專利名稱：一種用于提高無線網(wǎng)絡(luò)布置的性能并降低其功耗的方法
一種用于提高無線網(wǎng)絡(luò)布置的性能并降低其功耗的方法本發(fā)明通常涉及ー種用于提高無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能并降低其功耗的方法，且更具體地，涉及ー種用于提高受到持續(xù)管理的、由電池供電的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能并降低其功耗的方法。無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)因其在廣域通信中的有效應用而眾所周知。其使用具有能夠發(fā)送及接收數(shù)據(jù)的多個節(jié)點(裝置)的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)廣域通信。通常，從起點將信息傳輸至終點，該起點和終點均可為該網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的控制面板或裝置。在已知的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)布置中，可經(jīng)由所述起點和終點之間的多個裝置傳送信息，因此，要求該網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的所有裝置保持活躍的狀態(tài)，使得它們準備好根據(jù)需要發(fā)送以及接收消息。應理解的是，為了保持持續(xù)的活躍狀態(tài)，不僅效率低，功耗也相當大。特別地，由于每個裝置的電池壽命的限制將阻礙這樣的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)得到持續(xù)管理(例如，每個組件處于活 躍的狀態(tài))，功率需求常常意味著由電池供電的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)布置是不可行的。因此，本發(fā)明的ー個目的是提高無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)布置的性能，以降低所述網(wǎng)絡(luò)的功耗。本發(fā)明的另ー個目的是將網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)布置的功耗降低到這樣的程度由電池供電的、受到持續(xù)管理的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)布置是可行的。因此并根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種與無線網(wǎng)絡(luò)布置聯(lián)用的電子信號傳輸方法，該方法包括吸收并存儲表示各裝置之間成功的通信路徑的數(shù)據(jù)，井根據(jù)由之前成功的通信所確定的最有效率的路徑，在無線網(wǎng)絡(luò)布置中的最小數(shù)量的裝置之間傳輸并接收電子信號。因此并根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種根據(jù)本發(fā)明第一方面的特征運行的裝置，其能夠吸收并存儲表示各裝置之間成功的通信路徑的數(shù)據(jù)，井根據(jù)由之前成功的通信所確定的最有效率的路徑，在無線網(wǎng)絡(luò)布置中最小數(shù)量的裝置之間傳輸并接收電子信號。優(yōu)選地，所述用于提高無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)布置的性能并降低其功耗的方法，以下稱為“該方法”，能夠被結(jié)合到現(xiàn)有的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)硬件布置中，而不需要替換硬件。該方法還可能被結(jié)合到互操作的系統(tǒng)架構(gòu)中，該系統(tǒng)架構(gòu)包括無線和硬線系統(tǒng)。更優(yōu)選地，所述方法可提供各裝置之間改善的通信路徑，該路徑最終必然會引起各裝置經(jīng)由最小數(shù)量的無線連接而通信。例如，對于將使用不鄰近的裝置建立的通信路徑，有可能避免需要沿該路徑的每個可能的裝置都參與數(shù)據(jù)通信，因此，有必要使各裝置被“錯過”，從而建立使用最小數(shù)量的網(wǎng)絡(luò)裝置的通信路徑。應理解，這通過提高數(shù)據(jù)傳送的效率而提高了該無線網(wǎng)絡(luò)布置的性能并降低了其功耗?？墒褂靡韵滦畔⒔⑺龈纳频耐ㄐ怕窂?，包括但不限干信號強度、之前成功的路徑以及裝置位置數(shù)據(jù)。最優(yōu)選地，結(jié)合了所述方法的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功耗將顯著降低，以允許該系統(tǒng)在需要或期望時由電池供電。
為了實現(xiàn)功耗的降低水平，所述方法可包括這樣的可能性每個裝置將以周期的時間間隔處于活躍狀態(tài)，而不是持續(xù)處于活躍狀態(tài)，因此降低了該網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功率需要。為了進一歩降低功耗，所述方法還可允許各裝置不參與信息傳輸，以保持在非活躍狀態(tài)，因此降低了功率需求，并且，在由電池供電的系統(tǒng)中延長了各裝置的電池壽命。優(yōu)選地，該方法將允許對該網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)布置的各種修改，例如，作為包括但不限于環(huán)境改變或信號強度的變化的外部因素的結(jié)果，允許該網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)布置不斷調(diào)整以維持最佳的性能。該方法可在該網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)布置中使用“區(qū)域”結(jié)構(gòu)，將所述網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)劃分為各自的 區(qū)，以協(xié)助使用最小數(shù)量的中間裝置通過所述網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)傳輸信息。將進一歩僅通過示例的方式參照各附圖詳細描述本發(fā)明，其中

圖1顯示了示出該方法各步驟的流程圖，且圖2顯示了示出從各裝置到擴展器(Expander)(控制面板)的信息傳輸路徑的“漏斗”原理。現(xiàn)參照圖1，其顯示了示出提高無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的性能并降低其功耗的方法中所涉及的各步驟的流程圖。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)裝置最初通過將電池插入所述裝置中而上電。然后，該裝置被結(jié)合到網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)布置中。根據(jù)該方法的第一步驟，該裝置現(xiàn)在處于活躍狀態(tài)，并進入“學習”階段，在該“學習”階段期間，該裝置向擴展器(網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)控制面板)10傳輸電子消息2，并等待來自所述擴展器10的應答。此學習階段的目的是允許該裝置將其自身定位于該網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)布置中。在此學習階段期間，消息的傳輸持續(xù)一段比后-學習階段更長的時間周期，典型的消息周期持續(xù)0. 5秒。如果該裝置接收到從該擴展器10返回的消息，所述裝置定位于區(qū)域I中，并因此識別并存儲此位置信息。然后，將該裝置指定為該網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)布置中的區(qū)域I裝置。如果該裝置未接收到從該擴展器10返回的消息，那么，所述裝置確定其不是區(qū)域I裝置。在這種情況下，該裝置然后試圖通過向鄰近的各裝置發(fā)出進一歩的消息3來與鄰近的所述各裝置通信，并且接著等待應答。如果該裝置接收到來自鄰近裝置的應答，那么，該裝置定位于區(qū)域2中，并因此識別并存儲此位置信息。然后，將該裝置指定為該網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)布置中的區(qū)域2裝置。一旦裝置已確定其自身為區(qū)域2裝置，這保證所有其它的區(qū)域2裝置或比區(qū)域2更遠的任何對象將忽視該區(qū)域2消息，并返回到非活躍狀態(tài)，因此降低了功耗。如果該裝置未接收到從任何鄰近裝置返回的消息，那么，所述裝置確定其不是區(qū)域2裝置。在這種情況下，該裝置然后試圖通過向另外的鄰近各裝置發(fā)出消息4來與所述另外的各裝置通信，并然后等待應答。如果該裝置接收到來自另外的鄰近裝置的應答，那么，該裝置定位于區(qū)域3中，并因此識別并存儲此位置信息。然后，將該裝置指定為該網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)布置中的區(qū)域3裝置。可以繼續(xù)此過程，以允許將各裝置定位于距離該擴展器更遠的位置處，因此擴大了該網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)布置的范圍。
一旦新的裝置已確定其自身定位于特定的區(qū)域中，這確保了在同一區(qū)域中的其它各裝置以及定位于距離該擴展器10更遠的位置處的其它各裝置自動忽視向該新的裝置發(fā)送的消息，并返回非活躍狀態(tài)，因此降低了功耗。上述方法有效地引起從各裝置匯集回的信息朝向該擴展器10，而不是隨后橫向通過該網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)布置而傳輸，并且也確保了僅相關(guān)的各裝置參與信息引導。其影響是僅需要最少數(shù)量的無線連接即可在各裝置與該擴展器10之間傳輸信息。而且，這樣減少了該網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中各裝置的功耗?，F(xiàn)參照圖2，其顯示了“漏斗”原理的圖示，該“漏斗”原理顯示了從各裝置向該擴展器(控制面板)10的信息傳輸路徑。該網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)布置在虛擬“區(qū)域”配置中，在該虛擬“區(qū)域”配置中定位個別能夠從鄰近各裝置發(fā)送及接收消息的裝置。各區(qū)域邊界不特別限定為有限的距離，而是由無線信號的強度確定。 各裝置根據(jù)參照圖1概述的方法的各步驟自動配置其位置。然后，如圖2中所示的，在該網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中最外層的各裝置31以漏斗形的方式經(jīng)過各中介裝置21、11向該擴展器10傳輸信息。由于信息是被引導傳遞的而不是隨后橫向通過該網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?，該漏斗效果使用了在該裝置和該擴展器10之間傳輸信息所需要的最小數(shù)量的無線通信。除了存儲關(guān)于其特定位置的信息之外，該網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的各裝置也能夠編輯、存儲以及傳輸路由信息。所述路由信息詳述最后成功的路徑，通過該路徑，在所述裝置和所述擴展器10之間傳遞信息。當從該裝置向該擴展器10傳輸所述路由信息吋，該擴展器10接收此信息，并經(jīng)由同樣的途徑傳輸一響應。同樣地，當各裝置試圖傳輸信息時，它們也將使用該最后成功的路徑作為到達該擴展器10的第一選擇途徑。通過僅利用在要求的距離上傳輸信息所需要的最小數(shù)量的裝置，這種信息傳輸方法降低了該網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)布置的功耗并提高了其效率。這有效地意味著該網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)正以類似于點對點網(wǎng)絡(luò)的方式工作，且在預先確定的路徑失敗時，該網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)運行原理提供靈活性和支持。例如，如果區(qū)域3裝置31試圖向區(qū)域2裝置21傳輸消息卻失敗，該區(qū)域3裝置31能夠試圖經(jīng)由可選的途徑(例如經(jīng)由可選的區(qū)域2裝置22)將消息傳輸回該擴展器10。然后，裝置22可經(jīng)由可選的區(qū)域I裝置12向該擴展器10傳輸該消息。這證明了該網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)布置的靈活性以及“自我修復”原理。同樣地，如果存在使用少數(shù)幾個裝置成功地在該擴展器10和目標裝置之間傳遞數(shù)據(jù)的更有效的路徑，可選的各網(wǎng)絡(luò)裝置(例如23)可被通信路徑“錯過”。因此，消息能夠通過不鄰近的各裝置傳輸，因此“跳過”該網(wǎng)絡(luò)布置中的其它裝置，以使用實現(xiàn)路徑所需要的最小數(shù)量的裝置來創(chuàng)建該擴展器10與目標裝置之間的通信路徑。由于以下原因，這是可以實現(xiàn)的各裝置能夠根據(jù)之前成功的通信而選擇性地響應消息，并也響應該網(wǎng)絡(luò)布置中的變化(例如通信失敗)。存儲新的路由信息，該新的路由信息服從使用該新的路徑能夠獲得滿意的信號強度。通過存儲之前成功的路由信息，將該方法應用于該網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)布置允許各裝置在活躍和去活躍之間轉(zhuǎn)換時更有效地同步，且該同步隨著時間的推移而改善。該方法的此特征創(chuàng)建校正因子，將該校正因子用于該網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)布置可進ー步提高其有效性。當然應理解，本發(fā)明不意欲受到上面描述的各實施例的細節(jié)的限制，上面描述的各實施例僅以不例的方式描述。
權(quán)利要求
1.一種與無線網(wǎng)絡(luò)布置聯(lián)用的電子信號傳輸方法，該方法包括吸收并存儲表示各裝置之間成功的通信線路的數(shù)據(jù)，以及根據(jù)之前成功的通信所確定的最有效的線路，在無線網(wǎng)絡(luò)布置中最小數(shù)量的裝置之間傳輸并接收電子信號。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子信號傳輸方法，其中，當位于所述網(wǎng)絡(luò)布置中的不鄰近的各裝置之間能夠發(fā)生數(shù)據(jù)通信時，建立使用最小數(shù)量的裝置的通信路徑，以在第一裝置和目標裝置之間傳輸電子信號。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子信號傳輸方法，其中，所述方法能夠?qū)⑺鰺o線網(wǎng)絡(luò)布置分為多個區(qū)域，其中，各區(qū)域邊界是無限的。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的電子信號傳輸方法,其中，由無線信號的強度確定所述各區(qū)域邊界。
