專利名稱：用于調(diào)度全局信標(biāo)在體域網(wǎng)中的傳輸?shù)姆椒?br> 用于調(diào)度全局信標(biāo)在體域網(wǎng)中的傳輸?shù)姆椒ū旧暾?qǐng)要求2008年8月11日提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)No. 61/087，746的權(quán)益。本發(fā)明總體涉及體域網(wǎng)(BAN)中所使用的媒體訪問控制(MAC)協(xié)議。體域網(wǎng)(BAN)主要被設(shè)計(jì)用于永久監(jiān)視和記錄生命體征。如

圖1所示的示范性BAN 包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)120，這些節(jié)點(diǎn)典型地是可以被人體穿戴或被植入到人體中的傳感器。節(jié)點(diǎn) 120監(jiān)視生命體的參數(shù)和移動(dòng)，并通過一無線媒介彼此通信。節(jié)點(diǎn)120可以將數(shù)據(jù)從身體傳 輸?shù)揭粋€(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)130，從這些節(jié)點(diǎn)130所述數(shù)據(jù)可以通過局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)、 蜂窩網(wǎng)絡(luò)等等實(shí)時(shí)地被轉(zhuǎn)發(fā)到醫(yī)院、診所或其他地方。設(shè)計(jì)BAN的要求包括節(jié)點(diǎn)120和130的能效、可擴(kuò)展性、集成、干擾抑制、共存性、 高質(zhì)量的服務(wù)(QoS)和安全?？梢酝ㄟ^最優(yōu)地控制接收器節(jié)點(diǎn)(即，接收數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn))在偵 聽狀態(tài)與睡眠狀態(tài)之間的占空比來實(shí)現(xiàn)高效的能耗。在睡眠狀態(tài)中，關(guān)閉所述節(jié)點(diǎn)的收發(fā) 器，由此節(jié)約能量。可以通過MAC協(xié)議來執(zhí)行占空比調(diào)節(jié)，其目的是最小化空閑偵聽、串音、 沖突和控制開銷。在相關(guān)領(lǐng)域中，公開了用于短程無線網(wǎng)絡(luò)的若干個(gè)MAC協(xié)議。例如，IEEE 802標(biāo) 準(zhǔn)委員會(huì)已經(jīng)開發(fā)了用于無線局域網(wǎng)和無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)族，比如設(shè)計(jì)用于無線局 域網(wǎng)(WLAN)的IEEE 802. 11標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)用于無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(WPAN)的IEEE 802. 15. 4 標(biāo)準(zhǔn)。BAN被預(yù)期用于生命垂危的醫(yī)學(xué)應(yīng)用。因此，除了能效之外，可靠性、容錯(cuò)性和QoS 是基本要求。同一個(gè)BAN或多個(gè)BAN內(nèi)的節(jié)點(diǎn)可以由于扭轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)身、步行和奔跑而在范圍之 內(nèi)和之外移動(dòng)。因此，為了達(dá)到所述基本要求，BAN對(duì)于頻繁的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和密度變化而言應(yīng) 當(dāng)是靈活的。所提出的用于WLAN和WPAN的MAC協(xié)議不能有效地解決這些問題，從而使得 它們不適合用于BAN。特別地，與上面提及的無線網(wǎng)絡(luò)形成對(duì)比，BAN是高度局部化的網(wǎng)絡(luò)。典型地，BAN 節(jié)點(diǎn)的傳輸范圍是3米。考慮到身體上任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)直接的距離小于3米這樣的事實(shí)，身 體上大多數(shù)節(jié)點(diǎn)將處于彼此直接通信的范圍內(nèi)。然而，在某些情況下，由于身體遮蔽，因而 這些節(jié)點(diǎn)可能會(huì)相對(duì)于彼此被隱藏。例如，由于巨大的路徑損耗，不能從身體后部的一節(jié)點(diǎn) 到達(dá)身體前部的另一節(jié)點(diǎn)。因此，需要多跳通信以便在身體上的任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間提供連 通性。由于身體上的各節(jié)點(diǎn)的鄰近性，時(shí)分多址方案是避免消息沖突并提高可靠性的優(yōu) 選的方式。在該方案中，信道訪問時(shí)間被分成固定的和重復(fù)的持續(xù)時(shí)間輪。因此，時(shí)間輪是 重復(fù)的和固定的持續(xù)時(shí)間，在此期間節(jié)點(diǎn)可以訪問介質(zhì)。網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)在全局信標(biāo)消 息的幫助下使它們的時(shí)鐘每輪同步一次。周期性時(shí)鐘同步是克服時(shí)鐘偏移所必需的。輪時(shí) 間被進(jìn)一步分成固定持續(xù)時(shí)隙，其用作介質(zhì)預(yù)留的基本單元。節(jié)點(diǎn)預(yù)留時(shí)隙，在這些時(shí)隙期 間它們具有訪問介質(zhì)的專有權(quán)。為了實(shí)現(xiàn)無沖突時(shí)隙預(yù)留，時(shí)隙請(qǐng)求和分配對(duì)網(wǎng)絡(luò)中所有 節(jié)點(diǎn)而言必須是已知的。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，全局信標(biāo)也被用于交換預(yù)留請(qǐng)求，即用于預(yù)留節(jié)點(diǎn)可 以訪問介質(zhì)的時(shí)隙。在當(dāng)前輪的全局信標(biāo)期間，所有節(jié)點(diǎn)交換它們對(duì)下一個(gè)輪的預(yù)留請(qǐng)求?；谠诋?dāng)前輪期間所接收的請(qǐng)求，導(dǎo)出用于下一個(gè)輪的無沖突時(shí)隙分配。為了確保全局地 傳播所述預(yù)留請(qǐng)求，全局信標(biāo)的傳輸?shù)倪m當(dāng)順序是至關(guān)重要的。例如，如圖2所示，三個(gè)節(jié) 點(diǎn)200-X、200-Y和200-Ζ被設(shè)置在線性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中。節(jié)點(diǎn)200-Χ和200-Ζ相對(duì)于彼此被隱 藏，但是都在200-Υ的傳輸范圍內(nèi)。在該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，假設(shè)節(jié)點(diǎn)200-Χ傳輸?shù)谝粋€(gè)全局信標(biāo)，隨后是節(jié)點(diǎn)200-Υ傳輸?shù)?一全局信標(biāo)，再隨后是節(jié)點(diǎn)200-Ζ的全局信標(biāo)。每個(gè)全局信標(biāo)攜帶該節(jié)點(diǎn)已經(jīng)在當(dāng)前輪期 間直接或間接接收的預(yù)留請(qǐng)求。