專(zhuān)利名稱(chēng)：自治無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線(xiàn)設(shè)備的自治網(wǎng)絡(luò)并且已經(jīng)開(kāi)發(fā)用于在傳感器網(wǎng)絡(luò)中 使用，以便在提供固定基礎(chǔ)設(shè)施不切實(shí)際的情形下(例如海洋學(xué))用于 監(jiān)視環(huán)境條件。然而，本發(fā)明也可應(yīng)用于其它領(lǐng)域，在這些領(lǐng)域內(nèi)，無(wú) 線(xiàn)設(shè)備可相對(duì)于彼此自由移動(dòng)，并且很少或者不使用固定的基礎(chǔ)設(shè)施。 示例應(yīng)用包括戰(zhàn)場(chǎng)使用、災(zāi)難恢復(fù)和車(chē)輛間通信(智能車(chē)輛高速公路管理 系統(tǒng))。
背景技術(shù)：
無(wú)線(xiàn)設(shè)備具有許多沖突的要求,特別是延長(zhǎng)電池壽命與向數(shù)據(jù)收集 站傳送數(shù)據(jù)的速度和可靠性之間具有沖突。通常,可以通過(guò)增加發(fā)射器功 率和數(shù)據(jù)傳送的頻率來(lái)改善通信可靠性和數(shù)據(jù)中繼速度，但這些措施增加 了電力損耗并且因此減少了電池壽命。
此外，如何提供例如在海流上可自由移動(dòng)的無(wú)線(xiàn)設(shè)備是一種挑戰(zhàn)， 這是因?yàn)樵O(shè)備能因此彼此相對(duì)移動(dòng)，從而網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潆S時(shí)間變化。由于通 信路徑的可靠性和實(shí)際存在性對(duì)于路徑上每個(gè)設(shè)備的正確操作以及各設(shè) 備與路徑上該設(shè)備的直接上游設(shè)備和直接下游設(shè)備之間的鏈路可靠性很 敏感，因而，當(dāng)設(shè)備用于作為中繼而將數(shù)據(jù)從因距離基站過(guò)遠(yuǎn)而無(wú)法直 接接入基站的設(shè)備傳送到該基站時(shí)，這個(gè)問(wèn)題尤其嚴(yán)重。鏈路的可靠性 會(huì)受到環(huán)境的狀況(例如波浪或陸地(landmass))以及鏈路端點(diǎn)處的設(shè) 備間的物理距離的影響。

發(fā)明內(nèi)容
在這種情況下做出了本發(fā)明。根據(jù)發(fā)明的第一方面，提供了一種操 作多個(gè)無(wú)線(xiàn)設(shè)備的方法，各無(wú)線(xiàn)設(shè)備包括接收器和發(fā)射器，該方法包括:
控制各設(shè)備以使用所接收到的信號(hào)將時(shí)間分割為一系列幀，每個(gè)幀 具有多個(gè)連續(xù)時(shí)隙，并且將時(shí)間分割為一系列超幀，每個(gè)超幀包括至少 四個(gè)幀；
其中所述幀代表這些設(shè)備組成的層次結(jié)構(gòu)中的不同等級(jí)； 在多個(gè)超幀的各超幀中的第一幀的一個(gè)或更多個(gè)時(shí)隙內(nèi)操作各設(shè)備
的發(fā)射器，并且在超幀的其它幀內(nèi)避免操作發(fā)射器；
在各超幀內(nèi)代表與所述第一幀所代表的層次結(jié)構(gòu)內(nèi)的等級(jí)相靠近的
等級(jí)的至少兩個(gè)幀中的一些時(shí)隙內(nèi)操作各設(shè)備的接收器；及 在超幀內(nèi)的至少一個(gè)另外幀內(nèi)避免操作發(fā)射器和接收器。 本發(fā)明允許設(shè)備與設(shè)備的層次結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)起來(lái)，其中在層次結(jié)構(gòu)內(nèi)具
有相同等級(jí)的設(shè)備互相之間在相同的幀內(nèi)進(jìn)行傳送并且不在任何其它幀
內(nèi)傳送。
每個(gè)超幀包括至少四個(gè)幀，對(duì)于各設(shè)備來(lái)說(shuō)，四個(gè)幀中的三個(gè)代表 其在層次結(jié)構(gòu)中的自身等級(jí)和相鄰兩個(gè)等級(jí)。超幀內(nèi)的各個(gè)幀向?qū)哟谓Y(jié) 構(gòu)內(nèi)的相關(guān)等級(jí)的分配應(yīng)當(dāng)一致，從而使各設(shè)備的幀管理在層次結(jié)構(gòu)中 的所有等級(jí)中一致。因此己經(jīng)識(shí)別出在層次結(jié)構(gòu)內(nèi)相對(duì)于其鄰居的位置 的設(shè)備可容易識(shí)別第一(傳送)幀和分配給相鄰等級(jí)的兩個(gè)幀。雖然其它分 布是可能的，但將與層次結(jié)構(gòu)內(nèi)相鄰等級(jí)相關(guān)的幀在超幀內(nèi)放置成彼此 相鄰可以使各設(shè)備的幀管理變得簡(jiǎn)單明了，并且允許在層次結(jié)構(gòu)內(nèi)不具 有相同等級(jí)的設(shè)備使用這些幀。
沒(méi)有必要定義絕對(duì)等級(jí)。討論中的三個(gè)幀應(yīng)與下一個(gè)幀在層次結(jié)構(gòu) 內(nèi)的等級(jí)不同，但可以在足夠高或者足夠低的等級(jí)再次使用-在理論上每 個(gè)超幀內(nèi)必須具有至少四個(gè)等級(jí)，但數(shù)量?jī)?yōu)選地在10到50之間。在層 次結(jié)構(gòu)內(nèi)處于由與超幀內(nèi)幀數(shù)相等的數(shù)量分離的等級(jí)的多個(gè)設(shè)備具有相 同幀內(nèi)的傳送間隙。然而，在實(shí)踐中這些設(shè)備不太可能在地理上足夠接 近而互相干擾，因而，發(fā)明人認(rèn)為由此提供的帶寬節(jié)省超過(guò)了這種干涉引起的潛在缺點(diǎn)。
通過(guò)在設(shè)備進(jìn)行傳送的幀以外的幀內(nèi)操作接收器，設(shè)備可以獲得與 不同等級(jí)的鄰近設(shè)備有關(guān)的信息。該信息可以是允許設(shè)備做出與數(shù)據(jù)路 由有關(guān)的決定的信息等。很明顯，本發(fā)明為設(shè)備提供了一個(gè)或更多個(gè)不 需要在其內(nèi)進(jìn)行傳送或者接收的幀，從而允許設(shè)備或者其器件進(jìn)行可預(yù) 測(cè)的休眠或者待機(jī)，或者允許將那些器件用于其它目的，例如感應(yīng)或者 數(shù)據(jù)處理，而不會(huì)影響設(shè)備在合適時(shí)間操作其發(fā)射器和接收器的能力。
通過(guò)這種方式，設(shè)備可以從與基站相距較大跳距離的設(shè)備接收數(shù)據(jù)， 并且可以選擇性地將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到與基站相距較小跳距離的設(shè)備。從而能 夠允許設(shè)備在層次結(jié)構(gòu)內(nèi)不同等級(jí)的設(shè)備之間進(jìn)行智能的數(shù)據(jù)傳遞。
該方法可以包括在多個(gè)超幀上在第一幀的設(shè)備沒(méi)有操作發(fā)射器的時(shí) 隙內(nèi)操作接收器。從而允許設(shè)備獲得與處于與該設(shè)備相同的等級(jí)的鄰近 設(shè)備有關(guān)的信息。利用設(shè)備內(nèi)具有適當(dāng)?shù)拇胧撔畔⒖捎脕?lái)改進(jìn)結(jié)合 有設(shè)備的系統(tǒng)的效能、可靠性和效率。在這種情況下，該方法可包括在 第一幀的設(shè)備沒(méi)有操作發(fā)射器的至少一些時(shí)隙內(nèi)操作接收器。從而允許 設(shè)備獲得與處于與該設(shè)備相同的等級(jí)的鄰近設(shè)備的最大數(shù)量有關(guān)的信 息。
優(yōu)選地，所有設(shè)備以相同的頻率操作。
可選地，在時(shí)隙內(nèi)正確地接收到數(shù)據(jù)包之后，將所接收到的數(shù)據(jù)包 的編碼與有效負(fù)荷數(shù)據(jù)分離，以便提供接收到的編碼，并且根據(jù)在其內(nèi) 接收到該編碼的時(shí)隙將所接收到的編碼存儲(chǔ)起來(lái)?？梢詫⒃谄鋬?nèi)接收到 數(shù)據(jù)包的時(shí)隙與特定設(shè)備關(guān)聯(lián)起來(lái)。有利地，可以根據(jù)與特定時(shí)隙相關(guān) 存儲(chǔ)的編碼的數(shù)量而確定接收設(shè)備與在該傳送時(shí)隙內(nèi)進(jìn)行傳送的設(shè)備之 間的通信可靠性。在這種情況中，可能對(duì)該方法是有利的是包括將與 在其內(nèi)接收到編碼的時(shí)隙相關(guān)的接收的編碼的比特與設(shè)備所產(chǎn)生的與相 同時(shí)隙相關(guān)的對(duì)應(yīng)編碼的比特進(jìn)行比較。因此，該設(shè)備能夠?qū)⑵渌O(shè)備 之間的鏈路可靠性同該設(shè)備與其它設(shè)備之間的鏈路可靠性進(jìn)行比較。
