一种成簇压缩的MTC设备数据传输方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种成簇压缩的MTC设备数据传输方法及系统，首先按照MTC设备数据类型进行成簇划分，按照给定的标准在小区内选取簇头设备，并通过簇群粗划分策略和簇群调整策略完成对所有设备的簇群划分。然后，在簇头设备处汇总簇群内设备的数据信息，并通过数据压缩减少冗余，提高了海量MTC设备高效数据传输的效率，有效解决了大量MTC设备接入基站时面临的拥塞问题。在簇头设备向基站发送数据的过程中，利用预分配RB资源，保留免调度方法减小信令开销，提高接入数容量。

【技术实现步骤摘要】
一种成簇压缩的MTC设备数据传输方法及系统
本专利技术涉及移动通信
，更具体地，涉及一种成簇压缩的MTC设备数据传输方法及系统。
技术介绍
近年来，物联网技术在全世界范围内得到的普遍的发展，物联网的设备由于体型小、覆盖面积大等特性，使得其应用范围遍布生活周围。MTC技术是物联网技术在无线通信
非常关键的技术之一，因此MTC接入控制方面的问题得到了广泛的研究。常见的MTC接入控制问题包括当海量MTC设备同时向基站发送接入请求时，基站容易出现拥挤阻塞问题，因而会造成基站的处理效率下降，不断出现数据传输过程中的数据丢失和出错问题，所以MTC的拥塞优化问题不容忽视。相比与LTE中的基于调度的数据传输来说，免调度传输是一个新的传输类型，对于mMTC以及URLLC等业务设备来说大有裨益。免调度传输对于零散的数据流量或者小数据包的传输特别有利。采用免调度传输总是有利于开销降低(至少对于SR，grant或RACH)。具体的使用和部署可能取决于mMTC设备的特性和/或要求。由于使用的是免调度方案接收数据信息，所以接收端必须要使用SIC接收机进行接收，但是SIC接收机的复杂度与基站资源的共享用户数直接相关，当基站资源的共享用户数过大时，需要设计的SIC接收机的复杂度必须很大，甚至可能会超过现阶段的技术能力，所以基站的设备负载能力会因此受限。
技术实现思路
本专利技术提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种成簇压缩的MTC设备数据传输方法及系统，解决了目前大量MTC设备接入基站面临的拥塞问题。根据本专利技术的一个方面，提供了一种成簇压缩的MTC设备数据传输方法，包括：S1，按照业务数据信息的相关性对所有的MTC设备进行成簇划分，并为每一个簇群选取对应的簇头设备；S2，每一个簇群中的簇头设备对该簇群中的所有MTC设备的业务数据进行汇总压缩，并将汇总压缩后的业务数据上传给基站。本专利技术的有益效果为：按照MTC设备数据类型进行成簇划分，按照给定的标准在小区内选取簇头设备，并通过簇群粗划分策略和簇群调整策略完成对所有设备的簇群划分。在簇头处汇总簇群内设备的数据信息，并通过数据压缩减少冗余，提高了海量MTC设备高效数据传输的效率，有效解决了大量MTC设备接入基站时面临的拥塞问题。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以作如下改进。进一步的，所述步骤S1具体包括：S11，从所有的MTC设备中按照预设条件选取多个簇头设备，并存储每一个簇头设备的业务数据信息；S2，计算除多个簇头设备之外的每一个MTC设备的业务数据信息和每一个簇头设备的业务数据信息之间的相关性，按照相关性对簇头设备和MTC设备进行聚类，聚类后的簇头设备和MTC设备组成簇群。进一步的，所述步骤S11还包括：计算选取的多个簇头设备的业务数据信息之间的相关性，当相关性超过预设阈值的簇头设备有多个时，从中保留一个簇头设备，其它的簇头设备作为普通的MTC设备。进一步的，所述步骤S2中每一个簇群中的簇头设备对该簇群中的所有MTC设备的业务数据进行汇总压缩具体包括：S21a，每一个簇群中的簇头设备向该簇群内的其它所有MTC设备广播请求信令；S22a，接收簇群内的每一个MTC设备发送的数据帧，其中，所述数据帧为MTC设备根据接收到的请求信令向簇头设备发送的；S23a，簇头设备将每一个MTC设备的数据帧中的相同信息去掉，并将每一个MTC设备的数据帧中的区别信息组合，再将所述相同信息和组合后的区别信息进行组合，形成最终汇总压缩后的数据帧。进一步的，所述步骤S2中每一个簇头设备将汇总压缩后的业务数据上传给基站具体包括：S21b，每一个簇群中的簇头设备与基站建立连接，并向基站发送上行信令，其中，所述上行信令中包括所需的RB资源；S22b，每一个簇头设备接收基站发送的告知信息，其中，所述告知信息为基站根据自身拥有的上行数据资源以及每一个簇头设备所需的RB资源，为每一个簇头设备分配对应的RB资源块后，向每一个簇头设备发送的，所述告知信息中包括向每一个簇头设备分配的RB资源块；S23b，每一个簇头设备通过分配的RB资源块将汇总压缩后的业务数据上传给基站。进一步的，所述步骤S21b具体包括：每一个簇群中的簇头设备向基站发送前导码；接收基站返回的响应信息，其中，所述响应信息为当基站向所有不重复的前导码对应的簇头设备发送的；当簇头设备接收到基站发送的响应信息时，向基站发送上行信令，所述上行信令中包括所需的RB资源。进一步的，所述方法还包括：对于具有重复前导码的簇头设备，设置退避时间，当经过退避时间后，基站通知每一个簇头设备再次向基站发送更新后的前导码。