CN101589583A - 用于合并信标发射和信标接收的装置和方法 - Google Patents

Abstract

在无线网络内合并多个不同步的信标组的方法和无线设备，每个信标组包括至少一个无线设备。从第一信标组中的至少一个第一无线设备中接收第一信标(S514)，该第一无线设备具有第一方向天线。从与所述第一信标组不同步的第二信标组中的至少一个第二无线设备中接收第二信标(S516)，该第二无线设备具有第二方向天线。重新定位第一响应信标(S520)并将其发送到所述第一信标组中的第一无线设备(S522)。该重新定位的第一响应信标指示所述第一无线设备重新定位所述第一信标。相应地，所述第二信标、所述重新定位的第一响应信标以及所述重新定位的第一信标是同步的。

Description

用于合并信标发射和信标接收的装置和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年1月16日提交的美国临时申请No.60/885167的优先权，该临时申请的主题通过引用合并于此。此外，本申请与Richard Chen和Chun-Ting Chou的题为“Apparatus and Method forEnabling Discovery of Wireless Devices(允许发现无线设备的装置和方法)”的美国临时申请(09299US)相关，该临时申请的主题通过引用合并于此。

背景技术

无线通信技术持续地取得进步。例如，无线局域网(WLAN)和无线个域网(WPAN)在家庭和商业中正变得更加普及。这样的网络可以包括多种独立的相互之间进行无线通信的无线电子设备或终端。WLAN和WPAN可以根据多个不同的可用标准来运行，所述标准包括IEEE标准802.11(Wi-Fi)、802.15(蓝牙)、802.16(WiMax)以及WiMedia Alliance的超宽带(UWB)标准。

图1为示出了常规无线网络100的框图，该网络包括多个被配置为相互之间通过示例性的WPAN 125进行通信的终端。所述无线终端可以包括任何被配置为相互通信的电子设备或节点。例如，图1描绘了家庭网络，在该网络中电子设备包括个人计算机120、数字电视机121、数码相机122和个人数字助理(PDA)123。网络100还可以包括与其他网络的接口(例如调制解调器130)以例如提供网络设备120-123中的全部或一些到互联网140的连接。当然，存在许多其他类型的其中电子设备相互通信的无线网络，包括在制造工厂、医疗机构、安全系统等内的网络。

无线设备可以通过使用可以是固定的或者可控的方向天线来相互通信以扩展传输范围。例如，新近的无线网络(例如WiMedia的无线USB)工作在非常高的频带(例如60GHz)上，因此使用方向天线以补偿与高频带相关联的高路径损失。在集中式和分布式无线网络中，使用方向天线的无线设备必须同时对准它们各自的天线以进行通信。换言之，无线设备首先必须相互发现。当无线设备具有可控的方向天线时，这可以通过在周围区域附近同时扫描(例如扫掠它们的天线波束)来实现。除非在无线设备之间存在预协调以确保它们同时扫掠它们的天线射束，否则无线设备不可能相互发现。当无线设备具有固定的方向天线时，无线设备将仅发现位于固定天线波束内的那些设备。

信标被广泛用于在设备之间传递重要的控制信息。通常，信标被广播，以使发送信标的设备的传输范围内的所有设备都能够接收到所述信标。例如，IEEE 802.11接入点周期性地发出信标，以使在该接入点附近的IEEE 802.11无线设备能够与该接入点相关联并进行通信。如上所述，在其中使用了方向天线的无线网络中，可能仅在某些方向上发送信标。因此，在发送信标的设备的附近，仅有限数量的设备将接收到所述信标。无线设备可以被预编程以知道彼此的天线的方向，但是这需要协议来协调无线设备的天线的方向性以及传输、接收和处理。

换言之，即使无线设备在相同的网络100中并且相互邻近，但它们也许仍不能够彼此发现并且彼此通信。这样的协调或者同步是难以实施的并且需要高昂的代价。然而，不具有用于对天线控制和/或信标传输进行协调的共同的时域参考点的无线设备将不能恰当地作为网络来进行通信。

此外，根据无线设备的相对位置及其天线的方向能力，相互邻近的无线设备可能未必能够进行通信。这尤其适用于具有固定方向天线的无线设备。相应地，可能出现如下情况，其中无线网络(例如网络125)中的无线设备形成多个独立的信标组，其中每个信标组包括一个或多个所述无线设备。

这样的信标组是不同步的并且彼此不能够直接通信。例如，如果两个具有固定方向天线的无线设备不处于彼此的天线扇区内，那么这两个无线设备必定形成两个单独的信标组。例如具有可控的方向天线的第三无线设备可能能够与这两个信标组进行通信。然而，该第三无线设备必须从这两个信标组中选择出一个来加入，或者决定都加入，在后一种情况下，该无线设备必须发送两个可能在不同天线扇区内的信标。然而，发送两个信标会保持不同步的信标组，因此浪费了介质时间并且潜在地引起干扰。

发明内容

相应地，期望提供无线设备和无线通信的方法，其提供尤其是当无线设备使用固定的方向天线系统时使得无线设备通过使用单个同步信标组能够彼此发现和彼此通信的机制。

根据一个代表性的实施例，提供了一种在无线网络中合并多个不同步的信标组的方法，每个信标组包括至少一个无线设备，该方法包括：

接收来自第一信标组中至少一个第一无线设备的第一信标，该第一无线设备具有第一方向天线；

接收来自与所述第一信标组不同步的第二信标组中至少一个第二无线设备的第二信标，该第二无线设备具有第二方向天线；以及

重新定位第一响应信标，并且将该重新定位的第一响应信标发送到所述第一信标组中的第一无线设备，该重新定位的第一响应信标指示所述第一无线设备重新定位所述第一信标，其中所述第二信标、所述重新定位的第一响应信标以及所述重新定位的第一信标是同步的。

根据另一代表性的实施例，提供了一种被配置为在无线网络中合并多个不同步的信标组的装置，每个信标组包括至少一个无线设备，该装置包括：

收发器，其被配置为接收来自第一信标组中至少一个第一无线设备的第一信标，该第一无线设备具有第一方向天线，所述收发器还被配置为接收来自与所述第一信标组不同步的第二信标组中至少一个第二无线设备的第二信标，该第二无线设备具有第二方向天线；以及

处理器，其被配置为通过重新定位响应于所述第一信标的第一响应信标，使该第一响应信标的定时与所述第二信标的定时同步，其中所述收发器将所述重新定位的第一响应信标发送到所述第一信标组中的第一无线设备，该重新定位的第一响应信标告知该第一无线设备通过重新定位所述第一信标使该第一信标的定时与所述第二信标的定时同步。

附图说明

图1为常规通信网络的框图。

图2为根据不同实施例的代表性无线设备在无线网络中通信的框图。

图3为根据不同实施例的信标组中的代表性无线设备的功能框图。

图4A-4C为根据一个实施例的由单独的信标组中的无线设备发送信标的框图。

图5为根据不同实施例的无线设备信标重新定位过程的流程图。

图6为根据不同实施例的无线设备信标重新定位过程的流程图。

具体实施方式

在以下详细的说明中，出于说明而非限制的目的，阐述了公开特定细节的示例性实施例，以提供对根据本发明教导的实施例的透彻理解。然而，对于已受益于本公开内容的本领域普通技术人员显而易见的是，偏离本文所公开的特定细节的、根据本发明教导的其他实施例仍在所附权利要求的范围内。此外，可以省略对于众所周知的设备和方法的描述，以免模糊对示例性实施例的描述。这样的方法和设备显然处于本发明教导的范围内。

在不同的实施例中，协议形成和控制信标组和信标，这些信标通过无线网络(例如WLAN或WPAN)中的无线设备的固定的和可控的方向天线被发送和接收。该协议使得无线设备能够通过使用方向天线以协调的方式在WLAN或WPAN中发射信标。因此，即使当无线设备意外地形成单独的信标组时，所述无线设备也能够以同步的方式通过信标来交换信息，从而能够进行网络管理、数据传输和其他通信，而不必预先协调天线方向或者使无线设备和/或关联的信标组在时间上同步。

图2为代表性无线网络200的框图，该无线网络200可以是根据不同标准和协议(例如WiMedia的UWB标准)的WLAN、WPAN等。无线网络200的每个代表性无线设备210、220、230以及240通过方向天线发射和接收信标。无线设备210和220使用由V形重叠覆盖区域表示的固定波束方向天线。无线设备230和240使用可控的方向天线(例如控制或切换波束的天线)，并且因此能够通过波束扫掠/切换来覆盖宽广的区域。在图2的例子中，无线设备230被表示为主设备，因为它在其由阴影区域A、B、C和D表示的天线扇区内主动地发射信标。无线设备230可以例如是网络接入点。

无线设备210、220、230和240的位置和方向彼此间不是先验已知的。因此，在进入网络200(例如通电)时，例如无线设备240可能不知道其他设备(例如无线设备210、220、230)的位置或者不知道将其天线指向何方以建立与其他设备的通信。因此，无线设备240扫描其所有的天线扇区(描绘为扇区A-D)以监听信标。出于讨论的目的，图2将无线设备240以及无线设备230描绘为具有四个天线扇区。应当理解，在不偏离各种不同的实施例的精神和范围的情况下，这些设备可以具有任何数量的天线扇区。

通过其各自的固定波束天线交换信标的无线设备210和220形成第一信标组。无线设备230位于无线设备210和220的固定天线扇区之外，因此不能向无线设备210和220发射信标或者不能从无线设备210和220接收信标。换言之，无线设备210和220对于无线设备230而言是隐蔽的，反之亦然。相应地，无线设备230形成第二信标组，该第二信标组独立于第一信标组并且与第一信标组不同步。

具有可控的方向天线的无线设备240位于无线设备220的固定的天线扇区内并且位于无线设备230的所述多个天线扇区中的一个扇区内。更具体地，无线设备240的扇区A对准无线设备220的固定天线扇区，并且无线设备240的扇区B对准无线设备230的扇区D。因此，当无线设备240进入网络(例如通电)时，其能够从无线设备220和230接收信标并且向无线设备220和230发射信标。(然而，无线设备240不能直接与无线设备210交换信标，因为无线设备240位于无线设备210的固定天线扇区之外)。因此，无线设备240是这两个信标组的共同设备。

图3为根据不同实施例的代表性无线设备240的功能框图，该无线设备240被配置为与代表性无线设备220和230进行通信，无线设备240能够与所述无线设备220和230交换信标。尽管详细地示出和讨论了无线设备240，但是应当理解，无线设备220和230(以及仅直接与无线设备220通信的无线设备210)以与无线设备240基本上相同的方式被配置和起作用。图3示出了无线设备210和220形成第一信标组并且无线设备230形成单独的第二信标组。

本领域技术人员应当理解，在图3中示出的不同“部分”中的一个或多个可以通过使用软件控制的微处理器、硬线逻辑电路或者它们的组合来物理地实现。同样，虽然出于说明的目的而在图3中将所述部分进行了功能性的分割，但是可以在任意物理实现中将这些部分不同地组合起来。

无线设备240包括收发器244、处理器246、存储器248和天线系统242。收发器244包括接收器243和发射器245，并且该收发器244向无线设备240提供了通过无线通信网络200根据合适的标准协议与其他无线设备(例如无线设备220和230)进行通信的功能。

处理器246被配置为执行一种或多种软件算法，所述软件算法包括在此所描述的实施例的信标组合并算法，所述软件算法与存储器248相结合以提供无线设备240的功能。该合并算法可以是对天线系统242的软件控制，该天线系统242可以例如为在介质访问控制(MAC)层中实现的波束控制天线或者波束切换天线。处理器246可以包括它自己的用于存储可执行软件代码的存储器(例如非易失性存储器)，该可执行软件代码允许所述处理器执行在此所讨论的无线设备240的各种功能。可替代地，所述可执行代码可以存储在存储器248内的指定存储位置中。

在图3中，天线系统242包括方向天线系统，该方向天线系统向设备240提供从用于在多个方向上与其他无线设备进行通信的多个天线波束中进行选择的能力。例如，如上所述，天线系统242可以是波束控制天线或波束切换天线。相应地，天线系统242可以包括多个天线，每个天线相应于一个天线波束，或者天线系统242可以包括能够将多个不同的天线元件组合起来以形成不同方向上的波束的控制天线或者天线阵列。

天线系统242操作与天线系统242可能指向的方向相应的各种扇区。例如，参照图2，无线设备240的天线系统242可以具有四个天线扇区A-D。出于简化说明的目的，代表性扇区A-D均匀地分布在四个围绕无线设备240的象限内并且以二维绘出。实际的扇区可以具有在三维上延伸的不同的和/或重叠的覆盖范围。

如上所述，所述无线设备具有不同类型的天线以及不同数量和分布的天线扇区。例如，图2描绘的无线设备230同样具有带有四个扇区A-D的可控的方向天线系统。然而，无线设备210和220具有固定的方向天线系统，并且因此不能在与描绘的方向不同的方向上控制或者重定向天线波束。相应地，与无线设备230相比，无线设备210和220的信标发送要稍微简单一些，因为不必相对于信标的定时对信标的方向进行协调。

无线设备240能够加入任何一个信标组(例如包括无线设备210和220的第一信标组或者包括无线设备230的第二信标组)。如果无线设备240加入第一信标组，那么它能够如上文讨论的那样通过与无线设备220交换信标(无线设备220反过来与无线设备210交换信标)与无线设备210和220同步。然而，通常，一旦无线设备240加入了第一信标组，那么它就不能与第二信标组的无线设备230进行通信了。类似地，如果无线设备240加入了第二信标组，那么它就不能与第一信标组进行通信。因此，在信标组之间的选择实际上将网络划分为包括两个单独的不同步的信标组。

同样如上所述，无线设备240可以决定例如通过将第一响应信标发送给第一信标组(例如发送给无线设备220)并且将第二响应信标发送给第二信标组(例如发送给无线设备230)来加入这两个信标组。然而，这两个信标组仍然是不同步的并且无线设备240必须单独地与两个单独的信标组进行协调。

根据不同的实施例，为了避免不同步的信标组的划分和/或同时操作，可以例如通过将至少所述固定天线无线设备的发射信标进行重新定位来合并信标组。所述重新定位的信标例如在图4A-4C中绘出，并且所述合并过程在图5和图6的流程图中进行描述。

图4A-4C是操作时间线410、420、430和440的框图，其分别对应于分别由无线设备210、220、230和240发送和/或接收的信号。根据不同的实施例，每个时间线描绘了在相应的超帧内连续的发送信标的时隙。图4A-4C以时间顺序来描绘事件，尽管图4A-4C未必示出连续的超帧。换言之，例如根据所用的通信协议，不同的实施例可以包括其中发生了所描绘的动作的超帧之间的中间数量的超帧。类似地，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以改变信标时段内的时隙数量和大小。

参照图5，在步骤S510中，无线设备240例如通过在网络内通电、物理地移动到网络区域内或者从休眠状态中唤醒等而进入网络。在步骤S512中，无线设备240开始扫描其不同的天线扇区(即扇区A-D)以监听来自其他无线设备的信标。如上所述，无线设备240位于无线设备220的固定的方向天线扇区内并且位于无线设备230的天线扇区D内。相应地，在步骤S514中，无线设备240接收来自无线设备220的第一信标并且在步骤S516中接收来自无线设备230的第二信标。

图4A示出无线设备最初发送和接收信标。如上所述，无线设备240接收来自无线设备220和230的信标，其由从时间线420和430到时间线440的对应虚线箭头表示。由于无线设备230具有可控的方向天线，因而无线设备240在(示例性时隙1-9中的)时隙4中接收其发射信标(例如第二信标)，该信标相应于无线设备230在天线扇区D中进行发射。相反地，来自无线设备220的第一信标的定时不那么重要，因为无线设备220具有固定的天线系统并且并不在不同的天线扇区中进行发射。出于说明的目的，尽管应当理解，信标定时和/或超帧信标时隙的编号可以不同，但来自无线设备220的发射信标被显示为发生在与时间线430的时隙2相应的时刻。

尽管应当理解，大量附加的时隙(未示出)，例如数据时隙，可以发生在每个超帧中，但是由虚线表示的、跟在时间线430的发射信标时隙A-D(时隙1-4)后的时隙(时隙5-9)代表无线设备230的超帧的后续连续时隙。在不偏离实施例的精神和范围的情况下，可以改变时隙的大小。例如，可以调节每个超帧的时隙数量和/或每个时隙的时间长度以向任何特定的情况提供独特的好处或者以满足不同的设计要求。

除了向无线设备240发射信标，无线设备220同样在相同的时隙中向无线设备210发射信标，这相应于时间线410。类似地，无线设备210向无线设备220发射信标，出于说明的目的，这被显示为发生在与时间线430的时隙1相应的时刻。由于无线设备230和无线设备240都不能看见无线设备210，因而无线设备210和220之间的信标交换位于第一信标组的内部。

再次参照图5，在步骤S518中，无线设备240确定其已经接收到来自两个不同步的信标组的信标。它还可以例如根据第一信标中提供的信息来确定第一信标组的无线设备220具有固定的方向天线，因而在发送第一响应信标的定时上存在灵活性。无线设备240还可以例如根据在第二信标中提供的信息来确定第二信标组的无线设备230具有可控的方向天线，该可控的方向天线需要响应信标的特定定时以确保在无线设备240发送第二响应信标时无线设备230的天线指向合适的天线扇区(扇区D)。

为了使第一和第二信标组同步，无线设备240协调重新定位待发送到固定天线无线设备(例如无线设备220)的以及待从固定天线无线设备(例如无线设备220)接收的信标。因此，在步骤S520中，无线设备240将其第一响应信标重新定位到另一时隙，并且在步骤S522中将该重新定位的第一响应信标发送到第一信标组的无线设备220。该第一响应信标包括告知无线设备220在随后的超帧中重新定位其第一信标的信息，如以下参照图4C和图6所讨论的。

然而，来自可控天线设备(例如无线设备230)的信标不能被重新定位。因此，在步骤S524中，无线设备240在由步骤S516中接收到的第二信标分配的时隙中向第二信标组的无线设备230发射第二响应信标。在一个实施例中，无线设备230和240之间信标的交换和时隙分配可以例如根据上文提及的由Richard Chen和Chun-Ting Chou的题为“Apparatus and Method for Enabling Discovery of WirelessDevices”的美国临时申请来实现，该临时申请的主题通过引用合并于此。在步骤S526中，无线设备240在重新定位的时隙中接收来自无线设备220的随后的第一信标。在步骤S528中，无线设备240在原始的时隙中继续接收来自无线设备230的随后的第二信标。

图4B示出了无线设备240将响应信标发送到第一和第二信标组。如时间线440下方的虚线箭头所示，其中无线设备240通常对来自无线设备220的第一信标进行响应的时隙被重新定位，例如从与时间线430的时隙3相应的时刻重新定位到与时间线430的时隙9相应的时刻。第一响应信标在由延伸到时间线420的虚线箭头表示的(与时隙9相应的)重新定位的时隙中被发送到无线设备220。在一个可替代的实施例中，第一响应信标可以在通常的(例如与时隙3相应的)响应时隙中被发送，并且识别出重新定位的时隙，在该重新定位的时隙中随后的第一响应信标将被发送。第二响应信标在原始分配的由延伸到时间线430的虚线箭头表示的(与时隙8相应的)时隙中被发送到无线设备230。

发送到无线设备420的第一响应信标包括关于合并所述两个信标组的信息。例如，最初的第一响应信标可以通知无线设备420必须重新定位其未来的第一信标。最初的第一响应信标还可以识别出必须将第一信标移动到的那个时隙，或者可替代地，该第一响应信标可以简单地识别出不可用的时隙。例如，不可用的时隙包括时隙4、时隙8以及时隙9，在时隙4期间无线设备230将第二信标发送到无线设备240，在时隙8期间无线设备240将第二响应信标发送到无线设备230，在时隙9期间无线设备240将随后的第一响应信标发送到无线设备220。然而，在一个实施例中，无线设备240可以在时隙8中将随后的第一响应信标发送到无线设备220，与此同时无线设备240将随后的第二响应信标发送到无线设备230，因此释放了时隙9以用于对来自其他设备的信标进行重新定位。

发送到无线设备220的第一响应信标还可以包括附加信息，例如无线设备230的标识、第二信标组的标识、第二信标组中无线设备的数量等。一旦无线设备220选择了和/或被分配了其中发射随后的第一信标的重新定位的时隙，那么无线设备220向与其通信的其他无线设备通知该重新定位的时隙。

