通过信标时间扩展降低基于PLCA的网络中的EMI的制作方法

通过信标时间扩展降低基于plca的网络中的emi
1.优先权
2.本技术要求2020年8月26日提交的美国临时专利申请第63/070,643号的优先权，该美国临时专利申请的内容据此全文并入。
技术领域
3.本公开涉及以太网通信，并且更具体地涉及使用phy层冲突避免(plca)支持的网络(遵循ieee 802.3cg标准，也称为单双绞线以太网、10spe或10base-t1s)中的信标的时间扩展来降低该网络中的电磁干扰(emi)。


背景技术：

4.10spe是目前正在修订和开发的一个拟议标准。10spe定义了以太网局域网、接入局域网和城域网。以太网以选定的操作速度运行；并使用公用介质访问控制(mac)规范和管理信息库(mib)。具有冲突检测的载波侦听多路访问(csma/cd)mac协议指定共享介质(半双工)操作以及全双工操作。特定速度的媒体独立接口(mii)向所选的物理层实体(phy)提供架构和可选的具体实施接口。物理层对用于传输的帧进行编码，并且以针对操作速度、传输介质和支持链路长度指定的调制对所接收的帧进行解码。其他指定的能力包括：控制和管理协议，以及通过所选择的双绞线phy类型提供电力。


技术实现要素：

5.本公开的示例可包括一种装置。该装置可包括网络接口。网络接口可被配置为将装置通信地耦接到网络中的一个或多个其他节点。该装置可包括被配置为通过网络接口向其他节点重复地发出传输周期的控制电路。给定传输周期可包括至少一个发送时隙供该其他节点中的每个节点发送数据。该控制电路可被配置为通过向该其他节点发出信标信号来发起传输周期。控制电路可被配置为通过确定所有其他节点已在前面紧邻的传输周期中完成所有相关联的发送时隙，从而完成其他节点的传输，由此确定何时在给定传输周期中发出信标信号。控制电路可被配置为基于对其他节点的传输完成的确定，延迟给定传输周期的信标信号的传输，由此进一步确定何时在给定传输周期中发出信标信号。
6.本公开的示例可包括在网络中的节点处重复地向网络接口中的其他节点发出传输周期。给定传输周期可包括至少一个发送时隙供该其他节点中的每个节点发送数据。该方法可包括通过向其他节点发出信标信号来发起传输周期。该方法可包括通过确定所有其他节点已在前面紧邻的传输周期中完成所有相关联的发送时隙，从而完成其他节点的传输，由此确定何时在给定传输周期中发出信标信号。该方法还可包括基于对其他节点的传输完成的确定，延迟给定传输周期的信标信号的传输，由此进一步确定何时在给定传输周期中发出信标信号。
附图说明
7.图1是根据本公开的示例的示例性10spe网络的图示。
8.图2是根据本公开的示例的示例传输周期的图示。
9.图3是根据本公开的示例的示例传输周期的定时的图示。
10.图4至图9示出了根据本公开的示例的在各种条件下由10spe节点生成的emi。
11.图10是根据本公开的示例的信标的时间扩展或抖动的时序图的图示。
12.图11至图12示出了根据本公开的示例的来自信标的时间扩展或抖动的emi的噪声降低。
13.图13示出了根据本公开的示例的用于信标的时间扩展或抖动的示例性方法。
14.图14示出了根据本公开的示例的用于信标的时间扩展或抖动的示例性方法，其中可选择性地应用信标的时间扩展或抖动。
具体实施方式
15.本公开的示例可包括一种装置。该装置可包括被配置为将该装置通信地耦接到网络中的一个或多个其他节点的网络接口。网络接口可以是任何合适的网络协议，诸如10spe。该装置可包括控制电路。网络接口和控制电路可由模拟电路、数字电路、由处理器执行的指令或它们的任何合适的组合来实现。网络可包括任何合适数量和种类的节点。节点可以是物理或虚拟电子设备。至少一个节点可以是被配置为代表网络中的其他节点来执行网络分配、指派或其他管理任务的网络控制器节点，诸如plca控制器节点。网络控制器节点的任务可由网络管理应用程序来实现。每个节点可用网络驱动程序或堆栈来实现。堆栈可由控制电路的操作来表示。控制电路可包括phy层或可通信地耦接到phy层。可在给定节点处生成网络流量，用于与网络的其他节点通信。给定节点的控制电路可被配置为通过网络接口向其他节点重复地发出传输周期。给定传输周期可包括至少一个发送时隙供该其他节点中的每个节点发送数据。发送时隙可以是给定节点发送数据的时间机会。给定节点可重复到下一个节点的传输周期，除了在给定时间插入它自己的数据。给定节点的控制电路可被配置为通过向其他节点发出信标信号来发起传输周期。确定何时在给定传输周期中发出信标信号可通过以下方式执行：确定所有其他节点已在前面紧邻的传输周期中完成所有相关联的发送时隙，从而完成其他节点的传输。信标信号还可被延迟给定传输周期。
16.与上述实施方案中的任一个实施方案相结合，控制电路可被进一步配置为基于可能根据装置或其他节点而生成电磁干扰来选择性地延迟给定传输周期的信标信号的传输。可测量或检测emi。
17.与上述实施方案中的任一个实施方案相结合，控制电路可被进一步配置为基于两个或更多个另外的前面紧邻的传输周期具有短于阈值的长度来选择性地延迟给定传输周期的信标信号的传输。可评估给定系统的具体阈值，并且示例性阈值可小于使用它们各自的发送时隙的两个节点。另一个示例性阈值可以是最小长度传输周期的数量加上10％。
18.与上述实施方案中的任一个实施方案相结合，控制电路可被进一步配置为基于两个或更多个另外的前面紧邻的传输周期具有在彼此的阈值差异内的长度来选择性地延迟给定传输周期的信标信号的传输。此类阈值可例如是两个长度是在彼此的10％、5％还是1％内。
19.与上述实施方案中的任一个实施方案相结合，控制电路可被进一步配置为将给定传输周期的信标信号的传输延迟设置为不同于前面紧邻的传输周期的信标信号的非零传输延迟。
20.与上述实施方案中的任一个实施方案相结合，控制电路可被进一步配置为设置给定传输周期的信标信号的可变传输延迟。可变延迟可在每个传输周期之间变化。
21.与上述实施方案中的任一个实施方案相结合，控制电路可被进一步配置为将给定传输周期的信标信号的传输延迟设置为随机值。
22.与上述实施方案中的任一个实施方案相结合，控制电路可被进一步配置为根据周期函数来设置给定传输周期的信标信号的传输延迟。周期函数可包括锯齿波信号、三角波信号、正弦信号、斜坡函数或任何其他合适的函数或信号。
23.与上述实施方案中的任一个实施方案相结合，控制电路可被进一步配置为根据函数来设置给定传输周期的信标信号的传输延迟，其中给定传输周期的信标信号的传输延迟长于前面紧邻的传输周期的信标信号的传输延迟，其中前面紧邻的传输周期的信标信号的传输延迟长于另一个前面紧邻的传输周期的信标信号的传输延迟。
24.与上述实施方案中的任一个实施方案相结合，控制电路可被进一步配置为根据函数来设置给定传输周期的信标信号的传输延迟，其中给定传输周期的信标信号的传输延迟短于前面紧邻的传输周期的信标信号的传输延迟，其中前面紧邻的传输周期的信标信号的传输延迟短于另一个前面紧邻的传输周期的信标信号的传输延迟。
25.与上述实施方案中的任一个实施方案相结合，控制电路可被进一步配置为通过将附加的发送时隙添加到前面紧邻的传输周期来设置给定传输周期的信标信号的传输延迟，其中附加的发送时隙被配置为不被任何节点使用。
26.与上述实施方案中的任一个实施方案相结合，控制电路可被进一步配置为通过增大网络中节点总数的量化来设置给定传输周期的信标信号的传输延迟。
27.图1是根据本公开的示例的示例性10spe网络100的图示。如本公开中所用，10spe可指任何10spe、10base-t1s、10base-t1l或类似网络。网络100可包括任何合适数量和种类的元件。这些元件可包括物理或虚拟电子设备。这些可被称为节点。例如，网络100可包括节点102、104a、104b、104c。这些节点可被配置为通过网络介质120彼此通信。网络介质120可以任何适当的方式实现，诸如通过10spe网络通信协议。
28.节点102可以是网络控制器节点，诸如plca控制器节点。节点102可通过代表网络中的其他节点来执行网络分配、指派或其他管理任务来充当网络控制器节点。此类任务可由例如网络管理应用程序112在节点102中执行。节点102、104a、104b、104c可各自利用由控制电路106表示的网络驱动程序或堆栈来实现。控制电路106可包括phy层108或可通信地耦接到该phy层。节点102、104a、104b、104c可各自包括一个或多个最终用户应用程序110、处理器114和存储器116。
29.最终用户应用程序110、网络管理应用程序112和由控制电路106表示的网络驱动程序或堆栈可包括软件、库、函数、脚本、应用程序、代码或用于由处理器114执行的其他指令。指令可存储于各自的存储器116中。指令在由处理器114执行时可使得用户应用程序110、网络管理应用程序112和控制电路106执行本公开的功能。存储器116可由任何合适的具体实施的一个或多个存储元件(无论是长期存储装置还是短期存储装置)来实现。处理器
114可由任何合适的处理器、核或微控制器中的一者或多者来实现。此外，控制电路106可由用于由处理器114(如上所述)、模拟电路、数字电路或其任何合适的组合执行的任何合适的指令来实现。
30.节点102、104a、104b、104c可实现任何合适的电子设备，诸如计算机、膝上型计算机、服务器、虚拟机、移动设备或汽车电子控制单元(ecu)。节点102、104a、104b、104c可各自包括最终用户应用程序110的不同具体实施。最终用户应用程序110会需要与最终用户应用程序110中的其他最终用户应用程序或者节点102、104a、104b、104c中的其他节点进行通信。此类通信可例如使用网络介质120上的10spe来执行。
31.尽管在图1中示出了一定数量的节点，但网络100可包括任何合适数量和组合的10spe支持的节点。
32.每个节点可被配置为执行流量整形。在一个示例中，可使用数字逻辑在硬件中执行此类整形。在另一个示例中，可在每个节点的硬件中实现挂钩，使得固件也可对流量进行观察和整形。可执行流量整形，以实施时间敏感节点的带宽公平性或优先级。
33.节点102、104a、104b、104c之间的通信可使用在以下特征中所示的传输周期和帧来执行。节点102、104a、104b、104c中的每个节点可被配置为使用符合以下示例的帧而彼此进行通信。
34.图2是根据本公开的示例的示例性传输周期的图示200。该传输周期可用于图1的网络100。
35.传输周期的第一实例202a可包括针对网络的每个节点的发送时隙。如果在网络中有n个节点，则在给定的传输周期内可包括n个发送时隙。例如，传输周期202a可包括发送时隙210、212、214。可将每个此类发送时隙分配至给定的节点。可利用对于传输周期为唯一的标识符(0
…
n-1)来标别发送时隙。标识符可标别数据包的发送者。每个发送时隙可包含多达一定数量的数据206。如下面进一步的论述，在一些示例中，所分配的发送时隙可能没有任何数据。标识符可包含于数据206中。标识符可标别数据的发送者。在各种示例中，在下面进一步详细论述的条件下，对于给定的节点可省略发送时隙。发送时隙210、212、214可被一段时间的静默208分开。各传输周期202可由信标204启动。信标204可包含一条合适的信息，用以指示传输周期正在开始。信标204和发送时隙210可被一段时间的静默208分开。传输周期202a可结束并且另一个传输周期202b可开始。单独节点在给定的传输周期202中的参与可在传输周期之间发生变化。
36.在接收到传输周期202时，给定的节点可对其进行解析。可对信标216进行分析，以确定该传输周期202。静默208或数据的不存在可被解释为确定接下来待接收传输周期202的单独数据部分。可对数据206进行分析，以确定是否包含发往或来自给定的节点的数据。该给定的节点可将其自身的数据206插入到传输周期中。
37.传输周期可反映利用plca对网络中的流量进行整形。plca可在ieee p802.3cg中规定。plca可为网络中的节点提供访问公平性。访问公平性可包括每个节点在给定的传输周期202中访问网络的能力。然而，plca不提供各节点之间的带宽公平性或优先级。可能不提供带宽公平性，因为即使提供了访问公平性，给定的节点也可将相比其他节点更多的数据插入到它们的包中。此外，访问公平性不能在各节点之间提供任何优先级。本公开的示例可在各节点之间提供带宽公平性和优先级。plca及其增强可在用于在网络堆栈中的执行的
数字逻辑或指令中实现。plca及其增强可包括用于固件的挂钩，用以对流量进行观察和整形。
38.对于基于冲突的网络的大部分具体实施而言，最大带宽利用率可仅为60％。此外，在没有确定性行为的情况下，它可能不用于安全关键应用。相反，对于plca而言，网络控制器节点(诸如节点102)可组织在物理层上的网络访问。这可防止冲突，提供确定性行为，并且充分地使用带宽。
39.在图2中，可为各自节点的每个phy分配静态id(0...n-1)。网络控制器节点可具有id“0”。网络控制器节点可发送开始新传输周期的信标204。在接收时，其他节点中的每个节点可以有机会经过各自的phy硬件或软件在各自的发送时隙210、212、214内发送数据。在一个示例中，节点可提出或产生在各自的发送时隙210、212、214中发送数据的机会。如果静默208超过给定的阈值，则其他节点可被配置为认识到该给定的节点已跳过其发送数据的机会。然后，下一个发送时隙可开始。
40.图3是根据本公开的示例的示例性传输周期的定时的图示300。可以计算出完成传输周期或总线周期的最小时间和最大时间。
41.完成完整的传输周期所需的最小时间可以如下方式而给出：
42.最小总线周期时间＝t信标 (n 1)*t静默
43.其中t信标是发出信标204所需的时间，t静默是在一对发送时隙之间静默208所需的时间，并且n是节点或发送时隙的数量。如果所有节点产生了它们的使用它们的各自发送时隙的机会，则此类最短时间将会出现。t静默的值乘以(n 1)以说明在n个节点中的每个节点之后的一段时间的静默208以及在信标204与第一发送时隙之间的另一段时间的静默208。
44.完成完整的传输周期所需的最大时间可以如下方式而给出：
45.最大总线周期时间＝t信标 (n 1)*t静默 n*tmtu
46.其中t信标是发出信标204所需的时间，t静默是在一对发送时隙之间静默所需的时间，tmtu是发送最长允许数据长度(mtu
–
最大传输单元)所需的时间，n是节点或发送时隙的数量。如果所有节点使用在发送时隙之间的最大时间来发送其数据(因此利用全部量的静默)，所有节点使用它们的发送时隙来发送数据，并且所有节点在它们的各自发送时隙中发送最大量的数据，则此类最大时间将会出现。在一个示例中，mtu的长度可为64个字节。静默208超时时间段可包含于此计算中，因为给定的节点在发送之前可能等待静默超时时间段的持续时间。
47.在给定传输周期中，无论以信标204还是数据206的形式发送数据，都可能使发送数据的节点发射emi。emi的量可根据所以发射数据的内容、所发射数据的长度、传输周期重复的频率、传输周期的周期性或其他适当的因素而变化。本公开的示例可通过在给定传输周期的末尾处应用延迟来减少emi传输。
48.节点102、104可包括输出驱动程序(未示出)，该输出驱动程序可例如将网络介质120上的通信总线驱动到其他节点102、104。节点102、104在不能生成输出时可处于高阻抗空闲或接收状态。转变到这些状态和从这些状态进行转换以及驱动程序自己的共模电压输入和输出电平都可能产生固有的共模噪声。
49.图4至图9示出了根据本公开的示例的在各种条件下由10spe节点生成的emi。具体
地，在图4至图9中示出了在不同条件下给定节点102、104的共模噪声。虽然此共模噪声可通过精心的驱动程序设计来降低，但它仍然可能出现。此外，驱动程序设计的改变需要改变管芯尺寸，通常是增大管芯尺寸。
50.诸如系统100的10spe系统可依赖于周期性重复的信标位模式来进行其操作。该重复时间段可以是恒定的，诸如在总线空闲或总线利用率低的情况下。因此，驱动器的天然出现的共模噪声引起对应频率中的能量积累，这最终成为emi。
51.图4示出了当10spe节点102、104之间的网络介质120的总线完全空闲时产生的emi。示出了emi噪声的极限。极限由幅度根据频率变化而变化的线表示。该极限可以任何合适的方式限定，诸如根据通信协议或实验数据。该极限可限定任何合适的可接受极限，高于可接受极限时，emi噪声被认为对于其他装备可能是有问题的。图4所示的数据图是在给定节点处观察到的信号。当网络介质120上的噪声足够高并且随后的信号超过该极限时，可认为所产生的噪声太高。在图4的情况下，噪声不会接近超过极限。
52.图5示出了当10spe节点102、104发出传输周期，但没有节点使用其发送时隙，从而在每个传输周期开始处仅留下信标信号时产生的emi。此外，在图5的示例中，可存在一个节点实例，诸如节点102。
53.如图5所示，emi干扰接近或甚至触及极限线，反映出不可接受的大噪声。该噪声可以是带内的。带内频率可包括与适当的数据恢复有关或需要的频率范围，相比之下，这与信号与数据恢复无关或不需要的带外频率形成对比。简单地滤除噪声的带内频率可能具有使需要用于指示数据的信号劣化的不利副作用。例如，如果针对带内噪声的频率范围对信号进行滤波，则信号携带的实际数据可被滤除。因此，对图5所示的噪声类型进行滤波可能是不适当的解决方案。这可能与对带外噪声进行滤波形成对比，对带外噪声进行滤波可安全地完成且不使信号中传送的数据劣化。
54.图6示出了当10spe节点102、104发出传输周期，但没有节点使用其发送时隙，从而在每个传输周期开始处仅留下信标信号时产生的emi。此外，在图6的示例中，可存在节点的八个实例，诸如节点102和七个节点104。
55.如图6所示，emi干扰可能不如图5所示的emi干扰严重。因此，如果传输周期的时间段较长，或如果使用更多节点，则可减少emi干扰。
56.图7示出了当网络介质120中的10spe节点102、104发出传输周期时产生的emi，其中节点使用发送时隙来发送数据的最大长度的消息。
57.如图7所示，emi干扰可以是低于极限线的可接受低水平。因此，如果节点102、104传输更长的消息，则可减少emi干扰。
58.图8示出了当网络介质120中的10spe节点102、104发出具有短的非空数据有效载荷的消息时产生的emi，并且存在节点102、104的两个实例，诸如节点102和节点104中的每一者的实例。短数据有效载荷可例如是最大允许长度的20％。
59.如图8所示，emi干扰接近或甚至触及极限线，反映出不可接受的大噪声。该噪声可以是带内的。即使消息比图5中的消息长，也可能发生这种情况。
60.图9示出了当网络介质120中的10spe节点102、104发出具有短的非空数据有效载荷的消息时产生的emi，并且存在节点的八个实例，诸如节点102和七个节点104。
61.如图9所示，emi干扰可能在可接受水平内。因此，emi干扰可能不如图8所示的严
重，其中在图9中，网络的更多节点传输更长的消息。
62.因此，本公开的示例的发明人发现，在利用未驱动空闲状态(诸如空传输机会)的总线系统(诸如10spe)中，以恒定速率重复的模式(诸如信标信号)可导致增大的emi水平。如上所述，emi可由源自节点102、104中从空闲状态到驱动状态的转变以及从驱动状态返回空闲状态的固有共模变化引起。具体地，对于plca具体实施，在低总线利用率的情况下，如果重复信标模式以固定速率出现，则其可为最大emi贡献者。
63.在一个示例中，网络控制器节点102的控制电路106a可被配置为执行信标信号的时间扩展或抖动。这可在任何合适的基础上执行，诸如响应于检测到的emi、响应于潜在的emi，或本质上可为预防性的或主动的。在一个示例中，可通过在每个周期的末尾处添加延迟来实现时间扩展。这可包括在后续周期开始之前添加此类延迟。在另一个示例中，延迟的长度可动态地变化。
64.因此，可调制信标的时间出现或周期性。这继而具有扩展所产生的emi噪声的频率足迹的效果，从而导致emi的较低峰值。为了不损害总线/网络带宽，可仅将可变延迟添加到没有传输的周期或添加到将导致先前传输周期长度发生重复的传输。延迟可由任何合适的函数产生，诸如由随机、伪随机、三角、锯齿或斜坡函数产生。例如，延迟可由三角函数产生，其中延迟每周期增加或减少一位。该解决方案可实现为数字具体实施，而不需要对固有容易变化的模拟变化进行优化。具体实施和验证的开销非常小，但对发射的预期影响在关键区域中具有数量级为10db至15db的发射水平改进。
65.图10示出了根据本公开的示例的信标的时间扩展或抖动的时序图。图10的时序图可反映例如由网络控制器节点102生成的周期的操作。
66.如上所述，网络控制器节点102可被配置为通过向其他节点发出信标信号来发起传输周期。网络控制器节点102可被配置为确定何时在给定传输周期中发出信标信号。
67.网络控制器节点102可被配置为对于给定传输周期x，确定所有其他节点104是否已在前面紧邻的传输周期x-1中完成所有相关联的发送时隙，从而完成其他节点的传输。网络控制器节点102可被配置为基于对传输周期x-1中的其他节点的传输完成的确定，延迟传输周期x的信标信号的传输。这可由添加到传输周期x-1的末尾的动态可变延迟来表示，从而通过延迟用于开始传输周期x的信标来延迟传输周期x。
68.类似地，网络控制器节点102可被配置为对于给定传输周期x 1，确定所有其他节点104是否已在前面紧邻的传输周期x中完成所有相关联的发送时隙，从而完成其他节点的传输。网络控制器节点102可被配置为基于对传输周期n中的其他节点的传输完成的确定，延迟传输周期x 1的信标信号的传输。这可由添加到传输周期x的末尾的动态可变延迟来表示，从而通过延迟用于开始传输周期x 1的信标来延迟传输周期x 1。在该传输周期中使用的动态可变延迟的具体值可不同于在先前或后续传输周期中使用的动态可变延迟的具体值。
69.可将此类延迟添加到任何适当数目的周期的末尾，诸如图10所示的x-1、x和x 1。添加到周期x-1、x和x 1的末尾的延迟可各自具有不同的值或长度。
70.网络控制器节点102可被配置为选择性地延迟给定传输周期的信标信号的传输，其中网络控制器节点102可被配置为开启或关闭延迟的插入。网络控制器节点102可被配置为在任何适当的基础上延迟给定传输周期的信标信号的传输。例如，网络控制器节点102可
被配置为基于可能从节点102、104中任一者产生emi，选择性地延迟给定传输周期的信标信号的传输。这可基于例如给定类似长度的给定数目的重复周期或低于给定长度的相同长度的给定数目的重复周期来预测。此外，用于选择性地延迟信标信号的传输的设置，诸如emi水平或重复的周期数量，可基于用户或系统设置并存储在例如寄存器(未示出)中。
71.在一个示例中，网络控制器节点102可被配置为基于两个或更多个另外的前面紧邻的传输周期(x，x-1)具有短于阈值的长度来选择性地延迟给定传输周期(诸如x 1)的信标信号的传输。可评估给定系统的具体阈值，并且示例性阈值可小于使用它们各自的发送时隙的两个节点。另一个示例性阈值可以是最小长度传输周期的数量加上10％。在另一个示例中，网络控制器节点102可被配置为基于两个或更多个另外的前面紧邻的传输周期(x-2，x-1)具有大约相等并且在彼此的阈值差异内的长度来选择性地延迟给定传输周期(诸如x 1)的信标信号的传输。此类阈值可例如是两个长度是在彼此的10％、5％还是1％内。在又一个示例中，网络控制器节点102可被配置为基于两个或更多个另外的前面紧邻的传输周期(x，x-1)具有短于阈值并且大约相等并且在彼此的阈值差异内的长度来选择性地延迟给定传输周期(诸如x 1)的信标信号的传输。此类阈值可例如是两个长度是在彼此的10％、5％还是1％内。
72.网络控制器节点102可被配置为将给定传输周期(诸如x 1)的信标信号的传输延迟设置为不同于前面紧邻的传输周期(诸如x)的信标信号的非零传输延迟。即，周期x 1的延迟可以是非零延迟，其不同于也是非零延迟的周期x的延迟。延迟的量可以是任何合适的值。此类合适的值可包括在传输周期与传输周期之间变化的值。在一个示例中，网络控制器节点102可被配置为将给定传输周期的信标信号的传输延迟设置为随机值。在另一个示例中，网络控制器节点102可被配置为根据周期函数来设置给定传输周期的信标信号的传输延迟。
73.例如，网络控制器节点102可被配置为根据三角函数来设置给定传输周期(x 1)的信标信号的传输延迟，其中任何两个给定传输周期之间的延迟仅变化很小的量。给定传输周期(x 1)的信标信号的传输延迟长于前面紧邻的传输周期(x)的信标信号的传输延迟，其中前面紧邻的传输周期(x)的信标信号的传输延迟长于另一个前面紧邻的传输周期(x-1)的信标信号的传输延迟。该过程可继续，直到延迟在例如时间y达到峰值。随后，网络控制器节点102可被配置为进一步根据三角函数来设置另一个给定传输周期(y 1)的信标信号的传输延迟，其中给定传输周期(y 1)的信标信号的传输延迟短于前面紧邻的传输周期(y)的信标信号的传输延迟。下一传输周期(y 2)的信标信号的传输延迟将短于给定传输周期(y 1)的信标信号的传输延迟。这可继续，直到延迟达到最小值，并且此后延迟可递增地增加。类似地，可使用锯齿函数、斜坡函数、反向斜坡函数、正弦函数、随机函数或伪随机函数。
74.虽然由网络控制器节点102提供的延迟的长度可以是可变的，但延迟的最大长度可短于其他节点中的一个节点的未使用发送时隙的时间长度。
75.在一个示例中，网络控制器节点102可被配置为通过将附加的发送时隙添加到前面紧邻的传输周期(x)来设置给定传输周期(诸如x 1)的信标信号的传输延迟。例如，可将附加的发送时隙添加到每个传输周期，直到达到最大值，其中发送时隙可被减小到初始值。
76.在一个示例中，网络控制器节点102可被配置为通过增大系统100中节点104的数量的量化表示来设置给定传输周期的信标信号的传输延迟。例如，系统100可包括节点104
的10个实例。每个节点104可从诸如maxid的设置知道存在节点104的10个实例。每个节点104可使用该信息来知道何时将是其传输时隙。maxid可以是节点104和网络控制器节点102的总数的量化。网络控制器节点102可被配置为通过将给定传输周期x的maxid增大到超过表示网络100中的节点数量实际必需的值来延迟该传输周期的信标信号的传输。每个节点104可随后预期在大量节点具有传输机会或发送时隙之后传输周期将终止。
77.图11至图12示出了根据本公开的示例的来自信标的时间扩展或抖动的emi的噪声降低。图11示出了由网络控制器节点102的不同配置产生的emi，以执行信标的时间扩展或抖动。图12可以是图11的更详细视图。
78.如图11至图12所示，在第一曲线1102中，emi的最高峰值可由网络介质120中发出的重复消息产生，而没有信标的时间扩展或抖动。在第二曲线1104和第三曲线1106中，可应用信标的时间扩展或抖动。例如，延迟可能已添加到每个传输周期的末尾。通过使用三角函数，延迟可在周期与周期之间变化。在第二曲线1104和第三曲线1106中，时间段为20个周期或步长的三角函数可用于生成延迟。在第二曲线1104中，三角函数可包括每一步为40ns的延迟步长。因此，添加到周期的延迟将渐进地选自{0ns、40ns、80ns、120ns、
…
760ns、800ns、760ns、720ns
…
80ns、40ns、0ns、40ns、80ns
…
}。在第三曲线1106中，三角函数可包括每一步为80ns的延迟步长。因此，添加到周期的延迟将渐进地选自{0ns、80ns、160ns、240ns、
…
1520ns、1600ns、1520ns、
…
80ns、0ns、80ns
…
}。
79.如图11至图12所示，与第一曲线1102相比，第二曲线1104和第三曲线1106都证明了通过向每个传输周期添加可变延迟来降低emi。然而，第二曲线1104和第三曲线1106之间的差异可说明随着示例性延迟的步长在40ns和80ns之间增大，减小emi的回报也减小。鉴于有效性和其他设计考虑因素，可在特定具体实施中评估用于创建延迟的特定函数(诸如三角、斜坡、锯齿或随机函数)以及此类特定函数的参数(诸如步长或步长计数)。例如，虽然与第二曲线1104中所示的40ns步长相比，第三曲线1106中所示的80ns步长进一步减小了emi，但这是以进一步延时为代价的。每个可变延迟增加了传输周期的延时，从而减小了网络介质120的带宽。
80.此外，本公开的示例的发明人发现，当后续延迟之间的差异相当大时，如果两个后续延迟之间的差异足够大，则可能出现减小emi的回报减小，或者甚至emi增大。例如，如果使用斜坡函数来生成延迟，则在斜坡函数的峰值处，所生成的延迟可能是800ns。由斜坡函数返回的下一个延迟值可能是0ns。这两个所生成的延迟中的差异(800ns)可能远大于其他函数，诸如三角函数。三角函数的使用可提供同步的益处。
81.本公开的示例可通过对节点102、104的现有具体实施进行数字逻辑或软件改变来实现。此类改变可与现有的模拟前端或其他部件一起工作。此外，本公开的示例可在使用现有10spe规范的系统内操作。此外，本公开的示例的具体实施可在网络控制器节点102中进行，无需对节点104进行改变。
82.图13是根据本公开的示例的用于信标的时间扩展或抖动的示例性方法1300的图示。方法1300可由例如系统100并且具体地由网络控制器节点102来实现。此外，方法1300可由网络控制器节点102的控制电路106a执行。方法1300可包括比图13所示更多或更少的框。方法1300的框可以任何合适的顺序执行，并且框可任选地重复、递归执行或省略。
83.在框1305处，可初始化方法的操作。可读取系统或操作偏好，诸如噪声纠正的规
范。这些可包括例如要应用的延迟类型的规范。这些偏好可由用户、制造商或系统软件指定，并且可在存储器中或在硬件中(诸如通过熔丝)提供。
84.在框1310处，可确定将执行什么类型的信标的时间扩展或抖动。具体地，可确定要使用的延迟类型。如果要执行周期函数，则方法1300可前进到框1315。如果要执行随机延迟，则方法1300可前进到框1325。如果要执行由maxid值表示的系统中预期节点数量的变化，则方法1300可前进到框1335。
85.在框1315处，可使用诸如三角、斜坡、锯齿、正弦或其他函数的周期函数来生成一个或多个延迟。可根据系统或用户设置来确定幅值、步长、步数、时间段数目或其他参数。函数可用于生成大小不同的延迟并将每个可变延迟添加到传输周期的末尾。这可执行给定周期数。方法1300可前进到框1320。在框1320处，可确定时间扩展或抖动是否将继续。如果是，则方法1300可在例如框1315处重复。否则，方法1300可前进到框1345。
86.在框1325处，可使用随机数来生成一个或多个延迟。延迟的长度可在零和最大延迟长度之间随机选择。最大延迟长度可被设置为例如用于节点104的发送时隙的最小大小所需的时间。可根据系统或用户设置来确定执行延迟的给定周期数。延迟的大小可变化并可添加到传输周期的末尾。这可执行给定周期数。在框1330处，可确定时间扩展或抖动是否将继续。如果是，则方法1300可在例如框1325处重复。否则，方法1300可前进到框1345。
87.在框1335处，可改变系统节点数量的指示。指示可作为maxid给出。对于给定周期数，可改变maxid值。结果可能是系统的节点根据maxid值的增大而等待另外的时间量。在框1340处，可确定时间扩展或抖动是否将继续。如果是，则方法1300可在例如框1335处重复。否则，方法1300可前进到框1345。
88.在框1345处，方法1300可终止。
89.图14是根据本公开的示例的用于信标的时间扩展或抖动的示例性方法1400的图示，其中可选择性地应用信标的时间扩展或抖动。方法1400可由例如系统100并且具体地由网络控制器节点102来实现。此外，方法1400可由网络控制器节点102的控制电路106a执行。方法1400可包括比图14所示更多或更少的框。方法1300的框可以任何合适的顺序执行，并且框可任选地重复、递归执行或省略。
90.在框1405处，可初始化方法的操作。可读取系统或操作偏好，诸如噪声(诸如emi)的水平的定义。此外，可读取对噪声的可用纠正，诸如要应用的延迟类型。这些偏好可由用户、制造商或系统软件指定。这些偏好可在存储器中(诸如在寄存器中)提供，或在硬件中(诸如通过熔丝)提供。
91.在框1410处，可观察网络中的连续传输周期。可观察传输周期的长度，以及传输周期彼此之间的相似性。
92.在框1415处，可确定是否要使用信标的时间扩展或抖动。这可基于是否已检测到emi的阈值水平来确定。此外，这可基于是否已预测到emi的阈值水平来确定。在各种示例中，这可包括确定已观察到阈值数目的连续周期，其中每个周期都在阈值大小以下或在相似性的阈值量内。在另一些示例中，诸如图13所示，可使信标的时间扩展或抖动能够被使用，而不论是否已检测到或预测到emi。如果观察到或预测到emi，则可使用信标的时间扩展或抖动。如果要使用信标的时间扩展或抖动，则方法1400可前进到框1420。否则，方法1400可前进到框1445。
93.在框1420处，可确定将执行什么类型的信标的时间扩展或抖动。具体地，可确定用于实现信标的时间扩展或抖动的延迟类型。如果要执行周期函数，则方法1400可前进到框1425。如果要执行随机延迟，则方法1400可前进到框1430。如果要执行由maxid值表示的系统中预期节点数量的变化，则方法1400可前进到框1435。
94.在框1425处，可使用诸如三角、斜坡、锯齿、正弦或其他函数的周期函数来生成一个或多个延迟。可根据系统或用户设置来确定幅值、框大小、框数目、时间段数目或其他参数。函数可用于生成大小不同的延迟并将每个可变延迟添加到传输周期的末尾。这可执行给定周期数。方法1400可前进到框1440。
95.在框1430处，可使用随机函数来生成一个或多个延迟。延迟的长度可在零和最大延迟长度之间随机选择。最大延迟长度可被设置为例如用于节点104的发送时隙的最小大小所需的时间。可根据系统或用户设置来确定执行延迟的给定周期数。延迟的大小可变化并可添加到传输周期的末尾。这可执行给定周期数。方法1400可前进到框1440。
96.在框1435处，可改变系统节点数量的指示。指示可作为maxid给出。对于给定周期数，可改变maxid值。结果可能是系统的节点根据maxid值的增大而等待另外的时间量。方法1300可前进到框1440。
97.在框1440处，可确定信标的时间扩展或抖动是否将继续。可以与框1410中所确定的方式相同的方式进行确定。如果是，则方法1400可返回到框1420，或返回到框1425、1430、1435中的先前选择的框。如果否，则方法1400可前进到框1450。
98.在框1445处，可维持正常周期和信标调度。方法1400可前进到框1450。
99.在框1450处，可确定方法1400是否要继续。如果是，则方法1400可在例如框1410处重复。否则，在框1455处，方法1400可终止。
100.尽管上文已描述了示例，但在不脱离这些示例的实质和范围的情况下，本公开可具有其他变型和示例。