BR112012006928B1

BR112012006928B1 - método, dispositivo e sistema para distribuir mensagens de difusão em várias redes

Info

Publication number: BR112012006928B1
Application number: BR112012006928-4A
Authority: BR
Inventors: John Bettendorff; Chris Calvert
Original assignee: Landis+Gyr Innovations, Inc
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2020-11-10
Also published as: BR112012006928A2; AU2010300848A1; US8548025B2; US20130343430A1; PH12014500401B1; US8711900B2; EP2483637A1; AU2010300848B2; CA2774677C; WO2011041254A1; NZ598859A; EP2483637B1; PH12014500401A1; CA2774677A1; US20110075704A1; MX2012003506A

Abstract

DISPOSITIVO, MÉTODO E SISTEMA PARA DISTRIBUIR MENSAGENS DE DIFUSÃO EM VÁRIAS REDES. A presente invenção refere-se a métodos e sistemas para enviar uma mensagem de difusão em sistemas de salto de frequência e outros sistemas. Ao invés de enviar uma mensagem completa separadamente a cada dispositivo, um pacote relativamente pequeno ou "chilro" é enviado. Esses chilros são ou direcionados aos dispositivos conhecidos ou enviados de uma maneira a varrer a banda de RF. Os dispositivos que escutam os chilros conseguem informações sobre o canal e/ou tempo que os dados de difusão serão enviados. Esses dispositivos então percebem os dados de difusão conforme instruídos, por exemplo, no tempo especificado no canal especificado. Um sistema pode alternativamente, ou adicionalmente, usar uma interrupção de sequência de salto programada como um momento de difusão. Tal momento de difusão pode ser programado para interromper periodicamente as sequências de salto de nó de forma que, em tais tempos, muitos ou todos os nós sejam programados para estarem no mesmo canal para difusões potenciais.

Description

PEDIDO RELACIONADO

[0001] Este documento reivindica o benefício do Pedido Provisório de número de série US 61/247,110, intitulado "Methods and Systems for Broadcasting in a Frequency Hopping Network” e depositado em 30 de Setembro de 2009, o conteúdo total do qual é incorporado a título de referência.

CAMPO

[0002] Esta descrição se refere de forma geral à comunicação à rádio melhorada, incluindo métodos e sistemas usados em redes de salto de frequência e sistemas de infreestrutura de medição avançada (AMI), dentre outros ambientes.

ANTECEDENTES

[0003] As redes baseadas em comunicação a rádio são expandidas e usadas para uma variedade de aplicações. Tais redes são comumente empregadas em sistemas AMI que medem, coletam, e/ou analisam o uso público de eletricidade, gás, água, e outras medidas através de vários meios de comunicação. Nessas e outras redes, algumas mensagens podem ser enviadas como difusões, isto é, enviadas a dois ou mais receptores simultaneamente. As mensagens de difusão podem ser destinadas para recebimento final pela maioria ou todos os nós da rede. Em um sistema AMI, por exemplo, as mensagens de difusão podem ser usadas para enviar blindagem de carregamento, taxa nova, e outras informações de forma geral aplicáveis. Sem considerar o propósito, difundir uma mensagem tipicamente envolve um transmissor que envia uma mensagem e um ou mais dispositivos que recebem a mensagem aproximadamente ao mesmo tempo.

[0004] "Difundir" uma mensagem envolve enviar uma mensagem a dois ou mais receptores potenciais simultaneamente. Diferentes da difusão em um sistema de frequência de rádio (“RF”) de canal único ou canal de fio em que podem ser relativamente simples, a difusão de mensagens em vários sistemas de salto de frequência pode ser difícil. Como os dispositivos receptores podem estar em diferentes canais em qualquer ponto no tempo, tais dispositivos não receberão a mesma mensagem de difusão. Como os dispositivos em uma rede de salto de frequência podem estar em canais diferentes, tal envio precisa ser repetido por dispositivos diferentes em diferentes frequências. Em muitas circunstâncias, o tempo necessário para enviar e reenviar uma mensagem do tipo difusão com confirmação é muito demorado para ser prático. Problemas adicionais complicam a difusão em sistemas de salto de frequência. Vários regulamentos podem restringir ainda mais opções de difusão disponíveis em redes de salto de frequência, por exemplo, prevenção do uso desigual de canais. Adicionalmente, é de forma geral desejável que a adição de quaisquer capacidades de difusão que são adicionadas a um sistema tenham impacto mínimo em transmissões regulares (isto é, não difusão).

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0005] Várias técnicas para enviar uma mensagem de difusão rapidamente e eficazmente em redes de salto de frequência e em outras redes são revelados. Ao invés de enviar uma mensagem completa separadamente para cada dispositivo na rede, um pacote relativamente pequeno ou "chilro"(chirp) é enviado. Esses chilros são ou destinados a dispositivos conhecidos ou são enviados de uma maneira a varrer a banda de frequência de rádio ("RF"). Os dispositivos que perceberem os chilros tipicamente receberão informações sobre o canal e/ou tempo em que os dados de difusão reais serão enviados. Esses dispositivos receptores aceitarão então os dados de difusão conforme instruídos, por exemplo, no ponto especificado no tempo no canal especificado.

[0006] Uma modalidade exemplificativa usa um dispositivo com armazenamento de dados para armazenar uma mensagem de difusão a ser distribuída para dispositivos receptores. O dispositivo também tem um hardware de transmissão para distribuir a mensagem de difusão para os dispositivos receptores enviando um pacote de chilro e então a mensagem de difusão. O pacote de chilro indica a quaisquer dispositivos receptores que recebem o pacote de chilro que a mensagem de difusão será enviada subsequentemente. Por exemplo, o pacote de chilro pode identificar um canal em que a mensagem de difusão será enviada, em tempo em que a mensagem de difusão será enviada, e/ou fornecer informações que permitem que os dispositivos receptores evitem o recebimento de mensagens de difusão duplicadas. Em uma modalidade, esses dispositivos são parte de uma rede de salto de frequência em que os nós da rede se comunicam com base em uma ou mais sequências de salto de frequência. O dispositivo pode enviar o pacote de chilro em múltiplos (e possivelmente todos) canais usados na rede de salto de frequência.

[0007] Outra modalidade exemplificativa é um método que envolve receber uma mensagem de difusão em um primeiro dispositivo para distribuição para dispositivos receptores. Um pacote de chilro é então enviado a dispositivos receptores potenciais indicando que uma mensagem de difusão será enviada subsequentemente. A mensagem de difusão é então enviada em um canal e tempo aos quais os receptores do pacote de chilro perceberão.

[0008] Já outra modalidade envolve uma rede em malha que tem uma pluralidade de dispositivos configurados para se comunicarem com uso de uma sequência de salto de frequência. Um primeiro dispositivo da pluralidade de dispositivos é configurado para armazenar e enviar uma mensagem de difusão e enviar um pacote de chilro que indica que a mensagem de difusão será enviada subsequentemente. O primeiro dispositivo pode ser configurado para varrer uma sequência de salto de frequência com o pacote de chilro, isto é, para enviar o pacote de chilro em cada canal da sequência de salto de frequência. Um segundo dispositivo da pluralidade de dispositivos é configurado para receber a mensagem de chilro, e, em resposta à mensagem de chilro, perceber a mensagem de difusão em um primeiro canal diferente de um segundo canal especificado pela sequência de salto de frequência. O primeiro dispositivo pode ter recebido a mensagem de difusão de uma variedade de formas. Em uma modalidade, o primeiro dispositivo recebe a mensagem de difusão periodicamente percebendo um canal não especificado pela sequência de salto de frequência do primeiro dispositivo. Ao menos alguns dispositivos da pluralidade de dispositivos podem então enviar pacotes de chilro que indicam a quaisquer dispositivos receptores que a mensagem de difusão será enviada subsequentemente. Técnicas adicionais e combinações de técnicas para distribuir uma mensagem de difusão também podem ser usadas.

[0009] Essas modalidades são mencionadas para fornecer exemplos e auxílio ao entendimento. Modalidades e vantagens adicionais são também discutidas na Descrição Detalhada e se tomarão facilmente perceptíveis por aqueles versados na técnica. Conforme será percebido, a invenção é capaz de outras e diferentes modalidades, e seus diversos detalhes não são essenciais, mas, pelo contrário, são capazes de modificações em vários aspectos, todos sem afastamento da invenção. Desta forma, os desenhos e a descrição devem ser entendidos como ilustrativos em natureza, e não como restritivos.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0010] O descrito acima e outros recursos, aspectos e vantagens da presente revelação são melhores entendidos quando a seguinte Descrição Detalhada é lida com referência aos desenhos anexos, em que:

[0011] A Figura 1 é um diagrama de sistema que ilustra um ambiente de rede exemplificativo;

[0012] A Figura 2 é um fluxograma que mostra a comunicação entre nós de uma rede exemplificativa;

[0013] A Figura 3 é uma ilustração de diferenças exemplificativas em sequência de salto entre dois rádios;

[0014] A Figura 4 é uma ilustração de um pacote de chilro exemplificativo; e

[0015] A Figura 5 é um fluxograma que ilustra um método exemplificativo de uso de um pacote de chilro para indicar que uma mensagem de difusão será subsequentemente enviada.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0016] A Figura 1 é um diagrama de sistema que ilustra um ambiente de rede exemplificativo. Outras modalidades podem envolver redes e sistemas alternativos. A rede 10 mostrada na Figura 1 compreende pontos de acesso 20, 21 e outros dispositivos, referidos na presente invenção como nós 30 a 41. Os nós 30 a 41 trabalham juntos para criar uma rede em malha em que cada nó de forma geral compreende um rádio que pode falar com e responder aos dispositivos de rádio vizinhos de nós vizinhos. No caso de um sistema AMI, cada tal nó pode compreender ou se conectar a um dispositivo de ponto de extremidade tal como um medidor ou ferramenta público, ou ele próprio pode não compreender ou se conectar a um dispositivo de ponto de extremidade. Assim, de forma geral, um nó pode interagir com um dispositivo de ponto de extremidade, agir como parte da rede, ou ambos, e pode fazê-lo simultaneamente. O rádio de cada nó pode ter um controlador de lógica programável (PLC) - como dispositivo. Tal dispositivo pode permitir que o rádio funcione como um pequeno computador, executando computação apropriada e funções de comando. Assim, inteligência em alguns ou todos os rádios pode ser usada para delegar e distribuir comandos por toda a rede 10. O rádio pode, mas não precisa necessariamente, permitir comunicação bidirecional.

[0017] Como um exemplo de uma rede de monitoramento público, cada nó de rede 10 que compreende ou se conecta a um ponto de extremidade pode coletar informações sobre consumo público naquele ponto de extremidade e enviar tais informações através da rede 10 para um ponto de acesso 20, 21, em que estas podem ser coletadas por uma companhia pública, por exemplo, para fins de faturamento e/ou monitoramento. Como um exemplo mais específico, um rádio de dispositivo de ponto de extremidade pode gerar um pacote de dados que é transmitido a algum destino, tal como um destino de ponto de acesso. O pacote pode ser endereçado ao destino e inserido na rede. O pacote de dados atravessa a rede por salto de rádio em rádio (nó em nó) na direção do rádio de destino endereçado. A rota escolhida para atravessar a rede pode ser dinâmica e/ou pode empregar roteamento. De forma geral, a rede 10 tentará minimizar o número de saltos para aumentar a velocidade de transmissão.

[0018] O rádio e/ou outros componentes em um nó da rede pode ser energizado por bateria, energizado por linha ou energizado por qualquer outra fonte de alimentação adequada e presa por meio de qualquer conexão adequada. Os nós também compreenderão de forma geral um componente de controle de tempo tal como um oscilador de cristal.

[0019] A Figura 2 é um fluxograma que mostra comunicação entre nós 200, 210. O primeiro nó 200 compreende um componente de armazenamento de dados 201, um oscilador de cristal 202, hardware de transmissão 203 tal como um rádio, e uma fonte de alimentação 204 tal como uma bateria ou conexão CA. Similarmente, o segundo nó 210 também compreende um componente de armazenamento de dados 211, um oscilador de cristal 212, e um transmissor 213 tal como um rádio, e uma fonte de alimentação 214 tal como uma bateria ou conexão CA. O primeiro nó 200 pode receber mensagens e enviar aquelas mensagens a outros nós, tal como o segundo nó 210, com uso do hardware de transmissão 203, por exemplo, após armazenamento temporário, uso, e até mesmo modificação de tais mensagens no componente de armazenamento de dados 201. O primeiro nó 200 pode também gerar novas mensagens, tais como mensagens de chilro, e enviar tais mensagens para o segundo nó 210 e/ou outros nós vizinhos. O segundo nó 210 pode ser também configurado para receber e enviar mensagens.

[0020] A Figura 3 é uma ilustração de diferenças exemplificativas em sequências de salto entre dois rádios. Os rádios utilizam um esquema de comunicação de múltiplos canais que é suportado por controle de tempo preciso em cada nó de rádio. Em qualquer dado ponto no tempo, um rádio está passando através se sua sequência de salto. Por exemplo, o RÁDIO 1 da Figura 3 tem uma sequência de salto de frequências Fi 301, F2 302, F3 303, F4 304, Fs 305, Fe 306, F7 307 e o RÁDIO 2 tem uma sequência similar de frequências Fi 311, F2 312, F3 313, F4 314, Fs 315, Fe 316, F7 317. Cada bloco da sequência de salto representa um aumento de tempo ou tempo de contato 310, por exemplo, 700 milissegundos, em que o rádio receberá por um dado canal ou em uma dada frequência. Em algumas circunstâncias, as respectivas sequências de salto de diferentes rádios podem ser sincronizadas.

[0021] No entanto, os rádios podem saltar fora da sincronização com nós vizinhos e podem até saltar de acordo com sequências de salto independentes. Por exemplo, a Figura 3 ilustra que a sequência de salto do RÁDIO 1 está ligeiramente fora de sincronia com a sequência de salto do RÁDIO 2. Assim, um sistema de salto de frequência pode ser empregado não mantendo todos os rádios em sincronia conforme se movem através da sequência de salto. Adicionalmente, uma sequência de salto do primeiro rádio pode ser diferente de uma sequência de salto do segundo rádio. Permitir que os rádios saltem independentemente pode fornecer vantagens com relação ao uso de todo o espectro de forma eficaz. Um rádio pode, no entanto, rastrear onde cada um de seus rádios vizinhos estão em suas próprias sequências de salto.

[0022] Certas modalidades reveladas na presente invenção facilitam o envio de mensagens de difusão em redes de salto de frequência, sistemas de infreestrutura de medição avançada (AMI), e outros sistemas. Várias técnicas podem ser usadas pare enviar uma mensagem de difusão rapidamente e eficazmente em um sistema de salto de frequência. Em algumas modalidades, um pacote relativamente pequeno ou "chilro"(chirp)é enviado pare fornecer informações de canal e/ou tempo sobre uma mensagem de difusão que será subsequentemente enviada. Esses chilros são ou destinados a dispositivos conhecidos ou são enviados de uma maneire a varrer a banda de RF (isto é, a muitas ou todas as frequências usadas). Os dispositivos que percebem os chilros receberão informações sobre o canal e/ou tempo que os dados de difusão reais serão enviados. Esses dispositivos receptores perceberão então os dados de difusão conforme instruídos, por exemplo, no ponto especificado em tempo no canal especificado.

[0023] Um chilro é um pacote pequeno que contém uma quantidade mínima de informações e é consideravelmente menor que a mensagem de difusão subsequente que este anuncia. Enviar os chilros primeiro ao invés da mensagem de difusão pode fornecer várias eficiências. Um chilro pode ser enviado a muitas ou todas as frequências diferentes empregadas por um sistema de salto de frequência. Tal envio pode ser referido como enviar uma "varredura", isto é, uma mensagem que varre a maioria ou todas as frequências que são usadas. Por exemplo, um dispositivo pode receber uma difusão e enviar um chilro correspondente em cada frequência que é suada na rede. Em circunstâncias em que o chilro é menor que a mensagem de difusão subsequente, enviar os chilros primeiro para varrer as frequências e então enviar uma ou poucas mensagens de difusão (isto é, em poucas frequências) pode ser mais eficaz que enviar a própria mensagem de difusão em mais frequências. Outra vantagem de direcionar a sequência de salto é que um dispositivo está agora direcionando todos os dispositivos que estão fora, o que pode melhorar o escalonamento.

[0024] Em modalidades alternativas, os chilros podem ser enviados de outras formas ao invés de varredura das frequências. Uma combinação de técnicas de distribuição de chilro baseado em varredura e não baseado em varredura pode ser também usada. Alguns nós podem enviar chilros baseado em varredura e outros nós podem enviar chilros de outras formas. Por exemplo, alguns ou todos os nós podem simplesmente enviar chilros a dispositivos receptores conhecidos. Se o número de nós conhecidos estiver próximo, ou exceder, o número de canais na sequência de salto, então pode ser melhor direcionar a sequência de salto com os chilros ao invés de os nós individuais. De forma geral, os chilros são enviados antecipadamente às mensagens de difusão que anunciam e podem ser enviados em uma variedade de formas.

[0025] Uma modalidade exemplificativa fornece um método de comunicação com múltiplos dispositivos de rádio para informar àqueles dispositivos de rádio que um pacote de difusão será enviado, de forma que os dispositivos de rádio perceberão em um canal especificado em um tempo especificado quando o pacote de difusão é enviado. Em uma modalidade, o chilro é referido como um pacote de não confirmação ("não ack"(no acknowledgement))de toque rápido e é enviado a "n" dispositivos alvo. Tal chilro pode identificar o canal em que o pacote de difusão será transmitido e/ou o tempo em que a transmissão ocorrerá. Um chilro é preferencialmente, mas não necessariamente, feito o menor possível para facilitar o envio de diversos chilros em um período de tempo curto. Por exemplo, o endereço de LAN do emissor pode não ser importante e assim, em algumas circunstâncias, não é incluído.

[0026] De forma geral, um pacote de chilro pode ser tão simples quanto uma mensagem de 1 byte que se identifica como um pacote de chilro. Com base nestas informações, um dispositivo receptor pode recuperar informações sobre uma mensagem de difusão subsequente. Por exemplo, o dispositivo receptor por interpretar o pacote de chilro para determinar que uma mensagem de difusão ocorrerá em um próximo intervalo de um intervalo pré-configurado e em um canal particular. Alternativamente, o pacote de chilro pode fornecer várias outras combinações de informações usadas por dispositivos receptores para facilitar o recebimento do pacote de difusão subsequente. Por exemplo, o chilro pode expressamente identificar um canal particular e/ou um tempo particular para a mensagem de difusão. Adicionalmente, um chilro pode fornecer informações que podem ser usadas para determinar se a mensagem de difusão já foi recebida pelo receptor de chilro.

[0027] Conforme mostrado na Figura 4, um pacote de chilro exemplificativo 400 compreende um identificador de pacote 402, um identificador de canal 404 que especifica em que canal o pacote de difusão subsequente será transmitido, um identificador de tempo 406 que especifica o tempo ou a faixa de tempo em que o pacote de difusão subsequente será transmitido, e um CRC 408 de outras informações (por exemplo, endereço de fonte, ID de mensagem, número de fragmento, etc.). Se o identificador de pacote for 1 byte, o identificador de canal é 1 byte, o identificador de tempo é 1 byte, e o CRC é 2 bytes, e os pacotes de 5 bytes são transmitidos a 9600 baud, cada um levará cerca de 20 milissegundos. Esta estimativa conta para a sobrecarga chegar no canal, elevar a força da RF e emitir os caracteres de nível baixo necessários para identificar apropriadamente a mensagem. O dispositivo aloca uma quantidade fixa de tempo para enviar os chilros. Após enviar os chilros, o dispositivo envia o pacote de dados real, isto é, a mensagem de difusão, em um tempo subsequente apropriado. Em um exemplo, um dispositivo gasta até 500 milissegundos enviando o pacote de chilros, que a 9600 baud permite até 25 chilros.

[0028] A 9600 baud, pode levar cerca de 225 milissegundos para enviar um pacote de 100 bytes de um rádio a outro. Em um exemplo, no tempo que leva para transmitir 3 pacotes de difusão para dispositivos alvos específicos, o mesmo dispositivo poderia enviar 25 chilros e o pacote de dados real a múltiplos dispositivos. Pode-se ter aumentado sua probabilidade 8 vezes ou mais sobre simplesmente enviar o pacote diretamente. O número de dispositivos que poderiam realmente perceber os dados é limitado somente pelo número de dispositivos reais que podem perceber o sinal de RF do rádio.

[0029] De forma geral, entre outras coisas, um chilro pode incluir informações sobre a fenda ou canal em que um pacote de difusão subsequente será enviado, o tempo máximo até o pacote de difusão subsequente ser enviado, a taxa de baud, por exemplo, em incrementos de 32 milissegundos, e um ID de pacote (por exemplo, como parte de uma Camada 3 CRC). Uma abertura de sequência de salto pode ser usada no lugar de informações de canal reais. Por exemplo, um transmissor e receptor podem observar a abertura em sua sequência de salto e mapeá-la até um canal físico. 0 ID de pacote e/ou outras informações tal como LAN, ID de Mensagem, e IDS de Fragmento podem ser usadas para verificação dupla.

[0030] Seguindo-se à distribuição de chilros, pacotes de difusão podem ser enviados em concordância com as informações fornecidas pelo chilro. Em uma modalidade, um pacote de difusão pode ser enviado uma vez como um pacote não ack de dados já que um dispositivo receptor pode ter muitas oportunidades de perceber um pacote de difusão. Como o dispositivo precisa somente receber o pacote de difusão uma vez, após o dispositivo ter percebido o pacote de difusão, chilros subsequentes podem ser ignorados. Um chilro pode identificar o pacote de difusão de forma que o receptor possa identificar se esta já foi recebido. Como um exemplo, um campo de ID de pacote descrito acima pode ser usado para identificar se um pacote foi percebido antes.

[0031] Usar chilros seguidos por uma mensagem de difusão pode fornecer melhoria significante com relação à velocidade e eficácia da distribuição de uma mensagem de difusão. Como um exemplo, se a janela para envio de chilros é de 480 milissegundos, a 20 milissegundos por chilro e a 9600 baud, 24 tentativas podem ser feitas para enviar o chilro, seguidas por aproximadamente 160 milissegundos para enviar o pacote de difusão de 100 bytes como um pacote não ack de dados. Apesar de a taxa de sucesso provavelmente não ser 100%, um rádio poderia fazer 3 ou 4 passagens e parar, e os dispositivos receptores poderiam então passar a mensagem em seus próprios alvos. Em uma rede relativamente densa, cada rádio na rede terá provavelmente muitas oportunidades de receber o pacote de difusão. Velocidade e eficácia adicionais podem ser alcançadas por aumento da taxa de baud, por exemplo, a 38400 baud ou mais.

[0032] Em uma rede densa, etapas podem ser tomadas para evitar interferência. Os receptores podem não ser capazes de perceber um pacote de difusão real onde há uma alta probabilidade de que um dos outros dispositivos esteja enviando um pacote de chilro no mesmo canal. Esses tipos de problemas podem ser tratados de várias formas. Por exemplo, os dados na mensagem de chilro podem ser usados para selecionar um subconjunto da quantidade de canais na sequência de salto ao invés de forçar todos os receptores a usar um único canal. Somente aqueles canais que estiverem naquele subconjunto serão destinados para distribuição da mensagem. Em outro exemplo, os pacotes de chilros podem ser transmitidos em um conjunto de canais e os pacotes de difusão podem ser transmitidos em um conjunto diferente. Os canais físicos podem ser divididos em quatro grupos. Em uma modalidade, dois bits de um campo de ID de Mensagem de Camada 3 podem ser usados para decidir que grupo de canais usar. Isto permite que o rádio tenha uso igual de canais e pode facilitar satisfazer a Comissão de Comunicações Federais ("FCC") e outros requerimentos. O pacote pode então ser transmitido em um canal que está, por exemplo, 2 afastado do chilro. Por exemplo, se os 2 bits do ID de Mensagem são 01, os chilros podem sair em canais físicos: 904.1, 904.5, 904.9, etc., e os pacotes de dados podem sair em um canal que poderia estar 2 afastado deste: 904.3, 904.7, 905.1, etc. Um transmissor pode determinar em que canal um nó está atualmente. Se estiver em um canal que está no grupo ativo, um chilro é enviado. Se não, este se move para o próximo nó. O transmissor pode também escolher o canal para a transmissão de dados com base na técnica de grupo ativo mais 2. De forma geral, para cumprir os requisitos para uso de canais igualmente pelo tempo, algo no pacote de difusão que se altera pode ser usado para escolher canais.

[0033] Certas modalidades fornecem várias técnicas para determinar como e para quem os chilros serão enviados. Por exemplo, se o pacote estiver destinado a rádios colocados, então somente rádios colocados serão direcionados. Como outro exemplo, um rádio pode ser assinalado para rádios alvo com base em nível de nó, por exemplo, somente rádios com Nível de Nó 0 & 1. Já como outro exemplo, um rádio pode se direcionar somente a nós em uma lista de nó ativo. Se houver muitos nós, pode ser mais eficaz apenas enviar às várias frequências usadas na sequência de salto (isto é, varredura da sequência de salto), ao invés de nós individuais alvo. Assim, com todos os exemplos acima, se o número de nós potenciais for maior que o número de canais na sequência de salto (ou um número fixo conforme pode ser apropriado), então os chilros podem ser enviados através da sequência de salto ao invés de para nós individuais.

[0034] Após receber um pacote de chilro, um rádio receptor pode manter o pacote de chilro para verificar mensagens duplicadas. Este histórico, em uma modalidade, é mantido com base no tempo do pacote de chilro para campo vivo, que é a quantidade de tempo que um rádio de recebimento manterá um pacote antes de descartá-lo. Em outra modalidade, o histórico de mensagem de chilro é limitado a um número máximo de mensagens.

[0035] A Figura 5 é um fluxograma que ilustra um método exemplificativo 500 de uso de um pacote de chilro para indicar que uma mensagem de difusão será subsequentemente enviada. O método exemplificativo 500 envolve um primeiro dispositivo que distribui uma mensagem de difusão a uma pluralidade de dispositivos receptores. Por exemplo, o primeiro dispositivo e os dispositivos receptores podem ser uma parte de uma rede de salto de frequência em que os nós da rede se comunicam com base em uma ou mais sequências de salto de frequência e a mensagem de difusão pode ser uma mensagem que é destinada para recebimento por todos os nós da rede.

[0036] O método 500 compreende receber uma mensagem de difusão em um primeiro dispositivo para distribuição para os dispositivos receptores, conforme mostrado no bloco 510. O primeiro dispositivo pode ter recebido a mensagem de difusão de uma variedade de formas. Em uma modalidade, o primeiro dispositivo recebe a mensagem de difusão percebendo periodicamente em um canal não especificado pela sequência de salto de frequência do primeiro dispositivo. Este tipo de técnica de distribuição de momento de difusão de transmissor periódico é descrita em mais detalhes abaixo.

[0037] O método 500 ainda compreende enviar um pacote de chilro que indica a quaisquer dispositivos receptores que recebem o pacote de chilro que uma mensagem de difusão será enviada subsequentemente, conforme mostrado no bloco 520. O pacote de chilro pode identificar um canal em que a mensagem de difusão será enviada e um tempo em que a mensagem de difusão será enviada. O pacote de chilro pode também fornecer informações que permitem que os dispositivos receptores evitem o recebimento de mensagens de difusão duplicadas. Por exemplo, pode fornecer um identificador de mensagem de difusão que os receptores podem usar para comparar para determinar se uma mensagem de difusão já foi recebida.

[0038] No caso de uma rede de salto de frequência, o primeiro dispositivo envia o pacote de chilro em cada canal usado na rede de salto de frequência. Este tipo de varredura pode ajudar a garantir que muitos receptores potenciais se tomem ciente do envio subsequente da mensagem de difusão, a despeito de onde em uma sequência de salto de frequência aqueles receptores possam estar.

[0039] Após enviar o pacote de chilro, o método 500 compreende ainda enviar a mensagem de difusão, conforme mostrado no bloco 530. No caso de um canal particular e janela de tempo particular, o primeiro dispositivo enviará o pacote de difusão no canal apropriado no tempo apropriado. Apesar de algumas modalidades utilizarem as várias técnicas de chilro e/ou varredura de canal descritas acima, outras modalidades podem adicionalmente ou alternativamente usar várias técnicas de transmissão periódica.

Momento de Difusão de Transmissor Periódico

[0040] Uma técnica de difusão adicional ou alternativa particularmente útil em redes de salto de frequência envolve um “momento de difusão” de transmissor periódico, que é uma interrupção periodicamente programada do uso de sequências de salto. Um momento de difusão pode ser programado para interromper as sequências de salto de forma que, em tais tempos, alguns ou todos os nós são programados para estarem no mesmo canal para difusões potenciais. Tal transmissor periódico fornece uma forma de enviar um pacote para uma grande audiência rapidamente. Por exemplo, uma vez por segundo, cada nó pode passar para um canal especificado e difundir se houver uma mensagem de difusão para difusão. O canal especificado pode se alterar pelo tempo de forma que os canais sejam usados igualmente. Há um custo potencial para este tipo de técnica, já que, por exemplo, os receptores podem parar uma atividade atual a cada segundo para perceber. Este custo pode ser tratado por difusão menos frequente. Altemativamente ou adicionalmente, este custo pode ser tratado por configuração dos nós para somente enviar e/ou perceber se o nó não estiver ocupado. Assim, apesar do uso de tal momento de difusão poder não ter uma taxa de sucesso alta, pode fornecer um mecanismo relativamente rápido para enviar uma difusão a um grupo grande todo de uma vez.

[0041] O intervalo para realizar um momento de difusão de transmissor periódico pode ser determinado para se ajustar às circunstâncias do sistema particular em que a técnica é usada. Em um sistema de salto de frequência de forma geral, já que cada dispositivo na rede deve parar e perceber em tempos com base no comprimento do intervalo, quanto mais curto o intervalo, mais tempo todos os rádios estão fora do canal e não disponíveis para comunicação normal. Adicionalmente, o transmissor periódico pode emitir ruído de RF excessivo no sistema. Se o transmissor de difusão transmitir um pacote em cada ciclo de difusão, então aquele ruído tem que ser fatorado como uma carga extra no sistema.

[0042] A transmissão de difusão periódica pode ser apropriada em várias circunstâncias. Por exemplo, alguns dispositivos podem se comunicar com milhares de outros dispositivos (por exemplo, roteadores), muitos dos quais podem ser capazes de perceber, mas não transmitir de volta. Um sistema pode ser configurado de forma que cada pacote de difusão tenha um número fixo de chances, por exemplo, cinco chances, de ser difundido antes de ser descartado. Por exemplo, um pacote de "modo" que não tem valor durante uma difusão, pode ser usado para especificar quantas tentativas um transmissor periódico deve fazer para o pacote. Periodicamente, por exemplo, a cada 2 horas, o transmissor pode emitir um pacote de manutenção na fila de difusão a ser transmitida. Isto pode ser usado para permitir que os receptores atualizem suas marcas delta, entre outras coisas. Se um rádio está no meio do recebimento ou transmissão de um pacote, o dispositivo pode perder a difusão. Para um receptor, isto será insignificante já que este pode ter múltiplas chances de receber a mensagem. Similarmente, para transmissores, isto não é um problema contanto que não percam diversos em uma fileira.

[0043] O intervalo do ciclo de difusão pode ser determinado para permitir uma quantidade apropriada de tempo de percepção de difusão. Em um sistema exemplificativo, um intervalo de 5 segundos requer que cada rádio que esta percebendo tenha que parar uma vez a cada 7 canais de sua sequência de salto e percepção por 75 milissegundos para cada intervalo. Neste exemplo, estas quantidades até cerca de 1,5% de seu tempo. No entanto, se necessário a percepção a cada momento de difusão, um rádio pode ter que desprezar o tempo de recebimento adicional para garantir que não esteja ocupado quando o momento de difusão chegar. Assim, para garantir que um intervalo não seja perdido, a atividade regular pode ser parada por um percentual maior do tempo do dispositivo, o que pode ser inaceitável para alguns propósitos. Por exemplo, a percepção para intervalos estendidos a cada momento de difusão poderia somar mais que 10% de um tempo de recebimento regular do dispositivo sendo perdido. Se um rádio não é necessário para percepção a cada transmissão, no entanto, o rádio é ocupado por intervalos de tempo menores e somente usado por tais mensagens quando o dispositivo não está ocupado com atividade regular.

[0044] Um dispositivo de recebimento pode começar a receber uma quantidade fixa de tempo, por exemplo, 25 milissegundos, antes do tempo de difusão esperado contar para tendência potencial. Similarmente, o tempo, por exemplo, outro de 25 milissegundos, pode ser adicionado para gerar qualquer tempo de pacote de entrada para começar o recebimento. Uma vez que este tempo acaba, o receptor continuará a receber somente se um pacote continuar a ser recebido. Uma vez que o receptor se torna ocioso, o receptor retoma a sua sequência de salto normal.

[0045] Em um sistema de difusão periódica, os transmissores podem precisar informar outros rádios quando e onde a próxima transmissão pode ocorrer. Os dispositivos que são ativados para transmitir podem incluir estas informações, por exemplo, em seus pacotes de sincronização de aquisição e alguns outros pacotes chave. Assim, quando um dispositivo primeiro se inicia, se este adquirir um transmissor periódico, o dispositivo consegue aquelas informações imediatamente.

[0046] Em uma modalidade exemplificativa, um valor de 2 bytes indica onde na sequência de salto do transmissor a próxima transmissão ocorrerá. Este valor pode estar em, como um exemplo, incrementos de 4 milissegundos. Se o receptor estiver rastreando a outra marca delta do rádio, este valor não precisa ser atualizado, desde que o receptor continue movendo este adiante com cada intervalo de transmissão. Um valor de 2 bytes pode ser usado para indicar o intervalo entre transmissões e pode estar também em incrementos de 4 milissegundos. Estas informações são anexadas no final de uma sincronização de aquisição, por exemplo, com uso de funcionalidade de indicação de Camada 2. Os dados devem estar no pacote de sincronização de aquisição. Em um exemplo, para tornar fácil que os receptores desistam de um rádio se eles não puderem mais perceber os pacotes deste, os receptores são ativados para deixar um transmissor de difusão em favor de outro se não tiverem percebido uma sincronia de aquisição em uma dada quantidade de tempo, por exemplo, nas últimas 24 horas. Um receptor pode se vincular aos melhores transmissores, por exemplo, com base na indicação de força de sinal recebido ("RSSI").

[0047] Além disso, uma técnica de momento de difusão de transmissor periódico pode ser usada com várias técnicas de chilro e/ou varredura de canal descritas acima. Por exemplo, uma técnica de momento de difusão de transmissor periódico pode ser usada para distribuir uma mensagem de difusão a uma percentagem grande (por exemplo, 50%) dos receptores potenciais e então cada um desses receptores pode ainda distribuir aquela mensagem com uso das técnicas de chilro e/ou varredura de canal. Em uma rede, os nós podem ser configurados com múltiplos algoritmos de distribuição de mensagem de difusão. Por exemplo, um dado nó pode ser configurado para enviar mensagens de difusão com uso ou de uma técnica de mensagem de difusão ou uma técnica de transmissor periódico. Em uma rede, tal como um sistema AMI, a infreestrutura de roteamento pode ser configurada pare usar as técnicas de transmissor periódico e os nós medidores podem ser configurados pare usar o chilro então as técnicas de difusão. Várias combinações de técnicas podem ser usadas, incluindo combinações que envolvem diferentes técnicas que são descritas na presente invenção. De forma geral, todas as técnicas de distribuição fornecem algumas vantagens e desvantagens. Aquelas vantagens e desvantagens, assim como considerações com relação a quanto sucesso de transmissão/mensagem é necessário, podem ser usadas pare selecionar a combinação apropriada de uma ou mais técnicas de distribuição. Geral

[0048] A descrição anterior das modalidades da invenção foi apresentada somente pare fins de ilustração e descrição e não pretende ser exaustiva ou limitar a invenção às formas exatas reveladas. As técnicas da invenção não são limitadas a sistemas AMI, rede em malhas, ou qualquer outra configuração particular de rede. Assim, em geral numerosas modificações e adaptações são perceptíveis por aqueles versados na técnica sem afastamento do espírito e escopo da invenção.

Claims

1. Método compreendendo: i) receber (510) uma mensagem de difusão em um primeiro dispositivo (200) para distribuição aos segundos dispositivos (210), em que o primeiro dispositivo e segundo dispositivo de uma pluralidade de dispositivos são parte de uma rede de malha de salto de frequência (10) em que os nós (30-41) da rede se comunicam com base em uma ou mais sequências de salto de frequência; e, ii) enviar (530) a mensagem de difusão; caracterizadopela etapa de: iii) enviar (520) um pacote de chilro, em que o pacote de chilro indica a quaisquer segundos dispositivos (210) que recebem o pacote de chilro que uma mensagem de difusão será enviada subsequentemente, em que o primeiro dispositivo (200) envia o pacote de chilro em múltiplos canais usados na rede de malha de salto de frequência (10).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o pacote de chilro identifica um canal em que a mensagem de difusão será enviada e um tempo em que a mensagem de difusão será enviada.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que o pacote de chilro que identifica o canal em que a mensagem de difusão será enviada compreende identificar um canal de uma sequência de salto de frequência usado pelo primeiro dispositivo (200) e pelo segundo dispositivo (210).

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizadopelo fato de que o pacote de chilro identifica um período de tempo máximo dentro do qual a mensagem de difusão será enviada.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizadopelo fato de que o pacote de chilro fornece informações que permitem que um segundo dispositivo (210) evite o recebimento de mensagens de difusão duplicadas.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizadopelo fato de que o primeiro dispositivo (200) envia o pacote de chilro em cada canal usado na rede de malha de salto de frequência (10).

7. Primeiro dispositivo, caracterizadopelo fato de que compreende: i) armazenamento de dados (201) para armazenar uma mensagem de difusão a ser distribuída ao segundo dispositivo, em que o primeiro dispositivo e um segundo dispositivo são parte de uma rede de malha de salto de frequência (10) em que os nós da rede se comunicam com base em uma ou mais sequências de salto de frequência; e, ii) hardware de transmissão (203) para distribuir a mensagem de difusão a um segundo dispositivo mediante o envio de um pacote de chilro e da mensagem de difusão, em que o pacote de chilro é organizado e disposto para possibilitar que o método conforme definido em quaisquer reivindicações de 1 a 6 seja efetivado.

8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizadopelo fato de que o primeiro dispositivo (200) e o segundo dispositivo (210) são parte de um sistema de coleta de dados para coletar dados relacionados a consumo de mercadoria.

9. Sistema, caracterizadopelo fato de que compreende: i) uma rede em malha de salto de frequência (10) que compreende uma pluralidade de dispositivos configurados para se comunicarem com o uso de uma ou mais sequências de salto de frequência; ii) um primeiro dispositivo (200) da pluralidade de dispositivos conforme definido na reivindicação 7 ou reivindicação 8; e, iii) um segundo dispositivo (210) da pluralidade de dispositivos configurado para receber a mensagem de chilro, e, em resposta à mensagem de chilro, perceber a mensagem de difusão em um primeiro canal diferente de um segundo canal especificado por sua sequência de salto de frequência.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 9, caracterizadopelo fato de que o primeiro dispositivo (200) envia o pacote de chilro aos dispositivos direcionados dos quais o primeiro dispositivo está ciente.

11. Sistema, de acordo com quaisquer das reivindicações 9 ou 10, caracterizadopelo fato de: i) o primeiro dispositivo (200) ser configurado para armazenar e enviar uma mensagem de difusão em um tempo e em um primeiro canal que é periodicamente programado; e, ii) um segundo dispositivo (210) ser configurado para receber a mensagem de difusão por percepção no tempo no canal que é periodicamente programado.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizadopelo fato de que a sequência de salto de frequência do primeiro dispositivo (200) é igual a ou diferente da sequência de salto de frequência de um segundo dispositivo (210).