无线网络和方法技术

描述了无线网络的网络节点以及用于减少无线网络中的虚假冲突的相应方法、无线网络、无线传感器网络和包括无线传感器网络的智能建筑。网络节点包括处理器、存储器和天线。网络节点可操作以混杂地监控和维护由网络节点接收的传输和应答的记录。网络节点还可操作以向网络中的另一节点发送与记录有关的信息，以供所述另一节点在确定所述另一节点向其发送传输的又一节点相对于所述网络节点是隐藏的时使用。在另一方面中，网络节点可操作以根据从第二另一网络节点接收的信息来确定第一另一网络节点相对于第二另一网络节点是隐藏的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
CSMA/CA(具有冲突避免的载波侦听多路访问)是在具有共享载波介质的网络(例如无线局域网(WLAN))中使用的公知的媒体访问控制(MAC)协议。在该协议下，网络中的节点对由其他节点在共享载波介质上进行的传输进行侦听并将它们自己的传输推迟到网络变为空闲之后。在一些示例中，每个节点可以在空闲信道评估(CCA)之前(在IEEE802.15.4的情况下)或之后(在IEEE 802.11的情况下)等待随机时间段，以减少(感测到网络变为空闲的)两个或更多个节点同时开始进行发送从而引起冲突的可能性。在无线网络中，通常可能存在以下情况:节点不能侦听由其他节点进行的传输。这可能是由于节点不处于彼此的传输范围内，或由于由节点所处的环境(例如建筑)引起的对传输的干扰或屏蔽。隐藏节点问题(HNP)描述了以下情况:网络中的发射机节点相对于接收机节点均是可见的，但发射机节点相对于彼此是不可见的。在HNP下，在网络上没有侦听到任何活动的第一发射机节点可能在接收机节点已经在从相对于第一发射机节点隐藏的另一发射机节点接收传输的同时开始传输。这在接收机节点处引起冲突。因此，在该场景下，CSMA下的载波侦听方法不能避免冲突。暴露节点问题(ENP)描述了以下情况:两个发射机节点的传输对于彼此是可见的，但这些传输的接收机不在彼此的范围内。这可能在发射机节点处引起虚假冲突(falsecollis1n)，这是由于CSMA协议将防止发射机节点向它们各自的接收机节点进行同时传输，即使这实际上不会导致接收机节点处发生冲突也是如此。ENP通常可能发生于使用密树(dense tree)拓扑的网络中，其中节点的空间分布与网络中的通信模式不相关。例如，以下情况是可能的:发射机节点虽然物理上彼此接近但却是为网络树的不同分支提供服务的无关路由器(它们具有不同的父节点)。在一些情况中，发射机节点虽然运行在相同的通信标准(例如IEEE 802.15.4)下，但仍可能不属于相同的网络。与CSMA/CA —起使用的冲突避免(CA)协议的示例在数据传输之前采用握手过程，其中发射机节点和预期接收机节点交换RTS(请求发送)和CTS(清除发送)消息，以便确认接收机节点是可用的并且准备好。对RTS和CTS消息的使用可以减轻HNP，这是因为接收机节点一次只向一个发射机节点发送CTS消息。因此，在开始自身的传输之前，发射机节点必须进行等待，直到从接收机节点向它发送了 CTS消息为止，即使发射机节点在载波介质上没有侦听到活动也是如此。彼此隐藏的发射机节点依靠CTS消息来防止接收机节点处与其传输有关的冲突。对RTS和CTS消息的使用还可以减轻ENP。当第一发射机节点从邻近的第二发射机节点监听到RTS消息但随后没有从向之发送了 RTS消息的接收机节点接收到CTS消息时，第一发射机节点可以推断它是暴露节点。基于此，在获知不会在接收机节点(最初的RTS消息发送至此)处引起冲突的情况下，第一发射机然后可以向另一接收机节点进行传输。虽然RTS和CTS消息可以减少无线网络中冲突的发生，但它们导致网络中的附加拥塞并且一般只针对大的帧尺寸才启用。因此，使得对RTS和CTS消息的使用在IEEE802.11标准中是可选的。在一些无线网络中，尤其是在具有相对较小的最大传输单元(MTU)大小的无线网络中，由对RTS/CTS消息的使用带来的附加开销可能不能保证其使用。例如，IEEE802.15.4标准定义的MTU是127字节。在包括大量密集节点的拥挤网络中尤其如此。IEEE 802.15.4标准规定低速率无线个人网络(WPAN)的物理层和MAC层。ZigBee标准基于IEEE 802.15.4-2003版本并且研发用于低速率、低功率的安全应用。这些标准适于在家庭和建筑自动化领域(智能建筑)中的无线传感器网络(WSN)使用。对RTS和CTS消息的使用对于要求低功率使用的这类网络来讲可能过于繁重。此外，WSN应用中的小MTU尺寸可能不能证明使用RTS/CTS消息是合理的。在物联网(1T)(其中预计网络挤满了大量节点)领域尤其如此。
技术实现思路
本专利技术的各个方面示于了所附独立权利要求及从属权利要求。来自从属权利要求的特征的组合可与独立权利要求的特征进行适当地组合，而不只是体现为权利要求所明确示出的形式。根据本专利技术的一个方面，可以提供了一种无线网络的网络节点，该网络节点包括:处理器；存储器；以及天线，其中所述网络节点可操作以:混杂地监控由所述网络节点接收的传输和应答；维护所述传输和应答的记录；以及将与所述记录有关的信息发送至所述网络中的另一节点，以供所述另一节点在确定由所述另一节点向其发送传输的又一节点相对于所述网络节点是隐藏的时使用。根据本专利技术的另一方面，可以提供了一种用于减少无线网络中的虚假冲突的方法，所述方法包括:由网络节点混杂地监控由所述网络节点接收的传输和应答；由网络节点维护所述传输和应答的记录；以及由网络节点将与所述记录有关的信息发送至所述网络中的另一节点，以供所述另一节点在确定由所述另一节点向其发送传输的又一节点相对于所述网络节点是隐藏的时使用。通过维护对由网络节点混杂地监控的传输和应答的记录并且通过向网络中的另一节点发送与所述记录有关的信息，可以减少网络中的虚假冲突，这是由于可以向网络中的所述另一节点提供可以允许所述另一节点确定所述另一节点向其发送传输的又一节点相对于所述网络节点隐藏的信息。在一些示例中，该确定可以允许所述另一网络节点在知晓这些传输不会引起冲突的情况下向所述又一网络节点进行发送。从而，可以减少网络中的虚假冲突的数量。在一些示例中，与所述记录有关的信息可搭载在由网络节点进行的正常或常规传输上(包括在其中)。在该示例中，由网络节点发送的传输(其搭载有所述信息)无需被专门寻址到所述另一网络节点，但可被所述另一网络节点处理，以提取和使用所述信息。在备选示例中，与所述记录有关的信息可被包括在网络节点进行的一个或多个专用传输中，以用于分发信息的目的。与所述记录有关的信息可包括:对由所述另一网络节点向所述又一节点发送并由所述网络节点混杂地监控的至少一个传输的指示，其中所述网络节点没有观测到针对所述至少一个传输的应答。在该示例中，网络节点没有检测到应答可被视为对由网络节点发送的传输将不可由所述又一网络节点观测的指示。在该情况下，在一些示例中，即使当网络节点正在进行发送时，所述另一网络节点也可以向所述又一节点发送传输(假设这实际上不会引起所述又一网络节点处的冲突)。由网络节点所维护的记录可包括以下各项中的一个或多个:传输序列号；对发送了所述传输的网络节点的指示(例如节点ID);对所述传输所寻址到的网络节点的指示(例如节点ID);关于发送所述传输的时刻的指示(比如时间戳);关于是否已经观测到传输的应答的指示(例如标记)。在一个示例中，网络节点可以允许在确定尚未观测到所述应答之前经过预定时间段。网络节点可在经过预定时间段之后将与所述记录有关的信息发送到所述另一节点。在一个实施例中，发送到所述至少一个另一节点的信息可以包括至少一个传输序列号。序列号可以唯一地用来标识相应传输。根据本专利技术的又一方面，可以提供一种无线网络的网络节点，该网络节点包括:处理器；存储器；以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线网络的网络节点，所述网络节点包括：处理器；存储器；以及天线，其中所述网络节点可操作以：混杂地监控由所述网络节点接收的传输和应答；维护所述传输和所述应答的记录；以及将与所述记录有关的信息发送至所述网络中的另一节点，以供所述另一节点在确定由所述另一节点向其发送传输的又一节点相对于所述网络节点是隐藏的时使用。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·卡让诺夫，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL