用於窄帶物聯網系統資源分配的方法、終端和伺服器與流程

2024-01-25 20:11:15 1

本公開涉及窄帶物聯網領域，具體地，涉及一種用於窄帶物聯網系統資源分配的方法、終端和伺服器。

背景技術：

窄帶物聯網(narrowbandinternetofthings，nb-iot)是運營商和通信設備商進入車聯網、智慧醫療、智能家居、機器人等新興物聯網領域的重要技術手段。然而，目前還沒有一種有效的技術能夠同時滿足業務速率和通信質量的要求。

技術實現要素：

本公開提供一種用於窄帶物聯網系統資源分配的方法、終端和伺服器，其能夠同時滿足業務速率和通信質量的要求。

根據本公開實施例的一個方面，提供一種用於窄帶物聯網系統資源分配的方法，該方法包括：

獲取第一終端的業務請求，所述業務請求包括：(1)下行業務速率要求；(2)接收強度信息，該接收強度信息包括所述第一終端的服務基站的主同步信號的接收強度、輔同步信號的接收強度和參考信號的接收強度中的一者或多者；(3)接收質量信息，該接收質量信息包括所述服務基站的主同步信號的接收質量、輔同步信號的接收質量和參考信號的接收質量中的一者或多者；以及(4)業務優先級標識信息；

依據候選載波信息和所述下行業務速率要求來確定承載所述第一終端的下行數據所需的承載載波及承載載波數目n，其中，n≥1；

依據所述接收質量信息、所確定的承載載波、所確定的承載載波數目和所述接收強度信息來確定各個承載載波的目標下行發射功率；以及

在第i個承載載波的總下行發射功率小於等於第一預設閾值時，確定在第i個承載載波上以所確定的目標下行發射功率來傳輸所述第一終端的下行數據。

根據本公開實施例的又一方面，提供一種用於窄帶物聯網系統資源分配的終端，該終端包括：

發送模塊，用於發送業務請求，所述業務請求包括：(1)下行業務速率要求；(2)接收強度信息，該接收強度信息包括所述第一終端的服務基站的主同步信號的接收強度、輔同步信號的接收強度和參考信號的接收強度中的一者或多者；(3)接收質量信息，該接收質量信息包括所述服務基站的主同步信號的接收質量、輔同步信號的接收質量和參考信號的接收質量中的一者或多者；以及(4)業務優先級標識信息；以及

接收模塊，用於接收對所述業務請求的業務響應。

根據本公開實施例的又一方面，提供一種用於窄帶物聯網系統資源分配的伺服器，該伺服器包括：

業務請求獲取模塊，用於獲取第一終端的業務請求，所述業務請求包括：(1)下行業務速率要求；(2)接收強度信息，該接收強度信息包括所述第一終端的服務基站的主同步信號的接收強度、輔同步信號的接收強度和參考信號的接收強度中的一者或多者；(3)接收質量信息，該接收質量信息包括所述服務基站的主同步信號的接收質量、輔同步信號的接收質量和參考信號的接收質量中的一者或多者；以及(4)業務優先級標識信息；

承載載波確定模塊，用於依據候選載波信息和所述下行業務速率要求來確定承載所述第一終端的下行數據所需的承載載波及承載載波數目n，其中，n≥1；

下行發射功率確定模塊，用於依據所述接收質量信息、所確定的承載載波、所確定的承載載波數目、所述接收強度信息來確定各個承載載波的目標下行發射功率；以及

處理模塊，用於在第i個承載載波的總下行發射功率小於等於第一預設閾值時，確定在第i個承載載波上以所確定的目標下行發射功率來傳輸所述第一終端的下行數據。

通過採用上述技術方案，由於本公開實施例在獲取到第一終端的業務請求之後，首先依據候選載波信息和所述下行業務速率要求確定承載所述第一終端的下行數據所需的承載載波及承載載波數目n，因此這能夠滿足下行業務速率的要求，然後在確定了各個承載載波的目標下行發射功率之後，在第i個承載載波的總下行發射功率小於等於第一預設閾值時才確定在第i個承載載波上以所確定的目標下行發射功率來傳輸所述第一終端的下行數據，這能夠滿足業務覆蓋和通信質量的要求，因此本公開實施例能夠同時保證業務速率和通信質量的要求。

