CN110048811B - 一种物联网中低时延的信息处理方法、系统及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种物联网中低时延的信息处理方法、系统及存储介质，该信息处理方法包括：第二通信节点接收第一通信节点发送的第一配置信息，并将所述第一配置信息存储到存储器中；所述第二通信节点获取需要给所述第一通信节点发送的信源数据业务比特序列，根据所述信源数据业务比特序列的长度和所述第一配置信息确定需要使用的候选接入序列组。本发明的有益效果是：本发明与现有技术相比,克服现有物联网中频谱效率差的问题,提高了物联网系统的频谱效率,降低了控制开销。

Description

一种物联网中低时延的信息处理方法、系统及存储介质
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种物联网中低时延的信息处理方法、系统及存储介质。
背景技术
5G将满足人们在居住、工作、休闲和交通等各种区域的多样化业务需求，即便在密集住宅区、办公室、体育场、露天集会、地铁、快速路、高铁和广域覆盖等具有超高流量密度、超高连接数密度、超高移动性特征的场景，也可以为用户提供超高清视频、虚拟现实、增强现实、云桌面、在线游戏等极致业务体验。与此同时，5G还将渗透到物联网及各种行业领域，与工业设施、医疗仪器、交通工具等深度融合，有效满足工业、医疗、交通等垂直行业的多样化业务需求，实现真正的“万物互联”。
5G应用场景可以分为两大类，即移动宽带(MBB,Mobile Broadband)和物联网(IoT，Internet of Things)。其中，移动宽带接入的主要技术需求是高容量，提供高数据速率，以满足数据业务需求的不断增长。物联网主要是受机器通信(MTC,Machine TypeCommunication)需求的驱动，可以进一步分为两种类型，包括低速率的海量机器通信(MMC,Massive Machine Communication)和低时延高可靠的机器通信。其中，对于低速率的海量机器通信，海量节点低速率接入，传输的数据包通常较小，间隔时间会相对较长，这类节点的成本和功耗通常也会很低；对于低时延高可靠的机器通信，主要面向实时性和可靠性要求比较高的机器通信，例如实时警报、实时监控等。
第五代移动通信系统中，一种需要研究的场景是低时延的信息处理方法，常用的解决方案主要问题是需要终端先申请资源，然后再传输数据，这就导致信息处理时延变大，系统的频谱效率变低。
发明内容
本发明提供了一种物联网中低时延的信息处理方法，包括依次执行如下步骤：
步骤1：第二通信节点接收第一通信节点发送的第一配置信息，并将所述第一配置信息存储到存储器中，所述第一配置信息包括3种信道编码方式配置信息，N个业务比特序列长度区间配置信息、N个接入序列组配置信息、N个数据资源配置信息，以及所述业务比特序列长度区间配置信息、所述接入序列组配置信息、所述数据资源配置信息对应关系的描述信息，所述N为大于等于1的整数，所述3种信道编码方式配置信息分别为极化码、低密度奇偶校验码、极化码和低密度奇偶校验码混合编码；
步骤2：所述第二通信节点获取需要给所述第一通信节点发送的信源数据业务比特序列，根据所述信源数据业务比特序列的长度和所述第一配置信息确定需要使用的候选接入序列组；
步骤3：如果所述信源数据业务比特序列的长度小于等于64，则所述第二通信节点使用极化码对所述信源数据业务比特序列进行信道编码得到信道数据业务比特序列；如果所述信源数据业务比特序列的长度大于64、且小于等于128，则所述第二通信节点使用低密度奇偶校验码对所述信源数据业务比特序列进行信道编码得到信道数据业务比特序列；如果所述信源数据业务比特序列的长度大于128，则所述第二通信节点使用极化码和低密度奇偶校验码混合编码对所述信源数据业务比特序列进行信道编码得到信道数据业务比特序列，其中，所述极化码和低密度奇偶校验码混合编码是指对所述信源数据业务比特序列中前64个比特使用极化码进行编码，其余比特使用低密度奇偶校验码进行编码；
步骤4：所述第二通信节点根据所述候选接入序列组和所述第一配置信息确定所述候选数据资源；
步骤5：所述第二通信节点随机从所述候选接入序列组中选择一条候选接入序列，所述第二通信节点发送所述候选接入序列，使用所述候选数据资源传输所述信道数据业务比特序列给所述第一通信节点；
步骤6：如果所述第一通信节点成功接收所述信源数据业务比特序列，则发送反馈成功信息给第二通信节点；如果所述第一通信节点未能成功接收所述信源数据业务比特序列，则不反馈任何信息给所述第二通信节点，所述第二通信节点将所述信源数据业务比特序列分成若干个32长的比特序列，然后将每个32长的比特序列重复一次变成64长的比特序列，将所述64长的比特序列按照步骤1到步骤5的方式重新发送。
作为本发明的进一步改进，所述每个业务比特序列长度区间配置信息包括变量L1和L2，其中L1小于L2，L1为大于等于1的整数。
作为本发明的进一步改进，如果所述信源数据业务比特序列的长度大于等于L1、且小于L2，则所述第二通信节点使用与该业务比特序列长度区间配置信息对应的接入序列组确定为候选接入序列组。
作为本发明的进一步改进，与所述业务比特序列长度区间配置信息对应的数据资源包含的子载波个数为3*L2个，所述数据资源包含的子载波中1/3的子载波用来传输解调参考信号，传输所述解调参考信号的所述子载波均匀分布在所述数据资源包含的3*L2个子载波中。
作为本发明的进一步改进，对所述信源数据业务比特序列进行信道编码时采用的码率小于等于1/2。
作为本发明的进一步改进，如果所述信道数据业务比特序列的长度小于等于64，则所述第二通信节点在时间上使用先于所述候选数据资源的时频资源发送1条所述候选接入序列。
作为本发明的进一步改进，如果所述信道数据业务比特序列的长度大于64、且小于等于128，则所述第二通信节点在时间上使用先于所述候选数据资源的时频资源重复发送2条所述候选接入序列。
作为本发明的进一步改进，如果所述信道数据业务比特序列的长度大于等于128，则所述第二通信节点在时间上使用位于所述候选数据资源两侧的时频资源各重复发送2条所述候选接入序列。
本发明还提供了一种物联网中低时延的信息处理系统，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序配置为由所述处理器调用时实现本发明所述的方法的步骤。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序配置为由处理器调用时实现本发明所述的方法的步骤。
本发明的有益效果是：本发明与现有技术相比,克服现有物联网中频谱效率差的问题,提高了物联网系统的频谱效率,降低了控制开销。
附图说明
图1是本发明的方法流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明公开了一种物联网中低时延的信息处理方法，作为本发明的实施例1，该信息处理方法包括依次执行如下步骤：
步骤S1：第二通信节点接收第一通信节点发送的第一配置信息，并将所述第一配置信息存储到存储器中，所述第一配置信息包括3种信道编码方式配置信息，N个业务比特序列长度区间配置信息、N个接入序列组配置信息、N个数据资源配置信息，以及所述业务比特序列长度区间配置信息、所述接入序列组配置信息、所述数据资源配置信息对应关系的描述信息，所述N为大于等于1的整数，所述3种信道编码方式配置信息分别为极化码、低密度奇偶校验码、极化码和低密度奇偶校验码混合编码；
步骤S2：所述第二通信节点获取需要给所述第一通信节点发送的信源数据业务比特序列，根据所述信源数据业务比特序列的长度和所述第一配置信息确定需要使用的候选接入序列组；
步骤S3：如果所述信源数据业务比特序列的长度小于等于64，则所述第二通信节点使用极化码对所述信源数据业务比特序列进行信道编码得到信道数据业务比特序列；如果所述信源数据业务比特序列的长度大于64、且小于等于128，则所述第二通信节点使用低密度奇偶校验码对所述信源数据业务比特序列进行信道编码得到信道数据业务比特序列；如果所述信源数据业务比特序列的长度大于128，则所述第二通信节点使用极化码和低密度奇偶校验码混合编码对所述信源数据业务比特序列进行信道编码得到信道数据业务比特序列，其中，所述极化码和低密度奇偶校验码混合编码是指对所述信源数据业务比特序列中前64个比特使用极化码进行编码，其余比特使用低密度奇偶校验码进行编码；
步骤S4：所述第二通信节点根据所述候选接入序列组和所述第一配置信息确定所述候选数据资源；
步骤S5：所述第二通信节点随机从所述候选接入序列组中选择一条候选接入序列，所述第二通信节点发送所述候选接入序列，使用所述候选数据资源传输所述信道数据业务比特序列给所述第一通信节点；
步骤S6：如果所述第一通信节点成功接收所述信源数据业务比特序列，则发送反馈成功信息给第二通信节点；如果所述第一通信节点未能成功接收所述信源数据业务比特序列，则不反馈任何信息给所述第二通信节点，所述第二通信节点将所述信源数据业务比特序列分成若干个32长的比特序列，然后将每个32长的比特序列重复一次变成64长的比特序列，将所述64长的比特序列按照步骤S1到步骤S5的方式重新发送。
所述第一通信节点为基站，所述第二通信节点为终端。
实施例2：在实施例1的基础上，所述每个业务比特序列长度区间配置信息包括变量L1和L2，其中L1小于L2，L1为大于等于1的整数。这样做的好处是允许基站在实现时可以根据终端的信源数据量大小调整这种快速传输方式的碰撞概率。例如，当系统认为信源数据比较多的终端数量比较多时，为了避免终端之间数据传输碰撞概率大导致的频谱效率下降，基站可以为这类终端对应的接入序列组中配置更多的接入比特序列以降低终端之间数据传输时的碰撞概率。
实施例3：在实施例2的基础上，如果所述信源数据业务比特序列的长度大于等于L1、且小于L2，则所述第二通信节点使用与该业务比特序列长度区间配置信息对应的接入序列组确定为候选接入序列组。这样做的好处是允许基站在实现时可以根据终端的信源数据量大小调整这种快速传输方式的碰撞概率。例如，当系统认为信源数据比较少的终端数量比较多时，为了避免终端之间数据传输碰撞概率大导致的频谱效率下降，基站可以为这类终端对应的接入序列组中配置更多的接入比特序列以降低终端之间数据传输时的碰撞概率。
实施例4：在实施例3的基础上，与所述业务比特序列长度区间配置信息对应的数据资源包含的子载波个数为3*L2个。这样做的好处是尽可能增加长度介于L1和L2之间的信源比特传输时重复次数(此时系统认为该区间长度的业务数据比较重要)，提高数据接收成功率。
实施例5：在实施例4的基础上，所述数据资源包含的子载波中1/3的子载波用来传输解调参考信号。通常，基站可以使用终端发送的接入序列进行信道估计，从而去解调终端发送的上行数据，这里增加解调导频的好处是提高需要重点保护的特定长度业务数据的信道估计精度，从而提升该类长度业务数据的传输成功率。
实施例6：在实施例5的基础上，传输所述解调参考信号的所述子载波均匀分布在所述数据资源包含的3*L2个子载波中。这样做的好处是可以让基站相对准确地获得终端发送数据所使用资源的信道信息，提高数据接收功率的概率。
实施例7：在实施例1的基础上，对所述信源数据业务比特序列进行信道编码时采用的码率小于等于1/2。这样要求的目的是通过极低的码率，确保即使终端之间在发生数据传输碰撞的情况下，基站也能成功解码终端发送的上行数据。
实施例8：在实施例1的基础上，如果所述信道数据业务比特序列的长度小于等于64，则所述第二通信节点在时间上使用先于所述候选数据资源的时频资源发送1条所述候选接入序列。这样做的目的是由于终端的信源比特长度比较小时，即使接入序列由于发送能量低导致基站未能成功接收接入序列，进而基站无法去解码相关数据的情况下，对系统的频谱效率影响较小。
实施例9：在实施例1的基础上，，如果所述信道数据业务比特序列的长度大于64、且小于等于128，则所述第二通信节点在时间上使用先于所述候选数据资源的时频资源重复发送2条所述候选接入序列。这样做的目的是由于终端的信源比特长度适中时，尽可能通过重复发送接入序列的方式增加基站接收接入序列的能量，成功接收接入序列的概率，进而增加基站成功接收数据的概率。
实施例10：在实施例1的基础上，如果所述信道数据业务比特序列的长度大于等于128，则所述第二通信节点在时间上使用位于所述候选数据资源两侧的时频资源各重复发送2条所述候选接入序列。这样做的目的是由于终端的信源比特长度适中时，尽可能通过重复发送接入序列的方式增加基站接收接入序列的能量，成功接收接入序列的概率，进而增加基站成功接收数据的概率。
本发明还公开了一种物联网中低时延的信息处理系统，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序配置为由所述处理器调用时实现本发明所述的方法的步骤。
本发明还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序配置为由处理器调用时实现本发明所述的方法的步骤。
本发明的有益效果是：本发明与现有技术相比,克服现有物联网中频谱效率差的问题,提高了物联网系统的频谱效率,降低了控制开销。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种物联网中低时延的信息处理方法，其特征在于，包括依次执行如下步骤：
步骤1：第二通信节点接收第一通信节点发送的第一配置信息，并将所述第一配置信息存储到存储器中，所述第一配置信息包括3种信道编码方式配置信息，N个业务比特序列长度区间配置信息、N个接入序列组配置信息、N个数据资源配置信息，以及所述业务比特序列长度区间配置信息、所述接入序列组配置信息、所述数据资源配置信息对应关系的描述信息，所述N为大于等于1的整数，所述3种信道编码方式配置信息分别为极化码、低密度奇偶校验码、极化码和低密度奇偶校验码混合编码；
步骤2：所述第二通信节点获取需要给所述第一通信节点发送的信源数据业务比特序列，根据所述信源数据业务比特序列的长度和所述第一配置信息确定需要使用的候选接入序列组；
步骤3：如果所述信源数据业务比特序列的长度小于等于64，则所述第二通信节点使用极化码对所述信源数据业务比特序列进行信道编码得到信道数据业务比特序列；如果所述信源数据业务比特序列的长度大于64、且小于等于128，则所述第二通信节点使用低密度奇偶校验码对所述信源数据业务比特序列进行信道编码得到信道数据业务比特序列；如果所述信源数据业务比特序列的长度大于128，则所述第二通信节点使用极化码和低密度奇偶校验码混合编码对所述信源数据业务比特序列进行信道编码得到信道数据业务比特序列，其中，所述极化码和低密度奇偶校验码混合编码是指对所述信源数据业务比特序列中前64个比特使用极化码进行编码，其余比特使用低密度奇偶校验码进行编码；
步骤4：所述第二通信节点根据所述候选接入序列组和所述第一配置信息确定候选数据资源；
步骤5：所述第二通信节点随机从所述候选接入序列组中选择一条候选接入序列，所述第二通信节点发送所述候选接入序列，使用所述候选数据资源传输所述信道数据业务比特序列给所述第一通信节点；
步骤6：如果所述第一通信节点成功接收所述信源数据业务比特序列，则发送反馈成功信息给第二通信节点；如果所述第一通信节点未能成功接收所述信源数据业务比特序列，则不反馈任何信息给所述第二通信节点，所述第二通信节点将所述信源数据业务比特序列分成若干个32长的比特序列，然后将每个32长的比特序列重复一次变成64长的比特序列，将所述64长的比特序列按照步骤1到步骤5的方式重新发送。
2.根据权利要求1所述的信息处理方法，其特征在于，每个业务比特序列长度区间配置信息包括变量L1和L2，其中L1小于L2，L1为大于等于1的整数。
3.根据权利要求2所述的信息处理方法，其特征在于，如果所述信源数据业务比特序列的长度大于等于L1、且小于L2，则所述第二通信节点使用与该业务比特序列长度区间配置信息对应的接入序列组确定为候选接入序列组。
4.根据权利要求2所述的信息处理方法，其特征在于，与所述业务比特序列长度区间配置信息对应的数据资源包含的子载波个数为3*L2个，所述数据资源包含的子载波中 1/3的子载波用来传输解调参考信号，传输所述解调参考信号的所述子载波均匀分布在所述数据资源包含的3*L2个子载波中。
5.根据权利要求1所述的信息处理方法，其特征在于，对所述信源数据业务比特序列进行信道编码时采用的码率小于等于1/2。
6.根据权利要求1所述的信息处理方法，其特征在于，如果所述信道数据业务比特序列的长度小于等于 64， 则所述第二通信节点在时间上使用先于所述候选数据资源的时频资源发送1条所述候选接入序列。
7.根据权利要求1所述的信息处理方法，其特征在于，如果所述信道数据业务比特序列的长度大于64、且小于等于128，则所述第二通信节点在时间上使用先于所述候选数据资源的时频资源重复发送2条所述候选接入序列。
8.根据权利要求1所述的信息处理方法，其特征在于，如果所述信道数据业务比特序列的长度大于等于128，则所述第二通信节点在时间上使用位于所述候选数据资源两侧的时频资源各重复发送2条所述候选接入序列。
9.一种物联网中低时延的信息处理系统，其特征在于，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序配置为由所述处理器调用时实现权利要求1-8中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序配置为由处理器调用时实现权利要求1-8中任一项所述的方法的步骤。
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