专利名称：用于低功率无线应用中的先进通信的设备和方法
技术领域：
本发明的实施例涉及的是低功率无线应用中的通信。
背景技术：
诸如射频(RF)标签之类的低功率无线设备业已运用了一段时间。射频标识(RFID)系统通常包括与标签通信的询问器。标签通常附着于某个制品，例如船运集装箱或 是被运送的包裹。然后，询问器可以盘点处于其范围以内的制品。通常，RFID标签系统会包括附着于诸如存货或装运资产之类的资产的多个标签。RFID标签包括用于发射和接收信号的收发器以及用于处理来自询问器的传入的信号并且向询问器提供响应的处理器。这样，询问器可以轮询处于其范围以内的标签。然后，询问器可以监视标签到达或离开所关注的区域。之后，读取器周期性地轮询处于其范围以内的标签。作为替换，可以在标签经过特定区域的时候对其进行监视。询问器的带宽及其范围限制了可被任何指定的读取器监视的标签的数量。此外，标签的电力来源是有限的。有源标签通常由电池供电，而频繁的使用将会耗尽电池。为了解决该问题，标签可以具有活动和非活动工作模式。由此，标签需要以一种高能效和节能的模式来执行操作。当前的一些询问器和标签系统遵循的是名为模式I标签的ISO 18000-7。然而，这种系统的性能是受到限制的。由此，需要一种在提供对于大量低功率设备的监视的同时保持这些设备中的电力的通信系统。
发明内容
根据本发明，一种设备可以包括能够存储数据和程序指令的存储器；与存储器耦合的处理器；以及与处理器耦合以接收数字数据和控制信号的收发器，所述控制信号包括传送信道信号，所述收发器被耦合成在一个或多个传送信道上发射数据，所述传送信道被定义为从多个物理信道中选出的一个或多个物理信道的组合。根据一些实施例，一种与别的设备通信的方法包括将一个或多个传送信道定义成是多个物理信道的组合；以及在所述一个或多个传送信道上发射或接收信号。根据一些实施例，一种设备可以包括能够与其他设备进行无线通信的收发器；与存储器以及收发器耦合的处理器，所述处理器操作以使设备处于一个或多个机制之一，所述一个或多个机制是从由网关机制、子控制器机制以及端点机制组成的群组中选择的。根据本发明的一些实施例，一种操作低功率设备的方法包括在一个或多个机制中执行操作，所述一个或多个机制是从由网关机制、子控制器机制以及端点机制组成的群组中选择的。根据一些实施例，一种设备可以包括与存储器耦合的处理器；以及与处理器耦合的收发器，其中该设备使用分组来与其他设备进行无线通信，其中每一个分组都包括前导码、包含了同步和帧信息的头部、以及帧。一种与设备通信的方法包括交换来自设备的分组，所述分组包括前导码、包含了同步和帧信息的头部、以及帧。根据一些实施例，一种设备可以包括与存储器耦合的处理器；以及与处理器耦合的收发器，其中该设备使用分组来与其他设备进行无线通信，其中每一个分组都包括前导码、包含了同步和帧信息的头部、以及帧，所述分组被表征成是包含了请求帧的请求分组、包含了响应巾贞的响应分组、或包含了一个或多个数据巾贞的数据分组。根据一些实施例，一种设备可以包括处理器；与处理器耦合的存储器，其中存储器存储数据元素和编制程序；以及与处理器耦合的收发器，所述收发器允许与一个或多个其他设备进行无线通信。 根据一些实施例，一种设备可以包括与存储器耦合的处理器；与一个或多个其他设备进行无线通信的收发器，其中所述设备发射和接收包括针对一个或多个其他设备的帧的分组，所述帧包括请求帧或响应帧，并且包括包含了协议ID、帧长度、设备标记和会话ID的头部；包含了扩展标记、休眠标记、路由类型和操作码的命令码；以及与路由类型一致的路由模板。根据一些实施例，一种将RFID设备从休眠状态中激活的方法包括在苏醒无线电(wake-on radio)上接收苏醒信号；响应于所述苏醒信号，将RFID设备转换成侦听状态或发射状态。根据本发明的一些实施例，一种将RFID设备从维持状态(hold state)中激活的方法包括如果维持状态是异步的并且前一状态是发射或接收状态，则转换到侦听状态；如果维持状态是异步的并且前一状态是侦听状态，则转换到空闲状态；如果维持状态是异步的并且发生了超时状况，则转换到侦听状态，或者如果维持状态是同步的并且发生了超时状况，则转换到空闲状态；如果维持时段已到期并且维持状态是同步的，则转换到发射状态；如果维持时段已到期并且检测到唤醒帧，则转换到侦听状态。根据本发明的一些实施例，一种用于在请求RFID设备与一个或多个响应RFID设备之间执行对话的方法包括由请求RFID设备提供唤醒分组链，并且在多个传送信道之一上在请求分组中传送请求帧；响应RFID设备一旦接收到来自唤醒分组链的唤醒帧就激活，并接收该请求分组；每一个响应RFID设备都向请求RFID设备发射一个响应分组。根据一些实施例，一种用于接收来自响应设备的数据的方法包括向响应设备发送请求帧；接收来自响应设备的响应帧；接收来自响应设备的一个或多个数据帧；以及对接收到所述一个或多个数据帧作出应答。根据一些实施例，一种向响应设备发射数据的方法包括向响应设备发送请求帧；接收来自响应设备的响应帧；向响应设备发送一个或多个数据帧；以及接收来自响应设备的应答。在下文中将会参考以下附图来进一步描述这些和其他实施例。
图I (a)示出的是根据本发明一些实施例的RFID系统。图I (b)示出的是根据本发明一些实施例而在不同机制中工作的图I (a)所示的RFID设备。图2示出的是根据本发明一些实施例的读取器。图3示出的是根据本发明一些实施例的设备。图4示出的是根据本发明一些实施例的收发器。图5示出的是与物理信道相对照而定义的一些传送信道的频谱密度。图6示出的是根据本发明一些实施例而可以在编码中使用的前向纠错模块的实施例。 图7示出的是根据本发明一些实施例而可以在编码中使用的数据白化模块的实施例。图8 (a)示出的是根据本发明一些实施例的与维持状态的操作相关联的状态图的实施例。图8 (b)和8 (C)示出的是示出了根据本发明一些实施例的唤醒操作的操作的状态图的实施例。图9示出的是根据本发明一些实施例的与端点机制相关联的状态机的实施例。
图10示出的是与子控制器机制相关联的状态机的实施例。图11示出的是与网关机制相关联的状态机的实施例。图12示出的是根据本发明一些实施例的帧分组类型的分组结构的实施例。图13示出的是根据本发明一些实施例的用于唤醒帧的分组串。图14示出的是根据本发明一些实施例的请求帧分组和响应帧分组。图15示出的是根据本发明一些实施例的数据帧分组。图16显示的是根据本发明一些实施例的对于被调度的唤醒事件的例示状态图。图17显示的是根据本发明一些实施例的用于非仲裁式的信道冲突避免的状态图的示例。图18显示的是根据本发明一些实施例的用于仲裁信道冲突避免的状态图的示例。图19显示的是根据本发明一些实施例的仲裁信道冲突避免的定时。图20 Ca)到20 Cd)示出的是根据本发明一些实施例的对话路由类型。图20 Ce)和20 Cf)示出的是分别具有单播和多播路由的扩展对话。图21 (a)示出的是根据本发明一些实施例的请求和响应帧。图21 (b)示出的是根据本发明一些实施例的错误响应帧。图21 (C)示出的是根据本发明一些实施例的数据帧。图21 Cd)示出的是模式2的帧协议头部的实施例。图21 Ce)示出的是模式2的帧协议命令码的实施例。图21 Cf)示出的是用于模式2的帧协议命令码的命令扩展字节的实施例。图22 Ca)和22 (b)分别示出的是广播请求模板和广播响应模板的实施例。图23 (a)和23 (b)分别示出的是单播请求模板和单播响应模板的实施例。
图24 (a)和24 (b)分别示出的是多播初始请求模板和多播仲裁请求模板的实施例。图25 (a)和25 (b)分别示出的是任播(anycast)请求模板和任播响应模板的实施例。图26 Ca)和26 (b)分别示出的是来自设备ID请求和响应的盘存的实施例。图27 Ca)和27 (b)分别示出的是来自UDB元素请求和响应的盘存的实施例。图28 Ca)和28 (b)分别示出的是UDB元素 请求和响应的集合的实施例。图29 Ca)和29 (b)分别示出的是UDB类型请求和响应的集合的实施例。图30 (a), 30 (b)和30 (C)分别示出的是UDB元素请求通告、UDB类型请求通告以及通告响应的实施例。图31 (a)和31 (b)分别示出的是请求数据帧和建议数据帧对话序列的实施例。图31 (C)示出的是数据帧对话的状态图的实施例。图32 (a)和32 (b)分别示出的是请求数据帧和相应的响应帧的实施例。图32 (C)和32 Cd)分别示出的是建议数据帧和相应的响应帧的实施例。图32 Ce)和32 Cf)分别示出的是应答数据帧和相应的响应帧的实施例。图33 Ca)和33 (b)分别示出的是验证帧和相应的响应帧的实施例。图34 Ca)和34 (b)分别示出的是经过封装的UDB协议命令结构和经过封装的UDB协议响应的实施例。图35 (a)、35 (b)和35 (C)分别示出的是UDB元素数据组、UDB类型数据组以及m)B权限数据组的实施例。图36 (a)、36 (b)和36 (C)分别示出的是经过封装的RDB协议命令结构区段访问请求，用于权限码请求的经过封装的协议命令结构，以及相应的响应。图37 Ca)和37 (b)分别示出的是RDB元素数据组和RDB权限数据组的实施例。在附图中，被给出了相同标记符号的元素具有相同或相似的功能。
具体实施例方式这些附图以及后续描述仅仅作为例证而与一些实施例相关联。应该指出的是，在不脱离这里描述的实施例原理的情况下，从以下论述中很容易将这里公开的结构和方法的替换实施例认定成是可以使用的可行替换方案。图I (a)示出的是一个根据本发明一些实施例的RFID系统100。如图I (a)所示，在一个区域中可以具有任何数量的设备110，其中某一个设备110是读取器120。读取器120是执行读取器功能的设备110之一。读取器120与一个或多个设备110进行无线通信，以便从一个或多个设备110读取或写入信息。在一些实施例中，读取器120与一个或多个设备110进行通信，并且设备110彼此使用多信道系统来进行通信。此外，各种调制方式都是可以使用的，例如频移键控(FSK)或高斯滤波频移键控(GFSK)。一般来说，任何适当的调制方法都是可以使用的。通过使用滤波处理，可以将每个信道的能量限制到其频段，并且可以提供良好的功率谱密度(PSD)。使用了 GFSK的实施例既能限制带外功率，也能在频段内部提供良好的PSD。虽然在下文中提供了关于系统100和设备110的方面的具体示例，但是这些具体示例只是为了便于理解本发明的方面而提供的。应该理解的是，在保持处于本公开的范围以内的同时，除了这里具体描述的布置之外的其他布置同样是可以实施的。—般来说，系统100中的设备110可以从物理层(PHY层)方面来描述，其中物理层是由介质访问控制层(MAC层)依照某些协议来控制的。PHY层允许在射频频段上传输数据比特，并且描述了每一个设备110的实际硬件和功能。MAC层描述的是对于PHY层的控制，其允许多个设备和功能共享同一个PHY层，并且通常是在设备110上的处理器运行的软件中实现的。在PHY层和MAC层以外，系统100进一步从设备110支持的数据元素协议方面被描述。在PHY层中，本发明的一些实施例是在与ISM区域I频段以及FCC频段相对应的433. 05-434. 79MHz频段内工作的。在一些实施例中，使用多个物理信道的动态传送信道系统有助于提高吞吐量，并且允许在系统100中包含更多设备110。工作频段可被切割成更小的物理信道。例如，ISM区域I频段可被分成多个物理信道，例如6-8个物理信道。传送信道指的是用于载运数据的一个或多个物理信道的组合。多个物理信道可以合并成一个传送信道，以便实现更高的数据速率。 在这里使用的可以是导致很小旁瓣以及良好的可检测性的调制方案。举例来说，本发明的一些实施例可以使用经过滤波的频移键控调制(FSK)，例如高斯FSK (GFSK)0此夕卜，诸如幅移键控(ASK)和最小频移键控(MSK)之类的其他调制方式也是可以使用的。对于使用了多个传送信道的系统来说，小的旁瓣是很重要的。图2示出的是根据本发明一些实施例且可以作为读取器120使用的设备110的实施例。如图2所示，读取器120可以使用与收发器216耦合的处理器214，其中该处理器可以是微控制器。收发器216接收来自处理器214的数字数据，依照调制和编码方案来调制和编码数字数据，并且通过天线218来发射该数据。所述收发器216还接收来自天线218的信号，并且通过解码和解调接收到的信号来向处理器214提供数字数据。如图2所示，处理器214与存储器210相耦合。存储器210可以是易失存储器、非易失存储器或是易失与非易失存储器的组合。这样，通过使用存储器210，可以存储用于处理器214的程序设计以及依照所述程序设计来存储数据。处理器214还可以耦合至用户接口 220或外部接口 212。用户接口 220可以向用户提供用于传递与读取器120的状态、设备110的存在性或是从设备110接收的数据内容有关的信息的视觉和音频信号。外部接口 212可以与另一个设备耦合，以便下载保存在存储器210中的数据，提供要上传至一个或多个设备110的数据，更新处理器214的程序设计，或是以其他方式重新配置读取器120。读取器120由电源222供电，对于手持设备来说，所述电源可以是电池，或者读取器120，诸如与固定读取器，也可以与外部电源耦合。用于读取器120与设备110之间的通信的工作模式可以有若干种。例如，所使用的可以是正常和turbo模式。在FSK调制中，高频与低频之间的频差A f与所述频段传送的比特率有关。通常，Af = ^ (比特率)，其中是调制指数。一般来说，较大的P会导致低得多的误比特率(BER)。然而，较低的P将会得多对于给定的频率偏差传送高出很多的比特率的能力。例如在一些实施例中，正常模式中的调制指数可以约为I. 8，而在turbo模式中，该调制指数可以约为0.5。^的工作下限是0.5，由此将会导致具有作为结果的高BER的嘈杂数据传输。下表I和2提供了根据本发明的一些实施例的正常和turbo模式操作的特定示例的例示性能参数。表I正常模式
权利要求
1.一种设备，包括 能够存储数据和程序指令的存储器； 与存储器耦合的处理器；以及 与处理器耦合以接收数字数据和控制信号的收发器，所述控制信号包括传送信道信号，所述收发器被耦合成在一个或多个传送信道上发射数据，所述传送信道被定义为从多个物理信道中选出的一个或多个物理信道的组合。
2.根据权利要求I所述的设备，其中收发器执行前向纠错编码。
3.根据权利要求I所述的设备，其中收发器使用数据白化来编码数字数据。
4.根据权利要求I所述的设备，其中收发器被配置成使用调制和编码来传送数据。
5.根据权利要求4所述的设备，其中所述编码包括前向纠错。
6.根据权利要求4所述的设备，其中所述编码包括数据白化。
7.根据权利要求4所述的设备，其中调制包括频移调制(FSK)。
8.根据权利要求7所述的设备，其中调制包括高斯滤波频移调制(GFSK)。
9.根据权利要求4所述的设备，其中调制和编码能够从一组所支持的调制和编码中动态选择。
10.根据权利要求I所述的设备，其中所述多个物理信道是位于定义的频段内的信道。
11.根据权利要求10所述的设备，其中定义的频段是433MHZISM频段。
12.根据权利要求10所述的设备，其中所述多个物理信道包括跨433MHzISM频段的8个宽度为216kHz的物理信道。
13.根据权利要求10所述的设备，其中所述多个物理信道包括跨433MHzISM频段的6个宽度为290kHz的物理信道。
14.根据权利要求10所述的设备，其中所述多个物理信道包括跨433MHzISM频段的7个宽度为248kHz的物理信道。
15.根据权利要求10所述的设备，其中所定义的传送信道的集合包括所述物理信道中的相邻物理信道的一个或多个组合。
16.根据权利要求15所述的设备，其中turbo传输数据速率能够使用所定义的传送信道的集合中具有相邻物理信道的组合的一个传送信道来执行。
17.根据权利要求15所述的设备，其中正常传输数据速率能够使用被定义为仅仅具有一个物理信道的传送信道来执行。
18.根据权利要求10所述的设备，其中至少一个所定义的传送信道提供与旧有设备的兼容性。
19.根据权利要求10所述的设备，其中处理器动态选择传送信道。
20.根据权利要求10所述的设备，其中处理器根据预先设定的规则来设置传送信道。
21.根据权利要求10所述的设备，其中两个或更多个传送信道被同时用于传输数据，其中数据在一个或多个传送信道之间分配并且被结合。
22.根据权利要求I所述的设备，其中每一个传输信道的传输数据速率是自适应选择的。
23.根据权利要求I所述的设备，其中每一个传输信道的传输数据速率是固定的。
24.一种设备，包括能够与其他设备进行无线通信的收发器； 与存储器以及收发器耦合的处理器，所述处理器操作以使该设备处于一种或多种机制之一，所述一种或多种机制是从由网关机制、子控制器机制和端点机制组成的群组中选择的。
25.根据权利要求24所述的设备，其中所述设备处于状态中，所述状态包括以下的一种或多种状态关闭状态、休眠状态、侦听状态、接收状态、发射状态、维持状态、以及空闲状态。
26.根据权利要求25所述的设备，其中，在端点机制中工作的设备 在发生苏醒事件时，从休眠状态转换到侦听状态； 如果检测到唤醒帧或者如果RFID设备正在期待请求帧，则从侦听状态转换到接收状态，否则转换到休眠状态； 在接收到请求帧并且形成了用于传输的响应帧之后，从接收状态转换到发射状态，否则转换到休眠状态；以及 根据在请求帧中接收到的指令，从发射状态转换到维持状态。
27.根据权利要求25所述的设备，其中，在子控制器机制中工作的设备 在接收到苏醒事件时，从维持状态转换到侦听状态； 从维持状态转换到发射状态，以便发射请求帧； 响应于检测到传入的帧，从侦听状态转换到接收状态； 如果传入的帧是请求发射响应帧的请求帧，从接收状态转换到发射状态； 如果传入的帧是响应帧，从接收状态转换到维持状态； 如果传出的请求帧被发射，从发射状态转换到侦听状态；以及 在完成与另一设备的对话后，从发射状态转换到维持状态。
28.根据权利要求25所述的设备，其中，在网关机制中工作的设备 在接收到响应帧时，从侦听状态转换到接收状态； 从侦听状态转换到发射状态，以便发射请求帧；以及 在发射了请求帧之后，从发射状态转换到侦听状态。
29.根据权利要求24所述的设备，其中该设备被配置成与其他设备处于星形网络中。
30.根据权利要求24所述的设备，其中该设备被配置成与其他设备处于树形网络中。
31.根据权利要求24所述的设备，其中该设备被配置成与其他设备处于网状网络中。
32.根据权利要求24所述的设备，其中该设备被配置成与其他设备处于这样一种网络中，其中该网络允许请求和响应通过该网络来跳跃。
33.根据权利要求25所述的设备，其中处于关闭状态的设备是关闭的，并且所述设备通过接收到外部触发而转换离开关闭状态。
34.根据权利要求25所述的设备，其中休眠状态是低功率状态，并且所述设备在检测到苏醒事件时退出休眠状态，其中苏醒事件包括唤醒分组中的唤醒帧、传感器警报、RF传输、或调度事件。
35.根据权利要求34所述的设备，其中，处于休眠状态的设备 周期性地从低功率操作中激活，以便检查载波；如果没有检测到载波，则返回低功率操作；如果检测到载波，则检查是否有唤醒帧； 如果没有检测到唤醒帧，则返回低功率操作； 如果检测到唤醒帧，则返回低功率操作达唤醒帧所指示的小睡时段；以及 如果检测到唤醒帧，则在小睡时段结束时退出休眠状态。
36.根据权利要求35所述的设备，其中如果激活了多于一个的传送信道，则设备周期性地激活，以便在扫描时段期间扫描每一个活动的传送信道。
37.根据权利要求36所述的设备，其中每一个活动的传送信道在可配置的频率上被扫描。
38.根据权利要求35所述的设备，其中所述设备是根据调度和实时时钟而从低功率状态中激活的。
39.根据权利要求38所述的设备，其中每一个活动的传送信道依照可配置的调度被扫描。
40.根据权利要求25所述的设备，其中，处于维持状态的设备 如果维持状态是异步的，并且前一状态是发射或接收状态，则转换到侦听状态； 如果维持状态是异步的，并且前一状态是侦听状态，则转换到空闲状态； 如果维持状态是异步的并且发生了超时状况，则转换到侦听状态，或者如果维持状态是同步的并且发生了超时状况，则转换到空闲状态； 如果维持时段到期并且维持状态是同步的，则转换到发射状态；以及 如果维持时段到期并且检测到唤醒帧，则转换到侦听状态。
41.根据权利要求25所述的设备，其中在发射状态中，所述设备执行仲裁。
42.根据权利要求41所述的设备，其中所述仲裁是所调度的传输时隙，并且所述设备 针对所调度的传输时隙，对照实时时钟来检查调度，以及 在所调度的传输时隙中在传送信道之一上进行发射。
43.根据权利要求41所述的设备，其中所述仲裁是非仲裁式载波侦听多路访问过程。
44.根据权利要求43所述的设备，其中所述设备 选取传送信道； 检查以确定该传送信道是否空闲； 如果该传送信道是空闲的，则所述设备等待一个时间段并重新检查该传送信道以确定该传送信道是否仍旧空闲； 如果该传送信道仍旧空闲，则清空所述信道以便传输； 如果该传送信道在所述检查或所述重新检查中并非空闲，则确定是否发生了超时，否贝U，等待第二时间段并且然后选取第二传送信道。
45.根据权利要求41所述的设备，其中所述仲裁是仲裁式载波侦听多路访问过程。
46.根据权利要求45所述的设备，其中所述设备 侦听来自仲裁器的请求； 通过与所述请求比较来确定所述设备是否正被寻址； 如果所述设备未正被寻址，则在经过了固定等待之后返回以侦听另一个仲裁器请求； 检查该请求指示的传送信道，以便了解它是否空闲； 如果传送信道是空闲的，则等待一个时间段，然后重新检查该传送信道来了解其是否仍旧空闲，如果该传送信道仍旧空闲，则作出响应； 如果传送信道不是空闲的，则检查是否超时并且等待一个等待时段。
47.根据权利要求46所述的设备，其中如果没有足够时间来作出响应或者如果发生了超时，则设备等待下一个窗口。
48.一种设备，包括 与存储器耦合的处理器；以及 与处理器耦合的收发器， 其中该设备使用分组来与其他设备进行无线通信，其中每一个分组都包括前导码、包含了同步和帧信息的头部、以及帧。
49.根据权利要求48所述的设备，其中前导码是非归零信号的循环数据图案。
50.根据权利要求48所述的设备，其中头部包括帧同步和帧标识。
51.根据权利要求50所述的设备，其中帧同步是被配置用于数据边界检测和滤波的非归零信号。
52.根据权利要求50所述的设备，其中帧ID指示帧类型，并且包括用于指示下列一项或多项的标记编码、加密、帧的子类型、以及奇偶性。
53.根据权利要求48所述的设备，其中分组是唤醒分组，并且帧是唤醒帧。
54.根据权利要求53所述的设备，其中唤醒分组是在唤醒链中发射的多个唤醒分组之一，并且唤醒帧包括一个整数，该整数指示在发射请求分组之前还要发射的唤醒分组数量。
55.根据权利要求48所述的设备，其中所述分组是请求分组，并且所述帧是请求帧。
56.根据权利要求55所述的设备，其中请求帧包括协议头部、命令码、路由模板、以及命令数据。
57.根据权利要求56所述的设备，其中请求帧还包括命令扩展。
58.根据权利要求56所述的设备，其中请求帧还包括CRC16整数。
59.根据权利要求56所述的设备，其中命令码包括扩展标记、休眠标记、路由类型、以及操作码。
60.根据权利要求59所述的设备，其中扩展标记指示命令扩展的存在。
61.根据权利要求59所述的设备，其中路由类型可以是单播路由、多播路由、广播路由或任播路由之一。
62.根据权利要求61所述的设备，其中路由类型是单播路由，并且路由模板包括请求方设备ID、响应超时、以及响应信道。
63.根据权利要求61所述的设备，其中路由类型是多播路由，并且路由模板是多播初始请求模板，所述多播初始请求模板包括请求方设备ID、窗口持续时间、仲裁保护时间、起始偏移、多播比较码、窗口比较码、掩码长度、掩码、多播比较值、以及窗口比较值。
64.根据权利要求63所述的设备，其中路由类型是多播路由，并且路由模板是多播仲裁请求模板，所述多播仲裁请求模板包括请求方设备ID、窗口比较码、掩码长度、窗口比较值、ACK数量、以及一个或多个ACK设备ID。
65.根据权利要求61所述的设备，其中路由类型是广播路由，并且路由模板包括请求方设备ID、响应超时、响应传送信道数量、以及每一个响应传送信道的标识。
66.根据权利要求61所述的设备，其中路由类型是任播路由，并且路由模板包括发端设备ID、转发方设备ID、剩余跳跃数、任播超时、一个或多个响应传送信道ID、起始偏移、t匕较码、掩码长度、掩码、以及比较值。
67.—种设备,包括 与存储器耦合的处理器；以及 与处理器耦合的收发器， 其中该设备使用分组来与其他设备进行无线通信，其中每一个分组都包括前导码、包含了同步和帧信息的头部、以及帧，所述分组被表征成是包括请求帧的请求分组、包括响应帧的响应分组、或是包括一个或多个数据帧的数据分组。
68.根据权利要求67所述的设备，其中请求帧包括协议头部、命令码、路由模板、以及命令数据。
69.根据权利要求68所述的设备，其中请求帧还包括命令扩展。
70.根据权利要求68所述的设备，其中请求帧还包括CRC16整数。
71.根据权利要求68所述的设备，其中命令码包括扩展标记、休眠标记、路由类型、以及操作码。
72.根据权利要求71所述的设备，其中路由类型是单播路由、多播路由或广播路由，并且路由模板包括请求方ID和响应方ID。
73.根据权利要求71所述的设备，其中路由类型是任播路由，并且路由模板包括发端设备ID、响应方ID、以及转发方设备ID。
74.根据权利要求67所述的设备，其中响应帧是错误响应帧，路由模板是单播路由模板，并且命令数据包括错误码、错误子码、以及错误数据。
75.根据权利要求67所述的设备，其中每一个数据帧都包括协议ID、帧长度、剩余帧数量、帧编号、以及封装数据。
76.根据权利要求75所述的设备，其中数据帧还包括CRC16整数。
77.根据权利要求75所述的设备，其中封装数据包括存储在存储器中的数据元素。
78.根据权利要求75所述的设备，其中所述帧包括协议头部，所述协议头部包括协议ID、帧长度、设备标记、以及会话ID。
79.根据权利要求78所述的设备，其中设备标记包括下列一项或多项NACK，系统故障，低电池电量，以及传感器警报。
80.根据权利要求68所述的设备，其中所述帧包括命令数据。
81.—种设备,包括 处理器； 与处理器耦合的存储器，其中所述存储器存储数据元素和编制程序；以及 与处理器耦合的收发器，所述收发器允许与一个或多个其他设备进行无线通信。
82.根据权利要求81所述的设备，其中数据元素包括下列一项或多项通用数据块(UDB)元素，原始数据块(RDB)元素，不可寻址元素，实时时钟元素，密钥表元素，设备ID元素，协议ID元素，权限和验证元素。
83.根据权利要求82所述的设备，其中设备ID元素可以是通用ID或虚拟ID。
84.根据权利要求82所述的设备，其中不可寻址元素是用户定义的元素。
85.根据权利要求82所述的设备，其中协议元素规定的是设备支持的协议。
86.根据权利要求82所述的设备，其中权限和验证元素包括权限和验证数据。
87.根据权利要求82所述的设备，其中UDB元素包括下列一项或多项设备专有数据，标准设备设置，PHY配置，实时调度器，休眠扫描时段，维持扫描时段，协议列表，UDB类型码列表，RDB元素列表，位置数据列表，IPv6寻址，IPv6元素，传感器列表警报列表，验证密钥，路由码，用户ID，硬件故障，以及扩展服务列表。
88.—种设备,包括 与存储器耦合的处理器； 与一个或多个其他设备进行无线通信的收发器，其中所述设备发射和接收包括针对所述一个或多个其他设备的巾贞的分组，所述巾贞包括请求巾贞或响应巾贞，并且包括 包含了协议ID、帧长度、设备标记以及会话ID的头部； 包含了扩展标记、休眠标记、路由类型和操作码的命令码；以及 与路由类型一致的路由模板。
89.根据权利要求88所述的设备，其中路由类型是单播路由、多播路由、广播路由或任播路由之一。
90.根据权利要求89所述的设备，其中操作码指示来自设备ID的盘存。
91.根据权利要求90所述的设备，其中 请求帧包括头部、命令码，并且路由模板可以适合于单播路由、多播路由、广播路由或任播路由。
92.根据权利要求90所述的设备，其中响应帧包括头部、命令码，并且路由模板适合于单播路由。
93.根据权利要求89所述的设备，其中操作码指示来自UDB元素的盘存。
94.根据权利要求93所述的设备，其中请求分组包括协议头部、命令码、路由模板、以及UDB元素ID。
95.根据权利要求93所述的设备，其中响应分组包括协议头部、命令码，并且路由模板适合于单播路由。
96.根据权利要求89所述的设备，其中操作码指示UDB元素的收集。
97.根据权利要求96所述的设备，其中请求分组包括协议头部、命令码、路由模板、t匕较UDB元素ID、以及返回UDB元素ID。
98.根据权利要求96所述的设备，其中响应分组包括协议头部、命令码、适合于单播路由的路由模板、UDB元素ID、UDB元素长度、以及UDB元素数据。
99.根据权利要求89所述的设备，其中操作码指示UDB类型的收集。
100.根据权利要求99所述的设备，其中请求模板包括协议头部、命令码、路由模板、比较UDB元素ID、以及返回UDB类型码。
101.根据权利要求99所述的设备，其中响应模板包括协议头部、命令码、适合于单播路由的路由模板、总的UDB类型长度、UDB元素ID、UDB元素长度、以及UDB元素数据。
102.根据权利要求89所述的设备，其中操作码指示UDB元素的声明。
103.根据权利要求102所述的设备，其中请求帧包括协议头部、命令码、路由模板、UDB元素ID、UDB元素长度、以及UDB元素数据。
104.根据权利要求102所述的设备，其中响应帧包括协议头部、命令码、以及适合于单播路由的路由模板。
105.根据权利要求89所述的设备，其中操作码指示UDB类型的声明。
106.根据权利要求105所述的设备，其中请求帧包括头部、命令码、路由模板、总的UDB类型、UDB元素ID、UDB元素长度、UDB元素数据。
107.根据权利要求105所述的设备，其中响应帧包括头部、命令码、以及适合于单播响应模板的路由模板。
108.根据权利要求89所述的设备，其中操作码是请求数据。
109.根据权利要求108所述的设备，其中请求帧包括头部、命令码、适合于单播路由的路由模板、数据帧信道、封装协议ID、以及封装协议数据。
110.根据权利要求108所述的设备，其中响应帧包括头部、命令码、适合于单播路由的路由模板、数据帧数量、以及总的数据长度。
111.根据权利要求110所述的设备，其中跟随在响应帧之后的是与数据帧数量和总的数据长度相符的数据帧。
112.根据权利要求89所述的设备，其中操作码是建议数据帧。
113.根据权利要求112所述的设备，其中请求帧包括头部、命令码、适合于单播路由或多播路由的路由模板、数据帧信道、数据帧数量、总的数据长度、封装协议ID、以及封装协议数据。
114.根据权利要求113所述的设备，其中响应帧包括头部、命令码、以及适合于单播路由的路由模板。
115.根据权利要求114所述的设备，其中设备接收与请求帧相符的数据分组。
116.根据权利要求89所述的设备，其中操作码是应答数据帧。
117.根据权利要求116所述的设备，其中请求帧包括头部、命令码、路由模板、数据帧信道、损坏帧数量、以及损坏帧ID列表。
118.根据权利要求116所述的设备，其中响应分组包括头部、命令码、适合于单播路由的路由模板、数据帧数量、以及总的数据长度，并且跟随在所述响应分组之后的是与数据帧数量相符的数据帧。
119.根据权利要求89所述的设备，其中操作码是验证请求。
120.根据权利要求119所述的设备，其中请求帧包括头部、命令码、路由模板、密钥寿命、以及密钥协议数据。
121.根据权利要求119所述的设备，其中响应帧包括头部、命令码、适合于单播响应的路由模板、以及密钥协议数据。
122.根据权利要求89所述的设备，其中请求帧包括UDB协议命令结构，所述UDB协议命令结构包括命令码、数据偏移、数据长度、以及数据元素。
123.根据权利要求122所述的设备，其中相应的UDB协议命令结构包括命令码。
124.根据权利要求89所述的设备，其中请求帧是UDB协议命令结构，并且还包括命令码、数据偏移、数据长度、以及数据元素。
125.根据权利要求89所述的设备，其中请求帧是UDB元素数据组，并且还包括元素ID、元素权限、元素长度、元素偏移、以及元素数据。
126.根据权利要求89所述的设备，其中请求帧是UDB类型数据组，并且还包括类型码、类型码权限、类型字符串长度、类型字符串偏移、以及类型字符串数据。
127.根据权利要求89所述的设备，其中请求帧是UDB权限数据组，并且还包括元素ID和权限。
128.根据权利要求89所述的设备，其中请求帧是RDB协议命令结构，并且还包括RDB命令码、元素ID、以及区段数据描述符。
129.根据权利要求89所述的设备，其中请求帧是RDB协议命令结构，并且还包括RDB命令码和RDB元素ID。
130.根据权利要求89所述的设备，其中请求帧是RDB元素数据组，并且还包括元素ID、元素权限、区段偏移、区段长度、以及区段数据。
131.一种从休眠状态中激活RFID设备的方法，包括 在苏醒无线电上接收苏醒信号； 响应于所述苏醒信号，将RFID设备转换成侦听状态或发射状态。
132.根据权利要求131所述的方法，其中苏醒信号是在周期性扫描一个或多个传送信道时检测到唤醒帧，并且所述方法还包括 根据在唤醒帧中接收到的数据，确定直至接收到请求帧为止的持续时段； 在该持续时段内小睡； 转换到侦听状态。
133.根据权利要求132所述的方法，其中在唤醒帧中接收到的数据是递减计数的整数，它指示的是还要发送的唤醒帧的数量，并且确定所述持续时段包括基于还要发送的唤醒帧的数量以及每一个唤醒帧的持续时间来计算该持续时段。
134.根据权利要求131所述的方法，其中苏醒信号是检测到传感器警报，并且所述方法还包括 转换到发射状态； 发射用于报告该传感器警报的主动提供的请求帧。
135.根据权利要求131所述的方法，其中苏醒信号是通过将实时时钟与调度比较而确定的经调度的时间。
136.—种从维持状态中激活RFID设备的方法，包括 如果维持状态是异步的并且前一状态是发射或接收状态，则转换到侦听状态； 如果维持状态是异步的并且前一状态是侦听状态，则转换到空闲状态； 如果维持状态是异步的并且发生了超时状况，则转换到侦听状态，或者如果维持状态是同步的并且发生了超时状况，则转换到空闲状态； 如果维持时段已到期并且维持状态是同步的，则转换到发射状态；以及 如果维持时段已到期并且检测到唤醒帧，则转换到侦听状态。
137.一种用于在请求RFID设备与一个或多个响应RFID设备之间执行对话的方法，包括 由请求RFID设备提供唤醒分组链，并且在多个传送信道之一上在请求分组中传送请求帧； 响应RFID设备一旦接收到来自唤醒分组链的唤醒帧就激活，并接收所述请求分组； 每一个响应RFID设备都向请求RFID设备发射一个响应分组。
138.根据权利要求137所述的方法，还包括响应RFID设备向请求RFID设备发射数据分组。
139.根据权利要求137所述的方法，其中唤醒分组链包括多个唤醒分组，每一个唤醒分组都包括提供了关于请求分组将要到达的时间的指示的唤醒帧。
140.根据权利要求139所述的方法，其中所述指示包括递减计数的整数，该整数指示了还要接收的唤醒分组的数量。
141.根据权利要求137所述的方法,其中请求分组包括请求巾贞,该请求巾贞向响应RFID设备提供了关于如何响应的指令，并且提供了关于多个RFID设备中的哪些是响应RFID设备的指示。
142.根据权利要求141所述的方法，其中请求帧标识的是单播路由，在该单播路由中，基于RFID设备ID的单个响应RDID设备作为响应RFID设备。
143.根据权利要求141所述的方法，其中请求帧标识的是多播路由，在该多播路由中，多个单独的响应RFID设备基于响应RFID设备中存储的数据元素，其中响应设备，所述方法还包括同步仲裁来自每一个响应RFID设备的响应帧的传输。
144.根据权利要求141所述的方法，其中请求帧标识的是任播路由，在该任播路由中，多个单独的响应RFID基于存储在响应RFID设备中的数据元素，并且所述方法还包括异步仲裁来自每一个响应RFID设备的响应帧的传输。
145.根据权利要求141所述的方法，其中请求帧标识的是广播路由，在该广播路由中，所有可用RFID设备都被识别为响应RFID设备，并且所述方法还包括异步仲裁来自每一个响应RFID设备的响应帧的传输。
146.根据权利要求145所述的方法，其中异步仲裁响应帧的传输包括 从多个传送信道中选择可能的传送信道； 在所述可能的传送信道上执行第一检查，以便确定其是否空闲； 如果所述可能的传送信道是空闲的，则等待一个设定的时间并且在所述可能的传送信道上执行第二检查； 如果在所述可能的传送信道上执行的第二检查是空闲的，则清除状态并且允许在所述可能的传送信道上进行传输；以及 如果第一检查或第二检查不是空闲的，则等待一个时段，然后选择另一可能的传送信道。
147.根据权利要求143所述的方法，其中同步仲裁包括 从侦听状态侦听仲裁器请求； 通过执行掩码比较来确定响应RFID设备是否会在下一个窗口中作出响应，如果不是的话，则返回到侦听状态； 对在仲裁器请求中标识的可能的传送信道执行第一检查，以便确定其是否空闲； 如果所述可能的传送信道空闲，则等待一个设定的时间并且对所述可能的传送信道执行第二检查； 如果在所述可能的传送信道上执行的第二检查是空闲的，则清除状态并且允许在所述可能的传送信道上传输响应巾贞；以及 如果第一检查或第二检查不是空闲的，则等待一个时段，然后返回到侦听状态。
148.一种接收来自响应设备的数据的方法，包括 向响应设备发送请求巾贞; 接收来自响应设备的响应帧； 接收来自响应设备的一个或多个数据帧；以及 对接收到所述一个或多个数据帧作出应答。
149.根据权利要求148所述的方法，其中对所述接收作出应答指出所述一个或多个数据帧中的缺陷，并且所述方法还包括 接收来自响应设备的一个或多个经过校正的数据帧；以及 对接收到所述一个或多个经过校正的数据帧作出应答。
150.一种向响应设备发射数据的方法，包括 向响应设备发送请求巾贞; 接收来自响应设备的响应帧； 向响应设备发送一个或多个数据帧；以及 接收来自响应设备的应答。
151.一种与另一设备进行通信的方法，包括 将一个或多个传送信道定义成是多个物理信道的组合；以及 在所述一个或多个传送信道上发射或接收信号。
152.—种操作低功率设备的方法,包括 在一个或多个机制中工作，所述一个或多个机制是从由网关机制、子控制器机制和端点机制组成的群组中选择的。
153.根据权利要求152所述的方法，其中在端点机制中工作包括 在发生苏醒事件时，从休眠状态转换到侦听状态； 如果检测到唤醒帧或者如果RFID设备正在期待请求帧，则从侦听状态转换到接收状态，否则转换到休眠状态； 在接收到请求帧并且形成了用于传输的响应帧之后，从接收状态转换到发射状态，否则转换到休眠状态；以及 根据在请求帧中接收到的指令，从发射状态转换到维持状态。
154.根据权利要求152所述的方法，其中在子控制器机制中工作包括 在接收到苏醒事件时，从维持状态转换到侦听状态； 从维持状态转换到发射状态，以便发射请求帧； 响应于检测到传入的帧，从侦听状态转换到接收状态； 如果传入的帧是请求发射响应帧的请求帧，从接收状态转换到发射状态； 如果传入的帧是响应帧，从接收状态转换到维持状态； 如果传出的请求帧被发射，从发射状态转换到侦听状态；以及 一旦完成与另一设备的对话，从发射状态转换到维持状态。
155.根据权利要求152所述的方法，其中在网关机制中工作包括 在接收到响应帧时，从侦听状态转换到接收状态； 从侦听状态转换到发射状态，以便发射请求帧；以及 在发射了请求帧之后，从发射状态转换到侦听状态。
156.—种与设备通信的方法,包括 交换来自设备的分组，所述分组包括前导码、包含了同步和帧信息的头部、以及帧。
157.根据权利要求156所述的方法，其中交换分组包括发射请求分组以及接收来自设备的响应分组。
158.根据权利要求156所述的方法，其中交换分组包括接收请求分组以及向设备发射响应分组。
159.根据权利要求156所述的方法，其中交换分组还包括发射或接收包括一个或多个数据帧的数据分组。
160.根据权利要求156所述的方法，其中交换分组包括传递数据元素，并且还包括存储数据元素。
161.根据权利要求156所述的方法，其中交换分组包括发射请求分组，所述请求分组包括从下列选择的命令来自设备ID请求的盘存，来自UDB元素的盘存；UDB元素的收集；UDB类型的收集，UDB元素的声明，UDB类型的声明，请求数据，建议数据，应答数据帧，或验证。
全文摘要
本公开涉及一种低功率设备。在一些实施例中，低功率设备使用由多个物理信道的组合定义的传送信道来与其他设备进行通信。在一些实施例中，低功率设备使用包含了前导码、具有同步和帧信息的头部以及帧的分组来与其他设备进行通信。举例来说，所述帧可以是唤醒帧、请求帧、响应帧、或一个或多个数据帧。在一些实施例中，唤醒帧可以包括递减计数的整数，该整数指示的是发送请求帧之前的唤醒帧的数量。在一些实施例中，在对请求作出响应的设备之间可以使用仲裁。在一些实施例中，在请求帧中可以包括特定的请求命令，并且相应的响应帧对所述命令作出响应。
文档编号G08B13/14GK102725779SQ201080051742
公开日2012年10月10日 申请日期2010年9月29日 优先权日2009年9月29日
发明者J·P·诺埃尔, J·S·M·侯, N·卡戈贾 申请人:Savi技术公司