專利名稱：用于自組網(wǎng)的設(shè)置信標(biāo)協(xié)議的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于自組(ad-hoc)網(wǎng)的設(shè)置信標(biāo)協(xié)議(BeaconingProtocol)的系統(tǒng)和方法。
無線局域網(wǎng)正在逐漸普及并且為了支持在單一的無線介質(zhì)上的不同類型服務(wù)的需要，幾個(gè)包括傳統(tǒng)IEEE802.11和IEEE802.11e的MAC層解決方案已經(jīng)被發(fā)展出來。因此，現(xiàn)有的幾個(gè)通信協(xié)議支持無線網(wǎng)絡(luò)中的自組連接性，比如IEEE 802.11 IBSS或IEEE 802.15協(xié)議系列。這些協(xié)議在以下內(nèi)容中被指定IEEE Std.802.11-1999(Reaff2003)，Part 11Wireless LAN Medium Access Control(MAC)andPhysical Layer(PHY)Specifications(無線LAN媒體接入控制和物理層規(guī)范)，edition 2003，和IEEE Std.802.15.3-2003，Part15.3Wireless Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)Specification for High Rate Wireless Personal Area Networks(高速率無線個(gè)人域網(wǎng)的無線媒體接入控制和物理層規(guī)范)(WPAN)，edition 2003，其內(nèi)容在此作為參考被全面合并。
IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)定義了兩個(gè)用于無線介質(zhì)訪問的基本功能點(diǎn)協(xié)調(diào)功能(PCF)和分布式協(xié)調(diào)功能(DCF)。DCF負(fù)責(zé)異步數(shù)據(jù)服務(wù)并且處理競(jìng)爭(zhēng)周期，在競(jìng)爭(zhēng)周期中發(fā)送站為了訪問而通過使用載波偵聽多路訪問/沖突避免(CSMA/CA)這個(gè)介質(zhì)訪問方案來相互競(jìng)爭(zhēng)。
無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(WPAN)在比典型無線局域網(wǎng)(WLAN)中相互更加靠近的競(jìng)爭(zhēng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)中通信。WPAN可能具有對(duì)零基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境的需要。
此外，多頻帶OFDM聯(lián)盟(MBOA)正在定義一個(gè)用于WPAN的MAC協(xié)議，參見2004年4月通過的技術(shù)規(guī)范草案0.5用于高速率無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(WPAN)的MBOA無線介質(zhì)訪問控制(MAC)規(guī)范，其內(nèi)容在此作為參考被全面合并。MBOA MAC協(xié)議是分布式的，即對(duì)等裝置具有相同的協(xié)議行為和硬件/軟件能力。MBOA MAC是基于由裝置做出的介質(zhì)預(yù)留，從而消除了介質(zhì)上的偵聽和沖突時(shí)間。而且，MBOA MAC協(xié)議通過在無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(WPAN)的所有節(jié)點(diǎn)(裝置)中分布功能而消除了任何對(duì)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的需要，并且它是基于IEEE 802.11e的增強(qiáng)分布式信道訪問(EDCA)操作模式。在MBOA分布式MAC協(xié)議中，不存在用于WPAN網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)或中央?yún)f(xié)調(diào)者。同步、異步以及等時(shí)數(shù)據(jù)傳送在MBOA分布式MAC協(xié)議中得到支持。
等時(shí)數(shù)據(jù)傳送是與時(shí)間相關(guān)的數(shù)據(jù)傳送，其中，對(duì)數(shù)據(jù)遞送做出了某些時(shí)間約束。例如，多媒體流需要用一個(gè)等時(shí)傳送機(jī)理來擔(dān)保數(shù)據(jù)像它被顯示一樣快地被遞送并且保證音頻與視頻同步。相比之下，異步處理包括可以被隨機(jī)間隔分隔的數(shù)據(jù)流，而同步處理包括必須只以預(yù)定的有規(guī)律分隔的間隔來遞送的數(shù)據(jù)流。等時(shí)服務(wù)的時(shí)間約束不像同步服務(wù)那樣嚴(yán)格，但是也不像異步服務(wù)那樣寬松。
