CN102958132B - 一种随机接入方法、移动终端和移动通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种随机接入方法、移动终端和移动通信系统，涉及通信领域，避免了当最高优先级接入业务需求比较大时，由于网络容量有限而造成的最高优先级接入业务同时失败的现象，该方法包括：获取系统广播消息中的动态概率等级N和当前业务的接入业务等级ASC；根据所述动态概率等级N和当前业务的ASC，计算所述当前业务的接入概率；将可用接入时隙对应的随机数依次与所述当前业务的接入概率比较，直至一个可用接入时隙对应随机数小于或等于所述当前业务的接入概率为止，并在该可用接入时隙向基站发送一次接入前导码。本发明实施例适用于建立移动终端的随机接入过程。

Description

一种随机接入方法、移动终端和移动通信系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种随机接入方法、移动终端和移动通信系统。

背景技术

在移动终端例如UE(UserEquipment，用户设备)与网络进行通信过程中，无论其发起何种业务，都需要首先发起随机接入过程，以使得UE和RNC(RadioNetworkController无线网络控制器)之间建立一条RRC(RadioResourceControl，无线资源控制)连接，从而实现UE和网络的数据交互。所述随机接入过程具体是指UE根据ASC(AccessServiceClass，接入业务等级)获取接入概率；根据得到的接入概率从该UE当前小区的可用接入时隙中随机选择一个或多个向基站(NodeB)发送接入前导码，直至接收到基站的捕获指示。

其中，若计算得到的接入概率越大，则随机选择出的用于发送该UE的接入前导码的可用接入时隙也就越多，从而业务接入成功的可能性就越大。另外，ASC用于指示UE当前发起业务的优先级，通常根据业务的重要或紧急程度将ASC分为8个等级，具体用数字0～7八个数字表示；ASC＝0表示优先级最高，其典型的业务是紧急呼叫，ASC＝7表示优先级最低。现有技术中，当业务是紧急呼叫等最高优先级接入业务即ASC＝0时，得到的接入概率为固定值1，也就是说，无论当前网络或UE是何种状况，ASC为0的业务的接入概率始终为100％。

但是，由于网络容量有限，因此当发生特殊事件如大规模灾难事件时，紧急呼叫等最高优先级业务的接入需求大量增加，造成网络拥堵，又因为每个接入业务的接入概率都为100％，超过了网络容量的上限，容易造成所有的最高优先级接入业务同时失败，进而使得通信网络系统不可用。

发明内容

本发明的实施例提供一种随机接入方法、移动终端和移动通信系统，以避免当最高优先级接入业务需求比较大时，由于网络容量有限而造成的最高优先级接入业务同时失败的现象。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一方面提供一种随机接入方法，包括：

获取系统广播消息中的动态概率等级N和当前业务的接入业务等级ASC；其中，N为1～8中的任一整数；

根据所述动态概率等级N和当前业务的ASC，计算所述当前业务的接入概率；其中，当所述当前业务的ASC为最高优先级时，获取预设参数M，并根据公式计算当前业务的接入概率；其中，P₀表示当前业务的ASC为最高优先级时的接入概率，P(N)＝2^-(N-1)，M为实数且0≤M≤1；

将可用接入时隙对应的随机数依次与所述当前业务的接入概率比较，直至一个可用接入时隙对应随机数小于或等于所述当前业务的接入概率为止，并在该可用接入时隙向基站发送一次接入前导码。

另一方面提供一种终端设备，包括：

获取模块，用于获取所述系统广播消息中的动态概率等级N和当前业务的所述接入业务等级ASC；

存储模块，用于存储所述的预设参数M；

计算模块，用于根据所述动态概率等级N和当前业务的ASC，计算所述当前业务的接入概率；其中，在获取模块中的ASC为最高优先级的情况下，该计算模块具体用于读取所述存储模块中的预设参数M，并根据公式计算当前业务的接入概率；其中，P₀表示当前业务的ASC为最高优先级时的接入概率，P(N)＝2^-(N-1)，M为实数且0≤M≤1；

