CN109587785B - 一种提高定位通信系统并发量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种提高定位通信系统并发量的方法,提高定位通信系统的信道利用率,提高系统并发量,避免定位数据丢包的情况发生,包括以下步骤:步骤S1:将定位终端与基站进行时间同步;步骤S2:定位终端设置时隙,待定位终端的当前的系统时间与时隙同步后,检测信道,向基站周期上报定位数据,定位终端通信失败时,定位终端会随机产生N个时隙范围内的随机数,定位终端按照此随机数选择时隙,若该时隙内空闲则开启数据发送,否则重传。
Description
技术领域
本发明涉及定位通信系统技术领域,具体涉及一种提高定位通信系统并发量的方法。
背景技术
钛准定位系统是一套用于精准定位的定位系统,钛准主要用于人员定位管理和物品监控管理,具体应用如:人员管理,如遂矿道施工人员、医院病人、安保人员、养老院老人、企业员工/访客、工地工人等;物品管理,如医院重要器械、博物馆展品、工厂物料车/仓储货物、二手车市场车辆等。
实现人员的定位,需要有能够显示地图以及具体定位信息的云端平台,还需要钛准基站,负责接收定位卡上报的定位数据,配合实现定位功能。
定位卡片在上报定位数据给基站前,先侦听当前信道的繁忙度,只有信道不繁忙的时候主动发起数据通信,否则按ALOHA协议随机延时后继续进行信道检测若干次。定位卡片上报完定位数据后,需要在一段时间内成功收到基站回复的ACK数据帧后才能算通信成功,否则按照纯aloha协议随机延时后重传若干次直到通信成功。由于定位卡片发送数据时间的随机性和延迟时间的随机性,信道内的定位卡片会呈现完全碰撞、部分碰撞和空闲三种状态,当发生碰撞时容易通信失败造成定位数据丢包。
由于定位终端的信道接入即信道检测发送数据发生在任意时刻,信道检测成功后立即开启上报,否则随机一段时间后重新信道检测或者重传。由于定位卡片主动发送数据不受时间的先后限制,通信碰撞概率高,信道利用率低。
在对人员监控范围较广泛的场合中,这种情况会出现定位卡片上传至后台服务器的定位数据丢包,后台人员的定位信息更新慢的情况。比如被定位人员走进危险区域发生报警需要救援时,由通信数据丢包导致的定位信息不更新,达不到预期的定位要求,从而错过等待救援的时机。
发明内容
本发明旨在提供一种提高定位通信系统并发量的方法,提高定位通信系统的信道利用率,提高系统并发量,避免定位数据丢包的情况发生。
其技术方案是这样的:一种提高定位通信系统并发量的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1:将定位终端与基站进行时间同步;
步骤S2:定位终端设置时隙,待定位终端的当前的系统时间与时隙同步后,检测信道,向基站周期上报定位数据。
进一步的,步骤S1具体包括以下步骤:
初始化定位终端的实时时钟RTC;
确认定位终端是否激活,若已激活则进行搜索基站导向广播,否则进入低功耗待机;
确认是否搜到导向广播,若未搜索到,则计算导向广播搜索间隔时间,一旦搜索间隔时间到,则重新搜索基站导向广播,否则继续等待;
若搜索到导向广播,则给基站发时间同步请求帧TSRF,基站将自身时间以时间戳的形式,通过时间同步ack帧TSRAF发送给定位终端;若定位终端成功收到时间同步ack帧TSRAF,则根据基站时间戳同步实时时钟RTC的本地时间,否则,判断请求同步次数是否大于设定值,若未大于设定值则重新给基站发时间同步请求帧TSRF,若大于设定值等待下一次定位终端与基站的时间同步,直到同步实时时钟RTC的本地时间与基站时间同步成功。
进一步的,步骤S2具体包括以下步骤:
定位终端开启正常周期上报事件,扫描iBeacon组帧,将周期上报的时间分成M个有时间间隔的时隙,M为自然数,用当前的系统时间对时隙取模,来判断当前的系统时间是否跟时隙同步,
若同步,则向基站上报定位数据等待基站回复确认字符ACK,若收到确认字符ACK,则认为通信成功,定位终端进入低功耗待机,定位终端等待下一次周期上报事件;
若未收到ACK,则累加尝试通信次数,若尝试通信次数未超过设定上限P时,P为自然数,则获取N个时隙,N为自然数,然后随机退回到第N个时隙中,若轮到第N个时隙,则在该时隙内重新进行时隙同步,否则,计算导向广播搜索开始时间,一旦导向广播搜索开始时间到,则重新搜索基站的导向广播。
