TWI571166B - 在點對點網路環境中同步站台之選擇 - Google Patents

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Description

在點對點網路環境中同步站台之選擇
本發明係關於通訊的領域。更特別的是，提供系統、設備及方法以用於推舉在同步的點對點網路環境內一或更多主站裝置。
點對點網路協定或技術允許個別的結點或裝置直接與其它同級點(peer)通訊，且可與在其中需要的中心節點(central node)(例如伺服器、路由器、交換器、存取點)傳遞介於不同節點之間的通訊的基礎結構基礎的(infrastructure-based)環境相對照。直接點對點(peer-to-peer)通訊的一個益處係為其避免透過其它裝置不必要額外的路由及處理通訊。
然而，現存的點對點網路技術具有減少他們可用性、可調能力(scalability)及/或效能的限制。例如，一些技術只提供受限的點對點通訊能力，因為他們聚 焦在基礎結構基礎的(infrastructure-based)解決辦法因而需要中央節點(central node)。在這些環境中的點對點通訊需要與中央節點交涉，且也許不可能介於不分享共同中央節點的裝置之間。也同樣的是，介於同級點(peer)之間的通訊可受限於中央節點的能力(例如頻帶、頻寬、調變)。
由於其凸出的角色，中央節點可變為擁塞因而增加通訊潛時(latency)並且減縮環境內的通訊傳輸量(throughput)。此外，中央節點動作為故障的單一點。儘管另一個節點能夠接管錯誤或遺失的中央節點，直到其發生網路可能嚴重的退化。
一些允許點對點通訊的其它技術需要由個別節點之巨大的功率消耗，其為對於依賴電池電力裝置(例如智慧型電話、平板電腦、膝上型及筆記型電腦)的主要關注。由同級點之過度的功率消耗可能是藉由無效的發現服務及/或其它裝置、藉由必需動作為中央節點、藉由無效的使用裝置的收發器及/或其它理由所造成。例如，需要裝置持續的或規律的輪詢(poll)或查詢其它裝置將造成其消耗巨大量的功率，特別是針對經由不同的空間區域移動的無線裝置。
亦如是者，一些支援點對點通訊的網路技術或協定並未良好的與其它技術共存。例如，在無線環境中，典型的點對點協定不夠彈性以與其它協定或於應用(系統)之間(例如維持藍牙連接)分享裝置的無線電、 天線或頻譜(frequency spectrum)。一些點對點技術亦不許可多點播送(multicast)通訊，取代以需要裝置個別接觸多個同級點，及/或當環境變為更稠密的集結時，並未良好的衡量。
在本發明一些實施例中，系統、設備及方法係提供用於在多個裝置之間選擇一或更多同步站台以企圖在點對點通訊中接合。在這些實施例中，所選的站台廣播用於同步裝置之會合(rendezvous)的排程並且邏輯的組織他們成階層(hierarchy)(例如，樹)。
單一根sync(或根同步)或頂端主站台適用為階層之根、設定會合排程及動作為用於同步裝置之主站時鐘。任何數目(亦即，零或更多)的分支sync(或分支同步)站台傳播遍及環境的會合排程，其延伸階層的範圍。根sync站台未動作為通訊之中央交換點，並且能以對裝置通訊最小(若有任何)衝擊被另一個裝置輕易的取代。
每一個同步站台在一或更多社交頻道上發出周期同步訊框。同步訊框識別用於一或更多要來的裝置會合之頻道與時刻。會合可被稱為「可用性窗」。
同步訊框亦可傳答其它資訊，像是裝置將使用以選擇站台為sync站台之資料、根sync站台之屬性及/或已發出同步訊框之分支sync站台、時間戳 (timestamp)等。所有裝置應用同樣的演算法以識別應動作為同步站台之那些裝置。在一些實施中，若其應為根sync站台時，裝置應用演算法以首次決定。若未放至同步站台之角色，其將為在階層內之葉裝置。
510a-510j‧‧‧裝置
710a-710j‧‧‧裝置
810‧‧‧同步狀態機
812‧‧‧掃描狀態機
814‧‧‧無線電頻道管理器
816‧‧‧同級快取
818‧‧‧主台選擇碼
820‧‧‧主台資料庫
822‧‧‧封包佇列
830‧‧‧封包排程器
832‧‧‧封包佇列
834‧‧‧出席模式管理器
836‧‧‧同級資料庫
838‧‧‧應用介面
910a-910m‧‧‧裝置
1010a-1010e‧‧‧裝置
圖1繪示依據本發明一些實施例用於達成且維持裝置間之同步的周期同步訊框之使用。
圖2為依據本發明一般實施例指明識別於周期同步訊框中一系列的可用性窗之示意圖。
圖3為依據本發明一些實施例指明在無線通訊環境中具有同級點的群集之裝置同步的流程圖。
圖4為依據本發明一些實施例指明帶外交換的示意圖。
圖5A~D繪示依據本發明一些實施例於同級點通訊裝置之集合內同步站台之選擇。
圖6為依據本發明一些實施例指明在點對點通訊環境中選擇一或更多同步站台之方法的流程圖。
圖7A~E描述依據本發明一些實施例執行在圖6中所說明的方法。
圖8為依據本發明一些實施例同級點裝置的方塊圖。
圖9A~B描述依據本發明一些實施例在點對點環境內通訊裝置之階層集合內群的創造。
圖10A~C描述依據本發明一些實施例多群的合併。
下列說明係提出以致任何本領域具有通常知識者能完成及使用本發明，且係提供在特定應用及其需要的背景內容中。各種對所揭露實施例之修正將對那些本領域具有通常知識者為輕易而顯見的，並且在此界定的一般原則可在不悖離本發明的範圍上應用至其它實施例及應用中。如此，本發明並不準備受限於所示的實施例，但會依據與在此揭露的原理及特徵一致的最廣範圍。
在本發明一些實施例中，提供用於對操作在階層群集中於點對點通訊環境中之裝置進行同步之系統、設備及方法，同時允許不離開群集而對裝置進行成群局部化。如此，預設的裝置階層提供框架(framework)以用於對所有在環境中的裝置同步，同時個別群或群階層允許不遺失與在較大階層中裝置進行互動的能力下局部配合裝置。
介紹
無線通訊環境可被特徵化為任何數目同樣類型及/或不同類型的裝置，諸如智慧型電話(smart phone)、平板電腦(tablet)、個人數位助理(personal digital assistant)、膝上型及桌上型電腦等。不同的裝置 將具有不同的特徵、可執行不同的應用程式、可具有不同的功率級數(例如電池強度)、可具有不同的通訊需求、可具有不同的負載(例如在處理器上、在天線上)、可以對訊號強度變化而被其它裝置聽見等。此外，隨著裝置持續進入、移動經過及離開圍繞此環境的空間區域，通訊環境可為流動的。
在此揭露發明的一些實施例針對協定、機制 及/或處理提供用於在這類環境中致能裝置以發現彼此並且直接通訊(點對點)。這些實施例：提升低功率消耗，即使當使得裝置及服務可輕易的發現；與其它通訊技術共存(例如藍牙®)；支援多帶(multi-band)操作(例如，2.45GHz及5GHz)；避免通常遭遇於網路基礎結構(例如存取點)的傳輸量與延遲之退化(degradation)，同時維持與基礎結構基礎的技術相容；若及當裝置動作為同步站台(或主站)時，輕易及迅速的離開此環境；以及可調整以容納具有許多裝置之稠密的環境。於下說明這些及其它特徵與優點。
在本發明實施例中，裝置被同步以致他們在 預定頻道上於預定時刻會合。於裝置會合期間的周期時間稱為可用性窗，並且所有同步(或sync)站台廣播或宣傳同樣、或相似的可用性窗之排程。於可用性窗期間，同級點可交換多點播送及/或單點播送資料通訊，以及發現其它裝置與服務。裝置可延長其在可用性窗處之參加(attendance)以容納與其它同級點正進行的通訊。
一或更多即將來臨的會合(例如，時間及頻 道)係經由廣播於一或更多社交頻道上之周期性同步訊框(PSF；Periodic Synchronization Frames)進行通訊。於足以聽見至少一PSF的時間長度中，預編程(pre-program)裝置以周期性的聆聽一個社交頻道。
如此，當裝置啟動或移動入至同級裝置(peer device)之環境時，其將調諧預定社交頻道以及迅速的獲悉其將與其它裝置會合於何處及何時。若裝置並未聽見PSF，其可假定其應動作為主站並且開始發出其本身的PSF以促進與其它現存的或之後出現的裝置同步。
在一些實施中，同步參數(例如，即將來臨 可用性窗之排程)亦可於可用性窗期間發布(announce)，據以使裝置節省了交換他們到社交頻道的無線電以接收參數之費用。裝置甚至可當未對於PSF進行聆聽時、參與可用性窗時或將其用於一些其它目的時將其無線電關閉電源。參與已同步階層的裝置可因此分享無線電、天線及/或具有另一裝置功能之其它通訊資源，像是基礎結構連接(infrastructure conneoticn)或藍牙®。
於同級裝置之群集(community)內，選擇程 序(selection procedure)係應用以判定何者將變為sync站台且對於同步其它裝置承擔責任。選擇的同步站台之數目可取決於出現的同級裝置之數目、他們信號強度；信號傳播型樣(signal propagation pattern)、操作參數等。如下所說明的，選擇或識別sync站台之過程可實際考慮任 何有關參與裝置之因素。
雖然在通訊環境中的裝置未有基礎結構需求 的負擔而在點對點通訊中接合(engage)，同步站台或主站的選擇將邏輯的組織裝置成針對同步目的之階層。於階層內，根同步站台(或「頂端主站」)經由藉其廣播的PSF所傳達的同步參數來負責總體裝置之同步。每個從屬主站(subordinate master)，稱為分支sync站台，與根sync站台或中介分支sync站台同步並且重傳或重封裝於其本身之PSF內之根sync站台的同步參數，據以延伸全部同步範圍。
單一無線裝置之無線電範圍(例如根sync站 台)係為受限的，其通常會防止從對裝置組織之裝置超越局部區域。需要分支sync站台重廣播其同步參數允許單一無線裝置對分佈在較大面積上的裝置之集合同步化。總體群集享受了所造成的益處(例如，現成的服務及其它裝置之發現，較少功率消耗)。
不似具有基礎結構需求的環境(例如，經由 存取點之座標)，因為同步站台的主要任務為簡單的散布會合參數，sync站台的丟失係被簡單的矯正。例如，由遺失sync站台所發佈的會合排程將被簡單的維持，同時選擇取代，藉此保持所有裝置同步。並且，此取代一般將維持相同的排程。
用於選擇同步站台或主站(master)之不同的 演算法，可應用於不同時刻及/或應用在不同環境中，但 是一般適用以提升下列目標之所有或任一者：遍及環境之主站的均勻空間分布(even spatial distribution)、環境內可調的主站密度及包含此環境地理區域尺寸之控制。
在本發明一些實施例中，基於各種裝置的計 量或屬性，用於選擇或識別主站之演算法係規則的執行以確保多數適當的裝置動作為同步站台。選擇過程亦可考慮有多少同步站台早已出現於區域中、他們離多遠(例如，基於信號強度或一些其它距離測量)等。
在環境內成群的裝置可互相間進行同步，分 開於或平行於較大的、預設的階層。例如，他們可組織以分享檔案或執行一般應用。群可模仿階層並且由選擇一或更多分支sync站台(或群主站)來維持內部同步，伴隨其它裝置(即，葉(leaf)或從(slave)裝置)對選擇的分支同步站台進行同步。群之根的sync站台(或「頂端群主站(top group master)」)可與接近或包圍階層的成員(member)同步(或企圖與之同步)。
並非所有群的成員需要從單一階層拉出。例 如，接近多個階層的空間區域中，群可從他們中之兩者或更多中拉出成員。
在本發明之實施例中，「預設」階層係為可 包含相對大數目的裝置之階層(例如，所有在給定空間區域內的裝置)。預設階層之成員將具有(及宣傳)匹配「預定」識別符。「群」階層係由私群之成員組成。群階層之成員將具有(及宣傳)匹配「群」識別符。
雖然所有群之成員一般亦將屬於預設階層，但是個別的預設階層成員可或可不為任何群階層之成員。預設與群識別符則與其它裝置識別符有所區別(例如，IP位址、MAC位址、IMEI數目、IMSI數目)。
依據本發明一些實施例，下列章節討論點對點環境內裝置同步以形成預設階層、階層內同步站台或主站之選擇、預定階層或跨越多個預設階層內裝置之群的組織以及說明同級裝置。
裝置之同步
如上所述，依據本發明一些實施例之無線通訊內裝置之同步允許他們輕易的互相發現、識別可用的服務及以直接點對點通訊接合(單點播送及/或多點播送)、當節省電力資源(power resource)及與其它通訊過程共存時之所有者。
同步如同裝置到達線上(online)或在至少一個其它裝置操作相容的協定之範圍內移動一樣快的起始，並且能夠被維持如同裝置在覆蓋已同步裝置之空間區域內線上一樣長(例如，如同其在同級裝置範圍內一樣長)。
透過同步及主站選擇過程，裝置自動的被組織成階層，在其中在每一階層之層級(或層次(stratum))處之同步站台(或主站)為了達成及維持在區域內裝置間的同步而周期的廣播同步參數。周期的同步訊框(PSF；Periodic synchronization frame)係為用於 散布同步參數的一個機制，並且由所有已同步的裝置所消耗。
周期的同步訊框適用以傳達資訊，像是(但 不限於)用於同步裝置時鐘的資訊、於已同步裝置能夠會合的期間一或更多將來臨的可用性窗之說明以及根sync站台與傳送PSF之分支sync站台的計量及屬性。在本發明其它實施例中，PSF可包括不同的資訊收集，但是通常將包括識別至少一個可用性窗之基準。
在其內階層的形成及裝置之同步將被組態或 操作參數影響，諸如(但不限於)：最大深度或層次、PSF之周期性、同步站台之數目(例如，總體及/或在給定裝置之範圍內)、用以選擇sync站台或主站之選擇演算法、由選擇演算法考慮之裝置計量或屬性等。在本發明不同實施例中，可應用不同的參數。
圖1說明依據本發明一些實施例之使用用於 達成及維持裝置間的同步之周期同步訊框。
在這些實施例中，周期同步訊框110(例如， 訊框110a、110b、110n)在一或更多社交頻道120(例如，頻道120a、120b、120n)上例行的傳送。
