CN104380836A - 用于实现对等连接的系统和方法 - Google Patents

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CN104380836A CN201280072215.3A CN201280072215A CN104380836A CN 104380836 A CN104380836 A CN 104380836A CN 201280072215 A CN201280072215 A CN 201280072215A CN 104380836 A CN104380836 A CN 104380836A
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V·R·瓦拉布胡
R·李
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    • H04W92/16—Interfaces between hierarchically similar devices
    • H04W92/18—Interfaces between hierarchically similar devices between terminal devices

Abstract

呈现了使用无线接口模块在对等无线连接上用于连接相关应用的系统和方法，该无线接口模块最小化对于应用发起与另一设备的无线连接的要求。

Description

用于实现对等连接的系统和方法
技术领域
本公开一般涉及用于实现对等连接的系统和方法。
背景技术
移动设备计算的进步扩展了期待在按需基础上执行的功能的范围和能力。由移动设备执行的任务的范围和数量要求增加网络连通性的数量以满足用户的需要。同样，随着对于移动设备应用的需求已增加，应用提供者的数量也增加了。提供者所增加的数量要求移动设备与来自提供者的更加多样化的池的更多数量的应用进行接口。
移动设备应用日益取决于与其它设备、服务器或其它信息来源进行连网以将有用的和提供信息的应用提供给用户。因此，应用提供者严重依赖于能够使移动设备的无线模块最大化和/或优化其应用的功能性。因此，存在强大的消费者需要：以高可靠性的方式来保证和保持对于各种应用的无线连接，所述各种应用由在无线操作上可具有各种主题专长的多样化的开发者的组来创建。
附图说明
用数字标记附图内的特征以所写说明书交叉参考。一般地，第一个数字反映首次引用特征所在的附图编号，并且其余数字意图从该附图内的其它所标记的特征来区分该特征。但是，如果跨过若干附图使用特征，则用于在该特征首次出现所在的附图中标识该特征的编号要被使用。当前要参照不一定按比例绘制的附图，并且其中：
图1是按照本公开的一个或多个实施例的设备的典型环境的简化框图，该设备使用无线接口模块来管理该设备与其它设备的无线交互。
图2是按照本公开的一个或多个实施例，示出用于在移动设备上由应用首次发起无线连接的示范性方法的流程图。
图3是按照本公开的一个或多个实施例，示出用于至少部分基于来自另一设备的请求在移动设备上首次发起无线连接的示范性方法的流程图。
图4是按照本公开的一个或多个实施例，示出用于在移动设备上由应用发起后续无线连接的示范性方法的流程图。
图5是按照本公开的一个或多个实施例，示出用于至少部分基于来自另一设备的请求在移动设备上发起后续无线连接的示范性方法的流程图。
具体实施方式
参考附图下文更全面描述了本公开的实施例，在附图中示出了本公开的实施例。但是，本公开可以以许多不同的形式实施，并且不应解释为受限于本文陈述的实施例；而是，提供这些实施例，使得本公开将是全面的和完整的，并且将向本领域的技术人员全面传达本公开的范围。
本公开中描述的实施例可提供用于通过使用简化协议实现两个移动设备之间的无线连接的系统、方法和装置。在一个方面中，移动设备用户想与另一移动设备用户交换数据或相关信息。但是，该应用可能不包括以即时和有效的方式来打开和管理无线连接的必要能力。无线接口模块可包含在移动设备中为发起无线连接的应用提供简化指令集要求。简化指令集可最小化应用和无线系统之间交互的数量并且减少应用的编程复杂性。无线接口模块的优点之一是通过减少发起无线连接的应用所要求的指令的数量来最小化错误的机会。许多优点的另一个会是以下能力：更新或改变无线系统，而不要求由于(accountfor)对无线系统的更新而更新应用。而且，无线接口模块可不依赖从应用接收的指令基于设备和与其它设备做出连接的历史性能来管理无线系统。
当前将参考附图描述本发明的示例实施例。
图1是设备102的典型环境100的简化框图，该设备可使用无线接口模块124来管理该设备经由接入点108或对等无线连接110与无线连接106上的其它设备的无线交互。
在一个实施例中，设备102可包括执行在存储器114中存储的计算机可读指令的计算机处理器112。一个或多个计算机处理器112可包括，但不限于，中央处理器(CPU)、数字信号处理器(DSP)、精简指令集计算机(RISC)、复杂指令集计算机(CISC)、微处理器、微控制器、现场可编程门阵列(FPGA)、或者它们的任何组合。设备102还可包括用于控制设备102的一个或多个处理器112和一个或多个其它组件之间的通信的芯片组(未示出)。在某些实施例中，设备102可基于架构系统和处理器112，并且芯片组可来自处理器和芯片组的族，诸如处理器族。一个或多个处理器112还可包括用于操作具体数据处理功能或任务的一个或多个专用集成电路(ASIC)或专用标准产品(ASSP)。
设备102还可包括I/O接口116，I/O接口116可包括实现内容的显示和/或接收用户输入的各种元件。例如，I/O接口可包括显示器、键盘、鼠标、触摸屏显示器、语音识别接口、运动识别接口和/或触摸板。
设备102还可包括无线系统118，无线系统118包括或使用Wi-FiDirect标准(参见，2010年10月公布的Wi-Fi Direct规范)并且或使用IEEE 802.11无线标准(参见，2007年3月8日公布的IEEE 802.11-2007；2009年10月公布的IEEE 802.11n-2009)或上述组合来广播和接收消息的硬件和软件。无线系统118可包括能够在由802.11无线标准支配的操作频率的宽广范围中操作的发射器和接收器或者收发器(未示出)。
在一个实施例中，存储器114可存储各种模块来操作设备，并且提供对于移动设备来说通常的功能性的各种方面。例如，操作系统120可提供文件管理能力、解释用户输入，并且管理设备102上的资源。操作系统120可将各种指令集提供给计算机处理器112以执行实现将内容呈现给用户或从用户接收内容的显示器和其它传感元件的功能性的数学操作或逻辑操作。存储器114还可存储在设备102上执行各种任务或操作或者可经由无线连接110结合其它设备104来执行任务的一个或多个应用122。例如，应用122可包括浏览器、GPS设备、字处理器、数据库接口、视听播放器、或者向其它设备104询问由设备102请求的信息和/或在设备102上执行具体任务所需要的信息的具体任务应用。
存储器114可包括一个或多个易失性和/或非易失性存储器设备，所述存储器设备包括，但不限于，随机存取存储区(RAM)、动态RAM(DRAM)、静态RAM(SRAM)、同步动态RAM(SDRAM)、双倍数据速率(DDR)SDRAM(DDR-SDRAM)、RAM-BUSDRAM(RDRAM)、闪存设备、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、非易失性RAM(NVRAM)、通用串行总线(USB)可移除存储器或者上述组合。
这个实施例中，设备102还可包括能够担当应用122和无线系统118之间的媒介的无线接口模块124。无线接口模块124可使应用122的开发者能够利用无线系统118，而无需了解无线系统118的具体工艺和技术。例如，随着在一段时间升级或优化无线系统，为了使用提高的或升级的无线能力，应用122与无线系统接口的方式可不需要改变。
设备102可包括为无线系统操作和性能记录日志的无线数据存储126。在这个实施例中，无线数据存储126可包括用户数据模块128、连接数据模块130和设备数据模块132。用户数据模块128可记录设备102上的用户数据、以及来自正在与设备102交换数据的其它设备104的用户数据。连接数据130可记录无线连接性能和能力的历史记录。最后，设备数据模块132存储在无线连接106、108上正在交换信息的设备104的设备信息或配置。无线接口模块124能够使用上面描述的数据来优化无线系统118的初始处理。下面将更详细地讨论优化概念。
在一个实施例中，无线接口模块124操作成在设备102和一个或多个其它设备104之间建立无线连接期间减少应用112和无线系统118之间的交互量。在一个示例中，无线接口模块124从应用122或其它设备104接收连接请求，并且以来自应用122的最小交互来建立无线连接。因此，应用122能够建立无线连接，而无需详细了解无线标准、装备或能力。最小应用交互能够包括将连接请求发送到无线接口模块124，以及接收启用了无线连接106并且准备由应用122使用的确认。由无线接口模块124管理建立无线连接的细节。而且，无线接口124能够基于在无线数据存储126中存储的数据来优化连接的建立。
在另一实施例中，能够使用Wi-Fi Direct标准来建立无线连接106。在这个标准下，设备102能够处于以下状态之一：可发现模式、组所有者模式或站模式。在可发现模式中，设备102能够发现其它设备，并且准备在无线连接上与其它设备连接。但是，当设备102处于可发现模式中时，通常不将其无线地连接到任何其它设备。组所有者模式是当将设备102连接到一个或多个设备104并且设备102可用于与想加入组的其它设备连接时。在这种模式中，设备102是组所有者并且操作为用于网络上的其它设备的接入点或“热点”。当设备102处于站模式时，将设备连接到担当用于组的接入点的组所有者设备。当在站模式时，通常设备通常不与任何其它设备直接连接。Wi-FiDirect设备是对称的，并且能够处于这三种模式的任何一种。因此，无线接口模块124能够建立设备之间的连接的方法能够取决于设备的当前模式或状态而变化。因此，无线接口模块124能够监视或确定可处于设备102的范围中的设备104的状态，并且使用该信息来确定是否应该或是否能够发起无线连接。例如，如果设备104处于站模式，则无线接口模块124不尝试与该设备104建立连接。但是，如果设备104处于组所有者模式或可发现模式，则无线接口模块124将指引无线系统118尝试与设备104的无线连接。
图2-5是示出在设备102和设备104之间建立无线连接期间，关于应用122、无线接口模块124和无线系统118之间的交互的各种方法实施例的流程图。
图2是用于首次在移动设备上由应用发起无线连接的方法200的流程图。在这个实施例中，设备102和其它设备104处于可发现模式或组拥有者模式。在这个实施例中，设备102正在发起连接，并且设备102、104首次进行连接。
在这个实施例中，应用122通过将连接请求WPanStartConnection消息202提供给无线接口模块124来发起连接。在接收到连接消息202后，无线接口模块124将邀请请求或连接请求204提供给无线系统118，无线系统118将邀请请求提供给另一设备104。如果设备104提供指示设备104愿意建立无线连接110的确认消息206，则无线接口模块124将PAN_CONNECTION_STARTED消息208提供给应用122。
为发起无线连接110，无线接口模块124访问无线数据存储126，并且指出这是首次在设备102、104之间发起的无线连接110以及设备102、104处于可发现模式或组所有者模式。因而，无线接口模块124尝试通过跟随一组过程来建立无线连接110，该组过程考虑(account for)设备102、104的状态、设备的能力和配置以及设备之间的历史的缺乏。
虽然以具体的次序呈现了这组动作，但是在其它实施例中动作的实际次序能够变化或者可省略某些步骤。在这个实施例中，例如，无线接口模块124实现组所有者协商210以确定哪个设备将是如Wi-FiDirect标准所述的组所有者。能够执行Wi-Fi受保护建立(WPS)操作212来使设备102、104之间的任何安全证书生效。还能够执行设备授权214、设备认证216和设备IP分配218。在备选实施例中，为了建立无线连接110，还能够结合上面的方法来执行任何其它Wi-Fi Direct操作。一旦建立了无线连接110，则无线接口模块124将指示应用能够开始与设备104交换信息的PAN_CONNECT_COMPLETE消息220提供给应用122。
图3示出用于至少部分基于来自另一设备104的请求在移动设备上首次发起无线连接110的示范性方法300的流程图。在这个实施例中，设备102和其它设备104处于可发现模式或组所有者模式，其它设备104正在发起连接，并且设备102、104首次进行连接。
在这个实施例中，设备104将组所有者协商消息302经由无线系统118发送到无线接口模块124。无线接口模块124将PAN_DEVICE_CONNECTION_REQUEST 304提供给应用122。如果应用122的用户(未示出)指示响应的接受306，则应用122将WPanStartConnection消息308提供给无线接口模块124。因此，无线接口模块124访问无线数据存储126，并且确定这是首次在设备102、104之间发起的无线连接。因而，无线接口模块124尝试通过跟随一组过程来建立无线连接110，该组过程考虑(account for)设备102、104的状态、设备的能力和配置以及设备之间的历史的缺乏。
虽然以具体的次序呈现了这组动作，但是在其它实施例中动作的实际次序能够变化或者可省略某些步骤。在这个实施例中，例如，无线接口模块124实现组所有者协商312以确定哪个设备将是组所有者。能够执行Wi-Fi受保护建立(WPS)操作314来使任何安全证书或授权生效。还能够执行设备授权316、认证318和设备IP分配320。在备选实施例中，为了建立无线连接，还能够结合上面的步骤来执行任何其它Wi-Fi Direct操作。一旦建立了连接，则无线接口模块将指示应用122能够开始与设备104交换信息的PAN_CONNECT_COMPLETE消息322提供给应用122。
图4是示出用于在移动设备上由应用发起后续无线连接的示范性方法400的流程图。在方法400中，设备102和其它设备104处于可发现模式或组所有者模式，设备102正在发起连接，并且设备102、104进行后续连接。
在这个实施例中，应用122通过将连接请求WPanStartConnection消息402提供给无线接口模块124来发起连接。在收到连接请求402后，无线接口模块124访问无线数据库存储124，或者由无线数据库存储124标记以指示该无线连接会是设备102、104之间的后续连接。至少部分基于这个确定，无线接口模块124将PAN_CONNECTION_STARTED消息404提供给应用122，并且邀请请求406被提供给无线系统118并被传递到设备104。
虽然以具体的次序呈现了随后的一组动作，但是在其它实施例中动作的实际次序能够变化或者可省略某些步骤。在这个实施例中，例如，无线接口模块124跟随来自设备104的肯定响应，发起设备关联408、4路握手410和设备IP分配412。在备选实施例中，为了建立无线连接，还能够结合上面的动作执行任何其它Wi-Fi Direct操作。一旦已建立了连接，则无线接口模块将指示应用122能够开始与设备104交换信息的PAN_CONNECT_COMPLETE 414消息提供给应用122。
图5是示出用于至少部分基于来自另一设备的请求在移动设备上发起后续无线连接的示范性方法500的流程图。方法500示出连接实施例：当设备102和其它设备104处于可发现模式或组所有者模式时，设备104正在发起连接，设备102、104进行后续连接。
在这个实施例中，设备104将邀请请求502发送到无线接口模块124。无线接口模块124将WPAN_DEVICE_CONNECTION_REQUEST 504提供给应用122。如果应用122的用户(未示出)指示响应506的接受，则应用122将WPanStartConnection 508消息提供给无线接口模块124。因此，无线接口模块124访问无线数据库存储124，并且确定这不是首次在设备102、104之间发起的无线连接。因而，无线接口模块124尝试建立无线连接108，并且将PAN_CONNECTION_STARTED消息510发送到应用122。
虽然以具体的次序呈现了随后的一组动作，但是在其它实施例中动作的实际次序能够变化或者可省略某些步骤。在这个实施例中，例如，无线接口模块124发起设备关联514、4路握手516和设备IP分配518。在备选实施例中，为了建立无线连接，还能够结合上面的步骤执行任何其它Wi-Fi Direct操作。一旦建立了连接，则无线接口模块124将指示应用能够开始与设备104交换信息的PAN_CONNECT_COMPLETE消息520提供给应用122。
可使用硬件、软件和/或固件例如执行本文描述的方法和/或操作来实现本文描述的实施例。本文描述的某些实施例可被提供作为存储机器可执行指令的有形机器可读媒体，如果由机器执行所述机器可执行指令，则使机器执行本文描述的方法和/或操作。有形机器可读媒体可包括，但不限于，任何类型的盘，包括软盘，光盘，压缩盘只读存储器(CD-ROM)，压缩盘可重写(CD-RW)，磁光盘，诸如只读存储器(ROM)、诸如动态和静态RAM之类的随机存储器(RAM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存、磁或光卡之类的半导体器件，或者适合存储电子指令的任何类型有形媒体。机器可包括任何适合的处理或计算的平台、设备或系统，并且可使用硬件和/或软件的任何适合的组合来实现。指令可包括任何适合类型的代码并且可使用任何适合的编程语言来实现。在其它实施例中，可在固件中实施用于执行本文描述的方法和/或操作的机器可执行指令。
本文描述了各种特征、方面和实施例。如本领域的技术人员要理解，特征、方面和实施例易于彼此组合，并且变形和修改。因此，应考虑到本公开包含这些组合、变形和修改。
本文采用的术语和表达用作描述的术语，并且不限于这些术语和表达的使用，没有意图排除所描述和所示的特征的任何对等物(或其部分)，并且认识到，在权利要求范围内的各种修改是可能的。其它修改、变形和备选也是可能的。因此，权利要求意图覆盖所有这些对等物。
虽然关于考虑到当前什么将是最实用和变化的实施例来描述了本发明的某些实施例，但是要理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，意图覆盖在权利要求范围内包括的各种修改和等同布置。虽然本文采用了具体术语，但是它们仅用在一般和描述的意义上，并且不以限制为目的。
该所写的说明书使用示例来公开包括最佳模式的本发明的某些实施例，并且还使本领域的技术人员能够实施包括制造和使用任何设备或系统并且执行任何所包含的方法的本发明的某些实施例。本发明的某些实施例的可专利的范围在权利要求中被定义，并且可包括本领域技术人员遇到的其它示例。如果这些其它示例具有与权利要求的文字语言没有差异的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的文字语言无本质差异的等同结构元件，则意图它们在权利要求的范围内。
下面的示例属于进一步的实施例。设备包括：应用，生成无线连接请求；无线接口模块，至少部分基于从应用接收无线连接请求来生成连接协议；以及无线通信模块，包括发送和接收无线消息以至少部分基于从无线接口模块接收的连接协议来建立无线连接的收发器。在一个实施例中，连接协议还至少部分基于无线连接请求是包括第一无线连接请求还是后续无线连接。而且，连接协议还至少部分基于设备处于可发现模式或组所有者模式。在另一实施例中，无线连接请求包括第一无线连接请求，连接协议包括组所有者协商请求。在另一实例中，无线连接请求包括后续无线连接请求，连接协议包括邀请请求。
在又一实施例中，无线连接请求是第一无线连接请求，并且连接协议是第一连接协议，无线接口模块至少部分基于从应用接收第二无线连接请求来生成第二连接协议，第二连接协议不同于第一连接协议。
设备还可包括无线数据存储，该存储记录设备上的用户数据、来自正在与设备交换信息的一个或多个其它设备的用户数据、设备的无线连接性能的历史记录、以及正在与设备交换信息的所述一个或多个其它设备的设备信息或配置。最后，连接协议至少部分基于无线连接请求是包括首次连接还是后续连接，以及在无线数据存储中存储的任何信息。
在又一实施例中，方法包括至少部分基于包括第一无线连接请求或后续无线连接请求的无线连接请求，在设备上从应用接收无线连接请求，生成无线连接协议，使用计算机处理器，基于第一无线连接请求的无线连接协议不同于基于后续无线连接请求的无线连接协议，将无线连接协议提供给设备上的无线通信系统以发起无线连接，将无线连接发起消息提供给应用，至少部分基于无线连接协议建立无线连接，以及将无线连接消息提供给应用。
在另一实施例中，无线连接协议还至少部分基于设备处于可发现模式还是组所有者模式。
在另一实施例中，方法还可包括从无线通信系统接收协商请求，协商请求指示用于设备的第一无线连接请求，并且至少部分基于接收协商请求以及在从应用接收无线连接请求之前将对等连接请求提供给应用。
在又一实施例中，方法还可包括从无线通信系统接收邀请请求，邀请请求指示用于设备的后续无线连接请求，并且至少部分基于接收邀请请求以及在从应用接收无线连接请求之前将对等连接请求提供给应用。
在另一实施例中，无线连接请求还至少部分基于设备的用户数据、来自正在与设备交换信息的一个或多个其它设备的用户数据、设备的无线连接性能的历史记录、以及正在与设备交换信息的所述一个或多个其它设备的设备信息或配置。
而且，第一无线连接请求的无线连接协议包括组所有者协商协议、Wi-Fi受保护建立协议、设备关联协议、设备认证协议；和/或设备IP分配协议。
在另一实施例中，后续无线连接请求的无线连接协议包括邀请协议、设备关联协议、设备4路握手协议和/或设备IP分配协议。
在又一实施例中，能够由包括计算机可执行指令的一个或多个有形计算机可读存储媒体来实现前述段落中的上述方法，所述计算机可执行指令可操作成：当由至少一个计算机处理器执行时，使至少一个计算机处理器能够实现上述的方法。
在又一实施例中，包括存储器、一个或多个计算机处理器和无线通信系统的通信设备实现前述段落中的上述方法。

Claims (17)

1.一种设备，包括：
应用，所述应用在存储器中被存储以生成无线连接请求；
无线接口模块，所述无线接口模块至少部分基于从所述应用接收的所述无线连接请求来生成连接协议；以及
无线通信模块，所述无线通信模块包括发送和接收无线消息的收发器以至少部分基于从所述无线接口模块接收的所述连接协议来建立无线连接。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述连接协议还至少部分基于所述无线连接请求是否包括第一无线连接请求或后续无线连接。
3.如权利要求2所述的设备，其中，所述连接协议还至少部分基于所述设备处于可发现模式或者组所有者模式。
4.如权利要求1所述的设备，其中，所述无线连接请求包括所述第一无线连接请求，所述连接协议包括组所有者协商请求。
5.如权利要求1所述的设备，其中，所述无线连接请求包括所述后续无线连接请求，所述连接协议包括邀请请求。
6.如权利要求1所述的设备，其中，所述无线连接请求包括第一无线连接请求并且所述连接协议包括第一连接协议，所述无线接口模块至少部分基于从所述应用接收第二无线连接请求来生成第二连接协议，所述第二连接协议不同于所述第一连接协议。
7.如权利要求1所述的设备，还包括无线数据存储以记录所述设备上的用户数据、来自正在与所述设备交换信息的一个或多个其它设备的用户数据、所述设备的无线连接性能的历史记录、以及正在与所述设备交换信息的所述一个或多个其它设备的设备信息或配置。
8.如权利要求7所述的设备，其中，所述连接协议至少部分基于所述无线连接请求是包括第一时间连接还是后续连接、以及在所述无线数据存储中存储的任何信息。
9.一种方法，包括：
在设备上从应用接收无线连接请求；
至少部分基于所述无线连接请求包括第一无线连接请求或后续无线连接请求，使用计算机处理器来生成无线连接协议，基于所述第一无线连接请求的无线连接协议不同于基于所述后续无线连接请求的无线连接协议；
将所述无线连接协议提供给所述设备上的无线通信系统以发起无线连接；
将无线连接发起消息提供给所述应用；
至少部分基于所述无线连接协议来建立所述无线连接；以及
将无线连接消息提供给所述应用。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述无线连接协议还至少部分基于所述设备是处于可发现模式还是组所有者模式。
11.如权利要求9所述的方法，还包括：
从所述无线通信系统接收协商请求，所述协商请求指示用于所述设备的所述第一无线连接请求；
至少部分基于接收所述协商请求以及在从所述应用接收所述无线连接请求之前，将对等连接请求提供给所述应用。
12.如权利要求9所述的方法，还包括：
从所述无线通信系统接收邀请请求，所述邀请请求指示用于所述设备的所述后续无线连接请求；以及
至少部分基于接收所述邀请请求以及在从所述应用接收所述无线连接请求之前，将对等连接请求提供给所述应用。
13.如权利要求9所述的方法，其中，所述无线连接请求还至少部分基于所述设备的用户数据、来自正在与所述设备交换信息的一个或多个其它设备的用户数据、所述设备的无线连接性能的历史记录、以及与正在所述设备交换信息的所述一个或多个其它设备的设备信息或配置。
14.如权利要求9所述的方法，其中，所述第一无线连接请求的所述无线连接协议包括：
组所有者协商协议；
Wi-Fi受保护建立协议；
设备关联协议；
设备认证协议；和/或
设备IP分配协议。
15.如权利要求9所述的方法，其中，所述后续无线连接请求的所述无线连接协议包括：
邀请协议；
设备关联协议；
设备4路握手协议；和/或
设备IP分配协议。
16.一个或多个有形计算机可读存储媒体，包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令可操作成当由至少一个计算机处理器执行时，使所述至少一个计算机处理器能够实现根据权利要求8-12中任一项的方法。
17.一种通信设备，布置成执行如权利要求8-12所述的方法。
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