专利摘要

本发明提供一种物联网中的接入方法，属于无线通信领域。本发明包括如下步骤：第二类型基站发送位置信息给第一类型基站后进入休眠状态；第一类型基站发送低频段接入参数配置信息给第一终端；第一终端在低频段发送接入导频给第一类型基站，第一终端转入高频段通信模式；第一类型基站获取其与第一终端的最优空间波束传输方向；根据最优空间波束传输方向和位置信息激活处于最优空间波束传输方向上的第二类型基站；第二类型基站发送携带高频段接入参数配置信息的波束；第一终端接收波束后，发送接入导频给第二类型基站；若没有收到第二类型基站的响应信息，则转入低频段通信模式与第一类型基站进行通信。本发明降低了物联网系统的能量消耗。

权利要求

1.一种物联网中的接入方法，其特征在于，包括如下步骤：

S101：第二类型基站发送位置信息给第一类型基站，然后进入休眠状态,其中，第二类型基站为支持高频段通信的基站，第一类型基站为既支持高频段通信又支持低频段通信的基站；

S102：第一类型基站测量并存储接收位置信息的信噪比SNR1，然后，通过低频段发送低频段接入参数配置信息给第一终端；

S103：处于低频段通信模式的第一终端基于低频段接入参数配置信息在低频段发送接入导频给第一类型基站，第一终端转入高频段通信模式；

S104：第一类型基站测量并存储接收接入导频的信噪比SNR2，基于接入导频获取第一类型基站与第一终端的最优空间波束传输方向；

S105：第一类型基站根据最优空间波束传输方向和位置信息确定处于最优空间波束传输方向上的第二类型基站，使用高频段通过波束方式向第二类型基站发送激活信息，其中，激活信息至少包括SNR1与SNR2的差值信息的绝对值；

S106：第二类型基站收到激活信息后，发送携带高频段接入参数配置信息的波束，高频段接入参数配置信息至少包括第一终端发送接入导频的重复次数Z，Z为大于等于1的整数；

S107：第一终端尝试接收波束，获取高频段接入参数配置信息，基于获取到的高频段接入参数信息重复Z次发送接入导频给第二类型基站；

S108：如果第一终端重复Z次发送接入导频给第二类型基站后，没有收到第二类型基站的响应信息，则第一终端转入低频段通信模式与第一类型基站进行通信。

2.根据权利要求1所述的物联网中的接入方法，其特征在于：所述第一终端为既支持高频段通信模式又支持低频段通信模式的终端，且所述第一终端每个时刻只能工作在一种通信模式。

3.根据权利要求1所述的物联网中的接入方法，其特征在于：在步骤S104中，所述第一类型基站基于所述接入导频获取所述第一终端与自己的低频段信道H，对所述低频段信道H进行奇异值分解，得到最大奇异值对应的右奇异矢量V，然后找到与所述右奇异矢量V相似性最高的离散傅里叶变换矢量，最后基于所述离散傅里叶变换矢量确定所述第一类型基站与所述第一终端的最优空间波束传输方向。

4.根据权利要求2所述的物联网中的接入方法，其特征在于：在步骤S106中，如果所述差值信息的绝对值不超过阈值，说明第二类型基站与第一终端的位置比较近，则所述第二类型基站发送N个波束宽度为X度的波束，如果所述差值信息的绝对值超过阈值，说明第二类型基站与第一终端的位置比较远，则所述第二类型基站发送2N个波束宽度为X/2度的波束，其中，N为大于等于12的整数，X为大于0且小于等于30的整数。

5.根据权利要求4所述的物联网中的接入方法，其特征在于：所述阈值为5dB。

6.根据权利要求1-5任一项所述的物联网中的接入方法，其特征在于：所述第一类型基站的天线呈均匀直线分布或平面分布。

7.根据权利要求1-5任一项所述的物联网中的接入方法，其特征在于：所述第二类型基站只有一条射频通道，每个时刻只能发送或接收一个方向的波束。

8.根据权利要求1-5任一项所述的物联网中的接入方法，其特征在于：所述第二类型基站采取太阳能供电方式，只有其电量储备达到10％以上才能基于所述第一类型基站发送的激活信息发送波束，如果所述第二类型基站的电量储备未能达到10％，则所述第二类型基站给所述第一类型基站发送响应信息，通知所述第一类型基站其电量不满足发送所述波束的条件，所述第一类型基站转入低频段通信。

9.根据权利要求1-5任一项所述的物联网中的接入方法，其特征在于：如果所述第一终端转入所述高频段通信模式设定时间内未能成功接收所述波束，则所述第一终端转入所述低频段通信模式，所述第一类型基站发送所述激活信息一定时间后，转入低频段通信。

说明书

技术领域

本发明涉及一种入网方法，尤其涉及一种能耗低的物联网中的接入方法。

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使用高频段通信的物联网中接入方法，常用的接入方案主要依靠复杂的波束搜索匹配，严重增加物联网终端的功耗，是物联网系统亟待解决的重要问题。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本发明提供一种物联网中的接入方法。

