ⁿ (公式2)

其中，θ_i+1为步骤202所利用的组代表选择门限，θ₀为初始组代表选择门限，ε为递进步长，n为从接收到基站发送的初始组代表选择门限开始到当前计算θ_i+1的时间段内的组代表选择门限计算次数。

优选地，作为本发明实施例的一种扩展，上述公式2也可替换为公式3：

θ_i+1＝θ_i+ε·2ⁿ (公式3)

其中，θ_i为在计算θ_i+1时上一次利用的组代表选择门限。

至此，通过图2所示的流程即可实现步骤101中从M2M终端组中动态选择出组代表的操作，在实际应用中，该选择的组代表的个数为多个。

假如通过图2所示的流程从M2M终端组中选择出了组代表，且该组代表成功完成基于该M2M终端组的网络接入，则当再次进行基于该M2M终端组的网络接入时，可以首先由之前成功完成基于该M2M终端组的网络接入的组代表向基站请求接入网络，如果基站未接收到该组代表的请求，则重新继续执行步骤101中的动态选择。这无需再浪费额外资源选择组代表。也即，在执行步骤101中的动态选择之前，进一步包括：从该M2M终端组中选择出之前曾被选择为该M2M终端组中组代表的成员，由该成员重新作为该M2M终端组的组代表代表该M2M终端组向基站请求接入网络，当该请求未被基站成功接收时，继续执行步骤101中的动态选择。为了便于从M2M终端组中选择出之前曾被选择为该M2M终端组中组代表的成员，可使每一组代表在变成组员之前记录自身作为组代表的标识。基于此，从M2M终端组中选择出之前曾被选择为该M2M终端组中组代表的组员具体为：M2M终端组中的每一成员直接查看自身的记录，以根据该记录确定自身之前是否曾被选择为该M2M终端组的组代表，如此，即可实现从M2M终端组中选择出之前曾被选择为该M2M终端组中组代表的成员。

下面对参与动态选择组代表的成员进行限定。

本发明中，上述参与动态选择组代表的成员为M2M终端组中当前所有的成员，其包含了曾经作为组代表的成员、曾经未作为组代表的成员、以及新进入M2M终端组所在小区的成员。

优选地，作为本发明实施例的一种扩展，上述参与动态选择组代表的成员也可为：M2M终端组中除曾经作为组代表的成员之外的其他成员；基于此，步骤102中，向基站请求接入网络的组代表包括动态选择的组代表和曾经作为组代表的成员。也即，之前被选择的组代表尽管由于进入空闲状态或者进入其他小区而变成组员，但是，当执行到上述步骤102时，其也可直接作为当前的组代表，无需再浪费额外资源进行选择。

或者，上述参与动态选择组代表的成员也可为接收到该基站发送的激活消息的所有成员。其中，该激活消息是在基站确定更新M2M终端组的组代表(不是增加组代表)时发送的，通常，基站通过方式1发送的组代表选择门限的变化频率，或上述方式2中递进步长变化组代表选择门限的频率会明显高于基站发送激活消息的频率。可以看出，通过限定参与动态选择组代表的成员为接收到基站发送的激活消息的成员，这样，在某组员移动到新的基站，且未收到该基站发送的激活消息之前，它不会成为组代表，减少了新来的成员对于组代表选取的干扰，便于该基站掌控组代表的情况，并能够有效减少信令开销。

或者，上述参与动态选择组代表的成员也可为所述M2M终端组中接收到基站发送的激活消息、且曾经未作为组代表的成员；此时，上述步骤102中向基站请求接入网络的组代表包括：动态选择的组代表和所述M2M终端组中接收到基站发送的激活消息、且曾经作为组代表的成员。

至此，完成本发明的描述。

由以上技术方案可以看出，本发明中，将网络中所有的M2M终端划分为多个M2M终端组，针对每一M2M终端组，从该M2M终端组中动态选择出至少一个组代表，剩余的作为组员；所述组代表代表该M2M终端组向基站请求接入网络，也即，本发明中，由组代表代表整个M2M终端组请求基站进行网络接入，能够保证数量众多的M2M终端同时成功接入网络，避免网络接入拥塞；

进一步地，本发明中，通过动态选择组代表，并且，在组代表进入空闲状态或进入其他小区时，可以自动变成组员，能够解决由于空闲状态时组代表移动等问题而导致网络接入延时或不成功问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (3)

1.一种网络接入方法，其特征在于，该方法包括：

当M2M终端组需要上报数据时，M2M终端组中的成员接收基站发送的组代表选择门限，并计算随机概率，且对两者进行比较；

如果所计算的随机概率小于或者等于组代表选择门限，则为该M2M终端组的组代表，否则，为该M2M终端组的组员；

组代表代表该M2M终端组向基站请求接入网络；

其中，按照以下公式计算随机概率：

P_selection＝((X_{rand_seed}*m+n)modj)/j；

P_selection为随机概率；

m、n为预先设定参数，两者中有一个为质数，j是最大的随机值；

X_{rand_seed}为M2M终端组中的成员从0与j之间随机选择出的数值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

如果组代表发出的请求未被基站成功接收，则M2M终端组中的成员接收新的组代表选择门限，并再次计算随机概率，且对两者进行比较。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：

所述组代表选择门限由基站通过SCD信令广播给M2M终端组。