CN112272370A - 基于cpe的设备配置方法、装置以及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种基于CPE的设备配置方法、装置以及计算机可读存储介质，该设备配置方法包括：初始化设备信息，并与其他设备通过D2D组网建立通信连接；获取其他设备的信道信息，并基于其他设备的信道信息搜索通信范围内的剩余空闲信道；选择占用剩余空闲信道中的一个信道，并将占用信道的信道信息通过D2D组网发送给其他设备，以保持独立占用的状态。上述方案，能够保证CPE系统中的所有CPE设备能够独立占用信道，提高CPE系统整体配网速度以及CPE系统的数据传输效率。
Description
技术领域
本申请涉及通信应用技术领域，特别是涉及一种基于CPE的设备配置方法、装置以及计算机可读存储介质。
背景技术
蜂窝5G网络技术已经逐渐成熟，加上国内5G网络的覆盖日趋完善，越来越多的网络产品集成了5G蜂窝模块，实现信息流的实时转发。5G CPE(Customer PremiseEquipment，客户终端设备)就是其中最典型的一款产品，5G CPE设备集成了蜂窝5G网络功能和WiFi AP(Access Point)功能，用户可以将监控设备通过WiFi和CPE设备的AP热点连接。然后，CPE设备将WiFi AP接收到的数据通过5G网络转发到平台供实时查看和管理。
然而，目前对于CPE设备存在着很多问题，例如，CPE设备之间的AP信道相互独立，存在相互竞争的可能性，若都选择相同或者相近的信道会因为干扰问题导致WiFi配网信息传输效率降低，造成很多的数据重传，影响CPE系统的数据传输效率。
发明内容
本申请至少提供一种基于CPE的设备配置方法、装置以及计算机可读存储介质。
本申请第一方面提供了一种基于CPE的设备配置方法，所述设备配置方法包括：
初始化设备信息，并与其他设备通过D2D组网建立通信连接；
获取所述其他设备的信道信息，并基于所述其他设备的信道信息搜索通信范围内的剩余空闲信道；
选择占用所述剩余空闲信道中的一个信道，并将占用信道的信道信息通过D2D组网发送给所述其他设备，以保持独立占用的状态。
其中，所述选择占用所述剩余空闲信道中的一个信道的步骤，包括：
选择占用所述剩余空闲信道中占用率最低的信道。
其中，所述选择占用所述剩余空闲信道中的一个信道的步骤，包括：
选择占用所述剩余空闲信道中与所述其他设备已占用的信道隔离度大于隔离值阈值的一个信道。
其中，所述选择占用所述剩余空闲信道中的一个信道的步骤之后，所述设备配置方法还包括：
随机延时通过D2D组网向所述其他设备发送信道抢占信息；
在延时的过程中，若从所述其他设备接收到相同的信道抢占信息，则放弃发送信道抢占信息，并重新选择占用所述剩余空闲信道中的一个信道。
其中，所述设备配置方法还包括：
根据随机数接口生成动态密钥；
将包括所述动态密钥以及设备的信道信息、服务集标识的设备信息封装至信息管理帧；
将所述信息管理帧广播发送给所述其他设备以及远程管理平台。
其中，所述设备配置方法还包括：
在设备通信的空闲时间更新所述动态密钥；
关闭当前热点，并根据更新后的动态密钥重新创建热点，以使监控装置由所述当前热点切换到重新创建的热点。
其中，所述在设备通信的空闲时间更新所述动态密钥的步骤之后，所述设备配置方法还包括：
将所述更新后的动态密钥同步到所述其他设备，以使所述其他设备将所述更新后的动态密钥广播到所述监控设备；
将所述更新后的动态密钥通过5G网络同步至所述远程管理平台。
其中，所述设备配置方法还包括：
获取所述其他设备的设备信息；
将自身的设备信息以及所述其他设备的设备信息广播到通信范围内的所有监控装置，以及所述监控装置可以通过一个信道监听到所有设备的设备信息。
本申请第二方面提供了一种设备配置装置，包括相互耦接的存储器和处理器，处理器用于执行存储器中存储的程序指令，以实现上述第一方面中的基于CPE的设备配置方法。
本申请第三方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，程序指令被处理器执行时实现上述第一方面中的基于CPE的设备配置方法。
本申请中，设备配置装置初始化设备信息，并与其他设备通过D2D组网建立通信连接；获取其他设备的信道信息，并基于其他设备的信道信息搜索通信范围内的剩余空闲信道；选择占用剩余空闲信道中的一个信道，并将占用信道的信道信息通过D2D组网发送给其他设备，以保持独立占用的状态。上述方案，能够保证CPE系统中的所有CPE设备能够独立占用信道，提高CPE系统整体配网速度以及CPE系统的数据传输效率。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于说明本申请的技术方案。
图1是现有技术中CPE系统的框架示意图；
图2是本申请提供的CPE系统一实施例的框架示意图；
图3是本申请提供的基于CPE的设备配置方法一实施例的流程示意图；
图4是本申请提出的基于CPE的设备配置方法另一实施例的流程示意图；
图5是本申请提出的设备配置装置一实施例的框架示意图；
图6是本申请提供的设备配置装置另一实施例的框架示意图；
图7是本申请提供的计算机可读存储介质一实施例的框架示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本申请实施例的方案进行详细说明。
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。此外，本文中的“多”表示两个或者多于两个。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。
目前，由于CPE设备不需要网络布线，安装方便，很多大型场合会采用多个CPE设备联合部署的方式实现某个区域的网络整体覆盖，具体请参阅图1，图1是现有技术中CPE系统的框架示意图。如图1所示，若干个CPE设备安装部署到区域的各个关键点位，然后每个CPE设备通过WiFi AP对应N个监控设备，其中，N为大于等于0的整数。监控设备连接通信范围内信号最强的CPE设备热点，然后将实时采集的码流通过WiFi发送到CPE设备，通过CPE设备的5G网络发送出去。
在一些大型场合中，涉及众多的监控设备和CPE设备，如图1所示，CPE A、CPE B、CPE C以及CPE D都需要工作人员现场手动设备AP参数，如SSID(Service Set Identifier，服务集标识)、信道、用户名、密码等。然后，CPE设备将设置的AP参数通过WiFI管理帧进行封账，并广播出去。其中，图1中每个圈都代表对应CPE设备WiFi AP信号的覆盖范围。
很明显，当前如图1所示的网络部署存在着如下的问题：
A、CPE设备之间AP信道相互独立，存在相互竞争的可能性，如都选择相同或相近信道会因为干扰导致WiFi配网信息传输效率降低，造成很多的重传。
B、WiFi设备配网是通过信道锁定、配网解析两个过程实现配网信息获取的。每一次的信道切换、监听当前信道的配网信息并解析都需要花费一定的时间，信道个数越多，解析AP配置信息的时间越长。
C、出于安全性考虑，维护人员需要定期地通过APP方式连接CPE设备并更改AP密码，防止被其他人窃取重要监控信息。该过程操作繁琐且需要维护人员定期手动操作，安全性、便捷性都存在一定的问题。
针对上述问题，本申请提出一种基于CPE的设备配置方法，用以提高上述场景CPE系统整体的配网速度和安全性。具体请参阅图2和图3，图2是本申请提供的CPE系统一实施例的框架示意图，图3是本申请提供的基于CPE的设备配置方法一实施例的流程示意图。
其中，本申请提供的基于CPE的设备配置方法应用于一种设备配置装置，其中，本申请的设备配置装置可以为服务器，也可以为终端设备，还可以为由服务器和终端设备相互配合的系统。相应地，设备配置装置包括的各个部分，例如各个单元、子单元、模块、子模块可以全部设置于服务器中，也可以全部设置于终端设备中，还可以分别设置于服务器和终端设备中。
进一步地，上述服务器可以是硬件，也可以是软件。当服务器为硬件时，可以实现成多个服务器组成的分布式服务器集群，也可以实现成单个服务器。当服务器为软件时，可以实现成多个软件或软件模块，例如用来提供分布式服务器的软件或软件模块，也可以实现成单个软件或软件模块，在此不做具体限定。
具体而言，本公开实施例的基于CPE的设备配置方法包括以下步骤：
步骤S11：初始化设备信息，并与其他设备通过D2D组网建立通信连接。
其中，图2中的CPE A、CPE B、CPE C、CPE D分别上电，CPE设备的蜂窝模块、AP模块等功能初始化。CPE设备通过5G D2D功能不断扫描通信范围内的其他CPE设备，并互相建立D2D链接，搭建图2中的D2D通道。
步骤S12：获取其他设备的信道信息，并基于其他设备的信道信息搜索通信范围内的剩余空闲信道。
其中，CPE设备通过D2D通道获取其他CPE设备的信道信息，其他CPE设备的信道信息，即其他CPE设备已占用的信道数。进一步地，CPE设备排除其他CPE设备已占用的信道，在通信范围内搜索剩余空闲的信道。
需要说明的是，本申请的AP信道选择方式采用抢占方式，即其中一个CPE设备首先选择好所占信道，并通道到其他CPE设备时，说明该CPE设备已成功抢占信道，其他CPE设备需要在剩余的空闲信道中选择相对独立的信道。
例如，图2中的CPE B先上电启动，检测到信道1资源较优，即率先通过D2D通道通知其他CPE设备，信道1已由CPE B抢占。于是，其他设备CPE A、CPE C、CPE D只能在排除信道1以外的信道进行选择。
步骤S13：选择占用剩余空闲信道中的一个信道，并将占用信道的信道信息通过D2D组网发送给其他设备，以保持独立占用的状态。
其中，CPE设备选择占用剩余的空闲信道中的其中一个信道。选择方式可以但不限于以下两种方式：
一、CPE设备选择占用剩余的空闲信道中占用率最低的信道，占用率最低说明连接使用该信道的其他设备以及装置等占用的资源最少，保证CPE设备占用该信道后，可以获得较优的信道资源。其中，其他设备以及装置包括：移动终端、基站、路由等。
二、CPE设备选择占用剩余的空闲信道中与其他CPE设备已占用的信道隔离度大于预设的隔离度阈值的一种信道。例如，当其他CPE设备选择占用了信道1，CPE设备可以选择信道3～信道13之间的任意一个信道，以避免信道之间的干扰。其中，CPE设备选择占用的信道与其他CPE设备已占用信道之间完全没有重叠的部分，即完全没有冲突即可。
需要说明的是，本公开实施例的CPE设备选择占用信道的方式可以采用上述两种方式中的任意一种或者两种结合使用亦可，在此不再赘述。
具体地，CPE设备选择好需要占用的空闲信道后，根据该空闲信道的信息生成信道抢占信息，并在随机延时后通过D2D组网向其他CPE设备广播该信道抢占信息。在延时的过程中，即信道抢占信息未发送之前，CPE设备若从其他CPE设备接收到相同的信道抢占信息，即其他CPE设备在延时的过程中以成功抢占该空闲信道，CPE设备放弃发送信道抢占信息，并根据上述方式重新选择占用排除该空闲信道的剩余空闲信道中的一个信道。
随机延时是为了错开CPE设备发送信道抢占信息的时间，以避免多个CPE设备同时抢占相同的信道资源，因此，每个CPE设备选择好当前较优的空闲信道后，需要等待一个随机时间t后再通过D2D组网广播信道抢占信息。
进一步地，CPE设备成功抢占信道后，需要将成功抢占信道的信道信息通过D2D组网广播给其他CPE设备，避免其他CPE设备对该信道进行搜索和占用，以对该信道独立占用的状态。
在本公开实施例中，CPE设备初始化设备信息，并与其他设备通过D2D组网建立通信连接；获取其他设备的信道信息，并基于其他设备的信道信息搜索通信范围内的剩余空闲信道；选择占用剩余空闲信道中的一个信道，并将占用信道的信道信息通过D2D组网发送给其他设备，以保持独立占用的状态。上述方案，能够保证CPE系统中的所有CPE设备能够独立占用信道，提高CPE系统整体配网速度以及CPE系统的数据传输效率。
请继续参阅图4，图4是本申请提出的基于CPE的设备配置方法另一实施例的流程示意图。具体而言，在上述公开实施例的设备配置方法基础上，本公开实施例的设备配置方法还包括以下步骤：
步骤S21：根据随机数接口生成动态密钥。
其中，CPE设备成功与其他CPE设备建立D2D链接后，根据自身设备的随机数接口生成一个长度为128位且包含数据、特殊字符以及英文的动态密钥。
步骤S22：将包括动态密钥以及设备的信道信息、服务集标识的设备信息封装至信息管理帧。
其中，CPE设备进一步获取设备当前所有的AP参数信息，如SSID、信道、用户名、密码等。然后，CPE设备将上述所有的AP参数信息封装到AP管理帧。
步骤S23：将信息管理帧广播发送给其他设备以及远程管理平台。
