TWI308013B - Power-saving wireless network, packet transmitting method for use in the wireless network and computer readable media - Google Patents

Description

1308013 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種無線網路、無線網路内之封包 轉發方法、及其電腦可讀取媒體，特別是一種且 $J能之省電型無線網路、其内之封包轉發方^、及 其電腦可讀取媒體。 【先前技術】 低速率無線網路裝置近年來在家電、玩呈、工 業、保全與醫療照護等領域備受矚目。因其低成 電、易於佈料雜，制適合低輯性、廣大 中： = 。在各種低速率無線網路通訊協定 中被具代表性的標準為IEEE 802.15.4 / ZigBee。 甘、ZlfBee無線網路中，受限於無線電波強度， 通範圍有限，若欲建立大面積服務區域’ Ϊ: :網路中繼節點使無線電波涵蓋範圍聯 集成大面積的網路服務範圍。 含了1二以一習知的無線網路1為例，包 coordinit fin C00rdina^； personal area network ator) l〇、一發送節點u、一接收一 :中繼節點12、一第二中繼節 =傳繼節點18所組成。以^ 之無線電因^發送節點11 H利用則通之中繼節點12、I4、I6、值、笨吞 接收郎點13,其封包值浮枚〃 丨8傳送至 傳送路經u所示傳送路徑大致上可由第1圖中一 5 Ϊ308013 然而’在ZigBee無線網路中，各個節 到省電之目的，常會進入省電休：j個；為了達 線電天線(其往往是最二休電 la所示，接收節點13將無法正確接認 封包漏失的問題。為解決此問題，先前枯i 繼解決方案：暫時將封包儲存於鄰近的中 四中繼節點⑻、或是縮短= 將β 解決方案而言’中繼節點的記憶體容量 繼節點為了提供足夠的空間暫4:; =控：; 薇商開發出支援可；：t固么上」’而目前少部份 之間=第:言’縮短接收節點休眠時間 包的暫存時間為3秒，由 ：:gBee規範，封 如須π之:： 各個郎點之省電效能將會大大地降低。 6 1308013

