階層式時間源在近身區域網絡發現和同步中的使用的系統和方法
【專利說明】階層式時間源在近身區域網絡發現和同步中的使用的系統和方法
[0001]背景
[0002]領域
[0003]本申請一般涉及無線通信，尤其涉及階層式時間源在近身區域網絡發現和同步中的使用的系統、方法和設備。
【背景技術】
[0004]在許多電信系統中，通信網絡被用于在若干個空間上分開的交互設備之間交換消息。網絡可根據地理范圍來分類，該地理范圍可以例如是城市區域、局部區域、或者個人區域。此類網絡可分別被指定為廣域網(WAN)、城域網(MAN)、局域網(LAN)、無線局域網(WLAN)、或個域網(PAN)。網絡還根據用于互連各種網絡節點和設備的交換/路由技術(例如，電路交換-分組交換)、用于傳輸的物理介質的類型(例如，有線-無線)、和所使用的通信協議集(例如，網際協議集、SONET(同步光學聯網)、以太網等)而有所不同。
[0005]當網絡元件是移動的并由此具有動態連通性需求時，或者在網絡架構以自組織(ad hoc)拓撲結構而非固定拓撲結構來形成的情況下，無線網絡往往是優選的。無線網絡使用無線電、微波、紅外、光等頻帶中的電磁波以非制導傳播模式來采用無形的物理介質。在與固定的有線網絡相比較時，無線網絡有利地促成用戶移動性和快速的現場部署。
[0006]無線網絡中的設備可以向和從彼此傳送和/或接收信息。為了執行各種通信，設備可能需要根據協議來進行協調。由此，設備可以交換信息以協調其活動。需要用于在無線網絡中對傳送和發送通信進行協調的改進型系統、方法和設備。
[0007]圖1A解說了無線通信系統100的示例。無線通信系統100可按照無線標準(諸如IEEE 802.11標準)來操作。無線通信系統100可包括與STA通信的AP 104。在一些方面，無線通信系統100可包括不止一個AP 104。另外，STA可與其它STA通信。作為示例，第一 STA 106a可與第二 STA 106b通信。作為另一示例，第一 STA 106a可與第三STA 106c通信，盡管圖1A中并未解說這一通信鏈路。
[0008]可以將各種過程和方法用于無線通信系統100中在AP 104與STA之間以及在個體STA(諸如第一 STA 106a)與另一個體STA (諸如第二 STA 106b)之間的傳輸。例如，可以根據0FDM/0FDMA技術來發送和接收信號。如果是這種情形，則無線通信系統100可以被稱為0FDM/0FDMA系統。替換地，可以根據CDMA技術在AP 104與STA之間以及在個體STA (諸如第一 STA 106a)與另一個體STA(諸如第二 STA 106b)之間發送和接收信號。如果是這種情形，則無線通信系統100可被稱為CDMA系統。
[0009]可在各STA之間建立通信鏈路。圖1A中解說了各STA之間的一些可能的通信鏈路。作為示例，通信鏈路112可促成從第一 STA 106a到第二 STA 106b的傳輸。另一通信鏈路114可促成從第二 STA 106b到第一 STA 106a的傳輸。
[0010]AP 104可充當基站并提供基本服務區域(BSA) 102中的無線通信覆蓋。AP 104連同與該AP 104相關聯并使用該AP 104來通信的諸STA—起可被稱為基本服務集(BSS)。
[0011]應當注意，無線通信系統100可以不具有中央AP 104，而是可以充當諸STA之間的對等網絡。相應地，本文中所描述的AP 104的功能可替換地由一個或多個STA來執行。
[0012]圖1B解說了可充當對等網絡的無線通信系統160的示例。例如，圖1B中示出的無線通信系統160示出可以在不存在AP的情況下相互通信的STA 106a-1。由此，STA 106a-1可以被配置成以不同的方式通信來協調消息的傳送和接收以防止干擾并完成各種任務。在一個方面，圖1B中所示的網絡可以被配置成“近身區域網絡(NAN) ”，諸如社交WiFi網絡。在一個方面，社交WiFi網絡可以指用于在位置彼此緊鄰的各STA之間通信的網絡。在一些情形中，在社交WiFi網絡內操作的STA可以屬于不同的網絡結構(例如，在作為具有不同外部網絡連接的諸獨立LAN的部分的不同的家庭或建筑中的各STA)。
[0013]在一些方面，用于在對等通信網絡160上的諸節點之間通信的通信協議可以調度期間可以發生諸網絡節點間的通信的時間段。STA 106a-1間發生通信的這些時間段可以被稱作可用性窗口。可用性窗口可以包括如下進一步討論的發現區間或尋呼區間。
