[发明专利]使节点同步至数据宿的方法以及用于形成无线网络的节点

说明书

一种用于使节点同步至数据宿的方法，该方法确定节点接收到相邻节点发送的分组的第一时间以及数据宿或同步的相邻节点接收到相邻节点发送的分组的第二时间。基于第一时间与第二时间之间的差，使节点同步至数据宿。

技术领域

本发明总体上涉及无线网络中分组的路由，并且具体地，涉及无线网络中的同步。

背景技术

低功率有损网络(LLN)中的节点受到处理功率、存储器、功耗、寿命、活动率以及物理尺寸的制约。节点之间的通信链路的特点在于高损失率、低数据速率、不稳定性、低发送功率和短发送距离。在实际LLN内，可以存在几十至数百万的节点。LLN的示例包括智能电表网络和用于楼宇监控的无线传感器网络。

与移动自组(ad-hoc)网络相比，LLN可以具有受限的业务模式，尽管例如从节点至一个或更多个数据宿或集中器(concentrator)的多点对点业务占主导地位。点对多点和点对点业务很少。数据宿通常是控制点且从LLN中的节点收集数据。为了可靠性和效率，LLN可以具有多个数据宿。数据宿可以协同工作或独立工作且可以通过网络接口连接至数据中心。

由于以上制约，大规模LLN部署和高容量的分组递送可导致分组损失。重传可以增加网络业务。为了提高可靠性并减小开销，具有多个数据宿节点的LLN中的节点可以选择最佳路线。然而，用于LLN的最常规的路由方法不是针对多宿路由设计的。

已知若干常规的多宿路由方法。然而，那些方法对LLN而言不是最佳的并且是不同步的。例如，互联网工程任务组(IETF)已经开发了使用有向无环图(DAG)来发现路由的IPv6LLN路由协议(RPL)。即使RPL是多宿路由协议，路由也是基于建立面向目的地DAG(DODAG)发现的，DODAG具有被称为DODAG根的单宿节点。在发现路由后，节点向DODAG根发送分组。RPL没有规定如何发现节点和维持至多宿的路由以及节点如何在多宿之间切换。此外，DODAG是不同步的。

在一些LLN中要求同步。例如，同步可被智能电表网络用于多用途操作，包括测量数据收集、需求和响应管理、智能电表和连接至智能电表网络的装置的管理。结果，RPL可能不适用于一些LLN中的多宿多用途路由。

U.S.2012/0236855描述了一种用于控制传感器网络的多宿/多路径路由的方法。该方法为对安全性有严格要求的系统而设计。为了满足可靠性的需求，该路由方法使用多个路径向多个数据宿发送同一数据的多个副本。该方法的开销对大规模LLN是过多的。此外，多宿多路径的多个传输可降低LLN的可靠性。

发明内容

本发明的一些实施方式是基于节点可以实施与数据宿同步而无需发送任何同步分组的认识。这是因为，节点可以接收由相邻节点发送的分组。因此，在一些情况下，节点可以基于在数据宿与相邻节点之间交换的同步分组同步至数据宿。附加地或另选地，节点可以基于在相邻节点和先前与数据宿同步的同步的相邻节点之间交换的同步分组同步至数据宿。被动同步减小了通信开销。

例如，LLN中的一些节点可以实施主动同步，而一些节点可以实施被动同步。在主动同步中，节点与数据宿或同步的相邻节点交换同步分组。然而，在被动同步中，节点不发送任何分组并且仅使用由其它节点发送的同步分组。

相应地，本发明的一个实施方式公开了一种将节点同步至数据宿的方法。该方法包括，确定所述节点接收到由相邻节点发送的分组的第一时间；确定数据宿或同步的相邻节点接收到由所述相邻节点发送的分组的第二时间；以及基于所述第一时间与所述第二时间之间的差将所述节点同步至所述数据宿。