無線網(wǎng)絡(luò)和方法技術(shù)

描述了無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)以及用于減少無線網(wǎng)絡(luò)中的虛假沖突的相應(yīng)方法、無線網(wǎng)絡(luò)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能建筑。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括處理器、存儲器和天線。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可操作以混雜地監(jiān)控和維護(hù)由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收的傳輸和應(yīng)答的記錄。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)還可操作以向網(wǎng)絡(luò)中的另一節(jié)點(diǎn)發(fā)送與記錄有關(guān)的信息，以供所述另一節(jié)點(diǎn)在確定所述另一節(jié)點(diǎn)向其發(fā)送傳輸?shù)挠忠还?jié)點(diǎn)相對于所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是隱藏的時使用。在另一方面中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可操作以根據(jù)從第二另一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收的信息來確定第一另一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)相對于第二另一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是隱藏的。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及。
技術(shù)介紹
CSMA/CA(具有沖突避免的載波偵聽多路訪問)是在具有共享載波介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)(例如無線局域網(wǎng)(WLAN))中使用的公知的媒體訪問控制(MAC)協(xié)議。在該協(xié)議下，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)對由其他節(jié)點(diǎn)在共享載波介質(zhì)上進(jìn)行的傳輸進(jìn)行偵聽并將它們自己的傳輸推遲到網(wǎng)絡(luò)變?yōu)榭臻e之后。在一些示例中，每個節(jié)點(diǎn)可以在空閑信道評估(CCA)之前(在IEEE802.15.4的情況下)或之后(在IEEE 802.11的情況下)等待隨機(jī)時間段，以減少(感測到網(wǎng)絡(luò)變?yōu)榭臻e的)兩個或更多個節(jié)點(diǎn)同時開始進(jìn)行發(fā)送從而引起沖突的可能性。在無線網(wǎng)絡(luò)中，通常可能存在以下情況:節(jié)點(diǎn)不能偵聽由其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行的傳輸。這可能是由于節(jié)點(diǎn)不處于彼此的傳輸范圍內(nèi)，或由于由節(jié)點(diǎn)所處的環(huán)境(例如建筑)引起的對傳輸?shù)母蓴_或屏蔽。隱藏節(jié)點(diǎn)問題(HNP)描述了以下情況:網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)射機(jī)節(jié)點(diǎn)相對于接收機(jī)節(jié)點(diǎn)均是可見的，但發(fā)射機(jī)節(jié)點(diǎn)相對于彼此是不可見的。在HNP下，在網(wǎng)絡(luò)上沒有偵聽到任何活動的第一發(fā)射機(jī)節(jié)點(diǎn)可能在接收機(jī)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)在從相對于第一發(fā)射機(jī)節(jié)點(diǎn)隱藏的另一發(fā)射機(jī)節(jié)點(diǎn)接收傳輸?shù)耐瑫r開始傳輸。這在接收機(jī)節(jié)點(diǎn)處引起沖突。因此，在該場景下，CSMA下的載波偵聽方法不能避免沖突。暴露節(jié)點(diǎn)問題(ENP)描述了以下情況:兩個發(fā)射機(jī)節(jié)點(diǎn)的傳輸對于彼此是可見的，但這些傳輸?shù)慕邮諜C(jī)不在彼此的范圍內(nèi)。這可能在發(fā)射機(jī)節(jié)點(diǎn)處引起虛假沖突(falsecollis1n)，這是由于CSMA協(xié)議將防止發(fā)射機(jī)節(jié)點(diǎn)向它們各自的接收機(jī)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行同時傳輸，即使這實(shí)際上不會導(dǎo)致接收機(jī)節(jié)點(diǎn)處發(fā)生沖突也是如此。ENP通常可能發(fā)生于使用密樹(dense tree)拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)中，其中節(jié)點(diǎn)的空間分布與網(wǎng)絡(luò)中的通信模式不相關(guān)。例如，以下情況是可能的:發(fā)射機(jī)節(jié)點(diǎn)雖然物理上彼此接近但卻是為網(wǎng)絡(luò)樹的不同分支提供服務(wù)的無關(guān)路由器(它們具有不同的父節(jié)點(diǎn))。在一些情況中，發(fā)射機(jī)節(jié)點(diǎn)雖然運(yùn)行在相同的通信標(biāo)準(zhǔn)(例如IEEE 802.15.4)下，但仍可能不屬于相同的網(wǎng)絡(luò)。與CSMA/CA —起使用的沖突避免(CA)協(xié)議的示例在數(shù)據(jù)傳輸之前采用握手過程，其中發(fā)射機(jī)節(jié)點(diǎn)和預(yù)期接收機(jī)節(jié)點(diǎn)交換RTS(請求發(fā)送)和CTS(清除發(fā)送)消息，以便確認(rèn)接收機(jī)節(jié)點(diǎn)是可用的并且準(zhǔn)備好。