一种多跳网络架构的物联网数据传输方法技术

本发明专利技术提供一种多跳网络架构的物联网数据传输方法，属于无线通信领域。本发明专利技术包括如下步骤：基站发送第一配置信息和下行信道状态信息参考信号CSI‑RS1给位于地理位置X的终端；所述终端接收所述第一配置信息；基站发送第二配置信息给所述终端；所述终端接收所述第二配置信息，并根据第二配置信息发送数据；如果发送失败，基站广播中继终端，终端通过中继终端向基站发送数据；如果发送失败，基站发送第三配置信息；终端收到所述第三配置信息后，发送第三探测参考信号，基站激活终端来波方向上的中继节点，通过中继节点发送数据。本发明专利技术的有益效果为：克服现有窄带物联网中频谱效率差的问题，提高了窄带物联网系统的容量。

【技术实现步骤摘要】
一种多跳网络架构的物联网数据传输方法
本专利技术涉及无线通信领域，尤其涉及一种多跳网络架构的物联网数据传输方法。
技术介绍
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”。5G应用场景可以分为两大类，即移动宽带(MBB,MobileBroadband)和物联网(IoT，InternetofThings)。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,MachineTypeCommunication)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,MassiveMachineCommunication)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。第五代移动通信系统中，一种需要研究的场景是TDD场景下窄带物联网中数据的可靠传输问题，常用的解决方案主要依靠数据多次重复发送，这就导致系统的频谱效率比较低，如何增加窄带物联网系统的频谱效率，是物联网系统亟待解决的重要问题。
技术实现思路
为解决现有技术中窄带物联网中频谱效率低的问题，本专利技术提供一种多跳网络架构的物联网数据传输方法。本专利技术包括如下步骤：S1：基站发送第一配置信息和下行信道状态信息参考信号CSI-RS1给位于地理位置X的终端，所述第一配置信息至少包括：所述基站的接收天线个数信息；S2：所述终端接收所述第一配置信息，根据所述下行信道状态参考信号CSI-RS1确定信道状态信息向量H1；S3：所述基站发送第二配置信息给所述终端，所述第二配置信息包括：下行信道状态信息参考信号CSI-RS2的配置信息，第一共享资源信息，第二共享资源信息，所述第二共享资源对应的第二探测参考信号资源集合信息和第二探测参考信号序列集合信息，第三共享资源信息，使用所述第三共享资源发送数据时的扩频序列集合信息，碰撞过强指示信息发送资源信息；S4：所述终端接收所述第二配置信息，当所述终端有数据需要发送时，所述终端确定自己的当前地理位置Y，所述终端根据所述下行信道状态信息参考信号CSI-RS2的配置信息确定信道状态信息向量H2，并根据当前地理位置Y或者信道状态信息向量H2决定发送数据方式；S5：终端按照优先级为第一共享资源、第二共享资源、第三共享资源的顺序发送数据，直至发送成功，如果所述终端使用第三共享资源发送所述数据后没有收到所述基站反馈的接收成功信息，则所述终端根据碰撞过强指示信息发送资源信息发送所述碰撞过强指示信息给基站；S6：基站接收到所述碰撞过强指示信息后通过广播方式发送D2D模式配置信息，要求支持D2D模式的终端集合收到所述D2D模式配置信息进入D2D工作模式；S7：发送碰撞过强指示信息的终端接收到所述D2D模式配置信息后，确定与所述终端集合进行通信的D2D资源，所述终端通过所述D2D资源给终端集合发送数据；S8：终端集合中成功接收到数据的中继终端，向基站发送所述数据；S9：如果基站没有接收到所述中继终端发送的数据，则所述基站发送第三配置信息，其中，所述第三配置信息包括第三探测参考信号资源集合信息、第三探测参考信号序列信息；S10：所述终端收到所述第三配置信息后，在所述第三探测参考信号资源集合上随机选择探测参考信号资源，在所述探测参考信号资源上发送从所述第三探测参考信号序列集合中选择的第三探测参考信号；S11：所述基站根据所述第三探测参考信号确定终端的来波方向，所述基站发送激活信令给位于来波方向上的中继节点或指导可移动的中继节点移动到来波方向上，所述基站发送第四配置信息给所述发送过所述碰撞过强指示信息的终端，所述第四配置信息包括所述中继节点的系统信息；S12：接收到所述第四配置信息的终端接入到所述中继节点，与所述中继节点进行通信，重新传输之前没有传输成功的数据。本专利技术作进一步改进，在步骤S1中，如果所述接收天线个数M大于等于128个，则所述第一配置信息还包括第一探测参考信号资源集合信息和第一探测参考信号序列集合信息；在步骤S2中，如果所述第一配置信息包含所述第一探测参考信号资源集合信息和所述第一探测参考信号序列集合信息，则所述终端根据所述第一探测参考信号资源集合信息确定第一探测参考信号资源集合，根据所述第一探测参考信号序列集合信息确定第一探测参考信号序列集合，所述终端从所述第一探测参考信号资源集合中选择第一探测参考信号资源，根据所述第一探测参考信号资源从所述第一探测参考信号序列集合中选择第一探测参考信号序列，所述终端在所述第一探测参考信号资源上发送所述第一探测参考信号序列；在步骤S3中，所述基站接收所述终端发送的所述第一探测参考信号序列，根据所述第一探测参考信号序列确定第一空间指纹；根据第二探测参考信号序列确定第二空间指纹。本专利技术作进一步改进，在步骤S4中，如果所述终端的地理位置Y与地理位置X的距离小于等于0.3米或所述信道状态信息向量H1与H2的内积大于等于0.97，则所述终端使用第一共享资源发送所述数据，如果所述终端的地理位置Y与地理位置X的距离大于0.3米且小于等于1米或所述信道状态信息向量H1与H2的内积小于0.97且大于等于0.9，则所述终端根据所述第二探测参考信号资源集合信息确定第二探测参考信号资源，根据所述第二探测参考信号序列集合信息确定第二探测参考信号序列，所述终端在所述第二探测参考信号资源上发送所述第二探测参考信号序列，使用所述第二共享资源发送所述数据；如果所述终端的地理位置Y与地理位置X的距离大于1米或所述信道状态信息向量H1与H2的内积小于0.9，则所述终端从所述扩频序列集合中选择扩频序列对所述数据进行扩频，然后使用所述第三共享资源发送所述数据。本专利技术作进一步改进，如果所述终端使用所述第一共享资源发送数据，则所述基站基于所述第一空间指纹接收所述数据；如果所述终端使用所述第二共享资源发送数据，则所述基站基于第二空间指纹接收所述数据。本专利技术作进一步改进，在步骤S6中，所述终端集合中不包括需要给所述基站发送自身数据的中继终端，且所述终端集合中的中继终端的可用电量大于等于其最大电量的1/2；在步骤S8中，所述终端集合中成功接收到所述数据的中继终端形成一个终端子集合，所述终端子集合中的中继终端根据公式Px＝(2^power)*CQI中，Px的大小从所述终端子集合中选择不超过Z个中继终端给所述基站发送所述数据，其中，power为所述中继终端的可用电量，CQI表示所述中继终端与所述基站之间的信道质量信息，Z＝向上取整(所述数据的比特数/64)。本专利技术作进一步改进，所述信道状态信息向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多跳网络架构的物联网数据传输方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：基站发送第一配置信息和下行信道状态信息参考信号CSI‑RS1给位于地理位置X的终端，所述第一配置信息至少包括：所述基站的接收天线个数信息；S2：所述终端接收所述第一配置信息，根据所述下行信道状态参考信号CSI‑RS1确定信道状态信息向量H1；S3：所述基站发送第二配置信息给所述终端，所述第二配置信息包括：下行信道状态信息参考信号CSI‑RS2的配置信息，第一共享资源信息，第二共享资源信息，所述第二共享资源对应的第二探测参考信号资源集合信息和第二探测参考信号序列集合信息，第三共享资源信息，使用所述第三共享资源发送数据时的扩频序列集合信息，碰撞过强指示信息发送资源信息；S4：所述终端接收所述第二配置信息，当所述终端有数据需要发送时，所述终端确定自己的当前地理位置Y，所述终端根据所述下行信道状态信息参考信号CSI‑RS2的配置信息确定信道状态信息向量H2，并根据当前地理位置Y或者信道状态信息向量H2决定发送数据方式；S5：终端按照优先级为第一共享资源、第二共享资源、第三共享资源的顺序发送数据，直至发送成功，如果所述终端使用第三共享资源发送所述数据后没有收到所述基站反馈的接收成功信息，则所述终端根据碰撞过强指示信息发送资源信息发送所述碰撞过强指示信息给基站；S6：基站接收到所述碰撞过强指示信息后通过广播方式发送D2D模式配置信息，要求支持D2D模式的终端集合收到所述D2D模式配置信息进入D2D工作模式；S7：发送碰撞过强指示信息的终端接收到所述D2D模式配置信息后，确定与所述终端集合进行通信的D2D资源，所述终端通过所述D2D资源给终端集合发送数据；S8：终端集合中成功接收到数据的中继终端，向基站发送所述数据；S9：如果基站没有接收到所述中继终端发送的数据，则所述基站发送第三配置信息，其中，所述第三配置信息包括第三探测参考信号资源集合信息、第三探测参考信号序列信息；S10：所述终端收到所述第三配置信息后，在所述第三探测参考信号资源集合上随机选择探测参考信号资源，在所述探测参考信号资源上发送从所述第三探测参考信号序列集合中选择的第三探测参考信号；S11：所述基站根据所述第三探测参考信号确定终端的来波方向，所述基站发送激活信令给位于来波方向上的中继节点或指导可移动的中继节点移动到来波方向上，所述基站发送第四配置信息给所述发送过所述碰撞过强指示信息的终端，所述第四配置信息包括所述中继节点的系统信息；S12：接收到所述第四配置信息的终端接入到所述中继节点，与所述中继节点进行通信，重新传输之前没有传输成功的数据。...

