BRPI0706211A2 - rede de comunicação sem fio, estação para uso em uma rede de comunicação sem fio, e, método para operar uma rede de comunicação sem fio - Google Patents

Abstract

REDE DE COMUNICAçãO SEM FIO, ESTAçãO PARA USO EM UMA REDE DE COMUNICAçãO SEM FIO, E, MéTODO PARA OPERAR UMA REDE DE COMUNICAçãO SEM FIO. Uma rede de comunicação sem fio inclui uma unidade de associação e uma pluralidade de estações. Pelo menos parte das estações armazena informação de associação indicativa de uma rota associada para transmissão de mensagens da estação à unidade de associação. A informação de associação é gerada instalando as estações em um estado não associado; transmitindo mensagens de solicitação de associação de estações no estado não associado; e transmitindo mensagens de concessão de associação em resposta às mensagens de solicitação de associação. Cada mensagem de concessão de associação é transmitida só da unidade de associação ou, pelo menos quando a estação que transmitiu a mensagem de solicitação de associação está fora de um alcance de recepção da unidade de associação, de uma das estações que está em um estado associado. Cada estação que recebeu a mensagem de concessão de associação em resposta a sua mensagem de solicitação de associação é comutada para o estado associado. Informação de associação é armazenada que indica a estação que enviou a mensagem de concessão de associação como parte da rota associada à unidade de associação.

Description

"REDE DE COMUNICAÇÃO SEM FIO, ESTAÇÃO PARA USO EM UMAREDE DE COMUNICAÇÃO SEM FIO, E, MÉTODO PARA OPERARUMA REDE DE COMUNICAÇÃO SEM FIO"

A invenção relaciona-se a um método para operar uma rede decomunicação sem fio, a um sistema de comunicação sem fio que usa um talmétodo e a estações para uso em uma tal rede.

Pedido de Patente N0 2003/0151513 descreve uma rede deestação de sensor sem fio. Em operação, dados das estações de sensor sãotransmitidos em múltiplos saltos a um painel central e vice-versa. Isto éporque as estações de sensor não são capazes de transmitir diretamente aopainel central. A cada estação de sensor é dada sua própria rota fixa paratransmitir e receber dados para e do painel central. Tipicamente, os dados sãoenviados primeiro para outra estação de sensor, e de lá para outra estação desensor, e assim por diante, até que uma cabeça de agrupamento sejaalcançada. Então, os dados são enviados por uma rede de cabeças deagrupamento ao painel central.

Depois de instalação da estações de sensor em vários locais emuma área de sensação, uma topologia de rede é formada dinamicamente. Querdizer, as rotas para cada uma das estações de sensor são selecionadasautomaticamente e programadas nas estações de sensor. O pedido de PatenteN0 2003/0151513 descreve vários métodos de formar dinamicamente as rotasdas estações de sensor para unidades de cabeça de agrupamento quecanalizam comunicação de grupos de estações de sensor. A iniciativa étomada pela unidade de cabeça de agrupamento, que transmite mensagens dedescoberta de ligação, que alertam estações de sensor próximas sobre adisponibilidade da cabeça de agrupamento. Estas estações de sensor remetemas mensagens de descoberta de ligação. Estações de sensor adicionais podemreceber e remeter as mensagens de descoberta de ligação remetidas e assimpor diante. Os pacotes de descoberta de ligação funcionam para sincronizarrelógios de comunicação da cabeça de agrupamento e das estações de sensor.

A seguir, as rotas para transmitir mensagens das estações desensor para a unidade de associação são definidas. Em uma concretização,isto é feito transmitindo e remetendo pacotes de descoberta de rota da unidadede associação. Os pacotes de descoberta de rota remetidos indicam o númerode saltos através dos quais eles foram remetidos. Nesta concretização, cadaestação de sensor toma uma rota selecionando a unidade de associação ouestação de sensor da qual recebeu um pacote de descoberta de rota através demenos saltos. As estações de sensor registram uma indicação destas rotas parauso posterior em operação normal. Subseqüentemente, as estações de sensorenviam pacotes de registro de rota à unidade de associação para indicar a rotaque elas selecionaram.

Em outra concretização, as estações de sensor enviammensagens de registro de ligação sem esperar por mensagens de descoberta derota. Estas mensagens de registro de ligação podem alcançar a unidade deassociação por cada rota disponível. Nesta concretização, a unidade deassociação seleciona rotas para as estações de sensor das quais recebeumensagens de registro de ligação. Depois de fazer a seleção, a unidade deassociação envia mensagens de definição de rota às estações de sensor pararegistrar uma indicação destas rotas para uso posterior em operação normal.

Um problema com estas técnicas é que elas requeremtransmissão de informação por estações de sensor antes que a topologia deroteamento tenha sido definida, isto é, quando várias rotas ainda sãopossíveis. Isto complica as estações (sensor), porque elas têm que suportarmodos diferentes de comunicação enquanto operando em modo de baixapotência. Se remessa de informação só for feita usando a topologia deroteamento definida, uma abordagem central é lenta (cada estação tem queesperar até que sua estação acima tenha sido nomeada centralmente a umarota) e uma abordagem descentralizada é ineficiente (uma topologia deroteamento com uma quantidade desnecessária de ramais foi criada).

Outro problema que pode ocorrer é que as ligações sem fioentre nós são impedidas por barreiras e que usar a mesma freqüência pararotas de ligação acima e abaixo requer sincronização. Isto complica a estação(sensor), porque elas têm que suportar sincronização e sinais de RFpoderosos.

Um protocolo de comunicação móvel é conhecido de umartigo intitulado "TBONE: A Mobile-Backbone Protocol for Ad Hoc WirelessNetworks" por Izhak Rubin et al., e publicado nos procedimentos daConferência Aeroespacial IEEE 2002 (Piscataway NJ, 9-16 de março de2002) páginas 2727-2740. O protocolo móvel deste artigo usa dois tipos derede: uma rede de alta potência chamada a BNET, ou estrutura principal, euma pluralidade de redes de baixa potência chamadas ANETs. Em cada redede baixa potência (ANET), nós de baixa potência se comunicam sob controlede um nó central daquela ANET. Cada um dos nós centrais também funcionacomo nó de estrutura principal, isto é, como um nó na rede de estruturaprincipal de alta potência.

Dispositivos são providos que são capazes de operar como nósde estrutura principal. Inicialmente, cada um destes dispositivos decide secomutará para operação como nó de estrutura principal, dependente de se temuma qualificação mais alta para fazer assim do que dispositivos vizinhos quesão capazes de operar como nós de estrutura principal. Subseqüentemente,esses dispositivos que comutaram para operação como nós de estruturaprincipal recebem solicitações de junção de nós restantes que querem setornar parte de uma rede de baixa potência (ANET) centrada em um nó deestrutura principal particular. As redes de baixa potência (ANETs) sãoformadas concedendo estas solicitações de junção. Solicitações de junçãopodem vir de ambos dispositivos capazes de estrutura principal restantes quenão decidiram operar como dispositivos de estrutura principal, e de nós debaixa potência que não são capazes de operar como dispositivos de estruturaprincipal de modo algum.

O artigo também descreve a possibilidade que dispositivoscapazes de estrutura principal restantes (que não decidiram inicialmenteoperar como dispositivos de estrutura principal) podem ser comandados parase tornarem nós de estrutura principal através de nós de estrutura principalexistentes. Isto acontece quando um dispositivo capaz de estrutura principalrestante que faz parte de uma rede de baixa potência (ANET) recebe eretransmite uma solicitação de junção de um nó de solicitação que não podeser aceito por qualquer nó de estrutura principal existente. Quando istoacontece, o nó de estrutura principal central da rede de baixa potência(ANET) comanda o dispositivo capaz de estrutura principal restante paracomutar para operação como um nó de estrutura principal e para conceder asolicitação de junção do nó de solicitação. Neste caso, a dispositivo capaz deestrutura principal restante se une à rede de alta potência (BNET), estabeleceuma rede de baixa potência (ANET) sua própria e deixa de usar os caminhosna rede de baixa potência (ANET) do nó de estrutura principal comandante. Odispositivo capaz de estrutura principal restante usa a rede de alta potênciapara retransmitir mensagens adicionais para ou do nó de solicitação.Nenhuma provisão é feita para roteamento por nós de rede de baixa potênciaestabelecidos previamente sucessivos (ANET) e associação para esta formade roteamento.

