CN111225361B - 一种无线边缘协同调制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线边缘协同调制方法和装置，包括：协同调制基站对服务对象设备发送的对象状态信标的对象接入信息解析，提取信标调制状态标识；基于信标调制触发条件，对信标调制状态标识进行判断；若需要对服务对象设备进行协同信标调制，则协同调制基站根据信标调置预案，向服务对象设备发送包含信标调制信息的信标调制数据帧；服务对象设备按照接收到的信标调制数据帧中信标调制信息，设置相应的信标调制状态标识，按相应指定的方式执行信标调制状态重置。本发明技术方案，协同调制基站基于当前区域调制服务需求，对周边服务对象设备的信标调制状态进行调整；以动态提升对象信标活跃度或节省不必要的信标发射功耗，提升协同服务的时效性。

Description

一种无线边缘协同调制方法和装置

技术领域

本发明涉及无线物联网的边缘网络通信和边缘计算技术领域，特别涉及一种无线边缘协同调制方法和装置。

背景技术

随着互联网、移动通讯、物联网等相关技术的高速发展，基于无线物联网的边缘智能技术利用现代无线网络通信技术、自动控制与传感监测技术、云计算及数据库信息处理等技术融合与配套，促进了面向个人和不同行业/区域需求所带来的各种智能硬件设备与智能信息系统的产品创新及应用规模化程度的高速发展。其中，基于“云计算+边缘计算”的数据处理与人工智能技术，对于智能科技的推进起着关键性作用。

对于服务对象进行各种协同调制及信息互动服务来说，都是基于用户身份识别、位置追踪、状态监测所形成的关联事件触发响应所形成信息交互服务，实现各种丰富多彩的现场与远程相结合的智能信息服务。

目前市场上的智能物联网服务节点硬件设备(含智能网关、路由器等)的主要功能面向对下位节点(如传感器、控制终端)的数据采集与网络通信的管理。虽然有一些针对无线智能物联网及其应用领域的智能网关及智能路由设备，但都普遍缺乏现场协同感知服务的管理能力，这里所述协同感知服务主要包括：无线模式管理及对象状态监测、事件识别响应与协同任务处理、协同感知任务监控管理、协同感知计算及数据处理、边缘域管理与远程通信。边缘域内的作为协同服务节点的协同调制节点至少具备前两项(无线模式管理及对象状态监测、事件识别响应与协同任务处理)的服务能力；而作为协同路由节点(无论动态或静态承担)应该至少具备后三项(协同感知任务监控管理、协同感知计算及数据处理、边缘域管理与远程通信)的服务能力。

在很多情况下，作为服务对象的前端监测设备需要通过与周边环境物联网进行信息互动的方式，而不是仅仅通过上传信息到智能手机的方式，获得相关服务信息；包括快速探测识别、局域定位追踪、设备状态监测、触发联动处理、紧急呼叫报警等服务。这一方面是因为大多数被动接受调制服务的智能设备并不能像智能手机那样可直接上网，也不能像智能手机那样灵活地使用各种应用软件；另一方面是因为部分移动智能设备的体积较小，其电池容量与待机时间非常有限；当没有智能手机或与智能手机无法连接或其电池剩余容量极少时，有必要建立一种在紧急且必要时可以利用附近物联网服务节点设备资源，进行经济、低功耗、更加灵活的追踪与监测的通讯机制、协同处理及服务规范。

现有无线边缘域网络及其服务节点设备，对周边服务对象的信息交互服务过多地依靠基于远程调度通信的系统服务模式，而现场边缘域网络中的服务节点设备之间的协同通信与协同服务能力较弱，其缺陷表现在：

1)无线边缘域网络中的服务对象设备的监测信息上传时对于上位采集服务设备及其网络通讯模式的选择通常为单一的无线连接方式，服务对象设备较少利用周边物联网提供的协同服务，并且缺乏相应的无线模式管理机制与服务规范；虽然也有一些物联网具备智能感知与数据通讯服务能力，但只是作为采集上传通路，并不具备协同感知服务能力。

2)无线边缘域网络中的服务节点设备对于周边处于无线连接的固定(静态)的服务对象设备的感知监测及数据通信服务的能力相对较强，但对于移动接入的服务对象设备(尤其数量较大时)缺乏动态感知服务能力；由于缺乏灵活的无线感知模式管理且无线协同服务能力较弱，从而导致边缘域网络对服务对象设备缺乏具有兼容性、连续性的高效服务，并使得服务对象设备往往需要付出更高的功耗代价。

3)无线边缘域网络中的服务节点设备对于周边的服务对象设备的数据通信服务(包括数据采集与上传)的能力相对较强，但对于现场事件触发缺乏基于预案的关联响应处理能力(包括前置数据处理、解析识别、判断决策及响应处理)；由于需要将采集到的大量冗余数据上传到系统主机，从而导致服务的实时性、可靠性以及服务容量(指同一边缘域或服务节点设备可同时并行服务对象设备的数量)的下降。

4)无线边缘域网络中的服务节点设备之间以及与动态移入的用户智能手机之间，在对用户绑定或关联的服务对象设备进行信息互动及服务时缺乏更多的协同性，由于过多依靠用户智能手机连接其关联附件设备进行数据通信上传及远程调度通信服务,从而导致服务的协同性、灵活性、兼容性及实时性的下降。

5)对服务对象设备的监测采集数据处理及应用服务管理主要依靠用户绑定智能手机和系统主机/服务器，而缺乏必要的现场协同处理能力；对于使用不同监测方式与不同服务对象设备所获得的监测采集信息以及这些信息与共用关联信息(如位置、环境、事件)之间缺乏更为有效的关联性管理，从而导致服务的协同性、时效性以及对于现场各种关联信息及其事件感知能力或效率的下降。

