一种基于资源分配的随机接入方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种基于资源分配的随机接入方法及装置，应用于网络设备，该方法包括：获取当前周期中新到达终端的数量及重传终端数量；根据所述当前周期中新到达终端的数量及重传终端数量确定当前周期的PRACH和PUSCH的资源分配及最大成功接入终端数量；判断所述新到达终端的数量是否不大于所述最大成功接入终端数量；如果是，允许全部所述新到达终端按照所述PRACH和PUSCH的资源分配进行当前周期的默认随机接入；如果否，则根据所述新到达终端对应的当前获取的随机数及限制因子进行随机接入。采用该方案可以提高重传终端在当前周期中的接入成功率，平均接入时延大大降低。
【专利说明】
-种基于资源分配的随机接入方法及装置
技术领域
[0001] 本发明设及无线通讯技术领域，特别设及一种基于资源分配的随机接入方法及装 置。
【背景技术】
[0002] 随着物联网高速的发展，未来的无线通信网络中会存在海量的物联网终端。当机 器与机器(Machine-t〇-Machine，M2M)之间通信的终端要求接入网络时，利用上行信道完成 随机接入并进行数据传输，其中，物理随机接入信道（Physical Random Access化annel， PRACH)用于前导序列的发送，物理上行共享信道（Physical Uplink Shared化annel， PUSCH)用于数据的传输。
[0003] 随机接入是终端接入网络的第一步，LTE化ong Term Evolution)系统的随机接入 一般通过W下步骤实现：
[0004] 步骤1:终端随机地选择一个前导序列，3GPP LTE规定每个小区用于竞争随机接入 的最多前导序列数目为64个，终端等概率地从中随机选择一个前导序列，并在PRACH上向需 要与之建立通信连接的网络设备发送选择的前导序列，进行随机接入尝试。
[0005] 步骤2:该网络设备通过PRACH接收终端发送的前导序列，检测该前导序列的标识， 然后该网络设备通过物理下行共享信道发送与该标识对应的随机接入响应信息(RAR)。其 中，RAR携带检测出的前导序列的标识、PUSCH资源信息、上行同步的时间提前量参数和临时 小区无线网络标识。
[0006] 步骤3:终端成功接收RAR后，按照接收到的时间提前量参数调整自身信号发送时 间，在RAR携带的PUSCH资源信息对应的PUSCH上向该网络设备发送调度信息。在步骤1中，如 果两个及两个W上终端同时选择同一前导序列，则运些终端将收到相同的RAR，并在相同的 PUSCH上发送不同的调度信息，运样多个调度信息互相干扰，使该网络设备不能译出任何信 息。
[0007] 步骤4:该网络设备接收到调度信息后，如果能准确译出该调度信息，则通过物理 下行共享信道发送竞争解决消息给相应的终端。
[000引步骤5:终端接收到竞争解决消息后，与该网络设备建立通信连接，表明随机接入 成功。
[0009] 然而，PRACH和PUSCH资源是有限的，不能保证所有终端均能成功接入并发送数据， 如果该网络设备不能译出任何信息，终端就接收不到竞争解决消息，表明终端发送的前导 序列发生了碰撞，随机接入失败。
[0010] 随机接入失败的终端会在下一周期再次发起随机接入请求，一般称运样的终端为 重传终端。如果大量首次发起随机接入请求的终端(新到达终端)与上一周期的重传终端同 时竞争PRACH和PUSCH资源，超过最大成功接入数量，则会造成比较严重的前导序列碰撞问 题，尤其会导致重传终端在一次次随机接入尝试过程中不断失败，造成重传终端数量不断 增加，从而导致重传终端的接入成功率低，平均接入时延较长的问题。
【发明内容】
[0011] 本发明实施例公开了一种基于资源分配的随机接入方法及装置，用于解决传统的 随机接入方法中存在的重传终端接入成功率低，平均接入时延较长的问题。技术方案如下：
[0012] 第一方面，本发明实施例提供了一种基于资源分配的随机接入方法，应用于网络 设备，包括：
[0013] 获取当前周期中新到达终端的数量及重传终端数量；
[0014] 根据所述当前周期中新到达终端的数量及重传终端数量确定当前周期的PRACH和 PUSCH的资源分配及最大成功接入终端数量；
[0015] 判断所述新到达终端的数量是否不大于所述最大成功接入终端数量；
[0016] 如果是，允许全部所述新到达终端按照所述PRACH和PUSCH的资源分配进行当前周 期的默认随机接入；
[0017] 如果否，则根据所述新到达终端对应的当前获取的随机数及限制因子进行随机接 入，其中，所述限制因子为所述最大成功接入终端数量与所述新到达终端的数量的比值，所 述随机数大于0且小于1。
[0018] 优选的，所述根据所述新到达终端对应的随机数及限制因子进行随机接入，包括：
[0019] 判断每一个所述新到达终端对应的当前获取的随机数是否大于所述限制因子；
[0020] 如果否，则允许该新到达终端按照所述PRACH和PUSCH的资源分配进行当前周期的 默认随机接入；
[0021] 如果是，则控制该新到达终端进入下一周期的默认随机接入。
[0022] 优选的，所述PRACH和PUSCH的资源分配及最大成功接入终端数量的确定方法包 括：
[002；3]通过公式 N* = argmini《N《Q-i{ |E[^etect]_(Q_N)/s| }及公式 E[Vdete比二
计算得到第一信道数量N*;
[0024] 通过公式
计算得 到第二信道数量Nopt;
[0025] 当所述第一信道数量护大于所述第二信道数量Nwt时，为PRACH分配护个资源块，为 PUSCH分配(Q-N*)个资源块，并根据所述第一信道数量护确定所述最大成功接入终端数量为 第一成功接入终端数量Vi;
[0026] 当所述第一信道数量N*不大于所述第二信道数量Nopt时，为PRACH分配Nopt个资源 块，为PUSCH分配(Q-NdpO个资源块，并根据所述第二信道数量NDPt确定所述最大成功接入终 端数量为第二成功接入终端数量V2;
[0027] 其中，N为为PRACH分配的资源块的数量，E[vdeteet]为检测到的前导序列的数量，U 为所述当前周期中新到达终端的数量及重传终端数量的总和，k为一个资源块承载的前导 序列个数，Q为上行信道总数，S为组成一个上行信道的资源块的数量。
[0028] 优选的，所述第一成功接入终端数量Vi的计算公式为
[0029] 所述第二成功接入终端数量V2的计算公式为
[0030] 优选的，所述默认随机接入包括：
[0031] 接受所述终端通过PRACH发送的前导序列并检测所述前导序列的标识；
[0032] 发送与所述标识对应的随机接入响应消息至所述终端，W使:所述终端按照获得 的时间提前量参数调整自身信号发送时间，并在与获得的PUSCH资源信息对应的PUSCH上发 送调度信息，其中，所述与所述标识对应的随机接入响应消息携带所述时间提前量参数及 所述PUSCH资源信息；
[0033] 接收所述终端发送的调度信息，如果译出所述调度信息，则发送竞争解决消息至 所述终端，W使:所述终端接收所述竞争解决消息，并与所述网络设备建立通信连接，完成 当前周期的随机接入;如果没有译出所述调度信息，则当前周期的随机接入失败，进入下一 周期的默认随机接入。
[0034] 第二方面，本发明实施例还提供了一种基于资源分配的随机接入装置，应用于网 络设备，包括：
[0035] 数量获取模块，用于获取当前周期中新到达终端的数量及重传终端数量；
[0036] 资源分配模块，用于根据所述当前周期中新到达终端的数量及重传终端数量确定 当前周期的PRACH和PUSCH的资源分配及最大成功接入终端数量；
[0037] 第一判断模块，用于判断所述新到达终端的数量是否不大于所述最大成功接入终 端数量；
[0038] 第一处理模块，用于当所述新到达终端的数量不大于所述最大成功接入终端数量 时，允许全部所述新到达终端按照所述PRACH和PUSCH的资源分配进行当前周期的默认随机 接入；
[0039] 第二处理模块，用于当所述新到达终端的数量大于所述最大成功接入终端数量 时，根据所述新到达终端对应的当前获取的随机数及限制因子进行随机接入，其中，所述限 制因子为所述最大成功接入终端数量与所述新到达终端的数量的比值，所述随机数大于0 且小于1。
[0040] 优选的，所述第二处理模块包括：
[0041] 第二判断单元，用于当所述新到达终端的数量大于所述最大成功接入终端数量 时，判断每一个所述新到达终端对应的当前获取的随机数是否大于所述限制因子；
[0042] 第二处理单元，用于当所述新到达终端对应的当前获取的随机数不大于所述限制 因子时，允许该新到达终端按照所述PRACH和PUSCH的资源分配进行当前周期的默认随机接 入；
[0043] 第=处理单元，用于当所述新到达终端对应的当前获取的随机数大于所述限制因 子时，控制该新到达终端进入下一周期的默认随机接入。
[0044] 优选的，所述资源分配模块具体由于：
[0045] 通过公式N* = argmini《N《Q-i { E [ ydetect ] _( Q-N)/s }及公式
：'
h算得到第一信道数量护；
[0046] 通过公式