进一步的,步骤S2具体还包括以下步骤:
定位终端开启正常周期上报事件,扫描iBeacon组帧,将周期上报的时间分成M个有时间间隔的时隙,M为自然数,用当前的系统时间对时隙取模,以判断当前的系统时间是否跟时隙同步,若同步,则进行信道检测,判断信道是否空闲,否则,继续用下一时刻的当前的系统时间对时隙取模,直到当前的系统时间是否跟时隙同步;
若信道空闲,则向基站上报定位数据等待基站回复确认字符ACK,若收到确认字符ACK,则认为通信成功,定位终端进入低功耗待机,定位终端等待下一次周期上报事件;
若信道不空闲,则累加尝试信道检测次数,若尝试信道检测次数未超过设定上限P时,P为自然数,则获取N个时隙,N为自然数,然后随机退回到第N个时隙中,其中N为自然数,若轮到第N个时隙,则在该时隙内重新进行信道检测,否则,计算导向广播搜索开始时间,一旦导向广播搜索开始时间到,则重新搜索基站的导向广播;
若未收到ACK,则累加尝试信道检测次数,若尝试信道检测次数未超过设定上限P时,P为自然数,则获取N个时隙,然后随机退回到第N个时隙中,若轮到第N个时隙,则在该时隙内重新进行信道检测,否则,计算导向广播搜索开始时间,一旦导向广播搜索开始时间到,则重新搜索基站的导向广播。
进一步的,其中N为M/P的商取整得到的数值。
进一步的,所述时隙的长度能够让所述定位终端完成向基站上报定位数据。
本发明的提高定位通信系统并发量的方法,定位终端向定位基站发送时间同步请求帧,等待基站的时钟同步ACK帧,如果定位终端成功接收时钟同步ACK帧,则从中获取基站时间戳,并将此时间戳与自身时间戳做比较,然后根据二者的差值调整本地时间戳,将定位终端与基站进行时间同步;然后定位终端设置时隙,将定位终端的当前的系统时间与时隙同步,然后开启上报定位数据,如果通信失败则随机回退N个时隙以后重新进行时隙同步;如果时隙同步,则立马开启一次上报。如果上报成功则进入低功耗状态,等待下一次周期上报时间到来;本发明的提高定位通信系统并发量的方法在现有技术的基础上考虑了时间因素,以此条件将时间分成若干个有一定时间间隔时隙段。定位终端只有在该时隙的开始位置处发送数据,而不是随机的选择时间发送数据,这样能够避免碰撞的情况,提高定位通信系统的信道利用率,提高系统并发量,避免定位数据丢包的情况发生。
附图说明
图1为本发明的具体实施例1的提高定位通信系统并发量的方法的流程图;
图2为本发明的具体实施例2的提高定位通信系统并发量的方法的流程图;
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。
见图1,本发明的具体实施例1的一种提高定位通信系统并发量的方法,包括以下步骤:
步骤S1:将定位终端与基站进行时间同步;
步骤S1具体包括以下步骤:
初始化定位终端的实时时钟RTC;
确认定位终端是否激活,若已激活则进行搜索基站导向广播,否则进入低功耗待机;
确认是否搜到导向广播,若未搜索到,则计算导向广播搜索间隔时间,一旦搜索间隔时间到,则重新搜索基站导向广播,否则继续等待;
若搜索到导向广播,则给基站发时间同步请求帧TSRF,基站将自身时间以时间戳的形式,通过时间同步ack帧TSRAF发送给定位终端;若定位终端成功收到时间同步ack帧TSRAF,则根据基站时间戳同步实时时钟RTC的本地时间,否则,判断请求同步次数是否大于设定值,若未大于设定值则重新给基站发时间同步请求帧TSRF,若大于设定值等待下一次定位终端与基站的时间同步,直到同步实时时钟RTC的本地时间与基站时间同步成功;
步骤S2:定位终端设置时隙,待定位终端的当前的系统时间与时隙同步后,向基站周期上报定位数据。
步骤S2具体包括以下步骤:
定位终端开启正常周期上报事件,扫描iBeacon组帧,将周期上报的时间分成M个有时间间隔的时隙,M为自然数,用当前的系统时间对时隙取模,来判断当前的系统时间是否跟时隙同步,
若同步,则向基站上报定位数据等待基站回复确认字符ACK,若收到确认字符ACK,则认为通信成功,定位终端进入低功耗待机,定位终端等待下一次周期上报事件;
