CN110610600A - 用于传输数据的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于经由无线电在终端设备与数据采集器(2)之间传输数据的方法，其中所述数据采集器(2)暂时地或持久地处于接收中，并且其中所述终端设备从空闲阶段中出来尝试与数据采集器(2)建立通信，以便将数据完全地或部分地发送给数据采集器(2)和/或从数据采集器(2)接收数据，或者数据采集器(2)尝试与终端设备建立通信，以便将数据完全地或部分地发送给终端设备和/或从终端设备接收数据，其中在建立通信后，终端设备给数据采集器(2)发送消息(15)并且数据采集器(2)在接收到消息(15)之后基于该消息(15)的内容在通信期间继续、中断和/或结束数据传输。

Description

用于传输数据的方法
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1前序部分的用于经由无线电在终 端设备与数据采集器之间传输数据的方法以及按照并列权利要求的用 于传输数据的方法。
背景技术
这种类型的终端设备例如是智能的消耗测量设备，也称为智能表。 这些终端设备通常是相应配属于住宅、工业区或企业的并且接入供电 网的消耗测量设备，例如用于热、电、气、水的消耗测量设备。在此， 智能的消耗测量设备给相应的连接用户显示实际消耗并且将该实际消 耗传输给上级的中央单元，例如供应者的控制中央。因此，智能的消 耗测量设备具有如下优点：能够取消人工读取计数器读数并且在供应 者方面能够按照实际消耗进行快速的出发票。通过较短的读取间隔又 能够更准确地将终端用户收费表与电能交易价格的发展联系在一起。 也能够显著更好地充分利用供电网。
消耗测量设备的累积测量数据通常以数据包或电报的形式经由无 线电、例如在ISM(工科医)频段或SRD(短距离器件)频段中传输 给上级的数据采集器或集中器，所述数据采集器或集中器存储数据并 且将数据进一步传输给中央单元。在这些频率范围内存在如下问题， 由于这些频率范围频繁应用于各种不同的技术装置、例如车库门控制 装置、婴儿监听器、报警设备、WLAN、蓝牙、烟雾报警器等，可能 经常产生干扰，由此降低了成功传输的概率。
此外，在这种类型的消耗测量设备方面的能效具有大的意义，因 为如今的消耗测量设备通常是电池运行的并且应该具有尽可能长的维 修间隔。频繁的数据发送以及增大的接收准备时间(所谓的接收窗) 极大地缩短了电池寿命，但改善了传输质量或传输可靠性，即改善了 成功传输数据的概率。在此通常选择如下的折衷，在该折衷中选择仍 然足够的发送和接收准备时间连同足够的传输可靠性，其在能量方面 看起来仍然是可接受的。与此相应地，亟需降低消耗测量设备的能量 需求以及改善传输可靠性。
由DE 10 2007 062 077 A1已知一种用于经由无线电将消耗测量设 备的测量数据传输给数据采集器的方法，在该方法中数据采集器暂时 地或持久地处于接收中并且消耗测量设备大部分时间在空闲阶段中， 即不处于发送准备中。消耗测量设备周期性地转入发送准备中并且尝 试与数据采集器建立双向无线电连接，其中，消耗测量设备在第一信道上发出短的无线电信号并且接着在第二信道上切换至接收，即打开 接收窗，以便接收数据采集器的可能应答。对于数据采集器例如以确 认信号进行应答的情况，数据在第二信道上完全地或部分地被传输给 数据采集器。紧接着或在未成功传输时，消耗测量设备再次回到空闲 阶段。由此应该确保成功地从消耗测量设备传输至数据采集器。在此， 多个消耗测量设备的无线电信号可以重叠，只要这些无线电信号同时 被发送给数据采集器。此外，在通信参与者的所在地的传输条件可能 突然改变，例如由于出现干扰机(例如另外的在相应的频道上进行发 送的装置)，从而在成功建立通信之后也可能没有成功传输数据，由 此降低传输质量以及数据可靠性。更确切地说。必须重新实施整个数 据传输，这显著消极地影响了能量需求。
发明内容
本发明的任务因此在于，提供一种用于传输数据的方法，在该方 法中降低用于数据传输的能量需求并且改善数据的传输可靠性以及传 输质量。
上述任务通过权利要求1以及并列权利要求的全部教导来解决。 本发明的适宜实施方案在从属权利要求中要求保护。
在这种类型的用于经由无线电在终端设备、尤其是消耗测量设备 与数据采集器之间传输数据的方法中，所述数据采集器通常暂时地或 持久地处于接收中，其中，终端设备从空闲阶段(例如待机模式)中 出来尝试与数据采集器建立通信，以便将数据完全地或部分地发送给 数据采集器和/或从数据采集器接收数据。例如，所述空闲阶段可以是 如下时间段，在该时间段中，虽然终端设备记录当前的测量数据、例 如当前消耗，但发送和/或接收准备被停止或至少被限制，以便降低能 量消耗。备选地，数据采集器也可以尝试经由至少一个频道与终端设 备建立通信，以便将数据完全地或部分地发送给终端设备和/或从终端 设备接收数据。在此，终端设备间歇地从空闲阶段出来在预定持续时 间内进入接收中。
