协作终端通信的非授权频谱边缘接入与抗干扰方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种协作终端通信的非授权频谱边缘接入与抗干扰方法、装置、电子设备和可读存储介质。通过基站接收多个IoT设备发送的非授权信道检测结果，将其中干扰强度最小所对应的非授权信道确定为目标非授权信道，将目标非授权信道分为多个子信道，选择受干扰最小的K个IoT设备和所有蜂窝用户终端作为中继节点，通过迭代算法优化网络中调度的IoT设备数量，得到设备调度方案。通过选择干扰强度最小所对应的非授权信道确定为目标非授权信道用于IoT设备进行数据传输，能够同时使用授权频谱和非授权频谱进行数据传输，扩展了网络的覆盖范围，通过迭代算法优化网络中调度的IoT设备数量，使有限的频谱资源得到合理利用，以增加接入的IoT设备数量。

【技术实现步骤摘要】
协作终端通信的非授权频谱边缘接入与抗干扰方法及装置
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种协作终端通信的非授权频谱边缘接入与抗干扰方法及装置。
技术介绍
随着第五代通信技术的发展，越来越多的应用场景需要支持大规模的IoT设备，这些设备作为网络的边缘节点，面临着授权频谱短缺和带宽不足的问题，无法满足大规模数据传输的需要。在相关技术中，如窄带物联网技术(NB-IoT)，利用窄带授权频谱，可以在保证服务质量的情况下降低功耗，这种技术只应用于授权频谱，不能满足热点区域内大规模的IoT设备部署。已有的非授权频谱接入技术，只考虑IoT设备以机器对机器之间的连接与通信或者蜂窝通信中的一种方式直接向基站上传数据，无法采用多种通信方式进行数据传输，对频谱资源的总体利用率较低，网络覆盖范围小，不能够支持大规模设备接入。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种协作终端通信的非授权频谱边缘接入与抗干扰方法及装置，旨在合理利用频谱资源，进一步提高边缘网络中IoT设备的接入数量，提高IoT设备的数据上传速率。为了解决上述技术问题，本专利技术是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种协作终端通信的非授权频谱边缘接入与抗干扰方法，其特征在于，应用于基站，在每个调度周期内，执行以下步骤：/n接收多个IoT设备发送的非授权信道检测结果，所述非授权信道检测结果包括多个IoT设备检测到的非授权信道以及每个非授权信道对应的干扰强度；/n根据所述非授权信道检测结果，将其中干扰强度最小所对应的非授权信道确定为目标非授权信道，所述目标非授权信道用于IoT设备的接入和数据传输；/n将所述目标非授权信道分为多个子信道；/n接收每个IoT设备上传的自身位置信息、待传输数据量、最大传输功率和子信道检测结果，以及，接收每个蜂窝用户终端上传的自身位置信息、待传输数据量和最大传输功率；/n选择受...

【技术特征摘要】
1.一种协作终端通信的非授权频谱边缘接入与抗干扰方法，其特征在于，应用于基站，在每个调度周期内，执行以下步骤：
接收多个IoT设备发送的非授权信道检测结果，所述非授权信道检测结果包括多个IoT设备检测到的非授权信道以及每个非授权信道对应的干扰强度；
根据所述非授权信道检测结果，将其中干扰强度最小所对应的非授权信道确定为目标非授权信道，所述目标非授权信道用于IoT设备的接入和数据传输；
将所述目标非授权信道分为多个子信道；
接收每个IoT设备上传的自身位置信息、待传输数据量、最大传输功率和子信道检测结果，以及，接收每个蜂窝用户终端上传的自身位置信息、待传输数据量和最大传输功率；
选择受干扰最小的K个IoT设备和所有蜂窝用户终端作为中继节点；
根据除中继节点以外的每个IoT设备的自身位置信息、待传输数据量、最大传输功率和子信道检测结果以及每个中继节点的自身位置信息、待传输数据量和最大传输功率，通过迭代算法优化网络中调度的IoT设备数量，得到设备调度方案；
根据所述设备调度方案，向对应的IoT设备和蜂窝用户终端发送连接调度和功率分配信息，以使对应的IoT设备和蜂窝用户终端根据接收到的连接调度和功率分配信息进行数据传输。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据除中继节点以外的每个IoT设备的自身位置信息、待传输数据量、最大传输功率和子信道检测结果以及每个中继节点的自身位置信息、待传输数据量和最大传输功率通过迭代算法优化网络中调度的IoT设备数量，得到设备调度方案，包括以下步骤：
步骤1：初始化所有IoT设备和所有蜂窝用户终端的传输功率矩阵P、路由传输矩阵X、传输目的地矩阵D和信道资源分配方案设置迭代次数I＝0，在传输功率矩阵P中，每个IoT设备的传输功率均为第一传输功率,每个蜂窝用户终端的传输功率均为第二传输功率，其中，所述路由传输矩阵X记录多个IoT设备分别对应的所有数据传输节点，所述传输目的地矩阵D记录多个IoT设备分别对应的目的中继节点；
步骤2：根据当前的传输功率和资源分配方案，利用一阶泰勒展开将系统包含的非线性约束转换为线性约束，则调度问题转化成线性整数规划问题，采用分支限界策略求解，解得所有IoT设备和所有蜂窝用户终端的路由传输矩阵XI和传输目的地矩阵DI；
步骤3：根据解得的所有IoT设备和所有蜂窝用户终端的路由传输矩阵XI和传输目的地矩阵DI，以最小化系统的总体传输功率为目标，优化系统的信道资源分配和传输功率分配，将功率传输问题转化成凸函数，利用拉格朗日对偶方法求解，解得信道资源分配方案和传输功率矩阵PI，作为下一迭代的初始化条件；
步骤4：计算系统的总体效用，所述总体效用为一个调度周期内调度的IoT设备数量，当本次迭代的总体效用与上一迭代的总体效用之差小于第一给定阈值时，算法结束，将本次迭代所得到的传输功率矩阵PI、路由传输矩阵XI、传输目的地矩阵DI和信道资源分配方案确定为最终的设备调度方案，否则迭代回合数I＝I+1，返回步骤2。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个调度周期分为T个子帧，所述设备调度方案还包括传输模式分配，T个子帧中的N个子帧为ON模式，T-N个子帧为OFF模式，ON模式表征IoT设备使用目标非授权信道和授权信道将数据发送给对应的中继节点，OFF模式表征IoT设备把非授权频段的使用权交回Wi-Fi系统，通过授权信道将数据发送给对应的中继节点，其中，N与目标非授权信道的干扰强度负相关。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将其中干扰强度最小所对应的非授权信道确定为目标非授权信道的步骤之后，所述方法还包括：
持续对所述目标非授权信道进行感知，当所述目标非授权信道的干扰强度大于第二给定阈值，则立即停止对所述目标非授权信道的占用，在下一调度周期开始时，重新确定新的目标非授权信道。


5.一种协作终端通信的非授权频谱边缘接入与抗干扰装置，其特征在于，包括：
第一接收模块，用于接收多个IoT设备发送的非授权信道检测结果，所述非授权信道检测结果包括多个Io...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋令阳，张泓亮，高佳皓，邸博雅，边凯归，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11