CN117676697A - 一种物联网设备的数据传输方法和系统 - Google Patents
一种物联网设备的数据传输方法和系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117676697A CN117676697A CN202311511255.XA CN202311511255A CN117676697A CN 117676697 A CN117676697 A CN 117676697A CN 202311511255 A CN202311511255 A CN 202311511255A CN 117676697 A CN117676697 A CN 117676697A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- data
- stream
- transmitted
- quic
- queue
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 72
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims description 17
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 claims description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 9
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 3
- 230000004931 aggregating effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
- H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
- H04L1/0001—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
- H04L1/0006—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the transmission format
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
- H04L67/01—Protocols
- H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
- H04L69/16—Implementation or adaptation of Internet protocol [IP], of transmission control protocol [TCP] or of user datagram protocol [UDP]
- H04L69/164—Adaptation or special uses of UDP protocol
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
- H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
- H04W28/06—Optimizing the usage of the radio link, e.g. header compression, information sizing, discarding information
- H04W28/065—Optimizing the usage of the radio link, e.g. header compression, information sizing, discarding information using assembly or disassembly of packets
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
- H04W4/70—Services for machine-to-machine communication [M2M] or machine type communication [MTC]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
一种物联网设备的数据传输方法和系统,包括:机器类型通信网关读取所有物联网设备发送来的短数据包:获取发送短数据包的物联网设备对应的QUIC数据流,然后将短数据包中的数据放入获取的QUIC数据流的待发送队列中;机器类型通信网关新建一个空数据包,按照QUIC数据流的待发送队列中放入待发送数据的时间先后顺序,逐一从每个存在待发送数据的QUIC数据流的待发送队列中弹出待发送数据,并封装成一个流帧后装入新建的数据包中,最后将装有多个流帧的数据包发送给中央基站。本发明涉及信息通信网络领域,能基于海量物联网场景,保障短数据包原始数据的完整性,并有效降低机器类型通信网关向中央基站转发数据包的数量与数据总量。
