专利名称：使用随机化时分双工的网络的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及通信系统，包括网络通信系统、无线通信系统、蜂窝通信系统以及超宽带通信系统。
背景技术：
多种通信通过网络而发生。其中很多是在没有连接线的情况下发生的，例如在蜂窝通信系统中。
通常，需要在无线通信系统中以很低的功率来操作发射机。这可以减小电源的消耗，此处的电源可能是具有有限寿命的电池。降低发射功率电平还有助于减少在邻近位置同时工作的多个发射机之间的干扰。
但是，低功率发射很多时候也有缺点通过较大距离来接收发射信号可能非常困难。
通常，蜂窝网络通过在许多重要的位置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他节点的传输，以及，将这些传输转发到较远的位置。
但是，在所有需要基站的重要位置安装和维护基站是很昂贵的。此外，由于蜂窝电话的移动本性，需要基站的位置不一定总是为人所知。这使得完全覆盖变得更加困难。
超宽带(UWB)是一种新技术，其可以允许许多发射机在相同时间和相同频带内进行工作，而不对也在相同频带内工作的另一个发射机或现有通信系统造成干扰。许多射频(“RF”)技术使用仅在相对较窄频带内进行调制的载波来发射信息。另一方面，UWB通过很宽的频谱发送能量脉冲。使用该宽带技术，可以在该低功率下成功地发射UWB信号，它通常存在于与较窄频带RF技术相同的频带内，而不对这些窄带传输造成明显干扰。
但是，UWB的发射距离也是有限的，特别是当信号功率电平很低时。
网络上的典型通信节点既发射信息，也接收信息。将同时执行两种操作称为“全双工”。将在两种操作之间切换称为“半双工”操作。
全双工操作可能会产生技术难题。例如，全双工操作需要的带宽是半双工操作需要的两倍。利用无线节点进行的全双工操作还可能产生信号处理难题。如果发射机在接收机附近，可能会导致来自发射机的信号在接收机处过于强而使接收机超载。
另一方面，半双工操作可能带来不同类型的技术难题。使用半双工操作，发射节点必须有办法来判定接收节点何时将接收以确保收到其传输。
通常采用中央业务管理来满足半双工操作的这种技术需要。然而，中央业务管理需要大量的基站，因此，面临许多与依赖基站网络的无线网络系统相同的问题。
发明内容
一种网络节点可以具有发射机、接收机以及控制器。控制器可以用于自动地和重复地使所述网络节点在用所述发射机经由网络发射信息和用所述接收机从所述网络接收信息之间反复循环，其中，至少一些所述发射和/或接收的长度根据预定模式而改变。
一种用于操作网络节点的方法可以包括自动地和重复地使所述网络节点在网络上发射信息和从所述网络接收信息之间反复循环，其中，至少一些所述发射和/或接收的长度根据预定模式而改变。
应当理解的是，根据以下详细描述，其他实施例对于本领域的技术人员而言将变得显而易见，其中，仅仅通过示例给出和描述了各种实施例。应当认识到的是，在不脱离本发明的精神和保护范围的前提下，这些构思能够做出其他和不同的实施例，并且，它们的若干细节能够做出各种其他方面的修改。因此，应当将附图和详细描述视为本质上是示例性的、而非限制性的。
在附图中，示例性地、而非限制性地描述了各方面，其中图1示出了通过使用编码传输和转发的一部分网络而发生的通信；图2示出了通过使用编码传输和转发的一部分网络而发生的通信，该通信包括至少一个冗余发射；图3示出了在一部分网络中已经建立的第一和第二链路；图4示出了节点如何在网络中建立和保持第一和第二链路；图5示出了网络中的节点处理收到的信息所遵循的过程；图6示出了网络中两个节点的随机化时分双工；图7示出了可由网络中的节点发出的传输的各部分；图8示出了可由网络中的节点发射的广播控制消息的各部分；图9示出了可在网络中使用的节点。
具体实施例方式
下面参照附图给出的详细描述用于说明本发明的各种实施例，但这并不表示仅这些实施例才能实现本发明。本文中描述的每个实施例只是本发明的一个例子或说明，而不应被解释为比其他实施例优选或更有优势。详细描述中包括的具体细节是为了便于深入理解本发明。但是，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明也可以不用这些具体细节来实现。在有些情况下，框图中给出了公知的结构和设备，这是为了避免模糊本发明的构思。使用缩写词和其他描述性术语仅仅是出于方便和清楚，而非限定所公开构思的保护范围。
在下面的详细描述中，本发明的各方面是针对UWB和/或扩频无线通信系统而进行描述的。虽然这些方面非常适用于该应用，但是，本领域技术人员应当明白，本发明的这些创造性方面同样适用于各种其他通信环境。相应地，参照UWB和/或扩频通信系统仅仅是为了说明本发明的创造性方面，但可以理解的是，本发明的这些创造性方面有很宽的应用范围。
