CN102802270A - 随机接入的处理方法、基站、终端及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种随机接入的处理方法、基站、终端及***。所述方法包括：接收终端发送的前导序列，并从所述前导序列中区分出由M2M终端发送的前导序列；计算预设时间内接收到的M2M终端发送的前导序列的总功率；根据该总功率判断是否发生过载，如果是，则向M2M终端发送第一随机接入响应消息，以使得M2M终端根据第一随机接入响应消息中的退避指示在退避窗内进行退避，并且在退避之后以不变的功率再次发送前导序列；否则，向M2M终端发送第二随机接入响应消息，以使得M2M终端根据该第二随机接入响应消息进行后续随机接入过程。本发明能够将突发随机接入的海量M2M终端打散，降低M2M终端后续再次接入时碰撞的概率，提高随机接入成功的概率。

Description

随机接入的处理方法、基站、终端及***

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种随机接入的处理方法、基站、终端及***。

背景技术

M2M(Machine to Machine Communication，机器对机器的通信方式)在蜂窝网中可以表示终端与终端之间的直接通信。M2M与H2H(Human to HumanCommunication，人对人的通信方式)不同，M2M基于特定行业的终端，以SMS(Short Message Service，短消息业务)/USSD(Unstructured SupplementaryService Data，非结构补充业务数据)/GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线业务)等为接入手段，为集团客户提供机器到机器的解决方案，满足客户对生产过程监控、指挥调度、远程数据采集和测量、远程诊断、智能交通、智能计量、智能楼宇和智能家庭等方面的信息化需求。

物联网是指M2M在广域网、特别是移动运营商网络中的应用，即以移动网络运营商的无线网络为平台，采用多种传输方式(例如CDMA、GSM等)，通过特种行业终端，服务于行机器到机器的无线数据传输业务。

M2M/IOT应用范围广阔，可应用于智能交通、远程医疗、监控、智能电网、环境检测、智能家居等多种场景。

机器类型通信(MTC，Machine Type Communication)是指一个或者多个网元之间在不需要人为参与的情况下进行的网络通讯(即，M2M应用)，如交通控制与管理、工厂监控、远程抄表等应用。M2M应用中，多个具有相同M2M应用的M2ME(Machine To Machine Equipment；机器对机器设备)组成一个整体，简称群(Group)。

机器类型通信设备标识应能唯一标识一个M2M终端，可采用国际移动用户标识(IMSI，International Mobile Subscriber Identity)、移动台国际ISDN号码(MSISDN，Mobile Station International ISDN Number)、IP地址(IP addr)、IP多媒体公共标识(IMPU，IP Multimedia Public Identity)，IP多媒体私有标识(IMPI，IP Multimedia Private Identity)等。

随着通信水平的逐渐提高，M2M的应用越来越广泛，据乐观估计，出现在蜂窝网中的M2M终端将会以每年40％的速度增长，因此会有数以亿计的终端出现在蜂窝网中。由于M2M的应用具有数据量大、海量终端和业务突发性等特点，因此，在3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)LTE(Long Term Evolution，长期演进计划)网络中可能出现海量M2M终端同时接入的情况，例如某小区的所有智能抄表机同时向基站报告数据，但是由于随机接入信道有限，就会造成随机接入信道过载，大量终端碰撞，发生冲突，随机接入失败。

由于无线通信的资源有限，因此只有在用户要进行通信时才分配相应的时频资源。用户要发起通信时，首先要进行的是随机接入过程，然后进一步无线资源控制(RRC)连接建立和数据传输，最后在通信完毕时释放占用资源。以LTE为例，随机接入资源包括两部分，一是发起随机接入的时隙和频率，二是使用的前导序列(Preamble)。现有蜂窝无线通信***中，随机接入主要分为基于竞争和基于非竞争的两种方式。

在3GPP LTE***的基于竞争的随机接入过程中，终端先随机选择前导序列，并以初始功率向基站发送该前导序列。基站根据一定准则确定该前导序列有终端选择后，向所有选择了这一前导序列的终端发送随机接入响应消息(Message2)。接收到随机接入响应消息的终端便向基站发送Message 3(消息3)，当各终端发送的Message 3因碰撞发生冲突时，基站会通过碰撞解析来解决冲突，当冲突解决失败时，根据LTE标准的规定，会令发生冲突的终端在爬坡后以更大的功率再次进行随机接入，直至达到最大的随机接入次数。如果达到最大的随机接入次数则认为终端随机接入失败。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下缺点：

