网状网格中的协调工作循环指派制造技术

在一个方面，网状网络中的节点从网状网络中的相邻节点接收存在性消息，并基于接收到的存在性消息来确定相邻节点的数量。节点基于相邻节点的数量确定要请求的相邻节点的工作循环百分比，所述工作循环百分比指示为了确保节点发送的消息被成功接收的预定概率相邻节点应当清醒以接收消息的最小时间百分比。节点广播所述工作循环百分比，以供相邻节点接收。节点还从对应的相邻节点接收所请求的工作循环百分比，基于接收到的工作循环百分比中的最大工作循环百分比来设置节点的操作工作循环，并根据所设置的节点的工作循环来休眠和唤醒。

Coordinated work cycle assignment in mesh mesh

In one aspect, the nodes in the mesh network receive the existence messages from the neighboring nodes in the mesh network, and determine the number of adjacent nodes based on the received existence messages. The node adjacent nodes to determine the number of neighboring nodes to request the work cycle based on the percentage of the work cycle, in order to ensure that the node indicates the percentage of messages sent by a predetermined probability of adjacent nodes successfully received should be minimal percentage of time awake to receive messages. The node broadcasts the percentage of the cycle of work to be received by adjacent nodes. The node also receives the requested work cycle percentage from the corresponding adjacent nodes, sets the operation cycle of nodes based on the percentage of the largest working cycle in the percentage of the work cycle received, and wakes and wakes according to the working cycle of the nodes set.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】网状网格中的协调工作循环指派
本专利技术总体涉及无线通信网络，具体涉及在网状网络中的节点的工作循环(dutycycle)。
技术介绍
低功率无线通信技术使用网状网络拓扑来增加其覆盖和灵活性。这种技术要求网状网络的节点充当分组或消息的转发者。结果，来自源的分组可能通过均接收并重传分组的若干其他节点到达其目的地。一种执行重传的简单直接的方法是每个接收传输的节点广播分组，但限制传输次数以避免具有无限重传的循环。这种称为泛洪的技术在计算机联网中被广泛使用，并且已经被提出以支持用于无线解决方案的网状联网，例如用于低能量(BLE)解决方案。泛洪不需要路由信息或调度，并且对拓扑结构中的变化非常宽容。在此认识到，泛洪的缺点是：对于通过网络传播的分组而言，节点必须是清醒的并准备好进行接收和发送。这可能需要高工作循环，其会耗尽低功率器件的电池。另一个缺点是：当许多设备同时广播时，发生分组冲突和丢失的可能性较高。传输调度可以帮助解决这个问题，但是它降低了网络的灵活性，并且需要扩散和存储附加的同步信息。此外，泛洪被设计为在网络中的所有节点上扩散信息。当被用作点对点通信的手段时，网络很快被过度利用，因为少量的中继可能就足以保证信息被正确接收。路由传输是通过多跳网络传递分组的另一种方式。路由传输意味着节点之间沿着从源到目的地的路由的单播传输。因此，路由传输要求源节点能够找到去往目的节点的路由，根据一些度量和条件来选择路由之一，并且将路由信息封装到分组中(指定路由上的每个节点或者使用寻址系统)。然而，在此认识到，在存储器和处理能力方面路由传输挑战了节点的硬件。为了定义路由和判断路由性能，有必要获得、扩散和更新与网络中的节点有关的信息。这使得路由传输变得复杂，并且路由传输对于低功率网状网络而言并不总是实用的解决方案。
