申请/专利权人：南京邮电大学

申请日：2017-12-05

公开（公告）日：2020-07-03

公开（公告）号：CN108156595B

主分类号：H04W4/70(20180101)

分类号：H04W4/70(20180101);H04W74/08(20090101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.07.03#授权;2018.07.06#实质审查的生效;2018.06.12#公开

摘要：本发明公开了一种机器通信中基于定时提前命令的前导资源分配方法，该方法按以下步骤进行：1根据定时提前命令的特性，将小区半径设计为定时提前量化间隔的整数倍，并且根据定时提前量化间隔将小区分为K组，其中定时提前命令表示想要接入机器通信设备到基站的传播延迟；2基站根据小区中想要接入机器通信设备数量，结合可用的最大前导数量，依据“接入效率最大”原则，获得小区中实际使用的前导数量；3基站根据小区中实际使用的前导数量，根据最大接入效率的原则，获得小区中允许接入的机器通信设备数量。

主权项：1.一种机器通信中基于定时提前命令的前导资源分配方法，其特征在于，运用定时提前命令比较的方法，增加随机接入的效率；基于“接入效率最大”的原则，将可用的最大前导数量作为约束，对小区进行接入设备数量的控制和前导资源的分配，具体如下：步骤一、根据定时提前命令的特性，将小区半径设计为定时提前量化间隔的整数倍，并且根据定时提前量化间隔将小区分为K组，其中定时提前命令表示想要接入机器通信设备到基站的传播延迟；步骤二、基站根据小区中想要接入机器通信设备数量，结合可用的最大前导数量，依据“接入效率最大”原则，获得小区中实际使用的前导数量；步骤三、基站根据小区中实际使用的前导数量，根据接入效率最大的原则，获得小区中允许接入的机器通信设备数量；步骤一中，小区的半径设计为：R＝K*d＝16KTsc2其中，K是整数，表示实际需要的小区半径的大小的控制系数，也表示分组的数量；Ts表示系统的基本时间单位，为0.0325μs；c表示光的速度；d表示分组的组间距离；步骤二中，前导数量的控制是以可用的最大前导数量作为约束因子，依据“接入效率最大”原则，最终小区中实际使用的前导数量为： 0＜m≤mmax其中，mmax表示小区中可用的最大前导数量，m表示小区中实际使用的前导数量； 表示使得fx取得最大值时所对应的变量x的值；表示接入效率，这里pACB表示接入类别限制ACB，AccessClassBarring概率，N表示想要接入的机器通信设备数量；所述步骤二中小区中实际使用的前导数量的获取按照如下步骤进行：步骤a、设定迭代次数mmax，令n＝1，mtemp＝1，pACB＝1，Reff,temp＝0；步骤b、计算并判断其值是否大于Reff,temp，若判断结果为是，那么令mtemp＝n，进行步骤d；步骤c、若步骤b中的判断结果为否，不进行任何操作，进行步骤d；步骤d、令n＝n+1，判断n＝mmax+1是否成立，若判断结果为是，则进行步骤f；步骤e、若步骤d中的判断结果为否，则返回步骤b；步骤f、令m*＝mtemp，程序终止；步骤三中，允许接入的机器通信设备数量依据“接入效率最大”原则，即： 其中，C表示允许接入的机器通信设备数量；步骤三中小区中允许接入的机器通信设备数量按照如下步骤进行：步骤a、判断权利要求书4中获得的小区中实际使用的前导数量是否等于mmax，若判断结果为否，那么小区中允许接入的机器通信设备数量为N，程序终止；步骤b、若步骤a中的判断结果为是，那么设定迭代次数N，令n＝1，Ctemp＝1，Reff,temp＝0；步骤c、计算并判断其值是否大于Reff,temp，若判断结果为是，那么令Ctemp＝n，进行步骤e；步骤d、若步骤c中的判断结果为否，不进行任何操作，进行步骤e；步骤e、令n＝n+1，判断n＝N+1是否成立，若判断结果为是，则进行步骤g；步骤f、若步骤e中的判断结果为否，则返回步骤c；步骤g、令C*＝Ctemp，程序终止。

全文数据：一种机器通信中基于定时提前命令的前导资源分配方法技术领域[0001]本发明涉及物联网环境中机器型通信的前导资源管理技术领域，特别是一种机器通信中基于定时提前命令的前导资源分配方法。背景技术[0002]机器型通信又被称为机器对机器通信，是发展物联网网络的一种关键技术，在没有人为干预的情况下，机器型通信能够为机器与机器之间提供连接，并且能与人与人通信实现和谐共存。然而这样的通信方式却包括了大量的接入设备，并且由于前导资源的短缺，如果数量如此众多的接入设备直接接入到现有的无线接入网络将会导致接入效率低、随机接入负荷大和接入拥塞的问题，甚至会使人与人的通信产生混乱。运用定时提前命令比较的技术可以有效地提高接入效率，但是在接入设备数量比较小时，不对前导数量进行控制，会造成前导资源的浪费;在接入设备数量比较大时，不对接入的设备数量进行控制，接入效率仍然比较低。所以本发明提出了在运用定时提前命令的基础上，对接入设备数量和前导资源进彳丁动态控制，可以有效地提尚接入效率。发明内容[0003]根据本发明提出的一种机器通信中基于定时提前命令的前导资源分配方法，运用定时提前命令比较的方法，增加随机接入的效率;基于“接入效率最大”的原则，将可用的最大前导数量作为约束，对小区进行接入设备数量的控制和前导资源的分配，具体如下：[0004]步骤一、根据定时提前命令的特性，将小区半径设计为定时提前量化间隔的整数倍，并且根据定时提前量化间隔将小区分为K组，其中定时提前命令表示想要接入机器通信设备到基站的传播延迟。[0005]步骤二、基站根据小区中想要接入机器通信设备数量，结合可用的最大前导数量，依据“接入效率最大”原则，获得小区中实际使用的前导数量；[0006]步骤三、基站根据小区中实际使用的前导数量，根据最大接入效率的原则，获得小区中允许接入的机器通信设备数量。[0007]作为本发明所述的一种机器通信中基于定时提前命令的前导资源分配方法进一步优化方案，步骤一中，小区的半径设计为：[0008]R=K*d=16KTsc2[0009]其中，K是整数，表示实际需要的小区半径的大小的控制系数，也表示分组的数量；Ts表示系统的基本时间单位，为0.0325ys;c表示光的速度;d表示分组的组间距离。[0010]作为本发明所述的一种机器通信中基于定时提前命令的前导资源分配方法进一步优化方案，步骤二中，前导数量的控制是以可用的最大前导数量作为约束因子，依据“接入效率最大”原则，最终小区中实际使用的前导数量为：[0013]其中，mmax表示小区中可用的最大前导数量，m表示小区中实际使用的前导数量；表示使得fX取得最大值时所对应的变量X的值；表示接入效率，这里PAeB表示接入类别限制ACB，AccessClassBarring概率，N表示想要接入的机器通信设备数量。[0014]作为本发明所述的一种机器通信中基于定时提前命令的前导资源分配方法进一步优化方案，步骤二中，小区中实际使用的前导数量的获取按照如下步骤进行：[0015]步骤a、设定迭代次数mmax，令n=I，mtemp=I，PACB=I，Reff,temp=0;[0016]步骤b、计算，:并判断其值是否大于Reff,temp，若判断结果为是，那么令mtemP=n，丨，进行步骤d;[0017]步骤c、若步骤b中的判断结果为否，不进行任何操作，进行步骤d;[0018]步骤d、令n=n+l，判断n=mmax+l是否成立，若判断结果为是，则进行步骤f;[0019]步骤e、若步骤d中的判断结果为否，则返回步骤b;[0020]步骤f、令m*=mtemp，程序终止。[0021]作为本发明所述的一种机器通信中基于定时提前命令的前导资源分配方法进一步优化方案，步骤三中，允许接入的机器通信设备数量依据“接入效率最大”原则，即：[0024]其中，C表示允许接入的机器通信设备数量。[0025]作为本发明所述的一种机器通信中基于定时提前命令的前导资源分配方法进一步优化方案，步骤三中，小区中允许接入的机器通信设备数量按照如下步骤进行：[0026]步骤a、判断步骤二中获得的小区中实际使用的前导数量是否等于mmax，若判断结果为否，那么小区中允许接入的机器通信设备数量为N，程序终止；[0027]步骤b、若步骤a中的判断结果为是，那么设定迭代次数N，令n=I，Cte3mP=1，Reff,temp—0；[0028]步骤c、计;I.并判断其值是否大于Reff,temp，若判断结果为是，那么令Ctemp=n，进行步骤e;[0029]步骤d、若步骤c中的判断结果为否，不进行任何操作，进行步骤e;[0030]步骤e、令n=n+l，判断n=N+l是否成立，若判断结果为是，则进行步骤g;[0031]步骤f、若步骤e中的判断结果为否，则返回步骤c;[0032]步骤g、令C*=Ctemp，程序终止。[0033]本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：[0034]1本方法运用定时提前命令比较的方法，增加随机接入的效率；[0035]2本方法基于“接入效率最大”的原则，将可用的最大前导数量作为约束，对小区进行接入设备数量的控制和前导资源的分配，可以在接入设备数量变化的情况下，仍然保持较高的接入效率。附图说明[0036]图1为本发明实施例提供的一种机器通信中基于定时提前命令的前导资源分配方法的流程图。[0037]图2为图1步骤102的具体实施步骤流程图。[0038]图3为图1步骤103的具体实施步骤流程图。具体实施方式[0039]为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。[0040]如图1所示，本发明实施例提供的种机器型通信系统中基于定时提前命令的接入设备控制和前导资源分配方法的流程图，该方法包括以下步骤：[0041]步骤101:根据定时提前命令的特性，将小区半径设计为定时提前量化间隔的整数倍，并且根据定时提前量化间隔将小区分为K组，其中定时提前命令表示想要接入机器通信设备到基站的传播延迟。小区的半径设计为：[0042]R=K*d=16KTsc2[0043]其中，K是整数，表示实际需要的小区半径的大小的控制系数，也表示分组的数量；Ts表示系统的基本时间单位，为0.0325ys;c表示光的速度;d表示分组的组间距离。[0044]步骤102:前导数量的控制是以可用的最大前导数量作为约束因子，依据“接入效率最大”原则，最终小区中实际使用的前导数量为：[0047]其中，mmax表示小区中可用的最大前导数量，m表示小区中实际使用的前导数量；表示使得fX取得最大值时所对应的变量X的值；表示接入效率，这里VyPacb表示接入类别限制ACB，AccessClassBarring概率，N表示想要接入的机器通信设备数量。[0048]步骤103:允许接入的机器通信设备数量依据“接入效率最大”原则，即：[0051]其中，C表示允许接入的机器通信设备数量。[0052]如图2所示，图1步骤102的具体实施步骤流程图，包括如下步骤：[0053]步骤201:设定迭代次数mmax+1，令n=I，Ctemp=I，PACB=I，Reff,temp=0。[0054]步骤202:计算当前导数量为η时的接入效率^并判断其值是否大于Reff,temp〇[0055]步骤203:令mtemp=n，[0057]步骤204:令n=n+l，判断n=mmax+l是否成立。[0058]步骤205:令m*=mtemp，程序终止。[0059]如图3所示，图1步骤103的具体实施步骤流程图，包括如下步骤：[0060]步骤301:判断权利要求书4中获得的小区中实际使用的前导数量是否等于mmax。[0061]步骤302:设定迭代次数N+1，令n=I，Ctemp=I，Reff,temp=0。[0062]步骤303:计算当接入数量为η时接入效率并判断其值是否大于Rrff,temp。[0063]步骤304:令Ctemp=n，[0065]步骤305:令n=n+l，判断n=N+l是否成立。[0066]步骤306:令C*=Ctemp，程序终止。[0067]以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

权利要求：1.一种机器通信中基于定时提前命令的前导资源分配方法，其特征在于，运用定时提前命令比较的方法，增加随机接入的效率;基于“接入效率最大”的原则，将可用的最大前导数量作为约束，对小区进行接入设备数量的控制和前导资源的分配，具体如下：步骤一、根据定时提前命令的特性，将小区半径设计为定时提前量化间隔的整数倍，并且根据定时提前量化间隔将小区分为K组，其中定时提前命令表示想要接入机器通信设备到基站的传播延迟；步骤二、基站根据小区中想要接入机器通信设备数量，结合可用的最大前导数量，依据“接入效率最大”原则，获得小区中实际使用的前导数量；步骤三、基站根据小区中实际使用的前导数量，根据最大接入效率的原则，获得小区中允许接入的机器通信设备数量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中，小区的半径设计为：其中，K是整数，表示实际需要的小区半径的大小的控制系数，也表示分组的数量;1表示系统的基本时间单位，为〇.〇325ys;c表示光的速度;d表示分组的组间距离。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二中，前导数量的控制是以可用的最大前导数量作为约束因子，依据“接入效率最大”原则，最终小区中实际使用的前导数量为：其中，mmax表示小区中可用的最大前导数量，m表示小区中实际使用的前导数量；表示使得fX取得最大值时所对应的变量X的值；表示接入效率，这里V.Pacb表示接入类别限制ACB，AccessClassBarring概率，N表示想要接入的机器通信设备数量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述小区中实际使用的前导数量的获取按照如下步骤进行：步骤a、设定迭代次数mmax，令n=I，mtemp=I，pACB=I，Reff,temp=O;步骤b、计算并判断其值是否大于Reff,temp，若判断结果为是，那么令mtemP=n，，进行步骤d;步骤C、若步骤b中的判断结果为否，不进行任何操作，进行步骤d;步骤d、令n=n+l，判断n=mmax+l是否成立，若判断结果为是，贝Ij进行步骤f;步骤e、若步骤d中的判断结果为否，则返回步骤b;步骤f、令ΠΙ*=IIltemp，程序终止。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤三中，允许接入的机器通信设备数量依据“接入效率最大”原则，BP:其中，C表示允许接入的机器通信设备数量。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，小区中允许接入的机器通信设备数量按照如下步骤进行：步骤a、判断权利要求书4中获得的小区中实际使用的前导数量是否等于mmax，若判断结果为否，那么小区中允许接入的机器通信设备数量为N，程序终止；步骤b、若步骤a中的判断结果为是，那么设定迭代次数N，令n=I，Ctemp=I，Reff,temp=〇；步骤C、计算并判断其值是否大于Reff,temp，若判断结果为是，那么令Ctemp=n，，进行步骤e;步骤d、若步骤c中的判断结果为否，不进行任何操作，进行步骤e;步骤e、令n=n+l，判断n=N+l是否成立，若判断结果为是，则进行步骤g;步骤f、若步骤e中的判断结果为否，则返回步骤c;步骤g、令C=Ctemp，程序终止。

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