按照本发明，终端设备在建立通信之后并且因此在通信期间、即 在数据传输期间给数据采集器发送至少一个消息。例如也可以重复发 送该消息。在此，数据采集器可以在接收到消息之后基于该消息的内 容而继续、中断和/或结束数据传输。由此产生能够降低占空系数 (Tastgrad)的优点。由于终端设备经由消息从数据采集器请求传输 数据，所以终端设备更多地可以保留在节省能量的空闲阶段。由此产 生如下优点：终端设备的传输有效时间能够与相应的传输情况适配。 例如，当频道被干扰或被占用时，即很可能不能够实现成功的数据传 输时，可以通过终端设备中断或中止数据采集器的数据传输。因此能 够显著改善能量消耗，因为降低了或甚至是避免了不需要的接收准备 时间，由此能够显著延长能量供应的耐久性。另外，可以这样适配数 据采集器的可用的发送时间(占空系数)，使得该数据采集器优选仅 在成功传输数据的概率足够大的时候才发送。此外，通过应用该方法 能够显著提高数据的传输可靠性以及传输质量，其方式为：仅当例如 在两个通信参与者的区域内对数据传输的优选整个持续时间内存在良 好的传输条件时才传输数据。
适宜地，终端设备可以间歇地从空闲阶段中出来发出无线电呼叫 并且接着在预定的用于与数据采集器建立尤其是双向通信的持续时间 内进入接收。无线电呼叫例如可以是信标、消息、数据包、子数据块、 同步信号等。备选地或附加地，数据采集器也可以发出用于与终端设 备建立通信的无线电呼叫，其中，终端设备间歇地从空闲阶段中出来 进入接收，以便接收该无线电呼叫。与此相应地，数据采集器(拉模 式)或终端设备(推模式)可以开始建立通信。
优选地，数据传输经由至少一个频道并且以数据包的形式进行， 所述数据包优选分别包括多个数据块，所述多个数据块又可以被分为 子数据块(所谓的“Hops”)。例如，多个子数据块形成一个4字节、 16字节或32字节大的数据块。
此外，对于数据采集器已经接收到终端设备的无线电呼叫的情况， 数据采集器可以将数据发送给终端设备，从而该终端设备能够接收数 据，或者将确认信号发送给终端设备，其中，该终端设备在接收到所 述确认之后可以将数据完全地或部分地发送给数据采集器，从而该数 据采集器接收所述数据，即进行双向通信，在该双向通信中，所参与 的通信参与者必须相互地通过数据采集器的数据发送或通过确认信号 来确认即将发生的数据传输(“握手”)。由此能够显著改善传输可 靠性。
同样地，对于数据采集器已经接收到终端设备的无线电呼叫的情 况，该数据采集器可以中止数据传输和/或给终端设备发送用于中止数 据传输的确认信号。
优选地，终端设备以可设定的时间间隔发送消息。所述时间间隔 在此可以事先设定、随机地确定或伪随机地确定。
通过终端设备相应地在一个或多个数据块或子数据块和/或导频 序列之前和/或之后发送消息，得出如下优点：如果例如传输质量不够 好，则数据传输可以单独地由终端设备和/或数据采集器中止，例如在 可设定的子数据块之后。
优选地，数据传输在至少一个频道上、优选在多个频道(K1-K6) 上实现。因此还能够附加地改善数据的传输可靠性以及传输质量。
适宜地，数据或数据包、数据块或子数据块的传输可以在多个频 率或频道上以所谓的跳频法(Frequency Hopping)实现，以便改善数 据的传输质量。在此可以优选系统地选择频道，以便例如隐没被干扰 的频道并且经由未被干扰的或较少被干扰的频道进行传输。
按照本发明的一种优选的实施方案，终端设备和/或数据采集器可 以对一个或多个所述频道的传输质量或传输可靠性进行评价。例如， 所述评价可以借助干扰探测、信号水平(信号功率、信号强度)、信 噪比、信号干扰比、似然比(对数似然比；LLR，loglikelihood ratio) 等来实现。因此能够以简单的方式确定传输质量。
优选地，可以这样实施传输质量的评价，即对接收信道的隐藏节 点进行检查(所谓的“隐藏节点探测”)。当例如影响传输质量的隐 藏节点的信号或发送处于接收信道上时，在此优选可以中断或中止数 据传输。
特别适宜的是，借助相应频道的所求取的传输质量生成所述消息。 由此产生如下优点：考虑相应频道的传输质量，以便继续、中断和/ 或结束数据传输。因此，一旦不再存在足够的传输质量，则例如可以 中止数据传输。
优选地，所述消息包括开始-停止信息或开始-停止信号，以便告 知数据采集器和/或终端设备应该继续、中断和/或结束数据传输。
备选地或附加地，所述消息也可以包括ACK(确认)/NACK(无 确认/否认)信息，其设置用于告知数据采集器和/或终端设备哪些数 据发送、数据包、数据块和/或子数据块已经成功传输。
接着，数据采集器和/或终端设备可以重复或多次发送未被成功传 输的数据，直至这些数据被成功传输。因此显著改善传输可靠性以及 传输质量。
适宜地，可以设置用于对终端设备进行时间同步和/或频率同步的 同步序列，借助该同步序列可以对终端设备的时间基准装置或频率基 准装置进行同步。
按照本发明的一种优选的实施变型方案，可设定数量的数据块和/ 或子数据块相应地配设有导频序列(例如前导序列后 导序列(Postambel)和/或中部或中间序列(Inter-bzw.Midambel)， 即例如位序列)，所述导频序列被前置地、后置地或中置地与数据块 或子数据块连接并且被接收机识别为信号。
优选地，所述导频序列是同步序列的一部分。例如可以经由导频 序列的特定时间顺序实现对时间基准装置的时间同步。
