CN110858987B - 一种数据传输方法、装置、设备及计算机可读介质 - Google Patents

Abstract

本公开实施例提供了一种数据传输方法、装置、设备及计算机可读介质，涉及通信技术领域，所述方法包括：终端在需要发起上行业务时，获取用于发起所述上行业务的参数；所述终端根据所述用于发起所述上行业务的参数，确定是否允许发起所述上行业务；若确定允许发起所述上行业务，则所述终端发送所述上行业务的数据。

Description

一种数据传输方法、装置、设备及计算机可读介质

技术领域

本公开实施例涉及但不限于通信技术领域，特别涉及一种数据传输方法、装置、设备及计算机可读介质。

背景技术

同一小区支持的同时并发接入数有限，例如NB-IoT(Narrow Band Internet ofThings，窄带物联网)的同一小区支持的同时并发接入数，在15K载波配置下只有12个。当同一个小区内大量终端同时随机接入时，网络侧将不能及时处理所有终端的请求，导致部分终端接入或做业务时出现异常。终端接入或做业务时出现异常后，只能多次重试，而这种重试又造成信令风暴并加剧接入困难。

发明内容

本公开实施例提供的一种数据传输方法、装置、设备及计算机可读介质，解决因网络侧同时支持的并发接入数有限导致的部分终端接入异常或业务异常的问题。

根据本公开实施例提供的一种数据传输方法，所述方法包括：

终端在需要发起上行业务时，获取用于发起所述上行业务的参数；

所述终端根据所述用于发起所述上行业务的参数，确定是否允许发起所述上行业务；

若确定允许发起所述上行业务，则所述终端发送所述上行业务的数据。

根据本公开实施例提供的一种数据传输装置，所述装置包括：

参数获取模块，用于在终端需要发起上行业务时，获取用于发起所述上行业务的参数；

时间确定模块，用于根据所述用于发起所述上行业务的参数，确定是否允许发起所述上行业务；

业务发起模块，用于若确定允许发起所述上行业务，则发送所述上行业务的数据。

根据本公开实施例提供的一种数据传输设备，所述设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述的数据传输方法的步骤。

根据本公开实施例提供的一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的数据传输方法的步骤。

本公开实施例提供的技术方案具有如下有益效果：

本公开实施例根据用于发起上行业务的参数，确定是否允许终端发起上行业务，保证所述终端在所确定的可以发起上行业务的情况下使用网络资源，即本公开实施例实现了终端侧离散化使用网络资源，能够避免大量终端同时使用网络资源，保证终端快速注册网络，以及及时发送数据。

附图说明

图1是本公开实施例提供的一种数据传输方法流程示意图；

图2是本公开实施例提供的基于自离散方案的数据传输流程示意图；

图3是本公开实施例提供的基于云端控制的数据传输的交互图；

图4是本公开实施例提供的一种数据传输装置的示意性框图；

图5是本公开实施例提供的一种数据传输设备的示意性框图；

图6是本公开实施例提供的网络结构示意图；

图7是本公开实施例提供的终端结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的实施例仅用于说明和解释本公开，并不用于限定本公开。

图1是本公开实施例提供的一种数据传输方法流程示意图，如图1所示，所述方法可以包括：

步骤S101：终端在需要发起上行业务时，获取用于发起所述上行业务的参数。

步骤S102：所述终端根据所述用于发起所述上行业务的参数，确定是否允许发起所述上行业务。

步骤S103：若确定允许发起所述上行业务，则所述终端发送所述上行业务的数据。

所述步骤S102可以包括：所述终端所述获取当前时间，并确定所述当前时间是否满足依据所述参数而形成的用来发起上行业务的约束条件，若确定所述当前时间满足所述约束条件，则确定允许发起所述上行业务。其中，所述当前时间为从某一在前的固定时刻到当前时刻的总秒数，例如可以是POSIX时间，即从格林威治时间1970年01月01日00时00分00秒(或北京时间1970年01月01日08时00分00秒)起至现在(即当前时刻)的总秒数。

