CN110050456A - Lpwan通信系统中的中继 - Google Patents

Abstract

一种LPWAN通信系统包括服务器设备(130)、至少一个网关(120、121、122)以及至少一个中继器(100)。每个网关使用A类通信模式与终端(110、111、112、113)通信，其中用于终端的任何响应使用相对于由所述终端对原始消息的传输时间定义的接收窗口。每个中继器(100)由每个网关视为终端，并且根据A’类通信模式与终端通信，定义如下：中继器以规则的间隔传输信标并且仅在相对于所述信标定义的时隙期间监听终端。在这个A’类通信模式下，中继器使用相对于所述终端对原始消息的传输时间定义的至少一个其他接收窗口向终端传播任何响应。

Description

LPWAN通信系统中的中继

技术领域

本发明涉及一种LPWAN(低功率广域网)通信系统中的一个或多个终端与一个或多个网关之间的中继机制。

背景技术

物联网正在崛起。物联网表示互联网到物理世界中的事物和地点的扩展。鉴于互联网通常不扩展超出电子世界，物联网表示来自真实世界中存在的装置的信息和数据到互联网的交换，诸如例如用于收集用气量或用水量读数，或者以一般方式收集传感器测量。物联网被认为是第三代互联网，称为Web 3.0。物联网具有用于指定用于不同用途的通信对象(被称为“所连接的对象”)的通用字符，例如在工业、食品、电子健康或家庭自动化领域中。这些连接的对象通常是具有低能耗的终端，大多数时间处于待机状态，并且不时地唤醒以收集数据(传感器)并通过无线电进行传输。

在物联网的背景下，部署位于地理位置高点的网关，代表服务运营商，以用于创建网络基础设施以使这些连接的对象能够通信。除了维护操作之外，这些网关还通常是固定的和永久性的。可以例如提到SigFox(注册商标)或ThingPark(注册商标)网络的这种模型。这些网关通过中型或远程LPWAN无线通信系统与连接的对象通信，诸如例如LoRaWAN(注册商标、“远程广域网”)技术，也称为缩写“LoRa”(注册商标、“远程”从联盟名称推广LoRaWAN(注册商标)远程广域网技术)。这些网关使这些连接的对象能够与服务器(网络核心)通信，称为LNS(代表“LoRa网络服务器”，根据LoRaWAN技术术语)，通常用于传送由所述连接对象收集的数据。网关通过网络基础设施与LNS服务器通信，所述网络基础设施通常是有线的，适用于支持在所述连接对象、所述网关与LNS服务器之间交换的数据流量的负载。应当注意，网关与LNS服务器之间的交换通常使用基于IP协议(互联网协议，如RFC 791规范文档中限定的)的服务运营商(未标准化)专用的专有协议。

服务运营商面临的一个问题是一些连接的对象可能在LPWAN通信系统的无线电范围之外。这可能是由于以下事实：先前安装的网关断开连接以进行维护，或者针对部署服务运营商的网关尚未覆盖给定地理区域。安装网关非常耗时，因为这种网关的功能(永久地监听介质)需要主电源。因此，希望提供一种解决方案，使得可以快速且低成本地克服LPWAN通信系统的无线电范围中的缺陷，以便使已经存在于LPWAN通信系统中的网关的无线电范围之外的连接对象能够受益于所述通信系统的服务。特别希望提供一种特别是与LPWAN通信系统的网关相比消耗很少功率的解决方案。还希望提供一种待用的解决方案(“即插即用”)。

发明内容

为此，本发明涉及一种通信系统中的传输的方法，所述通信系统包括服务器设备和连接到服务器设备的至少一个网关，每个网关被配置成通过使用所谓的A类通信模式经由LPWAN通信网络与至少一个终端通信，定义如下：所述网关接收来自一个所述终端的原始消息，并将所接收的原始消息传播到服务器设备；在从服务器设备接收到响应消息时，所述网关使用相对于所述终端对所述原始消息的传输时间定义的至少一个接收窗口向所述终端传播响应消息。所述方法使得通信系统还包括由每个网关视为终端的至少一个中继器，每个中继器使用A类通信模式与所述网关中的一个或多个通信，并使用被称为A’类的另一种通信模式与一个或多个终端通信，定义如下：中继器以规则的间隔传输信标，每个信标包括表示相对于所述信标预定义的至少一个时隙的信息；中继器仅在每个所述时隙期间监听由一个或多个终端发送给服务器设备的任何原始消息；在A类通信模式下经由一个所述网关提供来自服务器设备的响应消息的情况下，所述中继器使用相对于所述终端对所述原始消息的传输时间定义的至少一个其他接收窗口向所述终端传播响应消息，每个所述其他接收窗口相对于在A类通信模式下定义的每个接收窗口向后偏移预定义时间。另外，在一个所述中继器在A’类通信模式下接收到由一个所述终端发送的原始消息时，所述中继器执行：执行将原始消息封装在旨在用于服务器设备的另一消息中；在A类通信模式下传输所述另一消息，使得至少一个所述网关向服务器设备传播所述另一消息；在使用在A类通信模式下相对于所述中继器对所述另一消息的传输定义的接收窗口经由一个所述网关提供来自服务器设备的响应消息的情况下，对包含在所述响应消息中的另一响应消息执行解封装，并且在A’类通信模式下相对于所述终端对所述原始消息的传输定义的一个所述其他接收窗口中向所述终端传播所述另一响应消息。此外，在接收到由一个或多个网关传播的消息时，当接收的消息包括由一个所述中继器中继的消息时，服务器设备执行：对中继的消息执行解封装；处理中继的消息以获得要寻址到发送被中继的消息的终端的响应消息；执行将响应消息封装在要寻址到中继器的另一个响应消息中；并且向网关传输所述另一响应消息，使得所述网关在A类通信模式下相对于所述终端对所述传播消息的传输定义的一个所述接收窗口中向所述中继器传播所述另一响应消息。

因此，减轻了LPWAN通信系统的无线电范围中的缺陷，以便使已经存在于LPWAN通信系统中的网关的无线电范围之外的终端(连接对象)能够受益于所述通信系统的服务。由于特别是对A’类通信模式的限定，中继器可以在大多数时间处于待机状态，以低成本实现了这种益处。

根据特定实施例，每个中继器被初始化如下：所述中继器向服务器设备传输注册消息；在经由一个所述网关提供来自服务器设备的响应消息的情况下，中继器向服务器设备传输信标参数恢复消息；在经由一个所述网关提供来自服务器设备的响应消息的情况下，中继器调度所述信标的发送并调度在每个所述时隙期间的监听，所述响应消息包括表示每个所述时隙的信息。

因此，中继器准备好使用，并且可以快速扩展LPWAN通信系统的无线电范围。

根据特定实施例，在一个所述中继器在A’类通信模式下接收到由一个所述终端发送的原始消息时，中继器执行：当原始消息是从所述终端到服务器设备的注册消息时，所述中继器将所述原始消息传播到服务器设备，并且在接收到来自服务器设备的响应消息时，所述中继器认为所述终端附接到所述中继器上；当原始消息是另一个消息时，仅当所述终端附接到所述中继器上时，所述中继器才将所述原始消息传播到服务器设备。

因此，在存在将使用相同的时隙来监听要中继到服务器设备的任何消息的多个中继器的情况下交换受到限制，从而避免每个中继器负责传播任何这样的消息。这也保留了中继器的电源功率。

根据特定实施例，在接收到由一个或多个网关传播的消息时，当所接收的消息包括由一个所述中继器中继的消息时，服务器设备确定是否也经由至少一个所述网关直接接收了中继的消息，并且如果是这样的话，则服务器设备执行：处理中继的消息以获得要寻址到发送已被中继的消息的终端的响应消息；将所述响应消息传输到网关，使得所述网关在A类通信模式下相对于所述终端对被中继的消息的传输定义的一个所述接收窗口中将所述响应消息传播到所述终端；向所述中继器传输分离消息，所述分离消息向所述中继器指示所述终端不再附接到所述中继器上。另外，终端在A类通信模式下定义的每个所述接收窗口中以及在A’类通信模式下定义的每个所述接收窗口中监听，并且当所述终端在A类通信下定义的一个所述接收窗口中接收响应消息时，所述终端切换到A类通信模式。

因此，当所述终端现在在通信系统中的至少一个网关的范围内时，防止中继器继续传播由终端传输的消息。

根据特定实施例，在A类通信模式下定义两个接收窗口，并且在A’类通信模式下定义两个接收窗口。

根据特定实施例，A’类通信模式下的每个接收窗口具有大于A类通信模式下的每个对应接收窗口的持续时间。

因此，可以使用具有比通信系统的网关的时钟精度低的时钟精度的中继器，并且考虑由于连续同步导致的时钟质量的劣化。

根据特定实施例，服务器设备包括至少一个中继应用，每个中继应用负责执行关于一个或多个所述中继器的封装和解封装。

因此，服务器设备的架构很简单。

为此，本发明还涉及一种在通信系统传输背景下由中继器实现的方法，所述通信系统包括服务器设备和连接到服务器设备的至少一个网关，每个网关被配置成使用所谓的A类通信模式经由LPWAN通信网络与至少一个终端通信，定义如下：希望经由一个所述网关直接与服务器设备通信的所述终端向服务器设备传输原始消息；所述终端在相对于所述终端对所述原始消息的传输时间定义的至少一个接收窗口期间监听来自服务器设备的经由一个所述网关传播的任何响应消息。另外，通信系统还包括由每个网关视为终端的所述中继器，所述中继器使用A类通信模式与一个或多个所述网关通信，并使用被称为A’类的另一种通信模式与一个或多个终端通信，定义如下：中继器以规则的间隔传输信标，每个信标包括表示相对于所述信标预定义的至少一个时隙的信息；中继器仅在每个所述时隙期间监听由一个或多个终端发送给服务器设备的任何原始消息；在A类通信模式下经由一个所述网关提供来自服务器设备的响应消息的情况下，所述中继器使用相对于所述终端对所述原始消息的传输时间定义的至少一个其他接收窗口向所述终端传播响应消息，每个所述其他接收窗口相对于在A类通信模式下定义的每个接收窗口向后偏移预定义时间。另外，在所述中继器在A’类通信模式下接收到由一个所述终端发送的原始消息时，所述中继器执行：执行将原始消息封装在旨在用于服务器设备的另一消息中，在A类通信模式下传输所述另一消息，使得至少一个所述网关向服务器设备传播所述另一消息；在使用在A类通信模式下相对于所述中继器对所述另一消息的传输定义的接收窗口经由一个所述网关提供来自服务器设备的响应消息的情况下，对包含在所述响应消息中的另一响应消息执行解封装，并且在A’类通信模式下相对于所述终端对所述原始消息的传输定义的一个所述其他接收窗口中向所述终端传播所述另一响应消息。

本发明还涉及一种在通信系统传输背景下由中继器实现的方法，所述通信系统包括服务器设备和连接到服务器设备的至少一个网关，所述终端被配置成使用所谓的A类通信模式经由LPWAN通信网络与至少一个所述网关通信，定义如下：希望经由一个所述网关直接与服务器设备通信的所述终端向服务器设备传输原始消息；所述终端在相对于所述终端对所述原始消息的传输时间定义的至少一个接收窗口期间监听来自服务器设备的经由一个所述网关传播的任何响应消息。此外，通信系统还包括至少一个中继器，所述终端被配置成根据另一种所谓的A’类通信模式与每个中继器通信，定义如下：终端接收由一个所述中继器发送的信标，每个信标包括表示相对于所述信标预定义的至少一个时隙的信息；希望经由所述中继器与服务器设备通信的所述终端仅在一个所述时隙期间向服务器设备传输原始消息；并且所述终端在相对于所述终端对所述原始消息的传输时间定义的至少一个其他接收窗口期间监听来自服务器设备的经由所述中继器传播的任何响应消息，每个所述其他接收窗口相对于在A类通信模式下定义的每个接收窗口向后偏移预定义时间。

