[发明专利]LTE中的M2M接入控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LTE中的M2M接入控制方法，属于M2M通信领域。

背景技术

在M2M(machine-to-machine)的标准化过程中，已经确定通过现有的移动通信网络实现机器间的通信。但是，现有的移动通信网络是针对H2H(human-to-human)的通信习惯设计的，对于M2M并不是一种优化网络。M2M中机器到机器的通信设备至少比现有通信网络中人到人的通信设备高两个数量级，此外，与H2H的通信习惯不同，M2M的通信流量具有“潮汐效应”，即M2M流量会发生激增或锐减。因此，需要对现有的移动通信网络进行优化，以支持M2M中海量终端的接入和海量数据的传输。

海量M2M终端同时接入极易造成无线接入网的过载，针对这一关键问题，3GPP的相关标准中提出了多种M2M无线接入网过载控制方案，主要可归纳为以下五类：1)接入类禁止，即将M2M终端划分为不同的类，通过限制特定的M2M类的接入来避免无线接入网的过载；2)动态分配随机接入信道资源，即根据实时的M2M接入负荷动态地分配接入信道资源以降低接入M2M终端的碰撞概率；3)M2M专用退避机制，即采用M2M专用的退避机制延迟部分M2M终端的接入尝试；4)时隙化接入，即每个M2M终端仅在预分配的接入时隙接入；5)基于Pull的接入机制，即由M2M服务器而非M2M终端触发通信。

3GPP给出了多种M2M无线接入网过载控制方案，但缺乏具体完整的实现方法，因此，在现有的适用于H2H的接入控制技术的基础上，设计适用于M2M的接入控制方法非常必要。

Mario E和Domingo提出了一种新的用于EDGE(Enhanced Data Rate for GSMEvolution)的媒质接入控制协议，即ATL S-ALOHA(Adaptive Traffic Load Slotted-ALOHA)。ATL S-ALOHA的作用机制为：基站根据系统的实时流量负荷，向接入用户指示传输概率因子来控制用户的实际接入，从而保证当接入用户流量超出最佳接入性能对应的流量负荷值时，接入性能仍维持在S-ALOHA协议的最佳性能点处。其具体实现过程可分为以下三步：1)基站在测量周期T内统计空闲时隙数，并计算时隙空闲概率；2)根据时隙空闲概率计算系统当前的流量负荷值；3)根据系统当前的流量负荷值和S-ALOHA协议最佳性能对应的流量负荷值，计算接入用户的传输概率因子。

ATL S-ALOHA协议能很好地解决EDGE或GSM中的无线接入网拥塞或过载的问题，但是不具备向上兼容性。

一方面，因为3G及3G以上移动通信网络的随机接入引入了前导序列，即随机接入的单位资源为前导序列而不是接入时隙，因此，通过测量时隙空闲概率来估计系统当前的流量负荷值的方法不可行。

另一方面，ATL S-ALOHA协议对系统中的所有用户进行接入控制，即传输概率因子同时作用于新到达用户和重传用户，而3G及3G以上移动通信网络的随机接入过程中用户的前导重传采用退避机制，即重传用户在指示的退避间隔内随机选取一个时刻进行前导传输。因此，相对于新到达用户，对重传用户进行接入控制则需要有新的退避算法确定接入控制节流的重传用户的接入时刻；而且，对重传用户进行接入控制会增加用户的接入时延。

缩略语和关键术语定义：

3GPP 3^rdGeneration Partnership Project第三代合作伙伴计划

ATL  Adaptive Traffic Load自适应流量负荷

EDGE Enhanced Data Rate for GSM Evolution增强型数据速率GSM演进技术

GSM  Global System for Mobile communications全球移动通信系统

H2H  Human to Human人到人通信

LTE  Long Term Evolution长期演进

M2M  Machine to Machine机器到机器通信

S-ALOHA Slotted ALOHA时隙化ALOHA

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有方法的不足，建立符合M2M通信特征的合理的M2M流量模型，结合LTE下基于竞争的随机接入过程的特点(本发明中不考虑LTE下基于非竞争的随机接入过程)，发明了一种适用于LTE随机接入过程的M2M接入控制方法。

LTE中的M2M接入控制方法的具体实现步骤如下：