專利名稱：：針對無線網(wǎng)絡中的無線設(shè)備收集和報告有關(guān)通信信道條件的數(shù)據(jù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及無線設(shè)備和無線網(wǎng)絡，尤其涉及針對無線設(shè)備收集有關(guān)通信信道條件的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)報告給無線網(wǎng)絡。
背景技術(shù)：
：無線網(wǎng)絡日益普遍地用于為各種設(shè)備提供增強的能力。無線網(wǎng)絡的一個種類是無線個人區(qū)域網(wǎng)絡(PAN)。ZigBee規(guī)范針對低成本、低功率無線的無線電鏈路描述了一種用于在無線PAN中通信的適當格式，正如ZigBee聯(lián)盟所定義的。ZigBee無線PAN尤其適合使用于，例如，用于控制燈、安全系統(tǒng)、火警、供暖通風與空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)等的家庭自動化網(wǎng)絡。圖1示出了包括多個無線設(shè)備120的無線網(wǎng)絡100的一個示例性實施例。無線網(wǎng)絡100可以是ZigBee無線PAN。在無線網(wǎng)絡10G中，無線設(shè)備120被分類成三種不同的類別PAN協(xié)調(diào)器120a、路由器120b以及終端設(shè)備120c。在ZigBee無線PAN的上下文中，這些無線設(shè)備的每一個有時也被稱為"節(jié)點"。每個ZigBee無線網(wǎng)絡都包括PAN協(xié)調(diào)器120a。PAN協(xié)調(diào)器UOa是負責啟動無線網(wǎng)絡100的形成的ZigBee設(shè)備。PAN協(xié)調(diào)器120a能夠存儲有關(guān)無線網(wǎng)絡100的信息(例如，安全密鑰)。PAN協(xié)調(diào)器120a選擇PANID,并且通常具有為Q的ZigBee地址。無線網(wǎng)絡100可包括多個路由器120b。路由器120b具有將數(shù)據(jù)從一個無線設(shè)備120傳遞到另一個無線設(shè)備120的能力，并且也可以充當數(shù)據(jù)通信的源和目的地。相反，終端設(shè)備120c只是包括與其"父節(jié)點"通信的足夠的功能性，所述父節(jié)點可以是路由器120b或者PAN協(xié)調(diào)器UOa。終端設(shè)備UOc不能直接在兩個其它無線設(shè)備120之間傳遞消息。因此，終端設(shè)備120c需要最少量的存儲器，所以，它通常能夠以比PAN協(xié)調(diào)器UOa或路由器UOb更低的成本來制造。在ZigBee無線PAN中，節(jié)點120之間的通信在許多"物理信道"之一上發(fā)生。ZigBee無線PAN和無線設(shè)備使用在IEEE標準802.15.4-2003中所描述的功能性。IEEE802.15.4-2003具有兩個物理(PHY)層，它們分別運行在較高和較低頻率范圍868/915MHz和2.4GHz。較低頻率PHY層覆蓋歐州868MHz波段以及用于比如美國和澳大利亞等國家的W5MHz波段。較高頻率PHY層幾乎在世界范圍內(nèi)使用。2.4GHz通信波段包含16個單獨的IEEE802.15.4信道，這樣許多ZigBee無線PAN能夠同時運行，每個在其自己的信道上運行，并因此相互沒有干擾。一個以上的ZigBee無線PAN使用單個信道是可能的，尤其是如果它們被隔開較長距離(離開>10-100米)，或者如果兩個都具有相當?shù)偷氖褂寐?低占空比)。其它設(shè)備(例如，所謂的"WiFi"設(shè)備)也運行在2.4GHz波段，且WiFi業(yè)務量能夠干擾ZigBee業(yè)務量。WiFi消息能夠以比ZigBee消息高得多的功率級被發(fā)送，且WiFi信道與幾個ZigBee信道的帶寬一樣寬。為了這樣的兩個系統(tǒng)共存，能夠搞清楚哪些信道是空的(clear)，并且使受千擾的網(wǎng)絡(例如，ZigBee無線PAN)運行在這些空的信道上是有益的。為此，ZigBee規(guī)范提供了一種機制，由此PAN協(xié)調(diào)器能夠指令另一無線設(shè)備針對一個或多個通信信道實行"能量檢測掃描'，(ED掃描)。IEEE標準802.15.4-2003第6.7.7節(jié)詳細i兌明了ED測量是對于在通信信道的帶寬內(nèi)所接收的信號功率的估計。8個IEEE802.15.4碼元周期的時間間隔被使用于ED測量。該規(guī)范規(guī)定了通過返回對應于在掃描時段期間的最大ED測量結(jié)果的能量值，能量檢測掃描依據(jù)在規(guī)定的掃描持續(xù)時間內(nèi)、在所請求的通信信道上執(zhí)行的多個ED測量來獲得針對所請求的每個通信信道的"峰值能量"的測量。在這方面，ZigBee規(guī)范規(guī)定了管理網(wǎng)絡更新請求("Mgmt—腿-Update一req"),在ZigBee無線PAN中，PAN協(xié)調(diào)器能夠直接地或經(jīng)過路由器120b地將該請求發(fā)送給另一個無線設(shè)備(例如，路由器)。表l闡明了ZigBee頭見范中Mgmt—NWK—Update_req命令的才各式<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>在表1中，字段包括-ScanChannels規(guī)定應^皮^丸行能量檢測掃描的通信信道；-ScanDuration規(guī)定每個能量檢測掃描應^皮4丸行的持續(xù)時間；一ActiveChannel是ScanChannels參數(shù)的子集，它^表在其上運4亍PAN的預期信道的列表；以及-nwkManagerAddr規(guī)定在其節(jié)點描述符中網(wǎng)絡管理器比特被置位的設(shè)備的NWK地址。