CN101390334A - 用于超出网络范围的节点的节电方案 - Google Patents

用于超出网络范围的节点的节电方案 Download PDF

Info

Publication number
CN101390334A
CN101390334A CNA2007800064410A CN200780006441A CN101390334A CN 101390334 A CN101390334 A CN 101390334A CN A2007800064410 A CNA2007800064410 A CN A2007800064410A CN 200780006441 A CN200780006441 A CN 200780006441A CN 101390334 A CN101390334 A CN 101390334A
Authority
CN
China
Prior art keywords
message
node
network
disconnection
scope
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2007800064410A
Other languages
English (en)
Inventor
弗农·A·艾伦
奥列格·安德里奇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Motorola Solutions Inc
Original Assignee
Motorola Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Motorola Inc filed Critical Motorola Inc
Publication of CN101390334A publication Critical patent/CN101390334A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/02—Details
    • H04L12/12—Arrangements for remote connection or disconnection of substations or of equipment thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/02—Power saving arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/02—Power saving arrangements
    • H04W52/0209—Power saving arrangements in terminal devices
    • H04W52/0225—Power saving arrangements in terminal devices using monitoring of external events, e.g. the presence of a signal
    • H04W52/0241—Power saving arrangements in terminal devices using monitoring of external events, e.g. the presence of a signal where no transmission is received, e.g. out of range of the transmitter
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W60/00—Affiliation to network, e.g. registration; Terminating affiliation with the network, e.g. de-registration
    • H04W60/06—De-registration or detaching
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/14—Spectrum sharing arrangements between different networks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

这里提供了一种用于超出网络范围的节点(101)的节电方案。在操作期间，当节点确定其超出网络范围时，其将切换至操作的“断开”模式。在“断开”模式中，节点将以半随机的时间间隔发射消息(以避免一旦其返回范围中就连续干扰信标网络)，并且然后在较短的时间周期(远短于帧长度)切换至接收模式。所发射的消息将向接收该消息的任何节点通知此时发射节点从网络断开，并且该消息还包括断开节点的MAC地址。在短暂的接收周期之后，断开节点将进入睡眠模式。

Description

用于超出网络范围的节点的节电方案
技术领域
本发明总体上涉及节电技术，且特别涉及，超出网络范围的节点的节电方案。
背景技术
大部分无线自组网以较低功耗运行。在网络中，通过允许节点在连接至网络的大部分时间保持睡眠，来优化节点的电池寿命。然而，一旦节点离开网络的范围，该节点就开始搜索网络以便加入其中。通常，节点将必须扫描多个信道从而确定网络是否可用，这将花费很多秒，并且非常消耗电池。扫描之后，该节点进入睡眠，但如果该单元在一段较长的时间处于休眠状态，则一旦返回至网络范围之内，该单元将花费更长的时间来重新加入网络。对于许多应用，响应时间的不足是无法接受的。正因为如此，脱离网络范围的大部分节点，由于其将持续搜索附近的网络以便加入其中，所以将耗尽大约数天的电池功率。因此，存在对于用于超出网络范围的节点的节电方案的需求，该方案将不会很快的消耗电池功率。
附图说明
图1是网络的结构图。
图2是节点的结构图。
图3是表示图2中的节点的操作的流程图。
具体实施方式
为了解决上述需求，这里提供了一种用于超出网络范围的节点的节电方案。在操作期间，当节点确定其超出网络范围时，其切换至操作的“断开”模式。在“断开”模式中，该节点以半随机的时间间隔发送消息(以避免一旦其返回范围内就连续干扰信标网络)，然后，在较短的时间周期(远短于帧的长度)切换至接收模式。所发射的消息将向接收该消息的任何节点通知发射节点此时与网络断开，并且该消息还包括断开节点的MAC地址。在短暂的接收周期之后，断开节点将进入睡眠模式。由于接收周期很短，所以断开节点大部分时间将处于睡眠模式，这将极大增加电池的寿命。
本发明包括用于操作超出网络范围的节点的一种方法。该方法包括以下步骤：确定节点与网络断开，发出“断开”消息，以及在发出“断开”消息之后立即监听表示节点处于网络范围内的“范围内”消息。当接收到“范围内”消息时，进行与网络的关联，否则节点将降低功耗。
此外，本发明还包括一种装置，该装置包括：发射机，当节点与网络断开时，发出“断开”消息；接收机，用于在发出“断开”消息之后立即监听“范围内”消息，其中“范围内”消息表示该节点处于网络范围内；以及逻辑电路，当接收到“范围内”消息时，与网络关联，当没有接收到“范围内”消息时，将降低功耗。
现在，转至附图，其中，相同的数字指示相同的部件，图1图示根据本发明的优选实施例的网络100。网络100优选地是使用无线自组网网络协议，该网络协议由用于高数据速率的无线个人区域网802.15.3，或用于低速率无线个人区域网的IEEE802.15.4所定义。然而，本领域普通技术人员可知，在不超出本发明范围的变化中，也可以使用其他网络协议。例如，网络100可以使用诸如以下但不局限于此的网络协议：自组网按需距离向量(AODV)、动态源路由(DSR)、临时按序路由算法(TORA)、蓝牙TM标准(IEEE标准802.15.1)等等。如所示的，网络100包括多个节点101(只标出了一个)，表示通过彼此相互通信的设备。
节点101可以是可运输的(移动的)，或者它们可以固定在给定位置。此外，节点101可以是电池供电的，或“可插拔”至诸如标准110伏A/C供电的电源。典型的电池供电节点101，使用允许节点101在大部分时间“睡眠”的节电技术。作为对照，“可插拔”至电源的节点不需要睡眠，因为这些节点不需要节省电量。
本领域普通技术人员可知，对于自组网，通过首先发现存在于源节点和目的地节点之间的中介节点，然后通过中介节点将来自源节点的数据中继至目的地节点，来进行节点101之间的数据通信。因此，为了成为网络100的一部分(即，连接至网络100)，节点将必须处于作为网络100一部分的至少一个其他节点的通信范围内。
如上所述，一旦现有技术节点离开所有节点101的范围，该节点将通过在通信范围内集中扫描节点，来开始搜索网络以便加入其中。正因为如此，离开网络范围的大部分现有技术节点，由于将持续搜索附近的网络以便加入其中，所以将耗尽大约数天的电池功率。为了解决该问题，将发送指定消息(“断开”消息)，其表示节点超出网络100的范围，且不是网络100的一部分。为了节省电池功率，将随机发送断开消息，但优选地不超过每10秒一次。在发送该“断开”消息之后，节点将监听来自范围之内的任何其他节点的响应。为了节约电池功率，节点将在远短于帧长度的时间周期(优选地小于30ms)进行监听。
连接至网络并接收该“断开”消息的节点，立即将“范围内”消息直接发送至“断开”消息中所包括的MAC地址。该“范围内”消息将触发断开节点切换至“连接”模式并且开始标准的关联处理。应该注意的是，“断开”消息和“范围内”消息二者都包括被设计成符合所使用的通信协议的标准消息传送。例如，对于使用IEEE802.15.4通信系统协议的通信系统，“断开”和“范围内”消息二者都将包括帧控制字段、序号字段、目的地和源PAN标识符字段，目的地和源地址字段、有效负荷字段，和校验序列字段。为“断开”和“范围内”消息指定该有效负荷字段，以便包含特定消息的信息。
图2是节点101的结构图，当从网络断开时，该节点101进入节电模式。如图所示，节点101包括逻辑电路201、发射机203、接收机205，以及时钟207。虽然能够预想逻辑电路201、发射机203和接收机205的各种形式，但在本发明的优选实施例中，是由耦合至Motorola(摩托罗拉)的HC08 8位处理器201的Freescale(飞思卡尔)有限公司的MC13192收发信机(发射机203和接收机205)形成节点101。
在操作期间，逻辑电路201通过周期性的苏醒和监听来自其他节点的信标传输，确定其处于其他节点的范围之内(从而连接至网络100)。以类似的方式，当与网络100关联时，逻辑电路将指示发射机203周期性地向邻近节点广播信标。当没有收听到信标传输时，逻辑电路201将假定节点101超出网络100的范围，并且开始随机发射“断开”消息。逻辑电路201将确定适当的时间来发射该“断开”消息，并且将访问时钟207从而确定适当的时间。此外，逻辑电路201根据系统的设计来确定发送“断开”消息的信道。例如，在为多信道设计的系统中，特定控制信道用于该消息，并且被监视位于入口的信道的节点用来检测断开节点。如果网络100使用用于传输的单个信道，则断开节点将使用该信道发射“断开”消息。
一旦逻辑电路201指示发射机203发射“断开”消息，逻辑电路201将访问接收机205，从而确定是否接收到“范围内”消息，如果没接收到，则逻辑电路201将指示节点101内的所有部件进入节电模式，并在指定的时间周期(例如，30秒)降低功耗。如同所讨论的那样，节点101监听范围内消息的时间周期远短于帧长度，并且优选地小于30毫秒。
图3的流程图表示超出网络范围的图2中的节点的操作。逻辑流开始于步骤301，其中节点101操作为联网节点。在步骤303，逻辑电路201确定节点101是否与网络断开。如上所述，通过确定接收机305已无法收听到来自其他网络节点的信标(表示该节点处于所有其他联网节点的通信范围之外)，来实现这一步。如果在步骤303确定节点101超出网络范围，则逻辑流继续到步骤305，否则，该逻辑流返回步骤301。在步骤305，逻辑电路201确定发射“断开”消息的时间。如上所述，“断开”消息发射时间是随机时间，其优选地不少于传输之间的10秒。
逻辑流继续到步骤307，其中发射机203发射“断开”消息。然后，逻辑电路访问接收机205，以确定是否收听到“范围内”消息(步骤309)。如上所述，在发送“断开”消息之后，接收机205将立即监听表示该节点处于网络范围内的“范围内”消息。接收机205监听“范围内”消息的时间周期远小于帧周期，且优选地小于30毫秒。
继续，如果在步骤309，确定已经监听到“范围内”消息，则逻辑流继续至步骤315，其中由逻辑电路201实现一般的网络关联。然而，如果确定并未监听到“范围内”消息，则逻辑流继续至步骤311，其中确定发射“断开”消息的时间周期，且逻辑电路201指示节点101内的所有部件降低功耗。如上所述，在随机时间周期，优选地不超过每10秒一次发送断开消息。在步骤311，逻辑电路201指示节点101内的组件增加功耗，且逻辑流返回至步骤307，其中再次发射“断开”消息。
尽管参考特定实施例，特别示出并描述了本发明，本领域技术人员可以理解的是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，可以在形式和细节上做出各种改变。这样的改变旨在落入权利要求的范围之内。

