用于运行无线电网络中的节点的方法与流程

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于运行无线电网络中的节点的方法。本发明还涉及一种根据权利要求24的前序部分的无线电网络的节点。

背景技术：

1、本发明涉及一种用于运行无线电网络中的能量自给自足运行的节点的方法，所述无线电网络优选是如在etsi?ts103?357?v1.1.1(2018-06)中描述的那样的类型的无线电网络。在此涉及使用免许可的频带的无线电网络。在这种网络中一方面设置有大量节点、尤其是端节点，它们通过无线电与基站仅在上行链路中或在上行链路和下行链路中进行通信。节点可以涉及用于记录任何类型的数据的传感器装置、用于执行特定操作或措施的执行器装置或传感器装置与执行器装置的组合。这种节点借助自身的、即自给自足的、不可充电的固定接线长寿命电池形式的能量供应装置来运行，该能量供应装置具有有限的、取决于节点的个体能耗的使用寿命并且不可再充电，而是必须在使用寿命结束时被更换。在正常情况下，用这种电池可以实现至少十年的“现场”使用寿命，直到需要更换。

2、为了缓存来自电池的能量，在节点中使用能量缓存器，能量消耗器(例如节点的接收器或收发器)从该能量缓存器提取所需能量。在双向通信中，例如首先在上行链路中发送节点的电报，然后在下行链路中将电报从基站传输到节点。电报亦或数据包在此被“分割”，即被分解为一些单个的子数据包，并且这些单个的子数据包随后连续地作为“无线电脉冲”或者说“radiobursts”以时间传输间隔t_rb(s)在下行链路中被接收或在上行链路中被发送。无线电脉冲在下行链路中具有大约12到22ms的长度并且在上行链路中具有大约15ms的长度。根据etsi?ts103?357?v1.1.1(2018-06)，相邻无线电脉冲的时间传输间隔t_rb(s)在下行链路中平均为大约230ms，在上行链路中平均为大约150ms。各子数据包可以在一个唯一的频率信道中发送或替代地单个地通过不同频率或频率信道发送。在下行链路中，根据etsi?ts103?357?v1.1.1(2018-06)提出，将无线电脉冲组合成扩展帧的包括多个无线电脉冲的块并且以分别设置在块之间的间歇δt_dn接收这些无线电脉冲。此外，在该标准中预定在核心帧与扩展帧之间的间歇δt_tsi。间歇δt_dn(块间歇)以及δt_tsi(帧间歇)最大可以长达直至7168个码元或65532个码元。针对δt_dn相当于3.011s以及针对δt_tsi相当于27.53s。

技术实现思路

1、本发明的任务在于在保持节点的工作能力的同时降低其制造成本。

2、上述任务通过根据权利要求1的方法和根据权利要求24的节点来解决。在从属权利要求中要求?；じ荼痉⒚鞯姆椒ǖ挠欣凳┓绞?。

3、根据本发明规定，设置有至少两个、优选多个间歇，所述相应的间歇设置在两个相邻的无线电脉冲之间并且参照2380371sym/s的码元速率分别长于7168个码元。所述间歇是时间窗，在该时间窗内无线电脉冲的传输过程中断或停止。因此，所述间歇不是两个帧(尤其是核心帧和扩展帧)之间的间歇(其在etsi?ts103?357?v1.1.1(2018-06)中被定义为δt_tsi)并且也不是两个相邻无线电脉冲的传输间隔(其在etsi?ts103?357?v1.1.1(2018-06)中被定义为无线电脉冲时间t_rb(s))。

4、替代或附加地，根据本发明规定，将无线电脉冲组合成无线电脉冲簇，所述无线电脉冲簇内的无线电脉冲分别以时间传输间隔相继地被发送和/或接收，并且上行链路中的至少一个无线电脉冲簇包括少于24个的无线电脉冲和/或下行链路中的至少两个无线电脉冲簇包括少于18个的无线电脉冲。

5、替代或附加地，根据本发明规定，所述时间传输间隔(t_rb(s))参照2380371sym/s的码元速率大于655个码元。

6、当接收或发送无线电脉冲时，从能量缓存器分别提取能量，这使得能量缓存器的电压短暂下降，直到能量缓存器从电池再充电。通过上述措施单独或组合地，能量缓存器可以分别在其放电特性方面受到有效?；?，从而可以使用特别便宜的能量缓存器。由此，可以在不限制工作能力的情况下有效降低制造成本。

7、所述相应的间歇尤其是可以设置在帧、优选核心帧和/或扩展帧的两个相邻的无线电脉冲之间。

8、尤其是无线电脉冲簇也可以以下述方式形成，即，将各个无线电脉冲的块划分成至少两个通过所述间歇分开的无线电脉冲簇。在块之间可以保持块间歇。

9、优选所述间歇设置在帧的两个相邻的无线电脉冲之间，所述两个相邻的无线电脉冲属于不同的无线电脉冲簇。

10、通过相应间歇分开的无线电脉冲簇可以分别包括相同数量的无线电脉冲。

11、优选地，为了减轻用于产生相应的无线电脉冲簇中的无线电脉冲数量的能量缓存器的负荷，每个块的无线电脉冲的根据etsi?ts?103?357?v1.1.1(2018-06)分别预定的数量可以被整除。

12、优选在上行链路中在数据包的第一部分或数据包的帧的第一部分中可以不设置间歇并且在数据包的第二部分或数据包的帧的第二部分中可以设置间歇，或者可以在数据包的第一部分或数据包的帧的第一部分中设置比在数据包的第二部分或数据包的帧的第二部分中更短长度的间歇。

13、例如核心帧可以不包含间歇，而扩展帧可以包含间歇，或者核心帧和扩展帧可以分别包含间歇，其中核心帧的间歇可以分别被确定为小于扩展帧的间歇。

14、适宜地，相应间歇在数据包或帧内的位置或分布和/或相应间歇的长度和/或每个无线电脉冲簇的无线电脉冲数量和/或每个无线电脉冲的码元数量可以分别确定成，使得保持相干时间。

15、因此，至少一个无线电脉冲簇的无线电脉冲可以处在相干时间内，优选在上行链路中至少两个无线电脉冲簇的无线电脉冲可以处在相干时间内和/或在数据包的传输的第一部分中处在相干时间内的无线电脉冲簇可以比在传输的第二部分中的少。

16、有利地，在确定间歇的长度时，一同考虑节点的石英的精度和/或基站的石英的精度。

17、此外，至少一个无线电脉冲簇的无线电脉冲可以处在相干时间内，优选在上行链路中至少两个无线电脉冲簇的无线电脉冲可以处在相干时间内，和/或在数据包的传输的第一或较早部分中处在相干时间内的无线电脉冲簇可以比在传输的第二或较晚部分中的少。

18、优选地，在接收无线电脉冲时可以进行至少一次频率和/或时间重调、优选多次相继的频率和/或时间重调。尤其是由此可以采取以下调整措施来减轻能量缓存器的负荷：

19、在第一次频率和/或时间重调之前，每个无线电脉冲(fb)的码元数量比重调之后的少，例如24个码元而不是36个码元，和/或

20、在第一次频率和/或时间重调之前，相应间歇的长度(δt_add)比重调之后的短，和/或

21、在第一次频率和/或时间重调之前，每单位时间的平均能耗比重调之后的高，和/或

22、在第一次频率和/或时间重调之前，从能量缓存器(7)中提取的平均电流比重调之后的高，和/或

23、在第一次频率和/或时间重调之前，时间传输间隔(t_rb(s))的长度比重调之后的短，和/或

24、在第一次频率和/或时间重调之前，每个无线电脉冲簇(cl1、cl+x)的无线电脉冲数量比重调之后的少。

25、因此，频率和/或时间重调可以导致间歇(δt_add)和/或块间歇(δt_dn)和/或时间传输间隔(t_rb(s))的延长。因此，核心帧的间歇长度的确定可以在考虑节点的石英精度的情况下进行，和/或扩展帧的间歇长度的确定可以在考虑基站的石英精度的情况下进行。例如可以在上行链路和/或下行链路中首先在考虑相干时间的情况下基于与用于在节点中进行时间测量所使用的石英有关的相干时间来划分核心帧的无线电脉冲或位于其中的间歇。对于扩展帧的无线电脉冲或包含无线电脉冲的块，可以进行频率和/或时间重调，即重新同步，并且随后可以在考虑相干时间的情况下增大在扩展帧的簇之间的所述间歇或者说附加的间歇?；诖?，核心帧可以不变地或至少以较短的间歇被发送，而基于扩展帧中增加的相干时间可以在扩展帧中设置较大的间歇。

26、已经表明对于能量缓存器特别有利的是，在下行链路中形成分别具有九个无线电脉冲的无线电脉冲簇，和/或在上行链路中形成分别具有六个无线电脉冲的无线电脉冲簇。

27、优选地，在下行链路中至少九个无线电脉冲簇并且在上行链路中至少十二个无线电脉冲簇处在相干时间内。

28、根据本发明的另一种也被并列要求?；さ氖凳┓绞娇梢怨娑?，分别为了减轻能量缓存器的负荷或为了避免低于最小运行电压，

29、通过与2380371sym/s的数据速率相比提高数据速率来减小无线电脉冲的长度，和/或

30、优选对于下行链路将无线电脉冲的长度、优选扩展帧的长度限制为小于无线电网络的无线电脉冲的最大可能长度的值，和/或

31、限制数据包的大小，和/或

32、仅发送具有预定最大长度的无线电脉冲和/或允许在接收后用于进一步处理，和/或

33、将发送功率减小为小于10dbm的值，和/或

34、仅发送数据包的无线电脉冲总数中的无线电脉冲的子集和/或允许在接收后用于进一步处理。

35、限制相应无线电脉冲的长度意味着，仅发送相应于预定限制的无线电脉冲。在此尤其是这样限制相应无线电脉冲的长度，使得预定最大传输时间。根据有效载荷长度获得不同的无线电脉冲长度。该关系不是线性的，而是遵循锯齿函数。较大的有效载荷长度也可以导致较小的无线电脉冲长度。于是在此例如添加附加的伪字节，以便得到更大的有效载荷长度，但其具有较小的无线电脉冲长度。

36、另一种使用小能量缓存器的可行方案在于限制有效载荷，即本身发送较小的数据包。例如对于非常小的能量缓存器，例如代替具有100字节的一个数据包可以传输分别具有50字节的2个数据包。因此减少了每个数据包的无线电脉冲数量。第二个数据包稍后才被传输，例如半小时之后。

37、如果仅发送具有预定最大长度的无线电脉冲和/或允许在接收后用于进一步处理，则确保运行电压持久地保持在阈值之上。这将使抗扰度稍微降低或灵敏度有一些损失。

38、为了减轻能量缓存器的负荷，核心帧的无线电脉冲可以比扩展帧的无线电脉冲以更短的时间间隔发送。

39、此外，优选在上行链路中核心帧的每个无线电脉冲的码元数量被限制为小于最大可能数量的数量、更确切地说优选被限制为少于36个码元/无线电脉冲。

40、根据本发明的方法，可以为能量缓存器预定运行电压阈值(例如2.8-3.0v)，该运行电压阈值用作控制参量，用于选择根据本发明的用于减轻能量缓存器的负荷的方法模式。优选所述方法模式可以从一定数量的多个可能的方法模式中选择。

41、此外，可以预先计算方法模式。然后可以根据运行电压阈值在基站处做出许可确定，应以何方法模式进行运行。

42、根据本发明的一种示例性实施方式，可以预定至少两个不同的发送和/或接收无线电脉冲的模式以供选择，所述模式对能量缓存器的放电具有不同影响。优选节点发信号通知所述至少两个模式中的哪个模式基于其能量缓存器适合或不适合它。然后在基站处或在头端中例如可以作出许可确定，是否允许根据前述权利要求所述的方法模式。

43、因此，可以在无线电网络中设置多个具有不同能量缓存器的节点。

44、优选使用电解电容器作为能量缓存器。这种能量缓存器比混合层电容器(hlc)便宜5-10倍。

45、本发明还涉及一种根据权利要求23的前序部分的节点，其特征在于，所述节点的微处理器和/或收发器根据前述权利要求所述的方法运行。