Эффективное управление таблицами посредников в сетях связи

Эффективное управление таблицами посредников в сетях связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится к области сетей связи, где устройства-посредники (например, узлы-посредники) работают в качестве ретрансляционных устройств (например, ретрансляционных узлов) для перенаправления сообщений от устройств с ограниченными ресурсами (например, узлов с ограниченными ресурсами), например - но не только - устройств ZigBee Green Power (ZGPD), к их приемникам или устройствам-адресатам (например, узлам-адресатам).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В беспроводной сети могут использоваться устройства с ограниченными ресурсами, включая устройства с ограниченной энергией, такие как поглощающие энергию устройства. Такие устройства весьма ограничены в доступном количестве энергии, что ограничивает их предлагаемые функциональные возможности и влияет на управление, ввод в эксплуатацию и обслуживание сети.

Одним примером такой технологии является развивающийся стандарт ZigBee Green Power (ZGP). Устройство ZGP (ZGPD) является устройством с ограниченными ресурсами, которое может питаться с помощью поглощения энергии и которое может не иметь батареи, либо которое может иметь лишь небольшой объем памяти и, соответственно, может передавать и/или принимать только в незапланированных случаях. Например, ZGPD может быть безбатарейным переключателем, который может передавать только в течение короткого времени, как только он приводится в действие пользователем, и не обладает возможностью приема. Другим примером ZGPD может быть безбатарейный переключатель, который может принимать в течение короткого времени, как только он приводится в действие пользователем и передал свой сигнал. Еще одним примером ZGPD является периодически сообщающий датчик, поглощающий энергию из своего окружения, например, посредством фотогальванического элемента, с возможностями приема или без таковых. Если устройство с ограниченной энергией находится вне диапазона устройства, управлять которым оно конфигурируется (устройство, подлежащее управлению, называется "приемником" или "устройством-адресатом"), то промежуточное устройство (называемое "посредником") используется для перенаправления информации в приемник. Линии беспроводной связи между посредником и ограниченным устройством могут появляться и исчезать в течение времени существования сети, например из-за изменений в условиях распространения или в относительном местоположении устройств, и/или из-за добавления и удаления устройств. По причинам безопасности и производительности системы посредники могут перенаправлять только для ограниченных устройств, для которых у них есть запись в таблице (то есть запись в таблице посредника), например, чтобы иметь возможность выполнять проверку свежести или безопасности (аутентификация, дешифрование). Для надежности связи можно использовать больше одного посредника для перенаправления информации от имени ограниченного устройства.

Существуют различные способы для создания/расширения такой записи в таблице посредника, автоматически или по запросу например, пользователя или объекта обслуживания и/или конфигурации. Однако подходы для удаления записи, доступные в настоящее время в спецификации ZGP, требуют участия пользователя посредством использования инструмента ввода в эксплуатацию и/или ручного взаимодействия с ограниченным устройством и/или управляемым устройством (каждое из которых может устанавливаться на потолке), что обременительно для крупномасштабной сети, такой как сети автоматизации зданий; и может требовать повторяющихся действий удаления, если объединяется с автоматическим созданием таблицы посредника, которое доступно сегодня в спецификации ZGP.

Из-за масштаба сети и автоматического создания таблицы посредника существует потребность в автоматическом управлении таблицами посредников. В соответствии со спецификацией ZGP от реализованного посредника зависит выбор некоторой эвристики управления, то есть выбор эвристики, которая отбирает запись для удаления из (заполненной) таблицы посредника, например, если нужно добавить новую запись; единственный рекомендованный способ для автоматического удаления записей в таблице посредника указывает на эти записи с признаком InRange в поле Options, установленным в "0b0", при желании совместно с подполем ZGPDfixed поля Options, также установленным в "0b0" (ср. рекомендованные методы ZGP для ZBA, документ ZigBee 11-0196 г01, раздел 5.4.2.1, страница 24, строка 22-24); или на записи с признаком EntryActive в поле Options, установленным в "0b0", которые можно переместить в список zgppBlockedZGPDID (документ ZigBee 09-5499r23, раздел 3.5.2.2.1, строка 21-23). Другая возможная эвристика исключена из объема спецификации ZGP; она может относиться к основанным на опыте методикам для решения, изучения и обнаружения проблем. Там, где исчерпывающий поиск является непрактичным, эвристика используется для ускорения процесса отыскания удовлетворительного решения. Примеры такой эвристики включают в себя использование эмпирического правила, обоснованного предположения, интуитивного суждения или здравого смысла. Самой основной эвристикой является метод проб и ошибок. Может иметь место некоторый уровень свободы для разработчиков посредников, так как несмотря на то, что плохая эвристика уменьшает эффективность и надежность сети, плохая эвристика не может привести к длительному сбою сети. В текущей спецификации ZGP отсутствует снижение производительности для посредников, имеющих сильно заполненные таблицы посредников, так что агрессивная очистка для сокращения таблицы посредника гораздо меньше размера доступной памяти на посреднике не обладает благоприятным эффектом.

Текущая спецификация ZGP предлагает некоторые другие механизмы для обслуживания таблиц посредников, особенно для создания записи в таблице посредника. Например, в процессе ввода в эксплуатацию (возможно, с участием пользователя), преемник или инструмент ввода в эксплуатацию отправляет управляющее извещение (например, команду ZGP Pairing с признаком AddSink, установленным в "0b1"), информирующее посредника (посредников) о новом созданном отношении управления, включающее в себя идентификатор ограниченного устройства и соответствующий приемник (приемники). Данное управляющее извещение можно отправить с помощью широковещания (с ограниченным диапазоном), с необязательным добавлением посредника (посредников) в таблицу, только если они находятся в диапазоне ограниченного устройства, особенно если устройство указывает постоянное местоположение. Во время работы создания записи в таблице посредника можно достичь на посреднике с помощью приема незатребованного управляющего извещения, или связи от неизвестного ограниченного устройства и наблюдения другого посредника (посредников), перенаправляющего ее, или связи от неизвестного ограниченного устройства и создания запроса отношений управления (например, команда ZGP Pairing Search или широковещательная команда ZGP Notification). Записи в таблице посредника можно удалять после приема GPDF (Кадр устройства Green Power) вывода из эксплуатации от ограниченного узла в режиме ввода в эксплуатацию (специально инициированного на ограниченном узле) либо после приема команды снятия контроля (например, ZGP Pairing с признаком AddSink, установленным в "0b0", или с признаком RemoveZGPD, установленным в "0b1"), специально инициированного на приемнике/инструменте ввода в эксплуатацию.

Другими автоматическими операциями с таблицей посредника, упомянутыми в спецификации ZGP, являются очистка признака первого для перенаправления и/или удаление любых пакетов, стоящих в очереди для перенаправления, после приема перенаправленной другим посредником связи или пакета подтверждения от приемника (ср. спецификацию ZGP, документ ZigBee 09-5499-23, раздел А.3.5.2.1, страница 124, строка 9-39), либо очистка признака первого для перенаправления и удаление любых пакетов, стоящих в очереди для доставки ограниченному устройству, после приема запроса на отправку ограниченному устройству при назначаемом другом посреднике (ср. спецификацию ZGP, документ ZigBee 09-5499-23, раздел А.3.5.2.1, страница 122, строка 43 - страница 123, строка 5).

Вышеупомянутые подходы позволяют определять состояние записи в таблице посредника. Однако из-за непредсказуемого расписания передач ограниченным устройством (которое может зависеть от количества доступной энергии и/или взаимодействия с пользователем) и ненадежного характера беспроводных передач, особенно от ограниченных устройств, которые, возможно, не используют квитирования (АСК) и процедуры доступа к каналу (например, Коллективный доступ с контролем несущей и предотвращением конфликтов (CSMA/CA)), простые подходы для автоматического удаления таблицы посредника на основе старения (например, удаление записей, которые истекут быстрее всех, удаление записей, которые создавались раньше всех, удаление записей, которые использовались меньше всех) не подходят для ограниченных устройств.

Хотя известно несколько решений для устройств-посредников, чтобы самостоятельно принимать решения по созданию, сохранению, обновлению или удалению записи в таблице посредника, они не гарантируют оптимальной производительности системы с эффективным назначением посредников (с необходимым уровнем резервирования) на каждое ограниченное устройство.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача изобретения - обеспечить эффективное управление таблицами посредников в сети, чтобы достичь по меньшей мере одного из удаления устаревших записей в таблице посредника, предупреждения переполнения таблицы посредника, предупреждения слишком многих активных посредников на каждое ограниченное устройство (особенно в плотных сетях), гарантии по меньшей мере одного посредника на каждое ограниченное устройство (в плотных сетях) и оптимальной надежности посредников.

Эта задача решается с помощью устройства по п. 1, способа по п. 6 и компьютерного программного продукта по п. 7.

Соответственно, предлагаются решения для управления содержимым таблиц посредников способами, которые оптимизируют производительность, задержку и надежность для рассматриваемой сети (сетей), оптимизируя при этом определенное количество устройств-посредников раннего действия на каждое ограниченное устройство. Количество устройств-посредников, у которых есть запись в таблице посредника для устройства с ограниченными ресурсами, определяется по меньшей мере для одного устройства с ограниченными ресурсами на основе информации таблиц посредников, принятой от устройств-посредников и/или других устройств в сети, и/или по меньшей мере частично на основе наблюдения сообщений, отправленных по меньшей мере одним из упомянутых устройств-посредников, действуя при этом в качестве ретрансляционного устройства для упомянутого устройства с ограниченными ресурсами. Знание количества устройств-посредников на каждое ограниченное устройство (например, ZGPD) позволяет устройству (которое могло бы предоставляться на устройстве-посреднике, устройстве-приемнике, управляющем устройстве подобном, например, инструменту ввода в эксплуатацию или системе управления зданием, или другому устройству) добавлять или удалять или подтверждать или создавать записи или пробные записи. В качестве примера количество устройств-посредников, у которых есть запись в таблице посредника для устройства с ограниченными ресурсами, может определяться путем передачи запроса записей в таблице посредника, например, в широковещательной рассылке для обращения к посредникам или в одноадресной рассылке другому устройству, хранящему записи. В качестве альтернативы или дополнительно отношение между количеством раз, которое устройство-посредник, у которого есть запись в таблице посредника для устройства с ограниченными ресурсами, действовало для устройства с ограниченными ресурсами, и количеством раз, которое устройство с ограниченными ресурсами выполнило передачу, определяется на основе информации, принятой от устройств-посредников, и/или по меньшей мере частично на основе наблюдения сообщений, отправленных по меньшей мере одним из упомянутых устройств-посредников, действуя при этом в качестве ретрансляционного устройства для упомянутого устройства с ограниченными ресурсами, и если это отношение превышает заранее установленную пороговую величину, то инициируется создание по меньшей мере одного дополнительного устройства-посредника, у которого есть запись в таблице посредника для устройства с ограниченными ресурсами, либо, если это отношение превышает другую заранее установленную пороговую величину, то инициируется удаление по меньшей мере одной записи в таблице посредника для устройства с ограниченными ресурсами. Кроме того, управление таблицами посредников можно упростить путем принуждения устройства-посредника (устройств-посредников) сообщать информацию об известных устройствах с ограниченными ресурсами. В связи с этим устройство-посредник (устройства-посредники) можно приспособить для предоставления записей мониторинга об устройствах с ограниченными ресурсами, обнаруженных в его/их диапазоне приема. Эти обнаруженные устройства с ограниченными ресурсами могут быть еще не перечислены в его/их таблице посредника.

Посредством этого можно обеспечить, что каждый ограниченный узел имеет записи в таблице на устройствах-посредниках. В результате обеспечения того, что каждое устройство с ограниченными ресурсами имеет несколько устройств-посредников раннего действия в его диапазоне передачи, можно оптимизировать надежность системы. Посредством этого производительность системы можно быстро и эффективно повысить путем эффективного назначения устройств-посредников (с необходимым уровнем резервирования) на каждое ограниченное устройство. Необходимого или нужного количества устройств-посредников на каждое ограниченное устройство можно достичь с помощью методик управления таблицами посредников для удаления записей в таблице посредника (у выбранного устройства-посредника) и/или добавления записей в таблицу посредника (в выбранном устройстве-посреднике), чтобы оптимизировать общую производительность системы и характеристики надежности.

Все решения, которые заданы в вышеупомянутых независимых пунктах формулы изобретения на устройство и способ, относятся к взаимосвязанным изделиям или альтернативным решениям вышеупомянутой задачи, которые связаны общей концепцией уравновешивания использования устройств-посредников для узлов с ограниченными ресурсами путем управления записями в таблице посредника для устройств с ограниченными ресурсами на основе совместно используемой информации об устройствах с ограниченными ресурсами и/или связанных записей в таблице посредника.

В соответствии с первым аспектом количество устройств-посредников может определяться на основе информации таблиц посредников, принятой от устройств-посредников или других устройств в сети, и/или по меньшей мере частично на основе наблюдения сообщений, отправленных по меньшей мере одним из устройств-посредников, действуя при этом в качестве ретрансляционного устройства для устройства с ограниченными ресурсами. Эти меры упрощают сбор информации, из которой можно вывести количество устройств-посредников.

В соответствии со вторым аспектом, который можно объединить с вышеупомянутым первым аспектом, по меньшей мере определенное количество устройств-посредников, у которых есть запись в таблице посредника для устройства с ограниченными ресурсами, можно сохранить в таблице подсчета посредников, и устройство-посредник можно удалить из таблицы подсчета посредников в ответ на сообщение (например, одноадресное, или групповое, или широковещательное сообщение), принятое от устройства-посредника или другого устройства, например приемника, и указывающее, что устройство-посредник решило или получило команду удалить устройство с ограниченными ресурсами из своей таблицы посредника или прекратить перенаправление от его имени. Данная мера обеспечивает, что информация о посреднике, используемая для управления таблицами посредников, поддерживается актуальной.

В соответствии с третьим аспектом, который можно объединить с вышеупомянутым первым или вторым аспектом, запись в таблице для устройства с ограниченными ресурсами можно удалить или маркировать как кандидат на удаление по меньшей мере из одной таблицы посредника, либо можно прекратить перенаправление от имени устройства с ограниченными ресурсами, если определяется по меньшей мере одно из следующих условий: наличие устройств-посредников больше заранее установленной верхней пороговой величины с записью в таблице посредника для устройства с ограниченными ресурсами, или которые перенаправляют от его имени, устройства-посредники имеют недостаточные индикаторы надежности, все устройства-посредники в заданной области или с заданной возможностью имеют заполненные таблицы посредников, изменяется пороговая величина, изменяются характеристики ограниченного устройства, изменение в сопряжениях. Это обеспечивает, что для каждого устройства с ограниченными ресурсами количество устройств-посредников раннего действия в его диапазоне передачи остается ниже верхней пороговой величины.

В соответствии с четвертым аспектом, который можно объединить с любым из вышеупомянутых аспектов с первого по третий, запись в таблице посредника восстанавливается устройством в момент или до истечения времени существования записи в таблице посредника. Посредством этого устройство на основе доступной, связанной с посредником информации может решить, следует ли поддерживать запись в таблице посредника даже после истечения ее времени существования.

В соответствии с пятым аспектом, который можно объединить с любым из вышеупомянутых аспектов с первого по четвертый, можно инициировать действие, которое вызывает создание больше посредников раннего действия с записью в таблице посредника для устройства с ограниченными ресурсами, или которые перенаправляют от его имени, если определено по меньшей мере одно из следующих условий: определенное количество устройств-посредников с записями в таблице посредника для устройства с ограниченными ресурсами (то есть количество устройств-посредников раннего действия) ниже заранее установленной нижней пороговой величины, существующие посредники не имеют достаточных индикаторов надежности, другие посредники имеют достаточные или лучшие индикаторы надежности, изменяется пороговая величина, изменяются характеристики ограниченного устройства, или изменение в сопряжениях. Посредством этого можно обеспечить, что каждый ограниченный узел имеет заранее установленное минимальное количество записей в таблице на устройствах-посредниках.

В соответствии с шестым аспектом, который можно объединить с любым из вышеупомянутых аспектов с первого по пятый, устройство-посредник можно выполнить с возможностью перенаправления сообщения, принятого от устройства с ограниченными ресурсами, для которого у него есть запись в таблице посредника для перенаправления, после истечения характерного для посредника времени задержки, и пока оно не увидит, что другой посредник уже перенаправил это сообщение, причем устройство-посредник выполнено с возможностью управления характерным для посредника временем задержки, так что существует ненулевая вероятность, что это время задержки будет меньше, чем используемое другими устройствами-посредниками в диапазоне устройства с ограниченными ресурсами, даже если топология сети такова, что эти другие устройства-посредники располагаются лучше относительно устройства с ограниченными ресурсами, или если условия распространения таковы, что другие устройства-посредники имеют индикаторы надежности лучше. Посредством этого каждое устройство-посредник иногда будет получать возможность действовать от имени ограниченного устройства. Характерное для посредника время задержки можно вычислить путем включения по меньшей мере одной из случайной составляющей и/или составляющей, которая основывается на подсчете количества последних случаев, когда устройство с ограниченными ресурсами сгенерировало сообщение, которое не было перенаправлено устройством-посредником, и/или составляющей, которая- основывается на подсчете устройств-посредников, перенаправляющих от имени устройства с ограниченными ресурсами. Посредством этого можно добиться большей устойчивости совокупности активных посредников.

В соответствии с седьмым аспектом, который можно объединить с любым из аспектов с первого по восьмой, инициируется действие для прекращения перенаправления от имени устройства с ограниченными ресурсами и для удаления записи в таблице посредника у устройства-посредника для устройства с ограниченными ресурсами, или маркировки записи в таблице посредника как кандидата на удаление, если вышеупомянутое отношение между количеством раз, которое устройство-посредник, у которого есть запись в таблице посредника для устройства с ограниченными ресурсами, действовало для устройства с ограниченными ресурсами, и количеством раз, которое устройство с ограниченными ресурсами выполнило передачу, опустилось ниже заранее установленной пороговой величины или другой (меньшей) пороговой величины. Посредством этого можно обнаружить и удалить устройства-посредники, которые используются не часто или уже не находятся в диапазоне ограниченного устройства.

В соответствии с восьмым аспектом, который можно объединить с любым из аспектов с первого по седьмой, отношение между количеством раз, которое устройство-посредник, у которого есть запись в таблице посредника для устройства с ограниченными ресурсами, действовало для устройства с ограниченными ресурсами, и количеством раз, которое устройство с ограниченными ресурсами выполнило передачу, может определяться на основе информации мониторинга об устройстве с ограниченными ресурсами, принятой от устройств-посредников, которые не имеют запись в таблице посредника для устройства с ограниченными ресурсами или не перенаправляют от его имени. Соответственно, устройства-посредники без функции раннего действия могут успешно привлекаться к управлению таблицами посредников.

В соответствии с девятым аспектом, который можно объединить с любым из аспектов с первого по девятый, действие для получения записи в таблице посредника для устройства с ограниченными ресурсами или для начала перенаправления от имени устройства с ограниченными ресурсами может инициироваться вторым устройством-посредником (без функции раннего действия), которое не перенаправляет от имени устройства с ограниченными ресурсами, если второе устройство-посредник обнаруживает, что отношение другого устройства-посредника превышает заранее установленную пороговую величину. Посредством этого устройства-посредники, которые не имеют запись в таблице посредника для ограниченного устройства, могут активно участвовать в управлении таблицами.

В соответствии с десятым аспектом, который можно объединить с любым из аспектов с первого по девятый, устройство-посредник можно выполнить с возможностью приема командного сообщения, которое ссылается на устройство с ограниченными ресурсами, где устройство-посредник выполнено с возможностью исполнения команды, только если в настоящее время у него есть запись мониторинга, связанная с последним сообщением от ограниченного устройства. Как уже упоминалось выше, это повышает устойчивость совокупности активных посредников. Определенная команда может привести к добавлению записи в таблице посредника для устройства с ограниченными ресурсами на устройстве-посреднике.

Отметим, что устройство и устройство-посредник могут быть реализованы как дискретные аппаратные схемы с дискретными аппаратными компонентами, как интегральная схема, как компоновка модулей микросхемы или как устройство или микросхема обработки сигналов, управляемое (управляемая) системной программой либо программой, сохраненной в памяти, записанной на машиночитаемом носителе или загруженной из сети, такой как Интернет.

Нужно понимать, что устройство по п. 1, способ по п. 6 и компьютерный программный продукт по π. 7 имеют аналогичные и/или идентичные предпочтительные варианты осуществления, которые, в частности, заданы в зависимых пунктах формулы изобретения.

Следует понимать, что предпочтительный вариант осуществления изобретения также может быть любым сочетанием зависимых пунктов формулы изобретения и соответствующего независимого пункта формулы изобретения.

Эти и другие аспекты изобретения станут очевидными и разъясненными со ссылкой на варианты осуществления, описанные ниже.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На чертежах:

Фиг. 1 показывает схематическую блок-схему архитектуры системы в соответствии с различными вариантами осуществления.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Варианты осуществления теперь описываются на основе беспроводной ячеистой сети, содержащей одно или несколько ограниченных устройств R, которые могут отправлять сообщения, помещая их в пакеты, но ограничены в своей способности отправлять много пакетов или длинные беспроводные пакеты и ограничены в своей способности прослушивать пакеты в течение длительных периодов времени или вообще принимать (например, устройства, питаемые с помощью механизмов аккумулирования энергии), одно или несколько устройств-приемников Т, которые должны принимать и воздействовать на сообщения от ограниченных устройств R, где сообщения могут кодироваться в один или несколько пакетов, и кодирование сообщения в пакет может меняться на основе последовательности скачков, и сообщения могут доставляться в режиме свободной, одноадресной, многоадресной, групповой или широковещательной связи, одно или несколько устройств-посредников Р, которые помогают доставлять сообщения от ограниченных устройств вне (радио)диапазона ограниченных устройств и/или помогают в доставке их в необходимом формате сообщений и/или более надежном, совершая специальные действия (например, доставляя сообщение дальше к устройству-приемнику Τ), когда они принимают пакет от ограниченного устройства. Устройства-посредники Ρ обычно могут обладать большей мощностью, чем ограниченные устройства, поэтому они могут выполнять дополнительную обработку сообщений, использовать разные форматы сообщений с более длинными сообщениями или сообщениями по другому протоколу, выполнять действия по повторению попытки или действия по выявлению маршрута от имени ограниченного устройства, и т.п. При желании может предоставляться одно или несколько устройств-маршрутизаторов RT, которые не могут действовать в качестве устройства-посредника, но могут направлять сообщения, отправленные устройством-посредником Ρ к устройству-приемнику Т. Сеть называется "ячеистой" сетью для указания, что имеется по меньшей мере одно устройство, которое допускает работу в качестве ретранслятора для сообщения.

Одно устройство может действовать в качестве устройства-приемника Τ и устройства-посредника Р, а также в качестве устройства-маршрутизатора RT.

Фиг. 1 показывает типичную топологию сети, в которой можно реализовать настоящее изобретение. Стрелки на фиг. 1 показывают пакеты, которые отправляются и принимаются для доставки сообщения от ограниченного, устройства R1 к устройству-приемнику Т1. Пунктирная стрелка указывает, что в этом примере исходный пакет, отправленный ограниченным устройством R1, также принимается первым устройством-посредником Р1, но первое устройство-посредник Р1 не воздействует на него. Существует несколько подходов, с помощью которых первое устройство-посредник Р1 и второе устройство-посредник Р2 могут координироваться для предотвращения любого неэкономного действия их обоих при перенаправлении пакета.

Как указано на фиг. 1, первое и второе устройства-посредники Р1 и Р2 являются посредниками, которые находятся в диапазоне ограниченного устройства R1. Существует несколько причин, почему может быть выгодно иметь исполнение системы, при котором несколько устройств в диапазоне могут работать или действовать в качестве посредников для ограниченного устройства R1.

Первой причиной является надежность. Для каждого сообщения M_i ограниченное устройство R1 может иметь лишь ограниченную энергию для отправки пакетов, содержащих сообщение. Например, ограниченное устройство R1 может быть способно отправить два или три пакета, кодирующие сообщение, в течение очень короткого временного промежутка (например, заданного доступностью поглощенной энергии). Также оно может быть не способно выполнить необходимые механизмы доступа к каналу и/или ожидать приема кадра квитирования, и все это может отрицательно влиять на надежность связи. В этом случае наличие большего количества посредников вокруг ограниченного устройства R1, которые будут прослушивать, а также будут способны перенаправить пакеты от ограниченного устройства R1, увеличивает вероятность того, что по меньшей мере один посредник примет пакет с сообщением Μ_i и впоследствии убедится, что он доставлен приемнику Т.

Второй причиной является мобильность. Если ограниченное устройство R1 может перемещаться, то оно может выйти из диапазона какого-нибудь одиночного посредника, посредник может переместиться/выключиться, либо условия распространения могут измениться (например, вследствие временных или постоянных перестановок в пространстве или перемещений людей).

Третьей причиной является уклонение от конфигурации ограниченного устройства. Может быть невозможно или нежелательно конфигурировать ограниченное устройство R1 для хранения сетевого адреса одного устройства-посредника. Поэтому любой пакет сообщений, отправленный ограниченным устройством R1, автоматически будет широковещательным/многоадресным пакетом, адресованным всем или нескольким устройствам с функцией посредника (в диапазоне).

Варианты осуществления настоящего изобретения применяются к системам с возможностью иметь несколько посредников для каждого ограниченного устройства R1. В таких системах для скорости, эффективности и надежности полезно, если посредники могут содержать в себе "информацию о состоянии", также называемую "информацией таблицы посредника", касаемо ограниченных устройств. Примерами такой "информации о состоянии", применимой к одному ограниченному устройству R1, являются (i) идентификатор ограниченного устройства, (ii) адреса (или идентификаторы) устройства-приемника (или устройств) для некоторых сообщений от ограниченного устройства R1, если ограниченное устройство R1 не может внедрить или не внедряет эту информацию в свои пакеты сообщений, или другая информация, влияющая на перенаправление от имени ограниченного устройства, например состояние записи, информация о маршрутизации, адреса-псевдонимы для перенаправления, (iii) информация, которая делает надежнее связь от или к ограниченному устройству R1, например, ключ шифрования, используемый ограниченным устройством R1, защитный счетчик кадров, использованный недавно ограниченным устройством R1 (счетчики кадров могут защитить от атак с повторением пакетов и/или используются в качестве векторов начального заполнения для ключа), (iv) информация о качестве линии связи между ограниченным устройством и устройством-посредником, (v) возможности ограниченного устройства и (vi) сообщение, которое нужно отправить к ограниченному устройству R1, как только оно включает свой радиоблок и устанавливает его на прием таких сообщений; все или некоторые из них можно сохранить. Обычно аккумулирующее энергию устройство или узел могло бы (мог бы) включать свой радиоблок и устанавливать его в режим приема на короткое время после того, как оно отправило пакет сообщений.

В вариантах осуществления термин "таблица посредника" и "информация таблицы посредника" предназначен для охвата части или всей структуры данных на посреднике, которая хранит информацию об одном или нескольких ограниченных устройствах или для них и может содержать один или несколько информационных элементов, описанных в предыдущем абзаце. Таблица посредника может содержать информацию для одного или многих разных ограниченных узлов Rx. Таким образом, в такой системе записи в таблице посредника нужно создавать, обслуживать и использовать для перенаправления связи ограниченного устройства, а также, возможно, удалять их.

Например, на фиг. 1 было бы полезно, если бы оба устройства-посредника Р1 и Р2 хранили информацию для ограниченного устройства R1 в своих таблицах посредников. Если ограниченное устройство R1 может перемещаться, также было бы полезно, если бы ту информацию хранило третье устройство-посредник Р3. Однако в наиболее продуманных ячеистых сетях память в устройствах или узлах-посредниках ограничивается, так что не всегда будет возможно сохранить информацию обо всех ограниченных узлах во всех таблицах посредников всех узлов-посредников (с функцией посредника).

Однако узел-посредник, который в настоящее время не имеет никакой информации об ограниченном узле R1 в таблице посредника, все же может решить начать работу в качестве посредника для того узла. Поэтому можно идентифицировать два типа посредников, окружающих ограниченный узел. Первый тип является посредником раннего действия, который имеет информацию об ограниченных устройствах в своей таблице посредника или перенаправляет от имени таких ограниченных устройств, а второй тип является посредником без функции раннего действия, который (еще) не имеет информации ни о каком ограниченном устройстве в своей таблице посредника, или по меньшей мере не имеет достаточной информации, и соответственно не может перенаправлять от имени ограниченного устройства (R1) в момент, когда он принимает сообщение от ограниченного устройства R1. Посреднику позднего действия сначала придется откуда-нибудь получить необходимую информацию в сети. Отметим, что по всему настоящему описанию изобретения термины "активные посредники" и "посредники раннего действия" имеют одинаковый смысл и предназначены для взаимозаменяемого использования.

Компоновка в сети может быть такой, что каждый ограниченный узел в своем диапазоне передачи имеет по меньшей мере несколько посредников раннего действия. Однако в этом случае может быть желателен механизм для предотвращения того, что каждый посредник раннего действия решает действовать во всех случаях, когда он принимает сообщение от ограниченного устройства в своем диапазоне. В противном случае наличие нескольких посредников раннего действия может вызвать увеличение в задержке доставки сообщений или даже уменьшение надежности доставки. Одним из таких предусмотренных механизмов предотвращения могло бы быть информирование других посредников в диапазоне ограниченного устройства, если некоторое устройство-посредник воздействует на принятое сообщение от ограниченного устройства R1. Если другие устройства-посредники информируются о действии некоторого устройства-посредника, то они сами могут воздержаться от действия. Такой информационный механизм может быть реализован следующим образом. Предположим, что первое устройство-посредник Р1 приняло сообщение M_i от ограниченного устройства R1 и теперь должно решить, воздействовать ли на него. Затем оно запустит счетчик лимита времени и будет прослушивать канал сети. Если оно наблюдает пакет от другого устройства-посредника, например от второго устройства Р2, содержащий полезную нагрузку, которая указывает, что второе устройство-посредник Р2 воздействовало на то же сообщение M_i ограниченного устройства R1, то первое устройство-посредник Р1 решает не действовать и останавливает счетчик. Если счетчик достигает нуля без приема пакета от второго устройства-посредника Р2 для сообщения M_i ограниченного устройства R1, то первое устройство-посредник Р1 становится активным и действует для ограниченного устройства R1. Из-за различий в диапазонах отправки сети и некоторой присущей ненадежности доставки беспроводных пакетов механизмы вроде этого не запретят во всех случаях, что несколько посредников решат воздействовать на одно и то