專利名稱：低功率媒體訪問控制協(xié)議的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及低功率媒體訪問控制(MAC)協(xié)議。特 別是，它們涉及在非同步、ad-hoc、低功率無線網(wǎng)絡(luò)中使用的低功率 MAC協(xié)議。
背景技術(shù)：
超低功率MAC協(xié)議在2004年11月的由Polastre、 J. Hill和D. Culler在第二 ACM SensSys的論文集中的"Versatile low power media access for wireless sensor networks" 中進(jìn)行了描述。
該協(xié)議(B-MAC協(xié)議)描述了一種不需要節(jié)點(diǎn)同步的隨機(jī)訪問 MAC協(xié)議。
源節(jié)點(diǎn)在通信信道中發(fā)送具有持續(xù)時(shí)間Tpr,we的長(zhǎng)前導(dǎo)碼，其 后是數(shù)據(jù)分組。周期性地(每Tinterva!),可能的目的地節(jié)點(diǎn)針對(duì)活 動(dòng)來監(jiān)聽通信信道。如果沒有檢測(cè)到活動(dòng)，則目的地節(jié)點(diǎn)持續(xù)監(jiān)聽 直到超時(shí)周期已經(jīng)過期。如果檢測(cè)到活動(dòng)，則目的地節(jié)點(diǎn)打開接收 機(jī)，該接收機(jī)在數(shù)據(jù)分組已經(jīng)被接收或在超時(shí)周期之后被關(guān)閉。周 期Tpreamble大于周期Tintervaio
本領(lǐng)域技術(shù)人員必然理解前導(dǎo)碼是固定的預(yù)定比特序列(通常 為重復(fù)的oi)，其由相關(guān)器檢測(cè)器用于異步檢測(cè)。這樣，前導(dǎo)碼本 身不傳達(dá)信息，因?yàn)槠涫枪潭ㄇ翌A(yù)定的。
期望提供一種更具有能量效率的MAC協(xié)議。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供一種在非同步、ad-hoc、低功 率、無線網(wǎng)絡(luò)中從發(fā)射機(jī)向接收機(jī)傳送數(shù)據(jù)的方法，包括創(chuàng)建包括地址和數(shù)據(jù)的分組；以及連續(xù)地重傳相同的創(chuàng)建的分組多次。
當(dāng)被傳送時(shí)，"相同的"創(chuàng)建的分組將傳達(dá)相同的信息內(nèi)容， 即，分組在信息上是冗余的，然而，根據(jù)實(shí)現(xiàn)，分組的確切物理內(nèi) 容可以依分組而改變。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供一種用于使用非同步、ad-hoc、 低功率、無線網(wǎng)絡(luò)來向接收機(jī)傳送數(shù)據(jù)的電子通信設(shè)備，該設(shè)備包
括用于創(chuàng)建包括地址和數(shù)據(jù)的分組的裝置；以及用于連續(xù)地重傳 相同的創(chuàng)建的分組多次的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供一種在非同步、ad-hoc、低功 率、無線網(wǎng)絡(luò)中接收從發(fā)射機(jī)傳送的數(shù)據(jù)的方法，該方法包括根 據(jù)第一調(diào)度開啟接收機(jī)；檢測(cè)在沒有調(diào)度的情況下傳送的分組的接 收；從接收到的分組提取數(shù)據(jù)；以及關(guān)閉接收機(jī)直到其下次被調(diào)度 而開啟。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，提供一種在非同步、ad-hoc、低功 率、無線網(wǎng)絡(luò)中接收從發(fā)射機(jī)傳送的數(shù)據(jù)的電子通信設(shè)備，該設(shè)備 包括接收機(jī)，其用于檢測(cè)在沒有調(diào)度的情況下傳送的分組的接收； 以及處理電路，其用于根據(jù)第一調(diào)度開啟接收機(jī)，從接收到的分組 提取數(shù)據(jù)，以及關(guān)閉接收機(jī)直到其下次被調(diào)度而開啟。
根據(jù)本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施方式，提供一種接收從發(fā)射機(jī)傳送的數(shù) 據(jù)的方法，該方法包括根據(jù)第一調(diào)度開啟接收機(jī)；檢測(cè)在沒有調(diào) 度的情況下傳送的信息分組的接收；從接收到的分組提取時(shí)間數(shù)據(jù)； 將接收機(jī)關(guān)閉由時(shí)間數(shù)據(jù)所確定的持續(xù)時(shí)間并且繼而開啟該接收 機(jī)；以及檢測(cè)在沒有調(diào)度的情況下傳送的數(shù)據(jù)分組的接收。
可以接著從接收到的分組提取數(shù)據(jù)；并且繼而關(guān)閉接收機(jī)直到 其下次被調(diào)度而開啟。
