终端设备接入网络的控制方法、装置及接入网元

摘要

本发明公开了一种终端设备接入网络的控制方法、装置及接入网元，方法包括：接入网元获取终端设备接入网络的请求，请求包括终端设备的终端身份标识；接入网元根据请求获取终端设备的预设的接入时间段和接入时长；接入网元根据接入时间段和接入时长为终端设备分配通信时间窗且根据错峰接入调配策略分配通信时间窗的起点时间，通信时间窗位于接入时间段内且长度不小于接入时长，通信时间窗为终端设备接入网络的时间段；接入网元向终端设备发送连接指令，以指示终端设备在通信时间窗内接入网络。根据本发明提供的终端设备接入网络的控制方法、装置及接入网元，通过为各个终端设备分配通信时间窗，能够降低同一时间内有大量终端设备占用网络的情况。

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术，尤其涉及一种终端设备接入网络的控制方 法、装置及接入网元。

背景技术

物联网就是把物品通过射频识别(RF)、红外感应器、全球定位系统、 激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议与传统的通信网络连接起来，进 行信息交换和共享，以实现远程数据采集和测量、智能化识别、定位、跟踪、 监控和管理的一种网络。物联网使物体与无线网络相连，再通过有线或无线 网络交互信息，如基于IP协议完成网络通信，以获取无处不在的现实世界的 信息，实现了物与物、物与人之间的信息交互，支持智能的信息化应用，实 现了信息基础设施与物理基础设施的全面融合，最终形成统一的智能基础设 施。

在物联网应用时，由于物联网的终端设备数量众多很有可能会有大量物 联网终端设备在同一时间段内接入网络的情况出现。例如，在某个时间段内， 有大量的物联网的终端设备接入网络，而在另外一个时间段内，却几乎没有 物联网的终端设备接入网络。也就是说，物联网的终端设备是随时可以接入 网络并进行数据传输的。

现有技术中，为了解决物联网的大量终端设备在同一时间段内接入网络 的情况，需要对终端设备的通信时间进行控制，在预先定义的接入时间段内 才允许物联网的终端设备接入网络。实际应用中，物联网的终端设备需要5-10 分钟的时间就可以完成传输数据的操作，但是接入时间段均较长，例如1小 时，这样，仍不可避免的会出现大量物联网的终端设备在同一时间占用网络 的情况，这还是会造成网络的瘫痪。

发明内容

本发明提供一种终端设备接入网络的控制方法、装置及接入网元，用以 解决现有技术中大量的终端设备在同一时间内占用网络的缺陷。

本发明实施例提供一种终端设备接入网络的控制方法，包括：

接入网元获取终端设备接入网络的请求，所述请求包括所述终端设备的 终端身份标识；

所述接入网元根据所述请求获取预设的所述终端设备的接入时间段和接 入时长；

所述接入网元根据所述接入时间段和接入时长为所述终端设备分配通信 时间窗且根据所述错峰接入调配策略确定所述通信时间窗的起点时间，所述 通信时间窗位于所述接入时间段内且长度不小于所述接入时长，所述通信时 间窗为所述终端设备接入所述网络的时间段；

所述接入网元向所述终端设备发送连接指令，以指示所述终端设备在所 述通信时间窗内接入所述网络。

如上所述的终端设备接入网络的控制方法，优选地，所述接入网元设定 所述通信时间窗的长度等于所述接入时长。

如上所述的终端设备接入网络的控制方法，优选地，所述错峰接入调配 策略包括：随机分配所述通信时间窗的起点时间、根据所述终端身份标识的 数字分配所述通信时间窗的起点时间、根据所述终端身份标识的优先级分配 所述通信时间窗的起点时间或根据所述请求的发起时间分配所述通信时间窗 的起点时间。

如上所述的终端设备接入网络的控制方法，优选地，所述错峰接入调配 策略为根据所述终端身份标识的数字分配所述通信时间窗的起点时间时，所 述接入网元根据接入时间段和接入时长为所终端设备分配通信时间窗且根据 所述错峰接入调配策略确定所述通信时间窗的起点时间包括：

所述接入网元根据所述终端设备的终端身份标识获取偏移量；

所述接入网元设定所述通信时间窗的起点时间和终点时间，其中，所述 通信时间窗的起点时间为所述接入时间段的起点时间加上所述偏移量，所述 通信时间窗的终点时间为所述通信时间窗的起点时间加上所述接入时长；