對RTS和CTS消息的使用可以減輕HNP，這是因?yàn)榻邮諜C(jī)節(jié)點(diǎn)一次只向一個發(fā)射機(jī)節(jié)點(diǎn)發(fā)送CTS消息。因此，在開始自身的傳輸之前，發(fā)射機(jī)節(jié)點(diǎn)必須進(jìn)行等待，直到從接收機(jī)節(jié)點(diǎn)向它發(fā)送了 CTS消息為止，即使發(fā)射機(jī)節(jié)點(diǎn)在載波介質(zhì)上沒有偵聽到活動也是如此。彼此隱藏的發(fā)射機(jī)節(jié)點(diǎn)依靠CTS消息來防止接收機(jī)節(jié)點(diǎn)處與其傳輸有關(guān)的沖突。對RTS和CTS消息的使用還可以減輕ENP。當(dāng)?shù)谝话l(fā)射機(jī)節(jié)點(diǎn)從鄰近的第二發(fā)射機(jī)節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽到RTS消息但隨后沒有從向之發(fā)送了 RTS消息的接收機(jī)節(jié)點(diǎn)接收到CTS消息時，第一發(fā)射機(jī)節(jié)點(diǎn)可以推斷它是暴露節(jié)點(diǎn)。基于此，在獲知不會在接收機(jī)節(jié)點(diǎn)(最初的RTS消息發(fā)送至此)處引起沖突的情況下，第一發(fā)射機(jī)然后可以向另一接收機(jī)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸。雖然RTS和CTS消息可以減少無線網(wǎng)絡(luò)中沖突的發(fā)生，但它們導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中的附加擁塞并且一般只針對大的幀尺寸才啟用。因此，使得對RTS和CTS消息的使用在IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)中是可選的。在一些無線網(wǎng)絡(luò)中，尤其是在具有相對較小的最大傳輸單元(MTU)大小的無線網(wǎng)絡(luò)中，由對RTS/CTS消息的使用帶來的附加開銷可能不能保證其使用。例如，IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)定義的MTU是127字節(jié)。在包括大量密集節(jié)點(diǎn)的擁擠網(wǎng)絡(luò)中尤其如此。IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定低速率無線個人網(wǎng)絡(luò)(WPAN)的物理層和MAC層。ZigBee標(biāo)準(zhǔn)基于IEEE 802.15.4-2003版本并且研發(fā)用于低速率、低功率的安全應(yīng)用。這些標(biāo)準(zhǔn)適于在家庭和建筑自動化領(lǐng)域(智能建筑)中的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)使用。對RTS和CTS消息的使用對于要求低功率使用的這類網(wǎng)絡(luò)來講可能過于繁重。此外，WSN應(yīng)用中的小MTU尺寸可能不能證明使用RTS/CTS消息是合理的。在物聯(lián)網(wǎng)(1T)(其中預(yù)計(jì)網(wǎng)絡(luò)擠滿了大量節(jié)點(diǎn))領(lǐng)域尤其如此。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的各個方面示于了所附獨(dú)立權(quán)利要求及從屬權(quán)利要求。來自從屬權(quán)利要求的特征的組合可與獨(dú)立權(quán)利要求的特征進(jìn)行適當(dāng)?shù)亟M合，而不只是體現(xiàn)為權(quán)利要求所明確示出的形式。根據(jù)本專利技術(shù)的一個方面，可以提供了一種無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括:處理器；存儲器；以及天線，其中所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可操作以:混雜地監(jiān)控由所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收的傳輸和應(yīng)答；維護(hù)所述傳輸和應(yīng)答的記錄；以及將與所述記錄有關(guān)的信息發(fā)送至所述網(wǎng)絡(luò)中的另一節(jié)點(diǎn)，以供所述另一節(jié)點(diǎn)在確定由所述另一節(jié)點(diǎn)向其發(fā)送傳輸?shù)挠忠还?jié)點(diǎn)相對于所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是隱藏的時使用。根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面，可以提供了一種用于減少無線網(wǎng)絡(luò)中的虛假沖突的方法，所述方法包括:由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)混雜地監(jiān)控由所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收的傳輸和應(yīng)答；由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)維護(hù)所述傳輸和應(yīng)答的記錄；以及由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)將與所述記錄有關(guān)的信息發(fā)送至所述網(wǎng)絡(luò)中的另一節(jié)點(diǎn)，以供所述另一節(jié)點(diǎn)在確定由所述另一節(jié)點(diǎn)向其發(fā)送傳輸?shù)挠忠还?jié)點(diǎn)相對于所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是隱藏的時使用。通過維護(hù)對由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)混雜地監(jiān)控的傳輸和應(yīng)答的記錄并且通過向網(wǎng)絡(luò)中的另一節(jié)點(diǎn)發(fā)送與所述記錄有關(guān)的信息，可以減少網(wǎng)絡(luò)中的虛假沖突，這是由于可以向網(wǎng)絡(luò)中的所述另一節(jié)點(diǎn)提供可以允許所述另一節(jié)點(diǎn)確定所述另一節(jié)點(diǎn)向其發(fā)送傳輸?shù)挠忠还?jié)點(diǎn)相對于所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)隱藏的信息。