一种成簇压缩的MTC设备数据传输方法及系统与流程

本发明涉及移动通信技术领域，更具体地，涉及一种成簇压缩的mtc设备数据传输方法及系统。

背景技术：

近年来，物联网技术在全世界范围内得到的普遍的发展，物联网的设备由于体型小、覆盖面积大等特性，使得其应用范围遍布生活周围。mtc技术是物联网技术在无线通信技术领域非常关键的技术之一，因此mtc接入控制方面的问题得到了广泛的研究。

常见的mtc接入控制问题包括当海量mtc设备同时向基站发送接入请求时，基站容易出现拥挤阻塞问题，因而会造成基站的处理效率下降，不断出现数据传输过程中的数据丢失和出错问题，所以mtc的拥塞优化问题不容忽视。

相比与lte中的基于调度的数据传输来说，免调度传输是一个新的传输类型，对于mmtc以及urllc等业务设备来说大有裨益。免调度传输对于零散的数据流量或者小数据包的传输特别有利。采用免调度传输总是有利于开销降低(至少对于sr，grant或rach)。具体的使用和部署可能取决于mmtc设备的特性和/或要求。由于使用的是免调度方案接收数据信息，所以接收端必须要使用sic接收机进行接收，但是sic接收机的复杂度与基站资源的共享用户数直接相关，当基站资源的共享用户数过大时，需要设计的sic接收机的复杂度必须很大，甚至可能会超过现阶段的技术能力，所以基站的设备负载能力会因此受限。

技术实现要素：

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种成簇压缩的mtc设备数据传输方法及系统，解决了目前大量mtc设备接入基站面临的拥塞问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种成簇压缩的mtc设备数据传输方法，包括：

s1，按照业务数据信息的相关性对所有的mtc设备进行成簇划分，并为每一个簇群选取对应的簇头设备；

s2，每一个簇群中的簇头设备对该簇群中的所有mtc设备的业务数据进行汇总压缩，并将汇总压缩后的业务数据上传给基站。

本发明的有益效果为：按照mtc设备数据类型进行成簇划分，按照给定的标准在小区内选取簇头设备，并通过簇群粗划分策略和簇群调整策略完成对所有设备的簇群划分。在簇头处汇总簇群内设备的数据信息，并通过数据压缩减少冗余，提高了海量mtc设备高效数据传输的效率，有效解决了大量mtc设备接入基站时面临的拥塞问题。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以作如下改进。

进一步的，所述步骤s1具体包括：

s11，从所有的mtc设备中按照预设条件选取多个簇头设备，并存储每一个簇头设备的业务数据信息；

s2，计算除多个簇头设备之外的每一个mtc设备的业务数据信息和每一个簇头设备的业务数据信息之间的相关性，按照相关性对簇头设备和mtc设备进行聚类，聚类后的簇头设备和mtc设备组成簇群。

进一步的，所述步骤s11还包括：

计算选取的多个簇头设备的业务数据信息之间的相关性，当相关性超过预设阈值的簇头设备有多个时，从中保留一个簇头设备，其它的簇头设备作为普通的mtc设备。

进一步的，所述步骤s2中每一个簇群中的簇头设备对该簇群中的所有mtc设备的业务数据进行汇总压缩具体包括：

s21a，每一个簇群中的簇头设备向该簇群内的其它所有mtc设备广播请求信令；

s22a，接收簇群内的每一个mtc设备发送的数据帧，其中，所述数据帧为mtc设备根据接收到的请求信令向簇头设备发送的；

s23a，簇头设备将每一个mtc设备的数据帧中的相同信息去掉，并将每一个mtc设备的数据帧中的区别信息组合，再将所述相同信息和组合后的区别信息进行组合，形成最终汇总压缩后的数据帧。

进一步的，所述步骤s2中每一个簇头设备将汇总压缩后的业务数据上传给基站具体包括：

s21b，每一个簇群中的簇头设备与基站建立连接，并向基站发送上行信令，其中，所述上行信令中包括所需的rb资源；

s22b，每一个簇头设备接收基站发送的告知信息，其中，所述告知信息为基站根据自身拥有的上行数据资源以及每一个簇头设备所需的rb资源，为每一个簇头设备分配对应的rb资源块后，向每一个簇头设备发送的，所述告知信息中包括向每一个簇头设备分配的rb资源块；s23b，每一个簇头设备通过分配的rb资源块将汇总压缩后的业务数据上传给基站。

