CN102724711A - 物联网终端的接入方法、装置及物联网终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供物联网终端的接入方法、装置及物联网终端。该接入方法包括：获取待接入网络的信道质量、接入特性及物联网终端的业务优先级特性；将所述待接入网络的信道质量与预定标准进行比较，并将所述待接入网络的接入特性与所述物联网终端的业务优先级特性进行比较；将所述物联网终端接入所述信道质量满足所述预定标准、且所述接入特性与所述优先级特性相符合的待接入网络。本发明的物联网终端的接入方法、装置及物联网终端能够提供有效、可靠的网络接入。

Description

物联网终端的接入方法、装置及物联网终端

技术领域

本发明涉及网络接入技术，尤其涉及物联网终端的接入方法、装置及物联网终端。

背景技术

物联网作为未来信息网络领域发展的重要方向之一，已经在世界范围内受到了广泛关注。物联网被视为继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮，其在世界范围内已经受到了广泛重视。国内外企业、大学、科研机构及相关国际标准化组织已经发起了对于物联网相关问题的研究。美国在2009年提出了“智慧地球”的概念，以大力发展物联网这一新兴技术。欧盟在第七框架下“RFID和物联网研究项目簇”中也开始了对于物联网技术的研究。我国也已将“物联网”明确列入《国家中长期科学技术发展规划(2006-2020年)》和2050年国家产业路线图。物联网的推广将会成为推进我国经济发展的又一驱动器，对优化我国产业结构，推进各行业的经济增长有重大意义。

随着技术的发展、市场需求和竞争的变化，移动通信网和宽带无线接入网分别朝着各自的发展方向不断演进。种类繁多的无线网络相继出现，例如GSM、GPRS、WLAN和3G/LTE蜂窝网络等，这些无线网络各自具有不同的特征和业务提供能力，适应不同场景下用户对通信服务个性化的需求。图1为物联网终端接入互联网的示意图。如图1所示，物联网终端之间的传输协议可由多种接入技术来支持，例如包括WLAN网络、蜂窝网络、WiMAX网络、传感器网络和无线Mesh网络等。在这种融合多种不同的无线接入网络的异构网络环境下，物联网终端需选择并接入异构网络中的某一无线网络以进行通信。

现有技术中，物联网终端通常是基于信号强度来选择接入网络。这种接入方式使得网络资源分配不平衡，并且当大量物联网终端同时接入同一无线网络时，会由于随机接入的资源有限而造成网络拥塞。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供物联网终端的接入方法、装置及物联网终端，用以实现有效、可靠的物联网终端网络接入。

本发明提供一种物联网终端的接入方法，包括：

获取待接入网络的信道质量、接入特性及物联网终端的业务优先级特性；

将所述待接入网络的信道质量与预定标准进行比较，并将所述待接入网络的接入特性与所述物联网终端的业务优先级特性进行比较；

将所述物联网终端接入所述信道质量满足所述预定标准、且所述接入特性与所述业务优先级特性相符合的待接入网络。

根据本发明的另一方面，提供一种物联网终端的接入装置，包括：

接收模块，用于获取待接入网络的信道质量、接入特性及物联网终端的业务优先级特性；

判决模块，用于将所述待接入网络的信道质量与预定标准进行比较，并将所述待接入网络的接入特性与所述物联网终端的业务优先级特性进行比较；

接入模块，用于将所述物联网终端接入所述信道质量满足所述预定标准、且所述接入特性与所述业务优先级特性相符合的待接入网络。

根据本发明的另一方面，还提供一种物联网终端，设置有本发明的物联网终端的接入装置。

根据本发明的物联网终端的接入方法、装置及物联网终端，由于通过分析待接入网络的信道质量和待接入网络的接入特性与物联网终端的业务优先级特性的匹配度来选择物联网终端的接入网络，所以既能够选择符合通信标准的信道，又能够使具有不同业务优先级特性的物联网终端对接入网络的选择实现差异化，从而避免了网络资源分配不平衡以及大量的物联网终端选择同一接入网络所造成的网络拥塞，实现了物联网终端的有效、可靠接入。

