帧的传输和确认的管理委托制造技术

本发明专利技术涉及帧的传输和确认的管理委托。通信系统包括服务器、至少一个终端设备和至少一个集合网关。每个终端设备向服务器传输具有传输时刻的上行帧，根据所述传输时刻定义用于下行帧的接收窗口，所述下行帧假定由服务器构造并由服务器选择的一个所述集合网关进行中继。所选集合网关通过以下步骤来与服务器协作地实现对于至少一个所选终端设备的可脱离委托机制：向每个所选终端设备分配缓冲器并在其中存储来自服务器的、旨在所述所选终端设备的、以异步方式接收到的有效数据；以及响应于从每个所选终端设备接收到的上行帧代表服务器构造并传输下行帧。

Management Delegation of frame transmission and confirmation

【技术实现步骤摘要】
帧的传输和确认的管理委托
本专利技术涉及通信系统中的下行帧的传输和确认的委托。
技术介绍
物联网正逐步兴起。物联网代表着互联网到物理世界中的各地各事物的延伸。虽然互联网传统上不会延伸超越电子世界，但物联网代表着信息和数据从存在于现实世界中的设备到互联网的交换，如例如以便实现耗电量或用水量的记录的收集。物联网被认为是互联网的第三次变革，号称Web3.0。物联网是当前要传输和存储的数据量增加的部分原因，其也是所谓的“大数据”的起源。物联网具有普遍性，可以指定例如工业、农产品加工业、电子医疗或住宅自动化管理的领域中具有各种用途的物体进行通信。为了使通信物体（也称为终端设备）能够在物联网的环境中进行通信，运营商部署位于地理高点的集合网关（英语的“gatheringgateways（聚集网关）”）。除维护操作外，这些网关通常是固定的和永久性的。例如，可以举SigFox（注册商标）或ThingPark（注册商标）网络为例。这些集合网关借助于中程或远程无线电通信来与终端设备通信，所述中程或远程无线电通信如例如由进行LoRaWAN技术的推广的协会命名的LoRaWAN（英语的“LongRangeWide-AreaNetwork（远程广域网）”）技术，也简称“LoRa”（英语的“LongRange（远程）”）。这些集合网关因此用作终端设备与服务器（核心网络）之间的中继，所述服务器被配置成处理由终端设备上传的信息并向所述终端设备发送消息（例如指令）。为了能够尽可能地进入待机状态，终端设备在它们与服务器（经由一个或多个集合网关）的间接通信中应用在LoRaWAN型数据传输协议中称为“A类”的通信机制。该机制在于，以对于所考量的终端设备和充当用于服务器的中继的集合网关来说确定的方式来定义一个或多个接收窗口，所考量的终端设备在所述一个或多个接收窗口期间侦听应在其中进行下行通信的通信介质（在LoRaWAN型数据传输协议的情况下是两个接收窗口）。一个或多个接收窗口始于根据由所讨论的终端设备进行上行帧传输的时刻的预定义持续时间段结束时，并且它们还具有预定义的持续时间。然后，在所述接收窗口中的一个或另一个（在必要时）中执行应指向所述终端设备的下行帧，尤其是为了执行对所述上行帧的确认。事实上，所讨论的终端设备通常需要知道服务器已确实接收到由所述终端设备传输的上行帧。接收窗口从对于所讨论的终端设备和充当用于服务器的中继的集合网关来说确定的时刻开始的这种逼近使得所述终端设备能够在此期间进入待机状态并因此保存其能量续航。然而，不能确定集合网关与服务器之间的往返时间是否能够系统性地遵守这些接收窗口。然而集合网关与服务器之间的等待时间的可变性可能导致错过一个或多个接收窗口或甚至所有的接收窗口，这将需要等候所讨论的终端设备重新发送上行帧。并且其次，当为同一个上行帧定义多个接收窗口时，优选的是按顺序使用第一接收窗口，以便使得所讨论的终端设备能够不必为了根据同一个上行帧的传输定义的任何后续接收窗口而唤醒，以便保存所述终端设备的能源。期望减轻可以更普遍地在此类接收窗口上操作的无线通信网络（除了低功率广域网LPWAN中使用的无线电技术）中找到的现有技术的这些缺点。
技术实现思路
本专利技术涉及一种通信系统中的下行传输和确认的管理方法，所述通信系统包括服务器、至少一个终端设备和至少一个集合网关，所述集合网关用来在服务器与所述至少一个终端之间进行中继，每个终端设备经由无线通信介质与至少一个所述集合网关进行通信，每个终端设备向服务器传输具有传输时刻的上行帧，根据所述传输时刻定义用于下行帧的接收窗口，所述下行帧假定由服务器构造并由服务器选择的一个所述集合网关经由无线通信介质进行中继。