CN104823495A - 用于自组织网络中的无线设备的同步的系统和方法 - Google Patents

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CN104823495A CN201380062643.2A CN201380062643A CN104823495A CN 104823495 A CN104823495 A CN 104823495A CN 201380062643 A CN201380062643 A CN 201380062643A CN 104823495 A CN104823495 A CN 104823495A
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Abstract

本文描述了用于自组织网络中的无线设备的同步的方法、设备和计算机程序产品。在一个方面,提供一种用于同步无线通信装置的方法。该方法包括,在无线通信装置处生成标识用于生成预期同步消息的第二设备的一个或多个消息。在一些方面,该第二设备是备份根设备。该方法进一步包括传送同步消息。在一个方面,自组织网络的根设备负责为该自组织网络的各节点生成同步消息。该根设备还生成和传送标识备份根设备的消息。该备份根设备可在无线通信装置不再生成该自组织网络的同步消息的情况下承担用于为自组织网络生成同步消息的责任。在一实施例中,标识备份根设备的所生成的消息包括在同步消息中。

Description

用于自组织网络中的无线设备的同步的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年11月30日提交的题为“SYSTEMS AND METHODS FORSYNCRONIZATION OF WIRELESS DEVICES IN AN AD-HOC NETWORK(用于自组织网络中的无线设备的同步的系统和方法)”的美国临时申请61/732,050以及2012年11月30日提交的题为“SYSTEMS AND METHODS OF SELECTIVESCANNING FOR AD-HOC NETWORKS(选择性扫描自组织网络的系统和方法)”的美国临时申请61/732,043的权益,两者均被转让给本申请的受让人。这两件申请的公开皆通过援引整体纳入于此。本申请涉及与本申请同日提交的、题为“SYSTEMS AND METHODS OF SELECTIVE SCANNING FOR AD-HOCNETWORKS(选择性扫描自组织网络的系统和方法)”的美国申请No.13/836,178,并且藉由援引将其整体纳入于此。
背景
领域
本申请一般涉及无线通信,尤其涉及用于自组织无线网络中的无线设备的同步的系统、方法和设备。
背景技术
在许多电信系统中,通信网络被用于在若干个空间上分开的交互设备之间交换消息。网络可根据地理范围来分类,该地理范围可以例如是城市区域、局部区域、或者个人区域。此类网络可分别被指定为广域网(WAN)、城域网(MAN)、局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)、或个域网(PAN)。网络还根据用于互连各种网络节点和设备的交换/路由技术(例如,电路交换-分组交换)、用于传输的物理介质的类型(例如,有线-无线)、和所使用的通信协议集(例如,网际协议集、SONET(同步光学联网)、以太网等)而有所不同。
当网络元件是移动的并由此具有动态连通性需求时,或者在网络架构以自组织(ad hoc)拓扑结构而非固定拓扑结构来形成的情况下,无线网络往往是优选的。无线网络使用无线电、微波、红外、光等频带中的电磁波以非制导传播模式来采用无形的物理介质。在与固定的有线网络相比较时,无线网络有利地促成用户移动性和快速的现场部署。
无线网络中的设备可以向和从彼此传送和/或接收信息。为了执行各种通信,设备可能需要根据协议来进行协调。由此,设备可以交换信息以协调其活动。需要用于在无线网络中对传送和发送通信进行协调的改进型系统、方法和设备。
图1a解说了现有技术的无线通信系统100的示例。无线通信系统100可按照无线标准(诸如802.11标准)来操作。无线通信系统100可包括与STA通信的AP 104。在一些方面,无线通信系统100可包括不止一个AP。另外,STA可与其它STA通信。作为示例,第一STA 106a可与第二STA 106b通信。作为另一示例,第一STA 106a可与第三STA 106c通信,尽管图1a中并未解说这一通信链路。
可以将各种过程和方法用于无线通信系统100中在AP 104与STA之间以及在个体STA(诸如第一STA 106a)与另一个体STA(诸如第二STA 106b)之间的传输。例如,可以根据OFDM/OFDMA技术来发送和接收信号。如果是这种情形,则无线通信系统100可以被称为OFDM/OFDMA系统。替换地,可以根据CDMA技术在AP 104与STA之间以及在个体STA(诸如第一STA 106a)与另一个体STA(诸如第二STA 106b)之间发送和接收信号。如果是这种情形,则无线通信系统100可被称为CDMA系统。
促成从AP 104至一个或多个STA的传输的通信链路可被称为下行链路(DL)108,而促成从一个或多个STA至AP 104的传输的通信链路可被称为上行链路(UL)110。替换地,下行链路108可被称为前向链路或前向信道,而上行链路110可被称为反向链路或反向信道。
可在各STA之间建立通信链路。图1a中解说了各STA之间的一些可能的通信链路。作为示例,通信链路112可促成从第一STA 106a到第二STA 106b的传输。另一通信链路114可促成从第二STA 106b到第一STA 106a的传输。
AP 104可充当基站并提供基本服务区域(BSA)102中的无线通信覆盖。AP 104连同与该AP 104相关联并使用该AP 104来通信的诸STA一起可被称为基本服务集(BSS)。
应注意,无线通信系统100可以不具有中央AP 104,而是可以充当各STA之间的对等或自组织网络。相应地,本文中所描述的AP 104的功能可替换地由一个或多个STA来执行。
图1b解说可充当对等网络或自组织网络的现有技术无线通信系统160的示例。例如,图1b中示出的无线通信系统160示出可以在不存在AP的情况下相互通信的STAs 106a–i。由此,STAs 106a–i可以被配置成以不同的方式通信来协调消息的传送和接收以防止干扰并实现各种任务。在一个方面,图1b中所示的网络可以被配置成“近域网络(NAN)”。在一个方面,NAN可以指用于在被定位成相互紧邻的各STA之间通信的网络。在一些情况下,在NAN中操作的STA可以属于不同的网络结构(例如,在不同的家中或建筑中的各STA作为具有不同外部网络连接的单独LAN的一部分)。
在一些方面,用于在自组织通信网络160上的各节点之间通信的通信协议可以调度其间各网络节点间可以发生通信的时间段。STAs a–i间发生通信时的这些时间段可以被称作可用性窗口。可用性窗口可以包括如下进一步讨论的发现区间或寻呼区间。
协议还可以定义网络的各节点间不发生通信的其他时间段。在一些实施例中,当自组织网络160不在可用性窗口内时,节点可以进入一个或多个休眠状态。替换地,在一些实施例中,当自组织网络不在可用性窗口内时,站点106a–i的各部分可以进入休眠状态。例如,一些站点可以包括当自组织网络不在可用性窗口内时进入休眠状态的联网硬件,而STA中包括的其他硬件(例如,处理器、电子显示器、或类似物等)在自组织网络不在可用性窗口内时不进入休眠状态。
自组织通信网络160可以指派一个节点为根节点。在图1b中,所指派的根节点被示为STA 106e。在自组织网络160中,根节点负责周期性地传送同步信号给自组织网络中的其他节点。由根节点160e传送的同步信号可以提供定时参考以供其他节点106a-d和106f-i协调期间各节点间发生通信的可用性窗口。例如,同步消息172a–d可以被根节点106e传送并且被节点106b–c和106f–g接收。同步消息172可以提供用于STAs 106b–c和106f–g的定时源。同步消息172还可以提供对用于将来可用性窗口的调度的更新。同步消息172还可以用来通知STA 106b–c和106f–g它们仍在场于自组织网络160中。
自组织通信网络160中各节点中的一个或多个节点可以充当分支同步节点。分支同步节点可以重传从根节点收到的可用性窗口调度和主时钟信息两者。在一些实施例中,由根节点传送的同步消息可以包括可用性窗口调度和主时钟信息。在一些实施例中,同步消息可以被分支同步节点重传。在图1b中,示出了充当自组织通信网络160中分支同步节点的STA 106b–c和106f–g。STA 106b–c和106f–g从根节点106e接收同步消息172a–d并将该同步消息重传为重传的同步消息174a–d。通过重传来自根节点106e的同步消息172,分支同步节点106b–c和106f–g可以扩张自组织网络160的射程并且改进自组织网络160的稳健性。
重传的同步消息174a–d被节点106a、106d、106h和106i接收。这些节点可以被表征为“叶”节点,因为这些节点不重传它们从根节点106e抑或从分支同步节点106b–c或106f–g接收的同步信号。
