DE602004005801T2

DE602004005801T2 - Bandbreitenmanagement gestützt auf statistische Messungen

Info

Publication number: DE602004005801T2
Application number: DE602004005801T
Authority: DE
Inventors: Jefferson B. Palo Alto Burch; Bruce Menlo Park Hamilton; Nikhil Chicago Sharma; Glenn R. Snohomish Engel; Glen L. Snohomish Purdy
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2004-10-20
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2024-10-21
Also published as: US20050096049A1; JP2005135413A; DE602004005801D1; EP1528525B1; EP1528525A1; US7209710B2

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemeinen auf drahtlose Kommunikation und insbesondere auf das Verwalten von Bandbreite unter Verwendung von statistischen Messungen.
Hintergrund der Erfindung
Datenmessung unter Verwendung von Messsonden und -werkzeugen ist seit der Einführung von Messwerkzeugen die übliche Praxis. Die frühsten Werkzeuge, wie z. B. Sonnenuhren, Windfahnen, Sextanten usw., wurden manuell oder durch die Natur angetrieben, wobei die Daten einfach niedergeschrieben oder memoriert wurden. Neuere Sonden umfassen Temperatursensoren, Wettersonden, Hochfrequenz-(HF-)Sensoren, Globales-Positionsbestimmungs-System-(GPS-)Empfänger und dergleichen, und werden nun von Computern und Elektronik angetrieben. Der moderne Trend geht dahin, drahtlose Sonden für bestimmte Typen von Messaufgaben zu verwenden. Generell sind Messaufgaben, die sich an stationäre, entfernte Orte oder Ereignisse richten kann, die über ein großes Gebiet verfolgt werden können, alle gute Kandidaten für den Einsatz von Drahtlosmesssonden. Zum Beispiel nutzen Sonden zu Messung von Drahtloskommunikationsnetzen, Verkehrsmustern, Verschmutzungspegeln, Umweltbedingungen usw., jeweils eine Fernsonde, die ihre Messungen über den Äther sendet. Dieser Prozess verringert generell die Kosten für den Einsatz von Personal vor Ort und erlaubt weiterhin, dass Sonden in extremen Gebieten platziert werden, die gewöhnlich für den Menschen nicht erschließbar oder einladend sind. Durch die Verwendung einer drahtlosen Sonde besteht kein Bedarf mehr für die Verlegung von Kabeln an den entfernten Ort, was sowohl die Kosten verringert, die mit der Kabellegung einhergehen, sowie auch die Auswirkungen auf die Umwelt verringern kann.
Eines der Probleme mit drahtlosen Sonden sind jedoch die Begrenzungen der Datenbandbreite der drahtlosen Netzwerke. Die meisten Messsonden sind dazu in der Lage, Messungen mit einer Rate durchzuführen, die weit über der Rate liegt, mit welcher die Messdaten über das drahtlose Netzwerk gesendet werden können. Diese Nichtübereinstimmung beim Datendurchsatz erzeugt ein Problem bei dem Liefern der Messinformationen an den Verarbeitungspunkt. Entweder müssen die Daten fallengelassen oder gespeichert werden. Aktuelle Lösungen für drahtlose Sonden vom mobilen Typ beinhalten gewöhnlich, dass die Sonde an eine große Speichereinrichtung, wie z. B. eine große Festplatte oder einen anderen Speichertyp, angeschlossen ist. Obwohl dies ermöglicht, dass eine große Datenmenge gemessen und für die Analyse verwendet wird, müssen die gemessenen Daten im Verarbeitungszentrum von dem Speicher heruntergeladen werden, bevor jegliche Verarbeitung erfolgen kann. Andere Lösungen beinhalteten die Verwendung von „smarten" Sonden, die eine begrenzte Menge an eingebetteter Verarbeitungsfunktionalität aufweisen. Diese smarten Sonden können programmiert sein, um die tatsächliche Messungsdurchführung auf begrenzende aber dennoch logische Weise zu steuern.