不同的sync站台可在同樣或不同的社交頻道 上傳送周期同步訊框，並且任何給定sync站台可使用一或更多社交頻道以攜載其PSF。在單一環境中不同的sync站台可使用不同的社交頻道，也許用以避免互相間的干擾，其係因為由一個主站使用的社交頻道可由為了不同目 的(及/或為了其它理由)之不同主站占用(例如，基礎結構連接)。
雖然多個社交頻道120於圖1中說明，在一 些實施中，所有在一個環境及層級中之主站台可使用相同的社交頻道。在此討論之社交頻道及/或其它頻道可為IEEE 802.11無線頻道。
在社交頻道120a、120b、120n上，分別的周 期同步訊框110a、110b、110n係由負責的sync站台周期性的(on a periodic basis)廣播。每一個由在單一頻道上單一同步站台廣播的PSF(例如，訊框110a)可為相同的或可略有不同，像是在他們傳達之可用性窗的排程中。
雖然在圖1中每個頻道(PA、PB、PN)的PSF周期不同，在本發明一些實施例中，在多個社交頻道被施用中，兩個或多個頻道之PSF周期可為相同的。在一個頻道上之PSF之間說明的周期可在100毫秒(millisecond)的級數上。不同sync站台可使用同樣或不同的PSF周期。在一些實施中，PSF周期的長度或期間可反比於總體sync站台廣播PSF的數目(或在特定地區中同步站台的數目)
在本發明一些實施例中，PSF周期將於每個社交頻道上有所不同；然而，發出PSF之同步站台之可用性窗周期可為同樣。因此，在一個階層內，多個PSF周期及單一可用性窗周期可被實施。
當傳送PSF時，發出同步站台或主站僅需要 將其無線電調至正確的頻道並且將其電源打開的足夠長久以發送PSF。發出PSF之後其需不保留在該頻道上，但相反的能夠關閉其無線電以省電、將其切換至不同的社交頻道(例如至準備在不同頻道上傳送PSF)或將其用於一些其它目的，諸如參加可用性窗(如下所述)、處理基礎結構通訊等。
在本發明不同的實施例中，PSF可包含說明 的PSF 110x之元素的子集(subset)或超集(superset)，或是完全不同的資訊元素集。PSF 110x的同步參數(或可用性窗參數)-頻道130、時間132及期間134之結合-界定一個可用性窗於其已同步裝置能夠會合期間。頻道130在他們將會合上識別出頻道(例如，802.11無線頻道)、時間132於他們將會合處識別出時間以及期間134指示窗的最小期間。
PSF之資料或同步參數可識別出任何可用性窗 的數目(零或多)。傳送在同樣或不同的社交頻道上之不同的PSF，以及藉由不同的主站，可識別同樣或不同的可用性窗。然而，在一些實施例中，由根sync站台設定的同步參數(包括排程或可用性窗的順序)被應用於遍及階層。
PSF 110x之同步參數的時間元素132可識別 絕對開始時間(例如，基於同步的時鐘、UTC(協調世界時)或一些其它通用參考)及/或相對時間。在一些實施中，時間戳(timestamp)欄位攜載已發出PSF 110x之站 台的TSF(時間Sync功能)。
在本發明一些實施例中，時間132包括多個 值，正同步裝置使用其以計算可用性窗的開始時間。在這些實施例中，時間132可包括「目標」時間戳，其組態以指示PSF 110x何時形成並且針對在發出sync站台內傳送之排列(例如，何時PSF被置放至傳送緩衝器中)，以及包括「實際的」時間戳，其組態以指示PSF何時實際經由站台的天線配送。PSF被視為由時間形成，「主站偏移(master offset)」參數由sync站台計算。
主站偏移值(亦包括在PSF 110x內而為部分 的時間132或不同的資訊元素)代表將sync站台的內部偏移發出至下個可用性窗之開始(從其釋放PSF之時間測量)。換句話說，主站偏移測量從目標時間戳至可用性窗之開始的周期時間(如由已發出同步訊框的站台所計算)。
具有這些值，聽見或與已發出PSF 110x之站台同步之裝置能夠計算對可用性窗之開始時間的偏移，如下：偏移=主站偏移-(實際時間戳-目標時間戳)
同步裝置從而自目標及實際時間戳接收主站偏移，並且能夠測量已流逝多少主站偏移時間周期；其接著由主站偏移減去已流逝周期來判定時間量(保持到可用性窗為止)。
於可用性窗期間，PSF 110x之期間134指示 最小時間量，而已發出PSF 110x之同步站台將正聆聽且可用於通訊。期間亦可應用至已同步的裝置；亦即，參加窗的裝置也許需要可用於至少該周期時間(從窗的起始測量)。
在本發明一些實施例中，主站裝置可自動的 延伸其可用性窗(例如，遞增匹配周期134或一些其它時間期間)至如至少一個正與其通訊的站台一樣長。如此，儘管多個站台希望與主站裝置通訊，但因為窗將被延伸，他們能不等待另一個可用性窗而如此進行。
相似的，參加可用性窗的裝置可延伸其窗至 如至少一個其在通訊中接合其的同級點一樣長。因此，希望與其它同級點通訊的一個同級點可簡單的發出第一組封包、數據報(datagram)、訊息或其它通訊單元至於可用性窗期間的該其它同級點。由於主動通訊，兩同級點皆接著將自動的延伸他們的窗。有利的是，此允許在可用性窗期間不飽和或獨占頻寬下於可用性窗延伸期間之延伸的點對點通訊。
於可用性窗期間sync站台之存在的最大期間 可被規定在PSF 110x中及/或可於可用性窗期間宣告。要說明的是，為了在不同的頻道上發出PSF，sync站台可需要離開窗以為了另一個通訊功能或為了一些其它理由使用其無線電。至於個別裝置，在窗內於某周期時間期間若他們不具有東西用以通訊且若無其它裝置與其通訊，在期間134之後他們可離開可用性窗。
回到圖1來看，偏好值(交替的表示為主站 偏好值(master preference value)或選擇值)係為用以識別裝置為主站或同步站台之適合性(suitability)或偏好之值(例如)整數)。偏好值係使用各種對應裝置之計量、屬性或特性來計算，並且可能的是通訊環境或裝置之階層的特性。說明之用於計算裝置的偏好值的計量包括可用的電力資源(例如，電池強度、AC連接)、處理器負載、信號強度等。
如在下列章節中所述，已同步裝置之偏好值 係相比為選擇過程的部分以判定何裝置應為同步站台。此過程可例行的執行，諸如於每一個可用性窗之順序期間或之後、在固定的排程上等。
在PSF 110x中，分支sync偏好值136係為廣 播PSF 110x之分支sync站台的主站偏好值，並且在其預設階層內指示站台為同步站台的適合性或偏好。藉由宣傳其偏好值，例如，站台能夠正確的應用選擇過程之範圍中的所有裝置，以及判定他們是否較佳的適應為同步站台。
相似的，根sync偏好值140係為用於PSF 110x在其中廣播的預設階層之根sync站台的主站偏好值，並且指示站台成為同步站台的適合性或偏好。如將於下所示，藉由遍及階層傳播根sync偏好值140，在通訊環境之邊緣處或在重疊多個離開階層區域中的裝置能夠判定加入何階層。此外，所有在已同步階層中的裝置能夠判定他們是否較佳的適應為根sync站台。
分支sync計量138包括各種發出PSF 110x之 同步站台的計量或屬性，可能包括用以計算分支synch偏好值136的計量。相似的，根sync計量142包括預設階層之根同步站台的計量或屬性。在上述識別之資料以外，計量138及/或計量142可包括站台的名稱及/或位址(例如，MAC位址)、站台的預設根同步站台之名稱或位址、時間戳、其在預設階層內的層級或層次(或從根的跳躍數目)、站台的PSF之周期性、由站台使用的社交頻道等。
當PSF 110x由預設階層之根sync站台發出 時，偏好值136、140將匹配並且計量138、142亦將匹配。或者，能省略偏好值欄位的其中之一者與計量欄位的其中之一者。
進一步者，由在群階層內操作的同步站台發 出的PSF可包含用於傳達相關於群之偏好值及/或計量之額外的資訊元素。特別的且如在下列章節中所討論的是，針對預設及群階層分開的執行主選擇過程，以針對各者選擇或識別裝置來動作為同步站台。額外的偏好值及/或計量將相關於正發出的站台之群。
在本發明一些實施例中，在其中計量138、 142包括資料，係用以計算偏好值136、140，偏好值可從周期同步訊框中省略。相反的，若偏好值136、140提供所有消耗PSF 110x之裝置所需要的資訊(例如，為了識別或選擇同步站台之目的)，計量138、142可被省略。
同步識別符150包括指派至在其中有發出 PSF 110x之站台參與之預設及/或群階層的識別符。如先前所述，預設識別符可用以識別總體階層，其包含在一地區中所有的同級裝置。群識別符可識別裝置之私群。其它同步識別符可用於其它目的。
在本發明一些實施例中，在階層內用於所有 裝置之預設識別符將正常的為0，並且僅希望維持與存取點或其它基礎結構裝置對準的主站裝置將使用具有非0之值的預設識別符。在此情形中，例如，主站裝置可使用預定演算法自存取點的BSSID(基本服務設定識別符(Base Service Set Identifier))取得其預設識別符。在此情況的主站裝置可僅能與亦與同樣存取點維持對準的同級點進行同步。
然而，如在下列章節所述，在隨機或一些其 它方式下，群識別符可由群根sync站台、由另一群成員設定。0之群識別符可由裝置使用以指示其並非任何群的成員。如此，閒置同級裝置可具有0/0之預設及群識別符對，其指示當其與預設階層同步時，其並不參加在任何群組中。在私群內為主動之同級裝置可正常的具有0/x之識別符對，其中x為由裝置之群所使用的數目。群可具有任何成員的數目。
在一些實施中，PSF可包括非圖1中所繪示 者之資訊元素。例如，PSF可識別用於選擇同步站台或主站的演算法、規定在sync站台上的約束(constraint) (例如，有多少能夠在彼此的範圍內)、宣傳用於裝置之階層的最大深度、提供站台正離開網路的通知等。
亦如是者，當為群之成員的同步站台發出PSF時，除了(或替代)如上所述之群特定(group-specific)偏好值/計量，這些訊框可包括特定至群的資訊元素。例如，由站台發出之PSF可包括群特定元素組，其包括下列之一些或所有者：站台的偏好值、在群中的層級或層次(或從群根跳躍的數目)、群根sync站台之名稱或位址、群識別符、及/或任何其它關於群階層之資料及/或站台所屬之預設階層。
雖然同步台可具有所述的周期以發出周期同步訊框，該周期係為彈性的且對於變異具有高容許度。由於對站台的無線電的其它需求、由於在通訊頻道上的競爭或為了其它理由，給定的PSF在時間上可超前或延遲。在一些實施中，PSF可以每100毫秒+/- 20毫秒的級數變異。
周期同步訊框可取巧的傳送，意思是若同步站台的無線電在其通常在社交頻道上會發出PSF之時而調至不同的頻道，其可替代在其目前頻道上發出PSF。當可以的時後，PSF廣播將回傳至他們在社交頻道上的正常排程。
這種情況(其中PSF在非社交頻道上發送以識別未來的可用性窗)對已局部化之裝置的叢集來說非常有用。這類裝置或許將與在同樣(非社交)頻道上之同樣 的基礎結構網路相關。在此頻道上傳送PSF使這些裝置節省了頻道切換(亦即，對社交頻道)的成本以及避免與其它基礎通訊的干擾。
在最差情形(worst case)中，若sync站台在 不同頻道上是忙線的，調至sync站台的正常社交頻道之新的裝置可能會遺漏有限數目的PSF。然而，sync站台可調至一般使用的頻率(例如，對於特別應用所需要的基礎結構頻道)，並且因此可在不同時間達到同樣的裝置。
圖2為據本發明一些實施例之顯示依在周期 同步訊框中所識別的可用性窗之順序圖。雖然此在本發明之所有實施例中並非是需要的，所有同步站台的可用性窗在同樣或不同的頻道上可針對同樣的時刻排程。
圖2之可用性窗230被編號並且進行為重覆 的順序。特別是，封包同步訊框210包含揭示n個可用性窗之排程的同步參數，其編號為230(0)到230(n-1)。在一個疊代(iteration)之後，可用性窗順序編號重覆(即，從0到n-1)。周期同步訊框可界定任何數目的可用性窗。
除了識別用於部分或全部可用性窗的順序之 排程，具有資訊元素(像是PSF 210之元素212)PSF可識別何者之可用性窗順序的編號為下一個。周期同步訊框亦可包括其它資訊，像是上述之時序資訊，其用於幫助接收裝置正確的計算剩下時間，直到下一個可用性窗為止。
在其它可包括在PSF中的資訊之間係為用於 發送周期同步訊框之發出站台的周期，以及為PSF將於其上廣播的頻道或多個頻道。為了聽到PSF且獲悉可用性窗排程，此允許同級裝置判定必需在特別社交頻道上聆聽之最大時間量。
替代識別離散的可用性窗，在一些實施中， PSF可報導可用性窗周期，並且當窗將發生時，個別的裝置能夠進行計算。例如，PSF可提供時序或偏移資訊至下一個可用性窗，並且報導發出sync站台的PSF周期。聆聽發出的sync站台之裝置接著能夠判定可用性窗的順序。PSF亦可識別目前/下個可用性窗的數目。
由同步站台排程的可用性窗可或可不發生在 定期的周期上，且可或可不與站台的PSF同步。換句話說，可用性窗不需要發生在來自PSF之相同偏移處。說明之全部可用性窗順序所佔據的時間期間可為五秒之級數，雖然本發明實施例之特定實施可施用較短或較長的期間。
在本發明一些實施例中，關於可用性窗周期 之容許度低於關於周期同步訊框之周期，其也許在每秒之+/- 100毫秒的級數上(相較於PSF之每秒+/- 200毫秒)。鑑於PSF非常短(例如小於1毫秒)但頻繁的發出，可用性窗則相對的長(例如，長於50毫秒)且不頻繁的進行(例如，約每秒一次)。由於他們短的期間，PSF可取巧的排程，但可用性窗係組態用於裝置發現及通訊，因而一般不能取巧的排程。
雖然不頻繁，可用性窗可獨佔用於有效周期 時間的無線電介面；由於此，遵守嚴格排程是有利的，特別是若其它無線電技術出現時(例如，藍牙)。亦如是者，其它(已同步的)裝置係取決於用於發現及/或同級通訊(peer communication)之已宣傳的窗的排程，其留下了對於變異的較少空間。
因此，在本發明一些實施例中，PSF傳輸周 期將具有對於變異之相對高的容忍度，同時可用性窗周期具有對於變異相對低的容忍度。此策略的一個益處是其使得對於發生在每個周期同步訊框傳輸之Wi-Fi連接的容許。當已選擇的社交頻道並未佔用時，PSF傳輸僅為可能的，並且用於通道或無線電的連接可或可不延遲發出PSF。因此，嚴格的對所有PSF傳輸的排程會對達成來說是困難的。