附图说明

图1为物联网终端接入互联网的示意图。

图2为本发明物联网终端的接入方法的流程图。

图3为应用本发明物联网终端的接入方法的物联网架构图。

图4为物联网终端与接入网的连接示意图。

图5为在图4所示的物联网终端与接入网之间实现接入的第一示例流程图。

图6为在图4所示的物联网终端与接入网之间实现接入的第二示例流程图。

图7为本发明物联网终端的接入装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

图2为本发明物联网终端的接入方法的流程图。如图2所示，该物联网终端的接入方法包括以下步骤：

步骤S100，获取待接入网络的信道质量、接入特性及物联网终端的业务优先级特性；

具体地，图3为应用本发明物联网终端的接入方法的物联网架构图。如图3所示，物联网包括感知层、接入层、网络层、支撑层和应用层。其中，感知层(也称为感知延伸层)主要完成信息的收集与简单处理，该层包括传统的无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)、射频识别(RadioFrequency Identification，RFID)和执行器；接入层主要完成各类设备的网络接入，该层提供多种接入方式，比如3G/4G、网状网络(Mesh网络)、WLAN、有线或者卫星等接入方式；网络层主要完成信息的远距离传输等功能，其为互联网、电信网或电视网等；支撑层也称为中间件或业务层，该层完成信息的表达与处理，以达到语义互操作和信息共享的目的。对下需要对网络资源进行认知进而达到自适应传输的目的，对上提供统一的接口与虚拟化(包括计算机虚拟化和存储虚拟化，例如为云计算)支撑；应用层主要完成服务发现和服务呈现的工作。在图3所示的物联网架构中，本发明的物联网终端的接入方法主要涉及接入层。

接入层提供多种接入方式，即包含物联网终端的多个待接入网络，各个待接入网络可能具有不同的信道质量，并且具有不同的接入特性。例如：3G和LTE等移动通信网络是有基础设施的无线网络，基站控制和管理各移动用户对信道资源的接入，向用户提供具有QoS保障的服务；而WLAN等采用了CSMA/CA的信道资源接入方式的网络，只是提供了对实时业务相对较弱的QoS支持。

在步骤S100中除获取各待接入网络的信道质量和接入特性外，还需获取物联网终端的业务优先级特性。通信按照优先次序被划分为不同的优先级(也称为服务类别(Cos))，即通信被按照优先级分为高、中、低(金、银、铜)这样的类别，优先级越低，数据分组就越易被丢弃。更为具体地，Cos是依据应用程序类型(例如语音、视频、电子邮件、文件传输和事务处理等)、用户类型(VIP用户或普通用户)或其它分类途径等，对数据包进行优先级划分的方法。例如：“第一优先级”标识分配给数据应用程序，如关键任务数据事务、视频传输或语音传输)；“第二优先级”标识分配给时间敏感度较低的流量，如电子邮件和Web通信。当传输“第一优先级”数据包和“第二优先级”数据包的网络繁忙时，则最先丢弃“第二优先级”数据包。物联网终端的业务优先级特性例如根据待发数据包的报文中的802.1Q字段即可获得。

步骤S200，将所述待接入网络的信道质量与预定标准进行比较，并将所述待接入网络的接入特性与所述物联网终端的业务优先级特性进行比较；

具体地，将在步骤S100中获取的待接入网络的信道质量与一个预先设置在物联网终端的信道质量标准值进行比较，若待接入网络的信道质量优于信道质量标准值，则认为该待接入网络符合接入标准；若待接入网络的信道质量低于信道质量标准值，则认为该待接入网络不符合接入标准。

此外，还将在步骤S100中获取的待接入网络的接入特性与物联网终端的业务优先级特性进行比较，以获知待接入网络的接入特性与物联网终端的业务优先级特性是否相匹配。更为具体地，例如：若待接入网络的接入特性为提供QoS保障，物联网终端的业务优先级特性为“第一优先级”，则认为两者相匹配；若待接入网络的接入特性为提供QoS保障，物联网终端的优先级特性为“第二优先级”或更低，则认为两者不相匹配。

步骤S300，将所述物联网终端接入所述信道质量满足所述预定标准、且所述接入特性与所述优先级特性相符合的待接入网络。

具体地，选择在步骤S200中确定的符合接入标准、且接入特性与物联网终端的业务优先级特性相匹配的待接入网络作为接入网络。

根据上述实施例的物联网终端的接入方法，由于通过分析待接入网络的信道质量和待接入网络的接入特性与物联网终端的业务优先级特性的匹配度来选择物联网终端的接入网络，所以既能够选择符合通信标准的信道，又能够使具有不同业务优先级特性的物联网终端对接入网络的选择实现差异化，从而避免了网络资源分配不平衡以及大量的物联网终端选择同一接入网络所造成的网络拥塞，实现了物联网终端的有效、可靠接入。

