专利名称：多跳超宽带网络的制作方法
技术领域：
本公开总体上涉及通信系统，包括网络通信系统、无线通信系统、蜂窝通信系统和超宽带通信系统。
背景技术：
在网络上发生多种通信。这些通信中的多数无需连接线缆即可发生，例如在蜂窝通信系统中的情况。
通常期望以非常低的功率来运行无线通信系统中的发射机。这可以减少电源的消耗，其中电源可能是具有有限寿命的电池。降低发射功率级还可以有助于减少在邻近位置中同时运行的多个发射机之间的干扰。
遗憾的是，以低功率发送经常具有缺点——可能很难在长距离上接收被发送的信号。
蜂窝网络通常通过在众多关键性位置上安装基站来解决该问题。这些基站可以接收来自本地蜂窝电话或其它节点的传输、并且将这些传输转发到更远的位置。
遗憾的是，在所有可能需要基站的关键性位置上安装和维护基站可能是昂贵的。此外，由于蜂窝电话的移动特性，需要基站的位置可能并不总是已知的。这可能使得完全覆盖甚至更加困难。
超宽带(UWB)是一种新技术，其可以允许多个发射机同时工作在相同的频带内，而不会互相干扰或者干扰也工作在相同频带内的现有通信系统。许多射频(RF)技术使用仅仅在相对狭窄频带内被调制的载波发送信息。相反，UWB在很宽的频谱上发送能量脉冲。使用该宽带技术，可以成功地以低功率级来发送UWB信号，该功率级低到UWB信号通常可以存在于与更多窄带RF技术相同的频带内而不会明显干扰那些窄带传输。
遗憾的是，UWB的传输距离也是有限的，尤其当信号的功率级很低时。
发明内容
一个网络节点可以包括无线发射机、无线接收机、用户接口和控制器。如果接收机接收的信息被编码为要被传送到该网络节点的用户接口，那么控制器可以用于使该信息被传送到该用户接口。如果接收机接收的信息被编码为要被该网络节点转发，那么控制器也可以用于使该信息以针对第一目标节点而编码的格式被发射机发送。控制器还可以用于使来自用户接口的信息以针对第二目标节点而编码的格式被发射机发送。
操作一个网络节点的过程可以包括在该网络节点处接收信息。当接收的信息被编码为要被传送到该网络节点的用户接口时，可以将该信息传送到该网络节点中的该用户接口。当接收的信息被编码为要被该网络节点转发时，可以以针对第一目标节点而编码的格式发送该信息。可以以针对第二目标节点而编码的格式发送来自用户接口的信息。
可以理解，对于本领域的技术人员来说，从下文的详细描述中其它实施例将变得更明显，其中，仅通过举例说明的方式对各个实施例进行了示出和描述。可以认识到，这些构思可以有其它不同的多个实施例，并且其某些细节可以在许多其它方面有改进，而不偏离如本发明所要求的精神和范围。因此，附图和详细说明将被视为实质上是说明性的，而不是限制性的。
在附图中，通过举例而不是限制的方式对多个方面进行说明，其中图1说明了发生在部分网络上的通信，该通信使用被编码的传输和转发；图2说明了发生在部分网络上的通信，该通信使用被编码的传输和转发、包括至少一次冗余传输；图3说明了已经在部分网络中建立的主要和次级链路；图4说明了节点可以如何在网络中创建并维持主要和次级链路；图5说明了网络中的节点可以遵循的用以处理被接收的信息的过程；图6说明了网络中两个节点的随机时分双工；图7说明了网络中的节点可以进行的传输的组成部分；图8说明了网络中的节点可以发送的广播控制消息的组成部分；图9说明了网络中使用的节点。
具体实施例方式
以下结合附图进行的详细说明旨在作为对所提出的构思的各个实施例的说明，而并不是要表示这些构思可以实施的仅有这些实施例。这里公开的每个实施例仅仅作为本发明的一种例子或示例，而且不应该被解释为是相对于其它实施例为优选的或具有优势。为了提供对所提出的构思的透彻理解，详细说明包括了特定细节。然而，对本领域技术人员而言显而易见的是，这些构思可以没有这些特定细节而被实施。在有些情况下，已知的结构和设备以方框图的形式示出以免模糊这些构思。仅仅为了方便和清楚，可能使用缩写及其它描述性术语，但不能看作是对这些构思的范围的限制。
在下面详细说明中，可能在UWB和/或扩频无线通信系统的环境中描述各个方面。虽然这些方面可能非常适合用于本申请，但是本领域技术人员很容易理解这些创造性方面同样适合在各种其它通信环境使用。因此，任何对UWB和/或扩频通信系统的涉及都只是为了说明这些创造性方面，同时要理解这样的创造性方面有广泛的应用。
图1说明了发生在部分网络上的通信，该通信使用被编码的传输和转发。
如图1所示，以蜂窝电话作为例子举例说明的多个节点构成网络。
该网络可以是ad hoc网络。该网络的节点并不都是经过仔细计划和组织的对象。相反地，每个节点的存在和位置可以是无计划的、并且甚至是不可预测的。节点中的一个或多个在通信时也可以处于运动中，诸如被步行或者乘坐汽车、飞机或轮船的操作者携带的节点。节点甚至可以由汽车、飞机或轮船携带，而无需人类操作者存在。
网络中的每个节点可以是任何类型的。它可以是蜂窝电话、PDA、膝上型电脑、军用通信设备或者任何其它类型的通信设备。在图1中仅作为例子说明了蜂窝电话。
每个节点可以具有用户接口，该用户接口将信息传递到其用户并且从其用户接收信息。每个用户接口可以包括诸如键盘、鼠标、触摸屏、麦克风或照相机这样的一个或多个输入设备，以便从用户接收信息。每个用户接口还可以包括诸如显示器、扬声器或耳机这样的一个或多个输出设备，以便将信息传递到用户。用户可以是人、动物、系统或设备。
每个节点可以是无线的，这意味着它不需要互连线缆就可以将信息发送到其它节点并且从其它节点接收信息。
每个节点不需要任何类型的集中基站就可以与网络中的其它节点进行通信。
为了与可能在被发送的信号的可达范围之外的节点进行通信，可以通过网络中的一个或多个其它节点将来自发起节点的通信转发到目的节点。
