TWI723534B - 資料集中裝置以及用於進階計量之系統 - Google Patents

資料集中裝置以及用於進階計量之系統 Download PDF

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劉純宇
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Abstract

用於進階計量之系統包含資料集中裝置及資料獲取裝置。資料集中裝置，配置為實體地附接於第一儀表以取得第一資料，包含資料介面及資料集中模組。資料介面能夠電性耦接於第一儀表。資料集中模組能夠進行第一通訊標準的無線通訊及與通訊網路進行第二通訊標準的無線通訊。資料獲取裝置配置為實體地附接於第二儀表以取得第二資料及能夠進行第一通訊標準的無線通訊。資料集中模組發送包含第一資料的第一訊息至通訊網路，選擇性地允許資料獲取裝置進行第一通訊標準的無線通訊，以使第二資料能被發送，以及發送包含第二資料的第二訊息至通訊網路。

Description

資料集中裝置以及用於進階計量之系統
本發明係關於一種進階計量技術，更特別的是關於一種資料集中裝置以及用於進階計量之系統。
進階計量基礎建設(Advanced metering infrastructure，AMI)通常涉及完整的量測及收集系統，此系統包含於客戶現場的儀表、客戶及諸如電、瓦斯或水之類的公共事業的服務提供者之間的通訊網路，以及使資訊得以為服務提供者所應用的資料接收系統和管理系統。
在進階計量基礎建設系統中，通訊網路可以利用不同的通訊技術來實現。於一種基於低功率廣域網路(low-power wide-area network，LPWAN)的實現方式中，多個計量裝置(metering device)係安裝在客戶現場以及要與相對數量較少的、設立於客戶現場及公共行動或固設通訊網路之間的閘道器進行通訊。部署閘道器裝置需要周密地選擇地理位置，以便於此等位置將閘道器裝置固設於塔、桿或建築物上，從而確保可靠的訊號覆蓋範圍。這些位置專用於閘道器裝置的安裝、操作和維護；如果閘道器裝置為非電池供電的，則在這些位置上應提供足夠和可靠的電源。此外，安裝及維護閘道器裝置涉及大量資源及成本。尤其是當閘道器裝置利用行動通訊來與AMI系統的回程網路(Backhaul)通訊時，會產生通訊費用。由此，部署閘道器裝置是雜複及欠缺效率的，導致實現AMI系統成為一件複雜的事情。
本發明之一目的為提供一種資料集中裝置，其整合無線通訊及資料獲取功能，以使進階計量基礎建設系統得以較低複雜度之方式來實現。
為達至少上述目的，本發明提出一種資料集中裝置，用於進階計量基礎建設系統，其中該進階計量基礎建設系統包含一通訊網路和多個儀表，該等儀表包含一第一儀表和一第二儀表，該第二儀表具有一資料獲取裝置。該資料集中裝置包括一資料介面及一資料集中模組。資料介面能夠電性耦接於該第一儀表以獲得源自該第一儀表的第一資料。資料集中模組電性耦接於該資料介面，並且能夠進行一第一通訊標準的無線通訊，並與該通訊網路進行一第二通訊標準的無線通訊。該資料集中裝置被配置為實體地附接於該第一儀表。該資料集中模組能夠發送一第一訊息至該通訊網路，該第一訊息包括該第一資料和指出該第一資料源自該第一儀表的一第一指示符。該資料集中模組選擇性地允許該資料獲取裝置進行該第一通訊標準的無線通訊，當該資料集中模組接收到從該資料獲取裝置發送的第二資料時，該資料集中模組發送一第二訊息至該通訊網路，該第二訊息包含該第二資料和指出該第二資料源自該第二儀表的一第二指示符。
於一實施例中，該資料集中模組包含一第一通訊單元及一第二通訊單元。第一通訊單元能夠進行該第一通訊標準的無線通訊。第二通訊單元電性耦接於該資料介面和該第一通訊單元，且能夠與該通訊網路進行該第二通訊標準的無線通訊，其中該第二通訊單元發送該第一訊息至通訊網路。該第一通訊單元選擇性地允許該資料獲取裝置進行上行傳輸，以致能該資料獲取裝置以 發送該第二資料。當該第一通訊單元接收到該第二資料時，該第一通訊單元透過該第二通訊單元將該第二訊息發送至該通訊網路。
於一實施例中，該資料集中裝置操作於多個模式中之一，該等模式包含一第一模式及一第二模式；在該第一模式中，該資料集中裝置作為一用於獲取資料之裝置，該用於獲取資料之裝置致能該第一通訊標準的無線通訊並禁能該第二通訊標準的無線通訊；在該第二模式中，該資料集中裝置作為一基站或閘道器，該基站或閘道器致能該第一通訊標準的無線通訊並致能該第二通訊標準的無線通訊。
於一實施例中，該資料集中裝置尋找任一通訊裝置，該通訊裝置作為一基站或閘道器以提供該第一通訊標準之無線鏈接；當該資料集中裝置找到並鏈接至該通訊裝置時，該資料集中裝置操作於該第一模式中；當該資料集中裝置找不到或未能鏈接至該通訊裝置時，該資料集中裝置操作於該第二模式中。
於一實施例中，該資料集中模組配置為：當有下行資料欲向該資料獲取裝置傳送且無線電資源中被分配之下行時槽的數量小於一下行分配數門檻值時，允許該資料獲取裝置進行下行傳輸。
於一實施例中，該資料集中模組配置為依據該資料獲取裝置對應的一優先順序而允許該資料獲取裝置進行上行傳輸。
於一實施例中，該資料集中模組配置為依據該資料獲取裝置的一等待時間而允許該資料獲取裝置進行上行傳輸。
於一實施例中，該資料集中模組配置為依據該資料獲取裝置對應的一優先順序和該資料獲取裝置的一等待時間而允許該資料獲取裝置進行上行傳輸。
於一實施例中，該第一通訊單元包含一收發器單元。
於一實施例中，該第一通訊單元更包含一控制器，該控制器電性耦接於該收發器單元和該第二通訊單元之間。
於一實施例中，該第一通訊單元經由該第二通訊單元而與一伺服器通訊以選擇性地允許該資料獲取裝置進行該第一通訊標準的無線通訊。
為達至少上述目的，本發明提出一種用於進階計量之系統，其包括一資料集中裝置及一資料集中模組。資料集中裝置配置為實體地附接於一第一儀表以從該第一儀表取得第一資料，該資料集中裝置包含一資料介面及一資料集中模組。資料介面能夠電性耦接於該第一儀表以從該第一儀表取得第一資料。資料集中模組電性耦接於該資料介面，且能夠進行一第一通訊標準的無線通訊及與一通訊網路進行一第二通訊標準的無線通訊。該資料集中模組發送一第一訊息至該通訊網路，且該第一訊息包括該第一資料和指出該第一資料源自該第一儀表的一第一指示符。資料獲取裝置配置為實體地附接於一第二儀表以從該第二儀表取得第二資料且能夠進行該第一通訊標準的無線通訊。該資料集中模組選擇性地允許該資料獲取裝置進行該第一通訊標準的無線通訊。當該資料集中模組接收到從該資料獲取裝置發送的第二資料時，該資料集中模組發送一第二訊息至該通訊網路，該第二訊息包含該第二資料和指出該第二資料源自該第二儀表的一第二指示符。
