一种降低蜂窝网络/服务器负载峰值的方法和系统与流程

1.本发明属于物联网领域，具体涉及一种降低蜂窝网络/服务器负载峰值的方法和系统。


背景技术：

2.目前的nb_iot(基于蜂窝的窄带物联网)的速率和容量较低，而集成了gnss功能的数据终端在获取辅助数据时会受到这种技术限制。为了gnss的快速定位，gnss需要通过网络从服务器端获取辅助数据，而辅助数据有一定期限，到期后就需要下载新的数据。由于物联网设备数量巨大，nb-iot网络容量有限，当大量物联网设备同时访问网络，海量数据发起下载gnss辅助数据并发时可能导致nb-iot网络过载，导致网络拥塞，进而引起部分设备业务异常或功耗过高，设置导致nb-iot网络的崩溃，甚至可能导致iot(物联网)服务器过载，进而引发业务异常。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本发明公开了一种通过离散辅助数据有效期的方式降低下载aiding过程中蜂窝网络/服务器负载峰值的方法和装置。
4.为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
5.降低蜂窝网络/服务器负载峰值的方法，包括如下步骤：
6.步骤一，各gnssue在aiding失效前通过数据通讯终端发送请求从服务器端下载新的aiding数据，包括如下过程：
7.定期检查aiding数据的有效性；
8.当aiding数据失效后立即向服务器请求aiding，请求消息中携带gnss ue的标识uid和网络小区标识cid；
9.收到aiding数据后存储aiding数据；
10.步骤二，服务器端在gnssue请求下载数据时将aiding数据返回给gnss ue，包括如下过程：
11.从外部不断获取数据；
12.收到gnssue的数据请求参数后，根据参数选取aiding的净载荷；
13.生成有效期expt，并添加到aiding数据中；
14.将aiding数据返回给gnssue；
15.存储以下历史记录三元组信息：《uid,cid,expt》；
16.步骤三，gnss ue在定位前把下载的aiding数据提供给gnss定位终端定位，gnss定位终端用于并根据aiding数据搜索和接收卫星信号，并进行位置计算。
17.进一步的，生成有效期expt的过程如下：
18.提取gnss ue请求消息中的网络小区标识参数cid；
19.从cid相同的历史记录三元组中，检索位于时间区间[texp-tam，texp]中的每个时
间单位对应的三元组数目n，其中texp为最新aiding失效时间，tam为建议提前下载时间的最大提前量；
[0020]
选取最小的n，从n对应的时间单位中，选取对应的历史记录三元组最少的时间单位作为当前aiding数据中携带的有效期expt。
[0021]
进一步的，通过以下方式检查aiding数据的有效性：
[0022]
如当前时间《＝expt，则aiding数据有效，否则aiding数据无效。
[0023]
降低蜂窝网络/服务器负载峰值的系统，包括服务器端、与服务器端连接的若干蜂窝网络小区、以及连接于各蜂窝网络小区的若干gnss ue；所述服务器端用于存储和管理aiding数据，并在gnss ue请求下载数据时将aiding数据返回给gnss ue；所述gnss ue包括数据通讯终端和gnss定位终端，各gnss ue接入网络，在aiding失效前通过数据通讯终端发送请求从服务器端下载新的aiding数据，并在定位前把下载的aiding数据提供给gnss定位终端定位，gnss定位终端用于并根据aiding数据搜索和接收卫星信号，并进行位置计算。
[0024]
进一步的，gnss ue通过数据通讯终端发送aiding请求的过程如下：
[0025]
定期检查aiding数据的有效性；
[0026]
当aiding数据失效后立即向服务器请求aiding，请求消息中携带gnss ue的小区标识uid和网络小区标识cid；
[0027]
收到aiding后存储aiding数据。
[0028]
进一步的，通过以下方式检查aiding数据的有效性：
[0029]
如当前时间《＝expt，则aiding数据有效，否则aiding数据无效。
[0030]
进一步的，所述服务器端响应aiding请求的过程如下：
[0031]
从外部不断获取数据；
[0032]
收到gnss ue的数据请求参数后，根据参数选取aiding的净载荷；
[0033]
生成有效期expt，并添加到aiding数据中；
[0034]
将aiding数据返回给gnss ue；
[0035]
存储以下历史记录三元组信息：《uid,cid,expt》。
[0036]
进一步的，生成有效期expt的过程如下：
[0037]
提取gnss ue请求消息中的网络小区标识参数cid；
[0038]
从cid相同的历史记录三元组中，检索位于时间区间[texp-tam，texp]中的每个时间单位对应的三元组数目n，其中texp为最新aiding失效时间，tam为建议提前下载时间的最大提前量；
[0039]
选取最小的n，从n对应的时间单位中，选取对应的历史记录三元组最少的时间单位作为当前aiding数据中携带的有效期expt。
[0040]
本发明的有益效果为：
[0041]
1.本发明通过离散aiding到期时间的方式降低nb-iot网络及服务器的负载峰值，能够有效地降低并发程度，避免大量设备联网时导致nb-iot的拥塞，提升下载aiding的成功率，减低网络瘫痪概率，从而提升定位业务的稳定性。
[0042]
2.本发明通过nb-iot网络获aiding数据(历书和星历)，能够提升gnss定位速度和准确度。
附图说明
[0043]
图1为本发明提供的降低蜂窝网络/服务器负载峰值的系统架构示意图。
[0044]
图2为本发明方法与常规方法的蜂窝网络负载对比图。
具体实施方式
[0045]
以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。本发明中的连接包含能够形成通信连接的各种方式，包括但不限于采用通信线、电线等实现连接的有线方式及各类无线通信方式。
[0046]
本发明提供了一种降低蜂窝网络(nb-iot)/服务器(iot server)负载峰值的系统，如图1所示，该装置包括：蜂窝网络小区(nb-iot cell)、定位终端设备(gnss ue)和辅助数据服务器端(gnssaiding server)三大部分。其中服务器端与各蜂窝网络小区连接，每个蜂窝网络小区连接有多台定位终端设备(gnss ue)。
[0047]
gnss aiding server用于存储和管理aiding数据(历书和星历)，并在gnss ue请求下载数据时将aiding数据返回给gnss ue。aiding由净载荷和有效期组成，其中净载荷用于gnss ue在定位时使用，包括历书和星历两类数据；而有效期表示静载荷的失效时间。
[0048]
gnss ue由数据通讯终端和gnss定位终端组成。其中通讯终端用于数据通讯，所采用的通讯技术包括但不限于nb-iot网络，每个gnss ue都接入对应的网络，数据通讯终端需要保持aiding数据的有效性，能够在aiding失效前发送请求从aiding server下载新的aiding，并在定位前把aiding数据提供给gnss定位终端定位；gnss定位终端用于根据aiding数据来搜索和接收卫星信号，并进行位置计算。
[0049]
gnss ue的aiding请求工作过程如下：
[0050]
1.定期检查aiding的有效性，如当前时间《＝expt，则aiding有效，否则aiding无效；
[0051]
2.当aiding失效后立即向服务器请求aiding，请求消息中携带gnss ue的标识(uid)和网络小区标识(cid)；
[0052]
3.收到aiding后存储aiding。
[0053]
gnss aiding server的aiding请求响应工作过程如下：
[0054]
1.从外部不断获取数据；
[0055]
2.收到gnss ue的数据请求参数后，根据参数(如移动国家码mcc)选取aiding的净载荷；
[0056]
3.生成有效期expt，并添加到aiding中；
[0057]
4.将aiding返回给gnss ue；
[0058]
5.服务器端存储以下历史记录三元组信息：《uid,cid,expt》。
[0059]
生成有效期expt的过程如下：
[0060]
1.提取gnss ue请求消息中的网络小区标识参数cid；
[0061]
2.从cid相同的历史记录三元组中，检索位于时间区间[texp-tam，texp]
[0062]
中的每个时间单位(服务器划分的时间片，某一时间片内的访问量就是服务器的负载。时间单位可以根据交互协议设定，时间单位设定的越小，服务器复杂分配得越平滑。)
对应的三元组数目n；(texp-最新aiding失效时间，
[0063]
例如2021.12.2417:53:30；tam-建议提前下载时间的最大提前量，例如00:30:00)
[0064]
3.选取最小的n，从n对应的时间单位中，选取对应的历史记录三元组最少的时间单位作为当前aiding中携带的实现时间(expt)。
[0065]
本发明还提供了一种降低蜂窝网络/服务器负载峰值的方法，包括如下步骤
[0066]
步骤一，各gnss ue在aiding失效前通过数据通讯终端发送请求从gnss aiding server下载新的aiding数据，其具体过程同上述gnss ue的aiding请求工作过程。
[0067]
步骤二，gnss aiding server在gnss ue请求下载数据时将aiding数据返回给gnss ue，其具体过程同上述gnssaiding server的aiding请求响应工作过程。
[0068]
步骤二，gnss ue在定位前把下载的aiding数据提供给gnss定位终端定位，gnss定位终端用于并根据aiding数据搜索和接收卫星信号，并进行位置计算。
[0069]
采用本发明提供的方法与常规方法的蜂窝网络负载对比如图2所示，其中横坐标为时间轴，纵坐标为服务器的负载值。从图中可以明显看出，采用本发明方法后，蜂窝网络的负载有大幅下降，工作状态更为稳定。
[0070]
需要说明的是，以上内容仅仅说明了本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰均落入本发明权利要求书的保护范围之内。