用于经由已知共用信道上的操作跨多个网络和参与sta建立同步的系统和方法
【专利说明】用于经由已知共用信道上的操作跨多个网络和参与STA建立同步的系统和方法
【背景技术】
[0001 ] 领域
[0002]本申请一般涉及无线通信，尤其涉及用于使开销最小化并且经由已知共用网络上的操作跨多个网络和参与设备建立同步的系统、方法和设备。
[0003]相关技术描述
[0004]在许多电信系统中，通信网络在若干个空间上分开的交互设备之间交换消息和数据。网络可根据地理范围来分类，该地理范围可以例如是城市区域、局部区域、或者个人区域。此类网络可分别被指定为广域网(WAN)、城域网(MAN)、局域网(LAN)、邻域知悉网络(NAN)、无线局域网(WLAN)、或个域网(PAN)。网络还根据用于互连各种网络节点和设备的交换/路由技术(例如，电路交换-分组交换)、用于传输的物理介质的类型(例如，有线-无线)、和所使用的通信协议集(例如，网际协议集、S0NET(同步光学联网)、以太网等)而有所不同。
[0005]当网络元件是移动的并由此具有动态连通性需求时，或者在网络架构以自组织(ad hoc)拓扑结构而非固定拓扑结构来形成的情况下，无线网络往往是优选的。无线网络使用无线电、微波、红外、光等频带中的电磁波以非制导传播模式来采用无形的物理介质。在与固定的有线网络相比较时，无线网络有利地促成用户移动性和快速的现场部署。
[0006]无线网络中的一个或多个设备可以被配置成提供服务和应用。例如，设备可以包括捕捉数据的硬件(诸如传感器)。在该设备上运行的应用可以随后使用所捕捉的数据来执行操作。在一些情形中，所捕捉的数据可能对于无线网络中的其他设备是有用的。无线网络中的一些其他设备可以包括类似的硬件以便捕捉类似的数据。替换地，该设备可以向无线网络中的一个或多个其他设备提供这些服务(例如，所捕捉的数据)。该设备可以通过在无线网络上广告此信息来向无线网络中的一个或多个其他设备通知该设备提供的这些服务。其他设备可进一步向不在服务提供方的射程内或不能够与服务提供方直接通信的其他设备广告由一设备提供的服务。然而，给定用于避免信标和分组的冲突而实现的所要求的冲突避免方案，所有可用服务的聚集的传达结合所有必要信标、消息收发和计算开销可导致增加的网络负载和降低的数据吞吐量可用性。因此，期望用于在无线网络中进行通信的改进型系统、方法和设备。
[0007]概述
[0008]本公开的一实施例可包括一种用于在对等网络上接收定时信息的方法。该方法包括接收第一同步信息，第一同步信息包括用于在第一通信信道上同步网络通信的第一定时信息。该方法进一步包括接收第二同步信息，第二同步信息包括用于在第二通信信道上同步通信的第二定时信息。第二同步信息指示在第二通信信道上传达的寻呼窗口区间。该寻呼窗口区间包括在其期间传达信标和数据结构中的至少一者的时段并且该寻呼窗口区间基于第一同步信息。接收寻呼窗口区间与接收第一同步信息是非并发的并且与之同步。[0009 ]本公开的另一实施例包括一种用于在对等网络上提供定时信息的方法。该方法包括接收用于在第一通信信道上同步通信的第一同步信息。该方法进一步包括生成用于在第二通信信道上同步通信的第二同步信息。第二同步信息指示在第二通信信道上传达的第一寻呼窗口区间。第一寻呼窗口区间包括在其期间在第二通信信道上传达信标和数据结构中的至少一者的时间。第一寻呼窗口区间基于第一同步信息并且与第一同步信息非并发地传送且与第一同步信息同步。该方法还包括在对等网络上向对等设备传送第二同步信息。
[0010]本公开的另一实施例包括一种用于在无基础设施网络上接收定时信息的装置。该装置包括处理器。处理器被配置成接收用于在第一通信信道上同步通信的第一同步信息。处理器被进一步配置成接收用于在第二通信信道上同步通信的第二同步信息。第二同步信息指示寻呼窗口区间。该寻呼窗口区间包括在其期间在第二通信信道上传达信标和数据结构中的至少一者的时段。该寻呼窗口区间至少部分地基于第一同步信息，其中寻呼窗口区间的接收与第一同步信息的接收是非并发的且与之同步。处理器还被配置成在第一和第二通信信道上传送通信。
