一种终端节电方法及装置与流程

本发明的实施例涉及通信领域，尤其涉及一种终端节电方法及装置。

背景技术：

基于蜂窝网络的窄带物联网(narrowbandinternetofthings，nb-iot)是基于第三代合作伙伴计划(3rdgenerationpartnershipproject，3gpp)长期演进(longtermevolution，lte)标准协议演进的物联网技术，主要面向中低速率、深度覆盖、低功耗、大连接的物联网应用场景。支持增强型不连续接收(enhanceddiscontinuousreception，edrx)和低功耗模式(powersavingmode，psm)等省电技术，从而减少终端的耗电。

psm是3gppr12引入的技术，其原理是用户终端和移动管理实体(mobilemanagemententity，mme)通过非接入层(non-accessstratum，nas)消息协商，确定一个激活定时器(t3324定时器)，该激活定时器在终端转为空闲状态后启动。在网络侧，当激活定时器超时后，mme判定终端进入psm，拒绝对终端的下行业务和寻呼；在终端侧，当激活定时器超时后，终端关闭接入层(accessstratum，as)功能，例如小区选择等，进行省电，这样终端和网络关于终端进入省电模式的信息是同步的。其中，终端侧在终端进入psm后，只有当终端需要发送短信上行(mobileoriginal，mo)数据，或者周期跟踪区更新(trackingareaupdate，tau)定时器t3412超时后需要执行周期tau时，才会退出psm；在网络侧可以通过配置周期tau定时器(t3412定时器)的超时时间来控制终端在psm的时间。

其中，在nb-iot工作的过程中，由终端和mme通过非接入层消息协商确定激活定时器的时长，由此方法确定的激活定时器的时长较长，从而使得终端从空闲状态进入psm的时长较长，而当终端耗电量较大，激活定时器的时长又较长时，会造成终端较大的电量消耗。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种终端节电方法及装置，能够通过设置合理的激活定时器的超时时间，降低终端的耗电量。

第一方面，提供一种终端节电方法，包括如下步骤：确定终端进入空闲状态时，获取终端上连续k个历史任务的业务包长和k个历史任务的激活定时器的超时时间；根据k个历史任务的业务包长计算k个历史任务的平均业务包长；确定当前任务的业务包长的均值大于历史任务的平均业务包长时，根据当前任务的业务包长的均值以及历史任务的平均业务包长计算调整系数，其中，当前任务为终端上正在执行的任务；根据k个历史任务的激活定时器的超时时间和调整系数计算当前任务的目标激活定时器的超时时间；启动目标激活定时器；目标激活定时器超时，确定终端进入低功耗模式psm。

上述方案中，确定终端进入空闲状态时，获取终端上连续k个历史任务的业务包长和k个历史任务的激活定时器的超时时间；根据k个历史任务的业务包长计算k个历史任务的平均业务包长；确定当前任务的业务包长的均值大于历史任务的平均业务包长时，根据当前任务的业务包长的均值以及历史任务的平均业务包长计算调整系数；根据k个历史任务的激活定时器的超时时间和调整系数计算当前任务的目标激活定时器的超时时间；启动目标激活定时器；目标激活定时器超时，确定终端进入低功耗模式psm。本申请通过任务的业务包长计算调整系数，再根据调整系数计算目标激活定时器的超时时间，避免了直接使用终端和mme通过非接入层消息协商来确定目标激活定时器的超时时间，使目标激活定时器的超时时间的设置更加合理，以保证终端从空闲状态尽快切换到psm，降低终端的耗电量。

第二方面，一种终端节电装置，包括：获取模块，用于确定终端进入空闲状态时，获取终端上连续k个历史任务的业务包长和k个历史任务的激活定时器的超时时间；计算模块，用于根据k个历史任务的业务包长计算获取模块获取的k个历史任务的平均业务包长；计算模块，还用于确定当前任务的业务包长的均值大于历史任务的平均业务包长时，根据当前任务的业务包长的均值以及历史任务的平均业务包长计算调整系数，其中，当前任务为终端上正在执行的任务；计算模块，还用于根据k个历史任务的激活定时器的超时时间和调整系数计算当前任务的目标激活定时器的超时时间；启动模块，用于启动目标激活定时器；确定模块，用于目标激活定时器超时，确定终端进入低功耗模式psm。

第三方面，提供一种终端节电装置，包括通信接口、处理器、存储器、总线；存储器用于存储计算机执行指令，处理器与存储器通过总线连接，当终端节电装置运行时，处理器执行存储器存储的计算机执行指令，以使终端节电装置执行如上述的终端节电方法。

第四方面，提供一种计算机存储介质，包括指令，当指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上述的终端节电方法。