Description
技术领域
本发明涉及一种物联网设备的数据传输方法和系统,属于信息通信网络领域。
背景技术
海量物联网是5G/6G时代新兴网络场景之一,在典型集群式部署的海量物联网场景中,海量的物联网设备需要连接多个机器类型通信网关(Machine Type CommunicationGateway,MTCG)进行数据包传输。基于集群的网络采用两跳传输架构,将物联网设备的数据传输分为集群内传输阶段和机器类型通信网关转发阶段。在集群内传输阶段,物联网设备使用较低的功率将包含状态更新信息的数据包发送到与其关联的机器类型通信网关而不是中央基站。在机器类型通信网关转发阶段,机器类型通信网关对收到的数据包进行拆解,组装新的数据包,并将这些新的包发送到基站。
由于物联网设备发送的数据包数量庞大,但包含有效内容较少,包的尺寸较小,因此,在机器类型通信网关聚合接收的短数据包是减轻中央基站压力的一种常见解决方案。聚合短数据包的主流方案分为有损聚合与无损聚合两类。有损聚合方案指机器类型通信网关对来自海量物联网设备的数据短包进行拆解,提取有效数据(如温度值、湿度值等),对同类有效数据计算摘要值(例如求取最大/最小/平均值/方差等),并将求取后的值转发至中央基站,从而降低中央基站接收的数据包数量。无损聚合方案指机器类型通信网关将来自海量物联网设备的多个数据短包联结成为更大的数据包进行转发,以降低中央基站接收的数据包数量。
但上述两种在机器类型通信网关上运行的主流数据短包聚合技术均存在缺陷。有损聚合方案只能对承载同一类型有效数据的数据短包通过计算求取摘要值等,例如均承载温度数据的数据短包,中央基站只能接收到摘要数据,因而来自海量物联网设备的原始数据均被舍弃,损失数据完整性。无损聚合方案保障了物联网设备发送的原始数据的完整性,但只减少中央基站所接收的数据包数量,接收的数据总量(包括原始短数据包的有效数据和包头字节数量)并未减少。
因此,如何基于海量物联网场景,保障短数据包原始数据的完整性,又能有效降低机器类型通信网关向中央基站转发数据包的数量与数据总量,已成为技术人员重点关注的技术问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种物联网设备的数据传输方法和系统,能基于海量物联网场景,保障短数据包原始数据的完整性,又能有效降低机器类型通信网关向中央基站转发数据包的数量与数据总量。
为了达到上述目的,本发明提供了一种物联网设备的数据传输方法,机器类型通信网关采集连接的所有物联网设备信息,为连接的每个物联网设备分配一个QUIC数据流,并为每个QUIC数据流构建一个待发送队列,当机器类型通信网关接收到物联网设备发送来的短数据包时,包括有:
步骤一、机器类型通信网关读取所有物联网设备发送来的短数据包:获取发送短数据包的物联网设备对应的QUIC数据流,然后将短数据包中的数据放入获取的QUIC数据流的待发送队列中;
步骤二、机器类型通信网关新建一个空数据包,按照QUIC数据流的待发送队列中放入待发送数据的时间先后顺序,逐一从每个存在待发送数据的QUIC数据流的待发送队列中弹出待发送数据,并将弹出的待发送数据封装成一个流帧后装入新建的数据包中,最后将装有多个流帧的数据包发送给中央基站。
为了达到上述目的,本发明还提供了一种物联网设备的数据传输系统,包含有中央基站、机器类型通信网关和多个物联网设备,机器类型通信网关包括有:
设备-数据流构建装置,用于采集连接的所有物联网设备信息,为连接的每个物联网设备分配一个QUIC数据流,并为每个QUIC数据流构建一个待发送队列;
数据包读取装置,用于读取所有物联网设备发送来的短数据包:获取发送短数据包的物联网设备对应的QUIC数据流,将短数据包中的数据放入获取的QUIC数据流的待发送队列中;
数据包聚合装置,用于新建一个空数据包,按照QUIC数据流的待发送队列中放入待发送数据的时间先后顺序,逐一从每个存在待发送数据的QUIC数据流的待发送队列中弹出待发送数据,并将弹出的待发送数据封装成一个流帧后装入新建的数据包中,最后将装有多个流帧的数据包发送给中央基站。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明采用QUIC(Quick UDP InternetConnections)协议,基于其对多流复用功能的支持,提出了一种可应用于海量物联网设备上行短包通信的无损聚合技术,机器类型通信网关为所连接的每个物联网设备构建独立的QUIC数据流,并聚合来自不同数据流的原始短包中的有效数据,再将聚合后的数据包转发至中央基站,一方面可以保障来自海量物联网设备所发送的上行短数据包的有效数据的完整性,中央基站接收到来自机器类型通信网关所转发的聚合数据包后能够无损复原出来自每个物联网设备的原始有效数据,另一方面通过聚合短数据包的方式不仅有效降低机器类型通信网关转发阶段传输的数据包总数,同时在聚合过程中对各原始短包的低层次重复包头字节进行合并,还有效降低机器类型通信网关转发阶段传输的数据总量;目前绝大多数物联网设备的网络功能基于TCP协议栈,TCP协议栈内嵌于物联网设备的内核,所有对协议栈功能的开发与更新均需要修改并编译所有设备内核,工程实施难度极大,针对现实海量物联网场景中物联网设备的复杂性与多样性,本发明使用QUIC协议取代常见TCP协议栈面向海量设备的网络功能开发,可以摆脱TCP协议栈对内核的依赖,以软件化应用程序的方式运行于所有物联网设备,与硬件设备解耦,具备十分便捷的可部署性;本发明在机器类型通信网关与中央基站的唯一端到端连接上运行多条并行QUIC数据流,可以实现对多条独立数据流传输的隔离,通过构建海量物联网设备与QUIC并行数据流的一一映射关系,可以保障每一个物联网设备发送给机器类型通信网关的短数据包中的有效数据在转发过程的完整性,物联网设备发送的原始有效数据作为各条数据流的流帧的用户数据被完整保存,从而可以被中央基站及应用程序无损读取;海量物联网设备所发送的上行短数据包,包含的有效数据往往只有数十字节长度,相比冗长的低层次数据包头,短数据包中大量的长度被应用程序无法感知的数据包头占用,造成资源的浪费,海量物联网设备所发送的上行短数据包最终目的节点均为区域内的中央基站,这些海量短数据包经过机器类型通信网关后经过的路径相同,本发明合并低层次重复的包头可以大幅度降低网络中发送的数据总量,将机器类型通信网关接收到的物联网设备的短数据包中有效数据封装为QUIC数据流的流帧装载入数据包中,从而在实现短数据包聚合的同时,有效降低网络中的数据包数量和数据总量。
附图说明
图1是本发明第一实施例提出的一种物联网设备的数据传输方法的流程图。
图2是QUIC数据包结构示意图。
图3是图1步骤二的具体步骤流程图。
图4是本发明第二实施例提出的一种物联网设备的数据传输系统的结构示意图。
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,下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
本发明利用QUIC协议支持的多流复用功能,在机器类型通信网关上为连接的每个物联网设备构建一个独立数据流,机器类型通信网关聚合来自不同物联网设备的原始短数据包中的有效数据,并将聚合后的数据包转发至中央基站。
参见图1,图1示出了本发明第一实施例提出的一种物联网设备的数据传输方法,机器类型通信网关采集连接的所有物联网设备信息,为连接的每个物联网设备分配一个独立的QUIC数据流,并为每个QUIC数据流构建一个待发送队列,当机器类型通信网关接收到物联网设备发送来的短数据包时,包括有:
步骤一、机器类型通信网关读取所有物联网设备发送来的短数据包:获取发送短数据包的物联网设备对应的QUIC数据流,然后将短数据包中的数据放入获取的QUIC数据流的待发送队列中;
步骤二、机器类型通信网关新建一个空数据包,按照QUIC数据流的待发送队列中放入待发送数据的时间先后顺序,逐一从每个存在待发送数据的QUIC数据流的待发送队列中弹出待发送数据,并将弹出的待发送数据封装成一个流帧后装入新建的数据包中,最后将装有多个流帧的数据包发送给中央基站。
QUIC是一种工作在UDP之上的协议,它支持多流复用功能。如图2所示,QUIC数据包结构包括一个公共包头和一个负载,负载由不同数量的帧(frame)组成。每一帧都是一个独立的条目,携带用户数据或控制信号。承载用户数据的帧类型称为流帧(StreamFrame),其Stream ID字段表示它属于哪个流,所以一个QUIC包可以装载多个流帧而不冲突。当中央基站接收到一个包含多个流帧的数据包时,可以拆解这个数据包、并将整个负载还原成多个独立的流帧,因而可以保证端到端传输过程中每个流的数据完整性。这样,当中央基站接收到机器类型通信网关发送来的数据包时,还包括有:
中央基站将机器类型通信网关发送来的数据包拆解成多个流帧,并读取每个流帧头部信息中的Stream ID以获取对应的QUIC数据流,然后根据物联网设备与QUIC数据流的对应关系,将从流帧中读取的有效数据放置到QUIC数据流对应的物联网设备的缓冲区中,以等待应用程序读取,所述有效数据是指数据包流帧中不包含头部信息的数据。
机器类型通信网关利用网络状态感知模块感知集群式海量物联网场景下的连接关系,包括海量物联网设备-机器类型通信网关-中央基站之间两跳式连接拓扑。海量的物联网设备构建与其对应的机器类型通信网关之间的端到端连接(可以基于TCP/UDP/QUIC等协议),并根据自身功能,以固定频率向机器类型通信网关发送短数据包,这些短数据包中除了低层次包头信息外,还包括传感采集信息、控制反馈信息等有效数据。机器类型通信网关基于QUIC协议构建与中央基站的端到端连接,转发海量物联网设备发送来的短数据包中的有效数据。机器类型通信网关采集其所连接的海量物联网设备数量与信息,在其与中央基站的连接上建立等同于自身所连接的物联网设备数量的并行QUIC数据流,并构建所有物联网设备与QUIC数据流的一对一映射关系。