若未收到ACK,则累加尝试通信次数,若尝试通信次数未超过设定上限P时,P为自然数,则获取N个时隙,N为自然数,然后随机退回到第N个时隙中,若轮到第N个时隙,则在该时隙内重新进行进行时隙同步,否则,计算导向广播搜索开始时间,一旦导向广播搜索开始时间到,则重新搜索基站的导向广播。
本实施例的提高定位通信系统并发量的方法,定位终端向定位基站发送时间同步请求帧,等待基站的时钟同步ACK帧,如果定位终端成功接收时钟同步ACK帧,则从中获取基站时间戳,并将此时间戳与自身时间戳做比较,然后根据二者的差值调整本地时间戳,将定位终端与基站进行时间同步;然后定位终端设置时隙,将定位终端的当前的系统时间与时隙同步,然后开启上报定位数据,如果通信失败则随机回退N个时隙以后重新进行时隙同步;如果时隙同步,则立马开启一次上报,经实验,本实施例的提高定位通信系统并发量的方法,双通道并发量28-30个,信道利用率达到75%,比起传统的方法信道利用率大大提高。
见图2,本发明的具体实施例2的另一种提高定位通信系统并发量的方法,包括以下步骤:
步骤S1:将定位终端与基站进行时间同步;
步骤S1具体包括以下步骤:
初始化定位终端的实时时钟RTC;
确认定位终端是否激活,若已激活则进行搜索基站导向广播,否则进入低功耗待机;
确认是否搜到导向广播,若未搜索到,则计算导向广播搜索间隔时间,一旦搜索间隔时间到,则重新搜索基站导向广播,否则继续等待;
若搜索到导向广播,则给基站发时间同步请求帧TSRF,基站将自身时间以时间戳的形式,通过时间同步ack帧TSRAF发送给定位终端;若定位终端成功收到时间同步ack帧TSRAF,则根据基站时间戳同步实时时钟RTC的本地时间,否则,判断请求同步次数是否大于设定值,若未大于设定值则重新给基站发时间同步请求帧TSRF,若大于设定值等待下一次定位终端与基站的时间同步,直到同步实时时钟RTC的本地时间与基站时间同步成功;
步骤S2:定位终端设置时隙,待定位终端的当前的系统时间与时隙同步后,检测信道,向基站周期上报定位数据。
步骤S2具体包括以下步骤:
定位终端开启正常周期上报事件,扫描iBeacon组帧,将周期上报的时间分成M个有时间间隔的时隙,M为自然数,时隙的长度能够让定位终端完成向基站上报定位数据,用当前的系统时间对时隙取模,以判断当前的系统时间是否跟时隙同步,若同步,则进行信道检测,判断信道是否空闲,否则,继续用下一时刻的当前的系统时间对时隙取模,直到当前的系统时间是否跟时隙同步;
若信道空闲,则向基站上报定位数据等待基站回复确认字符ACK,若收到确认字符ACK,则认为通信成功,定位终端进入低功耗待机,定位终端等待下一次周期上报事件;
若信道不空闲,则累加尝试信道检测次数,若尝试信道检测次数未超过设定上限P时,P为自然数,则获取N个时隙,N为自然数,N为M/P的商取整得到的数值,然后随机退回到第N个时隙中,其中N为自然数,若轮到第N个时隙,则在该时隙内重新进行信道检测,否则,计算导向广播搜索开始时间,一旦导向广播搜索开始时间到,则重新搜索基站的导向广播;
若未收到ACK,则累加尝试信道检测次数,若尝试信道检测次数未超过设定上限P时,P为自然数,则获取N个时隙,N为M/P的商取整得到的数值,然后随机退回到第N个时隙中,若轮到第N个时隙,则在该时隙内重新进行信道检测,否则,计算导向广播搜索开始时间,一旦导向广播搜索开始时间到,则重新搜索基站的导向广播。
本发明的提高定位通信系统并发量的方法,定位终端向定位基站发送时间同步请求帧,等待基站的时钟同步ACK帧,如果定位终端成功接收时钟同步ACK帧,则从中获取基站时间戳,并将此时间戳与自身时间戳做比较,然后根据二者的差值调整本地时间戳,将定位终端与基站进行时间同步;
然后定位终端设置时隙,将定位终端的当前的系统时间与时隙同步,检测信道,终端的信道接入即信道检测发送数据时间都是以时隙为单位,每个时隙的长度确保能够满足成功传输完以数据包所需的时间,由于定位终端间是同步的,所以所有定位终端都是在时隙的开始时刻执行信道检测,如果检测成功,则立马开启上报定位数据,如果信道检测失败则随机回退N个时隙以后重新信道检测;如果信道检测成功,则立马开启一次上报。如果上报成功则进入低功耗状态,等待下一次周期上报时间到来,如果通信失败,则随机回退N个时隙重新尝试发送;