第五方面，提供一种计算机程序产品，计算机程序产品包括指令代码，指令代码用于执行如上述的终端节电方法。

可以理解地，上述提供的任一种终端节电装置、计算机存储介质或计算机程序产品均用于执行上文所提供的第一方面对应的方法，因此，其所能达到的有益效果可参考上文第一方面的方法以及下文具体实施方式中对应的方案的有益效果，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例提供的一种nb-iot网络架构示意图；

图2为本发明的实施例提供的一种nb-iot网络中三种状态切换过程示意图；

图3为本发明的实施例提供的一种终端节电方法示意图；

图4为本发明的实施例提供的一种终端节电装置的结构示意图；

图5为本发明的另一实施例提供的一种终端节电装置的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。

nb-iot构建于蜂窝网络，支持在现有lte网络上升级演进，可充分利用运营商现有的频谱资源，提升频谱利用率；由于nb-iot是基于速率低、业务频次少的业务模型创建，因此可以支持大量用户；还支持edrxpsm等省电技术，可减少终端的耗电。nb-iot网络架构参见图1所示，包括终端11、基站(enodeb)、iot核心网13、iot平台14、应用服务器15，其中基站(enodeb)包括第一基站(enodeb1)121和第二基站(enodeb2)122。终端11通过空口连接到基站；基站主要承担空口接入处理，小区管理等相关功能，并通过s1-lite接口与iot核心网13进行连接；iot核心网13承担与终端11非接入层交互的功能，并将iot业务数据转发到iot平台14进行处理；iot平台14汇聚从各种接入网得到的iot业务数据，并根据iot业务数据的不同类型转发至相应的业务应用服务器15进行处理；应用服务器15是iot业务数据的最终汇聚点，根据客户的需求进行数据处理等操作。

nb-iot在默认状态下，存在三种工作状态，nb-iot网络中三种状态切换过程参照图2所示，包括：连接(connected)状态：终端注册入网后处于连接状态，可以发送和接收数据，当无数据交互时，不活动定时器开启，当不活动定时器超时时，即连接状态中无数据交互超过一段时间后，进入空闲(idle)状态，其中，不活动定时器的超时时间可配置。idle状态：可收发数据，且接收到下行数据时会进入connected状态，当进入idle状态时，激活定时器(t3324)开启，周期tau定时器(t3412)开启，当激活定时器超时时，即idle状态中无数据交互超过一段时间后，进入psm，其中，激活定时器的超时时间可配置。psm：此状态下终端关闭收发信号机，不监听无线侧的寻呼，因此虽然依旧注册在网络，但信令不可达，无法收到下行数据，功率很小，当周期tau定时器超时或者终端有mo数据需要传输时，进入connected状态。

在nb-iot网络中三种状态切换过程，激活定时器的超时时间由终端和mme通过非接入层消息协商确定。由此方法确定的激活定时器的时长较长，从而使得终端从空闲状态进入psm的时长较长，而当终端耗电量较大，激活定时器的时长又较长时，会造成终端较大的电量消耗。例如，以k个任务为一组，计算耗电量：其中，终端在做任务n时，在连接状态：pm_n表示终端在连接状态的功耗，tm_n表示终端在连接状态的时长；在idle状态：p_idle_n表示终端在idle状态的功耗，t_idle_n表示终端在idle状态的时长；在psm：p_psm_n表示终端在psm的功耗，t_psm_n表示终端在psm的时长；在唤醒状态(即终端从psm唤醒)：p_wake_n表示终端在唤醒状态的功耗，t_wake_n表示终端在唤醒状态的时长。

基于上述nb-iot网络架构以及在nb-iot网络下的三种工作状态的切换过程，本申请提供一种终端节电方法，应用于网络侧设备，参照图3所示，具体包括如下步骤：

301、确定终端进入空闲状态时，获取终端上连续k个历史任务的业务包长和k个历史任务的激活定时器的超时时间。

终端注册入网后处于连接状态，当有任务正在进行时，负责发送和接收数据，当网络侧设备监听到终端上的任务数据传输完毕，不再进行数据传输，开启不活动定时器，当不活动定时器超时时，网络侧设备向终端发送不活动定时器超时信息，终端进入空闲(idle)状态，即终端在连接状态中无数据交互超过一段时间后，进入空闲(idle)状态，网络侧设备启动周期tau定时器(t3412)。

获取终端上连续k个历史任务的业务包长和k个历史任务的激活定时器的超时时间。优选的，获取当前任务的前一段时间内，终端上所执行的历史任务的业务包长和历史任务的激活定时器的超时时间，例如，在当前任务的前一段时间内，终端上执行了10个历史任务，使用的是同一个激活定时器，则k＝10；又例如，若在当前任务的前前一段时间内，终端上执行了10个历史任务，其中3个历史任务配置为第一激活定时器，另外7个任务配置为第二激活定时器，则选取最靠近当前时刻执行的历史任务的数量记为k值，并获取其所配置的激活定时器的超时时间。

