無線通信系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】網(wǎng)絡(luò)（2）具有無線接入點（6，8），各個無線接入點被配置成利用第一無線協(xié)議與已經(jīng)通過關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)交換與該接入點相關(guān)聯(lián)的通信裝置進(jìn)行雙向通信。各個接入點（6，8）還被配置成利用第一無線協(xié)議以第一數(shù)據(jù)速率來接收多播無線消息，并且向網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)該多播消息。無線發(fā)射器（10）被配置為利用不同于第一無線協(xié)議的第二無線協(xié)議以第二數(shù)據(jù)速率來發(fā)送數(shù)據(jù)。無線通信單元（12）利用第一無線協(xié)議以第一數(shù)據(jù)速率發(fā)射多播無線消息。無線通信單元（12）還利用第二無線協(xié)議以第二數(shù)據(jù)速率從無線發(fā)射器（10）接收數(shù)據(jù)并對該數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。
【專利說明】無線通信系統(tǒng)
[0001]本發(fā)明涉及一種在無線單元與一個或多個靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)接入點之間進(jìn)行無線通信的設(shè)備和方法。在一些實施方式中，無線單元可以是環(huán)境傳感器或定位傳感器。
[0002]在很多環(huán)境下都希望從無線單元向固定網(wǎng)絡(luò)無線地發(fā)送信息而不需要有線連接。例如，無線單元可以是定位系統(tǒng)的一部分，其中對于無線單元來說能夠移動是重要的，例如，當(dāng)由人攜帶或附接在人身上，或者由可移動的設(shè)備的元件承載或附接在該元件上時。可選地，無線單元可以是相對靜態(tài)的，但是位于不希望或不可能安裝有線連接的位置，例如建筑中的溫度傳感器。
[0003]諸如建筑的很多環(huán)境已經(jīng)包含了具有無線接入點的網(wǎng)絡(luò)；通?；谝粋€或更多個電氣與電子工程師協(xié)會(IEEE) 802.11標(biāo)準(zhǔn)(通常被稱為“WiFi”)。但是，將無線單元與這樣的接入點相關(guān)聯(lián)對于無線單元來說可能是緩慢的且耗電量大，尤其是當(dāng)采用復(fù)雜的認(rèn)證協(xié)議時。保持關(guān)聯(lián)會出現(xiàn)對無線單元格外的電能要求，其中該無線單元典型地由相對小的電池供電。
[0004]W02006/120675描述了一種以與IEEE802.11兼容的廣播或多播格式向無線局域網(wǎng)(WLAN)發(fā)射存在信號的資產(chǎn)發(fā)射器，但是其不需要將該發(fā)射器與接入點相關(guān)聯(lián)。但是，如果希望向資產(chǎn)發(fā)射器發(fā)送命令，以便控制存在信號和其他參數(shù)的發(fā)射，那么資產(chǎn)發(fā)射器必須包括WLAN接收器，這會導(dǎo)致資產(chǎn)發(fā)射器上大量的能量消耗。在US2005/0156711中描述了緩解該問題的嘗試，在該專利中，在資產(chǎn)發(fā)射器的各個發(fā)射之后通過在接收窗口期間僅對資產(chǎn)標(biāo)識上的接收器供電來接收命令。但是，由于甚至在沒有要接收的命令時也必須對接收器供電，因此這仍然會導(dǎo)致不必要的高能耗。此外，該專利僅允許在有限的時間窗口期間向資產(chǎn)標(biāo)簽發(fā)送命令，這樣不可能及時地發(fā)出控制命令。該專利也不可行或不可能利用標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)部件來實現(xiàn)這樣的專有系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的目的是克服這些缺點。
[0006]因此，一個方面，本發(fā)明提供了一種通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)包括:
[0007]網(wǎng)絡(luò)，其包括多個第一接入點，各個接入點都被配置成利用第一無線協(xié)議與已經(jīng)通過關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)交換與該接入點相關(guān)聯(lián)的通信設(shè)備進(jìn)行雙向通信，其中，各個接入點都進(jìn)一步被配置成利用所述第一無線協(xié)議、以第一數(shù)據(jù)速率從沒有與該接入點相關(guān)聯(lián)的無線通信單元接收多播無線消息，并且將所述多播消息轉(zhuǎn)發(fā)至所述網(wǎng)絡(luò)；以及
[0008]無線發(fā)射器，其被配置為利用不同于所述第一無線協(xié)議的第二無線協(xié)議、以第二數(shù)據(jù)速率來發(fā)送數(shù)據(jù)；以及
[0009]無線通信單元，其包括被配置為利用所述第一無線協(xié)議、以所述第一數(shù)據(jù)速率來發(fā)射多播無線消息的無線發(fā)射裝置，并且還包括被配置為利用所述第二無線協(xié)議、以所述第二數(shù)據(jù)速率從所述無線發(fā)射器接收數(shù)據(jù)并對數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的無線接收裝置。
[0010]本發(fā)明延伸至包括無線發(fā)射裝置的無線通信單元，該無線發(fā)射裝置被配置為利用第一無線協(xié)議以第一數(shù)據(jù)速率來發(fā)射多播無線消息，并且該無線通信單元還包括無線接收裝置，該無線接收裝置被配置為利用不同于第一無線協(xié)議的第二無線協(xié)議以第二數(shù)據(jù)速率從無線發(fā)射器接收并解碼數(shù)據(jù)。[0011]因此，無線單元能夠利用一個無線協(xié)議接收數(shù)據(jù)而利用另一個無線協(xié)議進(jìn)行發(fā)射。第二協(xié)議和第二數(shù)據(jù)速率優(yōu)選地是這樣的，由它們發(fā)送的數(shù)據(jù)能夠以比對于利用第一協(xié)議以相等強(qiáng)度的信號所發(fā)送的數(shù)據(jù)的情況更低的能量消耗被接收并被解碼。例如，第二數(shù)據(jù)速率可低于第一數(shù)據(jù)速率。這樣，數(shù)據(jù)就能夠根據(jù)需要被發(fā)送到無線單元(無需束縛于從無線單元發(fā)射的定時)，同時相比于利用第一協(xié)議接收數(shù)據(jù)的情況，對無線單元提出了更低的能量要求。
[0012]第二協(xié)議可以針對低能量(例如，基于電池)通信而被優(yōu)化，而第一協(xié)議可能已經(jīng)被設(shè)計為高數(shù)據(jù)速率和/或相對長的范圍，因此無需這樣的考慮。 申請人:已經(jīng)認(rèn)識到在存在利用第一協(xié)議(例如，IEEE802.11無線網(wǎng)絡(luò))的接入點基礎(chǔ)架構(gòu)的情況下，可能期望利用該接入點基礎(chǔ)架構(gòu)從無線單元接收通信，同時盡力最小化無線單元的能量消耗。
[0013]第一無線協(xié)議優(yōu)選地符合IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)中的一個或者與IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)中的一個兼容。但是，也可以使用其他協(xié)議，例如全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)、或國際移動通信-2000 αΜΤ-2000)標(biāo)準(zhǔn)中的一個。通過關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)交換與接入點相關(guān)聯(lián)的典型通信裝置可以是筆記本電腦或移動電話。
[0014]接入點優(yōu)選地通過諸如以太網(wǎng)的有線網(wǎng)絡(luò)與另一個接入點連接。
[0015]多播消息(可以是廣播消息)優(yōu)選地如在W02006/120675中描述，其全部內(nèi)容在此通過結(jié)合引入，并且如在Aeroscout Ltd (注冊商標(biāo))出售的標(biāo)簽中使用。
[0016]第二無線協(xié)議可符合至少在一個ΙΕΕΕ802.15.4標(biāo)準(zhǔn)中定義的物理層(ΡΗΥ)，或者與在一個ΙΕΕΕ802.15.4標(biāo)準(zhǔn)中定義的物理層(PHY)兼容。第二協(xié)議可選地也與其中定義的媒體接入層(MAC)兼容。也可以實現(xiàn)更高級別的層，例如在ZigBee (注冊商標(biāo))中限定的一個或更多個層，但這不是最重要的。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解第二無線協(xié)議反而可實現(xiàn)其他標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的一些層或全部層，例如ONE-NET、DASH7、Z-Wave (注冊商標(biāo))等?？蛇x地，第一無線協(xié)議的一些級別或全部級別可以是專屬的。
[0017]第二數(shù)據(jù)速率優(yōu)選地不到第一數(shù)據(jù)速率的一半，并且可小于第一數(shù)據(jù)速率的十分之一。在一些【具體實施方式】中，第一數(shù)據(jù)速率至少是IMbps并且第二數(shù)據(jù)速率最多是250kbps。第二協(xié)議支持的最大數(shù)據(jù)速率可小于第一協(xié)議支持的最小數(shù)據(jù)速率，并且可小于第一協(xié)議支持的數(shù)據(jù)速率的一半或十分之一。
[0018]由于無線接收器的復(fù)雜性，以比多播傳輸速率更低的數(shù)據(jù)速率速率接收數(shù)據(jù)是有優(yōu)勢的，并且其能量消耗典型地與所需的通信帶寬直接成比例，并且更低的第二數(shù)據(jù)速率意味著無線單元能夠更簡單并具有更低的整體能量消耗。 申請人:已經(jīng)認(rèn)識到通常不會對第一接入點應(yīng)用相同的考慮，因為這些通常具有永久的電源連接并且能夠承受更高的生產(chǎn)成本。此外，到無線單元的相對慢的數(shù)據(jù)傳輸提供了更高的信噪比，因此提供了更長的傳輸范圍，其他的都相同；這在使單個無線發(fā)射器或小數(shù)量的安裝的發(fā)射器覆蓋諸如整個醫(yī)院的建筑或建筑群的大區(qū)域時是有優(yōu)勢的。
[0019]當(dāng)與相關(guān)聯(lián)的通信設(shè)備進(jìn)行通信時，被配置為利用第二協(xié)議發(fā)送的無線發(fā)送器的有效發(fā)射范圍可大于接入點的發(fā)射范圍；例如，可以大于清晰的可視距離的兩倍或十倍。這典型地是當(dāng)采用簡單的星狀網(wǎng)絡(luò)拓補(bǔ)以在第二協(xié)議下進(jìn)行通信時的情況。
[0020]通常，當(dāng)現(xiàn)有技術(shù)采用在ISM (工業(yè)的、科學(xué)的和醫(yī)療的)頻帶中運行的諸如IEEE802.15.4或?qū)賲f(xié)議時，有效發(fā)送能量相對低，并且大大低于在典型的IEEE802.11傳輸中使用的有效發(fā)送能量。但是，在本發(fā)明的一些【具體實施方式】中，優(yōu)選地以使得通信范圍等于或大于在來自接入點的發(fā)射中使用的通信范圍的能量級別來發(fā)射第二協(xié)議數(shù)據(jù)。這使得能夠利用第二數(shù)據(jù)協(xié)議對來自無線發(fā)射器的數(shù)據(jù)進(jìn)行寬覆蓋，并且具有低基礎(chǔ)設(shè)施密度。這也能夠降低第二協(xié)議上的全部帶寬。
[0021]第二協(xié)議無線發(fā)射器優(yōu)選地與具有接入點的一般有線網(wǎng)絡(luò)連接，例如以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。第二協(xié)議無線發(fā)射器可以被安裝在與接入點中的一個相同的單元中，或者可以與任意一個接入點物理上分離。
[0022]該系統(tǒng)可包括多個被配置為利用第二無線協(xié)議以第二數(shù)據(jù)率發(fā)送數(shù)據(jù)的多個無線發(fā)射器。對于利用第二協(xié)議進(jìn)行通信的裝置，這些發(fā)射器可形成第二接入點的網(wǎng)絡(luò)。這些第二接入點的每一個也可包括利用第二協(xié)議進(jìn)行雙向通信的無線接收器，并且可與有線網(wǎng)絡(luò)連接。
[0023]無線通信單元可被配置作為在被配置為利用第二無線協(xié)議發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)的節(jié)點的樹狀網(wǎng)絡(luò)拓補(bǔ)或網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓補(bǔ)內(nèi)的節(jié)點。第二接入點的網(wǎng)絡(luò)和/或這樣的無線通信單元可被配置為樹狀網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。這能夠使得無線通信單元以比無線通信單元不得不直接與第二協(xié)議無線發(fā)射器進(jìn)行通信的情況(例如星狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?更低的功率發(fā)射設(shè)置進(jìn)行發(fā)射。
[0024]諸如無線傳感器單元的其他裝置也可以是無線網(wǎng)絡(luò)中利用第二協(xié)議的節(jié)點。在網(wǎng)絡(luò)中諸如無線通信單元的無線節(jié)點可被配置為利用第二無線協(xié)議等從傳感器節(jié)點向另一無線節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)消息，直到到達(dá)與有線網(wǎng)絡(luò)連接的接入點為止。這樣的設(shè)計能夠減小提供對給定區(qū)域(例如醫(yī)院建筑)的覆蓋所需的有線接入點的數(shù)量。
[0025]該系統(tǒng)優(yōu)選地包括諸如服務(wù)器的處理裝置，其被配置為接收并處理經(jīng)轉(zhuǎn)發(fā)的多播消息，并對從無線發(fā)射器發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行控制。
[0026]利用第二協(xié)議發(fā)送的數(shù)據(jù)可采用任何形式，但在一組實施方式中，其包括控制信息，并且無線通信單元被配置為響應(yīng)于接收到所述控制消息而執(zhí)行某個功能。
[0027]控制消息并不限于任何特定類型的指令。可以發(fā)送各種不同類型的控制消息?？刂葡⒖蓪ぶ返揭粋€或更多個特定無線發(fā)送器單元，或者可在范圍內(nèi)向全部發(fā)射器廣播?？刂葡⒌囊粋€示例是使無線單元改變發(fā)送多播消息的速率或者延緩發(fā)射的指令。當(dāng)確定無線單元處于特定區(qū)域中時可發(fā)送這樣的指令，例如在包括對無線干擾敏感的設(shè)備的醫(yī)院的區(qū)域中。
[0028]利用第二協(xié)議向無線單元發(fā)送的數(shù)據(jù)可包括部分的或完整的指令集或者對無線單元內(nèi)部處理單元的固件更新。雖然這樣的指令集通常需要相對大量的數(shù)據(jù)的傳送并因此耗費相對多的時間在第二數(shù)據(jù)協(xié)議上發(fā)送，但是這樣的更新通常不是經(jīng)常的因此不會導(dǎo)致大量的能量消耗。
[0029]無線單元中的無線接收裝置優(yōu)選地包括無線接收器。接收器可僅每隔一段時間加電以節(jié)省能量。因此，第二協(xié)議數(shù)據(jù)可在一個時間段上被重復(fù)地發(fā)送，以確保它們的發(fā)送與無線單元的加電周期一致，或者可被重復(fù)直到無線單元發(fā)送了確認(rèn)，例如，包含在利用第一協(xié)議在多播無線消息中或者包含在利用第二協(xié)議的確認(rèn)消息中。
[0030]更一般地，無線通信單元可被配置為具有睡眠模式和清醒模式，從而在睡眠模式下，其處理器中和/或無線接收器和/或無線發(fā)射器中的至少某個電路是非激活的，以減小單元的能量消耗。無線單元可被配置為在利用第二無線協(xié)議接收到喚醒信號時從睡眠模式切換到清醒模式?？蛇x地或附加地，無線單元可被配置為在接收到磁信號、光信號或超聲波信號，或利用不同于第一和第二無線協(xié)議的第三協(xié)議接收到無線信號時，從睡眠模式切換到清醒模式。這樣的喚醒機(jī)制能夠在檢測喚醒信號的同時消耗非常少的能量。利用喚醒信號導(dǎo)致在保持無線通信單元的低潛伏響應(yīng)的同時能夠節(jié)能。
[0031]接入點通常是靜止的，如優(yōu)選地是被配置為利用第二協(xié)議發(fā)送數(shù)據(jù)的無線發(fā)射器(或多個無線發(fā)射器)。各個接入點優(yōu)選地從有線連接(例如，供電電纜)接收電力。無線通信單元支持無線通信。無線通信單元也可具有例如與電源的有線連接。但是，無線通信單元優(yōu)選地不包括對于通信或電源的有線連接。無線通信單元可從環(huán)境能量中充電，例如陽光或振動，或者可包括電池。
[0032]無線單元一般是靜止的，例如固定到諸如建筑物墻壁的不可移動的物體上，或者無線單元一般是移動的，例如被配置為通過被可移動對象(例如人)佩戴或附接到可移動對象而被承載，或由設(shè)備的便攜元件承載。
[0033]該系統(tǒng)可包括多個這樣的無線單元。多播無線消息優(yōu)選地包括將發(fā)射該消息的無線單元與其他無線單元區(qū)分開的標(biāo)識信息。
[0034]在一組實施方式中，無線單元包括環(huán)境傳感器或者與環(huán)境傳感器有線通信或無線通信，并且被配置為包括將從傳感器得到的信息包括在多播消息中。傳感器可感應(yīng)溫度、壓力、流體流動、濕度、光、噪聲或任何其他可測量的量。該單元可包括測量不同變量的多個這樣的傳感器，或者與測量不同變量的多個這樣的傳感器通信。
[0035]在另一組實施方式中，無線單元以多播信息來發(fā)送與單元的相對位置或絕對位置有關(guān)的信息，或者從中能夠推導(dǎo)出位置的信息。可從被配置為發(fā)送控制消息的無線發(fā)射器接收到的信號推導(dǎo)出這樣的信息，該信號例如是一個或更多個信號的長度、其接收時間以及發(fā)射器的ID。
[0036]在一些實施方式中，無線單元包括超聲波接收器，并且可被配置為對由位于區(qū)域中的超聲波發(fā)射器發(fā)射的超聲波信號做出響應(yīng)。在EP2151696中描述了在無線位置系統(tǒng)中使用的具有超聲波接收器和無線發(fā)射器的無線標(biāo)簽。但是，EP2151696中的設(shè)置受限于沒有用于方便地并節(jié)能地接收諸如控制命令的數(shù)據(jù)的無線標(biāo)簽。
[0037]無線單元可被配置為利用一個或更多個無線和/或超聲波信號來確定或發(fā)送與其位置有關(guān)的信息。無線單元可發(fā)送或接收同時發(fā)射的無線信號和超聲波信號，并且無線單元或服務(wù)器可利用兩個信號到達(dá)時間的差來確定與無線單元有關(guān)的位置信息。
[0038]無線單元可包括時鐘。于是控制消息可包括時鐘同步信息，使得無線單元上的時鐘能夠與網(wǎng)絡(luò)上可用的時間信息同步。
[0039]優(yōu)選地，該系統(tǒng)包括對與無線單元同步的時間信息具有訪問權(quán)限的超聲波發(fā)射器。例如，超聲波發(fā)射器可在網(wǎng)絡(luò)上。然后可發(fā)射包含與其發(fā)射時間相關(guān)的編碼信息的超聲波信息號。如果無線單元被配置為接收超聲波信號，那么能夠確定信號到達(dá)無線單元的精確時間，并且能夠在多播無線發(fā)射中發(fā)射與發(fā)射時間和到達(dá)時間(例如經(jīng)計算的飛行時間)相關(guān)的信息。接收到多播發(fā)射的接入點能夠向位于網(wǎng)絡(luò)上的處理器轉(zhuǎn)發(fā)該信息，該處理器能夠利用該信息來確定與無線單元有關(guān)的位置信息。如果該系統(tǒng)在無線單元的范圍內(nèi)包括多個這樣的超聲波發(fā)射器，則可以使用三邊測量算法來確定該單元的精確位置估算。[0040]當(dāng)必須使用到達(dá)時間差(TDOA)時，知道超聲波信號的飛行時間比僅知道到達(dá)時間的情況允許更有效的位置估算。通過提供節(jié)能時鐘同步機(jī)制，本發(fā)明不需要安裝EP2151696中教導(dǎo)的電力低頻激勵器就能夠進(jìn)行這些有優(yōu)勢的飛行時間計算。
[0041]僅需要相對偶爾地執(zhí)行時鐘同步，例如每分鐘一次、或每小時一次，從而在無線單元上得到非常適度的能量消耗。
[0042]雖然將利用第一協(xié)議的多播消息設(shè)想為從無線單元發(fā)送信息到網(wǎng)絡(luò)的主要機(jī)制，但是，無線單元也可包括被配置為利用第二無線協(xié)議發(fā)送消息的無線發(fā)射器。這樣的發(fā)射可以是以第二數(shù)據(jù)速率或不同的速率來進(jìn)行的。無線單元例如可被配置為利用第二協(xié)議來發(fā)射對利用第二協(xié)議(例如握手)所接收的數(shù)據(jù)的確認(rèn)，和/或用于時間同步。優(yōu)選地，連接到被配置為發(fā)送控制消息的無線發(fā)射器連接的天線還被用來利用第二無線協(xié)議從無線單元接收消息。
[0043]第一和第二無線協(xié)議可在相同的無線頻譜或重疊的無線頻譜中運行，例如，在2.4GHz。但是，這不是主要的，并且在一些實施方式中第二協(xié)議可利用亞GHz頻率范圍。無線單元可利用相同的天線、采用第一無線協(xié)議來發(fā)射多播消息并且采用第二協(xié)議來接收數(shù)據(jù)。對于兩個協(xié)議可使用相同的功率放大器。這樣的重復(fù)使用能夠減小無線單元的大小和成本。
[0044]現(xiàn)在將結(jié)合附圖，僅作為示例地描述本發(fā)明的某些優(yōu)選【具體實施方式】。其中:
[0045]圖1是實施本發(fā)明的系統(tǒng)的示意圖；
[0046]圖2是根據(jù)本發(fā)明的無線通信單元的示意圖；
[0047]圖3是示出用于在實施本發(fā)明的裝置之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的各種可能的路徑的圖；
[0048]圖4是實施本發(fā)明的安裝的系統(tǒng)的示意性平面布置圖。
[0049]圖1示出將服務(wù)器4連接到第一無線接入點6和第二無線接入點8的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)
2。這些接入點6、8支持一個或更多個IEEE801.11標(biāo)準(zhǔn)，例如802.1lb,802.1lg和802.1ln0它們還被配置為接收802.11多播消息并向網(wǎng)絡(luò)2轉(zhuǎn)發(fā)這些消息。網(wǎng)絡(luò)2還包括支持基于IEEE802.15.4PHY和MAC層的傳輸?shù)臒o線發(fā)射器10。無線發(fā)射器10能夠以相對高的功率發(fā)射這些消息。
[0050]第一無線單元12和第二無線單元14位于網(wǎng)絡(luò)2附近。圖1中的所有部件可位于單個建筑中或者建筑群中，例如醫(yī)院場所。當(dāng)然，網(wǎng)絡(luò)拓補(bǔ)可比這個更復(fù)雜，并可包括更多個接入點、無線發(fā)射器和無線單元；例如，接入點和無線單元的一部分或全部可以是一個或更多個網(wǎng)狀無線網(wǎng)絡(luò)或樹狀無線網(wǎng)絡(luò)。
[0051]第一無線單元12位于第一接入點的范圍內(nèi)，而第二無線單元14位于第一接入點6和第二接入點8 二者的范圍內(nèi)。
[0052]圖2示出了無線單元12的一些部件。芯片發(fā)生器16向諸如來自TexasInstruments (注冊商標(biāo))的CC2520的ZigBee (注冊商標(biāo))片上系統(tǒng)(SoC)18提供“O”和“I”序列。此外，芯片發(fā)生器16和ZigBee (注冊商標(biāo))SoC18都與諸如來自Maxim IntegratedProducts (注冊商標(biāo))的Max2721的I/Q調(diào)制器20相連接。開關(guān)22選擇性地將ZigBee(注冊商標(biāo))SoClS的輸入端或者I/Q調(diào)制器20的輸出端與功率放大器24 (例如來自TexasInstruments (注冊商標(biāo)))的CC2591)相連接。功率放大器24與天線26相連接。
[0053]無線單元12可以包括一個或更多個環(huán)境傳感器(未示出)或者超聲波換能器(未示位置確定機(jī)制。無線單元12在802.15.4尺？110路由至有線基礎(chǔ)架構(gòu)2。服務(wù)器(未示汗角定無線單元2的位置。
2置確定機(jī)制。無線單元12在802.11即網(wǎng)羑收，并且接入點6將該信息路由至有線基I信息(例如定時信息)來確定無線單元2的
制能夠在802.15.4咫網(wǎng)絡(luò)40上進(jìn)行。也能夠利用802.15.柳網(wǎng)絡(luò)32進(jìn)行。
每個802.11接入點6、8被安裝在沿著走廊各2。802.15.4收發(fā)器10也被安裝在方便2。其覆蓋范圍通常會比802.11接入點6、〔醫(yī)院邊緣，僅有必要存在一個802.15.2收
示28、29。實踐中，可以在不同的房間存在I元。超聲波基本單元28、29雖然可以連接
【權(quán)利要求】
1.一種通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)包括: 網(wǎng)絡(luò)，其包括多個第一接入點，各個第一接入點都被配置成利用第一無線協(xié)議與已經(jīng)通過關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)交換與該第一接入點相關(guān)聯(lián)的通信設(shè)備進(jìn)行雙向通信，其中，各個第一接入點都進(jìn)一步被配置成利用所述第一無線協(xié)議、以第一數(shù)據(jù)速率從沒有與該第一接入點相關(guān)聯(lián)的無線通信單元接收多播無線消息，并且將所述多播消息轉(zhuǎn)發(fā)至所述網(wǎng)絡(luò)；以及 無線發(fā)射器，其被配置為利用不同于所述第一無線協(xié)議的第二無線協(xié)議、以第二數(shù)據(jù)速率來發(fā)送數(shù)據(jù)；以及 無線通信單元，其包括被配置為利用所述第一無線協(xié)議、以所述第一數(shù)據(jù)速率來發(fā)射多播無線消息的無線發(fā)射裝置，并且還包括被配置為利用所述第二無線協(xié)議、以所述第二數(shù)據(jù)速率從所述無線發(fā)射器接收數(shù)據(jù)并對所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的無線接收裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)，其中，所述第二數(shù)據(jù)速率小于所述第一數(shù)據(jù)速率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的通信系統(tǒng)，其中，所述第二數(shù)據(jù)速率小于所述第一數(shù)據(jù)速率的一半。
4.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)，其中，所述第一無線協(xié)議符合IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)中的一個，或者與之兼容。
5.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)，其中，所述多個第一接入點通過有線網(wǎng)絡(luò)彼此連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通信系統(tǒng)，其中，所述無線發(fā)射器連接至所述有線網(wǎng)絡(luò)。
7.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)，其中，所述第二無線協(xié)議符合在IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)中的一個中定義的物理層，或者與之兼容。
8.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)，其中，所述第二協(xié)議所支持的最大數(shù)據(jù)速率小于所述第一協(xié)議所支持的最小數(shù)據(jù)速率。
9.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)，其中，當(dāng)各個第一接入點與和該第一接入點相關(guān)聯(lián)的通信設(shè)備進(jìn)行通信時，被配置為利用所述第二協(xié)議來發(fā)送數(shù)據(jù)的所述無線發(fā)射器的有效發(fā)射范圍大于所述多個第一接入點的有效發(fā)射范圍。
10.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)包括多個無線發(fā)射器，所述多個無線發(fā)射器被配置為利用所述第二無線協(xié)議以所述第二數(shù)據(jù)速率來發(fā)送數(shù)據(jù)，并且被設(shè)置為針對利用所述第二協(xié)議進(jìn)行通信的設(shè)備形成第二接入點的網(wǎng)絡(luò)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的通信系統(tǒng)，其中，各個第二接入點還包括用于利用所述第二協(xié)議進(jìn)行雙向通信的無線接收器，并且其中，所述第二接入點的網(wǎng)絡(luò)被配置為樹狀網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。
12.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)包括服務(wù)器，所述服務(wù)器被配置為對由所述多個第一節(jié)點中的一個轉(zhuǎn)發(fā)的多播消息進(jìn)行接收和處理，并且對從所述無線發(fā)射器發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行控制。
13.根據(jù)前述任一 項權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)，其中，所述無線發(fā)射器被配置為利用所述第二無線協(xié)議以所述第二數(shù)據(jù)速率來發(fā)送控制消息，并且其中，所述無線通信單元被配置為接收所述控制消息并且響應(yīng)于接收到所述控制消息而執(zhí)行功能。
14.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)，其中，所述無線單元中的所述無線接收裝置包括無線接收器，并且被配置為每隔一段時間就對所述無線接收器加電。
15.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)，其中，所述無線通信單元被配置為具有睡眠模式和清醒模式，其中，在所述睡眠模式下，所述單元的處理器中或所述單元的所述無線接收裝置中或所述單元的所述無線發(fā)射裝置中的至少某些電路是非激活的，以減小所述單元的能耗，并且所述無線通信單元還被配置為在利用所述第二無線協(xié)議接收到喚醒信號時從睡眠模式切換到清醒模式。
16.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)，其中，所述多個第一接入點中的各個第一接入點都從有線連接接收電力。
17.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)，其中，所述無線通信單元被配置為由可移動對象承載、佩戴，或者附接在可移動對象上。
18.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)，其中，所述無線通信單元包括環(huán)境傳感器或者與環(huán)境傳感器進(jìn)行通信，并且被配置為以多播無線消息來發(fā)射從所述傳感器得到的信息。
19.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)，其中，所述無線通信單元被配置為以多播無線消息來發(fā)射與所述單元的位置有關(guān)的信息或從中能夠推導(dǎo)出所述單元的位置的信肩、O
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的通信系統(tǒng)，其中，所述信息是從被配置為以所述第二數(shù)據(jù)速率發(fā)送數(shù)據(jù)的所述無線發(fā)射器接收的信號推導(dǎo)出的。
21.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)，其中，所述無線單元包括超聲波接收器，并且被配置為對位于一區(qū)域中的超聲波發(fā)射器所發(fā)射的超聲波信號做出響應(yīng)。
22.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)，其中，所述無線單元包括時鐘，其中，所述無線發(fā)射器被配置為利用所述第二無線協(xié)議以所述第二數(shù)據(jù)速率來發(fā)送時鐘同步信息，并且其中，所述無線單元被配置為利用所述時鐘同步信息來同步其時鐘。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)包括超聲波發(fā)射器，所述超聲波發(fā)射器被配置為訪問針對所述無線單元的時間同步信息，并且還被配置為發(fā)送超聲波信號，該超聲波信號包含與該超聲波信號的發(fā)射時間有關(guān)的編碼信息，其中，所述無線單元被配置為接收所述超聲波信號，并且以多播無線發(fā)射來發(fā)射與所述超聲波的發(fā)射時間和到達(dá)時間有關(guān)的?目息。
24.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)，其中，所述無線通信單元包括功率放大器和天線，并且被配置為使用所述天線和所述功率放大器來利用所述第一無線協(xié)議發(fā)送多播消息并且利用所述第二協(xié)議接收數(shù)據(jù)。
25.根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)包括多個無線通信單元，所述多個無線通信單元包括無線發(fā)射裝置，所述無線發(fā)射裝置被配置為利用所述第一無線協(xié)議以所述第一數(shù)據(jù)速率來發(fā)射多播無線消息，所述多播無線消息包括將發(fā)射所述消息的無線通信單元與其他無線通信單元區(qū)分開的標(biāo)識信息，并且所述多個無線通信單元還包括無線接收裝置，所述無線接收裝置被配置為利用所述第二無線協(xié)議以所述第二數(shù)據(jù)速率從所述無線發(fā)射器接收數(shù)據(jù)并對所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。
26.一種無線通信單元，該無線通信單元包括被配置為利用第一無線協(xié)議以第一數(shù)據(jù)速率來發(fā)射多播無線消息的無線發(fā)射裝置，并且還包括無線接收裝置，所述無線接收裝置被配置為利用不同于所述第一無線協(xié)議的所述第二無線協(xié)議以第二數(shù)據(jù)速率從無線發(fā)射器接收數(shù)據(jù)并對所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的無線通信單元，其中，所述第二數(shù)據(jù)速率小于所述第一數(shù)據(jù)速率。
28.根據(jù)權(quán)利要求26或27所述的無線通信單元，其中，所述第二數(shù)據(jù)速率小于所述第一數(shù)據(jù)速率的一半。
29.根據(jù)權(quán)利要求26至28中任一項所述的無線通信單元，其中，所述第一無線協(xié)議符合IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)中的一個，或者與之兼容。
30.根據(jù)權(quán)利要求26至29中任一項所述的無線通信單元，其中，所述第二無線協(xié)議符合在IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)中的一個中定義的物理層，或者與之兼容。
31.根據(jù)權(quán)利要求26至30中任一項所述的無線通信單元，其中，所述第二協(xié)議所支持的最大數(shù)據(jù)速率小于所述第一協(xié)議所支持的最小數(shù)據(jù)速率。
32.根據(jù)權(quán)利要求26至31中任一項所述的無線通信單元，該無線通信單元被配置為從所述無線發(fā)射器接收控制消息并且響應(yīng)于接收到所述控制消息而執(zhí)行功能。
33.根據(jù)權(quán)利要求26至32中任一項所述的無線通信單元，其中，所述無線接收裝置包括無線接收器，并且被配置為每隔一段時間就對所述無線接收器加電。
34.根據(jù)權(quán)利要求26至33中任一項所述的無線通信單元，該無線通信單元被配置為具有睡眠模式和清醒模式，其中，在所述睡眠模式下，所述單元的所述無線接收裝置中或所述無線發(fā)射裝置中或處理器中的至少某些電路是非激活的，以減小所述單元的能耗，并且該無線通信單元還被配置為在利用所述第二無線協(xié)議接收到喚醒信號時從睡眠模式切換到清醒模式。
35.根據(jù)權(quán)利要求26至34中任一項所述的無線通信單元，該無線通信單元被配置為由可移動對象承載、佩戴，或者附接在可移動對象上。
36.根據(jù)權(quán)利要求26至35中任一項所述的無線通信單元，該無線通信單元包括環(huán)境傳感器或者與所述環(huán)境傳感器進(jìn)行通信，并且被配置為以多播無線消息來發(fā)射從所述傳感器得到的信息。
37.根據(jù)權(quán)利要求26至36中任一項所述的無線通信單元，該無線通信單元被配置為以多播無線消息來發(fā)射與所述單元的位置有關(guān)的信息或從中能夠推導(dǎo)出所述單元的位置的信息。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的無線通信單元，其中，所述信息是從接收自所述無線發(fā)射器的信號推導(dǎo)出的。
39.根據(jù)權(quán)利要求26至38中任一項所述的無線通信單元，該無線通信單元包括超聲波接收器，并且被配置為對位于區(qū)域中的超聲波發(fā)射器所發(fā)射的超聲波信號做出響應(yīng)。
40.根據(jù)權(quán)利要求26至39中任一項所述的無線通信單元，該無線通信單元包括時鐘，該無線通信單元被配置為利用所述第二無線協(xié)議以所述第二數(shù)據(jù)速率從所述無線發(fā)射器接收時鐘同步信息，并且還被配置為利用所述時鐘同步信息來同步其時鐘。
41.根據(jù)權(quán)利要求26至40中任一項所述的無線通信單元，該無線通信單元包括功率放大器和天線，并且被配置為使用所述天線和所述功率放大器來利用所述第一無線協(xié)議發(fā)射多播消息并且利用所述第二協(xié)議接收數(shù)據(jù)。
【文檔編號】H04W52/02GK103843413SQ201280040477
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月22日
【發(fā)明者】威爾弗雷德·埃德溫·波杰, O·H·奧爾森 申請人:索尼特技術(shù)公司