本发明的提高定位通信系统并发量的方法在现有技术的基础上考虑了时间因素,以此条件将时间分成若干个有一定时间间隔时隙段。定位终端只有在该时隙的开始位置处发送数据,而不是随机的选择时间发送数据,这样能够避免碰撞的情况,提高定位通信系统的信道利用率,提高系统并发量,避免定位数据丢包的情况发生,经实验,本实施例的提高定位通信系统并发量的方法,双通道并发量52-44个,信道利用率达到75%,比起传统的方法信道利用率大大提高。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (5)
1.一种提高定位通信系统并发量的方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1:将定位终端与基站进行时间同步;
步骤S2:定位终端设置时隙,待定位终端的当前的系统时间与时隙同步后,向基站周期上报定位数据;
步骤S1具体包括以下步骤:
初始化定位终端的实时时钟RTC;
确认定位终端是否激活,若已激活则进行搜索基站导向广播,否则进入低功耗待机;
确认是否搜到导向广播,若未搜索到,则计算导向广播搜索间隔时间,一旦搜索间隔时间到,则重新搜索基站导向广播,否则继续等待;
若搜索到导向广播,则给基站发时间同步请求帧TSRF,基站将自身时间以时间戳的形式,通过时间同步ack帧TSRAF发送给定位终端;若定位终端成功收到时间同步ack帧TSRAF,则根据基站时间戳同步实时时钟RTC的本地时间,否则,判断请求同步次数是否大于设定值,若未大于设定值则重新给基站发时间同步请求帧TSRF,否则等待下一次的时间同步操作,直到同步实时时钟RTC的本地时间与基站时间同步成功。
2.根据权利要求1所述的一种提高定位通信系统并发量的方法,其特征在于,步骤S2具体包括以下步骤:
定位终端开启正常周期上报事件,扫描iBeacon组帧,将通信上报周期的时间分成M个有时间间隔的时隙,M为自然数,用当前的系统时间对时隙取模,来判断当前的系统时间是否跟时隙同步,
若同步,则向基站上报定位数据等待基站回复确认字符ACK,若收到确认字符ACK,则认为通信成功,定位终端进入低功耗待机,定位终端等待下一次周期上报事件;
若未收到ACK,则累加尝试通信次数,若尝试通信次数未超过设定上限P时,P为自然数,则获取N个时隙,N为自然数,然后随机退回到第N个时隙中,若轮到第N个时隙,则在该时隙内重新进行时隙同步,否则,计算导向广播搜索开始时间,一旦导向广播搜索开始时间到,则重新搜索基站的导向广播。
3.根据权利要求1所述的一种提高定位通信系统并发量的方法,其特征在于,步骤S2具体包括以下步骤:
定位终端开启正常周期上报事件,扫描iBeacon组帧,将通信上报周期的时间分成M个有时间间隔的时隙,M为自然数,用当前的系统时间对时隙取模,以判断当前的系统时间是否跟时隙同步,若同步,则进行信道检测,判断信道是否空闲,否则,继续用下一时刻的当前的系统时间对时隙取模,直到当前的系统时间是否跟时隙同步;
若信道空闲,则向基站上报定位数据等待基站回复确认字符ACK,若收到确认字符ACK,则认为通信成功,定位终端进入低功耗待机,定位终端等待下一次周期上报事件;
若信道不空闲,则累加尝试信道检测次数,若尝试信道检测次数未超过设定上限P时,P为自然数,则获取N个时隙,然后随机退回到第N个时隙中,其中N为自然数,若轮到第N个时隙,则在该时隙内重新进行信道检测,否则,计算导向广播搜索开始时间,一旦导向广播搜索开始时间到,则重新搜索基站的导向广播;
若未收到ACK,则累加尝试信道检测次数,若尝试信道检测次数未超过设定上限P时,P为自然数,则获取N个时隙,N为自然数,然后随机退回到第N个时隙中,若轮到第N个时隙,则在该时隙内重新进行信道检测,否则,计算导向广播搜索开始时间,一旦导向广播搜索开始时间到,则重新搜索基站的导向广播。
4.根据权利要求2或3任一项所述的一种提高定位通信系统并发量的方法,其特征在于:其中N为M/P取整得到的商。
5.根据权利要求2或3所述的一种提高定位通信系统并发量的方法,其特征在于:所述时隙的长度能够让所述定位终端完成向基站上报定位数据。
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