一种高效的物联网信息发送方法与流程

1.本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种高效的物联网信息发送方法。


背景技术：

2.5g将满足人们在居住、工作、休闲和交通等各种区域的多样化业务需求，即便在密集住宅区、办公室、体育场、露天集会、地铁、快速路、高铁和广域覆盖等具有超高流量密度、超高连接数密度、超高移动性特征的场景，也可以为用户提供超高清视频、虚拟现实、增强现实、云桌面、在线游戏等极致业务体验。与此同时，5g还将渗透到物联网及各种行业领域，与工业设施、医疗仪器、交通工具等深度融合，有效满足工业、医疗、交通等垂直行业的多样化业务需求，实现真正的“万物互联”。
3.5g应用场景可以分为两大类，即移动宽带(mbb，mobile broadband)和物联网(iot，internet of things)。其中，移动宽带接入的主要技术需求是高容量，提供高数据速率，以满足数据业务需求的不断增长。物联网主要是受机器通信(mtc,machine type communication)需求的驱动，可以进一步分为两种类型，包括低速率的海量机器通信(mmc,massive machine communication)和低时延高可靠的机器通信。其中，对于低速率的海量机器通信，海量节点低速率接入，传输的数据包通常较小，间隔时间会相对较长，这类节点的成本和功耗通常也会很低；对于低时延高可靠的机器通信，主要面向实时性和可靠性要求比较高的机器通信，例如实时警报、实时监控等。
4.第五代移动通信系统中，最需要深入研究的核心场景就是机器通信，例如工业4.0、车联网、机器人等等，如何保证智能物联网中数据传输的可靠性，是目前亟待解决的问题。
5.基于上述分析，本发明提出一种鲁棒的物联网数据处理方法。


技术实现要素：

6.本发明的主要目的在于提出一种高效的物联网信息发送方法，旨在提高现有机器通信中数据传输的可靠性，提高网络的使用率。
7.为实现上述目的，本发明提供了一种高效的物联网信息发送方法，所述方法包括以下步骤：
8.主控第二通信节点向第一通信节点发送第一请求信息，请求所述第一通信节点发送探测参考信号配置信息，其中，包含n个第二通信节点的节点集合中，存在一个主控第二通信节点，(n
‑
1)个从属第二通信节点，n为大于3的整数，所述从属第二通信节点自身的电量大于等于最大可用电量的70％，且所述从属第二通信节点在之前的10秒内没有和所述第一通信节点进行业务数据通信；
9.所述第一通信节点收到所述第一请求信息后，所述第一通信节点向所述节点集合发送探测参考信号配置信息；
10.所述n个第二通信节点基于所述探测参考信号配置信息发送各自的探测参考信号
和位置信息给所述第一通信节点，所述第一通信节点通过所述探测参考信号测量得到所述第一通信节点与所述n个第二通信节点之间的上行信道状态信息，所述第一通信节点基于所述主控第二通信节点的上行信道状态信息与其他从属第二通信节点的上行信道状态信息通过内积运算获取上行信道相关性信息，所述第一通信节点基于所述上行信道相关性信息形成第一业务类型第二通信节点组、第二业务类型第二通信节点组、第三业务类型第二通信节点组，其中，第一业务类型第二通信节点组至少包括所述主控第二通信节点以及和所述主控第二通信节点上行信道相关性最低的所述从属第二通信节点，第二业务类型第二通信节点组至少包括所述主控第二通信节点以及和所述主控第二通信节点上行信道相关性最低和次低的所述从属第二通信节点，所述第三业务类型第二通信节点组包括所述主控第二通信节点和所述(n
‑
1)个从属第二通信节点，所述第一通信节点将所述第一业务类型第二通信节点组、所述第二业务类型第二通信节点组、所述第三业务类型第二通信节点组的分组信息通知给所述节点集合，并发送下行信道状态信息参考信号给所述节点集合；
11.所述主控第二通信节点基于所述第一业务类型第二通信节点组中所有的第二通信节点的下行信道状态信息生成统一的第一业务类型第二通信节点组信道状态信息；所述主控第二通信节点基于所述第二业务类型第二通信节点组中所有的第二通信节点的下行信道状态信息生成统一的第二业务类型第二通信节点组信道状态信息；所述主控第二通信节点基于所述第三业务类型第二通信节点组中所有的第二通信节点的下行信道状态信息生成统一的第三业务类型第二通信节点组信道状态信息；所述主控第二通信节点将所述第一业务类型第二通信节点组信道状态信息、所述第二业务类型第二通信节点组信道状态信息、所述第三业务类型第二通信节点组信道状态信息反馈给所述第一通信节点；
12.所述第一通信节点确定向所述主控第二通信节点发送的数据的业务类型，如果是第一业务类型，则所述第一通信节点根据所述第一业务类型第二通信节点组信道状态信息向所述第一业务类型第二通信节点组发送所述数据；如果是第二业务类型，则所述第一通信根据第二业务类型第二通信节点组信道状态信息向所述第二业务类型第二通信节点组发送所述数据；如果是第三业务类型，则所述第一通信节点根据第三业务类型第二通信节点组信道状态信息向所述第三业务类型第二通信节点组发送所述数据；
13.如果所述主控第二通信节点发送接收失败信息给所述第一通信节点，且所述数据的业务类型为第一业务类型，则所述第一通信节点会重发所述数据，并要求所述主控第二通信节点和所述(n
‑
1)个从属第二通信节点都接收所述数据。
14.本发明进一步的技术方案是，所述主控第二通信节点与所述从属第二通信节点之间的距离不超过m米，其中m取值为5或由所述主控第二通信节点与所述第一通信节点之间通过协商确认。
15.本发明进一步的技术方案是，所述第一业务类型为低时延高可靠业务，所述第二业务类型为移动宽带业务，所述第三业务类型为机器类型通信业务。
16.本发明进一步的技术方案是，当n的取值大于8时，所述第一业务类型第二通信节点组包括所述主控第二通信节点以及和所述主控第二通信节点信道相关性最低的三个所述从属第二通信节点；所述第二业务类型第二通信节点组包括所述主控第二通信节点以及和所述主控第二通信节点信道相关性最低的向上取n/2个所述从属第二通信节点，其中，n/2为整数。
17.本发明进一步的技术方案是，所述从属第二通信节点基于所述第一通信节点发送的物理下行控制信息中携带的所述数据的业务类型标识确定自己是否需要接收所述数据。
18.本发明进一步的技术方案是，所述第一业务类型第二通信节点组中的所述主控第二通信节点和所述从属第二通信节点之间使用各自的最大发射功率进行通信。
19.本发明进一步的技术方案是，所述第二业务类型第二通信节点组中的所述主控第二通信节点和除所述第一业务类型第二通信节点组中的所述从属第二通信节点之间使用各自的最大发射功率的一半进行通信。
20.本发明进一步的技术方案是，所述第三业务类型第二通信节点组中的所述主控第二通信节点和除所述第二业务类型第二通信节点组中的所述从属第二通信节点之间使用确定的发射功率进行通信，其中所述确定的发射功率为各自的最大发射功率的十分之一加所述主控第二通信节点和所述从属第二通信节点之间的路径损耗。
21.本发明进一步的技术方案是，尝试接收数据的所述从属第二通信节点如果成功解码所述数据，则发送接收成功信息给所述主控第二通信节点，如果未能成功解码所述数据，则所述第二通信节点发送接收失败信息给所述主控第二通信节点，其中，所述从属第二通信节点使用最大发射功率发送接收成功信息给所述主控第二通信节点；
22.接收到所述接收成功信息的所述主控第二通信节点直接发送接收成功信息给所述第一通信节点；
23.如果所述主控第二通信节点接收到所述接收失败信息，且所述主控第二通信节点自己也未能成功解码所述数据，则所述主控第二通信节点反馈接收失败信息给所述第一通信节点。
24.本发明进一步的技术方案是，如果所述数据的业务类型是第二数据业务类型，则所述第二业务类型第二通信节点组中的所述主控第二通信节点和所述从属第二通信节点之间使用各自的最大发射功率的一半进行通信；如果所述数据的业务类型是第三数据业务类型，所述第三业务类型第二通信节点组中的所述主控第二通信节点和所述从属第二通信节点之间使用确定的发射功率进行通信，其中，所述确定的发射功率为各自的最大发射功率的十分之一加所述主控第二通信节点和所述从属第二通信节点之间的路径损耗。
25.本发明高效的物联网信息发送方法的有益效果是：与现有技术相比，本发明克服了现有机器通信中数据传输可靠性低的问题，提高了网络的使用效率。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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示出的结构获得其他的附图。
27.图1是本发明高效的物联网信息发送方法第一实施例的流程示意图
28.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.第一实施例
31.请参照图1，图1是本发明高效的物联网信息发送方法第一实施例的流程示意图。
32.如图1所示，本发明高效的物联网信息发送方法第一实施例包括以下步骤：
33.s102，包含n个终端(第二通信节点)的节点集合中，存在一个主控终端(主控第二通信节点)，(n
‑
1)个从属终端(从属第二通信节点)，主控终端向基站(第一通信节点)发送第一请求信息，请求基站发送探测参考信号配置信息，其中，n为大于3的整数，从属终端自身的电量大于等于最大可用电量的70％，且从属终端在之前的10秒内没有和基站进行业务数据通信。
34.这样做的原因是通过分析从属终端的数据传输行为和可用电量，预测其未来自身业务需求比较小，从而在帮助主控终端进行数据接收的同时，不会影响从属终端自身的业务。
35.s104，基站收到第一请求信息后，基站向节点集合发送探测参考信号配置信息。
36.这样做的目的是基站通过让不同终端发送探测参考信号来获取基站与终端之间的上行信道状态信息，进而对节点集合中的终端进行分类。
37.s106，n个终端基于信道状态指示信息参考信号测量n个终端基于探测参考信号配置信息发送各自的探测参考信号和位置信息给基站，基站通过探测参考信号测量得到基站与n个终端之间的上行信道状态信息，基站基于主控终端的上行信道状态信息与其他从属终端的上行信道状态信息通过内积运算获取上行信道相关性信息，基站基于上行信道相关性信息形成第一业务类型终端组、第二业务类型终端组、第三业务类型终端组.
38.其中，第一业务类型终端组至少包括主控终端以及和主控终端上行信道相关性最低的从属终端，这样做的好处是第一业务类型为低时延高可靠业务，通过使用相关性最低的多个信道进行相同数据的重复传输，可充分利用信道的分集特性提高数据传输成功的概率，进而在保持少量终端参与复杂解码的情况下更好地满足这类业务的需求。
39.第二业务类型终端组至少包括主控终端以及和主控终端上行信道相关性最低和次低的从属终端，这样做的好处是第二类型业务为移动宽带业务，这类业务对系统的频谱效率要求比较高，通过充分利用信道的正交特性实现业务的复用传输，从而提高频谱资源的利用效率，在让尽可能少的终端参与复杂解码的情况下满足该类业务的传输需求。
40.第三业务类型终端组包括主控终端和(n
‑
1)个从属终端，基站将第一业务类型终端组、第二业务类型终端组、第三业务类型终端组的分组信息通知给节点集合，并发送下行信道状态信息参考信号给节点集合。
41.s108，主控终端基于第一业务类型终端组中所有的终端的下行信道状态信息生成统一的第一业务类型终端组信道状态信息；主控终端基于第二业务类型终端组中所有的终端的下行信道状态信息生成统一的第二业务类型终端组信道状态信息；主控终端基于第三业务类型终端组中所有的终端的下行信道状态信息生成统一的第三业务类型终端组信道状态信息；主控终端将第一业务类型终端组信道状态信息、第二业务类型终端组信道状态信息、第三业务类型终端组信道状态信息反馈给基站。
42.s110，基站确定向主控终端发送的数据的业务类型，如果是第一业务类型，则基站根据第一业务类型终端组信道状态信息向第一业务类型终端组发送数据；如果是第二业务类型，则第一通信根据第二业务类型终端组信道状态信息向第二业务类型终端组发送数据；如果是第三业务类型，则基站根据第三业务类型终端组信道状态信息向第三业务类型终端组发送数据。
43.s112，如果主控终端发送接收失败信息给基站，且数据的业务类型为第一业务类型，则基站会重发数据，并要求主控终端和(n
‑
1)个从属终端都接收数据。这样做的原因是通过增加多个终端进行复杂的解码运算，提高重传数据解码成功的概率，尽可能满足低时延高可靠业务的传输需求。
44.本实施例通过上述技术方案，与现有技术相比，克服了现有机器通信中数据传输可靠性低的问题，提高了网络的使用率。
45.第二实施例
46.基于图1所示的第一实施例，提出本发明高效的物联网信息发送方法第二实施例，本实施例中，主控终端与从属终端之间的距离不超过m米，其中m取值为5或由主控终端与基站之间通过协商确认。这样做的原因是系统可根据终端的分布选择合适的m值形成节点集合。
47.第三实施例
48.基于图1所示的第一实施例，提出本发明高效的物联网信息发送方法第三实施例，本实施例中，第一业务类型为低时延高可靠业务，第二业务类型为移动宽带业务，第三业务类型为机器类型通信业务。第一业务类型和第二业务类型解码复杂度比较高，第三业务类型解码复杂度相对低一些。
49.第四实施例
50.基于图1所示的第一实施例，提出本发明高效的物联网信息发送方法第四实施例，本实施例中，当n的取值大于8时，第一业务类型终端组包括主控终端以及和主控终端信道相关性最低的三个从属终端；第二业务类型终端组包括主控终端以及和主控终端信道相关性最低的向上取整(n/2)个从属终端。这样做的好处是当节点集合中终端数量比较多时，终端之间课通过其他手段进行电量的补充，因此可以尽可能让多一点终端参与第一业务类型和第二业务类型的数据传输，从而提高这两种业务类型的服务质量。
51.第五实施例
52.基于图1所示的第一实施例，提出本发明高效的物联网信息发送方法第五实施例，本实施例中，从属终端基于基站发送的物理下行控制信息中携带的数据的业务类型标识确定自己是否需要接收数据。这样做的好处是避免节点集合中所有终端都尝试接收数据，造成终端电量的浪费。
53.第六实施例
54.基于图1所示的第一实施例，提出本发明高效的物联网信息发送方法第六实施例，本实施例中，第一业务类型终端组中的主控终端和从属终端之间使用各自的最大发射功率进行通信。这样做的原因是第一业务类型为低时延高可靠业务类型，通过最大化发射功率的方式可有效提升该业务类型的服务质量。
55.第七实施例
56.基于图1所示的第一实施例，提出本发明高效的物联网信息发送方法第七实施例，本实施例中，第二业务类型终端组中的主控终端和从属终端(除第一业务类型终端组中的从属终端)之间使用各自的最大发射功率的一半进行通信。这样做的原因是在满足第二业务类型服务质量的前提下尽可能降低终端的功耗。
57.第八实施例
58.基于图1所示的第一实施例，提出本发明高效的物联网信息发送方法第八实施例，本实施例中，第三业务类型终端组中的主控终端和从属终端(除第二业务类型终端组中的从属终端)之间使用确定的发射功率进行通信，其中，确定的发射功率为各自的最大发射功率的十分之一加主控终端和从属终端之间的路径损耗。这样做的原因是在满足第三业务类型服务质量的前提下尽可能降低终端的功耗，满足“绿色”通信的需求。
59.第九实施例
60.基于图1所示的第一实施例，提出本发明高效的物联网信息发送方法第九实施例，本实施例中，尝试接收数据的从属终端如果成功解码数据，则发送接收成功信息给主控终端，如果未能成功解码数据，则终端发送接收失败信息给主控终端，其中，从属终端使用最大发射功率发送接收成功信息给主控终端，这样做的好处是尽最大可能确保接收成功信息可以让主控终端接收到，从而提高整个系统的服务质量。接收到接收成功信息的主控终端直接发送接收成功信息给基站；如果主控终端接收到接收失败信息，且主控终端自己也未能成功解码数据，则主控终端反馈接收失败信息给基站。
61.第十实施例
62.基于图1所示的第一实施例，提出本发明高效的物联网信息发送方法第十实施例，本实施例中，如果数据的业务类型是第二数据业务类型，则第二业务类型终端组中的主控终端和从属终端之间使用各自的最大发射功率的一半进行通信；如果数据的业务类型是第三数据业务类型，第三业务类型终端组中的主控终端和从属终端之间使用确定的发射功率进行通信，其中，确定的发射功率为各自的最大发射功率的十分之一加主控终端和从属终端之间的路径损耗。这样做的好处在满足对应业务类型传输质量的前提下，尽可能减少终端的功耗。
63.本发明高效的物联网信息发送方法的有益效果是：与现有技术相比，本发明克服了现有机器通信中数据传输可靠性低的问题，提高了网络的使用效率。
64.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。