用于无线收发器的简单网格网络制造技术

在所描述的示例中，一种操作网络的节点的方法包括接收具有带有多个地址的报头的数据帧(500)。该节点确定多个地址中的第一地址是否是该节点的后代(506)的地址以及多个地址中的第二地址是否是该节点的父地址(502)。如果是，则响应于该确定，该节点将多个地址中的第二地址改变为其自身地址(512)。然后，该节点将数据帧(514)发送到节点的至少一个后代。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于无线收发器的简单网格网络
本申请总体涉及无线网络通信系统，并且更具体地涉及向后兼容现有IEEE802.11标准的简化网格网络协议。
技术介绍
无线网络是一种类型的无线通信系统，其中至少一个无线收发器必须接收和处理其自己的数据，并且还用作网络中的其它无线收发器的中继。该网络可以是简单的网格网络、网络范围扩展器或其它相当的网络系统。这可以通过无线路由协议来实现，其中通过从收发器到收发器的跳跃而在网络内传播数据帧，以将数据帧从源节点发送到目的地节点。无线节点可以是无线接入点(AP)，诸如无线路由器、移动电话或能够访问无线局域网(WLAN)的计算机。在诸如物联网(IoT)应用的其它应用中，无线节点可以是外部安全监视器、房间监视器、火灾或烟雾检测器、气象站或用于家庭或商业环境的其它WLAN应用。实际的网格网络必须为所有无线节点保持连续的网络路径。这需要可靠的网络形成，围绕断开或中断的网络路径进行重新配置，以及优先路由，以确保数据帧沿着短而可靠的网络路径从源行进到目的地。图1示出了可以附加到用于无线网络通信的IEEE802.11数据帧的示例媒体访问控制(MAC)报头。所有帧中都存在前三个字段(帧控制、持续时间/ID和地址1)以及帧校验序列(FCS)字段。其余字段仅存在于某些帧类型和子类型的帧中。四个地址字段用于指示基本服务集标识符(BSSID)、源地址(SA)、目的地地址(DA)、发送站(STA)地址(TA)和接收STA地址(RA)。中等规模至大规模的802.11兼容网格网络至少使用这四个地址来发送网格内的标准、控制和管理帧。它们适于以牺牲电源和协议复杂性为代价来提供高容量和带宽。然而，许多IoT节点通过相对小的帧进行通信，而不需要高速或带宽。它们可能具有有限的存储器和计算能力。此外，它们可能是电池供电的，所以功耗是重要的问题。尽管常规网络建议在无线网络通信中提供稳定的改进，但IoT网格网络协议的进一步改进是可能的。
技术实现思路
在无线通信系统中操作网络的节点的方法的第一示例实施例中，该方法包括接收具有带有多个地址的报头的下行链路数据帧。该节点确定多个地址的第一地址是否是该节点的后代地址，并且确定多个地址的第二地址是否是节点的父节点的地址。该节点响应于所述确定将第二地址改变为其自己的地址，并将数据帧发送到至少一个后代节点。在无线通信系统中操作网络的节点的方法的第二示例实施例中，该方法包括接收具有带有多个地址的报头的上行链路数据帧，并且确定多个地址的第一地址是否为该节点的地址。该节点响应于所述确定将第一地址改变为节点的父节点的地址，并且将数据帧发送到节点的父节点。附图说明图1是IEEE802.11媒体访问控制(MAC)报头的图。图2是示出示例实施例的简单网格网络的形成的流程图。图3是示出当新的无线节点进入示例实施例的简单网格网络时的网格发现的流程图。图4是示出具有上行链路确认(ACK)的下行链路(DL)通信的简单网格网络的图。图5是示出图4的简单网格网络的操作的流程图。图6是示出具有下行链路确认(ACK)的上行链路(UL)通信的简单网格网络的图。图7是示出图6的简单网格网络的操作的流程图。图8是示出当接收单播或多播下行链路(DL)帧时简单网格网络的操作的流程图。图9是示出当发送单播上行链路(UL)帧时的简单网格网络的操作的流程图。具体实施方式图2的流程图示出了如图4和图6所示的示例实施例的简单网格网络的形成。在这里并且在下面的讨论中，该简单网格网络可以是无线节点的任何网络，以包括能够进入网络的范围扩展器或其它无线装置。该简单网格网络优选地由接入点(AP)向下直到每个网络中继节点(MRN1，MRN2)和网格叶节点(MLN)形成。AP可以是提供互联网接入的标准、专有或其它网络节点。AP也可以连接到用于互联网接入的无线局域网(WLAN)。当希望加入网格的无线节点启动站点扫描200时，该过程开始。然后，该无线节点接收指示当前在网格网络中的所有无线节点的基本服务集(BSS)列表202。该无线节点通过加权得分(诸如信号强度204)对BSS列表进行分类，并选择最佳得分父节点206。然后，该无线节点作为所选择的父节点的后代加入网格，并将其自身深度设置为所选择的父节点的深度加上1。图3的流程图示出了当新的无线节点进入图4和图6的无线网络时的网格发现。希望进入现有网格的无线节点将启动站点扫描300并发送AP探测请求302。接收探测请求的网格中的每个MRN或MLN将确定接收到的探测的信号强度指示符(RSSI)。无线节点可以确定RSSI是否高于可接受的阈值并且确定是否存在信息元素(IE)304。如果不是，则该过程结束310。如果存在IE，则无线节点将等待相应的随机延迟周期306并发送探测响应308，类似于AP探测响应。由于来自多个响应者的短期启动的隐藏节点效应的高概率或随后的MRN探测响应308将与延迟的AP响应相冲突，该随机延迟降低了探测响应冲突的风险。无线节点选择具有最佳分数的AP或MRN。当无线节点通过MRN发送其认证时，MRN注册网络中的无线节点。然后所选择的AP或MRN可以在整个网格中通告该注册，以避免多次注册。参考图4的图，示例实施例的简单网格网络示出了具有上行链路确认(ACK)的下行链路(DL)通信。为了说明的目的，该图被简化。更多的网格中继节点(MRN)和网格叶节点(MLN)在实际网络中是可能的。该简单网格网络说明接入点(AP)和网络节点或后代之间的几种可能的通信路径。AP也可以连接到用于互联网接入的无线局域网(WLAN)。在第一路径1a中，AP直接与网格中继节点MRN1进行通信，并且通过路径2直接确认(ACK)通信。在第二路径1b中，AP直接与网格中继节点MRN2通信，并且经由顺序路径4和2间接确认通信。在第三路径lc中，AP与网格叶节点MLN直接通信，并且经由顺序路径6、4和2间接确认通信。在每种情况下，BSSID都被设置为直接父节点地址，使得目的地节点将仅确认直接从其父节点接收的帧。此外，接收目的地节点(MRN或MLN)将仅确认(ACK)接收具有设置为已注册的后代节点的地址或其自身站点(STA)地址的ADDR1的帧。这有利地避免了对多个祖先的确认之间的冲突。参考图5的流程图解释图4的简单网格网络的操作。如前所述，下行链路(DL)传输可以遵循直接路径或通过中继节点的间接路径。根据示例实施例的间接通信相对于现有的802.11标准通过修改每个中继节点处的单个地址而被显著地简化。在操作中，首先在步骤500处由MRN1(1a)从AP接收DL帧。目的地地址DA(ADDR1)指向MLN。父节点地址(ADDR2)指向AP，并且ADDR3被设置为源地址SA。根据ADDR2中的基本服务集标识(BSSID)地址，MRN1确定该帧是否源自其基本服务集(BSS)的节点502。如果不是，则在步骤508处忽略或舍弃该帧。然而，如果该帧源自于BSS内，则MRN1在步骤504处通过将ADDR1与其站点(STA)地址进行比较来确定它是否是最终目的地节点。如果MRN1是最终目的地节点并且该帧被加密，则MRN1使用接入点(AP)地址对该帧进行解密510。因为ADDR1指向MLN，所以MRN1不保留该帧。在步骤506处，MRN1确定ADDR1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作网络的节点的方法，所述方法包括：接收具有带有多个地址的报头的数据帧；确定所述多个地址的第二地址是否是所述节点的父节点的地址；响应于所述确定，将所述第二地址改变为所述节点的地址；以及将所述数据帧发送到所述节点的至少一个后代。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.24 US 14/582,4011.一种操作网络的节点的方法，所述方法包括：接收具有带有多个地址的报头的数据帧；确定所述多个地址的第二地址是否是所述节点的父节点的地址；响应于所述确定，将所述第二地址改变为所述节点的地址；以及将所述数据帧发送到所述节点的至少一个后代。2.根据权利要求1所述的方法，其包括确定所述多个地址的第一地址是否是所述节点的地址。3.根据权利要求1所述的方法，其包括确定所述多个地址的第一地址是否是后代节点的地址。4.根据权利要求1所述的方法，其包括：将确认帧的接收者地址设置为所述节点的所述父节点的地址；以及将所述确认帧发送到所述节点的所述父节点。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述节点仅确认接收到来自其直接父节点的数据帧。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述接收包括接收下行链路帧。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述下行链路帧被加密，并且其中最终目的地节点用接入点地址即AP地址解密所述下行链路帧。8.一种操作网络的节点的方法，所述方法包括：接收具有带有多个地址的报头的数据帧；确定所述多个地址的第一地址是否是所述节点的地址；响应于所述确定，将所述第一地址改变为所述节点的父节点的地址；以及将所述数据帧发送到所述节点的所述父节点。9.根据权利要求8所述的方法，其包括确定所述多个地址的第二地址是否是所述节点的后代。10.根据权利要求9所述的方法，其包括如果所述第二地址不是所述节点的后代的地址，则登记新的后代。11.根据权利要求8所述的方法，其包括：将确认帧的接收者地址设置为所述节...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·本耶海兹克尔，A·鲍姆，Y·提兹瑞夫，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US