图1中说明了转发的概念。特别地，示出了发起节点101正在与目的节点103进行通信，使节点101希望传递到节点103的信息首先被节点105转发、随后被节点107转发、并且最后被节点109转发来完成该通信。除了顺序相反之外，可以沿着相同的路由对从节点103返回节点101的通信进行转发。该特定通信的路由在图1中被示为被链接的节点之间的实线。
同时，节点111可以与节点113进行通信，并且再一次地，节点113因为太远以至于通信不能直接发生。作为替代，来自节点111的信息可以被节点105转发到节点115、被节点115转发到节点117、被节点117转发到节点119、并且最后被节点119转发到节点113。除了顺序相反之外，可以沿着相同的路由对从节点113到节点111的通信进行转发。该特定通信的路由在图1中被示为被链接的节点之间的虚线。
为了完成该路由，网络中的每个节点可以用于从其它节点接收信息。每个接收节点还可以用于将被接收的信息传送到该接收节点的用户接口，或者通过再次发送该信息而将其转发到更远的节点。以这种方式，一个节点通过使其通信经过一系列“跳”，可以与远处的节点进行通信，其中该一系列“跳”经过了多于一个中间节点。
关于所示的到节点105的多条链路显而易见的是，对于来自同时发生的若干通信的消息来说，单个的节点可以用作转发节点。
同样显而易见的是，该拓扑结构可以使网络中每个节点的可达范围延伸到其个体限制之外，而不需要任何类型的集中基站。
为了最小化网络中的业务量以及这样的业务量可能引起的相关问题，被每个节点发送的信息可以是仅针对网络中的另一个节点进行编码的格式。编码的格式将确保所发送的信息仅被网络中的该另一个节点处理。
例如，可以针对节点105来对节点101发送的信息进行编码，而随后，该节点105可以对该信息进行处理。虽然来自节点101的传输可以足够强以抵达节点111、115和121，但是由于没有以针对这些其它节点而编码的格式来进行该传输，所以这些其它节点将不会对该传输进行处理。
为方便该过程，网络中的每个节点可以用于对以与每个其它节点将要处理的格式不同的格式被编码的信息进行处理。
在图1中，每个节点被说明为在发送信息，其中通信是到单个节点的。因此，将节点101和103之间的通信说明为被节点101仅发送到节点105、被节点105仅发送到节点107、被节点107仅发送到节点109、并且被节点109仅发送到节点103。类似地，将节点111和113之间的通信说明为被节点111仅发送到节点105、被节点105仅发送到节点115、被节点115仅发送到节点117、被节点117仅发送到节点119、并且被节点119仅发送到节点113。
仅经过单一节点转发通信可能使通信链路中的每个节点对于通信的成功都是很关键的。遗憾的是，一个链中的链路可能被打破。例如，作为链路的移动节点可能移动到被链接到其上的节点的范围之外。
图2中所示的系统有助于处理该潜在的问题。图2说明了发生在部分网络上的通信，该通信使用被编码的传输和转发、包括至少一次冗余传输。通信发生在节点201和节点203之间。然而，在该情况下，节点201针对两个单独的相邻节点——节点205和节点207来对通信进行编码。节点205又对该信息进行编码以便将其转发到节点209，而节点209将该信息转发到节点211。同时，节点207对该信息进行编码，以便将其转发到节点211。如果具有节点205、207、209、或211的链路出现问题，由于在经过节点205和209、以及单独经过节点207的两条独立路径上发送通信，该通信将仍然抵达节点211。
另一方面，如果来自两个节点207和209的通信到达节点211，则节点211可以用来理解到它正在接收两份相同的通信，在该情况下它可以用来丢弃一个通信并且仅将另一个通信转发到节点203。对于正在从节点203到节点201进行传递的信息，也可以反向地进行相同的过程。然而，在该情况下，可以丢弃冗余传输的将是节点201。
可以将单一通信可以指向的节点的准确数目设置为网络中的固定参数，或者可以允许其基于特定环境而变化。当期望多径通信时，发送节点可以以适合于第一接收节点的格式对信息进行一次编码和发送，并且再次以适合于每个其它接收节点的格式对信息进行编码和发送。
存在可以用于实现已经被讨论的编码的多种技术。
一种技术是为每个节点中的接收机分配特定的频率，该频率与被所有其它节点接收的频率不同。在该实施例中，为了发送针对特定节点而编码的信息，发送节点将通过调节其发射机频率以便与该特定节点的接收频率相匹配来完成编码。
作为替代，每个特定节点中的接收机可以用于仅对具有特定相位的被接收信息进行处理或者仅对在特定时间帧内出现的被接收信息进行处理。在这些实施例中，发送节点将再次对其发送的信号进行编码以便匹配。
另一种编码方法可以为每个节点分配唯一的地址并且以目标接收节点的地址对每个通信进行打包。
再一种编码方法是使用扩频技术。在该实施例中，所有节点可以在相同的时间、并且在相同频带内发送它们的信息，该相同频带诸如在与UWB系统有关的6-7GHz频率范围内专用的大约650MHz频带中。可以以与目标节点使用的解扩序列相对应的扩频序列来对每个传输进行编码。
还可以使用包括多种技术的组合在内的其它编码技术。
在发生通信之前，在相邻节点之间建立链路是有利的。对这些链路进行分类也可以是有利的，诸如创建主要和次级类链路。
图3说明了已经在部分网络中建立的主要和次级链路。将主要链路表示为诸如短划线301这样的短划线。将次级链路表示为诸如点线303这样的点线。