Solche smarten Sonden können dazu benutzt werden, den Messprozess auf bandbreitenempfindliche Weise zu steuern. Wenn ein Phänomen, das gemessen werden soll, zum Beispiel nur für einen bestimmten Zeitraum von Interesse ist, kann die Sonde programmiert werden, die Messungen nur während den Zeiten von Interesse durchzuführen. Wenn sich das Phänomen nur an bestimmten Orten zeigen würde, könnte die Sonde gleichartig dazu programmiert werden, die Messungen nur dann vorzunehmen, wenn dieselbe sich in diesen Zonen oder Orten von Interesse befindet. Weiterhin ist es möglich, dass Phänomene über eine Kombination aus Zeit und Ort von Interesse sind. In diesen Fällen kann die Sonde pro grammiert werden, nur in den Zeiten und an den Orten von Interesse zu messen. Durch die strategische Begrenzung des Messprozesses kann die Menge an gesammelten Rohdaten beträchtlich verringert werden. Obwohl diese Messstrategien die Menge an Rohdaten, die gesammelt werden, beträchtlich reduzieren können, kann jedoch die Menge an Daten, die eine Sonde innerhalb der begrenzten Zonen von Interesse sammeln kann, weiterhin jegliche verfügbaren Bandbreitenressourcen übersteigen.
Die US 5,539,645 und die EP 715,286 offenbaren Verkehrsüberwachungssysteme, in denen abnormale Messdaten berichtet werden. Die US 4,940,976 offenbart ein automatisches Ablesesystem für Wasserzähler. Die US 5,852,409 offenbart ein Messsystem für Fernmesstechnik.
Kurze Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren gemäß Anspruch 1 geschaffen. Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System gemäß Anspruch 9 geschaffen.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung richtet sich an eine drahtlose Sonde zur Messung gewünschter Phänomene, wobei dieselbe einen Prozessor, einen Wandler zum Aufnehmen der Messungen, einen Code, der durch den Prozessor ausführbar ist, zum Berechnen statistischer Informationen bezüglich der erfassten Messungen und eine Kommunikationsschnittstelle zur Übertragung der statistischen Informationen an eine Datenverrechnungsstelle umfassen kann.
Ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung richtet sich an ein Verfahren zum Messen gewünschter Phänomene, unter Verwendung einer drahtlosen Sonde, das das Messen einer oder mehrerer Variablen bezüglich des gewünschten Phänomens, das Berechnen statistischer Daten an der drahtlosen Sonde unter Verwendung der gemessenen einen oder mehreren Variablen, ansprechend darauf, dass eine Meldung zum Übergangsvorgang empfangen wird, und die Übertragung der statistischen Daten zu einem zentralen Verarbeitungsort umfassen kann.
Ausgewählte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung richten sich an ein Verfahren zum Analysieren der gewünschten Phänomene in einem festgelegten Gebiet unter Verwendung einer Mehrzahl von drahtlosen Sonden, wobei das Verfahren umfassen kann: das Unterteilen des Gebiets in ein Gitter, das eine Vielzahl von Gitterabschnitten aufweist, das Durchführen von Rohmessungen über den definierten Bereich bezüglich des gewünschten Phänomens, das Festlegen eines Ortes für jede der Rohmessungen, das Zuordnen jeder Rohmessung zu einem der Mehrzahl von Gitterabschnitte, ansprechend darauf, dass der Ort in den Umfang des einen der Mehrzahl von Gitterabschnitten fällt, das Errechnen der statistischen Daten an der drahtlosen Sonde unter Verwendung der Rohmessungen und das Kommunizieren der statistischen Daten an ein zentrales Analysezentrum.
Im Vorausgehenden wurden eher im Groben die Merkmale und technischen Vorzüge der vorliegenden Erfindung beschrieben, mit dem Ziel, dass die nun folgende detaillierte Beschreibung der Erfindung besser verstanden werden kann. Weitere Merkmale und Vorzüge der Erfindung werden nachstehend beschrieben, wobei diese den Gegenstand der Ansprüche der Erfindung bilden. Es ist zu erkennen, dass das Konzept und die spezifischen Ausführungsbeispiele, die hier offenbart sind, ohne Weiteres als eine Basis zum Modifizieren oder Entwerfen anderer Strukturen verwendet werden können, die denselben Zweck wie die vorliegende Erfindung ausführen. Es sollte außerdem klar sein, dass solche äquivalenten Konstruktionen nicht von der Erfindung abweichen, wie dieselbe in den angehängten Ansprüchen dargestellt ist. Die neuartigen Merkmale, die als charakteristisch für die Erfindung angesehen werden, sowohl den Aufbau als auch die Betriebs art betreffend, werden, zusammen mit den weiteren Zielen und Vorzügen, mit den folgenden Beschreibung besser verstanden werden, wenn dieselben unter Berücksichtigung der beiliegenden Figuren betrachtet werden. Es ist jedoch ausdrücklich zu vermerken, dass jede der Figuren allein zum Zwecke der Darstellung und Beschreibung angefügt ist, und nicht als eine Definition für die Beschränkungen der vorliegenden Erfindung dienen soll.
