一種控制終端的方法

2023-06-08 01:13:36

專利名稱：一種控制終端的方法
技術領域：
本發明涉及通信技術領域，更具體地，涉及一種控制終端的方法。
背景技術：
現有無線網絡通常按照基站和終端的模式進行控制。電力行業是230M數傳電臺最大的應用，最近10年，因為持續電力緊張等原因，數傳電臺的需求量得以持續增加。現有的230M數傳電臺數據傳輸網絡獨佔一個頻率資源，在同一頻點上同時只能有一個設備發送數據。一般採用中心對遠端多點的通信分配方式，採用輪詢方式查詢數據，數傳速率低(300bps 19. 2kbps),無法實現多媒體調度。數傳電臺採用點對點通信模式，主站下監控點過多時，輪詢一遍花費時間很長，不 能做到實時主動報警。假設訪問一個站點需要O. 5秒，輪詢等待超時時間設定為3秒，系統有100個終端，那麼在所有終端工作正常情況下輪詢周期是O. 5X100 = 50秒。如果有一臺終端由於設備故障、頻率幹擾等原因導致傳輸失敗，系統在此終端將等待3秒，則輪詢的最長周期可能是3 X 100 = 300秒。TD-LTE是第三代(3G)移動通信標準TD-SCDMA的長期演進版本，採用正交頻分復用(OFDM)、多入多出(MMO)等技術，使系統性能上有很大提升(20MHz帶寬下，峰值速率下行100Mbps、上行50Mbps)。TD-LTE230系統是採用TD-LTE核心技術開發出的針對電力通信專網應用的無線寬帶通信系統。在電力等行業專網的傳統無線通信頻段上(230MHz頻段、共40個25kHz)進行TD-LTE物理層改造，研製高性能的無線通信專網產品，滿足現有頻譜資源條件下專網應用需求。TD-LTE230主要用於電力信息進行採集，使用方式相對固定，用戶類型也較為單一，因此具備如下的特點I、終端易損電力信息終端相對固定，不易移動。由於終端處於室外放置，無人看守，終端容易丟失或損壞。2、檢測終端較複雜。由於基站單信道25KHZ，但需要附著數量較多的終端設備，系統容量有限，對終端設備缺少有效的心跳檢測技術。且終端不具備主動上報機制，所有信息傳輸均由基站進行調度。心跳檢測技術是終端、基站以及各個板卡間和板卡內部晶片間相互檢測是否可用的一種機制。其主要目的是驗證設備是否可用以及隨時可用的程度。針對通信系統中終端容易損壞或者出現故障的情況，通常採用的方法是基站對各個終端進行尋呼，或通過特定的消息，對各個終端進行監測。基站必須採用輪詢的方法，對每個終端進行查詢，查詢間隔較長。如果採用終端主動上報的方法，則基站無法控制空口資源，不能對通信系統進行全局調度，違背通信系統的設計原則。此外，基站附著終端數量很大，出現故障的概率較大，因此當基站要獲取所有終端信息，需要的時間較長，從而導致終端信息滯後，不能及時告警或反應。
綜上，由於基站附著大量終端，且終端容易損耗，基站對終端檢測耗時長，導致不能及時反饋終端的狀態。

發明內容
本發明實施例提出一種控制終端的方法，能縮短基站對終端的檢測時間，從而能夠及時獲知終端的狀態。本發明實施例的技術方案如下一種控制終端的方法，該方法包括基站對所有終端進彳丁分組，並在每個組中的終端中確定終端組長； 每個組中的終端發射標準檢測信號，該組中的終端組長檢測所述信號，並記錄正常終端和異常信號對應的異常終端；終端組長周期性向基站上報正常終端和異常終端；基站調度組內的終端傳遞信息，該組中的終端組長與所述終端共同傳遞信息。所述基站對所有終端進行分組包括基站根據當前空閒頻譜資源和預設的最大成員數，按照不同組的終端能夠空分復用的原則對所有終端進行分組。所述當前空閒頻譜資源數N大於等於4 ；所述基站根據當前空閒頻譜資源和預設的最大成員數，按照不同組的終端能夠空分復用的原則對所有終端進行分組包括基站根據角度分裂和/或半徑分裂對所有終端進行分組，每個組中終端的數目少於所述最大成員數；按照不同組的終端能夠空分復用的原則，將N-I個當前空閒頻譜資源分配至每個組。當終端從所屬分組移動到另一分組範圍時，所述對所有終端進行分組後進一步包括基站通過連接配置命令將所述終端的信息通知所有終端。所述基站對所有終端進行分組包括基站根據終端的功能和不同組的終端能夠空分復用的原則對所有終端進行分組。所述在每個組中的終端中確定終端組長包括在每個組中的終端中根據參考信號接收質量(RSRP)和終端距離基站的位置確定終端組長。所述在每個組中的終％5中確定終％5組長包括在每個組中的終％5中確定終糹而組長，基站指定每個組進行通訊的邏輯信道、檢測周期和發射功率。所述標準檢測信號中進一步包括終端標識碼，所述終端組長檢測所述信號，並記錄正常終端和異常信號對應的異常終端包括終端組長檢測所述信號，並記錄正常終端和異常信號中終端標識碼對應的異常終端。所述終端組長周期性向基站上報正常終端和異常終端後進一步包括基站通知終端組長上報異常終端更詳細的信息。所述方法進一步包括基站在周期內未獲得終端組長的上報，則再次確定終端組長。所述方法進一步包括每個組中的終端與該組中的終端組長進行組內信息交互，終端組長周期性上報組內交互信息。
所述每個組中的終端與終端組長進行組內信息交互包括每個組中的終端與該組中的終端組長通過藍牙協議、Wi-Fi或終端所支持的無線協議進行組內信息交互。所述組內信息交互包括每個組中的終端先對組內交互信息壓縮，再發送至該組中的終端組長。所述基站調度組內的終端傳遞信息，該組中的終端組長與所述終端共同傳遞信息包括基站調度組內的終端傳遞信息，該組中的終端組長、所述終端與該組中的其它終端共同傳遞信息；所述其它終端的矢量誤差服務(EVM)低於所述終端的EVM，或所述其它終端的RSRP大於所述終端的RSRP。·
至少存在2個所述其它終端時，在所述其它終端中隨機選擇一個終端進行共同傳遞信息；或在所述其它終端中選擇EVM小值對應的終端進行共同傳遞信息；或在所述其它終端中選擇距離終端組長最近的終端進行共同傳遞信息。所述方法進一步包括終端組長協調本組內的終端，按照空時編碼與單基站多天線系統傳遞信息，或終端組長協調本組內的終端，按照空時編碼與多基站多天線系統傳遞信息。從上述技術方案中可以看出，在本發明實施例中，基站對所有終端進行分組，並在每個組中的終端中確定終端組長；組中的終端組長檢測終端發射標準檢測信號，並記錄正常終端和異常信號對應的異常終端；終端組長周期性向基站上報正常終端和異常終端，基站調度組內的終端傳遞信息，該組中的終端組長與所述終端共同傳遞信息。將所有終端進行分組，並選擇合適的終端組長，由終端組長上報終端的情況能縮短基站對終端的檢測時間，從而能夠及時獲知終端的狀態。由終端組長與終端共同傳遞信息，提高了整體鏈路的容量。


圖I為本發明實施例控制終端的方法流程示意圖；圖2為本發明實施例控制終端的拓撲結構示意圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點表達得更加清楚明白，下面結合附圖及具體實施例對本發明再作進一步詳細的說明。在本發明實施例中，基站根據終端的位置將所有終端分組，並在每個組中的終端中確定終端組長，終端組長分別對組內的終端進彳丁檢測。當終端出現故障，能夠實時響應，故障信息可以及時上報。另外，通過終端組長和終端組員這種架構能夠傳輸更多的信息，在通信容量有限的狀況下，提高了整體鏈路容量。參見附圖I是控制終端的方法流程示意圖，具體包括以下步驟
步驟101、基站對所有終端進行分組，並在每個組中的終端中確定終端組長 。基站對所有終端進行分組包括以下兩種方式方式一基站根據當前空閒頻譜資源和預設的最大成員數，按照不同組的終端能夠空分復用的原則對所有終端進行分組，具體包括A-E五個步驟。A、當前有N個空閒頻譜資源，N大於等於4。每個頻譜資源能夠滿足預設的最大成員數間的通信要求。最大成員數可以根據具體的情況確定。從N個空閒頻譜資源中選擇一個頻譜資源作為備份頻譜資源，其餘N-I個頻譜資源在各個小組內公共復用。B、基站根據角度分裂和/或半徑分裂對所有終端進行分組，每個組中終端的數目少於所述最大成員數；角度分裂是指按照基站覆蓋角度進行劃分。例如，進行1/3劃分，此時可以將覆蓋範圍按照角度劃分為3個等分扇小區。半徑分裂是指按照基站覆蓋半徑的長度進行劃分。