通過將通信的能量消耗主要布置到發(fā)射機(jī)上，本發(fā)明的實(shí)施方 式保持了網(wǎng)絡(luò)的能量資源。這就使得本發(fā)明的實(shí)施方式特別適用于 其中低數(shù)據(jù)通信速率和/或分組被廣播的情況，從而一個(gè)發(fā)射機(jī)與許 多接收機(jī)通信。通過使用多個(gè)冗余分組重傳，將能量消耗轉(zhuǎn)移到發(fā)射機(jī)。


為了更好的理解本發(fā)明，現(xiàn)在將僅通過示例參考附圖，附圖中
圖1示意性示出節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)；
圖2更為詳細(xì)地示意性示出網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)；
圖3A示意性示出數(shù)據(jù)分組；
圖3B示意性示出信息分組；
圖4A示出根據(jù)第一實(shí)施方式的數(shù)據(jù)傳輸；
圖4B示出根據(jù)第一實(shí)施方式的數(shù)據(jù)接收的方法；
圖4C示出根據(jù)第一實(shí)施方式的接收機(jī)的狀態(tài)圖5A示出根據(jù)第二實(shí)施方式的數(shù)據(jù)傳輸；
圖5B示出根據(jù)第二實(shí)施方式的數(shù)據(jù)接收的方法；以及
圖5C示出根據(jù)第二實(shí)施方式的接收機(jī)的狀態(tài)圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示意性示出節(jié)點(diǎn)10的網(wǎng)絡(luò)2。在圖2中示出單獨(dú)的節(jié)點(diǎn)10。 圖2中的節(jié)點(diǎn)IO是小型電子通信設(shè)備12,其包括組件處理電
路14;存儲(chǔ)器電路16;無線收發(fā)器18以及可選地，傳感器20。每
個(gè)節(jié)點(diǎn)IO也具有能量源22,其例如可以是電池。
組件可以是分離的組件或者可以被集成進(jìn)例如集成電路芯片的
單個(gè)設(shè)備中。
由發(fā)明人針對(duì)設(shè)備12所造的術(shù)語是"斑點(diǎn)"，因?yàn)槠谕O(shè)備12 將在納米或微米級(jí)別上制造。斑點(diǎn)可以噴灑到表面上，在那里它們 創(chuàng)建共享資源的網(wǎng)絡(luò)2。網(wǎng)絡(luò)可以用于分布式的應(yīng)用，例如感應(yīng)、處 理等。此類的斑點(diǎn)將通過將功能嵌入進(jìn)例如衣物、纖維等其他物體 內(nèi)而支持普遍存在或普遍深入的計(jì)算。
處理電路14可以例如是可編程微處理器單元或?qū)Ｓ眉呻娐贰?其被設(shè)置用于從存儲(chǔ)器16讀取以及寫入到存儲(chǔ)器16,從傳感器20
7(如果有的話)以及從無線收發(fā)器18接收輸入，以及將輸出提供給
無線收發(fā)器18。
無線收發(fā)器18通常是以低傳輸功率(例如，在-35dBm到-15dBm 的范圍中，在一個(gè)125dBm級(jí)別例子中)操作的無線收發(fā)器。根據(jù) 應(yīng)用，這等同于幾厘米或幾十厘米的通信范圍。收發(fā)器包括用于發(fā) 射的發(fā)射機(jī)部分和用于接收的接收機(jī)部分。
存儲(chǔ)器電路16可以是任意合適的存儲(chǔ)器。其可以包括一個(gè)或多 個(gè)分離的單元并且其一些或所有可以與處理電路14集成。存儲(chǔ)器16 存儲(chǔ)用于傳送的數(shù)據(jù)和經(jīng)由無線收發(fā)器接收到的數(shù)據(jù)。如果處理電 路14是可編程處理器，則存儲(chǔ)器16也可以存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序指令24。
當(dāng)加載進(jìn)可編程處理器14時(shí)，計(jì)算機(jī)程序指令24控制電子通 信設(shè)備12的操作。計(jì)算機(jī)程序指令24提供用于使得電子設(shè)備12執(zhí) 行圖4A-4C和圖5A-5C中所示的方法的邏輯和例程。
計(jì)算機(jī)程序指令可以經(jīng)由電磁載波信號(hào)或從物理實(shí)體4復(fù)制而 到達(dá)電子通信設(shè)備IO，物理實(shí)體4諸如計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品、存儲(chǔ)器設(shè) 備或例如CD-ROM或DVD的記錄介質(zhì)。
傳感器20感應(yīng)或檢測(cè)設(shè)備12所處的環(huán)境的參數(shù)。網(wǎng)絡(luò)中沒有、 所有或一些節(jié)點(diǎn)IO可以包括傳感器描述為可選的。如果網(wǎng)絡(luò)的一些 節(jié)點(diǎn)包括集成的傳感器，則網(wǎng)絡(luò)2也是傳感網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)2用于分發(fā) 測(cè)量的參數(shù)。
正^口 D.K. Arvind、 K.J. Wong在IEEE International Symposium on Consumer Electronics, (U.K.) 2004年9月的論文集第334-338頁的
"Speckled Computing: Disruptive Technology for Networked Information A卯liances，，中所描述的，處理器可以是CY8C29666可 編程片上系統(tǒng)(SoC)，無線收發(fā)器可以是具有板上天線的CC2420 無線芯片。
因此將理解到節(jié)點(diǎn)IO將具有用于與其他節(jié)點(diǎn)通信的裝置和用于 處理用于傳送的數(shù)據(jù)和已經(jīng)接收到的數(shù)據(jù)的裝置。
網(wǎng)絡(luò)2在這種意義上是ad-hoc網(wǎng)絡(luò)，即其不具有節(jié)點(diǎn)的正式設(shè)
8置而是在網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)時(shí)以節(jié)點(diǎn)的臨時(shí)設(shè)置來形成。該設(shè)置可以在網(wǎng)絡(luò) 的生命期期間的任意時(shí)刻改變。節(jié)點(diǎn)可以在非預(yù)定的時(shí)刻離開和加
入網(wǎng)絡(luò)。
節(jié)點(diǎn)10能夠建立與網(wǎng)絡(luò)2中的其他節(jié)點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)通信鏈 路。由于無線收發(fā)器18通常是低功率的，因此無線鏈路具有有限的 范圍，從而節(jié)點(diǎn)僅可以與該范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)形成鏈路。
通過發(fā)送尋址到特定節(jié)點(diǎn)的傳輸，節(jié)點(diǎn)IO可以形成與該節(jié)點(diǎn)的 鏈路，或者通過發(fā)送作為廣播傳輸尋址到范圍內(nèi)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的傳輸 而可以一次形成與該多個(gè)節(jié)點(diǎn)的鏈路。
節(jié)點(diǎn)IO可以是移動(dòng)的，從而節(jié)點(diǎn)的設(shè)置可以隨時(shí)間變化并且節(jié) 點(diǎn)間的鏈路可以在節(jié)點(diǎn)移動(dòng)進(jìn)范圍和移動(dòng)出范圍時(shí)隨時(shí)間變化。
網(wǎng)絡(luò)2被設(shè)置為端到端(P2P)網(wǎng)絡(luò)，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)是 平等的并且沒有基站、主設(shè)備和從設(shè)備等。網(wǎng)絡(luò)的組織和管理因此 如同沒有領(lǐng)導(dǎo)者那樣分布。
網(wǎng)絡(luò)2是非同步的，其中沒有由所有的節(jié)點(diǎn)所共享的公共時(shí)間 幀。然而，每個(gè)節(jié)點(diǎn)IO將具有用作本地時(shí)間參考的時(shí)鐘。
由于網(wǎng)絡(luò)2是非同步的，在一個(gè)節(jié)點(diǎn)處的傳輸和在另 一個(gè)節(jié)點(diǎn) 處的接收是不協(xié)調(diào)的。節(jié)點(diǎn)10以隨機(jī)訪問的方式進(jìn)行傳輸，即，其 按需傳送而沒有使用傳輸調(diào)度。
節(jié)點(diǎn)10的網(wǎng)絡(luò)2是處理和存儲(chǔ)器資源以及可選地傳感器資源的 集合。這些資源由網(wǎng)絡(luò)作為整體使用設(shè)備間無線通信鏈路以相互協(xié) 調(diào)的方式來使用。
網(wǎng)絡(luò)2可以是密集的但對(duì)于節(jié)點(diǎn)間的鏈路而言具有低的數(shù)據(jù)速 率。網(wǎng)絡(luò)2使用媒體訪問控制(MAC)協(xié)議，該協(xié)議具有與接收的 傳輸關(guān)聯(lián)的更大的能量;肖耗。
圖3A示意性示出數(shù)據(jù)分組40并且圖3B示意性示出信息分組 50。每個(gè)分組從發(fā)射機(jī)向接收機(jī)傳達(dá)信息，并且取決于環(huán)境，信息 內(nèi)容將是不同的，即，其不是固定的。
數(shù)據(jù)分組40具有多個(gè)字段41-49并且信息分組具有多個(gè)字段41-46和52。
對(duì)于兩種類型的分組公共的字段41-46包括短前導(dǎo)碼字段41; 幀起始(SOF)定界符字段42;分組結(jié)束標(biāo)識(shí)符字段43;分組類型 字段44;目的地地址字段45;以及檢錯(cuò)(CRC )字段46。
每個(gè)分組具有報(bào)頭部分，包括短前導(dǎo)碼字段4i;幀起始(SOF) 定界符字段42;分組長(zhǎng)度字段43;分組類型字段44;以及一個(gè)或多 個(gè)地址字段45、 47。
字段具有預(yù)定的固定大小。短前導(dǎo)碼41允許接收節(jié)點(diǎn)與分組的 開始同步。SOF42標(biāo)識(shí)剩余字段的開始。這允許剩余字段的內(nèi)容被 提取。
分組長(zhǎng)度43允許具有分組何時(shí)開始知識(shí)的接收機(jī)確定分組何時(shí)結(jié)束。
類型字段44區(qū)分不同的分組類型。例如，其將分組標(biāo)識(shí)為數(shù)據(jù) 分組40或信息分組50。
目的地地址45是分組發(fā)送到的地址。例如，其可以是廣播地址， 其指示其引起可以接收其的任意節(jié)點(diǎn)的注意?？蛇x地，地址可以是
節(jié)點(diǎn)特定地址或特定于 一 組節(jié)點(diǎn)的地址。
檢錯(cuò)字段46可以是任意合適的字段，其使得接收節(jié)點(diǎn)能夠確認(rèn) 已經(jīng)正確地接收到分組的內(nèi)容。在該例子中，字段是循環(huán)冗余校驗(yàn) (CRC),但例如其他形式的校驗(yàn)和也是可以使用的。
數(shù)據(jù)分組40附加地具有字段47-49:數(shù)據(jù)凈荷字段49;源地址 字段47;以及序列號(hào)字段48。
數(shù)據(jù)凈荷49包含在節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行傳送的數(shù)據(jù)。其例如可以是由 傳感器20所產(chǎn)生的感應(yīng)數(shù)據(jù)。其例如可以是作為分布的計(jì)算處理的 中間結(jié)果或最終結(jié)果而產(chǎn)生的處理的數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)凈荷49可以包括更大數(shù)據(jù)分段的一部分，其已經(jīng)被劃分成 用于傳輸?shù)膯为?dú)的凈荷。單獨(dú)的凈荷分配有序列號(hào)，該序列號(hào)對(duì)更 大的數(shù)據(jù)分段中的部分進(jìn)行排序。
源地址47和序列號(hào)48因此允許接收節(jié)點(diǎn)10來唯一識(shí)別接收到
10的每個(gè)分組。這可以用于確保分組不被多于一次的接收。其也可以
用于按正確的順序?qū)⒔邮盏降膬艉?9進(jìn)行連接以再生數(shù)據(jù)分段。
信息分組50附加地具有喚醒時(shí)間字段52。該字段規(guī)定了接收節(jié) 點(diǎn)將喚醒以接收數(shù)據(jù)分組40的未來時(shí)間。
圖4A示出了根據(jù)第一實(shí)施方式的數(shù)據(jù)傳輸。在該實(shí)施方式中， 使用數(shù)據(jù)分組40而不使用信息分組50。
源節(jié)點(diǎn)S首先在通信信道中進(jìn)行監(jiān)聽60。該定時(shí)沒有被調(diào)度并 且通常稱為隨機(jī)訪問。如果信道是空閑的，則源節(jié)點(diǎn)開始傳輸數(shù)據(jù) 分組40的連接的序列62。相同的數(shù)據(jù)分組40被相繼地重復(fù)傳輸N 次。值N是常數(shù)并且數(shù)據(jù)分組40的大小也是常數(shù)，從而連接的序列
的大小也是預(yù)定的和恒定的。選擇間隔Tintem,使得其小于傳輸連接
的序列62所需的時(shí)間。如果連接的序列62的大小是S個(gè)字節(jié)并且 傳輸速率是R字節(jié)每秒，則Tmterval<S*R。
在圖4A中也示出了發(fā)生在目的地節(jié)點(diǎn)D處的處理，但該方法附 加地在圖4B中示出并且在圖4C中示出轉(zhuǎn)移狀態(tài)圖。
在塊70處，目的地節(jié)點(diǎn)D處于休眠狀態(tài)100中。在該例子中， 休眠狀態(tài)表示這樣一種狀態(tài)，其中收發(fā)器18和處理器14兩者都處 于低能耗狀態(tài)。收發(fā)器18通常被關(guān)閉。將理解到收發(fā)器18可以在 已經(jīng)接收到分組后進(jìn)入到低能耗狀態(tài)，而處理器14則可以在已經(jīng)處 理了分組的內(nèi)容后進(jìn)入低能耗狀態(tài)。由于分組的接收可以在分組內(nèi) 容的處理之前，因此可能在兩個(gè)階段的處理中進(jìn)入到休眠狀態(tài)，其 中當(dāng)接收到分組時(shí)，收發(fā)器18首先進(jìn)入到低能耗狀態(tài)，并接著當(dāng)分 組的內(nèi)容已經(jīng)被處理時(shí)處理器14進(jìn)入到低能耗狀態(tài)。
在其他的實(shí)現(xiàn)中，休眠狀態(tài)可以是這樣的一種狀態(tài)，其中僅收 發(fā)器18處于低能耗狀態(tài)，其通常被關(guān)閉。
在塊71處，目的地節(jié)點(diǎn)D在由預(yù)定義的調(diào)度所規(guī)定的時(shí)間處喚
醒。調(diào)度控制收發(fā)器18周期性地每Tinte^秒喚醒。在喚醒時(shí)，目的
地節(jié)點(diǎn)D進(jìn)入101 "監(jiān)聽和檢測(cè)"狀態(tài)102。
在"監(jiān)聽和檢測(cè)，，狀態(tài)102中，在塊72處的收發(fā)器18監(jiān)聽以檢測(cè)通信信道中的活動(dòng)。如果收發(fā)器18在超時(shí)周期78內(nèi)沒有檢測(cè) 到活動(dòng)，則重新進(jìn)入103到^^眠狀態(tài)100。當(dāng)在塊73處^r測(cè)到活動(dòng) 時(shí)，在塊74處進(jìn)入113 "檢測(cè)分組"狀態(tài)108。
在塊74處，收發(fā)器18檢測(cè)分組40的短前導(dǎo)碼41和SOF42。 此后接收到的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)到存1諸器16。如果收發(fā)器18在超時(shí)周期 79內(nèi)沒有檢測(cè)到SOF42，則重新進(jìn)入115休眠狀態(tài)100。在檢測(cè)到 SOF42后，處理器14接著在塊75處處理分組內(nèi)容。在該階段，收 發(fā)器18可以關(guān)閉。
檢錯(cuò)字段46的內(nèi)容被提取并被用于檢測(cè)接收到的數(shù)據(jù)分組40 的完整性。這確保數(shù)據(jù)分組40未被破壞并且已經(jīng)被正確地接收。如 果數(shù)據(jù)分組40已經(jīng)被破壞，則目的地節(jié)點(diǎn)D返回117到塊72并且 嘗試接收分組序列62中的下一分組40。
提取目的地地址字段45的內(nèi)容并且與目的地節(jié)點(diǎn)的地址進(jìn)行比 較。如果其匹配，則處理繼續(xù)。如果不匹配，則節(jié)點(diǎn)返回115到休 眠狀態(tài)100。
由于僅使用一種類型的分組，隨著處理的進(jìn)行，進(jìn)入105 "數(shù)據(jù)" 狀態(tài)104。
在數(shù)據(jù)狀態(tài)104中，在塊76處提取數(shù)據(jù)凈荷49。也提取源地址 47和序列號(hào)48并且在塊77處根據(jù)該順序信息來對(duì)接收到的數(shù)據(jù)凈 荷進(jìn)行排序。目的地節(jié)點(diǎn)D接著返回107到休眠狀態(tài)100,在該狀 態(tài)中，處理器14可以進(jìn)入低能耗狀態(tài)。
可以對(duì)第一實(shí)施方式進(jìn)行修改。例如，數(shù)據(jù)分組40的每個(gè)可以 被修改為附加地包括傳輸結(jié)束字段(未示出)。如圖4A中所示，源 節(jié)點(diǎn)傳送N個(gè)修改的數(shù)據(jù)分組40的連接的序列62，并且傳輸結(jié)束 字段規(guī)定修改的數(shù)據(jù)分組40的連接的序列62結(jié)束的時(shí)間?？梢赃x 擇N的值，使得重傳(N-l )個(gè)修改的數(shù)據(jù)分組所需的時(shí)間大于Tinterval。 如果修改的數(shù)據(jù)分組30的大小是s字節(jié)并且傳輸速率是每秒R個(gè)字 節(jié)，則Tinterval<((N-l)*s*R)。在數(shù)據(jù)狀態(tài)104中，從接收到的修改的 數(shù)據(jù)分組中提取傳輸結(jié)束信息。其可以用于調(diào)整調(diào)度，從而目的地節(jié)點(diǎn)D將僅在修改的數(shù)據(jù)分組的當(dāng)前連接的序列62已經(jīng)結(jié)束后退出 休眠狀態(tài)70。
圖5A示出根據(jù)第二實(shí)施方式的數(shù)據(jù)傳輸。在該實(shí)施方式中，使 用數(shù)據(jù)分組40和信息分組50。
源節(jié)點(diǎn)S首先在通信信道中監(jiān)聽60。其定時(shí)沒有被調(diào)度并且通 常稱為隨機(jī)訪問。如果信道是空閑的，則源節(jié)點(diǎn)S開始傳輸分組40 的連接的序列62。序列是相同的信息分組50,該信息分組50被相 繼重復(fù)地傳輸N次，以形成序列63的第一部分并且接著傳送數(shù)據(jù)分 組40以完成連接的序列62。
信息分組50是"相同的"，其中它們傳送相同的信息內(nèi)容，但 不必因?yàn)樗鼈儼嗤奈锢韮?nèi)容而相同。例如，取決于實(shí)現(xiàn)，喚 醒時(shí)間字段52可以以絕對(duì)格式來指定喚醒時(shí)間，在該情形中，將期 望連接的序列62中的信息分組50將是相同的。然而，喚醒時(shí)間52 也可以以相對(duì)格式來指定，例如在X秒后喚醒，并且在這樣的情景 中，信息內(nèi)容X將隨序列62中的每個(gè)信息分組50而變化(減小)， 但傳送的信息將是相同的，即喚醒并接收數(shù)據(jù)分組的時(shí)間。術(shù)語"相 同的分組"應(yīng)該被解釋成意味著傳送相同的信息(即，邏輯內(nèi)容)， 但不必具有完全相同的物理內(nèi)容。相同消息的同義詞將是"冗余消 息，，，因?yàn)樵谙⒅械男畔?nèi)容是相同的，從而從信息角度來看， 如果兩個(gè)信息分組50都被接收，則序列62中的兩個(gè)信息分組50之 一對(duì)于接收機(jī)來說是冗余的。
在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，值N是常數(shù)的并且數(shù)據(jù)分組40的大小也是常數(shù) 的，并且信息分組50的大小也是常數(shù)，從而連接的序列62的大小
也是預(yù)定的和恒定的。選擇間隔Tinte^使得其小于傳輸連接的序列
62所需的時(shí)間。如果連接的序列62的大小是S個(gè)字節(jié)并且傳輸速率 是R字節(jié)每秒，則Tinterval<S*R。
在另一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，值N是常數(shù)的并且信息分組50的大小也是常 數(shù)，從而序列62的第一部分的大小也是預(yù)定的和恒定的。選擇間隔 TiT^使得其小于傳輸序列62的第一部分所需的時(shí)間。如果序列62
13節(jié)并且傳輸速率是R字節(jié)每秒，則
Tinterval<S氺R。
在圖5A中也示出發(fā)生在目的地節(jié)點(diǎn)D處的處理，但在圖5B中 也附加地示出該方法并且在圖5C中示出轉(zhuǎn)移狀態(tài)圖。
在某些方面，附圖類似于圖4B和圖4C。主要區(qū)別在于，該實(shí) 施方式使用兩個(gè)分組類型-數(shù)據(jù)分組40和信息分組50。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 具有額外的信息狀態(tài)106,在該狀態(tài)處，接收到的信息分組50被處 理。接收到的信息分組50允許喚醒調(diào)度以被增加，從而目的地節(jié)點(diǎn) D在周期Tinterval已經(jīng)到期之前喚醒以接收數(shù)據(jù)分組40。在休眠狀態(tài) 10 0和監(jiān)聽和檢測(cè)分組狀態(tài)10 2之間的轉(zhuǎn)移條件因此是不同的并且 因此一皮標(biāo)記為101，。
在塊70處，目的地節(jié)點(diǎn)D處于休眠狀態(tài)100。在該例子中，休 眠狀態(tài)IOO表示這樣一種狀態(tài)，其中收發(fā)器18和處理器14都處于 低能耗狀態(tài)。收發(fā)器18通常被關(guān)閉。將理解到收發(fā)器18可以在已 經(jīng)接收到分組后進(jìn)入到低能耗狀態(tài)，而處理器14則可以在已經(jīng)處理 了分組的內(nèi)容后進(jìn)入低能耗狀態(tài)。由于分組的接收可以在分組內(nèi)容 的處理之前，因此可能在兩個(gè)階段的處理中進(jìn)入到休眠狀態(tài)，其中 當(dāng)接收到分組時(shí)，收發(fā)器18首先進(jìn)入到低能耗狀態(tài)，并接著當(dāng)分組 的內(nèi)容已經(jīng)被處理時(shí)處理器14進(jìn)入到低能耗狀態(tài)。
在其他的實(shí)現(xiàn)中，休眠狀態(tài)可以是這樣的一種狀態(tài)，其中僅收 發(fā)器18處于低能耗狀態(tài)，其通常被關(guān)閉。
在塊71處，目的地節(jié)點(diǎn)D在由預(yù)定的調(diào)度所規(guī)定的時(shí)間處喚醒。 調(diào)度至少控制收發(fā)器18周期性地每Ti咖^秒喚醒。然而，調(diào)度也可 以經(jīng)由信息狀態(tài)106增加。在喚醒時(shí)，目的地節(jié)點(diǎn)D進(jìn)入lOl，"監(jiān) 聽和檢測(cè)"狀態(tài)102。
在"監(jiān)聽和檢測(cè)，，狀態(tài)102中，在塊72處的收發(fā)器18監(jiān)聽以 檢測(cè)通信信道中的活動(dòng)。如果收發(fā)器18在超時(shí)周期78內(nèi)沒有檢測(cè) 到活動(dòng)，則重新進(jìn)入103 1^木眠狀態(tài)100。當(dāng)在塊73處^r測(cè)到活動(dòng)時(shí)， 在塊74處，處理移動(dòng)到^r測(cè)分組狀態(tài)108。
14在塊74處，收發(fā)器18^r測(cè)分組40、50的短前導(dǎo)碼41和SOF 43。此后接收到的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器16。如果收發(fā)器18在超時(shí)周期79內(nèi)沒有^r測(cè)到SOF43,則重新進(jìn)入115 ^U民狀態(tài)100。在^r測(cè)到SOF43后，處理器14接著在塊75處處理分組內(nèi)容。在該階段，收發(fā)器18可以關(guān)閉。
檢錯(cuò)字段46的內(nèi)容被提取并被用于檢測(cè)接收到的分組40、 50的完整性。這確保數(shù)據(jù)分組40未被破壞并且已經(jīng)被正確地接收。如果信息分組50已經(jīng)被破壞，則目的地節(jié)點(diǎn)D返回到塊72并且嘗試接收分組序列62中的下一分組50。如果數(shù)據(jù)分組40已經(jīng)被-坡壞，則目的地節(jié)點(diǎn)D丟棄分組并且返回到塊70。
提取目的地地址字段45的內(nèi)容并且與目的地節(jié)點(diǎn)的地址進(jìn)行比較。如果其匹配，則處理繼續(xù)。如果不匹配，則節(jié)點(diǎn)返回115到^木眠狀態(tài)100。
在塊75A處，也提取分組類型字段44的內(nèi)容。如果接收到的分組類型是"數(shù)據(jù)"，則隨著處理進(jìn)行，進(jìn)入105 "數(shù)據(jù)"狀態(tài)104。如果接收到的分組類型是"信息"，則隨著處理進(jìn)行，進(jìn)入109 "信息"狀態(tài)106。
在數(shù)據(jù)狀態(tài)104中，在塊76處提取數(shù)據(jù)凈荷49。也提取源地址47和序列號(hào)48,并且在塊77處根據(jù)順序信息來對(duì)數(shù)據(jù)凈荷進(jìn)行排序。節(jié)點(diǎn)接著返回107到休眠狀態(tài)100，其中處理器可以進(jìn)入到低能耗狀態(tài)。
在信息狀態(tài)106中，在塊80處提取時(shí)間字段52。該時(shí)間字段指示何時(shí)將傳送序列62中的后續(xù)數(shù)據(jù)分組40。用于在塊71處喚醒目的地節(jié)點(diǎn)的調(diào)度在塊82處被增加以包括時(shí)間，并且目的地節(jié)點(diǎn)接著返回111到休眠狀態(tài)100，其中處理器進(jìn)入到低能耗狀態(tài)。
盡管在前面的段落中參考各種例子已經(jīng)描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但應(yīng)該理解對(duì)給定例子的修改可以在不脫離所要求保護(hù)的本發(fā)
明的范圍下做出。
盡管力圖在前述說明書中引起對(duì)于那些認(rèn)為是特別重要的本發(fā)明特征的注意，但是應(yīng)該理解申請(qǐng)人要求在任何專利性特征或此前參考和/或在附圖中示出的特征的組合方面的保護(hù)，而不論是否對(duì)其進(jìn)行了特別的強(qiáng)調(diào)。
權(quán)利要求
1. 一種在非同步、ad-hoc、低功率、無線網(wǎng)絡(luò)中從發(fā)射機(jī)向接收機(jī)傳送數(shù)據(jù)的方法，包括創(chuàng)建包括報(bào)頭和數(shù)據(jù)的分組；以及連續(xù)地重傳相同的創(chuàng)建的分組多次。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在相同通信信道內(nèi)的分組 的連接的序列中傳送所述分組。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述連接的序列具有預(yù)定 義的恒定長(zhǎng)度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其中所迷序列的開始是非 調(diào)度的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2、 3或4所述的方法，其中所述序列的開始是隨機(jī)的。
6. 根據(jù)任一在前權(quán)利要求所述的方法，其中所述分組包括使得 接收機(jī)能夠確定序列何時(shí)結(jié)束的字段。
7. 根據(jù)任一在前權(quán)利要求所述的方法，其中所述分組包括使得 接收機(jī)能夠確定分組何時(shí)結(jié)束的字段。
8. 根據(jù)任一在前權(quán)利要求所述的方法，其中所述分組包括使得 接收機(jī)能夠確定是否已經(jīng)正確接收分組的至少一個(gè)字段。
9. 根據(jù)任一在前權(quán)利要求所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)是從排序 的多個(gè)數(shù)據(jù)凈荷形成的更大的數(shù)據(jù)段的 一部分。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述分組包括使得多個(gè)凈 荷能夠被排序的字段。
11. 根據(jù)任一在前權(quán)利要求所述的方法，其中所述分組包括源地 址和分組序列號(hào)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1到8中任意一項(xiàng)所述的方法，其中所述分組 是包括時(shí)間字段的信息分組。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述分組不包括數(shù)據(jù)凈荷。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1到8或12或13中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中在相同的通信信道內(nèi)的分組的連接的序列中傳送分組，并且所述連接的序列包括數(shù)據(jù)分組。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)分組終止所述序列。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)分組包括數(shù)據(jù)凈荷。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)凈荷是從排序的多個(gè)數(shù)據(jù)凈荷形成的更大的數(shù)據(jù)段的 一部分。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)分組包括使得多個(gè)凈荷能夠被排序的字段。
19. 一種使用非同步、ad-hoc、低功率、無線網(wǎng)絡(luò)向接收機(jī)傳送數(shù)據(jù)的電子通信設(shè)備，所述設(shè)備包括處理電路，其用于創(chuàng)建包括報(bào)頭和數(shù)據(jù)的分組；以及收發(fā)器，用于連續(xù)地重傳相同的創(chuàng)建的分組多次。
20. —種在非同步、ad-hoc、低功率、無線網(wǎng)絡(luò)中接收從發(fā)射機(jī)傳送的數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括根據(jù)第 一 調(diào)度開啟接收機(jī)；檢測(cè)在沒有調(diào)度的情況下傳送的分組的接收；從接收到的分組提取數(shù)據(jù)；以及關(guān)閉所述接收機(jī)直到其下次被調(diào)度而開啟。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中檢測(cè)分組的接收包括檢測(cè)分組的正確，接收。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中檢測(cè)分組的接收包括識(shí)別包含在所述分組中的地址。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20、 21或22所述的方法，其中所述第一調(diào)度是周期性的。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述第一調(diào)度是周期性的 <旦可隨附加的喚醒時(shí)間而增加。
25. 根據(jù)權(quán)利要求20、 21或22所述的方法，其中所述第一調(diào)度取決于接收到的分組。
26. 根據(jù)權(quán)利要求23、 24或25中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中 所述接收到的分組是分組的連接的序列的 一部分，并且其中所述周 期小于所述連接的序列的長(zhǎng)度。
27. 根據(jù)權(quán)利要求20或26中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中提取 的數(shù)據(jù)用于在下次調(diào)度的喚醒前增加所述第一調(diào)度以包括新的喚醒 時(shí)間，并且其中所述接收機(jī)被關(guān)閉直到新的調(diào)度的喚醒時(shí)間。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中在所述新的調(diào)度的喚醒 時(shí)間處接收數(shù)據(jù)分組。
29. 根據(jù)權(quán)利要求20到28中的任意一項(xiàng)所述的方法，其中所述 接收機(jī)是電池操作的。
30. —種在非同步、ad-hoc、低功率、無線網(wǎng)絡(luò)中接收從發(fā)射機(jī) 傳送的數(shù)據(jù)的電子通信設(shè)備，所述設(shè)備包括接收機(jī)，其用于檢測(cè)在沒有調(diào)度的情況下傳送的分組的接收；以及處理電路，其用于根據(jù)第一調(diào)度開啟接收機(jī)，從接收到的分組提 取數(shù)據(jù)，以及關(guān)閉所述接收機(jī)直到其下次被調(diào)度而開啟。
31. —種接收從發(fā)射機(jī)傳送的數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括 根據(jù)第一調(diào)度開啟接收機(jī)；檢測(cè)在沒有調(diào)度的情況下傳送的信息分組的接收； 從接收到的分組提取時(shí)間數(shù)據(jù)；將接收機(jī)關(guān)閉由所述時(shí)間數(shù)據(jù)所確定的持續(xù)時(shí)間，以及繼而開啟 所述接收機(jī)；以及檢測(cè)在沒有調(diào)度的情況下傳送的數(shù)據(jù)分組的接收。
32. —種包括程序指令的計(jì)算機(jī)程序，用于使得計(jì)算機(jī)來執(zhí)行根 據(jù)權(quán)利要求1到18、 20到29或31中的任意一項(xiàng)所述的方法。
33. —種包括程序指令的計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)加載進(jìn)處理電路時(shí)，控 制并且支持根據(jù)權(quán)利要求19或30所述的處理電路的操作。
全文摘要
一種在非同步、ad-hoc、低功率、無線網(wǎng)絡(luò)中從發(fā)射機(jī)向接收機(jī)傳送數(shù)據(jù)的方法，包括創(chuàng)建包括報(bào)頭和數(shù)據(jù)的分組；以及連續(xù)地重傳相同的創(chuàng)建的分組多次。
文檔編號(hào)H04L1/00GK101490993SQ200780026148
公開日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2007年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月12日
發(fā)明者D·K·阿文德, 黃開莊 申請(qǐng)人:愛丁堡大學(xué)評(píng)議會(huì)