還需解決的兩個(gè)主要的問題是功率管理和同步。例如，一個(gè)裝置在不期望有轉(zhuǎn)發(fā)給它的業(yè)務(wù)時(shí)應(yīng)該能夠休眠。IEEE802.11IBSS中提供的機(jī)理效率很低并且不足以有效地使裝置同步。特別地，它假定所有的裝置在不總是這種情況的時(shí)候都能相互聽見。
一個(gè)分布式MAC協(xié)議是需要的，它提供了有效的功率管理和同步并且允許介質(zhì)的分布式時(shí)間預(yù)留。
現(xiàn)在參見

圖1，本發(fā)明提供了一個(gè)包括超幀結(jié)構(gòu)102和使用這個(gè)超幀結(jié)構(gòu)102的程序的分布式MAC協(xié)議，超幀結(jié)構(gòu)連同其它優(yōu)點(diǎn)一起增強(qiáng)了自組網(wǎng)中的功率管理和同步。根據(jù)本發(fā)明，所提供的MAC超幀結(jié)構(gòu)包括一個(gè)時(shí)隙式設(shè)置信標(biāo)周期(Slotted Beaconing Period)BP104和一個(gè)數(shù)據(jù)傳送周期103，時(shí)隙式設(shè)置信標(biāo)周期BP104包括多個(gè)MAS時(shí)隙107。所有的自組網(wǎng)裝置都參與發(fā)送信標(biāo)。數(shù)據(jù)傳送周期的MAS中的介質(zhì)訪問是基于一個(gè)增強(qiáng)分布式信道訪問或EDCA之類的機(jī)理，或者基于一個(gè)分布式預(yù)留機(jī)理。
用于根據(jù)本發(fā)明的自組網(wǎng)中的通信裝置之間保持協(xié)調(diào)的技術(shù)是信標(biāo)的定期傳輸。信標(biāo)為網(wǎng)絡(luò)提供基本計(jì)時(shí)，包括與等時(shí)預(yù)留有關(guān)的信息。希望通信的裝置必須屬于相同的信標(biāo)群或裝置組，它們?cè)谕恍艠?biāo)周期(BP)期間在一個(gè)給定裝置和那個(gè)信標(biāo)的無線電范圍內(nèi)。
再次參見圖1，在本發(fā)明的MBOA分布式MAC協(xié)議中，每個(gè)超幀102都包括多個(gè)媒體訪問時(shí)隙(MAS)107。MAS在信標(biāo)周期104和數(shù)據(jù)傳送周期103之間劃分，參見圖2b。為了發(fā)射/接收信標(biāo)，裝置把對(duì)應(yīng)于MAS時(shí)隙107的鄰接組104的時(shí)間段指定為信標(biāo)周期(BP)104，它被嚴(yán)格地保留給信標(biāo)的發(fā)射和接收。共享這個(gè)信標(biāo)廣播時(shí)間或BP104的裝置群被稱為信標(biāo)群。即，信標(biāo)群根據(jù)一個(gè)給定裝置被本地地定義為一組裝置，這組裝置在媒體訪問時(shí)隙(MAS)107的同一子集內(nèi)同步它們的信標(biāo)傳輸而且把MAS時(shí)隙107的這個(gè)子集104標(biāo)識(shí)為它們的BP104。根據(jù)MBOA規(guī)范，BP104被定義為八個(gè)鄰接的MAS時(shí)隙，這些時(shí)隙被一個(gè)或多個(gè)裝置的信標(biāo)指定為BP或時(shí)隙式設(shè)置信標(biāo)周期104。根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，分配給BP104的MAS時(shí)隙107的數(shù)量可以是固定的，例如是8個(gè)MAS時(shí)隙，或者是可變的。MBOA把BP104指定為具有24個(gè)信標(biāo)時(shí)隙，相當(dāng)于八個(gè)MAS時(shí)隙，其中，每個(gè)MAS都包括三個(gè)信標(biāo)時(shí)隙，參見圖2a。取決于分配給BP的MAS時(shí)隙107的數(shù)量，信標(biāo)時(shí)隙的數(shù)量可以是可變的而不是固定的。
簇是一個(gè)裝置的無線電范圍內(nèi)的一組裝置并且包括一個(gè)信標(biāo)群內(nèi)的所有裝置。簇還可以包括屬于另一個(gè)信標(biāo)群的在無線電范圍內(nèi)的裝置。
這樣，BP長(zhǎng)度106可以是固定或可變的。如果它是固定的，則對(duì)應(yīng)的固定信標(biāo)時(shí)隙105的數(shù)量確定了可以在相同位置和頻率同時(shí)操作的裝置的最大數(shù)量。然而，信標(biāo)時(shí)隙長(zhǎng)度202是固定的并且取決于信標(biāo)幀長(zhǎng)度，即發(fā)射一個(gè)信標(biāo)幀所需要的時(shí)間。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將通過以下的附圖和詳細(xì)的發(fā)明說明而變得明顯。
