基于WIFI的系统中的信标同步技术方案

一种无线装置包括收发器和调度系统。所述收发器向访问点传送消息并从访问点接收消息，并且具有睡眠模式，其中所述收发器在唤醒时间不定期地从睡眠模式醒来以听取来自所述访问点的信标。所述调度系统根据历史信标同步数据来调度唤醒时间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于WIFI的系统中的信标同步专利技术背景本专利技术一般涉及无线装置，并且更具体而言，涉及无线装置与访问点之间的时间同步。许多低功率无线装置通过大多时间地睡眠并且仅不定期地醒来以执行操作或者发送或接收数据来节约能量。在这些情形中，来自装置节点的消息通常在无线访问点被缓冲，并且当接收无线装置醒来时被中继至那些无线装置。例如，IEEE802.1l标准访问点通常传送指示所缓冲的消息是否正在等待接收无线装置的周期性信标消息。旨在以最小功率工作的无线装置通常以“心跳”间隔醒来以传送和/或接收消息。该心跳间隔可以为若干分钟长。随着每个心跳间隔的消逝，无线装置经由访问点传送心跳消息至诸如中央服务器的装置节点，然后进入短期睡眠模式直至从访问点传送的下一个调度的信标。无线装置及时醒来以从访问点听取信标、请求和接收任何缓冲的消息并且然后睡眠另一心跳间隔。无线装置通常根据其自身的时钟调度唤醒时间。为了接收信标，无线装置的收发器必须保持有电、消耗能量。常规系统通常使用如由无线装置的本地时钟确定的恒定的心跳间隔，并且根据贯穿心跳间隔过程的所期望的最大可能时钟偏移来提供边际预设。IEEE802.11标准允许0.02%的最大时钟差。该幅值的去同步可能需要大量能量消耗用于给无线装置收发器供电同时等待信标传送。例如，五分钟的心跳间隔通常允许60ms的最大偏移，使得无线装置收发器可每5分钟保持有电60ms同时等待信标，这导致当与智能唤醒机构相比时显著的能量消耗并且相应地缩短电池寿命，在智能唤醒机构中，收发器很好地同步并且需要保持有电的时间远少于60ms。根据可用的电池容量和装置激活，这可减少高达若干年的电池寿命。对于旨在用电池功率长时期工作的无线装置，此类电池损耗是不理想的。许多IEEE802.11访问点也监控用于持续活动的网络无线装置。如果预定的连接间隔消逝而没有来自网络无线装置的活动，那么无线装置从访问点的网络分离。通过一种常用方法，每个无线装置周期性地传送连接消息，以便与访问点保持关联。连接间隔的长度-连接消息之间的周期-基于装置的本地时钟并且通常恒定。可以在传送期间破坏来自无线装置的消息，有时必需再传送。在信标传送之前的时间太过接近的无线装置传送，其中无线装置传送之后紧接着进入睡眠，可能不允许接收装置节点有足够的时间以在无线装置醒来以听取所期望的响应之前响应。当此情况发生时，无线装置必须或者保持苏醒以接收两个信标，或者进入短期睡眠并且醒来以听取第二个信标，在任一情况下都消耗额外的功率。专利技术概要本专利技术针对有收发器和调度系统的无线装置。该收发器向访问点传送消息并从访问点接收消息，并且具有睡眠模式，其中该收发器不定期地在唤醒时间从睡眠模式醒来以听取来自所述访问点的信标。该调度系统根据历史信标同步数据来调度唤醒时间。附图简述图1为包括多个装置节点、无线访问点和无线装置的本专利技术的代表性无线网络的系统图。该图描述了典型的情形，其中有线和无线网络共同存在。图2为图1的无线装置的功能框图。图3为指示用于信标接收的无线装置唤醒时间的时间线。图4为指示用于包括传送的应用的无线装置唤醒时间的时间线。图5为描绘图1的无线装置的操作方法的流程图。图6为用于图1的无线装置的调度系统的逻辑部件的框图。【具体实施方式】图1为网络10的系统图，其包括访问点12、无线装置14和多个装置节点16。访问点12为诸如路由器的无线装置，其提供无线装置14与至少一个装置节点16之间的网络连接。无线装置14为在访问点12的无线网络中的装置，并且可为多个相同的或不同的无线装置中的一个。每个装置节点16为经由访问点12而连接至无线装置14的装置或系统。例如，装置节点16 可为远程信号处理或命令服务器，或在访问点12的网络上的其它装置。装置节点16可无线地或经由有线的连接而连接至访问点12，并且通过访问点12仅与无线装置14通信。无线装置14可执行任何广范围的功能，包括状态监控、过程致动或数据转换，并且一般可为经历低功率睡眠模式的任何无线装置。例如，无线装置14可为在回收(scavenged)能源或有限的电池电源上操作，并且睡眠以在激活占空周期之间节省能量的>J-U ρ?α装直。从装置节点16传送的数据不在无线装置14处直接接收。从装置节点16至无线装置14的数据包代而在访问点12处缓冲。访问点12传送具时间戳的信标消息至其网络中的所有装置，包括无线装置14。这些信标以定期的信标间隔(例如在ΙΕΕΕ802.11网络中为102.4ms)被发送，并且指示所缓冲的数据包是否正在等待网络中的任何无线装置。如果无线装置14从访问点12接收指示在访问点12为其缓冲的数据包的信标，那么无线装置14传送请求至访问点12并且访问点发送所缓冲的数据包，其由无线装置14接收，如在IEEE802.11协议中所描述。