通讯装置排程方法、伺服器、回报数据的方法及通讯装置与流程

1.本发明涉及一种排程方法、伺服器、回报数据的方法及通讯装置，尤其涉及一种通讯装置排程方法、排程伺服器、回报数据的方法及通讯装置。


背景技术：

2.随着科技的发展与时代的演进，物联网(internet of things，iot)的相关技术已得到越来越多的关注。在iot中，有些通讯装置不需传送高数据量，但却需要低功耗的连结方式，来维持更长时间的运作，因此促成低功耗无线广域网络(lpwan)如lorawan(long range wide area network)。lorawan兼备低功耗、低成本与传输距离远等三大特点，可满足需长时间运作、以电池供电且大量布建的物联网应用需求，因而快速受到电信营运商青睐，并已开始运用于智能城市与智能工业的基础建设中。
3.在lorawan中，当通讯装置的状态改变(例如检测到某些事件)时，其可发送请求至主机端。然而，若同时有两台通讯装置以相同的频段发送数据至主机端，由于主机端一次只能接一台通讯装置的数据，无法同时接收多笔数据，因此这些数据可能会因发生碰撞(collision)而导致丢失。上述情况除了可能发生在通讯装置间之外，亦可能发生于主机端。当主机端发送下行数据流至通讯装置时，若有其他装置亦使用同样的频段发送数据，则主机端亦可能遭遇碰撞。
4.对于通讯装置而言，若迟迟未收到来自主机端的确认信息(acknowledge)，通讯装置将会持续地尝试重传。然而，此举不但造成频宽被占用，更会增加与其他通讯装置碰撞的机率。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供一种通讯装置排程方法、排程伺服器、回报数据的方法及通讯装置，其可用以解决上述技术问题。
6.本发明提供一种通讯装置排程方法，适于管理多个通讯装置的一排程伺服器，包括：对前述通讯装置中的一第一通讯装置指派一第一传送时间、一第二传送时间及一第一排程通道，以控制第一通讯装置在第一传送时间及第二传送时间使用第一排程通道分别传送一第一数据及一第二数据；反应于在一第一接收时间收到第一数据，依据第一接收时间计算一第一时间偏移量；以及基于第一时间偏移量调整第二传送时间，以控制第一通讯装置在调整后的第二传送时间使用第一排程通道传送第二数据。
7.本发明提供一种排程伺服器，包括存储电路、收发器及处理器。存储电路存储多个模块。处理器耦接存储电路及收发器，存取前述模块以执行下列步骤：控制收发器对前述通讯装置中的一第一通讯装置指派一第一传送时间、一第二传送时间及一第一排程通道，以控制第一通讯装置在第一传送时间及第二传送时间使用第一排程通道分别传送一第一数据及一第二数据；反应于收发器在一第一接收时间收到第一数据，依据第一接收时间计算第一时间偏移量；以及基于第一时间偏移量调整第二传送时间，并控制收发器要求第一通
讯装置在调整后的第二传送时间使用第一排程通道传送第二数据。
8.本发明提供一种回报数据的方法，适于受一排程伺服器管理的一通讯装置，包括：从排程伺服器接收排程伺服器指派的一第一传送时间、一第二传送时间及一第一排程通道；在第一传送时间使用第一排程通道传送一第一数据至排程伺服器；从排程伺服器接收调整后的所述第二传送时间；以及在调整后的第二传送时间使用第一排程通道传送一第二数据。
9.本发明提供一种通讯装置，包括存储电路、收发器及处理器。存储电路存储多个模块。处理器耦接存储电路及收发器，存取前述模块以执行下列步骤：从排程伺服器接收排程伺服器指派的一第一传送时间、一第二传送时间及一第一排程通道；控制收发器在第一传送时间使用第一排程通道传送一第一数据至排程伺服器；从排程伺服器接收调整后的所述第二传送时间；以及控制收发器在调整后的第二传送时间使用第一排程通道传送一第二数据。
10.基于上述，本发明可让排程伺服器为不同的通讯装置指派不同的排程通道和/或传送时间，并依据接收到数据的时间偏移量来控制通讯装置调整之后的传送时间，进而在排程伺服器与通讯装置之间达到同步及准确地避免碰撞的目的。