[0011]本公开的附加实施例包括一种用于在无基础设施网络上传送定时信息的装置。该装置包括处理器。处理器被配置成接收用于在第一通信信道上同步通信的第一同步信息。处理器还被配置成生成用于在第二通信信道上同步通信的第二同步信息以供传输。第二同步信息指示在第二通信信道上传达的寻呼窗口区间。该寻呼窗口区间包括在其期间在第二通信信道上传达信标和数据结构中的至少一者的时间。该寻呼窗口区间至少部分地基于第一同步信息，其中寻呼窗口区间与第一同步信息非并发地传达且与之同步。处理器被进一步配置成在对等网络上向至少一个对等设备传送第二同步信息。
[0012]附图简述
[0013]图1A示出邻域知悉网络的一种可能组织。
[0014]图1B示出邻域知悉网络(无线网络)的示例。
[0015]图2A示出了广播服务广告的数据递送网络提供者的示例。
[0016]图2B示出了接收关于所提供的服务的发现请求的数据递送网络提供者的示例。
[0017]图2C示出了多个数据递送网络之间的多对多连通性的示例。
[0018]图3解说了图1b的设备中的一者或多者的无线设备的实施例。
[0019]图4A解说了单个数据递送网络关于彼此的寻呼窗口和传输窗口以及NAN的发现窗口和发现信标。
[0020]图4B解说了多个数据递送网络关于彼此的寻呼窗口和传输窗口以及NAN的发现窗口和发现信标。
[0021]图4C表示根据一示例性实施例的NAN网络上的发现窗口和发现信标以及数据递送网络上的传输窗口和寻呼窗口的序列。
[0022]图4D示出了可用于传达数据递送网络属性的消息帧。
[0023]图4E示出了传输窗口和寻呼窗口关于发现窗口之间的区间的示例性定时方案。
[0024]图4F表示根据一示例性实施例的NAN网络上的发现窗口、发现信标和寻呼窗口以及数据递送网络上的传输窗口的序列。
[0025]图5解说了服务提供设备和服务消耗设备之间交换的通信。
[0026]图6是在服务数据递送网络上接收服务数据的方法的流程图。
[0027]图7是在图1b的无线网络上操作的接收方设备的功能框图。
[0028]图8是在服务数据递送网络上传送服务数据的方法的流程图。
[0029]图9是在图1b的无线网络上操作的传送方设备的功能框图。
[0030]图10是一种用于在对等网络上接收寻呼信息的装置的流程图。
[0031]图11示出了包括同时参与多个数据递送网络的多个设备的邻域知悉网络的另一可能组织。
[0032]详细描述
[0033]以下参照附图更全面地描述本新颖系统、装置和方法的各种方面。然而，本公开可用许多不同形式来实施并且不应解释为被限定于本公开通篇给出的任何具体结构或功能。确切而言，提供这些方面是为了使得本公开可以是透彻和完整的，并且其可向本领域技术人员完全传达本公开的范围。基于本文中的教导，本领域技术人员应领会，本公开的范围旨在覆盖本文中公开的这些新颖系统、装置和方法的任何方面，不论其是独立实现的还是与本发明的任何其他方面组合实现的。例如，可以使用本文所阐述的任何数目的方面来实现装置或实践方法。另外，本发明的范围旨在覆盖使用作为本文中所阐述的本发明各种方面的补充或者与之不同的其他结构、功能性、或者结构及功能性来实践的装置或方法。应当理解，本文披露的任何方面可以由权利要求的一个或多个要素来实施。
[0034]尽管本文描述了特定方面，但这些方面的众多变体和置换落在本公开的范围之内。尽管提到了优选方面的一些益处和优点，但本公开的范围并非旨在被限定于特定益处、用途或目标。确切而言，本公开的各方面旨在宽泛地适用于不同的无线技术、系统配置、网络、和传输协议，其中一些藉由示例在附图和以下对优选方面的描述中解说。详细描述和附图仅仅解说本公开而非限定本公开，本公开的范围由所附权利要求及其等效技术方案来定义。