适宜地，终端设备也可以在第一频道上发送消息并且接着在第二 频道上是准备接收的，以便经由第二频道接收数据采集器的应答、例 如通过数据采集器的数据传输。因此，例如也可以随机地或伪随机地 变换频道(“Ping-Pong”)，从而使得第三方的可能攻击变得困难并 且因此改善数据可靠性。
终端设备与数据采集器之间的无线电连接尤其是可以为双向的无 线电连接，在该双向的无线电连接中例如所有通信参与者可以发送和 接收数据、信号、无线电呼叫等。
优选地，接收单元(例如终端设备和/或数据采集器)的接收带宽 处于窄带范围内。按照一种优选的实施方案，相应的接收单元的接收 带宽小于25kHz、优选小于20kHz、优选小于5kHz、优选小于3kHz、 特别优选小于2kHz。带宽的确定尤其是可以根据标准ETSI EN300 220-1V3.1.1(标准02/2017)来实现。
适宜地，终端设备是水表、热量表、气量表或电表或其他由现有 技术已知的消耗测量表。此外，也可以设置备选的终端设备、例如传 感器或传感器节点，其检测空间消耗或体积或填充高度。在此例如可 以涉及用于垃圾桶或其他保存设备的填充高度测量计。
按照本发明的一种优选的实施方案，设有在一个通信系统内相互 通信的多个终端设备和/或数据采集器。
优选地，在上行链路中、即从终端设备至数据采集器的数据传输 率比在下行链路中、即从数据采集器至终端设备的数据传输率至少高 3倍、优选4倍、特别优选5倍。
按照一种特别的实施方案，可以改变在数据包、数据块和/或子数 据块内的数据传输率。由此产生如下优点：可以进行数据包内的数据 传输率控制或数据流控制，从而数据传输率能够快速地、个性化地并 且也在数据传输期间与相应的传输情况适配，由此显著改善传输质量 和传输可靠性。
此外，在数据包、数据块和/或子数据块的发送之间可以设有至少 一个发送间隙。
优选地，这样限定发送间隙的持续时间，使得该发送间隙至少具 有尤其是在上行链路中的数据包或数据块或子数据块的发送的相同长 度。
有利地，数据采集器因此可以在接收到终端设备的消息之后基于 该消息的内容在通信期间减缓或加速数据传输，其方式为例如提高或 减小发送间隙的持续时间和/或减小或提高数据传输率。
适宜地，在中断和/或中止数据传输之后可以设定一个时间段直至 继续传输和/或重新传输。因此可以将数据传输推迟到较迟的时刻。在 一种简单的方式中，可以通过进行发送的和/或进行接收的单元(即终 端设备和/或数据采集器)来设定所述时间段，其中，接着将所设定的 时间段传送给相应另外的单元(终端设备或数据采集器)并且必要时 通过该相应另外的单元再次确认。
此外，可以将数据采集器与终端设备之间的通信质量设置为用于 从终端设备发送上行链路消息至数据采集器的准则。例如，终端设备 可以发送消息，以便告知，数据采集器与终端设备之间的下行链路通 信或在终端设备侧的接收是差的、受损的或次优的。
按照所述方法的一种特别的实施方案，可以将终端设备的能量供 应的状态设置为用于从终端设备发送上行链路消息至数据采集器的准 则。因此，终端设备例如可以发送消息给数据采集器，以便将终端设 备的能量供应的状态(例如能量供应或能量缓冲器具有低电压)告知 数据采集器。因此，例如也可以显示即将更换能量供应或终端设备。
本发明并列地要求保护一种用于经由无线电通过至少一个频道在 终端设备与数据采集器之间传输数据的方法。在此，数据采集器暂时 地或持久地处于接收中。终端设备以周期性的时间间隔从空闲阶段中 出来尝试与数据采集器建立通信，以便将数据完全地或部分地发送给 数据采集器或从数据采集器接收数据。例如，终端设备为此可以从空 闲阶段中出来将无线电呼叫发送给数据采集器并且接着在可设定的持 续时间内进入接收，以便与数据采集器建立通信。备选地，终端设备 也可以从空闲阶段中出来在可设定的持续时间内进入接收，其中，数 据采集器在对其已知的该持续时间内例如将无线电呼叫发送给终端设 备，以便与终端设备建立通信。对于相应的接收机接收消息的情况， 该接收机可以给该消息的发送机发送数据或确认信号，以便然后完全 地或部分地传输数据，即发送给数据采集器或终端设备。按照本发明， 对相应频道的传输质量进行评价，其中，借助相应频道的传输质量决 定是否应该经由该频道进行数据传输。由此产生如下优点：例如数据 采集器能够将数据传输与相应频道的传输质量相适配。此外，也可以 使特定的终端设备优先，例如当最近的数据传输长时间滞后或涉及传 输质量越来越差的或难以接近的终端设备时。因此显著改善传输可靠 性以及传输质量。
优选地，借助在相应频道上的信号功率和/或平均信号功率和/或 信号功率偏差对传输质量进行评价。例如可以基于干扰测量来求取传 输质量，其中，对于干扰测量，将(数据传输的)信号功率与干扰功 率对比或者说与后者比较。
本发明并列地要求保护一种终端设备，所述终端设备包括：控制 和评价单元、通信模块，其中，所述终端设备构成为用于：从空闲阶 段中出来借助于通信模块与数据采集器建立通信，以便将数据完全地 或部分地发送给所述数据采集器和/或从所述数据采集器接收数据，其 中，所述终端设备构成为用于：在建立通信后，给所述数据采集器发 送消息，其中，该消息的内容能导致在通信期间数据传输的继续、中 断和/或结束。
优选地，所述终端设备构成为用于：间歇地从所述空闲阶段出来 发出无线电呼叫并接着在用于与所述数据采集器建立通信的预定持续 时间内进入接收。
