一种低功耗高实时性的无线下行通信方法技术

本发明专利技术公开了一种低功耗高实时性的无线下行通信方法，包括：包括终端以及向每个终端播发导向广播并与终端执行无线通信的至少两个基站，终端搜索范围内的导向广播，根据导向广播来确定与之通信的基站；并从导向广播中获取下一次的时间同步广播的发送时间点，在发送时间点到来时，打开接收窗口，搜索时间同步广播，若收到应答，则提取所述时间同步广播中的基站时间戳，并将其设置为自身时间戳，实现与基站同步，并协商好下行数据通信窗口，即可实现高实时性的下行通信。本发明专利技术可靠性高，稳定性比全网同步的方案高。

A low power and high real-time wireless downlink communication method

【技术实现步骤摘要】
一种低功耗高实时性的无线下行通信方法
本专利技术涉及无线通信
，尤其是涉及一种低功耗高实时性的无线下行通信方法。
技术介绍
在传统的物联网无线通信系统中，终端定期向基站上报数据，基站回复应答。基站通常由外部电源供电，一直处于接收状态，可以随时响应终端的上行数据。而终端往往是电池供电的设备，对功耗要求比较高，在发送数据之后只会开启一个小窗口来接收应答，此窗口结束后就置为休眠状态，停止接收数据。因此，如果后台或者基站要给终端发送下行的数据，必须等待终端上报的时候通过应答发给终端。对于上报间隔比较小的设备，这种下行的方式也可以保障较高的实时性。然而，对于很多物联网终端，通常上报间隔特别长，下行数据的实时性就会特别差，无法满足应用需求。现有技术方案通常是采用时间同步的方案，即网络中的所有基站和终端同步于一个统一的系统时间，然后双方协商好一个下行数据通信窗口时间，终端在这个窗口设置为接收状态，后台下发的数据经过基站在指定的下行数据通信窗口下发，由于下行数据通信窗口间隔比较小，从而可以实现高实时性的下行通信。这种基于时间同步的下行通信方案，通常采用GPS时间作为基站的统一时间同步源，该方案虽然可以保障下行通信的实时性，但是要实现网络中所有设备的时间同步，一方面所有基站设备都必须配备GPS功能，系统复杂度高，基站成本高，实现困难比较大；另一方面如果网络中某些基站失去同步后，会对系统性能造成较大的影响，系统的可靠性不高；此外，在实际的网络部署环境中，很难保证每台基站都具备良好的GPS型号覆盖，基站部署难度大。<br>由此可以看出当前采用GPS的全网基站时间同步的传统方案具有三个问题：1)、所有基站都必须配备GPS通信模块，系统复杂度高，基站成本高；2)、所有基站都必须有良好的GPS信号，基站部署难度大；3)、当系统中有基站失去同步后，对系统影响大，系统稳定性不够高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低功耗高实时性的无线下行通信方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下内容：一种低功耗高实时性的无线下行通信方法，用于终端，所述无线下行通信方法包括如下步骤：终端搜索范围内的导向广播，根据导向广播来确定与之通信的基站；所述终端从所述导向广播中获取下一次的时间同步广播的发送时间点，在所述发送时间点到来时，打开接受窗口，搜索时间同步广播，若收到应答，则提取所述时间同步广播中的基站时间戳，并将其设置为自身时间戳。优选地，还包括如下步骤：所述终端根据所述基站分配下行数据通信窗口来定期开启接收窗口，在接收窗口监听基站下发的下行数据，若收到所述下行数据，则回复应答；若没有收到，则进入休眠状态，等待下一次的下行数据通信窗口到来。优选地，所述基站分配下行数据通信窗口的方法具体为：将时间同步广播间隔Tsync分割为SlotNumb个长度为Tslot的时隙，其中:SlotNumb＝Tsync/Tslot(公式2)Tslot称之为时隙长度，终端在向后台注册的时候，后台会分配一个时隙的索引编号给终端，分配方法如下：Slotindex＝Random(seed(DevAddr))％SlotNumb(公式3)终端在收到分配的Slotindex之后，在每个时间同步广播间隔内的指定时间点会打开接收窗口，打开接收窗口的时间点Treciever为：Treciever＝Tsync+Slotindex*Tslot(公式4)其中，Tsync为网络时间同步广播发送间隔，Slotindex为终端所分配的时隙的索引号。优选地，在所述时间同步广播间隔内添加周期性，即一个终端一个时间同步广播内可以分配多个接收窗口，则接收窗口时间点为：Treciever＝Tsync+Slotindex*Tslot+k*Slotperiod(公式5)其中，k为0,1,...,Tsync/slotperiod的整数值,Slotperiod为终端时隙的重复周期。一种低功耗高实时性的无线下行通信方法，用于基站，所述基站周期性的向外发射导向广播，所述导向广播包括所述基站的编号、网络编号、通信频点、调制方式、发送功率和下一次的时间同步广播的发送时间点，所述无线下行通信方法包括如下步骤：基站上电后默认处于接收状态，接收并应答终端定期上报数据；所述基站每在每个时间同步广播发送时间点从RTC中读取当前时间戳，通过时间同步广播将所述时间同步广播发送时间点发送出去。优选地，还包括如下步骤：基站分配下行数据通信窗口；当所述基站的下行数据缓存队列不为空时，所述基站定期轮询缓存队列，当缓存数据的下行数据通信窗口到来时，取出缓存数据发送给终端，若收到回复，则表明下行数据通信成功，删除队列中的数据，否则等待下一次下行数据通信窗口的到来。优选地，所述基站分配下行数据通信窗口的方法具体为：将时间同步广播间隔Tsync分割为SlotNumb个长度为Tslot的时隙，其中:SlotNumb＝Tsync/Tslot(公式2)Tslot称之为时隙长度，终端在向后台注册的时候，后台会分配一个时隙的索引编号给终端，分配方法如下：Slotindex＝Random(seed(DevAddr))％SlotNumb(公式3)终端在收到分配的Slotindex之后，在每个时间同步广播间隔内的指定时间点会打开接收窗口，打开接收窗口的时间点Treciever为：Treciever＝Tsync+Slotindex*Tslot(公式4)其中，Tsync为网络时间同步广播发送间隔，Slotindex为终端所分配的时隙的索引号。优选地，在所述时间同步广播间隔内添加周期性，即一个终端一个时间同步广播内可以分配多个接收窗口，则接收窗口时间点为：Treciever＝Tsync+Slotindex*Tslot+k*Slotperiod(公式5)其中，k为0,1,...,Tsync/slotperiod的整数值,Slotperiod为终端时隙的重复周期。一种低功耗高实时性的无线下行通信系统，包括终端以及向每个终端播发导向广播并与终端执行无线通信的至少两个基站，其中：所述基站，用于每在每个时间同步广播发送时间点从RTC中读取当前时间戳，通过时间同步广播将所述时间同步广播发送时间点发送出去；用于接收并应答终端定期的上报数据；以及所述终端，用于搜索范围内的导向广播，确定通信连接的基站，并从导向广播中获取最近一次的时间同步广播发送时间点，当时间广播同步时间点到来时，打开接收窗口，搜索时间同步广播，如果收到，则提取其中的基站时间戳，并将其设置为自身时间戳。优选地，所述基站：还用于在下行数据缓存队列不为空时，定期轮询缓存队列，当缓存数据的下行数据通信窗口到来时，取出缓存数据发送给终端，若收到终端回复，则表明下行数据通信成功，删除队列中的数据，否则等待下一次的下行数据通信窗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低功耗高实时性的无线下行通信方法，用于终端，其特征在于，所述无线下行通信方法包括如下步骤：/n所述终端搜索范围内的导向广播，根据导向广播来确定与之通信的基站；/n所述终端从所述导向广播中获取下一次的时间同步广播的发送时间点，在所述发送时间点到来时，打开接受窗口，搜索时间同步广播，若收到应答，则提取所述时间同步广播中的基站时间戳，并将其设置为自身时间戳。/n