进一步地，在上述实施例的物联网终端的接入方法中，所述获取待接入网络的信道质量、接入特性及物联网终端的业务优先级特性的步骤包括：

步骤S101，接收待接入网络的广播信息；

具体地，该广播信息中主要包括导频信道质量和接入特性等特征信息。

步骤S102，根据所述广播信息获取所述待接入网络的导频信噪比，并根据所述广播信息获知所述待接入网络的接入特性是否为提供网络服务质量Qos保障；

具体地，物联网终端可采取现有技术中的任意获取导频信噪比的方法从广播信息中获取导频信噪比。

步骤S103，获取所述物联网终端的待发数据包的业务类型，根据所述业务类型确定所述业务类型是否需要所述Qos保障。

具体地，例如根据物联网终端的待发数据包的业务类型来标识物联网终端的业务优先级特性，即将不同的业务类型赋予不同的优先级，对于待发数据包为高优先级的业务类型的物联网终端需提供Qos保障，对于待发数据包为低优先级的业务类型的物联网终端则无需提供Qos保障，以实现不同业务优先级特性的物联网终端选择不同接入特性的待接入网络。物联网终端根据待发数据包中业务类别指示符可获得业务类型，从而明确是否需要QoS保障。

进一步地，在上述实施例的物联网终端的接入方法中，将所述待接入网络的信道质量与预定标准进行比较，并将所述待接入网络的接入特性与所述物联网终端的业务优先级特性进行比较的步骤包括：

步骤S201，将所述待接入网络的导频信噪比与预置的导频信噪比门限值进行比较；

步骤S202，若比较获知所述导频信噪比大于所述导频信噪比门限值，则检测所述待接入网络的接入特性是否与所述物联网终端的待发数据包的业务类型相符合。

进一步地，在上述实施例的物联网终端的接入方法中，将所述物联网终端接入所述信道质量满足所述预定标准、且所述接入特性与所述优先级特性相符合的待接入网络的步骤之后还包括：

步骤S400，若所接入的网络不能成功分配资源，则将所述物联网终端依次接入所述信道质量满足所述预定标准、且所述接入特性与所述优先级特性相符合的其他待接入网络，直至所接入的网络成功分配资源或遍历全部待接入网络。

具体地，当根据上述实施例的物联网终端的接入方法选择某一接入网络并接入后，若所接入的网络不能够为该物联网终端分配资源，则需选择另一接入网络。在重新选择物联网终端的接入网络时，优选为将物联网终端接入多个待接入网络中信道质量符合预定标准且接入特性与该物联网终端的业务优先级特性相匹配的其他网络。

进一步地，在上述实施例的物联网终端的接入方法中，若所接入的网络不能成功分配资源，则将所述物联网终端依次接入所述信道质量满足所述预定标准、且所述接入特性与所述优先级特性相符合的其他待接入网络，直至所接入的网络成功分配资源或遍历全部待接入网络的步骤之后还包括：

步骤S500，若所接入的网络不能成功分配资源，则将所述物联网终端接入所述信道质量满足所述预定标准、所述接入特性与所述优先级特性不相符合的待接入网络。

具体地，若在上述步骤S400中已遍历全部待接入网络，所有信道质量符合预定标准、且接入特性与该物联网终端的业务优先级特性相匹配的待接入网络均不能够为该物联网终端成功分配资源，则将该物联网终端接入信道质量符合预定标准的其他待接入网络；若所有信道质量符合预定标准的其他待接入网络仍不能为该物联网终端成功分配资源，则该物联网终端接入任意能为其分配资源的网络。

图4为物联网终端与接入网的连接示意图。如图4所示，接入网中包含两个待接入网络，即A1网络和A2网络，其中A1网络具有提供QoS业务保障的接入特性(A1网络例如为3G、LTE网络等)，A2网络具有较弱的QoS业务保障能力(A2网络例如为WLAN网络等)。当应用上述实施例的物联网终端的接入方法时，流程为：

步骤S100’，物联网终端同时接收来自A1网络和A2网络的广播信息，该广播信息包括网络质量、导频信息和信道状况等；

步骤S200’，物联网终端根据所接收的信息，并结合其业务模块(是否需要QoS保障的业务)判决采用哪个网络接入，具体地，如果需要QoS保障则选择A1网络，如果不需要QoS保障则选择A2网络，并在完成选择后接入相应的网络；

步骤S300’，若所接入的网络不能够成功分配资源，则接入次一等级的网络，直到遍历接入网中的全部待接入网络。

图5为在图4所示的物联网终端与接入网之间实现接入的第一示例流程图。在图5中，以业务特征为需要QoS保障的物联网终端的接入流程为例进行说明，如图5所示，具体包括以下步骤：

步骤S1，物联网终端开机，初始化；

步骤S2，接收异构网络下发的广播信息，具体广播信息与网络具体参数有关，同时根据导频信道接收功率判断信道质量情况；

步骤S3，根据信道质量情况和业务特征判定优先选择接入的网络，在A1网络和A2网络均满足预定信道质量的情况下，根据物联网终端的业务特征是否需要QoS保障来选择接入的网络。由于该物联网终端的业务特征是需要QoS保障的业务，所以接入A1网络，并执行步骤S4；

步骤S4，接入A1网络后，以A1网络的方式发起随机接入请求；

步骤S5，判断A1网络的接纳控制算法分配资源是否成功，若是，则通过A1网络空口接入网络成功；若否，则执行步骤S6；

步骤S6，选择接入A2网络，搜索A2网络的接入信息；

步骤S7，判断信息是否存在，若存在，则执行步骤S8，若不存在，则网络接入失败；

步骤S8，以A2网络的方式发起随机接入请求；

步骤S9，判断A2网络接入控制算法分配资源是否成功，若是，则通过A2网络空口接入网络成功，若否，则网络接入失败。

图6为在图4所示的物联网终端与接入网之间实现接入的第二示例流程图。在图6中，以业务特征为不需要QoS保障的物联网终端的接入流程为例进行说明，如图6所示，具体包括以下步骤：

步骤S1’，物联网终端开机，初始化；

步骤S2’，接收异构网络下发的广播信息，具体广播信息与网络具体参数有关，同时根据导频信道接收功率判断信道质量情况；

步骤S3’，根据信道质量情况和业务特征判定优先选择接入的网络，在A1网络和A2网络均满足预定信道质量的情况下，由于该物联网终端的业务特征是不需要QoS保障的业务，所以选择接入A2网络，并执行步骤S4’；

步骤S4’，接入A2网络后，搜索A2网络的接入信息；

步骤S5’，判断信息是否存在，若存在，则执行步骤S6’，若不存在，则选择接入A1网络，执行步骤S8’；

步骤S6’，以A2网络的方式发起随机接入请求；

步骤S7’，判断A2网络接入控制算法分配资源是否成功，若是，则通过A2网络空口接入网络成功，若否，则选择接入A1网络，执行步骤S8’。

步骤S8’，以A1网络的方式发起随机接入请求；

步骤S9’，判断A1网络接入控制算法分配资源是否成功，若是，则通过A1网络空口接入网络成功，若否，则网络接入失败。

本领域的技术人员应当理解，虽然在上述实施例中以两个待接入网络为例，但上述物联网终端的接入方法并不限于待接入网络的数量为两个，在对多个待接入网络的判决过程中，可对多个待接入网络依次进行判决。

图7为本发明物联网终端的接入装置的结构示意图。如图7所示，该物联网终端的接入装置包括：

接收模块10，用于获取待接入网络的信道质量、接入特性及物联网终端的业务优先级特性；

具体地，接收模块10主要接收来自接入层异构网络的广播信息，并且从物联网终端的待发数据包中获取物联网终端的业务优先级特性。

判决模块20，用于将所述待接入网络的信道质量与预定标准进行比较，并将所述待接入网络的接入特性与所述物联网终端的业务优先级特性进行比较；

具体地，判决模块20主要处理来自接收模块的信息，并将所接收的信息结合预定标准进行分析，以确定优先采用哪个网络进行接入。

接入模块30，用于将所述物联网终端接入所述信道质量满足所述预定标准、且所述接入特性与所述优先级特性相符合的待接入网络。

具体地，接入模块30接受判决模块20发送的信息(即所选择的网络)，并根据该信息接入网络。

上述实施例的物联网终端的接入装置实现物联网终端接入的流程与前述实施例的物联网终端的接入方法相同，故此处不再赘述。

根据上述实施例的物联网终端的接入装置，由于判决模块20通过分析待接入网络的信道质量和待接入网络的接入特性与物联网终端的业务优先级特性的匹配度来选择物联网终端的接入网络，并由接入模块30根据判决模块20的决策来将物联网终端接入信道质量满足预定标准、且接入特性与所述优先级特性相符合的待接入网络，所以既能够选择符合通信标准的信道，又能够使具有不同优先级特性的物联网终端对接入网络的选择实现差异化，从而避免了网络资源分配不平衡以及大量的物联网终端选择同一接入网络所造成的网络拥塞，实现了物联网终端的有效、可靠接入。