机器类型通信网关除了为每个QUIC数据流构建一个独立的用于存储待发送数据的待发送队列,还可以构建一个数据流排队队列,所述数据流排队队列用于保存待发送队列中存在待发送数据的QU IC数据流,并按照其待发送队列中收到待发送数据的时间先后顺序进行排队,步骤一还包括有:
将获取的QUIC数据流加入数据流排队队列,
步骤二进一步包括有:
新建一个空数据包,按照数据流排队队列顺序,逐一从每个排队的QUIC数据流的待发送队列中弹出待发送数据,将弹出的待发送数据封装成一个流帧后装入新建的数据包中,并将该QUIC数据流从数据流排队队列中弹出,最后将装有多个流帧的数据包发送给中央基站。
如图3所示,步骤二可以进一步包括有:
步骤21、机器类型通信网关遍历数据流排队队列,按照排队顺序逐一问询每个排队的QUIC数据流,并计算新建的数据包中可供填补的剩余空闲字节数n;
步骤22、收到问询消息的QUIC数据流从数据流排队队列中弹出,同时计算自身待发送队列中的待发送数据块的字节长度,并判断待发送数据块的字节长度是否小于或等于新建的数据包的剩余有效字节数m,m是n和QUIC流帧头部信息字节长度(例如29)的差值,如果是,则将待发送数据块从待发送队列中弹出,并将弹出的数据块作为流帧的有效数据封装成一个流帧后装入新建的数据包中,继续步骤23;如果否,则从待发送数据块中弹出前m字节的数据块,并将弹出的前m字节的数据块作为流帧的有效数据封装成一个流帧后装入新建的数据包中,然后QUIC数据流重新加入到数据流排队队列的队尾,转向步骤24;
步骤23、机器类型通信网关更新计算新建的数据包中的剩余空闲字节数n,并判断n是否大于字节阈值N(例如128),如果是,则继续问询下一个排队的QUIC数据流,转向步骤22;如果否,则继续步骤24;
步骤24、将装有多个流帧的新建数据包发送给中央基站。
值得说明的是,每个QUIC数据流的待发送队列还可以进一步包括有重传数据发送队列和新数据发送队列,其中,重传数据发送队列用于存储该数据流此前发送过但因为发生丢包等原因而需要重新传输的数据块,新数据发送队列用于存储尚未被发送过的数据块。步骤22可以进一步包括有:
步骤221、QUIC数据流查询自身的重传数据发送队列,并判断重传数据发送队列中是否存在待发送数据,如果是,则继续步骤222;如果否,则继续步骤223;
步骤222、QUIC数据流从数据流排队队列中弹出,并判断重传数据发送队列中的待发送数据的字节长度是否小于或等于m,如果是,则将待发送数据从重传数据发送队列中弹出,并将弹出的数据块封装成一个流帧后装入新建的数据包中,继续步骤23;如果否,则从重传数据发送队列中弹出前m字节的数据块,并将弹出的前m字节的数据块封装成一个流帧装入新建的数据包中,然后QUIC数据流重新加入到数据流排队队列的队尾,继续步骤24;
步骤223、QUIC数据流从数据流排队队列中弹出,并判断新数据发送队列中的待发送数据的字节长度是否小于或等于m,如果是,则将待发送数据从新数据发送队列中弹出,并将弹出的数据块封装成一个流帧后装入新建的数据包中,继续步骤23;如果否,则从新数据发送队列中弹出前m字节的数据块,并将弹出的前m字节的数据块封装成一个流帧后装入新建的数据包中,然后QUIC数据流重新加入到数据流排队队列的队尾,继续步骤24。
参见图4,图4示出了本发明第二实施例提出的一种物联网设备的数据传输系统的结构示意图,包含有中央基站、机器类型通信网关和多个物联网设备,其中,机器类型通信网关进一步包括有:
设备-数据流构建装置,用于采集连接的所有物联网设备信息,为连接的每个物联网设备分配一个独立的QUIC数据流,并为每个QUIC数据流构建一个待发送队列;
数据包读取装置,用于读取所有物联网设备发送来的短数据包:获取发送短数据包的物联网设备对应的QUIC数据流,将短数据包中的数据放入获取的QUIC数据流的待发送队列中;
数据包聚合装置,用于新建一个空数据包,按照QUIC数据流的待发送队列中放入待发送数据的时间先后顺序,逐一从每个存在待发送数据的QUIC数据流的待发送队列中弹出待发送数据,并将弹出的待发送数据封装成一个流帧后装入新建的数据包中,最后将装有多个流帧的数据包发送给中央基站,
物联网设备,用于向机器类型通信网关发送短数据包,短数据包中除了低层次包头信息外,还包括传感采集信息、控制反馈信息等有效数据;
中央基站,用于将机器类型通信网关发送来的数据包拆解成多个流帧,并读取每个流帧头部信息中的Stream ID以获取对应的QUIC数据流,然后根据物联网设备与QUIC数据流的对应关系,将从流帧中读取的有效数据放置到QUIC数据流对应的物联网设备的缓冲区中,以等待应用程序读取,所述有效数据是指数据包流帧中不包含头部信息的数据。
机器类型通信网关除了为每个QUIC数据流构建一个独立的用于存储待发送数据的待发送队列,还可以构建一个数据流排队队列,所述数据流排队队列用于保存待发送队列中存在待发送数据的QU IC数据流,并按照其待发送队列中收到待发送数据的时间先后顺序进行排队,这样,数据包读取装置在获取发送短数据包的物联网设备对应的QUIC数据流时,还将获取的QUIC数据流加入数据流排队队列,
