改进频域资源分配实现LTE在物联网的应用的方法及系统与流程

本发明涉及通信，尤其涉及一种改进频域资源分配实现lte在物联网的应用的方法及系统。

背景技术：

1、为了在未来的移动通信技术竞争激烈的环境中处于有利位置，满足日益增长的用户多元化需求，3gpp组织于2004年底通过了关于3gpp长期演进lte(long term evolution)的立项工作，加速制定新的空中接口和无线接入网络标准。3glte的目标是：更高的数据速率、更低的时延、改进的系统容量和覆盖范围，以及较低的成本。基于上述目标，lte系统采用ofdm(正交频分复用)、mimo(多输入多输出)等关键技术减小多径衰落的影响，以及提高系统的传输速率。

2、lte能够灵活配置频率，使用fdd系统不易使用的零散频段；可以通过调整上下行时隙转换点，提高下行时隙比例，能够很好地支持非对称业务；具有上下行信道一致性，基站的接收和发送可以共用部分射频单元，降低了设备成本；接收上下行数据时，不需要收发隔离器，只需要一个开关即可，降低了设备的复杂度；具有上下行信道互惠性，能够更好地采用传输预处理技术，有效地降低移动终端的处理复杂性。在现实生活中，lte在物联网的应用中面临着现实场景中干扰源过多，从而导致降低了实用性不足的问题。

技术实现思路

1、本发明为解决上述技术问题，提出了一种改进频域资源分配实现lte在物联网的应用的方法及系统。

2、一种改进频域资源分配实现lte在物联网的应用的方法，包括以下步骤：

3、步骤s1：控制服务端生成数据传输的控制指令，其中控制指令包括当前数据传输所占用的子载波信息以及数据格式信息，子载波信息为子载波编号；

4、步骤s2：根据子载波信息在相应的子载波频域位置向接收端传输控制指令；

5、步骤s3：控制接收端接收并解析控制指令，以获得子载波编号和数据格式信息；

6、步骤s4：从子载波编号的子载波频域接收来自接收端生成的数据信息，并按照数据信息对应的数据格式信息解析数据信息，其中控制指令中指定的当前数据传输所占用的子载波信息至少为一个子载波。

7、本实施例中通过控制服务器生成数据传输的控制指令，并在相应的子载波频域位置向接收端传输控制指令，以控制接收端接收并解析控制指令，从而在相应的子载波编号的子载波频域接收来自接受端生成的数据信息，其中发送和接收数据都考虑到用户场景中干扰源的影响以自适应调整子载波频域以及数据格式信息，从而达到有效提高频域资源的利用率。

8、在本说明书的一个实施例中，步骤s1具体为：

9、步骤s11：获取接收端的数据传输请求信号；

10、步骤s12：对数据传输请求信号进行去噪处理，生成去噪请求信号，其中去噪处理的步骤为根据去噪数据计算公式生成的杂散干扰预估值进行去噪处理；

11、步骤s13：根据去噪请求信号生成数据传输的控制指令；

12、其中去噪数据计算公式具体为：

13、

14、g为杂散干扰预估值，xi为杂散干扰源在第i段数据段的历史值，αi为杂散干扰源在第i段数据段的历史值的加权信息，u为杂散干扰源的平均历史值，σ为杂散干扰源的分布程度，ω为杂散干扰源的变化率，εi为杂散干扰源在第i段数据段的历史强度幅度，n为数据总段数，μ为计算公式的偏差值。

15、本实施例在接收数据传输请求信号时，进行去噪操作，从而避免用户场景中的干扰源中杂散干扰导致的接收系统的输入信噪比降低，通信质量恶化的问题，从而提高lte在物联网的应用中的实用性。

16、本实施例提供一种去噪数据计算公式，该公式充分考虑了杂散干扰源在第i段数据段的历史值xi、杂散干扰源在第i段数据段的历史值的加权信息αi、杂散干扰源的平均历史值u、杂散干扰源的分布程度σ、杂散干扰源的变化率ω、杂散干扰源在第i段数据段的历史强度幅度εi、数据总段数n以及之间的相互关系，以形成函数关系并通过偏差值μ进行修正，从而提供可靠的数据支撑。

17、在本说明书的一个实施例中，步骤s2具体为：

18、步骤s21：获取用户场景信息；

19、步骤s22：根据用户场景信息通过频域位置权重计算公式，生成频域位置权重信息；

20、步骤s23：根据频域位置权重信息通过预设的子载波频域位置集进行匹配生成子载波频域位置；

21、步骤s24：根据子载波信息在相应的子载波频域位置传输相应格式的数据；

22、其中频域位置权重计算公式具体为：

23、

24、s为频域位置权重信息，σi为在第i帧中用户场景信息中的历史干扰信息，αi为在第i帧中用户场景信息中的历史干扰信息的权重信息，ρi为在第i帧中用户场景信息中的历史干扰信息的变化强度，i为帧数数值，z为用户场景信息中的预估信号强度平均变化度，γ为用户场景信息中的预估信号强度平均变化度的权重信息，q为预估子载波带宽数值，u为偏差值。

25、本实施例中通过获取用户场景信息以及根据用户场景信息通过频域位置权计算公式，生成频域位置权重信息，以提供更加可靠的子载波频域位置，从而减少用户场景信息中的干扰源对子载波信息的干扰，以提高实用性。

26、本实施例提供一种频域位置权重计算公式，该公式充分考虑了第i帧中用户场景信息中的历史干扰信息σi、在第i帧中用户场景信息中的历史干扰信息的权重信息αi、在第i帧中用户场景信息中的历史干扰信息的变化强度ρi、帧数数值i、用户场景信息中的预估信号强度平均变化度z、用户场景信息中的预估信号强度平均变化度的权重信息z、预估子载波带宽数值q以及之间的相互关系，形成函数关系并通过偏差项进行修正，以提供准确可靠的数据。

27、在本说明书的一个实施例中，步骤s3具体为：

28、控制接收端接收控制指令；

29、根据预设的解析方式对控制指令进行解析，生成子载波编号和数据格式信息。

30、本实施例通过控制接收端接收控制指令，并根据预设的解析方式对控制指令进行解析，生成子载波编号和数据格式，以使得接收端能够接收准确可靠的数据信息。

31、在本说明书的一个实施例中，步骤s4具体为：

32、步骤s41通过子载波编号对应的子载波频域接收数据信息；

33、步骤s42：根据数据信息对应的数据格式信息以及预设的解析数据格式方式集生成解析数据格式方式；

34、步骤s43：根据解析数据格式方式对数据信息进行解析。

35、本实施例根据预设的解析数据格式方式集生成解析数据格式方式进行数据信息解析，以提供一种可靠的数据信息解析方式。

36、在本说明书的一个实施例中，当数据传输为下行数据的发送和接收时，依据子载波信息载相应的子载波频域位置传输相应格式数据的步骤由服务端执行，接收端为接收端，步骤s4之后还包括以下步骤：

37、步骤s44：根据接收端所接收的控制指令进行时间序列分析，并进行初步时间序列排序，从而获得子载波编号和数据格式的时间序列；

38、步骤s45：根据子载波编号通过优先级层数计算公式，生成各层优先级数据格式；

39、步骤s46：根据各层优先级数据格式进行优先级处理，从而获得控制指令的优先处理序列；

40、其中优先级层数计算公式具体为：

41、

42、s为子载波编号对应的优先级层数，ρ为子载波编号，为子载波编号的权重信息，σ为数据格式的时间序列，δ为子载波编号对应的接收端任务的优先级，θ为子载波编号对应的用户历史使用曲线，t为子载波编号对应的用户历史使用曲线对应的权重信息，t为修正项。

43、本实施例当中确定数据传输为下行数据的发送和接收时，对控制质量进行时间序列分析，

44、本实施例提供一种优先级层数计算公式，该公式充分考虑子载波编号ρ、子载波编号的权重信息数据格式的时间序列σ、子载波编号对应的接收端任务的优先级δ、子载波编号对应的用户历史使用曲线θ、子载波编号对应的用户历史使用曲线对应的权重信息t以及相互之间的作用关系，并通过修正项进行修正，以提供准确可靠的数据支撑。

45、在本说明书的一个实施例中，当数据传输为上行数据的发送和接收时，依据子载波信息在相应的子载波频域位置传输相应格式数据的步骤由接收端执行，接收端为服务端，步骤s1之前还包括以下步骤：

46、步骤s01：判断终端设备的数量信息是否小于或等于第一设备阈值，其中第一设备阈值由设备阈值计算公式生成；

47、步骤s02：确定终端设备的数量信息小于或等于第一设备阈值时，根据预设的调度原则，为终端设备分配第一周期性的第一无线资源；

48、步骤s03：确定终端设备的数量信息大于第一设备阈值时，判断终端设备的数量信息是否小于或等于第二设备阈值，其中第二设备阈值大于第一设备阈值；

49、步骤s04：确定终端设备的数量信息小于或等于第二设备阈值时，根据预设的第二调度原则，为终端设备分配第二周期性的第二无线资源。

50、本实施例中对终端设备的数量信息与预设的不同的设备阈值进行比对，以生成不同的预分配通信资源的分配策略，其中该预分配通信资源的使用原则为直接使用无须申请的原则直接进行通信服务，通过第一设备阈值以及第二设备阈值的区分，针对不同用户设备使用通信情况下减少相应的申请周期，从而提高实用性。

51、在本说明书的一个实施例中，其中设备阈值计算公式具体为：

52、p＝∫(elog(β-α)/γu-β/δ)du+ε

53、p为第一设备阈值，α为设备通信负载，β为服务端最适负载，γ为通信最适负载，u为服务端运算总量与客户端运算总量的比值，δ为用户历史使用通信负载，ε为修正项。

54、本实施例提供一种设备阈值计算公式，其公式充分考虑了设备通信负载α、服务端最适负载β、通信最适负载γ、服务端运算总量与客户端运算总量的比值u、用户历史使用通信负载δ，以及相互之间的作用关系，以形成函数关系∫(elog(β-α)/γu-β/δ)du，并通过修正项ε进行修正，以提供准确的数据支持。

55、在本说明书的一个实施例中，数据格式信息包括调制编码方式，步骤s1中数据格式信息中的调制编码方式的生成步骤包括以下步骤：

56、步骤s14：判断终端设备的数量信息是否小于或等于第一设备阈值；

57、步骤s15：确定终端设备的数量信息小于或等于第一设备阈值时，将预设的第一编码方式标记为第一调制编码方式；

58、步骤s16：确定终端设备的数量信息大于第一设备阈值时，判断终端设备的数量信息是否小于或等于第二设备阈值；

59、步骤s17：确定终端设备的数量信息小于或等于第二设备阈值时，将预设的第二编码方式标记为第二调制编码方式；

60、步骤s18：确定终端设备的数量信息大于第二设备阈值时，将预设的第三编码方式标记为第三调制编码方式，其中调制编码方式包括第一调制编码方式、第二调制编码方式以及第三调制编码方式。

61、本实施例中对终端设备进行实时判断，其中设备阈值根据设备阈值计算公式生成，根据不同的终端设备的数量信息对不同的编码方式标记为不同的调制编码方式，以提供在不同用户使用情况下的不同的调制编码方式，以提高对带宽以及频道的使用率，以提供高质量的通信服务。

62、在本说明书的一个实施例中，一种改进频域资源分配实现lte在物联网的应用的系统，所述系统包括：

63、至少一个处理器；以及，

64、与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

65、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上任意一项所述的改进频域资源分配实现lte在物联网的应用的方法。

66、本发明针对不同的用户场景自适应调整去噪、编码以及调度通信资源原则，以更好地提供通信服务，降低信号干扰对通信服务质量的影响，针对不同的用户使用场景调整信号发送与接收的方法，以更好地利用现有通信资源，从而使得lte更好地提供通信服务，以提高其实用性。