本公開實施例的其他特徵和優點將在隨後的具體實施方式部分予以詳細說明

附圖說明

附圖是用來提供對本公開實施例的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用於解釋本公開實施例，但並不構成對本公開實施例的限制。在附圖中：

圖1是根據本公開一種實施例的用於窄帶物聯網系統資源分配的方法的流程圖；

圖2是根據本公開又一實施例的用於窄帶物聯網系統資源分配的方法的流程圖；

圖3是根據本公開又一實施例的用於窄帶物聯網系統資源分配的方法的流程圖；

圖4是根據本公開再一實施例的用於窄帶物聯網系統資源分配的方法的流程圖；

圖5是根據本公開一種實施例的用於窄帶物聯網系統資源分配的終端的示意框圖；

圖6是根據本公開一種實施例的用於窄帶物聯網系統資源分配的伺服器的示意框圖；

圖7是根據本公開又一實施例的用於窄帶物聯網系統資源分配的伺服器的示意框圖；以及

圖8是根據本公開再一實施例的用於窄帶物聯網系統資源分配的伺服器的示意框圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本公開實施例的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本公開實施例，並不用於限制本公開實施例。

在詳細描述根據本公開實施例的用於窄帶物聯網系統資源分配的方法、終端和伺服器之前，首先介紹一下本公開實施例的應用場景。

窄帶物聯網通常由終端和服務基站組成。而隨著車聯網、智慧醫療、智能家居等新興物聯網領域中要被控制的終端的成本和複雜度的日益增加，有必要在窄帶物聯網中引入雲端機器人伺服器，以便將簡單的處理功能放在本地要被控制的終端上，將複雜的智能處理和運算功能放在雲端機器人伺服器上並通過網絡按照需求下發到要被控制的終端中。本公開的發明人正是基於這樣的需求而提出了根據本公開實施例的用於窄帶物聯網系統資源分配的方法、終端和伺服器。

本公開實施例提供一種用於窄帶物聯網系統資源分配的方法，如圖1所示，該方法可以包括以下步驟s1至步驟s4。

在步驟s1中，獲取第一終端的業務請求，所述業務請求包括：(1)下行業務速率要求；(2)接收強度信息，該接收強度信息包括所述第一終端的服務基站的主同步信號的接收強度、輔同步信號的接收強度和參考信號的接收強度中的一者或多者；(3)接收質量信息，該接收質量信息包括所述服務基站的主同步信號的接收質量、輔同步信號的接收質量和參考信號的接收質量中的一者或多者；以及(4)業務優先級標識信息。

其中，第一終端可以首先將其業務請求發送給窄帶物聯網的服務基站，然後服務基站通過專用控制信令或nas信令將該業務請求上報給雲端機器人伺服器，例如，服務基站可以採用特定的已知序列(例如，000111000)和發射功率來上報第一終端的業務請求。這樣雲端機器人伺服器就獲取到了第一終端的業務請求。本領域技術人員應當理解的是，這裡的已知序列000111000僅是示例，根據實際業務請求的不同，該已知序列也是不同的。

在步驟s2中，依據候選載波信息和所述下行業務速率要求，確定承載所述第一終端的下行數據所需的承載載波及承載載波數目n，其中，n≥1。

在根據本公開的方法的實施例中，候選載波可以指的是服務基站的為終端提供承載服務的所有載波。所述候選載波信息可以包括各個候選載波的單載波承載最大可支持下行傳輸速率和各個候選載波的當前負載信息。例如，目前nb-iot的下行採用15khz帶寬傳輸，下行速率約250kbps，則各個候選載波的單載波承載最大可支持下行傳輸速率為250kbps。