在一些示例中，該確定可以允許所述另一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在知曉這些傳輸不會引起沖突的情況下向所述又一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行發(fā)送。從而，可以減少網(wǎng)絡(luò)中的虛假沖突的數(shù)量。在一些示例中，與所述記錄有關(guān)的信息可搭載在由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行的正常或常規(guī)傳輸上(包括在其中)。在該示例中，由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的傳輸(其搭載有所述信息)無需被專門尋址到所述另一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，但可被所述另一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處理，以提取和使用所述信息。在備選示例中，與所述記錄有關(guān)的信息可被包括在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行的一個或多個專用傳輸中，以用于分發(fā)信息的目的。與所述記錄有關(guān)的信息可包括:對由所述另一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)向所述又一節(jié)點(diǎn)發(fā)送并由所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)混雜地監(jiān)控的至少一個傳輸?shù)闹甘荆渲兴鼍W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)沒有觀測到針對所述至少一個傳輸?shù)膽?yīng)答。在該示例中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)沒有檢測到應(yīng)答可被視為對由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的傳輸將不可由所述又一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)觀測的指示。在該情況下，在一些示例中，即使當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)正在進(jìn)行發(fā)送時，所述另一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)也可以向所述又一節(jié)點(diǎn)發(fā)送傳輸(假設(shè)這實(shí)際上不會引起所述又一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處的沖突)。由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)所維護(hù)的記錄可包括以下各項(xiàng)中的一個或多個:傳輸序列號；對發(fā)送了所述傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的指示(例如節(jié)點(diǎn)ID);對所述傳輸所尋址到的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的指示(例如節(jié)點(diǎn)ID);關(guān)于發(fā)送所述傳輸?shù)臅r刻的指示(比如時間戳);關(guān)于是否已經(jīng)觀測到傳輸?shù)膽?yīng)答的指示(例如標(biāo)記)。在一個示例中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以允許在確定尚未觀測到所述應(yīng)答之前經(jīng)過預(yù)定時間段。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可在經(jīng)過預(yù)定時間段之后將與所述記錄有關(guān)的信息發(fā)送到所述另一節(jié)點(diǎn)。在一個實(shí)施例中，發(fā)送到所述至少一個另一節(jié)點(diǎn)的信息可以包括至少一個傳輸序列號。序列號可以唯一地用來標(biāo)識相應(yīng)傳輸。根據(jù)本專利技術(shù)的又一方面，可以提供一種無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，該網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括:處理器；存儲器；以本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括：處理器；存儲器；以及天線，其中所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可操作以：混雜地監(jiān)控由所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收的傳輸和應(yīng)答；維護(hù)所述傳輸和所述應(yīng)答的記錄；以及將與所述記錄有關(guān)的信息發(fā)送至所述網(wǎng)絡(luò)中的另一節(jié)點(diǎn)，以供所述另一節(jié)點(diǎn)在確定由所述另一節(jié)點(diǎn)向其發(fā)送傳輸?shù)挠忠还?jié)點(diǎn)相對于所述網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是隱藏的時使用。

【技術(shù)特征摘要】
...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：彼得·卡讓諾夫，
申請(專利權(quán))人：恩智浦有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：荷蘭;NL