CN111414255B - 一种数据下发控制方法、装置、设备及计算机存储介质 - Google Patents

一种数据下发控制方法、装置、设备及计算机存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请实施例公开了一种数据下发控制方法、装置、设备及计算机存储介质，所述方法包括：服务器获取待下发的当前数据包和所述当前数据包的下发时刻；若当前时刻未超过所述当前数据包的下发时刻，则利用所述当前数据包对应的第一终端的第一工作线程，从与所述服务器通信连接的N个网关中选择所述当前数据包对应的第一网关；其中，所述第一终端为与所述第一网关通信连接的M个终端中的一个；若所述第一网关对应的第一下发线程处于空闲状态，则利用所述第一下发线程，向所述第一网关发送所述当前数据包；若所述第一网关为全双工网关，则在所述当前数据包下发结束后，将所述第一下发线程的状态设置为空闲。

Description

一种数据下发控制方法、装置、设备及计算机存储介质
技术领域
本申请实施例涉及数据传输技术，尤其涉及一种数据下发控制方法、装置、设备及计算机存储介质。
背景技术
在LoRaWAN(Long Range Wide Area Network，远距离无线电广域网)的技术标准中，终端的运行模式被分为Class A，Class B，Class C三类，它们在实时性上存在明显区别。终端运行在Class B模式时，网关每隔128s(秒)向终端发送Beacon(信标)帧。Beacon帧中包括时钟信息，终端根据Beacon帧校准自身的时钟，并且在2个Beacon帧之间(记为一个Beacon周期)开启一些下行窗口(ping slot)。只有在下行窗口开启时段接收到网关发送的数据包的前导码，终端才能继续接收完整的数据包，否则，将导致数据包丢失。
为了使得网关能够在合适的时间将数据包发送到Class B模式的终端，服务器需要预先计算好数据包的下发时刻，再将数据包下发到网关。但是，网关的数据处理能力有限。如果服务器将大量数据包同时下发到网关，超出网关的处理能力，将使待下发的数据包在网关处大量堆积。网关延迟处理堆积的数据包，将导致数据包发送到终端后，错过终端的下行窗口开启时段，造成数据包丢失。
因此，亟需一种应用于服务器的数据下发控制方法，可以避免数据在网关处堆积造成数据包丢失，降低通信过程的丢包率。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种数据下发控制方法、装置、设备及计算机存储介质。
本申请实施例的技术方案是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供一种数据下发控制方法，应用于服务器，所述方法包括：
获取待下发的当前数据包和所述当前数据包的下发时刻；
若当前时刻未超过所述当前数据包的下发时刻，则利用所述当前数据包对应的第一终端的第一工作线程，从与所述服务器通信连接的N个网关中选择所述当前数据包对应的第一网关；其中，所述第一终端为与所述第一网关通信连接的M个终端中的一个；
若所述第一网关对应的第一下发线程处于空闲状态，则利用所述第一下发线程，向所述第一网关发送所述当前数据包；
若所述第一网关为全双工网关，则在所述当前数据包下发结束后，将所述第一下发线程的状态设置为空闲。
第二方面，本申请实施例提供一种数据下发控制装置，所述装置包括获取模块、网关选择模块、下发模块和线程释放模块，其中：
获取模块，用于获取待下发的当前数据包和所述当前数据包的下发时刻；
网关选择模块，用于当当前时刻未超过所述当前数据包的下发时刻时，利用所述当前数据包对应的第一终端的第一工作线程，从与服务器通信连接的N个网关中选择所述当前数据包对应的第一网关；其中，所述第一终端为与所述第一网关通信连接的M个终端中的一个；
下发模块，用于当所述第一网关对应的第一下发线程处于空闲状态时，利用所述第一下发线程，向所述第一网关发送所述当前数据包；
线程释放模块，用于当所述第一网关为全双工网关时，在所述当前数据包下发结束后，将所述第一下发线程的状态设置为空闲。
第三方面，本申请实施例提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被微处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。
第四方面，本申请实施例提供一种数据下发控制设备，所述数据下发控制设备包括：微处理器和用于存储能够在微处理器上运行的计算机程序的存储器，其中，所述微处理器用于运行所述计算机程序时，执行上述任一项所述方法的步骤。
本申请实施例中，服务器利用当前数据包对应的第一终端的第一工作线程来选择用于下发数据包的第一网关，利用与第一网关对应的第一下发线程将当前数据包发送至第一网关，通过设置不同的处理线程来完成不同的数据处理，可以提升服务器中的数据处理效率，防止待下发的数据包在服务器中堆积。
其次，服务器确定第一网关对应的第一下发线程处于空闲状态才向第一网关发送当前数据包，可以通过对第一下发线程发送数据包的频率进行控制，进而避免待下发的数据包在网关处堆积，降低通信过程的丢包率。
再次，服务器在当前数据包下发结束后，直接将全双工网关的第一下发线程状态设置为空闲，使得下一个待发送的数据包可以继续经由第一下发线程发送到第一网关，提升数据包的下发效率。
附图说明
图1A为本申请实施例中LoRaWAN通信网络的组成结构示意图；
图1B为本申请实施例中数据下发控制方法的实现流程示意图；
图2为本申请实施例中Beacon周期的时段划分示意图；
图3为本申请实施例中某终端的下行窗口开启时段分布示意图；
图4为本申请实施例中数据下发控制装置的组成结构示意图；
图5为本申请实施例中数据下发控制设备的一种硬件实体示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本申请的技术方案作进一步详细的说明。
图1A为示例性的LoRaWAN通信网络的架构及网元组成，该LoRaWAN通信网络中包括服务器130，网关121、网关122、……、网关12N是与服务器130通信连接的N个网关，终端111、终端112、……、终端11M是与网关121通信连接的M个终端。
服务器130与网关121、网关122、……、网关12N之间的通信方式为IP(InternetProtocol，网际协议)宽带通信，比如以太网，4G(the 4th Generation mobilecommunication technology，第四代移动通信技术)，WIFI(Wireless Fidelity，基于IEEE802.11b标准的无线局域网技术)，VSAT(Very Small Aperture Terminal，微型地球站)卫星等。
网关121与终端111、终端112、……、终端11M之间的通信方式为LoRaWAN无线通信。网关121具备LoRaWAN报文透传功能，对应的终端为具备LoRaWAN通信功能的传感器终端。图1A中，终端111、终端112、……、终端11M与网关121进行通信时，使用LoRaWAN协议。终端111、终端112、……、终端11M可以运行在Class A，Class B或Class C模式。
下面以运行在Class B模式、与网关121通信连接的终端111来介绍数据包从服务器130到终端111的下发过程。
终端111运行在Class B模式时，网关121每隔128s向终端111发送Beacon帧。终端111根据Beacon帧校准自身的时钟，并且在1个Beacon周期内开启一些下行窗口。每一个Beacon周期内下行窗口的开启时段可以由终端111向服务器130发送相应指令来设置，也可以由服务器130向终端111下发指令来调整。
服务器130接收到需要下发到终端111的数据包之后，根据终端111下行窗口的开启时段计算数据包的下发时刻，然后将数据包发送到终端111对应的网关121。在理想情况下，通过对下发时刻进行控制，就可以使得网关121在下发时刻将该数据包发送到终端111后，该数据包到达终端111的时刻处于终端111下行窗口的开启时段内。这样，终端111就可以成功接收到该数据包。
实际运行过程中，网关121的数据处理能力有限。如果服务器130将大量数据包同时下发到网关121，超出网关121的处理能力，将使大量待下发的数据包在网关121处堆积，得不到及时处理。当网关121开始处理终端111对应的数据包时，可能已经超出了下发时刻，导致网关121将该数据包发送到终端111处时，错过终端111的下行窗口开启时段，造成数据包丢失。
因此，亟需一种应用于服务器的数据下发控制方法，可以避免数据在网关处堆积造成数据包丢失，降低通信过程的丢包率。
实施例一
本申请实施例提供一种数据下发控制方法，应用于服务器130，如图1B所示，所述方法包括：
S110，获取待下发的当前数据包和所述当前数据包的下发时刻。
这里，如上文所述，每个终端会在一个Beacon周期内开启至少1个下行窗口。服务器130接收到需要下发的数据包之后，即可根据该数据包需要发往的终端，确定该终端在每个Beacon周期内的下行窗口开启时段，结合当前Beacon周期的起始时刻，就可以确定数据包需要在何时到达终端。此外，再结合数据包从网关到终端的传输时长，服务器130就可以确定网关需要发出数据包的下发时刻。
如果从当前时刻到当前Beacon周期的结束时刻这一时间段内，终端将不再开启下行窗口，服务器130就可以根据下一Beacon周期的起始时刻和终端在每个Beacon周期内的下行窗口开启时段，确定数据包需要在何时到达终端，进而确定网关发出数据包的下发时刻。
如果有大量需要下发到同一网关的数据包同时达到服务器130，为了防止同时向该网关下发数据包、超出该网关的数据处理能力，造成导致数据丢失，服务器130计算好每个数据包的下发时刻之后，会先将数据包和对应的下发时刻进行存储，再依次对每一个数据包进行下发。
本申请实施例中，服务器130在当前时刻需要下发的数据包就是待下发的当前数据包。
S120，若当前时刻未超过所述当前数据包的下发时刻，则利用所述当前数据包对应的第一终端111的第一工作线程，从与所述服务器130通信连接的N个网关中选择所述当前数据包对应的第一网关121；其中，所述第一终端111为与所述第一网关121通信连接的M个终端中的一个。
这里，如果有大量需要下发到同一网关的数据包同时达到服务器130，服务器130依次对数据包进行处理，轮到当前数据包时，可能当前时刻已经超过了当前数据包的下发时刻。此时如果服务器130直接将数据包下发到网关，再由网关将数据包发送到对应的终端，将错过对应终端的下行窗口开启时段，造成数据包丢失。因此，本申请实施例中，服务器130获取了当前数据包之后，只有确定当前时刻没有超出当前数据包的下发时刻时，才对当前数据包进行下发前的准备。
本领域技术人员可以理解，网关的通信通道数量决定了网关在单位时间内可以向终端发送的数据量大小。为了使得网关在单位时间内可以发送尽量多的数据包，本申请实施例中，服务器130获取了数据包之后，会为每个数据包对应的终端设置一个工作线程。该工作线程可以为数据包的下发做好各种准备工作，使得数据包可以提前为下发到网关做好准备，从而充分利用网关的通信通道，提升数据的下发效率。
S120中，服务器130获取了当前数据包之后，如果确定当前时刻没有超出当前数据包的下发时刻，就为当前数据包对应的第一终端(此处设定第一终端即为图1A中的终端111)创建第一工作线程，并利用第一终端111的第一工作线程，选择用来下发当前数据包的第一网关(此处设定第一网关即为图1A中的网关121)。
S130，若所述第一网关121对应的第一下发线程处于空闲状态，则利用所述第一下发线程，向所述第一网关121发送所述当前数据包。
这里，每个网关在单位时间内下发数据包的能力有限，为了防止服务器130一次性向网关发送大量数据包、造成待下发的数据包在网关处的堆积，本申请实施例中，服务器130为每个网关创建了一个下发线程。服务器130向对应的网关发送数据包时，只能经由该网关对应的下发线程。这样，可以通过对下发线程发送数据包的频率进行控制，进而避免待下发的数据包在网关处堆积。
S130中，服务器130确定第一网关121对应的第一下发线程处于空闲状态时，就利用第一下发线程向第一网关121发送当前数据包，从而避免在同一时刻有大量数据包涌入第一网关121，造成第一网关121处的数据包堆积。
S140，若所述第一网关121为全双工网关，则在所述当前数据包下发结束后，将所述第一下发线程的状态设置为空闲。
这里，为了防止第一网关121处的数据包堆积，需要保证第一网关121中等待下发的数据包不会超过第一网关121的数据处理能力。本领域技术人员可以了解，不同类型的网关对数据下发的处理过程不同。全双工网关具备在两个方向上同时传输数据的能力，因此，全双工网关在下发数据包后，不需要为接收该数据包的终端继续保留该下发数据包的通信通道来监听该终端发送的应答数据包。半双工网关在同一时刻只允许数据在一个方向上传输，因此，半双工网关在下发数据包之后，需要为接收该数据包的终端继续保留该下发数据包的通信通道来监听该终端发送的应答数据包。
对此，如果第一网关121为全双工网关，在结束了当前数据包的下发之后，第一网关121就有一个空闲的通信通道可以用于下发新的数据包。此时，服务器130就可以向第一网关121下发新的数据包。因此，S140中，如果服务器130确认第一网关121为全双工网关，在第一网关121结束了当前数据包的下发之后，就将第一下发线程的状态设置为空闲，使得下一个待发送的数据包可以经由第一下发线程发送到第一网关121。
本申请实施例中，若第一网关121为全双工网关，服务器130就在当前数据包下发结束后，将第一网关121对应的第一下发线程的状态设置为空闲，使得第一下发线程可以继续将其他数据包下发到第一网关121，提升数据包的下发效率。
在一些实施例中，向第一网关121发送了当前数据包之后，所述方法还包括：
S150，若所述第一网关121为半双工网关，则在所述当前数据包下发结束后，将所述第一下发线程的状态设置为占用。
S160，在收到所述第一终端111的应答数据包后，或当前时刻超出预设的超时时刻后，将所述第一下发线程的状态设置为空闲。
这里，如果第一网关121为半双工网关，那么在下发了当前数据包之后，第一网关121需要为第一终端111保留当前的通信通道，以等待第一终端111上传应答数据包。因此，服务器130在S150中，在当前数据包下发结束后，将第一下发线程的状态设置为占用。这样，其他的待下发数据包将无法通过第一下发线程发送到第一网关121，使得第一网关121处需要处理的数据包数量可以跟第一网关121的通信通道的数量相匹配，不会导致待下发数据包在第一网关121处堆积和数据包丢失，可以降低通信过程的丢包率。
S160中，如果服务器130收到了第一终端111的应答数据包，就表明第一网关121不需要继续为第一终端111保留当前的通信通道，此时，服务器130就将第一下发线程的状态设置为空闲，使得下一个待发送的数据包可以经由第一下发线程发送到第一网关121。
如果第一终端111未接收到当前数据包，或者第一终端111在接收到当前数据包后发生了掉线，将无法通过第一网关121向服务器130发送应答数据包。此时，如果服务器130将第一下发线程的一直维持在占用状态，将导致其他待下发的数据包一直无法下发。为了防止这种状况发生降低数据包的发送效率，本申请实施例中，服务器130还为当前数据包预先设定了超时时刻。如果当前时刻已经超出了预设的超时时刻，服务器130依然没有接收到应答数据包，服务器130也将第一下发线程的状态设置为空闲，使得下一个待发送的数据包可以经由第一下发线程发送到第一网关121。