优选地，在至少一个频道、优选多个频道上进行数据传输，尤其 是规定：使用跳频法以用于数据传输，在所述跳频法中，在多个频道 上传输数据、数据包、数据块和/或子数据块。
优选地，所述控制和评价单元对所述一个频道或所述多个频道的 传输质量进行评价，其中，尤其是这样对传输质量进行评价，即：对 接收信道的隐藏节点进行检查并且当查明在所述接收信道上的隐藏节 点的情况下中断或中止数据传输。
优选地，借助相应的频道的传输质量来生成所述消息。
优选地，所述消息包括开始/停止信息，以便继续、中断和/或结 束数据传输。
本发明并列地要求保护一种数据采集器，所述数据采集器包括中 央单元、数据存储器和通信模块，其中，所述数据采集器暂时地或持 久地处于接收中，其中，所述数据采集器构成为用于与终端设备建立 通信，以便将数据完全地或部分地发送给所述终端设备和/或从所述终 端设备接收数据，其中，所述数据采集器构成为用于：在建立通信后， 从所述终端设备接收消息，并且在接收到所述消息之后基于该消息的 内容在通信期间继续、中断和/或结束数据传输。
优选地，所述数据采集器构成为用于：发出用于与所述终端设备 建立通信的无线电呼叫。
优选地，在至少一个频道、优选多个频道上进行数据传输，尤其 是规定：使用跳频法以用于数据传输，在所述跳频法中，在多个频道 上传输数据、数据包、数据块和/或子数据块。
优选地，所述中央单元对所述一个频道或所述多个频道的传输质 量进行评价，其中，尤其是这样对传输质量进行评价，即：对接收信 道的隐藏节点进行检查并且当查明在所述接收信道上的隐藏节点的情 况下中断或中止数据传输。
本发明并列地要求保护一种通信系统，所述通信系统包括终端设 备和数据采集器，其中，在终端设备与数据采集器之间经由无线电借 助按照本发明所述的方法相应进行双向的数据传输。
附图说明
在下面借助附图更详细地阐述本发明的适宜实施方案。其中：
图1示出按照本发明的一种应用示例的简化示意图；
图2示出包括多个数据包的数据发送的简化示意图；
图3示出具有多个数据包以及配属的导频序列的数据发送的简化 示意图；
图4示出具有隐藏节点前置探测的数据发送的实施方案的简化示 意图；
图5示出数据发送的另一实施方案的简化示意图；
图6示出在消耗测量表与数据采集器之间的发送顺序的简化示意 图；以及
图7示出频道模式的简化示意图。
具体实施方式
图1示出多个构造为消耗测量设备1的终端设备以及数据采集器 2或者说数据集中器，其中，在消耗测量设备1和数据采集器2之间 经由无线电借助按照本发明的方法进行双向的数据(例如消耗数据、 程序数据或运行数据)传输。与此相应地，所述数据传输涉及如下的 数据传输，在该数据传输中通信参与者、例如消耗测量设备1和数据 采集器2不仅可以是发送机也可以是接收机。在此，数据传输例如可 以经由ISM频带和/或SRD频带来实现。
图1中的消耗测量设备构造为流量表(例如水表、气量表或热量 表)，所述流量表相应地包括用于容纳电子组件(例如控制和评价单 元以及微控制器和通信模块或者说通信装置)的电子壳体3，这些电 子组件出于明了性的原因而在图1中未示出。此外，相应地设有用于 给消耗测量设备1供应能量的能量供应装置3a，例如电池或蓄能器。 这样的消耗测量设备1此外包括用于将该消耗测量表1接入同样未示 出的供应网络(例如家用的饮用水供应)的连接壳体4。此外，消耗 测量表1相应地包括用于确定消耗的器件(同样在图1中未示出)， 借助该器件求取供应介质的消耗。在此例如可以涉及超声换能器装置， 在该超声换能器装置中超声信号沿着处于两个超声换能器之间的测量 路径沿流体(例如水)的流动方向或反向于该流动方向被发送。从沿 着或反向于介质的流动方向的超声信号的渡越时间差中例如可以求取 流量并因此求取消耗。接着可以经由通信装置的天线将所求取的消耗 传输给数据采集器2。此外，在消耗测量设备1上设有显示装置、例 如显示屏5，用于显示当前的消耗值或计数状态。
此外，消耗测量设备1相应地包括时间基准装置和/或频率基准装 置(同样未示出)，其设置用于给定和/或调整时间和/或频率。作为 基准装置例如使用具有特定误差(例如5ppm)的晶振。基于所述误 差，必要时需要例如利用数据采集器2对所述基准装置进行同步，以 便确保在发送机侧和接收机侧使用针对数据传输所设定的时钟或设定 的频率(或频道)。
数据采集器2包括壳体6、具有天线8的尤其是用于传输数据的 通信模块7以及用于收集或存储数据的数据存储器9a。数据采集器2 可以将数据无线地或有线地传输给例如在图中未示出的上级的中央单 元、例如供应者的控制中心。此外，数据采集器2包括能量供应装置 9b。在此可以涉及电网连接部或能量存储器，例如电池或蓄能器。