所选集合网关通过执行以下步骤来与服务器协作地实现对于至少一个所选终端设备的可脱离委托机制：向每个所选终端设备分配缓冲器，并在其中存储来自服务器的、旨在所述所选终端设备的、以异步方式接收到的有效数据；以及通过构造下行帧并通过在根据所述上行帧的传输时刻定义的所述接收窗口中传输所述下行帧来代表服务器确认从每个所选终端设备接收到的上行帧，所述下行帧包括所述上行帧的各自的确认，并且在必要时包括存储在被分配给所述终端设备的缓冲器中的有效数据。这样，不会由于集合网关与服务器之间的等待时间可变性而错过任何接收窗口。另外，对于确认每个上行帧并向所讨论的终端设备传输可能存在的有效数据来说，单个接收窗口可足矣。因此实现了通信系统的更好的反应性。此外，更好地管理了终端设备的能源。最后，通常归属于服务器的处理负荷可以分摊在集合网关上。根据特定实施例，所选集合网关在接收到上行帧时执行以下步骤：将上行帧中继到服务器；在从所选终端设备接收到上行帧的情况下，代表服务器构造下行帧，然后在根据所述上行帧的传输时刻定义的接收窗口中传输所构造的下行帧；以及在从非所选终端设备接收上行帧的情况下，跟踪预期针对所述上行帧的来自服务器的对于所述终端设备的反馈。另外，所选集合网关在接收到下行帧时执行以下步骤：在下行帧涉及到所选终端设备的情况下，将由服务器在下行帧中提供的有效数据放入被分配给所述所选终端设备的缓冲器；以及在下行帧涉及到非所选终端设备的情况下，当跟踪到预期来自服务器的关于从所述非所选终端设备接收到的上行帧的反馈时，在根据所述上行帧的接收时刻定义的所述接收窗口中中继下行帧，否则丢弃下行帧。根据特定实施例，按照停用对于所述所选终端设备的委托机制的命令，所选集合网关执行以下步骤：如果被分配给所选终端设备的缓冲器为空，则向服务器追认停用对于所述所选终端设备的委托机制；如果被分配给所选终端设备的缓冲器不为空，则保持委托机制，直到通过所选集合网关构造并传输所述下行帧来清空所述缓冲器为止。根据特定实施例，按照激活对于所述所选终端设备的委托机制的命令，所述集合网关变为用于所述所选终端设备的所选集合网关并从服务器接收下行帧计数器值。另外，所选集合网关在构造旨在所述所选终端设备的所述下行帧期间递增下行帧计数器值，并将递增后的下行帧计数器值包括在所述下行帧中。并且，按照停用对于所述所选终端设备的委托机制的命令，所选集合网关在向服务器追认停用对于所述所选终端设备的委托机制的消息中包括最新的下行帧计数器值。根据特定实施例，按照激活对于所述所选终端设备的委托机制的命令，所选集合网关从服务器接收指示使用哪个格式用于表示下行帧计数器值的信息。根据特定实施例，按照激活对于所述所选终端设备的委托机制的命令，所选集合网关从服务器接收安全密钥，所述安全密钥用于在假定从所述所选终端设备接收到的每个上行帧中认证所述所选终端设备，并用于加密由所选集合网关构造的旨在所述所选终端设备的任何下行帧。根据特定实施例，该通信系统是低功率广域网LPWAN。本专利技术还涉及一种集合网关，其称为所选集合网关，其是用于在通信系统中管理下行传输和确认的背景中，所述通信系统包括服务器、至少一个终端设备和至少一个集合网关，所述集合网关用来在服务器与所述至少一个终端之间进行中继，每个终端设备经由无线通信介质与至少一个所述集合网关进行通信，每个终端设备向服务器传本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.通信系统中的下行传输和确认的管理方法，所述通信系统包括服务器（130）、至少一个终端设备（110、111、112）和至少一个集合网关（120、121、122、123），所述集合网关（120、121、122、123）用来在服务器（130）与所述至少一个终端（110、111、112）之间进行中继，每个终端设备（110、111、112）经由无线通信介质与至少一个所述集合网关（120、121、122、123）进行通信，每个终端设备（110、111、112）向服务器（130）传输（904、909）具有传输时刻的上行帧，根据所述传输时刻定义用于下行帧的接收窗口，所述下行帧假定由服务器（130）构造并由服务器（130）选择的一个所述集合网关（121）经由无线通信介质进行中继，/n其特征在于，所选集合网关（121）通过执行以下步骤来与服务器（130）协作地实现对于至少一个所选终端设备（112）的可脱离委托机制：/n- 向每个所选终端设备（112）分配缓冲器，并在其中存储来自服务器（130）的、旨在所述所选终端设备（112）的、以异步方式接收到的有效数据；以及/n- 通过构造下行帧并通过在根据所述上行帧的传输时刻定义的所述接收窗口中传输（604）所述下行帧来代表服务器（130）确认（906）从每个所选终端设备（112）接收到的上行帧，所述下行帧包括所述上行帧的各自的确认，并且在必要时包括存储在被分配给所述终端设备（112）的缓冲器中的有效数据。/n...

【技术特征摘要】
20180628 FR 18558231.通信系统中的下行传输和确认的管理方法，所述通信系统包括服务器（130）、至少一个终端设备（110、111、112）和至少一个集合网关（120、121、122、123），所述集合网关（120、121、122、123）用来在服务器（130）与所述至少一个终端（110、111、112）之间进行中继，每个终端设备（110、111、112）经由无线通信介质与至少一个所述集合网关（120、121、122、123）进行通信，每个终端设备（110、111、112）向服务器（130）传输（904、909）具有传输时刻的上行帧，根据所述传输时刻定义用于下行帧的接收窗口，所述下行帧假定由服务器（130）构造并由服务器（130）选择的一个所述集合网关（121）经由无线通信介质进行中继，
其特征在于，所选集合网关（121）通过执行以下步骤来与服务器（130）协作地实现对于至少一个所选终端设备（112）的可脱离委托机制：
-向每个所选终端设备（112）分配缓冲器，并在其中存储来自服务器（130）的、旨在所述所选终端设备（112）的、以异步方式接收到的有效数据；以及
-通过构造下行帧并通过在根据所述上行帧的传输时刻定义的所述接收窗口中传输（604）所述下行帧来代表服务器（130）确认（906）从每个所选终端设备（112）接收到的上行帧，所述下行帧包括所述上行帧的各自的确认，并且在必要时包括存储在被分配给所述终端设备（112）的缓冲器中的有效数据。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所选集合网关（121）在接收到（904、909）上行帧时执行以下步骤：
-将上行帧中继（905、910）到服务器（130）；
-在从所选终端设备（112）接收到上行帧的情况下，代表服务器（130）构造（604）一个所述下行帧，然后在根据所述上行帧的传输（905）时刻定义的接收窗口中传输（906、911）所构造的下行帧；以及
-在从非所选终端设备（111）接收上行帧的情况下，跟踪预期针对所述上行帧的来自服务器（130）的对于所述终端设备（111）的反馈；
并且在接收到（603、616）下行帧时执行以下步骤：
-在下行帧涉及到所选终端设备（112）的情况下，将由服务器（130）在下行帧中提供的有效数据放入（703）被分配给所述所选终端设备（112）的缓冲器；以及
-在下行帧涉及到非所选终端设备（111）的情况下，当跟踪到预期来自服务器（130）的关于从所述非所选终端设备（111）接收到的上行帧的反馈时，在根据所述上行帧的接收时刻定义的所述接收窗口中中继（705、916）下行帧，否则丢弃（706）下行帧。


3.根据权利要求1和2中的任一项所述的方法，其特征在于，按照停用（501、908）对于所述所选终端设备（112）的委托机制的命令，所选集合网关（121）执行以下步骤：
-如果被分配给所选终端设备（112）的缓冲器为空，则向服务器（130）追认（503、912）停用对于所述所选终端设备（112）的委托机制；
-如果被分配给所选终端设备（112）的缓冲器不为空，则保持委托机制，直到通过所选集合网关（121）构造并传输（911）所述下行帧来清空所述缓冲器为止。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：
-按照激活（401、901）对于所述所选终端设备（112...

【专利技术属性】
技术研发人员：H特布勒，M勒古里雷，F阿尔奈，
申请(专利权)人：萨基姆卡姆能源及电信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR