本发明属于通信技术领域，具体涉及手持式nb-iot无线通讯方法及系统。
背景技术：
2018-2020年国内物联网行业的整体收入将超过30万亿元。如今物联网技术在行业应用的比例逐年提高，渗透生产制造、交通物流、健康医疗、消费电子、零售、汽车等应用行业。万物互联的时代正以极其迅速的脚步走进我们的生活。其中nb-iot(即基于蜂窝的窄带物联网)在物联网通信解决方案异军突起，具有：
1，覆盖广且深，比gprs覆盖增强20db+。
2，低功耗：基于aa电池，使用寿命可超过10年。
3，低成本。
4，大连接：50k+用户容量/200khz小区。
nb-iot目前整个网络建设都在如火如荼的进行，后续nb-iot网络优化需求呈井喷式增长。现有的nb-iot网络优化都是基于pc端+atu(auxiliarytestunit))，atu为外形类似书包大小的设备。atu完成nb-iot网络信号的采集，pc端完成atu采集nb-iot上报数据的分析和相关任务下发。
现有的nb-iot网络优化存在以下缺点：
1：便携性差：网络优化需要大量的测试人员拿着pc+atu根据测试路线进行测试，使用非常不便利。
2：测试持续时间短：pc+atu都是通过车载逆变器完成供电，功耗大，如果长时间测试，会导致汽车亏电。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明提供手持式nb-iot无线通讯方法及系统，便携，体积小，功耗低，能够利用手持终端完成nb-iot网络优化。
第一方面，一种手持式nb-iot无线通讯方法，包括：
nb-iot天线采集nb-iot无线信号，并传输给nb-iot通讯模块；
nb-iot通讯模块接收nb-iot无线信号，并对nb-iot无线信号进行解调、下变频、信令读取和网络优化，以得到处理数据，并将处理数据发送给客户端；
客户端的通信驱动模块实现客户端与所述nb-iot通讯模块之间的通信；
客户端的tcp/ip协议栈模块接收处理数据，并映射成手持终端能够识别的网卡设备数据，实现数据的网络传输。
进一步地，所述客户端的通信驱动模块包括usbcore子单元。
第二方面，一种手持式nb-iot无线通讯系统，包括：手持式nb-iot无线通讯设备以及安装在手持式nb-iot无线通讯设备上的客户端；
手持式nb-iot无线通讯设备包括手持终端，后盖，设置在后盖上的nb-iot通讯模块、nb-iot天线以及数据接口；所述数据接口设置在后盖底部，所述后盖通过其数据接口插接在手持终端的数据接口上的方式可拆卸安装在手持终端的背面上；
所述nb-iot天线采集nb-iot无线信号，并传输给nb-iot通讯模块；
所述nb-iot通讯模块接收nb-iot无线信号，并对nb-iot无线信号进行解调、下变频、信令读取和网络优化，以得到处理数据，并将处理数据通过数据接口发送给客户端；
所述客户端加载在手持终端上，客户端包括通信驱动模块和tcp/ip协议栈模块；所述通信驱动模块实现客户端与所述nb-iot通讯模块之间的通信；所述tcp/ip协议栈模块接收处理数据，并映射成手持终端能够识别的网卡设备数据，实现数据的网络传输。
进一步地，所述客户端的通信驱动模块包括usbcore子单元。
进一步地，所述后盖上还设置有锂电池，锂电池分别与所述nb-iot通讯模块、nb-iot天线以及数据接口电连接。
进一步地，所述后盖上靠近锂电池的位置设有充电口，所述后盖上还设有充电电路，所述充电口与充电电路的输入端电连接，所述充电电路的输出端与锂电池电连接。
进一步地，所述数据接口为usb接口或typec接口。
进一步地，所述后盖包括背板；背板底部边沿上设有底座，所述底座上具有与背板垂直的安装面，所述数据接口垂直设置在背板的安装面上。
进一步地，所述后盖的背板与手持终端背面形状相同，所述后盖通过其数据接口插接在手持终端数据接口上的方式盖合在手持终端背面上。
进一步地，所述nb-iot天线靠近所述nb-iot通讯模块设置。
由上述技术方案可知，本发明提供的手持式nb-iot无线通讯方法及系统，能够实现nb-iot通讯模块与手持终端通信，通过手持终端完成原有的pc端的功能，实现nb-iot网络优化，便携，体积小，功耗低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为实施例一提供的手持式nb-iot无线通讯方法的流程图。
图2为实施例三提供的nb-iot网络优化系统的模块框图。
图3为实施例三中nb-iot无线通讯设备安装在手持终端上的示意图。
图4为实施例三中手持式nb-iot无线通讯设备的结构示意图。
图5为实施例五提供的客户端的处理方法的流程图。
图6为实施例五提供的网络配置流程的流程图。
图7为实施例五提供的信令处理流程的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
实施例一：
如图1所示，实施例一提供了一种手持式nb-iot无线通讯方法，包括：
s1:nb-iot天线采集nb-iot无线信号，并传输给nb-iot通讯模块；
s2:nb-iot通讯模块接收nb-iot无线信号，并对nb-iot无线信号进行解调、下变频、信令读取和网络优化，以得到处理数据，并将处理数据发送给客户端；
具体地，解调、下变频、信令读取和网络优化方法采用现有的nb-iot网络优化方法即可。例如，为了适配nb-iot的数据传输特性，可采用在协议上引入了cp(controlplaneciotepsoptimization)和up(userplaneciotepsoptimization)两种优化方案。cp方案通过在nas信令传递数据。up方案引入rrcsuspend/resume流程，均能实现空口信令交互减少，从而降低终端功耗。
s3:客户端的通信驱动模块实现客户端与所述nb-iot通讯模块之间的通信；
s4:客户端的tcp/ip协议栈模块接收处理数据，并映射成手持终端能够识别的网卡设备，实现数据的网络传输。
具体地，传统的pc+atu由于windows的接口开放性，开发驱动程序只需把nb-iot模块映射成windows系统可以识别的网卡设备后，通过windows系统自带的tcp/ip栈，就可以实现数据的网络传输。但是由于手持终端操作系统的安全保护性，本申请专用usb设备驱动程序没法直接注册到手持终端操作系统，导致nb-iot通讯模块没法正常映射成操作系统可以识别的网卡设备，带来了操作系统自带的tcp/ip协议栈没法使用，因此手持端设备在客户端上集成了tcp/ip协议栈。
该方法能够实现nb-iot通讯模块与手持终端通信，通过手持终端完成原有的pc端的功能，实现nb-iot网络优化。
进一步地，所述客户端的通信驱动模块包括usbcore子单元。
具体地，usbcore子单元是linnux下的子系统，可提供支撑usb设备驱动程序的api和usb主机控制器的驱动程序，同时提供有许多数据结构、宏定义和功能函数来对硬件或设备进行支撑。
传统的pc+atu设备都是基于windows开发，外围atu设备把采集信令数据通过usb接口传递给pc，针对每一款atu模块都需要在windows系统上面安装对应的驱动程序和对应的windows应用程序，使用起来非常的不方便。
针对手持终端操作系统(例如安卓系统)外设驱动程序不开放性，当手持终端需要和外围用户定义的usb设备通信交互的时候，由于操作系统的安全保护性原因，操作系统没法完成和外界用户usb设备的交互，本申请把针对操作系统的usbcore核心驱动单独剥离出来，直接写到客户端中，通过应用程序的运行完成对usbcore驱动安装和注册，实现手持终端与我们的nb-iot通信模块数据通信。
实施例二：
实施例二提供的方法在实施例一的基础上，增加了以下内容：
在步骤s4之后，还包括：
客户端的显示控制单元接收用户的控制指令，跟踪测试过程。
显示控制单元包括测试方案编辑界面、测试参数配置界面和测试方案执行界面；测试方案编辑界面用于新建测试方案，根据需要选择测试项目及测试单元，将编辑好的测试方案进行保存；测试参数配置界面用于配置执行测试方案时所需的测试参数；测试方案执行界面用于显示nb-iot通讯模块得到的处理数据、以及手持终端的分析结果。
显示控制单元在完成一个测试方案后，包括测试方案及测试结果，删除测试过程中的数据。显示控制单元还用于判断是否还有下一个待测试的测试方案。如果判断结果为还有下一个待测试的测试方案，则加载该测试方案，重新执行新的测试方案的测试。
客户端还包括存储管理单元。存储管理单元设有存储列表，存储列表中按照时间顺序排列设有已完成的测试方案及对应的测试结果。存储管理单元用于接收用户的删除指令，删除对应的测试方案及对应的测试结果，所述删除指令为对存储列表中某一列执行滑动操作。
实施例三：
实施例三提供了一种手持式nb-iot无线通讯系统，包括手持式nb-iot无线通讯设备以及安装在手持式nb-iot无线通讯设备上的客户端；
手持式nb-iot无线通讯设备包括手持终端，后盖1，设置在后盖上的nb-iot通讯模块11、nb-iot天线12以及数据接口13；所述数据接口13设置在后盖1底部，所述后盖1通过其数据接口13插接在手持终端2的数据接口上的方式可拆卸安装在手持终端2的背面上；
所述nb-iot天线12采集nb-iot无线信号，并传输给nb-iot通讯模块11；
所述nb-iot通讯模块11接收nb-iot无线信号，并对nb-iot无线信号进行解调、下变频、信令读取和网络优化，以得到处理数据，并将处理数据通过数据接口发送给客户端；
所述客户端加载在手持终端上，客户端包括通信驱动模块和tcp/ip协议栈模块；所述通信驱动模块实现客户端与所述nb-iot通讯模块之间的通信；所述tcp/ip协议栈模块接收处理数据，并映射成手持终端能够识别的网卡设备数据，实现数据的网络传输。
具体地，nb-iot天线获取nb-iot无线信号。nb-iot通讯模块对nb-iot的信号进行解调、下变频、信令读取、网络优化等一系列复杂工作。usb接口完成nb-iot通讯模块与手持终端之间的数据传递。手持终端包括手机、平板电脑等便携性产品。
该手持式nb-iot无线通讯设备使用时，通过数据接口安装在手持终端上。利用手持终端nb-iot无线通讯模块组合搭配，实现对nb-iot网络优化的测试，通过手持终端数据接口(usb接口或typec接口)和nb-iot通讯模块进行连接。nb-iot通讯模块完成nb-iot网络信号的采集。手持终端完成nb-iot无线通讯模块上报数据的分析和相关任务下发。
手持终端+nb-iot无线通讯模块这样的一种组合代替传统的pc+atu，极大方便了测试人员测试，有效增加了测试时间，便携，体积小，功耗低。
该nb-iot网络优化系统结合当前主流商用手机，平板具有稳定、便携、操作简单，以全新的用户操作和交互体验，帮助工程师更轻松、高效的完成室内/室外网络优化测试，以模拟真实用户感知的测试方式，帮助运营商更真实的了解网络质量和问题。
进一步地，所述客户端的通信驱动模块包括usbcore子单元。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
实施例四：
实施例四提供的系统在实施例三的基础上，增加以下内容：
所述后盖上还设置有锂电池14，锂电池14分别与所述nb-iot通讯模块11、nb-iot天线12以及数据接口13电连接。锂电池给电子器件供电。
所述后盖1上靠近锂电池14的位置设有充电口15，所述后盖1上还设有充电电路，所述充电口与充电电路的输入端电连接，所述充电电路的输出端与锂电池电连接。该手持式nb-iot无线通讯设备可直接对锂电池进行充电。
所述后盖包括背板；背板底部边沿上设有底座16，所述底座16上具有与背板垂直的安装面，所述数据接口垂直设置在背板的安装面上。所述后盖的背板与手持终端背面形状相同，所述后盖通过其数据接口插接在手持终端数据接口上的方式盖合在手持终端背面上。
该后盖与手持终端的外形相符，使得后盖安装好后，后盖与手机终端的外壳形状相吻合。后盖底部设有底座，usb设置在底座上，使得后盖安装好后，后盖能够尽量保持手持终端原有外观的完整性和美观。该手持式nb-iot无线通讯设备不仅提供了采集nb-iot的信号的功能，还起到了手机保护套的功能。
所述nb-iot天线靠近所述nb-iot通讯模块设置，提高了信号接收的准确性。
所述后盖上正对手持终端上摄像头或者按键的位置设有通孔、例如摄像头通孔、耳机通孔等，使得手持终端上安装了该手持式nb-iot无线通讯设备后，还能正常使用手持终端的功能。
实施例五：
参见图5，实施例五提供实施例三、四中客户端的处理方法，包括：
s1:客户端初始化；
s2:客户端对usb设备进行探测，检测是否有usb设备，如果有，检测usb设备是否是nb-iot通讯模块，如果是，对nb-iot通讯模块进行初始化；
具体地，检测是否为nb-iot通讯模块可以通过读取usb设备数据进行判断。例如：nb-iot通讯模块设有网络id号或网络参数，当读取到的数据为网络id号或符合网络参数时，认为usb设备为nb-iot通讯模块。nb-iot通讯模块初始化包括modem接口(调制解调接口，用于定义网络通信协议)初始化和diag接口(dialogue接口，用于定义控制信令，即nb-iot网络信令)初始化。
s2:客户端开始测试时，并行执行网络配置流程和信令处理流程；
s3：根据测试结果生成测试报告。
参见图6，所述网络配置流程包括：
s11:配置测试功能项；即配置本次测试的测试内容和项目，测试功能项由开发者根据具体情况进行设置，当开始测试时，用户根据自身需求选择测试功能项。
s12:通过modem接口控制nb-iot通讯模块注册nb网络，加载tcp/ip协议栈；由于nb-iot通讯模块是没有tcp/ip协议栈的，所以客户端中预设有tcp/ip协议栈模块，当启动测试时，将tcp/ip协议栈写入nb-iot通讯模块中。
s13：完成所有功能项的测试。
参见图7，所述信令处理流程包括：
s21：开启diag接口；
s22：配置信令模板；即根据nb-iot网络协议配置信令模板；
s23：当接收到信令时，对信令进行解析、存储。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。