以下對步驟s2舉例說明。

假設第一終端的業務請求中包括的下行業務速率要求為500kbps，候選載波總共有四個，即候選載波1、2、3和4，而且這四個候選載波的單載波承載最大可支持下行傳輸速率均為250kbps，候選載波1、2、3和4的當前負載分別為50％、10％、20％、80％，相當於其當前可用的最高下行業務速率分別為125kbps、225kbps、200kbps和50kbps，因此可以確定承載所述第一終端的下行數據所需的承載載波數目為3且具體的承載載波為候選載波1、2和3，當然，承載載波數目為4且具體的承載載波為候選載波1、2、3和4也是可行的。但是，為了降低第一終端的功耗和處理複雜度，最終確定的承載載波數目n為能夠滿足所述下行業務速率要求的承載載波數目中的最小承載載波數目，以上面的示例為例，最終確定的承載載波數目n為3而不是4，這是因為，在同樣的下行業務速率要求的情況下，承載載波的數目越低越能夠降低第一終端的功耗和處理複雜度。

在步驟s3中，依據所述接收質量信息、所確定的承載載波、所確定的承載載波數目、所述接收強度信息來確定各個承載載波的目標下行發射功率；以及

在步驟s4中，在第i個承載載波的總下行發射功率psum-tx-i小於等於第一預設閾值時，確定在第i個承載載波上以所確定的目標下行發射功率來傳輸所述第一終端的下行數據。

其中，第i個承載載波的總下行發射功率psum-tx-i指的是當前在第i個承載載波上承載的所有終端(包括第一終端)的下行發射功率之和。第一預設閾值可以被設置為服務基站的單載波額定發射功率，當然，第一預設閾值低於服務基站的單載波額定發射功率也是可行的。

另外，在步驟s4中，還可以發送業務請求接納消息，以便第一終端知曉其業務請求被接納。例如，雲端機器人伺服器可以向服務基站發送業務請求接納消息，然後由服務基站將該業務請求接納消息轉發給第一終端。

通過採用上述技術方案，由於根據本公開實施例的方法在獲取到第一終端的業務請求之後，首先依據候選載波信息和所述下行業務速率要求確定承載所述第一終端的下行數據所需的承載載波及承載載波數目n，因此這能夠滿足下行業務速率的要求，然後在確定了各個承載載波的目標下行發射功率之後，在第i個承載載波的總下行發射功率psum-tx-i小於等於第一預設閾值(這說明第一終端的下行業務的覆蓋不受限)時才確定在第i個承載載波上以所確定的目標下行發射功率來傳輸所述第一終端的下行數據，這能夠滿足業務覆蓋和通信質量的要求，因此能夠同時保證業務速率和通信質量的要求。

根據本公開實施例的方法的又一方面，如圖2所示，在步驟s3中，所述依據所述接收質量信息、所確定的承載載波、所確定的承載載波數目、所述接收強度信息來確定各個承載載波的目標下行發射功率可以包括以下步驟s31至s33。

在步驟s31中，依據所述接收質量信息來確定所述第一終端的下行數據所允許的調製編碼方式，例如所允許的最高調製編碼方式。例如，假設在第一終端的業務請求中包括的接收質量信息是服務基站的參考信號的接收質量sinrrs而且sinrrs＝20db，則可以確定最高可採用64qam3/4調製編碼方式。

在步驟s32中，依據所確定的承載載波(例如，各個承載載波的負載情況)、所確定的承載載波數目以及所確定的調製編碼方式(例如，最高調製編碼方式)來確定各個所述承載載波上的資源塊數目和位置。

在步驟s33中，依據所述接收強度信息、所確定的調製編碼方式和所確定的資源塊數目來確定各個所述承載載波的目標下行發射功率。

通過步驟s31至s33，就能夠有效地確定各個所述承載載波的目標下行發射功率。

根據本公開實施例的又一方面，如圖3所示，步驟s33可以包括以下步驟s331至s333。

在步驟s331中，依據所述服務基站中的發射功率信息和所述業務請求中的接收強度信息來確定所述服務基站與所述第一終端之間的最大耦合損耗，其中所述發射功率信息包括所述服務基站的主同步信號的發射功率、輔同步信號的發射功率和參考信號的發射功率中的一者或多者。