本发明还涉及一种在通信系统传输背景下由服务器设备实现的方法，所述通信系统包括所述服务器设备和连接到服务器设备的至少一个网关，每个网关被配置成经由LPWAN通信系统与至少一个终端通信。所述方法使得通信系统还包括至少一个中继器，在接收到由一个或多个网关传播的消息时，当接收的消息包括由一个所述中继器中继的消息时，服务器设备执行：对中继的消息执行解封装；处理中继的消息以获得要寻址到发送被中继的消息的终端的响应消息；将响应消息封装在要寻址到中继器的另一个响应消息中；并且向网关传输所述另一响应消息，使得所述网关向所述中继器传播所述另一响应消息。

本发明还涉及一种通信系统，其包括服务器设备和连接到服务器设备的至少一个网关，每个网关被配置成使用所谓的A类通信模式经由LPWAN通信网络与至少一个终端通信，定义如下：所述网关被配置成接收来自一个所述终端的原始消息，并将所接收的原始消息传播到服务器设备；在从服务器设备接收到响应消息时，所述网关被配置成使用相对于所述终端对所述原始消息的传输时间定义的至少一个接收窗口向所述终端传播响应消息。另外，通信系统还包括由每个网关视为终端的至少一个中继器，每个中继器被配置成使用A类通信模式与所述网关中的一个或多个通信，并使用另一种所谓的A’类通信模式与一个或多个终端通信，定义如下：中继器被配置成以规则的间隔传输信标，每个信标包括表示相对于所述信标预定义的至少一个时隙的信息；中继器被配置以便仅在每个所述时隙期间监听由一个或多个终端发送给服务器设备的任何原始消息；在A类通信模式下经由一个所述网关提供来自服务器设备的响应消息的情况下，所述中继器被配置成使用相对于所述终端对所述原始消息的传输时间定义的至少一个其他接收窗口向所述终端传播响应消息，每个所述其他接收窗口随后由相对于在A类通信模式下定义的每个接收窗口的预定义时间偏移。另外，在一个所述中继器在A’类通信模式下接收到由一个所述终端发送的原始消息时，所述中继器实现：用于执行将原始消息封装在旨在用于服务器设备的另一消息中的装置；用于在A类通信模式下传输所述另一消息，使得至少一个所述网关向服务器设备传播所述另一消息的装置；在使用在A类通信模式下相对于所述中继器对所述另一消息的传输定义的接收窗口经由一个所述网关提供来自服务器设备的响应消息的情况下，用于对包含在所述响应消息中的另一响应消息执行解封装的装置，以及用于在A’类通信模式下相对于所述终端对所述原始消息的传输定义的一个所述其他接收窗口中向所述终端传播所述另一响应消息的装置。另外，在接收到由一个或多个网关传播的消息时，当接收的消息包括由一个所述中继器中继的消息时，服务器设备实现：用于对中继的消息执行解封装的装置；用于处理中继的消息以获得要寻址到发送被中继的消息的终端的响应消息的装置；用于执行将响应消息封装在要寻址到中继器的另一个响应消息中的装置；以及用于将所述另一响应消息传输到网关，使得所述网关在A类通信模式下相对于所述终端对所述传播消息的传输定义的一个所述接收窗口中向所述中继器传播所述另一响应消息的装置。

本发明还涉及一种用于通信系统中的中继器，所述通信系统包括服务器设备和连接到服务器设备的至少一个网关，每个网关被配置成使用所谓的A类通信模式经由LPWAN通信网络与至少一个终端通信，定义如下：希望经由一个所述网关直接与服务器设备通信的所述终端被配置成向服务器设备传输原始消息；所述终端被配置以便在相对于所述终端对所述原始消息的传输时间定义的至少一个接收窗口期间，监听来自服务器设备的经由一个所述网关传播的任何响应消息。另外，所述中继器由每个网关视为终端，所述中继器被配置成使用A类通信模式与所述网关中的一个或多个通信，并使用另一种所谓的A’类通信模式与一个或多个终端通信，定义如下：中继器被配置成以规则的间隔传输信标，每个信标包括表示相对于所述信标预定义的至少一个时隙的信息；中继器被配置以便仅在每个所述时隙期间监听由一个或多个终端发送给服务器设备的任何原始消息；在A类通信模式下经由一个所述网关提供来自服务器设备的响应消息的情况下，所述中继器被配置成使用相对于所述终端对所述原始消息的传输时间定义的至少一个其他接收窗口向所述终端传播响应消息，每个所述其他接收窗口相对于在A类通信模式下定义的每个接收窗口向后偏移预定义的时间。另外，在所述中继器在A’类通信模式下接收由一个所述终端发送的原始消息时，所述中继器实现：用于执行将原始消息封装在用于服务器设备的另一消息中的装置；用于在A类通信模式下传输所述另一消息，使得至少一个所述网关向服务器设备传播所述另一消息的装置；在使用在A类通信模式下相对于所述中继器对所述另一消息的传输定义的接收窗口经由一个所述网关提供来自服务器设备的响应消息的情况下，用于对包含在所述响应消息中的另一响应消息执行解封装的装置，以及用于在A’类通信模式下相对于所述终端对所述原始消息的传输定义的一个所述其他接收窗口中向所述终端传播所述另一响应消息的装置。

本发明还涉及一种用于通信系统的终端，所述通信系统包括服务器设备和连接到服务器设备的至少一个网关，所述终端被配置成使用所谓的A类通信模式经由LPWAN通信网络与至少一个所述网关通信，定义如下：希望经由一个所述网关直接与服务器设备通信的所述终端被配置成向服务器设备传输原始消息；所述终端被配置成在相对于所述终端对所述原始消息的传输时间定义的至少一个接收窗口期间，监听来自服务器设备的经由一个所述网关传播的任何响应消息。此外，通信系统还包括至少一个中继器，所述终端被配置成在另一种所谓的A’类通信模式下与每个中继器通信，定义如下：终端被配置成接收由一个所述中继器发送的信标，每个信标包括表示相对于所述信标预定义的至少一个时隙的信息；希望经由所述中继器与服务器设备通信的所述终端被配置成仅在一个所述时隙期间向服务器设备传输原始消息；所述终端被配置成在相对于所述终端对所述原始消息的传输时间定义的至少一个其他接收窗口期间监听来自服务器设备的经由所述中继器传播的任何响应消息，每个所述其他接收窗口相对于在A类通信模式下定义的每个接收窗口向后偏移预定义的时间。

本发明还涉及用于通信系统中的服务器设备，所述通信系统包括所述服务器设备和连接到服务器设备的至少一个网关，每个网关被配置成经由LPWAN通信网络与至少一个终端通信。通信系统还包括至少一个中继器，在接收到由一个或多个网关传播的消息时，当接收的消息包括由一个所述中继器中继的消息时，服务器设备实现：用于对中继的消息执行解封装的装置；用于处理中继的消息以获得要寻址到发送被中继的消息的终端的响应消息的装置；用于执行将响应消息封装在要寻址到中继器的另一响应消息中的装置；以及用于将所述另一响应消息传输到网关使得所述网关将所述另一响应消息传输到所述中继器的装置。

本发明还涉及一种计算机程序，其可以存储在介质上和/或从通信网络下载，以便由处理器读取。此计算机程序包括指令，当所述程序由处理器执行时，指令用于实现关于中继器提到的方法或者以上关于终端提到的方法或者以上关于服务器设备提到的方法。本发明还涉及一种存储此类计算机程序的信息存储介质。

附图说明

上文提到的本发明的特征以及其他特征将从示例实施例的以下描述中更清楚地呈现，所述描述是关于附图给出的，其中：

-图1示意性地示出了包括服务器设备、至少一个网关、至少一个中继器以及至少一个终端的通信系统；

-图2示意性地示出了一个所述中继器和/或一个所述终端和/或服务器设备的硬件架构的示例；

-图3A至图3E示意性地示出了图1的通信系统背景下的通信的序列；

-图4示意性地示出了由每个中继器实现的用于初始化所述中继的算法；

-图5示意性地示出了由每个终端实现的用于向服务器设备注册所述终端的算法；

-图6示意性地示出了由每个终端实现的用于向服务器设备传输数据的算法；

-图7示意性地示出了由每个中继器实现的用于向服务器设备传播数据的算法；

-图8示意性地示出了由服务器设备实现的用于在初始化所述中继时注册每个中继器的算法；

-图9示意性地示出了由服务器设备实现的用于处理第一类型的中继消息的算法；

-图10示意性地示出了由服务器设备实现的用于处理第二类型的中继消息的算法；以及

-图11示意性地示出了在应用本发明的实施例时通信系统中的消息交换的示例。

具体实施方式

下面在LoRaWAN(注册商标)网络基础设施的背景下更具体地描述本发明，特别是使用在LoRaWAN(注册商标)规范中找到的术语。然而，更一般地说，下面描述的原理和实现确实适用于LPWAN网络基础设施的背景。

另外，下面使用A类传输模式中的两个接收窗口更具体地描述本发明，如LoRaWAN(注册商标)规范中那样。然而，应该注意，可以使用A类传输模式中的不同数量的接收窗口，特别是A类传输模式中的单个接收窗口。

图1示意性地示出了其中实现本发明的通信系统。

通信系统包括多个网关GW，其具有与服务器设备SERV 130的相应通信链路，所述网关GW附接到所述服务器设备SERV上。根据特定实施例，每个网关GW集成了对互联网的访问功能，并且所述网关与服务器设备SERV 130之间的通信链路基于IP协议。让我们通过图示考虑通信系统包括三个网关GW 120、121、122。

在通信系统中，消息应以帧的形式从所述通信系统中的一组终端EP中的每个终端EP(“端点”)传送到服务器设备SERV 130。让我们通过图示考虑通信系统包括四个终端EP110、111、112、113。

为了使终端EP能够间接与服务器设备SERV 130通信，每个网关GW包括无线电接口，使所述网关能够依赖于无线通信网络并且优选地根据LPWAN通信技术(假设通信技术的无线电范围允许来与所述终端EP通信。所述无线电接口优选地是LoRa(注册商标)类型，因此使得可以在通信系统中实现LoRaWAN(注册商标)数据传输协议。

为了克服LPWAN通信技术的任何无线电范围的缺乏，特别是当一个或多个网关GW正在维护或等待网关GW的部署完成时，通信系统包括一个或多个中继器RL。让我们通过图1的背景下的说明考虑通信系统包括单个中继器RL 100。

因此，在通信系统中，中继器RL 100旨在插入在一个或多个终端EP与一个或多个网关GW之间。因此，中继器RL 100使用与终端EP或网关GW彼此相同的物理通信层与终端EP和网关GW进行通信。如下文详述的，然而当中继器RL 100参与终端EP与服务器设备SERV130之间的通信时，对通信介质的访问是不同的。

中继器RL 100是“休眠”装置。这意味着中继器RL 100处于待机状态，但以下情况除外：

-在中继器RL 100发送信标的预定时隙期间，以及管理所述信标所需的时间段期间；

-在一个或多个终端EP能够传输要由中继器RL 100中继的消息的预定时隙期间，以及管理所述消息所需的时间段期间；

-在中继器RL 100能够发送对由一个或多个终端EP传输并且中继器RL 100已经中继的消息的响应的预定时隙期间，以及管理所述响应所需的时间段期间；

-在中继器RL 100向服务器设备SERV 130传输消息的预定时隙期间，以及管理所述消息所需的时间段期间；

-在所述网关GW 120、121、122中的任一个能够发送对由中继器RL100向服务器设备SERV 130发送的消息的响应的预定时隙期间，以及管理所述响应所需的时间段期间；以及

-在作为中继器RL 100的责任的其他预定处理操作期间。

中继器RL 100的目的是以较低的成本克服缺少用于覆盖终端EP所位于(或可能位于)的地理区域的网关GW。然后，通过电池或太阳能电池板以独立的方式提供中继器RL100，并且仅当在一个或多个终端EP与通信系统的其余部分之间执行中继必要时(或者当需要执行中继器RL 100负责的其他预定处理操作时)才唤醒，以这种方式来保持其功率。为了能够尽可能地进入待机状态，中继器RL 100在与服务器设备SERV 130的间接通信中(并且因此经由一个或多个网关GW)应用下面关于图3A和图3B描述的第一通信机制。此第一通信机制对应于LoRaWAN(注册商标)数据传输协议中的所谓的A类通信模式。另外，中继器RL100在与任何设备EP的通信中应用下面关于图3C、图3D和图3E描述的第二通信机制。因此，此第二通信机制是另一种所谓的A’类通信模式，不同于A类通信模式(以及不同于LoRaWAN(注册商标)数据传输协议中的所谓B类通信模式，即使A’类通信模式也基于信标的传输)。为了允许建立这些通信机制，初始化中继器RL 100，如下面关于图4所描述的。

在服务器设备SERV 130的特定实施例中，服务器设备SERV 130包括LNS服务器131，其作用是监视和收集经由网关GW 120、121、122来自终端EP 110、111、112、113的信息。服务器设备SERV 130还包括一个或多个终端应用EPA 133，负责处理由LNS服务器131从终端EP 110、111、112、113收集的信息，并且负责向终端EP 110、111、112、113发送响应(包括数据和潜在命令的确认)。一个且相同的终端应用EPA 133可以对一个或多个终端EP负责。另外，为了考虑中继器RL 100的存在并使其对网关GW 120、121、122透明，服务器设备SERV130还包括负责执行封装和解封装操作的一个或多个中继应用RLA，如下面特别是关于图9和图10所解释的那样。同一个中继应用RLA可以对一个或多个中继器RL负责。然后，LNS服务器131负责管理服务器设备SERV 130内的数据和信息的传送，更具体地说，关于终端应用EPA 133和中继应用RLA 132。

应该注意，服务器设备SERV 130可以包括单个机器或一组互连的机器。特别地，服务器设备SERV 130可以使得LNS服务器131和中继应用RLA 132以及终端应用EPA 133由不同的机器实现。

图2示意性地示出了适用于中继器RL、终端EP和服务器设备SERV 130的硬件架构的示例。让我们通过图示考虑中继器RL 100的情况。

然后，中继器RL 100包括通过通信总线220连接的以下各者：处理器或CPU(中央处理单元)210；随机存取存储器(RAM)211；只读存储器(ROM)212；存储单元或存储介质读取器，诸如SD(安全数字)卡读取器213；以及通信接口COM 214。通信接口COM 214使中继器RL100能够与一个或多个网关GW以及与实现LPWAN通信技术的任何一个或多个终端EP通信。

当硬件架构的示例表示服务器设备SERV 130时，存储单元213优选地是一个或多个硬盘驱动器HDD。另外，通信接口COM 214然后特别地使服务器设备SERV 130能够与网关GW 120、121、122中的每一个通信。

当硬件架构的示例表示终端EP时，通信接口COM 214然后使得特别地所述终端EP能够根据LPWAN通信技术进行通信(以便进行通信)。

处理器210能够执行从以下各者加载到RAM 211中的指令：ROM 212、外部存储器、存储介质、或通信网络。当对中继器RL 100加电时，处理器210能够从RAM 211读取指令，并执行它们。这些指令形成计算机程序，所述计算机程序致使由处理器210实现此处关于中继器RL 100讨论中的所描述的算法和步骤的全部或一些。此原理以类似的方式应用于每个终端EP和服务器设备SERV 130。

因此，通过由可编程的机器(诸如，DSP(数字信号处理器)或微控制器)执行一组指令，可以软件的形式来实现此处所描述的算法和步骤的全部或一些。也可通过机器或专用部件(诸如，FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路))以硬件的形式来实现此处所描述的算法和步骤的全部或一些。

图3A至图3E示意性地示出了根据通信系统中的LPWAN技术在访问通信介质的背景下的通信的序列。

图3A示意性地示出了当终端EP希望通过直接与一个或多个网关GW通信向服务器设备SERV 130传输称为JOIN_REQUEST(JR)的注册请求消息时所应用的通信的序列。应注意，可以经由并行接收JOIN_REQUEST消息的多个网关GW进行上行链路，而服务器设备SERV130选择网关GW来进行下行链路。当终端EP希望传输这种JOIN_REQUEST消息时，所述终端EP在等待直到经过随机时段(有界)之后访问通信介质。因此，所述终端EP传输其JOIN_REQUEST消息，其定义第一接收窗口Rx1和第二接收窗口Rx2。响应于JOIN_REQUEST消息，假设终端EP在第一接收窗口Rx1或第二接收窗口Rx2中接收称为JOIN_ACCEPT的响应消息。这使得终端EP能够在发送JOIN_REQUEST消息之后进入待机状态并且准确地知道在什么时刻唤醒以接收对JOIN_REQUEST消息的任何响应。在相对于JOIN_REQUEST消息的发送的时间Δ1处定义第一接收窗口Rx1，并且在相对于第一接收窗口Rx1的时间Δ2处定义第二接收窗口Rx2。例如，Δ1等于5秒，并且Δ2等于1秒。第一接收窗口Rx1和第二接收窗口Rx2优选地具有相同的大小。

图3A中所示的通信序列也由任何中继器RL使用，以便通过与一个或多个网关GW通信来将JOIN_REQUEST消息传输到服务器设备SERV 130。

图3B示意性地示出了当终端EP希望通过直接与一个或多个网关GW通信向服务器设备SERV 130传输服务消息MSG时所应用的通信的序列。服务消息MSG是在向服务器设备SERV 130注册之后(即，在JOIN_REQUEST消息之外)由终端EP在上行链路上传输的任何类型的消息。当终端EP希望传输这种服务消息MSG时，所述终端EP在等待直到经过随机时段(有界)之后访问通信介质。因此，所述终端EP传输其服务消息MSG，其定义第一接收窗口Rx1和第二接收窗口Rx2。响应于服务消息MSG，终端EP能够在第一接收窗口Rx1或第二接收窗口Rx2中接收响应消息。这使得终端EP能够在发送服务消息之后进入待机状态并且准确地知道在什么时刻唤醒以接收对所述服务消息的任何响应。与图3A相比不同的是，在相对于服务消息MSG的发送的时间Δ3<Δ1处定义第一接收窗口Rx1，仍然在相对于第一接收窗口Rx1的时间Δ2处定义第二接收窗口Rx2。例如，Δ3等于1秒。实际上认为JOIN_REQUEST消息中涉及的处理操作比服务消息中涉及的处理操作更耗时。

图3B中所示的通信的序列也由任何中继器RL使用来通过与一个或多个网关GW通信向服务器设备SERV 130传输服务消息MSG(特别是关于封装最初由所述中继器RL负责的终端EP传输的消息的消息，如下文详述)。

图3A和图3B中示出的通信的序列因此限定已经提到的A类通信模式。可以使用更多数量的接收窗口。也可以仅使用一个接收窗口。

让我们通过图3C、图3D和图3E的背景下的说明考虑通信系统包括仅一个中继器RL，即中继器RL 100。

图3C示意性地示出了当终端EP希望依赖于中继器RL 100向服务器设备SERV 130传输JOIN_REQUEST消息时所应用的通信的序列。当终端EP希望传输这种JOIN_REQUEST消息时，所述终端EP在预定时隙中访问通信，如以下关于图3E描述的。因此，所述终端EP传输其JOIN_REQUEST消息，其定义第一接收窗口Rx1和第二接收窗口Rx2，如已经关于图3A描述的。第一接收窗口Rx1和第二接收窗口Rx2的定义使终端EP能够检测何时所述终端EP不再需要依赖于中继器RL 100来与服务器设备SERV 130通信，如下文中关于图6、图10和图11详细描述的。当所述终端EP传输其JOIN_REQUEST消息时，这还限定了第三接收窗口Rx’1和第四接收窗口Rx’2。相对于第一接收窗口Rx1在时间Δ4≥Δ1处定义第三接收窗口Rx’1，并且相对于第三接收窗口Rx’1在时间Δ2处定义第四接收窗口Rx’2。因此应当注意，由于在所讨论的终端EP与服务器设备SERV 130之间的传输链中存在中继器RL 100，时间Δ4通常大于时间Δ1。然而，时间Δ4可以等于时间Δ1，特别是从时间Δ1被限定为具有舒适余量的原理开始，以便为在注册终端EP的背景下执行的操作中的通信系统提供灵活性。

第三接收窗口Rx’1和第四接收窗口Rx’2优选地具有相同的大小。第三接收窗口Rx’1可以具有与第一接收窗口Rx1相同的尺寸，并且第四接收窗口Rx’2可以具有与第二接收窗口Rx2相同的尺寸。在优选实施例中，第三接收窗口Rx’1相对于第一接收窗口Rx1放大了余量ε，并且第四接收窗口Rx’2相对于第一接收窗口Rx2放大了余量ε，以便放宽时钟精度约束，以及一般而言，与网关GW的制造约束相比较的中继器RL 100的制造约束。

响应于JOIN_REQUEST消息，终端EP能够在第三接收窗口Rx’1或第四接收窗口Rx’2中接收JOIN_ACCEPT消息，除非网关GW已进入所述终端EP的无线电范围内，在这种情况下，在第一接收窗口Rx1或第二接收窗口Rx2中传输JOIN_ACCEPT消息。这种安排使得当所述终端EP依赖于中继器RL 100与服务器设备SERV 130通信时，终端EP能够在发送JOIN_REQUEST消息之后进入待机状态，并且准确地知道在什么时刻唤醒以接收对JOIN_REQUEST消息的任何响应。

由于上述可能的余量ε，第三接收窗口Rx’1和第四接收窗口Rx’2的定义是第一接收窗口Rx1和第二接收窗口Rx2的定义的的相应复制品(时间上偏移了Δ4)。优选地，分别使用相同的传输配置(调制和编码方案等)。

图3D示意性地示出了当终端EP希望依赖于中继器RL 100向服务器设备SERV 130传输服务消息MSG时所应用的通信的序列。当终端EP希望传输这种服务消息MSG时，所述终端EP在预定时隙中访问通信介质，如以下关于图3E描述的。因此，所述终端EP传输其服务消息MSG，其定义第一接收窗口Rx1和第二接收窗口Rx2，以及第三接收窗口Rx’1和第四接收窗口Rx’2。与图3B一样，在相对于服务消息MSG的发送的时间Δ3<Δ1处定义第一接收窗口Rx1，并且与图3C一样，相对于第一接收窗口Rx1在时间Δ5≥Δ3处定义第三接收窗口Rx’1。因此应当注意，由于在所讨论的终端EP与服务器设备SERV 130之间的传输链中存在中继器RL 100，时间Δ5通常大于时间Δ3。然而，时间Δ5可以等于时间Δ3，特别是从时间Δ3被限定为具有舒适余量的原理开始，以便为在处理服务消息MSG的背景下执行的操作中的通信系统提供灵活性。为了简化通信系统的配置，时间Δ5优选地等于时间Δ4和时间Δ1。

响应于服务消息MSG，终端EP能够在第三接收窗口Rx’1或第四接收窗口Rx’2中接收对应的响应消息，除非网关GW已进入所述终端EP的无线电范围内，在这种情况下，在第一接收窗口Rx1或第二接收窗口Rx2中传输所述响应消息。这种安排使得当所述终端EP依赖于中继器RL 100与服务器设备SERV 130通信时，终端EP能够在发送服务消息MSG之后进入待机状态，并且准确地知道在什么时刻唤醒以接收对服务消息MSG的任何响应。

与时间Δ1、Δ2和Δ3一样，在具有对中继器RL 100在通信系统中的潜在存在的认识的任何终端EP中，以及在中继器RL 100中(例如，在其制造时)预先指示时间Δ4和Δ5。在变型实施例中，在中继器RL 100中(例如，在其制造时)预先指示时间Δ4和Δ5，并且中继器RL 100通知关于由所述中继器RL 100传输的信标中的时间Δ4和/或Δ5的值。以下关于图3E介绍这些信标。

