CN107426811B - 用于同步设备和nan配置的方法、无线通信站和系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了用于同步设备和NAN配置的方法、无线通信站和系统。本文主要描述了用户站(STA)和用于与无线通信网络中的设备同步的方法的实施例。在一些实施例中，STA访问社交信道的列表。STA可以在主社交信道上传输扫描消息。主社交信道可以被包括在社交信道的列表中。STA可以通过检查社交信道的列表确定主社交信道的身份。当STA在在主社交信道上传输扫描消息后的一时间段内检测到主社交信道上的传输时，STA可以与主社交信道上的设备同步。否则，STA可以在从列表中选出的次社交信道上传输扫描消息。

Description

用于同步设备和NAN配置的方法、无线通信站和系统
本申请是申请日为2013年06月26日、题为“用于同步设备和相邻区域网络化(NAN)配置的方法、无线通信站和系统”的中国发明专利申请No.201380069568.2(PCT国际申请PCT/US2013/047966)的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年2月12日提交的美国临时专利申请序列号61/763,931的权益，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
实施例涉及通信网络。一些实施例涉及根据电气和电子工程师协会(IEEE)802.11标准族的相邻感知网络化(NAN)
背景技术
最近，出现了使用与居住有关的电气和电子工程师协会(IEEE)802.11无线网络在邻里的家庭之间提供分发介质中的热潮。这种无线连通性可以通过由Wi-Fi直连定义的所谓的社交信道来提供。用户设备可以扫描社交信道以发现用以同步的其他用户设备或无线接入点(AP)。
如果有若干社交信道必须被扫描，则用户设备可能会使用大量电力或时间在扫描上。因此，普遍的需求是定义用户设备优先扫描的主社交信道，以及如果用户设备扫描发现没有已经运行在社交信道上的AP或NAN，则用户设备可以在主社交信道上初始化相邻感知网络化(NAN)。
附图说明
图1示出了示例实施例在其中被实现的无线域。
图2是根据一些实施例的由用户站(STA)执行的用于在无线通信网络中与设备同步的过程的流程图。
图3根据一些实施例示出了通信站(STA)的功能框图。
图4是根据一些实施例的用于初始化相邻感知网络的过程的流程图。
具体实施方式
下面的描述和附图充分说明了具体实施例以使得本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包含结构、逻辑、电气、处理和其他变更。一些实施例的部分和特征可以包括在其他实施例中，或者可以由其他实施例的那些部分和特征来取代。权利要求中阐述的实施例包括这些权利要求的所有可用等价物。
图1示出了示例实施例在其中被实现的系统100。系统100包括用户无线通信站(STA)110、115和120。用户STA 110、115和120可以是，例如，膝上型计算机、智能电话、平板电脑、打印机、诸如智能仪表之类的机器类型的设备、或者具有或不具有用户接口的任意其他无线设备。在示例中，用户STA 110、115和120具有通过STA 125至网络130的无线连接。网络130可以表示许多网络的互连。例如，网络130可以与诸如因特网或内联网之类的广域网耦合。
STA 125可以是诸如无线接入点(AP)之类的更固定的通信单元，并且在下文中将被称为AP 125。用户STA 110、115和120可以在AP 125的范围或服务区域140内。在一些实施例中，用户STA 110、115和120，以及AP 125可以根据具体通信标准(例如，IEEE 802.11标准)发送和/或接收通信，，尽管用户STA 110、115和120，以及AP 125还可能适合于根据其他技术发送和/或接收信息。
用户STA 110、115和120、以及AP 125可以位于家庭或居住区内。住宅IEEE 802.11网络可以具有比宽带连接高的能力，来在邻里的家庭之间提供可替代的快速分发介质。用户STA 110、115和120可以使用住宅IEEE 802.11网络以根据相邻感知网络化(NAN)规范和标准来实现“邻里感知”的服务。
用户STA 110、115和120可以将Wi-Fi直连规范中所定义的社交信道用于NAN连接。目前，Wi-Fi直连定义了三个社交信道：2.4GHz频段的信道1、6和11。虽然增加社交信道的数量可以为设备发现和NAN在其中运行的网络的同步提供灵活性和可靠性，但是增加社交信道的数量可能导致更高的电力消耗和更长的发现时间用于使用户STA 110、115和120找到彼此。
示例实施例可以通过实现定义主社交信道和次社交信道的扫描过程来减少这种电力消耗和发现时间。然而，示例实施例不限于主社交信道和次社交信道，可以包括三个或更多社交信道。主社交信道可以是NAN主要运行于其中的信道。次社交信道可以是在主社交信道不可用的情况下NAN运行于其中的信道。例如，主信道可以由于干扰或高流量状况而不可用。
图2示出了由用户STA 110执行的用于与在无线网络(例如，NAN)中的设备同步的方法200。
参见图2，在操作210中，用户STA 110可以访问社交信道的列表。社交信道可以是Wi-Fi直连规范中所定义的Wi-Fi对等(P2P)信道。
在操作220中，用户STA 110可以在主社交信道上传输扫描消息。主社交信道可以被包括在社交信道的列表中。用户STA 110可以基于社交信道的列表的检查确定主社交信道的身份。社交信道的列表可以具有根据Wi-Fi联盟标准族定义的顺序，以使得主社交信道在顺序中位于次社交信道之前。扫描消息可以是根据电气和电子工程师协会(IEEE)802.11标准族的标准配置的探测请求帧。扫描消息可以允许用户STA 110主动地扫描主社交信道。
在操作230中，当用户STA检测到主社交信道上的传输时，用户STA 110可以与在主社交信道上的设备同步。
与设备同步可以包括响应于从主社交信道上的AP接收到探测响应信标与接入点(AP)同步。用户STA 110可能更喜欢与AP同步，因此，如果AP响应于主动扫描，则用户STA110可以与在主社交信道上的那个AP同步，以及停止继续扫描在主社交信道上的其他类型的设备。通过用户STA 110执行主动扫描而不是经由一个或多个社交信道被动地监听，可以进一步减少电力和时间需求。
用户STA 110可以使用AP的时间戳记功能(TSF)与AP同步。例如，探测响应信标可以包括TSF信息，该TSF信息包括用户STA 110可以在该处与AP同步的同步点。如果用户STA110从两个或更多个AP接收两个或更多个探测响应信标，则用户STA 110可以基于两个或更多个探测响应信标中的每个探测响应信标中的TSF信息来与具有下一个可用同步点的AP同步。
如果主社交信道上不存在AP响应，则用户STA 110可以在主社交信道上扫描NAN同步传输。如果用户STA 110在主社交信道上检测到NAN同步传输，则用户STA可以与所检测到的NAN同步。例如，NAN同步传输可以包括TSF信息，该TSF信息包括用户STA 110可以在该处与NAN同步的同步点。如果用户STA 110检测到两个或更多个NAN同步传输，则用户STA 110可以基于两个或更多个NAN同步传输的TSF选择NAN以进行同步。
用户STA 110可以等待某一时间段以接收主社交信道上的传输。用于监听主社交信道上的传输的时间段可以是基于用于接收对探测请求帧的响应的预测时间的。该时间段例如可以是20毫秒。
如果用户STA 110未在主社交信道上检测到AP探测响应帧或NAN同步传输，则用户STA 110可以在次社交信道上重复上述扫描过程。如果用户STA 110未在次社交信道上检测到AP或NAN同步传输，则如果主社交信道上的信道状况满足阈值，则用户STA 110可以通过在主社交信道上发送NAN同步帧来配置NAN。否则，用户STA 110可以通过在次社交信道上传输NAN同步帧来配置NAN。
图3根据一些实施例示出了STA 300的功能框图。STA 300可能适合作为用户STA110、115或120(图1)。根据一些实施例，STA 300可以支持在无线通信网络中进行操作的方法。STA 300可以包括处理器302，处理器302使用芯片组304访问片上状态存储器306以及通信接口308。在一个实施例中，存储器306包括但不限于：随机存取存储器(RAM)、动态RAM(DRAM)、静态RAM(SRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率(DDR)SDRAM(DDR-SDRAM)、或者能够支持数据的高速缓冲的任何设备。
在至少一个实施例中，通信接口308例如是根据多输入/多输出(MIMO)操作进行操作的无线物理层(PHY)。通信接口308可以在主社交信道上传输扫描消息。主社交信道可以被包括在社交信道的有序列表中。社交信道的有序列表可以被存储在存储器306中。有序列表的顺序可以根据Wi-Fi联盟标准族的标准来定义。社交信道可以是Wi-Fi对等(P2P)信道。扫描消息可以是根据电气和电子工程师协会(IEEE)802.11标准族的标准进行配置的探测请求帧。
芯片组304可以将NAN逻辑312包括在其中以例如配置NAN或同步至NAN。在实施例中，芯片组304提供MAC层功能。芯片组304可以配置扫描消息以主动扫描社交信道。芯片组304可以是单一芯片。虽然逻辑是参照芯片组304来描述的，但是芯片组304可以使用一个或多个处理器执行存储在有形介质中的指令(例如，软件)。
实施例可以在硬件、固件和软件中的一个或其组合中被实现。实施例还可以被实现为存储在非暂态计算机可读存储设备上的指令314，其可以被读取并且由至少一个处理器302执行以执行本文所描述的操作。
处理器302可以被安排为基于社交信道的列表的检查来确定主社交信道和次社交信道的身份。当处理器302在在主社交信道上传输扫描消息之后的某一时间段内检测到主社交信道上的传输时，处理器302可以被安排为与主社交信道上的设备同步。否则，处理器可以使通信接口308在从社交信道的列表中选出的次社交信道上传输扫描消息。处理器302可以被安排为基于用于接收对探测请求帧的响应的预测时间来确定用于监听主社交信道上的传输的时间段。
如果在主社交信道上从接入点AP接收到探测响应信标，则处理器302可以被安排为与主社交信道上的AP同步。如果在主社交信道上接收到不止一个探测响应信标，则处理器302可以被安排为基于每个接收到的探测响应信标内的时间戳记选择要同步的AP，如上面参照图2所描述的。
如果在某一时间段内未在主社交信道上接收到探测响应信标并且在主社交信道上被接收到NAN同步传输，则处理器302可以被安排为与主社交信道上的相邻感知网络(NAN)同步。
在一些实施例中，指令314被存储在处理器302或存储器306上，以使得处理器302和存储器306充当计算机可读介质。计算机可读存储设备可以包括用于以机器(例如，计算机)可读的形式存储信息任何非暂态机构。例如，计算机可读存储设备可以包括ROM、RAM、磁盘存储介质、光存储介质、闪速存储器设备、和其他存储设备和介质。
当指令314在STA 300上被执行时，可以使得STA 300访问社交信道的列表。该列表可以被存储在存储器306中。社交信道可以是Wi-Fi对等(P2P)信道。当指令314在STA 300上被执行时，可以使得STA 300在主社交信道上传输扫描消息。主社交信道可以被包括在社交信道的列表中。STA 300可以基于对社交信道的列表的检查确定主社交信道的身份。当指令314在STA 300上被执行时，可以使得STA 300在在主社交信道上传输扫描消息之后的某时间段内在主社交信道上检测到传输时与主社交信道上的设备同步。如果STA 300在该时间段内未在主社交信道上检测到传输，则STA 300可以在从列表中选出的第二社交信道上传输扫描消息。
虽然STA 300被示为具有若干分开的功能元件，但是这些功能元件的一个或多个可以被组合并且可以通过软件配置的元件(例如，包括数字信号处理器(DSP)的处理元件)和/或其他硬件元件的组合来实现。例如，一些元件可以包括一个或多个微处理器、DSP、专用集成电路(ASIC)、射频集成电路(RFIC)和用于执行本文所描述的至少一个功能的各种硬件与逻辑电路的组合。在一些实施例中，STA 300的功能元件可以是在一个或多个处理元件上运行的一个或多个处理。
