CN117730579A - 用于网状网络中的窄带和超窄带通信的端点时钟频率调整 - Google Patents

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CN117730579A CN202280052565.7A CN202280052565A CN117730579A CN 117730579 A CN117730579 A CN 117730579A CN 202280052565 A CN202280052565 A CN 202280052565A CN 117730579 A CN117730579 A CN 117730579A
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Abstract

公开了用于调整网状网络中的端点设备的时钟频率以用于窄带和超窄带通信的系统和方法。端点设备通过无线网络从网络中的参考设备接收参考定时信号。端点设备确定端点设备的时钟频率的当前值，并且还确定参考定时信号的参考频率与时钟频率的当前值之间的频率差。基于频率差，端点生成控制信号并将控制信号施加到端点设备的晶体振荡器以调整晶体振荡器的频率。端点设备使用由经调整的晶体振荡器生成的振荡信号与网络中的另一设备通信。

Description

用于网状网络中的窄带和超窄带通信的端点时钟频率调整
技术领域
本公开总体上涉及无线网络中的窄带和超窄带通信，并且更具体地涉及调整网络的端点设备处的时钟频率。
背景技术
在需要较长距离的一些情况下，诸如自适应多速率(AMR)网状网络之类的无线网络中的窄带(NB)和超窄带(UNB)通信是期望的。超窄带接收器是高度选择性的，并且可以抑制可能在其窄带宽之外进入接收器的噪声和干扰，使得能够用相对弱的接收信号实现良好的信噪比(SNR)。然而，NB和UNB系统特别具有挑战性，因为信道带宽小，因此在端点之间需要高稳定性和高精度的频率参考。这些高稳定性频率参考，例如三级钟(stratum 3)温度补偿晶体振荡器(TCXO)或恒温晶体振荡器(OCXO)，通常需要高功耗并且体积庞大且成本高。常规频率参考(例如，常规TCXO)是不可靠的，因为它们的稳定性将引入频移，该频移将信息频谱置于收发器的中频(IF)带宽之外，并因此阻止可靠的通信。
发明内容
公开了用于调整网状网络中的端点设备的时钟频率以用于窄带和超窄带通信的装置和过程的方面和示例。例如，由网状网络中的端点设备执行的方法包括：当在初始通信模式下操作时，通过网状网络从网状网络中的参考设备接收参考定时信号，获得端点设备的晶体振荡器的频率的当前值，确定参考定时信号的参考频率与频率的当前值之间的频率差，基于频率差生成控制信号，根据控制信号调整晶体振荡器的频率，以及确定晶体振荡器的频率的误差满足预定条件。该方法还包括响应于确定晶体振荡器的频率的误差满足预定条件，切换到窄带或超窄带通信模式。窄带或超窄带通信模式的数据速率低于初始通信模式的数据速率。该方法还包括当在窄带或超窄带通信模式下操作时，使用由晶体振荡器生成的振荡信号向网状网络中的另一设备发送通信信号以及从网状网络中的另一设备接收通信信号。
在另一示例中，一种系统包括被配置用于向网状网络中的多个端点设备发送参考定时信号的参考设备，以及所述多个端点设备。所述多个端点设备中的每个端点设备被配置用于当在初始通信模式下操作时，通过网状网络从参考设备接收参考定时信号，获得端点设备的晶体振荡器的频率的当前值，确定参考定时信号的参考频率与晶体振荡器的频率的当前值之间的频率差，基于频率差生成控制信号，根据控制信号调整晶体振荡器以调整晶体振荡器的频率，以及确定晶体振荡器的频率的误差满足预定条件。端点设备还被配置用于响应于确定晶体振荡器的频率的误差满足预定条件，切换到窄带或超窄带通信模式，以及当在窄带或超窄带通信模式下操作时，使用由晶体振荡器生成的振荡信号与网状网络中的参考设备或另一端点设备进行通信。窄带或超窄带通信模式的数据速率低于初始通信模式的数据速率。
