一种窄带物联网终端设备的通信方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种窄带物联网终端设备的通信方法及装置，其中，窄带物联网终端设备的通信方法包括：根据目标终端设备与窄带物联网中的终端设备通信时的信噪比为目标终端设备选择D2D链路对象设备，目标终端设备位于窄带物联网的覆盖范围外；根据目标终端设备及D2D链路对象设备选择窄带物联网中的终端设备的信道为目标终端设备分配复用信道；使用复用信道建立目标终端设备与D2D链路对象设备之间的D2D链路。本发明专利技术提供的窄带物联网终端设备的通信方法及装置，充分利用了窄带物联网系统中的有限的无线资源扩大了窄带物联网的覆盖范围，并且D2D链路复用窄带物联网中终端设备的信道，提高了频谱利用率。

A communication method and device of narrowband Internet of things terminal equipment

【技术实现步骤摘要】
一种窄带物联网终端设备的通信方法及装置
本专利技术涉及窄带物联网领域，具体涉及一种窄带物联网终端设备的通信方法及装置。
技术介绍
窄带物联网在各个行业领域都有着广泛应用，但是由于窄带物联网覆盖范围有限且应用环境复杂，其较差的信道条件和覆盖不足将使得覆盖边缘的终端设备与基站进行通信时发生中断的概率显著提升，极大影响系统的信息交互成功率和用户的业务体验。以电动汽车充电桩为例，电动汽车高速发展，对电网负荷的增加会非常明显，而大规模随机无序的充电过程对于今后的电网系统的安全和经济运行将带来负面的影响，因此需要充电桩作为物联网终端载体，收集电动汽车车载电池的信息并上传至蜂窝基站，从而实现和电网的充分深度互动，实现有序充放电。然而随着电动汽车数量的增加，充电桩的部署数量也在急剧增加，但是窄带物联网基站覆盖范围有限，基站覆盖范围外的充电桩与基站通信时中断概率较大，极大影响电力系统的信息交互成功率和用户的业务体验。由此可见，扩大窄带物联网的覆盖范围是亟需解决的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的覆盖边缘的终端设备与基站进行通信时发生中断的概率较大的缺陷，从而提供一种窄带物联网终端设备的通信方法及装置。本专利技术第一方面提供一种窄带物联网终端设备的通信方法，包括：根据目标终端设备与所述窄带物联网中的终端设备通信时的信噪比为所述目标终端设备选择D2D链路对象设备，所述目标终端设备位于所述窄带物联网的覆盖范围外；根据所述目标终端设备及所述D2D链路对象设备选择所述窄带物联网中的终端设备的信道为所述目标终端设备分配复用信道；使用所述复用信道建立所述目标终端设备与所述D2D链路对象设备之间的D2D链路。可选地，根据目标终端设备与所述窄带物联网中的终端设备通信时的信噪比为所述目标终端设备选择D2D链路对象设备的步骤，包括：根据所述目标终端设备与所述窄带物联网的基站通信的信噪比计算第一中断概率；根据所述目标终端设备与所述窄带物联网中的终端设备通信时的信噪比分别计算所述目标终端设备与各所述终端设备建立D2D链路的第二中断概率；分别计算所述第一中断概率与各所述第二中断概率的差值；选择最大差值对应的所述终端设备作为所述目标终端设备的D2D链路对象设备。可选地，根据所述目标终端设备与所述窄带物联网的基站通信的信噪比计算第一中断概率的步骤，包括：根据所述目标终端设备与所述窄带物联网的基站之间的信道增益、上行传输功率、单边功率谱密度和信道带宽计算所述目标终端设备与所述窄带物联网的基站通信时的信噪比；根据所述目标终端设备与所述窄带物联网的基站通信时的信噪比、信号衰落和第一预设阈值计算所述目标终端设备与所述窄带物联网的基站通信时的信噪比小于所述第一预设阈值的概率；将所述目标终端设备与所述窄带物联网的基站通信时的信噪比小于所述第一预设阈值的概率作为所述第一中断概率。可选地，根据所述目标终端设备与所述窄带物联网中的终端设备通信时的信噪比分别计算所述目标终端设备与各所述终端设备建立D2D链路的第二中断概率的步骤，包括：根据建立D2D链路后的所述终端设备和所述目标终端设备之间的信道增益、上行传输功率、单边功率谱密度和信道带宽计算建立D2D链路后上行传输的信噪比；根据所述建立D2D链路后上行传输的信噪比、信号衰落和第一预设阈值计算所述目标终端设备与所述窄带物联网中的终端设备通信时的信噪比小于所述第一预设阈值的概率；将所述目标终端设备与所述窄带物联网中的终端设备通信时的信噪比小于所述第一预设阈值的概率作为所述第二中断概率。可选地，选择最大差值对应的所述终端设备作为所述目标终端设备的D2D链路对象设备的步骤，包括：判断所述差值是否大于第二预设阈值；若所述差值大于所述第二预设阈值，将所述差值对应的所述终端设备纳入所述目标终端设备的潜在D2D链路对象设备集合；比较所述潜在D2D链路对象设备集合中的所述终端设备对应的差值；选择最大差值对应的所述终端设备作为所述目标终端设备的D2D链路对象设备。可选地，根据所述目标终端设备及所述D2D链路对象设备选择所述窄带物联网中的终端设备的信道为所述目标终端设备分配复用信道的步骤，包括：根据所述目标终端设备和各所述窄带物联网中的终端设备的发射功率能力，以及信干噪比分别计算使得所述目标终端设备和各所述窄带物联网中的终端设备的吞吐量最大的功率；根据各所述功率计算所述目标终端设备和各所述窄带物联网中的终端设备的传输速率和；根据各所述传输速率和为所述目标终端设备分配复用信道。可选地，根据各所述传输速率和为所述目标终端设备分配复用信道的步骤，包括：以各所述目标终端设备为第一子集，以各所述窄带物联网中的终端设备为第二子集，以各所述传输速率为连接所述第一子集和所述第二子集的边权值建立二部图；计算所述二部图的完美匹配；将所述完美匹配的匹配方案作为为所述目标终端设备分配复用信道的方案。本专利技术第二方面提供一种窄带物联网终端设备的通信装置，包括：D2D链路对象设备选择模块，用于根据目标终端设备与所述窄带物联网中的终端设备通信时的信噪比为所述目标终端设备选择D2D链路对象设备，所述目标终端设备位于所述窄带物联网的覆盖范围外；复用信道分配模块，用于根据所述目标终端设备及所述D2D链路对象设备选择所述窄带物联网中的终端设备的信道为所述目标终端设备分配复用信道；D2D链路建立模块，用于使用所述复用信道建立所述目标终端设备与所述D2D链路对象设备之间的D2D链路。本专利技术第三方面提供一种计算机设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，从而执行本专利技术第一方面提供的窄带物联网终端设备的通信方法。本专利技术第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行本专利技术第一方面提供的窄带物联网终端设备的通信方法。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的窄带物联网终端设备的通信方法，将窄带物联网覆盖范围外的目标终端设备与窄带物联网中的终端设备建立D2D链路，从而使得窄带物联网覆盖范围外的终端设备与窄带物联网基站进行通信时的中断概率减小，充分利用了窄带物联网系统中的有限的无线资源扩大了窄带物联网的覆盖范围，并且D2D链路复用窄带物联网中终端设备的信道，提高了频谱利用率。2.本专利技术提供的窄带物联网终端设备的通信方法，分别计算目标终端设备与各窄带物联网中的终端设备建立D2D链路的中断概率，与目标终端设备直接与基站进行通信的中断概率进行比较，选择差值最大的物联网中的终端设备作为目标终端设备的D2D链路对象设备，最大程度上减小了建立D2D链路后的中断概率，为目标终端设备与基站的通信质量提供了保障。3.本专利技术提供的窄带物联网终端设备的通信方法，分别计算目标终端设备与各窄带物联网中的终端设备建立D2D链路的中断概率，与目标终端设备直接与基站进行通信的中断概率进行比较，将大于预设阈值的差值对应的窄带物联网中的终本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种窄带物联网终端设备的通信方法，其特征在于，包括：/n根据目标终端设备与所述窄带物联网中的终端设备通信时的信噪比为所述目标终端设备选择D2D链路对象设备，所述目标终端设备位于所述窄带物联网的覆盖范围外；/n根据所述目标终端设备及所述D2D链路对象设备选择所述窄带物联网中的终端设备的信道为所述目标终端设备分配复用信道；/n使用所述复用信道建立所述目标终端设备与所述D2D链路对象设备之间的D2D链路。/n

【技术特征摘要】
20190708 CN 20191060856991.一种窄带物联网终端设备的通信方法，其特征在于，包括：
根据目标终端设备与所述窄带物联网中的终端设备通信时的信噪比为所述目标终端设备选择D2D链路对象设备，所述目标终端设备位于所述窄带物联网的覆盖范围外；
根据所述目标终端设备及所述D2D链路对象设备选择所述窄带物联网中的终端设备的信道为所述目标终端设备分配复用信道；
使用所述复用信道建立所述目标终端设备与所述D2D链路对象设备之间的D2D链路。


2.根据权利要求1所述的窄带物联网终端设备的通信方法，其特征在于，所述根据目标终端设备与所述窄带物联网中的终端设备通信时的信噪比为所述目标终端设备选择D2D链路对象设备的步骤，包括：
根据所述目标终端设备与所述窄带物联网的基站通信的信噪比计算第一中断概率；
根据所述目标终端设备与所述窄带物联网中的终端设备通信时的信噪比分别计算所述目标终端设备与各所述终端设备建立D2D链路的第二中断概率；
分别计算所述第一中断概率与各所述第二中断概率的差值；
选择最大差值对应的所述终端设备作为所述目标终端设备的D2D链路对象设备。


3.根据权利要求2所述的窄带物联网终端设备的通信方法，其特征在于，所述根据所述目标终端设备与所述窄带物联网的基站通信的信噪比计算第一中断概率的步骤，包括：
根据所述目标终端设备与所述窄带物联网的基站之间的信道增益、上行传输功率、单边功率谱密度和信道带宽计算所述目标终端设备与所述窄带物联网的基站通信时的信噪比；
根据所述目标终端设备与所述窄带物联网的基站通信时的信噪比、信号衰落和第一预设阈值计算所述目标终端设备与所述窄带物联网的基站通信时的信噪比小于所述第一预设阈值的概率；
将所述目标终端设备与所述窄带物联网的基站通信时的信噪比小于所述第一预设阈值的概率作为所述第一中断概率。


4.根据权利要求2所述的窄带物联网终端设备的通信方法，其特征在于，所述根据所述目标终端设备与所述窄带物联网中的终端设备通信时的信噪比分别计算所述目标终端设备与各所述终端设备建立D2D链路的第二中断概率的步骤，包括：
根据建立D2D链路后的所述终端设备和所述目标终端设备之间的信道增益、上行传输功率、单边功率谱密度和信道带宽计算建立D2D链路后上行传输的信噪比；
根据所述建立D2D链路后上行传输的信噪比、信号衰落和第一预设阈值计算所述目标终端设备与所述窄带物联网中的终端设备通信时的信噪比小于所述第一预设阈值的概率；
将所述目标终端设备与所述窄带物联网中的终端设备通信时的信噪比小于所述第一预设阈值的概率作为所述第二中断概率。


5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑶，梁云，尹喜阳，田文峰，郭延凯，岳顺民，黄莉，黄凤，李春龙，孙晓艳，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，国网天津市电力公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11