專利名稱：基于td-scdma網絡的m2m業(yè)務無線資源調度方法
技術領域：
本發(fā)明屬于無線通信技術領域，主要涉及網絡通信中的M2M終端接入、數據傳輸和資源調度，具體是一種基于TD-SCDMA網絡的M2M業(yè)務無線資源調度方法。用于TD-SCDMA網絡覆蓋的小區(qū)。
背景技術：
隨著科技、社會的進步，物聯網技術越來越受到人們的關注，實現“無處不在的網絡社會”是社會信息化以及國家信息發(fā)展戰(zhàn)略的必然演進方向，作為物聯網的重要組成部分，M2M(Machine to Machine，機器與機器)通信是指利用自動控制及網絡通信等技術，在沒有人為干預的情況下實現機器與機器之間自主數據通信與信息交互的一系列技術或技術組合的總稱。它為各種終端設備在系統(tǒng)之間、網絡之間以及遠程實體之間實時建立通信連接和數據傳輸提供了一種有效途徑。在廣義上，M2M可泛指信源或信宿雙方一方是機器的通信，包括H2M(Human to Machine,人與機器)及M2H(Machine to Human,機器與人)通 信形式。當前的TD-SCDMA無線網絡中的接入與負荷控制機制是針對人與人之間(H2H)的通信進行設計的，而與傳統(tǒng)H2H通信相比，M2M通信的業(yè)務特性具有應用類型繁多、終端數量巨大、與應用聯系緊密、業(yè)務模式多樣等特點。這些與傳統(tǒng)H2H通信的區(qū)別使得M2M通信在不改變當前的接入及資源配置機制，直接應用到TD-SCDMA系統(tǒng)中帶來諸多問題由于M2M終端數量巨大，這就使得大量M2M終端同時接入網絡時造成的網絡擁塞嚴重；由于M2M的業(yè)務特性與H2H有較大區(qū)別，采用以往的信令傳輸機制將會造成過多的開銷，而且以往的資源調度機制也不適用于M2M業(yè)務；同時，在M2M通信過程中也不能對H2H通信造成影響。目前在TD-SCDMA網絡中，還沒有適用于M2M業(yè)務的資源調度方法，而隨著網絡的快速發(fā)展和人們對網絡應用多樣性的要求，需要一種能夠在TD-SCDMA網絡中支持M2M業(yè)務的資源調度方法，這種方法不但能夠同時在網絡中支持H2H業(yè)務和M2M業(yè)務，并且針對M2M的業(yè)務特性能夠降低終端的接入擁塞，簡化信令流程，提高信道利用效率。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對M2M業(yè)務直接使用現行的TD-SCDMA網絡的終端接入、信令建立、數據傳輸等方法時,存在終端接入擁塞、信令開銷過大、數據傳輸效率低等缺點,提供一
種降低大量M2M終端的接入擁塞，簡化信令流程，提高信道利用效率，并在M2M通信過程中同時支持H2H通信的基于TD-SCDMA網絡的M2M業(yè)務無線資源調度方法。本發(fā)明是一種基于TD-SCDMA網絡的M2M業(yè)務無線資源調度方法，本發(fā)明的無線資源調度方法包括如下步驟步驟I、由于TD-SCDMA網絡是時分同步系統(tǒng)，因此在進行通信之前，各終端需要與基站進行相互同步，由于用于上行同步過程的上行導頻碼數量有限而且M2M終端數量巨大，如果同時發(fā)起上行同步過程會造成接入擁塞，接入效率下降。為避免大量終端同時發(fā)起上行同步過程，需先將小區(qū)內的M2M終端進行分組，本發(fā)明的步驟I是對小區(qū)內的M2M終端進行分組，基站在小區(qū)信息中廣播M2M通信分組的個數N，各M2M終端等概率隨機從N中選擇一個數作為自己的組號&，基站將N個子幀組成一個超幀，并對超幀內的每個子幀編號為IiiOii = 1,2,…N)，子幀編號與組號對應，通過對小區(qū)內的M2M終端進行分組，減少同時發(fā)起上行同步過程的終端數量，以降低網絡的擁塞情況。步驟2、由于最初TD-SCDMA網絡設計是用于支持H2H通信，在拓展了 TD-SCDMA網絡對M2M通信后，又不能對H2H通信造成影響，降低H2H用戶的體驗，所以當兩種通信同時發(fā)生時，需要優(yōu)先為H2H通信提供服務。在M2M通信過程中，由于基站無法區(qū)分終端的類型，這給H2H終端的接入帶來困難，改變H2H終端在上行同步過程中傳輸的內容來解決。在步驟2中實現在M2M通信過程中同時支持H2H通信，H2H終端在發(fā)起上行同步過程時，先發(fā)送 所在小區(qū)的下行導頻碼，基站在監(jiān)測到上行導頻時隙中包含下行導頻碼時，判斷小區(qū)內有H2H終端需要接入，基站根據檢測到的情況決定采取的策略，如果檢測到一個H2H終端請求服務，則基站同時為M2M終端和H2H終端提供服務；如果檢測到多個H2H終端請求服務，則基站暫停M2M業(yè)務轉變?yōu)镠2H終端提供服務；如果沒用H2H終端請求服務，則執(zhí)行步驟3。步驟3、發(fā)起上行同步過程的M2M終端與基站進行同步過程，相互同步過程包括步驟3a、基站廣播子幀編號Iii,在基站廣播子幀編號Iii時，還要廣播隨機數p(p e
);當基站廣播的子幀編號終端所在的組號相同時，屬于該組的M2M終端均產生隨機數91&1 G
);當基站廣播的子幀編號與M2M終端所在的組不同時，M2M終端不產生隨機數％。步驟3b、M2M終端將產生的隨機數qi與基站廣播的隨機數P比較，如果Qi < P，則M2M終端等概率的從8個上行導頻碼即SYNC-UL碼中隨機選擇一個，M2M終端以估計的時間和發(fā)射功率發(fā)送上行導頻碼開始上行同步過程；如果Qi ^ P，則終端停止上行同步過程，等待當前超幀結束，返回步驟I。步驟3c、基站檢測收到的上行導頻碼，此時的8個上行導頻碼分別可能處于3種狀態(tài)正確接收，發(fā)生碰撞，信道空閑；基站統(tǒng)計三種狀態(tài)的上行導頻碼個數分別為SMmc;t，Sconflict, Sfree,并且根據三種狀態(tài)的情況估算小區(qū)內總的終端個數。步驟4、基站發(fā)送接入控制信息后終端根據接入控制信息發(fā)送摘要信息，對于在上行同步過程中正確接收的SYNC-UL碼，基站需要進行的操作如下計算要使發(fā)送相應SYNC-UL碼的終端實現同步的時間提前量和發(fā)射功率，選擇可用的空閑上行信道作為M2M終端的隨機接入信道即PRACH信道，并將這些信息通過快速接入信道即FPACH信道，通知相應的M2M終端，M2M終端根據接收到的接入控制信息在指定的PRACH信道發(fā)送數據；當數據量較少時，終端將ID和數據一次性在PRACH信道上傳輸給基站；當數據量較多無法在PRACH信道完成時，終端將摘要信息通過PRACH信道傳輸給基站，摘要信息中包括終端的ID、傳輸數據量及時延要求。步驟5、基站根據摘要信息分配無線信道資源，基站收集小區(qū)內完成上行同步過程終端的摘要信息，基站對已收集到的小區(qū)內n個終端的摘要信息進行記錄，每個終端需要傳輸信息量為QiQ = 1 2,…n),時延要求由小到大排列為h < t2 <吣< tn,對于ID為i的終端，其信息量為Qi,時延要求為基站根據以上摘要信息進行計算，決定分配給每個終端相應的信道資源。本發(fā)明采用了對M2M終端和H2H終端接入過程的差異化，M2M終端分組進行上行同步過程，基站根據M2M終端的接入情況估算小區(qū)內終端數量并且使用空閑的下行信道向成功完成上行同步過程的各終端傳輸接入控制信息，各M2M終端在基站指定的信道中發(fā)送摘要信息，基站在收集到摘要信息后計算和更新信道資源的分配。本發(fā)明解決了在TD-SCDMA中同時支持H2H通信和M2M通信，并且降低M2M通信對H2H通信的影響，降低大量M2M終端接入的擁塞情況，簡化傳輸信令過程，高效的利用信道傳輸數據。本發(fā)明的實現還在于其中步驟2中在M2M通信過程中同時支持H2H通信，包括如下步驟步驟2a、基站檢測到上行導頻時隙存在本小區(qū)使用的下行導頻碼即SYNC-DL碼，基站根據檢測到的情況判斷當前請求進行服務的H2H終端數量；這時存在兩種情況基站正確接收SYNC-DL碼，基站沒有正確接收；正確接收表明當前只有一個H2H終端請求進行上行同步過程，執(zhí)行步驟2b;沒有正確接收表明當前存在多個H2H終端請求進行上行同步過 程，執(zhí)行步驟2c。步驟2b、只有一個H2H終端請求服務時，基站通過系統(tǒng)原先配置的FPACH信道為其服務，發(fā)送時間提前量和發(fā)射功率，同時不影響對M2M終端的服務。步驟2c、在M2M通信過程中，基站通過廣播子幀的編號來確定為哪組M2M終端提供服務，當存在多個H2H終端請求服務時，基站記錄應當廣播的子幀編號并在下一個子幀廣播一個不存在的子幀編號，來暫停為M2M終端服務轉而為H2H終端提供服務?；緩V播的子巾貞編號與終端所在的組號是對應的，如果廣播一個存在的子中貞編號就會有M2M終端相應，本發(fā)明采用了廣播一個不存在的子幀編號的方式暫停為M2M終端服務。步驟2d、H2H終端監(jiān)聽下一個子幀的FPACH信道，如果FPACH信道內有信息則是基站發(fā)送給自己的接入控制信息；如果FPACH信道內沒有信息表明有多個H2H終端同時請求服務，那么H2H終端使用現行的H2H通信流程重新進行嘗試；當H2H通信結束后，基站從暫停的子幀編號開始繼續(xù)廣播暫停的子幀編號恢復對M2M終端的服務。本發(fā)明此步驟的目的在于差異化H2H終端和M2M終端的接入過程，降低M2M通信對H2H通信的影響，同時根據檢測到請求接入的H2H終端數量采取不同的策略來處理。本發(fā)明的實現還在于其中步驟3c所述的基站根據小區(qū)內終端接入情況估算小區(qū)內終端個數，包括如下步驟步驟3cl、M2M終端在上行同步過程中發(fā)送的SYNC-UL碼是隨機選取的，這樣基站檢測到的SYNC-UL碼存在3種狀態(tài)正確接收，發(fā)生碰撞，信道空閑；基站統(tǒng)計并記錄當前的超幀中3種狀態(tài)的SYNC-UL碼個數Sconflict, Sfree ;同時基站記錄完成上行同步過
程的終端個數Xramplrte。步驟3c2、當前的超幀廣播結束后，基站依照統(tǒng)計的SYNC-UL碼的3種狀態(tài)的數量計算上一個超幀中每一個分組內平均終端的個數X，以此計算小區(qū)內M2M終端的總數Xtrtal,XtOtai = xXN ;剩余等待接入的終端個數XMain，Xremain = Xtotal-Xraniplete，然后基站確定新的分組數N，并將新的分組數N返回步驟I更新小區(qū)信息；每當一個超幀廣播結束后，基站就重復步驟3c2。如果不實時的改變分組數N，則每組內的終端個數將減少，造成上行導頻碼使用率下降，上行同步過程的總時延增加；實時改變分組數N，使有限的上行導頻碼得到充分的利用，上行同步過程的總時延減少。本發(fā)明此步驟的目的在于基站根據M2M終端的接入情況估算出小區(qū)內終端的數量，更新合適的分組數N來減少M2M終端在上行同步過程中的時延。本發(fā)明的實現還在于其中步驟4所述的根據接入終端的情況配置子幀內信道，包括如下步驟步驟4a、由于TSO時隙固定用作下行時隙又不承載任何數據業(yè)務信息，并且在現行的信道配置中，使用了 TSO時隙的16個下行信道中的8個,則剩余的信道作為M2M業(yè)務的FPACH(M)信道，這樣可以充分利用空閑的信道并且快速將接入控制信息傳送給各終端，使用TSO時隙中的空閑信道作為M2M終端的FPACH(M)信道，H2H終端仍然使用系統(tǒng)原先配 置的FPACH信道，兩種信道分別以FPACH和FPACH (M)區(qū)別，也就是說FPACH專門為H2H終端提供服務，FPACH(M)信道專門為M2M終端提供服務。步驟4b、基站記錄一個子幀內空閑的上行信道位置和數量，將這些信道用作M2M終端的PRACH信道，基站通過FPACH(M)信道將PRACH信道所在的位置通知相應的M2M終端;步驟4c、M2M終端在發(fā)送完成SYNC-UL碼后，在下一子幀的TSO時隙監(jiān)聽FPACH(M)信道中是否有相應的控制信息，決定之后采取的行為。如果有，則M2M終端根據自己所要傳輸的數據量決定在PRACH信道上傳輸的內容；否則，終端等待當前超幀結束，返回步驟I。本發(fā)明此步驟的目的在于利用空閑的信道為完成上行同步過程的M2M終端發(fā)送接入控制信息，并且M2M終端在指定的信道上將摘要信息發(fā)送給基站。本發(fā)明的實現還在于其中步驟5所述根據終端對時延的要求來分配信道資源，包括如下步驟步驟5a、根據接收到的摘要信息，基站計算以下內容子幀內可用的空閑信道數Mactual,為各M2M終端分配的信道數Hii,在為各M2M終端分配完后仍然剩余的空閑信道數M
^remain0步驟5b、基站先依據終端對時延的要求將終端由小到大排列& < t2〈…< tn，再根據以上的計算優(yōu)先為時延小的終端分配信道資源，直到Mranain = 0，基站通過輔公共物理信道即SCCPCH信道，通知各相應終端信道的分配信息，完成當前子幀的信道分配過程，當下一個子幀基站接收到新的摘要信息后，返回步驟5a重新進行信道分配。本發(fā)明上述步驟的目的在于基站收集到M2M終端的摘要信息后，依據摘要信息中的傳輸數據量和時延要求，以優(yōu)先滿足對時延耐受性低的終端對信道資源的要求為原則分配信道，充分利用無線信道資源為每個終端分配信道。在重的網絡負荷下，在保證時延耐受性低的終端優(yōu)先傳輸完成的同時充分利用一幀內可用的所有信道，在輕的網絡負荷下，使得數據信息快速傳輸完成。與現有技術相比本發(fā)明具有如下優(yōu)點I、本發(fā)明差異化了 M2M終端和H2H終端的通信過程使得TD-SCDMA網絡能夠同時支持M2M通信與H2H通信，降低了 M2M通信對H2H通信的影響。2、采用對M2M終端分組進行上行同步過程的方法，減少在同一時間內進行同步過程的終端數量降低大量終端同時接入網絡造成的網絡擁塞。
3、H2H終端與基站之間的信令交互包括接入控制信息、RRC建立、鑒權、RAB建立等，而M2M終端與基站之間的信令交互只包括接入控制信息和M2M終端的摘要信息以簡化信令流程降低信令開銷。4、基站根據收集到的M2M終端摘要信息后充分利用資源為每個終端分配信道，在重的網絡負荷下，在保證時延耐受性低的終端優(yōu)先傳輸完成的同時充分利用一幀內可用的所有信道，在輕的網絡負荷下，使得數據信息快速傳輸完成。


圖I是本發(fā)明的總流程框圖；圖2是本發(fā)明中在M2M終端通信過程中支持小區(qū)內H2H終端請求服務的子流程圖；圖3是本發(fā)明中基站根據一個超幀內終端接入的情況估算小區(qū)內終端的個數過程的流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明內容作出說明實施例I本發(fā)明是一種基于TD-SCDMA網絡的M2M業(yè)務無線資源調度方法，適用于在TD-SCDMA網絡覆蓋的小區(qū)內，同時進行H2H業(yè)務和M2M業(yè)務。參見圖I，本發(fā)明基于TD-SCDMA網絡的M2M業(yè)務無線資源調度方法包括如下步驟步驟I、對小區(qū)內的M2M終端進行分組，基站在小區(qū)信息中廣播M2M通信分組的個數N，各M2M終端等概率隨機從N中選擇一個數作為自己的組號Iii,基站將N個子幀組成一個超幀，并對超幀內的每個子幀編號為IiiOii = 1,2,…N)，子幀編號與組號對應；通過對小區(qū)內的M2M終端進行分組，減少同時發(fā)起上行同步過程的終端數量，以便降低網絡的擁塞情況。由于TD-SCDMA網絡是時分同步系統(tǒng)，因此在進行通信之前，各終端需要與基站進行相互同步，由于用于上行同步過程的上行導頻碼數量有限而且M2M終端數量巨大，如果同時發(fā)起上行同步過程會造成接入擁塞，接入效率下降。為避免大量終端同時發(fā)起上行同步過程，需先將小區(qū)內的M2M終端進行分組。步驟2、實現在M2M通信過程中同時支持H2H通信，H2H終端在發(fā)起上行同步過程時，先發(fā)送所在小區(qū)的下行導頻碼，基站在監(jiān)測到上行導頻時隙中包含下行導頻碼時，判斷小區(qū)內有H2H終端需要接入，基站根據檢測到的情況決定采取的策略，如果檢測到一個H2H終端請求服務，則基站同時為M2M終端和H2H終端提供服務；如果檢測到多個H2H終端請求服務，則基站暫停M2M業(yè)務轉變?yōu)镠2H終端提供服務；如果沒用H2H終端請求服務，則執(zhí)行步驟3。由于最初TD-SCDMA網絡設計是用于支持H2H通信，在拓展了 TD網絡對M2M通信后，又不能對H2H通信造成影響，降低H2H用戶的體驗，所以當兩種通信同時發(fā)生時，需要優(yōu)先為H2H通信提供服務。在M2M通信過程中，由于基站無法區(qū)分終端的類型，這給H2H終端的接入帶來困難，本發(fā)明通過改變H2H終端在上行同步過程中傳輸的內容來解決此問題。本發(fā)明在M2M通信過程中同時支持H2H通信，包括如下步驟步驟2a、基站檢測到上行導頻時隙存在本小區(qū)使用的下行導頻碼即SYNC-DL碼，基站根據檢測到的情況判斷當前請求進行服務的H2H終端數量；這時存在兩種情況基站正確接收SYNC-DL碼，基站沒有正確接收；正確接收表明當前只有一個H2H終端請求進行上行同步過程，執(zhí)行步驟2b ;沒有正確接收表明當前存在多個H2H終端請求進行上行同步過程，執(zhí)行步驟2c;步驟2b、只有一個H2H終端請求服務時，基站通過系統(tǒng)原先配置的FPACH信道為其服務，發(fā)送時間提前量和發(fā)射功率，同時不影響對M2M終端的服務；

步驟2c、在M2M通信過程中，基站會廣播子幀的編號來確定為哪組M2M終端提供服務，存在多個H2H終端請求服務時，基站記錄應當廣播的子幀編號并在下一個子幀廣播一個不存在的子幀編號，來暫停為M2M終端服務轉而為H2H終端提供服務；基站廣播的子中貞編號與終端所在的組號是對應的，如果廣播一個存在的子巾貞編號就會有M2M終端相應，本發(fā)明采用了廣播一個不存在的子幀編號的方式暫停為M2M終端服務。步驟2d、H2H終端監(jiān)聽下一個子幀的FPACH信道，如果FPACH信道內有信息則是基站發(fā)送給自己的接入控制信息；如果FPACH信道內沒有信息表明有多個H2H終端同時請求服務，那么H2H終端使用現行的H2H通信流程重新進行嘗試；當H2H通信結束后，基站從暫停的子幀編號開始繼續(xù)廣播，從暫停的子幀編號開始恢復對M2M終端的服務。步驟3、發(fā)起上行同步過程的M2M終端與基站進行同步過程，相互同步過程步驟3a、基站廣播子幀編號Iii,在基站廣播子幀編號Iii時，還要廣播隨機數p(p e
);當基站廣播的子幀編號終端所在的組號相同時，屬于該組的M2M終端均產生隨機數91&1 G
) o當基站廣播的子幀編號與M2M終端所在的組不同時，M2M終端不產生隨機數％。步驟3b、M2M終端將產生的隨機數qi與基站廣播的隨機數P比較，如果Qi < P，則M2M終端等概率的從8個上行導頻碼即SYNC-UL碼中隨機選擇一個，M2M終端以估計的時間和發(fā)射功率發(fā)送上行導頻碼開始上行同步過程；如果Qi ^ P，則終端停止上行同步過程，等待當前超幀結束，返回步驟I。步驟3c、基站檢測收到的上行導頻碼，此時的8個上行導頻碼分別可能處于3種狀態(tài)正確接收，發(fā)生碰撞，信道空閑；基站統(tǒng)計三種狀態(tài)的上行導頻碼個數分別為SMmc;t，Sconflict, Sfree,并且根據三種狀態(tài)的情況估算小區(qū)內終端個數?；靖鶕^(qū)內終端接入情況估算小區(qū)內終端個數，包括如下步驟步驟3cl、M2M終端在上行同步過程中發(fā)送的SYNC-UL碼是隨機選取的，這樣基站檢測到的SYNC-UL碼存在3種狀態(tài)正確接收，發(fā)生碰撞，信道空閑；基站統(tǒng)計并記錄當前的超幀中3種狀態(tài)的SYNC-UL碼個數Sconflict, Sfree ;同時基站記錄完成上行同步過程的終端個數Xramplete ；步驟3c2、當前的超幀廣播結束后，基站依照統(tǒng)計的SYNC-UL碼的3種狀態(tài)的數量計算上一個超幀中每一個分組內平均終端的個數X，以此計算小區(qū)內M2M終端的總數Xtrtal,XtOtai = xXN ;剩余等待接入的終端個數XMain，Xremain = Xtotal-Xraniplete，然后基站確定新的分組數N，并將新的分組數N返回步驟I更新小區(qū)信息；每當一個超幀廣播結束后，基站就重復步驟3c2。如果不實時的改變分組數N，則每組內的終端個數將減少，造成上行導頻碼使用率下降，上行同步過程的總時延增加；實時改變分組數N，使有限的上行導頻碼得到充分的利用，上行同步過程的總時延減少。步驟4、基站發(fā)送接入控制信息后終端根據接入控制信息發(fā)送摘要信息，對于在上行同步過程中正確接收的SYNC-UL碼，基站需要進行的操作如下計算要使發(fā)送相應SYNC-UL碼的終端實現同步的時間提前量和發(fā)射功率，選擇可用的空閑上行信道作為M2M終端的隨機接入信道即PRACH信道，并將這些信息通過快速接入信道即FPACH信道，通知相應的M2M終端，M2M終端根據接收到的接入控制信息在指定的PRACH信道發(fā)送數據；當數據量較少時，終端將ID和數據一次性在PRACH信道上傳輸給基站；當數據量較多無法在PRACH信道完成時，終端將摘要信息通過PRACH信道傳輸給基站，摘要信息中包括終端的ID、傳輸數據量及時延要求；根據接入終端的情況配置子幀內信道，包括如下步驟

步驟4a、由于TD-SCDMA網絡中的TSO時隙固定用作下行時隙又不承載任何數據業(yè)務信息，并且在現行的信道配置中，使用了 TSO時隙的16個下行信道中的8個，則剩余的空閑信道作為M2M業(yè)務的FPACH(M)信道，這樣可以充分利用空閑的信道并且快速將接入控制信息返回給各終端，M2M終端使用TSO時隙中的空閑信道作為的FPACH (M)信道，H2H終端仍然使用系統(tǒng)原先配置的FPACH信道，兩種信道分別以FPACH和FPACH(M)區(qū)別；步驟4b、基站記錄一個子幀內空閑的上行信道的位置和數量，將這些信道用作M2M終端的PRACH信道，基站通過FPACH(M)信道將PRACH信道所在的位置通知相應的M2M終端；步驟4c、M2M終端在發(fā)送完成SYNC-UL碼后，監(jiān)聽下一個子幀的TSO時隙，判斷FPACH(M)信道中是否有相應自己的接入控制信息，并根據接收到的接入控制信息決定之后采取的行為。如果有，則M2M終端根據自己所要傳輸的數據量決定在PRACH信道上傳輸的內容；如果沒有，終端等待當前超幀結束，返回步驟I。步驟5、基站根據摘要信息分配無線信道資源，基站收集小區(qū)內完成上行同步過程終端的摘要信息，基站對已收集到的小區(qū)內n個終端的摘要信息進行記錄，每個終端需要傳輸信息量為QiQ = 1 2,…n),時延要求由小到大排列為h < t2 <吣< tn,對于ID為i的終端，其信息量為Qi,時延要求為基站根據以上摘要信息進行計算，決定分配給每個終端相應的信道資源并執(zhí)行。根據終端對時延的要求來分配信道資源，包括如下步驟步驟5a、據接收到的摘要信息，基站計算以下內容子幀內可用的空閑信道數Mactual,為各M2M終端分配的信道數Hii,在為各M2M終端分配完后仍然剩余的空閑信道數M .
iT1remam，步驟5b、基站先依據終端對時延的要求將終端由小到大排列& < t2〈…< tn，再根據以上的計算優(yōu)先為時延小的終端分配信道資源，直到Mranain = 0，基站通過輔公共物理信道即SCCPCH信道，通知各相應終端信道的分配信息，完成當前子幀的信道分配過程，當下一個子幀基站接收到新的摘要信息后，返回步驟5a重新進行信道分配。實施例2
基于TD-SCDMA網絡的M2M業(yè)務無線資源調度方法同實施例1，下面參照附圖對本發(fā)明的無線資源調度方法做詳細說明參照圖1，本發(fā)明的實現步驟包括如下步驟I、為避免大量終端同時發(fā)起上行同步過程，需先將小區(qū)內的M2M終端進行分組，分組的個數N由基站進行廣播，各M2M終端等概率隨機從N中選擇一個數作為自己的組號叫，基站將N個子幀組成一個超幀，并對超幀內的每個子幀編號Iii Oii = 1,2,…N)。步驟2、參照圖2，在M2M通信過程中支持H2H通信進行如下處理在M2M通信過程中，網絡側無法區(qū)分終端的類型，這給H2H終端接入網絡帶來困難，如果可以改變H2H終端傳輸的內容，在M2M通信過程中，H2H終端在進行上行同步前，先發(fā)送所在小區(qū)的下行導頻碼(SYNC-DL碼)，基站在監(jiān)測到上行導頻時隙中包含下行導頻碼 (SYNC-DL碼)時，可以判斷小區(qū)內有H2H終端需要接入。表ITD系統(tǒng)中碼組的分配
權利要求
1.一種基于TD-SCDMA網絡的M2M業(yè)務無線資源調度方法，其特征在于M2M業(yè)務無線資源調度包括如下步驟 步驟I、對小區(qū)內的M2M終端進行分組，基站在小區(qū)信息中廣播M2M通信分組的個數N，各M2M終端等概率隨機從N中選擇一個數作為自己的組號Iii,基站將N個子幀組成一個超中貞，并對超巾貞內的每個子巾貞編號為Iii Oii = 1,2,…N),子巾貞編號與組號對應； 步驟2、實現在M2M通信過程中同時支持H2H通信，H2H終端在發(fā)起上行同步過程時，先發(fā)送所在小區(qū)的下行導頻碼，基站在監(jiān)測到上行導頻時隙中包含下行導頻碼時，判斷小區(qū)內有H2H終端需要接入，基站根據檢測到的情況決定采取的策略，如果檢測到一個H2H終端請求服務，則基站同時為M2M終端和H2H終端提供服務；如果檢測到多個H2H終端請求服務，則基站暫停M2M業(yè)務轉變?yōu)镠2H終端提供服務；如果沒用H2H終端請求服務，則執(zhí)行步驟3 ; 步驟3、發(fā)起上行同步過程的M2M終端與基站進行同步過程，相互同步過程包括 步驟3a、基站廣播子幀編號Iii,在基站廣播子幀編號Iii時，還要廣播隨機數p (p G [O，I]);當基站廣播的子幀編號Hi與1211終端所在的組號相同時，屬于該組的M2M終端均產生隨機數 qjqi G
); 步驟3b、M2M終端將產生的隨機數qi與基站廣播的隨機數P比較，如果qi < P，則M2M終端等概率的從8個上行導頻碼即SYNC-UL碼中隨機選擇一個，M2M終端以估計的時間和發(fā)射功率發(fā)送上行導頻碼開始上行同步過程；如果Qi ^ P，則終端停止上行同步過程，等待當前超幀結束，返回步驟I ; 步驟3c、基站檢測收到的上行導頻碼，此時的8個上行導頻碼分別可能處于3種狀態(tài)正確接收，發(fā)生碰撞，信道空閑；基站統(tǒng)計三種狀態(tài)的上行導頻碼個數分別為SMmc;t，Sconflict, S&ee，并且根據三種狀態(tài)的情況估算小區(qū)內總的終端個數； 步驟4、基站發(fā)送接入控制信息后終端根據接入控制信息發(fā)送摘要信息，對于在上行同步過程中正確接收的SYNC-UL碼，基站需要進行的操作如下計算要使發(fā)送相應SYNC-UL碼的終端實現同步的時間提前量和發(fā)射功率，選擇可用的空閑上行信道作為M2M終端的隨機接入信道即PRACH信道，并將這些信息通過快速接入信道即FPACH信道，通知相應的M2M終端，M2M終端根據接收到的接入控制信息在指定的PRACH信道發(fā)送數據；當數據量較少時，終端將ID和數據一次性在PRACH信道上傳輸給基站；當數據量較多無法在PRACH信道完成時，終端將摘要信息通過PRACH信道傳輸給基站，摘要信息中包括終端的ID、傳輸數據量及時延要求； 步驟5、基站根據摘要信息分配無線信道資源，基站收集小區(qū)內完成上行同步過程終端的摘要信息，基站對已收集到的小區(qū)內n個終端的摘要信息進行記錄，每個終端需要傳輸信息量為Qi Q = 1,2,…n),時延要求由小到大排列為h < t2〈…< tn,對于ID為i的終端，其信息量為Qi,時延要求為基站根據以上摘要信息進行計算，決定分配給每個終端相應的信道資源。
2.根據權利要求2所述的基于TD-SCDMA網絡的M2M業(yè)務無線資源調度方法，其特征在于其中步驟2所述在M2M通信過程中同時支持H2H通信，包括如下步驟 步驟2a、基站檢測到上行導頻時隙存在本小區(qū)使用的下行導頻碼即SYNC-DL碼，基站根據檢測到的情況判斷當前請求進行服務的H2H終端數量；這時存在兩種情況基站正確接收SYNC-DL碼，基站沒有正確接收；正確接收表明當前只有一個H2H終端請求進行上行同步過程，執(zhí)行步驟2b ;沒有正確接收表明當前存在多個H2H終端請求進行上行同步過程，執(zhí)行步驟2c ； 步驟2b、只有一個H2H終端請求服務時，基站通過系統(tǒng)原先配置的FPACH信道為其服務，發(fā)送時間提前量和發(fā)射功率，同時不影響對M2M終端的服務； 步驟2c、存在多個H2H終端請求服務時，基站記錄應當廣播的子幀編號并在下一個子幀廣播一個不存在的子幀編號，來暫停為M2M終端服務轉而為H2H終端提供服務； 步驟2d、H2H終端監(jiān)聽下一個子幀的FPACH信道，如果FPACH信道內有信息則是基站發(fā)送給自己的接入控制信息；如果FPACH信道內沒有信息表明有多個H2H終端同時請求服務，那么H2H終端使用現行的H2H通信流程重新進行嘗試；當H2H通信結束后，基站從暫停的子幀編號開始繼續(xù)廣播。