本专利提供一种无线边缘协同调制方法和装置，通过协同调制与远程管理服务相结合，为用户及其服务对象设备提供包括对象状态监测、调制定位追踪、事件识别响应、无线及网络模式管理、协同感知及监控等信息互动服务。本专利提供一种“通用感知型”协同服务节点设备以及由协同路由节点设备、作为协同服务节点的感知节点设备/监控节点设备/通信基站设备/调制基站设备/定位基站设备、周边若干被动接受协同调制的服务对象设备所组成的系统。

协同服务节点通过无线扫描调制及接入响应过滤，对于动态移动接入的服务对象设备进行快速无线探测响应及状态监测识别；对服务对象设备发送的对象状态信标的对象接入信息解析，提取信标调制状态标识(为与一组预定的信标调制参数所对应的状态标识)；通过无线扫描调制实现必要时的动态无线信号耦合优化；而通过接入响应过滤，逐层剔除非有效(或非优先)的服务对象设备；提升了无线边缘域对周边更多的有效服务对象设备的无线探测响应及其感知识别的服务效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于现有的局域无线智能网络的节点及其不同组网标准对于不同服务对象设备缺乏灵活的兼容性机制、缺乏触发响应与接入识别的授权配置以及缺乏预先标定管理与配置方法。

为此，根据第一方面，本发明实施例公开了一种无线边缘协同调制方法，包括：

作为协同调制基站的协同服务节点对以无线探测响应方式获取的所述服务对象设备发送的对象状态信标的对象接入信息解析，提取信标调制状态标识，所述信标调制状态标识为与一组预定的信标调制参数所对应的状态标识；

所述协同调制基站基于信标调制触发条件，对所述信标调制状态标识进行判断是否需要对所述服务对象设备进行协同信标调制；

若需要对所述服务对象设备进行协同信标调制，则所述协同调制基站根据信标调置预案的配置信息，向所述服务对象设备发送包含信标调制信息的信标调制数据帧；

所述服务对象设备按照接收到的所述信标调制数据帧中所述信标调制信息，设置相应的信标调制状态标识，并按相应指定的方式执行信标调制状态重置。

根据第二方面，本发明实施例公开了一种无线边缘协同调制装置，所述装置包括：

提取模块，用于作为协同调制基站的协同服务节点对以无线探测响应方式获取的所述服务对象设备发送的对象状态信标的对象接入信息解析，提取信标调制状态标识，所述信标调制状态标识为与一组预定的信标调制参数所对应的状态标识；

判断模块，用于所述协同调制基站基于信标调制触发条件，对所述信标调制状态标识进行判断是否需要对所述服务对象设备进行协同信标调制；

发送模块，用于若需要对所述服务对象设备进行协同信标调制，则所述协同调制基站根据信标调置预案的配置信息，向所述服务对象设备发送包含信标调制信息的信标调制数据帧；

重置模块，用于所述服务对象设备按照接收到的所述信标调制数据帧中所述信标调制信息，设置相应的信标调制状态标识，并按相应指定的方式执行信标调制状态重置。

从上述本发明提供的技术方案可知，由于作为协同调制基站的协同服务节点能够基于信标调制触发条件，对信标调制状态标识进行判断是否需要对服务对象设备进行协同信标调制，若需要对服务对象设备进行协同信标调制，则协同调制基站根据信标调置预案的配置信息，向服务对象设备发送包含信标调制信息的信标调制数据帧，服务对象设备按照接收到的信标调制数据帧中所述信标调制信息，设置相应的信标调制状态标识，并按相应指定的方式执行信标调制状态重置。

本发明技术方案，协同调制基站基于当前区域调制服务需求，对周边服务对象设备的信标调制状态进行调整；以动态提升对象信标活跃度或节省不必要的信标发射功耗；因此，相对于现有技术，本发明不仅节省了不必要的信标发射功耗，并且在区域需求必要时，提升了协同服务的灵活性、连续性及时效性。

1)作为协同调制基站的协同服务节点通过无线扫描调制及接入响应过滤，对服务对象设备发送的对象状态信标的对象接入信息解析，提取信标调制状态标识(为与一组预定的信标调制参数所对应的状态标识)；提升了无线边缘域对周边更多的有效服务对象设备的调制定位及感知识别的服务效率。

2)协同调制基站作为协同定位基站，根据所述信标调制状态标识，对所述定位信号接收变量进行定位信号接收校正与定位特征计算，获取所述服务对象设备的定位特征变量的计算值；以此提升对于作为被动定位的服务对象设备连续跟踪时的动态定位精度。

3)协同调制基站对服务对象设备通过定位信号接收校正，不仅对不同服务节点设备的发射功率、不同协同服务节点设备的接收灵敏度，相对于基准设备基准信号的差异进行校正；同时允许同一服务对象设备基于定位需求并通过动态调制，发送不同信标发射功率等级及其时序组合的对象状态信标；以此达到提升定位精度、降低不必要的功耗、避免交叉干扰等技术效果。4)作为协同通信基站的协同调制基站，通过提取协同通信状态标识，并对当前与之符合协同匹配关系的协同通信任务标识进行进行查询，以执行相对应的协同通信任务项(向所述服务对象设备发送协同数据帧)，以此使得无线边缘域不同服务节点设备在必要时可为同一服务节点设备提供实时、连续且避免重复的基于协同任务处理(执行、反馈)的信息互动服务。

5)协同路由节点基于协同服务信息处理过程的动态角色触发(基于网络动态属性、动态处理时序)而承担，根据自身节点以及其它协同服务节点提取的对象状态识别信息进行协同状态识别，并创建与所述对象状态识别信息对应的协同感知任务，使得无线边缘域具有更好的协同性、实时性及灵活性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实施例提供的一种无线边缘协同调制方法流程图；