图4C示出了用于无线设备210和220的信标的重新定位，该重新定位是从无线设备240中接收到的第一响应信标的结果。更具体地，在接收到来自无线设备240的重新定位的第一响应信标之后，无线设备220向第一信标组中的其他无线设备(例如无线设备210)通知对第一信标组中传输的信标的合并操作。所述信标包括关于重新定位的信息，例如无线设备220意欲将其发射(和接收)信标重新定位到的时隙的标识以及其他无线设备(例如无线设备210)必须将其发送(和接收)信标重新定位到的时隙的标识。可替代地，来自无线设备220的信标可以仅识别不可用的时隙，以使第一信标组中每个剩下的无线设备选择其自己的重新定位的信标时隙并且相应地向其他无线设备通知其选择。如果在第一信标中存在附加的无线设备，那么已被通知了合并操作的无线设备(例如无线设备210和/或220)将通知其他能够与其通信的无线设备，以使第一信标组中的所有无线设备最终都具有合适的重新定位的信标。

在所描述的例子中，无线设备220将其发射信标从与时间线430的时隙2相应的时刻重新定位到与时间线430的时隙7相应的时刻，并且无线设备210将其发射信标从与时间线430的时隙1相应的时刻重新定位到与时间线430的时隙6相应的时刻，如分别由时间线410和420上方的虚线箭头所示的那样。然后，无线设备210、220和240在其各自的重新定位的时隙内发送(和接收)随后的信标。最终，所有无线设备将在单个信标组中发送信标，从而结束该重新定位过程。

如上所述，信标的重新定位未必发生在不同无线设备的下一个连续的超帧中。例如，在接收到来自无线设备240的来自初始第一响应信标的关于信标组正在合并的通知后，无线设备220可以在重新定位其信标和/或向第一信标组中的其他设备通知它们各自的信标必须被重新定位之前等待预定数量的超帧(例如根据WiMedia的UWB协议的九个超帧)。

在一个实施例中，只要信标组的发射/接收信标不相互干扰，那么信标组可以在无线设备不必改变相同的时隙的情况下进行合并。例如，图4A-4C实际上描绘了这样一种情况，其中无线设备210、220和240不必将其信标重新定位到不同的时隙，因为原始信标的定时并不重叠。参照在时间线430中表示的时间段，无线设备210(时间线410)在时隙1中发送其信标，无线设备220(时间线420)在时隙2中发送其信标，无线设备230(时间线430)在时隙4中在天线扇区D中发送其信标，而无线设备240(时间线440)可以在时隙3中将其响应信标发送到无线设备220。(无线设备240将仍然在时隙8将其响应信标发送到无线设备230，这由不同时刻扫掠不同天线扇区的天线支配。)

相应地，允许合并所述两个信标组的重新定位可以包括简单地对第一信标组的时隙进行重新编号，以符合第二信标组的时隙编号。例如，参照图4A，时间线420上最左边的时隙可以实际上例如为发射自无线设备220的超帧的时隙5，该时隙5在时间上相应于无线设备230的时隙编号1。因此，无线设备220在其原始的时隙6中发送其信标(例如到无线设备210和240)，该时隙6在时间上相应于无线设备230的时隙编号2。相应地，可以通过无线设备220对其超帧时隙进行重新编号来使信标组部分地同步，从而使得其时隙6现在为时隙2以相应于无线设备230的时隙编号。类似地，无线设备210可以对其超帧时隙进行重新编号，以使其原始的时隙5现在为时隙1。通过这种方式，无线设备210和220不必改变其发送信标的实际时间，而仅改变其信标时隙的编号以允许进行合并。这使得能够实现信标时隙的空间重用，并且进一步减少介质时间的浪费。

图6是图5的补充流程图，其描绘了根据一个实施例的在具有固定方向天线的无线设备(例如无线设备220)中进行信标组合并的过程。在步骤S612中，无线设备220在来自其方向天线的固定方向上发射信标。每个信标包含在每个超帧的预定时隙内。作为响应，无线设备220接收来自其他设备(例如无线设备210(未在图6中示出))的响应信标，从而形成第一信标组。

在步骤S614中，无线设备220接收来自无线设备240的重新定位的响应信标(例如重新定位的第一响应信标)，该无线设备240是第一信标组和第二信标组的共同设备并且无线设备220在之前并不知道该无线设备240。如上所述，第二信标组包括具有可控方向天线的设备(例如无线设备230)。第一响应信标指示合并过程，并且包括关于对信标进行重新定位以适应于第二信标组的信息。如上所述，该信息可以识别出无线设备220必须将其随后的发射信标重新定位到的特定时隙，或者该信息可以识别出已被占用的时隙，从而使得无线设备200能够确定其自己的重新定位时隙。在步骤S616中，无线设备220重新定位其信标。

在步骤S618中，无线设备220将信标发送到第一信标组中与其相邻的设备(例如无线设备210)，通知所述相邻的设备其正在重新定位其信标时隙，识别出其重新定位的时隙并且通知所述相邻的设备它们必须类似地重新定位它们的信标。例如，从无线设备220到无线设备210的随后的信标可以指示合并过程并且包括关于信标的重新定位的信息以适应于新识别出的第二信标组。如上所述，该信息可以识别出无线设备必须将其随后的发射信标重新定位到的特定时隙，或者该信息可以识别出已被占用的时隙，从而使得无线设备210能够确定其重新定位时隙。无线设备210同样在随后重新定位其信标并且向无线设备220通知该信标的重新定位已经完成和/或通知新的信标位置。

可能在第一信标组中存在附加无线设备，无线设备210与其通信而无线设备220不能直接与其通信。因此，无线设备210将信标发送到与其相邻的(不与无线设备220通信的)设备，类似地通知所述相邻的设备其正在重新定位其信标时隙，识别出其重新定位的时隙并且通知所述相邻的设备它们必须类似地重新定位它们的信标和/或通知它们与第二信标组的合并。通过这种方式，第一信标组中的所有无线设备最终与第二信标组同步。

在步骤S620中，无线设备220在其重新定位的信标时隙中例如向第一和第二信标组共同的无线设备240发射随后的第一信标。在步骤S622和S624中，无线设备220同样分别在相应的重新定位的信标时隙中接收来自无线设备240的随后的第一响应信标以及来自无线设备210的随后的响应信标。相应地，第一和第二信标组被同步，从而能够合并为单个信标组。

根据示例性的实施例，单独的不同步的信标组中的无线设备(例如第一信标组中的代表性无线设备210、220和第二信标中的无线设备230)能够彼此发现并且例如出于交换信息的目的通过共同的相邻设备(例如代表性的无线设备240)合并为同步的组合信标组。因此，相邻的无线设备，无论其拓扑结构如何，将充分连接并且网络将不会被分割开来。同样，能够与两个原始的信标组进行通信的共同的相邻设备不必将多个信标发送到多个不同步的信标组，这浪费时间并且潜在地引起干扰。本文提供的例子出于说明的目的，这些例子不应当被解释为限制本说明书的教导的范围或者限制随后的权利要求的范围。虽然在此公开了优选实施例，但可以做出许多变型，这些变型仍处于本发明的构思和范围中。在阅读了此处的说明书、附图和权利要求之后，这样的变型对于本领域普通技术人员来说是清楚的。因此，本发明仅限于所附的权利要求的精神和范围。

Claims (20)

1.一种在无线网络中合并多个不同步的信标组的方法，每个信标组包括至少一个无线设备，该方法包括：

接收来自第一信标组中至少一个第一无线设备的第一信标，该第一无线设备具有第一方向天线；

接收来自与所述第一信标组不同步的第二信标组中至少一个第二无线设备的第二信标，该第二无线设备具有第二方向天线；以及

重新定位第一响应信标，并且将该重新定位的第一响应信标发送到所述第一信标组中的第一无线设备，该重新定位的第一响应信标指示所述第一无线设备重新定位所述第一信标，

其中所述第二信标、所述重新定位的第一响应信标以及所述重新定位的第一信标是同步的。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一响应信标和所述第一信标被重新定位到各自的时刻，在所述各自的时刻期间，所述第二无线设备的第二信标没有正在被发送。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在由所述第二信标指示的时刻将第二响应信标发送到所述第二无线设备。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一响应信标和所述第一信标被重新定位到各自的时刻，在所述各自的时刻期间，所述第二无线设备的第二信标以及所述第二响应信标没有正在被发送。

5.根据权利要求1所述的方法，其中作为对所述重新定位的第一响应信标的响应，所述第一信标组中的第一无线设备指示该第一信标组中的至少一个其他的第一无线设备重新定位其相应的第一信标。

6.根据权利要求5所述的方法，其中在接收到所述重新定位的第一响应信标之后，所述第一无线设备在预定的等待时段之后指示所述第一信标组中的所述至少一个其他的第一无线设备重新定位其相应的第一信标。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述预定的等待时段包括多个超帧。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括：

确定所述第一信标组中的第一信标的原始时隙是否相应于所述第二信标组中的可用时隙。

9.根据权利要求8所述的方法，其中当所述第一信标的原始时隙相应于所述第二信标组中的可用时隙时，所述第一无线设备通过对所述原始时隙重新编号以匹配于所述第二信标组中的可用时隙的编号来重新定位所述第一信标。

10.根据权利要求8所述的方法，其中当所述第一信标的原始时隙不相应于所述第二信标组中的可用时隙时，所述第一无线设备通过将所述第一信标移动到与所述第二信标组中的可用时隙相应的不同时隙来重新定位所述第一信标。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一方向天线包括固定波束天线，并且所述第二方向天线包括可控的天线。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述可控的天线包括控制波束天线和切换波束天线之一。

13.一种配置为在无线网络中合并多个不同步的信标组的装置，每个信标组包括至少一个无线设备，该装置包括：

收发器，其被配置为接收来自第一信标组中至少一个第一无线设备的第一信标，该第一无线设备具有第一方向天线，所述收发器还被配置为接收来自与所述第一信标组不同步的第二信标组中至少一个第二无线设备的第二信标，该第二无线设备具有第二方向天线；以及

处理器，其被配置为通过重新定位响应于所述第一信标的第一响应信标，使该第一响应信标的定时与所述第二信标的定时同步，

其中所述收发器将所述重新定位的第一响应信标发送到所述第一信标组中的第一无线设备，该重新定位的第一响应信标通知该第一无线设备通过重新定位所述第一信标使该第一信标的定时与所述第二信标的定时同步。

14.根据权利要求13所述的装置，还包括：

方向天线系统，其被配置为在所述无线网络上在多个天线扇区内进行通信，所述收发器通过该方向天线系统接收所述第一和第二信标并且发送所述重新定位的第一响应信标。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述方向天线系统包括控制波束天线和切换波束天线之一。

16.根据权利要求15所述的装置，其中所述第一无线设备的第一方向天线包括固定波束天线，并且所述第二无线设备的第二方向天线包括可控天线。

17.根据权利要求13所述的装置，其中作为对所述重新定位的第一响应信标的响应，所述第一信标组中的第一无线设备通知所述第一信标组中的至少一个其他的第一无线设备重新定位其相应的第一信标。

18.一种在无线网络中合并多个不同步的信标组的方法，每个信标组包括至少一个无线设备，该方法包括：

通过第一信标组中的第一无线设备的方向天线将第一信标发送到共同的无线设备，该共同的无线设备能够与所述第一信标组以及与该第一信标组不同步的第二信标组进行通信；

作为对所述第一信标的响应，接收来自所述共同的无线设备的重新定位的第一响应信标，该重新定位的第一响应信标识别所述第二信标组并且提供重新定位随后的第一信标的指令，以与至少正发送到所述共同的无线设备的所述第二信标组中的第二无线设备的第二信标相同步；以及

向所述第一信标组中的至少一个其他的无线设备通知所述第二信标组，并且指示所述至少一个其他的无线设备重新定位由该至少一个其他的无线设备发射的信标，以与至少所述重新定位的随后的第一信标以及所述第二信标相同步。

19.根据权利要求18所述的方法，还包括：

在指示所述第一信标组中的所述至少一个其他的无线设备重新定位由该所述至少一个其他的无线设备发射的信标之前，等待预定的时间段。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述重新定位的随后的第一信标的发送、来自所述共同的无线设备的重新定位的随后的第一响应信标的接收以及来自所述第一信标组中的所述至少一个其他的无线设备的重新定位的信标的接收不干扰所述第二信标。

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