Обнаружение критических линий связи в ячеистых сетях BLUETOOTH
DETECTING CRITICAL LINKS IN BLUETOOTH MESH NETWORKS

Область техники, к которой относится РАСКРЫТИЕ
[0001] Настоящее изобретение, в общем, относится к сетям беспроводной связи и, более конкретно, относится к усовершенствованиям для пересылки сообщений данных в ячеистых сетях, таких как ячеистые сети Bluetooth.
информация предшествующего уровня техники
ТМ
[0002] Bluetooth относится, в общем, к стандартизированной группе технологий, используемых для обмена данными между устройствами на коротких расстояниях с использованием радиопередачи и приема в 2,4-ГГц диапазоне ISM. Опубликование и администрирование стандартов Bluetooth осуществляется различными комитетами Bluetooth SIG, членами которых являются более 30000 компаний.
[0003] Bluetooth с низким энергопотреблением (LE) является конкретной версией технологии Bluetooth, которая впервые была стандартизирована посредством Bluetooth SIG в 2010. Bluetooth LE, в общем, нацелен на приложения низкой мощности, которые допускают коммуникацию с более низкой скоростью, чем, например, более традиционные приложения Bluetooth. Кроме того, технология Bluetooth пригодна для недорогих устройств, которые ограничены в аспекте памяти и вычислительных ресурсов.
[0004] Даже при этом, Bluetooth LE использует с выгодой надежный подход с расширенным спектром со скачкообразным изменением частоты, который передает данные по 40 каналам. Кроме того, Bluetooth LE-совместимое радио включает в себя множество опций физического уровня (PHY), которые поддерживают скорости передачи данных от 125 кбит/с до 2 Мбит/с, множество уровней мощности, от 1 мВт до 100 мВт, а также множественные опции безопасности.
[0005] Bluetooth LE также поддерживает множественные сетевые топологии, включая обычную двухточечную ("от точки к точке") топологию, используемую для установления связи "от одного к одному" (1:1) между двумя устройствами. Кроме того, Bluetooth LE поддерживает связь устройств широковещательной передачи ("от одного ко многим" или 1:m). Топология широковещательной передачи может использоваться для локализованного совместного использования информации и для услуг определения местоположения, таких как информация о местоположении представляющей интерес точки розничной торговли, навигация и ориентирование в помещении, а также отслеживание предметов/имущества.
[0006] Наконец, Bluetooth LE поддерживает ячеистую топологию, которая может использоваться для установления связи "от многих ко многим" (m:m) устройствам. Ячеистая топология на основе Bluetooth LE может обеспечить создание крупномасштабных сетей устройств, таких как системы управления, мониторинга и автоматизации, где десятки, сотни или тысячи устройств должны надежно и безопасно связываться друг с другом. В ячеистой топологии Bluetooth LE, каждое устройство в ячеистой сети потенциально может осуществлять связь с каждым другим устройством в ячеистой сети. Связь осуществляется с использованием сообщений, и устройства могут ретранслировать сообщения другим устройствам, так что диапазон сквозной связи расширяется далеко за пределы радиодиапазона каждого отдельного устройства.
[0007] Устройства, которые являются частью ячеистой сети Bluetooth LE, упоминаются как "узлы", в то время как другие устройства, не являющиеся частью ячеистой сети (например, даже если находятся в пределах диапазона ячеистой сети), упоминаются как "неподготовленные устройства". Процесс, который преобразует неподготовленное устройство в узел, называется инициализацией. Это безопасная процедура, результатом которой является то, что неподготовленное устройство получает последовательность ключей шифрования и становится известным устройству-инициализатору, такому как планшет или смартфон. Инициализатор является устройством, ответственным за добавление узла к сети и конфигурирование его поведения.
[0008] Как упомянуто выше, связь в ячеистой сети Bluetooth является "ориентированной на сообщение", и определены различные типы сообщений. Например, когда узел должен запросить статус других узлов или должен управлять другими узлами некоторым образом, он может отправить сообщение подходящего типа. Если узел должен сообщать свой статус другим узлам, он может отправить сообщение подходящего типа. Сообщения должны отправляться с адреса и на адрес. Топология ячеистой сети Bluetooth поддерживает три различных типа адресов. Индивидуальный адрес (unicast, одноадресной передачи) уникально идентифицирует один элемент (например, устройства могут включать в себя один или более элементов), и индивидуальные адреса назначаются устройствам в течение процесса инициализации. Групповой адрес является адресом многоадресной передачи (multicast), который представляет один или более элементов. Виртуальный адрес может быть назначен одному или более элементам, охватывая один или более узлов.
[0009] Чтобы дополнительно облегчить использование Bluetooth LE в топологиях ячеистой сети, Bluetooth SIG опубликовал Спецификацию профиля ячеистой сети в июле 2017. На фиг. 1 показана примерная многослойная архитектура ячеистой сети на основе Bluetooth LE, как специфицировано посредством Bluetooth SIG. Наверху находится слой (уровень) моделей, который определяет модели, используемые для стандартизации работы типичных пользовательских сценариев, такие как модели для освещения и датчиков. Уровень моделей дополнительно определен в других спецификациях Bluetooth, включая спецификацию модели ячеистой сети Bluetooth. Уровень базовых моделей определяет состояния, сообщения и модели, требуемые для конфигурирования и администрирования ячеистой сети. Уровень доступа определяет, как приложения более высокого уровня могут использовать верхний транспортный уровень. Он определяет формат данных приложения; он определяет и управляет шифрованием и дешифрованием данных приложения, выполняемым в верхнем транспортном уровне; и проверяет, были ли входящие данные приложения приняты в контексте правильной сети и ключей приложения перед их пересылкой на более высокий уровень.
[0010] Транспортный уровень разделен на верхний и нижний транспортные уровни. Верхний транспортный уровень шифрует, дешифрует и аутентифицирует данные приложения и предназначен для обеспечения конфиденциальности сообщений доступа. Он также определяет, каким образом транспортные управляющие сообщения используются для администрирования верхнего транспортного уровня между узлами, в том числе, когда они используются функцией "друг" ("Friend"). Нижний транспортный уровень определяет, каким образом сообщения верхнего транспортного уровня сегментируются и перекомпоновываются в несколько блоков данных протокола (PDU) нижнего транспортного уровня для доставки больших сообщений верхнего транспортного уровня к другим узлам. Он также определяет одно управляющее сообщение для управления сегментацией и перекомпоновкой.
[0011] Сетевой уровень определяет, каким образом транспортные сообщения адресуются к одному или более элементам. Он определяет формат сетевого сообщения, который позволяет транспортировать транспортные PDU уровнем однонаправленного канала-носителя. Сетевой уровень принимает решение, следует ли ретранслировать/пересылать сообщения, принять их для дальнейшей обработки или отклонить их. Он также определяет, каким образом сетевое сообщение шифруется и аутентифицируется. Уровень однонаправленного канала-носителя определяет, каким образом сетевые сообщения транспортируются между узлами. Определены два канала-носителя, канал-носитель оповещений (адвертайзинг) и канал-носитель GATT (Generic Attribute Profile, типовой профиль атрибутов).
[0012] В нижней части примерной архитектуры, показанной на фиг. 1, используются радио уровни Bluetooth LE. Фиг. 2 дополнительно иллюстрирует, как ячеистая сеть Bluetooth интегрируется с архитектурой Bluetooth LE, показанной на фиг. 1. На фиг. 2, затенение используется для указания блоков или уровней, которые являются частью спецификации Bluetooth LE. Внизу находятся уровни физический (PHY) и канальный уровни, которые обычно могут быть реализованы в контроллере Bluetooth. Уровни выше канального уровня обычно могут быть реализованы на устройстве-хосте Bluetooth. На левой стороне фиг. 2 показаны более высокие уровни Bluetooth LE, которые могут использоваться независимо от функциональности ячеистой сети. Незатененные блоки на правой стороне выше канального уровня соответствуют архитектуре ячеистой сети, показанной на фиг. 1 (плюс инициализация). Таким образом, приложения (показанные на самом верхнем уровне на фиг. 2) могут использовать как ячеистую, так и неячеистую функциональность базовой технологии Bluetooth LE.
