CN113364883A - 一种高可靠性的云抄表方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种高可靠性的云抄表方法，具体步骤为：管理子系统配置基站子系统对终端2子系统进行位置测量及上报，基于终端2子系统、终端1子系统的位置分布，建立终端2与终端1的映射关系P2M_i j，分配终端2与终端1间通信的空口资源，通过基站子系统向终端2子系统发送查表指令并接收各终端2所反馈的关于终端1的读表结果；确定没能上报读表结果的终端1子集A，并确定联合收发的终端2与子集A中各终端的映射关系M2P_mn；配置各M2P_mn成员完成多点对单点的发送及接收处理，完成子集A中各终端1的读表。通过对空口资源进行正交和叠加处理，提高了云抄表的可靠性。

Description

一种高可靠性的云抄表方法
技术领域
本申请涉及水、电、气等领域的抄表，特别涉及一种高可靠性的云抄表方 法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本申请相关的背景技术信息，不必然构成在 先技术。
水、电、气作为当今民生的基础能源，渗透到社会生活的方方面面，只要 有人生活的地方，就有水、电、气的应用需求。
显然，水、电、气的服务除了前期的设施建设外，后续还需要持续的运维， 其中最为主要的运维事项包括抄表、设备异常监控维护等。
然而，传统的抄表方式至少面临以下几个问题：
第一、居民用户十分分散，需要投入大量的人力进行现场抄表；
第二、入户抄表扰民程度大，对居民的生活带来不方便；
第三、人工抄表存在的误差大，容易计量数据不准确；
第四、人工抄表无法提供精准的数据，不利于监测，无法及时发现漏损， 造成产销差；
因此，需要有更为高效的抄表方案来支撑水、电、气后期的运维管理，然 而，目前水、电、气的抄表方案主要是通过引进NB-IoT、LoRa覆盖实现远程抄 表，然而，由于水电气表一般位于楼栋深处，信号较弱，因此，传统的无线覆 盖方案直接应用于智能抄表时，容易由于深度覆盖不足而造成部分区域盲覆盖 而导致无法读表的问题，最终影响运维效率，因此，提出一种靠可靠性的抄表 方法，则是现有技术亟需解决的问题。
发明内容
本申请为了解决上述问题，提出了一种高可靠性的云抄表方法。
本申请提供了一种高可靠性的云抄表方法，包括如下步骤：
步骤1：管理子系统配置基站子系统对终端2子系统进行位置测量及上报；
步骤2：管理子系统基于终端2子系统、终端1子系统的位置分布，建立终 端2与终端1的映射关系P2M_ij(i＝1、…、Max2；j＝1、…、Max_P2M_i)，分 配终端2与终端1间通信的空口资源，Max2为终端2子系统中终端2的数量， Max_P2M_i为所述映射关系中编号为i的终端2对应的终端1的数量；
步骤3：管理子系统通过基站子系统向终端2子系统发送查表指令并接收各 终端2所反馈的关于终端1的读表结果；
步骤4：管理子系统确定没能上报读表结果的终端1子集A，并确定联合收 发的终端2与子集A中各终端的映射关系M2P_mn(n＝1、…、Max1SetA；m＝1、…、 Max_M2P_n)，Max1SetA为终端1子集A中终端1的数量，Max_M2P_n为所述映 射关系中编号为n的终端1对应的终端2的数量；
步骤5：管理子系统配置各M2P_mn成员完成多点对单点的发送及接收处理， 完成子集A中各终端1的读表；
所述步骤2中，所述映射关系P2M_ij(i＝1、…、Max2；j＝1、…、Max_P2M_i) 中一个终端2至少对应一个终端1，所述映射关系的建立方法为：
步骤2.1、选择终端1子系统中未被映射到终端2的其中一个终端A；
步骤2.2、计算终端A与终端2子系统中各个终端的位置距离；
步骤2.3、把终端A映射到未满载的终端2中距离最近的终端2，所述未满 载指未超出一个终端2所能服务的终端1个数上限；
步骤2.4、判定终端1子系统中的终端是否全部完成映射，如果是，则结束 映射工作，如果否，则跳转到步骤2.1；