[0035]流行的无线网络技术可包括各种类型的无线局域网(WLAN)ILAN可采用广泛使用的联网协议来将近旁设备互连在一起。本文中所描述的各个方面可应用于任何通信标准，诸如无线协议。
[0036]尽管本文描述了特定方面，但这些方面的众多变体和置换落在本公开的范围之内。尽管提到了优选方面的一些益处和优点，但本公开的范围并非旨在被限定于特定益处、用途或目标。相反，本公开的各方面宽泛地适用于不同的无线技术、系统配置、网络、和传输协议，其中一些藉由示例在附图和以下对优选方面的描述中解说。详细描述和附图仅仅解说本公开而非限定本公开，本公开的范围由所附权利要求及其等效技术方案来定义。
[0037]在一些方面，亚千兆赫频带中的无线信号可根据802.1Iah协议或802.1 Iac协议使用正交频分复用(OFDM)、直接序列扩频(DSSS)通信、OFDM和DSSS通信的组合、或其他方案来传送。802.1Iah协议或802.1Iac协议的实现可被用于传感器、计量、和智能电网。有利地，实现802.1lah协议或802.1lac协议的某些设备的各方面可以比实现其他无线协议的设备消耗更少的功率，和/或可被用于跨相对较长的距离(例如，约I公里或更长)来传送无线信号。
[0038]在一些实现中，WLAN包括作为接入无线网络的组件的各种设备。例如，可以有两种类型的设备:接入点(“AP”)和客户端(亦称为站，或“STA”)。一般而言，AP可用作WLAN的中枢或基站，而STA用作WLAN的用户。例如，STA可以是膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、移动电话等。在一示例中，STA经由遵循W1-Fi(例如IEEE 802.11协议，诸如802.1ls或802.1lah或802.1 Iai)的无线链路连接到AP以获得到因特网或到其他广域网的一般连通性。在一些实现中，STA也可被用作AP。
[0039]接入点(“AP”)还可包括、被实现为或被称为B节点、无线电网络控制器(“RNC”)、演进型B节点、基站控制器(“BSC” )、基收发机站(“BTS”)、基站(“BS”)、收发机功能(“TF”)、无线电路由器、无线电收发机或其他某个术语。
[0040]站“STA”还可包括、被实现为、或被称为接入终端(“AT”)、订户站、订户单元、移动站、远程站、远程终端、用户终端、用户代理、用户设备、用户装备或其他某个术语。在一些实现中，接入终端可包括蜂窝电话、无绳电话、会话发起协议(“SIP”)话机、无线本地环路(“WLL”)站、个人数字助理(“PDA”)、具有无线连接能力的手持式设备、或连接至无线调制解调器的其他某种合适的处理设备。因此，本文所教导的一个或多个方面可被纳入到电话(例如，蜂窝电话或智能电话)、计算机(例如，膝上型设备)、便携式通信设备、手持机、便携式计算设备(例如，个人数据助理)、娱乐设备(例如，音乐或视频设备、或卫星无线电)、游戏设备或系统、全球定位系统设备、或被配置成经由无线介质通信的任何其他合适的设备中。
[0041 ] 如以上所讨论的，本文所描述的某些设备可实现例如802.1 Iah标准或802.1 Iac或802.1ls标准。此类设备(无论是用作STA还是AP还是其他设备)可被用于智能计量或者用在智能电网中。此类设备可提供传感器应用或者用在家庭自动化中。这些设备可取而代之或者附加地用在健康护理环境中，例如用于个人健康护理。这些设备也可被用于监督以启用扩展范围的因特网连通性(例如，供与热点联用)、或者实现机器对机器通信。在一些实施例中，以下讨论可适用于任何类型的数据递送网络。本文的公开涉及可用于信息和数据递送的数据递送网络(即，数据分发网络)。在一些实施例中，数据递送网络可包括I跳或多跳网格网络。
[0042]802.11标准定义了无线设备可如何经由NAN和社交W1-Fi网格网络来通信。网格网络可被用于静态拓扑和无基础设施的网络。NAN框架仅可提供一跳服务发现。替换地，社交W1-Fi网格可扩展参与NAN的设备的能力以执行多跳服务发现并建立用于各设备之间的内容递送的数据路径。
