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CN104427633B - 随机接入回退的控制方法 - Google Patents

随机接入回退的控制方法 Download PDF

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CN104427633B
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Abstract

本申请公开了一种随机接入回退的控制方法，包括：当用户设备当前的随机接入失败时，记录当前随机接入连续失败的次数N_fail；利用所述N_fail，按照T=f（N_fail），计算当前的回退候选时间T，其中f（x）为单增函数；利用所述T，按照Tdf=min（T,Tmax），计算当前的等待阈值Tdf，其中，所述Tmax为预设的最长回退时间；利用所述Tdf，按照t=uniform（0，Tdf），产生当前的回退时间t，其中uniform（0，Tdf）为产生在区间（0，Tdf）内均匀分布的随机数的函数；所述用户设备在当前随机接入响应窗结束之后，等待所述t秒之后发起新的随机接入。本发明可以满足不同接入负荷场景下的接入需求。

Description

随机接入回退的控制方法
技术领域
本发明涉及移动通信技术，特别是涉及一种随机接入回退的控制方法。
背景技术
LTE230系统是工作于230兆频段，面向电力系统数据采集、配电控制、视频通信等应用的无线网络。LTE230系统的网络包括业务终端、接入网、核心网、主站和操作维护中心等。
LTE230系统信号频谱是分布在230频段的离散频点。频点间隔25kHz。每个频点上的信号的调制方式是OFDM。每个频点具有10个有效子载波。LTE230是TDD系统，LTE230的信号帧由上行、下行以及一个特殊时隙组成。信号帧长为25ms，包含5个子帧，其中上行占用3个子帧，下行1个子帧，特殊时隙占用1个子帧。LTE230系统的每个小区具有3个同步频点，小区广播和同步信号在同步频点上交替地隔帧发送。
同步频点的上行帧被PRACH信道占用。一个小区每秒有320个随机接入资源。其中竞争的随机接入资源有280个，非竞争的随机接入资源有40个。UE在随机接入时发送随机接入请求。如果有多个UE同时在一个PRACH信道上发送，就会发生碰撞。UE在发送完随机接入请求之后，在随机接入响应窗内接受eNB发送的随机接入响应。如果没有接收到自己的随机接入响应，则进行等待的时间为：t＝uniform(0,Tdf)，其中，Uniform(0，T)是一个随机数产生函数，它产生一个(0，T)均匀分布的随机数。Tdf是一个系统预设的等待阈值，该参数的取值固定，为1秒。
现有系统中，一个小区总共有竞争的随机接入资源为每秒280个。小区最大用户数为2000。LTE230的用户设备(UE)进行随机接入的场合有5种：1、UE上电启动；2、UE失锁；3、eNB释放UE；4、UE进行小区切换(利用非竞争随机接入资源)；5、小区参数更新。
上述5种场合中，不同场合下对Tdf的取值需求不一样。前4种场合下，尽管用户数很大，但真正进行随机接入的UE数很小。因此，Tdf可以定义得较小就可以满足接入资源要求，并且Tdf较大时，UE等待时间会长，会影响使UE接入速度较慢。而在第5种情况下，小区内的所有UE都需要进行随机接入，此时如果Tdf设置地较小，每秒中发送随机接入请求的UE就会很多，这样就会造成碰撞概率增加，最终导致小区接入信道阻塞，所有UE都无法接入。另外，当由于发生碰撞而导致UE接入失败的次数达到一定数量时，UE无法获知这些失败是由于碰撞引起的，会误把当前频点fc视为无法接入的频点，而重新执行频点搜索流程，进行其他所有可能频点的搜索。而LTE230系统只有一个接入频点，如果UE进入遍历状态，则只有当其完成其他所有可能频点的遍历后，才能回来重新搜索频点fc，显然这个搜索过程是很耗时的。
由此可见，现有随机接入方法中Tdf的取值固定化，会造成UE接入时间很长，很难满足不同接入负荷场景下的接入需求。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种随机接入回退的控制方法，该方法可满足不同接入负荷场景下的接入需求。
为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：
一种随机接入回退的控制方法，包括：
a、当用户设备当前的随机接入失败时，记录当前随机接入连续失败的次数N_fail；
b、利用所述N_fail，按照T＝f(N_fail)，计算当前的回退候选时间T，其中f(N_fail)为单增函数；
c、利用所述T，按照Tdf＝min(T,Tmax)，计算当前的等待阈值Tdf，其中，所述Tmax为预设的最长回退时间；
d、利用所述Tdf，按照t＝uniform(0，Tdf)，产生当前的回退时间t，其中uniform(0，Tdf)为产生在区间(0，Tdf)内均匀分布的随机数的函数；
e、所述用户设备在当前随机接入响应窗结束之后，等待所述t秒之后发起新的随机接入。
综上所述，本发明提出的随机接入方法，根据随机接入失败次数来动态地设置Tdf，可以缩短用户接入时间，有效满足不同接入负荷场景下的接入需求。
附图说明
图1为本发明实施例一的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
