CN101496317A - 便携式媒体播放器设备的无线支持 - Google Patents

Abstract

一种便携式媒体播放器设备能够在无线网络中操作。该无线便携式媒体播放器设备可用低功耗引导并与自组织网络同步。自组织网络中的邻居便携式媒体播放器设备可由无线便携式媒体播放器设备发现。便携式媒体播放器设备可建立并终止到相邻便携式媒体播放器设备的连接。便携式媒体播放器设备可用高速数据传送模式或省电数据传送模式传送数据，而同时允许被其他无线设备发现。便携式媒体播放器设备在周期性发现间隔的非活动部分期间以省电模式操作。

Description

便携式媒体播放器设备的无线支持

技术领域

本发明涉及无线网络，尤其涉及彼此邻近的无线设备的自组织网络。本发明对便携式媒体播放器设备尤其有用，但不限于这样的设备。

背景

在典型的无线网络中，一个或多个无线设备与可连接至有线网络的公共无线接入点相关联。无线设备之间的通信是通过该接入点的。这一操作被称为基础结构操作模式。

用于无线局域网(LAN)的IEEE 802.11标准提供了其中无线设备彼此直接进行通信而不使用无线接入点或有线网络的自组织(ad hoc)操作模式。然而，为了操作自组织网络，无线设备需要发现邻近的其他无线设备的各种机制、建立对其他无线设备的连接的各种机制以及在无线设备之间传送数据的各种机制。这样的机制应具有低功耗，应产生有限的无线电干扰并且应具有高吞吐量。

概述

本发明提供用于在自组织网络中支持便携式媒体播放器设备的无线操作的方法、装置和计算机可读介质。无线便携式媒体播放器设备可用低功耗引导并与自组织网络同步。

自组织网络中的邻居便携式媒体播放器设备可由无线便携式媒体播放器设备发现。便携式媒体播放器设备可建立并终止到邻居无线便携式媒体播放器设备的连接。在某些实施例中，无线设备可用高速数据传送模式或省电数据传送模式传送数据，而同时允许被其他无线设备发现。在其他实施例中，本发明提供便携式媒体播放器设备在自组织网络中发现邻居无线设备、建立连接和传送数据的各种机制。便携式媒体播放器设备在周期性发现间隔的非活动部分期间以省电模式操作。

根据本发明的第一方面，提供了一种在自组织网络中操作无线设备的方法。该方法包括：由无线设备在周期性发现间隔的发现窗口期间发送和接收发现信息；以及在该周期性发现间隔的非活动部分期间以省电模式操作该无线设备。

根据本发明的第二方面，提供了一种无线便携式媒体播放器设备。该无线便携式媒体播放器设备包括：便携式媒体播放器；允许无线操作的无线电；以及逻辑上连接至该便携式媒体播放器和无线电以在自组织网络中操作该无线便携式媒体播放器设备的无线模块。该无线模块包括用指令来编程的处理器，这些指令用于：在周期性发现间隔的发现窗口期间发送和接收发现信息；以及在该周期性发现间隔的非活动部分期间以省电模式操作。

根据本发明的第三方面，提供了用用于执行一种在自组织网络中操作无线设备的方法的指令来编程的计算机可读介质。该方法包括：由无线设备在周期性发现间隔的发现窗口期间发送和接收发现信息；以及在该周期性发现间隔的非活动部分期间以省电模式操作该无线设备。

附图简述

在附图中：

图1是自组织无线网络的简化框图；

图2是适用于形成自组织无线网络的便携式媒体播放器设备的简化框图；

图2A是示出便携式媒体播放器设备的操作的概观的流程图；

图3是示出自组织网络中的引导操作的流程图；

图4是示出引导操作的示例的时序图；

图5是示出自组织网络中的被动发现的流程图；

图6是示出自组织网络中的主动发现的流程图；

图7是示出被动发现和主动发现操作的示例的时序图；

图8是由加入者执行用于建立至自组织网络的连接的操作的流程图；

图9是由形成者执行用于建立与加入者的连接的操作的流程图；

图10是示出形成加入者和形成者之间的虚拟关联的操作的示意图；

图11是示出自组织网络形成者进行的数据传送操作的流程图；

图12是示出自组织网络加入者进行的数据传送操作的流程图；

图13是示出省电数据传送操作的时序图；以及

图14是示出高速数据传送操作的时序图。

详细描述

本发明的实施例提供诸如便携式媒体播放器设备等无线设备以低功耗引导并与无线网络同步的机制以及以低功耗发现邻居无线设备的机制。本发明的其他实施例提供在无线设备之间建立和终止自组织网络的机制。另外的实施例提供以高速模式和以省电模式传送数据的机制，以及允许为设备发现而在探测分组中包括信息和建立自组织网络。其他实施例提供应用程序发现相邻无线设备、建立连接和传送数据的操作序列。

这些机制涉及无线设备中的软件。这些机制也可以用无线设备的硬件和/或固件来实现。这允许具有这些机制的无线设备进行通信并形成自组织网络。无线设备之间的通信对不支持这些机制的其他无线设备没有任何影响。

无线自组织网络10的一示例在图1中示出。无线设备12、14和16通过无线链路彼此进行通信。这些无线设备使用以下描述的机制来进行通信。假设每一个无线设备都在该自组织网络中的至少一个其他无线设备的无线电射程内。可以理解，不需要该自组织无线网络中的所有无线设备都在无线电射程内。例如，无线设备14和16能够与无线设备12进行通信但不能够彼此直接进行通信。仅作为示例，无线设备12、14和16可以是膝上型计算机、移动电话、移动数据设备、便携式媒体播放器设备、家庭立体声系统、无线扬声器、或利用如下所述的兼容协议的这些设备的组合。

包括自组织网络中的通信中所涉及的组件的无线设备200的简化框图在图2中示出。无线设备200可对应于图1所示的无线设备12、14和16。上层设备CPU 210与诸如显示器、键区或键盘、定点设备、诸如盘单元或闪存等存储单元、以及该设备的任何其他外围组件等存在于该无线设备中的外围组件接口。设备CPU 210包括设备操作系统212和无线驱动程序214。无线驱动程序214与包含无线模块软件222的第二层无线模块CPU 220进行通信。无线模块软件222与低层无线射频接口230接口，后者与经由天线发射和接收射频信号的无线电进行通信。

无线设备200可表示可以是手持式和移动的或固定的各种不同的设备。无线设备的示例包括，但不限于，膝上型计算机、台式机、移动数据设备、移动电话、立体声系统和无线扬声器。

在一个实施例中，无线设备200是具备无线能力的便携式媒体播放器设备。便携式媒体播放器设备可以是MP3型手持式设备，它包括诸如盘驱动器或闪存等介质存储和回放设备，诸如显示和键集合或软按键等用户界面、耳机、至主计算机的接口、以及用于控制设备的操作的CPU。便携式媒体播放器设备配备如图2中所示的无线驱动程序214、无线模块CPU 220、无线模块软件222和无线RF接口230以实现无线能力。

便携式媒体播放器设备操作的概观在图2A中示出。在步骤250中，便携式媒体播放器设备在周期性发现间隔的发现窗口期间发送和接收发现信息。在步骤252中，便携式媒体播放器设备在周期性发现间隔的数据窗口期间发送和接收数据(如果有数据)。在步骤254，便携式媒体播放器设备在周期性发现间隔的非活动部分期间以省电模式操作。这些操作在以下更详细地描述。

以下描述每一无线设备在发现其他无线设备时、在形成与其他无线设备的连接或关联时以及在无线设备之间传送数据时的操作。这些操作结合便携式媒体播放器设备描述。然而，可以理解，利用兼容协议的其他无线设备可参与自组织网络。操作结合IEEE 802.11标准描述。然而，本发明并不限于802.11标准并可结合诸如超宽带和WiNet等其他无线技术来利用。可以理解，以下所描述的操作仅是实施例且并非是对本发明的范围的局限。

无线操作的打开和关闭

便携式媒体播放器设备提供用户启用/禁用无线功能的选项。如果该选项被禁用，则无线适配器始终保持关闭。当该选项被启用时，便携式媒体播放器设备如下操作。

无线操作的打开和引导

引导操作在图3的流程图中示出。当便携式媒体播放器设备打开其无线操作时，步骤300，设备执行以下步骤：

1)打开无线适配器无线电；以及

2)设定以下配置设置，步骤302：

建立其自己的自组织网络的信道号，

其自己的自组织网络的BSSID，

自组织网络中允许的加入者的最大数目(默认＝1)，以及

本地便携式媒体播放器信息元素(IE)信息。

当打开无线操作时，无线模块更新其关于便携式媒体播放器发现分组的内部上下文。而且，它配置关于所允许的加入者的最大数目的限制。此时，便携式媒体播放器设备已虚拟地建立了其自己的自组织网络。

便携式媒体播放器设备打开其无线无线电，紧接着进行以下描述的引导操作。

1)停留在发现信道上并保持苏醒，步骤304。

2)监听便携式媒体播放器信标分组，步骤306。便携式媒体播放器信标分组可以是具有如下特殊信息的802.11信标分组：

接收者地址：广播地址(FF-FF-FF-FF-FF-FF)

SSID：(不包含SSID IE)

BSSID：发送该信标分组的便携式媒体播放设备的单播地址

BSS类型：自组织

便携式媒体播放器IE：

操作类型-信标

信道-其自己的自组织网络的数据信道

信标发送者的本地便携式媒体播放器信息。

3)如果接收到便携式媒体播放器信标分组，步骤308，则该设备执行以下步骤：

a)使用该信标分组来同步其内部时间戳，步骤310。

b)将发现窗口调整为与该便携式媒体播放器信标分组的发送者的发现窗口相同，步骤310。

c)等待直到当前发现窗口到期，步骤312，然后退出引导，步骤314。

4)否则，该设备在特定时间量(可配置参数并且默认为以下定义的3个发现间隔(6000毫秒))内未接收到便携式媒体播放器信标分组。在这种情况下，该设备执行以下步骤：

a)发出便携式媒体播放器信标分组，步骤320。

b)等待直到当前发现窗口到期，步骤312、316，并然后退出引导操作，步骤314。

然后，便携式媒体播放器设备将其发现模式初始化为被动发现模式，步骤314，如下所述。此时，无线模块将媒体状态设置为媒体断开连接(端口关闭)。

最后，设备如下所述地设置被动发现模式。

示出便携式媒体播放器设备的引导操作的时序图在在图4中显示。波形400表示诸如图1所示的无线设备12等处于被动发现模式中且正在发送信标分组的设备A。波形410表示诸如图1的无线设备14等处于引导模式中的设备B。设备A在发现窗口402期间打开，该窗口在每一发现时间段404重复。在发现窗口之间，设备A处于省电模式中。在每一发现窗口期间，设备A都发送信标分组并监听探测请求和响应。在图4的示例中，发现窗口402是100毫秒，而发现时间段404是2000毫秒。

设备B在时刻412打开其无线操作并在始于时刻414的时间段期间监听信标分组。监听时间段416至少与发现时间段一样长并且优选地是约该发现时间段的三倍。在时刻420处，设备B接收到信标分组并调整其内部时间戳和发现窗口以便与设备A同步。然后，设备B在时刻422处切换至被动发现模式。随后，设备B在与设备A的发现窗口同步的发现窗口424期间监听探测请求。

无线操作的关闭

当便携式媒体播放器设备关闭其无线操作时，该设备执行以下步骤：

1)如果它创建了自组织网络，则终止该网络，

2)清除无线服务和驱动程序中的上下文信息，以及

3)关闭无线适配器无线电。

便携式媒体播放器设备发现

发现模式

当便携式媒体播放器设备打开其无线操作时，它可被设置为以下两个发现模式之一：被动发现模式或主动发现模式。

被动发现模式

如果用户期望邻居便携式媒体播放器设备在附近，且想要被其他便携式媒体播放器设备发现，且被动地发现邻居便携式媒体播放器设备，则便携式媒体播放器设备被设置为被动发现模式。在该模式中，便携式媒体播放器设备能够检测到正在主动地发现的邻居设备并且还向这些设备通告其存在。

主动发现模式

便携式媒体播放器设备按用户所需被设置成处于主动发现模式。这是用户点击按钮以显示邻居设备的情况。如果用户期望邻居便携式媒体播放器设备在附近，且想要发现这些设备，他/她可将便携式媒体播放器设备设置为主动发现模式。在该模式中，便携式媒体播放器设备主动检测处于主动或被动发现模式中的邻居便携式媒体播放器设备，并向这些设备通告其存在。

发现参数

发现信道：        可由所有便携式媒体播放器设备使用以发现邻

                  居设备的802.11信道。信道号必须符合IEEE

                  802.11d标准中指定的规章域要求。

                  默认值：信道11(对美国的802.11b/g)

发现生存期：      便携式媒体播放器设备执行发现操作的时间段。

                  默认值：0(对被动发现不会有超时)

发现间隔：        便携式媒体播放器设备周期性地从省电模式中

                  恢复并发现处于被动发现模式中的邻居无线设

                  备的时间段。该时间段包括便携式媒体播放器发

                  现窗口。

                  默认值：2000毫秒。

发现窗口：        便携式媒体播放器设备保持通电并执行被动发

                  现的时间段。

                  默认值：100毫秒。

所有设备都可具有针对上述参数预配置的相同的值。

被动发现模式操作序列

被动发现操作的流程图在图5中示出。

1)便携式媒体播放器设备按需切换到被动发现模式。该设备执行以下步骤：

设置成被动发现模式，步骤500。

该请求可具有以下参数：

发现间隔

发现窗口

发现生存期

在发现间隔结尾处，如果发现生存期到期，步骤538，则便携式媒体播放器设备终止被动发现，步骤540。

2)在每一发现间隔的开始处，便携式媒体播放器设备从省电模式中醒来并在等于发现窗口的一段时间中打开其无线适配器，步骤502。在该窗口期间，便携式媒体播放器设备使其无线适配器停留在发现信道上。

3)无线模块等待一随机补偿时间(将对于特定无线设备精细地调整)并监听便携式媒体播放器信标分组，步骤504。

如果接收到便携式媒体播放器信标分组，步骤506，则该无线模块使用该分组来调整其内部时间戳，步骤508。

否则，未在补偿时间内接收到便携式媒体播放器信标分组。在这种情况下，无线模块发出便携式媒体播放器信标分组，步骤510。

4)在该发现窗口期间，无线模块还监听便携式媒体播放器探测请求分组，步骤520。

便携式媒体播放器设备可通过匹配以下信息来将接收到的分组验证为便携式媒体播放器探测请求分组：

SSID：(不包含SSID IE)

BSSID：广播地址(FF-FF-FF-FF-FF-FF)

BSS类型：自组织

便携式媒体播放器IE：

操作类型-发现

如果该分组不是便携式媒体播放器探测请求分组，步骤522，则丢弃该探测请求分组，步骤524。

否则，该分组是便携式媒体播放器探测请求分组。

如果无线模块未在当前发现窗口中发送过任何便携式媒体播放器探测响应分组或便携式媒体播放器信标分组，则发送便携式媒体播放器探测响应分组，步骤530。

该便携式媒体播放器探测响应分组可以是具有如下特殊信息的802.11探测响应分组：

接收者地址：广播地址(FF-FF-FF-FF-FF-FF)

SSID：(不包含SSID IE)

BSSID：发送该探测响应分组的便携式媒体播放设备的单播地址

BSS类型：自组织

便携式媒体播放器IE：

操作类型-发现响应，

信道-其自己的自组织网络的数据信道，以及

其自己的本地便携式媒体播放器信息。

否则，无线模块已经发送一便携式媒体播放器信标分组或已用便携式媒体播放器探测响应分组来响应。无线模块不再发出任何广播探测响应分组。

另外，无线模块积累来自唯一便携式媒体播放器设备的所有接收到的便携式媒体播放器信标、探测请求和探测响应分组，步骤532，并将它们保存在其邻居便携式媒体播放器设备信息列表中。它可将该列表返回给无线服务，该无线服务进而在查询时向应用程序报告。

5)当发现窗口到期时，步骤534，便携式媒体播放器设备可返回至省电模式，步骤536，直到下一信标发现间隔。

6)如果发现生存期为0且未到期，则重复步骤2)到5)(步骤502-536)，步骤538。

主动发现模式操作序列

主动发现操作的流程图在图6中示出。

1)便携式媒体播放器设备按需变为主动发现模式。呼叫者执行以下步骤：

发出主动发现请求，步骤600。

2)无线模块等待直到下一个发现窗口。然后便携式媒体播放器设备从省电模式中醒来并在等于发现窗口的一段时间中打开其无线适配器，步骤602。

3)在发现窗口中，无线模块执行以上对被动发现模式所描述的操作，步骤604，包括：

a.监听并发出信标分组，

b.收集便携式媒体播放器探测分组并积累邻居设备信息，以及

c.当需要时用便携式媒体播放器探测响应分组响应。

4)此外，无线模块发出便携式媒体播放器探测请求分组，步骤606。

该便携式媒体播放器发现分组可以是具有如下特殊信息的802.11广播探测请求分组：

接收者地址：广播地址(FF-FF-FF-FF-FF-FF)

SSID：(不包含SSID IE)

BSSID：广播地址(FF-FF-FF-FF-FF-FF)

BSS类型：自组织

便携式媒体播放器IE：

操作类型-发现

其他本地便携式媒体播放器信息

无线模块积累来自唯一便携式媒体播放器设备的所有接收到的便携式媒体播放器发现分组，包括信标、探测请求和探测响应分组，步骤608，并将它们保存在其邻居便携式媒体播放器设备信息列表中。它可将该列表返回给无线服务，该无线服务进而在查询时向应用程序报告。

5)在当前发现窗口到期时，步骤610，设备可返回至被动发现模式，步骤612。

无线设备可具有使来自其邻居便携式媒体播放器设备列表的陈旧的便携式媒体播放器设备信息条目过期的老化功能。

显示便携式媒体播放器设备执行被动发现和主动发现的时序图在图7中示出。波形700表示诸如图1所示的设备12等处于被动发现模式中且正在发送信标分组的便携式媒体播放器设备A。波形702表示诸如图1所示的无线设备14等处于被动发现模式中且不在发送信标分组的便携式媒体播放器设备B。波形704表示诸如图1所示的无线设备16等处于主动发现模式中的便携式媒体播放器设备C。设备A在发现时间段708的每一发现窗口706期间发送信标分组并在这些发现窗口期间监听探测响应。设备B在每一发现窗口期间监听探测请求。

设备C在时刻710处切换至主动发现模式并在时刻712处发送广播探测请求。设备B响应于设备C发送的探测请求在时刻714处发送探测响应。设备A不响应来自设备C的广播探测请求，因为它正在发送由设备C接收的信标分组。在时刻716处的发现时间段的结束处，主动发现结束且设备C返回至被动发现模式。如图7所示，设备A、B和C中的每一个都在同步的发现窗口期间监听探测请求并且在发现时间段的剩余时间内处于省电模式中。在图7的示例中，发现窗口706是100毫秒，而发现时间段708是2000毫秒。

便携式媒体播放器IE(信息元素)

便携式媒体播放器设备可将便携式媒体播放器专用信息嵌入到邻近服务发现(PSD)信息元素内。

IE ID(1字节)	长度(1字节)	OUI(3字节)	OUI类型(1字节)	格式(4字节)	便携式媒体播放器数据(0..245字节)
						221	8..253	00-50-F2	6	散列(便携式媒体播放器URL)	便携式媒体播放器专用数据

格式字段是唯一地标识便携式媒体播放器IE的便携式媒体播放器URL串的散列值。

便携式媒体播放器数据可包括以下信息：

唯一便携式媒体播放器设备ID-制造商硬编码的，

便携式媒体播放器设备用户友好的名字-用户定义的

操作类型

-信标

-发现请求

-发现响应

-虚拟关联请求

-虚拟关联响应

-数据窗口通告

-心跳

在自组织网络中建立连接

自组织网络加入者

由网络加入者执行用于建立至自组织网络的连接的操作的流程图在图8中示出。

如果便携式媒体播放器设备(设备B)想要加入通过遵循以上操作序列而发现的邻居便携式媒体播放器设备(设备A)形成的自组织网络，则便携式媒体播放器设备B可进行以下步骤：

1)设定以下设置：

所需BSSID(要加入的目标便携式媒体播放器设备的BSSID)

本地便携式媒体播放器IE信息

2)无线服务向无线模块发出连接呼叫，步骤800。

连接(以便用以上配置的BSSID和MAC地址加入自组织网络)

3)在从上层接收到连接呼叫时，无线模块可以进行以下步骤：

设备B中的无线模块基于设备A的发现结果在目标设备A的下一发现窗口的开始处从省电模式中醒来，步骤802。此时，无线适配器正在发现信道上操作。

发出便携式媒体播放器虚拟关联请求分组，步骤804。该便携式媒体播放器虚拟关联请求分组可以是具有如下特殊信息的802.11探测请求分组：

接收者的地址：要加入的便携式媒体播放器设备(设备A)的单播地址

SSID：(不包含SSID IE)

BSSID：要加入的便携式媒体播放器设备的单播地址

BSS类型：自组织

便携式媒体播放器IE：

操作类型-虚拟关联请求，

本地便携式媒体播放器IE信息，和

所支持的数据率。

同时，无线模块在其自己的发现窗口中保持从省电模式醒着，并如上所述执行被动发现操作。

4)在发送便携式媒体播放器探测请求分组之后，无线模块保持醒着以便接收探测响应，直到它决定超时或发现窗口到期。

5)如果连接不成功或如果无线服务没有在其连接超时间隔内接收到媒体连接(端口打开)事件，步骤806，且无线模块的媒体状态仍旧是断开连接(端口关闭)，则无线模块可清除对目标设备A的内部关联上下文，向应用程序返回连接失败，步骤810，并还原其之前的状态，即停留在发现信道上并返回至被动发现模式，步骤812。

否则，接收到相应的探测响应，步骤806，且连接成功。然后，无线模块将其内部状态更新为与目标便携式媒体播放器设备相关联。

6)(可任选)无线模块可执行密钥交换过程，步骤820，(例如，WPA2-PSK)以与其他便携式媒体播放器设备交换密钥。

如果密钥交换失败，步骤822，则它向应用程序返回连接失败，步骤810，并还原其之前的状态，即停留在发现信道上并返回至被动发现模式，步骤812。

7)如果在当前发现窗口内关联成功，且可任选密钥交换成功，步骤822，则无线模块向网络栈指示目标设备的媒体连接(端口打开)事件，步骤824。

自组织网络形成者

由网络形成者执行用于建立至加入者的连接的操作的流程图在图9中示出。

如果便携式媒体播放器设备接收便携式媒体播放器虚拟关联请求分组，步骤900，则它可执行以下步骤：

1)无线模块决定是否允许请求者关联，步骤902，并发出如下便携式媒体播放器虚拟关联响应分组，步骤904：

SSID：(不包含SSID IE)

BSSID：其自己的本地BSSID

BSS类型：自组织

便携式媒体播放器IE：

操作类型-虚拟关联响应

关联状态(802.11状态码)

接受的所支持的数据率(当成功时)

如果达到了最大数目的加入者，则无线模块拒绝新的关联请求。

2)如果关联未被接受，步骤902，则无线模块清除其关于进行请求的设备的内部关联上下文，并保持在其现有状态中，步骤906，即停留在发现信道上并保持处于被动发现模式。

否则，关联成功，步骤902。然后，无线模块将其内部状态更新为与目标便携式媒体播放器设备相关联。

3)(可任选)无线模块可执行可任选密钥交换过程，步骤910，(例如，WPA2-PSK)以与对等设备交换密钥。

如果密钥交换失败，步骤912，则无线模块清除其关于进行请求的设备的内部关联上下文，并保持在其现有状态中，步骤906，即停留在发现信道上并保持处于被动发现模式。

4)如果在当前发现窗口内关联成功，且可任选密钥交换成功，步骤912，则无线模块向网络栈指示进行加入的设备的媒体连接(端口打开)事件，步骤914。

当便携式媒体播放器设备双方均彼此虚拟关联，并均向网络指示媒体连接状态时，建立无线连接。网络栈配置IP设置，并开始发送/接收IP分组。

上层应用程序执行较高层协议(诸如文件发送或DJ流传送)来传送数据。较高层协议也发送较高层心跳分组和监视来自对等方的较高层心跳分组。

形成加入者和形成者之间的虚拟关联的操作的示意图在图10中示出。诸如图1中所示的无线设备14等便携式媒体播放器设备B是网络加入者，诸如图1中所示的无线设备12等便携式媒体播放器设备A是网络形成者。设备B的上层在发现窗口期间向设备B的无线模块发送连接请求。无线模块在发现窗口内向设备A发送虚拟关联请求，设备A向设备B发送虚拟关联响应。可利用可任选的密钥交换。如果虚拟关联请求被接受，且密钥交换成功，则设备B向其上层发送媒体连接事件，且设备A向其上层发送媒体连接事件。然后，在每一设备中配置IP设置，且设备准备好数据传送。

终止自组织网络

自组织网络加入者

如果应用程序决定终止自组织网络，它执行以下步骤：

1)无线服务向无线模块发出断开连接呼叫。在从上层接收到断开连接呼叫后，无线模块离开自组织网络。

2)向上层指示媒体断开连接(端口关闭)事件。

3)返回到被动发现模式，并还原关于其自己的(虚拟)自组织网络的初始设置。

自组织加入者监视来自自组织形成者的分组。如果加入者在长时间内未从形成者接收任何分组，并决定使连接超时，则加入者执行以下步骤：

1)通过清除所有内部连接上下文来使形成者老化。

2)向上层指示媒体断开连接(端口关闭)事件。

3)返回到被动发现模式，并还原关于其自己的(虚拟)自组织网络的初始设置。

自组织网络形成者

自组织网络形成者监视来自每一加入者的分组。如果形成者在长时间内未从加入者接收到任何分组，并决定使连接超时，则自组织网络形成者执行以下步骤：

1)通过从其相关联加入者列表中移除加入者而使该加入者老化。

2)向上层指示端口关闭事件以指示一加入者被移除。

3)如果该加入者是网络中的最后一个加入者，则

a)向上层指示媒体断开连接事件，且

b)返回至被动发现模式。

如果应用程序决定断开与网络中的加入者的关联，它执行以下步骤：

1)无线服务向无线模块发出断开连接呼叫。在从上层接收到断开连接呼叫之后，自组织网络形成者将加入者从其相关联加入者列表中移除。

2)向上层指示端口关闭事件以指示一加入者被移除。

3)如果该加入者是网络中的最后一个加入者，则

a)向上层指示媒体断开连接事件，且

b)返回至被动发现模式。

如果应用程序决定终止当前自组织网络，它执行以下步骤：

1)无线服务向无线模块发出断开连接呼叫。

2)在从上层接收到断开连接呼叫之后，无线模块执行如下步骤：

a)将所有加入者从其相关联加入者列表中移除，

b)向上层指示媒体断开连接事件，且

c)返回至被动发现模式。

数据传送

数据传送参数

数据窗口大小         数据窗口大小的设置

最小数据窗口大小     数据窗口的最小值

                     常量：50毫秒

最大数据窗口大小     数据窗口的最大值。该值应小于(发现间隔-

                     发现窗口-信道切换时间*2)

                     常量：1800毫秒

数据传送模式

当便携式媒体播放器设备加入自组织网络时，或自组织形成者在其网络中具有一个或多个加入者时，该设备可具有两种数据传送模式：高速数据传送模式和省电数据传送模式。

如果便携式媒体播放器设备具有大量数据且想要在短时间内完成传送，诸如文件发送场景或DJ场景中的音乐传送阶段，则它可用高速数据传送模式来操作无线模块。在此模式中，无线设备总是通电，且持续地在长数据窗口中操作。

如果便携式媒体播放器设备仅想要偶尔发出稀疏数据，诸如DJ场景中的音乐播放和控制阶段，则它可用省电数据传输模式来操作无线模块。在此模式中，无线模块仅在短数据窗口中醒来并操作，然后转向省电。

上层应用程序可通过向无线模块发出设置数据传送模式呼叫将设备设置为处于两种数据传送模式之一。

如果无线模块被设置在高速数据传送模式中，则无线模块执行以下步骤：

将数据窗口大小设置为最大数据窗口大小。

否则，无线设备被设置在省电数据传送模式中，且无线模块执行以下步骤：

将数据窗口大小设置为最小数据窗口大小。

数据传送的操作序列

自组织网络形成者执行的数据传送操作的流程图在图11中示出。

便携式媒体播放器设备A形成自组织网络，并在其自己的自组织网络中具有一个或多个加入者。此时，设备A中的无线模块执行以下步骤：

1)如上所述，无线模块在其发现窗口中保持醒着，并停留在其自己的发现信道上以执行被动发现，步骤1100。

2)当发现窗口结束时，无线模块开启数据窗口。它可立即切换到已在其便携式媒体播放器探测响应分组中通告的数据信道，步骤1102。

3)无线模块在信道切换完成之后立即发出便携式媒体播放器数据窗口通告分组，步骤1104。

数据窗口通道分组可以是包含以下信息的802.11探测响应分组：

接收者的地址：广播地址(FF-FF-FF-FF-FF-FF)

SSID：(不包含SSID IE)

BSSID：其自己的本地BSSID

BSS类型：自组织

便携式媒体播放器IE：

操作类型-数据窗口通告

当前数据传送模式-(高速或省电)

对加入者的心跳请求——(可任选)被要求发送心跳响应的设备的MAC地址。

如果自组织网络形成者在长时间段内未从加入者接收到任何分组，且将要因为不活动而使加入者老化，则它可在便携式媒体播放器信息元素中使用心跳请求以探测加入者的存在性。如果存在两个或多个这样的加入者，则无线模块使用循环方法来选择加入者进行心跳请求。

4)在发出数据窗口通告分组之后，无线模块准备好数据分组接收和发送，步骤1106。

5)在当前数据窗口到期时，无线模块停止发送和接收分组，并关闭其无线无线电以便省电，步骤1108。如果数据窗口足够长，则可能不能实现省电。

6)当下一发现窗口开始时，无线模块切换至发现信道并执行如上所述的被动发现，步骤1100。因此，被动发现和数据传送是以时间共享的方式并发执行的。

7)重复步骤1)到6)(步骤1100-1108)直到自组织网络不在具有任何加入者或被终止。

自组织网络加入者执行的数据传送操作的流程图在图12中示出。

便携式媒体播放器设备B加入由设备A形成的自组织网络。在成功加入之后，设备B中的无线模块执行以下步骤：

1)无线模块基于主动发现结果或数据窗口通告将其发现窗口的开始时间调整为与设备A(自组织网络的形成者)的相同，步骤1200。

2)在发现窗口中，无线模块保持醒着，并停留在发现信道上以执行如上所述的被动发现，步骤1202。

3)无线模块切换到在数据窗口开始时已在设备A(形成者)的便携式媒体播放器探测响应分组中通告的数据信道，步骤1204。此时，无线模块将当前数据窗口的大小设置为数据窗口大小，后者由上层配置。

4)如果无线模块未在最小数据窗口内接收到便携式媒体播放器数据窗口通告分组，则它执行以下步骤：

将当前数据窗口的大小扩展为最大数据窗口大小。

否则，无线模块从形成者(设备A)接收便携式媒体播放器数据窗口通告分组，步骤1206，并执行以下步骤：

i.使用该探测响应分组来同步其内部时间戳。

ii.无线模块检查便携式媒体播放器IE中的当前数据传送模式字段。如果IE中的数据传送模式不同于内部数据传送模式，则无线模块调整当前数据窗口的大小以符合形成者。

iii.无线模块检查便携式媒体播放器IE中的加入者字段的心跳请求。如果地址等于本地MAC地址，则无线模块发出心跳分组。

心跳分组可以是包含以下信息的802.11探测响应分组：

接收者的地址：设备A的MAC地址

SSID：(不包含SSID IE)

BSSID：该自组织网络的BSSID

BSS类型：自组织

便携式媒体播放器IE：

操作类型-心跳

5)无线模块开始对自组织网络形成者发送和接收数据分组，步骤1208。

6)在当前数据窗口到期时，无线模块停止发送和接收数据分组，并关闭其无线无线电以便省电，步骤1210。如果数据窗口足够长，则可能不能实现省电。

7)当下一发现窗口开始时，无线模块切换至发现信道并执行如上所述的被动发现，步骤1202。因此，被动发现和数据传送是以时间共享的方式并发执行的。

8)重复步骤2)到7)(步骤1202-1210)，直到设备离开自组织网络。

省电数据传送操作的时序图在图13中示出。波形1300示出了便携式媒体播放器设备A中的操作，而波形1310示出了便携式媒体播放器设备B中的操作。设备A和设备B在同步的发现窗口1320期间监听发现信道上的探测请求分组。在时刻1322处发现窗口1320的结束处，设备从发现信道切换到数据信道，且从设备A向设备B发送数据窗口通告。可从设备B向设备A发送心跳分组。在与发现时间段1332相比相对较短的数据窗口1330期间发送和接收数据分组。设备A和B然后在时间1340期间切换到省电模式直到下一发现时间段开始。在图13的示例中，发现窗口1320是100毫秒，数据窗口1330是100毫秒，而发现时间段1332是2000毫秒。

高速数据传送操作的时序图在图14中示出。波形1400表示便携式媒体播放器设备A中的操作，而波形1410表示便携式媒体播放器设备B中的操作。设备A和设备B在同步的发现窗口1420期间监听发现信道上的探测请求分组。设备在时刻1422从发现信道切换到数据信道。设备A向设备B发送数据窗口通告，而设备B可向设备A发送心跳分组。数据分组在数据窗口1430期间被发送和接收。在高速数据传送模式中，数据窗口1430在发现时间段1440的其余部分期间继续。在时刻1432处发现时间段的结束处，设备A和B切换回发现信道，并在发现窗口期间监听探测请求。在图14的示例中，发现窗口1420是100毫秒，发现时间段1440是2000毫秒，而数据窗口1430约为1900毫秒。

DJ场景

开启DJ模式

如果便携式媒体播放器设备被设置为按需开启DJ模式，则设备执行以下步骤：

1)设定以下配置设置：

建立其自己的自组织网络的信道号

其自己的自组织网络的BSSID

自组织网络中允许的联接者的最大数目(默认＝10)

包含DJ流传送信息的本地便携式媒体播放器信息元素(IE)。

2)在接收到DJ模式的本地便携式媒体播放器IE时，无线设备保存其初始状态。然后，无线模块更新其内部上下文以在其便携式媒体播放器发现分组中包括这一信息。它还更新关于其自己的自组织网络中的加入者的最大数目的限制。此时，初始自组织网络已经为DJ流传送而重新配置了。

在DJ模式中操作

DJ应用程序和听众可在他们想要与加入者交换音乐数据时切换到高速数据传送模式，且他们可在仅交换DJ控制和管理分组时切换到省电数据传送模式。

停止DJ模式

如果便携式媒体播放器设备被设置为按需结束DJ模式，则设备执行以下步骤：

1)将其内部上下文还原至初始模式和设置。

加入DJ网络

如果便携式媒体播放器设备被设置为加入由DJ设备形成的DJ网络，则便携式媒体播放器设备如上所述向无线模块发出连接呼叫。DJ应用程序等待媒体连接事件以开始对无线连接的操作。

离开DJ网络

如果便携式媒体播放器设备被设置为离开由DJ设备形成的DJ网络，则便携式媒体播放器设备如上所述向无线模块发出断开连接呼叫。然后它可立即停止DJ操作。

文件发送场景

开始发送文件

如果便携式媒体播放器设备被设置为向另一便携式媒体播放器设备发送文件，则本地设备如上所述发出连接呼叫。文件发送应用程序等待媒体连接事件以开始对无线连接的操作。

发送文件时的操作

文件接收者(自组织形成者)和文件发送者(加入者)双方上的文件传送应用程序在数据传送开始之前均打开高速数据传送模式以便实现较短的文件发送时间。

停止发送文件

如果便携式媒体播放器设备被设置为停止文件发送，则设备如上所述向无线模块发出断开连接呼叫。然后它可立即停止文件发送操作。

以上描述和附图提供了诸如定时参数等各种参数的值的示例。可以理解，这些值仅作为示例给出且绝不是对本发明的范围的限制。

至此描述了本发明的至少一个实施例的若干方面，可以理解，本领域的技术人员可容易地想到各种更改、修改和改进。这样的更改、修改和改进旨在是本公开的一部分，且旨在处于本发明的精神和范围内。从而，前述描述和附图仅用作示例。

Claims (20)

1.一种在自组织网络中操作无线设备的方法，包括：

由所述无线设备在周期性发现间隔的发现窗口期间发送和接收发现信息；以及

在所述周期性发现间隔的非活动部分期间以省电模式操作所述无线设备。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

响应于无线操作的激活打开所述无线设备的无线电；

在指定时间中监听信标分组；

如果在所述指定时间中接收到信标分组，则根据所接收到的信标分组中的参数调整所述发现窗口的定时；以及

如果在所述指定时间中未接收到信标分组，则发送信标分组。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

响应于被动发现模式的激活，在所述发现窗口期间打开所述无线设备的无线电；

在随机补偿时间中监听信标分组；

如果在所述随机补偿时间内接收到信标分组，则根据所接收到的信标分组中的参数调整所述发现窗口的定时；

如果在所述随机补偿时间内未接收到信标分组，则发送信标分组；

在所述发现窗口期间监听探测请求分组；

保存关于所接收到的探测请求分组的信息；以及

如果所述无线设备未在所述当前发现窗口中发送过探测响应分组或信标分组，则发送探测响应分组。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

响应于主动发现模式的激活，在所述发现窗口期间打开所述无线设备的无线电；

在所述发现窗口期间发送广播请求分组；以及

保存由其他无线设备响应于所述广播请求分组而发送的响应分组中所包含的信息。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

响应于连接呼叫，在所述发现窗口期间打开所述无线设备的无线电；

在所述发现窗口期间向第二无线设备发送连接请求分组；

如果在所述发现窗口内接收到连接响应分组，则建立至所述第二无线设备的连接；以及

如果在所述发现窗口内没有接收到连接响应分组，则指示连接失败。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述发现窗口期间接收所述无线设备发出的连接请求分组；

如果所述连接请求分组被接受，则在所述发现窗口期间发送连接响应分组；以及

如果所述连接请求分组未被接受，则丢弃所述连接请求分组并保持在当前状态中。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

在发现窗口期间执行发现操作以发现邻居无线设备；

在所述周期性发现间隔的数据窗口期间发送数据通告分组；以及

在发送所述数据通告分组之后在所述数据窗口期间发送数据。

8.一种无线便携式媒体播放器设备，包括：

便携式媒体播放器；

允许无线操作的无线电；以及

逻辑上连接至所述便携式媒体播放器和所述无线电以在自组织网络中操作所述无线便携式媒体播放器设备的无线模块，所述无线模块包括用指令编程的处理器，这些指令用于：

在周期性发现间隔的发现窗口期间发送和接收发现信息；以及

在所述周期性发现间隔的非活动部分期间以省电模式操作。

9.如权利要求8所述的无线便携式媒体播放器设备，其特征在于，所述指令还包括用于以下动作的指令：

响应于无线操作的激活打开所述无线电；

在指定时间中监听信标分组；

如果在所述指定时间中接收到信标分组，则根据所接收到的信标分组中的参数调整所述发现窗口的定时；以及

如果在所述指定时间中未接收到信标分组，则发送信标分组。

10.如权利要求8所述的无线便携式媒体播放器设备，其特征在于，所述指令还包括用于以下动作的指令：

响应于被动发现模式的激活，在所述发现窗口期间打开所述无线电；

在随机补偿时间中监听信标分组；

如果在所述随机补偿时间内接收到信标分组，则根据所接收到的信标分组中的参数调整所述发现窗口的定时；

如果在所述随机补偿时间内未接收到信标分组，则发送信标分组；

在所述发现窗口期间监听探测请求分组；

保存关于所接收到的探测请求分组的信息；以及

如果所述无线设备未在所述当前发现窗口中发送过探测响应分组或信标分组，则发送探测响应分组。

11.如权利要求8所述的无线便携式媒体播放器设备，其特征在于，所述指令还包括用于以下动作的指令：

响应于主动发现模式的激活，在所述发现窗口期间打开所述无线电；

在所述发现窗口期间发送广播请求分组；以及

保存由其他无线设备响应于所述广播请求分组而发送的响应分组中所包含的信息。

12.如权利要求8所述的无线便携式媒体播放器设备，其特征在于，所述指令还包括用于以下动作的指令：

响应于连接呼叫，在所述发现窗口期间打开所述无线电；

在所述发现窗口期间向第二无线设备发送连接请求分组；

如果在所述发现窗口内接收到连接响应分组，则建立至所述第二无线设备的连接；以及

如果在所述发现窗口内没有接收到连接响应分组，则指示连接失败。

13.如权利要求8所述的无线便携式媒体播放器设备，其特征在于，所述指令还包括用于以下动作的指令：

在所述发现窗口期间接收连接请求分组；

如果所述连接请求分组被接受，则在所述发现窗口期间发送连接响应分组；以及

如果所述连接请求分组未被接受，则丢弃所述连接请求分组并保持在当前状态中。

14.如权利要求8所述的无线便携式媒体播放器设备，其特征在于，所述指令还包括用于以下动作的指令：

在发现窗口期间执行发现操作以发现邻居无线设备；

在所述周期性发现间隔的数据窗口期间发送数据通告分组；以及

在发送所述数据通告分组之后在所述数据窗口期间发送数据。

15.一种用用于执行一种在自组织网络中操作无线设备的方法的指令来编程的计算机可读介质，所述方法包括：

由所述无线设备在周期性发现间隔的发现窗口期间发送和接收发现信息；以及

在所述周期性发现间隔的非活动部分期间以省电模式操作所述无线设备。

16.如权利要求15所述的计算机可读介质，其特征在于，所述方法还包括：

响应于无线操作的激活打开所述无线设备的无线电；

在指定时间中监听信标分组；

如果在所述指定时间中接收到信标分组，则根据所接收到的信标分组中的参数调整所述发现窗口的定时；以及

如果在所述指定时间中未接收到信标分组，则发送信标分组。

17.如权利要求15所述的计算机可读介质，其特征在于，所述方法还包括：

响应于被动发现模式的激活，在所述发现窗口期间打开所述无线设备的无线电；

在随机补偿时间中监听信标分组；

如果在所述随机补偿时间内接收到信标分组，则根据所接收到的信标分组中的参数调整所述发现窗口的定时；

如果在所述随机补偿时间内未接收到信标分组，则发送信标分组；

在所述发现窗口期间监听探测请求分组；

保存关于所接收到的探测请求分组的信息；以及

如果所述无线设备未在所述当前发现窗口中发送过探测响应分组或信标分组，则发送探测响应分组。

18.如权利要求15所述的计算机可读介质，其特征在于，所述方法还包括：

响应于主动发现模式的激活，在所述发现窗口期间打开所述无线设备的无线电；

在所述发现窗口期间发送广播请求分组；以及

保存由其他无线设备响应于所述广播请求分组而发送的响应分组中所包含的信息。

19.如权利要求15所述的计算机可读介质，其特征在于，所述方法还包括：

响应于连接呼叫，在所述发现窗口期间打开所述无线设备的无线电；

在所述发现窗口期间向第二无线设备发送连接请求分组；

如果在所述发现窗口内接收到连接响应分组，则建立至所述第二无线设备的连接；以及

如果在所述发现窗口内没有接收到连接响应分组，则指示连接失败。

20.如权利要求15所述的计算机可读介质，其特征在于，所述方法还包括：

在发现窗口期间执行发现操作以发现邻居无线设备；

在所述周期性发现间隔的数据窗口期间发送数据通告分组；以及

在发送所述数据通告分组之后在所述数据窗口期间发送数据。

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