用于經由已知共用信道上的操作跨多個網絡和參與sta建立同步的系統(tǒng)和方法
【專利說明】用于經由已知共用信道上的操作跨多個網絡和參與STA建立同步的系統(tǒng)和方法
【背景技術】
[0001 ] 領域
[0002]本申請一般涉及無線通信，尤其涉及用于使開銷最小化并且經由已知共用網絡上的操作跨多個網絡和參與設備建立同步的系統(tǒng)、方法和設備。
[0003]相關技術描述
[0004]在許多電信系統(tǒng)中，通信網絡在若干個空間上分開的交互設備之間交換消息和數(shù)據(jù)。網絡可根據(jù)地理范圍來分類，該地理范圍可以例如是城市區(qū)域、局部區(qū)域、或者個人區(qū)域。此類網絡可分別被指定為廣域網(WAN)、城域網(MAN)、局域網(LAN)、鄰域知悉網絡(NAN)、無線局域網(WLAN)、或個域網(PAN)。網絡還根據(jù)用于互連各種網絡節(jié)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?shù)奈锢斫橘|的類型(例如，有線-無線)、和所使用的通信協(xié)議集(例如，網際協(xié)議集、S0NET(同步光學聯(lián)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(tài)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(yōu)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(xiàn)場部署。
[0006]無線網絡中的一個或多個設備可以被配置成提供服務和應用。例如，設備可以包括捕捉數(shù)據(jù)的硬件(諸如傳感器)。在該設備上運行的應用可以隨后使用所捕捉的數(shù)據(jù)來執(zhí)行操作。在一些情形中，所捕捉的數(shù)據(jù)可能對于無線網絡中的其他設備是有用的。無線網絡中的一些其他設備可以包括類似的硬件以便捕捉類似的數(shù)據(jù)。替換地，該設備可以向無線網絡中的一個或多個其他設備提供這些服務(例如，所捕捉的數(shù)據(jù))。該設備可以通過在無線網絡上廣告此信息來向無線網絡中的一個或多個其他設備通知該設備提供的這些服務。其他設備可進一步向不在服務提供方的射程內或不能夠與服務提供方直接通信的其他設備廣告由一設備提供的服務。然而，給定用于避免信標和分組的沖突而實現(xiàn)的所要求的沖突避免方案，所有可用服務的聚集的傳達結合所有必要信標、消息收發(fā)和計算開銷可導致增加的網絡負載和降低的數(shù)據(jù)吞吐量可用性。因此，期望用于在無線網絡中進行通信的改進型系統(tǒng)、方法和設備。
[0007]概述
[0008]本公開的一實施例可包括一種用于在對等網絡上接收定時信息的方法。該方法包括接收第一同步信息，第一同步信息包括用于在第一通信信道上同步網絡通信的第一定時信息。該方法進一步包括接收第二同步信息，第二同步信息包括用于在第二通信信道上同步通信的第二定時信息。第二同步信息指示在第二通信信道上傳達的尋呼窗口區(qū)間。該尋呼窗口區(qū)間包括在其期間傳達信標和數(shù)據(jù)結構中的至少一者的時段并且該尋呼窗口區(qū)間基于第一同步信息。接收尋呼窗口區(qū)間與接收第一同步信息是非并發(fā)的并且與之同步。[0009 ]本公開的另一實施例包括一種用于在對等網絡上提供定時信息的方法。該方法包括接收用于在第一通信信道上同步通信的第一同步信息。該方法進一步包括生成用于在第二通信信道上同步通信的第二同步信息。第二同步信息指示在第二通信信道上傳達的第一尋呼窗口區(qū)間。第一尋呼窗口區(qū)間包括在其期間在第二通信信道上傳達信標和數(shù)據(jù)結構中的至少一者的時間。第一尋呼窗口區(qū)間基于第一同步信息并且與第一同步信息非并發(fā)地傳送且與第一同步信息同步。該方法還包括在對等網絡上向對等設備傳送第二同步信息。
