一种物联网中的上行数据传输方法、基站及终端与流程

本发明涉及无线传输技术，尤其涉及一种物联网中的上行数据传输方法、基站及终端。
背景技术：
：近年来，物联网(iot，internetofthings)应用呈现爆炸式增长，据相关机构预测，到2020年机器类型终端(mtd，machine-typedevice)的数量将达到个人移动终端数量的千倍以上，主要应用于工业控制，智能抄表，灾难监控等领域。移动通信网络具有覆盖范围广，可靠性高的特点，承载物联网业务具有天然的优势，因此业界已把物联网应用列为5g移动网络的主要场景和驱动力。对于大多数的物联网应用而言，海量连接、低成本、小数据包、低功耗、低移动性或无移动性、上行为主的传输是其重要特征，采用以人与人(h2h，human-to-human)通信为中心来设计的移动通信网络(2g/3g/4g)来承载物联网应用将面临诸多挑战，目前第三代合作伙伴计划(3gpp，3rdgenerationpartnershipproject)正在针对窄带物联网(nb-iot，narrowbandiot)开展研究和标准化工作，重点针对不同应用场景对基于h2h的通信系统进行优化和改造，以满足物联网业务的特殊需求。终端发起随机接入建立无线资源控制(rrc，radioresourcecontrol)连接和无线承载后，当需要发送上行数据时，如果已有基站分配的上行资源，就可以开始上行数据传输；如果没有可以进行上行传输的资源，则需要通过一系列流程才能完成上行数据的传输，3gpp制定的整个流程如图1所示，包括：1、调度请求(sr，schedulingrequest)：终端(ue)需要发送数据时，首 先向基站(enb)请求上行共享信道(pusch，physicaluplinksharedchannel)资源。通常情况下，终端在连接建立过程中基站通过rrc信令配置用于发送sr的上行链路控制信道(pucch，physicaluplinkcontrolchannel)资源，ue可以通过pucch信道将调度请求发送给基站。在一些情况下，ue由于一段时间没有业务而失去上行同步或者基站没有配置pucch资源，ue可以通过发起随机接入来获取上行同步并请求上行共享信道资源。2、上行资源赋予(ulgrant)：基站接收到终端发送的sr后，将分配少量上行资源以便让终端上报缓存状态报告(bsr，bufferstatusreport)，该上行资源赋予信息通过下行链路控制信道(pdcch，physicaldownlinkcontrolchannel)信道传输。3、bsr：终端通过发送bsr向网络侧提供终端内部不同优先级业务的上行缓存数据量的大小，以便基站合理调度上行共享资源。4、ul-grant：基站收到终端上报的bsr之后，根据该终端上报的bsr及基站现有资源等综合分析决定是否给ue分配资源以及给终端分配资源的大小和调制方式等信息。此外，为了降低控制信道开销，针对ip承载语音(voip，voiceoverinternetprotocol)这类数据包大小比较固定，到达时间间隔满足一定规律的实时性业务，长期演进(lte，longtermevolution)引入了一种新的调度方式—半静态调度技术(sps，semi-persistentscheduling)。sps是指在lte的调度传输过程中，enb在初始调度通过pdcch指示ue当前的调度信息，ue识别是半静态调度，则保存当前的调度信息，每隔固定的周期在相同的时频资源位置上进行该业务数据的发送或接收。现有3gpp上行数据传输技术是为了保证h2h通信用户的大带宽、移动性需求以及调度的灵活性而设计的，在应用于由业务触发的大量终端同时主叫的物联网应用时，主要有如下缺点：1、过大的上行控制信道开销：当终端在和网络建立连接后，现行4glte网络为了保证用户能够随时快速地向网络侧申请上行传输资源，需要为每个用 户维持一套上行控制信道资源来发送调度请求，h2h终端对上行控制信道的使用频率较高，而mtc终端对上行控制信道的使用频率较低，尤其对于由业务触发的大量终端同时主叫的物联网应用，如灾难告警等场景，终端用户几乎会在同一时刻同时申请上行数据资源，其余大部分时间将处于休眠状态。因此，为每个用户分配单独的上行控制信道的方法将极大地浪费上行带宽资源。2、过大的下行控制信道开销：上行资源赋予指令由下行控制信道pdcch承载，通常一条指令调度单个用户的单次传输(动态调度)或者单个用户的多次传输(半静态调度或者预调度)，由于h2h通信中用户单次传输的数据量较大，控制信道的开销尚可接受。然而mtc的业务传输的单次数据量比较小，且传输的时刻相对集中，传统的调度方式应用于mtc应用将带来巨大的控制信道开销。3、不必要的信令开销：由于mtc业务传输的数据量较小，且基站根据业务的类型可以事先了解终端上行数据量的大小，因此采用额外bsr信令告知基站终端缓存数据的大小在mtc业务应用中将带来不必要的信令开销。技术实现要素：为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种物联网中的上行数据传输方法、基站及终端。本发明实施例提供的物联网中的上行数据传输方法，应用于基站，所述方法包括：为同一类型业务的所有终端分配公共的临时标识，配置用于发送sr的sr资源，以及设置各终端上行数据发送的顺序；在所述sr资源上检测到sr后，根据所述sr确定出发起调度请求的同一类型业务的所有终端；为所述同一类型业务的所有终端分配相同的上行传输资源，以使所述终端根据所述临时标识检测到所述上行传输资源，并根据终端标识确定出各自的传输时机，按照所述传输时机在所述上行传输资源上发送上行数据。本发明实施例中，为所述同一类型业务的所有终端分配相同的上行传输资源，包括：根据当前链路参数以及获得的业务上行数据量大小，为所述同一类型业务的所有终端分配相同的上行传输资源。本发明实施例中，所述方法还包括：为所述同一类型业务的所有终端分配相同的上行传输资源时，还为所述同一类型业务的所有终端分配相同的调制方式。本发明实施例中，所述为所述同一类型业务的所有终端分配相同的上行传输资源，包括：通过ul_grant信令为所述同一类型业务的所有终端分配相同的上行传输资源，其中，所述上行传输资源在预设时间窗内有效。本发明另一实施例提供的物联网中的上行数据传输方法，应用于终端，所述终端获得基站为同一类型业务的所有终端分配的公共的临时标识，配置的用于发送sr的sr资源，以及设置的各终端上行数据发送的顺序；所述方法包括：在所述sr资源上发送sr；所述基站接收到所述sr后，根据所述sr确定出发起调度请求的同一类型业务的所有终端；为所述同一类型业务的所有终端分配相同的上行传输资源；终端获得基站为所述同一类型业务的所有终端分配的相同的上行传输资源；利用所述临时标识检测所述上行传输资源；根据终端标识确定出传输时机，按照所述传输时机在所述上行传输资源上发送上行数据。本发明实施例中，所述利用所述临时标识检测所述上行传输资源，包括：利用所述临时标识对pdcch进行盲检；当检测到所述pdcch时，检测所述pdcch是否用于指示上行传输资源。本发明实施例中，所述根据终端标识确定出传输时机，按照所述传输时机在所述上行传输资源上发送上行数据，包括：在预设的时间窗内根据所述终端的标识计算所述终端的传输时机；在所述传输时机到来时发送上行数据，在所述传输时机未到来时进入睡眠模式。本发明实施例提供的基站，包括：设置单元，用于为同一类型业务的所有终端分配公共的临时标识，配置用于发送sr的sr资源，以及设置各终端上行数据发送的顺序；检测单元，用于在所述sr资源上检测到sr后，根据所述sr确定出发起调度请求的同一类型业务的所有终端；分配单元，用于为所述同一类型业务的所有终端分配相同的上行传输资源，以使所述终端根据所述临时标识检测到所述上行传输资源，并根据终端标识确定出各自的传输时机，按照所述传输时机在所述上行传输资源上发送上行数据。本发明实施例中，所述分配单元，还用于根据当前链路参数以及获得的业务上行数据量大小，为所述同一类型业务的所有终端分配相同的上行传输资源。本发明实施例中，所述分配单元，还用于为所述同一类型业务的所有终端分配相同的上行传输资源时，还为所述同一类型业务的所有终端分配相同的调制方式。本发明实施例中，所述分配单元，还用于通过ul_grant信令为所述同一类型业务的所有终端分配相同的上行传输资源，其中，所述上行传输资源在预设时间窗内有效。本发明实施例提供的终端，包括：第一获取单元，用于获得基站为同一类型业务的所有终端分配的公共的临时标识，配置的用于发送sr的sr资源，以及设置的各终端上行数据发送的顺序；sr发送单元，用于在所述sr资源上发送sr；第二获取单元，用于获得基站为所述同一类型业务的所有终端分配的相同的上行传输资源；所述基站接收到所述sr后，根据所述sr确定出发起调度请求的同一类型 业务的所有终端；为所述同一类型业务的所有终端分配相同的上行传输资源；检测单元，用于利用所述临时标识检测所述上行传输资源；确定单元，用于根据终端标识确定出传输时机；传输单元，用于按照所述传输时机在所述上行传输资源上发送上行数据。本发明实施例中，所述检测单元，还用于利用所述临时标识对pdcch进行盲检；当检测到所述pdcch时，检测所述pdcch是否用于指示上行传输资源。本发明实施例中，所述确定单元，还用于在预设的时间窗内根据所述终端的标识计算所述终端的传输时机；所述传输单元，还用于在所述传输时机到来时发送上行数据，在所述传输时机未到来时进入睡眠模式。本发明实施例的技术方案中，基站为同一类型业务的所有终端分配公共的临时标识，配置用于发送sr的sr资源，以及设置各终端上行数据发送的顺序。终端在所述sr资源上发送sr。基站在所述sr资源上检测到sr后，根据所述sr确定出发起调度请求的同一类型业务的所有终端，为所述同一类型业务的所有终端分配相同的上行传输资源。终端利用所述临时标识检测所述上行传输资源；根据终端标识确定出传输时机，按照所述传输时机在所述上行传输资源上发送上行数据。可见，本发明实施例的技术方案至少存在如下有益效果：1)通过配置一个基于业务的sr资源服务一组用户，减少了上行控制信道资源的开销；2)实现一条ul_grant信令为一组终端同时分配相同的上行传输资源，终端根据自己的标识(ue_id)主动错开发送时机，减少了承载上行调度信息的下行控制信道的开销。本发明实施例的技术方案更适合于业务触发的海量终端同时数据传输的小数据量的物联网应用场景。附图说明图1为现有上行资源申请和数据传输示意图；图2为本发明实施例一的物联网中的上行数据传输方法的流程示意图；图3为本发明实施例二的物联网中的上行数据传输方法的流程示意图；图4为本发明实施例的上行资源申请和数据传输示意图；图5为本发明实施例三的基站的结构组成示意图；图6为本发明实施例四的终端的结构组成示意图。具体实施方式为了能够更加详尽地了解本发明实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本发明实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本发明实施例。本发明实施例针对由业务触发的大量终端同时主叫的物联网应用，如灾难监控、森林防火等应用，提出了物联网中的上行数据传输方法，能够减少控制信道和空口信令的开销。本发明实施例的技术方案，针对业务触发的海量终端同时主叫的两个特点进行优化。特点1：相同业务的所有终端同时发起业务请求。特点2：mtc终端数据包较小，且大小可预知。本发明实施例的技术方案基于以下两个配置实现：第一个配置：基站为同一类型业务的所有终端分配公共的临时标识，例如小区无线网络临时标识(c-rnti，cellradionetworktemporaryidentifier)。第二个配置：基站为同一类型业务的所有终端配置一个专用的sr资源用于发送sr，即基于业务的sr资源配置。终端在发送sr时并不需要指定自己的标识(id)，基站通过sr资源的位置能够知道该专用sr对应的业务有数据需要发送。以sr资源为pucch为例，pucch资源和周期可以通过3gpp标准中定义的iescedulingrequestconfig的sr-pucch-resourceindex和sr-configindex字段指示。本发明实施例中，基于业务的sr资源配置既可以是静态的也可以通过rrc消息进行更新的。这里，rrc消息映射到pdsch上传输，相同业务的所有终端通过使用公共的c-rnti对pdcch进行盲检可以得 到承载rrc消息的pdsch位置，通过解调pdsch信道进而得到sr资源的配置。基于上述两个配置，提出本发明实施例的物联网中的上行数据传输方法。图2为本发明实施例一的物联网中的上行数据传输方法的流程示意图，本示例中的物联网中的上行数据传输方法应用于基站，如图2所示，所述物联网中的上行数据传输方法包括以下步骤：步骤201：为同一类型业务的所有终端分配公共的临时标识，配置用于发送sr的sr资源，以及设置各终端上行数据发送的顺序。本发明实施例中，基站首先为同一类型业务的所有终端分配公共的临时标识，配置用于发送sr的sr资源，以及设置各终端上行数据发送的顺序。这里，公共的临时标识可以是c-rnti。这里，sr资源pucch。具体地，pucch资源和周期可以通过3gpp标准中定义的iescedulingrequestconfig的sr-pucch-resourceindex和sr-configindex字段指示。步骤202：在所述sr资源上检测到sr后，根据所述sr确定出发起调度请求的同一类型业务的所有终端。本发明实施例中，当某一事件触发业务的所有终端同时发起上行数据传输时，所有的终端均在为该业务设置的专用sr资源上发起sr，为基站检测sr带来了分集增益。参照图4，以sr资源为pucch为例，基站在相应pucch上检测到该sr后，根据该sr便可得知该sr对应的终端主动发起了调度请求。步骤203：为所述同一类型业务的所有终端分配相同的上行传输资源，以使所述终端根据所述临时标识检测到所述上行传输资源，并根据终端标识确定出各自的传输时机，按照所述传输时机在所述上行传输资源上发送上行数据。然后，基站根据当前链路参数以及获得的业务上行数据量大小，为所述同一类型业务的所有终端分配相同的上行传输资源。这里，链路参数表明了链路状况。业务上行数据量大小由基站预先获得。本发明实施例中，基站为所述同一类型业务的所有终端分配相同的上行传输资源时，还为所述同一类型业务的所有终端分配相同的调制方式。图3为本发明实施例二的物联网中的上行数据传输方法的流程示意图，本示例中的物联网中的上行数据传输方法应用于终端，所述终端获得基站为同一类型业务的所有终端分配的公共的临时标识，配置的用于发送sr的sr资源，以及设置的各终端上行数据发送的顺序；如图3所示，所述物联网中的上行数据传输方法包括以下步骤：步骤301：在所述sr资源上发送sr。本发明实施例中，当由某一事件触发某一业务的所有终端同时发起上行数据传输时，所有终端均在为该业务设置的专用sr资源上发起sr。步骤302：获得基站为所述同一类型业务的所有终端分配的相同的上行传输资源。本发明实施例中，所述基站接收到所述sr后，根据所述sr确定出发起调度请求的同一类型业务的所有终端；为所述同一类型业务的所有终端分配相同的上行传输资源。终端获得基站为所述同一类型业务的所有终端分配的相同的上行传输资源。参照图4，以sr资源为pucch为例，基站在pucch上检测到该sr后，根据该sr便可得知该sr对应的终端主动发起了调度请求。基站根据当前链路状况以及预先获得的该业务上行数据量的大小为同一类型业务的所有终端分配相同的上行传输资源和调制方式。如此，同一类型业务的所有终端均获得基站为所述同一类型业务的所有终端分配的相同的上行传输资源。步骤303：利用所述临时标识检测所述上行传输资源。本发明实施例中，利用所述临时标识对物理下行控制信道pdcch进行盲检；当检测到所述pdcch时，检测所述pdcch是否用于指示上行传输资源。以临时标识为c-rnti为例，终端使用公共的c-rnti对pdcch进行盲检， 并发现pdcch且该pdcch是用于指示上行传输资源。步骤304：根据终端标识确定出传输时机，按照所述传输时机在所述上行传输资源上发送上行数据。本发明实施例中，终端在预设的时间窗内根据所述终端的标识计算所述终端的传输时机；在所述传输时机到来时发送上行数据，在所述传输时机未到来时进入睡眠模式。具体地，参照图4，终端根据如下公式计算自己发送数据的时机，也即传输时机。(10×sfn+subframe)＝[(10×sfnstarttime+subframestarttime)+ntoken×δwindow]mod10240其中，sfnstarttime和subframestarttime共同决定了收到上行资源赋予后的起始发送时机，ntoken代表终端用户得到的传输令牌，指示每个终端发送上行的数据时机。δwindow表示终端可发送数据的时间窗，该参数由基站通过ul_grant命令发送给终端，终端在该时间窗内可以重复发送数据。上述方案中，ntoken的制定和获取通过以下方式确定：首先，终端在初始接入时向网络上报自己的ue_id，网络在基站端维护一个表格，该表格表明ue_id与ntoken的一一对应关系，如下表1所示(假设某小区部署n个同一业务的mtc终端)。因为ntoken决定了业务发生后哪个终端最先获得时机发送上行数据，因此网络可以根据每个节点的地理位置，承载的信息以及时延等因素综合考虑制定该表格。其次，基站通过广播消息或者rrc消息将该对应关系发送给终端，终端收到ul-grant后根据自己的id通过检索该查找表便可以得到自己的发送时机。ue_id_1ue_id_2ue_id_3……ue_id_nntoken＝0ntoken＝1ntoken＝2……ntoken＝n-1表1这样，终端通过检测pdcch获得上行资源赋予后，通过ntoken和事现约定 的发送时机计算公式可清晰得知自己的发送时机，如果ntoken指示自己发送时机较晚，为了节电，终端可以先进入睡眠模式，待发送时机到来时再醒来发送上行数据。对于已发送完数据的终端来说，待发送数据窗口结束便可进入睡眠模式，从而达到省电的目的。图5为本发明实施例三的基站的结构组成示意图，如图5所示，所述基站包括：设置单元51，用于为同一类型业务的所有终端分配公共的临时标识，配置用于发送sr的sr资源，以及设置各终端上行数据发送的顺序；检测单元52，用于在所述sr资源上检测到sr后，根据所述sr确定出发起调度请求的同一类型业务的所有终端；分配单元53，用于为所述同一类型业务的所有终端分配相同的上行传输资源，以使所述终端根据所述临时标识检测到所述上行传输资源，并根据终端标识确定出各自的传输时机，按照所述传输时机在所述上行传输资源上发送上行数据。所述分配单元53，还用于根据当前链路参数以及获得的业务上行数据量大小，为所述同一类型业务的所有终端分配相同的上行传输资源。所述分配单元53，还用于为所述同一类型业务的所有终端分配相同的上行传输资源时，还为所述同一类型业务的所有终端分配相同的调制方式。所述分配单元53，还用于通过ul_grant信令为所述同一类型业务的所有终端分配相同的上行传输资源，其中，所述上行传输资源在预设时间窗内有效。本领域技术人员应当理解，图5所示的基站中的各单元的实现功能可参照前述物联网中的上行数据传输方法的相关描述而理解。图5所示的基站中的各单元的功能可通过运行于处理器上的程序而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现。图6为本发明实施例四的终端的结构组成示意图，如图6所示，所述终端包括：第一获取单元61，用于获得基站为同一类型业务的所有终端分配的公共的临时标识，配置的用于发送sr的sr资源，以及设置的各终端上行数据发送的顺序；sr发送单元62，用于在所述sr资源上发送sr；第二获取单元63，用于获得基站为所述同一类型业务的所有终端分配的相同的上行传输资源；本发明实施例中，所述基站接收到所述sr后，根据所述sr确定出发起调度请求的同一类型业务的所有终端；为所述同一类型业务的所有终端分配相同的上行传输资源。检测单元64，用于利用所述临时标识检测所述上行传输资源；确定单元65，用于根据终端标识确定出传输时机；传输单元66，用于按照所述传输时机在所述上行传输资源上发送上行数据。所述检测单元64，还用于利用所述临时标识对pdcch进行盲检；当检测到所述pdcch时，检测所述pdcch是否用于指示上行传输资源。所述确定单元65，还用于在预设的时间窗内根据所述终端的标识计算所述终端的传输时机；所述传输单元66，还用于在所述传输时机到来时发送上行数据，在所述传输时机未到来时进入睡眠模式。本领域技术人员应当理解，图6所示的终端中的各单元的实现功能可参照前述物联网中的上行数据传输方法的相关描述而理解。图6所示的终端中的各单元的功能可通过运行于处理器上的程序而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现。本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和智能设备，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方 式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个第二处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12