本申请实施例中，接收到第一终端111的应答数据包，或者当前时刻超出预设的超时时刻，服务器130都可以将第一下发线程的状态设置为空闲，可以提升第一下发线程的利用率，提升数据包的发送效率。
在一些实施例中，所述方法还包括：
利用所述第一工作线程，根据当前数据包的下发时刻和预设的超时时长，确定所述超时时刻。
这里，服务器130获取了待下发的当前数据包和下发时刻、为当前数据包对应的第一终端111创建了第一工作线程之后，还利用第一工作线程确定当前数据包对应的超时时刻。与S120中利用第一工作线程确定第一网关类似，确定超时时刻也是当前数据包下发之前需要进行的准备工作。
本申请实施例中，利用第一终端111的第一工作线程来完成超时时刻的计算，可以使得第一网关121对应的第一下发线程只需要处理数据包的下发工作，提升第一下发线程的利用率，进而提升数据包的下发效率，避免数据包由于处理速度限制而在服务器130处造成堆积。
利用第一工作线程计算超时时刻时，需要以当前数据包的下发时刻为起点，加上预设的超时时长来确定超时时刻。超时时长中需要包括数据包在第一网关121和第一终端111之间的来回时长以及其他必要的数据处理需要花费的时间，对于不同的终端，超时时长需要根据自身的情况针对性地进行设置。
在一些实施例中，S110之前，所述方法还包括：
S106，根据每一待下发数据包对应的终端，确定所述待下发数据包的下发时刻。
这里，服务器130接收到待下发数据包之后，为了防止在同一时刻大量将数据包发送到同一网关造成网关处的数据包堆积，服务器130需要根据待下发数据包对应的终端，对待下发数据包的下发时刻进行计算，使得待下发数据包到达对应终端的时刻落在该终端的下行窗口开启时段内。
一般而言，终端的下行窗口开启时段是预先确定好的，因此，服务器130根据待下发数据包对应的终端，就可以确定待下发数据包的下发时刻。
在一些实施例中，在S106之前，所述方法还包括：
S102，设置M个终端在一个Beacon周期内的下行窗口开启时移，以使M个终端的下行窗口开启时段随机分散在一个Beacon周期内。
这里，如果与第一网关121通信连接的M个终端中，有两个以上终端的下行窗口开启时段互相重叠，且第一网关121同时收到了需要下发到这几个终端的数据包。那么，第一网关121就需要同时向这几个终端下发数据包，第一网关121在此时会判定出现了报文冲突。基于此，本申请实施例中，服务器130对于第一网关121通信连接的M个终端的下行窗口开启时段进行规划，设置M个终端在一个Beacon周期内的下行窗口开启时移，使得M个终端的下行窗口开启时段随机分散在一个Beacon周期内。
在一些实施例中，下行窗口开启时移是指下行窗口开启时段的起点相对于该Beacon周期的可用时长的起点的时延。
如图2所示，第一网关121每隔128s向M个终端中的每一个终端发送一个Beacon帧。为了保证第一网关121的Beacon帧可以顺利发送，在每个Beacon周期的起始时段设置了保留区段，保留区段对应的保留时长(BEACON_RESERVED)为2.120s。为了防止第一网关121与终端之间的通信与Beacon帧的发送相冲突，在每个Beacon周期的结束时段设置了保护区段，保护区段对应的保护时长(BEACON_GUARD)为3.000s。除去保留区段和保护区段之后，一个Beacon周期剩余的区段即为Beacon窗口，Beacon窗口对应的可用时长为128-3.000-2.120＝122.880s。该Beacon周期的可用时长的起点即为从Beacon起点起算，延迟2.120s处，对应图2中的A点。
对应地，S106包括：
S106a，根据每一待下发数据包对应的终端，确定所述终端的下行窗口开启时移。
S106b，根据Beacon窗口起始时刻和所述下行窗口开启时移，确定所述待下发数据包的下发时刻。
这里，在一个Beacon周期内，终端开启的下行窗口个数是预先确定的，服务器130通过设置各个下行窗口的开启时移，使得一个终端在一个Beacon周期内开启的若干个下行窗口开启时段平均分布在一个Beacon周期内。此外，为了防止M个终端的下行窗口开启时段互相重叠，服务器130还使M个终端的下行窗口开启时段随机分散在一个Beacon周期的Beacon窗口内。
S106a中，服务器130接收到待下发数据包后，就根据待下发数据包确定该数据包需要发往的终端，再获取S102中确定的该终端对应的下行窗口开启时移。下行窗口开启时移的个数与该终端在一个Beacon周期内开启的下行窗口的个数相同。根据Beacon窗口起始时刻(如图2中的A点)对应的GPS(Global Positioning System，全球定位系统)时间和每个下行窗口开启时移，就可以得到每个下行窗口的下行窗口开启时刻。
在一些实施例中，可以根据距离当前时刻最近的下行窗口开启时刻计算待下发数据包的下发时刻，也可以根据与当前时刻的时差超过一个预设时长的下行窗口开启时刻来计算待下发数据包的下发时刻。
在一些实施例中，确定了待下发数据包的下发时刻之后，所述方法还包括：
S108，将所述待下发数据包和所述待下发数据包的下发时刻存入数据库。
对应地，S110包括：
从所述数据库中读取待下发的当前数据包和所述当前数据包的下发时刻。
