数据处理方法、装置及计算机可读存储介质与流程

1.本公开涉及信息技术领域，特别涉及一种数据处理方法、装置及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.nb-iot(narrow band internet of things，窄带物联网)成为万物互联网络的一个重要分支。nb-iot可以基于蜂窝网络来构建，能够以较低部署成本实现平滑升级。
3.在nb-iot的工作过程中，nb-iot终端需要与应用服务器之间进行数据传输，例如nb-iot终端向应用服务器发送数据包，应用服务器向nb-iot终端下发软件包更新等等。由于nb-iot的数据传输带宽有限，nb-iot的工作性能有待提升。


技术实现要素：

4.本公开解决的一个技术问题是，如何提升窄带物联网的工作性能。
5.根据本公开实施例的第一个方面，提供了一种数据处理方法，包括：窄带物联网网关接收各个窄带物联网终端发送的扩展不连续接收周期；窄带物联网网关获取最大终端并发数；窄带物联网网关对各个窄带物联网终端进行分组，相同分组内的窄带物联网终端的最大数量为最大终端并发数，相同分组内的窄带物联网终端具有相同的扩展不连续接收周期，不同分组之间的窄带物联网终端具有不同的扩展不连续接收周期；窄带物联网网关将各组窄带物联网终端的扩展不连续接收周期发送至基站，并指示基站分别在各组窄带物联网终端的扩展不连续接收周期内向各组窄带物联网终端组播下行数据。
6.在一些实施例中，窄带物联网网关对各个窄带物联网终端进行分组包括：在扩展不连续接收周期相同的窄带物联网终端的数量超出最大终端并发数的情况下，对超出最大终端并发数部分的窄带物联网终端的扩展不连续接收周期进行修改，使扩展不连续接收周期相同的窄带物联网终端的数量不大于最大终端并发数。
7.在一些实施例中，窄带物联网网关获取最大终端并发数包括：窄带物联网网关获取基站支持的第一最大终端并发数；窄带物联网网关获取应用服务器支持的第二最大终端并发数；窄带物联网网关确定最大终端并发数，最大终端并发数不大于第一最大终端并发数且不大于第二最大终端并发数。
8.在一些实施例中，数据处理方法还包括：窄带物联网网关将各个窄带物联网终端的t3324定时器数值调整为最大值。
9.在一些实施例中，数据处理方法还包括：窄带物联网网关将各组窄带物联网终端的扩展不连续接收周期作为各组窄带物联网终端的分组标识。
10.在一些实施例中，数据处理方法还包括：各个窄带物联网终端采用受限应用协议向基站发送下行数据请求；基站采用受限应用协议分别在各组窄带物联网终端的扩展不连续接收周期内向各组窄带物联网终端组播下行数据。
11.根据本公开实施例的第二个方面，提供了一种窄带物联网网关，包括：周期接收模
块，被配置为接收各个窄带物联网终端发送的扩展不连续接收周期；并发数获取模块，被配置为获取最大终端并发数；终端分组模块，被配置为对各个窄带物联网终端进行分组，相同分组内的窄带物联网终端的最大数量为最大终端并发数，相同分组内的窄带物联网终端具有相同的扩展不连续接收周期，不同分组之间的窄带物联网终端具有不同的扩展不连续接收周期；周期发送模块，被配置为将各组窄带物联网终端的扩展不连续接收周期发送至基站，并指示基站分别在各组窄带物联网终端的扩展不连续接收周期内向各组窄带物联网终端组播下行数据。
12.在一些实施例中，终端分组模块被配置为：在扩展不连续接收周期相同的窄带物联网终端的数量超出最大终端并发数的情况下，对超出最大终端并发数部分的窄带物联网终端的扩展不连续接收周期进行修改，使扩展不连续接收周期相同的窄带物联网终端的数量不大于最大终端并发数。
13.在一些实施例中，并发数获取模块被配置为：获取基站支持的第一最大终端并发数；获取应用服务器支持的第二最大终端并发数；确定最大终端并发数，最大终端并发数不大于第一最大终端并发数且不大于第二最大终端并发数。
14.在一些实施例中，窄带物联网网关还包括定时器数值调整模块，被配置为：将各个窄带物联网终端的t3324定时器数值调整为最大值。
15.在一些实施例中，窄带物联网网关还包括终端标识模块，被配置为：将各组窄带物联网终端的扩展不连续接收周期作为各组窄带物联网终端的分组标识。
16.根据本公开实施例的第三个方面，提供了一种窄带物联网，包括前述的窄带物联网网关、各个窄带物联网终端以及基站，其中，各个窄带物联网终端被配置为采用受限应用协议向基站发送下行数据请求，基站被配置为采用受限应用协议分别在各组窄带物联网终端的扩展不连续接收周期内向各组窄带物联网终端组播下行数据。
17.根据本公开实施例的第四个方面，提供了另一种窄带物联网网关，包括：存储器；以及耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器中的指令，执行前述的数据处理方法。