本发明包括如下步骤：

S101：第二类型基站发送位置信息给第一类型基站，然后进入休眠状态,其中，第二类型基站为支持高频段通信的基站，第一类型基站为既支持高频段通信又支持低频段通信的基站；

S102：第一类型基站测量并存储接收位置信息的信噪比SNR1，然后，通过低频段发送低频段接入参数配置信息给第一终端；

S103：处于低频段通信模式的第一终端基于低频段接入参数配置信息在低频段发送接入导频给第一类型基站，第一终端转入高频段通信模式；

S104：第一类型基站测量并存储接收接入导频的信噪比SNR2，基于接入导频获取第一类型基站与第一终端的最优空间波束传输方向；

S105：第一类型基站根据最优空间波束传输方向和位置信息确定处于最优空间波束传输方向上的第二类型基站，使用高频段通过波束方式向第二类型基站发送激活信息，其中，激活信息至少包括SNR1与SNR2的差值信息的绝对值；

S106：第二类型基站收到激活信息后，发送携带高频段接入参数配置信息的波束，高频段接入参数配置信息至少包括第一终端发送接入导频的重复次数Z，Z为大于等于1的整数；

S107：第一终端尝试接收波束，获取高频段接入参数配置信息，基于获取到的高频段接入参数信息重复Z次发送接入导频给第二类型基站；

S108：如果第一终端重复Z次发送接入导频给第二类型基站后，没有收到第二类型基站的响应信息，则第一终端转入低频段通信模式与第一类型基站进行通信。

本发明作进一步改进，所述第一终端为既支持高频段通信模式义支持低频段通信模式的终端，且所述第一终端每个时刻只能工作在一种通信模式。

本发明作进一步改进，在步骤S104中，所述第一类型基站基于所述接入导频获取所述第一终端与自己的低频段信道H，对所述低频段信道H进行奇异值分解，得到最大奇异值对应的右奇异矢量V，然后找到与所述右奇异矢量V相似性最高的离散傅里叶变换矢量，最后基于所述离散傅里叶变换矢量确定所述第一类型基站与所述第一终端的最优空间波束传输方向。

本发明作进一步改进，在步骤S106中，如果所述差值信息的绝对值在阈值范围内，则所述第二类型基站发送N个波束宽度为X度的波束，如果所述差值信息的绝对值超过阈值，则所述第二类型基站发送2N个波束宽度为X/2度的波束，其中，N为大于等于12的整数，X为大于0且小于等于30的整数。

本发明作进一步改进，所述阈值为5dB。

本发明作进一步改进，所述第一类型基站的天线呈均匀直线分布或平面分布。

本发明作进一步改进，所述第二类型基站只有一条射频通道，每个时刻只能发送或接收一个方向的波束。

本发明作进一步改进，所述第二类型基站采取太阳能供电方式，只有其电量储备达到10％以上才能基于所述第一类型基站发送的激活信息发送波束，如果所述第二类型基站的电量储备未能达到10％，则所述第二类型基站给所述第一类型基站发送响应信息，通知所述第一类型基站其电量不满足发送所述波束的条件，所述第一类型基站转入低频段通信。

本发明作进一步改进，如果所述第一终端转入所述高频段通信模式设定时间内未能成功接收所述波束，则所述第一终端转入所述低频段通信模式，所述第一类型基站发送所述激活信息一定时间后，转入转入低频段通信。

本发明作进一步改进，步骤S103中，所述第一终端在低频段发送接入导频的持续时间为第一设定值的正整数倍，包含的接入导频序列重复次数为第二设定值的正整数倍。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过位置信息和最优空间波束传输方向，只激活最优空间波束传输方向覆盖范围内的第二类型基站，从而有效降低整个无线通信系统的功率消耗，满足“绿色”通信需求。

附图说明

图1为本发明方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，作为本发明的一个实施例，本发明包括如下步骤：

步骤S101：第二类型基站发送位置信息给第一类型基站，然后进入休眠状态,其中，第二类型基站为支持高频段通信的基站，第一类型基站为既支持高频段通信又支持低频段通信的基站。

本例第二类型基站的休眠状态为仅有部分时间窗口接收第一类型基站发送信息的状态。这样做的好处是可以尽可能降低第二类型基站的电量消耗，满足“绿色”通信需求。

步骤S102：第一类型基站测量并存储接收位置信息的信噪比SNR1，然后，通过低频段发送低频段接入参数配置信息给第一终端，本例的第一终端为既支持高频段通信模式义支持低频段通信模式的终端，且所述第一终端每个时刻只能工作在一种通信模式。

本例低频段发送接入导频的持续时间为20ms的正整数倍，包含的接入导频序列重复次数为10的正整数倍。这样做的好处使第一类型基站尽可能收到高质量的接入导频，从而更好地进行后续的角度估计等操作。此外，也可以选用其他的数值。

步骤S103：处于低频段通信模式的第一终端基于低频段接入参数配置信息在低频段发送接入导频给第一类型基站，第一终端转入高频段通信模式。

步骤S104：第一类型基站测量并存储接收接入导频的信噪比SNR2，基于接入导频获取第一类型基站与第一终端的最优空间波束传输方向。

作为本发明的一个实施例，本例最优空间波束传输方向的获取方法为：

所述第一类型基站基于所述接入导频获取其与第一终端的低频段信道H，对所述低频段信道H进行奇异值分解，得到最大奇异值对应的右奇异矢量V，然后找到与所述右奇异矢量V相似性最高的离散傅里叶变换矢量，最后基于所述离散傅里叶变换矢量确定所述第一类型基站与所述第一终端的最优空间波束传输方向。

步骤S105：第一类型基站根据最优空间波束传输方向和位置信息确定处于最优空间波束传输方向上的第二类型基站，使用高频段通过波束方式向第二类型基站发送激活信息，其中，激活信息至少包括SNR1与SNR2的差值信息的绝对值。这样做的好处是只激活最有空间波束传输方向覆盖范围内的第二类型基站，从而降低整个无线通信系统的功率消耗。

优选地，本例在第一类型基站发送激活信息15s后转入转入低频段通信从而避免第一终端无法使用高频段进行通信后，系统无法继续给其提供服务的问题。

步骤S106：第二类型基站收到激活信息后，发送携带高频段接入参数配置信息的波束，高频段接入参数配置信息至少包括第一终端发送接入导频的重复次数Z，Z为大于等于1的整数。

优选的，如果所述差值信息的绝对值在5dB范围内，则所述第二类型基站发送N个波束宽度为X度的波束，如果所述差值信息的绝对值超过阈值，则所述第二类型基站发送2N个波束宽度为X/2度的波束，其中，N为大于等于12的整数，X为大于0且小于等于30的整数。本例的阈值可以根据接入终端的数量等实际情况设置为其他数值。

上述基于差值信息的绝对值确定波束个数和角度的好处在于当差值信息的绝对值小于等于特定阈值时，说明第二类型基站与第一终端的位置比较近，因此发送波束不会扩散地特别大，所以可以用比较少且比较窄的发送波束就可以以很大概率确保第一终端成功接收发送波束，而当差值信息的绝对值大于特定阈值时，说明第二类型基站与第一终端的位置比较远，因此发送波束可能会扩散地比较大大，所以可以用比较多且比较宽的发送波束才能以很大概率确保第一终端成功接收发送波束。

步骤S107：第一终端尝试接收波束，获取高频段接入参数配置信息，基于获取到的高频段接入参数信息重复Z次发送接入导频给第二类型基站。

作为本发明的一个实施例，本例的重复次数Z取决于波束宽度，当波束宽度为X/2时，Z取值为3，当波束宽度为X时，Z取值6。这样做的原因是波束越窄，说明第二类型基站认为第一终端与自己的距离越近，通信质量越好，因此可以通过比较少的重复次数获得比较好的接入导频质量，反之亦然。

优选地，如果所述第一终端转入所述高频段通信模式在20s后未能成功接收所述波束，则所述第一终端转入所述低频段通信模式，所述第一类型基站发送所述激活信息一定时间后，转入转入低频段通信。这样做的好处是可以使终端最终从低频段通信模式中获得服务。

步骤S108：如果第一终端重复Z次发送接入导频给第二类型基站后，没有收到第二类型基站的响应信息，则第一终端转入低频段通信模式与第一类型基站进行通信。这样做的好处是当高频段通信无法使用时，使终端快速转入低频段模式从系统中获取服务。

作为本发明的另一个实施例，本例的第一类型基站的天线呈均匀直线分布或平面分布。这样做的好处是可以使用离散傅里叶变换矢量进行最优发送波束角度匹配。

本例的第二类型基站只有一条射频通道，每个时刻只能发送或接收一个方向的波束。这样做的原因是由于高频的模数和数模转换器件非常昂贵，所以本例满足降低功耗的同时，能够尽可能降低第二类型基站的成本。

本发明作进一步改进，所述第二类型基站采取太阳能供电方式，只有其电量储备达到10％以上才能基于所述第一类型基站发送的激活信息发送波束。这样做的好处是在满足“绿色”通信需求的同时，优先确保第二类型基站的基本工作电量需求，避免由于电量耗尽带来的维修成本大幅增加的问题。

如果所述第二类型基站的电量储备未能达到10％，则所述第二类型基站给所述第一类型基站发送响应信息，通知所述第一类型基站其电量不满足发送所述波束的条件，所述第一类型基站转入低频段通信。这样做的好处是在这种情况下，第一终端会无法使用高频段进行后续通信，后续需要借助低频段与第一类型基站通信。

以上所述之具体实施方式为本发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明所作的等效变化均在本发明的保护范围内。

一种物联网中的接入方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。