这里，如果有大量需要下发到同一网关的数据包同时达到服务器130，服务器130确定了待下发数据包的下发时刻之后，可能不能立即将待下发数据包发送到该网关。为了有序地对待下发数据包进行处理，本申请实施例中，服务器130确定了待下发数据包的下发时刻之后，就将待下发数据包和对应的下发时刻存入数据库。然后服务器130从数据库中依次读取存储的待下发数据包和下发时刻，进行后续处理。
在一些实施例中，所述方法还包括：
S122，若当前时刻已超过所述当前数据包的下发时刻，则根据所述第一终端111，确定所述当前数据包的修正下发时刻。
S124，将所述当前数据包和所述修正下发时刻存入数据库。
这里，如果服务器130需要处理的数据量过大，当服务器130获取了当前数据包和对应的下发时刻之后，当前时刻可能已经超过了当前数据包的下发时刻。此时如果直接将当前数据包发送到第一网关121，会导致错过第一终端111的下行窗口开启时段，造成数据包丢失。
为了防止数据包丢失，本申请实施例中，如果当前时刻已超过下发时刻，服务器130就根据第一终端111确定当前数据包的修正下发时刻。这里，确定修正下发时刻的方法可以跟S106中相同。
确定了修正下发时刻之后，服务器130就将当前数据包和修正下发时刻重新存入数据库。此时，当前数据包就可以跟其他待下发数据包一样，重新等待服务器130采用前述各步骤进行下发处理。
实施例二
本申请实施例提供一种数据下发控制方法，所述方法包括：
S201，服务器130接收到大量并行下发的数据包之后，基于当前的GPS时间计算每一待下发数据包的下发时刻。
这里，服务器130计算某一待下发数据包的下发时刻之前，先对该数据包对应的终端的下行窗口开启时段进行了规划。图3中为某一终端在一个Beacon周期内开启下行窗口的示意图，该终端在一个Beacon周期内开启了四个下行窗口301、302、303和304，四个下行窗口开启时段均匀分布在一个Beacon窗口对应的可用时长内。每个下行窗口的起始时刻与Beacon窗口起始时刻之间的时差为该下行窗口的开启时移(图3中标出了下行窗口301和302的下行窗口开启时移)。
在一些实施例中，服务器130可以采用如下方法来对某个终端的下行窗口开启时段进行规划，来使得对应于同一网关的每个终端的下行窗口开启时段可以随机分布在一个Beacon窗口内。随机公式如下：
Key＝16×0x00；
Rand＝aes128_encrypt(Key,beaconTime|DevAddr|pad16)；
pingOffset＝(Rand[0]+Rand[1]×256)％pingPeriod；
这里，一个Beacon窗口(时长为122.880s)被分成212＝4096个时隙，每个时隙的时长为30ms(毫秒)。如图3所示，该终端在一个Beacon窗口内开启了四次下行窗口，这样，每个开窗周期对应的时隙个数即为1024，对应时长为1024*30＝30720ms。根据以上公式可见，每个Beacon周期内，终端第一个下行窗口301的开启时移(pingOffset)都是随机确定的。例如，如果下行窗口301的pingOffset为512，那么以Beacon起点为0开始计算，下行窗口301的开启时刻将是2.120s+(512+0*1024)*30ms＝17.48s，下行窗口302、303、304则依次延后30.72s，距离Beacon起点的时长分别为48.20s、78.92s和109.64s。基于此，再结合每个Beacon周期的Beacon起点对应的GPS时间，服务器130就可以计算该终端的每个下行窗口开启时刻对应的GPS时间。
服务器130确定了某一待下发数据包对应的终端的下行窗口开启时段之后，就可以根据该终端的每个下行窗口开启时刻对应的GPS时间来确定该待下发数据包的下发时刻。比如，如果当前时刻是上午10时15分30秒，该终端距离当前时刻最近的下行窗口开启时刻是上午10时15分40秒。服务器130就可以根据该终端与其对应的网关之间数据包传输所需的时间来确定该待下发数据包的下发时刻，使得网关发出之后，该待下发数据包可以在10时15分40秒开始的下行窗口开启时段到达该终端。
S202，服务器130将待下发数据包和对应的下发时刻存入数据库。
S203，服务器130从数据库中获取待下发的当前数据包和对应的下发时刻。
这里，由于服务器130接收到大量并行下发的数据包，确定了待下发数据包的下发时刻之后，可能不能立即将待下发数据包发送到该网关。为了有序地对待下发数据包进行处理，本申请实施例中，服务器130确定了待下发数据包的下发时刻之后，就将待下发数据包和对应的下发时刻存入数据库。然后服务器130从数据库中依次读取存储的待下发数据包和下发时刻，进行后续处理。
S204，若当前时刻未超过所述当前数据包的下发时刻，服务器130为当前数据包对应的第一终端111创建第一工作线程。
这里，由于服务器130接收到大量并行下发的数据包，当服务器130从数据库中获取了当前数据包之后，可能当前时刻已经超过了当前数据包的下发时刻。此时如果服务器130直接将数据包下发到网关，再由网关将数据包发送到对应的终端，将错过对应终端的下行窗口开启时段，造成数据包丢失。因此，本申请实施例中，服务器130获取了当前数据包之后，只有确定当前时刻没有超出当前数据包的下发时刻时，才对当前数据包进行下发前的准备。
