TWI736975B - 調整封包長度的方法、行動裝置及電腦可讀儲存媒體 - Google Patents
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Abstract
一種調整封包長度的方法,應用於一行動裝置中。動態計算該行動裝置之移動區域的複數參考點,並從該些複數參考點中選出複數動態參考點。根據該些動態參考點,計算出目前最接近該行動裝置的一第一參考點,比較該行動裝置的目前位置與該第一參考點的GPS資料的差異以計算出精簡GPS資料。判斷先前是否已上傳一第二參考點給一伺服器。若先前已傳送該第二參考點給該伺服器,判斷該第一參考點與該第二參考點是否相同。若該第一參考點與該第二參考點不同,則上傳該第一參考點至該伺服器。若先前未傳送該第二參考點給該伺服器,則上傳該第一參考點至該伺服器,並且上傳該精簡GPS資料到該伺服器。
Description
本發明係有關於封包處理技術,且特別有關於一種調整封包長度的方法、行動裝置及電腦可讀儲存媒體。
物聯網(Internet of Things,IOT)前端(Front End)產品透過LoRa技術來傳輸封包,其優點是傳輸距離長、低頻以及低功耗。LoRa技術的缺點包括(1)封包長度僅些微增加,自身的封包遺失率會顯著上升,因為與其他使用者的封包碰撞機率越高;(2)碰撞發生時,受影響的封包皆會遺失或變成不完整的封包,長時間使用會干擾所有使用者,整體的封包遺失率上升;以及(3)過長的封包長度,再加上頻繁的封包上傳,將導致整個系統的封包遺失率急遽上升。此外,大多數的IOT前端產品是以小容量電池供電,且不支援充電功能,因而需要頻繁的更換電池。
有鑑於此,本發明提供了一種調整封包長度的方法與行動裝置,可減少封包長度,以減少封包遺失率,並降低耗電量,不需頻繁的更換電池。
本發明實施例提供一種調整封包長度的方法,應用於一行動裝置中,其中,該行動裝置經由一網路與一伺服器連接,該方法包括下列步驟:通過該伺服器持續收集該行動裝置的GPS資料,分析該GPS資料以動態定義出該行動裝置之一移動區域,並且計算該移動區域的複數參考點;通過該伺服器計算該行動裝置在不同參考點的位置分佈比率,選取位置分佈機率大於等於一預設臨界值的參考點做為動態參考點;通過該伺服器更新並設定該行動裝置上的動態參考點資訊;計算出目前最接近該行動裝置的一第一動態參考點;比較該行動裝置的目前位置與該第一動態參考點的GPS資料的差異以計算出精簡GPS資料;判斷先前是否已上傳一第二動態參考點給該伺服器;若先前已傳送該第二動態參考點給該伺服器,判斷該第一動態參考點與該第二動態參考點是否相同;若該第一動態參考點與該第二動態參考點不同,則上傳該第一動態參考點至該伺服器;若先前未傳送該第二動態參考點給該伺服器,則上傳該第一動態參考點至該伺服器;以及上傳該精簡GPS資料到該伺服器。
本發明實施例還提供一種行動裝置,其經由一網路與一伺服器連接,包括:一傳送與接收模組,用於上傳該行動裝置的GPS資料給該伺服器,其中,該伺服器分析該GPS資料以動態定義出該行動裝置之一移動區域,並且計算該移動區域的複數參考點,計算該行動裝置在不同參考點的位置分佈比率,選取位置分佈機率大於等於一預設臨界值的參考點做為動態參考點,並且更新並設定該行動裝置上的動態參考點資訊;一選擇模組,用於計算出目前最接近該行動裝置的一第一動態參考點;一比較模組,用於比較該行動裝置的目前位置與該第一動態參考點的GPS資料的差異以計算出精簡GPS資料;以及一判斷模組,用於判斷先前是否已上傳一第二動態參考點給該伺服器,且若先前已傳送該第二動態參考點給該伺服器,判斷該第一動態參考點與該第二動態參考點是
否相同。該傳送與接收模組用於若該第一動態參考點與該第二動態參考點不同,則上傳該第一動態參考點至該伺服器,若先前未傳送該第二動態參考點給該伺服器,則上傳該第一動態參考點至該伺服器,以及上傳該精簡GPS資料到該伺服器。
本發明實施例還提供一種電腦可讀儲存媒體,該電腦可讀儲存媒體上儲存有電腦程式,該電腦程式被執行時實現如前述的調整封包長度的方法的步驟。
以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述,但不作為對本發明的限定。
1、2、...、16:參考點
50、500:行動裝置
510:處理器
520:記憶體
530:調整封包長度的系統
610:選擇模組
620:比較模組
630:判斷模組
640:傳送與接收模組
圖1係顯示本發明實施例之調整封包長度的方法的步驟流程圖。
圖2係顯示本發明實施例之訂定參考點的示意圖。
圖3係顯示本發明實施例之計算動態參考點的示意圖。
圖4係顯示本發明實施例之節省位址長度的參考點與GPS裝置的示意圖。
圖5係顯示本發明實施例之行動裝置的硬體架構示意圖。
圖6係顯示本發明實施例之行動裝置的功能方塊圖。
為了能夠更清楚地理解本發明的上述目的、特徵和優點,下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述。需要說明的是,在不衝突的情況下,本申請的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。
在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬於本發明保護的範圍。
除非另有定義,本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的,不是旨在於限制本發明。
需要說明的是,在本發明中涉及“第一”、“第二”等的描述僅用於描述目的,而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此,限定有“第一”、“第二”的特徵可以明示或者隱含地包括至少一個該特徵。另外,各個實施例之間的技術方案可以相互結合,但是必須是以本領域普通技術人員能夠實現為基礎,當技術方案的結合出現相互矛盾或無法實現時應當認為這種技術方案的結合不存在,也不在本發明要求的保護範圍之內。
全球定位系統(Global Positioning System,GPS)封包是系統中長度最長的封包,考量系統整體封包遺失率與耗電,需優先降低其封包長度。基於許多車輛以及需定位物通常在固定的目標地區中移動,本發明實施例之調整封包長度的方法將該目標地區進行重點分化,再制定GPS參考點,最後於出廠前將GPS參考點與選擇參考點的演算法輸入GPS裝置中。
圖1係顯示本發明實施例之調整封包長度的方法的步驟流程圖。根據不同的需求,該流程圖中步驟的順序可以改變,某些步驟可以省略。
步驟S111,由伺服器持續搜集相容於LoRa的GPS裝置上傳的GPS資料,分析GPS資料以動態定義出GPS裝置的移動區域(其經度表示為(LonL,
LonH),緯度表示為(LatL,LatH)),並且根據該移動區域計算參考點,如圖2所示。
以一個範例來說明,參考圖2,套用上式訂出所有參考點(N=16),可得到16個參考點。
步驟S112,通過伺服器分析GPS裝置上傳的GPS資料,得知GPS裝置在不同參考點的位置分佈比率,選取位置分佈機率(Distribution Probability,DP)大於等於P的參考點做為動態參考點(s{n DP P})。
在一實施例中,設定P為5%,GPS裝置的移動區域如圖2所示。經由伺服器搜集、統計並分析GPS裝置在圖2中不同參考點的位置分佈比率,然後選擇參考點3、8、9、11、12與16做為GPS裝置的動態參考點,如圖3所示。