进一步的，所述步骤s21b具体包括：

每一个簇群中的簇头设备向基站发送前导码；

接收基站返回的响应信息，其中，所述响应信息为当基站向所有不重复的前导码对应的簇头设备发送的；

当簇头设备接收到基站发送的响应信息时，向基站发送上行信令，所述上行信令中包括所需的rb资源。

进一步的，所述方法还包括：

对于具有重复前导码的簇头设备，设置退避时间，当经过退避时间后，基站通知每一个簇头设备再次向基站发送更新后的前导码。

进一步的，所述步骤s22b中基站根据自身拥有的上行数据资源以及每一个簇头设备所需的rb资源，为每一个簇头设备分配对应的rb资源块具体包括：

当基站的上行数据资源足够分给每一个簇头设备时，无重叠地给每一个簇头设备分配对应的rb资源块；

当基站的上行数据资源不足以分给每一个簇头设备时，采用基站资源多用户共享的方式给每一个簇头设备分配rb资源块。

进一步的，所述采用基站资源多用户共享的方式给每一个簇头设备分配rb资源块具体包括：

对基站资源块按照fb1～fbm-m划分，当划分完fbi后，基站资源不够划分给fbi+1，则从头开始对基站资源划分fbi+1～fbm-m，直到完成所有需求的划分位置，实现基站资源多用户共享；

其中，m-m指所有不重复的前导码对应的簇头设备的个数，i为所有簇头设备中的一个簇头设备标号。根据本发明的另一个方面，还提供了一种成簇压缩的mtc设备数据传输系统，包括多个mtc设备和基站，其中，从所有的mtc设备中选取多个簇头设备；

所述基站，用于按照业务数据的相关性对所有的mtc设备进行成簇划分，并为每一个簇群选取对应的簇头设备；

每一个所述簇头设备，用于对该簇群中的所有mtc设备的业务数据进行汇总压缩，并将汇总压缩后的业务数据上传给基站。

附图说明

图1为本发明一个实施例的成簇压缩的mtc设备数据传输方法流程图；

图2为本发明另一个实施例的簇群划分流程图；

图3为本发明一个实施例的簇群划分过程中簇群调整流程图；

图4为本发明另一个实施例中各mtc设备与簇头设备的数据交互示意图；

图5为本发明一个实施例中簇头设备对各mtc设备的业务数据压缩示意图；

图6为本发明另一个实施例中基站为每一个簇头设备分配资源流程图；

图7为本发明再一个实施例的成簇压缩的mtc设备数据传输系统连接框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图1，图1提供了本发明一个实施例的成簇压缩的mtc设备数据传输方法，面对大量mtc设备同时接入基站的拥塞问题，基于簇群划分的方案是目前拥塞控制的解决方案之一，具体内容如下：一组mtc设备在数据通信中分别作为单个的实体，并且相互之间将通过簇群网络建立连接。不同于蜂窝用户之间的通信方式，基于簇群划分后的mtc设备不是所有设备都直接和基站建立传输数据，而是通过选出簇头设备代表与基站直接建立交互，簇群内的其它设备则和簇头设备之间建立交互。采用基于簇群的方案可以提高能量效率以及网络中mtc设备的生命周期。簇头设备作为簇群中的重要成员之一，特殊在于是通过一些限定条件筛选出来的簇群代表，主要功能是汇总簇群的数据，并进行压缩处理，然后和基站进行交互。

本实施例提供的方法包括：s1，按照业务数据信息的相关性对所有的mtc设备进行成簇划分，并为每一个簇群选取对应的簇头设备；s2，每一个簇群中的簇头设备对该簇群中的所有mtc设备的业务数据进行汇总压缩，并将汇总压缩后的业务数据上传给基站。

在本实施例中，对需要接入基站的mtc设备按照业务相关性进行成簇划分，并为每一个簇群选取对应的簇头设备。其中，尽量将同类业务的mtc设备划分为同一个簇群，这样能够让每一个簇群中的簇头设备接收到每一个mtc设备的业务数据之间存在尽可能多的冗余信息，从而在向基站进行数据传输之前，可以在簇头设备处进行数据压缩，实现簇群内设备的数据信息高压缩效率的目标，在簇头设备对该簇群中的所有的mtc设备的业务数据进行压缩，也能够提高整个基站的接入数容限。

对所有的mtc设备进行了簇群划分以及为每一个簇群选取了对应的簇头设备后，每一个簇群中的簇头设备对该簇群中的所有mtc设备的业务数据进行汇总压缩，且将汇总压缩后的业务数据上传至基站。

本实施例按照mtc设备数据类型进行成簇划分，按照给定的标准在小区内选取簇头设备，并通过簇群粗划分策略和簇群调整策略完成对所有设备的簇群划分。然后，在簇头处汇总簇群内设备的数据信息，并通过数据压缩减少冗余，提高了海量mtc设备高效数据传输的效率，有效解决了大量mtc设备接入基站时面临的拥塞问题。

在本发明的一个实施例中，所述步骤s1具体包括：s11，从所有的mtc设备中按照预设条件选取多个簇头设备，并存储每一个簇头设备的业务数据信息；s2，计算除多个簇头设备之外的每一个mtc设备的业务数据信息和每一个簇头设备的业务数据信息之间的相关性，按照相关性对簇头设备和mtc设备进行聚类，聚类后的簇头设备和mtc设备组成簇群。

在对所有需要接入基站的mtc设备进行簇群划分的过程中，首先从所有的mtc设备中按照预设条件选取多个簇头设备，基站将选取的每一个簇头设备的业务数据信息进行存储。然后，除去多个簇头设备以外的所有的mtc设备将业务数据帧发送到基站，基站计算每一个mtc设备的业务数据帧和每一个簇头设备的业务数据帧之间的相关性，并根据相关性对簇头设备和mtc设备进行聚类，聚类后的簇头设备和mtc设备组成簇群。

mtc设备的簇群划分的过程主要可以分为两个阶段：第一阶段是簇群粗划分过程，即基于初始设置的阈值进行相关性比较来划分簇群，但会出现簇群中的mtc设备太少或者太多的情况。因此，第二阶段是簇群调整过程，即通过基站实时统计簇群的设备数，然后动态调整阈值y来实现控制簇群设备数在一定范围的目的。

其中，参见图2，簇群粗划分过程：选定簇头设备之后，基站存储簇头设备的业务数据信息a。然后每个mtc设备发送数据帧到基站，数据帧具体包括帧头存放的设备标识符和剩下数据帧存放的业务数据信息b。传输过程中需要加入控制策略(arq)保证每个mtc设备都能在第一次划分簇群的过程中成功发送数据，完成簇群的划分。

首先，每一个mtc设备的数据帧到达基站之后先去掉帧头，再将余下的业务数据信息b与基站存储的簇头设备的业务数据信息a进行相关性计算得到相关系数ri，其中，0＜i≤n，n为除掉簇头设备的所有mtc设备的个数。之后，将每个mtc设备的相关系数ri与设定的阈值y进行比较，如果满足ri>y，则将该mtc设备划分为此簇头设备为代表的簇群。相反，如果ri<y，则重新选取其它簇头设备的业务数据信息a进行比较，重新计算与此mtc设备的相关系数ri后再与阈值y比较。然后，划分好簇群的mtc设备需要反馈对应簇头设备的gid(groupidentification，群体身份)信息到基站，通知基站自己所在的簇群。

其中，参见图3，簇群调整过程为：簇群粗划分过程中mtc设备通过与不同的簇头设备计算相关性来划分簇群，但会出现簇群中的mtc设备数过少或者过多的情况，为了解决此问题，实现高效簇群接入的目标，下面给出了完成簇群粗划分过程后的簇群调整过程，具体流程如下：

首先，基站在簇群划分过程中实时统计簇群内的mtc设备数，在粗划分结束之后，基站可以得到每个簇头设备对应簇群的mtc设备数x。之后，将对每个簇群的mtc设备数x进行分析，如果簇群的mtc设备数x小于最低下限x1，需要在簇群调整过程中减小阈值y，从而增大簇群的数目。如果簇群的mtc设备数x大于最佳界限x2，需要在簇群中除去簇头设备之外，随机选出每一个簇群中多余的设备按照同样的最佳界限x2成簇，并从中选出新的簇头设备。此处簇头设备的选取标准与前述相同，选定后发送通知给基站，告诉基站新的簇头设备的gid信息，并在基站存储其业务数据信息a。最后，将经过簇群调整过程后，所有mtc设备重新发送新的簇头设备的gid到基站，通知基站其最终的簇群划分情况。

在本发明的另一个实施例中，所述步骤s11还包括：计算选取的多个簇头设备的业务数据信息之间的相关性，当相关性超过预设阈值的簇头设备有多个时，从中保留一个簇头设备，其它的簇头设备作为普通的mtc设备。

上述在所有的mtc设备中选取簇头设备的过程中，当mtc设备的负载设备能力达到100个、电池寿命达到10年以上、信道条件满足阈值的mtc设备作为簇头设备，在同一个覆盖小区内，针对不同的mtc业务，分别按照该原则选取mtc设备作为簇头设备。

按照上述方案选择出来的多个簇头设备有可能有多个簇头设备的业务数据类型是相同的，在划分簇群时，这多个簇头设备应该是在同一个簇群中的。因此，本实施例计算选取的多个簇头设备的业务数据之间的相关性，当相关性超过预设阈值的簇头设备有多个时，从中保留一个簇头设备，忽略其它的簇头设备。也即，当按照前述的方案选取的多个簇头设备中有多个簇头设备的业务数据的相关性大于预设阈值时，表明这几个簇头设备的业务数据是同一类型的业务数据，因此，在这几个簇头设备中保留一个簇头设备，其它的簇头设备作为普通mtc设备，这样能够使得后续划分出来的簇群更加准确。

在本发明的一个实施例中，所述步骤s2中每一个簇群中的簇头设备对该簇群中的所有mtc设备的业务数据进行汇总压缩具体包括：s21a，每一个簇群中的簇头设备向该簇群内的其它所有mtc设备广播请求信令；s22a，接收簇群内的每一个mtc设备发送的数据帧，其中，所述数据帧为mtc设备根据接收到的请求信令向簇头设备发送的；s23a，簇头设备将每一个mtc设备的数据帧中的相同信息去掉，并将每一个mtc设备的数据帧中的区别信息组合，再将所述相同信息和组合后的区别信息进行组合，形成最终汇总压缩后的数据帧。

当簇群划分完毕后，考虑到簇群内设备之间距离较近，为了尽可能节省蜂窝网频带资源，簇群内部可以使用局域网络，如wifi或者zigbee等，簇头和基站之间的通信交互使用蜂窝网络。即每一个mtc设备与该簇群的簇头设备之间通过局域网建立通信连接，每一个簇群的簇头设备通过蜂窝网络与基站建立通信连接。每一个簇群中的簇头设备汇总压缩该簇群内的所有mtc设备的业务数据。

具体过程为，参见图4，簇头设备通过局域网播发请求信令gidi到对应簇群内的所有mtc设备，其中，gidi代表第i个簇群的身份信息。之后，簇群内的mtc设备收到请求信令，如果恰好有数据等待发送，直接发送数据帧到簇头设备。如果暂时没有数据等待传输，则发送empty信令通知簇头设备。然后，簇头设备对于正确接收到的数据信息和empty信息都回应ack(acknowledgement，确认字符)信息，对于因数据丢失等情况导致簇头设备没能够及时收到回应信息的mtc设备，如果在预定时间t内没有收到簇头设备的回应信息，则需要重新发送数据帧或者empty至簇头设备，直到收到簇头设备的回应为止。最后，在预先设定的计数器时间内，mtc设备经过多次重传数据，如果仍然没有接收到簇头设备的回应信息，则不再重传数据，不再继续处理。

完成簇群内的mtc设备数据汇总到簇头设备之后，簇头设备开始对汇总的业务数据进行数据处理。考虑到上述的簇群划分标准是同类型mtc业务数据，比如某一簇群内所有mtc设备发送的业务数据都是智能水表发送的当前用水量信息数据帧，因此数据信息之间会存在一定的冗余度。本实施例提出的数据压缩方案主要是减小同一个簇群内的mtc设备的业务数据帧之间的冗余，具体流程如下：

考虑簇群划分是按照同类型业务数据的标准进行划分的，簇头设备接收的数据帧的格式基本一致。参见图5，图中ue1代表簇头设备的数据帧，直接是用a表示，作为数据相关性比较的基准。ue2～uen的数据帧的前面部分是用a表示，代表的是每个mtc设备数据中与簇头设备数据相同的信息，也正是需要消除的冗余信息。数据帧后面的a2～an表示的是mtc设备数据帧中与a区别的标记信息，比如标记了在某个位置的数据不同、具体的数据是什么。最终压缩后得到的业务数据帧如图2所示，将簇头设备ue1基准的数据帧a放在前面，后面紧接着存储的是设备ue2～uen与簇头设备数据不同的标记信息a2～an。

此压缩方案的思路来源于图像压缩，从上述数据压缩策略中不难看出，如果簇群划分时的相关性阈值y越大，簇群设备信息之间存在的冗余越大，数据压缩时的压缩程度越高，传输效率也越高。对于相关性相对较小的簇群，相比于不压缩直接传输来说，也仍然会有优势。

在本发明的一个实施例中，所述步骤s2中每一个簇头设备将汇总压缩后的业务数据上传给基站具体包括：s21b，每一个簇群中的簇头设备与基站建立连接，并向基站发送上行信令，其中，所述上行信令中包括所需的rb资源；s22b，每一个簇头设备接收基站发送的告知信息，其中，所述告知信息为基站根据自身拥有的上行数据资源以及每一个簇头设备所需的rb资源，为每一个簇头设备分配对应的rb资源块后，向每一个簇头设备发送的，所述告知信息中包括向每一个簇头设备分配的rb资源块；s23b，每一个簇头设备通过分配的rb资源块将汇总业所后的业务数据上传给基站。

上述每一个簇群中的簇头设备对簇群内的所有的mtc设备的业务数据帧进行了汇总压缩后，每一个簇群中的簇头设备与基站通过蜂窝网络建立通信连接。每一个簇头设备向基站发送上行信令，其中，上行信令中包括簇头设备需要的rb资源。当基站接收到每一个簇头设备发送的上行信令后，根据上行信令中需要的rb资源，根据自身拥有的上行数据资源，为每一个簇头设备分配对应的rb资源块，并告知每一个簇头设备，以使每一个簇头设备通过分配的rb资源块将汇总压缩后的业务数据帧上传至基站。

在本发明的另一个实施例中，所述步骤s21b具体包括：每一个簇群中的簇头设备向基站发送前导码；接收基站返回的响应信息，其中，所述响应信息为当基站向所有不重复的前导码对应的簇头设备发送的；当簇头设备接收到基站发送的响应信息时，向基站发送上行信令，所述上行信令中包括所需的rb资源。

在基站向每一个簇头设备分配rb资源的过程中，首先，簇头设备随机选择前导序列发送到基站，簇头设备选择的前导序列代表了需要传输的信令资源。

参见图6，基站接收到各个簇头设备发送的前导序列后，对接收到的前导序列的个数进行统计，得到请求接入的簇头设备数m，并判断这些前导序列中是否有重复的前导序列，比如，基站总共接收到的m个前导序列中有m个前导序列是重复的，则基站先不对重复前导序列的簇头设备的业务数据进行处理，只对前导序列没有重复的m-m个簇头设备进行处理。

基站开始向上述前导序列没有重复的m-m个簇头设备反馈response响应信息，其中，响应信息内容包括前导序列索引，以及计算时域相关值，实现上行时间和网络侧保持同步，而对于使用了相同前导序列而发生冲突的m个簇头设备不再反馈response信息。

接收到响应信息的簇头设备向基站发送上行信令，将各自所需的上行rb资源通知基站，实现基站向每一个簇头设备分配对应的rb资源块。在本实施例中，簇头设备局将向基站发送前导序列的过程和发送上行信令的过程分离开来，避免一次发送数据过多造成的不便，提高整个数据传输效率。其中，当基站收到簇头设备ue1～uem-m各自所需的上行rb资源块之后，针对基站拥有的数据传输资源，除去保护间隔以外，按照每个簇头设备的rb资源块需求fb1～fbm-m对基站拥有的上行rb资源进行分配。当基站拥有的上行rb资源足够分给(m-m)个簇头设备时，可以无重叠地给m-m个簇头设备分配rb资源块，在该种情况下，当簇头设备向基站通过分配的rb资源块上传业务数据时，基站可以无冲突地接收到各个簇头设备发送的上行数据。相反地，当基站拥有的上行rb资源不足以分给m-m个簇头设备时，则采用基站资源多用户共享的方式给每个簇头设备分配rb资源。

当基站为每一个簇头设备分配完rb资源块时，基站将分配给簇头设备ue1～uem-m的具体资源块通知每一个簇头设备，从而让每个簇头设备在随后的免调度接入过程中按照分配的rb资源块进行数据传输。

在本发明的一个实施例中，所述方法还包括：对于具有重复前导码的簇头设备，设置退避时间，当经过退避时间后，基站通知每一个簇头设备再次向基站发送更新后的前导码。

对于上述具有重复前导序列的簇头设备，可以设置退避时间t，当经过退避时间t后，具有重复前导序列的每一个簇头设备重新随机选取前导序列，并向基站发送更新后的前导序列，重复执行上述步骤。即基站根据前导序列，向簇头设备返回响应信息，然后每一个簇头设备向基站发送上行信令，基站根据上行信令中所需的rb资源信息，为簇头设备分配对应的rb资源块。分配资源块的过程与上述方法相同。

在本发明的一个实施例中，所述步骤s22b中基站根据自身拥有的上行数据资源以及每一个簇头设备所需的rb资源，为每一个簇头设备分配对应的rb资源块具体包括：当基站的上行数据资源足够分给每一个簇头设备时，无重叠地给每一个簇头设备分配对应的rb资源块；当基站的上行数据资源不足以分给每一个簇头设备时，采用基站资源多用户共享的方式给每一个簇头设备分配rb资源块。

在现有技术方案中，簇头设备向基站传输数据的过程中，通常有两种方案，第一种方案是采用调度的方式，具体为所有的簇头设备先接入基站中，然后由基站向每一个簇头设备分配rb资源，采用调度的方式通常不会造成资源冲突的问题，但是会增加信令开销。为了减少数据传输过程中的信令开销，第二种方案是采用免调度的方式，所有的簇头设备先随机获取基站的资源，然后通过随机获取的资源向基站传输数据，这样会造成资源冲突问题，比如，10个簇头设备同时接入第一块rb资源，这个时候，会造成资源冲突，有些簇头设备向基站传输的数据会有很大的延迟。同时也增加了sic接收机的设计复杂度，sic接收机的设计复杂度跟每一块rb资源的用户数量有关，用户量越多，sic接收机的设计复杂度会越高。

而本实施例在簇头设备向基站传输数据的过程中，也是采用免调度的方式，为了减小sic接收机的设计复杂度的问题，在基站对多个簇头设备进行rb资源块分配的过程中，当基站拥有的上行rb资源足够分给m-m个簇头设备时，可以无重叠地给m-m个簇头设备分配rb资源块，在该种情况下，当簇头设备向基站通过分配的rb资源块上传业务数据时，基站可以无冲突地接收到各个簇头设备发送的上行数据。相反地，当基站拥有的上行rb资源不足以分给m-m个簇头设备时，则采用基站资源多用户共享的方式给每个簇头设备分配rb资源。具体来说，对基站资源块按照fb1～fbm-m划分，当划分完fbi后，基站资源不够划分给fbi+1，则从头开始对基站资源划分fbi+1～fbm-m，直到完成所有需求的划分位置，实现基站资源多用户共享。本实施例中当基站资源不够时，是通过循环的方式为每一个簇头设备分配rb资源，这样能够避免过多的簇头设备共享一块rb资源，减小基站中sic接收机的设计复杂度，也避免造成数据传输的拥塞。采用本实施例的方法不仅能够保留免调度方案减少信令开销的优点，同时能够解决原本免调度方案接入数受限的问题，进一步提高了接入数容限。

基站为每一个簇头设备分配了对应的rb资源块后，将分配的资源块通知给对应的簇头设备，使得簇头设备按照分配的rb资源块向基站信传输业务数据。

本实施例中预先对簇头设备分配资源，当资源分配完成后，簇头设备采用免调度方式直接按照分配的资源向基站上传业务数据，无需在上传数据的同时，请求基站来分配对应的资源，会提高业务数据传输的效率。

参见图3，为本发明另一个实施例的成簇压缩的mtc设备数据传输系统，包括多个mtc设备和基站，其中，从所有的mtc设备中选取多个簇头设备。所述基站，用于按照业务数据的相关性对所有的mtc设备进行成簇划分，并为每一个簇群选取对应的簇头设备；每一个所述簇头设备，用于对该簇群中的所有mtc设备的业务数据进行汇总压缩，并将汇总压缩后的业务数据上传给基站。

基站对需要接入的mtc设备按照业务相关性进行成簇划分，并为每一个簇群选取对应的簇头设备。对所有的mtc设备进行了簇群划分以及为每一个簇群选取了对应的簇头设备后，每一个簇群中的簇头设备对该簇群中的所有mtc设备的业务数据进行汇总压缩，且将汇总压缩后的业务数据上传至基站。

其中，所述基站用于按照业务数据的相关性对所有的mtc设备进行成簇划分，并为每一个簇群选取对应的簇头设备具体包括：

从所有的mtc设备中按照预设条件选取多个簇头设备，并存储每一个簇头设备的业务数据信息；计算除簇头设备之外的每一个mtc设备的业务数据信息和每一个簇头设备的业务数据信息之间的相关性，按照相关性对簇头设备和mtc设备进行聚类，聚类后的簇头设备和mtc设备组成簇群。

所述的基站在从所有的mtc设备中按照预设条件选取多个簇头设备的过程中，还用于：

计算选取的多个簇头设备的业务数据之间的相关性，当相关性超过预设阈值的簇头设备有多个时，从中保留一个簇头设备，其它的簇头设备作为普通的mtc设备。

每一个所述簇头设备，用于对该簇群中的所有mtc设备的业务数据进行汇总压缩具体包括：

每一个簇群中的簇头设备向该簇群内的其它所有mtc设备广播请求信令，并接收簇群内的每一个mtc设备根据接收到的请求信令，向簇头设备的发送数据帧；以及将每一个mtc设备的数据帧中的相同信息去掉，并将每一个mtc设备的数据帧中的区别信息组合，再将所述相同信息和组合后的区别信息进行组合，形成最终的数据帧。

每一个所述簇头设备，用于将汇总压缩后的业务数据上传给基站具体包括：

每一个簇群中的簇头设备与基站建立连接，并向基站发送上行信令，其中，所述上行信令中包括所需的rb资源；接收基站发送的告知信息，其中，所述告知信息为基站根据自身拥有的上行数据资源以及每一个簇头设备所需的rb资源，为每一个簇头设备分配对应的rb资源块后，向每一个簇头设备发送的，所述告知信息中包括向每一个簇头设备分配的rb资源块；通过分配的rb资源块将汇总业所后的业务数据上传给基站。

所述每一个簇群中的簇头设备与基站建立连接，并向基站发送上行信令具体包括：

每一个簇群中的簇头设备向基站发送前导码；并接收基站返回的响应信息，其中，所述响应信息为当基站向所有不重复的前导码对应的簇头设备发送的；以及当簇头设备接收到基站发送的响应信息时，向基站发送上行信令，所述上行信令中包括所需的rb资源。

所述基站还用于：对于具有重复前导码的簇头设备，设置预设时间，当经过预设时间后，通知每一个簇头设备再次向基站发送更新后的前导码。

所述基站，用于根据自身拥有的上行数据资源以及每一个簇头设备所需的rb资源，为每一个簇头设备分配对应的rb资源块具体包括：

当基站的上行数据资源足够分给每一个簇头设备时，无重叠地给每一个簇头设备分配对应的rb资源块；

当基站的上行数据资源不足以分给每一个簇头设备时，采用基站资源多用户共享的方式给每一个簇头设备分配rb资源块。

本发明提供的一种成簇压缩的mtc设备数据传输方法及系统，首先按照mtc设备数据类型进行成簇划分，按照给定的标准在小区内选取簇头设备，并通过簇群粗划分策略和簇群调整策略完成对所有设备的簇群划分。然后，在簇头设备处汇总簇群内所有的mtc设备的数据信息，并通过数据压缩减少冗余，提高了海量mtc设备高效数据传输的效率，有效解决了大量mtc设备接入基站时面临的拥塞问题。之后，簇头设备采用基于预测的资源预分配方案，即先对簇头设备的所需资源进行分配，使得簇头设备向基站传输数据时，通过免调度的方式直接传输压缩后的数据包，减小了sic接收机处理复杂度，同时也提供了保证海量mmtc高效数据传输的能力。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。