CN107846671B - 动态接入控制的方法、基站及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动态接入控制的方法,涉及移动通信领域。其中的方法包括:基站检测终端对于随机接入前导序列的使用情况;根据随机接入前导序列的使用情况,基站动态调整对于终端的随机接入控制。从而在避免拥塞的同时,提升了物联网终端接入网络的概率。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信领域,特别涉及一种动态接入控制的方法、基站及系统。
背景技术
运营商迫切需要开拓新的业务增长点以应对传统人与人通信日益饱和的局面,据预测到2020年物联网连接将超过50亿,物联网成为近年来研究热点。
目前3GPP标准在研究采用蜂窝网络承载机器型通信MTC业务,但传统蜂窝网络承载的业务和MTC业务的特性相差比较大。因此需要对蜂窝网络进行相应的功能增强和优化,以更好满足物联网应用需求。大量MTC设备同时接入会引起的无线网络随机接入拥塞,3GPP在R11阶段的研究给给出了几种解决随机接入拥塞的无线侧候选方案,包括ACB(AccessClass Barring,接入等级的限制)、EAB(Extended Access Barring,扩展接入限制)等方案。3GPP最终规范对物联网终端随机接入控制采用ACB+EAB方案。
然而物联网业务种类众多,业务特征各有不同,突发随机性强。如何在避免拥塞的同时,提升物联网终端接入网络的概率,成为现有技术当中未解决的难题。
发明内容
本发明所要解决的一个技术问题是:如何在避免拥塞的同时,提升物联网终端接入网络的概率。
根据本发明实施例的一个方面,提供了一种动态接入控制的方法,包括:基站检测终端对于随机接入前导序列的使用情况;根据随机接入前导序列的使用情况,基站动态调整对于终端的随机接入控制。
根据本发明实施例的又一个方面,提供了一种动态接入控制的基站,包括:检测模块,用于检测终端对于随机接入前导序列的使用情况;调整模块,用于根据随机接入前导序列的使用情况,基站动态调整对于终端的随机接入控制。
根据本发明实施例的再一个方面,提供了一种动态接入控制的系统,包括上述的基站以及终端,终端按照基站调整的随机接入控制信息进行接入。
本发明通过基站检测终端对于随机接入前导序列的使用情况,并根据随机接入前导序列的使用情况,基站动态调整对于终端的随机接入控制。从而在避免拥塞的同时,提升了物联网终端接入网络的概率。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述,本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出本发明动态接入控制的方法的一个实施例的流程示意图。
图2示出动态调整接入控制策略的一个实施例的流程示意图。
图3示出动态调整接入控制策略的另一个实施例的流程示意图。
图4示出本发明动态接入控制的方法的另一个实施例的流程示意图。
图5示出本发明动态接入控制的基站的一个实施例的结构示意图。
图6示出本发明动态接入控制的系统的一个实施例的结构示意图。
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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作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。
发明人考虑到,现有方案缺乏对基站随机接入负载和EAB动态开启有效判断的方法,及相应参数合理的配置原则。针对业务实时特性和网络负载,可以对随机接入控制策略及参数进行动态调整,从而在避免拥塞的同时,提升物联网终端接入网络的概率。本发明针对物联网业务实时特性和网络负载,把随机接入前导序列的使用情况作为基站衡量随机接入负载的指标,进行实时监测。通过对随机接入控制策略及参数进行动态调整,避免拥塞的同时,提升物联网终端接入网络的概率。
下面结合图1描述本发明一个实施例的动态接入控制的方法。
图1示出本发明动态接入控制的方法的一个实施例的流程示意图。如图1所示,该实施例中的动态接入控制的方法包括以下步骤:
步骤S102,基站检测终端对于随机接入前导序列的使用情况。
本发明将随机接入前导序列Preamble的使用情况作为基站衡量随机接入负载的指标,进行实时监测。通过对preamble检测,估计随机接入负载。
步骤S104,根据随机接入前导序列的使用情况,基站动态调整对于终端的随机接入控制。
基站将随机接入前导序列归为三类:成功接收并检测、未被任何UE使用发送、由于冲突无法检测。假设基站在一个接入机会有R个正交前导序列,N个UE从R个序列中随机均匀的选择一个进行前导发射。R个序列中选1个,没选中的概率为N个UE是随机均匀选的,因此都没选中的概率为选中使用的概率为因此使用前导的期望为公式(1)。