節(jié)點(diǎn)偵聽它們的鄰居的全局信標(biāo)以獲悉它們的預(yù)留請(qǐng)求。 在這種情況下，由節(jié)點(diǎn)200-Χ發(fā)送的全局信標(biāo)先于節(jié)點(diǎn)200-Υ的信標(biāo)，因此使得節(jié)點(diǎn)200-Υ 能夠了解節(jié)點(diǎn)200-Χ用于下一個(gè)輪的預(yù)留請(qǐng)求。因此，節(jié)點(diǎn)200-Υ的全局信標(biāo)也攜帶節(jié)點(diǎn) 200-Χ的預(yù)留請(qǐng)求。相似地，由節(jié)點(diǎn)200-Ζ發(fā)送的全局信標(biāo)攜帶節(jié)點(diǎn)200-Χ和200-Υ的預(yù) 留請(qǐng)求。在該全局信標(biāo)序列結(jié)尾處，節(jié)點(diǎn)200-Υ和200-Ζ知道所有這3個(gè)節(jié)點(diǎn)的預(yù)留請(qǐng)求。 然而，節(jié)點(diǎn)200-Χ沒有接收來自節(jié)點(diǎn)200-Ζ的預(yù)留請(qǐng)求。作為另一個(gè)示例，假設(shè)節(jié)點(diǎn)200-Υ 傳輸?shù)谝粋€(gè)全局信標(biāo)，隨后是節(jié)點(diǎn)200-Ζ，再隨后是節(jié)點(diǎn)200-Χ。在這種情況下，節(jié)點(diǎn)200-Χ 和200-Ζ沒有接收彼此的預(yù)留請(qǐng)求。對(duì)于圖2中所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，需要適當(dāng)排序的全局信標(biāo)。例如，節(jié)點(diǎn)200-Χ傳輸?shù)?一個(gè)全局信標(biāo)，隨后是節(jié)點(diǎn)200-Ζ的全局信標(biāo)。隨后，節(jié)點(diǎn)200-Υ通過偵聽節(jié)點(diǎn)200-Χ和 200-Ζ的全局信標(biāo)了解這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的用于下一個(gè)輪的預(yù)留請(qǐng)求。在這種情況下，除了節(jié)點(diǎn) 200-Χ和節(jié)點(diǎn)200-Ζ的預(yù)留請(qǐng)求之外，節(jié)點(diǎn)200-Υ還將它自己的預(yù)留請(qǐng)求嵌入在它的全局信 標(biāo)中并且傳輸所述最后一個(gè)全局信標(biāo)以使得每個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠獲悉來自所有節(jié)點(diǎn)的預(yù)留請(qǐng)求。上文的示例清楚地表明為了全局地傳播預(yù)留請(qǐng)求，全局信標(biāo)的排序不能任意地 進(jìn)行。因此，所期望的是，提供一種用于調(diào)度全局信標(biāo)的傳輸以高效地傳播預(yù)留請(qǐng)求的方 法。本發(fā)明的某些實(shí)施例包括一種用于調(diào)度全局信標(biāo)在體域網(wǎng)(BAN)中的傳輸?shù)姆?法。該BAN包括主節(jié)點(diǎn)和從屬節(jié)點(diǎn)，其中主節(jié)點(diǎn)以樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)置。該方法包括在上行 周期期間將上行的全局信標(biāo)(AGB)從樹的葉節(jié)點(diǎn)傳播到根節(jié)點(diǎn)，其中AGB至少包括在時(shí)間 輪期間時(shí)隙的預(yù)留；由根節(jié)點(diǎn)處理AGB以確定時(shí)隙占用信息；在下行周期期間將下行的全 局信標(biāo)(DGB)從根節(jié)點(diǎn)傳播到葉節(jié)點(diǎn)(S440)，其中DGB至少包括在時(shí)間輪期間時(shí)隙的預(yù)留； 以及由除根節(jié)點(diǎn)之外的主節(jié)點(diǎn)處理DGB以至少更新DGB中所包含的時(shí)隙占用信息。在本說明書的結(jié)尾處的權(quán)利要求中，特別地指出并清楚地要求保護(hù)被視為本發(fā)明 的主題。本發(fā)明的前述和其他特征和優(yōu)點(diǎn)根據(jù)下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述將是清楚的。圖1是無線體域網(wǎng)的示意圖。圖2示出描述用于調(diào)度全局信標(biāo)的任意技術(shù)的體域網(wǎng)的線性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖3A示出在上行周期期間樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中信息傳播的方向。圖;3B示出在下行周期期間樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中信息傳播的方向。圖3C、3D和3E示出在上行和下行周期期間的時(shí)間輪、信標(biāo)組、加入窗和時(shí)隙占用。圖3F示出當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)離開樹時(shí)的更新的樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖4是用于描述用于調(diào)度全局信標(biāo)的傳輸?shù)姆椒ǖ姆窍拗菩郧沂痉缎詧D。圖5是用于描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行的初始化步驟的執(zhí)行的流程圖。圖6是用于描述如根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的在上行周期期間主節(jié)點(diǎn)的操作的流程圖。圖7是用于描述如根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的上行的全局信標(biāo)的處理的示范性 流程圖。圖8是用于描述如根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的在下行周期期間下行的全局信標(biāo) 的傳播的流程圖。圖9是用于描述如根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的下行的全局信標(biāo)的處理的流程圖。圖10是用于在根節(jié)點(diǎn)死亡時(shí)執(zhí)行的過程的實(shí)例。重要的是注意，本發(fā)明所公開的實(shí)施例僅僅是本文的創(chuàng)新教導(dǎo)的許多有利的用途 的一些實(shí)例。一般地，本申請(qǐng)的說明書中所做出的陳述并不必然限制任何各項(xiàng)要求保護(hù)的 發(fā)明。而且，一些陳述可以適用于某些發(fā)明特征而不適于其他發(fā)明特征。一般地，除非另有 說明，單數(shù)元素不失一般性可以是復(fù)數(shù)，反之亦然。在附圖中，若干視圖的相似附圖標(biāo)記表 示相似的部分。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供一種用于全局信標(biāo)調(diào)度的方法，這對(duì)于至少在體域網(wǎng) (BAN)中實(shí)現(xiàn)同步、介質(zhì)預(yù)留、QoS和容錯(cuò)是必不可少的。該方法實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)的且可擴(kuò)展的 的占空比調(diào)節(jié)，其可以適于達(dá)到BAN的等待時(shí)間要求和傳輸條件，由此在沒有損害QoS的情 況下節(jié)約了能量。