图3E示意性地示出了当终端EP希望依赖于中继器RL 100与服务器设备SERV 130通信时所应用的通信的序列。这是因为图3A和图3B中所示的通信的序列通过由所讨论的终端EP(或者当所述中继器RL 100经由一个或多个网关GW与服务器设备SERV 130通信时由中继器RL 100)异步发送相应JOIN_REQUEST消息或MSG启动。这些序列的启动的异步性不会造成任何特别的困难，因为网关GW被设计成永久供电，并因此可以在LPWAN通信的背景下随时准备好在介质上监听。为了使中继器RL 100进入待机状态，引入了一定量的同步。因此，中继器RL 100定期发送信标B。在LPWAN通信的背景下，在网关GW发送信标的同时发送这些信标B。这是因为网关GW彼此同步并且被配置成同时传输信标，这给监听它们的设备(例如，终端EP)提供时间参考。因此，中继器RL 100可以依赖于由一个或多个网关GW发送的信标与通信系统同步。通过自身发送信标B，中继器RL 100还使网关GW的有效无线电范围之外的终端EP能够与通信系统的其余部分同步。由中继器RL 100发送的信标B包括指示所述信标B由中继器RL发送的信息，以使得接收所述信标的终端EP能够知道它们尚未被网关GW传输。这使得所述终端EP能够知道在A类与A’类之间使用哪种通信模式，如下面关于图5和图6所述。

因此，信标B具有与网关GW发送的格式相同的格式。通过依赖于LoRaWAN(注册商标)数据传输协议，通过使用GwSpecific字段的Infodesc子字段中的特定值(例如，值3)，可以将信标B与网关GW发送的那些信标区分开。

信标B的两个连续传输之间的时间(称为周期)被分成由预定义持续时间的保护时间分开的时隙SL，如图3E所示，其中示出了从SL0到SLx的x+1个时隙。时隙SL具有终端EP、中继器RL 100和网关GW已知的预定义持续时间(例如，在制造其时)。时隙SL在相对于信标B的可推导时刻开始和结束。每个信标B包括指示终端EP可以使用哪些时隙来依赖于中继器RL100与服务器设备SERV 130通信的信息。单个时隙SL可以由终端EP每个周期使用，以便依赖于中继器RL 100与服务器设备SERV 130通信。因此，在信标B中指示的时隙SL是这样的时隙SL：在此期间间，中继器RL 100被配置成在介质上监听，并且因此在此期间，由中继器RL100中继的JOIN_REQUEST消息和服务消息MSG应由有关终端EP传输。以下关于图7详细描述此方面。信标B还可以包括指示在所述信标B中指示的每个时隙SL中哪个数据速率DR适用的信息。

在中继器RL 100不能在经由所述介质传输的同时在介质上监听的特定实施例中，中继器RL 100在某些周期内取消信标B的传输。这使得中继器RL 100能够在介质上监听寻求由通信系统中的网关GW发送的信标，以确定其发送时刻并且与通信系统的其余部分保持同步。

图3C、图3D和图3E中示出的通信的序列因此限定已经提到的A’类通信模式。可以使用不同数量的接收窗口，因为A’类通信模式是(时间偏移(时间Δ4和Δ5))用于A类通信模式的接收窗口的数量的双倍。

在图3C和图3D的背景下维持第一Rx1和第二Rx2接收窗口的存在使得可以避免信令操作。这是因为，如果使用A’类通信模式的终端EP在第一接收窗口Rx1或第二接收窗口Rx2中接收到响应消息，则这意味着所述终端EP现在在通讯系统中的网关GW的无线电范围内。然后，所讨论的终端EP可以将在第一接收窗口Rx1或第二接收窗口Rx2中接收所述响应消息解释为来自服务器设备SERV 130的切换到A类通信模式的指令。

图4示意性地示出了由通信系统中的每个中继器RL实现的用于初始化所述中继器RL的算法。让我们考虑图4中的算法由中继器RL 100实现的情况。

在步骤401中，中继器RL 100监听由一个或多个网关GW传输的信标。当中继器RL100接收到这样的信标时，中继器RL 100能够在通信系统中同步。然后，中继器RL 100能够确定接收窗口Rx1和Rx2的放置，在此之前它发送旨在用于服务器设备SERV 130的消息。

在步骤402中，中继器RL 100向服务器设备SERV 130传输JOIN_REQUEST消息。如已经关于图3A所描述的，使用A类传输模式。在优先等待直到经过随机时段(有界)之后，中继器RL 100访问通信介质。此JOIN_REQUEST消息由至少一个网关GW(其中继器RL 100接收信标)捕获，并且由这个或这些网关GW向服务器设备SERV 130传播。此JOIN_REQUEST消息由服务器设备SERV 130处理，如下面关于图8所述。

在步骤403中，在接收窗口Rx1和Rx2中，中继器RL 100等待JOIN_ACCEPT消息。除非存在要执行的预定义处理操作，否则中继器RL 100等待直到出现第一接收窗口Rx1，并且如果在第一接收窗口Rx1中没有向其发送JOIN_ACCEPT消息，则中继器RL 100继续待机直到出现第二接收窗口Rx2。

在步骤404中，中继器RL 100检查在第一接收窗口Rx1或第二接收窗口Rx2中是否已向其发送了JOIN_ACCEPT消息。如果是这样的话，则执行步骤407。否则，执行步骤405。

在步骤405中，中继器RL 100检查是否已达到JOIN_REQUEST消息的最大发送配额而没有JOIN_ACCEPT消息响应。如果是这样的话，则执行步骤406。否则，重复步骤402。

在步骤406中，生成警报，以便向安装者表明中继器RL 100的初始化已经失败，并且图4中的算法结束。

在步骤407中，中继器RL 100向服务器设备SERV 130发送信标参数恢复消息。如已经关于图3B所描述的，使用A类传输模式。在优先等待直到经过随机时段(有界)之后，中继器RL 100访问通信介质。中继器RL 100试图从服务器设备SERV 100获得的参数旨在由中继器RL 100使用来构造关于图3E提到的信标B。可以预定义这些参数，例如，通过安装者或工厂的配置，在这种情况下，中继器RL 100不必从服务器设备SERV 130恢复它们。此信标参数恢复消息由服务器设备SERV 130处理，如下面关于图8所述。

在步骤408中，在接收窗口Rx1和Rx2中，中继器RL 100等待响应消息。除非存在要执行的预定义处理操作，否则中继器RL 100继续待机直到出现第一接收窗口Rx1，并且如果在第一接收窗口Rx1中没有向其发送响应消息，则中继器RL 100继续待机直到出现第二接收窗口Rx2。

在步骤409中，中继器RL 100检查在第一接收窗口Rx1或第二接收窗口Rx2中是否已向其发送了响应消息。如果是这样的话，则执行步骤411；否则，执行步骤410。

在步骤410中，中继器RL 100检查是否已达到信标参数恢复消息的最大发送配额而没有响应消息返回。如果是这样的话，则执行步骤406；否则，重复步骤407。

在步骤411中，中继器RL 100激活信标B的常规发送。信标B指示它们由中继器RL传输，并且进一步根据从服务器设备SERV 130恢复的参数识别哪些时隙SL可以由任何终端EP使用，以便依赖于中继器RL 111与服务器设备SERV 130通信。中继器RL 100还调度对应于所述时隙SL的唤醒时段，在此期间，中继器RL 100在介质上监听用于捕获中继器RL 100将必须中继到服务器设备SERV 130的任何消息。其他参数可能已经由服务器设备SERV 130在所述响应消息中传送，并且中继器RL 100在调度信标B的常规发送和/或对应于所述时隙SL的唤醒时段的背景下使用它们。接着结束图4中的算法。

从图4中的算法的描述和图3A和图3E中的通信的序列可以明显看出，中继器RL100是随时可用(即插即用)的装置。这是因为将中继器RL 100插入已经包括在所述中继器RL 100的无线电范围内的服务器设备SERV 130和至少一个网关GW 120的通信系统中就足以使得所述中继器RL 100可以接管终端EP并因此扩展通信系统的无线电范围。

图5示意性地示出了由知道至少一个中继器RL在通信系统中的潜在存在的任何终端EP实现的算法，所述算法用于执行用于向服务器设备SERV 130注册所述终端EP的程序。让我们通过描述考虑图5中的算法由终端EP 110执行。

在步骤501中，终端EP 110向服务器设备SERV 130传输JOIN_REQUEST消息。默认情况下，使用A类传输模式，如已经关于图3A所描述的。在优先等待直到经过随机时段(有界)之后，终端EP 110访问通信介质。

在步骤502中，在接收窗口Rx1和Rx2中，终端EP 110等待JOIN_ACCEPT消息。除非存在要执行的预定义处理操作，否则终端EP 110继续待机直到出现第一接收窗口Rx1，并且如果在第一接收窗口Rx1中没有向其寻址JOIN_ACCEPT消息，则终端EP 110继续待机直到出现第二接收窗口Rx2。

在步骤503中，终端EP 110检查在第一接收窗口Rx1或第二接收窗口Rx2中是否向其寻址JOIN_ACCEPT消息。如果是这样的话，则这意味着终端EP 110在至少一个网关GW的无线电范围内，并且执行步骤504；否则执行步骤505。

在步骤504中，终端EP 110处理JOIN_ACCEPT消息并将其自身配置成使用A类传输模式用于未来通信，即在图6中的算法的背景下。然后结束图5中的算法。

在步骤505中，终端EP 110检查是否已达到A类传输模式下的JOIN_REQUEST消息的最大发送配额而没有JOIN_ACCEPT消息响应。如果是这样的话，则执行步骤506；否则，重复步骤501。

在步骤506中，终端EP 110开始寻求将由诸如中继器RL 100的中继器RL发送的信标。终端EP 110在介质上监听一段时段，所述时段至少等于一个周期的持续时间-即两个连续信标之间的时间(根据LoRaWAN(注册商标)数据传输协议为128秒)。

在步骤507中，终端EP 110检查所述终端EP 110是否已检测到至少一个信标B。作为提醒，信标B包含指示所述信标已由中继器RL而不是网关GW发送的信息。如果是这样的话，则执行步骤508；否则，在优先等待直到预定时段已经过去(在此期间终端EP 110可以进入待机状态)之后重复步骤501。

在步骤508中，终端EP 110等待在所接收的信标中指示的时隙SL的出现，该时隙SL能够依赖于发送所述信标的中继器RL向服务器设备SERV 130传输消息。除非存在要执行的预定义处理操作，否则终端EP 110进入待机状态直到出现所述时隙SL。

在步骤509中，终端EP 110在所述时隙SL期间发送JOIN_REQUEST消息。然后，终端EP 110使用A’类传输模式。

在步骤510中，在接收窗口Rx1和Rx2中并且尤其是接收窗口Rx’1和Rx’2中，终端EP110等待JOIN_ACCEPT消息。这是因为，在这个阶段，接收窗口Rx1和Rx2是非必要的，因为没有网关GW先验地接收到在先前执行步骤501时传输的JOIN_REQUEST消息。除非存在要执行的预定义处理操作，否则终端EP 110进入待机状态直到出现第一接收窗口Rx1；如果在第一接收窗口Rx1中没有向其寻址JOIN_ACCEPT消息，则终端EP 110进入待机状态直到出现第二接收窗口Rx2。如果在第二接收窗口Rx2中没有向其寻址JOIN_ACCEPT消息，则终端EP 110进入待机状态直到出现第三接收窗口Rx’1；并且如果在第三接收窗口Rx’1中没有向其寻址JOIN_ACCEPT消息，则终端EP 110进入待机状态直到出现第四接收窗口Rx’2。

在步骤511中，终端EP 110检查在第三接收窗口Rx’1或第四接收窗口Rx’2中是否向其寻址JOIN_ACCEPT消息。这里认为没有网关GW当前处在终端EP 110的无线电范围内，但是，如果终端EP 110恰好在第一接收窗口Rx1或第二接收窗口Rx2中接收到JOIN_ACCEPT消息，则将执行步骤504(图5中未示出)。如果在第三接收窗口Rx’1或第四接收窗口Rx’2中向其寻址JOIN_ACCEPT消息，则执行步骤512；否则执行步骤513。

在步骤512中，终端EP 110处理JOIN_ACCEPT消息并将其自身配置成使用A’类传输模式用于未来通信，即在图6中的算法的背景下。然后结束图5中的算法。

在步骤513中，终端EP 110检查在A’类传输模式下是否已达到JOIN_REQUEST消息的最大发送配额而没有JOIN_ACCEPT消息响应。如果是这样的话，则重复步骤501；否则，重复步骤506。

图6示意性地示出了由知道至少一个中继器RL潜在存在于通信系统中的任何终端EP实现的算法，所述算法用于在向服务器设备SERV 130注册所述终端EP之后向服务器设备SERV 130传输数据。让我们通过图示考虑图5中的算法由终端EP 110执行。

在步骤601中，终端EP 110检测由所述终端EP 110保持的数据要传输到服务器设备SERV 130。例如，终端EP 110包括传感器(例如用于水或气消耗)，并且所述数据是由所述传感器收集的测量数据。

在步骤602中，终端EP 110确定所述终端EP 110是否在A类传输模式下进行配置或者所述终端EP 110是否在A’类传输模式下进行配置。如果终端EP 110在A类传输模式下进行配置，则执行步骤603；否则执行步骤609。

在步骤603中，终端EP 110向服务器设备SERV 130传输包括所述数据的服务消息MSG。如已经关于图3B所描述的，使用A类传输模式。在优先等待直到经过随机时段(有界)之后，终端EP 110访问通信介质。

在步骤604中，在接收窗口Rx1和Rx2中，终端EP 110等待响应消息。除非存在要执行的预定义处理操作，否则终端EP 110继续待机直到出现第一接收窗口Rx1，并且如果在第一接收窗口Rx1中没有向其寻址响应消息，则终端EP 110继续待机直到出现第二接收窗口Rx2。

在步骤605中，终端EP 110检查在第一接收窗口Rx1或第二接收窗口Rx2中是否已向其寻址了响应消息。如果是这样的话，则执行步骤606；否则，执行步骤607。

在步骤606中，终端EP 110处理响应消息，并然后结束图6中的算法。

在步骤607中，终端EP 110检查是否已达到服务消息MSG的最大发送配额而没有响应消息返回。如果是这样的话，则执行步骤608；否则，重复步骤603。

在步骤608中，终端EP 110执行新的注册程序，即再一次执行图5中的算法。然后结束图6中的算法。

在步骤609中，终端EP 110等待一信标，所述信标将由中继器RL发送，并且更具体地由终端EP 110通过其向服务器设备SERV 130注册(参见图5中的算法)的中继器RL发送。这使得终端EP 110能够检查它仍然与通信系统的其余部分同步，假设终端EP 110可能已经待机许多小时，这可能导致通信系统中的内部时钟与信标的实际广播之间的一定时间偏移量。然而，如果认为终端EP 110的内部时钟是可靠的，则终端EP 110可以在每次执行图6中的算法时避免执行步骤609并且直接转到步骤610。

在步骤610中，终端EP 110等待在所接收的信标中指示的时隙SL的出现，该时隙SL能够依赖于发送所述信标的中继器RL向服务器设备SERV 110传输消息。除非存在要执行的预定义处理操作，否则终端EP 110进入待机状态直到出现所述时隙SL。

在步骤611中，在所述时隙SL期间终端EP 110向服务器设备SERV 130传输包括所述数据的服务消息MSG。如已经关于图3D和图3E所描述的，使用A’类传输模式。

在步骤612中，在接收窗口Rx1和Rx2中，终端EP 110等待响应消息。即使终端EP110当前正在通过中继器RL与服务器设备SERV 130通信，终端110现在也可以在网关GW的无线电范围内，在这种情况下，所述网关GW也将向服务器设备SERV 130传播直接从终端EP110接收的服务消息MSG。除非存在要执行的预定义处理操作，否则终端EP 110继续待机直到出现第一接收窗口Rx1，并且如果在第一接收窗口Rx1中没有向其寻址响应消息，则终端EP 110继续待机直到出现第二接收窗口Rx2。

在步骤613中，终端EP 110检查在第一接收窗口Rx1或第二接收窗口Rx2中是否已向其寻址响应消息。如果是这样的话，则执行步骤614；否则，执行步骤615。

在步骤614中，终端EP 110处理响应消息并将其自身配置成使用A类传输模式用于接下来与服务器设备SERV 130的通信，即在接着执行图6中的算法的背景下。接着结束图6中的算法。

在步骤615中，在接收窗口Rx’1和Rx’2中，终端EP 110等待响应消息。除非存在要执行的预定义处理操作，否则终端EP 110继续待机直到出现第三接收窗口Rx’1，并且如果在第三接收窗口Rx’1中没有向其寻址响应消息，则终端EP 110继续待机直到出现第四接收窗口Rx’2。

在步骤616中，终端EP 110检查在第三接收窗口Rx’1或第四接收窗口Rx’2中是否已向其寻址响应消息。如果是这样的话，则执行步骤618；否则，执行步骤617。

在步骤617中，终端EP 110检查是否已达到服务消息MSG的最大发送配额而没有响应消息返回。如果是这样的话，则执行步骤608；否则，重复步骤609。终端EP 110还可以使用另一个时隙SL重新尝试发送其服务消息MSG，其中所讨论的中继器RL应该在同一周期中-即在通信系统中下一次广播信标之前在介质上监听。然后直接执行步骤610。

在步骤618中，终端EP 110处理响应消息，并然后结束图6中的算法。

图7示意性地示出了由任何中继器RL实现的用于向服务器设备SERV 130传播从终端EP接收的数据的算法。让我们通过图示考虑图7中的算法由中继器RL 100实现。

在步骤701中，中继器RL 100在步骤411处调度的时隙SL期间在介质上监听。这些是由中继器RL 100循环发送的信标B中指示的时隙SL。

在步骤702中，中继器RL 100检查在所述时隙SL期间是否已接收到来自终端EP的消息。如果是这样的话，则执行步骤703；否则，重复步骤701，尽可能多地继续待机。

在步骤703中，中继器RL 100检查所接收的消息是否应由中继器RL 100中继。如果接收的消息是JOIN_REQUEST消息，则所述消息应由中继器RL 100中继到服务器设备SERV130，与传输所述消息的终端EP无关。如果所接收的消息是另一消息，则只有所述消息由中继器RL 100负责的终端EP发送时，所述消息才应由中继器RL 100中继到服务器设备SERV130，也就是说如果终端EP被输入到附接到其上的终端EP的标识列表L中，也就是说，则其服务消息要由中继器RL 100中继(参见下面描述的步骤711)。如果所接收的消息应由中继器RL 100中继，则执行步骤704；否则，重复步骤701，尽可能多地继续待机。

在步骤704中，中继器RL 100确定从接收所述消息起在哪个瞬间定义第三Rx’1和第四Rx’2接收窗口。因此，中继器RL 100确定所述中继器RL 100在哪些时间窗口中具有响应所接收的消息的可能性。

在步骤705中，中继器RL 100向服务器设备SERV 130中继接收的消息。为此，中继器RL 100将所接收的消息封装在中继器RL 100以其名称发送到服务器设备SERV 130的服务消息中。从网关GW的角度看，中继器RL 100被视为终端EP，此封装使得可以使中继器RL100的存在关于网关GW透明。中继器RL 100使用A类传输模式，因为网关GW永久地在介质上监听。由中继器RL 100发送的此服务消息由服务器设备SERV 130处理，如下面关于图9和图10所述。在特定实施例中，此服务消息包括关于接收所述消息的信号质量等级的信息，更具体地说，关于JOIN_REQUEST消息。这可以帮助服务器设备SERV 130决定：在一个且相同的JOIN_REQUEST消息由多个中继器RL代表所述终端EP中继(这假设所述中继器RL在其相应的信标中指示共同的至少一个时隙SL)时，对所讨论的终端EP的责任应该委托给哪个中继器RL

在步骤706中，在接收窗口Rx1和Rx2中，中继器RL 100等待响应消息，如关于图3B描述的。除非存在要执行的预定义处理操作，否则中继器RL 100继续待机直到出现第一接收窗口Rx1，并且如果在第一接收窗口Rx1中没有向其寻址响应消息，则中继器RL 100继续待机直到出现第二接收窗口Rx2。应当注意，这里，第一Rx1和第二Rx2接收窗口是相对于由中继器RL100发送到服务器设备SERV 130的服务消息定义的，并且必须不与相对于最初由终端EP发送的消息(以及中继器RL 100依赖于其服务消息)定义的第一Rx1和第二Rx2接收窗口混淆。

在步骤707中，中继器RL 100检查在第一接收窗口Rx1或第二接收窗口Rx2中是否已向其寻址了响应消息。如果是这样的话，则执行步骤708；否则这意味着所讨论的终端EP将先验地对所述终端EP已发送并且中继器RL 100已中继的消息没有响应，并且重复步骤701，尽可能多地继续待机。

在步骤708中，中继器RL 100对所接收的响应消息解封装，并且检查所接收的响应消息是否封装了JOIN_ACCEPT消息(优选地进一步检查JOIN_ACCEPT消息确实对应于先前中继的JOIN_REQUEST消息)。如果是这样的话，则执行步骤711；否则，执行步骤709。

在步骤709中，中继器RL 100检查所接收的响应消息是否是分离消息DETACH。分离消息是指导中继RL 100不再中继来自所讨论的终端EP的服务消息的消息。当所述终端EP现在在一个或多个网关GW的无线电范围内时，出现这种情况，如下面关于图10所述。如果所接收的响应消息是分离消息DETACH，则执行步骤710；否则执行步骤712。

在步骤710中，中继器RL 100从识别附接到其的终端EP的列表L中删除终端EP(其标识符DevAddr是由服务器设备SERV 100分配给它的)。接着结束图7中的算法。

在步骤711中，中继器RL 100在本地存储器中注册包含在JOIN_ACCEPT消息中的终端EP的标识符DevAddr。在接收到所述JOIN_REQUEST消息(其后接着JOIN_ACCEPT消息)之后，由服务器设备SERV 130分配终端EP的此标识符DevAddr。终端EP的此标识符DevAddr增强了识别附加到其上的终端EP的列表L。因此，中继器RL 100将此JOIN_ACCEPT消息的接收解释为用于将所述终端EP附接到中继器RL 100上的隐式指令。以下关于步骤906描述此方法的变型。接着执行步骤712。

在步骤712中，中继器RL 100在通过执行步骤704定义的第三接收窗口Rx’1或第四接收窗口Rx’2，即通过所讨论的终端EP发送原始消息定义的第三Rx’1和第四Rx’2接收窗口中传播JOIN_ACCEPT消息。接着结束图7中的算法。

图8示意性地示出了由服务器设备SERV 130实现的用于在通信系统中注册任何中继器RL(根据图4)的算法。图8中的算法优选地由LNS服务器131执行。

在步骤801中，服务器设备SERV 130接收来自中继器RL诸如中继器RL 100的JOIN_REQUEST消息。除非服务器设备SERV 100知道容易包括在通信系统中的所有中继器RL的唯一标识符EUI(扩展唯一标识符)，否则服务器设备SERV 130还不知道JOIN_REQUEST消息来自中继器RL。

在步骤802中，服务器设备SERV 130处理JOIN_REQUEST消息并将标识符DevAddr分配给所讨论的中继器RL。服务器设备SERV 130响应于JOIN_REQUEST消息，发送包括分配给所讨论的中继器RL的标识符DevAddr的JOIN_ACCEPT消息。服务器设备SERV 130从那些向其传播JOIN_REQUEST消息的网关GW(如果有几个)中选择网关GW。通常，服务器设备SERV 130选择在接收所述JOIN_REQUEST消息时已指示最佳信号质量等级的网关GW。这样选择的网关GW因此负责使用第一Rx1或第二Rx2接收窗口响应于所讨论的中继器RL，所述第一Rx1或第二Rx2接收窗口是通过所讨论的中继器RL发送JOIN_REQUEST消息定义的(根据图3A)。

如果服务器设备SERV 130接收到已经注册的中继器RL的JOIN_REQUEST消息，则服务器设备SERV 130取消所述中继器RL的先前注册(这意味着所述中继器RL已经失去与通信系统的连接并且已经启动了新的注册程序)。

在步骤803中，服务器设备SERV 130从所讨论的中继器RL接收服务消息MSG。此服务消息是用于恢复信标参数的消息(如已经关于图4提到的)。然后，服务器设备SERV 130知道它正在处理中继器RL。

在步骤804中，服务器设备SERV 130注册所讨论的中继器RL的唯一标识符EUI，分配给其的标识符DevAddr，并相应地指示所涉及的装置是中继器RL。

在服务器设备SERV 130的前述特定实施例中，LNS服务器131向负责所述中继器RL的中继应用RLA 132通知所述中继器RL存在于通信系统中。然后，所述中继应用RLA 132能够执行封装和解封装，以使所述中继器RL能够履行其中继的作用。在服务器设备SERV 130中存在多个中继应用RLA 132的情况下，LNS服务器131跟踪指示通过哪个中继应用RLA 132所述中继器RL被声明的信息。

在步骤805中，服务器设备SERV 130确定所讨论的中继器RL应使用哪些时隙SL来接收来自随后可能附接到其上的任何终端EP的消息。这些是所讨论的中继器RL在信标B中应提到的时隙SL(参见步骤411)。服务器设备SERV 130选择这些时隙SL，其方式与在LoRaWAN(注册商标)数据传输协议的背景下由网关GW实现的B类传输模式中的通信相同。服务器设备SERV 130可以选择其他参数用于由所讨论的中继器RL发送信标B，诸如例如关于图3C和图3D提到的时间Δ4和Δ5。

在步骤806中，服务器设备SERV 130向所讨论的中继器RL发送包括在步骤805中确定的参数的响应消息，特别是表示所述时隙SL的信息。服务器设备SERV 130使用网关GW来向所讨论的中继器RL传播所述响应消息。然后，所述网关GW使用第一接收窗口Rx1或第二接收窗口Rx2，所述第一接收窗口Rx1或第二接收窗口Rx2是通过所述中继器RL发送所述信标参数恢复消息(根据图3B)定义的。然后结束图8中的算法。

图9示意性地示出了由服务器设备SERV 130实现的用于处理由通信系统的中继器RL中继的JOIN_REQUEST消息的算法。

在步骤901中，服务器设备SERV 130接收由通信系统的中继器RL中继的JOIN_REQUEST消息。因此，所述JOIN_REQUEST消息由所述中继器RL封装在服务消息MSG中。然后，服务器设备SERV 130对所述JOIN_REQUEST消息解封装。

在服务器设备SERV 130的前述特定实施例中，服务消息MSG由LNS服务器131接收，所述LNS服务器借助于包括在所述服务消息MSG中的标识符检测消息来自所述中继器RL，所述标识符对应于分配给所述中继器RL的标识符。因此，LNS服务器131将所述服务消息MSG传递给负责所述中继器RL的中继应用RLA 132。所述中继应用RLA 132代表LNS服务器131对所述JOIN_REQUEST消息解封装。

在步骤902中，服务器设备SERV 130检查是否已经多次即通过若干方式接收到所述JOIN_REQUEST消息。这意味着服务器设备SERV 130对所述JOIN_REQUEST消息的处理进行时间延迟，以便能够根据通信系统中的最大延时确定是否通过其他方式实际接收到所述JOIN_REQUEST消息。如果是这样的话，则执行步骤903；否则，执行步骤905。

在步骤903中，服务器设备SERV 130检查是否已通过另一网关GW接收到所述JOIN_REQUEST消息。如果是这样的话，则执行步骤907；否则，执行步骤904。

在步骤904中，服务器设备SERV 130从中继所述JOIN_REQUEST消息的那些中继器RL中选择中继器RL。例如，每个中继器RL在其用于封装所述JOIN_REQUEST消息的服务消息MSG中包括接收所述JOIN_REQUEST消息时的信号质量等级信息。然后，服务器设备SERV 130选择在接收所述JOIN_REQUEST消息时具有最佳信号质量等级的中继器RL。根据另一示例，服务器设备SERV 130在中继所述JOIN_REQUEST消息的那些中继器RL中选择附接有最少数量的终端EP的中继器RL。可以单独或与前述示例组合使用其他标准。然后执行步骤905。

在步骤905中，服务器设备SERV 130将标识符DevAddr分配给发送所述JOIN_REQUEST消息的终端EP，并且注册所述终端EP附接到所述中继器RL上的事实。因此，对于每个中继器RL，服务器设备SERV 130维护附接到所述中继器RL的终端EP的列表L’，所述终端EP分别由它们的唯一标识符EUI和它们的标识符DevAddr识别。如果服务器设备SERV 130接收到已经附接到中继器RL上的终端EP的JOIN_REQUEST消息，则服务器设备SERV 130取消所述终端EP的先前注册(这意味着所述终端EP已经失去与通信系统的连接并且已经启动了新的注册程序)。

在步骤906中，服务器设备SERV 130生成针对终端EP(该终端EP传输所述JOIN_REQUEST消息)的JOIN_ACCEPT消息，JOIN_ACCEPT消息包括分配给所述终端EP的标识符DevAddr。另外，服务器设备SERV 130将所述JOIN_ACCEPT消息封装在响应于服务消息MSG的消息中，其中，所述JOIN_REQUEST消息经由所述服务消息MSG到达服务器设备SERV 130。此响应被寻址到所讨论的终端EP所附接的中继器RL。服务器设备SERV 130使用网关GW向所述中继器RL传播所述响应于服务消息MSG的消息。然后，所述网关GW使用通过所述中继器RL发送所述服务消息MSG(根据图3B)识别的第一接收窗口Rx1或第二接收窗口Rx2。然后结束图9中的算法。

在服务器设备SERV 130的前述特定实施例中，LNS服务器131将所述JOIN_ACCEPT消息传递给负责所述中继器RL的中继应用RLA 132。所述中继应用RLA 132代表LNS服务器131封装所述JOIN_ACCEPT消息。

在上面的步骤906的描述中考虑所述中继器RL将所述响应消息(所述响应消息封装用于所述终端EP的JOIN_ACCEPT消息)的接收解释为用于将所述终端EP附接到所述中继器RL上的指令。在一个变型中，服务器设备SERV 130可以在封装了JOIN_ACCEPT消息的所述响应消息中包括向所述中继器RL明确指示所述终端EP现在附接到所述中继器RL上的信息。另一种变型包括所述中继器RL响应于封装的所述JOIN_ACCEPT消息的接收来传输另一个服务消息MSG。因此，此另一服务消息MSG是请求确认附接的消息，并且包括所述终端EP的标识符DevAddr，使得服务器设备SERV 130知道所讨论的中继器RL涉及哪个终端EP。然后，服务器设备SERV 130通过确认或者如果适用的话否认所述终端EP到所述中继器RL的附接来响应于所述另一服务消息MSG。又一变型是，在接收到所述封装的JOIN_ACCEPT消息之后，所述中继器RL定期向服务器设备SERV 130传输这种附接确认消息。以同样的方式，然后，服务器设备SERV 130通过确认或者否认所述终端EP到所述中继器RL的附接来响应于所述另一服务消息MSG。这使得可以确保服务器设备SERV 130和所述中继器RL关于所讨论的终端EP是否附接到所述中继器RL上的事实是一致的。如果服务器设备SERV 130否认所述终端EP的附接或者没有响应，则所讨论的中继器RL认为它不再需要中继来自所述终端EP的服务消息MSG并将其从识别附接到其的终端EP的列表L中删除。

在步骤907中，服务器设备SERV 130针对传输所述JOIN_REQUEST消息的终端EP生成JOIN_ACCEPT消息，JOIN_ACCEPT消息包括分配给所述终端EP的标识符DevAddr。服务器设备SERV 130使用网关GW来向所讨论的终端EP传播所述JOIN_ACCEPT消息。然后，所述网关GW使用第一接收窗口Rx1或第二接收窗口Rx2，所述第一接收窗口Rx1或第二接收窗口Rx2是通过所述终端EP发送所述JOIN_REQUEST消息(根据图3A)识别的。然后结束图9中的算法。

图10示意性地示出了由服务器设备SERV 130实现的用于处理由终端EP传输并且由通信系统的中继器RL中继的服务消息MSG的算法。

在步骤1001中，服务器设备SERV 130接收由终端EP传输且由所述中继器RL中继的服务消息MSG。因此，所述服务消息MSG自身已由所述中继器RL封装在另一服务消息MSG中。然后，服务器设备SERV 130对由终端EP传输的所述服务消息MSG解封装。

在服务器设备SERV 130的前述特定实施例中，所述另一服务消息MSG由LNS服务器131接收，所述LNS服务器借助于包括在所述另一服务消息MSG中的标识符检测消息来自所述中继器RL，所述标识符对应于分配给所述中继器RL的标识符。因此，LNS服务器131将所述另一服务消息MSG传递给负责所述中继器RL的中继应用RLA 132。然后，所述中继应用RLA132代表LNS服务器131对由终端EP传输的所述服务消息MSG解封装。

在步骤1002中，服务器设备SERV 130检查是否已经经由至少一个网关GW接收到由终端EP传输的所述服务消息MSG。如果是这样的话，则这意味着终端EP现在在通信系统的至少一个网关GW的无线电范围内，并且执行步骤1003；否则执行步骤1006。

在步骤1003中，服务器设备SERV 130将终端EP与所述中继器RL分离。换句话说，服务器设备SERV 130将所讨论的终端EP的唯一标识符EUI和标识符DevAddr从附接到所述中继器RL上的终端EP的列表L’中删除。

在步骤1004中，服务器设备SERV 130针对所述中继器RL生成所述终端EP的分离消息。响应于封装了由所述终端EP最初传输的服务消息MSG的所述另一服务消息MSG，将此消息发送到中继器RL。服务器设备SERV 130使用网关GW来向所述中继器RL传播所述分离消息。然后，所述网关GW使用第一接收窗口Rx1或第二接收窗口Rx2，所述第一接收窗口Rx1或第二接收窗口Rx2是通过所述中继器RL发送所述另一服务消息MSG(根据图3B)定义的。因此，中继器RL将停止传播来自所讨论的终端EP的服务消息MSG(参见步骤710)。

在步骤1005中，服务器设备SERV 130处理由所述终端EP传输的服务消息MSG，并将响应消息传输到所述终端EP(并因此不通过所述中继器RL)。服务器设备SERV 130使用网关GW来向所讨论的终端EP传播所述响应消息。然后，所述网关GW使用第一接收窗口Rx1或第二接收窗口Rx2，所述第一接收窗口Rx1或第二接收窗口Rx2是通过所述终端EP发送所述响应消息(根据图3B)定义的。然后结束图10中的算法。

在步骤1006中，服务器设备SERV 130处理由所述终端EP传输的服务消息MSG，并生成针对所述终端EP的响应消息。另外，服务器设备SERV 130将所述响应消息封装在响应于所述上述另一服务消息MSG的另一响应消息中。因此，此另一响应消息被寻址到所讨论的终端EP所附接的中继器RL。服务器设备SERV 130使用网关GW向所述中继器RL传播所述另一响应消息。然后，所述网关GW使用第一接收窗口Rx1或第二接收窗口Rx2，所述第一接收窗口Rx1或第二接收窗口Rx2是通过所述中继器RL发送所述另一服务消息MSG(根据图3B)定义的。然后结束图10中的算法。

在服务器设备SERV 130的前述特定实施例中，在步骤1006处，LNS服务器131向负责所述终端EP的终端应用EPA 133传播由所讨论的终端EP传输的服务消息MSG，使得所述服务消息MSG由所述终端应用EPA 133处理。然后，所述终端应用EPA 133生成所述响应消息并将其传递给LNS服务器131以进行发送。LNS服务器131实现了所讨论的终端EP附接到所述中继器RL上。然后，LNS服务器131将用于封装所述响应消息的所述响应消息传递给负责所述中继器RL的中继应用RLA 132。

图11示意性地示出了在应用本发明的实施例时通信系统中的消息交换的示例。

让我们考虑终端EP 110寻求在包括中继器RL 100、网关GW 120和服务器设备SERV130的通信系统中注册。中继器RL已经向服务器设备SERV 130注册并且在网关GW 120的无线电范围内。另一方面，终端EP 110不在网关GW 120的无线电范围内，也不在通信系统的任何其他网关GW的无线电范围内。

在步骤1101中，终端EP 110向服务器设备SERV 130传输JOIN_REQUEST(JR)消息。终端EP 110使用A类通信模式，希望其JOIN_REQUEST消息将由至少一个网关GW接收。终端EP110既不在第一接收窗口Rx1也不在第二接收窗口Rx2中(在步骤1101处相对于JOIN_REQUEST消息的发送定义)从网关GW获得反馈。

在步骤1102中，终端EP 110重复向服务器设备SERV 130传输JOIN_REQUEST(JR)消息。再次，终端EP 110使用A类通信模式。终端EP 110既不在第一接收窗口Rx1也不在第二接收窗口Rx2中(在步骤1102处相对于JOIN_REQUEST消息的发送定义)从网关GW获得反馈。

在步骤1103中，终端EP 110重复向服务器设备SERV 130传输JOIN_REQUEST(JR)消息。再次，终端EP 110使用A类通信模式。终端EP 110既不在第一接收窗口Rx1也不在第二接收窗口Rx2中(在步骤1102处相对于JOIN_REQUEST消息的发送定义)从网关GW获得反馈。然后，终端EP 110认为它已经达到其JOIN_REQUEST(JR)消息的不成功传输的最大配额，终端EP 110决定切换到A’类通信模式。

在步骤1104中，终端EP 110接收由中继器RL 100传输的信标B。信标指定相对于所述信标B的发送定义的时隙SL，在此期间中继器RL 100在介质上监听。

在步骤1105中，终端EP 110等待所述时隙SL中的一个的出现并且重复向服务器设备SERV 130传输JOIN_REQUEST(JR)消息。JOIN_REQUEST(JR)消息由中继器RL 100接收。

在步骤1106中，中继器RL 100向服务器设备SERV 130传输封装了在步骤1105处由终端EP 110传输的JOIN_REQUEST(JR)消息的服务消息MSG(JR)。此服务消息MSG(JR)由网关GW 120接收，所述网关在步骤1107中将所述服务消息传播到服务器设备SERV 130。服务器设备SERV 130通过解封装获得由终端EP 110传输的JOIN_REQUEST(JR)消息并处理它。然后，终端EP 110在通信系统中注册。

在步骤1108中，服务器设备SERV 130传输对在步骤1106处由中继器RL 100发送的服务消息的响应的消息REP(JA)。服务器设备SERV 130应用于网关GW 120以传播所述响应消息REP(JA)，其封装了要发送到终端EP 110的JOIN_ACCEPT(JA)消息。

在步骤1109中，网关GW 120向中继器RL 100传播响应消息REP(JA)，所述中继器接收所述响应消息REP(JA)。网关GW 120使用相对于在步骤1106中中继器RL 100发送服务消息MSG(JR)定义的第一接收窗口Rx1或第二接收窗口Rx2。中继器RL 100通过解封装获得要发送到终端EP 110的JOIN_ACCEPT(JA)消息，并在步骤1110中传输它。中继器RL 100注意到终端EP 110现在附接到所述中继器RL 100上。终端EP 110接收JOIN_ACCEPT(JA)消息并且知道它注册在通信系统中。终端EP 110现在能够传输服务消息MSG，其然后由中继器RL 100中继，并且对其的响应也由中继器RL 100中继(假设终端EP 100符合A’类通信模式施加的时隙SL约束)。

因此，在中继阶段R 1111中，中继由终端EP 110发送到服务器设备SERV 100的服务消息MSG。另外，在这个中继阶段R 1111期间，中继器RL 100响应于所述服务消息MSG，中继服务器设备SERV 130希望传输到终端EP 110的响应消息。为此，中继器RL 100使用相对于由终端EP 110发送并且所讨论的响应消息涉及的服务消息MSG的发送定义的第三接收窗口Rx’1或第二接收窗口Rx’2。我们应当考虑到，在这个中继阶段R 1111结束时，网关GW 120变成处在终端EP 110的无线电范围内，例如因为终端EP 110已移动。

在步骤1112中，终端EP 110向服务器设备SERV 130传输服务消息MSG，等待由中继器RL 100发送的信标B中指定的所述时隙SL之一的出现。此服务消息MSG由中继器RL 100接收。

在步骤1113a中，中继器RL 100向服务器设备SERV 130传输封装了在步骤1112处由终端EP 110传输的服务消息MSG的另一服务消息MSG(MSG)。此另一服务消息MSG(MSG)由网关GW 120接收，所述网关在步骤1114a中将所述另一服务消息传播到服务器设备SERV130。服务器设备SERV 130通过解封装获得由终端EP 110传输的服务消息MSG。

并行地，在步骤1113b中，服务消息MSG也已由网关GW 120接收到。在步骤1114b中，网关GW 120将所述服务消息传播到服务器设备SERV 130。然后，服务器设备SERV 130获得由终端EP 110传输的服务消息MSG的另一副本。因此，服务器设备SERV 130注意到，它不仅如预期地经由中继器RL 100(因为终端EP 110附接到中继器RL 100上)接收此服务消息MSG，还通过从网关GW 120间接接收。

在步骤1115a中，服务器设备SERV 130响应于所述另一服务消息MSG(MSG)向中继器RL 100发送分离消息DETACH，借助于所述分离消息DETACH，服务器设备SERV 130向中继器RL 100指示终端EP 110不再附接到其上。服务器设备SERV 130寻址网关GW 120以传播所述分离消息DETACH。

在步骤1116a中，网关GW 120向中继器RL 100传播分离消息DETACH。网关GW 120使用相对于在步骤1113a处中继器RL 100发送所述另一服务消息MSG(MSG)定义的第一接收窗口Rx1或第二接收窗口Rx2。中继器RL 100接收所述分离消息DETACH并且注意到终端EP 110现在不再附接到所述中继器RL 100上。中继器RL 100现在不再中继由终端EP 110传输的服务消息MSG(对于终端EP 110恰好在由中继器RL 100发送的信标B中指定的那些时隙中的时隙SL出现期间发送这种服务消息MSG的巧合，这是极不可能的)。

在步骤1115b中，服务器设备SERV 130响应于由终端EP 110传输的所述服务消息MSG，向终端EP 110发送响应消息REP。服务器设备SERV 130寻址网关GW 120以向终端EP110传播所述响应消息REP。

在步骤1116b中，网关GW 120向终端EP 110传播响应消息REP。终端EP 110接收所述响应消息REP，并且注意到已在第一接收窗口Rx1或在第二接收窗口Rx2(在步骤1112处相对于JOIN_REQUEST消息的发送)中传输所述响应消息REP。终端EP从中得出结论，它现在在通信系统的网关GW的无线电范围内，并且切换到A类通信模式。

Claims (16)

1.一种通信系统中的传输方法，所述通信系统包括服务器设备(130)和连接到所述服务器设备的至少一个网关(120、121、122)，每个网关被配置成使用被称为A类通信模式经由LPWAN通信网络与至少一个终端(110、111、112、113)通信，所述方法定义如下：

-所述网关接收来自一个所述终端的原始消息，并将所接收的原始消息传播到所述服务器设备；

-在从所述服务器设备接收到响应消息时，所述网关使用相对于所述终端对所述原始消息的传输时间定义的至少一个接收窗口(Rx1、Rx2)向所述终端传播所述响应消息；

其特征在于，所述通信系统还包括由每个网关视为终端的至少一个中继器(100)，每个中继器使用所述A类通信模式与所述网关中的一个或多个通信，并使用被称为A’类的另一种通信模式与一个或多个终端通信，定义如下：

-所述中继器以规则的间隔传输信标(B)，每个信标包括表示相对于所述信标预定义的至少一个时隙(SL0、SLx)的信息；

-所述中继器仅在每个所述时隙期间监听(701)由一个或多个终端发送给所述服务器设备的任何原始消息；

-在A类通信模式下经由一个所述网关提供来自所述服务器设备的响应消息的情况下，所述中继器使用相对于所述终端对所述原始消息的传输时间定义的至少一个其他接收窗口(Rx’1、Rx’2)向所述终端传播(712)所述响应消息，每个所述其他接收窗口(Rx’1、Rx’2)相对于在A类通信模式下定义的每个接收窗口(Rx1、Rx2)向后偏移预定义时间(Δ5)；

并且在于，在一个所述中继器在A’类通信模式下接收到(701、702)由一个所述终端发送的原始消息时，所述中继器执行：

-执行(705)将所述原始消息封装在用于所述服务器设备的另一消息中；

-在A类通信模式下传输(705)所述另一消息，使得至少一个所述网关向所述服务器设备传播所述另一消息；

-在使用(706)在A类通信模式下相对于所述中继器对所述另一消息的传输定义的接收窗口经由一个所述网关提供来自所述服务器设备的响应消息的情况下，对包含在所述响应消息中的另一响应消息执行(707)解封装，并且在A’类通信模式下相对于所述终端对所述原始消息的传输定义的一个所述其他接收窗口中向所述终端传播(712)所述另一响应消息；

并且在于，在接收到(1001)由一个或多个网关传播的消息时，当所接收的消息包括由一个所述中继器中继的消息时，所述服务器设备执行：

-对所中继的消息执行(1001)解封装；

-处理(1005)所中继的消息以获得要寻址到发送被中继的消息的所述终端的响应消息；

-执行(1006)将所述响应消息封装在要寻址到所述中继器的另一响应消息中；并且

-向网关传输(1006)所述另一响应消息，使得所述网关在A类通信模式下相对于所述终端对所传播的消息的传输定义的一个所述接收窗口中向所述中继器传播所述另一响应消息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个中继器被初始化为如下：

-所述中继器向所述服务器设备传输(402)注册消息；

-在经由一个所述网关提供来自所述服务器设备的响应消息(403、404)的情况下，所述中继器向所述服务器设备传输(407)信标参数恢复消息；

-在经由一个所述网关提供来自所述服务器设备的响应消息(408、409)的情况下，所述中继器调度(411)所述信标的发送并调度(411)在每个所述时隙期间的监听，所述响应消息包括表示每个所述时隙的信息。

3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其特征在于，在一个所述中继器接收(701、702)由一个所述终端在A’类通信模式下发送的原始消息时，所述中继器执行：

-当所述原始消息是从所述终端到所述服务器设备的注册消息时，所述中继器将所述原始消息传播到所述服务器设备，并且在接收到来自所述服务器设备的响应消息时，所述中继器认为所述终端附接到所述中继器上；

-当所述原始消息是另一消息时，仅当所述终端附接到所述中继器上时，所述中继器才将所述原始消息传播到所述服务器设备。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在接收到由一个或多个网关传播的消息时，当所接收的消息包括由一个所述中继器中继的消息时，所述服务器设备确定(903、1002)是否也经由至少一个所述网关直接接收到所中继的消息，并且如果是这样的话，则所述服务器设备执行：

-处理(1005)所中继的消息以获得要寻址到发送已中继的所述消息的所述终端的响应消息；

-向网关传输(1006)所述响应消息，使得所述网关在A类通信模式下相对于所述终端对被中继的所述消息的传输定义的一个所述接收窗口中向所述终端传播所述响应消息；

-向所述中继器传输(1004)分离消息，所述分离消息向所述中继器指示所述终端不再附接到所述中继器上；

并且在于，所述终端在A类通信模式下定义的每个所述接收窗口中以及在A’类通信模式下定义的每个所述接收窗口中监听，并且当所述终端在A类通信模式下定义的一个所述接收窗口中接收到响应消息时，所述终端切换(614)到A类通信模式。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在A类通信模式下定义两个接收窗口(Rx1、Rx2)，并且在A’类通信模式下定义两个接收窗口(Rx’1、Rx’2)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，A’类通信模式下的每个接收窗口具有大于A类通信模式下的每个对应接收窗口的持续时间。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述服务器设备(130)包括至少一个中继应用(132)，每个中继应用负责执行关于所述中继器中的一个或多个的封装和解封装。

8.一种在通信系统传输背景下由中继器(100)实现的方法，所述通信系统包括服务器设备(130)和连接到所述服务器设备的至少一个网关(120、121、122)，每个网关被配置成使用被称为A类通信模式经由LPWAN通信网络与至少一个终端(110、111、112、113)通信，定义如下：

-希望经由一个所述网关直接与所述服务器设备通信的所述终端向所述服务器设备传输原始消息；

-所述终端在相对于所述终端对所述原始消息的传输时间定义的至少一个接收窗口(Rx1、Rx2)期间监听来自所述服务器设备的经由一个所述网关传播的任何响应消息；

其特征在于，所述通信系统还包括由每个网关视为终端的所述中继器(100)，所述中继器使用所述A类通信模式与一个或多个所述网关通信，并使用被称为A’类的另一种通信模式与一个或多个终端通信，定义如下：

-所述中继器以规则的间隔传输信标(B)，每个信标包括表示相对于所述信标预定义的至少一个时隙(SL0、SLx)的信息；

-所述中继器仅在每个所述时隙期间监听(701)由一个或多个终端发送到所述服务器设备的任何原始消息；

-在A类通信模式下经由一个所述网关提供来自所述服务器设备的响应消息的情况下，所述中继器使用相对于所述终端对所述原始消息的传输时间定义的至少一个其他接收窗口(Rx’1、Rx’2)向所述终端传播(712)所述响应消息，每个所述其他接收窗口(Rx’1、Rx’2)相对于在A类通信模式下定义的每个接收窗口(Rx1、Rx2)向后偏移预定义时间(Δ5)；

并且在于，在所述中继器在A’类通信模式下接收(701、702)由一个所述终端发送的原始消息时，所述中继器执行：

-执行(705)将所述原始消息封装在用于所述服务器设备的另一消息中；

-在A类通信模式下传输(705)所述另一消息，使得至少一个所述网关向所述服务器设备传播所述另一消息；

-在使用在A类通信模式下相对于所述中继器对所述另一消息的传输定义的接收窗口经由一个所述网关提供(706)来自所述服务器设备的响应消息的情况下，对包含在所述响应消息中的另一响应消息执行(707)解封装，并且在A’类通信模式下相对于所述终端对所述原始消息的传输定义的一个所述其他接收窗口中向所述终端传播(712)所述另一响应消息。

9.一种在通信系统传输背景下由终端(110)实现的方法，所述通信系统包括服务器设备(130)和连接到所述服务器设备的至少一个网关(120、121、122)，所述终端被配置成使用被称为A类通信模式经由LPWAN通信网络与至少一个所述网关通信，定义如下：

-希望经由一个所述网关直接与所述服务器设备通信的所述终端向所述服务器设备传输原始消息；

-所述终端在相对于所述终端对所述原始消息的传输时间定义的至少一个接收窗口(Rx1、Rx2)期间监听来自所述服务器设备的经由一个所述网关传播的任何响应消息；

其特征在于，所述通信系统还包括至少一个中继器(100)，所述终端被配置成根据另一种被称为A’类通信模式与每个中继器通信，定义如下：

-所述终端接收由一个所述中继器发送的信标(B)，每个信标包括表示相对于所述信标预定义的至少一个时隙(SL0、SLx)的信息；

-希望经由所述中继器与所述服务器设备通信的所述终端仅在一个所述时隙期间向所述服务器设备传输原始消息；

-所述终端在相对于所述终端对所述原始消息的传输时间定义的至少一个其他接收窗口(Rx’1、Rx’2)期间监听(615)来自所述服务器设备的经由所述中继器传播的任何响应消息，每个所述其他接收窗口(Rx’1、Rx’2)相对于在A类通信模式下定义的每个接收窗口(Rx1、Rx2)向后偏移预定义时间。

10.一种由服务器设备(130)在通信系统传输背景下实现的方法，所述通信系统包括所述服务器设备和连接到所述服务器设备的至少一个网关(120、121、122)，每个网关被配置成经由LPWAN通信系统与至少一个终端(110、111、112、113)通信，

其特征在于，所述通信系统还包括至少一个中继器(100)，在接收到(1001)由一个或多个网关传播的消息时，当所接收的消息包括由一个所述中继器中继的消息时，所述服务器设备执行：

-对所中继的消息执行(1001)解封装；

-处理(1005)所中继的消息以获得要寻址到发送被中继的所述消息的所述终端的响应消息；

-将所述响应消息封装(1005)在要寻址到所述中继器的另一响应消息中；并且

-向网关传输(1006)所述另一响应消息，使得所述网关向所述中继器传播所述另一响应消息。

11.一种包括一组指令的计算机程序，当所述计算机程序由所述处理器执行时，所述指令致使处理器(210)执行根据权利要求8或根据权利要求9或根据权利要求10所述的方法。

12.一种存储包括一组指令的计算机程序的信息存储介质，当所述计算机程序由所述处理器执行时，所述指令致使处理器(210)执行根据权利要求8或根据权利要求9或根据权利要求10所述的方法。

13.一种通信系统，所述通信系统包括服务器设备(130)和连接到所述服务器设备的至少一个网关(120、121、122)，每个网关被配置成使用被称为A类通信模式经由LPWAN通信网络与至少一个终端(110、111、112、113)通信，定义如下：

-所述网关被配置成接收来自一个所述终端的原始消息，并将所接收的原始消息传播到所述服务器设备；

-在从所述服务器设备接收到响应消息时，所述网关被配置成使用相对于所述终端对所述原始消息的传输时间定义的至少一个接收窗口(Rx1、Rx2)向所述终端传播所述响应消息；

其特征在于，所述通信系统还包括由每个网关视为终端的至少一个中继器(100)，每个中继器被配置成使用所述A类通信模式与所述网关中的一个或多个通信，并使用另一种被称为A’类通信模式与一个或多个终端通信，定义如下：

-所述中继器被配置成以规则的间隔传输信标(B)，每个信标包括表示相对于所述信标预定义的至少一个时隙(SL0、SLx)的信息；

-所述中继器被配置以便仅在每个所述时隙期间监听(701)由一个或多个终端发送到所述服务器设备的任何原始消息；

-在A类通信模式下经由一个所述网关提供来自所述服务器设备的响应消息的情况下，所述中继器被配置成使用相对于所述终端对所述原始消息的传输时间定义的至少一个其他接收窗口(Rx’1、Rx’2)向所述终端传播(712)所述响应消息，每个所述其他接收窗口(Rx’1、Rx’2)相对于在A类通信模式下定义的每个接收窗口(Rx1、Rx2)向后偏移预定义时间(Δ5)；

并且在于，在一个所述中继器在A’类通信模式下接收到(701、702)由一个所述终端发送的原始消息时，所述中继器实现：

-用于执行(705)将所述原始消息封装在用于所述服务器设备的另一消息中的装置；

-用于在A类通信模式下传输(705)所述另一消息以使得至少一个所述网关向所述服务器设备传播所述另一消息的装置；

-在使用在A类通信模式下相对于所述中继器对所述另一消息的传输定义的接收窗口经由一个所述网关提供来自所述服务器设备的响应消息(706)的情况下，用于对包含在所述响应消息中的另一响应消息执行(707)解封装的装置，以及用于在A’类通信模式下相对于所述终端对所述原始消息的传输定义的一个所述其他接收窗口中向所述终端传播(712)所述另一响应消息的装置；

并且在于，在接收到(1001)由一个或多个网关传播的消息时，当所接收的消息包括由一个所述中继器中继的消息时，所述服务器设备实现：

-用于对所中继的消息执行(1001)解封装的装置；

-用于处理(1005)所中继的消息以获得要寻址到发送被中继的所述消息的所述终端的响应消息的装置；

-用于执行(1006)将所述响应消息封装在要寻址到所述中继器的另一响应消息中的装置；以及

-用于向网关传输(1006)所述另一响应消息，使得所述网关在A类通信模式下相对于所述终端对所述传播消息的传输定义的一个所述接收窗口中向所述中继器传播所述另一响应消息的装置。

14.一种用于通信系统的中继器(100)，所述通信系统包括服务器设备(130)和连接到所述服务器设备的至少一个网关(120、121、122)，每个网关被配置成使用被称为A类通信模式经由LPWAN通信网络与至少一个终端(110、111、112、113)通信，定义如下：

-希望经由一个所述网关直接与所述服务器设备通信的所述终端被配置成向所述服务器设备传输原始消息；

-所述终端被配置以便在相对于所述终端对所述原始消息的传输时间定义的至少一个接收窗口(Rx1、Rx2)期间监听来自所述服务器设备的经由一个所述网关传播的任何响应消息；

其特征在于，所述中继器由每个网关视为终端，所述中继器被配置成使用所述A类通信模式与所述网关中的一个或多个通信，并使用另一种被称为A’类通信模式与一个或多个终端通信，定义如下：

-所述中继器被配置成以规则的间隔传输信标(B)，每个信标包括表示相对于所述信标预定义的至少一个时隙的信息；

-所述中继器被配置以便仅在每个所述时隙期间监听(701)由一个或多个终端发送到所述服务器设备的任何原始消息；

-在A类通信模式下经由一个所述网关提供来自所述服务器设备的响应消息(706)的情况下，所述中继器被配置成使用相对于所述终端对所述原始消息的传输时间定义的至少一个其他接收窗口(Rx’1、Rx’2)向所述终端传播(712)所述响应消息，每个所述其他接收窗口(Rx’1、Rx’2)相对于在A类通信模式下定义的每个接收窗口(Rx1、Rx2)向后偏移预定义的时间(Δ5)；

并且在于，在一个所述中继器在A’类通信模式下接收到(701)由一个所述终端发送的原始消息时，所述中继器实现：

-用于执行(705)将所述原始消息封装在用于所述服务器设备的另一消息中的装置；

-用于在A类通信模式下传输(705)所述另一消息以使得至少一个所述网关向所述服务器设备传播所述另一消息的装置；

-在使用在A类通信模式下相对于所述中继器对所述另一消息的传输定义的接收窗口经由一个所述网关提供来自所述服务器设备的响应消息(706)的情况下，用于对包含在所述响应消息中的另一响应消息执行(707)解封装的装置，以及用于在A’类通信模式下相对于所述终端对所述原始消息的传输定义的一个所述其他接收窗口(Rx’1、Rx’2)中向所述终端传播(712)所述另一响应消息的装置。

15.一种用于通信系统的终端(110)，所述通信系统包括服务器设备(130)和连接到所述服务器设备的至少一个网关(120、121、122)，所述终端被配置成使用被称为A类通信模式经由LPWAN通信网络与至少一个所述网关通信，定义如下：

-希望经由一个所述网关直接与所述服务器设备通信的所述终端被配置成向所述服务器设备传输原始消息；

-所述终端被配置成在相对于所述终端对所述原始消息的传输时间定义的至少一个接收窗口(Rx1、Rx2)期间监听来自所述服务器设备的经由一个所述网关传播的任何响应消息；

其特征在于，所述通信系统还包括至少一个中继器(100)，所述终端被配置成在另一种被称为A’类通信模式下与每个中继器通信，定义如下：

-所述终端被配置成接收由一个所述中继器发送的信标(B)，每个信标包括表示相对于所述信标预定义的至少一个时隙(SL0、SLx)的信息；

-希望经由所述中继器与所述服务器设备通信的所述终端被配置成仅在一个所述时隙期间向所述服务器设备传输原始消息；

-所述终端被配置成在相对于所述终端对所述原始消息的传输时间定义的至少一个其他接收窗口(Rx’1、Rx’2)期间监听(615)来自所述服务器设备的经由所述中继器传播的任何响应消息，每个所述其他接收窗口(Rx’1、Rx’2)对于在A类通信模式下定义的每个接收窗口(Rx1、Rx2)向后偏移预定义的时间(Δ5)。

16.一种用于通信系统的服务器设备(130)，所述通信系统包括所述服务器设备和连接到所述服务器设备的至少一个网关(120、121、122)，每个网关被配置成经由LPWAN通信网络与至少一个终端(110、111、112、113)通信，

其特征在于，所述通信系统还包括至少一个中继器(100)，在接收到(1001)由一个或多个网关传播的消息时，当所接收的消息包括由一个所述中继器中继的消息时，所述服务器设备实现：

-用于对所中继的消息执行(1001)解封装的装置；

-用于处理(1005)所中继的消息以获得要寻址到发送被中继的所述消息的所述终端的响应消息的装置；

-用于执行(1006)将所述响应消息封装在要寻址到所述中继器的另一响应消息中的装置；以及

-用于向网关传输(1006)所述另一响应消息，使得所述网关向所述中继器传播所述另一响应消息的装置。