在又一示例中，网络的端点设备包括被配置用于生成具有晶体振荡器的频率的振荡信号的晶体振荡器、被配置为执行计算机可读指令的处理器、以及被配置为存储计算机可读指令的存储器，该计算机可读指令在由处理器执行时使处理器执行操作。所述操作包括：当在初始通信模式下操作时，通过网络从网络中的参考设备接收参考定时信号，获得晶体振荡器的频率的当前值，确定参考定时信号的参考频率与晶体振荡器的频率的当前值之间的频率差，使得基于频率差生成控制信号，通过将控制信号施加到晶体振荡器来调整晶体振荡器的频率，以及确定晶体振荡器的频率的误差满足预定条件。操作还包括响应于确定晶体振荡器的频率的误差满足预定条件而使端点设备切换到窄带或超窄带通信模式。窄带或超窄带通信模式的数据速率低于初始通信模式的数据速率。操作还包括当在窄带或超窄带通信模式下操作时，使端点设备使用由晶体振荡器生成的振荡信号与网络中的另一设备通信。
提及这些说明性方面和特征不是为了限制或限定当前描述的主题，而是为了提供示例以帮助理解本申请中描述的概念。在审阅整个申请之后，当前描述的主题的其他方面、优点和特征将变得显而易见。
附图说明
当参考附图阅读以下详细描述时，可以更好地理解本公开的这些和其他特征、方面和优点。
图1是示出根据本公开的某些方面的用于调整网状网络中的端点设备的时钟频率以用于窄带和超窄带通信的说明性操作环境的框图。
图2是示出根据本公开的某些方面的频率参考设备及其从参考设备接收参考定时信号的相关联的端点设备的示例的框图。
图3示出了图示根据本公开的某些方面的用于调整网状网络中的端点设备的时钟频率以用于窄带和超窄带通信的过程的流程图。
图4是根据本公开的某些方面的图1的联网系统的端点的框图的示例。
具体实施方式
提供了用于调整联网系统中的端点设备的时钟频率以用于窄带和超窄带通信的系统和方法。在诸如网状网络的联网系统内，端点设备(也称为“节点”)可以是联网系统中能够向其他端点设备或网络设备发送数据和从其他端点设备或网络设备接收数据的设备。为了提供对网络中的端点的时钟频率的适当调整，端点设备与可以访问参考定时信号的网络设备(称为“参考设备”)直接通信，诸如网关或路由器。
例如，参考设备可以是网络中的路由器，其配备有接收参考定时信号的接收器。接收器可以是例如全球定位系统(GPS)接收器，其接收每秒1个脉冲(pps)参考定时信号以及GPS信息。参考定时信号由与高精度时钟(诸如NIST-7铯频率标准)同步的设备(例如，GPS时钟)生成。参考设备将参考定时信号重新发送到网络内的端点设备。接收参考定时信号的端点可以准确地将它们的时钟调整到参考时钟精度，从而使得NB和UNB通信成为可能。
为了调整用于NB和UNB通信的端点设备的时钟频率，端点设备可以在NB或UNB通信会话开始时以较大带宽通信模式操作，使得端点设备不会错过与参考设备的通信。当从参考设备接收到参考定时信号时，端点设备可以调整端点设备的晶体时钟振荡器的频率。为此，端点设备确定端点设备的当前时钟频率。端点设备还计算参考定时信号的参考频率与当前频率之间的差。然后可以使用频率差来生成控制信号，该控制信号被馈送到端点设备的晶体时钟振荡器以调整其频率。
端点设备还确定经调整的频率与参考频率之间的频率误差。如果错误在可接受的范围内，则端点可以切换到窄带或超窄带模式以进行通信。如果误差仍然太大，则端点重复上述过程以继续调整端点设备的晶体时钟振荡器的频率，直到频率误差在可接受范围内。
在NB或UNB通信期间，端点设备继续从参考设备接收参考定时信号。端点设备因此可以基于参考定时信号继续调整晶体时钟振荡器的频率，如上所述。以这种方式，端点设备的时钟频率可以保持在高精度水平，从而实现可靠的NB或UNB通信。
本公开中描述的技术增加了窄带或超窄带通信的可行性和可靠性。如上所述，在没有本文描述的技术的情况下，由于常规频率参考的低稳定性(例如，+/-2ppm)，具有常规频率参考的端点设备(诸如TCXO)不能支持可靠的窄带或超窄带通信。通过基于从参考设备接收的参考定时信号来调整端点设备的时钟频率，具有常规频率参考(例如，常规晶体时钟振荡器)的端点设备可以进行窄带或超窄带通信。
此外，基于连续接收的参考定时信号对时钟频率的连续调整防止了大的频移，并确保信息频谱保持在收发器的IF带宽内，从而实现可靠的通信。这消除了使用高稳定性和高精度频率参考的需要，从而降低了功耗和端点设备的尺寸。因此，窄带或超窄带通信可以在各种各样的应用中进行，包括那些电源和端点设备的空间有限的应用。
图1是示出根据本公开的某些方面的用于调整网状网络中的端点设备的时钟频率以用于窄带和超窄带通信的说明性操作环境的框图。在操作环境中，联网系统100和网状网络102为智能设备(例如，包括通信技术的资源消耗仪表、车辆、家用电器等)提供网络基础设施以跨节点(即，其他智能设备)的网络、互联网和/或内联网进行通信。
联网系统100包括头端系统104，其可以用作从网络120接收数据流的中央处理系统。网络120可以是互联网、内联网或任何其他数据通信网络。网状网络102可以包括各种端点设备或节点112A-112H(其在本文中可以单独地称为端点设备、端点或节点112，或者统称为端点设备、端点或节点112)。这些端点设备112包括节点，诸如用于从节点的相应部署位置收集数据的测量节点、用于处理节点可用的数据的处理节点、用于将从网状网络102中的一个节点接收的数据转发到另一个节点的路由器节点、或者被配置为执行这些功能的组合的节点。
在一个示例中，网状网络102与资源分布网络相关联，以递送在资源分布网络中获得的测量数据或其他数据。在该示例中，端点112可以包括通过资源分布网络部署在客户建筑物的各个地理位置处的仪表，诸如电表、燃气表、水表、蒸汽表等，并且被实现为测量资源分布网络的各个操作特性。在配电网络的示例中，示例特性包括但不限于平均或总功耗、电信号的峰值电压、功率浪涌和负载变化。端点112通过网状网络102将收集的数据发送到根节点114A和114B(其在本文中可以单独地称为根节点114或统称为根节点114)。
网状网络102的根节点114可以被配置用于与端点112通信以执行诸如管理端点112、从端点112收集数据以及将数据转发到头端系统104的操作。根节点114还可以被配置为用作节点或端点设备以测量和处理数据本身。根节点114可以是个域网(PAN)协调器、网关、路由器或能够与头端系统104通信的任何其他设备。根节点114最终经由网络120将生成和收集的数据发送到头端系统104。此外，根节点114还可以从头端系统104接收网络管理消息，并将网络管理消息发送到端点112。同样，根节点114本身或端点112也可以向其他端点112发出和发送网络管理消息。在节点114和112之间传输的数据和网络管理在此可统称为“通信数据”，这些通信数据通过节点114和112之间的数据链路110传输和路由。
通信数据通常在节点和头端系统104之间路由，或者根据网状网络102的节点分层结构在节点之间路由。例如，由于与位于根节点114A下方的节点层(例如，层一)处的端点112A和112B的数据链路，通过网络120直接与头端系统104通信的根节点114A通常可以被称为父节点。在操作期间，端点112可以全部通过节点层将信息向上汇集到根节点114并最终汇集到头端系统104。
为了与其他端点112或根节点114通信，每个端点112和节点114配备有晶体时钟振荡器，例如压控温度补偿晶体振荡器(VCTCXO)，以生成通信带宽内用于与网络102上的其他设备通信的信号。由于温度和老化，晶体时钟振荡器可能具有频移，其将信息频谱置于通信带宽之外，导致不可靠的通信。为了解决频移，每个端点112或节点114被配置为基于从其通信范围内的参考设备接收的参考定时信号118来调整其频率。参考设备可以是根节点114或配置有从可靠源接收参考定时信号的能力的另一端点112。例如，根节点114可以是配备有GPS接收器的路由器，因此接收1pps定时信号以及GPS信息。因为GPS时钟与作为世界上最准确的时钟之一的NIST-7铯频率标准同步，所以由路由器接收的1pps定时信号可以用作用于调整网状网络102中的端点112的时钟频率的参考定时信号。下面关于图2和图3提供了关于调整用于窄带或超窄带通信的网状网络中的端点设备的时钟频率的附加细节。
在操作中，网状网络102中可以包括更少或更多的端点112，并且联网系统100中还可以包括更多的根节点114。此外，虽然图1描绘了特定的网络拓扑(例如，DODAG树拓扑)，但是其他网络拓扑也是可能的(例如，环形拓扑、网状拓扑、星形拓扑等)。
图2是示出根据本公开的某些方面的参考设备201和从参考设备201接收参考定时信号118以用于频率调整的端点设备112的示例的框图。如上面关于图1所讨论的，参考设备201可以是网状网络102中的设备，其配备有接收参考定时信号的接收器，诸如接收1pps参考定时信号以及GPS信息的GPS接收器。参考设备201可以是根节点114、路由器、网关、另一端点设备112或网状网络中的任何其他设备。
参考设备201可以将接收到的参考定时信号118重新发送到与参考设备201直接通信的端点112，使得端点设备112可以基于参考定时信号118来调整它们各自的时钟频率。在一些示例中，参考设备201遵循网状网络协议(诸如遵循IEEE 802.15.4g标准的协议)将参考定时信号118重新发送到端点112。例如，参考设备201可以使用根据网状网络协议的频移键控(FSK)调制经由公共50kbps信道重新发送参考定时信号118。
端点112接收参考定时信号118并相应地调整其晶体时钟振荡器210的频率。为此，端点设备112确定参考定时信号118的频率(称为“参考频率”)与端点设备112的晶体时钟振荡器210的当前频率之间的差。端点112的当前频率可以由频率计数器202确定，频率计数器202处理由晶体时钟振荡器210生成的振荡信号，使得可以将其与参考频率进行比较。在一些示例中，频率计数器202可以使用常规温度补偿晶体振荡器(TCXO)来实现。
参考定时信号118的频率和端点设备112的当前频率可以被输入到频率差计算器204以确定频率差。基于频率差，控制信号值计算器206确定用于控制晶体时钟振荡器210的频率的控制信号的值。在一些示例中，控制信号值计算器206根据查找表将频率差映射到控制信号的值。取决于晶体时钟振荡器210的类型，控制信号可以是电压信号或其他类型的信号。在晶体时钟振荡器210是压控振荡器的示例中，控制信号是电压信号，并且查找表包含各种频率差到控制信号的相应电压值的映射。
所确定的控制信号值可以由数模转换器(DAC)208转换为控制信号。在一些示例中，高精度和稳定性串联电压参考信号用于DAC 208。该电压参考信号为晶体时钟振荡器210的输出频率提供高精度和稳定性。在晶体时钟振荡器210是VCTCXO的示例中，此电压参考信号与VCTCXO中的频率稳定性成正比或一对一映射到VCTCXO中的频率稳定性。DAC输出电压表示与VCTCXCO的输出频率的线性映射。因此，电压参考信号越稳定，VCTCXO的输出频率稳定性越高。因此，通过使用高精度和稳定性串联电压参考信号，端点设备112内的DAC可以精确地映射接收到的参考定时信号118与来自晶体时钟振荡器210的振荡信号之间的误差。由DAC 208输出的控制信号与参考定时信号118的参考频率和晶体时钟振荡器210的输出频率之间的差成比例地调整。然后使用控制信号来调整晶体时钟振荡器210，以将其频率与参考定时信号118的频率对准。在一个示例中，晶体时钟振荡器210是VCTCXO。VCTCXO具有高质量因数，就像TCXO一样，因此调制灵敏度(Kv)或可调谐性低。对于典型的39MHz单位，灵敏度通常在+/-8ppm/V的量级。低灵敏度确保频率在长时间段内保持稳定，而不需要来自DAC 208的恒定更新。
在调整之后由晶体时钟振荡器210生成的振荡信号然后被提供给频率计数器202以用于频率计算。同时，端点设备112连续地从参考设备201接收参考定时信号118。如此，可重复以上调整过程以维持晶体时钟振荡器210的频率精度。该频率12调整可以潜在地实现与参考定时信号118相同的精度，从而提供可靠的窄带或超窄带通信。