技术实现思路
本专利技术的实施例包括用于优化和协调网状网络中的节点的工作循环的装置和方法。节点的工作循环是通过节点的清醒时段和休眠时段来定义的周期。节点只有在清醒时才能发送和接收分组，且节点在休眠时关闭其无线电收发机，以降低能耗。节点的工作循环可以用两个参数来表征：工作循环周期，其指示设备的连续唤醒实例之间的时间间隔；以及，工作循环百分比，其指示在工作循环周期期间设备清醒的时间百分比。与传统的泛洪或通过网状网络扩散消息的方法相反，本文描述的实施例可用于最小化节点的能量消耗，同时预期消息将以预定的成功概率到达其目的地。对给定设备的工作循环的确定取决于设备附近的网络的密度。给定节点可达的设备越多，对于这些设备而言，期望在任何时候这些设备中的至少一个设备可达所需要的工作循环就越低。为此，描述了相邻节点发现和工作循环请求的流程。根据一些实施例，节点可以确定要请求的相邻节点的工作循环百分比，并与相邻节点共享所请求的百分比。网状网络的节点的这种方法包括从网状网络中的一个或多个相邻节点中的每一个相邻节点接收存在性消息。该方法还包括基于接收到的存在性消息确定相邻节点的数量。被计算在相邻节点数量中的节点可以只是可向不同于进行请求的节点的至少一个节点接收和转发消息的节点。该方法还包括：基于相邻节点的数量确定要请求的相邻节点的工作循环百分比，工作循环百分比指示相邻节点应当清醒以接收消息来使得能确保成功接收由节点发送的消息的预定概率的最小时间百分比。该方法还包括：广播所述工作循环百分比，以由相邻节点接收。尽管广播可以被其他节点接收，但该广播是针对发送由节点接收的存在性消息的相邻节点的。在其他实施例中，节点可以基于相邻节点请求的工作循环百分比来设置其自己的操作工作循环百分比。例如，方法包括：从一个或多个对应的相邻节点接收一个或多个所请求的工作循环百分比，基于接收到的工作循环百分比中的最大工作循环百分比来设置节点的操作工作循环，并根据所设置的节点的工作循环来休眠和唤醒。根据一些实施例，一种由根据由工作循环周期和工作循环百分比定义的工作循环来向其他节点扩散信息的网状网络节点执行的方法包括：从网状网络中的相邻节点接收存在性消息，以及基于接收到的存在性消息来确定相邻节点的数量。方法还包括：基于相邻节点的数量确定要请求的相邻节点的工作循环百分比，工作循环百分比指示相邻节点应当清醒以接收消息来使得能确保成功接收由节点发送的消息的预定概率的最小时间百分比。方法还包括：广播工作循环百分比以由相邻节点接收，从一个或多个对应的相邻节点接收一个或多个所请求的工作循环百分比，且基于接收到的工作循环百分比中的最大工作循环百分比来设置节点的工作循环。该方法还包括根据节点的所设置的工作循环来休眠和唤醒。在一些实施例中，方法可以包括这两种方法的步骤。在一些实施例中，节点可以执行任一方法或该两种方法。根据一些实施例，无线设备的网状网络的节点包括收发机电路和处理电路。收发机电路被配置为从网状网络中的一个或多个相邻节点中的每一个相邻节点接收存在性消息。处理电路被配置为基于接收到的存在性消息来确定相邻节点的数量。处理电路还被配置为基于相邻节点的数量来确定要请求的相邻节点的工作循环百分比。工作循环百分比指示相邻节点应当清醒以接收消息来使得能确保节点发送的消息被成功接收的预定概率的最小时间百分比。处理电路被配置为经由收发机广播工作循环百分比，以由相邻节点接收。根据一些实施例，无线设备的网状网络的节点包括收发机电路和处理电路。收发机电路被配置为从一个或多个对应的相邻节点接收一个或多个所请求的工作循环百分比。处理电路还被配置为：基于接收到的工作循环百分比中的最大工作循环百分比来设置节点的操作工作循环，并根据所设置的节点的工作循环来休眠和唤醒。根据一些实施例，无线设备的网状网络的节点包括收发机电路和处理电路。收发机电路被配置为从网状网络中的相邻节点接收存在性消息。