18.根据本公开实施例的第五个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现前述的数据处理方法。
19.本公开能够减轻窄带物联网终端高并发引起的负面影响，从而提升了窄带物联网的工作性能。
20.通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
21.为了更清楚地说明本公开实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1示出了本公开一些实施例的数据处理方法的流程示意图。
23.图2示出了本公开一些实施例的窄带物联网网关的结构示意图。
24.图3示出了本公开一些实施例的窄带物联网的结构示意图。
25.图4示出了本公开另一些实施例的窄带物联网网关的结构示意图。
具体实施方式
26.下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本公开保护的范围。
27.nb-iot终端具有基于rrc(radio resource control，无线资源控制)连接的三种状态：连接状态(或称connected)、空闲状态(或称idle)以及省电模式状态(psm，power saving mode)。
28.nb-iot完成数据传输后，不活跃定时器超时后释放rrc链接，终端进入到空闲状态，在空闲状态下nb-iot终端可以采用edrx(extended drx，扩展不连续接收)模式进行工作，在每个edrx周期内，只有在设置的ptw(paging time window，寻呼时间窗口)内，终端可接收下行数据，其余时间终端处于休眠状态，不接收下行数据。edrx模式下定时器t3324超时后，nb-iot终端进入到psm状态，此时nb-iot终端还注册到核心网，保留上下文连接信息。终端退出psm状态的原因可以是基站侧或者终端侧有业务或信令的触发，也可以是周期性跟踪区定时器超时。
29.下面结合图1描述本公开数据处理方法的一些实施例。
30.图1示出了本公开一些实施例的数据处理方法的流程示意图。如图1所示，本实施例包括步骤s101～步骤s107。
31.在步骤s101中，窄带物联网网关接收各个窄带物联网终端发送的扩展不连续接收周期。
32.例如，在批量的nb-iot终端需要更新软件包的情况下，应用服务器会推送软件包更新消息给nb-iot终端，该软件包更新消息还会携带应用服务器的ip地址。然后，nb-iot终端会发起软件更新请求消息，请求消息包含nb-iot终端的序列号、当前edrx周期、应用服务器ip地址。此时nb-iot网关对批量的软件更新请求消息进行汇聚，收集各个窄带物联网终端发送的当前edrx周期。
33.在步骤s103中，窄带物联网网关获取最大终端并发数。
34.例如，窄带物联网网关可以获取基站支持的第一最大终端并发数a1，并获取应用服务器支持的第二最大终端并发数a2。然后，窄带物联网网关确定最大终端并发数a，最大终端并发数a不大于第一最大终端并发数a1且不大于第二最大终端并发数a2，最大终端并发数a的取值例如可以为a1及a2中的较小值。
35.在步骤s105中，窄带物联网网关对各个窄带物联网终端进行分组。
36.其中，相同分组内的窄带物联网终端的最大数量为最大终端并发数，相同分组内的窄带物联网终端具有相同的扩展不连续接收周期，不同分组之间的窄带物联网终端具有不同的扩展不连续接收周期。
37.在一些实施例中，在扩展不连续接收周期相同的窄带物联网终端的数量超出最大
终端并发数的情况下，对超出最大终端并发数部分的窄带物联网终端的扩展不连续接收周期进行修改，使扩展不连续接收周期相同的窄带物联网终端的数量不大于最大终端并发数。
38.例如，nb-iot网关确定最大终端并发数a取值为100，并接收到500个edrx周期为b的nb-iot终端。那么，nb-iot网关可以将这些nb-iot终端分为5组，每组100个nb-iot终端，其中第一组的nb-iot终端的edrx周期不变，第二组的nb-iot终端的edrx周期修改为b1，第三组的nb-iot终端的edrx周期修改为b2，第四组的nb-iot终端的edrx周期修改为b3，第五组的nb-iot终端的edrx周期修改为b4。
39.在步骤s107中，窄带物联网网关将各组窄带物联网终端的扩展不连续接收周期发送至基站，并指示基站分别在各组窄带物联网终端的扩展不连续接收周期内向各组窄带物联网终端组播下行数据。
40.nb-iot网关对nb-iot终端的edrx周期进行修改后，将各组nb-iot终端的edrx周期通知给基站。经过与基站协商一致后，基站分别在各组nb-iot终端的edrx周期内(间隔)向各组nb-iot终端组播下行数据。