響應于由PAN協(xié)調(diào)器發(fā)出的管理網(wǎng)絡更新請求，無線設(shè)備針對每個指定的通信信道、執(zhí)行單個ED掃描達指定的掃描時段；存儲對應于在該掃描時段期間所檢測到的最大能量的能量值，并且發(fā)送包括該能量值的管理網(wǎng)絡更新響應("Mgmt-NWK-Update—rsp")消息。表2闡明了在ZigBee規(guī)范中Mgmt—NWK—Update—rsp消息的格式表2八位位組141可變狀態(tài)ScarmedChannelsScannedChannelsListCountEDandTXfailureList在表2中-'狀態(tài)，夫見定Mgmt—NWK_Update—rsp命令的狀態(tài)(例如，SUCCESS(成功)；INVALIDREQUEST(無效的請求)；NOT—SUPPORTED(不支持))；-ScannedChannels是通過該i青求而診皮掃4葛的4言道歹'J表；_Sca畫dCha皿elsUstCount是包含EDandTXfailureUst參數(shù)中所包含的記錄數(shù)的列表；以及-EDandTXfailureList是作為管理網(wǎng)絡更新請求的結(jié)果而創(chuàng)建的能量值和傳輸故障報告描述符的列表，其中針對ScaimedChannelsUstCourU中的每個信道有一個。上述過程有幾點不足。具體地，僅僅基于各對應于在單個能量檢測掃描中所檢測到的最大能量的能量值來表征通信信道的可用性具有幾個缺點。例如，一些干擾設(shè)備可能以多半具有低占空比的間歇方式發(fā)送數(shù)據(jù)。在這種情況下，上述的能量檢測掃描可導致使人誤解的結(jié)果。在開始時，如果在間歇干擾的設(shè)備未進行發(fā)送的時間段期間執(zhí)行能量檢測掃描，則能量值可能非常低，其僅指示背景噪聲的存在，而未認識到間歇干擾者的存在。為了解決這個問題，掃描時段可被延長，以試圖保證在能量檢測掃描中捕獲到間歇傳輸。然而，在此情況下，由于在能量檢測掃描中產(chǎn)生的能量值僅僅反映在該掃描時段上所檢測到的最大能量，因此不可能知道有多少時間(若有的話)所接收的功率級可以實際上遠小于最大能量級。也就是說，如果在間歇干擾設(shè)備碰巧進行發(fā)送的掃描時段期間執(zhí)行能量檢測掃描，則最大能量可能很高，其錯誤地指示通信信道的完全不可用性。然而，實際上，如果占空比足夠低，那么這樣的通信信道可能仍然可用于某些類型的不需要100%信道可用性的通信。因此，不管掃描時段如何調(diào)整，對于通過使用各對應于在單個能量檢測掃描中所檢測到的最大能量的能量值來適當表征通信信道，都存在問題。此外，不同的ZigBee無線設(shè)備可發(fā)送具有不同數(shù)據(jù)速率需求、不同占空比、不同等待時間需求等等的不同類型的凈荷數(shù)據(jù)。因此，一個通信信道中的、可能使該通信信道不適合被一個無線設(shè)備用來通信的干擾，對于具有不同數(shù)據(jù)通信需求的另一無線設(shè)備的通信來說可能不存在大問題。然而，反映從單個能量檢測掃描中測量的最大能量值的能量值將不展現(xiàn)這樣的細微之處。通常，對應于在單個能量檢測掃描中所檢測的最大能量的、針對每個通信信道的能量值的簡單列表，不提供有利于做出選擇通信信道的最佳判決的魯棒的數(shù)據(jù)集。此外，雖然上面描述的問題是相對于在ZigBeePAN中運行的無線設(shè)備的細節(jié)而闡明的，但是當僅使用單個能量值來試圖表征通信信道的可用性時，該問題通常也可在其他通信網(wǎng)絡中發(fā)生，甚至在所述能量值不是檢測到的最大能量或所述能量值是從單個測量而不是從掃描來獲得的網(wǎng)絡中發(fā)生。因此，期望提供一種無線設(shè)備，其能夠針對無線網(wǎng)絡中的無線設(shè)備收集和報告有關(guān)通信信道條件的數(shù)據(jù)，所述無線設(shè)備能夠克服一個或多個以上的缺點。還期望提供一種針對無線網(wǎng)絡中的無線設(shè)收集和報告有關(guān)通信信道條件的數(shù)據(jù)的改進方法。本發(fā)明的一個方面，提供一種用于針對適于運行在無線網(wǎng)絡中的無線設(shè)備報告通信信道條件的方法。所述方法包括針對從適于無線設(shè)備通信的多個通信信道當中選擇的一個或多個通信信道中的每個通信信道，執(zhí)行多個能量檢測掃描以獲得多個能量值，每個能量值對應于在每個能量檢測掃描時段期間、在對應的通信信道中所檢測到的最大能量；針對所選擇的每個通信信道，依據(jù)在多個能量檢測掃描中獲得的能量值來計算至少一個統(tǒng)計量；針對所選擇的每個通信信道，基于所述至少一個統(tǒng)計量，確定涉及所述通信信道對于通信的可用性的至少一個度量；以及向無線網(wǎng)絡中的至少一個其他無線設(shè)備報告針對所掃描的每個通信信道的所述至少一個度量。本發(fā)明的另一個方面，一種運行無線設(shè)備的方法包括獲得有關(guān)適于無線設(shè)備通信的一個或多個通信信道中的每個通信信道的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以及從所述無線設(shè)備向至少一個其它無線設(shè)備報告涉及所述一個或多個通信信道中每個信道對于通信的可用性的至少一個度量。本發(fā)明的又一個方面，一種適于與無線網(wǎng)絡中的至少一個節(jié)點通信的無線設(shè)備包括發(fā)送器；接收器，其適于在多個通信信道上運行；能量檢測器，其耦合到接收器且適于在被選擇的通信信道中執(zhí)行能量檢測掃描；以及一個或多個處理器。該處理器被配置成執(zhí)行算法，包括針對從適于無線設(shè)備通信的多個通信信道當中選擇的一個或多個通信信道中的每個通信信道，利用能量檢測器執(zhí)行多個能量檢測掃描，以便在能量檢測掃描時段期間，獲得多個能量值，每個能量值對應于在相應通信信道中所檢測到的最大能量；針對所選擇的每個通信信道，依據(jù)在多個能量檢測掃描中獲得的能量值來計算至少一個統(tǒng)計量；針對所選擇的每個通信信道，基于該至少一個統(tǒng)計量，確定涉及所述通信信道對于通信的可用性的至少一個度量；以及把針對所選擇的每個通信信道的至少一個度量提供給發(fā)送器以用于發(fā)送。本發(fā)明的再一個方面，一種設(shè)備適于與無線網(wǎng)絡中的至少一個節(jié)點進通信信道中每個通信信道的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以及從該無線設(shè)備向至少一個其它無線設(shè)備報告涉及所選一個或多個通信信道中每個通信信道對于通信的可用性的至少一個度量。圖1示出了包括多個無線設(shè)備的無線網(wǎng)絡的一個實施例；圖2示出了無線設(shè)備的一個實施例的功能圖；圖3示出了針對無線網(wǎng)絡中的無線設(shè)備收集和報告有關(guān)通信信道條件的數(shù)據(jù)的方法的一個實施例的流程圖。具體實施方式現(xiàn)在將參考附圖在下文中更全面地描述本發(fā)明，附圖中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。然而，本發(fā)明可以以不同的形式來體現(xiàn)，且不應^皮解釋為限制于在此闡明的實施例。相反，這些實施例作為本發(fā)明的教導示例而提供。圖2示出了無線設(shè)備200的一個實施例的功能圖，所述無線設(shè)備可被用作為圖1的無線網(wǎng)絡100中的無線設(shè)備120。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，圖2所示的一個或多個不同的"部件"可通過使用軟件控制的微處理器、硬布線邏輯電路或者它們的組合來物理地實現(xiàn)。而且，盡管為了說明的目的，這些部件在圖2中是在功能上分離的，但是在任意的物理實現(xiàn)中可以將它們進行各種組合。無線設(shè)備200包括發(fā)送器210、接收器220、能量檢測器230、處理器240以及存儲器250。處理器240被配置成與存儲器250—起執(zhí)行一個或多個軟件算法，以向發(fā)送器210、接收器220和/或能量檢測器230提供數(shù)據(jù)、從其接收數(shù)據(jù)和/或控制其運行。有益地，處理器240包括其自己的存儲器(例如，非易失性存儲器)，用于存儲允許其控制發(fā)送器210、接收器220和/或能量檢測器230運行的可執(zhí)行軟件代碼。替換地，可執(zhí)行代碼可被存儲在存儲器250中的指定的存儲位置。而且，雖然為了舉例說明的目的，處理器240在圖2中被示為分離的單元，但在實際的物理實現(xiàn)中，一個或多個處理器或控制器可被嵌入到發(fā)送器210、接收器220和/或能量檢測器230中，并且可以彼此協(xié)作以執(zhí)行無線設(shè)備200的操作，以下被描述為由處理器240執(zhí)行所述操作。無線設(shè)備200適于選擇性地在多個通信信道(例如，由ZigBee規(guī)范規(guī)定的在800/900MHz波段和2.4GHz波段中的通信信道)的一個或多個之中進行通信。在本上下文中，通信信道包括所定義的頻語的一部分。在此情況下，接收器220可以按照無線網(wǎng)絡(例如，ZigBee無線PAN)的協(xié)議、13在所選擇的一個或多個通信信道上、從其它無線設(shè)備接收可包括凈荷數(shù)據(jù)的消息。類似地，發(fā)送器210適于按照無線網(wǎng)絡(例如，ZigBee無線PAN)的協(xié)議、向其它無線設(shè)備發(fā)送可包括凈荷數(shù)據(jù)的消息。在一些實施例中，無線設(shè)備200可作為路由器運行，其可以通過經(jīng)由接收器220從第一無線設(shè)備接收消息或數(shù)據(jù)，然后經(jīng)由發(fā)送器210將所述消息或數(shù)據(jù)再發(fā)送到第二無線設(shè)備，從而將消息或數(shù)據(jù)從一個無線設(shè)備中繼給另一個無線設(shè)備。有益地，無線設(shè)備200適于收集有關(guān)適于其運行的通信信道的可用性的數(shù)據(jù)?？身憫趶牧硪粺o線設(shè)備接收的一個或多個消息——例如，由無線設(shè)備200在其中運行的無線網(wǎng)絡中的PAN協(xié)調(diào)器發(fā)起的消息——而發(fā)起這樣的數(shù)據(jù)收集。所述消息可請求無線設(shè)備200進行本地通信信道條件的評估。而且，所述消息可指示要被評估的所選的一個或多個通信信道?？舍槍m于無線設(shè)備200運行的所有通信信道、或者僅僅在所選擇的信道子集上，甚至可能是針對單個通信信道來執(zhí)行所述的數(shù)據(jù)收集。在無線設(shè)備200中，可以通過把接收器220調(diào)諧到已經(jīng)被選擇為要測量的通信信道，然后操作能量檢測器230執(zhí)行能量測量，以檢測在測量時段期間在該通信信道中存在的能量，從而收集有關(guān)針對無線設(shè)備200的通信信道條件的數(shù)據(jù)。在一個實施例中，能量檢測器230被配置成執(zhí)行能量檢測掃描。在此情況下，能量檢測掃描是在預定掃描時段上執(zhí)行的一系列能量測量，其返回對應于在該掃描時段期間在通信信道中所檢測到的最大能量的能量值。本實施例可對應于按照IEEE標準802.15.4-2003執(zhí)行的能量檢測掃描。然而，在其它安排中，能量檢測掃描可返回不同的能量值，比如對應于在掃描時段期間在通信信道中所檢測到的平均能量的能量值。而且，在一些安排中，能量檢測掃描可返回多個能量值，例如最小能量測量結(jié)果、最大能量測量結(jié)果、和/或平均能量測量結(jié)果、或者可能是反映一個個能量測量結(jié)果中每個能量測量結(jié)果的能量值?？梢葬槍λx擇的所有待測量的通信信道重復這個過程，從而收集可用來評估所選通信信道對于數(shù)據(jù)通信的可用性的數(shù)據(jù)。