[发明专利]基于TDMA的通信中的传输/接收定时误差补偿

说明书

技术领域

本发明涉及基于TDMA（时分多址）的通信方法和实施这一方法的系统。本发明的其它方面涉及针对所述TDMA系统的基站和客户端。

背景技术

在使用TDMA的低功率（比如无线）通信系统中，定时是显著影响时隙如何能够被有效分配和利用的关键参数。

通常由中心节点或基站来分配时隙，并且要求客户端（例如传感器节点）确保与基站之间的通信在其所分配的时隙内。因而该要求对客户端使用的时钟精度进行约束。然而，在希望采用低功率和/或低成本客户端（例如，一次性（disposable）的传感器节点）的应用中，同样希望采用更简单和更便宜的时钟，而这样的时钟通常精度较低。

迄今为止，已经通过以下方式来解决该问题：在基站被配置为在所分配的启动时刻开始发送（通常根据其本身较精确的时钟）时确保客户端在其所分配的时隙（由客户端的时钟决定）之前醒来，使得在基站传输开始时客户端总是被唤醒的。这一方法的缺点在于，一般而言，客户端会提前醒来并可能不得不在基站传输开始前等待一段时间。如此所浪费的时间会消耗功率，因而在这种低成本设备中是极为不希望发生的。

即使客户端节点具有和基站相同或相似精度的时钟，但是如果所述客户端节点处在一个很长的睡眠周期，它也不得不定期地醒来以使其时钟与基站同步。在同一网络中存在使用其他时隙的其他客户端时，这尤其重要。因此系统中承担着使客户端在已知的时间间隔醒来的责任以使其与基站保持同步，而这会造成额外的功率消耗。

因此本发明的目的是提供一种能处理上述难题的基于TDMA的通信方法和系统。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种使基站和客户端间能够通信的基于TDMA的通信方法，所述基站和所述客户端各自包括用于同步通信的时钟，所述方法包括：将TDMA信道分配至所述客户端；使所述客户端的收发器在构成所被分配信道的客户端时隙期间以通信模式操作，而在其他时刻以睡眠模式操作；在每个所述客户端时隙之前，使所述基站的收发器在所述信道上以通信模式开始与所述客户端进行操作，和/或在每个所述客户端时隙之后，使所述基站的收发器继续以通信模式与所述客户端进行操作。

因此所以基站可以被分配构成所述TDMA信道的基本时隙，其中所述基本时隙被安排成在所述客户端时隙之前开始和/或在所述客户端时隙之后结束。

因此，本发明的实施方式提供了一种方法，在所述方法中，基站（例如集线器）在稍早于分配给客户端的时刻以通信模式开始与客户端（例如节点）进行操作，以使当所述客户端醒来时，基站总是已经准备好与所述客户端通信。所以，所述方法允许客户端使用低精度时钟而无需要求当实际上不与基站通信时处于通信模式下。相应地，客户端能实现最佳低忙闲度（duty cycle），从而使设备的睡眠时间最大化并使功率消耗最小化。

将理解当基站以通信模式与客户端进行操作时，基站既可向客户端传输信号也可收监听自客户端的信号。类似的，当客户端以通信模式与基站进行操作时，客户端既可向基站传输信号也可监听来自基站的信号。

在本发明的实施方式中，基站可被配置为通信的发起者（initiator），因此基站可在客户端时隙前开始向客户端传输信号。在另一些实施方式中，客户端可被配置成通信的发起者，因此基站可在客户端时隙前开始监听客户端。在任一情况下，发起者可重复它的传输直至其接收到响应或直至所述发起者停止以其当前通信模式操作。

在本发明的实施方式中，可采用所述方法以使基站和客户端间的能够进行无线通信。

所述方法可包括在客户端时隙结束时客户端返回至睡眠模式的步骤，即使客户端没有完成其与基站的通信。在客户端不在基站的覆盖范围内或另外通信信道无效的情况下，所述方法可包括在客户端时隙结束时客户端返回至睡眠模式的步骤，即使客户端与基站的通信还没开始。换言之，在整个客户端时隙期间客户端可以监听来自基站的传输信息，并且如果客户端未接收到传输，则其可返回至睡眠模式。

所述方法可进一步包括使基站向客户端传送同步信号的步骤。该同步信号可以促使客户端调整（例如，重置）其时钟使之与基站时钟一致。当基站处于与客户端通信的模式时，同步信号可被多次传送。在特定的实施方式中，同步信号可响应于来自客户端的信号的接收而被传送。

在考虑了至少客户端的时钟的预期漂移而计算出的时刻时，基站可以开始以通信模式与客户端进行操作。所述时刻可以通过将预期漂移施加（apply）至客户端的收发器以睡眠模式操作的时刻上而被计算。