虽然,基站不能确切知道有多少终端发射前导序列,但是可以通过观察Rused估计得到一个粗略的业务负载的情况,从而动态调整对于终端的随机接入控制。
上述实施例中,通过基站检测终端对于随机接入前导序列的使用情况,并根据随机接入前导序列的使用情况,基站动态调整对于终端的随机接入控制。从而在避免拥塞的同时,提升了物联网终端接入网络的概率。
优选的,在步骤S104中,基站动态调整对于终端的随机接入控制可以为:基站动态调整终端的随机接入控制策略。如图2所示,基站动态调整终端的随机接入控制策略可以包括:
步骤S2042,基站判断随机接入前导序列的使用次数Rused与第一阈值以及第二阈值的关系。
若满足Rused大于第一阈值,则执行步骤S2044,基站开启随机接入拥塞控制。
若满足Rused小于第二阈值,则执行步骤S2046,基站关闭随机接入拥塞控制。
若满足Rused大于等于第二阈值且Rused小于等于第一阈值,则基站不对随机接入拥塞控制进行调整。
例如,检测随即接入序列负载情况,基站检测连续M个子帧使用preamble的平均次数。如图3所示。若检测到连续M个子帧使用preamble的平均次数超过门限Th1,则开启ACB。若连续M个子帧使用preamble的平均次数超过门限Th2则同时开启EAB和ACB。若连续M个子帧使用preamble的平均次数小于门限Th3则可关闭EAB。若连续M个子帧使用preamble的平均次数小于门限Th4则同时关闭ACB和EAB。
上述实施例中,当负载较小时,关闭接入限制;当负载到达一定程度时,开启接入限制。同时对接入尝试次数进行估计,进一步调整相关参数配置以最大化接入成功率。此外,设置不同的启动门限和关闭门限,可以有效防止接入拥塞开启关闭时的乒乓效应。
优选的,在步骤S104中,基站动态调整对于终端的随机接入控制可以为:基站动态调整终端的随机接入控制因子。
若基站成功接收到随机接入前导序列,则基站根据成功接收随机接入前导序列数量、未使用的随机接入前导序列数量、随机接入前导序列的总数以及终端接入控制因子,对发起随机接入的用户数进行最大似然准则估计。然后,基站根据随机接入前导序列的总数与估计的发起随机接入的用户数的比值调整随机接入控制因子。
图4示出本发明动态接入控制的方法的另一个实施例的流程示意图。如图4所示,该实施例通过动态调整接入控制因子来实现对终端的动态接入控制。该实施例包括:
步骤S400,基站首先初始化Preamble资源数为R,终端接入控制因子为Pe,持续时间为T。
步骤S401,基站系统将R、Pe、T广播给各个终端。
步骤S402,终端按照系统广播资源进行随机接入过程,基站观察前导序列使用情况。
假设在第一个持续时间T内,成功检测到的前导序列为S1,未被使用的为U1。
步骤S404,若S1不等于0,根据成功接收随机接入前导序列数量S、未使用的随机接入前导序列数量U、随机接入前导序列的总数R以及终端接入控制因子Pe,通过公式(3)对发起随机接入的用户数N进行最大似然准则估计。通过多次迭代的方式,估计发起随机接入的用户数
步骤S407,通过公式(4)调整终端接入控制因子Pe。其中,Si是第i轮叠代后估计的成功接收前导数,Ui是第i轮叠代后估计的未使用前导数。
基站通过Si、Ui、R、Pe来估计用户数N。从而在避免拥塞的同时,提升了物联网终端接入网络的概率。
若终端发送了随机接入前导序列但基站没有成功接收随机接入前导序列,则执行步骤S405,基站调小随机接入控制因子,然后返回步骤S400。若终端没有发送随机接入前导序列且基站没有成功接收随机接入前导序列,则执行步骤S403,基站调大随机接入控制因子,然后执行步骤S406,判断Pe是否等于1。若Pe等于1,则执行步骤S404,若Pe不等于1,则返回步骤S400。
例如,在第一个观察周期,如果S1=0同时U1=0,说明终端发送了前导,但没有前导被正确接收,说明接入控制因子设置的过高,需要调小Pe。如果S1=0同时U1=R,说明终端没发前导,也没有前导被正确接收,此时如果Pe=1,则说明没有用户发起随机接入过程;若Pe不等于1,说明Pe可能设置的过小,需要调大。在对Pe的调整过程中,可以以预设步长调大或调小,也可以随机调大调小,但应满足0<Pe<1限定范围。
通过对特殊情况下终端接入控制因子的调整,可以避免终端接入控制因子设置不合理造成的异常情况,从而便于后续通过迭代处理方法估计用户数N。
下面结合图5描述本发明一个实施例的动态接入控制的基站。
图5示出本发明动态接入控制的基站的一个实施例的结构示意图。如图5所示,该实施例中的动态接入控制的基站50包括:
检测模块502,用于检测终端对于随机接入前导序列的使用情况。
调整模块504,用于根据随机接入前导序列的使用情况,基站动态调整对于终端的随机接入控制。
