CN102113391B - 用于使得能够实现超宽带设备的兼容性的技术 - Google Patents

Abstract

一种用于使得能够实现具有不同规定设置的无线设备的兼容性的方法（200）。所述方法包括：在无线设备初始化时，扫描预定义公用信道（S220）；通过经由该预定义公用信道进行通信的无线设备形成WiNet服务组（WSS）（S230）；当WSS中的无线设备切换到不同于该预定义公用信道的信道时，检查新的无线设备是否尝试加入该WSS（S240，S250）；以及如果检测到这种尝试，那么就将该新的无线设备添加到该WSS（S290）。

Description

用于使得能够实现超宽带设备的兼容性的技术

本申请请求于2008年7月30日提交的美国临时申请第61/084,711号的权益。

技术领域

本发明总体涉及一种无线介质（WiMedia）网络，更具体地涉及用于在这种网络中使得能够实现超宽带（UWB）设备的兼容性的技术。

背景技术

超宽带（UWB）网络的WiMedia规范定义了用于无线个人区域网（WPAN）的完全分布式介质访问控制（MAC）协议。由于不同地区的规定限制，其中UWB设备可运行的频带是不同的。例如，欧洲、日本和美国提供了其中UWB设备可以通信的不同频带。UWB设备是带有UWB收发器的设备，诸如照相机、膝上型笔记本、无线显示器、无线监视器或电视机，无线外部硬盘驱动器、无线打印机等等。

图1显示了不同地区中UWB设备可以使用的3个频带组（BG）。每个这种频带组由3个频带或3个固定的频率交错（FFI）信道（“信道”）组成。频带组BG1，BG3和BG4在WiMedia规范中定义，分别具有3.16GHz-4.752GHz、6.336 GHz-7.920 GHz以及7.920GHz-9.504GHz的频率范围。频带组BG6重复使用了BG3和BG4中的一些频带，具有7.392 GHz-8.976 GHz的频率范围。

目前，只有BG3中的信道“3”可以被根据欧洲、日本和美国的规定要求设置的UWB设备公用。正在进行的规定讨论也可能会批准将频带组BG1中的信道“3”用作这些地区的公用信道。欧洲可能只允许使用BG3、以及BG4中的一些频带。日本和韩国可能只允许使用BG4、以及BG3中的一些频带。美国可能允许使用所有的频带组。UWB设备可能仅仅支持在其地理区域内允许的一些频带。

目前的规定限制限制了UWB设备的兼容性，使得被生产以在某一局部地区运行的设备可能只在该局部地区支持的频带组中通信。也就是说，当来自不同地区的UWB设备在同一区域中运行时，所述设备能够通信和/或建立网络。这是很大的缺点，因为其限制了例如国际旅行对UWB设备的使用。

此外，早期版本的UWB设备仅仅支持一个频带组，而新开发的设备适用于在多个频带组中运行。因此，在新旧版本的UWB设备之间存在兼容性问题。此兼容性问题的一个例子就是当两个无线网络（WiNet）服务组（WWS）试图形成单个WWS时的问题。然而，由于WSS中的设备在不同信道中运行，因此它们不能发现彼此。WWS是所谓的共享安全关系的设备组。设计WWS以容易地形成安全的自组织网络，其中设备可以发现彼此并形成安全加密的链路。

因此，提供一种解决UWB设备不兼容问题的解决方案将是有利的。

发明内容

本发明的特定实施例包括一种用于使得能够实现具有不同规定设置的无线设备的兼容性的方法。该方法包括在无线设备初始化时，扫描预定义公用信道；通过经由预定义公用信道通信的无线设备形成WiNet服务组（WSS）；当WSS中的无线设备切换到不同于预定义公用信道的信道时，检查新的无线设备是否尝试加入该WSS；以及如果检测到这种尝试，那么就将该新的无线设备添加到该WSS。

被视为本发明的主题在说明书结尾的权利要求书中特别指出并且明确要求保护。通过以下结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其他特征和优点将显而易见。

附图说明

图1是示出UWB设备使用的频带组的示意图。

图2是描述根据本发明一个实施例实施的一种用于使得能够实现UWB设备的兼容性的方法的流程图。

图3是示出初始化过程的图。

图4是示出当设备切换到非公用信道的信道的过程的图。

图5是示出WSS切换到一个频带之后的信标设置（beaconing）的过程的图。

图6是示出用于在WSS中加入新的设备的过程的图。

图7A，7B和7C是示出重新使得设备能够加入WSS的各种选项的图。

具体实施方式

重要的是注意本发明所公开的实施例仅为这里的创新教导的许多有利使用的实例。一般而言，本公开的说明书中进行的陈述并不是必然限制各个请求保护的发明中的任一个。此外，一些陈述可以应用于一些发明特征，但不可应用于其它发明特征。一般而言，除非另外指出，不失一般性地，单数元件可以是多个，反之亦然。在附图中，遍布若干视图相似的标号指代相似的部件。

根据本发明的原理，其中一个频带组中的公用信道（或频带）被用来协调来自不同地区的UWB设备以互相通信。UWB设备可以在公用信道上形成网络（或WSS）。可替换地，UWB设备可以切换到所形成的网络中所有设备都支持的信道（不同于公用信道）。正如以下将详细描述的，在这种情况下，如果预计更多设备要加入该网络，那么就要求其中一个UWB设备在公用信道上发送控制信息。

图2显示了示例性流程图200，其描述了一种用于根据本发明的特定实施例实施的使得能够实现UWB设备的兼容性的方法。在S210，选择其中一个频带组中的公用信道。该公用信道根据所有不同区域的规定都可用。在本发明的一个实施例中，该公用信道是频带组BG1或BG3中的信道号码“3”。在S220，当UWB被初始化时（典型地，当该设备是被启动时），该设备支持的所有信道都被扫描。如果该设备在其中一个不是公用信道的信道上检测到目标WSS，那么该设备就加入该信道上的WSS。否则，设备扫描公用信道。设备扫描公用信道N个超帧的持续时间（其中，N是大于或等于1的整数）或超帧的长度（T_sup）。超帧是UWB设备用来互相通信的数据结构。超帧典型地包括信标周期（BP）和数据传送周期（DP），在该信标周期期间，设备发送它们的信标。如果设备在扫描公用信道时发现了信标组，那么设备就加入该组；否则，设备形成新的信标组。信标组由一组共享相同信道的设备组成。

初始化步骤（S220）进一步在图3中示出，其中在公用信道310上传送超帧301。当UWB设备“A”启动时，其在信标周期期间传送信标。其后，当设备“B”和“C”扫描公用信道310时，它们就检测设备“A”形成的信标组，并加入该信标组（参见超帧302）。

返回图2，在S230形成了WSS。具体地，为了通过在公用信道上通信的设备形成WSS，该设备首先交换有关可允许的频带组的规定信息并确定一组公用可允许的信道。然后，设备扫描该组公用可允许信道和“逻辑信道”，其中逻辑信道在该组共用可允许信道上运行以检测设备可以在其上形成WSS的信道或者逻辑信道。通过为每个频带组使用上至10个不同时间-频率代码来定义逻辑信道。此外，UWB设备可以切换至另一个非公用信道的信道。该选项在图4中示出，其中形成包含设备“A”、“B”、“C”和“D”的WSS以在公用信道410上运行，如具有作为信标组的一部分的设备“A”、“B”、“C”和“D”的超帧401表示的。随后，设备“A”、“B”、“C”和“D”通过在信道410、420、430和440中传送超帧401、402、403和404而分别扫描这些信道。使用超帧405在设备之间交换控制信息，设备基于该信息而决定切换到信道430。

应当注意的是，可以选择设备以通过多个超帧在公用信道组中一个接一个地扫描所有的频带和逻辑信道。此外，如图4所示，设备也可以协调以同时扫描多个信道，从而至少节省扫描时间。一旦形成WSS，那么WSS中的设备就可以在WSS的信道上互相通信。

典型地，当WSS中的设备切换到不同的信道时，新的UWB设备可以试图加入WSS。尝试加入WSS的设备扫描公用信道。返回参考图2，在S240，WSS中的设备切换到不同的信道，并且可能这样做以便在具有更多资源和/或带宽的信道上通信。在S250，选择WSS中的单个设备以在公用信道上周期地传送信标。被选设备传送信标，并侦听信道，以检测由尝试加入WSS的新的设备传送的超帧。该设备每M个超帧地侦听公用信道，其中M是整数，其小于上述定义的超帧的数量N。在一个实施例中，仅仅单个指定设备被用于在公用信道上传送信标。可替换地，如图5所示，WSS中的所有设备可以轮流执行这个任务。

在S260，检查是否检测到新的尝试加入WSS的设备，如果是，那么执行就以S270继续；否则，执行返回到S250。在S270，在“扫描设备”（即，在公用信道上传送信标的设备）和新的设备之间交换有关可允许频带组的规定信息。当扫描设备切换回WSS在其上运行的信道时，新的设备的规定信息被传递给WSS中的设备。在S280，确定新的设备和WSS设备是否可以在由WSS当前使用的信道上通信。如果是，那么在S290，新的设备加入WSS；否则在S282，新的设备和WSS设备协调来扫描公用信道组，直到发现可用信道为止。其后，在S284，WSS设备和新的设备切换到检测到的可用信道，并且将新的设备添加到WSS。在S290，新的设备加入WSS，从而所有的设备可以互相通信。应当注意的是，在本发明的优选实施例中，新的设备是“外来”设备，即具有不同于其中WSS和其设备运行的区域的区域的规定设置的设备。

图6提供了将新的设备“E”加入到包括设备“A”、“B”、“C”和“D”的WSS的过程的实例。在时间T₁期间，设备“E”在公用信道610中传送信标，同时设备“B”扫描该信道。在时间T₂期间，设备“B”与WSS中的其他设备交换规定信息，以便在公用信道组上达成一致。在时间T₃期间，设备“A”、“B”、“C”和“D”扫描公用信道组，该公用信道组包括信道610、620、630和640。其后，在时间T₄和T₅，WSS中的设备交换有关在其上设备可以运行的新的信道的信息，并进一步与新的设备“E”交换该信息。在时间T₆，设备切换到信道620，在该信道620上，设备“A”、“B”、“C”、“D”和“E”可以互相通信。

根据本发明的另一个实施例，公开了一种允许在不同信道/频带上运行的两个或更多个WSS形成单个WSS的方法。根据这个目标，选择来自两个WSS的设备以在公用频带上互相检测并交换规定信息以发现其中两个设备都能运行的公用信道/频带。此外，每个设备将另一个设备的规定信息传递给其WSS中的设备。其后，两个WSS中的设备切换到公用频带以形成单个的WSS。

根据本发明的另一个实施例，WSS可以被明确地设置为允许其他设备或WSS加入该WSS，而这种选项之前是被阻止的。例如，通过依靠WSS中的设备的图形用户接口或物理接口（例如，按钮）产生的命令，可以执行使得WSS能够在这种模式下运行。在本实施例中，如图7A示意性示出的，WSS中的设备（“A”）被选择来扫描公用信道710。如果在公用信道710上没有信标组，那么设备就开始信标组（超帧710）。否则，如图7B所示，设备（“A”）加入现有的信标组（超帧702）。然后，设备跳过公用信道710上的超帧（例如，超帧703和704），并返回其自己的WSS以便与其他设备交换信标组信息。其后，WSS中的设备可以轮流传送信标并监控公用信道710上的超帧。在图7C所示的另一个实施例中，在公用信道710上传送的超帧的信标周期与在信道720上传送的超帧的信标周期同步，其中WSS设备在信道720上通信。一旦在加入的设备“A”和WSS设备之间使用超帧705交换信息，信标周期就被同步。

所公开的方法可以在通信系统中实施，所述通信系统包括但不限于，基于UWB的WPAN，基于WiMedia的无线网络和WPAN，或者是任何基于时分多路访问（TDMA）或基于超帧的无线网络。

将本发明的原理实施为硬件、固件和软件的组合。此外，所述软件优选地被实施为确实包含在程序存储单元或者计算机可读介质上的应用程序。所述应用程序可被上传到包括任何合适结构的机器，并由其执行。优选地，所述机器在具有诸如一个或多个中央处理单元（“CPU”）、存储器、以及输入/输出接口之类的硬件的计算机平台上被实施。所述计算机平台也可以包括操作系统和微指令代码。这里所描述的各种过程和功能可以是可由CPU执行的微指令代码的部分、或应用程序的部分、或它们的任意组合，无论这种计算机或者处理器是否被明确示出。另外，诸如附加的数据存储单元和打印单元之类的各种其它的外设单元可以与计算机平台连接。

上面的详细描述已经阐明了本发明可以采用的许多形式中的几个。意在上面的详细描述被理解为本发明可以采取的所选择的形式的例示，而不是理解为对于本发明的定义的限制。仅权利要求书（包括所有的等效物）意在限定本发明的范围。

Claims (11)

1.一种用于使得能够实现具有不同规定设置的无线设备的兼容性的方法（200），包括:

在无线设备初始化时，扫描预定义公用信道（S220）；

通过经由该预定义公用信道进行通信的无线设备形成WiNet服务组（WSS），其中该WSS中的无线设备经由部分基于该无线设备的规定信息而选择的WSS信道进行通信（S230）；

当WSS中的无线设备切换到该WSS信道时，检查新的无线设备是否尝试加入该WSS（S240，S250）；以及

如果检测到这种尝试，那么就将该新的无线设备添加到该WSS（S290）。

2.根据权利要求1所述的方法，其中该预定义公用信道是可用的规定的频带组中的信道，其中该可用的规定的频带组是来自相同地区的无线设备在其上能够互相通信的频带组。

3.根据权利要求1所述的方法，其中形成WSS还包括：

在无线设备之间交换有关在它们各自的地区内允许的频带组的规定信息（S270）；

基于规定信息确定一组可允许的公用信道；

扫描该组可允许的公用信道中的信道，以检测所有的无线设备能够在其上通信的一个信道；以及

在所检测的信道上建立该WSS，其中所检测的信道是该WSS信道。

4.根据权利要求1所述的方法，其中该组可允许的公用信道中的信道被同时扫描。

5.根据权利要求4所述的方法，其中检查该新的无线设备是否尝试加入该WSS还包括：

从该WSS中选择一个无线设备，以在该预定义公用信道中周期性地传送信标；以及

侦听该预定义公用信道，以检测由该新的无线设备传送的超帧。

6.根据权利要求5所述的方法，其中将该新的设备添加到该WSS还包括：

在该新的无线设备和在该预定义公用信道中传送信标的无线设备之间交换规定信息（S270）；

将该新的无线设备的规定信息发送给该WSS中的所有无线设备；和

如果该WSS中的无线设备和该新的无线设备能够在该WSS信道上通信，就将该新的无线设备添加到该WSS（S290）。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：

扫描该新的无线设备和该WSS中的无线设备能够在其上通信的新的公用信道（S282）；以及

当检测到该新的公用信道时，将该新的无线设备和该无线设备切换到所检测的信道，从而在新的WSS信道上形成新的WSS（S284）。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括明确地使得被阻止的无线设备能够加入WSS，其中被阻止的无线设备是之前被阻止加入WSS的设备。

9.根据权利要求1所述的方法，其中该无线设备至少是在WiMedia网络中运行的超宽带（UWB）设备。

10.根据权利要求9所述的方法，其中在不同地区中制造的每个无线设备仅能够在为各自的地区规定的频带组中运行。

11.一种用于使得能够实现具有不同规定设置的无线设备的兼容性的设备，包括:

用于在无线设备初始化时，扫描预定义公用信道的装置；

用于通过经由该预定义公用信道进行通信的无线设备形成WiNet服务组（WSS）的装置，其中该WSS中的无线设备经由部分基于该无线设备的规定信息而选择的WSS信道进行通信；

用于当WSS中的无线设备切换到该WSS信道时，检查新的无线设备是否尝试加入该WSS的装置；以及

用于如果检测到这种尝试，那么就将该新的无线设备添加到该WSS的装置。