本发明涉及通信
技术领域：
，尤其涉及一种适用于上行小数据包的无连接传输方法及终端。
背景技术：
物联网技术的蓬勃发展，以及在智能抄表、环境监测、智能家居、以及工业监控等领域的广泛应用，得到学术界和工业界的密切关注。物联网业务具有如下特征：(1)如终端数量巨大，(2)功能简单，业务单一，小数据量(<100bytes)，(3)能够容忍较低的传输速率，时延不敏感，(4)不具有移动性或者移动具有规律性，(5)以上行数据业务为主，(6)低频率(>5min)大规模周期性上报。物联网业务与人与人的通信(humantohuman，h2h)业务有着明显区别。因此，第三代通信合作伙伴组织(the3rdgenerationpartnershipproject，3gpp)在r13阶段，启动了窄带物联网(narrowbandinternetofthing，nb-iot)技术研究。为了更有效地适应物联网小数据包传输的特点，3gpp组织在nb-iot技术中引入了数据平面(userplane，up)传输模式以及控制平面(controlplane，cp)传输模式。up传输模式是传统前向兼容的数据模式。当nb-iot终端需要发送上行数据，首先建立信令无线承载(signalingradiobearer，srb)，然后再建立数据无线承载(dataradiobearer，drb)，nb-iot终端的数据通过drb传输至基站，再由基站转发至核心网服务网关(servinggate-way，sgw)。图1为现有技术中nb-iot技术中的up传输模式信令交互图，具体信令流程如图1所示。cp传输模式是nb-iot系统针对nb-iot终端上行小数据包传输特性在r13阶段引入的新的传输模式。当nb-iot终端需要发送上行数据时，只需建立srb后即可传输。具体的，nb-iot终端的数据由非接入层(nonaccessstratum，nas)消息携带进行传输，并随nas消息一起传输至核心网移动性管理实体(mobilitymanagemententity，mme)，再由mme转发至核心网sgw。图2为现有技术中nb-iot技术中的cp传输模式信令交互图，具体信令流程如图2所示。up传输模式适合大数据包传输，不适合小数据包的传输。cp传输模式适合小数据包传输，但是，在现有技术中的cp传输模式下，发送上行小数据包，需要交互五条消息，如图2所示，具体包含：随机接入响应，rrc连接建立请求，rrc连接建立，rrc连接建立完成，以及rrc连接释放。其中，随机接入响应约48byte，rrc连接建立请求消息约10byte，rrc连接建立消息约20byte，rrc连接建立完成约14byte，rrc连接释放12byte。一个nb-iot终端的数据包平均33byte。由此可见，在现有技术中的cp传输模式下，小数据包的传输效率仍然很低，只有25％左右。因此，针对nb-iot终端的上行小数据包传输，传输效率仍然需要进一步提高，信令开销需要进一步降低。技术实现要素：本发明的目的是提供一种适用于上行小数据包的无连接传输方法及终端，解决了现有技术中，上行小数据包传输时，信令开销大，传输效率低的技术问题。为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种适用于上行小数据包的无连接传输方法，包括：向基站发送随机接入前导序列，所述随机接入前导序列用于指示待发送小数据包大小的取值区间；接收所述基站根据所述随机接入前导序列向终端反馈的随机接入响应信息，所述随机接入响应信息包含所述基站根据所述随机接入前导序列为所述终端分配的上行资源；使用所述上行资源发送所述待发送小数据包。另一方面，本发明提供一种终端，包括：第一发送模块，用于向基站发送随机接入前导序列，所述随机接入前导序列用于指示待发送小数据包大小的取值区间；接收模块，用于接收所述基站根据所述随机接入前导序列向终端反馈的随机接入响应信息，所述随机接入响应信息包含所述基站根据所述随机接入前导序列为所述终端分配的上行资源；第二发送模块，用于使用所述上行资源发送所述待发送小数据包。再一方面，本发明提供一种用于上行小数据包的无连接传输的电子设备，包括：存储器和处理器，所述处理器和所述存储器通过总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行上述的方法。又一方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法。