當同級裝置第一次與主站同步並且開始參加 可用性窗，在第一窗(及/或所有裝置需要參加的第一窗)中，其可發出自我識別、識別其偏好值、提供其選擇計量、宣傳其服務等的訊息。任何希望與其通訊的裝置接著能完成接觸。
經由圖2中的PSF 210宣傳的n個可用性窗 係於兩個不同的頻道220x、220y上進行(亦即，分別為頻道X及頻道Y)，其通常並非社交頻道，但可以是。由同步站台所排程的可用性窗可交替的在同樣的頻道上發生或是可在大於兩個頻道之間分佈。
雖然可用性窗係提供為針對同級裝置之主要 機制以互相發現並且為被提供的服務，但裝置(包括sync站台)可略過一或更多在順序中的窗。例如，若同級裝置於可用性窗期間需要為了一些其它目的使用其無線電，其可根本不參加該窗、可晚到達或早離開。裝置可或可不告知sync站台或其它裝置其缺席(例如，經由多點播送訊息)。
在本發明一些實施例中，裝置可對本身設定 「出席模式(presence mode)」，並且宣傳此值至其同步站台及/或其它同級點，以指示其將多頻繁的調至或參加已宣傳的可用性窗。在一些實施中，出席模式(或PM)為整數值，像是1、2、4等。裝置的PM之倒數(reciprocal)係為分數(fraction)，其指示在順序中其將參加多少可用性窗。例如，若裝置之PM=1，裝置將參加每一個可用性窗；若其PM=2，裝置將參加具有序號(sequence number)為2之倍數的每一個窗(亦即，窗的1/2)；若PM=4，其將參加其序號為4的倍數的每一個窗(亦即，窗的1/4)。
較高的出席模式允許裝置略過更多窗並且關 閉其無線電，藉此節電。最終，等於在順序中可用性窗數目(亦即，圖2中的n)的出席模式意味裝置將僅參加每一順序中的一個可用性窗。零之PM值可指示裝置總是可用的(亦即，並不只是在可用性窗期間)。
在本發明一些實施例中，每一個已同步的裝 置必需參加在順序中由其主站宣傳的至少一個可用性窗。 例如，裝置可需要於每個順序的可用性窗0期間進行同步。如此，在此情形中，PM值等於可用性窗順序的長度指示著裝置僅將於具有序號0之可用性窗期間出現。
可用性窗順序的長度一般為2的級數(例如，8、32、256)。如圖2所示，由主站發出之可用性窗的序號開始於零，並且在一時刻處增加1，直到達到長度-1之值時(例如，7、31、255)(在他們重覆值之後)。分支同步站台需要採用及重覆(在其同步訊框中)其主站之目前序號(亦即，根sync站台或另一個分支sync站台)。因此，所有在一個根同步站台下已同步的裝置將對可用性窗具有序號0取得一致意見。
在本發明一些實施例中，由不同同步站台所宣傳的可用性窗之順序可為不同的長度。然而，將指派所有順序以致所有具有特別出席模式值的裝置將參加同樣的窗。換句話說，所有裝置將對特別窗為給定值的倍數取得一致的意見。
例如，考慮在其中長度8、16及64之可用性窗順序於不同組裝置間佔用(例如，與不同sync站台之裝置同步)。在實施8個窗的順序的裝置之間，每一個第8窗將得知為可用性窗序號0。並且，針對這些裝置之具有序號0的每一個可用性窗將得知為針對具有16個窗長度順序的這些裝置之序號0或8的可用性窗，並且為針對在他們順序中具有64個可用性窗的那些裝置具有序號0、8、16、24、32、40、48或56的可用性窗。
裝置可參加比其PM指示更多的可用性窗， 但藉由宣告其出席模式值(例如經由在可用性窗順序0中之多點播送訊息)，其它裝置將得知他們何時能夠與其互動。並且，如先前所述，於由接收的裝置所參加的窗期間，只要一個其它裝置發送通訊至具有最大PM值之裝置(等於可用性窗順序之長度)，該裝置將延伸其在頻道上出席以進行通訊。
進一步者，在一些實施例中，具有出席模式 大於1(或某個其它臨界值)之同級裝置無論何時接收通訊，其可自動的設定其存在模式至1(或某個其它較低的值)，以為了促進理想的通訊。又進一步者，具有低存在模式之裝置(例如，0或1)，在接收於一個可用性窗中之多點播送訊框之後，可在一或更多後續窗中將其重覆以幫助使其到其之同級點。
同步站台可具有任何PM值；雖然其在周期 間隔處發送同步訊框(可能甚至在可用性窗期間)，但當其正不發送同步訊框時，其可於可用性窗期間關掉其無線電或使用其無線電或用於其它通訊需求之天線。
圖2之PSF 210的格式僅為說明；在其它實 施中，必需的資訊(例如，同步參數)可以不同的形式傳達。例如，可用性窗之排程可如頻道、時間、期間及周期之結合來散布。在此格式中，頻道元素識別通訊頻道、時間元素識別可用性窗開始時間、期間元素指示可用性窗正常期間以及周期元素報導以其中將進行可用性窗之周期。
在本發明一些實施例中，兩個或多個希望進 行相對已延長周期之通訊的同級裝置(例如，對於檔案傳輸，以接合在遊戲或其它應用中)，為了交換資料、平行於總體之同步之目的，可建立他們本身同步，但外部於(或除了)已排程的可用性窗。在這些實施例中，兩個或多個裝置其中之一者可假定為非選擇主站之角色，意思是其不參與在如下列章節所述之主站選擇過程中，但可用於其它裝置以對(或與)之同步(例如，進行檔案傳輸、玩遊戲)。已與非選擇主站同步的裝置可形成基本服務組(BSS；basic service set)。
非選擇主站可發出同步訊框，而其將與之通訊的其它同級裝置將使用以與非選擇主站同步，但在群集中的其它裝置將對之忽略。要說明的是，這些同步訊框可於可用性窗期間或是在約定(agreed-upon)頻道上傳送。非選擇主站的同步訊框可規定裝置為非選擇主站，以致不需要直接與其通訊之裝置將得知他們不應該與其同步。
欲與同級點之群集同步或維持同步之裝置也許不能如此做為，也許是因為其不能監控群集的社交頻道、於已排程之可用性窗期間具有其它承諾或為了某個其它理由。在此情況中，裝置可變為非選擇主站(並且當其可用時進行識別)以幫助其它裝置發現它。或者，其可請求sync站台以變更其同步排程來適應裝置(例如，改變頻道及/或sync站台的可用性窗之時間)，或若其選擇偏好值指示其應該時可變為sync站台。做為同步站台，特 別為根sync站台，其能改變可用性窗排程。
在本發明一些實施例中，在會合頻道上於可 用性窗期間，同步站台或其它裝置(例如，非選擇主站)可廣播不同類型之同步訊框，其係所謂主站指示訊框(MIF；master indication frame)。在這些實施例中，主站指示訊框提供幫助同級裝置達成或維持同步之資訊-各者係與發出定期PSF之sync站台或與裝置直接與之同步的非選擇主站來直接交換資料。主站指示訊框可於可用性窗期間發送，但一般將不在社交頻道上發送，除非例如有一者發送於正發生在社交頻道上之可用性窗期間。
主站指示訊框可包括任何周期同步訊框可能 包括之資料及/或其它資訊。例如，MIF可能由sync站台發送以報導其將開始使用用於發送PSF之不同的社交頻道、可能由非選擇主站發送以報導在特別時間處於特別通道上之可用性之窗、可能由另一個裝置發送以報導其由一些其它sync站台聽見之同步資料或以宣傳其可用性等。
當可用性窗與會正常發送PSF的時間重疊(亦即，依據發出之sync站台的PSF周期)時，定期PSF可於進行可用性窗上之頻道上發送(而非在社交頻道上)。於未與主站的PSF周期之逾期重疊之可用性窗期間，主站可仍然發送MIF以確保與其同步的裝置不必調至用於定期PSF的社交頻道而具有必需的同步資料。然而，裝置可仍在一或更多社交頻道上周期的聆聽以獲悉其它主站。
因為具有出席模式值不為1之同步裝置可不 參加每一個可用性窗，但可需要於具有序號0之可用性窗期間出現，同步站台可藉由預設總是於那些窗期間廣播PSF或MIF。鑑於PSF短但頻繁，MIF較長且不頻繁，並且可包封延長服務與裝置能力酬載。
其可注意的是，為了幫助非同步裝置與他們 同級點同步，通常於可用性窗外部，周期同步訊框係頻繁的發送。在裝置集合同步之後，那些裝置可僅(或主要的)會見於相對稀疏的可用性窗期間，特別是那些已調整他們出席模式來較少的使用他們的無線電而藉此省電之裝置。為保持同步，這些裝置可於可用性窗期間依賴主站指示訊框。
在本發明一些實施例中，裝置在一些(或所 有)可用性窗開始處需要實施防護周期(guard period)，於可用性窗期間他們聆聽且能接收通訊，但不傳送。在本發明不同的實施例中，這個限制可或可不總是應用至發出定期PSF的sync站台，但一般將總是應用至非選擇主站。
圖3為繪示依據本發明一些實施例在無線通訊環境中具有同級點之群集的裝置同步之流程圖。
在操作302中，裝置電源開啟或進入環境並且開始聆聽一或更多用於周期同步訊框(PSF)的預定社交頻道。其可以關於預設或可能的PSF周期性的資訊來編程，並且因此可僅需要在給定的社交頻道上聆聽有限數目 的那些周期(例如，1、2)，其為了藉由在頻道上的同步站台來截取PSF廣播。
在操作304中，裝置聽見一或更多PSF且擷 取他們的同步資料。在所說明之本發明的實施例中，所有在同樣的裝置階層內由同步站台發出之PSF將宣傳同樣的可用性窗順序或排程。Sync站台可傳送他們的PSF於同樣的或不同的社交頻道上，並且可在同樣的非社交頻道上進行可用性窗。
若裝置還未聽見任何周期同步訊框，其可假 定在範圍內沒有同步站台。因此，其可承擔根sync站台之角色並且為了在範圍中同步其它裝置，開始發出其自有的PSF。如在下列章節所述，用於選擇sync站台的過程可規則的或甚至連續的應用以識別應為主站之裝置。
在操作306中，裝置調諧其無線電至規定的 頻道並且參加下一個可用性窗(假設其無線電並未由另一個應用或服務先佔)。若其不能參加，裝置將參加其能參加的下一個可用性窗，雖然其可需要再次於社交頻道上聆聽以接收下一組同步資料並且獲悉其頻道及開始時間。裝置可延期參加可用性窗，直到下個窗之順序開始，並且因此調諧至下一個需要的窗(通常窗具有序號0)。
在操作308中，於可用性窗期間，同步訊框 由具有裝置現與之同步的同步站台(例如，PSF或MIF)廣播。此可解除需要掃描一或更多社交頻道之裝置。要說明的是，同步訊框可於初始防護周期或安靜周期期間在可 用性窗開始處，於可用性窗期間非sync站台之裝置(例如，葉裝置)可不傳送。
在操作310中，若需要或想要時(例如，若 裝置不能參加全部可用性窗之順序時)，裝置設定其出席模式。於至少其參加之第一可用性窗及/或具有序號0之第一可用性窗期間，裝置在對所有已同步的裝置之訊息廣播中識別其本身(例如，位址、名稱、服務資訊)。其可在同樣的時間宣傳其出席模式。
在可選的操作312中，於可用性窗及/或帶外(out-of-band)期間，裝置可直接與一或更多其已同步之同級點直接通訊，或是他們可與該裝置通訊。如上所述，裝置可將其在窗處的參加延伸一或多次以為了促進通訊，若及當其必需離開窗時(例如，為了某個其它目的使用其無線電)將宣傳至其主動同級點，並且可安排與另一個同級點分開的會合關閉頻道(off-channel)。
在本發明一些實施例中，流量降低或限制測量可於一些或所有可用性窗期間實施以為了降低通訊擁擠(congestion)及碰撞(collision)。說明的是，控制可用性窗順序的同步站台可規定何時測量為恰當的。在一些實施中，流量降低測量僅於可用性窗期間應用，並且非於可用性窗延伸期間。在強制的可用性窗(亦即，具有序號0之可用性窗)中，流量降低測量可為強制的。
藉範例的方式，流量降低測量可適用以限制裝置關於多點播送訊框的數目，其可於一個可用性窗期間 傳送(例如，大約3個)。單點播送訊框的傳輸亦可被限制。
例如，單點播送傳輸可僅容許至(及/或從) 具有未知出席模式值或大於1的值(或某個其它的臨界值)之裝置。在單點播送或多點播送上的限制為了限制的目的(像是檔案傳輸)可不應用至在他們本身之間同步的裝置(例如，與非選擇主站)。
在操作314中，當不需要傾聽在社交頻道上 之PSF或參加可用性窗時，裝置可將其無線電關閉電源。
在圖3所述之本發明的方法僅為說明的，並 且不限制依據本發明其它實施例的方法。
如上所述，兩個或多個同級點可在他們自己 的同步中、外於(或除了)任何可用性窗進行接合。例如，他們其中之一者可假定非選擇主站的角色且於可用性窗期間發出主站指示訊框或其它同步訊框，以告知其同級點關於他們在何時或及何處(亦即，時間及頻道)可與其同步。
然而，一個同級點可想要與其它同級點在不 同步下之短的通訊交換。例如，與一個階層同步之裝置可希望發現由在不同(例如，相鄰)階層內同步的一同級點(或多個同級點)提供之服務、可希望輪詢相鄰同級點等。至少初始的，他們不打算在有效資料交換中接合(例如，如同檔案傳輸情形般)。一些本發明實施例以帶外詢問及回應之形式提供此能力。
更詳細而言，第一同級點可聽見相鄰階層之 同步訊框，而藉此獲悉其可用性窗之排程。若能夠，其可參加一或更多相鄰階層之可用性窗並且藉此發現其它裝置，並且其可發送帶外訊框至一或更多相鄰裝置。
圖4為繪示依據本發明一些實施例之帶外交 換圖。如同上述周期同步訊框之時序般，傳送裝置必需考慮將發生在其本身內的延遲，在該時間之間其解除或準備用於傳送之詢問以及實際傳送的時間。
詢問等時線410反映在詢問裝置處的活動， 同時回應等時線430反映在回應裝置處的活動。當發出詢問時，詢問裝置必需選擇適合的詢問壽命450，以致回應裝置將具有時間以對詢問接收、處理及回應。
在說明的詢問及回應中，詢問自在目標傳送 時間412處之裝置針對傳送佇列。由於針對天線或媒體的連接及/或其它延遲(如在圖4中內容414之集體的代表)，詢問並未實體的傳送直到實降傳送時間416為止。
居留時間418為詢問壽命之剩餘，於其期間 回應裝置必需接收詢問及產生且傳送其回應。居留時間418之期間取決於由詢問裝置設定之詢問壽命及競爭414之期間。回應裝置亦可於其目標傳送時間432與回應之實際傳送時間436之間經歷延遲；此延遲代表為競爭434。
詢問可識別(在帶外詢問中)任何或所有的 相關時間參數(例如，詢問壽命、目標傳送時間、實際傳送時間、競爭)，以致回應裝置能判定在詢問逾期前其是 否將能回應。若否，其可放棄詢問或中止其回應。若詢問裝置未於詢問壽命期間接收到回應時，其可再試(例如，以較長的壽命)、拋棄詢問或採取其它動作。
在本發明一些實施例中，同級裝置可發出帶 外詢問至其能夠聽見之sync站台，但其並不對站台同步，其係為了識別由sync站台及對該站台同步之裝置提供之服務。在一些實施例中，其可轉傳關於其它sync站台之資訊至其已同步之同級點，像是一或更多他們的可用性窗。關於可被揭示之另一個sync站台(或其它同級裝置)之資訊包括事物，諸如其監控之社交頻道、其可用性窗(例如，時間、頻道、周期)、主站偏移、其提供之服務、位址等。帶外詢問可如此作用為準PSF(quasi-PSF)或是準MIF(quasi-MIF)，在其中其能允許裝置對詢問之發送者的階層同步。
一些未同步主站(例如，無葉裝置或從屬主 站已對其同步之sync站台)可採用低功率模式(low-power mode)操作。此低功率模式操作可指示於站台的同步訊框中，或是可由順序或可用性窗之排程及/或在同步訊框中宣傳的出席模式推論。
在一個這類操作模式中，未同步主站可仍發 送周期同步訊框，但提供具有長周期(例如，多個秒)的短可用性窗。由於短、稀疏的可用性窗之本質，其可針對同級點費一些時間以發現由未同步主站提供之服務。
於在依據本發明一些實施例之通訊環境內同 級點之同步期間，當同級裝置組織成階層時，葉(或從)裝置與在範圍內分支sync站台同步；這些站台(及可能的其它葉裝置)與較高分支sync站台等、與提供用於全部環境之同步資訊的一個根sync站台同步。若其在範圍中時，葉裝置可直接與根sync站台同步。
於環境內之裝置的操作參數可規定裝置之階 層的最大深度，其可界定為同步站台之層級或層次的數目。根sync站台的位置界定為層次0，並且分支sync站台將駐留在層次1至D，其中D為同步站台可駐留於其的最大層次。
藉由預設來說，當階層正組織時，同級裝置 可發出周期同步訊框，直到其下落至為葉的位置，在該位置之時間處，其停止傳送PSF。裝置可選擇成為葉，儘管可應用選擇演算法能另外使其成為sync站台(除非在裝置之範圍內沒有同步站台)。若在範圍內沒有sync站台，裝置必需承擔該角色。
所有主站持續發出PSF以維持在他們區域內 的同步，並且以周期性如此進行，此為在階層內其層級或層次之功能。例如，在層次0處根sync站台在每100毫秒(ms；millisecond)之級數上發出PSF、在層次1處分支sync站台可每150ms之級數發出PSF、在層次2處分支sync站台可每500ms發出PSF等。這些值僅為示範性且決不限制或限定PSF周期的期間；在不同層次內之同步站台可施用同樣的周期，並且在同樣層次中的sync站 台可施用不同的周期。
主站之層次將一般在其PSF內報導。此資訊允許聆聽裝置判定階層在其環境之區域內有多深。取決於深度及/或其它資訊(例如，其能聽見多少sync站台發出PSF，最大階層深度)，裝置可能判定其應為葉或其應持續發出PSF並且仍為同步站台。
階層的最大深度參數可編程至裝置及/或在周期同步訊框內宣傳。其它限定亦可被強制，諸如最大sync站台之數目、只要其能夠聽見不多於臨界數目的其它主站下在其角色中sync站台僅持續的要求(例如，在特別範圍內、特別層次處，總體)等。
例如，其中階層的最大深度為D、sync站台處於層次S1(亦即，排除根之所有層次)可僅允許聽見D-S之操作在層次S中的其它sync站台並且仍持續擔當為sync站台(假定那些其它主站具有較高或較佳的選擇偏好值)。此提供允許有較高層級分支sync站台聽見根同步站台之集中，以及分支sync站進一步遠離之分散。
在本發明一些實施例中，選擇演算法或過程可偏好留存現任(incumbent)sync站台好過另一個會另外被給定偏好值之裝置，除非另一個裝置的選擇偏好值以臨界值差距超過現任者的值。此可幫助避免打擊或過度的切換sync站台。然而，因為sync站能的主要任務係簡單的廣播同步資料，切換sync站台並不強制在階層或個別裝置上之高交易費用。
在本發明一些實施例中，裝置將與其能聽見 最佳的sync站台同步(亦即，具有最高偏好值之sync站台)，或是在給定範圍內其能聽見最佳的sync站台(例如，具有高於特別臨界值之信號強度)。
當裝置在環境中來到線上且針對PSF進行聆 聽時，若其僅聽見來自在最深或最大之階層之層次處的分支sync站台時，其可對該站台同步為葉。然而，若裝置亦能聽見在不同階層中另一個sync站台(例如，如同由在周期同步訊框中宣傳之根sync站台屬性所判定)時，若該其它sync站台並未在最大深度或層次時或若該其它sync站台具有較佳選擇偏好值時，其可青睞加入該階層。
僅能聽見在階層中相對深之其它裝置的裝置(例如，高的層次值)，可能判定其在環境的邊緣。若大多或所有其它裝置早已在最大深度處，新的階層可釀成，特別是若具有高偏好值的裝置出現時。
當現存之一者張拓太大的空間區域時，新的環境/階層亦可釀成。例如，結合階層之深度、測量同級裝置及/或其它因素有多接近可造成新的階層被釀成。如在下列章節所討論，於同級點間偵測的信號強度可為判定同級點有多接近之一個方式。
需要同級點來僅與相對與他們接近之主站同步可造成階層相對的緊密。相較之下，在樹之最大深度上之高限制可允許階層覆蓋更多的區域。藉由調整這些(及/或其它參數)，可形成適合的階層。
用於組態階層之不同的參數將適應至不同的 環境，其係取決於裝置之密度、通訊負載及/或其它因素。例如，若負載相對的輕(例如，裝置為低功率感測器)時，應限制與隱藏節點問題相關的缺點並且可實施相對深的階層(例如，在10至15層級之級數上)。亦如是者，在稀疏的環境中，下述用於選擇sync站台之過程將更快速的解析。
隱藏節點問題參照至在其中未於彼此之範圍 內的多個裝置嘗試與共同同級點通訊之情境。因為他們不能聽見彼此的傳送，他們不能避免他們，並且他們對共同級點之通訊可能會碰撞。雖然此方式可由在相對短之周期時間期間(亦即，在可用性窗內)之通訊的需要而惡化，輕負載可幫助緩和此問題並且允許比可能會在具有較重負載之稠密環境中較深的階層。
不以在此說明之同步方法，需要發現在環境 中所有裝置之發現訊框之總數可能接近裝置數目之平方(亦即，各個裝置可能需要發送至少一個訊框至每一個其它裝置)。這些訊框會在隨機時刻及在任何頻道上發送。
相較之下，由本發明實施例負擔之集體的同步致能基於來自裝置之選擇組(亦即，sync站台)定期傳送的同步，且良好的延展。在較佳的同步環境中，需要用於所有裝置以發現彼些之訊框數目成比例於裝置之數目。於具有序號0之可用性窗期間所廣播之一個發現訊框將達到在範圍中所有其它裝置。
同步站台之選擇
在本發明不同實施例中，不同演算法可應用以判定何者的同級裝置應為同步站台(亦已知為主站)。在給定環境內所應用之演算法通常將為對稱的，意思是每一個裝置使用關於其本發與其同級點同樣的資料，以及關於這些資料同樣的準則，而所以每一個裝置將來到關於何者的裝置應為根同步站台以及何者的其它裝置應為分支同步站台之同樣的結論。在一些實施例中，規定的選擇演算法係在之前執行，在每個可用性窗(與對該窗之延伸)期間或之後，或在一些可組態之數目的可用性窗之後。
如在先的章節所述，在選擇sync站台中可扮演重要角色的一個裝置參數係為主站偏好值，其指示對於該裝置成為sync站台或主站之偏好。
各個裝置的偏好值以同樣方式取得、使用同樣的計量(「選擇計量」)或裝置之屬性。說明的選擇計量包括可用的電力(例如，電池強度)、裝置是否連接到AC(交流)電源、裝置類型、裝置組態(例如，特徵、資源)、是否(及有多少)應用或公用程式(utility)需要使用裝置的無線電、裝置是否具有多個天線及收發器、裝置是否能夠在多個帶上操作(例如，2.4 GHz及5 GHz)、處理器負載、傳送競爭、存在模式等。
在簡單的實施中，裝置的偏好值可為整數，其成比例於其剩下的電池電力。特別的、高的值可指示裝 置連接至AC電力。在多個裝置的偏好值間之聯繫可藉比較網路(例如，MAC)位址、IMSI(國際移動用戶識別；International Mobile Subscriber Identity)、IMEI(國際動作設備識別；International Mobile Equipment Identity)或其它裝置之唯一特性來解析。
在一些實施中，裝置可只是將他們的偏好值 彼此通訊，但亦可或替代的將用以計算偏好值之選擇計量進行通訊。如先前所討論的，偏好值及/或階層之根sync站台的選擇計量可包括在所有周期同步訊框中、分支sync站台之資料可包括在其發出之PSF中以及葉裝置之資料可於可用性窗期間發佈。
在本發明一些實施例中，具有最高偏好值之 同級裝置變為環境的預設階層之根sync站台。分支sync站台亦可選擇以擴張同步之區域，並且其它的同級點將為葉裝置(或從)。每一個裝置(排除根sync站台)對根sync站台或其它同步站台之一者進行同步。
在本發明一些實施例中，除了布署在階層內 之特定層次外，其它的同級點藉由他們如何實體的接近該裝置而可相關於給定裝置來歸類。例如，在一個實施中，給定裝置可歸類同級裝置以其能聽見於3個範圍之一者：「近程範圍」、「中程範圍」或「遠程範圍」。
範圍測量或估計可取得自接收信號強度指示 (RSSI；received signal strength indications)及/或其它距離之指示(例如，GPS資料)。藉由說明之方式而非限 制，「近程範圍」可界定為約5公尺、「中程範圍」可界定為約10公尺以及「遠程範圍」可界定為約15公尺或更遠。
其它範圍(多於或少於3)可被用在其它實 施中。例如，裝置可考慮只有一個範圍，其可對應至如上估計之近程範圍、中程範圍或遠程範圍其中之一者，或是某個其它範圍或信號強度。為避免邊界條件，同級裝置可需要以至少一個臨界RSSI被聽見，以為了被考慮於選擇過程中。
選擇過程可例行的操作，諸如在每個可用性 窗之後(或期間)、在每一個完成之可用性窗順序之後或在某個其它排程上。為群之成員的裝置可針對其群階層及其預設階層分開的執行選擇過程。例如，其可首先在群內執行適當的選擇過程以找到其角色/位置，並且然後再運行選擇過程以判定其在預設階層內之角色/位置。兩個過程可同樣或可稍微不同。
當其執行主選擇過程，進入同步通訊環境之 新的裝置可篡奪現存的同步站台、在階層中為葉或較低的分支同步站台可移升(例如，因為其它具有較佳的偏好值之裝置已離開)、另一個裝置可從成為分支sync站台移降至成為葉等。
在裝置於階層內拿下為葉或sync站台之位 置之後，其將持續聆聽同步訊框以判定其是否比發送那些訊框之站台較佳的適合為sync站台。例如，其可持續的 收集及處理裝置之偏好值或選擇計量以判定其它裝置是否比該裝置本身較佳的適合為sync站台。
當裝置自不同的同級點聽見同步訊框時，其 可組合其聽見及/或在訊框中被識別之一串列的主站。此允許裝置周期的判定其是否應為主站或開始發出同步訊框。這類判定可取決於其偏好值(或選擇計量)比其它裝置之偏好值、多少個其聽見之主站、那些主站裝置有多遠及/或其它因素。
圖5A繪示依據本發明一些實施例可選擇 sync站台之裝置及在單一預設階層內同步之同級通訊裝置之集合。在所說明的情境中，同級裝置510來到線上或同時或幾乎同時進入他們的環境，藉此需要所有裝置判定對於他們本身在大約同樣時間處在階層中之適合的位置。
當裝置510a~510j來到線上時，他們將在至 少一個指派的社交頻道上聆聽。此頻道可在裝置之韌體中編程、可由服務提供者編程為部分的供給過程，或是可在某個其它方式中對裝置變為已知。
他們各個於相等或大於一個已知或預設PSF 周期(例如，100 ms)的時間期間聆聽，於其期間同步站台(分支或根)會正常的廣播一個周期訊框(若出現的話)。因為沒有其它裝置曾存在於裝置510之外觀之前所說明的環境中，所以他們未聽見PSF。在一些實施中，裝置可在多個不同的社交頻道上聆聽及/或可在假定無sync站台存在之前聆聽一段較長時間(例如，多個PSF周 期)。
因為沒有偵測到主站裝置，他們在大約同樣 時間皆決定他們應動作為sync站台，且因此他們皆起始發出PSF。如在先的章節所述，PSF宣傳一或更多可用性窗之順序、規定他們正操作於何層次(在此情形中，層次0或根)、報導他們預設及群識別符且亦提供發出者的偏好值及/或選擇計量。
為了說明本發明實施例的目的，在圖5A 中，裝置510f具有最佳(例如，最高)偏好值，其係由裝置510d所接隨。階層之最大深度為2，意思是將僅有兩個主站之層級或層次-根sync站台(在層次0處)並且分支sync站台的一個層級在其下(在層次1處)。所有其它同級點將為同步於sync站台之葉裝置。
因為他們皆發出PSF，所有的裝置將偵測至 少一個同級點的周期同步訊框。僅管碰撞、干擾及重傳，各個裝置將變為意識到有同級點動作或企圖動作為同步站台。
取決於其偏好值、其它同級點的偏好值及/或 其它因素，各個裝置將持續發出PSF或將停止。因為廣播同步訊框的所有裝置報導他們的偏好值(或他們的選擇計量)，裝置能輕易的比較以判定何者應為同步站台。
在圖5A之實施例中，裝置可編程以自動的 中止發出PSF，若其聽見臨界數目的sync站台時(例如，總體、在特別層次內、在特別範圍內)，特別是若這 些其它裝置的PSF具有較佳或較高主站偏好值時。特別的是，所有裝置已假定他們為第一主站，而所以他們的PSF將指示他們為層次0(亦即，根)。因為在該層級的同步站台之臨界值係組態為1(亦即，能僅有一個根同步站台)，裝置自操作在層次0處具有較佳偏好值的同級點一聽見一個PSF，其就應停止發出PSF。
然而，如上所述，在本發明一些實施例中， 在裝置進一步向外查看之前，裝置首先與接近他們的的sync站台同步。因此，當在近程範圍內(例如，5公尺)，他們起初可僅與他們偵測的(例如，基於RSSI)裝置比較他們本身(他們的選擇計量或主站偏好值)。
主站選擇演算法或過程可提供用於在多個範 圍之各者內最大數目的同步站台。在第一範圍(例如，「近程」範圍)內競爭為根同步站台或頂端主站裝置之裝置將中止競爭(及停止廣播同步訊框)，其係於當其辨識在符合或超過對於該範圍之最大數目的sync站台(亦即，1)之該範圍內一些較佳合格的裝置時。相似的，在第二範圍(例如，「遠程」範圍)內競爭為根同步站台之裝置將中止，其係於當其在符合或超過對於該範圍之最大數目的sync站台(亦即，亦為1)之該範圍內辨識一些較佳合格的裝置時。
藉由首先與「近程」主站同步，至少於初始 時，環境趨向於聚合至本地叢集。此能幫助降低干擾，並且亦反映實際的情況，在其中裝置之使用者通常與另一個 接近他或她的使用者分享資料，而非較遠離的某人。藉由後續進一步向外查看，裝置之叢集能夠發現且與較大的環境同步。
在圖5A繪示之環境中，考慮兩個範圍-「近 程」及「遠程」。如先前所討論的，裝置之歸類為近程或遠程係取決於在兩個裝置之間的信號強度及/或其它因素。在其它實施例中，其它範圍可被考慮。
在圖5A中，「近程」範圍環係針對兩個具 有最佳主站偏好值之裝置(裝置510f、510d)說明。近程範圍環亦針對將不變成sync站台之說明的裝置-裝置510a來顯示。
持續來自以上的敘述，因為每一個裝置了解 他們能夠僅為一個根sync站台(在層次0處)，若在近程範圍內有著具有較高偏好值之裝置時他們皆中止發出PSF。此意味著在他們分別的近程範圍內，僅裝置510f及510d持續發出周期同步訊框；各者在其自有的近程範圍內因此變為根sync站台。因此，在這說明的情境中，至少兩個分開的預設階層暫時的存在-一個根植於裝置510f處以及一個根植於裝置510d處。當將短暫的見到時，他們將合併。
在這兩個根sync站台之範圍內的其它裝置 對他們同步且可開始參加他們的可用性窗。請注意，裝置510i(其在兩者之根sync站台的近程範圍內)對於裝置510f同步，因為其宣傳比裝置510d較佳的主站偏好值。
現在各個裝置辦識其根同步站台，非為層級 0主站之各個裝置可判定其是否應投標為在層次1之主站。此判定可取決於像是最大階層之深度、有多少其在該層級(若有任何的話)聽見之其它主候選者、其對於那些其它主候選者有多接近、裝置的偏好值等的因素。
反映在圖5A~D中之本發明之實施例中，用 於環境的操作的或組態參數可指定於給定層次或層級處，裝置將假定需要另一個同步站台(以及其為對於該位置之候選者)，除非其能夠聽見某個在具有較佳選擇偏好值之該層次處其它sync站台之臨界值。
在圖5A~5D所繪示的範例中，在層次1處 且具有階層之最大深度為2(例如，sync站台之兩個層，在層次0及1處)，或許裝置僅能投標以變為層次1分支sync站台，若其在該層次處未聽見任何其它sync站台(或任何其它在特別範圍內之分支sync站台)時。換句話說，在任何其它裝置之範圍內能有著僅一個分支synch站台於層次1處。從層次1 sync站台聽見PSF之任何裝置將節制傳送其自有的PSF並且投標以變為在層次1中的主站裝置，只要其聽見之該sync站台具有較高的主站偏好值的話。
因此，在圖5A中，非裝置510f與510d之 一些裝置將發出PSF，其宣傳與他們的根sync站台(510f、510d)同樣的可用性窗，但報導他們自有的層次(亦即，1)以及他們的偏好值。聽見這些同級點的PSF 之裝置將停住他們自有的投標以變為層級1主站，若他們的偏好值係較差的話，但若他們較佳時將持續。
因此，裝置510g、510h、510i之至少之一者 將變為在根sync站台510f下的層次1分支sync站台。相似的，裝置510a、510b、510c、510e之至少之一者將變為在裝置510d的下的層次1分支sync站台。因為他們目前僅選擇近程範圍主站，並且由於在同級點之間的距離，大於1個之層次1分支sync站台將實際的在分開的階層中被選擇。
其它對根sync站台而言在近程範圍中但具 有不充足的主站偏好的裝置將為葉裝置(或從)並且將保持與sync站台同步。層次1分支sync站台將延伸階層之範圍並且幫助將更多裝置帶入至同步。
例如，裝置510j(其超出對於裝置510f及 裝置510d之近程範圍)可已建立其自己的單一節點階層。將想到的是，所有裝置510已同時來到上線且已開始發出任命他們本身為根sync站台之PSF。假定裝置510j具有比任何接近其之裝置(例如，裝置510a、510h)較高的主站偏好值，其會持續動作為同步站台，甚至在他們對其它裝置延緩且中止發出PSF之後。進一步假定裝置510j之偏好值係低於裝置510d及510f之偏好值，接近裝置(例如，裝置510a、510h)將與裝置510d及510f同步而不與裝置510j同步。如此，裝置510j暫時的形成其自己的環境與階層。
現在，若裝置510a、510h之任一者或兩者 變為層次1主站時，他們將開始發出PSF，其宣傳他們根sync站台之偏好值。裝置510j將聽見那些PSF並且瞭解根植於「較佳」根sync站台的階層係在範圍內，並且因此將與宣傳最佳根sync站台之裝置同步(亦即，若其能夠聽見510h及510a兩者時之裝置510h)。
情境展示裝置(例如，裝置510j)可與(且 在其下變為葉)具有較低主站偏好值(例如，裝置510h)之同級點同步，其係若裝置不能直接聽見同級點的主站時或若該主站超過在其中裝置目前正聆聽的範圍時。 若葉裝置已組態以進一步向外查看(例如，至「遠程」範圍)，其可直接對該遠程範圍sync站台同步，或是共同對不同的裝置同步。或者，當動作為其自己的一個節點階層的根sync站台時，裝置510j可開始針對遠程範圍sync站台聆聽並且直接與裝置510f同步。
在本發明一些實施例中，除了考慮裝置目前 能聽見多少個sync站台，當裝置判定其是否應該中止企圖成為sync站台時，亦可考慮這些sync站台之範圍。例如，且如上所討論者，若其聽見第一臨界數目的這類同級點(例如，1)時，同級裝置可停止發出周期同步訊框並且延緩具有較佳偏好值之近程範圍同級點。在這些實施例中，若其聽見具有較佳主站偏好值之遠程同級裝置的第二臨界時(例如，3)，同級裝置亦可停止發出PSF，儘管沒有較佳近程範圍sync站台被聽見。
圖5B為依據本發明一些實施例於圖5A中所 示可由近程同步及主站裝置之選擇引起之階層圖。線段代表同步，其具有朝向發出PSF且管理可用性窗之同步站台的箭頭。
雖然多個裝置可正動作為層次1分支sync站台並且發送PSF，但在圖5B中他們中僅1者(裝置510h)已實際將其階層延伸超出其根sync站台之範圍。在圖5B中所繪示裝置之同步及組織可從所有裝置來到線上之時間於一秒或一個可用性窗之級數上安置。需要用於所有同級點之時間期間以安置至適當的角色及層次將隨實施而異，其係取決於裝置之數目、在其期間執行主站選擇演算法之可用性窗的頻率及期間及/或其它因素。
在本發明一些實施例中，同步樹或階層，像是如圖5B中所示，並不打算用於路由之目的，而是在區域內同步裝置以致他們可直接通訊(以點對點形式)。
在近程範圍處同步之後，在說明之本發明實施例中，根sync站台(亦即，位於層級0之該等者-裝置510f、510d)現進一步向外查看，以判定他們是否應該對不同的sync站台同步。為了說明的目的，其可假定「遠程」範圍係大約為近程之距離的兩倍。
在一些其它實施例中，所有sync站台於較長範圍處傾聽裝置；葉裝置保持聚焦於近程範圍。若他們具有不足夠的偏好值以變為在近程範圍內之sync站台時，有著少許理由以使他們費力去判定他們是否應為較長 範圍的sync站台。又在其它實施例中，所有裝置可傾聽在較長範圍處之裝置。
圖5C顯示當遠程範圍之主站選擇及同步開 始時之圖5A的裝置。雖然完整的範圍環並未描述於圖5C中，其可假定裝置510f之遠程範圍包含排除裝置510b、510c之所有裝置，並且假定裝置510d之遠程範圍包括排除裝置510g之所有裝置。因此，所有裝置係在兩個頂端裝置之至少之一者的遠程範圍內。
根同步站台510f將持續發出PSF並且宣傳 其不衰退的可用性窗之順序，這是因為即使在遠程範圍處，其未聽見任何報導具有較高主站偏好之sync站台的同步訊框。然而，根同步站台510d迅速的獲悉裝置510f具有較佳主站偏好值。裝置510d可從裝置510f之PSF或從由裝置510h、510i(其在根sync站台510f下動作為層次1分支sync站台)其中之一者發出之PSF直接獲悉此。
然而，因為裝置510d並未聽見任何在範圍 中較佳的適合為層次1分支sync站台，其開始發出PSF，其宣傳由根sync站台510f所指定之可用性窗之排程、宣告其在層次1之位置並且報導其自己的偏好值及裝置510f之者。
其它在裝置510d(其可已動作為層次1分支 同步站台)之近程範圍內的裝置會聽見裝置510d並且停止發出作為層級1分支sync站台之PSF，這是因為裝置 510d具有第二最高主站偏好值，其僅由根同步站台510f超過，並且因為最佳主站(在其處他們必需中止動作為主站)之臨界數目為1。在此說明的環境中，因為階層的最大深度為2(亦即，層次0及1)，將沒有在層次2之任何主站。
裝置510a、510b、510c、510e將保持對裝 置510d之同步，其作為葉裝置(他們中無一者能為主站)，但將遵循由裝置510f傳播之新的可用性窗排程並且現由裝置510d所宣傳。在本發明所說明的實施例中，裝置510a、510b、510c、510e並不傾聽遠程範圍裝置，這是因為他們中無一者曾為根sync站台，並且因此他們不直接與裝置510f同步。在其它實施例中，在其中他們的確針對最佳遠程範圍sync站台聆聽，他們可直接與裝置510f同步。
裝置510j已與動作為層級1分支sync站台 的裝置510h同步。因為裝置510h並不針對遠程範圍裝置聆聽(其不曾為根sync站台)，其並未聽見裝置510d，並且因此其可仍為在裝置510j之近程範圍內最佳層級1分支sync站台候選者。若如此，裝置510j保持與裝置510h同步。
此留下裝置510g為未聽見臨界數目的層次1 分支sync站台之唯一的裝置。因為其不為根sync站台，其仍僅針對近程範圍裝置聆聽。其將因此保持與裝置510f同步並且開始發送相似於裝置510d之者的PSF，將其本 身放置在層次1中並且宣告其主站偏好值。
圖5D繪示依據本發明一些實施例之由合併 兩個圖5B之分開的階層形成之階層。
在選擇總體根sync站台之後，所有在同樣 階層中之同步站台宣傳同樣的排程及可用性窗之順序。因此，對一個在同樣階層內取代另一個之主站同步造成稍微的差別。然而，裝置必需遵守任何可應用的組態參數(例如，階層之最大深度、在給定範圍內最大數目的sync站台)。
如在圖5A~D中所示，在本發明一些實施例 中，同級裝置首先將他們本身組織成近程範圍階層。不久之後，這些本地叢集合併至單一、預設、同步的環境。在所說明的實施例中，只有近程範圍根同步站台已於超出近程範圍查看(或已聆聽)，並且所以些許裝置已需要從與一個裝置同步改變為與另一者同步。在另一個實施例中，在其中更多(或所有)裝置更向外查看，更多裝置或許會將同步從他們的本地或近程範圍主站改變至遠程範圍主站。
當在近程範圍處的根同步站台超出近程範圍 查看時，基於其主站偏好值，其可改變層次或可保持在同步層級處。在該根sync站台下之分支同步站台可同樣的改變層級。例如，在提供足夠深度的環境中，若近程範圍根sync站台在其於較長範圍處競爭之後降級，其分支sync站台可自動的由同樣數目的層級降級以為了維持相對 的組織。
然而，如一個對此可替代的是，在近程範圍 根同步站台的新層次被判定之後，其分支sync站台可重啟動選擇過程以安置在近程範圍sync站台之下之近程範圍階層。
在本發明一些實施例中，同級裝置不能任意 的提名其本身(例如，藉由發出PSF)以成為就在階層的任何層級處之sync站台。當裝置聽見sync站台時，不論該站台的層次S並且假定該sync站台具有比該裝置較高的主站偏好值，裝置能變成在該裝置下的葉或若其並未聽見臨界數目的較低層級層次S+1分支sync站台時，其可變為在層級S+1處之分支sync站台。
圖6為展示依據本發明一些實施例之在點對 點通訊環境內在預設的階層中選擇一個或多個同步站台之方法的流程圖。所說明的方法可之前執行、於每一個可用性窗期間或之後、在一些所有可用性窗之子集之後(例如，在sync站台的規定順序中第一或最後窗之後)、在一些多個可用性窗之後(例如，在每兩個窗之後)或是具有一些其它規則性(regularity)以及不同於在圖5A~D中所繪示之選擇過程。在圖6中說明的過程完成使用多個範圍，其可或可不對應至如上所討論的近程、中程及遠程範圍。
在於圖6的流程圖中所反映的本發明實施例 中，葉(從)裝置將與最佳sync站台同步，其以信號強 度大於對應至所稱「近程葉(closeLeaf)」範圍的信號強度。分支sync站台將與其於「近程主站(closeMaster)」範圍(其對應至不同的信號強度)內聽見最佳sync站台同步；此站台可為根sync站台。
為了比較，closeMaster範圍係大於 closeLeaf範圍，意思是關於closeLeaf之信號強度臨界值大於關於closeMaster範圍之信號強度臨界值。此提升了本地叢集之葉裝置，同時分支sync站台能與更遠離的(或可能是根sync站台)較佳分支sync站台同步。
「遠程」範圍可用以表示任何裝置在其處將 聆聽之最遠距離。如此，當「遠程」範圍係大於closeLeaf及closeMaster範圍兩者時，對應的信號強度係低於對應至那些範圍的信號強度。
在所說明的過程中，若給定裝置在closeLeaf 範圍(若其為葉)處或是在closeMaster範圍處(若其為主站)聽見之最佳同級裝置係為該裝置本身時，其將與其在遠程範圍處聽見之最佳主站裝置同步。在一些實施中，每一個裝置將保留其在遠程範圍處及在closeLeaf或closeMaster之一的範圍處(任一者為適當時)聽見之最佳sync站台的軌跡，並且將儲存(例如，在記憶體中)他們的同步參數及主站偏好值。
超出上述三個範圍，其用以識別給定裝置應 與何者之sync站台同步，其它範圍可用以幫助判定給定裝置之角色為同步站台(或主站)或為葉，或是其是否應 該持續競爭成為sync站台。例如，裝置可追蹤其在兩個範圍內聽見之sync站台的數目，稱為shortRange(短程範圍)及midRange(中程範圍)。
在說明之實施中，shortRange可大約為1公 尺、closeLeaf及closeMaster範圍可在4或5公尺之級數上、midRange可在5與10公尺之間，並且遠程範圍可大約為30公尺。在本發明其它實施例中，主站選擇過程可考慮較少或額外的範圍，其可實質上延伸任何距離，並且其可對應至變化的信號強度。
如此，一組範圍(例如，closeLeaf、 closeMaster、midLeaf、midMaster、遠程)可用以判定給定裝置將與什麼主站裝置同步。不同組範圍(例如，shortRange、midRange)可用以識別裝置之角色。
在操作604中，裝置判定其是否最近已從 sync站台(裝置與該sync站台同步)接收同步訊框(例如，PSF、MIF)。若一者已在最後PSF周期內、或在一些其它可應用時間周期內(例如，可用性窗周期)接收時，方法前進至操作610；否則，方法持續在操作606處。
在操作606處，裝置判定臨界數目的可用性 窗或可用性窗時間周期(或其它可應用時間周期)是否未接收同步訊框下已通過。若如此，方法持續在操作608處；否則，裝置維持其目前狀態及目前同步並且在不執行主站選擇過程下離開所說明的方法。雖然沒有有效校正的 動作需要採取(因為已遺失的PSF之數目還未命中臨界值)，裝置最近還未同步且可不具有目前主站偏好值以使用來選擇sync站台。
在操作608處，裝置變為同級裝置的階層之 根同步站台，但可維持先前根sync站台的順序或可用性窗之排程與PSF周期性，除非他們與其它裝置之操作衝突。當任何sync站台被取代(包括根)時，目標為維持在環境內的同步；因此偏好為以同樣的同步參數持續(若可能的話)。在操作608之後，主站選擇過程針對裝置結束。
在操作610中，裝置開始執行可應用的主站 選擇演算法，其係使用偏好值(或選擇計量)，偏好值已經由同步訊框(例如，PSF、MIF)接收及/或已由其它裝置聽見(例如，其目前並未對之同步的sync站台)或是其已由其它裝置轉傳。特別的是，裝置將以其主站偏好值與其它裝置之者比較。
如上所述，同步站台可在不同範圍處檢查。 在這些實施例中，自sync站台候選者所接收之同步訊框的RSSI(接收信號強度指示)，或是其它裝置的信號強度的某個其它測量，像是RCPI(接收頻道功率指示器；Received Channel Power Indicator)，可用以判定他們的範圍。
如部分的操作610，裝置計算相對於裝置執 行圖6之方法的一些值，其包括下列(範圍則如上所 述)：
在比較主站偏好值中，在本發明一些實施例 中，裝置將以其本身對其能聽見之一或更多其它裝置中的各者比較，並且以對他們的比較排列其本身，其係使用下列規則。
規則1：若裝置為根sync站台且其它裝置在 根的樹中(或反之亦然)時，或是若裝置為葉且其它裝置為該裝置的目前同步站台(或反之亦然)時，接著比較他們的主站偏好值。具有較高偏好值之裝置獲勝並且較高的排列；若相等，比較他們的MAC位址且較高的(或較低的)MAC位址獲勝。
規則2：若規則1並未應用且沒有一個裝置 為根同步站台，但他們在同樣的樹中時，此比較取決於他們的層次。若他們在不同的層次中，在較低編號層次的裝置(亦即，較接近根)獲勝。若他們在同樣的層次中，具 有較高主站偏好值之裝置獲勝；若相等，比較他們的MAC位址。
規則3：若裝置在不同的階層中(亦即，他 們未具有同樣的根sync站台)，比較他們的根sync站台之主站偏好值。其根sync站台具有較高偏好值之裝置獲勝；若相等，比較他們的MAC位址或他們的根sync站台之MAC位址。
規則1及2提升同步階層的穩定度，同時普 遍的建立從給定裝置至階層之根同步站台的最短路徑。規則3確保兩個分開而彼此鄰近的階層具有合併至單一階層的機會。
當進行操作610時，實施所說明方法之裝置 考慮由其它裝置所宣傳預設及群之識別符，並且可忽略宣傳不同於其自己的預設識別符之裝置。如上所介紹者，預設識別符識別較大的同級裝置之階層，同時群識別符識別較小的同級點之階層。
如在下列段落所述，施行用於識別或選擇同 步站台的程序亦可忽略宣傳不同群識別符之裝置，除非裝置為其私群之根sync站台。更詳細而言，群的成員可正常的執行相似於圖6之者的選擇過程，但僅考慮屬於該群的裝置，同時群根sync站台之後可施行所說明的方法以與預設階層同步。
在操作612中，裝置判定其是否為 bestFarMaster(亦即，於裝置之遠程範圍內所有裝置之間 具有最高主站偏好)。若如此，方法回到操作608；否則，方法繼續進行至操作614。
在操作614中，裝置判定numHigherM(亦 即，具有較高主站偏好之midRange內sync站台之數目)是否小於臨界值或最大數目的midRange sync站台(maxM)，以及numHigherS(亦即，具有較高主站偏好之shortRange內sync站台之數目)是否小於臨界值或最大數目的shortRange sync站台(maxS)。若如此，方法前進至操作630；否則，方法持續在操作620處。
在本發明一些實施例中，若numHigherM小 於maxM或numHigherS<maxS(亦即，「或」操作係施行以代替「及」操作)其中之一時，方法可從操作614前進至操作630。
在操作620中，裝置委任其本身為葉，因為儘管其具有比一些其它裝置較高的主站偏好值，但在具有較高值之shortRange內臨界數目的sync站台早已就位。若裝置曾已發出周期同步訊框，則其中止。
在操作622中，裝置判定在closeLeaf範圍內其是否為最佳裝置(亦即，在closeLeaf範圍內之最佳候選者)。若如此，方法前進至操作640；否則，其持續於操作624處。
在操作624中，裝置與bestCloseLeaf同步(亦即，在具有最高主站偏好值之closeLeaf範圍內的sync站台)。接著方法結束。
在操作630中，裝置假定為同步站台之角 色。此將需要其發出周期同步訊框及管理可用性窗之順序以同步其它同級裝置。
在操作632中，裝置判定其在closeMaster 範圍處是否為最佳裝置(亦即，在closeMaster範圍內具有最高主站偏好值之裝置)。若如此，方法前進至操作640；否則，其持續於操作634處。
在操作634中，裝置與bestCloseMaster同 步(亦即，在closeMaster範圍內之最佳sync站台)。接著方法結束。
在操作640中，裝置與bestFarMaster同步 (亦即，在遠程範圍內具有最高主站偏好值)，其可為根sync站台。接著方法結束。
圖7A~E繪示依據本發明一些實施例之圖6 的主站選擇過程之執行。
圖7A說明在環境中分佈的同級裝置之集 合。裝置標籤指示以他們主站偏好值之反向次序(以及若兩個裝置的計量相持的話以他們的MAC位址)之裝置的排列，其中裝置710a<裝置710b<裝置710c<...<裝置710i<裝置710j。如此，在環境中所有的裝置之中，裝置710j具有最高主站偏好值並且被視為在環境中之「最佳」裝置。
如上所述，多個不同的範圍相關於sync站 台之選擇以及裝置之同步。對於頂端三個裝置(裝置 710h、710i、710j)之「遠程」範圍之限制則如圖7A~E所示，連同展示說明的「近程」範圍之標尺702。在所說明的實施例中，closeLeaf及closeMaster範圍(如上關於圖6所述)相等並且匹配由標尺702表示之近程範圍。
圖7B說明當各個裝置與其能夠聽到最接近 的sync站台(例如，在操作634中)時建立的近程範圍連接。在所說明的情境中，大多數裝置係在頂端三個裝置其中之一者之近程範圍內，因而與這些裝置其中之一者同步。然而，裝置710c、710d在近程範圍內找不到其它裝置，因而眼下持續未同步(亦即，他們自有的「一裝置」(one-device)階層)。
可注意的是，一些裝置(例如，裝置710b、 710e、710f)能夠聽見比他們初始所與同步者較佳的sync站台，但是僅尋找最近的sync站台，非他們能夠聽見之最佳者。亦如是者，所有裝置仍可發送同步訊框，因為還沒有裝置已找變為葉之理由。
圖7C繪示當sync站台傾聽及連接至在遠程 範圍處之較佳同步站台時之環境。例如且依據圖6中所述之方法，裝置710c、710d、710i在操作630處曾變為sync站台、在操作632處曾發現他們在近程範圍內為最佳sync站台，並且接著實施操作640，其中他們曾與在遠程範圍內之最佳sync站台同步。如此，裝置710i與裝置710j同步並且裝置710c、710d與裝置710i同步。
亦如是者，一些裝置現轉態至葉狀態，因為 他們聽見在短程及/或中程範圍處具有較佳選擇偏好值之臨界數目的同步站台。例如並且按照圖6所繪示之方法，裝置710a、710b(及/或其它的)達到操作614並且判定他們在短程範圍處及在中程範圍處有多少主站。這些值其中一者或兩者等於或超過他們的臨界值，且所以裝置實施操作620、622及624以變為對在closeLeaf範圍內最佳sync站台同步的葉。說明的是，短程範圍與中程範圍兩者為比近程範圍較長的距離，但是小於遠程距離。
裝置710a、710b及710f之虛線輪廓指示他們現為葉裝置。做為葉，他們中止發出周期同步訊框。
亦參照至圖7C，非葉裝置起始或持續發出同步訊框來宣傳他們的主站偏好值以及他們的根sync站台之偏好值。例如，裝置710e將宣傳裝置710e及710h之偏好值，並且裝置710g將宣傳裝置710g及710j之偏好值。
圖7D繪示在裝置710g實體的移動接近裝置710e之後的環境，但仍超出裝置710h之遠程範圍。特別是，裝置710g在裝置710e之近程範圍內移動。
經由其同步訊框，裝置710g宣傳其主站偏好值及裝置710j之偏好值。當裝置710e將這些值相比為部分的主站選擇過程，其將注意用於裝置710j之偏好在裝置710h之上。因此，裝置710e現將與裝置710g同步。
在圖7E中，裝置710e已經開始發出同步訊 框來宣傳其偏好值以及其新的根sync站台(裝置710j)之者。裝置710h將以裝置710j之主站偏好值對其自有者比較，並且觀看裝置710j為偏好的根。
如圖7E所示，若階層之最大深度參數允許的話，裝置710h可因此與延伸的裝置710j之階層同步。若裝置710e曾在階層之最大深度處時，接著裝置710h可能與裝置710e同步但可能僅動作為葉。若裝置710g已位在最大深度處時，裝置710e可能僅已為葉，並且若沒有其它同級點在範圍內時，裝置710h可能開始其自有的階層。
在本發明一些實施例中，主站選擇演算法或過程為連續的。在這些實施例中，過程隨著每一個可用性窗重新開始或重覆，並且因此在所有裝置放置於在階層中他們「正確」層級處。當裝置移入時，在環境之內或之外，階層可不斷的改變。
然而，應注意，裝置之同步相當更加的迅速且將不由正進行之主站選擇過程減低。亦即，同步並不取決於使每一個裝置在其正確的邏輯位置中。
特別是，即使裝置動作為根同步站台並且階層之分支同步站台可在時間上改變，此將不在大多數實施中中斷同步。在這些實施中，同樣的可用性窗排程遍佈階層而應用；因此，任何裝置新假定根sync站台之角色(或分支sync站台之角色)將早已與其它裝置同步並且他們將與其同步。
在本發明一些實施例中，用以計算裝置的主站偏好值之選擇計量包括其傳送範圍與功率級數。如一個簡單的例子，具有較高傳送功率或範圍之裝置在所有具有較低傳送功率/範圍之裝置之上將具有成為同步站台之偏好。當裝置的功率儲備減少時，其偏好值將一樣的減低。在其它實施例中，可考慮其它的計量。
在這些實施例中，若傳送功率/範圍無法利用時(或若在裝置之間有相持時)，具有最高剩餘電池充電之裝置將具有較高之偏好值。若傳送範圍及電池充電為未知時(或相持)，可比較裝置的MAC位址(或其它位址/識別符)。
因為在這些實施例中主站或同步站台之選擇為連續的或定期的過程，成為sync站台(例如，電力使用)之成本分攤於不同同級點之間。當一個站台的功率級數減低時(例如，由於定期的發出周期同步訊框)，另一個裝置將取得其地位。
在其它實施例中，可考慮其它計量。如先前所述，這些主站選擇計量及/或代表此計量之結合的簡單主站偏好值由裝置宣傳(當他們廣播同步訊框時)。
私群
在本發明實施例中，兩個或多個預設階層(不同預設階層)之成員可形成群以在檔案傳輸中接合、玩遊戲或進行一些其它的活動。藉由組織為群，成員可由 較高的頻寬、較低的潛時(latency)、較少的競爭及/或其它協作的益處得益。例如，兩個(或更多)裝置可創造私群以進行增強的資料率交談來交換資料。
如在先前段落所述，於其廣播之同步訊框內(例如，PSF、MIF)，裝置可宣傳多個識別符-像是階層之「預設」識別符(裝置現在或曾對其同步)以及裝置所屬之群的「群」識別符。在本發明之一些實施例中，所有階層採用同樣的預設識別符(像是0)以反映正常的點對點操作。鄰近多個預設階層的裝置可簡單的加入宣傳較佳根同步站台或頂端主站者。因此，在不同的階層之間使用同樣的預設識別符並不造成衝突。
在本發明之此實施例的一些實施中，非零預設識別符由不能或不會與典型的預設階層維持同步之裝置宣傳。必需與基礎結構信標(例如，存取點)維持對準之主站係為宣傳非零預設識別符之裝置的一個範例。
對於這類主站之非零預設識別符可得自基礎結構信標之BSSID(基本服務設定識別符；Basic Service Set Identifier)，其係透過執行預定演算法。與基礎結構信標同步的主站可或可不屬於群，並且可僅能與其它與同樣信標對準之裝置同步。
0之群識別符或缺席之群識別符可識別符可識別未參加任何群的裝置。大於0之值可保留用於由主動群使用。在不同的實施中，群識別符可具有不同的量值(例如，16位元、32位元)。
在本發明實施例中，可能隨機的選擇採用為 群識別符的特定值，其係藉由將在群的成員之間同共執行之應用或服務(例如，AirPrintTM(空中列印)、App Game KitTM(應用遊戲套件)應用、檔案分享公用程式)，或是支援應用之較高層級協定層。此應用識別對低層級協定層之群的成員(例如，藉由MAC位址或其它識別符)，以及在成員之間分佈群識別符。
在本發明一些實施例中，預設及群識別符雙 號之「0/0」適用以識別閒置裝置，其可界定為在預設階層內同步但非在群內主動之裝置，而因此並不在主動資料交談中接合。閒置裝置將簡單的操作發現協定、其它定址及路由協定等。若且當兩個或更多裝置以某個方式(例如，藉由分享資料或應用)推舉來協作時，他們將建立或加入群。
相似於上述用於同步全部預設階層之方式，屬於同樣群的裝置將在他們本身之間同步以形成群階層。裝置將保持與彼此同步，只要他們保持在群中的話。
