CN101981985A - 无线通信***的能量有效的和时间有效的建立 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在基站和多个设备之间进行无线通信的方法。基站在通信模式下在两个同步信号(S)之间的时间范围或者多个相继的时间范围中对将设备电报传输给基站的不使用进行监控并且在不使用的持续时间(Tping)之后发送识别电报(GWping)。

Description

无线通信***的能量有效的和时间有效的建立

技术领域

本发明涉及一种用于在基站和多个关于通信信道被参数化的或者未被参数化的设备之间进行无线通信的方法，其中基站具有用于与所发现的设备进行通信的正常工作模式，其中在固定的时间帧(Zeitraster)中在限定的通信信道上发送同步信号，其中在两个同步信号之间设置有至少一个时间范围，所述至少一个时间范围与用于将设备电报传输给基站的设备中的至少一个相关。

背景技术

这种方法在实践中在通信网络中已经是公知的。该方法涉及正常工作模式，在所述正常工作模式下，在网络中注册的设备将其设备电报发送给基站。为了保证通信不受干扰地进行，即始终只有一个设备发出其设备电报，存在不同的方法。一方面，这通过基站为用于发送其设备电报的设备保留限定的时间范围来实现，所述限定的时间范围的长度和在两个同步信号之间的位置是已知的。这意味着，该设备与时间范围相关。另一方面，多个设备可以与一个时间范围相关。

通过附加的方法在这种情况下确保了在这种情况下由多个设备相继地发送设备电报，以便保证无干扰的传输。

如果尚未连接到网络的或尚未登记的设备至少此刻在监听模式下运行在相对应的通信信道上，则所述设备可以接收或监听基站的同步信号或者已经注册的设备的设备电报。该接收为没有注册的设备给出对现有的网络的指示。

因此，如果较少的设备电报被传输，即网络的激活少，则可以持续非常长直至未登记的设备接收到设备电报。对此，可能仅仅同步信号可供使用。但是，为了接收到同步信号，通信信道也必须再次相符并且设备恰好在监听模式下运行，所述监听模式要求提高的能量需求。

发明内容

因而，本发明所基于的任务是如下改进上面所述类型的方法：未注册的设备在网络的活动性低的情况下能够尽可能快地识别出网络的存在。

该任务通过具有根据权利要求1所述的特征的方法来解决。

本发明的有利的改进方案可以由从属权利要求2至11得知。

附图说明

在下面参照附图更为详细地阐述了本发明的实施例。

图1示出了基站的正常工作模式，

图2示出了多个相继的各具有相关的设备的时间范围，

图3示出了单个的具有多个设备电报的时间范围，以及

图4示出了具有重复的监听持续时间的监听模式和与此相对被修改过的具有缩短的并且相对应更频繁地出现的监听持续时间的监听模式。

具体实施方式

根据本发明的方法涉及一种无线通信网络，该无线通信网络具有基站和多个关于通信信道被参数化的或者未被参数化的设备。

在基站的情况下，能区分多种工作状态。在正常工作时，与所发现的和所选出的通信网络设备的通信根据确定的协议来进行。正常工作模式在图1中示出。在此，基站在限定的通信信道上重复地发送同步信号S。在两个同步信号S之间，在固定的时间帧中保持或保留通信时间块，用于在基站和所连接的设备之间进行通信。与所述通信时间块(此处也称为时间范围)相关的是至少一个用于与基站进行通信的设备。

此外，基站通常还具有至少一个搜索模式，用于与设备建立连接。例如，在第一搜索模式下，搜索所有的或者所选出的被参数化的或者未被参数化的通信通道上的设备。在第二搜索模式下，例如可以搜索在确定的通信信道上的设备。

基站针对通信模式来确定哪个设备允许占用根据图1的通信信道的哪个时间范围。对此，设备与基站在时间上同步。

原则上，可以区分在所有情况下仅仅与唯一的设备相关的时间范围和与多个用于发送设备电报的设备相关的这种时间范围。后者的部分范围比前者相对应地更长。

在网络中注册的和/或允许通信的设备被称作已登记的设备。基站也属于已登记的设备。

在未登记的设备的情况下，在被参数化的和未被参数化的设备之间进行区分。与被参数化的设备相反，如果未被参数化的设备未能在当前被调节的通信信道中发现网络，则所述未被参数化的设备自主地更换通信信道。