於一實施例中，該資料集中模組配置為：當有下行資料欲向該資料獲取裝置傳送且無線電資源中被分配之下行時槽的數量小於一下行分配數門檻值時，允許該資料獲取裝置進行下行傳輸。
於一實施例中，該資料集中模組配置為依據該資料獲取裝置對應的一優先順序和該資料獲取裝置的一等待時間中之至少一者而允許該資料獲取裝置進行上行傳輸。
於一實施例中，該資料集中模組經由與該通訊網路進行該第二通訊標準的無線通訊而與一伺服器通訊以選擇性地允許該資料獲取裝置進行該第一通訊標準的無線通訊。
於一實施例中，當無資料欲被傳送時，該資料獲取裝置進入一省電模式。
於一實施例中，當有資料欲被傳送時，該資料獲取裝置從該省電模式甦醒，以及當該資料集中模組允許該資料獲取裝置進行上行傳輸時，該資料獲取裝置發送該資料至該資料集中模組。
於一實施例中，該資料集中裝置由該第一儀表供電，以及該資料獲取裝置由該第二儀表供電。
於一實施例中，該資料集中裝置及該資料獲取裝置利用電池供電。
1:場域網路
5:通訊網路
8:伺服器
9:伺服器
11、12_1~12_N:儀表
90:量測電路
100:資料集中裝置
101:資料集中裝置
104:選擇單元
105:資料介面
109:資料集中模組
110:第一通訊單元
111:第一通訊電路
112:處理單元
113:記憶體
120:第二通訊單元
121:第二通訊電路
122:處理單元
123:記憶體
124:SIM插槽
131:第一天線
132:第二天線
200、201:資料獲取裝置
205:資料介面
210:第一通訊單元
231:第一天線
300:資料集中裝置
310:第一通訊電路
320:第二通訊電路
321:SIM插槽
330:處理單元
340:記憶體
400:訊框
410:第一區段
420:第二區段
430:第三區段
1101:收發器單元
1301:硬體介面
1310:基頻層
1320:鏈結層
1330:無線電資源管理層
1340:資源排程器
2101:收發器單元
2102:控制器
1102A，1102C:控制器
110A、110B、110C:第一通訊單元
A11、A12、A21、A22:箭頭
B10、B20:方塊
B110~B140:方塊
B210~B250:方塊
L1、L2:無線電鏈路
S110~S130、S210~S230:步驟
圖1A為依據本發明一實施例顯示一種用於進階計量之系統被應用在進階計量基礎建設之一種實現方式的示意圖。
圖1B為依據本發明另一實施例顯示一種用於進階計量之系統被應用在進階計量基礎建設之一種實現方式的示意圖。
圖2A為依據一實施例顯示一種資料集中裝置的方塊圖。
圖2B為依據一實施例顯示一種資料集中裝置的方塊圖。
圖2C為依據另一實施例顯示一種資料集中裝置的方塊圖。
圖2D為依據圖1A之資料集中裝置而顯示資料集中模組之一實施例的方塊圖。
圖2E為依據圖1B之資料集中裝置而顯示資料集中模組之一實施例的方塊圖。
圖2F為依據圖1B之資料集中裝置而顯示資料集中模組之另一實施例的方塊圖。
圖3A為依據一實施例顯示一種資料獲取裝置的方塊圖。
圖3B為依據一實施例顯示圖3A之第一通訊單元的方塊圖。
圖4為依據一實施例顯示第一通訊單元的方塊圖。
圖5為依據一實施例顯示第二通訊單元的方塊圖。
圖6為依據另一實施例顯示資料集中裝置的方塊圖。
圖7為依據一實施例顯示資料集中裝置進行上行資料多工傳輸的示意圖。
圖8為依據另一實施例顯示資料集中裝置進行之上行資料多工傳輸的示意圖。
圖9為依據一實施例顯示資料集中裝置及資料獲取裝置之間進行通訊程序的示意圖。
圖10為顯示一種訊框的例子的示意圖。
圖11為依據一實施例顯示一種用於下行傳輸之無線電資源排程方法的流程圖。
圖12為依據一實施例顯示一種用於上行傳輸之無線電資源排程方法的流程圖。
圖13為顯示第一通訊標準之協定疊以及依據圖11、12或其組合之實施例之無線電資源排程器之軟體架構的示意圖。
圖14為依據一些實施例顯示資料獲取裝置具有省電模式、資料集中裝置及資料獲取裝置之間的通訊程序的示意圖。
為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：
請參考圖1A，其依據本發明一實施例顯示一種用於進階計量之系統，被應用在進階計量基礎建設之一種實現方式。如圖1A所示，進階計量基礎建設之一種實現方式包含場域網路1、通訊網路5以及伺服器9。場域網路1包含多個儀表，例如，儀表11、12_1至12_N(其中N可為任何正整數，譬如1、2、10、50、100或以上)，各儀表裝設了用以於與通訊網路5之間進行無線通訊之通訊及邏輯相關的電路，其中這些儀表可以為公用事業的儀表或其他用途的儀表，儀表可被設置於譬如建築物、工廠或其他的客戶場地。通訊網路5可以為行動網路或行動網路和固定網路的組合，例如基於3G、4G或5G技術的網路，和/或諸如網際網路的任何其他通訊技術。伺服器9可以是後端控制器，用於收集對應於儀表的資料，例如儀表資料或其他狀態。
在圖1A中，用於進階計量之系統包含資料集中裝置100以及一個或多個資料獲取裝置200，這些裝置配置為實體地附接於各自對應的儀表，例如，儀表11、12_1至12_N，以從儀表取得對應的資料。資料集中裝置100或資料獲取裝置200被附接或設置的方式可以利用各式各樣的形式來加以實現。例如，資料集中裝置100或資料獲取裝置200可以實現為嵌入或可拆卸地連接到相應的儀表，使得資料集中裝置100或資料獲取裝置200不需要在儀表外部設立額外的容置空間。從儀表的角度來看，資料集中裝置100或資料獲取裝置200一旦附接到儀表上，就作為儀表的模組化裝置或一部分而運行。為了用於附接或設置資料集中裝置100或資料獲取裝置200，每個儀表可以被配置為在儀表的殼體或殼體內部提供容置空間，或者提供諸如容器、插座，對接(docketing)等的結構。如圖1A所示，儀表11、12_1至12_N各個包含量測電路90，量測電路90量測來自儀表(例如，公用事業儀表(電表、水表或瓦斯表))的資料並將測量資料(例如，儀表計量值或狀態)轉換為資料格式。資料集中裝置100或資料獲取裝置200，當實體地附接於儀表時，可以是透過直接耦接或間接耦接方式而電性耦接於例如儀表的量測電路90，以獲得源自此儀表的資料。
資料集中裝置100能夠進行一第一通訊標準的無線通訊以及能夠與通訊網路(例如，通訊網路5)進行一第二通訊標準的無線通訊。資料獲取裝置200配置為能夠進行第一通訊標準的無線通訊。資料集中裝置100與資料獲取裝置200的差別在於資料集中裝置100配置以作為基站或閘道器而運作，以選擇性地允許資料獲取裝置200進行第一通訊標準的無線通訊，從而可以透過如圖1A中以L1來表示的利用第一通訊標準的無線電鏈路來接收來自實體地附接於其他儀表(例如，儀表12_1至12_N(其中如N>2)或其他儀表中的一個或多個)的資料獲取 裝置200的資料或將資料發送至資料獲取裝置200。例如，資料集中裝置100可被配置為對覆蓋一區域的無線電細胞分配無線電資源，此區域可以為一部分或一個或多個客戶站點，例如一個或多個建築物或工廠。第一通訊標準可以為一種低功率網路協定，例如，基於Weightless的協定或其他適合的低功率網路協定，以提供資料集中裝置以及資料獲取裝置之間的雙向通訊。
