BR112016023318B1

BR112016023318B1 - METHOD OF RECEIVING AN ISSUED DATA FRAME, METHOD OF TRANSMITTING A DATA FRAME BY A NODE, PROCESSING AND OPTIMIZATION UNIT, SYSTEM FOR COMMUNICATING WITH MULTIPLE NODES AND NODES

Info

Publication number: BR112016023318B1
Application number: BR112016023318-2A
Authority: BR
Inventors: Olivier Hersent
Original assignee: Actility
Priority date: 2014-04-09
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2023-07-18

Abstract

MÉTODOS PARA CODIFICAR E DECODIFICAR QUADROS EM UMA REDE DE TELECOMUNICAÇÃO. A invenção se refere a um método de receber um quadro de dados emitido por um nó, em que um banco de dados contendo entradas em ditos nós e pelo menos um código de reedição incluído em dito quadro são usados para decodificar este quadro. Figura 3.METHODS FOR ENCODING AND DECODING FRAMES IN A TELECOMMUNICATION NETWORK. The invention relates to a method of receiving a data frame emitted by a node, wherein a database containing entries in said nodes and at least one re-edit code included in said frame are used to decode this frame. Figure 3.

Description

TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

[0001] A presente invenção pertence ao domínio de codificar/decodificar dados transmitidos em uma rede de telecomunicação, particularmente em uma rede de baixa taxa de dados. A invenção relaciona-se a um método explorando técnicas de codificação e decodificação para reduzir o tamanho dos quadros transmitidos.[0001] The present invention belongs to the domain of encoding/decoding data transmitted in a telecommunications network, particularly in a low data rate network. The invention relates to a method exploiting coding and decoding techniques to reduce the size of transmitted frames.

[0002] Este método é particularmente vantajoso no caso de sensores executando medições a serem transmitidas para equipamento remoto.[0002] This method is particularly advantageous in the case of sensors performing measurements to be transmitted to remote equipment.

STATE OF THE TECHNIQUE

[0003] No desenvolvimento da Internet de coisas, cada vez mais dispositivos precisam ser conectados, continuamente ou periodicamente, a uma rede de comunicação. Estes dispositivos frequentemente precisam enviar ou receber uma quantidade muito pequena de dados, tipicamente alguns bytes enviados uma vez por hora.[0003] In the development of the Internet of Things, more and more devices need to be connected, continuously or periodically, to a communication network. These devices often need to send or receive a very small amount of data, typically a few bytes sent once an hour.

[0004] Até recentemente, estes dispositivos não precisaram ser levados em conta corretamente por redes de comunicação de M2M (Máquina para Máquina) existentes quando eles se estendem em: - redes de dados celulares, por exemplo GPRS (Serviço de Rádio de Pacote Geral) ou 3G (3a geração), geralmente pretendidas para uso de alta taxa de dados. O consumo de energia para dispositivos sem fios conectados a tais redes geralmente os faz inadequados para segmentos de mercado nos quais sensores alimentados por bateria (por exemplo, sensores de gás ou água) têm que operar por vários anos; - wMBUS (BARRAMENTO M sem fios) e tecnologias semelhantes têm um alcance limitado, requerendo baterias grandes e caras para os sensores.[0004] Until recently, these devices did not need to be taken into account correctly by existing M2M (Machine to Machine) communication networks when they extend into: - cellular data networks, for example GPRS (General Packet Radio Service) or 3G (3rd generation), generally intended for high data rate use. The power consumption for wireless devices connected to such networks generally makes them unsuitable for market segments in which battery-powered sensors (e.g. gas or water sensors) have to operate for several years; - wMBUS (wireless M BUS) and similar technologies have a limited range, requiring large and expensive batteries for the sensors.

[0005] Novas tecnologias de rádio, usando bandas de frequência ultra-estreitas ou técnicas de espectro espalhado, foram recentemente capazes de prover conectividade extensa (tipicamente 1 a 2 km em áreas urbanas) para uma taxa de dados muito baixa (tipicamente 100 a 1000 bits por segundo) através de bandas de frequência de ISM (Industrial, Científica e Médica).[0005] New radio technologies, using ultra-narrow frequency bands or spread spectrum techniques, have recently been able to provide extensive connectivity (typically 1 to 2 km in urban areas) for a very low data rate (typically 100 to 1000 bits per second) across ISM (Industrial, Scientific and Medical) frequency bands.

[0006] Porém, a baixa taxa envolve tempos de transmissão através do ar relativamente longos enquanto mobilizando raros recursos de espectro. Portanto, para estas redes de M2M de baixa taxa terem êxito, reduzir o tamanho dos quadros de dados transmitidos tanto quanto possível é essencial. Tamanho de quadro depende fortemente dos cabeçalhos relativos às camadas de ligação e rede, especialmente quando o dispositivo só tem que transmitir uma quantidade pequena de dados quando envia um quadro. O número máximo de sensores por célula depende diretamente do tamanho dos quadros transmitidos: - redes de baixa taxa de dados são frequentemente não sincronizadas e exigem uma baixa taxa de ocupação do canal para manter baixas taxas de colisão e operar corretamente (tipicamente ocupação de canal abaixo de 5%). A taxa de ocupação de canal é proporcional ao número de mensagens enviadas por unidade de tempo, e ao tamanho do quadro transmitido; - em muitos países, regulamento de espectro de ISM requer que toda antena transmita menos que uma dada porcentagem de tempo (tipicamente aproximadamente 1%). Isto geralmente é o fator limitante dominando as redes bidirecionais. Aqui novamente, a taxa de tempo de ocupação de antena de estação base é proporcional ao número de mensagens enviadas pela antena por unidade de tempo, e ao tamanho do quadro transmitido.[0006] However, the low rate involves relatively long over-the-air transmission times while mobilizing rare spectrum resources. Therefore, for these low-rate M2M networks to be successful, reducing the size of transmitted data frames as much as possible is essential. Frame size depends heavily on the headers relating to the link and network layers, especially when the device only has to transmit a small amount of data when sending a frame. The maximum number of sensors per cell directly depends on the size of the transmitted frames: - low data rate networks are often unsynchronized and require a low channel occupancy rate to maintain low collision rates and operate correctly (typically channel occupancy below 5%). The channel occupancy rate is proportional to the number of messages sent per unit of time, and the size of the transmitted frame; - in many countries, ISM spectrum regulation requires that every antenna transmit less than a given percentage of time (typically approximately 1%). This is often the limiting factor dominating bidirectional networks. Here again, the base station antenna busy time rate is proportional to the number of messages sent by the antenna per unit time, and the size of the transmitted frame.

[0007] Um exemplo de um sistema de otimização atual para uso efetivo de baixa taxa de dados é a 6LoWPAN (Redes de Área Pessoal Sem Fios de Baixa Potência IPv6). Tal rede está baseada no estado compartilhado entre pontas de rede e o coordenador, e também explora redundâncias entre a camada de MAC (Controle de Acesso de Meio) e a camada de IP (Protocolo de Internet).[0007] An example of a current optimization system for effective use of low data rate is 6LoWPAN (IPv6 Low Power Wireless Personal Area Networks). Such a network is based on shared state between network ends and the coordinator, and also exploits redundancies between the MAC (Medium Access Control) layer and the IP (Internet Protocol) layer.

[0008] Na camada de MAC, mecanismos de otimização compreendem espaços menores para endereçar sensores (por exemplo, 16 bits em vez de 64 bits), mas isto tem a consequência de reduzir o número de possíveis sensores na rede.[0008] At the MAC layer, optimization mechanisms comprise smaller spaces for addressing sensors (for example, 16 bits instead of 64 bits), but this has the consequence of reducing the number of possible sensors in the network.

[0009] Porém, tais sistemas não exploram redundâncias entre campos de PDU diferentes (unidade de dados de protocolo), dentro de uma dada camada de OSI (interconexão de sistema aberto).[0009] However, such systems do not exploit redundancies between different PDU fields (protocol data unit), within a given OSI (open system interconnect) layer.

[0010] Redundância de informação existindo entre dois quadros de dados decodificados sucessivamente também não é explorada.[0010] Redundancy of information existing between two successively decoded data frames is also not explored.

[0011] Além disso, estes sistemas são projetados para prover descompressão inequívoca de cada elemento de um quadro de dados. Na realidade, toda a informação necessária para decodificar todos os dados está incluída diretamente em um quadro. Um método de descompressão particular é normalmente provido para cada elemento de quadro.[0011] Furthermore, these systems are designed to provide unambiguous decompression of each element of a data frame. In reality, all the information needed to decode all the data is included directly in a frame. A particular decompression method is normally provided for each frame element.

[0012] Finalmente, em técnicas existentes, os métodos de transmissão/recepção empregados utilizam a diversidade de informação emitida de sinais recebidos de uma maneira limitada. Esta informação só é usada tipicamente para organizar a migração de um receptor para outro (um procedimento conhecido como uma "transferência de passagem", do inglês, “handover”).[0012] Finally, in existing techniques, the transmission/reception methods employed utilize the diversity of information emitted from received signals in a limited manner. This information is typically only used to organize migration from one recipient to another (a procedure known as a “handover”).

SUMMARY OF THE INVENTION

[0013] O sistema objetiva a reduzir o tamanho global de quadros para comunicações sem fios de baixa taxa de dados de M2M e a otimizar a operação dentro de um contexto de constrangimentos fortes em taxas, tempos de ocupação de canal de transmissão e o volume de informação trocada.[0013] The system aims to reduce the overall frame size for M2M low data rate wireless communications and to optimize operation within a context of strong constraints on rates, transmission channel occupancy times and the volume of information exchanged.

[0014] A invenção propõe um método de receber um quadro de dados emitido em uma rede conectada a vários nós, em que um endereço e um segredo são respectivamente atribuídos a cada nó, o método compreendendo: - extrair dados codificados e um código de hash de quadro do quadro; - consultar um banco de dados com entradas respectivas relativas a nós, a entrada relativa a um nó contendo informação incluindo o endereço e o segredo atribuído a este nó; - para pelo menos uma entrada de banco de dados: - calcular pelo menos um código de hash de elementos compreendendo dados codificados extraídos do quadro e o segredo contido na entrada; - comparar o código de hash calculado com o código de hash de quadro extraído do quadro; e - selecionar a entrada se os códigos de hash comparados coincidirem; - e processar o quadro.[0014] The invention proposes a method of receiving a data frame issued in a network connected to several nodes, in which an address and a secret are respectively assigned to each node, the method comprising: - extracting encoded data and a hash code of frame of the frame; - consult a database with respective entries relating to nodes, the entry relating to a node containing information including the address and the secret assigned to this node; - for at least one database entry: - calculate at least one hash code of elements comprising encoded data extracted from the frame and the secret contained in the entry; - compare the calculated hash code with the frame hash code extracted from the frame; and - select the input if the compared hash codes match; - and process the frame.

[0015] Processamento inclui identificar o endereço contido na entrada selecionada como sendo o endereço atribuído ao nó de onde o quadro vem, e decodificar os dados codificados extraídos do quadro usando o segredo contido na entrada selecionada.[0015] Processing includes identifying the address contained in the selected input as being the address assigned to the node from which the frame comes, and decoding the encoded data extracted from the frame using the secret contained in the selected input.

[0016] "Nó" é entendido se referir a um dispositivo de aquisição de dados, associado com pelo menos uma estação de rádio.[0016] "Node" is understood to refer to a data acquisition device, associated with at least one radio station.

[0017] Aqui o código de hash, convencionalmente usado para verificar a integridade do quadro, também é explorado para contribuir para identificar o endereço do dispositivo tendo emitido o quadro. Portanto, reduzir tamanho de cabeçalho é feito possível porque o endereço não precisa mais ser transmitido completamente no cabeçalho.[0017] Here the hash code, conventionally used to verify the integrity of the frame, is also exploited to contribute to identifying the address of the device having issued the frame. Therefore, reducing header size is made possible because the address no longer needs to be transmitted completely in the header.

[0018] O mais drástico é não mais incluir o endereço inteiro no cabeçalho, mas isto pode requerer o sistema de telecomunicação encarregado de receber o quadro explorar um banco de dados grande demais.[0018] The most drastic thing is to no longer include the entire address in the header, but this may require the telecommunications system in charge of receiving the frame to explore a very large database.

[0019] Um compromisso razoável entre minimizar o tamanho de quadro e a carga no sistema encarregado de receber o quadro é truncar o endereço incluído no cabeçalho. Por exemplo, é possível reduzir o tamanho do campo de endereço no cabeçalho a 16 bits em vez de 32. Portanto, em uma concretização, dados de endereço incompleto também são extraídos do quadro, e as etapas de calcular e comparar código de hash são executadas para entradas do banco de dados contendo um endereço correspondendo aos dados de endereço incompletos extraídos.[0019] A reasonable compromise between minimizing frame size and load on the system tasked with receiving the frame is to truncate the address included in the header. For example, it is possible to reduce the size of the address field in the header to 16 bits instead of 32. Therefore, in one embodiment, incomplete address data is also extracted from the frame, and the steps of calculating and comparing hash code are performed for database entries containing an address matching the extracted incomplete address data.

[0020] Elementos para calcular o código de hash para uma entrada de banco de dados podem incluir pelo menos uma parte do endereço contido em dita entrada.[0020] Elements for calculating the hash code for a database entry may include at least a part of the address contained in said entry.

[0021] Em uma concretização, informação contida na entrada de banco de dados relativa a um nó também inclui informação de ponteiro de pelo menos um número de sequência de um quadro que foi recebido e processado identificando o endereço contido na entrada. Nesta concretização, elementos de quais pelo menos um código de hash é calculado também compreendem um inteiro determinado de acordo com informação de ponteiro contida na entrada.[0021] In one embodiment, information contained in the database entry relating to a node also includes pointer information of at least one sequence number of a frame that was received and processed identifying the address contained in the entry. In this embodiment, elements from which at least one hash code is calculated also comprise an integer determined according to pointer information contained in the input.

[0022] Portanto, informação deduzida de decodificar quadros prévios pode ser reusada para o quadro atual. O número de sequência de um último quadro foi armazenado previamente quando foi decodificado, e pode ser lido quando um quadro novo é decodificado a fim de identificar um número de sequência, ou uma gama de números de sequência se perdas de quadro forem possíveis, a ser testado nas etapas de calcular e comparar código de hash. Isto informará o sistema encarregado de receber o quadro do número de sequência do quadro atual sem precisar inclui-o em informação provida explicitamente no quadro.[0022] Therefore, information deduced from decoding previous frames can be reused for the current frame. The sequence number of a last frame was previously stored when it was decoded, and can be read when a new frame is decoded in order to identify a sequence number, or a range of sequence numbers if frame losses are possible, to be tested in the steps of calculating and comparing hash code. This will inform the system in charge of receiving the frame of the sequence number of the current frame without needing to include it in information explicitly provided in the frame.

[0023] Processamento de quadro pode, portanto, incluir uma determinação de um número de sequência de quadro dentre uma sequência de quadros emitidos do endereço identificado, e uma atualização de informação de ponteiro contida na entrada selecionada de acordo com o número de sequência determinado do quadro.[0023] Frame processing may therefore include a determination of a frame sequence number among a sequence of frames emitted from the identified address, and an update of pointer information contained in the selected input in accordance with the determined sequence number of the frame.

[0024] Em uma concretização particular, as etapas de cálculo e comparação de código de hash são executadas várias vezes para pelo menos uma entrada de banco de dados. Estas etapas são executadas com inteiros respectivos escolhidos de um intervalo identificado pela informação de ponteiro contida na entrada. Nesta concretização, depois de selecionar uma entrada de banco de dados, determinação do número de sequência de quadro inclui identificação do inteiro com o qual os códigos de hash comparados coincidem.[0024] In a particular embodiment, the hash code calculation and comparison steps are performed multiple times for at least one database entry. These steps are performed with respective integers chosen from a range identified by the pointer information contained in the input. In this embodiment, after selecting a database entry, determining the frame sequence number includes identifying the integer with which the compared hash codes match.

[0025] O tamanho do intervalo identificado por informação de ponteiro contida na entrada pode variar de acordo com as capacidades de cálculo usadas para implementar o método de acordo com a invenção.[0025] The size of the interval identified by pointer information contained in the input may vary according to the calculation capabilities used to implement the method according to the invention.

[0026] Em outra concretização, a informação de nível de potência e/ou marca de tempo do quadro é avaliada. Processamento de quadro então compreende uma atualização, na entrada relativa ao nó cujo endereço foi identificado, de informação de potência de acordo com o nível de potência avaliado e/ou a informação de marca de tempo.[0026] In another embodiment, the power level and/or timestamp information of the frame is evaluated. Frame processing then comprises an update, at the input relating to the node whose address has been identified, of power information in accordance with the evaluated power level and/or the timestamp information.

[0027] Informação de marca de tempo se refere a qualquer informação relativa a aspectos temporais de transmissão de quadro. Tal informação pode incluir tempos de transmissão de quadro, tempos de recepção, etc.[0027] Timestamp information refers to any information relating to temporal aspects of frame transmission. Such information may include frame transmission times, reception times, etc.

[0028] Tipicamente, um tal nível de potência pode ser uma relação de sinal para ruído do sinal recebido, uma energia média ou potência calculada através de um intervalo de tempo correspondendo ao recebimento do quadro. Esta informação está associada com a antena que recebeu o sinal. O sistema encarregado de receber o quadro pode incluir várias antenas e várias antenas podem receber o mesmo quadro. Portanto, em uma concretização, a entrada relativa ao nó cujo endereço foi identificado compreende informação de potência de acordo com o nível de potência avaliado e/ou a informação de marca de tempo para cada uma das antenas que recebeu o quadro.[0028] Typically, such a power level may be a signal-to-noise ratio of the received signal, an average energy or power calculated over a time interval corresponding to the reception of the frame. This information is associated with the antenna that received the signal. The system in charge of receiving the frame may include multiple antennas and multiple antennas may receive the same frame. Therefore, in one embodiment, the input relating to the node whose address was identified comprises power information according to the evaluated power level and/or timestamp information for each of the antennas that received the frame.

[0029] Em outra concretização, uma mensagem de adaptação de pelo menos um parâmetro de transmissão de nó cujo endereço foi identificado é transmitida pelo sistema encarregado de receber o quadro para este nó. Esta mensagem de adaptação é gerada de acordo com a informação incluída na entrada relativa a este nó cujo endereço foi identificado.[0029] In another embodiment, an adaptation message of at least one node transmission parameter whose address has been identified is transmitted by the system in charge of receiving the frame for this node. This adaptation message is generated according to the information included in the entry relating to this node whose address was identified.

[0030] Parâmetro de transmissão se refere a qualquer característica variável influenciando as condições de transmissão do sinal emitido pelo nó. Portanto, a mensagem de adaptação pode conter uma instrução para modificar pelo menos um elemento dentre canal de transmissão, potência transmitida, fator de espectro espalhado e redundância de codificação.[0030] Transmission parameter refers to any variable characteristic influencing the transmission conditions of the signal emitted by the node. Therefore, the adaptation message may contain an instruction to modify at least one element among transmission channel, transmitted power, spread spectrum factor and coding redundancy.

[0031] A atividade de nó administrada é assim racionalizada. Na realidade, como a mensagem de adaptação é gerada de acordo com informação específica sobre condições de transmissão de quadro entre nós e todos os sistemas, é possível gerar mensagens de adaptação muito pertinentes. Administradas globalmente, estas mensagens de adaptação habilitam, por exemplo, a capacidade de rede ser maximizada ou então o consumo de energia global do sistema ser reduzido. Por exemplo, um nó para qual a potência avaliada é alta pode receber uma mensagem de adaptação para reduzir sua potência emitida a fim de não consumir energia demais e não sobrecarregar a rede desnecessariamente.[0031] The administered node activity is thus rationalized. In fact, as the adaptation message is generated according to specific information about frame transmission conditions between nodes and all systems, it is possible to generate very relevant adaptation messages. Administered globally, these adaptation messages enable, for example, network capacity to be maximized or the overall energy consumption of the system to be reduced. For example, a node for which the evaluated power is high can receive an adaptation message to reduce its emitted power so as not to consume too much energy and not overload the network unnecessarily.

[0032] A entrada relativa ao nó cujo endereço foi identificado também pode compreender vantajosamente pelo menos um dos elementos seguintes: - uma indicação da localização geográfica de nós, tal indicação pode ser deduzida vantajosamente ou estimada de dados relativos à informação de potência e/ou marca de tempo; - uma espera de recibo de reconhecimento e tempo de periodicidade específico a um nó. O nó pode ir para espera para o recibo de uma mensagem de reconhecimento para uma duração predeterminada seguindo a transmissão do quadro. O tempo de espera, possivelmente específico a um nó, pode, portanto, corresponder a esta duração de espera predeterminada. O sistema encarregado de receber o quadro responsável para transmitir reconhecimentos pode, portanto, transmitir reconhecimentos nos momentos exatos quando nós afetados pelo reconhecimento são prováveis estarem escutando. Isto torna possível uma alocação específica do tempo de ocupação de transmissão de canal esperado para os reconhecimentos. Para frequências que estão muito constringidas em termos de tempo de ocupação, tal como o espectro de ISM, esta otimização de tempo de ocupação é particularmente vantajosa.[0032] The entry relating to the node whose address has been identified may also advantageously comprise at least one of the following elements: - an indication of the geographical location of nodes, such indication may advantageously be deduced or estimated from data relating to power information and/or timestamp; - an acknowledgment receipt wait and periodicity time specific to a node. The node may go on hold for receipt of an acknowledgment message for a predetermined duration following transmission of the frame. The wait time, possibly specific to a node, can therefore correspond to this predetermined wait duration. The system in charge of receiving the frame responsible for transmitting acknowledgments can therefore transmit acknowledgments at the exact times when nodes affected by the acknowledgment are likely to be listening. This makes it possible to specifically allocate the expected channel transmission busy time for acknowledgments. For frequencies that are very constrained in terms of occupancy time, such as the ISM spectrum, this occupancy time optimization is particularly advantageous.

[0033] Outro objetivo da invenção é um método de transmitir um quadro de dados por um nó, um endereço e um segredo sendo atribuídos ao nó, o método compreendendo: - codificar dados por meio do segredo atribuído ao nó; - gerar um código de hash de elementos compreendendo os dados codificados e o segredo atribuído ao nó; e - incluir os dados codificados e o código de hash gerado no quadro transmitido.[0033] Another object of the invention is a method of transmitting a data frame by a node, an address and a secret being assigned to the node, the method comprising: - encoding data by means of the secret assigned to the node; - generate a hash code of elements comprising the encoded data and the secret assigned to the node; and - include the encoded data and the generated hash code in the transmitted frame.

[0034] Em uma concretização, o método também compreende: - truncar o endereço atribuído ao nó para formar dados de endereço incompletos; e - incluir os dados de endereço incompletos no quadro transmitido.[0034] In one embodiment, the method also comprises: - truncating the address assigned to the node to form incomplete address data; and - include incomplete address data in the transmitted frame.

[0035] Em uma concretização particular, o endereço atribuído ao nó para formar dados de endereço incompletos é mais de 32 bits e é truncado para formar dados de endereço incompletos com um tamanho de 16 bits.[0035] In a particular embodiment, the address assigned to the node to form incomplete address data is more than 32 bits and is truncated to form incomplete address data with a size of 16 bits.

[0036] Em uma concretização, os elementos dos quais o código de hash é calculado também compreendem um número de sequência do quadro transmitido, este número de sequência do quadro transmitido sendo excluído do quadro transmitido.[0036] In one embodiment, the elements from which the hash code is calculated also comprise a transmitted frame sequence number, this transmitted frame sequence number being excluded from the transmitted frame.

[0037] Em uma concretização, o nó pode entrar em espera para o recebimento de uma mensagem de reconhecimento para uma duração predeterminada seguindo a transmissão do quadro. Esta duração predeterminada vantajosamente corresponde ao tempo de processamento (tipicamente na ordem de um segundo) requerido pelo sistema encarregado de receber o quadro para processar o quadro transmitido pelo nó e enviar um reconhecimento relativo para este quadro. Esta duração é tipicamente um segundo.[0037] In one embodiment, the node may wait for receipt of an acknowledgment message for a predetermined duration following transmission of the frame. This predetermined duration advantageously corresponds to the processing time (typically on the order of one second) required by the system in charge of receiving the frame to process the frame transmitted by the node and send a relative acknowledgment for this frame. This duration is typically one second.

[0038] O nó pode entrar neste modo de espera periodicamente. Por exemplo, o nó pode entrar em espera a cada dois segundos durante um segundo. Portanto, constrangimentos impostos por regulamento de espectro de ISM são vantajosamente respeitados sem esforço de administração adicional. Na realidade, nesta situação, antenas do sistema encarregado de receber o quadro só transmitem quando a janela de escuta de um nó está aberta (quando este nó não está em espera). Isto tem o efeito de reduzir substancialmente a porcentagem de tempo ocupado para transmissões. Aqui é notado que esta porcentagem de tempo autorizado para transmissões é tipicamente aproximadamente 1% para o espectro de ISM.[0038] The node may enter this standby mode periodically. For example, the node might go on hold every two seconds for one second. Therefore, constraints imposed by ISM spectrum regulation are advantageously respected without additional administration effort. In reality, in this situation, the antennas of the system responsible for receiving the frame only transmit when the listening window of a node is open (when this node is not waiting). This has the effect of substantially reducing the percentage of time taken up for transmissions. Here it is noted that this percentage of time authorized for transmissions is typically approximately 1% for the ISM spectrum.

[0039] A invenção também se relaciona a um programa de computação compreendendo instruções para implementar o método descrito acima.[0039] The invention also relates to a computing program comprising instructions for implementing the method described above.

[0040] A invenção pode ser implementada por uma unidade de processamento e otimização para se comunicar com vários nós, a unidade de processamento e otimização compreendendo: - uma interface com um banco de dados com entradas respectivas relativas a nós, a entrada relativa a um nó contendo informação incluindo o endereço e o segredo atribuídos a dito nó; - uma unidade de extração para receber um quadro de dados e extrair dados codificados e um código de hash de quadro; - um verificador de código arranjado para executar as operações seguintes para pelo menos uma entrada do banco de dados: - calcular pelo menos um código de hash de elementos compreendendo dados codificados extraídos do quadro recebido e o segredo incluído na informação de dita entrada; - comparar o código de hash calculado com o código de hash de quadro extraído do quadro recebido; e - selecionar dita entrada se os códigos de hash comparados coincidirem; - e uma unidade para decodificar o quadro recebido para executar processamento compreendendo identificar o endereço contido na entrada selecionada como sendo o endereço atribuído ao nó de onde o quadro recebido vem, e decodificar os dados codificados do quadro recebido usando o segredo contido na entrada selecionada.[0040] The invention can be implemented by a processing and optimization unit for communicating with multiple nodes, the processing and optimization unit comprising: - an interface with a database with respective entries relative to nodes, the entry relative to a node containing information including the address and secret assigned to said node; - an extraction unit for receiving a data frame and extracting encoded data and a frame hash code; - a code checker arranged to perform the following operations for at least one database entry: - calculate at least one hash code of elements comprising encoded data extracted from the received frame and the secret included in the information of said entry; - compare the calculated hash code with the frame hash code extracted from the received frame; and - select said entry if the compared hash codes match; - and a unit for decoding the received frame to perform processing comprising identifying the address contained in the selected input as being the address assigned to the node from which the received frame comes, and decoding the encoded data of the received frame using the secret contained in the selected input.

[0041] A invenção também pode ser implementada por um sistema para se comunicar com vários nós, o sistema compreendendo: - uma pluralidade de antenas para receber sinais de ditos nós, ditos sinais compreendendo quadros de dados; e - a unidade de processamento e otimização descrita acima para processar quadros de dados.[0041] The invention may also be implemented by a system for communicating with multiple nodes, the system comprising: - a plurality of antennas for receiving signals from said nodes, said signals comprising data frames; and - the processing and optimization unit described above for processing data frames.

[0042] Portanto, as etapas de processamento de quadro de dados, que são caras em termos de recursos de cálculo, são vantajosamente centralizadas. Além disso, o fator distintivo em termos de velocidade de processamento é a conexão entre o banco de dados e a unidade encarregada de decodificar quadros. Na realidade, a unidade de processamento deve varrer todas as entradas no banco de dados a fim de identificar o endereço do nó que tinha emitido o quadro. Acesso direto e rápido entre uma unidade de processamento e otimização, que é central, e o banco de dados é mais fácil de implementar, que reduz substancialmente o tempo de processamento de quadro.[0042] Therefore, the data frame processing steps, which are expensive in terms of computing resources, are advantageously centralized. Furthermore, the distinguishing factor in terms of processing speed is the connection between the database and the unit in charge of decoding frames. In reality, the processing unit must scan all entries in the database in order to identify the address of the node that had issued the frame. Direct and fast access between a processing and optimization unit, which is central, and the database is easier to implement, which substantially reduces frame processing time.

[0043] A invenção também pode ser implementada por um nó para se comunicar através de uma rede tendo pelo menos um sistema, um endereço sendo atribuído ao nó e um segredo também sendo atribuído ao nó, o nó compreendendo: - uma unidade para codificar dados por meio do segredo atribuído ao nó; - um gerador de código de hash, o código de hash sendo gerado de elementos compreendendo os dados codificados e o segredo atribuído ao nó; e - um gerador do quadro a ser emitido, o quadro incluindo dados codificados e o código de hash gerado.[0043] The invention may also be implemented by a node for communicating over a network having at least one system, an address being assigned to the node and a secret also being assigned to the node, the node comprising: - a unit for encoding data through the secret assigned to the node; - a hash code generator, the hash code being generated from elements comprising the encoded data and the secret assigned to the node; and - a generator of the frame to be output, the frame including encoded data and the generated hash code.

[0044] Em uma concretização, o quadro também compreende dados de endereço incompletos obtidos truncando o endereço atribuído ao nó.[0044] In one embodiment, the frame also comprises incomplete address data obtained by truncating the address assigned to the node.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0045] Outras características e vantagens da invenção aparecerão com a leitura da descrição detalhada seguinte e exemplos de concretização da invenção e examinar os desenhos, em que:[0045] Other features and advantages of the invention will appear by reading the following detailed description and examples of embodiment of the invention and examining the drawings, in which:

[0046] Figura 1A é um panorama de um exemplo de um nó capaz de implementar a invenção,[0046] Figure 1A is an overview of an example of a node capable of implementing the invention,

[0047] Figura 1B é um panorama de um exemplo de um sistema capaz de implementar a invenção,[0047] Figure 1B is an overview of an example of a system capable of implementing the invention,

[0048] Figura 1C é um panorama de um exemplo de um dispositivo de interface de rede capaz de implementar a invenção,[0048] Figure 1C is an overview of an example of a network interface device capable of implementing the invention,

[0049] Figura 1D é um panorama de um exemplo de uma unidade de processamento e otimização capaz de implementar a invenção,[0049] Figure 1D is an overview of an example of a processing and optimization unit capable of implementing the invention,

[0050] Figura 2 ilustra esquematicamente as etapas de um método de emitir um quadro de acordo com a invenção, em um exemplo de concretização,[0050] Figure 2 schematically illustrates the steps of a method of issuing a frame according to the invention, in an example embodiment,

[0051] Figura 3 ilustra esquematicamente as etapas de um método de recepção capaz de implementar a invenção, em um exemplo de concretização, e[0051] Figure 3 schematically illustrates the steps of a reception method capable of implementing the invention, in an example embodiment, and

[0052] Figura 4 é um fluxograma mostrando um exemplo de concretização da identificação de um nó em um exemplo do método de comparação de código de hash capaz de implementar a invenção.[0052] Figure 4 is a flowchart showing an example of implementing the identification of a node in an example of the hash code comparison method capable of implementing the invention.

DETAILED DESCRIPTION

[0053] A invenção é descrita abaixo em sua aplicação não limitante em redes de sensor e atuador. Sensores são, por exemplo, dispositivos para geolocalizar objetos ou pessoas, instrumentos de medição para uma rede de distribuição de água ou gás, dispositivos para medir qualidade de ar ou ruído, ingressos de estacionamento eletrônicos, etc. Estes sensores ou atuadores estão integrados ou conectados a estações de rádio. Aqui um sensor ou atuador associado com uma estação de rádio é chamado um "nó".[0053] The invention is described below in its non-limiting application in sensor and actuator networks. Sensors are, for example, devices for geolocating objects or people, measuring instruments for a water or gas distribution network, devices for measuring air quality or noise, electronic parking tickets, etc. These sensors or actuators are integrated or connected to radio stations. Here a sensor or actuator associated with a radio station is called a "node".

[0054] O método descrito aqui relaciona-se à comunicação de quadros de sinal digital de nós para servidores de aplicação, e de servidores de aplicação para nós. "Sistema" se refere a todos os dispositivos entre os servidores de aplicação e os nós, os servidores de aplicação e os nós estando excluídos de dito sistema.[0054] The method described here relates to the communication of digital signal frames from nodes to application servers, and from application servers to nodes. "System" refers to all devices between the application servers and nodes, the application servers and nodes being excluded from said system.

[0055] Será notado que comunicações podem acontecer em ambas as direções entre os nós e os servidores de aplicação. Comunicação de ligação superior (“uplink communication”) é uma comunicação transmitida por um nó para um sistema servindo como um transmissor de rede para servidores de aplicação. Comunicação de ligação inferior (“downlink communication”) é uma comunicação transmitida por um sistema servindo como um transmissor de rede para servidores de aplicação, para um nó.[0055] It will be noted that communications can occur in both directions between the nodes and the application servers. Uplink communication is communication transmitted by a node to a system serving as a network transmitter to application servers. Downlink communication is communication transmitted by a system serving as a network transmitter for application servers to a node.

[0056] Em uma concretização, o sistema compreende só um conjunto de antenas e interfaces de rede com servidores de aplicação. Cada antena está conectada a uma interface de rede que executa as etapas de decodificar os quadros descritos abaixo com referência às Figuras 3 e 4.[0056] In one embodiment, the system comprises only a set of antennas and network interfaces with application servers. Each antenna is connected to a network interface that performs the steps of decoding the frames described below with reference to Figures 3 and 4.

[0057] Em outra concretização, o sistema compreende um conjunto de antenas e interfaces de rede que são administradas por uma ou mais unidades de processamento e otimização. Em particular, estas unidades de processamento e otimização executam as etapas de decodificar os quadros descritos abaixo com referência às Figuras 3 e 4. A unidade de processamento e otimização é distinta das antenas e interfaces de rede. Esta unidade de processamento e otimização está conectada às interfaces de rede por um canal de comunicação. Aqui as interfaces de rede são responsáveis pelas etapas de formação de sinal de rádio convencional. A invenção é descrita abaixo com referência a esta concretização.[0057] In another embodiment, the system comprises a set of antennas and network interfaces that are managed by one or more processing and optimization units. In particular, these processing and optimization units perform the steps of decoding the frames described below with reference to Figures 3 and 4. The processing and optimization unit is distinct from the antennas and network interfaces. This processing and optimization unit is connected to the network interfaces via a communication channel. Here the network interfaces are responsible for the conventional radio signal formation steps. The invention is described below with reference to this embodiment.

[0058] Com referência à Figura 1A, um sensor 12 provê dados de interesse dentro de um nó Tx1. Um endereço ADD32, por exemplo de 32 bits, e um segredo SS são atribuídos ao nó Tx1. Outros segredos, só conhecidos ao nó, podem ser usados por este nó para codificar dados de aplicação. Depois de sair de sensor 12, dados de interesse são providos ao processador 14, que assegura a construção de quadros a serem transmitidos.[0058] Referring to Figure 1A, a sensor 12 provides data of interest within a node Tx1. An ADD32 address, for example 32 bits, and an SS secret are assigned to node Tx1. Other secrets, only known to the node, can be used by this node to encode application data. After leaving sensor 12, data of interest is provided to processor 14, which ensures the construction of frames to be transmitted.

[0059] Endereços ADD32 identificam nós dentro da rede. Segredo SS só é conhecido ao nó para qual é atribuído, e também está registrado em relação ao endereço correspondente, em um banco de dados DB3 só acessível a unidades de processamento e otimização autorizadas na rede. Segredos de aplicação, se presentes, são conhecidos só a servidores de aplicação.[0059] ADD32 addresses identify nodes within the network. SS Secret is only known to the node to which it is assigned, and is also registered against the corresponding address, in a DB3 database only accessible to authorized processing and optimization units on the network. Application secrets, if present, are known only to application servers.

[0060] Processador 14 de nó Tx1 processa dados de interesse para produzir um sinal digital B composto de quadros. Um estágio de transmissão-recepção de radiofrequência (RF) 16 de nó Tx1 recebe cada quadro de processador 14 para formar, modular e amplificar, de um modo conhecido em si mesmo, um sinal de rádio adaptado à comunicação de M2M sem fios de baixa taxa de dados. Este sinal de rádio é transmitido por uma antena 18 de nó Tx1.[0060] Tx1 node processor 14 processes data of interest to produce a digital signal B composed of frames. A radio frequency (RF) transmit-receive stage 16 of node Tx1 receives each processor frame 14 to form, modulate and amplify, in a manner known per se, a radio signal adapted for low-rate wireless M2M communication. of data. This radio signal is transmitted by a Tx1 node antenna 18.

[0061] Processador 14 de nó de rede Tx1 acessa uma memória local 20 onde o endereço ADD32 do sensor na rede e seu segredo associado SS estão registrados. Esta memória 20 também contém um número de sequência SN do último quadro que o processador 14 gerou. Os quadros que um nó produz são numerados consecutivamente, que habilita as unidades de processamento e otimização substituírem cada quadro recebido na sequência.[0061] Processor 14 of network node Tx1 accesses a local memory 20 where the ADD32 address of the sensor on the network and its associated secret SS are registered. This memory 20 also contains an SN sequence number of the last frame that the processor 14 generated. The frames that a node produces are numbered consecutively, which enables the processing and optimization units to replace each received frame in sequence.

[0062] O exemplo de sistema Rx1 mostrado na Figura 1B inclui várias antenas de rede 24, 28, 32 que recebem sinais de rádio e que estão conectadas respectivamente às interfaces de rede 26, 30, 34. Estas interfaces de rede processam os sinais de rádio para produzir quadros digitais incluídos em um sinal Bt. Os quadros de sinal Bt são semelhantes, exceto para erros de transmissão, aos quadros digitais incluídos em sinais B de nós remotos. Estes quadros são então aplicados a uma unidade de processamento e otimização 36 que emite dados decodificados. Estes dados podem então ser enviados a um ou mais servidores de aplicação por outra rede NTW, que geralmente será uma rede fixa.[0062] The example Rx1 system shown in Figure 1B includes several network antennas 24, 28, 32 that receive radio signals and which are respectively connected to network interfaces 26, 30, 34. These network interfaces process the radio signals. radio to produce digital frames included in a Bt signal. Bt signal frames are similar, except for transmission errors, to digital frames included in B signals from remote nodes. These frames are then applied to a processing and optimization unit 36 which outputs decoded data. This data can then be sent to one or more application servers over another NTW network, which will generally be a fixed network.

[0063] Várias arquiteturas de sistema são possíveis. Portanto, vários sistemas tal como descrito acima na Figura 1B podem estar presentes. Também é possível que várias unidades de processamento e otimização estejam presentes em um sistema. Alternativamente, um único sistema compreendendo pelo menos uma unidade de processamento e otimização pode administrar todos os nós.[0063] Various system architectures are possible. Therefore, several systems as described above in Figure 1B may be present. It is also possible for multiple processing and optimization units to be present in a system. Alternatively, a single system comprising at least one processing and optimization unit can manage all nodes.

[0064] A unidade de processamento e otimização 36 inclui uma interface 37 para acessar o banco de dados DB3 no qual entradas relativas aos nós levados em conta estão armazenadas. Uma entrada k incluída em banco de dados DB3 inclui particularmente o endereço ADD32(k) e o segredo SS(k) atribuído a um nó k e informação de ponteiro P(k) relativa à sequência de quadro que foi transmitida e que a unidade de processamento e otimização 36 detectou corretamente.[0064] The processing and optimization unit 36 includes an interface 37 for accessing the DB3 database in which entries relating to the nodes taken into account are stored. An entry k included in DB3 database particularly includes the address ADD32(k) and the secret SS(k) assigned to a node k and pointer information P(k) relating to the frame sequence that was transmitted and that the processing unit and optimization 36 detected it correctly.

[0065] Em uma possível concretização, a informação de ponteiro P(k) consiste simplesmente no número de sequência mais alto SN(k) observado pela unidade de processamento e otimização 36 durante o processamento de quadros recebidos previamente de nó k, isto é, o número de sequência do quadro mais recente para nó k.[0065] In a possible embodiment, the pointer information P(k) simply consists of the highest sequence number SN(k) observed by the processing and optimization unit 36 during the processing of frames previously received from node k, i.e. the sequence number of the most recent frame for node k.

[0066] Em outra possível concretização, a informação de ponteiro P(k) inclui um número de sequência SN(k) e um mapa de bits BM(k) em que um bit de posição q indica se quadro SN(k+q) foi recebido (1) ou não (0).[0066] In another possible embodiment, the pointer information P(k) includes a sequence number SN(k) and a bitmap BM(k) in which a position bit q indicates whether frame SN(k+q) was received (1) or not (0).

[0067] Se houver várias unidades de processamento e otimização na rede, o banco de dados DB3 pode ser compartilhado entre estas unidades.[0067] If there are several processing and optimization units on the network, the DB3 database can be shared between these units.

[0068] Usada como uma interface de recepção, uma interface de rede 26 descrita aqui com referência à Figura 1C recebe de antena 24 sinais de rádio de um certo número de nós e os entrega a um estágio de transmissão-recepção de RF 38 e então para uma entrada-saída 39 que se envolve em operações convencionais de filtragem, amplificação, desmultiplexação e demodulação para produzir quadros digitais. Estes quadros então se acumulam em um armazenamento de memória temporária 40 que os armazena temporariamente enquanto esperando para eles serem processados através de dispositivo de interface 42 com a unidade de processamento e otimização 36. Quando comunicação para a unidade de processamento e otimização 36 está disponível, o dispositivo 42 extrai quadros da pilha de quadros armazenada temporariamente em armazenamento de memória temporária 40 e os envia à unidade de processamento e otimização 36.[0068] Used as a receive interface, a network interface 26 described here with reference to Figure 1C receives from antenna 24 radio signals from a number of nodes and delivers them to an RF transmit-receive stage 38 and then to an input-output 39 that engages in conventional filtering, amplification, demultiplexing, and demodulation operations to produce digital frames. These frames then accumulate in a temporary memory store 40 which stores them temporarily while waiting for them to be processed via interface device 42 with the processing and optimization unit 36. When communication to the processing and optimization unit 36 is available, the device 42 extracts frames from the frame stack temporarily stored in temporary memory storage 40 and sends them to the processing and optimization unit 36.

[0069] O estágio de transmissão-recepção de RF também pode ser arranjado para avaliar informação relativa às condições de transmissão de um quadro recebido. Tipicamente, tal informação relaciona-se aos níveis de potência dos sinais recebidos, uma marca de tempo de recepção, uma identificação de antena receptora, etc. Esta informação de transmissão também é armazenada temporariamente em armazenamento de memória temporária 40 para então ser transmitida com o quadro através de dispositivo 42 quando a unidade de processamento e otimização 36 está disponível.[0069] The RF transmit-receive stage may also be arranged to evaluate information regarding the transmission conditions of a received frame. Typically, such information relates to the power levels of received signals, a reception timestamp, a receiving antenna identification, etc. This transmission information is also temporarily stored in buffer storage 40 to then be transmitted with the frame through device 42 when processing and optimization unit 36 is available.

[0070] Tipicamente, esta avaliação é executada por um canal de recepção e uma identificação deste canal pode ser incluída nesta informação de transmissão. Canal se refere a qualquer informação usada para caracterizar as propriedades de rádio do sinal: salto de frequência, frequência ou padrão, modulação, parâmetros de espalhamento e/ou codificação.[0070] Typically, this evaluation is performed by a receiving channel and an identification of this channel can be included in this transmission information. Channel refers to any information used to characterize the radio properties of the signal: frequency hopping, frequency or pattern, modulation, spreading parameters, and/or coding.

[0071] Quadros digitais, possivelmente acompanhados por informação de transmissão, são então recebidos pela unidade de processamento e otimização 36, descrita com referência à Figura 1D, por uma interface de entrada/saída 44. Várias unidades de processamento e otimização diferentes podem ter que decodificar um mesmo quadro. Na realidade, duas antenas diferentes podem receber um mesmo quadro e redirecionar estes quadros para duas unidades de processamento diferentes (dentro de um mesmo sistema ou não). A fim de racionalizar a administração de unidade de processamento e otimização, um dispositivo de seleção 46 pode ser incluído nas unidades de processamento e otimização para cooperar com dispositivos semelhantes providos em outras unidades de processamento de forma que só uma destas unidades seja usada para decodificar um dado quadro. Este dispositivo 46 está representado em linhas pontilhadas na Figura 1D porque é opcional.[0071] Digital frames, possibly accompanied by transmission information, are then received by the processing and optimization unit 36, described with reference to Figure 1D, via an input/output interface 44. Several different processing and optimization units may have to decode the same frame. In reality, two different antennas can receive the same frame and redirect these frames to two different processing units (within the same system or not). In order to rationalize processing and optimization unit administration, a selection device 46 may be included in the processing and optimization units to cooperate with similar devices provided in other processing units so that only one of these units is used to decode a given frame. This device 46 is shown in dotted lines in Figure 1D because it is optional.

[0072] Esta seleção de unidade de processamento e otimização pode ser executada de acordo com a informação de transmissão. As unidades de processamento e otimização podem compartilhar informação recebida de antenas entre si. Portanto, a seleção da unidade de processamento e otimização decodificando o quadro pode ser uma função de um identificador de pelo menos uma antena tendo recebido o quadro e um nível de potência do quadro recebido por esta antena. Um índice de desempenho é calculado através de meio 46 e comparado àqueles de módulos para selecionar outras unidades de processamento e otimização. Uma vez que esta comparação seja feita, só a unidade de processamento e otimização com o índice mais alto autorizará a transferência do quadro para processador 48. A seleção também pode ser executada por um algoritmo lexicográfico de acordo com a ordem seguinte: relação de sinal para ruído; potência de recepção; identificador da antena que tinha recebido o quadro.[0072] This processing unit selection and optimization can be performed according to the transmission information. Processing and optimization units can share information received from antennas with each other. Therefore, the selection of the processing and optimization unit decoding the frame may be a function of an identifier of at least one antenna having received the frame and a power level of the frame received by this antenna. A performance index is calculated through means 46 and compared to those of modules for selecting other processing and optimization units. Once this comparison is made, only the processing and optimization unit with the highest index will authorize transfer of the frame to processor 48. The selection can also be performed by a lexicographic algorithm according to the following order: signal to noise; reception power; identifier of the antenna that had received the frame.

[0073] Quadros digitais incluídos no sinal Bt, possivelmente acompanhados por informação de transmissão, são então transmitidos para processador 48 para serem decodificados. Um módulo 49 para definir uma base de tempo absoluta é usado para sincronizar os dispositivos usados no sistema Rx1. Por exemplo, este módulo pode ser do tipo de GPS (sistema de posicionamento global). Como especificado abaixo com referência às Figuras 3 e 4, para cada quadro decodificado, o processador 48 identifica o endereço do nó k do qual este quadro foi enviado. Aqui é notado que um nó k está associado com uma entrada k no banco de dados DB3. Dados decodificados são então enviados a um ou mais servidores de aplicação pela rede NTW.[0073] Digital frames included in the Bt signal, possibly accompanied by transmission information, are then transmitted to processor 48 to be decoded. A module 49 for defining an absolute time base is used to synchronize the devices used in the Rx1 system. For example, this module may be of the GPS (global positioning system) type. As specified below with reference to Figures 3 and 4, for each decoded frame, processor 48 identifies the address of node k from which this frame was sent. Here it is noted that a node k is associated with an entry k in the DB3 database. Decoded data is then sent to one or more application servers over the NTW network.

[0074] Várias antenas 26, 30, 34 conectadas a uma mesma unidade de processamento e otimização 36 em um sistema Rx1 podem então receber o mesmo quadro de um nó k. Em uma concretização, correspondendo àquilo descrito abaixo com referência às Figuras 3 e 4, quadros não decodificados recebidos de várias antenas diferentes são comparados e uma seleção dentre quadros idênticos é executada antes de decodificação. Esta seleção retorna um único quadro, por exemplo o primeiro recebido ou que para qual informação de transmissão relativa à antena que tinha recebido isto é mais favorável.[0074] Several antennas 26, 30, 34 connected to the same processing and optimization unit 36 in an Rx1 system can then receive the same frame from a node k. In one embodiment, corresponding to that described below with reference to Figures 3 and 4, undecoded frames received from several different antennas are compared and a selection among identical frames is performed before decoding. This selection returns a single frame, for example the first received or for which transmission information relative to the antenna that had received this is most favorable.

[0075] Em uma variação, este mesmo quadro é decodificado várias vezes, para cada antena que o tinha recebido. Informação de transmissão específica a cada uma das antenas que tinha recebido este mesmo quadro é então colecionada em entrada k. Por exemplo, um número e de sub-entradas é criado dentro de entrada k para armazenar informação de transmissão relativa às antenas e que tinham recebido o sinal de rádio de nó k. Esta informação é atualizada toda vez que um quadro novo é recebido de um nó k. Em outro exemplo, a informação de transmissão relativa às antenas e é calculada em média e então armazenada dentro de entrada k.[0075] In one variation, this same frame is decoded several times, for each antenna that had received it. Transmission information specific to each of the antennas that had received this same frame is then collected in input k. For example, a number of sub-entries are created within entry k to store transmission information regarding the antennas that have received the radio signal from node k. This information is updated every time a new frame is received from node k. In another example, transmission information relating to antennas e is averaged and then stored within input k.

[0076] Após a recepção de um quadro de número J, um módulo 52 para administrar reconhecimentos de decodificador de quadro 36 retorna um reconhecimento. Um módulo 22 de nó Tx1 é acoplado a estágio de RF 16 para receber os reconhecimentos e, se precisado, retransmitir quadros que não tinham sido reconhecidos depois de um dado tempo. No caso onde vários quadros idênticos são decodificados, um único reconhecimento é retornado. Os processos de reconhecimento e repetição são bem conhecidos à pessoa qualificada na técnica.[0076] Upon receipt of a frame number J, a module 52 for managing frame decoder acknowledgments 36 returns an acknowledgment. A Tx1 node module 22 is coupled to RF stage 16 to receive acknowledgments and, if necessary, retransmit frames that had not been acknowledged after a given time. In the case where multiple identical frames are decoded, a single acknowledgment is returned. The recognition and repetition processes are well known to the person skilled in the art.

[0077] O conteúdo exato da informação de ponteiro P(k) no banco de dados DB3 de sistema Rx1 depende do modo de reconhecimento e repetição escolhido (módulos 22 e 52) e da maneira de administrar perdas de quadro.[0077] The exact content of the pointer information P(k) in the Rx1 system DB3 database depends on the chosen recognition and repetition mode (modules 22 and 52) and the way of managing frame losses.

[0078] Para este mesmo quadro de número J, um módulo de otimização centralizado 54 da rede gera uma mensagem para adaptar um parâmetro de transmissão do nó k que tinha enviado quadro J. Este dispositivo 54 está representado em linhas pontilhadas porque é opcional. Esta mensagem de adaptação é gerada para todo quadro decodificado de acordo com a informação de transmissão incluída na entrada k armazenada em banco de dados DB3, quando análise desta informação de transmissão indica que os parâmetros de transmissão atuais do nó não são ótimos. Tais parâmetros não são ótimos quando muitos recursos de rede são consumidos em relação à qualidade da conexão. Se sub- entradas e estiverem disponíveis para entrada k, a qualidade de recepção da melhor antena é retida para calcular a adaptação ótima. No caso onde um serviço adicional, por exemplo localização de nó, é ativado, então a qualidade de recepção das N melhores antenas (tipicamente 3) é usada para executar a adaptação.[0078] For this same frame number J, a centralized optimization module 54 of the network generates a message to adapt a transmission parameter of the node k that had sent frame J. This device 54 is represented in dotted lines because it is optional. This adaptation message is generated for every decoded frame according to the transmission information included in entry k stored in the DB3 database, when analysis of this transmission information indicates that the node's current transmission parameters are not optimal. Such parameters are not optimal when many network resources are consumed in relation to the quality of the connection. If sub-inputs and are available for input k, the reception quality of the best antenna is retained to calculate the optimal adaptation. In the case where an additional service, for example node location, is activated, then the reception quality of the N best antennas (typically 3) is used to perform the adaptation.

[0079] Vários parâmetros de transmissão podem assim ser modificados. Por exemplo, a mensagem de adaptação pode conter uma instrução para modificar a potência de transmissão, o fator de espectro espalhado, a redundância de codificação, a velocidade de transmissão de dados, etc.[0079] Various transmission parameters can thus be modified. For example, the adaptation message may contain an instruction to modify the transmission power, spread spectrum factor, coding redundancy, data transmission speed, etc.

[0080] A mensagem de reconhecimento gerada por módulo 52 e a mensagem de adaptação gerada por dispositivo 54 são então formadas em um quadro, chamado um quadro de "reconhecimento", através de processador 56. Este quadro de reconhecimento também pode incluir instruções (por exemplo, troque para modo de informação de alta frequência) dos servidores de aplicação conectados à rede de NTW e recipientes de dados vindo de nós.[0080] The module-generated acknowledgment message 52 and the device-generated adaptation message 54 are then formed into a frame, called an "acknowledgment" frame, via processor 56. This acknowledgment frame may also include instructions (e.g. example, switch to high-frequency information mode) of application servers connected to the NTW network and data recipients coming from us.

[0081] A decodificação de quadros Bt através de processador 48 pode ser relativamente longa (por exemplo, na ordem de 1 segundo.). O envio de quadros de reconhecimento formados através de módulo 56 é portanto atrasado em relação a um procedimento de envio de reconhecimento tradicional. Nós bidirecionais, em redes convencionais, começam imediatamente escuta depois de cada transmissão. Isto é sub-ótimo do ponto de vista de consumo de energia no caso de um tempo de processamento mais longo.[0081] Decoding Bt frames via processor 48 can be relatively long (e.g., on the order of 1 second). Sending reconnaissance frames formed via module 56 is therefore delayed relative to a traditional reconnaissance sending procedure. Bidirectional nodes, in conventional networks, begin listening immediately after each transmission. This is sub-optimal from a power consumption point of view in case of a longer processing time.

[0082] Portanto, em uma concretização, depois de enviar um quadro, um nó esperando por um reconhecimento não continuará escutando, mas ao invés entrará imediatamente em modo de espera para uma duração predeterminada (tipicamente cerca de um segundo). Durante este tempo de sono, a unidade de processamento e otimização tem bastante tempo para processar completamente o quadro. O possível atraso adicional causado pelas etapas de processamento mencionadas acima é, portanto, vantajosamente levado em conta.[0082] Therefore, in one embodiment, after sending a frame, a node waiting for an acknowledgment will not continue listening, but instead will immediately enter standby mode for a predetermined duration (typically about one second). During this sleep time, the processing and optimization unit has plenty of time to completely process the frame. The possible additional delay caused by the processing steps mentioned above is therefore advantageously taken into account.

[0083] Outras janelas de escuta de nó podem ser fixadas. Por exemplo, uma primeira janela de escuta pode ser aberta pelo nó um segundo depois de envia-lo e uma segunda janela de escuta pode ser aberta cinco segundos depois de envia-lo. Isto permite maior flexibilidade em termos de administrar a taxa de ocupação de rede, este parâmetro sendo severamente restringido por regulamento de frequência. A taxa de ocupação de certas frequências pode, por exemplo, ser limitado a 1%.[0083] Other node listening windows can be set. For example, a first listening window can be opened by the node one second after sending it and a second listening window can be opened five seconds after sending it. This allows greater flexibility in terms of managing the network occupancy rate, this parameter being severely restricted by frequency regulation. The occupancy rate of certain frequencies may, for example, be limited to 1%.

[0084] Estas janelas de escuta também podem ser periódicas (um segundo depois da última transmissão, e então a cada segundo até um número máximo de janelas, que também podem ser conhecido do banco de dados compreendendo as entradas). Uma pluralidade de janelas de recepção através de um período total longo forma o tráfego dos sistemas, que são restringidos por regras para uso de espectro a um nível máximo de atividade.[0084] These listening windows may also be periodic (one second after the last transmission, and then every second up to a maximum number of windows, which may also be known from the database comprising the entries). A plurality of reception windows over a long total period form the systems traffic, which are restricted by rules for spectrum usage to a maximum level of activity.

[0085] Enviar reconhecimentos também pode ser atrasado a fim de permitir aos servidores conectados à rede NTW tempo para processar dados e enviar uma instrução para o nó para a unidade de processamento e otimização 36. Se outras tarefas de processamento precisarem ser executadas, o atraso pode ser estendido novamente. Por exemplo, triangulação pode requerer o processamento de dados recebidos de uma pluralidade de antenas.[0085] Sending acknowledgments may also be delayed in order to allow servers connected to the NTW network time to process data and send an instruction to the node for processing and optimization unit 36. If other processing tasks need to be performed, the delay can be extended again. For example, triangulation may require processing data received from a plurality of antennas.

[0086] A administração temporal de reconhecimentos descrita acima pode ser implementada para qualquer tipo de método de decodificação. Esta administração é particularmente vantajosa quando o método envolve um tempo de processamento longo.[0086] The temporal management of recognitions described above can be implemented for any type of decoding method. This administration is particularly advantageous when the method involves a long processing time.

[0087] Se o quadro para qual a mensagem de reconhecimento foi gerada fosse recebido através de várias antenas, informação de transmissão relativa a cada uma destas antenas está disponível nas sub-entradas e. Nesta situação, um dispositivo 58 para selecionar uma melhor antena compara esta informação de transmissão e a melhor antena para transmitir o quadro de reconhecimento é deduzida disto. Este dispositivo 58 está representado em linhas pontilhadas porque é opcional. Os parâmetros de transmissão do quadro de reconhecimento (potência transmitida, modulação, grau de redundância, etc.) pela antena selecionada também podem ser deduzidos vantajosamente da informação de transmissão disponível nas sub- entradas e relativas a cada antena. Além disso, a marca de tempo de transmissão desejada do quadro a ser transmitido pode ser calculada de acordo com a taxa de ocupação de espectro atual do canal de transmissão escolhido e as janelas de escuta mencionadas acima. O quadro de reconhecimento é então transmitido por interface 44 à interface de rede associada com a antena selecionada, por exemplo à interface de rede 26.[0087] If the frame for which the acknowledgment message was generated was received via multiple antennas, transmission information relating to each of these antennas is available at sub-inputs and. In this situation, a device 58 for selecting a best antenna compares this transmission information and the best antenna for transmitting the acknowledgment frame is deduced from this. This device 58 is shown in dotted lines because it is optional. The transmission parameters of the recognition frame (transmitted power, modulation, degree of redundancy, etc.) by the selected antenna can also be advantageously deduced from the transmission information available at the sub-inputs and relative to each antenna. Furthermore, the desired transmission timestamp of the frame to be transmitted can be calculated according to the current spectrum occupancy rate of the chosen transmission channel and the listening windows mentioned above. The acknowledgment frame is then transmitted via interface 44 to the network interface associated with the selected antenna, for example to network interface 26.

[0088] O quadro de reconhecimento é recebido através de interface de rede 26, aqui descrita com referência à Figura 1C, por interface 42 com a unidade de processamento e otimização. Armazenamento de memória temporária 40 armazena temporariamente os quadros de reconhecimento a serem enviados. Entrada-saída 39 e um estágio de transmissão-recepção de RF de interface 26 então preparam para enviar estes quadros respeitando os parâmetros de transmissão definidos por dispositivo 58, incluindo o tempo de transmissão de quadro.[0088] The recognition frame is received via network interface 26, described here with reference to Figure 1C, via interface 42 with the processing and optimization unit. Buffer storage 40 temporarily stores the acknowledgment frames to be sent. Input-output 39 and an interface RF transmit-receive stage 26 then prepare to send these frames respecting the transmission parameters defined by device 58, including the frame transmission time.

[0089] Os dados de entrada de processador 14 para construir um quadro digital incluem, como mostrado na parte superior da Figura 2: • o endereço ADD32 lido em memória 20; • dados de interesse DI a serem transmitidos, de sensor 12; • o segredo SS lido em memória 20; • O número de sequência SN a ser atribuído ao quadro, correspondendo ao número lido em memória 20 e aumentado por um (etapa S20).[0089] Processor input data 14 for constructing a digital frame includes, as shown in the upper part of Figure 2: • the ADD32 address read into memory 20; • DI interest data to be transmitted, from sensor 12; • the SS secret read into memory 20; • The SN sequence number to be assigned to the frame, corresponding to the number read into memory 20 and increased by one (step S20).

[0090] Uma etapa S21 do processamento aplicado através de processador 14 consiste em codificar os dados de interesse DI por meio do segredo SS atribuído ao nó. Tal codificação pode usar um algoritmo de codificação simétrico usado convencionalmente em técnicas criptográficas, por exemplo AES (Padrão de Criptografia Avançada) 128.[0090] A processing step S21 applied via processor 14 consists of encoding the DI data of interest via the SS secret assigned to the node. Such encoding may use a symmetric encoding algorithm conventionally used in cryptographic techniques, for example AES (Advanced Encryption Standard) 128.

[0091] Uma etapa S22 do processamento aplicado através de processador 14 consiste em truncar o endereço ADD32 atribuído a nó Tx1. Por exemplo, o endereço de 32 bits atribuído a nó Tx1 é truncado para formar dados de endereço incompletos de 16 bits, aqui notado ADD16. Por exemplo, estes dados de endereço incompletos compreendem só 16 bits de baixa ordem do endereço de 32 bits.[0091] A processing step S22 applied via processor 14 consists of truncating the ADD32 address assigned to node Tx1. For example, the 32-bit address assigned to node Tx1 is truncated to form incomplete 16-bit address data, here noted ADD16. For example, this incomplete address data comprises only 16 low-order bits of the 32-bit address.

[0092] Processador 14 pode então formar uma palavra D24 composta dos elementos seguintes: • o endereço ADD16 que foi truncado na etapa S22; • os dados codificados de interesse DC seguindo a etapa S21; • o segredo SS; • O número de sequência SN aumentado na etapa S20.[0092] Processor 14 can then form a D24 word composed of the following elements: • the ADD16 address that was truncated in step S22; • the encoded data of interest DC following step S21; • the SS secret; • The SN sequence number is increased in step S20.

[0093] Na etapa S23, o processador 14 calcula um código de hash H de palavra D24. Este código de hash é calculado por uma função de hash unidirecional usada convencionalmente em técnicas criptográficas, por exemplo MD5 (Sumário de Mensagem 5).[0093] In step S23, processor 14 calculates a hash code H of word D24. This hash code is calculated by a one-way hash function conventionally used in cryptographic techniques, for example MD5 (Message Summary 5).

[0094] Depois das etapas S20-S23 mencionadas acima, o processador 14 monta o quadro de sinal digital D25 que, no exemplo pertinente, inclui: • o endereço ADD16 que foi truncado na etapa S22; • os dados codificados de interesse DC seguindo a etapa S21; • O código de hash H calculado na etapa S23.[0094] After the steps S20-S23 mentioned above, the processor 14 assembles the digital signal frame D25 which, in the relevant example, includes: • the ADD16 address that was truncated in step S22; • the encoded data of interest DC following step S21; • The hash code H calculated in step S23.

[0095] É observado que o número de sequência SN não está necessariamente incluído nos quadros a serem transmitidos, embora seja feito acessível à unidade de processamento e otimização, como será explicado mais tarde. Portanto, o tamanho dos quadros pode ser limitado e o consumo de energia e ocupação de canal de transmissão podem ser otimizados.[0095] It is noted that the SN sequence number is not necessarily included in the frames to be transmitted, although it is made accessible to the processing and optimization unit, as will be explained later. Therefore, frame size can be limited and power consumption and transmission channel occupancy can be optimized.

[0096] No lado de unidade de processamento e otimização 36, os dados de entrada de processador 48 para processar quadro digital D25' incluído no sinal Bt inclui, como mostrado na parte superior da Figura 3: • o endereço truncado ADD16; • os dados codificados de interesse DC; e • o código de hash H.[0096] On the processing and optimization unit side 36, the processor input data 48 for processing digital frame D25' included in the Bt signal includes, as shown in the upper part of Figure 3: • the truncated address ADD16; • the encoded data of DC interest; and • the H hash code.

[0097] Uma etapa S31 de identificar K entradas incluídas em banco de dados DB3 e correspondendo a endereço truncado ADD16 é executada através de processador 48. Esta identificação conduz à seleção de um certo número de entradas entre as N entradas incluídas em banco de dados DB3. Na realidade, dados de endereço incompletos ADD16 podem corresponder a uma pluralidade de endereços completos. Por exemplo, se estes dados de endereço incompleto compreenderem só 16 bits de ordem mais baixa de um endereço completo de 32 bits, até 232-16 = 65536 endereços completos podem corresponder a estes dados de endereço incompletos.[0097] A step S31 of identifying K entries included in DB3 database and corresponding to truncated address ADD16 is performed by processor 48. This identification leads to the selection of a certain number of entries among the N entries included in DB3 database . In reality, incomplete ADD16 address data may correspond to a plurality of complete addresses. For example, if this incomplete address data comprises only 16 low-order bits of a 32-bit complete address, up to 232-16 = 65536 complete addresses can correspond to this incomplete address data.

[0098] Como mencionado acima com referência à Figura 1B, as entradas contêm informação incluindo o endereço completo ADD32(k) atribuído a um nó k, o segredo SS(k) atribuído a este nó k e informação de ponteiro P(k) posicionada em relação a um número de sequência SN(k).[0098] As mentioned above with reference to Figure 1B, the entries contain information including the complete address ADD32(k) assigned to a node k, the secret SS(k) assigned to this node k and pointer information P(k) positioned at relative to a sequence number SN(k).

[0099] Uma etapa S32 de verificar o código de hash H extraído do quadro recebido D25' é executada através de processador 48. Os códigos de hash calculados das entradas identificadas na etapa S31 são comparados ao código de hash H recebido. As etapas implementadas durante esta verificação são por exemplo aquelas descritas abaixo com referência à Figura 4.[0099] A step S32 of checking the hash code H extracted from the received frame D25' is performed via processor 48. The hash codes calculated from the inputs identified in step S31 are compared to the received hash code H. The steps implemented during this check are for example those described below with reference to Figure 4.

[00100] Uma etapa S33 de identificar uma entrada m (isto é, um nó m) resultando em um código de hash idêntico ao código de hash H extraído de quadro recebido D25' é então implementada através de processador 48. Como especificado abaixo com referência à Figura 4, a etapa S32 é repetida para K entradas identificadas na etapa S31 contanto que nenhum código de comparação seja identificado. Estatisticamente, uma única entrada resultará em um código de hash idêntico a código de hash H. A entrada identificada m corresponde a um nó m e portanto compreende o endereço completo ADD32(m) e o segredo SS(m) atribuídos a este nó m. Número de sequência SN' do quadro recebido também é deduzido das etapas S32 e S33.[00100] A step S33 of identifying an input m (i.e., a node m) resulting in a hash code identical to the hash code H extracted from received frame D25' is then implemented via processor 48. As specified below with reference In Figure 4, step S32 is repeated for K inputs identified in step S31 as long as no comparison code is identified. Statistically, a single entry will result in a hash code identical to hash code H. The identified entry m corresponds to a node m and therefore comprises the full address ADD32(m) and the secret SS(m) assigned to this node m. Sequence number SN' of the received frame is also deduced from steps S32 and S33.

[00101] Na etapa S34, a informação de ponteiro P(m) é atualizada na entrada m armazenada em banco de dados DB3 relativo a endereço ADD32(m), levando em consideração o número de sequência SN' que foi detectado. A informação de transmissão associada com este quadro também é adicionada à entrada m. Dentro de uma entrada m, esta informação pode ser armazenada separadamente para cada quadro decodificado ou pode simplesmente ser atualizada toda vez que um quadro novo é decodificado.[00101] In step S34, the pointer information P(m) is updated in entry m stored in the DB3 database relative to address ADD32(m), taking into account the sequence number SN' that was detected. The transmission information associated with this frame is also added to input m. Within an entry m, this information can be stored separately for each decoded frame or can simply be updated every time a new frame is decoded.

[00102] Finalmente, na etapa S35, os dados codificados extraídos do quadro recebido são decodificados usando o segredo SS(m) contido na entrada identificada m.[00102] Finally, in step S35, the encoded data extracted from the received frame is decoded using the secret SS(m) contained in the identified input m.

[00103] Depois das etapas S31-S35 mencionadas acima, o processador 48 transmite dados D26, resultando de processar o quadro recebido, para um ou mais servidores de aplicação pela rede NTW. Os dados D26 transmitidos para um quadro compreendem: • o endereço ADD16 recebido no quadro; • o número de sequência SN' que foi identificado na etapa S33; • Os dados de interesse DI decodificados na etapa S35.[00103] After steps S31-S35 mentioned above, processor 48 transmits data D26, resulting from processing the received frame, to one or more application servers over the NTW network. The D26 data transmitted for a frame comprises: • the ADD16 address received in the frame; • the SN' sequence number that was identified in step S33; • The DI data of interest decoded in step S35.

[00104] Estes dados também podem compreender informação de transmissão do quadro recebido.[00104] This data may also comprise transmission information of the received frame.

[00105] Com referência à Figura 4, um exemplo de implementação da etapa S32 de verificar o código de hash H extraído do quadro recebido será detalhado agora, compreendendo as etapas seguintes: • S40: iniciação a 1 de uma variável de contagem q. Esta variável de contagem q varre um conjunto de números de sequência depois de SN(k) contido na informação de ponteiro P(k) de uma entrada k de banco de dados DB3. • S41: iniciação a 1 de uma variável de contagem k. Esta variável de contagem k varre todas as K entradas identificadas na etapa S31. • S42: formação de uma palavra X composta dos elementos seguintes: i. o endereço completo ADD32(k) atribuído a nó k e extraído de entrada k; ii. os dados codificados DC extraídos do quadro recebido; iii. o segredo SS(k) atribuído a nó k e extraído de entrada k; iv. um inteiro igual a SN(k) + q. O número de sequência SN(k) é extraído da informação de ponteiro incluída em entrada k. • S43: Cálculo de um código de hash Y de palavra X (Y = h(X)). A função de hash h é igual àquela usada a nó Tx1. • T44: Verificação que código de hash Y é igual a código H extraído do quadro recebido. Deslocamento para a etapa T45 se os códigos forem diferentes, deslocamento para a etapa S33 se não. • T45: Verificação que a variável de contagem k não é igual ao número máximo K de entradas identificadas na etapa S31. Deslocamento para a etapa S46 se k for diferente de K, deslocamento para a etapa T47 se não. • S46: Aumentar a variável de contagem k por um e então retornar à etapa S42 mencionada acima. • T47: verificação que a variável de contagem q não é igual ao valor máximo Q autorizado para variável de contagem q. Inteiro Q pode ser determinado levando em consideração o número habitual de quadros transmitidos por um nó sucessivamente, a potência de processamento disponível, a capacidade de armazenamento de banco de dados, o tempo disponível para decodificar, etc. Deslocamento para a etapa S48 se q for diferente de Q, deslocamento para a etapa S49 (falha) se não. • S48: Aumentar a variável de contagem q por um e então retornar à etapa S41 mencionada acima. • S33: identificação de um nó m (etapa representada esquematicamente na Figura 3), compreendendo: i. S33': reter o índice k que deu um resultado positivo durante teste prévio T44 como o índice de entrada m; ii. S33'': Controlar módulo 52 de unidade de processamento e otimização 36 de forma que confirme o recebimento, para nó de endereço ADD32(m) de um quadro com um número de sequência SN', e emitir para o número SN' a ser incluído em dados de saída D26. • S34 (também com referência à Figura 3): Atualizar a informação de ponteiro P(m) contida na entrada m de banco de dados DB3. • S49: Falha, nenhuma entrada foi identificada. • S50: Fim.[00105] With reference to Figure 4, an example implementation of step S32 of checking the hash code H extracted from the received frame will now be detailed, comprising the following steps: • S40: initialization to 1 of a count variable q. This count variable q scans a set of sequence numbers after SN(k) contained in the pointer information P(k) of a DB3 database entry k. • S41: initialization to 1 of a count variable k. This count variable k scans all K entries identified in step S31. • S42: formation of a word X composed of the following elements: i. the full ADD32(k) address assigned to node k and extracted from input k; ii. the DC encoded data extracted from the received frame; iii. the secret SS(k) assigned to node k and extracted from input k; iv. an integer equal to SN(k) + q. The sequence number SN(k) is extracted from the pointer information included in input k. • S43: Calculation of a hash code Y of word X (Y = h(X)). The hash function h is the same as that used at node Tx1. • T44: Verification that hash code Y is equal to code H extracted from the received frame. Shift to step T45 if codes are different, shift to step S33 if not. • T45: Verification that the count variable k is not equal to the maximum number K of entries identified in step S31. Shift to step S46 if k is different from K, shift to step T47 if not. • S46: Increase the count variable k by one and then return to step S42 mentioned above. • T47: verification that the count variable q is not equal to the maximum value Q authorized for count variable q. Integer Q can be determined by taking into consideration the usual number of frames transmitted by a node successively, the available processing power, the database storage capacity, the time available for decoding, etc. Shift to step S48 if q is different from Q, shift to step S49 (failure) if not. • S48: Increase the count variable q by one and then return to step S41 mentioned above. • S33: identification of a node m (step represented schematically in Figure 3), comprising: i. S33': retain the index k that gave a positive result during pretest T44 as the input index m; ii. S33'': Control module 52 of processing and optimization unit 36 so that it confirms receipt, for address node ADD32(m) of a frame with a sequence number SN', and sends it to the SN' number to be included in D26 output data. • S34 (also with reference to Figure 3): Update the pointer information P(m) contained in DB3 database entry m. • S49: Failed, no input was identified. • S50: End.

[00106] No caso onde a informação de ponteiro P(k) de uma entrada k está limitada ao número de sequência SN(k) do último quadro recebido de nó k, a etapa S34 consiste simplesmente em tomar SN(m) = SN'. A verificação de códigos de hash S32 de acordo com a Figura 4 acima então lida de repente com o caso de perda de quadro. Nós tomamos o exemplo de um (p+1)-ésimo quadro de um nó m que é recebido pela unidade de processamento e otimização antes do p-ésimo quadro do mesmo nó m (quebra em sequência ou perda de quadro p). Nesta situação, o valor de atualização do número de sequência incluído em entrada m é tomado para ser igual a p+1 na etapa S34. Portanto, durante processamento do próximo quadro emitido de nó k, a malha varrendo os números de sequência começará a p+2 para entrada m. Qualquer quadro vindo de nó m e tendo p como o número de sequência, portanto será ignorado. Se, em nó m, o módulo 22 para administrar reconhecimentos enviar o quadro com número de sequência p novamente, a repetição será desnecessária se o quadro seguinte p+1 foi transmitido e recebido corretamente. É, portanto, necessário, nesta situação, limitar o número de repetições de um quadro. Um pode por exemplo ser limitado a três repetições.[00106] In the case where the pointer information P(k) of an entry k is limited to the sequence number SN(k) of the last frame received from node k, step S34 simply consists of taking SN(m) = SN' . Checking S32 hash codes according to Figure 4 above then suddenly deals with the frame loss case. We take the example of a (p+1)-th frame from a node m that is received by the processing and optimization unit before the p-th frame from the same node m (sequence break or p-frame loss). In this situation, the update value of the sequence number included in input m is taken to be equal to p+1 in step S34. Therefore, during processing of the next frame emitted from node k, the mesh scanning sequence numbers will start at p+2 for input m. Any frame coming from node m and having p as the sequence number will therefore be ignored. If, at node m, the module 22 for managing acknowledgments sends the frame with sequence number p again, repetition will be unnecessary if the following frame p+1 was transmitted and received correctly. It is therefore necessary, in this situation, to limit the number of repetitions of a frame. One may for example be limited to three repetitions.

[00107] Limitar a informação de ponteiro P(k) ao único número de sequência SN(k) do último quadro recebido (com SN(m) = SN' na etapa S34) é apropriado no caso de um protocolo de reconhecimento e repetição, onde um nó só é autorizado a transmitir um quadro com número SN+1 depois de ter recebido reconhecimento do quadro com número SN. Nesta situação, a malha nos números de sequência (indexado por q na Figura 4) não é mais necessária, que equivale a tomar Q = 1.[00107] Limiting the pointer information P(k) to the unique sequence number SN(k) of the last received frame (with SN(m) = SN' in step S34) is appropriate in the case of an acknowledge and repeat protocol, where a node is only authorized to transmit a frame with number SN+1 after having received acknowledgment of the frame with number SN. In this situation, meshing the sequence numbers (indexed by q in Figure 4) is no longer necessary, which is equivalent to taking Q = 1.

[00108] Em uma variação do método descrito acima, um mapa de bits BM(k) de comprimento Q é incluído na informação de ponteiro P(k) de uma entrada k além do número de sequência SN(k) de ponteiro. Este mapa é atualizado junto com o número de sequência SN(k) para a entrada k = m na etapa S34.[00108] In a variation of the method described above, a bitmap BM(k) of length Q is included in the pointer information P(k) of an input k in addition to the pointer sequence number SN(k). This map is updated along with the sequence number SN(k) for the input k = m in step S34.

[00109] Este mapa de bits BM(k) inclui um bit BM(k)q para cada inteiro q variando de 1 a Q, no qual o valor indica se o quadro de número de sequência SN(k)+q já foi recebido (1) de nó k ou se nunca foi recebido (0). Aqui, o número de sequência SN(k) é aquele do último quadro de uma sequência de quadros, tudo recebido corretamente, que foram transmitidos por um mesmo nó k.[00109] This BM(k) bitmap includes a BM(k)q bit for each integer q ranging from 1 to Q, in which the value indicates whether the frame of sequence number SN(k)+q has already been received (1) from node k or if never received (0). Here, the sequence number SN(k) is that of the last frame of a sequence of frames, all received correctly, that were transmitted by the same node k.

[00110] Um teste em bit BM(k)q pode ser adicionado possivelmente (pelo menos quando q > 1) logo antes da etapa S42 da Figura 4 para verificar se o quadro com número de sequência SN(k)+q já foi recebido de nó k. Se esse for o caso (BM(k)q = 1), o código de hash não é calculado, o processador 48 indo diretamente para processar teste de terminação de iteração T45.[00110] A test bit BM(k)q can possibly be added (at least when q > 1) just before step S42 of Figure 4 to check whether the frame with sequence number SN(k)+q has already been received of node k. If this is the case (BM(k)q = 1), the hash code is not calculated, the processor 48 going directly to processing iteration termination test T45.

[00111] Nesta variação, a atualização de mapa de bits BM(m) na etapa S34 pode consistir em: • posicionar bit BM(m)q a 1; • se todo BM(m)q estiver a 1, tomar r = Q+1; se não, identificar o índice menor r de forma que BM(k)r = 0; • tomar SN(m) = SN(m)+r-1; • avançar mapa de bits BM(k) por r-1 posições e colocar zeros r-1 ao fim.[00111] In this variation, the BM(m) bitmap update in step S34 may consist of: • setting bit BM(m)q to 1; • if all BM(m)q is 1, take r = Q+1; if not, identify the smallest index r so that BM(k)r = 0; • take SN(m) = SN(m)+r-1; • advance BM(k) bitmap by r-1 positions and place r-1 zeros at the end.

[00112] Nesta variação, uma perda de quadro só é produzida se a unidade de processamento e otimização receber com êxito um quadro p+Q+1 sem ter recebido com êxito quadro p e todas suas repetições até a transmissão de quadro p+Q+1. O número Q pode ser dimensionado para fazer este caso específico muito improvável. Aumentar Q necessariamente não sobrecarrega o processador 48 desde que a grande maioria de quadros é recebida sem perda de sequência.[00112] In this variation, a frame loss is only produced if the processing and optimization unit successfully receives a frame p+Q+1 without having successfully received frame p and all its repetitions up to the transmission of frame p+Q+1 . The Q number can be scaled to make this specific case very unlikely. Increasing Q does not necessarily overload the processor 48 since the vast majority of frames are received without sequence loss.

[00113] Será notado que muitos outros esquemas para reconhecer e administrar janelas de recepção de quadro são possíveis no contexto da presente invenção.[00113] It will be noted that many other schemes for recognizing and managing frame reception windows are possible in the context of the present invention.

[00114] A primeira função de um código de hash é geralmente assegurar que a integridade do quadro possa ser verificada quando é decodificado. Na presente invenção, o código de hash H é usado para este controle de integridade, mas também é usado para recuperar outra informação útil que, portanto, não precisa ser transmitida explicitamente. Esta informação é: • bits de endereço ADD32 atribuídos ao nó que emitiu o quadro, que não faz parte do endereço truncado ADD16 incluído no quadro; • O número de sequência SN do quadro.[00114] The first function of a hash code is generally to ensure that the integrity of the frame can be verified when it is decoded. In the present invention, the hash code H is used for this integrity control, but it is also used to retrieve other useful information which therefore does not need to be transmitted explicitly. This information is: • ADD32 address bits assigned to the node that issued the frame, which is not part of the truncated ADD16 address included in the frame; • The SN sequence number of the frame.

[00115] Se o endereço atribuído ao nó for representado através de 32 bits, o número de sequência através de 16 bits e o código de hash através de 32 bits para verificar integridade, o tamanho de cabeçalho dos quadros transmitidos é reduzido de 80 bits (32 + 16 + 32 = 80 bits) para só 48 bits (16 + 32 = 48 bits). No caso particular de dados de único bit de interesse (alarmes), isto representa uma melhoria de (81 - 49)/81 = 39,5%, permitindo ao número de sensores em uma vasta rede de M2M ser multiplicado através de uma dada área.[00115] If the address assigned to the node is represented by 32 bits, the sequence number by 16 bits and the hash code by 32 bits to verify integrity, the header size of the transmitted frames is reduced by 80 bits ( 32 + 16 + 32 = 80 bits) to just 48 bits (16 + 32 = 48 bits). In the particular case of single bit data of interest (alarms), this represents an improvement of (81 - 49)/81 = 39.5%, allowing the number of sensors in a vast M2M network to be multiplied across a given area .

[00116] Certamente, truncar endereços de nó de 32 bits para 16 bits é só um caso particular ao qual a invenção não está limitada. Há dois casos extremos: (1) o endereço inteiro é transmitido; e (2) nenhum bit de endereço é transmitido. No caso (1), a carga de processador de processador 48 da unidade de processamento e otimização é mínima (a malha indexada por k não é necessária porque o nó é identificado explicitamente), mas a redução de tamanho de cabeçalho é limitada àquele resultando da possível não transmissão do número de sequência. No caso (2), os cabeçalhos têm um tamanho muito pequeno, mas para o detrimento da carga de processador 48 que deve então varrer todas as entradas na base. Qualquer comprimento de truncamento entre estes dois casos extremos é possível, o escolhido sendo feita de acordo com o dimensionamento geral da rede de M2M e um compromisso entre taxa de compressão de cabeçalho e potência de processamento.[00116] Of course, truncating 32-bit node addresses to 16 bits is only a particular case to which the invention is not limited. There are two extreme cases: (1) the entire address is transmitted; and (2) no address bits are transmitted. In case (1), the processor load 48 of the processing and optimization unit is minimal (the k-indexed mesh is not necessary because the node is explicitly identified), but the header size reduction is limited to that resulting from the possible non-transmission of the sequence number. In case (2), the headers are very small in size, but to the detriment of the processor load 48 which must then scan all entries in the database. Any truncation length between these two extreme cases is possible, the chosen one being made according to the overall sizing of the M2M network and a compromise between header compression ratio and processing power.

[00117] Acima a formação de uma palavra D24 usada para calcular o código de hash e incluir o endereço truncado ADD16 é descrita. Em uma variação, esta palavra compreende o endereço completo ADD32 em vez do endereço truncado ADD16 para calcular o código de hash, e, portanto, o processador 48 usará o endereço completo ADD32(k) recuperado em banco de dados D23 na etapa S42 para compor a palavra X a ser dispersada. Esta palavra também pode incluir um endereço truncado com um comprimento diferente.[00117] Above the formation of a word D24 used to calculate the hash code and include the truncated address ADD16 is described. In one variation, this word comprises the full ADD32 address instead of the truncated ADD16 address to calculate the hash code, and therefore, processor 48 will use the full ADD32(k) address retrieved from database D23 in step S42 to compose the word X to be dispersed. This word can also include a truncated address of a different length.

[00118] Outra variação consiste em incluir o número de sequência SN nos quadros transmitidos, a maioria da redução de tamanho de cabeçalho então sendo causada pela transmissão de dados de endereço incompletos. Os quadros transmitidos também podem incluir só parte do número de sequência SN, por exemplo alguns bits de baixa ordem, o processador 48 pode completar o número usando informação atualizada em seu banco de dados.[00118] Another variation is to include the SN sequence number in the transmitted frames, the majority of the header size reduction then being caused by the transmission of incomplete address data. The transmitted frames may also include only part of the SN sequence number, for example some low order bits, the processor 48 may complete the number using updated information in its database.

[00119] Em outra concretização particular, a unidade de processamento e otimização executa tarefas adicionais antes de transmitir dados decodificados aos servidores de aplicação. Portanto, quando um quadro transmitido por um dado nó foi recebido por várias antenas, é possível, na unidade de processamento e otimização, usar triangulação para calcular a informação de geolocalização.[00119] In another particular embodiment, the processing and optimization unit performs additional tasks before transmitting decoded data to the application servers. Therefore, when a frame transmitted by a given node has been received by several antennas, it is possible, in the processing and optimization unit, to use triangulation to calculate the geolocation information.

[00120] Além disso, a utilização de banco de dados de nó centralizado DB3 faz uma utilização muito flexível da unidade de processamento e otimização possível: • cada nó pode usar uma versão diferente da camada de MAC (controle de acesso de meio), indexada no banco de dados centralizado, sem requerer informação de versão de MAC que poderia ademais confundir os cabeçalhos. Processador 48 pode tentar decodificar um pacote tentando várias camadas de MAC se necessário. Isto especialmente facilita as atualizações, manutenção de rede e a introdução de novas funcionalidades. • temporizadores de sono com relação a reconhecimento ACK, e o mecanismo de reconhecimento atrasado, pode ser configurado para cada sensor. • atualizar informação relativa às técnicas de codificação diferentes usadas (código de hash, codificar dados de interesse) também pode ser integrado com este banco de dados. Portanto, o sistema é vantajosamente atualizado transparentemente e fluidicamente (atualização simples do banco de dados centralizado).[00120] Furthermore, the use of DB3 centralized node database makes very flexible use of the processing unit and optimization possible: • each node can use a different version of the MAC (medium access control) layer, indexed in the centralized database, without requiring MAC version information which could also confuse the headers. Processor 48 may attempt to decode a packet by attempting multiple MAC layers if necessary. This especially facilitates updates, network maintenance and the introduction of new features. • sleep timers regarding ACK acknowledgment, and the delayed acknowledgment mechanism, can be configured for each sensor. • update information relating to different coding techniques used (hash code, encode data of interest) can also be integrated with this database. Therefore, the system is advantageously updated transparently and fluidly (simple centralized database update).

[00121] Mais geralmente, o processo de recepção, codificação e decodificação pode ser adaptado a todo nó por meio de um tal banco de dados.[00121] More generally, the reception, encoding and decoding process can be adapted to every node by means of such a database.

[00122] A presente invenção não está limitada às concretizações descritas acima por meio de exemplo; a invenção se estende a outras variantes.[00122] The present invention is not limited to the embodiments described above by way of example; the invention extends to other variants.

[00123] Portanto, uma concretização na qual os quadros compreendem cabeçalhos de 32 ou 16 bits é descrita. Certamente, o tamanho e formato de tais quadros pode mudar e levar, por exemplo, valores de 64 ou 128 bits.[00123] Therefore, an embodiment in which the frames comprise 32-bit or 16-bit headers is described. Of course, the size and format of such frames can change and take, for example, 64 or 128 bit values.

Claims

1. Method of receiving a data frame issued in a network connected to several nodes (Tx1), in which an address (ADD32) and a secret (SSk) are respectively assigned to each node, characterized by the fact that the method comprises: - extract encoded data and a frame hash code from the frame; - consult a database with respective entries relating to nodes, the entry relating to a node containing information including the address and the secret assigned to said node; - for at least one database entry: - calculate at least one hash code of elements comprising encoded data extracted from the frame and the secret contained in said entry; - compare the calculated hash code with the frame hash code extracted from the frame; and - select said entry if the compared hash codes match; - and processing the frame, the processing comprising an identification of the address contained in the selected input as being the address assigned to the node from which the frame comes, and a decoding of the encoded data extracted from the frame using the secret contained in the selected input, wherein given incomplete address data (ADD16) is also extracted from the frame, and in which hash code calculation and comparison are performed for database entries containing an address corresponding to the extracted incomplete address data.

2. Method according to claim 1, characterized by the fact that the elements for calculating the hash code for a database entry also comprise at least a part of the address contained in said entry.

3. Method according to any one of claims 1 or 2, characterized by the fact that the information contained in the database entry relating to a node also includes pointer information (P) of at least one sequence number of a frame which has been received and processed identifying the address contained in said entry, and wherein the elements from which at least one hash code for said entry is calculated also comprise an integer determined in accordance with pointer information contained in said entry.

4. Method according to claim 3, characterized in that the frame processing also comprises a determination of a frame sequence number among a sequence of frames emitted from the identified address, and an update of pointer information contained in the input selected according to the determined sequence number of the frame.

5. Method according to claim 4, characterized by the fact that calculating and comparing the hash code are performed multiple times for at least one database entry, with respective integers chosen within a range identified by pointer information contained in said entry, and wherein, after a database entry is selected, determining the frame sequence number comprises an identification of the integer for which the compared hash codes match.

6. Method according to any one of claims 1 to 5, characterized by the fact that it also comprises an evaluation of a power level information and/or frame timestamp, and wherein the frame processing also comprises a updating, in the entry relating to the node whose address was identified, power information according to the evaluated power level and/or the timestamp information.

7. Method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it also comprises: - transmitting a message to adapt at least one transmission parameter to the node whose address has been identified, said adaptation message being generated in accordance with information included in the entry relating to said node.

8. Method of transmitting a data frame by a node (Tx1), an address (ADD32) and a secret (SS) being assigned to the node, characterized by the fact that the method comprises: - encoding data by means of the secret assigned to the at the; - generate a hash code of elements comprising the encoded data and the secret assigned to the node; - truncate the address assigned to the node to form incomplete address data; and - include the encoded data, the generated hash code, and the incomplete address data in the transmitted frame.

9. Method according to claim 8, characterized by the fact that the elements from which the hash code is calculated also comprise a sequence number of the transmitted frame, and wherein said sequence number of the transmitted frame is excluded from the frame transmitted.

10. Method according to claim 8, characterized by the fact that it also comprises, following the transmission of the frame: - entering the node into standby mode to receive an acknowledgment message for a predetermined duration.

11. Processing and optimization unit (36) for communicating with multiple nodes (Tx1), characterized by the fact that the processing and optimization unit comprises: - an interface with a database (DB3) with respective entries relative to the nodes of the network, the entry relating to a node containing information including an address (ADD32) and a secret (SS) assigned to said node; - an extraction unit for receiving a data frame and extracting encoded data and a frame hash code therefrom; - a code checker arranged to perform, for at least one database entry: - calculate at least one hash code of elements comprising encoded data extracted from the received frame and the secret included in the information of said entry; - compare the calculated hash code with the frame hash code extracted from the received frame; and - select said entry if the compared hash codes match; - and a unit for decoding the received frame to perform processing comprising identifying the address contained in the selected input as being the address assigned to the node from which the received frame comes, and decoding the encoded data extracted from the received frame using the secret contained in the selected input , and wherein incomplete address data (ADD16) is also extracted from the frame, and wherein calculating and comparing the hash code of database entries containing an address corresponding to the extracted incomplete address data.

12. System (Rx1) for communicating with multiple nodes (Tx1), characterized in that the system comprises: - a plurality of antennas for receiving signals from said nodes, said signals comprising data frames; and - a processing and optimization unit, as defined in claim 11, for processing data frames.

13. Node (Tx1) for communicating over a telecommunications network, an address (ADD32) being assigned to the node and a secret (SS) also being assigned to the node, characterized by the fact that the node comprises: - a unit for encode data by the secret assigned to the node; - a hash code generator, the hash code being generated from elements comprising the encoded data and the secret assigned to the node; and - a generator of a frame to be emitted, the frame including encoded data and the generated hash code, the frame also comprising incomplete address data (ADD16) obtained by truncating the address (ADD32) assigned to the node.