CN105792382B - 一种基于acb的海量终端接入过载控制方法 - Google Patents
一种基于acb的海量终端接入过载控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105792382B CN105792382B CN201610351715.0A CN201610351715A CN105792382B CN 105792382 B CN105792382 B CN 105792382B CN 201610351715 A CN201610351715 A CN 201610351715A CN 105792382 B CN105792382 B CN 105792382B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- acb
- control parameter
- acb control
- collsion
- lead code
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 3
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 claims description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 13
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 description 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 description 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W74/00—Wireless channel access
- H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA
- H04W74/0833—Random access procedures, e.g. with 4-step access
- H04W74/0841—Random access procedures, e.g. with 4-step access with collision treatment
- H04W74/085—Random access procedures, e.g. with 4-step access with collision treatment collision avoidance
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于ACB的海量终端接入过载控制方法，其一个实施例包括：基站广播系统信息：基站通过广播信道下发系统信息，所述系统信息包括初始的ACB控制参数；ACB机制的实施：到达接入时隙的用户产生一个随机数，若所述随机数小于所述ACB控制参数，则用户进行随机接入；过载程度统计：统计当前接入的过载程度；动态调整ACB控制参数：根据过载程度调整所述ACB控制参数；更新ACB控制参数：当所述ACB控制参数发生变化时，将改变后的ACB控制参数通过广播系统信息下发给用户，用户接受新的ACB控制参数的控制。本发明根据接入总量随着时间的变化，动态地控制用户接入到网络当中，可以很好的避免严重冲突，具有自适应性。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种基于ACB的海量终端接入过载控制方法。
背景技术
M2M(Machine to Machine)通信是所有机器类通信的总称，即通信的终端用户都是机器设备而不是人类，比如像车辆交通、健康医疗、智能能源、城市自动化和智能电网等等都是M2M通信的应用。因为是机器间的通信，因此同人与人之间的通信有很大的不同，其中一个最重要的特点就是M2M通信系统中通信终端的数量远远大于人与人之间通信的终端数量。目前，很多M2M通信都采用LTE(Long Term Evolution)通信系统作为其基本的通信架构。而LTE本身是为人类间通信设计的，若将LTE应用于M2M通信环境中，大量的用户都发起接入申请，LTE没有相应的处理机制，会引起严重的前导码冲突，使得网络拥塞，系统性能恶化。
针对海量用户的这一接入过载问题，有一种广泛研究和使用的方法，ACB(AccessClass Barring)机制。其具体的控制机制如下：eNB(evolved Node B，基站)会周期下发包含ACB控制参数a(a∈[0,1])的系统信息，若参与接入的UE(User Equipment，用户)被标记了ACB，其在发起随机接入过程时，首先要产生一个0到1之间的随机数，若随机数小于a值，才能开始随机接入过程，否则等待一定时间，再进行随机数选择，直到小于a值。基本的ACB机制中的控制参数a是固定的，不会随着接入量的变化而自适应地变化。若开始接入量较大，用一个较低的a值能够较好地控制接入量，减小冲突，但随着接入的进行，接入量慢慢变少后，若仍然采用该a值，会让少量的UE花费较长的时间接入到网络，使得系统效率不高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于ACB的海量终端接入过载控制方法，包括接入过载度的估计和ACB机制的实施两部分，根据接入总量随着时间的变化，动态地控制用户接入到网络当中，可以很好的避免严重冲突，具有自适应性。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于ACB的海量终端接入过载控制方法，包括：基站广播系统信息：基站通过广播信道下发系统信息，所述系统信息包括初始的ACB控制参数a；ACB机制的实施：到达接入时隙的用户产生一个随机数b，若所述随机数b小于所述ACB控制参数a，则用户进行随机接入；过载程度统计：统计当前接入的过载程度；动态调整ACB控制参数a：根据过载程度调整所述ACB控制参数a；更新ACB控制参数a：当所述ACB控制参数a发生变化时，将改变后的ACB控制参数a通过广播系统信息下发给用户，用户接受新的ACB控制参数a的控制。
