CN104202827A - 一种动态随机接入信道的接入控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种动态随机接入信道(PRACH)的接入控制方法，所述方法包括：根据终端的请求业务的QOS对用户进行分类cluster，基站分配允许的最大M个cluster的数量。每个cluster有自己的最大时延要求，当用户数增加到某个值时，某个cluster的用户时延超过了最大的传输时延，则对优先级最小的cluster延长其接入尝试时间，当cluster的接入尝试时间大于系统启动DAB的时间，则启动DAB。当基站检测到成功接收到的msg1数量大于某个阀值时，则禁止启动DAB集中的最大QOS的cluster。本发明在考虑用户QOS的同时，实现对接入的动态控制，增加了用户的接入成功率，对用户进行在差别的服务，提高了系统的经济效益。

Description

一种动态随机接入信道的接入控制方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种随机接入信道(PRACH,physical RandomAccess Channel)的接入控制方法。

背景技术

随着个人移动通信的发展，移动终端数量的剧增，各种应用普及，还有各种新型的终端业务的出现，给移动通信网络的传输能力提出了严峻的挑战。除了人与人的通信，人与机器的通信，机器与机器的通信也越来越普及。例如智能查表业务，这类业务的特点是具有周期性，在某一时间段有大量的接入用户数，这将对接入网造成很大的接入压力，用户接入延迟，影响用户体验。同时，各种不同的移动数据业务对接入时延保证不一样，如何对用户进行有效的接入控制，提供差异化服务，增加用户接入成功率，减少碰撞，显得尤为重要。

PRACH是(用户接入网络进行通信必不可少的第一步，实现同步，用户识别，RRC连接等。一个随机接入信道对应于一个随机接入前导(Random Access preamble),随机接入前导是由eNB分配给小区的，每个小区含有64个preambles.在一个小区内可能有多个用户在同一时刻选择同一个preamble,这样就会发生碰撞。当用户数一多，如果不加以控制，这种碰撞的机率会大大增加，一方面带来了资源的浪费，也造成了用户时延的增加.因此提出一种能够适应不同用户,以及不同业务接入控制方法.

发明内容

本发明的主要目的是提供一种动态随机接入信道的接入控制的方法，能够适应不同用户，不同业务的时延需求，动态的控制接入用户数。

为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:

本发明提供了一种PRACH的接入控制方法，所述方法包括：

终端根据从MAC层接收到的包含QOS优先级的服务请求，终端根据基站发送的系统信息判断该终端业务是否属于某一个cluster，即对每个需要接入的终端进行了一个cluster的分类。

假设上述分类的cluster有M个。对这M个cluster根据qos进行大小进行排序，第K个cluster用户数N_k。

采取一种动态接入限制的方法来保证高优先级cluster的接入保证，这种动态接入限制机制如下：

由于不同的cluster下的用户对时延的要求不一样，高cluster对时延要求低，低cluster对时延要求低，当接入的用户数达到某一值时，高优先级的用户cluster的时延超过了其阀值，则对优先级最低的cluster进行处理，通过延长其接入尝试时间T₁，设T_reset是小区启动dynamic access baring(DAB)的极限值，当T₁＞T_reset则对该cluster的所有用户启动DAB，这样接入的用户数减少。

对于第j-th cluster下的用户接入机制，L是消息Msg1重发的最大次数。当Msg1发送失败时，增加其发送功率ΔP，重新发送Msg1,直到发送次数大于L。设N_i，j，k为j-th cluster下在第i-th RACH机会下已发送Msg1 k次的数量。则在第j-th cluster下的总的随机接入尝试次数为 $N_{i,j}={\mathrm{\Σ}}_{k=0}^{L+1}{N}_{i,j,k}.$

通过上述一个cluster下的用户接入的总的尝试次数，可以计算在i-th RACH机会下所有cluster下的总的用户接入尝试次数为其中

设eNB成功接收到的Msg1的数量为S_i，设置一个变量基站eNB持续监控S_i来决定是否启动禁止的cluster.当R_i＞a,其中a是设置的一个阀值，则启动已关闭cluster中的最大优先级的cluster，即关闭DAB,保证了低优先级的cluster的权益，同时接入的用户数增加。

本发明所提供的PRACH的动态接入控制方法，首先通过对终端根据业务请求进行cluster的分类，每一个cluster有自己的优先级。当高优先级的用户的时延超过了最大忍受时延时，则对低于该优先级的cluster中的用户延长其接入尝试时间T₁，当T₁＞T_reset时，则直接禁止其中最小优先级cluster接入。当基站监测到总的成功接收msg1数量大于某一阀值，则启动某一被禁止接入的cluster. 上述接入控制方法实现对小区用户数的动态控制，缓解了接入网的负载，同时又实现了差异化的业务接入控制。

附图说明

图1为本发明PRACH的动态接入控制流程图。

图2为本发明基于qos的PRACH的用户cluster分类选择的流程图；

图3为本发明的每个cluster中的单个用户接入控制

具体实施方式

本发明的基本思想是：首先终端根据QOS对其进行cluster的分类，基站分配允许的最大M个cluster的数量。根据QOS的大小对cluster进行排序Mi。每个cluster有自己的最大时延要求，当用户数增加到某个值时，某个cluster的用户时延超过了最大的传输时延，则对优先级最小的cluster延长其接入尝试时间，当cluster的接入尝试时间大于系统启动DAB的时间，则启动DAB.基站不断地监测cluster的用户时延，当没有cluster超过最大的时延，则禁止DAB.如此，一个循环往复的过程实现动态的控制接入用户数，满足差异化的用户需求。

本发明的PRACH接入控制的方法，参照图2所示，主要包括以下步骤：

步骤101：对即将接入的用户按其qos优先级进行cluster的分类。

步骤102：对已经分类的cluster进行排序，便于数据的统计分析，高的优先级对应低的i,即Mi(i＝0,1,2,....)。

步骤103，104：基站时刻监控每个cluster，判断是否有cluster的时延大于其最大的时延。若没有，继续监控下一个Cluster.