例如，假設第一終端的業務請求中包括的接收強度信息是服務基站的主同步信號的接收強度，也即第一終端對服務基站的主同步信號的接收強度(也即功率值)，則雲端機器人伺服器可以首先從服務基站獲取該服務基站的主同步信號的發射功率，然後將從服務基站獲取的主同步信號發射功率減去第一終端的業務請求中包含的主同步信號的接收強度，來獲得服務基站與第一終端之間的最大耦合損耗，其中該最大耦合損耗包括服務基站的發射天線增益。

再例如，假設第一終端的業務請求中包括的接收強度信息是服務基站的輔同步信號的接收強度，也即第一終端對服務基站的輔同步信號的接收強度(也即功率值)，則雲端機器人伺服器可以首先從服務基站獲取該服務基站的輔同步信號的發射功率，然後將從服務基站獲取的輔同步信號發射功率減去第一終端的業務請求中包含的輔同步信號的接收強度，來獲得服務基站與第一終端之間的最大耦合損耗，其中該最大耦合損耗包括服務基站的發射天線增益。

再例如，假設第一終端的業務請求中包括的接收強度信息是服務基站的參考信號的接收強度，即第一終端對服務基站的參考信號的接收強度pr-rs，則雲端機器人伺服器可以首先從服務基站獲取該服務基站的參考信號的發射功率pt-rs，然後將從服務基站獲取的參考信號的發射功率pt-rs減去第一終端的業務請求中包括的第一終端對服務基站的參考信號的接收強度pr-rs，來獲得服務基站與第一終端之間的最大耦合損耗，其中該最大耦合損耗包括服務基站的發射天線增益。

在步驟s332中，依據所確定的調製編碼方式和所確定的資源塊數目來確定各個所述承載載波上的資源塊的最低接收功率要求。

以承載載波i為例，最低接收功率要求prx-min-i可以通過如下公式來確定：

prx-min-i＝sinrmin-i*(ii+ni)

其中，sinrmin-i為承載載波i上的資源塊對應的調製編碼方式所需的解調信噪比，ni為承載載波i上的資源塊的熱噪聲功率，ii為承載載波i的下行幹擾功率強度。

在步驟s333中，依據所述最大耦合損耗和所述最低接收功率要求來確定各個所述承載載波的目標下行發射功率。

還是以承載載波i為例，其目標下行發射功率ptx-i可以通過如下公式獲得：

ptx-i＝prx-min-i+最大耦合損耗

根據本公開實施例的方法的又一方面，如圖4所示，在第i個承載載波的總下行發射功率psum-tx-i大於所述第一預設閾值時，這說明第一終端的下行業務的覆蓋受限，因此在這種情況下，該方法還可以包括以下步驟s5和s6。

在步驟s5中，判斷所述第一終端的服務基站的當前總下行發射功率是否小於等於第二預設閾值。

其中，第一終端的服務基站的當前總下行發射功率指的是服務基站所支持的所有載波在當前調度時刻的總下行發射功率，也即覆蓋受限終端的目標下行發射功率與覆蓋非受限終端的當前下行發射功率的總和。雲端機器人伺服器可以從服務基站的功率控制器獲取到該當前下行發射功率的總和，例如，雲端機器人伺服器可以向服務基站發送總功率請求信息，然後服務基站會將當前下行發射功率的總和的信息反饋給雲端機器人伺服器。

其中，第二預設閾值可以被設置為服務基站在其所支持的所有載波上的可支持的總發射功率最大值。當然，第二預設閾值低於該可支持的總發射功率最大值也是可行的。雲端機器人服務完全可以從服務基站的功率控制器獲取到該可支持的總發射功率最大值，例如，雲端機器人伺服器可以向服務基站發送總功率請求信息，然後服務基站會將可支持的總發射功率最大值的信息反饋給雲端機器人伺服器。

在步驟s6中，在所述第一終端的服務基站的當前總下行發射功率小於等於第二預設閾值時，這說明第一終端的承載載波i的可用下行發射功率能夠被提升，因此在該步驟中，確定提高第i個承載載波的可用下行發射功率，以便在第i個承載載波上以所確定的目標下行發射功率ptx-i來傳輸所述第一終端的下行數據。這樣，第i個承載載波就能夠以所確定的目標下行發射功率ptx-i來傳輸第一終端的下行數據，滿足了第一終端的下行業務覆蓋需求。