在一个实施例中，所述用于发起所述上行业务的参数包括所述终端发送数据的周期N和终端标识ID。若所述当前时间t与所述周期N做取余运算得到的第一结果与所述终端标识ID与所述周期N做取余运算得到的第二结果相等，则所述终端确定所述当前时间满足所述约束条件，即所述当前时间是允许发起所述上行业务的时间。若所述第一结果与所述第二结果不相等，则确定所述当前时间不满足所述约束条件，即所述当前时间不是允许发起所述上行业务的时间，此时所述终端确定所述第一结果与所述第二结果的差值，并根据所述周期和所述差值，确定所述终端的睡眠时长，例如将所述差值与所述周期的和与所述周期做取余运算得到的结果作为睡眠时长，然后确定所述睡眠时长到达时的时间满足所述约束条件，即将所述睡眠时长到达时的时间确定为允许发起所述上行业务的时间。其中，所述周期N可以为终端发送数据的最小周期，例如3600秒，也可以是所述最小周期的倍数，例如7200秒等。所述终端标识ID是可以用来区分不同终端的号码，例如SIM(SubscriberIdentification Module，用户身份模块)号，IMEI(International Mobile EquipmentIdentity，国际移动设备识别码)等。以所述终端为物联网终端，所述网络资源为物联网系统网络资源，所述周期为最小周期为例，如图2所示，实施过程如下：

步骤S201：终端的MCU(Microcontroller Unit，微处理单元)需要发起上行业务，这里的上行业务是指终端需要和网络做上行同步，一般是终端需要向网络发送数据或信令，例如注册网络，发送数据包，发送短信等。

步骤S202：MCU的处理模块读取MCU的存储模块存储的终端ID，终端ID是整数格式，可以作为终端的唯一标识。

步骤S203：MCU的时间模块获取当前时间t，t为POSIX时间，即从格林威治时间1970年01月01日00时00分00秒(北京时间1970年01月01日08时00分00秒)起至现在(即当前时刻)的总秒数。

步骤S204：MCU的比较模块根据终端发送数据的最小周期N秒，对比ID％N(即第二结果)是否等于t％N(即第一结果)，其中，“％”表示取余运算。如果相等则转步骤S205，否则转步骤S206。

步骤S205：MCU的处理模块通过调用终端的通信模块提供的接口发起上行业务，例如开机，发送数据或者发送短信等。

步骤S206：终端的MCU睡眠T秒，T＝((ID％N-t％N)+N)％N。

步骤S207：MCU的处理模块调用终端的通信模块提供的接口发起上行业务。

假设最小周期N＝100秒，终端ID为5，此时ID％N＝5，若当前时间与最小周期的取余运算结果为5，则可以发起业务，若当前时间与最小周期的取余运算结果不为5，例如4，则睡眠1秒后发起业务。

本实施例终端的MCU准备发起上行业务之前，先检查是否符合发送条件(即约束条件)，等到符合发送条件后再调用终端的通信模块提供的接口触发终端的通信模块发起随机接入请求，适合应用于对数据传输时延不敏感的应用场景，例如抄表系统，智能路灯系统等。

在另一实施例中，所述用于发起所述上行业务的参数是所述终端通过与云端交互得到的，所述用于发起所述上行业务的参数包括所述终端发送数据的时延N、所述终端所在小区的终端数量M，以及所述终端在所述小区的所有终端中的排序号F(ID)。所述终端获取所述小区支持的同时并发接入数，若所述终端数量M小于或等于所述同时并发接入数180/Subcarrier，则确定所述当前时间满足所述约束条件，即当前时间是允许发起所述上行业务的时间；若所述终端数量M大于所述同时并发接入数180/Subcarrier，则所述终端根据所述时延和所述终端数量，确定所述终端的工作时长N/M，并根据所述当前时间t、所述时延N、所述终端的所述排序号F(ID)和所述工作时长，确定所述当前时间是否为发起所述上行业务的时间，例如将所述当前时间t与所述时延N做取余运算得到第三结果t％N，将所述排序号F(ID)与所述工作时长N/M做乘积运算得到第四结果，当所述第三结果与所述第四结果的差值在预设时长范围时，确定所述当前时间满足所述约束条件，即所述当前时间为允许发起所述上行业务的时间。其中，所述预设时长范围是依据所述工作时长而生成的，例如(-N/2M，N/2M]。所述时延N是云端为终端设置的终端发送数据的时延，可以是最大时延。所述排序号F(ID)是云端将小区内终端标识ID按大小顺序排序后，按照排列顺序，为终端重新配置的序号。所述终端标识ID是可以用来区分不同终端的号码，例如SIM卡号，IMEI号等。以所述终端为物联网终端，所述网络资源为物联网系统网络资源为例，如图3所示，终端的物联网模块(或通信模块)首次正常开机并注册网络后，终端的MCU主动发送云端需要的终端信息，比如终端ID、注册小区信息，TAC(Tracking Area code，追踪区代码)，SIM卡信息等。云端收到某终端请求后，根据终端信息结合系统策略，下发该终端做上行业务的时间参数。如图3所示，所述交互的过程如下：