图1c解说实现自组织网络160的现有技术无线通信系统的示例。在图1c中,自组织网络160被示为在图1c的根节点106e已离开自组织网络160之后。根节点106e可出于若干原因之一而离开网络160。例如,根节点106e上的硬件故障可阻止该根节点继续传送同步消息172,如图1c中所示。替换地,根节点106e可以是移动设备,并且如此根节点106e可移至自组织网络160的范围之外。作为根节点106e处于范围外的结果,由根节点106e传送的任何同步消息将不会被自组织网络160的其他节点接收。
响应于根节点106e离开自组织网络160,自组织网络160中包括的设备的至少一些可丢失与该自组织网络的其他节点的同步。例如,因为根节点106e可能不再传送同步消息,所以该自组织网络的剩余节点之间的可用性窗口可能无法被维持。作为响应,该网络的剩余节点可能重新协商来确定新根。例如,如图1c中所示,重新协商过程可包括:作为初始步骤,自组织网络160的每个节点将其自身指定为新根节点。如此,每个节点可以开始传送同步消息,如由同步消息180a-h所示。因为自组织网络160可能不支持多个根节点,所以可在剩余节点之间执行附加协商以确定剩余节点中的哪个节点是新根节点。例如,在一些实现中,由剩余节点中的每一个所接收的同步消息180a-180h的信号强度可被用来确定新根。
此重新同步过程可消耗自组织网络160中的各设备中的每个设备的处理资源。此外,最小逝去时间量对于要重新同步的自组织网络160的各设备可能是必要的。在此重新同步时间段期间,自组织网络160的各节点之间的通信可被破坏。
概述
本文所讨论的系统、方法、设备和计算机程序产品各自具有若干方面,其中并非仅靠任何单一方面来负责其期望属性。在不限定如所附权利要求所表达的本发明的范围的情况下,以下简要地讨论一些特征。在考虑此讨论后,并且尤其是在阅读了题为“详细描述”的章节之后,将理解本发明的有利特征如何包括当在介质上引入设备时降低的功耗。
本公开的一个方面提供一种用于由自组织网络内的根设备执行无线通信的方法。该方法包括生成消息,该消息标识用于生成预期同步消息的第二设备,以及传送同步消息。
所公开的另一方面是一种用于在自组织网络内进行无线通信的根设备。该根设备包括处理器,该处理器被配置成生成消息,该消息标识用于生成预期同步消息的第二设备,以及被配置成传送同步消息的发射机。
所公开的另一方面是一种用于通过自组织无线网络进行通信的非根设备。该设备包括用于接收来自根设备的消息的装置,该消息指示该非根设备将生成预期同步消息,用于确定该根设备是否可用的装置,以及用于基于该确定传送同步消息的装置。
所公开的另一方面是一种包括指令的非瞬态计算机可读介质,所述指令在被执行时使得根设备中的处理器执行一种用于在自组织网络内无线通信的方法。该方法包括生成消息,该消息标识用于生成预期同步消息的第二设备,以及传送同步消息。
所公开的另一方面是一种在自组织无线网络上与设备通信的方法。该方法包括接收来自根设备的消息,该消息指示接收方设备将生成预期同步消息,确定该根设备是否可用,以及基于该确定传送同步消息。在一些方面,所接收的消息是同步消息。在一些方面,确定根节点是否可用包括确定是否在预定时间段内接收到同步消息。在一些方面,确定根节点是否可用包括基于接收到消息来确定根节点将不可用。
所公开的另一方面是一种用于通过自组织无线网络进行通信的非根设备。该设备包括被配置成接收来自根设备的消息的接收机,该消息指示该非根设备将生成预期同步消息,被配置成确定该根设备是否可用的处理器,以及被配置成基于该确定传送同步消息的发射机。在一些方面,所接收的消息是同步消息。在一些方面,处理器被进一步配置成至少部分通过确定是否已在预定时间段内接收到同步消息来确定根节点是否可用。在一些方面,处理器被进一步配置成至少部分通过基于接收到消息来确定根节点将不可用来确定根节点是否可用。
所公开的另一方面是一种用于通过自组织无线网络进行通信的非根设备。该设备包括用于接收来自根设备的消息的装置,该消息指示该非根设备将生成预期同步消息,用于确定该根设备是否可用的装置,以及用于基于该确定传送同步消息的装置。在一些方面,所接收的消息是同步消息。在一些方面,用于确定的装置被配置成确定是否在预定时间段内接收到同步消息。在一些方面,用于确定的装置被配置成至少部分通过基于接收到消息来确定根节点将不可用来确定根节点是否可用。
所公开的另一方面是一种包括指令的非瞬态计算机可读介质,所述指令在被执行时使得处理器执行一种在自组织无线网络上与设备通信的方法。该方法包括接收来自根设备的消息,该消息指示接收方设备将生成预期同步消息,确定该根设备是否可用,以及基于该确定传送同步消息。在一些方面,所接收的消息是同步消息。在一些方面,确定根节点是否可用包括确定是否在预定时间段内接收到同步消息。在一些方面,确定根节点是否可用包括基于接收到消息来确定根节点将不可用。
附图简述
图1a解说了现有技术无线通信系统的示例。
图1b解说了现有技术无线通信系统的另一示例。
图1c解说实现自组织网络的现有技术无线通信系统的示例。
图2解说了可在图1的无线通信系统内采用的无线设备的功能框图。
图3a解说了根据本公开的各方面的无线通信系统中的示例性通信时间线。
图3b是根据本公开的各方面的在无线通信系统中发现设备的示例性过程的流程图。
图3c是根据本公开的各方面的在无线通信系统中查询设备的示例性过程的流程图。
图4A解说了可包括用于同步的时间值的消息。
图4B是解说在自组织无线网络上传送的一系列消息的序列图。
图4C是解说在自组织无线网络上传送的一系列消息的序列图。
图5是根据一实施例来同步无线通信装置的方法的流程图。
图6是可与图4b或图4c的无线通信系统联用的示例性无线通信装置的功能框图。
图7是根据一实施例来同步无线通信装置的方法的流程图。
图8是可与图4b或图4c的无线通信系统联用的示例性无线通信装置的功能框图。
图9是根据一实施例来同步无线通信装置的方法的流程图。
图10是可与图4b或图4c的无线通信系统联用的示例性无线通信装置的功能框图。
图11是根据一实施例的同步无线通信装置的方法的流程图。
图12是可与图4b或图4c的无线通信系统联用的示例性无线通信装置的功能框图。
详细描述
本文使用词语“示例性”来意指“用作示例、实例或解说”。本文中描述为“示例性”的任何实施例不必被解释为优于或胜过其他实施例。以下参照附图更全面地描述本新颖系统、装置和方法的各种方面。然而,本公开可用许多不同形式来实施并且不应解释为被限定于本公开通篇给出的任何具体结构或功能。确切而言,提供这些方面是为了使本公开将是透彻和完整的,并且其将向本领域技术人员完全传达本公开的范围。基于本文中的教导,本领域技术人员应领会到,本公开的范围旨在覆盖本文中公开的这些新颖的系统、装置和方法的任何方面,不论其是独立实现的还是与本发明的任何其他方面组合实现的。例如,可以使用本文所阐述的任何数目的方面来实现装置或实践方法。另外,本发明的范围旨在覆盖使用作为本文中所阐述的本发明各种方面的补充或者与之不同的其他结构、功能性、或者结构及功能性来实践的装置或方法。应当理解,本文披露的任何方面可以由权利要求的一个或多个要素来实施。
尽管本文描述了特定方面,但这些方面的众多变体和置换落在本公开的范围之内。尽管提到了优选方面的一些益处和优点,但本公开的范围并非旨在被限定于特定益处、用途或目标。确切而言,本公开的各方面旨在宽泛地适用于不同的无线技术、系统配置、网络、和传输协议,其中一些藉由示例在附图和以下对优选方面的描述中解说。详细描述和附图仅仅解说本公开而非限定本公开,本公开的范围由所附权利要求及其等效技术方案来定义。
无线网络技术可包括各种类型的无线局域网(WLAN)。WLAN可被用于采用广泛使用的联网协议来将近旁设备互连在一起。然而,本文中所描述的各个方面可应用于任何通信标准,诸如无线协议。
在一些实现中,WLAN包括作为接入无线网络的组件的各种设备。例如,可以有两种类型的设备:接入点(“AP”)和客户端(亦称为站,或“STA”)。一般而言,AP可用作WLAN的中枢或基站,而STA用作WLAN的用户。例如,STA可以是膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、移动电话等。在一示例中,STA经由遵循WiFi(例如,IEEE 802.11协议)的无线链路连接到AP以获得到因特网或到其它广域网的一般连通性。在一些实现中,STA也可被用作AP。
接入点(“AP”)还可包括、被实现为、或被称为B节点、无线电网络控制器(“RNC”)、演进型B节点、基站控制器(“BSC”)、基收发机站(“BTS”)、基站(“BS”)、收发机功能(“TF”)、无线电路由器、无线电收发机或其他某个术语。
站“STA”还可包括、被实现为、或被称为加入终端(“AT”)、订户站、订户单元、移动站、远程站、远程终端、用户终端、用户代理、用户设备、用户装备或其他某个术语。在一些实现中,加入终端可包括蜂窝电话、无绳电话、会话发起协议(“SIP”)话机、无线本地环路(“WLL”)站、个人数字助理(“PDA”)、具有无线连接能力的手持式设备、或连接至无线调制解调器的其他某种合适的处理设备或无线设备。因此,本文所教导的一个或多个方面可被纳入到电话(例如,蜂窝电话或智能电话)、计算机(例如,膝上型设备)、便携式通信设备、手持机、便携式计算设备(例如,个人数据助理)、娱乐设备(例如,音乐或视频设备、或卫星无线电)、游戏设备或系统、全球定位系统设备、或被配置成经由无线介质通信的任何其他合适的设备中。