圖1說明了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的超幀結(jié)構(gòu)；圖2a說明了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的時(shí)隙信標(biāo)周期，其中，一個(gè)MAS包括三個(gè)信標(biāo)時(shí)隙；圖2b說明了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的超幀，包括多個(gè)被分成信標(biāo)周期和數(shù)據(jù)傳送周期的MAS時(shí)隙；圖3說明了一個(gè)將應(yīng)用本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；和圖4說明了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖3的通信系統(tǒng)的無線裝置的簡(jiǎn)化框圖。
圖5說明了一個(gè)用于信標(biāo)協(xié)議的同步功能的有限狀態(tài)圖(FSD)。
圖6說明了一個(gè)在信標(biāo)周期中用于信標(biāo)沖突和分解協(xié)議(BCRP)的有限狀態(tài)圖(FSD)。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，以下說明是為了說明而不是限制的目的而被提供。一個(gè)技術(shù)人員明白，在本發(fā)明的精神和附加的權(quán)利要求的范圍內(nèi)存在許多的變化。不必要的已知功能和操作的細(xì)節(jié)可以從當(dāng)前說明書中省略以免模糊本發(fā)明。
本發(fā)明涉及信道工作時(shí)間被分成超幀的自組網(wǎng)，每個(gè)超幀都從一個(gè)BP開始。該BP用于發(fā)送信標(biāo)。圖1說明了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的MAC超幀結(jié)構(gòu)100。在一個(gè)自組網(wǎng)中，所有裝置都參與發(fā)送信標(biāo)。每個(gè)MAC超幀結(jié)構(gòu)100都包括至少一個(gè)還包括一個(gè)時(shí)隙BP104的超幀102的序列，時(shí)隙BP104從TBTT或信標(biāo)周期開始時(shí)間(BPST)101開始然后在時(shí)隙BP長(zhǎng)度106內(nèi)繼續(xù)并且包括多個(gè)信標(biāo)時(shí)隙105，因此新的裝置可以加入該網(wǎng)絡(luò)，所述的時(shí)隙BP104后面跟隨一個(gè)數(shù)據(jù)傳送周期103。BP長(zhǎng)度106可以是固定或可變的。
如圖2a中所示，每個(gè)鄰接信標(biāo)時(shí)隙105之間的時(shí)間大于一個(gè)短幀間距(SIFS)203。MAS時(shí)隙107是通信的基本單元。如圖2b中所示，一個(gè)超幀被優(yōu)選地分成256個(gè)MAS時(shí)隙107。每個(gè)MAS的長(zhǎng)度是256usec，使得一個(gè)超幀的長(zhǎng)度是65msec。MAS時(shí)隙107可以被用于EDCA、DRP(用于數(shù)據(jù)傳送的分布式預(yù)留協(xié)議)或設(shè)置信標(biāo)。幾個(gè)MAS時(shí)隙類型取決于裝置或附近的裝置怎樣使用MAS時(shí)隙107而被定義。表1總結(jié)了MAS時(shí)隙的類型。
表1-媒體訪問時(shí)隙類型定義
在能夠建立通信之前，裝置必須創(chuàng)建它自己的信標(biāo)群或者加入一個(gè)現(xiàn)有對(duì)信標(biāo)群201。優(yōu)選地，對(duì)于每個(gè)信標(biāo)周期將八個(gè)連續(xù)的MAS時(shí)隙107用作信標(biāo)時(shí)隙105，其中，所有屬于該信標(biāo)群的裝置都發(fā)射信標(biāo)。超幀的開始時(shí)間由信標(biāo)周期的開始來確定，并且在IEEE802.11和信標(biāo)周期開始時(shí)間(BPST)中被定義為目標(biāo)信標(biāo)傳輸時(shí)間(TBTT)，而在MBOA分布式MAC中被定義為信標(biāo)周期開始時(shí)間(BPST)。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，設(shè)置信標(biāo)周期104規(guī)定要使用八個(gè)MAS時(shí)隙107。每個(gè)MAS時(shí)隙107都包括由＞SIFS分隔的三個(gè)信標(biāo)時(shí)隙107，并且因此，在MBOA分布式MAC中，一個(gè)信標(biāo)周期包括二十四個(gè)信標(biāo)時(shí)隙105。如上所指出，時(shí)隙的數(shù)量可以是變化的。時(shí)隙BP長(zhǎng)度106可以是固定或可變的。如果它是固定的，則信標(biāo)時(shí)隙105的數(shù)量也是固定的并且確定了可以以相同的位置和頻率同時(shí)操作的裝置的最大數(shù)量。然而，信標(biāo)時(shí)隙長(zhǎng)度202最終取決于信標(biāo)幀的長(zhǎng)度。
本發(fā)明的超幀102還包括一個(gè)數(shù)據(jù)傳送周期103，數(shù)據(jù)傳送周期103包括超幀102的剩余MAS時(shí)隙107，即不在BP104中的超幀的MAS時(shí)隙。在超幀102的數(shù)據(jù)傳送周期103中，裝置發(fā)送和接收數(shù)據(jù)或者是經(jīng)由一個(gè)被稱為增強(qiáng)分布式信道訪問(EDCA)的基于競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)先排序信道訪問或者是使用一個(gè)被稱為分布式預(yù)留協(xié)議(DRP)的基于預(yù)留的信道訪問。
信標(biāo)非限制性地包括如下信息(1)裝置標(biāo)識(shí)及其能力；(2)業(yè)務(wù)識(shí)別圖(TIM)；(3)信標(biāo)時(shí)隙占用字段；(4)相關(guān)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)；和(5)媒體的分布式預(yù)留如在IEEE802.11或IEEE802.15標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的，這些信息可以在信標(biāo)中以信息單元的形式被發(fā)送。
本發(fā)明的設(shè)置信標(biāo)的應(yīng)用非限制性地包括(1)功率管理；(2)經(jīng)由快速關(guān)聯(lián)的裝置的發(fā)現(xiàn)；(3)多跳消息確定路由；和(4)多個(gè)對(duì)等對(duì)的同步(5)媒體的分布式預(yù)留功率管理本發(fā)明為每個(gè)裝置的功率節(jié)省做出了貢獻(xiàn)。所有裝置都在TBTT或信標(biāo)周期開始時(shí)間(BPST)醒來以便接收信標(biāo)。具有隊(duì)列中的業(yè)務(wù)的裝置包括TIM中的目標(biāo)裝置。收到了轉(zhuǎn)發(fā)給它們的TIM的裝置在接下來的超幀競(jìng)爭(zhēng)周期中保持醒著的狀態(tài)。一旦超幀的BP已經(jīng)結(jié)束并且TIM被清除，裝置就可以休眠。此外，只要收到了具有被設(shè)置為零的″更多數(shù)據(jù)″的幀，裝置就可以在超幀結(jié)束之前休眠。
經(jīng)由快速關(guān)聯(lián)的裝置的發(fā)現(xiàn)所有裝置都在設(shè)置信標(biāo)周期中發(fā)送一個(gè)信標(biāo)。只要一個(gè)信標(biāo)已經(jīng)被接收，裝置就可以在一個(gè)超幀的時(shí)間中被發(fā)現(xiàn)。
多跳消息路由確定信標(biāo)包括與裝置的鄰近裝置有關(guān)的信息。在信標(biāo)的信標(biāo)周期占用信息單元(BPOIE)中包括的這些信息可以用來找到通向一個(gè)特定裝置的最短或最經(jīng)濟(jì)的路徑。
同步每個(gè)裝置都在媒體中掃描信標(biāo)。如果沒有收到信標(biāo)，則該裝置設(shè)置它自己的TBTT或BPST并且發(fā)射第一信標(biāo)。然而，如果收到信標(biāo)，則該裝置在時(shí)隙信標(biāo)周期中尋找一個(gè)空時(shí)隙并且如果有的話就選擇一個(gè)可用的空時(shí)隙。只要一個(gè)時(shí)隙被選擇，該裝置就總是在這個(gè)相同的時(shí)隙中發(fā)送它的信標(biāo)，除非檢測(cè)到一個(gè)沖突。如果收到不止一個(gè)信標(biāo)，則該裝置與最快時(shí)鐘同步。
可能發(fā)生兩個(gè)裝置使用同一信標(biāo)時(shí)隙的情況，并且因此需要一個(gè)沖突檢測(cè)和解決機(jī)理(BCRP)。裝置在它們自己的信標(biāo)中發(fā)射一個(gè)″信標(biāo)時(shí)隙占用″字段(BPOIE)(1)″信標(biāo)時(shí)隙占用″字段包括與時(shí)隙數(shù)量和收到的信標(biāo)的裝置IDs(DevIDs)有關(guān)的信息；(2)如果一個(gè)收到的信標(biāo)中給定信標(biāo)時(shí)隙是空閑的或者一個(gè)信標(biāo)幀被錯(cuò)誤接收至少預(yù)定數(shù)量的次數(shù)，則″信標(biāo)時(shí)隙占用″字段被認(rèn)為是空的或者被認(rèn)為不包括給定時(shí)隙的信息；當(dāng)發(fā)送信標(biāo)的裝置收到不包括它自己的信標(biāo)時(shí)隙信息或者包括一個(gè)時(shí)隙中的不同DevID的″信標(biāo)時(shí)隙占用″字段達(dá)到至少預(yù)定的次數(shù)時(shí)，裝置就搜索一個(gè)新的空信標(biāo)時(shí)隙。
媒體的分布式預(yù)留一個(gè)裝置可以在它的信標(biāo)中宣布超幀的數(shù)據(jù)傳送周期的特殊時(shí)間預(yù)留。只要信標(biāo)被接收，所有裝置就都接收這個(gè)宣告，并因此而察覺到那個(gè)時(shí)間預(yù)留。裝置在鄰近裝置的預(yù)留時(shí)間中不發(fā)射。