有益地，在一個實施例中，無線設(shè)備200適于針對每個正被測量的通信信道執(zhí)行多個能量檢測掃描，并獲得針對每個掃描時段的、針對每個通信信道的能量值。在此情況下，有利地，在一個實施例中，無線設(shè)備200可首次針對所選擇的所有通信信道執(zhí)行能量檢測掃描，然后重復這個過程以便掃描越過所選擇的所有通信信道N次，從而獲得針對所選擇的每個通信信道的N(N>2)個能量值。在此情況下，處理器240可控制接收器220和能量檢測器230調(diào)諧到所選第一通信信道達一預定時間段，獲得能量值并將它存儲在存儲器25G中，調(diào)諧到所選第二通信信道達一預定時間段，獲得另一能量值并將它存儲在存儲器250中，等等。處理器240可按照被存儲在存儲器250中的一個或多個軟件算法來執(zhí)行這樣的操作。替換地，無線設(shè)備200可測量所選第一通信信道中的能量N次，針對N個掃描時段的每個時段獲得能量值，然后調(diào)諧到第二通信信道，針對第二信道執(zhí)行N次能量檢測掃描等等，針對所選擇的所有通信信道重復該過程。在此情況下，處理器24Q可控制接收器220調(diào)諧到第一通信信道，并進一步控制能量檢測器230檢測信道能量達第一預定時間段，將所檢測到的能量值存儲在存儲器25G中。然后，當接收器220保持調(diào)諧到同一通信信道時，處理器240可控制能量檢測器230檢測信道能量達另一預定時間段，將所檢測到的能量值存儲在存儲器250中。這可以被重復直到獲得N個能量值，此時處理器230可將接收器220調(diào)諧到所選的下一個通信信道，并重復該過程。處理器240可按照被存儲在存儲器250中的一個或多個軟件算法來執(zhí)行這樣的操作。其它的安排是可能的?？傊?，能量檢測掃描可被接連地、或者其間具有延遲地快速執(zhí)行。延遲長度可偽隨機地選擇。有益地，在掃描之間具有隨機延遲可以最小化由于使用與干擾者的周期相關(guān)的周期(其某一倍數(shù))進行抽樣而得到使人誤解的結(jié)果的可能性。有利地，可以在能量檢測掃描之間具有充分延遲地執(zhí)行針對通信信道的能量檢測掃描，這樣使得掃描相對于一個或全部可能的間歇干擾發(fā)送器是基本上統(tǒng)計獨立的。雖然N可以是任何整數(shù)，但實際上對于3《N《10的N值獲得良好的結(jié)果。量檢測掃描，有可能獲^有二運行在其中任一通:信道上的任何干擾發(fā)送器的存在及性質(zhì)的更精確和更魯棒的信息。例如，如果間歇發(fā)送器正運行在特定的通信信道中，則如果在多個掃描時段上檢測到該信道中的能量，那么該間歇發(fā)送器的存在可被更可靠地檢測到。在此情況下，一個或多個15能量檢測掃描可產(chǎn)生相對低的能量值，僅反映信道中的背景噪聲，而一個或多個其它能量檢測掃描可產(chǎn)生高得多的能量檢測，從而指示間歇發(fā)送器的存在。而且，通過觀察能量值被提升的能量檢測掃描的百分比，可估計出間歇發(fā)送的頻率和持續(xù)時間。有益地，無線設(shè)備200可適于依據(jù)在多個能量檢測掃描中獲得的能量值來計算至少一個統(tǒng)計量?？捎商幚砥?40按照被存儲在存儲器250中的一個或多個軟件算法、基于被存儲在存儲器250中的、來自于由能量檢測器230所執(zhí)行的能量檢測掃描的能量值來執(zhí)行這樣的計算。表3列出了一些示范性統(tǒng)計量，其可由無線設(shè)備200針對所選擇的每個通信信道、依據(jù)在針對該通信信道的多次(N)能量檢測掃描中獲得的能量值來計算。表3來自N次能量檢測掃描的平均能量值來自N次能量檢測掃描的最小能量值來自N次能量檢測掃描的最大能量值來自N次能量檢測掃描的最低的P個能量值的平均值通過排除來自N次能量檢測掃描的M個最高的能量值和最低的P個能量值而獲得的平均能量值來自N次能量檢測掃描的最大能量值和最小能量值之間的差值N次能量檢測掃描當中所獲得的能量值大于(或者大于或等于)閾值的能量檢測掃描的百分比N次能量檢測掃描當中所獲得的能量值小于(或者小于或等于)閾值的能量檢測掃描的百分比有益地，考慮到無線設(shè)備200的應用以及期望在其中運行的典型環(huán)境來選擇被計算的特定統(tǒng)計量。例如，不同的無線設(shè)備200可發(fā)送具有不同數(shù)據(jù)速率需求、不同占空比、不同等待時間需求的不同類型的凈荷數(shù)據(jù)。因此，一個通信信道中的、可能使該通信信道不適合被一個無線設(shè)備200用來通信的干擾，對于具有不同數(shù)據(jù)通信需求的另一個無線設(shè)備200通信來說可能不存在大問題。因此，無線設(shè)備200可適于收集對于確定所述通信信道對于通信的可用性尤其有用的統(tǒng)計量，和/或收集通信信道的對于各種類型應用的適合性的統(tǒng)計量。無線設(shè)備200可進一步適于收集有關(guān)針對附近其它設(shè)備經(jīng)由該通信信道的通信條件的信息。例如，如表3所示，可以被計算的一個統(tǒng)計量是N次能量檢測掃描當中所獲得的能量值小于閾值的能量檢測掃描的百分比。在此情況下，所述閾值可被選擇為對應于能量級ETH,ETH被預期為低得足以實現(xiàn)與相鄰無線設(shè)備的可靠通信。因此，例如，如果在通信信道i上的N次能量檢測掃描的90%產(chǎn)生表明所檢測到的信道能量級小于Eth的能量植，則可以預期有極高百分比的消息能夠在通信信道i上被可靠地傳送給無線設(shè)備200以及傳送自無線設(shè)備200。在很多應用中，這樣的消息成功率可以大于可接受的成功率，因此即使間歇干擾發(fā)送器可能在該信道中運行，該信道仍然可以被認為"可用于"通信。同樣有利的，對于每個被掃描的通信信道，無線設(shè)備200確定涉及所述通信信道對于(例如由無線設(shè)備200進行的)通信的可用性的至少一個度量。有益地，處理器240可至少部分地基于統(tǒng)計量來確定一個或多個度量，所述統(tǒng)計量按照被存儲在存儲器250中的一個或多個軟件算法、依據(jù)由能量檢測器230在能量檢測掃描期間獲得的能量值來計算。實際上，在一個實施例中，一個或多個度量可能與由無線設(shè)備200計算的一個或多個統(tǒng)計量相同。在另一實施例中，度量可以基于所選擇的每個通信信道的單個能量檢測掃描的結(jié)果來確定。然而，通常，這樣的實施例可能不提供與在針對每個通信信道執(zhí)行多個能量檢測掃描的有利情形下獲得的一樣地有用和魯棒的信息。在再一實施例中，一個或多個度量可基于以下項的某種組合來確定依據(jù)在能量檢測掃描期間獲得的能量值而計算的統(tǒng)計量、連同通常表示通信信道的通信可用性的一個或多個其它值或統(tǒng)計量。這樣的其它值或統(tǒng)計量可包括在使用該通信信道與一個或多個其它無線設(shè)備的先前通信嘗試期間無線設(shè)備200所觀測到的傳輸故障(例如，TX故障)的數(shù)量或百分比；接收信號強度指示(RSSI)值；鏈路質(zhì)量指標(LQI)值，等等。表4列出了可由無線設(shè)備200確定的、涉及一個信道對于通信的通信可用性的一些示例性度量。17表4通過該通信信道接收來自另一無線設(shè)備的任意消息的概率標識該信道是否被確定為適合于通信的二進制值標識該信道對于通信的可用性的信道可用性等級中的數(shù)值指示多個被列舉的信道使用場景中的一種或多種場景的標識符，其中對于該一種或多種場景該通信信道被認為是可用的指示該通信信道對于通信的估計可用性的成本凄丈所計算的統(tǒng)計量，比如表3示出的那些統(tǒng)計量如表4所指明的，一種可能的度量可以是標識該信道對于由無線設(shè)備200進行通信的可用性的數(shù)值。例如，可提供0-7等級，"0"對應于看來對于通信而言極好的通信信道，"7"對應于看來完全不可用于通信的信道。在此情況下，無線設(shè)備可使用依據(jù)能量值計算的統(tǒng)計量、和/或如上所述的通常表示通信信道的通信可用性的其它值或統(tǒng)計量，來確定通信信道對于通信的可用性，并指派從0到7的相應數(shù)值。在較筒單的安排中，無線設(shè)備200可基于依據(jù)能量值計算的統(tǒng)計量、和/或針對該通信值的傳輸故障值，來作出簡單的通信信道"go/no-go(通過/不通過)"評估。在此情況下，無線設(shè)備200可給每個通信信道指派一個二進制值來指示它是否被認為可用于通信。在另一種安排中，可定義多種不同的通信場景，其涉及通信信道對于不同類型的設(shè)備或數(shù)據(jù)傳輸?shù)目捎眯?。這些場景可根據(jù)以下方面定義傳輸數(shù)據(jù)速率需求、傳輸延遲需求、傳輸頻度(例如，連續(xù)地、偶爾地或罕見地)；被發(fā)送的數(shù)據(jù)的類型(例如，控制數(shù)據(jù)；音頻/視頻數(shù)據(jù)(其中由網(wǎng)絡標準支持)；環(huán)境數(shù)據(jù)；等等)、數(shù)據(jù)安全級別、可以執(zhí)行通信的無線設(shè)備的種類等等。每種場景可有與其相關(guān)聯(lián)的、作為度量的標識符，例如表中的數(shù)值。在此情況下，無線設(shè)備200可以基于依據(jù)能量值計算的統(tǒng)計量、和/或針對通信信道的傳輸故障值，而給所選擇的每個通信信道指派這些標識符中的一個或多個。同時，ZigBee路由算法在路由發(fā)現(xiàn)和維護期間例如使用路徑成本度量來進行路由比較。為了計算這個度量，把稱為鏈路成本的成本與路徑中的每條鏈路相關(guān)聯(lián)，且對鏈路成本值求和以產(chǎn)生整體路徑的成本。因此，在又一種安排中，無線接收器200可給所選擇的每一個通信信道指派成本，以作為該通信信道對于通信的估計可用性的指示。在此情況下，例如，PAN協(xié)調(diào)器可以在算法中使用由其網(wǎng)絡中的一些或全部無線設(shè)備200報告的成本來確定要在其上運行的一個或多個通信信道。例如，在簡單的情形下，PAN協(xié)調(diào)器可以簡單地對從一些或全部無線設(shè)備200報告的成本求和，并選擇具有最低總成本的一個或多個通信信道。當然，其它安排是可能的。在確定有關(guān)被掃描的所選每個通信信道的一個或多個度量后，無線設(shè)備200可以將所掃描的每個通信信道的度量報告給無線網(wǎng)絡中的至少一個其它無線設(shè)備，有利地是報告給PAN協(xié)調(diào)器或能夠?qū)⒃摱攘哭D(zhuǎn)發(fā)到P緒協(xié)調(diào)器的路由器。無線設(shè)備200可在具有特定格式的消息(例如，Mgmt_NWK-Update—rsp消息)中傳送或報告度量，其示例將在下面描述。在一個實施例中，無線設(shè)備200可在消息中包括其它信息，具體地包括TX故障值，其指示在使用通信信道與一個或多個其它無線設(shè)備進行的先前通信嘗試期間無線設(shè)備200觀測到的傳輸故障的數(shù)量或百分比。這樣，PAN協(xié)調(diào)器可以從無線網(wǎng)絡中的一個或全部無線設(shè)備獲得度量，從而作出有關(guān)該網(wǎng)絡應當在其上運行的信道的智能判決。圖3示出了一種針對無線網(wǎng)絡中的無線設(shè)備(比如無線設(shè)備200),收集和報告關(guān)于通信信道條件的數(shù)據(jù)的方法300的一個實施例的流程圖。在第一步驟310中，無線設(shè)備接收一個或多個消息，該消息請求該無線設(shè)備基于在通信信道內(nèi)所檢測到的能量、針對所述無線設(shè)備進行通信信道條件的評估。該消息可請求針對適于該無線設(shè)備運行的所有通信信道執(zhí)行評估，或者僅僅在信道的子集一一包括可能單個通信信道上執(zhí)行評估。起。在ZigBee無線PAN的情況下，所述請求可以是Mgmt—NWK—Update—req消息的形式。有益地，無線設(shè)備所接收的消息可包括下列的一項或多項(l)要被掃描的一個或多個通信信道的列表；(2)將由無線接收器計算的一個或多個統(tǒng)計量的指示；以及(3)將由無線設(shè)備報告的一個或多個度量的指示。在一個實施例中，無線設(shè)備也可被配置為或替代地可被配置為在沒有接收到任何請求的情況下，針對該無線設(shè)備評估通信信道條件。例如，無線設(shè)備中的處理器可被配置為以固定的或隨機的時間間隔進行通信信道條件的評估。在步驟320中，無線設(shè)備針對待評估的所選一個或多個通信信道中的每個通信信道執(zhí)行多個(N)能量檢測掃描，以獲得多個能量值，每個能量檢測掃描一個能量值。有益地，每個能量值反映在能量檢測掃描期間所檢測到的最大能量。在步驟330中，針對所選擇的每個通信信道，無線設(shè)備依據(jù)在多個能量檢測掃描中獲得的能量值來計算至少一個統(tǒng)計量。這樣的統(tǒng)計量的示例性而非限制性的列表在上面的表3中被示出。在步驟340中，針對所選擇的每個通信信道，無線設(shè)備基于該至少一個統(tǒng)計量，確定涉及所述通信信道對于通信的可用性的至少一個度量。這樣的度量的示例性而非限制性的列表在上面的表4中被示出。繼而，在步驟350中，無線設(shè)備向無線網(wǎng)絡中的至少一個其它無線設(shè)備報告針對所選擇的每個通信信道的至少一個度量。該無線設(shè)備可在一個或多個消息(例如，Mgmt—NWK—Update-rsp消息)中傳送或凈艮告所述度量。表5示出了由無線設(shè)備一一比如圖2中所示的無線設(shè)備200——發(fā)送的網(wǎng)絡環(huán)境狀態(tài)消息的凈荷格式的一個實施例。表5所示的凈荷格式包括三個字段，用于無線設(shè)備報告針對每個被掃描的通信信道的三個度量，每個度量(最大、最小和平均值)對應于依據(jù)在多個能量檢測掃描期間所獲得的N個能量值而計算出的統(tǒng)計量。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>表6示出了來自無線設(shè)備的網(wǎng)絡環(huán)境狀態(tài)消息的凈荷格式的笫二實施例。在表6的實施例中，凈荷包括由無線設(shè)備200指派的多個成本值，每個成本值指示使用對應通信信道通信的估計可用性，如上面更詳細論述的。<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>用性表7示出了來自無線設(shè)備的網(wǎng)絡環(huán)境狀態(tài)消息的凈荷格式的第三實施例。為了額外的靈活性，無線設(shè)備和P緒協(xié)調(diào)器例如可以具有預定義的度量表，其給每個預定義的度量指派一個標識符。在此情況下，無線設(shè)備可利用表6所例示的凈荷格式，其包括提供正被報告的度量的標識符的字段。表7八位位組14111可變狀態(tài)被掃描的信道被掃描的信道列表計數(shù)信息類型(例如表示所包括的最小值)長度值集(例如從N個能量掃描接收的最小值)表8示出了來自無線設(shè)備的網(wǎng)絡環(huán)境狀態(tài)消息的凈荷格式的第四實施例。表8的凈荷格式包括用于無線設(shè)備指示正被報告的多個度量類型連同其對應的字段長度的字段。表8<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>表9示出了來自無線設(shè)備的網(wǎng)絡環(huán)境狀態(tài)消息的凈荷格式的第五實施例。表9的格式包括一個可變長度字段，該字段用于報告基于以下項的度量，即在能量檢測掃描期間針對每個通信信道獲得的能量值、連同在使用該通信信道與一個或多個其它無線設(shè)備進行的先前通信嘗試期間無線設(shè)備觀測到的傳輸故障計數(shù)或百分比數(shù)據(jù)。表9<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>當然，盡管表5-9各自舉例說明了針對由無線設(shè)備傳送來報告有關(guān)多個通信信道的條件的消息的有益特征，但是，應當理解這些表是示例性而非限制性的，可以設(shè)想出其它凈荷數(shù)據(jù)格式。盡管在此公開了優(yōu)選實施例，但有可能進行多種變化，這些變化仍然落在本發(fā)明的構(gòu)思和范圍內(nèi)。在檢視這里的說明書、附圖和權(quán)利要求之后，體，以上在ZigBee無線PAN和IEEE標準802.15.4-2003的上下文中提供了示例。然而，盡管以上公開的特征在ZigBee無線PAN的上下文中有特定的益處和效能，但應當理解該原理是可擴展的，并且可以適當?shù)貞糜谑褂酶鞣N下層規(guī)范和標準的各種無線網(wǎng)絡。在回顧了本申請的說明書和附要求的范圍外，本發(fā)明不被限制。權(quán)利要求1.一種針對適于在無線網(wǎng)絡(100)中運行的無線設(shè)備(200)報告通信信道條件的方法(300)，所述方法(300)包括針對在適于所述無線設(shè)備通信的多個通信信道當中所選擇的一個或多個通信信道中的每個通信信道，執(zhí)行(320)多個能量檢測掃描，以獲得多個能量值，每個能量值對應于在能量檢測時段期間在對應的通信信道中所檢測到的最大能量；針對所選擇的每個通信信道，依據(jù)在多個能量檢測掃描中獲得的能量值來計算(330)至少一個統(tǒng)計量；針對所選擇的每個通信信道，基于所述至少一個統(tǒng)計量，確定(340)涉及該通信信道對于通信的可用性的至少一個度量；以及向所述無線網(wǎng)絡中的至少一個其它無線設(shè)備報告(350)針對所選擇的每個通信信道的所述至少一個度量。2.如權(quán)利要求1的方法(300),還包括在所述無線設(shè)備處接收(310)一個或多個消息，該消息請求所述無線設(shè)備進行針對該無線設(shè)備的通信信道條件的評估。3.如權(quán)利要求2的方法(300)，其中所述一個或多個消息指示將被選擇的一個或多個通信信道。4.如權(quán)利要求2的方法(300)，其中所述一個或多個消息指示將被計算的一個或多個統(tǒng)計量。5.如權(quán)利要求2的方法(300)，其中所述一個或多個消息指示將由無線設(shè)備(200)報告的度量。6.如權(quán)利要求1的方法(300)，其中所述至少一個度量與所計算的至少一個統(tǒng)計量是相同的。7.如權(quán)利要求1的方法(300)，其中所述至少一個統(tǒng)計量是在所述多個能量檢測掃描中獲得的最小能量值。8.如權(quán)利要求1的方法(300)，其中所述至少一個統(tǒng)計量是在所述多個能量檢測掃描中獲得的平均能量值。9.如權(quán)利要求1的方法(300),其中所述至少一個統(tǒng)計量是在所述多個能量檢測掃描中獲得的最大能量值。10.如權(quán)利要求l的方法(300)，其中所述至少一個統(tǒng)計量包括從由以下項組成的組中選擇的至少一項在所述多個能量檢測掃描中獲得的最低的P個能量值的平均值；通過排除在所述多個能量檢測掃描中獲得的最高的M個能量值和最低的P個能量值而獲得的平均能量值；在所述多個能量檢測掃描中獲得的最大能量值和最小能量值之間的差值；所獲得的能量值大于閾值的能量檢測掃描的百分比；以及所獲得的能量值小于閾值的能量檢測掃描的百分比。11.如權(quán)利要求1的方法(300),其中所述至少一個度量是在所述通信信道上接收來自另一無線設(shè)備(200)的任意消息的概率的指示。12.如權(quán)利要求1的方法(300)，其中所述至少一個度量是標識所迷通信信道是否被確定為可用于通信的二進制值。13.如權(quán)利要求1的方法(300)，其中所述至少一個度量是標識所述通信信道對于通信的可用性的信道可用性等級中的數(shù)值。14.如權(quán)利要求1的方法(300),其中所述至少一個度量標識所列舉的針對通信信道的使用的多種場景之一。15.如權(quán)利要求14的方法(300),其中所列舉的場景包括指示所述通信信道只對于僅偶爾使用的可用性的至少一個場景。16.如權(quán)利要求14的方法(300),其中所列舉的場景包括對于可在所述通信信道上傳送的數(shù)據(jù)類型的指示。17.如權(quán)利要求1的方法(300)，其中所述至少一個度量是指示對應通信信道對于通信的估計可用性的成本數(shù)。18.如權(quán)利要求1的方法(300),還包括向所述至少一個其它無線設(shè)備傳送在可被報告的多個可能的度量中的、被報告的所述至少一個度量的指示。19.如權(quán)利要求1的方法(300)，包括依據(jù)在所述多個能量檢測掃描中所獲得的能量值而計算多個統(tǒng)計量。20.如權(quán)利要求l的方法(300)，其中所述無線設(shè)備(200)報告涉及所述通信信道對于通信的可用性的多個度量。21.如權(quán)利要求1的方法(300),其中在針對每個通信信道的能量檢測掃描之間提供偽隨機選擇的延遲。22.—種運行無線設(shè)備(200)的方法(300),包括獲得(330)有關(guān)適于所述無線設(shè)備通信的所選一個或多個通信信道中每個通信信道的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以及從所述無線設(shè)備(200)向至少一個其它無線設(shè)備報告(350)涉及所選一個或多個通信信道中每個通信信道對于通信的可用性的至少一個度量。23.如權(quán)利要求22的方法(300),其中所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)和所述至少一個度量各自從針對于對應的通信信道的單個能量檢測掃描來獲得。24.如權(quán)利要求22的方法(300)，其中所述至少一個度量是在所述通信信道上接收來自另一無線設(shè)備的任意消息的概率的指示。25.如權(quán)利要求22的方法(300)，其中所述至少一個度量是標識所述通信信道是否被確定為可用于通信的二進制值。26.如權(quán)利要求22的方法(300)，其中所述至少一個度量是標識所述通信信道對于通信的可用性的信道可用性等級中的數(shù)值。27.如權(quán)利要求22的方法(300),其中所述至少一個度量標識所列舉的針對信道使用的多個場景之一。28.如權(quán)利要求27的方法(300)，其中所列舉的場景包括指示所述通信信道對于僅偶爾使用的可用性的至少一個場景。29.如權(quán)利要求27的方法(300)，其中所列舉的場景包括對于可在所述通信信道上傳送的數(shù)據(jù)類型的指示。30.如權(quán)利要求22的方法(300)，其中所述至少一個度量是指示對應通信信道對于通信的估計可用性的成本數(shù)。31.如權(quán)利要求22的方法(300)，還包括向所述至少一個其它無線設(shè)備傳送在可被報告的多個可能的度量中的、被報告的所述至少一個度量的指示。32.—種適于與無線網(wǎng)絡(100)中的至少一個節(jié)點通信的設(shè)備(200),所述設(shè)備(200)包括發(fā)送器(210);接收器(220)，其適于在多個通信信道上運行；能量檢測器(230)，其耦合到所述接收器(220)，且適于在被選擇的通信信道中執(zhí)行能量檢測掃描；以及一個或多個處理器(250)，其被配置成執(zhí)行算法，包括針對在適于所述設(shè)備(200)通信的多個通信信道當中所選擇的一個或多個通信信道中的每個通信信道，利用所述能量檢測器(230)執(zhí)行多個能量檢測掃描，以獲得對應于在能量檢測時段期間在對應通信信道中所檢測到的最大能量的能量值；針對所選擇的每個通信信道，依據(jù)在所述多個能量檢測掃描中獲得的能量值來計算至少一個統(tǒng)計量；針對所選擇的每個通信信道，基于所述至少一個統(tǒng)計量，確定涉及所述通信信道對于通信的可用性的至少一個度量；以及將針對所選擇的每個通信信道的所述至少一個度量提供給所述發(fā)送器(210)以用于發(fā)送。33.