针对大量终端发生碰撞而造成冲突的情况，冲突解决往往会失败，此时冲突解决失败的原因并不是发送前导序列的功率小造成的，而是由同时接入的终端过多造成的，而LTE标准中指定此时终端仍然会进行爬坡，以更大的功率再次进行随机接入，这样在同一时间点进行随机接入的用户还是大量的，仍然会接入失败，并且还导致了终端发送功率越来越高，因此，这种盲目爬坡只能造成功率的浪费，不能明显的提高随机接入成功概率。

发明内容

为了提高随机接入成功的概率，本发明各个方面提供了一种随机接入的处理方法、基站、终端及***。

一方面，提供了一种随机接入的处理方法，所述方法包括：

接收终端发送的前导序列，并从所述前导序列中区分出由机器对机器的通信方式M2M终端发送的前导序列；

计算预设时间内接收到的所述M2M终端发送的前导序列的总功率；

根据所述总功率判断是否发生过载，如果是，则向所述M2M终端发送第一随机接入响应消息，所述第一随机接入响应消息中包括退避指示和退避窗大小，以使得所述M2M终端根据所述退避指示在所述退避窗内进行退避，并且在退避之后以不变的功率再次发送前导序列；

否则，向所述M2M终端发送第二随机接入响应消息，以使得所述M2M终端根据所述第二随机接入响应消息进行后续随机接入过程。

另一方面，提供了一种基站，所述基站包括：

接收模块，用于接收终端发送的前导序列；

区分模块，用于从所述接收模块接收的前导序列中区分出由机器对机器的通信方式M2M终端发送的前导序列；

第一计算模块，用于计算预设时间内所述区分模块区分出的接收到的所述M2M终端发送的前导序列的总功率；

判断模块，用于根据所述第一计算模块计算得到的总功率判断是否发生过载；

第一发送模块，用于当所述判断模块判断发生过载时，向所述M2M终端发送第一随机接入响应消息，所述第一随机接入响应消息中包括退避指示和退避窗大小，以使得所述M2M终端根据所述退避指示在所述退避窗内进行退避，并且在退避之后以不变的功率再次发送前导序列；

第二发送模块，用于当所述判断模块判断没发生过载时，向所M2M述终端发送第二随机接入响应消息，以使得所述M2M终端根据所述第二随机接入响应消息进行后续随机接入过程。

一方面，还提供了一种随机接入的处理方法，所述方法包括：

机器对机器的通信方式M2M终端向基站发送前导序列；

在所述基站通过计算预设时间内接收到的所述M2M终端发送的前导序列的总功率，并根据所述总功率判断出发生过载后，所述M2M终端接收所述基站发送的第一随机接入响应消息，所述第一随机接入响应消息中包括退避指示和退避窗大小，根据所述退避指示在所述退避窗内进行退避，并且在退避之后以不变的功率再次发送前导序列；或，

在所述基站通过计算预设时间内接收到的所述M2M终端发送的前导序列的总功率，并根据所述总功率判断出没发生过载后，所述M2M终端接收所述基站发送的第二随机接入响应消息，根据所述第二随机接入响应消息进行后续随机接入过程。

另一方面，还提供了一种随机接入的终端，所述终端为机器对机器的通信方式M2M终端，所述M2M终端包括：发送模块和第一处理模块，或包括：发送模块和第二处理模块；

所述发送模块，用于向基站发送前导序列；

所述第一处理模块，用于在所述发送模块向基站发送前导序列后，接收所述基站发送的第一随机接入响应消息，所述第一随机接入响应消息中包括退避指示和退避窗大小，根据所述退避指示在所述退避窗内进行退避，并且在退避之后以不变的功率再次发送前导序列；其中，所述第一随机接入响应消息是由所述基站通过计算预设时间内接收到的所述M2M终端发送的前导序列的总功率，并根据所述总功率判断出发生过载而发送的；

所述第二处理模块，用于在所述发送模块向基站发送前导序列后，接收所述基站发送的第二随机接入响应消息，根据所述第二随机接入响应消息进行后续随机接入过程；其中，所述第二随机接入响应消息是由所述基站通过计算预设时间内接收到的所述M2M终端发送的前导序列的总功率，并根据所述总功率判断出没发生过载而发送的。

再一方面，提供了一种随机接入的***，所述***包括：基站或终端，所述基站和终端进行通信；

所述基站如上述基站；

所述终端如上述终端。

上述技术方案，能够将突发随机接入的海量M2M终端打散，降低终端后续再次接入时碰撞的概率，提高随机接入成功的概率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的随机接入的处理方法流程图；