[0013] В настоящее время ячеистая сеть Bluetooth основана на "лавинной маршрутизации", которая использует широковещательную передачу по набору совместно используемых каналов - каналов оповещений. Узел, действующий в качестве ретрансляционного узла в ячеистой сети Bluetooth, осуществляет сканирование для сообщений ячеистой сети. Когда сообщение обнаружено и принято, узел проверяет, является ли он пунктом назначения (адресатом) сообщения. Сообщение может пересылаться в ячеистой сети путем его повторной передачи таким образом, что соседи узла могут принимать его. Посредством этого распределенного механизма сообщение пересылается от узла к узлу(ам) в сети таким образом, что сообщение поступает в пункт назначения.
[0014] Лавинная маршрутизация, как указано в версии 1.0 спецификации ячеистой сети Bluetooth, имеет некоторые недостатки, включая повышенные взаимные помехи и энергопотребление, особенно когда уровень трафика в сети увеличивается. Как таковые, последующие версии спецификаций ячеистой сети Bluetooth, как ожидается, будут реализовывать механизмы для ограничения пересылки пакетов, чтобы производиться только по конкретным путям к предполагаемому приемнику(ам). Ожидается, что это уменьшит объем трафика (и, следовательно, смягчит приведенные в качестве примера недостатки) в направлениях, где пересылка не способствует улучшению вероятности успешной доставки.
[0015] Одним известным способом построения путей пересылки между источником и одним или более пунктами назначения является обнаружение пути в соответствии с алгоритмом "дистанционно-векторной маршрутизации по требованию в ad hoc (самоорганизующейся) сети" (AODV), таким как специфицировано в RFC 3561, опубликованном Инженерным советом Интернета (Internet Engineering Force, IETF). AODV может определять маршруты одноадресной передачи в пункты назначения в самоорганизующейся сети с быстрой адаптацией к динамическим канальным условиям, при этом требуя относительно низких непроизводительных затрат на обработку и память и низкого сетевого использования. Кроме того, AODV использует порядковые номера пунктов назначения для обеспечения свободы от циклов (зацикливания), даже после аномальной доставки управляющих сообщений маршрутизации.
[0016] Более конкретно, способы AODV устанавливают пути посредством сообщений запроса тракта (также упоминаемых как "запрос маршрута"), лавинно отправляемых инициатором, и сообщений ответа тракта (также упоминаемым как "ответ маршрута"), отправляемых посредством одноадресной передачи назад пунктом назначения (адресатом). Промежуточные ретрансляторы, которые принимают сообщение ответа тракта, сохраняют информацию тракта в таблице пересылки и имеют право на пересылку пакетов. Порядковые номера (также упоминаемые как "номера пересылки") увеличиваются с каждым новым сообщением запроса тракта и, как таковые, могут использоваться для различения новых сообщений запроса тракта от копий сообщений запроса тракта, уже пересланных в сети.
[0017] Конкретным признаком ячеистой сети Bluetooth является то, что сообщения данных не содержат явных указаний следующего скачка. Как упомянуто выше, тракт идентифицируется комбинацией адресов инициатора тракта и адреса пункта назначения (адресата) тракта. По существу, множество узлов, которые принимают сообщение и принадлежат тракту, могут пересылать сообщение. Это предоставляет возможности для обеспечения надежной, многотрактовой связи через полностью независимые избыточные тракты, которые можно проходить без необходимости дублировать сообщения для каждого из пунктов назначения следующего скачка. Кроме того, эти характеристики облегчают введение вспомогательных ретрансляционных узлов для локального восстановления тракта.
[0018] Даже таким образом, сетевая топология и условия распространения в развертывании беспроводной (например, Bluetooth) ячеистой сети могут ограничивать доступность этих механизмов избыточности. Например, когда данная линия связи присутствует в более чем одном (например, потенциально всех) возможных трактах связи между узлом источника и узлом адресата, она упоминается как "критическая линия связи ". Потери таких критических линий связи влияют на сквозную надежность ячеистой сети, в частности, механизм пересылки в ячеистой сети Bluetooth.
сущность изобретения
[0019] Варианты осуществления настоящего раскрытия обеспечивают конкретные усовершенствования для связи между узлами в беспроводной ячеистой сети, например, посредством предоставления новых методов для обнаружения присутствия критических линий связи и предоставления потока сигнализации, необходимого для обеспечения дополнительных механизмов избыточности для беспроводной (например, Bluetooth) ячеистой сети. Таким образом, варианты осуществления могут улучшить общую надежность беспроводных (например, Bluetooth) ячеистых сетей. Кроме того, такие примерные варианты осуществления могут быть полностью совместимы с существующими механизмами обнаружения трактов для ячеистых сетей Bluetooth, так что узел, использующий эти новые методы, может сосуществовать и/или взаимодействовать с другими унаследованными узлами, в той же самой ячеистой сети Bluetooth, которые не реализуют такие методы.
[0020] Некоторые примерные варианты осуществления настоящего раскрытия включают в себя способы и/или процедуры для пересылки сообщений запроса тракта (PREQ), относящихся к обнаружению тракта между узлом-источником и узлом-адресатом в беспроводной ячеистой сети. Примерный способ и/или процедура могут выполняться промежуточным узлом (например, пользовательским оборудованием, беспроводным устройством, устройством IoT, устройством Bluetooth с низким энергопотреблением и т.д. или его компонентом) в беспроводной ячеистой сети (например, ячеистой сети Bluetooth).
[0021] Примерные способы и/или процедуры могут включать в себя прием первого сообщения PREQ, относящегося к обнаружению тракта между узлом-источником и узлом-адресатом. Примерные способы и/или процедуры также могут включать в себя определение, были ли приняты дополнительные сообщения PREQ, относящиеся к обнаружению тракта, в течение предопределенной длительности после приема первого сообщения PREQ. Примерные способы и/или процедуры также могут включать в себя, если определено, что дополнительные сообщения PREQ, относящиеся к обнаружению тракта, не были приняты в течение предопределенной длительности, установку первого критического флага в записи в таблице обнаружения, ассоциированной с трактом между узлом-источником и узлом-адресатом.
[0022] В некоторых вариантах осуществления, первый критический флаг в таблице обнаружения может указывать, что промежуточный узел может быть частью критической линии связи в тракте. В некоторых вариантах осуществления, установка первого критического флага может быть дополнительно основана на одном из следующих условий: 1) определение, что таблица пересылки, сохраненная в промежуточном узле, включает в себя запись, соответствующую тракту между узлом-источником и узлом-адресатом, и что запись включает в себя второй критический флаг, имеющий значение, указывающее, что промежуточный узел является частью критической линии связи в тракте; или 2) определение, что таблица пересылки не включает в себя запись, соответствующую тракту между узлом-источником и узлом-адресатом.
[0023] Примерные способы и/или процедуры могут также включать в себя пересылку сообщения PREQ на один или более других узлов в беспроводной ячеистой сети. В некоторых вариантах осуществления, примерный способ и/или процедура также могут включать в себя, перед пересылкой сообщения PREQ, установку значения флага, содержащего сообщение PREQ, чтобы указывать, что таблица пересылки не включает в себя запись, соответствующую тракту между узлом-источником и узлом-адресатом. В некоторых вариантах осуществления, примерный способ и/или процедура также могут включать в себя, если определено, что дополнительные сообщения PREQ, относящиеся к обнаружению тракта, были приняты в течение предопределенной длительности, пересылку сообщения PREQ на один или более других узлов в беспроводной ячеистой сети без установки первого критического флага.
[0024] Другие примерные варианты осуществления настоящего раскрытия включают в себя способы и/или процедуры для пересылки сообщений ответа тракта (PREP), относящихся к обнаружению тракта между узлом-источником и узлом-адресатом в беспроводной ячеистой сети. Примерный способ и/или процедура могут выполняться промежуточным узлом (например, пользовательским оборудованием, беспроводным устройством, устройством IoT, устройством Bluetooth с низким энергопотреблением и т.д. или его компонентом) в беспроводной ячеистой сети (например, ячеистой сети Bluetooth).
[0025] Эти примерные способы и/или процедуры могут включать в себя прием первого сообщения PREP, относящегося к обнаружению тракта между узлом-источником и узлом-адресатом. В некоторых вариантах осуществления, примерные способы и/или процедуры могут также включать в себя, в ответ на прием первого сообщения PREP, создание записи, ассоциированной с трактом, в таблице пересылки, сохраненной в промежуточном узле.
[0026] Примерные способы и процедуры могут также включать в себя определение, включает ли запись в таблице обнаружения, сохраненной в промежуточном узле, первый критический флаг, имеющий значение, указывающее, что промежуточный узел является частью критической линии связи в тракте. Примерные способы и процедуры также могут включать в себя, если определено, что первый критический флаг имеет значение, указывающее, что промежуточный узел является частью критической линии связи в тракте, установку второго критического флага в первом сообщении PREP перед пересылкой первого сообщения PREQ на один или более других узлов в беспроводной ячеистой сети. В некоторых вариантах осуществления, если определено, что первый критический флаг имеет значение, указывающее, что промежуточный узел не является частью критической линии связи в тракте, примерные способы и/или процедуры могут включать в себя пересылку первого сообщения PREQ на один или более других узлов в беспроводной ячеистой сети без установки второго критического флага.
[0027] В некоторых вариантах осуществления, примерные способы и/или процедуры могут также включать в себя, если определено, что первый критический флаг имеет значение, указывающее, что промежуточный узел является частью критической линии связи в тракте, установку критического флага адресата в записи, ассоциированной с трактом, в таблице пересылки, сохраненной в промежуточном узле. В некоторых вариантах осуществления, примерные способы и/или процедуры могут также включать в себя, если определено, что второй критический флаг имеет значение, указывающее, что промежуточный узел является частью критической линии связи в тракте, увеличение количества повторных передач для блоков данных протокола (PDU) сетевого уровня по критической линии связи.
[0028] В некоторых вариантах осуществления, каждый из запросов тракта содержит сообщение запроса маршрута (RREQ) алгоритма дистанционно-векторной маршрутизации по требованию в самоорганизующейся сети (AODV), и ответ тракта содержит сообщение ответа маршрута (RREP) AODV. В некоторых вариантах осуществления, беспроводная ячеистая сеть представляет собой ячеистую сеть Bluetooth, и примерный способ и/или процедура выполняется узлом Bluetooth с низким энергопотреблением.
[0029] Другие примерные варианты осуществления включают в себя узел (например, пользовательское оборудование, беспроводное устройство, устройством IoT, устройство Bluetooth с низким энергопотреблением и т.д. или его компонент), сконфигурированный для выполнения операций, соответствующих различным из примерных способов и/или процедур, описанных выше. Другие примерные варианты осуществления включают в себя не-временные, считываемые компьютером носители, хранящие программные инструкции, которые, при выполнении по меньшей мере одним процессором, конфигурируют такие узлы для выполнения операций, соответствующих примерным способам и/или процедурам, описанным выше.
[0030] Эти и другие задачи, признаки и преимущества примерных вариантов осуществления настоящего раскрытия станут очевидными после прочтения следующего подробного описания примерных вариантов осуществления настоящего раскрытия.
Краткое описание чертежей
[0031] Фиг. 1 показывает примерную многоуровневую архитектуру ячеистой сети на основе Bluetooth LE, как указано посредством Bluetooth SIG.
[0032] Фиг. 2 дополнительно иллюстрирует, как ячеистая сеть Bluetooth интегрируется с архитектурой Bluetooth LE, показанной на фиг. 1.
[0033] Фиг. 3 показывает примерную ячеистую сеть, содержащую узел-источник, узел-адресат и шесть промежуточных (ретрансляционных) узлов.
[0034] Фиг. 4 иллюстрирует формат примерного сообщения запроса тракта (PREQ).
[0035] Фиг. 5 иллюстрирует формат примерного сообщения ответа тракта (PREP).
[0036] Фиг. 6 показывает блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую примерный способ и/или процедуру, выполняемую промежуточным (например, ретрансляционным) узлом, который принимает сообщение запроса тракта (PREQ), согласно примерным вариантам осуществления настоящего раскрытия.
[0037] Фиг. 7 показывает блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую примерный способ и/или процедуру, выполняемую промежуточным (например, ретрансляционным) узлом, который принимает сообщение ответа тракта (PREP), согласно примерным вариантам осуществления настоящего раскрытия.
[0038] Фиг. 8 показывает блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую примерный способ и/или процедуру для сообщений запроса тракта (PREQ), связанных с обнаружением тракта между узлом-источником и узлом-адресатом в беспроводной ячеистой сети, согласно одному или более примерным вариантам осуществления настоящего раскрытия.
[0039] Фиг. 9 показывает блок-схему последовательности операций, иллюстрирующую примерный способ и/или процедуру для сообщений ответа тракта (PREP), связанных с обнаружением тракта между узлом-источником и узлом-адресатом в беспроводной ячеистой сети, согласно одному или более примерным вариантам осуществления настоящего раскрытия.
[0040] Фиг. 10 показывает блок-схему примерного устройства или узла беспроводной сети в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия.
Подробное описание
[0041] Как кратко упомянуто выше, существование критических линий связи между узлами-источниками и узлами-адресатами ограничивает возможности доступных механизмов избыточности в ячеистой сети Bluetooth. На фиг. 3 показана примерная ячеистая сеть, содержащая узел-источник, узел-адресат и шесть промежуточных (или ретрансляционных) узлов. Как показано на фиг. 3, ретрансляционные узлы обозначены как 1-4 и А-В. Как дополнительно показано сплошными линиями на фиг. 3, имеются два тракта между узлами-источниками и узлами-адресатами, один пересекает ретрансляционные узлы (1, А, B, 3}, а другой пересекает ретрансляционные узлы (2, А, B, 4}. Пунктирные линии иллюстрируют распространение сообщений запроса тракта по ячеистой сети. Поскольку линия связи А-B является частью обоих трактов, она является критической линией связи, так что два тракта не являются независимыми. На фиг. 3 представлен сценарий, в котором узел-источник и узел-адресат расположены в различных областях здания, соединенных между собой коридорами.
[0042] В случае, когда критическая линия связи А-B больше не доступна, тракт больше не доступен между узлом-источником и узлом-адресатом. Кроме того, использование вспомогательных ретрансляционных узлов для локального восстановления тракта требует наличия промежуточного узла, который является соседним для А и B, который не существует в топологии, показанной на фиг. 3. Фактически, в настоящее время не существует механизма, определенного в ячеистой сети Bluetooth, чтобы обнаруживать (и реагировать на) присутствие критической линии связи, такой как А-B, показанной на фиг. 3.
[0043] Соответственно, примерные варианты осуществления настоящего раскрытия предоставляют новые методы для обнаружения присутствия критических линий связи и предоставления потока сигнализации, необходимого для обеспечения дополнительных механизмов избыточности для беспроводной (например, Bluetooth) ячеистой сети. Например, критические линии связи могут быть идентифицированы посредством определения в промежуточном узле, сколько соседей пересылают сообщения от узла-источника к узлу-адресату через этот промежуточный узел. Когда обнаруживается только один соседний узел, ячеистая сеть может задействовать дополнительные механизмы надежности (например, увеличивая количество повторных передач к источнику) и может уведомить один соседний узел, так что он может также использовать тот же самый дополнительный механизм надежности для сообщений в направлении адресата. Кроме того, обнаружение одного пересылающего соседнего узла может также запускать механизмы обнаружения избыточного тракта.
[0044] Таким образом, примерные варианты осуществления улучшают общую надежность беспроводных (например, Bluetooth) ячеистых сетей. Кроме того, такие примерные варианты осуществления полностью совместимы с существующими механизмами обнаружения трактов для ячеистой технологии Bluetooth, так что узел, использующий эти новые методы, может сосуществовать и/или взаимодействовать с другими унаследованными узлами в той же самой ячеистой сети Bluetooth, которые не реализуют такие методы. Например, когда промежуточный узел обнаруживает критическую линию связи с соседним узлом, данное средство влечет за собой сообщения сигнализации только между этими двумя узлами критической линии связи.
[0045] Некоторые примерные варианты осуществления включают в себя усовершенствования и/или дополнительные методы, используемые с существующими механизмами обнаружения трактов, такими как AODV, как дополнительно поясняется ниже в контексте примерной ячеистой сети, показанной на фиг. 3. Более конкретно, узел-источник на фиг. 3 может установить первый тракт к узлу-адресату посредством отправки сообщения запроса тракта с вновь сгенерированным номером пересылки или порядковым номером. Это может происходить, например, если узел-адресат предварительно неизвестен узлу-источнику. Напомним, что пунктирные линии на фиг. 3 иллюстрируют распространение сообщений запроса тракта по ячеистой сети.
[0046] На фиг. 4 показан формат примерного сообщения запроса тракта. В частности, примерный формат, показанный на фиг. 4, соответствует сообщению запроса маршрута (RREQ), используемому в протоколе маршрутизации AODV, специфицированном в RFC 3561. В этом формате, узел-источник генерирует новый порядковый номер и вставляет его в поле порядкового номера инициатора (OSN) сообщения запроса тракта, заполняя другие поля сообщения, как необходимо, соответствующими значениями. Самое верхнее 32-битовое слово в формате, показанном на фиг. 4, включает поле "счет скачков" и поле "зарезервировано".
[0047] Первый запрос тракта принимается узлом-адресатом после пересылки одним или более промежуточными узлами, причем каждый пересылающий узел увеличивает значение "счета скачков". Таким образом, когда запрос тракта достигает узла-адресата, то "счет скачков" представляет расстояние (в "скачках") между узлом-источником и узлом-адресатом. Кроме того, благодаря ячеистой топологии, узел-адресат может принимать множество версий того же самого запроса тракта, причем каждая версия проходит по другому тракту промежуточных узлов. Затем первый тракт устанавливается узлом-адресатом, передающим ответ тракта обратно инициатору по наилучшему тракту, который может быть выбран узлом-адресатом различными способами. Например, узел-адресат может выбрать наилучший тракт на основе того, какой из принятых запросов трактов включает самое низкое значение "счета скачков".
[0048] Когда промежуточные узлы в "наилучшем тракте" принимают этот ответ тракта, они сохраняют соответствующую информацию тракта, включающую номер пересылки или порядковый номер, в своих соответствующих таблицах пересылки. Фиг. 5 иллюстрирует формат примерного сообщения ответа тракта. В частности, формат, показанный на фиг. 5, соответствует сообщению ответа маршрута (RREP), используемому в протоколе маршрутизации AODV, специфицированном в RFC 3561. В формате, показанном на фиг. 5, "порядковый номер адресата" может соответствовать порядковому номеру сообщения запроса тракта, так что промежуточные узлы, принимающие ответ тракта, могут коррелировать его с ранее принятым запросом тракта. Заметим, что самое верхнее 32-битовое слово в формате, показанном на фиг. 5, также включает поле "счет скачков" и поле "зарезервировано". Подобно сообщению запроса тракта, обсужденному выше, промежуточные узлы вдоль "наилучшего тракта" увеличивают значение "счета скачков" при пересылке сообщения ответа тракта. В конечном счете, узел-источник принимает этот ответ тракта и сохраняет информацию о первом тракте к узлу-адресату в своей таблице маршрутизации. Например, первый тракт может быть установлен через ретрансляционные узлы (1, A, B, 3}.
[0049] В соответствии с некоторыми примерными вариантами осуществления, однако, перед пересылкой принятого сообщения запроса тракта, промежуточные узлы могут подсчитывать количество отдельных принятых сообщений запроса тракта, ассоциированных с обнаружением конкретного тракта (например, включающего в себя конкретный узел-источник и конкретный узел-адресат), перед пересылкой сообщения запроса тракта. Если обнаружено только одно сообщение запроса тракта, то промежуточный узел потенциально является частью критической линии связи для тракта. Например, в контексте ячеистых сетей Bluetooth, отдельные сообщения запроса тракта для обнаружения того же самого тракта могут быть идентифицированы присутствием тех же самых полей инициатора тракта (РО) и порядкового номера инициатора (OSN), но другого адреса в поле (SRC) сетевого PDU сообщения запроса тракта.
[0050] Затем, после приема сообщения ответа тракта, ассоциированного с сообщением запроса тракта, узел может идентифицировать себя как часть критической линии связи и может уведомить соседний промежуточный узел (т.е. узел, из которого было принято одно сообщение запроса тракта), что он также является частью критической линии связи в тракте. Это может быть сделано, например, путем установки флага в сообщении ответа тракта, которое пересылается на соседний узел.
[0051] Родственная предварительная заявка США № 62/719,247, включенная в настоящий документ посредством ссылки, раскрывает примерные методы для установления избыточных трактов между узлом-источником и узлом-адресатом в беспроводной ячеистой сети. В этих ранее раскрытых методах, узел, который имеет запись в таблице пересылки для пары источник-адресат, не принимает участия в последующих процедурах обнаружения тракта для этого тракта. Примерные варианты осуществления настоящего раскрытия могут использоваться совместно с ранее описанными методами, позволяя узлу, который является частью критической линии связи, участвовать в последующем обнаружении, ассоциированном с той же самой парой источника-адресата, независимо от присутствия записи в таблице пересылки.
[0052] На фиг. 6 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая примерный способ и/или процедуру, выполняемую промежуточным (например, ретрансляционным) узлом, который принимает сообщение запроса тракта (PREQ), согласно примерным вариантам осуществления настоящего раскрытия. Примерный способ и/или процедура может выполняться промежуточным узлом (например, пользовательским оборудованием, беспроводным устройством, устройством IoT, устройством Bluetooth с низким энергопотреблением и т.д. или его компонентом) в беспроводной ячеистой сети (например, ячеистой сети Bluetooth). Например, примерный способ и/или процедура, показанная на фиг. 6, может осуществляться, например, в узле, сконфигурированном согласно фиг. 10 (описано ниже). Кроме того, примерный способ и/или процедура, показанная на фиг. 6, может использоваться совместно с примерным способом и/или процедурами, показанными на других чертежах (включая, но без ограничения, фиг. 7) для обеспечения различных примерных преимуществ, описанных в настоящем документе. Кроме того, хотя на фиг. 6 показаны блоки в определенном порядке, этот порядок является просто примерным, и операции примерного способа и/или процедуры могут выполняться в другом порядке, отличающемся от показанного на фиг. 6, и могут быть объединены и/или разделены на блоки, имеющие различные функциональные возможности.
[0053] Примерные варианты осуществления способа и/или процедуры, проиллюстрированной на фиг. 6, могут включать в себя операции блока 610, где узел может принять сообщение PREQ, ассоциированное с обнаружением тракта между конкретной парой узла-источника и узла-адресата. В блоке 620, узел может определить, в течение предопределенной длительности, принимаются ли какие-либо дополнительные (например, отдельные) сообщения PREQ, ассоциированные с этой конкретной парой узлов. Например, узел может подсчитывать принятые отдельные сообщения PREQ, ассоциированные с парой узлов, в течение предопределенной длительности. По окончании предопределенной длительности, процедура переходит к блоку 630, в котором узел определяет, существует ли запись в таблице пересылки, ассоциированная с этой парой узлов. В случае утвердительного определения ("да"), процедура переходит к блоку 640, в котором узел определяет, установлен ли критический флаг относительно этой записи в таблице пересылки. Если это определение является отрицательным ("нет"), то принятое сообщение(я) PREQ, ассоциированное с парой узлов, отбрасывается (блок 650).
[0054] С другой стороны, в случае, если определение в блоке 630 является отрицательным ("нет"), или определение в блоке 640 является утвердительным ("да"), то процедура переходит к блоку 660, где узел может определить, является ли количество сообщений PREQ, ассоциированных с парой узлов, которые были приняты в течение предопределенной длительности (например, в блоке 620), равным единице. Если определение является отрицательным ("нет"), то процедура переходит к блоку 680, где узел пересылает принятые сообщения PREQ в соответствии с обычной операцией лавинной маршрутизации. С другой стороны, если определение является положительным ("да"), процедура сначала переходит через блок 670, где узел может установить критический флаг в записи в таблице обнаружения перед пересылкой принятых сообщений PREQ.
[0055] На фиг. 7 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая примерный способ и/или процедуру, выполняемую промежуточным (например, ретрансляционным) узлом, который принимает сообщение ответа тракта (PREP), согласно примерным вариантам осуществления настоящего раскрытия. Примерный способ и/или процедура может выполняться промежуточным узлом (например, пользовательским оборудованием, беспроводным устройством, устройством IoT, устройством Bluetooth с низким энергопотреблением и т.д. или его компонентом) в беспроводной ячеистой сети (например, ячеистой сети Bluetooth). Например, примерный способ и/или процедура, показанная на фиг. 7, может осуществляться, например, в узле, сконфигурированном согласно фиг. 10 (описано ниже). Кроме того, примерный способ и/или процедура, показанная на фиг. 7, может использоваться совместно с примерным способом и/или процедурами, показанными на других чертежах (включая, но без ограничения, фиг. 6) для обеспечения различных примерных преимуществ, описанных в настоящем документе. Кроме того, хотя на фиг. 7 показаны блоки в определенном порядке, этот порядок является просто примерным, и операции примерного способа и/или процедуры могут выполняться в другом порядке, отличающемся от показанного на фиг. 7, и могут быть объединены и/или разделены на блоки, имеющие различные функциональные возможности.
[0056] Примерные варианты осуществления способа и/или процедуры, проиллюстрированной на фиг. 7, могут включать в себя операции блока 710, где узел может принять сообщение PREP, ассоциированное с обнаружением тракта между конкретной парой узла-источника и узла-адресата. В блоке 720, узел добавляет к своей таблице пересылки запись, ассоциированную с конкретной парой узлов. В блоке 730, узел может определить, установлен ли критический флаг в принятом сообщении PREP. Если определение является отрицательным ("нет"), то процедура переходит непосредственно к блоку 750. С другой стороны, если определение является положительным ("да"), то процедура сначала переходит к блоку 740, в котором узел может установить критический флаг источника в записи в таблице пересылки, добавленной в блоке 720.
[0057] В блоке 750, узел может определить, установлен ли критический флаг в записи в таблице обнаружения, ассоциированной с конкретной парой узла-источника и узла-адресата. Например, узел может определить, был ли предварительно установлен критический флаг в этой записи в таблице обнаружения. Если определение является отрицательным ("нет"), то процедура переходит в блок 780, в котором узел может переслать принятое сообщение PREP в соседний узел, который идентифицирован в записи в таблице обнаружения. С другой стороны, если определение является положительным ("да"), то операции блоков 760-770 выполняются перед операциями блока 780. Более конкретно, в блоке 760, узел может установить критический флаг адресата в записи в таблице пересылки, добавленной в блоке 720, и в блоке 770 узел может установить критический флаг в сообщении PREP, пересылаемом в блоке 780.
[0058] Операция примерных способов и/или процедур, описанных выше, может быть дополнительно проиллюстрирована в контексте фиг. 3 на основе предположения, что оба промежуточных узла А и B реализуют такие способы и/или процедуры. В таком случае, узел А принимает множество сообщений PREQ, ассоциированных с парой узла-источника и узла-адресата, и распространяет свое сообщение PREQ согласно существующим механизмам обнаружения. Однако узел В принимает только одно сообщение PREQ от А в течение предопределенной длительности, указывая, что линия связи между А и В является критической (например, единственный тракт от узла-источника к узлу В проходит через узел А). В ответ, узел В устанавливает критический флаг в своей записи в таблице обнаружения, ассоциированной с этим трактом, и распространяет сообщение PREQ.
[0059] Узел-адресат выбирает наилучший среди трактов-кандидатов и передает сообщение PREP. Когда сообщение PREEP принимается узлом B, он проверяет критический флаг в записи в таблице обнаружения и устанавливает критический флаг адресата соответственно в записи в таблице пересылки и критический флаг в исходящем сообщении PREP. Когда узел A принимает сообщение PREP с установленным критическим флагом, он может установить критический флаг источника в записи в таблице пересылки и распространять ответ тракта в соответствии с существующими механизмами обнаружения в ячеистой сети. Если узел назначения позже пытается установить дополнительный тракт (используя, например, механизмы избыточного тракта, раскрытые в родственной заявке), узлы А и В будут, таким образом, участвовать в процедуре обнаружения тракта, потому что их линия связи маркирована как критическая, несмотря на то, что уже являются частью, разрешающей дополнительным узлам еще добавляться к тракту.
[0060] В некоторых примерных вариантах осуществления, на основе определения того, что узел является частью критической линии связи (например, используя методы, проиллюстрированные на фиг. 6 и/или 7), узел может сконфигурировать механизм для повышения надежности для такого критической линии связи. Например, узел может увеличить количество повторных передач для блоков данных протокола (PDU) сетевого уровня по тракту от источника к адресату, который включает в себя критическую линию связи. Другими словами, если та же самая линия связи является частью множества трактов между узлом-источником и узлом-адресатом, промежуточные узлы на любом конце линии связи могут увеличивать избыточность в информации, отправляемой по каждому из множества трактов.
[0061] В некоторых примерных вариантах осуществления, узел может включать дополнительный флаг (называемый "уникальным флагом") в сообщения PREQ перед пересылкой. Например, узел может вставить "1" в "уникальный флаг", чтобы указать, что узел не имеет соответствующей записи в таблице пересылки. Если узел имеет соответствующую запись в таблице пересылки, то он может оставить "уникальный флаг" неизменным перед пересылкой. Последующие промежуточные узлы могут манипулировать (или нет) "уникальным флагом" аналогичным образом. По существу, узел-адресат, который принимает такие PREQ, может определить, могут ли устанавливаться избыточные тракты к узлу-источнику, на основе значений в соответствующих "уникальных флагах" (например, по меньшей мере один PREQ имеет "уникальный флаг", установленный в "1").
[0062] В некоторых примерных вариантах осуществления, на основе определения того, что узел является частью критической линии связи (например, используя методы, проиллюстрированные на фиг. 6 и/или 7), и после обнаружения того, что критическая линия связи является ненадежной (например, неадекватная интенсивность принимаемого сигнала, избыточная помеха и т.д.), узел может непосредственно выдать сообщение ошибки тракта вместо инициирования операции поддержки тракта. Другими словами, на основе определения критичности линии связи, узел предполагает, что ни один из кандидатов не существует и, следовательно, не тратит впустую время или радиоресурсы на установку вспомогательного узла.
[0063] На фиг. 8 показана блок-схема последовательности операций примерного способа и/или процедуры для пересылки сообщений запроса тракта (PREQ), ассоциированных с обнаружением тракта между узлом-источником и узлом-адресатом в беспроводной ячеистой сети. Примерный способ и/или процедура может выполняться промежуточным (например, ретрансляционным) узлом (например, пользовательским оборудованием, беспроводным устройством, устройством IoT, устройством Bluetooth с низким энергопотреблением и т.д. или его компонентом) в беспроводной ячеистой сети (например, ячеистой сети Bluetooth). Например, примерный способ и/или процедура, показанная на фиг. 8, может осуществляться, например, в узле, сконфигурированном согласно фиг. 10 (описано ниже). Кроме того, примерный способ и/или процедура, показанная на фиг. 8, может использоваться совместно с примерным способом и/или процедурами, показанными на других чертежах (включая, но без ограничения, фиг. 9) для обеспечения различных примерных преимуществ, описанных в настоящем документе. Кроме того, хотя на фиг. 8 показаны блоки в определенном порядке, этот порядок является просто примерным, и операции примерного способа и/или процедуры могут выполняться в другом порядке, отличающемся от показанного на фиг. 8, и могут быть объединены и/или разделены на блоки, имеющие различные функциональные возможности. Опциональные блоки или операции показаны пунктирными линиями.
[0064] Примерные варианты осуществления способа и/или процедуры, проиллюстрированные на фиг. 8, могут включать в себя операции блока 810, где промежуточный узел может принимать первое сообщение PREQ, относящееся к обнаружению тракта между узлом-источником и узлом-адресатом. Примерный способ и/или процедура также могут включать в себя операции блока 820, где промежуточный узел может определять, были ли приняты дополнительные сообщения PREQ, относящиеся к обнаружению тракта, в течение предопределенной длительности после приема первого сообщения PREQ.
[0065] Примерный способ и/или процедура также может включать в себя операции блока 830, где, если определено, что дополнительные сообщения PREQ, относящиеся к обнаружению тракта, не были приняты в течение предопределенной длительности, промежуточный узел может установить первый критический флаг в записи в таблице обнаружения, ассоциированной с трактом между узлом-источником и узлом-адресатом. В некоторых вариантах осуществления, первый критический флаг в таблице обнаружения может указывать, что промежуточный узел может быть частью критической линии связи в тракте. В некоторых вариантах осуществления, промежуточный узел может дополнительно основывать установку первого критического флага на одном из следующих условий (блок 832): 1) определение того, что таблица пересылки, сохраненная в промежуточном узле, включает в себя запись, соответствующую тракту между узлом-источником и узлом-адресатом, и что запись включает в себя второй критический флаг, имеющий значение, указывающее, что промежуточный узел является частью критической линии связи в тракте; или 2) определение того, что таблица пересылки не включает в себя запись, соответствующую тракту между узлом-источником и узлом-адресатом.
[0066] Примерный способ и/или процедура также может включать в себя операции блока 840, в котором промежуточный узел может пересылать сообщение PREQ на один или более других узлов в беспроводной ячеистой сети. В некоторых вариантах осуществления, примерный способ и/или процедура также может включать в себя операции блока 842, в котором промежуточный узел может, перед пересылкой сообщения PREQ, установить значение флага, содержащего сообщение PREQ, чтобы указать, что таблица пересылки не включает в себя запись, соответствующую тракту между узлом-источником и узлом-адресатом. В некоторых вариантах осуществления, примерный способ и/или процедура также может включать в себя операции блока 844, где, если определено, что дополнительные сообщения PREQ, относящиеся к обнаружению тракта, были приняты в течение предопределенной длительности, промежуточный узел может пересылать сообщение PREQ на один или более других узлов в беспроводной ячеистой сети без установки первого критического флага.
[0067] В некоторых вариантах осуществления, запрос тракта содержит сообщение запроса маршрута (RREQ) алгоритма дистанционно-векторной маршрутизации по требованию в самоорганизующейся сети (AODV), и ответ маршрута содержит сообщение ответа тракта (RREP) AODV. В некоторых вариантах осуществления, беспроводная ячеистая сеть представляет собой ячеистую сеть Bluetooth, и примерный способ и/или процедура выполняется узлом Bluetooth с низким энергопотреблением.
[0068] На фиг. 9 показана блок-схема примерного способа и/или процедуры для пересылки сообщений ответа тракта (PREP), связанных с обнаружением тракта между узлом-источником и узлом-адресатом в беспроводной ячеистой сети. Примерный способ и/или процедура может выполняться промежуточным (например, ретрансляционным) узлом (например, пользовательским оборудованием, беспроводным устройством, устройством IoT, устройством Bluetooth с низким энергопотреблением и т.д. или его компонентом) в беспроводной ячеистой сети (например, ячеистой сети Bluetooth). Например, примерный способ и/или процедура, показанная на фиг. 9, может осуществляться, например, в узле, сконфигурированном согласно фиг. 10 (описано ниже). Кроме того, примерный способ и/или процедура, показанная на фиг. 9, может использоваться совместно с примерным способом и/или процедурами, показанными на других чертежах (включая, но без ограничения, фиг. 8) для обеспечения различных примерных преимуществ, описанных в настоящем документе. Кроме того, хотя на фиг. 9 показаны блоки в конкретном порядке, этот порядок является просто примерным, и операции примерного способа и/или процедуры могут выполняться в другом порядке, отличающемся от показанного на фиг. 9, и могут быть объединены и/или разделены на блоки, имеющие различные функциональные возможности. Опциональные блоки или операции показаны пунктирными линиями.
[0069] Примерные варианты осуществления способа и/или процедуры, проиллюстрированной на фиг. 9, могут включать в себя операции блока 910, в котором промежуточный узел может принимать первое сообщение PREP, относящееся к обнаружению тракта между узлом-источником и узлом-адресатом. В некоторых вариантах осуществления, примерный способ и процедура также может включать в себя операции блока 915, в котором промежуточный узел может, в ответ на прием первого сообщения PREP, создать запись, ассоциированную с трактом, в таблице пересылки, сохраненной в промежуточном узле.
[0070] Примерный способ и процедура также может включать в себя операции блока 920, в котором промежуточный узел может определять, включает ли запись в таблице обнаружения, сохраненной в промежуточном узле, первый критический флаг, имеющий значение, указывающее, что промежуточный узел является частью критической линии связи в тракте. Примерный способ и процедура также может включать в себя операции блока 930, в котором промежуточный узел также может включать в себя операции блока 930, где, если определено, что первый критический флаг имеет значение, указывающее, что промежуточный узел является частью критической линии связи в тракте, промежуточный узел может установить второй критический флаг в первом сообщении PREP перед пересылкой первого сообщения PREQ на один или более других узлов в беспроводной ячеистой сети. В некоторых вариантах осуществления, примерный способ и процедура также может включать в себя операции блока 932, где, если определено, что первый критический флаг имеет значение, указывающее, что промежуточный узел не является частью критической линии связи в тракте, промежуточный узел может пересылать первое сообщение PREQ на один или более других узлов в беспроводной ячеистой сети без установки второго критического флага.
[0071] В некоторых вариантах осуществления, примерный способ и процедура также может включать в себя операции блока 940, где, если определено, что первый критический флаг имеет значение, указывающее, что промежуточный узел является частью критической линии связи в тракте, промежуточный узел может установить критический флаг адресата в записи, ассоциированной с трактом, таблицы пересылки, сохраненной в промежуточном узле. В некоторых вариантах осуществления, примерный способ и/или процедура также может включать в себя операции блока 950, где, если определено, что второй критический флаг имеет значение, указывающее, что промежуточный узел является частью критической линии связи в тракте, промежуточный узел может увеличить количество повторных передач для блоков данных протокола (PDU) сетевого уровня (PDU) по критической линии связи.
[0072] В некоторых вариантах осуществления, каждый из запроса тракта содержит сообщение запроса маршрута (RREQ) алгоритма дистанционно-векторной маршрутизации по требованию в самоорганизующейся сети (AODV), и ответ маршрута содержит сообщение ответа тракта (RREP) AODV. В некоторых вариантах осуществления, беспроводная ячеистая сеть представляет собой ячеистую сеть Bluetooth, и примерный способ и/или процедура выполняется узлом Bluetooth с низким энергопотреблением.
[0073] Хотя различные варианты осуществления описаны здесь в терминах способов, устройств, приборов, считываемых компьютером носителей и приемников, специалист в данной области легко поймет, что такие способы может быть реализованы посредством различных комбинаций аппаратных средств и программного обеспечения в различных системах, устройствах связи, вычислительных устройствах, устройствах управления, устройствах, не-временных считываемых компьютером носителях и т.д. На фиг. 10 показана блок-схема примерного устройства или узла 1000 беспроводной ячеистой сети в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего раскрытия. Например, примерный узел 1000 может быть сконфигурирован посредством исполнения инструкций, сохраненных на считываемом компьютером носителе, для выполнения операций, соответствующих одному или более из примерных способов и/или процедур, описанных выше.
[0074] Примерный узел 1000 может содержать один или более процессоров 1010, которые может быть операционно связаны с одной или более памятями 1020 посредством шин адреса и данных, последовательных портов или других способов и/или структур, известных специалистам в данной области техники. Память 1020 содержит программный код или программы, исполняемые процессором(ами) 1010, которые способствуют, побуждают и/или программируют примерный узел 1000, чтобы выполнять различные операции.
[0075] Как показано на фиг. 10, память(и) 1020 может включать в себя приложение 1060 (например, код приложения) и стек 1070 протоколов ячеистой сети, который может далее содержать средние и верхние уровни 1072 и нижние уровни 1074. Например, стек 1070 протоколов может содержать стек протоколов ячеистой сети Bluetooth, такой как показанный на фиг. 1 и 2 и описанный более подробно выше. В этом случае, нижние уровни 1074 могут включать в себя уровни физический (PHY) и линий связи Bluetooth LE, а остальная часть стека протоколов ячеистой сети Bluetooth содержит средние и верхние уровни 1072. Кроме того, стек 1070 протоколов может включать в себя программный код, который, при исполнении процессором(ами) 1010, конфигурирует узел 1000 для выполнения любого из примерных способов и/или процедур, описанных выше, включая те, которые показаны на фиг. 9-12.
[0076] В некоторых вариантах осуществления, память(и) 1020 и процессор(ы) 1010 могут быть разделены на множество процессоров и блоков памяти так, что конкретная память хранит код для нижних уровней 1074, который исполняется конкретным процессором, и другая память хранит код для средних и верхних уровней 1072, который исполняется другим процессором. Например, в вариантах осуществления ячеистой сети Bluetooth, конкретная память и конкретный процессор могут работать как Bluetooth-устройство или контроллер, в то время как другая память и другой процессор могут работать как Bluetooth-хост с интерфейсом хост-контроллер (HCI) между обоими устройствами.
[0077] Примерный узел 1000 также включает в себя радио-приемопередатчик 1040, который соединен с процессором 1010. Радио-приемопередатчик 1040 включает в себя передатчик и приемник, приводимые в действие (например, во взаимосвязи с процессором 1010), чтобы передавать и принимать беспроводные сигналы на конкретной частоте или полосе частот. В вариантах осуществления ячеистой сети Bluetooth, радио-приемопередатчик 1040 может быть сконфигурирован, чтобы передавать и принимать в соответствии со стандартом Bluetooth LE в 2,4-ГГц диапазоне ISM. В некоторых вариантах осуществления, радио-приемопередатчик 1040 может содержать части нижних уровней 1074, как показано на фиг. 10. Например, в вариантах осуществления ячеистой сети Bluetooth, физический уровень Bluetooth LE может быть реализован радио-приемопередатчиком 1040 в комбинации с программным кодом, исполняемым процессором 1010. Кроме того, хотя это не показано, радио-приемопередатчик 1040 может включать в себя одну или более антенн, которые облегчают передачу и прием в соответствующем диапазоне частот.
[0078] В некоторых вариантах осуществления, узел 1000 может также включать в себя один или более элементов 1050a, 1050b, 1050c и т.д., которые могут предоставлять интерфейс с физической средой, в которой находится узел 1000. Например, элемент(ы) 1050 может осуществлять мониторинг и/или сбор данных, относящиеся к операции физического процесса или машины. В качестве другого примера, элемент(ы) 1050 может контролировать один или более аспектов такого физического процесса. По существу, может быть желательно передавать собранные данные и/или принимать управляющие команды на/от удаленного источника посредством функциональных возможностей ячеистой сети узла 1000.
[0079] Это может осуществляться, например, приложением 1060, которое может осуществлять связь как со стеком 1070 сетевых протоколов, так и с элементом(ами) 1050. Эта логическая связь между приложением 1060 и элементом(ами) 1050 проиллюстрирована на фиг. 10 как пунктирная линия. В некоторых вариантах осуществления, однако, физическая связь (проиллюстрированная сплошными линиями) между приложением 1060 и элементом(ами) 1050 может выполняться через схему 1030 интерфейса, расположенную между элементом(ами) 1050 и процессором(ами) 1010.
[0080] Как описано в настоящем документе, прибор, узел и/или устройство могут быть представлены полупроводниковым чипом, набором чипов (чипсетом) или (аппаратными) модулями, содержащими такой чип или чипсет; однако это не исключает возможности того, что функциональные возможности прибора, узла или устройства, вместо реализации аппаратными средствами, могут быть реализованы как программный модуль, такой как компьютерная программа или компьютерный программный продукт, содержащий части исполняемого программного кода для исполнения или исполняющиеся на процессоре. Кроме того, функциональные возможности прибора, узла или устройства может быть реализованы посредством любой комбинации аппаратных средств и программного обеспечения. Прибор, узел или устройство также может рассматриваться как комплекс из множества приборов и/или устройств, в функциональном взаимодействии друг с другом или независимо друг от друга. Кроме того, приборы, узлы и устройства может быть реализованы распределенным образом по всей системе, при условии, что функциональность прибора или устройства сохраняется. Такие и аналогичные принципы считаются известными специалисту в данной области техники.
[0081] Вышеизложенное просто иллюстрирует принципы раскрытия. Различные модификации и изменения описанных вариантов осуществления будут очевидны специалистам в данной области техники с учетом изложенных здесь идей. Таким образом, должно быть понятно, что специалисты в данной области техники смогут разработать многочисленные системы, компоновки и процедуры, которые, хотя и не показаны в явном виде или описаны в настоящем документе, воплощают принципы раскрытия и могут, таким образом, находиться в пределах сущности и объема раскрытия. Многие различные примерные варианты осуществления могут использоваться вместе друг с другом, а также взаимозаменяемым образом, как должно быть понятно специалистам в данной области техники. Кроме того, определенные термины, используемые в настоящем раскрытии, включая его спецификацию, чертежи и примерные варианты осуществления, могут быть использованы как синонимы в некоторых случаях, включая, но без ограничения, например, данные и информацию. Следует понимать, что в то время как эти слова и/или другие слова, которые могут быть синонимами друг к другу, могут использоваться здесь синонимично, но могут иметься случаи, когда такие слова могут подразумеваться не используемыми синонимично. Кроме того, в той степени, как знания предшествующего уровня техники не были явно включены в этом документе посредством ссылки, они явно включаются здесь во всей своей полноте. Все упомянутые публикации включены здесь посредством ссылки во всей их полноте.
[0082] Примерные варианты осуществления способов и устройств, описанных здесь, включают в себя, без ограничения указанным, следующие пронумерованные пункты:
Пункт 1. Способ, выполняемый промежуточным узлом в беспроводной ячеистой сети, для пересылки сообщений запроса тракта (PREQ), относящихся к обнаружению тракта между узлом-источником и узлом-адресатом, причем способ содержит:
прием первого сообщения PREQ, относящегося к обнаружению тракта между узлом-источником и узлом-адресатом;
определение, были ли приняты дополнительные сообщения PREQ, относящиеся к обнаружению тракта, в течение предопределенной длительности после приема первого сообщения PREQ;
если определено, что дополнительные сообщения PREQ, относящиеся к обнаружению тракта, не были приняты в течение предопределенной длительности, установку первого критического флага в записи в таблице обнаружения, ассоциированной с трактом между узлом-источником и узлом-адресатом; и
пересылку сообщения PREQ на один или более других узлов в беспроводной ячеистой сети.
Пункт 2. Способ по пункту 1, причем первый критический флаг в таблице обнаружения указывает, что промежуточный узел может быть частью критической линии связи в тракте.
Пункт 3. Способ по любому из пунктов 1-2, причем установка первого критического флага в таблице обнаружения дополнительно основана на одном из следующего:
определение, что таблица пересылки, сохраненная в промежуточном узле, включает в себя запись, соответствующую тракту между узлом-источником и узлом-адресатом, и что запись включает в себя второй критический флаг, имеющий значение, указывающее, что промежуточный узел является частью критической линии связи в тракте; или
определение, что таблица пересылки не включает в себя запись, соответствующую тракту между узлом-источником и узлом-адресатом.
Пункт 4. Способ по пункту 3, дополнительно содержащий, перед пересылкой сообщения PREQ, установку значения флага, содержащего сообщение PREQ, чтобы указать, что таблица пересылки не включает в себя запись, соответствующую тракту между узлом-источником и узлом-адресатом.
Пункт 5. Способ по любому из пунктов 1-4, причем, если определено, что дополнительные сообщения PREQ, относящиеся к обнаружению тракта, были приняты в течение предопределенной длительности, пересылка сообщения PREQ на один или более других узлов в беспроводной ячеистой сети осуществляется без установки первого критического флага.
Пункт 6. Способ по любому из пунктов 1-5, дополнительно содержащий отбрасывание первого сообщение PREQ на основе определения, что:
таблица пересылки включает в себя запись, соответствующую тракту между узлом-источником и узлом-адресатом; и
запись включает в себя второй критический флаг, имеющий значение, указывающее, что промежуточный узел не является частью критической линии связи в тракте.
Пункт 7. Способ по любому из пунктов 1-6, причем:
запрос тракта содержит сообщение запроса маршрута (RREQ) алгоритма дистанционно-векторной маршрутизации по требованию в самоорганизующейся сети (AODV); и
ответ тракта содержит сообщение ответа маршрута (RREP) AODV.
Пункт 8. Способ по любому из пунктов 1-7, причем беспроводная ячеистая сеть представляет собой ячеистую сеть Bluetooth, и способ выполняется узлом Bluetooth с низким энергопотреблением.
Пункт 9. Способ, выполняемый промежуточным узлом в беспроводной ячеистой сети, для пересылки сообщений ответа тракта (PREP), относящихся к обнаружению тракта между узлом-источником и узлом-адресатом, причем способ содержит:
прием первого сообщения PREP, относящегося к обнаружению тракта между узлом-источником и узлом-адресатом;
определение, включает ли запись в таблице обнаружения, сохраненной в промежуточном узле, первый критический флаг, имеющий значение, указывающее, что промежуточный узел является частью критической линии связи в тракте;
если определено, что первый критический флаг имеет значение, указывающее, что промежуточный узел является частью критической линии связи в тракте, установку второго критического флага в первом сообщении PREP перед пересылкой первого сообщения PREQ на один или более других узлов в беспроводной ячеистой сети.
Пункт 10. Способ по пункту 9, дополнительно содержащий: если определено, что первый критический флаг имеет значение, указывающее, что промежуточный узел является частью критической линии связи в тракте, установку критического флага адресата в записи, ассоциированной с трактом, таблицы пересылки, сохраненной в промежуточном узле.
Пункт 11. Способ по любому из пунктов 9-10, дополнительно содержащий: если определено, что первый критический флаг имеет значение, указывающее, что промежуточный узел не является частью критической линии связи в тракте, пересылку первого сообщения PREQ на один или более других узлов в беспроводной ячеистой сети без установки второго критического флага.
Пункт 12. Способ по любому из пунктов 9-11, дополнительно содержащий: в ответ на прием первого сообщения PREP, создание записи, ассоциированной с трактом, в таблице пересылки, сохраненной в промежуточном узле.
Пункт 13. Способ по любому из пунктов 9-12, дополнительно содержащий:
определение, имеет ли второй критический флаг, содержащий принятое первое сообщение PREP, значение, указывающее, что промежуточный узел является частью критической линии связи в тракте; и
если определено, что второй критический флаг имеет значение, указывающее, что промежуточный узел является частью критической линии связи в тракте, установку критического флага источника в записи, ассоциированной с трактом, таблицы пересылки, сохраненной в промежуточном узле.
Пункт 14. Способ по пункту 13, дополнительно содержащий: если определено, что второй критический флаг имеет значение, указывающее, что промежуточный узел является частью критической линии связи в тракте, увеличение количества повторных передач для блоков данных протокола (PDU) сетевого уровня по критической линии связи.
Пункт 15. Способ по любому из пунктов 9-14, причем:
каждый из принятых запросов тракта содержит сообщение запроса маршрута (RREQ) алгоритма дистанционно-векторной маршрутизации по требованию в самоорганизующейся сети (AODV); и
ответ тракта содержит сообщение ответа маршрута (RREP) AODV.
Пункт 16. Способ по любому из пунктов 9-15, причем беспроводная ячеистая сеть представляет собой ячеистую сеть Bluetooth, и способ выполняется узлом Bluetooth с низким энергопотреблением.
Пункт 17. Узел в беспроводной ячеистой сети, которая включает в себя один или более узлов-источников, один или более узлов-адресатов и множество промежуточных узлов, причем узел содержит:
беспроводной приемопередатчик; и
схемы обработки, операционно связанные с беспроводным приемопередатчиком, причем комбинация конфигурируется для выполнения операций, соответствующих способам любого из пунктов 1-16.
Пункт 18. Не-временный, считываемый компьютером носитель, хранящий исполняемые компьютером инструкции, которые, при исполнении схемами обработки, содержащими узел в беспроводной ячеистой сети, конфигурируют узел для выполнения операций, соответствующих способам по любому из пунктов 1-16.
Пункт 19. Беспроводная ячеистая сеть, содержащая:
один или более узлов-источников, причем каждый узел-источник содержит беспроводной приемопередатчик и схемы обработки, операционно связанные и сконфигурированные для выполнения операций обнаружения тракта;
один или более узлов-адресатов, причем каждый узел-адресат содержит беспроводной приемопередатчик и схемы обработки, операционно связанные и сконфигурированные для выполнения операций обнаружения тракта; и
множество промежуточных узлов, соединенных между собой в ячеистой топологии и сконфигурированных для пересылки сообщений между узлами-источниками и узлами-адресатами и для выполнения операций, соответствующих любому из способов пунктов 1-16.
Пункт 20. Беспроводная ячеистая сеть, содержащая множество узлов, причем каждый узел содержит беспроводной приемопередатчик и схемы обработки, операционно связанные и сконфигурированные для выполнения по меньшей мере одного из следующего:
операций обнаружения тракта, ассоциированных с узлами-источниками;
операций обнаружения тракта, ассоциированных с узлами-адресатами; и
операций промежуточных узлов, соответствующих любому из способов пунктов 1-16.
[0083] В частности, специалистам в данной области техники будут очевидны модификации и другие варианты осуществления раскрытых вариантов осуществления с использованием идей, представленных в предшествующих описаниях и ассоциированных с ними чертежах. Поэтому следует понимать, что объем раскрытия не должен ограничиваться конкретными описанными вариантами осуществления, и что модификации и другие варианты предназначены для включения в объем изобретения. Хотя в настоящем документе могут быть использованы конкретные термины, они используются только в обобщенном и описательном смысле, но не в целях ограничения.