設(shè)備中的一些或者全部可以包括調(diào)度功能，該調(diào)度功能可操作以便 控制設(shè)備在發(fā)射器和接收器被使用的時(shí)間之外的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行計(jì)算功能和其它功能。從而允許使用簡(jiǎn)單形式的硬件例如控制器，這可以在成本及/ 或功率消耗方面產(chǎn)生節(jié)約。另選地或者另外地，調(diào)度功能可操作以便控
制設(shè)備操作傳感器，從而使傳感器在發(fā)射器和接收器被使用的時(shí)間之外 的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行感應(yīng)操作。另選地或者另外地，可操作調(diào)度功能以便控制 該設(shè)備在發(fā)射器和接收器在兩個(gè)連續(xù)超幀內(nèi)使用的幀之間休眠。
可以通過(guò)可編制在能夠裝載到適當(dāng)?shù)耐ㄓ糜?jì)算機(jī)內(nèi)的載體上的計(jì)算 機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)任何方法。
根據(jù)發(fā)明的第二方面，提供了一種包括接收器和發(fā)射器的無(wú)線(xiàn)通信 設(shè)備，該設(shè)備被設(shè)置成
使用接收到的信號(hào)將時(shí)間分割為一系列幀，每個(gè)幀具有多個(gè)連續(xù)時(shí) 隙，并且將時(shí)間分割為一系列超幀，每個(gè)超幀包括至少四個(gè)幀；
其中幀代表這些設(shè)備組成的層次結(jié)構(gòu)內(nèi)的不同等級(jí)；
在多個(gè)超幀中的各超幀的第一幀的一個(gè)或更多個(gè)時(shí)隙內(nèi)操作發(fā)射
器，并且避免在超幀的其它幀內(nèi)操作發(fā)射器；
在各超幀內(nèi)的代表與第一幀所代表的層次結(jié)構(gòu)內(nèi)等級(jí)相靠近的等級(jí) 的至少兩個(gè)幀的至少一部分時(shí)隙內(nèi)操作接收器；及
在超幀內(nèi)的至少一個(gè)另外幀內(nèi)避免發(fā)射器和接收器的操作。


現(xiàn)在將以示例的方式參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中 圖1為示出了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并且結(jié)合有本發(fā)明的方面的示意圖； 圖2為示出了信號(hào)傳送時(shí)序分配和數(shù)據(jù)包內(nèi)容的示意圖；及 圖3為示出了形成了圖1系統(tǒng)一部分的無(wú)線(xiàn)設(shè)備的硬件并且結(jié)合了 本發(fā)明的方面的示意圖。
具體實(shí)施例方式
首先參照?qǐng)D1，其示出了系統(tǒng)10的特定器件以便有助于理解網(wǎng)絡(luò)拓 撲結(jié)構(gòu)。多個(gè)基站(在該實(shí)施例中為第一基站11和第二基站12)可操作 以將數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)收集站(DCS) 13。在圖l中，使用通信衛(wèi)星14將數(shù)據(jù)從基站ll、 12中繼到數(shù)據(jù)收集站13，但也可以使用任何其它適當(dāng)?shù)?雙向或者單向通信媒介。基站ll、 12可以例如被束縛或者被定位于陸地 上而定位在固定位置，它們也可自由移動(dòng)，例如自由飄浮。
該系統(tǒng)包括多個(gè)可自由移動(dòng)或者自由飄浮的無(wú)線(xiàn)設(shè)備，無(wú)線(xiàn)設(shè)備中 的一部分用20-35標(biāo)示。為了說(shuō)明的目的，線(xiàn)15示出了設(shè)備通常能夠通 信的距離，但該距離取決于許多因素。而且，對(duì)于設(shè)備能夠進(jìn)行通信的 距離沒(méi)有一刀切式的標(biāo)準(zhǔn)，但鏈路可靠性隨著距離的增加而快速地降低。
附圖示出了可能出現(xiàn)的設(shè)備分布或者排列。雖然理想地設(shè)備將被放 置并且保留在其內(nèi)各設(shè)備可以有效地僅與少量鄰近設(shè)備(例如四個(gè)或者 五個(gè)設(shè)備)進(jìn)行通信的規(guī)則圖案(regularpattern)內(nèi)，但這通常不切實(shí)際。 因此，附圖代表了實(shí)際的實(shí)現(xiàn)，其中一些設(shè)備(例如設(shè)備20、 21)定位得 互相非常接近， 一些設(shè)備(例如設(shè)備22-29)被分組在一起， 一些設(shè)備(例如 設(shè)備30)沒(méi)有任何接近的鄰居，而一些設(shè)備(例如設(shè)備31、 32)僅具有一個(gè) 或者兩個(gè)接近的鄰居。
因?yàn)闊o(wú)法容易地控制網(wǎng)絡(luò)密度并且因此無(wú)法容易地控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 這與典型的蜂窩網(wǎng)絡(luò)形成了對(duì)比。為了監(jiān)視環(huán)境條件，設(shè)備的放置遵循 "應(yīng)用"優(yōu)先的原則，即需要放置在發(fā)生感興趣現(xiàn)象的地方或者取決于被 監(jiān)視的特性放置在它們能夠自由移動(dòng)其位置的地方(例如為了監(jiān)視自然流 動(dòng)例如火山巖、大氣流或者海洋流、冰河或者動(dòng)物遷移)。沒(méi)必要為無(wú)線(xiàn) 通信而將這些位置優(yōu)化。增加設(shè)備的數(shù)量并不總是被允許的，即使允許 也不總是值得的，例如這樣會(huì)妨礙或者改變自然活動(dòng)。
圖l也示出了可以如何形成通向基站ll、 12的通信路徑。例如，可 以通過(guò)到設(shè)備33的第一跳、到設(shè)備20-29中的任何一個(gè)的第二跳，然后 通過(guò)到設(shè)備34和35中的其中一個(gè)的第三跳，以及到第一基站11的第四 跳(也是最終跳)而將數(shù)據(jù)從設(shè)備31中繼到第一基站ll。另選的是，該 數(shù)據(jù)可作為第二跳從設(shè)備33中繼至設(shè)備22至29中的一個(gè)，然后在設(shè)備 22至29之間中繼，隨后通過(guò)設(shè)備34， 35中的一個(gè)中繼到第一基站11。 到達(dá)第一基站11的另選路由包括位置接近于第二基站12的多個(gè)設(shè)備。 類(lèi)似的，設(shè)備31和第二基站12之間也存在多個(gè)路由。為了解釋本發(fā)明的工作，使用了以下定義。從設(shè)備到基站所需的跳 數(shù)最小值(換句話(huà)說(shuō)，組成最短可靠路徑的跳數(shù))被稱(chēng)為跳深度或者跳 級(jí)別。兩個(gè)設(shè)備間的跳距離是兩個(gè)相應(yīng)設(shè)備的跳深度之間的數(shù)值差。因
此，基站ll、 12的跳深度為0，在基站直接傳送的接收范圍內(nèi)的一組設(shè) 備的跳深度為1，如此類(lèi)推。可以說(shuō)跳深度提供了一種絕對(duì)指標(biāo)(至基站 的總距離)；跳距離提供了一種相對(duì)指標(biāo)(在同一等級(jí)上、更接近基站等)。 本系統(tǒng)為其操作使用了跳距離這個(gè)概念。本說(shuō)明書(shū)為了易于解釋偶爾使 用術(shù)語(yǔ)跳深度。
可見(jiàn)該系統(tǒng)從設(shè)備向數(shù)據(jù)采集站13傳遞數(shù)據(jù)的效率取決于該數(shù)據(jù) 的傳送次數(shù)。傳送數(shù)據(jù)的跳數(shù)和平行路由的數(shù)量在此起了決定性作用。 但是因?yàn)闆](méi)有對(duì)設(shè)備20至35進(jìn)行中心監(jiān)測(cè)和中心控制，從而需要給這 些設(shè)備自身提供用于確定是否轉(zhuǎn)發(fā)接收到的數(shù)據(jù)，以及在需要時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)接 收到的數(shù)據(jù)的裝置。為了校正測(cè)量參數(shù)和共享數(shù)據(jù)，鄰近設(shè)備之間也需 要建立定期通信。網(wǎng)絡(luò)性能很大程度上依賴(lài)于設(shè)備間各個(gè)通信鏈路的質(zhì) 量。這些鏈路的性能很可能隨著時(shí)向和條件而變化。如果沒(méi)有提供網(wǎng)絡(luò) 狀態(tài)的當(dāng)前信息，這些設(shè)備可能無(wú)法在將功率消耗保持在令人滿(mǎn)意的低 水平的同時(shí)，又進(jìn)行決策而在這些設(shè)備之間以及它們與數(shù)據(jù)采集站13之 間提供具有適合的可靠性的數(shù)據(jù)通信。