阶层式时间源在近身区域网络发现和同步中的使用的系统和方法
【专利说明】阶层式时间源在近身区域网络发现和同步中的使用的系统和方法
[0001]背景
[0002]领域
[0003]本申请一般涉及无线通信，尤其涉及阶层式时间源在近身区域网络发现和同步中的使用的系统、方法和设备。
【背景技术】
[0004]在许多电信系统中，通信网络被用于在若干个空间上分开的交互设备之间交换消息。网络可根据地理范围来分类，该地理范围可以例如是城市区域、局部区域、或者个人区域。此类网络可分别被指定为广域网(WAN)、城域网(MAN)、局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)、或个域网(PAN)。网络还根据用于互连各种网络节点和设备的交换/路由技术(例如，电路交换-分组交换)、用于传输的物理介质的类型(例如，有线-无线)、和所使用的通信协议集(例如，网际协议集、SONET(同步光学联网)、以太网等)而有所不同。
[0005]当网络元件是移动的并由此具有动态连通性需求时，或者在网络架构以自组织(ad hoc)拓扑结构而非固定拓扑结构来形成的情况下，无线网络往往是优选的。无线网络使用无线电、微波、红外、光等频带中的电磁波以非制导传播模式来采用无形的物理介质。在与固定的有线网络相比较时，无线网络有利地促成用户移动性和快速的现场部署。
[0006]无线网络中的设备可以向和从彼此传送和/或接收信息。为了执行各种通信，设备可能需要根据协议来进行协调。由此，设备可以交换信息以协调其活动。需要用于在无线网络中对传送和发送通信进行协调的改进型系统、方法和设备。
[0007]图1A解说了无线通信系统100的示例。无线通信系统100可按照无线标准(诸如IEEE 802.11标准)来操作。无线通信系统100可包括与STA通信的AP 104。在一些方面，无线通信系统100可包括不止一个AP 104。另外，STA可与其它STA通信。作为示例，第一 STA 106a可与第二 STA 106b通信。作为另一示例，第一 STA 106a可与第三STA 106c通信，尽管图1A中并未解说这一通信链路。
[0008]可以将各种过程和方法用于无线通信系统100中在AP 104与STA之间以及在个体STA(诸如第一 STA 106a)与另一个体STA (诸如第二 STA 106b)之间的传输。例如，可以根据0FDM/0FDMA技术来发送和接收信号。如果是这种情形，则无线通信系统100可以被称为0FDM/0FDMA系统。替换地，可以根据CDMA技术在AP 104与STA之间以及在个体STA (诸如第一 STA 106a)与另一个体STA(诸如第二 STA 106b)之间发送和接收信号。如果是这种情形，则无线通信系统100可被称为CDMA系统。
[0009]可在各STA之间建立通信链路。图1A中解说了各STA之间的一些可能的通信链路。作为示例，通信链路112可促成从第一 STA 106a到第二 STA 106b的传输。另一通信链路114可促成从第二 STA 106b到第一 STA 106a的传输。
[0010]AP 104可充当基站并提供基本服务区域(BSA) 102中的无线通信覆盖。AP 104连同与该AP 104相关联并使用该AP 104来通信的诸STA—起可被称为基本服务集(BSS)。
[0011]应当注意，无线通信系统100可以不具有中央AP 104，而是可以充当诸STA之间的对等网络。相应地，本文中所描述的AP 104的功能可替换地由一个或多个STA来执行。
[0012]图1B解说了可充当对等网络的无线通信系统160的示例。例如，图1B中示出的无线通信系统160示出可以在不存在AP的情况下相互通信的STA 106a-1。由此，STA 106a-1可以被配置成以不同的方式通信来协调消息的传送和接收以防止干扰并完成各种任务。在一个方面，图1B中所示的网络可以被配置成“近身区域网络(NAN) ”，诸如社交WiFi网络。在一个方面，社交WiFi网络可以指用于在位置彼此紧邻的各STA之间通信的网络。在一些情形中，在社交WiFi网络内操作的STA可以属于不同的网络结构(例如，在作为具有不同外部网络连接的诸独立LAN的部分的不同的家庭或建筑中的各STA)。
[0013]在一些方面，用于在对等通信网络160上的诸节点之间通信的通信协议可以调度期间可以发生诸网络节点间的通信的时间段。STA 106a-1间发生通信的这些时间段可以被称作可用性窗口。可用性窗口可以包括如下进一步讨论的发现区间或寻呼区间。