所述随机数b的取值在0至1之间。
所述系统信息还包括随机接入可用的前导码和前导码冲突时的退避时间。
ACB机制的实施中，若所述随机数b大于或等于所述ACB控制参数a，用户根据退避时间退避，再产生所述随机数b，直到所述随机数b小于所述ACB控制参数a，用户进行随机接入。
所述当前接入的过载程度的统计方法为：基站统计每个接入时隙的前导码冲突情况，通过前导码冲突率Collsion_ratio来反映当前接入的过载程度。
所述前导码冲突率Collsion_ratio为每个接入时隙冲突的前导码占前导码个数的比例。
根据过载程度调整所述ACB控制参数a的方法为：基站计算连续m个前导码冲突率Collsion_ratio的平均值Collsion_ave；计算所得当前的平均前导码冲突率与前一次计算得到的平均前导码冲突率Collsion_avei-1的差值，若所述差值大于阈值c，则调整所述ACB控制参数a。
调整所述ACB控制参数a时，所述ACB控制参数a的计算公式为：
|Collsion_avei-Collsion_avei-1|＞c
a＝1-Collsion_avei·p
式中：c表示前导码冲突率Collsion_ratio变化值的一个判断阈值；p表示ACB控制参数a随冲突率变化的幅度。
本发明的有益效果是：
(1)本发明通过改进基本的ACB机制，提出一种随着接入量动态变化ACB控制参数的海量终端接入过载控制方法，该方法包括了接入过载度的估计和ACB机制的实施两部分，根据接入总量随着时间的变化，动态地控制用户接入到网络当中，可以很好的避免严重冲突，具有自适应性；
(2)本发明通过一个简单的公式估测当前接入负载，使得ACB控制参数能够随着负载的变化而动态变化，能够有针对性地控制用户接入，具有较强地自适应性，灵活性，资源利用率较高。
附图说明
图1为本发明的一个实施例的流程图；
图2为本发明的方法与标准LTE接入成功率的比较图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种基于ACB的海量终端接入过载控制方法，包括：
步骤一、基站广播系统信息：基站通过广播信道下发系统信息，所述系统信息包括初始的ACB控制参数a；所述系统信息还包括随机接入可用的前导码和前导码冲突时的退避时间等用户进行随机接入所需的基本信息。
步骤二、ACB机制的实施：到达接入时隙的用户产生一个随机数b(所述随机数b的取值在0至1之间)，若所述随机数b小于所述ACB控制参数a，则用户进行随机接入，即从可用前导码中随机选择一个前导码在随机接入信道上发送；若所述随机数b大于或等于所述ACB控制参数a，则用户根据退避时间退避，再产生所述随机数b，直到所述随机数b小于所述ACB控制参数a，然后用户进行随机接入。
步骤三、过载程度统计：统计当前接入的过载程度。
由于基站并不能直接知道当前接入申请的数量，因此为了掌握当前接入量的情况，基站统计每个接入时隙的前导码冲突情况，通过前导码冲突率Collsion_ratio来反映当前接入的过载程度，所述前导码冲突率Collsion_ratio为每个接入时隙冲突的前导码占前导码个数的比例。所述前导码冲突率Collsion_ratio的表达式如下：
式中：Collsion_pre表示每个接入时隙中的冲突前导码的个数；pre表示每个接入时隙可用的总前导码数，本实施例中为54个。
在每个接入时隙完成后计算所述前导码冲突率Collsion_ratio，若该值较大则说明接入总量较多，当前接入负载较大。
步骤四、动态调整ACB控制参数a：接入过程中，根据过载程度调整所述ACB控制参数a。
根据过载程度调整所述ACB控制参数a的方法为：基站计算连续m个前导码冲突率Collsion_ratio的平均值Collsion_ave；计算所得当前的平均前导码冲突率与前一次计算得到的平均前导码冲突率Collsion_avei-1的差值，若所述差值大于阈值c，则调整所述ACB控制参数a。
调整所述ACB控制参数a时，所述ACB控制参数a的计算公式为：
|Collsion_avei-Collsion_avei-1|＞c
a＝1-Collsion_avei·p
式中：c表示前导码冲突率Collsion_ratio变化值的一个判断阈值；p表示ACB控制参数a随冲突率变化的幅度，p越大，ACB控制参数a随前导码冲突率Collsion_ratio的值的变化越大。
当前导码冲突率Collsion_ratio的变化值超过阈值c才改变ACB控制参数a，这样避免了ACB控制参数a的频繁改变，同时也能达到根据负载状况动态改变ACB控制参数a的目的。当前导码冲突率Collsion_ratio升高，表示接入负载增大，应当减小ACB控制参数a以此来控制较大数量的接入申请；反之，则相反。阈值c的大小取决于自己期望ACB控制参数a随负载变化的灵敏度，阈值c过大表示前导码冲突率Collsion_ratio要有一个较大幅度的变化时，ACB控制参数a才改变，会使得ACB控制机制随负载的变化反应不够迅速；若阈值c过小，则ACB控制参数a的变化过于频繁，会增大系统的资源开销。
步骤五、更新ACB控制参数a：当所述ACB控制参数a发生变化时，将改变后的ACB控制参数a通过广播系统信息下发给各用户，用户接受新的ACB控制参数a的控制。然后从步骤二继续开始，循环整个过程，直到接入成功或者达到最大前导码传输次数。其中，若在接入过程中发生了前导码冲突，用户按照系统信息给定的退避时间窗口，随机退避一定的时间，开始重新发起随机接入过程。
将本发明中的方法与基本ACB机制和标准LTE方法进行仿真比较。其中在仿真过程中实施步骤中提到的m，c，p参数分别取值为5，0.05，3。将接入总量从300递增到3000，观察接入总量增大时，各方法下的接入成功率，如图2所示。由图2可以看到基本ACB和标准LTE随着接入量的增加，接入成功率都急剧下降，但是因为采用了一定的控制策略，基本ACB成功率略高于标准LTE。很明显的是，本发明的方法性能远远好于另外两种，即使接入总量达到3000，仍能保持接近于1的接入成功率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (3)
1.一种基于ACB的海量终端接入过载控制方法，其特征在于：包括：
基站广播系统信息：基站通过广播信道下发系统信息，所述系统信息包括初始的ACB控制参数a；
ACB机制的实施：到达接入时隙的用户产生一个随机数b，若所述随机数b小于所述ACB控制参数a，则用户进行随机接入；
过载程度统计：统计当前接入的过载程度；
动态调整ACB控制参数a：根据过载程度调整所述ACB控制参数a；
更新ACB控制参数a：当所述ACB控制参数a发生变化时，将改变后的ACB控制参数a通过广播系统信息下发给用户，用户接受新的ACB控制参数a的控制；
ACB机制的实施中，若所述随机数b大于或等于所述ACB控制参数a，用户根据退避时间退避，再产生所述随机数b，直到所述随机数b小于所述ACB控制参数a，用户进行随机接入；
其中，所述过载程度统计方法为：基站统计每个接入时隙的前导码冲突情况，通过前导码冲突率Collsion_ratio来反映当前接入的过载程度；
所述前导码冲突率Collsion_ratio为每个接入时隙冲突的前导码占前导码个数的比例；
所述根据过载程度调整所述ACB控制参数a的方法为：
基站计算连续m个前导码冲突率Collsion_ratio的平均值Collsion_ave；
计算所得当前的平均前导码冲突率Collsion_avei与前一次计算得到的平均前导码冲突率Collsion_avei-1的差值，若所述差值大于阈值c，则调整所述ACB控制参数a；
调整所述ACB控制参数a时，所述ACB控制参数a的计算公式为：
|Collsion_avei-Collsion_avei-1|＞c
a＝1-Collsion_avei•p
式中：c表示前导码冲突率Collsion_ratio变化值的一个判断阈值；p表示ACB控制参数a随冲突率变化的幅度。
2.根据权利要求1所述的一种基于ACB的海量终端接入过载控制方法，其特征在于：所述随机数b的取值在0至1之间。
3.根据权利要求1所述的一种基于ACB的海量终端接入过载控制方法，其特征在于：所述系统信息还包括随机接入可用的前导码和前导码冲突时的退避时间。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610351715.0A CN105792382B (zh) | 2016-05-24 | 2016-05-24 | 一种基于acb的海量终端接入过载控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610351715.0A CN105792382B (zh) | 2016-05-24 | 2016-05-24 | 一种基于acb的海量终端接入过载控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105792382A CN105792382A (zh) | 2016-07-20 |
| CN105792382B true CN105792382B (zh) | 2019-05-10 |
Family
ID=56380386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610351715.0A Expired - Fee Related CN105792382B (zh) | 2016-05-24 | 2016-05-24 | 一种基于acb的海量终端接入过载控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105792382B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109804670B (zh) * | 2016-10-07 | 2021-12-03 | 索尼移动通讯有限公司 | 动态接入禁止方法、无线通信终端、网络节点与系统 |
| CN106982470A (zh) * | 2017-02-21 | 2017-07-25 | 北京邮电大学 | 网络接入方法、mtc设备及基站 |
| CN107086900B (zh) * | 2017-05-08 | 2020-04-10 | 中国人民解放军理工大学 | 应对lte网络紧急事件的m2m通信接入控制优化方法 |
