CN111586758A - 用于工业物联网的数据稳定传输方法及系统 - Google Patents

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CN111586758A
CN111586758A CN202010436606.5A CN202010436606A CN111586758A CN 111586758 A CN111586758 A CN 111586758A CN 202010436606 A CN202010436606 A CN 202010436606A CN 111586758 A CN111586758 A CN 111586758A
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CN
China
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base station
small cell
macro base
access
wireless terminals
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CN202010436606.5A
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邱泽国
凌红旭
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Bengbu Zhuling Intelligent Technology Co Ltd
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Bengbu Zhuling Intelligent Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种用于工业物联网的数据稳定传输方法，包括如下步骤：由用于工业物联网的无线终端接收工业数据；由无线终端监听由宏基站发送的参考信号与系统信息；由宏基站确定在宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量；由宏基站确定在宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量由小型小区基站确定尝试接入小型小区的无线终端的数量；由小型小区基站向宏基站发送对第二时间长度的指示以及对尝试接入小型小区的无线终端的数量的指示；响应于接收到上述指示，由宏基站基于宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、第二时间长度以及尝试接入小型小区的无线终端的数量来确定接入控制命令。

Description

用于工业物联网的数据稳定传输方法及系统
技术领域
本发明是关于工业物联网技术领域，特别是关于一种用于工业物联网的数据稳定传输方法及系统。
背景技术
工业物联网(Industrial Internet of Things，简称IIoT)是指数以亿计的工业设备，不论是工厂里的机器还是飞机上的发动机，在这些设备上装置传感器，连接到无线网络以收集和共享数据。
现有技术CN109150703B公开了一种工业物联网智能云网关及其通信方法该网关包括数据采集模块，具体用于获取异构网络中的网络设备采集的工业数据；协议解析与转换模块，具体用于对所述工业数据进行协议解析，并将具备不同通信协议的所述工业数据转换为OPC UA标准数据；并进一步将得到的所述OPC UA标准数据转换为MQTT协议数据；云端传输模块，具体用于将所述MQTT协议数据发送给云平台。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于工业物联网的数据稳定传输方法及系统，其能够克服现有技术的缺陷。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于工业物联网的数据稳定传输方法，包括如下步骤：由用于工业物联网的无线终端接收工业数据；由无线终端监听由宏基站发送的参考信号与系统信息，其中，在宏基站的通信覆盖范围内存在多个小型小区基站，其中，宏基站使用具有第一时间长度的随机接入前导码发送窗口由无线终端监听由小型小区基站发送的参考信号与系统信息，其中，小型小区基站位于宏基站的通信覆盖范围内，其中，宏基站与小型小区基站通过回程链路通信，其中，小型小区基站使用具有第二时间长度的随机接入前导码发送窗口；由宏基站确定在宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量；由宏基站确定在宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量；由小型小区基站确定尝试接入小型小区的无线终端的数量；由小型小区基站向宏基站发送对第二时间长度的指示以及对尝试接入小型小区的无线终端的数量的指示；响应于接收到对第二时间长度的指示以及对尝试接入小型小区的无线终端的数量的指示，由宏基站基于宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、第二时间长度以及尝试接入小型小区的无线终端的数量来确定接入控制命令；响应于确定接入控制命令，由宏基站将接入控制命令随机发送给宏基站覆盖范围内的多个无线终端；如果接收到接入控制命令，则由无线终端基于接入控制命令向宏基站或者小型小区基站进行随机接入；如果没有接收到接入控制命令，则由无线终端向小型小区基站进行随机接入；响应于完成对于小型小区基站的随机接入，由无线终端向小型小区基站发送工业数据。