根據(jù)本發(fā)明的原理，所述全局信標(biāo)調(diào)度方法在體域網(wǎng)中構(gòu)造并維持主節(jié) 點(diǎn)的(邏輯的)樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，節(jié)點(diǎn)具有父子關(guān)系，其中根節(jié)點(diǎn)沒有父 親，而所有其他節(jié)點(diǎn)都恰好有一個(gè)父親。一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以有多個(gè)孩子。沒有任何孩子的節(jié)點(diǎn) 是葉節(jié)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，時(shí)間輪310中的預(yù)定義的時(shí)隙(如圖3C所示)被預(yù)留用于全 局信標(biāo)周期(GBP) 320。主節(jié)點(diǎn)偵聽全局信標(biāo)周期并在它們的分配的時(shí)隙中發(fā)送全局信標(biāo) 以使它們的時(shí)鐘同步并交換預(yù)留請(qǐng)求。全局信標(biāo)周期被進(jìn)一步分成兩個(gè)時(shí)間周期上行周 期(AP) 322和下行周期(DP) 324。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，時(shí)間輪的持續(xù)時(shí)間明顯大于 全局信標(biāo)周期的持續(xù)時(shí)間，由此最小化了控制開銷。在上行周期期間，信息被傳遞給祖先(父親)，并且在下行周期期間，信息被傳遞給 后代(孩子)。這進(jìn)一步在圖3A和;3B中被示出，圖3A和;3B分別示出了在上行周期期間和 下行周期期間樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中信息傳播的方向。節(jié)點(diǎn)“A”是根，而節(jié)點(diǎn)“B”、“E”和“F”是 葉節(jié)點(diǎn)。在全局信標(biāo)周期期間發(fā)送其全局信標(biāo)的所有設(shè)備被共同地稱為信標(biāo)組。在該實(shí)例 中，信標(biāo)組由設(shè)備A、B、C、D、E和F組成。特別地，在上行周期期間，除了根之外的所有節(jié)點(diǎn)在它們各自的時(shí)隙中以上行的 順序傳輸它們的全局信標(biāo)，即孩子們?cè)谒鼈兊母赣H之前傳輸它們的全局信標(biāo)。孤兒節(jié)點(diǎn) 是沒有發(fā)現(xiàn)其父親的節(jié)點(diǎn)。在該周期期間，父親們偵聽它們孩子的全局信標(biāo)以及孤兒節(jié)點(diǎn) 的全局信標(biāo)?；跇湫瓮?fù)浣Y(jié)構(gòu)的全局信標(biāo)傳輸?shù)纳闲许樞虻膶?shí)例(圖3A中所示的)是 F->E->D->C->B->A 和 B->E->D->F->C->A。在下行周期期間，全局信標(biāo)傳輸?shù)捻樞虮荒孓D(zhuǎn)，即父親們?cè)谒鼈兊暮⒆又皞鬏?它們的全局信標(biāo)。在該周期期間，孩子偵聽它們的父親的全局信標(biāo)。在下行周期期間，葉節(jié) 點(diǎn)和孤兒不需要傳輸它們的全局信標(biāo)?；跇湫瓮?fù)浣Y(jié)構(gòu)的全局信標(biāo)傳輸?shù)南滦许樞虻膶?shí) 例(圖:3B 中所示的)是 A->B->C->D->E->F 和 A->C->F->D->E_>B。應(yīng)當(dāng)注意，下行順序是上行順序的逆，即，如果上行順序是B->E->D->F->C->A，則下行順序是A->C->F->D->E->B。由于根在上行周期期間不需要傳輸它的全局信標(biāo)并且葉 節(jié)點(diǎn)在下行周期期間不需要傳輸它們的全局信標(biāo)，所以全局信標(biāo)傳輸?shù)纳闲泻拖滦许樞蚩?以包括空時(shí)隙。例如，在圖3D中，上行順序是F->E->D->C->B->_，并且相應(yīng)的下行順序是 A->_->C->D->_->_，其中“_”指示空時(shí)隙。通過省略全局信標(biāo)傳輸，這些節(jié)點(diǎn)節(jié)約了能量。在上行周期期間，使用上行全局信標(biāo)(AGB)將預(yù)留請(qǐng)求和其他相關(guān)信息朝根傳播。 在上行周期結(jié)尾處，根知道所有主節(jié)點(diǎn)的完整的全局拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和預(yù)留請(qǐng)求。在下行周期期 間，根使用下游全局信標(biāo)(DGB)將信息分發(fā)到所有節(jié)點(diǎn)。在下行周期的結(jié)尾處，所有主節(jié)點(diǎn) 接收來自根的請(qǐng)求信息。應(yīng)當(dāng)注意，不需要所有節(jié)點(diǎn)都在根的直接通信范圍內(nèi)。信息在上行周期期間從孩 子傳播到父親，而在下行周期期間從父親傳播到孩子。在上述實(shí)例中，在上行周期期間，節(jié) 點(diǎn)“D”接收來自節(jié)點(diǎn)“E”的上行的全局信標(biāo)并且將所述信息嵌入到它自己的、要被根“A”接 收的上行信息。相似地，在下行周期期間，節(jié)點(diǎn)“D”接收來自根“A”的下行的全局信標(biāo)并且 將所述信息嵌入到它自己的要被節(jié)點(diǎn)“E”接收的下行信標(biāo)。應(yīng)當(dāng)注意，根“A”和節(jié)點(diǎn)“E”在 彼此的直接通信范圍之外。然而，根“A”通過節(jié)點(diǎn)“D”接收來自節(jié)點(diǎn)“E”的預(yù)留請(qǐng)求，并且 節(jié)點(diǎn)“E”通過節(jié)點(diǎn)“D”接收根響應(yīng)。所述協(xié)議確保了信標(biāo)組中的所有節(jié)點(diǎn)接收所述信息。首先被加電的節(jié)點(diǎn)變成根并在每個(gè)輪的根時(shí)隙中發(fā)送下行的全局信標(biāo)。隨后啟動(dòng) 的節(jié)點(diǎn)通過在圖3D中所描繪的加入窗330內(nèi)的“加入時(shí)隙”中發(fā)送它們的AGB來加入現(xiàn)有 的信標(biāo)組。每個(gè)新加入的節(jié)點(diǎn)被分配給一父親，并且由此構(gòu)造所述樹。加入窗是預(yù)定數(shù)量的 時(shí)隙(加入時(shí)隙)，其被分配以方便新節(jié)點(diǎn)加入現(xiàn)有信標(biāo)組。信標(biāo)組中所有的節(jié)點(diǎn)偵聽加入 窗中的加入時(shí)隙。當(dāng)新設(shè)備加入信標(biāo)組并且占用時(shí)隙時(shí)加入窗左移，并且當(dāng)設(shè)備離開信標(biāo) 組時(shí)加入窗右移。當(dāng)新設(shè)備加入信標(biāo)組時(shí)，在上行周期中時(shí)隙占用縮小，而在下行周期中時(shí) 隙占用增長。如果根發(fā)生故障或離開信標(biāo)組，則占用緊鄰根時(shí)隙的時(shí)隙的節(jié)點(diǎn)變?yōu)楦?。?圖3F所示，節(jié)點(diǎn)B在節(jié)點(diǎn)A離開信標(biāo)組之后變?yōu)楦?。在上行周期中，由于設(shè)備離開信標(biāo)組 而出現(xiàn)的任何未被占用的時(shí)隙由占用前一個(gè)時(shí)隙的設(shè)備來填充。因此，在穩(wěn)定狀態(tài)中，如圖 3E所示，在上行周期中加入時(shí)隙與根時(shí)隙之間的所有全局信標(biāo)時(shí)隙被占用。當(dāng)節(jié)點(diǎn)離開信 標(biāo)組時(shí)，如圖3F所示，樹被修剪。因此，樹是以分布式的方式動(dòng)態(tài)地構(gòu)造的。圖4示出用于描述用于操作根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例公開的全局信標(biāo)調(diào)度協(xié)議 (GBSP)的方法的非限制性且示范性圖400。在S410中，每個(gè)主節(jié)點(diǎn)在該節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)時(shí)被初始 化。隨后，在不同的時(shí)間周期期間執(zhí)行重復(fù)的過程。特別地，在S420中，將上行的全局信標(biāo) (AGB)從葉節(jié)點(diǎn)傳播到根，并且隨后在S430中，由根處理上行的全局信標(biāo)。在S440中，將下 行的全局信標(biāo)從根傳播到所有其他節(jié)點(diǎn)。在S450中，由每個(gè)不是根的節(jié)點(diǎn)處理下行的全局 信標(biāo)。下文中詳細(xì)描述了所述方法步驟的每一個(gè)。圖5示出更詳細(xì)地描述初始化步驟S410的執(zhí)行的示范性且非限制性流程圖。當(dāng) 節(jié)點(diǎn)被加電時(shí)，執(zhí)行初始化步驟S410。在S511中，在單個(gè)時(shí)間輪期間主節(jié)點(diǎn)掃描信標(biāo)。時(shí) 間輪是重復(fù)的且固定的持續(xù)時(shí)間，在此期間節(jié)點(diǎn)可以訪問介質(zhì)。在步驟S513和S510中，主 節(jié)點(diǎn)可以在找到用于操作的適當(dāng)信道之前順序地掃描多個(gè)信道。在S512中，檢查在時(shí)間 輪期間全局信標(biāo)是否已經(jīng)被接收。如果沒有信標(biāo)被接收并且信道被確定為良好，則在S514 中，主節(jié)點(diǎn)聲明它自己為根，設(shè)置它自己的輪開始時(shí)間，并且將狀態(tài)變量初始化為它們的預(yù) 定義的值。此后，主節(jié)點(diǎn)開始起根的作用，并且在S515中執(zhí)行進(jìn)入(proceed to) S440。
如果主節(jié)點(diǎn)接收到全局信標(biāo)，則在步驟S516和S517中，該節(jié)點(diǎn)使其RST同步，并 且確定信標(biāo)組成員和當(dāng)前根。在S518中，所述節(jié)點(diǎn)相應(yīng)地初始化狀態(tài)變量并偵聽直到到達(dá) 加入時(shí)隙。在S519中，加入時(shí)隙被定位在全局信標(biāo)周期的開始處，以允許每輪高達(dá)預(yù)定數(shù) 量的節(jié)點(diǎn)加入。試圖加入現(xiàn)有信標(biāo)組的節(jié)點(diǎn)在S520中隨機(jī)地挑選所述加入時(shí)隙之一并且 在該時(shí)隙中調(diào)度上行的全局信標(biāo)傳輸。此后，在S521中，執(zhí)行繼續(xù)到S420?，F(xiàn)有信標(biāo)組的所有主節(jié)點(diǎn)偵聽加入時(shí)隙以發(fā)現(xiàn)加入節(jié)點(diǎn)。試圖加入信標(biāo)組的節(jié)點(diǎn) 必須競(jìng)爭(zhēng)訪問所示加入時(shí)隙。如果試圖加入的節(jié)點(diǎn)感測(cè)到介質(zhì)空閑了一段隨機(jī)時(shí)間，則該 節(jié)點(diǎn)在上行周期期間在隨機(jī)挑選的加入時(shí)隙中傳輸上行的全局信標(biāo)。加入節(jié)點(diǎn)被認(rèn)為是孤 兒，直到它成功加入為止，此時(shí)該節(jié)點(diǎn)被根分配為具有父親。如果節(jié)點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)失敗，則它針對(duì) 另一個(gè)加入時(shí)隙再次競(jìng)爭(zhēng)。一旦所述節(jié)點(diǎn)在加入時(shí)隙中發(fā)送其上行的全局信標(biāo)，則該節(jié)點(diǎn) 睡眠直到下行周期到來為止，在此期間該節(jié)點(diǎn)偵聽下行的全局信標(biāo)。如果節(jié)點(diǎn)在下行周期 期間發(fā)現(xiàn)它自己在根下行全局信標(biāo)中列出，則該節(jié)點(diǎn)試圖加入現(xiàn)有信標(biāo)組是成功的。否則， 通過執(zhí)行步驟S520，節(jié)點(diǎn)在連續(xù)輪的加入窗期間重復(fù)其加入信標(biāo)組的嘗試，直到該節(jié)點(diǎn)成 功加入或超過了所允許的未成功加入嘗試的最大數(shù)量。圖6示出用于描述如根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的在上行周期期間主節(jié)點(diǎn)的操作 的示范性流程圖S420。在該上行周期期間，在步S618中所有節(jié)點(diǎn)偵聽加入時(shí)隙和它們的 孩子的時(shí)隙。特別地，只有在步驟S613、S614和S615中確定了當(dāng)前時(shí)隙是主節(jié)點(diǎn)的孩子所 擁有的、當(dāng)前時(shí)隙是加入時(shí)隙、或topologyDiscovery變量是真，主節(jié)點(diǎn)才執(zhí)行步驟S618。 在穩(wěn)定狀態(tài)中，topologyDiscovery變量被設(shè)置為假并且只要發(fā)現(xiàn)了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的任何變化 它就被設(shè)置為真。在S619中，檢查是否所述時(shí)隙早于節(jié)點(diǎn)自己的時(shí)隙并晚于加入時(shí)隙而發(fā) 生。節(jié)點(diǎn)不需要在上行周期中偵聽這些早于加入時(shí)隙并晚于它自己的時(shí)隙的時(shí)隙，如果在 S620中確定了在當(dāng)前時(shí)隙期間接收到至少一個(gè)上行的全局信標(biāo)，則在S621中存儲(chǔ)所接收 的上行的全局信標(biāo)。上行的全局信標(biāo)的發(fā)射器將其父節(jié)點(diǎn)的ID嵌入或?qū)⑺约鹤R(shí)別為孤 兒。這有助于上行的全局信標(biāo)的接收以丟棄從既不是其孩子又不是孤兒的節(jié)點(diǎn)接收的任何 上行的全局信標(biāo)。如果當(dāng)前時(shí)隙是節(jié)點(diǎn)時(shí)隙并且該節(jié)點(diǎn)不是根(S612和S617)，則該節(jié)點(diǎn)發(fā)送包含 從所有其孩子和孤兒節(jié)點(diǎn)接收到的信息的上行的全局信標(biāo)。如果所述節(jié)點(diǎn)是根，則執(zhí)行終 止。通過執(zhí)行步驟S622和S625，主節(jié)點(diǎn)在上行周期期間訪問所有時(shí)隙。圖7示出用于描述如根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的上行的全局信標(biāo)的處理的示范 性流程圖S430。該過程由根節(jié)點(diǎn)執(zhí)行，其分析在上行周期期間接收到的上行的全局信標(biāo)。 在S710中，檢查是否接收到任何上行的全局信標(biāo)，并且如果是這樣，則執(zhí)行繼續(xù)到S711 ；否 則，執(zhí)行步驟變?yōu)镾722。在S711中，根節(jié)點(diǎn)分析接收到的AGB以確定時(shí)隙占用信息并評(píng)估 當(dāng)前的父子關(guān)系。特別地，根計(jì)數(shù)連續(xù)輪的數(shù)量，在所述連續(xù)輪期間來自屬于信標(biāo)組的節(jié)點(diǎn) 的AGB被遺漏。在S712中，對(duì)于每個(gè)接收到的AGB，遞減計(jì)數(shù)(countdown)變量被重新設(shè)置 為預(yù)定值，例如3。相似地，對(duì)于每個(gè)被占用的時(shí)隙，計(jì)數(shù)連續(xù)輪(在此期間時(shí)隙保持未被占 用)的數(shù)量的遞減計(jì)數(shù)變量也被重新設(shè)置為預(yù)定值。如果根下游全局信標(biāo)對(duì)于預(yù)定數(shù)量的連續(xù)輪被遺漏，則占用與根時(shí)隙近鄰的時(shí)隙 的節(jié)點(diǎn)聲明它自己為新節(jié)點(diǎn)。然而，可能的是，原始根仍然是活著的并且其信標(biāo)由于臨時(shí)干 擾而被遺漏。這可能導(dǎo)致一種情形其中多個(gè)節(jié)點(diǎn)將它們自己通告為根。在S713中檢查這種情況，并且如果多個(gè)節(jié)點(diǎn)確實(shí)被通告為根，則在S705中確定這些根中的哪一個(gè)具有最高 的等級(jí)。具有最高等級(jí)的根保持其根地位，而其他節(jié)點(diǎn)不被識(shí)別為根。節(jié)點(diǎn)的等級(jí)可以基 于節(jié)點(diǎn)的MAC ID，這是唯一的、明確的且是利用每個(gè)信標(biāo)通告的?？商娲兀?jié)點(diǎn)的等級(jí)可 以是剩余能量或所占用的全局信標(biāo)或許多參數(shù)組合的函數(shù)。此后，在S714中，確定在信標(biāo)組中是否存在任何孤兒節(jié)點(diǎn)，并且如果存在，則在 S715中，根為每個(gè)孤兒節(jié)點(diǎn)分配一個(gè)父親。在S716中，確定是否新節(jié)點(diǎn)加入現(xiàn)有信標(biāo)組，并 且如果是，則在S717中，更新加入窗。在S718中，聽到在上行的全局信標(biāo)中新加入的節(jié)點(diǎn) 的上行的全局信標(biāo)的現(xiàn)有節(jié)點(diǎn)之一被安排為該新加入的節(jié)點(diǎn)的父親，并且相應(yīng)地更新樹形 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在S719中，檢查是否任何節(jié)點(diǎn)在下一個(gè)輪中大方地離開信標(biāo)組。主節(jié)點(diǎn)可以大方 地或靜靜地離開信標(biāo)組。在大方離開的情況下，節(jié)點(diǎn)通過將所述信息嵌入在其上行的全局 信標(biāo)聲明其意圖離開信標(biāo)組，這就告知了根關(guān)于節(jié)點(diǎn)離開的期望。當(dāng)節(jié)點(diǎn)大方地離開時(shí)，在 S720中，根將所述節(jié)點(diǎn)從樹中移除并更新該樹，并且離開的節(jié)點(diǎn)被從其父親的孩子列表中 清除。此外，在S720中，離開的節(jié)點(diǎn)孩子被標(biāo)記為孤兒并且其時(shí)隙被標(biāo)記為空。如果所述 節(jié)點(diǎn)不是葉節(jié)點(diǎn)，則在S721中，topologyDiscovery變量被設(shè)置為真值。當(dāng)節(jié)點(diǎn)的父親離開時(shí)，這些節(jié)點(diǎn)變成孤兒。為了為孤兒節(jié)點(diǎn)找到新父親，剩余節(jié)點(diǎn) 必須偵聽孤兒節(jié)點(diǎn)時(shí)隙。將topologyDiscovery變量設(shè)置為真值使得這些節(jié)點(diǎn)偵聽所有早 于它們自己的時(shí)隙并晚于加入時(shí)隙的時(shí)隙。應(yīng)當(dāng)注意，如果根正在離開信標(biāo)組，則占用下一 個(gè)時(shí)隙的節(jié)點(diǎn)變?yōu)楦?。新根從下一個(gè)輪開始承擔(dān)它的責(zé)任。節(jié)點(diǎn)可以通過突然停止其全局信標(biāo)的傳輸而靜靜地離開信標(biāo)組。因此，通過比較 當(dāng)前輪的信標(biāo)時(shí)隙占用信息與信標(biāo)組的成員資格，根可以發(fā)現(xiàn)哪個(gè)節(jié)點(diǎn)沒有傳輸其上行的 全局信標(biāo)。全局信標(biāo)可以由于節(jié)點(diǎn)的干擾或沖突或靜靜離開(例如由于電池耗盡)而被遺 漏。因此，在S722中，確定信標(biāo)組中的任何現(xiàn)有節(jié)點(diǎn)的上行的全局信標(biāo)是否被遺漏，并且如 果是，則在S723中將topologyDiscovery變量設(shè)置為真值并且將任何遺漏的節(jié)點(diǎn)和其孩子 標(biāo)記為孤兒。此外，在S7M中，遺漏的節(jié)點(diǎn)被從信標(biāo)組中清除，樹被修剪，并且該節(jié)點(diǎn)的父 親被告知從孩子列表中移除該遺漏的節(jié)點(diǎn)。在優(yōu)選實(shí)施例中，只有節(jié)點(diǎn)的上行的全局信標(biāo) 針對(duì)預(yù)定數(shù)量的連續(xù)輪被遺漏，才執(zhí)行步驟S7M。如果來自完整的信標(biāo)組的上行的全局信 標(biāo)被接收，則它指示穩(wěn)定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并且因此在S725中將topologyDiscovery變量設(shè)置 為假。靜靜離開的節(jié)點(diǎn)的信標(biāo)時(shí)隙被保留預(yù)定數(shù)量的輪，直到他被根從信標(biāo)組中移除。這 允許主節(jié)點(diǎn)正常運(yùn)行，即使它在其全局信標(biāo)周期期間體驗(yàn)到?jīng)_突或干擾。在和S727中，檢查在上行的周期中第一個(gè)占用的時(shí)隙與最后一個(gè)占用的時(shí) 隙之間的任何時(shí)隙是否保持預(yù)定數(shù)量的連續(xù)輪未被占用，并且如果是，則在中，若干 節(jié)點(diǎn)被調(diào)度以將它們的時(shí)隙朝根移動(dòng)以填充空時(shí)隙。如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)被調(diào)度以將其時(shí)隙朝根 移動(dòng)，則其父親和孩子經(jīng)由即將來臨的移動(dòng)的下行的全局信標(biāo)而被告知。當(dāng)上行周期中第 一個(gè)占用的時(shí)隙變?yōu)榭諘r(shí)，加入窗被更新以反映該變化。因此，在穩(wěn)定狀態(tài)中，在加入時(shí)隙 與根時(shí)隙之間不存在空時(shí)隙。在中，根構(gòu)造一外發(fā)的下行的全局信標(biāo)，其包含更新的 樹信息、時(shí)隙占用信息、加入時(shí)隙位置、topologyDiscovery變量和移動(dòng)時(shí)隙信息。如果除根之外的節(jié)點(diǎn)遺漏了根下行的全局信標(biāo)，則它將變量searchingForRoot 和topologyDiscovery設(shè)置為真。這可能例如是由于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化以便阻止根下行的全局信標(biāo)向節(jié)點(diǎn)傳播而發(fā)生的。這使得在S702中所述節(jié)點(diǎn)能夠分析AGB并且能夠在 S703中確定是否存在察覺到當(dāng)前根的任何其他節(jié)點(diǎn)。如果是，則在S704中，所述節(jié)點(diǎn)將 slotReordering變量設(shè)置為真值。