CN102984664B - 一种控制终端的方法 - Google Patents

Abstract

一种控制终端的方法，该方法包括：基站对所有终端进行分组，并在每个组中的终端中确定终端组长；每个组中的终端发射标准检测信号，该组中的终端组长检测所述信号，并记录正常终端和异常信号对应的异常终端；终端组长周期性向基站上报正常终端和异常终端；基站调度组内的终端传递信息，该组中的终端组长与所述终端共同传递信息。应用本发明实施例以后，能缩短基站对终端的检测时间，从而及时获知终端的状态。

Description

一种控制终端的方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种控制终端的方法。

背景技术

现有无线网络通常按照基站和终端的模式进行控制。电力行业是230M数传电台最大的应用，最近10年，因为持续电力紧张等原因，数传电台的需求量得以持续增加。现有的230M数传电台数据传输网络独占一个频率资源，在同一频点上同时只能有一个设备发送数据。一般采用中心对远端多点的通信分配方式，采用轮询方式查询数据，数传速率低(300bps～19.2kbps)，无法实现多媒体调度。

数传电台采用点对点通信模式，主站下监控点过多时，轮询一遍花费时间很长，不能做到实时主动报警。假设访问一个站点需要0.5秒，轮询等待超时时间设定为3秒，系统有100个终端，那么在所有终端工作正常情况下轮询周期是0.5×100＝50秒。如果有一台终端由于设备故障、频率干扰等原因导致传输失败，系统在此终端将等待3秒，则轮询的最长周期可能是3×100＝300秒。

TD-LTE是第三代(3G)移动通信标准TD-SCDMA的长期演进版本，采用正交频分复用(OFDM)、多入多出(MIMO)等技术，使系统性能上有很大提升(20MHz带宽下，峰值速率下行100Mbps、上行50Mbps)。TD-LTE230系统是采用TD-LTE核心技术开发出的针对电力通信专网应用的无线宽带通信系统。在电力等行业专网的传统无线通信频段上(230MHz频段、共40个25kHz)进行TD-LTE物理层改造，研制高性能的无线通信专网产品，满足现有频谱资源条件下专网应用需求。

TD-LTE230主要用于电力信息进行采集，使用方式相对固定，用户类型也较为单一，因此具备如下的特点：

1、终端易损

电力信息终端相对固定，不易移动。由于终端处于室外放置，无人看守，终端容易丢失或损坏。

2、检测终端较复杂。

由于基站单信道25KHz，但需要附着数量较多的终端设备，系统容量有限，对终端设备缺少有效的心跳检测技术。且终端不具备主动上报机制，所有信息传输均由基站进行调度。心跳检测技术是终端、基站以及各个板卡间和板卡内部芯片间相互检测是否可用的一种机制。其主要目的是验证设备是否可用以及随时可用的程度。

针对通信系统中终端容易损坏或者出现故障的情况，通常采用的方法是基站对各个终端进行寻呼，或通过特定的消息，对各个终端进行监测。基站必须采用轮询的方法，对每个终端进行查询，查询间隔较长。如果采用终端主动上报的方法，则基站无法控制空口资源，不能对通信系统进行全局调度，违背通信系统的设计原则。