根據本公開實施例的方法的又一方面，如圖4所示，該方法還可以包括以下步驟s7和s8。

在步驟s7中，判斷所述服務基站所服務的終端中是否存在業務優先級低於所述第一終端的業務優先級的終端。

例如，在該步驟中，雲端機器人伺服器可以首先從服務基站獲取該服務基站在當前調度時刻所服務的所有終端的業務類型或業務優先級，並然後判斷是否存在業務類型或業務優先級低於第一終端的業務類型或業務優先級的終端。

在步驟s8中，在存在業務類型或業務優先級低於所述第一終端的業務類型或業務優先級的終端時，確定提高第i個承載載波的可用下行發射功率，以便在第i個承載載波上以所確定的目標下行發射功率ptx-i來傳輸所述第一終端的下行數據。這樣，第i個承載載波就能夠以所確定的目標下行發射功率ptx-i來傳輸第一終端的下行數據，滿足了第一終端的下行業務覆蓋需求。

另外，在步驟s8中，雲端機器人伺服器可以確定降低業務類型或業務優先級低的終端的下行傳輸功率或者在當前調度時刻對業務類型或業務優先級低的終端的下行數據不進行調度，並將第一終端的第i個承載載波的下行發射功率提升為所確定的目標下行發射功率ptx-i，並發送業務請求接納消息，例如雲端機器人伺服器可以通過服務基站向第一終端轉發業務請求接納消息也可以直接向第一終端發送業務請求接納消息。

根據本公開實施例的方法的又一方面，如圖4所示，在在步驟s7中確定所述服務基站所服務的終端中沒有業務優先級低於所述第一終端的業務優先級的終端時，該方法還可以包括：

在步驟s9中，發送業務請求拒絕消息。例如雲端機器人伺服器可以通過服務基站向第一終端轉發業務請求拒絕消息也可以直接向第一終端發送業務請求拒絕消息。

因此，通過採用根據本公開實施例的方法，在第i個承載載波的功率受限情況下，能夠根據服務基站的當前總下行發射功率、所有終端的業務類型或業務優先級等級等對服務基站所服務的終端的下行發射功率進行動態的功率調配，以優先保證覆蓋受限但業務優先級高的終端的下行數據傳輸，因此有效地保證了業務質量和速率。

本公開實施例還提供一種用於窄帶物聯網系統資源分配的終端，如圖5所示，該終端可以包括：

發送模塊501，用於發送業務請求，所述業務請求包括：(1)下行業務速率要求；(2)接收強度信息，該接收強度信息包括所述第一終端的服務基站的主同步信號的接收強度、輔同步信號的接收強度和參考信號的接收強度中的一者或多者；(3)接收質量信息，該接收質量信息包括所述服務基站的主同步信號的接收質量、輔同步信號的接收質量和參考信號的接收質量中的一者或多者；以及(4)業務優先級標識信息；以及

接收模塊502，用於接收對所述業務請求的業務響應。例如，業務響應可以指示業務請求被接納還是拒絕。

本公開實施例還提供一種用於窄帶物聯網系統資源分配的伺服器，如圖6所示，該伺服器可以包括業務請求獲取模塊10、承載載波確定模塊20、下行發射功率確定模塊30和處理模塊40。以下對這些模塊進行詳細描述。

業務請求獲取模塊10，用於獲取第一終端的業務請求，所述業務請求包括：(1)下行業務速率要求；(2)接收強度信息，該接收強度信息包括所述第一終端的服務基站的主同步信號的接收強度、輔同步信號的接收強度和參考信號的接收強度中的一者或多者；(3)接收質量信息，該接收質量信息包括所述服務基站的主同步信號的接收質量、輔同步信號的接收質量和參考信號的接收質量中的一者或多者；以及(4)業務優先級標識信息。