本发明提供的适用于上行小数据包的无连接传输方法及终端，通过使用随机接入前导序列指示待发送小数据包大小的取值区间，使基站根据随机接入前导序列即可为终端分配适合待发送小数据包的上行资源，无需建立rrc信令连接，减少了信令开销，提高了数据传输效率。附图说明图1为现有技术中nb-iot技术中的up传输模式信令交互图；图2为现有技术中nb-iot技术中的cp传输模式信令交互图；图3为依照本发明实施例的适用于上行小数据包的无连接传输方法示意图；图4为依照本发明实施例的适用于上行小数据包的无连接传输方法的信令交互图；图5为依照本发明实施例的终端的示意图；图6为本发明实施例提供的用于上行小数据包的无连接传输的电子设备的结构示意图。具体实施方式为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图3为依照本发明实施例的适用于上行小数据包的无连接传输方法示意图，如图3所示，本发明实施例提供一种适用于上行小数据包的无连接传输方法，包括：步骤s301、向基站发送随机接入前导序列，所述随机接入前导序列用于指示待发送小数据包大小的取值区间；步骤s302、接收所述基站根据所述随机接入前导序列向终端反馈的随机接入响应信息，所述随机接入响应信息包含所述基站根据所述随机接入前导序列为所述终端分配的上行资源；步骤s303、使用所述上行资源发送所述待发送小数据包。具体的，本发明实施例提供的适用于上行小数据包的无连接传输方法，其执行主体，优选为nb-iot终端。首先，基站为本小区内的所有nb-iot终端预先分配固定的用户标识。当每个nb-iot终端首次开机附着时，将用户标识分配给每个nb-iot终端。用户标识用于表示nb-iot终端的身份信息，根据用户标识区别不同的nb-iot终端。当nb-iot终端产生一个待发送上行小数据包，需要进行上行传输时，nb-iot终端向基站发送随机接入前导序列，随机接入前导序列用于指示待发送小数据包大小的取值区间。终端通过窄带物理上行随机信道(narrowbandphysicalrandomaccesschannel，nprach)发送随机接入前导序列。发送随机接入前导序列之后，立即启动随机接入响应(randomaccessrespond，rar)信息接收定时器。基站收到随机接入前导序列之后，进行解析，获取nb-iot终端待发送小数据包大小的取值区间，并根据该取值区间为终端分配适合待发送小数据包的上行资源。基站向终端反馈随机接入响应信息，随机接入响应信息包含该上行资源。基站通过窄带下行物理数据信道(narrowbandphysicaldownlinksharedchannel，npdsch)向nb-iot终端反馈rar信息。并且基站在反馈给nb-iot终端的rar信息中的上行资源授权字段指示分配给该nb-iot终端的上行资源。nb-iot终端在npdsch信道上监听rar信息。如果在rar信息接受定时器终止前，nb-iot终端在npdsch信道上监听到rar信息，则随机接入成功，nb-iot终端接收基站反馈的随机接入响应信息，并解析出基站分配的上行资源，并使用该上行资源，在上行物理数据信道(narrowbandphysicaluplinksharedchannel，npusch)相应的信道资源上发送所述待发送小数据包。如果在rar信息接受定时器终止前，nb-iot终端在npdsch信道上没有监听到rar信息，则随机接入失败。本发明提供的适用于上行小数据包的无连接传输方法，通过使用随机接入前导序列指示待发送小数据包大小的取值区间，使基站根据随机接入前导序列即可为终端分配适合待发送小数据包的上行资源，无需建立rrc信令连接，减少了信令开销，提高了数据传输效率。在上述实施例的基础上，进一步地，还包括：根据所述取值区间从预设数据库中选择相应的前导序列，所述预设数据库中存储有取值区间和前导序列的对应关系。具体的，当nb-iot终端产生一个待发送上行小数据包，需要进行上行传输时，首先要根据待发送小数据包的大小从预设数据库中选择对应的随机接入前导序列。nb-iot技术的随机接入前导序列采取单子载波跳频的随机接入符号组(即序列码)的方式，并且，同一小区中的所有nb-iot终端共享同一个随机接入序列码。因此，基站区别不同nb-iot终端所选择的随机接入前导序列最重要的标识，不是时域上组成前导序列本身的序列码，而是频域上承载该前导序列的子载波的位置。由于nb-iot系统的系统带宽为180khz，窄带物理上行随机信道(narrowbandphysicalrandomaccesschannel，nprach)的子载波间隔为3.75khz，因此，nprach信道总共有48个子载波。更进一步说，nb-iot系统总共有48个随机接入前导序列。基站将这48个随机接入前导序列划分为n个组，n为正整数，n小于等于48。一个nb-iot终端的上行小数据包平均33byte，最大不超过100byte。因此，可以预估一个nb-iot终端的上行小数据包的取值区间量为0-100byte。将0-100byte均匀量化为n个取值区间。表1为前导序列分组序号与待发送小数据包大小取值区间的映射表，如表1所示，前导序列分组序号与待发送小数据包大小取值区间为一一对应关系，这样每个随机接入前导序列就和待发送小数据包大小取值区间建立了相应的对应关系。表1为前导序列分组序号与待发送小数据包大小取值区间的映射表前导序列分组序号待发送小数据包大小取值区间(byte)1[1，100/n)2[100/n+1，2*100/n)……n[(n-1)*100/n+1，100]当随机接入前导序列分组的个数n小于48时，一个随机接入前导序列分组中可以包含多个随机接入前导序列，此时一个待发送小数据包大小取值区间对应多个随机接入前导序列，当nb-iot终端产生一个待发送上行小数据包，需要进行上行传输时，比较待发送小数据包大小落在第n个取值区间，决定采用第n组的随机接入前导序列进行随机接入。终端根据待发送小数据包大小的取值区间从预设数据库中随机选择一个与其对应的随机接入前导序列，发送给基站。当随机接入前导序列分组的个数n等于48时，一个随机接入前导序列分组中只有一个随机接入前导序列，此时一个待发送小数据包大小取值区间对应一个随机接入前导序列，当nb-iot终端产生一个待发送上行小数据包，需要进行上行传输时，比较待发送小数据包大小落在第n个取值区间，决定采用第n组的随机接入前导序列进行随机接入。根据待发送小数据包大小的取值区间从预设数据库中选择与其对应的那个随机接入前导序列，发送给基站。本发明提供的适用于上行小数据包的无连接传输方法，通过使用随机接入前导序列指示待发送小数据包大小的取值区间，使基站根据随机接入前导序列即可为终端分配适合待发送小数据包的上行资源，无需建立rrc信令连接，减少了信令开销，提高了数据传输效率。在以上各实施例的基础上，进一步地，所述预设数据库中存储的取值区间和前导序列的对应关系为一对多的关系。具体的，随机接入前导序列分组的个数n小于48时，一个随机接入前导序列分组中可以包含多个随机接入前导序列，此时一个待发送小数据包大小取值区间对应多个随机接入前导序列，当nb-iot终端产生一个待发送上行小数据包，需要进行上行传输时，比较待发送小数据包大小落在第n个取值区间，决定采用第n组的随机接入前导序列进行随机接入。终端根据待发送小数据包大小的取值区间从预设数据库中随机选择一个与其对应的随机接入前导序列，发送给基站。本发明提供的适用于上行小数据包的无连接传输方法，通过使用随机接入前导序列指示待发送小数据包大小的取值区间，使基站根据随机接入前导序列即可为终端分配适合待发送小数据包的上行资源，无需建立rrc信令连接，减少了信令开销，提高了数据传输效率。并且预设数据库中存储的取值区间和前导序列的对应关系为一对多的关系，降低了不同的nb-iot终端使用相同的随机接入前导序列的概率，进而降低了发生冲突的概率。在以上各实施例的基础上，进一步地，所述用户标识为小区级用户标识。具体的，nb-iot终端数量庞大，如何对nb-iot终端的身份进行管理十分重要，本发明实施例中，用户标识为小区级用户标识。该小区级用户标识只需要两个字节，能够标识(216-1)个nb-iot设备，完全能够满足单小区50000个nb-iot设备的需求。并节省了字节。本发明提供的适用于上行小数据包的无连接传输方法，通过使用随机接入前导序列指示待发送小数据包大小的取值区间，使基站根据随机接入前导序列即可为终端分配适合待发送小数据包的上行资源，无需建立rrc信令连接，减少了信令开销，提高了数据传输效率。并且使用小区级的用户标识，节省了字节，进一步提高了数据传输效率。在以上各实施例的基础上，进一步地，所述使用所述上行资源发送所述待发送小数据包，具体为：将所述待发送小数据包，以及所述用户标识封装成媒体接入控制层数据包；使用所述上行资源发送所述媒体接入控制层数据包。