DE102014012518A1

DE102014012518A1 - Mesh-relais

Info

Publication number: DE102014012518A1
Application number: DE102014012518.1A
Authority: DE
Inventors: c/o Cambridge Silicon Radio L Tyson Hugo Mark; c/o Cambridge Silico Graube Nicolas Guy Albert
Original assignee: Cambridge Silicon Radio Ltd
Current assignee: Qualcomm Technologies International Ltd
Priority date: 2014-02-25
Filing date: 2014-08-25
Publication date: 2015-08-27
Also published as: GB2512748B; GB2512747A; GB201412720D0; US20150242614A1; GB2512545B; US20150245412A1; DE102014012379B4; DE102014012252A1; GB2513048A; GB2512502A; GB2512256A; US20150245220A1; GB2512502B; DE102014012257B4; GB201405790D0; DE102015101699A1; GB2512544B; US20150245203A1; GB201405789D0; DE102015101697A1

Abstract

Eine Kommunikationsvorrichtung, die zum Kommunizieren über ein Netz im Auftrag einer Verbrauchervorrichtung in der Lage ist, wobei das Netz derart ausgelegt ist, dass ein Transport von Paketen durch das Netz von jeder Kommunikationsvorrichtung im Netz bereitgestellt wird, die nach Paketen horcht und diese weiterleitet, wobei die Kommunikationsvorrichtung eine Relaiseinheit, die ausgelegt ist, nach Paketen zu horchen und sie über das Netz weiterzuleiten, eine Moduseinheit, die ausgelegt ist, zu identifizieren, ob die Verbrauchervorrichtung in Bezug auf das Netz aktiv oder nicht aktiv ist, und eine Zeitsteuerungseinheit umfassst, die ausgelegt ist, die Zeit, welche die Relaiseinheit nach Paketen horcht, in Abhängigkeit von dieser Identifikation zu steuern.

Description

Diese Erfindung betrifft eine Kommunikationsvorrichtung, die zum Weiterleiten von Paketen in einem Mesh-Netz in der Lage ist.
1 stellt ein verteiltes Netz dar. Das Netz weist eine Anzahl von Kommunikationsvorrichtungen 101, 103, 105 und 107 auf. Jede Vorrichtung kann drahtlos mit den anderen Vorrichtungen kommunizieren, die in einer effektiven Reichweite von ihr sind. In diesem Beispiel ist das Netz ein Mesh-Netz (Maschennetz), was bedeutet, dass jede Vorrichtung Daten für das Netz weiterleitet. Die Vorrichtungen können kommunizieren, um Daten zwischen ihnen weiterzugeben. Falls zum Beispiel die Vorrichtung 101 ein Signal sendet, kann dieses Signal von den Vorrichtungen 103 und 107 empfangen werden, welche innerhalb der Reichweite der Vorrichtung 101 sind. Die Vorrichtungen 103 und 107 können dann das von der Vorrichtung 101 empfangene Signal weiterleiten, so dass es von der Vorrichtung 105 empfangen werden kann, die außerhalb der Reichweite der Vorrichtung 101 ist oder nicht gehorcht hat, als das Signal von der Vorrichtung 101 ankam. Der Wirkungsbereich der Vorrichtung 101 ist bei 108 veranschaulicht, und der Wirkungsbereich der Vorrichtung 105 ist bei 109 veranschaulicht. Dieses Kommunikationsverfahren ermöglicht es Vorrichtungen zu kommunizieren, selbst wenn sie außerhalb direkter Reichweite oder nicht miteinander synchronisiert sind. Jede Vorrichtung kann außerdem mit einer assoziierten Verbrauchervorrichtung verbunden oder darin integriert sein. So ist die Vorrichtung 101 mit einem Sensor verbunden, der erkennt, ob ein Fenster 102 offen oder geschlossen ist, und die Vorrichtungen 103 und 105 sind mit Beleuchtungskörpern 104 bzw. 106 verbunden.
Viele Mesh-Netze senden Daten unter Verwendung komplexer Leitwegtabellen. Die Leitwegtabellen speichern Leitwege von einer Netzvorrichtung zu einer anderen, so dass Nachrichten von einer Quelle über eine Reihe von Sprüngen an ein Ziel weitergegeben werden können. Die Topologie des Netzes muss bekannt sein, damit diese Leitwege zwischen den verschiedenen Vorrichtungen bestimmt und gespeichert werden können. Eine Alternative ist Leitweglenkung durch Fluten. Bei diesem Verfahren laufen Nachrichten nicht über einen vordefinierten Leitweg von einer Vorrichtung zur anderen. Stattdessen werden Nachrichten per Broadcast gesendet, und jede Vorrichtung im Bereich, die eine Nachricht empfängt, sendet sie weiter. Eine Nachricht verbreitet sich so auf ihrem Weg durch das Netz und erreicht möglicherweise über eine Anzahl von verschiedenen Leitwegen ihr Ziel. Leitweglenkung durch Fluten ist sehr leicht zu implementieren und hat, obwohl es ineffizient erscheinen kann, eine Anzahl von Vorteilen, insbesondere für Ad-hoc-Netze, die ihre Topologie auf einer Zufallsbasis ändern können.
Leitweglenkung durch Fluten umfasst, dass alle Vorrichtungen theoretisch kontinuierlich nach Signalen von anderen Vorrichtungen im Netz horchen, andernfalls besteht die Gefahr, dass Daten ihr Ziel nicht erreichen könnten. Kontinuierliches Horchen erhöht den Leistungsverbrauch. In aktuellen Mesh-Netzen ist dieser oft unwichtig, da die meisten Mesh-Vorrichtungen Zugriff auf eine Stromversorgungsnetz-Leistungsquelle haben, was das Erfordernis von Leistungseinsparung eliminiert. Er schränkt jedoch die Reichweite von Vorrichtungen ein, die Teil des Netzes sein können. Es besteht ein Bedarf an der Öffnung von Mesh-Netzen für eine größere Auswahl von Vorrichtungen, einschließlich jener mit strengen Leistungseinschränkungen.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Kommunikationsvorrichtung bereitgestellt, die zum Kommunizieren über ein Netz im Auftrag einer Verbrauchervorrichtung in der Lage ist, wobei das Netz derart ausgelegt ist, dass ein Transport von Paketen durch das Netz von jeder Kommunikationsvorrichtung im Netz bereitgestellt wird, die nach Paketen horcht und diese weiterleitet, wobei die Kommunikationsvorrichtung eine Relaiseinheit, die ausgelegt ist, nach Paketen zu horchen und sie über das Netz weiterzuleiten, eine Moduseinheit, die ausgelegt ist, zu identifizieren, ob die Verbrauchervorrichtung in Bezug auf das Netz aktiv oder nicht aktiv ist, und eine Zeitsteuerungseinheit umfasst, die ausgelegt ist, die Zeit, welche die Relaiseinheit dem Horchen nach Paketen widmet, in Abhängigkeit von dieser Identifikation zu steuern.
Die Zeitsteuerungseinheit kann ausgelegt sein, die Zeit, welche die Relaiseinheit dem Horchen nach Paketen widmet, durch Anpassen der Länge eines Fensters zu steuern, während dessen die Relaiseinheit kontinuierlich nach diesen Paketen horcht.
Die Zeitsteuerungseinheit kann ausgelegt sein, die Zeitspanne, welche die Relaiseinheit dem Horchen nach Paketen widmet, durch Anpassen eines Zeitintervalls zwischen Fenstern zu steuern, während derer die Relaiseinheit kontinuierlich nach diesen Paketen horcht.
Die Zeitsteuerungseinheit kann ausgelegt sein, falls bestimmt wird, dass die Verbrauchervorrichtung nicht aktiv ist, die Relaiseinheit so zu steuern, dass sie für weniger Zeit horcht, als falls bestimmt wird, dass die Verbrauchervorrichtung aktiv ist.
Die Zeitsteuerungseinheit kann ausgelegt sein, die Zeitspanne, welche die Relaiseinheit nach Paketen horcht, in Abhängigkeit von einem Leistungsstatus der Kommunikationsvorrichtung zu steuern.
Die Zeitsteuerungseinheit kann ausgelegt sein, wenn die Kommunikationsvorrichtung batteriebetrieben ist, die Zeitspanne, welche die Relaiseinheit nach Paketen horcht, in Abhängigkeit von einem in der Batterie verbleibenden Energieniveau zu steuern.
Das Netz kann ein asynchrones Netz sein, und die Relaiseinheit kann ausgelegt sein, asynchron zu anderen Kommunikationsvorrichtungen im Netz nach Paketen zu horchen.
Die Relaiseinheit kann ausgelegt sein, ein Zeitintervall von zufälliger Dauer zwischen jedes Fenster einzufügen, während dessen sie kontinuierlich horcht.
Die Moduseinheit kann ausgelegt sein, zu identifizieren, ob die Verbrauchervorrichtung aktiv oder nicht aktiv ist, in Abhängigkeit von Informationen, die sie von dieser Verbrauchervorrichtung empfängt.
Die Moduseinheit kann ausgelegt sein, zu identifizieren, dass die Verbrauchervorrichtung aktiv ist, wenn sie auf den Empfang eines Pakets wartet, das die Verbrauchervorrichtung veranlasst, ihr Verhalten anzupassen.
Die Moduseinheit kann ausgelegt sein, zu identifizieren, dass die Verbrauchervorrichtung nicht aktiv ist, wenn sie nicht auf ein Paket wartet, das die Verbrauchervorrichtung veranlasst, ihr Verhalten anzupassen.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform wird ein Verfahren zum Kommunizieren über ein Netz im Auftrag einer Verbrauchervorrichtung bereitgestellt, wobei das Netz derart ausgelegt ist, dass ein Transport von Paketen durch das Netz von einer Kommunikationsvorrichtung bereitgestellt wird, die mit jeder Verbrauchervorrichtung im Netz assoziiert ist und nach Paketen horcht und diese weiterleitet, wobei das Verfahren ein Identifizieren, ob eine Verbrauchervorrichtung in Bezug auf das Netz aktiv oder nicht aktiv ist, und ein Steuern der Zeit, welche die mit dieser Verbrauchervorrichtung assoziierte Kommunikationsvorrichtung dem Horchen nach Paketen über das Netz widmet, in Abhängigkeit davon, ob die Verbrauchervorrichtung aktiv oder nicht aktiv ist, umfasst.
Gemäß einer dritten Ausführungsform wird ein Kommunikationsnetz bereitgestellt, das derart ausgelegt ist, dass ein Transport von Paketen durch das Netz von jeder Kommunikationsvorrichtung im Netz bereitgestellt wird, die nach Paketen horcht und diese weiterleitet, wobei das Kommunikationsnetz eine Mehrzahl von Kommunikationsvorrichtungen aufweist, von welchen einige mit Verbrauchervorrichtungen assoziiert sind, die in Bezug auf das Netz aktiv sind, und von welchen einige mit Verbrauchervorrichtungen assoziiert sind, die in Bezug auf das Netz nicht aktiv sind, wobei der Transport von Paketen durch das Netz von den Kommunikationsvorrichtungen bereitgestellt wird, die mit aktiven Verbrauchervorrichtungen assoziiert sind und länger nach Paketen horchen als Kommunikationsvorrichtungen, die mit nichtaktiven Verbrauchervorrichtungen assoziiert sind.
Das Netz kann derart ausgelegt sein, dass sich eine Periode, für welche eine Kommunikationsvorrichtung, die mit einer nichtaktiven Verbrauchervorrichtung assoziiert ist, nicht nach Paketen horcht, mit einem Fenster überlappt, während dessen eine andere Kommunikationsvorrichtung im Netz horcht.
Das Netz kann derart ausgelegt sein, dass die Mehrzahl von Kommunikationsvorrichtungen zusammenwirkt, um die Periode, während der eine Kommunikationsvorrichtung nicht horcht, so aufzuweisen, dass sie sich mit einem Fenster überlappt, während dessen eine andere Kommunikationsvorrichtung horcht.
Das Netz kann derart ausgelegt sein, dass die Mehrzahl von Kommunikationsvorrichtungen asynchron zueinander funktioniert.
Das Netz kann derart ausgelegt sein, dass die Mehrzahl von Kommunikationsvorrichtungen nicht zusammenwirkt, um die Periode, während der eine Kommunikationsvorrichtung nicht horcht, so aufzuweisen, dass sie sich mit einem Fenster überlappt, während dessen eine andere Kommunikationsvorrichtung horcht.
Die Dichte von Kommunikationsvorrichtungen im Netz kann ausreichend sein, derart dass, wenn eine Kommunikationsvorrichtung nicht horcht und eine andere Kommunikationsvorrichtung horcht, der Transport von Paketen durch das Netz daher von Kommunikationsvorrichtungen, die mit nichtaktiven Verbrauchervorrichtungen assoziiert sind und weniger Zeit horchen als Kommunikationsvorrichtungen, die mit aktiven Verbrauchervorrichtungen assoziiert sind, nicht beeinflusst wird.
Gemäß einer vierten Ausführungsform wird ein Verfahren zum Betreiben eines Kommunikationsnetzes bereitgestellt, das derart ausgelegt ist, dass ein Transport von Paketen durch das Netz von jeder Kommunikationsvorrichtung im Netz bereitgestellt wird, die nach Paketen horcht und diese weiterleitet, wobei das Kommunikationsnetz eine Mehrzahl von Kommunikationsvorrichtungen umfasst, von welchen einige mit Verbrauchervorrichtungen assoziiert sind, die in Bezug auf das Netz aktiv sind, und von welchen einige mit Verbrauchervorrichtungen assoziiert sind, die in Bezug auf das Netz nicht aktiv sind, und das Verfahren ein Bereitstellen von Transport von Paketen durch das Netz durch die Kommunikationsvorrichtungen umfasst, die mit aktiven Verbrauchervorrichtungen assoziiert sind und länger nach Paketen horchen als Kommunikationsvorrichtungen, die mit nichtaktiven Verbrauchervorrichtungen assoziiert sind.
Gemäß einer fünften Ausführungsform wird ein Kommunikationsnetz bereitgestellt, das derart ausgelegt ist, dass ein Transport von Paketen durch das Netz von jeder Kommunikationsvorrichtung im Netz bereitgestellt wird, die nach Paketen horcht und diese weiterleitet, wobei das Netz eine Mehrzahl von Kommunikationsvorrichtungen umfasst, die jeweils ausgelegt sind, eine Länge von Zeit anzupassen, für welche sie nach Paketen horchen, um Leistung zu sparen, und das Netz derart ausgelegt ist, dass die Mehrzahl von Vorrichtungen interagiert, um einen stochastischen Pakettransport zu implementieren, wobei die Kombination einer Mehrzahl von Kommunikationsvorrichtungen, die diskontinuierlich horchen, Lücken beim Horchen von einzelnen dieser Kommunikationsvorrichtungen kompensiert.
Die Mehrzahl von Kommunikationsvorrichtungen kann ausgelegt sein, die Länge von Zeit, für welche sie nach Paketen horchen, einzeln anzupassen.
Das Netz kann derart ausgelegt sein, dass die Mehrzahl von Kommunikationsvorrichtungen asynchron zueinander funktioniert.
Das Netz kann derart ausgelegt sein, dass die Mehrzahl von Kommunikationsvorrichtungen zusammenwirkt, um die Periode, während der eine Kommunikationsvorrichtung nicht horcht, so aufzuweisen, dass sie sich mit einem Fenster überlappt, während dessen eine andere Kommunikationsvorrichtung horcht.
Das Netz kann derart ausgelegt sein, dass die Mehrzahl von Kommunikationsvorrichtungen nicht zusammenwirkt, um die Periode, während der eine Kommunikationsvorrichtung nicht horcht, so aufzuweisen, dass sie sich mit einem Fenster überlappt, während dessen eine andere Kommunikationsvorrichtung horcht.
Gemäß einer sechsten Ausführungsform wird ein Verfahren zum Transportieren von Paketen durch ein Kommunikationsnetz bereitgestellt, das eine Mehrzahl von Kommunikationsvorrichtungen umfasst, die jeweils ausgelegt sind, eine Länge von Zeit anzupassen, für welche sie nach Paketen horchen, um Leistung zu sparen, wobei das Verfahren umfasst, dass jede Kommunikationsvorrichtung im Netz nach Paketen horcht und diese weiterleitet, und die Mehrzahl von Vorrichtungen interagiert, um einen stochastischen Pakettransport zu implementieren, wobei die Kombination einer Mehrzahl von Kommunikationsvorrichtungen, die diskontinuierlich horchen, Lücken beim Horchen von einzelnen dieser Kommunikationsvorrichtungen kompensiert.
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beispielhaft beschrieben. In den Zeichnungen veranschaulicht
1 ein verteiltes Netz;
2 veranschaulicht ein verteiltes Beleuchtungssystem, das in einem Haus installiert ist;
3a und b veranschaulichen ein Paket, das sich durch das verteilte Beleuchtungssystem verbreitet;
4 veranschaulicht eine Kommunikationsvorrichtung;
5 veranschaulicht eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung;
6a und 6b veranschaulichen eine Option zum Fungieren als ein Relais in einem BLE-Mesh-Netz;
7 veranschaulicht eine andere Option zum Fungieren als ein Relais in einem BLE-Mesh-Netz; und
8 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Kommunikationsvorrichtung.
In einem drahtlosen Netz werden Daten durch Funksignale übertragen. In einer drahtgebundenen Implementierung können Daten durch elektrische Signale übertragen werden. Am häufigsten werden Daten in „Paketen” angeordnet, die Nutzdaten und einen Hinweis auf die Ursprungsvorrichtung und die Zielvorrichtung umfassen. Pakete nehmen viele verschiedene Formate an, und die Vorrichtung, das Netz und das Verfahren, die hier beschrieben werden, sind nicht auf die Verwendung eines bestimmten Pakettyps beschränkt. Der Begriff „Paket” wird hier daher verwendet, um jegliche Signale, Daten oder Nachrichten zu bezeichnen, die über das Netz übertragen werden.
Es gibt drei Hauptgründe dafür, warum es für eine Kommunikationsvorrichtung unpraktisch sein kann, dem Horchen nach Paketen eine bedeutende Zeitspanne zu widmen. Beim ersten handelt es sich um die Kosten für Leistung. Beim zweiten handelt es sich um die physische Unmöglichkeit für viele Vorrichtungen, zur gleichen Zeit zu empfangen und zu senden. Beim dritten handelt es sich um die Notwendigkeit, andere Funktionen außerhalb des Netzes ausführen zu müssen, was während des Horchens nach Paketen nicht möglich sein mag. Die Herausforderung in einem Mesh-Netz besteht darin, diese Nachteile mit der Verantwortung jedes Knotens, Daten für das Netz weiterzuleiten, in Einklang zu bringen.
Einige Vorrichtungen haben einen funktionalen Zweck, der von ihnen verlangt, alle Mesh-Pakete zu empfangen. Diese können als „aktive” Vorrichtungen angesehen werden; sie warten auf ein Paket, das sie veranlasst, ihr Verhalten zu ändern. Dieser Pakettyp kann als „Befehl” bezeichnet werden, und es handelt sich um ein Paket, das für diese konkrete Vorrichtung bestimmt ist. Dies steht im Gegensatz zu Paketen, welche für andere Vorrichtungen bestimmt sind und welche die Vorrichtung nur weiterleitet. Aktive Vorrichtungen widmen dem Horchen nach potenziellen Befehlen eine erhebliche Zeitspanne. Es ist nicht ratsam, diese Horchzeit zu reduzieren, da fehlende Pakete die Fähigkeit der Vorrichtung zum Ausführen ihrer Funktion beeinträchtigen können. Solche Vorrichtungen sind üblicherweise so ausgelegt, dass sie eine unerschöpfliche oder wiederaufladbare Leistungsquelle haben.
Eine wichtige Erkenntnis ist, dass nicht alle Mesh-Vorrichtungen auf ein Signal vom Netz warten, das sie veranlasst, ihr Verhalten zu ändern. Zum Beispiel:

• könnte eine Vorrichtung von einem Typ sein, dem keine Befehle vom Netz gesendet werden (obwohl er selbst Befehle über das Netz sendet oder verkündet);
• eine Vorrichtung könnte von einem Typ sein, der sein Verhalten in Reaktion auf Befehle vom Netz nicht anpasst – er kann im Wesentlichen zustandslos in Bezug auf diese Befehle sein;
• eine Vorrichtung könnte so ausgelegt sein, dass sie Befehle in vorbestimmten Intervallen empfängt, so dass sie die restliche Zeit nicht darauf wartet, irgendetwas zu empfangen;
• eine Vorrichtung könnte von einem Typ sein, von dem normalerweise zu erwarten wäre, dass er sein Verhalten abhängig von einem Signal vom Netz ändert, dem aber derzeit noch keine Rolle innerhalb des Netzes zugewiesen ist, so dass er nicht darauf wartet, irgendetwas zu empfangen;
• eine Vorrichtung könnte von einem Typ sein, dessen Hauptfunktion völlig getrennt vom Netz ist und der weder Befehle sendet noch empfängt, obschon er sie zweckdienlicherweise weiterleiten kann.

Ein Mesh-Netz für eine Umgebung, wie beispielsweise das Heim, kann aus drei Hauptkomponenten bestehen: Sensoren, welche Informationen aus der Umgebung überwachen oder sammeln und entsprechende Nachrichten senden; Aktuatoren, die Befehle empfangen und die Umgebung dementsprechend ändern; und Steuereinheiten, die durch Kombinieren von mehreren Eingaben miteinander und Verwenden der kombinierten Informationen zum Ausgeben von Befehlen, welche Vorrichtungen im Netz veranlassen, ihr Verhalten anzupassen, zusätzliche Intelligenz bereitstellen.
Ein Sensor ist ein Beispiel einer Vorrichtung, der überhaupt keine Befehle vom Netz gesendet werden könnten. Es könnte auch sein, dass sie nicht dazu ausgelegt ist, ihr Verhalten nach einem Befehl vom Netz anzupassen. Zum Beispiel können einige Sensoren ausgelegt sein, nur Statusberichte zu senden. Ein Beispiel könnte ein Lichtdetektor sein, der ausgelegt ist, die Beleuchtungsgrade in einem Raum in regelmäßigen Intervallen zu erkennen und an eine Beleuchtungssteuereinheit rückzumelden.
Ein Aktuator ist ein Beispiel einer Vorrichtung, die so ausgelegt sein könnte, dass sie Befehle nur zu vorbestimmten Zeitpunkten erwartet. Zum Beispiel könnte ein Aktuator für einen Boiler Befehle von einem Heizungssteuerungssystem zwischen bestimmten Tageszeiten, z. B. zwischen 6 und 10 Uhr vormittags und zwischen 6 und 11 Uhr abends, wenn die Besitzer eines Hauses Warmwasser wünschen, erwarten. Die restliche Zeit erwartet sie keine Befehle, so dass sie nicht auf ein Signal vom Netz wartet.
Eine Steuereinheit ist ein Beispiel einer Vorrichtung, die normalerweise den Empfang von Informationen vom Netz erwarten würde, aber möglicherweise derzeit noch keine definierte Rolle hat. Zum Beispiel könnte ein Eigenheimbesitzer seinen Laptop mit einem Mesh-Netz konfigurieren, das sein Heimbeleuchtungssystem verbindet, und erwarten, den Laptop zum Steuern des Systems zu verwenden. Der Eigenheimbesitzer könnte sein Smartphone so konfigurieren, dass es gleichzeitig ein Teil des Heimbeleuchtungssystems ist. Wenn der Eigenheimbesitzer findet, dass das Smartphone ein geeignetes Steuermittel ist, kann es sein, dass er seinen Laptop gar nicht zum Ausführen dieser Aufgabe konfiguriert. Somit ist der Laptop ein Teil des Netzes, hat aber eigentlich keine definierte Rolle innerhalb desselben.
Das Bewusstsein dessen, dass, obwohl es für einige Vorrichtungen wichtig ist, alle Pakete zu empfangen, dies keineswegs auf alle Vorrichtungen in einem Mesh-Netz zutrifft, führt zu zwei weiteren Erkenntnissen.
Erstens braucht eine „passive” (d. h. nichtaktive) Vorrichtung aus eigener Perspektive nicht kontinuierlich zu horchen; da sie nicht darauf wartet, ihr Verhalten in Reaktion auf ein Paket vom Netz zu ändern, macht es für die Vorrichtung selbst keinen Unterschied, ob sie ein Paket verwirft. Der einzige Grund, warum es sein könnte, dass sie kontinuierlich horchen muss, ist zum Weiterleiten von Paketen für andere Vorrichtungen. In Wirklichkeit ist es für eine Vorrichtung oft ganz einfach unmöglich, die ganze Zeit nach Paketen zu horchen. Der Grund dafür ist, dass viele Kommunikationsvorrichtungen nicht in der Lage sind, zur gleichen Zeit zu horchen und zu senden. So gehen Pakete, die ankommen, während die Vorrichtung sendet, zwangsläufig verloren. Außerdem kann es sein, dass es nicht der einzige funktionale Zweck der Vorrichtung ist, ein Teil des Mesh-Netzes zu sein, und es kann sein, dass sie nicht zum Horchen nach Paketen im Mesh-Netz in der Lage ist, während sie diesen anderen Zweck erfüllt. Daher ist es denkbar, dass das Netz trotzdem noch funktionieren könnte, auch wenn die Vorrichtung bewusst ihre Horchzeit noch weiter reduziert, um die Batterielebensdauer zu erhalten.
Zweitens ist es aus der Perspektive des Netzes nicht von Bedeutung, welche konkrete Vorrichtung ein Paket weiterleitet; es ist nur wichtig, dass das Paket weitergeleitet wird. Demnach kann es möglich sein, eine Relaisvorrichtung zu haben, die auf der Basis dessen, dass jegliche Lücken in ihrer Horchzeit von anderen Vorrichtungen in der Nachbarschaft gefüllt werden, bewusst nicht nach Paketen horcht. Es wird möglich, Horchzeit gegen die Anzahl von Relaisvorrichtungen zu tauschen. Eine Vorrichtung, die für N Sekunden horcht, kann gegen zwei oder mehr Vorrichtungen getauscht werden, die für K Senkunden horchen, wobei K < N.
Ein Vorteil dieses Ansatzes liegt darin, dass er die Zeit reduziert, für welche eine einzelne Vorrichtung nach Paketen horchen muss, was außerdem den Leistungsverbrauch verringert. Dies ermöglicht es, dass batteriebetriebene Relaisvorrichtungen möglich werden, während früher nur netzgespeiste Relaisvorrichtungen realistischerweise berücksichtigt werden konnten. Dies ist ein bedeutender Schritt zum Ermöglichen von flexibler Mesh-Bereitstellung und Ad-hoc-Anordnungen. Es befähigt außerdem jede Vorrichtung, die so ausgelegt ist, dass sie gemäß dem Mesh-Protokoll funktioniert, einen Teil des Mesh-Netzes zu bilden, während sie dennoch andere „primäre” (d. h. Nicht-Mesh-)Funktionen ausführen kann.
Ein Beispiel eines Netzes ist in 2 dargestellt, die ein Haus mit einem verteilten Beleuchtungssystem darstellt. Das System weist eine Lichtschaltereinheit 201 und Beleuchtungskörper 202, 203, 204, 205 auf. Die Lichtschaltereinheit 201 ist mit einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung 212 integriert. Die Beleuchtungskörper 202 bis 205 sind mit jeweiligen drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen 206, 207, 208, 209 integriert. Das Haus weist eine Netzstromversorgung auf, welche die Beleuchtungskörper und ihre jeweiligen drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen 206 bis 209 speist. Die Lichtschaltereinheit 201 und ihre drahtlose Kommunikationsvorrichtung 212 werden durch eine lokale Batterie 211 betrieben.
Das Haus enthält andere Ausstattungselemente, die andere drahtlose Kommunikationsvorrichtungen enthalten. Zum Beispiel gibt es einen Tablet-Computer 210, der eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung 213 enthält, und ein Mobiltelefon 215, das eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung 216 enthält. Außerdem gibt es einen Sensor 220 zum Erkennen des offenen/geschlossenen Zustands eines Fensters 218, der eine Kommunikationsvorrichtung 219 enthält. Der Computer 210, das Telefon 215 und der Sensor 220 werden durch Batterien 214, 217 bzw. 221 betrieben.
Die drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen 206 bis 209, 210, 215 und 219 funktionieren nach dem gleichen Drahtloskommunikationsprotokoll. Dies könnte ein Protokoll mit verhältnismäßig kurzer Reichweite sein. Zum Beispiel könnte die effektive Reichweite jeder Vorrichtung weniger als 25 m betragen. Diese Charakteristik kann den Vorrichtungen ermöglichen, weniger Leistung zum Senden und/oder Empfangen zu verwenden, als bei einem Protokoll mit größerer Reichweite zu erwarten wäre. Das Protokoll könnte eines sein, das keine allgemeine Zeitbasis auf oder unter der Transportebene oder unter den Anwendungs- oder Darstellungsebenen aufzwingt. Mit anderen Worten funktionieren die Vorrichtungen im Netz asynchron zueinander. Diese Charakteristik kann den Leistungsverbrauch der Vorrichtungen durch Reduzieren ihres Bedarfs an genauen Uhren, die kontinuierlich laufen, verringern. In einem Beispiel könnten die Vorrichtungen gemäß dem Bluetooth-Protokoll, insbesondere dem Bluetooth Low Energy-Protokoll, funktionieren. Die Vorrichtungen könnten auch andere Protokolle, zum Beispiel IEEE 802.11, verwenden.
Die Vorrichtungen 206 bis 209 sind kooperativ ausgelegt, damit die Beleuchtungskörper 202 bis 205 auf Signale vom Lichtschalter 201 anzusprechen wissen. Dies kann dadurch erfolgen, dass die Vorrichtungen 206 bis 209 einen gemeinsamen Identifikationscode in ihren jeweiligen nichtflüchtigen Speichern speichern. Der Identifikationscode kann im Lichtschalter bei seiner Herstellung gespeichert werden und in den Beleuchtungskörpern zum Zeitpunkt ihrer Installation im Haus gespeichert werden. Sie können in den Beleuchtungskörpern mithilfe einer anderen Vorrichtung, wie beispielsweise einem Mobiltelefon 215, gespeichert werden, die mit der drahtlosen Vorrichtung des Lichtschalters kommuniziert, um seinen Identifikationscode auszulesen, und dann mit den drahtlosen Vorrichtungen der Beleuchtungskörper kommuniziert, um sie zu veranlassen, diesen gleichen Identifikationscode zu speichern. Dieser Code kann ein Netzschlüssel sein, und er kann verwendet werden, um alle über das Netz gesendeten Pakete zu signieren.