資料集中裝置100能夠透過第二通訊標準的無線通訊與通訊網路進行通訊以發送從儀表11或資料獲取裝置200取得的資料至欲達之目的地。例如，當有來自儀表11的資料欲要送出，資料集中裝置100透過如圖1A中以L2來表示的利用第二通訊標準的無線電鏈路來發送一第一訊息至通訊網路，並且然後至例如伺服器9，其中第一訊息包括此資料和指出此資料源自第一儀表的第一指示符，使得此資料的來源得以為伺服器9所識別。
資料集中裝置100選擇性地允許多個資料獲取裝置200中至少一個進行第一通訊標準的無線通訊。當資料獲取裝置200被允許進行上行傳輸時，資料獲取裝置200被致能以發送對應的儀表的資料至資料集中裝置100。當資料集中裝置100接收到對應的資料時，資料集中裝置100透過如圖1A中以L2來表示的利用第二通訊標準的無線電鏈路來發送一第二訊息至通訊網路並且然後至例如伺服器9，其中第二訊息包含對應的資料和指出對應的資料源自第二儀表的第二指示符，使得此資料的來源得以為伺服器9所識別。
請參考圖1B，其為依據本發明另一實施例顯示一種用於進階計量之系統被應用在進階計量基礎建設之一種實現方式。依據圖1A和圖1B之實施例之進階計量基礎建設的實現方式的差異在於資料集中裝置100的實現方式。圖1B的資料集中裝置100被配置為實現其中包含第一通訊標準之協定疊之一較低 層部分的功能，例如至少包含實體層的功能；相較之下，圖1A的資料集中裝置100被配置為實現其中包含第一通訊標準之協定疊及例如無線電資源排程的功能。在圖1B中，資料集中裝置100透過無線電鏈路L2來與通訊網路5通訊以發送資料(例如，協定資料)至伺服器8或自伺服器8接收資料(例如，協定資料)，其中伺服器8實現第一通訊標準之協定疊之一較高層部分之功能，例如，在軟體方面，包含無線電資源管理層，且具有無線電資源排程。由此，圖1B的資料集中裝置100可以被視作虛擬地作為第一通訊標準之基站或閘道器，其意義為，雖然從資料獲取裝置200的角度來看，圖1B的資料集中裝置100用作基站或閘道器，但是某些基站的功能，包含無線電資源排程，並非實際地在圖1B的資料集中裝置100上執行。
基於圖1B的實現方式有助於在遠端設置的伺服器上在軟體方面進行基站或閘道器功能的管理及維護，伺服器例如是雲端伺服器。虛擬基站的實現會對上述管理及維護帶來幫助，尤其是於一些基於圖1B應用情境中，其具有多個資料集中裝置，被部署以用於與各自的資料獲取裝置之群組進行通訊。
如上述圖1A或1B的實施例所示，資料集中裝置100配置為實體地附接於儀表11以執行資料獲取以及基站的功能，且依據第一通訊標準產生無線電覆蓋作用但不佔用在儀表11以外的位置。因此，圖1A或1B的用於進階計量之系統將有助於實現進階計量基礎建設，而不使用專用地安裝在塔或桿或建築物上的常規閘道器或基站來提供無線電覆蓋。這樣，就不需要花費資源和成本來應該部署安裝在塔、桿、建築物等上的傳統閘道器或基站，因此進階計量基礎建設可以利用複雜性較低和簡化的方式來實現。另外，與習知基站設置於多個儀表以外且儀表需要透過第一通訊標準的無線通訊發送各自的資料的方式相 比，實體地附接於儀表11以獲得儀表資料的資料集中裝置100也可以節省第一通訊標準的無線電資源。在其他應用情景中，縱使仍然使用傳統的閘道器或基站，利用根據本發明的實施例的用於進階計量之系統也可以簡化進階計量基礎建設的實現方式。
在一些實施例中，資料集中裝置100可操作於多個模式中之一。該等模式可至少包含一第一模式及一第二模式。在第一模式中，資料集中裝置100可作為一用於獲取資料之裝置，用於獲取資料之裝置致能第一通訊標準的無線通訊並禁能該第二通訊標準的無線通訊(例如，用於4G的行動通訊)。例如，資料集中裝置100在第一模式中可作為一用於獲取資料之裝置，其致能第一通訊標準的無線通訊(例如，低功率通訊網路標準，諸如Weightless)，具有與如上所例示的資料獲取裝置200相似的功能。在第二模式中，資料集中裝置100可作為一基站或閘道器，該基站或閘道器致能該第一通訊標準的無線通訊(例如，低功率通訊網路標準，諸如Weightless)並致能該第二通訊標準的無線通訊(例如，用於4G的行動通訊)，如圖1A或圖1B所示。在一例子中，資料集中裝置100在第二模式中可作為第一通訊標準的基站，諸如Weightless基站，並且致能該第二通訊標準的無線通訊(例如，用於4G的行動通訊)。另外，資料集中裝置100在第二模式中可作為一閘道器，此閘道器用於將資料獲取裝置200及資料集中裝置100本身連接至通訊網路5，諸如Weightless至4G的閘道器。
在一些實施例中，資料集中裝置100能夠被配置為藉由預先設定而操作於該等模式中之一者，或是動態地回應於指令或任何情況的改變而操作於該等模式中之一者。例如，當資料集中裝置100起動或處於某種情況下時，資料集中裝置100用於尋找任一通訊裝置，此通訊裝置作為一基站或閘道器以提供 第一通訊標準之無線鏈接，例如藉由尋找任何提供第一通訊標準之無線鏈接之系統資訊之無線廣播通道。當資料集中裝置100找到並鏈接至此通訊裝置時，資料集中裝置100操作於第一模式中。當資料集中裝置100找不到或未能鏈接至此通訊裝置時，資料集中裝置100操作於該第二模式中。在找到此通訊裝置的情況下，資料集中裝置100可以將其相應的模式改變以作為資料獲取裝置，以便減少其功耗，例如，由於不需使用，可以將用於與通訊網路(例如，用於4G的行動蜂巢站)通訊的模組或電路禁能。在上述例子中的通訊裝置可以是另一個操作於第二模式中的資料集中裝置，或是提供第一通訊標準之無線鏈接的一基站或閘道器，或是提供第一通訊標準之無線鏈接及可利用第二通訊標準與通訊網路通訊的一基站或閘道器。請注意的是，資料集中裝置的實現並不受上述例子所限制。
在一實施例中，資料集中裝置100由儀表11提供電力，此等資料獲取裝置200由儀表12_1至12_N提供電力。例如，儀表11至12_N為電表。
在另一實施例中，資料集中裝置100及資料獲取裝置200可被實現為利用電池供電。例如，儀表11至12_N為水表、瓦斯表或其他並未能向資料集中裝置100或資料獲取裝置200提供足夠電力或不能提供電力的儀表。在這種情況下，如圖1A或1B所示，用於進階計量之系統有助於實現進階計量基礎建設，降低複雜度並降低功率消耗。
