一种NB-IoT上行传输中的重复次数配置方法技术

本发明专利技术公开了一种NB

【技术实现步骤摘要】
一种NB
‑
IoT上行传输中的重复次数配置方法


[0001]本专利技术涉及通信
，具体而言涉及一种NB
‑
IoT上行传输中的重复次数配置方法，用于提高NB
‑
IoT上行传输过程中的网络性能。

技术介绍

[0002]窄带物联网(Narrowband Intemet of Things，NB
‑
IoT)主要应用于传输感知数据，而上行数据传输消耗在整个传输周期中占有较大的比例，该阶段的能效对NB
‑
IoT的功耗影响较大，重复次数机制是NB
‑
IoT在上行链路中通过重复传输当前数据块实现增强覆盖的关键解决方案，与全球移动通信系统(GSM)相比，重复方案的增益提高了20dB。重复次数是由基站端配置，基站端根据信号强度划分三个覆盖等级，normal coverage level(ECL0)，robust coverage level(ECL1)和extreme coverage level(ECL2)，如果UE处于ECL0或ECL1下，则重复次数较小，而对于ECL2，配置的重复次数较大。另外，重复次数的设置会极大地影响能耗，如果重复次数设置过大，会消耗额外的能量，当重复次数设置过小时，网络覆盖性能将降低。测量结果显示，默认的重复次数机制所选择的重复次数不能总是保证能效最优。
[0003]目前，虽然有一些工作针对重复次数机制进行优化，例如，公开号为CN108234095A的专利技术中公开了一种窄带物联网中确定上行重复次数的方法，包括：获取修正参数，和/或窄带物理随机接入信道NPRACH配置信息；根据参考信号接收功率RSRP测量值、覆盖增强等级CE Level与重复次数的对应关系和所述修正参数，确定上行重复次数。本专利技术的方法能够针对14dBm功率等级的UE的NPRACH的重复次数进行修正，从而满足NB
‑
IoT对覆盖增强水平的需求。公开号为CN108494525A的专利技术中公开了一种窄带物联网中重复次数与传输块大小联合的自适应选择方法，包括分别确定传输块大小和重复次数的自适应门限；然后分别实现重复次数和传输块的自适应；直到传输完成所有的数据。本专利技术针对任意给定的上行或下行时频资源分配，实现小时间尺度上的传输块大小自适应以及大时间尺度上的重复次数自适应的联合优化；与现有的两者分离设计相比，能够有效消除重复次数硬切换造成的吞吐量突降问题，显著提高系统的传输速率。公开号为CN113411904A的专利技术中公开了一种上行调度控制方法及装置、设备和存储介质，包括：获取第一调度方式，所述第一调度方式包括基站基于终端所属的覆盖等级确定的第一上行调度调制编码策略和第一最大重复次数；根据所述终端发送的消息3对应的信噪比确定上行业务信道的信噪比；通过所述上行业务信道的信噪比修正所述第一调度方式以得到第二调度方式；以及将所述第二调度方式发送给所述终端，以使所述终端基于所述第二调度方式进行上行数据传输的调度，通过上述技术方案可以提升窄带物联网(NB
‑
IoT)系统的上行传输效率。
[0004]但这些优化方法仅仅是基于理论分析，不能为重复次数优化方案的真实部署提供可参考性，鉴于重复次数机制对NB
‑
IoT网络性能的重要性，有必要对默认重复方案的性能进行测量并研究其优化方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术中的不足，提供一种NB
‑
IoT上行传输中的重复次数配置方法，可实现动态配置重复次数，以提高上行传输的网络性能。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种NB
‑
IoT上行传输中的重复次数配置方法，所述重复次数配置方法包括以下步骤：
[0008]S1，构建能效模型；具体包括：
[0009]S11，根据当前数据块传输所需的发射功率、传输时间、重复次数以及块传输率推导能效计算公式；
[0010]S12，利用数字通信中的误比特率公式分析出块传输率与信噪比和重复次数之间的关系，构建得到理论块传输率模型；在真实场景中展开测量并对NB
‑
IoT的能效和块传输率进行细粒度分析，采用线性回归方法以校正理论块传输率模型，得到回归块传输率模型；
[0011]S13，将校正后的回归块传输率模型代入能效计算公式中，构建得到能效模型；
[0012]s2，基于当前的信噪比，采用能效模型自计算得到能效最高时的最优重复次数，对重复次数进行自适应调整。
[0013]为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
[0014]进一步地，步骤S11中，推导得到的能效计算公式表示为：
[0015][0016]式中，EE表示传输当前数据块的能效，TBS是当前数据块的大小，BDR表示块传输率，P
tx
是发射功率，T表示该数据块在单位重复次数下成功传输所消耗的时间，N
rep
表示重复次数。
[0017]进一步地，步骤S12中，利用数字通信中的误比特率公式分析出块传输率与信噪比和重复次数之间的关系，构建得到理论块传输率模型的过程包括以下步骤：
[0018]A121，基于加性高斯噪声信道和数字通信理论，采用下述公式计算单个比特错误率：
[0019][0020]式中，Q(
·
)是标准正态分布的右尾函数；SNR
b
表示比特信噪比，比特信噪比SNR
b
由真实环境中的信噪比表示：
[0021][0022]其中，S是有效信号强度，N是噪声信号强度，B表示有效信号带宽，R
b
是传信率；
[0023]A122，采用下述公式计算得到块传输率BDR：
[0024][0025]其中，G
rep
表示不同重复次数带来的增益大小，表示为G
rep
＝10logN
rep
，在上行数据传输中，重复次数N
rep
的取值范围是2
i
，i＝0，...，7；
[0026]A123，采用误差函数代替Q(
·
)，得到理论块传输率模型：
[0027][0028]进一步地，步骤S12中，基于线性变换理论x
′
＝α1x+α2，修正理论块传输率模型和真实值之间的偏差，其中x是预测变量，α1和α2分别用来调整理论模型曲线的斜率和偏移；具体过程包括以下步骤：
[0029]B121，将x
′
＝SNR代入理论块传输率模型中，得到如下公式：
[0030][0031]B122，将代入y中，并进行公式变换，将其转化为线性表示，变换结果如下：
[0032][0033]其中常数被简化表示为C；
[0034]B123，用y
′
表示变换后的公式等号右边部分：
[0035][0036]非线性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种NB
‑
IoT上行传输中的重复次数配置方法，其特征在于，所述重复次数配置方法包括以下步骤：S1，构建能效模型；具体包括：S11，根据当前数据块传输所需的发射功率、传输时间、重复次数以及块传输率推导能效计算公式；S12，利用数字通信中的误比特率公式分析出块传输率与信噪比和重复次数之间的关系，构建得到理论块传输率模型；在真实场景中展开测量并对NB
‑
IoT的能效和块传输率进行细粒度分析，采用线性回归方法以校正理论块传输率模型，得到回归块传输率模型；S13，将校正后的回归块传输率模型代入能效计算公式中，构建得到能效模型；S2，基于当前的信噪比，采用能效模型自计算得到能效最高时的最优重复次数，对重复次数进行自适应调整。2.根据权利要求1所述的NB
‑
IoT上行传输中的重复次数配置方法，其特征在于，步骤S11中，推导得到的能效计算公式表示为：式中，EE表示传输当前数据块的能效，TBS是当前数据块的大小，BDR表示块传输率，P
tx
是发射功率，T表示该数据块在单位重复次数下成功传输所消耗的时间，N
rep
表示重复次数。3.根据权利要求1所述的NB
‑
IoT上行传输中的重复次数配置方法，其特征在于，步骤S12中，利用数字通信中的误比特率公式分析出块传输率与信噪比和重复次数之间的关系，构建得到理论块传输率模型的过程包括以下步骤：A121，基于加性高斯噪声信道和数字通信理论，采用下述公式计算单个比特错误率：式中，Q(
·
)是标准正态分布的右尾函数；SNR
b
表示比特信噪比，比特信噪比SNR
b
由真实环境中的信噪比表示：其中，S是有效信号强度，N是噪声信号强度，B表示有效信号带宽，R
b
是传信率；A122，采用下述公式计算得到块传输率BDR：其中，G
rep
表示不同重复次数带来的增益大小，表示为G
rep
＝10logN
rep
，在上行数据传输中，重复次数N
rep
的取值范围是2
i
，i＝0，...，7；A123，采用误差函数代替Q(
·

【专利技术属性】
技术研发人员：常相茂，占俊，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：