TW201713159A - 多重存取點無線網格網路 - Google Patents

Abstract

一種網格網路系統包含複數個網路節點、網路管理者以及至少一個存取點。網路節點與彼此以及網格網路系統的此至少一個存取點無線通訊。網路管理者管理包含節點與此至少一個存取點的無線網格網路的作業。至少一個存取點與網路節點無線通訊，並提供該無線網格網路與該網路管理者之間的閘道。至少一個網路存取點係可操作以將此至少一個網路存取點的作業時序同步至外部時脈（諸如GPS或UTC時脈）。再者，在包含多個存取點的無線網格網路中，存取點可將他們的作業時序對彼此同步，並可提供時序資訊至網路中的其他存取點與節點。

Description

多重存取點無線網格網路

對於相關申請案的交互參照：本申請案主張對於在2015年8月21日向美國專利商標局申請的美國臨時專利申請案第62/208,196號的優先權，在此併入該臨時申請案的揭示內容全文以作為參考。

本揭示內容相關於經配置以使用一或多個存取點操作、及（或）經配置以用於精確時脈同步的無線網格網路。

在網路設計以及可使用網路的應用的設計結果範圍中，無線網格網路提供了高度彈性。在網格網路中，節點自動偵測鄰接節點並與鄰接節點建立通訊，以形成無線網格。網路存取點（access point; AP）作為無線網格網路以及網格網路外部元件之間的閘道（gateway）。網路管理者可協調無線網格網路的作業，諸如協調節點時序並在節點之間建立通訊鏈結。

在一個範例中，無線網格網路的節點之每一者包含感測器，並可操作以透過網路轉送（relay）感測器資料測量結果。在範例中，網路存取點（AP）提供無線網格網路與外部網路（例如本地區域網路（local area network, LAN））之間的介面，並致能連接至外部網路的電腦接收來自所有無線網格網路節點的感測器資料測量結果。

無線網格網路設備的設計者與製造者，已發展了能夠提供各種網路服務的進階無線網路節點、存取點以及網路管理者。然而，此種無線網格網路在資源受限的情況下操作，受限的資源常見地限制了可形成網路部分的節點數量，並限制網路中每一節點可用的頻寬。

例如，標準無線網格網路可僅包含與多個感測器節點（motes）通訊的單一個網路管理者（「管理者」）以及單一個活躍存取點（「AP」）。多個感測器節點與AP形成由管理者規定的無線網格。然而，由於僅存在單一活躍AP，這些無線網格網路的頻寬可受到限制，網路在單一活躍AP誤動作或失效的情況下可遭受到低可靠性的影響，單一失效點即可使網路停用，網路可受到單一管理者可支援的多個感測器節點數量限制的限制，且網路的實體分隔的區段之間的精確同步可為困難的。

因此，需要可支援多重AP並可在個別網路區段之間提供精確時脈同步的無線網格網路。

本文的教示內容緩解了上面指出的無線網格網路的問題的一或多者。

根據揭示內容的一態樣，網格網路系統包含複數個網路節點、網路管理者、以及至少一個網路存取點。每一網路節點包含一處理器與一無線收發器，無線收發器經配置以與網格網路系統的其他網路節點與存取點進行無線通訊。網路管理者通訊連接至複數個網路節點，並經配置以管理無線網格網路的作業，無線網格網路包含複數個網路節點的節點。每一網路存取點包含處理器、經配置以與網格網路系統的網路節點進行無線通訊的無線收發器、以及經配置以與網路管理者通訊的有線或無線收發器。網路管理者與複數個網路節點透過至少一個網路存取點通訊連接。再者，至少一個網路存取點係可操作以將至少一個網路存取點的作業同步至外部時脈，並可操作以將外部時脈的時序資訊發送至網格網路系統的網路節點。

至少一個網路存取點係可操作以將至少一個網路存取點的作業同步至作為外部時脈的GPS時脈或世界標準時間（UTC）時脈。

至少一個網路存取點可包含複數個網路存取點，且複數個網路存取點的每一網路存取點的無線收發器可進一步經配置以與複數個網路存取點的其他網路存取點進行無線通訊。

複數個網路存取點的多個網路存取點可將他們的作業同步至作為外部時脈的GPS時脈或世界標準時間（UTC）時脈。

複數個網路存取點的至少另一個網路存取點係可操作以將至少另一個網路存取點的作業同步至由網格網路系統的至少一個網路存取點發送的時序資訊。

網路管理者可控制複數個網路存取點的每一個網路存取點，以選擇性地將每一個網路存取點的作業同步至外部時脈與廣告封包的時序資訊之一者，廣告封包係發送於無線網格網路中。

網路管理者可控制複數個網路存取點的第一網路存取點，以將第一網路存取點的內部時脈的時序資訊發送至網格網路系統的網路節點，且網路管理者可控制複數個網路存取點的第二網路存取點以將第二網路存取點的作業同步至接收自第一網路存取點的時序資訊。

網路管理者可進一步控制複數個網路存取點的第二網路存取點，以在判定第一網路存取點已失效時，將第二網路存取點的內部時脈的時序資訊發送至網格網路系統的網路節點。

複數個網路存取點的第一網路存取點可提供網路管理者與複數個網路節點之間的通訊鏈結，複數個網路存取點的第二網路存取點可被同步至與第一網路存取點相同的參考時序，且其中第二網路存取點可僅回應於判定第一網路存取點已失效而提供網路管理者與複數個網路節點之間的通訊鏈結。

根據揭示內容的另一態樣，一種網格網路系統，包含複數個網路節點、網路管理者、以及複數個網路存取點。每一網路節點包含處理器與無線收發器，該無線收發器經配置以與網格網路系統的其他網路節點與存取點進行無線通訊。網路管理者通訊連接至複數個網路節點，網路管理者並經配置以管理包含複數個網路節點的節點的無線網格網路的作業。每一網路存取點包含處理器、經配置以與網格網路系統的網路節點與其他存取點進行無線通訊的無線收發器、以及經配置以與網路管理者進行通訊的有線或無線收發器。複數個網路存取點的每一網路存取點係可操作以提供網路管理者與複數個網路節點之間的通訊鏈結。複數個網路存取點的第一網路存取點發送時序資訊至網格網路的網路節點與其他網路存取點。複數個網路存取點的第二網路存取點將第二網路存取點的作業同步至第一網路存取點發送的時序資訊。

第一網路存取點係可操作以將第一網路存取點的作業同步至外部時脈，並可操作以將外部時脈的時序資訊發送至網格網路系統的網路節點。

第一網路存取點係可操作以將第一網路存取點的作業同步至作為外部時脈的GPS時脈或世界標準時間（UTC）時脈。

第一網路存取點可根據第一網路存取點的內部時脈操作，並可將內部時脈的時序資訊發送至網格網路的網路節點與其他網路存取點。

網路管理者可控制第二網路存取點，以在判定第一網路存取點已失效時發送時序資訊至網格網路的網路節點與其他網路存取點。

第一與第二網路存取點可同時操作，以提供網路管理者與複數個網路節點之間的通訊鏈結。

根據揭示內容的又一態樣，一種網格網路系統包含複數個網路節點與複數個網路存取點。每一網路節點包含處理器與無線收發器，無線收發器經配置以與網格網路系統的其他網路節點與存取點進行無線通訊以形成無線網格網路。網路節點經配置以管理無線網格網路的作業。每一網路存取點包含處理器、經配置以與網格網路系統的網路節點與其他存取點進行無線通訊的無線收發器、及經配置以在廣域網路（wide area network; WAN）上進行通訊的有線或無線收發器。複數個網路存取點的每一網路存取點係可操作以提供在WAN與複數個網路節點之間的通訊鏈結。再者，每一網路存取點係可操作以將每一網路存取點的作業同步至外部時脈，並可操作以將外部時脈的時序資訊發送至網格網路系統的網路節點。

複數個網路存取點可包含第一與第二網路存取點，第一與第二網路存取點可操作以提供WAN與複數個網路節點的第一與第二子集的各別子集之間的通訊鏈結，且第一網路節點子集的網路節點可僅可透過WAN與第二網路節點子集的網路節點通訊。

複數個網路節點可經配置以藉由建立無線網格網路的通訊排程來管理無線網格網路的作業。

每一網路存取點係可操作以將每一網路存取點的作業同步至作為外部時脈的GPS時脈或世界標準時間（UTC）時脈。

複數個網路節點可共享相容於使用在相同網路中的共同網路識別符（ID）與網路位址。

現在將於以下的說明闡述額外的優點與新穎特徵，且這些優點與新穎特徵的部分將可由在本發明技術領域中具有通常知識者參閱下文說明與附加圖式（或藉由生產或操作範例而習得）而顯然明瞭。藉由實施或使用下文討論的詳細範例中闡述的方法、機構與結合者的各種態樣，可實現並獲得本教示內容的優點。

在以下的實施方式中，作為範例而說明數種特定細節以提供對於相關教示內容的通透瞭解。然而在本發明技術領域中具有通常知識者應可顯然瞭解到，本教示內容的實施可無需此等細節。在其他實例中，已由相對高的層級說明習知方法、程序、部件及（或）電路系統而未說明其細節，以避免非必要地遮蔽本教示內容的態樣。

本文揭示的各種系統與方法相關於無線網格網路，特定而言相關於經配置以使用一或多個存取點作業，及（或）經配置以用於存取點與多個感測器節點之間的精確時脈同步的無線網格網路。

現在詳細參照附加圖式中圖示說明的範例，並於下文討論。

第1A圖圖示說明性無線網格網路100，網路100包含複數個無線網格網路節點107、109、111、113、115（亦稱為多個感測器節點（motes）），這些節點透過無線鏈結（以虛線圖示）與彼此通訊。每一節點或mote包含無線收發器。操作為感測器節點的節點包含感測器，並產生包含感測器測量資料的資料封包以在無線網格上傳輸。相同或另一節點可操作為致動節點或控制節點，致動節點或控制節點包含致動器或控制器，並透過無線網格接收控制封包。

無線網格網路100額外包含一或更多個無線存取點（AP）101、103、105。AP可具有對節點與其他AP兩者的無線鏈結。此外，每一AP作為無線網格網路100（包含節點107、109、111、113、115）與網格網路外部元件之間的介面或閘道。例如，AP可提供無線網格網路100與可為有線式或無線式的外部網路（例如120）之間的介面。在圖示的範例中，AP在有線鏈結（以實線圖示）上與網路管理者119通訊，並與一或更多個主應用程式121a與121b通訊。AP與網路管理者119及（或）主應用程式121a與121b的通訊，可選徑通過外部網路120（諸如網際網路）。注意到，AP、網路管理者119、及（或）主應用程式121a與121b之間的通訊鏈結，可為有線鏈結或無線鏈結（諸如WiFi或蜂巢式連結）。

網路管理者119協調無線網路裝置（節點與AP）的作業以與彼此有效率地通訊，並對網路節點與AP指派頻寬（例如頻道與時槽對）與網路位址（或其他獨特識別符）以致能協作式網路通訊。詳言之，網路管理者119負責控制無線網格網路100的作業。例如，網路管理者119可建立並控制網路時序（例如藉由根據AP內部時脈或外部時脈選擇網路是否工作，以及配置AP以同步至適當的所選時脈）。網路管理者119亦可藉由選擇性將節點與存取點加入網路、指派網路位址（或其他獨特識別符（identifier, ID））至所加入的裝置、以及藉由指派頻寬至網路的不同裝置來設定網路通訊排程，以判定哪些裝置（例如節點與存取點）可參與網路。通訊排程可指派時槽與頻道對至網路的裝置（例如無線節點107與AP 103），以從而識別在網路時脈的每個時槽期間內哪個裝置可在每一頻道上通訊。此外，通訊排程可指派形成「加入聆聽（join listen）」頻寬的時槽與頻道對，在加入聆聽頻寬期間內尋求加入網路的無線節點可傳送網路加入訊息，且在加入聆聽頻寬期間內已加入網路的無線節點聆聽此種網路加入訊息。

AP 101、103、105之一或更多者可可選地通訊連接至外部時源，諸如GPS時源117。例如在第1A圖中，AP 105連接至GPS時源117，以致能AP 105將AP 105的時脈同步至GPS參考時間。在這方面，AP 105受外部時控。在一個範例中，其他AP 101與103可由對網格網路的無線通訊接收參考時脈（諸如同步至GPS時源117的參考時脈）。

在作業中，產生於網格網路節點107、109、111、113、115中的資料，可流過網格網路100至AP 101、103、105之任意者。此外，產生於網路管理者119或主應用程式121a、121b處用於傳輸於網格網路100中的資料，可均等地從AP 101、103、105之任意者流至資料的目標節點。

無線網格感測器網路100致能從放置感測器節點的多個感測點，收集感測器測量資料（及（或）應用程式資料）。網路100藉由使用節點建置多躍程（multi-hop）網格通訊鏈結，而致能收集感測器資料。從遠端節點傳送的資料可被自動選徑通過網格，此係藉由使每一節點將所接收的封包再發送為在拓樸上更靠近每一封包的目標。或者，如基於網路管理者119對網路建立的網路節點通訊排程所判定的，每一節點可在節點的下一次通訊機會將所接收的封包再發送，而不論相關聯於下一次通訊機會的目標節點。一對節點之間的每一封包傳輸與接收可稱為躍程（hop），且資料封包可由不同的多躍程路徑通過網格以到達他們的目標。一般而言，包含感測器資料、從網格網路中的節點發送的封包的目標，為無線網格網路100的AP，且封包遵循的選徑取決於路徑穩定度以及網路節點通訊排程。藉由類似的程序，感測器應用程式資料以及其他封包（例如來自主應用程式121a、121b）由相反方向傳遞通過網格網路，例如從AP至作為目標節點的感測器節點。

在具有單一AP（例如103）的無線網格網路中，在AP被供電開啟並透過有線式AP對管理者介面，接收到來自網路管理者119的指示網路無線鏈結的網路識別符與網路節點通訊排程時，網路可被建立並開始作業。在接收網路識別符與網路節點通訊排程之後，單一AP可負責設定網路中的參考時間，並可開始基於AP自身的參考時間（例如AP的內部時脈）傳送出網路廣告於廣告封包中，這些廣告封包用於廣告網路，這些廣告封包並用於使尋求加入網路的節點能夠將他們的時脈同步至根據AP時脈所設定的網路參考時間。

在節點首先被供電開啟時，節點可歷經網格網路搜尋與加入程序。搜尋與加入程序的第一部分可涉及：節點聆聽來自節點周圍的任何現存網格網路的廣告，以及將節點的內部參考時間（例如時脈）同步至發出廣告封包的無線網格網路的參考時間。一旦同步，則節點進行對節點尋求加入的無線網格網路的管理者119的安全性交握（handshake）。安全性交握可涉及交換多個封包，這些封包被在欲加入節點與管理者119之間，往復傳送通過無線網格。在此交握結束時，管理者119可加入無線鏈結於網路節點通訊排程中，以提供欲加入節點透過無線網格網路接收及（或）傳送封包的機會，藉以允許已加入節點參與網路並廣告以讓其他節點加入。

在以往的實施例中，欲加入節點/已加入節點追蹤網路參考時間，且網路參考時間被根據AP內部時脈來設定（且相應反映AP內部時脈）。管理者119可將網路參考時間轉譯成世界標準時間（coordinated universal time; UTC）。然而，由於網路參考時間與UTC之間的時脈偏移，時脈轉譯的解析度要比裝置與裝置間的時間同步程度低得多。再者，在轉譯是直接執行於網路節點中的情況中，精確度與傳真度嚴重地損失。

如連同第1A圖說明的，無線網格網路100可包含多個AP（例如101、103、105）。在此種網路中，網路具有多個出口點（egress point）以讓封包從無線網格網路100傳輸到管理者119或主應用程式121a、121b，並具有多個入口點（ingress point）以讓封包從管理者119或主應用程式121a、121b傳輸到無線網路中的節點。因此，網路可能夠支援更多的每秒從網路接收的封包數，並能夠支援更多的每秒傳送入網路的封包數。再者，網路可展示較高的可靠性，因為，不像是具有單一AP的網路，網路不具有單一失效點（在具有單一AP的網路中，AP的失效將阻斷進一步的網路作業）。

此外，使用多個AP可致能網路由單一管理者119支援比具有單一AP的對應網路更多的節點。在一個範例中，基於網路硬體、通訊與網路協定及類似者所引入的限制，具有單一AP的無線網格網路可能夠支援最大節點數量（例如，100個節點）及最大處理量（例如，每秒36個上行資料封包）。再者，具有單一AP的網路可在網路的AP失效時完全失效。然而，藉由安裝多個AP（例如12個AP）於單一網路中，在同樣的條件下管理者可能夠支援更多節點（例如在此範例中為12*100=1200個節點數）以及更多資料處理量（例如每秒12*36=432個上行資料封包）。再者，若多個AP（例如12個AP）的任意者失效，網路可能夠繼續操作而僅降低少量的可用效能，此可影響或可不影響主應用程式。

然而，對於具有多個AP的網路而言，所有AP與節點可需要根據同一參考時間來操作，以讓網路有效率地工作。當然，對於根據同一網路通訊排程來通訊的所有AP與節點而言，AP與節點應被同步至用於判定網路通訊排程中當前時間點的同一參考時間。因此，網路中的多個AP一般而言將需要同意使用當前網路時間（例如於數微秒內），以讓所有AP能夠被同步。相應的，因為欲加入節點（以及已加入節點）對多個不同的AP傳送出的網路廣告封包同步節點的通訊，AP的同步將使得透過同一AP或不同AP加入網路的節點對彼此同步並對網路參考時間同步。

提供了兩種作法，以在無線網格網路中使AP之間同步。

根據第一作法，無線網格網路中的多個AP中的一個AP被指定為提供參考時間。所指定的AP可使用自身的內部參考時間（例如所指定的AP自身的內部時脈）作為網路參考時間，而網路中的其他AP可將他們的作業同步至所指定的AP的內部參考時間。

根據第二作法，可使用外部參考時間。例如，可使用GPS參考時間（例如117）、UTC參考時間、或其他精確的時基。在第1A圖的範例中，一個AP 105可與外部參考時間直接通訊，並可將AP 105的時脈同步至外部參考時間。相應的，AP 105可廣告參考時間，以讓網路中的其他AP能夠將他們的作業同步至所廣告的參考時間。在其他範例中，多個AP可與外部參考時間直接通訊，並可將他們的時脈同步至外部參考時間。在其他範例中，無法與外部參考時間直接通訊的任何剩餘的AP可將他們的作業同步至網路中其他AP廣告的參考時間（例如與外部參考時間直接通訊的其他AP）。

一般而言，若網路具有至少一個同步至外部時脈的AP，則網路中沒有其他AP可被同步至內部時脈。相反的，所有網路AP必需被同步至同一外部時脈，或是被同步至（加入至網路的AP廣告的）追蹤外部時脈的網路時脈。例如，AP可被同步至AP與節點發送的廣告封包中提供的時序資訊，這些AP與節點同步至外部時脈或網路時脈。類似的，若網路具有同步至本地/內部時脈的一個AP，則網路中的所有其他AP必需基於從這個AP發送的廣告被同步至網路時間。

在根據外部參考時間設定網路時間且AP被同步至此種外部時脈的情況中，每一網路節點使用的參考時間可追蹤外部時脈（例如UTC時間或其他精確的時基）。對於外部參考時間的同步，可特別有用於一些情況中，在此種情況中單一管理者管理的單一網路包含實體分離的裝置叢集（子網），例如在一種情況中，其中多個AP之每一者位於地理上相異的位置中並作為對於地理上相異的位置中的一組網路節點的網路閘道，如第1B圖所示意圖示的（細節進一步說明於下文）。

第1B圖圖示說明性無線網格網路150，無線網格網路150類似於第1A圖的無線網格網路100，且網路150的部件與功能的操作方式實質類似於網路100的對應部件。在網路150中，節點與AP形成實體相隔的裝置叢集，且一個叢集（子網）的裝置僅可透過AP（例如101與105）之間的有線通訊鏈結與另一叢集（或子網）的裝置通訊。在此種情況中，AP（例如101與105）可不透過直接無線通訊與彼此通訊，且使用外部參考時間117可讓每一AP能夠同步至外部參考時間（例如UTC時間或GPS時間），從而在地理上相異的位置中的所有節點與裝置之間維持精確的時間同步。特定言之，每一地理上相異的位置中的至少一個AP可被同步至外部時脈，以確保不同位置之間的精確時間同步，且每一位置中的剩餘AP可被同步至網路時間或是外部時脈。

在地理上分散的網格網路的情況中，與地理上整合的網格網路的情況相同，可基於下列準則界定單一網格網路。兩個裝置（例如AP或節點）若符合下列，則可被視為位於同一網路中：裝置共享共同參考時間，共同參考時間足夠精確以讓裝置能夠與彼此無線通訊；裝置共享共同網路通訊排程、共同網路ID、共同安全協定（包含加密/解密/安全密鑰）、共同頻率黑名單、且被指派了相容於使用在同一網路上的網路位址（或其他獨特識別符，諸如MAC位址或節點ID）；及（或）裝置可與彼此通訊且被指派了相反的發送與接收鏈結於同一時槽中並在同一頻道偏移上於網路節點通訊排程中。

在作業中，在加入無線網格網路時，AP可被同步至適當的網路時間。在根據時間同步頻道跳頻（time-synchronized channel hopping; TSCH）規則操作的網路中此可為一項要求，其中所有無線通訊遵循一或更多個週期性排程。一般而言，節點藉由聆聽來自網路中現存的裝置的廣告封包而同步至適當的網路時間。AP可由與節點相同的方式同步（例如藉由聆聽來自網路中現存的裝置的廣告封包），但可額外地或替代地使用外部時源以進行同步（在外部時源提供高精確度與高準確度的情況中）。因此，AP可與網路中的其他裝置直接同步，或者AP可與UTC或GPS時源同步（例如在UTC或GPS時源之一者為可用時）。特定而言，執行在節點或AP中的網路PLL演算法，可用以基於網路中現存的裝置或外部時源提供的時間更新序列來追蹤時源。

對於追蹤外部時源，AP（例如105）可將自身同步至外部時源（例如117），藉由聆聽來自全球定位系統（Global Positioning System；GPS）接收器的每秒脈波數（Pulse-Per-Second；PPS）訊號。AP可例如訓練AP內部時脈，以在每一秒精確地交會於PPS的上升邊緣。此同步可確保AP知道何時新的一秒發生，但AP卻可不會知道是哪一秒，且因此無法完全同步至網路。為了識別哪一秒相關聯於PPS的每一上升邊緣，可在硬體上查詢執行為Unix機器上的服務的網路時間協定（Network Time Protocol; NTP）時脈。或者（或額外地），可根據GPS訊號或任何其他合理的精確當前時源（例如精確度在數十毫秒內的任何時源）判定當前秒。在一個範例中，無線網格網路的網路時間可被固定為開始於固定時間（例如2002年7月2日的20:00 UTC，對應於絕對時槽數字0（ASN0））。因此，基於相對於ASN0的當前時間知識，可判定當前網路時間。

一旦操作在無線網格網路中的所有AP同步至同一外部時源（例如全域性精確時源），則AP可在ASN0後經過的時間上取得共識。每一AP可維持對於PPS訊號的鎖定，以精確地維持AP對於時間的瞭解，而不會經受任何內部時脈飄移（由網路中裝置的生命期所造成）。因此，可使用外部時源同步每一AP。相應的，個別節點的參考時間可基於AP發送的廣告封包被同步至AP的參考時間，使得個別節點的參考時間被同步至參考時脈（例如提供UTC時間的參考時脈）的數微秒內。

如上文所論述的，網路中AP之間的同步的替代性方法，可涉及AP聆聽來自網路中現存的裝置（例如節點與其他AP）的廣告。廣告封包之每一者包含網路ID，網路ID獨特識別廣告封包所相關聯的網路，且接收中的AP或節點可因此藉由網路ID根據欲加入的AP或節點正尋找的網路來濾除所接收的廣告。不同的網路亦可具有不同的安全密鑰，因此不是所有的裝置（節點與AP）都可能夠加入所有網路。廣告封包可包含當前時間資訊（相對於ASN0）。欲加入的AP可等待以聆聽多個廣告或可藉由傳送無線封包至廣告裝置（例如保持有效的封包）來請求時間更新，以訓練AP時脈為同步至網路時間。在欲加入的AP的時脈已收斂為足夠接近網路時間之後，欲加入的AP可起始對網路管理者的交握程序。

作為加入程序的部分，網路管理者119可對欲加入的AP提供對現存裝置的鏈結，現存裝置可為節點或AP。欲加入的AP隨後可沿著這些鏈結傳送保持活躍的封包，以繼續在網路中裝置的生命期中接收時間更新。注意到，AP將僅在網路已具有至少一個設定網路時間的AP時同步至網路時間。在對於加入網路的第一個AP的情況中，AP可由網路管理者119分配工作以設定網路參考時間。

一旦欲加入的AP已同步至網路時間，則欲加入的AP可直接在AP對管理者介面上查詢網路管理者119，並執行加入交握。此程序可不同於欲加入網路的節點所使用的程序，因為欲加入的節點可需要經由無線網格網路110與網路管理者119交換一系列的交握封包，而AP作為欲加入的節點與管理者之間的中間經由點。對於多重AP系統的加入交握，可相同於對於單一AP系統的加入交握：回應於識別自身為AP的新裝置，管理者可指派網路節點通訊排程中的鏈結至欲加入的AP，並提供網路節點通訊排程至已加入的AP，使得已加入的AP開始藉由在排程中識別的時間（且在排程中識別的頻道上）發送廣告封包，以開始在網路中廣告。

每一AP可具有獨特的長識別符，諸如未被指派給世界上的任何其他裝置的8位元組EUI-64。在AP加入網路時，AP可在交握程序期間內將AP的獨特長識別符提供給網路管理者119。AP隨後被由網路管理者119一般地指派短識別符（例如2位元組節點ID），以使用於AP所加入的網格無線網路100中。短識別符對於AP所加入的無線網格網路是獨特的。類似的，在加入網路時節點可被給予短識別符（例如2位元組節點ID），並可使用短識別符以在網路中通訊。在單一AP網路中，單一AP可被給予節點ID=1，且剩餘ID（例如2、3、…）可被指派給網路節點。相對的，在多重AP網路中，沒有特別的識別符被指派給AP或節點。在兩種情況中，管理者可對每一裝置維持長ID與節點ID之間的映射。

如下文詳細說明的，在網路中使用多重AP，可提供提升的頻寬以及提升的冗餘（redundancy），而產生改良的可靠度。在網路中的裝置（例如AP與節點）僅具有單一無線電收發器且因此一次僅可接收或發送一個封包的情況中，頻寬的改良可為特別顯著的。因此，在單一AP操作在最大容量時，AP每一時槽僅可傳送或接收一個封包，且此可因此限制管理者119與無線網格網路100中節點之間的頻寬。藉由增加第二AP，網路可大略增加一倍的無線網格網路傳輸出/傳輸入的封包的容量，且加入額外的AP可線性地提升網路容量。

網路頻寬可不僅是用於傳輸節點與AP之間的應用程式資料的封包，但亦可用在用於使節點保持同步至網路的保持活躍封包的訊務。保持活躍封包為週期性傳送在無線網格網路中以維持節點之間的同步的封包，美國專利第8,953,581號更詳細說明了保持活躍封包，在此併入美國專利第8,953,581號全文以作為參考。因此，藉由提升網路中的AP數量，網路有優勢地亦提升了網路中可支援的節點數量。注意到，節點數量的提升，可到達實體無線電空間限制以及裝置密度所設定的上限，因此任意地保持加入AP與多個感測器節點至小型受限制的地理區域是不適當的。

在配置為與多重AP一起使用的網路中，網路仍可僅使用單一外部時控AP來作業。因此，在具有多重外部時控AP的網路，即使網路失去AP而僅剩下一個AP，網路仍可維持作業，只要網路中剩餘的節點位於彼此的無線電範圍內。限制可發生在AP距離很遠的情況中，其中網格網路包含洞（例如因為無法與彼此無線通訊的節點群組的大距離，且因此無法全部將他們的資料選徑至同一AP）。在此種地理延伸網路中，外部時控AP可被放置為使得AP對被放置在網格無線網路的每一地理隔離的區段（子網）中，以確保即使任何單一AP失效時網路仍可繼續作業而不損失任何節點。

前述討論聚焦在具有網路管理者119的網路上，網路管理者119可操作以協調無線網路裝置（節點與AP）的作業以有效率地與彼此通訊。在一些範例中，網格無線網路可包含多個網路管理者。或者，如第1B圖虛線輪廓示意圖示的，管理者可可選地不被提供在網路系統150中。在不包含獨立式網路管理者的此種網路系統150中，網路節點及（或）AP可協同管理無線網格網路的作業，例如藉由協同建立無線網路作業的通訊排程。

第2A圖與第2B圖圖示說明串列AP（第2A圖）與乙太網路AP（第2B圖）的範例，這些AP從GPS源201取得外部時間。在串列AP情況中（第2A圖），當前時間可被維持在與管理者205及AP控制器207相同的硬體系統（例如電腦）203上。在乙太網路AP情況中（第2B圖），管理者205可位於一個硬體系統（例如電腦）209上，且當前時間可被維持在具有AP控制器207與AP 213的另一硬體系統（例如電腦）211上。在兩種情況中，GPS PPS的上升邊緣可由AP直接取樣。

現將說明無線網格網路的說明性使用範例。在範例中，無線網格網路具有三個AP與兩個感測器節點。兩個AP（AP1與AP2）同步至外部GPS時脈（例如117），且第三個AP（AP3）同步至網路時間。

一開始，AP1開機並將其內部時脈同步至外部參考時間時脈（GPS時脈）（例如117）。詳細說明，基於從外部參考時間接收來的時序訊號，AP1將其時脈同步至外部參考時間時脈，並判定從預定參考時間點（例如ASN0）之後經過的當前時間。AP1因此已獲得當前秒並具有從ASN0之後經過的當前時間。一旦同步之後，AP1透過AP對管理者介面（例如透過有線鏈結）起始與網路管理者（例如119）的網路加入交握。若網路管理者將AP1加入網路，則網路管理者建立（或調整）網路節點通訊排程，以包含對於透過網格無線網路傳至（及傳自）AP的通訊的通訊鏈結（對應於時槽與頻道對）。隨後，網路管理者將網路ID、獨特節點ID及網路節點通訊排程通訊傳遞至所加入的AP1。一旦接收到網路ID、節點ID與排程，AP1開始在網路節點通訊排程中識別的廣告時槽期間內產生並發送廣告封包。

第一節點（Node1）可聽到AP1發送的廣告封包。基於包含在廣告封包中的網路參考時間的時序資訊，Node1將其自身同步至網路參考時間，且在同步之後在網路通訊排程的適當時槽期間內產生並發送網路加入封包至AP1。加入封包被AP1轉送至網路管理者。網路管理者可選地參與對Node1的加入交握，且若網路加入程序成功，則將Node1加入無線網格網路。網路管理者隨後可修改網路節點通訊排程，以包含對於透過網格無線網路傳至（及傳自）Node1的通訊的通訊鏈結。所修改的排程被通訊傳遞至AP1與Node1，且獨特節點ID被進一步通訊傳遞至Node1。隨後Node1可開始在網路上作業。

第二AP（AP2）可開機並將其內部時脈同步至外部參考時間時脈。透過同步程序，AP2獲得當前秒以及ASN0之後經過的當前時間。一旦同步之後，AP2透過AP對管理者介面與管理者交握。若網路管理者將AP2加入網路，則網路管理者修改網路節點通訊排程，以包含透過網格無線網路傳至（及傳自）AP2的通訊的通訊鏈結。隨後，網路管理者將網路ID、獨特節點ID及所修改的網路節點通訊排程通訊傳遞至所加入的AP2。一旦接收到網路ID、節點ID及排程，AP2開始在網路節點通訊排程中識別的廣告時槽期間內產生並發送廣告封包。

第三AP（AP3）可聽到AP2發送的網路廣告（廣告封包）。基於網路廣告中包含的時序資訊，AP3將其時脈同步至網路參考時間，並計算從ASN0之後經過的當前時間。一旦同步至AP2並接收到來自從AP2接收到的網路廣告的網路ID，AP3透過AP對管理者介面與管理者交握。若網路管理者將AP3加入網路，則網路管理者修改網路節點通訊排程以包含透過網格無線網路傳至（及傳自）AP3的通訊的通訊鏈結。隨後，網路管理者將獨特節點ID與所修改的網路節點通訊排程通訊傳遞至所加入的AP3。一旦接收到節點ID與排程，AP3開始在網路節點通訊排程中識別的廣告時槽期間內產生並發送廣告封包。

第二節點（Node2）可聽到AP3發送的廣告封包。基於廣告封包中包含的網路參考時間的時序資訊，Node2將其自身同步至網路參考時間，且一旦同步之後，則在網路通訊排程的適當時槽期間內產生並發送網路加入封包至AP3。加入封包被AP3轉送至網路管理者。網路管理者可選地參與對Node2的加入交握，且若網路加入程序成功，則將Node2加入無線網格網路。隨後，網路管理者可修改網路節點通訊排程以包含透過網格無線網路傳至（及傳自）Node2的通訊的通訊鏈結。所修改的排程與獨特節點ID被通訊傳遞至Node2。隨後Node2可開始在網路上作業。

在作業期間內，Node1可探索AP2，作為參與週期性或正常網路探索程序的結果。例如，Node1可接收來自AP2的廣告封包。作為回應，Node1透過無線網格網路向網路管理者報告所接收到的廣告封包。隨後，網路管理者修改網路節點通訊排程以包含透過網格無線網路在Node1與AP2之間的通訊的通訊鏈結。

相應地，即使AP1與AP3失效，包含Node1與AP2的無線網格網路可繼續作業。注意到，為了繼續作業，Node2將需要具有與網路中剩餘的一或多個節點或AP（諸如Node1與AP2）的無線鏈結。

如上文所論述的，相對於使用外部參考時間，具有多個AP的網路可替代使用一個經指定的AP的內部時脈以設定網路參考時間。所指定的AP作為網路的時間主控AP。在此種網路中，所有AP將基於由時間主控AP及藉由同步至時間主控AP的節點與AP發送的廣告封包以及保持有效封包中包含的時序資訊，把他們的時脈同步至此個經指定的時間主控AP的內部時脈。若除了時間主控AP以外的任何節點或AP遺失，則網路可一般地繼續由剩餘的節點與AP操作。然而，若時間主控AP遺失，則網路管理者119自動指定網路中剩餘的另一AP作為時間主控。網路管理者119可隨機指定AP、指定已加入網路最長時間量的AP、指定具有最低短識別符的AP或類似者。

替代地，為了達成AP中的冗餘，可將具有多個AP的無線網格網路中的兩個AP分別預指定為時序主控AP與時序從屬AP。在範例中，第一AP（AP1）被指定操作為時序主控，且第二AP（AP2）被指定操作為時序從屬。在範例中，AP1活躍參與網路並作為時序主控。同時，AP2同步至網路參考時間但不參與網路（例如不接收或發送資料封包）；相反的，AP2等待主要AP1失效，且一旦判定AP1失效，則取得AP1的角色以在網路中通訊。因此，AP1與AP2操作在個別模式中，其中在任意時間處僅有其中一個AP操作。在此範例中，全體網路效能（潛時、頻寬）被較佳地保存，即使是在AP1失效時。

在另一範例中，指定AP1操作為時序主控而AP2作為時序從屬。然而，AP1與AP2兩者活躍地參與網路中，且從而在他們兩者皆工作時提供更多入口與出口頻寬以及較低的網路潛時。然而，若AP1或AP2之一者失效，則保持活躍的AP可對具有單躍程或多躍程路徑至剩餘AP的任何節點維持網路連接性。AP1與AP2從而操作在冗餘模式中，其中他們可同時操作。在此範例中，由於AP之一者失效，網路的入口與出口頻寬可降低，且網路潛時可增加。

為了對操作在無線網格網路中的AP提供如前述段落中詳細說明的操作能力，每一AP可包含兩個切換器：第一切換器指定AP為時序主控或時序從屬，且第二切換指定個別或冗餘作業模式。切換器可為由網路操作者設定的實體切換器（例如在建置網路時）。切換器可替代性地為軟體切換器，軟體切換器可由網路操作者在初始裝置配置時設定或在網路建置期間內設定，或由網路管理者在網路建置期間或在網路作業期間設定。

在另一範例中，AP可進一步操作在自動時脈源模式中。這些AP可包含用於選擇自動時脈源模式的切換器，或可由網路操作者在製造時、在網路建置期間、或在網路作業期間配置以操作在自動時脈源模式中。操作在自動時脈源模式中的AP的操作模式將由網路管理者（例如119）設定。例如，AP在加入網路時可向網路管理者報告AP是操作在自動時脈源模式中。隨後，網路管理者可判定AP是否需要同步至AP的內部時脈、外部時脈、或網路時脈。實際上，管理者可指派加入網路（並操作於自動時脈源模式中）的第一AP根據AP的內部時脈操作，並可指派加入網路的剩餘AP根據網路時脈操作，以使剩餘AP將他們自身同步至第一AP的內部時脈。或者，管理者可指派加入網路（並操作於自動時脈源模式中）的第一AP根據外部時脈操作，並可指派加入網路的剩餘AP根據外部時脈或網路時脈操作（以使剩餘的AP將他們自身同步至第一AP的時脈，第一AP的時脈同步至外部時脈）。在又一範例中，在自動時脈源模式中（其中網路同步至一個AP的內部時脈），網路管理者可考量網路的拓樸（特別是每一AP對不同網路節點的連接性），以在一個AP失效時選擇應使用何網路AP為參考時間。在此情況中，在一個AP失效的情形下，網路管理者可立即設定所選AP以同步至所選AP的內部時脈，且網路隨後可使用新的所選AP的內部時脈作為網路參考時間來操作。此作業方法提供了高度的冗餘。

總的來說，由多個AP操作的無線網格網路呈現了下列的優點。首先，藉由使AP能夠將時間同步至具有高精確度的外部時源（諸如UTC或GPS時源），AP與網路節點可取得高度的時間同步，即使是在地理上分散的網路中。一旦同步，則AP使用交握透過AP對管理者介面加入無線網格網路。第二，AP可替代性地經配置以將時間同步至廣告，此廣告來自已處於無線網格網路中的裝置（例如另一AP或網路節點）。以此方式，AP不必需要為可操作以與外部時源通訊，並可在對於外部時源的通訊鏈結不可用時操作。再者，一旦同步，則AP使用交握透過AP對管理者介面加入無線網格網路。第三，在具有多個AP的無線網格網路中，且其中AP之一或更多者同步至外部的精確時源或被指定為時序主控，網路可繼續操作而不會有任何資料通訊損失，即使是在任何其他AP失效時。第四，在具有至少一個AP同步至外部時脈，且其中多個節點分散在地理上分散的位置中（每一個別的地理位置具有至少一個AP）的無線網格網路中，對於UTC或GPS時間的同步使所有節點進行同時的測量，或者執行具有高時間精確度的同時或同步作業。

第3A圖至第3C圖圖示第1A圖與第1B圖的無線網格網路系統的說明性部件或裝置的高階功能方塊圖。第3A圖圖示節點401的範例，諸如使用在第1A圖與第1B圖的網路系統中的節點107、109、111、113或115。節點401包含提供處理能力的處理器403（例如微處理器）與記憶體405。記憶體405儲存用於控制節點401作業的應用程式與指令，且處理器403經配置以執行儲存在記憶體405中的應用程式與指令。電源409（諸如電池、變壓器、太陽能電池、發電機或類似者）提供用於對節點401作業供電的電力。

此外，節點401可包含感測器407，感測器407產生提供至處理器403及（或）儲存在記憶體405中的感測或測量資料。節點401可額外地或替代地包含由處理器403控制的致動器（例如馬達、閥或類似者）或其他作業輸出（例如顯示器）。節點401進一步包含收發器402，收發器402致能網路上（例如無線網格網路）與其他節點101或AP 103的通訊。如第3A圖圖示，收發器401為連接至天線的無線收發器401，並配置為用於無線通訊；在其他具體實施例中，收發器401可為有線收發器。節點401的各種部件被通訊連接至彼此（例如經由匯流排或其他通訊線），並電性連接至電源409以接收操作電力。

第3B圖圖示AP 411的範例的高階功能方塊圖，諸如第1A圖與第1B圖網路系統中使用的AP 101、103與105。AP 411包含的部件實質類似於節點401的部件，包含網格網路收發器412、處理器415（例如微處理器）、記憶體417、可選的感測器、以及電源421。AP 411的此種部件實質類似於節點401的對應部件，且可參考節點401的說明以取得部件及其功能的詳細資訊。AP 411可選地包含由處理器415控制的感測器、致動器、或其他作業輸出，類似於節點401。

此外，AP 411可包含雙重收發器：第一收發器412（例如網格網路收發器）與第二收發器413（例如WAN收發器），第一收發器412經配置以與無線網格網路的無線節點通訊，而第二收發器413經配置以用於在網格網路外側通訊，諸如與網路管理者119或應用程式121a/121b的通訊（例如經由網路120）。在我們的範例中，第一收發器412可為無線收發器，而第二收發器413可為經配置為用於直接與網路管理者119有線通訊（或經由一或更多個網路120與網路管理者119間接有線通訊）的收發器（例如相容於乙太網路標準的收發器）。儘管第3B圖圖示兩個收發器，一些具體實施例可包含執行兩種通訊功能的單一收發器，同時在其他具體實施例中可經由直接有線鏈結與網路管理者119通訊。

AP 411可進一步包含時脈419（亦稱為內部時脈），時脈419用於控制AP 411的時序作業。AP 411亦可透過第二收發器413或透過專屬埠（或專屬內建GPS接收器）與外部時脈（例如117）通訊。AP 411因此可操作以將其作業同步至AP 411的內部時脈、外部時脈、或透過與無線網格網路的通訊接收的時序資訊。時脈選擇切換器423可用於選擇AP 411是否操作於自動時脈選擇模式中，其中網路管理者119選擇AP是否將其作業同步至內部時脈、外部時脈、或網路時脈、或手動時脈選擇模式（其中AP自身判定是否要同步至內部時脈、外部時脈或網路時脈）。時脈選擇切換器423可進一步包含用於選擇AP要操作為時序主控或時序從屬的切換器，以及用於選擇AP要操作於冗餘或個別AP模式的切換器。

在第3A圖與第3B圖兩者中，感測器407與409圖示為位於節點401與AP 411內。更一般而言，感測器407與409可位於節點401與AP 411外部，但可連接至節點401與AP 411以通訊傳遞感測器資料至節點401與AP 411。

第3C圖圖示網路管理者431的範例的高階功能方塊圖，諸如第1A圖與第1B圖網路系統中使用的網路管理者119。網路管理者431控制網格網路中的作業，並作為網路與外部之間的介面（例如作為網路與外部應用程式121a/121b之間的介面）。特定而言，網格網路與外部應用程式121a/121b之間的所有通訊可流動通過網路管理者431，或者由網路管理者431控制。

第1A圖與第1B圖將網路管理者119圖示為個別於AP 101、103與105的實體，並與AP實體分離。在此種具體實施例中，網路管理者119與AP為個別的實體，並可經由通訊纜線（如圖示）、一或更多個有線或無線網路、及（或）一或更多個無線通訊鏈結通訊連接。在其他具體實施例中，網路管理者119可與一個AP共置，例如位於同一裝置外殼中。在此種具體實施例中，網路管理者119與AP可具有相異的處理器、可被裝設在相異的電路板上、並可藉由電路板之間的跡線通訊連接。在其他具體實施例中，網路管理者119可執行在與AP相同的處理器上。

網路管理者431包含提供處理能力的處理器433（例如微處理器）與記憶體435。記憶體435儲存用於控制網路管理者431作業的應用程式與指令，且處理器433經配置以執行儲存在記憶體435中的應用程式與指令並控制管理者431的作業。

此外，網路管理者431包含諸如收發器432的通訊介面，以經由網路120通訊。雖然第3C圖中圖示單一收發器432，但網路管理者431可包含多個收發器，例如在其中網路管理者431使用不同的通訊標準或協定（或使用不同的網路或通訊鏈結）與AP及（或）應用程式121a/121b通訊的情況中。例如，可包含專屬通訊介面439（例如專屬埠）以與網格網路的AP通訊。如第3C圖圖示，收發器432為連接至網路120的有線收發器；在其他具體實施例中，網路管理者431包含連接至天線並配置為用於無線通訊的一或更多個無線收發器。

網路管理者431的各種部件通訊連接至彼此（例如經由匯流排或其他通訊線），並電性連接至電源以接收操作電力。

網路管理者431提供對網格網路的監督，並可控制網路作業。例如，網路管理者431基於儲存在記憶體435中並執行於處理器433上的程式指令，將節點加入網路、設定網路時序及（或）設定網路通訊排程、以及執行其他網路管理。此外，作為將節點與AP加入網路的部分，網路管理者431可接收來自節點與AP的識別資訊，並可基於識別資訊認證節點與AP。

網路管理者431進一步作為網格網路與外側之間的作業閘道或介面，且特別作為與網格網路AP及（或）節點介面連接的應用程式121a/121b的介面。對此，應用程式介面437可執行在處理器433上。應用程式介面437可接收來自網路的資料與資訊（例如來自AP及（或）來自經由AP的節點）、格式化或處理資料以將資料置於可由應用程式121a/121b使用的格式、並提供原始資料或經處理資料至應用程式121a/121b。因此，網路管理者431與應用程式介面437可接收來自節點的資料與資訊，並可將從此種節點接收的資料轉送至應用程式121a/121b。應用程式介面437可進一步接收來自應用程式121a/121b的資料、資訊、或控制資訊，格式化或並處理資料、資訊、或控制以將他們置於可由AP及節點使用的格式，並提供經處理的資料、資訊或控制至AP及節點。

除非另外說明，否則本說明書（包含下列申請專利範圍）中闡述的所有測量、值、額定值、位置、量值、尺寸及其他規格，為概略的而非準確無誤的。他們意為具有與他們所相關的功能（以及他們所屬技術領域中的通常知識）一致的合理範圍。

保護範圍僅由下列申請專利範圍單獨限制。在根據本說明書與爾後的審查歷史解譯時，此範圍意為且應被解譯為在與申請專利範圍使用的語言的通常意義一致之下盡量寬廣，並包含所有結構性與功能性的均等範圍。然而，申請專利範圍均非意為包含無法滿足專利法第21、22條要求的技術主題（亦不應被解譯為如此）。在此對於對此種技術主題的非故意性包含作出免責聲明。

除了前段所述之外，所說明或圖示說明的內容均非意為（且不應被解譯為）導致任何部件、步驟、特徵、目標、益處、優點、或均等範圍被貢獻給大眾，不論是否記載於申請專利範圍中。

將瞭解到，本文所使用的用詞與表示具有與這些用詞與表示對於他們相應的各別查詢與研究領域一致的通常意義，除非本文中已另外闡述了特定意義。諸如第一、第二及類似者的相對性用詞僅可用於分辨實體或動作，而並非必需要求或隱含這些實體或動作之間的任何實際關係或次序。用詞「包含」、「包括」或任何其他變異者意為涵蓋非排他性的包含，使得包含一列元素的程序、方法、物品或設備不僅包含這些元素，但可包含未明確列出或此種程序、方法、物品或設備固有的其他元素。由「一」前綴的元素在沒有進一步的限制條件之下，並未排除包含此元素的程序、方法、物品或設備的額外的相同元素的存在。

提供發明摘要以允許讀者快速確認技術揭示內容的本質。申請人瞭解到發明摘要將不會用於解譯或限制申請專利範圍的範圍或意義。此外，在前述實施方式中，可見在各種具體實施例中分組各種特徵以流暢說明。這種揭示方法不可被解譯為反映所請具體實施例需要比每一請求項明確記載的特徵還要多的特徵。相對的，如下列申請專利範圍所反映的，有發明要件的技術主題位於單一個所揭示的具體實施例的所有特徵還要少的範圍內。因此，在此將下列申請專利範圍併入實施方式中，且每一請求項自身作為個別請求的技術主題。

雖然上文已說明了被視為最佳實施方式的內容及（或）其他範例，應瞭解到可在其中進行各種修改，且本文所揭示的技術主題可被實施為各種形式與範例，且教示內容可被應用在數種應用程式中，在此僅說明了其中的一些。申請人意圖由下列申請專利範圍請求落入本教示內容真實範圍內的任何及所有的應用、修改及變異。

100‧‧‧無線網格網路
101‧‧‧無線存取點（AP）
103‧‧‧無線存取點（AP）
105‧‧‧無線存取點（AP）
107‧‧‧無線網格網路節點
109‧‧‧無線網格網路節點
111‧‧‧無線網格網路節點
113‧‧‧無線網格網路節點
115‧‧‧無線網格網路節點
117‧‧‧GPS時源
119‧‧‧網路管理者
120‧‧‧網路
121a,121b‧‧‧主應用程式
150‧‧‧無線網格網路
201‧‧‧GPS源
203‧‧‧硬體系統
205‧‧‧管理者
207‧‧‧AP控制器
209‧‧‧硬體系統
211‧‧‧硬體系統
213‧‧‧AP
401‧‧‧節點
402‧‧‧收發器
403‧‧‧處理器
405‧‧‧記憶體
407‧‧‧感測器
409‧‧‧電源
411‧‧‧AP
412‧‧‧網格網路收發器
413‧‧‧第二收發器
415‧‧‧處理器
417‧‧‧記憶體
419‧‧‧時脈
421‧‧‧電源
423‧‧‧時脈選擇切換器
431‧‧‧網路管理者
432‧‧‧收發器
433‧‧‧處理器
435‧‧‧記憶體
437‧‧‧應用程式介面
439‧‧‧專屬通訊介面

作為範例而不為限制，圖式繪製根據本教示內容的一或更多個實施例。在圖式中，類似的元件編號代表相同或類似的元件。可省略可為顯然或非必要的細節，以節省空間或更有效率地說明。可由額外的部件或步驟（及（或）不由所圖示說明的所有部件或步驟）實作一些具體實施例。

第1A圖與第1B圖圖示說明網路範例，此等網路具有無線多重存取點、無線多個感測器節點、GPS時源、管理者、以及主應用程式。

第2A圖與第2B圖圖示說明在說明性具體實施例中的網路管理者與AP之間的交互連結範例。

第3A圖至第3C圖分別為說明性無線節點、說明性存取點、以及說明性網路管理者的高階功能方塊圖，這些元件可被使用於第1A圖與第1B圖的無線網格網路系統中。

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100‧‧‧無線網格網路

101‧‧‧無線存取點(AP)

103‧‧‧無線存取點(AP)

105‧‧‧無線存取點(AP)

107‧‧‧無線網格網路節點

109‧‧‧無線網格網路節點

111‧‧‧無線網格網路節點

113‧‧‧無線網格網路節點

115‧‧‧無線網格網路節點

117‧‧‧GPS時源

119‧‧‧網路管理者

120‧‧‧網路

121a,121b‧‧‧主應用程式

Claims (20)

1. 一種網格網路系統，包括： 複數個網路節點，每一網路節點包含一處理器與一無線收發器，該無線收發器經配置以與該網格網路系統的其他網路節點與存取點進行無線通訊；一網路管理者，該網路管理者通訊連接至該複數個網路節點，並經配置以管理一無線網格網路的作業，該無線網格網路包含該複數個網路節點的節點；以及至少一個網路存取點，每一網路存取點包含一處理器、經配置以與該網格網路系統的該等網路節點進行無線通訊的一無線收發器、以及經配置以與該網路管理者通訊的一有線或無線收發器，其中該網路管理者與該複數個網路節點透過該至少一個網路存取點通訊連接，且其中該至少一個網路存取點係可操作以將該至少一個網路存取點的作業同步至一外部時脈，並可操作以將該外部時脈的時序資訊發送至該網格網路系統的該等網路節點。
2. 如請求項1所述之網格網路系統，其中該至少一個網路存取點係可操作以將該至少一個網路存取點的作業同步至作為該外部時脈的一GPS時脈或一世界標準時間（UTC）時脈。
3. 如請求項1所述之網格網路系統，其中該至少一個網路存取點包含複數個網路存取點，且該複數個網路存取點的每一網路存取點的該無線收發器進一步經配置以與該複數個網路存取點的其他網路存取點進行無線通訊。
4. 如請求項3所述之網格網路系統，其中該複數個網路存取點的多個網路存取點將他們的作業同步至作為該外部時脈的一GPS時脈或一世界標準時間（UTC）時脈。
5. 如請求項3所述之網格網路系統，其中該複數個網路存取點的至少另一個網路存取點係可操作以將該至少另一個網路存取點的作業同步至由該網格網路系統的該至少一個網路存取點發送的該時序資訊。
6. 如請求項3所述之網格網路系統，其中該網路管理者控制該複數個網路存取點的每一個網路存取點，以選擇性地將每一個網路存取點的作業同步至外部時脈與廣告封包的時序資訊之一者，該等廣告封包係發送於該無線網格網路中。
7. 如請求項3所述之網格網路系統，其中該網路管理者控制該複數個網路存取點的一第一網路存取點，以將該第一網路存取點的一內部時脈的時序資訊發送至該網格網路系統的該等網路節點，且該網路管理者控制該複數個網路存取點的一第二網路存取點以將該第二網路存取點的作業同步至接收自該第一網路存取點的該時序資訊。
8. 如請求項7所述之網格網路系統，其中該網路管理者進一步控制該複數個網路存取點的該第二網路存取點，以在判定該第一網路存取點已失效時，將該第二網路存取點的一內部時脈的時序資訊發送至該網格網路系統的該等網路節點。
9. 如請求項3所述之網格網路系統，其中該複數個網路存取點的一第一網路存取點提供該網路管理者與該複數個網路節點之間的一通訊鏈結，該複數個網路存取點的一第二網路存取點被同步至與該第一網路存取點相同的一參考時序，且其中該第二網路存取點僅回應於判定該第一網路存取點已失效而提供該網路管理者與該複數個網路節點之間的一通訊鏈結。
10. 一種網格網路系統，包含： 複數個網路節點，每一網路節點包含一處理器與一無線收發器，該無線收發器經配置以與該網格網路系統的其他網路節點與存取點進行無線通訊；一網路管理者，該網路管理者通訊連接至該複數個網路節點，該網路管理者並經配置以管理包含該複數個網路節點的節點的一無線網格網路的作業；以及複數個網路存取點，每一網路存取點包含一處理器、經配置以與該網格網路系統的該等網路節點與其他存取點進行無線通訊的一無線收發器、以及經配置以與該網路管理者進行通訊的一有線或無線收發器，其中該複數個網路存取點的每一網路存取點係可操作以提供該網路管理者與該複數個網路節點之間的一通訊鏈結，其中該複數個網路存取點的一第一網路存取點發送時序資訊至該網格網路的該等網路節點與其他網路存取點，且其中該複數個網路存取點的一第二網路存取點將該第二網路存取點的作業同步至該第一網路存取點發送的該時序資訊。
11. 如請求項10所述之網格網路系統，其中該第一網路存取點係可操作以將該第一網路存取點的作業同步至一外部時脈，並可操作以將該外部時脈的時序資訊發送至該網格網路系統的該等網路節點。
12. 如請求項11所述之網格網路系統，其中該第一網路存取點係可操作以將該第一網路存取點的作業同步至作為該外部時脈的一GPS時脈或一世界標準時間（UTC）時脈。
13. 如請求項10所述之網格網路系統，其中該第一網路存取點根據該第一網路存取點的一內部時脈操作，並將該內部時脈的時序資訊發送至該網格網路的該等網路節點與其他網路存取點。
14. 如請求項10所述之網格網路系統，其中該網路管理者控制該第二網路存取點，以在判定該第一網路存取點已失效時發送時序資訊至該網格網路的該等網路節點與其他網路存取點。
15. 如請求項10所述之網格網路系統，其中該等第一與第二網路存取點同時操作，以提供該網路管理者與該複數個網路節點之間的一通訊鏈結。
16. 一種網格網路系統，包含： 複數個網路節點，每一網路節點包含一處理器與一無線收發器，該無線收發器經配置以與該網格網路系統的其他網路節點與存取點進行無線通訊以形成一無線網格網路，其中該等網路節點經配置以管理該無線網格網路的作業；以及複數個網路存取點，每一網路存取點包含一處理器、經配置以與該網格網路系統的該等網路節點與其他存取點進行無線通訊的一無線收發器、及經配置以在一廣域網路（wide area network; WAN）上進行通訊的一有線或無線收發器，其中該複數個網路存取點的每一網路存取點係可操作以提供在該WAN與該複數個網路節點之間的一通訊鏈結，以及其中每一網路存取點係可操作以將每一網路存取點的作業同步至一外部時脈，並可操作以將該外部時脈的時序資訊發送至該網格網路系統的該等網路節點。
17. 如請求項16所述之網格網路系統，其中該複數個網路存取點包含第一與第二網路存取點，該等第一與第二網路存取點可操作以提供該WAN與該複數個網路節點的第一與第二子集的一各別子集之間的通訊鏈結，且 其中該第一網路節點子集的網路節點僅可透過該WAN與該第二網路節點子集的該等網路節點通訊。
18. 如請求項16所述之網格網路系統，其中該複數個網路節點經配置以藉由建立一無線網格網路的一通訊排程來管理該無線網格網路的作業。
19. 如請求項16所述之網格網路系統，其中每一網路存取點係可操作以將每一網路存取點的作業同步至作為該外部時脈的一GPS時脈或一世界標準時間（UTC）時脈。
20. 如請求項16所述之網格網路系統，其中該複數個網路節點共享相容於使用在相同網路中的一共同網路識別符（ID）與網路位址。