專利名稱：用于自組織網(wǎng)絡(luò)的分布式信標(biāo)周期的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(WPAN)中分發(fā)信標(biāo)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
多頻帶OFDM聯(lián)盟(MBOA)已經(jīng)定義了用于超寬帶(UWB)的MAC協(xié)議，參見2004年4月的“MBOA Wireless Medium Access Control(MAC)Specification For High Rate Wireless Personal AreaNetworks(WPAN)”，技術(shù)規(guī)范，草案0.5，在此將其通過引用就如完全闡明一樣加以結(jié)合以供參考。MBOA MAC協(xié)議通過跨過無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(WPAN)的所有節(jié)點(diǎn)(設(shè)備)分發(fā)功能來消除對網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的任何需要。所有設(shè)備在分時(shí)間片的信標(biāo)周期(Beacon PeriodBP)104中在特定的時(shí)間片發(fā)送信標(biāo)(Beacon)。
依照MBOA UWB MAC協(xié)議，時(shí)間被分成超幀100，如圖1中所示。在每個(gè)超幀開始時(shí)，信標(biāo)周期(BP)104后面是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送周期103。BP包括多個(gè)介質(zhì)訪問時(shí)間片107，每個(gè)介質(zhì)訪問時(shí)間片107都具有三個(gè)信標(biāo)時(shí)間片105。BP在長度106上可以是固定的或可變的。在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送周期中，定義了兩種訪問機(jī)制。
第一種訪問機(jī)制被稱作“分布式保留協(xié)議”(DRP)。使用DRP，設(shè)備可以對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送周期103的確定子周期進(jìn)行保留。在計(jì)劃傳輸?shù)陌l(fā)送器和接收器之間協(xié)商所述保留。此協(xié)商由專用信令信號交換來執(zhí)行，或者通過把保留信息包括在發(fā)送器和接收器信標(biāo)中來隱式地執(zhí)行。一旦建立保留，就必須在每個(gè)超幀中把保留信息包括在發(fā)送器以及接收器的信標(biāo)中，其中所述保留仍然是活動的。為了向發(fā)送器和接收器的鄰近設(shè)備通知現(xiàn)有的保留，這是必要的。不允許除發(fā)送器之外的其它設(shè)備在保留周期開始時(shí)訪問介質(zhì)。為了有效地使用還未使用的保留周期，定義了兩種類型的保留軟保留和硬保留。在軟保留周期中，在介質(zhì)上出現(xiàn)確定的空閑時(shí)間之后其它設(shè)備可以訪問所述介質(zhì)。在硬保留中，只允許在發(fā)送器和接收器已經(jīng)借助NAK-RTS/NAK-CTS信令信號交換來發(fā)信號通知它們傳輸結(jié)束之后其它設(shè)備才可以訪問所述介質(zhì)。
第二種訪問方法是IEEE 802.11e的增強(qiáng)分布式協(xié)調(diào)功能(EDCA)，其是基于利用補(bǔ)償協(xié)議的載波檢測多路訪問(CSMA)的。此隨機(jī)訪問方法只在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送周期的未保留部分或在未使用的保留周期中才被允許。所有設(shè)備必須考慮保留。
在MBOA分布式MAC協(xié)議中，在信標(biāo)周期的一個(gè)時(shí)間片中傳輸信標(biāo)，如在臨時(shí)申請題目為“Beaconing Protocol for Ad-HocNetworks”中所公開的那樣，在此將其通過引用就像完全闡明那樣加以結(jié)合以供參考。信標(biāo)周期的大小確定了可以加入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備數(shù)目。如果只允許一個(gè)信標(biāo)周期，那么會存在某些可量測性的限制。此外，如果只允許一個(gè)信標(biāo)周期，那么當(dāng)使用不同BP的新設(shè)備進(jìn)入現(xiàn)有設(shè)備的范圍中時(shí)，BP需要被重新校準(zhǔn)并同步為一個(gè)單個(gè)的BP，這會產(chǎn)生可能要導(dǎo)致一些通信中斷的轉(zhuǎn)變狀態(tài)。
此問題的一種可能的解決辦法是使用EDCA、基于爭用的訪問來發(fā)送信標(biāo)，而不需要把所有信標(biāo)接合為單個(gè)時(shí)間片的信標(biāo)周期。然而，EDCA在傳輸信標(biāo)中引入了隨機(jī)延遲。這些延遲限制了設(shè)備使用電源管理模式的優(yōu)勢。即，被喚醒以從鄰近設(shè)備接收信標(biāo)的設(shè)備并不準(zhǔn)確知道何時(shí)將發(fā)送所述信標(biāo)，由此需要在不確定的時(shí)段內(nèi)保持喚醒狀態(tài)。此外，如果使用EDCA，那么存在信標(biāo)(與其它信標(biāo)或任何其它傳輸)沖突的確定概率，由此不能保證信標(biāo)的接收。另外，信標(biāo)的發(fā)送器不獲取來自接收器的任何反饋，由此所述信標(biāo)的發(fā)送器不可能檢測到它們的信標(biāo)已經(jīng)出現(xiàn)沖突。另外，使用信標(biāo)來通告介質(zhì)的保留。如果信標(biāo)沖突，那么設(shè)備不會發(fā)覺鄰近的保留，由此在數(shù)據(jù)周期期間也存在沖突風(fēng)險(xiǎn)。
