一种高频物联网的系统接入方法技术方案

本发明专利技术提供一种高频物联网的系统接入方法，包括步骤：第二类型基站在高频段发送波束给第一类型基站，然后转入休眠状态，第一类型基站选择接收质量最优的波束作为定位波束；根据定位波束获取接收定位波束时使用的接收波束方向；第一终端通过低频段发送接入导频给第一类型基站，然后转入高频段通信模式；第一类型基站获取其与第一终端的最优空间波束传输方向；确定和第二类型基站通信的最优发送波束方向，激活第二类基站；第二类基站发送波束，第一终端接收波束后，发送接入导频给第二类型基站，如果没有收到第二类基站的响应信息，则转入低频段通信模式与第一类型基站进行通信，第一类型基站重新确定定位波束。本发明专利技术有效降低物联网能量消耗。

A system access method of high frequency Internet of things

【技术实现步骤摘要】
一种高频物联网的系统接入方法
本专利技术涉及一种入网方法，尤其涉及一种高频物联网的系统接入方法。
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使用高频段通信的物联网中接入方法，常用的接入方案主要依靠复杂的波束搜索匹配，严重增加物联网终端的功耗，是物联网系统亟待解决的重要问题。
技术实现思路
为解决现有技术中的问题，本专利技术提供一种高频物联网的系统接入方法。本专利技术包括如下步骤：S101：第二类型基站在高频段发送若干个波束给第一类型基站，然后转入休眠状态，第一类型基站从若干个波束中选择接收质量最优的波束作为定位波束，其中，第二类型基站为支持高频段通信的基站，第一类型基站为既支持高频段通信又支持低频段通信的基站；S102：第一类型基站根据定位波束获取接收定位波束时使用的接收波束方向；S103：第一类基站通过低频段发送发送低频段接入参数配置信息给待接入系统的第一终端；S104：处于低频段通信模式的第一终端基于低频段接入参数配置信息发送接入导频给第一类型基站，然后转入高频段通信模式；S105：第一类型基站根据接入导频确定第一类型基站与第一终端的最优空间波束传输方向；S106：第一类型基站根据最优空间波束传输方向和接收波束方向确定和第二类型基站通信时使用的最优发送波束方向，使用高频段通过最优发送波束方向激活第二类型基站；S107：第二类型基站激活后，发送携带高频段接入参数配置信息的波束；S108：第一终端接收波束后，基于获取到的高频段接入参数信息发送接入导频给第二类型基站，判断是否收到第二类基站的响应信息，如果是，与第二类基站使用高频段通信，如果否，则转入低频段通信模式与第一类型基站进行通信；S109：第一终端接入到第一类型基站后，通知第一类型基站其尝试接入过第二类型基站但没有成功的失败通知信息；S110：第一类型基站收到失败通知信息后，重新确定与第二类型基站之间的定位波束，然后执行步骤S102。本专利技术作进一步改进，在步骤S102中，第一类型基站测量并存储接收到的定位波束的信噪比SNR1，在步骤S105中，第一类型基站测量并存储接收接入导频的信噪比SNR2，在步骤106中，第一类型基站通过激活信息激活第二类型基站，所述激活信息至少包括SNR1与SNR2的差值信息的绝对值。本专利技术作进一步改进，所述第一类型基站发送所述激活信息15s后转入转入低频段通信。本专利技术作进一步改进，在步骤S107中，第二类型基站收到激活信息后，如果差值信息的绝对值小于第一设定值，则第二类型基站发送N个波束宽度为X度的波束，如果差值信息的绝对值不小于第一设定值，则第二类型基站发送2N个波束宽度为X/2度的波束，其中，N为大于等于12的整数，X为大于0且小于等于30的整数，所述高频段接入参数配置信息至少包括第一终端发送接入导频的重复次数Z，Z为大于等于1的整数。本专利技术作进一步改进，重复次数Z与所述波束宽度有关，当所述波束宽度为X/2时，所述Z取值为3，当所述波束宽度为X时，所述Z取值6。本专利技术作进一步改进，在步骤S105中，所述第一类型基站获取最优空间波束传输方向的方法为：频获取第一终端与自己的低频段信道H，对低频段信道H进行奇异值分解，得到最大奇异值对应的右奇异矢量V，第一类型基站找到与右奇异矢量V相似最高的离散傅里叶变换矢量，然后基于离散傅里叶变换矢量确定第一类型基站与第一终端的最优空间波束传输方向，步骤S106中，所述最优发送波束方向是最优空间波束传输方向与接收波束方向的角度和值的平均值。本专利技术作进一步改进，所述第一类型基站的天线呈均匀直线分布或平面分布，所述第二类型基站只有一条射频通道，每个时刻只能发送或接收一个方向的波束。本专利技术作进一步改进，在步骤S104中，所述低频段发送接入导频的持续时间为20ms的正整数倍，包含的接入导频序列重复次数为10的正整数倍。本专利技术作进一步改进，所述第二类型基站采取太阳能供电方式，只有其电量储备达到10％以上才能基于所述第一类型基站发送的激活信息发送波束，如果所述第二类型基站的电量储备未能达到10％，则所述第二类型基站给所述第一类型基站发送响应信息，通知所述第一类型基站其电量不满足发送所述波束的条件，所述第一类型基站转入低频段通信。本专利技术作进一步改进，如果所述第一终端转入所述高频段通信模式20s后未能成功接收所述波束，则所述第一终端转入所述低频段通信模式。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：克服现有物联网中终端接入功耗高的问题，多种低能耗设置，有效降低了物联网系统的能量消耗，满足“绿色”通信需求。附图说明图1为本专利技术方法流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细说明。如图1所示，本专利技术包括如下步骤：S101：第二类型基站在高频段发送若干个波束给第一类型基站，然后转入休眠状态，第一类型基站从若干个波束中选择接收质量最优的波束作为定位波束，其中，第二类型基站为支持高频段通信的基站，第一类型基站为既支持高频段通信又支持低频段通信的基站；S102：第一类型基站根据定位波束获取接收定位波束时使用的接收波束方向；S103：第一类基站通过低频段发送发送低频段接入参数配置信息给待接入系统的第一终端；S104：处于低频段通信模式的第一终端基于低频段接入参数配置信息发送接入导频给第一类型基站，然后转入高频段通信模式；S105：第一类型基站根据接入导频确定第一类型基站与第一终端的最优空间波束传输方向；S106：第一类型基站根据最优空间波束传输方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高频物联网的系统接入方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS101：第二类型基站在高频段发送若干个波束给第一类型基站，然后转入休眠状态，第一类型基站从若干个波束中选择接收质量最优的波束作为定位波束，其中，第二类型基站为支持高频段通信的基站，第一类型基站为既支持高频段通信又支持低频段通信的基站；/nS102：第一类型基站根据定位波束获取接收定位波束时使用的接收波束方向；/nS103：第一类基站通过低频段发送发送低频段接入参数配置信息给待接入系统的第一终端；/nS104：处于低频段通信模式的第一终端基于低频段接入参数配置信息发送接入导频给第一类型基站，然后转入高频段通信模式；/nS105：第一类型基站根据接入导频确定第一类型基站与第一终端的最优空间波束传输方向；/nS106：第一类型基站根据最优空间波束传输方向和接收波束方向确定和第二类型基站通信时使用的最优发送波束方向，使用高频段通过最优发送波束方向激活第二类型基站；/nS107：第二类型基站激活后，发送携带高频段接入参数配置信息的波束；/nS108：第一终端接收波束后，基于获取到的高频段接入参数信息发送接入导频给第二类型基站，判断是否收到第二类基站的响应信息，如果是，与第二类基站使用高频段通信，如果否，则转入低频段通信模式与第一类型基站进行通信；/nS109：第一终端接入到第一类型基站后，通知第一类型基站其尝试接入过第二类型基站但没有成功的失败通知信息；/nS110：第一类型基站收到失败通知信息后，重新确定与第二类型基站之间的定位波束，然后执行步骤S102。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高频物联网的系统接入方法，其特征在于，包括如下步骤：
S101：第二类型基站在高频段发送若干个波束给第一类型基站，然后转入休眠状态，第一类型基站从若干个波束中选择接收质量最优的波束作为定位波束，其中，第二类型基站为支持高频段通信的基站，第一类型基站为既支持高频段通信又支持低频段通信的基站；
S102：第一类型基站根据定位波束获取接收定位波束时使用的接收波束方向；
S103：第一类基站通过低频段发送发送低频段接入参数配置信息给待接入系统的第一终端；
S104：处于低频段通信模式的第一终端基于低频段接入参数配置信息发送接入导频给第一类型基站，然后转入高频段通信模式；
S105：第一类型基站根据接入导频确定第一类型基站与第一终端的最优空间波束传输方向；
S106：第一类型基站根据最优空间波束传输方向和接收波束方向确定和第二类型基站通信时使用的最优发送波束方向，使用高频段通过最优发送波束方向激活第二类型基站；
S107：第二类型基站激活后，发送携带高频段接入参数配置信息的波束；
S108：第一终端接收波束后，基于获取到的高频段接入参数信息发送接入导频给第二类型基站，判断是否收到第二类基站的响应信息，如果是，与第二类基站使用高频段通信，如果否，则转入低频段通信模式与第一类型基站进行通信；
S109：第一终端接入到第一类型基站后，通知第一类型基站其尝试接入过第二类型基站但没有成功的失败通知信息；
S110：第一类型基站收到失败通知信息后，重新确定与第二类型基站之间的定位波束，然后执行步骤S102。


2.根据权利要求1所述的高频物联网的系统接入方法，其特征在于：在步骤S102中，第一类型基站测量并存储接收到的定位波束的信噪比SNR1，在步骤S105中，第一类型基站测量并存储接收接入导频的信噪比SNR2，在步骤106中，第一类型基站通过激活信息激活第二类型基站，所述激活信息至少包括SNR1与SNR2的差值信息的绝对值。


3.根据权利要求2所述的高频物联网的系统接入方法，其特征在于：所述第一类型基站发送所述激活信息15s后转入转入低频段通信。


4.根据权利要求2所述的高频物联网的系统接入方法，其特征在于：在步骤S107中，第二类型基站收到激活信息后，如果差值信息的绝对...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洋，
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