用于发现信道跳频方案的设备和方法
【专利说明】用于发现信道跳频方案的设备和方法
【背景技术】
[0001] 在无线网络中，发现是这样一个过程：一个或多个移动站发现关于一个或多个相 邻设备的信息。例如，移动站可发现相邻设备的身份信息、位置信息等等。存在可用于执行 发现过程的多种方式。在一种示例性方式中，发现过程包括使用移动站的发现资源来周期 性地广播发现信号。该发现信号可包括发现信息。因此，当第一移动站接收到从第二移动 站广播的发现信号时，第一移动站已发现第二移动站作为相邻设备而存在，并且可进一步 知道与此相关的发现信息。
[0002] 移动站对发现信号的广播可根据正在工作的移动站所在的系统的类型来传输。在 第一实例中，移动站可根据时间来广播发现信号。因此，可利用时分多址（TDMA)系统，其中 不同的时隙被分配用于广播。在第二实例中，移动站可根据代码来广播发现信号。因此，可 使用码分多址（CDMA)系统，其中针对每个广播使用一个代码。在第三实例中，移动站可根 据频率时间资源（例如特定时间帧处的一组子载波）来广播发现信号。因此，可利用频分 多址（FDMA)或正交FDMA(OFDMA)系统，其中频带或对频带（即信道）的划分被使用。
[0003] 在FDMA系统或0FDMA系统中，发现信道与物理时间频率资源（发现资源）的动态 映射被称为信道跳频。需要信道跳频来实现频率分集并且使邻近信道干扰最小化。需要频 率分集来克服频率选择性的影响或者通过用于广播发现信号的发现信道来平均掉来自一 个或多个相邻小区的干扰。需要减少邻近干扰，因为在0FDMA系统中，接收器同时收听两个 或更多个发现信号。来自不同用户的信号可能具有向邻近信道的漏泄，在来自不同用户的 功率电平没有被平衡时这将尤其导致多用户干扰或邻近信道干扰。因此，无线网络中的从 各个移动站广播发现信号的信道必须在物理资源的位置方面足够不同，以避免此类干扰或 使此类干扰最小化。
[0004] 基于频率（和信道）传输发现信息的常规方式包括同步、资源正交化、信道跳频 等，使得发现信息在几乎没有协调的情况下以资源高效、快速且可靠的方式在多个节点上 方被传输。频域信道跳频是一种通过在多个可用频率资源中选择不同频率资源来在宽带系 统中传输信号的方法。通常，使用发射器和接收器两者知道的伪随机序列，从而使所预期的 接收器收听正确的信道。然而，该伪随机序列具有缺点。例如，其可能使任意两个信道在相 同的时间资源和频率资源中冲突；其可能缺少频率分集；其可能使任意两个信道与其它信 道相比相对频繁地邻近；等等。考虑到对发现信号的频率分集的要求，频域跳频方案应当使 任何发现资源在整个带宽上以可能相等的频率进行跳频。此外，频域跳频方案应当在频域 中使相邻发现信道随机化，以使任意两个发现信道彼此邻近的周期尽可能大。
[0005] 因此，需要解决常规频率跳频的上述缺点并提供一种使发现信道与发现资源之间 的映射随机化以减少潜在的邻近信道干扰以用于实现频率分集的跳频方案。
【附图说明】
[0006] 图1示出了根据示例性实施例的用于使用信道跳频来发现相邻设备的系统。
[0007] 图2示出了根据示例性实施例的用于确定跳频方案的方法。
[0008] 图3示出了根据示例性实施例的用于生成洗牌矩阵的第一种方法。
[0009] 图4示出了根据示例性实施例的用于生成洗牌矩阵的第二种方法。
[0010] 图5A示出了根据示例性实施例的一维发现资源集。
[0011] 图5B示出了根据示例性实施例的二维发现资源集。
[0012] 图6示出了根据示例性实施例的洗牌矩阵的列重新排列。
[0013] 图7示出了根据示例性实施例的用于生成洗牌矩阵的交织。
[0014] 图8示出了根据示例性实施例的洗牌矩阵的第一种使用。
[0015] 图9示出了根据示例性实施例的洗牌矩阵的第二种使用。
[0016] 图10示出了根据示例性实施例的洗牌矩阵的第三种使用。
[0017] 图11示出了对NXN矩阵中的第二半列进行镜像操作的实例。
【具体实施方式】
[0018] 示例性实施例涉及一种设备和方法，该方法包括接收无线网络的信道的数量N; 根据信道的数量N来生成洗牌矩阵，该洗牌矩阵的每一行指示多个移动站中的相应一个移 动站，该洗牌矩阵的每一列指示跳频方案中的发现信号的相应广播时间；以及根据洗牌矩 阵来生成信道中的移动站的跳频方案，其中跳频方案将移动站的物理资源动态地映射到信 道中的一个信道，其中跳频方案被生成，使得每个信道基本上等频率地在所有物理资源上 跳频，并且其中跳频方案使分配给移动站中的任何两个移动站以在相邻信道上传输发现信 号的两个连续广播时间之间的间隔最大化。
[0019] 参考以下对示例性实施例的描述及相关附图可进一步理解示例性实施例，其中类 似的元件具有相同的附图标记。示例性实施例涉及一种用于确定无线网络中的多个移动站 的发现过程中的跳频方案的设备和方法。根据洗牌矩阵并且可选地根据对洗牌矩阵的附加 修改来生成跳频方案。洗牌矩阵指示移动站中的一个移动站的特定发现资源在特定时间使 用发现信道。洗牌矩阵可根据不同洗牌算法来生成，下面将描述这些不同洗牌算法中的两 种示例性洗牌算法。如下文中将进一步详细解释的那样，根据示例性实施例的跳频方案将 跳频图案在整个频带上方展开以使频率分集最大化，同时使任意两个传输节点在频域中相 邻的周期最大化。无线网络、发现过程、移动站、跳频方案、洗牌矩阵、附加修改、洗牌算法、 和用于生成洗牌矩阵和跳频方案的相关方法将在下文中进一步详细描述。
[0020] 图1示出了根据示例性实施例的用于使用信道跳频来发现相邻设备的系统100。 系统100用于包括一个或多个小区的无线网络。例如，在图1中示出了小区105。在小区 105内，基站110设置有一个或多个天线。基站110可被配置为接收数据并且将数据（例如 信号）传输到被安置在小区105内的设备。如图1所示，可存在被安置在小区105中的四 个移动站115-130。为了本文描述的目的，将相对于这四个移动站115-130来描述信道跳频 方案。然而，本领域的技术人员将理解，可存在被安置在给定小区内的任意数量的移动站， 另外的网络部件可被安置在小区（例如放大器）内等等。
[0021] 移动站115-130可表示被配置为执行无线功能的任何电子设备。例如，移动站 115-130可以是便携式设备，诸如电话、智能电话、平板电脑、平板手机、笔记本电脑等等。移 动站115-130可具有处理器、存储器布置、显示设备、输入/输出（I/O)设备、收发器、基带 处理器、和其他部件（诸如音频输入设备和音频输出设备、电池、数据采集设备、用于将站 100电连接到其他电子设备的端口等等）。
[0022] 应当指出，无线网络可包括任意数量的小区。小区可被设置为彼此邻近，使得移动 站可从一个小区行进到另一个小区并且保持连接到无线网络。每个小区可具有相应的基 站。还应该指出的是，移动站115-130可包括收发器，使得数据可在移动站115-130和基站 110之间被接收/传输。移动站115-130的收发器可被进一步配置为在移动站115-130间 接收/传输数据。具体地，收发器可被用于广播和接收发现信号。如下文中将进一步详细 描述的那样，收发器可被配置为以预定信道、发现资源（物理时间频率资源）和跳频方案进 行操作。
[0023] 示例性实施例涉及确定发现过程中的移动站115-130的跳频方案。例如，跳频方 案涉及在移动站115-130间传输发现信号。每个移动站被分配有不同的发现信道，以通过 其相应的发现信道来发出发现信号。通过跳频方案来确定发现资源与信道之间的动态映 射。跳频方案被设计为根据以下至少两个方面来实现：频率分集和相邻信道分集。
[0024] 如果信道在该信道每次被传输时跳频到另一频率资源，使得其以相等的频率在所