在与多个设备相关的时间范围中，通过检查方法防止同时使用信道，以避免冲突。然而，这可导致等待时间更长，直至设备电报的不受干扰的传输是可能的。

在各具有仅仅一个相关的设备的时间范围中不出现这样的等待时间，这能够实现通信信道中的提高的数据吞吐量。

如果尚未连接到网络的或未登记的设备至少此刻在监听模式下运行在相对应的通信信道上，则所述设备可以接收或监听基站的同步信号S或者已经注册的设备的设备电报。该接收为没有注册的设备给出对现有的网络的指示。

因此，如果传输较少的设备电报，即激活网络少，则持续非常长直至未登记的设备接收到设备电报。可能仅提供基站的同步信号S来识别网络。但是为了接收到这些同步信号S，通信信道必须相符并且设备恰好在监听模式下运行。

根据本发明，通过如下方式改进了未登记的设备在网络中的通信建立：对此对于设备电报的传输未被利用或者仅仅少量被利用的时间范围被一同使用。设备电报的传输由基站相对应地来监控。

在具有仅仅一个相关的设备的时间范围中，该设备必须最迟在持续时间Tping之后开始发送其设备电报，以便确保通信信道仅在相关的时间范围中被占用。此后还在该时间范围中残留的剩余持续时间可以在未发生设备电报时被基站用于发送相对应长度的识别电报GWping。这可以甚至在非常短的时间范围或者非常短的设备电报的情况下被应用，因为由设备发送的设备电报通常包含有用数据，而识别电报GWping不必包含有用数据。因此可能的是，在每个具有仅仅一个相关的设备的时间范围中发送识别电报GWping。在这种情况下，基站因此仅仅使用所述时间范围的如下部分：该设备不再使用该部分来发送其设备电报。尤其是在短的时间范围的情况下，该方法方式在未发生设备电报时并非在所述时间范围的每个时间范围中都是有利的和必需的。

图2对此示出了具有多个时间范围1至14的例子，所述时间范围1至14分别与仅仅一个设备相关。在时间范围1至4中，基站接收相对应的设备电报T1、T2、T3、T4。基站识别出：在时间范围T5和T6中不曾发送设备电报并且自己在持续时间Tping之后在时间范围6结束之前不久发送识别电报GWping，该持续时间Tping此处例如从设备电报T4的末端开始计算。在这种情况下，时间范围5的持续时间比较短，使得为了减轻基站的负担在未发生设备电报时才在时间范围6中发送识别电报GWping。

在图3中仅示出了唯一的时间范围，该唯一的时间范围与多个设备相关。在基站已接收到设备电报T2、T5和T3之后，通信信道以其传输频率在持续时间Tping内保持不被使用。在例如从最后的设备电报T 3的末端计算的持续时间Tping期间，没有在该时间范围内登记的设备发送设备电报。于是，基站发送识别电报GWping，该识别电报GWping首先用于识别现有的网络，以便由此能够实现与已登记的设备的通信建立。

未登记的设备例如可以具有受限的能量储备。借助在其监听模式下接通的HF无线电接收识别电报GWping，其中监听模式在监听持续时间Trx内被接通，该监听持续时间Trx以重复频率Fw来重复。在监听持续时间Trx之外，例如未登记的设备被切换至节能模式。这同样可以适用于其它已经在网络中注册的设备。

持续时间Tping可以针对不同的条件被预先给定并且从发生不同的事件开始被计算，即在逻辑上被导出。

识别电报GWping可以包含关于在时间上出现接下来的同步电报的信息。因此，该设备可以相对应地被切换到监听，以便接收接下来的同步信号S。

在设备的情况下，可以出现两个通信状态。被参数化的设备准备好在确定的信道上进行通信。未被参数化的设备虽然拥有任意的默认信道，但是也可以根据要确定的标准来更换该默认信道。

设备原则上在接通之后不知道基站处于何种模式并且基站究竟是否存在。因此，该设备必须始终相同地表现。不同步地发送的设备可以干扰自己的网络或者外部网络。因而，有利的是，设备被动地与基站建立通信，即对此只监听并且自己并不发送。设备可以在其监听阶段期间监听在其通信信道上的任意类型的信号和电报。属于此的是同步信号S并且也属于此的是基站的电报和其它设备的设备电报。该接收指明现有的网络。

设备例如在根据图4的可调节的监听持续时间Trx期间监听。设备可以在被参数化的或者未被参数化的通信信道上工作。如果该设备在其通信信道上接收到基站的同步信号S，则该设备可以相对应地应答。由此建立到基站的连接。在与其它设备的访问冲突的极少数情况中，该过程在接下来的监听阶段中重复。具有监听持续时间Trx的时间窗可以在同样可调节的重复持续时间Tint之后被重复。如果相应的设备仅仅具有受限的能量储备，则该设备可以在监听持续时间Trx之外的时间段中被切换到节能模式。在节能模式下，譬如HF无线电之类的负载被断开。

监听持续时间Trx的长度、重复频率Fw(＝1/Tint)和节能模式下的能量消耗有利地针对相应的设备彼此被协调，使得其直至连接建立的能量消耗在时间平均上未超过正常工作时的能量消耗，其中该设备在正常工作模式下(例如通过与基站进行通信)可以具有一定的能量消耗。

在设备的允许的例如为0.1％的利用水平(Auslastung)和60ms的监听持续时间Trx的情况下，得到了60s的重复持续时间Tint。这意味着，在大约60s之后检测所有通信信道上的所有设备。

如果监听持续时间Trx根据图4被缩小(例如被减半)到监听持续时间Trx*，则在利用水平不变的情况下与此相对应地将重复持续时间Tint缩短到重复持续时间Tint*。更短的重复持续时间Tint*提高快速连接建立的概率。

所描述的连接建立以相同的方式适用于被参数化的和未被参数化的设备，即可以在相同的时间关系下实现所描述的连接建立。

Claims (11)

1.一种用于在基站和多个关于通信信道被参数化的或者未被参数化的设备之间进行无线通信的方法，其中基站具有用于与所发现的设备进行通信的正常工作模式，在该正常工作模式的情况下在固定的时间帧中在限定的通信信道上发送同步信号(S)，其中在两个同步信号(S)之间设置有至少一个时间范围，所述至少一个时间范围与用于将设备电报传输给基站的设备的至少一个相关，其特征在于，基站在时间范围中或者在多个相继的时间范围中对将设备电报传输给基站的不使用进行监控并且在不使用的持续时间(Tping)之后发送识别电报(GWping)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预先给定持续时间(Tping)。

3.根据权利要求1或2所述的方法，具有如下特征：

a)所述设备在对于相应的设备能被调节的监听持续时间(Trx)之内以同样对于相应的设备能被调节的重复频率(Fw)分别在被参数化的或者未被参数化的通信信道进行监听，

b)在监听持续时间(Trx)之外的至少数个时间段中，相应的设备被切换到节能模式，

c)监听持续时间(Trx)的长度、重复频率(Fw)和节能模式下的能量消耗针对相应的设备彼此被协调，使得直至连接建立的能量消耗在时间平均上未超过正常工作时的能量消耗，其中所述设备在正常工作模式下例如通过与基站进行通信而具有一定的能量消耗。

4.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，设备具有受限的能量储备。

5.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在监听持续时间(Trx)之外的整个持续时间内接通节能模式。

6.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，相应的时间范围在所有情况下与仅仅一个设备相关，并且在不使用这种长度的持续时间(Tping)之内的时间范围之后，所述时间范围的剩余持续时间不足以传输设备电报，而在所述时间范围的剩余持续时间期间，基站发送识别电报(GWping)。

7.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，多个时间范围相继，所述多个时间范围在所有情况下与仅仅一个设备相关，并且在不使用传输设备电报的多个相继的时间范围之后，基站发送识别电报(GWping)。

8.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，与时间范围相关有多个设备，并且在对传输设备电报的不使用的持续时间(Tping)之后，基站发送识别电报(GWping)。

9.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，识别电报(GWping)用于与未登记的设备建立通信。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，未登记的设备借助在监听模式下接通的HF无线电接收识别电报(GWping)，其中监听模式在监听持续时间(Trx)内被接通并且以重复频率(Fw)被重复，并且其中在监听持续时间(Trx)之外，未登记的设备被切换到节能模式。

11.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，识别电报(GWping)包含关于在时间上出现接下来的同步电报的信息。

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