块跳频的制作方法

相关申请的交叉引用

本国际申请请求享有于2015年6月2日递交的、申请号为14/728411的在先美国专利申请的优先权，该在先申请通过引用整体并入本文中，使得当本国际申请涉及条约第11(1)(iii)(d)或(e)的要素或涉及细则20.5(a)的部分说明书、权利要求或附图不包含在本国际申请中但完全包含在该在先美国专利申请14/728411中时，该要素或部分根据细则20.6通过引用并入本国际申请中。

本发明的实施例涉及一种方法和设备，该方法和设备用于操作多个端节点中的一个端节点通过未授权频段与中心节点进行无线通信，并用于操作中心节点通过未授权频段与端节点的实例进行无线通信。

背景技术：

因特网大约在2009年处于其演进的一个阶段，在该阶段中，主干(路由器和服务器)连接至主要由个人计算机形成的边缘节点。此时，凯文·阿什顿等人展望被描述为物联网(“iot”)的因特网演进的下一阶段。在凯文·阿什顿于2009年7月22日在rfid杂志上发表的文章“that‘internetofthings’thing(物联网)”中，他将约2009年时的因特网描述为几乎完全取决于人类交互，即，他断言那时在因特网上可用的几乎所有数据是由数据捕捉/数据创建事件链生成的，所述事件链中的每一个包括人类交互，例如打字、按下记录按钮、拍摄数字照片或者扫描条形码。在因特网的演进中，对作为每个数据捕捉和/或数据生成链中的链路的人类交互的此类依赖性是个瓶颈。为了应对该瓶颈，阿什顿建议通过对因特网连接的计算机提供数据捕捉和/或数据生成能力来调整这些因特网连接的计算机，从而从数据捕捉/数据创建事件链的相当大的部分消除人类交互。

在iot背景下，事物可以是分配有唯一标识(id)/地址的自然或人工对象，并且其配置有捕捉和/或创建数据并通过网络来传输该数据的能力。相对于iot，事物可以是：例如，具有心脏监视植入物的人；具有生物芯片收发器的家畜、具有内置传感器以在轮胎气压低时向驾驶员报警的汽车；帮助消防员进行搜索和救援的现场操作装置；编织成到衣服中的、与恒温器系统和照明系统相交互以连续地且细微地控制房间中的供热通风与空气调节(hvac)和光照条件的个人生物测量监视器；能够“感知”其内被适当贴标签的物品并还可以根据其内实际上存在的食物规划各种菜单并向用户警告不新鲜或腐坏食物的冰箱等。

在因特网向iot的后2009演进过程中，遍布于日常生活的所有范围的小型、廉价、联网的处理设备经历了主要增长，其中，许多被配置成用于日常/普通目的。针对iot，边缘节点基本上包括此类小型装置。

在小型装置层级内，具有最大增长潜力的子层级是嵌入式低功率无线装置。低功率、低带宽无线网络的示例包括符合ieee802.15.4标准、“紫峰(zigbee)协议”、6lowpan标准、lorawan标准(由lora(商标)联盟标准化)等的那些网络。此类网络被描述为包括无线嵌入式因特网(“wet”)，其是iot的子集。

大多数wet在未被政府的管理机构授权的rf频谱部分中操作。未授权频段的示例包括在国际上预留的供除电信之外的工业、科学和医学目的的射频(rf)能量使用的工业、科学和医学(ism)无线电波段，例如在美国由联邦通信委员会(fcc)的第15部分规定的，该类规章包括对跳频的要求/约束等。在915mhz的ism波段中使用的电信技术的示例是包括在lorawan标准中的lora(商标)调制格式。可以将lora(商标)调制格式描述为调频(“fm”)线性调频脉冲(chirp)，其是基于使用分数分频(“fracn”)锁相环路(“pll”)来生成稳定线性调频脉冲。在转让给semtech(商标)公司的美国专利第7791415号中描述了corelora(商标)技术。应注意的是lora调制格式本身并未描述物理层上以上(即rf介质以上)的系统功能。

假设摩尔定律会使得计算和通信能力快速发展，以致于在不久的将来任何嵌入式装置都可以实现互联网协议(ip协议)，即便是wet的嵌入式低功率无线装置也可以。然而，这并不能证明对于廉价的、低功率微控制器和低功率无线射频技术而言也是如此。由于8位和16位微控制器功率低、小且廉价，大多数简单的嵌入式装置仍利用这种具有非常有限的存储器的8位和16位微控制器。

针对未授权频段中的操作，存在两种常规跳频方案。假设可以将最多q个信道用于上行链路(从端节点至中心节点的传输)。

在第一种常规跳频方案中，在中心节点与端节点之间不存在跳频同步。因此，可以将第一种常规跳频方案描述为零跳频同步方案。针对第一种常规跳频方案，由于中心节点不知道端节点将通过q个上行链路信道中的哪个信道发送上行链路消息，因而中心节点必需在每个帧期间侦听q个上行链路信道中的每个信道上的传输。用以实现‘全部信道侦听’的布置包括：全物理布置，其中针对中心节点设置有q个物理接收器，使得中心节点可以同时在全部的q个上行链路信道上进行侦听；以及部分物理/部分虚拟布置，其中针对中心节点设置有x个物理接收器，其中，x是整数且1≤x≤q。在任一布置中，均存在零跳频同步。

在部分物理/部分虚拟布置中，针对中心节点设置有缓冲器，该缓冲器用于以给定帧记录所有传输(如果有的话)。针对x个物理接收器中的每一个分配q个上行链路信道中的q/x个信道。针对给定帧以及针对x个物理接收器中的每个物理接收器，重复以下过程d(d是整数且0≤d≤(q/x-1))次以上：给定物理接收器被调谐至其q/n个上行链路信道分配中的信道ch(d)之一，然后侦听ch(d)上传输的相应记录。在其中x＝1的情况下，分配为q/x＝q，使得该迭代过程被重复q次。

在第二种常规跳频方案中：进一步假定存在v个端节点，其中，v是整数且2≤v。因此，针对第二种常规跳频方案，由于存在v的端节点，因此中心节点设置有v个接收器，使得针对每个端节点存在一个接收器。为了确保第二种跳频方案同步，针对中心节点与v个端节点中的一个端节点的v个配对中的每个配对分别提供其自身的跳频计划，使得存在v个独特的跳频计划。可以将第二种常规跳频方案描述为完全跳频同步方案。

技术实现要素：

应理解，以下概要和详细说明均是示例性和说明性的，并且旨在提供要求保护的本发明的进一步说明。随后的概要和说明均不旨在将本发明的范围定义或限制于在概要中或说明中提到的特定特征。相反地，由所附权利要求来定义本发明的范围。

在某些实施例中，所公开的实施例可以包括一个或多个本文所描述的特征。

本发明的一个方面提供了一种用于操作多个端节点之一通过未授权频段与中心节点通信的方法，所述方法包括接收、解释、选择和以无线发送。具体地，所述接收包括无线接收从所述中心节点周期性地发送的非跳跃信标信号的实例b。信标信号的每个实例b(i)包括：与其相对应的帧的帧编号fn(i)；以及中心节点的标识idcn。具体地，所述解释包括根据帧编号fn(i)和所述标识idcn解释块跳频指南，从而确定在帧fn(i)期间端节点能够分别利用其进行传输的至少两个信道的相应集合cset(i)。所述块跳频指南确立：总共l个帧；分别针对每个帧的信道cset集合；以及针对l个帧中的任何两个相继帧fn(j)和fn(j+1)，相应集合cset(j)和cset(j+1)是不同的，cset(j)≠cset(j+1)。具体地，所述选择包括至少伪随机地选择集合cset(i)之中的至少一个信道。具体地，以无线方式发送包括分别使用所选择的至少一个信道从端节点无线发送至少一个消息。应注意的是，i和j是非负整数，l是整数且2≤l。

本发明的另一方面提供了一种被配置成通过未授权频段与中心节点通信的端节点。此端节点包括：无线单元；无线接口；解释器；信道选择器；以及消息发生器。所述无线单元被配置成分别地接收和发送消息。无线接口被配置成经由无线单元接收从中心节点周期性地发送的非跳跃信标信号的实例b。信标信号的每个实例b(i)包括：与其相对应的帧的帧编号fn(i)；以及中心节点的标识idcn。解释器被配置成根据帧编号fn(i)和所述标识idcn解释块跳频指南，从而确定在帧fn(i)期间端节点能够分别利用其进行传输的至少两个信道的相应集合cset(i)。所述块跳频指南确立：总共l个帧；分别针对每个帧的信道cset集合；以及针对l个帧中的任何两个相继帧fn(j)和fn(j+1)，相应集合cset(j)和cset(j+1)是不同的，cset(j)≠cset(j+1)。信道选择器被配置成至少伪随机地选择集合cset(i)之中的至少一个信道。消息发生器被配置成分别地使用所述所选择的至少一个信道来生成至少一个消息。并且，无线接口进一步被至少配置成经由无线单元分别使用所选择的至少一个信道发送至少一个消息。应注意的是，i和j是非负整数，l是整数且2≤l。

本发明的又一方面提供了一种用于操作中心节点与端节点的实例进行无线通信的方法，所述方法包括：确定；生成；发送；解释；以及侦听。所述确定包括确定帧编号fn(i)。所述生成包括周期性地生成非跳跃信标信号的实例b(i)，其包括：帧编号fn(i)；以及中心节点的标识idcn。所述发送包括向端节点的实例发送信标信号的实例b(i)，从而开始对应于帧fn(i)的时间消逝。所述解释包括根据所述帧编号fn(i)和所述标识idcn解释块跳频指南，从而确定在帧fn(i)期间端节点的实例能够分别通过其进行传输的至少两个信道的相应集合cset(i)。所述块跳频指南确立：总共l个帧；分别针对每个帧的信道cset集合；以及针对l个帧中的任何两个相继帧fn(j)和fn(j+1)，相应集合cset(j)和cset(j+1)是不同的，cset(j)≠cset(j+1)。所述侦听包括在帧fn(i)期间在集合cset(i)中的所述至少两个信道中的每一个上侦听分别地来自端节点的实例的一个或多个传输。应注意的是，i和j是非负整数，l是整数且2≤l。

本发明的又一方面提供了一种被配置成与端节点的实例进行无线通信的中心节点，所述中心节点包括：帧跟踪器；信标信号发生器；无线单元；无线接口；以及解释器。所述帧跟踪器被配置成确定帧编号fn(i)。所述信标信号发生器被配置成周期性地生成非跳跃信标信号的实例b(i)，其包括：帧编号fn(i)；以及中心节点的标识idcn。所述无线单元被配置成分别地接收和发送消息。所述无线接口被配置成经由无线单元向端节点的实例发送信标信号的实例b(i)，从而开始对应于帧fn(i)的时间消逝。所述解释器被配置成根据所述帧编号fn(i)和所述标识idcn解释块跳频指南，从而确定在帧fn(i)期间端节点的实例能够分别通过其进行传输的至少两个信道的相应集合cset(i)。所述块跳频指南确立：总共l个帧；分别针对每个帧的信道cset集合；以及针对l个帧中的任何两个相继帧fn(j)和fn(j+1)，相应集合cset(j)和cset(j+1)是不同的，cset(j)≠cset(j+1)。所述无线接口被进一步配置成至少在帧fn(i)期间经由所述至少两个接收器在集合cset(i)中的所述至少两个信道中的每一个上分别地侦听来自端节点的实例的一个或多个传输。应注意的是，i和j是非负整数，l是整数且2≤l。

附图说明

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出示例性实施例，并且连同说明书一起进一步用于使得现有技术的人员能够完成并使用这些实施例和对于本领域的技术人员而言明显的其它实施例。将结合以下各图来更具体地描述本发明的实施例，在附图中：

图1a是根据本发明实施例的无线网络(例如，远程低功率网络)的框图，其中，图1中突出了物理单元和功能单元的构造；

图1b是更详细地示出根据本发明实施例的中心节点(例如，图1a的中心节点)的物理单元和功能单元的框图；

图2是根据本发明实施例的通信层图，其示出中心节点与端节点的实例之间的通信会话的实例期间的流程路径；

图3是示出根据本发明实施例的、相邻频率块如何基于块跳频指南从一个帧跳变至下一帧的示例的二维图；

图4是分别示出根据本发明实施例的、块跳频指南的种类和实施示例以及其推导流程的框图；

图5a是根据本发明实施例的块跳频映射(其本身是一种块跳频指南)的具体实施示例；

图5b是根据本发明实施例的块跳频调度(其本身是一种块跳频指南)的具体实施示例；

图6a是示出根据本发明实施例的、用于操作端节点的一个实例通过未授权频段与中心节点进行无线通信的方法的流程图；

图6b是示出根据本发明实施例的、端节点的实例如何解释块跳频指南的方法的流程图；

图7a是示出根据本发明实施例的、用于操作中心节点通过未授权频段与端节点的实例进行无线通信的方法的流程图；以及

图7b是示出根据本发明实施例的、中心节点如何解释块跳频指南的方法的流程图。

具体实施方式

现在将根据各种示例性实施例来公开本发明的实施例。本说明书公开了包含本发明的特征的一个或多个实施例。所描述的实施例、本说明书中所提及的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等表示所述实施例可以包括特定特征、结构或特性。此类短语不必指代同一实施例。技术人员将认识到，结合一个实施例描述的特定特征、结构或特性不必限于该实施例，而是通常与一个或多个其它实施例相关并适用于一个或多个其它实施例。

在若干个附图中，相同的附图标记可以用于甚至不同附图中具有类似功能的类似元件。所描述的实施例及其具体构造和元件仅用于帮助全面地理解本发明。因此，显然，本发明可以以各种方式来执行，并且不要求本文所述的任何特定特征。此外，为了不因不必要的细节导致本发明模糊，本文没有详细描述已知的功能或构造。

不是从限制意义上进行本描述，而仅是出于说明本发明的一般原理的目的进行本描述，因为本发明的范围由所附权利要求最佳地定义。

还应注意，在某些替代实施方式中，流程图中的方框、序列图中的通信、状态图中的状态等可以不按照图中所示的顺序发生。即，方框/通信/状态的所示顺序并不旨在限制。相反，可以将所示的方框/通信/状态重新排序成任何适当顺序，并且方框/通信/状态中的某些可以同时发生。

本文所定义和使用的所有定义应理解成控制词典定义、通过引用并入的文献中的定义和/或定义的术语的普通意义。

除非另外明确指示，本文在说明书和权利要求书中所使用的不定冠词“一”和“一个”应理解成意指“至少一个”。

本文在说明书和权利要求书中所使用的短语“和/或”应理解成这样结合的元件中的“任一者或两者”，即在某些情况下结合地存在且在其它情况下分离地存在的元件。应以相同的方式理解用“和/或”列出的多个元件，即这样结合的元件中的“一个或多个”。除用“和/或”语句具体地定义的元件之外，可以可选地存在其它元件，无论其与具体标识的那些元件相关还是无关。因此，作为非限制性示例，当结合诸如“包括”之类的开放式语言使用时，在一个实施例中提及“a和/或b”可以指代仅a(可选地包括除b之外的元件)；在另一实施例中，指代仅b(可选地包括除a之外的元件)；在又一实施例中，指代a和b两者(可选地包括其它元件)等。

本文在说明书和权利要求书中所使用的“或”应理解成与如上文定义的“和/或”具有相同含义。例如，当将列表中的各项分开时，应将“或”或“和/或”解释为是包括性的，即包括许多或一列元件中的至少一个，并且包括不止一个，可选地包括附加的未列出项。只有当权利要求中使用了明确给出相反指示的术语(诸如“只有...中的一个”或者“仅...中的一个”)时，“由...组成”将指代仅包括许多或一列元件中的一个元件。通常，本文所使用的术语“或”在其前面是排他性术语(诸如“任一个”、“...中的一个”、“只有...中的一个”或“...中的仅一个”，“本质上由...组成”)时应仅解释为表示排他性替代方案(即“一个或另一个而非两者”)，当其在权利要求中使用时，应具有其在专利法领域中使用的普通含义。

本文在说明书和权利要求书中所使用的、指代一个或多个元素的列表的短语“至少一个”应理解为意指选自元件列表中任何一个或多个元件的至少一个，但不必包括元件列表内所具体列出的每个元件中的至少一个，并且不排除元件列表中的元件的任何组合。该定义同样允许除短语“至少一个”所指的元件列表内具体标识的元件之外的元件可以可选地存在，而不管与具体标识的那些元件有关还是无关。因此，作为非限制性示例，“a和b中的至少一个”(或者等价地“a或b中的至少一个”或者等价地“a和/或b中的至少一个”)在一个实施例中可以指代至少一个(可选地包括不止一个)：a，没有b存在(并且可选地包括除b之外的元素)；在另一实施例中，指代至少一个(可选地不止一个)：b，没有a存在(并且可选地包括初a之外的元素)；在又一实施例中，指代至少一个(可选地包括不止一个)：a和至少一个(可选地包括不止一个)b(并且可选地包括其它元素)等。

在权利要求中以及在以上说明书中，诸如“包括”、“包含”、“承载”、“具有”、“含有”、“涉及到”、“保持”、“构成…”等的所有过渡短语应理解成是开放式的，即意指包括但不限于。只有“由...组成”和“实质上由...组成”之类的过渡性短语应分别地是封闭式或半封闭式过渡性短语，如在美国专利局专利审查程序指南第2111.03小节中阐述的。

应理解，尽管在本文中使用术语第一、第二等来描述各种元件，但这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个区分开。例如，在不脱离示例性实施例的范围的情况下，可以将第一元件称为第二元件，类似地，可以将第二元件称为第一元件。本文所使用的术语“和/或”包括关联开列项目中的一个或多个的任何和所有组合。除非上下文另外清楚地指明，本文所使用的单数形式“一”、“一个”和“该”意图也包括复数形式。

本文使用单词“示例性”表示作为示例、实例或图示。本文中描述为“示例性”的任何实施例不必理解为相对其它实施例而言是优选或有利的。另外，除非另有说明，本文所述的所有实施例应认为是示例性的。

单词“网络”在本文中用来表示使用适当网络数据传输协议的一种或多种常规或专用网络。此类网络的示例包括公用开关电话网络(pstn)、局域网(lan)、广域网(wan)、无线保真(wifi)、全球微波互联接入(wimax)、因特网、万维网、以太网、其它无线网络等。

短语“无线装置”在本文中用来表示使用射频传输技术的一个或多个常规或专用装置。此类无线装置的示例包括蜂窝电话、台式计算机、膝上型计算机、手持式计算机、电子游戏机、便携式数字助理、mp3播放器、dvd播放器等。

在开发本发明的实施例时，除其它之外，一个或多个发明人认识到以下方面：

●关于根据第一种常规跳频方案(也描述为零跳频同步方案)在未授权频段中的操作，认识到：

·相对于部分物理/部分虚拟布置，全物理布置不需要缓冲器，并且不需要迭代过程，因而具有更快的技术效果，但全物理布置需要q个物理接收器(针对q个上行链路信道中的每一个设置一个物理接收器)，因而更昂贵；

·相对于全物理布置，部分物理/部分虚拟布置仅需要x个物理接收器(其中，x为整数且1≤x≤q)，因而更廉价，但由于上述用于侦听q个上行链路信道的迭代过程，部分物理/部分虚拟布置经受较慢的技术效果；

·中心节点不必与端节点跳频同步的任何简单优点被(全物理布置或者部分物理/部分虚拟布置下的)如下缺点抵消：必须提供针对每个帧将物理接收器调谐至一定信道的q个离散实例，这在全物理布置下至少在硬件方面是更加昂贵的，并且这在部分物理/部分虚拟布置下至少就复杂性和较慢的性能而言是更加昂贵的；

●关于根据第二种常规跳频方案(也描述为完全跳频同步方案)在未授权频段中的操作，认识到：只需为中心节点设置v个接收器(对应于端节点的数目v)的任何成本节省(相对于第一种常规跳频方案)被与必须为中心节点与v个端节点的v个配对中的每个配对分别地提供其自己的跳频计划、使得存在v个独特的跳频计划相关联的增加的同步复杂性和操作开销所抵消；

●认识到可以通过可被描述为部分跳频同步方案的第三种跳频方案来实现在以下两者之间取得更好平衡的技术效果：硬件成本(就所需接收器的数目等而言)；以及同步复杂性和操作开销的成本。

本发明的至少一些实施例提供了用于使用部分跳频同步方案、在中心节点与端节点的实例之间分别通过未授权频段进行无线通信的方法和设备。

图1a是根据本发明实施例的无线网络100(例如，远程低功率网络)的框图，其中，图1突出了物理单元和功能单元的构造。

在图1a中，无线网络100可以与例如ieee802.15.4标准、(由lora(商标)联盟标准化的)lorawan标准等兼容。出于更详细地讨论的目的，在物理层处，假设无线网络100与lora(商标)调制格式兼容。

网络100包括：端节点102的实例；以及中心节点106，例如中央网关和/或基站。端节点102的实例分别经由无线通信会话104与中心节点106通信。作为示例(并且分别如下将更详细地讨论的)，从中心节点106至端节点102的实例的通信(在下行链路方向上)可以包括信标信号。此外，作为示例(并且如下将更详细地讨论的)，从端节点102的实例到中心节点106的通信(在上行链路方向上)可以包括数据消息。因此，可以将端节点102的实例描述为可发出消息。

端节点102的每个实例在物理组件方面包括(如分解图102'所示)：处理器108的一个或多个实例；存储器110，其自身包括非易失性存储器112a的一个或多个实例和易失性存储器112b的一个或多个实例；以及无线单元114'。此外，中心节点106的每个实例在物理组件方面包括(如分解图106'所示)：处理器116的一个或多个实例；存储器118，其自身包括非易失性存储器120a的一个或多个实例和易失性存储器120b的一个或多个实例；以及无线单元122'。相对于图1b(下面讨论)来讨论物理组件的附加细节。

无线单元122'和无线单元114'中的每一个分别被配置成无线接收和发送消息。总体上，中心节点106和端节点102的每个实例的物理组件分别可操作用于参与(除其它的之外)例如lorawan兼容的调频(“fm”)线性调频脉冲通信，其基于使用分数分频(“fracn”)锁相环路(“pll”)(pll并未示出)的稳定线性调频脉冲的生成。例如，可以在未授权频段中执行无线传输。未授权频段的示例包括在国际上预留的供除电信之外的工业、科学和医学目的的射频(rf)能量使用的工业、科学和医学(ism)无线电波段，例如在美国由联邦通信委员会(fcc)第15部分规定的915mhz的ism，该规章包括对跳频的要求/约束等。

端节点102的每个实例在功能单元方面包括(如分解图102”所示)：无线接口114”；块跳频指南解释器138；信道选择器142；以及消息发生器144。此外，就功能单元而言(如分解图106”所示)，在图1b(下面讨论)中示出了中心节点106的功能单元。针对中心节点106和端节点102的给定实例中的每一个，此类功能单元可以至少部分地实现为例如存储在其一个或多个存储器(上文所述)中的可执行代码，此类代码分别可由(上文所述的)一个或多个处理器执行。这种实现可以符合图2的通信层图(下面讨论)。

图1b是根据本发明实施例的更详细地示出中心节点106的物理单元和功能单元的框图。

在图1b中，就中心节点106的每个实例中所包括的物理组件(如分解图106'所示)(即处理器116、存储器118和无线单元122'的一个或多个实例)而言，其相对于图1a更详细地示出了的无线单元122'。

更具体地，在图1b中，无线单元122'被示为包括：包含n个接收组128'0～128'n-1的群组126'，其中，n是整数，并且2≤n。群组126'中的n个接收组128'0～128'n-1中的每一个可以包括p个物理接收器130'0～130'p-1，其中，p是正整数且2≤p。例如，n＝2且p＝4。可以将p个物理接收器130'0～130'p-1中的每一个调谐至任何信道ch，例如给定未授权频段中可用于上行链路(即，在从端节点102的实例至中心节点106的方向上的传输)的信道。回想关于潜在最多存在q个信道用于从端节点102的实例至中心节点106的传输(上行链路方向)的假设，应注意的是n*p<q，即与所存在的、潜在可用于上行链路传输的信道相比，中心节点106中存在更少的接收器。

例如，n个接收组128'0～128'n-1中的每一个由可从semtech公司购买的型号sx1257fr前端收发器实现。此外，例如，中心节点106可以是具有例如8个信道的lora/symphony网关(诸如可从linklabs有限公司购买的型号ll-bst-8)。无线单元122'还包括至少一个物理发射器132'，例如对应于型号sx1257fr前端收发器之一中的一个发射器。这里，用于信道ch的替代术语是中频if。

在图1b中，中心节点106的每个示例在功能组件方面包括(如分解图106”所示)：包含n*p个虚拟接收器128”0,...,128”n-1,128”n,...,128”n*p-1的群组126”，其中，p是正整数，并且2≤p；虚拟发射器132”；信标信号发生器134；帧跟踪器136；块跳频指南解释器138；以及接收消息处理部140。

图2是根据本发明实施例的通信层图，其示出中心节点106与端节点102的实例之间的通信会话104的实例期间的流程路径。

中心节点106和端节点102的每个实例可以至少部分地实现为例如存储在其(上文)所述一个或多个存储器中的可执行代码，并分别由其(上文)所述一个或多个处理单元执行。这种实现可以符合图2的通信层图。

更具体地，中心节点106和端节点102的每个实例可以具有(部分地)基于行业标准层的堆栈。图2中所示的层仅表示可以分别地包括在此类堆栈中的层的组合的一个示例。自上而下，此类层例如可以包括(如图2中所示)：物理层；数据链路(或mac)层；网络层(例如，具有lowpan的ip)层；传输层(例如，udp层或icmp层)；以及应用层。可替代地，可以在堆栈中使用这些层的不同组合。

简要地，在操作中，端节点102的实例可以如下向中心节点106发送消息。无线单元114'可以被配置成接收(下行链路方向)和发送(上行链路方向)消息。端节点102的实例可以(经由无线单元114'和无线接口114”)从中心节点106接收(下行链路方向)中心节点106(经由无线单元122'和无线接口122”)周期性地发送(例如，以2秒的间隔或0.5hz)的非跳跃信标信号的实例b。信标信号的每个实例b(i)可以包括：与其相对应的帧的帧编号fn(i)；以及中心节点106的标识idcn。idcn不必是诸如guid(全局唯一标识符)/uuid(通用唯一标识符)的唯一标识符。相反，idcn应至少在中心节点106的地理上相邻(或共位)的实例之间是唯一的。例如，idcn可以是16个不同号码中的一个。

块跳频指南解释器138可以被配置成根据fn(i)和idcn解释块跳频指南，从而分别确定在帧fn(i)期间端节点102的实例可通过其进行传输(上行链路方向)的至少两个信道的相应集合cset(i)。回想到：(a)假设潜在最多存在q个信道用于从端节点102的实例至中心节点106的传输(上行链路方向)；并且(b)中心节点设置有n*p个物理接收器，其中n*p＜q。

利用具有n*p(n*p＜q)个物理接收器的中心节点106，采用至少某些跳频同步，会使得所关联的跳频同步方案被描述为零同步方案将是不准确的。相反地，由于中心节点106不知道在帧fn(i)期间在cset(i)中的n*p个信道中的哪一个(如果有的话)上可能存在即将来自端节点102的一个或多个实例的传输，因此中心节点106必须将其n*p个物理接收器分别调谐至侦听cset(i)中的全部n*p个信道。因此，将关联的跳频同步方案描述为完全同步方案将是不准确的。因此，可以将关联的跳频同步方案描述为部分跳频同步方案。

块跳频指南(下面还将更详细地讨论)确立总共l个帧，并确立分别针对每个帧的信道集合cset，其中，针对l个帧中的任何两个相继帧fn(j)和fn(j+1)，相应集合cset(j)和cset(j+1)将是不同的，cset(j)≠cset(j+1)。信道选择器142被配置成至少伪随机地(即使使用与块跳频指南解释器138不同的伪随机数发生器)选择集合cset(i)之中的至少一个信道。消息发生器144可以被配置成分别使用至少一个所选择的信道生成至少一个消息。无线接口114”可以被配置成(经由无线单元114')(除其它的之外)分别以无线方式发送(上行链路方向)所述至少一个消息。应注意的是，i和j是非负整数，l是整数，并且2≤l，例如l＝256。

相反地(且再次地简要地)，如下所述，在操作中，中心节点106可以分别向端节点102的实例发送(下行链路方向)信标信号b，然后侦听(上行链路方向)来自端节点102的实例的消息。帧跟踪器136可以被配置成确定帧编号fn(i)。信标信号发生器134可以被配置成接收帧编号fn(i)，并且周期性地生成非跳跃信标信号b(i)的实例b(i)，b(i)包括：帧编号fn(i)；以及中心节点106的标识idcn。例如，尽管信标信号是在非授权频段中传输的，但信标信号的每个实例b(i)可以具有足够的带宽，使得其不必跳跃，即，由于具有足够的带宽，b(i)可以是非跳跃信号并可以获准在非授权频段中传输。

无线单元122'可以被配置成接收(上行链路方向)和发送(下行链路方向)消息。无线接口122”可以被配置成向端节点102的实例发送(下行链路方向，经由无线单元122')信标信号的实例b(i)，从而开始对应于帧fn(i)的时间消逝。如端节点102的实例一样，块跳频指南解释器138可以被配置成根据fn(i)和idcn解释块跳频指南，从而分别确定在帧fn(i)期间端节点102的实例可通过其进行传输的至少两个信道的相应集合cset(i)。并且，如端节点102的实例一样，块跳频指南(下面还将更详细地讨论)确立：总共l个帧，并确立分别针对每个帧的信道集合cset，其中，针对l个帧中的任何两个相继帧fn(j)和fn(j+1)，相应集合cset(j)和cset(j+1)将是不同的，cset(j)≠cset(j+1)。

无线接口122”可以进一步被配置成在帧fn(i)期间分别侦听(上行链路方向，经由包括n*p个虚拟接收器128”0、...、128”n-1、128”n、...、128”n*p-1的群组126”，其中，p是正整数，2≤p，例如n＝2且p＝4)集合cset(i)中的至少两个信道中的每个信道上来自端节点102的实例的一个或多个传输(上行链路方向)。再次应注意，i和j是非负整数，l是整数，并且2≤l，例如l＝256。

中心节点106和端节点102的实例中的每一个包括块跳频指南解释器138的相同实例。例如，在制造时，可以将块跳频规范402的相同实例分别存储在中心节点106和端节点102的实例的存储器118和110(例如，非易失性存储器120a和112a)中。在初始化时，中心节点106和端节点102的实例中的块跳频指南解释器138的实例可以分别生成块跳频映射和/或块跳频调度的相应实例。

如果中心节点106和端节点102的实例是同步的，则由处理器116和108对块跳频规范402的相同实例进行的操纵可以分别生成块跳频映射和/或块跳频调度的相同相应实例。该同步例如可以由使用相同信道/if周期性地从中心节点106发送的信标信号的实例b(i)(再次，该信标信号是非跳跃的)提供，特别地分别由该信标信号的实例b(i)的有效负荷中包括的帧编号的实例fn(i)提供。因此，当中心节点106和端节点102的实例中的块跳频指南解释器138的实例基于帧fn(i)访问例如块跳频调度的相应实例时，块跳频指南解释器138的此类实例各自将确定在帧fn(i)期间端节点102的实例可用于通过其进行传输的信道的同一集合cset(i)。

块跳频映射和/或块跳频调度的实例的此类同步生成包括生成伪随机数(参见下面关于伪代码示例的讨论)。中心节点106和端节点102的实例中的每一个包括伪随机数发生器的相同实例，例如线性同余发生器lcg。实际上，lcg充分确定的是，所得到的块跳频映射和/或块跳频调度的实例将分别相同。然而，lcg相对于其生成的数而言是充分地伪随机的，使得所得到的块跳频映射和/或块跳频调度的实例将满足政府的监管机构针对给定非授权频段发布的跳频要求等。

只要端节点102的给定实例连接至中心节点106的相同/第一实例，则其块跳频映射和/或块跳频调度的实例保持有效。然而，如果连接至中心节点106的相同/第一实例的端节点102的给定实例变成连接至中心节点106的不同/第二实例，则端节点102的给定实例将需要根据中心节点106的不同实例的相应标识idcn再生成其块跳频映射和/或块跳频调度的实例。

图3是示出根据本发明实施例的、相邻频率的块302～306如何基于部分跳频同步方案的块跳频指南从一个帧跳变至下一帧的示例的二维图。这样，图3呈现出技术效果的实现，即实现硬件成本(就所需接收器的数量等而言)与同步复杂性和操作开销的成本之间更好的平衡。

在图3的示例中，x轴表示上行链路信道(分别对应于连续的中频(“if”))，而y轴表示帧编号。为了简单起见，在图3中假设仅存在50个上行链路信道，即q＝50。再次声明，这仅是示例，因为可设想q为其它值。同样为了简单起见，在图3中仅示出了帧130～150。

并且，在图3的示例中，假设在群组126'中存在n＝3个接收组128'0～128'2，每个接收组128'0～128'2包括p＝5个物理接收器130'0～130'4，从而在群组126”中相应设置15＝3*5＝n*p个虚拟接收器128”0、...、128”14。再次声明，这仅是示例，因为n和p可设想其它值。

在帧130中，块302包括信道03～07，块304包括信道24～28，并且块306包括信道34～38，使得信道集合cset(130)为{03～07，24～28，34～38}。应注意的是，集合cset(130)表示在帧fn(130)期间端节点102的实例可分别通过其进行传输的信道。

在下一帧(即帧131)中，块302仍包括信道03～07且块304仍包括信道24～28，但块306当前包括信道31～35，使得信道集合cset(131)为{03～07，24～28，31～35}。应注意的是，集合cset(131)表示在帧fn(131)期间端节点102的实例可分别通过其进行传输的信道。从帧130至帧131，一个块(即块306)跳变(hop)。

在帧132中，块304仍包括信道24～28，并且块306仍包括信道31～35，但块302当前包括信道05～09，使得信道集合cset(132)为{05～09，24～28，31～35}。从帧131至帧132，一个块(即块302)跳变。在帧133中，块302仍包括信道05～09且块306仍包括信道31～35，但块304当前包括信道20～24，使得信道集合cset(133)为{05～09，20～24，31～35}。从帧132至帧133，一个块(即块304)跳变。在帧134中，块302仍包括信道05～09且块304仍包括信道20～24，但块306当前包括信道33～37，使得信道集合cset(134)为{05～09，20～24，33～37}。从帧133至帧134，一个块(即块306)跳变。

在图3中，针对帧中的任何两个相继帧fn(j)和fn(j+1)，在相应集合cset(j)和cset(j+1)之间仅包括n＝3个块中的一个块(即块bkh)的信道改变，使得bkh(j)≠bkh(j+1)。换言之，相对于帧130和集合cset(130)，帧131和集合cset(131)的跳变块bkh(131)为块306。相对于帧131和集合cset(131)，帧132和集合cset(132)的跳变块bkh(131)为块302；相对于帧132和集合cset(132)，帧133和集合cset(133)的跳变块bkh(133)为块304；相对于帧133和集合cset(133)，帧134和集合cset(134)的跳变块bkh(134)为块306等。

此外，在图3中应当观察到，块302～306中的每一个针对三个帧保持相同，然后在第四帧上改变。具体地，在帧132～149的范围内，针对帧132～134，块302保持相同；针对帧135～137，块302保持相同；针对帧138～140，块302保持相同；针对帧141～143，块302保持相同；针对帧144～146，块302保持相同及针对帧147～149，块302保持相同。在帧130～150的范围内，针对帧130～132，块304保持相同；针对帧133～135，块304保持相同；针对帧136～138，块304保持相同；针对帧139～141，块304保持相同；针对帧142～144，块304保持相同；针对帧145～147，块304保持相同；以及针对帧148～150，块304保持相同。在帧131～148的范围内，针对帧131～133，块306保持相同；针对帧134～136，块306保持相同；针对帧137～139，块306保持相同；针对帧140～142，块306保持相同；针对帧143～145，块306保持相同；以及针对帧146～148，块306保持相同。

虽然中心节点106在给定帧fn(j)期间在给定集合cset(j)中的所有可用信道上进行侦听，但在fn(j)期间不一定从端节点102的实例发送一个或多个消息。在图3中还应观察到，在给定帧fn(j)期间可用的大多数信道未使用，即在中心节点106进行侦听时，没有通过这些信道从端节点102的实例向中心节点106发送消息。在图3中，通过针对给定帧在给定信道(即{fn(j)，ch(k)})中出现“x”来指示从端节点102的实例发送的消息。例如，在图3中假设在{fn(j)，ch(k)}＝{131，27}、{fn(j)，ch(k)}＝{132，08}、{fn(j)，ch(k)}＝{142，16}、{fn(j)，ch(k)}＝{144，34}和{fn(j)，ch(k)}＝{149，48}中从端节点102的实例发送消息。相反，在帧fn(130)，fn(133)～fn(141)，fn(143)，fn(145)～fn(148)和fn(150)中，端节点102的实例不向中心节点106发送消息。

图4是分别示出根据本发明实施例的、块跳频指南的种类和实施示例以及它们之间的推导流程的框图。

在图4中，块跳频指南的第一示例种类是块跳频规范402，其实施示例为算法408，例如具体为伪代码(下面讨论)。块跳频指南的第二示例种类是块跳频映射404，其实施示例是阵列410，例如具体为l×2或2×l阵列(下面讨论)。块跳频指南的第三示例种类是块跳频调度406，其实施示例是表412，例如具体为具有l行和n*p列或者相反(n*p行和l列)的表(下面讨论)。再次声明，这些仅是示例，因为可分别设想其它种类和实施示例。

如箭头414所指示(且如下面所讨论的)，可以从块跳频规范402推导出块跳频映射404。如箭头416所指示(且如下面所讨论的)，可以从块跳频映射404推导出块跳频调度406。换言之，可以从块跳频规范402间接地推导出块跳频调度406。可替代地，如虚线箭头418所指示的，可以从块跳频规范402直接地推导出块跳频调度406。

图5a是根据本发明实施例的块跳频映射404(其自身是一种部分跳频同步方案的块跳频指南)的具体实施示例。可以(部分)基于诸如图5a的示例的实施实现技术效果，即实现硬件成本(就所需的接收器的数量等而言)与同步复杂性和操作开销的成本之间的更好的平衡。

针对图5a，块跳频映射404的具体实施示例是l×2阵列(数据结构)，其中，假设l＝256。再次声明，这仅是示例，因为可设想l为其它值。图5a中的作为跳频映射404的具体实施示例的陈列410所规定的跳频模式是循环的。在到达帧fn(l-1)时，下一帧理解成是fn(0)；对于l＝256而言，在到达fn(255)时，下一帧是fn(0)。

应注意的是，图5a还假设：在群组126'中存在n＝2个接收组128'0～128'1，其中，每个接收组128'0～128'1包括p＝4个物理接收器130'0～130'3，从而在群组126”中设置对应的8＝2*4＝n*p个虚拟接收器128”0、...、128”7；可以通过指定根信道chr(假定在图5a中chr为块中的最低频率的信道)来确定每个块的p＝4个相邻信道，从而将给定块确定为{chr+0；chr+1；chr+2；chr+3}；在关注的非授权频段中存在152个可能信道{0，…，151}，其中，148＝152-4个信道为根信道chr候选，任意信道的最大值为151并且根信道chr的最大值为148。例如，如果chr＝149，则{chr+0；chr+1；chr+2；chr+3}＝{149,150，151,152}，即chr+3将取非法值152。再次声明，这仅是实例，因为可设想n和为其它值。

图5a所示的是块跳频映射404的具体实施示例，即l×2阵列410，其中l＝256。如上文在图4的以上讨论中所述，块跳频映射404本身是块跳频指南的第二示例种类。

为了简单起见，图5a中的阵列示出为8个实例的33×2表格(包括头行)，其中的第一实例的表格对应于帧编号fn(000)～fn(031)，第二实例的表格对应于帧编号fn(032)～fn(063)等。在图5a中的每个表格中，左列表示帧编号fn(i)，并且右列表示相应跳变块bkh的根信道chr。再次声明，信道ch的替代术语是中频if，使得根信道chr等价于根if，ifr。

再次声明，每个帧fn(j)具有在帧fn(i)期间端节点102的实例可通过其进行传输(上行链路)的信道的相应集合cset(j)。针对帧中的任何两个相继帧fn(j)和fn(j+1)，在相应集合cset(j)和cset(j+1)之间仅包括n个(在图5a中n＝2)块中的一个块(即块bkh)的信道改变，使得bkh(j)≠bkh(j+1)。

根据图5a所示的作为块跳频映射404的具体实施示例的阵列410中的示例值，针对映射条目035，map(035)＝64，使得对于帧fn(035)，chr＝64；针对映射条目074，map(074)＝49，使得对于帧fn(074)，chr＝49；针对映射条目175，map(175)＝110，使得对于帧fn(175)，chr＝110；针对映射条目219，map(219)＝112，使得对于帧fn(219)，chr＝112等。

图5b是根据本发明实施例的块跳频调度406(其本身是一种部分跳频同步方案的块跳频指南)的具体实施示例。可以(部分)基于诸如图5b的示例的实施实现技术效果，即实现硬件成本(就所需的接收器的数量等而言)与同步复杂性和操作开销的成本之间的更好的平衡。

针对图5b，块跳频调度406的具体实施示例为(l+1)×(n*p+1)表格(数据结构)412，其中，假设l＝256。再次声明，这仅是示例，因为可设想l为其它值。图5b中的作为跳频调度406的具体实施示例的表格412所规定的跳频模式是循环的。在到达帧fn(l-1)时，下一帧理解成是fn(0)；对于l＝256而言，在到达fn(255)时，下一帧是fn(0)。

应注意的是，(与图5a一样)图5b也假设：在群组126'中存在n＝2个接收组128'0～128'1，其中，每个接收组128'0～128'1包括p＝4个物理接收器130'0～130'3，由此在群组126”中设置对应的8＝2*4＝n*p个虚拟接收器128”0、...、128”7；可以通过指定根信道chr(假定在图5b中根信道chr为块中的最低频率的信道)来确定每个块的p＝4个连续信道，从而确定给定块为{chr+0；chr+1；chr+2；chr+3}；在关注的非授权频段中存在q＝152个可能信道{0，…，151}，其中，148＝152-4个信道为根信道chr候选，任意信道的最大值为151并且根信道chr的最大值为148。例如，如果chr＝149，则{chr+0；chr+1；chr+2；chr+3}＝{149,150，151,152}，即chr+3将取非法值152。再次地，这仅是实例，因为可设想q、n和p为其它值。

在图5b中，除头行之外，作为块跳频调度406的具体实施示例的表格412中的每行列出帧编号和对应的集合cset，即fn(j)和cset(j)，其中

cset(j)＝{ifr(bk(j,0))＝if0,if1,if2,if3,ifr(bk(j,1)＝if4,if5,if6,if7}.

再者，存在包括cset(j)的信道/if的两个块，第一块bk(j,0)为if0、if1、if2和if3，其中，if0为根信道/if，即ifr(bk(j,0))，并且第二块bk(j,1)为if4、if5、if6和if7，其中，if1为根信道/if，即ifr(bk(j,1))。

回想可以从块跳频映射404推导出块跳频调度406(再次声明，如图4中的箭头416所指示)，针对帧fn(000)，作为块跳频调度406的具体实施示例的表格412列出cset(000)＝{ifr(bk(000,0))＝if0＝map(000)+0，if1＝map(000)+1，if2＝map(000)+2，if3＝map(000)+3，ifr(bk(000,1))＝if4＝map(255)+0，if5＝map(255)+1，if6＝map(255)+2，if7＝map(255)+3}。再者，集合cset(000)表示在帧fn(000)期间端节点102的实例可分别通过其进行传输的信道。

在图5b的调度412的下一帧(即帧fn(001))中，cset(001)＝{ifr(bk(001,0))＝if0＝map(000)+0，if1＝map(000)+1，if2＝map(000)+2，if3＝map(000)+3，ifr(bk(001,1))＝if4＝map(001)+0，if5＝map(001)+1，if6＝map(001)+2，if7＝map(001)+3}。从帧fn(000)至帧fn(001)，一个块跳变，即对应于以下信道/if的跳变块bkh＝bk(001,1)跳变：ifr(bk(001,1))＝if4＝map(001)+0；if5＝map(001)+1；if6＝map(001)+2；以及if7＝map(001)+3。

在图5b的调度412的帧fn(002)中，cset(002)＝{ifr(bk(002,0))＝if0＝map(002)+0，if1＝map(002)+1，if2＝map(002)+2，if3＝map(002)+3，ifr(bk(002,1))＝if4＝map(001)+0，if5＝map(001)+1，if6＝map(001)+2，if7＝map(001)+3}。从帧fn(001)至fn(002)，一个块跳变，即对应于以下信道/if的跳变块bkh＝bk(002,0)跳变：ifr(bk(002,0))＝if0＝map(002)+0；if1＝map(002)+1；if2＝map(002)+2；以及if3＝map(002)+3。

在图5b的调度412的帧fn(003)中，cset(003)＝{ifr(bk(003,0))＝if0＝map(002)+0，if1＝map(002)+1，if2＝map(002)+2，if3＝map(002)+3，ifr(bk(003,1))＝if4＝map(003)+0，if5＝map(003)+1，if6＝map(003)+2，if7＝map(003)+3}。从帧fn(002)至帧fn(003)，一个块跳变，即对应于以下信道/if的跳变块bkh＝bk(003,1)：ifr(bk(003,1))＝if4＝map(003)+0；if5＝map(003)+1；if6＝map(003)+2；以及if7＝map(003)+3。

在图5b的调度412的帧fn(004)中，cset(004)＝{ifr(bk(004,0))＝if0＝map(004)+0，if1＝map(004)+1，if2＝map(004)+2，if3＝map(004)+3，ifr(bk(004,1))＝if4＝map(003)+0，if5＝map(003)+1，if6＝map(003)+2，if7＝map(003)+3}。从帧fn(003)至帧fn(004)，一个块跳变，即对应于以下信道/if的跳变块bkh＝bk(004,0)跳变：ifr(bk(004,0))＝if0＝map(004)+0；if1＝map(004)+1；if2＝map(004)+2；以及if3＝map(004)+3。

在图5b的调度412中向前跳，在帧fn(254)中，cset(254)＝{ifr(bk(254,0))＝if0＝map(254)+0，if1＝map(254)+1，if2＝map(254)+2，if3＝map(254)+3，ifr(bk(254,1))＝if4＝map(253)+0，if5＝map(253)+1，if6＝map(253)+2，if7＝map(253)+3}。从帧fn(253)至帧fn(254)，一个块跳变，即对应于以下信道/if的跳变块bkh＝bk(254,0)跳变：ifr(bk(254,0))＝if0＝map(254)+0；if1＝map(254)+1；if2＝map(254)+2；以及if3＝map(254)+3。

在图5b的调度412的帧fn(255)中，cset(255)＝{ifr(bk(255,0))＝if0＝map(254)+0，if1＝map(254)+1，if2＝map(254)+2，if3＝map(254)+3，ifr(bk(255,1))＝if4＝map(255)+0，if5＝map(255)+1，if6＝map(255)+2，if7＝map(255)+3}。从帧fn(254)至帧fn(255)，一个块跳变，即对应于以下信道/if的跳变块bkh＝bk(255,1)跳变：ifr(bk(255,1))＝if4＝map(255)+0；if5＝map(255)+1；if6＝map(255)+2；以及if7＝map(255)+3}。

上文讨论了帧fn(000)。应回想起，由图5b中作为跳频调度406的具体实施示例的表格412所规定的跳频模式是循环的。在到达帧fn(l-1)＝fn(255)时，下一帧应理解成fn(000)。因此，从帧fn(255)至帧fn(000)，一个块跳变，即对应于以下信道/if的跳变块bkh＝bk(000,0)跳变：ifr(bk(000,0))＝if0＝map(000)+0；if1＝map(000)+1；if2＝map(000)+2；以及if3＝map(000)+3。

此外，在图5b中，由于n＝2，所以应观察到，每个块bk(j,0)和bk(j,1)针对两个帧保持相同，并且在第三帧上改变。可替代地，例如，如果n＝3(如在图3中)，则将存在块bk(j,0)、bk(j,1)和bk(j,2)，并且这些块中的每一个将针对三个帧保持相同，并且在第四帧上改变。换言之，块bk(j,e)(其中，e∈{0，1，…，n-1})在其期间保持相同的帧的数量取决于n。

继续讨论图5b的细节，在帧000～005和246～255的范围内，bk(j,0)针对帧000～001、针对帧002～003、针对帧004～005、针对帧246～247、针对帧248～249、针对帧250～251、针对帧252～253以及针对帧254～255保持相同。在帧000～005和246～255的范围内，bk(j,1)针对帧001～002、针对帧003～004、针对帧005～006、针对帧247～248、针对帧249～250、针对帧251～252、针对帧253～254以及针对帧255～001保持相同。

返回图4，应回想起，如箭头414所指示的，可以从块跳频规范402推导出块跳频映射404(图5a示出其具体示例)。如所述的，伪代码是算法408的具体实施示例，其中，算法408是块跳频调度406的实施示例，后者是一种块跳频指南。算法408的更具体实施示例是以下示例伪代码。可以(部分)基于诸如伪代码的以下示例的实施实现技术效果，即实现硬件成本(就所需的接收器的数量等而言)与同步复杂性和操作开销的成本之间的更好的平衡。

伪代码示例：

图6a是示出根据本发明实施例的、用于操作端节点102的一个实例通过非授权频段与中心节点106进行无线通信的方法的流程图。

在图6a中，存在回路。作为一般设计考虑，回路不应是无限的，即必然的。因此，图6a中的流程在方框600处开始，并且前进至判定框602。在判定框602处，处理器108判定是否满足任何退出准则。如果判定框602的结果为“是”(满足一个或多个退出准则)，则流程前进至方框603并结束。如果判定框602的结果为“否”(不满足任何退出准则)，则流程前进至判定框604。

在判定框604处，处理器108判断是否经由无线单元114'接收到信标信号的下一实例b(i)。端节点102的实例可以(经由无线单元114'和无线接口114”)接收(下行链路方向)从中心节点106周期性地发送的非跳跃信标信号b的实例。信标信号的每个实例b(i)可以包括：与实例b(i)相对应的帧的帧编号fn(i)；以及中心节点106的标识idcn。

如果判定框604的结果为“否”(没有接收到信标信号的下一实例b(i))，则处理器108等待，例如然后流程回路返回至判定框602的输入处。如果判定框604的结果为“是”(接收到信标信号的下一实例)，则流程前进至方框606。

在方框606处，块跳频指南解释器138可以根据b(i)的有效负荷确定fn(i)。离开方框606，流程前进至方框608。在方框608处，块跳频指南解释器138可以根据b(i)的有效负荷确定中心节点106的标识idcn。如同中心节点106，端节点102的每个实例包括块跳频指南解释器138的实例。离开方框608，流程前进至方框610，在方框610处，块跳频指南解释器138可以根据fn(i)和idcn来解释块跳频指南，从而确定在帧fn(i)期间端节点102的实例分别可通过其进行传输(上行链路方向)的至少两个信道的相应集合cset(i)。可以(部分)基于方框610的执行实现技术效果，即实现硬件成本(就所需的接收器的数量等而言)与同步复杂性和操作开销的成本之间的更好的平衡。离开方框610，流程前进至方框612。

在方框612处，信道选择器142可以至少伪随机地(即使使用与块跳频指南解释器138不同的伪随机数发生器)选择集合cset(i)中的至少一个信道。可以(部分)基于方框612的执行实现技术效果，即实现硬件成本(就所需的接收器的数量等而言)与同步复杂性和操作开销的成本之间的更好的平衡。离开方框612，流程前进至方框614，在方框614处，消息发生器144分别地生成要通过至少一个所选信道发送的至少一个消息。离开方框614，流程前进至方框616，在方框616处，无线接口114”(经由无线单元114')分别以无线方式发送(上行链路方向)至少一个消息，得到至少一个当前传输trans(e)。流程回路从方框616返回至上文所讨论的判定框602。

一般而言(并且除其它的之外)，就当前传输trns(e)与前一传输trans(e-1)(其可以来自前一帧fn(i-1)或更早的帧fn(i-2)等)之间的信道间隔而言，较大的间隙(信道间隙)比较小的信道间隙更好。例如，可以选择集合cset(i)中的至少一个信道，使得当前传输trans(e)与前一传输trans(e-1)之间的信道间隙将为至少m个连续信道，其中m是正整数，n＜m(再次声明，n是信道集合cset(j)中的块的数目)且p小于m(再次声明，p是n个块中的每一个中的信道的数目)。

图6b是示出根据本发明实施例的、端节点102的实例如何解释块跳频指南的方法的流程图。更具体地，图6b提供了关于图6a的方框610内的流程的细节。如上所述，技术效果的实现(即实现硬件成本(就所需的接收器的数量等而言)与同步复杂性和操作开销的成本之间的更好的平衡)可以(部分)基于方框610的执行，例如，如图6b的方框620～628所实现的。

在图6b中，流程(从图6a的方框608)进入方框610并前进至方框620，其中，处理器108可以从存储器110中检索块跳频规范(例如，图4的方框402)。流程从方框620前进至方框622，在方框622处，处理器108可以根据块跳频规范和中心节点106的标识idcn(在图6a的方框608处获得)生成块跳频调度(例如，图4的方框406)。处理器108可以将块跳频调度存储在存储器110中。流程从方框622前进至方框624。