进一步的，所述步骤S22b中基站根据自身拥有的上行数据资源以及每一个簇头设备所需的RB资源，为每一个簇头设备分配对应的RB资源块具体包括：当基站的上行数据资源足够分给每一个簇头设备时，无重叠地给每一个簇头设备分配对应的RB资源块；当基站的上行数据资源不足以分给每一个簇头设备时，采用基站资源多用户共享的方式给每一个簇头设备分配RB资源块。进一步的，所述采用基站资源多用户共享的方式给每一个簇头设备分配RB资源块具体包括：对基站资源块按照FB1～FBM-m划分，当划分完FBi后，基站资源不够划分给FBi+1，则从头开始对基站资源划分FBi+1～FBM-m，直到完成所有需求的划分位置，实现基站资源多用户共享；其中，M-m指所有不重复的前导码对应的簇头设备的个数，i为所有簇头设备中的一个簇头设备标号。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种成簇压缩的MTC设备数据传输系统，包括多个MTC设备和基站，其中，从所有的MTC设备中选取多个簇头设备；所述基站，用于按照业务数据的相关性对所有的MTC设备进行成簇划分，并为每一个簇群选取对应的簇头设备；每一个所述簇头设备，用于对该簇群中的所有MTC设备的业务数据进行汇总压缩，并将汇总压缩后的业务数据上传给基站。附图说明图1为本专利技术一个实施例的成簇压缩的MTC设备数据传输方法流程图；图2为本专利技术另一个实施例的簇群划分流程图；图3为本专利技术一个实施例的簇群划分过程中簇群调整流程图；图4为本专利技术另一个实施例中各MTC设备与簇头设备的数据交互示意图；图5为本专利技术一个实施例中簇头设备对各MTC设备的业务数据压缩示意图；图6为本专利技术另一个实施例中基站为每一个簇头设备分配资源流程图；图7为本专利技术再一个实施例的成簇压缩的MTC设备数据传输系统连接框图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。参见图1，图1提供了本专利技术一个实施例的成簇压缩的MTC设备数据传输方法，面对大量MTC设备同时接入基站的拥塞问题，基于簇群划分的方案是目前拥塞控制的解决方案之一，具体内容如下：一组MTC设备在数据通信中分别作为单个的实体，并且相互之间将通过簇群网络建立连接。不同于蜂窝用户之间的通信方式，基于簇群划分后的MTC设备不是所有设备都直接和基站建立传输数据，而是通过选出簇头设备代表与基站直接建立交互，簇群内的其它设备则和簇头设备之间建立交互。采用基于簇群的方案可以提高能量效率以及网络中MTC设备的生命周期。簇头设备作为簇群中的重要成员之一，特殊在于是通过一些限定条件筛选出来的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成簇压缩的MTC设备数据传输方法，其特征在于，包括：S1，按照业务数据信息的相关性对所有的MTC设备进行成簇划分，并为每一个簇群选取对应的簇头设备；S2，每一个簇群中的簇头设备对该簇群中的所有MTC设备的业务数据进行汇总压缩，并将汇总压缩后的业务数据上传给基站。

【技术特征摘要】
1.一种成簇压缩的MTC设备数据传输方法，其特征在于，包括：S1，按照业务数据信息的相关性对所有的MTC设备进行成簇划分，并为每一个簇群选取对应的簇头设备；S2，每一个簇群中的簇头设备对该簇群中的所有MTC设备的业务数据进行汇总压缩，并将汇总压缩后的业务数据上传给基站。2.如权利要求1所述的成簇压缩的MTC设备数据传输方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：S11，从所有的MTC设备中按照预设条件选取多个簇头设备，并存储每一个簇头设备的业务数据信息；S2，计算除多个簇头设备之外的每一个MTC设备的业务数据信息和每一个簇头设备的业务数据信息之间的相关性，按照相关性对簇头设备和MTC设备进行聚类，聚类后的簇头设备和MTC设备组成簇群。3.如权利要求2所述的成簇压缩的MTC设备数据传输方法，其特征在于，所述步骤S11还包括：计算选取的多个簇头设备的业务数据信息之间的相关性，当相关性超过预设阈值的簇头设备有多个时，从中保留一个簇头设备，其它的簇头设备作为普通的MTC设备。4.如权利要求3所述的成簇压缩的MTC设备数据传输方法，其特征在于，所述步骤S2中每一个簇群中的簇头设备对该簇群中的所有MTC设备的业务数据进行汇总压缩具体包括：S21a，每一个簇群中的簇头设备向该簇群内的其它所有MTC设备广播请求信令；S22a，接收簇群内的每一个MTC设备发送的数据帧，其中，所述数据帧为MTC设备根据接收到的请求信令向簇头设备发送的；S23a，簇头设备将每一个MTC设备的数据帧中的相同信息去掉，并将每一个MTC设备的数据帧中的区别信息组合，再将所述相同信息和组合后的区别信息进行组合，形成最终汇总压缩后的数据帧。5.如权利要求4所述的成簇压缩的MTC设备数据传输方法，其特征在于，所述步骤S2中每一个簇头设备将汇总压缩后的业务数据上传给基站具体包括：S21b，每一个簇群中的簇头设备与基站建立连接，并向基站发送上行信令，其中，所述上行信令中包括所需的RB资源；S22b，每一个簇头设备接收基站发送的告知信息，其中，所述告知信息为基站根据自身拥有的上行数据资源以及每一个簇头设备所需的RB资源，为每一个簇头设备分配对应的RB资源...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雪菲，郭健，陶小峰，侯延昭，王瑞琦，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11