本發(fā)明在某些方面關(guān)注于為設(shè)備 提供有關(guān)于當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜涂煽啃缘男畔?，使得它們可以做出有關(guān)于數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和/或交換的知情選擇。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2，在一個(gè)被定義的時(shí)間復(fù)用系統(tǒng)中，控制各個(gè)設(shè)備通 過(guò)在單個(gè)時(shí)隙內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送來(lái)操作。 一個(gè)超幀SFw被劃分為第一至第 五幀F(xiàn)1、 F2、 F3、 F4和F5。幀F(xiàn)1至F5的長(zhǎng)度相等。每個(gè)幀均被劃分 為長(zhǎng)度相等的8個(gè)時(shí)隙。在圖2中，示出了第三幀F(xiàn)3展開(kāi)為第一至第八 時(shí)隙TS1、 TS2、 TS3.,.TS8。所述基站11、 12合作來(lái)設(shè)置和校正超幀在 時(shí)間上的排列。所述超幀長(zhǎng)度固定。幀沒(méi)有與之相關(guān)的幀標(biāo)記。例如通 過(guò)在各個(gè)基站上使用GPS接收器來(lái)提供時(shí)間基準(zhǔn)，所有基站ll、 12彼此 之間同步，從而在網(wǎng)絡(luò)上提供同步。在任何傳送中，各超幀的開(kāi)始都沒(méi) 有被標(biāo)記。各設(shè)備獨(dú)立選擇一個(gè)幀，在該幀中使用接收到的傳送中的信息操作。
從一個(gè)靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)，該基站11、 12的持續(xù)傳送可被跳深度為1的設(shè)備接收。 因此，開(kāi)始時(shí)可能去選擇幀的設(shè)備在所述基站的覆蓋范圍內(nèi)(跳深度為 1)。其它不在此范圍內(nèi)的設(shè)備(跳深度〉1)不可能檢測(cè)到任何傳送，因 此它們自己無(wú)法傳送。 一旦跳深度為1的設(shè)備選擇了它們的幀，就開(kāi)始 使用所分配的時(shí)隙。作為這個(gè)行動(dòng)的結(jié)果，下一個(gè)跳深度的多個(gè)設(shè)備將 選擇它們的幀。這將持續(xù)下去直到所有能從基站ll、 12跳到的設(shè)備開(kāi)始 傳送。正如下面將描述的一樣，設(shè)備很少改變其已選擇的操作幀。
操作是在頻譜為173MHz的窄帶上進(jìn)行的。所有傳送是正交的并在 同一個(gè)頻率上，占據(jù)了分配給系統(tǒng)的所有帶寬。本系統(tǒng)是固定功率系統(tǒng)， 其中所有設(shè)備在傳送時(shí)都以相同功率傳送。設(shè)備間沒(méi)有顯式反饋，因此 沒(méi)有功率控制，但是也可使用功率控制，下面將進(jìn)行說(shuō)明。
在操作中，設(shè)備內(nèi)部保持用以維持時(shí)間序列和超幀間隔同步的機(jī)制。 根據(jù)超幀中的幀的數(shù)量(在本例中為5)，設(shè)備將三個(gè)連續(xù)幀唯一地標(biāo)識(shí) 為操作范圍幀(ORF)。使用前面描述的幀的連續(xù)分配，該ORF覆蓋了 設(shè)備的傳送內(nèi)容能被成功解碼的地理區(qū)域。如果傳送是對(duì)稱(chēng)的，即以相 同的功率等參數(shù)傳送，ORF也可覆蓋該設(shè)備可在其中接收來(lái)自遠(yuǎn)端發(fā)射 器傳送的地理區(qū)域。設(shè)備僅僅需要控制它們自身的ORF。該ORF在網(wǎng)絡(luò) 中根據(jù)區(qū)域不同而變化。ORP中的第二幀被稱(chēng)作操作幀(OF)，其中一 個(gè)時(shí)隙(傳送時(shí)隙(TTS))被選出用于傳送。設(shè)備與其它鄰近設(shè)備相協(xié) 調(diào)地選擇傳送時(shí)隙來(lái)避免干擾。設(shè)備不允許在其操作幀或任何其他幀的 任意其他時(shí)隙內(nèi)傳送。
在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)備20可以選擇第三幀F(xiàn)3的第三個(gè)時(shí)隙TS3作 為其傳送時(shí)隙。本實(shí)施例中設(shè)備接入信道的最小可分配單位為一個(gè)時(shí)隙。
在其傳送時(shí)隙內(nèi)，設(shè)備以43標(biāo)示的格式傳送數(shù)據(jù)包。所述數(shù)據(jù)包包 括時(shí)隙標(biāo)識(shí)44，其跟在短保護(hù)周期45之后。時(shí)隙標(biāo)識(shí)44是前導(dǎo)信號(hào)， 即，交替的1和0的序列等。緊隨時(shí)隙標(biāo)識(shí)44的是標(biāo)識(shí)符域(field) 46， 在本例中包括3個(gè)比特，使其取值在1到8之間。在標(biāo)識(shí)符域46后為編 碼域47，包括24個(gè)比特。在編碼域47后是有效負(fù)荷48，其大小和內(nèi)容與本說(shuō)明無(wú)關(guān)，因此為了簡(jiǎn)潔起見(jiàn)在此忽略。在優(yōu)選實(shí)施中，有效負(fù)荷
包括16字節(jié)數(shù)據(jù)。
所述標(biāo)識(shí)符域46中包括的值指示了在操作幀中傳送時(shí)隙的編號(hào)。因 此，標(biāo)識(shí)符域46中的值000可指示第一時(shí)隙TS1，標(biāo)識(shí)符域46中的值 001可指示第二時(shí)隙TS2。編碼域47中編碼的值指示設(shè)備20的鄰居的詳 情，下面將詳細(xì)解釋。
各設(shè)備與一個(gè)特定傳送時(shí)隙相關(guān)聯(lián)，因此傳送時(shí)隙充當(dāng)該設(shè)備標(biāo)識(shí) 符的作用。幀和時(shí)隙的結(jié)合可能相對(duì)于設(shè)備并不是唯一的，但該組合對(duì) 于該設(shè)備應(yīng)當(dāng)局部唯一。設(shè)備通常并不傳送顯式的標(biāo)識(shí)符，但是顯式的 標(biāo)識(shí)符可以形成有效負(fù)荷數(shù)據(jù)的一部分。不傳送顯式的標(biāo)識(shí)符有助于減 少設(shè)備間傳送的數(shù)據(jù)的數(shù)量。
數(shù)據(jù)包傳送并不包括用于確認(rèn)接收成功的特殊域或結(jié)構(gòu)。在不可靠 通信鏈路的情況下，這尤其具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)榇_認(rèn)消息消耗了有限的帶寬 并且消息本身也不能可靠地被接收到。在快速變化衰落的無(wú)線(xiàn)環(huán)境中嘗 試對(duì)鄰近區(qū)域中成功接收到的數(shù)據(jù)包的集合進(jìn)行同步可被證明是非常復(fù) 雜和消耗資源的。替代的是，由設(shè)備做出計(jì)算，來(lái)估計(jì)有效負(fù)荷數(shù)據(jù)已 被正確傳送到其他設(shè)備的可能性，和其被正確傳送到更下游設(shè)備的可能 性。盡管這種方案需要在設(shè)備上執(zhí)行更復(fù)雜的運(yùn)算，但這些運(yùn)算在微控 制器中可足夠簡(jiǎn)單地執(zhí)行。這為適應(yīng)于不同級(jí)別的中斷提供了優(yōu)勢(shì)。與 使用確認(rèn)消息的方案相比，其減少了帶寬和其他通信資源的使用。
通過(guò)監(jiān)聽(tīng)來(lái)自其他設(shè)備的數(shù)據(jù)包傳送，設(shè)備可以精確地確定幀的排 列。針對(duì)錯(cuò)誤裕量做出了合適的規(guī)定。具體地，通過(guò)檢測(cè)來(lái)自另一個(gè)設(shè) 備的數(shù)據(jù)包傳送，該設(shè)備可以標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)包和符號(hào)定時(shí)(這種信息中的某 一些來(lái)自包括時(shí)隙標(biāo)識(shí)44的前導(dǎo)信號(hào))、傳送的持續(xù)時(shí)間和傳送時(shí)隙。 根據(jù)該信息，尤其是數(shù)據(jù)包定時(shí)和傳送時(shí)隙編號(hào)，接收設(shè)備進(jìn)行推斷 (extrapolation),來(lái)確定該幀的起始時(shí)間和幀內(nèi)所有的其他時(shí)隙。具備了 該信息并選擇了時(shí)隙后，該設(shè)備連續(xù)確定并調(diào)節(jié)其傳送時(shí)隙的參數(shù)，并 在多個(gè)超幀中以該傳送時(shí)隙進(jìn)行傳送。該傳送時(shí)隙構(gòu)成了信道。信道(時(shí) 隙)分配過(guò)程也是已知的，可被縮寫(xiě)為CHAP。這些設(shè)備無(wú)法確定它們跳深度的絕對(duì)值，也不能確定其操作幀在超 幀結(jié)構(gòu)中的位置。設(shè)備無(wú)法通過(guò)檢測(cè)其傳送的數(shù)據(jù)包來(lái)區(qū)分基站11、 12
和設(shè)備20-35。然而，基站保持其時(shí)間序列和時(shí)隙，設(shè)備20-35根據(jù)所接 收的傳送內(nèi)容重新排列其時(shí)間感知。這樣并不會(huì)侵害到成功操作。
設(shè)備的組成元件示于圖3中。這里，對(duì)設(shè)備22進(jìn)行描述。所有其他 設(shè)備具有相同配置。該設(shè)備22包括天線(xiàn)50，天線(xiàn)50與發(fā)射器51和接收 器52相連?？刂破?3與發(fā)射器51、接收器52，傳感器54，多個(gè)RAM55 和非易失性存儲(chǔ)器(例如EEPROM 56)相連。設(shè)備22中所有組成元件 由電池57提供能量。控制器53在計(jì)算機(jī)程序的控制下操作，該程序永 久存儲(chǔ)于EEPROM 56中并使用RAM 55作為臨時(shí)存儲(chǔ)器。設(shè)備22的操 作因而依賴(lài)于組成計(jì)算機(jī)程序的指令而被執(zhí)行。定時(shí)器58用于保持時(shí)間， 并與控制器53相連，從而定時(shí)器58可由其控制并向其提供時(shí)間信號(hào)。
各設(shè)備被配置在其操作幀以及操作幀的前一幀和后一幀的多個(gè)時(shí)隙 內(nèi)操作接收器52。操作接收器意味著解調(diào)入射到天線(xiàn)50上的任意RF信 號(hào)，并嘗試對(duì)信號(hào)上的任意數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。因此，操作接收器52也可被 說(shuō)成時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包傳送。設(shè)備22在第三幀F(xiàn)3上進(jìn)行操作，在這種情況 下，設(shè)備22被配置為在第二、第三和第四幀F(xiàn)2,F3,F4的時(shí)隙監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包 傳送。有利地，設(shè)備22被設(shè)置為在第二、第三和第四幀F(xiàn)2，F(xiàn)3,F4上除了 設(shè)備22的傳送時(shí)隙以外的所有時(shí)隙上檢測(cè)數(shù)據(jù)包傳送。這樣就保護(hù)了接 收器52使其不會(huì)被來(lái)自發(fā)射器51的功率所損壞。
當(dāng)來(lái)自另一個(gè)設(shè)備的數(shù)據(jù)包被正確接收時(shí)，設(shè)備22將接收到的數(shù)據(jù) 包編碼與有效負(fù)荷數(shù)據(jù)相分離。該編碼存儲(chǔ)在RAM 55或者EEPROM 56 的編碼數(shù)據(jù)庫(kù)中。
根據(jù)ORF的時(shí)隙而存儲(chǔ)其接收到的編碼。當(dāng)在特定時(shí)隙內(nèi)沒(méi)有接收 到編碼時(shí)，在編碼數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)對(duì)此進(jìn)行指示的標(biāo)記。對(duì)于每個(gè)被存儲(chǔ) 的編碼，編碼數(shù)據(jù)庫(kù)還包括該編碼被接收時(shí)所處的超幀的標(biāo)識(shí)。僅為預(yù) 定數(shù)量的超幀存儲(chǔ)編碼。該數(shù)量可為128個(gè)超幀。因此，與超過(guò)當(dāng)前超 幀達(dá)多于128個(gè)超幀的超幀相關(guān)的所有編碼被覆蓋或者忽略。這樣，與 特定時(shí)隙相關(guān)存儲(chǔ)的編碼的數(shù)量的計(jì)數(shù)依賴(lài)于兩個(gè)相關(guān)設(shè)備(即，接收設(shè)備和在該時(shí)隙內(nèi)進(jìn)行傳送的設(shè)備)間的通信可靠性。存儲(chǔ)接收到的編 碼的重要性隨后將會(huì)看到。
有效負(fù)荷數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在有效負(fù)荷數(shù)據(jù)庫(kù)中，也存儲(chǔ)在RAM 55或者 EEPROM 56中。
所述設(shè)備22在每個(gè)超幀中監(jiān)測(cè)信號(hào)。在每個(gè)超幀中，設(shè)備22確定 各時(shí)隙是否已被占用。如果可以從在該時(shí)隙內(nèi)接收到的信號(hào)中解碼出數(shù) 據(jù)的話(huà)，則確定時(shí)隙己經(jīng)被占用。其優(yōu)勢(shì)在于，僅僅在該時(shí)隙內(nèi)可接收 到信息的情況下所述設(shè)備才確定該時(shí)隙被占用。盡管可以以一些其他方 式確定時(shí)隙是否已占用，例如將接收到的信號(hào)強(qiáng)度指標(biāo)與一個(gè)閾值相比 較，但這樣無(wú)法檢測(cè)到?jīng)_突。換句話(huà)說(shuō)，這樣允許設(shè)備22在被單獨(dú)占用 的時(shí)隙和未被占用或者被多重占用的時(shí)隙間進(jìn)行區(qū)分。
所述設(shè)備22在預(yù)定數(shù)量的超幀上檢測(cè)時(shí)隙中的活動(dòng)。例如，設(shè)備 22在8個(gè)超幀上監(jiān)測(cè)時(shí)隙中的活動(dòng)。這樣，設(shè)備22計(jì)算在包括該時(shí)隙 的信道上數(shù)據(jù)包傳送的可靠性的指標(biāo)。從這種意義上說(shuō)，可靠性是在該 時(shí)隙上數(shù)據(jù)包傳送被準(zhǔn)確接收到的可能性。由于在通常情況下，在給定 區(qū)域給定時(shí)隙內(nèi)，僅有一個(gè)設(shè)備進(jìn)行傳送，因而，在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)數(shù)據(jù)包 傳送的可靠性表示設(shè)備22和在該被檢測(cè)時(shí)隙內(nèi)進(jìn)行傳送的設(shè)備間數(shù)據(jù)包 傳送的可靠性。
具體地，設(shè)備22計(jì)算成功數(shù)據(jù)包傳送與不成功數(shù)據(jù)包傳送比例的指 標(biāo)。這可以以任何適當(dāng)方式提供，例如提供成功傳送的數(shù)據(jù)包的單純計(jì) 數(shù)(g卩，在編碼數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)位置中的那些)，提供百分比或者提供其他 任意合適的指標(biāo)。優(yōu)選地，該指標(biāo)在滾動(dòng)窗口上執(zhí)行。當(dāng)確定了新超幀 的活動(dòng)時(shí)，為最早的超幀確定的活動(dòng)被忽略。這就保持了滾動(dòng)平均數(shù)。
設(shè)備22使用成功數(shù)據(jù)包傳送與不成功數(shù)據(jù)包傳送的比例指標(biāo)來(lái)確 定該時(shí)隙是否已占用。簡(jiǎn)單地說(shuō)，以合理的成功率進(jìn)行數(shù)據(jù)包傳送的時(shí) 隙被認(rèn)為已占用，未進(jìn)行傳送或者以低成功率進(jìn)行數(shù)據(jù)包傳送的時(shí)隙被 認(rèn)為是未占用。確定時(shí)隙是否已占用包括將成功數(shù)據(jù)包傳送與不成功數(shù) 據(jù)傳送的比例指標(biāo)簡(jiǎn)單地與閾值相比較。
由于滾動(dòng)平均數(shù)在數(shù)量相對(duì)小(在本例中為8個(gè))的超幀上進(jìn)行，所以如果數(shù)據(jù)包傳送可靠性改變，則時(shí)隙占用的確定也會(huì)快速改變。
在基于時(shí)隙占用信息的基礎(chǔ)上，設(shè)備22在編碼域47中為傳送準(zhǔn)備 了一個(gè)編碼。在主要的實(shí)施方式中，該編碼為設(shè)備22的一跳鄰居的每個(gè)
時(shí)隙包括一個(gè)比特。具體地，該編碼包括三個(gè)字節(jié)第一字節(jié)與該操作
幀的前一幀相關(guān)，第二個(gè)字節(jié)與該操作幀相關(guān)，第三個(gè)字節(jié)與該操作幀 的后一幀相關(guān)。
每個(gè)字節(jié)包括對(duì)應(yīng)于各時(shí)隙的比特。當(dāng)時(shí)隙已占用時(shí)，該比特為l，
當(dāng)時(shí)隙未占用時(shí)，該比特為0。因此，如果設(shè)備22確定一個(gè)幀的第二和 第五時(shí)隙已占用，而該幀其他時(shí)隙未占用，為該幀產(chǎn)生的字節(jié)就為 01001000。編碼00101100 00001101 10001000 (使用空格為字節(jié)劃界以便 閱讀)指出設(shè)備22確定在一跳深度鄰居中已被占用的時(shí)隙僅僅是操作幀 的前一幀的第三、第五、第六個(gè)時(shí)隙，操作幀的第五、第六、第八個(gè)時(shí) 隙，操作幀的后一幀的第一和第五時(shí)隙。由該設(shè)備生成的該編碼在設(shè)備 22傳送的各數(shù)據(jù)包的編碼域47中傳送。
基于多種原因，該編碼對(duì)于其他設(shè)備20-35是有價(jià)值的。
設(shè)備22接收由其他設(shè)備傳送的編碼，這些設(shè)備都足夠接近使得信號(hào) 能夠被接收到(即，在一跳距離內(nèi))并且從而在設(shè)備22的ORF中具有 操作幀。如上所述，只要與前面128個(gè)超幀中的一個(gè)相關(guān)，這些編碼就 存儲(chǔ)在一個(gè)編碼數(shù)據(jù)庫(kù)中。該設(shè)備可使用這些被存儲(chǔ)的編碼對(duì)網(wǎng)絡(luò)中更 廣的設(shè)備鄰居進(jìn)行推斷。這個(gè)隨后由設(shè)備22使用來(lái)確定有效負(fù)荷數(shù)據(jù)的 路由。下面是一些實(shí)施例。
在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)備22是設(shè)備22-29集合中的一部分，它與集合 中其他設(shè)備23-29以及鄰近設(shè)備31、 33和34具有可靠鏈接。在這個(gè)實(shí)施 例中，假定設(shè)備34、 35的跳深度為1 (在幀F(xiàn)1中具有不同傳送時(shí)隙)， 設(shè)備22-29的跳深度為2 (因此在F2中具有不同時(shí)隙)，設(shè)備33具有跳 深度為3 (因此在F3中具有傳送時(shí)隙)，設(shè)備31的跳深度為4 (因此在 F4中具有傳送時(shí)隙)。
從一個(gè)較低跳深度上操作的設(shè)備接收到的編碼可用于確定哪些鄰近 的設(shè)備可以與該較低跳深度設(shè)備進(jìn)行通信。例如，設(shè)備22可以可靠地接收來(lái)自設(shè)備23-29、 33、 34和35的通信，它們都在一跳鄰居關(guān)系中。此 外，設(shè)備23-29傳送的并被設(shè)備22接收并保存的編碼允許設(shè)備22確定到 設(shè)備22-29具有不同跳距離的設(shè)備33、 34、 35中的哪些與設(shè)備23-29具 有可靠通信。然后設(shè)備22使用該信息進(jìn)行路由、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和時(shí)隙分配決 定。 一般而言，如果一個(gè)設(shè)備(例如設(shè)備22)確定它是與具有較大跳距 離的設(shè)備具有可靠通信的唯一設(shè)備，那么設(shè)備22對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)從較大跳距離設(shè) 備接收到的有效負(fù)荷數(shù)據(jù)應(yīng)用高優(yōu)先級(jí)。相反地，如果一個(gè)設(shè)備(例如 設(shè)備22)確定出它是與具有較大跳距離的設(shè)備具有可靠通信、并且也訪(fǎng) 問(wèn)較低跳距離設(shè)備的多個(gè)設(shè)備中的一個(gè)，那么設(shè)備22對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)自較大跳 距離設(shè)備的有效負(fù)荷數(shù)據(jù)應(yīng)用低優(yōu)先級(jí)。由于有多個(gè)其他設(shè)備可以中繼 該信息，這樣做不會(huì)增加有效負(fù)荷數(shù)據(jù)不能達(dá)到較低跳深度設(shè)備的可能 性。
諸如本發(fā)明所主要關(guān)注的這種具有挑戰(zhàn)性的無(wú)線(xiàn)環(huán)境鏈路的可靠性 并不有規(guī)律地遵循窄帶高斯分布。由于多個(gè)原因會(huì)呈現(xiàn)出高度變化和長(zhǎng)
中斷(blockout)。因此如果無(wú)需中心認(rèn)證和復(fù)雜設(shè)備與方法而能夠識(shí)別 鏈路可靠性則極具優(yōu)勢(shì)。如果對(duì)無(wú)線(xiàn)傳送環(huán)境進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)查，則可通 過(guò)應(yīng)用于最新近事件的持續(xù)性和質(zhì)量的簡(jiǎn)單方法來(lái)合理地評(píng)估鏈路可靠 性。自主分布算法以其適應(yīng)性和在無(wú)法期望高性能的情形中提供其適當(dāng) 等級(jí)精度而著稱(chēng)。
此外，設(shè)備22被設(shè)置用來(lái)分析在時(shí)隙內(nèi)接收到的編碼的歷史來(lái)確定 處于同一跳級(jí)別的其他設(shè)備23-29中每一個(gè)與處于不同跳級(jí)別的相關(guān)設(shè) 備33、 34、 35之間鏈路的可靠性。因此，設(shè)備22能夠確定處于同一跳 距離的其他設(shè)備23-29中的哪個(gè)(若有的話(huà))與處于不同跳級(jí)別的相關(guān)設(shè) 備33、 34、 35具有更可靠的鏈路。通過(guò)將接收的編碼中的與有關(guān)時(shí)隙(即， 與在不同跳級(jí)別的有關(guān)設(shè)備相關(guān)的傳送時(shí)隙)相關(guān)的比特與設(shè)備22產(chǎn)生 的編碼的同一比特相比較，可獲得該信息。1的歷史數(shù)目越多表明鏈接越 可靠。當(dāng)然，由于設(shè)備通常并未正確接收到來(lái)自鄰近設(shè)備的所有數(shù)據(jù)包， 所以設(shè)備22對(duì)于在同一跳距離的其他設(shè)備23-29與在不同跳距離設(shè)備 33、 34、 35間鏈路的可靠性的認(rèn)知可能不同于實(shí)際鏈路可靠性。為了使有效負(fù)荷數(shù)據(jù)以合適的概率到達(dá)基站n、 12并且同時(shí)有效利
用可用的頻譜和其他通信資源，設(shè)備20-35優(yōu)選地基于推斷到的或者檢測(cè) 到的設(shè)備鄰居和涉及隨機(jī)數(shù)的算法來(lái)確定是否路由有效負(fù)荷數(shù)據(jù)。如果
在中繼確定算法中無(wú)隨機(jī)元素，可能的情況是當(dāng)有較大數(shù)量的設(shè)備能
夠轉(zhuǎn)發(fā)有效負(fù)荷數(shù)據(jù)時(shí)，有效負(fù)荷數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)發(fā)的概率會(huì)降低。
設(shè)備22感知到的鏈路可靠性可能背離實(shí)際情況這一實(shí)事是有利的， 因?yàn)閺慕y(tǒng)計(jì)上來(lái)說(shuō)，這意味著不同設(shè)備通常對(duì)同一個(gè)鏈路做出不同的推 斷。這使得基于概率算法的有效負(fù)荷轉(zhuǎn)發(fā)算法更有效率。
路由決定還可以考慮接收到的數(shù)據(jù)包傳送的有效負(fù)荷數(shù)據(jù)。例如， 如果設(shè)備確定出與其跳深度相同的一個(gè)或更多個(gè)其他設(shè)備已傳送了該設(shè) 備從更大跳距離的一個(gè)設(shè)備也接收到了的特定有效負(fù)荷數(shù)據(jù)，并確定出 該一個(gè)或更多個(gè)其它設(shè)備與具有較小跳距離的一個(gè)或更多個(gè)設(shè)備可可靠 通信(可以通過(guò)分析從這些設(shè)備接收到的編碼來(lái)確定)，那么該設(shè)備可以 確定不轉(zhuǎn)發(fā)該有效負(fù)荷數(shù)據(jù)。確定是否轉(zhuǎn)發(fā)該特定有效負(fù)荷數(shù)據(jù)也要考 慮到該設(shè)備的具有較低跳深度的鄰近設(shè)備和在同一個(gè)跳深度的一個(gè)或更 多個(gè)設(shè)備間的不同。具體地說(shuō)，如果設(shè)備與處于較低跳深度的一個(gè)或更 多個(gè)設(shè)備可靠通信，而處于相同跳深度的其他設(shè)備未與該處于較低跳深 度的一個(gè)或更多個(gè)設(shè)備進(jìn)行通信，那么該設(shè)備給予較高的權(quán)重來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)位 于相同跳深度的設(shè)備也對(duì)其轉(zhuǎn)發(fā)的有效負(fù)荷數(shù)據(jù)。相反地，如果設(shè)備不 能與處于較低跳距離的任何設(shè)備(除了位于較低跳距離并且位于相同跳距 離的其它裝置也與之進(jìn)行可靠通信的設(shè)備之外)進(jìn)行可靠通信的話(huà)，則裝 置可以給予較低的權(quán)重來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)相同跳深度的裝置也對(duì)其進(jìn)行了轉(zhuǎn)發(fā)的有 效負(fù)荷數(shù)據(jù)。
現(xiàn)在將描述信道分配過(guò)程(CHAP)。具體地說(shuō)，設(shè)備22在其信道分 配過(guò)程(CHAP)上也使用接收到的編碼。
CHAP有兩個(gè)階段。在第一個(gè)階段，設(shè)備將識(shí)別適于進(jìn)行操作的幀。 如上面提到的，這基于與鄰居建立鏈接的能力。這使得可以正確定時(shí)它 的ORF。在第二個(gè)階段，設(shè)備識(shí)別被識(shí)別出的幀內(nèi)的合適的TTS。
CHAP速度(pace)是相關(guān)聯(lián)的。通過(guò)選擇正確速度，可得到在無(wú)線(xiàn)調(diào)整環(huán)境中的無(wú)沖突環(huán)境?？焖賻蚑TS選擇處理將不考慮因?yàn)樽兓?信道而暫時(shí)看不到的被隱藏和產(chǎn)生干擾的發(fā)射器。
在第一個(gè)階段，設(shè)備22等待并觀測(cè)是否可以識(shí)別到無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)蹤 跡。完全沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)或者網(wǎng)路活動(dòng)非常不穩(wěn)定表明網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行成本非常 高或者網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行絕對(duì)低效。因?yàn)閹峙浞椒ǖ木壒?，設(shè)備將通常能夠根 據(jù)超幀的局部視野在少數(shù)幀內(nèi)識(shí)別出非常清楚的網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)。設(shè)備22在這 些觀察的基礎(chǔ)上選擇運(yùn)行幀。CHAP的第一個(gè)階段僅涉及到在數(shù)量相對(duì) 較小的超幀上使用局部觀察。
在第二個(gè)階段，設(shè)備22使用在該觀察時(shí)段上接收到的編碼生成其2 跳距離鄰居的當(dāng)前地圖。這種繪圖提供了TTS組，該TTS組可用于保持 無(wú)沖突網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。設(shè)備22在接收到的編碼基礎(chǔ)上選擇TTS。
該系統(tǒng)為更新2跳鄰居的認(rèn)知提供了類(lèi)似考慮因素。在適度情況下， 它包括更新網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)成員(不再存在，或者是新的成員)；不太常見(jiàn) 地，它將包括諸如幀改變?cè)趦?nèi)的多個(gè)改變(由于較低跳深度的鏈接變得 不可接受地不可靠)和使用CHAP對(duì)新操作幀搜索的啟動(dòng)。在后者的情 況下，設(shè)備22可發(fā)信號(hào)給鄰近設(shè)備告知不再有以合理成本操作的情況。
在第二個(gè)階段，設(shè)備22通過(guò)使用接收到的編碼確定時(shí)隙是否已占 用，從而為自己分配TTS。如果接收到的編碼指示特定時(shí)隙已占用，則 即使該設(shè)備確定該時(shí)隙將不被占用，它還是不會(huì)選擇該時(shí)隙作為其傳送 時(shí)隙。其優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)備可以避免使用其他設(shè)備使用的時(shí)隙，即使所述其 它設(shè)備不在該設(shè)備的覆蓋范圍內(nèi)。這就最大限度地減少了數(shù)據(jù)包傳送沖 突的可能性。
如果在CHAP之后和設(shè)備22已經(jīng)工作一段時(shí)間后，該設(shè)備接收到指 示該設(shè)備的傳送時(shí)隙未被占用的編碼，該設(shè)備推斷在它的TTS上有沖突 并選擇不同的傳送時(shí)隙。其優(yōu)點(diǎn)在于，因?yàn)橛善渌徑O(shè)備發(fā)送的用來(lái) 指示設(shè)備22正在傳送的時(shí)隙明顯未被占用的編碼指示了鄰近設(shè)備在該時(shí) 隙正遭受到兩個(gè)或更多個(gè)數(shù)據(jù)包傳送的沖突(這個(gè)問(wèn)題在以前的文獻(xiàn)中 被描述為"處于中間的發(fā)射器"問(wèn)題一兩個(gè)發(fā)射器相隔太遠(yuǎn)以至于彼此間 不能直接檢測(cè)，并且因此無(wú)法檢測(cè)其發(fā)射在某個(gè)中間點(diǎn)互相干擾)。由于設(shè)備特性間小的設(shè)備誤差或者小的差異會(huì)導(dǎo)致不必要的傳送信道重新分 配，因此選擇不同傳送時(shí)隙的決定可包括計(jì)算可用信息指示沖突的概率 的估計(jì)值。
設(shè)備20-35被設(shè)置為使用接收到的編碼和/或接收到的有效負(fù)荷數(shù)據(jù) 來(lái)獲取系統(tǒng)性能的指標(biāo)。該系統(tǒng)性能的指標(biāo)用于做出有效負(fù)荷數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā) 決定。
例如，設(shè)備22被配置為根據(jù)從鄰近設(shè)備接收的數(shù)據(jù)包確定從跳距離 更大的設(shè)備33到比它距離基站小一跳的多個(gè)設(shè)備(例如設(shè)備34、 35)間 傳送的可靠性。
這通過(guò)以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)比較來(lái)自設(shè)備33和來(lái)自設(shè)備34、 35的傳 送，從而確定來(lái)自設(shè)備33的有效負(fù)荷數(shù)據(jù)是否正在由設(shè)備34、 35中之 一進(jìn)行傳送。如果是，則可以無(wú)需設(shè)備22轉(zhuǎn)發(fā)該有效載荷數(shù)據(jù)而實(shí)現(xiàn)， 從而該設(shè)備確定在設(shè)備22周?chē)锌煽康膫魉吐窂?。在這種情況下，設(shè)備 推斷出它無(wú)需轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)自設(shè)備33的有效負(fù)荷數(shù)據(jù)，并決定不轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)。 這包括監(jiān)測(cè)接收到的數(shù)據(jù)包中的有效負(fù)荷數(shù)據(jù)，但不包括對(duì)接收到的 編碼進(jìn)行分析。
當(dāng)確定是否轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)，設(shè)備22特別關(guān)注由比它跳深度更高的設(shè)備 產(chǎn)生的消息(即，ORG的在操作幀之前的第一個(gè)幀中出現(xiàn)的消息)。該設(shè) 備需要對(duì)于接收到的有效負(fù)荷做出兩種考慮使有效負(fù)荷數(shù)據(jù)由多個(gè)接 收者轉(zhuǎn)發(fā)的相關(guān)性(relevance)和轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包可以到達(dá)通向基站的下一 跳的可能性。轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包可以到達(dá)通向基站的下一跳的可能性指示出 了轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包將丟失的可能性。這可以通過(guò)本地察覺(jué)到的比該設(shè)備跳 深度更低的可見(jiàn)設(shè)備鏈路的連貫性(consistency)和數(shù)量估計(jì)到。這可以 通過(guò)簡(jiǎn)單地查找閾值表來(lái)執(zhí)行。 一組不連貫鏈路和較少數(shù)量的鄰居表明 數(shù)據(jù)包丟失的可能性高。
另選的是，設(shè)備22通過(guò)分析接收到的編碼來(lái)確定是否需要轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)自 設(shè)備33的數(shù)據(jù)。具體地，通過(guò)檢測(cè)由設(shè)備23-29傳送的編碼，設(shè)備22 可以確定這些設(shè)備中的哪些與設(shè)備33正在進(jìn)行通信。如果由設(shè)備33傳 送的編碼中包括其位置指示該時(shí)隙由設(shè)備23占用的'T'，并且接收到的來(lái)自設(shè)備23的編碼包括其位置指示該時(shí)隙由設(shè)備33占用的"1"，則設(shè)備 22可以推斷出設(shè)備23、 33彼此間正在進(jìn)行可靠通信。當(dāng)然，這種判定包 括使用前面128個(gè)超幀內(nèi)從這些設(shè)備接收到的所有編碼來(lái)進(jìn)行計(jì)算。做 這樣的分析所需的計(jì)算復(fù)雜性較低，這是因?yàn)樗饕▽?duì)單個(gè)比特的 鏈的操作，并且這樣的操作可以在微控制器中有效執(zhí)行。以這種方式， 設(shè)備22通過(guò)檢測(cè)由這些設(shè)備傳送的編碼來(lái)確定設(shè)備23至29中哪些與設(shè) 備34和35進(jìn)行通信。當(dāng)檢測(cè)到從設(shè)備22周?chē)脑O(shè)備33到設(shè)備33、 34 中的一個(gè)或兩個(gè)設(shè)備的可靠傳送路徑，設(shè)備22判定在設(shè)備22周?chē)锌?靠的傳送路徑。在這種情況下，設(shè)備22推斷出它不需要轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)自設(shè)備33 的有效負(fù)荷數(shù)據(jù)，因此決定不轉(zhuǎn)發(fā)這樣的數(shù)據(jù)。這涉及監(jiān)測(cè)接收到的數(shù) 據(jù)包的編碼但不監(jiān)測(cè)它的有效負(fù)荷。
多個(gè)接收者轉(zhuǎn)發(fā)有效負(fù)荷數(shù)據(jù)的相關(guān)性可以由設(shè)備22通過(guò)檢測(cè)接 收到了在傳的有效負(fù)荷數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包中的編碼和對(duì)可見(jiàn)的潛在中繼者進(jìn) 行計(jì)數(shù)來(lái)進(jìn)行估算。設(shè)備22更可能轉(zhuǎn)發(fā)具有較少可能的中轉(zhuǎn)者的有效負(fù) 荷數(shù)據(jù)。
再另選的是，設(shè)備使用接收到的編碼和接收到的有效負(fù)荷數(shù)據(jù)來(lái)確 定在該設(shè)備周?chē)鷱奶疃容^大設(shè)備到跳深度較低設(shè)備的傳送鏈路可靠性 的指標(biāo)。具有多種可能性用來(lái)確定該傳送可靠性。
一旦設(shè)備已決定轉(zhuǎn)發(fā)有效負(fù)荷數(shù)據(jù)，或者想要發(fā)送其自身傳感器54 產(chǎn)生的有效負(fù)荷數(shù)據(jù)，該設(shè)備確定需要多少次重傳。
例如，設(shè)備可基于來(lái)自目標(biāo)設(shè)備的成功消息的接收之間平均間隔或 者平均時(shí)間來(lái)計(jì)算重傳的次數(shù)。假設(shè)設(shè)備與目標(biāo)設(shè)備間前向和反向通信 信道大致上同樣可靠，通過(guò)監(jiān)測(cè)從目標(biāo)設(shè)備到該設(shè)備的成功數(shù)據(jù)包傳送 和不成功數(shù)據(jù)包傳送的次數(shù)，該設(shè)備可推斷出目標(biāo)設(shè)備接收到來(lái)自它的 數(shù)據(jù)包傳送的可能性的有關(guān)信息。根據(jù)這個(gè)概率，該設(shè)備計(jì)算重傳的次 數(shù)。如果正確接收的消息之間的平均時(shí)間或者間隔是一個(gè)超幀，即，在 設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備間有非?？煽康逆溄樱瑒t該設(shè)備將重傳的次數(shù)設(shè)置為0。 換句話(huà)說(shuō)，該設(shè)備假設(shè)目標(biāo)設(shè)備無(wú)需任何重傳就可以正確地接收到數(shù)據(jù) 包傳送。如果正確接收到的消息之間的平均間距更大，則設(shè)備將設(shè)置重傳次數(shù)使得成功的概率達(dá)到預(yù)先設(shè)置值。為達(dá)到預(yù)先設(shè)置的成功率，可 根據(jù)平均間距確定需要的傳送次數(shù)。
正確接收到的消息的平均間距非常大說(shuō)明在設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備間的鏈 接非常不可靠。在這種情況下，該設(shè)備完全不嘗試任何傳送，而是尋找 另一個(gè)目標(biāo)設(shè)備，通過(guò)該目標(biāo)設(shè)備路由有效負(fù)荷數(shù)據(jù)。
當(dāng)然，也可使用任意其他合適的傳送可靠性的指標(biāo)來(lái)代替使用成功 數(shù)據(jù)包傳送之間的平均時(shí)間間隔。
重傳的次數(shù)也可依賴(lài)于轉(zhuǎn)發(fā)的有效負(fù)荷數(shù)據(jù)能夠到達(dá)通向基站的下 一跳的可能性。如上面所描述的，這可通過(guò)本地察覺(jué)到的比該設(shè)備跳深 度更低的可見(jiàn)設(shè)備鏈路的連貫性和數(shù)量估計(jì)到。 一組不連貫鏈路和較少
數(shù)量的鄰居表明數(shù)據(jù)包丟失的可能性高。當(dāng)設(shè)備22檢測(cè)到這種情況時(shí)， 它增加重傳次數(shù)以增加它被接收到的概率。相反地，如果設(shè)備22確定有 一組高可靠性的鄰居時(shí)，設(shè)備22可減小重傳次數(shù)并且立即從緩沖器中被 移走。
由于沒(méi)有對(duì)數(shù)據(jù)包的接收確認(rèn)，因而該設(shè)備僅能通過(guò)檢查從目標(biāo)設(shè) 備接收到的編碼來(lái)估計(jì)目標(biāo)設(shè)備己經(jīng)正確接收到該數(shù)據(jù)包的概率。但是 這樣該設(shè)備無(wú)法確定目標(biāo)設(shè)備是否接收到數(shù)據(jù)包。
當(dāng)然，即使目標(biāo)設(shè)備接收到了有效負(fù)荷數(shù)據(jù)，也不能肯定目標(biāo)設(shè)備 會(huì)將其傳送給跳深度較低的設(shè)備。相反，目標(biāo)設(shè)備自身會(huì)根據(jù)算法基于 它對(duì)二深度級(jí)別鄰居的了解，確定是否轉(zhuǎn)發(fā)有效負(fù)荷數(shù)據(jù)。在這種連接 下，將會(huì)認(rèn)識(shí)到設(shè)備不應(yīng)僅僅了解其上一跳和其下一跳深度的設(shè)備。通 過(guò)檢測(cè)從其上一跳和其下一跳深度設(shè)備接收的編碼，設(shè)備還可了解在其 上兩跳和其下兩跳深度操作的鄰近的其他設(shè)備。當(dāng)確定是否要移往不同 跳級(jí)別的時(shí)候，即，確定是否將它們的傳送時(shí)隙移往不同幀時(shí)，設(shè)備使 用該信息。
在確定出設(shè)備22周?chē)嬖诳煽挎溄訒r(shí)，設(shè)備22減少發(fā)射器51禾口/ 或接收器52的使用。設(shè)備22減少其發(fā)射器51和/或接收器52的使用的 程度可取決于該設(shè)備周?chē)鷤魉吐窂娇煽啃缘闹笜?biāo)、設(shè)備周?chē)鷤魉吐窂降?數(shù)量、和/或隨機(jī)元素。在一個(gè)極端的實(shí)施例中，設(shè)備22可能進(jìn)入睡眠模式達(dá)比較長(zhǎng)的時(shí) 段，從而極大節(jié)約了能量。設(shè)備22被配置為從睡眠模式再度喚醒時(shí)， 在對(duì)其鄰居做出任何推斷或者做出任何路由決定或者對(duì)其傳送時(shí)隙做出
決定之前，在一段時(shí)間內(nèi)，例如128個(gè)超幀內(nèi)，監(jiān)視來(lái)自其他設(shè)備的傳送。
在一個(gè)不那么極端的實(shí)施例中，設(shè)備22可僅在一個(gè)時(shí)段內(nèi)(例如2 至50個(gè)超幀內(nèi))停止傳送。不傳送數(shù)據(jù)包節(jié)省了能量。這對(duì)鄰近設(shè)備有 影響，因?yàn)槠洳辉俳邮赵O(shè)備22傳送的數(shù)據(jù)包，而之前一直在接收數(shù)據(jù)包。 由于設(shè)備22不進(jìn)行傳送，因此這些設(shè)備調(diào)節(jié)自身的行為。但是由于其它 裝置23-29在做出其與有效負(fù)荷數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)有關(guān)的決定時(shí)必然將裝置22的 明顯缺失考慮在內(nèi)，因此這樣并不會(huì)降低網(wǎng)絡(luò)性能。
設(shè)備22即使在不操作其發(fā)射器51的情況下也可操作其接收器52。 這使得設(shè)備22繼續(xù)監(jiān)測(cè)其鄰居，例如確定導(dǎo)致其進(jìn)入睡眠模式的條件是 否已經(jīng)改變。另選的是，設(shè)備22還可停止操作其接收器52。
設(shè)備22包括調(diào)度功能。該調(diào)度功能包括永久存儲(chǔ)在EEPROM 56中 并在使用RAM 55的控制器53上操作的軟件。該調(diào)度功能使用定時(shí)器58 的時(shí)間輸出。該調(diào)度功能確定設(shè)備22執(zhí)行組成其功能的各個(gè)行為的時(shí)間。