数据包聚合装置进一步包含有:新建一个空数据包,按照数据流排队队列顺序,逐一从每个排队的QUIC数据流的待发送队列中弹出待发送数据,将弹出的待发送数据封装成一个流帧后装入新建的数据包中,并将该QUIC数据流从数据流排队队列中弹出,最后将装有多个流帧的数据包发送给中央基站。
机器类型通信网关的数据包聚合装置还可以进一步包括有数据流排队处理单元、数据组装单元、数据发送单元和多个QUIC数据流单元,其中:
数据流排队处理单元,遍历数据流排队队列,按照排队顺序逐一问询每个排队的QUIC数据流单元,并计算新建的数据包中可供填补的剩余空闲字节数n,然后根据QUIC数据流单元的响应消息,更新计算新建的数据包中的剩余空闲字节数n,判断n是否大于字节阈值N,如果是,则继续问询下一个排队的QUIC数据流单元;如果否,则通知数据发送单元发送数据包;
QUIC数据流单元,当收到数据流排队处理单元发来的问询消息时,从数据流排队队列中弹出,同时计算自身待发送队列中的待发送数据块的字节长度,并判断待发送数据块的字节长度是否小于或等于新建的数据包的剩余有效字节数m,m是n和QU IC流帧头部信息字节长度的差值,如果是,则将待发送数据块从待发送队列中弹出,并发送给数据组装单元,然后向数据流排队处理单元返回响应消息;如果否,则从待发送数据块中弹出前m字节的数据块,并发送给数据组装单元,然后重新加入到数据流排队队列的队尾,通知数据发送单元发送数据包;
数据组装单元,将QUIC数据流单元发送来的数据块作为流帧的有效数据封装成一个流帧,并将流帧的Stream ID设置成对应的QUIC数据流ID,然后将流帧装入新建的数据包中;
数据发送单元,将装有多个流帧的新建数据包发送给中央基站。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (9)
1.一种物联网设备的数据传输方法,其特征在于,机器类型通信网关采集连接的所有物联网设备信息,为连接的每个物联网设备分配一个QUIC数据流,并为每个QUIC数据流构建一个待发送队列,当机器类型通信网关接收到物联网设备发送来的短数据包时,包括有:
步骤一、机器类型通信网关读取所有物联网设备发送来的短数据包:获取发送短数据包的物联网设备对应的QUIC数据流,然后将短数据包中的数据放入获取的QUIC数据流的待发送队列中;
步骤二、机器类型通信网关新建一个空数据包,按照QUIC数据流的待发送队列中放入待发送数据的时间先后顺序,逐一从每个存在待发送数据的QUIC数据流的待发送队列中弹出待发送数据,并将弹出的待发送数据封装成一个流帧后装入新建的数据包中,最后将装有多个流帧的数据包发送给中央基站。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当中央基站接收到机器类型通信网关发送来的数据包时,还包括有:
中央基站将机器类型通信网关发送来的数据包拆解成多个流帧,并读取每个流帧头部信息中的Stream ID以获取对应的QUIC数据流,然后根据物联网设备与QUIC数据流的对应关系,将从流帧中读取的有效数据放置到QUIC数据流对应的物联网设备的缓冲区中,以等待应用程序读取,所述有效数据是指数据包流帧中不包含头部信息的数据。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,机器类型通信网关还构建一个数据流排队队列,所述数据流排队队列用于保存待发送队列中存在待发送数据的QUIC数据流,并按照其待发送队列中收到待发送数据的时间先后顺序进行排队,步骤一还包括有:
将获取的QUIC数据流加入数据流排队队列,
步骤二进一步包括有:
新建一个空数据包,按照数据流排队队列顺序,逐一从每个排队的QUIC数据流的待发送队列中弹出待发送数据,将弹出的待发送数据封装成一个流帧后装入新建的数据包中,并将该QUIC数据流从数据流排队队列中弹出,最后将装有多个流帧的数据包发送给中央基站。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤二进一步包括有:
步骤21、机器类型通信网关遍历数据流排队队列,按照排队顺序逐一问询每个排队的QUIC数据流,并计算新建的数据包中的剩余空闲字节数n;
步骤22、收到问询消息的QUIC数据流从数据流排队队列中弹出,同时计算自身待发送队列中的待发送数据块的字节长度,并判断待发送数据块的字节长度是否小于或等于新建的数据包的剩余有效字节数m,m是n和QUIC流帧头部信息字节长度的差值,如果是,则将待发送数据块从待发送队列中弹出,并将弹出的数据块作为流帧的有效数据封装成一个流帧后装入新建的数据包中,继续步骤23;如果否,则从待发送数据块中弹出前m字节的数据块,并将弹出的前m字节的数据块作为流帧的有效数据封装成一个流帧后装入新建的数据包中,然后QUIC数据流重新加入到数据流排队队列的队尾,转向步骤24;