步骤105：基站监控到其中有一个cluster的时延大于其最大的时延要求，则对优先级最小的cluster(即_Mmax的cluster)中的用户接入尝试时间延长TI。

步骤106，107：最后判断延长的T1是否大于启动DAB的启动时间阀值T_reset，若大于则启动DAB，若没有，则继续监控cluster的时延。

其中步骤101中对cluster的分类方法包括以下步骤：

步骤201：当用户的MAC层有接入请求，包含着业务的qos值。具体地，基站将已有的cluster通过系统消息传送给小区内的用户，终端获取基站发送cluster的配置信息并保存，所述的cluster的配置信息包括，已有的cluster的qos值，当前已有的cluster数量k，最大的允许建立的cluster的数量M。

以下几步是对用户是否属于cluster的判断，若当前已有这样的qos值的cluster，则直接加入到这个cluster。若没有，则k加1，判断是否大于M，若没有，则新建一个qos值为Q的cluster。若k>M,则这个用户不能被服务。

上述是对cluster进行处理的步骤，而针对cluster内的用户数的处理方法如图3所示，主要包括以下步骤：

步骤301：用户根据eNB的分配的资源，确定发送功率P，并初始化msg1发送次数n＝0.

步骤302：设置n++,功率增加为P+(n-1)ΔP发送msg1.

步骤303：判断msg1是否发送成功。

步骤304：停止用户的接入尝试发送。

步骤305：判断n与L的大小，其中L是msg1允许重新发送的最大的次数。

上述是图3的每一步的步骤，当用户初始以功率P发送msg1,通过步骤303进行判断，若msg1没有发送成功，则进行步骤305的处理，若n<L,则回到步骤302，重复步骤303，305.若步骤305中n>L,则进行步骤304的处理，即停止用户接入尝试发送。

如何对已启动DAB的cluster进行关闭DAB的处理，基站eNB对成功接收到的msg1的数量进行统计为S_i，设置一个变量基站eNB持续监控S_i来决定是否启动禁止的cluster。当R_i＞a,则启动已关闭cluster中的最大优先级的cluster，即关闭DAB.

Claims (8)

1.一种动态随机接入信道的接入控制方法，所述方法包括：

终端根据从MAC层接收到的包含QOS优先级的服务请求，终端根据基站发送的系统信息判断该终端业务是否属于某一个cluster，即对每个需要接入的终端进行了一个cluster的分类；

根据QOS的大小对cluster进行分类，采取一种动态接入限制的方法来保证高优先级的cluster的接入保证，通过这一动态接入的方法动态的控制接入用户数。

2.如权利要求1所述的方法，总的用户数计算为：

假设上述分类的cluster有M个，第i-th个cluster用户数N_i，则总的用户数为 $N_u={\mathrm{\&Sigma;}}_{i=1}^M{N}_i.$

3.如权利要求1所述的方法，其中动态的接入限制方法为：

由于不同的cluster下的用户对时延的要求不一样，高cluster对时延要求低，低cluster对时延要求低，当接入的用户数达到某一值时，高优先级的用户cluster的时延超过了其阀值，则对优先级最低的cluster进行处理，通过延长其接入尝试时间T₁，设T_reset是小区启动dynamic access baring(DAB)的极限值，当T₁＞T_reset则对该cluster的所有用户启动DAB。

4.如权利要求1所述的方法，动态的接入限制方法还包括：其中每个cluster下的用户接入机制如下：L是消息Msg1重发的最大次数；当Msg1发送失败时，增加其发送功率ΔP，重新发送Msg1,直到发送次数大于L。

5.如权利要求4中所述的方法，计算cluster下总的随机接入尝试次数：设N_i,j,k为j-thcluster下在第i-th RACH机会下已发送Msg1k次的数量；则在第j-th cluster下的总的随机接入尝试次数为 $N_{i,j}={\mathrm{\&Sigma;}}_{k=0}^{L+1}{N}_{i,j,k}.$

6.如权利要求4，5中所述的方法，计算在i-th RACH机会下所有的cluster下的总的用户接入尝试次数计算公式为： $N={\mathrm{\&Sigma;}}_{j=0}^M{N}_{i,j}$ 其中 $N_{i,j}={\mathrm{\&Sigma;}}_{k=0}^{L+1}{N}_{i,j,k}.$

7.如权利要求1中所述的方法，为低QOS用户关闭DAB的方法如下：设eNB成功接收到的Msg1的数量为S_i，设置一个变量基站eNB持续监控S_i来决定是否启动禁止的cluster；当R_i＞a，则启动已关闭cluster中的最大优先级的cluster，即关闭DAB,保证了低优先级的cluster的权益，同时接入的用户数增加。

8.如权利要求7中所述的方法，其中阀值a大小的选取，参照权利方法2,6中所述的方法确定：

β在i-th RACH机会下所有的cluster下的总的用户接入尝试次数/总的用户数；若β很大，则a的选择要大一点，若β很小，则a的选择要小一点。