[发明专利]基于业务阻塞率差异化保障的物联网前导码分配方法

说明书

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，涉及LTE系统随机接入资源分配方法，特别涉及一种基于业务阻塞率差异化保障的物联网前导码分配方法，可用于在LTE系统中引入M2M业务时的随机接入前导码分配过程中。

背景技术

机器类通信M2M，作为物联网在现阶段最主要的应用形式，是一种新兴的通信类型，作为移动通信领域新的业务增长点，在蜂窝网中实施机器类型通信受到移动运营商的重视和青睐，而且蜂窝网络以其覆盖范围广，建设成本低，部署方便等特点，也为在蜂窝网中实施机器类通信提供有利条件。

由于机器类通信设备数量具有海量特性以及业务通信习惯具有突发特性，因此当海量M2M终端同时接入到现有的基于人与人H2H之间通信规则设计的LTE系统时，由于现有LTE系统的随机接入所需的前导码资源是有限的，就极易造成随机接入拥塞。

随机接入过程在LTE系统中起着非常重要的作用，是用户设备UE进行初始连接，切换，选择重建立，从空闲模式转换到连接模式时重新恢复上行同步以及上行资源请求的唯一策略。根据演进的基站eNodeB是否会给UE发起的随机接入过程指派专用的随机接入资源，随机接入过程可以分为基于竞争方式和基于非竞争方式。

LTE随机接入过程的第一步是终端在物理随机接入信道PRACH上发送随机接入前导序列，但是在进行这一步之前，终端物理层首先要从高层获取物理随机接入信道PRACH参数配置等信息，以及演进的基站eNodeB广播的前导码，当演进的基站eNodeB没有指派专用的前导码时，UE就从小区分配的64个可用的前导码中随机选择一个前导码，然后根据高层提供的参数配置信息，演进的基站eNodeB在系统消息中通过系统信息块SIB2将已经分配的前导码个数消息分别广播给业务终端，并由Zadoff-Chu(ZC)根序列进行循环移位生成前导序列，最后以一定的功率发送该前导序列。

但是LTE系统是为满足H2H用户通信性能而设计的，每小区最多可用的前导码数为64，因此，当具有海量设备，以及突发业务特性的M2M业务也发起随机接入时，就会对H2H业务有限的随机接入前导码资源造成竞争，不仅不能保障H2H业务的原有性能，而且也可能造成系统在随机接入侧发生拥塞，导致随机接入前导码资源得不到充分利用。因此在LTE系统中设计针对M2M业务的差异化前导码分配方法非常必要。

Ki-Dong Lee等人在文章中提出了用于在LTE网络中部署M2M业务的一种以总吞吐量最大为优化目标的前导码分配方法。该方法是以总吞吐量为出发点，来为两种业务分配前导码。具体的可以分为以下三步：1）演进的基站eNodeB根据H2H业务和M2M业务的到达率，推导出系统总吞吐量的表达式；2）对系统总吞吐量表达式求解，计算出使总吞吐量最大时的前导码分配比例；3）根据前导码分配比例以及总的前导码数，分别计算为H2H业务和M2M业务分配的前导码数。

这种以总吞吐量为优化目标的前导码分配方法，虽然保证了系统总吞吐量，但可能导致的结果是允许了很多低优先级的M2M业务接入系统，而高优先级的H2H业务却被严重阻塞，因此不能保障H2H业务的高优先级特性以及低阻塞率特性，不符合网络优化的最终目的。

发明内容

本发明目的在于克服上述已有方法的不足，提出一种基于业务阻塞率差异化保障的物联网前导码分配方法，以保证高优先级的H2H业务优先分配到前导码资源接入系统，降低H2H业务的阻塞。

实现本发明目的技术思路是：通过对H2H业务的阻塞率性能分析，由演进的基站eNodeB决定优先为高优先级的H2H业务分配前导码资源，之后将剩余的前导码资源分配给低优先级的M2M业务，使在LTE网络中引入M2M业务时的前导码分配问题得到合理解决。

为实现上述目的，本发明的前导码分配方法，包括以下步骤：

（1）在每个业务统计周期内，当有一个新的接入业务信息到达演进的基站eNodeB时，eNodeB通过对新的业务接入信息中携带的业务类型信息对该新的接入业务进行分类，并根据分类结果给分类业务对应的业务计数器加1，其中所述新的接入业务分为人与人通信H2H业务和机器类通信M2M业务；

（2）在每个业务统计周期结束时，演进的基站eNodeB获取业务计数器记录的人与人通信H2H业务数N_H2H和机器类通信M2M业务数N_M2M，并根据前一业务统计周期H2H业务和M2M业务的加权平均到达率，计算当前业务统计周期内H2H业务的加权平均到达率λ_H2H和M2M业务的加权平均到达率λ_M2M：