CN103583017A - 用于配置网络的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于配置包括维护实体和多个节点的网络的方法，所述方法在所述维护实体处包括以下步骤：(a)检测至少一个受限节点在网络中的潜在存在，所述受限节点仅在一些时间段内能够接收数据；(b)确定需要经更新的网络配置参数值，所述网络配置参数为所述至少一个受限节点和所述网络的所述多个节点共有；(c)基于对所述至少一个受限节点在所述网络中的潜在存在的检测，推迟用于更新所述多个节点处的网络配置参数值的信号的传输；(d)传送用于触发经更新的网络配置参数值向受限设备的递送的触发信号；(e)传送所述用于更新所述多个节点处的所述经更新的网络配置参数值的信号。

Description

用于配置网络的方法

技术领域

本发明涉及一种用于配置网络的方法，涉及一种维护实体，且涉及一种包括所述维护实体和多个节点的通信网络。

本发明例如与无线网络相关，其中需要配置的节点中的某些具有一些较强的操作限制(类似仅受限且不可预测的接收时间窗)。对于ZigBee网络内的ZigBee绿色能源（Green Power）设备来说，情况尤其如此。

背景技术

在网络中，尤其在无线网络中，要求使每个节点保持以网络配置参数的当前使用值来更新，以维持网络的每一节点的正确操作。事实上，由于计划外的事件（如干扰频谱或位置的改变），或由于计划内的事件（如加密密钥的周期性改变），维护实体有可能需要为网络配置参数传送新值，如信道识别符、网络识别符、节点识别符或角色、网络内的新协调器/维护实体的识别符、加密密钥或密钥种子。

然而，在一些网络中，可以存在在接收机会方面受限的一些节点。作为举例说明，在ZigBee网络中，可能存在ZigBee绿色能源设备(ZGPD)，其不具有电池，且只能以计划外的机会接收。举例来说，ZGPD可以是无电池开关，一旦其由用户致动且已传送其信号，就只能接收达较短的时间。ZGPD的另一示例是周期性报告的传感器，其例如借助于光伏电池从其环境采集（harvest）能量。由于其能量预算限制，那些设备也不能够经由主动搜索来发现新的参数。

假定这些设备无法在任何时间接收配置信号，则如果网络的重新配置在受限设备的两次接收机会之间的间隔中发生，那么此受限设备将不知道参数值的改变。这可能导致所述受限设备被从网络排除，因为其将仍使用先前版本的网络参数，且可能不被其已经更新的邻居收听到。对于待重新集成到网络中的受限设备，它需要某个特殊过程，该特殊过程很可能需要来自用户的手动干预、可能较长，且因此是较大的维护负担。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于配置网络的方法，其减轻了上文所提到的问题。

本发明的另一目的是提出一种用于配置网络的方法，其考虑在网络中操作的受限节点的存在和限制。

本发明的另一目的是提出一种在不丢失一些节点且维持网络内的正确操作的情况下准许网络的配置的方法。

具体而言，意在通过所述方法，在不导致网络操作中的任何中断的情况下使所有节点维持最新。

为此，提出一种用于更新包括维护实体和多个节点的网络中的网络配置参数的方法，所述方法包括在所述维护实体处的以下步骤：

(a)检测至少一个受限节点在网络中的潜在存在，所述受限节点仅在一些时间段内能够接收数据；

(b)确定需要经更新的网络配置参数值，所述网络配置参数为所述至少一个受限节点和网络的所述多个节点共有；

(c)基于对所述至少一个受限节点在所述网络中的潜在存在的检测，推迟用于更新所述多个节点处的网络配置参数值的信号的传输；

(d)传送用于触发经更新的网络配置参数值向受限设备的递送的触发信号；

(e)传送所述用于更新所述多个节点处的经更新的网络配置参数值的信号。

因此，维护实体能够考虑网络内一个或多个受限节点的存在，且基于受限节点的存在来推迟网络的其余部分的重新配置，例如直到所有受限节点均已重新配置为止。这避免了“丢失”受限节点，那将导致需要加入过程。

本发明还涉及一种维护实体，且涉及一种包括所述维护实体和多个节点的通信网络。

本发明的这些和其它方面将从下文所述的实施例明白，且将参考下文所述的实施例来阐明。

附图说明

现在将参考附图，以示例的方式来更详细地描述本发明，其中：

图1A给出新的ZGP系统维护警告命令的格式；

图1B给出新的ZGP系统维护警告命令的选项字段的格式；

图2A给出ZGP响应命令的格式；

图2B给出ZGP响应命令的ZGPP Tx信道字段的格式；

图3A给出经修改的ZGP响应命令的格式；

图3B给出经修改的ZGP响应命令的选项字段的格式；

图4A给出ZGP参数更新状态命令的格式；以及

图4B给出ZGP参数更新状态命令的选项字段的格式。

具体实施方式

本发明涉及一种包括彼此通信的多个节点的网络。在本发明的示范性实施例中，网络为无线网状网络。将在ZigBee标准且更具体地是在ZigBee绿色能源(ZGP)标准的上下文中描述本发明。

ZigBee绿色能源设备(ZGPD)(如能量采集开关和无电池传感器)在ZigBee网络中操作。在ZigBee网络中，配置参数(例如密钥、信道、PANId等)可能需要改变。具有其非常有限的能量预算的ZGPD既不能保证在更新生效之前接收到所述更新，也不能够发现改变和进行自调整。结果是有必要手动重新投入使用（recommission），由于ZGPD的受限的通信和用户接口(UI)能力，手动重新投入使用是耗时的、在手动操作方面强度较大的，并且还使能量采集的ZGPD的主要主张(它们的免维护操作)无效。

本发明提供用于将改变的网络参数高效且可靠地递送到在ZigBee网络中操作的ZGPD的解决方案。为此，由负责的ZigBee维护实体(例如，信任中心、ZigBee PAN协调器或网络管理器)预先将所规划的参数改变告知ZGP基础设施设备(即，能够根据ZGP标准与ZGPD通信的ZigBee设备)，使得其有时间来更新ZGPD。一旦执行更新，ZGP基础设施设备就可向负责的ZigBee维护实体提供更新状态响应。为所述目的而定义了新的帧ZGP格式和帧扩展。

根据ZigBee规范，ZigBee文献053474r19，“ZigBee规范”，修订版19，2010年10月12日，第4.6.3.4节，在两消息方法中进行安全密钥更新。通过第一消息，以单播或广播形式将密钥分发给所有ZigBee设备。通过第二消息，所述设备应切换到使用新的密钥。

根据ZigBee规范，ZigBee文献053474r19，“ZigBee规范”，修订版19，2010年10月12日，第3.10节和附录E，经由来自网络管理器/ZigBee PAN协调器设备的广播来执行信道和PANId更新。在接收到此消息之后的固定时间(nwk网络广播递送时间(nwkNetworkBroadcastDeliveryTime)，对应于ZigBee-PRO网络中的几秒)，每一设备切换到新配置。

缺点是这些机制不给ZGP基础设施设备提供足够的时间来将新参数转发到ZGPD。此外，它们未虑及向管理的ZigBee实体提供关于更新了多少ZGPD和更新了哪些ZGPD的任何反馈，且因此使包含手动重新投入使用的更新后维护变得甚至更加麻烦。具体地说，对于密钥更新，简单地将新值写入到由所有ZGP基础设施设备实施的zgp共享安全密钥(zgpSharedSecurityKey)属性并未虑及清楚的ZGPD更新控制过程。

本发明提出在ZigBee维护实体上定义新能力，察觉到网络中的ZGPD设备的潜在或实际的存在，且相应地管理ZigBee参数过程。为此，一旦已做出关于参数改变的决定，且已检测到网络中的ZGPD的潜在或实际的存在，ZigBee维护实体就推迟ZigBee更新。同时，它首先触发ZGPD参数更新过程。它具有用于收集来自ZGP基础设施设备的状态响应，且用于基于某些准则(包含ZGPD更新进展)确定执行ZigBee更新的时间的手段。为此，本发明定义了新的ZGP命令或扩展了现有命令。为了虑及ZGP中的双密钥操作，提出了额外的ZGP属性，zgp替换的共享安全密钥(zgpAlternateSharedSecurityKey)。

根据如ZigBee文献095499，“ZigBee绿色能源规范草案”，版本0.9，修订版16，2011年5月16日中所定义的ZGP规范，ZGPD如果具有足够的能量预算，那么它可在选定的时间，刚好在其已发送消息之后，接收消息达某个受限的时间。在ZGPD开关的情况下，用于既接收又发送的能量来自由用户来回切换的一个且同一个摇杆（rocker）。由于其能量预算限制，那些设备还不能够经由主动搜索来发现新的参数。ZGPD通过设置RxAfterTx(在传送后接收)旗标，根据用户或传感器或应用或时间或采集器/能量储存触发器，而在其发送的规则的帧中指示接收能力。在此传输之后五(5)ms，ZGPD打开其无线电以接收达至少0.576 ms且通常不会更久。由于这种时间上非常受约束的机制，发送者不使用具有冲突避免的载波侦听多址接入(CSMA/CA)，以便不浪费传输机会。因此，至关重要的是仅一个设备在向ZGPD传送，否则多个传输将以接近1的概率冲突。为此，ZGP规范定义临时主控者(TempMaster)选择过程，使得由ZGPD控制的接收器（sink）通过使用到始发ZGPD的距离的准则以及ZGP基础设施设备的短地址，从代表此特定ZGPD及其本身进行转发的代理中选择一个设备(如果其处于ZGPD的无线电范围内的话)。然而，此机制缺乏在由同一ZPGD控制的多个接收器之间的临时主控者解决方案，尤其是在其将本身委派为临时主控者的情况下。本发明提出改变临时主控者选择过程以及ZGP响应帧以适应所述情况。

另外，在接收到RxAfterTx子字段被置位的ZGPD命令帧后，立即执行当前的临时主控者/ FirstToForward（首先转发）代理选择。然而，选定的临时主控者的地址和接收器是否在ZGPD的直接无线电范围内的信息当前均不存储在接收器中。对更新帧进行缓冲直到与ZGPD的下一次交互，以便首先确定临时主控者且接着准备ZGPD更新帧，这引入了额外延迟，且因此可能导致减少的更新成功率。因此，到ZGPD的ad-hoc帧递送(例如，像由ZigBee参数更新触发的一种递送)是难以执行的。为应付此情况，提出将临时主控者相关的信息存储在接收器中。具体地说，提出使接收器额外存储关于每一(有RxAfterTx能力的)经配对的ZGPD的以下信息：  

(i) InRange(在范围内)旗标——指示接收器是否能够直接从ZGPD接收，以及

(ii) 临时主控者字段——指示最后选出的临时主控者或当前的首先转发代理。  

(iii) 临时主控者距离字段——指示到临时主控者的距离，也指示其是否为接收器本身。这些项目可存储在接收器表格条目中或单独存储；它们的全部或仅仅一些作为强制或任选的项目。

为了执行ZGPD更新，除ZigBee规范所定义的功能之外，ZigBee维护实体还具有以下功能：

1)其知晓系统/网络中的ZGP设备的潜在存在。

2)其包含推迟ZigBee参数更新以为ZGPD提供额外的更新机会的策略。

(i)根据实施例，其具有ZGPD中的任何ZGPD是否能够接收的知识。另外，ZigBee维护实体可知晓网络中有多少ZGPD能够接收，还知晓哪些ZGPD具有此能力。  

或者，如果其不具有发现ZGPD接收能力的能力/不具有关于ZGPD接收能力的信息，那么ZigBee维护实体可将关于哪一ZGPD将尝试更新的决定留给ZGP基础设施设备。它们可通过检查此ZGPD的接收开启能力(RxOnCapability )来这样做。这种区分优选地在更新过程中尽可能早地进行，以限制与更新相关联的业务量和/或延迟。

(ii)如果ZigBee维护实体能够维护用于ZGPD的NWK密钥，那么其优选地将知晓用以保护ZGPD通信的密钥是否是从正更新的ZigBee NWK密钥得出的，因此知晓是否需要更新ZGPD和推迟ZigBee参数更新。替换地，如果其不具有发现(特定ZGPD)所使用的ZGPD安全密钥类型的能力/不具有关于该ZGPD安全密钥类型的信息，那么ZGPD维护实体/ZGP基础设施设备通过检查(特定ZGPD)所使用的安全密钥类型来作出此决定。这在更新过程中尽可能早地进行，以限制业务量。

(iii)如果ZigBee维护实体能够维护PANId，那么它优选地将知晓ZGPD中的任一个是否使用PANId值(而不是默认的广播PANId值0xffff)，且因此知晓是否需要更新ZGPD且推迟ZigBee参数更新。

(iv)推迟可取决于所更新的参数的类型，以及更新它的ZigBee方法。在一个示例中，新参数到ZigBee节点的递送以及新参数的激活两者均可推迟。在另一示例中，仅新参数的激活可推迟；这对于ZigBee网络密钥更新来说是可能的。

3)其可具有取决于ZGPD更新的进展来触发ZigBee参数更新的策略。策略准则由ZigBee维护实体售主、使用其的应用简档、或特定网络的管理人员决定，且可包含：

(i)给予ZGPD固定量的额外时间来更新。

(ii)给定子集的所有ZGPD被更新；该子集定义可以基于ZGPD的一些性质，例如其功能性、位置、能力、优先权等。

(iii) ZGPD(的子集)的给定百分比被更新。

4)ZigBee维护实体具有通过发送以下项来触发ZGPD更新的能力：

(i)           ZGP系统维护警告命令；

(ii)          和/或ZGP响应命令——如之后所提议的修改。

5)任选的是，ZigBee维护实体具有为每一ZGPD委派临时主控者的能力。 

6)任选的是，它具有通过接收ZGP更新状态命令来跟踪ZGPD更新的进展的能力。它可经由更新触发命令中的适当设置来请求/抑制更新确认。

7)另外，ZigBee维护实体可能能够向用户(例如，网络管理人员)呈现更新结果，例如作为站点图（sitemap），其指示需要手动更新的ZGPD的位置。

8)任选的是，在参数更新在ZigBee网络中变得有效之后，例如在通过将ZGP响应命令重新发送到选定的临时主控者，指令此临时主控者临时移到旧的操作信道而进行信道更新的情况下，ZigBee维护实体能够为选定的ZGPD重新触发更新过程。 

所有上文提到的功能均可由实际负责的ZigBee维护实体(信任中心、ZigBee PAN协调器、网络管理器)执行。替换地，仅功能1和2在ZigBee维护实体中实施，且实际的ZGPD更新和更新进展跟踪可被委托给另一实体且由所述另一实体执行，所述另一实体是ZGPD维护实体，其有关于ZGPD的更多知识（例如，中央控制器或集中器、ZGP投入使用（commission）工具等）。ZGPD维护实体可为单独的设备或ZigBee维护实体的单独的模块/角色。

如上文所阐释的，本发明提出用于使能并入有ZGPD的ZigBee网络中的自动参数更新的新消息格式。本发明引入新命令，ZGP系统维护警告命令，其格式在图1A(命令的格式)和1B(命令的选项字段的格式)中描绘。此命令允许ZigBee维护实体向(选定的)ZGP基础设施设备预通告参数改变。我们现在更详细地描述ZGP系统维护警告命令的格式。取决于ZigBee维护设备的知识，以单播形式或以广播形式发送所述命令。对于能够在接收到此命令后动作的代理，其必须能够产生ZGPD更新命令，即ZGPD信道配置和ZGPD投入使用答复命令。

参数存在字段指示命令中存在哪些运载配置参数的字段。下表中描述参数存在字段的意义。  

参数存在值	存在的字段
		00	新信道
01	新NWK PANId
		10	新密钥
11	新的PANId和新密钥

选项字段的ZGPD列表大小子字段的值等于新配置参数必须转发到的ZGPD的数目。值0b0000指示列表是空的；值0b1111指示需要向接收设备已知的所有ZGPD转发。

如果执行临时主控者选择(PerformTempMasterElection)旗标具有值0b0，那么该设备应自己递送更新(即，由NWK Mgr选择为临时主控者)；如果值等于0b1，那么接收设备应首先执行临时主控者选择。如果选项字段的Ack请求(AckRequest)子字段具有值0b1，那么ZigBee维护设备有兴趣接收信道更新已转发到的ZGPD的SrcID。如果子字段具有值0b0，那么ZigBee维护设备无兴趣接收这些SrcID。

更新时间字段指示可用于将更新递送到ZGPD的时间(以ms计)。用于切换时间字段的值0xffff指示未定义。当此值期满，且最迟通过参数切换，接收设备可将未递送的ZGPD命令从其zgp传送队列(zgpTxQueue)去除。

新信道字段运载用于操作信道的新值。新信道字段可采用以下值：0bxxxx0000 为信道11，0bxxxx0001为信道12，…，0bxxxx1111为信道26。

新密钥字段运载用于ZigBee网络密钥的新值。

新PANId字段运载用于PANId参数的新值。

ZGPD列表字段由32位无符号整数的ZGPD列表大小（list size）组组成，每一个这样的整数代表ZGPD的SrcID。如果ZGPD列表大小具有值0b1111，那么ZGP列表不存在，且必须发生向接收设备已知的所有ZGP设备的转发。

对ZGP系统维护警告命令的一些扩展是可能的。可提供关于所需确认的更多细节。可以请求确认类型，且使其与ZGP更新状态命令对准，例如包含：

· 010 : ZGPD命令被发送到ZGPD

· 100 : 来自ZGPD的应答被接收

· 110 : ZGPD被看到使用新参数

还可以请求在更新所有ZGPD之后、或在所确定的时间处，例如按每个ZGPD的确认时间。

在扩展中，可定义额外的选项子字段，从而允许指定正分发的密钥的类型：ZigBee NWK密钥、衍生的ZGPD群密钥、独立的ZGPD群密钥或ZGP TC-LK。

替换2位的参数存在子字段，可使用用于独立地指示3个字段中的每一个的存在/不存在的3个位。

替换呈一组ZGPD SrcID的形式的ZGPD列表大小子字段和ZGPD列表字段，可跳过ZGPD列表大小子字段，且复杂的指示长度的数据类型可以是被使用的ZGPD列表字段，例如无符号的32位整数的阵列。

本发明提出对ZGP响应命令的扩展。当前ZGP规范中使用ZGP响应命令来将待递送到ZGPD的ZGPD命令从始发接收器隧穿到接收器所选择的临时主控者代理。图2A中揭示如ZGP中给出的ZGP响应命令的描述。

ZGPP短地址字段指示将向ZGPD传送响应GPDF的ZGPP的地址。 

ZGPP Tx（传送）信道字段指示运载ZGPD命令的绿色能源设备帧(GPDF)将在其上发送的信道。其应被格式化为图2B中所示的那样。当将ZGPP短地址字段设置为0xffff时，应忽略ZGPP Tx信道字段。ZGPP Tx信道字段的传送信道子字段可运载操作信道的值。

ZGPD SrcID字段运载GPDF帧打算用于的ZGPD的识别符。

字段ZGPD命令ID和ZGPD命令有效负荷运载用于对应的GPDF字段的输入。

ZGPD命令有效负荷字段为八位位组串。第一个八位位组含有有效负荷长度；接下来的八位位组含有GPDF字段ZGPD命令有效负荷的值。值0xff指示未指定/无有效负荷。

本发明通过以下方式来修改ZGP响应命令，如图3A和3B(选项字段)中所揭示的：  

· 重命名ZGPP短地址字段为临时主控者短地址字段；

· 重命名ZGPP Tx信道字段为临时主控者Tx信道字段

且：

· 添加选项字段，以指示待决更新的性质以及所请求的执行所述过程的方式；

· 添加临时主控者距离字段，以保证在分布式临时主控者选择的情况下的质量；临时主控者距离字段表示具有如在ZGPD SrcID字段中的SrcID的ZGPD与具有如在临时主控者短地址字段中的短地址的设备之间的距离(以米计)，如由后一设备所测量的。  

· 以及添加超时字段，以指示递送更新花了多少时间，超时字段指示在其之后可将未递送的ZGPD命令从zgp传送队列去除的时间(以ms计)。

在选项字段中，

选项字段的Ack请求子字段的值0b1指示一旦ZGPD被递送，ZGP响应命令的始发者就期待应答；值0b0指示不期待应答。

如果被设置为0b1，那么优先权ZGPD命令子字段指示ZGPD命令(将存储在zgp传送队列中)运载优先权信息(例如信道/密钥更新或投入使用命令)，且不应被非优先权命令盖写。

如此处所述，ZGP响应命令的额外字段还可用于向ZGPD发送的其它实例，例如用于投入使用操作或用于将数据递送到ZGPD。举例来说，可使用超时来管理zgp传送队列；Ack请求与ZGP参数更新状态命令一起可用于评定ZGPD-临时主控者链路的可靠性。

本发明提出对经修改的ZGP响应命令的进一步扩展。 

可提供关于所需确认的更多细节。可以请求确认类型(且使其与ZGP更新状态命令对准)，例如包含：

· 010 : ZGPD命令被发送

· 100 : 来自ZGPD的应答被接收

· 110 : ZGPD被看到使用新参数

还可以请求在更新所有所列出的ZGPD之后、在更新所有所列出的ZGPD的所确定百分比之后以及在所确定的时间处，例如按每个ZGPD的确认时间。

超时字段的存在可为任选的，且由选项字段中的对应旗标或临时主控者短地址字段的适当值(例如，不同于0xffff的值)指示。

临时主控者距离字段的存在可为任选的，且由选项字段中的对应旗标或临时主控者短地址字段的适当值(例如，不同于0xffff的值)指示。

用于临时主控者选择的额外准则可被包含于命令中，例如临时主控者信息的新鲜度，即临时主控者选择所基于的ZGPD序列号/帧计数器。

本发明提出新的ZGP参数更新状态命令，如图4A和4B中所描绘的。

如果被设置为0b1，那么密钥更新报告、信道更新报告、PANId更新报告子字段指示所述命令包含用于相应参数的更新状态。

ZGP参数更新状态命令的选项字段的更新状态子字段可采用以下值：

· 000—未经更新：ZGPD不能够接收

· 001—未经更新，ZGPD能够接收

· 101—未经更新—无需将参数改变传播到ZGPD

· 010—ZGPD命令被发送

· 100—来自ZGPD的应答被接收

· 110—ZGPD被看到使用新参数

· 111—更新准则被满足

· 其它：保留。

选项字段的ZGPD列表大小子字段指示ZGPD列表字段中存在的ZGPD SrcID的数目。值0b0000指示列表是空的；值0b1111指示所有ZGPD已为传送设备所知。注意，ZGPD列表无需等于来自ZGP系统更新警告命令(如果接收到的话)的ZGPD列表，但其含有具有如选项子字段中所指示的更新状态的ZGPD设备。替换呈一组ZGPD SrcID的形式的ZGPD列表大小子字段和ZGPD列表字段，可跳过ZGPD列表大小子字段，且复杂的指示长度的数据类型可以是被使用的ZGPD列表字段，例如无符号的32位整数的阵列。

下文提供用于ZigBee信道更新的不同实施例。它们仅作为示例给出，且应不限制所附权利要求中定义的本专利的范围。

第一示例是具有半集中化的临时主控者选择的信道更新。先决条件是ZigBee维护实体(在此情况下为ZigBee网络管理器或ZigBeePAN协调器)察觉到网络中的ZGPD存在，且对于每一有RxAfterTx能力的ZGPD，由所述ZGPD控制的至少一个ZGPS是ZigBee维护实体已知的(例如，作为投入使用的结果或基于规划、群指派，或基于读出接收器表)。它进一步具有何时执行ZigBee参数更新的某策略准则(例如，ZGPD超时逝去，或成功地更新了ZGPD的给定子集的给定百分比)。

在第一步骤中，ZigBee维护实体将ZGP系统维护警告命令发送到选定的一组接收器。ZigBee维护实体已经以这样的方式确定了该组接收器和用于这些接收器的ZGPD列表，即：每一有RxAfterTx能力的ZGPD出现在正好一个所传送的ZGP系统维护警告命令的ZGPD列表中。参数存在子字段指示存在新信道字段。新信道字段指示新操作信道的值。将执行临时主控者选择子字段设置为0b1。根据ZigBee维护实体的更新策略准则来设置Ack请求子字段。

在第二步骤中，接收ZGP系统维护警告命令的每一接收器执行确定临时主控者和创建ZGPD信道配置命令的两个子步骤，藉此执行它们的次序是不相关的。任选的是，每一接收器检查ZGPD列表字段中的每个ZGPD的接收开启能力，且选择仅更新其为“真”的那些。每一接收器为待更新ZGPD中的每一个确定临时主控者。

已注意到，接收器可选择另一接收器成为临时主控者，只要首先的接收器具有确定该被选择的临时主控者接收器(例如，ZGPCm)位于ZGPD的范围内(且任选地还与之配对)的手段。

对于每一待更新的ZGPD，接收ZGP系统维护警告命令的接收器根据具有ZGP规范来创建ZGPD信道配置命令，让信道字段的操作信道子字段的值被设置为来自ZGP系统维护警告命令的新信道字段的值。如果选定的临时主控者为另一设备(代理或接收器)，那么接收器发送ZGP响应命令。将ZGP响应命令的Ack请求子字段和其它相关(子)字段的值设置为ZGP系统维护警告命令中的对应(子)字段的值。将优先权ZGPD命令子字段设置为0b1。超时字段具有等于ZGP系统维护警告命令中的更新时间字段的值。ZGP命令ID和ZGPD命令有效负荷字段具有如上文所确定的值。

在第三步骤中，每一临时主控者根据优先权位将用于ZGPD的ZGPD命令放置在其zgp传送队列中，即如果zgp传送队列中已经存在用于此SrcID的条目，那么用当前的ZGPD信道配置命令来代替它，而不管旧消息是否已使优先权位置位。如果接收器本身为临时主控者，那么它就像其接收到具有设置为0b1的优先权ZGPD命令子字段的ZGP响应命令那样动作。

在第四步骤中，每当作为某一ZGPD的临时主控者的每一ZGPP和ZGPS具有将ZGPD命令发送到它为其临时主控者的每一ZGPD的机会且自从接收到ZGP响应命令/ZGP系统维护警告命令起已逝去少于超时（TimeOut）ms时，它就将ZGPD命令发送到它为其临时主控者的每一ZGPD。

在第五步骤中，如果Ack请求子字段具有值0b1，那么临时主控者在每当其已将ZGPD信道配置命令发送到ZGPD时，通过发送具有适当更新状态值的ZGP参数更新状态命令来告知ZigBee维护实体。 

在第六步骤中，当满足其用于更新的策略准则时，ZigBee维护实体就触发ZigBee参数更新。ZGP基础设施节点以其ZigBee角色遵循ZigBee协议。最迟在开始使用新参数时，可将未递送的优先权条目从zgp传送队列去除。

另一示例是具有分布式临时主控者选择的信道更新。先决条件是ZigBee维护实体(在此情况下为网络管理器或ZigBee PAN协调器)察觉到网络中的ZGPD存在，且能够发送用于所需参数更新的ZGP系统维护警告命令。它进一步具有何时执行ZigBee参数更新的某策略准则(例如，ZGPD超时逝去，或成功地更新了ZGPD的给定子集的给定百分比)。

在第一步骤中，ZigBee维护实体以广播形式发送ZGP系统维护警告命令。参数存在子字段指示存在新信道字段。根据ZigBee维护实体的更新策略准则来设置Ack请求字段。将执行临时主控者选择子字段设置为0b1。将ZGPD列表大小设置为0b1111，指示“全部”。新信道字段指示新操作信道的值。

在第二步骤中，对于与之配对的ZGPD中的每一个，接收ZGP系统维护警告命令的每一接收器执行以下的子步骤，藉此执行确定临时主控者和创建ZGPD信道配置命令的步骤的次序是不相关的。  

· 检查ZGPD的接收开启能力

· 如果接收开启能力为真，那么确定临时主控者。接收器可选择另一接收器成为临时主控者，只要首先的接收器具有确定被选择的临时主控者接收器(例如，ZGPCm)位于ZGPD的范围内(且任选地还与之配对)的手段。  

· 创建ZGPD信道配置命令，让信道字段的操作信道子字段的值被设置为来自ZGP系统维护警告命令的新信道字段的值。  

· 以广播形式发送ZGP响应命令，来通告这样的临时主控者，而不管它是代理还是接收器本身。ZGP响应命令在临时主控者短地址字段中运载用于在ZGPD SrcID字段中所指示的ZGPD的选定临时主控者的地址(即使接收器本身为临时主控者)；且在临时主控者距离字段中运载ZGPD与临时主控者之间的距离，正如由临时主控者所测量的。将ZGP响应命令的Ack请求子字段的值设置为ZGP系统维护警告命令中的对应子字段的值。将优先权ZGDP命令子字段设置为0b1。超时字段具有等于ZGP系统维护警告命令中的更新时间字段的值。ZGPD命令ID和ZGPD命令有效负荷字段具有如上文所确定的值。

如果接收器接收到对同一ZGPD的优先权更新的ZGPD响应，则对于更好的临时主控者候选者，它可丢弃其自己计划的ZGP响应传输(以限制业务量)。

在第三步骤中，每一临时主控者(代理/接收器)根据优先权位将用于ZGPD的ZGPD命令放置在其zgp传送队列中。如果它随后接收到对同一ZGPD的ZGPD响应，那么对于更好的临时主控者候选者，其应从zgp传送队列去除所述条目，而不发送ZGP参数更新状态命令。

在第四步骤中，每当每一临时主控者具有将ZGPD命令发送到它为其临时主控者的每一ZGPD的机会且自从接收到触发ZGPD命令到此临时主控者的zgp传送队列中的放置的命令(ZGP响应命令/ZGP系统维护警告命令)起已逝去少于超时ms时，它就将ZGPD命令发送到它为其临时主控者的每一ZGPD。

在第五步骤中，如果Ack请求子字段具有值0b1，那么临时主控者在每当其已发送ZGPD信道配置命令时，通过发送具有适当更新状态值的ZGP参数更新状态命令来告知ZigBee维护实体。

在第六步骤中，ZigBee维护实体触发ZigBee参数更新。ZGP基础设施节点在其ZigBee角色中遵循ZigBee协议。最迟通过用新参数重新启动，可将未递送的优先权条目从zgp传送队列去除。

另一示例是具有集中化临时主控者选择的信道更新。

第一变体的先决条件如下：ZigBee维护实体(在此情况下为网络管理器或ZigBee PAN协调器)察觉到网络中的ZGPD存在，且能够产生用于所需参数更新的ZGPD命令：在此情况下为ZGPD信道配置命令。它知晓用于每一有RxAfterTx能力的ZGPD(例如，作为投入使用的结果或基于网络规划，或基于读出接收器/代理表)的临时主控者。它进一步具有何时执行ZigBee参数更新的某策略准则(例如，ZGPD超时逝去，或成功地更新了ZGPD的给定子集的给定百分比)。

在第一步骤中，ZigBee维护实体已经以这样的方式确定了用于有RxAfterTx能力的ZGPD的临时主控者的组，即：对于每一有RxAfterTx能力的ZGPD产生一个ZGP响应命令。

在第二步骤中，ZigBee维护实体优选地以单播形式将ZGP响应命令发送到临时主控者(接收器或代理)的选定组。ZGP响应命令含有用于操作信道更新以及将其递送到的ZGPD SrcID的ZGPD信道配置命令。将优先权ZGPD命令字段设置为0b1。根据ZigBee维护实体的更新策略准则来设置Ack请求字段。

在第三步骤中，对于接收到的每一ZGP响应命令，临时主控者检查ZGPD的接收开启能力，且如果为真，那么根据优先权位将ZGPD命令放置在其zgp传送队列中。

在第四步骤中，每当每一临时主控者具有将ZGPD命令发送到它为其临时主控者的每一ZGPD的机会时且当自从接收到ZGP响应命令起已逝去少于更新时间ms时，它就将ZGPD命令发送到它为其临时主控者的每一ZGPD。

在第五步骤中，如果Ack请求子字段具有值0b1，那么临时主控者在每当其已发送ZGPD信道配置命令时，通过发送具有适当更新状态值的参数更新状态命令来告知ZigBee维护实体。

在第六步骤中，一旦满足更新策略准则，ZigBee维护实体就触发ZigBee参数更新。ZGP基础设施节点在其ZigBee角色中遵循ZigBee协议。最迟通过用新参数重新启动，可将未递送的优先权条目从zgp传送队列去除。

在第七步骤中，如果一些有RxAfterTx能力的设备未更新，那么在信道切换已生效之后，可使用ZGP响应，以尝试更新ZGPD(再次)。接着，应将临时主控者 Tx信道设置为旧的操作信道。

同一示例的另一变体如下。先决条件是：ZigBee维护实体(在此情况下为网络管理器或ZigBee PAN协调器)察觉到网络中的ZGPD存在。它知晓用于每一有RxAfterTx能力的ZGPD(例如，作为投入使用的结果或基于网络规划，或基于读出接收器/代理表)的临时主控者，但其仅具有产生ZGP系统维护命令的能力。它进一步具有何时执行ZigBee参数更新的某策略准则(例如，ZGPD超时逝去，或成功地更新了ZGPD的给定子集的给定百分比)。

在第一步骤中，ZigBee维护实体优选以单播形式将存在有新信道字段的ZGP系统维护警告命令发送到临时主控者(接收器或代理)的选定组。ZigBee维护实体已经以这样的方式确定了该组临时主控者和用于这些临时主控者的ZGPD列表，即：每一有RxAfterTx能力的ZGPD出现在正好一个所传送的ZGP系统维护警告命令的ZGPD列表中。将执行临时主控者选择子字段设置为0b0。根据ZigBee维护实体的更新策略准则来设置Ack请求子字段和更新时间字段。

在第二步骤中，每一临时主控者检查ZGPD的接收开启能力，且如果为真，那么它按照ZGP来创建ZGPD信道配置命令，让操作信道子字段的值被设置为来自ZGP系统维护警告命令的新信道字段的值，并根据优先权位将ZGPD命令放置在其zgp传送队列中。要指出的是，对于代理，这需要创建ZGPD更新命令的新能力(当前ZGP规范不需要)。

在第三步骤中，每当每一临时主控者有将ZGPD命令发送到ZGPD列表中的每一ZGPD的机会且自从接收到ZGP系统维护警告命令起已逝去少于更新时间ms时，它就将ZGPD命令发送到ZGPD列表中的每一ZGPD。

在第四步骤中，如果Ack请求子字段具有值0b1，那么临时主控者在每当其已发送ZGPD信道配置命令时，通过发送具有适当更新状态值的参数更新状态命令来告知ZigBee维护实体。

在第五步骤中，ZigBee维护实体触发ZigBee参数更新。ZGP基础设施节点在其ZigBee角色中遵循ZigBee协议。最迟通过用新参数重新启动，可将未递送的优先权条目从zgp传送队列去除。

此处针对通过ZigBee维护实体与ZGPD维护实体的协作的信道更新提供另一示例。先决条件是：ZigBee维护实体(在此情况下为网络管理器或ZigBee PAN协调器)察觉到网络中ZGPD维护实体的存在，能够向其发送ZGP系统维护警告，且具有推迟ZigBee参数更新的策略准则。ZGPD维护实体知晓用于至少每一有RxAfterTx能力的ZGPD(例如，作为投入使用的结果或基于网络规划，或基于读出接收器/代理表)的临时主控者。

在第一步骤中，ZigBee维护实体将ZGP系统维护警告命令发送到ZGPD维护实体。参数存在子字段指示存在新信道字段。新信道字段运载新操作信道的值。将执行临时主控者选择子字段设置为0b1。根据ZigBee维护实体的更新策略准则来设置Ack请求子字段；优选的是，使用了对确认类型和时间的扩展要求。

在第二步骤中，ZGPD维护实体对ZGPD中的每一个执行以下步骤：

· 检查ZGPD的接收开启能力；

· 如果接收开启能力为真，那么确定临时主控者。  

· 创建ZGPD信道配置命令，让信道字段的操作信道子字段的值被设置为来自ZGP系统维护警告命令的新信道字段的值。  

· 优选以单播形式将ZGP响应命令发送到选定的临时主控者。ZGP响应命令在临时主控者短地址字段中运载用于在ZGPD SrcID字段中所指示的ZGPD的选定临时主控者的地址(即使接收器本身为临时主控者)；且它在临时主控者距离字段中运载ZGPD与临时主控者之间的距离，正如由临时主控者所测量的。将ZGP响应命令的Ack请求子字段的值设置为ZGP系统维护警告命令中的对应子字段的值。将优先权ZGPD命令子字段设置为0b1。超时字段具有等于ZGP系统维护警告命令中的更新时间字段的值。ZGPD命令ID和ZGPD命令有效负荷字段具有如上文所确定的值。

在第三步骤中，对于接收到的每一ZGP响应命令，临时主控者检查ZGPD的接收开启能力，且如果为真，那么根据优先权位将ZGPD命令放置在其zgp传送队列中。

在第四步骤中，每当每一临时主控者具有将ZGPD命令发送到它为其临时主控者的每一ZGPD的机会时且自从接收到ZGP响应命令起已逝去少于超时ms时，它就将ZGPD命令发送到它为其临时主控者的每一ZGPD。

在第五步骤中，如果ZGP响应命令的Ack请求子字段具有值0b1，那么临时主控者在每当其已发送ZGPD信道配置命令时，通过发送具有适当更新状态值的ZGP参数更新状态命令来告知ZGPD维护实体。

在第六步骤中，如果ZGP系统维护警告命令请求了确认，那么一旦满足(扩展的)确认准则，ZGPD维护实体就告知ZigBee维护实体关于ZGPD参数更新的进展。

在第七步骤中，ZigBee维护实体检查更新进展，且触发ZigBee参数更新。ZGP基础设施节点(包含ZGPD维护实体)在其ZigBee角色中遵循ZigBee协议。最迟通过用新参数重新启动，可将未递送的优先权条目从zgp传送队列去除。

在第八步骤中，如果一些有RxAfterTx能力的设备未被更新，那么ZGPD维护实体可在信道切换已生效之后发送ZGP响应，以尝试更新ZGPD(再次)。接着，应将ZGP响应的临时主控者传送信道字段设置为旧的操作信道。

以上示例的组合也是可能的，藉此对于某一选定的ZGPD，将单播ZGP系统维护警告/ZGP响应发送到配对的接收器/选定的临时主控者，而对于其它ZGPD，发送群播/广播ZGP系统维护警告命令，或不发送更新请求。其它更新参数(例如，确认所需)也可每ZGPD变化。(执行更新的方式)可取决于ZGPD能力，例如其位置、重要性、功能性等。

更新过程可以是迭代的：如果选定的接收器/临时主控者不具有目标为其的更新相关的ZGP命令所请求的能力(例如，不支持双向通信、未与ZGPD配对等的接收器/代理，被提名为临时主控者的ZGPT等)，那么其可用指示适当错误状态的标准ZCL响应来响应，且可提名新的设备。

可类似于信道更新来执行PANId更新，让ZGP系统维护警告命令运载新的PANId字段，且ZGP响应命令运载随后被递送到ZGPD的ZGPD投入使用答复命令。

对于不具有接收能力的ZGPD以及不使用PANId(默认地，ZGP规范允许使用PANId 0xffff)的ZGPD，可跳过PANId更新(尝试)。

可类似于信道更新来执行因ZigBee NWK密钥更新而导致的ZGPD密钥更新，让ZGP系统维护警告命令运载新密钥字段，而ZGP响应命令运载随后递送到ZGPD的ZGPD投入使用答复命令。

对于不具有接收能力的ZGPD以及使用非衍生密钥类型的ZGPD，可跳过因ZigBee NWK密钥更新而导致的密钥更新。

提出将“替换的ZGP密钥”属性(其可具有与zgp共享安全密钥相同的格式)引入ZGP规范中；其将提供也在密钥切换之后、也以完全分布式方式用新密钥来更新ZGPD的机会。当然，至于所述信道，也在密钥切换之后，ZigBee维护实体可委派特定的临时主控者/接收器来更新ZGPD。

必须小心因一些ZGP设备仍接受旧密钥而导致的安全性等级与需要人工重新投入使用的ZGPD的数目限制之间的适当平衡。

类似于由ZigBee网络密钥更新所触发的更新，如果ZGPD通信使用网络密钥的衍生物，那么还可以以同一方式执行其它ZGP安全密钥(例如，zgp共享安全密钥，即(独立的)ZGP群密钥；密钥类型；或zgp链路密钥)的更新。

要指出的是，以上说明性实施例中的维护实体在网络中可具有不同的其它角色。举例来说有可能让协调器实现维护实体的功能。相反，有可能维护实体为具有这些特定能力的不同节点，且例如仅专用于ZigBee绿色能源设备(如无电池设备)的网络中的维护。还要指出的是，根据ZGP规范的命名法(ZigBee文献095499r16ZB)，下文中声明为代理节点的节点可以是任何ZGP基础结构节点，即或者为ZGP代理(ZGPP)或者为ZGP接收器(ZGPS)。类似地，在下文中，使用术语“被链接的”来描述ZGP基础设施设备可具有的与ZGPD的任何关系，即接收器表条目和/或活动的代理表条目。

所属领域的技术人员在实践所主张的发明时，从对图、揭示内容和所附权利要求的研究可理解并实行对所揭示实施例的其它变化。在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其它单元可满足所附权利要求中所陈述的若干项目的功能。单纯是在相互不同的从属权利要求中陈述某些措施的事实并不指示这些措施的组合无法被用来获益。

前面的描述详述了本发明的某些实施例。然而，将了解的是，不管前述内容在文本上看起来多详细，本发明也可以以许多方式实践，且因此不限于所揭示的实施例。应指出的是，在描述本发明的某些特征或方面时的特定术语的使用不应被认为暗示所述术语在本文中重新定义为限于包含所述术语与之相关联的本发明的特征或方面的任何特定特性。 

Claims (15)

1.一种用于配置包括维护实体和多个节点的网络的方法，所述方法在所述维护实体处包括以下步骤：

(a)检测至少一个受限节点在所述网络中的潜在存在，所述受限节点仅在一些时间段内能够接收数据；

(b)确定需要经更新的网络配置参数值，所述网络配置参数为所述至少一个受限节点和所述网络的所述多个节点共有；

(c)基于对所述至少一个受限节点在所述网络中的潜在存在的检测，推迟用于更新所述多个节点处的所述网络配置参数值的信号的传输；

(d)传送用于触发所述经更新的网络配置参数值向所述受限设备的递送的触发信号；

(e)传送所述用于更新所述多个节点处的所述经更新的网络配置参数值的信号。

2.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中步骤(a)进一步包括所述维护实体在内部寄存器内检查受限节点是否在所述网络中操作。

3.根据权利要求2与权利要求1组合的所述的方法，其中步骤(a)进一步包括查明相应代理节点是否被链接到所述至少一个受限节点，以及决定是否为所述受限节点发起新代理节点选择。

4.根据权利要求3与权利要求2组合的所述的方法，其中相应的代理节点被链接到所述至少一个受限节点，且其中步骤(d)含有子步骤(d1)：将用于触发所述经更新的网络配置参数值向所述受限设备的更新递送的触发信号按所述至少一个受限节点中的每一个而传送给正好一个代理节点。

5.根据权利要求3与权利要求2组合的所述的方法，其中步骤(d)包括以下子步骤：

(d2)在所述维护实体处向一组第一节点传送用于触发所述经更新的网络配置参数值向所述受限设备的递送的信号，该组第一节点中的每一个节点被安排来与受限节点通信，所述触发信号致使该组第一节点为来自一组受限节点的每一受限节点委派代理节点，所述代理节点负责将所述经更新的网络配置参数递送到所考虑的受限节点。

6.根据权利要求1、2或3中的任一权利要求所述的方法，其中步骤(d)包括以下子步骤：

(d3)在所述维护实体处，通过将所述经更新的网络配置参数传送到代理选择设备，而为所述受限设备发起代理节点选择，

(d4)在所述代理选择设备处，进行代理节点选择，且将所述经更新的网络配置参数值转发到该组选定的代理，所述转发使所述代理负责将所述经更新的网络配置参数递送到其所代理的受限节点。

7.根据权利要求4、5或6所述的方法，其进一步包括以下子步骤：

(c6)推迟将所述经更新的网络配置参数值转发到所述多个节点，直到满足与受限节点的更新有关的至少一个更新准则为止。

8.根据权利要求1或7所述的方法，所述更新准则至少部分地基于所述维护实体处更新确认消息的接收，所述更新确认消息指示由所述受限节点对所述经更新的网络配置参数值的成功接收。

9.根据权利要求1、7或8所述的方法，所述更新准则至少部分地基于以下准则中的至少一个：自步骤(b)起逝去的时间量；自步骤(d)起逝去的时间量；网络配置参数更新的优先权等级；包含应用功能、位置、能力或报告行为的所述受限设备的性质；为其接收更新确认消息的受限设备的数目/性质；为其发送指示更新被发送/递送过程被触发的更新确认消息的受限设备的数目/性质；为其接收指示经更新的参数被使用的更新确认消息的受限设备的数目/性质。

10.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中所述受限节点为无电池设备，其包括能量采集装置，所述设备能够仅在所述能量采集装置由用户致动之后的时间窗内或在从环境采集能量之后的时间窗内接收数据消息。

11.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中所述经更新的网络配置参数值包含信道识别符、安全密钥、安全密钥类型、网络识别符、报告间隔、操作模式、维护实体识别符中的至少一个。

12.根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法，其中如果在步骤(a)或步骤(b)中满足以下条件中的至少一个，那么省略步骤(c)和步骤(d)：所述网络中不存在受限节点，所述网络中不存在能够通过空中接收经更新的网络配置参数的受限节点，所述经更新的网络配置参数不适用于所述受限节点，所述经更新的网络配置参数不适用于能够通过空中进行参数接收的所述受限节点。

13.根据权利要求1所述的方法，其中将所述维护实体分为两个部分，第一部分位于第一协调实体中，且进行至少步骤(a)、(b)、(c)和(e)，而第二部分位于用于受限节点的第二协调实体中，且进行至少步骤(d)。

14.一种用于配置包括多个节点的网络的维护实体，所述维护实体包括：

(a)用于检测至少一个受限节点在所述网络中的潜在存在的装置，所述受限节点仅在一些时间段内能够接收数据；

(b)用于确定需要经更新的网络配置参数值的装置，所述网络配置参数为所述至少一个受限节点和所述网络的所述多个节点共有；

(c)用于基于对所述至少一个受限节点在所述网络中的潜在存在的检测而推迟用于更新所述多个节点处的所述网络配置参数值的信号的传输的装置；

(d)用于传送用以触发所述经更新的网络配置参数值向所述受限设备的递送的触发信号的装置；

(e)用于传送所述用以更新所述多个节点处的所述经更新的网络配置参数值的信号的装置。

15.一种包括根据权利要求14所述的维护实体以及多个节点的通信网络。

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