步驟S113,伺服器經由LoRa下行傳輸機制更新並設定GPS裝置上的動態參考點資訊。
隨著GPS裝置使用時間上升,動態參考點會越具有統計特性,使得可靠度上升。
步驟S12,該GPS裝置運作時,利用上述選擇參考點的演算法算出目前該GPS裝置最接近的動態參考點(例如,第一動態參考點)。將選出的動態參考點,儲存於GPS裝置與對接的伺服器上。
以圖3為例,假設交通車位於定位範圍內,將GPS位置帶入公式(3)與(4),會得到動態參考點n=16。GPS裝置向伺服器回傳該動態參考點,接著再回傳目前位置。
步驟S13,該GPS裝置比較該GPS裝置的目前位置與該最接近的動態參考點的GPS資料的差異以計算出精簡GPS資料。
步驟S14,該GPS裝置判斷先前是否已上傳動態參考點(例如,第二動態參考點)給該伺服器。
步驟S15,若先前已傳送動態參考點給該伺服器,該GPS裝置判斷該最接近的動態參考點與前一次上傳的動態參考點是否相同。
步驟S16,若該最接近的動態參考點與前一次上傳的動態參考點不同,則該GPS裝置透過LoRa上行傳輸機制(ACK)上傳該最接近的動態參考點(長度為1byte)至該伺服器。
在步驟S14中,若先前未傳送動態參考點給該伺服器,則該GPS裝置上傳該最接近的動態參考點至該伺服器。
步驟S17,該GPS裝置透過該LoRa上行傳輸機制上傳該精簡GPS資料到該伺服器。
在步驟S16中,若該最接近的動態參考點與前一次上傳的動態參考點相同,則該GPS裝置不須再次上傳動態參考點,該伺服器視為動態參考點未改變,僅需透過該LoRa上行傳輸機制上傳該精簡GPS資料到該伺服器。
該伺服器若想確認該GPS裝置的目前動態參考點,可透過下行命令來確認該GPS裝置的目前動態參考點。
若該GPS裝置與多個動態參考點的距離相同時,或是計算所得的各個精簡GPS資料的節省封包長度相同時,則該GPS裝置選擇與前一次上傳的動態參考點。
若該GPS裝置超出前述的移動區域,則上傳未精簡的GPS資料到該伺服器。
相容於LoRa的GPS裝置根據已知的動態參考點,計算進入第一動態參考點的起始時間與到目前時間的位移,推測出GPS裝置的未來位置,並根據該未來位置預測第二動態參考點,若該第二動態參考點不等於該第一動態參考點,則向該伺服器更新目前參考點為該第二動態參考點。
以下以一個實施例說明精簡的GPS資料帶來的成效。
以圖2為例,通過國家海洋電子協會(National Marine Electronics Association,NMEA)-LoRa轉換公式,將該移動區域的位址進行轉換後可以得到以LoRa格式表示的GPS資料,如表1所示。
在該移動區域內,經緯度的前1個bytes的位址資料相同可省略,分別節省1個byte,因此GPS資料一共節省至少2個bytes,如表2所示。
以下以另一個實施例說明精簡的GPS資料帶來的成效(隨距離參考點遠近改變)。
以圖4為例,其包括動態參考點16與GPS裝置50,通過NMEA-LoRa轉換公式轉換二者的位址,可以得到以LoRa格式表示的GPS資料,如表3所示
GPS裝置50相當靠近參考點16,在該移動區域內,經緯度的前2個bytes的位址資料相同可省略,分別節省二個byte,因此GPS資料一共節省4個bytes,如表4所示。
圖5係顯示本發明實施例之行動裝置的硬體架構示意圖。行動裝置500,但不僅限於,可通過系統匯流排相互通信連接處理器510、記憶體520以及
調整封包長度的系統530,圖5僅示出了具有元件510-530的行動裝置500,但是應理解的是,並不要求實施所有示出的元件,可以替代的實施更多或者更少的元件。
該記憶體520至少包括一種類型的可讀存儲介質,該可讀存儲介質包括快閃記憶體、硬碟、多媒體卡、卡型記憶體(例如,SD或DX記憶體等)、隨機訪問記憶體(RAM)、靜態隨機訪問記憶體(SRAM)、唯讀記憶體(ROM)、電可擦除可程式設計唯讀記憶體(EEPROM)、可程式設計唯讀記憶體(PROM)、磁性記憶體、磁片、光碟等。在一些實施例中,該記憶體520可以是該電子裝置10的內部存儲單元,例如行動裝置500的硬碟或記憶體。在另一些實施例中,該記憶體也可以是該行動裝置500的外部存放裝置,例如該行動裝置500上配備的插接式硬碟,智慧存儲卡(Smart Media Card,SMC),安全數位(Secure Digital,SD)卡,快閃記憶體卡(Flash Card)等。當然,該記憶體520還可以既包括該行動裝置500的內部存儲單元也包括其外部存放裝置。本實施例中,該記憶體520通常用於存儲安裝於該行動裝置500的作業系統和各類應用軟體,例如調整封包長度的系統530的程式碼等。此外,該記憶體520還可以用於暫時地存儲已經輸出或者將要輸出的各類資料。
該處理器510在一些實施例中可以是中央處理器(Central Processing Unit,CPU)、控制器、微控制器、微處理器、或其他資料處理晶片。該處理器510通常用於控制該行動裝置500的總體操作。本實施例中,該處理器510用於運行該記憶體520中存儲的程式碼或者處理資料,例如,運行該調整封包長度的系統530等。
需要說明的是,圖5僅為舉例說明行動裝置500。在其他實施例中,行動裝置500也可以包括更多或者更少的元件,或者具有不同的元件配置。
圖6係顯示本發明實施例之行動裝置的功能方塊圖,其用於執行調整封包長度的方法。本發明實施例之調整封包長度的方法可由儲存媒體中的電腦程式來實現,例如,行動裝置500中的記憶體520。當實現本發明方法的電腦程式由處理器510載入到記憶體520時,驅動行裝置500的處理器510執行本發明實施例之調整封包長度的方法。
本發明實施例之行動裝置500包括一選擇模組610、一比較模組620、一判斷模組630與一傳送與接收模組640。
傳送與接收模組640將相容於LoRa的GPS裝置的GPS資料上傳給伺服器(未顯示),並由該伺服器接收參考點資訊。該伺服器持續搜集相容於LoRa的GPS裝置上傳的GPS資料,分析GPS資料以動態定義出GPS裝置的移動區域(其經度表示為(LonL,LonH),緯度表示為(LatL,LatH)),並且根據該移動區域計算參考點,如圖2所示。
以一個範例來說明,參考圖2,套用上式訂出所有參考點(N=16),可得到16個參考點。
接著,傳送與接收模組640自該伺服器取得動態參考點資訊,並且更新到GPS裝置。
在一實施例中,設定P為5%,GPS裝置的移動區域如圖2所示。經由伺服器搜集、統計並分析GPS裝置在圖2中不同參考點的位置分佈比率,然後選擇參考點3、8、9、11、12與16做為GPS裝置的動態參考點,如圖3所示。該伺服器經由LoRa下行傳輸機制將動態參考點傳送給傳送與接收模組640,以更新並設定GPS裝置上的動態參考點。
透過上式,隨著GPS裝置使用時間上升,動態參考點會越具有統計特性,使得可靠度上升。
行動裝置500運作時,選擇模組610利用上述選擇參考點的演算法,從前述複數個動態參點中算出目前該GPS裝置最接近的動態參考點(例如,第一動態參考點)。
以圖3為例,假設交通車位於定位範圍內,將GPS位置帶入公式(2)與(3),會得到參考點n=16。GPS裝置向伺服器回傳該動態參考點,接著再回傳目前位置。
比較模組620該GPS裝置比較該GPS裝置的目前位置與該最接近的動態參考點的GPS資料的差異以計算出精簡GPS資料。