【技术特征摘要】
1.一种低功耗高实时性的无线下行通信方法，用于终端，其特征在于，所述无线下行通信方法包括如下步骤：
所述终端搜索范围内的导向广播，根据导向广播来确定与之通信的基站；
所述终端从所述导向广播中获取下一次的时间同步广播的发送时间点，在所述发送时间点到来时，打开接受窗口，搜索时间同步广播，若收到应答，则提取所述时间同步广播中的基站时间戳，并将其设置为自身时间戳。


2.根据权利要求1所述的一种低功耗高实时性的无线下行通信方法，其特征在于，还包括如下步骤：所述终端根据所述基站分配下行数据通信窗口来定期开启接收窗口，在接收窗口监听基站下发的下行数据，若收到所述下行数据，则回复应答；若没有收到，则进入休眠状态，等待下一次的下行数据通信窗口到来。


3.根据权利要求2所述的一种低功耗高实时性的无线下行通信方法，其特征在于，所述基站分配下行数据通信窗口的方法具体为：
将时间同步广播发送间隔Tsync分割为SlotNumb个长度为Tslot的时隙，其中:
SlotNumb＝Tsync/Tslot(公式2)
Tslot称之为时隙长度，
终端在向后台注册的时候，后台会分配一个时隙的索引编号给终端，分配方法如下：
Slotindex＝Random(seed(DevAddr))％SlotNumb(公式3)
终端在收到分配的Slotindex之后，在每个时间同步广播间隔内的指定时间点会打开接收窗口，打开接收窗口的时间点Treciever为：
Treciever＝Tsync+Slotindex*Tslot(公式4)
其中，Tsync为网络时间同步广播发送间隔，Slotindex为终端所分配的时隙的索引号。


4.根据权利要求3所述的一种低功耗高实时性的无线下行通信方法，其特征在于，在所述时间同步广播的间隔内添加周期性，即一个终端一个时间同步广播内可以分配多个接收窗口，则接收窗口时间点Treciever为：
Treciever＝Tsync+Slotindex*Tslot+k*Slotperiod(公式5)
其中，k为0,1,...,Tsync/slotperiod的整数值,Slotperiod为终端时隙的重复周期。


5.一种低功耗高实时性的无线下行通信方法，用于基站，其特征在于，所述基站周期性的向外发射导向广播，所述导向广播包括所述基站的编号、网络编号、通信频点、调制方式、发送功率和下一次的时间同步广播的发送时间点，所述无线下行通信方法包括如下步骤：
所述基站上电后默认处于接收状态，接收并应答终端定期的上报数据；
所述基站每在每个时间同步广播发送时间点从RTC中读取当前时间戳，并通过时间同步广播将所述时间同步广播发送时间点发送出去。


6.根据权利要求5所述的一种低功耗高实时性的无线下行通信方法，其特征在于，还包括如下步骤：
基站分配下行数据通信窗口；
当所述基站的下行数据缓存队列不为空时，所述基站定期轮询缓存队列，当缓存数据的下行数据通信窗口到来时，取出缓存数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡月舟，肖波，张宇，袁协，聂敏林，王涛，
申请(专利权)人：苏州寻息电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32