為了克服這些缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種具有多個(gè)分布式信標(biāo)周期的MAC協(xié)議，其使用在臨時(shí)申請題目為“Beaconing Protocol forAd-Hoc Networks”中所公開的訪問方法來進(jìn)行訪問，在此通過引用就像完全闡明一樣來加以結(jié)合以供參考。
本發(fā)明使用具有分時(shí)間片信標(biāo)周期的超幀結(jié)構(gòu)，參見圖1。依照本發(fā)明，提供了一種MAC超幀結(jié)構(gòu)，其包括分時(shí)間片的信標(biāo)周期(BP)101，所述信標(biāo)周期包括多個(gè)MAS時(shí)間片107和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送周期103。所有自組織網(wǎng)絡(luò)設(shè)備參與發(fā)送信標(biāo)。在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送周期103的爭用周期中的介質(zhì)訪問是基于增強(qiáng)分布式信道訪問或EDCA式的機(jī)制的。
信標(biāo)的周期性傳輸是用來在自組織網(wǎng)絡(luò)的通信設(shè)備之間維護(hù)協(xié)調(diào)的技術(shù)，其依照2004年4月的“MultiBand OFDM Alliance WirelessMedium Access Control (MAC)Specification for High RateWireless Personal Area Networks(WPAN)”，MBOA MAC規(guī)范草案0.5，在此通過將其引用就像完全闡明一樣加以結(jié)合以供參考。信標(biāo)向包括關(guān)于同步保留的信息的網(wǎng)絡(luò)提供了基本計(jì)時(shí)。想要通信的設(shè)備必須屬于相同的信標(biāo)組或設(shè)備組，所述設(shè)備在給定設(shè)備的無線電射程內(nèi)并且在相同的信標(biāo)周期(BP)期間設(shè)立信標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
為了減少信標(biāo)(以及由此的保留)沖突的數(shù)目，每個(gè)設(shè)備在隨后的超幀中以相同的信標(biāo)時(shí)間片保持發(fā)送其信標(biāo)。在可以接收信標(biāo)的設(shè)備周圍，把此信標(biāo)時(shí)間片標(biāo)記為已被占據(jù)。每個(gè)設(shè)備從信標(biāo)周期的未占據(jù)的信標(biāo)時(shí)間片中選擇其信標(biāo)時(shí)間片。每個(gè)設(shè)備必須維護(hù)一個(gè)附加位圖來存儲信標(biāo)時(shí)間片的占用率以及自己的信標(biāo)時(shí)間片的數(shù)目。每當(dāng)對于n個(gè)隨后的超幀來說在各自的時(shí)間片中沒有接收信標(biāo)時(shí)，把信標(biāo)時(shí)間片的狀態(tài)從占據(jù)改變?yōu)槲凑紦?jù)，其中n是預(yù)定整數(shù)。
在第一實(shí)施例中，在信標(biāo)中并不報(bào)告關(guān)于其它設(shè)備信標(biāo)的信息。
在第二實(shí)施例中，減少了沖突的概率。
現(xiàn)在參照圖1，為了發(fā)送/接收信標(biāo)，設(shè)備把超幀的時(shí)段指定為信標(biāo)周期104，所述信標(biāo)周期104被嚴(yán)格地保留用于信標(biāo)的發(fā)送和接收。此外，每個(gè)信標(biāo)周期可以是固定的或可變的。共享此信標(biāo)廣播時(shí)間的設(shè)備組被稱為信標(biāo)組。即，信標(biāo)組相對于給定設(shè)備被局部定義為設(shè)備組，所述設(shè)備在相同的介質(zhì)訪問時(shí)間片(MAS)內(nèi)同步它們的信標(biāo)傳輸并且把這些MAS識別為它們的BP。如在臨時(shí)申請題目為“Beaconing Protocol for Ad-Hoc Networks”中所公開的那樣，BP被由一個(gè)或多個(gè)設(shè)備的信標(biāo)所指定的預(yù)定數(shù)目的連續(xù)MAS來定義為BP 104(以下在分時(shí)間片的信標(biāo)周期也是已知的)。
群集是在設(shè)備的無線電射程內(nèi)的一組設(shè)備并且包括在信標(biāo)組內(nèi)的所有設(shè)備。群集還可以包括在無線電射程內(nèi)屬于另一信標(biāo)組的設(shè)備。


根據(jù)本發(fā)明的以下附圖和詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。
圖1圖示了依照本發(fā)明的MAC超幀結(jié)構(gòu)。
圖2a圖示了分時(shí)間片的信標(biāo)周期。
圖2b圖示了依照本發(fā)明的MAC超幀的MAS結(jié)構(gòu)。
圖3圖示了向其應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例的無線通信系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。