41.发明人考虑到nb-iot的带宽较小(约180k左右)，nb-iot在实际应用中存在数据更新功耗较大、大量的物联网终端更新效率较低的问题，同时数据传输和软件更新对时延要求比较低。鉴于nb-iot终端在edrx状态下处于省电模式且下行数据可达，本实施例利用nb-iot终端的edrx周期进行组播下行数据，能够提升传输下行数据的效率，并避免了传输下行数据时功耗过高的情况，提高了nb-iot终端的续航能力。更为重要的是，本实施例利用nb-iot网关的管理能力对nb-iot终端进行了分组，使每组nb-iot终端分散在不同的edrx周期，避免了终端高并发时网络侧及应用服务器侧的负载过大，减轻了nb-iot终端高并发引起的负面影响，提升了nb-iot的工作性能。
42.在一些实施例中，窄带物联网网关将各组窄带物联网终端的扩展不连续接收周期作为各组窄带物联网终端的分组标识。
43.这样一来，窄带物联网网关不必再为各组窄带物联网终端单独分配分组标识，从而减轻了窄带物联网的运行开销和传输负荷，进一步减轻了窄带物联网终端高并发引起的负面影响，提升了窄带物联网的工作性能。
44.在一些实施例中，数据处理方法还包括步骤s106。在步骤s106中，窄带物联网网关将各个窄带物联网终端的t3324定时器数值调整为最大值。
45.3gpp规定的t3324定时器数值最大值可以达到数百小时，将t3324的定时器数值调成最大值，可以使nb-iot终端长期活跃在空闲状态，避免nb-iot终端进入psm状态导致下行数据不可达，从而延长了nb-iot终端在低功耗状态接收下行数据的时长，进一步提升了窄带物联网的工作性能。
46.在一些实施例中，数据处理方法还包括步骤s108～步骤s109。在步骤s108中，各个窄带物联网终端采用受限应用协议向基站发送下行数据请求。在步骤s109中，基站采用受限应用协议分别在各组窄带物联网终端的扩展不连续接收周期内向各组窄带物联网终端组播下行数据。
47.nb-iot终端通过coap(constrained application protocol，受限应用协议)封装表头和数据包数据，其中，在表头封装选项块参数信息、当前物联网设备序列号、edrx周期、
网关的mac地址、应用服务器的ip地址等信息，其中，选项块参数信息包括option block2、option block1、option size2以及option block。
48.option block1表示nb-iot终端发出请求消息时采用分块传输，比如nb-iot终端需要上传一个大的数据包到应用服务器上。
49.option block2表示应用服务器响应时采用分块传输，比如nb-iot终端发起资源发现时，应用服务器上资源较多，就要启动分块传输。
50.option size2表示应用服务器响应资源总的大小，例如更新的软件包大小为1k即可标记为1024。
51.option block包括num参数、m参数、szx参数。num占用0～3byte，代表当前块编号，以0开始，如果要传10个数据块，则数据块的编号为0～9，由于nb-iot对于200字节的小包有相对低的时延，因此可以设定num＝option size2/200上取整。m占用1bit，如果设置为1代表还有剩下数据块未传输；如果设置为0代表数据块都已传输出去。szx占用2bit，表示每个传输块的大小，取值范围为0～6。
52.nb-iot终端通过核心网中的pgw(public data network gate way，公用数据网网关)传送给应用服务器，应用服务器按照表头中相应的参数进行策略执行，并将下行数据是否更新完毕、下行数据是否更新中断等执行结果通过ip数据包进行广播给终nb-iot端，并将执行结果上报给远程管理平台。
53.本实施例基于coap实现了nb-iot的块数据传输。由于edrx周期内可能因网络原因导致上下行数据包不可达，而coap支持断点传输，因此能够进一步提高数据信道的利用率，高效的实现批量下行数据的更新。
54.下面结合图2描述本公开窄带物联网网关的一些实施例。
55.图2示出了本公开一些实施例的窄带物联网网关的结构示意图。如图2所示，本实施例中的窄带物联网网关20包括：周期接收模块201，被配置为接收各个窄带物联网终端发送的扩展不连续接收周期；并发数获取模块202，被配置为获取最大终端并发数；终端分组模块203，被配置为对各个窄带物联网终端进行分组，相同分组内的窄带物联网终端的最大数量为最大终端并发数，相同分组内的窄带物联网终端具有相同的扩展不连续接收周期，不同分组之间的窄带物联网终端具有不同的扩展不连续接收周期；周期发送模块204，被配置为将各组窄带物联网终端的扩展不连续接收周期发送至基站，并指示基站分别在各组窄带物联网终端的扩展不连续接收周期内向各组窄带物联网终端组播下行数据。