[0010]本公開的另一實施例包括一種用于在無基礎設施網絡上接收定時信息的裝置。該裝置包括處理器。處理器被配置成接收用于在第一通信信道上同步通信的第一同步信息。處理器被進一步配置成接收用于在第二通信信道上同步通信的第二同步信息。第二同步信息指示尋呼窗口區(qū)間。該尋呼窗口區(qū)間包括在其期間在第二通信信道上傳達信標和數(shù)據(jù)結構中的至少一者的時段。該尋呼窗口區(qū)間至少部分地基于第一同步信息，其中尋呼窗口區(qū)間的接收與第一同步信息的接收是非并發(fā)的且與之同步。處理器還被配置成在第一和第二通信信道上傳送通信。
[0011]本公開的附加實施例包括一種用于在無基礎設施網絡上傳送定時信息的裝置。該裝置包括處理器。處理器被配置成接收用于在第一通信信道上同步通信的第一同步信息。處理器還被配置成生成用于在第二通信信道上同步通信的第二同步信息以供傳輸。第二同步信息指示在第二通信信道上傳達的尋呼窗口區(qū)間。該尋呼窗口區(qū)間包括在其期間在第二通信信道上傳達信標和數(shù)據(jù)結構中的至少一者的時間。該尋呼窗口區(qū)間至少部分地基于第一同步信息，其中尋呼窗口區(qū)間與第一同步信息非并發(fā)地傳達且與之同步。處理器被進一步配置成在對等網絡上向至少一個對等設備傳送第二同步信息。
[0012]附圖簡述
[0013]圖1A示出鄰域知悉網絡的一種可能組織。
[0014]圖1B示出鄰域知悉網絡(無線網絡)的示例。
[0015]圖2A示出了廣播服務廣告的數(shù)據(jù)遞送網絡提供者的示例。
[0016]圖2B示出了接收關于所提供的服務的發(fā)現(xiàn)請求的數(shù)據(jù)遞送網絡提供者的示例。
[0017]圖2C示出了多個數(shù)據(jù)遞送網絡之間的多對多連通性的示例。
[0018]圖3解說了圖1b的設備中的一者或多者的無線設備的實施例。
[0019]圖4A解說了單個數(shù)據(jù)遞送網絡關于彼此的尋呼窗口和傳輸窗口以及NAN的發(fā)現(xiàn)窗口和發(fā)現(xiàn)信標。
[0020]圖4B解說了多個數(shù)據(jù)遞送網絡關于彼此的尋呼窗口和傳輸窗口以及NAN的發(fā)現(xiàn)窗口和發(fā)現(xiàn)信標。
[0021]圖4C表示根據(jù)一示例性實施例的NAN網絡上的發(fā)現(xiàn)窗口和發(fā)現(xiàn)信標以及數(shù)據(jù)遞送網絡上的傳輸窗口和尋呼窗口的序列。
[0022]圖4D示出了可用于傳達數(shù)據(jù)遞送網絡屬性的消息幀。
[0023]圖4E示出了傳輸窗口和尋呼窗口關于發(fā)現(xiàn)窗口之間的區(qū)間的示例性定時方案。
[0024]圖4F表示根據(jù)一示例性實施例的NAN網絡上的發(fā)現(xiàn)窗口、發(fā)現(xiàn)信標和尋呼窗口以及數(shù)據(jù)遞送網絡上的傳輸窗口的序列。
[0025]圖5解說了服務提供設備和服務消耗設備之間交換的通信。
[0026]圖6是在服務數(shù)據(jù)遞送網絡上接收服務數(shù)據(jù)的方法的流程圖。
[0027]圖7是在圖1b的無線網絡上操作的接收方設備的功能框圖。
[0028]圖8是在服務數(shù)據(jù)遞送網絡上傳送服務數(shù)據(jù)的方法的流程圖。