11.为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
12.图1是依据本发明的一实施例示出的排程伺服器及通讯装置的示意图；
13.图2是依据本发明的一实施例示出的通讯装置排程方法流程图；
14.图3是依据本发明的一实施例示出的将通讯装置区分为群组的示意图；
15.图4是依据本发明的一实施例示出的回报数据方法。
16.附图标号说明：
17.11、12、
…
、1n、31、32、
…
、3m：通讯装置
18.111、21：存储电路
19.112、22：收发器
20.113、23：处理器
21.20：排程伺服器
22.d1：第一数据
23.d2：第二数据
24.f1：第一排程通道
25.f2：排程通道
26.g1：群组
27.t1：第一传送时间
28.t2：第二传送时间
29.t3：传送时间
30.t2’：调整后的第二传送时间
31.s210～s230、s410～s440：步骤
32.t1：第一传送时间
33.t2：第二传送时间
具体实施方式
34.请参照图1，其是依据本发明的一实施例示出的排程伺服器及通讯装置的示意图。在图1中，各通讯装置11、12、
…
、1n可以是iot装置，而排程伺服器20例如可用于管理通讯装置11～1n。举例而言，通讯装置11～1n可以是诸如烟雾探测器、瓦斯探测器、温度探测器或其他类似的iot装置，其可用以在检测到特定事件(例如火灾、温度等)时将这些检测到的事件回报至排程伺服器20。
35.概略而言，在本发明的实施例中，有别于现有让iot装置通过随机存取来回报事件的方式，本发明的排程伺服器20可为通讯装置11～1n安排不同的排程通道和/或不同的传送时间，藉以避免让通讯装置11～1n在进行回报时发生碰撞的情形，从而降低数据丢失的机率。相关细节将于之后详述。
36.在图1中，各通讯装置11～1n的架构大致相同，且排程伺服器20对各通讯装置11～1n所进行的排程也相似，故以下将仅基于通讯装置11及排程伺服器20之间的互动进行说明，而本领域技术人员应可基于相关教示而推得排程伺服器20与通讯装置12～1n之间的互动。
37.如图1所示，通讯装置11包括存储电路111、收发器112及处理器113。存储电路111例如是任意型式的固定式或可移动式随机存取存储器(random access memory，ram)、只读存储器(read-only memory，rom)、快闪存储器(flash memory)、硬盘或其他类似装置或这些装置的组合，而可用以记录多个程序码或模块。在不同的实施例中，存储电路111中的程序码及模块可供处理器113存取以实现本发明提出的方法。
38.收发器112可以是如协定单元的组件，其支援全域移动通信系统(global system for mobile communication，gsm)、个人手持电话系统(personal handy-phone system，phs)、分码多重存取(code division multiple access，cdma)系统、无线保真(wireless fidelity，wi-fi)系统或全球互通微波存取(worldwide interoperability for microwave access，wimax)的信号传输。
39.收发器112也通过至少包括传送器电路、接收器电路、模拟转数字(analog-to-digital，a/d)转换器、数字转模拟(digital-to-analog，d/a)转换器、低噪音放大器(low noise amplifier，lna)、混波器、滤波器、匹配电路、传输线、功率放大器(power amplifier，pa)、一或多个天线单元及本地存储媒介的组件，但不仅限于此，来为图1的通讯装置11提供无线存取。
40.接收器电路可以包括功能单元以进行如低噪音放大、阻抗匹配、频率混波、下频率转换、滤波、放大等的操作。传送器电路可以包括功能单元以进行如放大、阻抗匹配、频率混波、上频率转换、滤波、功率放大等的操作。a/d转换器或d/a转换器被配置以在上行信号处理期间转换模拟信号格式为数字信号格式，而在下行信号处理期间转换数字信号格式为模拟信号格式。