所述步骤4中，所述映射关系M2P_mn(n＝1、…、Max1SetA；m＝1、…、Max_M2P_n) 的确定方法为：
步骤4.1、选择终端1子集A中未完成映射的一个终端B；
步骤4.2、从终端2子系统中选出F个与终端B距离最小的终端2，本步骤 所确定的F个终端2与终端B组成一个映射组M2P_mn；
步骤4.3、判定终端1子集A中的终端是否全部完成映射，如果是，则结束 映射工作，如果否，则跳转到步骤4.1。
优选地，所述步骤1中，所述位置测量上报方法包括管理子系统配置基站 子系统测量终端2的上行信号并计算其位置信息而后上报给管理子系统；
或者，
管理子系统配置基站子系统触发终端2基于GNSS测量得到自身位置，而后 把位置信息上报给基站子系统，而基站子系统再把位置信息上报给管理子系统；
或者，
管理子系统配置基站子系统触发终端2测量基站子系统下行信号而后计算 自身位置，并把位置信息上报给基站子系统，而后基站子系统再把位置信息上 报给管理子系统。
优选地，所述步骤2中，所述终端1子系统中各终端的位置信息为预先录 入到管理子系统中的信息。
优选地，所述步骤2中，所述分配终端2与终端1间通信的空口资源，所 述分配方法为：
步骤2.1、把空口资源分为N份，所述N份资源彼此正交，所述N大于满足 映射组P2M_ij间两两互不干扰下的资源需求份数；
步骤2.2、以任意两个映射组P2M_ij之间互不干扰为原则，从N份资源中 为各个映射组分配资源。
优选地，所述步骤5中，所述多点对单点的发送及接收处理方法为，采用 所述步骤2中N份资源中未被分配的资源，实现M2P_mn集合内多个终端2与一 个终端1的多点对单点的发送及接收处理；所述多个M2P_mn集合间在彼此不相 干扰情况下可以同时进行集合内多个终端2与一个终端1的多点对单点的发送 及接收处理。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：
本申请通过对空口资源正交与叠加双模式融合使用，实现共道干扰避免并 提升收发增益，从而改善深度覆盖有效性，优化智能抄表的覆盖面，提升整体 运维效率。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申 请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本发明一种实施例方法流程示意图，
图2是本发明一种实施例系统示意图，
图3是本发明一种实施例系统覆盖示意图。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本申请作进一步说明。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图 限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确 指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说 明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器 件、组件和/或它们的组合。
在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、 “竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所 示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定 的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。
如图1至图3所示，本发明所述的空口即指空中接口，无线通信技术当中 移动终端与基站之间的接口，所述空口资源指的就是移动终端和基站之间用来 传输数据的无线频率资源；如图1所示，一种基于异构网络的云抄表的方法，具 体包含以下的步骤：
步骤1：管理子系统配置基站子系统对终端2子系统进行位置测量及上报；