图1示出了通过使用编码传输和转发的一部分网络而发生的通信。
如图1所示，通过示例方式描述成蜂窝电话的多个节点形成一个网络。
该网络可以是自组织(ad hoc)网络。该网络的节点并不都是仔细计划和组织的主题。相反，各节点的存在和位置可以是未计划的，以及，甚至是不能预料的。一个或多个节点在通信时也可以处于运动状态，例如，节点正在由步行或处于车辆、航天器或船只中的操作者携带。节点甚至可能由在甚至不存在操作者的情况下的车辆、航天器或船只携带。
该网络中的各节点可以是任何类型。它可以是蜂窝电话、PDA、膝上型电脑、军用通信装置或任何其他类型的通信装置。图1所示的蜂窝电话仅仅作为示例。
各节点可以具有用户接口，其将信息传达给其用户或从其用户接收信息。各用户接口可以包括一个或多个输入装置，用于从用户接收信息，例如键盘、鼠标、触摸屏、麦克风或照相机。各用户接口也可以包括一个或多个输出装置，用于将信息传达给用户，例如显示器、扬声器或耳机。用户可以是人、动物、系统或装置。
各节点可以是无线的，这意味着它可以在没有连接线的情况下进行发射以及从其他节点接收信息。
各节点可以在没有任何类型的中央基站的情况下与其他节点相互通信。
为了与可能超出了所发射信号所能及范围的节点进行通信，来自发起方节点的通信信息可以由网络中一个或多个其他节点转发给目的方节点。
在图1中示出了该转发构思。具体而言，如图所示，通过先由节点105、再由节点107、最后由节点109转发节点101要与节点103进行通信的信息，发起方节点101与目的方节点103进行通信。除了以相反次序外，从节点103返回到节点101的通信信息可以沿着相同的线路进行转发。该特定通信信息的路由在图1中被示为链接节点之间的实线。
同时，节点111可以与节点113进行通信，后者对于该通信而言也是离的太远，而无法直接发生。但是，节点111的信息可以通过由节点105到节点115、由节点115到节点117、由节点117到节点119以及最后由节点119到节点113进行转发。该特定通信信息的路由在图1中被示为链接节点之间的虚线。
为了实现该路由，网络中的各节点可以用于从其他节点接收信息。各接收节点还可以用于将收到的信息传递给该接收节点的用户接口或通过重新发射将该信息转发给另一节点。这样，一个节点通过一个或多个中间节点将其通信信息穿过一系列“跳(hop)”而能够与远端节点进行通信。
如图所示，对于节点105的多个链路，单个节点可以作为转发节点，从而使多个通信的消息可以同时发生，这应当是显而易见的。
该拓扑图可以将网络中各节点的所能及范围扩展超出其自己的界限，而不需要任何类型的中央基站，这应当也是显而易见的。
为了使网络中的业务以及该业务可能产生的相关问题最小化，由各节点发送的信息可以采用仅针对网络中另一节点而进行编码的格式。该编码格式将确保发送的信息仅由网络中的所述另一节点进行处理。
例如，可以针对节点105，将节点101发送的信息进行编码，然后，节点105就可以处理该信息。虽然节点101的发送信息可能强的足够达到节点111、115以及121，但是它不会被这些其他节点进行处理，因为它不是采用针对这些其他节点而进行编码的格式来发送的。
为了方便该过程，网络中的各节点可以用于处理以某一种格式进行编码的信息，该格式与每个其他节点将处理的格式不同。
在图1中，如图所示，各节点将与通信信息相关的信息仅发送给单个节点。这样，如图所示，节点101和节点103之间的通信信息通过由节点101仅到节点105、由节点105仅到节点107、由节点107仅到节点109以及由节点109仅到节点103进行发送。同样，如图所示，节点111和节点113之间的通信信息通过由节点111仅到节点105、由节点105仅到节点115、由节点115仅到节点117以及由节点117仅到节点113进行发送。
通过仅仅单个节点转发通信信息会使通信链路中的每个节点对通信的成功都非常关键。但是，该链中的链路可能会断开。例如，作为链路的一个移动节点可能移出与其相链接节点的范围。
图2所示的系统有助于解决该潜在问题。图2示出了通过使用编码传输和转发的一部分网络而发生的通信，该通信包括至少一个冗余传输。在节点201和节点203之间正在发生通信。但是，在该情况下，节点201对两个独立邻体(节点205和节点207)的通信信息进行编码。继而，节点205对该信息进行编码，以便转发给节点209，节点209将其转发给节点211。同时，节点207对该信息进行编码，以便转发给节点201。如果节点205、207、209或211的链路出现了问题，那么通信信息仍将会达到节点211，因为它是通过两条独立路径进行发送的，即，通过节点205和节点209，以及单独通过节点207。