41.处理器113耦接于存储电路111及收发器112，并可为一般用途处理器、特殊用途处理器、传统的处理器、数字信号处理器、多个微处理器(microprocessor)、一个或多个结合
数字信号处理器核心的微处理器、控制器、微控制器、特殊应用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、场可程序闸阵列电路(field programmable gate array，fpga)、任何其他种类的集成电路、状态机、基于进阶精简指令集机器(advanced risc machine，arm)的处理器以及类似品。
42.此外，如图1所示，排程伺服器20包括存储电路21、收发器22及处理器23，而其个别可能的实施方式可参照存储电路111、收发器112及处理器113的相关说明，于此不另赘述。
43.请参照图2，其是依据本发明的一实施例示出的通讯装置排程方法流程图。本实施例的方法可由图1的排程伺服器20执行，以下即搭配图1所示的元件来说明图2各步骤的细节。
44.首先，在步骤s210中，排程伺服器20处理器23可对通讯装置11指派第一传送时间t1、第二传送时间t2及第一排程通道f1，以控制通讯装置11在第一传送时间t1及第二传送时间t2使用第一排程通道f1分别传送第一数据d1及第二数据d2。
45.相应地，通讯装置11的处理器113可从排程伺服器20接收排程伺服器20指派的第一传送时间t1、第二传送时间t2及第一排程通道f1。之后，通讯装置11的处理器113可控制收发器112在第一传送时间t1使用第一排程通道f1传送第一数据d1至排程伺服器20。在不同的实施例中，第一数据d1例如是通讯装置11所检测到的某个事件，而通讯装置11可在第一传送时间t1将第一数据d1传送至排程伺服器20。
46.另外，第二数据d2例如是在第一数据d1之后所检测到的另一事件，而通讯装置11可依据排程伺服器20的指派而选择在第二传送时间t2将第二数据d2传送至排程伺服器20，其中第二传送时间t2发生于第一传送时间t1之后。
47.承先前实施例中所述，排程伺服器20可对不同的通讯装置指派不同的排程通道和/或传送时间，藉以避免通讯装置之间发生碰撞的情况。由此可知，当通讯装置11在第一传送时间t1使用第一排程通道f1传送第一数据d1时，不会有另一通讯装置亦在第一传送时间t1使用第一排程通道f1进行传送。
48.然而，若通讯装置11与排程伺服器20之间未达到准确同步，则即便通讯装置11依指示而在第一传送时间t1发送第一数据d1，排程伺服器20可能无法在预期的时间点收到第一数据d1。当排程伺服器20在一第一接收时间收到第一数据d1时，由于另一通讯装置所发送的数据也可能同时在此第一接收时间到达排程伺服器20，因而可能发生碰撞的情形。因此，本发明可通过步骤s220及s230来避免此情形。
49.具体而言，在步骤s220中，反应于在第一接收时间收到第一数据d1，排程伺服器20的处理器23可依据第一接收时间计算第一时间偏移量。在本实施例中，若排程伺服器20已预估会在某个预期时间(例如，第一传送时间t1)接收到第一数据d1，则处理器23可以第一接收时间减去此预期时间来计算第一时间偏移量，亦即排程伺服器20迟了多久才收到第一数据d1，但本发明可不限于此。
50.之后，在步骤s230中，处理器23可基于第一时间偏移量调整第二传送时间t2，以控制通讯装置11在调整后的第二传送时间t2’使用第一排程通道f1传送第二数据d2。在一实施例中，处理器23可以第二传送时间t2减去第一时间偏移量以取得调整后的第二传送时间t2’。亦即，调整后的第二传送时间t2’为提前了第一时间偏移量的第二传送时间t2。
51.在此情况下，当通讯装置11依指示而在第二传送时间t2’使用第一排程通道f1发