下面將提供實現資料集中裝置100和資料獲取裝置200的一些實施例。
請參考圖2A，其顯示資料集中裝置100的一實施例。如圖2A所示，資料集中裝置101包含資料介面105以及資料集中模組109。
資料介面105能夠電性耦接於第一儀表，例如，如圖1A或1B所示，電性耦合或電連接至儀表11的量測電路90以從第一儀表取得第一資料。例如，資料介面105可以利用任何資料介面來實現，例如符合通用非同步接收器/發送器(universal asynchronous receiver/transmitter，UART)的介面或其他合適的介面。在另一例子中，可以將資料介面105實現為進一步將功率信號發送到資料集中裝置101。在又一例子中，可以在資料介面105以外另外提供功率信號給資料集中裝置100使用。
資料集中模組109電性耦接於資料介面105，能夠進行進行一第一通訊標準的無線通訊並且能夠與例如通訊網路5之一通訊網路進行一第二通訊標準的無線通訊。如以上圖1A或1B之實施例所例示，資料集中模組109可以具備執行與量測電路90、資料獲取裝置200及通訊網路進行通訊的相關功能的能力。
請參考圖2B，其顯示資料集中裝置100的一實施例。如圖2B所示，資料集中裝置101包含資料介面105、第一通訊單元110以及第二通訊單元120。在圖2B中的第一通訊單元110及第二通訊單元120可被視作圖2A中資料集中模組109之一實施例。請參考圖2C，其顯示資料集中裝置100的另一實施例。如圖2C所示，資料介面105、第一通訊單元110及第二通訊單元120係透過選擇單元104而電性耦接，選擇單元例如是利用多工器或任何合適的電路。在圖2C中，選擇單元104用於將來自儀表(例如，儀表11)的資料以及來自第一通訊單元110的資料傳至第二通訊單元120，以及將第二通訊單元120所接收的資料發送至儀表(例如，儀表11)或第一通訊單元110。資料集中裝置的實現並不受上述例子所限制。
第一通訊單元110能夠進行第一通訊標準的無線通訊，例如，操作為基站或閘道器用於分配第一通訊標準之無線電細胞的無線電資源從而提供雙向通訊。第二通訊單元120，電性耦接於資料介面105及第一通訊單元110，且能夠與通訊網路(例如，通訊網路5)進行第二通訊標準的無線通訊。資料集中裝置101的第二通訊單元120將包含第一資料且指出第一資料源自第一儀表的第一訊息發送至通訊網路。資料集中裝置101的第一通訊單元110選擇性地允許資料獲取裝置200進行上行傳輸從而致能資料獲取裝置200以發送第二資料。當資料集中裝置101的第一通訊單元110接收到從該資料獲取裝置發送的第二資料時，第一通訊單元110將包含第二資料且指出第二資料源自第二儀表的第二訊息透過第二通訊單元120而發送至通訊網路。
根據圖1A的實施例，圖2B或2C的第一通訊單元110可利用電路、軟體或其組合來實現從而實現依據第一通訊標準之基站或閘道器的功能。在第一通訊單元110的一個例子中，如圖2D所示，第一通訊單元110A可包含收發器單元1101以及電性耦接或連接至收發器單元1101的控制器1102A。在第一通訊標準為Weightless的情況下，收發器單元1101包括用於實現實體層的電路，以及控制器1102A包括用於實現包含例如依據Weightless之協定疊的基頻層(BB)、鏈結層(LL)及具有無線電資源排程之無線電資源管理層(RRM)之功能的電路、軟體或其組合。第一通訊單元110A，藉由收發器單元1101，將透過空中接收的無線電訊號轉換成相應之欲被控制器1102A處理的協定資料(例如，其中可包含來自其他儀表的資料)，或將來自控制器1102A協定資料轉換為欲透過空中發送的無線電訊號。
第二通訊單元120將來自第一通訊單元110A的控制器1102A的資料透過通訊網路5發送至伺服器9，或者將來自伺服器9透過通訊網路5傳送的資料接收並將接收到的資料傳送至第一通訊單元110A的控制器1102A。第二通訊單元120可以包括無線調變解調器以及控制器，以便實現第二通訊標準的無線通訊，例如用於3G、4G或5G的行動通訊標準或任何其他合適的標準。與以較高位元率實現較短距離通訊的第二通訊單元120相比，第一通訊單元110具有使用為了在以較低位元率進行較長距離通訊的第一通訊標準的優點，從而具有較低的功耗。
根據圖1B的實施例，第一通訊單元110可以包括用於實現包含第一通訊標準之協定疊之一較低層部分的功能的電路，此較低層部分例如至少包含該協定疊之實體層，或實體層及其他層或多層之一部分。以這種方式，諸如具有無線電資源排程的無線電資源管理層(RRM)的協定疊的一相對較高部分係於伺服器8中實現。
在根據圖1B之實施例之第一通訊單元110的一個例子中，如圖2E所示，第一通訊單元110B，可以包括收發器單元1101以實現第一通訊標準之協定疊之一較低層部分，其中較低層部分可為此協定疊之實體層。在此情況下，伺服器8可以包括用於實現包含例如依據Weightless之協定疊之基頻層(BB)、鏈結層(LL)及無線電資源管理層(RRM)之功能且具備例如無線電資源排程的軟體。在圖2E中，第一通訊單元110B，藉由收發器單元1101，將透過空中接收的無線電訊號轉換成相應之欲被伺服器8處理的協定資料(例如，其中可包含來自其他儀表的資料)，或將第二通訊單元120接收的協定資料轉換為欲透過空中發送的無線電訊號。第二通訊單元120將來自第一通訊單元110B的收發器單元1101的資 料(例如，包含第一通訊標準的協定資料)透過通訊網路5發送至伺服器8，或者將來自伺服器8透過通訊網路5傳送的資料(例如，包含第一通訊標準的協定資料)接收並將接收到的資料傳送至第一通訊單元110B的收發器單元1101。
在另一例子中，如圖2F所示，第一通訊單元110C可包含收發器單元1101以及控制器1102C以實現第一通訊標準之協定疊之一較低層部分，其中此較低層部分包含此協定疊的實體層及基頻層的一較低子層部分。在此情況下，伺服器8可以包括用於實現包含例如依據Weightless之協定疊之基頻層之一較低子層部分、鏈結層及無線電資源管理層之功能且具備例如無線電資源排程的軟體。在圖2F中，第一通訊單元110C，藉由收發器單元1101，將透過空中接收的無線電訊號轉換成相應之欲被控制器1102C處理的協定資料(例如，其中可包含來自其他儀表的資料)，或將來自控制器1102C的協定資料轉換為欲透過空中發送的無線電訊號。第二通訊單元120將來自第一通訊單元110C的控制器1102C的資料(例如，包含第一通訊標準的協定資料)透過通訊網路5發送至伺服器8，或者將來自伺服器8透過通訊網路5傳送的資料(例如，包含第一通訊標準的協定資料)接收並將接收到的資料傳送至第一通訊單元110C的控制器1102C。
儘管在上面的例子中採用了Weightless，但資料集中裝置的實現並不受上述例子所限制。因此，可以使用任何適合的通訊標準來實現此第一通訊標準，或者可以如利用類似於圖2D-2F之例子的方式或其他方式對合適的通訊標準的協定疊做功能上的分割而實現。
在圖2B中，顯示第一通訊單元110及第二通訊單元120分別使用第一天線131以及第二天線132。在一例子中，第一天線131及132可以用支持不同頻帶的天線代替。此外，資料介面105、第一通訊單元110及第二通訊單元120 可以實現在電路板上使得資料集中裝置101的形狀因素(form factor)適合於實體地附接於儀表11。誠然，資料集中裝置的實現並不受上述例子所限制。
請參考圖3A，其顯示資料獲取裝置200的一實施例。如圖3A所示，資料獲取裝置201包含資料介面205以及第一通訊單元210。資料介面205可以用相似於資料介面105的方式實現。第一通訊單元210可以依據第一通訊標準而實現。在圖3A中，顯示第一通訊單元210的第一天線231且其可用相似於第一天線131的方式實現。請參考圖3B，第一通訊單元210，例如，可以包含收發器單元2101以及控制器2102。收發器單元2101可用相似於收發器單元1101的方式實現。控制器2102除了至少不執行無線電資源排程以外，控制器2102可用相似於圖2D的控制器1102A的方式實現。誠然，資料獲取裝置的實現並不受上述例子所限制。
請參考圖4，其顯示第一通訊單元的一實施例。如圖4所示，第一通訊單元可以包含第一通訊電路111以及電性耦接於第一通訊電路111的處理單元112。處理單元112可以是處理器、微控制器、數位訊號處理器、現場可編程閘陣列(FPGA)、專用積體電路(ASIC)、可編程邏輯裝置(PLD)、控制器、狀態機、閘控邏輯、離散硬體元件、專用硬體有限狀態，或可以執行運算或其他資訊操作的任何其他合適實體。第一通訊電路111可以是使用第一通訊標準的通訊協定實現基站或閘道器的電路，例如Weightless協定或其他合適的低功率網路協定。第一通訊電路111可以包括用於實現包含第一通訊標準的實體層的電路。第一通訊標準的其他協定層可以利用硬體、由處理單元112執行的軟體或其組合來實現。圖4中的第一通訊單元更可以包括耦接至第一通訊電路111的第一天線131以及用於儲存第一通訊單元中使用的資料的記憶體113。圖4中的第一通訊單元 可以被配置或修改以實現在圖2A-2F中的任何一個第一通訊單元、圖3A或3B中的第一通訊單元210。誠然，第一通訊單元的實現並不受上述例子所限制。
請參考圖5，其顯示第二通訊單元的一實施例。如圖5所示，第二通訊單元可以包含第二通訊電路121以及電性耦接於第二通訊電路121的處理單元122。處理單元122可以是處理器、微控制器、數位訊號處理器、控制器或其他對處理單元112所舉例的電路。第二通訊電路121用於實現第二通訊標準的電路，諸如用於3G、4G或5G的行動通訊標準或任何其他合適的標準。第二通訊電路121包括用於實現包含第二通訊標準的實體層的電路。第二通訊標準的其他協定層可以利用硬體、由處理單元122。圖5中的第二通訊單元更可以包括耦接至第二通訊電路121的第二天線132以及用於儲存第二通訊單元中使用的資料的記憶體123。圖5中的第二通訊單元更可以包括用戶識別模組(subscriber identification module，SIM)插槽124以讓SIM卡插入。SIM插槽124為可選的元件，及實現時可以選擇性地依據第二通訊標準的需求而使用SIM插槽124。誠然，第二通訊單元的實現並不受上述例子所限制。
請參考圖6，其顯示資料集中裝置100的另一實施例。如圖6所示，資料集中裝置300包含第一通訊電路310、第二通訊電路320以及處理單元330。圖6中的實施例可以被視為圖2A中資料集中模組109的實施例。第一通訊電路310及第二通訊電路320可以分別利用圖4中第一通訊電路111及圖5中第二通訊電路121的相似或其他方式來實現。圖6中的資料集中裝置300更可以包含多個天線(例如，131及132)或一相容於第一及第二通訊標準之天線，其耦接於第一通訊電路310及第二通訊電路320。圖6中的資料集中裝置300更可以包含資料介面(例 如，105或205)以及用於儲存資料集中裝置300中使用的資料的記憶體340。圖6中的資料集中裝置300更可選地包含SIM插槽321以讓SIM卡插入。
請參考圖7及8，在於示意圖中顯示資料集中裝置100進行上行資料多工傳輸的示意圖的示例。如圖7和8所示，由於存在至少兩種類型的儀表資料進入資料集中裝置100，因此提供了用於進行上行資料多工傳輸的方法。第一類資料來自透過資料介面連接到資料集中裝置100的儀表(例如，圖1A或1B中的儀表11)；以及第二類資料來自儀表(例如，圖1A或1B中的儀表12_1或12_N)其中資料係透過使用第一通訊標準的鏈接而被發送的。為了識別進入資料集中裝置100的資料的來源或出處，可以使用並包括指示符(indicator)諸如不同命令、不同旗標值或識別碼(例如，ID)。
如圖7所示，當儀表11具有要發送的資料時，如方塊B10所示，包含資料的訊息(如命名為METER_TX_REQ)被發送至第二通訊單元120(或第二通訊電路121、320)，如箭頭A11所示。第二通訊單元120透過通訊網路(例如，通訊網路5)發送第一訊息至伺服器9，如箭頭A12所示，其中第一訊息包含資料以及旗標，旗標例如命名為Flag_transport且其值為0。請注意，在根據圖1B之實施例的實現方式中，第一訊息可以被嵌入到協定資料中，並且首先傳送到伺服器8用於協定處理，然後傳送到伺服器9。
如圖8所示，當資料集中裝置100從多個資料獲取裝置200之一接收到資料時，如方塊B20所示，第一通訊單元110(或第一通訊電路111或310)發送包含接收到的資料的訊息(如命名為METER_TRANSPORT_REQ)，該訊息被傳送至第二通訊單元120(或121，320)，如箭頭A21所示。然後，如箭頭A22所示，第二通訊單元120(或121，320)將包含資料及旗標的第二訊息透過通訊網路(例如， 通訊網路5)發送至伺服器9，其中旗標例如命名為Flag_transport且其值為1。請注意，在根據圖1B之實施例的實現方式中，第二訊息可以被嵌入到協定資料中，並且首先傳送到伺服器8用於協定處理，然後傳送到伺服器9。
在資料集中裝置中進行上行資料多工傳輸的實現並不受上述例子所限制。例如，上述以旗標作為例示的指示符可以用其他方式實現，例如儀表的ID、地址或儀表號碼。
請參考圖9，其為依據一實施例顯示資料集中裝置100以及資料獲取裝置200之間進行通訊程序的示意圖。在此實施例中，當資料集中裝置100啟動時，如方塊B110所示，資料集中裝置100廣播系統訊息，此系統訊息攜帶例如Weightless標準之系統訊息方塊(System Information Block，SIB)，以便任何欲加入由資料集中裝置100控制的無線電細胞的資料獲取裝置(例如，200)能取得足夠的訊息以鏈接到資料集中裝置100。
如圖9中的方塊B120所示，當資料獲取裝置200啟動時，資料獲取裝置200將搜索資料集中裝置，例如，搜索資料集中裝置的無線電細胞，或搜索資料集中裝置(例如，100)所廣播的系統資訊且具有良好的信號質量者。當資料獲取裝置200找到資料集中裝置100時，例如，資料獲取裝置200將開始註冊程序，如方塊B130所示，以鏈接到資料集中裝置100或加入其無線電細胞。一旦註冊程序完成，資料集中裝置100將上行傳輸和下行傳輸中至少一種的無線電資源分配給已鏈接的資料獲取裝置200，以便資料集中裝置100及已鏈接的資料獲取裝置200可以執行資料交換程序，如圖9中的方塊B140所示。
請參考圖10，顯示一種可應用於第一通訊標準的訊框的例子的示意圖。如圖10所示，訊框400可以包括多個區段，包括用於系統信息方塊(SIB) 的第一區段410、用於上行鏈路和下行鏈路的資源分配的第二區段420、用於上行鏈路和下行鏈路的可用資源的第三區段430。例如，第一區段410指示SIB及載有廣播的系統信息，例如訊框持續時間、何種調變和編碼方案(modulation and coding scheme，MCS)設定是用於檢索資源分配信息。例如，第二區段420指示資源分配並且攜帶資源如何被分配的資源分配信息，例如資源被分配的地方，資源專用於哪個資料獲取裝置，以及資源如何被調變和編碼(例如，MCS設定)。例如，第三區段430用於分配的和競爭(contended)的上行傳輸和分配的下行傳輸。誠然，本發明的實現並不受上述例子所限制。
如上所述，資料集中裝置100可以實現為能夠進行作為基站或閘道器的操作，例如，從而為無線電細胞分配無線電資源。因此，透過如圖9所示的程序，除非資料集中裝置100，實際上如圖1A中或虛擬地如圖1B中所示，為鏈接之資料獲取裝置分配或安排上行鏈路或下行鏈路的無線電資源，否則鏈接到資料集中裝置100的資料獲取裝置將不會發送或接收資料。以下提供用於上行鏈路或下行鏈路的無線電資源排程的實施例。
請參考圖11，其為根據一實施例顯示用於下行傳輸的無線電資源排程的方法的流程圖。在此實施例中，該方法依據一個或多個因素確定是否允許一個或多個資料獲取裝置進行下行傳輸，其將於以下舉例說明。該方法可以藉由根據圖1A之資料集中裝置而真實地實現，或藉由根據圖1B之資料集中裝置以與伺服器8協同運作方式而虛擬地實現。
請參考圖11，如步驟S110所示，此方法確定是否有至少一個關於下行鏈路的準則被滿足，例如是否存在待發送到資料獲取裝置的下行資料。
如果步驟S110中有至少一個準則(criterion)被滿足，則方法進入步驟S120。如步驟S120所示，該方法允許資料獲取裝置進行下行傳輸。例如，此方法可以為下行傳輸分配(或賦予)一個或多個時槽，以便將下行資料發送到資料獲取裝置。若步驟S110中並無至少一個準則被滿足，則可以執行步驟S130。
在步驟S110的例子中，此方法確定是否有下行資料欲向資料獲取裝置傳送及在訊框(如圖10所示)中被分配之下行時槽的數量是否小於一下行分配數門檻值。
在步驟S110的其他例子中，此方法可以在確定是否允許下行傳輸時採用更多準則。例如，此方法可以確定是否(a)存在待發送到資料獲取裝置的下行資料，(b)無線電資源中分配的下行鏈路時槽的數量小於下行分配數門檻值，以及(c)下行鏈路資源分配資訊元素的數量小於下行鏈路資源分配門檻值。如果準則(a)、(b)和(c)全被滿足，則此方法允許資料獲取裝置進行下行傳輸。對於上述準則(c)，例如，下行鏈路資源分配資訊元素的數量表示在訊框中(例如，圖10中的訊框的第二區段420)攜帶的下行鏈路資源分配資訊元素的數量；下行鏈路資源分配門檻值表示允許在訊框中攜帶的下行鏈路資源分配資訊元素的最大數量。例如，下行鏈路資源分配資訊元素用以描述諸如終端裝置(例如，資料獲取裝置)的目的地(諸如地址、ID或旗標)之類的資訊、分配給目的地之時槽的數量，或者目的地的調變和編碼方案。誠然，資料集中裝置及本方法的實現並不受上述例子所限制。
在步驟S130中，如果確定步驟S110中的一個或多個準則未被滿足，則此方法將不允許資料獲取裝置進行下行傳輸，例如，不分配下行鏈路時槽給此資料獲取裝置。
請參考圖12，其為根據一實施例顯示用於上行傳輸的無線電資源排程的方法的流程圖。在此實施例中，該方法依據一個或多個因素確定是否允許一個或多個資料獲取裝置進行上行傳輸，其將於以下舉例說明。該方法可以藉由根據圖1A之資料集中裝置而真實地實現，或藉由根據圖1B之資料集中裝置以與伺服器8協同運作方式而虛擬地實現。
如圖12中的步驟S210所示，該方法確定是否有任何時槽可用於上行傳輸。例如，可用於上行傳輸的時槽是可用的剩餘時槽，其不包括分配的下行鏈路時槽，或者進一步排除，例如是用於競爭存取(contended access)之上行鏈路資源之預留時槽的最小數量。
如果此方法確定存在可用於上行傳輸的時槽，則此方法進入步驟S220。
如步驟S220所示，此方法依據一個或多個準則來確定是否允許資料獲取裝置進行上行傳輸。
如果確定沒有可用於上行傳輸的時槽，則此方法執行步驟S230，例如，等待上行傳輸之可用時槽的出現或執行用於資源排程的其他操作。
在步驟S220的一例子中，此方法依據資料獲取裝置對應的優先順序而允許資料獲取裝置進行上行傳輸。如果需要對兩個或更多個資料獲取裝置進行排程，將首先對該等資料獲取裝置中具有更高優先順序的資料獲取裝置進行排程。例如，在圖1A中，如果假設實體地附接於儀表12_1之資料獲取裝置200的優先順序高於實體地附接於儀表12_N之資料獲取裝置200，則此方法可以，例如透過分配一個或多個上行鏈路時槽，來允許實體地附接於儀表12_1的資料獲 取裝置200進行上行傳輸。如果資料獲取裝置200之優先順序的數值相同，則此方法可以，例如，依序或以任意方式來允許資料獲取裝置200進行上行傳輸。
在步驟S220的另一例子中，此方法可以依據資料獲取裝置的一等待時間而允許該資料獲取裝置進行上行傳輸。在一個例子中，資料獲取裝置的等待時間是指對應的資料獲取裝置未被排程的等待時間；資料獲取裝置未被排程於上行傳輸的時間越長，資料獲取裝置將越早地獲得上行鏈路資源的排程。
在步驟S220的又一個例子中，此方法可以依據資料獲取裝置對應的一優先順序和資料獲取裝置的一等待時間而允許該資料獲取裝置進行上行傳輸。此例子的步驟S220可以藉由先前步驟S220的例子來加以實現。例如，在基於圖1A的情景中，假設資料集中裝置在有N個資料獲取裝置的無線電細胞中控制或分配無線電資源(例如，N=10)，實體地附接於儀表的資料集中裝置確定是否允許實體地附接於各自儀表的N個資料獲取裝置進行上行傳輸。如果N個資料獲取裝置中的一個具有比其他更高的優先順序，則資料集中裝置可以透過，例如分配一個或多個上行鏈路時槽，來允許具有更高優先順序的資料獲取裝置進行上行傳輸。如果N個資料獲取裝置的優先順序值相同，則資料集中裝置可以確定N個資料獲取裝置中的任何一個的對應的等待時間是否滿足另一準測，例如上述所例示之關於未被排程之等待時間的準測。相反地，在另一個實施例中，資料集中裝置可以確定N個資料獲取裝置中的任何一個是否首先滿足對應之等待時間的準測，然後確定是否有任何資料獲取裝置具有更高的優先順序，從而據此判斷是否允許上行傳輸。誠然地，方法的實現並不受上述例子所限制。步驟S220的上述例子可以藉由根據圖1B之資料集中裝置以與伺服器8協同運作方式而虛擬地實現。
在步驟S220的另一例子中，當確認在特定資料獲取裝置的訊框處需要上行鏈路資源時，此方法可以允許特定資料獲取裝置進行上行傳輸。這種要確認上行鏈路要求的情況可以各種方式發生。這種情況的一個例子是資料集中裝置在確認(ACK)通道中向特定資料獲取裝置傳送下行鏈路資料，然後資料集中裝置可以確認特定資料獲取裝置需要傳送上行鏈路資料，其中可以透過發回一個ACK來做確認。在這種情況的另一例子中，資料集中裝置可以從特定資料獲取裝置接收上行鏈路資源請求訊息。基於滿足此情況的上述例子，在一示例中，如果仍然存在剩餘的上行鏈路資源，則此方法(或資料集中裝置)可以將上行鏈路資源(例如，時槽)分配給其他資料獲取裝置，例如，以循環方式(round-robin way)、以按順序或以其他方式來分配，其中其他資料獲取裝置透過例如註冊而鏈接至資料集中裝置，並且未被分配上行鏈路資源。在另一示例中，如果仍有剩餘的上行鏈路資源，則資料集中裝置可以為競爭存取而分配上行鏈路資源(例如，時槽)。例如，當有信息要發送時，就會發生競爭存取。對於諸如資料獲取裝置之類的終端，競爭存取需要嘗試獲得無線電資源以表示通訊的願望。對於網絡來說，它需要基站在下行鏈路訊框內創建空間來承載流量。
在一些實施例中，可以基於圖11和12中的方法提供用於下行和上行傳輸的無線電資源排程的方法。例如，無線電資源排程的方法可以包括圖11中的下行傳輸的無線電資源排程的步驟，以及然後包括圖12中的上行傳輸的無線電資源排程的步驟，反之亦然。具體而言，在無線電資源排程的該方法中，在執行圖11中的步驟S120或步驟S130之後，方法前進到圖12中的步驟S210。圖11和12中的步驟可以以任何適當的順序重複或執行以用於下行鏈路和上行鏈路資源排程。
上述依據圖11及12例示的方法可以使用基於圖1A之任何實施例的資料集中模組、第一通訊單元、第一通訊電路、控制器或資料集中裝置的處理單元來執行。上述例示的方法依據圖11和12也可以藉由根據圖1B之資料集中裝置以與伺服器8協同運作方式而虛擬地實現。
圖13為顯示第一通訊標準之協定疊以及依據圖11、12或其組合之實施例之無線電資源排程器之軟體架構的示意圖。請參考圖1A、2A和13，資料集中裝置100可以具有如圖13所示的分層軟體架構，以便能夠依據第一通訊標準來通訊。在各種依據圖1A的例子中，此軟體架構可以分布在一個或多個組件(component)中(例如處理器、控制器等)以能夠用於資料集中裝置的一種實現方式中進行資料處理，譬如前述第一通訊單元110、控制器1102A或第一通訊電路330。在各種依據圖1B的例子中，此軟體架構可以分布在一個或多個組件中以能夠用於資料集中裝置的一種實現方式中進行資料處理，例如第一通訊單元110、控制器1102C或第一通訊電路330，以及伺服器8的一個或多個處理元件(例如處理器、控制器等等)。
在各種示例中，此軟體架構可以包括至少一個協定疊。如圖13中的虛線框所示，協定疊可以包括至少三個層，每個層可以包含各種子層。例如，依據Weightless標準的協定疊，協定疊可以包括基頻層1310、鏈結層1320以及無線電資源管理層1330。在圖13中，此軟體架構更包括資源排程器1340，其可以實現基於圖11的用於下行傳輸的無線電資源排程的方法的實施例、基於圖12的用於上行傳輸的無線電資源排程的方法或其組合。在一些例子中，資源排程器1340可以由嵌入在無線電資源管理層1330中的一個或多個程序模組而實現，或者作為與無線電資源管理層1330分離的軟體而執行。
此軟體架構件可包括實體層和/或其他附加層。在一些例子中，此軟體架構更可以包括實體層和通訊硬體之間的硬體介面1301(例如，收發器、射頻相關硬體或其他)。儘管上面參考Weightless標準進行了描述，但是上述協定疊可以改為支持任何適用於在資料集中裝置和資料獲取裝置之間實現無線通訊的各種標準和協定中的一種。
請參考圖14，依據一些實施例顯示資料獲取裝置具有省電模式、資料集中裝置及資料獲取裝置之間的通訊程序的示意圖。
資料獲取裝置200在資料獲取裝置沒有被排程的資源的情況下不能傳輸資料。如此，資料獲取裝置200，可以實現為：當資料獲取裝置200沒有要發送的上行鏈路資料或沒有被排程的上行鏈路資源時，資料獲取裝置200進入省電模式以降低功耗，如圖14中的方塊B210所示。當資料獲取裝置200具有要發送的上行鏈路資料時，資料獲取裝置200可以從省電模式喚醒或恢復，如方塊B220所示。如方塊B230所示，資料獲取裝置200開始與資料集中裝置100重新同步。在重新同步之後，可以執行資料集中裝置100和資料獲取裝置200之間的資料交換程序，如方塊B240所示。例如，如果資料獲取裝置200獲得排程的上行鏈路資源，則資料獲取裝置200將上行鏈路資料發送到資料集中裝置100。然後，資料獲取裝置200可以實現為：當資料獲取裝置200沒有要發送的上行鏈路資料或沒有被排程的上行鏈路資源時，資料獲取裝置200進入省電模式以降低功耗，如方塊B250所示。誠然，資料集中裝置及資料獲取裝置的實現並不受上述例子所限制。
如圖14所示的實施例表明資料集中裝置100可以透過無線電資源排程能夠選擇性地致能多個資料獲取裝置200中的至少一個以進入省電模式。另 外，可以實施資料獲取裝置200依據一個或多個準則以確定是否進入省電模式，準則例如是否存在要發送的資料，目前是否為合適發送資料的時間，或者存在其他情況。在這些實施例中，可以有效能且有效率地減少資料獲取裝置200的功耗。
在一些實際應用中，例如，儀表是水表、瓦斯氣或其他並未能向資料集中裝置100或資料獲取裝置200提供足夠電力或不能提供電力的儀表。對於此類應用，資料集中裝置100及資料獲取裝置200可以實施為藉由電池供電。在這樣的應用中，除了促進進階計量基礎建設系統的簡化，資料集中裝置100和資料獲取裝置200可以基於與圖14的實施例相關的一種或多種節電方法來加以實現，以便進一步使資料集中裝置100及資料獲取裝置200獲得更低功耗的效果。由於降低了功耗，可以實現更長的電池壽命，從而可以實現在客戶現場更長時間的操作，例如幾個月到幾年操作而不需要頻繁的更換電池。誠然，資料集中裝置及資料獲取裝置的實現並不受上述例子所限制。
本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準。
1:場域網路
5:通訊網路
9:伺服器
11、12_1~12_N:儀表
90:量測電路
100:資料集中裝置
200:資料獲取裝置
L1、L2:無線電鏈路

Claims (19)

  1. 一種資料集中裝置，用於進階計量基礎建設系統，該進階計量基礎建設系統包含一通訊網路和多個儀表，該等儀表包含一第一儀表和一第二儀表，該第二儀表具有一資料獲取裝置，該資料集中裝置包括：一資料介面，能夠電性耦接於該第一儀表以獲得源自該第一儀表的第一資料；一資料集中模組，電性耦接於該資料介面，並且能夠進行一第一通訊標準的無線通訊，並與該通訊網路進行一第二通訊標準的無線通訊，其中該資料集中裝置被配置為實體地附接於該第一儀表且設置於該第一儀表所提供容置空間內從而不佔用在該第一儀表以外的位置；其中該資料集中模組能夠發送一第一訊息至該通訊網路，該第一訊息包括該第一資料和指出該第一資料源自該第一儀表的一第一指示符；其中該資料集中模組選擇性地允許該資料獲取裝置進行該第一通訊標準的無線通訊，當該資料集中模組接收到從該資料獲取裝置發送的第二資料時，該資料集中模組發送一第二訊息至該通訊網路，該第二訊息包含該第二資料和指出該第二資料源自該第二儀表的一第二指示符。
  2. 如請求項1所述之資料集中裝置，其中該資料集中模組包含：一第一通訊單元，能夠進行該第一通訊標準的無線通訊；以及一第二通訊單元，電性耦接於該資料介面和該第一通訊單元，能夠與該通訊網路進行該第二通訊標準的無線通訊，其中該第二通訊單元發送該第一訊息至通訊網路； 其中該第一通訊單元選擇性地允許該資料獲取裝置進行上行傳輸，以致能該資料獲取裝置以發送該第二資料，以及當該第一通訊單元接收到該第二資料時，該第一通訊單元透過該第二通訊單元將該第二訊息發送至該通訊網路。
  3. 如請求項1所述之資料集中裝置，其中該資料集中裝置操作於多個模式中之一，該等模式包含一第一模式及一第二模式；在該第一模式中，該資料集中裝置作為一用於獲取資料之裝置，該用於獲取資料之裝置致能該第一通訊標準的無線通訊並禁能該第二通訊標準的無線通訊；在該第二模式中，該資料集中裝置作為一基站或閘道器，該基站或閘道器致能該第一通訊標準的無線通訊並致能該第二通訊標準的無線通訊。
  4. 如請求項3所述之資料集中裝置，其中該資料集中裝置用於尋找任一通訊裝置，該通訊裝置作為一基站或閘道器以提供該第一通訊標準之無線鏈接；當該資料集中裝置找到並鏈接至該通訊裝置時，該資料集中裝置操作於該第一模式中；當該資料集中裝置找不到或未能鏈接至該通訊裝置時，該資料集中裝置操作於該第二模式中。
  5. 如請求項1所述之資料集中裝置，其中該資料集中模組配置為：當有下行資料欲向該資料獲取裝置傳送且無線電資源中被分配之下行時槽的數量小於一下行分配數門檻值時，允許該資料獲取裝置進行下行傳輸。
  6. 如請求項1所述之資料集中裝置，其中該資料集中模組配置為依據該資料獲取裝置對應的一優先順序而允許該資料獲取裝置進行上行傳輸。
  7. 如請求項1所述之資料集中裝置，其中該資料集中模組配置為依據該資料獲取裝置的一等待時間而允許該資料獲取裝置進行上行傳輸。
  8. 如請求項1所述之資料集中裝置，其中該資料集中模組配置為依據該資料獲取裝置對應的一優先順序和該資料獲取裝置的一等待時間而允許該資料獲取裝置進行上行傳輸。
  9. 如請求項1所述之資料集中裝置，其中該第一通訊單元包含一收發器單元。
  10. 如請求項9所述之資料集中裝置，其中該第一通訊單元更包含一控制器，該控制器電性耦接於該收發器單元和該第二通訊單元之間。
  11. 如請求項9所述之資料集中裝置，其中該第一通訊單元經由該第二通訊單元而與一伺服器通訊以選擇性地允許該資料獲取裝置進行該第一通訊標準的無線通訊。
  12. 一種用於進階計量之系統，其包括：一資料集中裝置，配置為實體地附接於一第一儀表以從該第一儀表取得第一資料且設置於該第一儀表所提供容置空間內從而不佔用在該第一儀表以外的位置，該資料集中裝置包含：一資料介面，能夠電性耦接於該第一儀表以從該第一儀表取得第一資料；及一資料集中模組，電性耦接於該資料介面，且能夠進行一第一通訊標準的無線通訊及與一通訊網路進行一第二通訊標準的無線通訊；其中該資料集中模組發送一第一訊息至該通訊網路，且該第一訊息包括該第一資料和指出該第一資料源自該第一儀表的一第一指示符；以及一資料獲取裝置，配置為實體地附接於一第二儀表以從該第二儀表取得第二資料且能夠進行該第一通訊標準的無線通訊；其中該資料集中模組選擇性地允許該資料獲取裝置進行該第一通訊標準的無線通訊，以及 其中當該資料集中模組接收到從該資料獲取裝置發送的第二資料時，該資料集中模組發送一第二訊息至該通訊網路，該第二訊息包含該第二資料和指出該第二資料源自該第二儀表的一第二指示符。
  13. 如請求項12所述之用於進階計量之系統，其中該資料集中模組配置為：當有下行資料欲向該資料獲取裝置傳送且無線電資源中被分配之下行時槽的數量小於一下行分配數門檻值時，允許該資料獲取裝置進行下行傳輸。
  14. 如請求項12所述之用於進階計量之系統，其中該資料集中模組配置為依據該資料獲取裝置對應的一優先順序和該資料獲取裝置的一等待時間中之至少一者而允許該資料獲取裝置進行上行傳輸。
  15. 如請求項12所述之用於進階計量之系統，其中該資料集中模組經由與該通訊網路進行該第二通訊標準的無線通訊而與一伺服器通訊以選擇性地允許該資料獲取裝置進行該第一通訊標準的無線通訊。
  16. 如請求項12所述之用於進階計量之系統，其中當無資料欲被傳送時，該資料獲取裝置進入一省電模式。
  17. 如請求項16所述之用於進階計量之系統，其中當有資料欲被傳送時，該資料獲取裝置從該省電模式甦醒，以及當該資料集中模組允許該資料獲取裝置進行上行傳輸時，該資料獲取裝置發送該資料至該資料集中模組。
  18. 如請求項12所述之用於進階計量之系統，其中該資料集中裝置由該第一儀表供電，以及該資料獲取裝置由該第二儀表供電。
  19. 如請求項12所述之用於進階計量之系統，其中該資料集中裝置及該資料獲取裝置利用電池供電。
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