其中，激活定时器的超时时间的初始值由终端和移动管理实体mme通过非接入层消息协商确定。

302、根据k个历史任务的业务包长计算k个历史任务的平均业务包长。

进一步，根据公式计算k个历史任务的平均业务包长，其中，k表示历史任务的个数，packet_average表示历史任务的平均业务包长，packet_n表示第n个历史任务的业务包长。

303、确定当前任务的业务包长的均值大于历史任务的平均业务包长时，根据当前任务的业务包长的均值以及历史任务的平均业务包长计算调整系数。

其中当前任务为终端上正在执行的任务，例如，k取10时，第10个任务执行完毕后，与前面9个执行完毕的任务为历史任务，若当前正在执行的任务有一个，则当前任务为第11个任务，若当前正在执行的任务有三个，则当前任务为第11-13个任务，其中，对于并行执行的任务的计数方式，本申请不作规定。

进一步的，根据公式m＝(packet_k+1-packet_average)/packet_average/a％计算调整系数，其中，packet_k+1表示当前任务的业务包长的均值，例如，当前正在执行的任务有一个，则为该任务的业务包长，若当前正在执行的任务有三个，则取当前任务的业务包长的均值。packet_average表示历史任务的平均业务包长，m取整数，其中，m为向下取整，例如，m的计算结果为3.7，则向下取整为3；a取常数，例如，a可以取10。

进一步的，确定当前任务的业务包长的均值小于或等于历史任务的平均业务包长时，启动当前任务的目标激活定时器，其中，当前任务为终端上正在执行的任务，目标激活定时器的超时时间设置为k个历史任务的激活定时器的超时时间，例如，k个历史任务的激活定时器的超时时间为15s，当前任务的业务包长为20字节，历史任务的平均业务包长为25字节时，则当前任务的目标激活定时器的超时时间设置为k个历史任务的激活的定时器的超时时间15s。

304、根据k个历史任务的激活定时器的超时时间和调整系数计算当前任务的目标激活定时器的超时时间。

进一步的，根据公式timer_k+1＝timer_k-m*tstep计算当前任务的目标激活定时器的超时时间，其中，timer_k+1表示目标激活定时器的超时时间，timer_k表示k个历史任务的激活定时器的超时时间，m表示调整系数，tstep表示目标激活定时器的调整超时时间的最小步长。

当timer_k+1≤0时，调整调整系数m使目标激活定时器的超时时间timer_k+1取大于0的最小值，例如，timer_k＝20s，m＝3，tstep＝7，则计算得timer_k+1＝timer_k-m*tstep＝20-21＝-1，此时调整该调整系数使m取2，则可得timer_k+1＝timer_k-m*tstep＝20-14＝6s，因此，目标激活定时器t3324的超时时间调整为6s。

305、启动目标激活定时器。

306、目标激活定时器超时，确定终端进入低功耗模式psm。

网络侧设备确定目标激活定时器超时，向终端发送目标激活定时器超时信息，终端接收到该信息后进入psm，在终端侧，psm下终端关闭收发信号机，不监听无线侧的寻呼，因此虽然依旧注册在网络，但信令不可达，无法收到下行数据，功率很小；在网络侧，当目标激活定时器超时后，mme判定终端进入psm，拒绝对终端的下行业务和寻呼，这样终端和网络关于终端进入省电模式的信息是同步的。网络侧设备确定周期tau定时器超时，向终端发送周期tau定时器超时信息，当终端接收到周期tau定时器超时信息或者终端有mo数据需要传输时，终端将重新进入连接状态，其中，网络侧设备可以通过配置周期tau定时器(t3412定时器)的超时时间来控制终端在psm的时间。

上述方案中，确定终端进入空闲状态时，获取终端上连续k个历史任务的业务包长和k个历史任务的激活定时器的超时时间；根据k个历史任务的业务包长计算k个历史任务的平均业务包长；确定当前任务的业务包长的均值大于历史任务的平均业务包长时，根据当前任务的业务包长的均值以及历史任务的平均业务包长计算调整系数；根据k个历史任务的激活定时器的超时时间和调整系数计算当前任务的目标激活定时器的超时时间；启动目标激活定时器；目标激活定时器超时，确定终端进入低功耗模式psm。本申请通过任务的业务包长计算调整系数，再根据调整系数计算目标激活定时器的超时时间，避免了直接使用终端和mme通过非接入层消息协商来确定目标激活定时器的超时时间，使目标激活定时器的超时时间的设置更加合理，以保证终端从空闲状态尽快切换到psm，降低终端的耗电量。

