基于wifi的系统中的信标同步的制作方法
【专利摘要】一种无线装置包括收发器和调度系统。所述收发器向访问点传送消息并从访问点接收消息，并且具有睡眠模式，其中所述收发器在唤醒时间不定期地从睡眠模式醒来以听取来自所述访问点的信标。所述调度系统根据历史信标同步数据来调度唤醒时间。
【专利说明】基于WIFI的系统中的信标同步
[0001]发明背景
[0002]本发明一般涉及无线装置，并且更具体而言，涉及无线装置与访问点之间的时间同步。
[0003]许多低功率无线装置通过大多时间地睡眠并且仅不定期地醒来以执行操作或者发送或接收数据来节约能量。在这些情形中，来自装置节点的消息通常在无线访问点被缓冲，并且当接收无线装置醒来时被中继至那些无线装置。例如，IEEE802.1l标准访问点通常传送指示所缓冲的消息是否正在等待接收无线装置的周期性信标消息。
[0004]旨在以最小功率工作的无线装置通常以“心跳”间隔醒来以传送和/或接收消息。该心跳间隔可以为若干分钟长。随着每个心跳间隔的消逝，无线装置经由访问点传送心跳消息至诸如中央服务器的装置节点，然后进入短期睡眠模式直至从访问点传送的下一个调度的信标。无线装置及时醒来以从访问点听取信标、请求和接收任何缓冲的消息并且然后睡眠另一心跳间隔。
[0005]无线装置通常根据其自身的时钟调度唤醒时间。为了接收信标，无线装置的收发器必须保持有电、消耗能量。常规系统通常使用如由无线装置的本地时钟确定的恒定的心跳间隔，并且根据贯穿心跳间隔过程的所期望的最大可能时钟偏移来提供边际预设。IEEE802.11标准允许0.02%的最大时钟差。该幅值的去同步可能需要大量能量消耗用于给无线装置收发器供电同时等待信标传送。例如，五分钟的心跳间隔通常允许60ms的最大偏移，使得无线装置收发器可每5分钟保持有电60ms同时等待信标，这导致当与智能唤醒机构相比时显著的能量消耗并且相应地缩短电池寿命，在智能唤醒机构中，收发器很好地同步并且需要保持有电的时间远少于60ms。根据可用的电池容量和装置激活，这可减少高达若干年的电池寿命。对于旨在用电池功率长时期工作的无线装置，此类电池损耗是不理想的。
[0006]许多IEEE802.11访问点也监控用于持续活动的网络无线装置。如果预定的连接间隔消逝而没有来自网络无线装置的活动，那么无线装置从访问点的网络分离。通过一种常用方法，每个无线装置周期性地传送连接消息，以便与访问点保持关联。连接间隔的长度-连接消息之间的周期-基于装置的本地时钟并且通常恒定。
[0007]可以在传送期间破坏来自无线装置的消息，有时必需再传送。在信标传送之前的时间太过接近的无线装置传送，其中无线装置传送之后紧接着进入睡眠，可能不允许接收装置节点有足够的时间以在无线装置醒来以听取所期望的响应之前响应。当此情况发生时，无线装置必须或者保持苏醒以接收两个信标，或者进入短期睡眠并且醒来以听取第二个信标，在任一情况下都消耗额外的功率。
发明概要
[0008]本发明针对有收发器和调度系统的无线装置。该收发器向访问点传送消息并从访问点接收消息，并且具有睡眠模式，其中该收发器不定期地在唤醒时间从睡眠模式醒来以听取来自所述访问点的信标。该调度系统根据历史信标同步数据来调度唤醒时间。[0009]附图简述
[0010]图1为包括多个装置节点、无线访问点和无线装置的本发明的代表性无线网络的系统图。该图描述了典型的情形，其中有线和无线网络共同存在。
[0011]图2为图1的无线装置的功能框图。
[0012]图3为指示用于信标接收的无线装置唤醒时间的时间线。
[0013]图4为指示用于包括传送的应用的无线装置唤醒时间的时间线。
[0014]图5为描绘图1的无线装置的操作方法的流程图。
[0015]图6为用于图1的无线装置的调度系统的逻辑部件的框图。
【具体实施方式】
[0016]图1为网络10的系统图，其包括访问点12、无线装置14和多个装置节点16。访问点12为诸如路由器的无线装置，其提供无线装置14与至少一个装置节点16之间的网络连接。无线装置14为在访问点12的无线网络中的装置，并且可为多个相同的或不同的无线装置中的一个。每个装置节点16为经由访问点12而连接至无线装置14的装置或系统。例如，装置节点16 可为远程信号处理或命令服务器，或在访问点12的网络上的其它装置。装置节点16可无线地或经由有线的连接而连接至访问点12，并且通过访问点12仅与无线装置14通信。
[0017]无线装置14可执行任何广范围的功能，包括状态监控、过程致动或数据转换，并且一般可为经历低功率睡眠模式的任何无线装置。例如，无线装置14可为在回收(scavenged)能源或有限的电池电源上操作，并且睡眠以在激活占空周期之间节省能量的
>J-U ρ?α装直。
[0018]从装置节点16传送的数据不在无线装置14处直接接收。从装置节点16至无线装置14的数据包代而在访问点12处缓冲。访问点12传送具时间戳的信标消息至其网络中的所有装置，包括无线装置14。这些信标以定期的信标间隔(例如在ΙΕΕΕ802.11网络中为102.4ms)被发送，并且指示所缓冲的数据包是否正在等待网络中的任何无线装置。如果无线装置14从访问点12接收指示在访问点12为其缓冲的数据包的信标，那么无线装置14传送请求至访问点12并且访问点发送所缓冲的数据包，其由无线装置14接收，如在IEEE802.11协议中所描述。
[0019]如果访问点12在预定的连接间隔的过程期间没有检测到来自无线装置14的活动，那么访问点12可将无线装置14从其无线网络分离。该连接间隔为产品专有的并且可为无限的，其指示访问点12将永远不会将无线装置14从无线网络分离。在有有限连接间隔的常规系统中，无线装置14周期性地传送数据包(本文中称为“连接”数据包或消息)至访问点12，以避免从无线网络分离。
[0020]无线装置14能够花费长时期在低功率睡眠模式，在该模式中该无线装置不向访问点12发送或从其接收信号。调度系统使无线装置14能够在如下文所述的最佳时间醒来以进行信标接收和信号传送。
[0021]图2为包括电源100、天线102、收发器104、处理器106、应用专有硬件108、时钟110以及存储器112的无线装置14的功能部件的框图。电源100为有限容量电源，诸如能量回收系统、电池、燃料电池或电容器，其给无线装置14的其它部件提供能量。天线102为用于无线数据传送和接收的天线或天线阵列。收发器104为将由天线102接收的信号转换至处理器106可读的格式或将来自处理器106的信号转换至天线102可传送的格式的数据转换器。处理器106为能够进行逻辑的部件或部件系列，诸如微处理器或硬件逻辑系统，其运行无线装置14的运算法则。应用专有硬件108为无线装置14致力于的用于特定应用的硬件。例如，应用专有硬件108可包括传感器、致动器、数据转换器以及显示器。时钟110为至少用于调度唤醒时间的低功率计时器。存储器112为数据存储部件，其通常包括RAM(随机存取存储器)和诸如闪存的睡眠可保全存储器，其中数据可以通过睡眠模式而保存。在一些情况下，这些功能部件可共享物理硬件。例如，时钟110可被集成至也执行处理器106的功能的微处理器。
[0022]应用专有硬件108可取决于无线装置14致力于的任务来提供多种不同的功能。例如，无线装置14可为警报器或过程监控装置，在这种情况下应用专有硬件108将包括产生由处理器106解释的信号的传感器。在另一实施方案中，无线装置14可为致动器或致动器控制器，其根据来自装置节点I6的指令来调节或控制一些参数或过程。无论无线装置14的特定的功能或应用专有硬件108的本质，应用专有硬件108与无线装置14的唤醒调度系统有逻辑上的不同，均在下面详细描述。
[0023]天线102和收发器104用于从访问点12接收和向其传送信号，包括至访问点12的连接消息、来自访问点12的信标和经由访问点12至装置节点16的传送。处理器106执行逻辑以调度用于无线装置14的睡眠和唤醒，以及执行用于应用专有硬件108的逻辑。时钟110为给处理器106提供时间值的持续计时器，其可包含在时钟110的专有时间值唤醒所有或部分无线装置的定时器。存储器112存储来自处理器106的数据，包括在无线装置14处于睡眠模式时。
[0024]天线102和收发器104在无线装置14的低功率睡眠模式期间被关闭或切断电源以节省来自电源100的能量。在一些实施方案中，诸如部分处理器106的其它部件也在睡眠模式期间被关闭。一些、全部或没有应用专有硬件可贯穿睡眠和非睡眠模式来操作，这取决于无线装置14致力于的应用的本质。处理器106、时钟110和存储器112—起提供调度系统，如下面所描述，其通过减少无线装置14醒来的时间使能量消耗最小化。
[0025]在睡眠模式时，无线装置14通常将错失来自访问点12的许多信标。随着从睡眠模式醒来，无线装置14传送数据包(诸如连接数据包)至本地访问点12或听取来自本地访问点12的信标。无线装置14在传送和听取/接收期间均从电源100汲取能量。调度传送和听取的唤醒时间以使无线装置14的功率消耗最小化。
[0026]理想地，无线装置14在访问点12传送信标之前立刻醒来、传送数据包并且开始听取信标。然而，实际上时钟110和访问点12的时钟永远不会完美地同步。两个时钟都经历一定程度的时钟偏移，产生与无线装置14的时钟110的偏移和访问点12的时钟的偏移之间的差异相等的净时钟偏移。该净时钟偏移越大，无线装置14与访问点12之间最终的去同步就越好。在长时期的睡眠模式(例如若干分钟)之后，无线装置14可从访问点12显著地去同步。为了处理该去同步，无线装置14根据访问点12的所预期的行为来调度唤醒时间，而不是简单地根据时钟110的信标间隔的消逝。
[0027]图3为用于信标接收的无线装置14的潜在唤醒时间的时间线，并且未按比例绘制。所有时间在无线装置14的参考框架中表示。图3跨越两个信标间隔Tb。Tb被定义为理想信标时间tbIdeal之间的时期。理想信标时间tbIdeal为在没有时钟偏移或部件延迟的理想化的完美调节系统中的信标接收时间，并且可例如对应于目标信标传送时间-TBTT-在IEEE802.11标准术语中。信标实际上在实际信标到达时间tbAetual到达无线装置14，其可因为多种原因(包括软件、硬件和通信延迟)相对于理想信标时间tbIdeal而延迟。无线装置14的天线102和收发器104从睡眠模式醒来并且在信标接收唤醒时间tbWakeup开始接收能量。收发器104和天线102需要一些时间以升高至接收数据包所需的全电压。因此，信标接收唤醒时间tbWakMp在理想信标时间tbIdMl之前被调度硬件专有装置通电时期Adutl信标接收唤醒时间
tbWakeup 通过误差项 △ error ^bActual 分开。
[0028]如果无线装置14和访问点12从来没有经历任何相对的时钟偏移，那么信标接收唤醒时间tbWakMp将在理想信标时间tbIdMl之前一直发生此装置接通时期Adu,使得tbWakeup=tbIdeal_ ^ du°装直接通时期八du是装直相关的，并且可以建|旲为恒定的。然而，对于有时钟偏移的真实的系统，tbffakeup偏移额外的同步误差E，使得:
[0029]tbIdeal_tbWakeup-Δ du+E [公式 I]
[0030]其中E反映无线装置14和访问点12的相对时钟偏移。同步校正X被施加至下一个tbWakwp (例如在下一个心跳唤醒)，并且至少部分根据最近信标到达时间tbArtual或误差项Aotot和相对时钟偏移E的历史记录而确定，如下面参考图5和图6所描述。同步校正X可以为正或负，其取决于无线装置14与访问点12之间的相对时钟偏移的方向。本领域的那些技术人员将认识到图3的时间线仅提供信标时间的简化说明。在实际中，可包括额外的延迟、调整和误差容限，其中的一些在下面进一步论述。另外，除了天线102和收发器104之外的部件可具有分开的睡眠和醒来模式，并且可在当天线102和收发器104睡眠时的一些期间醒来，以便执行调度操作或应用专有的任务。
[0031]现有技术的唤醒系统具有根据静态的最大IEEE允许的信标去同步Amax的调度的唤醒时间。该方式可以导致显著的能量汲取，由于天线102和收发器104保持有电的同时等待信标传送。相比之下，本发明基于最近的信标接收时间的历史记录来确定tbWakMp，如参考图5和图6所描述，以便减少信标接收唤醒时间tbWakMp与实际信标接收之间的时间，从而减少无线装置14的本地天线102和收发器104消耗能量的时间，并因而节省电源100的能量。
[0032]图4为用于传送的无线装置14的潜在唤醒时间的时间线，并且未按比例绘制。图4跨越两个信标间隔Tb，如参考图3的上文所述。理想信标时间tbIdeal由信标间隔Tb分开。
[0033]无线装置14在信标接收唤醒时间tbWakMp从睡眠模式醒来以听取来自访问点12的信标，并且在传送唤醒时间ttWakeup醒来以传送消息至访问点12。传送唤醒时间ttWakeup通过等待时期Await与信标接收唤醒时间tbWakMp分开。传送至访问点12的消息包括访问点12为最终接收方的消息，诸如连接消息，以及旨在用于诸如装置节点16的装置节点的消息，其在向前传送之前由访问点12接收。一些消息可能期望响应，诸如用于来自装置节点16的指令的请求，并且另外一些消息可能不期望响应，诸如连接消息。不期望响应的传送可在足够远离信标接收唤醒时间的任何时间而传送以避免与由访问点12传送的信标同时发生。因此，Λ一对于不请求响应的传送可为短的，并且不计划紧随其后的tbWakeup。然而，当调度期望响应的传送时，可延长Await以允许由装置节点16处理传送，并且在下一个信标传送之前在访问点12处缓冲响应。在此传送之后，无线装置14进入短期睡眠模式直至信标接收唤醒时间tbWak_，其如参考图3所述在下一个信标之前被调度。通过预测信标时间，本发明使无线装置14将试图在之后需要再传送的信标期间的传送的风险最小化。
[0034]虽然无线装置在理想的情况下在访问点12传送信标之前立即醒来以接收信标，但是对于本发明中的传送唤醒时间相反的也是正确的。传送唤醒时间在理想的情况下尽可能远离信标时间被调度，并且传送唤醒时间ttWakeup可因此在每个信标间隔Tb的第一半期间被调度。选择等待时期Await以允许延迟并处理时间，使得传送唤醒时间ttWakwp被调度尽可能地远离信标唤醒时间tbWakwp。这减少当数据包再传送发生时的信标冲突的可能性。
[0035]图5为方法200的流程图，其为用于在传送和信标接收期间的无线装置14的操作的方法。方法200包括七个步骤。首先，无线装置14根据时钟110在传送唤醒时间ttWakMp从长期睡眠中醒来，执行如上所述的应用专有行为，并且传送消息至访问点12。(步骤202)。根据上面参考图4以及下面参考图6更深入描述的方法而计算传送唤醒时间ttWakeup。
[0036]接下来，无线装置14如上面参考图3所述来计算信标接收唤醒时间tbWakwp。(步骤204)。处理器106使用存储在存储器112中的历史记录值以及来自时钟110的时间信息来计算该唤醒。然后，无线装置14进入短期睡眠模式同时将消息中继至装置节点16并且在装置节点16处理。(步骤206)。处理器106设置用于信标接收唤醒时间tbWakeup的唤醒定时器。在通常持续少于一个信标间隔Tb的短期睡眠期间，在访问点12处缓冲来自装置节点16的响应。天线102和收发器104在睡眠模式中断电，但是时钟110保持持续激活。
[0037]无线装置14当时钟110指示信标接收唤醒时间tbWakeup已经到达时醒来。(步骤208)。然后，无线装置 14听取信标，并且从访问点12接收缓冲的数据包。当信标由天线102和收发器104接收时，记录实际本地信标接收时间，并且计算并存储误差项Aemff和同步误差E，如上面参考图3所述。然后，处理信标以确定是否有无线装置14的任何缓冲的消息正在访问点12处等待。(步骤210)。如果消息正在等待，则无线装置14检索该消息。(步骤212)。如果没有缓冲的消息正在等待，或一旦所缓冲的消息已经被检索，则本发明的调度系统通过计算下一个信标接收或传送唤醒时间来准备长期睡眠。(步骤214)。使用所记录的实际信标接收时间tbAc;tual或误差项△ 、诸如连接和/或心跳间隔的应用专有参数以及如下面相对于图6所述的存储在存储器112中的信标历史记录来计算这些唤醒时间。然后，处理器106如在步骤204中一样设置唤醒定时器。最后，无线装置14进入长期睡眠模式，其中无线装置14将在步骤202醒来，由于方法200的循环自身重复。(步骤216)。
[0038]虽然方法200包括涉及传送的步骤202、步骤204和步骤206，但是如果在接收信标之前不需要传送，那么可省略这些步骤。因此，在步骤214可设置唤醒定时器用于信标接收唤醒时间tbWakeup而不是传送唤醒时间ttWakeup，使得步骤208而不是步骤202紧接步骤216。类似地，响应可或不可被期望接着从无线装置14的天线102传送的消息。如果不期望响应，可以跳过步骤204、步骤206、步骤208、步骤210和步骤212，使得步骤214紧接步骤202。在一些实例中，在步骤214中调度的下一个唤醒时间可为用于应用专有活动的唤醒。
[0039]方法200基于来自存储器112的信标历史记录在步骤204和步骤214计算唤醒时间。使用时钟偏移估算来设置唤醒定时器，如下面相对于图6所述。这使唤醒时间能够同步以视情况满足或避免信标、减少能量汲取。
[0040]图6描绘由无线装置14用于设置传送唤醒时间ttWakeup的调度系统的逻辑部件，其描述步骤204和步骤218。该调度系统包括时钟110、收发器104、处理器106、存储器112以及唤醒定时器120。处理器106包括误差计量器114、时钟偏移估算器116和调度器118，其可为由微处理器或离散电子部件执行的逻辑功能。
[0041]如先前所述，时钟110为低功率计时器，收发器104为数据转换器并且存储器112为睡眠可保全存储器存储元件。误差计量器114为逻辑部件，其执行算法以确定误差项Aerror和涉及所期望的与实际的信标到达时间之间的差异的其它信息，诸如在发送连接数据包期间的偶然的信标接收信息(在下面进一步详细描述)。时钟偏移估算器116为逻辑部件，其基于在存储器112中记录的历史记录和包括误差项Λ error的误差计量器114的输出来估算时钟偏移。调度器118为逻辑部件，其将由时钟偏移估算器116产生的时钟偏移估算映射到唤醒时间上。该时间用于设置唤醒定时器120。与时钟110相比，唤醒定时器120可以为参考定时器、单独的倒数时钟或能够在具体的时间之后触发唤醒的任何功能相似的部件。
[0042]误差计量器114读出时钟110并且无论何时接收到信标时报告实际的信标接收时间tbArtual。误差计量器114对比实际信标到达时间tbArtual与信标接收唤醒时间tbWakwp(在先前的迭代期间使用测量间隔和/或误差项E和计算。这些误差项反映访问点12与无线装置14之间的去同步。在本发明的一些实施方案中，该信标误差值可在存储器112中存储)。另外，每个信标携带根据访问点12的指示信标被发送的时间的时间戳。该时间戳值通常为信标间隔Tb的整数倍，但是有时可由因繁忙信道导致的延迟或由因在访问点12处的实施误差导致的静态偏移误差而修改。连续的信标时间戳值通常由信标间隔Tb分开。然而，在一些情况下，可能丢失信标信号。误差计量器114通过对比时间戳值与所期望的值来识别/[目标丢失的时间，校正/[目标丢失的误差项Δ errort)
[0043]时钟偏移估算器116产生关于相对于无线装置14的访问点12的净时钟偏移的估算。如果访问点12和无线装置14的时钟偏移速度恒定，那么一段时间的净时钟偏移将简单为净时钟偏移速度乘以时期的长度。然而，在实际中，访问点12和无线装置14的时钟(诸如时钟110)将时间保持在基于诸如温度和部件寿命的参数而变化的速度。因此，访问点12与无线装置14之间的净时钟偏移速度随着时间波动。然而,净时钟偏移速度不会任意快速地改变，并且过去的时钟偏移速度指示未来可能的偏移速度和偏移速度的改变速度。
[0044]时钟偏移估算器116基于误差项和误差计量器114提供的其它信息，以及从存储器112检索的历史记录值来产生时钟偏移估算。该时钟偏移包括时钟偏移速度、同步校正X，并且可包括对应于无线装置14与访问点12之间的相对时钟偏移程度的其它值以及装置接通时期Adut5历史记录值可以为先前信标误差、先前时钟偏移估算或其两者。在一些实施方案中，时钟偏移估算器116使用滤波功能(诸如自适应最小均方(LMS)滤波器、低通滤波器或其它已经熟知的统计估算器)通过根据新的信标误差更新先前的时钟偏移估算来产生新的时钟偏移估算。在一些实施方案中，时钟偏移估算器116根据信标误差的平均值(或诸如线性外插法的任何其它有用的功能)或者最后N个信标误差或时钟偏移调整的平均时钟偏移来估算偏移。产生的新的时钟偏移估算可由时钟偏移估算器116存储在存储器112中用于之后的使用。时钟偏移估算器116识别在来自访问点12的时间戳值中的涉及通信的延迟和静态误差，并且通过从下一个唤醒减去合适的处理时间来调节访问点12、无线装置14或装置节点16处由软件或硬件造成的延迟。[0045]无线装置14在心跳间隔醒来，如先前相对于现有技术所述。代替使用恒定的心跳间隔，无线装置14调度心跳唤醒，使得数据包传送尽可能远离所预期的信标到达时间和对应的信标唤醒时间tbWakwp而发生。可以将相同的方法应用至连接消息。在一个实施方案中，调度每个传送唤醒时间ttWakMp以在信标间隔Tb的第一半期间发生。如先前所述，无线装置14可在传送数据包之后立即返回至睡眠模式。虽然调度传送唤醒时间ttWakeup尽可能远离信标接收唤醒时间tbWak_，但是在传送唤醒期间接收信标是可能的，例如如果由于数据包损坏或由于其它系统延迟或错误的实施方式而必须重新传送数据包。此类不期望的信标接收事件可以导致无线装置14与访问点12不期望地再同步，从而导致时钟偏移的不正确的估算。时钟偏移估算器116分析信标时间戳值以通过根据最近的此类事件与关于最后的误差测量的下一个预期的信标接收唤醒时间tbWakwp之间的时间来缩放时钟偏移估算以补偿意外的信标接收的误差项E或Aerr0ro可以用例如数字滤波器来识别和消除信标时间戳值的静态偏移误差。
[0046]由时钟偏移估算器116产生的时钟偏移估算由调度器118用于在唤醒定时器120上设置唤醒时间(即tbWakMp和ttWakwp)。使用由时钟偏移估算器116提供的时钟偏移估算而确定唤醒时间。用该方式调度无线装置14的唤醒以使听取或传送花费的时间最小化，并且从而节省电源100的能量。
[0047]无线装置14使用基于存储在睡眠可保全存储器中的历史记录数据来估算信标传送时间的唤醒调度系统。通过使用该系统，无线装置14能够调度用于信标接收的唤醒时间使其很接近信标传送的实际时间，从而限制消耗于给无线装置14提供动力的能量。类似地，该系统允许无线装置14调度用于传送的唤醒时间以避免信标，从而减少延迟或再传送的可能性，并且从而节约能量。在一个实施方案中，唤醒和传送可由于计划外事件而发生，使得不为此类唤醒做出调度。在此情况下，如果期望根据先前存储的时钟偏移值而接收数据包，那么可以根据在从先前信标接收时间和计划外唤醒时间的时期期间通过的信标间隔的数量预期下一个信标到达时间。
[0048]尽管已经参考示例性实施方案描述了本发明，但是本领域的那些技术人员将理解在不脱离本发明的范围的情况下可做出各种改变并且可用等效物替换其元件。另外，在不脱离其本质范围的情况下可做出许多改变以适应本发明主旨的特定情形或材料。因此，本发明不意欲受限于所公开的特定实施方案，而是将包括落在所附权利要求范围内的所有实施方案。
【权利要求】
1.一种无线装置，其包括: 收发器，其用于向访问点传送消息并从访问点接收消息，所述无线装置具有睡眠模式，其中所述收发器在唤醒时间不定期地或周期性地从睡眠模式醒来以听取来自所述访问点的信标；以及 调度系统，其根据历史信标同步数据来调度每个唤醒时间。
2.根据权利要求1所述的无线装置，其中在所述睡眠模式期间禁用所述收发器。
3.根据权利要求1所述的无线装置，其中所述调度系统调度用于在所期望的信标传送之前立即发生的信标接收的唤醒时间。
4.根据权利要求1所述的无线装置，其中所述调度系统包括时钟偏移估算器，其根据利用每个信标接收所计算的同步误差来确定所期望的时钟偏移。
5.根据权利要求4所述的无线装置，其中所述调度器在由时钟偏移导致的同步误差与诸如来自所述访问点的时间戳值的静态误差、由无线消息通信导致的延迟与软件或硬件延迟的非偏移误差之间进行区分。
6.根据权利要求4所述的无线装置，其中所述同步误差根据信标到达时间与所述唤醒时间之间的差异而确定。
7.根据权利要 求4所述的无线装置，其中所述历史信标同步数据包括先前的所期望的时钟偏移值。
8.根据权利要求4所述的无线装置，其中所述历史信标同步数据包括先前的同步误差值。
9.根据权利要求4所述的无线装置，其中所述调度系统识别信标丢失同时确定所期望的时钟偏移。
10.一种无线系统,其包括: 访问点装置，其向网络周期性地传送信标并且连接至装置节点；以及 在网络中的无线装置，所述无线装置包括: 收发器，其具有激活模式，其中所述收发器能够传送和接收消息；以及睡眠模式，其中所述收发器被断电； 应用系统，其经由所述收发器和所述访问点向和/或从所述装置节点发送和/或接收数据； 定时器；以及 调度系统，其在所述收发器进入所述睡眠模式之前调整所述定时器上的唤醒时间，所述唤醒时间为所述收发器从所述睡眠模式醒来至所述激活模式的时间。
11.根据权利要求10所述的无线系统，其中: 所述无线装置在传送唤醒时间从所述睡眠模式定期地醒来以向所述访问点装置传送连接消息以便保持在所述网络中；并且 每次传送连接消息，所述调度系统选择传送唤醒时间以便不与信标传送时间同时发生。
12.根据权利要求10所述的无线系统，其中: 所述无线装置以心跳间隔定期地醒来以执行应用任务并且传送数据包；并且 所述调度系统选择唤醒时间，使得所述数据包发送不与信标传送时间同时发生。
13.一种方法，其用于同步无线装置与传送具时间戳的信标的访问点，所述方法包括: 在唤醒时间将收发器从睡眠模式激活； 当所述收发器接收所述信标时，报告接收时间； 报告从所述信标读到的时间戳时间； 根据所述接收时间、所述唤醒时间和所述时间戳时间确定信标误差； 根据所述信标误差和信标历史估算净时钟偏移； 使用所述净时钟偏移来调度下一个信标接收唤醒时间；并且 设置唤醒定时器用于所述下一个唤醒时间。
14.根据权利要求13所述的方法，其还包括: 在睡眠可保全存储器中存储所述信标误差；并且 其中所述信标历史包括至少一个过去的信标误差值。
15.根据权利要求13所述的方法，其还包括: 在睡眠可保全存储器中存储所述估算的净时钟偏移；并且 其中所述信标历史包括至少一个先前估算的净时钟偏移。
16.根据权利要求13所述的方法，其中确定所述信标误差包括计算所述信标接收时间与所述唤醒时间之间的差异。
17.根据权利要求16所述的方法，其中确定所述信标误差还包括从所述时间戳时间检测无计划的信标接收，并且调整所述信标误差以补偿所述无计划的信标接收。
18.根据权利要求13所述的方法，其中估算净时钟偏移包括根据历史信标误差信息来更新先前的净时钟偏移值，并且应用数字滤波器。
19.根据权利要求13所述的方法，其中估算净时钟偏移包括对所述信标误差和多个先前的信标误差应用数字滤波器。
20.根据权利要求13所述的方法，其中使用数字滤波器来调整所述信标时间戳时间以校正静态偏差。
【文档编号】H04W56/00GK103918324SQ201280039618
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2012年7月12日 优先权日:2011年8月16日
【发明者】H.朱, V.R.拉坎拉朱, A.M.芬 申请人:Utc消防及保安公司