Die Kommunikationsvorrichtungen in 2 sind alle mit einer anderen Vorrichtung – einem „Verbraucher” –, in deren Auftrag die Kommunikationsvorrichtung Pakete über das Netz sendet und empfängt, verbunden oder vollständig in diese integriert. In vielen Fällen hat die Hauptfunktion des Verbrauchers nichts mit dem Netz zu tun. Verbrauchervorrichtungen weisen verschiedene Grade von Komplexität auf. In einem Beispiel könnte eine Verbrauchervorrichtung ein Tablet-Computer sein, in einem anderen könnte sie einfach eine Uhr sein, die so ausgelegt ist, dass sie ein Ablaufdatum von leichtverderblicher Ware rückwärts zählt. Es ist auch möglich, dass die Kommunikationsvorrichtung selbst ein Verbraucher ist. Ein Beispiel für solch ein Szenario könnte sein, wenn eine Kommunikationsvorrichtung X10 verwendet, wobei es sich um ein Protokoll handelt, das so konzipiert ist, dass es die Integration von elektronischen Vorrichtungen innerhalb des Heims unterstützt.
Eine Verbindung zwischen der Kommunikationsvorrichtung und ihrem zugehörigen Verbraucher kann drahtgebunden oder drahtlos sein. Die Kommunikationsvorrichtung kann innerhalb des gleichen Gehäuses wie der Verbraucher enthalten sein. In vielen Implementierungen könnte die Verbrauchervorrichtung vollständig in die Kommunikationsvorrichtung integriert sein; sie könnten sich sogar die Schaltungsanordnung teilen. Oft kann die Kommunikationsvorrichtung durch einen Chip innerhalb des Verbrauchers implementiert sein. Ein Beispiel dafür ist die Kommunikationsvorrichtung 216 innerhalb des Telefons 215. In anderen Implementierungen können die Kommunikationsvorrichtung und der Verbraucher separate Vorrichtungen sein, die miteinander verbunden sind. Zum Beispiel könnte die Kommunikationsvorrichtung ein BLE-Etikett sein, das mit einem PC verbunden ist.
Für die Zwecke dieses Dokuments wird die Kommunikationsvorrichtung als eine Kombination aus Hardware und/oder Software angesehen, die das Protokoll implementiert, welches das Netz regelt, um dadurch den Pakettransport zu implementieren, der den Verbraucher befähigt, über das Netz zu kommunizieren.
Jede Kommunikationsvorrichtung kann in der Lage sein, als ein Relais im Netz zu fungieren. Ein Beispiel dafür ist in 3a dargestellt, welche das gleiche verteilte Beleuchtungssystem wie 2 darstellt. Das Netz ist als ein Mesh-Netz ausgelegt, so dass wenigstens theoretisch alle Vorrichtungen, die Teil des Netzes sind, die Verantwortung haben, als Relais zu fungieren. Eine Relaisvorrichtung sendet jedes Paket, das sie als vom Netz abgehend erkennt, geeigneterweise weiter. Die Relaisvorrichtung könnte auch Schritte unternehmen, um zu verhindern, dass alte Pakete unaufhörlich im Netz herumgestoßen werden, z. B. indem das Paket nur weitergesendet wird, wenn es neu ist, und/oder indem ein „Lebensdauer”-Wert im Paket vor seiner Weitersendung dekrementiert wird. 3a stellt ein Beispiel des Netzes dar, das gemäß herkömmlichen Mesh-Grundsätzen funktioniert. Der Lichtschalter 201 sendet ein Paket, das an alle der Vorrichtungen 206 bis 209 adressiert ist und die Beleuchtungskörper 202 bis 205 anweist, einzuschalten. Dieses Paket wird von allen Vorrichtungen, die es empfangen, weitergegeben und erreicht schließlich den Beleuchtungskörper 205, der außerhalb des Bereichs des Lichtschalters 201, der Quelle des Pakets, ist.
Das Netz ist vorzugsweise außerdem so ausgelegt, dass es Leitweglenkung durch Fluten implementiert, die für Ad-hoc-Netze gut geeignet ist. Das Telefon 215 und der Tablet-Computer 210 sind jeweils tragbare Vorrichtungen, die den Aufenthaltsort innerhalb des Netzes wechseln, wenn ein Benutzer sie aufgreift und mit sich nimmt. Sie können das Netz auch gelegentlich verlassen und dann einige Zeit später wieder auftauchen. Zum Beispiel wenn ein Benutzer sie außerhalb der Reichweite des Netzes bringt, indem er sie mitnimmt, wenn er außer Haus geht und später ins Haus zurückkehrt. Die Topologie des Netzes ist demnach zufallsgesteuerten Änderungen ausgesetzt.
Das Netz enthält einige Kommunikationsvorrichtungen, die aktiv sind (z. B. die Vorrichtungen 206 bis 209, die stets auf einen Befehl zum Ein-/Ausschalten der Beleuchtungskörper 202 bis 205, Ändern ihrer Intensität oder Farbe usw. warten). Das Netz enthält auch einige Kommunikationsvorrichtungen, die nicht aktiv sind (z. B. die Vorrichtung 219, die Teil eines Sensors 220 ist und nicht zum Empfangen von Befehlen oder Ansprechen auf Befehle vom Netz ausgelegt ist). Im Allgemeinen haben nichtaktive Vorrichtungen mehr Spielraum zum Reduzieren ihrer Horchzeit als aktive Vorrichtungen, obwohl jeder Typ von Vorrichtung seine Horchzeit reduzieren könnte. Typischerweise wünschen batteriebetriebene Vorrichtungen ihren Leistungsverbrauch und daher ihre Horchzeit soweit wie möglich zu reduzieren. Ein potenzieller Leistungssparmechanismus besteht darin, dass die Kommunikationsvorrichtung die Zeit, die sie dem Horchen nach Paketen über das Netz widmet, in Abhängigkeit davon anpasst, ob sie gegenwärtig mit einem aktiven oder nichtaktiven Verbraucher assoziiert ist.
Obwohl die in 3a dargestellte Anordnung beim Weitergeben von Paketen an alle Vorrichtungen im Netz effektiv ist, ist konstantes Horchen ein teurer Vorgang und sollte in Kontexten, in welchen Leistungsverfügbarkeit ein Problem ist, vorzugsweise vermieden werden. Obwohl sowohl die Vorrichtung 216 als auch die Vorrichtung 219 in der Lage sind, als Relais zu fungieren, sind sie beide batteriebetrieben und würden es vorziehen, den Leistungsverbrauch soweit wie möglich zu verringern. Die Vorrichtungen 216 und 219 sind außerdem mit nichtaktiven Verbrauchern (dem Telefon 215 bzw. dem Sensor 220) assoziiert. Das Telefon 215 wartet nicht auf Pakete vom Netz, um sein Verhalten zu ändern, da es, obwohl es mit dem Netz assoziiert ist und den Netzschlüssel kennt, gegenwärtig keine Rolle im Netz spielt. Der Sensor 220 wartet nicht auf Pakete, da er einfach nicht dazu ausgelegt ist, sein Verhalten in Reaktion auf ein Paket vom Netz zu ändern. Daher können eine oder beide dieser Vorrichtungen so ausgelegt sein, dass sie nach dem Bestimmen, dass ihr assoziierter Verbraucher nicht aktiv ist, ihre Horchzeit bewusst reduzieren.
In 3b hat die Vorrichtung 219 ihre Horchperioden so verkürzt, dass sie nur für die Hälfte der Zeit horcht. Das Netz wird davon jedoch nicht beeinflusst, da das Paket vom Lichtschalter 201 dennoch von der Vorrichtung 216 weitergeleitet wird. Die alternative Anordnung, dass die Vorrichtung 219 anstelle der Vorrichtung 216 nach Paketen horcht und diese weiterleitet, ist ebenfalls möglich.
Die Zeit, die eine Kommunikationsvorrichtung spart, indem sie nicht nach Paketen horcht, kann dem Ausführen anderer Funktionen oder in einem leistungsarmen Modus gewidmet werden, um Batterielebensdauer zu erhalten. Die Lücken zwischen den Horchfenstern der Vorrichtung werden geeigneterweise von anderen Vorrichtungen innerhalb der Funkreichweite gefüllt, so dass die Leistungsfähigkeit des Netzes als Ganzes nicht leidet. Tatsächlich kann sich die Leistungsfähigkeit des Netzes infolgedessen verbessern, dass weniger Vorrichtungen das gleiche Paket weiterleiten. Da batteriebetriebene Vorrichtungen aufgrund der Leistungsimplikationen herkömmlicherweise nicht als Relaisvorrichtungen verwendet wurden, können Netze außerdem eine größere Anzahl von Vorrichtungen finden, die in der Lage und willens sind, wenigstens eine Zeit lang als Relais zu funktionieren, wenn die Anforderung für Relaisvorrichtungen, kontinuierlich zu horchen, nachlässt. Vorrichtungen innerhalb der Reichweite jeder anderen können ihre Horchperioden koordinieren, damit mindestens eine von ihnen zu jeder Zeit horcht. Eine bevorzugte Alternative ist, dass die Vorrichtungen asynchron sind, so dass infolge von zufallsgesteuerten Verschiebungen zwischen den eigenen Horchperioden der Vorrichtung auf natürliche Weise ein im Wesentlichen kontinuierliches Horchen erreicht wird.
Ein allgemeines Beispiel einer Kommunikationsvorrichtung ist in 4 dargestellt. Die Kommunikationsvorrichtung ist in der Lage, als eine Relaisvorrichtung in einem Mesh-Netz zu fungieren. In den meisten Beispielen ist die Kommunikationsvorrichtung für drahtlose Kommunikation über das Mesh-Netz ausgelegt, obwohl drahtgebundene Konfigurationen ebenfalls möglich sind.