在图2中，频率差计算器204和控制信号值计算器206可以实现为软件或硬件。另外，虽然频率差计算器204和控制信号值计算器206被描述为单独的组件，但是它们可以在单个软件或硬件组件中实现。在一些示例中，频率计数器202、频率差计算器204、控制信号值计算器206和数模转换器208可以在端点设备112的微控制器中实现。
图3示出了图示根据本公开的某些方面的用于调整用于窄带或超窄带通信的网状网络中的端点设备的时钟频率的过程300的流程图。网络102的一个或多个端点112实现图3中描绘的操作。出于说明性目的，参考附图中描绘的某些示例来描述过程300。然而，其他实施方式也是可能的。
在框301处，过程300涉及端点设备112在初始通信模式下操作。在初始通信模式中，端点设备112使用具有比NB或UNB通信的带宽或数据速率(例如，100bps至6.25kbps)更大的带宽或更高的数据速率(例如，50kbps)的信号进行通信。初始通信模式中的更大带宽和更高数据速率允许更大频率误差而不会丢失通信。换句话说，即使晶体时钟振荡器210的频率与参考频率具有大的偏差，端点设备112也可以从参考设备201接收参考定时信号118。
当在初始通信模式下操作时，端点设备112在框302处从参考设备201接收参考定时信号118。在一些示例中，参考设备201根据信道跳变序列在不同的频率信道处发送参考定时信号118。以这种方式，在不同信道处操作的端点设备112都可以接收参考定时信号118。在框304处，端点设备112确定晶体时钟振荡器210的当前频率。端点设备112可以使用频率计数器202来对由晶体时钟振荡器210生成的振荡信号的当前频率进行计数。
在框306处，过程300涉及端点设备112计算参考定时信号118的参考频率与晶体时钟振荡器210的当前频率之间的差。端点设备112还例如通过查找表将频率差映射到控制信号的值。例如，如果晶体时钟振荡器210是VCTCXO，则控制信号是电压控制信号，并且端点设备112将频率差映射到控制信号的电压值。在一些示例中，映射是线性的，因为频率差被成比例地映射到控制信号的电压值。然后，控制信号值用于例如通过数模转换器208生成控制信号。在一些示例中，高精度且稳定的串联电压参考信号被提供给DAC 208，使得DAC可以将频率差精确地映射到电压控制信号。
在框308处，过程300涉及端点设备112通过向晶体时钟振荡器210提供控制信号来调整晶体时钟振荡器210的频率。在晶体时钟振荡器210是VCTCXO的示例中，由DAC 208生成的电压控制信号被提供给VCTCXO，使得由VCTCXO生成的振荡信号的频率被调整为更接近参考频率。
在一些情形中，尤其当参考频率与晶体时钟振荡器210的频率之间的初始差较大时，框302到308中所涉及的操作需要重复多次以逐渐改变晶体时钟振荡器210的频率以匹配参考频率。在预定数量的调整或预定时间段之后，端点设备112在框310处确定频率误差是否可接受或者是否满足频率误差的条件。在一个示例中，频率误差被确定为频率差在信道带宽上的百分比。如果频率误差小于阈值，例如10％，则频率误差是可接受的或者条件被满足。在该示例中，可接受的绝对频率差取决于带宽。更大的带宽允许与参考频率的更大频率偏差，反之亦然。注意，用于确定可接受频率误差的信道带宽是预期NB或UNB通信的带宽，而不是初始通信模式的带宽。
如果在框310处确定频率误差是不可接受的，则端点设备112保持在初始通信模式中以继续调整晶体时钟振荡器210的频率。如果频率误差在可接受范围内，则端点设备112在框312处切换到NB或UNB通信模式，以在预期的窄带或超窄带模式上操作。当在框313处在NB或UNB通信模式中操作时，端点设备112继续调整晶体时钟振荡器210的频率以匹配或接近参考频率。为此，端点设备112继续以类似于框302的方式但通过窄带或超窄带通信信道从参考设备201接收参考定时信号118。因为晶体时钟振荡器210的频率已经被调整到可接受范围内，所以端点设备112可以通过窄带或超窄带通信信道可靠地接收参考定时信号118和其他通信。当端点设备112在NB或UNB通信模式下操作时执行的频率调整确保了端点设备112的频率不会偏离参考频率太远而使NB或UNB通信不可靠。
在框316处，端点设备112确定晶体时钟振荡器210的当前频率。在框318处，端点设备112计算参考频率与晶体时钟振荡器210的当前频率之间的频率差。基于该差值，端点设备112生成控制信号。在框320处，晶体时钟振荡器210使用控制信号来调整晶体时钟振荡器210的频率。框314-320分别类似于框302-308。在框322处，端点设备112使用由晶体时钟振荡器210经由NB或UNB通信生成的信号与网络中的其他设备通信。当端点设备112继续从参考设备201接收参考定时信号118时，端点设备112在框314-320中重复调整操作以确保晶体时钟振荡器210的频率与参考频率相同或接近。
支持可靠NB或UNB的系统在物联网(IoT)中具有各种各样的应用。例如，NB或UNB系统可以用于低功率广域(LPWA)传感器/控制网络，以用于包括智慧城市、公用事业和基础设施网络的应用。由于NB或UNB通信的高链路预算，分散在广阔区域上的数千个端点可以由充当具有低部署密度的集中器的基站(BS)服务，诸如每10平方公里一个BS。
此外，虽然以上描述聚焦于调整网状网络中的端点设备的时钟频率，但是本文给出的技术也适用于受益于NB或UNB通信的其他类型的无线网络。
示例性节点
图4是网状网络102的端点112或节点114的组件的框图的示例。节点400的一些或所有组件可以属于图1的端点112或节点114中的一个或多个。节点400包括通信模块416。通信模块416的功能包括向网状网络102中的其他节点发送各个信号和从网状网络102中的其他节点接收各个信号，诸如通信数据、参考定时信号118和其他网络通信消息。
通信模块416可以包括通信设备412，诸如天线和收音机。可替代地，通信设备412可以是允许无线或有线通信的任何设备。通信设备412可以包括能够从网状网络102中的其他节点发送和接收RF通信的收发器设备，诸如RF收发器。通信模块416还可以包括处理器413和存储器414。处理器413控制由通信模块416执行的功能，诸如上面关于图1-3描述的一个或多个操作。存储器414可以用于存储由处理器413用于执行其功能的数据。通信模块416还包括晶体时钟振荡器210和图4中未示出的其他组件，诸如频率计数器202和DAC 208。
在一些示例中，节点400可以可选地包括通过本地或串行连接430连接到通信模块416的计量模块418。计量模块418的功能包括管理资源所需的功能，特别是允许访问资源和测量所使用的资源所需的功能。计量模块418可包括处理器421、存储器422和测量电路423。测量电路423处理资源的测量，并且可以用作传感器以收集传感器数据。计量模块418中的处理器421控制由计量模块418执行的功能。存储器422存储处理器421执行其功能所需的数据。计量模块418还可以包括诸如在测量电路423中的感测电路，用于感测节点400的特性(例如，电源状态)。通信模块416和计量模块418通过本地连接430彼此通信，以提供另一模块所需的数据，包括电力状态数据。通信模块416和计量模块418两者可包括存储于存储器中或另一类型的计算机可读介质中的计算机可执行指令，且模块内的一个或多个处理器可执行指令以提供本文中所描述的功能。
一般考虑
本文阐述了许多具体细节以提供对所要求保护的主题的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践所要求保护的主题。在其它情况下，未详细描述所属领域的技术人员将已知的方法、装置或系统以免混淆所主张的标的物。
本文讨论的特征不限于任何特定的硬件架构或配置。计算设备可以包括提供以一个或多个输入为条件的结果的组件的任何合适的布置。合适的计算设备包括访问存储的软件(即，存储在计算机系统的存储器上的计算机可读指令)的基于多用途微处理器的计算机系统，该存储的软件将计算系统从通用计算装置编程或配置为实现本主题的一个或多个方面的专用计算装置。可以使用任何合适的编程、脚本或其他类型的语言或语言组合来在软件中实现本文包含的教导，以用于编程或配置计算设备。
本文公开的方法的各方面可以在这样的计算设备的操作中执行。上述示例中呈现的块的顺序可以变化；例如，可以将块重新排序、组合和/或分成子块。某些框或过程可以并行执行。
本文中“适于”或“被配置为”的使用意味着开放且包含性的语言，其不排除适于或被配置为执行附加任务或步骤的设备。另外，“基于”的使用意味着是开放式和包容性的，因为“基于”一个或多个所述条件或值的过程、步骤、计算或其他动作在实践中可以基于超出所述条件或值的附加条件或值。本文包括的标题、列表和编号仅是为了便于解释，并不意味着限制。
虽然已经关于本主题的具体方面详细描述了本主题，但是应当理解，本领域技术人员在理解前述内容后，可以容易地产生对这些方面的改变、变化和等同物。因此，应当理解，本公开是出于示例而不是限制的目的而呈现的，并且不排除包括对本主题的这样的修改、变化和/或添加，这对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。

Claims (20)

1.一种由网状网络中的端点设备执行的用于调整所述端点设备的晶体振荡器的频率的方法，所述方法包括：
当在初始通信模式下操作时，
通过网状网络从所述网状网络中的参考设备接收参考定时信号；
获得所述端点设备的所述晶体振荡器的频率的当前值；
确定所述参考定时信号的参考频率与所述频率的所述当前值之间的频率差；
基于所述频率差生成控制信号；
根据所述控制信号调整所述晶体振荡器的所述频率；以及
确定所述晶体振荡器的所述频率的误差满足预定条件；
响应于确定所述晶体振荡器的所述频率的误差满足预定条件，切换到窄带或超窄带通信模式，其中，所述窄带或超窄带通信模式的数据速率低于所述初始通信模式的数据速率；以及
当在所述窄带或超窄带通信模式下操作时，使用由所述晶体振荡器生成的振荡信号向所述网状网络中的另一设备发送通信信号以及从所述网状网络中的所述另一设备接收通信信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制信号是利用与所述频率差成比例的电压值生成的电压控制信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述电压控制信号是基于电压参考信号生成的。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
当在所述窄带或超窄带通信模式下操作时，
通过所述网状网络从所述参考设备接收参考定时信号；
获得所述晶体振荡器的所述频率的更新后的当前值；
确定所述参考频率与所述频率的所述更新后的当前值之间的更新后的频率差；
基于所述更新后的频率差来生成第二控制信号；
根据所述第二控制信号调整所述晶体振荡器的所述频率；以及
使用由所述晶体振荡器生成的所述振荡信号向所述另一设备发送通信信号以及从所述另一设备接收通信信号。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述阈值是至少部分地基于所述窄带或超窄带通信模式的带宽来确定的。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述晶体振荡器是压控温度补偿晶体振荡器(VCTCXO)。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，根据遵循IEEE 802.15.4g的协议将所述参考定时信号从所述参考设备发送到所述端点设备。
8.一种系统，包括：
参考设备，所述参考设备被配置用于向网状网络中的多个端点设备发送参考定时信号；以及
所述多个端点设备，所述多个端点设备中的每个端点设备被配置用于：
当在初始通信模式下操作时，
通过所述网状网络从所述参考设备接收所述参考定时信号；
获得所述端点设备的晶体振荡器的频率的当前值；
确定所述参考定时信号的参考频率与所述晶体振荡器的所述频率的所述当前值之间的频率差；
基于所述频率差生成控制信号；
根据所述控制信号调整所述晶体振荡器以调整所述晶体振荡器的所述频率；以及
确定所述晶体振荡器的所述频率的误差满足预定条件；
响应于确定所述晶体振荡器的所述频率的误差满足预定条件，切换到窄带或超窄带通信模式，其中，所述窄带或超窄带通信模式的数据速率低于所述初始通信模式的数据速率；以及
当在所述窄带或超窄带通信模式下操作时，使用由所述晶体振荡器生成的振荡信号与所述网状网络中的所述参考设备或另一端点设备进行通信。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述参考设备还被配置为从全球定位系统(GPS)接收所述参考定时信号。
10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述控制信号是利用与所述频率差成比例的电压值生成的电压控制信号。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述电压控制信号是基于电压参考信号生成的。
12.根据权利要求8所述的系统，其中，所述端点设备还被配置为：
当在所述窄带或超窄带通信模式下操作时，
通过所述网状网络从所述参考设备接收参考定时信号；
获得所述晶体振荡器的所述频率的更新后的当前值；
确定所述参考频率与所述频率的所述更新后的当前值之间的更新后的频率差；
基于所述更新后的频率差来生成第二控制信号；
根据所述第二控制信号调整所述晶体振荡器的所述频率；以及
使用由所述晶体振荡器生成的所述振荡信号向所述参考设备或所述另一端点设备发送通信信号以及从所述参考设备或所述另一端点设备接收通信信号。
13.根据权利要求8所述的系统，其中，所述阈值是至少部分地基于所述窄带或超窄带通信模式的带宽来确定的。
14.根据权利要求8所述的系统，其中，所述晶体振荡器是压控温度补偿晶体振荡器(VCTCXO)。
15.一种网络的端点设备，包括：
晶体振荡器，所述晶体振荡器被配置用于生成具有所述晶体振荡器的频率的振荡信号；
处理器，所述处理器被配置为执行计算机可读指令；以及
存储器，所述存储器被配置为存储所述计算机可读指令，所述计算机可读指令在由所述处理器执行时使所述处理器执行操作，所述操作包括：
当在初始通信模式下操作时，
通过所述网络从所述网络中的参考设备接收参考定时信号；
获得所述晶体振荡器的所述频率的当前值；
确定所述参考定时信号的参考频率与所述晶体振荡器的所述频率的所述当前值之间的频率差；
使控制信号基于所述频率差来生成；
通过将所述控制信号施加到所述晶体振荡器来调整所述晶体振荡器的所述频率；以及
确定所述晶体振荡器的所述频率的误差满足预定条件；
响应于确定所述晶体振荡器的所述频率的误差满足预定条件，使所述端点设备切换到窄带或超窄带通信模式，其中所述窄带或超窄带通信模式的数据速率低于所述初始通信模式的数据速率；以及
当在所述窄带或超窄带通信模式下操作时，使所述端点设备使用由所述晶体振荡器生成的振荡信号与所述网络中的另一设备通信。
16.根据权利要求15所述的端点设备，其中，所述控制信号是利用与所述频率差成比例的电压值生成的电压控制信号。
17.根据权利要求16所述的端点设备，其中，所述电压控制信号是基于电压参考信号生成的。
18.根据权利要求15所述的端点设备，所述操作还包括：
当在窄带或超窄带通信模式下操作时，
通过所述网络从所述参考设备接收参考定时信号；
获得所述晶体振荡器的所述频率的更新后的当前值；
确定所述参考频率与所述频率的所述更新后的当前值之间的更新后的频率差；
使第二控制信号基于所述更新后的频率差来生成；
通过将所述第二控制信号施加到所述晶体振荡器来调整所述晶体振荡器的所述频率；以及
使所述端点设备使用由所述晶体振荡器生成的所述振荡信号与所述网络中的另一设备通信。
19.根据权利要求15所述的端点设备，其中，所述阈值是至少部分地基于所述窄带或超窄带通信模式的带宽来确定的。
20.根据权利要求15所述的端点设备，其中，所述晶体振荡器是压控温度补偿晶体振荡器(VCTCXO)。
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