CN112787741B - 物联网水表大包数据传输方法、系统、装置及存储介质 - Google Patents

物联网水表大包数据传输方法、系统、装置及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种物联网水表大包数据传输方法、系统、装置及存储介质，其中该方法包括：根据用户设备中的计时器获取第一时长，当第一时长大于或等于预设时长，进行通信链路中上下消息的切换；当第一时长小于预设时长，获取用户设备中的晶振温度和下行SINR，根据晶振温度和下行SINR确定对晶振频率进行补偿；发送上行消息，接收上行提前量后，对下行消息进行时间同步。本申请利用晶振温度或下行SINR触发调度，有效抑制互干扰，提高解码正确率，减少重传次数；本申请解决UE级别的频率补偿和时间同步更新，减少时频偏移积累。

Description

物联网水表大包数据传输方法、系统、装置及存储介质
技术领域
本申请涉及物联网技术领域，尤其涉及一种物联网水表大包数据传输方法、系统、装置及存储介质。
背景技术
随着通信技术的发展，物联网技术开始应用于智慧城市、交通运输等行业；而在水务行业也开始使用物联网技术，例如使用超声波水表进行计量，在管网监控中采集多维数据，并使用NB-IoT(Narrow Band Internet of Things，窄带物联网)进行数据传输。相关技术中采用UL-GAP固定周期的传输方法，由于水表安装非常密集，在调度周期到来前，容易产生互干扰。而当NB-IoT水表进行大包数据传输，模组的温度会持续升高，模组中的低成本晶振容易发生时间偏移和载频偏移，增加解码失败的概率，从而增加了数据重传的次数，这成为大包数据传输数据的瓶颈之一。
发明内容
本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一，为此，本申请提出一种物联网水表大包数据传输方法、系统、装置及存储介质。
第一方面，本申请实施例提供了一种物联网水表大包数据传输方法，包括：获取用户设备中计时器的第一时长；当第一时长大于或等于预设时长，进行通信链路中上行消息和下行消息的切换；当第一时长小于预设时长：获取所述用户设备中晶振模组的晶振温度；获取所述下行消息的下行信号与干扰加噪声比；根据所述晶振温度和所述下行信号与干扰加噪声比，对所述晶振频率进行补偿；发送所述上行消息；接收上行提前量，并根据所述上行提前量对所述下行消息进行时间同步。
可选地，所述根据所述晶振温度和所述下行信号与干扰加噪声比，对所述晶振频率进行补偿，包括：当第二时长大于或等于第一阈值，根据所述晶振温度和所述下行信号与干扰加噪声比，对所述晶振频率进行补偿；其中，所述第二时长为晶振温度大于预设温度的持续时间；或者；当第三时长大于或等于第二阈值，根据所述晶振温度和所述下行信号与干扰加噪声比，对所述晶振频率进行补偿；其中，第三时长为所述下行信号与干扰加噪声比低于预设门限的持续时间。
可选地，所述根据所述晶振温度和所述下行信号与干扰加噪声比，对所述晶振频率进行补偿的步骤，还包括：当第二时长大于或等于第一阈值，且第一时长与所述预设时长的差值大于第三阈值，根据所述晶振温度和所述下行信号与干扰加噪声比，对所述晶振频率进行补偿；其中，所述第二时长为晶振温度大于预设温度的持续时间；或者；当第三时长大于或等于第二阈值，且第一时长与所述预设时长的差值大于第三阈值，根据所述晶振温度和所述下行信号与干扰加噪声比，对所述晶振频率进行补偿；其中，第三时长为所述下行信号与干扰加噪声比低于预设门限的持续时间。
可选地，所述方法还包括：使用锁相环对所述晶振温度和下行信号与干扰加噪声比进行跟踪。
可选地，所述根据所述晶振温度和所述下行信号与干扰加噪声比，对所述晶振频率进行补偿，具体为：根据所述晶振温度和所述下行信号与干扰加噪声比的偏差，确定所述晶振模块的晶振补偿量；根据所述晶振补偿量对晶振频率进行补偿。
可选地，所述发送上行消息，具体为：将所述上行消息的RR字段设置为11，并发送所述上行消息。
第二方面，本申请实施例提供了一种物联网水表大包数据传输系统，包括：获取模块，用于获取用户设备中计时器的第一时长、所述用户设备中晶振模组的晶振温度以及下行消息的下行信号与干扰加噪声比；下行同步模块，用于当第一时长大于或等于预设时长，进行通信链路中上行消息和下行消息的切换；频率补偿模块，用于当第一时长小于预设时长，根据所述晶振温度和所述下行信号与干扰加噪声比，对所述晶振频率进行补偿；时间同步模块，用于发送所述上行消息；以及用于接收上行提前量，并根据所述上行提前量对所述下行消息进行时间同步。
第三方面，本申请实施例提供了一种装置，包括：至少一个处理器；至少一个存储器，用于存储至少一个程序；当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如第一方面所述的物联网水表大包数据传输方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由所述处理器执行时用于实现如第一方面所述的物联网水表大包数据传输方法。
本申请实施例的有益效果如下：根据用户设备中的计时器获取第一时长，当第一时长大于或等于预设时长，强制进行通信链路中上行消息和下行消息的切换；当第一时长小于预设时长，则获取用户设备中的晶振温度和下行消息的下行信号与干扰加噪声比(Signal to Interference plus Noise Ratio，SINR)，根据晶振温度和下行信号与干扰加噪声比确定对晶振频率进行补偿，并发送上行消息；用户设备接收到上行提前量后，对下行消息进行时间同步。本申请利用晶振温度或下行信号与干扰加噪声比来触发调度，在水表安装非常密集的表计场景，可以有效抑制调度周期到来前的互干扰，提高解码正确率，从而减少重传次数，提高大包数据传输的可靠性；另外，本申请实时解决用户设备(UserEquipment，UE)级别的频率补偿和时间同步更新，从而减少时频偏移积累。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1是本申请一些实施例提供的物联网水表大包数据传输方法的步骤图；
图2为本申请一些实施例提供的物联网水表大包数据传输系统；
图3为本申请一些实施例提供的装置。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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用以解释本申请，并不用于限定本申请。
需要说明的是，虽然在系统示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于系统中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
下面结合附图，对本申请实施例作进一步阐述。
参考图1，图1是本申请一些实施例提供的物联网水表大包数据传输方法的步骤图，该方法包括但不限于步骤S100至步骤S1120。
步骤S100，获取用户设备中计时器的第一时长。
具体地，在用户设备侧设置一个新的MAC层计时器timer，该timer用于帮助判断选用哪一种调度方法进行大包数据传输；在开始上传数据时，timer置0，然后timer开始计时，timer记录的时长为第一时长。
步骤S110，获取用户设备中晶振模组的晶振温度。
具体地，利用用户设备中自带的RF温度传感器(RF：Radio Frequency，射频)测量晶振模组的温度。
步骤S120，判断晶振温度是否大于预设温度。
具体地，当晶振温度长时间高于预设温度，则说明晶振有可能因为过热而产生时间和载频偏移，从而影响大包数据的正常传输，因此要对晶振温度进行捕捉，并根据晶振温度和预设温度的比较结果触发数据传输调度。
步骤S130，判断第二时长是否大于第一阈值。
具体地，第一阈值表示晶振温度高于预设温度的最长持续时间；当晶振温度高于预设温度的持续时长超过第一阈值，则认为晶振因为过热而产生时间和载频偏移，需要进行触发调度。
步骤S140，判断第一时长与预设时长的差值是否大于第三阈值。
具体地，预设时长是指UL-GAP(UL：Up Link，上行链路)的调度周期，一般调度周期为256ms。第四阈值表示第一时长与预设时长的差值比较大，例如预设时长为256ms，当第一时长与与预设时长的差值大于第四阈值，则说明第一时长没有接近调度周期，则执行触发调度的相应步骤。
步骤S150，获取下行消息的下行信号与干扰加噪声比。
具体地，信号与干扰加噪声比(Signal to Interference plus Noise Ratio，SINR)是指接收到的有用信号的强度与接收到的干扰信号(噪声和干扰)的强度的比值，用于表示信号质量的好坏，在本申请实施例中，获取下行消息的下行SINR。
步骤S160，判断下行SINR是否低于预设门限。
具体地，当下行SINR长时间低于预设门限，说明下行消息的质量长时间维持在一个较差的质量，从而影响大包数据的正常传输，因此要对下行SINR进行捕捉，并根据下行SINR和预设门限的比较结果触发数据传输调度。
步骤S170，判断第三时长是否大于第二阈值。
具体地，第二阈值表示下行SINR低于预设门限的最长持续时间；当下行SINR低于预设门限的持续时长超过第二阈值，则认为下行SINR的质量太差，需要进行触发调度。
步骤S180，根据晶振温度和下行信号与干扰加噪声比，对晶振频率进行补偿。
具体地，根据步骤S140得知，第一时长没有接近调度周期，则执行触发调度的相应步骤。首先是根据晶振温度和下行SINR，对晶振频率进行补偿。具体是用户设备通过锁相环跟踪晶振温度及下行SINR，并根据晶振温度和下行SINR偏差计算模组晶振补偿量，并根据晶振补偿量对模组进行频率补偿。
步骤S190，发送上行消息。
具体地，用户设备将上行消息RR字段的设置为11，配置为UE级别的TAC更新，并将设置好的上行消息发送给网络侧。
步骤S1100，接收上行提前量，并根据上行提前量对下行消息进行时间同步。
具体地，网络侧在接收到步骤S190发送的上行消息后，网络侧会对通信的上行传输进行测量，并向用户设备发送上行提前量TAC，用户设备接收TAC，并根据TAC对下行消息进行时间同步。
步骤S1110，判断第一时长是否大于或等于预设时长。
具体地，预设时长是指UL-GAP(UL：Up Link，上行链路)的调度周期，一般调度周期为256ms。相关技术中传输大包数据(本申请实施例中大包数据一般指1000B的数据)时使用周期调度的方法，具体是当256ms的调度周期到达，通信链路中上行消息和下行消息切换才进入40ms的UL-GAP时期进行下行消息的时间同步，但由于晶振发热产生的时频偏移或者是水表之间的互相干扰，在256ms的调度周期到达之前，通信中已产生误解码，并产生多次重传。因此在本申请实施例中，对相关技术中的依赖网络侧周期性调度数据传输的方法进行改进，改进为用户设备侧跟踪触发调度、网络侧通过TAC(Time Advance Command，定时提前命令)对下行消息进行时间同步，从而在UL-GAP基础上进一步减轻用户设备间因时频率偏移引起的符号干扰，提高解码正确率，减少重传次数，保证大包数据传输的正常进行。
步骤S1120，进行通信链路中上行消息和下行消息的切换。
具体地，由步骤S1110得知，当第一时长大于或等于预设时长，则表明第一时长到达了256ms的调度周期，则强制进入UL-GAP，强制进行上行消息和下行消息的切换。
通过步骤S100至步骤S1120，用户设备侧设置计时器，结合晶振温度和下行SINR对于调度进行跟踪触发，并根据晶振温度和下行SINR对晶振频率进行频率补偿；用户设备将上行消息RR字段的设置为11，配置为UE级别的TAC更新，发送给网络，并接收网络侧的TAC，对下行消息进行时间同步。本申请实施例在UL-GAP基础上进一步减轻模组间因时频率偏移引起的符号干扰，提高解码正确率，减少重传次数，保证大包数据传输的正常进行。
参照图2，图2为本申请一些实施例提供的物联网水表大包数据传输系统，该系统200包括获取模块210、下行同步模块220、频率补偿模块230和时间同步模块240；获取模块用于获取用户设备中计时器的第一时长、用户设备中晶振模组的晶振温度以及下行消息的下行信号与干扰加噪声比；下行同步模块用于当第一时长大于或等于预设时长，进行通信链路中上行消息和下行消息的切换；频率补偿模块用于当第一时长小于预设时长，根据晶振温度和下行信号与干扰加噪声比，对晶振频率进行补偿；时间同步模块用于发送上行消息；以及用于接收上行提前量，并根据上行提前量对下行消息进行时间同步。
参考图3，图3为本申请一些实施例提供的装置，该装置300包括至少一个处理器310，还包括至少一个存储器320，用于存储至少一个程序；图3中以一个处理器及一个存储器为例。
处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
本申请的另一个实施例还提供了一种装置，该装置可用于执行如上任意实施例中的控制方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤S100至S1120。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
本申请实施例还公开了一种计算机存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，处理器可执行的程序在由处理器执行时用于实现本申请提出的合成语音与原始视频匹配方法。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
以上是对本申请的较佳实施进行了具体说明，但本申请并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本申请精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种物联网水表大包数据传输方法，其特征在于，包括：
获取用户设备中计时器的第一时长；其中，在所述用户设备设置有MAC层计时器timer，在开始上传数据时，timer置0，然后timer开始计时，timer记录的时长为第一时长；
当第一时长大于或等于预设时长，进行通信链路中上行消息和下行消息的切换；
当第一时长小于预设时长：
获取所述用户设备中晶振模组的晶振温度；
获取所述下行消息的下行信号与干扰加噪声比；
根据所述晶振温度和所述下行信号与干扰加噪声比，对所述晶振频率进行补偿；
发送所述上行消息；
接收上行提前量，并根据所述上行提前量对所述下行消息进行时间同步；
所述根据所述晶振温度和所述下行信号与干扰加噪声比，对所述晶振频率进行补偿，具体为：
根据所述晶振温度和所述下行信号与干扰加噪声比的偏差，确定所述晶振模组的晶振补偿量；
根据所述晶振补偿量对晶振频率进行补偿。
2.根据权利要求1所述的物联网水表大包数据传输方法，其特征在于，所述根据所述晶振温度和所述下行信号与干扰加噪声比，对所述晶振频率进行补偿，包括：
当第二时长大于或等于第一阈值，根据所述晶振温度和所述下行信号与干扰加噪声比，对所述晶振频率进行补偿；其中，所述第二时长为晶振温度大于预设温度的持续时间；
或者；
当第三时长大于或等于第二阈值，根据所述晶振温度和所述下行信号与干扰加噪声比，对所述晶振频率进行补偿；其中，第三时长为所述下行信号与干扰加噪声比低于预设门限的持续时间。
3.根据权利要求2所述的物联网水表大包数据传输方法，其特征在于，所述根据所述晶振温度和所述下行信号与干扰加噪声比，对所述晶振频率进行补偿的步骤，还包括：
当第二时长大于或等于第一阈值，且第一时长与所述预设时长的差值大于第三阈值，根据所述晶振温度和所述下行信号与干扰加噪声比，对所述晶振频率进行补偿；其中，所述第二时长为晶振温度大于预设温度的持续时间；
或者；
当第三时长大于或等于第二阈值，且第一时长与所述预设时长的差值大于第三阈值，根据所述晶振温度和所述下行信号与干扰加噪声比，对所述晶振频率进行补偿；其中，第三时长为所述下行信号与干扰加噪声比低于预设门限的持续时间。
4.根据权利要求1所述的物联网水表大包数据传输方法，其特征在于，所述方法还包括：
使用锁相环对所述晶振温度和下行信号与干扰加噪声比进行跟踪。
5.根据权利要求1所述的物联网水表大包数据传输方法，其特征在于，所述发送所述上行消息，具体为：
将所述上行消息的RR字段设置为11，并发送所述上行消息。
6.一种物联网水表大包数据传输系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取用户设备中计时器的第一时长、所述用户设备中晶振模组的晶振温度以及下行消息的下行信号与干扰加噪声比；其中，在所述用户设备设置有MAC层计时器timer，在开始上传数据时，timer置0，然后timer开始计时，timer记录的时长为第一时长；
下行同步模块，用于当第一时长大于或等于预设时长，进行通信链路中上行消息和下行消息的切换；
频率补偿模块，用于当第一时长小于预设时长，根据所述晶振温度和所述下行信号与干扰加噪声比，对所述晶振频率进行补偿；
时间同步模块，用于发送所述上行消息；以及用于接收上行提前量，并根据所述上行提前量对所述下行消息进行时间同步；
其中，所述频率补偿模块，具体用于：
根据所述晶振温度和所述下行信号与干扰加噪声比的偏差，确定所述晶振模组的晶振补偿量；
根据所述晶振补偿量对晶振频率进行补偿。
7.一种物联网水表大包数据传输装置，其特征在于，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如权利要求1-5中任一项所述的物联网水表大包数据传输方法。
8.一种计算机存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由所述处理器执行时用于实现如权利要求1-5中任一项所述的物联网水表大包数据传输方法。
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