用于定向网格初始化的方法和装置的制造方法
【专利说明】用于定向网格初始化的方法和装置
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2013年02月07日提交的美国临时专利申请No. 61/761，962和2013 年09月06日提交的美国临时专利申请No. 61/874, 512的权益，上述临时专利申请的内容 以引用的方式结合于此。
【背景技术】
[0003] 毫米波（mmW)频率提供了大量的频谱。仅60GHz未许可频谱就有7GHz左右（取 决于国家）并且有更多潜在的可变为可用的如许可的、轻许可的、或者无许可的频谱。
[0004] 为了结束mmW的链路预算，高度定向天线（例如，无线HD设备）可被需要并且可 变得实用。在更高频率被利用的协同效应低于子6GHz是不可能的；换言之，有潜在的更多 空间复用。毫米波通信所需的更高增益天线与更大的定向性利益相关联，其可减少非目的 接收机所遇到的干扰。
[0005] 在mmV频率，可用较低的部分带宽来达到大载波带宽。这使得单一无线电解 决方案能够具有处理大量频谱的能力。由于高定向天线和通过带宽换功率（香农定理 Shannon'slaw)，使用mmV频率也可导致更低的功率消耗。
[0006] 然而，有许多相关挑战。mmW载波具有和尚穿透损耗、尚反射损耗和极小衍射一 起的近光性质，导致是视线（L0S)支配范围。毫米波频率也受制于众多传播挑战（特别是 60GHz带的高氧吸收关注）。
【发明内容】
[0007] 公开了用于网格网络中的关联的方法和设备。新节点中的方法可包括在网格网络 中执行与多个对等节点的发现过程、发起与每个对等节点的临时关联过程、根据至少基于 与每个对等节点的信干噪比（SINR)和每个对等节点的干扰影响的选择算法来从多个对等 节点中选择对等节点的集合、以及执行与选中的对等节点的集合的最终关联。
【附图说明】
[0008] 从以下以示例方式给出的描述并结合附图可以获得更详细的理解，其中：
[0009] 图1A是可以在其中实施一个或多个公开的实施方式的示例通信系统的系统图； [0010] 图1B是可以在图1A所示的通信系统中使用的示例无线发射/接收单元（WTRU) 的系统图；
[0011] 图1C是在用在图1A所不的通彳目系统中的端对端（end-t〇-end)移动网络基础设 施中的小小区回程的系统图；
[0012] 图1D是根据一个实施方式的应用于3GPP蜂窝网络和非3GPP网络接入基础设施 的_W回程的系统图；
[0013] 图2示出了具有占用相同设备发现间隔（DDI)的信标响应间隔（BRI)和信标传输 间隔（BTI)的示例超级帧结构。
[0014] 图3示出了具有占用不同DDI的BRI和BTI的示例超级帧结构；
[0015] 图4示出了在网络节点处的示例设备发现过程，示出了在BTI和BRI期间与新节 点的定向通信。
[0016] 图5示出了在新节点处的示例设备发现过程，示出了在BTI和BRI期间与通信网 络节点的定向通信；
[0017] 图6示出了信标顺序随机化的示例。
[0018] 图7示出了经由BRI保留的BRI冲突检测的示例。
[0019] 图8A和8B示出了新节点的发现过程的示例；
[0020] 图9A-9C示出了网格节点的信标过程的示例；
[0021] 图10示出了新节点发射（Tx)阶段的示例；
[0022] 图11示出了主节点Tx阶段的示例；
[0023] 图12示出了邻居Tx阶段的示例；
[0024] 图13A-E示出了示例节点初始化过程的流程图；
[0025] 图14示出了在对等节点和新节点间（有认证）的临时关联的示例；
[0026] 图15示出了在对等节点和新节点间（无认证）的临时关联的示例；
[0027] 图16示出了临时关联状态机器的示例；
[0028] 图17示出了注册过程的示例；
[0029] 图18示出了精细（fine)波束训练过程的示例；
[0030] 图19A-19C示出了基于SINR的波束选择过程的示例；
[0031] 图20A-20C示出了邻居选择和最终关联过程的示例；以及
[0032] 图21示出了最终关联过程的示例。
【具体实施方式】
[0033] 图1A是其中可以实施一个或多个实施方式的示例通信系统100的图。通信系统 1〇〇可以是向多个无线用户提供例如语音、数据、视频、消息发送、广播等内容的多接入系 统。通信系统100可以使多个无线用户通过系统资源共享（包括无线带宽）访问这些内容。 例如，通信系统100可以使用一种或者多种信道接入方法，例如码分多址（CDMA)，时分多址 (TDMA)，频分多址（FDMA)，正交FDMA(OFDMA)，单载波FMDA(SC-FDMA)等。
[0034] 如图1A所示，通信系统100可以包括无线发射/接收单元（WTRU)102a、102b、 102c、102d、无线电接入网（RAN) 104、核心网络106、公共交换电话网（PSTN) 108、因特网110 和其他网络112。应当理解的是，公开的实施方式考虑到了任何数量的WTRU、基站、网络、和 /或网络元件。WTRU102a、102b、102c、102d中的每一个可以是配置为在无线环境中进行操 作和/或通信的任何类型的设备。作为示例，可以将WTRU102a、102b、102c、102d配置为传 送和/或接收无线信号，并可以包括用户设备（UE)、移动站、固定或者移动订户单元、寻呼 器、蜂窝电话、个人数字助理（PDA)、智能电话、笔记本电脑、上网本、个人计算机、无线传感 器、消费电子产品等等。
[0035] 通信系统100还可以包括基站114a和基站114b。基站114a、114b的每一个都可 以是配置为与WTRU102a、102b、102c、102d中的至少一者无线对接以便于接入一个或多个 通信网络，例如核心网络106、因特网110、和/或其他网络112的任何设备类型。作为示例， 基站114a、114b可以是基站收发信台（BTS)、节点B、e节点B(eNB)、家庭节点B、家庭e节 点B、站点控制器、接入点（AP)、无线路由器等等。虽然基站114a、114b的每一个被描述为 单独的元件，但应当理解的是，基站114a、114b可以包括任何数量互连的基站和/或网络元 件。
[0036] 基站114a可以是RAN104的一部分，RAN104还可以包括其他基站和/或网络元 件（未示出），例如基站控制器（BSC)、无线电网络控制器（RNC)、中继节点等。可以将基站 114a和/或基站114b配置为在特定地理区域之内传送和/或接收无线信号，该区域可以被 称为小区（未示出）。小区还可以被划分为小区扇区。例如，与基站114a关联的小区可以 划分为三个扇区。因此，在一种实施方式中，基站114a可以包括三个收发信机，即每一个用 于小区的一个扇区。在另一种实施方式中，基站114a可以使用多输入多输出（MIMO)技术， 因此可以将多个收发信机用于小区的每一个扇区。
[0037] 基站 114a、114b可以通过空中接口 116 与WTRU102a、102b、102c、102d中的一个 或多个通信，该空中接口 116可以是任何合适的无线通信链路（例如，射频（RF)、微波、红外 (IR)、紫外线（UV)、可见光等）。可以使用任何合适的无线电接入技术（RAT)来建立空中接 P116〇
[0038] 更具体地，如上所述，通信系统100可以是多接入系统，并可以使用一种或者多种 信道接入方案，例如CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC-FDMA等等。例如，RAN104中的基站114a 和WTRU102a、102b、102c可以使用例如通用移动电信系统（UMTS)陆地无线电接入（UTRA) 的无线电技术，其可以使用宽带CDMA(WCDMA)来建立空中接口 116。WCDMA可以包括例如高 速分组接入（HSPA)和/或演进型HSPA(HSPA+)的通信协议。HSPA可以包括高速下行链路 分组接入（HSDPA)和/或高速上行链路分组接入（HSUPA)。
[0039] 在另一种实施方式中，基站114a和WTRU102a、102b、102c可以使用例如演进 型UMTS陆地无线电接入（EUTRA)的无线电技术，其可以使用长期演进（LTE)和/或高级 LTE(LTE-A)来建立空中接口 116。
[0040] 在其他实施方式中，基站114a和WTRU 102a、102b、102c可以使用例如 IEEE802. 16(即全球微波接入互操作性（WiMAX))、CDMA2000、CDMA2000 1X、CDMA2000EV-D0、 暂行标准2000 (IS-2000)、暂行标准95 (IS-95)、暂行标准856 (IS-856)、全球移动通信系统 (GSM)、GSM演进的增强型数据速率（EDGE)、GSM EDGE(GERAN)等等的无线电技术。
[0041] 图1A中的基站114b可以例如是无线路由器、家庭节点B、家庭e节点B、或者接入 点，并且可以使用任何适当的RAT以方便局部区域中的无线连接，例如商业场所、住宅、车 辆、校园等等。在一种实施方式中，基站114b和WTRU102c、102d可以实施例如IEEE802. 11 的无线电技术来建立无线局域网（WLAN)。在另一种实施方式中，基站114b和WTRU102c、 102d可以使用例如IEEE802. 15的无线电技术来建立无线个域网（WPAN)。在另一种实施 方式中，基站114b和WTRU102c、102d可以使用基于蜂窝的RAT(例如，WCDMA，CDMA2000， GSM，LTE，LTE-A等）来建立微微小区（picocell)或者毫微微小区（femtocell)。如图1A 所示，基站114b可以具有到因特网110的直接连接。因此，基站114b可以不需要经由核心 网络106而接入到因特网110。
[0042] RAN104可以与核心网络106通信，所述核心网络106可以是被配置为向WTRU 102a、102b、102c、102d中的一个或多个提供语音、数据、应用、和/或基于网际协议的语音 (VoIP)服务的任何类型的网络。例如，核心网络106可以提供呼叫控制、计费服务、基于移 动位置的服务、预付费呼叫、因特网连接、视频分配等、和/或执行高级安全功能，例如用户 认证。虽然图1A中未示出，但应当理解的是，RAN104和/或核心网络106可以与使用和 RAN104相同的RAT或者不同RAT的其他RAN进行直接或者间接的通信。例如，除了连接到 使用E-UTRA无线电技术的RAN104之外，核心网络106还可以与使用GSM无线电技术的另 一个RAN(未不出）通信。
[0043] 核心网络106还可以充当WTRU102a、102b、102c、102d接入到PSTN108、因特网 110和/或其他网络112的网关。PSTN108可以包括提供普通老式电话服务（POTS)的电 路交换电话网络。因特网110可以包括使用公共通信协议的互联计算机网络和设备的全球 系统，所述协议例如有TCP(传输控制协议）/IP(网际协议）网际协议组中的TCP、用户数据 报协议（UDP)和IP。网络112可以包括被其他服务提供商拥有和/或运营的有线或者无线 的通信网络。例如，网络112可以包括连接到一个或多个RAN的另一个核心网络，该RAN可 以使用与RAN104相同的RAT或者不同的RAT。
[0044] 通信系统100中的WTRU102a、102b、102c、102d的某些或者全部可以包括多模式 能力，即WTRU102a、102b、102c、102d可以包括用于在不同无线链路上与不同无线网络进 行通信的多个收发信机。例如，图1A中示出的WTRU102c可被配置为与基站114a通信，所 述基站114a可以使用基于蜂窝的无线电技术，以及与基站114b通信，所述基站114b可以 使用IEEE802无线电技术。
[0045] 图1B是可以在图1A中所示的通信系统100中使用的示例WTRU102的系统图。 如图1B所示，WTRU102可以包括处理器118、收发信机120、发射/接收元件122、扬声器/ 麦克风124、键盘126、显示器/触摸板128、不可移除存储器130、可移除存储器132、电源 134、全球定位系统（GPS)芯片组136、和其他外围设备138。应当理解的是，WTRU102可以 在保持与实施方式一致时，包括前述元件的任何子组合。
[0046] 处理器118可以是通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器（DSP)、 多个微处理器、与DSP核心相关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电 路（ASIC)、任意其他类型的集成电路（1C)、场可编程门阵列（FPGA)电路、集成电路（1C)、 状态机等等。处理器118可执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理、和/或使 WTRU102运行于无线环境中的任何其他功能。处理器118可以耦合到收发信机120,所述 收发信机120可耦合到发射/接收元件122。虽然图1B描述了处理器118和收发信机120 是单独的部件，但可理解的是处理器118和收发信机120可以一起集成在电子封装或者芯 片中。
[0047] 发射/接收元件122可以被配置为通过空中接口 116将信号传送到基站（例如， 基站114a)，或者从基站（例如，基站114a)接收信号。例如，在一种实施方式中，发射/接 收元件122可以是被配置为传送和/或接收RF信号的天线。在另一种实施方式中，发射/ 接收元件122可以是被配置为传送和/或接收例如IR、UV或者可见光信号的发射机/检 测器。在另一种实施方式中，发射/接收元件122可以被配置为传送和接收RF和光信号两 者。可理解的是，发射/接收元件122可以被配置为传送和/或接收无线信号的任何组合。
[0048] 另外，虽然发射/接收元件122在图1B中描述为单独的元件，但是WTRU102可以 包括任意数量的发射/接收元件122。更具体的，WTRU102可以使用MM0技术。因此，在 一种实施方式中，WTRU102可以包括用于通过空中接口 116传送和接收无线信号的两个或 者多个发射/接收元件122 (例如，多个天线）。
[0049] 收发信机120可以被配置为调制将由发射/接收元件122传送的信号和/或解调 由发射/接收元件122接收的信号。如上所述，WTRU102可以具有多模式能力。因此收发 信机120可以包括使WTRU102经由多个例如UTRA和IEEE802. 11的RAT通信的多个收发 信机。
[0050] WTRU102的处理器118可以耦合到下述设备，并且可以从下述设备中接收用户输 入数据：扬声器/麦克风124、键盘126、和/或显示器/触摸板128(例如，液晶显示器（IXD) 显示单元或者有机发光二极管（OLED)显示单元）。处理器118还可以输出用户数据到扬 声器/麦克风124、键盘126和/或显示器/触摸板128。另外，处理器118可以从任何类 型的适当的存储器访问信息，并且可以存储数据到任何类型的适当的存储器中，例如不可 移除存储器130和/或可移除存储器132。不可移除存储器130可以包括随机存取存储器 (RAM)、只读存储器（ROM)、硬盘或者任何其他类型的存储器设备。可移除存储器132可以 包括用户标识模块（SM)卡、记忆棒、安全数字（SD)存储卡等等。在其他实施方式中，处理 器118可以从在物理位置上没有位于WTRU102上，例如位于服务器或者家用计算机（未示 出）上的存储器访问信息，并且可以将数据存储在该存储器中。
[0051] 处理器118可以从电源134接收电能，并且可以被配置为分配和/或控制到WTRU 102中的其他部件的电能。电源134可以是给WTRU102供电的任何适当的设备。例如，电 源134可以包括一个或多个干电池（例如，镍镉（NiCd)、镍锌（NiZn)、镍氢（NiMH)、锂离子 (Li-ion)等等），太阳能电池，燃料电池等等。
[0052] 处理器118还可以耦合到GPS芯片组136,所述GPS芯片组136可以被配置为提供 关于WTRU102当前位置的位置信息（例如，经度和炜度）。另外，除来自GPS芯片组136的 信息或者作为其替代，WTRU102可以通过空中接口 116从基站（例如，基站114a、114b)接 收位置信息，和/或基于从两个或者更多个邻近基站接收的信号的定时来确定其位置。可 以理解的是，在保持实施方式的一致性时，WTRU102可以通过任何适当的位置确定方法获 得位置信息。
[0053] 处理器118还可以耦合到其他外围设备138,所述外围设备138可以包括一个或多 个提供附加特性、功能、和/或有线或者无线连接的软件和/或硬件模块。例如，外围设备 138可以包括加速计、电子罗盘、卫星收发信机、数字相机（用于照片或者视频）、通用串行 总线（USB)端口、振动设备、电视收发信机、免提耳机、蓝牙（Bluetooth? )模块、调频（FM) 无线电单元、数字音乐播放器、媒体播放器、视频游戏机模块、因特网浏览器等等。
[0054] 图1C是根据一个实施方式的在端对端移动网络基础设施中的小小区回程的系统 图。经由定向毫米波（mmW)无线链路互联的小小区（SC)节点152a、152b、152c、152d、* 152e的集合和聚合点154a和154b可包括"定向网格"网络并且提供回程连接。例如，WTRU 102可经由无线电接口 150通过SC152a和聚合点154a连接至小小区回程153。在该示例 中，聚合点154a经由RAN回程155向RAN连接站点156a提供WTRU102接入。由此WTRU 102进而具有经由核心传输157至核心网络节点158和经由服务LAN159至因特网服务提供 商（ISP)