CN109361422A - 广域物联网中扩频因子调整方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种广域物联网中扩频因子调整方法及装置，涉及物联网通信技术领域，用于根据当前网络环境对扩频因子进行动态调整，以减少业务时延，增加终端电池寿命。该方法包括：在传输业务前，设定扩频因子的取值为第一预设初始值；在传输第i次业务前，获取终端上报的第i‑1次业务的信噪比SNR和第i‑2次业务的SNR以及扩频因子的当前取值；根据第i‑1次业务的SNR和第i‑2次业务的SNR的差值以及扩频因子的当前取值，确定第i次业务中扩频因子的取值，所述i的取值为大于等于2的整数；将第i次业务中扩频因子的取值发送给终端和网关以使得终端和网关将扩频因子的当前取值调整为第i次业务中扩频因子的取值。

Description

广域物联网中扩频因子调整方法及装置

技术领域

本申请涉及物联网通信技术领域，尤其涉及一种广域物联网中扩频因子调整方法及装置。

背景技术

随着物联网技术快速发展，对远距离和低功耗的要求越来越高，低功耗广域网(low power wide area network,LPWAN)技术应运而生。LPWAN技术在应用过程中需要考虑传输速率、工作频段和网络拓扑结构三个主要参数，其常用技术为基于扩频技术的超远距离无线传输的LoRa技术、Sigfox和窄带物联网(narrow band internet of things，NB-IoT)技术。

LoRa技术通过使用扩频因子，将小容量数据通过大范围的无线电频谱传输出去，能够实现远距离、长电池寿命并增加系统容量，因而得到广泛应用。目前，扩频因子由服务器根据当前网络环境进行设定，此后终端和网关根据设定的扩频因子进行数据传输。在数据传输的过程中，扩频因子固定为初始设置的值，可能会因为扩频因子的取值不合理导致业务时延增大，终端电池寿命降低。

发明内容

本发明提供一种广域物联网中扩频因子调整方法及装置，能够根据当前网络环境对扩频因子进行动态调整，在保证数据传输质量的前提下，减少业务时延，增加终端电池寿命。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种广域物联网中扩频因子调整方法，所述方法包括：

在传输业务前，设定扩频因子的取值为第一预设初始值；

在传输第i次业务前，获取终端上报的第i-1次业务的信噪比SNR和第i-2次业务的SNR以及所述扩频因子的当前取值；

根据所述第i-1次业务的SNR和所述第i-2次业务的SNR的差值以及所述扩频因子的当前取值，确定第i次业务中扩频因子的取值，所述i的取值为大于等于2的整数；

将所述第i次业务中扩频因子的取值发送给终端和网关以使得所述终端和网关将所述扩频因子的当前取值调整为所述第i次业务中扩频因子的取值。

第二方面，本发明提供一种广域物联网中扩频因子调整装置，所述装置包括：

确定单元，用于在传输业务前，设定扩频因子的取值为第一预设初始值；

获取单元，用于在传输第i次业务前，获取终端上报的第i-1次业务的信噪比SNR和第i-2次业务的SNR以及所述扩频因子的当前取值；

所述确定单元，还用于在传输第i次业务前，根据所述第i-1次业务的SNR和所述第i-2次业务的SNR的差值以及所述扩频因子的当前取值，确定第i次业务中扩频因子的取值，所述i的取值为大于等于2的整数；

发送单元，用于将所述第i次业务中扩频因子的取值发送给终端和网关，以使得所述终端和网关将所述扩频因子的当前取值调整为所述第i次业务中扩频因子的取值。

第三方面，本申请提供一种广域物联网中扩频因子调整装置，包括：处理器、存储器和通信接口。其中，通信接口用于与其他设备或通信网络通信，存储器用于存储一个或多个程序，所述一个或多个程序包括计算机执行指令，当该装置运行时，处理器执行存储器存储的所述计算机执行指令以使该装置执行第一方面及其各种可选的实现方式中任意之一所述的广域物联网中扩频因子调整方法。

第四方面，本申请提供一种包含指令的计算机程序产品，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行第一方面及其各种可选的实现方式中任意之一所述的广域物联网中扩频因子调整方法。