此外，基站附着终端数量很大，出现故障的概率较大，因此当基站要获取所有终端信息，需要的时间较长，从而导致终端信息滞后，不能及时告警或反应。

综上，由于基站附着大量终端，且终端容易损耗，基站对终端检测耗时长，导致不能及时反馈终端的状态。

发明内容

本发明实施例提出一种控制终端的方法，能缩短基站对终端的检测时间，从而能够及时获知终端的状态。

本发明实施例的技术方案如下：

一种控制终端的方法，该方法包括：

基站对所有终端进行分组，并在每个组中的终端中确定终端组长；

每个组中的终端发射标准检测信号，该组中的终端组长检测所述信号，并记录正常终端和异常信号对应的异常终端；

终端组长周期性向基站上报正常终端和异常终端；

基站调度组内的终端传递信息，该组中的终端组长与所述终端共同传递信息。

所述基站对所有终端进行分组包括：基站根据当前空闲频谱资源和预设的最大成员数，按照不同组的终端能够空分复用的原则对所有终端进行分组。

所述当前空闲频谱资源数N大于等于4；

所述基站根据当前空闲频谱资源和预设的最大成员数，按照不同组的终端能够空分复用的原则对所有终端进行分组包括：

基站根据角度分裂和/或半径分裂对所有终端进行分组，每个组中终端的数目少于所述最大成员数；

按照不同组的终端能够空分复用的原则，将N-1个当前空闲频谱资源分配至每个组。

当终端从所属分组移动到另一分组范围时，所述对所有终端进行分组后进一步包括：基站通过连接配置命令将所述终端的信息通知所有终端。

所述基站对所有终端进行分组包括：基站根据终端的功能和不同组的终端能够空分复用的原则对所有终端进行分组。

所述在每个组中的终端中确定终端组长包括：在每个组中的终端中根据参考信号接收质量(RSRP)和终端距离基站的位置确定终端组长。

所述在每个组中的终端中确定终端组长包括：在每个组中的终端中确定终端组长，基站指定每个组进行通讯的逻辑信道、检测周期和发射功率。

所述标准检测信号中进一步包括终端标识码，所述终端组长检测所述信号，并记录正常终端和异常信号对应的异常终端包括：终端组长检测所述信号，并记录正常终端和异常信号中终端标识码对应的异常终端。

所述终端组长周期性向基站上报正常终端和异常终端后进一步包括：基站通知终端组长上报异常终端更详细的信息。

所述方法进一步包括：基站在周期内未获得终端组长的上报，则再次确定终端组长。

所述方法进一步包括：每个组中的终端与该组中的终端组长进行组内信息交互，终端组长周期性上报组内交互信息。

所述每个组中的终端与终端组长进行组内信息交互包括：每个组中的终端与该组中的终端组长通过蓝牙协议、Wi-Fi或终端所支持的无线协议进行组内信息交互。

所述组内信息交互包括：每个组中的终端先对组内交互信息压缩，再发送至该组中的终端组长。

所述基站调度组内的终端传递信息，该组中的终端组长与所述终端共同传递信息包括：基站调度组内的终端传递信息，该组中的终端组长、所述终端与该组中的其它终端共同传递信息；

所述其它终端的矢量误差服务(EVM)低于所述终端的EVM，或所述其它终端的RSRP大于所述终端的RSRP。

至少存在2个所述其它终端时，在所述其它终端中随机选择一个终端进行共同传递信息；

或

在所述其它终端中选择EVM小值对应的终端进行共同传递信息；

或

在所述其它终端中选择距离终端组长最近的终端进行共同传递信息。

所述方法进一步包括：终端组长协调本组内的终端，按照空时编码与单基站多天线系统传递信息，

或

终端组长协调本组内的终端，按照空时编码与多基站多天线系统传递信息。

从上述技术方案中可以看出，在本发明实施例中，基站对所有终端进行分组，并在每个组中的终端中确定终端组长；组中的终端组长检测终端发射标准检测信号，并记录正常终端和异常信号对应的异常终端；终端组长周期性向基站上报正常终端和异常终端，基站调度组内的终端传递信息，该组中的终端组长与所述终端共同传递信息。将所有终端进行分组，并选择合适的终端组长，由终端组长上报终端的情况能缩短基站对终端的检测时间，从而能够及时获知终端的状态。由终端组长与终端共同传递信息，提高了整体链路的容量。

附图说明

图1为本发明实施例控制终端的方法流程示意图；

图2为本发明实施例控制终端的拓扑结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点表达得更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

在本发明实施例中，基站根据终端的位置将所有终端分组，并在每个组中的终端中确定终端组长，终端组长分别对组内的终端进行检测。当终端出现故障，能够实时响应，故障信息可以及时上报。另外，通过终端组长和终端组员这种架构能够传输更多的信息，在通信容量有限的状况下，提高了整体链路容量。

参见附图1是控制终端的方法流程示意图，具体包括以下步骤：

步骤101、基站对所有终端进行分组，并在每个组中的终端中确定终端组长。

基站对所有终端进行分组包括以下两种方式：

方式一

基站根据当前空闲频谱资源和预设的最大成员数，按照不同组的终端能够空分复用的原则对所有终端进行分组，具体包括A-E五个步骤。

A、当前有N个空闲频谱资源，N大于等于4。每个频谱资源能够满足预设的最大成员数间的通信要求。最大成员数可以根据具体的情况确定。从N个空闲频谱资源中选择一个频谱资源作为备份频谱资源，其余N-1个频谱资源在各个小组内公共复用。

B、基站根据角度分裂和/或半径分裂对所有终端进行分组，每个组中终端的数目少于所述最大成员数；

角度分裂是指按照基站覆盖角度进行划分。例如，进行1/3划分，此时可以将覆盖范围按照角度划分为3个等分扇小区。

半径分裂是指按照基站覆盖半径的长度进行划分。例如，将每个扇小区按照(0～1/3)、(1/3～2/3)、(2/3～1)半径进行划分，可划分为三个径长相等的小区。

当现有的小组内的终端数目大于最大成员数，则需要将该组再次划分，划分方式为角度分裂或半径分裂。因此，在基站对所有终端分组时，可以采用单独角度分裂或半径分裂；也可以先采用调度分裂，然后再采用半径分裂。这样就可以将终端分为组内终端数目小于最大成员数的多个组。

C、基站统计每个分组内的终端，当本组内的终端数量低于最大成员数时，本组不进行分裂调整。组内通信时的最大功率可以预先确定。当本组终端数量大于最大成员数目时，对本组进行1/2分裂，分裂方式可以选择角度分裂，也可以选择半径分裂，以保证分裂后各组终端数目大致接近，且每组中的终端数目小于最大成员数。同时每组分裂一次，组内的终端运行发射最大功率减半。

D、基站通过分裂，确认每组的成员，并对每个组中的成员进行编号，同时按照空分复用的原则，对每组分配频谱资源。

E、当某个终端进入到其它分组区域，基站将进行位置跟踪，并通过连接配置命令，调整该终端的组号以及资源分配，并将该终端的信息同时所有终端。

方式二

基站根据终端的功能和不同组的终端能够空分复用的原则对所有终端进行分组。

例如，具备蓝牙功能的终端分为一组；具体WiFi功能的终端分为一组，且不同组的终端能够空分复用。

基站在同一组中的终端中确定终端组长。即根据终端的参考信号接收质量(RSRQ)和终端距离基站的位置确定终端组长。参见附图2中，左图是终端检测原始结构图，右图是终端组检测示意图。

信道传输质量可以通过RSRQ指示值获得，RSRQ是LTE无线通信系统中的标准计算方法。达到校好的程度，意味着矢量误差幅度(EVM)在3％以下。EVM表征接收信号质量，本地可以通过接收发射的标准信号或参考信号获得。终端组长的位置距离适中，是指在距离基站在本小区半径1/3～2/3范围内的位置(位置大小可以根据实际情况进行调整或配置)。

基站指定每个组内进行通信的逻辑信道、监测周期以及发射功率。按照方式一或方式二划分终端分组，就可以通过空间隔离的方式共用相同的逻辑信道。可以通过降低发射功率，减少信号覆盖范围，这样同一个频率在不同位置发射，就不会相互干扰。

步骤102、每个组中的终端发射标准检测信号，终端组长检测所述信号，并记录正常终端和异常信号对应的异常终端。

在监测周期内，每个组内的终端组员按照顺序依次发射标准监测信号，该信号包含终端组员的标识码。终端组长针对每个信号进行检测，并记录正常终端和异常信号对应的异常终端。

基站可以根据各个终端组员的ID号，或者根据LTE系统中标识(RNTI)重新分配组号。顺序确定可以按照每个终端组员的ID号，或者RNTI进行分配。GSM或其他通信系统都有类似的接入系统后的身份标示号。

步骤103、终端组长周期性向基站上报正常终端和异常终端。

一个监测周期完成后，每个组中的终端组长向基站上报正常终端和异常终端。当终端组长报告出现异常终端时，基站将通知终端组长报告异常终端更详细的信息。基站在获取详细的信息后，将对异常终端进行确认，保证正确性。

当基站在规定的周期内，无法获得终端组长的报告时，将重新确定终端组长，保证监测过程正常进行。重新确定终端组长的过程与步骤101中确定终端组长的过程相同。

由于终端组长与基站之间的链路可靠性很高，可以以高阶调制方式进行信息传递，因此终端组员在上述情况下，能够通过该链路进行信息传递。此时系统的整体容量必然得到提高，整体可靠性也得到提升。下面详细说明终端在所述组内进行信息交互。

步骤104、基站调度组内的终端传递信息，该组中的终端组长与所述终端共同传递信息。

每个组中的终端与该组中的终端组长进行组内信息交互。组内信息通过蓝牙协议、Wi-FI或终端自身支持的无线协议传输进行交互。终端组长获取组内信息后，在调度周期内上报该信息。

通常组内信息有较多的冗余，因此终端组员可以对传递的信息现进行压缩，然后再传递。即：终端组员压缩组内信息，再将压缩后的组内信息传递至终端组长，终端组长上报。

或者终端组长进行组内信息压缩，此时可以将信息压缩至最小。终端组长对所有终端组员传递过来的组内信息进行整体压缩，根据信息论的原理，此时能够将全体终端组员传递的组内信息压缩到最小。例如，如果每个终端组员传递的组内信息都是相同的，每个终端组员压缩后的信息大小为N，如果终端组长不予联合压缩，则需要传输终端组员*N长度的信息。如果终端组长将每个终端组员的信号接收完毕后联合压缩，则压缩后的信息大小为N以及终端组员的描述信息。此时压缩率将非常高。

当终端组员需要传递信息时，首先传递信息至终端组长，当基站调度该终端组员传递信息时，终端组长与该终端组员共同传递信息，这样发射功率增强，达到增强上行传输能力和增加传输距离。通过两个独立终端发射相同的信号，能够有效避免单条路径受到干扰，导致整个信号传递失败的情况，有效提高可靠性。进而提高空口效率。传输内容可以是无压缩内容或压缩内容。

另外，终端组长可以邀请多个终端组员协助终端组长发射信息，增强空口发射功率，达到增强上行传输能力，从而提高空口效率的目的。传输内容可以是组内成员消息，压缩内容或全体压缩信息。协助发射的终端组员可以根据情况进行选择。具体的，协助发射的终端的EVM低于需要传递信息的终端的EVM，或协助发射的终端的RSRP大于需要传递信息的终端的RSRP。

当至少存在2个协助发射的终端组员时，从中随机选择一个协助发射的终端组员进行共同传递信息；或从中选择EVM小值对应的终端组员进行共同传递信息；或在从中选择距离终端组长最近的终端组员进行共同传递信息。

终端组长可以协调本组内多个终端组员，按照空时编码与单基站多天线系统传递信息，或与多基站多天线系统传递信息。空时编码是一种能获取更高数据传输率的信号编码技术。空时编码是空间传输信号和时间传输信号的结合，实质上就是空间和时间二维的处理相结合的方法。在新一代移动通信系统中，空间上采用多发多收天线的空间分集来提高无线通信系统的容量和信息率；在时间上将不同信号在不同时隙内使用同一个天线发射，这样接收端可以分集接收。用这样的方法可以获得分集和编码增益，从而实现高速率的传输。现在是第三代移动通信系统中提高频谱利用率的一项技术。

终端组长、本组内多个终端组员、单基站多天线系统或多基站天线系统形成多输入多输出，从而提高空口效率，增加信道容量。

现有网络依赖于单个基站对所有终端进行监控或者心跳检测，大量的空口资源被用于状态监测，造成空口资源浪费，且监测周期过长。边缘终端或者无线传输路径质量较差的终端进行监测的效率很低，可能需要多次重传，响应时间变长。

将基站下面的终端进行分组，通过终端组长监视组终端组员，这个监测过程不浪费当前空口资源，则可以大幅减少空口开销，而且大大缩短监测周期。其中，终端组长可以采用点名方式，也可以通过基站指定顺序对终端组员进行监测。终端组员需要发射一个表明自己正常工作的ALIVE信号。可以采用空分复用以及减少发射功率以避免当前空口资源的浪费。由于实际情况中，终端组员不正常的情况较少发生，因此基站在查询过程中，终端组长仅需要上报本组正常与否即可。将所有终端进行分组，并选择合适的终端组长，由终端组员、终端组长和基站这种架构，能缩短基站对终端的检测时间，从而能够及时获知终端的状态，并可以采用多种方式传输组内信息。

本发明仅以TD-LTE系统为例进行详细的说明。本发明的技术方案同样可以应用于其他通信系统，例如LTE、GSM、CDMA的蜂窝移动通信系统，以及泛欧集群无线电(Tetra)、集群通信系统(IDEN)、专业数字集群系统(PDT)等集群通信系统。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种控制终端的方法，其特征在于，该方法包括：

基站对所有终端进行分组，并在每个组中的终端中确定终端组长；

每个组中的终端发射标准检测信号，该组中的终端组长检测所述信号，并记录正常终端和异常信号对应的异常终端；

终端组长周期性向基站上报正常终端和异常终端；

基站调度组内的终端传递信息，该组中的终端组长与所述终端共同传递信息；

所述基站调度组内的终端传递信息，该组中的终端组长与所述终端共同传递信息包括：基站调度组内的终端传递信息，该组中的终端组长、所述终端与该组中的其它终端共同传递信息；

所述其它终端的矢量误差服务EVM低于所述终端的EVM，或所述其它终端的RSRP大于所述终端的RSRP。

2.根据权利要求1中控制终端的方法，其特征在于，所述基站对所有终端进行分组包括：基站根据当前空闲频谱资源和预设的最大成员数，按照不同组的终端能够空分复用的原则对所有终端进行分组。

3.根据权利要求2中控制终端的方法，其特征在于，所述当前空闲频谱资源数N大于等于4；

所述基站根据当前空闲频谱资源和预设的最大成员数，按照不同组的终端能够空分复用的原则对所有终端进行分组包括：

基站根据角度分裂和/或半径分裂对所有终端进行分组，每个组中终端的数目少于所述最大成员数；

按照不同组的终端能够空分复用的原则，将N-1个当前空闲频谱资源分配至每个组。

4.根据权利要求2中控制终端的方法，其特征在于，当终端从所属分组移动到另一分组范围时，所述对所有终端进行分组后进一步包括：基站通过连接配置命令将所述终端的信息通知所有终端。

5.根据权利要求1中控制终端的方法，其特征在于，所述基站对所有终端进行分组包括：基站根据终端的功能和不同组的终端能够空分复用的原则对所有终端进行分组。

6.根据权利要求1中控制终端的方法，其特征在于，所述在每个组中的终端中确定终端组长包括：在每个组中的终端中根据参考信号接收质量RSRP和终端距离基站的位置确定终端组长。

7.根据权利要求1中控制终端的方法，其特征在于，所述在每个组中的终端中确定终端组长包括：在每个组中的终端中确定终端组长，基站指定每个组进行通讯的逻辑信道、检测周期和发射功率。

8.根据权利要求1中控制终端的方法，其特征在于，所述标准检测信号中进一步包括终端标识码，所述终端组长检测所述信号，并记录正常终端和异常信号对应的异常终端包括：终端组长检测所述信号，并记录正常终端和异常信号中终端标识码对应的异常终端。

9.根据权利要求1中控制终端的方法，其特征在于，所述终端组长周期性向基站上报正常终端和异常终端后进一步包括：基站通知终端组长上报异常终端更详细的信息。

10.根据权利要求1中控制终端的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：基站在周期内未获得终端组长的上报，则再次确定终端组长。

11.根据权利要求1中控制终端的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：每个组中的终端与该组中的终端组长进行组内信息交互，终端组长周期性上报组内交互信息。

12.根据权利要求11中控制终端的方法，其特征在于，所述每个组中的终端与终端组长进行组内信息交互包括：每个组中的终端与该组中的终端组长通过蓝牙协议、Wi-Fi或终端所支持的无线协议进行组内信息交互。

13.根据权利要求11中控制终端的方法，其特征在于，所述组内信息交互包括：每个组中的终端先对组内交互信息压缩，再发送至该组中的终端组长。

14.根据权利要求1中控制终端的方法，其特征在于，至少存在2个所述其它终端时，在所述其它终端中随机选择一个终端进行共同传递信息；

或

在所述其它终端中选择EVM小值对应的终端进行共同传递信息；

或

在所述其它终端中选择距离终端组长最近的终端进行共同传递信息。

15.根据权利要求1中控制终端的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：终端组长协调本组内的终端，按照空时编码与单基站多天线系统传递信息，

或

终端组长协调本组内的终端，按照空时编码与多基站多天线系统传递信息。