[發明專利]NB-IoT中的一種上行通信資源優化的方法

在審

• 申請號: 202010587670.3
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111970703A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 裴二榮;王振民;朱冰冰;張茹;楊光財;荊玉琪;周禮能
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04W16/10
• 分類號: H04W16/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于窄帶物聯網(Narrowband Internet of Things,NB?IoT)領域，涉及NB?IoT中的一種上行通信資源優化的方法。該方法在有限的上行通信資源中，根據系統中的實時負載情況，對窄帶物理接入信道(Narrowband physical random access channel,NPRACH)和窄帶物理上行共享信道(Narrowband physical uplink shared channel,NPUSCH)進行資源優化。具體步驟如下：S1：設置流量到達模型，設備最大重復次數；S2：第i個傳輸時間間隔(Transmission time interval,TTI)，根據最大容量準則控制接入的設備數；S3：根據接入設備數量得到成功傳輸的設備和丟包設備數；S4：預估t+1時隙的活躍設備數；S5：i←i+1，跳轉至S2。本發明能夠有效降低前導碼的碰撞概率，同時能夠獲得良好的吞吐量性能，減少上行通信資源浪費。

技術領域：

本發明屬于窄帶物聯網領域，涉及NB-IoT中的一種上行通信資源優化的方法。

背景技術：

在NB-IoT系統中，數據通信主要由上行信道完成，如何合理利用上行資源，使服務設備數最多一直是研究的一個方向。大多數文獻研究主要集中在如何降低前同步碼沖突，通常假設NPUSCH的資源足夠。然而，在實際系統中，因為上行信道的資源總數是固定的。如果更多的資源被分配給NPUSCH，則分配給NPRACH的資源將相應地減少。反過來，這會影響可用前同步碼的數量。另一方面，一些NPUSCH可能被浪費在沖突的前同步碼上，這進一步降低了資源使用的效率。

因此，針對實時的網絡負載情況和信道資源情況，設計一個良好的接入控制機制是很有必要的，它能控制合理的設備接入，有助于提高信道的資源利用率，同時減少浪費在碰撞前導碼上的NPUSCH資源，最大化設備接入吞吐量，降低通信時延。

1.發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種資源有限的動態接入控制算法，基站通過負載評估算法，可根據網絡實時業務負載，在有限的上行資源中,保證 NPRACH和NPUSCH的合理利用，最大化系統總吞吐量，提高上行資源利用率。

我們拓展了傳統的前導碼，使它能傳輸UE ID(user equipment identity,用戶設備信息)信息和NPRACH上的CRC(cyclic redundancy check,循環冗余校驗)。所有UE的ID信息和CRC都映射到保護頻帶中相同的保留子載波。UE ID的長度和映射子載波的位置是預定義的。給定每個UE具有唯一的ID，當一個以上的UE選擇相同的前同步碼并在相同的預定義子載波上發送它們的ID時，由于干擾，基站不能正確地解碼UE ID。因此，eNB認為沖突發生并且不會將NPUSCH 調度到該前同步碼，可以避免資源浪費。

為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種資源有限的動態接入控制算法，該方法包括以下步驟：

S1：設置流量到達模型，設備最大重復次數；

S2：根據最大容量準則控制第i個TTI的接入的設備數；

S3：根據接入設備數量得到成功傳輸的設備和丟包設備數；

S4：預估第i+1個TTI的活躍設備數；

S5：i←i+1，跳轉至S2。

進一步，在步驟S1中，模擬設備突發接入的業務場景，使用Beta(3,4)分布進行流量建模。在激活周期時間T_A內，有i個TTI，發起接入的NB-IoT終端設各密度函數公式為:

每個傳輸時間間隔新到達設備數量為：

其中，N為激活時間內發送的設備總數。