Die Vorrichtung umfasst eine Relaiseinheit 401, eine Moduseinheit 402 und eine Zeitsteuerungseinheit 403. Die Relaiseinheit kann zum Horchen nach Paketen ausgelegt sein. Typischerweise sind diese Pakete für eine oder mehrere andere Vorrichtungen im Netz bestimmt. Der Dateninhalt der Pakete ist demnach unerheblich für die Kommunikationsvorrichtungen; ihre Rolle besteht nur darin, diese Pakete weiterzuleiten, indem sie sie weitersenden. Die Relaiseinheit hat vorzugsweise entweder Zugriff auf eine Kommunikationseinheit oder umfasst eine Kommunikationseinheit (nicht dargestellt), so dass sie Pakete sieht, die durch die Kommunikationseinheit empfangen wurden, und diese Pakete so steuern kann, dass sie von der Vorrichtung weitergesendet werden. Die Moduseinheit kann ausgelegt sein, zu identifizieren, ob der mit der Vorrichtung assoziierte Verbraucher eine „aktive” oder „passive” Rolle im Netz hat, d. h. ob er auf ein Paket wartet, das ihn veranlasst, sein Verhalten anzupassen. Diese Identifikation kann nur einmal, z. B. beim Einschalten, durchgeführt werden müssen, da viele Verbrauchervorrichtungen von einem Typ sind, der bedeutet, dass sie von Natur aus entweder aktiv oder nicht aktiv sind und das wird sich nicht ändern. Dieses „Warten” verlangt nicht, dass der Verbraucher positiv ein Paket erwartet; es bezieht sich lediglich auf einen Zustand, in welchem der Verbraucher so ausgelegt ist, dass er nach einem Paket horcht, das ihn veranlassen könnte, eine bestimmte Operation auszuführen (wie unbedeutend auch immer diese Operation sein mag). Die Moduseinheit kann so ausgelegt sein, dass sie die Rolle ihres zugehörigen Verbrauchers im Netz basierend auf Informationen bestimmt, die von diesem Verbraucher (über eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung) empfangen werden. Die Zeitsteuerungseinheit kann so ausgelegt sein, dass sie die Zeitspanne, welche die Relaiseinheit nach Paketen horcht, in Abhängigkeit von der Anzahl der anderen Vorrichtungen steuert, die durch die Sensoreinheit identifiziert werden. Dies könnte ein Anpassen der Länge und/oder Häufigkeit der Horchfenster der Vorrichtung umfassen. Die Relaiseinheit kann eine Schaltungsanordnung in der Kommunikationseinheit veranlassen, den Betrieb einzustellen oder in einen Schlafmodus einzutreten, wenn sie nicht nach Paketen horcht.
Die Zeitsteuerungseinheit kann so ausgelegt sein, dass sie die Relaiseinheit so steuert, dass sie länger horcht, falls die Verbrauchervorrichtung aktiv ist, als falls sie nicht aktiv ist. In solchen Implementierungen steuert die Zeitsteuerungseinheit die Relaiseinheit vorzugsweise so, dass sie für die maximal mögliche Zeit horcht, wenn der mit der Kommunikationsvorrichtung assoziierte Verbraucher aktiv ist. In der Praxis bedeutet dies, dass die Kommunikationsvorrichtung kontinuierlich horcht, außer: (i) wenn Horchen infolge einer anderen Operation unmöglich ist, die gegenüber dem Horchen Vorrang hat, z. B. Senden eines weiterzuleitenden Pakets; oder (ii) während kleiner Lücken im Horchfenster, die durch das Protokoll zugelassen werden können, um z. B. die Vorrichtung zu befähigen, vom Horchen auf einem Kanal zu einem anderen umzuschalten. Diese Anordnung kann am besten für Implementierungen geeignet sein, in welchen jedes Paket nur einmal gesendet wird (obwohl diese einzige Sendung über mehrere Kanäle sein könnte). Wenn jedes Paket mehrmals gesendet wird, könnte selbst eine aktive Vorrichtung in der Lage sein, ihre Horchzeit ohne Verwerfen von Paketen, welche das Verhalten des Verbrauchers angepasst hätten, auf unter die maximal verfügbare Zeit zu reduzieren. Außerdem ist es nicht immer problematisch, sogar falls einige Pakete verworfen werden. Zum Beispiel ist es nicht unbedingt notwendig, dass alle Messwerte eines Raumtemperaturwächters durch ein zentrales Heizungssteuerungssystem empfangen werden, vorausgesetzt, dass eine Mindestdienstgüte aufrechterhalten wird. Eine Zeitsteuerungseinheit für eine aktive Vorrichtung könnte daher die aktive Vorrichtung so steuern, dass sie in Abhängigkeit von: (i) einem durch das Netz implementierten Sendeplan; und/oder (ii) einer akzeptierbaren Mindestdienstqualität für eine Zeitspanne horcht.
Wenn der mit einer Kommunikationsvorrichtung assoziierte Verbraucher nicht aktiv ist, reduziert die Zeitsteuerungseinheit die Zeitspanne, welche die Kommunikationsvorrichtung dem Horchen nach Paketen widmet, vorzugsweise auf weniger als die Zeit, die sie dem Horchen widmen würden, wenn ihr zugehöriger Verbraucher aktiv wäre. Die Zeitsteuerungseinheit zum Beispiel könnte die Horchzeit so reduzieren, dass die Vorrichtung weniger als 20% der Zeit, weniger als 10% der Zeit oder sogar weniger als 5% der Zeit horcht. In einem speziellen Beispiel wurde festgestellt, dass ein Mesh-Netz, das jedes Paket 19-mal über drei Kanäle sendete, Pakete noch zuverlässig transportierte, wenn jede Relaisvorrichtung für weniger als 3% der Zeit horcht, vorausgesetzt, dass jedes dieser Relais zwischen 10 und 20 anderen hören konnte. Dies steht im Gegensatz zu dem aktiven Fall, in dem die Zeitsteuerungseinheit das Horchen typischerweise auf ungefähr 50% der Zeit reduzieren könnte, wenn der Sendeplan und die Dienstqualität es zulassen. Der Unterschied ist durch den Status des Verbrauchers bedingt: eine aktive Vorrichtung wünscht, verworfene Pakete zu minimieren, während eine nichtaktive Vorrichtung sich nicht besonders darum kümmert, ob sie Pakete verwirft oder nicht, da sie in Bezug auf dieselben zustandslos ist.
Die in 4 (und eigentlich allen hier enthaltenen Vorrichtungsblockschaltbildern) dargestellten Strukturen sollen einer Anzahl von Funktionsblöcken in einer Vorrichtung entsprechen. Dies dient lediglich Veranschaulichungszwecken. 4 soll keine strenge Teilung zwischen verschiedenen Teilen von Hardware auf einem Chip oder zwischen verschiedenen Programmen, Verfahren oder Funktionen in Software definieren. In einigen Ausführungsformen können einige oder alle der hier beschriebenen Algorithmen ganz oder teilweise in Hardware ausgeführt sein. In vielen Implementierungen kann wenigstens ein Teil der Relaiseinheit, der Sensoreinheit und der Zeitsteuerungseinheit durch einen Prozessor implementiert sein, der gemäß Softwaresteuerung agiert (z. B. die CPU einer Kommunikationsvorrichtung). Jegliche solche Software ist vorzugsweise auf einem nicht-transienten computerlesbaren Medium, wie beispielsweise einem Speicher (RAM, Cache, Festplatte usw.) oder Speichermitteln (USB-Stick, CD, Diskette usw.), gespeichert.
Ein anderes Beispiel einer Kommunikationsvorrichtung ist in 5 dargestellt. In diesem Beispiel ist die Kommunikationsvorrichtung für drahtlose Kommunikation ausgelegt. Die Vorrichtung von 5 weist eine Antenne 501, ein Hochfrequenz-Frontend 502 und einen Basisbandprozessor 503 auf. Der Basisbandprozessor weist einen Mikroprozessor 504 und einen nichtflüchtigen Speicher 509 auf. Der nichtflüchtige Speicher 509 speichert in nicht-transitorischer Form Programmcode, der vom Mikroprozessor ausgeführt werden kann, um den Basisbandprozessor zu veranlassen, das Kommunikationsprotokoll des Netzes zu implementieren. In diesem Beispiel speichert der nichtflüchtige Speicher 509 in nicht-transitorischer Form Programmcode, der vom Mikroprozessor ausgeführt werden kann, um die Relaiseinheit 506, die Moduseinheit 507 und die Zeitsteuerungseinheit 508 zu implementieren.
Die Vorrichtung kann außerdem eine Uhr 510, welche vom Mikroprozessor 504 ein- und ausgeschaltet werden kann, um Leistung zu sparen, und eine externe Drahtverbindung 512 zum Austauschen von Informationen mit dem mit der Vorrichtung assoziierten Verbraucher aufweisen. Diese Informationen können das Erfassen von externen Ereignissen (z. B. der Betätigung einer assoziierten Benutzerschnittstellenvorrichtung, wie beispielsweise eines Schalters) oder Ausgeben von Steuersignalen an assoziierte Geräte (z. B. Beleuchtungskörper) aufweisen. Die Vorrichtung kann außerdem eine Leistungsquelle 511 aufweisen, die eine Batterie sein kann. Die Vorrichtung kann auch netzstromgespeist sein.
Das HF-Frontend 502 und der Basisbandprozessor könnten auf einer oder mehreren integrierten Schaltungen implementiert sein,
Der Begriff „Mesh-Vorrichtung” kann verwendet werden, um sich auf eine Kommunikationsvorrichtung und ihren zugehörigen Verbraucher zu beziehen. Die Kommunikationsvorrichtung in dieser Implementierung ist so ausgelegt, dass sie gemäß einem Protokoll funktioniert, welches das Mesh-Netz regelt. Üblicherweise ist die Kommunikationsvorrichtung ein Mesh-Chip, der in den Verbraucher integriert ist. Mehrere Mesh-Vorrichtungen können angeordnet sein, um ein Ad-hoc-Netz zu bilden. Jede der Vorrichtungen kann einen Knoten des Netzes bilden und für das Horchen nach Rundsendungen von anderen Vorrichtungen und Weiterleiten dieser Informationen, wenn sie neu und nicht abgelaufen sind, verantwortlich sein. In den meisten Fällen ist dies nicht der einzige funktionale Zweck einer Mesh-Vorrichtung, die wahrscheinlich eine große Auswahl von Vorrichtungen von Smartphones und Laptops bis hin zu Haushaltsgeräten und Sensoren umfasst. Vorzugsweise basiert das Mesh-Netz auf einem Protokoll, das bereits für Nicht-Mesh-Netze existiert. Ein Vorteil dieses Ansatzes ist, dass es wahrscheinlich ist, dass ein bestehendes Protokoll bereits von vielen Vorrichtungen implementiert ist, was es leichter macht, Netze mit einer ausreichenden Vorrichtungsdichte zu erreichen, um Pakettransport durch Leitweglenkung durch Fluten zu implementieren.
Eine Mesh-Vorrichtung kann in eine von zwei Kategorien fallen:

• Aktive Mesh-Vorrichtung (MAD): Vorrichtungen, deren funktionaler Zweck ein Befolgen von Mesh-Befehlen umfasst und die daher alle MESH-Pakete empfangen müssen, um diese Funktion auszuführen.
• Passiver Mesh-Transport (MPT): Vorrichtungen, deren Hauptzweck im Netz es ist, einen Mesh-Transport zu implementieren. Sie horchen nach Mesh-Paketen und senden neue Informationen weiter. Sie können außerdem andere Dienste anbieten (und üblicherweise tun sie dies, da der Verbraucher wenigstens für gewöhnlich mindestens einen funktionalen Zweck außer dem Kommunizieren über ein Mesh-Netz hat). Sie müssen jedoch nicht alle Mesh-Pakete empfangen, um diese Funktion auszuführen.

Eine MAD ist in ihrer Zeitplanung typischerweise eingeschränkt, da es für die effektive Realisierung ihrer Funktion wichtig ist, dass sie alle an sie adressierten Befehle empfängt. Dies impliziert, dass eine MAD eine erhebliche Zeitspanne dem Horchen nach potenziellen Befehlen widmen muss. Es ist im Allgemeinen nicht ratsam, zu versuchen, diese Horchzeit zu reduzieren, obwohl eine gewisse Reduktion innerhalb der zuvor beschriebenen Beschränkungen erreicht werden kann. In der Praxis ist dies jedoch häufig ein strittiger Punkt, da die MAD üblicherweise mit irgendeinem Aktuator assoziiert ist, was Zugriff auf eine unerschöpfliche oder wiederaufladbare Leistungsquelle impliziert und folglich das Erfordernis von Leistungseinsparung beseitigt.
Eine MPT ist im Wesentlichen von zustandsloser Beschaffenheit in Bezug auf die gesendeten Pakete. Es beeinflusst das Verhalten einer individuellen MPT nicht, falls sie ein konkretes Paket nicht beachtet hat. Dies macht es möglich, dass eine MPT kürzere und/oder weniger häufige Horch-„Fenster” aufweist, wenn genügend andere MPTs im System zur Kompensation vorhanden sind. Die Lücken in der Horchzeit, die bei jeder einzelnen Vorrichtung erzeugt werden, werden durch das Vorhandensein von anderen Vorrichtungen gefüllt. Dies kann durch Synchronisation oder Zeitsteuerung zwischen den Mesh-Teilnehmern erreicht werden. Ein bevorzugter Ansatz, welcher erheblich weniger Aufbau benötigt, besteht darin, das Mesh-Netz auf einem asynchronen Protokoll, wie beispielsweise dem Bluetooth Low Energy (BLE), zu basieren.
Es werden nun einige Beispiele einer Kommunikationsvorrichtung und eines Verfahrens zum Betreiben derselben unter spezieller Bezugnahme auf ein Mesh-Netz beschrieben, das auf BLE basiert und in dem Daten unter Verwendung der drei BLE-Advertising-Kanäle per Broadcast über das Mesh-Netz gesendet werden. Dies dient lediglich zum Zwecke der Veranschaulichung, und es versteht sich von selbst, dass die hier beschriebenen Grundsätze unter Verwendung jedes geeigneten Kommunikationsprotokolls implementiert werden können. Zum Beispiel besteht eine andere Möglichkeit darin, das Netz auf dem Universal Datagram Protocol (UDP) zu basieren und dass es Pakete per Broadcast an die IPv4- oder IPv6-Multicast-Adresse sendet.
Geeigneterweise horcht eine MAD kontinuierlich nach Paketen, wenn möglich. Ein Beispiel ist in 6a und 6b für ein Mesh-Netz veranschaulicht, das unter Verwendung der drei durch das BLE-Protokoll spezifizierten Advertising-Kanäle kommuniziert. In 6a tastet die MPT die BLE-Advertising-Kanäle 37, 38 und 39 nacheinander ab, bis sie irgendwelche neuen Informationen empfängt. 6a und 6b stellen eine Übertragung über das Netz dar. Ein Paket kann auch durch sein mehrmaliges Weitersenden über jeden der relevanten Kanäle weitergeleitet werden. Lücken zwischen Übergängen von Kanal zu Kanal sind wesentlich kürzer als die jeweilige Empfangsdauer. Lücken zwischen Kanälen oder zwischen Sendegruppen können aus einem Zufallselement bestehen, das zu einer festen (Mindest-)Dauer hinzugefügt wird, um eine Nicht-Synchronisation mit anderen Baken zu verstärken. Der Horchprozess wird wiederholt, bis Daten erkannt werden. Wenn die Daten als Mesh-Paket erachtet werden, das gültig und neu ist (d. h. ein Paket zur Weiterleitung ist), wird der Empfangsvorgang für eine sofortige Weitersendung des Pakets auf allen drei Kanälen gestoppt. Wenn das Mesh-Paket nicht zur Weiterleitung ist, fährt der Empfang für seine erwartete Dauer fort. Sobald die Daten gesendet wurden, wird der Standardplan neu auf das ausgerichtet, was er gewesen wäre, falls er nicht unterbrochen worden wäre. Die Wiederaufnahme des gleichen Plans kann wichtig sein, um zu vermeiden, dass sich Vorrichtungen nach einem Weiterleitungsvorgang versehentlich synchronisieren. In 6b wird ein ähnlicher Betrieb befolgt, aber die Vorrichtung führt außerdem eine Nicht-Mesh-Sendung zur Bereitstellung einer zusätzlichen Funktion durch. Diese Nicht-Mesh-Sendung und die Weiterleitungssendung stellen Zeiten dar, in welchen es für die meisten üblichen Vorrichtungen unmöglich ist, zu horchen. Obwohl daher die Vorrichtung kontinuierlich zu horchen versucht, ist dies in der Praxis nicht realisierbar, so dass die Vorrichtung einfach so lange als möglich horcht.
Eine alternative Ausführungsform ist in 7 dargestellt. 7 stellt die Horchfenster von vier verschiedenen MPTs dar. In dieser Implementierung haben alle Vorrichtungen 701, 702, 703 und 704 ihre Horchfenster reduziert. Die allgemeine Auswirkung auf den Transport im Netz ist jedoch vernachlässigbar, da die Zeiten, zu welchen eine Vorrichtung nicht horcht, durch eine andere Vorrichtung gefüllt werden. Demnach ist es möglich, Empfangszeit (und Paktverwerfung durch einzelne Vorrichtungen) gegen eine Erhöhung der Anzahl von horchenden Vorrichtungen zu tauschen. Empfangsfenster für einzelne Vorrichtungen sind reduziert, und werden durch die Dichte von Vorrichtungen im Mesh-Netz kompensiert.
Eine Vorrichtung kann als Standardmodus einen Betriebsmodus aufweisen, in welchem sie kontinuierlich nach Paketen horcht, falls möglich (z. B. zu jeder Zeit, zu der sie nicht mit einer anderen Operation, wie beispielsweise Senden, beschäftigt ist, die es schwierig für sie macht, zu horchen). Die Vorrichtung kann beim Entscheiden, ob sie die Zeit reduzieren soll, für welche sie nach Paketen horcht, um Leistung zu sparen, verschiedene Informationselemente berücksichtigen, die umfassen:

• Den aktuellen Betriebsmodus ihres zugehörigen Verbrauchers.
• Ihren Leistungsstatus.
• Vom Netz empfangene Informationen oder Befehle.
• Eine akzeptable Dienstqualität (z. B. einen Temperaturwächter, der so ausgelegt ist, dass er ein akzeptables Minimum an Temperaturpaketen von einem Temperatursensor sammelt).
• Einen durch andere Vorrichtungen im Netz implementierten Sendeplan.

Die Vorrichtung kann den Betriebsmodus ihres zugehörigen Verbrauchers in Abhängigkeit von Informationen identifizieren, die von diesem Verbraucher empfangen werden. Der Verbraucher könnte die Vorrichtung zum Beispiel beim Einschalten mit einem Code oder einer Einstellung versehen, welche/r die Kommunikationsvorrichtung darüber informiert, welcher Typ von Verbraucher mit ihr assoziiert ist, z. B. eine Glühlampe, von der erwartet wird, dass sie nach allen Befehlen horcht, die an sie gerichtet sind. Dies könnte einen Teil der Konfiguration bei der Installation bilden. In einer anderen Implementierung könnte der Verbraucher von einem Typ sein, der je nach den Umständen aktiv oder nicht aktiv sein könnte. Ein Verbraucher von diesem Typ könnte so ausgelegt sein, dass er die Vorrichtung mit einer Aktualisierung versieht, wann immer sein Modus von aktiv auf nicht aktiv und umgekehrt wechselt. Ein praktisches Beispiel könnte ein Beleuchtungskörper mit einer kleinen Backup-Batterie als Teil eines Sicherheits-/Feuermeldesystems sein. Während einer Leistungsunterbrechung könnte der Beleuchtungskörper von aktiv auf inaktiv umschalten, um Batterie zu sparen, da er entweder das Licht überhaupt nicht einschaltet, bis der Netzstrom wiederhergestellt ist, oder in einem leistungsarmen Modus nur als Notbeleuchtung eingeschaltet bleibt, bis der Netzstrom wiederhergestellt ist. Der Beleuchtungskörper (oder genauer seine zugehörige Verbrauchervorrichtung) sollte jedoch trotzdem noch Mesh-Nachrichten als Teil des Sicherheits-/Feuermeldesystems weiterleiten. Die Vorrichtung könnte gleichermaßen zur Einbeziehung entweder in eine aktive Vorrichtung oder eine nichtaktive Vorrichtung vorprogrammiert sein. Dies beschränkt zwar den Informationsaustausch, der zwischen der Vorrichtung und ihrem zugehörigen Verbraucher stattfinden muss, würde aber die Auswahl von Verbrauchern einschränken, mit welchen die Vorrichtung assoziiert werden könnte. Die Kommunikationsvorrichtung könnte auch so ausgelegt sein, dass sie Informationen von ihrem zugehörigen Verbraucher über andere relevante Faktoren empfängt, wie beispielsweise eine akzeptierbare Mindestdienstqualität.
Die Vorrichtung könnte auch ihren Leistungsstatus berücksichtigen. Zum Beispiel, ob sie Zugriff auf Netzstrom hat oder nicht, und ob sie batteriebetrieben ist, die Leistungsmenge der Batterie, die noch übrig ist.
Eine andere Option ist, dass die Vorrichtung Informationen oder Befehle, die vom Netz empfangen werden, beim Bestimmen ihres Horchplans berücksichtigt. Es ist zum Beispiel vorstellbar, dass es in einigen Situationen eine Dichte von Vorrichtungen geben könnte, die nicht ausreicht, damit alle nichtaktiven Vorrichtungen ihre Horchzeit wesentlich reduzieren. Wenn daher eine Vorrichtung (z. B. eine Steuereinheit) bestimmt, dass Pakete zu lange brauchen, um ihr Ziel zu erreichen, oder regelmäßig verworfen werden, kann sie eine Anweisung für alle Vorrichtungen aussenden, ihre Horchzeit zu verlängern. Eine Vorrichtung kann ihren eigenen Leistungsstatus berücksichtigen, bevor sie entscheidet, ob sie auf solch eine Anforderung eingeht oder nicht.
Ein Beispiel eines Verfahrens, das von einer Kommunikationsvorrichtung durchgeführt werden könnte, ist in 8 dargestellt. In Schritt 801 ermittelt die Vorrichtung den Status ihres zugehörigen Verbrauchers. Wenn dieser Status aktiv ist (Schritt 802), bestimmt die Vorrichtung, dass sie kontinuierlich horchen sollte (Schritt 803). Wenn der Status des Verbrauchers nichtaktiv ist, kann die Vorrichtung ihren eigenen Leistungsstatus (Schritt 804) und, ob irgendwelche Befehle vom Netz empfangen wurden, welche Horchperioden betreffen (Schritt 805), bestimmen, bevor sie ihren Horchplan anpasst (Schritt 806). Die Vorrichtung kann dann die Länge und/oder Häufigkeit ihrer Horchfenster anpassen (Schritt 807), und dadurch den Leistungsverbrauch verringern.
In einer Implementierung ist das Netz asynchron. Gemäß dieser Anordnung senden oder empfangen zwei Vorrichtungen üblicherweise nicht zur gleichen Zeit. Bei BLE hat diese Nicht-Synchronisation zwei Ursachen: eine natürliche Nicht-Synchronisation infolge des hohen Takt-Jitters, der bei Verwenden der Advertising-Kanäle zugelassen wird, und eine aufgezwungene Ent-Synchronisation, die durch die Einführung einer pseudozufälligen Verzögerung der Startzeit jedes Advertising-Ereignisses verursacht wird.
Natürlicher Jitter des Takts und jegliche pseudozufällige Verzögerung, die unabhängig durch eine Vorrichtung implementiert wird, implizieren, dass Empfangsfenster sich in Bezug aufeinander auf natürliche Weise von einer Kommunikationsvorrichtung zu einer anderen verschieben. Demnach beginnen und enden die Horchfenster von verschiedenen Kommunikationsvorrichtungen letzten Endes auch ohne ausdrückliche Koordination zwischen diesen Vorrichtungen zwangsläufig zu verschiedenen Zeiten. BLE ermöglicht auch wahlweisen Zufalls-Jitter in einer ersten Sendung. Demnach ist außerdem die Zeitsteuerung des Paketempfangs unvorhersagbar und Änderungen unterworfen. Es ist auch möglich, Nicht-Synchronisation durch Hinzufügen von Zufallslücken zwischen Empfangsfenstern zu verstärken. Das Ergebnis ist äußerst vorteilhaft für eine Umgebung für ein Ad-hoc-Mesh-Netz, da die Vorrichtungen auf natürliche Weise dazu neigen, zu voneinander verschiedenen Zeiten zu horchen, so dass bei ausreichender Dichte von Mesh-Vorrichtungen für gewöhnlich zu jeder bestimmten Zeit mindestens eine Vorrichtung horcht.
Eine asynchrone Implementierung ist daher in der Lage, einen reduzierten Leistungsverbrauch für Relaisvorrichtungen zu erreichen, wodurch eine batteriebasierte Bereitstellung ermöglicht wird, die Kosten gesenkt werden, die aktive Lebensdauer verlängert wird und die Bereitstellungskosten herabgesetzt werden, da keine Infrastruktur erforderlich ist, um die Zeitteilung von Horchaufgaben zu implementieren.
Die hier beschriebenen Grundsätze befähigen ein Netz, Pakete durch einen stochastischen Transportmechanismus zu übertragen. Diese Technik eignet sich gut für Ad-hoc-Netze. Das Netz ist in der Lage, einen zuverlässigen Transport zwischen zwei beliebigen Vorrichtungen über Zwischenvorrichtungen zu erreichen, von welchen nicht erwartet wird, dass sie Kommunikationen zuverlässig handhaben, da eine ausreichende Dichte von Vorrichtungen im Netz vorhanden ist, um Vorrichtungen, die ihre Empfangsleistung reduziert haben, zu kompensieren. Ein Lockern der Beschränkung hinsichtlich der Zuverlässigkeit einer einzelnen Vorrichtung ermöglicht eine bessere Leistungsverwaltung und öffnet das Netz für eine größere Auswahl von Vorrichtungen.
Die Anmelderin offenbart hiermit jedes einzelne hier beschriebene Merkmal getrennt und jede Kombination zweier oder mehrerer solcher Merkmale derart, dass solche Merkmale oder Kombinationen basierend auf der vorliegenden Beschreibung als Ganzes angesichts der allgemeinen Kenntnisse eines Fachmanns ungeachtet dessen, ob solche Merkmale oder Kombinationen von Merkmalen alle hier offenbarten Probleme lösen, und ohne Beschränkung des Schutzbereichs der Ansprüche ausgeführt werden können. Die Anmelderin weist darauf hin, dass Aspekte der vorliegenden Erfindung aus jedem solchen einzelnen Merkmal oder jeder solchen Kombination von Merkmalen bestehen können. Angesichts der vorstehenden Beschreibung ist für einen Fachmann zu erkennen, dass innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEEE 802.11 [0053]

Claims

Kommunikationsvorrichtung, die zum Kommunizieren über ein Netz im Auftrag einer Verbrauchervorrichtung in der Lage ist, wobei das Netz derart ausgelegt ist, dass ein Transport von Paketen durch das Netz von jeder Kommunikationsvorrichtung im Netz bereitgestellt wird, die nach Paketen horcht und diese weiterleitet, wobei die Kommunikationsvorrichtung umfasst: eine Relaiseinheit, die ausgelegt ist, nach Paketen zu horchen und sie über das Netz weiterzuleiten; eine Moduseinheit, die die ausgelegt ist, zu identifizieren, ob die Verbrauchervorrichtung in Bezug auf das Netz aktiv oder nicht aktiv ist; und eine Zeitsteuerungseinheit, die ausgelegt ist, die Zeit, welche die Relaiseinheit dem Horchen nach Paketen widmet, in Abhängigkeit von dieser Identifikation zu steuern.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Zeitsteuerungseinheit ausgelegt ist, die Zeit, welche die Relaiseinheit dem Horchen nach Paketen widmet, durch Anpassen der Länge eines Fensters zu steuern, während dessen die Relaiseinheit kontinuierlich nach diesen Paketen horcht.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Zeitsteuerungseinheit ausgelegt ist, die Zeitspanne, welche die Relaiseinheit dem Horchen nach Paketen widmet, durch Anpassen eines Zeitintervalls zwischen Fenstern zu steuern, während derer die Relaiseinheit kontinuierlich nach diesen Paketen horcht.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Zeitsteuerungseinheit ausgelegt ist, falls bestimmt wird, dass die Verbrauchervorrichtung nicht aktiv ist, die Relaiseinheit so zu steuern, dass sie für weniger Zeit horcht, als falls bestimmt wird, dass die Verbrauchervorrichtung aktiv ist.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Zeitsteuerungseinheit ausgelegt ist, die Zeitspanne, welche die Relaiseinheit nach Paketen horcht, in Abhängigkeit von einem Leistungsstatus der Kommunikationsvorrichtung zu steuern.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Netz ein asynchrones Netz ist, wobei die Relaiseinheit dadurch ausgelegt ist, asynchron zu anderen Kommunikationsvorrichtungen im Netz nach Paketen zu horchen.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Relaiseinheit ausgelegt ist, ein Zeitintervall von zufälliger Dauer zwischen jedes Fenster einzufügen, während dessen sie kontinuierlich horcht.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Moduseinheit ausgelegt ist, zu identifizieren, ob die Verbrauchervorrichtung aktiv oder nicht aktiv ist, in Abhängigkeit von Informationen, die von dieser Verbrauchervorrichtung empfangen werden.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Moduseinheit ausgelegt ist, zu identifizieren, dass die Verbrauchervorrichtung aktiv ist, falls sie auf den Empfang eines Pakets wartet, das die Verbrauchervorrichtung veranlasst, ihr Verhalten anzupassen.
Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Moduseinheit ausgelegt ist, zu identifizieren, dass die Verbrauchervorrichtung nicht aktiv ist, falls sie nicht auf ein Paket wartet, das die Verbrauchervorrichtung veranlasst, ihr Verhalten anzupassen.
Kommunikationsnetz, das derart ausgelegt ist, dass ein Transport von Paketen durch das Netz von jeder Kommunikationsvorrichtung im Netz bereitgestellt wird, die nach Paketen horcht und diese weiterleitet, wobei das Kommunikationsnetz umfasst: eine Mehrzahl von Kommunikationsvorrichtungen, von welchen einige mit Verbrauchervorrichtungen assoziiert sind, die in Bezug auf das Netz aktiv sind, und von welchen einige mit Verbrauchervorrichtungen assoziiert sind, die in Bezug auf das Netz nicht aktiv sind; wobei der Transport von Paketen durch das Netz von Kommunikationsvorrichtungen bereitgestellt wird, die mit aktiven Verbrauchervorrichtungen assoziiert sind und für länger nach Paketen horchen als Kommunikationsvorrichtungen, die mit nichtaktiven Verbrauchervorrichtungen assoziiert sind.
Kommunikationsnetz gemäß Anspruch 11, wobei das Netz derart ausgelegt ist, dass sich eine Periode, für welche eine Kommunikationsvorrichtung, die mit einer nichtaktiven Verbrauchervorrichtung assoziiert ist, nicht nach Paketen horcht, mit einem Fenster überlappt, während dessen eine andere Kommunikationsvorrichtung im Netz horcht.
Kommunikationsnetz gemäß Anspruch 12, wobei das Netz derart ausgelegt ist, dass die Mehrzahl von Kommunikationsvorrichtungen zusammenwirkt, um die Periode, während der eine Kommunikationsvorrichtung nicht horcht, so aufzuweisen, dass sie sich mit einem Fenster überlappt, während dessen eine andere Kommunikationsvorrichtung horcht.
Kommunikationsnetz gemäß Anspruch 11, wobei das Netz derart ausgelegt ist, dass die Mehrzahl von Kommunikationsvorrichtungen asynchron zueinander funktioniert.
Kommunikationsnetz gemäß Anspruch 12, wobei das Netz derart ausgelegt ist, dass die Mehrzahl von Kommunikationsvorrichtungen nicht zusammenwirkt, um die Periode, während der eine Kommunikationsvorrichtung nicht horcht, so aufzuweisen, dass sie sich mit einem Fenster überlappt, während dessen eine andere Kommunikationsvorrichtung horcht.
Kommunikationsnetz gemäß Anspruch 12, wobei die Dichte von Kommunikationsvorrichtungen im Netz ausreichend ist, derart dass, wenn eine Kommunikationsvorrichtung nicht horcht und eine andere Kommunikationsvorrichtung horcht, der Transport von Paketen durch das Netz daher von Kommunikationsvorrichtungen, die mit nichtaktiven Verbrauchervorrichtungen assoziiert sind und für weniger Zeit horchen als Kommunikationsvorrichtungen, die mit aktiven Verbrauchervorrichtungen assoziiert sind, nicht beeinflusst wird.
Kommunikationsnetz, das derart ausgelegt ist, dass ein Transport von Paketen durch das Netz von jeder Kommunikationsvorrichtung im Netz bereitgestellt wird, die nach Paketen horcht und diese weiterleitet: wobei das Netz eine Mehrzahl von Kommunikationsvorrichtungen umfasst, die jeweils ausgelegt sind, eine Länge von Zeit, für welche sie nach Paketen horchen, anzupassen, um Leistung zu sparen; und das Netz derart ausgelegt ist, dass die Mehrzahl von Vorrichtungen interagiert, um einen stochastischen Pakettransport zu implementieren, wobei die Kombination einer Mehrzahl von Kommunikationsvorrichtungen, die diskontinuierlich horchen, Lücken beim Horchen von einzelnen dieser Kommunikationsvorrichtungen kompensiert.
Kommunikationsnetz gemäß Anspruch 17, wobei die Mehrzahl von Kommunikationsvorrichtungen ausgelegt ist, die Länge von Zeit, für welche sie nach Paketen horcht, einzeln anzupassen.
Kommunikationsnetz gemäß Anspruch 17, wobei das Netz derart ausgelegt ist, dass die Mehrzahl von Kommunikationsvorrichtungen asynchron zueinander funktioniert.
Kommunikationsnetz gemäß Anspruch 17, wobei das Netz derart ausgelegt ist, dass die Mehrzahl von Kommunikationsvorrichtungen nicht zusammenwirkt, um die Periode, während der eine Kommunikationsvorrichtung nicht horcht, so aufzuweisen, dass sie sich mit einem Fenster überlappt, während dessen eine andere Kommunikationsvorrichtung horcht.