用于无线网络集群发现和并发管理的方法、装置和计算机程序产品的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明的领域涉及无线短距通信，并且更具体地涉及无线通信介质中的网络发现。
【背景技术】
[0002]出于各种目的，诸如，使无线通信设备的用户与其它用户连接，现代社会已经采用了并且变得依赖于无线通信设备。无线通信设备能够从电池供电的手持型设备到使用电网作为电源的日常和/或商用设备而各不相同。由于无线通信设备的快速发展，已经出现了能够启用全新类型的通信应用的许多领域。
[0003]蜂窝网络促进了在大地理区域上的通信。通常通过代来划分这些网络技术，从1970年代末期开始到1980年代初期的提供基线的语音通信的第一代(IG)模拟蜂窝电话开始，到现代数字蜂窝电话。GSM是在欧洲中在900MHZ/1.8GHZ频带中以及在美国中在850MHz和1.9GHZ中通信的广泛使用的2G数字蜂窝网络的示例。虽然由于成本、业务和法律问题，长距通信网络(诸如GSM)是用于传送和接收数据的广泛接受的手段，但是这些网络可能不适合于所有的数据应用。
[0004]短距通信技术提供避免在大蜂窝网络中见到的问题中的一些问题的通信解决方案。蓝牙"*是在市场中快速获得接受的短距无线技术的示例。除了蓝牙"外，其它流行的短距通信技术包含蓝牙?低能量(LE)、IEEE 802.11无线局域网(WLAN)、无线USB(WUSB)、超宽带(UffB) ,ZigBeedEEE 802.15.4, IEEE 802.15.4a)以及超高频射频识别(UHF RFID)技术。所有这些无线通信技术具有使得它们适合于各种应用的特征和优点。
[0005]针对短距无线设备的应用正演进为包含:向该设备提供关于本地网络环境的认知的认知应用。认知应用通过使得用户能够通过使用它们的移动无线设备以点对点的方式来共享本地上下文数据，有希望扩展商业和社交网络。例如，用户能够实时地共享针对本地区域商业网络、社交网络、约会、个人安全、广告、发布和搜索的信息。
【发明内容】
[0006]方法、装置和计算机程序产品示例实施例使得能够发现无线通信介质中的网络。
[0007]根据本发明的示例实施例，一种方法包括:
[0008]由装置，通过接收来自多个无线网络集群中的每个无线网络集群的一个或多个成员设备的无线同步消息，识别所述多个无线网络集群；
[0009]由所述装置，基于所接收的无线同步消息的信息，计算针对所述多个识别的无线网络集群中的每个识别的无线网络集群的集群分数；
[0010]由所述装置，从所述多个识别的无线网络集群选择具有最高集群分数的无线网络集群以用于加入所述无线网络集群以及在所述无线网络集群中进行操作；以及
[0011]由所述装置，基于应用于由所述装置接收的描述未选择的无线网络集群的特点的信息的预定义标准，对所述未选择的无线网络集群进行排名。
[0012]根据本发明的示例实施例，一种方法包括:
[0013]由所述装置，基于所述未选择的无线网络集群的所述排名，确定是否在所述未选择的无线网络集群中的一个或多个无线网络集群中进行操作。
[0014]根据本发明的示例实施例，一种方法包括:
[0015]由所述装置，基于所述一个或多个未选择的无线网络集群的所述排名，确定用于在所述未选择的无线网络集群中的所述一个或多个无线网络集群中进行操作的时间分配。
[0016]根据本发明的示例实施例，一种方法包括:
[0017]其中所述预定义标准包含:计数针对所述未选择的无线网络集群中的每个无线网络集群的成员设备的发布的和订阅的服务中的至少一种服务的各自数量。
[0018]根据本发明的示例实施例，一种方法包括:
[0019]将针对所述未选择的无线网络集群中的每个无线网络集群的成员设备的发布的和订阅的服务中的所述至少一种服务的所述各自计数进行比较；以及
[0020]由所述装置，将来自所述未选择的无线网络集群的具有最高计数的无线网络集群排名为来自所述未选择的无线网络集群的最高排名的无线网络集群。
[0021]根据本发明的示例实施例，一种方法包括:
[0022]如果对于所述未选择的无线网络集群而言，所述各自计数是相等的，则由所述装置将具有最高集群分数的无线网络集群排名为来自所述未选择的无线网络集群的最高排名的无线网络集群。
[0023]根据本发明的示例实施例，一种方法包括:
[0024]其中所述预定义标准基于针对所述未选择的无线网络集群中的每个无线网络集群所计算的集群分数。
[0025]根据本发明的示例实施例，一种方法包括:
[0026]由所述装置维护可以使用的无线网络集群的列表，所述列表含有:所述装置在无线网络集群中操作或最近已经在其中操作的那些无线网络集群，以及通过接收来自其它无线网络集群中的无线设备的一个或多个无线同步消息已经发现的那些其它无线网络集群。
[0027]根据本发明的示例实施例，一种方法包括:
[0028]由所述装置维护可以使用的无线网络集群的列表，所述列表含有:所述装置在无线网络集群中操作或最近已经在其中操作的那些无线网络集群，以及通过接收来自其它无线网络集群中的无线设备的一个或多个无线同步消息已经发现的那些其它无线网络集群；以及
[0029]由所述装置被动扫描以发现无线网络集群，以及在每次扫描后，通过删除不再可以使用的无线网络集群来更新所述列表。
[0030]根据本发明的示例实施例，一种方法包括:
[0031]由所述装置，基于向所述装置供电的电池的电池水平和所述装置执行其它操作所要求的持续时间中的至少一个，控制所述装置能够在无线网络集群中并发操作的所述无线网络集群的数量。
[0032]根据本发明的示例实施例，一种装置包括:
[0033]至少一个处理器；
[0034]包含计算机程序代码的至少一个存储器；
[0035]所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为使用所述至少一个处理器使得所述装置至少:
[0036]通过接收来自多个无线网络集群中的每个无线网络集群的一个或多个成员设备的无线同步消息，识别所述多个无线网络集群；
[0037]基于所接收的无线同步消息的信息，计算针对所述多个识别的无线网络集群中的每个识别的无线网络集群的集群分数；
[0038]从所述多个识别的无线网络集群选择具有最高集群分数的无线网络集群以用于加入所述无线网络集群以及在所述无线网络集群中进行操作；以及
[0039]基于应用于由所述装置接收的描述未选择的无线网络集群的特点的信息的预定义标准，对所述未选择的无线网络集群进行排名。
[0040]根据本发明的示例实施例，一种装置包括:
[0041]所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为使用所述至少一个处理器使得所述装置至少:
[0042]基于所述未选择的无线网络集群的所述排名，确定是否在所述未选择的无线网络集群中的一个或多个无线网络集群中进行操作。
[0043]根据本发明的示例实施例，一种装置包括:
[0044]所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为使用所述至少一个处理器使得所述装置至少:
[0045]基于所述一个或多个未选择的无线网络集群的所述排名，确定用于在所述未选择的无线网络集群中的所述一个或多个无线网络集群中进行操作的时间分配。
[0046]根据本发明的示例实施例，一种装置包括:
[0047]其中所述预定义标准包含:计数针对所述未选择的无线网络集群中的每个无线网络集群的成员设备的发布的和订阅的服务中的至少一种服务的各自数量。
[0048]根据本发明的示例实施例，一种装置包括:
[0049]所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为使用所述至少一个处理器使得所述装置至少:
[0050]将针对所述未选择的无线网络集群中的每个无线网络集群的成员设备的发布的和订阅的服务中的所述至少一种服务的所述各自计数进行比较；以及
[0051]将来自所述未选择的无线网络集群的具有最高计数的无线网络集群排名为来自所述未选择的无线网络集群的最高排名的无线网络集群。
[0052]根据本发明的示例实施例，一种装置包括:
[0053]所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为使用所述至少一个处理器使得所述装置至少:
