一种LTE系统中M2M用户接入的控制方法

摘要

本发明公开了一种LTE系统中M2M用户接入的控制方法，所述LTE系统中只有H2H用户和M2M用户接入时，所述控制方法为：设LTE系统中有i个H2H用户接入，j个M2M用户接入，M2M用户的接入比率为α，H2H用户和M2M用户的到达率分别满足参数为λ_H和λ_M的泊松分布，P_H,succ为H2H用户随机接入成功的概率，P_M,succ为M2M用户随机接入成功的概率；当M2M用户的接入比率α为时，M2M用户随机接入成功率最高。本发明通过设置最优的接入比率，使得大量M2M用户接入LTE系统时接入成功率最大，降低信道冲突的概率。

主权项

一种LTE系统中M2M用户接入的控制方法，其特征在于：所述LTE系统中只有H2H用户和M2M用户接入时，所述控制方法为：1)设LTE系统中有i个H2H用户接入，j个M2M用户接入，M2M用户的接入比率为α，H2H用户和M2M用户的到达率分别满足参数为λ_H和λ_M的泊松分布，P_H,succ为H2H用户随机接入成功的概率，P_M,succ为M2M用户随机接入成功的概率；H2H用户达到的个数用n_H表示，M2M用户达到的个数用n_M表示；2)当前时隙某一信道有i个H2H用户随机接入的概率为$p(n_H=i)=\frac{{\lambda }_H^i}{i!}{e}^{-{\lambda }_H}---(1-1);$当前时隙某一信道有j个M2M用户随机接入的概率为$p(n_M=j)=\frac{{\left({\mathrm{\alpha \lambda }}_M\right)}^j}{j!}{e}^{-{\mathrm{\alpha \lambda }}_M}---(1-2);$因H2H用户的时间容忍度比M2M用户的时间容忍度低，所以H2H用户的数据包一到达，H2H用户优先进行随机接入，此时，M2M用户就必须等待H2H用户使用完信道，释放信道，才可进行随机接入；3)当有且只有一个H2H用户进行随机接入时，H2H用户才能成功的进行随机接入，H2H用户随机接入成功的概率为$p_{H,\mathrm{succ}}=p(n_H=1)={\lambda }_H{e}^{-{\lambda }_H}---(1-3);$4)M2M用户在没有H2H用户的数据包到达，且当前时隙当前信道有且只有一个M2M用户进行随机接入时，M2M用户才能随机接入成功，M2M用户随机接入成功的概率为$p_{M,\mathrm{succ}}=p(n_H=0)*p(n_M=1)=e^{-{\lambda }_H}*{\mathrm{\alpha \lambda }}_M{e}^{-{\mathrm{\alpha \lambda }}_M}---(1-4);$因此，当前时隙某一信道随机接入成功的概率为$P_{\mathrm{success}}=p_{H,\mathrm{succ}}+p_{M,\mathrm{succ}}={\lambda }_H{e}^{-{\lambda }_H}+e^{-{\lambda }_H}*{\mathrm{\alpha \lambda }}_M{e}^{-{\mathrm{\alpha \lambda }}_M}---(1-5);$5)当P_success取最大值时，对第(1‑5)式进行求导，可得其一阶导数为$P_{\mathrm{success}}^{\prime }={\lambda }_M{e}^{-{\lambda }_H-{\mathrm{\alpha \lambda }}_M}(1-{\mathrm{\alpha \lambda }}_M)---(1-6);$令(1‑6)式等于0，则可得对(1‑6)式求二阶导数，可得$P_{\mathrm{success}}^{\prime \prime }={\lambda }_M{e}^{-{\lambda }_H-{\mathrm{\alpha \lambda }}_M}({\mathrm{\alpha \lambda }}_M^2-{2\lambda }_M)---(1-7)$将代入第(1‑7)式，可得$P_{\mathrm{success}}^{\prime \prime }=-{\lambda }_M^2{e}^{-{\lambda }_H-1}<0,$所以P_success在$\alpha =\frac{1}{{\lambda }_M}$时取得最大值，即当令$\alpha =\frac{1}{{\lambda }_M}$时，M2M用户随机接入成功率最高。