[发明专利]使用超低功率节点的无线接口的无线信道分配

说明书

超低功率无线节点(50)在至少两个无线信道上送出(100)数据包到骨干节点网络(65、70、75、80)。根据检测的接收性能来分配(130)骨干节点处收听哪些无线信道。对于不同的骨干节点协调分配。通过将在多个无线信道上送出与根据接收性能动态地分配收听信道以及对于不同的骨干节点协调分配相结合，能够利用单独的接收位置的空间分集性和信道分集性。这能够使得系统对于例如时变位置特定干扰或信道特定干扰更具弹性。

技术领域

本发明涉及操作无线接口的方法，涉及用于分配这种接口的收听无线信道的方法，涉及对应的装置，涉及具有这种接口的网络，以及涉及对应的计算机程序。

背景技术

基于如IEEE 802.15.4(/ZigBee)、IEEE 802.11(/Wi-Fi)或IEEE 802.15.1(/Bluetooth)的标准的无线网络是公知的。这些工作于2400-2483.5MHz ISM带(工业、科学和医疗)带中。它们是相对低功率短程系统(10-100m)并且会受附近的其它无线电干扰且会对附近频率带来高的干扰水平。这成为在无线接口中降低功耗的努力的约束。

例如ZigBee是具有安全特征的低数据率(250kbit/s)系统且使能专门创建网状网络，从而使任意设备能够达到更远距离的设备。在2012年，宣布了ZigBee PRO Green Power特征，其允许超低功率设备如无电池设备通过设计成最小化所使用功率量的无线接口安全地加入ZigBee PRO网络。它对于诸如传感器、开关、遮光器以及其它许多设备的功率ZigBee产品是一种更加环境友好的方式。这些设备现在仅通过采收少量如运动、光、振动的能量的广泛可用的、但是经常未使用的源而被供电。

设备能够使用能量采收来克服干线供电或电池供电的缺点。对设备进行干线供电导致安装成本，并且其只能用于非移动设备。电池供电的设备的电池具有有限的使用寿命，而且频繁更换电池的经济和环境成本不总能接受。

超低功率(ULP)无线节点的特征在于如下事实：它们需要零维护(无电池更换)，无需被干线供电。原则上这能够通过若干方式来实现。第一可能是，通过降低功耗而使得电池使用寿命比预期的或设计的产品使用寿命长，使得电池比产品的预期使用寿命持续得更长。在该情况下，产品使用寿命具有由电池的自耗设定的上限。作为第一可能的替代或者与第一可能一起的第二可能是，使用能量采收技术。通过降低功耗，使得所需的功率/能量级别能够从环境中采收。能量采收通常被认为是从外部源(例如，太阳能、热能、风能、含盐量梯度和动能)取得能量，以及使用或储存它用于较小的、无线自治设备，如在可佩戴电子设备和无线传感器网络中所使用的那些。ZigBee Green Power[2]是ZigBee PRO联网栈[1]的扩展，其允许在ZigBee PRO网络中并入超低功率节点，集中于能量采收节点。ZigBee GreenPower使超低功率设备能够使用无线接口利用通常为数百微焦耳能量来完成与骨干网络的通信。涉及到三种类型的节点：

GreenPwer Device

GreenPower Device(GPD)是一种超低功率无线节点。它们典型地生成命令，命令应当对诸如ZigBee PRO网络的骨干网络中的宿节点(GPS)起作用。一个实施例是能量采收开关(为GPD)，其产生Toggle命令，切换ZigBee PRO网络上的灯(为GPS)的状态。由于这些能量方面的限制，GPD仅能传送数据包有限次数：典型地它们在单个信道上广播数据包3次。该信道被预定义，利用设备本身上的开关进行配置，或者能够在初始试运行操作中进行协商。在其最简单的形式中，GPD仅能传送数据包，而不能接收任何数据包。

GreenPower Proxdy