第五方面，本申请提供一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当被计算机执行时使所述计算机执行第一方面及其各种可选的实现方式中任意之一所述的广域物联网中扩频因子调整方法。

本发明的实施例提供一种广域物联网中扩频因子调整方法，在传输业务前，设定扩频因子的取值为第一预设初始值。在进行第i次业务前，获取终端上报的第i-1次业务的信噪比SNR和第i-2次业务的SNR以及所述扩频因子的当前取值，并根据第i-1次业务和第i-2次业务的SNR的差值以及扩频因子的当前取值，确定第i次业务中扩频因子的取值。将第i次业务中扩频因子的取值发送给终端和网关以使得所述终端和网关将所述扩频因子的当前取值调整为所述第i次业务中扩频因子的取值。本发明能够根据当前网络环境(SNR)对扩频因子进行动态调整，在保证数据传输质量的前提下，减少业务时延，增加终端电池寿命，具有重要的理论意义和实际应用价值。

附图说明

图1为本申请实施例提供的广域物联网的网络架构示意图；

图2为本申请实施例提供的广域物联网中扩频因子调整方法示意图；

图3为本申请实施例提供的广域物联网中扩频因子调整装置示意图一；

图4为本申请实施例提供的广域物联网中扩频因子调整装置的结构示意图二。

具体实施方式

本发明的实施例提供了一种广域物联网中扩频因子调整方法及装置，主要应用到采用LoRa技术的广域物联网中。示例性的，如图1所示，该广域物联网的网络架构包括服务器101、网关102以及终端103。

其中，网关102连接终端103与服务器101，网关102与服务器101通过TCP/IP网络协议进行连接，终端103与网关102之间双向通信。服务器101负责数据的存储和处理，确定所述扩频因子的取值，并将其下发到网关102。网关102负责数据汇总，接收服务器101发送的所述扩频因子的取值信息，并将其发送给终端103。终端103负责接收数据，考虑到终端利用电池供电的问题，所述终端一般处于休眠状态，当网关有数据要发送时，将其唤醒并将数据发送给终端。

本发明的实施例提供了一种广域物联网中扩频因子调整方法，该方法可以应用于图1所示的采用LoRa技术的广域物联网中，其执行主体为该网络架构中的服务器，如图2所示，所述方法包括步骤S201-S204：

S201、在传输业务前，设定扩频因子的取值为第一预设初始值。

其中，扩频因子为扩频后码片速率与扩频前信号速率的比值，使用不同的扩频因子可以改变扩频系统的传输速率，且采用不同扩频因子的信号可以在一个信道中共存，可变的扩频因子可以提高整个网络的系统容量。第一预设初始值为传输业务前所设定的扩频因子的取值，所述扩频因子的取值可以为6、7、8、9、10、11、12。

可选的，在一种可能的实现方式中，设定扩频因子的取值为第二预设初始值，获取M次终端上报的SNR。在每次获取SNR后，判断当前获取的SNR的取值是否高于临界值，若是，则降低扩频因子的取值；若否，则调高扩频因子的取值。在经过M次调整后，将得到的扩频因子的取值确定为所述第一预设初始值。

示例性的，M＝2，按照牛顿二分法原则，设定扩频因子的初始取值(第二预设初始值)为9。之后，获取第一次终端上报的SNR，判断第一次终端上报的SNR是否高于临界值。若是，降低扩频因子的取值，也即将扩频因子的取值由9进一步按照牛顿二分法调整为7。之后，再获取第二次终端上报的SNR，继续判断第二次终端上报的SNR是否高于临界值，若是，降低扩频因子的取值，也即将扩频因子的取值由7进一步按照牛顿二分法原则调整为6，否则，调高扩频因子的取值，也即将扩频因子的取值由7进一步按照牛顿二分法原则调整为8。最后，将两次调整后得到的扩频因子的取值确定为第一预设初始值。

示例性的，M＝2,按照牛顿二分法原则，设定扩频因子的初始取值(第二预设初始值)为9。之后，获取第一次终端上报的SNR，判断第一次终端上报的SNR是否高于临界值。若否，调高扩频因子的取值，也即将扩频因子的取值由9进一步按照牛顿二分法调整为10。之后，再获取第二次终端上报的的SNR，继续判断第二次终端上报的SNR是否高于临界值，若否，调高扩频因子的取值，也即将扩频因子的取值由10进一步按照牛顿二分法原则调整为11，否则，降低扩频因子的取值，也即将扩频因子的取值由10进一步按照牛顿二分法原则调整为9。最后，将两次调整后得到的扩频因子的取值确定为第一预设初始值。

需要说明的是，所述M的取值可以为任意取值，如取值为2、3、4等，其中M的取值为4时，能达到较好的调整效果。

可选的，在另一种可能的实现方式中，服务器中存储有SNR与扩频因子的对应关系的历史数据，所述服务器根据获取的终端上报的SNR，以及所述SNR与扩频因子的对应关系，设定所述扩频因子的取值为第一预设初始值。

示例性的，获取终端上报的SNR与扩频因子的对应关系，之后，获取终端上报的SNR，根据终端上报的SNR与扩频因子的对应关系，获取所述扩频因子的取值，并设定为第一预设初始值。

S202、在传输第i次业务前，获取终端上报的第i-1次业务的信噪比SNR和第i-2次业务的SNR以及所述扩频因子的当前取值。

S203、根据所述第i-1次业务的SNR和所述第i-2次业务的SNR的差值以及所述扩频因子的当前取值，确定第i次业务中扩频因子的取值，所述i的取值为大于等于2的整数。

其中，所述扩频因子的当前取值为第i-1次业务中所述扩频因子的取值。

可选的，在一种可能的实现方式中，确定调整幅度为所述第i-1次业务和第i-2次业务的SNR的差值与预设扩频因子调整门限的比值。

若所述第i-1次业务和第i-2次业务的SNR的差值大于预设阈值，则将第i-1次业务中扩频因子的取值按照所述调整幅度增加后，得到所述第i次业务中扩频因子的取值；若所述第i-1次业务和第i-2次业务的SNR的差值小于预设阈值，则将第i-1次确定业务中扩频因子的取值按照所述调整幅度减少后，得到所述第i次业务中扩频因子的取值。

示例性的，预设扩频因子调整门限为2.5，所述第i-1次业务和第i-2次业务的SNR的差值为6，对调整幅度为所述第i-1次业务和第i-2次业务的SNR的差值与预设扩频因子调整门限的比值取整，即得调整幅度为2。

若所述第i-1次业务和第i-2次业务的SNR的差值大于预设阈值，则将第i-1次业务中扩频因子的取值按照所述调整幅度增加2后，得到所述第i次业务中扩频因子的取值；若所述第i-1次业务和第i-2次业务的SNR的差值小于预设阈值，则将第i-1次确定业务中扩频因子的取值按照所述调整幅度减少2后，得到所述第i次业务中扩频因子的取值。

S204、将所述第i次业务中扩频因子的取值发送给终端和网关以使得所述终端和网关将所述扩频因子的当前取值调整为所述第i次业务中扩频因子的取值。

本发明的实施例提供一种广域物联网中扩频因子调整方法，在传输业务前，设定扩频因子的取值为第一预设初始值。在进行第i次业务前，获取终端上报的第i-1次业务的信噪比SNR和第i-2次业务的SNR以及所述扩频因子的当前取值，并根据第i-1次业务和第i-2次业务的SNR的差值以及扩频因子的当前取值，确定第i次业务中扩频因子的取值。将第i次业务中扩频因子的取值发送给终端和网关以使得所述终端和网关将所述扩频因子的当前取值调整为所述第i次业务中扩频因子的取值。本发明能够根据当前网络环境(SNR)对扩频因子进行动态调整，在保证数据传输质量的前提下，减少业务时延，增加终端电池寿命，具有重要的理论意义和实际应用价值。

本发明实施例提供了一种广域物联网中扩频因子调整装置，可以用于执行如上所示的广域物联网中扩频因子调整方法。如图3所示，该广域物联网中扩频因子调整装置包括确定单元301、获取单元302、发送单元303：

