[發明專利]一種大規模MTC與H2H共存場景中基于H2H動態特性的資源分配方法

有效

• 申請號: 202010085231.2
• 申請日: 2020-02-10
• 公開（公告）號: CN111294775B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 王熠晨;王弢;王璋楠;肖湘湘;趙書玉;焦曉芬
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04W4/70
• 分類號: H04W4/70;H04W24/06;H04W74/08;H04W72/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

1.大規模MTC與H2H共存場景中基于H2H動態特性的資源分配方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、建立大規模MTC與H2H共存場景的系統模型；

S2、對大規模MTC與H2H共存場景中資源分配基本參數進行分析；

S3、在每個隨機接入機會中基站利用負載估計設置接入類阻塞檢驗的最佳門限，并推導每個隨機接入機會內帶有機器類通信設備身份信息的平均吞吐量；

S4、構建資源分配優化問題，在保證H2H業務成功傳輸概率的前提下最大化每個隨機接入機會內大規模MTC的吞吐量；

S5、采用馬爾科夫鏈對H2H用戶在網絡中的狀態進行建模，表征H2H業務傳輸的動態特性；

S6、基于步驟S5建立的馬爾科夫鏈模型分析H2H用戶在隨機接入與數據發送中狀態轉移概率；

S7、根據H2H狀態轉移概率特性對H2H用戶的平穩分布進行分析，計算H2H業務成功傳輸概率，并利用不動點迭代算法計算得到平穩分布下的到達速率；

S8：根據步驟S7得到的到達速率計算任意一個H2H用戶接入網絡并成功完成傳輸的概率，代入優化問題并采用三維搜索算法求解優化問題如下：

其中，N_RB為每個RAO內資源塊總數，為用于構建PRACH的資源塊個數，N_P為PRACH上可用的前導碼總數，為分配給MTC業務的前導碼個數，N_S為PUSCH總數，為分配給MTC業務的PUSCH個數，T_M為MTC業務在每個RAO內的平均吞吐量，P_F為H2H用戶在一次隨機接入中沒有獲取到PUSCH發送數據的概率，m為最大前導碼重發次數，P_R為H2H用戶每次數據發送的重傳概率，r為最大數據重傳次數，P_th為H2H業務所要求最低成功傳輸概率的閾值；

返回最大MTC吞吐量以及對應的資源配置方案參數集得到最優的資源配置方案。

2.根據權利要求1所述的大規模MTC與H2H共存場景中基于H2H動態特性的資源分配方法，其特征在于，步驟S1中，小區基站BS具有N_H個H2H用戶終端設備、以及N_M個機器類通信設備，各個終端設備的業務到達獨立且均為強度為λ_I的泊松過程，則在小區網絡中總的H2H業務到達服從強度為λ_H＝N_Hλ_I的泊松過程，每個終端設備業務到達后，每次到達對應的發送數據量為一服從均勻分布的隨機變量面向物聯網的通信設備到達模型服從貝塔分布，并具有固定的數據包格式，每個帶有機器類通信設備身份信息到達后發送數據量為一個常量大規模MTC與H2H共存場景中采用不同的隨機接入與數據發送協議服務兩種業務，H2H業務仍然采用傳統蜂窩網絡中原有的LTE協議完成隨機接入與數據發送，大規模MTC業務采用簡化的信令交互方式完成隨機接入與數據發送。

3.根據權利要求2所述的大規模MTC與H2H共存場景中基于H2H動態特性的資源分配方法，其特征在于，大規模MTC業務具體為：

采用蜂窩網絡中的接入類阻塞方法進行檢驗，通過接入類阻塞方法檢驗的機器類通信設備向基站發送帶有機器類通信設備身份信息的前導碼，基站通過解碼識別出前導碼無碰撞的機器類通信設備的設備ID并答復隨機接入響應消息，在隨機接入響應消息中，基站為機器類通信設備分配物理上行共享信道，機器類通信設備隨后在指定的物理上行共享信道上發送調度信息與小數據包，基站在解碼成功后返回碰撞解決與接收反饋信息。

4.根據權利要求1所述的大規模MTC與H2H共存場景中基于H2H動態特性的資源分配方法，其特征在于，步驟S2中，在每個隨機接入機會內，有個資源塊用于構建物理隨機接入信道，個資源塊用于構建物理上行共享信道，為H2H業務分配個前導碼與個物理上行共享信道，剩余個前導碼與個物理上行共享信道分配給大規模MTC業務，資源配置參數集合根據最優的和取值確定資源分配方案。