節(jié)點(diǎn)未接收根下行的全局信標(biāo)但是在信標(biāo)組中存在接 受根下行的信標(biāo)的其他節(jié)點(diǎn)的事實(shí)表示所述節(jié)點(diǎn)不再在根的子節(jié)點(diǎn)之中。為了糾正該情 形，必要的是遺漏了根信標(biāo)的節(jié)點(diǎn)移動(dòng)其時(shí)隙以變?yōu)楦淖庸?jié)點(diǎn)。設(shè)定的slotReordering 變量迫使所述節(jié)點(diǎn)在隨機(jī)挑選的加入時(shí)隙中傳輸其AGB，由此變?yōu)楦淖庸?jié)點(diǎn)。圖8示出詳細(xì)描述如根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的在下行周期期間傳播下行的全 局信標(biāo)的示范性流程圖S440。下行的周期開始于根在S812發(fā)送其下行的全局信標(biāo)。此 外，在S814中，父節(jié)點(diǎn)傳輸要被它們的孩子接收的根下行的全局信標(biāo)的逐字拷貝。隨后，在 S815中，根和其他父親睡眠直到下行周期結(jié)束為止。在S816中，(除了根之外的)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行 檢查以確定當(dāng)前時(shí)隙是否是它們的父親所擁有的，并且如果是，則在S818中偵聽它們的父 親的時(shí)隙。如果topologyDiscovery變量在步驟817中是真，則在S818中，若干節(jié)點(diǎn)也偵 聽早于它們自己的時(shí)隙的若干時(shí)隙。在S820中，接收下行的全局信標(biāo)的(除了根之外的)節(jié) 點(diǎn)使得它們的時(shí)鐘與它們的父親同步并且存儲(chǔ)該信息。步驟S821和S819確保了節(jié)點(diǎn)在下 行周期期間訪問所有時(shí)隙。圖9示出描述如根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的對(duì)下行的全局信標(biāo)處理的步驟的示 范性流程圖S450。每個(gè)節(jié)點(diǎn)(其不是根)處理封裝在由根發(fā)送的下行的全局信標(biāo)中的信 息。在S911中，檢查根下行的全局信標(biāo)是否被所述節(jié)點(diǎn)從其父親處接收。在從多于一個(gè) 的根接收到多個(gè)下行的全局信標(biāo)的情況下，在S916中等級(jí)最高的根被選擇為有效根。隨 后，在S917中，執(zhí)行檢查以確定根是否包含該節(jié)點(diǎn)的信息。在S918中，下行的全局信標(biāo) 中所包含的信息(例如，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、時(shí)隙占用、父子關(guān)系、孤兒節(jié)點(diǎn)等等)由所述節(jié)點(diǎn)處理。 特別地，所述節(jié)點(diǎn)更新其父節(jié)點(diǎn)ID及其時(shí)隙、其孩子們的節(jié)點(diǎn)ID和它們的時(shí)隙、孤兒節(jié) 點(diǎn)的狀態(tài)、topologyDiscovery變量、所述節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙、以及用于維持樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的其 他變量。由于所述節(jié)點(diǎn)已經(jīng)在當(dāng)前輪中接收到來自根的下行的全局信標(biāo)，所以它將變量 searchingForRoot 禾口 slotReordering 設(shè)置為假。而且，countdownToBecomeRoot 變量被重 新設(shè)置為slotDist的值，稍后詳細(xì)解釋該值。在S911中，檢查節(jié)點(diǎn)是否沒有接收到來自根的下行的全局信標(biāo)，并且如果 是，則在步驟S912中執(zhí)行另一項(xiàng)檢查以確定slotReordering變量值是真還是假。 slotReordering變量的真值表示盡管所述節(jié)點(diǎn)沒有接收到來自根的下行的全局信標(biāo)，但 是存在接收到根下行的全局信標(biāo)的其他節(jié)點(diǎn)。為了糾正該情形，在S919中，所述節(jié)點(diǎn)隨機(jī) 挑選所述加入時(shí)隙之一并在上行周期期間在所選的時(shí)隙中調(diào)度上行的全局信標(biāo)的傳輸。另 一方面，如果slotReordering變量值是假，則在S913中所述節(jié)點(diǎn)將它自己標(biāo)記為孤兒， countdownToBecomeRoot 變量減一,并且 searchingForRoot 禾口 topologyDiscovery 變量被 設(shè)置為真。countdownl^BecomeRoot是全局變量，其被初始化為slotDist的值，該值計(jì)算如 下
Slo tDis t=/根的時(shí)隙id-我的時(shí)隙idj+1
基于在S914中執(zhí)行的檢查，searchingForRoot和topologyDiscovery變量的值保持為 真,只要 countdownToBecomeRoot 值不等于 O。當(dāng) countdownToBecomeRoot 變量達(dá)到 O 時(shí)， 所述節(jié)點(diǎn)變?yōu)楦⑶以赟920中searchingForRoot被設(shè)置為假。下文中提供了用于操作其中根靜靜地消失的情況的實(shí)例。圖10提供當(dāng)根死亡時(shí)更新樹的過程的實(shí)例。該實(shí)例涉及圖3A和;3B中所示的樹 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖3D和3E中示出了信標(biāo)組、在上行周期和下行周期期間的加入窗和時(shí)隙占用。圖10中所提供的表中的第二欄指示基于圖3C中所示的時(shí)隙占用的每個(gè)節(jié)點(diǎn)中 countdownToBecomeRoot 變量的值。在穩(wěn)定狀態(tài)(即輪 η)中，countdown^ToBecomeRoot 變量 被設(shè)置為slotDist，對(duì)于節(jié)點(diǎn)B該值為2，而對(duì)于節(jié)點(diǎn)C該值為3，等等。根A在輪η中死 亡。在輪η+2的結(jié)束處，countdownToBecomeRoot變量的值在節(jié)點(diǎn)B處達(dá)到0，并且節(jié)點(diǎn)B 變?yōu)楦?。在輪n+3期間，節(jié)點(diǎn)B在其下行的全局信標(biāo)中將它自己通告為根。節(jié)點(diǎn)B的下行 的全局信標(biāo)由節(jié)點(diǎn)C和D接收，節(jié)點(diǎn)C和D將它們的countdownl^BecomeRoot變量重新設(shè) 置為slotDist，如第五欄中所示。在輪n+4結(jié)束處，節(jié)點(diǎn)E和F也分別從節(jié)點(diǎn)D的和C的 下行的全局信標(biāo)中獲悉新根B的存在。因此，在輪n+4的結(jié)束處，節(jié)點(diǎn)E和F也將它們的 countdownToBecomeRoot重新設(shè)置為slotDist，如最后一欄所示。節(jié)點(diǎn)B逐漸獲得節(jié)點(diǎn)A 時(shí)隙，隨后節(jié)點(diǎn)C獲得節(jié)點(diǎn)B時(shí)隙，等等。因此，所有空時(shí)隙被逐一填充，這導(dǎo)致圖3C中所 示的更新的全局信標(biāo)時(shí)隙占用和圖3D中所示的更新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。另一方面，如果節(jié)點(diǎn)C在3個(gè)連續(xù)的輪沒有聽到根信標(biāo)(即，節(jié)點(diǎn)A和B都已經(jīng)死 亡)，則它在輪n+3的結(jié)束處承擔(dān)根的角色。相似地，如果節(jié)點(diǎn)D在4個(gè)連續(xù)的輪沒有聽到 來自根的信標(biāo)，則在輪n+4結(jié)束處節(jié)點(diǎn)D聲明它自己為根。由于各個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠?qū)⑺鼈冏约鹤詣?dòng)聲明為根，所以這可能導(dǎo)致其中多個(gè)根同時(shí)工 作的情形。這種請(qǐng)求是通過僅僅允許最高等級(jí)的根繼續(xù)起根的作用并且所有其他根變成普 通節(jié)點(diǎn)來解決的，如步驟S908、S909和S910所示范的。這表明所提出的協(xié)議可以從節(jié)點(diǎn)故 障(包括根故障)高效地恢復(fù)。應(yīng)當(dāng)理解，由于體域網(wǎng)(BAN)的特性的原因，本文所描述的教導(dǎo)對(duì)體域網(wǎng)(BAN)非 常有吸引力。特別地，體域網(wǎng)(BAN)是高度局部化的網(wǎng)絡(luò)，其中BAN節(jié)點(diǎn)的傳輸范圍是3米。 因此，大多數(shù)節(jié)點(diǎn)在彼此的直接通信范圍內(nèi)。在任何無線網(wǎng)絡(luò)中，兩跳鄰域的知識(shí)是實(shí)施預(yù) 留并避免隱藏的節(jié)點(diǎn)沖突所必不可少的。在體域網(wǎng)(BAN)的情況下，獲得兩跳鄰域知識(shí)等 同于獲得全局知識(shí)。因此，收集全局信息不會(huì)招致額外的開銷。此外，全局知識(shí)可以被巧妙 地用于優(yōu)化所述調(diào)度算法?？梢岳萌种R(shí)改進(jìn)信道的利用和吞吐量。而且，全局拓?fù)?結(jié)構(gòu)的知識(shí)消除了對(duì)單獨(dú)的路由層的需求。這導(dǎo)致了在協(xié)議開銷方面的可觀的節(jié)省以及最 終獲得能量節(jié)省的存儲(chǔ)器占用?；跇湫瓮?fù)浣Y(jié)構(gòu)來排序全局信標(biāo)傳輸也適合用于使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)同步。在下行周期 期間，根使得在深度1處的節(jié)點(diǎn)同步，深度1處的節(jié)點(diǎn)又使得在深度2處的節(jié)點(diǎn)同步，等等。也應(yīng)當(dāng)理解，上述方法也可以用于交換其他類型的信息，所述信息包括但不限于 交通指示圖、鏈路狀態(tài)、接收信號(hào)強(qiáng)度指示器、冬眠模式指示器、信道開關(guān)描述符、輪開始時(shí) 間偏移、多播綁定、安全信息，等等。前述詳細(xì)描述已經(jīng)闡明了本發(fā)明可以采用的許多形式中的一些。其意圖是前述 詳細(xì)描述應(yīng)當(dāng)被理解為本發(fā)明可以采用的的所選形式的說明，而不應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)本發(fā)明 的限定的限制。只有權(quán)利要求(包括所有等同物)旨在定義本發(fā)明的范圍。最優(yōu)選地，本發(fā)明的原理被實(shí)現(xiàn)為硬件、固件和軟件的任意組合。而且，軟件優(yōu)選 地被實(shí)現(xiàn)為有形地嵌入在程序存儲(chǔ)單元或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的應(yīng)用程序。該應(yīng)用程序可以被上載到包括任何適當(dāng)?shù)募軜?gòu)的機(jī)器并且被該機(jī)器執(zhí)行。優(yōu)選地，所述機(jī)器在具有硬件的 計(jì)算機(jī)平臺(tái)上實(shí)施，所述硬件比如一個(gè)或多個(gè)中央處理單元(“CPU”)、存儲(chǔ)器和輸入/輸出 接口。所述計(jì)算機(jī)平臺(tái)也可以包括操作系統(tǒng)和微指令代碼。本文所描述的各種過程和功能 可以是微代碼的一部分或應(yīng)用程序的一部分或其任何組合，這些過程和功能可以由CPU執(zhí) 行，無論這種計(jì)算機(jī)或處理器是否被明確地示出。此外，各種其他外圍單元可以連接到諸如 附加的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和打印單元之類的計(jì)算機(jī)平臺(tái)。
權(quán)利要求
1.一種用于調(diào)度全局信標(biāo)在體域網(wǎng)(BAN)中傳輸?shù)姆椒?400)，其中該BAN包括主節(jié)點(diǎn) 和從屬節(jié)點(diǎn)并且主節(jié)點(diǎn)被設(shè)置以樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)置，該方法包括在上行周期期間將上行的全局信標(biāo)(AGB)從樹的葉節(jié)點(diǎn)傳播到根節(jié)點(diǎn)(S420)，其中 AGB至少包括在一時(shí)間輪期間時(shí)隙的預(yù)留；由根節(jié)點(diǎn)處理AGB以確定時(shí)隙占用信息(S430)；在下行周期期間將下行的全局信標(biāo)(DGB)從根節(jié)點(diǎn)傳播到葉節(jié)點(diǎn)(S440)，其中DGB至 少包括在所示時(shí)間輪期間時(shí)隙的預(yù)留；以及由除根節(jié)點(diǎn)之外的主節(jié)點(diǎn)處理DGB以至少更新DGB中所包含的時(shí)隙占用信息(S450)。
2.權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)主節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)時(shí)初始化每個(gè)主節(jié)點(diǎn)(S410)。
3.權(quán)利要求2的方法，其中初始化每個(gè)主節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步包括 在單個(gè)時(shí)間輪期間掃描信標(biāo)(S511)；當(dāng)全局信標(biāo)在時(shí)間輪期間沒有被接收到時(shí)聲明主節(jié)點(diǎn)為根節(jié)點(diǎn)(S514);以及 設(shè)置用于主節(jié)點(diǎn)的輪開始時(shí)間(RST) (S514)。
4.權(quán)利要求3的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)全局信標(biāo)在時(shí)間輪期間已經(jīng)被接收時(shí)將主節(jié)點(diǎn)加入到信標(biāo)組(S520); 使得主節(jié)點(diǎn)的RST與信標(biāo)組的RST同步；以及 在加入時(shí)隙之一中調(diào)度用于主節(jié)點(diǎn)的AGB的傳輸(S520)。
5.權(quán)利要求4的方法，進(jìn)一步包括如果主節(jié)點(diǎn)被聲明為根節(jié)點(diǎn)，則設(shè)置主節(jié)點(diǎn)以執(zhí)行下行周期的任務(wù)(S515);以及 如果主節(jié)點(diǎn)未被聲明為根節(jié)點(diǎn)，則設(shè)置主節(jié)點(diǎn)以執(zhí)行上行周期的任務(wù)(S521)。