计算得 到第二信道数量Nopt;
[0047] 当所述第一信道数量护大于所述第二信道数量Nopt时，为PRACH分配护个资源块，为 PUSCH分配(Q-N*)个资源块，并根据所述第一信道数量护确定所述最大成功接入终端数量为 第一成功接入终端数量Vi;
[004引当所述第一信道数量N*不大于所述第二信道数量Nopt时，为PRACH分配Nopt个资源 块，为PUSCH分配(Q-NdpO个资源块，并根据所述第二信道数量NDPt确定所述最大成功接入终 端数量为第二成功接入终端数量V2 ;
[0049]其中，N为为PRACH分配的资源块的数量，E[vdeteet]为检测到的前导序列的数量，U 为所述当前周期中新到达终端的数量及重传终端数量的总和，k为一个资源块承载的前导 序列个数，Q为上行信道总数，S为组成一个上行信道的资源块的数量。
[0化0]优选的，所述第一成功接入终端数量Vi的计J
[0化1 ]所述第二成功接入终端数量V2的计算公式天
[0052] 优选的，所述默认随机接入包括：
[0053] 接受所述终端通过PRACH发送的前导序列并检测所述前导序列的标识；
[0054] 发送与所述标识对应的随机接入响应消息至所述终端，W使:所述终端按照获得 的时间提前量参数调整自身信号发送时间，并在与获得的PUSCH资源信息对应的PUSCH上发 送调度信息，其中，所述与所述标识对应的随机接入响应消息携带所述时间提前量参数及 所述PUSCH资源信息；
[0055] 接收所述终端发送的调度信息，如果译出所述调度信息，则发送竞争解决消息至 所述终端，W使:所述终端接收所述竞争解决消息，并与所述网络设备建立通信连接，完成 当前周期的随机接入;如果没有译出所述调度信息，则当前周期的随机接入失败，进入下一 周期的默认随机接入。
[0056] 本方案中，首先获取当前周期中新到达终端的数量及重传终端数量，然后根据当 前周期中新到达终端的数量及重传终端数量确定当前周期的PRACH和PUSCH的资源分配及 最大成功接入终端数量，再判断新到达终端的数量是否不大于最大成功接入终端数量，如 果是，则允许全部新到达终端按照PRACH和PUSCH的资源分配进行当前周期的默认随机接 入，如果否，则根据新到达终端对应的当前获取的随机数及限制因子进行随机接入。网络设 备通过比较当前周期中新到达终端的数量与最大成功接入终端数量，实现对新到达终端的 数量的控制，从而提高重传终端在当前周期中的接入成功率，使得重传终端数量随着周期 增加而不断减小，新到达终端在短时间内能够全部允许随机接入，平均接入时延大大降低。
【附图说明】
[0057] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W 根据运些附图获得其他的附图。
[0058] 图1为本发明实施例所提供的一种基于资源分配的随机接入方法的流程示意图；
[0059] 图2为本发明实施例所提供的一种基于资源分配的随机接入装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0060] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0061] 首先需要说明的是，本发明中所述的网络设备包括任意可W连接网络的设备，例 如基站、中继站等，也可W是终端设备。其次，本发明中所述的终端可W为任意能够连接网 络的终端设备，例如可W为:手机、电脑、智能电视机W及各种智能电器等。
[0062] 进一步需要说明的是，本发明中所述的新到达终端为首次发起随机接入请求的终 端，所述的重传终端为在上一周期随机接入失败的，在当前周期中重新发起随机接入请求 的终端。
[0063] 实施例一
[0064] 下面对本发明实施例提供的一种基于资源分配的随机接入方法进行介绍，如图1 所示，本发明实施例提供的一种基于资源分配的随机接入方法，应用于网络设备，所述方法 可W包括：
[0065] SlOl，获取当前周期中新到达终端的数量及重传终端数量；
[0066] 可W理解的是，在随机接入的每一个周期中，当前周期中发起随机接入请求的所 有终端的数量为当前周期中新到达终端的数量及重传终端数量的总和，获取了该当前周期 中新到达终端的数量及该重传终端数量后，即可获得当前周期中发起随机接入请求的所有 终端的数量。
[0067] 需要说明的是，获取该当前周期中新到达终端的数量及该重传终端数量的方式可 W采用现有的任一方式，在此不做具体限定，例如，可W通过负载估计算法确定当前终端数 量。
[0068] S102,根据所述当前周期中新到达终端的数量及重传终端数量确定当前周期的 PRACH和PUSCH的资源分配及最大成功接入终端数量；
[0069] 由于上行信道的总数是固定的，而PRACH和物理上行共享信道(PUSCH)的数量分别 影响前导序列和调度信息的发送，所W获取该当前周期中新到达终端的数量及重传终端数 量后，可W根据该获取的数量来确定上行信道资源的分配，目阳RACH和PUSCH的资源分配，W 保证随机接入成功的终端数量达到最大。
[0070] 优选的，可 W 通过公式 N* = argmini《N《Q-i{ |E[Vdetect]-(Q-N)/s I }及公式
计算得到第一信道数量护；
[0071] 通过公式 计算得 到第二信道数量Nnwt。
[0072] 其中，N为为PRACH分配的资源块的数量，E[vdeteet]为检测到的前导序列的数量，U 为当前周期中新到达终端的数量及重传终端数量的总和，k为一个资源块承载的前导序列 个数，Q为上行信道总数，S为组成一个上行信道的资源块的数量。
[0073] 可W看出，该第一信道数量N*表示:通过遍历捜索方式得到的当PUSCH数量与检测 到的前导序列的数量相同时，为PRACH分配的资源块的数量。可W理解的是，该检测到的前 导序列的数量E[Vdet6Kt]与当前周期中新到达终端的数量及重传终端数量的总和U及为 PRACH分配的资源块的数量N相关，由于一般U服从泊松分布，即得到：
[0074] 由于E[vdeteet]是N的凸函数，（Q-N)/s是N的减函数，因此，由数学原理可知：当N< 护时，E[Vdetect] < (Q_N)/s ;当N>N* 时，E[Vdetect] > (Q_N)/s ;当 N = N* 时，E[Vdetect]二（Q-N)/ So
[0075] 具体的，当N《N*时，可W得到计算相应的成功接入终端数量的公式如下：
[0076]
[0077] 由于V随着N的增加而增加，因此，当N = N*时，V最大，即得到相应的第一成功接入 终端数1
[0078] 当N>N*时，可W得到计算相应的成功接入终端数量的公式如下：
[0079
[0080] 由于V为非单调递增或递减函数，因此，可W通过遍历捜索的方式得到使V达到最 大时的为PRACH分配的资源块个数N，记为Nwt。
[0085] 其中，m; = |。
[0081]
[0082]
[0083]
[0084]
[00化]4
，因为该式是一个非线性方 程，所W通巧遍历巧索方式得到方巧的解：
[0087]
[008引 公式：
[0089]
[0090]
[0091]
[0092] 通妊W上计算可W得出最佳的上行信道资源分配方案，即为：
[0093] 当该第一信道数量N*大于该第二信道数量Nept时，为PRACH分配N*个资源块，为 PUSCH分配(Q-N*)个资源块，并根据该第一信道数量护确定该最大成功接入终端数量为第一 成功接入终端数量Vi;
[0094] 当该第一信道数量护不大于该第二信道数量Nopt时，为PRACH分配Nopt个资源块，为 PUSCH分配(Q-Nnpt)个资源块，并根据该第二信道数量Nnpt确定该最大成功接入终端数量为 第二成功接入终端数量V2。
[00M] S103,判断所述新到达终端的数量是否不大于所述最大成功接入终端数量，如果 是，执行步骤S104，否则，执行步骤S105;
[0096] 确定了该最大成功接入终端数量后，为了对当前周期中该新到达终端的随机接入 进行数量限制，W提高重传终端的随机接入成功率，可W将该新到达终端的数量与该最大 成功接入终端数量进行比较。
[0097] 其中，该最大成功接入终端数量即为通过上述计算得到的第一成功接入终端数量 Vi或第二成功接入终端数量V2。
[0098] S104,允许全部所述新到达终端按照所述PRACH和PUSCH的资源分配进行当前周期 的默认随机接入；
[0099] 当判断出该新到达终端的数量不大于该最大成功接入终端数量时，为保证该新到 达终端的随机接入的成功率，尽量减少该新到达终端在当前周期内随机接入失败的数量， 可W允许全部新到达终端按照上述PRACH和PUSCH的资源分配进行当前周期的默认随机接 入。
[0100] S105,根据所述新到达终端对应的当前获取的随机数及限制因子进行随机接入。
[0101] 当判断出该新到达终端的数量大于该最大成功接入终端数量时，说明当前周期中 的该新到达终端的数量比较大，不能保证全部的新到达终端可W成功进行随机接入，若此 时允许全部新到达终端进行默认随机接入，会导致部分新到达终端随机接入失败而成为重 传终端，为下一周期的随机接入造成不良影响，同时，也会严重影响当前周期中的重传终端 的随机接入成功率。所W，可W根据该新到达终端对应的当前获取的随机数及限制因子来 进一步控制随机接入的进行。
[0102] 优选的，可W为:判断每一个所述新到达终端对应的当前获取的随机数是否大于 所述限制因子，如果是，执行步骤S107，否则，执行步骤S106。
[0103] 需要说明的是，该限制因子为该最大成功接入终端数量与该新到达终端的数量的 比值，该随机数大于O且小于1。可W理解的是，由于该最大成功接入终端数量小于该新到达 终端的数量，所W该限制因子大于O且小于1。
[0104] 进一步需要说明的是，该新到达终端对应的随机数为随机获取的，获取方式可W 采用现有的方式，在此不进行限定。
[0105] S106,允许该新到达终端按照所述PRACH和PUSCH的资源分配进行当前周期的默认 随机接入；
[0106] 当判断出该新到达终端对应的当前获取的随机数不大于该限制因子时，则允许该 新到达终端按照上述PRACH和PUSCH的资源分配进行当前周期的默认随机接入。
[0107] 举例而言，若当前周期中的限制因子为0.6,那么，对应的随机数小于或者等于0.6 的新到达终端均可W进行当前周期的默认随机接入。运样，便可W使一部分新到达终端进 行当前周期的默认随机接入，而不是全部进行。
[0108] S107，控制该新到达终端进入下一周期的默认随机接入。
[0109] 当判断出该新到达终端对应的当前获取的随机数大于该限制因子时，则控制该新 到达终端进入下一周期的默认随机接入。
[0110] 举例而言，若当前周期中的限制因子为0.6,那么，对应的随机数大于0.6的新到达 终端则不能进行当前周期的默认随机接入，也就是说，若某一新到达终端对应的随机数为 0.8,则其不能进行当前周期的默认随机接入，而是进入下一周期的默认随机接入。
[0111] 需要说明的是，上述默认随机接入即为传统的随机接入，与现有技术中的随机接 入是相同的，可W包括W下步骤：
[0112] 接受所述终端通过PRACH发送的前导序列并检测所述前导序列的标识；
[0113] 发送与所述标识对应的随机接入响应消息至所述终端，W使:所述终端按照获得 的时间提前量参数调整自身信号发送时间，并在与获得的PUSCH资源信息对应的PUSCH上发 送调度信息，其中，所述与所述标识对应的随机接入响应消息携带所述时间提前量参数及 所述PUSCH资源信息；
[0114] 接收所述终端发送的调度信息，如果译出所述调度信息，则发送竞争解决消息至 所述终端，W使:所述终端接收所述竞争解决消息，并与所述网络设备建立通信连接，完成 当前周期随机接入;如果没有译出所述调度信息，则当前周期的随机接入失败，进入下一周 期的默认随机接入。
[0115] 需要说明的是，上述终端包括上述新到达终端及重传终端，无论是当前周期中被 允许进行默认随机接入的新到达终端及重传终端，还是被控制进入下一周期的默认随机接 入的新到达终端，只要是进行默认随机接入的终端均包括在内。该终端均按照上述方式进 行默认随机接入。
[0116] 可见，采用本发明提供的一种基于资源分配的随机接入方法，首先获取当前周期 中新到达终端的数量及重传终端数量，然后根据当前周期中新到达终端的数量及重传终端 数量确定当前周期的PRACH和PUSCH的资源分配及最大成功接入终端数量，再判断新到达终 端的数量是否不大于最大成功接入终端数量，如果是，则允许全部新到达终端按照PRACH和 PUSCH的资源分配进行当前周期的默认随机接入，如果否，则根据新到达终端对应的当前获 取的随机数及限制因子进行随机接入。确定当前周期的PRACH和PUSCH的资源分配的最佳方 案，并通过比较当前周期中新到达终端的数量与最大成功接入终端数量，实现对新到达终 端的数量的控制，从而提高重传终端在当前周期中的接入成功率，使得重传终端数量随着 周期增加而不断减小，新到达终端在短时间内能够全部允许随机接入，平均接入时延大大 降低。
[0117] 实施例二
[0118] 如图2所示，为本发明实施例提供的一种基于资源分配的随机接入装置的结构示 意图，该装置用于执行上述图1所示的方法，应用于网络设备，所述装置可W包括：
[0119] 数量获取模块210,用于获取当前周期中新到达终端的数量及重传终端数量；
[0120] 资源分配模块220,用于根据所述当前周期中新到达终端的数量及重传终端数量 确定当前周期的PRACH和PUSCH的资源分配及最大成功接入终端数量；
[0121 ]第一判断模块230，用于判断所述新到达终端的数量是否不大于所述最大成功接 入终端数量；
[0122] 第一处理模块240,用于当所述新到达终端的数量不大于所述最大成功接入终端 数量时，允许全部所述新到达终端按照所述PRACH和PUSCH的资源分配进行当前周期的默认 随机接入；
[0123] 第二处理模块250,用于当所述新到达终端的数量大于所述最大成功接入终端数 量时，根据所述新到达终端对应的当前获取的随机数及限制因子进行随机接入，其中，所述 限制因子为所述最大成功接入终端数量与所述新到达终端的数量的比值，所述随机数大于 0且小于1。
[0124] 具体的，所述第二处理模块250可W包括：
[0125] 第二判断单元251，用于当所述新到达终端的数量大于所述最大成功接入终端数 量时，判断每一个所述新到达终端对应的当前获取的随机数是否大于所述限制因子；
[0126] 第二处理单元252,用于当所述新到达终端对应的当前获取的随机数不大于所述 限制因子时，允许该新到达终端按照所述PRACH和PUSCH的资源分配进行当前周期的默认随 机接入；
[0127] 第=处理单元253,用于当所述新到达终端对应的当前获取的随机数大于所述限 制因子时，控制该新到达终端进入下一周期的默认随机接入。
[0128] 其中，该资源分配模块220,具体用于：
[0129] 通过公式N* = argminl《N《Q-l{|E[Vdetect]_(Q_N)/s|}及公式
-算得到第一信道数量护；
[0130] 通过公J
计算得 到第二信道数量Nopt;
[0131 ]当所述第一信道数量护大于所述第二信道数量Nopt时，为PRACH分配护个资源块，为 PUSCH分配(Q-N*)个资源块，并根据所述第一信道数量护确定所述最大成功接入终端数量为 第一成功接入终端数量Vi;
[om]当所述第一信道数量N*不大于所述第二信道数量Nopt时，为PRACH分配Nopt个资源 块，为PUSCH分配(Q-NdpO个资源块，并根据所述第二信道数量Nopt确定所述最大成功接入终 端数量为第二成功接入终端数量V2 ;
[0133] 其中，N为为PRACH分配的资源块的数量，E[Vdetec^t]为检测到的前导序列的数量，U 为所述当前周期中新到达终端的数量及重传终端数量的总和，k为一个资源块承载的前导 序列个数，Q为上行信道总数，S为组成一个上行信道的资源块的数量。
[0134] 优选的，
[0135] 所述第一成功接入终端数量Vi的计算公式为
[0136] 所述第二成功接入终端数量V2的计算公式为
[0137] 需要说明的是，所述默认随机接入包括：
[0138] 接受所述终端通过PRACH发送的前导序列并检测所述前导序列的标识；
[0139] 发送与所述标识对应的随机接入响应消息至所述终端，W使:所述终端按照获得 的时间提前量参数调整自身信号发送时间，并在与获得的PUSCH资源信息对应的PUSCH上发 送调度信息，其中，所述与所述标识对应的随机接入响应消息携带所述时间提前量参数及 所述PUSCH资源信息；
[0140] 接收所述终端发送的调度信息，如果译出所述调度信息，则发送竞争解决消息至 所述终端，W使:所述终端接收所述竞争解决消息，并与所述网络设备建立通信连接，完成 当前周期随机接入;如果没有译出所述调度信息，则当前周期的随机接入失败，进入下一周 期的默认随机接入。
[0141] 可见，采用本发明提供的一种基于资源分配的随机接入装置，首先获取当前周期 中新到达终端的数量及重传终端数量，然后根据当前周期中新到达终端的数量及重传终端 数量确定当前周期的PRACH和PUSCH的资源分配及最大成功接入终端数量，再判断新到达终 端的数量是否不大于最大成功接入终端数量，如果是，则允许全部新到达终端按照PRACH和 PUSCH的资源分配进行当前周期的默认随机接入，如果否，则根据新到达终端对应的当前获 取的随机数及限制因子进行随机接入。确定当前周期的PRACH和PUSCH的资源分配的最佳方 案，并通过比较当前周期中新到达终端的数量与最大成功接入终端数量，实现对新到达终 端的数量的控制，从而提高重传终端在当前周期中的接入成功率，使得重传终端数量随着 周期增加而不断减小，新到达终端在短时间内能够全部允许随机接入，平均接入时延大大 降低。
[0142] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实 体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示运些实体或操作之间存 在任何运种实际的关系或者顺序。而且，术语"包括"、"包含"或者其任何其他变体意在涵盖 非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要 素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为运种过程、方法、物品或者设备 所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句"包括一个……"限定的要素，并不排除在 包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0143] 本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部 分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实 施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所W描述的比较简单，相关之处参见方法实施例 的部分说明即可。
[0144] 本领域普通技术人员可W理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可 W通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可W存储于计算机可读取存储介质中， 运里所称得的存储介质，如:R0M/RAM、磁碟、光盘等。
[0145] W上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在 本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围 内。
【主权项】
1. 一种基于资源分配的随机接入方法，应用于网络设备，其特征在于，包括： 获取当前周期中新到达终端的数量及重传终端数量； 根据所述当前周期中新到达终端的数量及重传终端数量确定当前周期的PRACH和 PUSCH的资源分配及最大成功接入终端数量； 判断所述新到达终端的数量是否不大于所述最大成功接入终端数量； 如果是，允许全部所述新到达终端按照所述PRACH和PUSCH的资源分配进行当前周期的 默认随机接入； 如果否，则根据所述新到达终端对应的当前获取的随机数及限制因子进行随机接入， 其中，所述限制因子为所述最大成功接入终端数量与所述新到达终端的数量的比值，所述 随机数大于0且小于1。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述新到达终端对应的随机数及限 制因子进行随机接入，包括： 判断每一个所述新到达终端对应的当前获取的随机数是否大于所述限制因子； 如果否，则允许该新到达终端按照所述PRACH和PUSCH的资源分配进行当前周期的默认 随机接入； 如果是，则控制该新到达终端进入下一周期的默认随机接入。3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PRACH和PUSCH的资源分配及最大成功接 入终端数量的确定方法包括： 通过公式N* = argmini《N《Q-i { |E[Vdetect]-(Q-N)/s| }及公式计算得到第一信道数量护； 通过公式计算得到第 二信道数量Nopt; 当所述第一信道数量N*大于所述第二信道数量Nept时，为PRACH分配N*个资源块，为 PUSCH分配(Q-N*)个资源块，并根据所述第一信道数量护确定所述最大成功接入终端数量为 第一成功接入终端数量Vi; 当所述第一信道数量护不大于所述第二信道数量Nwt时，为PRACH分配Nwt个资源块，为 PUSCH分配(Q-NdpO个资源块，并根据所述第二信道数量Nwt确定所述最大成功接入终端数 量为第二成功接入终端数量V2 ; 其中，N为为PRACH分配的资源块的数量，E[ydetec^t]为检测到的前导序列的数量，U为所 述当前周期中新到达终端的数量及重传终端数量的总和，k为一个资源块承载的前导序列 个数，Q为上行信道总数，S为组成一个上行信道的资源块的数量。4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于， 所述第一成功接入终端数量Vi的计算公式为：所述第二成功接入终端数量V2的计算公式巧5. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述默认随机接入包括： 接受所述终端通过PRACH发送的前导序列并检测所述前导序列的标识； 发送与所述标识对应的随机接入响应消息至所述终端，W使:所述终端按照获得的时 间提前量参数调整自身信号发送时间，并在与获得的PUSCH资源信息对应的PUSCH上发送调 度信息，其中，所述与所述标识对应的随机接入响应消息携带所述时间提前量参数及所述 PUSCH资源信息； 接收所述终端发送的调度信息，如果译出所述调度信息，则发送竞争解决消息至所述 终端，W使:所述终端接收所述竞争解决消息，并与所述网络设备建立通信连接，完成当前 周期的随机接入;如果没有译出所述调度信息，则当前周期的随机接入失败，进入下一周期 的默认随机接入。6. -种基于资源分配的随机接入装置，应用于网络设备，其特征在于，包括： 数量获取模块，用于获取当前周期中新到达终端的数量及重传终端数量； 资源分配模块，用于根据所述当前周期中新到达终端的数量及重传终端数量确定当前 周期的PRACH和PUSCH的资源分配及最大成功接入终端数量； 第一判断模块，用于判断所述新到达终端的数量是否不大于所述最大成功接入终端数 量； 第一处理模块，用于当所述新到达终端的数量不大于所述最大成功接入终端数量时， 允许全部所述新到达终端按照所述PRACH和PUSCH的资源分配进行当前周期的默认随机接 入； 第二处理模块，用于当所述新到达终端的数量大于所述最大成功接入终端数量时，根 据所述新到达终端对应的当前获取的随机数及限制因子进行随机接入，其中，所述限制因 子为所述最大成功接入终端数量与所述新到达终端的数量的比值，所述随机数大于0且小 于1。7. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二处理模块包括： 第二判断单元，用于当所述新到达终端的数量大于所述最大成功接入终端数量时，判 断每一个所述新到达终端对应的当前获取的随机数是否大于所述限制因子； 第二处理单元，用于当所述新到达终端对应的当前获取的随机数不大于所述限制因子 时，允许该新到达终端按照所述PRACH和PUSCH的资源分配进行当前周期的默认随机接入； 第Ξ处理单元，用于当所述新到达终端对应的当前获取的随机数大于所述限制因子 时，控制该新到达终端进入下一周期的默认随机接入。8. 如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述资源分配模块具体由于： 通过公式N*二argmini^N^日-1 {E[Vdetect]_(Q_N)/s}及公式 E[Vdetect]=十算得到第一信道数量护； 通过公计算得到第 二信道数量Nopt; 当所述第一信道数量N*大于所述第二信道数量Nept时，为PRACH分配N*个资源块，为 PUSCH分配(Q-N*)个资源块，并根据所述第一信道数量护确定所述最大成功接入终端数量为 第一成功接入终端数量Vi; 当所述第一信道数量护不大于所述第二信道数量Nwt时，为PRACH分配Nwt个资源块，为 PUSCH分配(Q-NdpO个资源块，并根据所述第二信道数量Nwt确定所述最大成功接入终端数 量为第二成功接入终端数量V2 ; 其中，N为为PRACH分配的资源块的数量，E[ydetec^t]为检测到的前导序列的数量，U为所 述当前周期中新到达终端的数量及重传终端数量的总和，k为一个资源块承载的前导序列 个数，Q为上行信道总数，S为组成一个上行信道的资源块的数量。9. 如权利要求8所述的装置，其特征在于， 所述第一成功接入终端数量Vi的计算公式为所述第二成功接入终端数量V2的计算公式为:110. 如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述默认随机接入包括： 接受所述终端通过PRACH发送的前导序列并检测所述前导序列的标识； 发送与所述标识对应的随机接入响应消息至所述终端，W使:所述终端按照获得的时 间提前量参数调整自身信号发送时间，并在与获得的PUSCH资源信息对应的PUSCH上发送调 度信息，其中，所述与所述标识对应的随机接入响应消息携带所述时间提前量参数及所述 PUSCH资源信息； 接收所述终端发送的调度信息，如果译出所述调度信息，则发送竞争解决消息至所述 终端，W使:所述终端接收所述竞争解决消息，并与所述网络设备建立通信连接，完成当前 周期的随机接入;如果没有译出所述调度信息，则当前周期的随机接入失败，进入下一周期 的默认随机接入。
【文档编号】H04W72/04GK105979594SQ201610399259
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】张宁波, 康桂霞, 王荆宁, 伍亚丽
【申请人】北京邮电大学, 中国电子科技集团公司第五十四研究所