步骤23、机器类型通信网关更新计算新建的数据包中的剩余空闲字节数n,并判断n是否大于字节阈值N,如果是,则继续问询下一个排队的QUIC数据流,转向步骤22;如果否,则继续步骤24;
步骤24、将装有多个流帧的新建数据包发送给中央基站。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,每个QUIC数据流的待发送队列进一步包括有重传数据发送队列和新数据发送队列,其中,重传数据发送队列用于存储该数据流此前发送过但需要重新传输的数据块,新数据发送队列用于存储尚未被发送过的数据块,步骤22进一步包括有:
步骤221、QUIC数据流查询自身的重传数据发送队列,并判断重传数据发送队列中是否存在待发送数据,如果是,则继续步骤222;如果否,则继续步骤223;
步骤222、QUIC数据流从数据流排队队列中弹出,并判断重传数据发送队列中的待发送数据的字节长度是否小于或等于m,如果是,则将待发送数据从重传数据发送队列中弹出,并将弹出的数据块封装成一个流帧后装入新建的数据包中,继续步骤23;如果否,则从重传数据发送队列中弹出前m字节的数据块,并将弹出的前m字节的数据块封装成一个流帧装入新建的数据包中,然后QUIC数据流重新加入到数据流排队队列的队尾,继续步骤24;
步骤223、QUIC数据流从数据流排队队列中弹出,并判断新数据发送队列中的待发送数据的字节长度是否小于或等于m,如果是,则将待发送数据从新数据发送队列中弹出,并将弹出的数据块封装成一个流帧后装入新建的数据包中,继续步骤23;如果否,则从新数据发送队列中弹出前m字节的数据块,并将弹出的前m字节的数据块封装成一个流帧后装入新建的数据包中,然后QUIC数据流重新加入到数据流排队队列的队尾,继续步骤24。
6.一种物联网设备的数据传输系统,其特征在于,包含有中央基站、机器类型通信网关和多个物联网设备,机器类型通信网关包括有:
设备-数据流构建装置,用于采集连接的所有物联网设备信息,为连接的每个物联网设备分配一个QUIC数据流,并为每个QUIC数据流构建一个待发送队列;
数据包读取装置,用于读取所有物联网设备发送来的短数据包:获取发送短数据包的物联网设备对应的QUIC数据流,将短数据包中的数据放入获取的QUIC数据流的待发送队列中;
数据包聚合装置,用于新建一个空数据包,按照QUIC数据流的待发送队列中放入待发送数据的时间先后顺序,逐一从每个存在待发送数据的QUIC数据流的待发送队列中弹出待发送数据,并将弹出的待发送数据封装成一个流帧后装入新建的数据包中,最后将装有多个流帧的数据包发送给中央基站。
7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,其中:
中央基站,用于将机器类型通信网关发送来的数据包拆解成多个流帧,并读取每个流帧头部信息中的Stream ID以获取对应的QUIC数据流,然后根据物联网设备与QUIC数据流的对应关系,将从流帧中读取的有效数据放置到QUIC数据流对应的物联网设备的缓冲区中,以等待应用程序读取,所述有效数据是指数据包流帧中不包含头部信息的数据。
8.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,机器类型通信网关还构建一个数据流排队队列,所述数据流排队队列用于保存待发送队列中存在待发送数据的QUIC数据流,并按照其待发送队列中收到待发送数据的时间先后顺序进行排队,这样,数据包读取装置在获取发送短数据包的物联网设备对应的QUIC数据流时,还将获取的QUIC数据流加入数据流排队队列,
数据包聚合装置进一步包含有:新建一个空数据包,按照数据流排队队列顺序,逐一从每个排队的QUIC数据流的待发送队列中弹出待发送数据,将弹出的待发送数据封装成一个流帧后装入新建的数据包中,并将该QUIC数据流从数据流排队队列中弹出,最后将装有多个流帧的数据包发送给中央基站。
9.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,机器类型通信网关的数据包聚合装置包括有:
数据流排队处理单元,遍历数据流排队队列,按照排队顺序逐一问询每个排队的QUIC数据流单元,并计算新建的数据包中可供填补的剩余空闲字节数n,然后根据QUIC数据流单元的响应消息,更新计算新建的数据包中的剩余空闲字节数n,判断n是否大于字节阈值N,如果是,则继续问询下一个排队的QUIC数据流单元;如果否,则通知数据发送单元发送数据包;
QUIC数据流单元,当收到数据流排队处理单元发来的问询消息时,从数据流排队队列中弹出,同时计算自身待发送队列中的待发送数据块的字节长度,并判断待发送数据块的字节长度是否小于或等于新建的数据包的剩余有效字节数m,m是n和QUIC流帧头部信息字节长度的差值,如果是,则将待发送数据块从待发送队列中弹出,并发送给数据组装单元,然后向数据流排队处理单元返回响应消息;如果否,则从待发送数据块中弹出前m字节的数据块,并发送给数据组装单元,然后重新加入到数据流排队队列的队尾,通知数据发送单元发送数据包;