Este sistema trata o uso de dois tipos de ligações de rede:ligações nas redes de baixa potência e ligações nas redes de alta potência.Ligações de comunicação diretas (não por outros nós associados) são usadasnas redes de baixa potência. A seleção de caminhos de comunicação na redede alta potência não é descrita, mas como comunicação de alta potência éusada, caminhos de alcance mais longos podem ser usados nesta rede do quenas redes de baixa potência. Como o sistema é pretendido para provercomunicação em um ambiente dinâmico em lugar de controle de dispositivosno sistema, não há nenhum único nó de estrutura principal central. O uso dedois tipos de rede sem unidade central faz este sistema complexo e ineficienteem uso de largura de banda.

Entre outros, é desejável prover uma rede sem fio em que rotaspara comunicação podem ser determinadas sem a necessidade para remeterinformação por estações para as quais as rotas ainda não foram definidas.

Entre outros, é desejável prover um método para operar umarede sem fio em que rotas para comunicação podem ser determinadas sem anecessidade para remeter informação por estações para as quais rotas nãoainda foram definidas.

Entre outros é desejável prover estações para uso flexível emredes sem fio.

A invenção provê uma rede de comunicação sem fio de acordocom reivindicação 1. Esta rede permite a rotas entre estações e uma estação deassociação serem estabelecidas para uso adicional, usando rotas que já foramdefinidas em resposta a associações anteriores. Cada rota é estabelecidaquando uma solicitação de associação de uma estação é concedida.Estabelecimento de uma rota é efetuado pela unidade de associação porexemplo armazenando informação que define a rota à estação associada emuma memória que a unidade de associação usa para selecionar a rota a cadavez quando uma mensagem tem que ser enviada à estação associada. Rotassão estabelecidas em uma concessão de associação da unidade de associaçãoou de uma estação que comutou para o estado associado diretamente ouindiretamente baseado em uma concessão de associação da unidade deassociação, em uma onda de associação que irradia de nós para nós partindoda unidade de associação. Só a unidade de associação e estações que têm umarota estabelecida à unidade de associação, que foi estabelecida deste modo emresposta a solicitações e concessões de associação correspondentes por nós aolongo da rota, são permitidas concederem solicitações de associação.Portanto, suas rotas podem ser usadas imediatamente para a estação que estáassociada.

Em uma concretização, uma estação é configurada paratransmitir solicitações de associação primeiro para associação por um canal defreqüência ativo e subseqüentemente, se a primeira solicitação de associaçãotransmitida não for concedida, para associação por um canal de freqüênciacomo ainda não usado. A solicitação anterior pode ser transmitida porexemplo diretamente à unidade de associação. Porque a rota que é para serusada à estação só é estabelecida na associação, é prevenido que múltiplasrotas incompatíveis sejam nomeadas quando tais solicitações de associaçãodiferentes são transmitidas.

Mais geralmente, em uma concretização, a estação que emite aconcessão de associação para uma estação específica é configurada para fazeremissão da concessão de associação dependente de se a estação específicaindica que uma função que está ativa naquela estação específica ou não. Istosignifica que uma estação específica pode se associar com outras estaçõesdiferentes, dependente de se a função está ativa na estação específica ou não.Como resultado, a estação específica tem a oportunidade para emitir umapluralidade de solicitações de associação: sem ativar a função e depois que afunção é ativada, por exemplo com uma solicitação diretamente para aunidade de associação. Assim, por exemplo, se a função consumir um recursoescasso (tal como função que usa um canal de freqüência para comunicaçãoentre as estações, por esse meio excluindo o uso do canal de freqüência poroutras estações), pode ser prevenido que o recurso seja consumidodesnecessariamente concedendo a solicitação de associação antes de ativar afunção. Porque as rotas para estações só são estabelecidas na associação, éprevenido que endereços de estação inconsistentes sejam nomeados.

Em uma concretização, a associação é precedida por uma fasede descoberta, em que nenhuma rota ainda está estabelecida, mas a estaçãodescobre outras estações, que pode funcionar para retransmitir mensagens.

Assim, estações podem ser habilitadas primeiro para descobrir endereços deoutras estações disponíveis para as quais as solicitações de associação podemser enviadas, ou estações que podem enviar solicitações de associação antesque uma rota seja estabelecida. Em uma concretização adicional, mensagensde anúncio de descoberta são usadas que identificam estações que estãohabilitadas a conceder solicitações de descoberta. Assim, é feito possívelevitar desperdício de energia ou largura de banda em solicitações deassociação que não podem ser concedidas.

Em outra concretização, parte das estações são estações defunção dual, que começam a enviar mensagens de concessão de associação sódepois de receber aprovação da unidade de associação para fazer assim.

Assim, a unidade de associação tem controle sobre a seleção de estações queatuam como estação de retransmissão, até mesmo depois que a estação defunção dual obteve uma rota para suas "próprias" mensagens (por exemplo,mensagens de sensor de uma estação de sensor embutido). Em umaconcretização, a estação de função dual inclui unidades que funcionam comoum transmissor de quadro de baliza e como uma estação com habilidades decomunicação como estação de sensor respectivamente. A unidade deassociação pode seguir uma estratégia de habilitar tais estações de função dualseletivamente para evitar habilitar muitas estações que atuam comoretransmissão só para algumas estações cada, ou evitar selecionar estaçõesquando estas se tornarão uma retransmissão para mensagens para muitasestações.

Em outra concretização, estações de função dual são usadasque incluem uma conexão mecanicamente flexível entre unidades separadas,que cada uma tem uma antena ou antenas para transmissão e recepção. Assim,tais estações podem ser usadas para conectar espaços diferentes "ao redor docanto".

Em outra concretização, estações de função dual são usadasque operam simultaneamente em canais de freqüência diferentes que estãoativos periodicamente em intervalos de tempo que se repetem com períodosassíncronos diferentes. Isto simplifica a coordenação entre partes de redediferentes.

Estes e outros objetivos e aspectos vantajosos serão descritospara casos exemplares, usando as figuras seguintes.

Figura 1 mostra uma rede sem fio;

Figura 2 mostra uma estação;

Figura 3 mostra um diagrama de estado de uma estação desensor;

Figura 4 mostra um diagrama de estado de um transmissor dequadro de baliza;

Figura 5 a mostra mensagens durante uma fase de descoberta;

Figura 5b mostra mensagens durante uma fase de associação;

Figura 6 mostra uma concretização de um transmissor dequadro de baliza; Figura 7 mostra um diagrama de estado de um transmissorde quadro de baliza.

Figura 1 mostra uma rede sem fio. A rede inclui uma unidadede associação 10, uma pluralidade de transmissores de quadro de baliza 12 euma pluralidade de estações de sensor 14 (só algumas numeradasexplicitamente). Rotas de comunicação fixas são definidas entre a unidade deassociação 10 e estações de sensor 14, usando ligação de comunicação semfio (mostradas por linhas tracejadas) entre a unidade de associação 10,transmissores de quadro de baliza 12 e estações de sensor 14. As rotas decomunicação formam uma estrutura de árvore com a unidade de associação10 a sua raiz e transmissores de quadro de baliza 12 a seus nós. Cadatransmissor de quadro de baliza 12 está acoplado em uma topologia de estrelaa várias estações de sensor 14.

Figura 2 mostra uma estação. Ao nível de detalhe mostrado, afigura se aplica a transmissores de quadro de baliza 12 como também aestações de sensor 14. A estação contém um circuito de receptor 20, umcircuito de transmissor 22, um circuito de processador 24, uma memória 26 e,pelo menos no caso de estações de sensor, um circuito sensor 28. Circuito deprocessador 24 está acoplado a circuito de receptor 20, circuito de transmissor22, memória 26 e opcionalmente a circuito sensor 28. Cada um de circuito dereceptor 20 e circuito de transmissor 22 inclui uma antena (não mostrada).

Preferivelmente, as antenas de circuito de receptor 20 e circuito detransmissor 22 são formadas por uma antena compartilhada de circuito dereceptor 20 e circuito de transmissor 22.

