[发明专利]用于增强可靠性的通过组合网络技术的以接收器为中心的通信

说明书

本发明涉及一种用于IoT系统（诸如照明网络）的以接收器为中心的传输系统，该IoT系统具有组合协议无线电芯片，该组合协议无线电芯片为不同网络技术的两个或更多个传输协议共享单个无线电前端，同时防止在一个或两个协议模式中不可接受的性能降级。以接收器为中心的方法允许在每个节点的单个无线电芯片上实施具有可接受性能的两个网络，而不是每个节点需要两个无线电芯片。

技术领域

本发明涉及诸如但不限于Zigbee网络之类的多跳网格型网络中网络设备的通信领域，以供在家庭、办公室、零售、酒店和工业的各种不同的物联网（IoT）应用中使用。

背景技术

Zigbee网络表示另一种类型的低功率/低成本无线网络，其允许在网格拓扑中的设备之间的多跳通信。Zigbee设备提供降低的功耗和成本，以及网格联网能力，这使得它们适合在大规模部署中使用。Zigbee网格网络的应用示例包括家庭自动化、建筑物自动化、零售服务、智能能量和无线室内照明系统。

更具体地，Zigbee是基于IEEE 802.15.4的规范，用于一套高级通信协议，其用于创建具有小型低功率数字无线电的个人区域网络。Zigbee技术的主要益处是其垂直集成，即从用于较低层的IEEE 802.15.4到网络层到应用层规范的完整标准化协议栈的可用性；如与其他无线网络技术（诸如线程、蓝牙或Wi-Fi）相对。Zigbee网络广泛应用在诸如家庭、零售和工业/办公室之类的不同应用中。应用包括无线光开关、灯、恒温器、各种传感器、具有家庭内显示器的电表、交通管理系统、以及需要短距离低速率无线数据传输的其他消费和工业装备。它的低功耗取决于功率输出和环境特性将传输距离限制在10-100m的视线内。Zigbee设备可以通过由中间设备的网格网络传递数据，从而在长距离之上传输数据。

所谓的Zigbee光链路（ZLL）标准是由连接的照明系统使用的低功率网格网络标准。ZLL堆栈由四层构成：物理（PHY）、媒体访问控制（MAC）、网络（NWK）和应用（APL）。在IEEE802.15.4-2003规范中定义了两个较低的层，PHY和MAC。在初始设立期间，ZLL设备执行调试程序以获得网络密钥。调试是其中设立新的ZLL网络或将新的ZLL设备添加到现有网络的过程。

集成电路设计中的最新进展已经使得在单个无线电芯片上组合蓝牙低能量（BLE）和Zigbee技术成为可能，从而允许低功率/低成本设备同时作为BLE网络和Zigbee网络二者的一部分操作，利用单个无线无线电模块。这可以通过随时间快速切换BLE和Zigbee设备操作来实现，使得设备保持连接并同时在两个网络中操作。让受约束的设备同时在BLE和Zigbee网络（或单跳和多跳网络的任何其他组合）上操作的可能性开辟了新的解决方案来改进这些现有技术的局限性。BLE是低功率/低成本的无线网络技术，其使能在主节点和有限数量的功率受约束从节点之间的星型拓扑中的单跳通信。BLE在功率受约束的从设备和功率受约束较小的主设备之间提供能量高效的连接性。BLE网络的一个示例可以由作为主机的移动电话设备构成，它可以向资源受约束的设备（诸如传感器、可穿戴设备、和建筑物自动化设备）的生态系统提供互联网连接性。

所谓的组合无线电芯片（例如Zigbee/BLE、BLE/Wi-Fi、或多跳和单跳协议的其他组合）的可用性，其中存在两个无线协议栈在时域中共享一个无线电前端，使得诸如IoT照明系统的IoT系统的新特征成为可能。新特征包括经由来自移动设备的单跳（例如BLE）连接直接控制节点功能（例如无线照明），经由从无线IoT系统发送的单跳（例如BLE）信号定位移动电话，以及经由移动单跳（例如BLE）标签跟踪资产，这些标签的信号由IoT系统（例如头顶无线照明网络）接收。

在WO2018/228883 A1中公开了利用可以组合BLE和Zigbee的无线电芯片的应用的示例，WO2018/228883 A1公开了一种系统和方法，通过在无线多跳网络（例如Zigbee网格网络）上中继无线单跳网络的消息来扩展无线单跳网络（例如BLE网络）的覆盖范围，其受益于无线组合设备的组合单跳/多跳（例如BLE/Zigbee）能力，该无线组合设备可以在两个无线网络之间无缝桥接。