如上所讨论的,自组织网络的根节点可以传送同步消息以协调一个或多个可用性窗口以供自组织网络的各节点间的通信。如果该根节点离开该网络,则剩余节点之间用于确定新根节点的重新同步过程可能是必要的。此重新同步过程可消耗该自组织网络的各节点的处理资源,并且破坏该网络上的通信,直到标识新根为止。所公开的某些方面允许对标识用于生成预期同步消息的设备的消息的传送。例如,该消息中所标识的设备可以是备份根节点。该备份根节点可在主根节点离开该自组织网络的情况下承担传送同步消息的责任。在根节点离开自组织网络之前标识备份根节点可减少如上所述的分布式重新同步过程的需要。这可减少与新根节点的分布式确定相关联的该网络的每个设备上的开销处理。这还可减少或消除在主根节点离开自组织网络时对通过该自组织网络的通信的破坏。
图2解说了可在无线通信系统100或160内采用的无线设备202中可利用的各种组件。无线设备202是可被配置成实现本文描述的各种方法的设备的示例。例如,无线设备202可包括AP 104或者各STA中的一个STA。
无线设备202可包括控制无线设备202的操作的处理器204。处理器204也可被称为中央处理单元(CPU)。可包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)两者的存储器206可以向处理器204提供指令和数据。存储器206的一部分还可包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。处理器204通常基于存储器206内存储的程序指令来执行逻辑和算术运算。存储器206中的指令可以是可执行的以实现本文描述的方法。
处理器204可包括用一个或多个处理器实现的处理系统或者可以是其组件。这一个或多个处理器可以用通用微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、控制器、状态机、选通逻辑、分立硬件组件、专用硬件有限状态机、或能够对信息执行演算或其他操纵的任何其他合适实体的任何组合来实现。
处理系统还可包括用于存储软件的机器可读介质。软件应当被宽泛地解释成意指任何类型的指令,无论其被称作软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言、或是其他。指令可包括代码(例如,呈源代码格式、二进制代码格式、可执行代码格式、或任何其他合适的代码格式)。这些指令在由该一个或多个处理器执行时使处理系统执行本文描述的各种功能。此外,无线设备202可以包括时钟224,该时钟224配置成生成用以协调和同步无线设备202的活动的时钟信号。在一些配置中,处理器204可以包括时钟224。处理器204可以配置成用一时间值来更新时钟以允许与其他无线设备同步。
无线设备202还可包括外壳208,该外壳可包括发射机210和/或接收机212以允许在无线设备202与远程位置之间进行数据的传送和接收。发射机210和接收机212可被组合成收发机214。天线216可被附连至外壳208并且电耦合至收发机214。无线设备202还可包括(未示出)多个发射机、多个接收机、多个收发机、和/或多个天线。
发射机210可配置成无线地传送具有不同分组类型或功能的分组。例如,发射机210可被配置成传送由处理器204生成的不同类型的分组。当无线设备202被实现为或用作AP 104或STA 106时,处理器204可配置成处理多种不同分组类型的分组。例如,处理器204可被配置成确定分组类型并且相应地处理该分组和/或该分组的字段。当无线设备202被实现为或者被用作AP 104时,处理器204还可被配置成选择并生成多个分组类型之一。例如,处理器204可被配置成生成包括发现消息的发现分组并且确定要在特定实例中使用何种类型的分组信息。
接收机212可被配置成无线地接收具有不同分组类型的分组。在一些方面,接收机212可被配置成检测所使用的分组的类型并相应地处理该分组。
无线设备202还可包括可被用于力图检测和量化由收发机214收到的信号电平的信号检测器218。信号检测器218可检测诸如总能量、每副载波每码元能量、功率谱密度之类的信号以及其它信号。无线设备202还可包括用于处理信号的数字信号处理器(DSP)220。DSP 220可被配置成生成分组以供传输。在一些方面,分组可包括物理层数据单元(PPDU)。
在一些方面,无线设备202可进一步包括用户接口222。用户接口222可包括按键板、话筒、扬声器、和/或显示器。用户接口222可包括向无线设备202的用户传达信息和/或从该用户接收输入的任何元件或组件。
无线设备202的各种组件可由总线系统226耦合在一起。总线系统226可包括例如数据总线,以及除了数据总线之外还有电源总线、控制信号总线、和状态信号总线。无线设备202的组件可以使用其他某种机制耦合在一起或者彼此接受或提供输入。
尽管图2中解说了数个分开的组件,但这些组件中的一个或多个组件可被组合或者共同地实现。例如,处理器204可被用于不仅实现以上关于处理器204描述的功能性,而且还实现以上关于信号检测器218和/或DSP 220描述的功能性。另外,图2中解说的每个组件可使用多个分开的元件来实现。
设备(诸如例如图1b中示出的STA 160a-i)例如可被用于邻域知悉性联网,或者社交WiFi联网。例如,网络内的各个站可在设备到设备(例如,对等通信)的基础上针对每个站所支持的应用来彼此通信。在社交Wi-Fi网络中可以使用的发现协议使STA能够广告自身(例如,通过发送发现分组)以及发现由其它STA提供的服务(例如,通过发送寻呼或查询分组)且同时确保安全通信和低功耗。而且,发现协议的至少一部分可与协调和/或同步STA的活动有关。应注意,发现分组还可被称为发现消息或发现帧。还应注意,寻呼或查询分组还可被称为寻呼或查询消息或寻呼或查询帧。
而且,为了确保多个STA之间的恰适通信,STA可能需要关于其他STA的特性的信息。例如,STA 106可能需要关于AP 104的定时信息,以便对STA 106和AP 104之间的通信的定时进行同步。另外地或替换地,STA 106可能需要其它信息,诸如,AP 104或另一STA的媒体接入控制(MAC)地址、由AP 104服务的基本服务集(BSS)的标识符等。STA 106可以独立地确定它是否需要此类信息,诸如通过使用存储器206和处理器204执行的软件来进行确定。
AP 104或STA 106可以具有多种操作模式。例如,STA 106可以具有被称为活跃模式、正常操作模式、或全功率模式的第一操作模式。在活跃模式中,STA 106可以始终处于“苏醒”状态并且活跃地与另一STA 106进行数据传送/接收。此外,STA 106可以具有被称为省电模式或休眠模式的第二操作模式。在省电模式中,STA 106可以处于“苏醒”状态或可以处于“打盹”或“休眠”状态,其中STA 106不在活跃地与另一STA 106进行数据传送数据/接收。例如,STA 106的接收机212以及可能还有DSP 220和信号检测器218可以在打盹状态中使用降低的功耗来操作。此外,在省电模式中,STA 106可以不时地进入苏醒状态以监听来自AP 104或来自其它STA的消息(例如,寻呼消息),这些消息向STA 106指示该STA 106是否需要在某个时间“苏醒”(例如,进入苏醒状态)以便能够与AP 104或另一STA进行数据传送/接收。
图3a解说了其中各STA可经由一个信道来通信的无线通信系统中的示例性通信时间线300a。在一个方面,根据图3a中示出的时间线的通信可在对等无线网络(诸如图1b或图1c中所示的网络)中使用。示例性通信时间线300a可包括时间历时ΔA 306a的发现区间(DI)302a、时间历时ΔB 308a的寻呼区间(PI)304a、以及时间历时ΔC 310a的总区间。在一些方面,通信也可经由其它信道发生。时间在时间轴上跨页面水平地增加。
在DI 302a期间,AP或STA可通过广播消息(诸如发现分组)来广告服务。AP或STA可以监听由其它AP或STA传送的广播消息。在一些方面,DI的历时可随时间变化。在其它方面,DI的历时可以在一时间段上保持固定。如图3a中所解说的,DI 302的结束可与后续PI 304a的开头分开达第一剩余时间段。如图3中所解说的,PI 304a的结束可与后续DI的开头分开达不同的剩余时间段。然而,构想了剩余时间段的不同组合。发现区间可等同于早先参考图1a和1b讨论的可用性窗口。
在PI 304a期间,AP或STA可通过传送寻呼请求消息(诸如,寻呼请求分组)来指示对广播消息中所广告的多个服务中的一个或多个服务感兴趣。AP或STA可监听由其它AP或STA传送的寻呼请求消息。在一些方面,PI的历时可随时间变化。在其它方面,PI的历时可以在一段时间上保持恒定。在一些方面,PI的历时可以小于DI的历时。
如图3a中所解说的,历时ΔC 310a的总区间可衡量从一个DI的开头到后续DI的开头的时间段。在一些方面,总区间的历时可随时间变化。在其它方面,总区间的历时可以在一段时间上保持恒定。在历时ΔC 310a的总区间完结处,另一总区间可以开始,其包括DI、PI、以及诸剩余区间。接连的总区间可无限地跟随其后或者继续达一固定时间段。
当STA不在传送或监听或者不预期要传送或监听时,STA可进入休眠或省电模式。作为示例,STA可在除DI或PI以外的时段期间休眠。处于休眠模式或省电模式中的STA可在DI或PI的开头处苏醒或返回正常模式或全功率模式以实现由STA进行的传输或监听。在一些方面,STA可在当该STA预期要与另一设备通信时,或者作为接收到指令该STA苏醒的通知分组的结果,而在其它时间苏醒或返回正常操作或全功率模式。STA可提早苏醒以确保该STA接收传输。
如上所述,在DI期间,AP或STA可传送发现分组(DP)。在PI期间,AP或STA可传送寻呼请求分组(PR)。DP可以是被配置成广告由STA或AP提供的多个服务以及指示何时寻呼区间是用于传送该发现分组的设备的分组。DP可包括数据帧、管理帧、或者管理动作帧。DP可以携带由较高层发现协议或者基于应用的发现协议生成的信息。PR可以是被配置成指示对由AP或STA提供的该多个服务中的至少一个服务感兴趣的分组。
DI和PI的开始和结束可经由众多方法被期望传送发现分组或寻呼请求分组的每个STA知晓。在一些方面,每个STA可将其时钟与其它AP或STA同步,并且设置共享的DI和PI开始时间以及DI历时和PI历时。在其它方面,设备可发送信号(诸如专用的允许发送(S-CTS)信号)以清除媒体上的旧式通信(诸如可能与本公开的各方面冲突或不兼容的通信),并且指示DI或PI时段的开头和历时、以及关于DI和PI历时的附加信息。
潜在地对经由(诸如来自其它STA的)发现分组所广告的服务感兴趣的STA在DI期间可苏醒或保持苏醒并处理发现分组以确定特定发现分组是否包括关于接收方STA可能感兴趣的多个服务中的一个或多个服务的信息。在DI时段之后,不打算进行信息通信的STA可以进入休眠或省电模式达一休息时段直至下一次这些STA打算要通信。在一些方面,STA可以进入休眠或省电模式直至该STA可在DI或PI以外与另一设备进行达附加信息的通信。在一些方面,STA可以进入休眠或省电模式直至下一PI的开头。在PI的开头处,有兴趣的STA可以苏醒以向服务的提供者传送寻呼请求分组。
等待对所传送的发现分组(诸如传送给其它STA的发现分组)的响应的STA在PI期间可苏醒或保持苏醒并处理寻呼请求分组以确定特定寻呼请求分组是否指示有另一设备对由该STA提供的多个服务中的至少一个服务感兴趣。在PI时段之后,不打算进行信息通信的STA可以进入休眠或省电模式达一休息时段直至下一次这些STA打算要通信。在一些方面,STA可以进入休眠或省电模式直至该STA可在DI或PI以外与另一设备进行达附加信息的通信。在一些方面,STA可以进入休眠或省电模式直至下一DI的开头。
作为示例,在一些方面,总区间的历时ΔC可以等于大约一到五秒。在其它方面,总区间可以少于一秒或多于五秒。DI的历时ΔA在一些方面可以等于大约16毫秒,而在其它方面可以多于或少于16毫秒。PI的历时ΔB在一些方面可以约等于历时ΔA。在其它方面,历时ΔB可以大于或小于历时ΔA。
图3b是在无线通信系统中发现设备的示例性过程300b的流程图。过程300b可被用于介绍两个设备,诸如两个STA和160b。例如,一STA可以广告关于各个其它STA可能感兴趣的多个服务中的一个或多个服务的信息,该信息针对各个其它STA。在一些实施例中,由STA提供的服务可包括由用户已经下载或该STA本机的应用(例如,游戏应用、购物应用、社交联网应用等)所提供的服务。例如,STA的用户可能希望邀请该应用的其他用户经由该应用与本用户交互。在框302b,该STA可以发起宣告的传输。每一宣告可包括发现分组或消息,该发现分组或消息包括关于该一个或多个服务的信息。在框304b,该STA可以在发现区间期间从省电模式或休眠模式苏醒以向一个或多个STA发送宣告。在框306b,STA可以发送关于特定服务(诸如“Jack的水果店”)的一个或多个短宣告以促成对该STA的发现。这些短宣告可包括发现分组或消息。对由该STA广告的该一个或多个服务感兴趣的接收方STA可用指示对由该STA提供的服务感兴趣的寻呼请求(或查询请求)分组或消息来响应。在框308b,STA可以接收对关于该特定服务(诸如“Jack的水果店”)的信息的查询(例如,寻呼或查询请求)。作为响应,在框310b,STA可发送对这些查询的响应。该STA与各个查询方STA之间接续的消息接发可发生。该STA和各个STA可在STA之间的消息交换之间的区间中进入省电模式或休眠模式。此接收例如可由接收机212或收发机214来执行,而此传送例如可由发射机210或收发机214来执行。
图3c是根据本公开的各方面的在无线通信系统中查询设备的示例性过程300c的流程图。在框302c,STA可以输入购物清单,该购物清单可包括该STA的用户可能感兴趣的各个供应商。例如,用户可以从因特网下载购物清单。尽管关于购物应用来描述过程300c,但本领域普通技术人员将领会,过程300c适用于其它应用,诸如游戏应用、社交联网应用等。在框304c,该STA可设立对该购物清单的过滤器。例如,过滤器可被设立以允许该STA仅在接收到关于特定供应商或应用的发现分组或消息时才从省电模式或休眠模式苏醒。在框306c,STA可在发现区间期间苏醒以监听宣告。每一宣告可包括发现分组或消息,该发现分组或消息包括关于由一个或多个其它STA提供的一个或多个服务的信息。在框308c,该STA可从第二STA接收宣告,诸如“Jack的水果店”宣告。该STA可以确定它是否对与此宣告有关的一个或多个信息集感兴趣并且可用指示其对该信息感兴趣的寻呼请求(或查询请求)分组或消息来响应。例如,如果该STA对由第二STA提供的特定促销项目感兴趣,则STA可用寻呼请求(或查询请求)分组或消息来响应。在框310c,STA可发送对关于该宣告的更多信息(诸如关于Jack的水果店的更多信息)的查询。在框312c,该STA可以接收对该STA发送给其它STA的关于由这些其它STA提供的服务的一个或多个查询的响应。
期望以上描述的STA(例如使用在社交Wi-Fi网络中使用的发现协议的STA)能够使用安全通信协议并且在保持低功耗的同时广告自身以及发现由其它STA提供的服务。例如,期望STA通过安全地发送发现分组或消息来广告其提供的服务并且该STA通过安全地发送寻呼或查询分组或消息来发现由其它STA提供的服务,而同时避免过多功耗。例如,根据某些实施例,STA可在时间段的大部分时间内“休眠”并如所述地苏醒达短发现区间以减小功耗。可能存在允许STA利用短时间区间来减少功耗而同时仍旧有效允许网络内的服务的发现和广告的特定条件。例如,期望使在这些短时间区间内进行传送的STA“知晓”预期接收者是活跃的以接收传送消息。此外,进一步期望使搜索另一STA 106所广告的不同服务的STA在恰适时间激活其接收机来接收来自其他STA的广告服务的消息。如此,本文描述的某些实施例涉及不同STA之间的同步以允许执行如上所述的设备发现以及用于其他通信的同步,而同时允许减少功耗。例如,某些实施例涉及同步,以使得诸STA被同时激活用于发射和接收。
而且,当各STA在无中央协调者(诸如AP 104)的情况下通信时,各STA之间的通信的同步可能是期望的。如刚刚描述的,如果各STA未被同步,则各STA可能无法在发现区间内接收发现消息,或者不能够在正确寻呼区间内传送要由其他STA接收的寻呼请求。同步因此可提供共用参考时间,其可被用来确定通信区间(诸如发现区间302a和寻呼区间304a)的定时。因为每个STA 106独立于其他STA地来操作,所以每个STA生成个体时钟信号,该时钟信号可能变得失步。例如,如果STA 106处于“打盹”状态,则时钟信号可能漂移并且定义与其他STA的其他时钟信号相比更快或更慢的参考时间值。
本文描述的某些方面涉及用于同步按对等方式操作的各STA的时钟信号的设备和方法。在一方面,各STA中的至少一些可向其他STA传送其时钟信号的当前时间值。例如,根据某些实施例,各STA可周期性地传送携带时间戳的“同步”帧。该当前时间值可对应于时间戳值。例如,在一个实施例中,如上所述的发现消息可担当“同步”帧并且携带STA 106的当前时间值。除了时间戳以外,同步帧还可包括关于发现区间和发现时段的信息。例如,同步帧可包括发现区间和发现时段的调度。在一些实施例中,同步帧还可包括标识要生成预期同步消息的设备的信息。例如,备份根节点的指示可被包括在同步帧中。
在接收到同步帧之际,对该网络而言可能是新的STA 106可确定该网络中的时间和发现区间/发现时段调度。已经在该网络内通信的各STA可保持同步,而同时如下所述地克服时钟漂移。基于该同步消息,各STA可进入和退出网络(例如,NAN)而不丢失同步。而且,本文描述的同步消息可允许避免过量功率耗用且该网络中的各STA可共担用于同步的消息收发的负担。而且,某些实施例允许低消息收发开销(例如,因为在每个发现时段中仅有几个设备可发送同步帧,如下面将描述的)。如同上面参考图3A描述的,NAN内的发现分组是在每个发现时段内发生的发现区间302a期间被传送的。如此,对于某些发现时段,同步消息可在发现区间302a期间被发送。
应当领会,STA 106可以不是每个发现区间传送同步帧。而是如下面进一步描述的,概率值(P_sync)可被用来确定STA 106是否传送和/或准备同步帧。如此,尽管针对每个发现区间传送至少一些同步帧,然而并非参与该NAN的所有STA均针对每个发现区间传送同步帧。这可允许在传送同步帧时的功耗减少,而同时仍旧使得能够同步。
图4A解说了可包括用于同步的时间值的消息400。如同上面描述的,在一些实施例中,消息400可对应于如上所述的发现消息。消息400可包括发现分组头部408。该消息可进一步包括410用于同步的时间值410。在一些实施例中,发现分组头部408可包括时间值410。该时间值可对应于传送消息400的STA 106的时钟信号的当前时间值。消息400可进一步包括备份根标识412。备份根标识可标识用于生成预期同步消息的设备。消息400可进一步包括发现分组数据414。尽管图4A示出了担当同步消息的发现消息,然而应当明白,根据其他实施例,同步消息可与发现消息分开发送。
图4B是解说在自组织无线网络上传送的一系列消息的序列图425。序列图425示出在自组织网络内操作的三个节点,节点A、节点B和节点C。节点B被示为作为主根操作。如此,节点B传送同步消息430和432。这些同步消息由节点A和节点C接收。节点A和节点C可利用同步消息430和432来更新用于在自组织网络上传达的其定时基准。节点B还发送消息434,该消息将节点A标识为备份根。在一实施例中,节点B可响应于确定其即将离开该自组织网络而发送消息434。在所示实施例中,节点A随后响应于接收到消息434而发送同步消息436和438。节点C被示为接收同步消息436和438,节点C可使用同步消息436和438来更新其用于在自组织网络上通信的定时基准。
图4C是解说在自组织无线网络上传送的一系列消息的序列图450。类似于图4B,序列图450也示出在自组织网络内操作的三个节点:节点A、节点B和节点C。节点B同样被示为作为主根操作。如此,节点B传送同步消息452、454和456。这些消息在T1和T2示出的区间处传送。在图4C中示出的实施例中,同步消息还标识备份根设备(在此情况下为节点A)。消息452、454和456由节点A和节点C接收。当节点A接收消息452和454时,它可确定该消息将其标识为备份根设备。与图4B的实施例不同,节点A在接收到消息452或454中任一者之际不会立即开始传送同步消息。而是,在所示实施例中,在被标识为备份根之际,节点A可监视从节点B接收的同步消息。若在预定时间段内没有从节点A接收到同步消息,则节点A可开始自己传送同步消息。例如,时间区间T1和T2可以小于预定时间段。区间T3可以比预定时间段更长。在一实施例中,由节点A传送的一个或多个同步消息(诸如消息458和/或460)也可标识新备份根设备。
图5是无线通信的方法500的流程图。在一实施例中,过程500由自组织网络中的根设备执行。在另一实施例中,过程500由自组织网络中的备份根设备执行。尽管方法500在以下是关于无线设备202的元件来描述的,但本领域普通技术人员将领会,可使用其他组件来实现本文描述的框中的一个或多个。
在框502,生成消息。该消息标识用于生成预期同步消息的第二设备。在一实施例中,该消息中包括的设备标识符标识第二设备。在一实施例中,该消息还包括定时信息。在一些实现中,该定时信息基于硬件或设备时钟。在一些实现中,该消息可包括用于在自组织网络中的各节点之间同步可用性窗口或发现区间(DI)的定时信息,如上面参考图1b所讨论的。因此,在一些实现中,该消息是同步消息。在框504,传送同步消息。
在一实施例中,可传送所生成的消息。在一些实施例中,响应于根节点确定其将离开自组织网络而传送所生成的消息。例如,根设备可在离开该网络之前传送所生成的消息。在这些实施例中,所传送的消息中所标识的设备可响应于接收到在框502中生成的消息而开始传送同步消息。在这些实施例中,在框502中生成的消息标识将立即生成后续同步消息的第二设备。
在一实施例中,可周期性地传送所生成的消息。在一实施例中,通过周期性地标识用于生成预期同步消息的另一设备,自组织网络的其他节点可标识备份根设备,即使根节点意外地离开该自组织网络。例如,根节点上的硬件故障可能阻止根节点在离开自组织网络之前执行任何特定处理。因此,在一些环境中,标识用于生成预期同步消息的另一设备的消息可远在潜在故障发生之前由根节点传送至自组织网络中的其他节点。在一些实施例中,可周期性地传送此类消息。这可导致从主根节点到备份根节点的更高效过渡。
在这些实施例中,接收所生成的消息的每个节点可确定在该消息中标识的第二设备是否是该接收方节点。如果接收方节点被标识,则接收方节点可记录其是该自组织网络的备份根的指示。
在一些实施例中,节点可依赖于接收所生成的消息之外的事件来确定新根应当开始传送同步消息。例如,在一实施例中,所生成的消息可由自组织网络的主根传送。所生成的消息可标识备份根。在一实施例中,备份根可等待同步消息从主根接收。如果在第一预定时间历时内没有从主根接收到同步消息,则该备份根可开始传送针对该自组织网络的同步消息。
在这些实施例中,如果自组织网络上的节点在第二预定时间历时内没有接收到任何同步消息,则这些设备可开始重新同步过程来确定新根。例如,在一实施例中,该自组织网络的节点可利用如上面针对图1c所描述的重新同步过程。在一实施例中,第二预定时间历时比第一预定时间历时更长。
在一实施例中,过程500包括接收标识执行过程500的设备的消息。在一实施例中,从该自组织网络的根节点接收该消息。在一实施例中,接收该消息可指示执行过程500的接收方设备是该自组织网络的备份根。在一实施例中,备份根可在传送同步消息时变成主根。响应于变成新主根,该新主根可开始确定第二备份根。
在一实施例中,可基于收到信号强度指示(RSSI)或基于新近网络活动来确定备份根。在一实施例中,具有最高RSSI的节点可被选择为备份根。在一实施例中,具有到根的最小路径损耗的节点可被选择为备份根。在一实施例中,备份根的选择可基于节点在预定时间段内是否活跃。例如,在一实施例中,只有在过去预定数量的秒内活跃的节点可被选择为备份根,其中该预定数量可以是取决于实现的任何值。在一些实施例中,如果备份根在预定时间段内不活跃,则根节点可确定新备份根。在一些实施例中,备份根的确定可周期性地进行。在这些实施例中,过程500还可由主根周期性地执行。
图6是可与图1a或图1b的无线通信系统联用的示例性无线通信设备600的功能框图。无线设备600可包括生成模块602。在一实施例中,生成模块602可包括(诸)处理器单元204。在一个方面,用于生成的装置可包括生成模块602。生成模块602可被配置成执行以上关于图5的框502所描述的一个或多个功能。在一个方面,生成模块602还可包括处理器、信号发生器、收发机、解码器中的一者或多者,或者硬件和/或软件组件、电路和/或模块的组合。无线设备600可进一步包括传送模块604。在一个方面,传送模块604可包括图2的发射机210。在一个方面,传送模块604还可包括处理器、信号发生器、收发机、解码器中的一者或多者,或者硬件和/或软件组件、电路和/或模块的组合。在一个方面,用于传送的装置可包括传送模块604。在一个方面,传送模块604可被配置成执行以上参照图5的框504所描述的一个或多个功能。
图7是无线通信的方法700的流程图。在一实施例中,过程700由自组织网络中的非根设备或备份根设备执行。尽管方法700在以下是关于无线设备202的元件来描述的,但本领域普通技术人员将领会,可使用其他组件来实现本文描述的框中的一个或多个。
在框702,从根设备接收消息。该消息由接收方设备接收。该消息指示该接收方设备将生成预期同步消息。在一实施例中,收到消息可包括该接收方设备的设备标识符。在一实施例中,该接收方设备可以是非根设备。在一实施例中,在框702中接收的消息可以是同步消息。
在一实施例中,自组织网络的根设备可传送标识用于生成预期同步消息的第二设备的消息。此消息可由该自组织网络的一个或多个设备接收。当该消息由该自组织网络的一设备接收时,该接收方设备可确定由收到消息所标识的第二设备是否是该接收方设备。例如,该消息可通过在该消息中包括该第二设备的设备标识符来标识该第二设备。在一实施例中,该设备标识符可以是无线网络站地址。如果在该消息中包括的该第二设备的设备标识符与该接收方设备的设备标识符相匹配,则该接收方设备被所述消息标识为将生成预期同步消息的第二设备。如果接收方设备被该消息标识,则这可指示该接收方设备是该自组织网络的备份根节点。
框704确定该根设备是否可用。在一实施例中,可以直到根设备确定其将离开该自组织网络才传送指示非根设备将生成预期同步消息的消息。在这些实施例中,当接收到框702的消息时,可确定该根设备不可用。在一实施例中,指示用于生成预期同步消息的非根设备的消息的接收可指示现有根节点将很快离开该自组织网络。例如,该消息可指示该设备将在该消息被接收到之后0.1,0.5,1,2或5秒内离开该自组织网络。在一些其他实施例中,指示将生成预期同步消息的备份根设备的超过一个消息可由主根设备传送。在这些实施例中,如果在预定时间段内没有从该根设备接收到同步消息,则可确定该根设备不可用。
在框706中,基于所述确定来传送同步消息。例如,在一实施例中,如果框704确定该根设备不可用则可传送同步消息。
图8是可与图1a或图1b的无线通信系统联用的示例性无线通信设备800的功能框图。无线设备800可包括接收模块802。在一实施例中,接收模块802可以是接收机212。在一个方面,用于接收的装置可包括接收模块802。在一个方面,接收模块802还可包括处理器、信号发生器、收发机、解码器中的一者或多者,或者硬件和/或软件组件、电路和/或模块的组合。接收模块802可被配置成执行以上关于图7的框702所描述的一个或多个功能。无线设备800可进一步包括确定模块804。确定模块804可包括图2的处理器单元204。在一个方面,确定模块804还可包括处理器、信号发生器、收发机、解码器中的一者或多者,或者硬件和/或软件组件、电路和/或模块的组合。在一个方面,用于确定的装置可包括确定模块804。确定模块804可被配置成执行以上参照图7的框704所描述的功能中的一个或多个。无线设备800可进一步包括传送模块806。传送模块806可包括图2的发射机210。在一个方面,传送模块806还可包括处理器、信号发生器、收发机、解码器中的一者或多者,或者硬件和/或软件组件、电路和/或模块的组合。在一个方面,用于传送的装置可包括传送模块806。传送模块806可被配置成执行以上参照图7的框706所描述的一个或多个功能。
图9是无线通信的方法900的流程图。在一实施例中,过程900由自组织网络中的非根设备或备份根设备执行。尽管方法900在以下是关于无线设备202的元件来描述的,但本领域普通技术人员将领会,可使用其他组件来实现本文描述的框中的一个或多个。此外,尽管过程900的各框是按特定次序示出并描述的,然而过程900的各框执行的次序可根据实现变化。例如,尽管图9示出框905在框906之上和/或之前,然而在一些实现中框906可以在框905之前执行。类似地,在一些实现中,框908和/或框910可以在框905和/或框906之前执行。
在框902中,从根设备接收同步消息。在一些方面,该同步消息可指示或包括时钟参考。在框904中,基于该同步消息确定用于传送或接收消息的可用性窗口。例如,在一些实现中,该同步消息包括被用来在自组织网络中的若干节点之间同步时钟的时钟参考。如同上面讨论的,因为该自组织网络的节点的时钟被同步,所以共享可用性窗口可由各节点来确定。各节点可在该可用性窗口期间交换消息。
在框905中,对于在所确定的可用性窗口之外的时间段进入休眠状态。在一些实现中,执行过程900的设备在处于休眠状态时可能无法传送或接收消息。在一些实现中,与非休眠状态(例如,其中可传送和/或接收消息的状态)相比,功率利用可被减少。在一些方面,执行过程900的设备可以不进入框905的休眠状态,而是可改为在该可用性窗口之外的时间段期间抑制传送任何消息和/或接收来自无线网络的任何消息。
在框906中,基于该可用性窗口在一时间段期间传送或接收消息。在一些实现中,该时间段是该可用性窗口。在一些其他实现中,该时间段可以在该可用性窗口内但是具有比该可用性窗口更短的历时。
在框908,从该根设备接收消息。该消息指示接收该消息的设备将生成预期同步消息。在一实施例中,收到消息可包括该接收方设备的设备标识符。在一实施例中,该接收方设备可以是非根设备。在一实施例中,在框908中接收的消息可以是同步消息。例如,在一些方面,在框902中接收的消息和在框908中接收的消息可以是同一消息。
在一实施例中,自组织网络的根设备可传送标识用于生成预期同步消息的第二设备的消息。此消息可由该自组织网络的一个或多个设备接收。当该消息由该自组织网络的一设备接收时,该接收方设备可确定由收到消息所标识的设备是否标识该接收方设备本身。例如,该消息可通过在该消息中包括设备标识符来标识该第二设备。在一实施例中,该设备标识符可以是无线网络站地址。如果该消息中包括的设备标识符与该接收方设备的设备标识符相匹配,则该接收方设备由该消息标识。如果接收方设备被该消息标识,则这可指示该接收方设备是该自组织网络的备份根节点。
框910确定该根设备是否可用。在一实施例中,可以直到根设备确定其将离开该自组织网络才传送指示非根设备将生成预期同步消息的消息。在这些实施例中,当接收到框902的消息时,可确定该根设备不可用。在一实施例中,指示用于生成预期同步消息的非根设备的消息的接收可指示现有根节点将很快离开该自组织网络。例如,该消息可指示该设备将在该消息被接收到之后0.1,0.5,1,2或5秒内离开该自组织网络。在一些其他实施例中,指示将生成预期同步消息的备份根设备的超过一个消息可由主根设备传送。在这些实施例中,如果在预定时间段内没有从该根设备接收到同步消息,则可确定该根设备不可用。在框912,基于该根设备是否可用来传送同步消息。
图10是可在图1a或图1b的无线通信系统内采用的示例性无线通信设备1000的功能框图。无线设备1000可包括接收模块1002。在一实施例中,接收模块1002可以是接收机212。在一个方面,接收模块1002还可包括处理器、信号发生器、收发机、解码器中的一者或多者,或者硬件和/或软件组件、电路和/或模块的组合。在一个方面,用于接收的装置可包括接收模块1002。接收模块1002可被配置成执行以上参照图9的框902、906和/或908所描述的一个或多个功能。无线设备1000可进一步包括确定模块1004。确定模块1004可包括图2的处理器单元204。在一个方面,确定模块1004还可包括处理器、信号发生器、收发机、解码器中的一者或多者,或者硬件和/或软件组件、电路和/或模块的组合。在一个方面,用于确定的装置可包括确定模块1004。确定模块1004可被配置成执行以上参照图9的框904和/或910所描述的一个或多个功能。
无线设备1000可进一步包括传送模块1006。传送模块1006可包括图2的发射机210。在一个方面,传送模块1006还可包括处理器、信号发生器、收发机、解码器中的一者或多者,或者硬件和/或软件组件、电路和/或模块的组合。在一个方面,用于传送的装置可包括传送模块1006。传送模块1006可被配置成执行以上参照图9的框906和/或912所描述的一个或多个功能。无线设备1000可进一步包括休眠模块1008。休眠模块1008可包括图2的处理器204。在一个方面,休眠模块1008还可包括处理器、信号发生器、收发机、解码器中的一者或多者,或者硬件和/或软件组件、电路和/或模块的组合。在一个方面,用于进入休眠状态的装置可包括休眠模块1008。在一个方面,用于休眠的装置可包括休眠模块1008。休眠模块1008可被配置成执行以上参照图9的框905所描述的一个或多个功能。
图11是无线通信的方法1100的流程图。在一实施例中,过程1100由自组织网络中的根设备执行。在另一实施例中,过程1100由自组织网络中的备份根设备执行。尽管方法1100在以下是关于无线设备202的元件来描述的,但本领域普通技术人员将领会,可使用其他组件来实现本文描述的框中的一个或多个。此外,尽管过程1100的各框是按特定次序图解并讨论的,然各框被实现的次序可根据实现变化。
在框1102,生成消息。该消息标识用于生成预期同步消息的第二设备。在一实施例中,该消息中包括的设备标识符标识第二设备。在一实施例中,该消息还包括定时信息。在一些实现中,该定时信息基于硬件或设备时钟。在一些实现中,该消息可包括用于在自组织网络中的各节点之间同步可用性窗口或发现区间(DI)的定时信息,如上面参考图1b所讨论的。在一些方面,所生成的消息是同步消息。
在框1103,传送所生成的消息。在一些实施例中,响应于根节点确定其将离开自组织网络而传送所生成的消息。例如,根设备可在离开该网络之前传送所生成的消息。在这些实施例中,所传送的消息中所标识的设备可响应于接收到在框1102中生成的消息而开始传送同步消息。在这些实施例中,在框1102中生成的消息标识将立即生成后续同步消息的第二设备。
在另一实施例中,可周期性地传送所生成的消息。在一实施例中,通过周期性地标识用于生成预期同步消息的另一设备,自组织网络的其他节点可标识备份根设备,即使根节点意外地离开该自组织网络。例如,根节点上的硬件故障可能阻止根节点在离开自组织网络之前执行任何特定处理。因此,在一些环境中,标识用于生成预期同步消息的另一设备的消息可远在潜在故障发生之前由根节点传送至自组织网络中的其他节点。在一些实施例中,可周期性地传送此类消息。这可导致从主根节点到备份根节点的更高效过渡。
在这些实施例中,接收所生成的消息的每个节点可确定在该消息中标识的第二设备是否是该接收方节点。如果接收方节点被标识,则接收方节点可记录其是该自组织网络的备份根的指示。
在一些实施例中,节点可依赖于接收所生成的消息之外的事件来确定新根应当开始传送同步消息。例如,在一实施例中,所生成的消息可由自组织网络的主根传送。所生成的消息可标识备份根。在一实施例中,备份根可等待同步消息从主根接收。如果在第一预定时间历时内没有从主根接收到同步消息,则该备份根可开始传送针对该自组织网络的同步消息。
在这些实施例中,如果自组织网络上的节点在第二预定时间历时内没有接收到任何同步消息,则这些设备可开始重新同步过程来确定新根。例如,在一实施例中,该自组织网络的节点可利用如上面针对图1c所描述的重新同步过程。在一实施例中,第二预定时间历时比第一预定时间历时更长。
在框1104,确定时钟参考。例如,该时钟参考可以基于设备或硬件时钟。在框1106,传送同步消息。该同步消息基于该时钟参考。例如,在一些方面,该同步消息可指示该时钟参考,或者可指示基于在框1104中确定的时钟参考的第二时钟参考。在一些方面,同步消息可由自组织网络上的节点用来确定共享或公共可用性窗口,如上面讨论的。
在框1108中,基于该时钟参考确定用于接收或传送消息的可用性窗口。在框1110,对于在所确定的可用性窗口外的时段,执行过程1100的设备休眠。当该设备休眠时,该设备可能无法接收或传送消息。当该设备休眠时,该设备可以与非休眠或活跃状态的功耗相比减小的功耗操作。在框1112中,基于该可用性窗口在一时间段期间传送或接收消息。在一些方面,该时间段等同于该可用性窗口。
在一实施例中,过程1100包括接收标识执行过程1100的设备的消息。在一实施例中,从该自组织网络的根节点接收该消息。在一实施例中,接收该消息可指示执行过程1100的设备是该自组织网络的备份根。在一实施例中,备份根可在传送同步消息时变成主根。响应于变成主根,该主根可开始确定第二备份根。在一实施例中,可基于收到信号强度指示(RSSI)或基于新近网络活动来确定备份根。在一实施例中,具有最高RSSI的节点可被选择为备份根。在一实施例中,具有到根的最小路径损耗的节点可被选择为备份根。在一实施例中,备份根的选择可基于节点在预定时间段内是否活跃。例如,在一实施例中,只有在过去X秒内活跃的节点可被选择为备份根,其中X可以是取决于实现的任何值。在一些实施例中,如果备份根在预定时间段内不活跃,则可选择新备份根。在一些实施例中,备份根的确定可周期性地进行。在这些实施例中,过程1100还可由主根周期性地执行。
图12是可与图1a或图1b的无线通信系统联用的示例性无线通信设备1200的功能框图。无线设备1200可包括接收模块1202。在一实施例中,接收模块1202可以是接收机212。在一个方面,接收模块1202还可包括处理器、信号发生器、收发机、解码器中的一者或多者,或者硬件和/或软件组件、电路和/或模块的组合。在一个方面,用于接收的装置可包括接收模块1202。接收模块1202可被配置成执行以上关于图11的框1112所描述的一个或多个功能。无线设备1200可进一步包括确定模块1204。确定模块1204可包括图2的处理器单元204。在一个方面,确定模块1204还可包括处理器、信号发生器、收发机、解码器中的一者或多者,或者硬件和/或软件组件、电路和/或模块的组合。在一个方面,用于确定的装置可包括确定模块1204。确定模块1204可被配置成执行以上参照图11的框1104和/或1108所描述的一个或多个功能。
无线设备1200可进一步包括传送模块1206。传送模块1206可包括图2的发射机210。在一个方面,传送模块1206还可包括处理器、信号发生器、收发机、解码器中的一者或多者,或者硬件和/或软件组件、电路和/或模块的组合。在一个方面,用于传送的装置可包括传送模块1206。传送模块1206可被配置成执行以上参照图11的框1103、1106和/或1112所描述的一个或多个功能。无线设备1200可进一步包括休眠模块1208。休眠模块1208可包括图2的处理器204。在一个方面,休眠模块1208还可包括处理器、信号发生器、收发机、解码器中的一者或多者,或者硬件和/或软件组件、电路和/或模块的组合。在一个方面,用于进入休眠状态的装置可包括休眠模块1208。在一个方面,用于休眠的装置可包括休眠模块1208。休眠模块1208可被配置成执行以上参照图11的框1110所描述的一个或多个功能。无线设备1200可进一步包括生成模块1210。生成模块1210可包括图2的处理器204。在一个方面,生成模块1210还可包括处理器、信号发生器、收发机、解码器中的一者或多者,或者硬件和/或软件组件、电路和/或模块的组合。在一个方面,用于生成的装置可包括生成模块1210。生成模块1210可被配置成执行以上关于图11的框1102所描述的一个或多个功能。
应当理解,本文中使用诸如“第一”、“第二”等之类的指定对元素的任何引述一般并不限定这些元素的数量或次序。相反,这些指定可在本文中用作区别两个或更多个元素或者元素实例的便捷方法。因此,对第一元素和第二元素的引述并不意味着这里可采用仅两个元素或者第一元素必须以某种方式位于第二元素之前。同样,除非另外声明,否则元素集合可包括一个或多个元素。
本领域普通技术人员/人士将可理解,信息和信号可使用各种不同技术和技艺中的任一种来表示。例如,贯穿上面描述始终可能被述及的数据、指令、命令、信息、信号、位(比特)、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子、或其任何组合来表示。
本领域普通技术人员还应当进一步领会,结合本文中所公开的方面描述的各种解说性逻辑块、模块、处理器、装置、电路、和算法步骤中的任一者可被实现为电子硬件(例如,数字实现、模拟实现或这两者的组合,它们可使用源编码或其它某种技术来设计)、各种形式的纳入指令的程序或设计代码(出于简便起见,在本文中可称之为“软件”或“软件模块”)、或两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性,各种解说性组件、块、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员可针对每种特定应用以不同方式来实现所描述的功能性,但此类实现决策不应被解读为致使脱离本发明的范围。
结合文本所公开的各个方面并且结合图1-11描述的各种解说性逻辑块、模块和电路可在集成电路(IC)、接入终端、或接入点内实现或由其来执行。IC可包括通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、电组件、光学组件、机械组件、或其设计成执行本文中所描述的功能的任何组合,并且可执行驻在IC内部、IC外部或两者的代码或指令。这些逻辑块、模块和电路可以包括天线和/或收发机以与网络内或设备内的各种组件通信。通用处理器可以是微处理器,但在替换方案中,该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合,例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协同的一个或更多个微处理器、或任何其他此类配置。可以按如本文中所教导的某个其他方式来实现这些模块的功能性。本文中(例如,关于附图中的一幅或多幅附图)所描述的功能性在一些方面可以对应于所附权利要求中类似地命名的用于功能性的“装置”。
如果在软件中实现,则各功能可以作为一条或多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。本文中所公开的方法或算法的步骤可在可驻留在计算机可读介质上的处理器可执行软件模块中实现。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者,其包括可被实现成将计算机程序从一地转移到另一地的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定,此类计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁存储设备、或能被用来存储指令或数据结构形式的期望程序代码且能被计算机访问的任何其他介质。任何连接也可被恰当地称为计算机可读介质。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字通用碟(DVD)、软盘和蓝光碟,其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合应当也被包括在计算机可读介质的范围内。另外,方法或算法的操作可作为代码和指令之一或者代码和指令的任何组合或集合而驻留在可被纳入计算机程序产品中的机器可读介质和计算机可读介质上。
应当理解,任何所公开的过程中的步骤的任何特定次序或位阶都是范例办法的示例。基于设计偏好,应理解这些过程中步骤的具体次序或层次可被重新安排而仍在本公开的范围之内。所附方法权利要求以示例次序呈现各种步骤的要素,且并不意味着被限定于所呈现的具体次序或层次。
对本公开中描述的实现的各种改动对于本领域技术人员可能是明显的,并且本文中所定义的普适原理可应用于其他实现而不会脱离本公开的精神或范围。由此,本公开并非旨在被限定于本文中示出的实现,而是应被授予与权利要求书、本文中所公开的原理和新颖性特征一致的最广义的范围。本文中专门使用词语“示例性”来表示用作“示例、实例或解说”。本文中描述为“示例性”的任何实现不必然被解释为优于或胜过其他实现。
本说明书中在分开实现的上下文中描述的某些特征也可组合地实现在单个实现中。相反,在单个实现的上下文中描述的各种特征也可在多个实现中分开地或以任何合适的子组合实现。此外,虽然诸特征在上文可能被描述为以某些组合的方式起作用且甚至最初是如此要求保护的,但来自所要求保护的组合的一个或多个特征在一些情形中可从该组合中去掉,且所要求保护的组合可以针对子组合、或子组合的变体。
类似地,虽然在附图中以特定次序描绘了诸操作,但这不应当被理解为要求此类操作以所示的特定次序或按顺序次序来执行、或要执行所有所解说的操作才能达成期望的结果。在某些环境中,多任务处理和并行处理可能是有利的。此外,上文所描述的实现中的各种系统组件的分开不应被理解为在所有实现中都要求此类分开,并且应当理解,所描述的程序组件和系统一般可以一起整合在单个软件产品中或封装成多个软件产品。另外,其他实现也落在所附权利要求书的范围内。在一些情形中,权利要求中叙述的动作可按不同次序来执行并且仍达成期望的结果。

Claims (68)

1.一种用于由自组织网络内的根设备执行的无线通信的方法,包括:
生成消息,所述消息标识要生成预期同步消息的第二设备;以及
传送同步消息。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包括传送所生成的消息。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所生成的消息被包括在所述同步消息中。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,多个设备在可用性窗口期间通过所述自组织网络通信,并且所述同步消息更新可用性窗口调度。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述同步消息包括时钟参考信息。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述同步消息由所述多个设备的一部分重传。
7.如权利要求2所述的方法,其特征在于,进一步包括确定所述设备正离开所述自组织网络,其中所生成的消息响应于所述确定而被传送。
8.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所传送的消息将所述第二设备标识为所述自组织网络的备份根设备。
9.如权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包括由非根设备接收标识所述设备的同步消息。
10.如权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包括基于收到信号强度指示来确定所述第二设备。
11.如权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包括基于所述第二设备和所述设备之间的路径损耗来确定所述第二设备。
12.如权利要求9所述的方法,其特征在于,进一步包括由所述非根设备重传所接收到的消息。
13.如权利要求1所述的方法,其特征在于,进一步包括周期性地确定所述第二设备。
14.一种用于自组织网络内的无线通信的根设备,包括:
处理器,所述处理器被配置成生成消息,所述消息标识要生成预期同步消息的第二设备;以及
发射机,所述发射机被配置成传送同步消息。
15.如权利要求14所述的设备,其特征在于,进一步包括传送所生成的消息。
16.如权利要求15所述的设备,其特征在于,所生成的消息被包括在所述同步消息中。
17.如权利要求14所述的根设备,其特征在于,多个设备在可用性窗口期间通过所述自组织网络通信,并且所述同步消息更新可用性窗口调度。
18.如权利要求17所述的根设备,其特征在于,所述同步消息包括时钟参考信息。
19.如权利要求17所述的根设备,其特征在于,所述同步消息由所述多个设备的一部分重传。
20.如权利要求17所述的根设备,其特征在于,所述处理器被进一步配置成确定所述根设备正在离开所述自组织网络,其中所生成的消息响应于所述确定而被传送。
21.如权利要求15所述的根设备,其特征在于,所传送的消息将所述第二设备标识为所述自组织网络的备份根设备。
22.如权利要求14所述的根设备,其特征在于,进一步包括接收机,所述接收机被配置成接收标识所述设备的同步消息。
23.如权利要求14所述的根设备,其特征在于,所述处理器被进一步配置成基于收到信号强度指示来确定所述第二设备。
24.如权利要求14所述的根设备,其特征在于,所述处理器被进一步配置成基于所述第二设备和所述设备之间的路径损耗来确定所述第二设备。
25.如权利要求22所述的根设备,其特征在于,所述发射机被进一步配置成重传所接收到的消息。
26.如权利要求14所述的设备,其特征在于,所述处理器被进一步配置成周期性地确定所述第二设备。
27.一种用于自组织网络内的无线通信的根设备,包括:
用于生成消息的装置,所述消息标识要生成预期同步消息的第二设备;以及
用于传送同步消息的装置。
28.如权利要求27所述的根设备,其特征在于,进一步包括用于传送所生成的消息的装置。
29.如权利要求28所述的根设备,其特征在于,所生成的消息被包括在所述同步消息中。
30.如权利要求27所述的根设备,其特征在于,多个设备在可用性窗口期间通过所述自组织网络通信,并且所述同步消息更新可用性窗口调度。
31.如权利要求30所述的根设备,其特征在于,所述同步消息包括时钟参考信息。
32.如权利要求30所述的根设备,其特征在于,所述同步消息由所述多个设备的一部分重传。
33.如权利要求28所述的根设备,其特征在于,进一步包括用于确定所述设备正离开所述自组织网络的装置,其中所生成的消息响应于所述确定而被传送。
34.如权利要求28所述的根设备,其特征在于,所传送的消息将所述第二设备标识为所述自组织网络的备份根设备。
35.如权利要求27所述的根设备,其特征在于,进一步包括用于接收标识所述设备的同步消息的装置。
36.如权利要求27所述的根设备,其特征在于,进一步包括用于基于收到信号强度指示来确定所述第二设备的装置。
37.如权利要求27所述的根设备,其特征在于,进一步包括用于基于所述第二设备和所述设备之间的路径损耗来确定所述第二设备的装置。
38.如权利要求35所述的根设备,其特征在于,进一步包括用于重传所接收到的消息的装置。
39.如权利要求27所述的根设备,其特征在于,进一步包括用于周期性地确定所述第二设备的装置。
40.一种包括指令的非瞬态计算机可读介质,所述指令在被执行时使得根设备中的处理器执行一种用于自组织网络内的无线通信的方法,所述方法包括:
生成消息,所述消息标识要生成预期同步消息的第二设备;以及
传送同步消息。
41.如权利要求40所述的非瞬态计算机可读介质,其特征在于,进一步包括传送所生成的消息。
42.如权利要求41所述的非瞬态计算机可读介质,其特征在于,所生成的消息被包括在所述同步消息中。
43.如权利要求40所述的非瞬态计算机可读介质,其特征在于,多个设备在可用性窗口期间通过所述自组织网络通信,并且所述同步消息更新可用性窗口调度。
44.如权利要求43所述的非瞬态计算机可读介质,其特征在于,所述同步消息包括时钟参考信息。
45.如权利要求43所述的非瞬态计算机可读介质,其特征在于,所述同步消息由所述多个设备的一部分重传。
46.如权利要求40所述的非瞬态计算机可读介质,其特征在于,所述方法进一步包括确定所述设备正离开所述自组织网络,其中所生成的消息响应于所述确定而被传送。
47.如权利要求41所述的非瞬态计算机可读介质,其特征在于,所传送的消息将所述第二设备标识为所述自组织网络的备份根设备。
48.如权利要求40所述的非瞬态计算机可读介质,其特征在于,所述方法进一步包括接收标识所述设备的消息。
49.如权利要求40所述的非瞬态计算机可读介质,其特征在于,所述方法进一步包括基于收到信号强度指示来确定所述第二设备。
50.如权利要求40所述的非瞬态计算机可读介质,其特征在于,所述方法进一步包括基于所述第二设备和所述设备之间的路径损耗来确定所述第二设备。
51.如权利要求48所述的非瞬态计算机可读介质,其特征在于,所述方法进一步包括重传所接收到的消息。
52.如权利要求40所述的非瞬态计算机可读介质,其特征在于,所述方法进一步包括周期性地确定所述第二设备。
53.一种在自组织无线网络上与设备进行通信的方法,包括:
接收来自根设备的消息,所述消息指示接收方设备将生成预期同步消息;
确定所述根设备是否可用;以及
基于所述确定传送同步消息。
54.如权利要求57所述的方法,其特征在于,所接收到的消息是同步消息。
55.如权利要求53所述的方法,其特征在于,确定所述根节点是否可用包括确定是否已在预定时间段内接收到同步消息。
56.如权利要求54所述的方法,其特征在于,确定所述根设备是否可用包括基于接收到所述消息来确定所述根节点将不可用。
57.一种用于在自组织无线网络上通信的非根设备,包括:
接收机,所述接收机被配置成接收来自根设备的消息,所述消息指示所述非根设备将生成预期同步消息;
处理器,所述处理器被配置成确定所述根设备是否可用;以及
发射机,所述发射机被配置成基于所述确定来传送同步消息。
58.如权利要求57所述的非根设备,其特征在于,所接收到的消息是同步消息。
59.如权利要求57所述的非根设备,其特征在于,所述处理器被配置成至少部分通过确定是否已在预定时间段内接收到同步消息来确定所述根节点是否可用。
60.如权利要求57所述的非根设备,其特征在于,所述处理器被配置成至少部分通过以下操作确定所述根节点是否可用:基于接收到所述消息来确定所述根节点将不可用。
61.一种用于在自组织无线网络上通信的非根设备,包括:
用于接收来自根设备的消息的装置,所述消息指示所述非根设备将生成预期同步消息;
用于确定所述根设备是否可用的装置;以及
用于基于所述确定传送同步消息的装置。
62.如权利要求61所述的非根设备,其特征在于,所接收到的消息是同步消息。
63.如权利要求61所述的非根设备,其特征在于,用于确定的装置被配置成确定是否已在预定时间段内接收到同步消息。
64.如权利要求61所述的非根设备,其特征在于,用于确定的装置被配置成通过以下操作确定所述根节点是否可用:基于接收到所述消息来确定所述根节点将不可用。
65.一种包括指令的非瞬态计算机可读介质,所述指令在被执行时使得处理器执行一种在自组织无线网络上与设备通信的方法,所述方法包括:
接收来自根设备的消息,所述消息指示接收方设备将生成预期同步消息;
确定所述根设备是否可用;以及
基于所述确定传送同步消息。
66.如权利要求65所述的非瞬态计算机可读介质,其特征在于,所接收到的消息是同步消息。
67.如权利要求65所述的非瞬态计算机可读介质,其特征在于,确定所述根节点是否可用包括确定是否已在预定时间段内接收到同步消息。
68.如权利要求65所述的非瞬态计算机可读介质,其特征在于,确定所述根节点是否可用包括基于接收到所述消息来确定所述根节点将不可用。
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