其中，所述确定单元301，用于在传输业务前，设定扩频因子的取值为第一预设初始值。

获取单元302，用于在传输第i次业务前，获取终端上报的第i-1次业务的信噪比SNR和第i-2次业务的SNR以及所述扩频因子的当前取值。

所述确定单元301，还用于在传输第i次业务前，根据所述第i-1次业务的SNR和所述第i-2次业务的SNR的差值以及所述扩频因子的当前取值，确定第i次业务中扩频因子的取值，所述i的取值为大于等于2的整数。

发送单元303，用于将所述第i次业务中扩频因子的取值发送给终端和网关，以使得所述终端和网关将所述扩频因子的当前取值调整为所述第i次业务中扩频因子的取值。

可选的，所述确定单元301，具体用于在传输业务前，设定扩频因子的取值为第二预设初始值；获取M次终端上报的SNR，在每次获取SNR后，根据当前获取的SNR的值和临界值，对第二预设初始值进行调整，并确定M次调整后的第二预设初始值为第一预设初始值。

可选的，所述确定单元301，具体还用于在传输第i次业务前，根据所述第i-1次业务的SNR和所述第i-2次业务的SNR的差值与预设扩频因子调整门限的比值确定扩频因子的调整幅度。

若所述差值大于预设阈值，则将所述扩频因子的当前取值按照所述调整幅度减少后，得到所述第i次业务中扩频因子的取值；若所述差值小于预设阈值，则将所述扩频因子的当前取值按照所述调整幅度增加后，得到所述第i次业务中扩频因子的取值。

本发明的实施例提供一种广域物联网中扩频因子调整装置，在传输业务前，设定扩频因子的取值为第一预设初始值。在进行第i次业务前，获取终端上报的第i-1次业务的信噪比SNR和第i-2次业务的SNR以及扩频因子的当前取值，并根据第i-1次业务和第i-2次业务的SNR的差值以及扩频因子的当前取值，确定第i次业务中扩频因子的取值。将第i次业务中扩频因子的取值发送给终端和网关以使得所述终端和网关将所述扩频因子的当前取值调整为所述第i次业务中扩频因子的取值。本发明能够根据当前网络环境(SNR)对扩频因子进行动态调整，在保证数据传输质量的前提下，减少业务时延，增加终端电池寿命，具有重要的理论意义和实际应用价值。

本发明的实施例提供一种广域物联网中扩频因子调整装置，如图4所示，该装置包括：处理器401和通信接口402，处理器401用于对装置的动作进行控制管理，和/或用于执行本文所描述的技术的其它过程。通信接口402用于支持装置与其他网络实体的通信。装置还可以包括存储器403和总线404，存储器403用于存储装置的程序代码和数据。

其中，上述处理器401(或者描述为控制器)可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，单元模块和电路。该处理器或控制器可以是中央处理器，通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路，现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，单元模块和电路。所述处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等。

通信接口402可以是收发电路。

存储器403可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器；该存储器也可以包括非易失性存储器，例如只读存储器，快闪存储器，硬盘或固态硬盘；该存储器还可以包括上述种类的存储器的组合。

总线404可以是扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。总线404可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本发明的实施例提供一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当被计算机执行时使计算机执行所述的广域物联网中扩频因子调整方法。

本发明的实施例还提供一种包含指令的计算机程序产品，当指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述的广域物联网中扩频因子调整方法。

其中，计算机可读存储介质，例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可擦式可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、寄存器、硬盘、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合、或者本领域熟知的任何其它形式的计算机可读存储介质。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于特定用途集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)中。在本申请实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种广域物联网中扩频因子调整方法，其特征在于，所述方法包括：

