[发明专利]由服务器与互连节点设备网络的节点设备进行通信的方法和布置

说明书

一种由服务器与操作性互连节点设备的网络中的目标节点设备通信的方法（50）和布置，其中网络的每个节点设备包括用于与服务器直接无线通信的第一通信接口，以及用于节点设备间通信的第二通信接口。在发起与目标节点设备的消息交换之前，服务器基于目标节点设备的最后接收的上行链路消息来确定（51）目标节点设备的当前通信状态。然后，服务器可以经由第一通信接口与目标节点设备直接通信（52），或者经由服务器选择的网络的至少一个其他或委托节点设备与目标节点设备通信（53）。

技术领域

本公开总体上涉及互连节点设备或终端设备的网络中的通信，特别地，涉及由服务器与互连节点设备网络中的节点设备进行通信的方法和布置。

背景技术

诸如照明设备、物联网（IoT）设备、和支持增强型机器类型通信eMTC的设备之类的客户端设备——所有这些设备都包括通信能力——经常部署在由多个互连设备组成的通信网络中。一般被称为节点设备或终端设备的这些设备可以包括利用无线网络连接操作的可移动或移动设备，和/或具有有线和/或无线网络连接之一或两者的固定设备。

有线或无线网络节点设备通常基于第一通信接口（诸如网络适配器或收发器模块）进行操作，以用于经由许可频带中的移动通信系统（诸如2G/3G/4G/5G蜂窝通信）和其他远程无线通信技术（例如，如远程广域网（LoRaWAN）和窄带IoT（NB-IoT））与远程设备（诸如后端服务器）进行数据交换。

由通信互连的节点设备组成的无线网络也被称为免许可频带中的网络，诸如无线网状网络WMN、无线个人区域网WPAN和专有无线网络。节点设备可以使用上述第一通信接口向远程后端服务器传送数据和消息。第二通信接口可以仅用于节点设备之间的通信，也称为节点设备间通信。

用于由联网设备或节点交换数据的网络协议可以包括用于无线网络的ZigBee^TM、蓝牙^TM以及基于WiFi的协议，以及有线总线网络，例如诸如DALI^TM（数字可寻址照明接口）、DSI（数字串行接口）、DMX（数字多路复用）、KNX（以及基于KNX的系统）和其他专有网络。

远程后端服务器与节点设备的通信一般是为了控制和管理的目的而执行的，这通常涉及经由第一通信接口从后端服务器发送到一个或多个节点设备的下行链路消息，用于控制节点设备的操作。然而，由于各种原因，有时节点设备可能看起来对后端服务器不可到达，使得来自服务器的下行链路消息不可能到达节点设备。

例如，当使用网络地址转换NAT时，为了节约互联网协议IP地址空间的目的，节点设备的IP地址可能被改变，使得该设备对于不知道该节点设备的IP地址改变的后端服务器不可到达。

另一方面，像许多IoT设备一样，一些节点设备也具有资源约束，诸如有限的电池能量、低吞吐量链路等。这些节点设备通常可以进入睡眠或非激活模式，这一般指代低功率状态，其中节点设备的一些功能组件或模块被关闭。作为示例，切换到低功率模式的移动电话经常将仅维持其电话功能和短消息服务SMS功能激活，而所有其他功能（如4G数据连接）将被关闭。在这种情况下，当移动电话的数据通信接口关闭时，移动电话不能接收从后端服务器传送的下行链路数据消息，诸如用于控制移动电话的指令或命令。因此，移动电话将显现得对服务器不可到达。

提出了各种方法来克服上述问题。在一种解决方案中，节点设备周期性地创建并向后端服务器发送特定类型的上行链路消息（诸如心跳消息），以维持下行链路数据或消息信道激活。例如，在另一种解决方案中，系统可以使用蜂窝短消息服务SMS来唤醒节点设备的蜂窝数据通信接口，以用于接收下行链路消息。

然而，随着心跳消息的传输，由于这种心跳消息的频繁传输，大量的数据分组被传输，这将导致额外的资费成本，并且增加了网络当中的信令负载。维持下行链路可到达的典型心跳消息间隔例如是3分钟，而这样的网络可以包括30000个甚至更多的节点设备。至于SMS方式，一些运营商可能不提供这样的服务，尤其是对于NB-IoT和eMTC通信。