專利名稱：一種lte系統(tǒng)中m2m用戶接入的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LTE系統(tǒng)中M2M用戶接入的控制方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用擴展到物聯(lián)網(wǎng)的時候，傳統(tǒng)的2G/3G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不能滿足大量終端對無線帶寬資源的需求，3GPP在3G的基礎(chǔ)上推出了 LTE/LTE-A。LTE是長期演進技術(shù)(Long Term Evolution)的簡稱，LTE并不是4G,只能說是3G向4G過渡的一個階段,可以稱為3.9G，真正被視為“準4G”的是LTE-Advanced (簡稱LTE-A)。事實上，LTE已經(jīng)逐漸地成為下一代蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實際標(biāo)準。在第四代寬帶無線多路訪問系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)率標(biāo)準大概是每秒數(shù)百兆。對于一個帶寬為20MHz的LTE系統(tǒng)而言，下行鏈路的數(shù)據(jù)率峰值目標(biāo)是100Mbps,上行鏈路的數(shù)據(jù)率的峰值目標(biāo)為50Mbps。在LTE系統(tǒng)中，下行鏈路多路訪問機制采用正交頻分復(fù)用(0FDM)，上行鏈路多路訪問機制采用單載波頻分多路訪問(SC-FDMA)。在LTE-A中，通過載波聚合進行了帶寬擴展，帶寬聚合允許部署高達IOOMHz的帶寬，這使得下行鏈路峰值數(shù)據(jù)率超過lGb/s，上行鏈路的峰值數(shù)據(jù)率達到500Mb/s成為可能。M2M是Machine to Machine的簡稱。在3GPP中，M2M通信被定義為機器類型通信，即MTC (Machine Type Communication)。M2M并不是一個新的概念，目前，M2M應(yīng)用在了相當(dāng)廣泛的領(lǐng)域，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、運輸業(yè)等等都是M2M大量應(yīng)用的領(lǐng)域，像車隊管理，智能電表，商品追蹤等等都是M2M應(yīng)用的例子。用在醫(yī)療方面的eHealth,可以隨時監(jiān)測病人的血壓、心率等健康指標(biāo)數(shù)值，并將這些信息匯總后進行反饋。根據(jù)預(yù)測，在下個十年中，由M2M通信帶來的收益將大幅度的提高。在2014年蜂窩式M2M設(shè)備數(shù)量將達5億個，在2015年期望收益為38億美元。據(jù)調(diào)查，在對紐約市區(qū)、華盛頓郊區(qū)以及倫敦市區(qū)的小區(qū)內(nèi)的智能電表進行了估值，可以看出M2M數(shù)量是驚人的，最壞的情況下，在小區(qū)半徑2公里的紐約市區(qū)，智能電表的數(shù)量遠遠的超過了 35000個。因此，根據(jù)目前對M2M需求的分析，可知M2M通信面臨了這樣的挑戰(zhàn):在一個小區(qū)內(nèi)，需要能夠支持大量的M2M設(shè)備同時進行通信；M2M要求低延遲和高可靠性，以及超低的功率消耗；最重要的一點是，H2H (Human to Human)通信(比如最普通的話音業(yè)務(wù))不能被M2M通信所影響。LTE支持更高的數(shù)據(jù)率和小區(qū)容量，這樣的LTE系統(tǒng)可以更好地滿足物聯(lián)網(wǎng)對寬帶資源的需求。LTE系統(tǒng)時延比2G/3G低10倍，這更好地滿足了對系統(tǒng)時延要求高的M2M設(shè)備，比如用于監(jiān)控系統(tǒng)和報警系統(tǒng)中的M2M設(shè)備。可以預(yù)見，在4G系統(tǒng)中，無線網(wǎng)絡(luò)用戶的數(shù)量和通信量將會呈指數(shù)性增長。LTE日益被視為一個為實時M2M通信需求服務(wù)的系統(tǒng)，在LTE中，非同步M2M用戶通過雙相接入預(yù)留協(xié)議(競爭階段和數(shù)據(jù)階段)進行接入訪問。