在传输业务前，设定扩频因子的取值为第一预设初始值；

在传输第i次业务前，获取终端上报的第i-1次业务的信噪比SNR和第i-2次业务的SNR以及所述扩频因子的当前取值；

根据所述第i-1次业务的SNR和所述第i-2次业务的SNR的差值以及所述扩频因子的当前取值，确定第i次业务中扩频因子的取值，所述i的取值为大于等于2的整数；

将所述第i次业务中扩频因子的取值发送给终端和网关以使得所述终端和网关将所述扩频因子的当前取值调整为所述第i次业务中扩频因子的取值。

2.根据权利要求1所述的广域物联网中扩频因子调整方法，其特征在于，所述在传输业务前，设定扩频因子的取值为第一预设初始值，具体包括：

设定扩频因子的取值为第二预设初始值；

获取M次终端上报的SNR；

在每次获取SNR后，判断当前获取的SNR的取值是否高于临界值，若是，则降低扩频因子的取值；若否，则调高扩频因子的取值；

将第M次调整后的第二预设初始值确定为所述第一预设初始值。

3.根据权利要求1所述的广域物联网中扩频因子调整方法，其特征在于，所述在传输业务前，设定扩频因子的取值为第一预设初始值，包括：

获取终端上报的SNR；

根据所述SNR与扩频因子的对应关系，设定所述扩频因子的取值为第一预设初始值。

4.根据权利要求1至3任一项所述的广域物联网中扩频因子调整方法，其特征在于，所述在传输第i次业务前，根据所述第i-1次业务和第i-2次业务前获取的SNR的差值以及所述扩频因子的当前取值，确定第i次业务中扩频因子的取值，所述当前取值为第i-1次业务中扩频因子的取值，具体包括：

确定调整幅度为所述第i-1次业务的SNR和所述第i-2次业务的SNR的差值与预设扩频因子调整门限的比值；

若所述差值大于预设阈值，则将所述扩频因子的当前取值按照所述调整幅度减少后，得到所述第i次业务中扩频因子的取值；

若所述差值小于预设阈值，则将所述扩频因子的当前取值按照所述调整幅度增加后，得到所述第i次业务中扩频因子的取值。

5.一种广域物联网中扩频因子调整装置，其特征在于，包括：

确定单元，用于在传输业务前，设定扩频因子的取值为第一预设初始值；

获取单元，用于在传输第i次业务前，获取终端上报的第i-1次业务的信噪比SNR和第i-2次业务的SNR以及所述扩频因子的当前取值；

所述确定单元，还用于在传输第i次业务前，根据所述第i-1次业务的SNR和所述第i-2次业务的SNR的差值以及所述扩频因子的当前取值，确定第i次业务中扩频因子的取值，所述i的取值为大于等于2的整数；

发送单元，用于将所述第i次业务中扩频因子的取值发送给终端和网关，以使得所述终端和网关将所述扩频因子的当前取值调整为所述第i次业务中扩频因子的取值。

6.根据权利要求5所述的广域物联网中扩频因子调整装置，其特征在于，包括：

所述确定单元，还用于在传输业务前，设定扩频因子的取值为第二预设初始值；获取M次终端上报的SNR，在每次获取SNR后，根据当前获取的SNR的值和临界值，对第二预设初始值进行调整，并确定M次调整后的第二预设初始值为第一预设初始值。

7.根据权利要求5所述的广域物联网中扩频因子调整装置，其特征在于，包括：

所述确定单元，还用于在传输业务前，获取终端上报的SNR，并根据所述SNR与扩频因子的对应关系，设定所述扩频因子的取值为第一预设初始值。

8.根据权利要求5至7任一项所述的广域物联网中扩频因子调整装置，其特征在于，包括：

所述确定单元，还用于在传输第i次业务前，根据所述第i-1次业务的SNR和所述第i-2次业务的SNR的差值与预设扩频因子调整门限的比值确定扩频因子的调整幅度；

若所述差值大于预设阈值，则将所述扩频因子的当前取值按照所述调整幅度减少后，得到所述第i次业务中扩频因子的取值；若所述差值小于预设阈值，则将所述扩频因子的当前取值按照所述调整幅度增加后，得到所述第i次业务中扩频因子的取值。

9.一种广域物联网中扩频因子调整装置，其特征在于，包括：处理器、存储器和通信接口；其中，通信接口用于与其他设备或通信网络通信，存储器用于存储一个或多个程序，所述一个或多个程序包括计算机执行指令，当该装置运行时，处理器执行存储器存储的所述计算机执行指令以使该装置执行如权利要求1-4任一项所述的广域物联网中扩频因子调整方法。

10.一种包含指令的计算机程序产品，其特征在于，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1-4任一项所述的广域物联网中扩频因子调整方法。

11.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述一个或多个程序包括指令，当所述指令被计算机执行时使所述计算机执行如权利要求1-4任一项所述的广域物联网中扩频因子调整方法。