本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可以用于無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(WPAN)和無線局域網(wǎng)(WLAN)300，其中，無線裝置301包括一個(gè)根據(jù)本發(fā)明而修改的MAC模決。圖3說明了要應(yīng)用本發(fā)明的一個(gè)典型的無線網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)本發(fā)明的原則提供了一個(gè)MAC模塊400，參見圖4，該模塊被設(shè)計(jì)用于執(zhí)行一個(gè)時(shí)隙式設(shè)置信標(biāo)協(xié)議以便于每個(gè)裝置的功率管理功能的至少一個(gè)(自組網(wǎng)的無線裝置中的分布式預(yù)留和同步)變得更為方便。應(yīng)當(dāng)指出，圖3中說明的網(wǎng)絡(luò)只是為了圖示目的而顯得較小。實(shí)際上，WLANs或WPAN可以包括一個(gè)數(shù)量多得多的結(jié)合本發(fā)明的無線裝置。
現(xiàn)在參見圖4，如圖3中所示的一個(gè)自組網(wǎng)內(nèi)的每個(gè)裝置301都包括一個(gè)MAC模塊400，它具有一個(gè)圖4的框圖中描述的結(jié)構(gòu)。每個(gè)裝置301都可以包括一個(gè)MAC模塊400，它具有耦合到至少一個(gè)發(fā)射機(jī)401的控制器402，一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的時(shí)隙信標(biāo)處理元件403，和一個(gè)接收機(jī)404。發(fā)射機(jī)401和接收機(jī)404被耦合到天線405。時(shí)隙信標(biāo)處理元件403提供自適應(yīng)編程，因此例如設(shè)置信標(biāo)周期長(zhǎng)度可適應(yīng)不同的通信協(xié)議，其中包括IEEE802.11、藍(lán)牙、和任何其它支持本領(lǐng)域中已知的自組無線網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議。僅僅作為舉例來說，在IEEE802.11中，IBSS是一個(gè)本發(fā)明適用的自組網(wǎng)。自組網(wǎng)由一個(gè)給定站(STA)來啟動(dòng)，這個(gè)給定的站被配置用于″尋找″包括一個(gè)與配置的網(wǎng)絡(luò)名(SSID)相匹配信標(biāo)的自組操作。當(dāng)具有匹配的SSID的信標(biāo)被一個(gè)給定站接收并且被以自組網(wǎng)模式操作的另一個(gè)站發(fā)出時(shí)，該給定站STA就加入另一個(gè)STA的網(wǎng)絡(luò)，即WLAN。當(dāng)沒有具有匹配網(wǎng)絡(luò)名的信標(biāo)被接收時(shí)，該STA將自己發(fā)出信標(biāo)以便建立一個(gè)具有被配置SSID的自組網(wǎng)。
現(xiàn)在參見圖5，它表明了一個(gè)有限狀態(tài)圖(FSD)以用于時(shí)隙信標(biāo)處理元件403的一個(gè)同步功能。一個(gè)裝置在TBTT501之前醒來和/或執(zhí)行對(duì)(一個(gè)或多個(gè))信標(biāo)502的檢查?；蛘咧辽僖粋€(gè)信標(biāo)被接收或者沒有信標(biāo)被接收，并且裝置分別從檢查狀態(tài)502轉(zhuǎn)換到對(duì)信標(biāo)時(shí)隙狀態(tài)503或自組網(wǎng)建立狀態(tài)504的檢查。一旦進(jìn)入對(duì)信標(biāo)時(shí)隙狀態(tài)503的檢查中，裝置就在有一個(gè)可用的空信標(biāo)時(shí)隙的情況下轉(zhuǎn)換到同步狀態(tài)506。在同步之后，裝置就可以在數(shù)據(jù)處在隊(duì)列(507)中的情況下發(fā)送數(shù)據(jù)，或者就可以休眠并且在下一個(gè)TBTT或BPST之前又醒來(501)。如果隊(duì)列(507)中存在數(shù)據(jù)，則只要所有數(shù)據(jù)都已經(jīng)被發(fā)送，裝置就可以休眠(505)。如果沒有可用時(shí)隙，則裝置可以建立一個(gè)具有新的信標(biāo)周期(504)的第二自組網(wǎng)，或者它可以一直休眠到下一個(gè)超幀(505)為止。替換地，如果裝置不接收任何信標(biāo)，則它可以通過設(shè)置TBTT或BPST等等來建立自組網(wǎng)，504。
現(xiàn)在參見圖6，它表明了一個(gè)有限狀態(tài)圖(FSD)用于時(shí)隙信標(biāo)處理元件403的沖突檢測(cè)和解決(BCRP)。假定一個(gè)裝置已經(jīng)執(zhí)行了來自圖5的同步功能，并且建立了一個(gè)自組網(wǎng)(504)或者已經(jīng)與一個(gè)現(xiàn)有的自組網(wǎng)(506)同步。BCRP FSD從一個(gè)在設(shè)置信標(biāo)周期中選擇空時(shí)隙601的裝置開始。該裝置等待TBTT或BPST602并且在所選擇的空閑時(shí)隙中發(fā)送一個(gè)信標(biāo)，其中包括從先前的超幀603計(jì)算的BPOIE。在這個(gè)設(shè)置信標(biāo)周期中，裝置接收來自于信標(biāo)群(BG)604中的其它裝置的信標(biāo)(如果有的話)并且保存信標(biāo)發(fā)射機(jī)605的DEVID。這些DEVID連同時(shí)隙號(hào)一起被包括在下一個(gè)超幀603的被發(fā)射信標(biāo)的BPOIE中。來自于被接收信標(biāo)的BPOIE還被解碼606。