[0014]协议还可以定义网络的各节点间不发生通信的其他时间段。在一些实施例中，当对等网络160不在可用性窗口中时，节点可以进入一个或多个休眠状态。替换地，在一些实施例中，当对等网络不在可用性窗口中时，STA 106a-1的各部分可以进入休眠状态。例如，一些STA可以包括当对等网络不在可用性窗口中时进入休眠状态的联网硬件，而该STA中所包括的其他硬件(例如，处理器、电子显示器、或类似物等)在该对等网络不在可用性窗口中时并不进入休眠状态。
[0015]对等通信网络160可以指派一个节点作为根节点。在图1B中，所指派的根节点被示为STA 106eo在对等网络160中，根节点负责周期性地传送同步信号给该对等网络中的其他节点。由根节点160e传送的同步信号可以提供定时参考以供其他节点106a_d和106f-1协调期间各节点间发生通信的可用性窗口。例如，同步消息172a-d可以被根节点106e传送并且被节点106b - c和106f - g接收。同步消息172可以提供用于STA 106b - c和106f-g的定时源。同步消息172还可以提供对用于将来可用性窗口的调度的更新。同步消息172还可以用来通知STA 106b - c和106f - g它们仍存在于对等网络160中。
[0016]对等通信网络160中的一些节点可以充当分支同步节点。分支同步节点可以重传从根节点收到的可用性窗口调度和主时钟信息两者。在一些实施例中，由根节点传送的同步消息可以包括可用性窗口调度和主时钟信息。在一些实施例中，同步消息可以被分支同步节点重传。在图1B中，示出了充当对等通信网络160中的分支同步节点的STA 106b - c和106f - go STA 106b - c和106f - g从根节点106e接收同步消息172a - d并将该同步消息重传为重传的同步消息174a-d。通过重传来自根节点106e的同步消息172，分支同步节点106b - c和106f - g可以扩张对等网络160的范围并且改进对等网络160的稳健性。
[0017]重传的同步消息174a - d被节点106a、106d、106h和106i接收。这些节点可以被表征为“叶”节点，因为这些节点不重传它们从根节点106e抑或从分支同步节点106b - c或106f-g接收的同步信号。
[0018]同步消息或同步帧可被周期性地传送。该周期性传输可允许网络上的设备休眠长达期间网络传输不在被发送或接收的时间。然而，还未加入网络的新设备可能不得不在较长时间段期间“监听”同步或其他发现消息，因为新设备可能不知道同步消息所提供的定时。这可能耗费大量的功率。由此，期望有用于进行对NAN(诸如社交WiFi网络)的更高效发现的改进的系统和方法。
[0019]概述
[0020]本文所讨论的系统、方法、设备和计算机程序产品各自具有若干方面，其中并非仅靠任何单一方面来负责其期望属性。在不限定如所附权利要求所表达的本发明的范围的情况下，以下简要地讨论一些特征。在考虑此讨论后，并且尤其是在阅读了题为“详细描述”的章节之后，将理解本发明的有利特征如何包括当在介质上引入设备时降低的功耗。
[0021]在一些方面，公开了自组织无线通信网络中的无线设备。该设备包括配置成至少部分地在偏移和基于外部定时源阶层的外部时间的基础上确定发现区间的处理器，以及配置成在该发现区间期间扫描来自无线网络的消息的接收机。
[0022]在一些方面，该无线设备可包括至少部分基于用以确定该外部时间的外部定时源的偏移。该偏移可以是预定的。外部定时源阶层可以至少部分地基于外部定时源的准确度和/或粒度来排序。外部定时源阶层可包括来自全球定位系统(GPS)源的时间、来自蜂窝网络的时间、和/或来自基础设施接入点(AP)的时间中的至少一者。来自基础设置AP的时间可包括来自基础设置AP阶层的时间。外部定时源阶层可被排序为:来自全球定位系统(GPS)源的时间、来自蜂窝网络的时间、以及来自基础设施AP阶层的时间。基础设施AP阶层可至少部分基于无线网络名称和/或无线网络信号强度中的至少一者。无线设备可包括配置成检测该无线设备何时处于运动中的传感器，并且该处理器可以被编程为至少部分基于该无线设备的运动来确定发现区间。该传感器可以是GPS接收机和/或加速计。该无线设备可包括发射机，若在发现区间期间没有接收到消息，则该发射机在该发现区间期间传送发现分组和/或同步消息。这些发现分组和/或同步消息可包括对用以确定该发现区间的外部定时源的指示。该无线设备可确定多个周期性复现的发现区间，并且可以在该多个周期性复现的发现区间中的一个或多个期间扫描消息。
[0023]在一些方面，可公开使用定时源阶层来确定发现区间的方法，该方法包括:搜寻外部定时源；若找到一个或多个外部定时源，则:至少基于阶层将该一个或多个外部定时源排序；确定偏移；以及至少基于经排序的外部定时源和该偏移来计算发现区间。
[0024]在一些方面，可公开用于无线通信的设备，