在一优选的实施方式中，由宏基站基于宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、第二时间长度以及尝试接入小型小区的无线终端的数量来确定接入控制命令具体包括如下步骤：定义无冲突概率函数，其中，无冲突概率函数是由以下公式表示的：
Figure BDA0002502519060000021
a(A)＝wA
其中，Pnc是无冲突概率，A是尝试接入同一个基站的无线终端的数量，w为以时隙为单位的随机接入前导码发送窗口；
建立接入控制标准函数，其中，接入控制标准函数是由以下公式表示的：
Figure BDA0002502519060000031
其中，A1是宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量，A2是宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量，A3是尝试接入小型小区的无线终端的数量，
Figure BDA0002502519060000032
是平均每个小型小区基站覆盖范围内的无线终端数量，
Figure BDA0002502519060000033
是在无线终端平均分布的情况下的无冲突概率。
在一优选的实施方式中，由宏基站基于宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、第二时间长度以及尝试接入小型小区的无线终端的数量来确定接入控制命令具体包括如下步骤：响应于得到接入控制标准函数，由宏基站判断S值是否大于零；如果判断S值大于零，则由宏基站生成第一接入控制命令响应于生成第一接入控制命令，由宏基站将第一接入控制命令随机发送给宏基站覆盖范围内的多个无线终端如果接收到接入控制命令，则由无线终端向宏基站发起随机接入以便与宏基站建立通信连接；响应于成功接入宏基站，由无线终端向宏基站发送工业数据；如果没有接收到第一接入控制命令，则由无线终端向小型小区基站进行随机接入；响应于完成对于小型小区基站的随机接入，由无线终端向小型小区基站发送工业数据。
在一优选的实施方式中，由宏基站基于宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、第二时间长度以及尝试接入小型小区的无线终端的数量来确定接入控制命令具体包括如下步骤：响应于得到接入控制标准函数，由宏基站判断S值是否大于零；如果判断S值小于零，则由宏基站生成第二接入控制命令；响应于生成第二接入控制命令，由宏基站将第二接入控制命令随机发送给宏基站覆盖范围内的多个无线终端如果接收到接入控制命令，则由无线终端向小型小区基站发起随机接入以便与小型小区基站建立通信连接；响应于成功接入小型小区基站，由无线终端向小型小区基站发送工业数据。
在一优选的实施方式中，用于工业物联网的数据稳定传输方法包括如下步骤响应于发送接入控制命令，由宏基站通知小型小区基站重新发送参数；响应于接收到重新发送参数的通知，由小型小区基站重新确定尝试接入小型小区的无线终端的数量；由小型小区基站向宏基站重新发送对尝试接入小型小区的无线终端的数量的指示；响应于接收到对尝试接入小型小区的无线终端的数量的指示，由宏基站基于宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、第二时间长度以及尝试接入小型小区的无线终端的数量来重新确定接入控制命令；响应于重新确定接入控制命令，由宏基站将接入控制命令随机发送给宏基站覆盖范围内的多个无线终端。
本发明话提供了一种用于工业物联网的数据稳定传输系统，包括：用于由用于工业物联网的无线终端接收工业数据的单元；用于由无线终端监听由宏基站发送的参考信号与系统信息的单元，其中，在宏基站的通信覆盖范围内存在多个小型小区基站，其中，宏基站使用具有第一时间长度的随机接入前导码发送窗口；用于由无线终端监听由小型小区基站发送的参考信号与系统信息的单元，其中，小型小区基站位于宏基站的通信覆盖范围内，其中，宏基站与小型小区基站通过回程链路通信，其中，小型小区基站使用具有第二时间长度的随机接入前导码发送窗口；用于由宏基站确定在宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量的单元；用于由宏基站确定在宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