Preferivelmente, as estações são operadas por bateria, combaterias a bordo (não mostradas) ou providas por outras fontes de energia abordo tais como células solares. Isto significa que é desejável reduzirconsumo de energia tanto quanto possível.

Em operação, dados são comutados entre as estações de sensor14 e a unidade de associação 10 pelas ligações que são mostradas na Figura 1.Porque as ligações formam uma estrutura de árvore, uma única rota para e daunidade de associação 10 é definida para cada estação de sensor 12.

Deveria ser apreciado que as rotas de comunicação são umresultado de seleção de um número maior de possíveis rotas. Em princípio,cada estação de sensor 14 poderia se comunicar diretamente com a unidade deassociação 10 e cada transmissor de quadro de baliza 12. Na prática, váriasdestas rotas de comunicação diretas não são possíveis, por causa deintensidade de sinal insuficiente. Mas, comunicação sem fio direta de umaestação de sensor 14 a ainda mais de um transmissor de quadro de baliza 12e/ou a unidade de associação 10 pode ser possível. Semelhantemente, cadatransmissor de quadro de baliza 12 pode ser capaz de se comunicardiretamente com a unidade de associação 10 e/ou vários transmissores dequadro de baliza 12.

As conexões sem fio mostradas na Figura 1 são o resultado deuma seleção destas possíveis rotas. Várias ligações de comunicação sem fiooperáveis entre as estações de sensor 14, transmissores de quadro de baliza 12e unidade de associação 10 não são usadas. Estas ligações não são mostradasna Figura 1. Estações de sensor 14 transmitem mensagens à unidade deassociação 10 por rotas fixas, e reciprocamente a unidade de associação 10transmite mensagens às estações de sensor pelas rotas fixas. As rotas sãodefinidas por informação em memória 26.

Cada estação de sensor 14 armazena pelo menos informaçãoque é seletiva para o transmissor de quadro de baliza 12 ao começo de suarota à unidade de associação 10; esta informação de endereço é usada paraformar mensagens que a estação de sensor 14 envia à unidade de associação10. Tipicamente, cada transmissor de quadro de baliza 12 armazena pelomenos informação que é seletiva para o próximo transmissor de quadro debaliza 12 na rota ou para a unidade de associação 10. Esta informação é usadapara remeter mensagens da estação de sensor 14 que envia à unidade deassociação 10. Alternativamente, cada estação de sensor 14 pode armazenarinformação que é seletiva para a rota inteira à unidade de associação 10 e aestação de sensor 14 pode usar esta informação para formar mensagens, dequais os transmissores de quadro de baliza 12 podem determinar comoremeter a mensagem.

Reciprocamente, a unidade de associação 10 preferivelmentearmazena informação para cada estação de sensor 14 que é seletiva para otransmissor de quadro de baliza 12 ao começo da rota àquela estação desensor 14. Unidade de associação 10 usa esta informação para formarmensagens que a unidade de associação 10 transmite à estação de sensor 14.

Tipicamente, a unidade de associação 10 armazena informação que identificaa rota inteira a cada estação de sensor 14. A unidade de associação 10 podeusar esta informação para formar mensagens, de quais os transmissores dequadro de baliza 12 podem determinar como remeter a mensagem à estaçãode sensor 14. Alternativamente, cada transmissor de quadro de baliza 12armazena, para cada estação de sensor 14 para a qual pode recebermensagens, pelo menos informação que é seletiva para o próximo transmissorde quadro de baliza 12 na rota para aquela estação de sensor 14. Estainformação é usada para remeter mensagens para a estação de sensor 14 daunidade de associação 10 à estação de sensor 14.

Uma concretização da parte de operação em que as rotas sãoestabelecidas será descrita agora. Basicamente, esta concretização inclui duasfases:

uma fase de descoberta, em que os transmissores de quadro debaliza 12 e estações de sensor 14 se tornam "cientes" de estações (unidade deassociação 10 ou transmissores de quadro de baliza 12 no caso de estações desensor e unidade de associação 10, outros transmissores de quadro de baliza12 e estações de sensor 14 no caso de transmissores de quadro de baliza 14)que estão dentro de alcance de recepção; e

uma fase de associação, em que as estações de sensor 14 etransmissores de quadro de baliza 14 (ou estações de sensor que estãoacopladas fixamente a estes transmissores de quadro de baliza) enviamsolicitações para associar à unidade de associação 10 ou transmissores dequadro de baliza 12, isto é, para estabelecer uma rota pela unidade deassociação 10 ou transmissor de quadro de baliza 12 para uso subseqüente.

A fase de associação para uma estação de sensor 14 (outransmissor de quadro de baliza 12) é completada quando uma solicitação deassociação é concedida pela unidade de associação 10 ou um transmissor dequadro de baliza 12. A rota pela estação de concessão é por esse meioestabelecida para uso subseqüente. Em uma concretização, cada transmissorde quadro de baliza 12 é habilitado a conceder solicitações de associaçãoimediatamente depois que recebeu uma concessão de uma solicitação deassociação ele mesmo, mas preferivelmente o transmissor de quadro de baliza12 é habilitado a conceder solicitações de associação só depois de recebermensagem de concessão secundária, esta vez da unidade de associação 14 quepermite ao transmissor de quadro de baliza 12 conceder solicitações deassociação. Unidade de associação 10 pode por exemplo fazer emissão damensagem de concessão secundária dependente de informação sobre onúmero de estações como ainda não associadas que o transmissor de quadrode baliza 12 descobriu. Assim, a unidade de associação 10 pode controlar atopologia de rede.

Preferivelmente, as solicitações de associação são endereçadasespecificamente para transmissores de quadro de baliza 12 ou à unidade deassociação 10, usando endereços (ou mais geralmente qualquer identificadordestas estações) que foram descobertos na fase de descoberta. Assim, éexcluído que concessões de associação conflitantes possam ser recebidas emresposta a uma solicitação de associação. Porém, endereçamento pode serfeito desnecessário, por exemplo quando as estações endereçam todas asmensagens subseqüentes para uma estação que enviou uma concessão, ou sealgum esquema de resolução de conflito for usado.

Na concretização, a fase de descoberta inclui o uso demensagens de descoberta de estações de sensor 14 e transmissores de quadrode baliza 12 (ou estações de sensor que estão acopladas fixamente a estestransmissores de quadro de baliza 12) e respostas em reação a estasmensagens de descoberta. Alternativamente ou em adição, as estações podemser descobertas de mensagens não solicitadas. A fase de descoberta e a fase deassociação podem se sobrepor, as estações continuando a coletaridentificadores de estações descobertas entre a transmissão de solicitações deassociação durante a fase de associação. Fases consecutivas alternativamentenão sobrepostas podem ser usadas. Em outra concretização, a fase dedescoberta pode até mesmo ser eliminada, por exemplo se as solicitações deassociação forem usadas que não são endereçados especificamente, ou se assolicitações de associação forem usadas para descobrir estações.

Quando a fase de descoberta e a fase de associação podem sesobrepor, é preferido que os transmissores de quadro de baliza 12 incluaminformação em suas mensagens para indicar se eles foram habilitados aconceder solicitações de associação (preferivelmente em geral, isto é, nãolimitado a solicitações de estações de sensor específicas 14, mas em umaconcretização adicional, estações de sensor específicas 14 ou transmissores dequadro de baliza 12 de quais solicitações de associação podem ser aceitos,pode ser indicado). Assim, as estações de sensor 14 e/ou transmissores dequadro de baliza 12 podem evitar a transmissão de solicitações de associaçãopara transmissores de quadro de baliza descobertos 12 que não estãohabilitados a concederem solicitações de associação.

Figura 3 mostra um diagrama de estado de operação de umaestação de sensor 14 antes que uma rota seja estabelecida. Figuras 5a, bmostra mensagens comutadas com a estação de sensor 14 durante adescoberta e associação respectivamente. Inicialmente, a estação de sensor 14está em um primeiro estado 31. Neste primeiro estado 31, o circuito deprocessador 24 faz o transmissor 22 transmitir mensagens de descoberta 50a,por exemplo uma vez todo minuto, cada dois minutos ou todas as horas.

