使用方向性传输的长范围设备发现的制作方法_5

文档序号:9252735阅读:来源:国知局
或其他消息。
[0197] 因为在这一示例中在接收周期1210期间AP/发起方未接收到信标响应,则在应答 周期1240期间AP/发起方不传送应答。尽管在其中未接收到信标响应的应答周期1240作 为信标响应周期1210的一部分描述,但是应答周期1240可以被用于其他目的和/或被合 并到数据周期1220。
[0198] 独立于AP/发起方,站(STA)/响应方在扫描间隔1280期间在特定接收方向上扫 描信标。在这一时间,AP/发起方和STA/响应方不同步。STA/响应方在将其接收波束切换 到不同方向之前在特定接收方向暂停一段信标方向性扫描间隔(BDSI)的持续时间。
[0199]STA/响应方针对扫描间隔1280的持续时间在这一情况中使用其如波束8指定的 波束在特定方向上扫描信标。扫描间隔1280等于一个BDSI。STA/响应方在扫描间隔1280 期间在波束8上未接收任何信标,并且继续在后续扫描间隔1290期间在波束9上扫描信 标。在这一示例中,STA/响应方从AP/发起方接收信标,而同时在扫描间1290期间扫描波 束9〇
[0200] 接收到的信标在其时隙3期间由AP/发起方传送,并且标识信标在时隙3期间已 经被传送的信息(诸如标识由AP/发起方使用的用以传送信标的时隙或波束)可以在信标 中被提供给STA/响应方。
[0201] 在这一示例中,信标包含关于信标响应周期1210'的开始时间的信息。在信标响 应周期1210'的开始时间,STA/响应方截断扫描间隔1290(除非信标响应周期1210'的开 始时间与扫描间隔1290的结束冲突,在这种情况下截断是不必要的)并且使用在其中接收 信标的方向(在这一情况中是方向"9"(即波束9))上的天线波束发送信标响应到AP/发 起方M次。
[0202] 同时,信标响应周期1210'期间,AP/发起方在M个时隙中的每一个中扫描对信标 的响应。
[0203] 当AP/发起方在其能够接收信标响应的方向(即利用充分地朝向STA/响应方的 波束方向图)扫描时,信标响应在时隙3期间从STA/响应方接收。
[0204]AP/发起方可以在接收周期1210'期间继续扫描剩余时隙,并且在一些实现中可 以在那些时隙期间(未示出)从其他响应方扫描附加响应。
[0205] 在信标接收周期1210'期间已经接收到信标响应时,AP/发起方在应答周期1240' 期间发送应答到STA/响应方。所述应答使用其接收响应所在的波束被定向发送,其中在这 一情况中是在时隙3即波束3期间使用的天线波束方向图。同时,STA/响应方在其传送信 标响应的方向上定向扫描应答,其中在这一情况中是波束9。
[0206] 此后,AP/发起方可以针对信标间隔1230'的剩余在数据周期1220'期间继续传 送和/或接收数据或其他消息,包括使用AP波束3和STA波束9与STA/响应方定向通信。
[0207] 当新节点根据配置完成对所有可能方向的扫描时,节点可以在另一可用信道继续 进行方向性扫描以发现可用网络。新节点保持在扫描阶段直到AP被发现。
[0208] 每个信标周期包括三种信标消息类型。第一消息是在信标传输周期(BTI)中传 送的信标并且从附着的节点被传送(A-B)(即信标传输消息)。随后信标响应接收周期 (BRI)中的响应消息可以从响应节点传送(B-A)到附着节点(即信标响应消息)。最后, 信标响应应答(ACK)可以从附着节点传送到响应节点(A-B)。所述消息可以传载如下信 息:
[0209] 信标传输消息可以包括以下字段:
[0210] 网络ID:包括运营商ID的完整或部分网络ID。新节点可以在PLMN选择和滤波中 使用此。
[0211] 节点ID:在网络内的信标传送节点的ID。
[0212] 扇区ID:被传送的波束的ID。在BTI内是唯一的,但在BTI间非唯一。
[0213] 最大扇区:信标传送节点可以传送以提供扫描范围上的覆盖的扇区(或波束)的 总数。
[0214] 时间戳:传送的消息的完整或部分时间信息以近似64芯片方案(chip resolution)。被用于测量消息交换节点之间的空中传播时间。
[0215] 信标响应偏移:指示下一可用BRI,在该可用BRI期间AP可以侦听新节点的信标 响应。紧跟随当前BTI的BRI对于新节点响应接收可以不可用,因为其已经先前被预留用 于与另一新节点的关联程序或者干扰测量。
[0216] BRI使用代码:指示后续BRI的目的。有效码包括指示以下的值:对于新节点信标 响应可用(默认),干扰测量,其他新节点关联等。
[0217] Tx功率信息:被用于信标传输的发射功率。
[0218] 控制时隙:每个控制周期的控制时隙的数目。
[0219] FCS:帧检查CRC序列。
[0220] 信标响应消息可以包括以下字段:
[0221] 新节点ID:响应节点的MC地址。网络针对节点能力并且如果节点能够被承认而 检查其数据库。
[0222] APID回波:信标传送节点的ID被回波返回以检查传送和接收节点是否已经相互 标识。
[0223] 时间戳回波:传送节点的时间戳的信标被回波返回以便空中传播时间可以被计 算。
[0224] 网关指示:意在阻止网关节点直接连接到另一网关节点。
[0225] 附加能力类别信息:从APID不可学习的配置的能力。
[0226] RSSI:接收信标帧的功率。
[0227] Rx增益变化量:Rx增益和最大Rx增益之间的差。
[0228] FCS:帧检查CRC序列。
[0229] 信标响应应答消息(ACK)可以包括以下字段:
[0230] Rx节点ID回波:被回波返回以确保相互的节点ID的接收节点的MAC地址。
[0231] 48比特地址到24比特的哈希:经由合适的哈希函数生成。
[0232] 节点ID:响应节点被给定用于这一网络的节点ID。节点ID0说明节点不被接受 进入网络。以下消息字段(除了FCS)是有效的,只有节点ID具有非零值的情况:
[0233] 时间调整:当传送到这一网络节点所应用的偏移。
[0234] 调度:新节点可以初始地侦听至这一网络节点的链路中的控制时隙的指示符。
[0235] 信道:被用于指示在初始调度消息交换中使用的信道。
[0236] 用于控制消息的功率调整:相对于信标响应消息针对后续控制消息传输的功率调 整。
[0237] 配置消息:系统信息和新节点配置数据(例如信道质量索引(CQI)表定义)。
[0238] 格雷序列指不符:规定用于Ga和Gb序列的一组格雷序列。格雷序列指不符指不 新节点在这一链路上针对后续传输可以使用哪些集合。
[0239] FCS:帧检查循环冗余校验(CRC)序列。
[0240] 设备发现差错条件可以在新节点未接收到信标响应应答时、在多个同时的信标传 输无冲突发生时以及在多个同时的信标传输有冲突发生时发生。
[0241] 第一种情况在新节点在从AP接收到信标时发送信标响应消息的时候发生,但是 转而不接收信标响应应答。新节点可以等待直到下一信标传输间隔学习失败的原因。
[0242] 新节点可能因为一种或两种原因未接收到应答。
[0243]图13是描述第一可能原因的消息序列图,其中AP未接收到传送的信标响应消息。 在这一情况中,AP1300传送信标1310到新节点1320。新节点1320传送信标响应1330 到AP1300,但AP1300还未从新节点1320接收到信标响应消息1330。在这一情况中,AP 1300将在下一BTI中的信标消息1340中的BRI使用代码字段的值设置成0,指示其可用于 信标响应。在接收到信标1340时,先前已经传送信标响应1330的新节点从这一使用代码 中理解信标响应1330未被AP1300正确接收,并且使用不同发射天线方向图在BRI期间在 当前信标周期中重传信标响应1350。
[0244]图14是描述第二可能原因的消息序列图,其中新节点未接收到从AP传送的ACK。 在这一情况中,AP1400传送信标1410,其由新节点1420接收。新节点1420传送信标响应 到AP1400,AP1400从新节点1420接收信标响应。AP随后传送信标响应应答(ACK)消息 1440,但ACK消息未被新节点1420正确接收。在这一情况中,新节点1420使用与之前相同 的发射天线方向图在BRI期间在当前信标周期中重传信标响应1450。
[0245] 图15A和15B是描述第二种情况的消息序列图,其中发现程序包括在相同BRI中 响应而无冲突的两个节点。
[0246] 这一情况可以在多个新节点1500U510使得在BTI1530期间他们的接收天线方 向图指向公共AP1520的方向并且每个从AP1520接收信标1550、1560时发生。
[0247] 新节点1500U510中的每一个可以随后在之后的BRI1540期间传送信标响应 1570、1580。
[0248] 多个同时信标响应传输1570、1580无冲突地发生,因为新节点1500、1510相对于 AP1520在不同方向,并且由此在BRI1540期间在不同时隙响应而无冲突。
[0249] 然而由于仅存在单个信标响应应答(BRA)消息时隙1590,AP1520可以在当前信 标周期2000中仅对他们中的一个作出响应。由此,AP1520通过在新节点1500的方向上 定向传送而将BRA消息2010发送到新节点中的一个,在这一情况中是新节点1500。数据传 输2015可以随后在AP1520和新节点1500之间开始。
[0250] 同样已经传送信标响应1580的其他新节点1510不接收BRA消息2010 (或者将其 标识为指向不同节点),并且必须等待直到下一信标周期2020以学习发现失败的原因。
[0251] 在信标周期2020,在BTI2030期间,AP1520针对传送的信标将BRI使用代码字 段(未示出)设置成1,所述信标包括由新节点1510接收的信标2040。这向新节点1510(和 任何其他接收节点)指示BRI2050可以被用于与发现的新节点(在这一情况中是新节点 1500)的新节点关联程序。
[0252]AP1520还可以经由在BTI2030中传送的信标的信标响应偏移字段用信号发送 当前关联进程的持续时间。接收在信标响应偏移字段中具有非零值的信标消息的新节点在 尝试发送针对发现的信标响应之前等待所指示数目的信标间隔。
[0253]因此,不接收信标响应应答2010的新节点1510在其扫描周期切换到下一波束并 且不等待发现的新节点1500来完成其关联进程。由此,新节点1510可以同时在另一方向 执行与另一AP的关联,在这一情况中是AP2050。新节点1510从AP2050接收信标2060, 传送信标响应2070到AP2050,并且从AP2050接收应答2080。数据通信2090可以随后 在新节点1510和AP2050之间开始。
[0254] 在BTI2030期间接收到的信标的信标响应偏移字段中规定的信标间隔数目之 后,新节点1510可以在BTI2070期间从AP1520接收新信标2160,在BRI2090期间以信 标响应2180进行响应,并且从AP1520接收应答消息ACK2001。此后,数据传输2002可以 在新节点1510和AP1520之间继续。
[0255] 在第三种情况中,多个同时信标响应会冲突,这在多个新节点使得在BTI期间他 们的接收天线方向图指向公共AP方向时发生。
[0256] 每个新节点随后将在之后的BRI期间响应。多个同时信标响应有冲突发生,其中 新节点相对于AP在大致相同方向,由相同发射天线方向图覆盖。由此这种节点在相同BRI 时隙中响应,引起响应的冲突。
[0257] 响应冲突可能具有若干可能结果。
[0258] 第一种可能是响应以显著不同的功率等级到达AP,由此仅一个消息由AP成功解 码。这种可能随后降低到此处的无冲突条件。
[0259] 第二种可能是没有信标响应消息由AP成功解码。在这种情况中,AP仍然可以由 于在那一时隙中观察到的增加的功率等级标识在BRI时隙中响应的一个或多个新节点。由 此在下一BTI中,AP将BRI使用代码字段设置成0,并且将非零值设置成发现的节点ID字 段。这向接收信标的新节点指示先前传送的信标响应在AP处冲突,需要在重新尝试信标响 应传输之前随机回退(back-off)。在示例随机回退中,新节点可以独立地在1和先前配置 的最大值之间选择随机号码,并且随后在重新尝试信标响应传输之前等待等于这一值的多 个信标间隔。如果再次重新尝试导致冲突,则初始最大值被加倍并且随机号码在1和新的 最大值之间选择。这一加倍最大值和重新尝试信标响应传输的程序可以在新节点放弃尝试 发送信标响应到AP之前被重复先前配置的固定数目的次数。
[0260] 第三种可能性是信标响应消息均成功被解码(由扩展和较低码速率引起,例如其 需要双接收机)。
[0261] 第四种可能性是信标响应消息均未被解码,并且冲突的功率等级阈值未被超过。 这降低到针对图13描述的情况。
[0262] 图16为描述根据此处描述的技术在给定信标周期期间发起方/AP可用的示例设 备发现阶段程序的流程图。在这一示例中,发起方/AP被描述为网格节点;但可以理解的是 这些程序可以与其他类型的发起方一起使用。
[0263] 在步骤1600,如果信标周期是网格节点的操作的第一信标周期,则用于传送的信 标消息的使用代码和发现的节点ID字段被初始化为0。
[0264] 在步骤1605,确定当前信标周期的信标响应间隔是否可用于信标响应。如果信 标响应间隔可用,则流程进行到步骤1610。如果信标响应间隔不可用,则流程进行到步骤 1615。
[0265] 在步骤1610中,信标使用具有来自先前信标周期的值的使用代码在M个时隙中被 传送。
[0266] 在步骤1615中,使用代码被设置成用于在步骤1610期间的传输中使用的合适的 非零值。
[0267]在步骤1620中,时隙计数被初始化为k= 1,并且发现的节点计数被初始化为i= 0。时隙计数k对应于时隙k和方向k,其中网格节点在那一时隙期间使用特定方向性天线 方向图扫描特定方向。
[0268] 在步骤1625中,网格节点在对应于时隙计数k的时隙和方向上扫描信标响应。
[0269] 在步骤1630中,确定在时隙k期间在方向k上是否检测到信号能量。如果检测到 信号能量,流程进行到步骤1640。如果未检测到信号能量,流程进行到步骤1635。
[0270] 在步骤1635中,k被递增。
[0271] 在步骤1640中,确定在时隙
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