[发明专利]一种海量配用电数据分级接入方法

权利要求书

1.一种海量配用电数据分级接入方法，其特征在于：所述的分级接入方法的随机接入流程包括：基站与终端之间进行系统信息和前导序列资源池分配信息握手以及基站与终端的四次信息握手；

所述的四次信息握手如下：

MSG1：前导序列传输；基站通过广播系统信息告知所有终端随机接入信道参数及可用于竞争接入的前导序列集合，以及不同级别业务的前导序列资源池；待接入的M2M设备确定接入信道之后，在前导序列集合中随机选择2个序列，即2个接入子帧传输；根据小区覆盖半径的大小，前导序列的时域长度调整为1-3ms；3GPP协议规定M2M设备在发射MSG1之后3个3ms的子帧时间窗等待基站回复MSG2，该时间窗参数通过基站广播的系统信息获取，范围为2-10ms；

MSG2：随机接入反馈；基站完成前导序列解码之后，根据序列发射的时隙，计算出网络临时标识RA-RNTI；随机接入反馈信息通过物理下行共享信道传输，包含如下数据：

S1.对前导序列解码的确认ACK信号；

S2.上行信道时间同步调整指令；

S3.用于MSG3传输的上行无线资源分配；

S4.网络临时标识RA-RNTI，不同的序列及时隙对应不同的RA-RNTI；

S5.退避时间参数，用于接入失败之后退避时间选择；

在本阶段，两个M2M设备选择相同的前导序列在同一时隙发送请求，基站根据到达时刻的差异发现冲突，放弃MSG2的发送；当这个两个设备距离基站距离差异不大时，达到时延差很小，两个信号在基站接收端叠加，无法检测出冲突，将会导致MSG3出现冲突；

MSG3：连接请求；M2M设备通过MSG2中分频的资源采用自动混合重传机制发送连接请求；请求信号中包含了每个M2M设备的唯一标识符C-RNTI；多个设备占用相同信道必然会带来冲突，只有通过多次重传才能完成MSG3的正确接收；

MSG4：冲突解决；M2M接收到正确的冲突解决信令标识接入成功，否则，接入失败，退避一段时间后重新发起MSG1请求；当接入失败次数到达一定次数之后，次数通过基站广播信令配置，蜂窝网络不可用，并把该信息发送至上层应用；

所述的基站与终端之间进行系统信息和前导序列资源池分配信息握手具体如下：

前导序列资源池设置如下：

令可使用于竞争接入的前导序列个数为N，其中，N小于等于64，两个连续接入子帧选择的前导序列资源池的个数为N×N，即同时并发的M2M终端接入数量；两个连续接入子帧选择的前导序列资源池表示为：

Ω＝{(i，j)|0≤i，jN} (1)

其中前导序列索引为i，j，满足0≤i，jN；

电力无线专网基站预先对现有业务进行分级，这里考虑配电自动化业务和计量自动化业务，即分为两个级别：配电自动化业务为级别1，计量自动化业务为级别2；级别1和级别2可选择的前导序列资源池分别为Ω₁和Ω₂，其中Ω₁和Ω₂都是Ω的子集；

A.如果不同级别的业务接入相互独立，使用不同的前导序列资源池，避免两种业务的随机接入发生冲突；则需要满足：

级别1具有较高的优先级，这种配置在级别2的M2M终端数量非常大的情况下，能保证级别1的M2M终端的有效接入，避免级别1的终端不会与级别2的终端发生接入冲突；

B.资源池Ω1和Ω2是包含关系；相互独立的设置可使得两类级别的前导序列资源池相对于原资源池Ω来说缩小，如果级别2的用户众多，需要避免前导序列池的拆分导致的集合缩小，而带来的冲突的增加，可供选择的设置为：

需要指出的，这种情况下两类业务接入会发生冲突；

C.(2)和(3)是两种典型设置，根据具体的应用场景进行调整各自级别的前导序列资源池；

其中，前导序列资源池配置传送具体如下：

前导序列资源池Ω₁和Ω₂是由用户，即应用服务器决定，M2M终端不具备该配置信息，需要由基站ENodeB通过广播信息发送至每个终端；终端解析该广播信息后，根据配置随机选择前导序列；

基站传送该配置有多种方式，通过基站把每个级别的资源池数据发送出去；

资源池Ω分为M部分，M是整数，每部分的编号为0，1，...，M-1；前导序列资源池Ω₁和Ω₂对应的编号分别为Λ₁＝{i|0≤i＜M}和Λ₂＝{i|0≤i＜M}；基站的广播信息只需要包含M、Λ₁和Λ₂信息即可，大大地减少了传送的数据量；

M2M终端根据接收到的配置信息M、Λ₁和Λ₂，来随机选择2个前导序列；前导序列资源池可表示为：

其中，％表示的是整除取余数的操作；M2M终端具体操作步骤为：

1)从0，1，...，M-1中随机选择第一个前导序列i；

2)对于级别1的M2M终端来说，基于第一个前导序列i，从0，1，...，M-1中随机选择第二个前导序列i，使得满足(i+j)％M＝＝k k∈Λ₁；对于级别2的M2M终端，基于第一个前导序列i，从0，1，...，M-1中随机选择第二个前导序列j，使得满足(i+j)％M＝k k∈Λ₂。