具体的，nb-iot终端接收到基站反馈的随机接入响应信息后，解析出基站分配的上行资源，并使用该上行资源，将待发送小数据包，以及用户标识封装成媒体接入控制层(mediaaccesscontrol，mac)数据包，在npusch相应的信道资源上发送所述媒体接入控制层数据包。该mac数据包中预分配的小区级用户标识能够起到随机接入竞争冲突解决的作用。即使多个nb-iot终端在发起随机接入请求时选择相同的随机接入前导序列，并且，这些nb-iot终端均认为在基站反馈的rar信息中分配的上行信道资源是给自己的，在相同的上行资源上发送自己mac数据包。由于mac数据包中携带了基站预先分配的小区级用户标识，基站仍然能够区分所解调出来的mac数据包是来自于哪一个nb-iot终端，基站可以接收信噪比高的终端的mac数据包，将被解调出来待发送小数据包，而信噪比低的终端的mac数据包将被当作噪声，不被解调。从而能够有效地避免冲突。本发明提供的适用于上行小数据包的无连接传输方法，通过使用随机接入前导序列指示待发送小数据包大小的取值区间，使基站根据随机接入前导序列即可为终端分配适合待发送小数据包的上行资源，无需建立rrc信令连接，减少了信令开销，提高了数据传输效率。并且在终端向基站发送待发送小数据包时，携带预先分配的用户标识，能够有效地避免冲突。另外，图4为依照本发明实施例的适用于上行小数据包的无连接传输方法的信令交互图，如图4所示，第一步，nb-iot终端向基站发送随机接入前导序列；第二步，基站向终端反馈随机接入响应信息；第三步，nb-iot终端向基站发送待发送小数据包；第四步，基站向核心网sgw发送待发送小数据包；第五步，基站在在npdsch信道上回复nb-iot终端mac层确认数据包。mac层确认数据包包含基站预先分配的2byte小区级用户标识，以及1bit的确认信息。本发明实施例提出一种针对nb-iot终端上行小数据包的无连接传输方法，无需建立rrc信令连接即可传输上行数据。在无连接传输模式下，nb-iot终端发送上行小数据包，仅需要交互2条消息(随机接入响应，mac层确认数据包)。其中，随机接入响应约48byte，mac层确认数据包约2byte。由此无连接传输模式下，小数据包的传输效率约为40％。比现有技术中的cp传输模式的传输效率提高了15％。图5为依照本发明实施例的终端的示意图，如图5所示，本发明实施例提供一种终端，包括第一发送模块501、接收模块502和第二发送模块503，其中，第一发送模块501用于向基站发送随机接入前导序列，所述随机接入前导序列用于指示待发送小数据包大小的取值区间；接收模块502用于接收所述基站根据所述随机接入前导序列向终端反馈的随机接入响应信息，所述随机接入响应信息包含所述基站根据所述随机接入前导序列为所述终端分配的上行资源；第二发送模块503用于使用所述上行资源发送所述待发送小数据包。本发明实施例提供的一种终端，用于完成上述实施例中所述的方法，通过本实施例提供的终端完成上述实施例中所述的方法的具体步骤与上述实施例相同，此处不再赘述。本发明实施例提供的一种终端，通过使用随机接入前导序列指示待发送小数据包大小的取值区间，使基站根据随机接入前导序列即可为终端分配适合待发送小数据包的上行资源，无需建立rrc信令连接，减少了信令开销，提高了数据传输效率。在上述实施例的基础上，进一步地，所述终端还包括：选择模块，用于根据所述取值区间从预设数据库中选择相应的前导序列，所述预设数据库中存储有取值区间和前导序列的对应关系。本发明实施例提供的一种终端，用于完成上述实施例中所述的方法，通过本实施例提供的终端完成上述实施例中所述的方法的具体步骤与上述实施例相同，此处不再赘述。本发明实施例提供的一种终端，通过使用随机接入前导序列指示待发送小数据包大小的取值区间，使基站根据随机接入前导序列即可为终端分配适合待发送小数据包的上行资源，无需建立rrc信令连接，减少了信令开销，提高了数据传输效率。在以上各实施例的基础上，进一步地，所述预设数据库中存储的取值区间和前导序列的对应关系为一对多的关系。本发明实施例提供的一种终端，用于完成上述实施例中所述的方法，通过本实施例提供的终端完成上述实施例中所述的方法的具体步骤与上述实施例相同，此处不再赘述。本发明实施例提供的一种终端，通过使用随机接入前导序列指示待发送小数据包大小的取值区间，使基站根据随机接入前导序列即可为终端分配适合待发送小数据包的上行资源，无需建立rrc信令连接，减少了信令开销，提高了数据传输效率。并且预设数据库中存储的取值区间和前导序列的对应关系为一对多的关系，降低了不同的nb-iot终端使用相同的随机接入前导序列的概率，进而降低了发生冲突的概率。在以上各实施例的基础上，进一步地，所述用户标识为小区级用户标识。本发明实施例提供的一种终端，用于完成上述实施例中所述的方法，通过本实施例提供的终端完成上述实施例中所述的方法的具体步骤与上述实施例相同，此处不再赘述。本发明实施例提供的一种终端，通过使用随机接入前导序列指示待发送小数据包大小的取值区间，使基站根据随机接入前导序列即可为终端分配适合待发送小数据包的上行资源，无需建立rrc信令连接，减少了信令开销，提高了数据传输效率。并且使用小区级的用户标识，节省了字节，进一步提高了数据传输效率。在以上各实施例的基础上，进一步地，所述使用所述上行资源发送所述待发送小数据包，具体为：将所述待发送小数据包，以及所述用户标识封装成媒体接入控制层数据包；使用所述上行资源发送所述媒体接入控制层数据包。本发明实施例提供的一种终端，用于完成上述实施例中所述的方法，通过本实施例提供的终端完成上述实施例中所述的方法的具体步骤与上述实施例相同，此处不再赘述。本发明实施例提供的一种终端，通过使用随机接入前导序列指示待发送小数据包大小的取值区间，使基站根据随机接入前导序列即可为终端分配适合待发送小数据包的上行资源，无需建立rrc信令连接，减少了信令开销，提高了数据传输效率。并且在终端向基站发送待发送小数据包时，携带预先分配的用户标识，能够有效地避免冲突。图6为本发明实施例提供的用于上行小数据包的无连接传输的电子设备的结构示意图，如图6所示，所述设备包括：处理器601、存储器602和总线603；其中，处理器601和存储器602通过所述总线603完成相互间的通信；处理器601用于调用存储器602中的程序指令，以执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：向基站发送随机接入前导序列，所述随机接入前导序列用于指示待发送小数据包大小的取值区间，以供所述基站向终端反馈随机接入响应信息，所述随机接入响应信息包含所述基站根据所述随机接入前导序列为所述终端分配的上行资源；接收所述随机接入响应信息，并使用所述上行资源发送所述待发送小数据包。本发明实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：向基站发送随机接入前导序列，所述随机接入前导序列用于指示待发送小数据包大小的取值区间，以供所述基站向终端反馈随机接入响应信息，所述随机接入响应信息包含所述基站根据所述随机接入前导序列为所述终端分配的上行资源；接收所述随机接入响应信息，并使用所述上行资源发送所述待发送小数据包。本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：向基站发送随机接入前导序列，所述随机接入前导序列用于指示待发送小数据包大小的取值区间，以供所述基站向终端反馈随机接入响应信息，所述随机接入响应信息包含所述基站根据所述随机接入前导序列为所述终端分配的上行资源；接收所述随机接入响应信息，并使用所述上行资源发送所述待发送小数据包。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一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：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。以上所描述的装置及设备等实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者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者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述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，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。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。当前第1页12