Kurze Beschreibung der Figuren
Für ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung wird auf die folgenden Beschreibungen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen.
1 ist ein Blockdiagramm, das ein zellulares Netzwerk darstellt;
2 ist ein Diagramm, das die relative Signalstärke zwischen zwei der in 1 gezeigten Antennen als eine Funktion des Abstands zu den Antennen darstellt;
3 ist ein Blockdiagramm, das ein Gitter darstellt, das über dem Gebiet liegt, das durch das zellulare Netz abgedeckt ist; und
4 ist ein Flussdiagramm, das ein statistisches Bandbreitenverwaltungssystem darstellt, das gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Bei einem Ausführungsbeispiel des hierin beschriebenen Bandbreitenverwaltungssystems werden Hochfrequenz-(HF-)Sonden zur Messung von Attributen eines zellularen Telefonnetzes verwendet. 1 ist ein Blockdiagramm und stellt ein zellulares Netz 10 dar. Das zellulare Netz 10 umfasst drahtlose Antennen 100–103, die jeweils eine zugewiesene Zelle im Netz 10 abdecken. Eine HF-Sonde 104 ist an einem Fahrzeug 105 angebracht, welches ein Wartungsfahrzeug oder einfach ein Fahrzeug des öffentlichen Transports, wie z. B. ein Taxi, Bus oder Ähnliches, sein kann, vertraglich mit der Mitführung der HF-Sonde 104 betraut. Die HF-Sonde 104 umfasst üblicherweise einen Wandler zum Erkennen der Rohmessungen und kann ferner einen Prozessor zur Verarbeitung von Messinformationen und zur Implementierung der Konfigurationsdaten umfassen. Während das Fahrzeug 105 entlang einem Weg 106 verläuft, können von der HF-Sonde 104 Messungen, wie etwa die Signalstärke, Frequenzdrift und Ähnliches, durchgeführt werden. Diese Rohmessungen, oder daraus abgeleitete Daten, können dann periodisch von der HF-Sonde 104 zu einer Telekommunikationsbasisstation 106 gesandt werden, über eine Messantenne 107. Die komplexe Analyse wird dann in der Mehrheit in der Telekommunikationsbasisstation 106 oder einer anderen vergleichbaren Datenverrechnungsstelle oder einem zentrale Verarbeitungsstandort durchgeführt, um das zellulare Netz 10 zu analysieren.
Es sollte angemerkt werden, dass die Anwendung der vorliegenden Erfindung nicht auf das Prüfen von HF-Attributen von zellularen Netzen begrenzt ist. Das in 1 dargestellte System kann einfach auf andere Messphänomene angewandt werden. Ein Beispiel kann die Überwachung von Umweltverschmutzungen sein. Die mobile Sonde kann eine Reihe von Luftqualitätsmessungen entlang dem Weg 106 vornehmen, wobei die Antennen 100–103 tatsächlich industrielle Anlagen, autobahnnahe Orte oder Ähnliches repräsentieren können.
Somit beschränkt das in 1 beschriebene Beispiel nicht die Anwendung von verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung und bezweckt nicht die Beschränkung derselben.
Der Messprozess, der durch die HF-Sonde 104 implementiert wird, kann unter Verwendung eines Zeit-/Abstands-Algorithmus gesteuert werden. Zum Beispiel kann die Sonde eingestellt sein, um alle „X" Meter eine Messung vorzunehmen. Wenn die Sonde jedoch ermittelt, dass dieselbe sich sehr schnell, sehr langsam oder gar nicht bewegt, kann sich der Algorithmus ändern, um, wenn die Sonde sich zu langsam bewegt, eine Messung alle „Y" Sekunden durchführen zu lassen oder, wenn dieselbe sich zu schnell bewegt, wird nach dem Zurücklegen von „X" Metern eine Überprüfung durchgeführt, dass auch „Z" Sekunden verstrichen sind, bevor die nächste Messung durchgeführt wird, wobei „Z" kleiner ist als „Y".