有鑑於此，提供一省電之I 法、以及其電腦可讀取媒體，乃、^此一辈發方 的問題。 马此業界亟待解決 【發明内容】 之封目路、無線網路 =存於協調器，待=:=接= ，眠後主動要求，再傳輸該封包至 點j 消除接收節點之休眠周期限制。 .、s匕可 ❹另一目的在於提供-無線網路、益線網 路之封匕轉發方法、及其電腦可讀取媒體，塹 上，故可大幅減少各轉發節“ 器即可運4==:::本發明僅需考量協調 =明之再—目的在於提供一無線網Κ 習知的方法、及其電腦可讀取媒體，由於省卻 =將封包皆儲存於協調器上，除可避免 I點間封包傳輪之㈣度。 兀了有效間化各 路内一目的在於提供一無線網路、無線網 發明所』t轉發方法、及其電獨可讀取媒體，藉由本 晏路之路由規則，可得到一省電型的無線網 1308013 J命可延長裝置之休眠時間，進而延長各裝置之電池 線網的在於提供一無線網路、無 η包暫存於協調器，可& 協調器、一 ί::點本線=玄-有一封包需傳送至該接收節點轉;；點當； 判斷该接收節點處於一休眠狀態時 接收節點待領該封包，且該協調器接= 發方ί之封包轉 收即』處於-休眠狀態、該轉發節點將該封自 3協調器、該轉發節點儲存一待領標記 即點待領該封包、以及該協調器接收並儲存收 程式以i行前=方^ m胃㈣體’儲存—電腦 明顧ί ΐ本發明之上述目的、技術特徵、和優點〜审 =僅’下文係以較佳實施例配合所附圖以 1308013 【實施方式】 本發明所揭露之第一實施例如第2 種省電型之無線網路2。該無線網 【人不，係- =-接收節點23、以及一轉發節點2工=器 例中’另包含有-發送節點21 f此實施 收節點23，如圖所示，當發送節點2ι該接 法涵蓋接收節點23時，該封包會以 波無 ί ^m2a傳送至該轉發節點28:而 點28預備將該封包傳送至該接收節點幻。轉么即 隨後，該轉發節點28先藉由一 判斷該接收節點23是否處於 ^探=包， :封包之傳送路徑2b如第2 休眠探 ，封包傳送並儲Λ該休二狀器=;以將 以?H28本身储存一待領標記’該“:¾ 係3己錄该接收郎點23待領該封包。 貝铩。己 接收狀隸束後，該 一請求訊接㈣幻3發送 徑2d。該轉發節點28闵 如第4圖所不之傳送路 待領標記，判斷該封包是；；=求訊號’藉由檢查該 當該轉發節點28判斷該封勺丁士 圖之傳送路徑26所示，包不存在時’如第5 封包至該接收節點23 28會傳送一結束 封包後，因㈣結束封包點23接收該結束 ^ 口復至該休眠狀態。於較 1308013 封包内文長度為零之 2施例中，該結束封包係為一 當該轉發節點28判斷钱· + 點28傳送一資料取 封包存在時，該轉發節 調器2M妾收該資料二^至該協調器2〇,該協 f 口命々封包後，檢查對應於該 封包Λ所有封包，並傳送該所有封包至 ί接結束封包至該接收節點。 主及体眠狀態。相同地，該蛀 仅 長度為零之封包。 ^束士匕係為一封包内文 封包ίί 第7種用於-無線網路之 允^: w用於别述第一實施例之盎線網路 及該轉發㈣28。該轉發節點28有來自發送 =點21之一封包需轉發傳送至該接收節點23，太眘 執行步驟說明如後’而本實施例中封 傳輸技術來達成，其優點為不受先 媒體存取控制層傳輸之限制。 