数据采集器2短暂地或持久地处于接收中，以便从消耗测量设备 1或中央单元接收数据。与此相对地，相应的消耗测量设备1大多数 情况下处于空闲阶段，在该空闲阶段中消耗测量设备1虽然求取并且 必要时存储当前消耗，但是优选不是准备好发送和/或接收的，以便节 省能量。对于消耗测量设备1想要发送数据或准备从数据采集器2接 收数据(例如固件更新的程序数据)的情况，消耗测量设备1例如可 以尝试与数据采集器2建立通信(“推模式”)。消耗测量设备1为 此可以以可设定的时间间隔从空闲状态中出来发出无线电呼叫并且接 着在用于与数据采集器2建立通信的可设定持续时间内进入接收，即 打开接收窗，以便获得数据采集器2的应答或数据或获得用于通过消 耗测量设备1发送数据的确认信号。例如可以设置短信号或数据的一 部分(例如数据包、数据块、子数据块或仅其位)作为无线电呼叫。 但备选地，数据采集器2也可以尝试开始与测量设备1通信(“拉模 式”)，其方式为数据采集器2发出无线电呼叫并且消耗测量设备1 以可设定的时间间隔从空闲阶段中出来在预定的持续时间内进入接 收。在该接收时间期间，消耗测量设备1可以接收数据采集器2的无 线电呼叫，以便在消耗测量设备1与数据采集器2之间建立通信。在 此，取代或除了上述变型方案也可以设置信标(Beacon)作为无线电 呼叫。
适宜地，对于数据采集器已经接收到消耗测量设备1的无线电呼 叫的情况，该数据采集器2可以将待传输的数据发送给消耗测量设备 1。此外，数据采集器2也可以发送确认信号给消耗测量设备1并且因 此给该消耗测量设备1发送该消耗测量设备应该将数据完全地或部分 地发送给数据采集器2的信号，从而该数据采集器接收数据或该消耗 测量设备再次转入空闲阶段。
图2示出包括多个数据包11的数据发送10的示图，所述多个数 据包相应地被划分为数据块12，所述数据块又相应地被划分为子数据 块13。例如，数据包可以包括192个字节，数据块可以包括32个字 节并且子数据块可以包括4个字节。整个数据发送10在此可以按段或 分段地被传输。此外，至少可设定数量的数据块12和/或子数据块13 可以包括导频序列14，如在图3中示出的那样。导频序列14例如可 以是前导序列、中间序列和/或后导序列，其作为相应块的一部分或作 为Hop或位序列前置地、中置地和/或后置地连接于相应数据块12和 /或子数据块13。
多个数据块12或子数据块13的导频序列14可以用作用于对消耗 测量设备1的时间或频率基准装置进行同步的同步序列。例如通过使 各导频序列14彼此间具有定义的时间间隔，该时间间隔对于所有通信 参与者而言是已知的并且能从时间偏差中求取。
数据传输优选在窄带范围内实现，即相应的消耗测量设备1的接 收带宽优选小于25kHz、优选小于20kHz、优选小于5kHz、优选小 于3kHz、特别优选小于2kHz。带宽的确定在此例如可以根据标准 ETSI EN 300 220-1V3.1.1(标准02/2017)来实现。通常，这样的接收带宽将以较长的时间为前提，在所述较长的时间内，消耗测量设备 1是准备接收的，即相应的消耗测量设备1必须在相对长的时间内是 准备接收的，以便接收数据，由此显著增大能量消耗。因此，当所涉 及的频道例如正好被占用或被干扰时，也附加地消耗了消耗测量设备 1的能量。此外，由于该数据采集器在消耗测量设备1不能接收数据 的情况下发送数据，则会浪费数据采集器2的可用发送时间、即占空 系数。
通过应用本发明能够规避该问题，其方式为例如消耗测量设备1 经由反馈或消息15在通信期间给数据采集器2通知和/或确认数据传 输并且因此控制该数据传输。为此，消耗测量设备1以优选可设定的 时间间隔在通信期间给数据采集器2发送消息15，消耗测量设备1借 此告知数据采集器2是否应该继续、中断和/或结束数据传输，也可以 说通过消耗测量设备1或接收机进行数据流控制。例如，消耗测量设 备1可以由此中止数据传输。
例如可以通过如下方式实现数据传输，即：首先进行隐藏节点16 的探测(隐藏节点探测)，然后由消耗测量设备1发送第一数据包11、 数据块12、子数据块13或其导频序列14，如在图4中示出的那样。 在特定频道上的平均信号水平和信号功率偏差在此对于数据采集器2 已知或由该数据采集器和/或消耗测量设备1求取。例如通过借助最近 传输的数据包11、数据块12或子数据块13和从中求取的统计数据对 相应频道的传输质量进行评价。当在相应频道上的信号水平例如超过 可设定的极限值时，即具有差的传输质量时，降低对该相应频道的评 价。
差的传输质量例如可能由于在相同的频道上发送的并且不能由消 耗测量设备1或由数据采集器2查明的干扰、发送机或节点(隐藏节 点)而引起。在此，例如也可以涉及想要给数据采集器2传输数据的 其他消耗测量设备1。数据传输在此已经中止和/或被推迟到较迟的时 刻。为此，消耗测量设备1沿上行链路给数据采集器2发送用于中断 或结束数据传输的消息15、例如具有“停止”信息或内容的消息，或 者数据采集器2沿下行链路给消耗测量设备1发送用于中断或结束数 据传输的消息15、例如具有“停止”信息或内容的消息。对于信号水 平低于极限值，即频道上的传输质量被评价为良好的情况，优选例如 借助第一数据块12的导频序列14(“同步跳频”)检查下一频道。 如果数据块12或子数据块13不被传输或仅部分被传输，则消耗测量 设备1重新发送用于中断或结束数据传输的消息“停止”给数据采集 器2，或者数据采集器2重新发送用于中断或结束数据传输的消息“停 止”给消耗测量设备1，接着由相应的接收机和/或发送机中断或结束 数据传输。与此相对地，消耗测量设备1(或数据采集器2)为了确认 或为了开始数据传输而给数据采集器2(或消耗测量设备1)发送例如 具有信息“开始”或“继续”的消息15。