2 ist ein Diagramm, das die relative Signalstärke zwischen den Antennen 101 und 102 darstellt, wie gezeigt in 1, als eine Funktion des Abstands zu den Antennen. Sobald die HF-Sonde 104 (1) sich weiter von der Antenne 101 entfernt, nimmt die Signalstärke, angezeigt durch einen Stärkeindikator 200, ab. Gleichartig dazu, wenn die HF-Sonde 104 (1) sich der Antenne 102 nähert, dann nimmt die Signalstärke, angezeigt durch Stärkeindikator 201, zu. In gut konzipierten zellularen Netzen tritt eine Überlappung der Signalstärkeindikatoren 200 und 201 in Übergaberegion 202 auf, wo ein Mobiltelefon in dem zellularen Netz von der Antenne 101 zu der Antenne 102 übergeben würde. Weil die Signalstärke von Antenne 101 und 102 innerhalb der Region stark variiert, würde eine große Anzahl an Messdaten benötigt werden, um dieselbe charakterisieren zu können. Da jedoch die Signalstärke stark korreliert mit dem Abstand zu der Antenne, kann eine smarte Sonde die Rohmessungen in ein mathematisches Modell des Phänomens einsetzen. Nur die statistischen Eigenschaften des Modells würden von der Sonde ausgesandt werden. In diesem Fall ist das Modell eine lineare Beziehung von der Signalstärke gegenüber dem Abstand zu der Antenne. Daher wären die Neigung, der Schnittpunkt und der lineare Korrelationskoeffizient ausreichend, um dieselbe zu charakterisieren. Daraus resultiert, dass es zu einer enormen Reduzierung der Informationen kommt, die von der Sonde ausgesandt werden.
Halb-Kilometer-Fach-Linien 200 zeigen die Fächer zwischen den Antennen 101 und 102 an, die Gebiete begrenzen, in denen sich die Signalstärke innerhalb des bestimmten Halbe-Kilometer-Faches nicht stark variieren kann. Durch den Einsatz einer solchen getrennten Unterbrechung kann die statistische Analyse dazu genutzt werden, die Attribute der Antenne zu analysieren, da die relative Signalstärke innerhalb eines gegebenen Faches generell nicht in großem Umfang abweichen sollte.
3 zeigt ein Blockdiagramm, das ein Gittersystem 300 darstellt, das über dem Gebiet liegt, welches durch das zellulare Netz 10 abgedeckt ist. Das Gittersystem 300 ergibt sich aus einer Mehrzahl von Fächern, definiert durch die Gitterlinien. Die Rohmessungen, die von der Sonde durchgeführt werden, können einem spezifischen Fach zugewiesen werden, abhängig von Ort an dem die Messung durchgeführt wurde. Eine Sonde, die mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung betreibbar ist, kann eine Art von Richtungs-/Ort-Bestimmungs-Instrument aufweisen, wie etwa einen globalen Positionsbestimmungs-Satelliten-(GPS-)Mechanismus oder Ähnliches, zur Kennzeichnung der Rohmessung mit einem Ort. Durch die Verwendung der Ortsangabe können diese Rohmessungen diesem spezifischen Fach zugewiesen werden.
Ein Teil der Analyse eines bestimmten Phänomens kann das Überprüfen von bestimmten Alarmbedingungen sein. Falls beispielsweise die Signalstärke in dem zellularen Netz 10 unter einen bestimmten Pegel fällt, kann die Zelle versa gen, Anrufe abbrechen und möglicherweise eine Kommunikationskrise verursachen. Ähnlich verhält es sich, wenn die Signalleistung zu stark ist, dann kann es zu Interferenzen mit benachbarten Zellen kommen. Daher kann die Kenntnis über den Pegel einer einfachen Rohmessung von Vorteil für die analysierende Autorität sein. Da die Rohmessungen von der Sonde durchgeführt werden, kann die Sonde diese Messungen mit bestimmten Alarmbedingungen, für die zu prüfenden Phänomene, vergleichen. Wenn eine Alarmbedingung überschritten wird, kann die Sonde einen Alarm ausgeben. Bei Einsatz eines Drahtlosmesssystems ist es von Vorteil, der Kommunikation einen Prioritätspegel zuzuweisen, um den wichtigen Informationen bei der begrenzten Bandbreite eine höhere Priorität zu geben. Ein durch die Sonde ausgegebener Alarm kann als eine Meldung mit hoher Priorität eingeordnet werden, die vor anderer Kommunikation an die Zentralstation gesandt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet statistische Berechnungen, die in der Sonde durchgeführt werden, um die Menge der an die Zentralstation gesendeten Daten zu verringern. Bezug nehmend auf 3 kann eine Sonde, die das Fach 302 überquert, einhundert, eintausend oder eine andere große Anzahl an Messungen durchführen, wie etwa Signalstärke, Frequenz oder Ähnliches. Statt diese Rohmessungen zu senden, kann die Sonde bestimmte statistische Werte berechnen, wie etwa Minimum, Modalwert, Mittelwert, Median, Standardabweichung, die Asymmetrie und Maximalwert der N Messungen (wobei N die Anzahl der Messungen ist, d. h. 100 oder 1.000, wie oben angegeben). Diese sieben statistischen Werte können dazu verwendet werden, eine große Varietät an Analysen der Leistungsfähigkeit des zellularen Netzes in dem Fach 302 durchzuführen. Daher überträgt die Sonde bei der Übermittlung der Messungen für das Fach 302 an die Zentralstation bei dem obigen Beispiel nur die sieben berechneten statistischen Werte, anstelle der N Messungen. Wenn ein anderes statistisches System als das einfache lineare Systeme gewählt wird, können andere statistische Variablen berechnet werden. Daher ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Übertragung von nur sieben Werten beschränkt. Unabhängig von dem gewählten statistischen System besteht, abhängig von der Menge „N", die Möglichkeit für eine wesentliche Reduzierung der zu sendenden Daten.