本领域技术人员可以理解，网关的通信通道数量决定了网关在单位时间内向终端发送数据量的大小。为了使得网关在单位时间内可以发送尽量多的数据包，本申请实施例中，服务器130获取了当前数据包之后，会为当前数据包对应的终端111设置一个工作线程。该工作线程可以为数据包的下发做好各种准备工作，使得数据包可以提前为下发到网关做好准备，从而充分利用网关的通信通道，提升数据的下发效率。
S205，第一工作线程对当前数据包做发送前的数据处理，并确定第一网关121为用于下发当前数据包的网关。
S206，第一网关121对应的第一下发线程若为空闲状态，则向第一网关121发送当前数据包。
这里，每个网关在单位时间内下发数据包的能力有限，为了防止服务器130一次性向网关发送大量数据包、造成待下发的数据包在网关处的堆积，本申请实施例中，服务器130为第一网关121创建了第一下发线程。服务器130向第一网关121发送数据包时，只能经由第一下发线程。服务器130确定第一网关121对应的第一下发线程处于空闲状态时，就利用第一下发线程向第一网关121发送当前数据包，从而避免在同一时刻有大量数据包涌入第一网关121，造成第一网关121处的数据包堆积。
S207，若第一网关121为全双工网关，则服务器130在当前数据包下发结束后，将第一下发线程的状态设置为空闲。
S208，若第一网关121为半双工网关，则服务器130在当前数据包下发结束后，将第一下发线程的状态设置为占用；服务器130收到第一终端111的应答数据包，或当前时刻超出预设的超时时刻后，将第一下发线程的状态设置为空闲。
这里，为了防止第一网关121处的数据包堆积，需要保证第一网关121中等待下发的数据包不会超过第一网关121的数据处理能力。本领域技术人员可以了解，不同类型的网关对数据下发的处理过程不同。全双工网关具备在两个方向上同时传输数据的能力，因此，全双工网关在下发数据包后，不需要为接收该数据包的终端继续保留该下发数据包的通信通道来监听该终端发送的应答数据包。半双工网关在同一时刻只允许数据在一个方向上传输，因此，半双工网关在下发数据包之后，需要为接收该数据包的终端继续保留该下发数据包的通信通道来监听该终端发送的应答数据包。
对此，如果第一网关121为全双工网关，在结束了当前数据包的下发之后，第一网关121就有一个空闲的通信通道可以用于下发新的数据包。此时，服务器130就可以向第一网关121下发新的数据包。因此，S207中，如果服务器130确认第一网关121为全双工网关，在第一网关121结束了当前数据包的下发之后，就将第一下发线程的状态设置为空闲，使得下一个待发送的数据包可以经由第一下发线程发送到第一网关121，提升数据包的下发效率。
如果第一网关121为半双工网关，那么在下发了当前数据包之后，第一网关121需要为第一终端111保留当前的通信通道，以等待第一终端111上传应答数据包。因此，服务器130在S208中，在当前数据包下发结束后，将第一下发线程的状态设置为占用。这样，其他的待下发数据包将无法通过第一下发线程发送到第一网关121，使得第一网关121处需要处理的数据包数量可以跟第一网关121的通信通道的数量相匹配，不会导致待下发数据包在第一网关121处堆积和数据包丢失，可以降低通信过程的丢包率。
S208中，如果服务器130收到了第一终端111的应答数据包，就表明第一网关121不需要继续为第一终端111保留当前的通信通道，此时，服务器130就将第一下发线程的状态设置为空闲，使得下一个待发送的数据包可以经由第一下发线程发送到第一网关121。
如果第一终端111未接收到当前数据包，或者第一终端111在接收到当前数据包后发生了掉线，将无法通过第一网关121向服务器130发送应答数据包。此时，如果服务器130将第一下发线程的一直维持在占用状态，将导致其他待下发的数据包一直无法下发。为了防止这种状况发生降低数据包的发送效率，本申请实施例中，服务器130还为当前数据包预先设定了超时时刻。如果当前时刻已经超出了预设的超时时刻，服务器130依然没有接收到应答数据包，服务器130也将第一下发线程的状态设置为空闲，使得下一个待发送的数据包可以经由第一下发线程发送到第一网关121。
在一些实施例中，服务器130利用第一工作线程，根据当前数据包的下发时刻和预设的超时时长，来确定超时时刻。
这里，服务器130利用第一终端111的第一工作线程来完成超时时刻的计算，可以使得第一网关121对应的第一下发线程只需要处理数据包的下发工作，提升第一下发线程的利用率，进而提升数据包的下发效率，避免数据包由于处理速度限制而在服务器130处造成堆积。
利用第一工作线程计算超时时刻时，需要以当前数据包的下发时刻为起点，加上预设的超时时长来确定超时时刻。超时时长中需要包括数据包在第一网关121和第一终端111之间的来回时长以及其他必要的数据处理需要花费的时间，对于不同的终端，超时时长需要根据自身的情况针对性地进行设置。
S209，若当前时刻已超过所述当前数据包的下发时刻，则服务器130利用S201中的方法计算当前数据包的修正下发时刻，并将当前数据包和修正下发时刻存入数据库。
这里，如果服务器130需要处理的数据量过大，当服务器130获取了当前数据包和对应的下发时刻之后，当前时刻可能已经超过了当前数据包的下发时刻。此时如果直接将当前数据包发送到第一网关121，会导致错过第一终端111的下行窗口开启时段，造成数据包丢失。
为了防止数据包丢失，本申请实施例中，如果当前时刻已超过下发时刻，服务器130就利用S201中的方法计算当前数据包的修正下发时刻。确定了修正下发时刻之后，服务器130就将当前数据包和修正下发时刻重新存入数据库。此时，当前数据包就可以跟其他待下发数据包一样，重新等待服务器130采用前述各步骤进行下发处理。
实施例三
基于前述的实施例，本申请实施例提供一种数据下发控制装置，该装置所包括的各模块，可以通过计算机设备中的处理器来实现；当然也可通过具体的逻辑电路实现；在实施的过程中，处理器可以为中央处理器(CPU)、微处理器(MPU)、数字信号处理器(DSP)或现场可编程门阵列(FPGA)等。
图4为本申请实施例的数据下发控制装置400的组成结构示意图，其包括获取模块410、网关选择模块420、下发模块430和线程释放模块440，其中：
所述获取模块410，用于获取待下发的当前数据包和所述当前数据包的下发时刻；
所述网关选择模块420，用于当当前时刻未超过所述当前数据包的下发时刻时，利用所述当前数据包对应的第一终端的第一工作线程，从与所述服务器通信连接的N个网关中选择所述当前数据包对应的第一网关；其中，所述第一终端为与所述第一网关通信连接的M个终端中的一个；
所述下发模块430，用于当所述第一网关对应的第一下发线程处于空闲状态时，利用所述第一下发线程，向所述第一网关发送所述当前数据包；
所述线程释放模块440，用于当所述第一网关为全双工网关时，在所述当前数据包下发结束后，将所述第一下发线程的状态设置为空闲。
在一些实施例中，所述线程释放模块440，还用于：
当所述第一网关为半双工网关时，在所述当前数据包下发结束后，将所述第一下发线程的状态设置为占用；以及在收到所述第一终端的应答数据包后，或当前时刻超出预设的超时时刻后，将所述第一下发线程的状态设置为空闲。
在一些实施例中，所述装置还包括：
超时时刻设置模块，用于利用所述第一工作线程，根据当前数据包的下发时刻和预设的超时时长，确定所述超时时刻。
在一些实施例中，所述装置还包括：
下发时刻确定模块，用于根据每一待下发数据包对应的终端，确定所述待下发数据包的下发时刻。
在一些实施例中，所述装置还包括：
开启时移设置模块，用于设置M个终端在一个Beacon周期内的下行窗口开启时移，以使M个终端的下行窗口开启时段随机分散在一个Beacon周期内；
所述下发时刻确定模块，具体用于：
根据每一待下发数据包对应的终端，确定所述终端的下行窗口开启时移；以及根据Beacon窗口起始时刻和所述下行窗口开启时移，确定所述待下发数据包的下发时刻。
在一些实施例中，所述装置还包括：
存储模块，用于将所述待下发数据包和所述待下发数据包的下发时刻存入数据库；
对应地，所述获取模块410，具体用于：
从所述数据库中读取待下发的当前数据包和所述当前数据包的下发时刻。
在一些实施例中，所述装置还包括：
下发时刻修正模块，用于当当前时刻已超过所述当前数据包的下发时刻时，根据所述第一终端，确定所述当前数据包的修正下发时刻；以及将所述当前数据包和所述修正下发时刻存入数据库。
以上装置实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请装置实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解。
需要说明的是，本申请实施例中，如果以软件功能模块的形式实现上述的数据下发控制方法，并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台服务器执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样，本申请实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
对应地，本申请实施例提供一种数据下发控制设备，包括存储器和微处理器，所述存储器存储有可在微处理器上运行的计算机程序，所述微处理器执行所述计算机程序时，实现上述实施例中提供的数据下发控制方法中的步骤。
对应地，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被微处理器执行时实现上述实施例中提供的数据下发控制方法中的步骤。
这里需要指出的是：以上存储介质和装置实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请存储介质和装置实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解。
图5为本申请实施例中数据下发控制设备的一种硬件实体示意图，如图5所示，该数据下发控制设备500的硬件实体包括：处理器501、通信接口502和存储器503，其中：
处理器501通常控制数据下发控制设备500的总体操作。通信接口502可以使数据下发控制设备500通过网络与其他设备通信。存储器503配置为存储由处理器501可执行的指令和应用，还可以缓存待处理器501以及数据下发控制设备500中各模块待处理或已经处理的数据，可以通过闪存(FLASH)或随机访问存储器(Random Access Memory，RAM)实现。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本申请各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。或者，本申请上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，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以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种数据下发控制方法，其特征在于，应用于服务器，所述方法包括：
获取待下发的当前数据包和所述当前数据包的下发时刻；
若当前时刻未超过所述当前数据包的下发时刻，则利用所述当前数据包对应的第一终端的第一工作线程，从与所述服务器通信连接的N个网关中选择所述当前数据包对应的第一网关；其中，所述第一终端为与所述第一网关通信连接的M个终端中的一个；
若所述第一网关对应的第一下发线程处于空闲状态，则利用所述第一下发线程，向所述第一网关发送所述当前数据包；
若所述第一网关为全双工网关，则在所述当前数据包下发结束后，将所述第一下发线程的状态设置为空闲；
其中，获取待下发的当前数据包和所述当前数据包的下发时刻之前，所述方法还包括：
根据每一待下发数据包对应的终端，确定所述待下发数据包的下发时刻；
确定所述待下发数据包的下发时刻之前，所述方法还包括：
设置M个终端在一个Beacon周期内的下行窗口开启时移，以使M个终端的下行窗口开启时段随机分散在一个Beacon周期内；
所述根据每一待下发数据包对应的终端，确定所述待下发数据包的下发时刻，包括：
根据每一待下发数据包对应的终端，确定所述终端的下行窗口开启时移；
根据Beacon窗口起始时刻和所述下行窗口开启时移，确定所述待下发数据包的下发时刻。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述第一网关为半双工网关，则在所述当前数据包下发结束后，将所述第一下发线程的状态设置为占用；
在收到所述第一终端的应答数据包后，或当前时刻超出预设的超时时刻后，将所述第一下发线程的状态设置为空闲。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
利用所述第一工作线程，根据当前数据包的下发时刻和预设的超时时长，确定所述超时时刻。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述待下发数据包的下发时刻之后，所述方法还包括：
将所述待下发数据包和所述待下发数据包的下发时刻存入数据库；
对应地，所述获取待下发的当前数据包和所述当前数据包的下发时刻，包括：
从所述数据库中读取待下发的当前数据包和所述当前数据包的下发时刻。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若当前时刻已超过所述当前数据包的下发时刻，则根据所述第一终端，确定所述当前数据包的修正下发时刻；
将所述当前数据包和所述修正下发时刻存入数据库。
6.一种数据下发控制装置，其特征在于，所述装置包括获取模块、网关选择模块、下发模块和线程释放模块，其中：
所述获取模块，用于获取待下发的当前数据包和所述当前数据包的下发时刻；
所述网关选择模块，用于当当前时刻未超过所述当前数据包的下发时刻时，利用所述当前数据包对应的第一终端的第一工作线程，从与服务器通信连接的N个网关中选择所述当前数据包对应的第一网关；其中，所述第一终端为与所述第一网关通信连接的M个终端中的一个；
所述下发模块，用于当所述第一网关对应的第一下发线程处于空闲状态时，利用所述第一下发线程，向所述第一网关发送所述当前数据包；
所述线程释放模块，用于当所述第一网关为全双工网关时，在所述当前数据包下发结束后，将所述第一下发线程的状态设置为空闲；
所述装置还包括：下发时刻确定模块，用于根据每一待下发数据包对应的终端，确定所述待下发数据包的下发时刻；
所述装置还包括：开启时移设置模块，用于设置M个终端在一个Beacon周期内的下行窗口开启时移，以使M个终端的下行窗口开启时段随机分散在一个Beacon周期内；
所述下发时刻确定模块，具体用于：根据每一待下发数据包对应的终端，确定所述终端的下行窗口开启时移；以及根据Beacon窗口起始时刻和所述下行窗口开启时移，确定所述待下发数据包的下发时刻。
7.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被微处理器执行时实现权利要求1至5任一项所述方法的步骤。
8.一种数据下发控制设备，其特征在于，包括：微处理器和用于存储能够在微处理器上运行的计算机程序的存储器，其中，所述微处理器用于运行所述计算机程序时，执行权利要求1至5任一项所述方法的步骤。
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