STA 300可以包括多个传输和接收天线310-1至310-N，其中N是自然数。天线310-1至310-N可以包括一个或多个定向或全向天线，包括例如，偶极天线、单极天线、贴片天线、环形天线、微带天线或适合于RF信号的传输的其他类型的天线。在一些实施例中，具有多个孔径的单一天线可以替代两个或更多个天线被使用。在这些实施例中，每个孔径被认为是单独的天线。在一些MIMO实施例中，天线310-1至310-N可以被有效地分离以利用空间分集和在每个天线310-1至310-N之间可能产生的不同的信道特性。在一些MIMO实施例中，天线310-1至310-N可能间隔高达1/10波长或更多。
图4示出了由用户STA 110执行的用于减少无线通信网络中设备间广播故障的方法400。在操作410中，用户STA 110可以确定NAN是否运行在主社交信道或次社交信道中的任一者上。用户STA 110可以针对以上确定从如上面参照图2所描述的社交信道的列表中选择主社交信道和次社交信道。列表可以具有由Wi-Fi联盟标准族的标准定义的顺序。社交信道可以是Wi-Fi对等(P2P)信道。
在操作420中，如果不存在运行于主社交信道或次社交信道上的NAN，则用户STA110可以在主社交信道上传输NAN同步帧。如果主社交信道上的信道状况满足阈值信道状况，则用户STA 110可以在主社交信道上发送NAN同步帧。
摘要被提供以符合37C.F.R.第1.72(b)节关于允许读者确定技术公开的性质和要点的摘要的要求。摘要是在理解其不会被用于限制或解释权利要求的范围或含义的情况下被提交的。所附权利要求据此被结合到具体实施方式中，其中每一权利要求自身为一单独的实施例。

Claims (6)

1.一种由用户站STA执行的用于初始化相邻感知网络NAN的方法，所述方法包括：
确定NAN是否运行在主社交信道或次社交信道中的任一者上，所述主社交信道和所述次社交信道被从社交信道的列表中选出以用于所述确定，所述列表具有由Wi-Fi联盟标准族的标准来定义的顺序，所述社交信道是Wi-Fi对等P2P信道；以及
当所述确定确定不存在运行在所述主社交信道和所述次社交信道中的任一者上的NAN时，在所述主社交信道上传输NAN同步帧。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述传输包括：
如果所述主社交信道上的信道状况满足阈值信道状况，则在所述主社交信道上传输所述NAN同步帧。
3.一种非暂态计算机可读介质，其上存储有指令，所述指令当在用户站STA上被执行时使得所述STA执行以下操作：
确定NAN是否运行在主社交信道或次社交信道中的任一者上，所述主社交信道和所述次社交信道被从社交信道的列表中选出以用于所述确定，所述列表具有由Wi-Fi联盟标准族的标准来定义的顺序，所述社交信道是Wi-Fi对等P2P信道；以及
当所述确定确定不存在运行在所述主社交信道和所述次社交信道中的任一者上的NAN时，在所述主社交信道上传输NAN同步帧。
4.如权利要求3所述的非暂态计算机可读介质，其中，所述传输包括：
如果所述主社交信道上的信道状况满足阈值信道状况，则在所述主社交信道上传输所述NAN同步帧。
5.一种应用于用户站STA的设备，包括：
用于确定NAN是否运行在主社交信道或次社交信道中的任一者上的装置，所述主社交信道和所述次社交信道被从社交信道的列表中选出以用于所述确定，所述列表具有由Wi-Fi联盟标准族的标准来定义的顺序，所述社交信道是Wi-Fi对等P2P信道；以及
用于当所述确定确定不存在运行在所述主社交信道和所述次社交信道中的任一者上的NAN时在所述主社交信道上传输NAN同步帧的装置。
6.如权利要求5所述的设备，其中，用于所述传输的所述装置被配置为：
如果所述主社交信道上的信道状况满足阈值信道状况，则在所述主社交信道上传输所述NAN同步帧。
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