并行地，裝置執(zhí)行對(duì)時(shí)隙忙碌/空閑作標(biāo)記的操作606。已經(jīng)接收信標(biāo)或者把信標(biāo)包含在所接收的BPOIE中的所有時(shí)隙都被標(biāo)記為忙碌。如果一個(gè)信標(biāo)沒有在預(yù)定數(shù)量N的連續(xù)超幀中的時(shí)隙中被接收，并且該時(shí)隙信息沒有在預(yù)定數(shù)量N的連續(xù)超幀中被包含在從同一個(gè)設(shè)置信標(biāo)群的任何裝置接收的BPOIE中，則被標(biāo)記為忙碌的時(shí)隙被轉(zhuǎn)換為空閑。
BCRP通過檢驗(yàn)所接收的BPOIE而繼續(xù)。如果該裝置自己的DEVID已經(jīng)被包括在所有被接收的BPOIE中，則該裝置進(jìn)行到正常操作并且等待下一個(gè)TBTT或BPST602。如果它自己的DEVID從一個(gè)或多個(gè)BPOIE中遺失，則一個(gè)(保持在每個(gè)BPOIE中的)計(jì)數(shù)器被該裝置加1，以向那個(gè)數(shù)量的連續(xù)超幀指出它自己的DEVID已經(jīng)從那個(gè)特定的BPOIE607中遺失。如果DEVID在超過一個(gè)預(yù)定數(shù)量N的超幀中從一個(gè)特殊的BPOIE遺失，則該裝置選擇一個(gè)新的時(shí)隙601并且重新開始處理。否則，該裝置等待下一個(gè)TBTT或BPST602。
雖然本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)被說明并且描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解此處所述的超幀是說明性的，并且在不脫離本發(fā)明的真實(shí)范圍的前提下可以對(duì)超幀做出不同的改變和更改并且可以用等效物來替換其中的各元件。另外，許多更改可以把本發(fā)明的教導(dǎo)適配到一個(gè)特殊的情況而不脫離它的中心范圍，例如，信標(biāo)周期的位置可以從不同于超幀的示例開始。因此，本發(fā)明意圖不受限于作為被考慮來執(zhí)行本發(fā)明的最佳模式而被公開的特殊實(shí)施例，而是本發(fā)明包括附屬的權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一個(gè)用于參加裝置的自組通信網(wǎng)的裝置的設(shè)置信標(biāo)協(xié)議的方法，包括下列步驟a.把媒體訪問時(shí)間劃分成從給定的開始時(shí)間(101)開始的至少一個(gè)超幀(102)的周期序列，并且在任意的時(shí)間點(diǎn)具有該周期序列的下一個(gè)超幀；b.把超幀(102)分割成一個(gè)具有多個(gè)鄰接信標(biāo)時(shí)隙(105)的時(shí)隙式設(shè)置信標(biāo)周期(106)，后面接著一個(gè)數(shù)據(jù)傳送周期(103)；c.執(zhí)行下列步驟中的至少一個(gè)-通過執(zhí)行步驟(a)-(f)來開始一個(gè)新的自組網(wǎng)，-占用多個(gè)鄰接信標(biāo)時(shí)隙的一個(gè)空閑信標(biāo)時(shí)隙，和-一直休眠到下一個(gè)信標(biāo)周期的開始，然后醒來并重復(fù)步驟(c)；d.在所述的被占用信標(biāo)時(shí)隙建立一個(gè)自己的信標(biāo)；e.在數(shù)據(jù)傳送周期中從另一個(gè)裝置接收數(shù)據(jù)傳輸；f.在數(shù)據(jù)傳送周期中向另一個(gè)裝置傳送數(shù)據(jù)。
2.權(quán)利要求1的方法，其中，該設(shè)置信標(biāo)步驟還包括下列步驟發(fā)送一個(gè)包括從下列組合選擇的至少一組信息的信標(biāo)，該組合包括裝置標(biāo)識(shí)信息和能力、業(yè)務(wù)標(biāo)識(shí)圖(TIM)、信標(biāo)時(shí)隙占用字段、相關(guān)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)、以及媒體的分布式預(yù)留。
3.權(quán)利要求2的方法，還包括下列步驟在超幀(102)的時(shí)隙式設(shè)置信標(biāo)周期(104)中從其它裝置接收其它信標(biāo)，所述的其它信標(biāo)包括從下列組合中選擇的至少一組信息，這一組合包括裝置標(biāo)識(shí)信息和能力、業(yè)務(wù)標(biāo)識(shí)圖(TIM)、信標(biāo)時(shí)隙占用字段、相關(guān)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)、以及媒體的分布式預(yù)留；和其中，設(shè)置信標(biāo)步驟還把下列信息包括在自己的信標(biāo)中，該信息包括從下列組合中選擇的至少一組信息，這一組合包括裝置標(biāo)識(shí)信息和能力、業(yè)務(wù)標(biāo)識(shí)圖(TIM)、信標(biāo)時(shí)隙占用字段、相關(guān)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)信息、以及媒體的預(yù)留。
