用于產(chǎn)生跳頻序列的技術(shù)的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 依據(jù)35U.S.C. 119(e)的優(yōu)先權(quán)要求
[0002] 本申請(qǐng)案要求2014年9月10日申請(qǐng)的標(biāo)題為"低計(jì)算開銷的跳頻序列產(chǎn)生 (FrequencyHoppingSequenceGenerationwithLowComputationalOverhead)"的美國(guó) 臨時(shí)申請(qǐng)案第62/048, 692號(hào)（代理人案號(hào)TI-75449P巧的優(yōu)先權(quán)且W引用的方式將其并 入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明大致設(shè)及無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，且更具體地設(shè)及多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的跳 頻技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0004] IE邸802. 15. 4e是針對(duì)低功率和低速率網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計(jì)的802. 15. 4的增強(qiáng)MC(媒體 接入控制）層協(xié)議。它適于具有資源限制的傳感器裝置；例如，低功耗、低計(jì)算能力和低存 儲(chǔ)器。時(shí)隙信道跳變燈SCH)是IE邸802. 15. 4e網(wǎng)絡(luò)中的MC機(jī)審Ij。在TSCH中，時(shí)間被劃 分為時(shí)隙，且每個(gè)裝置與網(wǎng)絡(luò)中的根節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步且使用時(shí)隙來(lái)在網(wǎng)絡(luò)中通信/同步。裝 置在時(shí)隙期間根據(jù)跳頻序列（即巧在所有信道內(nèi)跳變。HSCH可實(shí)現(xiàn)較高容量且提供更精細(xì) 粒度用于IE邸802. 15. 4e網(wǎng)絡(luò)中的功率節(jié)省。
[0005] 無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（WPAN)可用于在相對(duì)較短距離內(nèi)傳送信息。與無(wú)線局域網(wǎng) (WLAN)不同，經(jīng)由WPAN實(shí)現(xiàn)的連接設(shè)及極少基礎(chǔ)設(shè)施或不設(shè)及基礎(chǔ)設(shè)施。運(yùn)種特征使 得能針對(duì)寬范圍的裝置實(shí)施小型、節(jié)能、廉價(jià)的解決方案。兩種不同裝置類型可參與IEEE 802. 15. 4網(wǎng)絡(luò)：全功能裝置（FFD)和簡(jiǎn)化功能裝置（RFD)。FFD是能夠充當(dāng)個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò) (PAN)協(xié)調(diào)器的裝置。RFD是無(wú)法充當(dāng)PAN協(xié)調(diào)器的裝置。RFD期望用于極簡(jiǎn)的應(yīng)用，例如 照明開關(guān)或被動(dòng)式紅外傳感器；它無(wú)需發(fā)送大量數(shù)據(jù)且每次僅與單個(gè)F抑相關(guān)聯(lián)。因此， RFD可使用最小資源和存儲(chǔ)器容量實(shí)施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一種使用信道跳變通信協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)中操作裝置的方法 包括：產(chǎn)生具有長(zhǎng)度L的值的數(shù)字序列，且將值的所述數(shù)字序列的至少一部分存儲(chǔ)在所述 裝置上的存儲(chǔ)邏輯中；接收所述裝置與所述網(wǎng)絡(luò)中的第二裝置之間的通信鏈路的信道偏移 值；記錄信道狀態(tài)，其指示多個(gè)信道中的哪些是良好的W用于所述信道跳變通信協(xié)議；根 據(jù)所述所記錄信道狀態(tài)產(chǎn)生具有長(zhǎng)度N的良好信道列表；W及通過W下方式從所述多個(gè)信 道選擇信道來(lái)用于在每個(gè)跳變期間與所述第二裝置通信：使用所述信道偏移值從所述所存 儲(chǔ)數(shù)字序列選擇序列值來(lái)形成序列索引；處理所述所選擇序列值來(lái)形成具有小于或等于N 的值的信道索引值；W及使用所述信道索引值從所述良好信道列表選擇信道來(lái)使用。