另一方面，如果来自两个节点207和209的通信信息到达节点211，那么节点211可以知道它正在接收相同通信信息的副本，在该情况下，它可以舍弃一个通信信息，而只将另一个通信信息转发给节点203。对于从节点203到节点201的通信信息，可以反向进行相同的过程。然而，在该情况下，舍弃冗余传输的将是节点201。
单个通信信息可能指向的节点的准确数量，可以在网络中设成固定参数或可以允许其基于特定情况而改变。当要求多路径通信时，发射节点可以以适于第一接收节点的格式对信息进行编码和发送，再以适于其他各节点的格式对信息进行编码和发送。
可以使用很多种技术来实现上述编码。
一种技术是为各节点中的接收机分配一指定频率，该指定频率与由所有其他节点接收的频率不同。为了发射针对本实施例中的特定节点而进行编码的信息，发射节点将通过调整其发射机的频率与其他特定节点的接收频率相匹配来实现编码。
各特定节点中的接收机也可以仅仅处理具有特定相位的接收信息或仅仅处理在特定时间帧内出现的接收信息。在这些实施例中，发射节点将再次对其发射的信号进行编码，以实现匹配。
另一种编码方法是为每个节点分配一个唯一的地址，以及，将地址为目标接收节点的各通信信息进行封包。
另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时间和相同频带内发射它们的信息，例如，对于UWB系统，大约650MHz带专用于6-7GHz频率范围中。使用与目标节点所用的解扩序列相对应的扩展序列，可以对各传输进行编码。
也可以使用其他编码技术，包括多种技术的组合。
在通信发生之前，在相邻节点之间建立链路是有优势的。对这些链路进行分类也是有优势的，例如创建第一类链路和第二类链路。
图3示出了在一部分网络中已经建立的第一和第二链路。图中将第一链路示为虚线，例如虚线301，将第二链路示为点线，例如点线303。
可以在网络中把诸如第一链路301之类的各节点之间的第一链路定义为两个节点之间的一条链路，该两个节点之间的通信可以通过该链路发生。可以在网络中把诸如第二链路303之类的第二链路定义为两个节点之间的一条链路，该两个节点之间的通信不能通过该链路发生。虽然把第二链路定义为一个将不携带通信信息的链路，但是，它仍可以作为备用链路，以及，在第一链路不可使用的情况下将其提升为第一链路。
现在将介绍建立、利用以及拆卸这些链路的示例性过程。
该网络中的每个节点可以重复地在公共信道上发射由所有节点接收和处理的导频信号。如果使用扩频技术，那么可以使用相同的扩展序列对来自所有发射节点的所有导频信号进行扩展。所有接收节点可以使用该相同的公共序列对所有收到的导频信号进行解扩。
图4示出了该接收信息以及其他信息是如何由网络中的节点来处理的。
该节点可以处在接收模式下，如接收框401所示。
接收节点可以检测导频信号是否处在接收信息中，如“检测到导频？”判决框403所示。如果检测到导频，那么可以将该导频的载波干扰比(“C/I”)与门限值相比较，如“达到门限？”判决框405所示。如果导频达到预定门限，这意味着发射导频的节点和接收导频的节点之间的链路强的足够成为可行链路。当然，也可以另外对其他信号强度参数进行估计或不对其他信号强度参数进行估计。
下面将更详细进行讨论，发射节点可以发射标识发射节点的信息，以及导频信号。如果导频满足门限要求，那么，接收节点可以接下来判断是否已经注册了发射节点和接收节点之间的链路，如“以前已经注册？”判决框407所示。如果已经注册了该链路，那么，接收节点不再进一步处理该导频信息。
另一方面，如果还未注册该链路，那么接收节点可以接下来判断它是否应当将其指定为第一链路，从而能够进行通信，或是否应当将其指定为第二链路，从而不能够进行通信。该步骤由图4中的“达到第一标准？”判决框409来表示。
节点可以考虑多种标准，以确定是否将节点指定为第一节点——从而使它可用于处理通信信息——或指定为第二节点—从而将它作为备用链路，其在另一第一链路不可用的情况下可被提升为第一链路。
节点考虑的一个标准是C/I比值的大小。比值越大，信号越强。当然，也可以另外考虑其他信号强度参数。当信号强时，功率控制电路能够使发射节点降低其传输的功率，从而使得该传输所需的功率以及该传输对其他信号可能造成的干扰最小化。
另一标准是现有第一链路的角方位与正在进行估计的新链路的角方位。处在远离现有第一链路所服务的任何方位的方位上的潜在第一链路比处在与现有第一链路的方位很相似的方位上的潜在第一链路更重要。
可以使用多种技术来进行角计算。例如，每个节点可以发射其地理位置，该地理位置由节点中的GPS接收机、由磁场测量、由信号三角测量或由任何其他技术来测定。也可以使用简单的几何学进行角计算。
链路的预期稳定性是要考虑的另一个标准。可以将稳定的链路视为比不稳定的链路更重要。
也可以考虑第一节点的当前数量和第一节点的最小预期数量之间的关系。同样，可以考虑节点的当前数量与节点的最大数量的比较关系。较少的节点可以引起较少的干扰，并且，可以较好地节约能量。另一方面，较大数量的节点可以增加通信的稳定性，特别是当节点处于运动状态时。可以把每个节点具有三个或四个第一链路设定为理想的目标。