在网络中，可以将节点之间的、诸如主要链路301这样的主要链路定义为两个节点之间的、可能在其上发生这两个节点之间的通信的链路。在网络中，可以将节点之间的、诸如次级链路303这样的次级链路定义为两个节点之间的、可能不在其上发生这两个节点之间的通信的链路。虽然可以将次级链路定义为不携带通信的链路，但是它仍然可以用作备用链路并且在主要链路不可用的情况下被升级为主要链路。
现在将介绍建立、利用和拆除这些链路的说明性过程。
网络中的每个节点可以用于在公共信道上重复发送导频信号，该导频信号被所有节点接收和处理。如果使用扩频技术，可以以相同的扩频序列对来自所有发送节点的所有导频进行扩频。所有接收节点可以用于使用该相同的公共序列对所有被接收的导频信号进行解扩。
图4说明了网络中的节点可以如何对该被接收的信息与其它信息一起进行处理。
节点可以在接收模式中，如“接收”方框401所反映的那样。
接收节点可以检测导频信号是否存在于被接收的信息内，如“检测到导频？”判定方框403所反映的那样。如果检测到导频，可以将导频的载波干扰(C/I)比与阈值进行比较，如在“符合阈值？”判定方框405中所反映的那样。如果导频符合预设的阈值，这意味着发送导频的节点和接收导频的节点之间的链路足够强、是可行的链路。当然，还可以将其它信号强度参数作为附加或者替代的参数进行估计。
如下文将更详细描述的，发送节点可以与导频信号一起发送标识该发送节点的信息。如果导频信号符合阈值要求，接收节点可以随后确定发送节点和接收节点之间的链路是否已经被注册，如“之前被注册？”判定方框407所反映的那样。如果该链路已经被注册，接收节点可以不进一步处理导频信息。
另一方面，如果该链路未被注册，接收节点可以随后确定它是否应该被指定为主要链路并因此使其可用于通信，或者它是否应该被指定为次级链路并因此使其不可用于通信。在图4中，通过“符合主要标准？”判定方框409来反映该步骤。
节点在确定是否将节点指定为主要节点或者次级节点中可以考虑多种标准，其中，将节点指定为主要节点并因此使其可用于对通信进行处理，将节点指定为次级节点并因此将其留作备用链路，在另一个主要链路不可用的情况下，可以将该备用链路升级为主要链路。
节点可以考虑的一个标准是C/I比的大小。C/I比越大，信号越强。当然，可以附加或者作为替代考虑其它信号强度参数。当信号强时，功率控制电路可以使发送节点减小其传输功率，从而使传输所需的功率和传输可能对其它信号造成的干扰最小化。
另一个标准可以是现有主要链路的角方向(angular orientation)和正在被估计的新链路的角方向。在远离现有主要链路所服务的任何方向的方向上潜在的主要链路可能比在与现有主要链路的方向非常类似的方向上潜在的主要链路更加重要。
可以使用多种技术进行角估计。例如，每个节点可以发送其地理位置，该地理位置如通过节点中的GPS接收机、通过磁场测量、通过信号三角测量或者通过任何其它技术所确定。随后可以使用简单的几何学进行角计算。
链路的预期稳定性是可以被考虑的另一个标准。可以将稳定的链路视为比不稳定的链路更有价值。
还可以考虑主要节点的当前数目和主要节点的期望最小数目之间的关系。类似地，可以考虑节点的当前数目与节点的最大数目的比较。较少的节点可以造成较少的干扰并且可以更好地保存能量。另一方面，特别是当节点在运动中时，较大数目的节点可以增加通信的稳定性。也可以将每节点三个或四个主要链路设置为理想目标。
一旦作出了是否将该链路作为主要链路的判定，就如在“符合主要标准？”判定方框409中所反映的那样，则采取适当的行动。如果判定是将该链路作为主要链路，则可以将该链路作为主要链路，并且将其注册在该节点中，如“注册为主要链路”方框411所反映的那样。如果判定是不将该链路作为主要链路，则可以在该节点中将该链路注册为次级链路，如“注册为次级链路”方框413所反映的那样。
如之前所指出的，每个节点可以重复发出导频信号。如果被接收的C/I比不符合预设的阈值，如在“符合阈值？”判定方框405期间所确定的那样，那么该信号仍然可能足够强以允许接收节点识别发送节点。如果这样，接收节点随后可以调查具有发送弱导频的节点的链路之前是否被注册，如“之前被注册？”方框413所反映的那样。如果该链路之前被注册，则接收节点可以随后确定该链路是否已经被注册为主要链路，如“被注册为主要链路？”判定方框415所反映的那样。如果弱链路之前被注册为主要链路，接收节点可以随后尝试将之前注册的次级链路升级为新的主要链路，如“将另一个次级链路升级为主要链路”方框417所反映的那样。随后可以将连接到具有弱导频信号的节点的链路的注册移除，如“移除注册”方框419所反映的那样。
如果没有在预定的时间之后接收到来自被链接的节点的导频，也可以移除该链路的注册。随后可以将适当的次级链路升级为主要链路。
通过重复地按照上文所描述的并且在图4中所说明的过程，每个节点将创建并且稳定地保持一组主要和次级链路，诸如图3中所示的主要和次级链路。
图5说明了一个过程，节点可以在网络中遵循该过程来对接收的被编码信息进行处理。通过节点对被编码的信息进行接收，如“接收”方框501所反映的那样。这可以是在节点接收导频的相同期间，如图4中的“接收”方框401所反映的那样。如将要在下文中更详细讨论的，每个发送节点可以在相同的传输周期内既发送导频又发送信息。
接收节点随后可以确定被接收的信息是否是被针对接收节点进行了编码的，如“被针对节点而编码？”判定方框503所反映的那样。接收节点所采用的用于作出该确定的确切方法可以取决于编码的格式。
如果编码是基于频率的，则接收节点可以对被接收的信号简单地进行检查，以便确定信息是否出现在接收节点的接收频率上。可以使用适当的滤波器以及其它技术。
如果信息是以相位进行编码的，则可以采用相似的处理方法和适当的装置来确定是否该信息是以接收节点的相位被传送的。
如果是通过时分对信息进行编码，则接收节点可以简单地检查在其时隙内接收的信息。
如果是通过寻址技术对信息进行编码，则接收节点可以对被接收的信息进行检查，以便了解是否以接收节点的地址对该信息进行打包。
如果是使用扩频技术对信息进行编码，则接收节点可以使用其唯一的扩频码对被接收的信号进行解扩。如在本领域中所公知的，这将导致如果码匹配则输出被编码的信息。
如果是使用另一种编码技术，那么，可以在接收节点中使用另一种相应的适当的技术来确定被接收的信号是否为被针对该节点进行了编码的，如“被针对节点而编码？”判定方框503所反映的那样。
如果该信息是被针对节点进行了编码的，则接收节点可以对该信息进行处理。它随后可以确定是否应该将信息转发到另一个节点或者传送到其用户接口，如“需要转发？”判定方框505所反映的那样。如下文中更详细讨论的，该确定可以基于伴随信息的指令。它还可以基于其它标准。
如果确定该信息是应该被传送到节点的用户接口的信息，那么，可以将那个信息传送到节点的用户接口，如“传送到用户接口”方框507所反映的那样。如果确定应该将该信息进行转发，那么可以将该信息转发到另一个节点，如“转发”方框509所反映的那样。
对于转发信息，可以使用多种方法。作为部分过程，可以针对另一个特定节点对信息进行编码，转发节点已经与所述另一个特定节点建立了主要链路。还可以以指令对转发的信息进行打包，该指令指示目标节点是应该将该信息传送到目标节点的用户接口还是应该通过目标节点将该信息再次转发。下文对更具体的路由技术和过程的例子进行了讨论。
作为转发过程的一部分，可以将转发的信息放置在转发节点的队列中。随后，转发节点可以根据传输调度来发送队列中的信息。
当然，为了成功地接收来自节点的传输，发送节点必须在接收节点正在进行接收时进行发送。
用于实现此目的的一种方法是将每个节点配置为总是进行发送和接收。遗憾的是，这种“全双工”操作可能造成问题，包括由被发送的信号引起的额外带宽需求以及接收机过载。
另一种方法是在不同的时间进行发送和接收，这被称为“半双工”工作。然而，在该工作模式中，发送节点必须具有某种方式知道接收节点将在何时进行接收，从而使传输能够被接收。
在某些网络中，主控制器为多个节点提供关于它们何时应该进行发送和/或接收的信息，从而提供所需的同步。然而，在图1-3所示的实施例中，可以不存在任何主控制器。在这些实施例中，可以提供某些其它形式的同步。
一种这样的方法是将每个节点配置为在发送和接收之间不断地循环。每个节点进一步可以被用于改变每次循环的长度，每次循环由发送和接收两部分组成。
为了便于同步，每次循环的长度可以按照预定的长度模式，网络中的每个节点同样遵循该预定的长度模式。可以将网络中的每个节点进一步配置为处于预定模式中的特定点上，其中在任一时刻上，该预定模式中的特定点不同于每个其它节点所处的模式中的点。遵循该方法，在时间上总存在特定点，此时发送节点被调度的发送与目标节点被调度的接收相符，其中发送节点想要在主要链路上与目标节点进行通信。
图6中说明了这些概念。特别地，图6说明了网络中两个节点的随机时分复用。如图6中所示，网络节点遵循发送/接收模式601，而第二个节点遵循发送/接收模式603。图中的每个“T”代表发送，而每个“R”代表接收。每对发送和接收操作被称为一个循环，在图中用具有下标的“C”命名，该下标指示该循环在预设的循环长度模式中的位置。
第一个和第二个节点都遵循的预设的循环长度模式可以是相同的。然而，第二个节点可以总是位于模式中不同于网络节点的点的点处。因此，如图6中所说明的，当网络节点开始其循环C12时，第二个节点可能已经在其循环C82中。
在循环模式期间的某些点处，网络节点将在第二个节点进行接收时开始发送。在图6中时间点605处示出了该例子。在该时间点处，第二个节点处于其循环C82的接收部分，而网络节点正好在其循环C13中开始进行发送。如果需要从网络节点发送的信息的长度不超过接收循环C82剩余部分的持续时间，那么，时间点605成为这样一个时间点，此时网络节点知道它可以将其信息发送到第二个节点并且确信第二个节点将接收全部信息。
为实现该同步，网络节点可能需要知道第二个节点在循环长度模式中的相对偏移。由于两个节点遵循同样的模式，网络节点于是能够计算第二个节点将要对来自网络节点的被调度的传输进行接收的时间点。当期望将信息从第一个节点发送到第二个节点时，网络节点随后可以为该时隙调度信息传输。
节点可以考虑的另一个因素是每次循环内发送和接收时间之间的比率。该比率可以是固定的，如图6所示的那样，或者可以根据网络业务量或其它状况而变化。
可以使用许多不同的方式来存储循环模式持续时间。一种方法可以是每个节点使用相同的伪随机(PN)噪声码并且使该码在一组移位寄存器中循环。可以通过将散列函数应用到节点中的标识码来确定每个节点在预设模式中的偏移位置，该节点中的标识码对于网络中的每个节点是唯一的。
有多种信息可以被每个节点在每次循环的发送部分期间发送。图7说明了一个可以由网络中节点进行的这种传输的组成部分。如图7中所示，该传输可以以导频信号701开始，接下来是广播控制消息703，接下来是一个或多个指令/数据集，诸如指令/数据集705/709和711/713。
如上文结合图4的讨论所讨论的，为了建立和维持每个节点之间的链路，可以在每个节点的每个发送循环的开始时发送导频信号701。
每个节点可以在公共信道上发送每个导频信号。当然，为实现该目的的确切方法可以根据为节点之间传递信息所选择的技术的不同而变化。