| CN110418371B (zh) * | 2018-04-28 | 2021-08-06 | 中国移动通信有限公司研究院 | 一种控制方法、网络设备和终端 |
| CN113810883A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-12-17 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 物联网大规模随机接入控制方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101414696B1 (ko) * | 2010-08-27 | 2014-07-04 | 엘지전자 주식회사 | 대규모 무선 접속 네트워크 상의 엑세스 클래스 차단과 백오프 컨트롤을 위한 mac pdu 시그널링 및 작동 방법 |
| CN102740493B (zh) * | 2011-04-02 | 2017-03-29 | 中兴通讯股份有限公司 | 终端接入控制调整方法及系统 |
| CN103929826B (zh) * | 2014-05-05 | 2015-11-18 | 盐城工学院 | 一种机器类通信终端自适应随机接入方法及系统 |
| CN104796942A (zh) * | 2015-04-20 | 2015-07-22 | 天津大学 | 一种基于LTE-Advanced系统的随机接入过载控制方法 |
-
2016
- 2016-05-24 CN CN201610351715.0A patent/CN105792382B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105792382A (zh) | 2016-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105792382B (zh) | 一种基于acb的海量终端接入过载控制方法 | |
| CN102651908B (zh) | 一种传输数据的方法及设备 | |
| CN106982467B (zh) | 一种基于动态分配prach资源的接入拥塞控制方法 | |
| KR101689364B1 (ko) | 에너지 하비스팅 사물 인터넷 네트워크에서의 에너지 적응적 자원 할당 방법과 장치 | |
| CN102740374B (zh) | 接入控制方法及系统 | |
| CN108112082A (zh) | 一种基于无状态q学习的无线网络分布式自主资源分配方法 | |
| CN108924939A (zh) | 用于NB-IoT系统区分设备优先级的上行传输前导码分配方法 | |
| CN107919951A (zh) | 基于tdma与csma/ca的电力线载波通信信道动态分配方法 | |
| CN103546906A (zh) | 非连续接收周期长度调整方法及其系统 | |
| CN107370550B (zh) | 面向实时WiFi的基于信道统计信息的速率自适应方法 | |
| Chou et al. | Contention-based airtime usage control in multirate IEEE 802.11 wireless LANs | |
| CN107094281B (zh) | 一种m2m设备接入基站时的接入方法及系统 | |
| CN110519849A (zh) | 一种针对移动边缘计算的通信和计算资源联合分配方法 | |
| CN110602798B (zh) | Lte网络机器通信随机接入最优参数分布式确定方法 | |
| CN106604286A (zh) | 一种基于虚拟化网络架构的LTE‑U与WiFi非授权频段共存自适应信道接入方法 | |
| EP2925072A1 (en) | Node scheduling method, device and system | |
| CN102170706B (zh) | 分布式认知无线电系统频谱接入方法 | |
| Arouk et al. | On improving the group paging method for machine-type-communications | |
| CN108347744B (zh) | 一种设备接入方法、装置及接入控制设备 | |
| CN112867117B (zh) | NB-IoT中一种基于Q学习的节能方法 | |
| CN102573006B (zh) | Lte中的m2m接入控制方法 | |
| CN113692060A (zh) | 多天线mimo场景下随机接入资源的配置与更新方法 | |
| CN105959978B (zh) | 一种基于lte的巨量m2m通信分组接入方法 | |
| CN101217775B (zh) | 上报上行业务量的方法、中间节点、信道切换方法与系统 | |
| Zhang et al. | ACB scheme based on reinforcement learning in M2M communication |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190510 Termination date: 20210524 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |