[发明专利]在时隙信道跳变网络中的低能量端点设备和父设备之间的同步

说明书

公开了系统和方法，其用于在主时隙信道跳变(TSCH)协议上运作的父设备与在低能量信道跳变协议上运作的低能量网络设备之间同步通信。父设备细分TSCH时隙并且在所述时隙的主部分期间与相邻TSCH设备通信，并且在时隙的次级部分期间收听来自所连接的低能量设备的通信。在接收到来自低能量设备的同步请求时，TSCH设备传送包括同步数据的同步响应。同步数据允许低能量设备通过与TSCH协议的信道跳变模式同步来与TSCH网络同步通信。

技术领域

本公开内容一般地涉及联网，并且更具体地涉及在时隙信道跳变IEEE 802.15.4网络中的低能量端点设备与AC供电的设备之间的同步机制。

背景技术

提供对时隙信道跳变(TSCH)网络中的低能量设备的加入时间进行改善的系统和方法。公用事业公司、家庭自动化提供商、工业自动化提供商、科技和环境应用提供商、以及其它资源提供商可以经由在通过IEEE 802.15.4所定义的TSCH网络上运作的设备来与端点通信。被供电的父设备(例如电表、路由器)经由TSCH网络而被连接，所述TSCH网络被称为主网络或主TSCH网络(PN-TSCH)。被供电的父设备在本文中还被称为父节点或TSCH节点。为了维持同步，被供电的TSCH节点与彼此通信，并且通过使用在TSCH节点之间传送的周期性信标来维持与彼此的同步。

低能量(LE)设备用于监控和/或管理资源(例如电、热、水、其它公用事业，以及其它类型的资源)的消耗。在一些方面中，LE设备可以是使能了物联网(IoT)的设备，其可以被使用在智能电网以及智能家庭技术中。低能量设备被用作TSCH网络中的端点，并且与经A/C供电的父节点传送消息。低能量设备(其还被称为LE节点、LE端点、LE端点节点)包括电池供电的设备、能量采集设备以及刺穿式搭接(vampire tapping)设备。LE端点利用次级TSCH网络中的第二、低能量跳变模式。LE端点所利用的次级TSCH网络使用信道跳变协议，其中信道频率以比父设备所使用的主TSCH网络慢得多的速率切换。次级TSCH网络在本文中被称为LETSCH网络。LE网络所利用的较慢的信道跳变协议被称为低能量信道跳变协议。为了节省功率消耗并且保存电池寿命，LE-TSCH网络允许LE设备进入睡眠模式(即关断较高供电的电子器件、诸如振荡器)。由于LE设备在给定TSCH隙帧中传送的可能的数目方面受限，所以LE设备不从经A/C供电的父节点传送或接收信标来用于规律的同步。存在对于如下机制的需要：所述机制允许在父TSCH节点与电池供电的LE设备之间的同步。

发明内容

公开了系统和方法，其用于在使用TSCH协议而在主时隙信道跳变(TSCH)网络上通信的父设备与被连接到父设备的、使用低能量信道跳变协议而运作的低能量端点设备之间同步通信。低能量信道跳变协议是一种TSCH协议，其具有与主TSCH网络所使用的TSCH协议相比的更慢的信道跳变速率。低能量端点设备被电池源供电，并且在睡眠/唤醒循环的唤醒状态期间运作，以便保存电池寿命。TSCH父设备被配置成在由TSCH信道跳变模式所确定的频率信道上的TSCH时隙的主部分期间与相邻TSCH设备通信，并且在低能量网络频率信道上的TSCH时隙的次级部分期间收听来自低能量端点设备的通信。

在退出睡眠状态并且进入唤醒状态时，低能量端点设备在低能量网络频率上向TSCH父设备传送同步请求。在TSCH时隙的次级部分期间接收到同步请求时，TSCH父设备传送应答信号，其继之以同步响应。在低能量网络频率信道上传送同步响应。所述同步响应包括同步数据，其允许低能量端点设备使通信与主TSCH网络所使用的TSCH协议的信道跳变模式同步。低能量端点设备还可以重对准定时以计及可在睡眠状态期间发生的时钟漂移。使低能量网络设备的通信与主TSCH网络的信道跳变模式同步使得低能量网络设备以主TSCH网络所使用的TSCH协议的更快速率来切换信道。作为响应，低能量端点设备向TSCH父设备传送同步应答响应，其指示低能量端点设备与主TSCH网络的TSCH协议信道跳变模式同步。