量的单元；用于由小型小区基站确定尝试接入小型小区的无线终端的数量的单元用于由小型小区基站向宏基站发送对第二时间长度的指示以及对尝试接入小型小区的无线终端的数量的指示的单元；用于响应于接收到对第二时间长度的指示以及对尝试接入小型小区的无线终端的数量的指示，由宏基站基于宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、第二时间长度以及尝试接入小型小区的无线终端的数量来确定接入控制命令的单元；用于响应于确定接入控制命令，由宏基站将接入控制命令随机发送给宏基站覆盖范围内的多个无线终端的单元；用于如果接收到接入控制命令，则由无线终端基于接入控制命令向宏基站或者小型小区基站进行随机接入的单元；用于如果没有接收到接入控制命令，则由无线终端向小型小区基站进行随机接入的单元；用于响应于完成对于小型小区基站的随机接入，由无线终端向小型小区基站发送工业数据的单元。
在一优选的实施方式中，由宏基站基于宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、第二时间长度以及尝试接入小型小区的无线终端的数量来确定接入控制命令具体包括如下步骤：定义无冲突概率函数，其中，无冲突概率函数是由以下公式表示的：
Figure BDA0002502519060000051
a(A)＝wA
其中，Pnc是无冲突概率，A是尝试接入同一个基站的无线终端的数量，w为以时隙为单位的随机接入前导码发送窗口；建立接入控制标准函数，其中，接入控制标准函数是由以下公式表示的：
Figure BDA0002502519060000052
其中，A1是宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量，A2是宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量，A3是尝试接入小型小区的无线终端的数量，
Figure BDA0002502519060000053
是平均每个小型小区基站覆盖范围内的无线终端数量，
Figure BDA0002502519060000054
是在无线终端平均分布的情况下的无冲突概率。
在一优选的实施方式中，由宏基站基于宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、第二时间长度以及尝试接入小型小区的无线终端的数量来确定接入控制命令具体包括如下步骤：响应于得到接入控制标准函数，由宏基站判断S值是否大于零如果判断S值大于零，则由宏基站生成第一接入控制命令；响应于生成第一接入控制命令，由宏基站将第一接入控制命令随机发送给宏基站覆盖范围内的多个无线终端；如果接收到接入控制命令，则由无线终端向宏基站发起随机接入以便与宏基站建立通信连接；响应于成功接入宏基站，由无线终端向宏基站发送工业数据；如果没有接收到第一接入控制命令，则由无线终端向小型小区基站进行随机接入；响应于完成对于小型小区基站的随机接入，由无线终端向小型小区基站发送工业数据。
在一优选的实施方式中，由宏基站基于宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、第二时间长度以及尝试接入小型小区的无线终端的数量来确定接入控制命令具体包括如下步骤：响应于得到接入控制标准函数，由宏基站判断S值是否大于零如果判断S值小于零，则由宏基站生成第二接入控制命令；响应于生成第二接入控制命令，由宏基站将第二接入控制命令随机发送给宏基站覆盖范围内的多个无线终端；如果接收到接入控制命令，则由无线终端向小型小区基站发起随机接入以便与小型小区基站建立通信连接；响应于成功接入小型小区基站，由无线终端向小型小区基站发送工业数据。
在一优选的实施方式中，用于工业物联网的数据稳定传输系统：用于响应于发送接入控制命令，由宏基站通知小型小区基站重新发送参数的单元；用于响应于接收到重新发送参数的通知，由小型小区基站重新确定尝试接入小型小区的无线终端的数量的单元；用于由小型小区基站向宏基站重新发送对尝试接入小型小区的无线终端的数量的指示的单元；用于响应于接收到对尝试接入小型小区的无线终端的数量的指示，由宏基站基于宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、第二时间长度以及尝试接入小型小区的无线终端的数量来重新确定接入控制命令的单元；用于响应于重新确定接入控制命令，由宏基站将接入控制命令随机发送给宏基站覆盖范围内的多个无线终端的单元。
与现有技术相比，本发明具有如下优点，随着5G时代的来临，数据传输速度、数据传输延时、数据传输灵活性都有了质的飞跃，由5G通信的出现，引发了工业物联网的建设。在LTE时代，物联网技术就已经被提出，LTE时代一般的实现是窄带物联网，窄带物联网技术只能满足简单的物联需求，例如家用电表水表的自动读书、远程续费等等功能，由于带宽限制，窄带物联网无法使用实现更为复杂的功能。当前随着5G系统的出现，频谱资源更加丰富，海量接入不再是无法实现的技术，不过虽然5G系统允许海量终端的接入，但这不代表即便存在海量终端，5G系统的接入速度也不会受到影响，相反的是，恰恰因为物联网系统中存在大量需要接入网络的终端，所以物联网系统更要均衡终端对于基站的接入。为了解决现有技术的问题，本发明提出了一种用于工业物联网的数据稳定传输方法及系统，本发明能够基于算法实现基站的负载相对均衡，从而保证系统运行稳定。
附图说明
图1是根据本发明一实施方式的系统结构示意图。
图2是根据本发明一实施方式的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
图1是根据本发明一实施方式的系统结构示意图。如图所示，本发明的系统中包括多个无线终端、多个小型小区基站以及宏基站。
图2是根据本发明一实施方式的方法流程图。如图所示本发明的用于工业物联网的数据稳定传输方法包括如下步骤：
步骤101：由用于工业物联网的无线终端接收工业数据；工业数据与本申请的具体应用场景有关，例如，如果本申请的系统被应用于工业仓储，那么工业数据可以是物流信息、仓储信息、仓库安保信息等等，如果本申请的系统被应用于机床控制，那么工业数据可以是机床运转参数，机床控制命令等等。
步骤102：由无线终端监听由宏基站发送的参考信号与系统信息，其中，在宏基站的通信覆盖范围内存在多个小型小区基站，其中，宏基站使用具有第一时间长度的随机接入前导码发送窗口；
步骤103：由无线终端监听由小型小区基站发送的参考信号与系统信息，其中，小型小区基站位于宏基站的通信覆盖范围内，其中，宏基站与小型小区基站通过回程链路通信，其中，小型小区基站使用具有第二时间长度的随机接入前导码发送窗口；
步骤104：由宏基站确定在宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量；
步骤105：由宏基站确定在宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量；
步骤106：由小型小区基站确定尝试接入小型小区的无线终端的数量；
步骤107：由小型小区基站向宏基站发送对第二时间长度的指示以及对尝试接入小型小区的无线终端的数量的指示；
步骤108：响应于接收到对第二时间长度的指示以及对尝试接入小型小区的无线终端的数量的指示，由宏基站基于宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、第二时间长度以及尝试接入小型小区的无线终端的数量来确定接入控制命令；
步骤109：响应于确定接入控制命令，由宏基站将接入控制命令随机发送给宏基站覆盖范围内的多个无线终端；
步骤110：如果接收到接入控制命令，则由无线终端基于接入控制命令向宏基站或者小型小区基站进行随机接入；
步骤111：如果没有接收到接入控制命令，则由无线终端向小型小区基站进行随机接入；
步骤112：响应于完成对于小型小区基站的随机接入，由无线终端向小型小区基站发送工业数据。
在一优选的实施方式中，由宏基站基于宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、第二时间长度以及尝试接入小型小区的无线终端的数量来确定接入控制命令具体包括如下步骤：
定义无冲突概率函数，其中，无冲突概率函数是由以下公式表示的：
Figure BDA0002502519060000091
a(A)＝wA
其中，Pnc是无冲突概率，A是尝试接入同一个基站的无线终端的数量，w为以时隙为单位的随机接入前导码发送窗口；
建立接入控制标准函数，其中，接入控制标准函数是由以下公式表示的：
Figure BDA0002502519060000092
其中，A1是宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量，A2是宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量，A3是尝试接入小型小区的无线终端的数量，
Figure BDA0002502519060000101
是平均每个小型小区基站覆盖范围内的无线终端数量，
Figure BDA0002502519060000102
是在无线终端平均分布的情况下的无冲突概率。
在一优选的实施方式中，由宏基站基于宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、第二时间长度以及尝试接入小型小区的无线终端的数量来确定接入控制命令具体包括如下步骤：响应于得到接入控制标准函数，由宏基站判断S值是否大于零如果判断S值大于零，则由宏基站生成第一接入控制命令响应于生成第一接入控制命令，由宏基站将第一接入控制命令随机发送给宏基站覆盖范围内的多个无线终端；如果接收到接入控制命令，则由无线终端向宏基站发起随机接入以便与宏基站建立通信连接；响应于成功接入宏基站，由无线终端向宏基站发送工业数据；如果没有接收到第一接入控制命令，则由无线终端向小型小区基站进行随机接入；响应于完成对于小型小区基站的随机接入，由无线终端向小型小区基站发送工业数据。
在一优选的实施方式中，由宏基站基于宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、第二时间长度以及尝试接入小型小区的无线终端的数量来确定接入控制命令具体包括如下步骤：响应于得到接入控制标准函数，由宏基站判断S值是否大于零；如果判断S值小于零，则由宏基站生成第二接入控制命令；响应于生成第二接入控制命令，由宏基站将第二接入控制命令随机发送给宏基站覆盖范围内的多个无线终端；如果接收到接入控制命令，则由无线终端向小型小区基站发起随机接入以便与小型小区基站建立通信连接响应于成功接入小型小区基站，由无线终端向小型小区基站发送工业数据。
在一优选的实施方式中，用于工业物联网的数据稳定传输方法包括如下步骤：响应于发送接入控制命令，由宏基站通知小型小区基站重新发送参数；响应于接收到重新发送参数的通知，由小型小区基站重新确定尝试接入小型小区的无线终端的数量；由小型小区基站向宏基站重新发送对尝试接入小型小区的无线终端的数量的指示；响应于接收到对尝试接入小型小区的无线终端的数量的指示，由宏基站基于宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、第二时间长度以及尝试接入小型小区的无线终端的数量来重新确定接入控制命令；响应于重新确定接入控制命令，由宏基站将接入控制命令随机发送给宏基站覆盖范围内的多个无线终端。
本发明提供了一种用于工业物联网的数据稳定传输系统，包括用于由用于工业物联网的无线终端接收工业数据的单元；用于由无线终端监听由宏基站发送的参考信号与系统信息的单元，其中，在宏基站的通信覆盖范围内存在多个小型小区基站，其中，宏基站使用具有第一时间长度的随机接入前导码发送窗口；用于由无线终端监听由小型小区基站发送的参考信号与系统信息的单元，其中，小型小区基站位于宏基站的通信覆盖范围内，其中，宏基站与小型小区基站通过回程链路通信，其中，小型小区基站使用具有第二时间长度的随机接入前导码发送窗口；用于由宏基站确定在宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量的单元；用于由宏基站确定在宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量的单元用于由小型小区基站确定尝试接入小型小区的无线终端的数量的单元；用于由小型小区基站向宏基站发送对第二时间长度的指示以及对尝试接入小型小区的无线终端的数量的指示的单元；用于响应于接收到对第二时间长度的指示以及对尝试接入小型小区的无线终端的数量的指示，由宏基站基于宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、第二时间长度以及尝试接入小型小区的无线终端的数量来确定接入控制命令的单元用于响应于确定接入控制命令，由宏基站将接入控制命令随机发送给宏基站覆盖范围内的多个无线终端的单元；用于如果接收到接入控制命令，则由无线终端基于接入控制命令向宏基站或者小型小区基站进行随机接入的单元；用于如果没有接收到接入控制命令，则由无线终端向小型小区基站进行随机接入的单元；用于响应于完成对于小型小区基站的随机接入，由无线终端向小型小区基站发送工业数据的单元。
在一优选的实施方式中，由宏基站基于宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、第二时间长度以及尝试接入小型小区的无线终端的数量来确定接入控制命令具体包括如下步骤：定义无冲突概率函数，其中，无冲突概率函数是由以下公式表示的：
Figure BDA0002502519060000121
a(A)＝wA
其中，Pnc是无冲突概率，A是尝试接入同一个基站的无线终端的数量，w为以时隙为单位的随机接入前导码发送窗口；
建立接入控制标准函数，其中，接入控制标准函数是由以下公式表示的：
Figure BDA0002502519060000122
其中，A1是宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量，A2是宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量，A3是尝试接入小型小区的无线终端的数量，
Figure BDA0002502519060000123
是平均每个小型小区基站覆盖范围内的无线终端数量，
Figure BDA0002502519060000124
是在无线终端平均分布的情况下的无冲突概率。
在一优选的实施方式中，由宏基站基于宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、第二时间长度以及尝试接入小型小区的无线终端的数量来确定接入控制命令具体包括如下步骤：响应于得到接入控制标准函数，由宏基站判断S值是否大于零；如果判断S值大于零，则由宏基站生成第一接入控制命令；响应于生成第一接入控制命令，由宏基站将第一接入控制命令随机发送给宏基站覆盖范围内的多个无线终端；如果接收到接入控制命令，则由无线终端向宏基站发起随机接入以便与宏基站建立通信连接；响应于成功接入宏基站，由无线终端向宏基站发送工业数据；如果没有接收到第一接入控制命令，则由无线终端向小型小区基站进行随机接入；响应于完成对于小型小区基站的随机接入，由无线终端向小型小区基站发送工业数据。
在一优选的实施方式中，由宏基站基于宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、第二时间长度以及尝试接入小型小区的无线终端的数量来确定接入控制命令具体包括如下步骤：响应于得到接入控制标准函数，由宏基站判断S值是否大于零；如果判断S值小于零，则由宏基站生成第二接入控制命令；响应于生成第二接入控制命令，由宏基站将第二接入控制命令随机发送给宏基站覆盖范围内的多个无线终端；如果接收到接入控制命令，则由无线终端向小型小区基站发起随机接入以便与小型小区基站建立通信连接；响应于成功接入小型小区基站，由无线终端向小型小区基站发送工业数据。
在一优选的实施方式中，用于工业物联网的数据稳定传输系统：用于响应于发送接入控制命令，由宏基站通知小型小区基站重新发送参数的单元；用于响应于接收到重新发送参数的通知，由小型小区基站重新确定尝试接入小型小区的无线终端的数量的单元；用于由小型小区基站向宏基站重新发送对尝试接入小型小区的无线终端的数量的指示的单元；用于响应于接收到对尝试接入小型小区的无线终端的数量的指示，由宏基站基于宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、第二时间长度以及尝试接入小型小区的无线终端的数量来重新确定接入控制命令的单元；用于响应于重新确定接入控制命令，由宏基站将接入控制命令随机发送给宏基站覆盖范围内的多个无线终端的单元。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种用于工业物联网的数据稳定传输方法，其特征在于，所述用于工业物联网的数据稳定传输方法包括如下步骤：
由用于工业物联网的无线终端接收工业数据；
由无线终端监听由宏基站发送的参考信号与系统信息，其中，在所述宏基站的通信覆盖范围内存在多个小型小区基站，其中，所述宏基站使用具有第一时间长度的随机接入前导码发送窗口；
由无线终端监听由小型小区基站发送的参考信号与系统信息，其中，所述小型小区基站位于所述宏基站的通信覆盖范围内，其中，所述宏基站与所述小型小区基站通过回程链路通信，其中，所述小型小区基站使用具有第二时间长度的随机接入前导码发送窗口；
由宏基站确定在所述宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量；
由宏基站确定在所述宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量；
由小型小区基站确定尝试接入所述小型小区的无线终端的数量；
由小型小区基站向所述宏基站发送对所述第二时间长度的指示以及对尝试接入所述小型小区的无线终端的数量的指示；
响应于接收到对所述第二时间长度的指示以及对尝试接入所述小型小区的无线终端的数量的指示，由宏基站基于所述宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、所述宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、所述第二时间长度以及所述尝试接入所述小型小区的无线终端的数量来确定接入控制命令；
响应于确定所述接入控制命令，由宏基站将所述接入控制命令随机发送给所述宏基站覆盖范围内的多个无线终端；
如果接收到所述接入控制命令，则由无线终端基于所述接入控制命令向所述宏基站或者所述小型小区基站进行随机接入；
如果没有接收到所述接入控制命令，则由无线终端向所述小型小区基站进行随机接入；
响应于完成对于所述小型小区基站的随机接入，由无线终端向所述小型小区基站发送所述工业数据。
2.如权利要求1所述的用于工业物联网的数据稳定传输方法，其特征在于，由宏基站基于所述宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、所述宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、所述第二时间长度以及所述尝试接入所述小型小区的无线终端的数量来确定接入控制命令具体包括如下步骤：
定义无冲突概率函数，其中，所述无冲突概率函数是由以下公式表示的：
Figure FDA0002502519050000021
a(A)＝wA
其中，Pnc是无冲突概率，A是尝试接入同一个基站的无线终端的数量，w为以时隙为单位的随机接入前导码发送窗口；
建立接入控制标准函数，其中，所述接入控制标准函数是由以下公式表示的：
Figure FDA0002502519050000022
其中，A1是所述宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量，A2是所述宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量，A3是所述尝试接入所述小型小区的无线终端的数量，
Figure FDA0002502519050000023
是平均每个小型小区基站覆盖范围内的无线终端数量，
Figure FDA0002502519050000024
是在无线终端平均分布的情况下的无冲突概率。
3.如权利要求2所述的用于工业物联网的数据稳定传输方法，其特征在于，由宏基站基于所述宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、所述宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、所述第二时间长度以及所述尝试接入所述小型小区的无线终端的数量来确定接入控制命令具体包括如下步骤：
响应于得到所述接入控制标准函数，由宏基站判断S值是否大于零；
如果判断S值大于零，则由宏基站生成第一接入控制命令；
响应于生成所述第一接入控制命令，由宏基站将所述第一接入控制命令随机发送给所述宏基站覆盖范围内的多个无线终端；
如果接收到所述接入控制命令，则由无线终端向所述宏基站发起随机接入以便与所述宏基站建立通信连接；
响应于成功接入所述宏基站，由无线终端向所述宏基站发送所述工业数据；
如果没有接收到所述第一接入控制命令，则由无线终端向所述小型小区基站进行随机接入；
响应于完成对于所述小型小区基站的随机接入，由无线终端向所述小型小区基站发送所述工业数据。
4.如权利要求3所述的用于工业物联网的数据稳定传输方法，其特征在于，由宏基站基于所述宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、所述宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、所述第二时间长度以及所述尝试接入所述小型小区的无线终端的数量来确定接入控制命令具体包括如下步骤：
响应于得到所述接入控制标准函数，由宏基站判断S值是否大于零；
如果判断S值小于零，则由宏基站生成第二接入控制命令；
响应于生成所述第二接入控制命令，由宏基站将所述第二接入控制命令随机发送给所述宏基站覆盖范围内的多个无线终端；
如果接收到所述接入控制命令，则由无线终端向所述小型小区基站发起随机接入以便与所述小型小区基站建立通信连接；
响应于成功接入所述小型小区基站，由无线终端向所述小型小区基站发送所述工业数据。
5.如权利要求4所述的用于工业物联网的数据稳定传输方法，其特征在于，所述用于工业物联网的数据稳定传输方法包括如下步骤：
响应于发送接入控制命令，由宏基站通知所述小型小区基站重新发送参数；
响应于接收到重新发送参数的通知，由小型小区基站重新确定尝试接入所述小型小区的无线终端的数量；
由小型小区基站向所述宏基站重新发送对尝试接入所述小型小区的无线终端的数量的指示；
响应于接收到对尝试接入所述小型小区的无线终端的数量的指示，由宏基站基于所述宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、所述宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、所述第二时间长度以及所述尝试接入所述小型小区的无线终端的数量来重新确定接入控制命令；
响应于重新确定所述接入控制命令，由宏基站将所述接入控制命令随机发送给所述宏基站覆盖范围内的多个无线终端。
6.一种用于工业物联网的数据稳定传输系统，其特征在于，所述用于工业物联网的数据稳定传输系统包括：
用于由用于工业物联网的无线终端接收工业数据的单元；
用于由无线终端监听由宏基站发送的参考信号与系统信息的单元，其中，在所述宏基站的通信覆盖范围内存在多个小型小区基站，其中，所述宏基站使用具有第一时间长度的随机接入前导码发送窗口；
用于由无线终端监听由小型小区基站发送的参考信号与系统信息的单元，其中，所述小型小区基站位于所述宏基站的通信覆盖范围内，其中，所述宏基站与所述小型小区基站通过回程链路通信，其中，所述小型小区基站使用具有第二时间长度的随机接入前导码发送窗口；
用于由宏基站确定在所述宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量的单元；
用于由宏基站确定在所述宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量的单元；
用于由小型小区基站确定尝试接入所述小型小区的无线终端的数量的单元；
用于由小型小区基站向所述宏基站发送对所述第二时间长度的指示以及对尝试接入所述小型小区的无线终端的数量的指示的单元；
用于响应于接收到对所述第二时间长度的指示以及对尝试接入所述小型小区的无线终端的数量的指示，由宏基站基于所述宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、所述宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、所述第二时间长度以及所述尝试接入所述小型小区的无线终端的数量来确定接入控制命令的单元；
用于响应于确定所述接入控制命令，由宏基站将所述接入控制命令随机发送给所述宏基站覆盖范围内的多个无线终端的单元；
用于如果接收到所述接入控制命令，则由无线终端基于所述接入控制命令向所述宏基站或者所述小型小区基站进行随机接入的单元；
用于如果没有接收到所述接入控制命令，则由无线终端向所述小型小区基站进行随机接入的单元；
用于响应于完成对于所述小型小区基站的随机接入，由无线终端向所述小型小区基站发送所述工业数据的单元。
7.如权利要求6所述的用于工业物联网的数据稳定传输系统，其特征在于，由宏基站基于所述宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、所述宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、所述第二时间长度以及所述尝试接入所述小型小区的无线终端的数量来确定接入控制命令具体包括如下步骤：
定义无冲突概率函数，其中，所述无冲突概率函数是由以下公式表示的：
Figure FDA0002502519050000061
a(A)＝wA
其中，Pnc是无冲突概率，A是尝试接入同一个基站的无线终端的数量，w为以时隙为单位的随机接入前导码发送窗口；
建立接入控制标准函数，其中，所述接入控制标准函数是由以下公式表示的：
Figure FDA0002502519050000062
其中，A1是所述宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量，A2是所述宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量，A3是所述尝试接入所述小型小区的无线终端的数量，
Figure FDA0002502519050000063
是平均每个小型小区基站覆盖范围内的无线终端数量，
Figure FDA0002502519050000064
是在无线终端平均分布的情况下的无冲突概率。
8.如权利要求7所述的用于工业物联网的数据稳定传输系统，其特征在于，由宏基站基于所述宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、所述宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、所述第二时间长度以及所述尝试接入所述小型小区的无线终端的数量来确定接入控制命令具体包括如下步骤：
响应于得到所述接入控制标准函数，由宏基站判断S值是否大于零；
如果判断S值大于零，则由宏基站生成第一接入控制命令；
响应于生成所述第一接入控制命令，由宏基站将所述第一接入控制命令随机发送给所述宏基站覆盖范围内的多个无线终端；
如果接收到所述接入控制命令，则由无线终端向所述宏基站发起随机接入以便与所述宏基站建立通信连接；
响应于成功接入所述宏基站，由无线终端向所述宏基站发送所述工业数据；
如果没有接收到所述第一接入控制命令，则由无线终端向所述小型小区基站进行随机接入；
响应于完成对于所述小型小区基站的随机接入，由无线终端向所述小型小区基站发送所述工业数据。
9.如权利要求8所述的用于工业物联网的数据稳定传输系统，其特征在于，由宏基站基于所述宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、所述宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、所述第二时间长度以及所述尝试接入所述小型小区的无线终端的数量来确定接入控制命令具体包括如下步骤：
响应于得到所述接入控制标准函数，由宏基站判断S值是否大于零；
如果判断S值小于零，则由宏基站生成第二接入控制命令；
响应于生成所述第二接入控制命令，由宏基站将所述第二接入控制命令随机发送给所述宏基站覆盖范围内的多个无线终端；
如果接收到所述接入控制命令，则由无线终端向所述小型小区基站发起随机接入以便与所述小型小区基站建立通信连接；
响应于成功接入所述小型小区基站，由无线终端向所述小型小区基站发送所述工业数据。
10.如权利要求9所述的用于工业物联网的数据稳定传输系统，其特征在于，所述用于工业物联网的数据稳定传输系统：
用于响应于发送接入控制命令，由宏基站通知所述小型小区基站重新发送参数的单元；
用于响应于接收到重新发送参数的通知，由小型小区基站重新确定尝试接入所述小型小区的无线终端的数量的单元；
用于由小型小区基站向所述宏基站重新发送对尝试接入所述小型小区的无线终端的数量的指示的单元；
用于响应于接收到对尝试接入所述小型小区的无线终端的数量的指示，由宏基站基于所述宏基站的覆盖范围内的无线终端的数量、所述宏基站的覆盖范围内的小型小区基站的数量、所述第二时间长度以及所述尝试接入所述小型小区的无线终端的数量来重新确定接入控制命令的单元；
用于响应于重新确定所述接入控制命令，由宏基站将所述接入控制命令随机发送给所述宏基站覆盖范围内的多个无线终端的单元。
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