如果访问点12在预定的连接间隔的过程期间没有检测到来自无线装置14的活动，那么访问点12可将无线装置14从其无线网络分离。该连接间隔为产品专有的并且可为无限的，其指示访问点12将永远不会将无线装置14从无线网络分离。在有有限连接间隔的常规系统中，无线装置14周期性地传送数据包(本文中称为“连接”数据包或消息)至访问点12，以避免从无线网络分离。无线装置14能够花费长时期在低功率睡眠模式，在该模式中该无线装置不向访问点12发送或从其接收信号。调度系统使无线装置14能够在如下文所述的最佳时间醒来以进行信标接收和信号传送。图2为包括电源100、天线102、收发器104、处理器106、应用专有硬件108、时钟110以及存储器112的无线装置14的功能部件的框图。电源100为有限容量电源，诸如能量回收系统、电池、燃料电池或电容器，其给无线装置14的其它部件提供能量。天线102为用于无线数据传送和接收的天线或天线阵列。收发器104为将由天线102接收的信号转换至处理器106可读的格式或将来自处理器106的信号转换至天线102可传送的格式的数据转换器。处理器106为能够进行逻辑的部件或部件系列，诸如微处理器或硬件逻辑系统，其运行无线装置14的运算法则。应用专有硬件108为无线装置14致力于的用于特定应用的硬件。例如，应用专有硬件108可包括传感器、致动器、数据转换器以及显示器。时钟110为至少用于调度唤醒时间的低功率计时器。存储器112为数据存储部件，其通常包括RAM(随机存取存储器)和诸如闪存的睡眠可保全存储器，其中数据可以通过睡眠模式而保存。在一些情况下，这些功能部件可共享物理硬件。例如，时钟110可被集成至也执行处理器106的功能的微处理器。应用专有硬件108可取决于无线装置14致力于的任务来提供多种不同的功能。例如，无线装置14可为警报器或过程监控装置，在这种情况下应用专有硬件108将包括产生由处理器106解释的信号的传感器。在另一实施方案中，无线装置14可为致动器或致动器控制器，其根据来自装置节点I6的指令来调节或控制一些参数或过程。无论无线装置14的特定的功能或应用专有硬件108的本质，应用专有硬件108与无线装置14的唤醒调度系统有逻辑上的不同，均在下面详细描述。天线102和收发器104用于从访问点12接收和向其传送信号，包括至访问点12的连接消息、来自访问点12的信标和经由访问点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线装置，其包括：收发器，其用于向访问点传送消息并从访问点接收消息，所述无线装置具有睡眠模式，其中所述收发器在唤醒时间不定期地或周期性地从睡眠模式醒来以听取来自所述访问点的信标；以及调度系统，其根据历史信标同步数据来调度每个唤醒时间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.08.16 US 13/1369841.一种无线装置，其包括: 收发器，其用于向访问点传送消息并从访问点接收消息，所述无线装置具有睡眠模式，其中所述收发器在唤醒时间不定期地或周期性地从睡眠模式醒来以听取来自所述访问点的信标；以及 调度系统，其根据历史信标同步数据来调度每个唤醒时间。2.根据权利要求1所述的无线装置，其中在所述睡眠模式期间禁用所述收发器。3.根据权利要求1所述的无线装置，其中所述调度系统调度用于在所期望的信标传送之前立即发生的信标接收的唤醒时间。4.根据权利要求1所述的无线装置，其中所述调度系统包括时钟偏移估算器，其根据利用每个信标接收所计算的同步误差来确定所期望的时钟偏移。5.根据权利要求4所述的无线装置，其中所述调度器在由时钟偏移导致的同步误差与诸如来自所述访问点的时间戳值的静态误差、由无线消息通信导致的延迟与软件或硬件延迟的非偏移误差之间进行区分。6.根据权利要求4所述的无线装置，其中所述同步误差根据信标到达时间与所述唤醒时间之间的差异而确定。7.根据权利要 求4所述的无线装置，其中所述历史信标同步数据包括先前的所期望的时钟偏移值。8.根据权利要求4所述的无线装置，其中所述历史信标同步数据包括先前的同步误差值。9.根据权利要求4所述的无线装置，其中所述调度系统识别信标丢失同时确定所期望的时钟偏移。10.一种无线系统,其包括: 访问点装置，其向网络周期性地传送信标并且连接至装置节点；以及 在网络中的无线装置，所述无线装置包括: 收发器，其具有激活模式，其中所述收发器能够传送和接收消息；以及睡眠模式，其中所述收发器被断电； 应用系统，其经由所述收发器和所述访问点向和/或从所述装置节点发送和/或接收数据； 定时器；以及 调度系统，其在所述收发器进入所述睡眠模式之前调整所述定时器上的唤醒时间，所述唤醒时间为所述收发器从所述睡眠模式醒来至所述激活模式的时间。11.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：H朱，VR拉坎拉朱，AM芬，
申请(专利权)人：UTC消防及保安公司，
类型：发明
国别省市：美国;US