取決於在群內的裝置數目以及任何其它可應用的參數，隨著所有其它為葉(或從)的成員，一些群的成員可為在群根sync站台下之分支同步站台(亦即，群之根sync站台，亦已知為頂端群主站)。群成員可持續執行用於選擇或識別主站或同步站台之過程，但他們在群中的會員將調整此過程以致他們僅考慮選擇群成員為sync站台，而藉此建立群階層。所選的群根sync站台將跨於 群與預設階層之間之邊界，如所指示的，企圖與預設階層同步。如此，不論其在群階層中是否為主動，裝置將正常的具有僅一個主站，裝置對/與此主站同步。
在本發明一些實施例中，為了同步的目的， 群的各個成員考慮規則，像是依序下列者，直到找到且應用規定其應如何(對誰)同步。相似於上述用於預設階層之參數(例如，sync站台的最大數目、在特別範圍內的sync站台數目)，群成員可在判定其是否應動作為同步站台中考慮不同的因素或參數。
規則1：在近程範圍內與最佳裝置群裝置同 步之群裝置(非其本身)，其為同樣群之成員(亦即，其宣傳同樣的群識別符)。裝置將為群根同步站台或群分支sync站台之一。
規則2：若裝置在為群之成員之近程範圍處 為最佳裝置時，其接著與為群之成員的遠程範圍內之最佳裝置同步(非其本身)。
規則3：若裝置在為群之成員的遠程範圍內 之最佳裝置時，其假定為群根同步站台之角色並且與宣傳同樣預設識別符(例如，0)之在近程範圍處的最佳sync站台(非其本身)同步，並且因此為部分的同樣預設階層，以及為無群識別符或不同群識別符之一。然而，在一些實施中，群根同步站台將不與在不同群中為主動之sync站台同步。
規則4：若裝置為群根同步站台及在預設階 層內近程範圍處之最佳sync站台時，其將與在遠程範圍處之最佳sync站台同步，此站台為同樣預設階層之成員。
規則5：若裝置為群根同步站台及在預設階 層內遠程範圍處之最佳sync站台時，接著其為群及預設階層兩者之根同步站台並且不對任何其它裝置同步。其將維持同步參數(在應用這些規則之前其曾正在參數下操作)，並且以任何其發出之同步訊框宣傳他們。
在群階層內宣傳的同步參數可相似或相同於 預設階層之者。特別是，可用性窗以同樣期間、在同樣或不同的通訊頻道上可針對同樣時刻排程。
可用性窗排程之同步可自然的發生，因為群 的成員可已從同樣的預設階層拉出，因而早已在共同組的同步參數下同步。進一步者，當群之根sync站台對預設階層同步時，其將從sync站台取得其群同步參數(其係同步於此站台)，此參數將為預設階層之參數。
然而，群根同步站台的可用性窗之已公開排 程可組態以避免擁擠的通訊頻道、可使用在5GHz帶的頻道(若所有成員裝置能使用該帶)、若需要避免與由成員裝置分享的應用或服務干擾時可調整其可用性窗參數(例如，長度、周期)及/或考慮其它因素。如此，在不同環境或不同實施中，群的同步參數可對相鄰預設階層之者為相同的或對任何程度為不同。
當群解散時，成員初始可保持對他們已與之 同步的群同步站台同步。各個群sync站台係直接對階層同步(在群根sync站台的情形中)或是與群根sync站台同步兩者之一。因為群根sync站台係與階層同步，故其宣傳階層的根同步站台之同步參數。藉由與群根sync站台同步，群成員可因此早已與階層同步。當成員離開群並且恢復執行主站選擇演算法時，他們將再針對可能的同步考慮所有在預設階層中的主站，以代替只是群sync站台。
在本發明一些實施例中，打開用於群操作之 應用的第一裝置設定私識別符並且開始宣傳群(例如，經由周期同步訊框及/或主站指示訊框)。群的本質或目的可在同樣的通訊中被識別為私識別符、可經由發現或服務協定來判定或可以某個其它方式獲悉。
雖然從或葉裝置在階層內正常的沈默(亦 即，不發出同步訊框)，其可在主站指示訊框中宣傳私群，其於可用性窗期間廣播該訊框。此宣傳可經由支援聯播或多使用者社交應用之特別應用級(particular application-level)協定，像是藉由The Game Creators(遊戲創造者)之App Game KitTM或是某個其它遊戲或內容分享應用。當其它裝置接觸第一裝置時，應用接收且接受他們的請求以加入。
裝置藉設定其私識別符以匹配群之私識別符 以及藉與群同步站台同步來加入群。此後，其參加由其與之同步的群主站所宣傳的可用性窗。
圖9A~B繪示依據本發明一些實施例在階層組織的同級裝置之環境內之私群的創造。
在這些圖中，裝置910a~910m以他們主站偏好值來標籤，像是裝置910a>裝置910b>裝置910c>...>裝置910m。放大說明的裝置910e之代表；如放大中所示，裝置的標籤下方之雙號以x/y形式識別裝置的預設及群識別符，其中x為預設識別符以及y為群識別符。標尺902繪示等同在環境中近程範圍之距離。
在圖9A中，同級裝置之集合係組織成兩個層級，一者根植在裝置910a處而另一者根植在裝置910c處。所有裝置目前為閒置的，如他們預設及群識別符雙號之0/0所指示。
可注意的是，裝置910g(近程範圍之限制針對其所示)已與根植於910c處之樹同步以取代根植於裝置910a處之樹，儘管其在裝置910f、910j之近程範圍內，其兩者之一或兩者會宣傳比高於由裝置910i所宣傳者(關於裝置910c)的主站偏好值(關於裝置910a)。
例如，若裝置910f及910j兩者皆不能動作為同步站台時，此可發生，也許是由於藉協定被施行所規定之最大階層深度的關係。在此實施中，階層的最大深度參照至在根同步站台與最深葉裝置之間最大數目的跳躍。因此，隨著3的最大深度，可能有由葉裝置之一層所跟隨的最多3個主站裝置之層級(在層次0處的一個根同步站台及在層次1及2處的分支同步站台)。換句話說，階層 的最大深度可識別在其中可找到同步站台的最大數目的層次或層級，並且葉裝置可在這些層次(排除根層次0)以及一個額外的層次中找到。
在圖9A的環境中，若裝置910g、910h、 910i及910j選擇交換資料(例如，玩遊戲或分享文件)，他們將實施不同群識別符，例如1。使用可應用的規則及適合的選擇過程(例如，在先前段落所述的過程)，這些裝置將選擇裝置910g為群的根同步站台，因為其具有在裝置之間的最佳主站偏好值。
在說明的實施中，當第一裝置打開具有多個 玩家態樣之應用時，群的創造起始。遊戲可使用Bonjour®協定或其它工具以宣傳遊戲場合的可用性(連同群識別符)。因此通知其它潛在的玩家的裝置他們應據以改變他們的群識別符，假如他們想要加入的話。
圖9B繪示在私群已採用1的群識別符且在 他們本身之間同步之後之圖9A的環境及裝置。裝置910h、910i及910j已與他們的群根sync站台、裝置910g同步(例如，由上述規則1(或2)所要求的)，以及裝置910g已與裝置910c同步做為在遠程範圍內最佳預設階層主站裝置(例如，由上述規則4所要求的)。
裝置910g將發出定期的同步訊框(例如， PSF)以保持群成員同步，並且亦將參加由裝置910c宣傳的可用性窗，以留存與裝置910c的階層同步。藉排程一或更多其可用性窗以匹配由裝置910c、裝置910g宣傳的 排程亦能將裝置910h及910i帶到與根植在910c處的階層同步。
在圖9B之環境中，裝置910m可保持與裝 置910h同步，同時群1為主動的，因為裝置910h為在具有同樣預設識別符之近程範還內的最佳裝置。當私群解散時，群之個別的裝置將恢復正常執行他們的主站選擇演算法，並且若在環境中的同級裝置還未改變地點，裝置組態可回傳至如圖9A所繪示者，或是至相似的組態。
在本發明一些實施例中，群處理其自有的最 大階層深度並且此最大群深度能應用以延伸預設階層之者(例如，當群的根sync站台與作為預設階層之成員的非群裝置同步時)。例如，參考圖9B，推想裝置910d有比裝置910c較高的主站偏好值(或推想他們交換地方)，並且該兩者皆在群根同步站台910g之遠程範圍內但並非在近程範圍內。上述同步規則會指定裝置910g與裝置910d同步，但這會正常的被遮斷，由於預設階層之最大深度的關係(亦即，3)。
然而，在本發明這些實施例中，預設最大深 度由群之最大深度參數延伸。因此，若在圖9B中最大預設階層深度為3時，並且若最大群階層深度為2時，接著從預設根同步站台至橫過至少一個群之成員的葉裝置之最長路徑為5。例如，在此說明的情境中，裝置910g可能與裝置910d同步，並且最大路徑距離接著會展示在預設根同步站台910a與葉裝置910m之間(亦即，910a→910b →910d→910g→910h→910m)。
具有不同群識別符但操作同樣應用之兩個或 更多群可合併。相似於在階層內同步過程，成員將在其為結合的群之成員的最佳同步站台下同步，並且採用站台的群識別符，或可能產生用於合併的群之新之一者。
圖10A~C繪示依據本發明一些實施例之多個 私群的合併。在這些實施例中，裝置可正操作同樣或相容的應用以用於分享檔案、玩遊戲、使用分享的資源等。例如，一個私群的裝置可移近至使用同樣應用的私群，並且較低層級協定層可告知其它裝置可用性的較高層(例如，應用)。此應用可(或可不)將這些裝置添加至其群，這取決於其組態或放置於應用上的約束。
在圖10A中，裝置依據他們的偏好值依序標 籤，其中裝置1010a>裝置1010b>...>裝置1010e。裝置1010a及1010b形成一個私群，其具有群識別符1，同時裝置1010c、1010d及1010e形成具有群識別符2之第二群。他們的群根sync站台(亦即，裝置1010a、1010c)可同步至同樣的階層或不同的階層，並且甚至同步至在預設階層內同樣的裝置。
當兩個裝置群一同移近時，或當根植在裝置 1010c處之群中的裝置偵測其它群(其宣傳較佳群根sync站台)時，群可開始合併。是否合併多個操作共同應用之群(但具有不同群識別符)的決定由該應用完成。若他們合併的話，他們其中之一者放棄他們的群識別符並且採用 其它的。在其中有兩個不同群獨立的採用同樣的群識別符的情境中，若且當他們來到鄰近時，他們可自動的合併。
圖10B繪示在裝置1010d聽見裝置1010b之 同步訊框之後圖10A之裝置。因為群根同步站台1010a具有比裝置1010c較高偏好值，裝置1010d採用該群之群識別符並且打破與裝置1010c之同步。
由裝置1010b發出的同步訊框(其已使裝置 1010d改變群)可為在社交頻道上發出的主站指示訊框(MIF)。反映在圖10A~C中本發明實施例中，裝置編程以偶而調諧至社交頻道，其允許他們聽見非那些他們早已與之同步的裝置。在此情形中，其曾允許裝置1010d聽見由裝置1010b發出之MIF。
在大多由群或其它組同步的裝置所觀察的可 用性窗期間，裝置將在非廣泛使用的頻道(例如，非社交頻道)上會合。然而，在一些可用性窗期間(例如，那些在64可用性窗之順序中具有序號0、15、31及47者)，會合發生在社交頻道上。因此，當裝置1010d不會正常的聽見裝置1010b，因為兩個分開的群花費大部分他們的時間於不同的(非社交)頻道上，在一個或更多社交頻道上廣播之周期MIF允許裝置獲悉在他們自有之同步的裝置之叢集之外的裝置。
圖10C繪示在裝置1010c、1010e聽見裝置1010d宣傳群1及裝置1010a之主站偏好值之後的環境。他們亦作廢群2並且與該群同步。
在繪示於圖10A~C之本發明之實施例中，合 併兩個使用共同應用分開的群之過程可包含更多互動。在此實施例中，當群首先來到範圍中，以致在群之一者中的裝置能聽見在其它群中的裝置，群的裝置將首先在他們共同預設階層內同步。此將他們兩者放在同樣可用性窗之排程上，其允許他們輕易的發現彼此以及其它服務(例如，他們現能運行Bonjour協定)。例如，因為他們現應用同樣可用性窗之排程，他們將周期的在同樣的社交頻道上會合(例如，至少在可用性窗序號0期間)。
經由在這些周期社交會合期間發出之MIF及 /或Bonjour訊框，裝置1010d(及/或其它裝置)將偵測其對使用同樣應用但具有不同群識別符的同級裝置之鄰近，而反之亦然。在這些裝置上，共同應用(或某個公用程式軟體或通訊協定之上層)將決定群識別符之一者必須被放棄以致兩者之群的裝置皆能一起工作。
假定群2被放棄，裝置1010d將採用群識別 符1並且應用一組規則以用於與群同步，像是那些如上所描寫的。上述規則1會造成裝置1010d與裝置1010b同步，因為此為最佳群裝置或在近程範圍內的同步站台。
裝置1010c、1010e接著將獲悉其它群(例 如，經由在社交頻道上可用性窗期間之MIF或經由Bonjour)、將對於群識別符1交易群識別符2以及將應用可應用群同步規則。此組像是描繪於上之同步規則可指示裝置1010e應與裝置1010c同步(例如，依據規則 1)。然而，用於此情境之運作的規則組可給予更多權重與重點以與在階層中較低層次的裝置同步(亦即，較近的根)。如此，因為裝置1010d係在層次1處且在近程範圍內，當裝置1010c係在層次2處時，裝置1010e將選擇裝置1010d為其主站。
在本發明一些實施例中，當私群被創造、維 持或解散時，由裝置應用之組態參數及/或裝置行為可改變。例如，可置換最大階層深度參數以允許群之成員經由他們的群根同步站台與階層同步，儘管參數會另外阻擋一些或所有群成員與階層維持同步。
如上所述，當群形成時，額外的最大「群」 階層深度可被添加至預設階層之最大深度。從在群內裝置(或是非群成員之裝置但其透過群成員與預設階層同步)之預設根sync站台最大數目的跳躍等於兩個深度參數之和。
如另一個範例，在預設階層中已為葉之裝置 並且因此未曾廣播同步訊框，若且當其變為私群之成員的話可如此進行。此變更的行為可僅為暫時的，並且可允許群包括不會另外獲悉到其之裝置。進一步且如早已討論者，在群內選擇主站之過程可不同於(以及可置換)「正常的」主站選擇過程，當其非一部分的私群時，裝置執行此主站選擇過程。
同級裝置
圖8為依據本發明一些實施例之同級通訊裝置的方塊圖。兩個主協定層或操作層如圖8所繪示-邏輯鏈結層(Logical Link Layer)及資料鏈結層(Data Link Layer)。在邏輯鏈結層上，一或更多應用及/或公用程式(例如，mDNS、Bonjour)可進行操作；在資料鏈結層之下係為實體層(Physical Layer)，負責於傳送媒體上傳送訊框以及自傳送媒體接收訊框。
在本發明一些實施例中，邏輯鏈結層及資料鏈結層可由分開的處理器或由存留於單一組件內的積體電路實體的實施。在圖8之說明的通訊裝置中，裝置之一些組件關於明確的關係而省略，像是處理器、記憶體、顯示器、天線及通訊埠組件等。
在資料鏈結層內，同步訊框(例如，周期同步訊框或PSF、主站指示訊框或MIF)由同步狀態機810發出及/或接收。將來臨的同步訊框路由至主站資料庫820且接著向上通至邏輯鏈結層。資料訊框由封包佇列822處理。
同步狀態機810具有兩個節點-葉及主站-並且在一些實施中連續的運行。如較早所討論的，主站裝置(亦已知為同步站台)係為發出周期同步訊框之裝置，同時葉裝置一般不但現與主站同步。
同步狀態機負責同級裝置對其目前sync站台之同步(例如，若裝置為葉時)。若裝置為主站時，同步狀態機810管理其周期同步訊框及/或主站指示訊框之傳送，並且 亦管理其可用性窗之出席。
掃描狀態機812掃描用於周期同步訊框之社交頻道。無線電頻道管理器814管理與其它實體(例如，基礎結構模組)及介於不同的無線電(例如，Wi-Fi、藍牙)之間的無線電資源(例如，分享天線)。同步狀態機810與無線頻道管理器814互動以在適當的時間切換裝置的無線電至正確之用於可用性窗的頻道。掃描狀態機812及/或其它裝置之組件可為了其它目的(例如，為了新的裝置掃描頻道)可與無線電頻道管理器互動。
同級快取816儲存主站同級裝置正或正要與之通訊的有限數目的其它裝置之有關的資訊。使用此快取可幫助減輕在一些硬體/韌體實施中與記憶體限制相關聯的問題。例如，資料鏈結層可由專屬Wi-Fi晶片組實施，其典型的不具有對大記憶體排(memory bank)之存取。在同級快取816中的資訊係與在同級資料庫836中的資訊同步。
主站選擇碼818為周期的執行以施行用於選擇或識別同步站台的選擇過程，其係使用來自同級資料庫836之資訊及/或其它資訊。例如，碼之執行可造成在主站資訊庫820中的排列裝置，其係基於他們的對於成為主站的適合性。
主站資料庫820儲存關於所有同級裝置識識到的主站之資料。這類資料可用於同步及/或主站選擇，並且可包括(但不限於)RSSI(例如，最近的訊框的、多 個訊框之平均、最小值、最大值)、主站偏好值、選擇計量及同步參數。
在本發明一些實施例中，主站資料庫820被 集結或更新以及主站選擇碼818執行於每一個周期同步訊框之接收上。
資料鏈結層之封包佇列822儲存要到來的及/ 或要輸出的資料訊框。邏輯鏈結層之封包佇列832儲存自其它裝置要到來的(及要輸出至其它裝置的)同級流量。
封包排程器830排程多點播送、廣播及單點 播送流量至已同步的裝置，以及帶外詢問/回應至同級點未與其同步的主站(「非同步的主站」)並且至與非同步的主站同步的裝置。同級資料庫資訊儲存關於非同步主站的可用性窗的資訊、出席模式及其它時序相關的資訊。
出席模式管理器834控制同級裝置之出席模 式，其係基於因素，因素可包括(但不限於)：對同步裝置之目前主動資料鏈結、對該些裝置之目前資料率、掃描需求、帶外詢問需求、電源管理狀態、藍牙需求、其它無線電需求等。
同級資料庫836識別所有對在圖8中說明之 同級裝置已知的裝置，並且儲存關於各個裝置之資訊。此資訊可包括(但不限於)其根主站、其它主站、主站選擇計量、能力(例如，支援的頻率帶、頻道頻寬、調變/資料率)、出席模式、由裝置支援的服務、未處理方塊ACK協定(outstanding block ACK agreements)等。同級 資料庫836可如此藉提供一串列能由偏好值排序的候選裝置在主站選擇過程中進行協助。
應用介面838包括至較高系統層及模組之介 面，其可包括(但不限於)：組態及網路管理、GUI(圖形使用者介面；Graphical User Interface)、服務宣傳及發現等。GUI可提呈具有一串列包圍的同級點之裝置使用者、他們的實體鄰近、範圍或信號強度、一串列他們的服務及/或其它資訊。
提呈在圖8中同級裝置之組態為示範性的。 在本發明其它實施例中，同級裝置的組態可隨變化的程度而異。例如，圖8之同級裝置之組件的功能可以不同的方式結合、單一組件之功能可細分及/或多個組件的功能可被合併。
在一些實施例中，同級裝置包括應用處理器 以支援應用(例如，駐留在圖8之較高層中應用及公用程式)。應用處理器提供記憶體管理、圖形處理及/或應用所需要的其它功能。在這些實施例中之同級裝置亦包括基帶處理器以用於施行無線通訊以及對應的記憶體及用於支援通訊及通訊處理之收發器。
基帶處理器可包括所有在邏輯鏈結層與資料鏈結層中繪示的組件以及結合那些組件來說明的功能性。基帶處理器亦可正常的處理與實體層相關的一些任務(例如，頻道編碼)。
如此，在本發明一些實施例中，同級裝置之 「通訊模組」或「無線通訊模組」可參照至緊接如上所述之強健的基帶處理器。在一些其它實施例中，通訊模組可包含基帶處理器及用於操作或管理裝置天線之對應的收發器，以及可能的話由基帶處理器使用的記憶體。又在其它實施例中，通訊模組可包含圖8之邏輯鏈結層及資料鏈結層之組件，以及其它需要對及從同級裝置傳送及接收資料的組件。
如在此所述者，本發明一些實施例提升點對點通訊協定之與需要無線電或其它同級裝置之通訊資源的其它應用共存。例如，裝置可操作應用或另一個協定，像是藍牙(Bluetooth®)。
在這些實施例中，藍牙通訊能如所想要的來施行，排除在裝置的可用性窗期間以及任何對其之延伸。可用性窗之外側，允許藍牙掃描、詢問及/或其它操作，並且甚至可遵循依據於此提供之協定採取在資料訊框上之優先。
由於藍牙(或其它應用/協定)操作使用裝置的天線，可延遲主站周期同步訊框，但正常將不會被放棄。藍牙或其它操作於帶外詢問及回應期間可不被容許。
如在此提供之同級裝置之同步及操作亦能與依賴某個通訊基礎結構(例如，存取點)而非部分的同級裝置階層之應用或協定共存。
在其中執行本發明一些實施例的環境可結合通用目的(general-purpose)電腦或特殊目的(special- purpose)裝置像是手持電腦、智慧型電話或其它行動裝置。這類裝置的細節(例如，處理器、記憶體、資料儲存器、顯示器)為了明確的緣固可省略。
在此詳細說明中的資料結構及碼典型的儲存 在電腦可讀取儲存媒體上，其可為任何能針對藉由電腦系統使用來儲存碼及/或資料的裝置或媒體。電腦可讀取儲存媒體包括(但不限於)非揮發性記憶體、磁性或光學儲存裝置，諸如磁碟機(disk drive)、磁帶(magnetic tape)、CD(光碟片；compact disc)、DVD(數位多功能光碟(digital versatile disc)或數位視頻光碟(digital video disc))或其它現已知或之後發展能夠儲存電腦可讀取媒體的其它媒體。
在詳細說明中之方法及過程能體現為碼及/或 資料，其能儲存在上述之電腦可讀儲存器。當電腦系統讀取及執行在電腦可讀取儲存媒體上儲存的碼及/或資料時，電腦系統施行體現為資料結構及碼的方法與過程以及在電腦可讀取儲存媒體內所儲存者。
更進一步者，於下所述之方法及過程能包括 在硬體模組內。例如，硬體模組可包括(但不限於)特別應用積體電路(ASIC；application-specific integrated circuit)晶片、場可程式閘陣列(FPGA；field-programmable gate array)及其它現已知或之後發展的可程式邏輯裝置。當硬體模組被啟動時，硬體模組施行包括在硬體模組內的方法與過程。
前述本發明實施例的說明已僅為了圖示及說明的目的呈現。他們並不準備窮舉或限制本發明以形成所揭露者。據此，許多修改及變化將對本領域具有通常知識之實踐者為顯而易知的。本發明之範圍由所附之申請專利範圍所界定，而非在前的揭露。

Claims (16)

  1. 一種用於在一點對點(peer-to-peer)通訊環境內自多個同級裝置(peer device)之間選擇一同步站台的設備，其中該設備包含該多個同級裝置之一同級裝置，該設備包含：一硬體模組之一處理器；一無線電(radio)，其耦接至該處理器；一記憶體組件，其耦接至該處理器，該記憶體組件經組態以儲存一偏好值，其中該偏好值係用於選擇該同步站台；該處理器經組態以：自該多個同級裝置之一排序列表(ordered listing)來選擇該同步站台；判定該設備已被選擇為一分支同步站台；以及廣播同步訊框，該等同步訊框包含由接收裝置使用以自該多個同級裝置之間選擇一同步站台之該設備之該偏好值及一根(root)同步站台之一偏好值。
  2. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該設備之該偏好值係至少部分基於該設備之一計量(metric)而計算。
  3. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該排序列表包含：依據其偏好值排序(sorting)該多個同級裝置與該設備。
  4. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該處理器進一步經組態以：選擇負責於設定用於該多個同級裝置之一會合排程(schedule of rendezvous)的一根同步站台；以及選擇一或更多分支同步站台，其負責於散布(disseminating)遍及該通訊環境的該會合排程。
  5. 如申請專利範圍第1項之設備，其中為選擇該同步站台，該處理器經組態以：在該設備之第一範圍內識別該同步站台；以及在該設備之第二範圍內識別一第二同步站台。
  6. 如申請專利範圍第1項之設備，其中該等廣播同步訊框包含一可用性窗(availability window)，於該可用性窗期間該多個同級裝置於一特定時刻在一特定通訊頻道上會合。
  7. 一種第一同級通訊裝置，包含：一處理器，其經組態以：自經接收週期同步訊框中擷取與該等週期同步訊框相關聯之經識別同級通訊裝置之偏好值，其中該等偏好值係用於選擇一同步站台；至少部分基於該等經擷取偏好值而在同級通訊裝置之一網路內識別該第一同級通訊裝置之一角色，其中該第一同級通訊裝置之該角色係為下列其中之一者：根同步站台； 分支同步站台；以及葉裝置；判定該第一同級通訊裝置已被識別為一分支同步站台；產生同步訊框，該等同步訊框包括：由接收同級通訊裝置使用以將其識別為一根同步站台、一分支同步站台及一葉裝置中之一者之該第一同級通訊裝置之一偏好值及一根同步站台之一偏好值；以及一或多個未來可用性窗，於該一或多個未來可用性窗期間至少一對應同級通訊裝置係可用於通訊一無線電，其耦接至該處理器，該無線電係用於廣播該等同步訊框。
  8. 如申請專利範圍第7項之第一同級通訊裝置，更包含：記憶體模組，其耦接至該處理器，該記憶體模組經組態以儲存對應同級通訊裝置之偏好值。
  9. 如申請專利範圍第8項之第一同級通訊裝置，其中該等偏好值之一偏好值係自測量一對應的同級通訊裝置之可用電力來計算。
  10. 如申請專利範圍第7項之第一同級通訊裝置，其中至少部分基於下列來計算該第一同級通訊裝置之該偏好值：該第一同級通訊裝置之一功耗率； 由該第一同級通訊裝置可使用之一頻率帶；該第一同級通訊裝置之該處理器之一負載；該第一同級通訊裝置之一通訊範圍；或該第一同級通訊裝置之一類型。
  11. 一種識別在多個同級裝置之一階層內識別一第一裝置的角色之方法，其中該第一裝置包含該多個同級裝置之一同級裝置，該方法包含藉由該該第一裝置執行下列動作：收集該多個同級裝置之偏好值，其中一同級裝置之一偏好值係用於選擇一同步站台；將在該多個同級裝置之該等偏好值之間具有一最高偏好值之一同級裝置識別為該階層之一根同步站台；自該多個同級裝置選擇位於該第一裝置之一第一範圍內之一組裝置；將該組裝置之一子集識別為分支同步站台；判定該第一裝置已被選擇為該子集之一分支同步站台；以及廣播同步訊框，該等同步訊框包括由接收同級裝置使用以自該多個同級裝置之間選擇一同步站台之該第一裝置之一偏好值及該根同步站台之一偏好值，其中該收集、該識別為該根同步站台、該選擇、該識別為分支同步站台、該判定及該廣播係使用一或多個硬體處理器而執行。
  12. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該收集偏好值包含：操作該第一裝置之一無線電以接收自該多個同級裝置之通訊；自該等通訊擷取偏好值；以及更新一資料庫以記錄與對應同級裝置相關的各個偏好值。
  13. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該識別為該根同步站台包含：比較該等經收集偏好值；以及選擇具有滿足該階層之一最大深度之一最高偏好值之一同級裝置。
  14. 如申請專利範圍第11項之方法，其中選擇位於該第一裝置之該第一範圍內之該組裝置包含：識別一臨界信號強度；將自該多個同級裝置接收的通訊之信號強度與該臨界信號強度比較；以及選擇該多個同級裝置之一同級裝置，其中自該裝置被接收滿足該臨界信號強度之一信號強度之一通訊。
  15. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該識別為分支同步站台更包括：判定分支同步站台的最大數目；依據其對應偏好值排序一或多個經選擇通訊裝 置；以及自該經排序之經選擇通訊裝置中選擇具有高達該最大數目之一較高偏好值之一或多個經選擇通訊裝置。
  16. 一種非暫態電腦可讀取媒體，其儲存指令，當該等指令由一第一裝置之一處理器執行時，使該第一裝置執行操作以識別在多個同級裝置之階層內該第一裝置之角色，其中該第一裝置包含該多個同級裝置之一同級裝置，該等執行包含：收集該多個同級裝置之偏好值，其中一同級裝置之一偏好值係用於選擇一同步站台；將在該多個同級裝置之該等偏好值之間具有一最高偏好值之一同級裝置識別為該階層之一根同步站台；自該多個同級裝置選擇位於該第一裝置之一第一範圍內之一組裝置；將該組裝置之一子集識別為分支同步站台；判定該第一裝置已被選擇為該子集之一分支同步站台；以及廣播同步訊框，該等同步訊框包括由接收同級裝置使用以自該多個同級裝置之間選擇一同步站台之該第一裝置之一偏好值及該根同步站台之一偏好值，其中該收集、該識別為該根同步站台、該選擇、該識別為該分支同步站台、該判定及該廣播係使用一或多個硬體處理器而執行。
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