11使用 28, 該發送節點21發送該封包至該轉發節點 ，該封匕之目的係欲傳送至該接收節米二 發節點28有該封包需要轉發時斷接 23是否處於一休眠狀態。若該接收節“斷2=:點 ，而無法接收該封包時’該轉發節點28 傳送至該協調器20，並在轉發節點28本身儲存 1308013 領標記。其中，該待領標記係記錄該 領該封包，而該協調器20接收並儲存該^包點23待 更詳細來說，如第2圖所示，該傳送路 ，過：第：中繼節點22、一第二中繼節點2:'2:: 弟二中繼即點26 ’將該封包傳送至該轉 該封包内可至少紀錄一來源位址、一二了巧。 「資訊内容’該來源位址可為該發之= 立址（例如0_21)，而該目的位址係為該 中ίίί位址（例如_3 )，以利該封包傳輸^程 如第3圖所示，當該轉發節點28 ;:二時;更包含將該封包之-暫“=2 暫存封包旗標（pending_packet㈣或/ 個位元攔位其中之一。气f該封包内複數 之該暫存位元欄位為，時該封包 儲存該封包之步驟& H周斋20便執行暫時 當該接收節點23結束該休眠妝能尨炎7 在休眠期間是否有 ：眠狀f後，為了確定 ;送-請求訊號至該轉發節Ϊ收如 節點23之位址（例如如〇〇23 ,念f號包含了該接收 求訊號，可盥券、+、* 。亥轉發節點因應該請 284由檢查該待領標記，可判斷該封1是 1308013 點封包存树，該轉發節 應該資料取回命令封包，檢查對應於 命令封包之所有封包，並如第6圖所“之 ===有封包至該接收節點… 内可包含該接來說’該資料取回命令封包 20 (-0020" . if 包傳輸完成之後，該協調器2〇最後傳 點23,其中該結束封= ί 之位址（_20)，但其資料長度為 =傳=畢，便回復至該;眠狀態，3 = 記為「ί=包，轉發節點28更新儲存該待領標 點28^V步f發送—請求訊號至該轉發節 何封句兩Γ姑ΐ右該接收節點23在休眠期間並無任 包」。請1閱第5 0此!!該待領標記應為「無待領封 存在時，:著傳?轉發節點28判斷該^ _，其中::束路:包收 之封包。隨後’該接收節點23因應該結為： 1308013 態 復至該休眠狀 電腦種電腦可讀取媒體，其儲存一 是軟碟，硬此電腦可讀取媒體可以 之資料庫或熟知此項技n可r易帶田2 4路存取 能之儲存媒體。項技也者可輕易思及具有相同功 準下露之技術’在戶斤規範的標 延長許多，相4；^口二^:節f23之休眠時間可以 分鐘。在壽可將休眠時間延長至2 电也哥命方面’在相同條件下，弈前姑你> 卽點裝置之電池壽命大約7()7 ^别技術之 之節點裝置之電池壽命：均為7325天0;:本發明所揭露 電的狀況下也可维持183 4 ^ 二天，即使在最耗 符83.4天。在封包傳輸方面，4* '技/Γ之封包傳輸速度受限於封 3.5個封包的速度，而本發 二2 = 了秒 休眠期間可達到每秒116=揭， 先前技術為佳。 叫匕其成本及效率皆較 及關ΐΐί實施例僅用來例舉本發明之實施態樣，以 本之技術特徵，並非用來限制本發】之2 & =何熟悉此技術者可輕易完成之改變算' 性之女排均屬於本發明所主張之r ® j· ± 二句等 保護範圍應以申請專利i圍it圍，本發明之權利 【圖式簡單說明】 第1圖係為習知無線網路中封包傳輸之示意圖；

Ca) 13 1308013 狀態ΐΙΓί為本發明無線網路中’接收節點於休眠 第3圖係為本發明無線網路中 調器之示意圖； 第4圖係為本發明無線網路中 眠狀態之示意圖； 第5圖係為本發明無線網路中，接收 封包之示意圖；以及 …侍項

第6圖係為本發明無線網路之接收節點有 包之封包傳輸示意圖。 ’’ * 封

將封包儲存於協 接收節點結束休 【主要元件符號說明】 1 無線網路 10 協調器 11 發送節點 12 第一中繼節點 13 接收節點 14 第二中繼節點 16 第三中繼節點 18 第四中繼節點 la 傳送路徑 2 無線網路 20 協調器 21 發送節點 22 第一中繼節點 23 接收節點 24 第二中繼節點 26 第三中繼節點 28 轉發節點 14 1308013

2a 傳送路徑 2b 傳送路徑 2c 傳送路徑 2d 傳送路徑 2e 傳送路徑 2f 傳送路徑 15

Claims (1)

1. I308Q13 菓095112717號專利申請案 日修i替換頁 ' 帽棚範圍替換本(無劃線版本，97年12月) 十、申請專利範圍： 姻巧於—無_路之封包轉發方法，該無線網路包含—琉 =icordinator)、一接收節點、以及一轉發節點，該轉發 封包需傳送至該接收節點，該方法包含下列步5 =，轉發節點判斷該接收節點處於一休眠狀態；” 遠轉發_點難封包傳駐該協調器； 記’其中’該待領標記記錄該 (d)該協調器接收並儲存該封包。 設 5:?:=_封包之-31====巾_碗撤細封包内 • ’其中該步驟⑼更包含當該協調器所 驟/如之該暫存位元欄料丨時，暫時齡該封包之步 5. 如清求項1所述之方，复 點，該方法在_⑻之前奸;包含—發送節 ⑼該發送節點發送該封包至該轉^節點。 6. =求項1所述之方法，其中該方法在步驟⑼之後另包含- ㈣賭賴休__，發送—請求減至該轉 26 1308013 第095U2717號專利申請案 以年〜月外修正替換頁 . 申請專利範圍替換本（無劃線版本，97年12月） 7. ^求項6所述之方法’其中該方法在步驟(Q之後另包含- 轉發節點因應該請求訊號，藉由檢查該待領標記 断該封包是否存在。 S' 項7所述之方法，其中該方法在步驟⑼之後另包含下 發斷該封包存树，該轉發節點傳送-資 枓取回命令封包至該協調器； 貝 ί回該^舰㈣取回命令封包，檢錄應於該資料 =〒令封包之所有封包，並傳送該所有封包至該接收節 ①韻調轉送-結束封包至該接節 (轉收節點因應該結束封包，回以：態。 所述之方法，其中該結束封包係-封包内文長度 10._4&求項8所述之方法’其中該方法在步驟①之後另包含 $該>轉發節點儲存該待領標記，其中， 接收郎點無待領封包。 角知。己e己錄該 (firstL^^t 8所述之方法，其中該步驟⑴係以—先進先出 (firSt_ln_flrSt-〇Ut，卿)之方式傳送該所有封包。先出 12τ^ί 7所述之方法’其中該方法在步驟⑻之後另包含 17 ΤΟ/ΛΟΑ 1 Ο 葉095112717號專利申請案 ί 、 暢專利範圍替換本（無劃線版本’97年12月） 产年Α月*辦正替換頁 判斷該封包不存在時，傳送—結束封包至 (η) 5亥接收節點因應該結束封包，回復至該休眠狀態。 13度所述之方法，射該結束封包係—封包内文長 14· 一種省電型之無線網路，該無線網路包含： 一協調器（coordinator ); 一接收節點；以及 2發，點，該轉發節點有一封包需傳送至該接收節點， 轉發節關斷該接收節點處於—休眠狀態時，該 封包傳送至該協·，並儲存—待領標記，該 鱗職㈣點待賴封包，且_接收並儲 節求述之無線網路’純含—發送節點，該發送 即點發迗該封包至該轉發節點。 、 16.:1 求項14所述之無線網路’其中當該協調器接收-資料 J回Τ令封包後，檢讀應於該龍取时 有 送該所有封包至該接收節點，且該協調 封包_文_零之結束 17 === 封包内文長度為零之結束封包後，將回復至該休眠狀^收 18 13*08013 ----------------— 第095112717號專利申請案 ^ 口如汾丁.，， . 申請專利範圍替換本（無劃線版本，97年12月） p十叫P·/·】私乂督硖頁| 18. ^^求^1^述之無軸路，其中鱗發節關齡1 =：ί,ί-：Ι;：= 19. 錢，電f可讀取媒體，係儲存—電腦程式執行—種心 七=)、一接收節點、以及:轉=二轉= ^封包需傳送至該接㈣點，該方法包 ^即點 =該轉發節闕_魏節點處於-休眠狀能 〇>)該轉發節點將該封包傳送至該協調器；。 (c) 該轉發節點儲存一待領標記，其 接收節點待領該封包；以及 4寺項軚圮圮錄該 (d) 該協調器接收並儲存該封包。 2〇·含f所狀電腦謂取舰，射路另勺 ^ ^ ’财法在步驟(狀前另包含—步驟： (e) 该發达郎點發送該封包至該轉發節點。 Μ 物讀娜，其術法在步驟⑼ 節赌賴休錄驗，發送—請求簡至該轉 22，^^ =電賴娜，_梅步驟《) 求織，藉碰查雜倾記，列 19 1308013 第095112717號專利申請案 - 申請專利範圍替換本（無劃線版本，97年12月） 23之可触髓，料財时步驟⑹ (h)當該轉發節點判斷該封包存在時， 料取回命令封包至該協調器；&这轉發即點傳送一資 (Ο該協調器因應該資料取回命令封包 :回命令封包之所有封包’並傳送該所有檢== ^?及器_—糊嫩鱗之_包至該接收 關賴桃蚊長料零之結束脱，回復 24+4^11=彻術·，_妓在步_ ::=.f包該待領標記’其中’該待領標記記錄該 25.如職之電料絲雜，計該枝之 包^ 一先進先出(first-ln-fl邮⑵t，FIF0)之方式傳送該所有2 電腦可讀娜，其中該方法在步驟ω (=)當該轉發節點判斷該封包不存在時，傳送一封包 度為零之結束封包至該接收節點；以及 、 收狀ΐ因應該封包内文長度為零之結束封包，回復 20