图2是本实施例提供的一种无线边缘协同调制装置框架图；

图3是本实施例提供的一种计算设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参考图1，为本发明实施例公开的一种无线边缘协同调制方法流程图，详细说明如下：

步骤S101，作为协同调制基站的协同服务节点对以无线探测响应方式获取的服务对象设备发送的对象状态信标的对象接入信息解析，提取信标调制状态标识，其中，信标调制状态标识为与一组预定的信标调制参数所对应的状态标识。

在本发明实施中，服务节点设备为物联网局域网络中面向为服务节点设备提供信息交互服务的网络通信节点设备；协同服务节点为可以通过多节点互联对服务对象设备提供协同服务的服务节点设备。

在具体实施过程中，协同服务是指多个服务节点设备在对同一服务对象设备同一时段的前端信息接入或后端信息交互过程，进行的包括数据处理与/或任务管理在内的协同性信息处理，协同服务节点就是提供协同服务的基站设备，而服务对象设备即与服务对象绑定或关联的设备，包括前端感测设备与/或终端执行设备，其中，前端感测设备包括可穿戴设备、移动监测设备、分布式传感器等；终端执行设备包括外围控制设备、终端接收设备、终端监控设备，尤其当服务对象设备为移动/可追踪的服务对象设备时，物联网边缘域提供的协同服务的有益性价值能够得到更充分的体现：1)服务效率：同一协同服务节点或同一边缘域在同一时间段为周边更多的服务对象设备进行兼具独立性与协同性的服务；2)服务的连续性：不同协同服务节点通过协同(并行+串行接力)为同一服务对象设备进行协同服务；3)服务的时效性：基于现场感知响应预案及边缘数据处理的协同服务，避免单纯或过多依靠远程调度管理而导致的延时与数据冗余，从而具有更好的时效性与可靠性；4)有利于服务对象设备的低功耗：避免或减少在不必要时因无线通讯需求而使服务对象设备付出更多的功耗代价。

需要说明的是，物联网边缘域(简称“边缘域”)：为物联网网络系统中，由局域互联服务节点设备与周边服务对象设备所构成的具有边缘性的关联设备子域；无线物联网边缘域(简称“边缘域”或“无线边缘”)，即基于物联网的无线边缘子网域。

对象状态信标为服务对象设备发送的反映设备自身及其关联服务对象的特征属性及当前物理状态的无线信标，包括广播信标与应答信标两种方式发送的可连接或不可连接的无线信标，所包含的短信息涉及设备基本属性、状态监测变量(含专用状态标识)及其它可选的变量参数与报文推送信息。对象接入信息包括源自对象状态信标所对应的信号接收测量信息与信标接收数据包信息，其中，信标接收数据包信息包括设备属性信息(设备类别、设备名称、服务类别、MAC地址)、状态信标信息(含广播信标信息、应答信标信息)，信号接收测量信息例如可以是RSSI或射频信道等。信标调制状态标识为与一组给定的信标调制参数所对应的状态标识，反映服务对象设备的信标调制状态与当前发送的信标射频瞬态值的状态标识，典型地，信标射频瞬态值为信标发射功率等级，信标调制状态标识即当前信标调制状态的等级或索引号，与/或对关联的信标调制参数的解析标识，或者，信标调制状态标识由信标调制状态、信标慢变控制参数的叠加或组合而构成，或者，信标调制状态标识由信标调制状态、信标慢变控制参数与定位信号接收基准偏差连接叠加而构成；可选地，信标调制状态标识还包括信标发送同步序列码，用以作为时间同步码被协同服务节点识别同一服务对象设备短期内发送不同瞬态对象状态信标的信标间隔时间，信标调制状态与一组对象信标调制参数具有对应关系。

需要说明的是，无线扫描调制：在无线扫描探测过程中，协同服务节点对设备自身或指定服务对象设备的无线信号发射及接收的射频控制参数的值域及时域值进行动态设置，以对无线信号的发送接收耦合性能进行调整，无线扫描调制包括无线扫描接收调制与无线信标发射调制：

1)无线扫描接收调制：协同服务节点对设备自身的无线探测响应的信号探测耦合性能的射频接收控制参数进行调整的设置与启动过程；

2)无线信标发射调制：无线设备(服务节点设备或服务对象设备)对其发送的无线信标信号的射频发射时序参数进行调整的设置与启动过程。

无线扫描调制包括以下方式：

(1)服务节点设备或服务对象设备基于当前调制配置信息对设备自身射频控制参数主动进行的动态更改；

(2)服务对象设备与服务节点设备基于动态调制需求，对当前调制配置信息进行重新调整的设置与启动。

通过无线扫描调制，协同服务节点可以基于当前需求动态调整与指定服务对象设备的无线信号耦合的空间范围、灵敏度及稳定性，从而在服务对象设备的模式功耗与无线信号耦合性能之间，趋向于达到一个基于情景模式的灵活性的动态平衡，有利于：

1)低功耗：大幅度降低在不需要服务时服务对象设备的常规空闲模式的对象射频功耗；

2)效率：对无线信号探测的物理空间范围进行限制或扩展，以提升对周边附近服务对象设备的探测效率；

3)连续性：通过短时间的对象信标调制，提升关键追踪区域的无线探测灵敏度与连续性；

4)稳定性：提高定位信号稳定性(如减少反射)与精度，以提升动态定位计算精度与评估效率。

信标调制参数为对象状态信标的发送调制方式及其关联参数，包括一组或多组射频发射参数的组合及其切换时序等。

步骤S102，协同调制基站基于信标调制触发条件，对信标调制状态标识进行判断是否需要对服务对象设备进行协同信标调制。

在本发明实施例中，协同调制基站作为协同定位基站，信标调制触发条件与信标调置预案对应，其为与信标调制触发条件对应的、进行所述对象信标调制的信标调制信息及其协同调制任务项。信标调制触发条件为预先制定的与服务对象设备的服务类别有关的，根据物联网边缘域的对象调制服务需求，对当前信标调制状态标识及定位信号接收变量是否满足对象调制服务需求进行判断的触发条件。信标调制触发条件包括以下任一或组合：1)对当前对象状态信标及其信标调制状态标识的判断：a)信标调制状态等级，b)信标慢变控制参数，c)定位信号接收基准偏差；d)不同协同定位基站对对象状态信标接收的总次数及收发次数比率的近期平均值；2)可选地，对定位信号接收变量的判断：a)近期多个协同基定位站中最大值或有限基站数量的平均值，b)接收稳定性(漂移率或方差率)，c)定位匹配误差(单点或多点)。信标调制触发条件还包括对当前信标调制状态标识所包含的信标慢变控制参数的潜伏期即将结束的判断，对应地，信标调置预案包括潜伏期续航更新的预案。协同信标调制即协同调制基站以无线定向呼叫方式或建立无线连接的方式向服务对象设备发送包括信标调制信息的信标调制数据帧。

作为本发明的实施例，协同信标调制的方式包括：当服务对象设备执行信标调制状态重置时，依据信标调制信息以立即或预期的方式对信标调制参数进行更改/调整；当服务对象设备对当前自身的信标调制状态的保持维护期间，对所述信标调制参数进行预定的周期性自动更改/调整。

作为本发明的实施例当协同服务节点在同一时间段对周边若干服务对象设备及其监测事件触发发现符合动态角色触发的协同任务项超过预定数量时，根据服务对象设备的关联对象类别、事件紧急程度与/或信标信号响应物理量，决定建立动态角色触发的协同任务项的优先级。

步骤S103，若需要对服务对象设备进行协同信标调制，则协同调制基站根据信标调置预案的配置信息，向服务对象设备发送包含信标调制信息的信标调制数据帧。

如前所述，信标调置预案为与信标调制触发条件对应的、进行对象信标调制的信标调制信息及其协同调制任务项；信标调置预案配置信息包含于协同服务预案配置信息，后者包含于第三类感知配置信息。信标调制信息包括需要更新的信标调制状态标识及关联信息；可选地，还包括：1)信标调制状态对应的对象信标调制参数；2)信标重置执行方式；a)按信标调制状态等级立即执行信标调制状态重置；b)按照更新的信标慢变控制参数延期执行信标调制状态重置。当信标调制信息仅包含对信标调制状态标识中的信标慢变控制参数则无需立即执行信标调制状态重置。

在上述实施例中，信标慢变控制参数为反映对服务对象设备的信标调制状态进行预期的自适应信标调整的控制参数，包括当前的信标状态保持参数与/或预定的信标重置方式参数。具体地，信标慢变控制参数包含以下信息的任一或组合：1)信标状态保持参数：反映当前所述信标调制状态的可持续性或保持期的参数，如：保持或潜伏状态、慢变计数值或倒计数值；2)信标重置方式参数：按程序预定方式进行所述信标调制状态重置，如：0.衰减(降级)、1.增强(升级)、2.恢复默认状态、3.条件重置。

此处需要说明的是，当协同调制基站判断信标调制状态满足调制服务需求，但信标慢变控制参数达到信标调制触发条件时，则根据信标调制预案信息，对服务对象设备进行潜伏期续航更新的协同信标调制，使服务对象设备更新信标慢变控制参数或其信标状态保持参数，即协同调制基站通过协同信标调制更新服务对象设备的信标慢变控制参数，是一个通过更新信标状态保持参数达到的续航或延期服务目的的非频繁性操作；1)在极少占用无线通讯服务资源的前提下，使得服务对象设备的信标调制状态继续或预定满足当前区域或情景的服务需求；2)一旦成功更新信标状态保持参数，即刻通过信标调制状态标识反映所植入的对象状态信标，不会造成不同协同调制基站进行重复性协同信标调制；3)有利于服务对象设备在离开当前区域或情景而不再需要系统提供相应服务时，自动返回到预定的其它模式(如获得其它模式服务)或常规默认状态(以节省资源消耗)。

无线信标发射调制：无线设备对其发送的无线信标信号的射频发射时序参数进行调整的设置与启动过程；

无线信标发射调制包括对象信标调制与服务信标调制；

对象信标调制：对服务对象设备发送的对象状态信标进行的无线信标发射调制；

服务信标调制：对服务节点设备发送的节点服务信标进行的无线信标发射调制。

步骤S104，服务对象设备按照接收到的信标调制数据帧中信标调制信息，设置相应的信标调制状态标识，并按相应指定的方式执行信标调制状态重置。

信标调制状态重置即服务对象设备按照预定方式更改信标调制状态标识，配置相应的信标调制参数，并将更改后对应的信标调制状态标识植入对象状态信标。信标调制状态标识为与一组预定的信标调制参数所对应的状态标识，信标调制状态标识即当前信标调制状态的等级或索引号，与/或对关联的信标调制参数的解析标识，信标调制参数为对象状态信标的发送调制方式及其关联参数，包括一组或多组射频发射参数的组合及其切换时序。对应关系通过程序参数或配置信息而预先给定，信标调制参数由一个或多个不同的信标射频瞬态值与对应的间隔时间倍率所构成。

信标调制状态标识包含信标慢变控制参数，信标慢变控制参数为以下的任一项或组合：1)信标状态保持参数：反映当前信标调制状态的可持续性或保持期的参数；2)信标重置方式参数：预定进行信标调制状态重置的方式，包括衰减、增强、恢复默认状态和条件重置。

上述实施例的方法还包括协同调制基站根据当前所在区域、服务类别的调制服务需求，将服务对象设备的对象状态信标调置为具有不同活跃度的信标调制状态等级，此处的信标调制状态等级为反映对象状态信标的当前活跃度的与一组信标调制参数关联的索引序号，包括一组或多组(按指定时序切换)的信标广播模式/类别、信标射频瞬态值(如信标发射功率等级)、信标间隔时间(或信标发送频率)。

需要说明的是，信标发射功率等级配置包括不同信标发射功率所对应的发射功率与基准偏差的校准值：

信标发射功率等级0，发射功率P0，基准偏差Δ0

信标发射功率等级1，发射功率P1，基准偏差Δ1

信标发射功率等级2，发射功率P2，基准偏差Δ2

基准偏差为当前信标发射功率等级相对于某一基准信标发射功率等级之间，对于某种关联的信标信号响应物理量的偏差；典型地，信标信号响应物理量为定位信号接收变量，基准偏差Δ即为定位信号接收基准偏差ΔXt；信标发射功率等级配置包含于信标发送调制配置信息(包含于第一类感知配置信息)。

信标接收灵敏度等级配置包括不同信标接收灵敏度所对应的接收灵敏度与基准偏差的校准值：

信标接收灵敏度等级0，接收灵敏度S0，基准偏差Δ0

信标接收灵敏度等级1，接收灵敏度S1，基准偏差Δ1

信标接收灵敏度等级2，接收灵敏度S2，基准偏差Δ2

基准偏差为当前信标接收灵敏度等级相对于某一基准信标接收灵敏度等级之间，对于某种关联的信标信号响应物理量的偏差；

典型地，信标信号响应物理量为定位信号接收变量，基准偏差Δ即为定位基站接收基准偏差ΔXr；信标接收灵敏度等级配置包含于信标接收调制配置信息(包含于第一类感知配置信息)。

需要说明的是，服务对象设备在经过指定的预定周期(基于信标状态保持参数)，若一直未再收到任何新的信标调制信息，当信标状态保持参数达到自适应信标调整条件(保持维护期已经结束)，则根据信标重置方式参数，自动更新信标调制状态标识(包括再续航更新信标慢变控制参数)，并进行相应的信标调制状态重置。

需要说明的是，信标发送同步序列码的最小同步间隔时间，即信标发送同步间隔时间TSN大于或等于对象状态信标发送的信标间隔时间T0；

1)TSN＝T0，每次发送服务对象信标之前，均更新信标发送同步序列码；

2)TSN＝N1*T0，每间隔N1次发送对象状态信标，更新一次信标发送同步序列码；

3)仅当发送增强功率等级的调制信标时，更新一次信标发送同步序列码。

使得服务对象设备在发送的对象状态信标时，慢频次地(每经过一定的信标发送次数)发送增强功率等级的调制信标，其目的为在不增加过多功耗(即不能更频繁地发送增强功率等级的调制信标)的前提下，通过慢频次地增强对象状态信标，以提升对象状态信标被附近定位基站的侦测到的概率与距离，避免服务对象设备长时间长时间失联(不被附近任一协同服务节点所侦测)。

达到一次完成对包括信标信息配置与功率等级调整的信标调制配置与重启，而无需为发送信标发送同步序列码付出额外的资源及功耗代价的效果。

定位基站接收基准偏差ΔXr为预先对所述协同服务节点通过对不同信标接收灵敏度等级的定位基站接收基准偏差进行校准测量而获得的标定值，定位基站接收基准偏差为对所述服务节点在某一信标接收灵敏度等级相对于标准定位基站的基准接收灵敏度之间，在标准接收距离探测标准对象设备的基准发射功率对于定位信号接收变量的偏差。

在实施例中，无线边缘协同调制方法包括基于协同通信方式的协同感知任务项和协同定位任务项，具体的协同感知任务项包括：

协同服务节点根据预置的协同感知配置信息，以预定的无线探测响应方式获取周边服务对象设备发送的对象状态信标所对应的对象接入信息，无线探测响应包括无线扫描探测与接入响应过滤；

协同服务节点根据预置的协同感知配置信息，对对象接入信息进行状态解析识别，从对象接入信息中提取包含若干状态监测变量的对象状态识别信息；

多个协同服务节点中的某一个承担协同路由节点的角色，根据自身节点以及其它协同服务节点提取的对象状态识别信息进行协同状态识别，并创建与对象状态识别信息对应的协同感知任务。

协同定位任务项包括：

无线物联网边缘域中的作为定位基站的协同服务节点通过对服务对象设备的对象接入信息进行解析，提取信标调制状态标识和定位信号接收变量值，服务对象设备的对象接入信息来自于协同服务节点通过无线探测方式获取的对服务对象设备发送的对象状态信标的响应；

协同服务节点根据信标调制状态标识，对定位信号接收变量进行定位信号接收校正与定位特征计算，获取服务对象设备的定位特征变量的计算值；

协同服务节点基于服务对象设备的信标调制状态标识和/或定位特征变量，判断是否有必要进行定位信标重置；

若判断的结果为需要进行定位信标重置，则协同服务节点以协同信标调制的方式，使服务对象设备按照相应的对象信标调制参数进行定位信标重置和定位状态更新。

在本发明实施例中，协同调制基站作为协同通信基站，当不允许通信任务并行处理时，协同通信状态标识为单任务状态标识，单任务状态标识为与最后一次接收并校验成功的协同数据帧所包含的协同通信任务标识相等或具有对应关系的特征标识；反之当允许多项通信任务并行处理时，协同通信状态标识包括一个由多个单任务状态标识所构成多任务状态标识；多任务状态标识中的每一个单任务状态标识，分别反映允许并行处理的不同的协同通信任务项的当前完成状态。

协同通信任务标识的构成为以下可选方式：1)当不允许通信任务并行处理时，协同通信任务标识为一个串行帧识别号；2)当允许通信任务并行处理时，协同通信任务标识由一个任务项识别号与一个串行帧识别号叠加而构成。协同通信任务标识还包含一个预建的协同状态条件的索引号，协同状态条件为协同服务节点对于设备自身及服务对象设备的状态属性、协同处理任务类别的匹配性检查的条件，包括以下任一或组合：1)服务对象设备的状态属性的匹配性；2)协同服务节点的状态属性的匹配性；3)协同通信任务的类别的匹配性。协同数据包的最后一个协同数据帧所包含的协同通信任务标识，其串行帧识别号具有特殊的结束帧标志(如位标或结束帧符号)而可被识别。

在上述实施例中，协同匹配关系为协同通信基站通过对协同任务列表中的协同通信任务标识进行以下判断：与协同通信状态标识所包含的每一个任务项识别号进行比较，逐一判断是否与其中任一存在有并行匹配关系。

并行匹配关系：协同通信任务标识与协同通信状态标识符合并行匹配关系时，任务项识别号至少符合以下之一：

1)任务项识别号具有相同的或同批的任务项识别号；

2)并行通信任务批次限制：协同通信任务标识与协同通信状态标识的任务项识别号差异是否属于允许的任务批次范围(同批或允许的差异范围)；特别地，当协同通信状态标识为空时，符合并行匹配关系。

当服务对象设备成功接收到某一协同通信任务项对应的协同数据包所包含的某一个协同数据帧时，根据对应的协同通信任务标识中的任务项识别号匹配而更新对应的单任务状态标识中的串行帧识别号；当服务对象设备成功接收到含有结束帧标志的协同数据帧后，将其任务项识别号匹配的单任务状态标识进行相应的更新或清除。

服务对象设备在此后信标调制状态的保持维护期间，

若信标慢变控制参数中的信标状态保持参数为慢变计数方式，则按指定的慢变计数周期进行慢变计数值(或倒计数值)更新【的维护操作】；

服务对象设备在未进行新的信标调制状态重置之前，根据对象信标调制参数以定时自动维护处理方式进行相应的对象信标调制【的维护操作】。

服务对象设备的常规默认状态与具有较低功耗的对象信标调制参数所对应，基于前置状态感知及其事件触发，对服务对象设备进行协同信标调制的服务，使后续协同服务满足不同定位追踪区域及基于情景的定位追踪服务需求，如a)快速连续跟踪区，2)标准跟踪区，3)慢变跟踪区；信标重置方式参数：按程序预定方式进行信标调制状态重置的默认方式为，信标调制状态等级的自动衰降或直接恢复常规默认状态。

作为协同定位基站的协同调制基站根据信标调制状态标识，对定位信号接收变量进行定位信号接收校正可以是：协同服务节点根据信标调制状态标识中包含的定位信号接收基准偏差ΔXt与/或协同服务节点自身作为定位基站的信标接收灵敏度等级配置中所包含的定位基站接收基准偏差ΔXr，对定位信号接收变量X进行补偿校正，经过定位信号接收校正的定位信号接收变量X’为X’＝X+ΔXt+ΔXr。

其中，X为定位信号接收变量，ΔXt为定位信号接收基准偏差ΔXt，ΔXr为定位基站接收基准偏差，则包括定位调制校正的定位特征函数表达为：D＝Pd(X+ΔXt+ΔXr)；可选地，基于不同的标准接收距离及位置环境参数(如位置角度、射频及温湿度环境因素)，对表达式中的ΔXt、ΔXr进行标定及修正。定位信号接收基准偏差ΔXt的标定：为预先对服务对象设备，通过对不同信标发射功率等级的定位信号接收基准偏差进行校准测量而获得的标定值，并将其配置写入到服务对象设备的信标发射功率等级配置之中；定位信号接收基准偏差为对服务对象设备在某一信标发射功率等级相对于标准对象设备的基准发射功率之间，在标准接收距离使用标准定位基站的基准接收灵敏度，对于定位信号接收变量的偏差。假设服务对象设备在某一信标发射功率等级在标准接收距离的定位信号接收变量的校准测量值为Xc，而标准对象设备的基准功率信标在同一位置的定位信号接收变量的校准测量值为Xn；则定位信号接收基准偏差ΔXt为：ΔXt＝Xn–Xc。校准测量条件为，在标准接收距离使用标准定位基站，位置环境参数相同。信标发射功率等级配置的定义如前，包含于信标发送调制配置信息包含于第一类感知配置信息。

基于对象信标接收时间体系，协同服务节点在接收到对象状态信标的第一时间标记与之关联的原始的信标接收时间ti，以此计算对象信标时间差Δt；

协同路由节点与或远程主机根据不同协同服务节点对任一相同的时间同步信标所标记的信标接收时间之间的差异，用于校正计算不同协同服务节点对于非时间同步信标所标记的信标接收时间；时间同步信标为任一给定近期的含有信标发送序列码的节点服务信标或对象装状态信标。

从上述附图1示例的本发明的技术方案可知，由于作为协同调制基站的协同服务节点能够基于信标调制触发条件，对信标调制状态标识进行判断是否需要对服务对象设备进行协同信标调制，若需要对服务对象设备进行协同信标调制，则协同调制基站根据信标调置预案的配置信息，向服务对象设备发送包含信标调制信息的信标调制数据帧，服务对象设备按照接收到的信标调制数据帧中所述信标调制信息，设置相应的信标调制状态标识，并按相应指定的方式执行信标调制状态重置。因此，相对于现有技术，本发明提供的技术方案使得局域无线智能网络的节点及其不同组网标准对于不同服务对象设备，提高了兼容性，具备了触发响应与接入识别的授权配置以及具备了预先标定管理与配置方法。

本发明实施例还公开了一种无线边缘协同调制装置，请参考图2，为本发明实施例公开的一种无线边缘协同调制装置结构示意图，该无线边缘协同调制装置包括：提取模块201、判断模块202、发送模块203和重置模块204，其中：

提取模块201，用于作为协同调制基站的协同服务节点对以无线探测响应方式获取的服务对象设备发送的对象状态信标的对象接入信息解析，提取信标调制状态标识，其中，信标调制状态标识为与一组预定的信标调制参数所对应的状态标识；

判断模块202，用于协同调制基站基于信标调制触发条件，对信标调制状态标识进行判断是否需要对服务对象设备进行协同信标调制；

发送模块203，用于若需要对服务对象设备进行协同信标调制，则协同调制基站根据信标调置预案的配置信息，向服务对象设备发送包含信标调制信息的信标调制数据帧；

重置模块204，用于服务对象设备按照接收到的信标调制数据帧中所标调制信息，设置相应的信标调制状态标识，并按相应指定的方式执行信标调制状态重置。

图3是本发明一实施例提供的计算设备的结构示意图。如图3所示，该实施例的计算设备3主要包括：处理器30、存储器31以及存储在存储器31中并可在处理器30上运行的计算机程序32，例如无线边缘协同调制方法的程序。处理器30执行计算机程序32时实现上述无线边缘协同调制方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至S104。或者，处理器30执行计算机程序32时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图2所示提取模块201、判断模块202、发送模块203和重置模块204的功能。

示例性地，无线边缘协同调制方法的计算机程序32主要包括：作为协同调制基站的协同服务节点对以无线探测响应方式获取的服务对象设备发送的对象状态信标的对象接入信息解析，提取信标调制状态标识，其中，信标调制状态标识为与一组预定的信标调制参数所对应的状态标识；协同调制基站基于信标调制触发条件，对信标调制状态标识进行判断是否需要对服务对象设备进行协同信标调制；若需要对服务对象设备进行协同信标调制，则协同调制基站根据信标调置预案的配置信息，向服务对象设备发送包含信标调制信息的信标调制数据帧；服务对象设备按照接收到的信标调制数据帧中所标调制信息，设置相应的信标调制状态标识，并按相应指定的方式执行信标调制状态重置。计算机程序32可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器31中，并由处理器30执行，以完成本发明。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序32在计算设备3中的执行过程。例如，计算机程序32可以被分割成提取模块201、判断模块202、发送模块203和重置模块204(虚拟装置中的模块)的功能，各模块具体功能如下：提取模块201，用于作为协同调制基站的协同服务节点对以无线探测响应方式获取的服务对象设备发送的对象状态信标的对象接入信息解析，提取信标调制状态标识，其中，信标调制状态标识为与一组预定的信标调制参数所对应的状态标识；判断模块202，用于协同调制基站基于信标调制触发条件，对信标调制状态标识进行判断是否需要对服务对象设备进行协同信标调制；发送模块203，用于若需要对服务对象设备进行协同信标调制，则协同调制基站根据信标调置预案的配置信息，向服务对象设备发送包含信标调制信息的信标调制数据帧；重置模块204，用于服务对象设备按照接收到的信标调制数据帧中所标调制信息，设置相应的信标调制状态标识，并按相应指定的方式执行信标调制状态重置。

计算设备3可包括但不仅限于处理器30、存储器31。本领域技术人员可以理解，图3仅仅是计算设备3的示例，并不构成对计算设备3的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如计算设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器30可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器31可以是计算设备3的内部存储单元，例如计算设备3的硬盘或内存。存储器31也可以是计算设备3的外部存储设备，例如计算设备3上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器31还可以既包括计算设备3的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器31用于存储计算机程序以及计算设备所需的其他程序和数据。存储器31还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/计算设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/计算设备实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，无线边缘协同调制方法的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤，即，作为协同调制基站的协同服务节点对以无线探测响应方式获取的服务对象设备发送的对象状态信标的对象接入信息解析，提取信标调制状态标识，其中，信标调制状态标识为与一组预定的信标调制参数所对应的状态标识；协同调制基站基于信标调制触发条件，对信标调制状态标识进行判断是否需要对服务对象设备进行协同信标调制；若需要对服务对象设备进行协同信标调制，则协同调制基站根据信标调置预案的配置信息，向服务对象设备发送包含信标调制信息的信标调制数据帧；服务对象设备按照接收到的信标调制数据帧中所标调制信息，设置相应的信标调制状态标识，并按相应指定的方式执行信标调制状态重置。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读内存(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线边缘协同调制方法，应用于物联网边缘域，其特征在于，所述方法包括：

作为协同调制基站的协同服务节点对以无线探测响应方式获取的服务对象设备发送的对象状态信标的对象接入信息解析，提取信标调制状态标识，所述信标调制状态标识为与一组预定的信标调制参数所对应的状态标识；

所述协同调制基站基于信标调制触发条件，对所述信标调制状态标识进行判断是否需要对所述服务对象设备进行协同信标调制；

若需要对所述服务对象设备进行协同信标调制，则所述协同调制基站根据信标调置预案的配置信息，向所述服务对象设备发送包含信标调制信息的信标调制数据帧；

所述服务对象设备按照接收到的所述信标调制数据帧中所述信标调制信息，设置相应的信标调制状态标识，并按相应指定的方式执行信标调制状态重置；

当所述服务对象设备执行信标调制状态重置时，依据所述信标调制信息以立即或预期的方式对所述信标调制参数进行更改/调整。

2.如权利要求1所述的一种无线边缘协同调制方法，其特征在于，所述信标调制的方式包括：

当所述服务对象设备对当前自身的信标调制状态的保持维护期间，对所述信标调制参数进行预定的周期性自动更改/调整；

所述信标调制状态重置为所述服务对象设备按照预定方式更改信标调制状态标识，配置相应的信标调制参数，并将更改后对应的所述信标调制状态标识植入所述对象状态信标。

3.如权利要求1所述的一种无线边缘协同调制方法，其特征在于，所述信标调制状态标识为与一组预定的信标调制参数所对应的状态标识，所述信标调制状态标识即当前信标调制状态的等级或索引号，与/或对关联的信标调制参数的解析标识；所述信标调制参数为所述对象状态信标的发送调制方式及其关联参数，包括一组或多组射频发射参数的组合及其切换时序。

4.一种无线边缘协同调制方法，应用于物联网边缘域，其特征在于，所述方法包括：

作为协同调制基站的协同服务节点对以无线探测响应方式获取的服务对象设备发送的对象状态信标的对象接入信息解析，提取信标调制状态标识，所述信标调制状态标识为与一组预定的信标调制参数所对应的状态标识，所述信标调制状态标识由信标调制状态、信标慢变控制参数的叠加或组合而构成，所述信标慢变控制参数反映对所述服务对象设备的信标调制状态进行预期的自适应调整的控制参数；

所述协同调制基站基于信标调制触发条件，对所述信标调制状态标识进行判断是否需要对所述服务对象设备进行协同信标调制；

若需要对所述服务对象设备进行协同信标调制，则所述协同调制基站根据信标调置预案的配置信息，向所述服务对象设备发送包含信标调制信息的信标调制数据帧；

所述服务对象设备按照接收到的所述信标调制数据帧中所述信标调制信息，设置相应的信标调制状态标识，并按相应指定的方式执行信标调制状态重置。

5.如权利要求1、3或4所述的一种无线边缘协同调制方法，其特征在于，所述信标调制状态标识包含信标慢变控制参数，所述信标慢变控制参数为以下的任一项或组合：

1)信标状态保持参数：反映当前信标调制状态的可持续性或保持期的参数；

2)信标重置方式参数：预定进行信标调制状态重置的方式，包括衰减、增强、恢复默认状态和条件重置。

6.如权利要求1所述的一种无线边缘协同调制方法，其特征在于，所述信标调制触发条件为预先制定的与所述服务对象设备的服务类别有关的，对当前信标调制状态标识是否满足特定区域的调制服务需求进行判断的触发条件；所述信标调置预案为与所述信标调制触发条件对应的信标调制信息及其协同调制任务项。

7.如权利要求1或6所述的一种无线边缘协同调制方法，其特征在于，所述信标调置预案的配置信息包含于协同服务预案配置信息；所述信标调制触发条件包括对当前对象状态信标及其信标调制状态标识的以下至少一项进行判断的条件：1)信标调制状态等级，2)信标慢变控制参数，3)定位信号接收基准偏差；4)不同协同调制基站对所述对象状态信标接收的总次数及收发次数比率的近期平均值。

8.如权利要求6所述的一种无线边缘协同调制方法，其特征在于，所述协同调制基站根据当前所在区域、服务类别的所述调制服务需求，将所述服务对象设备的对象状态信标调置为具有不同活跃度的信标调制状态等级。

9.如权利要求1或4所述的一种无线边缘协同调制方法，其特征在于，所述信标调制触发条件包括对所述信标调制状态标识所包含的信标慢变控制参数的潜伏期即将结束的判断；相应地，所述信标调置预案包括在必要时进行潜伏期续航更新的预案：

当所述协同调制基站判断所述信标调制状态满足调制服务需求，但所述信标慢变控制参数达到所述信标调制触发条件时，则根据所述信标调制预案信息，对所述服务对象设备进行潜

伏期续航更新的协同信标调制，使所述服务对象设备更新所述信标慢变控制参数或其信标状态保持参数。

10.一种无线边缘协同调制装置，其特征在于，所述装置包括：

提取模块，用于作为协同调制基站的协同服务节点对以无线探测响应方式获取的服务对象设备发送的对象状态信标的对象接入信息解析，提取信标调制状态标识，所述信标调制状态标识为与一组预定的信标调制参数所对应的状态标识，所述信标调制状态标识由信标调制状态、信标慢变控制参数的叠加或组合而构成，所述信标慢变控制参数反映对所述服务对象设备的信标调制状态进行预期的自适应调整的控制参数；

判断模块，用于所述协同调制基站基于信标调制触发条件，对所述信标调制状态标识进行判断是否需要对所述服务对象设备进行协同信标调制；

发送模块，用于若需要对所述服务对象设备进行协同信标调制，则所述协同调制基站根据信标调置预案的配置信息，向所述服务对象设备发送包含信标调制信息的信标调制数据帧；

重置模块，用于所述服务对象设备按照接收到的所述信标调制数据帧中所述信标调制信息，设置相应的信标调制状态标识，并按相应指定的方式执行信标调制状态重置，所述重置模块包括第一调整单元，用于当所述服务对象设备执行信标调制状态重置时，依据所述信标调制信息以立即或预期的方式对所述信标调制参数进行更改/调整。

Images