处理电路被配置为：基于接收到的存在性消息来确定相邻节点的数量，并且基于该相邻数量来确定将要请求的相邻节点的工作循环百分比。工作循环百分比指示相邻节点应当清醒以接收消息来使得能确保节点发送的消息被成功接收的预定概率的最小时间百分比。处理电路被配置为：经由收发机广播工作循环百分比以由相邻节点接收，并且经由收发机从一个或多个对应的相邻节点接收一个或多个所请求的工作循环百分比。处理电路还被配置为：基于接收到的工作循环百分比中的最大工作循环百分比来设置节点的工作循环，并根据所设置的节点的工作循环来休眠和唤醒。其他实施例包括执行上述方法的计算机程序产品、计算机可读介质和功能性模块实现。当然，本专利技术不限于上述特征和优点。本领域的普通技术人员可通过阅读下面的详细描述并查看附图认识到其它特点和优点。附图说明图1是示出根据一些实施例的网状网络中的节点的图。图2是根据一些实施例的节点的框图，所述节点被配置为优化网状网络中的节点的工作循环。图3示出根据一些实施例的节点中用于确定网状网络中的节点的工作循环的方法。图4示出根据一些实施例的节点中用于设置网状网络中的节点的工作循环的方法。图5示出根据一些实施例的节点中用于优化网状网络中的节点的工作循环的方法。图6示出了根据一些实施例的作为相邻节点数量和重传次数的函数的计算的工作循环。图7是示出根据一些实施例网状网络中的具有所确定的工作循环百分比的节点的图。图8是示出根据一些实施例网状网络中的具有所采用的工作循环百本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由无线设备的网状网络中的节点(104)执行的方法(300)，所述方法(300)包括：从所述网状网络中的相邻节点(102、106、108)接收(302)存在性消息；基于接收到的存在性消息确定(304)相邻节点的数量；基于相邻节点的数量确定(306)要请求的相邻节点的工作循环百分比，所述工作循环百分比指示为了确保所述节点(104)发送的消息被成功接收的预定概率，相邻节点应当清醒以接收消息的最小时间百分比；以及广播(308)所述工作循环百分比，以由相邻节点接收。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.04 US 62/156,6411.一种由无线设备的网状网络中的节点(104)执行的方法(300)，所述方法(300)包括：从所述网状网络中的相邻节点(102、106、108)接收(302)存在性消息；基于接收到的存在性消息确定(304)相邻节点的数量；基于相邻节点的数量确定(306)要请求的相邻节点的工作循环百分比，所述工作循环百分比指示为了确保所述节点(104)发送的消息被成功接收的预定概率，相邻节点应当清醒以接收消息的最小时间百分比；以及广播(308)所述工作循环百分比，以由相邻节点接收。2.根据权利要求1所述的方法(300)，其中，所述工作循环百分比的确定(306)还基于每个消息的预定重传次数。3.根据权利要求2所述的方法(300)，还包括：从相邻节点(102)接收指示所述相邻节点不能向另一节点转发消息的绝境消息，其中，确定相邻节点的数量包括从相邻节点的数量中排除发送绝境消息的相邻节点(102)。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法(300)，还包括：向相邻节点广播所述节点(104)的存在。5.根据权利要求4所述的方法(300)，其中，广播所述节点(104)的存在包括：在广告信道上使用低能量BLE协议来广播所述存在。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法(300)，还包括：接收对应于相邻节点的所请求的工作循环百分比，并且基于所请求的工作循环百分比来设置所述节点(104)的操作工作循环。7.根据权利要求6所述的方法(300)，还包括：基于所请求的工作循环百分比中的最大工作循环百分比来设置所述节点(104)的操作工作循环。8.根据权利要求6或7所述的方法(300)，还包括：根据所述节点(104)的所设置的工作循环来休眠和唤醒。9.根据权利要求8所述的方法(300)，还包括：根据所述节点(104)的所设置的工作循环来转发从相邻节点接收到的消息。