[0029]圖9是在圖1b的無線網絡上操作的傳送方設備的功能框圖。
[0030]圖10是一種用于在對等網絡上接收尋呼信息的裝置的流程圖。
[0031]圖11示出了包括同時參與多個數(shù)據(jù)遞送網絡的多個設備的鄰域知悉網絡的另一可能組織。
[0032]詳細描述
[0033]以下參照附圖更全面地描述本新穎系統(tǒng)、裝置和方法的各種方面。然而，本公開可用許多不同形式來實施并且不應解釋為被限定于本公開通篇給出的任何具體結構或功能。確切而言，提供這些方面是為了使得本公開可以是透徹和完整的，并且其可向本領域技術人員完全傳達本公開的范圍?；诒疚闹械慕虒В绢I域技術人員應領會，本公開的范圍旨在覆蓋本文中公開的這些新穎系統(tǒng)、裝置和方法的任何方面，不論其是獨立實現(xiàn)的還是與本發(fā)明的任何其他方面組合實現(xiàn)的。例如，可以使用本文所闡述的任何數(shù)目的方面來實現(xiàn)裝置或實踐方法。另外，本發(fā)明的范圍旨在覆蓋使用作為本文中所闡述的本發(fā)明各種方面的補充或者與之不同的其他結構、功能性、或者結構及功能性來實踐的裝置或方法。應當理解，本文披露的任何方面可以由權利要求的一個或多個要素來實施。
[0034]盡管本文描述了特定方面，但這些方面的眾多變體和置換落在本公開的范圍之內。盡管提到了優(yōu)選方面的一些益處和優(yōu)點，但本公開的范圍并非旨在被限定于特定益處、用途或目標。確切而言，本公開的各方面旨在寬泛地適用于不同的無線技術、系統(tǒng)配置、網絡、和傳輸協(xié)議，其中一些藉由示例在附圖和以下對優(yōu)選方面的描述中解說。詳細描述和附圖僅僅解說本公開而非限定本公開，本公開的范圍由所附權利要求及其等效技術方案來定義。
[0035]流行的無線網絡技術可包括各種類型的無線局域網(WLAN)ILAN可采用廣泛使用的聯(lián)網協(xié)議來將近旁設備互連在一起。本文中所描述的各個方面可應用于任何通信標準，諸如無線協(xié)議。
[0036]盡管本文描述了特定方面，但這些方面的眾多變體和置換落在本公開的范圍之內。盡管提到了優(yōu)選方面的一些益處和優(yōu)點，但本公開的范圍并非旨在被限定于特定益處、用途或目標。相反，本公開的各方面寬泛地適用于不同的無線技術、系統(tǒng)配置、網絡、和傳輸協(xié)議，其中一些藉由示例在附圖和以下對優(yōu)選方面的描述中解說。詳細描述和附圖僅僅解說本公開而非限定本公開，本公開的范圍由所附權利要求及其等效技術方案來定義。
[0037]在一些方面，亞千兆赫頻帶中的無線信號可根據(jù)802.1Iah協(xié)議或802.1 Iac協(xié)議使用正交頻分復用(OFDM)、直接序列擴頻(DSSS)通信、OFDM和DSSS通信的組合、或其他方案來傳送。802.1Iah協(xié)議或802.1Iac協(xié)議的實現(xiàn)可被用于傳感器、計量、和智能電網。有利地，實現(xiàn)802.1lah協(xié)議或802.1lac協(xié)議的某些設備的各方面可以比實現(xiàn)其他無線協(xié)議的設備消耗更少的功率，和/或可被用于跨相對較長的距離(例如，約I公里或更長)來傳送無線信號。
[0038]在一些實現(xiàn)中，WLAN包括作為接入無線網絡的組件的各種設備。例如，可以有兩種類型的設備:接入點(“AP”)和客戶端(亦稱為站，或“STA”)。一般而言，AP可用作WLAN的中樞或基站，而STA用作WLAN的用戶。例如，STA可以是膝上型計算機、個人數(shù)字助理(PDA)、移動電話等。在一示例中，STA經由遵循W1-Fi(例如IEEE 802.11協(xié)議，諸如802.1ls或802.1lah或802.1 Iai)的無線鏈路連接到AP以獲得到因特網或到其他廣域網的一般連通性。在一些實現(xiàn)中，STA也可被用作AP。