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，一種用于使用信道跳變通信協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)中操作裝置 的方法包括：產(chǎn)生及存儲(chǔ)偽隨機(jī)索引號(hào)的長(zhǎng)度L的序列的至少一部分；根據(jù)信道黑名單狀 態(tài)產(chǎn)生從多個(gè)信道選擇的良好信道的長(zhǎng)度N的列表；通過使用從偽隨機(jī)索引號(hào)的所述序列 選擇的索引號(hào)而針對(duì)每個(gè)跳變從良好信道的所述列表中選擇所述良好信道中的一者供收 發(fā)器使用，其中針對(duì)每個(gè)跳變選擇偽隨機(jī)索引號(hào)的所述序列中的下一個(gè)索引號(hào)；W及響應(yīng) 于獲得經(jīng)修正信道黑名單狀態(tài)而修正良好信道的所述列表。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，一種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)裝置包括：收發(fā)器，其經(jīng)配置W使用跳 頻通信協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)中的其它裝置發(fā)射及接收數(shù)據(jù)；處理器，其可控制地禪合到所述收發(fā)器； W及存儲(chǔ)電路，其禪合到所述處理器，其中存儲(chǔ)指令，所述指令在被所述處理器執(zhí)行時(shí)致使 所述裝置通過W下方式與所述網(wǎng)絡(luò)中的另一節(jié)點(diǎn)裝置通信：產(chǎn)生偽隨機(jī)索引號(hào)的長(zhǎng)度L的 序列且將所述序列的至少一部分存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)電路中；根據(jù)信道黑名單狀態(tài)產(chǎn)生從多個(gè) 信道選擇的良好信道的長(zhǎng)度N的列表；通過使用從偽隨機(jī)索引號(hào)的所述序列選擇的索引號(hào) 而針對(duì)每個(gè)跳變從良好信道的所述列表中選擇所述良好信道中的一者供所述收發(fā)器使用， 其中針對(duì)每個(gè)跳變選擇偽隨機(jī)索引號(hào)的所述序列中的下一個(gè)索引號(hào)；W及響應(yīng)于獲得經(jīng)修 正信道黑名單狀態(tài)而修正良好信道的所述列表。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 現(xiàn)將僅舉例及參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例：
[0010] 圖1包含示例性個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的圖示； W11] 圖2A和2B是圖示TSCH的操作的簡(jiǎn)單時(shí)序圖；
[0012] 圖3是圖示用于結(jié)合列信道黑名單進(jìn)行跳頻信道選擇的計(jì)算密集型技術(shù)的流程 圖；
[0013] 圖4是圖示用于結(jié)合列信號(hào)黑名單進(jìn)行信道選擇W減小功耗的計(jì)算高效技術(shù)的 流程圖訊
[0014] 圖5是示例性TSCH裝置的框圖。
[0015] 將從附圖和隨后的詳細(xì)描述中了解本實(shí)施例的其它特征。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 現(xiàn)將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施例。為一致起見，各個(gè)圖中的相同元件 用相同參考數(shù)字標(biāo)注。在本發(fā)明的實(shí)施例的下文詳細(xì)描述中，陳述許多具體細(xì)節(jié)W提供本 發(fā)明的更透徹了解。但是，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員將了解，本發(fā)明可在不結(jié)合運(yùn)些具體細(xì)節(jié)的 情況下實(shí)踐。在其它例子中，未詳細(xì)描述眾所周知的特征W避免不必要地使描述復(fù)雜化。 陽(yáng)017] IE邸802. 15. 4e是針對(duì)低功率及低速率網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的802. 