本发明的核心思想是：记录随机接入的失败次数，根据该失败次数来动态地调整Tdf，从而可以使Tdf的取值与当前的场景需要所匹配，从而可以满足不同接入负荷场景下的接入需要。
图1为本发明实施例一的流程示意图，如图1所示，该实施例主要包括：
步骤101、当用户设备当前的随机接入失败时，记录当前随机接入连续失败的次数N_fail。
这里考虑到接入失败的次数可以反映出当前系统的接入负荷，因此在本步骤中用户设备接入失败后，需要记录接入失败的次数，以便据此动态的设置当前的等待阈值Tdf，以使Tdf的取值与当前的场景需要所匹配，在接入负荷小时，连续失败的次数少，则Tdf的值会小，相应的回退的时间也会小，如此可以缩短用户设备的等待时间、提高接入速率；而在在接入负荷大时，连续失败的次数多，则Tdf的值会大，相应的回退的时间也会大，这样，可以减少接入负荷重时的碰撞概率，避免小区接入信道的阻塞，提高用户设备的接入成功率。
步骤102、利用所述N_fail，按照T＝f(N_fail)，计算当前的回退候选时间T，其中f(N_fail)为单增函数。
这里，为了确保回退候选时间T能反映出当前的接入负荷程度，需要使f()为单增函数，即连续接入失败的次数越多说明当前的接入碰撞次数越多，接入负荷越重，需要回退的时间越长，此时，该T的值也将越大。较佳地，f(N_fail)＝2N_fail或者f(N_fail)＝polynomial(N_fail)，其中polynomial(x)为任意一个多项式函数，并且当x>0时所述polynomial(x)为单增函数，但不限于此，只要满足增函数要求即可。
步骤103、利用所述T，按照Tdf＝min(T,Tmax)，计算当前的等待阈值Tdf，其中，所述Tmax为预设的最长回退时间，min(T,Tmax)是从T和Tmax中找出最小值的函数。
在实际应用中，所述Tmax设置的过大或过小，都将影响Tdf与实际场景的匹配度，本领域技术人员根据实际接入最大负载的场景进行仿真选取合适的Tmax，使所有UE完成的接入的时间最短。
步骤104、利用所述Tdf，按照t＝uniform(0，Tdf)，产生当前的回退时间t，其中uniform(0，Tdf)为产生在区间(0，Tdf)内均匀分布的随机数的函数。
步骤105、所述用户设备在当前随机接入响应窗结束之后，等待所述t秒之后发起新的随机接入。
从上述方案可以看出，本发明通过根据接入失败次数对Tdf进行动态设置，可以使回退时间t与当前场景的接入负荷相匹配，满足常态(即前4种场景)和第5种小区参数更新场景下用户设备的接入需求，从而可以尽可能地提高用户的接入速率，并能有效减少由于t设置的不合理而导致的接入碰撞。
进一步地，为了避免在当前的接入频点不可用时UE依然连续多次在该频点上发起随机接入过程，进而使得UE的随机接入失败。在步骤101中还可以进一步包括以下内容：
用户设备判断所述N_fail是否达到预设的最大失败次数N_fail_max，如果是，则结束在当前接入频点的随机接入过程，否则，执行步骤102。
这样，在随机接入失败的次数达到最大允许值时，UE可以认为当前接入频点不可接入，停止在该频点上进行接入，以便此后UE可以重新发起接入频点的搜索过程，以进行其他所有可能频点的搜索，使UE可以成功地进行随机接入。
在实际应用中，对于所述最大失败次数N_fail_max的设置，本领域技术人员可以通过在最大接入负载场景、最大回退时间Tmax等条件进行仿真选取合适的N_fail_max，使得UE有足够多的机会接入并尽能少地进行其他频点的遍历。
需要说明的是本发明并不限应用于LTE230系统，只要系统对于不同接入负荷场景下有不同的接入需要，均可应用本发明。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种随机接入回退的控制方法，其特征在于，包括：
a、当用户设备当前的随机接入失败时，记录当前随机接入连续失败的次数N_fail；
b、利用所述N_fail，按照T＝f(N_fail)，计算当前的回退候选时间T，其中f(N_fail)为单增函数；
c、利用所述T，按照Tdf＝min(T,Tmax)，计算当前的等待阈值Tdf，其中，所述Tmax为预设的最长回退时间；
d、利用所述Tdf，按照t＝uniform(0，Tdf)，产生当前的回退时间t，其中uniform(0，Tdf)为产生在区间(0，Tdf)内均匀分布的随机数的函数；
e、所述用户设备在当前随机接入响应窗结束之后，等待所述t秒之后发起新的随机接入。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，f(N_fail)＝2N_fail。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，f(N_fail)＝polynomial(N_fail)，其中polynomial(x)为任意一个多项式函数，并且当x>0时所述polynomial(x)为单增函数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a进一步包括：
所述用户设备判断所述N_fail是否达到预设的最大失败次数N_fail_max，如果是，则结束在当前接入频点的随机接入过程，否则，执行步骤b。
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