6.權(quán)利要求1的方法，其中在上行周期期間，每個(gè)不是根節(jié)點(diǎn)的主節(jié)點(diǎn)執(zhí)行 在預(yù)留用于主節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙中發(fā)送包含來自子節(jié)點(diǎn)和孤兒節(jié)點(diǎn)的信息的AGB (S623);以及偵聽主節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙、加入時(shí)隙、或早于預(yù)留用于主節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙并晚于加入時(shí) 隙的時(shí)隙(S618)。
7.權(quán)利要求6的方法，進(jìn)一步包括存儲(chǔ)接收的AGB中所包含的信息(S621)。
8.權(quán)利要求1的方法，其中由根節(jié)點(diǎn)處理AGB進(jìn)一步包括基于時(shí)隙占用信息來占用未被占用的時(shí)隙(S728)，其中占用未被占用的時(shí)隙包括 標(biāo)記該未被占用的時(shí)隙(S726)指示占用時(shí)隙的擁有者移動(dòng)其時(shí)隙以填充空時(shí)隙(S728)以及 告知父親和孩子即將來臨的移動(dòng)； 執(zhí)行樹維護(hù)操作以產(chǎn)生更新的樹信息；以及 構(gòu)造DGB以包括樹信息和時(shí)隙占用信息(S729)。
9.權(quán)利要求8的方法，其中執(zhí)行樹維護(hù)操作進(jìn)一步包括如果信標(biāo)組包括至少一個(gè)孤兒節(jié)點(diǎn)，則向信標(biāo)組中的每個(gè)孤兒節(jié)點(diǎn)分配父節(jié)點(diǎn)(S714， S715)；向加入信標(biāo)組的新節(jié)點(diǎn)分配父節(jié)點(diǎn)(S716，S718)； 當(dāng)主節(jié)點(diǎn)大方地離開BAN時(shí)，執(zhí)行 從樹中移除主節(jié)點(diǎn)；更新信標(biāo)組；以及更新連接到離開的主節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)(S719，S720)；以及 當(dāng)主節(jié)點(diǎn)靜靜地離開BAN時(shí)，執(zhí)行 從樹中移除主節(jié)點(diǎn)； 更新信標(biāo)組；以及更新連接到離開的節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)的地位(S722，S723和S7M)。
10.權(quán)利要求1的方法，其中傳播DGB進(jìn)一步包括 由根節(jié)點(diǎn)在預(yù)留用于根節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙處傳輸DGB (S812)；由接收DGB的每個(gè)父節(jié)點(diǎn)將DGB的逐字拷貝傳輸?shù)狡渥庸?jié)點(diǎn)(S814)；以及 存儲(chǔ)接收的DGB或DGB的逐字拷貝中所包含的信息(S820)。
11.權(quán)利要求10的方法，其中DGB的逐字拷貝被用于使父主節(jié)點(diǎn)與它們的子節(jié)點(diǎn)之間 的時(shí)鐘同步。
12.權(quán)利要求10的方法，其中由除了根之外的節(jié)點(diǎn)處理DGB進(jìn)一步包括 接收DGB的逐字拷貝；以及基于DGB中所包含的信息更新樹信息(S918)。
13.權(quán)利要求12的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)由根發(fā)送的DGB未在除根節(jié)點(diǎn)之外的節(jié)點(diǎn)處被接收時(shí)，聲明占用鄰近當(dāng)前根節(jié)點(diǎn)的 時(shí)隙的時(shí)隙的節(jié)點(diǎn)為新根節(jié)點(diǎn)(S920)，當(dāng)由根節(jié)點(diǎn)發(fā)送的DGB未在除根節(jié)點(diǎn)之外的節(jié)點(diǎn)處被接收時(shí)，觸發(fā)時(shí)隙重排序，其中 時(shí)隙重排序包括隨機(jī)地選擇加入時(shí)隙之一；以及 在上行周期期間在選擇的時(shí)隙中調(diào)度AGB傳輸(S919)。
14.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼，該可執(zhí)行代碼在被執(zhí)行時(shí)使 得處理器執(zhí)行調(diào)度全局信標(biāo)在體域網(wǎng)(BAN)中傳輸?shù)倪^程，其中BAN包括主節(jié)點(diǎn)和從屬節(jié) 點(diǎn)并且主節(jié)點(diǎn)樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)置，該過程包括在上行周期期間將上行的全局信標(biāo)(AGB)從樹的葉節(jié)點(diǎn)傳播到根節(jié)點(diǎn)(S420)，其中 AGB至少包括在時(shí)間輪期間時(shí)隙的預(yù)留；由根節(jié)點(diǎn)處理AGB以確定時(shí)隙占用信息(S430)；在下行周期期間將下行的全局信標(biāo)(DGB)從根節(jié)點(diǎn)傳播到葉節(jié)點(diǎn)(S440)，其中DGB至 少包括在時(shí)間輪期間時(shí)隙的預(yù)留；以及由除根節(jié)點(diǎn)之外的主節(jié)點(diǎn)處理DGB以至少更新DGB中所包含的時(shí)隙占用信息(S450)。
15.權(quán)利要求14的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，進(jìn)一步包括在主節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)時(shí)初始化每個(gè)主節(jié)點(diǎn) (S410)。
全文摘要
一種方法(400)用于調(diào)度全局信標(biāo)在體域網(wǎng)(BAN)中的傳輸。該BAN包括主節(jié)點(diǎn)和從屬節(jié)點(diǎn)，其中主節(jié)點(diǎn)樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以進(jìn)行設(shè)置。該方法包括在上行周期期間將上行的全局信標(biāo)(AGB)從樹的葉節(jié)點(diǎn)傳播到根節(jié)點(diǎn)(S420)，其中AGB至少包括在時(shí)間輪期間時(shí)隙的預(yù)留；由根節(jié)點(diǎn)處理AGB以確定時(shí)隙占用信息(S430)；在下行周期期間將下行的全局信標(biāo)(DGB)從根節(jié)點(diǎn)傳播到葉節(jié)點(diǎn)(S440)，其中DGB至少包括在時(shí)間輪期間時(shí)隙的預(yù)留；以及由除根節(jié)點(diǎn)之外的主節(jié)點(diǎn)處理DGB以至少更新DGB中所包含的時(shí)隙占用信息(S450)。
文檔編號(hào)H04W72/04GK102119568SQ200980131246
公開日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2009年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月11日
發(fā)明者M·D·帕特爾, 陳羿 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司