用于产生跳频序列的技术的制作方法
【专利说明】
[0001] 依据35U.S.C. 119(e)的优先权要求
[0002] 本申请案要求2014年9月10日申请的标题为"低计算开销的跳频序列产生 (FrequencyHoppingSequenceGenerationwithLowComputationalOverhead)"的美国 临时申请案第62/048, 692号（代理人案号TI-75449P巧的优先权且W引用的方式将其并 入。
技术领域
[0003] 本发明大致设及无线个人区域网络，且更具体地设及多信道无线网络协议中的跳 频技术。
【背景技术】
[0004] IE邸802. 15. 4e是针对低功率和低速率网络而设计的802. 15. 4的增强MC(媒体 接入控制）层协议。它适于具有资源限制的传感器装置；例如，低功耗、低计算能力和低存 储器。时隙信道跳变灯SCH)是IE邸802. 15. 4e网络中的MC机审Ij。在TSCH中，时间被划 分为时隙，且每个装置与网络中的根节点时间同步且使用时隙来在网络中通信/同步。装 置在时隙期间根据跳频序列（即巧在所有信道内跳变。HSCH可实现较高容量且提供更精细 粒度用于IE邸802. 15. 4e网络中的功率节省。
[0005] 无线个人区域网络（WPAN)可用于在相对较短距离内传送信息。与无线局域网 (WLAN)不同，经由WPAN实现的连接设及极少基础设施或不设及基础设施。运种特征使 得能针对宽范围的装置实施小型、节能、廉价的解决方案。两种不同装置类型可参与IEEE 802. 15. 4网络：全功能装置（FFD)和简化功能装置（RFD)。FFD是能够充当个人区域网络 (PAN)协调器的装置。RFD是无法充当PAN协调器的装置。RFD期望用于极简的应用，例如 照明开关或被动式红外传感器；它无需发送大量数据且每次仅与单个F抑相关联。因此， RFD可使用最小资源和存储器容量实施。
【发明内容】
[0006] 根据本发明的一个实施例，一种使用信道跳变通信协议在网络中操作装置的方法 包括：产生具有长度L的值的数字序列，且将值的所述数字序列的至少一部分存储在所述 装置上的存储逻辑中；接收所述装置与所述网络中的第二装置之间的通信链路的信道偏移 值；记录信道状态，其指示多个信道中的哪些是良好的W用于所述信道跳变通信协议；根 据所述所记录信道状态产生具有长度N的良好信道列表；W及通过W下方式从所述多个信 道选择信道来用于在每个跳变期间与所述第二装置通信：使用所述信道偏移值从所述所存 储数字序列选择序列值来形成序列索引；处理所述所选择序列值来形成具有小于或等于N 的值的信道索引值；W及使用所述信道索引值从所述良好信道列表选择信道来使用。
[0007] 根据本发明的另一个实施例，一种用于使用信道跳变通信协议在网络中操作装置 的方法包括：产生及存储伪随机索引号的长度L的序列的至少一部分；根据信道黑名单状 态产生从多个信道选择的良好信道的长度N的列表；通过使用从伪随机索引号的所述序列 选择的索引号而针对每个跳变从良好信道的所述列表中选择所述良好信道中的一者供收 发器使用，其中针对每个跳变选择伪随机索引号的所述序列中的下一个索引号；W及响应 于获得经修正信道黑名单状态而修正良好信道的所述列表。
[0008] 根据本发明的又一个实施例，一种网络节点装置包括：收发器，其经配置W使用跳 频通信协议与网络中的其它装置发射及接收数据；处理器，其可控制地禪合到所述收发器； W及存储电路，其禪合到所述处理器，其中存储指令，所述指令在被所述处理器执行时致使 所述装置通过W下方式与所述网络中的另一节点装置通信：产生伪随机索引号的长度L的 序列且将所述序列的至少一部分存储在所述存储电路中；根据信道黑名单状态产生从多个 信道选择的良好信道的长度N的列表；通过使用从伪随机索引号的所述序列选择的索引号 而针对每个跳变从良好信道的所述列表中选择所述良好信道中的一者供所述收发器使用， 其中针对每个跳变选择伪随机索引号的所述序列中的下一个索引号；W及响应于获得经修 正信道黑名单状态而修正良好信道的所述列表。
【附图说明】
[0009] 现将仅举例及参考附图描述根据本发明的特定实施例：
[0010] 图1包含示例性个人区域网络的图示； W11] 图2A和2B是图示TSCH的操作的简单时序图；
[0012] 图3是图示用于结合列信道黑名单进行跳频信道选择的计算密集型技术的流程 图；
[0013] 图4是图示用于结合列信号黑名单进行信道选择W减小功耗的计算高效技术的 流程图讯
[0014] 图5是示例性TSCH装置的框图。
[0015] 将从附图和随后的详细描述中了解本实施例的其它特征。
【具体实施方式】
[0016] 现将参考附图详细描述本发明的具体实施例。为一致起见，各个图中的相同元件 用相同参考数字标注。在本发明的实施例的下文详细描述中，陈述许多具体细节W提供本 发明的更透彻了解。但是，本领域一般技术人员将了解，本发明可在不结合运些具体细节的 情况下实践。在其它例子中，未详细描述众所周知的特征W避免不必要地使描述复杂化。 阳017] IE邸802. 15. 4e是针对低功率及低速率网络设计的802. 15. 4的增强MC(媒体 接入控制）层协议。它适于具有资源限制（例如，低功耗、低计算能力和低存储器）的传感 器装置。随着在家庭和办公室环境中通过个人区域网络（PAN)互连的传感器和致动器变得 更常见，限制每个装置的功率耗散是重要的。一些装置可依靠电池运行，在所述情况下，不 期望频繁的电池更换。一些装置可依靠由装置本身使用各种手段（例如：从太阳能或其它 光源转换，从运动或热效应提取，从环境电磁场收集能源等）产生的有限量的电力运行。同 时，装置可具有有限的存储器和计算能力，其意味着具有高计算复杂性的算法可能是无法 容忍的。 阳0化]时隙信道跳变灯SCH)是IE邸802. 15. 4e网络中的MAC机制。在TSCH中，时间被 划分为时隙，且每个装置与网络中的根节点时间同步且使用时隙来在网络中通信/同步。 典型的IE邸802. 15. 4e网络可利用例如1. 2秒帖，其被划分为IOms时隙。每个装置在时 隙期间可根据跳频序列（即巧在所有可用信道内跳变。TSCH可实现较高容量且提供更精细 粒度用于IEEE802. 15. 4e网络中的功率节省。装置在其不活动时可转变为低功率睡眠模 式W节省功率。
[0019] 功耗是使用IE邸802. 15. 4e技术的传感器装置的重要问题。当2. 4GHz频带中的 干扰增大时，运些装置的功耗增大，运是因为包重新发射增加。在一些情况下，与不存在干 扰时的功耗相比，它可高达3倍。 W20] 为了避免由于干扰造成的功耗，结合列信道黑名单的TSCH已被提出用于 基于IE邸802. 15. 4e的网络；见例如，P.杜和G.鲁索斯，"频谱感知无线传感器 网络"，第24届IE邸个人室内移动无线通信国际会议（PIMRC) 2013年化Duand G.Roussos, "Spectrum-AwareWirelessSensorNetworks, "IEEE24thInternational SymposiumonPersonal,IndoorandMobileRadioCommunication(PIMRC) 2013)，其从 引用的方式并入本文中，且被称作"P.Du"。列信道黑名单可为通过暂时避免使用被观测到 被严重干扰的信道而减小由于干扰造成的功耗的高效方式。由于一些信道被"列黑名单"， 所W列黑名单改变可用信道的数量。运个值在下列公开中被称作"信道数"、"channel/'或 "N"。由于信道数被改变，所W原始F服无法使用，且装置需在每次信道黑名单（即，装置不 得使用的信道列表）被更新时重新产生新的F服。产生新F服需要与L成比例的计算量， 其中L是F服的长度。由于L通常是确保随机性的大数量（在默认F服中，L= 511)，所W F服的重新产生在网络中的每个传感器装置中引入大的计算开销。
[0021] 由于传感器装置具有有限资源，所W本文中公开响应于列黑名单而选择信道用于 跳频的更高效方式。运种技术避免每当信道数响应于列黑名单而改变时由每一叶节点重新 产生F服的开销，同时仍保持默认F服的期望随机性质W使链路之间的干扰最小化。如将 在下文更详细描述，在运种技术中，仅使用一个初始产生的一般序列结合不同信道数选择 信道。
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