在采用功能模块实施上述的终端节电方法时，参照图4所示，本发明的实施例提供一种终端节电装置，用于实施上述的终端节电方法，当然如图4所示的终端节电装置提供的功能模块划分仅是一种示例，以其他形式的功能模块划分时也是可行的，其中，终端节电装置应用于网络侧设备，可以是网络侧设备本身或者其上的芯片或功能实体。具体的，包括：

获取模块41，用于确定终端进入空闲状态时，获取所述终端上连续k个历史任务的业务包长和所述k个历史任务的激活定时器的超时时间；计算模块42，用于根据所述k个历史任务的业务包长计算所述获取模块41获取的所述k个历史任务的平均业务包长；所述计算模块42，还用于确定当前任务的业务包长的均值大于所述历史任务的平均业务包长时，根据所述当前任务的业务包长的均值以及所述历史任务的平均业务包长计算调整系数，其中，所述当前任务为终端上正在执行的任务；所述计算模块42，还用于根据所述k个历史任务的激活定时器的超时时间和所述调整系数计算所述当前任务的目标激活定时器的超时时间；启动模块43，用于启动所述目标激活定时器；确定模块44，用于所述目标激活定时器超时，确定所述终端进入低功耗模式psm。

可选的，所述计算模块42，具体用于根据公式计算所述k个历史任务的平均业务包长，其中，k表示所述历史任务的个数，packet_average表示所述历史任务的平均业务包长，packet_n表示第n个历史任务的业务包长。

所述计算模块42，具体用于根据公式m＝(packet_k+1-packet_average)/packet_average/a％计算所述调整系数，其中，packet_k+1表示所述当前任务的业务包长的均值，packet_average表示所述历史任务的平均业务包长，m取整数，a取常数。

可选的，所述计算模块42，具体用于根据公式timer_k+1＝timer_k-m*tstep计算所述当前任务的目标激活定时器的超时时间，其中，timer_k+1表示目标激活定时器的超时时间，timer_k表示所述k个历史任务的激活定时器的超时时间，m表示所述调整系数，tstep表示所述目标激活定时器的调整超时时间的最小步长。

可选的，所述计算模块42，具体用于当timer_k+1≤0时，调整所述调整系数m使所述目标激活定时器的超时时间timer_k+1取大于0的最小值。

可选的，所述启动模块43，还用于确定所述当前任务的业务包长的均值小于或等于所述历史任务的平均业务包长时，启动所述当前任务的目标激活定时器，其中，所述当前任务为终端上正在执行的任务，所述目标激活定时器的超时时间设置为k个任务的激活定时器的超时时间。

可选的，所述激活定时器的超时时间的初始值由终端和移动管理实体mme通过非接入层消息协商确定。

在采用集成的模块的情况下，终端节电装置包括：存储单元、处理单元以及接口单元。处理单元用于对终端节电装置的动作进行控制管理。接口单元，用于终端节电装置与其他设备的信息交互。存储单元，用于存储终端节电装置的程序代码和数据。

其中，以处理单元为处理器，存储单元为存储器，接口单元为通信接口为例。其中，终端节电装置参照图5中所示，包括通信接口501、处理器502、存储器503和总线504，通信接口501、处理器502通过总线504与存储器503相连。

处理器502可以是一个通用中央处理器(centralprocessingunit，cpu)，微处理器，特定应用集成电路(application-specificintegratedcircuit，asic)，或一个或多个用于控制本申请方案程序执行的集成电路。

存储器503可以是只读存储器(read-onlymemory，rom)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electricallyerasableprogrammableread-onlymemory，eeprom)、只读光盘(compactdiscread-onlymemory，cd-rom)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器可以是独立存在，通过总线与处理器相连接。存储器也可以和处理器集成在一起。

其中，存储器503用于存储执行本申请方案的应用程序代码，并由处理器502来控制执行。通信接口501用于与其他设备进行信息交互，例如支持终端节电装置与其他设备的信息交互，例如从其他设备获取数据或者向其他设备发送数据。处理器502用于执行存储器503中存储的应用程序代码，从而实现本申请实施例中所述的方法。

此外，还提供一种计算存储媒体(或介质)，包括在被执行时进行上述实施例中的终端节电装置执行的方法操作的指令。另外，还提供一种计算机程序产品，包括上述计算存储媒体(或介质)。

其中，上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述，其作用在此不再赘述。

应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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，例如多个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，设备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。

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单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明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。

所述功能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，本发明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)执行本发明各个实施例所述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(英文全称:read-onlymemory，英文简称：rom)、随机存取存储器(英文全称：randomaccessmemory，英文简称：ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。