Quando o circuito de processador 24 detecta que o receptor 20 recebeu umquadro de baliza 52a de um transmissor de quadro de baliza 12 ou unidade deassociação 10, o circuito de processador 24 comuta a estação de sensor 14para um segundo estado 32. Deste modo, o quadro de baliza 52a atua comouma mensagem de confirmação de descoberta.

Preferivelmente, a estação de sensor 14 comuta para segundoestado 32 em resposta indiscriminadamente a ambos os quadros de baliza 52aque são transmitidos em resposta à mensagem de descoberta ou a qualqueroutro quadro de baliza que é recebido espontaneamente. Em umaconcretização, a estação de sensor 14 comuta para segundo estado 32 só emresposta a quadros de baliza 52a, em que é indicado que a estaçãotransmissora está preparada para conceder solicitações de associação e não aoutros quadros de baliza opcionais 52a que não contém uma tal indicação.

No segundo estado 32, o circuito de processador 24 faz otransmissor 22 transmitir mensagens de solicitação de associação 54a porexemplo uma vez todo minuto, cada dois minutos ou todas as horas.

Preferivelmente, cada mensagem de solicitação de associação 54a inclui umaidentificação da estação de sensor 14 que permite às mensagensespecificamente dirigidas na estação de sensor 14 serem enviadas emresposta. Também preferivelmente, o processador 24 lê uma identificação dotransmissor de quadro de baliza 12 ou unidade de associação 10 de umamensagem de confirmação de descoberta previamente recebida e inclui essaidentificação na mensagem de solicitação de associação. Isto pode ser feitopor exemplo quando é desejável evitar colisões entre mensagens de concessãode associação em resposta à mensagem de solicitação de associação.

Quando o circuito de processador 24 detecta que o receptor 20recebeu uma mensagem de concessão de associação 56a de um transmissor dequadro de baliza 12 ou unidade de associação 10 dirigida na estação de sensor14 do circuito de processador 24 em resposta a uma mensagem de solicitaçãode associação 54a, o circuito de processador 24 comuta a estação de sensor 14para um terceiro estado 33 e registra a informação para alcançar estetransmissor de quadro de baliza 12 ou a unidade de associação 10 emmemória 26 para definir a rota à unidade de associação 10 para uso duranteoperação normal. Opcionalmente, a estação de sensor envia umreconhecimento 58 da mensagem de concessão de associação de volta aotransmissor de quadro de baliza 12 ou unidade de associação 10.No terceiro estado 33, a estação de sensor 14 pára de transmitiras mensagens de solicitação de associação 54a. Em uma concretização, aestação de sensor 14 pára de transmitir as mensagens de descoberta 50a jáquando comuta para segundo estado 32. Alternativamente, a estação de sensor14 pode ser arranjada para continuar a transmitir as mensagens de descoberta50a no segundo estado 32, só para parar depois de comutar para terceiroestado 33 ou depois que um intervalo de tempo predeterminado decorreudepois de comutar para segundo estado 32, se este ocorrer mais cedo do que acomuta para terceiro estado 33.

Em uma concretização, uma estação é configurada paratransmitir solicitações de associação primeiro para associação por um canal defreqüência ativo e subseqüentemente, se a primeira solicitação de associaçãotransmitido não for concedida, para associação por um canal de freqüênciacomo ainda não usado. A solicitação anterior pode ser transmitida porexemplo diretamente à unidade de associação. Porque a rota que é para serusada à estação é estabelecida só na associação, é prevenido que múltiplasrotas inconsistentes sejam nomeadas quando tais solicitações de associaçãodiferentes são transmitidas.

Mais geralmente, em uma concretização, a estação que emite aconcessão de associação para uma estação específica é configurada para fazeremissão da concessão de associação dependente de se a estação específicaindica que uma função que está ativa nessa estação específica ou não. Istosignifica que uma estação específica pode se associar com outras estaçõesdiferentes, dependente de se a função está ativa na estação específica ou não.

Como resultado, a estação específica tem a oportunidade para emitir umapluralidade de solicitações de associação: sem ativar a função e depois que afunção é ativada, por exemplo com uma solicitação diretamente à unidade deassociação. Assim, por exemplo, se a função consumir um recurso escasso (talcomo função que usa um canal de freqüência para comunicação entre asestações, por esse meio excluindo o uso do canal de freqüência por outrasestações), pode ser prevenido que o recurso seja consumidodesnecessariamente concedendo a solicitação de associação antes de ativar afunção. Porque as rotas às estações são estabelecidas só na associação, éprevenido que endereços de estação inconsistentes sejam nomeados.

Figura 4 mostra um diagrama de estado de operação de umtransmissor de quadro de baliza 12 antes que uma rota seja estabelecida.Inicialmente, o transmissor de quadro de baliza 12 está em um primeiroestado 41. Neste primeiro estado 41, o circuito de processador 24 faz otransmissor 22 transmitir mensagens de descoberta 50b, por exemplo uma veztodo minuto, cada dois minutos ou todas as horas. Quando o circuito deprocessador 24 detecta que o receptor 20 recebeu um quadro de baliza 52b deoutro transmissor de quadro de baliza 12 ou unidade de associação 10, ocircuito de processador 24 comuta o transmissor de quadro de baliza 12 paraum segundo estado 42. Deste modo, o quadro de baliza 52b atua como umamensagem de confirmação de descoberta. Em uma concretização, asmensagens de confirmação de descoberta também podem ser transmitidas nãosolicitadas, isto é, não em resposta a uma mensagem de descoberta, nestesenso as mensagens de descoberta também poderiam ser chamadasmensagens de "oi". O termo "mensagem de anúncio de descoberta" é usadoaqui ambos para mensagens em resposta a solicitações de descoberta emensagens não solicitadas (oi). Exemplos de uso de mensagens de anúncio dedescoberta serão dados em termos de mensagens de confirmação dedescoberta, mas a menos que indicado caso contrário, estes exemplos seaplicam geralmente para mensagens de anúncio de descoberta. Em umaconcretização adicional, as estações não precisam transmitir mensagens dedescoberta 50a, b de modo algum. Neste caso, as estações escutam sómensagens não solicitadas. A mensagem de confirmação de descoberta nãoprecisa ser endereçada a qualquer estação em particular: qualquer estaçãopode reagir a qualquer mensagem de confirmação de descoberta.

Preferivelmente, o transmissor de quadro de baliza 12 comutapara segundo estado 42 em resposta indiscriminadamente a ambos um quadrode baliza 52b que é transmitido em resposta à mensagem de descoberta ou aqualquer outro quadro de baliza que é recebido espontaneamente. Em umaconcretização, a estação de sensor 14 comuta para segundo estado 42 emresposta só a quadros de baliza 52b, em que é indicado que a estaçãotransmissora está preparada para conceder solicitações de associação e não aoutros quadros de baliza opcionais 52b que não contêm uma tal indicação.

No segundo estado 42, o circuito de processador 24 faz otransmissor 22 transmitir mensagens de solicitação de associação 54b, porexemplo uma vez todo minuto, a cada dois minutos ou todas as horas.

Preferivelmente, cada mensagem de solicitação de associação 54b inclui umaidentificação do transmissor de quadro de baliza 12 que permite às mensagensdirigidas especificamente no transmissor de quadro de baliza serem enviadasem resposta. Também preferivelmente, o processador 24 lê uma identificaçãodo transmissor de quadro de baliza 12 ou unidade de associação 10 de umamensagem de confirmação de descoberta previamente recebida e inclui essaidentificação na mensagem de solicitação de associação. Isto pode ser feitopor exemplo quando é desejável evitar colisões entre mensagens de concessãode associação em resposta à mensagem de solicitação de associação.

Quando o circuito de processador 24 detecta que o receptor 20recebeu uma mensagem de concessão de associação 56b de outro transmissorde quadro de baliza 12 ou unidade de associação 10 em resposta a umamensagem de solicitação de associação 54b, o circuito de processador 24comuta o transmissor de quadro de baliza 12 para um terceiro estado 43 eregistra informação para alcançar este outro transmissor de quadro de baliza12 ou a unidade de associação 10 em memória 26 para definir uma rota àunidade de associação 10 para uso durante operação normal. Opcionalmente,o transmissor de quadro 12 envia um reconhecimento 59 da mensagem deconcessão de associação de volta ao transmissor de quadro de baliza 12 ouunidade de associação 10.