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein statistisches Bandbreitenverwaltungssystem 40 darstellt, das gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist. In Schritt 400 beginnt die Sonde mit der Durchführung von Rohmessungen, die das spezielle Fach betreffen. Jeder Messwert kann dann, in Schritt 401, mit der Zeit und dem Ort der Messung für zukünftige Verwendung gekennzeichnet werden. In Schritt 402, bei Eingang eines Fach-Übergangs-Vorgangs, berechnet die Sonde einen Satz von statistischen Werten unter Verwendung der Messungen, die im Schritt 400 in Verbindung mit einem speziellen Fach gemacht wurden. Der Satz an statistischen Werten kann Werte wie den Mittelwert, die Standardabweichung, Modalwert und Ähnliches umfassen oder kann sogar einen statistischen Zwischenwert aufweisen, wie etwa eine Summierung eines speziellen Messwertes oder die Summierung eines bestimmten Wertes an unterschiedlichen Abschnitten innerhalb desselben Faches. Dieser Satz von statistischen Werten kann dann, in Schritt 403, von der Sonde an die Zentralstation gesendet werden. In Schritt 404 kann bei ausgewählten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung eine Bestimmung erfolgen, ob lokaler Speicher für die Sonde zur Verfügung steht und für dieselbe zugänglich ist. Wenn kein lokaler Speicher zur Verfügung steht, verwirft die Sonde die Rohdaten, die in Schritt 400 gemessen wurden. Wenn lokaler Speicher für die Sonde zur Verfügung steht, können die Messungen aus Schritt 400 für zukünftigen Zugriff hierin gespeichert werden. Die Menge der zu speichernden Rohmessungen kann auch reduziert werden, indem die Messungen dezimiert werden, um die wichtigen Informationen zu behalten, aber die Gesamtzahl der Messungen, die möglicherweise vorgenommen wurden, zu verringern.
Der lokale Speicher kann verschiedene Speicherformen umfassen, wie etwa dynamischer Speicher, Flash-Speicher, Festplatten und Ähnliches.
Beim Betrieb kann es sein, dass eine einzige drahtlose Sonde nur zufällig durch ein jeweiliges spezielles Fach wandert, das von Interesse ist. Daher kann die Verwendung von nur einer einzigen Sonde die Unzuverlässigkeit der Messdaten erhöhen, weil mit den seltenen Messungen einzelne Fächer insgesamt ohne jegliche Messung bleiben können. In vielen Systemen werden mehrere Sonden eingesetzt, um Messinformationen zu sammeln. Diese Informationen können dann in der Zentralstation gesammelt werden, um die verschiedenen Fächer von Interesse genauer zu analysieren. Um diese Ansammlung an der Zentralstation zu ermöglichen, kann der Satz von berechneten und gesendeten statistischen Werten auf statistische Zwischenwerte begrenzt werden, wie etwa die Summierung von speziellen Messungen. Bei solchen Ausführungsbeispielen kann eine einzelne Sonde die Summierung von einer speziellen Messung berechnen, X, und die statistischen Werte N und Σ_1-NX senden. Sobald jeder der statistischen Werte von den verschiedenen Sonden, die sich im Einsatz befinden, empfangen wurde, kann die Zentralstation die Messungen dann in eine größere Gesamtheit vereinigen unter Verwendung der verschiedenen Abtastwertgrößen, N₁ – N_m und Summierungen Σ_1-NX₁ – Σ_1-NX_m, Σ_1-NX₁ ² – Σ_1-NX_m ², Σ_1-NX₁ ³ – Σ_1-NX_m ³, wobei jedes von N₁ – N_m und X₁ – X_m die Abtastwertgrößen sind und Messungen für Sonden 1 – m Messungen in dem Zielfach durchführen. Das Quadrat und andere Summierungen höherer Ordnung können zur Berechnung weiterer statistischer Variablen verwendet werden, wie etwa Standardabweichung und Ähnlichem. Daher kann, z. B. bei der Berechnung des Aggregationsmittelwerts, welcher nur ein einzelnes Beispiel für eine statistische Variable ist, die für das spezielle Fach errechnet werden kann, die Zentralstation berechnen: Aggregationsmittelwert = (ΣX1 + ΣX2 + ... ΣXm)/(N1 + N2 + ... Nm) (1)
Lineare statistische Schemata, die den Mittelwert, die Standardabweichung und Ähnliches beinhalten, sind nur einer der Typen, die verwendet werden können. Andere Schemata, wie etwa Exponential-, Poisson-, Uniform-Schemata und Ähnliche, können auch verwendet werden. Allerdings sollte die Sonde zusammen mit dem Satz von statistischen Werten auch immer den Typ des statistischen Schemas senden, der verwendet wird.
