[发明专利]一种基于NB-IoT的海量接入方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于NB‑IoT的海量接入方法及系统，属于无线通信技术领域。该方法通过计算各时隙设备能耗度，并按照平均能耗度或累计能耗度将设备划分为高能耗度设备组和低能耗度设备组，然后优先将前导码分配给高能耗度设备组，剩余前导码和高能耗度设备组冲突前导码分配给低能耗度设备组；按照累计能耗度分组下高能耗度设备数更少、低能耗度设备数更多，因此高能耗度设备组接入成功率更优；按照平均能耗度分组下两组设备接入成功率都有改善且差距更小，故若侧重高能耗度设备组接入性能则可按照累计能耗度进行分组，若要均衡两种不同能耗度设备组接入性能则可按照平均能耗度进行分组；两种方式下，本申请的接入成功率均高于传统分配方案。

技术领域

本发明涉及一种基于NB-IoT的海量接入方法及系统，属于无线通信技术领域。

背景技术

NB-IoT(Narrowband Internet of Things，窄带物联网)具有低功耗、电池寿命长、远距离深度覆盖等特点，能够支持海量设备接入，适用于设备能耗度低、主要收发小数据包的物联网场景，是低功耗广域业务中最具发展潜力的方向之一。

截至2020年2月底，国内三大运营商的NB-IoT设备连接数已经突破1亿，随着物联网业务的高速发展及2G/3G的迁移转网，NB-IoT作为机器类型通信的一种，将承接大部分原2G/3G减频退网后的连接，意味着NB-IoT将面临着终端海量连接的压力和挑战。

现有技术主要从接入限制、重传或资源调度等方法缓解接入拥塞，但在大规模接入场景下效果仍有待改善；针对大规模接入场景下的NB-IoT设备接入问题，现有技术还提出一种使用机器学习方法改进算法以缓解接入拥塞的方案，但该方案忽略了迭代导致的复杂度，且其接入成功率有待于进一步的提高。

发明内容

为了进一步提高大规模接入场景下的NB-IoT设备接入成功率且不导致迭代复杂度问题，本发明提供了一种基于NB-IoT的海量接入方法，所述方法首先计算各时隙设备能耗度，并按照平均能耗度或累计能耗度两种分组方式将设备划分为高能耗度设备组和低能耗度设备组，然后优先将前导码分配给高能耗度设备组，剩余前导码和高能耗度设备组冲突前导码分配给低能耗度设备组，各设备按照分配的前导码进行接入。

可选的，所述方法包括：

S1：判断当前时隙发起接入设备数n_t是否小于前导码总数；

S2：若判断结果为小于，则将前导码随机分配给所有当前时隙所有发起接入设备，否则先计算各发起接入设备的当前能耗度O_cur并据此划分为不同优先组，所述不同优先组包括高能耗度设备组和低能耗度设备组；

S3：初始化当前状态s_t，计算出所有当前可能动作集合下的奖励值r_t，选定最大奖励值r_t,max的对应动作a_t+1及下一状态s_t+1；

S4：根据下一状态s_t+1和最大奖励值r_t,max的对应动作a_t+1分别计算出当前分配给高能耗度设备组前导码数的增加量或减少量、及低能耗度设备组可用前导码数；

S5：为高能耗度设备组划分前导码，并计算为高能耗度设备组划分前导码的过程中产生的冲突前导码数；

S6：将低能耗度设备组可用前导码与冲突前导码分配给低能耗度设备组。

可选的，所述计算各发起接入设备的当前能耗度O_cur并据此划分为不同优先组，包括：

根据平均能耗度或根据累积能耗度对当前时隙发起接入设备进行分组。

可选的，所述根据平均能耗度对当前时隙发起接入设备进行分组，包括：

根据式(5)计算平均能耗度：