步骤2：管理子系统基于终端2子系统、终端1子系统的位置分布，建立终 端2与终端1的映射关系P2M_ij(i＝1、…、Max2；j＝1、…、Max_P2M_i)、分 配终端2与终端1间通信的空口资源；
步骤3：管理子系统通过基站子系统向终端2子系统发送查表指令并接收各 终端2所反馈的关于终端1的读表结果；
步骤4：管理子系统确定没能上报读表结果的终端1子集A，并确定联合收 发的终端2与子集A中各终端的映射关系M2P_mn(n＝1、…、Max1SetA；m＝1、…、 Max_M2P_n)；
步骤5：管理子系统配置各M2P_mn成员完成多点对单点的发送及接收处理， 完成子集A中各终端1的读表。
所述步骤1、2、3、4、5所涉及的智能抄表系统，由终端1子系统、终端2 子系统、基站子系统、管理子系统构成；
所述步骤1中，所述位置测量上报方法包括管理子系统配置基站子系统测 量终端2的上行信号并计算其位置信息而后上报给管理子系统；
或者，
管理子系统配置基站子系统触发终端2基于GNSS测量得到自身位置，而后 把位置信息上报给基站子系统，而基站子系统再把位置信息上报给管理子系统；
或者，
管理子系统配置基站子系统触发终端2测量基站子系统下行信号而后计算 自身位置，并把位置信息上报给基站子系统，而后基站子系统再把位置信息上 报给管理子系统；
所述步骤2中，所述终端1子系统中各终端的位置信息为预先录入到管理 子系统中的信息；
所述步骤2中，所述映射关系P2M_ij(i＝1、…、Max2；j＝1、…、Max_P2M_i) 中所述一个终端2至少对应一个终端1，Max2为终端2子系统中终端2的数量， Max_P2M_i为所述映射关系中编号为i的终端2对应的终端1的数量，所述映射 关系的建立方法为：
步骤2.1、选择终端1子系统中未被映射到终端2的其中一个终端A；
步骤2.2、计算终端A与终端2子系统中各个终端的位置距离；
步骤2.3、把终端A映射到未满载的终端2中距离最近的终端2，所述未满 载指未超出一个终端2所能服务的终端1个数上限；
步骤2.4、判定终端1子系统中的终端是否全部完成映射，如果是，则结束 映射工作，如果否，则跳转到步骤2.1。
所述步骤2，所述分配终端2与终端1间通信的空口资源，所述分配方法为：
步骤2.1、把空口资源分为N份，所述N份资源彼此正交，所述N大于满足 映射组P2M_ij间两两互不干扰下的资源需求份数，优选的，N取8；
步骤2.2、以任意两个映射组P2M_ij之间互不干扰为原则，从N份资源中 为各个映射组分配资源。
所述步骤4中，所述映射关系M2P_mn(n＝1、…、Max1SetA；m＝1、…、Max_M2P_n)中，Max1SetA为终端1子集A中终端1的数量，Max_M2P_n为所述映射关系中 编号为n的终端1对应的终端2的数量，所述映射关系M2P_mn的确定方法为：
步骤4.1、选择终端1子集A中未完成映射的一个终端B；
步骤4.2、从终端2子系统中选出F个与终端B距离最小的终端2，所述本 步骤所确定的F个终端2与终端B组成一个映射组M2P_mn；
步骤4.3、判定终端1子集A中的终端是否全部完成映射，如果是，则结束 映射工作，如果否，则跳转到步骤4.1。
所述步骤5中，所述多点对单点的发送及接收处理方法为，采用所述步骤2 中N份资源中未被分配的资源，实现M2P_mn集合内多个终端2与一个终端1的 多点对单点的发送及接收处理。所述多个M2P_mn集合间在彼此不相干扰情况下 可以进行集合内多个终端2与一个终端1的多点对单点的发送及接收处理。
所述步骤4中，所述映射关系M2P_mn内至少两个终端2与一个终端1组成 一个映射组，若出现两个终端1所在的映射组中存在同一个终端2，则所述步骤 5中，则按两个终端1的编号顺序，依次进行多个终端2与一个终端1的多点对 单点的发送及接收处理；若任意两个两个终端1所在的映射组中都不存在同一 个终端2，则所述步骤5中，M2P_mn集合间同时进行多个终端2与一个终端1 的多点对单点的发送及接收处理。
如图2所示，本申请所涉及的系统包括：终端1子系统、终端2子系统、 基站子系统、管理子系统，各子系统的功能如下：
终端1子系统：接入到终端2子系统，在终端2的指示下，完成水电气表 读数的读表并上报给终端2；
终端2子系统：负责对终端1做接入控制，并根据管理子系统下发的读表 指令，触发终端1进行读表并上报读数，而后把读数上报给管理子系统，另外， 负责自身位置计算并上报给基站子系统；
基站子系统：负责为终端2提供无线回传，计算终端2的位置并上报给管 理子系统；
管理子系统：负责终端2与终端1间通信的空口资源分配，P2M_ij分组确 定、M2P_mn分组确定，并触发读表操作，最终汇总各个终端1的读表结果输出。
下面用具体的实施例来描述本申请的具体实施方式：
实施例：如图3所示，本申请所涉及的系统由一个管理子系统、一个基站 子系统、两个终端2(即终端2_1、终端2_2)、五个终端1(即终端1_1、终端 1_2、终端1_3、终端1_4、终端1_5)组成，首先，终端2开机后，接入基站子 系统，基站子系统测量终端2，得到关于本实施例中两个终端2(即终端2_1、 终端2_2)的位置信息，并上报给管理子系统，管理子系统根据终端2及终端1 的位置分布信息，进行P2M_ij分组映射，由于只有两个终端2，因此分为两个 P2M_ij分组(对应图3中两个椭圆)，第一个分组：P2M_1j(j＝1、2、3)， 由示终端2_1、终端1_1、终端1_2、终端1_3构成，表示终端2_1服务于终端 1_1、终端1_2、终端1_3；第二个分组：P2M_2j(j＝1、2)，由终端2_2、终端 1_4、终端1_5构成，表示终端2_2服务于终端1_4、终端1_5；
本实施例中，空口资源分为3份彼此正交的资源，其中第一份资源分给 P2M_1j空口传输时使用，第二份资源分给P2M_2j空口传输时使用，第三份资源 用于多个终端2与一个终端1的多发多收传输时使用。假如本实施例采用每个 月读表一次的操作，则月读表时间到了，管理子系统向终端2_1下发读取终端 终端1_1、终端1_2、终端1_3读表的指示，管理子系统向终端2_2下发读取终 端终端1_4、终端1_5读表的指示，由于两个分组空口资源正交，因此彼此不存 在共道干扰，但是由于深度覆盖不足，本实施例中，只有终端端1_1、终端1_2、 终端1_3、终端1_5上报读表读数，管理子系统确定了终端1_4没有上报读表读 数，因此进行映射关系M2P_mn的确定，本实施例中，终端1_4与终端2_1、终 端2_2组成映射组，而后，管理子系统配置终端2_1、终端2_2使用第三份正交 的资源对终端1_4进行联合发送及接收，以此提升信号增益，最终管理子系统 完成终端1_4的读表读数。
从本实施例可以看到，由于本发明采用终端2子系统实现驻地抄表降低路 径损耗、通过空口资源正交使用实现共道干扰避免，由此提升了覆盖深度，使 得第一轮读表就完成了80％的覆盖率，而在覆盖深度受限后，又通过联合收发进 一步优化信号增益，使得抄表网络覆盖深度进一步得到改善，最终完成终端1 子系统中剩余终端即终端1_4的读数，最终实现了智能抄表覆盖率100％的显著 成效，极大提升整体运维效率。
从上述实施例可以看出，采用本发明的方法，基于异构技术实现无线抄表， 通过引进终端2子系统实现驻地抄表降低路径损耗、通过空口资源正交与叠加 双模式融合使用实现共道干扰避免并提升收发增益，从而改善深度覆盖有效性， 优化智能抄表的覆盖面，提升整体运维效率。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的 技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内， 所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本申请的具体实施方式进行了描述，但并非对本申请 保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本申请的技术方案的基础上， 本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本申请 的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种高可靠性的云抄表方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：管理子系统配置基站子系统对终端2子系统进行位置测量及上报；
步骤2：管理子系统基于终端2子系统、终端1子系统的位置分布，建立终端2与终端1的映射关系P2M_ij(i＝1、…、Max2；j＝1、…、Max_P2M_i)，分配终端2与终端1间通信的空口资源，Max2为终端2子系统中终端2的数量，Max_P2M_i为所述映射关系中编号为i的终端2对应的终端1的数量；
步骤3：管理子系统通过基站子系统向终端2子系统发送查表指令并接收各终端2所反馈的关于终端1的读表结果；
步骤4：管理子系统确定没能上报读表结果的终端1子集A，并确定联合收发的终端2与子集A中各终端的映射关系M2P_mn(n＝1、…、Max1SetA；m＝1、…、Max_M2P_n)，Max1SetA为终端1子集A中终端1的数量，Max_M2P_n为所述映射关系中编号为n的终端1对应的终端2的数量；
步骤5：管理子系统配置各M2P_mn成员完成多点对单点的发送及接收处理，完成子集A中各终端1的读表；
所述步骤2中，所述映射关系P2M_ij(i＝1、…、Max2；j＝1、…、Max_P2M_i)中一个终端2至少对应一个终端1，所述映射关系的建立方法为：
步骤2.1、选择终端1子系统中未被映射到终端2的其中一个终端A；
步骤2.2、计算终端A与终端2子系统中各个终端的位置距离；
步骤2.3、把终端A映射到未满载的终端2中距离最近的终端2，所述未满载指未超出一个终端2所能服务的终端1个数上限；
步骤2.4、判定终端1子系统中的终端是否全部完成映射，如果是，则结束映射工作，如果否，则跳转到步骤2.1；
所述步骤4中，所述映射关系M2P_mn(n＝1、…、Max1SetA；m＝1、…、Max_M2P_n)的确定方法为：
步骤4.1、选择终端1子集A中未完成映射的一个终端B；
步骤4.2、从终端2子系统中选出F个与终端B距离最小的终端2，本步骤所确定的F个终端2与终端B组成一个映射组M2P_mn；
步骤4.3、判定终端1子集A中的终端是否全部完成映射，如果是，则结束映射工作，如果否，则跳转到步骤4.1。
2.根据权利要求1所述的一种高可靠性的云抄表方法，其特征在于：
所述步骤1中，所述位置测量上报方法包括管理子系统配置基站子系统测量终端2的上行信号并计算其位置信息而后上报给管理子系统；
或者，
管理子系统配置基站子系统触发终端2基于GNSS测量得到自身位置，而后把位置信息上报给基站子系统，而基站子系统再把位置信息上报给管理子系统；
或者，
管理子系统配置基站子系统触发终端2测量基站子系统下行信号而后计算自身位置，并把位置信息上报给基站子系统，而后基站子系统再把位置信息上报给管理子系统。
3.根据权利要求1所述的一种高可靠性的云抄表方法，其特征在于：
所述步骤2中，所述终端1子系统中各终端的位置信息为预先录入到管理子系统中的信息。
4.根据权利要求1所述的一种高可靠性的云抄表方法，其特征在于：
所述步骤2中，所述分配终端2与终端1间通信的空口资源，所述分配方法为：
步骤2.1、把空口资源分为N份，所述N份资源彼此正交，所述N大于满足映射组P2M_ij间两两互不干扰下的资源需求份数；
步骤2.2、以任意两个映射组P2M_ij之间互不干扰为原则，从N份资源中为各个映射组分配资源。
5.根据权利要求1所述的一种高可靠性的云抄表方法，其特征在于：
所述步骤5中，所述多点对单点的发送及接收处理方法为，采用所述步骤2中N份资源中未被分配的资源，实现M2P_mn集合内多个终端2与一个终端1的多点对单点的发送及接收处理；所述多个M2P_mn集合间在彼此不相干扰情况下可以同时进行集合内多个终端2与一个终端1的多点对单点的发送及接收处理。
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