在有M2M大量接入的無線接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)中，一些已經(jīng)被認可的挑戰(zhàn)包括:對于基于競爭的帶寬需求機制中將會在隨機接入信道上發(fā)送沖突；當(dāng)大量的設(shè)備試圖同時接入網(wǎng)絡(luò)，需要有一種機制可以區(qū)分設(shè)備的類型 和優(yōu)先級；對于固定的M2M設(shè)備和移動性強的M2M的移動管理的最優(yōu)化；輕量級、低消耗的安全機制。當(dāng)有大量的M2M設(shè)備同時在一個小區(qū)內(nèi)進行隨機接入，將會增加小區(qū)信道接入的沖突概率，如果不能得到及時地、有效地控制，那么可能最終會導(dǎo)致小區(qū)系統(tǒng)徹底癱瘓。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種通過控制不同類別的M2M節(jié)點的隨機接入比率，或設(shè)置最優(yōu)的不同類別用戶的接入比率，使系統(tǒng)隨機接入的成功率達到最高的LTE系統(tǒng)中M2M用戶接入的控制方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種LTE系統(tǒng)中M2M用戶接入的控制方法，其特征在于:所述LTE系統(tǒng)中只有H2H用戶和M2M用戶接入時，所述控制方法為:I)設(shè)LTE系統(tǒng)中有i個H2H用戶接入，j個M2M用戶接入，M2M用戶的接入比率為α，Η2Η用戶和Μ2Μ用戶的到達率分別滿足參數(shù)為λ Μ的泊松分布，Ph su。。為Η2Η用戶隨機接入成功的概率，PM；SUCC為M2M用戶隨機接入成功的概率；2)當(dāng)前時隙某一信道有i個H2H用戶隨機接入的概率為
權(quán)利要求
1.一種LTE系統(tǒng)中M2M用戶接入的控制方法，其特征在于:所述LTE系統(tǒng)中只有H2H用戶和M2M用戶接入時，所述控制方法為: 1)設(shè)LTE系統(tǒng)中有i個H2H用戶接入，j個M2M用戶接入，M2M用戶的接入比率為α，Η2Η用戶和Μ2Μ用戶的到達率分別滿足參數(shù)為λ Η和λ Μ的泊松分布，PH；SUCC為H2H用戶隨機接入成功的概率，PM；SUCC為M2M用戶隨機接入成功的概率； 2)當(dāng)前時隙某一信道有i個H2H用戶隨機接入的概率為
2.—種LTE系統(tǒng)中Μ2Μ用戶接入的控制方法，其特征在于:所述LTE系統(tǒng)中有一級用戶、二級用戶、三級用戶接入時，所述控制方法為: 1)設(shè)定一級用戶的時間容忍度最低，二級用戶的時間容忍度次之，三級用戶的時間容忍度最高；一級用戶、二級用戶和三級用戶的達到率分別滿足參數(shù)為λρ λ2、入3的泊松分布；一級用戶到達時，優(yōu)先發(fā)起隨機接入；二級用戶到達時，若此時沒有一級用戶發(fā)起隨機接入，則讓二級用戶以比率Ci2進行隨機接入，而不管此時是否有三級用戶到達；當(dāng)三級用戶到達時，若此時既沒有一級用戶進行隨機接入，也沒有二級用戶進行隨機接入，那么三級用戶則以比率α3進行隨機接入；一級用戶到達的個數(shù)用Ii1表示，二級用戶達到的個數(shù)用η2表示，三級用戶到達的個數(shù)用H3表示； 2)當(dāng)前時隙某一信道有i個一級用戶隨機接入的概率為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LTE系統(tǒng)中M2M用戶接入的控制方法，所述LTE系統(tǒng)中只有H2H用戶和M2M用戶接入時，所述控制方法為設(shè)LTE系統(tǒng)中有i個H2H用戶接入，j個M2M用戶接入，M2M用戶的接入比率為α，H2H用戶和M2M用戶的到達率分別滿足參數(shù)為λH和λM的泊松分布，PH,succ為H2H用戶隨機接入成功的概率，PM,succ為M2M用戶隨機接入成功的概率；當(dāng)M2M用戶的接入比率α為時，M2M用戶隨機接入成功率最高。本發(fā)明通過設(shè)置最優(yōu)的接入比率，使得大量M2M用戶接入LTE系統(tǒng)時接入成功率最大，降低信道沖突的概率。
文檔編號H04W74/08GK103237357SQ20131015179
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月27日
發(fā)明者陳志德, 曾雅麗, 許力, 鄭金花 申請人:福建師范大學(xué)