一種基于尋呼的低功耗通信方法和網絡的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及無線通信領域，更具體地說，涉及一種基于尋呼的低功耗通信方法，以及一種基于尋呼的低功耗通信網絡。
【背景技術】
[0002]物聯網，或者感應器網絡，通常需要通信鏈路的一端，比如基站設備，保持在接收或監聽狀態，通過保持比較高的能耗，確保基站能夠正確接收感應器發送的報文。
[0003]為了實現省電的目的，現有技術中，物聯網終端與接入點(AP)或者中繼器建立并保持時鐘同步，并為每一個終端分配固定的時隙，接入點(AP)或者中繼器可以在這些分配好的時隙中運行在高能耗的接收或監聽狀態。在其他時間休眠，以達到節省能耗，或延長電池壽命的目的。
[0004]但實際應用中，物聯網終端數據傳輸需求由事件觸發，難以事先預知。
[0005]如果接入點(AP)或者中繼器為這些終端預留時隙，則會導致能耗的浪費。當終端的數量較多時，這些預留的時隙會導致接入點(AP)或者中繼器完全沒有休眠的時間。
[0006]但如果中繼器不為這些下游節點預留時隙，當這些節點被特定的事件觸發，產生并發送報文給中繼器進行轉發時，中繼器可能正處于休眠狀態，而不能及時喚醒接收終端上傳的數據，導致整個網絡的通信穩定性大幅下降。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種節省能耗并且保證通信性能的基于尋呼的低功耗通信方法，以及一種基于尋呼的低功耗通信網絡。
[0008]本發明的技術方案如下:
[0009]—種基于尋呼的低功耗通信方法，在一個發送方和至少一個接收方之間進行尋呼；
[0010]未進行通信狀態下，接收方保持休眠/低功耗模式，并且周期性地從休眠/低功耗模式中喚醒，并檢測是否有尋呼幀到達，如果沒有檢測到尋呼幀到達，則返回到休眠/低功耗模式，如果檢測到尋呼幀到達，則進行通信；
[0011 ]未進行通信狀態下，發送方保持休眠/低功耗模式；當需要發送數據時，則退出休眠/低功耗模式，并發送一系列的尋呼幀，喚醒接收方，并進行通信。
[0012]作為優選，發送方發送尋呼幀的數量、發送尋呼幀的持續時間，根據接收方的喚醒周期確定，確保尋呼幀的發送能夠持續到接收方喚醒并能夠至少接收一個尋呼幀的時刻。
[0013]作為優選，發送方預先確定接收方的喚醒周期，當發送方需要發送數據時，根據接收方的喚醒周期，發送一系列的尋呼幀;所述的尋呼幀至少攜帶一個系列號或計算值，接收方根據接收到的系列號或計數值，得出發送方完成發送當前一系列的尋呼幀的時刻。
[0014]作為優選，接收方檢測到尋呼幀的到達后，根據尋呼幀攜帶的時鐘同步信息與發送方建立時鐘同步。
[0015]作為優選，接收方和發送方按照預設的規則，計算接收方和發送方都需要再次喚醒、進行通信的時刻。
[0016]作為優選，發送方發送的尋呼幀攜帶接收方的設備標識，接收方設備標識，判斷是否需要預設時間后喚醒，與發送方預設的時隙進行通信。
[0017]作為優選，發送方發送的尋呼幀還附帶一個特定的控制指令，接收方在預設時間喚醒后，在與發送方預設的時隙根據控制指令上傳相應的數據。
[0018]作為優選，發送方發送的尋呼幀攜帶一個群組的目標設備的標識掩碼，接收方根據標識掩碼，判斷是否為當前尋呼幀的目標設備;如果是，則基于當前接收方的設備標識，按照預設的算法計算出需要喚醒并與發送方進行通信的時刻。
[0019]作為優選，不同的接收方采用同樣的算法，計算需要喚醒并與發送方進行通信的時刻，以各個接收方的設備標識作為輸入，則計算得出不同的喚醒時隙。
[0020]作為優選，發送方發送的尋呼幀還附帶一個特定的控制指令，根據控制指令，接收方執行與控制指令相對應的特定動作。
[0021]—種基于尋呼的低功耗通信網絡，包括基站、至少一個終端;上行時，基站作為接收方，終端作為發送方，下行時，基站作為發送方，終端作為接收方;基站與終端之間基于所述的通信方法進行上行或下行通信。
[0022]作為優選，還包括一個或多個中繼，上行時，基站作為接收方，終端作為發送方，中繼作為接收方接收終端的數據并同時作為發送方轉發終端的數據給另外一個中繼或者基站;下行時，基站作為發送方，終端作為接收方，中繼作為接收方接收基站數據并同時作為發送方轉發基站的數據給另外一個中繼或者終端;基站與中繼之間，中繼與中繼之間，中繼與終端之間基于所述的通信方法進行上行或下行通信。
[0023]作為優選，基站或中繼，以及終端，均包括:
[0024]—個或多個無線收發器，具備休眠/低功耗模式與喚醒模式，無線收發器在喚醒模式下發送信號或檢測、接收信號；
[0025]—個或多個控制器，具備休眠/低功耗模式與喚醒模式，并設定有喚醒周期，在每個喚醒周期的喚醒時刻喚醒無線收發器進行信號發送或者檢測、接收信號。
[0026]本發明的有益效果如下:
[0027]本發明所述的通信方法與網絡，使得無線通信的收發雙方能在沒有數據需要收發的情況下休眠，當有數據需要發送時，發送方才退出休眠，并發送一系列的尋呼幀。通過尋呼幀的發送和接收，收發雙方建立時鐘同步，選擇一個約定的時隙喚醒并進行數據交換。本發明所述的通信方法用于支撐低流量無線通信網絡的大規模組網。
【附圖說明】
[0028]圖1是本發明所述的通信網絡的示意圖(一個中繼)；
[0029]圖2是本發明所述的通信網絡的示意圖(多個中繼)；
[0030]圖3是無線收發器與控制器的示意圖。
【具體實施方式】
[0031 ]以下結合附圖及實施例對本發明進行進一步的詳細說明。
[0032]本發明為了解決現有技術中存在的無線通信的收發雙方通過預留時隙存在的矛盾與不足，提供一種基于尋呼的低功耗通信方法，在一個發送方和至少一個接收方之間進行尋呼；
[0033]未進行通信狀態下，接收方保持休眠/低功耗模式，并且周期性地從休眠/低功耗模式中喚醒，并檢測是否有尋呼幀到達，如果沒有檢測到尋呼幀到達，則返回到休眠/低功耗模式，如果檢測到尋呼幀到達，則進行通信；
[0034]未進行通信狀態下，發送方保持休眠/低功耗模式；當需要發送數據時，則退出休眠/低功耗模式，并發送一系列的尋呼幀，喚醒接收方，并進行通信。
[0035]發送方發送尋呼幀的數量、發送尋呼幀的持續時間，根據接收方的喚醒周期確定，確保尋呼幀的發送能夠持續到接收方喚醒并能夠至少接收一個尋呼幀的時刻。
[0036]根據實施需求，尋呼幀可以攜帶一個序列號，一個同步字，一個特定的控制指令，一個群組的目標設備的標識掩碼或者單一目標設備的標識。
[0037]接收方檢測到尋呼幀的接收后，根據尋呼幀攜帶的信息與發送方建立時鐘同步。具體為:發送方發送的尋呼幀攜帶時鐘同步信息，使得接收方接收到至少一幀尋呼幀后，可以實現和發送方時鐘同步。接收方和發送方按照一定的規則，計算收發雙方都需要再次喚醒、進行數據收發的時刻。
[0038]發送方預先確定接收方的喚醒周期。當發送方有數據需要發送給接收方時，發送方根據接收方的喚醒周期，發送一系列的尋呼幀。該一系列的尋呼幀至少攜帶一個系列號，或計算值，使得接收方可以根據接收到的尋呼幀的系列號或計數值，估計發送方完成發送這一系列的尋呼幀的時刻。
[0039]發送方發送的尋呼幀還附帶一個特定的控制指令，根據控制指令，接收方執行與控制指令相對應的特定動作。
[0040]發送方發送的尋呼幀攜帶接收方的設備標識。接收方喚醒，并且接到至少一個尋呼幀后，根據接收到的尋呼幀所攜帶設備標識，判斷是否需要在一段時間后喚醒，與發送方在一個特定的時隙進行通信。接收方在預設時間喚醒后，在與發送方預設的時隙根據控制指令上傳相應的數據。
[0041]發送方發送的尋呼幀攜帶一個群組的目標設備的標識掩碼。接收方喚醒，并且接到至少一個尋呼幀后，根據接收到的尋呼幀所攜帶的設備的標識掩碼，判斷當前接收方自身是否為這一尋呼幀的目標設備。如果是，則基于當前接收方自身的設備標識，按照一定的算法計算出需要喚與發送方進行通信的時刻通信。為了避免相互沖突，不同接收方采用同樣的算法，并用當前接收方自身的設備標識作為輸入，計算出不同的喚醒時隙，從而避免了相互沖突。
[0042]本發明還提供一種基于尋呼的低功耗通信網絡，如圖1所示，包括基站、至少一個終端;上行時，基站作為接收方，終端作為發送方，下行時，基站作為發送方，終端作為接收方;基站與終端之間基于所述的基于尋呼的低功耗通信方法進行上行或下行通信。
[0043]本發明所述的通信網絡中，如圖2所示，還可以設置中繼，基站與終端通過中繼進行通信。上行時，基站作為接收方，終端作為發送方，中繼作為接收方接收終端的數據并同時作為發送方轉發終端的數據給另外一個中繼或者基站;下行時，基站作為發送方，終端作為接收方，中繼作為接收方接收基站數據并同時作為發送方轉發基站的數據給另外一個中繼或者終端;基站與中繼之間，中繼與中繼之間，中繼與終端之間基于所述的通信方法進行上行或下行通信。
[0044]當基站或中繼設備作為發送方，通過發送一系列尋呼幀喚醒休眠的中繼或終端設備，進而在一個特定的時隙向這個中繼或終端設備(群組)發送下行數據。當終端或