CN102769892B - 网络接入方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了网络接入方法，该方法包括：M2M终端组中的M2M终端根据所在M2M终端组的标识确定接入资源，由M2M终端组中至少一个M2M终端利用确定的接入资源代表该M2M终端组进行网络接入。采用本发明，能够保证数量众多的M2M终端同时成功接入网络。

Description

网络接入方法

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别涉及网络接入方法。

背景技术

物联网技术，即机器-机器(M2M：Machine to Machine)保证设备实时地在***之间、远程设备之间、个人之间建立无线连接，并进行数据传输。M2M技术综合了数据采集、GPS、远程监控、电信、信息技术，是计算机、网络、设备、传感器、人类等的生态***，能够使业务流程自动化，集成公司资讯科技***和非IT设备的实时状态，并创造增值服务。

目前，在应用中，M2M只是针对公网业务即人机交互通信或人与人交互通信，但由于M2M业务众多，相应地，涉及的M2M终端的数量也是非常巨大，比如，每个小区可能会容纳数万，甚至几十万的M2M终端，这样，当数量如此巨大的M2M终端同时接入网络时，就会导致网络接入拥塞，基站也无法容纳大量的M2M终端同时接入。

发明内容

本发明提供了网络接入方法，以保证数量众多的M2M终端同时成功接入网络。

本发明提供的技术方案包括：

一种网络接入方法，包括：

M2M终端组中的每一M2M终端根据所在M2M终端组的标识确定接入资源；

由M2M终端组中至少一个M2M终端利用确定的接入资源代表该M2M终端组进行网络接入。

由以上技术方案可以看出，本发明中，M2M终端组中的每一M2M终端根据所在M2M终端组的标识确定接入资源，由M2M终端组中至少一个M2M终端利用确定的接入资源代表该M2M终端组进行网络接入，也即，本发明中，M2M终端以M2M终端组为单位从整体上确定接入资源，即确定M2M终端组的接入资源，并且，以M2M终端组中至少一个M2M终端利用确定的接入资源代表该M2M终端组进行网络接入，而并非依赖于每一M2M终端进行网络接入，这能够保证数量众多的M2M终端同时成功接入网络，避免网络接入拥塞。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基本流程图；

图2为本发明实施例提供的N_M2Mgroup确定示意图；

图3为本发明实施例提供的复用因子α发送示意图；

图4为本发明实施例提供的携带N_M2Mgroup的广播消息示意图；

图5为本发明实施例提供的携带为M2M终端配置的专用接入信息的信令示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

本发明提供的流程可参见图1：

参见图1，图1为本发明提供的流程图。在该流程中，首先将网络中的M2M终端划分为多个M2M终端组，每个M2M终端组的标识在网络中唯一。

其中，M2M终端组可由网络按照具有相同属性比如地理位置相近、应用相近等的M2M终端在同一个M2M终端组的原则将网络中所有的M2M终端划分为多个M2M终端组。其中，不同的M2M终端组包含的M2M终端数量大小可相同，也可不等，本发明不进行限定。

另外，上述的网络可为全网、也可为至少一个小区的网络，具体可根据 实际需求进行限定。

基于上述划分的M2M终端组，如图1所示，该流程可包括以下步骤：

步骤101，M2M终端组中的每一M2M终端根据所在M2M终端组的标识确定接入资源。

对于M2M终端的网络接入，最关键的环节就是上行测距或者上行接入，其中，上行测距或者上行接入主要包括的资源为：上行接入码(具体为正交序列的分配)和接入信道(具体为上行链路时频资源的分配)。基于此，本步骤101中，M2M终端根据所在M2M终端组的标识确定接入资源可包括：M2M终端根据所在M2M终端组的标识分别确定上行接入码和接入信道。

步骤102，由M2M终端组中至少一个M2M终端利用确定的接入资源代表该M2M终端组进行网络接入。

至此，完成图1所示的流程。

下面描述M2M终端如何根据所在M2M终端组的标识分别确定上行接入码和接入信道：

上行接入码：

对于上行接入码的确定，本发明可按照以下原则，针对每一M2M终端组，在接入信道内找到属于M2M终端组的上行接入码。具体确定方法可通过步骤A1实现：

步骤A1，M2M终端从基站获取所在M2M终端组的复用因子，根据所在M2M终端组的标识、所在M2M终端组被分配的上行接入码总数、网络中所有M2M终端组的标识总数、以及获取的复用因子确定上行接入码。

优选地，本发明中，步骤A1可通过公式1实现：

r =mod(floor(MGID/M),N _M2Mgourp )（公式1)

在公示1中，r表示上行接入码的标识，mod()表示取余，floor()表示向下取整，比如floor(2.3)＝2，或者floor(2.6)＝2；MGID表示M2M终端所在M2M终端组的标识，M表示需要的时域资源，通过公式2表示：

其中，MGID_total表示网络中M2M终端组的标识总数，N_M2Mgroup表示M2M终端所在M2M终端组被分配的上行接入码总数，其可由M2M终端通过侦听基站定期的广播获取对应的配置，比如，获取配置序号(图2所示的0至15中的任一序号)，根据该获取的配置序号，在图2所示的配置信息表中获取到对应的N_M2Mgroup；α表示M2M终端所在M2M终端组的复用因子，用于指示多少个M2M终端组会复用同一个接入资源，其取值可为(1，1/2，1/4，1/8，1/16，1/32，1/64，1/128，…等)，其中，当α取值为1时，表示所有的M2M终端组不复用接入资源，即各个M2M终端组的接入资源不同，而当α取值为1/2(其他值比如1/4，1/8，1/16，1/32，1/64，1/128状况类似)时，表示2个M2M终端组复用同一个接入资源。

需要说明的是，M2M终端所在M2M终端组的复用因子也可被配置为固定值，或由M2M终端与基站双方约定等，基于此，则M2M终端可以省去从基站获取所在M2M终端组的复用因子的过程，而是直接根据配置或约定获取所在M2M终端组的复用因子。

另外，作为本发明实施例的一种扩展，上述上行接入码也可根据以下步骤A2确定：

步骤A2，M2M终端根据所在M2M终端组的标识、以及所在M2M终端组被分配的上行接入码总数确定上行接入码。

其中，步骤A2具体实现时可通过公式3实现：

r＝mod(MGID×α',N_M2Mgroup)； (公式3)

其中，r表示上行接入码的标识，α'为设定参数值，其取值为1、M2M终端所在M2M终端组的复用因子、或者也可取其他值，本发明不限定。

下面对接入信道的确定进行描述：

接入信道：

由于M2M业务众多，涉及的M2M终端数量也比较多，相应的，M2M 终端组的数量也会比较多，针对这种情况，本发明可根据M2M终端组被分配的上行接入码数量、以及网络中M2M终端组的数量决定用多少超帧来承载M2M终端组的接入，同时可以利用M2M终端组的复用因子来控制M2M终端组的复用情况，以减少延迟。

具体实现时，本发明可通过以下步骤确定接入信道：

步骤B1，M2M终端从基站获取所在M2M终端组的复用因子；

需要说明的是，本步骤B1中的复用因子也可被配置为固定值，或由M2M终端与基站双方约定等，基于此，则M2M终端可以省去从基站获取所在M2M终端组的复用因子的过程，即步骤B1可省略，而是直接根据配置或约定获取所在M2M终端组的复用因子。

步骤B2，M2M终端根据所在M2M终端组的标识、所在M2M终端组被分配的上行接入码总数、网络中所有M2M终端组的标识总数、以及获取的复用因子确定接入信道。

优选地，步骤B2可通过公式4实现：

mod(MGID,M)-mod(C,M)＝0； (公式4)

其中，C表示接入信道所在的帧或者超帧的标识。

在无线通信***中，一个超帧包含4个帧，每个帧中是否包含接入信道完全根据网络配置，为了使本发明更加清楚，下面通过4种配置情况举例来描述：

第一种情况：每个超帧的4个帧中都包含一个接入信道，基于此，按照公式3，则可具体得到C＝4*超帧号(superframe number)+i，其中，i是帧标识，取值可为0、1、2、3。

第二种情况：每个超帧的一个帧包含一个接入信道，则按照公式3，则可具体得到C＝superframe number。

第三种情况：每两个超帧中在mod(superframe 2)＝0的偶数超帧号的一个帧中包含一个接入信道，则按照公式3，则可具体得到:

C＝superframe number/2。

第四种情况：每四个超帧中的mod(superframe 4)＝0的超帧中的一个帧包含一个接入信道，则按照公式3，则可具体得到:

C＝superframe number/4。

需要说明的是，公式4只是接入信道确定的一种实施例，作为本发明的扩展，接入信道还可采用其他公式确定，下面列举两种：

作为本发明的一种扩展，上述公式4还可替换为：

mod(MGID×α'/N_M2Mgroup,M)-mod(C-1,M)＝0 (公式5)

