[发明专利]检测蓝牙网格网络中的关键链路

说明书

一种用于标识在无线网格网络中的源节点与目的地节点之间的路径中的关键链路的方法，其中，该方法包括以下步骤：接收与源节点与目的地节点之间的路径的发现相关的转发路径请求PREQ消息；确定在预定时长内未接收到与该路径的发现相关的其他PREQ消息，并且在该确定的触发下，在与源节点与目的地节点之间的路径相关联的发现表条目中设置第一关键标志；以及将所接收的PREQ消息转发到无线网格网络中的一个或多个其他节点。

技术领域

本发明一般地涉及无线通信网络，并且更具体地，涉及对诸如蓝牙网格网络(meshnetwork)之类的网格网络中的数据消息转发的改进。

背景技术

蓝牙^TM通常指一组标准化的技术，其可用于使用2.4GHz ISM频带中的无线电发送和接收在短距离内的设备之间交换数据。蓝牙标准的颁布和管理由蓝牙SIG的各个委员会完成，蓝牙SIG的成员超过30,000家公司。

蓝牙低功耗(LE)是蓝牙技术的特定版本，其最初由蓝牙SIG在2010年进行了标准化。蓝牙LE通常针对低功率应用，与例如更传统的蓝牙应用相比，这些应用可以容忍更低速率的通信。此外，蓝牙LE适合于受内存和计算资源限制的廉价设备。

即使如此，蓝牙LE仍然利用在40个信道上发送数据的稳健跳频扩频方法。此外，符合蓝牙LE的无线电包括多个物理层(PHY)选项(支持从125kb/s到2Mb/s的数据速率)、多个功率级别(从1mW到100mW)以及多个安全选项。

蓝牙LE还支持多种网络拓扑，包括用于在两个设备之间建立一对一(1:1)通信的常规点到点拓扑。此外，蓝牙LE支持广播(一对多或1:m)设备通信。广播拓扑可以被用于局部化信息共享和定位服务，例如零售兴趣点信息、室内导航和寻路以及物品/资产跟踪。

最后，蓝牙LE支持可以被用于建立多对多(m:m)设备通信的网格拓扑。基于蓝牙LE的网格拓扑使能创建大规模设备网络，例如用于控制、监视和自动化系统，其中数十、数百或数千个设备需要可靠并安全地彼此通信。在蓝牙LE网格拓扑中，网格网络中的每个设备潜在地可以与网格网络中的每个其他设备进行通信。通信是使用消息来实现的，并且设备可以将消息中继到其他设备，以使得端到端通信范围扩展到远超出每个个体设备的无线电范围。

作为蓝牙LE网格网络的一部分的设备被称为“节点”，而不是网格的一部分的其他设备(例如即使在网格范围内)被称为“未被供应的设备”。将未被供应的设备转变成节点的过程被称为供应(provisioning)。这是一个安全过程，其导致未被供应的设备拥有一系列加密密钥，并且对于供应者设备(例如平板电脑或智能电话)是已知的。供应者是负责将节点添加到网络并配置该节点的行为的设备。

如上所述，蓝牙网格网络中的通信是“面向消息的”，并且定义了各种消息类型。例如，当一个节点需要查询其他节点的状态或需要以某种方式控制其他节点时，它可以发送合适类型的消息。如果一个节点需要向其他节点报告它的状态，则它可以发送合适类型的消息。消息必须从一个地址被发送到另一个地址。蓝牙网格拓扑支持三种不同类型的地址。单播地址唯一地标识单个单元(例如设备可以包括一个或多个单元)，并且单播地址在供应过程中被分配给设备。组地址是表示一个或多个单元的多播地址。虚拟地址可以跨越一个或多个节点被分配给一个或多个单元。

为了进一步促进在网格网络拓扑中使用蓝牙LE，蓝牙SIG在2017年7月颁布了网格简档规范。图1示出了由蓝牙SIG规定的基于蓝牙LE的示例性分层网格架构。顶部是模型层，其定义了被用于使典型用户场景的操作标准化的模型，例如用于照明和传感器的模型。在其他蓝牙规范(包括蓝牙网格模型规范)中进一步定义了模型层。基础模型层定义了配置和管理网格网络所需的状态、消息和模型。访问层定义了高层应用可如何使用上传输层。它定义了应用数据的格式；它定义并控制在上传输层中执行的应用数据加密和解密；以及它检查在将传入应用数据转发到更高层之前，传入应用数据是否已在正确的网络和应用密钥的上下文中被接收。