[发明专利]一种MTC设备随机接入回退时间通知方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，主要涉及基于LTE(Long Term Evolution，长期演进)的MTC(Machine Type Communication，机器类型通信)网络架构中的MTC设备在随机接入网络时的回退(Back Off，简称BO)时间通知方法和系统。

背景技术

M2M(Machine to Machine(Communication)，机器对机器通信)是上世纪九十年代提出的概念，是通信技术发展的重要驱动力量。简单的说，M2M就是机器的互联网，实现手段包括各种联网的技术。M2M技术的目标就是使所有机器设备都具备联网和通信能力，其核心理念就是网络一切(NetworkEverything)。M2M的通信对象为机器对机器或者人对机器。一个或多个机器之间的数据通信定义为MTC(Machine Type Communication)，这种情况下较少需要人机互动。参与MTC的机器，定义为MTC设备(MTC Equipment，简称ME)。MTC设备是MTC用户的终端，可通过PLMN(Public Land MobileNetwork，公共陆地移动通信网络)与其他MTC设备、MTC服务器进行通信。图1是LTE架构下的MTC网络结构图，如图1所示，ME是通过运营商网络和MTC服务器(Server)通讯的终端设备ME通过MTC服务器和PLMN网络相连，MTC服务器为MTC用户提供服务。图中的E-UTRAN(Evolved-Universal Terrestrial Radio Access Network)为演进型通用陆地无线接入网，MME(Mobility Management Entity)为移动性管理实体，SGW(Serving Gateway)为服务网关，PGW(PDN Gateway)为分组数据网关，HSS(Home Subscriber Server)为归属用户服务器。

随机接入是无线通信系统中终端的一个最基本功能，它使终端与网络建立连接成为可能。诚如其名，这样的接入的发起以及采用的资源具有随机性，当然接入成功也具有随机性。随机接入有两种模式：基于竞争模式和基于非竞争模式。这两种模式的随机接入过程的流程是不同的，适用于不同的场景。

基于竞争模式的随机接入在下面的应用过程中适用：RRC(无线资源控制协议)空闲状态下的初始接入；无线链路出错以后的初始接入；RRC连接状态下，当有上行数据传输时。

基于非竞争模式的随机接入在下面的应用过程中适用：RRC_CONNECTED状态下，当下行有数据传输时；终端在切换过程中的随机接入过程。

如图2所示，基于竞争模式的随机接入分为四个步骤：

步骤一、发送包含随机接入前导(preamble)的RACH(Random AccessChannel，随机接入信道)请求；UE(User Equipment，用户设备)在发起随机接入请求之前，从可用的随机接入发送机会中随机选择一个发送机会，从可用的前导码集合中等概率的随机选择一个前导码并且将所选前导码发送到基站。

步骤二、随机接入响应(Random Access Reponse，以下简称RAR)消息；eNB(Evolved NodeB，演进型基站)向UE发送随机接入反馈消息，即RAR消息。eNB在某个随机接入发送机会上正确解出一个或者多个前导码后，根据发送机会计算出对应的RA-RNTI(Random Access-Radio NetworkTemporary Identifier，随机接入无线网络临时标识)。根据这些信息生成如图3所示的随机接入响应MAC PDU(Media Access Control Protocol Data Unit，媒体接入控制协议数据单元)，如图3所示，MAC头中的子头和净荷中的RAR字段域是一一对应的。MAC RAR的格式如图4所示，包括预留位(1bit)、时间提前命令、上行许可(UL Grant)和临时C-RNTI(Cell Radio NetworkTemporary Identifier，小区无线网络临时标识)。此外，eNB还可根据当前随机接入的负载状况来判断是否在随机接入响应MAC PDU中添加回退子头，回退子头中携带了回退时间。其作用是使用户在发生随机接入碰撞时是并不立即在下一个可用的随机接入机会进行前导码反送，而是在经过一段退避时延后再重发送前导码，从而降低用户之间发生碰撞的概率。