[0039]接入點(“AP”)還可包括、被實現(xiàn)為或被稱為B節(jié)點、無線電網絡控制器(“RNC”)、演進型B節(jié)點、基站控制器(“BSC” )、基收發(fā)機站(“BTS”)、基站(“BS”)、收發(fā)機功能(“TF”)、無線電路由器、無線電收發(fā)機或其他某個術語。
[0040]站“STA”還可包括、被實現(xiàn)為、或被稱為接入終端(“AT”)、訂戶站、訂戶單元、移動站、遠程站、遠程終端、用戶終端、用戶代理、用戶設備、用戶裝備或其他某個術語。在一些實現(xiàn)中，接入終端可包括蜂窩電話、無繩電話、會話發(fā)起協(xié)議(“SIP”)話機、無線本地環(huán)路(“WLL”)站、個人數(shù)字助理(“PDA”)、具有無線連接能力的手持式設備、或連接至無線調制解調器的其他某種合適的處理設備。因此，本文所教導的一個或多個方面可被納入到電話(例如，蜂窩電話或智能電話)、計算機(例如，膝上型設備)、便攜式通信設備、手持機、便攜式計算設備(例如，個人數(shù)據(jù)助理)、娛樂設備(例如，音樂或視頻設備、或衛(wèi)星無線電)、游戲設備或系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)設備、或被配置成經由無線介質通信的任何其他合適的設備中。
[0041 ] 如以上所討論的，本文所描述的某些設備可實現(xiàn)例如802.1 Iah標準或802.1 Iac或802.1ls標準。此類設備(無論是用作STA還是AP還是其他設備)可被用于智能計量或者用在智能電網中。此類設備可提供傳感器應用或者用在家庭自動化中。這些設備可取而代之或者附加地用在健康護理環(huán)境中，例如用于個人健康護理。這些設備也可被用于監(jiān)督以啟用擴展范圍的因特網連通性(例如，供與熱點聯(lián)用)、或者實現(xiàn)機器對機器通信。在一些實施例中，以下討論可適用于任何類型的數(shù)據(jù)遞送網絡。本文的公開涉及可用于信息和數(shù)據(jù)遞送的數(shù)據(jù)遞送網絡(即，數(shù)據(jù)分發(fā)網絡)。在一些實施例中，數(shù)據(jù)遞送網絡可包括I跳或多跳網格網絡。
[0042]802.11標準定義了無線設備可如何經由NAN和社交W1-Fi網格網絡來通信。網格網絡可被用于靜態(tài)拓撲和無基礎設施的網絡。NAN框架僅可提供一跳服務發(fā)現(xiàn)。替換地，社交W1-Fi網格可擴展參與NAN的設備的能力以執(zhí)行多跳服務發(fā)現(xiàn)并建立用于各設備之間的內容遞送的數(shù)據(jù)路徑。
[0043]在一些實施例中，本文使用的術語可被可互換地使用。如本文所使用的，NAN可指代W1-Fi聯(lián)盟聯(lián)網任務組中的鄰域知悉式聯(lián)網任務組或者參與社交W1-Fi或網格網絡的無線設備的物理編組，如以下所討論的。包括多個STA的NAN可進一步實現(xiàn)本文所公開的方法和系統(tǒng)。NAN可進一步以“社交W1-Fi”的形式來引述，并且指代“鄰域”的社交或對等方面。例如，術語“社交W1-Fi網絡”和“NAN”或“鄰域知悉網絡”可被可互換地使用并且這些術語可具有相同的含義。另外，術語“社交W1-Fi網格”或“社交W1-Fi網格網絡”(其可以是包括社交W1-Fi網絡的設備子集的網絡)也可被稱為“NAN數(shù)據(jù)路徑”或“數(shù)據(jù)路徑(DP)”。