步骤301：终端开机后，终端的MCU给终端的通信模块加电并控制物联网模块开机。

步骤302：物联网模块开机，并注册网络。

步骤303：物联网模块接收网络侧的注册成功的消息。

步骤304：MCU的处理模块通过通信模块向云端发送请求，请求上行业务的时间参数信息，并携带终端本身一些参数，例如数据上报周期T，终端ID，通信模块服务小区ID及TAC，小区子载波参数Subcarrier(例如15K或3.75K)等相关参数。

步骤305：云端通过步骤304中的信息，计算出该终端做上行业务的时间参数，并把该时间参数通过终端的通信模块下发给终端的MCU，MCU的存储模块会存储云端下发的时间参数。上述时间参数是云端根据终端所处小区，小区配置，小区内终端数量及数据上报周期等数据计算出来的，用于该小区内所有终端做业务时尽量离散。

在一个实施方式中，云端下发的终端做上行业务的参数为N，M和F(ID)。其中，N为云端设置的数据发送最大时延，云端根据自己业务类型，设置一个最大允许时延，单位为秒；M为该终端同小区内的终端总数。F(ID)是云端对所有终端ID进行按大小排序的序号，即对于任意一个MCU，得到的F(ID)的值是介于1到M的一个整数。

步骤306：MCU在不需要发起业务时一直处于休眠状态。

步骤307：MCU需要发起业务时，MCU的时间模块首先会读取当前时间t，并根据云端下发参数，在每次做业务之前，检测是否满足如下条件，即返回值是否为逻辑真，如果为逻辑真则立即进行步骤308，否则继续等待直到符合上述条件。

NB-IoT仅支持180K带宽，假设小区子载波参数将配置为15K，此时小区支持的并发数量理论上是180/Subcarrier＝12。当小区内终端总数M小于或等于小区支持的同时并发接入数12时，返回值为逻辑真。小区内终端总数M大于小区支持的同时并发接入数12时，需要进行离散化处理，此时利用上述逻辑式判断当前时间是否是终端可做业务的时间，若是，则进行步骤308。

步骤308：MCU调用物联网模块的接口做业务，这里做业务指注册网络(即再次开机注册网络)，发送数据或发送短信等操作，上述操作会触发通信模块发起随机接入请求。

本实施例适合MCU通过NB模块接入云端，MCU可以接收云端发送的下行数据，且应用于对数据传输时延不敏感的场景，例如抄表系统，智能路灯系统等。

在上述实施方式中，所述上行业务包括注册网络或发送业务数据或发送短信。

图4是本公开实施例提供的一种数据传输装置的示意性框图，如图4所示，所述装置可以包括：

参数获取模块41，用于在终端需要发起上行业务时，获取用于发起所述上行业务的参数。

时间确定模块42，用于根据所述用于发起所述上行业务的参数，确定是否允许发起所述上行业务；

业务发起模块43，用于若确定允许发起所述上行业务，则发送所述上行业务的数据。

所述时间确定模块42具体用于获取当前时间，并确定所述当前时间是否满足依据所述参数而形成的用来发起上行业务的约束条件，若确定所述当前时间满足所述约束条件，则确定允许发起所述上行业务。其中，所述当前时间为从某一在前的固定时刻到当前时刻的总秒数，例如可以是POSIX时间，即从格林威治时间1970年01月01日00时00分00秒(或北京时间1970年01月01日08时00分00秒)起至现在(即当前时刻)的总秒数。

在一个实施例中，所述用于发起所述上行业务的参数包括所述终端发送数据的周期和终端标识ID。若所述当前时间t与所述周期N做取余运算得到的第一结果与所述终端标识ID与所述周期N做取余运算得到的第二结果相等，则所述时间确定模块42确定所述当前时间满足所述约束条件，即所述当前时间是允许发起所述上行业务的时间。若所述第一结果与所述第二结果不相等，则确定所述当前时间不满足所述约束条件，即所述当前时间不是允许发起所述上行业务的时间，此时所述时间确定模块42确定所述第一结果与所述第二结果的差值，并根据所述周期和所述差值，确定所述终端的睡眠时长，例如将所述差值与所述周期的和与所述周期做取余运算得到的结果作为睡眠时长，然后确定所述睡眠时长到达时的时间满足所述约束条件，即将所述睡眠时长到达时的时间确定为允许发起所述上行业务的时间。其中，所述周期N可以为终端发送数据的最小周期，例如3600秒，也可以是所述最小周期的倍数，例如7200秒等，所述终端标识ID是可以用来区分不同终端的号码，例如SIM卡号，IMEI号等。