[0014]協議還可以定義網絡的各節點間不發生通信的其他時間段。在一些實施例中，當對等網絡160不在可用性窗口中時，節點可以進入一個或多個休眠狀態。替換地，在一些實施例中，當對等網絡不在可用性窗口中時，STA 106a-1的各部分可以進入休眠狀態。例如，一些STA可以包括當對等網絡不在可用性窗口中時進入休眠狀態的聯網硬件，而該STA中所包括的其他硬件(例如，處理器、電子顯示器、或類似物等)在該對等網絡不在可用性窗口中時并不進入休眠狀態。
[0015]對等通信網絡160可以指派一個節點作為根節點。在圖1B中，所指派的根節點被示為STA 106eo在對等網絡160中，根節點負責周期性地傳送同步信號給該對等網絡中的其他節點。由根節點160e傳送的同步信號可以提供定時參考以供其他節點106a_d和106f-1協調期間各節點間發生通信的可用性窗口。例如，同步消息172a-d可以被根節點106e傳送并且被節點106b - c和106f - g接收。同步消息172可以提供用于STA 106b - c和106f-g的定時源。同步消息172還可以提供對用于將來可用性窗口的調度的更新。同步消息172還可以用來通知STA 106b - c和106f - g它們仍存在于對等網絡160中。
[0016]對等通信網絡160中的一些節點可以充當分支同步節點。分支同步節點可以重傳從根節點收到的可用性窗口調度和主時鐘信息兩者。在一些實施例中，由根節點傳送的同步消息可以包括可用性窗口調度和主時鐘信息。在一些實施例中，同步消息可以被分支同步節點重傳。在圖1B中，示出了充當對等通信網絡160中的分支同步節點的STA 106b - c和106f - go STA 106b - c和106f - g從根節點106e接收同步消息172a - d并將該同步消息重傳為重傳的同步消息174a-d。通過重傳來自根節點106e的同步消息172，分支同步節點106b - c和106f - g可以擴張對等網絡160的范圍并且改進對等網絡160的穩健性。
[0017]重傳的同步消息174a - d被節點106a、106d、106h和106i接收。這些節點可以被表征為“葉”節點，因為這些節點不重傳它們從根節點106e抑或從分支同步節點106b - c或106f-g接收的同步信號。
[0018]同步消息或同步幀可被周期性地傳送。該周期性傳輸可允許網絡上的設備休眠長達期間網絡傳輸不在被發送或接收的時間。然而，還未加入網絡的新設備可能不得不在較長時間段期間“監聽”同步或其他發現消息，因為新設備可能不知道同步消息所提供的定時。這可能耗費大量的功率。由此，期望有用于進行對NAN(諸如社交WiFi網絡)的更高效發現的改進的系統和方法。
[0019]概述
[0020]本文所討論的系統、方法、設備和計算機程序產品各自具有若干方面，其中并非僅靠任何單一方面來負責其期望屬性。在不限定如所附權利要求所表達的本發明的范圍的情況下，以下簡要地討論一些特征。在考慮此討論后，并且尤其是在閱讀了題為“詳細描述”的章節之后，將理解本發明的有利特征如何包括當在介質上引入設備時降低的功耗。
[0021]在一些方面，公開了自組織無線通信網絡中的無線設備。該設備包括配置成至少部分地在偏移和基于外部定時源階層的外部時間的基礎上確定發現區間的處理器，以及配置成在該發現區間期間掃描來自無線網絡的消息的接收機。
[0022]在一些方面，該無線設備可包括至少部分基于用以確定該外部時間的外部定時源的偏移。該偏移可以是預定的。外部定時源階層可以至少部分地基于外部定時源的準確度和/或粒度來排序。外部定時源階層可包括來自全球定位系統(GPS)源的時間、來自蜂窩網絡的時間、和/或來自基礎設施接入點(AP)的時間中的至少一者。來自基礎設置AP的時間可包括來自基礎設置AP階層的時間。外部定時源階層可被排序為:來自全球定位系統(GPS)源的時間、來自蜂窩網絡的時間、以及來自基礎設施AP階層的時間。基礎設施AP階層可至少部分基于無線網絡名稱和/或無線網絡信號強度中的至少一者。無線設備可包括配置成檢測該無線設備何時處于運動中的傳感器，并且該處理器可以被編程為至少部分基于該無線設備的運動來確定發現區間。該傳感器可以是GPS接收機和/或加速計。該無線設備可包括發射機，若在發現區間期間沒有接收到消息，則該發射機在該發現區間期間傳送發現分組和/或同步消息。這些發現分組和/或同步消息可包括對用以確定該發現區間的外部定時源的指示。該無線設備可確定多個周期性復現的發現區間，并且可以在該多個周期性復現的發現區間中的一個或多個期間掃描消息。
[0023]在一些方面，可公開使用定時源階層來確定發現區間的方法，該方法包括:搜尋外部定時源；若找到一個或多個外部定時源，則:至少基于階層將該一個或多個外部定時源排序；確定偏移；以及至少基于經排序的外部定時源和該偏移來計算發現區間。
[0024]在一些方面，可公開用于無線通信的設備，