如果使用扩频技术，则可以以公共码对每个导频进行扩频，从而使传输范围内的每个其它节点可以对导频进行接收和处理。如上文所说明的，导频信号的一个目的可以是允许非常接近的其它节点确定是否应该建立(或移除)与发送节点的链路，并且如果这样，确定是否应该将该链路作为主要链路(或者降级为次级链路)。同样如上文所说明的，可以在该判定中使用接收的C/I比的强度以及其它标准。
类似于导频信号，也可以在公共通信信道上发送广播控制消息703，所述公共通信信道诸如被每个节点以相同的码进行扩频的信道。如下文中更详细说明的，广播控制消息可以使其它节点了解所需的关于发送节点的信息，以便建立(或改变)与那个节点的通信链路。
随后可以跟随一对或多对指令/数据集，诸如指令/数据集705/709和指令/数据集711/713。每个数据段可以包括最终目的地是用户接口的信息，诸如语音信息、文本信息、视频信息或者某些其它类型的信息。每个指令段可以指示接收节点如何对其相关的数据段进行处理。例如，指令可以指示要将相关的数据段传送到接收节点的用户接口。可替换地，指令可以指示应该将其相关的数据段转发到另一个节点。对于转发，下文对路由技术的特定例子进行了讨论。
图8说明了可以被网络中的节点发送的广播控制消息的组成部分。如图8中所示，广播控制消息801可以包括节点ID 803、节点位置805、“PN”序列偏移807、接收-发送比809、帧号811、以及其它信息813。
节点ID 803可以是对于网络中的每个节点唯一的ID。
节点位置805可以是指示节点位置的信息。该信息可以用在确定接收节点是否应该与发送节点建立链路中。该信息也可以用在确定路由路径中，如下文中更详细讨论的那样。
可以通过多种技术确定每个节点的位置。一种这样的方法可以包括节点中按照公知技术工作的GPS接收机。
PN序列偏移807可以指示节点在PN序列码中的偏移。如上文所说明的，PN序列码可以用于控制发送/接收循环的持续时间。链接到正在发送其PN序列偏移的那个节点的节点可以对该序列中的偏移进行接收和存储。而随后，每个接收节点将能够确定发送节点何时处于接收模式中，并且因此将能够相应地调度其向该节点的传输。
在使用扩频技术时，每个节点中的接收机在其解扩操作期间，也可以使用相同的PN序列码。每个节点可以使用同样的PN序列码，但是具有唯一量的偏移。类似地，所发送的PN序列偏移807也可以由链接到发送节点的接收节点来使用，以将它们在针对那个发送节点对信息进行编码时必须使用的偏移传递给发送节点。
因此，发送节点可以使用目标节点的PN序列偏移807，以便对其向目标节点的传输进行定时和编码。
接收-发送比809可以用来指示循环内发送-接收时间的比率。如上文更详细所说明的，该比率将进一步使另一个节点能够确定目标节点将在何时处于其接收模式中。同样如上文所说明的，该比率可以是固定的或者可以根据网络或其它状况而变化。
帧号811可以指示节点在上文所讨论的发送/接收循环长度模式内的当前位置。它可以与图6中所说明的循环号(“C”)同义。
广播控制消息801中还可以包括其它类型的信息813。还可以对上文已经讨论的特定字段进行变更。
在建立诸如图3中所示的主要和次级链路这样的链路系统之外，网络还可以包括适当的系统，该系统用于确定和更新可以从一个节点向另一个节点发送信息的路由，诸如图1中虚线和实线所示的路由以及图2中实线所示的路由。
在许多情况下，希望与目的节点进行通信的发起节点可能不具有与目的节点建立的任何链路，并且可能不知道目的节点在何处。当目的节点是移动节点时可能尤其如此。
处理该问题的一种方法可以是，发起节点以目的节点发现消息来对网络进行泛洪(flood)。对于迄今已经描述的实施例，发起节点可以通过将目的节点发现消息发送到每个其它节点来发起该泛洪，其中，该发起节点与所述每个其它节点具有主要链路，并且在某些实施例中还具有次级链路。目的节点发现消息可以询问每个被链接的节点是否知道该目的节点，并且如果不知道，就将消息转发到其链接的节点。该过程可以一直重复直到目的节点或者知道目的节点的节点接收到目的节点发现消息为止。一旦抵达这种节点，该节点就可以返回标识信息。
发起节点可以为每个目的节点发现消息包括一个存活时间参数。每次另一个节点转发该该目的节点发现消息，该参数可以被减一。一旦计数到达零，可以不再转发该目的节点发现消息。
包括存活时间参数可以最小化网络被目的节点发现消息泛洪的程度。当使用该参数时，可以选择存活时间的值以使其稍微大于抵达目的节点可能所需要的预期跳数。
除了标识目的节点的消息以外，目的节点发现消息还可以包括发起节点的ID。每个接收该消息的其它节点可以使用该信息来将该消息与其它目的节点发现消息相区分。即使可能从其它节点重复接收到相同消息，这种信息也可以使每个节点能够避免转发相同目的节点发现消息的副本。这也可以降低泛洪的程度。
在对目的节点进行定位之后，可以使用多种不同的方法以实际建立路由路径。
一种方法是基于位置的转发。采用该方法，发回的信息可以包括目的节点的位置。发起节点也可以知道其位置，并且因此能够确定适当的路由方向。发起节点还可以跟踪其所连接的每个节点的位置。基于该位置信息的全部，发起节点随后能够识别出主要链路，该主要链路最接近地指向目的节点。随后，发起节点可以针对与该主要链路相关的节点对消息进行编码，并且随后发送该消息。
而与该主要链路相关的节点又可以对消息进行接收并且进行类似的分析以确定主要链路，其将在该主要链路上转发消息。该“跳”过程可以一直持续直到消息最终抵达目的节点为止。随后，可以以相同的方式对返回消息进行处理。
然而，如上文结合图2所描述和说明的，可能存在单一节点在超过单独一条主要链路上发起或转发相同消息的情况。在所需主要链路操作的充分性可能存在不确定性的情况下，可以使用这种方法。在该情况下，如图2所示和如上文所讨论的，可以结合至少部分路由来建立一条或多条冗余路径。
如对目的节点发现消息的处理一样，还可以将信息消息与存活时间参数进行打包，从而确保不能抵达其目的节点的消息不会无限地在整个网络中传播。一旦在发起节点和目的节点之间建立了路由，就可以知道确切的跳数。该信息可以用于选择合适的存活时间参数。随着因优良链路的建立或不良链路的移除导致的路由配置的变化，期望跳数与存活时间参数一起可以被更新。
类似地，并且特别是对于正在移动的目的节点，目的节点的位置与被选择的路由一起可以被更新。
进行路由的另一种方法是使用每个节点中的路由表。在该实施例中，可以对发起节点和目的节点之间的目的节点发现消息所遵循的路由进行记录，并且将其与被分配给发起节点和目的节点之间的通信的唯一通信码相关联。
例如，在图1中，节点101可以发起针对节点103的目的节点发现消息。与目的节点发现消息一起，可以包括对于正在建立的通信的唯一码。
目的节点发现消息还可以包括对该消息进行转发的每个节点的节点ID。因此，在目的节点发现消息抵达目的节点103时，目的节点发现消息可以包括对其进行转发的所有节点——即节点101、105、107和109的ID。
随后，目的节点可以将被接收的所有累计路由信息存储在其路由表中。它还可以通过在目的节点发现消息来的一系列链路上发回一个消息来对该目的节点发现消息作出响应，这是通过将相同的链路历史以及该通信的唯一码与该响应包含在一起来实现的。
接收到应答的每个节点随后可以在其路由表中记录该应答来自哪个节点、应该将该应答转发到哪个节点、以及已经被分配给该通信的唯一号。
当下次节点接收到含有该唯一号的通信时，它随后可以查阅其路由表以便确定应该在哪个链路上转发该通信。
每个节点还可以包括用于管理它们的路由表的适当的系统。例如，每个节点可以包括这样的系统，其删除路由表中在预设时间量内未被涉及的条目。每个节点还可以包括基于网络拓扑结构中的变化对路由表进行更新的系统。
在某些情况下，节点可以将基于位置的转发与路由表信息相结合。例如，以路由表进行转发的节点可能遇到接收到的通信在其路由表中没有被列出的情况。在该情况下，该节点可以使用基于位置的转发对消息进行转发。
图9说明了可以在网络中使用的节点。如图9中所示，节点可以包括发射机901、接收机903、天线905、编码器907、解码器909、路由表911、控制器913、搜索器915、导频发生器917、PN发生器919、存储器921、定位器923以及用户接口925。
发射机901可以将接收自控制器913的信息发送到天线905。接收机903可以从天线905接收信息，并且将其传送到控制器913。编码器907可以对信息进行编码以用于传输，同样也是在控制器913的控制下工作。编码器可以使用上文所讨论的诸如频率编码、相位编码、时间编码、地址编码或扩频编码这样的任意编码技术。
类似地，解码器909可以在控制器913的控制下对从接收机903接收的信息进行解码。如编码器一样，解码器909可以基于频率、相位、时间、地址或扩频码对信息进行解码。
路由表911可以用于存储路由信息，并且可以用在结合路由表完成路由的实施例中。
导频搜索器915可以在控制器913的控制下结合被接收机903接收的信息来使用，以在被接收的信息中搜索导频。
导频发生器917用来生成导频，该导频可以由发射机901在控制器913的控制下来发送。
PN发生器919可以用来生成一个或多个PN序列码，在控制器的控制下，节点可以使用该PN序列码以便针对其它节点对信息进行扩频、对来自其它节点的信息进行解扩、对节点进行发送和接收的时间进行控制、以及确定何时对被链接的节点进行调度以接收信息，所有这些都如上文所更详细说明的那样。
定位器923可以确定节点的位置。它可以包括GPS接收机。作为替代，它可以使用磁性定位技术或者基于被节点接收的一个或多个信号来确定位置。还可以使用其它定位技术。
用户接口925方便了节点和该节点的用户之间的通信。如上文结合图1更详细讨论的，用户接口可以包括一个或多个输入设备，诸如键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、照相机或者与另一个系统的通信链路。类似地，用户接口可以包括一个或多个输出设备，诸如显示器、扬声器、耳机或者与另一个系统的通信链路。
控制器和/或节点的其它部件可以使用存储器921来持久地和/或暂时地存储节点所需要的信息，这些信息诸如来自用户接口的信息、用于用户接口的信息、位置信息、PN码、导频信息、路由信息、编码信息和/或解码信息。
节点可以包括额外的部件和/或可以不全部包括上文结合图9所讨论的部件。例如，网络上的一个或多个节点可能不包括用户接口，并且因此可能不作为数据源或数据宿，而仅仅作为转发节点和/或为网络上的其它节点提供其它通信服务。
节点还可以包括功率控制系统，以便控制被发送信号的功率级。这种系统可以是开环的，并且可以基于从目标节点接收的信号的强度为该节点设置功率级。这种系统可以是闭环的，并且允许通过另一个节点来设置所述节点的功率级，所述另一个节点诸如一个正在从在被设置功率级的该节点接收信号的节点。还可以使用这些方法的组合。
上面讨论的随机时分双工特征可以结合上面也讨论的编码特征或者不结合该特征来使用。类似地，编码特征可以与时分双工特征或者不与该特征一起使用。
所描述的各种说明性的逻辑块、模块和电路可以用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件元件、或设计用来执行这里描述的功能的任意其组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但是可替换地，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP核心、或任何其它这样的构造。
结合在这里公开的实施例描述的方法或算法可以直接以硬件、由处理器执行的软件模块、或两者的组合来实现。软件模块可以存在于RAM存储器、闪速存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或任何在本领域内已知的其它形式的存储介质中。存储介质可以耦合到处理器，使得该处理器可以从该存储介质读取信息并写入信息到该存储介质中。可替换地，该存储介质可以被集成到处理器中。该处理器和存储介质可以存在于ASIC中。该ASIC可以存在于节点中或其它地方。可替换地，该处理器和该存储介质可以作为分立元件存在于节点或接入网络的其它地方中。
提供了对公开的实施例的上述说明，以使得所属技术领域的任何技术人员能制造或使用本发明。对这些实施例的各种修改对本领域技术人员而言都是显而易见的，而且在这里定义的一般性原理可以被用于其它实施例，而不脱离本发明的精神或范围。因此本发明的范围并不是要被限于在这里示出的实施例，而是要符合与在这里公开的原理和新颖特征相一致的最宽范围。
权利要求
1.一种网络节点，包括无线发射机；无线接收机；用户接口；控制器，用于对于所述接收机接收的信息如果该信息被编码为要被传送到所述网络节点的用户接口，则使该信息被传送到所述用户接口；如果该信息被编码为要被所述网络节点转发，则使该信息以针对第一目标节点而编码的格式被所述发射机发送；以及使来自所述用户接口的信息以针对第二目标节点而编码的格式被所述发射机发送。
2.如权利要求1所述的网络节点，还包括存储器，并且其中，所述控制器用于将关于所述网络节点和多个其它节点之间的链路的信息存储在所述存储器中。
3.如权利要求2所述的网络节点，其中，所述控制器还用于确定所述链路中的每一个是否应该被所述网络节点用来传递信息，并且将那些确定存储在所述存储器中。
4.如权利要求3所述的网络节点，其中，所述控制器还用于重复地确定所述链路中的每一个是否工作在阈值级别上。
5.如权利要求4所述的网络节点，其中，所述控制器还用于一旦确定所述链路中的另一个不再工作在所述阈值级别上，就将所存储的不应该将一个链路用于传递信息的确定改变为应该将该链路用于传递信息的确定。
6.如权利要求2所述的网络节点，还包括导频搜索器，并且其中，所述控制器还用于为了对导频发送节点发送的导频信号进行定位，使所述导频搜索器搜索所述接收机接收的信息。
7.如权利要求6所述的网络节点，其中，所述控制器还用于如果所接收的导频信号超过阈值级别，则将关于所述网络节点和所述导频发送节点之间的链路的信息存储在所述存储器中。
8.如权利要求2所述的网络节点，其中，所述控制器还用于基于所述多个其它节点中的一个或多个的位置，针对从所述其它节点中选定的一个节点对所述发射机发送的信息进行编码。
9.如权利要求2所述的网络节点，其中，所述控制器还用于基于存储在所述网络节点中的路由表，针对从所述其它节点中选定的一个节点对所述发射机发送的信息进行编码。
10.如权利要求2所述的网络节点，其中，所述控制器还用于使所述发射机向所述多个其它节点发送查询，该查询请求关于所述网络节点期望进行通信的节点的信息、以及关于没有在所述存储器中存储链路信息的节点的信息。
11.如权利要求1所述的网络节点，其中，所述控制器还用于使所述发射机发送编码信息，该编码信息指示了要被所述网络节点处理的信息所必需的编码。
12.如权利要求11所述的网络节点，还包括伪随机噪声码发生器，该伪随机噪声码发生器用于生成伪随机噪声码，并且其中，所述编码信息包括所述伪随机噪声码中的偏移。
13.如权利要求1所述的网络节点，还包括导频发生器，该导频发生器用于生成导频信号，并且其中，所述控制器还用于使所述发射机发送所述导频信号。
14.如权利要求13所述的网络节点，其中，所述发射机在公共信道上发送所述导频信号。
15.如权利要求1所述的网络节点，其中，所述控制器还用于使所述发射机发送的信息包括指令，该指令是关于应该将所发送的信息传送到所述第一还是第二目标节点的用户接口，或者是关于所述第一还是第二目标节点应该将所发送的信息转发到第三目标节点。
16.如权利要求1所述的网络节点，还包括位置发生器，该位置发生器用于确定所述网络节点的位置，并且其中，所述控制器用于使所述发射机发送所述网络节点的位置。
17.如权利要求1所述的网络节点，其中，所述控制器用于使所发送和接收的所述信息通过扩频技术被进行处理。
18.如权利要求1所述的网络节点，其用于作为蜂窝电话工作。
19.如权利要求1所述的网络节点，其中，所述控制器用于也使所发送的所述信息被针对第三目标节点进行编码并且被发送到所述第三目标节点。
20.如权利要求1所述的网络节点，其中，所述网络节点用于与其它节点进行通信，所述其它节点中的每一个包含权利要求1中所述的部件。
21.如权利要求20所述的网络节点，其中，要被所述网络节点处理的信息所必需的编码不同于要被所述其它节点中的每一个处理的信息所必需的编码。
22.如权利要求20所述的网络节点，其中，所述控制器还用于使所述信息到所述其它节点中的一个的传输在所述其它节点中的该一个节点正在接收信息时进行。
23.如权利要求20所述的网络节点，其中，所述网络节点在不同时间进行发送和接收，并且其中，所述网络节点进行发送或接收的时间并不受控于用来控制其它节点何时进行发送或接收的系统。
24.如权利要求1所述的网络节点，其中，所述第一和第二目标节点是不同的节点。
25.如权利要求1所述的网络节点，其中，所述第一和第二目标节点是同一个节点。
26.一种操作网络节点的过程，包括在所述网络节点处接收信息；当所接收的信息被编码为要被传送到所述网络节点的用户接口时，将所述信息传送到所述网络节点中的所述用户接口；当所接收的信息被编码为要被所述网络节点转发时，以针对第一目标节点而编码的格式发送所接收的信息；以及以针对第二目标节点而编码的格式发送来自所述用户接口的信息。
27.如权利要求26所述的过程，还包括存储关于所述网络节点和多个其它节点之间的链路的信息。
28.如权利要求27所述的过程，还包括确定所述链路中的每一个是否应该被所述网络节点用来传递信息，并且存储那些确定。
29.如权利要求28所述的过程，还包括重复地确定所述链路中的每一个是否工作在阈值级别上。
30.如权利要求29所述的过程，还包括一旦确定所述链路中的另一个不再工作在所述阈值级别上，就将所存储的不应该将一个链路用于传递信息的确定改变为应该将该链路用于传递信息的确定。
31.如权利要求27所述的过程，还包括为了对导频发送节点发送的导频信号进行定位，搜索在所述网络节点处接收的信息。
32.如权利要求31所述的过程，还包括如果所接收的导频信号超过阈值级别，则存储关于所述网络节点中到所述导频发送节点的链路的信息。
33.如权利要求27所述的过程，还包括基于所述多个其它节点中的一个或多个的位置，针对从所述其它节点中选定的一个节点对发射机发送的所述信息进行编码。
34.如权利要求27所述的过程，还包括基于存储在所述网络节点中的路由表，针对从所述其它节点中选定的一个节点对发射机发送的所述信息进行编码。
35.如权利要求27所述的过程，还包括向所述多个其它节点发送查询，该查询请求关于所述网络节点期望进行通信的节点的信息、以及关于所述网络节点没有存储的链路信息的节点的信息。
36.如权利要求26所述的过程，还包括发送编码信息，该编码信息指示了要被所述网络节点处理的信息所必需的编码。
37.如权利要求36所述的过程，其中，所述编码信息包括伪随机噪声码中的偏移。
38.如权利要求26所述的过程，还包括发送导频信号。
39.如权利要求38所述的过程，其中，在公共信道上发送所述导频信号。
40.如权利要求26所述的过程，其中，发射机发送的所述信息包括指令，该指令是关于应该将所发送的信息传送到所述第一还是第二目标节点的用户接口，或者是关于所述第一还是第二目标节点应该将所发送的信息转发到第三目标节点。
41.如权利要求26所述的过程，其中，从所述网络节点发送所述网络节点的位置。
42.如权利要求26所述的过程，其中，通过扩频技术对所发送和接收的信息进行处理。
43.如权利要求26所述的过程，其中，所述网络节点作为蜂窝电话工作。
44.如权利要求26所述的过程，其中，也针对第三目标节点对发射机发送的信息进行编码。
45.如权利要求26所述的过程，还包括在所述接收或发送期间移动所述网络节点。
46.如权利要求26所述的过程，还包括所述网络节点与多个其它节点进行通信，所述其它节点中的每一个用于执行权利要求26中所述的过程。
47.如权利要求46所述的过程，其中，要被所述网络节点处理的信息所必需的编码不同于要被所述其它节点中的每一个处理的信息所必需的编码。
48.如权利要求46所述的过程，其中，所述信息到所述其它节点中的一个的传输是在所述其它节点中的该一个节点正在接收信息时进行的。
49.如权利要求46所述的过程，其中，所述网络节点在不同时间进行发送和接收，并且其中，所述网络节点进行发送或接收的时间并不受控于用来控制其它节点何时进行发送或接收的系统。
50.如权利要求26所述的过程，其中，所述第一和第二目标节点是不同的节点。
51.如权利要求26所述的过程，其中，所述第一和第二目标节点是相同的节点。
52.一种网络节点，包括无线发射机；无线接收机；用户接口；用于在所述接收机接收的信息被编码为要被传送到所述用户接口时将所接收的信息传送给所述用户接口的装置；用于在所接收的信息被编码为要被所述网络节点转发时以针对第一目标节点而编码的格式将所接收的信息传送给所述接收机的装置；以及以针对第二目标节点而编码的格式将来自所述用户接口的信息传送给所述发射机的装置。
53.包含具有指令的程序的计算机可读介质，所述指令可由计算机程序来执行以实现操作网络节点的方法，所述方法包括在所述网络节点处接收信息；当所接收的信息被编码为要被传送到所述网络节点的用户接口时，将所接收的信息传送到所述网络节点中的所述用户接口；当所接收的信息被编码为要被所述网络节点转发时，以针对第一目标节点而编码的格式发送所接收的信息；以及以针对第二目标节点而编码的格式发送来自所述用户接口的信息。
全文摘要
第一网络节点可以包括无线发射机、无线接收机、用户接口和控制器。如果接收机接收的信息被编码为要被传送到该网络节点的用户接口，那么控制器可以用于使该信息被传送到该用户接口。如果该信息被编码为要被该网络节点转发，那么控制器可以用于使该信息以针对第一目标节点而编码的格式被发射机发送。控制器还可以用于使来自用户接口的信息以针对第二目标节点而编码的格式被发射机发送。还公开了相关的过程。
文档编号H04L12/56GK1926775SQ200480042336
公开日2007年3月7日 申请日期2004年12月13日 优先权日2004年1月9日
发明者桑吉夫·南达, 兰加纳坦·克里希南 申请人:高通股份有限公司