Wie oben angemerkt werden in dem Fall eines zu kleinen Faches die Einsparungen in der Anzahl der Messungen pro Fach oder Gitter ausgeglichen durch die Anzahl der Messungen für jedes der mehreren Fächer. Eine Alternative zur Berechnung von Einzel-Variabel-Messungen/-Berechnungen ist es, die Fach- oder Gittergröße zu erhöhen und Mehrfach-Messungen/-Berechnungen zu verwenden, die dann kreuzkorreliert werden können, um die statistische Analyse zu erhalten. Der Prozess zur Implementierung der deskriptiven Mehrfach-Variabelen-Statistiken ist ähnlich den Schritten identifiziert unter 4. Jedoch wird der Satz von statistischen Werten, der mit den Sonden berechnet wird, unterschiedlich sein. Zum Beispiel können in dem linearen statistischen Schema, wie es bei den vorausgehenden Beispielen beschrieben wurde, in Bezug auf drei unterschiedliche gemessene Variablen, X₁, X₂ und X₃, die folgende Terme während der Gitter-Übergangsvorgänge berechnet und an die Zentralstation gesendet werden:
Abtastwertgröße: N
Linear-Terme: ΣX₁, ΣX₂, ΣX₃
Terme zweiter Ordnung: ΣX₁ ², ΣX₂ ², ΣX₃ ²
Terme dritter Ordnung: ΣX₁ ³, ΣX₂ ³, ΣX₃ ³
Linear-Kreuz-Terme: ΣX₁X₂, ΣX₁X₂, ΣX₂X₃
Kreuz-Terme zweiter Ordnung: ΣX₁ ²X₂, ΣX₁ ²X₂, ΣX₂ ²X₃
Andere Terme: ΣX₁X₂X₃, ΣX₁ ²X₂X₃, ΣX₁X₂ ²X₃ _, ΣX₁X₂X₃ ²
Und sofort, Berechnung und Übermittlung der unterschiedlichen Kreuz-Terme, Doppel-Kreuz-Terme und Dreifach-Kreuz-Terme.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann ein zu prüfender Bereich durch die Sonde dynamisch in Gitter aufgeteilt sein, anstatt ein statisches künstliches Gitter aufzuweisen, das über den Bereich gelegt wurde. 5 zeigt ein Blockdiagramm, das Bereich 51 zeigt, das für die gewünschten Phänomene geprüft werden soll. Der Bereich 51 wurde ausgewiesen als ein Bereich, in dem das Prüfen von bestimmten Umweltbedingungen gewünscht ist. Industrielle Anlagen 502–506 verwenden jeweils schadstoffemittierende Prozesse, die von Zeit zu Zeit überwacht werden sollen. Ein mobiles Transportmittel 500, welches eine bestimmte Art von Kraftfahrzeug sein kann, umfasst eine Drahtlosmesssonde 501. Anstelle der Vorbestimmung eines Gittersystems für den Bereich 51 umfasst das in 5 dargestellte Messsystem einen dynamischen Gitteraufteilungs-Mechanismus, der von der Drahtlosmesssonde 501 implementiert wird. Während das mobile Transportmittel 500 entlang einer Straße 507 fährt, werden die Messungen durchgeführt. Die Drahtlosmesssonde 501 nimmt jede Messung und vergleicht diese Messungen mit zuvor berechneten Statistiken, die aus vorherigen Messungen berechnet wurden. Wenn die Drahtlosmesssonde 501 feststellt, dass die Rohmessungen beginnen, um einen bestimmten Betrag von dem statistischen Wert abzuweichen, wird ein statistisches Übergangsereignis vermerkt. Ansprechend auf das Übergangsereignis wird ein neues statistisches Fach erzeugt. Die Messungen, die innerhalb dieses Faches vorgenommen werden, werden mit den Statistiken für das neue, dynamische Fach verglichen und zur statistischen Berechnung hinzugefügt. Sobald die Messungen erneut beginnen abzuweichen, wird ein neues Übergangsereignis vermerkt und ein weiteres statistisches Fach erzeugt. Auf diese Weise unterteilt die Drahtlosmesssonde 501 dynamisch den Bereich 51 in statistisch kompatible Regionen. Sobald jedes statistische Fach geschlossen ist, überträgt die Drahtlosmesssonde 501 die statistischen Informationen an die Zentralstation 50.
Beim Betrieb vergleicht die Drahtlosmesssonde jede Rohmessung mit den berechneten Statistiken in dem momentanen statistischen Fach 508. 5 zeigt außerdem die statistischen Fächer 509–512 entlang der Straße 507. Zu Beginn der Fahrt des mobilen Transportmittels 500 wurden Messungen innerhalb des statistischen Faches 12 durchgeführt, mit den hierin berechneten statistischen Variablen. Als das mobile Transportmittel 500 sich dem Bereich, der als statistisches Fach 511 gezeigt ist, nähert, begannen die Messung möglicherweise bereits, von der statistischen Norm des Faches 512 abzuweichen. Sobald die Messungen die Statistiken des Faches 512 um einen bestimmten Betrag überschritten, wurde das statistische Fach 512 geschlossen, wobei die statistischen Berechnungen für dasselbe von der Drahtlosmesssonde 501 an die Zentralstation 50 gesendet wurden. Zum selben Zeitpunkt wurde das statistische Fach 511 geöffnet, wobei die Rohmessungen mit den Statistiken verglichen wurden, die für das Fach 511 berechnet wurden. Der Prozess setzt sich fort über die Fächer 511–508.
6 ist ein Flussdiagramm, das die Schritte zur Implementierung eines anderen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung darstellt. In Schritt 600 werden die Messungen von einem gewünschten Phänomen durchgeführt. Diese Messungen werden, in Schritt 601, mit den Alarmbedingungen verglichen. In Schritt 602 wird bestimmt, ob die Alarmbedingungen erfüllt sind. Ist dies der Fall, wird von der Sonde im Schritt 603 ein Alarmereignis ausgelöst. Der Alarmmeldung wird dann, in Schritt 604, für die Übertragung an die Zentralstation ein hoher Prioritätspegel zugewiesen.
Wenn die Alarmbedingungen nicht erfüllt sind, werden in Schritt 605 Statistiken berechnet, die die Messungen des Phänomens repräsentieren. Den statistischen Werten wird, in Schritt 606, eine mittlere Priorität zugewiesen. Zur selben Zeit können die Rohmessungen in Schritt 607 dezimiert werden, um die Gesamtzahl an Messdaten in der Sonde zu reduzieren. In Schritt 608 wird den dezimierten Messungen eine niedrigere Priorität für die Übertragung an die Zentralstation zugewiesen. In Schritt 609 werden die dezimierten Rohmessungen dann in einem lokalen Speicher oder einer lokalen Speicherung gespeichert. In Schritt 610 wird die Kommunikation von der Sonde an die Zentralstation gesendet, entsprechend dem zugewiesenen Prioritätspegel.
Obwohl die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile im Detail beschrieben wurde, sollte klar sein, dass verschiedene Änderungen, Substitutionen und Veränderungen hierin erfolgen können, ohne von der Erfindung abzuweichen, wie sie durch die angehängten Ansprüche definiert ist.