上述实施例中,通过基站检测终端对于随机接入前导序列的使用情况,并根据随机接入前导序列的使用情况,基站动态调整对于终端的随机接入控制。从而在避免拥塞的同时,提升了物联网终端接入网络的概率。
可选的,调整模块504用于动态调整终端的随机接入控制策略。
可选的,调整模块504包括:
开启单元5042,用于若随机接入前导序列的使用数量大于第一阈值,开启随机接入拥塞控制;或者,
关闭单元5044,用于若随机接入前导序列的使用数量小于第二阈值,关闭随机接入拥塞控制。
可选的,随机接入拥塞控制包括接入等级限制和/或扩展接入限制。
可选的,调整模块504用于动态调整终端的随机接入控制因子。
可选的,调整模块504用于:若终端发送了随机接入前导序列但基站没有成功接收随机接入前导序列,基站调小随机接入控制因子;或者,若终端没有发送随机接入前导序列且基站没有成功接收随机接入前导序列,基站调大随机接入控制因子。
可选的,调整模块504包括:
估计单元5046,用于若基站成功接收到随机接入前导序列,则基站根据成功接收随机接入前导序列数量、未使用的随机接入前导序列数量、随机接入前导序列的总数以及终端接入控制因子,对发起随机接入的用户数进行最大似然准则估计。
调整单元5048,用于根据随机接入前导序列的总数与估计的发起随机接入的用户数的比值调整随机接入控制因子。
下面结合图6描述本发明一个实施例的动态接入控制的系统。
图6示出本发明动态接入控制的系统的一个实施例的结构示意图。如图6所示,该实施例中的动态接入控制的系统60包括:
动态接入控制的基站50以及终端70,终端70按照基站50调整的随机接入控制信息进行接入。
上述实施例中,通过基站检测终端对于随机接入前导序列的使用情况,并根据随机接入前导序列的使用情况,基站动态调整对于终端的随机接入控制。从而在避免拥塞的同时,提升了物联网终端接入网络的概率。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成,也可以通过程序来指令相关的硬件完成,的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
以上仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种动态接入控制的方法,包括:
基站检测终端对于随机接入前导序列的使用情况;
根据随机接入前导序列的使用情况,基站动态调整对于终端的随机接入控制;若连续预设个数的子帧使用随机接入前导序列的平均次数大于第一阈值,基站开启接入等级限制;若连续预设个数的子帧使用随机接入前导序列的平均次数大于第二阈值,基站同时开启接入等级限制和扩展接入限制;若连续预设个数的子帧使用随机接入前导序列的平均次数小于第三阈值,基站关闭扩展接入限制;若连续预设个数的子帧使用随机接入前导序列的平均次数小于第四阈值,基站同时关闭接入等级限制和扩展接入限制;
或者,
基站动态调整终端的随机接入控制因子;若终端发送了随机接入前导序列但基站没有成功接收随机接入前导序列,基站调小随机接入控制因子;若终端没有发送随机接入前导序列且基站没有成功接收随机接入前导序列,基站调大随机接入控制因子;若基站成功接收到随机接入前导序列,则基站根据成功接收随机接入前导序列数量、未使用的随机接入前导序列数量、随机接入前导序列的总数以及终端接入控制因子,对发起随机接入的用户数进行最大似然准则估计,根据随机接入前导序列的总数与估计的发起随机接入的用户数的比值调整随机接入控制因子。
2.一种动态接入控制的基站,包括:
检测模块,用于检测终端对于随机接入前导序列的使用情况;
调整模块,用于根据随机接入前导序列的使用情况,基站动态调整对于终端的随机接入控制,具体包括:开启单元,用于若连续预设个数的子帧使用随机接入前导序列的平均次数大于第一阈值,开启接入等级限制;若连续预设个数的子帧使用随机接入前导序列的平均次数大于第二阈值,基站同时开启接入等级限制和扩展接入限制;若连续预设个数的子帧使用随机接入前导序列的平均次数小于第三阈值,基站关闭扩展接入限制;若连续预设个数的子帧使用随机接入前导序列的平均次数小于第四阈值,基站同时关闭接入等级限制和扩展接入限制;
或者用于,若终端发送了随机接入前导序列但基站没有成功接收随机接入前导序列,基站调小随机接入控制因子;若终端没有发送随机接入前导序列且基站没有成功接收随机接入前导序列,基站调大随机接入控制因子;若基站成功接收到随机接入前导序列,则基站根据成功接收随机接入前导序列数量、未使用的随机接入前导序列数量、随机接入前导序列的总数以及终端接入控制因子,对发起随机接入的用户数进行最大似然准则估计,根据随机接入前导序列的总数与估计的发起随机接入的用户数的比值调整随机接入控制因子。
3.一种动态接入控制的系统,包括如权利要求2所述的基站以及终端,终端按照基站调整的随机接入控制信息进行接入。
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