[发明专利]一种基于NB-IoT协议的应急性无线网络资源分配方法

权利要求书

1.一种基于NB-IoT协议的应急性无线网络资源分配方法，是应用于拥有N个监控终端的监控网络节点和1个NB-IoT协议的无线专网监控基站所构成的上行网络环境中，其特征在于：包括以下步骤：

S1：获取N个监控终端的位置及信道数据，将N个监控终端进行编号{1,2，3......n......N}，其中，n表示第n个监控终端的序号，1≤n≤N；每一监控终端有若干个传输用信道，第n个监控终端的信道集合为S_n；

S2：根据每一监控终端传送至监控基站的信道数据以及网络状态数据，确定该监控终端至网络基站的传输路径上的传输数据能量效率和能量损耗数据；

其中能量效率表示为：

式中，p_c表示电路消耗；p表示监控终端的发射效率，为监控终端所在信道的信道增益，监控终端遵循NB-IoT协议；B为数据传输的带宽；τ表示系统达到理论容量时，实际系统中需要的信噪比和理论中需要的信噪比差别；

S3：监控基站对监控终端进行实时检测，并对监控终端应急性情况判断，出现应急性情况时，迅速分析其位置，并获取该监控终端的传输数据能量效率和能量损耗数据；

S4：判断待处理的监控终端及相邻的监控终端和监控基站之中的边缘用户；根据用户的位置上接收的目标信号SINR进行判断，其中：

式中表示某一监控终端接收到的除监控基站之外的所有命令信号和传输功率，p_noi表示热噪声功率；p_n为该监控终端在无线网络中的任意位置的接收功率；

另外，可定义边缘用户的能量效率为：

其中R_average表示边缘用户的平均传输速率，P_e表示终端上行能耗；

在传输上行数据时，终端发射功率占了终端上行能耗的大部分，终端发射功率P_t与终端上行能耗P_e之间满足：P_e＝η×P_t；

其中η表示终端上行能耗与上行终端发射功率的比值，该值是一个固定值，与功率放大器的放大系数等硬件因素有关系，因此，对于不同类型的终端，η是不同的；

S5：根据待应急处理的监控终端处的传输数据能量效率和能量损耗数据，判断由监控终端进行资源分配处理或者由相邻的监控终端进行资源分配处理；假设第k个监控终端得到的分配集合为S_n＝{n₁,n₂,......,n_Nk}，其中n_Nk为信道个数，则每一分配渠道的功率分配如下：

S51：对各个监控终端的功率进行初始化分配：

对所有的n，n＝n₁,n₂,......,n_Nk，令C_k,n＝0

S＝S_k

α_k,n为第k个监控终端在信道上的信道增益；C_k,n为第k个监控终端分配给信道n的比特数；ΔP_k,n表示初始化分配功率值；S_n为第k个监控终端分配信道合集；

S52：对各个监控终端的功率进行比特分配：

重复一下步骤R_k次：

n^{^}＝arg max Δp_k

c_k,n^＝c_k,n^+1

如果c_k,n^＝c_max，则S＝S-{n^}

S52：分配结束，为最终分配结果，根据分配结果，选择资源分配方向和信号传输路径；

S6：根据判断结果进行适应性处理，迅速解决应急性情况。

2.根据权利要求1所述的一种基于NB-IoT协议的应急性无线网络资源分配方法，其特征在于：每一监控终端之间遵循NB-IoT协议相互通信，每一监控终端和监控基站之间也遵循NB-IoT协议进行通信。