判斷模組630判斷先前是否已上傳動態參考點(例如,第二動態參考點)給該伺服器,若先前已傳送動態參考點給該伺服器,接著判斷該最接近的動態參考點與前一次上傳的動態參考點是否相同。若該最接近的動態參考點與前一次上傳的動態參考點不同,則傳送與接收模組640透過LoRa上行傳輸機制(ACK)上傳該最接近的動態參考點(長度為1byte)至該伺服器。若先前未傳送動態參考點給該伺服器,則傳送與接收模組640上傳該最接近的動態參考點至該伺服器。
接著,傳送與接收模組640透過該LoRa上行傳輸機制上傳該精簡GPS資料到該伺服器。
若該最接近的動態參考點與前一次上傳的動態參考點相同,則傳送與接收模組640不須再次上傳動態參考點,僅需透過該LoRa上行傳輸機制上傳該精簡GPS資料到該伺服器。
若行動裝置500與多個參考點的距離相同時,或是計算所得的各個精簡GPS資料的節省封包長度相同時,則選擇模組610選擇與前一次上傳的動態參考點。
所述行動裝置500集成的模組/單元如果以軟體功能單元的形式實現並作為獨立的產品銷售或使用時,可以存儲在一個電腦可讀取存儲介質中。基於這樣的理解,本發明實現上述實施例方法中的全部或部分流程,也可以通過電腦程式來指令相關的硬體來完成,所述的電腦程式可存儲於一電腦可讀存儲介質中,所述電腦程式在被處理器執行時,可實現上述各個方法實施例的步驟。其中,所述電腦程式包括電腦程式代碼,所述電腦程式代碼可以為原始程式碼形式、物件代碼形式、可執行檔或某些中間形式等。所述電腦可讀介質可以包括:能夠攜帶所述電腦程式代碼的任何實體或裝置、記錄介質、U盤、移動硬碟、
磁片、光碟、電腦記憶體、唯讀記憶體、隨機存取記憶體、電載波信號、電信信號以及軟體分發介質等。需要說明的是,所述電腦可讀介質包含的內容可以根據司法管轄區內立法和專利實踐的要求進行適當的增減,例如在某些司法管轄區,根據立法和專利實踐,電腦可讀介質不包括電載波信號和電信信號。
可以理解的是,以上所描述的模組劃分,僅僅為一種邏輯功能劃分,實際實現時可以有另外的劃分方式。另外,在本申請各個實施例中的各功能模組可以集成在相同處理單元中,也可以是各個模組單獨物理存在,也可以兩個或兩個以上模組集成在相同單元中。上述集成的模組既可以採用硬體的形式實現,也可以採用硬體加軟體功能模組的形式實現。
本發明實施例之整封包長度的方法具備高靈活度,伺服器依據行動裝置的移動情形,能隨時調整並更新行動裝置上的智慧參考點,且智慧參考點的可靠度能藉由蒐集到越多的GPS資料而獲得提升。又,本發明方法能令單一裝置的誤包率由2.2%降為0%,有效的降低誤包率。本發明實施例之整封包長度的方法還可應用於封包長度更長(例如,大於7bytes)的LoRa GPS封包,更能有效的降低系統的誤包率,提升系統效能,有效降低系統的整體誤包率。
以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制,儘管參照實施例對本發明進行了詳細的說明,本領域的普通技術人員應該理解,可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換,而不脫離本發明技術方案的精神和範圍。
Claims (10)