图2是本发明实施例提供的另一种随机接入的处理方法流程图；

图3是本发明实施例提供的K与入的关系曲线图；

图4是本发明实施例提供的基站结构示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种基站结构示意图；

图6是本发明实施例提供的随机接入的终端结构示意图；

图7是本发明实施例提供的另一种随机接入的终端结构示意图；

图8是本发明实施例提供的随机接入的***结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本文中描述的各种技术可用于各种无线通信***，例如当前2G，3G通信***和下一代通信***，例如全球移动通信***(GSM，Global System for Mobilecommunications)，码分多址(CDMA，Code Division Multiple Access)***，时分多址(TDMA，Time Division Multiple Access)***，宽带码分多址(WCDMA，Wideband Code Division Multiple Access Wireless)，频分多址(FDMA，Frequency Division Multiple Addressing)***，正交频分多址(OFDMA，Orthogonal Frequency-Division Multiple Access)***，单载波FDMA(SC-FDMA)***，通用分组无线业务(GPRS，General Packet Radio Service)***，长期演进(LTE，Long Term Evolution)***，以及其他此类通信***。

M2M终端，是指采用M2M通信的终端，可以是用于智能交通、远程医疗、监控、智能电网、环境检测、智能家居等多种场景下的终端。

基站(例如，接入点)可以是指接入网中在空中接口上通过一个或多个扇区与无线终端通信的设备。基站可用于将收到的空中帧与IP分组进行相互转换，作为无线终端与接入网的其余部分之间的路由器，其中接入网的其余部分可包括网际协议(IP)网络。基站还可协调对空中接口的属性管理。例如，基站可以是GSM或CDMA中的基站(BTS，Base Transceiver Station)，也可以是WCDMA中的基站(NodeB)，还可以是LTE中的演进型基站(NodeB或eNB或e-NodeB，evolutional Node B)，本发明并不限定。

基站控制器，可以是GSM或CDMA中的基站控制器(BSC，base stationcontroller)，也可以是WCDMA中的无线网络控制器(RNC，Radio NetworkController)，本发明并不限定。

另外，本文中术语″***″和″网络″在本文中常被可互换使用。本文中术语″和/或″，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本发明实施例提供了一种随机接入的处理方法，参见图1，方法流程如下所述。

101：基站接收终端发送的前导序列，并从该前导序列中区分出由M2M终端发送的前导序列。

102：计算预设时间内接收到的M2M终端发送的前导序列的总功率。

103：根据该总功率判断是否发生过载，如果是，则执行104，否则执行105。

104：如果发生过载，则向M2M终端发送第一随机接入响应消息，该第一随机接入响应消息中包括退避指示和退避窗大小，以使得M2M终端根据该退避指示在退避窗内进行退避，并且在退避之后以不变的功率再次发送前导序列，然后执行101。

105：如果没发生过载，则向M2M终端发送第二随机接入响应消息，以使得M2M终端根据该第二随机接入响应消息进行后续随机接入过程。

104和105中的M2M终端，指的是101中区分出的M2M终端。

本发明实施例提供的方法，通过计算预设时间内接收到的M2M终端发送的前导序列的总功率，并根据该总功率判断是否过载，如果过载，则向M2M终端发送包含退避指示和退避窗大小的第一随机接入响应消息，使M2M终端根据该退避指示在退避窗内进行退避，并且在退避之后以不变的功率再次发送前导序列，能够将突发随机接入的海量M2M终端打散，降低M2M终端后续再次接入时碰撞的概率，提高随机接入成功的概率。

本发明实施例还提供了一种随机接入的处理方法，可以适用于3GPP LTE***的随机接入过程，还可以适用于其他支持M2M通信的网络，例如UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移动通信***)网络。该方法为了解决大量M2M终端同时发起随机接入造成的过载问题，可以先将M2M终端发起的随机接入过程与H2H发起的随机接入过程区分开，本发明实施例采用的区分方式可以是将***中所有可用的前导序列分成两大组，一组可供M2M终端使用，另一组可供H2H终端使用，这样基站根据接收到的前导序列所属的组别就能区分出请求接入的是M2M终端还是H2H终端，从而可以把M2M终端的随机接入处理过程同H2H终端的随机接入处理过程区分开来，以便应对M2M通信中可能出现的突发过载。本发明实施例以采用上述区分方式区分出M2M终端的随机接入过程为例，并进行针对M2M终端的随机接入处理，参见图2。

201：基站接收终端发送的前导序列，并从接收到的前导序列中区分出由M2M终端发送的前导序列。

例如，M2M终端和H2H终端都可以读取基站的广播消息，从中获取可用的随机接入资源信息，并随机选择一个前导序列，向基站发送该前导序列，其中，M2M终端从M2M前导序列组中随机选择前导序列，H2H终端从H2H前导序列组中随机选择前导序列。基站接收各个终端发送的前导序列后，根据接收到的前导序列所属的组别区分出M2M终端发送的前导序列。其中，当同时接入的M2M终端很多，远大于可用前导序列的数量时，可能出现多个M2M终端共用一个前导序列的情况。

202：基站计算预设时间内接收到的M2M终端发送的前导序列的总功率。

例如，在预设时间内，基站检测接收到的M2M终端发送的各个前导序列的功率，并将这些功率进行累加，得到M2M终端发送的前导序列的总功率。该总功率指的是预设时间内所有M2M终端发送的前导序列的总功率。其中，预设时间为多久可以由基站进行设置，一般可以设置为一个随机接入子帧或两个子帧。

203：基站根据该总功率判断是否发生过载，如果是，则执行204，否则执行208。

例如，判断该总功率是否大于预设的过载门限，如果是，则发生过载，否则，没发生过载。其中，该预设的过载门限可以由基站根据随机接入信道的实际情况进行设置。

204：如果发生过载，基站根据该总功率估算接入的M2M终端数。

由于前导序列的初始传输是以开环功控方式选择初始功率的，因此基站检测到的每个M2M终端的功率不太可能相等，所以根据该总功率精确估算接入的M2M终端数是不现实的，只能进行大致估算。本发明实施例可以采用下述方式来估算接入的M2M终端数。

基站根据实际情况设置一个接收的总功率的最大量程Pm；根据设定的目标信干噪比SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio，信号与干扰和噪声比)可以确定单个M2M终端的期望功率Pe；计算两者之间的比值φ＝Pm/Pe；其中，目标SINR通常由RRC(Radio Resource Control，无线资源控制)信令给出，目标SINR是指基站为正确检测到前导序列而设置的目标值。

在φ值一定的情况下，计算基站在预设时间内接收到的前导序列的总功率P与单个M2M终端的期望功率Pe的比值λ＝P/Pe。

当接入的M2M终端足够多时，由于M2M终端的多径效应，基站接收功率之间互相叠加，可以认为叠加之后的结果近似服从复高斯分布，因此P服从χ²(卡方)分布，那么P与Pe的比值λ也服从χ²分布，该λ的期望等于接入的M2M终端数K；考虑到总功率的最大量程Pm的影响，对于χ²分布超出φ的部分截取为φ，则可以重新计算λ与K的关系。

这样就可以得到接入的M2M终端数K和λ之间的关系曲线，如当φ＝1000、φ＝500、φ＝200条件下，K与λ的关系如图3所示，这些曲线可以通过造表的方式存储起来。

进一步地，基站就可以用总功率P除以Pe得到的比值λ，以及已知的φ值，查找λ在图3中(或存储的表中)所对应的K值。

205：基站根据该M2M终端数选择退避窗的大小。

其中，接入的M2M终端数越大，说明过载越严重，即有大量M2M终端突发同时接入，此时就需要选择一个较大的退避窗，使突发接入在后续接入过程中被打散，M2M终端能够在该退避窗内均匀退避，减少碰撞概率。本发明实施例可以采用下述方式来选择退避窗的大小。

设定初始传输碰撞概率为Pc，例如，可取Pc＝0.1，已知单位时间(如10ms)内可用随机接入资源量为L，L包括所有可用时频资源中的所***道，则保证碰撞概率小于Pc必须使单位时间的平均接入强度γ满足以下条件：

γ＜-Lln(1-Pc)；

则退避窗的大小W为： $W>\frac{K}{-L\ln (1-\mathrm{Pc})}$

在事先设定好的W可选取值表中选择满足上述条件的最小值，作为基站选择的退避窗大小。

206：基站向M2M终端发送第一随机接入响应消息，该第一随机接入响应消息中包括退避指示和退避窗大小。

例如，基站向所有上述发送前导序列的M2M终端发送第一随机接入响应消息。

207：M2M终端接收基站发送的第一随机接入响应消息，根据其中的退避指示在退避窗内进行退避，并且在退避之后以不变的功率再次发送前导序列，并执行201；

例如，M2M终端接收第一随机接入响应消息，检测到其中的退避指示后，获取退避窗大小，并在该退避窗大小的范围内生成随机数，按照该随机数进行退避。并且退避之后不进行爬坡，而是保持原发射功率不变再次进行随机接入，向基站发送前导序列。

各个M2M终端在退避窗的范围内生成随机数，并根据自己生成的随机数进行退避，可以使同时接入的大量M2M终端在退避窗内实现均匀退避，能够有效的降低M2M终端后续再次接入时碰撞的概率，提高随机接入的成功率。

208：如果没发生过载，基站向M2M终端发送第二随机接入响应消息。

例如，没发生过载时，按现有技术中正常的随机接入流程执行，简要的说就是对SINR超过检测门限的前导序列对应的M2M终端发送正常的随机接入响应消息，即第二随机接入响应消息。如果检测SINR没有超过检测门限，则令发送该前导序列的M2M终端爬坡后以较大点的功率再次进行随机接入。

209：M2M终端接收基站发送的第二随机接入响应消息，并根据该第二随机接入响应消息进行后续随机接入过程。

例如，接收到第二随机接入响应消息的M2M终端向基站发送Message 3，基站碰撞解析成功后就可以和该M2M终端进行正常通信，正常的随机接入过程是本领域技术人员熟知的技术手段，这里不再加以赘述。如果基站碰撞解析没有成功，可以令发送该前导序列的M2M终端不爬坡，而是退避一段时间后以相同的功率再次接入。

下面根据上述方法再列举一个具体实施过程，如下所述。

假设φ＝1000，Pe＝2，过载门限＝85，Pc＝0.1，并配置2个子帧作为预设时间，那么L＝64*2＝128。

首先，对于基站：

计算预设时间内，即2个子帧内接收到的M2M终端发送的前导序列的总功率P，假设得到P＝1200。

进行过载判断，因为总功率P大于过载门限(1200＞85)，所以发生过载，设置退避指示overload_flag为true。

估算接入的M2M终端数：计算得到λ＝P/Pe＝600，由于已知φ＝1000，所以根据图3(或查表)得到K＝600，即估算接入的M2M终端数为600个。

选择退避窗的大小：

例如，可以选择W＝45。

向M2M终端发送第一随机接入响应消息，该消息可以为RAR(Random AccessResponse，随机接入响应)消息，通过PDCCH(Physical Downlink ControlChannel，物理下行控制信道)发送，该消息中包含退避指示和退避窗大小。

接下来，对于M2M终端：

监听PDCCH信道，接收RAR消息：

获取退避窗的大小，即45；

生成随机数n，其中0＜n≤45；

按照得到的随机数n进行退避；

退避n时刻后，再次选择随机接入资源进行随机接入，向基站发送前导序列。

本发明实施例提供的方法，是针对海量M2M终端随机接入过载的一种方案，基站通过计算预设时间内接收到的M2M终端发送的前导序列的总功率，并根据该总功率判断是否过载，如果过载，基站再根据该总功率估算接入的M2M终端数，并根据该M2M终端数选择退避窗的大小，然后向M2M终端发送包含退避指示和退避窗大小的第一随机接入响应消息，使M2M终端根据该退避指示在退避窗内随机进行退避，并且在退避之后以不变的功率再次发送前导序列，能够将突发随机接入的海量M2M终端打散，各M2M终端根据自身在退避窗中生成的随机数进行均匀退避，能够有效的降低M2M终端后续再次接入时碰撞的概率，提高随机接入成功的概率；本实施例在基站进行前导序列的SINR检测之前就进行过载判断，能够及早的将过载的M2M终端打散，避免了现有技术中大量M2M终端碰撞时的消息传递开销；本实施例中的M2M终端退避之后不进行爬坡，而是保持原发射功率不变再次进行随机接入，节省了资源，并且避免了因盲目增大功率对随机接入过程所带来的干扰问题。

参见图4，本发明实施例还提供了一种基站，具体可以为Node B或eNB(evolved Node B，演进型基站)等基站，能够实现上述方法实施例中基站侧的方法，该基站包括：接收模块401，区分模块402，第一计算模块403，判断模块404，第一发送模块405和第二发送模块406。

接收模块401，用于接收终端发送的前导序列。

区分模块402，用于从接收模块401接收的前导序列中区分出由M2M终端发送的前导序列。例如，根据接收到的前导序列所属的组别区分出M2M终端发送的前导序列。

第一计算模块403，用于计算预设时间内区分模块402区分出的接收到的M2M终端发送的前导序列的总功率。

判断模块404，用于根据第一计算模块403计算得到的总功率判断是否发生过载。

第一发送模块405，用于当判断模块404判断发生过载时，向M2M终端发送第一随机接入响应消息，该第一随机接入响应消息中包括退避指示和退避窗大小，以使得M2M终端根据该退避指示在退避窗内进行退避，并且在退避之后以不变的功率再次发送前导序列。

第二发送模块406，用于当判断模块404判断没发生过载时，向M2M终端发送第二随机接入响应消息，以使得M2M终端根据该第二随机接入响应消息进行后续随机接入过程。

其中，第一计算模块403，具体用于在预设时间内，检测接收到的M2M终端发送的各个前导序列的功率，并将这些功率进行累加，得到M2M终端发送的前导序列的总功率。

进一步地，判断模块404，具体用于判断该总功率是否大于预设的过载门限，如果是，则发生过载，否则，没发生过载。

更进一步地，参见图5，该基站还包括：第二计算模块407和选择模块408。

第二计算模块407，用于在第一发送模块405向M2M终端发送第一随机接入响应消息之前，根据该总功率估算接入的M2M终端数，也就是说具体用于实现本发明204中的内容。

选择模块408，用于根据第二计算模块407估算的M2M终端数选择退避窗的大小，也就是说具体用于实现本发明205中的内容。

本发明实施例提供的基站，通过计算预设时间内接收到的M2M终端发送的前导序列的总功率，并根据该总功率判断是否过载，如果过载，基站再根据该总功率估算接入的M2M终端数，并根据该M2M终端数选择退避窗的大小，然后向M2M终端发送包含退避指示和退避窗大小的第一随机接入响应消息，使M2M终端根据该退避指示在退避窗内随机进行退避，并且在退避之后以不变的功率再次发送前导序列，能够将突发随机接入的海量M2M终端打散，降低M2M终端后续再次接入时碰撞的概率，提高随机接入成功的概率；本实施例中的M2M终端退避之后不进行爬坡，而是保持原发射功率不变再次进行随机接入，节省了资源，并且避免了因盲目增大功率对随机接入过程所带来的干扰问题。

本发明实施例还提供了一种随机接入的终端，该终端为M2M终端，能够实现上述方法实施例中终端侧的方法，参见图6，该M2M终端包括：发送模块601和第一处理模块602。

发送模块601，用于向基站发送前导序列。例如，M2M终端从***中可供M2M终端使用的M2M前导序列组中随机选择前导序列，并向基站发送该前导序列。

第一处理模块602，用于在发送模块601向基站发送前导序列后，接收该基站发送的第一随机接入响应消息，该第一随机接入响应消息中包括退避指示和退避窗大小，根据该退避指示在该退避窗内进行退避，并且在退避之后以不变的功率再次发送前导序列；其中，该第一随机接入响应消息是由该基站通过计算预设时间内接收到的M2M终端发送的前导序列的总功率，并根据该总功率判断出发生过载而发送的。

或者，参见图7，该终端包括：发送模块601和第二处理模块603。

第二处理模块603，用于在发送模块601向基站发送前导序列后，接收该基站发送的第二随机接入响应消息，根据该第二随机接入响应消息进行后续随机接入过程；其中，该第二随机接入响应消息是由该基站通过计算预设时间内接收到的M2M终端发送的前导序列的总功率，并根据该总功率判断出没发生过载而发送的。

在本发明的另一实施例中，第一处理模块602还包括：退避单元，用于在检测到该退避指示后，获取退避窗大小，并在该退避窗大小的范围内生成随机数，按照该随机数进行退避。

上述总功率可以是在预设时间内，基站通过检测接收到的M2M终端发送的各个前导序列的功率，并将这些功率进行累加得到的。

上述基站根据该总功率判断是否发生过载的过程可以是判断该总功率是否大于预设的过载门限，如果是，则发生过载，否则，没发生过载。其中，该预设的过载门限可以由基站根据随机接入信道的实际情况进行设置。

上述退避窗的大小是由基站根据该总功率估算接入的M2M终端数，并根据该M2M终端数进行选择的。接入的M2M终端数越大，说明过载越严重，即有大量M2M终端突发同时接入，此时就需要选择一个较大的退避窗，使突发接入在后续接入过程中被打散，M2M终端能够在该退避窗内均匀退避，减少碰撞概率。

本发明实施例提供的终端，通过在发生碰撞时根据基站下发的退避指示在退避窗内随机进行退避，并且在退避之后以不变的功率再次发送前导序列，能够将突发随机接入的海量M2M终端打散，各M2M终端根据自身在退避窗中生成的随机数进行均匀退避，能够有效的降低M2M终端后续再次接入时碰撞的概率，提高随机接入成功的概率；本实施例中的M2M终端退避之后不进行爬坡，而是保持原发射功率不变再次进行随机接入，节省了资源，并且避免了因盲目增大功率对随机接入过程所带来的干扰问题。

参见图8，本发明实施例还提供了一种随机接入的***，该***包括：基站801或终端802，该基站801和终端802进行通信。

该终端802可以为上述M2M终端。该***中可以包括一个或多个这种终端802，还可以包括H2H终端。终端802从***中可供M2M终端使用的M2M前导序列组中随机选择前导序列，并向基站发送该前导序列。

基站801接收各终端发送的前导序列，并从接收到的前导序列中区分出由终端802发送的前导序列，例如根据接收到的前导序列所属的组别区分出M2M终端发送的前导序列。基站801计算预设时间内接收到的终端802发送的前导序列的总功率，例如，在预设时间内，检测接收到的终端各802发送的各个前导序列的功率，并将这些功率进行累加，得到终端802发送的前导序列的总功率。

基站801根据该总功率判断是否发生过载，例如，判断该总功率是否大于预设的过载门限，如果是，则发生过载，否则，没发生过载。其中，该预设的过载门限可以由基站根据随机接入信道的实际情况进行设置。

如果发生过载，基站801根据该总功率估算接入的终端802数，并根据该终端802数选择退避窗的大小，然后向各终端802发送第一随机接入响应消息，该第一随机接入响应消息中包括退避指示和退避窗大小。各终端802接收基站801发送的第一随机接入响应消息，根据其中的退避指示在退避窗内进行退避，并且在退避之后以不变的功率再次发送前导序列，例如，终端802接收第一随机接入响应消息，检测到其中的退避指示后，获取退避窗大小，并在该退避窗大小的范围内生成随机数，按照该随机数进行退避，并且退避之后不进行爬坡，而是保持原发射功率不变再次进行随机接入，向基站801发送前导序列。

如果没发生过载，按现有技术中正常的随机接入流程执行，例如，基站801对SINR超过检测门限的前导序列对应的终端802发送正常的随机接入响应消息，即第二随机接入响应消息。终端802接收基站801发送的第二随机接入响应消息，并根据该第二随机接入响应消息进行后续随机接入过程。

综上所述，本发明实施例是针对海量M2M终端随机接入过载的一种方案，基站通过计算预设时间内接收到的M2M终端发送的前导序列的总功率，并根据该总功率判断是否过载，如果过载，基站再根据该总功率估算接入的M2M终端数，并根据该M2M终端数选择退避窗的大小，然后向M2M终端发送包含退避指示和退避窗大小的第一随机接入响应消息，使M2M终端根据该退避指示在退避窗内随机进行退避，并且在退避之后以不变的功率再次发送前导序列，能够将突发随机接入的海量M2M终端打散，各M2M终端根据自身在退避窗中生成的随机数进行均匀退避，能够有效的降低M2M终端后续再次接入时碰撞的概率，提高随机接入成功的概率；本实施例在基站进行前导序列的SINR检测之前就进行过载判断，能够及早的将过载的M2M终端打散，避免了现有技术中大量M2M终端碰撞时的消息传递开销；本实施例中的M2M终端退避之后不进行爬坡，而是保持原发射功率不变再次进行随机接入，节省了资源，并且避免了因盲目增大功率对随机接入过程所带来的干扰问题。

需要说明的是：上述实施例提供的基站和终端在进行随机接入业务时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将基站和终端的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的基站和终端与随机接入的处理方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1.一种随机接入的处理方法，其特征在于，所述方法包括：

接收终端发送的前导序列，并从所述前导序列中区分出由机器对机器的通信方式M2M终端发送的前导序列；

计算预设时间内接收到的所述M2M终端发送的前导序列的总功率；

根据所述总功率判断是否发生过载，如果是，则向所述M2M终端发送第一随机接入响应消息，所述第一随机接入响应消息中包括退避指示和退避窗大小，以使得所述M2M终端根据所述退避指示在所述退避窗内进行退避，并且在退避之后以不变的功率再次发送前导序列；

否则，向所述M2M终端发送第二随机接入响应消息，以使得所述M2M终端根据所述第二随机接入响应消息进行后续随机接入过程。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算预设时间内接收到的所述M2M终端发送的前导序列的总功率，包括：

在预设时间内，检测接收到的所述M2M终端发送的各个前导序列的功率，并将所述功率进行累加，得到所述M2M终端发送的前导序列的总功率。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述总功率判断是否发生过载，包括：

判断所述总功率是否大于预设的过载门限，如果是，则发生过载，否则，没发生过载。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向所述M2M终端发送第一随机接入响应消息之前，还包括：

根据所述总功率估算接入的M2M终端数；

根据所述M2M终端数选择退避窗的大小。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述退避指示和退避窗大小用于所述M2M终端检测到所述退避指示后，在所述退避窗大小的范围内生成随机数，按照所述随机数进行退避。

6.一种基站，其特征在于，所述基站包括：

接收模块，用于接收终端发送的前导序列；

区分模块，用于从所述接收模块接收的前导序列中区分出由机器对机器的通信方式M2M终端发送的前导序列；

第一计算模块，用于计算预设时间内所述区分模块区分出的接收到的所述M2M终端发送的前导序列的总功率；

判断模块，用于根据所述第一计算模块计算得到的总功率判断是否发生过载；

第一发送模块，用于当所述判断模块判断发生过载时，向所述M2M终端发送第一随机接入响应消息，所述第一随机接入响应消息中包括退避指示和退避窗大小，以使得所述M2M终端根据所述退避指示在所述退避窗内进行退避，并且在退避之后以不变的功率再次发送前导序列；

第二发送模块，用于当所述判断模块判断没发生过载时，向所M2M述终端发送第二随机接入响应消息，以使得所述M2M终端根据所述第二随机接入响应消息进行后续随机接入过程。

7.根据权利要求6所述的基站，其特征在于，所述第一计算模块，具体用于在预设时间内，检测接收到的所述M2M终端发送的各个前导序列的功率，并将所述功率进行累加，得到所述M2M终端发送的前导序列的总功率。

8.根据权利要求6所述的基站，其特征在于，所述判断模块，具体用于判断所述总功率是否大于预设的过载门限，如果是，则发生过载，否则，没发生过载。

9.根据权利要求6所述的基站，其特征在于，所述基站还包括：

第二计算模块，用于在所述第一发送模块向所述M2M终端发送第一随机接入响应消息之前，根据所述总功率估算接入的M2M终端数；

选择模块，用于根据所述第二计算模块估算的M2M终端数选择退避窗的大小。

10.一种随机接入的处理方法，其特征在于，所述方法包括：

机器对机器的通信方式M2M终端向基站发送前导序列；

在所述基站通过计算预设时间内接收到的所述M2M终端发送的前导序列的总功率，并根据所述总功率判断出发生过载后，所述M2M终端接收所述基站发送的第一随机接入响应消息，所述第一随机接入响应消息中包括退避指示和退避窗大小，根据所述退避指示在所述退避窗内进行退避，并且在退避之后以不变的功率再次发送前导序列；或，

在所述基站通过计算预设时间内接收到的所述M2M终端发送的前导序列的总功率，并根据所述总功率判断出没发生过载后，所述M2M终端接收所述基站发送的第二随机接入响应消息，根据所述第二随机接入响应消息进行后续随机接入过程。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述根据所述退避指示在所述退避窗内进行退避，包括：

在检测到所述退避指示后，获取所述退避窗大小，并在所述退避窗大小的范围内生成随机数，按照所述随机数进行退避。

12.一种随机接入的终端，其特征在于，所述终端为机器对机器的通信方式M2M终端，所述M2M终端包括：发送模块和第一处理模块，或包括：发送模块和第二处理模块；

所述发送模块，用于向基站发送前导序列；

所述第一处理模块，用于在所述发送模块向基站发送前导序列后，接收所述基站发送的第一随机接入响应消息，所述第一随机接入响应消息中包括退避指示和退避窗大小，根据所述退避指示在所述退避窗内进行退避，并且在退避之后以不变的功率再次发送前导序列；其中，所述第一随机接入响应消息是由所述基站通过计算预设时间内接收到的所述M2M终端发送的前导序列的总功率，并根据所述总功率判断出发生过载而发送的；

所述第二处理模块，用于在所述发送模块向基站发送前导序列后，接收所述基站发送的第二随机接入响应消息，根据所述第二随机接入响应消息进行后续随机接入过程；其中，所述第二随机接入响应消息是由所述基站通过计算预设时间内接收到的所述M2M终端发送的前导序列的总功率，并根据所述总功率判断出没发生过载而发送的。

13.根据权利要求12所述的终端，其特征在于，所述第一处理模块包括：

退避单元，用于在检测到所述退避指示后，获取所述退避窗大小，并在所述退避窗大小的范围内生成随机数，按照所述随机数进行退避。

14.一种随机接入的***，其特征在于，所述***包括：基站或终端，所述基站和终端进行通信；

所述基站如上述权利要求6-9中任一权利要求所述的基站；

所述终端如上述权利要求12-13中任一权利要求所述的终端。

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