[0043]在一些实施例中，本文使用的术语可被可互换地使用。如本文所使用的，NAN可指代W1-Fi联盟联网任务组中的邻域知悉式联网任务组或者参与社交W1-Fi或网格网络的无线设备的物理编组，如以下所讨论的。包括多个STA的NAN可进一步实现本文所公开的方法和系统。NAN可进一步以“社交W1-Fi”的形式来引述，并且指代“邻域”的社交或对等方面。例如，术语“社交W1-Fi网络”和“NAN”或“邻域知悉网络”可被可互换地使用并且这些术语可具有相同的含义。另外，术语“社交W1-Fi网格”或“社交W1-Fi网格网络”(其可以是包括社交W1-Fi网络的设备子集的网络)也可被称为“NAN数据路径”或“数据路径(DP)”。每个社交W1-Fi 网格网络可支持一个或多个应用或服务。最终，术语“网格”或“网格 STA”或“网格群”可被可互换地称为“数据路径群”。相应地，如本文所使用的，术语“网格网络”可以与术语“数据路径网络”互换，并且以下指示“网格网络”的各实施例和描述不旨在被限于仅网格网络，而是还可包括任何数据路径网络。这些术语可指代NAN群集中共享在寻呼窗口区间(PWl)期间传达的寻呼窗口(PW)的设备子集并且可对于该子集内的设备具有共用安全性凭证。由于寻呼窗口可在相应的寻呼窗口区间期间传达，以下包括寻呼窗口的讨论固有地包括对每一寻呼窗口的相关联的寻呼窗口区间的讨论。寻呼窗口区间(在不参考寻呼窗口区间的情况下讨论)可以表示在其期间传达寻呼窗口的时间段，而寻呼窗口可以表示在寻呼窗口区间期间传达的数据或信息(例如，信标等)。在一些实施例中，数据路径群中的设备可以是彼此单跳或多跳的邻居。在一些实施例中，数据路径群可基于安全性凭证而受约束并且相应地要求带外凭证。应注意，虽然这些概念可关于网格网络或邻域知悉式网络来描述，但其它对等网络或数据递送网络或数据分发网络也可被用来实现本文所公开的过程和原理。
[0044]在802.1ls标准内，每一参与设备可被预期收发信标。信标收发可有助于提供诸如辅助同步之类的功能性。附加地，信标还可通过包括针对网格内的设备的话务指示符映射(TM)来促成网格的设备进行功率节省。在NAN框架中，一些设备(按照某些属性确定的设备，这些属性例如功率的可用性、定时的准确性等)可以参与信标收发功能以促进跨多跳网络的统一时间感知的传播。这一统一时间感知可对同步作出贡献，这可允许NAN的所有参与设备以及相关联的网格网络协调动作，诸如休眠时间、寻呼窗口区间、以及信标收发，从而允许网格设备通过在不被要求传送或监视数据时节约功率来更高效地操作以及比不同步时更有效地利用网络介质。
[0045]为了防止两个相邻网格设备之间的信标冲突，802.1ls定义了网格信标冲突避免(MBCA)架构。为了遵循该架构，网格设备使其同步与邻居网格偏移，以避免冲突。在检测到冲突时使用各种技术和机制来对目标信标发射时间(TBTT)作出调整。MCBA还可有助于确保每一设备以及其邻居中的每一者在给定信标时段中具有贯穿网络分发的信标。该标准中还提供了用于避免802.1ls网络的一(I)跳和两(2)跳邻居之间的冲突的方法。
[0046]要同步遵循以上的802.1ls标准的个体网格网络的需要可导致网络(尤其是包括大量设备的那些网络)内大量的信标和同步话务。这一大量的信标收发和同步话务还可导致作为NAN的成员的每一设备以及所有一个或多个网格用于同步并且避免所有邻居之间的信标冲突的大量计算开销。信标收发和同步话务的数量以及相关联的计算开销表明，在拥挤的网格网络中，参与设备当它可能不断地需要苏醒以监听邻居设备信标或提供其自己的信标并且执行其它计算开销时它几乎没有时间进行功率节省。
[0047]为了降低与在邻域知悉网络(NAN)内同步多个网格网络相关联的开销的量，本文公开的方法、装置和系统提出使用NAN信道来提供用于所有相关联的网格网络和NAN的成员的同步。在这一办法之下，参与网格网络的设备可能不必