10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法(300)，还包括：基于确定相邻节点的数量已经增加，降低工作循环百分比。11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法(300)，还包括：基于确定相邻节点的数量已经减少，增大工作循环百分比。12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法(300)，其中，确定工作循环百分比(306)包括：根据具有相同工作循环百分比的相邻节点的数量N、消息发送的次数k和目标节点的成功接收概率P的函数，确定所述工作循环百分比D，其中，所述函数包括：13.根据权利要求12所述的方法(300)，还包括响应于N的变化而调整k。14.根据权利要求13所述的方法(300)，其中，调整k包括响应于N的减少而增加k。15.根据权利要求1-14中任一项所述的方法(300)，其中，广播所述工作循环百分比(308)包括：以随机延迟的方式广播包括所述工作循环百分比的工作循环请求消息DCR。16.根据权利要求1-15中任一项所述的方法(300)，其中，广播所述工作循环百分比(308)包括：在包括所有相邻节点工作循环的一时间段期间进行广播。17.根据权利要求1-16中任一项所述的方法(300)，其中，广播所述工作循环百分比(308)包括：在广告信道上使用低能量BLE协议进行广播。18.根据权利要求1-17中任一项所述的方法(300)，其中，接收存在性消息(302)包括：在包括所有相邻节点工作循环的一时间段期间接收存在性消息。19.根据权利要求1-18中任一项所述的方法(300)，其中，接收存在性消息(302)包括：当在接收存在性消息时清醒时间到期的情况下，在完成接收所述存在性消息之后进入休眠。20.根据权利要求1-19中任一项所述的方法(300)，其中，根据所述节点(104)的本地时间信息，周期性地执行所述接收或广播(302、308)。21.一种由无线设备的网状网络中的节点(104)执行的方法(400)，所述方法(400)包括：接收(402)对应于相邻节点(102、106、108)的所请求的工作循环百分比；基于接收到的工作循环百分比中的最大工作循环百分比来设置(404)所述节点的操作工作循环；以及根据所述节点(104)的所设置的操作工作循环来休眠和唤醒(406)。22.根据权利要求21所述的方法(400)，还包括：根据所述节点(104)的所设置的操作工作循环来转发从相邻节点接收到的消息。23.根据权利要求22所述的方法(400)，其中，转发消息包括使用低能量BLE协议来转发消息。24.根据权利要求21-23中任一项所述的方法(400)，还包括：从所述网状网络中的相邻节点接收存在性消息；基于接收到的存在性消息确定相邻节点的数量；基于相邻节点的数量确定要请求的相邻节点的工作循环百分比，所述工作循环百分比指示为了确保所述节点(104)发送的消息被成功接收的预定概率，相邻节点应当清醒以接收消息的最小时间百分比；以及广播所述工作循环百分比，以由相邻节点接收。25.根据权利要求24所述的方法(400)，还包括：从相邻节点(102)接收指示所述相邻节点(102)不能向另一节点转发消息的绝境消息，其中，确定相邻节点的数量包括从相邻节点的数量中排除发送绝境消息的相邻节点(102)。26.根据权利要求24或25所述的方法(400)，还包括：基于确定相邻节点的数量已经增加，降低工作循环百分比。27.根据权利要求24-26中任一项所述的方法(400)，还包括：基于确定相邻节点的数量已经减少，增大工作循环百分比。28.根据权利要求24-26中任一项所述的方法(400)，其中，确定工作循环百分比包括：设置实现至少一个相邻节点将会接收所转发的消息的概率P所需的最小工作循环百分比。29.根据权利要求24-28中任一项所述的方法(400)，其中，确定工作循环百分比包括：根据具有相同工作循环百分比的相邻节点的数量N、消息发送的次数k和目标节点的成功接收概率P的函数，确定所述工作循环百分比D，其中，所述函数包括：30.根据权利要求29所述的方法(400)，还包括响应于N的变化而调整k。31.根据权利要求30所述的方法(400)，其中，调整k包括响应于N的减少而增加k。32.