用于节能的时隙协议的调度器制造技术

本发明专利技术涉及用于节能的时隙协议的调度器。一种网络(100)包括父节点(110)和至少一个子节点(120)，该至少一个子节点被配置成用于经由无线网络协议与该父节点进行通信。该父节点(110)包括广播协调器(140)以根据该无线网络协议在预定时间间隔将广播消息从该父节点(110)传送到该子节点(120)。调度器(114)生成在该广播消息中所通信的调度分组。该调度分组包括用于指示每个子节点(120)在由该调度分组定义的该广播消息之后的规定时隙中激活并接收从该父节点(110)所通信的数据的数据字段。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求于2014年12月11日提交并且名称为“ACOORDINATEDBIT-MAPPEDDYNAMICSCHEDULERFORPOWER-EFFICIENTTIMESLOTTEDMACPROTOCOLOPERATION(用于节能的时隙MAC协议操作的协同位映射动态调度器)”的美国临时专利申请62/090,704的权益，其全部内容通过引用结合于此。
本披露涉及网络，并且更具体地涉及一种用于节能的时隙协议的调度器。
技术介绍
利用使多个节点进行通信的可预计的时间帧间隙技术，网络时隙协议被广泛用于建立网络节点之间的通信，其中每个网络节点根据预定义时隙进行通信。与载波感测技术相比，这种协议提供预定的、无竞争的信道访问以改善吞吐量性能。时隙机制的主要缺点是与紧密的时间同步相关的开销以及静态集中调度。预调度时隙被利用不足(如未使用)，尤其是在低业务量状况下。从小功率联网系统的能耗这一角度来看，这些未使用的时隙甚至更加昂贵，在该系统中，当事实上常常在没有数据需要接收时，装置自动唤醒以侦听数据并且处于接收状态的激活状态。此外，例如，大部分常常以集中方式执行在每个通信帧中的时间帧的预分配，从而在多跳网络拓扑中不能取决于节点的带宽需要进行改变。
技术实现思路
本披露涉及一种用于节能的时隙协议的调度器。在一个实例中，一种网络包括父节点和至少一个子节点，该至少一个子节点被配置成用于经由无线网络协议与该父节点进行通信。该父节点包括广播协调器以根据该无线网络协议在预定时间间隔将广播消息从该父节点传送到该子节点。调度器生成在该广播消息中通信的调度分组。该调度分组包括用于指示每个子节点在由该调度分组定义的该广播消息之后的规定时隙中激活并接收从该父节点所通信的数据的数据字段。在另一个实例中，一种方法包括根据无线网络协议在预定时间间隔将广播消息从父节点传送到至少一个子节点。该方法包括生成调度分组，该调度分组包括用于指示每个子节点在由该调度分组定义的该广播消息之后的规定时隙中激活并接收从该父节点所通信的数据的映射。该方法包括根据该映射中所指定的指令利用该广播消息将该调度分组通信出去以更新每个子节点。在又一个实例中，一种系统包括父节点和至少一个子节点，该至少一个子节点被配置成用于经由无线网络协议与该父节点进行通信。该父节点包括广播协调器以根据该无线网络协议在预定时间间隔将广播消息从该父节点传送到该子节点。调度器生成在该广播消息中所通信的调度分组。该调度分组包括用于指示每个子节点在由该调度分组定义的该广播消息之后的规定时隙中激活并接收从该父节点所通信的数据的映射。该调度分组包括用于在该映射中标识该子节点的至少一个虚拟节点标识符。当该子节点加入该网络中时，该虚拟节点标识符由该父节点分配给该子节点。附图说明图1示出了一个实例网络，该实例网络包括采用调度器来控制子节点能耗的父节点。图2示出了一个实例系统，该实例系统包括采用调度器来控制子节点能耗的父节点。图3示出了一种能够被用于控制子节点能耗的实例网络配置和映射。图4示出了用于由图3中所示出的映射控制的一个给定子节点的实例功率图。图5示出了用于由图3中所示出的映射控制的另一个子节点的实例功率图。图6示出了一个时隙信道跳频协议的一个实例帧传输图。图7示出了一个在其中示出节点之间的各种时隙通信的实例网络配置图。图8示出了一种控制子节点能耗的实例方法。具体实施方式本披露涉及一种用于节能的时隙协议的调度器。例如，提供了一种系统和网络，该系统和网络提供父节点与至少一个子节点之间的通信，该至少一个子节点被配置成用于经由无线网络协议(例如时隙无线通信协议)与该父节点进行通信。该父节点包括广播协调器以在预定时间间隔将广播消息(例如信标)从该父节点传送到该子节点，其中每个子节点能够根据该广播消息同步网络操作。该父节点中的调度器生成在该广播分组中所通信的调度分组。该调度分组包括用于指示每个子节点在该广播消息之后的规定时隙中激活并接收从该父节点所通信的数据的数据字段(如映射)。该调度器能够根据每个子节点的路由需求随着时间动态改变该映射。例如，如果在该子节点的接收或共用时隙中，该父节点没有与该子节点进行通信的数据，能够将该映射设定成使得在该映射指定时隙的期间，该子节点关闭其对应接收器，从而在这种时候保存子节点中的功率。该调度器也能够经由该对应映射将模式改变通信给该子节点以在父和子节点之间进行通信，其中模式改变指示其他类型的时隙，例如连续时隙、信道跳频选择或高带宽周期。例如，在典型传感器网络部署中，正常操作模式由在上行链路业务中发送的传感器数据组成。然而，当网络设备需要经由空中编程(OTP)重新编程时，这个操作模式能够需要大量连续的下行链路业务。从而，该OTP模式可能需要一个能够在该映射中指定的不同的网络调度模式。该子节点也能够经由消息分组向父节点发送指示该子节点在将来在预定时隙和帧中有数据传送给该父节点的指示。图1示出了一个实例网络100，该实例网络包括采用调度器114来控制子节点120能耗的父节点110。在这个实例中，网络100包括至少两个节点，该至少两个节点采用路由协议以跨过无线网络连接130进行通信。在其他实例中，可采用多于一个的子节点120。同样，中间节点(参见例如图7)可存在于该父节点110与该子节点120之间，其中中间节点成为较低层子节点的父节点。该父节点110包括广播协调器140以根据该无线网络协议在预定时间间隔将广播消息从该父节点传送到该子节点120。该调度器114生成在该广播消息中所通信的调度分组。该调度分组包括用于指示每个子节点120在该广播消息之后并且由该调度分组定义的规定时隙中激活接收器150并且经由该接收器接收从该父节点110所通信的数据的数据字段。能够将该调度分组嵌入或编码在该广播消息中或者能够将其与该广播消息一起并置(concatenate)，但是在为该广播消息分配的时隙中传送该调度分组。例如，该无线网络协议能够是任何时分多址协议(TDMA)，如根据IEEE801.15.4e规定的时隙信道跳频(TSCH)协议。从而，能够取决于在网络100中实施的该无线网络协议来实施该广播消息。举例来说，例如，该广播消息能够是信标，该信标由父节点110的广播协调器140作为随后数据传输阶段的同步阶段本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种网络，包括：父节点；以及至少一个子节点，该至少一个子节点被配置成经由无线网络协议与该父节点进行通信；该父节点包括：广播协调器，该广播协调器根据该无线网络协议在预定时间间隔将广播消息从该父节点传送到该子节点；以及调度器，该调度器生成在该广播消息中所通信的调度分组，该调度分组包括用于指示每个子节点在由该调度分组定义的该广播消息之后的规定时隙中激活并接收从该父节点所通信的数据的数据字段。

【技术特征摘要】
2014.12.11 US 62/090,704;2015.08.03 US 14/816,5121.一种网络，包括：
父节点；以及
至少一个子节点，该至少一个子节点被配置成经由无线网络协议与该
父节点进行通信；
该父节点包括：
广播协调器，该广播协调器根据该无线网络协议在预定时间间隔将广
播消息从该父节点传送到该子节点；以及
调度器，该调度器生成在该广播消息中所通信的调度分组，该调度分
组包括用于指示每个子节点在由该调度分组定义的该广播消息之后的规
定时隙中激活并接收从该父节点所通信的数据的数据字段。
2.如权利要求1所述的网络，其中，该广播消息是信标，该信标由
该父节点的该广播协调器定期传送。
3.如权利要求2所述的网络，其中，使用时隙信道跳频协议作为该
无线网络协议从该广播协调器的媒体访问控制层传送该广播消息。
4.如权利要求1所述的网络，其中，经由该无线网络协议使用低功
率网络路由协议将该父节点和该至少一个子节点配置为面向目的地的有
向非循环图即DODAG。
5.如权利要求4所述的网络，其中，该父节点是该DODAG的根节点
或中间节点。
6.如权利要求1所述的网络，其中，该调度分组的该数据字段包括
在子节点的映射中标识该至少一个子节点的至少一个虚拟节点标识符，
当该子节点加入该网络时，该至少一个虚拟节点标识符由该父节点分配
给该至少一个子节点。
7.如权利要求6所述的网络，其中，该子节点的映射包括接收映射、
共用映射以及模式映射中的至少一个映射，该接收映射启用或禁用该子
节点中的至少一个子节点的接收时隙，该共用映射启用或禁用该子节点
中的至少一个子节点的共用时隙，该模式映射启用或禁用该子节点中的
至少一个子节点中的选定操作模式。
8.如权利要求7所述的网络，其中，由该模式映射指定的该选定操
作模式包括用于指示该至少一个子节点使用分配给该至少一个子节点的
专用接收器和传送器时隙与该父节点进行通信的正常模式。
9.如权利要求7所述的网络，其中，由该模式映射指定的该选定操
作模式包括用于指示该至少一个子节点使用连续的时隙与该父节点进行
通信的空中编程模式。
10.如权利要求7所述的网络，其中，该选定操作模式包括用于指示
该至少一个子节点以更高数据速率向该父节点发送数据的高带宽模式。
11.如权利要求1所述的网络，其中，该至少一个子节点在当前时间
帧期间传送指示字节以向该父节点指示该子节点将在相对于该当前时间
帧的的至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·K·瑞格胡，A·E·扎法，R·维丹萨姆，X·陆，
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