比较发送模块，用于将可用接入时隙对应的随机数依次与所述当前业务的接入概率进行比较，直至一个可用接入时隙对应随机数小于或等于所述当前业务的接入概率为止，并在该可用接入时隙向基站发送一次接入前导码。

再一方面提供一种移动通信系统，包括：移动终端和基站；

所述移动终端，用于获取所述系统广播消息中的动态概率等级N和当前业务的所述接入业务等级ASC；并在所述ASC为最高优先级的情况下，根据公式计算当前业务的接入概率；且将可用接入时隙对应的随机数依次与所述当前业务的接入概率比较，直至一个可用接入时隙对应随机数小于或等于所述当前业务的接入概率为止，在该可用接入时隙向基站发送一次接入前导码；

其中，P₀表示当前业务的ASC为最高优先级时的接入概率，P(N)＝2^-(N-1)，M为预设参数，是实数且0≤M≤1。

所述基站，用于在捕获到所述移动终端发送的接入前导码后，向该移动终端发送捕获指示。

本发明实施例提供一种随机接入方法、移动终端和移动通信系统，通过在当前业务的ASC为最高优先级的情况下读取预设参数M，并根据公式计算当前业务的接入概率；将可用接入时隙对应的随机数依次与当前业务的接入概率比较，直至一个可用接入时隙对应随机数小于或等于当前业务的接入概率为止，并在该可用接入时隙向基站发送一次接入前导码。由于M可以是根据实际需要所预设的参数，且0≤M≤1，这样就使得当最高优先级接入业务的需求比较大时，计算出的每个接入业务的P₀可以小于或等于100％，从而可以控制所有接入业务P₀不全为100％，这样就不易超过网络容量的上限，降低网络拥塞出现的概率，能够解决由于网络容量有限而造成的最高优先级接入业务同时失败的现象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的随机接入方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的另一随机接入方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的又一随机接入方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的又一随机接入方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的一种移动终端的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的另一移动终端的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的移动通信系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的随机接入方法，如图1所示，所述随机接入方法包括以下步骤：

需要说明的是以下各步骤的执行主体可以是一移动终端例如用户终端(手机等)。

S101、获取系统广播消息中的动态概率等级N和当前业务的接入业务等级ASC；

其中，所述动态概率等级在本发明所有实施例中用N表示，N为1～8中的任一整数。所述动态概率等级可以是由网络根据当前网络拥塞情况所下发的允许接入等级，可以携带在系统广播消息SIB(SystemInformationBlock，系统消息块)7中。

另外，通常所述接入业务等级ASC根据业务的重要或紧急程度分为八个等级，且按照优先级从高至低依次用数字0～7表示；所述最高优先级的ASC为0，也就是说，ASC＝0表示优先级最高，其典型的业务是紧急呼叫，ASC＝7表示优先级最低。

S102、根据动态概率等级N和当前业务的ASC，计算当前业务的接入概率；

其中，当前业务的ASC为最高优先级(即ASC＝0)时，获取预设参数M，并根据公式计算当前业务的接入概率；其中，P₀表示当前业务的ASC为最高优先级时的接入概率，P(N)＝2^-(N-1)，M为实数且0≤M≤1；

在N＝1的情况下，P₀恒为1；由于N＝1表明当前网络状况很好，几乎不会出现网络拥塞，故也就不存在当最高优先级接入业务需求比较大时，由于网络容量有限而造成的最高优先级接入业务同时失败的现象。

在N≠1的情况下，

若M＝0，则P₀＝P(N)；

若M＝1，则P₀＝100％；

若0＜M＜1，则P(N)＜P₀＜100％。

其中，在本发明所有实施例中预设参数M可以预先存储在移动终端的存储器中，M的值可以是移动终端根据网络状况而预先存储在存储器中；也可以是移动终端制造商根据运营商网络规划状况的需要或者用户对高优先级业务的不同需求而预先存储在移动终端存储器中的参数，这样就可以使得移动终端在计算P₀的过程中能够从存储器中读取到该参数。当然，为了解决由于网络容量有限而造成的最高优先级接入业务同时失败的现象，虽然M的取值范围是0≤M≤1，但根据预设的要求使得不是每个ASC＝0的业务在计算P₀所读取到的M值都是1，也就使得不是所有ASC＝0的业务的接入概率P₀都为100％。

S103、将可用接入时隙对应的随机数依次与当前业务的接入概率比较，直至一个可用接入时隙对应随机数小于或等于当前业务的接入概率为止，并在该可用接入时隙向基站发送一次接入前导码。

移动终端可以通过系统广播消息SIB5、SIB6得出该移动终端的当前小区的可用接入时隙。

通过此步骤可以得知当前业务的接入概率越大，则移动终端向基站发送一次接入前导码的概率也就越大，进而随机接入成功的概率也就越大；而通过步骤S102可知在本发明实施例中的可以控制所有接入业务的P₀不全为100％，这样，当大量最高优先级业务接入时，也不易超过网络容量的上限，从而既保证了接入业务的最高优先级接入，又不会造成通信网络系统的不可用，能够解决由于网络容量有限而造成的最高优先级接入业务同时失败的现象。

进一步的，如图2所述，上述提供的随机接入方法还包括：

S104、判断是否接收到基站发送的捕获指示；

若是，则结束本流程；

若否，则继续在下一个接入时隙向基站发送一次接入前导码，直至接收到基站发送的捕获指示为止；所述下一个接入时隙对应随机数小于或等于所述当前业务的接入概率。在这种情况下，具体可以按照可用接入时隙的先后顺序，循环进行步骤S103，每次循环都可以得到下一个随机数小于或等于所述当前业务的接入概率的可用接入时隙，并在该可用接入时隙向基站发送一次接入前导码；循环进行步骤S103，直至接收到基站发送的捕获指示为止。

另外，可选的如图4所示，在步骤S102中，当所述当前业务的ASC为1时，则该当前业务的接入概率为所述P(N)；

当所述当前业务的ASC为2～7时，则该当前业务的接入概率为所述P(N)与该当前业务的ASC对应的附加换算系数的乘积。

其中，所述ASC从2到7的附加换算系数是从系统广播消息中获取的数值，每个数值为0.2到0.9之间以0.1为步进的八个数值之一。

至此，本发明实施例不仅提供了当ASC＝0的情况下的随机接入的方法，并进一步提供了当ASC＝1至ASC＝7的情况下的随机接入方法。但需要说明的是，上述各步骤并不局限于上述标号所示的顺序，各个步骤的内容可以根据实际要求设定其顺序。

下面将提供一种与上述随机接入方法顺序不同的另一方法，并结合图4进行详述，具体包括一下步骤：

S401、移动终端获取系统广播信息中的动态概率等级N。

S402、根据公式P(N)＝2^-(N-1)，求取P(N)；由于无论当前业务的是第几等级，在计算当前业务的接入概率都需要用到P(N)，故在本实施例中优先计算出P(N)的值。

S403、读取当前业务的ASC的值；在本实施例中所述ASC的值是指用于表示业务ASC的数字，同上述实施例中的业务的ASC分为8个等级，并按照优先级由高到低依次记为ASC＝0至ASC＝7。

在本实施例中用i表示ASC的值，i为0～7中的任一整数，P_i表示ASC＝i的业务的接入概率，例如P₀表示ASC＝0的业务的接入概率。

若当前业务的ASC＝0，则进行步骤S4041～S4042以求取P₀(即i＝0)：

S4041、从存储器中读取预设参数M；其中，M为实数且0≤M≤1。

S4042、根据公式计算当前业务的接入概率；其中M是S4041所读取到的值，P(N)为S402计算得到的值。

若当前业务的ASC＝1(即i＝1)，则进行步骤S4043以求取P₁：

S4043、将S402计算得到的P(N)值作为P₁的值，即P₁＝P(N)。

若当前业务的ASC＝i(此处，2≤i≤7)，S4044～S4045以求取P_i(此处，2≤i≤7)：

S4044、根据当前业务ASC的值，读取该ASC对应的换算系数Si(此处，2≤i≤7)；其中，S_i表示ASC＝i时对应的附加换算系数。

S4045、根据公式P_i＝S_iP(N)求取当前业务的接入概率，其中2≤i≤7。具体求取ASC＝i(2≤i≤7)的业务的接入概率可以参考下表：

i	2	3	4	5	6	7
							Pi	S2P(N)	S3P(N)	S4P(N)	S5P(N)	S6P(N)	S7P(N)

其中，S₂至S₇分别为ASC＝2至ASC＝7的附加换算系数，是从系统广播消息中获取的数值，每个数值(S₂至S₇中的任一数值)为0.2到0.9之间以0.1为步进的八个数值之一；且S₂至S₇的值可以相同，也可以不同。另外，P(N)为S402计算得到的值。

经过上述步骤求取得到当前业务的接入概率之后，继续进行以下步骤：

S405、移动终端可用接入时隙t产生其相应的随机数P_t(0≤P_t≤1)。其中t表示可用接入时隙的编号，P_t表示第t个可用接入时隙所对应产生的随机数。其中，P_t可以是移动终端中的随机数发生器产生，也可以是移动终端利用软件程序所选取的一随机数。

S406、移动终端将可用接入时隙t所产生的随机数P_t与P_i(0≤i≤7)进行比较；若P_t＞P_i，则循环进行步骤405～406，直至P_t≤P_i得到一个可以发送一次接入前导码的可用接入时隙；若P_t≤P_i，则进行步骤S407。

需要说明的是，每一次循环中可用接入时隙的编号不同。

S407、移动终端在S406所确定的可用接入时隙向基站发送一次接入前导码。

若基站捕获到移动终端发送的接入前导码，则该基站会向该移动终端发送一捕获指示。

S408、移动终端是否接收到基站发送的捕获指示；若否，则从步骤S405开始循环，直至移动终端接收到基站发送的捕获指示循环结束，表示随机接入成功；若是，则随机接入成功。

本发明实施例提供的随机接入方法，对于各种接入业务等级的业务的随机接入进行详述，尤其是对于ASC＝0的业务的随机接入，可以控制所有接入业务P₀不全为100％，这样就不易超过网络容量的上限，能够解决由于网络容量有限而造成的最高优先级接入业务同时失败的现象。

需要说明的是，上述所有实施例中的随机接入方法可以采用软件程序模块实现，也可以采用硬件电路实现，当然，还可以使用逻辑芯片将上述方法中的算法固化在芯片中。

如图5所示，本发明实施例还提供了与上述随机接入方法相对应的移动终端500，所述移动终端500包括：

获取模块51，用于获取所述系统广播消息中的动态概率等级N和当前业务的所述接入业务等级ASC；

存储模块52，用于存储所述的预设参数M；

计算模块53，用于根据所述动态概率等级N和当前业务的ASC，计算所述当前业务的接入概率；其中，在获取模块51中的ASC为最高优先级的情况下，该计算模块53具体用于读取所述存储模块中的预设参数M，并根据公式计算当前业务的接入概率；其中，P₀表示当前业务的ASC为最高优先级时的接入概率，P(N)＝2^-(N-1)，M为实数且0≤M≤1；

比较发送模块54，用于将可用接入时隙对应的随机数依次与所述当前业务的接入概率进行比较，直至一个可用接入时隙对应随机数小于或等于所述当前业务的接入概率为止，并在该可用接入时隙向所述基站发送一次接入前导码。

进一步的，如图6所示，所述移动终端500还包括：判断模块55，用于判断是否接收到所述基站发送的捕获指示；

若所述判断模块55的判断结果为是，则所述比较发送模块54停止工作；

若所述判断模块55的判断结果为否，则所述比较发送模块54还用于继续在下一个接入时隙向所述基站发送一次接入前导码，直至所述移动终端接收到所述基站发送的捕获指示为止；所述下一个接入时隙对应随机数小于或等于所述当前业务的接入概率。