其中，α'为设定参数值，其取值为1、或者M2M终端所在M2M终端组的复用因子、或者其他值，本发明不限定。

综上可以看出，本发明中，确定接入信道的公式只是M2M终端根据所在M2M终端组的标识、所在M2M终端组被分配的上行接入码总数、网络中所有M2M终端组的标识总数、以及获取的复用因子确定接入信道的举例，并不用于限定本发明。

在确定好接入信道之后，本发明可进一步针对M2M终端组的接入周期确定该接入周期内接入信道的起始点，具体通过公式6实现。其中，M2M终端组的接入周期是可变的，其指的是能够容纳整个时域资源M的超帧总数的周期，在一个接入周期内，N_{M2M group}和α应该保持不变。

mod(N_{superframe number},M/k)＝0 (公式6)

N_{superframe number}为接入信道所在的帧或者超帧的标识，即为接入周期内的起始点，k表示一个超帧中包含的接入信道的个数因子(比如，取值为4，标识一个超帧中包含4个接入信道，取值为1，表示一个超帧中包含1个接入信道，取值为1/2，表示为两个超帧中包含1个接入信道，取值为1/4，表示四个超帧中包含1个接入信道)。

以上对如何确定上行接入码和接入信道进行了描述。

需要说明的是，上述的M2M终端组的复用因子可通过S-SFH SP1信元格式发送，具体可参见图3所示。

另外，需要说明的是，由于上行接入码和接入信道的确定并不依赖于单个M2M终端，而是依赖于M2M终端组，这样，同一M2M终端组中所有M2M终端确定的上行接入码和接入信道是相同的。当M2M终端组中所有M2M终端确定完上行接入码和接入信道后，由M2M终端组中至少一个M2M终端利用确定的接入资源代表该M2M终端组向基站请求进行网络接入，而该M2M终端组中的所有成员(包括该发送请求的M2M终端和未发送请求的M2M终端)侦听基站的反馈(Raging-ACK)，该反馈为广播信令，当所述反馈指示成功时，该M2M终端组中的成员按照现有方式接入网络，当所述反馈指示继续接入时，所述M2M终端组中的组代表继续在确定的接入信道上发送上行接入码给基站；当所述反馈指示延迟时，所述M2M终端组中的组代表在延迟时间结束时，继续发送上行接入码给基站。可以看出，基站以M2M终端组为单位，而非现有技术中的以M2M终端个体为单位调度M2M终端，这能够简单、快速调度M2M终端，保证数量众多的M2M终端成功接入网络，避免网络接入拥塞。

需要说明的是，在上述公式1至公式4中，N_{M2M group}的生成采用PRBS生成器，其范围从144((H+I+J+K+N+M+L+O+S)mod 256)次至144((H+I+J+K+N+M+L+O+S+N_{M2M group})mod 256)–1次。其中，N_{M2M group}最多为256。其中，

N为普通初始接入上行测距码集中码的个数；

M为普通周期接入上行测距码集中码的个数；

L为普通带宽请求接入上行测距码集中码的个数；

O为普通小区切换请求接入上行测距码集中码的个数；

K为普通初始接入上行测距码集1中码的个数；

J为普通带宽请求接入上行测距码集1中码的个数；

I为普通切换测距码集1中码的个数；

H为普通切换测距码集2中码的个数；

G为中继站(relay station)普通初始接入上行测距码集中码的个数；

F为中继站(relay station)专有接入上行测距码集中码的个数。

另外，该N_{M2M group}可由基站通过广播消息比如上行信道描述(UCD)信息发布，图4示出了如何利用广播消息发布N_{M2M group}。

以上均是以M2M终端组的概念描述本发明提供的网络接入方法。优选地作为本发明实施例的一种扩展，本发明还提供了不以M2M终端组的概念实现网络接入，下面进行详述：

本发明提供的不以M2M终端组的概念进行网络接入的方法，具体为：为M2M终端分配专有的初始接入信道和周期接入信道，以使M2M终端依据被分配的专有初始接入信道和周期接入信道进行接入。其中，该为M2M终端分配专有的初始接入信道和周期接入信道，需要保证为M2M终端分配的初始接入信道和周期接入信道不能影响***如802.16m的原有接入信道。为了达到该目的，需要保证为M2M终端分配的专有接入信道不能够与***的原接入信道占用一个帧，同时分配的初始接入信道和周期接入信道不应该分配在同一帧中。

基于上面描述，下面以目前常用的16m***为例，其他***原理类似：

目前的16m***的初始接入信道配置为以下4种：

1，每超帧中第O_SF子帧都带有初始接入信道；

2，每超帧中第一帧的第O_SF子帧带有初始接入信道；

3，偶数超帧(Superframe,2)＝0的第一帧中第O_SF子帧带有初始接入信道；

4，每四个超帧(Superframe,4)＝0的第一帧中第O_SF子帧带有初始接入信道。

而周期接入信道的4种接入信道配置为以下四种：

1，每超帧中第O_SF+1子帧都带有周期接入信道；

2，每超帧中第二帧的第O_SF+1子帧带有周期接入信道；

3，每四个超帧的第二帧中第O_SF+1子帧带有周期接入信道；

4，每八个超帧(Superframe,8)＝0的第二帧中第O_SF+1子帧带有周期接 入信道；

基于上面描述的16m***的初始接入信道和周期接入信道，为了实现本发明提供的网络接入，就需要在给M2M终端分配初始接入信道和周期信接入道时应该考虑不应该干扰上述配置。下面示出在不干扰上述配置的前提下为M2M终端分配初始接入信道和周期信接入道的一种举例，具体如下：

为M2M终端分配如下初始接入信道：

1，每超帧的第O_SF+2子帧都带有M2M终端初始接入信道；

2，每超帧的第三帧的第O_SF+1子帧带有M2M终端初始接入信道；

3，偶数超帧(Superframe,2)＝0的第三帧中第O_SF+1子帧带有M2M终端初始接入信道；

4，每四个超帧(Superframe,4)＝0的第三帧中第O_SF+1子帧带有M2M终端初始接入信道。

为M2M终端分配如下周期接入信道为:

1，每超帧的第O_SF+3子帧都带有M2M终端周期接入信道；

2，每超帧的第四帧的第O_SF+1子帧带有M2M终端周期接入信道；

3，每四个超帧的(Superframe,4)＝0的第四帧中第O_SF+1子帧带有M2M终端周期接入信道；

4，每八个超帧(Superframe,8)＝0的第四帧中第O_SF+1子帧带有M2M终端周期接入信道。

上面描述了为M2M终端分配初始接入信道和周期接入信道，该分配的接入信道具体图5所示的信令中。

需要说明的是，上面描述了为M2M终端分配初始接入信道和周期接入信道，只是一种举例，并非限定本发明，本领域技术人员可在为M2M终端分配的初始接入信道和周期接入信道不能影响***原有接入信道的前提下可随意扩展，本发明不再一一赘述。

至此，完成本发明提供的方法描述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本 发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种网络接入方法，其特征在于，该方法包括：

M2M终端按照：r＝mod(floor(MGID/M),N_M2Mgroup)确定上行接入码r；

其中，r表示上行接入码的标识，mod()表示取余，floor()表示取整，MGID表示M2M终端所在M2M终端组的标识，M表示需要的时域资源，通过下式表示：MGID_total表示网络中M2M终端组的标识总数，α表示M2M终端所在M2M终端组的复用因子，N_M2Mgroup表示M2M终端所在M2M终端组被分配的上行接入码总数；

M2M终端按照：mod(MGID,M)-mod(C,M)＝0确定接入信道；

其中，C表示接入信道的标识；

由M2M终端组中至少一个M2M终端利用确定的上行接入码和接入信道代表该M2M终端组进行网络接入。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

M2M终端从基站获取所在M2M终端组的复用因子α。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述复用因子α的取值包括：1，1/2，1/4，1/8，1/16，1/32，1/64，1/128。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于：

该方法进一步包括：N_M2Mgroup的生成采用PRBS生成器，生成N_M2Mgroup时PRBS生成器的范围从144((H+I+J+K+N+M+L+O+S)mod 256)次至144((H+I+J+K+N+M+L+O+S+N_M2Mgroup)mod 256)–1次，且N_M2Mgroup的最大值为256；其中，

N为普通初始接入上行测距码集中码的个数；

M为普通周期接入上行测距码集中码的个数；

L为普通带宽请求接入上行测距码集中码的个数；

O为普通小区切换请求接入上行测距码集中码的个数；

K为普通初始接入上行测距码集1中码的个数；

J为普通带宽请求接入上行测距码集1中码的个数；

I为普通切换测距码集1中码的个数；

H为普通切换测距码集2中码的个数；

S为测距码组的开始数。

5.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于：

如果每个超帧的4个帧中都包含一个接入信道，则C＝4*superframe number+i，其中，i是帧标识，取值范围为0、1、2、3；

如果每个超帧的一个帧包含一个接入信道，则C＝superframe number；

如果每两个超帧中在mod(superframe 2)＝0的偶数超帧号的一个帧中包含一个接入信道，则C＝superframe number/2；

如果每四个超帧中的mod(superframe 4)＝0的超帧中的一个帧包含一个接入信道，则C＝superframe number/4；

其中，superframe number为超帧号。