15. 4的增強(qiáng)MC(媒體 接入控制）層協(xié)議。它適于具有資源限制（例如，低功耗、低計(jì)算能力和低存儲(chǔ)器）的傳感 器裝置。隨著在家庭和辦公室環(huán)境中通過個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（PAN)互連的傳感器和致動(dòng)器變得 更常見，限制每個(gè)裝置的功率耗散是重要的。一些裝置可依靠電池運(yùn)行，在所述情況下，不 期望頻繁的電池更換。一些裝置可依靠由裝置本身使用各種手段（例如：從太陽(yáng)能或其它 光源轉(zhuǎn)換，從運(yùn)動(dòng)或熱效應(yīng)提取，從環(huán)境電磁場(chǎng)收集能源等）產(chǎn)生的有限量的電力運(yùn)行。同 時(shí)，裝置可具有有限的存儲(chǔ)器和計(jì)算能力，其意味著具有高計(jì)算復(fù)雜性的算法可能是無(wú)法 容忍的。 陽(yáng)0化]時(shí)隙信道跳變燈SCH)是IE邸802. 15. 4e網(wǎng)絡(luò)中的MAC機(jī)制。在TSCH中，時(shí)間被 劃分為時(shí)隙，且每個(gè)裝置與網(wǎng)絡(luò)中的根節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步且使用時(shí)隙來(lái)在網(wǎng)絡(luò)中通信/同步。 典型的IE邸802. 15. 4e網(wǎng)絡(luò)可利用例如1. 2秒帖，其被劃分為IOms時(shí)隙。每個(gè)裝置在時(shí) 隙期間可根據(jù)跳頻序列（即巧在所有可用信道內(nèi)跳變。TSCH可實(shí)現(xiàn)較高容量且提供更精細(xì) 粒度用于IEEE802. 15. 4e網(wǎng)絡(luò)中的功率節(jié)省。裝置在其不活動(dòng)時(shí)可轉(zhuǎn)變?yōu)榈凸β仕吣?式W節(jié)省功率。
[0019] 功耗是使用IE邸802. 15. 4e技術(shù)的傳感器裝置的重要問題。當(dāng)2. 4GHz頻帶中的 干擾增大時(shí)，運(yùn)些裝置的功耗增大，運(yùn)是因?yàn)榘匦掳l(fā)射增加。在一些情況下，與不存在干 擾時(shí)的功耗相比，它可高達(dá)3倍。 W20] 為了避免由于干擾造成的功耗，結(jié)合列信道黑名單的TSCH已被提出用于 基于IE邸802. 15. 4e的網(wǎng)絡(luò)；見例如，P.杜和G.魯索斯，"頻譜感知無(wú)線傳感器 網(wǎng)絡(luò)"，第24屆IE邸個(gè)人室內(nèi)移動(dòng)無(wú)線通信國(guó)際會(huì)議（PIMRC) 2013年化Duand G.Roussos, "Spectrum-AwareWirelessSensorNetworks, "IEEE24thInternational SymposiumonPersonal,IndoorandMobileRadioCommunication(PIMRC) 2013)，其從 引用的方式并入本文中，且被稱作"P.Du"。列信道黑名單可為通過暫時(shí)避免使用被觀測(cè)到 被嚴(yán)重干擾的信道而減小由于干擾造成的功耗的高效方式。由于一些信道被"列黑名單"， 所W列黑名單改變可用信道的數(shù)量。運(yùn)個(gè)值在下列公開中被稱作"信道數(shù)"、"channel/'或 "N"。由于信道數(shù)被改變，所W原始F服無(wú)法使用，且裝置需在每次信道黑名單（即，裝置不 得使用的信道列表）被更新時(shí)重新產(chǎn)生新的F服。產(chǎn)生新F服需要與L成比例的計(jì)算量， 其中L是F服的長(zhǎng)度。由于L通常是確保隨機(jī)性的大數(shù)量（在默認(rèn)F服中，L= 511)，所W F服的重新產(chǎn)生在網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)傳感器裝置中引入大的計(jì)算開銷。
[0021] 由于傳感器裝置具有有限資源，所W本文中公開響應(yīng)于列黑名單而選擇信道用于 跳頻的更高效方式。運(yùn)種技術(shù)避免每當(dāng)信道數(shù)響應(yīng)于列黑名單而改變時(shí)由每一葉節(jié)點(diǎn)重新 產(chǎn)生F服的開銷，同時(shí)仍保持默認(rèn)F服的期望隨機(jī)性質(zhì)W使鏈路之間的干擾最小化。如將 在下文更詳細(xì)描述，在運(yùn)種技術(shù)中，僅使用一個(gè)初始產(chǎn)生的一般序列結(jié)合不同信道數(shù)選擇 信道。
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