进一步的，在所述当前业务的ASC为非最高优先级的情况下，所述计算模块53具体用于计算所述P(N)与该非最高优先等级对应的附加换算系数的乘积，得到当前业务的接入概率。优选的，所述ASC共八个等级；所述ASC从2到7的附加换算系数是从系统广播消息中获取的数值，每个数值为0.2到0.9之间以0.1为步进的八个数值之一。

需要说明的是，本发明提供的移动终端的各个模块的功能与上述随机接入方法的各步骤相对应。

本发明实施例提供移动终端，通过计算模块在当前业务的ASC为最高优先级的情况下读取预设参数M，并根据公式计算当前业务的接入概率；并利用比较发送模块在所确定的可用接入时隙向基站发送一次接入前导码。由于M可以是根据实际需要所预设的参数，且0≤M≤1，这样就使得当最高优先级接入业务的需求比较大时，计算出的每个接入业务的P₀可以小于或等于100％，从而可以控制所有接入业务P₀不全为100％，这样就不易超过网络容量的上限，能够解决由于网络容量有限而造成的最高优先级接入业务同时失败的现象。

如图7所示，本发明实施例还提供了一种移动通信系统700，其特征在于，包括：移动终端71和基站72；

所述移动终端71，用于获取所述系统广播消息中的动态概率等级N和当前业务的所述接入业务等级ASC；并在所述ASC为最高优先级的情况下，根据公式计算当前业务的接入概率；且将可用接入时隙对应的随机数依次与所述当前业务的接入概率比较，直至一个可用接入时隙对应随机数小于或等于所述当前业务的接入概率为止，在该可用接入时隙向所述基站发送一次接入前导码；

其中，P₀表示当前业务的ASC为最高优先级时的接入概率，P(N)＝2^-(N-1)，M为预设参数，是实数且0≤M≤1。

所述基站72，用于在捕获到所述移动终端发送的接入前导码后，向该移动终端发送捕获指示。

进一步的，所述移动终端71还用于判断是否接收到所述基站发送的捕获指示；若是，则结束；若否，则该移动终端还用于继续在下一个接入时隙向所述基站发送一次接入前导码，直至接收到所述基站发送的捕获指示为止，所述下一个接入时隙对应随机数小于或等于所述当前业务的接入概率。

本发明实施例提供移动通信系统，该移动通信系统包括：移动终端和基站，该移动终端在当前业务的ASC为最高优先级的情况下读取预设参数M，并根据公式计算当前业务的接入概率；并在所确定的可用接入时隙向基站发送一次接入前导码。由于M可以是根据实际需要所预设的参数，且0≤M≤1，这样就使得当最高优先级接入业务的需求比较大时，计算出的每个接入业务的P₀可以小于或等于100％，从而可以控制所有接入业务P₀不全为100％，这样就不易超过网络容量的上限，能够解决由于网络容量有限而造成的最高优先级接入业务同时失败的现象。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种随机接入方法，其特征在于，包括：

获取系统广播消息中的动态概率等级N和当前业务的接入业务等级ASC；其中，N为1～8中的任一整数；

根据所述动态概率等级N和当前业务的ASC，计算所述当前业务的接入概率；其中，当所述当前业务的ASC为最高优先级时，获取预设参数M，并根据公式计算当前业务的接入概率；其中，P₀表示当前业务的ASC为最高优先级时的接入概率，Ρ(Ν)＝2^-(Ν-1)，M为实数且0≤M≤1；

将可用接入时隙对应的随机数依次与所述当前业务的接入概率比较，直至一个可用接入时隙对应随机数小于或等于所述当前业务的接入概率为止，并在该可用接入时隙向基站发送一次接入前导码。

2.根据权利要求1所述的随机接入方法，其特征在于，还包括：判断是否接收到基站发送的捕获指示；

若是，则结束本流程；

若否，则继续在下一个接入时隙向所述基站发送一次接入前导码，直至接收到所述基站发送的捕获指示为止；所述下一个接入时隙对应随机数小于或等于所述当前业务的接入概率。

3.根据权利要求1或2所述的随机接入方法，其特征在于，所述ASC共八个等级，且按照优先级从高至低依次用数字0～7表示；所述最高优先级的ASC为0；

当所述当前业务的ASC为1时，则该当前业务的接入概率为所述P(N)；

当所述当前业务的ASC为2～7时，则该当前业务的接入概率为所述P(N)与该当前业务的ASC对应的附加换算系数的乘积。

4.根据权利要求3所述的随机接入方法，其特征在于，ASC从2到7的附加换算系数是从系统广播消息中获取的数值，每个数值为0.2到0.9之间以0.1为步进的八个数值之一。

5.一种移动终端，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取系统广播消息中的动态概率等级N和当前业务的接入业务等级ASC；

存储模块，用于存储预设参数M；

计算模块，用于根据所述动态概率等级N和当前业务的ASC，计算所述当前业务的接入概率；其中，在获取模块中的ASC为最高优先级的情况下，该计算模块具体用于读取所述存储模块中的预设参数M，并根据公式计算当前业务的接入概率；其中，P₀表示当前业务的ASC为最高优先级时的接入概率，Ρ(Ν)＝2^-(Ν-1)，M为实数且0≤M≤1；

比较发送模块，用于将可用接入时隙对应的随机数依次与所述当前业务的接入概率进行比较，直至一个可用接入时隙对应随机数小于或等于所述当前业务的接入概率为止，并在该可用接入时隙向基站发送一次接入前导码。

6.根据权利要求5所述的移动终端，其特征在于，还包括：判断模块，用于判断是否接收到所述基站发送的捕获指示；

若所述判断模块的判断结果为是，则所述比较发送模块停止工作；

若所述判断模块的判断结果为否，则所述比较发送模块还用于继续在下一个接入时隙向所述基站发送一次接入前导码，直至所述移动终端接收到所述基站发送的捕获指示为止；所述下一个接入时隙对应随机数小于或等于所述当前业务的接入概率。

7.根据权利要求5或6所述的移动终端，其特征在于，所述ASC共八个等级，且按照优先级从高至低依次用数字0～7表示；所述最高优先级的ASC为0；

在所述当前业务的ASC为1的情况下，所述计算模块具体用于计算所述P(N)，并将所述P(N)作为当前业务的接入概率；

在所述当前业务的ASC为2～7情况下，所述计算模块具体用于计算所述P(N)与该当前业务的ASC对应的附加换算系数的乘积，得到当前业务的接入概率。

8.根据权利要求7所述的移动终端，其特征在于，ASC从2到7的附加换算系数是从系统广播消息中获取的数值，每个数值为0.2到0.9之间以0.1为步进的八个数值之一。

9.一种移动通信系统，其特征在于，包括：移动终端和基站；

所述移动终端，用于获取系统广播消息中的动态概率等级N和当前业务的接入业务等级ASC；并在所述ASC为最高优先级的情况下，根据公式计算当前业务的接入概率；且将可用接入时隙对应的随机数依次与所述当前业务的接入概率比较，直至一个可用接入时隙对应随机数小于或等于所述当前业务的接入概率为止，在该可用接入时隙向基站发送一次接入前导码；

其中，P₀表示当前业务的ASC为最高优先级时的接入概率，Ρ(Ν)＝2^-(Ν-1)，M为预设参数，是实数且0≤M≤1；

所述基站，用于在捕获到所述移动终端发送的接入前导码后，向该移动终端发送捕获指示。

10.根据权利要求9所述的移动通信系统，其特征在于，所述移动终端还用于判断是否接收到所述基站发送的捕获指示；若是，则结束；若否，则该移动终端还用于继续在下一个接入时隙向所述基站发送一次接入前导码，直至接收到所述基站发送的捕获指示为止，所述下一个接入时隙对应随机数小于或等于所述当前业务的接入概率。