一旦做出是否要建立第一链路的判决，如“达到第一标准？”判决框409中所示，就采取适当的行动。如果该判决是让该链路成为第一链路，那么就让该链路成为第一链路，以及，在节点中将其注册为第一链路，如“注册为第一”框411所示。如果所做出的该判决是不让该链路成为第一链路，那么就将该链路在节点中注册为第二链路，如“注册为第二”框413所示。
如上所述，各节点可以重复地发出导频信号。如果收到的C/I比值未达到预定门限，这在“达到门限？”判决框405中来判断，那么该信号仍强得足以使接收节点能够识别发射节点。如果这样的话，那么接收节点可以接下来调查以前是否已经注册与发射弱导频的节点的链路，如“以前已经注册？”框413所示。如果以前已经注册该链路，那么接收节点可以接下来判断是否已经将该链路注册为第一链路，如“注册为第一？”判决框415所示。如果以前已经将该弱链路注册为第一链路，那么接收节点可以接下来尝试将以前已经注册的第二链路提升为新的第一链路，如“将其他第二提升为第一”框417所示。然后可以去除具有弱导频信号的节点中的链路注册，如“去除注册”框419所示。
如果在预定时间之后未收到来自链接节点的导频，那么也可以去除该链路的注册。然后可以将适当的第二链路提升为第一链路。
通过重复地进行上述以及图4中描述的过程，各节点将建立并且持续地保持一组第一和第二链路，例如在图3中所示的第一和第二链路。
图5示出了节点在网络中处理编码接收信息可以遵循的一个过程。编码信息由节点接收，如“接收”框501所示。这可以与节点接收导频处于相同时期，如图4的“接收”框401所示。下面将进行详细讨论，各发射节点可以在相同得发射周期内发射导频以及信息。
接收节点可以接下来判断接收信息是否针对接收节点而进行编码的，如“针对节点编码？”判决框503所示。由接收节点为做出判决而采取的准确方法可以依赖于编码的格式。
如果编码基于频率，那么接收节点可以简单地检查收到的信号，从而判断信息是否出现在接收节点的接收频率。可以使用适当的滤波器以及其他技术。
如果该信息是通过相位进行编码的，那么可以遵循相似的过程以及使用适当的设备来判断该信息是否在接收节点的相位中被传递的。
如果该信息已经通过时分进行了编码，那么接收节点可以在其时隙内简单地检查所收到的信息。
如果该信息已经通过寻址技术进行了编码，那么接收节点可以检查所收到的信息，从而判断其是否用接收节点的地址进行了打包。
如果使用扩频技术对该信息进行了编码，那么接收节点可以使用其唯一的扩频码解扩所收到的信号。在本领域公知的是，如果编码匹配，那么这将导致输出已经编码的信息。
如果使用了另一编码技术，那么可以在接收节点中使用另一对应的适当技术，从而判断所收到的信号是否针对节点进行了编码，如“针对节点编码？”判决框503所示。
如果针对节点对该信息进行了编码，那么接收节点可以处理该信息。它可以接下来判断是否应当将该信息转发给另一节点或传递给其用户接口，如“需要转发？”判决框505所示。下面将进行详细描述，该判断可以基于附随该信息的指令。它也可以基于其他标准。
如果确定该信息是应当传递给节点的用户接口的信息，那么就可以将该信息传递给节点的用户接口，如“传递到用户接口”框507所示。如果确定应当转发该信息，那么就可以将该信息转发给另一节点，如“转发”框509所示。
对于信息的转发，可以采用多种方法。作为该过程的一部分，可以针对另一特定节点对该信息进行编码，转发节点已经与该特定节点建立了第一链路。也可以用发往目标节点的指令对转发信息进行封包，所述指令关于是否应当将该信息传递给目标节点的用户接口或由目标节点进行再次转发。下面将讨论多个特定的路由技术以及过程的示例。
作为转发过程的一部分，可以将转发信息置于转发节点的队列中。然后，转发节点可以根据发射调度表对队列中的信息进行发射。
为了成功地接收来自节点的传输，当然，每当接收节点正在接收时，发射节点必须发射。
实现该目的的一种方法是使各节点一直进行发射和接收。但是，这种“全双工”操作会产生问题，包括对附加带宽的需要以及发射信号造成的接收机的超载。
另一种方法是在不同时间进行发射和接收，其被称为“半双工”操作。但是，在该操作模式下，对于发射节点，必须通过某种方式知道接收节点何时将进行接收，从而将接收到发射信息。
在一些网络中，主控制器将它们何时应当进行发射和/或接收的信息提供给多个节点，从而提供所需的同步。然而，在图1-3所示的实施例中，没有任何主控制器。在这些实施例中，可以提供一些其他形式的同步。
一种这样的方法是使各节点持续地在发射和接收之间循环。各节点还可以改变各周期的长度，每个周期包括发射以及接收部分。
