专利名称：特定无线电通信系统中信道分配的方法
技术领域：
本发明涉及特定(ad-hoc)无线电通信系统中信道分配的方法，该特定无线电通信系统包括具有等效通信结构的设备，这些设备聚集在若干微微网中，同一微微网的设备能够彼此相互通信，在用于每个微微网的设备中间规定一个微微网协调器(PNC)，用于在这些设备之间进行无线电通信的多址联接方案是码分多址(CDMA)方案。
本发明尤其适用于诸如办公室网络的局部无线电网络中，其中该办公室网络链接计算机、打印机、DVD阅读器、录像机和TV。
在蜂窝网络中，通信控制是集中在被称为基站的点上。该基站的特征在于具体的结构。
相反地，在一个特定网络中，所有的设备具有一个等效的通信结构和具有对等通信。必须建立特殊的协议，用于在两个设备之间联网和连接。
802.15.3系统当前在IEEE中被标准化。这个标准提供特定网络，但是在每个被称作微微网的基本网络中具有集中式接入。微微网协调器(PNC)起着每个微微网中的中央控制器的作用。相关的微微网围绕着该微微网协调器延伸了大约10m。因此，该微微网协调器负责向其微微网的设备分配其通信所需的资源。在这样的系统中使用的多址联接技术是时分多址联接(TDMA)。微微网的分隔是通过频率划分获得的。两个相邻近的微微网使用两个不同的频带。
当前建议一个新的物理层来达到甚至比802.15.3中更高的比特率。那个新的物理层由于用于超宽带(Ultra Wide Band)的缩写UWB而公知。设计这个新的物理层，以使之与基于码分的多址联接技术(CDMA)相关。
本发明的目的是提供采用CDMA多址联接方案在特定网络中进行信道分配的方法。
因此，正如在权利要求1中限定的，本发明的主题是用于特定无线电通信系统中信道分配的方法。
根据具体的实施例，该方法包括一个或多个从属权利要求的特性。
通过阅读以下仅利用举例所给出的描述和同时参考附图，将更好地理解本发明，其中-
图1是根据本发明的特定无线电通信系统的示意图；-图2是在该特定无线电通信系统的每个设备中存储的表；-图3是一个流程图，解释用于根据本发明在一个特定无线电通信系统中为一个新设备分配信道的方法；和-图4是一个图表，解释在新的设备加入一个现有微微网时在微微网的设备之间发送的消息。
图1示出一个特定无线电通信系统，除了利用本发明提供的附加特征之外，假设该系统基于IEEE 802.15.3标准。
该系统包括若干具有等效通信结构的设备。它们全部都适合于经由无线电链路发送和接收消息。
这些设备例如是计算机、打印机、照相机和记录设备。
这些设备被聚集在微微网中。包含在同一微微网中的所有设备能够彼此通信。在图1上示出四个微微网1、2、3、4。每个微微网包括利用11、12、13和14表示的微微网协调器PNC。
以下解释在微微网的设备中间规定每个微微网协调器的方式。
每个微微网包括不是微微网协调器的其他设备21、22、23、24，并且其适合于彼此相互通信以及与其相关的微微网协调器11、12、13、14通信。
用于在特定无线电通信系统设备之间进行无线电通信的多址联接方案是码分多址联接方案(CDMA)方案。
考虑NC码的集合C可用于信道分配。例如，NC＝100。C被分成n个子集Ci，i∈{1，...，n}。例如，n＝5。
根据本发明，每个子集Ci被分配给每个微微网。
在每个子集Ci中，一个由Cibc表示的码仅仅被用于广播。另一个由CiRACH表示的码仅仅被用于随机接入。另一个由Cij表示的码被用于由该微微网的具体设备j接收数据。
所有的系统设备对于子集Ci，尤其是Cibc和CiRACH具有预先了解。
因此，每个设备包括一个存储器，如一个只读存储器，在其中存储所有的可利用的码。
更确切地说，并且如图2所示，每个设备的存储器包括一个表，其对于码Ci的每个子集包括广播码Cibc、随机接入码CiRACH和接收码Cij。此外，一个8比特上的短地址是与每个码相关的。这个地址对应于一个作为相关码的指示的指示字。
根据本发明，同一微微网的所有设备使用相同码子集的码来通信。因此，码Ci的子集是与每个微微网i相关的。相邻微微网的子集可以是不同的或者不是不同的。有利地，它们是不同的。
在一个微微网中，微微网协调器使用广播码Cibc向该微微网的所有设备周期性地广播一般信息。由于Cibc码是该微微网的每个设备已知的，所以所有的设备接收和考虑该一般信息。
CiRACH由微微网的设备或者预期加入该微微网的新设备用于发送消息给微微网协调器。
接收码Cij与该微微网的每个设备j相关。这个码由该微微网的设备在它们预期发送消息给具体设备j时用于编码消息。
每当一个新的设备被加到该特定无线电通信系统中时，逐步创建微微网。
现在将参考图3和4公开用于信道分配的方法。
当一个新的设备被添加的时候，它试着加入一个现有的微微网。为此，它首先收听其无线电环境。
参考图3，在步骤100，该新的设备依次收听所有的可能已由微微网协调器广播的广播码Cibc，i∈{1，...，n}，如由在图4上的M1所示的。如果这些码中没有一个被检测到，在步骤102，它随机地选择一个使用的码Ck的子集，并且在步骤104开始广播有关该相关广播码Ckbc的信息。因此，该新的设备变为微微网协调器，并且创建它自己的微微网。
在已经检测到一个或者若干个广播码Cibc的情况下，在步骤106，该新的设备确定某一些微微网是否可以用于接收它。
更确切地说，对于每个微微网，它确定这个微微网是否能够正确地与一个附加设备一起工作。
为了确定一个微微网的可利用性，应用基于该微微网的负荷的一个准则。对于该微微网负荷的测量由新的设备来完成，并且测量的负荷与一个过负荷阈值进行比较。从而，确定可利用的微微网的集合。
如果可利用的微微网的集合是空的，这意味着所有检测到的微微网都是过负荷的，在步骤108，选择不同于那些专用于已检测到的微微网的码Ck的子集。
然后，由新的设备利用选择子集Ck的广播码Ckbc来广播信息。一个新的微微网k被建立，并且该新的设备是该新的微微网的微微网协调器。
如果可利用的微微网的集合包括两个以上的微微网，该新的设备根据一个预定准则来分类它们。在一个优选的实施例中，这个准则是无线电质量。
在步骤112，它根据所应用的准则来选择具有最好结果的微微网。在目前的情况下，选择的微微网是具有最好接收质量的微微网。
如果在可利用的微微网的集合中存在单个微微网，则选择这个微微网，以便新的设备加入该微微网。
在步骤114，该新的设备从已经收听的广播码Ckbc中确定在选择的微微网中使用的码Ck的子集。由于码的子集被存储在该设备中，所以它确定随机接入码CKBACH。
从这点开始，实施网络连接程序。在图4举例说明发送的消息。
在步骤116，新的设备使用这个随机接入码CKRACH发送附加(attachment)请求消息M2。该附加请求消息M2包括与该新的设备有关的属性。这些属性例如是IP地址、新的设备的类型和功能性。
然后，微微网协调器根据可利用资源来判定在该微微网中是否接受该新的设备。在肯定的情况下，在步骤118，它把一个8比特上的短地址归属于该新的设备，如在802.15.3系统中一样。该地址对应于接收码Ckj，并且被作为由该新的设备用于接收数据的接收码Ckj的指示字来使用。
该地址是在附加响应M3中被发送的，该附加响应M3被在Ckbc码上广播。
在步骤120，该微微网协调器随后广播有关加入到该微微网的新设备j的信息M4给该微微网的所有其他的设备。使用广播码Ckbc来发送该信息。该信息包括诸如IP地址的属性、新的设备的类型和功能性及其对应于其接收码Ckj的短地址。因此，该微微网的所有设备随后能够从该短地址中确定用于和该新设备通信的码Ckj。
在已经加入一个微微网之后，一个设备周期性地收听其接收码Ckj。
如果一个设备B想要发送一些数据到在同一微微网i中的另一个设备C，设备B收听该微微网的广播码Cibc，以确定用于设备C的接收码Cic和设备C的属性。
然后，设备B使用设备C的接收码Cic来发送一个连接请求消息给设备C。该连接请求消息包含与期望的接收设备C有关的属性，使得设备C能够确定其是否是实际期望的目的地。这些属性例如是微微网标识符或者期望接收设备C的功能性，诸如期望的接收机的类型。
只在包含在连接请求消息中的属性事实上与其有关，设备C才考虑和处理由设备B发送的随后数据。在接收到包含与其有关的属性的连接请求消息时，设备C发送一个确认消息给设备B，通知设备B可以发送随后的数据并且将由它来处理。
这样的识别过程对于避免来自具有相同接收码的两个不同微微网的两个设备处理发送的数据是有用的。实际上，没有什么能够保证两个相邻微微网不使用相同的码子集。
权利要求
1.用于特定无线电通信系统中信道分配的一种方法，该特定无线电通信系统包括具有等效通信结构的设备，这些设备被聚集在几个微微网中，同一微微网的设备能够彼此通信，对于每个微微网在这些设备之间规定一个微微网协调器(PNC)，用于在这些设备之间进行无线电通信的多址联接方案是码分多址联接(CDMA)方案，其特征在于可利用的码的集合被分为预定的不相交的码(Ci)的子集，所有的码(Ci)子集是为每个设备所知的，并且同一微微网的所有设备使用在同一相关码(Ci)子集中的码来彼此通信，并且对于在该特定无线电通信系统中增加的每个新的设备，该方法包括下列步骤-该新的设备扫描其无线电通信环境，以寻找至少一个与一个微微网有关的被使用的码(Ci)子集；-根据这个或者每个找到的被使用的码(Ci)子集该新的设备变成一个新的微微网的微微网协调器(PNC)，并且为该新的微微网选择码(Ci)子集，或者.该新的设备决定加入其码子集已经被使用的可利用的微微网的集合之中的一个现有微微网中，并且使用所述码子集用于与所加入的微微网的其他设备进行接下来的通信。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于在每个码(Ci)子集中规定一个广播码(Cibc)，用于微微网协调器(PNC)向该微微网的所有设备广播信息，并且在该特定无线电通信系统中增加的每个新的设备收听无线电环境，以寻找一个或者每个广播厔(Cibc)，以便确定这个或者每个被使用的码(Ci)子集。
3.根据任何一项前面权利要求的方法，其特征在于如果该新的设备找到至少一个被使用的与一个微微网相关的码(Ci)子集，该新的设备通过应用一个可利用性准则来确定在与这个或者每个找到的被使用的码(Ci)子集相关的微微网之中可利用的微微网的集合，并且该可利用的微微网的集合仅包含符合该可利用性准则的那些微微网。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于该可利用性准则基于该微微网的负荷。
5.根据任何一项前面权利要求的方法，其特征在于-如果该可利用的微微网的集合是空的，则新的设备变成一个新的微微网的微微网协调器(PNC)，并且为该新的微微网选择尚未被使用的码(Ci)子集；-如果该可利用的微微网的集合包括单个微微网，则新的设备加入所述单个微微网，并且将所述单个微微网的码(Ci)子集用于接下来的通信；和-如果该可利用的微微网的集合包括至少两个微微网，则这些微微网被根据一个预定准则进行排序，并且该新的设备加入在排序过的可利用的微微网的集合中的第一个微微网。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于所述准则是无线电质量。
7.根据任何一项前面权利要求的方法，其特征在于当加入一个现有的微微网的时候，该新的设备发送一个用于附加的请求给该微微网的微微网协调器(PNC)，并且在接收到所述用于附加的请求时，该微微网协调器(PNC)给该新的设备发送在与该微微网有关的码(Ci)子集之中的接收码(Cij)的指示，该接收码(Cij)由该新的设备用于接收数据。
8.根据权利要求7的方法，其特征在于用于接收数据的接收码(Cij)的所述指示是如在802.15.3标准中所规定的8比特上的指示字，所述指示字表示为该新的设备所知的接收码(Cij)。
9.根据权利要求7和8之一的方法，其特征在于在新的设备已经加入微微网之后，该微微网协调器(PNC)将新的设备的标识以及由该新的设备用于接收的接收码(Cij)的指示一起发送给该微微网的所有设备。
10.根据任何一项前面权利要求的方法，其特征在于当利用一个给定接收码(Cij)发送数据给同一微微网中的另一个设备的时候，一个设备发送与期望的接收设备有关的属性，并且其接收码(Cij)是该给定接收码(Cij)的设备只在发送的属性与之有关时才处理发送的数据。
11.用于特定无线电通信系统的一种设备，所述系统包括具有等效通信结构的设备，这些设备被聚集在几个微微网中，通过执行码分多址联接(CDMA)传输方法，该设备能够与同一微微网的其他设备通信，其特征在于可利用的码的集合被分为预定的不相交的码(Ci)子集，该设备包括其中存储所有的码(Ci)子集的装置，并且该设备适于使用来自与一个微微网相关的码(Ci)子集的码来与该微微网的其他设备通信，以及该设备包括-用于在该特定无线电通信系统中增添设备时扫描无线电环境以寻找至少一个被使用的码(Ci)子集的装置，其中该码(Ci)子集与一个微微网相关，和-用于以下的装置-变成一个新的微微网的微微网协调器(PNC)和为该新的微微网选择码(Ci)子集，或者-根据这个或者每个找到的被使用的码(Ci)的集合，加入其码子集已经被使用的可利用的微微网的集合之中的一个现有的微微网，并使用所述码子集用于与加入的微微网的其他设备进行接下来的通信。
12.一种特定无线电通信系统，包括具有等效通信结构的设备，这些设备被聚集在几个微微网中，同一微微网的设备能够彼此通信，每个微微网包括微微网协调器(PNC)，用于在这些设备之间进行无线电通信的多址联接方案是码分多址联接(CDMA)方案，其特征在于可利用码的集合被分为预定的不相交的码(Ci)子集，所有的码(Ci)子集是为每个设备所知的，并且同一微微网的所有设备使用同一相关码(Ci)子集中的码来彼此通信，并且每个设备包括-用于在该特定无线电通信系统中增添设备时扫描无线电环境以寻找至少一个被使用的码(Ci)子集的装置，其中该码(Ci)子集与一个微微网相关，和-用于以下的装置-变成一个新的微微网的微微网协调器(PNC)和为该新的微微网选择尚未被使用的码(Ci)子集，或者-根据这个或者每个找到的被使用的码(Ci)集合，加入其码子集已经被使用的可利用的微微网的集合之中的一个现有的微微网，并且将所述码子集用于与加入的微微网的其他设备进行接下来的通信。
全文摘要
本发明涉及特定无线电通信系统中信道分配的方法，该特定无线电通信系统包括在几个微微网中聚集的设备。对于每个微微网，规定一个微微网协调器(PNC)。实施码分多址联接(CDMA)方案。可利用码的集合被分为每个设备所知道的预定的不相交的码(C
文档编号H04L12/56GK1538768SQ20041004515
公开日2004年10月20日 申请日期2004年3月12日 优先权日2003年3月14日
发明者L·塞甘, L 塞甘 申请人:三菱电机株式会社