圖4依照本發(fā)明實(shí)施例圖示了圖3的通信系統(tǒng)的無線設(shè)備的簡化框圖。
圖5圖示了用于分布式信標(biāo)處理組件的同步功能的有限狀態(tài)圖。
圖6圖示了用于分布式信標(biāo)處理組件的定期掃描功能的有限狀態(tài)圖，所述功能檢測新的BP以便維護(hù)現(xiàn)有保留的狀態(tài)并且解決沖突。
具體實(shí)施例方式
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解以下描述僅提供用于圖示的目的而并非用于限制。技術(shù)人員認(rèn)識到在本發(fā)明的精神和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)還存在許多變化?？梢詮漠?dāng)前描述中省略不必要的已知功能和操作的細(xì)節(jié)以免模糊本發(fā)明。
本發(fā)明通過向如臨時(shí)申請題目為“Beaconing Protocol forAd-Hoc Networks”中所公開的訪問方法提供具有某些修改的分布式信標(biāo)方法來克服上述EDCA信標(biāo)模式的缺點(diǎn)。
BP結(jié)構(gòu)信道時(shí)間被分成超幀，每個(gè)超幀從BP開始。BP用來發(fā)送信標(biāo)。圖1圖示了依照本發(fā)明的MAC超幀結(jié)構(gòu)101。在自組織網(wǎng)絡(luò)中所有設(shè)備參與發(fā)送信標(biāo)。每個(gè)MAC超幀結(jié)構(gòu)102包括至少一個(gè)超幀102的序列，所述超幀102從TBTT或BPST(信標(biāo)周期開始時(shí)間)101開始并且繼續(xù)長達(dá)分時(shí)間片的BP長度106，并且后面是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送周期103。BP的長度106可以是固定的或可變的。
信道訪問在第一實(shí)施例中，在信標(biāo)中并不報(bào)告關(guān)于其它設(shè)備信標(biāo)的信息。這顯著地減少了信標(biāo)大小和信標(biāo)協(xié)議的復(fù)雜性。然而，利用這種解決方案，信標(biāo)沖突可能出現(xiàn)在隱藏的站場景中，這是因?yàn)樾艠?biāo)信息只被發(fā)送到直接鄰近的設(shè)備而不是鄰近設(shè)備的鄰居。代替在這種情況出現(xiàn)之前避免這種情況，在此實(shí)施例中，在它們已經(jīng)出現(xiàn)之后解決沖突。檢測到?jīng)_突(因?yàn)樗谕男艠?biāo)丟失)的設(shè)備通過把所述設(shè)備的MAC ID包括在沖突信息字段中來通告在其信標(biāo)中檢測到?jīng)_突。檢測到其MAC ID被包括在另一設(shè)備的信標(biāo)中的設(shè)備在隨后的超幀中改變其信標(biāo)位置。使用信標(biāo)中的特定比特在隨后的超幀中通告即將來到的信標(biāo)位置變化。這樣要求以便使鄰近設(shè)備能夠區(qū)分由于有意的信標(biāo)位置變化而錯(cuò)過的信標(biāo)和由于信標(biāo)沖突而錯(cuò)過的信標(biāo)。為了避免信標(biāo)的恒定沖突，如果沒有其它設(shè)備檢測到?jīng)_突，那么每個(gè)設(shè)備在m個(gè)超幀之后周期地改變其信標(biāo)位置，其中m是預(yù)定的值。
在第二實(shí)施例中，并沒有完全地避免信標(biāo)沖突，而只是通過改變每個(gè)第m個(gè)超幀中的信標(biāo)位置降低了信標(biāo)沖突的概率，其中m是預(yù)定的值。
信標(biāo)周期(BP)初始化意在與其它設(shè)備參與通信的每個(gè)設(shè)備發(fā)送信標(biāo)。當(dāng)設(shè)備被開啟時(shí)，它為現(xiàn)有的信標(biāo)周期掃描介質(zhì)。所述設(shè)備可以決定加入現(xiàn)有的信標(biāo)周期。在這種情況下，使用如在臨時(shí)申請題目為“BeaconingProtocol for Ad-Hoc Networks”中所公開的協(xié)議或上面所解釋的修改協(xié)議來在現(xiàn)有信標(biāo)周期的一個(gè)空時(shí)間片發(fā)送信標(biāo)。
每個(gè)設(shè)備為了信標(biāo)而掃描介質(zhì)。如果沒有接收信標(biāo)，那么設(shè)備設(shè)置其自己的目標(biāo)信標(biāo)傳輸時(shí)間(TBTT)或信標(biāo)周期開始時(shí)間(BPST)并且發(fā)送第一信標(biāo)。然而如果接收了信標(biāo)，那么設(shè)備尋找信標(biāo)周期中的空時(shí)間片并且如果有一個(gè)可用的話就選擇這個(gè)空時(shí)間片。一旦選擇了時(shí)間片，那么除非檢測到?jīng)_突，否則信標(biāo)始終由設(shè)備在相同的時(shí)間片中發(fā)送。如果接收一個(gè)以上的信標(biāo)，那么設(shè)備同步到最快的時(shí)鐘。
設(shè)備還可以決定創(chuàng)建新的信標(biāo)周期，例如創(chuàng)建新的WUSB群集。優(yōu)選地是，并不創(chuàng)建新的BP除非它是絕對必要的，例如由于在現(xiàn)有的BP中缺少空的時(shí)間片。新的BP不可與現(xiàn)有的BP和/或現(xiàn)有的DRP保留沖突。換句話說，用于創(chuàng)建新的信標(biāo)周期的一個(gè)主要原因可以是現(xiàn)有的信標(biāo)周期已經(jīng)被完全占據(jù)。如果除最后或幾個(gè)信標(biāo)時(shí)間片之外的所有信標(biāo)時(shí)間片都被占據(jù)，那么可以認(rèn)為BP被完全占據(jù)。可以保留最后的信標(biāo)時(shí)間片以用于特殊目的(像把新的設(shè)備關(guān)聯(lián)到自組織網(wǎng)絡(luò)或通告其它信標(biāo)周期)。
多個(gè)BP的共同存在如果設(shè)備決定創(chuàng)建新的BP，那么它在已經(jīng)現(xiàn)有的BP中通告創(chuàng)建新的BP。新的設(shè)備在現(xiàn)有的BP中發(fā)送信標(biāo)并且把由新的BP所使用的時(shí)間標(biāo)記為具有優(yōu)先級＝BP的硬DRP保留。接收包括具有優(yōu)先級BP的DRP保留的信標(biāo)的設(shè)備把保留的副本包括在它們自己的信標(biāo)中。所述設(shè)備在現(xiàn)有的BP中保持信標(biāo)直到它的保留的副本在其它信標(biāo)中被接收。創(chuàng)建新創(chuàng)建的BP以便不與其它現(xiàn)有的BP相沖突并且必須考慮來自鄰近設(shè)備的介質(zhì)的現(xiàn)有保留。
還可能發(fā)生多個(gè)BP由于移動性而需要共同存在。當(dāng)檢測到“相異”BP時(shí)，設(shè)備通告存在“相異”BP并且通過把類型BP的DRP保留包括在其自己的具有優(yōu)先級＝BP的信標(biāo)中來保護(hù)它。
如果現(xiàn)有的DRP保留與BP沖突，那么所述BP具有最高優(yōu)先級，由此需要重新協(xié)商候選的DRP保留。
如果兩個(gè)或多個(gè)BP沖突，那么具有沖突信標(biāo)的設(shè)備搜索空的信標(biāo)時(shí)間片。選擇性地，這些設(shè)備可以在“不沖突”的時(shí)間中開始新的BP。
在一個(gè)實(shí)施例中，對等設(shè)備在相同的BP中設(shè)立信標(biāo)。如果發(fā)送器設(shè)備與在多個(gè)(不同的)BP中設(shè)立信標(biāo)的設(shè)備通信，那么所述發(fā)送器設(shè)備在所述多個(gè)BP中設(shè)立信標(biāo)。如果通信設(shè)備最初在不同的BP中設(shè)立信標(biāo)，那么可能有兩種解決方案通信設(shè)備停止在其當(dāng)前BP中設(shè)立信標(biāo)并且開始在通信合作者的BP中設(shè)立信標(biāo)，或者設(shè)備繼續(xù)在其當(dāng)前BP中設(shè)立信標(biāo)并且另外開始在所述通信合作者的BP中設(shè)立信標(biāo)。前者解決方案包括信標(biāo)周期的切換。設(shè)備切換它們的信標(biāo)周期并且設(shè)備保持在它們當(dāng)前的BP中，例如可以是基于所述設(shè)備標(biāo)識符(ID)、在所述設(shè)備的BP中所占據(jù)的信標(biāo)時(shí)間片的數(shù)目或者由所述BP所管理的通信量的。停留在其BP的設(shè)備例如可以是具有最低ID或者在其BP中具有所占據(jù)的最大數(shù)目的信標(biāo)時(shí)間片或者在其BP中具有最高管理通信量的設(shè)備。
在候選實(shí)施例中，對等設(shè)備可以在不同的BP中設(shè)立信標(biāo)。這要求所有設(shè)備周期地監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)中的所有BP。
BP的切換當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)BP共同存在時(shí)，設(shè)備可以選擇性地切換到另一BP。如果設(shè)備切換到另一BP，那么切換設(shè)備在“x”超幀期間繼續(xù)在原始BP中設(shè)立信標(biāo)，以便通告它正在切換BP，其中“x”是預(yù)定的整數(shù)。這通過在信標(biāo)中所包括的特定切換通告字段來完成。所述設(shè)備還包括類型BP的DRP保留，如果新的BP尚未被保護(hù)的話，那么用于保護(hù)所述新的BP。
BP的終止當(dāng)在“x”個(gè)連續(xù)的超幀期間沒有在BP中監(jiān)聽到信標(biāo)時(shí)，該BP終止，由此DRP BP保留可以被清除，其中x是預(yù)定的整數(shù)。
如果設(shè)備檢測到相異BP的沖突，那么它可以在沖突的BP內(nèi)發(fā)送信標(biāo)并且通告所述沖突。這通過在信標(biāo)中所包括的特定通告字段來完成。
本發(fā)明的設(shè)備和方法可以用于無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(WPAN)和局域網(wǎng)(WLAN)300，其中無線設(shè)備301包括依照本發(fā)明修改的MAC模塊。圖3圖示了向其應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例的典型無線網(wǎng)絡(luò)。依照本發(fā)明的原理，提供了一種MAC模塊400，參見圖4，其被配置為執(zhí)行具有分時(shí)間片信道訪問的分布式信標(biāo)周期協(xié)議。應(yīng)當(dāng)注意，僅僅為了圖示目的，在圖3中所圖示的網(wǎng)絡(luò)很小。在實(shí)踐中，WLAN可以包括更大量的接合本發(fā)明的無線設(shè)備。
現(xiàn)在參照圖4，如圖3中所圖示，自組織網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的每個(gè)設(shè)備301可以包括具有體系結(jié)構(gòu)的MAC模塊400，在圖4的框圖中圖示了所述MAC模塊400。每個(gè)設(shè)備301可以包括MAC模塊400，該模塊具有可至少耦合到發(fā)送器401的控制器402、依照本發(fā)明的分布式信標(biāo)周期處理組件403和接收器404。發(fā)送器401和接收器404耦合到天線405。分布式信標(biāo)周期處理組件403提供了適應(yīng)性編程以使得例如多個(gè)BP可以共同存在，其中BP依照本發(fā)明可以是“本地”BP，以及依照諸如IEEE802.11之類的另一協(xié)議可以是“相異”BP。
現(xiàn)在參照圖5，當(dāng)開啟設(shè)備501時(shí)，它在至少一個(gè)超幀期間掃描現(xiàn)有的BP 502。如果接收一個(gè)或多個(gè)信標(biāo)，那么檢測到BP。BP由其信標(biāo)周期開始時(shí)間(BPST)來識別。如果沒有檢測到BP，那么設(shè)備通過發(fā)送信標(biāo)并且設(shè)置BPST來創(chuàng)建新的信標(biāo)周期503。所述設(shè)備可以隨機(jī)地選擇BPST。
如果檢測到一個(gè)或多個(gè)BP，那么設(shè)備可以通過在一個(gè)空時(shí)間片中發(fā)送信標(biāo)來加入現(xiàn)有的信標(biāo)周期505或者可以開始新的BP 503。選擇新的BPST以使其不與現(xiàn)有的BP和/或DRP保留沖突。
如果在掃描過程期間檢測到一個(gè)或多個(gè)BP，那么設(shè)備解碼鄰近的信標(biāo)并且確信BP已經(jīng)經(jīng)由DRP保留在鄰近的BP中被保護(hù)。如果其自己的BP在鄰近的BP中未被保護(hù)，那么設(shè)備在N個(gè)預(yù)定數(shù)目的超幀期間在鄰近的BP中發(fā)送信標(biāo)，以便通告并保護(hù)其自己的BP 506。信標(biāo)還包括用于表明類型BP的DRP保留的DRP信息元(IE)。
如果新的BP已經(jīng)被保護(hù)，那么設(shè)備直接開始正常操作507。
現(xiàn)在參照圖6，設(shè)備周期地進(jìn)行掃描來檢測新的BP 601以便維護(hù)現(xiàn)有保留的狀態(tài)，并且潛在地解決沖突。如果檢測到鄰近的BP，那么設(shè)備把類型BP的DRP包括在其自己的信標(biāo)中602。接收信標(biāo)的設(shè)備掃描鄰近的BP 603，所述信標(biāo)包括類型BP的DRP保留或切換通告。如果在掃描過程期間檢測到鄰近的BP，那么把類型BP的DRP保留包括在其自己的信標(biāo)中602。
如果現(xiàn)有的DRP保留與BP沖突，那么所述BP具有最高優(yōu)先級，由此其它DRP保留需要重新協(xié)商并移動604。如果兩個(gè)或多個(gè)BP沖突，那么具有沖突信標(biāo)的設(shè)備搜索空的不沖突的時(shí)間片或者在其它空閑時(shí)間片中開始新的BP 607。
當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)BP存在時(shí)，設(shè)備可以選擇性地切換到另一BP。如果設(shè)備離開當(dāng)前BP，那么它在N個(gè)預(yù)定數(shù)目的超幀期間保持在所述當(dāng)前BP中設(shè)立信標(biāo)605以便通告它離開了所述BP。在當(dāng)前BP中所發(fā)送的信標(biāo)包括切換BP通告606。如果新的BP在當(dāng)前BP中未被保護(hù)，那么設(shè)備還包括類型BP的DRP。
雖然已經(jīng)圖示并描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，然而本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這里所描述的實(shí)施例是說明性的并且在不脫離本發(fā)明真正范圍的情況下可以進(jìn)行各種改變和修改并且可以用等效物來替換其元素。另外，在不脫離本發(fā)明的中心范圍的情況下，可以進(jìn)行許多修改以使本發(fā)明的教導(dǎo)適于特定的情況。因此，意在本發(fā)明不限于作為用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的預(yù)期最佳方式所公開的特定實(shí)施例，而是本發(fā)明包括落入所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于在設(shè)備(301)的自組織網(wǎng)絡(luò)(300)中設(shè)備的分布式信標(biāo)周期協(xié)議的方法，包括所述設(shè)備(301)執(zhí)行步驟把介質(zhì)訪問時(shí)間劃分(502)為從信標(biāo)周期開始時(shí)間(101)開始的至少一個(gè)連續(xù)超幀(102)的序列；把所述超幀(102)劃分為分時(shí)間片的信標(biāo)周期BP(104)，后面是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送周期，所述BP(104)具有多個(gè)連續(xù)的信標(biāo)時(shí)間片(105)；并且與至少一個(gè)現(xiàn)有的自組織網(wǎng)絡(luò)BP相關(guān)聯(lián)(505)或者把新的自組織網(wǎng)絡(luò)BP創(chuàng)建為所述設(shè)備的BP(503)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟如果所述設(shè)備的BP在至少一個(gè)鄰近BP中未被保護(hù)，那么在所述至少一個(gè)鄰近BP中保護(hù)(506)未保護(hù)的BP；并且一旦所述設(shè)備的BP被保護(hù)，那么就正常操作(507)(600)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中保護(hù)步驟還包括步驟在至少一個(gè)鄰近BP中把自己BP的第一保留包括在所述設(shè)備自己的信標(biāo)中。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述保留是類型BP并且優(yōu)先級＝BP的DRP保留。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述第一關(guān)聯(lián)步驟還包括步驟選擇所述設(shè)備的BP的空時(shí)間片(505)；并且在所選擇的空時(shí)間片中設(shè)立所述設(shè)備自己的信標(biāo)(505)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，還包括步驟把關(guān)于其它設(shè)備的信標(biāo)的信息包括在所述設(shè)備自己的信標(biāo)中。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中保護(hù)步驟還包括步驟把第二保留包括在所述設(shè)備自己的信標(biāo)中以便通告所述其它設(shè)備的BP。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述第二保留是類型BP并且優(yōu)先級＝BP的DRP保留。
9.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述關(guān)聯(lián)步驟包括步驟在至少一個(gè)超幀期間掃描介質(zhì)以便檢測至少一個(gè)BP(502)；如果沒有檢測到至少一個(gè)BP，那么在依照預(yù)定方式計(jì)算的信標(biāo)周期開始時(shí)間開始新的BP作為所述設(shè)備的BP；并且如果檢測到至少一個(gè)BP，那么決定執(zhí)行以下步驟之一i.加入至少一個(gè)所檢測BP中的至少一個(gè)作為所述設(shè)備的BP(505)，和ii.在依照預(yù)定方式確定的信標(biāo)周期開始時(shí)間開始新的BP作為所述設(shè)備的BP(503)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述關(guān)聯(lián)步驟還包括步驟選擇所述設(shè)備的BP的空時(shí)間片(505)；并且在所選擇的空時(shí)間片中設(shè)立所述設(shè)備自己的信標(biāo)(505)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，還包括步驟把關(guān)于其它設(shè)備的信標(biāo)的信息包括在所述設(shè)備自己的信標(biāo)中。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，其中保護(hù)步驟還包括步驟在鄰近BP中把第三保留包括在所述設(shè)備自己的信標(biāo)中以便通告所述BP。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第三保留是類型BP并且優(yōu)先級＝BP的DRP保留。
14.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述正常操作步驟C包括步驟經(jīng)由介質(zhì)接收信標(biāo)(601)；并且當(dāng)包括類型BP的DRP保留的信標(biāo)被接收時(shí)，執(zhí)行步驟——掃描新的BP(603)，并且當(dāng)檢測到新的BP時(shí)，保護(hù)所述新的BP(602)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中保護(hù)步驟還包括步驟把第四保留包括在所述設(shè)備自己的信標(biāo)中以便保護(hù)所述BP。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述第四保留是類型BP并且優(yōu)先級＝BP(602)的DRP保留。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其中正常操作的步驟(507)(600)還包括步驟如果兩個(gè)或多個(gè)BP共同存在那么設(shè)備選擇性地切換BP(605)(606)(607)。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中由設(shè)備切換BP的步驟還包括步驟把特定切換通告字段包括在信標(biāo)中以便通告新的BP(606)；并且利用包括特定切換通告字段的信標(biāo)來為至少預(yù)定通告數(shù)目的連續(xù)超幀設(shè)立信標(biāo)(605)。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中設(shè)立信標(biāo)步驟還包括從由以下步驟所構(gòu)成的組中所選擇的步驟之一(a)執(zhí)行下列步驟——如果新的BP尚未被保護(hù)的話，那么包括類型BP的DRP保留以便保護(hù)所述新的BP(607)，并且如果新的BP已經(jīng)被保護(hù)，那么停止傳輸所述信標(biāo)；并且(b)在所述新的BP中發(fā)送信標(biāo)。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述正常操作步驟(507)(600)還包括步驟當(dāng)包括另一設(shè)備的BP切換通告的信標(biāo)被接收時(shí)，執(zhí)行下列步驟——掃描新的BP(603)，并且當(dāng)檢測到新的BP時(shí)，保護(hù)所述新的BP(602)。
21.如權(quán)利要求2所述的方法，其中正常操作步驟(507)(600)還包括終止所述BP的步驟。
22.如權(quán)利要求2所述的方法，其中正常操作的步驟(507)(600)還包括步驟當(dāng)在預(yù)定清除數(shù)目的連續(xù)超幀的BP期間沒有接收到信標(biāo)時(shí)清除所述設(shè)備的DRP BP保留。
23.如權(quán)利要求14所述的方法，其中正常操作的步驟(507)(600)還包括步驟當(dāng)至少兩個(gè)BP沖突時(shí)，直到不再有任何沖突的BP為止，重復(fù)地執(zhí)行從由以下步驟所構(gòu)成的組中所選擇的至少一個(gè)步驟(a)執(zhí)行子步驟為其它沖突BP的設(shè)備對每個(gè)沖突BP搜索足夠的空信標(biāo)時(shí)間片(608)，并且把至少一個(gè)沖突BP移動到不沖突的信標(biāo)周期開始時(shí)間(604)；并且(b)執(zhí)行子步驟為自己的BP對所述超幀搜索足夠的空信標(biāo)時(shí)間片，并且并且把所述BP移動到超幀中的空時(shí)間片(608)。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中正常操作的步驟(507)(600)還包括步驟當(dāng)現(xiàn)有的DRP保留與BP沖突時(shí)，把沖突的DRP保留移動到不沖突的時(shí)間(608)。
25.如權(quán)利要求23所述的方法，其中正常操作的步驟(507)(600)還包括步驟當(dāng)現(xiàn)有的DRP保留與BP沖突時(shí)，把所述BP移動到不沖突的時(shí)間(604)。
26.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟設(shè)備的自組織網(wǎng)絡(luò)(300)的每個(gè)設(shè)備(301)通過執(zhí)行從由以下子步驟所構(gòu)成的組中所選擇的子步驟之一來在相同的BP中設(shè)立信標(biāo)在所述設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)(300)的每個(gè)設(shè)備(301)的每個(gè)BP中并行設(shè)立信標(biāo)；并且切換自己的BP以便在與所述設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)(300)的其它設(shè)備(301)相同的BP中設(shè)立信標(biāo)。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其中根據(jù)所述設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)(300)的每個(gè)設(shè)備(301)的標(biāo)識符依照分布式方法來選擇不必切換其BP的設(shè)備(301)。
28.如權(quán)利要求26所述的方法，其中根據(jù)所述設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)(300)的每個(gè)設(shè)備(301)的BP中所占據(jù)信標(biāo)時(shí)間片的數(shù)目依照分布式方法來選擇不必切換其BP的設(shè)備(301)。
29.如權(quán)利要求26所述的方法，其中根據(jù)所述設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)(300)的設(shè)備(301)的BP中的信標(biāo)所保留的部分超幀(102)的大小依照分布式方法來選擇不必切換其BP的設(shè)備(301)。
30.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)(300)的每個(gè)設(shè)備(301)可以在不同的BP中設(shè)立信標(biāo)。
31.一種用于自組織網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的分布式信標(biāo)設(shè)備，包括接收器(404)，用于接收來自其它自組織網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(301)的信標(biāo)(105)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送；發(fā)送器(401)，用于發(fā)送設(shè)備自己的信標(biāo)和數(shù)據(jù)；分布式信標(biāo)周期處理組件(403)，用于處理所接收的信標(biāo)和所述設(shè)備(301)自己的信標(biāo)以便傳輸；控制器(402)，可操作耦合到所述分布式信標(biāo)處理組件(403)并且被配置為指導(dǎo)所述處理組件來i.把介質(zhì)劃分為超幀(102)的序列，所述超幀(102)包括至少一個(gè)分時(shí)間片的信標(biāo)周期(BP)(104)并且包括特定數(shù)目的信標(biāo)時(shí)間片，每個(gè)信標(biāo)時(shí)間片都具有預(yù)定的信標(biāo)時(shí)間片長度(202)，所述分時(shí)間片的BP(104)后面是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送周期(103)，并且ii.與現(xiàn)有的自組織網(wǎng)絡(luò)BP和新的自組織網(wǎng)絡(luò)BP中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)作為所述設(shè)備(301)的BP。