【技术特征摘要】
1.一种多跳网络架构的物联网数据传输方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：基站发送第一配置信息和下行信道状态信息参考信号CSI-RS1给位于地理位置X的终端，所述第一配置信息至少包括：所述基站的接收天线个数信息；S2：所述终端接收所述第一配置信息，根据所述下行信道状态参考信号CSI-RS1确定信道状态信息向量H1；S3：所述基站发送第二配置信息给所述终端，所述第二配置信息包括：下行信道状态信息参考信号CSI-RS2的配置信息，第一共享资源信息，第二共享资源信息，所述第二共享资源对应的第二探测参考信号资源集合信息和第二探测参考信号序列集合信息，第三共享资源信息，使用所述第三共享资源发送数据时的扩频序列集合信息，碰撞过强指示信息发送资源信息；S4：所述终端接收所述第二配置信息，当所述终端有数据需要发送时，所述终端确定自己的当前地理位置Y，所述终端根据所述下行信道状态信息参考信号CSI-RS2的配置信息确定信道状态信息向量H2，并根据当前地理位置Y或者信道状态信息向量H2决定发送数据方式；S5：终端按照优先级为第一共享资源、第二共享资源、第三共享资源的顺序发送数据，直至发送成功，如果所述终端使用第三共享资源发送所述数据后没有收到所述基站反馈的接收成功信息，则所述终端根据碰撞过强指示信息发送资源信息发送所述碰撞过强指示信息给基站；S6：基站接收到所述碰撞过强指示信息后通过广播方式发送D2D模式配置信息，要求支持D2D模式的终端集合收到所述D2D模式配置信息进入D2D工作模式；S7：发送碰撞过强指示信息的终端接收到所述D2D模式配置信息后，确定与所述终端集合进行通信的D2D资源，所述终端通过所述D2D资源给终端集合发送数据；S8：终端集合中成功接收到数据的中继终端，向基站发送所述数据；S9：如果基站没有接收到所述中继终端发送的数据，则所述基站发送第三配置信息，其中，所述第三配置信息包括第三探测参考信号资源集合信息、第三探测参考信号序列信息；S10：所述终端收到所述第三配置信息后，在所述第三探测参考信号资源集合上随机选择探测参考信号资源，在所述探测参考信号资源上发送从所述第三探测参考信号序列集合中选择的第三探测参考信号；S11：所述基站根据所述第三探测参考信号确定终端的来波方向，所述基站发送激活信令给位于来波方向上的中继节点或指导可移动的中继节点移动到来波方向上，所述基站发送第四配置信息给所述发送过所述碰撞过强指示信息的终端，所述第四配置信息包括所述中继节点的系统信息；S12：接收到所述第四配置信息的终端接入到所述中继节点，与所述中继节点进行通信，重新传输之前没有传输成功的数据。2.根据权利要求1所述的多跳网络架构的物联网数据传输方法，其特征在于：在步骤S1中，如果所述接收天线个数M大于等于128个，则所述第一配置信息还包括第一探测参考信号资源集合信息和第一探测参考信号序列集合信息；在步骤S2中，如果所述第一配置信息包含所述第一探测参考信号资源集合信息和所述第一探测参考信号序列集合信息，则所述终端根据所述第一探测参考信号资源集合信息确定第一探测参考信号资源集合，根据所述第一探测参考信号序列集合信息确定第一探测参考信号序列集合，所述终端从所述第一探测参考信号资源集合中选择第一探测参考信号资源，根据所述第一探测参考信号资源从所述第一探测参考信号序列集合中选择第一探测参考信号序列，所述终端在所述第一探测参考信号资源上发送所述第一探测参...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洋，王永学，
申请(专利权)人：深圳职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东,44