[发明专利]一种随机接入控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及宽带无线通讯系统的无线资源调度方法。

背景技术

H2H通信是指人与人之间的通信，人通过对设备的操作进行通信，现有无线通信技术是基于H2H的通信发展起来的。而M2M狭义上的定义是机器到机器的通信，广义上的定义是以机器终端智能交互为核心的、网络化的应用与服务。它是基于智能机器终端，以多种通信方式为接入手段，为客户提供的信息化解决方案，用于满足客户对监控、指挥调度、数据采集和测量等方面的信息化需求。

无线技术的发展是M2M市场发展的重要因素，它突破了传统通信方式的时空限制和地域障碍，使企业和公众摆脱了线缆束缚，让客户更有效地控制成本、降低安装费用并且使用简单方便。另外，日益增长的需求推动着M2M不断向前发展，与信息处理能力及网络带宽不断增长相矛盾的是，信息获取的手段远远落后，而M2M很好的满足了人们的这一需求，通过它人们可以实时监测外部环境，实现大范围、自动化的信息采集。因此，M2M可以应用于行业应用、家庭应用、个人应用等。行业应用如：交通监控、告警系统、海上救援、自动售货机、开车付费等。家庭应用如：自动抄表、温度控制等。个人应用如：生命检测、远端诊断等。

在现有技术中，提出了将属于一个用户的多个M2M移动终端分组操作的需求，具体的，将上述的多个M2M移动终端(MD，MTC device，或ME，MTC Equipment)，组成一组，网络可以对属于一个组的MD进行共同的计费、QoS控制、寻呼等操作。考虑到一个群组内的MD有着共同的属性，上述的基于群组的操作会大大节省网络的资源开销，以及带来处理的便利。

随机接入是无线通信系统中终端的一个最基本功能，它使终端与网络建立连接成为可能。诚如其名，这样的接入的发起以及采用的资源具有随机性，当然接入成功也具有随机性。随机接入有两种模式：基于竞争模式和基于非竞争模式。这两种模式的随机接入过程的流程是不同的，适用于不同的场景。

基于竞争模式的随机接入在下面的应用过程中适用：RRC_IDLE状态下的初始接入；无线链路出错以后的初始接入；RRC_CONNECTED状态下，当有上行数据传输时。

基于非竞争模式的随机接入在下面的应用过程中适用：RRC_CONNECTED状态下，当下行有数据传输时；终端在切换过程中的随机接入过程。

基于竞争模式的随机接入分为四个步骤：

步骤一、UE发送随机接入前导；UE在发起随机接入请求之前，从可用的随机接入发送机会中随机选择一个发送机会，从可用的前导码集合中等概率的随机选择一个前导码并且将所选前导码发送到基站。

步骤二、eNB向UE反馈随机接入响应消息。eNB若正确解出了前导码，则依据前导码反馈一个对应的随机接入响应(Random Access Response，简称RAR)，随机接入响应消息又可称为消息2(msg2)。前导码不止一个，因此eNB反馈的随机接入响应媒体接入控制协议数据单元(RAR MAC PDU)中包含多个前导码对应的RAR。

RAR MAC PDU的构成如图1所示。RAR MAC PDU由1个MAC头(header)和0或多个MAC RAR、以及可选的(optional)填充内容(padding)构成。其中MAC header由1个回退(backoff)子头(subheader)、0个或多个RAR subheader构成。其中backoff子头中包含了backoff值，每一个RAR子头则对应着每一个MAC RAR。

backoff值的作用是让随机接入失败的UE不立刻发起第二次随机接入，而是等待一段时间后，再发起第二次随机接入，这样可以降低接入碰撞概率，减少接入拥塞。

步骤三、终端反馈消息3(msg3)；UE收到和自己所发的前导码对应的RAR后，反馈消息3，消息3中包含UE的身份识别码。

步骤四、竞争解决；由于在步骤一中，可能发生多个UE使用了同一个前导码的情况，在这种情况下，这些UE都会在步骤3将自己的身份识别码发给eNB，当eNB收到的对应同一个前导码的UE身份识别码超过一个，eNB就会知道在这个前导码上发生了接入碰撞，或者说接入竞争。eNB可在这些发生竞争的UE中选择一个，将其识别信息包含在竞争解决消息中发回给UE。当发生竞争的UE在竞争解决消息中没有发现自己的识别信息，就会知道自己这次随机接入竞争失败。