例如，將每個扇小區按照(O 1/3)、(1/3 2/3)、(2/3 I)半徑進行劃分，可劃分為三個徑長相等的小區。當現有的小組內的終端數目大於最大成員數，則需要將該組再次劃分，劃分方式為角度分裂或半徑分裂。因此，在基站對所有終端分組時，可以採用單獨角度分裂或半徑分裂；也可以先採用調度分裂，然後再採用半徑分裂。這樣就可以將終端分為組內終端數目小於最大成員數的多個組。C、基站統計每個分組內的終端，當本組內的終端數量低於最大成員數時，本組不進行分裂調整。組內通信時的最大功率可以預先確定。當本組終端數量大於最大成員數目時，對本組進行1/2分裂，分裂方式可以選擇角度分裂，也可以選擇半徑分裂，以保證分裂後各組終端數目大致接近，且每組中的終端數目小於最大成員數。同時每組分裂一次，組內的終端運行發射最大功率減半。D、基站通過分裂，確認每組的成員，並對每個組中的成員進行編號，同時按照空分復用的原則，對每組分配頻譜資源。E、當某個終端進入到其它分組區域，基站將進行位置跟蹤，並通過連接配置命令，調整該終端的組號以及資源分配，並將該終端的信息同時所有終端。方式二基站根據終端的功能和不同組的終端能夠空分復用的原則對所有終端進行分組。例如，具備藍牙功能的終端分為一組；具體WiFi功能的終端分為一組，且不同組的終端能夠空分復用。基站在同一組中的終端中確定終端組長。即根據終端的參考信號接收質量(RSRQ)和終端距離基站的位置確定終端組長。參見附圖2中，左圖是終端檢測原始結構圖，右圖是終端組檢測示意圖。信道傳輸質量可以通過RSRQ指示值獲得，RSRQ是LTE無線通信系統中的標準計算方法。達到校好的程度，意味著矢量誤差幅度(EVM)在3%以下。EVM表徵接收信號質量，本地可以通過接收發射的標準信號或參考信號獲得。終端組長的位置距離適中，是指在距離基站在本小區半徑1/3 2/3範圍內的位置(位置大小可以根據實際情況進行調整或配置)。
基站指定每個組內進行通信的邏輯信道、監測周期以及發射功率。按照方式一或方式二劃分終端分組，就可以通過空間隔離的方式共用相同的邏輯信道。可以通過降低發射功率，減少信號覆蓋範圍，這樣同一個頻率在不同位置發射，就不會相互幹擾。步驟102、每個組中的終端發射標準檢測信號，終端組長檢測所述信號，並記錄正常終端和異常信號對應的異常終端。在監測周期內，每個組內的終端組員按照順序依次發射標準監測信號，該信號包含終端組員的標識碼。終端組長針對每個信號進行檢測，並記錄正常終端和異常信號對應的異常終端。基站可以根據各個終端組員的ID號，或者根據LTE系統中標識(RNTI)重新分配 組號。順序確定可以按照每個終端組員的ID號，或者RNTI進行分配。GSM或其他通信系統都有類似的接入系統後的身份標示號。步驟103、終端組長周期性向基站上報正常終端和異常終端。一個監測周期完成後，每個組中的終端組長向基站上報正常終端和異常終端。當終端組長報告出現異常終端時，基站將通知終端組長報告異常終端更詳細的信息。基站在獲取詳細的信息後，將對異常終端進行確認，保證正確性。當基站在規定的周期內，無法獲得終端組長的報告時，將重新確定終端組長，保證監測過程正常進行。重新確定終端組長的過程與步驟101中確定終端組長的過程相同。由於終端組長與基站之間的鏈路可靠性很高，可以以高階調製方式進行信息傳遞，因此終端組員在上述情況下，能夠通過該鏈路進行信息傳遞。此時系統的整體容量必然得到提高，整體可靠性也得到提升。下面詳細說明終端在所述組內進行信息交互。步驟104、基站調度組內的終端傳遞信息，該組中的終端組長與所述終端共同傳遞信息。每個組中的終端與該組中的終端組長進行組內信息交互。組內信息通過藍牙協議、Wi-FI或終端自身支持的無線協議傳輸進行交互。終端組長獲取組內信息後，在調度周期內上報該信息。通常組內信息有較多的冗餘，因此終端組員可以對傳遞的信息現進行壓縮，然後再傳遞。即終端組員壓縮組內信息，再將壓縮後的組內信息傳遞至終端組長，終端組長上報。或者終端組長進行組內信息壓縮，此時可以將信息壓縮至最小。終端組長對所有終端組員傳遞過來的組內信息進行整體壓縮，根據資訊理論的原理，此時能夠將全體終端組員傳遞的組內信息壓縮到最小。例如，如果每個終端組員傳遞的組內信息都是相同的，每個終端組員壓縮後的信息大小為N，如果終端組長不予聯合壓縮，則需要傳輸終端組員*N長度的信息。如果終端組長將每個終端組員的信號接收完畢後聯合壓縮，則壓縮後的信息大小為N以及終端組員的描述信息。此時壓縮率將非常高。當終端組員需要傳遞信息時，首先傳遞信息至終端組長，當基站調度該終端組員傳遞信息時，終端組長與該終端組員共同傳遞信息，這樣發射功率增強，達到增強上行傳輸能力和增加傳輸距離。通過兩個獨立終端發射相同的信號，能夠有效避免單條路徑受到幹擾，導致整個信號傳遞失敗的情況，有效提高可靠性。進而提高空口效率。傳輸內容可以是無壓縮內容或壓縮內容。
另外，終端組長可以邀請多個終端組員協助終端組長發射信息，增強空口發射功率，達到增強上行傳輸能力，從而提高空口效率的目的。傳輸內容可以是組內成員消息，壓縮內容或全體壓縮信息。協助發射的終端組員可以根據情況進行選擇。具體的，協助發射的終端的EVM低於需要傳遞信息的終端的EVM，或協助發射的終端的RSRP大於需要傳遞信息的終端的RSRP。·
當至少存在2個協助發射的終端組員時，從中隨機選擇一個協助發射的終端組員進行共同傳遞信息；或從中選擇EVM小值對應的終端組員進行共同傳遞信息；或在從中選擇距離終端組長最近的終端組員進行共同傳遞信息。終端組長可以協調本組內多個終端組員，按照空時編碼與單基站多天線系統傳遞信息，或與多基站多天線系統傳遞信息。空時編碼是一種能獲取更高數據傳輸率的信號編碼技術。空時編碼是空間傳輸信號和時間傳輸信號的結合，實質上就是空間和時間二維的處理相結合的方法。在新一代移動通信系統中，空間上採用多發多收天線的空間分集來提高無線通信系統的容量和信息率；在時間上將不同信號在不同時隙內使用同一個天線發射，這樣接收端可以分集接收。用這樣的方法可以獲得分集和編碼增益，從而實現高速率的傳輸。現在是第三代移動通信系統中提高頻譜利用率的一項技術。終端組長、本組內多個終端組員、單基站多天線系統或多基站天線系統形成多輸入多輸出，從而提高空口效率，增加信道容量。現有網絡依賴於單個基站對所有終端進行監控或者心跳檢測，大量的空口資源被用於狀態監測，造成空口資源浪費，且監測周期過長。邊緣終端或者無線傳輸路徑質量較差的終端進行監測的效率很低，可能需要多次重傳，響應時間變長。將基站下面的終端進行分組，通過終端組長監視組終端組員，這個監測過程不浪費當前空口資源，則可以大幅減少空口開銷，而且大大縮短監測周期。其中，終端組長可以採用點名方式，也可以通過基站指定順序對終端組員進行監測。終端組員需要發射一個表明自己正常工作的ALIVE信號。可以採用空分復用以及減少發射功率以避免當前空口資源的浪費。由於實際情況中，終端組員不正常的情況較少發生，因此基站在查詢過程中，終端組長僅需要上報本組正常與否即可。將所有終端進行分組，並選擇合適的終端組長，由終端組員、終端組長和基站這種架構，能縮短基站對終端的檢測時間，從而能夠及時獲知終端的狀態，並可以採用多種方式傳輸組內信息。本發明僅以TD-LTE系統為例進行詳細的說明。本發明的技術方案同樣可以應用於其他通信系統，例如LTE、GSM、CDMA的蜂窩移動通信系統，以及泛歐集群無線電(Tetra)、集群通信系統(IDEN)、專業數字集群系統(TOT)等集群通信系統。以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種控制終端的方法，其特徵在於，該方法包括 基站對所有終端進行分組，並在每個組中的終端中確定終端組長； 每個組中的終端發射標準檢測信號，該組中的終端組長檢測所述信號，並記錄正常終端和異常信號對應的異常終端； 終端組長周期性向基站上報正常終端和異常終端； 基站調度組內的終端傳遞信息，該組中的終端組長與所述終端共同傳遞信息。
2.根據權利要求I中控制終端的方法，其特徵在於，所述基站對所有終端進行分組包括基站根據當前空閒頻譜資源和預設的最大成員數，按照不同組的終端能夠空分復用的原則對所有終端進行分組。
3.根據權利要求2中控制終端的方法，其特徵在於，所述當前空閒頻譜資源數N大於等於4 ； 所述基站根據當前空閒頻譜資源和預設的最大成員數，按照不同組的終端能夠空分復用的原則對所有終端進行分組包括 基站根據角度分裂和/或半徑分裂對所有終端進行分組，每個組中終端的數目少於所述最大成員數； 按照不同組的終端能夠空分復用的原則，將N-I個當前空閒頻譜資源分配至每個組。
4.根據權利要求2中控制終端的方法，其特徵在於，當終端從所屬分組移動到另一分組範圍時，所述對所有終端進行分組後進一步包括基站通過連接配置命令將所述終端的信息通知所有終端。
5.根據權利要求I中控制終端的方法，其特徵在於，所述基站對所有終端進行分組包括基站根據終端的功能和不同組的終端能夠空分復用的原則對所有終端進行分組。
6.根據權利要求I中控制終端的方法，其特徵在於，所述在每個組中的終端中確定終端組長包括在每個組中的終端中根據參考信號接收質量RSRP和終端距離基站的位置確定終端組長。
7.根據權利要求I中控制終端的方法，其特徵在於，所述在每個組中的終端中確定終端組長包括在每個組中的終端中確定終端組長，基站指定每個組進行通訊的邏輯信道、檢測周期和發射功率。
8.根據權利要求I中控制終端的方法，其特徵在於，所述標準檢測信號中進一步包括終端標識碼，所述終端組長檢測所述信號，並記錄正常終端和異常信號對應的異常終端包括終端組長檢測所述信號，並記錄正常終端和異常信號中終端標識碼對應的異常終端。
9.根據權利要求I中控制終端的方法，其特徵在於，所述終端組長周期性向基站上報正常終端和異常終端後進一步包括基站通知終端組長上報異常終端更詳細的信息。
10.根據權利要求I中控制終端的方法，其特徵在於，所述方法進一步包括基站在周期內未獲得終端組長的上報，則再次確定終端組長。
11.根據權利要求I中控制終端的方法，其特徵在於，所述方法進一步包括每個組中的終端與該組中的終端組長進行組內信息交互，終端組長周期性上報組內交互信息。
12.根據權利要求11中控制終端的方法，其特徵在於，所述每個組中的終端與終端組長進行組內信息交互包括每個組中的終端與該組中的終端組長通過藍牙協議、Wi-Fi或終端所支持的無線協議進行組內信息交互。
13.根據權利要求11中控制終端的方法，其特徵在於，所述組內信息交互包括每個組中的終端先對組內交互信息壓縮，再發送至該組中的終端組長。
14.根據權利要求I中控制終端的方法，其特徵在於，所述基站調度組內的終端傳遞信息，該組中的終端組長與所述終端共同傳遞信息包括基站調度組內的終端傳遞信息，該組中的終端組長、所述終端與該組中的其它終端共同傳遞信息； 所述其它終端的矢量誤差服務EVM低於所述終端的EVM，或所述其它終端的RSRP大於所述終端的RSRP。
15.根據權利要求14中控制終端的方法，其特徵在於，至少存在2個所述其它終端時，在所述其它終端中隨機選擇一個終端進行共同傳遞信息； 或 在所述其它終端中選擇EVM小值對應的終端進行共同傳遞信息； 或 在所述其它終端中選擇距離終端組長最近的終端進行共同傳遞信息。
16.根據權利要求I中控制終端的方法，其特徵在於，所述方法進一步包括終端組長協調本組內的終端，按照空時編碼與單基站多天線系統傳遞信息， 或 終端組長協調本組內的終端，按照空時編碼與多基站多天線系統傳遞信息。
全文摘要
一種控制終端的方法，該方法包括基站對所有終端進行分組，並在每個組中的終端中確定終端組長；每個組中的終端發射標準檢測信號，該組中的終端組長檢測所述信號，並記錄正常終端和異常信號對應的異常終端；終端組長周期性向基站上報正常終端和異常終端；基站調度組內的終端傳遞信息，該組中的終端組長與所述終端共同傳遞信息。應用本發明實施例以後，能縮短基站對終端的檢測時間，從而及時獲知終端的狀態。
文檔編號H04W72/12GK102984664SQ20111026071
公開日2013年3月20日 申請日期2011年9月5日 優先權日2011年9月5日
發明者李慶華, 易三軍, 陶雄強, 邢益海, 閆淑輝, 劉建明, 李祥珍, 胡煒, 徐宏, 祝鋒, 鄧曉暉 申請人:普天信息技術研究院有限公司