在另一实施例中，所述用于发起所述上行业务的参数是所述终端通过与云端交互得到的，所述用于发起所述上行业务的参数包括所述终端发送数据的时延、所述终端所在小区的终端数量，以及所述终端在所述小区的所有终端中的排序号。所述时间确定模块42具体用于获取所述小区支持的同时并发接入数，若所述终端数量小于或等于所述同时并发接入数，则确定所述当前时间满足所述约束条件，即当前时间是允许发起所述上行业务的时间，若所述终端数量大于所述同时并发接入数，则根据所述时延和所述终端数量，确定所述终端的工作时长N/M，并根据所述当前时间t、所述时延N、所述终端的所述排序号F(ID)和所述工作时长，确定所述当前时间是否为发起所述上行业务的时间，例如将所述当前时间t与所述时延N做取余运算得到第三结果t％N，将所述排序号F(ID)与所述工作时长N/M做乘积运算得到第四结果，当所述第三结果与所述第四结果的差值在预设时长范围时，确定所述当前时间满足所述约束条件，即所述当前时间为允许发起所述上行业务的时间。其中，所述预设时长范围是依据所述工作时长而生成的，例如(-N/2M，N/2M]。所述时延N是云端为终端设置的终端发送数据的时延，可以是最大时延。所述排序号F(ID)是云端将小区内终端标识ID按大小顺序排序后，按照排列顺序，为终端重新配置的序号。所述终端标识ID是可以用来区分不同终端的号码，例如SIM卡号，IMEI号等。

在上述实施方式中，所述上行业务包括注册网络或发送业务数据或发送短信。

图5是本公开实施例提供的一种数据传输设备的示意性框图，如图5所示，所述设备可以包括存储器52、处理器51及存储在存储器52上并可在处理器51上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器51执行时实现上述的数据传输方法的步骤。

图6是本公开实施例提供的网络结构示意图，如图6所示，所述网络结构可以包括终端61(例如物联网终端)，网络侧62(包括基站和核心网的运营商网络)以及云端63。

所述网络侧62是通信网络侧的总称，包括接入网和核心网部分。也就是通常说的运营商的网络，可以为终端61与云端63的数据传输提供一条数据通路。

云端63用于接收终端61的上传数据，也可以下发数据或控制信息到终端61。

终端61是以MCU(Microcontroller Unit，微处理单元)611(实现图4装置中各模块的功能)加通信模块(例如NB-IoT通信模块，即NB-IoT物联网模块)612形式组成，其中，MCU611通过通信模块612完成和云端63的数据传输工作。应用时，终端61仅在某个特定时隙去发起随机接入，以保证同一时刻申请网络资源的终端数量不会超过小区的处理能力。通信模块612在多种不同情况下会发起随机接入申请使用网络资源，比如注册网络，发送数据，发起追踪区更新等。当有大量终端在同一个时间段内发起业务时，本实施例可以把不同终端离散到这段时间区间，因此一个终端发起业务时，会尽可能少的受其他终端干扰。本实施例无需修改网络侧配置，可以从终端侧降低网络侧的拥挤，适用于对数据传输时延不敏感的业务类型。

目前国内三大运营商NB-IoT网络在主要城市都有布网，而终端厂家还处于前期调试验证阶段，尚没有大规模商用。目前验证阶段，已经有发现大规模终端测试时，因为网络侧同时支持的并发接入数有限制导致终端接入困难的情况。具体表现是，大量终端同时向基站发起随机接入请求，而网络侧同时处理的终端请求数量有限，导致部分终端得不到网络响应，终端侧只能多次重试，而这种重试又造成信令风暴并加剧接入困难的问题。通过本公开实施例，根据NB-IoT终端在一般使用场景下的周期性发送小数据量的数据的特点，可以离散式使用网络资源，防止短时间内大量NB-IoT终端设备集中向网络发起随机接入请求。

图7是本公开实施例提供的终端结构示意图，如图7所示，所述终端61包括MCU611和通信模块612，通信模块612通过网络侧提供的服务接入云端。通信模块612用于网络注册以及数据收发，MCU611负责终端的业务逻辑处理。

所述终端的MCU611至少包括存储模块71，时间模块72，比较模块73和业务模块(或处理模块)74。其中，存储模块71用于存储终端各种信息以及各种参数，比如终端ID，网络下发的时间参数等。时间模块72可以读取当前系统时间(即当前时间)。比较模块73用于比较当前时间是否可以做业务。处理模块74负责调用通信模块提供的接口实现业务，比如注册网络或发送数据等。