3.根據權利要求3所述的基于TD-SCDMA網絡的M2M業(yè)務無線資源調度方法，其特征在于其中步驟3c所述的基站根據小區(qū)內終端接入情況估算小區(qū)內總的終端個數，包括如下步驟 步驟3cl、各M2M終端在上行同步過程中發(fā)送的SYNC-UL碼是隨機選取的，基站檢測收到的上行導頻碼并統(tǒng)計三種狀態(tài)的上行導頻碼個數分別為Sramrt, Sconflict, Sfree,同時基站記錄完成上行同步過程的終端個數X_plrte ； 步驟3c2、當一個超幀結束后，基站依照統(tǒng)計的SYNC-UL碼的3種狀態(tài)的數量計算上一個超幀中每一個分組內平均終端的個數X，并以此計算小區(qū)內M2M終端的總數Xt(rtal，Xttrtal =xXN ;剩余等待接入的終端個數XMain， ^■remain ^total ^-complete 然后基站根據剩余的等待接入終端個數Xranain確定新的分組數N，并將新的分組數N返回步驟I更新小區(qū)信息；每當一個超巾貞結束后，基站就重復步驟3c2。
4.根據權利要求4所述的基于TD-SCDMA網絡的M2M業(yè)務無線資源調度方法，其特征在于其中步驟4所述的根據接入終端的情況配置子幀內信道，包括如下步驟 步驟4a、M2M終端使用TSO時隙中的空閑信道作為的FPACH(M)信道，H2H終端仍然使用系統(tǒng)原先配置的FPACH信道，兩種信道分別以FPACH和FPACH(M)區(qū)別； 步驟4b、基站記錄一個子幀內空閑的上行信道的位置和數量，將這些信道用作M2M終端的PRACH信道，基站通過FPACH(M)信道將PRACH信道所在的位置通知相應的M2M終端； 步驟4c、M2M終端在發(fā)送完成SYNC-UL碼后，監(jiān)聽下一個子幀的TSO時隙，判斷FPACH(M)信道中是否有相應自己的接入控制信息，并根據接收到的接入控制信息決定之后采取的行為。如果有，則M2M終端根據自己所要傳輸的數據量決定在PRACH信道上傳輸的內容；如果沒有，終端等待當前超幀結束，返回步驟I。
5.根據權利要求5所述的基于TD-SCDMA網絡的M2M業(yè)務無線資源調度方法，其特征在于其中步驟5所述根據終端對時延的要求來分配信道資源，包括如下步驟 步驟5a、根據接收到的摘要信息，基站計算以下內容子幀內可用的空閑信道數Mac;tual，為各M2M終端分配的信道數Hii,在為各M2M終端分配完后仍然剩余的空閑信道數Mraiiain ； 步驟5b、基站先依據終端對時延的要求將終端由小到大排列h < t2〈…< tn，再根據以上的計算優(yōu)先為時延小的終端分配信道資源，直到Mranain = 0，基站通過輔公共物理信道即SCCPCH信道，通知各相應終端信道的分配信息，完成當前子幀的信道分配過程，當下一個子幀基站接收到新的摘要 信息后，返回步驟5a重新進行信道分配。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于TD-SCDMA網絡的M2M業(yè)務無線資源調度方法，其設計的方案解決了在TD-SCDMA網絡中支持M2M通信以及降低大量M2M終端接入的擁塞情況，本發(fā)明還簡化了信令傳輸過程，高效的利用信道傳輸數據，并在M2M通信過程中支持H2H通信。實現步驟為基站將小區(qū)內的M2M終端進行分組；根據M2M終端上行同步過程的情況基站估算小區(qū)內總的終端個數；為成功完成同步過程的終端提供接入信道；根據各終端的摘要信息分配傳輸信道；在M2M通信過程中支持H2H通信。本發(fā)明針對TD-SCDMA網絡在特定的M2M通信時間段內，為小區(qū)內數量巨大的M2M終端提供數據傳輸服務，在降低沖突的情況下盡可能提高信道的利用率，同時降低對H2H通信的影響。
文檔編號H04W28/02GK102769868SQ201210255669
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月23日 優(yōu)先權日2012年7月23日
發(fā)明者于勝濤, 史琰, 楊敏, 楊鵬, 牛永彬, 盛敏, 郭丹 申請人:西安電子科技大學