用于發現信道跳頻方案的設備和方法
【專利說明】用于發現信道跳頻方案的設備和方法
【背景技術】
[0001] 在無線網絡中，發現是這樣一個過程：一個或多個移動站發現關于一個或多個相 鄰設備的信息。例如，移動站可發現相鄰設備的身份信息、位置信息等等。存在可用于執行 發現過程的多種方式。在一種示例性方式中，發現過程包括使用移動站的發現資源來周期 性地廣播發現信號。該發現信號可包括發現信息。因此，當第一移動站接收到從第二移動 站廣播的發現信號時，第一移動站已發現第二移動站作為相鄰設備而存在，并且可進一步 知道與此相關的發現信息。
[0002] 移動站對發現信號的廣播可根據正在工作的移動站所在的系統的類型來傳輸。在 第一實例中，移動站可根據時間來廣播發現信號。因此，可利用時分多址（TDMA)系統，其中 不同的時隙被分配用于廣播。在第二實例中，移動站可根據代碼來廣播發現信號。因此，可 使用碼分多址（CDMA)系統，其中針對每個廣播使用一個代碼。在第三實例中，移動站可根 據頻率時間資源（例如特定時間幀處的一組子載波）來廣播發現信號。因此，可利用頻分 多址（FDMA)或正交FDMA(OFDMA)系統，其中頻帶或對頻帶（即信道）的劃分被使用。
[0003] 在FDMA系統或0FDMA系統中，發現信道與物理時間頻率資源（發現資源）的動態 映射被稱為信道跳頻。需要信道跳頻來實現頻率分集并且使鄰近信道干擾最小化。需要頻 率分集來克服頻率選擇性的影響或者通過用于廣播發現信號的發現信道來平均掉來自一 個或多個相鄰小區的干擾。需要減少鄰近干擾，因為在0FDMA系統中，接收器同時收聽兩個 或更多個發現信號。來自不同用戶的信號可能具有向鄰近信道的漏泄，在來自不同用戶的 功率電平沒有被平衡時這將尤其導致多用戶干擾或鄰近信道干擾。因此，無線網絡中的從 各個移動站廣播發現信號的信道必須在物理資源的位置方面足夠不同，以避免此類干擾或 使此類干擾最小化。
[0004] 基于頻率（和信道）傳輸發現信息的常規方式包括同步、資源正交化、信道跳頻 等，使得發現信息在幾乎沒有協調的情況下以資源高效、快速且可靠的方式在多個節點上 方被傳輸。頻域信道跳頻是一種通過在多個可用頻率資源中選擇不同頻率資源來在寬帶系 統中傳輸信號的方法。通常，使用發射器和接收器兩者知道的偽隨機序列，從而使所預期的 接收器收聽正確的信道。然而，該偽隨機序列具有缺點。例如，其可能使任意兩個信道在相 同的時間資源和頻率資源中沖突；其可能缺少頻率分集；其可能使任意兩個信道與其它信 道相比相對頻繁地鄰近；等等。考慮到對發現信號的頻率分集的要求，頻域跳頻方案應當使 任何發現資源在整個帶寬上以可能相等的頻率進行跳頻。此外，頻域跳頻方案應當在頻域 中使相鄰發現信道隨機化，以使任意兩個發現信道彼此鄰近的周期盡可能大。
[0005] 因此，需要解決常規頻率跳頻的上述缺點并提供一種使發現信道與發現資源之間 的映射隨機化以減少潛在的鄰近信道干擾以用于實現頻率分集的跳頻方案。
【附圖說明】
[0006] 圖1示出了根據示例性實施例的用于使用信道跳頻來發現相鄰設備的系統。
[0007] 圖2示出了根據示例性實施例的用于確定跳頻方案的方法。
[0008] 圖3示出了根據示例性實施例的用于生成洗牌矩陣的第一種方法。
[0009] 圖4示出了根據示例性實施例的用于生成洗牌矩陣的第二種方法。
[0010] 圖5A示出了根據示例性實施例的一維發現資源集。
[0011] 圖5B示出了根據示例性實施例的二維發現資源集。
[0012] 圖6示出了根據示例性實施例的洗牌矩陣的列重新排列。
[0013] 圖7示出了根據示例性實施例的用于生成洗牌矩陣的交織。
[0014] 圖8示出了根據示例性實施例的洗牌矩陣的第一種使用。
[0015] 圖9示出了根據示例性實施例的洗牌矩陣的第二種使用。
[0016] 圖10示出了根據示例性實施例的洗牌矩陣的第三種使用。
[0017] 圖11示出了對NXN矩陣中的第二半列進行鏡像操作的實例。
【具體實施方式】
[0018] 示例性實施例涉及一種設備和方法，該方法包括接收無線網絡的信道的數量N; 根據信道的數量N來生成洗牌矩陣，該洗牌矩陣的每一行指示多個移動站中的相應一個移 動站，該洗牌矩陣的每一列指示跳頻方案中的發現信號的相應廣播時間；以及根據洗牌矩 陣來生成信道中的移動站的跳頻方案，其中跳頻方案將移動站的物理資源動態地映射到信 道中的一個信道，其中跳頻方案被生成，使得每個信道基本上等頻率地在所有物理資源上 跳頻，并且其中跳頻方案使分配給移動站中的任何兩個移動站以在相鄰信道上傳輸發現信 號的兩個連續廣播時間之間的間隔最大化。
[0019] 參考以下對示例性實施例的描述及相關附圖可進一步理解示例性實施例，其中類 似的元件具有相同的附圖標記。示例性實施例涉及一種用于確定無線網絡中的多個移動站 的發現過程中的跳頻方案的設備和方法。根據洗牌矩陣并且可選地根據對洗牌矩陣的附加 修改來生成跳頻方案。洗牌矩陣指示移動站中的一個移動站的特定發現資源在特定時間使 用發現信道。洗牌矩陣可根據不同洗牌算法來生成，下面將描述這些不同洗牌算法中的兩 種示例性洗牌算法。如下文中將進一步詳細解釋的那樣，根據示例性實施例的跳頻方案將 跳頻圖案在整個頻帶上方展開以使頻率分集最大化，同時使任意兩個傳輸節點在頻域中相 鄰的周期最大化。無線網絡、發現過程、移動站、跳頻方案、洗牌矩陣、附加修改、洗牌算法、 和用于生成洗牌矩陣和跳頻方案的相關方法將在下文中進一步詳細描述。
[0020] 圖1示出了根據示例性實施例的用于使用信道跳頻來發現相鄰設備的系統100。 系統100用于包括一個或多個小區的無線網絡。例如，在圖1中示出了小區105。在小區 105內，基站110設置有一個或多個天線。基站110可被配置為接收數據并且將數據（例如 信號）傳輸到被安置在小區105內的設備。如圖1所示，可存在被安置在小區105中的四 個移動站115-130。為了本文描述的目的，將相對于這四個移動站115-130來描述信道跳頻 方案。然而，本領域的技術人員將理解，可存在被安置在給定小區內的任意數量的移動站， 另外的網絡部件可被安置在小區（例如放大器）內等等。
[0021] 移動站115-130可表示被配置為執行無線功能的任何電子設備。例如，移動站 115-130可以是便攜式設備，諸如電話、智能電話、平板電腦、平板手機、筆記本電腦等等。移 動站115-130可具有處理器、存儲器布置、顯示設備、輸入/輸出（I/O)設備、收發器、基帶 處理器、和其他部件（諸如音頻輸入設備和音頻輸出設備、電池、數據采集設備、用于將站 100電連接到其他電子設備的端口等等）。
[0022] 應當指出，無線網絡可包括任意數量的小區。小區可被設置為彼此鄰近，使得移動 站可從一個小區行進到另一個小區并且保持連接到無線網絡。每個小區可具有相應的基 站。還應該指出的是，移動站115-130可包括收發器，使得數據可在移動站115-130和基站 110之間被接收/傳輸。移動站115-130的收發器可被進一步配置為在移動站115-130間 接收/傳輸數據。具體地，收發器可被用于廣播和接收發現信號。如下文中將進一步詳細 描述的那樣，收發器可被配置為以預定信道、發現資源（物理時間頻率資源）和跳頻方案進 行操作。
[0023] 示例性實施例涉及確定發現過程中的移動站115-130的跳頻方案。例如，跳頻方 案涉及在移動站115-130間傳輸發現信號。每個移動站被分配有不同的發現信道，以通過 其相應的發現信道來發出發現信號。通過跳頻方案來確定發現資源與信道之間的動態映 射。跳頻方案被設計為根據以下至少兩個方面來實現：頻率分集和相鄰信道分集。
[0024] 如果信道在該信道每次被傳輸時跳頻到另一頻率資源，使得其以相等的頻率在所