Claims

Ein Verfahren (40) zum Verwalten von Bandbreite bei einem Drahtlossondenmesssystem (10, 51), das folgende Schritte aufweist: Empfangen eines Indikators (300) an der drahtlosen Sonde (104, 501), um zu beginnen, Messungen (400) von ein oder mehr Variablen vorzunehmen; Messen der ein oder mehr Variablen (600); Berechnen eines Satzes von statistischen Werten an der drahtlosen Sonde (403, 605) unter Verwendung der gemessenen ein oder mehr Variablen; Senden des Satzes von statistischen Werten (404, 610) an eine Zentralstation (50, 108), wobei das Verfahren ferner folgende Schritte aufweist: Vergleichen der ein oder mehr Variablen mit voreingestellten Alarmbedingungen (601); Einstellen eines Alarmzustands (603, 604) ansprechend darauf, dass eine überschrittene der voreingestellten Alarmbedingungen gefunden wird; Zuweisen eines mittleren Prioritätspegels zu dem Satz von statistischen Werten (604), einer niedrigen Priorität zu den Messungen und einer hohen Priorität zu dem Alarmzustand, wobei der Schritt des Sendens ein Senden von statistischen Werten, Messungen und Alarmzuständen in der Reihenfolge ihrer zugewiesenen Priorität umfasst.
Das Verfahren (40) gemäß Anspruch 1, das ferner folgenden Schritt aufweist: Markieren jeder Messung (402) der ein oder mehr Variablen mit einem oder mehr von: einer Zeit der Messung; und einem Ort der Messung.
Das Verfahren (40) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Indikator eines oder mehr der Folgenden aufweist: Durchlaufen einer vorbestimmten Zeit (400); Durchlaufen einer vorbestimmten Strecke durch die drahtlose Sonde; und eine Kombination des Durchlaufens der vorbestimmten Zeit und Strecke.
Das Verfahren (40) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Berechnungsschritt folgenden Schritt aufweist: Berechnen eines Satzes von statistischen Zwischenwerten unter Verwendung von ein oder mehr Variablen (605).
Das Verfahren (40) gemäß Anspruch 4, bei dem das Berechnen des Satzes von statistischen Zwischenwerten eines oder mehr der Folgenden verwendet: eine oder mehr Variablen, die durch eine Mehrzahl von drahtlosen Sonden (104, 501) gemessen werden; und eine oder mehr Variablen, die an einem einzigen Ort (508) durch eine einzige der Mehrzahl von drahtlosen Sonden gemessen werden.
Das Verfahren (40) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Drahtlossondenmesssystem (10, 51) logisch in ein Gitter (300) geteilt ist, wobei die drahtlosen Sonden (104, 501) bezüglich des Phänomens in ein oder mehr Fächern (302) des Gitters messen.
Das Verfahren (40) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, das ferner folgende Schritte aufweist: Definieren einer Region (51), über die die drahtlose Sonde (104, 501) die ein oder mehr Variablen misst; und dynamisches Erzeugen eines statistischen Fachs (508, 509, 510, 511, 512) um die drahtlose Sonde, wobei ein Bereich des statistischen Fachs durch eine Beziehung zwischen den gemessenen ein oder mehr Variablen definiert ist.
Das Verfahren (40) gemäß Anspruch 7, das ferner folgenden Schritt aufweist: dynamisches Erzeugen eines neuen statistischen Fachs (508, 509, 510, 511, 512) ansprechend darauf, dass neue der gemessenen ein oder mehr Variablen sich von dem berechneten Satz von statistischen Werten um einen vorbestimmten Betrag unterscheiden.
Ein Drahtlossondenmesssystem (10, 51), das folgende Merkmale aufweist: eine Einrichtung zum Empfangen eines Indikators (300) an der drahtlosen Sonde (104, 501), um zu beginnen, Messungen (400) von ein oder mehr Variablen vorzunehmen; einen Wandler, der angeordnet ist, um die ein oder mehr Variablen (600) zu messen; einen Prozessor, der angeordnet ist, um einen Satz von statistischen Werten an der drahtlosen Sonde (403, 605) unter Verwendung der gemessenen ein oder mehr Variablen zu berechnen; und eine Kommunikationsschnittstelle, die angeordnet ist, um den Satz von statistischen Werten (404, 610) an eine Zentralstation (50, 108) zu senden, wobei der Prozessor angeordnet ist, um: die ein oder mehr Variablen mit voreingestellten Alarmbedingungen (601) zu vergleichen; einen Alarmzustand (603, 604) ansprechend darauf einzustellen, dass eine überschrittene der voreingestellten Alarmbedingungen gefunden wird; dem Satz von statistischen Werten (604) einen mittleren Prioritätspegel, den Messungen eine niedrige Priorität und dem Alarmzustand eine hohe Priorität zuzuweisen, wobei die Kommunikationsschnittstelle angeordnet ist, um die statistischen Werte, Messungen und Alarmzustände in der Reihenfolge ihrer zugewiesenen Priorität zu senden.