进一步地，在上述实施例的物联网终端的接入装置中，判决模块还用于若检测获知所接入的网络不能成功分配资源，则重新选择接入网络、并将重新选择的接入网络发送至所述接入模块，以使所述接入模块将所述物联网终端接入所述重新选择的接入网络。

本发明还提供一种物联网终端，该物联网终端上设置有上述任一实施例的物联网终端的接入装置。

该物联网终端采用与上述实施例的接入装置相同的流程来完成物联网终端的网络接入，故此处不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种物联网终端的接入方法，其特征在于，包括：

获取待接入网络的信道质量、接入特性及物联网终端的业务优先级特性；

将所述待接入网络的信道质量与预定标准进行比较，并将所述待接入网络的接入特性与所述物联网终端的业务优先级特性进行比较；

将所述物联网终端接入所述信道质量满足所述预定标准、且所述接入特性与所述业务优先级特性相符合的待接入网络。

2.根据权利要求1所述的物联网终端的接入方法，其特征在于，所述获取待接入网络的信道质量、接入特性及物联网终端的业务优先级特性的步骤包括：

接收待接入网络的广播信息；

根据所述广播信息获取所述待接入网络的导频信噪比，并根据所述广播信息获知所述待接入网络的接入特性是否为提供网络服务质量Qos保障；

获取所述物联网终端的待发数据包的业务类型，根据所述业务类型确定所述业务类型是否需要所述Qos保障。

3.根据权利要求2所述的物联网终端的接入方法，其特征在于，将所述待接入网络的信道质量与预定标准进行比较，并将所述待接入网络的接入特性与所述物联网终端的业务优先级特性进行比较的步骤包括：

将所述待接入网络的导频信噪比与预置的导频信噪比门限值进行比较；

若比较获知所述导频信噪比大于所述导频信噪比门限值，则检测所述待接入网络的接入特性是否与所述物联网终端的待发数据包的业务类型相符合。

4.根据权利要求1或3所述的物联网终端的接入方法，其特征在于，将所述物联网终端接入所述信道质量满足所述预定标准、且所述接入特性与所述业务优先级特性相符合的待接入网络的步骤之后还包括：

若所接入的网络不能成功分配资源，则将所述物联网终端依次接入所述信道质量满足所述预定标准、且所述接入特性与所述业务优先级特性相符合的其他待接入网络，直至所接入的网络成功分配资源或遍历全部待接入网络。

5.根据权利要求4所述的物联网终端的接入方法，其特征在于，若所接入的网络不能成功分配资源，则将所述物联网终端依次接入所述信道质量满足所述预定标准、且所述接入特性与所述业务优先级特性相符合的其他待接入网络，直至所接入的网络成功分配资源或遍历全部待接入网络的步骤之后还包括：

若所接入的网络不能成功分配资源，则将所述物联网终端接入所述信道质量满足所述预定标准、所述接入特性与所述业务优先级特性不相符合的待接入网络。

6.一种物联网终端的接入装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于获取待接入网络的信道质量、接入特性及物联网终端的业务优先级特性；

判决模块，用于将所述待接入网络的信道质量与预定标准进行比较，并将所述待接入网络的接入特性与所述物联网终端的业务优先级特性进行比较；

接入模块，用于将所述物联网终端接入所述信道质量满足所述预定标准、且所述接入特性与所述业务优先级特性相符合的待接入网络。

7.根据权利要求6所述的物联网终端的接入装置，其特征在于，所述判决模块还用于若检测获知所接入的网络不能成功分配资源，则重新选择接入网络、并将重新选择的接入网络发送至所述接入模块，以使所述接入模块将所述物联网终端接入所述重新选择的接入网络。

8.一种物联网终端，其特征在于，设置有如权利要求6或7所述的物联网终端的接入装置。

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