用于窄带物联网系统资源分配的方法、终端和服务器与流程

本公开涉及窄带物联网领域，具体地，涉及一种用于窄带物联网系统资源分配的方法、终端和服务器。

背景技术：

窄带物联网(narrowbandinternetofthings，nb-iot)是运营商和通信设备商进入车联网、智慧医疗、智能家居、机器人等新兴物联网领域的重要技术手段。然而，目前还没有一种有效的技术能够同时满足业务速率和通信质量的要求。

技术实现要素：

本公开提供一种用于窄带物联网系统资源分配的方法、终端和服务器，其能够同时满足业务速率和通信质量的要求。

根据本公开实施例的一个方面，提供一种用于窄带物联网系统资源分配的方法，该方法包括：

获取第一终端的业务请求，所述业务请求包括：(1)下行业务速率要求；(2)接收强度信息，该接收强度信息包括所述第一终端的服务基站的主同步信号的接收强度、辅同步信号的接收强度和参考信号的接收强度中的一者或多者；(3)接收质量信息，该接收质量信息包括所述服务基站的主同步信号的接收质量、辅同步信号的接收质量和参考信号的接收质量中的一者或多者；以及(4)业务优先级标识信息；

依据候选载波信息和所述下行业务速率要求来确定承载所述第一终端的下行数据所需的承载载波及承载载波数目n，其中，n≥1；

依据所述接收质量信息、所确定的承载载波、所确定的承载载波数目和所述接收强度信息来确定各个承载载波的目标下行发射功率；以及

在第i个承载载波的总下行发射功率小于等于第一预设阈值时，确定在第i个承载载波上以所确定的目标下行发射功率来传输所述第一终端的下行数据。

根据本公开实施例的又一方面，提供一种用于窄带物联网系统资源分配的终端，该终端包括：

发送模块，用于发送业务请求，所述业务请求包括：(1)下行业务速率要求；(2)接收强度信息，该接收强度信息包括所述第一终端的服务基站的主同步信号的接收强度、辅同步信号的接收强度和参考信号的接收强度中的一者或多者；(3)接收质量信息，该接收质量信息包括所述服务基站的主同步信号的接收质量、辅同步信号的接收质量和参考信号的接收质量中的一者或多者；以及(4)业务优先级标识信息；以及

接收模块，用于接收对所述业务请求的业务响应。

根据本公开实施例的又一方面，提供一种用于窄带物联网系统资源分配的服务器，该服务器包括：

业务请求获取模块，用于获取第一终端的业务请求，所述业务请求包括：(1)下行业务速率要求；(2)接收强度信息，该接收强度信息包括所述第一终端的服务基站的主同步信号的接收强度、辅同步信号的接收强度和参考信号的接收强度中的一者或多者；(3)接收质量信息，该接收质量信息包括所述服务基站的主同步信号的接收质量、辅同步信号的接收质量和参考信号的接收质量中的一者或多者；以及(4)业务优先级标识信息；

承载载波确定模块，用于依据候选载波信息和所述下行业务速率要求来确定承载所述第一终端的下行数据所需的承载载波及承载载波数目n，其中，n≥1；

下行发射功率确定模块，用于依据所述接收质量信息、所确定的承载载波、所确定的承载载波数目、所述接收强度信息来确定各个承载载波的目标下行发射功率；以及

处理模块，用于在第i个承载载波的总下行发射功率小于等于第一预设阈值时，确定在第i个承载载波上以所确定的目标下行发射功率来传输所述第一终端的下行数据。

通过采用上述技术方案，由于本公开实施例在获取到第一终端的业务请求之后，首先依据候选载波信息和所述下行业务速率要求确定承载所述第一终端的下行数据所需的承载载波及承载载波数目n，因此这能够满足下行业务速率的要求，然后在确定了各个承载载波的目标下行发射功率之后，在第i个承载载波的总下行发射功率小于等于第一预设阈值时才确定在第i个承载载波上以所确定的目标下行发射功率来传输所述第一终端的下行数据，这能够满足业务覆盖和通信质量的要求，因此本公开实施例能够同时保证业务速率和通信质量的要求。

本公开实施例的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明

附图说明

附图是用来提供对本公开实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开实施例，但并不构成对本公开实施例的限制。在附图中：

图1是根据本公开一种实施例的用于窄带物联网系统资源分配的方法的流程图；

图2是根据本公开又一实施例的用于窄带物联网系统资源分配的方法的流程图；

图3是根据本公开又一实施例的用于窄带物联网系统资源分配的方法的流程图；

图4是根据本公开再一实施例的用于窄带物联网系统资源分配的方法的流程图；

图5是根据本公开一种实施例的用于窄带物联网系统资源分配的终端的示意框图；

图6是根据本公开一种实施例的用于窄带物联网系统资源分配的服务器的示意框图；

图7是根据本公开又一实施例的用于窄带物联网系统资源分配的服务器的示意框图；以及

图8是根据本公开再一实施例的用于窄带物联网系统资源分配的服务器的示意框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开实施例，并不用于限制本公开实施例。

在详细描述根据本公开实施例的用于窄带物联网系统资源分配的方法、终端和服务器之前，首先介绍一下本公开实施例的应用场景。

窄带物联网通常由终端和服务基站组成。而随着车联网、智慧医疗、智能家居等新兴物联网领域中要被控制的终端的成本和复杂度的日益增加，有必要在窄带物联网中引入云端机器人服务器，以便将简单的处理功能放在本地要被控制的终端上，将复杂的智能处理和运算功能放在云端机器人服务器上并通过网络按照需求下发到要被控制的终端中。本公开的发明人正是基于这样的需求而提出了根据本公开实施例的用于窄带物联网系统资源分配的方法、终端和服务器。

本公开实施例提供一种用于窄带物联网系统资源分配的方法，如图1所示，该方法可以包括以下步骤s1至步骤s4。

在步骤s1中，获取第一终端的业务请求，所述业务请求包括：(1)下行业务速率要求；(2)接收强度信息，该接收强度信息包括所述第一终端的服务基站的主同步信号的接收强度、辅同步信号的接收强度和参考信号的接收强度中的一者或多者；(3)接收质量信息，该接收质量信息包括所述服务基站的主同步信号的接收质量、辅同步信号的接收质量和参考信号的接收质量中的一者或多者；以及(4)业务优先级标识信息。

其中，第一终端可以首先将其业务请求发送给窄带物联网的服务基站，然后服务基站通过专用控制信令或nas信令将该业务请求上报给云端机器人服务器，例如，服务基站可以采用特定的已知序列(例如，000111000)和发射功率来上报第一终端的业务请求。这样云端机器人服务器就获取到了第一终端的业务请求。本领域技术人员应当理解的是，这里的已知序列000111000仅是示例，根据实际业务请求的不同，该已知序列也是不同的。

在步骤s2中，依据候选载波信息和所述下行业务速率要求，确定承载所述第一终端的下行数据所需的承载载波及承载载波数目n，其中，n≥1。

在根据本公开的方法的实施例中，候选载波可以指的是服务基站的为终端提供承载服务的所有载波。所述候选载波信息可以包括各个候选载波的单载波承载最大可支持下行传输速率和各个候选载波的当前负载信息。例如，目前nb-iot的下行采用15khz带宽传输，下行速率约250kbps，则各个候选载波的单载波承载最大可支持下行传输速率为250kbps。

以下对步骤s2举例说明。

假设第一终端的业务请求中包括的下行业务速率要求为500kbps，候选载波总共有四个，即候选载波1、2、3和4，而且这四个候选载波的单载波承载最大可支持下行传输速率均为250kbps，候选载波1、2、3和4的当前负载分别为50％、10％、20％、80％，相当于其当前可用的最高下行业务速率分别为125kbps、225kbps、200kbps和50kbps，因此可以确定承载所述第一终端的下行数据所需的承载载波数目为3且具体的承载载波为候选载波1、2和3，当然，承载载波数目为4且具体的承载载波为候选载波1、2、3和4也是可行的。但是，为了降低第一终端的功耗和处理复杂度，最终确定的承载载波数目n为能够满足所述下行业务速率要求的承载载波数目中的最小承载载波数目，以上面的示例为例，最终确定的承载载波数目n为3而不是4，这是因为，在同样的下行业务速率要求的情况下，承载载波的数目越低越能够降低第一终端的功耗和处理复杂度。

在步骤s3中，依据所述接收质量信息、所确定的承载载波、所确定的承载载波数目、所述接收强度信息来确定各个承载载波的目标下行发射功率；以及

在步骤s4中，在第i个承载载波的总下行发射功率psum-tx-i小于等于第一预设阈值时，确定在第i个承载载波上以所确定的目标下行发射功率来传输所述第一终端的下行数据。

其中，第i个承载载波的总下行发射功率psum-tx-i指的是当前在第i个承载载波上承载的所有终端(包括第一终端)的下行发射功率之和。第一预设阈值可以被设置为服务基站的单载波额定发射功率，当然，第一预设阈值低于服务基站的单载波额定发射功率也是可行的。

另外，在步骤s4中，还可以发送业务请求接纳消息，以便第一终端知晓其业务请求被接纳。例如，云端机器人服务器可以向服务基站发送业务请求接纳消息，然后由服务基站将该业务请求接纳消息转发给第一终端。

通过采用上述技术方案，由于根据本公开实施例的方法在获取到第一终端的业务请求之后，首先依据候选载波信息和所述下行业务速率要求确定承载所述第一终端的下行数据所需的承载载波及承载载波数目n，因此这能够满足下行业务速率的要求，然后在确定了各个承载载波的目标下行发射功率之后，在第i个承载载波的总下行发射功率psum-tx-i小于等于第一预设阈值(这说明第一终端的下行业务的覆盖不受限)时才确定在第i个承载载波上以所确定的目标下行发射功率来传输所述第一终端的下行数据，这能够满足业务覆盖和通信质量的要求，因此能够同时保证业务速率和通信质量的要求。

根据本公开实施例的方法的又一方面，如图2所示，在步骤s3中，所述依据所述接收质量信息、所确定的承载载波、所确定的承载载波数目、所述接收强度信息来确定各个承载载波的目标下行发射功率可以包括以下步骤s31至s33。

在步骤s31中，依据所述接收质量信息来确定所述第一终端的下行数据所允许的调制编码方式，例如所允许的最高调制编码方式。例如，假设在第一终端的业务请求中包括的接收质量信息是服务基站的参考信号的接收质量sinrrs而且sinrrs＝20db，则可以确定最高可采用64qam3/4调制编码方式。

在步骤s32中，依据所确定的承载载波(例如，各个承载载波的负载情况)、所确定的承载载波数目以及所确定的调制编码方式(例如，最高调制编码方式)来确定各个所述承载载波上的资源块数目和位置。

在步骤s33中，依据所述接收强度信息、所确定的调制编码方式和所确定的资源块数目来确定各个所述承载载波的目标下行发射功率。

通过步骤s31至s33，就能够有效地确定各个所述承载载波的目标下行发射功率。

根据本公开实施例的又一方面，如图3所示，步骤s33可以包括以下步骤s331至s333。

在步骤s331中，依据所述服务基站中的发射功率信息和所述业务请求中的接收强度信息来确定所述服务基站与所述第一终端之间的最大耦合损耗，其中所述发射功率信息包括所述服务基站的主同步信号的发射功率、辅同步信号的发射功率和参考信号的发射功率中的一者或多者。

例如，假设第一终端的业务请求中包括的接收强度信息是服务基站的主同步信号的接收强度，也即第一终端对服务基站的主同步信号的接收强度(也即功率值)，则云端机器人服务器可以首先从服务基站获取该服务基站的主同步信号的发射功率，然后将从服务基站获取的主同步信号发射功率减去第一终端的业务请求中包含的主同步信号的接收强度，来获得服务基站与第一终端之间的最大耦合损耗，其中该最大耦合损耗包括服务基站的发射天线增益。

再例如，假设第一终端的业务请求中包括的接收强度信息是服务基站的辅同步信号的接收强度，也即第一终端对服务基站的辅同步信号的接收强度(也即功率值)，则云端机器人服务器可以首先从服务基站获取该服务基站的辅同步信号的发射功率，然后将从服务基站获取的辅同步信号发射功率减去第一终端的业务请求中包含的辅同步信号的接收强度，来获得服务基站与第一终端之间的最大耦合损耗，其中该最大耦合损耗包括服务基站的发射天线增益。

再例如，假设第一终端的业务请求中包括的接收强度信息是服务基站的参考信号的接收强度，即第一终端对服务基站的参考信号的接收强度pr-rs，则云端机器人服务器可以首先从服务基站获取该服务基站的参考信号的发射功率pt-rs，然后将从服务基站获取的参考信号的发射功率pt-rs减去第一终端的业务请求中包括的第一终端对服务基站的参考信号的接收强度pr-rs，来获得服务基站与第一终端之间的最大耦合损耗，其中该最大耦合损耗包括服务基站的发射天线增益。

在步骤s332中，依据所确定的调制编码方式和所确定的资源块数目来确定各个所述承载载波上的资源块的最低接收功率要求。

以承载载波i为例，最低接收功率要求prx-min-i可以通过如下公式来确定：

prx-min-i＝sinrmin-i*(ii+ni)

其中，sinrmin-i为承载载波i上的资源块对应的调制编码方式所需的解调信噪比，ni为承载载波i上的资源块的热噪声功率，ii为承载载波i的下行干扰功率强度。

在步骤s333中，依据所述最大耦合损耗和所述最低接收功率要求来确定各个所述承载载波的目标下行发射功率。

还是以承载载波i为例，其目标下行发射功率ptx-i可以通过如下公式获得：

ptx-i＝prx-min-i+最大耦合损耗

根据本公开实施例的方法的又一方面，如图4所示，在第i个承载载波的总下行发射功率psum-tx-i大于所述第一预设阈值时，这说明第一终端的下行业务的覆盖受限，因此在这种情况下，该方法还可以包括以下步骤s5和s6。

在步骤s5中，判断所述第一终端的服务基站的当前总下行发射功率是否小于等于第二预设阈值。

其中，第一终端的服务基站的当前总下行发射功率指的是服务基站所支持的所有载波在当前调度时刻的总下行发射功率，也即覆盖受限终端的目标下行发射功率与覆盖非受限终端的当前下行发射功率的总和。云端机器人服务器可以从服务基站的功率控制器获取到该当前下行发射功率的总和，例如，云端机器人服务器可以向服务基站发送总功率请求信息，然后服务基站会将当前下行发射功率的总和的信息反馈给云端机器人服务器。

其中，第二预设阈值可以被设置为服务基站在其所支持的所有载波上的可支持的总发射功率最大值。当然，第二预设阈值低于该可支持的总发射功率最大值也是可行的。云端机器人服务完全可以从服务基站的功率控制器获取到该可支持的总发射功率最大值，例如，云端机器人服务器可以向服务基站发送总功率请求信息，然后服务基站会将可支持的总发射功率最大值的信息反馈给云端机器人服务器。

在步骤s6中，在所述第一终端的服务基站的当前总下行发射功率小于等于第二预设阈值时，这说明第一终端的承载载波i的可用下行发射功率能够被提升，因此在该步骤中，确定提高第i个承载载波的可用下行发射功率，以便在第i个承载载波上以所确定的目标下行发射功率ptx-i来传输所述第一终端的下行数据。这样，第i个承载载波就能够以所确定的目标下行发射功率ptx-i来传输第一终端的下行数据，满足了第一终端的下行业务覆盖需求。

根据本公开实施例的方法的又一方面，如图4所示，该方法还可以包括以下步骤s7和s8。

在步骤s7中，判断所述服务基站所服务的终端中是否存在业务优先级低于所述第一终端的业务优先级的终端。

例如，在该步骤中，云端机器人服务器可以首先从服务基站获取该服务基站在当前调度时刻所服务的所有终端的业务类型或业务优先级，并然后判断是否存在业务类型或业务优先级低于第一终端的业务类型或业务优先级的终端。

在步骤s8中，在存在业务类型或业务优先级低于所述第一终端的业务类型或业务优先级的终端时，确定提高第i个承载载波的可用下行发射功率，以便在第i个承载载波上以所确定的目标下行发射功率ptx-i来传输所述第一终端的下行数据。这样，第i个承载载波就能够以所确定的目标下行发射功率ptx-i来传输第一终端的下行数据，满足了第一终端的下行业务覆盖需求。

另外，在步骤s8中，云端机器人服务器可以确定降低业务类型或业务优先级低的终端的下行传输功率或者在当前调度时刻对业务类型或业务优先级低的终端的下行数据不进行调度，并将第一终端的第i个承载载波的下行发射功率提升为所确定的目标下行发射功率ptx-i，并发送业务请求接纳消息，例如云端机器人服务器可以通过服务基站向第一终端转发业务请求接纳消息也可以直接向第一终端发送业务请求接纳消息。

根据本公开实施例的方法的又一方面，如图4所示，在在步骤s7中确定所述服务基站所服务的终端中没有业务优先级低于所述第一终端的业务优先级的终端时，该方法还可以包括：

在步骤s9中，发送业务请求拒绝消息。例如云端机器人服务器可以通过服务基站向第一终端转发业务请求拒绝消息也可以直接向第一终端发送业务请求拒绝消息。

因此，通过采用根据本公开实施例的方法，在第i个承载载波的功率受限情况下，能够根据服务基站的当前总下行发射功率、所有终端的业务类型或业务优先级等级等对服务基站所服务的终端的下行发射功率进行动态的功率调配，以优先保证覆盖受限但业务优先级高的终端的下行数据传输，因此有效地保证了业务质量和速率。

本公开实施例还提供一种用于窄带物联网系统资源分配的终端，如图5所示，该终端可以包括：

发送模块501，用于发送业务请求，所述业务请求包括：(1)下行业务速率要求；(2)接收强度信息，该接收强度信息包括所述第一终端的服务基站的主同步信号的接收强度、辅同步信号的接收强度和参考信号的接收强度中的一者或多者；(3)接收质量信息，该接收质量信息包括所述服务基站的主同步信号的接收质量、辅同步信号的接收质量和参考信号的接收质量中的一者或多者；以及(4)业务优先级标识信息；以及

接收模块502，用于接收对所述业务请求的业务响应。例如，业务响应可以指示业务请求被接纳还是拒绝。

本公开实施例还提供一种用于窄带物联网系统资源分配的服务器，如图6所示，该服务器可以包括业务请求获取模块10、承载载波确定模块20、下行发射功率确定模块30和处理模块40。以下对这些模块进行详细描述。

业务请求获取模块10，用于获取第一终端的业务请求，所述业务请求包括：(1)下行业务速率要求；(2)接收强度信息，该接收强度信息包括所述第一终端的服务基站的主同步信号的接收强度、辅同步信号的接收强度和参考信号的接收强度中的一者或多者；(3)接收质量信息，该接收质量信息包括所述服务基站的主同步信号的接收质量、辅同步信号的接收质量和参考信号的接收质量中的一者或多者；以及(4)业务优先级标识信息。

承载载波确定模块20，用于依据候选载波信息和所述下行业务速率要求来确定承载所述第一终端的下行数据所需的承载载波及承载载波数目n，其中，n≥1。其中，所述候选载波信息可以包括各个候选载波的单载波承载最大可支持下行传输速率和各个候选载波的当前负载信息。以上已经结合根据本公开实施例的方法进行了详细描述，此处不再赘述。

下行发射功率确定模块30，用于依据所述接收质量信息、所确定的承载载波、所确定的承载载波数目、所述接收强度信息来确定各个承载载波的目标下行发射功率；以及

处理模块40，用于在第i个承载载波的总下行发射功率小于等于第一预设阈值时，确定在第i个承载载波上以所确定的目标下行发射功率来传输所述第一终端的下行数据。

根据本公开实施例的服务器的又一方面，如图7所示，所述下行发射功率确定模块30可以包括：

调制编码方式确定子模块301，用于依据所述接收质量信息来确定所述第一终端的下行数据所允许的调制编码方式；

资源块确定子模块302，用于依据所确定的承载载波、所确定的承载载波数目以及所确定的调制编码方式来确定各个所述承载载波上的资源块数目和位置；

下行发射功率确定子模块303，用于依据所述接收强度信息、所确定的调制编码方式和所确定的资源块数目来确定各个所述承载载波的目标下行发射功率。

根据本公开实施例的服务器的又一方面，如图8所示，所述下行发射功率确定子模块303可以包括：

最大耦合损耗确定子单元3031，用于依据所述服务基站中的发射功率信息和所述业务请求中的接收强度信息来确定所述服务基站与所述第一终端之间的最大耦合损耗，其中所述发射功率信息包括所述服务基站的主同步信号的发射功率、辅同步信号的发射功率和参考信号的发射功率中的一者或多者；

最低接收功率要求确定子单元3032，用于依据所确定的调制编码方式和所确定的资源块数目来确定各个所述承载载波上的资源块的最低接收功率要求；以及

下行发射功率确定子单元3033，用于依据所述最大耦合损耗和所述最低接收功率要求来确定各个所述承载载波的目标下行发射功率。

根据本公开实施例的服务器的又一方面，所述处理模块40还可以用于：在第i个承载载波的总下行发射功率大于所述第一预设阈值并且所述第一终端的服务基站的当前总下行发射功率小于等于第二预设阈值时，确定提高第i个承载载波的可用下行发射功率，以便在第i个承载载波上以所确定的目标下行发射功率来传输所述第一终端的下行数据。

根据本公开实施例的服务器的又一方面，所述处理模块40还可以用于：在第i个承载载波的总下行发射功率大于所述第一预设阈值、所述服务基站的当前总下行发射功率大于所述第二预设阈值并且所述服务基站所服务的终端中存在业务优先级低于所述第一终端的业务优先级的终端时，确定提高第i个承载载波的可用下行发射功率，以便在第i个承载载波上以所确定的目标下行发射功率来传输所述第一终端的下行数据。另外，在这种情况下，处理模块40还可以用于确定降低业务优先级低于所述第一终端的业务优先级的终端的下行传输功率，或者确定在当前调度时刻对该终端的下行数据不进行调度。

根据本公开实施例的服务器的又一方面，所述处理模块40还可以用于：在第i个承载载波的总下行发射功率大于所述第一预设阈值、所述服务基站的当前总下行发射功率大于所述第二预设阈值并且所述服务基站所服务的终端中没有业务优先级低于所述第一终端的业务优先级的终端时，发送业务请求拒绝消息。

根据本公开实施例的服务器可以是云端机器人服务器。根据本公开实施例的服务器中的各个模块所执行的操作的具体实现方式已经在根据本公开实施例的方法中进行了详细描述，此处不再赘述。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。