No terceiro estado 43, o transmissor de quadro 12 pára detransmitir mensagens de solicitação de associação 54b. Em umaconcretização, o transmissor de quadro de 12 pára de transmitir mensagens dedescoberta 50b quando comuta para segundo estado 42. Alternativamente, otransmissor de quadro 12 pode parar depois de comutar para terceiro estado43, ou depois que um intervalo de tempo predeterminado decorreu depois decomutar para segundo estado 42, se isto ocorrer mais cedo do que a comutapara terceiro estado 42.

Preferivelmente, o transmissor de quadro de baliza 12transmite mensagens de confirmação de descoberta pelo menos quando nosegundo e terceiro estados 42, 43. Mais preferivelmente, o transmissor dequadro de baliza 12 inclui uma indicação nas mensagens de confirmação dedescoberta indicando se o transmissor de quadro de baliza 12 está pronto pararesponder a mensagens de concessão de associação com solicitações deassociação. Isto permite às estações evitarem usar largura de banda paratransmissão de solicitações de associação inúteis. Em princípio, o transmissorde quadro de baliza 12 também pode ser arranjado para transmitir mensagensde confirmação de descoberta no primeiro estado 41. Preferivelmente, quandoo transmissor de quadro de baliza 12 recebe uma mensagem de solicitação dedescoberta de uma estação de sensor 14 ou outro transmissor de quadro debaliza 12, o transmissor de quadro de baliza 12 registra uma identificação daestação de sensor 14 ou outro transmissor de quadro de baliza 12 de qual asolicitação de descoberta foi recebido. Opcionalmente, o transmissor dequadro de baliza 12 também registra identificações de estações quetransmitiram solicitações de associação aos quais o transmissor de quadro debaliza 12 não respondeu, se qualquer.No primeiro estado 41 e segundo estado 42, o transmissor dequadro de baliza 12 não responde a mensagens de solicitação de associação54a. Porém, no terceiro estado 43, o transmissor de quadro de baliza 12responde a mensagens de solicitação de associação 54a. Neste estado, ocircuito de processador 24 faz o transmissor 22 transmitir uma mensagem deconcessão de associação 56a em resposta a cada mensagem de solicitação deassociação recebida 54a, dirigida na estação que enviou a mensagem desolicitação de associação 54a, usando a identificação de estação na mensagemde solicitação de associação 54a. Circuito de processador 24 incluiinformação para alcançar o transmissor de quadro de baliza 12 na mensagemde concessão de associação 56a e opcionalmente também informaçãoadicional para alcançar a unidade de associação 10.

Além disso, o transmissor de quadro de baliza 12 transmiteuma mensagem de atualização 59 com informação que a estação de sensor 14foi associada à unidade de associação 10 depois de enviar a mensagem deconcessão de associação 56a (e depois de receber um reconhecimentoopcional 58 dessa mensagem).

Esta resposta de transmissor de quadro de baliza 12 amensagens de solicitação de associação 54a não está limitada a taismensagens de estações de sensor 14, mas também se aplica a mensagens desolicitação de associação 54b de outros transmissores de quadro de baliza 12.

Deveria ser notado que o transmissor de quadro de baliza 12 ea estação de sensor 14 se tornam estações da rede com rotas bem definidas sóao alcançar seus terceiros estados respectivos 33, 43. Além disso, deveria sernotado que os transmissores de quadro de baliza 12 respondem a mensagensde solicitação de associação 54a,b só uma vez que eles entraram no seuterceiro estado 43, quer dizer, só quando o transmissor de quadro de baliza 12tem uma rota bem definida à unidade de associação 10. Assim, a informaçãosobre associação pode ser transmitida ao longo da rota que será usada duranteoperação normal. Esta rota também pode ser usada como parte da rota àestação de sensor 14 recentemente associada. A unidade de associação 10pode usar informação de sua memória, sobre a rota ao transmissor de quadrode baliza 12 para definir a rota à estação de sensor 14. Em outraconcretização, os transmissores de quadro de baliza 12 ao longo da rotapodem adicionar sua identidade para informar a unidade de associação 10 darota, ou em ainda outra concretização, o transmissor de quadro de baliza 12que associa à estação de sensor 14 pode inserir esta informação.

Pode ser notado que nem todos os transmissores de quadro debaliza 12 precisam se tornar parte da rede como os transmissores de quadro debaliza. Se um transmissor de quadro de baliza 12 não receber nenhum sinal deconcessão de associação 56b ou não conceder nenhuma solicitação deconcessão de associação de outros transmissores de quadro de baliza 12 ouestações de sensor 14, o transmissor de quadro de baliza 12 não se torna umtransmissor de quadro de baliza funcional na rede.

Em uma concretização, a unidade de associação 10 decidesobre se um transmissor de quadro de baliza 12 se torna um transmissor dequadro de baliza funcional. Nesta concretização, os transmissores de quadrode baliza funcionais 12 no terceiro estado 43 remetem solicitações deassociação 54a de outros transmissores de quadro de baliza 12 (eopcionalmente também de estações de sensor 14) à unidade de associação 10antes de enviar uma mensagem de concessão de associação 56b.(Alternativamente, uma mensagem adicional derivada desta solicitação deassociação é remetida).

Nesta concretização, a unidade de associação 10 é arranjadapara conceder ou negar a solicitação de associação remetido em resposta aremeter (ou à mensagem adicional). Quando a solicitação de associação éconcedida, a unidade de associação envia de volta uma mensagem deconcessão, que é usada para gerar o sinal de concessão de associação 56b paraa solicitação de associação original 54b. Assim, a unidade de associação 10(e/ou um transmissor de quadro de baliza 12) é habilitada a controlar ageração da topologia de rede, por exemplo primeiro concedendo associação atransmissores de quadro de baliza preferidos selecionados e concedendosolicitações de associação a outros só depois se isto ainda for necessário paracompletar as conexões a todas as estações de sensor 14.

Em uma concretização adicional, os transmissores de quadrode baliza 12 são arranjados para prover informação sobre o número e/ouidentidade das estações de sensor 14 e/ou transmissor de quadro de baliza 12dos quais recebeu mensagens de solicitação de quadro de baliza e/oumensagens de solicitação de associação. A identidade pode ser providaincluindo a informação de identidade em mensagens de solicitação de quadrode baliza e/ou mensagens de solicitação de associação. Os transmissores dequadro de baliza 12 podem prover esta informação por exemplo em suaspróprias mensagens de solicitação de quadro de baliza e/ou mensagens desolicitação de associação. Nesta concretização adicional, a unidade deassociação 10 (e/ou um transmissor de quadro de baliza) é provida cominformação que pode usar para selecionar transmissores de quadro de baliza12 para conceder associação. Isto pode ser usado por exemplo para distribuirligações através de vários transmissores de quadro de baliza 12, ou pelocontrário para evitar a distribuição concentrando ligações em um transmissorde quadro de baliza 12.

Em uma concretização adicional, os transmissores de quadrode baliza 12 retornam concessões em resposta a solicitações de associação sódepois de receber uma concessão de uma solicitação de associaçãosecundário, distinto, pelo menos em função, se não em formato, da solicitaçãode associação previamente descrito. Para este propósito, opcionalmente umquarto estado adicional 44 pode ser adicionado aos estados da Figura 4.

Quando no terceiro estado 43 (depois de receber a concessão previamentedescrita a uma das solicitações de associação previamente descritos, que serãochamadas solicitações de associação primários, o transmissor de quadro debaliza 12 transmite uma solicitação de associação secundário à unidade deassociação 10. Ao receber uma concessão desta solicitação de associaçãosecundário, o transmissor de quadro de baliza 12 comuta para o quarto estado44. Nesta concretização, o transmissor de quadro de baliza 12 está habilitadoa começar retornar mensagens de concessão de associação a estações desolicitação só no quarto estado 44. Opcionalmente, o transmissor de quadrode baliza indica isto em mensagens de confirmação de descoberta.

Preferivelmente, o transmissor de quadro de baliza 12 é configurado paraincluir uma lista de estações de quais o transmissor de quadro de baliza 12recebeu mensagens de solicitação de descoberta (e/ou solicitação deassociação não concedida) na solicitação de associação secundária. Comouma alternativa, o transmissor de quadro de baliza 12 pode opcionalmente serconfigurado para transmitir uma ou mais mensagens acompanhantes paraprover uma tal lista à unidade de associação 10. Isto habilita a unidade deassociação 10 selecionar para qual dos transmissores de quadro de baliza 12concederá solicitações de associação do segundo tipo. Deste modo, a unidadede associação 10 pode controlar a topologia de rede, depois de admitir ostransmissores de quadro de baliza 12 à rede concedendo uma solicitação deassociação primário.

Em uma concretização preferida, cada transmissor de quadrode baliza funcional 12 (e unidade de associação 10, que atua como umtransmissor de quadro de baliza neste respeito) opera em um esquema deintervalo de tempo durante operação normal, transmitindo periodicamente umsinal de baliza ao qual as estações de sensor 14 que estão associadas com essetransmissor de quadro de baliza podem sincronizar. Depois do sinal de baliza,o transmissor de quadro de baliza 12 e suas estações associadas comutammensagens por um período limitado.Isto permite aos transmissores de quadro de baliza 12 e àsestações de sensor 14 comutarem entre um modo de sono de baixa potência eum modo operacional normal. Depois de comutar mensagens, ostransmissores de quadro de baliza 12 e as estações de sensor 14 comutam parao modo de sono, em que fonte de energia e/ou sinais de relógio para pelomenos parte do transmissor de quadro de baliza 12 e da estação de sensor 14 édesligada. Depois de contar fora um intervalo de tempo predeterminado, ostransmissores de quadro de baliza 12 e as estações de sensor 14 comutam devolta para o modo operacional normal. Com um atraso predeterminado depoisde comutar para o modo operacional normal, o transmissor de quadro debaliza 12 transmite o quadro de baliza e as estações de sensor 14 recebem estequadro de baliza.

Nesta concretização, a unidade de associação 10 e/ou ostransmissores de quadro de baliza preferivelmente selecionam a temporizaçãodo primeiro dos quadros de baliza periódicos de forma que os intervalos detempo de transmissores de quadro de baliza diferentes 12 que estão dentro dealcance para receber cada outra mensagem não sobreponham. Nestaconcretização, a informação nas estações de sensor 14 depois de associaçãodefine o intervalo de tempo no qual a estação de sensor 14 deveria comutarpara o modo operacional normal.

Em uma concretização, cada transmissor de quadro de baliza12 também comuta para um modo de remessa no intervalo de tempo definidopelo transmissor de quadro de baliza adicional 12 por qual o transmissor dequadro de baliza original 12 transmite mensagens à unidade de associação 10(ou no intervalo de tempo da unidade de associação 10). Quando no modo deremessa, o transmissor de quadro de baliza original 12 comuta mensagenscom o transmissor de quadro de baliza adicional 12.

Esta concretização tem a desvantagem que sobreposição dosintervalos de tempo de transmissores de quadro de baliza 12 vizinhos deve serevitada. Isto significa que os transmissores de quadro de baliza 12 devemmonitorar intervalos de tempo de outro transmissor de quadro de baliza 12.Em comutação, isto significa que os transmissores de quadro de baliza 12 nãopodem operar no modo de sono tanto quanto desejável.

Em uma concretização alternativa, o transmissor de quadro debaliza 12 é projetado para transmitir e receber em um selecionável de umapluralidade de canais de freqüência. Nesta concretização, os canais defreqüência para transmissores de quadro de baliza funcionais diferentes 12 sãoselecionados durante iniciação, por exemplo pelos próprios transmissores dequadro de baliza depois de detectar que nenhuma mensagem é recebida nocanal de freqüência durante um período de tempo predeterminado, ou pelaunidade de associação 10 de forma que os transmissores de quadro de baliza12 que detectaram para receber um ao outro adquiram canais de freqüênciadiferentes para evitar colisões. Em uma concretização, os transmissores dequadro de baliza 12 e suas estações de sensor associadas 14 comutam para ocanal de freqüência selecionado quando eles começam operação normal.

Nesta concretização, a informação nas estações de sensor 14 depois deassociação define o canal de freqüência para se comunicar com o transmissorde quadro de baliza 12. Uso de canais de freqüência diferentes tem avantagem que nenhuma sincronização extensa entre intervalos de tempo detransmissores de quadro baliza 12 é precisada. Portanto, os transmissores dequadro de baliza 12 podem comutar para o modo de sono maisfreqüentemente.

Nesta concretização adicional, um canal de freqüência podeser usado durante iniciação. Alternativamente, uma pluralidade dos canais defreqüência pode ser usada em paralelo. Como uma alternativa, os própriostransmissores de quadro de baliza 12 podem selecionar um canal defreqüência durante iniciação depois de detectar que nenhuma mensagem érecebida no canal de freqüência durante um período de tempopredeterminado. Subseqüentemente, cada transmissor de quadro de baliza 12executa todas de suas operações para estações de sensor 14 usando o canal defreqüência selecionado, e usa outro canal de freqüência para fazer conexões amontante para unidade de associação 10.

Figura 6 mostra uma concretização adicional de umtransmissor de quadro de baliza. O transmissor de quadro de baliza contémduas unidades 60, 62 como mostrado na Figura 2, mais uma memória decomuta de mensagem 64 acoplada entre os circuitos de processador 24 dasduas unidades. Em uma concretização, unidades mutuamente diferentes 60,62 são usadas, uma primeira unidade 60 arranjada para executar as funções deum transmissor de quadro de baliza (tendo um transmissor de potência maisalta 22 e/ou um circuito de processador programado diferentemente porexemplo da outra unidade) e uma segunda unidade 62 de um tipo usado emestações de sensor 14. Uma conexão mecanicamente flexível 66 é providaentre as unidades 60, 62 (por exemplo, entre memória de comuta demensagem 64, que pode fazer parte da primeira unidade 60 e segunda unidade62). Conexão flexível 66 é por exemplo pelo menos 5 centímetros decomprimento.

Nesta concretização, uma primeira unidade 60 atua como umtransmissor de quadro de baliza, com exceto para a transmissão desolicitações de descoberta 50b, solicitações de associação 54b e qualquercomunicação para a unidade de associação (por exemplo, mensagem deatualização 59). A segunda unidade 62 executa as funções restantes dotransmissor de quadro de baliza. Pode ser notado que esta segunda unidadeexecuta muito como uma estação de sensor 14, a exceto que não gera ourecebe suas próprias mensagens. Ao invés, remete mensagens para ou daoutra unidade. Mensagens para e da unidade de associação 10 ou outrostransmissores de quadro de baliza 12 (ou dados de tais mensagens) sãocolocadas em memória de comuta de mensagem 64.Em operação normal, as unidades 60, 62 comutam entre omodo de sono e modo ativo normal em intervalos de tempo definidos porquadros de baliza respectivos. A unidade que atua como transmissor dequadro de baliza transmite seu próprio sinal de baliza, preferivelmente nocanal de freqüência selecionado para o transmissor de quadro de baliza. Aunidade que atua como estação de sensor comuta para o modo de operaçãonormal no intervalo de tempo definido pelos quadros de baliza do transmissorde quadro de baliza adicional para qual o transmissor de quadro de baliza 60,62, 64 está associado. Assim, nenhuma sincronização cara de potência éprecisada.

Figura 7 mostra um diagrama de estado de operação dasunidades casadas da Figura 6 durante descoberta e associação. As unidadescasadas 60, 62 começam em um primeiro estado 71, em que uma segundaunidade 62 do par 60, 62 que atua como uma estação de sensor transmitemensagens de descoberta. Quando a segunda unidade 62 detecta que umquadro de baliza de um transmissor de quadro de baliza 12 ou unidade deassociação 10 foi recebido, as unidades casadas comutam para segundo estado72. No segundo estado 72, a primeira unidade 60 do par que atua como umtransmissor de quadro de baliza começa transmitindo quadros de baliza emresposta a mensagens de descoberta recebidas transmitindo uma mensagem deconfirmação de descoberta. Nestes quadros de baliza, a primeira unidade 60inclui informação para indicar que a primeira unidade 60 ainda não estáassociada.

Também no segundo estado 72, a segunda unidade 62 começaa monitorar se recebe quadros de baliza com informação que indica que aestação que transmite o quadro de baliza foi associada (ou é unidade deassociação).

Quando a segunda unidade 62 detecta um quadro de balizacom informação que indica que a unidade que transmite o quadro de baliza foiassociada, as unidades casadas 60, 62 comutam do segundo estado 72 para umterceiro estado 73. Aqui, a segunda unidade 62 começa a transmitirsolicitações de associação. Quando a segunda unidade 62 recebe umaconfirmação de associação em resposta, as unidades casadas 60, 62 comutampara um quarto estado 74. No segundo, terceiro e quarto estados 72, 73 e 74,primeira unidade 60 começa e reinicia contar um intervalo de interrupção. Ointervalo de interrupção é reiniciado a cada vez quando primeira unidade 60recebe uma mensagem de descoberta de uma nova fonte (estação de sensor ououtro transmissor de quadro de baliza). O intervalo de interrupção expiradepois de uma duração predeterminada (por exemplo um minuto ou mais) emque primeira unidade 60 não recebeu nenhuma mensagem de descoberta dequalquer nova fonte. Depois de expiração do intervalo de interrupção, aunidade 60 pára de transmitir quadros de baliza em resposta a mensagens dedescoberta recebidas.

Do quarto estado 74, depois da expiração do intervalo deinterrupção, as unidades casadas 60, 62 comutam para um quinto estado 75,em que a segunda unidade 60 transmite uma solicitação de associação detransmissor de quadro de baliza para a primeira unidade 62, listando as fontesdas quais a primeira unidade recebeu uma mensagem de descoberta. Estasolicitação de associação de transmissor de quadro de baliza é remetido àunidade de associação 10, que concede ou nega a solicitação, dependente dalista (concedendo a solicitação por exemplo se mais de um número de limiarde fontes estiver listado que ainda não foi associado). Quando a solicitação deassociação de transmissor de quadro de baliza é negado, novas solicitações deassociação de transmissor de quadro de baliza podem ser enviados. Unidadede associação 10 pode ser configurada para abaixar o limiar com tempo deforma que a mesma solicitação possa ser concedida mais tarde se uma fonteque é mencionada na solicitação não puder ser alcançada de outro modomesmo depois de um período de tempo estendido.Unidade de associação 10 envia uma mensagem de concessãocom um sinal de concessão para a primeira unidade 60 pela segunda unidade62. Quando a mensagem de concessão é recebida, as unidades casadas 60, 62comutam para um sexto estado 76. Em que a primeira unidade 62 começa atransmitir quadros de baliza indicando que foi associada, depois do que podefazer as outras unidades comutarem do primeiro estado 72 ao terceiro estado 73.

Embora unidades completamente separadas 60, 62, sejammostradas, deveria ser apreciado que parte ou todas destas unidades podemusar circuitos compartilhados. Uso de circuitos separados tem a vantagem queuma unidade de estação de sensor padrão pode ser usada. O uso de umaconexão flexível tem a vantagem que as unidades diferentes podem serlocalizadas "ao redor de um canto" uma da outra, de forma que uma unidadetenha contato com um espaço para qual a outra não tem nenhum contato.Assim, um sistema em um edifício pode ser realizado muito facilmente comeste tipo de transmissor de quadro de baliza.

Embora a rede tenha sido descrita com transmissores dequadro de baliza 12, deveria ser apreciado que em vez de transmissãosincronizada de sinal de baliza, outras formas de comuta de mensagem podemser usadas. Neste caso, os transmissores de quadro de baliza 12 atuamsimplesmente como estações. Nesse caso, solicitações de quadro de baliza sãosó solicitações de descoberta e respostas de transmissões de quadro de balizaa solicitações de descoberta.

Além disso, embora um exemplo tenha sido discutido em queos transmissores de quadro de baliza 12 atuam meramente para retransmitirdados de sensor, deveria ser apreciado que os próprios transmissores dequadro de baliza 12 também podem ser equipados com sensores, de formaque os transmissores de quadro de baliza 12 também possam transmitir seuspróprios dados de sensor.Embora uma rede de estações de sensor tenha sido descrita(cada uma provida com um sensor de temperatura, e/ou um sensor de fumaçae/ou um sensor de intensidade de luz e/ou um sensor de umidade e/ou umsensor de gás, etc.) deveria ser apreciado que as técnicas descritas tambémpodem ser aplicadas a redes sem-sensor ou em parte com sensor em que asestações de sensor 14 são simplesmente estações operadoras de informação.

Embora um processo de associação com uma fase dedescoberta (Figura 5a) e uma fase de associação tenha sido descrita, deveriaser apreciado que as duas fases podem ser integradas parcialmente oucompletamente. Em uma concretização, as solicitações de quadro de baliza50a dobram como solicitações de associação 54a. Em outra concretização,mensagens de concessão de associação 56a dobram como transmissões debaliza 52a. Ambas as concretizações podem ser combinadas. Porém, o uso defases separadas tem a vantagem que o processo inteiro corre mais depressa.

Claims (22)

1. Rede de comunicação sem fio, caracterizada pelo fato deque compreende uma unidade de associação e uma pluralidade de estações,cada estação sendo configurada para iniciar em um estado não associado etransmitir mensagens de solicitação de associação no estado não associado,cada estação sendo configurada para comutar para um estado associado narecepção de uma concessão de associação em resposta a uma de suasmensagens de solicitação de associação, a mensagem de solicitação deassociação e/ou a concessão de associação em resposta a isso estabelecendouma rota operacional associada com a estação para comutar mensagensoperacionais com a unidade de associação durante operação subseqüente, arota operacional associada com a estação correndo por uma fonte daconcessão de associação em resposta a dita uma das mensagens de solicitaçãode associação e, se a fonte da concessão de associação não for a unidade deassociação, a rota operacional entre a fonte da concessão de associação e aunidade de associação previamente estabelecida para a fonte da concessão deassociação em resposta a mensagens de solicitação de associação e/ou asconcessões de associação para estações intermediárias, em qual rede:a unidade de associação é configurada para transmitirconcessões de associação como respostas as recebidas das mensagens desolicitação de associação;pelo menos parte das estações é configurada para se tornarativa para transmitir concessões de associação como respostas as recebidasdas mensagens de solicitação de associação, mas só depois de comutar para oestado associado em uma concessão de associação da unidade de associaçãoou a da pelo menos parte das estações comutadas para o estado associadodiretamente ou indiretamente baseado em uma concessão de associação daunidade de associação.

2. Rede de comunicação sem fio de acordo com reivindicação-1, caracterizada pelo fato de que dita parte das estações inclui pelo menosuma estação de função dual, dita estação de função dual sendo configuradapara transmitir concessões de associação só depois de receber uma concessãode associação secundária, a estação de função dual sendo configurada paratransmitir uma ou mais mensagens de solicitação de associação secundárias àunidade de associação ao longo de sua rota operacional quando no estadoassociado, só a unidade de associação sendo configurada para originar aconcessão de associação secundária em resposta à mensagem de solicitaçãode associação secundária.

3. Rede de comunicação sem fio de acordo com reivindicação-2, caracterizada pelo fato de que a estação de função dual é configurada paratransmitir informação à unidade de associação indicando de qual das estaçõesdita estação de função dual recebeu transmissões, a unidade de associaçãosendo configurada para selecionar se conceder a solicitação de associaçãosecundária dependente de dita informação.

4. Rede de comunicação sem fio de acordo com reivindicação-3, caracterizada pelo fato de que as estações são configuradas para transmitirmensagens de descoberta antes de comutar para o estado associado, ditastransmissões incluindo pelo menos as mensagens de descoberta.

5. Rede de comunicação sem fio de acordo com reivindicação-1, caracterizada pelo fato de que cada estação de dita pelo menos parte dasestações é configurada para transmitir mensagens de anúncio de descobertaincluindo uma identificação da estação de dita pelo menos parte das estações,as estações que transmitem mensagens de solicitação de associação sendoconfiguradas para endereçar as mensagens de solicitação de associaçãousando identificações das mensagens de anúncio de descoberta.