32.如權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其中所述控制器(402)還被配置為指導(dǎo)所述分布式信標(biāo)處理組件(403)來iii.在鄰近的BP中保護(hù)所述設(shè)備的BP(506)；并且iv.一旦所述設(shè)備的BP被保護(hù)，那么就正常操作(507)(600)。
33.如權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其中所述控制器還被配置為選擇所述設(shè)備的BP的空時(shí)間片；并且在所選擇的空時(shí)間片中設(shè)立所述設(shè)備自己的信標(biāo)。
34.如權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其中分布式BP處理組件通過把類型BP并且優(yōu)先級＝BP的DRP保留包括在所述設(shè)備自己的信標(biāo)中以便向鄰近設(shè)備通告所述BP來保護(hù)所述設(shè)備的BP。
35.如權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其中分布式BP處理組件還被配置為把關(guān)于其它設(shè)備的信標(biāo)的信息包括在所述設(shè)備自己的信標(biāo)中。
36.如權(quán)利要求35所述的設(shè)備，其中所述控制器(402)還被配置為控制分布式BP來在至少一個(gè)超幀期間掃描介質(zhì)以便檢測至少一個(gè)BP(502)；如果沒有檢測到至少一個(gè)BP(503)，那么在依照預(yù)定方式計(jì)算的信標(biāo)周期開始時(shí)間開始新的BP作為所述設(shè)備的BP；并且如果檢測到至少一個(gè)BP，那么決定執(zhí)行以下步驟之一(504)i.加入至少一個(gè)所檢測BP之一作為所述設(shè)備的BP(505)，并且ii.在依照預(yù)定方式確定的BP開始時(shí)間開始新的BP作為所述設(shè)備的BP(503)。
37.如權(quán)利要求36所述的設(shè)備，其中對于正常操作(507)(600)，所述控制器(402)還被配置為當(dāng)所接收的信標(biāo)包括類型BP的DRP保留和用于其它設(shè)備的BP切換通告中的至少一個(gè)時(shí)掃描新的BP(603)，并且當(dāng)檢測到新的BP時(shí)，保護(hù)所述新的BP(602)；當(dāng)接收到鄰近的信標(biāo)時(shí)，保護(hù)所述鄰近的BP(602)；當(dāng)所述設(shè)備切換在所述設(shè)備自己的信標(biāo)中的BP通告時(shí)，對于預(yù)定通告數(shù)目的連續(xù)超幀來說，所述設(shè)備切換BP(606)；如果兩個(gè)或多個(gè)BP共同存在那么選擇性地切換BP(608)；終止所述BP；當(dāng)在預(yù)定清除數(shù)目的連續(xù)超幀的BP期間沒有接收信標(biāo)時(shí)，清除所述設(shè)備的DRP BP保留，當(dāng)至少兩個(gè)BP沖突時(shí)，直到不再有任何沖突的BP為止，重復(fù)執(zhí)行從由以下功能所構(gòu)成的組中所選擇的至少一個(gè)功能為其它沖突BP的設(shè)備對每個(gè)沖突BP搜索足夠的空信標(biāo)時(shí)間片，和把至少一個(gè)沖突BP移動到不沖突的信標(biāo)周期開始時(shí)間(608)；并且當(dāng)現(xiàn)有的DRP保留與BP沖突時(shí)，把沖突的DRP保留移動到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送周期的不沖突時(shí)間(604)。
全文摘要
在具有分時(shí)間片超幀(102)的分布式MAC協(xié)議中，其中所述超幀(102)包括至少一個(gè)分時(shí)間片的信標(biāo)周期(104)，后面是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送周期(103)，提供了一種用于在所述超幀(102)中的不同位置創(chuàng)建并維護(hù)幾個(gè)信標(biāo)周期(104)的系統(tǒng)和方法。當(dāng)加入所述網(wǎng)絡(luò)(300)時(shí)，設(shè)備(301)加入現(xiàn)有的信標(biāo)周期(104)或者在超幀(102)中的位置創(chuàng)建新的信標(biāo)周期(104)，所述位置不與信標(biāo)周期(104)或保留周期相重疊。信標(biāo)周期(104)通過設(shè)備(301)在它們的信標(biāo)中通告鄰近信標(biāo)周期來彼此相互保護(hù)。
文檔編號H04L12/56GK1934827SQ200580009338
公開日2007年3月21日 申請日期2005年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月24日
發(fā)明者J·哈貝塔, J·德爾普拉多帕豐 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司