一种机器类终端的接入控制方法及装置 |
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| 申请号 | CN201210400943.4 | 申请日 | 2012-10-19 | 公开(公告)号 | CN103781185A | 公开(公告)日 | 2014-05-07 |
| 申请人 | 中兴通讯股份有限公司; | 发明人 | 张家宝; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种机器类终端的接入控制方法及装置，涉及移动通信领域，所述方法包括：扩展接入控制EAB终端利用随机接入资源映射表，确定EAB终端所属公共陆地移动网络PLMN对应的接入服务等级ASC；生成接入随机数，并将所述接入随机数与所述ASC对应的持续值进行比较；根据比较结果，向网络侧发起随机接入 请求 ，以便网络侧利用所述ASC对应的随机接入资源建立无线接入承载。本发明通过严格限制机器类通信设备发起的随机接入，确保普通用户能够顺利的接入网络。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种机器类终端的接入控制方法，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 一种机器类终端的接入控制方法及装置技术领域[0001] 本发明涉及移动通信技术，特别涉及一种用于机器类终端的接入控制方法及相关装置。 背景技术[0002] 用户设备（User Equipment，UE）在接入网络时需要执行接入控制，用于判断UE能否发起业务请求，避免引发网络侧的过载如随机接入过载或信令过载。在通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunications System，UMTS）中，用户设备可以分为16个接入等级（Access Class，AC），其中，AC 0～9属于普通级别，随机分配给终端；AC 10表示紧急呼叫，不会配置给终端；AC 11用于网络操作；AC 12为安全业务；AC 13为公共服务类别，如水、气供应商；AC 14表示紧急业务；AC 15表示运营商工作人员。一个终端可以配置为AC 0-9中的一个级别以及AC11-15中的一个或多个级别，这些配置信息保存在用户识别卡（Universal Subscriber Identity Module，USIM）中。UMTS中的网络侧会广播系统消息，其中包含接入控制等级（Access Class Barred，ACB）参数，对于不同的接入等级，网络侧广播对应的ACB，ACB配置为枚举型（barred、not barred）。如果用户设备需要发起业务请求，用户设备首先需要核对所接入小区广播的ACB参数是否禁止（barred）自己所属的接入等级，如果禁止了，则用户设备不能发起业务请求；如果没有禁止，则可以发起业务请求。 [0003] 随着移动通信的飞速发展，人们需要实现物联网，以便实现大范围、自动化的信息采集，这需要在网络中引入大量的机器类通信设备（Machine Type Communication Device，MD）。这些设备通常发起允许时延、或低优先级的业务。这些设备由于数量众多，远远超过现有的用户设备的数量，网络侧为了防止信令过载或随机接入过载等，引入了扩展的接入控制（Extended Access Barring，EAB）机制。适用于EAB的UE（UE的USIM卡中包含EAB的配置）需要依据网络侧广播的EAB参数判断是否可以接入网络发起业务请求。 [0004] 基于现有技术，网络侧可以针对适用于EAB的UE，通过系统消息广播枚举型的信元（barred、not barred）来设置EAB的参数，具体的，可以广播10比特的信元对适用于EAB的UE依据其不同的接入等级进行分别控制，适用于EAB的UE需要依据自身的接入等级判断是否能够接入网络。如果UE依据EAB参数判断可以接入网络，该UE还需要依据ACB参数实施接入控制的判决。如果UE依据ACB参数判断允许接入网络，UE将发起随机接入。依据现有的协议，该UE将与普通的机器类通信设备使用共享的随机接入资源。图1显示了现有协议中随机接入的流程示意图，UE首先判断Preamble是否达到最大发送次数，如果没有，UE需要生成一个0到1之间的随机数R，该R需要与持续值P（i persistence value）比较，如果R小于或等于Pi，UE可以立即触发物理层发起随机接入（即发送Preamble）；如果R大于Pi，UE需要等待一段时间再次生成随机数R，再次判断能否触发物理层发起随机接入。 [0005] 由于大量的机器类通信设备与普通的UE使用相同的随机接入资源，使用相同的持续值Pi用于判决能否触发物理层发起随机接入，由此将导致普通的UE发起随机接入时冲突加剧，随机接入的成功率降低，因此降低了普通用户的用户体验。 发明内容[0006] 本发明的目的在于提供一种机器类终端的接入控制方法及装置，能更好地解决普通用户随机接入网络的成功率低的问题。 [0007] 根据本发明的一个方面，提供了一种机器类终端的接入控制方法，包括： [0008] 扩展接入控制EAB终端利用随机接入资源映射表，确定EAB终端所属公共陆地移动网络PLMN对应的接入服务等级ASC； [0009] 生成接入随机数，并将所述接入随机数与所述ASC对应的接入持续值进行比较； [0010] 根据比较结果，向网络侧发起随机接入请求，以便网络侧利用所述ASC对应的随机接入资源建立无线接入承载。 [0011] 优选地，还包括： [0012] EAB终端接收其驻留小区的系统消息，并根据其中的EAB参数和ACB参数，确定其是否能够发起随机接入请求。 [0013] 优选地，EAB终端的接入层从其非接入层获取所属PLMN的PLMN标识，并根据所述PLMN标识，在随机接入资源映射表中查找所述PLMN对应的ASC，并确定所述ASC使用的随机接入资源。 [0014] 优选地，EAB终端将所述系统消息中的持续等级和持续比例因子确定的持续值作为所述ASC对应的接入持续值。 [0015] 优选地，EAB终端根据系统消息中的EAB参数，计算可用接入等级AC占全部AC的比例，并将通过所述系统消息中的持续等级和持续比例因子确定的持续值与所述比例相乘，得到所述ASC对应的接入持续值。 [0016] 优选地，当所述接入随机数小于等于所述接入持续值时，EAB终端将包含随机接入签名的随机接入请求发送至网络侧，以便建立EAB终端与网络侧的无线接入承载。 [0017] 优选地，当所述接入随机数大于所述接入持续值时，EAB终端在预定等待时间后，再次生成接入随机数，并将所生成的接入随机数与所述ASC对应的接入持续值进行比较，根据比较结果，将包含随机接入签名的随机接入请求发送至网络侧。 [0018] 根据本发明的另一方面，提供了一种机器类终端的接入控制装置，包括： [0019] ASC确定模块，用于利用随机接入资源映射表，确定扩展接入控制EAB终端所属公共陆地移动网络PLMN对应的接入服务等级ASC； [0020] 接入控制模块，用于生成接入随机数，并将所述接入随机数与所述ASC对应的持续值进行比较，根据比较结果，向网络侧发起随机接入请求，以便网络侧利用所述ASC对应的随机接入资源建立无线接入承载。 [0021] 优选地，还包括： [0022] 随机接入确定模块，用于接收驻留小区广播的系统消息，并根据其中的EAB参数和ACB参数，确定其是否能够发起随机接入网络。 [0023] 优选地，还包括： [0024] 接入持续值确定模块，用于将所述系统消息中的持续等级和持续比例因子确定的持续值作为所述ASC对应的接入持续值，或根据系统消息中的EAB参数，计算可用接入等级AC占全部AC的比例，并将通过所述系统消息中的持续等级和持续比例因子确定的持续值与所述比例相乘，得到所述ASC对应的接入持续值。 [0025] 与现有技术相比较，本发明的有益效果在于： [0027] 图1是现有技术提供的现有协议中随机接入的流程示意图； [0029] 图3是现有技术提供的随机接入资源映射表； [0030] 图4是本发明实施例提供的随机接入资源映射表； [0031] 图5是本发明实施例提供的机器类终端的接入控制装置框图。 具体实施方式[0032] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明，即在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 [0033] 本发明所述EAB终端（适用于EAB的UE）依据新引入的随机接入资源的映射方式获得相应的随机接入资源，具体地说，UE的接入层从其非接入层（UE的非接入层）获知选择的一个PLMN标识，依据该PLMN标识确定对应ASC的随机接入资源。其中新引入的随机接入资源的映射方式可以将不同PLMN的适用于EAB的UE映射到不同的随机接入资源，也可以将不同PLMN的适用于EAB的UE映射到相同的随机接入资源。或者适用于EAB的UE在发起随机接入时依据EAB参数中not Barred所占的比例获得对应的接入持续值Pi，新的Pi等于not Barred所占的比例与原Pi的乘积。 [0034] 图2是本发明实施例提供的机器类终端的接入控制方法流程图，如图2所示，包括： [0035] 步骤201、扩展接入控制EAB终端利用随机接入资源映射表，确定EAB终端所属公共陆地移动网络PLMN对应的接入服务等级ASC。 [0036] 进一步说，EAB终端接收其驻留小区的系统消息，并根据其中的EAB参数和ACB参数，确定其是否能够发起随机接入请求。当EAB终端确定其能够发起随机接入请求后，EAB终端的接入层从其非接入层获取所属PLMN的PLMN标识，并根据所述PLMN标识，在随机接入资源映射表中查找所述PLMN对应的ASC，并确定所述ASC使用的随机接入资源。 [0037] 步骤202、生成接入随机数，并将所述接入随机数与所述ASC对应的接入持续值进行比较。 [0038] 所述步骤202中，EAB终端将所述系统消息中的持续等级和持续比例因子确定的持续值作为所述ASC对应的接入持续值。或者，根据系统消息中的EAB参数，计算可用接入等级AC占全部AC的比例，并将所述系统消息中的持续等级和持续比例因子确定的持续值与所述比例相乘，得到所述ASC对应的接入持续值。 [0039] 步骤203、根据比较结果，向网络侧发起随机接入请求，以便网络侧利用所述ASC对应的随机接入资源建立无线接入承载。 [0040] 进一步说，当所述接入随机数小于等于所述接入持续值时，EAB终端将包含随机接入签名的随机接入请求发送至网络侧，以便建立EAB终端与网络侧的无线接入承载。当所述接入随机数大于所述接入持续值时，EAB终端在预定等待时间后，再次生成接入随机数，并将所生成的接入随机数与所述ASC对应的接入持续值进行比较，根据比较结果，将包含随机接入签名的随机接入请求发送至网络侧。 [0041] 实施例1 [0042] UMTS中，UE1驻留在无线网络控制器（Radio Network Controller，RNC）所辖小区1中，处于空闲状态。小区1属于共享网络的小区，系统消息中包含多个网络的标识，包括PLMN1、PLMN2和PLMN3。UE1所选择的网络的是PLMN1。UE1的USIM卡中配置了有效的EAB，可以是EAB配置设置为True，此外，UE1的USIM卡中指示该UE的接入等级为2，即Access Class为2。 [0043] UE1需要发起业务请求时，UE1需要依据小区1广播的EAB参数和ACB参数判断是否能够接入发起业务请求。此时小区1中广播的EAB参数是枚举型，针对AC 2设置为not barred，同时小区1中广播的ACB参数也是枚举型，针对AC 2设置也是not barred。UE1在核对了EAB参数和ACB参数之后，获知可以接入网络，UE1进入发起随机接入流程。 [0044] 在现有的UMTS中，不同接入等级的用户设备可以使用不同的随机接入资源，包括可用的随机接入签名（Preamble）、可用的子信道数目（Sub-Channel Number）等。在现有协议中，系统消息中指示了不同AC与ASC之间的映射关系可以如图3所示。其中，AC 0～9映射到同一个ASC，AC10～AC15可以映射到不同的ASC。系统消息中指示AC到ASC之间的th映射关系即指图3中n IE取值为多少，其范围为0到7，不同的AC可以映射到同一个ASC，也可以映射到不同的ASC。不同的ASC对应不同的随机接入资源（也在系统消息中设置）。 其中，ASC0表示最高优先级，一般用于紧急业务，ASC7的优先级最低。 [0045] 在引入EAB之后，由于这些EAB终端通常属于机器类通信设备，如智能电表、水表等设备，开展的业务不需要很高的实时性，优先级没有普通的用户设备高，或者开展的业务优先级没有普通用户开展的业务优先级高，如果将这些机器类通信设备与普通的用户设备映射到同一个ASC，则会导致普通的用户设备随机接入冲突加剧，业务体验度下降。因此针th th th对适用于EAB的UE，特引入新的ASC（8 IE，9 IE，10 IE）与之对应，如图4所示。即属于PLMN1的EAB终端（AC 0～9）可以映射到新的ASC如ASC 8，也可以映射到与普通终端相st th 同的ASC，例如，系统消息设置1 IE与8 IE相同均为3（可以在负载较轻的时候使用相同的ASC，确保普通用户随机接入的成功率）。 [0046] 本实施例中，小区1的系统消息配置AC 10～15均映射到ASC 0，而AC 0～9映射到ASC 1，适用于EAB并且属于PLMN1的UE映射到ASC 2，适用于EAB并且属于PLMN2的UE映射到ASC 3，适用于EAB并且属于PLMN3的UE映射到ASC 4，同时，系统消息中还设置了不同ASC所使用的随机接入资源。UE1由于适用于EAB并且属于PLMN1，映射到ASC 2，需要使用ASC 2所对应的随机接入资源。UE1的媒质接入层（Medium Access Control Layer，MAC层）需要根据ASC 2对应的接入持续值Pi（persistence value）确定是否立即发起随机接入，该数值由系统消息中指示的持续等级（persistence level，协议中用N表示）和持续比例因子（persistence scaling factors，协议中用si表示）决定。UE1生成一个0到1之间均匀分布的接入随机数R，如果该接入随机数小于或等于Pi，UE1的MAC层可以发送随机接入签名，否则需要等待一段时间（如10毫秒），然后再次生成新的0到1之间均匀分布的接入随机数R，再次判别是否可以发送随机接入签名，如果网络侧收到UE1发送的随机接入签名，将向其发送确认指示，然后UE1将发送RRC连接请求信令给RNC，RNC会为UE1建立RRC连接，进而再建立用于数据传输的无线接入承载。 [0047] 本实施例中，由于适用于EAB的UE均映射到独立的ASC，与普通的UE（其AC 0～9）映射的ASC不同，网络侧可以据此分配不同的随机接入资源，从而确保普通的UE随机接入成功率不会因为适用于EAB的UE大量引入而降低，确保了普通用户的接入体验。 [0048] 在本实施例中，适用于属于不同PLMN的EAB终端映射到不同的ASC，系统消息可以动态配置这些用户设备使其均映射到相同的ASC（如ASC2），系统消息中配置不同ASC对应的随机接入资源，使得适用于EAB的UE使用独立的随机接入资源接入网络，避免影响普通用户的随机接入。 [0049] 实施例2 [0050] UMTS中，UE2驻留在RNC所辖小区2中，处于空闲状态。UE2的USIM卡中配置了有效的EAB，此外，UE2的USIM卡中指示该UE的接入等级为3，即AC为3。 [0051] UE2需要发起业务请求时，UE2需要依据小区2广播的EAB参数判断是否能够接入发起业务请求。此时小区2中广播的EAB参数是10比特的接入控制参数，1101110011（1表示barred，0表示not barred，第一个1是对应AC 0的扩展接入控制参数）。本实施例中，UE2发现AC 3对应的扩展接入控制参数为0，因此UE2通过了EAB参数的判决，需要再依据ACB参数实施接入判决。本实施例中，UE2发现依据ACB参数判决的结果也是not barred，因此UE2可以发起随机接入。 [0052] 本实施例中，适用于EAB的UE如果其AC为0～9之间，与没有适用于EAB的UE且其AC为0～9之间，映射的ASC相同。本实施例中，UE2映射到ASC 3，与没有适用于EAB的UE且其AC为0～9之间映射的ASC相同。 [0053] 小区2的系统消息中设置了ASC 3所对应的随机接入资源包括可用的随机接入签名、可用的子信道数目等。为了避免适用于EAB的UE（如本实施例中的UE2）影响普通UE的随机接入成功率，UE2需要生成新的适用于EAB的UE的新的接入持续值Pi，确定是否立即发起随机接入。所述新的接入持续值需要根据系统消息中指示的持续等级（persistence level，协议中用N表示）和持续比例因子（persistence scaling factors，协议中用si表示）确定持续值，并将所述持续值与EAB参数中not Barred所占比例的乘积作为ASC 3对应的接入持续值P（i persistence value）。也就是说，新的Pi等于ASC 3所对应的原Pi与可用AC所占比例的乘积。在本实施例中，EAB参数中not barred的比例为30%（依据EAB参数1101110011），新的Pi等于ASC 3所对应的原Pi与30%的乘积。 [0054] UE2需要根据新Pi决定是否发送随机接入签名，UE2生成一个0到1之间均匀分布的接入随机数R，如果所述R小于或等于新Pi，UE2的MAC层可以发送随机接入签名（signature），否则需要等待一段时间（如10毫秒或20毫秒，协议可以预先约定该值），然后再次生成新的0到1之间均匀分布的接入随机数R，再次判别是否可以发送随机接入签名。如果网络侧收到UE2发送的随机接入签名，将向其发送确认指示，然后UE2将发送RRC连接请求信令给RNC，RNC会为UE2建立RRC连接，进而再建立用于数据传输的无线接入承载。 [0055] UE2由于采用了新Pi，其发起随机接入签名的概率就低于普通UE发起随机接入签名的概率，而且新Pi考虑了网络侧的负载状态（EAB中not barred的比例从侧面反映了网络的负载状态，如果网络侧空闲，则not barred的比例逼近100%，如果网络侧负载较重，则not barred的比例逼近0%），这样即使适用于EAB的UE与普通的UE映射到同一个ASC，其发起随机接入签名的概率还是不同的，网络侧可以通过调整EAB参数中not barred的比例调整适用于EAB的UE发起随机接入签名的机率，确保普通的用户设备发起随机接入签名的成功率。 [0056] 图5是本发明实施例提供的机器类终端的接入控制装置框图，如图5所示，装置包括： [0057] ASC确定模块，用于利用随机接入资源映射表，确定扩展接入控制EAB终端所属公共陆地移动网络PLMN对应的接入服务等级ASC； [0058] 接入控制模块，用于生成接入随机数，并将所述接入随机数与所述ASC对应的持续值进行比较，根据比较结果，向网络侧发起随机接入请求，以便网络侧利用所述ASC对应的随机接入资源建立无线接入承载； [0059] 随机接入确定模块，用于接收驻留小区广播的系统消息，并根据其中的EAB参数和ACB参数，确定其是否能够发起随机接入网络； [0060] 接入持续值确定模块，用于将所述系统消息中的持续等级和持续比例因子确定的持续值作为所述ASC对应的接入持续值，或根据系统消息中的EAB参数，计算可用接入等级AC占全部AC的比例，并将通过所述系统消息中的持续等级和持续比例因子确定的持续值与所述比例相乘，得到所述ASC对应的接入持续值。 [0061] 所述装置的工作流程如下： [0062] 随机接入确定模块在确定EAB终端能够发起随机接入网络后，ASC确定模块动非接入层得到EAB终端选择的PLMN的标识，并利用所述标识，查找随机接入资源映射表，得到EAB终端所属PLMN对应的接入服务等级ASC，从而确定其可以使用的随机接入资源。接入控制模块生成一个0到1之间均匀分布的接入随机数，并将所述接入随机数与所述接入持续值确定模块计算得到的接入持续值进行比较。当所述接入随机数小于等于所述接入持续值时，接入控制模块向网络侧发送包含随机接入签名的随机接入请求，以便建立用于数据传输的无线接入承载，否则，在预定等待时间后，接入控制模块再次生成一个接入随机数，并再次与所述接入持续值进行比较，根据比较结果，随机接入网络。 [0063] 综上所述，本发明具有以下技术效果： [0064] 本发明所述的接入控制方法适用于EAB终端，EAB终端使用自身映射的ASC对应的随机接入资源发起随机接入，或者使用新的接入持续值Pi实施接入控制判决，通过控制EAB终端的随机接入，减少其对普通终端发起的随机接入的冲击，确保普通终端随机接入的成功率。 |
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