[发明专利]在无线个域网(WPAN)中使用信标表来分配信标时隙的方法和WPAN装置

说明书

技术领域

本发明一般涉及一种在无线个域网(WPAN)中使用信标表来设置信标时隙的方法以及一种WPAN装置，并且更具体地，涉及如下一种设置信标时隙的方法和WPAN装置，其中，每个装置在WPAN环境中通过产生信标表在考虑相邻装置以及与该相邻装置相邻的装置的信标发送时隙的情况下设置我的信标时隙，从而使得能够重用其它装置的信标发送时隙而不会导致信标之间的冲突。 

背景技术

无线个域网(后文中称为“WPAN”)技术是泛在网络(ubiquitousnetwork)的核心技术之一，在该网络中通过单个结构将人、计算机和物体相互连接。WPAN技术的应用的代表性实例是用来将现有传感器网络环境与实际物理环境进行组合的传感器网络。 

传感器网络在实现泛在产生阶段(ubiquitous generation)中占据重要角色。具体地，当在家庭中实现泛在组网时，将提供强烈动机来构建国家级的基础设施，因此，在家庭中构建泛在组网环境是非常重要的。此外，在泛在产生阶段，作为泛在组网技术之一的家庭组网技术已经显现为克服目前家电市场非常低迷的严峻形势的核心技术，而传感器网络是这种家庭组网技术的中心。 

可以预料到的是，期望由数百或数千个小传感器模块组成的传感器网络将被应用于各种领域，例如，智能家庭网络中的远程监控、自动制造工艺控制、库存和物流管理、医院内的远程病人监控、以及用于检测非法入侵的安全系统。 

同时，WPAN可以用来实现这种技术，并且表征为具有多种优点，例如，传输距离小于10m、低功耗、以及尺寸足够小从而可以安装在传感器 内等等。对于这种WPAN技术，目前引人注意的技术包括ZigBee，其是一种低速并且低功率WPAN技术。然而，当前的ZigBee技术有限地应用于网络并且要忍受网络的不稳定性。 

图1是示出由ZigBee中单个节点发送的信标之间的发送间隔的示图。单个节点具有如下时间段，在该时间段中在发送信标之后发送或接收数据，然后具有睡眠时间段以减小功耗。此时的间隔被规则地指定并且被同样地应用于下一信标发送时间段、下一数据发送/接收时间段以及下一睡眠时间段。即，以规则的间隔重复信标发送时间段、数据发送/接收时间段和睡眠时间段。 

在睡眠时间段期间，发送数据是可能的，但是接收数据是不可能的。需要发送信标以便连接参考节点下面的节点，从而网络配置中存在的最后的节点在经过了特定时间段后不需要发送信标。 

图2是示出在第一节点和第二节点之间发送信标时在两个节点之间出现的信标发送的状态的图。第一节点将信标发送给第二节点，并将范围从该信标的发送到下一信标的发送的时隙发送给第二节点。已经接收到该时隙的第二节点在未被第一节点使用的时间段的开始部分发送其自己的信标，以避免与第一节点发送的信标冲突。 

图3是示出设置信标时隙的常规方法中低效的数据发送的示图，其中，示出了当通过使用图2的方法来配置信标发送时隙以执行通信时，由于节点具有较深的深度而发生的低效的数据发送。 

在节点深度为5的网络配置中，如图3所示，当第五节点试图向第一节点发送数据时，必须在第四节点可以接收从第五节点发送的数据的时间段内发送数据。 

然而，因为已经经过了第四节点可以接收数据的时间段，所以第五节点必须等待第四节点可以接收数据的下一时间段。因此，由于以这种方式将数据向上发送至第一节点所花费的时间增加了一个周期，所以存在总的发送时间增加的问题。 

图4是示出设置信标时隙的常规方法的网络配置图，其中，示出了使用图1和2的方法配置的无线网络环境。 

在该图中，对WPAN进行配置，以使得协调器在其自己的通信范围内 具有第一和第二节点，第一节点和第二节点在其自己的通信范围内分别具有第三和第四节点以及第五和第六节点。 

图5是示出在图4的网络环境中的信标时隙的设置的实例的示图。 

如该图所示，在图4的网络环境中使用图2的方法来配置信标发送间隔的情况下，当第一和第二节点察觉到从协调器发送的信标时，第一和第二节点在其自己的通信范围内不能相互识别，因此第一和第二节点在从协调器发送信标的时间点开始经过了相同间隔之后发送其信标。 

在这种情况中，如上所述，因为第一和第二节点不在其通信范围内，所以即使第一和第二节点的信标发送时隙彼此相同，在发送信标以建立到第三、第四、第五和第六节点的连接并执行数据发送中也不存在问题。然而，如果另一节点出现并建立新连接，则可能发生信标之间的冲突。这种现象参照图6和7来详细描述。