[发明专利]带冲突检测的两阶段无连接协议资源分配方法

说明书

本发明提出了一种带冲突检测的两阶段无连接协议资源分配方法，具体包括以下步骤：S1：基于冲突检测功能确定当前接入周期发送成功的调度请求前导数n_s,SR(i)和分配给数据传输的时频资源块数目R_data(i)；S2：获取当前接入周期和上一接入周期分配给调度请求的时频资源块数目R_SR(i)和R_SR(i‑1)；S3：按照确定下一接入周期分配给调度请求的时频资源块数目，其中，Δ(i)＝n_s,SR(i)‑R_data(i)表示当前接入周期发送成功的调度请求前导数与分配给数据传输的时频资源块数目的差值，Δ(i‑1)表示上一接入周期的差值，i表示接入周期的序列号。其效果是：折衷了需要反馈调度请求三状态信息的两阶段无连接接入协议的复杂度，利用较少的性能损失，实现了无需用户数估计的最优资源分配。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种带冲突检测的两阶段无连接协议资源分配方法。

背景技术

大规模机器类通信(mMTC，massive machine type communications)是第五代移动通信定义的三大典型应用场景之一，是3GPP为智慧城市、智能能源、环境监测等以传感和数据采集为目标的应用场景提出的一种海量低功耗广域覆盖技术，面临海量连接、超低功耗、广域覆盖与深度覆盖、信令与数据相互触发等技术挑战。当海量机器类终端(MTD，machine type devices)短时间内同步入网时，其业务模式将表现出明显的瞬时突发特性,该特性将造成承载网络严重的流量过载或网络拥塞，尤其是资源稀少的无线接入网及其控制平面。为缓解上述问题，研究者们提出了诸如分类受控接入、动态资源分配、专属的退避机制以及无连接接入协议等候选解决方案。其中，前三类为3GPP标准化进程中的过渡策略，期望通过充分利用和优化现有网络技术来承载mMTC业务。无连接接入作为5G mMTC的长期策演进策略，允许MTD无需建立无线承载就进行小数据传输，可最大程度降低系统信令开销与MTD能耗，是解决mMTC海量连接问题的重要研究方向之一。

在现有研究基础上，无连接接入宏观上可分为一阶段无连接接入(OSCLA)和两阶段无连接接入(TSCLA)两大类。当采用OSCLA时，MTD直接以竞争接入的方式发送小数据包,如编码时隙ALOHA及其改进型。除极少的同步开销外，直接竞争接入几乎不引入额外的系统信令开销，但随着MTD终端数的增加OSCLA性能将竞争接入冲突概率的增加急剧降低。尽管该问题可在一定程度上通过ALOHA或多前导单次随机接入等方式部分解决，但这需要重新设计MTD与基站的无线接入协议，存在后向兼容的问题。当采用TSCLA时，MTD需要发送调度请求后才能开始小数据包发送。尽管发送调度请求会引入额外的时延，但TSCLA却可据此合理分配调度请求阶段和数据传输阶段的资源达到提高系统吞吐量、最大化资源利用率的目的。更为重要的是TSCLA的两阶段工作方式与现行蜂窝网的资源预约型无线接入协议相仿，无需过多协议修改即可应用，不存在后向兼容问题。简言之，OSCLA因采用竞争接入而更适合低负载场景的小包传输；而TSCLA因可合理调度请求阶段和数据传输阶段资源配比而更适合中高负载场景。

进一步的，TSCLA源于现行蜂窝网的两阶段资源预约型无线接入协议，根据其资源分配方式可进一步分为三个子类。为描述方便，本发明将这三个子类按序编号为TSCLA1，TSCLA2，TSCLA3并将其工作原理概述如下：

(1)TSCLA1为每一个调度请求申请绑定一个固定的数据传输资源，而TSCLA2与TSCLA3无需这样的一一对应关系。

(2)TSCLA2为每一个活跃的调度请求申请随机分配有限的数据传输资源，这需要基站反馈调度请求申请空闲或活跃的信息，即调度请求申请的两状态反馈。

(3)TSCLA3为每一个成功的调度请求申请随机分配有限的数据传输资源，这需要基站反馈调度请求申请空闲、成功或冲突的信息，即需在活跃调度请求申请的基础上进行冲突检测以反馈调度请求申请的三状态信息。