[发明专利]M2M设备组的随机接入资源

说明书

一种用于管理随机接入RA资源的方法，包括：组建一个包括多个组成员(3)和至少一个组代表(4)的设备组(2)；为所述至少一个组代表(4)提供RA资源的优先接入权；所述至少一个组代表(4)通过所述RA资源向中央单元(1)发送主要事件消息(5)；接收到所述主要事件消息(5)后，所述中央单元(1)向所述组成员(3)发送响应消息(6)，以管理所述组成员(3)对所述RA资源的接入。

技术领域

本发明涉及管理随机接入(RA)资源的方法、系统及中央单元。具体地，通过管理RA资源，本发明的方法、系统及中央单元能减少大量设备同时，尤其在设备进行机对机(M2M)通信时，接入同一中央单元时引起信令拥塞的机率。本发明可应用于各种设备，包括进行M2M通信单个或两个设备，以及传统的人工通信设备。

背景技术

近年来，由于广泛的潜在应用前景以及带来的新的盈利机会，M2M通信受到的关注与日俱增，尤其在移动网络运营商、经销商以及研究实体中备受瞩目。在接下来的几年中，接入移动网络的M2M设备有望大幅增长。最新数据显示，预计到2020年将有共500亿台设备接入移动网络。

但是，当前的移动网络只是针对人工通信应用的流量特点进行设计及优化的，而M2M通信的特性有着本质的不同，例如，M2M通信以上行为主且采用低数据速率的小报文传输。因此，当前移动网络会因M2M通信预期的高速发展而面临很大挑战，尤其是要同时应对特性各异、要求各异的人工通信业务和机器通信业务时。

尤其地，机器通信引发的突发流量经常在多种网络中发生，包括所述移动网络。突发流量是指许多M2M设备被同时触发，导致上行方向产生大量的数据流。这种多个M2M设备的同步行为可能由外部事件引起，该外部事件触发大量的M2M设备当即或同时请求连接到网络的中央单元，例如基站。例如，大量计量设备可能在断电一段时间后几乎同时启动。再例如，同步行为可能是由于移动网络中的许多M2M设备同时从该网络中的一个基站切换到另一个基站引发的。这种同步切换可能是由于这些M2M设备移动的高度同步性或基站运转中断引起的。

在现有技术中，设备请求与中央单元连接通常采用RA过程。当设备被事件触发时，且当设备有信息要上报给中央单元时，设备会发起RA过程，请求初始接入到中央单元。如图1所示，所述RA过程具体包括四个步骤。

第一步：设备通过物理随机接入信道(PRACH)上随机选择的RA前导序列将设备标识与发起接入请求的原因传输给中央单元，此处中央单元为基站。第二步：基站检测前导序列，在检测到前导序列后，通过下行共享物理信道(PDSCH)传输RA响应。第三步：设备通过上行共享物理信道(PUSCH)资源向基站传输其它消息，例如调度请求，其中上行共享物理信道资源是由基站通过第二步中传输的RA响应分配给设备的。第四步：基站确认第三步中在PDSCH上接收到的消息。

上述RA过程的问题在于RA资源数量有限，RA资源通常为前导序列。例如，在LTE-A和LTE中，移动网络的每个小区只分配有64个前导序列。更严重的是，在这64个前导序列中，只有有限数量的序列可用于RA过程。因此，发生冲突的机率很高，尤其当许多设备同时发起RA过程时。若两个或以上的设备选择了同一个前导序列，就会发生冲突。

在网络中使用M2M通信的情况下，尤其在M2M设备产生突发流量时，同时尝试接入网络中央单元的设备会大幅增加，其中该设备可能既包括用户设备(UE)，即人工通信设备，又包括M2M设备。大量M2M设备的突发流量必然导致网络中央单元过载，同时增加上述RA过程第一步中发生冲突的机率；这样，PRACH就会发生严重的信令拥塞。