本公开实施例适用于MCU通过通信模块接入网络(例如物联网)的情况，尤其适合NB-IOT技术的物联网系统。当同一区域或同一小区下有大量终端需要使用网络时，容易发生因为网络拥塞导致的通信失败现象。本公开实施例不用修改网络配置，只需要在终端侧即可降低通信失败概率，优化终端功耗，降低通信时延。

本公开实施例还提供的一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述数据传输方法的步骤。本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

综上所述，本公开实施例具有以下技术效果：

1.因为同一小区能够支持的同时做业务的终端数量有限，如果大量终端同时段发起上行业务，基站不能同时响应所有终端的请求，会导致部分终端接入失败。本公开实施例可以离散整个网络(例如物联网)系统中的不同终端发起业务请求的时间，从而离散化使用物联网系统网络资源，减少或避免上述问题的发生。

2.由于终端接入失败后，会不停尝试接入网络，导致终端功耗增加，通过本公开实施例，可以减少或避免终端接入失败，从而有利于降低终端功耗，延长电池使用时间。

尽管上文对本公开实施例进行了详细说明，但是本公开实施例不限于此，本技术领域技术人员可以根据本公开实施例的原理进行各种修改。因此，凡按照本公开实施例原理所作的修改，都应当理解为落入本公开实施例的保护范围。

Claims (9)

1.一种数据传输方法，其特征在于，所述方法包括：

终端在需要发起上行业务时，获取用于发起所述上行业务的参数；

所述终端根据所述用于发起所述上行业务的参数，确定是否允许发起所述上行业务；

若确定允许发起所述上行业务，则所述终端发送所述上行业务的数据；

其中，所述终端根据所述用于发起所述上行业务的参数，确定是否允许发起所述上行业务包括：

获取当前时间，所述当前时间为从在前的预设时刻到当前时刻的总秒数；

确定所述当前时间是否满足依据所述参数而形成的用来发起上行业务的约束条件；

若确定所述当前时间满足所述约束条件，则确定允许发起所述上行业务。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用于发起所述上行业务的参数包括所述终端发送数据的周期和终端标识ID。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述当前时间是否满足依据所述参数而形成的用来发起上行业务的约束条件包括：

若所述当前时间与所述周期做取余运算得到的第一结果与所述终端标识ID与所述周期做取余运算得到的第二结果相等，则确定所述当前时间满足所述约束条件。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述确定所述当前时间是否满足依据所述参数而形成的用来发起上行业务的约束条件之后，还包括：

若确定所述当前时间不满足所述约束条件，则确定所述第一结果与所述第二结果的差值；

根据所述周期和所述差值，确定所述终端的睡眠时长，并确定所述睡眠时长到达时的时间满足所述约束条件。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用于发起所述上行业务的参数是所述终端通过与云端交互得到的，其中，所述用于发起所述上行业务的参数包括所述终端发送数据的时延、所述终端所在小区的终端数量，以及所述终端ID在所述小区的所有终端ID中按大小排序的排序号，所述排序号为介于1到M的整数，所述M表示所述终端数量。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定所述当前时间是否满足依据所述参数而形成的用来发起上行业务的约束条件包括：

获取所述小区支持的同时并发接入数；

若所述终端数量小于或等于所述同时并发接入数，则确定所述当前时间满足所述约束条件；

若所述终端数量大于所述同时并发接入数，则根据所述时延和所述终端数量，确定所述终端的工作时长，并将所述当前时间与所述时延做取余运算得到第三结果，将所述排序号与所述工作时长做乘积运算得到第四结果，当所述第三结果与所述第四结果的差值在预设时长范围时，确定所述当前时间满足所述约束条件，其中，所述预设时长范围是依据所述工作时长而生成的。

7.一种数据传输装置，其特征在于，所述装置包括：

参数获取模块，用于在终端需要发起上行业务时，获取用于发起所述上行业务的参数；

时间确定模块，用于根据所述用于发起所述上行业务的参数，确定是否允许发起所述上行业务；

业务发起模块，用于若确定允许发起所述上行业务，则发送所述上行业务的数据；

其中，所述时间确定模块包括：

获取单元，用于获取当前时间，所述当前时间为从在前的预设时刻到当前时刻的总秒数；

确定单元，用于确定所述当前时间是否满足依据所述参数而形成的用来发起上行业务的约束条件；还用于若确定所述当前时间满足所述约束条件，则确定允许发起所述上行业务。

8.一种数据传输设备，所述设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的数据传输方法的步骤。

9.一种计算机可读介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的数据传输方法的步骤。

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