[发明专利]自适应分布式队列的随机接入方法、系统、设备及终端

说明书

本发明属于无线通信技术领域，公开了一种自适应分布式队列的随机接入方法、系统、设备及终端，若设备发生冲突时，执行自适应分布式队列冲突解决方法，否则设备成功接入网络；其中，自适应分布式队列冲突解决方法为：当组内设备数小于最优值时，根据设备类型需求自适应调整冲突解决队列中组内设备数，使得相关性能达到最优，包括时延敏感型设备获得最低时延或低功耗型设备消耗最低能耗；分析上行授权限制对相关性能的影响，使资源利用效率达到最优。本发明能够根据设备类型需求自适应调整冲突解决队列中组内设备数，使得平均冲突解决时延和平均冲突解决能耗的性能得以改善。对于时延敏感型设备和低功耗设备而言，本发明均可以取得最优的性能。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种自适应分布式队列(DistributedQueueing，DQ)的随机接入方法、系统、设备及终端，可用于无线通信中的冲突解决。

背景技术

目前，物联网概念一经提出便成为热门研究领域，其广泛的应用早已涉及人类生活的方方面面，被视为继计算机、互联网之后信息产业发展的第三次浪潮。作为物联网的关键技术之一，机器与机器(Machine-to-Machine，M2M)通信能够使机器类设备之间在没有人为干预的情况下进行自主通信，是实现物联网“万物互联”愿景的重要途径。根据3GPP等研究机构预测，在未来十年全球M2M业务量将是人与人(Human-to-Human，H2H)业务的数十倍乃至上百倍以上，设备连接数将达到百亿级别。与此同时，我国又是目前全球最大的M2M市场地区之一，要继续提升M2M通信网络的建设能力和设备制造能力，推动M2M行业的发展。因此，M2M具有广阔的应用发展前景，将成为极具潜力的信息产业，研究M2M应用及其大规模通信具有重要意义。

由于机器类型通信(Machine Type Communication，MTC)设备数量巨大，当大规模MTC设备同时发起随机接入请求将会导致基站负荷过大，存在严重的阻塞问题，造成MTC设备接入时延的增长以及能耗的增加，若阻塞时间过长还有可能造成设备无法接入网络的情况。因此，为了应对大规模M2M设备同时发起接入的场景，需要提高物理随机接入信道(Physical Random Access Channel，PRACH)处理和解决冲突的能力，以应对基站负载过高情况下的阻塞问题。目前已有许多工作是关于高效冲突解决问题展开的，3GPP为应对这一挑战也提出了一些避免阻塞的方案，如设备分类管理、随机退避机制和接入类限制(AccessClass Barring，ACB)，通过设置相关参数减少同时发起接入请求的设备数来缓解拥塞问题，但是此类机制也存在着显著的缺点，固定的参数配置无法解决复杂的负载状况下的冲突问题。还有研究提出了一种基于分布式队列的随机接入机制，是接入失败的设备进入冲突解决队列等待再次发起接入尝试，但由于冲突解决后期存在过度划分问题会造成冲突解决时延过长。

现有的大部分工作仅能解决特定设备类型场景下的冲突解决问题，如低时延、低能耗。基站并不能根据设备类型自适应调整工作模式满足不同类型设备需求，因此，需要设计自适应的冲突解决方法。除此之外现有工作并未考虑上行授权限制对相关性能的影响。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有避免阻塞的方案中，固定的参数配置无法解决复杂的负载状况下的冲突问题，且由于冲突解决后期存在过度划分问题会造成冲突解决时延过长。

(2)现有技术仅能解决特定设备类型场景下的冲突解决问题，但是基站并不能根据设备类型自适应调整工作模式满足不同类型设备需求。

(3)现有技术并未考虑上行授权限制对相关性能的影响。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种自适应分布式队列的随机接入方法、系统、设备及终端。