为了便于同步，各周期的长度可以跟踪网络中各节点均遵循的长度的预定模式。网络中的各节点还可以处在预定模式中的特定点上，该特定点在任何一个时刻在时间上不同于所有其他节点所在的模式中的点。通过使用该方法，当发射节点的预定传输与发射节点将要通过第一链路进行通信的目标节点的预定接收相符时，在时间上总有一特定点。
在图6中示出了这些构思。具体而言，图6示出了网络中两个节点的随机化时分双工。如图6所示，网络节点遵循发射/接收模式601；同时第二节点遵循发射/接收模式603。图中的各“T”表示发射；同时各“R”表示接收。将各对发射和接收操作称为一个周期，在图中命名为“C”，其下标表示在周期长度的预定模式内的周期的位置。
第一和第二节点所遵循的周期长度的预定模式可以是相同的。但是，第二节点在模式中总是处在与网络节点的点不同的点上。因此，当网络节点开始其周期C12时，第二节点可能已经处在其周期C82中，如图6所示。
在周期模式中的某点处，网络节点将在第二节点正在接收时开始发射信息。在如图6的时间点605处示出了该例子。在该时间点处，第二节点处在其周期C82的接收部分，同时网络节点在其周期C13中正开始发射信息。如果从网络节点需要发射的信息的长度不超过接收周期C82的剩余部分的持续时间，那么时间点605就成为网络节点知道它可以将其信息发送给第二节点的时间点，从而确信第二节点将接收全部信息。
为了实现这种同步，网络节点需要知道第二节点在周期长度的模式中的相对偏移量。因为两节点遵循相同的模式，所以网络节点可以计算出来自网络节点的预定发射信息将由第二节点接收到的时间点。如果从第一节点到第二节点的发射信息是所期望的，那么网络节点可以将该时隙的信息进行调度。
节点可能会考虑的另一个因素是各周期内发射和接收时间的比值。该比值可以是固定的，如图6所示，或可以根据网络流量或其他条件而改变。
许多不同的方法可以用于存储周期持续时间的模式。一种方法可以让各节点使用相同的伪随机(“PN”)噪声码以及使该码在一组移位寄存器中循环。预定模式内的各节点的偏移位置可以通过将杂散(hash)函数应用于节点中的标识码来确定，标识码对于网络中的每个节点是唯一的。
在各周期的发射部分期间，各节点可以发射多种信息。图7示出了可以由网络中的节点发送的一种发射信息的各部分。如图7所示，该发射信息可以开始于导频信号701，接着是广播控制消息703，再接着是一个或多个指令/数据集，例如指令/数据集705/709以及711/713。
导频信号701可以在各节点的每个发射周期开始时进行传递，从而在各节点之间建立和保持链路，如上结合图4的讨论所述。
每个导频信号可以由每个节点在公共信道上发送。当然，实现这一点的确切方法可以根据为在节点之间传送信息所选的技术而改变。
如果使用扩频技术，那么可以用公共码扩展各导频，从而使该导频可以在发射范围内由所有其他节点进行接收和处理。如上所述，导频信号的一个目的是使邻近的其他节点判断是否应当同发射节点建立(或删除)链路，如果这样的话，那么是否应当将其建立成第一链路(或降为第二链路)。如上所述，所收到的C/I比值的强度以及其他标准可以用在该判断中。
与导频信号一样，广播控制消息703也可以通过公共通信信道进行发送，例如由各节点用相同码扩展的信道。下面将进行详细描述，该广播控制消息可以使其他节点获知有关发射节点的所需信息，从而建立(或改变)与该节点的通信链路。
然后，可以跟着一对或多对指令/数据，例如指令/数据集705/709以及指令/数据集711/713。各数据段可以包括最终目标为用户接口的信息，例如语音信息、文本信息、视频信息或一些其他类型的信息。各指令段可以指示接收节点如何处理其相关联的数据段。例如，一条指令可以指示将关联的数据段传递给接收节点的用户接口。或者，一条指令也可以指示应当将其关联的数据段转发给另一节点。关于转发，下面讨论路由技术的特定例子。
图8示出了可以由网络中的节点发射的广播控制消息的各部分。如图8所示，广播控制消息801可以包括节点ID 803、节点位置805、“PN”序列偏移量807、接收发射比值809、帧编号811以及其他信息813。
节点ID 803可以是针对网络中的节点唯一的ID。
节点位置805可以是表示节点位置的信息。该信息可以用于判断接收节点是否应当与发射节点建立链路。它也可以用于判断路由路径，如下详细讨论。
各节点的位置可以通过任何多种技术来确定。一种该方法可以包括节点中的GPS接收机，其根据已知技术工作。
PN序列偏移量807可以表示在PN序列码中节点的偏移量。如上所述，PN序列码可以用于控制发射/接收周期的持续时间。该序列中的偏移量可以由与发射其PN序列偏移量的节点相链接的节点来接收和存储。然后，各接收节点将能够判断发射节点何时处于接收模式中，从而将能够相应地对发往该节点的发射信息进行调度。
当使用扩频技术时，各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。各节点可以使用同样的、但偏移了唯一量的PN序列码。同样，所发射的PN序列偏移量807可以由与发射节点相链接的接收节点来使用，从而当针对该节点进行信息编码时，将接收节点使用的偏移量发送给接收节点。
因此，发射节点可以使用目标节点的PN序列偏移量807，从而将其发往该目标节点的发射信息进行计时和编码。
接收发射比值809可以用于表示一个周期内发射与接收时间的比值。如上详细描述，该比值将进一步使另一节点判断目标节点将何时处于其接收模式中。如上所述，该比值可以是固定的，或可以根据网络或其他条件而改变。
帧号811可以表示上述发射/接收周期长度的模式中的节点的当前位置。它与图6所示的周期数(“C”)可以是同义的。
其他类型的信息813也可以包括在广播控制消息801中。也可以对上述已经讨论过的具体字段做出各种改变。
除了建立链路系统外，如图3所示的第一和第二链路，网络也可以包括用于判断和更新路径的适当系统，通过该路径，可以将信息从一个节点发送到另一节点，例如，该路径由图1中的点线和实线以及图2中的实线所示。
在许多情况下，想要与目的方节点进行通信的发起方节点可能未与目的方节点建立任何链路，并且，可能不知道目的方节点在何处。当目的方节点是移动节点时尤其存在这种情况。
处理这种情况的一种方法是，发起方节点用“目的地节点发现”消息来泛滥(flood)网络。根据已经描述的实施例，这种泛滥可以由发起方节点通过将“目的地节点发现”消息发送给各其他节点来起动，发起方节点与所述其他节点之间具有第一链路，并且在某些实施例中也有第二链路。“目的地节点发现”消息可以询问各链接节点是否知道目的方节点，如果不知道，则将消息转发给其链接节点。该过程可以重复，直到“目的地节点发现”消息由目的方节点或知道它的一个节点收到为止。一旦到达一个节点，该节点就可以返回标识信息。
发起方节点可以向每个“目的地节点发现”消息添加生存时间参数。每次由另一节点转发时该参数可以减小。一旦计数到达零，就可以不再转发“目的地节点发现”消息。
添加生存时间参数可以使网络被“目的地节点发现消息”泛滥的程度最小化。当使用时，可以选择生存时间值，以使得其比到达目的地节点所需的跳数稍微大些。
“目的地节点发现”消息也可以包括发起方节点的ID以及标识目的地节点的消息。该信息可以由接收该消息的各其他节点用来将其与其他“目的地节点发现”消息相区分开。该信息可以使各节点避免转发相同的“目的地节点发现”消息的副本，即使可以从其他节点以副本形式收到相同的消息。这也可以降低泛滥度。
在对目的方节点进行定位之后，实际上，可以使用各种不同方法建立路由路径。
一种方法是基于位置的转发。使用该方法，发送回来的信息可以包括目的地节点的位置。发起方节点也可以知道其位置，从而能够确定合适的路由方向。发起方节点也可以记录其各个链接节点的位置。基于该位置信息的全部，然后，发起方节点能够识别与目的方节点最接近的第一链路。然后发起方节点可以针对与该第一链路相关联的节点，对消息进行编码，然后发射该消息。
继而，与该第一链路相关联的节点可以接收该消息以及执行类似的分析，从而确定第一链路，其继而通过该第一链路转发消息。该“跳”过程可以继续，直到该消息最终达到目的地节点为止。然后可以用相同的方式处理反馈消息。
但是，如上所述以及根据图2所示，可能存在如下情况，即单个节点将通过多条第一链路发送或转发相同的消息。这种方法可以用于如下情况，即所需第一链路的操作是否足够存在不确定性。在该情况下，可以针对至少一部分路由，建立一条或多条冗余路径，如图2所示以及如上所述。
与“目的地节点发现”消息一样，信息消息也可以用生存时间参数进行封包，从而确保无法到达其目的地节点的消息不会无休止地通过网络行进。一旦在发起方节点和目的地节点之间建立了路由，就可以知道准确的跳数。该信息可以用于选择明智的生存时间参数。当路由配置改变时，由于优先链路的建立或不足链路的去除，可以更新期望的跳数以及生存时间参数。
同样，对于正在移动的目的地节点具体而言，也可以更新目的地节点的位置以及所选择的路由。
另一种路由方法是使用各节点中的路由表。在该实施例中，可以记录在发起方节点和目的地节点之间跟有“目的地节点发现”消息的路由，以及，将一个唯一的通信码与之关联，该通信码是分配给发起方节点和目的地节点之间的通信信息的。
例如，节点101可能会向图1中的节点103发出“目的地节点发现”消息。它可能会向“目的地节点发现消息”加入正在建立的通信的唯一码。
“目的地节点发现”消息也可以包括转发该消息的各节点的节点ID。从而，当“目的地节点发现”消息到达目的地节点103时，“目的地节点发现”消息可以包括转发它的所有节点的ID，例如节点101、105、107、109。
然后，目的地节点可以将收到的所有积累的路由信息存储在其路由表中。它也可以对“目的地节点发现”消息做出响应，方式如下将一条消息在“目的地节点发现”消息经过的一系列链路上发送回去，与该响应一起的还包括相同的链路历史以及通信信息的唯一码。
然后，收到回复的各节点可以将发送该回复的节点、该回复应当转发到的节点以及已经分配给通信信息的唯一号码记录在其路由表中。
一个节点下一次接收到承载该唯一号码的通信信息时，它可以查询其路由表，以确定它应当通过哪一条链路进行转发。
各节点也可以包括适当的系统来管理其路由表。例如，各节点可以包括删除路由表中在预定时间段内仍未被查询的条目的系统。各节点也可以包括基于网络拓扑变化来更新路由表的系统。
在一些情况下，节点可以将基于位置的转发与路由表信息组合起来。例如，正在用线路表执行转发的节点可能会遇到一种情况，即它接收到未列在其路由表中的通信信息。在该情况下，节点可以使用基于位置的转发来转发该消息。
图9示出了可以在网络中使用的一个节点。如图9所示，该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、导频生成器917、PN生成器919、存储器921、定位器923以及用户接口925。
发射机901可将从控制器913接收到的信息发射给天线905。接收机903可以从天线905接收信息，并将其传递给控制器913。编码器907也在控制器913的控制下工作，对发射信息进行编码。编码器可以使用上述任何编码技术，例如频率编码、相位编码、时间编码、地址编码以及扩频编码。
同样，解码器909可以在控制器913的控制下，对从接收机903接收到的信息进行解码。与编码器一样，解码器919也可以基于频率、相位、时间、地址以及扩频编码来对信息进行解码。
路由表911可以用于存储路由信息，以及，可以用在通过路由表实现路由的实施例中。
导频搜索器915可以用于在控制器913的控制下与由接收机收到的信息相关联，从而搜索收到的导频信息。
导频生成器917可以用于在控制器913的控制下生成由发射机901发射的导频。
PN生成器919可以用于在控制器913的控制下生成一个或多个PN序列码，该序列码可以由节点用于针对其他节点扩展信息、解扩来自其他节点的信息、控制节点发射和接收的时间以及确定链接节点预定接收信息的时间，上面已经详细描述这些。
定位器923可以确定节点的位置。它可以包括GPS接收机。但是，它也可以使用磁性定位技术或基于由节点收到的一个或多个信号来确定位置。也可以使用其他定位技术。
用户接口925有助于实现节点和节点用户之间进行通信。如上参照图1详细所述的那样，用户接口可以包括一个或多个输入装置，例如键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、照相机或到另一系统的通信链路。同样，用户接口可以包括一个或多个输出装置，例如显示器、扩音器、耳机或与到另一系统的通信链路。
存储器921可以由节点的控制器和/或其他部件用来存储节点长久和/或暂时所需的信息，例如来自用户接口的信息、针对用户接口的信息、位置信息、PN码、导频信息、路由信息、编码信息和/或解码信息。
该节点可以包括附加的部件和/或可以不包括图9所示的全部部件。例如，网络上的一个或多个节点可能不包括用户接口，因此可能没有信宿或信源数据，而仅仅作为转发节点和/或将其他通信服务提供给网络上的其他节点。
该节点也可以包括功率控制系统，用于控制发射信号的功率电平。该系统可以是开环的，以及，基于从该节点收到的信号强度将功率电平设定到目标节点。该系统可以是闭环的，以及，可以由另一节点来设定该节点的功率电平，例如，所述另一节点可以是从功率电平正在被调整的节点接收信号的节点。也可以使用这些方法的组合。
上面已经讨论过的随机化时分双工特征可以与上面已经讨论过的编码特征结合使用或不与其结合使用。同样，编码特征也可以与时分双工特征结合使用或不与其结合使用。
利用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程的逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑、分立硬件组件或者它们之中的任意组合，可以实现或执行结合本文公开的实施例描述的各种示例性的逻辑框图、模块和电路。通用处理器可能是微处理器，但是在另一种情况中，该处理器可能是任何常规的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器也可能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、一个或者更多结合DSP核心的微处理器或者任何其他此种结构。
结合本文公开的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或者这二者的组合。软件模块可能存在于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其他形式的存储媒质中。一种典型存储媒质与处理器耦合，从而使得处理器能够从该存储媒质中读信息，且可向该存储媒质写信息。在替换实例中，存储媒质是处理器的组成部分。处理器和存储媒质可能存在于一个ASIC中。该ASIC可能存在于一个用户站中。在一个替换实例中，处理器和存储媒质可以作为用户站中的分立组件存在。
提供所述公开的实施例的上述描述可使得本领域的技术人员能够实现或者使用本发明。对于本领域技术人员来说，这些实施例的各种修改是显而易见的，并且本文定义的总体原理也可以在不脱离本发明的范围和主旨的基础上应用于其他实施例。因此，本发明并不限于本文示出的实施例，而是与符合本文公开的原理和新颖特征的最广范围相一致。
权利要求
1.一种网络节点，包括发射机；接收机；以及控制器，用于自动地和重复地使网络节点在用所述发射机经由网络发射信息和用所述接收机从所述网络接收信息之间反复循环，其中，至少一些所述发射和/或接收的长度根据预定模式而改变。
2.根据权利要求1所述的网络节点，还包括伪随机噪声发生器，用于生成伪随机噪声码，并且其中，所述模式基于所述伪随机噪声码。
3.根据权利要求2所述的网络节点，其中，所述控制器还用于使所述发射机发射指示所述网络节点何时将接收信息的所述伪随机噪声码的偏移量。
4.根据权利要求2所述的网络节点，其中，所述控制器和接收机还用于使所述网络节点从另一网络节点接收指示所述另一节点何时将接收信息的所述伪随机噪声码的偏移量。
5.根据权利要求4所述的网络节点，其中，所述控制器还用于基于从所述另一节点接收到的所述伪随机噪声码偏移量来发射所述信息。
6.根据权利要求1所述的网络节点，其中，所述发射机是无线发射机，以及，所述接收机是无线接收机。
7.根据权利要求1所述的网络节点，其中，所述控制器用于通过扩频技术处理所述被发射和被接收的信息。
8.根据权利要求1所述的网络节点，其用作蜂窝电话。
9.根据权利要求1所述的网络节点，其中，所述控制器用于使每个相邻发射/接收周期内所述网络节点发射时间与所述网络节点接收时间的比值基本恒定。
10.根据权利要求9所述的网络节点，其中，所述控制器还用于使所述发射机发射指示所述比值的信息。
11.一种用于操作网络节点的方法，包括自动地和重复地使所述网络节点在网络上发射信息和从所述网络接收信息之间反复循环，其中，至少一些所述发射和/或接收的长度根据预定模式而改变。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述模式基于伪随机噪声码。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括发射指示所述网络节点何时将接收信息的所述伪随机噪声码的偏移量。
14.根据权利要求12所述的方法，还包括从另一节点接收指示所述另一节点何时将接收信息的所述伪随机噪声码的偏移量。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括基于从所述另一节点接收到的所述伪随机噪声码偏移量，将所述信息发射给所述另一节点。
16.根据权利要求11所述的方法，其中，所述发射和接收是无线的。
17.根据权利要求11所述的方法，其中，所述发射和接收使用扩频技术。
18.根据权利要求11所述的方法，其中，所述网络节点用作蜂窝电话。
19.根据权利要求11所述的方法，其中，在每个相邻发射/接收周期内所述网络节点发射时间与所述网络节点接收时间的比值基本恒定。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括发射指示所述比值的信息。
21.一种网络节点，包括发射机；接收机；以及用于自动地和重复地使所述网络节点在用所述发射机经由网络发射信息和用所述接收机从所述网络接收信息之间反复循环的模块，其中，至少一些所述发射和/或接收的长度根据预定模式而改变。
22.计算机可读介质，其包括可由计算机程序执行从而执行操作网络节点的方法的指令程序，所述方法包括自动地和重复地使所述网络节点在网络上发射信息和从所述网络接收信息之间反复循环，其中，至少一些所述发射和/或接收的长度根据预定模式而改变。
全文摘要
一种网络节点，可以具有发射机、接收机以及控制器。所述控制器可以自动地和重复地使所述网络节点在用所述发射机经由网络发射信息和用所述接收机从所述网络接收信息之间反复循环，其中，至少一些所述发射和接收的长度根据预定模式而改变。也披露了相关的过程。
文档编号H04B7/26GK1926818SQ200480042504
公开日2007年3月7日 申请日期2004年12月7日 优先权日2004年1月20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