Sincronización de los nodos en una red.

Un método de funcionamiento de un nodo (114, 118, 120, 122, 124,

126, 128,132, 200) que comprende: el ajuste de una duración de un periodo de tiempo de sincronización 5 en un reloj (218) del nodo, en donde una duración del periodo de tiempo de sincronización se establece al menos en parte como una función de: un número de demandas de balizas (130) recibidas durante un periodo de tiempo y un número de demandas de balizas (130) enviadas durante el curso del periodo de tiempo;

la escucha de una baliza (134) durante el periodo de tiempo de sincronización, incluyendo esa escucha la recepción de señales de radiofrecuencia (RF) en un canal de control definido en una red mallada;

el envío de una demanda de baliza (130), a la conclusión del periodo de tiempo de sincronización y cuando no se ha recibido ninguna baliza (134), el envío incluyendo la transmisión de RF a través del canal de control de un paquete dirigido a un nodo padre del nodo;

la recepción de una baliza (134) procedente del nodo padre, en respuesta a la demanda de baliza (130), proporcionando la baliza un indicador de tiempo;

la actualización del reloj (218) del nodo según el indicador de tiempo y

la reiniciación del periodo de tiempo de sincronización

Sincronización de los nodos en una red Antecedentes de la invención

Una red mallada puede incluir varios nodos, cada uno en comunicación con uno o más otros nodos en la red. Cada nodo incluye un equipo de radio, normalmente capaz de transmisión y recepción. En algunas redes, a modo de ejemplo, la comunicación puede utilizar señales de radiofrecuencia (RF) dispersas a través de una pluralidad de "canales", con cada canal definido a través de una gama de frecuencias particular.

Es posible que un solo canal pueda proporcionar mejor recepción que otro canal. En consecuencia, puede ser conveniente, para nodos en la red, sintonizar secuencialmente un canal después de otro. Lo que antecede puede describirse como "salto operativo de canal" y puede realizarse según un plan de tiempos. Debido al plan de tiempos, la sincronización entre nodos es muy importante.

Una solución clásica para la sincronización implica la difusión de una trama de baliza que contiene una marca temporal. Los nodos que escuchan la baliza sincronizarán sus relojes. Sin embargo, la solución clásica utiliza considerables recursos de redes puesto que, a modo de ejemplo, los nodos denominados nodos `hoja propagarán (esto es, redifundirán) la baliza a pesar del hecho de que no tengan nodos hijos. A modo de ejemplo, el documento US 2004/0005902 A1 describe un sistema y método para la sincronización de relojes de baja calidad en una red inalámbrica. El sistema calcula los valores de la deriva del reloj y del retardo de propagación para sincronizar un reloj del cliente a un reloj de referencia.

Sumario de la invención

Aspectos de la invención, objeto de reivindicación, se definen en las reivindicaciones independientes adjuntas. Características opcionales se establecen en las reivindicaciones independientes.

Breve descripción de los dibujos

La descripción detallada se describe con referencia a los dibujos adjuntos. En los dibujos, los dígitos más a la izquierda de un número de referencia identifica la Figura en la que aparece primero el número de referencia. Los mismos números se utilizan a través de todos los dibujos para la referencia de características y componentes similares. Además, las Figuras están previstas para ilustrar conceptos generales y no para indicar elementos requeridos y/o necesarios.

La Figura 1 es un diagrama que ilustra, a modo de ejemplo, una parte de una red, que incluye una pluralidad de nodos, enrutadores celulares y un servidor de reloj.

La Figura 2 es un diagrama que ilustra, a modo de ejemplo, un nodo, que incluye un equipo de radio y una unidad de procesamiento.

La Figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra, a modo de ejemplo, un método mediante el que los relojes en nodos pueden sincronizarse en una red.

La Figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra, a modo de ejemplo, un método mediante el cual un nodo padre puede proporcionar una baliza a un nodo hijo.

La Figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra, a modo de ejemplo, un método mediante el cual un nodo puede determinar que es un nodo de hoja.

La Figura 6 es un diagrama de flujo que ilustra, a modo de ejemplo, un método mediante el cual se puede ajustar un periodo de tiempo de sincronización.

Descripción detallada de la invención

A continuación se describen técnicas para la sincronización de relojes en nodos en una red según la presente invención. A modo de ejemplo, un nodo define, y luego temporiza o mide, un periodo de tiempo de sincronización. Durante el periodo de tiempo de sincronización, el nodo puede escuchar una baliza, que puede transmitirse a través de un canal de control. En ese caso, el nodo puede reinicializar su reloj, utilizando un indicador de tiempo encontrado en la baliza. Sin embargo, si el nodo está ocupado efectuando la transferencia de datos en un canal distinto del canal de control, puede no recibir una baliza transmitida a través del canal de control. Si el nodo no escucha una baliza antes del final del periodo de tiempo de sincronización, el nodo puede enviar una demanda de baliza a uno o más de sus nodos padres. En respuesta, los nodos padres difundirán una baliza, que puede oírse por el nodo y otros nodos en la proximidad del nodo padre. A la recepción, el nodo, y todos los demás nodos que

reciben la baliza, obtendrán un Indicador de tiempo desde la baliza y actualizarán sus relojes. Una vez que se actualice el reloj, se iniciará otro periodo de tiempo de sincronización y se repetirá el ciclo. En consecuencia, el reloj del nodo se sincroniza con relojes de otros nodos, lo que permite una pluralidad de nodos para el canal tengan saltos operativos al unísono.

En otra realización, a modo de ejemplo, un nodo puede determinar si es un nodo de hoja. Si es un nodo de hoja, esta información puede utilizarse en una o más capas de protocolos de red. En una realización, a modo de ejemplo, una función de clasificación de hojas establece un temporizador para un periodo de tiempo que indica una hoja. Si no se recibe ninguna demanda de baliza por el nodo dentro del periodo de tiempo, en tal caso, el nodo puede determinar que no tiene ningún nodo hijo y por lo tanto, es un nodo de hoja.

En otra puesta en práctica, a modo de ejemplo, el periodo de tiempo de sincronización puede ajustarse para uno o más nodos. A modo de ejemplo, un periodo de tiempo de sincronización de un nodo hoja puede ajustarse para ser ligeramente más largo que un periodo de tiempo de sincronización de un nodo padre del nodo hoja. El periodo de tiempo de sincronización más corto del nodo padre puede dar lugar a la transmisión de una demanda de baliza por el nodo padre y una difusión de la baliza resultante al nodo padre. El nodo hoja puede recibir la misma baliza que el nodo padre, antes de que termine su periodo de tiempo de sincronización y por lo tanto, está libre de la necesidad de enviar una demanda de baliza. Lo que antecede reduce el tráfico de red bajo algunas configuraciones de red.

La siguiente descripción incluye varias secciones. Cada sección está prevista para no ser limitadora. Más en particular, esta descripción completa está prevista para ilustrar componentes que puedan utilizarse para sincronizar relojes en nodos en una red, pero no componentes que sean necesariamente requeridos. La descripción comienza con una sección titulada "Red a modo de ejemplo", que describe un entorno operativo que puede poner en práctica las técnicas aquí escritas. Esta sección ilustra y describe una red, a modo de ejemplo, de una arquitectura de alto nivel. A continuación, una sección titulada "Nodo a modo de ejemplo" ilustra y describe una realización, a modo de ejemplo, de componentes, funcionalidad y/o técnicas que pueden incluirse en un nodo. Una sección adicional, titulada "Procesos a modo de ejemplo", ilustra y describe técnicas que pueden utilizarse en la operación de una red y/o nodo. Las secciones tituladas "Procesos de sincronización a modo de ejemplo", "Procesos de identificación de hoja a modo de ejemplo" y "Procesos de ajuste del periodo de tiempo de sincronización a modo de ejemplo" proporcionan, a modos de ejemplos, varias posibles operaciones de nodos y de redes. Por último, la descripción finaliza con una breve conclusión.

Esta breve introducción, incluyendo los epígrafes de las secciones y los sumarios correspondientes, se proporciona para la conveniencia del lector y no está prevista para describir y/o limitar el alcance de protección de las reivindicaciones o cualquier sección de esta descripción de la patente. En consecuencia, las "técnicas" aquí descritas pueden referirse a dispositivos, sistemas, métodos y/o instrucciones legibles por ordenador que se permitan por el contexto anterior y a través de todo el documento.

Red a modo de ejemplo

La Figura 1 es un diagrama que ilustra una vista de alto nivel de una red 100 y se proporciona como un entorno operativo, a modo de ejemplo, en el que puede realizarse la sincronización de relojes de nodos en una red. La red 100 puede ser inalámbrica por su propia naturaleza y puede incluir señales de comunicación de radiofrecuencia (RF). La red 100 está prevista para proporcionar una puesta en práctica específica y para ilustrar conceptos generales, pero no está prevista para indicar elementos requeridos y/o necesarios. A modo de ejemplo, la red 100 incluye una pluralidad de nodos. Los nodos pueden incluir medidores de servicios públicos, tales como contadores que miden el consumo de electricidad, gas natural y/o agua. Los nodos pueden incluir, de forma adicional o alternativa, enrutadores celulares, transformadores, puntos extremos, conexiones a Internet, servidores y otros elementos de red. Además, aunque lo que se describe tenga aplicación en las... [Seguir leyendo]

1. Un método de funcionamiento de un nodo (114, 118, 120, 122, 124, 126, 128,132, 200) que comprende:

el ajuste de una duración de un periodo de tiempo de sincronización en un reloj (218) del nodo, en donde una duración del periodo de tiempo de sincronización se establece al menos en parte como una función de:

un número de demandas de balizas (130) recibidas durante un periodo de tiempo y un número de demandas de balizas (130) enviadas durante el curso del periodo de tiempo;

la escucha de una baliza (134) durante el periodo de tiempo de sincronización, incluyendo esa escucha la recepción de señales de radiofrecuencia (RF) en un canal de control definido en una red mallada;

el envío de una demanda de baliza (130), a la conclusión del periodo de tiempo de sincronización y cuando no se ha recibido ninguna baliza (134), el envío incluyendo la transmisión de RF a través del canal de control de un paquete dirigido a un nodo padre del nodo;

la recepción de una baliza (134) procedente del nodo padre, en respuesta a la demanda de baliza (130), proporcionando la baliza un indicador de tiempo;

la actualización del reloj (218) del nodo según el indicador de tiempo y

la reiniciación del periodo de tiempo de sincronización.

2. El método según la reivindicación 1, que comprende, además, clasificar el nodo como un nodo `hoja (124) si el nodo no ha recibido una demanda de baliza (130) en un periodo de tiempo que indica un nodo `hoja medido por el reloj (218).

3. El método según la reivindicación 1 que comprende, además:

el ajuste de una duración de un periodo de tiempo que indica un nodo `hoja en un reloj;

la escucha de una demanda de baliza (130) durante el periodo de tiempo de indicación de nodo `hoja, incluyendo esa escucha la recepción de señales de radiofrecuencia (RF) a través del canal de control definido en una red

mallada;

la determinación de si una demanda de baliza (130) se ha recibido desde un nodo hijo del nodo, durante el periodo de tiempo de indicación de un nodo `hoja y

la clasificación del nodo como un nodo hoja (124) si el nodo no ha recibido una demanda de baliza (130) dentro del periodo de tiempo de Indicación de un nodo `hoja.

4. El método según la reivindicación 1 que comprende, además:

la recepción de una demanda de baliza (130) procedente de un segundo nodo;

la configuración de una segunda baliza con un segundo indicador de tiempo sobre la base del reloj del nodo y el envío de la segunda baliza al segundo nodo.

5. El método según la reivindicación 1, en donde el envío de la demanda de baliza (130) comprende: la determinación de un nodo a partir del cual se han obtenido más balizas y

el envío de la demanda de baliza (130) al nodo determinado.

6. El método según la reivindicación 1, en donde una duración del periodo de tiempo de sincronización del nodo se ajusta sobre la base de una posición del nodo dentro de la red mallada.

7. El método según la reivindicación 1 o la reivindicación 6, en donde una duración del periodo de tiempo de sincronización del nodo está basada en parte en una aleatorización.

8. El método según la reivindicación 1 que comprende, además:

cuando se recibe una baliza (134) antes de la expiración del periodo de tiempo de sincronización, la relnlclaclón del periodo de tiempo de sincronización.

9. El método según la reivindicación 1, que comprende, además:

el ajuste de una duración del periodo de tiempo de sincronización del nodo sobre la base, en parte, de un número de saltos operativos desde el enrutador celular (106, 108).

10. El método según la reivindicación 9 que comprende, además:

el ajuste de una duración del periodo de tiempo de sincronización del nodo para ser más corto que los periodos de tiempo de sincronización de nodos que estén más alejados del enrutador celular (106, 108) que el propio nodo.

11. El método según la reivindicación 9 o la reivindicación 10 que comprende, además:

el ajuste de una duración del periodo de tiempo de sincronización del nodo para ser más largo que los periodos de tiempo de sincronización de nodos que estén más próximos al enrutador celular (106, 108) que el propio nodo.

12. Un nodo (200) que comprende: un procesador (214),

una memoria (216), en comunicación con el procesador; un reloj (218), en comunicación con el procesador;

una función de sincronización (222), definida en la memoria (216) y ejecutable por el procesador (214), estando la función de sincronización configurada para medir un periodo de tiempo de sincronización utilizando el reloj (218),

una función de demanda de baliza (224), definida en la memoria (216) y ejecutable por el procesador (214), estando la función de demanda de baliza configurada para:

generar una demanda de baliza en respuesta a una conclusión del periodo de tiempo de sincronización sin recepción de una baliza, en donde el reloj está configurado para actualizarse en función de un indicador de tiempo en una baliza que se recibe en respuesta a la demanda de baliza y

acortar el periodo de tiempo de sincronización en respuesta a un número de demandas de baliza recibidas por el nodo que sea mayor que un número de demandas de balizas que se envía por el nodo en un mismo periodo de

tiempo o

alargar el periodo de tiempo de sincronización en respuesta a un número de demandas de balizas que se reciben por el nodo siendo más pequeño que un número de demandas de balizas que se envían por el nodo.

13. El nodo (200) según la reivindicación 12, que comprende, además:

una función de clasificación de nodo `hoja (228), definida en la memoria (216) y ejecutable por el procesador (214) y configurada para

medir un periodo de tiempo de indicación de nodo `hoja utilizando el reloj (218);

determinar si una demanda de baliza llegó al nodo durante el periodo de tiempo de indicación de nodo `hoja y clasificar el nodo como un nodo padre o un nodo `hoja sobre la base de la determinación.

14. El nodo (200) según la reivindicación 12, en donde una duración del periodo de tiempo de sincronización del nodo está basada, en parte, en una aleatorización.

15. El nodo (200) según la reivindicación 12 que comprende, además:

un equipo de radio (202), en comunicación con el procesador (214) y configurado para: enviar demandas de balizas en respuesta a la función de demanda de baliza; recibir balizas en respuesta a las demandas de balizas y realizar una función de salto operativo de frecuencia.