[0054]如果对于所述未选择的无线网络集群而言，所述各自计数是相等的，则将具有最高集群分数的无线网络集群排名为来自所述未选择的无线网络集群的最高排名的无线网络集群。
[0055]根据本发明的示例实施例，一种装置包括:
[0056]其中所述预定义标准基于针对所述未选择的无线网络集群中的每个无线网络集群所计算的集群分数。
[0057]根据本发明的示例实施例，一种装置包括:
[0058]所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为使用所述至少一个处理器使得所述装置至少:
[0059]维护可以使用的无线网络集群的列表，所述列表含有:所述装置在无线网络集群中操作或最近已经在其中操作的那些无线网络集群，以及通过接收来自其它无线网络集群中的无线设备的一个或多个无线同步消息已经发现的那些其它无线网络集群。
[0060]根据本发明的示例实施例，一种装置包括:
[0061]所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为使用所述至少一个处理器使得所述装置至少:
[0062]维护可以使用的无线网络集群的列表，所述列表含有:所述装置在无线网络集群中操作或最近已经在其中操作的那些无线网络集群，以及通过接收来自其它无线网络集群中的无线设备的一个或多个无线同步消息已经发现的那些其它无线网络集群；以及
[0063]由所述装置被动扫描以发现无线网络集群，以及在每次扫描后，通过删除不再可以使用的无线网络集群来更新所述列表。
[0064]根据本发明的示例实施例，一种装置包括:
[0065]所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为使用所述至少一个处理器使得所述装置至少:
[0066]基于向所述装置供电的电池的电池水平和所述装置执行其它操作所要求的持续时间中的至少一个，控制所述装置能够在无线网络集群中并发操作的所述无线网络集群的数量。根据本发明的示例实施例，一种计算机程序产品包括:记录在计算机可读的非短暂性存储介质上的计算机可执行程序代码，所述计算机可执行程序代码包括:
[0067]用于由装置，通过接收来自多个无线网络集群中的每个无线网络集群的一个或多个成员设备的无线同步消息，识别所述多个无线网络集群的代码；
[0068]用于由所述装置，基于所接收的无线同步消息的信息，计算针对所述多个识别的无线网络集群中的每个识别的无线网络集群的集群分数的代码；
[0069]用于由所述装置，从所述多个识别的无线网络集群选择具有最高集群分数的无线网络集群以用于加入所述无线网络集群以及在所述无线网络集群中进行操作的代码；以及
[0070]用于由所述装置，基于应用于由所述装置接收的描述未选择的无线网络集群的特点的信息的预定义标准，对所述未选择的无线网络集群进行排名的代码。
【附图说明】
[0071]图1说明了依照本发明的示例实施例的示例NAN发现引擎。所述NAN发现引擎被示出为具有图11中示出的NAN设备的功能框图中的其它示例组件。
[0072]图2说明了依照本发明的示例实施例的示例NAN服务发现帧。
[0073]图3说明了依照本发明的示例实施例的具有NAN信息元素(IE)的示例IEEE802.11 信标。
[0074]图4说明了依照本发明的示例实施例的示例NAN属性。
[0075]图5说明了依照本发明的示例实施例的示例服务描述符属性和服务ID属性。
[0076]图6说明了依照本发明的示例实施例的在2.4GHz中的示例发现窗口。
[0077]图7A说明了依照本发明的至少一个示例实施例的两个邻居认知网络(NAN)集群50A和50B的示例网络图，其中锚主设备A在NAN集群50A中，锚主设备B在NAN集群50B中，以及无线设备60在发现模式中。
[0078]图7B说明了依照本发明的至少一个示例实施例的由主设备传送的信标分组的示例格式。
[0079]图7C说明了依照本发明的示例实施例的具有两个重叠的NAN集群的示例NAN网络。
[0080]图8说明了依照本发明的示例实施例的在两个NAN集群中并发操作的示例NAN设备。
[0081]图9a说明了依照本发明的示例实施例的NAN集群列表的示例基本结构。
[0082]图9b说明了依照本发明的示例实施例的NAN集群列表的示例详细示例。
[0083]图1Oa说明了依照本发明的示例实施例的示出开始阶段示例的示例NAN集群列表。
[0084]图1Ob说明了依照本发明的示例实施例的示出操作阶段示例的示例NAN集群列表。
[0085]图11说明了依照本发明的示例实施例的NAN设备的示例功能框图。
[0086]图12说明了依照本发明的示例实施例的NAN设备的操作步骤的示例流程图。
[0087]图13说明了依照本发明的示例实施例的在NAN设备中的可移动存储介质的示例。
【具体实施方式】
[0088]这部分被组织成如下的主题:
[0089]A.WLAN通信技术
[0090]B.认知网络技术
[0091]C.邻居认知联网(NAN)
[0092]D.NAN集群并发管理
[0093]A.WLAN通信抟术
[0094]IEEE 802.11标准规定了示例性的无线局域网(WLAN)操作的方法和技术。示例包含IEEE 802.1lb和802.1lg无线局域网规范，其已经是用于在2.4GHz ISM频带中的传统的 WLAN 应用的主要技术。对于 IEEE 802.11a, b, d, e, g, h, i, j, k, n, r, s, u，v 和 z 协议，对IEEE 802.11标准的各种修订被整理成基础标准IEEE 802.11-2012，无线媒体访问棹制(MAC)和物理层(PHY)规范，2012年2月。从那以后，出现的宽带应用已经激发了开发针对短距通信(例如，计划的IEEE 802.1lac和计划的IEEE 802.1lad WLAN规范，其将在各种频带提供非常高的吞吐量)的非常高速的无线网络的兴趣。这些IEEE 802.11标准的应用包含诸如用于家庭和办公室两者的消费电子、电话、个人计算机和接入点的产品。
[0095]WLAN可以被组织成独立基本服务集(IBSS)或基础设施基本服务集(BSS)。在独立基本服务集(IBSS)中的无线设备或站(STA)彼此直接通信，以及在IBSS中没有接入点。WLAN自组织网络具有独立的配置，其中移动设备彼此直接通信，而没有来自固定接入点的支持。WLAN自组织网络支持类似于蓝牙?微微网络的分布式活动的分布式活动。IEEE802.11标准向无线设备提供类似于蓝牙?查询和扫描特征的服务查询特征。
[0096]独立基本服务集(IBSS)具有BSS标识符(BSSID)，BSSID是用于特定的自组织网络的唯一的标识符。它的格式与IEEE 48比特地址一样。在自组织网络中，BSSID是由启动该自组织网络的设备随机生成的本地管理的个体地址。
[0097]同步是自组织网络中的设备彼此步调一致的过程，以便能够可靠的通信。MAC提供了同步机制以允许使用跳频或其它基于时间的机制的物理层的支持，其中物理层的参数随着时间而改变。该过程涉及发送信标以通告自组织网络的存在，以及查询以发现自组织网络。一旦发现自组织网络，则设备加入该自组织网络。在自组织网络中，这个过程完全是分布式的，以及依赖于由定时同步功能(TSF)提供的共同时间基础。TSF可以维护运行在IMHz的以及由来自其它设备的信息来进行更新的64比特的定时器。当设备开始操作时，它可以将定时器重置为零。可以由在信标帧中接收的信息来更新定时器。
[0098]每个无线设备或STA维护具有模数264的微秒增量计数的TSF定时器。STA预期以标称速率来接收信标帧。信标帧之间的时间间隔由STA的信标周期参数来定义。发送信标帧的STA设置信标帧的时间戳的值，以便该信标帧的时间戳的值等于在含有该时间戳的第一比特的数据符号被传送给PHY时STA的TSF定时器的值加上通过它的本地PHY从MAC-PHY接口到具有天线或发光二极管(LED)发射表面的它的接口的传送STA时延。
[0099]在自组织网络中，因为没有接入点(AP)来担当用于该自组织网络的中央时钟源，因此在该自组织网络的移动设备之间，定时器同步机制完全是分布式的。因为没有AP，所以启动自组织网络的移动设备将通过将它的TSF定时器重新设置为零以及传送信标，选择信标周期来开始。这建立了用于这个自组织网络的基本的发送信标的过程。在已经建立了自组织网络后，在该自组织网络中的每个设备在到达目标信标传输时间(TBTT)后将尝试发送信