所述接入网元向所述终端设备返回所述通信时间窗；

其中，所述通信时间窗的终点时间不晚于所述接入时间段的终点时间。

如上所述的终端设备接入网络的控制方法，优选地，所述接入网元根据 所述终端设备的终端身份标识获取偏移量包括：

所述接入网元去除所述终端身份标识中的所有非数字字符，形成唯一数 字；

所述接入网元将所述唯一数字设定为所述偏移量的小数部分，所述偏移 量的整数部分按照设定规则生成。

如上所述的终端设备接入网络的控制方法，优选地，所述终端身份标识 为国际移动用户识别码。

本发明还提供一种终端设备接入网络的控制装置，包括：

接收请求模块，用于获取终端设备接入网络的请求，所述请求包括所述 终端设备的终端身份标识；

获取模块，用于根据所述请求获取所述终端设备的预设的接入时间段和 接入时长；

分配模块，用于根据所述接入时间段和接入时长为所述终端设备分配通 信时间窗且根据所述错峰接入调配策略确定所述通信时间窗的起点时间，所 述通信时间窗位于所述接入时间段内且长度不小于所述接入时长，所述通信 时间窗为所述终端设备接入所述网络的时间段；

发送模块，用于向所述终端设备发送连接指令，以指示所述终端设备在所 述通信时间窗内接入所述网络。

如上所述的终端设备接入网络的控制装置，优选地，所述分配模块包括：

计算单元，用于根据所述终端设备的终端身份标识获取偏移量；

设定单元，用于设定所述通信时间窗的起点时间和终点时间，其中，所 述通信时间窗的起点时间为所述接入时间段的起点时间加上所述偏移量，所 述通信时间窗的终点时间为所述通信时间窗的起点时间加上所述接入时长， 所述通信时间窗的终点时间不晚于所述接入时间段的终点时间；

反馈单元，用于向所述终端设备返回所述通信时间窗。

如上所述的终端设备接入网络的控制装置，优选地，所述计算单元包括：

去除单元，用于去除所述终端身份标识中的所有非数字字符，形成唯一 数字，并将所述唯一数字发送到组成单元；

所述组成单元，用于接收所述唯一数字，并将所述唯一数字设定为所述 偏移量的小数部分，所述偏移量的整数部分按照设定规则生成。

本发明还提供一种接入网元，所述接入网元上部署有如上所述的任一终 端设备接入网络的控制装置。

本发明提供的终端设备接入网络的控制方法、装置及接入网元，根据接 入时长为各个终端设备分配通信时间窗使终端设备在完成数据传输的操作之 后即断开与网络的连接，并根据错峰接入调配策略确定通信时间窗的起点时 间以减少大量终端设备在同一时刻接入网络的可能性，这样，就避免了在同 一时间内占用网络的终端设备的数量过多，从而保证了整个网络的正常运行。

附图说明

图1为根据本发明实施例一的终端设备接入网络的控制方法的流程示意 图；

图2为根据本发明实施例三的终端设备接入网络的控制装置的结构示意 图；

图3为根据本发明实施例四的终端设备接入网络的控制装置的结构示意 图。

具体实施方式

为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 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。需要说明的是，附图均采 用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、清晰地辅助说明 本发明实施例的目的。

需要指出的是，对下文中的终端设备并不做具体限定，但是特别适用 于物联网的终端设备。

实施例一

本实施例一提供一种终端设备接入网络的控制方法，该方法适用于各种 能够提供允许终端设备接入的装置架构中。例如，目前典型的一种装置架构 是在终端侧设置终端设备，特别是物联网终端设备，该终端设备基于无线通 信方式接入网络。本实施例的方法可以由终端设备接入网络的控制装置执行， 该终端设备接入网络的控制装置可以集成于接入网元中，即实现该方法的全 部或部分步骤可以通过程序指令接入网元中相关的硬件来完成。

如图1所示，为本实施例一的终端设备接入方法的流程示意图。

步骤101，接入网元获取终端设备接入网络的请求，请求包括终端设备 的终端身份标识。终端设备的终端身份标识在整个网络中具有唯一性，即不 会出现两个终端设备具有同一个终端身份标识的情况。终端身份标识可以是 终端设备的地址、根据终端设备种类为每个终端设备设定的不同编号等。