送第二数据d2时，排程伺服器20即可准确地在预期的时间点接收到第二数据d2。换言之，上述机制可让通讯装置11与排程伺服器20之间达到同步的效果，进而避免发生碰撞的情形。
52.在不同的实施例中，排程伺服器20可直接将调整后的第二传送时间t2’告知通讯装置11，或是仅将第一时间偏移量告知通讯装置11，以让通讯装置11自行依上述教示计算调整后的第二传送时间t2’，但本发明可不限于此。在计算出第二传送时间t2’之后，通讯装置11的处理器113即可控制收发器112在第二传送时间t2’使用第一排程通道f1传送第二数据d2至排程伺服器20。
53.此外，对于其他的通讯装置12～1n而言，排程伺服器20亦可依据上述教示来为通讯装置12～1n指派排程通道及传送时间。以通讯装置12为例，排程伺服器20可控制通讯装置12在传送时间t3使用第一排程通道f1传送数据，其中传送时间t3不同于对应于通讯装置11的第一传送时间t1、第二传送时间t2及t2’。在此情况下，虽通讯装置11及12皆使用第一排程通道f1传送数据，但由于传送的时间不同，因此不会发生数据碰撞的情形。
54.再以通讯装置1n为例，排程伺服器20可控制通讯装置1n在第一传送时间t1使用排程通道f2传送数据，其中排程通道f2不同于对应于通讯装置11的第一排程通道f1。在此情况下，虽通讯装置11及1n皆在第一传送时间t1传送数据，但由于所使用的排程通道不同，因此仍不会发生数据碰撞的情形。
55.并且，排程伺服器20及各通讯装置12～1n之间亦可执行上述达到同步的机制，藉以确保排程伺服器20及各通讯装置12～1n之间不会因不同步而导致发生意外的碰撞。
56.在一实施例中，为了让各通讯装置11～1n能够加入排程伺服器20的管理，本发明的排程伺服器20可在多个可用通道中设置一或多个参加通道。以通讯装置11为例，当通讯装置11欲加入排程伺服器20的管理时(例如，刚完成开机程序)，通讯装置11可先听取上述参加通道是否正被其他的通讯装置占用。若否，则通讯装置11可通过所听取的参加通道来发送注册请求至排程伺服器20。另一方面，若所听取的参加通道正被其他通讯装置占用，则通讯装置11可等到参加通道未被占用时再尝试通过参加通道向排程伺服器20发送注册请求，或是选择另一个未被占用的参加通道来向排程伺服器20发送注册请求。在排程伺服器20接受通讯装置11的注册请求后，即可相应地将先前实施例提及的第一传送时间t1、第二传送时间t2及第一排程通道f1指派予通讯装置11，以让通讯装置11可经排程而传送数据至排程伺服器20。
57.进一步而言，在现有的lorawan中，由于iot装置通过同一批通道来参加主机端的管理以及传送数据，因此当iot装置在尝试参加主机端的管理时，可能与正在传送数据的其他iot装置发生碰撞。然而，由于本发明的排程伺服器20将参加通道及用于传送数据的排程通道予以区隔，因此可减少发生上述数据碰撞的机率。
58.此外，在一些实施例中，为了让各通讯装置11～1n能够即时地回报所检测到的紧急事件(例如火灾)，本发明的排程伺服器20可在多个可用通道中设置一或多个紧急通道，并将这些紧急通道告知通讯装置11～1n。以通讯装置11为例，排程伺服器20可在接受通讯装置11的注册请求之后，将紧急通道随着第一传送时间t1、第二传送时间t2及第一排程通道f1一并告知通讯装置11。如此一来，当通讯装置11检测到紧急事件时，即可即时地通过紧急通道将紧急事件回报至排程伺服器20。在一实施例中，当通讯装置11欲回报紧急事件时，其可依序地尝试以各紧急通道进行传送，或是随机地在紧急通道中挑选用于传送的通道，
但本发明可不限于此。
59.由上可知，排程伺服器20的可用通道大致可分成排程通道、参加通道及紧急通道等种类，因此可达到比现有lorawan更为灵活的通道使用策略。并且，在不同的实施例中，排程伺服器20可基于所管理的各通讯装置11～1n的数据回报状态动态地调整排程通道、参加通道及紧急通道的数量。