因此，消息15可以包括开始/停止信息，以便告知数据采集器2 或消耗测量设备1应该继续、中断和/或结束数据传输。备选地或附加 地，消息15包括ACK/NACK信息，所述ACK/NACK信息设置用于 告知数据采集器2或消耗测量设备1已经成功传输了哪些数据、数据 包11、数据块12和/或子数据块13。未被传输或仅部分被传输的数据 包11、数据块12和/或子数据块13接着可以这样频繁地被重复发送， 直至它们被成功传输并且因此以接收机的ACK信息在发送机上被确 认。例如，如在图5中示出的子数据块13a-13d可以被发送直至它们 被完全传输。
在图6中示出发送序列的一种实施方案，在实施方案中消耗测量 设备1首先从空闲阶段出来给数据采集器2发送无线电呼叫，以便例 如请求固件更新的数据。数据采集器2接收的子数据块13用作无线电 呼叫。在发送无线电呼叫之后，消耗测量设备1打开接收窗18，以接 收数据采集器2的应答。数据采集器2接着以发送具有前置导频序列 14的子数据块13a进行应答。消耗测量设备1接收具有导频序列14 的子数据块13a，即因此已经随着导频序列14的接收而建立通信。此 时，消耗测量设备1给数据采集器2发送消息15，该消息告知数据采 集器2子数据块13a已经被成功传输(“ACK”)并且应该继续传输 (“开始”)。接着，消耗测量设备1重新打开接收窗18。在接收到 消息15(ACK/开始)之后，数据采集器2再次以发送具有导频序列 14的子数据块13b进行应答。然而，子数据块13b未被消耗测量设备 1成功接收，例如由于在所涉及的频道上的干扰，接着消耗测量设备1 以消息15(NACK/开始)重新请求所述子数据块13b。接着，数据采 集器2重新给消耗测量设备1发送该子数据块13b。
在消耗测量设备1再次不能成功接收子数据块13b之后，消耗测 量设备1以给数据采集器2的消息15(NACK/停止)中止传输。接着， 该消耗测量设备再次转入空闲阶段或待机运行，以便节省能量并且将 数据传输迁移到具有较好的传输条件的时刻，例如数毫秒、数秒或数 分钟之后。在接收到消息15(NACK/停止)之后，数据采集器2也结 束传输过程。消耗测量设备1与数据采集器2之间的通信因此结束。 此外，消耗测量设备1可以利用已经接收到的导频序列14来进行时间 和/或频率同步。
按照本发明的一种优选的实施方案，也可以借助跳频法进行数据 传输，在所述跳频法中，经由可选择的多个不同的频道K1-K6实现数 据传输，以便提高成功传输的概率。例如，数据采集器2也可以经由 消息15被告知由消耗测量设备1所提出的频道更换，该数据采集器2 又通过给消耗测量设备1的应答而确认所述频道更换，以便引起频道 更换。频道K1-K6的特定顺序也称为所谓的频道模式17，经由所述 频道相应地传输数据包11、数据块12和/或子数据块13或仅其位或字 节。图7示出这种频道模式17的一种实施变型方案，在该频道模式中 经由六个不同的频道K1-K6传输子数据块13。然而在本发明的范畴 内，也可以设置更多的频道K1-Kn并且也设置多个频道模式17用于 传输数据或数据包11、数据块12和/或子数据块13。
不同实施方式的各个特征的在附图中未示出的可能组合以及单个 特征组合(子组合)也明确包括在本公开内容中。
附图标记列表
1 消耗测量设备
2 数据采集器
3 电子壳体
3a 能量供应装置
4 连接壳体
5 显示屏
6 壳体
7 通信模块
8 天线
9a 数据存储器
9b 能量供应装置
10 数据发送
11 数据包
12 数据块
13 子数据块
13a-13d 子数据块
14 导频序列
15 消息
16 隐藏节点探测
17 频道模式
18 时间窗
K1-K6 频道

Claims (40)

1.用于经由无线电在终端设备与数据采集器(2)之间传输数据的方法，在该方法中，所述数据采集器(2)暂时地或持久地处于接收中并且在所述方法中
所述终端设备从空闲阶段中出来尝试与所述数据采集器(2)建立通信，以便将数据完全地或部分地发送给所述数据采集器(2)和/或从所述数据采集器(2)接收数据，或者
所述数据采集器(2)尝试与所述终端设备建立通信，以便将数据完全地或部分地发送给所述终端设备和/或从所述终端设备接收数据，
其特征在于，
在建立通信后，所述终端设备给所述数据采集器(2)发送消息(15)并且所述数据采集器(2)在接收到所述消息(15)之后基于该消息(15)的内容在通信期间继续、中断和/或结束数据传输。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述终端设备间歇地从所述空闲阶段出来发出无线电呼叫并接着在用于与所述数据采集器(2)建立通信的预定持续时间内进入接收和/或所述数据采集器(2)发出用于与所述终端设备建立通信的无线电呼叫，其中，所述终端设备间歇地从所述空闲阶段出来进入接收，以便接收该无线电呼叫。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，数据传输以数据包(11)的形式进行，所述数据包优选分别包括多个数据块(12)和/或子数据块(13)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对于所述数据采集器(2)已经接收到所述终端设备的无线电呼叫的情况，所述数据采集器给所述终端设备发送数据和/或用于传输数据的确认信号。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对于所述数据采集器(2)已经接收到所述终端设备的无线电呼叫的情况，所述数据采集器中止数据传输和/或给所述终端设备发送用于中止数据传输的确认信号。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，以可设定的时间间隔发送所述消息(15)。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，相应地在一个或多个数据包(11)、一个或多个数据块(12)、一个或多个子数据块(13)和/或一个或多个导频序列(14)之前和/或之后发送所述消息(15)。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在至少一个频道、优选多个频道(K1-K6)上进行数据传输，尤其是规定：使用跳频法以用于数据传输，在所述跳频法中，在多个频道(K1-K6)上传输数据、数据包(11)、数据块(12)和/或子数据块(13)。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，对所述一个频道或所述多个频道(K1-K6)的传输质量进行评价，其中，尤其是这样对传输质量进行评价，即：对接收信道的隐藏节点进行检查并且当查明在所述接收信道上的隐藏节点的情况下中断或中止数据传输。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，借助相应的频道(K1-K6)的传输质量来生成所述消息(15)。
11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述消息(15)包括开始/停止信息，以便告知所述数据采集器(2)继续、中断和/或结束数据传输。
12.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述消息(15)包括ACK/NACK信息，以便告知所述数据采集器(2)和/或所述终端设备：哪些数据发送、数据包(11)、数据块(12)、子数据块(13)和/或其中的部分已经被成功传输。
13.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述数据采集器(12)和/或所述终端设备重复发送未被成功传输的数据，直至这些未被成功传输的数据被成功传输。
14.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，设置用于对所述终端设备进行时间和/或频率同步的同步序列。
15.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，数据块(12)和/或子数据块(13)或可设定数量的数据块(12)和/或子数据块(13)配设有导频序列(14)，尤其是规定：所述导频序列(14)是同步序列的一部分。
16.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述终端设备在第一频道上发送所述消息(15)并且接着在第二频道上准备接收，以便在所述第二频道上接收通过所述数据采集器(2)的可能的数据传输。
17.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述数据传输涉及双向的数据传输。
18.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述数据传输涉及窄带传输，尤其是，相应的接收机的接收带宽小于25kHz、优选小于20kHz、优选小于5kHz、优选小于3kHz、特别优选小于2kHz。
19.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述终端设备是消耗测量设备(1)，尤其是水表、热量表、气量表或电表。
20.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，设有多个终端设备和/或数据采集器(2)。
21.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在上行链路中的数据传输率比在下行链路中的数据传输率至少大3倍、优选4倍、特别优选5倍。
22.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，能够改变在数据包(11)、数据块(12)和/或子数据块(13)内的数据传输率。
23.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，设有至少一个发送间隙，尤其是在数据包(11)、数据块(12)和/或子数据块(13)的发送之间设有至少一个发送间隙，其中这样限定该发送间隙的持续时间，使得该发送间隙至少具有相应的数据包(11)、数据块(12)和/或子数据块(13)的相同长度。
24.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述数据采集器(2)在接收到所述消息(15)之后可以减缓或加速数据传输，其方式为提高或减小发送间隙的持续时间和/或减小或提高数据传输率。
25.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在中止和/或中断数据传输后，直至重新传输和/或继续传输的时间段是可设定的。
26.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述终端设备发送消息(15)，以便告知：在数据采集器(2)与终端设备之间的通信是差的、受损的或次优的。
27.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述终端设备发送消息(15)，以便告知所述终端设备的能量供应(3a)的状态。
28.用于经由无线电在终端设备、尤其是消耗测量设备(1)与数据采集器(2)之间传输数据的、尤其是根据上述权利要求中至少之一所述的方法，在该方法中，所述数据采集器(2)暂时地或持久地处于接收中并且在所述方法中
所述终端设备(1)从空闲阶段中出来尝试：经由至少一个频道(K1-K6)与所述数据采集器(2)建立通信，以便将数据完全地或部分地发送给所述数据采集器(2)和/或从所述数据采集器(2)接收数据，或者
所述数据采集器(2)尝试经由至少一个频道(K1-K6)与所述终端设备建立通信，以便将数据完全地或部分地发送给所述终端设备和/或从所述终端设备接收数据，
其特征在于，
对相应的频道(K1-K6)的传输质量进行评价，并且
借助相应的频道(K1-K6)的传输质量来决定：是否应该在该相应的频道(K1-K6)上进行数据传输。
29.根据权利要求8至28中任一项所述的方法，其特征在于，借助在所述相应的频道(K1-K6)上的信号功率和/或平均信号功率和/或信号功率偏差实现对传输质量的评价。
30.一种终端设备，所述终端设备包括：控制和评价单元、通信模块，其中，所述终端设备构成为用于：从空闲阶段中出来借助于通信模块与数据采集器(2)建立通信，以便将数据完全地或部分地发送给所述数据采集器(2)和/或从所述数据采集器(2)接收数据，
其特征在于，
所述终端设备构成为用于：在建立通信后，给所述数据采集器(2)发送消息(15)，其中，该消息(15)的内容能导致在通信期间数据传输的继续、中断和/或结束。
31.根据权利要求30所述的终端设备，其特征在于，所述终端设备构成为用于：间歇地从所述空闲阶段出来发出无线电呼叫并接着在用于与所述数据采集器(2)建立通信的预定持续时间内进入接收。
32.根据权利要求30或31所述的终端设备，其特征在于，在至少一个频道、优选多个频道(K1-K6)上进行数据传输，尤其是规定：使用跳频法以用于数据传输，在所述跳频法中，在多个频道(K1-K6)上传输数据、数据包(11)、数据块(12)和/或子数据块(13)。
33.根据权利要求32所述的终端设备，其特征在于，所述控制和评价单元对所述一个频道或所述多个频道(K1-K6)的传输质量进行评价，其中，尤其是这样对传输质量进行评价，即：对接收信道的隐藏节点进行检查并且当查明在所述接收信道上的隐藏节点的情况下中断或中止数据传输。
34.根据权利要求32或33所述的终端设备，其特征在于，借助相应的频道(K1-K6)的传输质量来生成所述消息(15)。
35.根据权利要求30至34之一所述的终端设备，其特征在于，所述消息(15)包括开始/停止信息，以便继续、中断和/或结束数据传输。
36.数据采集器，所述数据采集器包括中央单元、数据存储器和通信模块，其中，所述数据采集器(2)暂时地或持久地处于接收中，其中，所述数据采集器构成为用于与终端设备建立通信，以便将数据完全地或部分地发送给所述终端设备和/或从所述终端设备接收数据，
其特征在于，
所述数据采集器构成为用于：在建立通信后，从所述终端设备接收消息(15)，并且在接收到所述消息(15)之后基于该消息(15)的内容在通信期间继续、中断和/或结束数据传输。
37.根据权利要求36所述的数据采集器，其特征在于，所述数据采集器构成为用于：发出用于与所述终端设备建立通信的无线电呼叫。
38.根据权利要求36或37所述的数据采集器，其特征在于，在至少一个频道、优选多个频道(K1-K6)上进行数据传输，尤其是规定：使用跳频法以用于数据传输，在所述跳频法中，在多个频道(K1-K6)上传输数据、数据包(11)、数据块(12)和/或子数据块(13)。
39.根据权利要求38所述的数据采集器，其特征在于，所述中央单元对所述一个频道或所述多个频道(K1-K6)的传输质量进行评价，其中，尤其是这样对传输质量进行评价，即：对接收信道的隐藏节点进行检查并且当查明在所述接收信道上的隐藏节点的情况下中断或中止数据传输。
40.通信系统，所述通信系统包括终端设备和数据采集器(2)，其特征在于，在终端设备与数据采集器之间经由无线电借助按照权利要求1至29之一所述的方法相应进行双向的数据传输。
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