步骤102，接入网元根据请求获取终端设备的预设的接入时间段和接入 时长。

例如，接入网元可以根据请求中的终端身份标识获取终端设备的预设的 接入时间段和接入时长。可以在接入网元的存储器中预先存储终端身份标识 所对应的接入时间段和接入时长，接入网元在接收到终端设备的请求后，根 据终端身份标识在存储器中查询获取该终端设备的接入时间段和接入时长。

该预设的接入时间段为允许终端设备接入网络的时间段。例如，可以根 据实际需求，允许某些终端设备在早上8点至10点之间接入网络，允许另外 一些终端设备在晚上9点至11点之间接入网络。这样就可以避免大量的终端 设备在同一时刻接入网络并进行数据传输而造成网络的瘫痪。接入时长即是 该终端设备需要接入该网络的时长，也就是需要利用网络传输数据的时长。 该接入时长也可根据每个终端设备的实际需要进行预设，例如，传感器需要 1分钟的接入时长来传输数据，则该预设的接入时长可以设定为1分钟，或 者为了避免有意外的情况发生，例如网络不稳定而造成的网速不稳定，则可 能会造成传感器所要传输的数据还未能传输完全就不允许该传感器接入网络 了，可以将预设的接入时长设置的稍微长一些。例如2分钟或3分钟。这样， 尽管该传感器占用网络的时间较长，但是因为其并不传输数据，所以一定程 度上还是减轻了网络的负担。

在实际应用中，接入网元为多个终端设备分配接入时间段，每个接入时 间段内允许指定个数的终端设备接入网络。该指定个数的终端设备指的是， 各个终端设备与网络运营商预先签订的在哪一时间段内允许该终端设备接入 网络，每个时间段内允许接入网络的终端设备的数量是一定的。例如，在上 午10点至中午12点的高峰期内，允许接入网络的终端设备的数量少一些， 以避免这些终端设备占用过多的网络资源，而影响了其它设备的数据的传输。 而在晚上12点至凌晨2点的时间段内，允许接入网络的终端设备的数量可以 多一些，因为此时其它设备大多数并不活跃，可以允许较多的终端设备占用 网络资源。

步骤103，接入网元根据接入时间段和接入时长为终端设备分配通信时 间窗且根据错峰接入调配策略分配通信时间窗的起点时间，通信时间窗位于 接入时间段内且长度不小于接入时长，通信时间窗为终端设备接入网络的时 间段。也就是说，通信时间窗的起点时间晚于接入时间段的起点时间，而通 信时间窗的终点时间早于接入时间段的终点时间。

在实际应用中，错峰接入调配策略可包括：随机分配通信时间窗的起点 时间、根据终端身份标识的数字分配通信时间窗的起点时间、根据终端身份 标识的优先级分配通信时间窗的起点时间或根据请求的发起时间分配通信时 间窗的起点时间。以随机分配的方式为例，接入网元可以为发出请求的终端 设备分配的通信时间窗的起点时间是随机的，只要保证该通信时间窗位于该 接入时间段内即可。如何根据终端设备标识的数字分配通信时间窗的起点时 间可具体参看实施例二。上述根据终端身份标识的优先级分配通信时间窗的 起点时间具体举例为，当接入网元同时接到两个终端设备发送的接入网络请 求时，根据请求中所携带的终端身份标识识别这两个终端设备预设的优先级， 并为优先级较高的终端设备分配起点时间早于另一个终端设备的通信时间 窗，使该优先级较高的终端设备早于另一个终端设备接入网络。上述根据请 求的发起时间分配通信时间窗的起点时间具体举例为，为发起请求时间较早 的终端设备分配起点时间较早得通信时间窗，为发起请求较晚的终端设备分 配起点时间较晚的通信时间窗，使先发送请求的终端设备能够先接入网络， 但需要保证的是通信时间窗应位于接入时间段内。通过上述随机分配、根据 终端设备的身份标识的数字进行分配、根据终端设备的优先级分配以及根据 终端设备发起请求的时间分配的方式，能够进一步减少多个终端设备在同一 时刻接入网络并进行数据传输的情况，减轻了网络的负担，减小了网络瘫痪 的可能性。

步骤104，接入网元向终端设备发送连接指令，以指示终端设备在通信 时间窗内接入网络。

优选地，接入网元设定通信时间窗的长度等于接入时长。通信时间窗的 长度与接入时长相等，可以减少网络中接入的终端设备的数量，避免有过多 并不传输数据的终端设备占用网络资源，进一步降低了网络瘫痪的可能性。

根据本实施例一的终端设备接入网络的控制方法，根据接入时长为各个 终端设备分配通信时间窗使终端设备在完成数据传输的操作之后即断开与网 络的连接，并根据错峰接入调配策略确定通信时间窗的起点时间以减少大量 终端设备在同一时刻接入网络的可能性，这样，就避免了在同一时间内占用 网络的终端设备的数量过多，从而保证了整个网络的正常运行。

实施例二

本实施例二对实施例一的终端设备接入网络的控制方法做进一步的说 明。本实施例二中仅对分配通信时间窗做进一步的说明，其它步骤均与实施 例一中的一致，在此不再进行赘述。

具体地，错峰接入调配策略为根据终端身份标识的数字分配通信时间窗 的起点时间时，接入网元根据接入时间段和接入时长为所终端设备分配通信 时间窗且根据错峰接入调配策略确定通信时间窗的起点时间包括：

步骤201，接入网元根据终端设备的终端身份标识获取偏移量。该偏移 量为通信时间窗偏离接入时间段的起点时间的量。

具体地，该步骤201具体可以包括：

步骤2011，接入网元去除终端身份标识中的所有非数字字符，形成唯一 数字；

步骤2012，接入网元将唯一数字设定为偏移量的小数部分，偏移量的整 数部分按照设定规则生成。

终端设备的身份标识可以根据终端设备种类的不同而不同，因此几乎不 会出现不同种类的终端设备的唯一数字是相同的，大大降低了终端设备在同 一时刻接入网络的可行性。即使唯一数字相同，也可以通过将偏移量的整数 部分设置为不同从而使偏移量不同。优选地，同一接入时间段内的终端设备 的种类是相同的，这样就可以保证偏移量的唯一性。这里的同一时间段可以 根据时钟的整数来进行设定。

步骤202，接入网元设定通信时间窗的起点时间和终点时间，其中，通 信时间窗的起点时间为接入时间段的起点时间加上偏移量，通信时间窗的终 点时间为通信时间窗的起点时间加上接入时长。需要指出的是，通信时间窗 的终点时间不晚于接入时间段的终点时间。

具体地，假设步骤201中获取的偏移量为0.3分，终端设备对应的接入 时间段为上午7点至8点，接入时长为5分钟，则步骤202中为终端设备分 配的通信时间窗可以为07:00:18至07:05:18。假设有两个终端设备的偏移量 恰巧都是0.3分，则将另外一个终端设备的偏移量设置为1.3分，这样，为另 外一个终端设备分配的通信时间窗可以为07:01:18至07:06:18。这样的情况 出现的可能性非常小，尤其是对于同一种类的终端设备而言，其身份标识在 全球范围内都是唯一的，因此根据终端标识得到相同的偏移量甚至于是不可 能出现的。

可选地，本实施例的终端设备接入网络的控制方法还包括：

步骤203，接入网元向终端设备返回通信时间窗。

接入网元将发出请求的终端设备的通信时间窗分配好之后，可向终端设 备返回通信时间窗，以通知该终端设备在通信时间窗内连入网络，并保证终 端设备在通信时间窗的起点时刻启动连接操作。

当然，终端设备也可以一直不停地发送请求，直至连入网络进行传输。

下面，具体说明本实施例二的终端设备接入网络的控制方法。

在整个网络中，终端身份标识是唯一的。假设，终端设备为移动手机， 则该终端设备的身份标识可以为国际移动用户识别码。

以国际移动用户识别码(International Mobile SubscriberIdentification  Number，简称IMSI)为例，新增一个多国公司(MultiNationalCompany，简 称MNC)能够新增10亿级别的IMSI资源，能够有效的解决IMSI资源短缺 的问题。

IMSI共有15位，其结构如下：

MCC：MCC的资源由国际电讯联盟(International Telecommunication  Union，简称ITU)统一分配和管理，唯一识别移动用户所属的国家，共3 位，中国为460；

MNC：共2位，中国移动TD装置使用00，中国联通全球通信移动系统 (global system for mobile communications，简称GSM)装置使用01，中国移 动GSM装置使用02，中国电信码分多址(Code Division Multiple Access，简 称CDMA)装置使用03，一个典型的IMSI号码为460020912121001。则， 以该IMSI号码的数字字符为偏移量的小数部分，当整数部分设定为0时，可 以得到对应于该终端设备的偏移量为0.460020912121001秒。当然，根据预 设规则可以使整数部分为任意数字，只要能保证通信时间窗的终点时间不晚 于接入时间段的终端时间即可。

对于传感器而言，其身份标识可以为版本号，假设某一传感器的版本号 为00000001，则对应于该终端设备的偏移量可以为0.00000001秒。同样，根 据预设规则可以使整数部分为任意数字，只要能保证通信时间窗的终点时间 不晚于接入时间段的终端时间即可。另外，对于传感器还可以采用其它的方 式来表示其身份标识，例如版本号+前缀+生产厂商代码+产品代码。

根据本实施例二的终端设备接入网络的控制方法，通过终端设备的地址 获取通信时间窗偏离接入时间段起始时间的偏移量，降低了终端设备在同一 时刻接入网络的可能性，进一步避免了网络的瘫痪。

实施例三

本实施例三提供了一种终端设备接入网络的控制装置，如图2所示，该 终端设备接入网络的控制装置300包括接收请求模块301、获取模块302、分 配模块303和发送模块304。

接收请求模块301用于获取终端设备310接入网络的请求，请求包括终 端设备310的终端身份标识；获取模块302用于根据请求获取终端设备310 的预设的接入时间段和接入时长；分配模块303用于根据接入时间段、接入 时长和错峰接入调配策略为终端设备310分配通信时间窗且根据错峰接入调 配策略确定通信时间窗的起点时间，该通信时间窗位于接入时间段内且长度 不小于接入时长，通信时间窗为终端设备310接入网络的时间段；发送模块 304用于向终端设备310发送连接指令，以指示终端设备310在通信时间窗 内接入网络。

本实施例三的终端身份标识、预设的接入时间段、接入时长和错峰接入 调配策略均与实施例一中的一致，在此不再进行赘述。

根据本实施例三的终端设备接入网络的控制装置300，根据接入时长为 各个终端设备310分配通信时间窗使终端设备310在完成数据传输的操作之 后即断开与网络的连接，并根据错峰接入调配策略确定通信时间窗的起点时 间以减少大量终端设备310在同一时刻接入网络的可能性，这样，就避免了 在同一时间内占用网络的终端设备310的数量过多，从而保证了整个网络的 正常运行。

实施例四

本实施例四对实施例三的终端设备接入网络的控制装置做进一步具体地 说明。如图3所示，本实施例四的终端设备接入网络的控制装置300中的分 配模块303具体包括计算单元401、设定单元402和反馈单元403。

其中，计算单元401用于根据终端设备310的终端身份标识获取偏移量， 偏移量为通信时间窗的起点时间偏离接入时间段的起点时间的量；设定单元 402用于设定通信时间窗的起点时间和终点时间，其中，通信时间窗的起点 时间为接入时间段的起点时间加上偏移量，通信时间窗的终点时间为通信时 间窗的起点时间加上接入时长，通信时间窗的终点时间不晚于接入时间段的 终点时间；反馈单元403用于向发送模块304返回通信时间窗。

具体地，计算单元401包括去除单元404和组成单元405。其中，去除 单元404用于去除终端身份标识中的所有非数字字符，形成唯一数字，并将 唯一数字发送到组成单元405；组成单元405用于接收唯一数字，并将唯一 数字设定为偏移量的小数部分，偏移量的整数部分按照设定规则生成。

上述预设规则的设定与实施例二中的一致，在此不再进行赘述。

根据本实施例四的终端设备接入网络的控制装置，通过终端设备的地址 获取通信时间窗偏离接入时间段起始时间的偏移量，降低了终端设备在同一 时刻接入网络的可能性，进一步避免了网络的瘫痪。

本发明还提供了一种接入网元，该接入网元上部署有上述实施例中的任 一种终端设备接入网络的控制装置。根据接入网元，能够通过为终端设备提 供通信时间窗，以减少终端设备在同一时间占用网络的可能性，大大降低了 网络瘫痪的几率，保证了整个网络的正常运行。

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。