56.发明人考虑到nb-iot的带宽较小(约180k左右)，nb-iot在实际应用中存在数据更新功耗较大、大量的物联网终端更新效率较低的问题，同时数据传输和软件更新对时延要求比较低。鉴于nb-iot终端在edrx状态下处于省电模式且下行数据可达，本实施例利用nb-iot终端的edrx周期进行组播下行数据，能够提升传输下行数据的效率，并避免了传输下行数据时功耗过高的情况，提高了nb-iot终端的续航能力。更为重要的是，本实施例利用nb-iot网关的管理能力对nb-iot终端进行了分组，使每组nb-iot终端分散在不同的edrx周期，避免了终端高并发时网络侧及应用服务器侧的负载过大，减轻了nb-iot终端高并发引起的负面影响，提升了nb-iot的工作性能。
57.在一些实施例中，终端分组模块203被配置为：在扩展不连续接收周期相同的窄带物联网终端的数量超出最大终端并发数的情况下，对超出最大终端并发数部分的窄带物联
网终端的扩展不连续接收周期进行修改，使扩展不连续接收周期相同的窄带物联网终端的数量不大于最大终端并发数。
58.在一些实施例中，并发数获取模块202被配置为：获取基站支持的第一最大终端并发数；获取应用服务器支持的第二最大终端并发数；确定最大终端并发数，最大终端并发数不大于第一最大终端并发数且不大于第二最大终端并发数。
59.在一些实施例中，窄带物联网网关还包括定时器数值调整模块205，被配置为：将各个窄带物联网终端的t3324定时器数值调整为最大值。
60.3gpp规定的t3324定时器数值最大值可以达到数百小时，将t3324的定时器数值调成最大值，可以使nb-iot终端长期活跃在空闲状态，避免nb-iot终端进入psm状态导致下行数据不可达，从而延长了nb-iot终端在低功耗状态接收下行数据的时长，进一步提升了窄带物联网的工作性能。
61.在一些实施例中，窄带物联网网关还包括终端标识模块206，被配置为：将各组窄带物联网终端的扩展不连续接收周期作为各组窄带物联网终端的分组标识。
62.这样一来，窄带物联网网关不必再为各组窄带物联网终端单独分配分组标识，从而减轻了窄带物联网的运行开销和传输负荷，进一步减轻了窄带物联网终端高并发引起的负面影响，提升了窄带物联网的工作性能。
63.下面结合图3描述本公开窄带物联网的一些实施例。
64.图3示出了本公开一些实施例的窄带物联网的结构示意图。如图3所示，本实施例中的窄带物联网30包括：窄带物联网网关20、各个窄带物联网终端301以及基站302。其中，窄带物联网网关20具备nb-iot通信能力和设备管理能力；各个窄带物联网终端301具有nb-iot模组和运营商sim卡，被配置为采用受限应用协议向基站发送下行数据请求，基站302被配置为采用受限应用协议分别在各组窄带物联网终端的扩展不连续接收周期内向各组窄带物联网终端组播下行数据。
65.本实施例基于coap实现了nb-iot的块数据传输。由于edrx周期内可能因网络原因导致上下行数据包不可达，而coap支持断点传输，因此能够进一步提高数据信道的利用率，高效的实现批量下行数据的更新。
66.在一些实施例中，窄带物联网30还包括核心网303、应用服务器304和远程管理平台305。其中，应用服务器304负责与终端的应用层数据的分发与处理，远程管理平台305具有设备管理、状态查询，定位查询、编码解码等能力。
67.下面结合图4描述本公开窄带物联网网关的另一些实施例。
68.图4示出了本公开另一些实施例的窄带物联网网关的结构示意图。如图4所示，该实施例的窄带物联网网关40包括：存储器410以及耦接至该存储器410的处理器420，处理器420被配置为基于存储在存储器410中的指令，执行前述任意一些实施例中的数据处理方法。
69.其中，存储器410例如可以包括系统存储器、固定非易失性存储介质等。系统存储器例如存储有操作系统、应用程序、引导装载程序(boot loader)以及其他程序等。
70.数据处理装置40还可以包括输入输出接口430、网络接口440、存储接口450等。这些接口430、440、450以及存储器410和处理器420之间例如可以通过总线460连接。其中，输入输出接口430为显示器、鼠标、键盘、触摸屏等输入输出设备提供连接接口。网络接口440
为各种联网设备提供连接接口。存储接口450为sd卡、u盘等外置存储设备提供连接接口。
71.本公开还包括一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现前述任意一些实施例中的数据处理方法。
72.本公开是参照根据本公开实施例的方法、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。
73.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。
74.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。
75.以上所述仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。