4.權(quán)利要求3的方法，還包括這個(gè)步驟，即一旦收到另外的信標(biāo)，就在一個(gè)超幀(102)的時(shí)間中發(fā)現(xiàn)另外的所述其他裝置。
5.權(quán)利要求3的方法，還包括下列步驟在下一個(gè)超幀的開始(101)時(shí)醒來；如果被接收的其它信標(biāo)中任意一個(gè)的TIM被轉(zhuǎn)發(fā)給該裝置，則執(zhí)行下列步驟i.如果TIM沒有被清除，則在超幀(102)的數(shù)據(jù)傳送周期(103)中保持醒著的狀態(tài)，ii.當(dāng)該TIM被清除時(shí)，則在超幀(102)的數(shù)據(jù)傳送周期(103)中休眠；和iii.如果在超幀的數(shù)據(jù)傳送周期(103)中收到一個(gè)具有被設(shè)置成零的″更多數(shù)據(jù)″比特的數(shù)據(jù)幀，則進(jìn)入休眠。
6.權(quán)利要求3的方法，還包括下列步驟在與該裝置的鄰近裝置有關(guān)的其它信標(biāo)中接收信息；和基于從包括最少跳轉(zhuǎn)和最低成本的組合中進(jìn)行選擇的標(biāo)準(zhǔn)，使用與該裝置的鄰近裝置有關(guān)的被接收信息來找到一個(gè)傳輸路徑。
7.權(quán)利要求3的方法，還包括下列步驟通過被接收信標(biāo)中的時(shí)隙占用信息，為所述的多個(gè)鄰接信標(biāo)時(shí)隙(104)的每個(gè)信標(biāo)時(shí)隙(105)，確定信標(biāo)時(shí)隙(105)是否是空閑和被錯(cuò)誤接收這兩者之一；對(duì)于預(yù)定數(shù)量的連續(xù)超幀，如果被該裝置占用的信標(biāo)時(shí)隙(105)被確定是空閑、被錯(cuò)誤接收這兩者之一并且包括另一個(gè)裝置的信息，則該裝置所占用的信標(biāo)時(shí)隙(105)中一個(gè)沖突認(rèn)為已經(jīng)存在，并且該裝置執(zhí)行步驟(c)來解決沖突。
8.權(quán)利要求3的方法，其中傳送步驟還包括在對(duì)應(yīng)于在自己的信標(biāo)中發(fā)射的媒體預(yù)留的數(shù)據(jù)傳送周期(103)中傳送數(shù)據(jù)；和設(shè)置信標(biāo)步驟還包括將媒體預(yù)留一直保持到數(shù)據(jù)傳送完成為止。
9.權(quán)利要求8的方法，其中，在超幀(102)的數(shù)據(jù)傳送周期(103)中媒體訪問的預(yù)留是基于一個(gè)預(yù)留機(jī)理，該預(yù)留機(jī)理是從包括增強(qiáng)分布式信道訪問(EDCA)機(jī)理和分布式預(yù)留機(jī)理的一個(gè)組中選擇的。
10.權(quán)利要求1的方法，其中超幀(102)包括第一預(yù)定數(shù)量的媒體訪問時(shí)隙(107)，該時(shí)隙具有第一預(yù)定長(zhǎng)度；所述的時(shí)隙式設(shè)置信標(biāo)周期(104)包括第二預(yù)定數(shù)量的媒體訪問時(shí)隙，因此每個(gè)媒體訪問時(shí)隙(107)都包括相同的第三預(yù)定數(shù)量的信標(biāo)時(shí)隙(105)，后面跟著一個(gè)大于第四預(yù)定數(shù)量的間隔(203)；和所述的數(shù)據(jù)傳送周期包括等于第一預(yù)定數(shù)量和第二預(yù)定數(shù)量之差的媒體訪問時(shí)隙的剩余數(shù)量。
11.權(quán)利要求10的方法，其中所述的第一預(yù)定數(shù)量是256；所述的第一預(yù)定長(zhǎng)度是256usec，因此超幀的長(zhǎng)度是65msec；所述的第二預(yù)定數(shù)量是24；所述的第三預(yù)定數(shù)量是3；和所述的第四預(yù)定數(shù)量等于短幀間間隔(SIFS)(203)的長(zhǎng)度。
12.一個(gè)用于自組網(wǎng)裝置(301)的時(shí)隙式設(shè)置信標(biāo)設(shè)備，包括接收機(jī)(404)，用于從其它的自組網(wǎng)裝置(301)中接收信標(biāo)和數(shù)據(jù)傳送；發(fā)射機(jī)(401)，用于發(fā)射自己的裝置信標(biāo)和數(shù)據(jù)；時(shí)隙式信標(biāo)處理部件(403)，它處理被接收到的信標(biāo)和被接收到的數(shù)據(jù)傳送以及自己的信標(biāo)和自己的數(shù)據(jù)傳送以便傳輸；控制器(402)，被可操作地耦合到所述的時(shí)隙式信標(biāo)處理部件(403)并且被配置用于把媒體劃分成至少一個(gè)超幀(102)的序列，超幀(102)包括時(shí)隙式設(shè)置信標(biāo)周期(104)和數(shù)據(jù)傳送周期(103)，以處理其中分別被接收的信標(biāo)和數(shù)據(jù)，并且用于對(duì)將在其中分別被發(fā)射的自己的信標(biāo)以及自己的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化和控制；所述的接收機(jī)(404)和發(fā)射機(jī)(401)，并且從而被配置用于在所述的時(shí)隙式設(shè)置信標(biāo)周期(104)中分別控制接收和發(fā)射，并且用于在所述的數(shù)據(jù)傳送周期(103)中分別控制數(shù)據(jù)的接收和發(fā)射。