Claims (10)

1.一种用于操作超出网络范围的节点的方法，该方法包括步骤：
确定节点与网络断开；
发出“断开”消息，该“断开”消息不与任何网络同步；
在发送所述“断开”消息之后，立即在短于帧长度的时间周期内监听“范围内”消息，其中“断开”消息表示该节点处于网络范围内；
当接收到“范围内”消息时，与网络关联；以及
当未接收到“范围内”消息时，降低功耗。
2.根据权利要求1所述的方法，其中节点与网络断开的步骤包括确定该节点超出所有其他联网的节点的通信范围的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其中发出“断开”消息的步骤包括不超过每10秒一次地发出该“断开”消息的步骤。
4.根据权利要求3所述的方法，其中发出“断开”消息的步骤包括步骤：以不超过每10秒一次的随机时间周期发出该“断开”消息。
5.根据权利要求4所述的方法，其中监听“范围内”消息的步骤包括在远小于帧周期的时间周期内进行监听的步骤。
6.一种装置，包括：
发射机，当节点与网络断开时，发出“断开”消息；
接收机，用于在发送该“断开”消息之后立即监听“范围内”消息，其中“范围内”消息表示该节点处于网络范围内；
逻辑电路，当接收到“范围内”消息时，与网络关联，而当未接收到“范围内”消息时，降低功耗。
7.根据权利要求6所述的装置，其中当该节点超出所有其他联网的节点的通信范围时，该节点与网络断开。
8.根据权利要求6所述的装置，其中不超过每10秒一次地发出该“断开”消息。
9.根据权利要求8所述的装置，其中以不超过每10秒一次的随机时间周期发送该断开消息。
10.根据权利要求9所述的装置，其中该接收机在远小于帧周期的时间周期内监听“范围内”消息。
CNA2007800064410A 2006-02-22 2007-01-29 用于超出网络范围的节点的节电方案 Pending CN101390334A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/276,281 US20070195784A1 (en) 2006-02-22 2006-02-22 Power saving scheme for nodes that are out of range of a network
US11/276,281 2006-02-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101390334A true CN101390334A (zh) 2009-03-18

Family

ID=38428116

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2007800064410A Pending CN101390334A (zh) 2006-02-22 2007-01-29 用于超出网络范围的节点的节电方案

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20070195784A1 (zh)
EP (1) EP1997272A2 (zh)
KR (1) KR20080104016A (zh)
CN (1) CN101390334A (zh)
WO (1) WO2007100946A2 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103516403A (zh) * 2012-06-28 2014-01-15 广达电脑股份有限公司 蓝牙通信方法和系统

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8902154B1 (en) 2006-07-11 2014-12-02 Dp Technologies, Inc. Method and apparatus for utilizing motion user interface
US8949070B1 (en) 2007-02-08 2015-02-03 Dp Technologies, Inc. Human activity monitoring device with activity identification
US7753861B1 (en) 2007-04-04 2010-07-13 Dp Technologies, Inc. Chest strap having human activity monitoring device
US8555282B1 (en) 2007-07-27 2013-10-08 Dp Technologies, Inc. Optimizing preemptive operating system with motion sensing
US8195122B1 (en) 2007-12-14 2012-06-05 Dp Technologies, Inc. Method and apparatus for adjusting the frequency of testing for a wireless communications signal
US8996332B2 (en) 2008-06-24 2015-03-31 Dp Technologies, Inc. Program setting adjustments based on activity identification
US8872646B2 (en) 2008-10-08 2014-10-28 Dp Technologies, Inc. Method and system for waking up a device due to motion
US9529437B2 (en) 2009-05-26 2016-12-27 Dp Technologies, Inc. Method and apparatus for a motion state aware device
FR2977419B1 (fr) * 2011-06-28 2013-08-09 Univ Paris Sud 11 Procede pour l'extinction de routeurs dans un reseau de communications et routeur mettant en oeuvre ce procede
TWI493907B (zh) * 2012-05-17 2015-07-21 Acer Inc 近場通訊裝置的檔案分享系統及其方法
CN104837144A (zh) * 2015-03-20 2015-08-12 张韶冬 基于1GHz以下ISM频段组网的物联网系统
US10244481B2 (en) 2017-04-05 2019-03-26 Biosense Webster (Israel) Ltd. System and method for switching on wireless tool only when the location frequencies are detected

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6714559B1 (en) * 1991-12-04 2004-03-30 Broadcom Corporation Redundant radio frequency network having a roaming terminal communication protocol
US6374311B1 (en) * 1991-10-01 2002-04-16 Intermec Ip Corp. Communication network having a plurality of bridging nodes which transmit a beacon to terminal nodes in power saving state that it has messages awaiting delivery
US6175560B1 (en) * 1995-06-02 2001-01-16 Airspan Networks, Inc. Apparatus and method of establishing and maintaining communication paths in a wireless telecommunications system
US6219540B1 (en) * 1998-11-23 2001-04-17 Motorola, Inc. Communication device providing out-of-range battery saving and method therefor
US20030118015A1 (en) * 2001-12-20 2003-06-26 Magnus Gunnarsson Location based notification of wlan availability via wireless communication network
EP1510083A1 (en) * 2002-06-06 2005-03-02 MOTOROLA INC., A Corporation of the state of Delaware Protocol and structure for mobile nodes in a self-organizing communication network
US20070058634A1 (en) * 2005-09-09 2007-03-15 Vipul Gupta Interaction with wireless sensor devices

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103516403A (zh) * 2012-06-28 2014-01-15 广达电脑股份有限公司 蓝牙通信方法和系统
CN103516403B (zh) * 2012-06-28 2015-08-19 广达电脑股份有限公司 蓝牙通信方法和系统

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007100946A2 (en) 2007-09-07
KR20080104016A (ko) 2008-11-28
US20070195784A1 (en) 2007-08-23
EP1997272A2 (en) 2008-12-03
WO2007100946A3 (en) 2008-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101390334A (zh) 用于超出网络范围的节点的节电方案
Yang et al. A wakeup scheme for sensor networks: Achieving balance between energy saving and end-to-end delay
EP3024289B1 (en) Communication system, communication apparatus and communication method, and computer program
KR101608907B1 (ko) 장치 탐지 동안의 액세스 포인트들을 위한 부분적인 전력 절감 모드
KR101158567B1 (ko) 메쉬 포인트들을 위한 딥 슬립 모드
KR101190864B1 (ko) 비동기식 ｍａｃ 프로토콜에 기반한 센서 노드 및 그 센서 노드에서 수행되는 데이터 송수신 방법
EP1608191B1 (en) Power saving system in distributed wireless personal area network and coresponding method
US20070242634A1 (en) Method and apparatus for message transmission within a communication system
KR20050087980A (ko) 모바일 애드 혹 네트워크에서 이동 단말기의 매체 액세스제어 프로토콜 계층 모듈 및 헬로 패킷 전송 방법
CN103686949B (zh) 数据报文的处理方法、装置及通信网络系统
JP2010206724A (ja) 省電力型無線通信装置及び無線通信装置
JP7113979B2 (ja) 低電力のリピータ動作モードで動作可能な信号リピータデバイス
KR20140100569A (ko) 액세스 포인트 전력 절약을 위한 시스템 및 방법
CN111132113B (zh) 一种低功耗蓝牙Mesh网络实现方法
KR20080098587A (ko) 무선 통신 네트워크의 초기화
CN106888491B (zh) 一种基于相长干涉的无线传感器网络按需快速唤醒方法
US8355380B1 (en) Mesh power conservation
JP2010278763A (ja) 基地局装置
CN101491040B (zh) 通信方法、相关联的发送和接收站
JP5618243B2 (ja) 制御装置、それにおいて実行されるプログラム、およびその制御装置を備えた通信システム
US20090047927A1 (en) Method for Operating a Radio Network and Subscriber Device for Said Type of Network
US8601295B2 (en) Information transmission device, system, and method
JP5483188B2 (ja) 無線ｌａｎシステム及びその省電力制御方法
EP2781124B1 (en) A method for enhancing data transfer across a wireless network arrangement
JP2009290718A (ja) 無線データ通信システム

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20090318