如權(quán)利要求32的設(shè)備(200),其中至少一個度量與所計算的至少一個統(tǒng)計量相同。34.如權(quán)利要求32的設(shè)備(200)，其中所述至少一個統(tǒng)計量是在所述多個能量檢測掃描中獲得的最小能量值。35.如權(quán)利要求32的設(shè)備(200)，其中所述至少一個統(tǒng)計量是在所述多個能量檢測掃描中獲得的平均能量值。36.如權(quán)利要求32的設(shè)備(200),其中所述至少一個統(tǒng)計量是在所述多個能量檢測掃描中獲得的最大能量值。37.如權(quán)利要求32的設(shè)備(200),其中所述至少一個統(tǒng)計量包括從由以下項組成的組中選擇的至少一項在所述多個能量檢測掃描中獲得的最低的P個能量值的平均值；通過排除在所述多個能量檢測掃描中獲得的最高的M個能量值和最低的P個能量值而獲得的平均能量值；在所述多個能量檢測掃描中獲得的最大能量值和最小能量值之間的差值；所獲得的能量值大于閾值的能量檢測掃描的百分比；以及所獲得的能量值小于閾值的能量檢測掃描的百分比。38.如權(quán)利要求32的設(shè)備(200),其中所述至少一個度量是在所述通信信道上接收來自另一設(shè)備的任意消息的概率的指示。39.如權(quán)利要求32的設(shè)備(200)，其中所述至少一個度量是標識所述通信信道是否被確定為可用于通信的二進制值。40.如權(quán)利要求32的設(shè)備(200)，其中所述至少一個度量是標識所述通信信道對于通信的可用性的信道可用性等級中的數(shù)值。41.如權(quán)利要求32的設(shè)備(200),其中所述度量是對應于所列舉的針對所述通信信道的使用的多個場景之一的值。42.如權(quán)利要求41的設(shè)備(200)，其中所列舉的場景包括指示所述通信信道對于僅偶爾使用的可用性的至少一個場景。43.如權(quán)利要求41的設(shè)備(200),其中所列舉的場景包括對于將在所述通信信道上傳送的數(shù)據(jù)類型的指示。44.如權(quán)利要求32的設(shè)備(200)，其中所述算法還包括向所述發(fā)送器提供在可被報告的多個可能的度量中的、被報告的所述至少一個度量的指示，以用于發(fā)送。45.如權(quán)利要求32的設(shè)備(200)，其中所述算法包括依據(jù)在所述多個能量檢測掃描中所獲得的能量值來計算多個統(tǒng)計量。46.如權(quán)利要求32的設(shè)備(200)，其中所述設(shè)備(200)報告涉及所述通信信道的可用性的多個度量。47.如權(quán)利要求32的設(shè)備(200)，其中所述至少一個度量是指示對應通信信道對于通信的估計可用性的成本數(shù)。48.如權(quán)利要求32的設(shè)備(200),其中在針對每個通信信道的能量檢測掃描之間提供偽隨機選擇的延遲。49.一種適于與無線網(wǎng)絡(100)中的至少一個節(jié)點進行無線通信的設(shè)備(200),其中所述設(shè)備(200)適于獲得(330)有關(guān)適于所述設(shè)備通信的所選一個或多個通信信道中每個通信信道的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，并從所述設(shè)備(200)向至少一個其它設(shè)備報告(350)涉及所選一個或多個通信信道中每個通信信道對于通信的可用性的至少一個度量。50.如權(quán)利要求49的設(shè)備(200)，其中所述設(shè)備(200)適于在所選一個或多個通信信道中的每個通信信道上執(zhí)行能量檢測掃描，并且其中所述統(tǒng)計數(shù)據(jù)和所述至少一個度量各自從針對于對應通信信道的單個能量檢測掃描獲得。51.如權(quán)利要求49的設(shè)備(200)，其中所述至少一個度量是在所述通信信道上接收來自另一設(shè)備的任意消息的概率的指示。52.如權(quán)利要求49的設(shè)備(200)，其中所述至少一個度量是標識所述通信信道是否被確定為可用于通信的二進制值。53.如權(quán)利要求49的設(shè)備(200)，其中所述至少一個度量是標識所述通信信道對于通信的可用性的信道可用性等級中的數(shù)值。54.如權(quán)利要求49的設(shè)備(200)，其中所述至少一個度量標識所列舉的針對信道使用的多個場景之一。55.如權(quán)利要求54的設(shè)備(200)，其中所列舉的場景包括指示所述通信信道對于僅偶爾使用的可用性的至少一個場景。56.如權(quán)利要求54的設(shè)備(200)，其中所列舉的場景包括對于可在所述通信信道上傳送的數(shù)據(jù)類型的指示。57.如權(quán)利要求49的設(shè)備(200)，其中所述至少一個度量是指示對應通信信道對于通信的估計可用性的成本數(shù)。58.如權(quán)利要求49的設(shè)備(200),其中所述設(shè)備(200)還適于向所述至少一個其它設(shè)備傳送在可被報告的多個可能的度量中的、被報告的所述至少一個度量的指示。全文摘要一種用于與無線網(wǎng)絡(100)中的至少一個節(jié)點進行無線通信的設(shè)備(200)，該設(shè)備適于獲得(330)有關(guān)適于所述設(shè)備通信的所選一個或多個通信信道的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，并從該設(shè)備(200)向至少一個其它設(shè)備報告(350)涉及所選一個或多個通信信道中每個通信信道對于通信的可用性的至少一個度量。文檔編號H04W72/04GK101595761SQ200880003156公開日2009年12月2日申請日期2008年1月24日優(yōu)先權(quán)日2007年1月24日發(fā)明者I·本杰斯,P·A·魯?shù)绿m申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司