承載載波確定模塊20，用於依據候選載波信息和所述下行業務速率要求來確定承載所述第一終端的下行數據所需的承載載波及承載載波數目n，其中，n≥1。其中，所述候選載波信息可以包括各個候選載波的單載波承載最大可支持下行傳輸速率和各個候選載波的當前負載信息。以上已經結合根據本公開實施例的方法進行了詳細描述，此處不再贅述。

下行發射功率確定模塊30，用於依據所述接收質量信息、所確定的承載載波、所確定的承載載波數目、所述接收強度信息來確定各個承載載波的目標下行發射功率；以及

處理模塊40，用於在第i個承載載波的總下行發射功率小於等於第一預設閾值時，確定在第i個承載載波上以所確定的目標下行發射功率來傳輸所述第一終端的下行數據。

根據本公開實施例的伺服器的又一方面，如圖7所示，所述下行發射功率確定模塊30可以包括：

調製編碼方式確定子模塊301，用於依據所述接收質量信息來確定所述第一終端的下行數據所允許的調製編碼方式；

資源塊確定子模塊302，用於依據所確定的承載載波、所確定的承載載波數目以及所確定的調製編碼方式來確定各個所述承載載波上的資源塊數目和位置；

下行發射功率確定子模塊303，用於依據所述接收強度信息、所確定的調製編碼方式和所確定的資源塊數目來確定各個所述承載載波的目標下行發射功率。

根據本公開實施例的伺服器的又一方面，如圖8所示，所述下行發射功率確定子模塊303可以包括：

最大耦合損耗確定子單元3031，用於依據所述服務基站中的發射功率信息和所述業務請求中的接收強度信息來確定所述服務基站與所述第一終端之間的最大耦合損耗，其中所述發射功率信息包括所述服務基站的主同步信號的發射功率、輔同步信號的發射功率和參考信號的發射功率中的一者或多者；

最低接收功率要求確定子單元3032，用於依據所確定的調製編碼方式和所確定的資源塊數目來確定各個所述承載載波上的資源塊的最低接收功率要求；以及

下行發射功率確定子單元3033，用於依據所述最大耦合損耗和所述最低接收功率要求來確定各個所述承載載波的目標下行發射功率。

根據本公開實施例的伺服器的又一方面，所述處理模塊40還可以用於：在第i個承載載波的總下行發射功率大於所述第一預設閾值並且所述第一終端的服務基站的當前總下行發射功率小於等於第二預設閾值時，確定提高第i個承載載波的可用下行發射功率，以便在第i個承載載波上以所確定的目標下行發射功率來傳輸所述第一終端的下行數據。

根據本公開實施例的伺服器的又一方面，所述處理模塊40還可以用於：在第i個承載載波的總下行發射功率大於所述第一預設閾值、所述服務基站的當前總下行發射功率大於所述第二預設閾值並且所述服務基站所服務的終端中存在業務優先級低於所述第一終端的業務優先級的終端時，確定提高第i個承載載波的可用下行發射功率，以便在第i個承載載波上以所確定的目標下行發射功率來傳輸所述第一終端的下行數據。另外，在這種情況下，處理模塊40還可以用於確定降低業務優先級低於所述第一終端的業務優先級的終端的下行傳輸功率，或者確定在當前調度時刻對該終端的下行數據不進行調度。

根據本公開實施例的伺服器的又一方面，所述處理模塊40還可以用於：在第i個承載載波的總下行發射功率大於所述第一預設閾值、所述服務基站的當前總下行發射功率大於所述第二預設閾值並且所述服務基站所服務的終端中沒有業務優先級低於所述第一終端的業務優先級的終端時，發送業務請求拒絕消息。

根據本公開實施例的伺服器可以是雲端機器人伺服器。根據本公開實施例的伺服器中的各個模塊所執行的操作的具體實現方式已經在根據本公開實施例的方法中進行了詳細描述，此處不再贅述。

以上結合附圖詳細描述了本公開的優選實施方式，但是，本公開並不限於上述實施方式中的具體細節，在本公開的技術構思範圍內，可以對本公開的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬於本公開的保護範圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特徵，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重複，本公開對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本公開的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本公開的思想，其同樣應當視為本公開所公開的內容。