- 一種調整封包長度的方法,應用於一行動裝置中,其中,該行動裝置經由一網路與一伺服器連接,該方法包括下列步驟:通過該伺服器持續收集該行動裝置的GPS資料,分析該GPS資料以動態定義出該行動裝置之一移動區域,並且計算該移動區域的複數參考點;通過該伺服器計算該行動裝置在不同參考點的位置分佈比率,選取位置分佈機率大於等於一預設臨界值的參考點做為動態參考點;通過該伺服器更新並設定該行動裝置上的動態參考點資訊;計算出目前最接近該行動裝置的一第一動態參考點;比較該行動裝置的目前位置與該第一動態參考點的GPS資料的差異以計算出精簡GPS資料;判斷先前是否已上傳一第二動態參考點給該伺服器;若先前已傳送該第二動態參考點給該伺服器,判斷該第一動態參考點與該第二動態參考點是否相同;若該第一動態參考點與該第二動態參考點不同,則上傳該第一動態參考點至該伺服器;若先前未傳送該第二動態參考點給該伺服器,則上傳該第一動態參考點至該伺服器;以及上傳該精簡GPS資料到該伺服器。
- 如請求項1之調整封包長度的方法,其更包括下列步驟:若該第一動態參考點與該第二動態參考點相同,則不上傳該第一動態參考點至該伺服器;以及若該第一動態參考點與該第二動態參考點不同,則透過LoRa上行傳輸機制上傳該第一動態參考點與該精簡GPS資料至該伺服器。
- 如請求項1之調整封包長度的方法,其更包括下列步驟:該伺服器透過一下行命令確認該行動裝置的目前動態參考點。
- 如請求項1之調整封包長度的方法,其更包括下列步驟:若該行動裝置與多個動態參考點的距離相同時,或是計算所得的各個精簡GPS資料的節省封包長度相同時,則選擇前一次上傳的動態參考點。
- 如請求項1之調整封包長度的方法,其更包括下列步驟:若該行動裝置超出該移動區域,則傳送未精簡的GPS資料到該伺服器。
- 一種行動裝置,其經由一網路與一伺服器連接,包括:一傳送與接收模組,用於上傳該行動裝置的GPS資料給該伺服器,其中,該伺服器分析該GPS資料以動態定義出該行動裝置之一移動區域,並且計算該移動區域的複數參考點,計算該行動裝置在不同參考點的位置分佈比率,選取位置分佈機率大於等於一預設臨界值的參考點做為動態參考點,並且更新並設定該行動裝置上的動態參考點資訊;一選擇模組,用於計算出目前最接近該行動裝置的一第一動態參考點;一比較模組,用於比較該行動裝置的目前位置與該第一動態參考點的GPS資料的差異以計算出精簡GPS資料;以及一判斷模組,用於判斷先前是否已上傳一第二動態參考點給該伺服器,且若先前已傳送該第二動態參考點給該伺服器,判斷該第一動態參考點與該第二動態參考點是否相同;其中,該傳送與接收模組用於若該第一動態參考點與該第二動態參考點不同,則上傳該第一動態參考點至該伺服器,若先前未傳送該第二動態參考點給該伺服器,則上傳該第一動態參考點至該伺服器,以及上傳該精簡GPS資料到該伺服器。
- 如請求項6之行動裝置,其中,該傳送模組於該第一動態參考點與該第二參動態考點相同時,則不上傳該第一動態參考點至該伺服器,以及於該第一動態參考點與該第二動態參考點不同時,則透過LoRa上行傳輸機制上傳該第一動態參考點與該精簡GPS資料至該伺服器。
- 如請求項6之行動裝置,其中,該伺服器透過一下行命令確認該行動裝置的目前動態參考點。
- 如請求項6之行動裝置,其中,若該行動裝置與多個動態參考點的距離相同時,或是計算所得的各個精簡GPS資料的節省封包長度相同時,則該選擇模組選擇前一次上傳的動態參考點。
- 一種電腦可讀儲存媒體,包括記憶體、處理器以及存儲在記憶體上並可在處理器上運行的電腦程式,其特徵在於,所述處理器執行所述電腦程式時實現申請專利範圍第1項至第5項之調整封包長度的方法的步驟。
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劉建均等人,"多躍式無線中繼傳輸架構在微飛行器之實現研究", 100 年10 月18 日 (網址: http://www.etop.org.tw/index.php?c=adm11252&m=getReportFile&d=adm&i=179082 ) * |
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