数据组装单元,将QUIC数据流单元发送来的数据块作为流帧的有效数据封装成一个流帧,并将流帧的Stream ID设置成对应的QUIC数据流ID,然后将流帧装入新建的数据包中;
数据发送单元,将装有多个流帧的新建数据包发送给中央基站。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311511255.XA CN117676697A (zh) | 2023-11-14 | 2023-11-14 | 一种物联网设备的数据传输方法和系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311511255.XA CN117676697A (zh) | 2023-11-14 | 2023-11-14 | 一种物联网设备的数据传输方法和系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117676697A true CN117676697A (zh) | 2024-03-08 |
Family
ID=90069015
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311511255.XA Pending CN117676697A (zh) | 2023-11-14 | 2023-11-14 | 一种物联网设备的数据传输方法和系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117676697A (zh) |
-
2023
- 2023-11-14 CN CN202311511255.XA patent/CN117676697A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100334788B1 (ko) | 표준프로토콜을이용하여노드를무선통신망에접속하는방법및장치 | |
US7027443B2 (en) | Reassembly engines for multilink applications | |
US7688857B2 (en) | Data transmission method using packet aggregation | |
CN101095319B (zh) | 在基于信元的网络和基于分组的网络之间的互联 | |
CN109450875B (zh) | Mac层封装方法及装置 | |
US20100189105A1 (en) | Efficiency Improvement For Shared Communications Networks | |
CN1392740A (zh) | 分组数据系统中提高性能的装置和方法 | |
CN103825869A (zh) | 以太网报文头的压缩及解压缩方法、压缩及解压缩设备 | |
CN103369593B (zh) | 一种压缩和解压缩以太网报文的方法及网元设备 | |
CN112422421B (zh) | 一种异构网络的多路径数据包传输方法 | |
CN107508828B (zh) | 一种超远程数据交互系统及方法 | |
CN107948217B (zh) | 交换机系统和通信方法 | |
CN105763375B (zh) | 一种数据包发送方法、接收方法及微波站 | |
CN113438182B (zh) | 一种基于信用的流量控制系统和流量控制方法 | |
CN102255790A (zh) | 拥塞控制信息的通知方法和系统 | |
JP7123194B2 (ja) | データ送信方法、送信デバイス、データ受信方法、および受信デバイス | |
CN117676697A (zh) | 一种物联网设备的数据传输方法和系统 | |
US9628397B2 (en) | Communication device and related packet processing method | |
CN117955926B (zh) | 毫米波的数据面调度方法、装置及设备 | |
CN118018629B (zh) | 毫米波的数据流分片处理方法、装置及设备 | |
WO2001017171A1 (en) | Transmission and reception of tcp/ip data over a wireless communication channel | |
CN118611833A (zh) | 数据选择重传方法、相关装置和介质 | |
Chuang et al. | An almost overhead-free error control scheme for IEEE 802.16-based multi-hop networks | |
CN115801714A (zh) | 一种处理转发卫星通信星上低资源消耗星地拆组帧方法 | |
CN114449057A (zh) | 一种数据传输方法及装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |