一种无线物联网通信系统快速释放信道的方法与流程

本发明涉及无线通信系统的实现方法，具体的涉及一种无线物联网通信系统快速释放信道的方法。

背景技术

移动蜂窝通信系统包括2g、3g、4g、nb-iot、5g等，其中通常包括基站和终端，基站负责发送信息到多个终端，且负责接收来自多个终端的信息；终端即终端设备，是计算机网络中处于网络最外围的设备，主要用于用户信息的输入以及处理结果的输出等，负责发送信息至基站，并且接收来自基站的信息；物联网应用终端(如智能水、电表)通常定期向网络或服务器发送或接收信息，然后进入长时间的睡眠，包括省电模式(powersavingmode)或者非连续接收模式(discontinuousreception:drx)或者延长非连续接收模式(extendeddiscontinuousreception:edrx)，从而达到省电的目的。在物联网应用中，多数终端使用电池，因此终端越省电，需要更换电池和充电周期就越长，用户越省事，成本也更低。

在lte通信系统中，数据都是通过物理层上行共享信道(pusch：physicaluplinksharedchannel)或物理层下行共享信道(pdsch：physicaldownlinksharedchannel)进行数据传输。由于多个终端共享信道，基站必须通过物理层下行控制信道(pdcch：physicaldownlinkcontrolchannel)向终端发送下行控制信息(dci：downlinkcontrolinformation)发射调度信息，终端接收到调度信息后才能在对应的时间和频率资源上接收或发射数据。终端需要较长时间来接收不少数据或等待较长时间才能退出连接状态，退出连接状态，这样浪费大量空中无线资源和终端的电量，尤其对于大量处于弱场信号中的终端。

在lte通信系统中，数据都是通过物理层上行共享信道(pusch：physicaluplinksharedchannel)或物理层下行共享信道(pdsch：physicaldownlinksharedchannel)接收数据传输，由于多个emtc(enhancedmachinetypecommunication)终端共享信道，基站必须通过mtc物理层下行控制信道(m-pdcch：mtcphysicaldownlinkcontrolchannel)向终端发送下行控制信息(dci：downlinkcontrolinformation)发射调度信息，终端接收到调度信息后才能在对应的时间和频率资源上接收或发射数据。终端需要较长时间来接收不少数据或等待较长时间才能退出连接状态，退出连接状态，这样浪费大量空中无线资源和终端的电量，尤其对于大量处于弱场信号中的终端。

在nb-iot通信系统中，数据都是通过物理层上行共享信道(n-pusch：narrowbandphysicaluplinksharedchannel)或物理层下行共享信道(n-pdsch：narrowbandphysicaldownlinksharedchannel)进行数据传输，由于多个终端共享信道，基站必须通过物理层下行控制信道(n-pdcch：narrowbandphysicaldownlinkcontrolchannel)向终端发送下行控制信息(dci：downlinkcontrolinformation)发射调度信息，终端接收到调度信息后才能在对应的时间和频率资源上接收或发射数据。

对于主动发起数据连接的终端，如图2所示，其工作流程如下:终端与基站建立连接后，等待基站通过物理层下行控制信道(pdcch：physicaldownlinkcontrolchannel)向终端发送下行控制信息(dci：downlinkcontrolinformation)中的上行调动命令，终端收到上行调动命令后在物理层上行共享信道(pusch：physicaluplinksharedchannel)中发起数据，基站正确接收数据后如果数据是tcp应用，则通过物理层下行控制信道调度该终端并在该调度对应的资源中给终端回复tcp层的ack，之后终端保持连续接收状态，直到drxinactivetimer超时或收到新的pdcch；如果drxinactivetimer超时，进入连接状态的drx；如果收到新的pdcch，接收pdcch对应得pdsch；如果该pdsch中包含连接释放消息，终端释放无线信道，退出连接状态。如果不包含连接释放消息，终端重置drxinactivetimer，继续等待drxinactivetimer超时或新的pdcch。基站需要在pdsch上传输连接释放消息，如果传输的是tcp数据，基站还需要发送tcp层ack，浪费了无线资源，终端需要接受pdsch和等待drxinactivetimer超时，浪费终端电量；

对于需要接收数据的终端，如图3所示，其工作流程如下:终端与基站建立连接后，等待基站通过物理层下行控制信道(pdcch：physicaldownlinkcontrolchannel)向终端发送下行控制信息(dci：downlinkcontrolinformation)中的下行调动命令，终端收到下行调动命令后在物理层下行共享信道(pdsch：physicaldownlinksharedchannel)接收数据，终端正确接收数据后如果数据是tcp应用给基站回tcp层的ack，之后终端保持连续接收状态，直到drxinactivetimer超时或收到新的pdcch；如果drxinactivetimer超时，进入连接状态的drx；如果收到新的pdcch，接收pdcch对应得pdsch；如果该pdsch中包含连接释放消息，终端释放无线信道，退出连接状态。如果不包含连接释放消息，终端重置drxinactivetimer，继续等待drxinactivetimer超时或新的pdcch。基站需要在pdsch上发送连接释放消息，浪费了无线资源，终端需要接收pdsch，浪费了终端的电量。

上述移动蜂窝物联网技术存在以下缺陷：终端需要较长时间来接收不少数据或等待较长时间才能退出连接状态，这样浪费大量空中无线资源和终端的电量，尤其对于大量处于弱场信号中的终端。

由于移动蜂窝物联网终端经常在地下室、井道等无线信号很难渗透到的地方，为了物联网终端能够接收和发送数据，移动蜂窝物联网通信系统通常要求基站与终端之间很高的最大耦合损耗(mcl：maximumcouplingloss)；在弱电场信号中，由于信噪比非常低，发射端通常通过多次重复发射相同信号，接收端收到后将多份相同的信号合并，然后进行译码。多次重复传送虽然能实现低信噪比条件下的接收，但是整个移动蜂窝通信系统来说占用了很多宝贵的无线资源，对于终端来说为接收信号也消耗了大量电量。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种无线物联网通信系统快速释放信道的方法，帮助终端和基站快速释放信道，从而大量地节约了空中无线资源，同时帮助帮助终端更快地退出连接状态，从而节省了终端的电量。

一种无线物联网通信系统快速释放信道的方法，在终端与基站建立连接后，包括以下几个步骤：

步骤1：基站通过在物理层下行控制信道向终端发送连接释放下行控制信息；

步骤2：终端接收连接释放下行控制信息；

步骤3：终端收到连接释放下行控制信息后直接释放无线信道，退出连接状态。

优选的，在终端与基站建立连接后，对于主动发起数据连接的终端，包括以下步骤:

s1.基站发送下行控制信息步骤：

s1-1.基站通过物理层下行控制信道向终端发送下行控制信息中的上行调动命令；

s2.终端接收下行控制信息步骤：

s2-1.终端收到基站通过物理层下行控制信道发送的上行调动命令后在物理层上行共享信道中发起数据；

s2-2.终端保持连续接收下行控制信息状态，直到非连续接收非激活定时超时或收到新的通过物理层下行控制信道发送的下行控制信息；

s3.判断步骤：

若非连续接收非激活定时超时，则进入连接状态的非连续接收模式；

若终端新收到的通过物理层下行控制信道发送的下行控制信息包含连接释放下行控制信息，则终端释放无线信道，退出连接模式；

若终端新收到的通过物理层下行控制信道发送的下行控制信息不包含连接释放下行控制信息，则接收物理层下行控制信道对应的物理层下行共享信道；若对应的物理层下行共享信道中包含连接释放消息，则终端释放无线信道，退出连接状态；若对应的物理层下行共享信道不包含连接释放消息，终端退出非连续接收模式，进入连续接收模式。

优选的，在终端与基站建立连接后，对于需要接收数据的终端，包括以下步骤:

s1.基站发送下行控制信息步骤：

s1-1.等待基站通过物理层下行控制信道向终端发送下行控制信息中的下行调动命令；

s2.终端接收下行控制信息步骤：

s2-1.终端收到下行调动命令后在物理层下行共享信道接收数据；

s2-2.终端正确接收数据后，若传输数据为传输控制协议数据，终端给基站回复传输控制协议层的确认字符；

s2-3.终端保持连续接收下行控制信息状态，直到非连续接收非激活定时超时或收到新的物理层下行控制信道；

s3.判断步骤：

若非连续接收非激活定时超时，则进入连接状态的非连续接收模式；

若新收到的物理层下行控制信道包含连接释放下行控制信息，则终端释放无线信道，退出连接状态；

若新收到的通过物理层下行控制信道发送的下行控制信息不包含连接释放下行控制信息，则接收物理层下行控制信道对应的物理层下行共享信道；若对应的物理层下行共享信道中包含连接释放消息，则终端释放无线信道，退出连接状态；若不包含连接释放消息，终端退出非连续接收模式，进入连续接收模式。

优选的，所述连接释放下行控制信息的设定方式为将下行控制信息中的资源映射域设为无资源分配。

优选的，所述连接释放下行控制信息的设定方式为将下行控制信息中的字段设置为某个保留值或无效值。

优选的，所述连接释放下行控制信息的设定方式为将下行控制信息中的保留字段设为某个特定的数值。

优选的，所述基站在物理层下行控制信道发送完连接释放下行控制信息后无需在物理层下行共享信道上再发送释放消息。

优选的，所述的基站和终端在传输协议层数据时，基站最后无需在物理层下行下行共享信道给终端发射协议层确认字符，而是直接在物理层下行控制信道发送连接释放下行控制信息。

有益效果

本发明提供了一种无线物联网通信系统快速释放信道的方法，采用在物理层下行控制信道向某个或某些终端发送连接释放下行控制信息的方式，终端在收到连接下行控制信息后直接释放无线信道从而大量的节约了移动蜂窝通信系统空中无线资源，终端在释放信道好退出连接状态，同时使终端更快的退出连接状态，节约了终端的电量；

对于主动发起数据连接的终端，现有的技术需要基站要发送物理层下行控制信道和下行共享信道(其中信道释放消息)，如果是tcp业务，该流程必须等tcp层ack,，而本发明提供的一种无线物联网通信系统快速释放信道的方法，只需要发送物理层下行控制信道(其中信道释放命令藏在其中)，如果是tcp业务，该流程不需要等待tcp层ack,，大大提高了释放信道的速率；

对于需要接受数据的终端，现有技术需要发送物理层下行控制信道和下行共享信道(其中信道释放消息)，而本发明提供了一种无线物联网通信系统快速释放信道的方法只需要发送物理层下行控制信道(其中信道释放命令藏在其中)，省略了物理层下行共享信道发送释放信道消息步骤，大大提高了释放信道的速率。

附图说明

图1为一种无线物联网通信系统快速释放信道的方法流程图；

图2为终端主动发起数据连接时传统释放信道的方法；

图3为终端接收数据时传统释放信道的方法；

图4为终端主动发起数据连接时一种无线物联网通信系统快速释放信道的方法；

图5为终端接收数据时一种无线物联网通信系统快速释放信道的方法。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

实施例1

如图4所示的一种无线物联网通信系统快速释放信道的方法，当终端主动发起数据连接时，其工作流程如下：终端与基站建立连接后，等待基站通过物理层下行控制信道(pdcch：physicaldownlinkcontrolchannel)向终端发送下行控制信息(dci：downlinkcontrolinformation)中的上行调动命令，终端收到上行调动命令后在物理层上行共享信道(pusch：physicaluplinksharedchannel)中发起数据，之后终端保持连续接收状态，直到drxinactivetimer超时或收到新的pdcch；若drxinactivetimer超时，进入连接状态的drx；如果新收到pdcch包含连接释放下行控制信息，终端释放无线信道，退出连接状态(进入drx或edtx或省电模式)。如果收到pdcch不包含连接释放下行控制信息，接收pdcch对应得pdsch；如果该pdsch中包含连接释放消息，终端释放无线信道，退出连接状态(进入drx或edtx或省电模式)。如果pdsch不包含连接释放消息，终端重置drxinactivetimer，继续等待drxinactivetimer超时或新的pdcch。

连接释放下行控制信息包括但不限于通过以下方式实现：

1、连接释放下行控制信息采用将下行控制信息中的资源映射域设为无资源分配的方式实现，无资源分配可以有很多种方式实现，如可以通过但不仅限于上行或下行资源块(resourceblock)或资源块组(resourceblockgroup)比特映射(bitmapping)，该比特映射为一串比特，每个比特对应一个资源块，将比特映射一个比特设为0表示对应的资源块或资源块组未分配给该终端，将比特映射一个比特设为1表示对应的资源块或资源块组分配给该终端。将资源块(resourceblock)或资源块组(resourceblockgroup)bit映射全设为0被视为连接释放消息。

2、连接释放下行控制信息采用将下行控制信息中的字段(如调制编码方案(mcs：modulationcodingscheme)、资源映射域等等)设置为某个保留值或无效值实现，

3、连接释放下行控制信息采用将下行控制信息中的保留字段(如paddingbits等)设为某个特定的数值。多种dci为了将其长度达到某个值，会在有效字段后添加多个填充比特(paddingbits)。将填充比特设为某个值(例如但不限于全1)被视为连接释放下行控制信息；

4、连接释放下行控制信息也可以是上面实施例中的多种结合或上面实施例中的一种或多种与下行控制信息的某个字段设为某个值结合。如资源指示值(resourceindicationvalue)设为无效值并且mcs设置为保留数值且新数据指示(newdataindicator)被视为连接释放下行控制信息。

与图2所示的传统方法比，通过使用连接释放下行控制信息，基站不需要在pdsch上传输连接释放消息，如果传输的是tcp数据基站也不需要发送tcp层ack，从而节省了无线资源，终端不需要接收pdsch和等待drxinactivetimer超时，节省了大量电量。

实施例2

如图5所示的一种无线物联网通信系统快速释放信道的方法，当终端接收数据时，其工作流程如下：终端与基站建立连接后，等待基站通过物理层下行控制信道(pdcch：physicaldownlinkcontrolchannel)向终端发送的下行调动命令，终端收到下行调动命令后在物理层下行共享信道(pdsch：physicaldownlinksharedchannel)接收数据，终端正确接收数据后如果传输数据为tcp数据给基站回tcp层的ack，之后终端保持持续连续接收状态，直到drxinactivetimer超时或收到新的pdcch；如果drxinactivetimer超时，进入连接状态的drx；如果新收到pdcch包含连接释放下行控制信息，终端释放无线信道，退出连接状态。如果新收到pdcch不包含连接释放下行控制信息，接收pdcch对应得pdsch；如果该pdsch中包含连接释放消息，终端释放无线信道，退出连接状态。如果不包含连接释放消息，终端重置drxinactivetimer，继续等待drxinactivetimer超时或新的pdcch。

连接释放下行控制信息可以是下列方式但不仅限于下列方式实现：

1、一种连接释放下行控制信息为将下行控制信息中的资源映射域设为无资源分配，该下行控制信息被视为连接释放消息；无资源分配可以有很多种方式实现，如可以通过但不仅限于上行或下行资源块(resourceblock)或资源块组(resourceblockgroup)比特映射(bitmapping)，该比特映射为一串比特，每个比特对应一个资源块，将比特映射一个比特设为0表示对应的资源块或资源块组未分配给该终端，将比特映射一个比特设为1表示对应的资源块或资源块组分配给该终端。将资源块(resourceblock)或资源块组(resourceblockgroup)bit映射全设为0被视为连接释放消息。

2、一种连接释放下行控制信息为将下行控制信息中的字段(如调制编码方案(mcs：modulationcodingscheme)、资源映射域等等)设置为某个保留值或无效值；如可以通过但不仅限于将资源映射域设为某种无效资源分配，该下行控制信息被视为连接释放消息；无效资源分配可以有很多种可能的方式实现，如可以通过但不仅限于将nb-iot系统dci中的子载波指示域(subcarrierindicationfield)设为某个保留值，如可以通过但不仅限于将lte系统dci中资源指示值(resourceindicationvalue)设为无效值；如可以通过但不仅限于将下行控制信息中的mcs字段设置为保留数值或无效值；

3、连接释放下行控制信息另一种实现方式为下行控制信息中的保留字段(如paddingbits等)设为某个特定的数值。多种dci为了将其长度达到某个值，会在有效字段后添加多个填充比特(paddingbits)。将填充比特设为某个值(例如但不限于全1)被视为连接释放下行控制信息；

4、连接释放下行控制信息另一种实现方式也可以是上面方式的多种结合或上面实施例中的一种或多种与下行控制信息的某个字段设为某个值结合。如资源指示值(resourceindicationvalue)设为无效值并且mcs设置为保留数值且新数据指示(newdataindicator)设为1被视为连接释放下行控制信息。

与图3传统方法比，通过使用连接释放下行控制信息，基站不需要再pdsch上发送连接释放消息，节省了无线资源，终端不需要接收pdsch，节省了电量。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。