CN107294692B - 一种数据包的传输方法、装置及基站 - Google Patents

一种数据包的传输方法、装置及基站 Download PDF

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Abstract

本发明的实施例提供了一种数据包的传输方法、装置及基站，涉及通信技术领域，解决了现有技术中基于蜂窝的窄带物联网是以当前可利用的频率资源为出发点，因此即使剩余的可利用的频率资源较少时，仍然会采用上述的多载波调制技术进行载波信道的分配，使得当前剩余的可利用的频率资源被全部占用，导致后续数据包在进行传输时，无法及时的响应。该方法包括，获取当前网络的带宽使用率；若确定带宽使用率大于预设带宽使用率，则依据用户设备当前测量的参数选取传输所述用户设备发送的数据包的数据通道。本发明实施例用于数据包的传输。

Description

一种数据包的传输方法、装置及基站
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种数据包的传输方法、装置及基站。
背景技术
现有技术中基于蜂窝的窄带物联网(英文全称：Narrow Band Internet ofThings，简称：NB-IoT)是基于第三代合作伙伴计划(3rd Generation PartnershipProject，简称：3GPP)长期演进(英文全称：Long Term Evolution，简称：LTE)标准协议演进的物联网技术，主要面向中低速率、深度覆盖、低功耗、大连接的物联网应用场景，其网络架构如图1所示，包括用户设备(英文全称：User Equipment，简称：UE)、基站(英文全称：Evolved Node B，简称：eNodeB)、4G核心网络(英文全称：Evolved Packet Core，简称：EPC)、物联网(英文全称：Internet of Things，简称：IoT)平台以及应用服务器。
3GPP中规定NB-IoT比通用分组无线服务技术(英文全称：General Packet RadioService，简称：GPRS)在覆盖方面有20dB的提升，支持三种覆盖等级，下行通过数据重复带来覆盖增强，上行通过数据重复、提升上行功率谱密度的方式带来覆盖增强；下行采用正交频分多址(英文全称：Orthogonal Frequency Division Multiple Access，简称：OFDMA)技术，子载波间隔15KHZ；上行采用单载波频分多址(英文全称：Single-carrier Frequency-Division Multiple Access，简称：SC-FDMA)技术，具有单载波和多载波两种调制方案，单载波的子载波间隔有3.75KHz和15KHz两种，多载波的和LTE一样，载波间隔还是15KHz，组合方式包括3信道、6信道、12信道；用户设备在进行数据传输时，NB-IoT中的物理上行共享信道(英文全Physical Uplink Shared Channel，简称：Pusch)支持15KHz子载波间隔下的单载波和多载波的自适应选择，支持多载波的用户设备优先使用多载波传输，如果多载波资源分配失败，可以尝试分配单载波资源；在实际的应用中，由于12个载波信道的资源利用率和时延等性能都优于6个载波信道和3个载波信道，故优先分配12个载波信道。
然而，由于基于蜂窝的窄带物联网是以当前可利用的频率资源为出发点，因此即使剩余的可利用的频率资源较少时，仍然会采用上述的多载波调制技术进行载波信道的分配，优先进行12个载波信道的分配(即将可利用的频率资源全部用于数据包的传输)，使得当前剩余的可利用的频率资源被全部占用，导致后续数据包在进行传输时，无法及时的响应。
有上述可知，现有技术中基于蜂窝的窄带物联网是以当前可利用的频率资源为出发点，因此即使剩余的可利用的频率资源较少时，仍然会采用上述的多载波调制技术进行载波信道的分配，使得当前剩余的可利用的频率资源被全部占用，导致后续数据包在进行传输时，无法及时的响应。
发明内容
本发明的实施例提供一种数据包的传输方法、装置及基站，解决了现有技术中基于蜂窝的窄带物联网是以当前可利用的频率资源为出发点，因此即使剩余的可利用的频率资源较少时，仍然会采用上述的多载波调制技术进行载波信道的分配，使得当前剩余的可利用的频率资源被全部占用，导致后续数据包在进行传输时，无法及时的响应的问题。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面、本发明的实施例提供一种数据包的传输方法，包括：
获取当前网络的带宽使用率；若确定带宽使用率大于预设带宽使用率，则选取传输用户设备发送的数据包的载波信道的数量。
可选的，该方法还包括：若确定带宽使用率小于或等于预设带宽使用率，则采用多载波调制方式或者ST调制方式传输用户设备发送的数据包。
可选的，该方法还包括：获取用户设备所处的覆盖区域；若确定带宽使用率大于预设带宽使用率，则选取传输用户设备发送的数据包的载波信道的数量，包括：若确定带宽使用率大于预设带宽使用率，则根据用户设备所处的覆盖区域选取传输用户设备发送的数据包的载波信道的数量。
可选的，该方法还包括：获取用户设备的信噪比和用户设备发送的数据包的发包等级；若确定带宽使用率大于预设带宽使用率，则根据用户设备所处的覆盖区域选取传输用户设备发送的数据包的载波信道的数量，包括：若确定带宽使用率大于预设带宽使用率，则根据用户设备所处的覆盖区域、用户设备的信噪比以及发包等级选取传输用户设备发送的数据包的载波信道的数量。
第二方面、本发明的实施例提供一种数据包的传输装置，包括：数据获取单元，用于获取当前网络的带宽使用率；数据处理单元，用于若确定数据获取单元获取的带宽使用率大于预设带宽使用率，则选取传输用户设备发送的数据包的载波信道的数量。
可选的，数据处理单元，还用于若确定数据获取单元获取的带宽使用率小于或等于预设带宽使用率，则采用多载波调制方式或者ST调制方式传输用户设备发送的数据包。
可选的，数据获取单元，还用于获取用户设备所处的覆盖区域；数据处理单元，具体用于若确定数据获取单元获取的带宽使用率大于预设带宽使用率，则根据数据获取单元获取的用户设备所处的覆盖区域选取传输用户设备发送的数据包的载波信道的数量。
可选的，数据获取单元，还用于获取用户设备的信噪比和用户设备发送的数据包的发包等级；数据处理单元，具体用于若确定数据获取单元获取的带宽使用率大于预设带宽使用率，则根据用户设备所处的覆盖区域、用户设备的信噪比以及发包等级选取传输用户设备发送的数据包的载波信道的数量。
第三方面、本发明的实施例提供一种基站，包括如第二方面提供的任一项数据包的传输装置。
本发明实施例提供的数据包的传输方法、装置及基站，无需像现有技术以当前可利用的频率资源为出发点，即使剩余的可利用的频率资源较少还是按照多载波调制技术进行传输，而是在当前网络的带宽使用率大于预设带宽使用率时(剩余的可利用的频率资源较少)，选取传输用户设备发送的数据包的载波信道的数量，从而解决了现有技术中基于蜂窝的窄带物联网是以当前可利用的频率资源为出发点，因此即使剩余的可利用的频率资源较少时，仍然会采用上述的多载波调制技术进行载波信道的分配，使得当前剩余的可利用的频率资源被全部占用，导致后续数据包在进行传输时，无法及时的相应的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中基于蜂窝的窄带物联网的网络架构示意图；
图2为本发明的实施例提供的一种数据包的传输方法的流程示意图；
图3为本发明的实施例提供的一种数据包的传输方法的另一种流程示意图；
图4为本发明的实施例提供的一种数据包的传输方法的又一种流程示意图；
图5为本发明的实施例提供的一种数据包的传输方法的覆盖区域划分示意图；
图6为本发明的实施例提供的一种数据包的传输装置的结构示意图。
附图标记：
数据包的传输装置-10；
数据获取单元-101；数据处理单元-102。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
在本发明的描述中，将基站的覆盖区域分为三个区域、将用户设备发送的数据包的发包等级分为三个等级以及将预设带宽使用率设置为30％为例进行说明，具体的实现方式如下：
实施例一、本发明的实施例提供一种数据包的传输方法，如图2所示包括：
S101、获取当前网络的带宽使用率。
S102、若确定带宽使用率大于预设带宽使用率，则选取传输用户设备发送的数据包的载波信道的数量。
可选的，该方法还包括：若确定带宽使用率小于或等于预设带宽使用率，则采用多载波调制方式或者ST调制方式传输用户设备发送的数据包。
需要说明的是，在实际的应用中，在计算S101中的带宽使用率时采用如下公式进行计算，
Figure BDA0001333937630000051
其中，Propotion_t表示t时刻180KHz带宽中所占用的资源比例，Num_carry_t表示t时刻180KHz带宽中占用的带宽；步骤S102中载波信道的数量为一种或多种；示例性的，现有技术中多载波调制(英文全称：Multi-tone)和LTE一样，载波间隔还是15KHz，组合方式包括3信道、6信道、12信道；单载波调制(英文全称：Singletone)的子载波间隔有3.75KHz和15KHz两种，组合方式包括单信道；这里载波信道的数量为一种或多种，一种是指组合方式为单信道，多种是指组合方式为3信道、6信道或者12信道；当然也可以根据实际的使用情况，自定义需要的组合方式如：4信道、5信道等。
在实际的应用中，当带宽使用率大于等于零且小于30％时，对于支持Multi-tone的用户优先使用Multi-tone传输；对于Multi-tone用户的分配，由于12个载波信道的资源利用率和时延等性能都优于6个载波信道和3个载波信道，故优先分配12个载波信道；如果12个载波信道分配失败，可能是当前信道已经有部分载波资源被占用导致，此时依次尝试6个载波信道和3个载波信道的分配；如果Multi-tone传输资源分配失败，尝试单载波信道分配；如果Multi-tone资源分配失败，可以尝试分配单载波信道。
本发明实施例提供的数据包的传输方法无需像现有技术以当前可利用的频率资源为出发点，即使剩余的可利用的频率资源较少还是按照多载波调制技术进行传输，而是在当前网络的带宽使用率大于预设带宽使用率时(剩余的可利用的频率资源较少)，选取传输用户设备发送的数据包的载波信道的数量，从而解决了现有技术中基于蜂窝的窄带物联网是以当前可利用的频率资源为出发点，因此即使剩余的可利用的频率资源较少时，仍然会采用上述的多载波调制技术进行载波信道的分配，使得当前剩余的可利用的频率资源被全部占用，导致后续数据包在进行传输时，无法及时的相应的问题。
实施例二、本发明的实施例提供一种数据包的传输方法，如图3、图4和图5所示，具体实现方式如下：
情景一、本发明的实施例提供一种数据包的传输方法，如图3所示：
S1010、获取当前网络的带宽使用率以及用户设备所处的覆盖区域。
需要说明的是，如图5所示基站的覆盖区域包括：第一覆盖区域、第二覆盖区域以及第三覆盖区域，第一覆盖区域位于第二覆盖区域内，第二覆盖区域位于第三覆盖区域内；为了明确用户设备所处的覆盖区域，通过对不同的覆盖区域设置不同的参考信号接收功率(英文全称，简称：Reference Signal Receiving Power，简称：RSRP)的取值范围，进而基站通过用户设备上传的RSRP值确定用户设备当前处于哪个覆盖区域；示例性的，由于基站发射信号功率参考电平RS至用户设备，用户设备根据基站下发的RS值，测量终端所在位置的RSRP值；而由于外部环境的影响，用户设备在测量RSRP值时会受到当前系统噪声Noise的影响；因此，将第一覆盖区域的RSRP取值范围设置为(0，A]，将第二覆盖区域的RSRP取值范围设置为(A，B]，将第一覆盖区域的RSRP取值范围设置为(B，C]，其中A等于144dBm减去Noise，B等于154dBm减去Noise，C等于164dBm减去Noise；若用户设备上传的RSRP值∈(0，A]，则用户设备位于第一覆盖区域；若用户设备上传的RSRP值∈(A，B]，则用户设备位于第二覆盖区域；若用户设备上传的RSRP值∈(B，C]，则用户设备位于第三覆盖区域。
S1020、若确定带宽使用率大于预设带宽使用率，则根据用户设备所处的覆盖区域选取传输用户设备发送的数据包的载波信道的数量。
需要说明的是，在实际的应用中为了提升后续业务请求接入成功率，对于信号质量较好且包长较短的业务，尽量分配较少的带宽资源，并占用很短的时长，当用户设备位于第一覆盖区域时，基站对用户设备的覆盖质量较高，不存在数据重传。
当用户设备位于第一覆盖区域并且带宽使用率大于等于30％且小于等于70％时，选取传输用户设备发送的数据包的载波信道的数量选择12信道、6信道、3信道、单信道，依次尝试，直至成功。
当用户设备位于第一覆盖区域并且带宽使用率大于70％时，选取传输用户设备发送的数据包的载波信道的数量选择6信道、3信道、单信道，依次尝试，直至成功；因此，在资源占用率高的情况下，基站采用占用带宽小的调制方式；在资源占用率不是很高情况下，基站采用带宽大的调制方式，从而保证用户在进行数据包传输过程中业务接入的成功率。
本发明实施例提供的数据包的传输方法无需像现有技术以当前可利用的频率资源为出发点，即使剩余的可利用的频率资源较少还是按照多载波调制技术进行传输，而是在当前网络的带宽使用率大于预设带宽使用率时(剩余的可利用的频率资源较少)，选取传输用户设备发送的数据包的载波信道的数量，从而解决了现有技术中基于蜂窝的窄带物联网是以当前可利用的频率资源为出发点，因此即使剩余的可利用的频率资源较少时，仍然会采用上述的多载波调制技术进行载波信道的分配，使得当前剩余的可利用的频率资源被全部占用，导致后续数据包在进行传输时，无法及时的相应的问题。
情景二、本发明的实施例提供一种数据包的传输方法，如图4所示：
S1011、获取当前网络的带宽使用率以及用户设备所处的覆盖区域、用户设备的信噪比和用户设备发送的数据包的发包等级。
需要说明的是，用户设备的信噪比(英文全称：Signal Noise Ratio，简称：SNR)等于SNRUEi减去△SNR，其中SNRUEi表示第i个UE在所在位置的目标SNR值，△SNR表示信号信噪比容忍值；发包等级包括多个发包等级，这里的多个是指两个或者两个以上；示例性的，以三个发包等级为例进行说明，其中第一发包等级内的数据包的字节数d∈(0，P]，第二发包等级内的数据包的字节数e∈(P，Q]，第三发包等级内的数据包的字节数f∈(Q，+∞)，其中P小于Q；当用户设备发送的数据包的字节数Packet∈(0，P]时，则用户设备发送的数据包的发包等级为第一发包等级，当用户设备发送的数据包的字节数Packet∈(P，Q]时，则用户设备发送的数据包的发包等级为第二发包等级，当用户设备发送的数据包的字节数Packet∈(Q，+∞)时，则用户设备发送的数据包的发包等级为第三发包等级。
S1021、若确定带宽使用率大于预设带宽使用率，则根据用户设备所处的覆盖区域、用户设备的信噪比以及发包等级选取传输用户设备发送的数据包的载波信道的数量。
需要说明的是，在实际的应用中为了提升后续业务请求接入成功率，对于信号质量较好且包长较短的业务，尽量分配较少的带宽资源，并占用很短的时长，如图5所示当用户设备位于第二覆盖区域或者第三覆盖区域时，基站对用户设备的覆盖质量较差，存在数据重传。
当用户设备位于第二覆盖区域或者第三覆盖区域并且带宽使用率大于等于30％且小于等于70％时，选取传输用户设备发送的数据包的载波信道的数量选择12信道、6信道、3信道、单信道方式，依次尝试，直至成功。
当用户设备位于第二覆盖区域或者第三覆盖区域并且带宽使用率大于70％时，若SNR≤SNRUEi-SNR且用户设备发送的数据包的发包等级为第一发包等级时，则选择单信道方式，直至成功；若SNR≤SNRUEi-△SNR且用户设备发送的数据包的发包等级为第二发包等级时，则选择3信道或者单信道方式，依次尝试，直至成功；若SNR≤SNRUEi-△SNR且用户设备发送的数据包的发包等级为第三发包等级时，则选择3信道或者单信道方式，依次尝试，直至成功；其他情况(SNR＞SNRUEi-SNR)，则选择6信道、3信道、单信道，依次尝试，直至成功。
本发明实施例提供的数据包的传输方法无需像现有技术以当前可利用的频率资源为出发点，即使剩余的可利用的频率资源较少还是按照多载波调制技术进行传输，而是在当前网络的带宽使用率大于预设带宽使用率时(剩余的可利用的频率资源较少)，选取传输用户设备发送的数据包的载波信道的数量，从而解决了现有技术中基于蜂窝的窄带物联网是以当前可利用的频率资源为出发点，因此即使剩余的可利用的频率资源较少时，仍然会采用上述的多载波调制技术进行载波信道的分配，使得当前剩余的可利用的频率资源被全部占用，导致后续数据包在进行传输时，无法及时的相应的问题。
实施例三、本发明的实施例提供一种数据包的传输装置，如图6所示包括：数据获取单元，用于获取当前网络的带宽使用率；数据处理单元，用于若确定数据获取单元获取的带宽使用率大于预设带宽使用率，则选取传输用户设备发送的数据包的载波信道的数量。
可选的，数据处理单元，还用于若确定数据获取单元获取的带宽使用率小于或等于预设带宽使用率，则采用多载波调制方式或者ST调制方式传输用户设备发送的数据包。
可选的，数据获取单元，还用于获取用户设备所处的覆盖区域；数据处理单元，具体用于若确定数据获取单元获取的带宽使用率大于预设带宽使用率，则根据数据获取单元获取的用户设备所处的覆盖区域选取传输用户设备发送的数据包的载波信道的数量。
可选的，数据获取单元，还用于获取用户设备的信噪比和用户设备发送的数据包的发包等级；数据处理单元，具体用于若确定数据获取单元获取的带宽使用率大于预设带宽使用率，则根据用户设备所处的覆盖区域、用户设备的信噪比以及发包等级选取传输用户设备发送的数据包的载波信道的数量。
本发明实施例提供的数据包的传输装置无需像现有技术以当前可利用的频率资源为出发点，即使剩余的可利用的频率资源较少还是按照多载波调制技术进行传输，而是在当前网络的带宽使用率大于预设带宽使用率时(剩余的可利用的频率资源较少)，选取传输用户设备发送的数据包的载波信道的数量，从而解决了现有技术中基于蜂窝的窄带物联网是以当前可利用的频率资源为出发点，因此即使剩余的可利用的频率资源较少时，仍然会采用上述的多载波调制技术进行载波信道的分配，使得当前剩余的可利用的频率资源被全部占用，导致后续数据包在进行传输时，无法及时的相应的问题。
实施例四、本发明的实施例提供一种基站，包括如实施例三提供的任一项数据包的传输装置。
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。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种数据包的传输方法，其特征在于，应用于蜂窝窄带物联网，包括：
获取当前网络的带宽使用率；
若所述带宽使用率大于预设带宽使用率，基站采用占用带宽小的调制方式，为用户设备选取其发送数据包的载波信道的数量。
2.根据权利要求1所述的数据包的传输方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述带宽使用率小于或等于预设带宽使用率，则采用多载波调制方式或者ST调制方式传输所述用户设备发送的数据包。
3.根据权利要求1所述的数据包的传输方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述用户设备所处的覆盖区域；
所述若确定所述带宽使用率大于预设带宽使用率，则选取传输所述用户设备发送的数据包的载波信道的数量，包括：
若确定所述带宽使用率大于预设带宽使用率，则根据所述用户设备所处的覆盖区域选取传输所述用户设备发送的数据包的载波信道的数量。
4.根据权利要求3所述的数据包的传输方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取所述用户设备的信噪比和所述用户设备发送的数据包的发包等级；
所述若确定所述带宽使用率大于预设带宽使用率，则根据所述用户设备所处的覆盖区域选取传输所述用户设备发送的数据包的载波信道的数量，包括：
若确定所述带宽使用率大于预设带宽使用率，则根据所述用户设备所处的覆盖区域、所述用户设备的信噪比以及所述发包等级选取传输所述用户设备发送的数据包的载波信道的数量。
5.一种数据包的传输装置，其特征在于，应用于蜂窝窄带物联网，包括：
数据获取单元，用于获取当前网络的带宽使用率；
数据处理单元，用于若确定所述数据获取单元获取的所述带宽使用率大于预设带宽使用率，基站采用占用带宽小的调制方式，选取传输用户设备发送的数据包的载波信道的数量。
6.根据权利要求5所述的数据包的传输装置，其特征在于，所述数据处理单元，还用于若确定所述数据获取单元获取的所述带宽使用率小于或等于预设带宽使用率，则采用多载波调制方式或者ST调制方式传输所述用户设备发送的数据包。
7.根据权利要求5所述的数据包的传输装置，其特征在于，所述数据获取单元，还用于获取所述用户设备所处的覆盖区域；
所述数据处理单元，具体用于若确定所述数据获取单元获取的所述带宽使用率大于预设带宽使用率，则根据所述数据获取单元获取的所述用户设备所处的覆盖区域选取传输所述用户设备发送的数据包的载波信道的数量。
8.根据权利要求7所述的数据包的传输装置，其特征在于，所述数据获取单元，还用于获取所述用户设备的信噪比和所述用户设备发送的数据包的发包等级；
所述数据处理单元，具体用于若确定所述数据获取单元获取的所述带宽使用率大于预设带宽使用率，则根据所述用户设备所处的覆盖区域、所述用户设备的信噪比以及所述发包等级选取传输所述用户设备发送的数据包的载波信道的数量。
9.一种基站，其特征在于，包括如权利要求5-8任一项所述的数据包的传输装置。
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