5.—種根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的電子信號傳輸方法,其中,所述方法包括用于配置一區(qū)域布置內(nèi)的各網(wǎng)絡(luò)裝置的手段，其中，所述配置的手段包括向至少一個其它的網(wǎng)絡(luò)裝置或控制面板傳輸至少一個消息，并且其中，在接收到來自所述至少一個其它的網(wǎng)絡(luò)裝置的應答時，所述傳輸網(wǎng)絡(luò)裝置能夠確定其在所述網(wǎng)絡(luò)布置中的位置。
6.—種根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的電子信號傳輸方法,其中,可使用建立成功的通信路徑所需要的最小數(shù)量的中間網(wǎng)絡(luò)裝置，從第一裝置向目標裝置傳輸電子信號。
7.—種根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的電子信號傳輸方法,其中，不參與信號傳遞的各網(wǎng)絡(luò)裝置能夠轉(zhuǎn)換至非活躍模式，以降低所述無線網(wǎng)絡(luò)布置的功耗。
8.—種根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的電子信號傳輸方法,其中,所述方法包括以下手段根據(jù)所述裝置在所述網(wǎng)絡(luò)布置中的位置，使各網(wǎng)絡(luò)裝置選擇性地對在網(wǎng)絡(luò)布置中傳輸?shù)南⒆鞒龇磻?br> 9.一種根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的電子信號傳輸方法,其中,所述方法包括以下手段根據(jù)所述裝置在所述網(wǎng)絡(luò)布置中的位置，并進一步根據(jù)附近各裝置對所述傳輸?shù)南⒌姆磻?，使各網(wǎng)絡(luò)裝置選擇性地對網(wǎng)絡(luò)布置中傳輸?shù)南⒆鞒龇磻?br> 10.一種根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的電子信號傳輸方法，其中，通信路徑包括單獨的目標裝置。
11.一種根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的電子信號傳輸方法，其中，通信路徑包括至少一個目標裝置。
12.一種根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項所述的電子信號傳輸方法，其中，所述區(qū)域布置包括所述無線網(wǎng)絡(luò)布置，且所述區(qū)域布置使得經(jīng)由所述最小數(shù)量的網(wǎng)絡(luò)裝置，將數(shù)據(jù)從所述網(wǎng)絡(luò)裝置匯集到控制面板或其它這樣的裝置，以降低無線網(wǎng)絡(luò)布置的功耗。
13.—種基本上如上文所述并參照附圖的方法。
14.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述地運行的裝置，其能夠吸收并存儲表示各裝置之間成功的通信路徑的數(shù)據(jù)，并根據(jù)由之前成功的通信所確定的最有效率的路徑，在無線網(wǎng)絡(luò)布置中最小數(shù)量的裝置之間傳輸并接收電子信號。
15.一種根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述裝置能夠與至少一個不鄰近的裝置通信，以建立第一裝置到目標裝置之間的、使用最小數(shù)量的裝置的通信路徑。
16.一種根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的裝置，其中，所述裝置能夠向至少一個其它的網(wǎng)絡(luò)裝置或控制面板傳輸至少一個消息，其中，在接收到來自所述至少一個其它的網(wǎng)絡(luò)裝置或控制面板的應答時，所述傳輸網(wǎng)絡(luò)裝置能夠確定其在所述網(wǎng)絡(luò)布置中的位置。
17.一種根據(jù)權(quán)利要求14至16中任一項所述的裝置，其中，所述裝置可操作以選擇性地參與數(shù)據(jù)通信，從而提供起始裝置和目標裝置之間的通信路徑，所述路徑包括最小數(shù)量的中間網(wǎng)絡(luò)裝置。
18.一種根據(jù)權(quán)利要求14至17中任一項所述的裝置，其中，所述裝置可操作以在未參與信號通信時轉(zhuǎn)換至非活躍模式，以降低功耗。
19.一種基本上如上文所述并參照附圖的裝置。
全文摘要
一種與無線網(wǎng)絡(luò)布置聯(lián)用的電子信號傳輸方法，包括吸收并保存關(guān)于該網(wǎng)絡(luò)布置中成功的通信路徑的數(shù)據(jù)，以及在無線網(wǎng)絡(luò)布置中最小數(shù)量的裝置之間傳輸并接收電子信號，以提高數(shù)據(jù)通信的效率并降低該網(wǎng)絡(luò)的功耗。
文檔編號H04W40/02GK103026760SQ201280001256
公開日2013年4月3日 申請日期2012年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者克利姆·布朗, 彼得·亞歷山大, 魯賓·摩根 申請人:泰斯康有限公司