60.举例而言，若排程伺服器20基于例如机器学习等机制而得知通讯装置11～1n较少回报紧急事件，则排程伺服器20可相应地将一部分的紧急通道改变为排程通道或参加通道。举另一例而言，若排程伺服器20发现已较少收到注册请求，则排程伺服器20可将一部分的参加通道改变为排程通道或紧急通道。或者，若排程伺服器20发现在某些时段容易收到紧急事件，则排程伺服器20可在这些时段时将一部分的参加通道改变为紧急通道，但本发明可不限于此。
61.在不同的实施例中，排程伺服器20亦可通过设置于排程伺服器20与各通讯装置11～1n之间的闸道器来转传以上提及的各种信息/信号，但本发明可不限于此。
62.在一些实施例中，由于排程伺服器20所管理的通讯装置可能为数众多，因而可能造成通讯资源不足及管理不易等缺点。因此，排程伺服器20可将所管理的通讯装置区分为多个群组，并在每个群组中找出一个领袖装置，以让领袖装置协助同一群组内的通讯装置传送数据至排程伺服器20。以下将辅以图3作进一步说明。
63.请参照图3，其是依据本发明的一实施例示出的将通讯装置区分为群组的示意图。在本实施例中，排程伺服器20例如可将通讯装置11、31、32、
…
、3m视为一个群组g1，而其中的通讯装置11例如可被选为群组g1中的领袖装置。在不同的实施例中，排程伺服器20挑选领袖装置的原则可视情况而定。举例而言，在一实施例中，排程伺服器20可挑选具最大信号覆盖范围、信号品质最佳、或是最靠近排程伺服器20的通讯装置作为群组的领袖装置，但本发明可不限于此。
64.在一实施例中，在通讯装置11被选为群组g1的领袖装置之后，其亦可对通讯装置31～3m进行如图2所教示的机制，以为各通讯装置31～3m指派排程通道及传送时间。或者，各通讯装置11、31～3m所对应的排程通道及传送时间亦可统一由排程伺服器20安排，但本发明可不限于此。
65.对于通讯装置31～3m而言，其个别可通过所指派的排程通道及传送时间将所检测到事件、数据回报至通讯装置11(即，领袖装置)。之后，通讯装置11可再通过所指派的排程通道及传送时间将来自通讯装置31～3m的数据回报至排程伺服器20。举例而言，若第一数据d1来自于通讯装置31，则通讯装置11可在第一传送时间t1使用第一排程通道f1将第一数据d1传送至排程伺服器20，但本发明可不限于此。
66.另外，为便于通讯装置31～3m回报紧急事件，当通讯装置31～3m检测到紧急事件时，可直接通过排程伺服器20所设置的紧急通道将紧急事件回报至排程伺服器20，而不需再由通讯装置11(即，领袖装置)协助转传。
67.请参照图4，其是依据本发明的一实施例示出的回报数据方法。本实施例的方法可由图1的通讯装置11执行，以下即搭配图1所示的元件作说明。
68.首先，在步骤s410中，通讯装置11的处理器113可从排程伺服器20接收排程伺服器20指派的第一传送时间t1、第二传送时间t2及第一排程通道f1。在步骤s420中，处理器113
可控制收发器112在第一传送时间t1使用第一排程通道f1传送第一数据d1至排程伺服器20。在步骤s430中，处理器113可从排程伺服器20接收调整后的第二传送时间t2’。在步骤s440中，处理器113可控制收发器112在调整后的第二传送时间t2’使用第一排程通道f1传送第二数据d2。以上各步骤的细节可参照先前实施例中的说明，于此不另赘述。
69.综上所述，本发明可让排程伺服器为不同的通讯装置指派不同的排程通道和/或传送时间，藉以避免发生数据碰撞。并且，本发明的排程伺服器还可依据接收到数据的时间偏移量来控制通讯装置调整之后的传送时间，进而在排程伺服器与通讯装置之间达到同步及准确地避免碰撞的目的。此外，通过将可用通道区分为排程通道、参加通道以及紧急通道的方式，本发明可让排程伺服器更为灵活地安排指派予通讯装置的通道。
70.另外，本发明的通讯装置还可被区分为不同的群组，而各群组中可选出一领袖装置，用以作为转传同群组其他成员的数据至排程伺服器的媒介。藉此，可提升排程伺服器管理通讯装置的便利性，并增加通讯资源的运用效率。
71.虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。