其中，CPE设备将封装完成的AP管理帧广播发送给其他设备以及远程管理平台。发送完成后，CPE设备通过各自占用的信道发起WiFi配网，连接通信范围内的监控设备。
进一步地，每个CPE设备不仅需要广播自己AP配网信息，还需要将其他CPE设备的AP配网信息也广播出去。目的是使得通信范围内的监控设备可以在多个不同的信道监听到所有CPE设备的AP配网信息，有效提高监控设备的配网效率。
具体地，部署在CPE设备周围的监控设备，检测到当前没有连接到CPE设备时，会进入WiFI配网环节，切换信道并监听AP配网信息。由于多个信道都在广播所有的AP配网信息，监控设备仅需要遍历一个或数个信息就可以完成所有AP配网信息的获取。
步骤S24：在设备通信的空闲时间更新动态密钥。
其中，在监控设备配网结束后，出于安全性和易用性考虑，CPE设备可以定期自动更新WiFi动态密钥。例如，CPE设备可以在每天的凌晨3点，即监控业务不繁忙的时候，更新WiFi动态密钥。本公开实施例通过设计CPE设备定期自动更新WiFi动态密钥的方式，解决人工更新WiFi动态密钥不安全、不方便的问题。
步骤S25：关闭当前热点，并根据更新后的动态密钥重新创建热点，以使监控装置由当前热点切换到重新创建的热点。
其中，更新WiFi动态密钥后，CPE设备需要关闭当前热点，并根据更新后的WiFi动态密钥重新创建热点，以便通信范围内的监控装置可以由当前热点切换到重新创建的热点。由于该过程发生于监控业务不繁忙的空间时间，切换热点对监控业务的影响比较小，保证CPE系统整体的数据传输效果。
步骤S26：将更新后的动态密钥同步到其他设备，以使其他设备将更新后的动态密钥广播到监控设备。
步骤S27：将更新后的动态密钥通过5G网络同步至远程管理平台。
其中，为了方便设备管理，WiFi动态密钥更新完成后，CPE设备还会将本设备的迷药信息通过5G网络同步至远程管理平台，以供管理人员随时监控和查看。
请参阅图5，图5是本申请提出的设备配置装置一实施例的框架示意图。具体而言，本公开实施例的设备配置装置30包括：
通信连接模块31，用于初始化设备信息，并与其他设备通过D2D组网建立通信连接。
信道搜索模块32，用于获取其他设备的信道信息，并基于其他设备的信道信息搜索通信范围内的剩余空闲信道。
信道选择模块33，用于选择占用剩余空闲信道中的一个信道，并将占用信道的信道信息通过D2D组网发送给其他设备，以保持独立占用的状态。
请参阅图6，图6是本申请提供的设备配置装置另一实施例的框架示意图。设备配置装置40包括相互耦接的存储器41和处理器42，处理器42用于执行存储器41中存储的程序指令，以实现上述任一基于CPE的设备配置方法实施例中的步骤。在一个具体的实施场景中，设备配置装置40可以包括但不限于：微型计算机、服务器，此外，设备配置装置40还可以包括笔记本电脑、平板电脑等移动设备，在此不做限定。
具体而言，处理器42用于控制其自身以及存储器41以实现上述任一基于CPE的设备配置方法实施例中的步骤。处理器42还可以称为CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)。处理器42可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器42还可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。另外，处理器42可以由集成电路芯片共同实现。
请参阅图7，图7是本申请提供的计算机可读存储介质一实施例的框架示意图。计算机可读存储介质50存储有能够被处理器运行的程序指令501，程序指令501用于实现上述任一基于CPE的设备配置方法实施例中的步骤。
在一些实施例中，本公开实施例提供的装置具有的功能或包含的模块可以用于执行上文方法实施例描述的方法，其具体实现可以参照上文方法实施例的描述，为了简洁，这里不再赘述。
上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以互相参考，为了简洁，本文不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，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，例如单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的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，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性、机械或其它的形式。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，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，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，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，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或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)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
Claims (10)
1.一种基于CPE的设备配置方法，其特征在于，所述设备配置方法包括：
初始化设备信息，并与其他设备通过D2D组网建立通信连接；
获取所述其他设备的信道信息，并基于所述其他设备的信道信息搜索通信范围内的剩余空闲信道；
选择占用所述剩余空闲信道中的一个信道，并将占用信道的信道信息通过D2D组网发送给所述其他设备，以保持独立占用的状态。
2.根据权利要求1所述的设备配置方法，其特征在于，
所述选择占用所述剩余空闲信道中的一个信道的步骤，包括：
选择占用所述剩余空闲信道中占用率最低的信道。
3.根据权利要求1所述的设备配置方法，其特征在于，
所述选择占用所述剩余空闲信道中的一个信道的步骤，包括：
选择占用所述剩余空闲信道中与所述其他设备已占用的信道隔离度大于隔离值阈值的一个信道。
4.根据权利要求2或3所述的设备配置方法，其特征在于，
所述选择占用所述剩余空闲信道中的一个信道的步骤之后，所述设备配置方法还包括：
随机延时通过D2D组网向所述其他设备发送信道抢占信息；
在延时的过程中，若从所述其他设备接收到相同的信道抢占信息，则放弃发送信道抢占信息，并重新选择占用所述剩余空闲信道中的一个信道。
5.根据权利要求1所述的设备配置方法，其特征在于，
所述设备配置方法还包括：
根据随机数接口生成动态密钥；
将包括所述动态密钥以及设备的信道信息、服务集标识的设备信息封装至信息管理帧；
将所述信息管理帧广播发送给所述其他设备以及远程管理平台。
6.根据权利要求5所述的设备配置方法，其特征在于，
所述设备配置方法还包括：
在设备通信的空闲时间更新所述动态密钥；
关闭当前热点，并根据更新后的动态密钥重新创建热点，以使监控装置由所述当前热点切换到重新创建的热点。
7.根据权利要求6所述的设备配置方法，其特征在于，
所述在设备通信的空闲时间更新所述动态密钥的步骤之后，所述设备配置方法还包括：
将所述更新后的动态密钥同步到所述其他设备，以使所述其他设备将所述更新后的动态密钥广播到所述监控设备；
将所述更新后的动态密钥通过5G网络同步至所述远程管理平台。
8.根据权利要求5所述的设备配置方法，其特征在于，
所述设备配置方法还包括：
获取所述其他设备的设备信息；
将自身的设备信息以及所述其他设备的设备信息广播到通信范围内的所有监控装置，以及所述监控装置可以通过一个信道监听到所有设备的设备信息。
9.一种设备配置装置，其特征在于，包括相互耦接的存储器和处理器，所述处理器用于执行所述存储器中存储的程序指令，以实现权利要求1至8中任一项所述的基于CPE的设备配置方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，其特征在于，所述程序指令被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的基于CPE的设备配置方法。
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