CN112689337B - 用于处于待机的方法和重新激活无线通信网络的至少一部分及收集所述网络的节点的方法 - Google Patents

用于处于待机的方法和重新激活无线通信网络的至少一部分及收集所述网络的节点的方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及用于处于待机的方法和用于重新激活无线通信网络的至少一部分以及收集所述网络的节点的方法。描述了一种用于重新激活根据IEEE 802.11标准之一的无线通信网络的方法。该通信网络包括多个收集节点，每个收集节点包括在发送模式中被停用的、与所述通信网络相关联的所谓的回程无线网络的至少一个接入点和/或用户射频接口和/或用户，由重新激活方法的主节点发送的信标帧逐渐传播，以便重新激活网络中的所有节点。

Description

用于处于待机的方法和重新激活无线通信网络的至少一部分 及收集所述网络的节点的方法
技术领域
至少一个实施例涉及根据IEEE(电气与电子工程师协会)802.11标准之一的无线通信网络领域，也就是说，通常被称为Wi-Fi网络的这些无线通信网络。至少一个实施例更具体地涉及一种用于处于待机的方法和用于重新激活此类网络的至少一部分的方法。
背景技术
根据IEEE 802.11标准之一的无线通信网络(以下称为“网络”)通常包括多个节点。每个节点是电子设备，该电子设备至少包括射频模块，用于根据IEEE 802.11标准之一或换句话说根据Wi-Fi标准之一建立通信。此类网络通常包括通常被称为接入点或AP的电子设备，以及能够与接入点和/或彼此建立无线连接的多个所谓的用户(或客户端)电子设备。在住宅环境中，电子设备接入点通常是由互联网运营商提供的盒子，也就是说家庭网关或住宅网关。用户电子设备通常是计算机、电视、平板计算机或所谓的智能电话。因此，通常说用户电子设备“在Wi-Fi中”与接入点相关联。
Wi-Fi网络的架构也可以是分布式的，以便例如通过使用多个接入点来扩展网络的范围或提高其性能。分布式Wi-Fi网络的架构与简要描述的先前架构不同。分布式Wi-Fi网络至少包括两个网络：
-所谓的收集或基础结构(回程)网络，使得可以将接入点彼此连接并根据混合星型和/或链型的网络架构来形成网络基础结构，该回程网络可以是无线网络(例如Wi-Fi)、电缆网络(例如以太网)或两者的混合体，
-所谓的用户(或客户端)Wi-Fi网络(前传)，允许将所谓的用户(或客户端)节点(或电子设备)连接到分布式Wi-Fi网络。
在回程网络中，将在两个连接的Wi-Fi设备之间创建父子层次结构。Wi-Fi设备中的一个Wi-Fi设备成为另一个Wi-Fi设备的父级，另一个Wi-Fi设备成为该父Wi-Fi设备的子级。父Wi-Fi设备充当子Wi-Fi设备的接入点的角色。子Wi-Fi设备充当父Wi-Fi设备的站点的角色。
图1高度示意性地示出了此类分布式Wi-Fi网络100。分布式网络100包括网关110和多个节点或电子设备B1101、B2102、B3103、B4104、C1105和C2106。网关110允许网络100与网络120(例如互联网)的互连。在该示例中，节点B1、B2、B3和B4是所谓的收集节点。这些节点B1、B2、B3和B4构成网络100的回程基础结构。节点C1和C2是连接到收集节点(分别是节点B3和B4)的两个用户节点。收集节点B1、B2、B3和B4管理两个Wi-Fi网络：
-专用于收集的第一Wi-Fi网络允许每个收集节点与分布式网络100的关联(可能以网状方式)，
-第二Wi-Fi网络以类似于非分布式Wi-Fi网络的方式专用于用户节点的关联。
因此，基础结构的每个节点B1、B2、B3和B4都包括多个无线电接口：
-与专用于收集的Wi-Fi网络的接入点接口相对应的称为“AP-B”(代表“接入点回程”)的无线电接口，
-与专用于收集的Wi-Fi网络的用户(或客户端)接口相对应的称为“ST-B”(代表“站点回程”)的无线电接口，
-与专用于分布式网络100的用户节点关联的Wi-Fi网络的接入点接口相对应的“AP-F”无线电接口(代表“接入点前传”)。
在图1中所示的示例中，节点B1101例如经由以太网连接通过电缆连接至网关GW110。根据一个实施例，网关GW 110和节点B1101之间的连接可以通过Wi-Fi连接来进行。根据一个补充实施例，网关GW 110和节点B1 101是一个并且是相同的电子设备，所述电子设备包括网关GW 110和节点B1 101的功能。
每个收集节点B1、B2、B3或B4因此可以建立与另一个收集节点的连接，以便构成分布网络100的回程基础结构。更准确地，收集节点可以经由其“ST-B”无线电接口建立到另一个收集节点的“AP-B”无线电接口的连接，以便形成收集节点链。一些收集节点可以经由电缆连接(例如以太网类型)来连接。
AP-B无线电接口(专用于收集的Wi-Fi网络的接入点)建立与对应于回程网络的网络标识符SSID(服务集标识符)相关联的Wi-Fi网络。因此，收集节点必须知道该SSID以便建立到另一个收集节点的Wi-Fi连接。
收集节点适于将经由其接入点前传“AP-F”和接入点回传“AP-B”无线电接口接收的流量(也就是说，在消息中交换的数据)重传到其站点回传“ST-B”无线电接口，以便将接收的流量传输到分布式网络的中心节点，这里是节点B1101。同样，收集节点适于将经由其站点回程“ST-B”无线电接口接收到的流量重新分发给其接入点前传“AP-F”和/或接入点回传“AP-B”无线电接口中的一个或另一个或二者。换句话说，在图1所示的示例中，收集节点B3 103适于：
-接收由节点B4 101经由其无线电接口AP-B收集的流量，
-经由其AP-F接口从连接的用户节点(例如，用户节点C1 105)接收流量，
-经由其站点回程ST-B无线电接口将接收的所述流量重传到收集节点B1 101，以及
-相反地，将经由其站点回程ST-B无线电接口接收的流量经由其AP-B接口重定向到节点B4 104和/或经由其站点回程ST-B无线电接口重定向到收集节点B1 101。
因此，回程网络的节点借助于逻辑链路(例如IP通信或加密隧道或根据专有通信协议的通信)彼此通信。
此类网络广播大量电磁信号，并且也是能量的高消耗者。因此，已知使整个或部分网络处于待机。还已知能够重新激活网络或处于待机的网络部分。
因此，专利申请US 2010/0195551描述了一种用于使网状无线通信网络处于待机的方法，其中，主节点直接或通过中继向从节点发送继续待机的指令(或睡眠指令)。该方法与间歇接收功能在每个从节点中的实现相关联，使得可以接收直接或间接来自主节点的重新激活(或重新唤醒)指令。
然而，描述的方法与802.11标准使用的CSMA-CA协议不兼容。这是因为该协议无法知道发送帧的实际时刻。此外，所描述的方法不能使网络处于待机或仅从网络中的任何节点重新激活它。因此，有必要提出克服这些缺点的方法。
发明内容
根据特定实施例，描述了一种用于重新激活根据IEEE 802.11标准之一的无线通信网络的方法。该网络包括以父/子层次结构组织的多个收集节点，在所述通信网络中被称为当前节点的至少一个收集节点包括在发送模式中被停用的与通信网络相关联的所谓的回程无线网络的接入点和/或用户射频接口。该方法由所述当前节点执行，并且包括：
-接收包括指示重新激活的状态信息的第一信标帧；以及
a)在所述当前节点上将状态信息放入存储器，以便指示正在进行重新激活；
b)重新激活所述当前节点的所有回程射频接口；
c)广播包括指示重新激活的状态信息的第二信标帧；
d)与父节点配对，并且在所述当前节点具有子节点的情况下，等待直到所述子节点与之配对并检查所述子节点是否被重新激活；更新指示所述当前节点被重新激活的内部状态。
根据特定实施例，当前节点进一步包括在发送模式和接收模式中被停用的与通信网络相关联的被称为前传网络的无线网络的接入点射频接口，该方法包括：在步骤b)之后，在发送模式和接收模式中重新激活所述前传网络的所述接入点射频接口的步骤。
根据特定实施例，所述第一信标帧进一步包括与触发所述重新激活的时间相对应的时间戳信息，所述步骤a)至d)仅在所接收的所述时间戳信息的值大于与所述当前节点相关联的当前时间戳信息的值的情况下才执行。
根据特定实施例，步骤a)进一步包括将所接收的时间戳信息放入存储器中以代替当前时间戳信息的值。
根据特定实施例，所述第二信标帧进一步包括所接收的时间戳信息。
根据特定实施例，所述第一信标帧进一步包括标识所述网络的密钥，所述步骤a)至d)仅在标识所述信标帧的所述网络的所述密钥与存储在所述当前节点的存储器中的标识密钥相同的情况下才执行。
根据特定实施例，通过按压所述主节点的按钮来触发所述重新激活。
根据特定实施例，所述网络被重新激活，对于所述网络的被称为接收节点的节点，所述方法包括：
1)从网络中被称为请求节点的节点接收包括待机请求的消息；以及
如果所述接收节点是除所述请求节点之外没有任何相邻节点的节点，则：
2)向所述请求节点发送指示其接受待机请求的消息；
3)接收包括待机指令的消息；
4)向所述请求节点发送确认待机指令的消息；
5)在存储器中存储连接信息并在发送模式中停用所述回程网络的其接入点和/或用户射频接口时继续待机；
否则：
-向所述请求节点发送指示其拒绝待机请求的消息以及其是中间节点的指示；
-对于不同于所述请求节点的，与所述接收节点相邻的节点中的每个节点，以所述接收节点充当新的请求节点的方式递归地重复步骤1)至5)，直到与所述接收节点相邻的所有节点都处于待机；
-向所述请求节点发送包括用于启用待机的请求的消息；
-接收包括待机指令的消息；
-向所述请求节点发送确认待机指令的消息；
-在存储器中存储连接信息并在发送模式中停用所述回程网络的其接入点和/或用户射频接口时继续待机。
根据特定实施例，继续待机进一步包括在发送模式和接收模式中停用前传网络的其接入点射频接口。
根据特定实施例，包括待机请求的消息包括指示其是待机请求的信息和请求节点的标识符。
根据特定实施例，包括待机请求的消息进一步包括特定于所述网络的标识密钥。
根据特定实施例，包括待机指令的消息包括指示其为待机指令的信息以及发送消息的节点的标识符。
根据特定实施例，包括待机指令的消息进一步包括时间值，该时间值定义所述接收节点必须处于待机的时刻。
根据特定实施例，包括待机指令的消息进一步包括特定于所述待机请求的所述网络的标识密钥。
根据特定实施例，包括待机指令的消息进一步包括所述接收节点的无线电接口必须在其上重新激活自己的信道的标识符。
根据特定实施例，包括待机启用请求的消息包括指示其是待机启用请求的信息和发送所述消息的所述节点的标识符。
根据特定实施例，描述了根据IEEE 802.11标准之一的无线通信网络的收集节点。收集节点包括在发送模式中被停用的与通信网络相关联的所谓的回程无线网络的接入点和/或用户射频接口。收集节点被配置为执行根据任一实施例的上述方法的步骤。
根据特定实施例，描述了一种计算机程序。该计算机程序包括指令，该指令用于由包括多个收集节点的分布式无线通信网络的收集节点的处理器在由处理器执行计算机程序时实现根据任一实施例之前所述的方法。
根据特定实施例，描述了一种记录介质。记录介质可以由上述计算机程序存储在其上的分布式无线通信网络的管理节点读取。
附图说明
通过阅读下面对示例实施例的描述，上述以及其它特征将更加清楚地显现，所述描述是相对于附图进行的，在附图中：
图1示意性地示出例如根据IEEE 802.11标准的包括多个节点的分布式无线通信网络的架构；
图2示意性地示出根据特定实施例的用于使根据IEEE 802.11标准之一的分布式无线通信网络待机的方法；
图3示出了节点A请求并且节点B、C和D接收待机请求；
图4示意性地示出根据另一特定实施例的用于使根据IEEE 802.11标准之一的分布式无线通信网络待机的方法；
图5示出节点A请求并且节点B、C和D接收待机请求，所述节点B是中间节点；
图6示意性地示出根据特定实施例的用于重新激活根据IEEE 802.11标准之一的分布式无线通信网络的方法；
图7示意性地示出根据另一特定实施例的用于重新激活根据IEEE 802.11标准之一的分布式无线通信网络的方法；以及
图8示意性地示出分布式无线通信网络的收集节点的硬件架构，该收集节点适于执行图2、图4、图6或图7中所示的方法的全部或一些步骤。
具体实施方式
至少一个实施例使得可以使根据IEEE 802.11标准之一的分布式无线通信网络或此类网络的一部分待机。该待机能够例如由用户从网络中的任何节点触发。
至少一个实施例使得可以重新激活先前已经待机的根据IEEE 802.11标准之一的分布式无线通信网络(或者分别是此类网络的一部分)。该重新激活能够例如由用户从网络中的任何节点触发。
图2和图4示意性地示出一种用于使根据IEEE 802.11标准之一的分布式无线通信网络(例如网络100或该网络的一部分)待机的方法。在本文件的其余部分中，如果节点向另一个节点发出待机请求，则该节点被视为“请求节点”。如果节点接收到来自请求节点的待机请求，则该节点被视为“接收节点”。
在图2和图4中，在请求节点中执行的步骤由字母S标识，而在接收节点中执行的步骤由字母E标识。
图2更具体地示出在其中接收待机请求的节点是除请求节点之外不具有相邻节点的节点的情况下的待机方法。图3中的节点B、C或D就是这种情况。在该图中，节点A是请求节点。以节点A作为请求节点并且节点B作为接收节点来描述该方法。在多个相邻节点的情况下，所描述的方法是通过与请求节点相邻的节点(在这种情况下，图3中的节点B、C和D)中的每个节点来实现的。
在待机方法期间，请求节点A将在以下状态中的相对于接收节点的表示待机方法状态的信息存储在存储器中：
-就绪：默认状态，在待机方法的情况下，该节点已打开并准备进行交互；
-已询问：已经发送了待机请求，因此已经询问了接收节点，并且请求节点正在等待响应；
-已接受：待机请求已被接收节点接受；
-已拒绝：待机请求已被接收节点拒绝；
-等待中：接收节点必须向请求节点发送响应；
-已取消：待机程序被取消；以及
-待机：接收节点处于待机。
在步骤S200期间，无线通信网络的请求节点A检测到用户使网络处于待机的触发。请求节点A可以是无线通信网络中的任何节点。待机的触发可以由用户通过按压请求节点A的物理按钮来完成。根据变型，待机的触发由用户经由附接到请求节点的用户界面执行。然后，请求节点将启动待机方法。
在步骤S 210期间，请求节点以单播模式向随后被视为接收节点的相邻节点B发送包括待机请求的消息M1。还将与接收节点有关的待机方法的状态更改为“已询问”。相邻节点是回程网络中与请求节点相邻的节点，即以单跳从请求节点可访问的节点。该消息例如借助于通信总线通过电缆链路或无线链路(例如，Wi-Fi或蓝牙)来发送。
消息M1包括：
-用于定义消息类别的信息(此处为待机请求)。该信息可以是用于在一组消息类别中定义消息的类别的数字标识符；
-发送消息的节点A的标识符(在拓扑中进行标识，例如其MAC地址)；
-可选地，标识网络的密钥使标识网络成为可能。该密钥例如是由发起将网络置于待机的节点(即，触发待机的节点)随机生成的。这使网络免除盗版重新激活成为可能。可选地，密钥可以用来加密交换的消息；以及
-可选地，请求通过的节点的标识符列表。该列表使得可能从发起初始待机请求的节点知道网络的拓扑。这是因为置于待机从发起初始请求的节点递归地传播到分支的末端。在步骤E200期间，接收节点B接收消息M1，该消息包括使网络处于待机的请求。接收到待机请求后，接收节点B可以接受或拒绝该请求，并在适用的情况下指示拒绝原因。在图2中，接收节点B接受待机请求。
因此，在步骤E210中，接收节点B向消息M1中标识的请求节点A发送消息M2，所述消息指示接收节点接受待机请求。消息M2包括：
-用于定义消息类别的信息(此处是对待机请求的响应)。该信息可以是用于在一组消息类别中定义消息的类别的数字标识符；
-发送消息的节点B的标识符(在拓扑中进行标识，例如其MAC地址)；
-对消息M1的响应：接受待机请求；以及
-可选地，其相邻节点的列表。该信息使节点A可以查看与节点B相邻的节点的视图。该信息尤其使得可以通过了解与节点B相邻的节点来完成系统的拓扑视图，并向节点A提供下游传播的预览。
在步骤S220中，请求节点A接收响应，即由接收节点B发送的消息M2。在多个相邻节点的情况下，其所有相邻节点都接收到消息。在接收到响应(消息M2)时，并且如果请求被接受，则请求节点A将与接收节点相关联的方法的状态更改为“已接受”，并将发送待机指令。
在步骤S230中，请求已被接受，请求节点A向接收节点B发送包括待机指令的消息M3。
消息M3包括：
-用于定义消息类别的信息(此处为待机指令)。该信息可以是用于在一组消息类别中定义消息的类别的数字标识符；
-发送消息的节点的标识符(拓扑中的标识符，MAC地址)；
-可选地，用于定义节点必须继续待机的时刻的时间值。如果该值为零，则待机为立即。如果该值在消息M3中不存在，则假定其具有默认定义的值，例如零值；
-可选地，标识所谓的“重新激活”信道的信息，该信息将被所有节点使用，以便在其中检测导致系统重新激活/重新唤醒的活动。该信道可以是处于待机之前使用的当前信道，或者不同。然而，如果当前信道是DFS通道，则发起待机请求的节点必须选择非DFS信道。它可以在处于待机之前选择最不繁忙的信道，或者选择默认信道；
-可选地，如果存在，标识消息M1中定义的网络的密钥；以及
-可选地，请求通过的节点的标识符列表。
在步骤E220期间，接收节点B接收包括待机指令的消息M3，并且作为回报，发送确认待机指令的消息。
在步骤E230中，接收节点B继续待机。
如果在包括待机指令的消息M3中定义的时间值等于零，则该节点立即继续待机。否则，它将以延迟的方式进行。因此，如果在M3中定义的时间值是一个时段，则在M3中指示的时段过去之后，节点将继续待机。当接收节点B继续待机时，它执行以下动作：
-它保存连接信息(BSSID、SSID、密码)，以便随后可以重新连接到网络并保持与待机之前相同的拓扑。可选地，它保存标识网络的密钥和用于标识信道的数据，例如待机之前使用的标识频段的信道号。在重新激活信道上重新激活系统之后，例如管理节点可以在仲裁期间使用后一信息，以便将回程网络中的所有节点切换到更合适的信道上；以及
-它仅在发送模式中停用其AP-B和ST-B无线电接口，而在接收模式中仍保持活动。AP-B和ST-B无线电接口的停用允许在发送模式和接收模式中停用AP-F无线电接口。这是因为，一旦AP-B和ST-B无线电接口被停用，就不再通过AP-F无线电接口交换更多信息。在变型中，AP-F无线电接口保持活动。该变型使得可以检测移动终端(例如再次接通的电话)的活动，并从该检测触发系统的重新激活。可选地，在置于待机之前或之后，它还通过应用一个(即“重新激活”)信道来配置信道，该信道在包括待机指令的消息M3中指示。因此，接收节点B将在该重新激活信道上侦听以便在其上检测任何重新激活指令。
在步骤S240中，请求节点接收确认消息。该确认使得请求节点，即发送了待机指令的节点，依次继续待机。在多个相邻节点的情况下，如图3中所示，当请求节点已从所有接收节点B、C和D接收到确认消息时，该请求节点继续待机。可选地，如果请求节点能够以与接收节点B相同的频率操作，则该请求节点分析其无线电环境，以便检查接收节点确实已经停止发送并因此继续待机。然后，请求节点A可以更改与“处于待机”的接收节点相关联的方法的状态。
图4示出待机方法，其中，接收待机请求的节点B是中间节点，即不位于链的末端并且因此其自身具有除请求节点之外的相邻节点C和D的节点，如在图5中示出。在该图中，A是请求节点。节点A向节点B发送待机请求。在该情况下，节点B将拒绝该待机请求，因为它是节点A与节点C和D之间的中间节点。然后，节点B将根据上面参考图2所述的方法，向其自己的相邻节点(C和D)依次发起待机请求。
在步骤S200中，无线通信网络的请求节点A检测到例如由用户使网络处于待机的触发。请求节点A可以是无线通信网络中的任何节点。待机的触发可以由用户通过按压请求节点的物理按钮来完成。根据变型，待机的触发由用户经由附接到请求节点的用户界面来执行。然后，请求节点将开始待机方法。在步骤S210中，请求节点以单播模式向相邻节点(在该情况下为图5中的节点B)发送包括待机请求的消息M1。它还将与接收节点B相关的待机方法的状态更改为“已询问”模式。在多个相邻节点的情况下，消息M1被发送到其所有相邻节点。该消息例如借助于通信总线通过电缆链路或无线链路(例如，Wi-Fi或蓝牙)来发送。
在步骤E200中，接收节点B接收消息M1，该消息M1包括使网络处于待机的请求。
在步骤E215中，接收节点B向请求节点A发送消息M2，所述消息M2指示其拒绝待机请求。消息M2包括：
-用于定义消息类别的信息(此处是对待机请求的响应)。该信息可以是用于在一组消息类别中定义消息的类别的数字标识符；
-对消息M1的响应：已拒绝；
-拒绝的原因：中间节点；以及
-可选地，其相邻节点的列表。
这是因为作为中间节点的节点B在接受待机请求之前必须首先确保其所有相邻节点都处于待机。
在步骤S225中，请求节点A接收由接收节点B发送的响应。如果请求被拒绝，则分析拒绝的原因。在原因是“中间节点”的情况下，请求节点将然后把与接收节点有关的方法状态更改为“处于待机”。
在步骤E216中，中间接收节点触发除请求节点之外的其相邻节点(在这种情况下为图5中的节点C和D)的待机方法。因此，图4中的步骤以节点B作为请求节点并且节点C或D作为接收节点来实现。在该情况下，在步骤S200中，不是由用户而是通过接收包括来自节点A的待机请求的消息M1来检测针对节点B的待机的触发。因此，待机方法的步骤被递归应用。
在步骤E218中，一旦节点C和D处于待机，则中间接收节点B向请求节点A发送包括启用待机的请求的消息M4。
消息M4包括：
-用于定义消息类别的信息(此处是启用待机的请求)。该信息可以是用于在一组消息类别中定义消息类别的数字标识符；以及
-发送消息的节点B的标识符(拓扑中的标识符，例如其MAC地址)。
在步骤S228中，请求节点A接收包括用于启用待机的请求的消息M4。
在步骤S230中，请求节点发送包括待机指令的消息M3。它将与节点B相关联的状态更改为“已接受”。
在步骤E220中，接收节点接收包括待机指令的消息M3，并继续待机。
在步骤E230中，接收节点B发送确认待机指令的消息。
在步骤S240中，请求节点接收确认消息。该确认使得请求节点，即发送了待机指令的节点，依次继续待机。在多个相邻节点的情况下，如图3中所示，当请求节点已从所有接收节点B、C和D接收到确认消息时，该请求节点继续待机。可选地，如果请求节点能够以与接收节点B相同的频率操作，则该请求节点分析其无线电环境，以便检查接收节点确实已经停止发送并因此继续待机。然后，请求节点A可以将与接收节点相关联的方法的状态更改为“处于待机”。
自然地，如果节点C或D之一本身具有相邻节点，则结合图4描述的方法以节点C或D作为请求节点并且其相邻节点作为接收节点来应用。因此，逐渐地，整个无线通信网络处于待机。
在特定实施例中(图2和图4中未示出)，待机请求可以由于除是“中间节点”之外的原因而被接收节点拒绝。在变型中，接收节点可能不响应待机请求，因为它不可连接，例如因为它已关闭或受到干扰。在所有这些情况下(即由于除是“中间节点”之外的原因类型或没有响应而拒绝)，请求节点将在存储器中将与接收节点有关的待机方法的状态更改为“已拒绝”。这是因为接收节点可能是不可连接的。因此，无法通知它网络处于待机。在该特定情况下，待机程序被取消。请求节点将待机程序的停止通知其它节点。在适用的情况下，它可能例如通过使用参考图6和图7描述的方法请求重新激活已经处于待机的节点。接收到取消待机的请求的节点将其状态配置为在请求节点处“已取消”。尚未处于待机的节点接收取消请求，并递归应用相同程序。取消请求必须得到确认。接收到确认后，请求节点更改其状态并将其配置为“就绪”。
在特定实施例中，可以广播信标帧，以便通知无线通信网络中的所有节点，后者处于待机的过程中。更精确地，从其触发了待机的节点在至少一个信标帧中添加指示网络处于待机的过程中的信息(IE)。在变型中，该节点在至少一个信标帧中添加指示待机方法状态的信息(IE)，即待机是否正在进行、终止、取消等。
根据至少一个实施例的方法有利地使得可以使网络的至少一部分处于待机，并且因此节省能量并且限制电磁信号的不必要的广播。此外，可以从网络中的任何节点触发该待机。
图6和图7示意性地示出用于重新激活根据IEEE 802.11标准之一的分布式无线通信网络(例如网络100)的方法，所述无线通信网络包括多个收集节点，其中的一些收集节点至少处于待机。节点能够经由参考图2和图4所述的方法或通过允许仅在发送模式中导致“AP-B”和“ST-B”回程无线电接口停用的待机的任何其它方法处于待机，这些在接收模式中保持活动。在变型中，在发送模式中停用“AP-B”和“ST-B”回程无线电接口，然后在发送模式中以及在接收模式中停用“AP-F”无线电接口。连接信息(例如基本服务集标识符、SSID和密码)，可选地，标识密钥和待机之前使用的信道也将在待机程序期间保存在存储器中。更具体地，图6从所谓的主节点的角度示出了该方法，从该主节点触发重新激活网络的方法，并且图7从该网络的另一节点的角度示出了该方法。
参考图6，在步骤S600中，无线通信网络中的节点确定用户已经触发了无线通信网络的重新激活。该节点可以是无线通信网络中的任何节点。用户可以通过按压节点的物理按钮来触发重新激活。根据变型，重新激活由用户经由附接到节点的用户界面触发。然后，该节点将启动重新激活方法，并成为该重新激活方法的主节点。
在步骤S610中，主节点将对网络的重新激活有用的信息放入存储器中。特别地，它在存储器中存储：内部状态(其被配置为“重新激活”)和时间戳信息，使得其等于重新激活的用户触发时间。节点的内部状态会指示其在重新激活方法中所在的阶段。“重新激活”状态指示它处于重新激活的过程中，并且“就绪”状态指示它已被重新激活，并且因此可以经由其无线电接口以与待机之前相同的方式接收和发送数据。
在步骤S620中，主节点重新激活其所有无线电接口。特别地，它在发送模式和接收模式中重新激活其“AP-F”无线电接口，并在发送模式中重新激活其“AP-B”和“ST-B”回程无线电接口。在变型实施例中，主节点在发送模式中仅重新激活其“AP-B”和“ST-B”回程无线电接口。在该变型中，其“AP-F”无线电接口在发送模式中和稍后在接收模式中(例如，在步骤S650的结尾)被重新激活。在系统重新激活期间，可选地使用重新激活信道。如果在重新激活期间，重新激活通道处于服务中，它将在网络使用期间继续被使用。该信道可能不同于待机之前使用的信道。在变型实施例中，在S620中，主节点在待机之前定义的信道上配置其回程无线电接口使用的信道。在步骤S630中，主节点向网络中的所有节点广播指示它们重新激活的消息。这是因为在网络待机时段期间，节点的“AP-B”和“ST-B”无线电接口在接收模式中处于活动。因此，主节点范围内的节点保持配置为接收和读取由主节点广播的消息。
为此目的，主节点在其信标帧中添加信息IE(“信息元素”)，该信息IE特别包括对网络的重新激活有用的在步骤S610处放入存储器的信息，即被配置为“重新激活”的其内部状态”以及可选地与重新激活的用户触发的时间相对应的时间戳信息。IE可选地包括主节点的标识符，例如其MAC地址，以及在网络处于待机之前协商的标识密钥，以便将主节点标识为确实属于该网络。标识密钥也可以用作哈希密钥，以便对这些数据进行加密，以便抵御任何攻击。
在步骤S640中，主节点与待机之前的其“父”节点配对。它检查其所有子节点都与之配对，并且网络中所有节点的状态都配置为“就绪”。如果是这种情况，则在步骤S650中主节点可以依次配置为“就绪”。“主”节点是进入“就绪”状态的最后节点，这指示重新激活方法已终止，并且网络以与待机之前相同的方式运行。
在变型中，主节点必须在整个网络上发送消息，该消息必须以与待机请求相同的方式被级联确认，以便检查所有节点是否确实已重新激活。例如，参考图5，假设A是主节点，则它向B发送验证消息，并且然后B向C和D发送消息。一旦C和D对B做出响应，B响应A以便确认其子节点被重新激活。
参考图7，在步骤S700中，无线通信网络中的节点(称为当前节点)确定已经触发了无线通信网络的重新激活。对于不同于主节点的当前节点，步骤S700(对应于针对主节点的步骤S600)包括步骤S705至S730。
在步骤S705中，当前节点接收主节点发送的信标帧或网络中另一个节点中继的信标帧。
在可选步骤S710中，当前节点将在信标帧中接收到的时间戳信息Ts_received与其自身的时间戳信息Ts_current进行比较，以便检查它是否确实是新事件。如果Ts_received高于Ts_current，则当前节点检查接收到的信标帧的IE中指示的状态。在相反的情况下，它将在步骤S720中认为信标帧包括过时的信息并且将忽略信标帧。
如果IE中的状态指示“重新激活”，则当前节点在可选步骤S730中检查在待机之前协商并存储在其存储器中的标识密钥是否与所接收的信标帧中指示的密钥相同。如果是这种情况，它将把重新激活信息(状态、时间戳信息、主节点的标识，可选的标识密钥)中继到其它节点。为此目的，在步骤S740中，当前节点将对网络的重新激活有用的信息放入存储器中。这是使用接收到的信标帧的IE完成的。特别地，它通过在“重新激活”时对其进行配置来将其内部状态存储在存储器中。可选地，它存储替换值Ts_current的Ts_received的值，以及其它数据，诸如IE中指示的主节点的标识符。
在步骤S750中，当前节点重新激活其所有无线电接口。特别地，它在发送模式和接收模式中重新激活其“AP-F”无线电接口，并在发送模式中重新激活其“AP-B”和“ST-B”回程无线电接口。在变型中，当前节点在发送模式中仅重新激活其“AP-B”和“ST-B”回程无线电接口。在该变型中，其“AP-F”无线电接口在发送模式中和稍后在接收模式中(例如，在步骤S780的结尾)被重新激活。在系统重新激活时，可选地使用重新激活信道。如果在重新激活时重新激活信道处于服务中，则它将在网络使用期间被继续使用。在变型中，它在待机之前定义的信道上配置其回程无线接口使用的信道。
在步骤S760中，当前节点广播包括信息IE(“信息元素”)的信标帧，信息IE具有对网络的重新激活有用的在步骤740处放入存储器的信息，即在“重新激活”时被配置的其内部状态，与重新激活的用户的触发时间相对应的时间戳信息和主节点的标识符。IE可选地包括在将网络置于待机之前协商的标识密钥，以便将当前节点标识为确实属于该网络。因此，逐渐地，出现在主节点的信标帧中的信息被网络中的其它节点中继。在变型中，当前节点在IE中添加其自己的标识符，例如其MAC地址。因此，可以知道重新激活信息通过哪些节点。
在步骤S770中，了解其紧密的拓扑，当前节点将与待机之前作为其“父”节点的节点配对。这是因为该节点像任何Wi-Fi设备一样，已经知道并且因此在存储器中独立于其操作状态而具有在其AP-B接口上相关联的站点(子节点)和接入点(父节点)的列表，在接入点上该节点与其ST-B接口相关联。如果当前节点在处于待机之前没有任何子节点，则在与其父节点配对之后，在步骤S780中将其内部状态配置为“就绪”并更新其自身的时间戳信息，以便在其中指示其状态改变的时间。
如果当前节点在处于待机之前具有子节点，则它将等待直到其所有子节点都与之配对。可选地，它借助于扫描其无线电环境来检查其内部状态确实配置为“就绪”。如果是这种情况，则当前节点与其父节点配对后，在步骤780中依次将其内部状态配置为“就绪”并更新其自身的时间戳信息，以便在其中指示其状态改变的时间。因此，它以该方式指示重新激活方法已针对其分支完成。
在循环中的拓扑的特定情况下，一旦所有“子”节点都已配对并且自身与其“父”节点相关联，则了解拓扑的节点将其内部状态更改为“就绪”。然后所有节点定期扫描其无线电环境，以便检查网络中节点发送的每个信标帧是否确实包含“就绪”状态。一旦仅广播“就绪”状态，则终止重新激活方法。该方法也可以在星形拓扑和分支拓扑的环境中使用。
用于使之处于待机和重新激活分布式无线通信网络的方法可以独立实现。因此，通过参考图2至图5中的步骤描述的方法而处于待机的无线通信网络可以通过参考图6和图7描述的方法或通过不同的方法来重新激活。以相同的方式，通过参考图6和图7描述的方法重新激活的无线通信网络可能先前已经通过参考图2至图5描述的方法或通过不同的方法处于待机。
图8示意性地示出无线通信网络的电子设备或收集节点800的硬件架构，该电子设备或收集节点被配置为执行图2、图4、图6或图7中所示的方法的全部或一些步骤。因此，电子设备800包括通过通信总线连接的：处理器或CPU(中央处理单元)801；RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)和/或EPROM(可擦除可编程只读存储器)类型的存储器MEM 802，可能是例如以太网类型的网络模块NET 803，内部存储类型的存储模块STCK 804和可能的根据IEEE 802.11类型的标准的多个射频模块805至80N。收集节点800可以可选地包括图8中未示出的一个或多个输入/输出接口(例如，小键盘、鼠标、触摸板)、网络摄像头等，每个被配置为显示信息和/或使用户能够输入命令或数据。收集节点800还可以包括未在图8中示出的能量源，其也可以在收集节点的外部。
存储模块STCK 804可以是硬盘驱动器(HDD)类型或SSD(固态驱动器)类型，或者可以是由诸如SD(安全数字)卡读取器的外部存储介质读取器组成的类型。
处理器CPU 801可以将数据或信息记录在存储器MEM 802中或存储模块STCK 804中。处理器CPU 801可以读取记录在存储器MEM 802中或存储模块STCK 804中的数据。这些数据可以对应于配置参数。网络模块NET 503，如果存在的话，通常使电子设备800能够连接到局域网和/或互联网。每个射频模块805至80N使电子设备800能够根据所谓的Wi-Fi标准建立多个射频接口。射频接口可以是Wi-Fi接入点，或者另一方面是所谓的用户射频接口，它使另一个电子设备能够与所谓的接入点射频接口相关联。
处理器CPU 801能够执行例如从存储模块STCK 804加载到存储器MEM 802中的指令。当电子设备800加电时，处理器CPU 801能够从存储器MEM 802读取指令并执行他们。这些指令形成计算机程序，该计算机程序使得处理器CPU 801实现上述所有或一些方法和步骤，特别是图2和图4中所述的方法或图6和图7中描述的方法。因此，上述所有或一些方法和步骤可以通过由可编程机器(诸如DSP(数字信号处理器)或微控制器)执行一组指令以软件形式实现。这里描述的所有或一些方法和步骤也可以通过机器或专用组件(诸如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路))以硬件形式实现。电子设备800的功能可以通过软件的更新，即例如通过电子设备800的微程序(固件)的更新，被集成在根据IEEE 802.11标准的无线网络的节点中。

Claims (18)

1.一种用于重新激活根据IEEE 802.11标准之一的无线通信网络的一部分的方法，所述通信网络包括以父/子层次结构组织的多个收集节点，所述通信网络中的被称为当前节点的至少一个收集节点包括与所述通信网络相关联的所谓的无线收集网络的接入点射频接口(AP-B)和用户射频接口(ST-B)，所述收集网络的所述接入点射频接口和用户射频接口在发送模式中被停用，所述方法由所述当前节点执行，并且其特征在于，所述方法包括：
-接收(S705)由所述通信网络中的另一个节点发送的第一信标帧，所述第一信标帧包括指示正在进行的重新激活的状态信息；以及
a)将所述当前节点的内部状态放入(S740)存储器中，以便指示所述节点正在被重新激活；
b)针对所述当前节点重新激活(S620，S750)所述收集网络的所有其接入点射频接口和用户射频接口；
c)广播(S630，S760)第二信标帧，所述第二信标帧包括指示正在进行的重新激活的状态信息，从而中继指示正在进行的重新激活的所述状态信息；以及
d)与父节点配对(S640，S770)，并且在所述当前节点具有子节点的情况下，等待直到所述子节点与之配对，检查每个所述子节点的内部状态指示所述子节点被重新激活并且在所述子节点被重新激活的情况下，更新所述当前节点的内部状态以指示所述当前节点被重新激活，并且在所述当前节点没有子节点的情况下，更新所述当前节点的内部状态以指示所述当前节点被重新激活。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述当前节点进一步包括在发送模式和接收模式中被停用的、与所述通信网络相关联的被称为用户网络的无线网络的接入点射频接口(AP-F)，步骤b)进一步包括在发送模式和接收模式中重新激活所述用户网络的所述接入点射频接口的步骤。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一信标帧进一步包括与触发所述重新激活的时间相对应的时间戳信息，所述步骤a)至d)仅在所接收的所述时间戳信息的值大于与所述当前节点相关联的当前时间戳信息的值的情况下才执行。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述步骤a)进一步包括将所接收的所述时间戳信息放入存储器中，以代替所述当前时间戳信息的所述值。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第二信标帧进一步包括所接收的所述时间戳信息。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一信标帧进一步包括标识所述通信网络的密钥，所述步骤a)至d)仅在标识所述信标帧的所述通信网络的所述密钥与存储在所述当前节点的存储器中的标识密钥相同的情况下才执行。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，通过按压所述无线通信网络的节点的按钮来触发所述重新激活。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，对于所述通信网络的被称为接收节点的节点，所述方法包括：
1)从所述通信网络中被称为请求节点的节点接收包括待机请求的消息；以及
如果所述接收节点是除所述请求节点以外没有任何相邻节点的节点，如果该节点以单跳从另一节点可访问，则该节点与另一节点相邻：
2)向所述请求节点发送指示其已接受所述待机请求的消息；
3)接收包括待机指令的消息；
4)向所述请求节点发送确认所述待机指令的消息；
5)在存储器中存储连接信息并在发送模式中停用所述收集网络的其接入点射频接口和/或用户射频接口时继续待机；
否则：
-向所述请求节点发送指示其拒绝所述待机请求的消息以及其是中间节点的指示；
-对于不同于所述请求节点的，与所述接收节点相邻的所述节点中的每个节点，以所述接收节点充当新的请求节点的方式递归地重复所述步骤1)至5)，直到与所述接收节点相邻的所有所述节点都处于待机；
-向所述请求节点发送包括用于启用待机的请求的消息；
-接收包括待机指令的消息；
-向所述请求节点发送确认所述待机指令的消息；
-在存储器中存储连接信息并在发送模式中停用所述收集网络的其接入点射频接口和/或用户射频接口时继续待机。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，继续待机进一步包括在发送模式和接收模式中停用用户网络的其接入点射频接口。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，包括所述待机请求的所述消息包括指示其为待机请求的信息以及所述请求节点的标识符。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，包括所述待机请求的所述消息进一步包括特定于所述通信网络的标识密钥。
12.根据权利要求8所述的方法，其中，包括所述待机指令的所述消息包括指示其为待机指令的信息以及发送所述消息的所述节点的标识符。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，包括所述待机指令的所述消息进一步包括时间值，所述时间值定义所述接收节点必须继续待机的时刻。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，包括所述待机指令的所述消息进一步包括特定于所述待机请求的所述网络的标识密钥。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，包括所述待机指令的所述消息进一步包括所述接收节点的所述射频接口必须在其上重新激活的信道的标识符。
16.根据权利要求8所述的方法，其中，包括待机启用请求的所述消息包括指示其是待机启用请求的信息以及发送所述消息的所述节点的标识符。
17.一种根据IEEE 802.11标准之一的无线通信网络的收集节点，所述通信网络包括以父/子层次结构组织的多个收集节点，所述收集节点包括在发送模式中被停用的、与所述通信网络相关联的所谓的收集无线网络的接入点射频接口和/或用户射频接口，所述收集节点的特征在于，其适于执行根据权利要求1至16中任一项所述的方法的步骤。
18.一种存储介质，其能够由分布式无线通信网络的收集节点读取，在所述存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序包括指令，所述指令在由包括多个收集节点的分布式无线通信网络的收集节点的处理器执行时用于由所述处理器实施根据权利要求1至16中任一项所述的方法。
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