6. Rede de comunicação sem fio de acordo com reivindicação-5, caracterizada pelo fato de que cada estação em dita pelo menos parte dasestações é configurada para indicar, nas mensagens de anúncio de descoberta,se a estação está habilitada a transmitir concessões de associação, as estaçõesque transmitem solicitações de associação sendo configuradas para transmitirsolicitações de associação endereçadas a estações de dita pelo menos partedas estações só se a estação endereçada indicou em pelo menos uma dasmensagens de anúncio de descoberta que está habilitada a transmitirconcessões de associação.

7. Rede de comunicação sem fio de acordo com reivindicação-2, caracterizada pelo fato de que a estação de função dual inclui uma primeirae segunda unidades, cada uma com pelo menos uma antena respectiva,acoplada por uma conexão mecanicamente flexível, a primeira unidade sendoconfigurada para transmitir primeiras das mensagens de solicitação deassociação e receber primeiras das concessões de associação, a segundaunidade sendo configurada para receber segundas das mensagens desolicitação de associação e transmitir segundas das concessões de associaçãoem resposta às primeiras das mensagens de solicitação de associação.

8. Rede de comunicação sem fio de acordo com reivindicação-2, caracterizada pelo fato de que a estação de função dual é configurada paraoperar usando respectivos primeiro e segundo canais de freqüênciamutuamente distintos, usando o primeiro canal de freqüência para transmitirmensagens de solicitação de associação e receber concessões de associação, eusar o segundo canal de freqüência para receber mensagens de solicitação deassociação e transmitir concessões de associação.

9. Rede de comunicação sem fio de acordo com qualquer umadas reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que dita pelo menosparte das estações é configurada para transmitir informação de rota para aunidade de associação depois de transmitir uma concessão de associação, ainformação de rota definindo a rota associada para a estação à qual aconcessão de associação foi enviada.

10. Rede de comunicação sem fio de acordo com reivindicação-9, caracterizada pelo fato de que dita pelo menos parte das estações éconfigurada para remeter pelo menos parte da informação de rota para aunidade de associação, armazenar pelo menos uma parte adicional dainformação de rota e rotear mensagens subseqüentes da unidade de associaçãopara a estação para qual a informação de rota foi enviada de acordo com ditapelo menos parte adicional armazenada.

11. Estação para uso em uma rede de comunicação sem fio,caracterizada pelo fato de compreender um arranjo de transmissor, um arranjode receptor e um circuito de processador acoplado ao arranjo de transmissor eao arranjo de receptor, o circuito de processador sendo configurado parainiciar em um estado não associado e fazer o arranjo de transmissor transmitirmensagens de solicitação de associação no estado não associado, o circuito deprocessador sendo configurado para comutar para um estado associado narecepção no arranjo de receptor de uma concessão de associação em respostaa uma das mensagens de solicitação de associação, o circuito de processadorsendo configurado para estabelecer uma rota associada para comunicaçãocom uma unidade de associação durante comunicação subseqüente demensagens operacionais para uma unidade de associação, a rota associadaincluindo uma fonte da concessão de associação, e, se a fonte da concessão deassociação não for a unidade de associação, a rota operacional entre a fonte daconcessão de associação e a unidade de associação previamente estabelecidapara a fonte da concessão de associação em resposta a mensagens desolicitação de associação e/ou as concessões de associação para estaçõesintermediárias, o circuito de processador sendo configurado para fazer oarranjo de transmissor iniciar e transmitir concessões de associação emresposta a mensagens de solicitação de associação, mas só depois de comutarpara o estado associado.

12. Estação de acordo com reivindicação 11, caracterizadapelo fato de que o circuito de processador é configurado, quando comutadopara o estado associado, para fazer o arranjo de transmissor transmitir umamensagem de solicitação de associação secundária à unidade de associação, efazer o arranjo de transmissor transmitir as concessões de associação sódepois de receber uma concessão de associação secundária em resposta à ditamensagem de solicitação de associação secundária.

13. Estação de acordo com reivindicação 11 ou 12,caracterizada pelo fato de que o circuito de processador é configurado paraenviar informação à unidade de associação indicando de qual das estações,dita estação de função dual recebeu mensagens antes de receber a concessãode associação secundária.

14. Estação para uso em uma rede de comunicação sem fio, aestação sendo uma estação de função dual, caracterizada pelo fato decompreender:uma primeira unidade e uma segunda unidade, cada uma daprimeira e segunda unidades incluindo um transmissor e um receptor, cadauma da primeira e segunda unidades incluindo uma ou mais antenasrespectivamente, acopladas ao transmissor e ao receptor, a primeira e segundaunidades sendo configuradas para operar simultaneamente em canais defreqüência mutuamente diferentes;um circuito de processador acoplado aos transmissores e aosreceptores da primeira e segunda unidades, o circuito de processador sendoconfigurado para despertar o receptor da primeira unidade em primeirosintervalos de tempo periódicos, e despertar o receptor dos segundos intervalosde tempo periódicos, o primeiro e segundo intervalos de tempo sendomutuamente assíncronos, e retransmitir mensagens recebidas na primeiraunidade para transmissão pela segunda unidade e vice-versa.

15. Estação de função dual de acordo com reivindicação 14,caracterizada pelo fato de compreender uma conexão mecanicamente flexívelentre as antenas da primeira e segunda unidades.

16. Método para operar uma rede de comunicação sem fio queinclui uma unidade de associação e uma pluralidade de estações,caracterizado pelo fato de compreender:instalar as estações em um estado não associado;transmitir mensagens de solicitação de associação das estaçõesno estado não associado;transmitir as concessões de associação em resposta àsmensagens de solicitação de associação;comutar cada estação a um estado associado quando a estaçãorecebeu uma concessão de associação em resposta a uma de suas mensagensde solicitação de associação;armazenar informação de rota definindo uma rota entre aestação que comutou para o estado associado e a unidade de associação, a rotaincluindo a estação que enviou a concessão associada e, se a fonte daconcessão de associação não for a unidade de associação, a rota operacionalentre a fonte da concessão de associação e a unidade de associaçãopreviamente estabelecida para a fonte da concessão de associação em respostaa mensagens de solicitação de associação e/ou a concessões de associaçãopara estações intermediárias; em quecada concessão de associação é transmitida só da unidade deassociação ou de uma estação intermediária, o anterior só depois que ditaestação intermediária comutou para o estado associado em uma concessão deassociação da unidade de associação ou uma da pelo menos parte das estaçõescomutadas para o estado associado diretamente ou indiretamente baseado emuma concessão de associação da unidade de associação.

17. Método de acordo com reivindicação 16, em que a estaçãointermediária é uma estação de função dual, caracterizado pelo fato decompreender:transmitir uma mensagem de solicitação de associaçãosecundária da estação de função dual quando a função dual está no estadoassociado;transmitir uma concessão de associação secundária seoriginando da unidade de associação em resposta à mensagem de solicitaçãode associação secundária;habilitar a estação de função dual a transmitir as concessões deassociação só ao receber a concessão de associação secundária.

18. Método de acordo com reivindicação 17, caracterizadopelo fato de compreender:transmitir informação da estação intermediária à unidade deassociação sobre de qual das estações a estação intermediada recebeutransmissões;selecionar, na unidade de associação, se conceder a solicitaçãode associação secundária dependente de dita informação.

19. Método de acordo com reivindicação 18, caracterizadopelo fato de compreender transmitir mensagens de descoberta das estaçõesantes de comutar para o estado associado, ditas transmissões incluindo asmensagens de descoberta.

20. Método de acordo com reivindicação 17, caracterizadopelo fato de compreender:transmitir mensagens de anúncio de descoberta de pelo menosparte das estações, incluindo uma identificação da estação que transmitiu amensagem de anúncio de descoberta;endereçar as mensagens de solicitação de associação usandoidentificações das mensagens de anúncio de descoberta.

21. Método de acordo com reivindicação 20, caracterizadopelo fato de:incluir uma indicação nas mensagens de anúncio dedescoberta, se a estação que transmite a mensagem de anúncio de descobertaestá habilitada a transmitir concessões de associação;transmitir solicitações de associação endereçados a estações sóse a estação endereçada indicou que está habilitada a transmitir concessões deassociação.

22. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizadopelo fato de compreender comutar a estação intermediária para operar a umaprimeira e segunda freqüências de transmissão mutuamente diferentes depoisde comutar para o estado associado, para comunicar diretamente ouindiretamente com a unidade de associação e para comunicar com suasestações associadas respectivamente.