13.權(quán)利要求12的設(shè)備，其中該至少一個(gè)超幀(102)包括第一預(yù)定數(shù)量的媒體訪問時(shí)隙，該時(shí)隙具有第一預(yù)定長(zhǎng)度(106)；所述的時(shí)隙式設(shè)置信標(biāo)周期包括第二預(yù)定數(shù)量的媒體訪問時(shí)隙，因此每個(gè)媒體訪問時(shí)隙(107)都包括相同的第三預(yù)定數(shù)量的信標(biāo)時(shí)隙(105)，后面跟著一個(gè)大于第四預(yù)定數(shù)量的間隔(203)；和所述的數(shù)據(jù)傳送周期(130)包括等于第一預(yù)定數(shù)量和第二預(yù)定數(shù)量之差的剩余數(shù)量的媒體訪問時(shí)隙。
14.權(quán)利要求13的設(shè)備，其中所述的第一預(yù)定數(shù)量是256；所述的第一預(yù)定長(zhǎng)度是256usec，因此超幀(102)的長(zhǎng)度是65msec；所述的第二預(yù)定數(shù)量是24；所述的第三預(yù)定數(shù)量是3；和所述的第四預(yù)定數(shù)量等于短幀間間隔(SIFS)(203)的長(zhǎng)度。
15.權(quán)利要求12的設(shè)備，其中，一個(gè)信標(biāo)包括從下列組合中選擇的至少一組信息，該組合包括裝置標(biāo)識(shí)信息和能力、業(yè)務(wù)標(biāo)識(shí)圖(TIM)、信標(biāo)時(shí)隙占用字段、相關(guān)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)信息、以及媒體的分布式預(yù)留。
16.權(quán)利要求15的設(shè)備，其中，控制器還被配置用于在下一個(gè)超幀(102)開始時(shí)醒來；如果被接收到的信標(biāo)中任意一個(gè)TIM被轉(zhuǎn)發(fā)給該裝置，則i.如果TIM沒有被清除，則在超幀(102)的數(shù)據(jù)傳送周期(103)中保持醒著的狀態(tài)，ii.當(dāng)該TIM被清除時(shí)，在超幀(102)的數(shù)據(jù)傳送周期(103)中休眠；和iii.如果在超幀(102)的數(shù)據(jù)傳送周期(103)收到一個(gè)具有被設(shè)置為零的″更多數(shù)據(jù)″比特的數(shù)據(jù)幀，則進(jìn)入休眠。
17.權(quán)利要求12的設(shè)備，其中，只要至少一個(gè)其它的信標(biāo)已經(jīng)被接收，其它裝置就在一個(gè)超幀(102)的時(shí)間中被發(fā)現(xiàn)。
18.權(quán)利要求17的設(shè)備，其中信息在與該裝置的鄰近裝置有關(guān)的其它信標(biāo)中被接收；和基于一個(gè)從包括最少跳轉(zhuǎn)和最低成本的組合中進(jìn)行選擇的標(biāo)準(zhǔn)，與該裝置的鄰近裝置有關(guān)的被接收到的信息被控制器(402)用來經(jīng)由一個(gè)路徑控制數(shù)據(jù)傳輸。
19.權(quán)利要求12的設(shè)備，其中，控制器(402)還被配置用于從被接收到的信標(biāo)中時(shí)隙占用信息來確定哪些信標(biāo)時(shí)隙(105)是空閑和被錯(cuò)誤接收這兩者之一；對(duì)于預(yù)定數(shù)量的連續(xù)超幀(102)，如果該裝置所占用信標(biāo)時(shí)隙被確定是空閑、被錯(cuò)誤接收兩者之一以及包括另一個(gè)裝置的信息，則認(rèn)為一個(gè)沖突已發(fā)生于該裝置所占用的信標(biāo)時(shí)隙(105)中，和命令時(shí)隙信標(biāo)處理部件(403)根據(jù)預(yù)定的沖突解決機(jī)理來解決沖突。
全文摘要
提供了一個(gè)分布式MAC協(xié)議，它包括一個(gè)具有時(shí)隙式設(shè)置信標(biāo)周期(104)和數(shù)據(jù)傳送周期(103)的超幀(102)。所提供的超幀(102)包括多個(gè)媒體訪問時(shí)隙(107)并且多個(gè)媒體訪問時(shí)隙(107)被分配給時(shí)隙式設(shè)置信標(biāo)周期(104)。設(shè)置信標(biāo)周期長(zhǎng)度(106)可以是固定或可變的。借助于啟動(dòng)(101)設(shè)置信標(biāo)周期(104)，加入自組網(wǎng)的一個(gè)現(xiàn)有設(shè)置信標(biāo)周期(104)，以及在設(shè)置信標(biāo)周期中解決沖突，所提供的設(shè)置信標(biāo)協(xié)議規(guī)定了自組網(wǎng)的初始化。
文檔編號(hào)H04L12/28GK1918859SQ200580004154
公開日2007年2月21日 申請(qǐng)日期2005年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月6日
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