每個社交W1-Fi 網格網絡可支持一個或多個應用或服務。最終，術語“網格”或“網格 STA”或“網格群”可被可互換地稱為“數(shù)據(jù)路徑群”。相應地，如本文所使用的，術語“網格網絡”可以與術語“數(shù)據(jù)路徑網絡”互換，并且以下指示“網格網絡”的各實施例和描述不旨在被限于僅網格網絡，而是還可包括任何數(shù)據(jù)路徑網絡。這些術語可指代NAN群集中共享在尋呼窗口區(qū)間(PWl)期間傳達的尋呼窗口(PW)的設備子集并且可對于該子集內的設備具有共用安全性憑證。由于尋呼窗口可在相應的尋呼窗口區(qū)間期間傳達，以下包括尋呼窗口的討論固有地包括對每一尋呼窗口的相關聯(lián)的尋呼窗口區(qū)間的討論。尋呼窗口區(qū)間(在不參考尋呼窗口區(qū)間的情況下討論)可以表示在其期間傳達尋呼窗口的時間段，而尋呼窗口可以表示在尋呼窗口區(qū)間期間傳達的數(shù)據(jù)或信息(例如，信標等)。在一些實施例中，數(shù)據(jù)路徑群中的設備可以是彼此單跳或多跳的鄰居。在一些實施例中，數(shù)據(jù)路徑群可基于安全性憑證而受約束并且相應地要求帶外憑證。應注意，雖然這些概念可關于網格網絡或鄰域知悉式網絡來描述，但其它對等網絡或數(shù)據(jù)遞送網絡或數(shù)據(jù)分發(fā)網絡也可被用來實現(xiàn)本文所公開的過程和原理。
[0044]在802.1ls標準內，每一參與設備可被預期收發(fā)信標。信標收發(fā)可有助于提供諸如輔助同步之類的功能性。附加地，信標還可通過包括針對網格內的設備的話務指示符映射(TM)來促成網格的設備進行功率節(jié)省。在NAN框架中，一些設備(按照某些屬性確定的設備，這些屬性例如功率的可用性、定時的準確性等)可以參與信標收發(fā)功能以促進跨多跳網絡的統(tǒng)一時間感知的傳播。這一統(tǒng)一時間感知可對同步作出貢獻，這可允許NAN的所有參與設備以及相關聯(lián)的網格網絡協(xié)調動作，諸如休眠時間、尋呼窗口區(qū)間、以及信標收發(fā)，從而允許網格設備通過在不被要求傳送或監(jiān)視數(shù)據(jù)時節(jié)約功率來更高效地操作以及比不同步時更有效地利用網絡介質。
[0045]為了防止兩個相鄰網格設備之間的信標沖突，802.1ls定義了網格信標沖突避免(MBCA)架構。為了遵循該架構，網格設備使其同步與鄰居網格偏移，以避免沖突。在檢測到沖突時使用各種技術和機制來對目標信標發(fā)射時間(TBTT)作出調整。MCBA還可有助于確保每一設備以及其鄰居中的每一者在給定信標時段中具有貫穿網絡分發(fā)的信標。該標準中還提供了用于避免802.1ls網絡的一(I)跳和兩(2)跳鄰居之間的沖突的方法。
[0046]要同步遵循以上的802.1ls標準的個體網格網絡的需要可導致網絡(尤其是包括大量設備的那些網絡)內大量的信標和同步話務。這一大量的信標收發(fā)和同步話務還可導致作為NAN的成員的每一設備以及所有一個或多個網格用于同步并且避免所有鄰居之間的信標沖突的大量計算開銷。信標收發(fā)和同步話務的數(shù)量以及相關聯(lián)的計算開銷表明，在擁擠的網格網絡中，參與設備當它可能不斷地需要蘇醒以監(jiān)聽鄰居設備信標或提供其自己的信標并且執(zhí)行其它計算開銷時它幾乎沒有時間進行功率節(jié)省。
[0047]為了降低與在鄰域知悉網絡(NAN)內同步多個網格網絡相關聯(lián)的開銷的量，本文公開的方法、裝置和系統(tǒng)提出使用NAN信道來提供用于所有相關聯(lián)的網格網絡和NAN的成員的同步。在這一辦法之下，參與網格網絡的設備可能不必