[发明专利]一种面向MTC应用的系统帧计时方法

说明书

本发明涉及一种面向MTC应用的系统帧计时方法，属于无线通信技术领域。为减少MTC巨量通信对接入资源的需求，终端可采取“首次基于竞争+其它周期非竞争”的方式接入网络。由于LTE帧计时器最大计时为10.24秒，不能满足机器通信的长定时的需求。本发明方法通过在LTE系统MIB信息中添加一个新字段，该新字段和SFN字段一起表示MTC的系统帧号，或使用SFN字段和MIB预留的10比特字段联合终端计数器三字段一起的方法来增加系统帧号的计数范围，使其大于终端业务的周期。对比LTE的系统帧计时器，本发明可以有效解决计数器范围小和MTC系统长定时的问题，对MTC通信有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种LTE系统帧的计时方法，特别涉及一种面向MTC应用的系统帧计时方法，属于无线通信技术领域。

背景技术

机器类通信(MTC,Machine-Type Communication)泛指通信双方至少一方是机器的通信，是没有人的参与的一种通信方式。作为5G通信系统最为重要的组成部分，MTC巨大的潜在应用前景，得到了许多研究机构和移动网络运营商的重视。

MTC通信的特点主要包括：低移动性、高时延性、上报频次低、周期性业务、低功耗、终端数量多以及小数据传输等。其中，最为显著的特性是巨量用户，因此机器类通信设备在同时进行随机接入时，会出现现有LTE资源不能满足其接入需求的现象。

以FDD-LTE系统为例，考虑接入资源最大配置时的情形，即PRACH的密度配置为每帧10个(PRACH容量最多的情况)，且有54个Preamble序列用来MTC设备基于竞争的接入使用(其它的10个Preamble序列用于非竞争接入时使用)，则每秒一共可提供的接入机会数是54000。根据接入碰撞概率计算公式(P_c＝1-e^-γ/L)，可以计算出当碰撞概率限定在1％时，每秒的接入强度只有542个用户。考虑用户密度仅为3万用户/小区，按3GPP协议给的MTC业务模型一(60秒的均匀分布)，那么平均每秒接入的用户为1167个，仅有46.4％的用户有接入机会，可见，LTE系统的PRACH资源是不能满足机器通信需求的。

而如果MTC终端使用非竞争的随机接入方式，同样有54个Preamble用于MTC设备基于非竞争接入使用。那么每个子帧都有54个不同的Preamble序列，可以分给54个不同的用户接入使用，且不会发生碰撞。如果Preamble序列需10毫秒释放掉，即每隔10毫秒同一Preamble序列分给不同的用户接入时使用，不能视为产生了碰撞现象，那么一个Preamble每秒可以供100个不同的用户接入使用，总共54个Preamble可以分给5400个用户进行非竞争接入时使用，且每个用户使用的Preamble序列号及PRACH信道资源是由基站指示的，不会发生碰撞现象。

由此可见，非竞争接入的容量要比基于竞争的随机接入的容量大很多，因此，MTC终端应在满足其通信要求的情况下，尽可能多的使用非竞争的随机接入方式，以简化接入流程，提高接入容量，减小因碰撞过高导致的接入失败的现象。

由于机器类通信大多数是周期性业务而且上报的频次低，因此MTC终端可以采取首次基于竞争地接入网络，在数据传输完成后，进入休眠状态，然后根据系统帧计满一个周期后，终端由休眠状态转为激活状态，重新进行随机接入过程，完成一个周期的通信过程。除首次采用基于竞争的接入网外，其它周期都使用非竞争的随机接入过程。采取这种方式可以减少MTC设备的在线时间，减轻网络拥塞，减少资源浪费，避免频繁接入带来的功率损耗等。