CN110830273B - 子***id的构造方法和组网应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种子***ID的构造方法和组网应用，方法包括：将***ID平均分为N段序列，每一段长度为M；分别对N段序列进行加扰，得到N个长度为M*N_SUBSYSTEM的加扰序列，其中，N_SUBSYSTEM为子***个数；对N个加扰序列进行预处理，得到1个长度为M*N_SUBSYSTEM的待分配序列；将待分配序列划分为N_SUBSYSTEM个子序列，每一个子序列即为一个子***ID。基于该方法，公开了一种IOT组网结构：包括三层结构的网络。一种私有IOT组网结构，包括一个子***。以及一种多个IOT***间漫游组网部署方法：每一个IOT***均部署有使用相同载波的第一层结构的IOT，且每一个***的IOT采用相同的子***ID。本发明可实现IOT的同频组网、IOT的无盲区覆盖和设备在多***间的切换。

Description

子***ID的构造方法和组网应用
技术领域
本发明涉及物联网组网方法，尤其是一种子***ID的构造方法和组网应用。
背景技术
物联网(Internet of Things，IoT)的概念自20世纪末被提出后，其技术和应用领域就不断地被丰富和完善，尤其是近几年通信技术的高速发展，更是为物联网的普及应用提供了良好的支持。
物联网作为基于互联网的万物互连技术，其对于高效生产与智能化设施的建设起到了良好的推动作用。但是，基于无线互联网通信技术构建的物联网，在随着网络扩大和接入终端不断增多的情况下，受到有限通信频段的高度限制。对于非授权频谱下物联网，其仅能对有限频段载波进行利用，这在很大程度上，限制了物联网的覆盖。而直接复用载波，又会造成网络的同频干扰问题。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种子***ID的构造方法和组网应用。以解决网络的同频组网问题，进而对有限频谱进行复用，扩大网络覆盖的同时，避免子网间的同频干扰问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种子***ID的构造方法，包括以下步骤：
S1：将***ID平均分为N段序列，每一段长度为M；
S2：分别对N段序列进行加扰，得到N个长度为M*N_SUBSYSTEM的加扰序列，其中，N_SUBSYSTEM为子***个数；
S3：对N个加扰序列进行预处理，得到1个长度为M*N_SUBSYSTEM的待分配序列；
S4：将待分配序列划分为N_SUBSYSTEM个子序列，每一个子序列即为一个子***ID。
进一步的，上述S2中，采用Golden序列生成器对N段序列进行加扰。
进一步的，上述Golden序列生成器具体为：Golden基序列长度为31，伪随机序列需要的长度为NPN,Golden序列表示为：
c(n)＝(x1(n+N)+x2(n+N))mod 2；
x1(n+49)＝(x1(n+3)+x1(n))mod 2；
x2(n+49)＝(x2(n+3)+x2(n+2)+x2(n+1)+x2(n))mod 2；
其中，n∈(0,1,2,…,NPN-1)；第一个序列x1(n)的初始值为参数GOLDEN_X1_INIT，第二个序列x2(n)的初始值为参数GOLDEN_X2_INIT，N＝1024；
GOLDEN_X1_INIT(0：47)＝mod(P_SUBSYSTEM_ID+RAND_ID_SCRAMBLE_0,2)，GOLDEN_X1_INIT(49)＝0；
GOLDEN_X2_INIT(0：47)＝mod(RAND_SUBSYSTEM_ID_GENERATOR+RAND_ID_SCRAMBLE_1,2)，
GOLDEN_X2_INIT(49)＝0；
其中，P_SUBSYSTEM_ID为需要加扰的序列段，RAND_ID_SCRAMBLE_0、RAND_ID_SCRAMBLE_1和RAND_SUBSYSTEM_ID_GENERATOR为***初始化时的预设参数。
进一步的，上述S3中，对N个加扰序列进行预处理为：对所述N个加扰序列进行异或(XOR)处理。
进一步的，上述S4中，将待分配序列划分为N_SUBSYSTEM个子序列的方法为：按待分配序列的字符顺序，将待分配序列平均分为N_SUBSYSTEM段子序列。即以待分配序列字符由前至后的顺序，按预定长度划分为N_SUBSYSTEM段子序列。
为解决物联网组网时有效的覆盖和方便物联网终端(IOT Equipment)接入的问题，本发明提供了利用上述子***ID构造方法进行组网的物联网组网结构：
物联网组网包括三层结构：第一层结构、第二层结构和第三层结构；其中，
第一层结构中配置有若干接入点，该若干接入点使用同一个载波；进而从整体上形成一个云基站(CloudRAN)；
第二层结构中配置有若干接入点，该若干接入点采用蜂窝网组网方式进行部署；每一个接入点使用预定的多个载波之一；每一个接入点对应于一个子***，相邻接入点间使用不同的载波，使用相同载波的接入点对应于不同的子***；
第三层结构中配置有若干接入点，该若干接入点设置于第一层结构接入点和第二层结构接入点覆盖盲区或需要扩容的区域；每一个接入点使用预定的多个载波之一，每一个接入点对应于一个子***，使用相同载波的接入点对应于不同的子***；
上述子***的子***ID由上述子***ID构造方法产生。
进一步的，第三层结构中的若干接入点中的全部或部分接入点设置于第一层或第二层结构中，作为数据回传通道。进而最大限度地减小网络部署的开销。
进一步的，上述第一层结构到第三层结构的接入点，每一层结构的接入点的发射功率随层次的增加而减小。该部署方式根据实际网路覆盖需求进行设定，在满足网络的覆盖同时，避免了同频干扰，同时节省网络功耗。
为解决对小型物联网进行子网部署的管理问题，本发明提供了一种私有物联网组网结构，该私有物联网包括若干接入点，该若干接入点使用同一个载波，该若干接入点属于同一个子***；该子***的子***ID由上述子***ID构造方法产生。该方式可对若干私有物联网进行有效的频谱区分和网络管理，进而避免各网络间的干扰。
为解决物联网网络部署中，不同(运营商)网络间的漫游(Roaming)问题，本发明提供了一种多个物联网***间漫游组网部署方法：多个物联网***采用上述物联网组网结构进行组网，在漫游区域，每一个物联网***均部署有使用相同载波的第一层结构的物联网，且每一个***的物联网采用相同的子***ID。此方式对于物联网终端在接入到第一层结构的网络后，可直接切换到相应运营商(物联网***)的第二次或第三层机构的网络(即连接到相应的接入点)。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.通过本发明的子***ID的构造方法，可将物联网划分出若干子网，进而实现同频组网，提高了网络覆盖的同时，避免了同频干扰。
2.基于***ID对子***ID进行构建，可将子***ID对应到相应的***中，形成关联，避免了不同***间的子网构建影响。
3.基于Golden序列生成器对子***ID构造构成中的加扰，有效提高了子***ID的抗干扰能力；同时，基于本方法中Golden序列生成器的子***ID构造方法，可适用于不同长度子网划分的需求，具有良好的灵活性。
4.对于加扰序列进行异或处理，可进一步保证加扰后序列与***ID间的关联性，进而保证了子***ID与***ID间的关联性。
5.顺序划分得到子***ID段，可提高各子***ID的独立性，避免同一***中相邻子***间的ID干扰，便于对子***的管理。
6.通过三层结构构件物联网，可有效保证网络覆盖的区域和密度，避免各接入点间的同频干扰，避免了覆盖盲区。同时，基于子***概念的接入点部署，可进一步提高对可用频段的复用率。
7.物联网组网中，将第三层结构的接入点作为第一层或第二层结构的数据回传通道(信道)，可最大限度减小网络部署(硬件和信道部署)的开销。
8.对于物联网组网中各层结构的功率设置，在保证网络覆盖质量的同时，有效避免同频干扰，同时降低网络设备的功耗。
9.本发明的私有物联网组网结构，可便于整体上对各私有物联网网络的区分和管理，进一步保证各网络对有限频谱的高效利用。
10.不同运营商间部署相同结构的第一层网络，可实现物联网终端的高效接入和运营商间的切换(漫游)。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是子***ID的构造方法流程图。
图2是物联网组网的结构图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1所示，本实施例公开了一种子***ID的构造方法，包括以下步骤：
S1：将***ID平均分为N段序列，每一段长度为M。
上述***ID在一个实施例中，为***初始化时随机选择，例如通过随机数发生器产生。通过随机选取***ID的值，可以白化干扰。在具体实施时，可通过Random或allocation的方法生成***ID。
S2：分别对N段序列进行加扰，得到N个长度为M*N_SUBSYSTEM的加扰序列，其中N_SUBSYSTEM为子***个数。
在一个实施例中，上述分别对N段序列进行加扰的方法为：Golden序列生成方法：Golden基序列长度为31，伪随机序列需要的长度为NPN,Golden序列表示为：
c(n)＝(x1(n+N)+x2(n+N))mod 2；
x1(n+49)＝(x1(n+3)+x1(n))mod 2；
x2(n+49)＝(x2(n+3)+x2(n+2)+x2(n+1)+x2(n))mod 2；
其中，n∈(0,1,2,…,NPN-1)。第一个序列x1(n)的初始值为GOLDEN_X1_INIT，第二个序列x2(n)的初始值为GOLDEN_X2_INIT，N＝1024。
在一个实施例中，GOLDEN_X1_INIT(0：47)＝mod(P_SUBSYSTEM_ID+RAND_ID_SCRAMBLE_0,2),GOLDEN_X1_INIT(49)＝0；
GOLDEN_X2_INIT(0：47)＝mod(RAND_SUBSYSTEM_ID_GENERATOR+RAND_ID_SCRAMBLE_1,2),GOLDEN_X2_INIT(49)＝0。
其中，P_SUBSYSTEM_ID为需要加扰的序列段(即N段序列之一)，RAND_ID_SCRAMBLE_0、RAND_ID_SCRAMBLE_1和RAND_SUBSYSTEM_ID_GENERATOR为***初始化时的预设参数，根据不同的应用场景进行不同的设置。
S3：对N个加扰序列进行预处理，得到1个长度为M*N_SUBSYSTEM的待分配序列。
在一个实施例中，对N个加扰序列进行预处理为：对N个加扰序列进行异或(XOR)处理。
S4：将所述待分配序列划分为N_SUBSYSTEM个子序列，每一个子序列长度为M。即得到N_SUBSYSTEM个子***ID的序列集合。
在一个实施例中，上述对待分配序列划分为N_SUBSYSTEM个子序列的方法为：按待分配序列的字符顺序，将待分配序列平均分为N_SUBSYSTEM段子序列。即按待分配序列从首字符开始，将待分配序列均分为N_SUBSYSTEM段子序列。
进一步的，方法还包括S5：将N_SUBSYSTEM个子序列分别分配到相应的子***。
本实施例公开了一种子***ID的构造方法，包括以下步骤：
S1：将***ID(长192比特)平均分为4段序列，每一段长度为48比特；
S2：使用Golden序列生成方法，分别对S1中的4段序列进行加扰，生成4个长度为48*N_SUBSYSTEM比特的加扰序列；
S3：对上述4个加扰序列进行异或(XOR)处理，得到最终的1个长度为48*N_SUBSYSTEM比特的待分配序列；
S4：按顺序将S3中生成的待分配序列划分为N_SUBSYSTEM个48比特的子序列，即可得到N_SUBSYSTEM个子***ID的序列集合。
上述***ID为随机选取的值，由Random函数产生。上述N_SUBSYSTEM为子***的个数；在一个具体实施例中，子***取8个或16个，取决于网络覆盖的大小和***初始化设定。
如图2所示，本实施例公开了上述实施例中的子***ID构造方法在物联网组网上的应用，该物联网组网包括三层结构：
第一层结构中配置有若干接入点，所有接入点使用同一个载波，进而形成一个云基站。
第二层结构中配置有若干接入点，每一个接入点可以使用多个载波；对(第二层结构中的)若干接入点采用蜂窝网组网方式进行设置，相邻接入点(如图2中标号为0和1的小区)使用不同的载波；对于使用同一个载波的接入点(如图2中标号为0的小区)，通过上述实施例中子***ID的构造方法分配的子***ID进行区分。对于第二层结构中接入点与子***ID(每个子***分配有一个子***ID)的部署，可采用蜂窝网部署的方式实施，即相邻的若干接入点(如3个或7个接入点)构成一个子***(如图2中相邻标号为0、1和2的三个小区为一个子***，对应子***编号为1)，子***间两两邻接(如子***编号为1和子***编号为2的两个子***邻接)，构成物联网的整个第二层网络。蜂窝网组网方式已属于成熟技术，本说明书对于其具体组网方式不进行累述。将相邻接入点设置为工作在不同载波频率，进而避免同频干扰；结合子***ID组织子***的构建(若干接入点使用的载波和子***间对载波的复用)，可最大限度提高载波频率的复用，进而提高***容量。
第三层结构中配置若干接入点，该若干接入点设置于物联网覆盖盲区或需要扩容的区域(即第一层结构接入点和第二层结构接入点覆盖盲区或需要扩容的区域)；该若干接入点可以使用不同载波，对于使用同一载波的接入点，通过以上述实施例中子***ID的构造方法分配的子***ID进行区分，即使用同一载波的接入点归属于不同的子***，而子***之间通过子***ID进行区分，子***ID的构造方法为上述实施例中的构造方法。。
上述组网中，物联网通过设定若干子***进而组建若干子网，通过分配子***ID对不同的子网进行区分。构建子网可有效对有限载波进行同频组网，实现对载波的复用，在减小频率开销的同时，避免同频干扰。
在一个实施例中，第一层结构到第三层结构的接入点，每一层的接入点的发射功率随层次的增加而减小。即第一层结构接入点的发射>第二层结构接入点的发射功率>第三层结构的发射功率。
在一个实施例中，第三层结构中的接入点设置于第一层或第二层结构中，作为数据回传通道，进而最大限度地减小网络部署的开销。
在一个实施例中，子***的前7个用于第二层接入点的同频组网，第8个用于第一层结构接入点中云基站部署，剩余的子***作为第三层接入点的部署。
引入三层结构的网络部署，可以在网络覆盖质量、网络容量以及用户移动性之间做到最优化配置。
在一个物联网终端(IoT Equipment，IoTE)接入上述组网方式的物联网的实施例中，物联网终端向网络端发送首次接入请求，网络端对该首次接入请求中携带的用户信息进行鉴权，鉴定该物联网终端与预先分配的用户ID(SP(Service Provider，业务服务商)预先分配后备份到网络端)的对应关系，鉴定通过后，物联网终端凭借该用户ID接入到物联网；物联网终端接入物联网的过程为：物联网终端首先接入第一层网络，并获取到第二层和第三层的网络信息(包括各接入点的载波信息)，进一步根据网络信息中，各层接入点的信号质量切换到相应层的接入点。通过上述组网方式，物联网终端在接入第一层网络后，可通过测量第二层和第三层中各接入点的信号质量，自行选择切换到信号质量较好的接入点，进而直接切换到相应层的网络中。相较于传统通信方式的逐层请求和接入方式，本组网方式设置灵活，用户(物联网终端)可直接从第一层网络切换到第三层网络中，进而直接接入信号质量好的接入点网络，通信灵活，不易造成网络拥堵，通信延时低，通信质量好。
在一个移动物联网终端接入物联网的实施例中，物联网终端在移动后进入LOST状态，该物联网终端向网络端发送恢复连接请求，进而接入到第一次网络，进一步切换到其它层网络。在另一个实施例中，物联网终端向网络端发送恢复连接请求后，网络端对该物联网终端发送的恢复连接请求中携带的身份信息鉴定通过后，物联网终端接入到第一层网络，进一步切换到其它层网络。网络端可设定离线物联网终端请求恢复连接的身份信息鉴定时限，在时限内请求恢复连接的，可不对其身份信息进行鉴定。
本实施例公开了上述物联网组网架构在不同运营商之间漫游的应用，公开了一种多个物联网***间漫游组网部署方法，具体为：
多个物联网***采用上述物联网组网结构(三层结构)进行组网，对于漫游区域，不同运营商(物联网***)之间，均部署有一套使用相同载波的第一层网络的物联网，且不同运营商的物联网使用同样的子***ID。
本实施例公开了上述实施例中的子***ID构造方法在物联网组网上的另一种应用，该物联网包括1个子***，该子***包含若干个接入点，该若干接入点使用固定载波。在一个实施例中，子***包含1个接入点。
该实施例应用于小规模的网络覆盖场景，例如私有网络或个人/家庭网络，进而简化网络架构，节约建设成本和维护成本。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (9)

1.一种物联网组网***中子***ID的构造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将***ID平均分为N段序列，每一段长度为M；
S2：分别对所述N段序列进行加扰，得到N个长度为M*N_SUBSYSTEM的加扰序列，其中，N_SUBSYSTEM为子***个数；
S3：对所述N个加扰序列进行异或处理，得到1个长度为M*N_SUBSYSTEM的待分配序列；
S4：将所述待分配序列划分为N_SUBSYSTEM个子序列，每一个子序列即为一个子***ID。
2.如权利要求1所述的物联网组网***中子***ID的构造方法，其特征在于，所述S2中，采用Golden序列生成器对所述N段序列进行加扰。
3.如权利要求2所述的物联网组网***中子***ID的构造方法，其特征在于，所述Golden序列生成器具体为：Golden基序列长度为31，伪随机序列需要的长度为NPN,Golden序列表示为：
c(n)＝(x1(n+N)+x2(n+N))mod 2；
x1(n+49)＝(x1(n+3)+x1(n))mod 2；
x2(n+49)＝(x2(n+3)+x2(n+2)+x2(n+1)+x2(n))mod 2；
其中，n∈(0,1,2,…,NPN-1)；第一个序列x1(n)的初始值为参数GOLDEN_X1_INIT，第二个序列x2(n)的初始值为参数GOLDEN_X2_INIT，N＝1024；
GOLDEN_X1_INIT(0：47)＝mod(P_SUBSYSTEM_ID+RAND_ID_SCRAMBLE_0,2)，
GOLDEN_X1_INIT(49)＝0；
GOLDEN_X2_INIT(0：47)＝mod(RAND_SUBSYSTEM_ID_GENERATOR+RAND_ID_SCRAMBLE_1,2)，
GOLDEN_X2_INIT(49)＝0；
其中，P_SUBSYSTEM_ID为需要加扰的序列段，RAND_ID_SCRAMBLE_0、RAND_ID_SCRAMBLE_1和RAND_SUBSYSTEM_ID_GENERATOR为***初始化时的预设参数。
4.如权利要求1所述的物联网组网***中子***ID的构造方法，其特征在于，所述S4中，将待分配序列划分为N_SUBSYSTEM个子序列的方法为：按待分配序列的字符顺序，将待分配序列平均分为N_SUBSYSTEM段子序列。
5.一种具备物联网组网结构的***，其特征在于，所述物联网组网包括三层结构：第一层结构、第二层结构和第三层结构；其中，
第一层结构中配置有若干接入点，该若干接入点使用同一个载波；
第二层结构中配置有若干接入点，该若干接入点采用蜂窝网组网方式进行部署；
每一个接入点使用预定的多个载波之一；每一个接入点对应于一个子***，相邻接入点间使用不同的载波，使用相同载波的接入点对应于不同的子***；
第三层结构中配置有若干接入点，该若干接入点设置于第一层结构接入点和第二层结构接入点覆盖盲区或需要扩容的区域；每一个接入点使用预定的多个载波之一，每一个接入点对应于一个子***，使用相同载波的接入点对应于不同的子***；
所述子***的子***ID由权利要求1-4之一的子***ID构造方法产生。
6.如权利要求5所述的具备物联网组网结构的***，其特征在于，所述第三层结构中的若干接入点中的全部或部分接入点设置于第一层或第二层结构中，作为数据回传通道。
7.如权利要求5或6所述的具备物联网组网结构的***，其特征在于，所述第一层结构到第三层结构的接入点，每一层结构的接入点的发射功率随层次的增加而减小。
8.一种具备私有物联网组网结构的***，其特征在于，所述私有物联网包括若干接入点，该若干接入点使用同一个载波，该若干接入点属于同一个子***；所述子***的子***ID由权利要求1-4之一的物联网组网***中子***ID构造方法产生。
9.一种多个物联网***间漫游组网部署方法，其特征在于，多个物联网***采用如权利要求5-7之一的具备物联网组网结构的***进行组网，在漫游区域，每一个物联网***均部署有使用相同载波的第一层结构的物联网，且每一个***的物联网采用相同的子***ID。
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