在方框624处，块跳频指南解释器138可以将帧编号fn(i)(在图6a的方框606处获得)编索引至块跳频调度中，以根据其生成相应集合cset(i)。自方框624起，流程离开方框610并前进至图6a的方框612。

在从方框620前进至方框622时，流程可以在方框622内前进至方框626。在方框626处，处理器108可以基于块跳频规范和中心节点106的标识idcn生成块跳频映射(例如，图4的404)。处理器108可以将块跳频映射存储在存储器110中。流程可以从方框626前进至方框628，在方框628处，处理器108可以根据块跳频规范生成块跳频调度。自方框628起，流程离开方框622并前进至上文所讨论的方框624。

图7a是示出根据本发明实施例的、用于操作中心节点106通过非授权频段与端节点102的实例进行无线通信的方法的流程图。

在图7a中，存在回路。作为一般设计考虑，回路不应是无限的，即必然的。因此，图7a中的流程在方框700处开始，并且前进至判定框702。在判定框702处，处理器116判定是否满足任何退出准则。如果判定框702的结果为“是”(满足一个或多个退出准则)，则流程前进至方框703并结束。如果判定框702的结果为“否”(不满足任何退出准则)，则流程前进至判定框704。

在判定框704处，处理器116判断是否经由无线单元122'发送了信标信号的下一实例b(i)。中心节点106可以周期性地(经由无线单元122'和无线接口122”)发送非跳跃信标信号b的实例。信标信号的每个实例b(i)可以包括：与其相对应的帧的帧编号fn(i)；以及中心节点106的标识idcn。再次说明，帧跟踪器136可以被配置成确定帧编号fn(i)。信标信号发生器134可以被配置成接收帧编号fn(i)，并且周期性地生成非跳跃信标信号b(i)的实例b(i)，其包括：帧编号fn(i)；以及中心节点106的标识idcn。

如果判定框704的结果为“否”(没有发送信标信号的下一实例b(i))，则处理器116等待，例如流程回路返回至判定框702的输入处。如果判定框704的结果为“是”(接收到信标信号的下一实例)，则流程前进至方框706。

在方框706处，块跳频指南解释器138可以根据b(i)的有效负荷确定fn(i)。离开方框706，流程前进至方框708，在方框708处，块跳频指南解释器138可以根据b(i)的有效负荷确定中心节点106的标识idcn。如同中心节点106的每个实例，中心节点106包括块跳频指南解释器138的实例。离开方框708，流程前进至方框710，在方框710处，块跳频指南解释器138可以根据fn(i)和idcn来解释块跳频指南，从而确定在帧fn(i)期间端节点102的实例可分别通过其进行传输(上行链路方向)的至少两个信道的相应集合cset(i)。可以(部分)基于方框710的执行实现技术效果，即实现硬件成本(就所需的接收器的数量等而言)与同步复杂性和操作开销的成本之间的更好的平衡。离开方框710，流程前进至方框712。

在方框712处，128个无线接口122”(具体为n*p个虚拟接收器128”0，...，128”n-1，128”n，...，128”n*p-1)在帧fn(i)期间分别在集合cset(i)中的所述至少两个信道中的每一个上侦听来自端节点102的实例的一个或多个传输(上行链路方向)。离开方框712，流程前进至方框714，在方框714处，接收消息处理部140可以处理任何接收到的信息。可以(部分)基于方框712的执行实现技术效果，即实现硬件成本(就所需的接收器的数量等而言)与同步复杂性和操作开销的成本之间的更好的平衡。离开方框714，流程回路返回至上文所讨论的判定框702。

图7b是示出根据本发明实施例的、中心节点106如何解释块跳频指南的方法的流程图。更具体地，图7b提供了关于图7a的方框710内的流程的细节。如上所述，可以(部分)基于方框710的执行实现技术效果，即实现硬件成本(就所需的接收器的数量等而言)与同步复杂性和操作开销的成本之间的更好的平衡，例如，如图7b的方框720～728所实现的。

在图7b中，流程(从图7a的方框708)进入方框710并前进至方框720，其中，处理器116可以从存储器118中检索块跳频规范(例如，图4的方框402)。离开方框720，流程前进至方框722，在方框722处，处理器116可以根据块跳频规范和中心节点106的标识idcn(在图7a的方框708处获得)生成块跳频调度(例如，图4的方框406)。处理器116可以将块跳频调度存储在存储器118中。离开方框722，流程前进至方框724。

在方框724处，块跳频指南解释器138可以将帧编号fn(i)(在图7a的方框706处获得)编索引至块跳频调度中，以根据其生成相应集合cset(i)。自方框724起，流程离开方框710并前进至图7a的方框712。

在从方框720前进至方框722时，流程可以在方框722内前进至方框726。在方框726处，处理器116可以基于块跳频规范和中心节点106的标识idcn生成块跳频映射(例如，图4的404)。处理器116可以将块跳频映射存储在存储器118中。离开方框726，流程可以前进至方框728，在方框728处，处理器116可以根据块跳频规范生成块跳频调度。自方框728起，流程离开方框722并前进至上文所讨论的方框724。

在上文所讨论的实施例中，为了简单起见，假设n个块中的每个块中的p个信道是相邻的。可替代地，设想n个块中的每个块中的p个信道的其它群组。例如，n个块中的每个块中的p个信道可以是偶数连续信道、奇数连续信道等。

本文中公开的实施例的至少一些(如果不是全部的话)优点包括：具有更大的设计灵活性，这是因为不必为q个上行链路信道提供q个接收器，而是提供n个接收器，其中，n＜q；具有减少数量的重调谐接收器，这是因为仅一个接收器组(在包括集合cset的n个频块的集合内包括一个频块)从一个帧fn(j)重调谐至下一fn(j+1)，由此减少了系统停工时间，增加了容量并缓和时间同步约束；干扰缓解，例如甚至有源干扰避免(认知无线电)等。

本发明不限于附图中所示及在上文详细描述的特定实施例。本领域的技术人员将认识到可以设想其它布置。本发明包含每个公开实施例的各种特征的每个可能组合。按照根据特定应用有用的，可以用比明确地描述的更加分离或集成的方式来实现在本文中相对于各种实施例所述的一个或多个元件，或者在某些情况下甚至将其去除或使得其不可操作。虽然已参考特定说明性实施例描述了本发明，但在不脱离如在以下权利要求中阐述的本发明的精神和范围的情况下可以构造本发明的修改和变更。

虽然已在上文明确地讨论的实施例的环境中描述了本发明，但本领域的技术人员将认识到本发明能够以包含计算机可执行指令的计算机可读介质(采取各种形式)的形式来实现和分发，并且本发明同样地适用，而不考虑被用来执行该分发的特定类型的计算机可用介质。示例性计算机可用介质被耦合到计算机，使得计算机可以从其读取包括计算机可执行指令的信息以及(可选地)向其写入信息。替换地，计算机可用介质可以与计算机成一整体。当计算机可执行指令被加载到计算机中并被其执行时，计算机变成用于实施本发明的设备。例如，当计算机可执行指令被加载到通用计算机中并被其执行时，通用计算机被从而配置成专用计算机。适当计算机可用介质的示例：易失性存储器，诸如随机存取储器(ram)；非易失性、硬编码或可编程类型介质，诸如只读存储器(rom)或可擦电可编程只读存储器(eeprom)；可记录型和/或可重记录型介质，诸如软盘、硬盘驱动、压缩磁盘(cd)、数字式多功能磁盘(dvd)等；以及传输型介质，例如数字和/或模拟通信链路，诸如基于电流导体、光导体和/或电磁辐射的那些介质。

虽然已详细描述了本发明，但本领域的技术人员将理解在不脱离本发明的其最宽泛形式的精神和范围的情况下可以实现各种改变、替换、变更、增强、细微差别、分级、次要形式、变化、修订、改善和翻版。