根据权利要求24-31中任一项所述的方法(400)，其中，广播所述工作循环百分比包括：以随机延迟的方式广播包括所述工作循环百分比的工作循环请求消息DCR。33.根据权利要求24-32中任一项所述的方法(400)，其中，广播所述工作循环百分比包括：在包括所有相邻节点工作循环的一时间段期间进行广播。34.根据权利要求24-33中任一项所述的方法(400)，其中，广播所述工作循环百分比包括在广告信道上使用低能量BLE协议进行广播。35.根据权利要求24-34中任一项所述的方法(400)，其中，接收存在性消息包括：在包括所有相邻节点工作循环的一时间段期间接收存在性消息。36.根据权利要求21-35中任一项所述的方法(400)，其中，接收存在性消息包括：当在接收存在性消息时清醒时间到期的情况下，在完成接收所述存在性消息之后进入休眠。37.根据权利要求21-36中任一项所述的方法(400)，其中，根据所述节点(104)的本地时间信息，周期性地执行所述接收(402)。38.根据权利要求21-37中任一项所述的方法(400)，还包括：向相邻节点广播所述节点(104)的存在。39.根据权利要求38所述的方法(400)，其中，广播所述节点(104)的存在包括：在广告信道上使用低能量BLE协议来广播所述存在。40.一种由无线设备的网状网络中的节点(104)执行的方法(500)，用于根据由工作循环周期和工作循环百分比定义的工作循环向所述网状网络中的其他节点扩散信息，所述工作循环周期指示所述节点(104)连续唤醒实例之间的时间间隔，所述工作循环百分比指示在所述工作循环周期期间所述节点(104)清醒的时间百分比，所述方法(500)包括：从所述网状网络中的相邻节点(102、106、108)接收(502)存在性消息；基于接收到的存在性消息确定(504)相邻节点的数量；基于相邻节点的数量确定(506)要请求的相邻节点的工作循环百分比，所述工作循环百分比指示为了确保所述节点(104)发送的消息被成功接收的预定概率，相邻节点应当清醒以接收消息的最小时间百分比；广播(508)所述工作循环百分比，以由相邻节点接收。接收(510)与相邻节点相对应的所请求的工作循环百分比；基于接收到的工作循环百分比中的最大工作循环百分比来设置(512)所述节点(104)的工作循环；以及根据所述节点(104)的所设置的工作循环来休眠和唤醒(514)。41.一种节点(104)，适于执行根据权利要求1-40中任一项所述的方法(300、400、500)。42.一种无线设备的网状网络中的节点(104)，包括：收发机电路(56)，被配置为：从所述网状网络中的相邻节点(102、106、108)接收存在性消息；以及处理电路(52)，被配置为：基于接收到的存在性消息确定相邻节点的数量；基于相邻节点的数量确定要请求的相邻节点的工作循环百分比，所述工作循环百分比指示为了确保所述节点(104)发送的消息被成功接收的预定概率，相邻节点应当清醒以接收消息的最小时间百分比；以及经由所述收发机电路(56)广播所述工作循环百分比，以由相邻节点接收。43.根据权利要求42所述的节点(104)，其中，所述处理电路(52)被配置为基于每个消息的预定重传次数来确定工作循环百分比。44.根据权利要求42或43所述的节点(104)，其中，所述收发机电路(56)被配置为从相邻节点(102)接收指示所述相邻节点(102)不能向另一节点转发消息的绝境消息，且所述处理电路(52)被配置为从相邻节点的数量中排除发送绝境消息的相邻节点(102)。45.根据权利要求42-44中任一项所述的节点(104)，其中，所述处理电路(52)被配置为经由所述收发机电路(56)向相邻节点广播所述节点(104)的存在。46.根据权利要求45所述的节点(104)，其中，所述处理电路(52)被配置为经由所述收发机电路(56)在广告信道上使用低能量BLE协议来广播所述节点(104)的存在。47.根据权利要求42-46中任一项所述的节点(104)，其中，所述收发机电路(56)被配置为接收对应于相邻节点的所请求的工作循环百分比，且所述处理电路(52)被配置为基于所请求的工作循...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗曼·奇里科夫，皮耶尔朱塞佩·迪马尔科，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE