面向M2M的移动通信系统优化技术研究[6]

  （3）动态RACH资源分配方案

  此方案主要是“开源”，即增加RACH资源：首先，可以在时间域上增加，即当eNodeB检测到随机接入的高峰正在到来时（如Preambles利用率超过了预定义的门限），可以通过Paging或者新的SIB来暂时增加一个或多个子帧作为PRACH资源，当高峰过去以后，可以取消暂时增加的配置。其次，也可以在频率域上增加。目前的LTE标准中，用于RACH接入的资源是6个RB。当eNB检测到随机接入的高峰正在到来时，其可以通过Paging或者新的SIB来暂时增加另外的6个RB作为RACH资源。

  （4）MTC特定的随机接入回退（Backoff）方案

  在目前的LTE中，普通终端在初始接入时的回退值设为零，当初次接入没有成功，eNB会通知终端一个具体的回退时间，终端在零和此回退时间内产生一个随机值，经过此随机值的时间，终端才可以重新发起接入。此方案的主要思想是为MTC引入一个与普通终端不同的回退方案，比如：初始接入时即有一个非零的回退值，另外，回退值的范围也可以比普通终端更广。

  （5）MTC特定时隙接入方案

  此方案为MTC设备定义一个接入周期/时隙（与寻呼周期/时隙的概念相似），每个MTC设备只能在特定的接入时隙内接入，其具体的接入时隙可以通过其ID（IMSI）来决定。

  （6）Pull方案

  对于某些MTC应用，如智能抄表，可以不允许它们进行类似于普通终端的Mobile Originating 呼叫。而是通过MTC Server控制的方法，即让MTC Server触发MME来寻呼相应的MTC设备，只有被寻呼的设备才能接入网络发送它们的数据。目前的寻呼消息必须包含每个被寻呼终端的ID，只有符合终端ID的终端设备会回应寻呼消息。此方案引入了组ID的概念，可以在寻呼消息中发送这个组ID，所有属于这个组ID的MTC设备都会回应这个Paging消息。通过使用组ID，极大地减少了寻呼开销。另外，可以通过设置组的大小，来控制同时接入无线网的MTC设备数量。

  5.2 针对核心网拥塞的无线侧解决方案

  当核心网拥塞时，E-UTRAN应当识别并及时拒绝掉一些低优先级MTC终端的接入，以保证高优先级终端（包括高优先级MTC终端）的传输。为此，3GPP决定为终端引入一个“Delay Tolerant”指示，当终端使用此指示时，表明其可以在网络拥塞时忍受较长的延迟。

  值得注意的是，MTC应用也千差万别，并不是所有的MTC应用都可以忍受较长的延迟，比如，用于地震预警的传感网络，即使在网络拥塞时，也必须尽快地让其接入并传送数据。因此是否将MTC应用映射到“Delay Tolerant”上，由运营商在NAS层配置。

  当核心网处于拥塞状态时，eNB可以通过拒绝或释放掉那些对时延容忍度比较高的连接，并反馈一个等待时间值（最大值为1800s）。当终端收到上述消息后，会在终端侧按照这个等待时间启动一个计时器，在计时器到期前，相应的MTC应用不再发起RRC连接。

  6 结束语

  对面向M2M的移动通信系统优化技术的研究才刚刚开始，由于这些优化技术不可避免地会改变现有移动通信标准，3GPP对这些技术方案的态度都是十分谨慎的，到目前为止标准化了针对核心网拥塞的无线侧解决方案，核心原因是因为目前M2M业务还不是移动运营商的核心业务。随着M2M业务在运营商营收中的比例提高，产业界会给与这些优化技术更多的重视，移动通信技术也终将会迎来更大的变革。

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