在發(fā)射器51或者接收器52在用的時(shí)間之外，調(diào)度功能控制設(shè)備22 來(lái)執(zhí)行計(jì)算或者其他的功能。這允許控制器53以一種簡(jiǎn)單的方式來(lái)使用， 這就節(jié)省了成本和/或能量消耗。
當(dāng)發(fā)射器51和接收器52未在用時(shí)，調(diào)度功能使設(shè)備22執(zhí)行的一個(gè) 操作是使用傳感器54進(jìn)行檢測(cè)(sensing)。在通常操作中，在超幀的5 個(gè)幀中的接收器52不進(jìn)行操作的2個(gè)幀(即，在超幀的2/5的幀)中執(zhí) 行檢測(cè)。但是檢測(cè)操作需要以較低頻率來(lái)執(zhí)行，從而調(diào)度功能無(wú)需在每 個(gè)超幀中操作傳感器54。檢測(cè)也可能不使用接收器52連續(xù)操作之間的全 部時(shí)間。典型的檢測(cè)操作占用時(shí)間只在1至5個(gè)時(shí)隙內(nèi)。調(diào)度功能保證 僅僅在控制器53沒(méi)有用于操作發(fā)射器51或者接收器52時(shí)操作傳感器54。
在發(fā)射器51和接收器52未在用時(shí)調(diào)度功能使設(shè)備22執(zhí)行的另一個(gè) 操作是算法操作。這些算法提供了上面描述的多種確定，例如執(zhí)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算以確定本地網(wǎng)絡(luò)狀況，做出路由決定，壓縮和解壓縮編碼(如果需
要)，等等。調(diào)度功能保證僅僅在控制器53沒(méi)有用于操作發(fā)射器51或者 接收器52時(shí)執(zhí)行這些計(jì)算。
如果設(shè)備22并不需要執(zhí)行檢測(cè)或者計(jì)算，則它將在超幀中其接收器 52不需要進(jìn)行操作的兩個(gè)幀內(nèi)休眠。這使其節(jié)省了能量。這種意義上， 休眠可以理解為關(guān)閉設(shè)備22的多個(gè)元件，這些元件即使不執(zhí)行功能，通 常也是要被提供能量的。在設(shè)備22中，在這樣的時(shí)間段內(nèi)使控制器53 掉電(powering-down)極大地節(jié)省了能量。掉電可能包括切斷元件或者 該元件進(jìn)入低功率或待機(jī)模式。
由于存在設(shè)備22無(wú)需使用控制器53來(lái)操作接收器52和發(fā)射器51 的時(shí)段，這就允許該設(shè)備最小化中斷的使用和處理上下文的切換。這使 得設(shè)備22的操作更有效而不會(huì)錯(cuò)過(guò)與其相關(guān)的任何通信(傳送或者接 收)。換句話(huà)說(shuō)，可以借助裝置22的硬件資源實(shí)現(xiàn)比如果裝置22不知道 用于執(zhí)行非發(fā)射和非接收任務(wù)的常規(guī)階段時(shí)將可能實(shí)現(xiàn)的東西更多的東 西。
本方法的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于切換中實(shí)現(xiàn)的高效率。與傳統(tǒng)休眠方法相 關(guān)的一個(gè)問(wèn)題是當(dāng)設(shè)備不可用時(shí)網(wǎng)絡(luò)需要服務(wù)的可能性。由于在整個(gè)網(wǎng) 絡(luò)上，本系統(tǒng)中的設(shè)備時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)中被同步，因而要求ORF范圍之外 的服務(wù)的可能性非常低。
盡管本示例性實(shí)施例在每個(gè)超幀中使用5個(gè)幀，這對(duì)于許多應(yīng)用來(lái) 說(shuō)可能是很不實(shí)際的。在每個(gè)超幀中僅僅使用小數(shù)量的(例如5個(gè))幀， 提供了很高的工作循環(huán)使用量，如果不是特別關(guān)注于能量消耗，這是合 適的。如果要關(guān)注能量消耗，并由此關(guān)注電池壽命，則每個(gè)超幀中10個(gè) 幀一般更合適。由于三個(gè)幀用于網(wǎng)絡(luò)用途，每個(gè)超幀中包括10個(gè)幀將使 得每單位時(shí)間內(nèi)的平均接收器使用量為3/10。每個(gè)超幀中包括50個(gè)幀將 使得每單位時(shí)間內(nèi)的平均接收器使用量為3/50。
正如上面所描述的，設(shè)備20-35被配置用于存儲(chǔ)在前128個(gè)超幀接 收到的編碼。設(shè)備20-35還被配置為存儲(chǔ)代表該設(shè)備與鄰近設(shè)備間鏈路的 即時(shí)操作的一串編碼。具體地，設(shè)備(例如設(shè)備22)，被配置用于為每個(gè)超幀產(chǎn)生3字節(jié)的編碼，每個(gè)字節(jié)分別與操作幀、操作幀的緊鄰的前后
幀中的一個(gè)相關(guān)。如果設(shè)備22在對(duì)應(yīng)的時(shí)隙內(nèi)正確地解碼了信號(hào)，那么 該編碼的位為l，如果設(shè)備22在對(duì)應(yīng)的時(shí)隙內(nèi)沒(méi)有正確地解碼信號(hào)，那 么該編碼為O。如果不在多個(gè)時(shí)隙上進(jìn)行平均計(jì)算，該編碼可以認(rèn)為是與 傳送的編碼相同。由于該編碼不被傳送，它可以被看作是本地編碼。
設(shè)備22被配置用于存儲(chǔ)與前128個(gè)超幀相關(guān)地生成的本地編碼。這 一系列本地編碼存儲(chǔ)在RAM 55或者EEPROM 56中。
設(shè)備22被配置用于將輸入比特序列應(yīng)用于鎖相回路中，其由在使用 RAM 55和/或EEPROM 56的控制器上運(yùn)行的軟件執(zhí)行，其中，該比特序 列由本地編碼序列中的每個(gè)編碼中特定比特組成。該輸入序列包括與所 關(guān)注的單個(gè)時(shí)隙相關(guān)、并由此和與設(shè)備22進(jìn)行通信的另一個(gè)設(shè)備相關(guān)的 比特。例如，輸入序列可以包括存儲(chǔ)在設(shè)備22中的一系列本地編碼的第 三個(gè)比特。由于輸入序列與多個(gè)本地編碼相關(guān)，而各編碼與不同的超幀 相關(guān)，因此輸入序列表明了與其他設(shè)備的成功通信鏈路隨著時(shí)間的變化。
所述鎖相回路被配置用來(lái)生成信號(hào)，該信號(hào)指示輸入序列的兩個(gè)最 突出成分頻率的指標(biāo)。設(shè)備22被配置為確定哪個(gè)成分具有較高的頻率， 并使用該成分的頻率的指標(biāo)來(lái)確定本地編碼深度值。例如，設(shè)備22可能 在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)査找表(LUT)， LUT將本地編碼成分的頻率的范圍與本 地編碼深度值關(guān)聯(lián)起來(lái)。本地編碼成分的高頻率導(dǎo)致低的編碼深度值。 例如，本地編碼成分頻率為300至500Hz等同于本地編碼深度為64。
設(shè)備22使用本步驟提供的本地編碼深度來(lái)調(diào)節(jié)隨后產(chǎn)生的輸入序 列長(zhǎng)度。具體地，設(shè)備22被配置為限制輸入序列的長(zhǎng)度使得比特?cái)?shù)等于 本地編碼深度。這樣，輸入序列的長(zhǎng)度由鏈接隨時(shí)間變化的方式?jīng)Q定。
影響無(wú)線(xiàn)通信信道的干擾因素可能具有偽周期性的性質(zhì)。這可能是 由永久的(例如海洋的波浪)或者臨時(shí)的(例如，雨)干擾對(duì)象所導(dǎo)致 的。根據(jù)諸如設(shè)備間的距離、相對(duì)高度等屬性，千擾因素的存在對(duì)無(wú)線(xiàn) 鏈接產(chǎn)生獨(dú)特的影響。如果事件數(shù)據(jù)庫(kù)被存儲(chǔ)足夠長(zhǎng)的周期，有可能通 過(guò)使用計(jì)算的方法檢測(cè)到誘因的特有周期。能夠檢測(cè)這種周期的優(yōu)點(diǎn)在 于能夠預(yù)測(cè)資源使用效率可在其內(nèi)最優(yōu)的特定機(jī)會(huì)。此外，同樣的信息可以反饋給調(diào)度和感知應(yīng)用以支持更大的范圍的 決定一暴風(fēng)雨臨近、風(fēng)速比平常大，等等。
在可用于檢測(cè)一 串事件周期的不同機(jī)制中，鎖相回路以其對(duì)二進(jìn)制
信號(hào)的工作的簡(jiǎn)單性而具有優(yōu)勢(shì)。如果設(shè)備22中預(yù)置了足夠的硬件資源，
則小波變換、傅立葉變換等可代替鎖相回路。
就網(wǎng)絡(luò)而言， 一旦識(shí)別到了周期，可采取兩種行動(dòng)。它們是第一， 改善傳送效率；第二，嘗試最優(yōu)化使用網(wǎng)絡(luò)事件檢測(cè)變化的現(xiàn)象的能力。
嘗試最優(yōu)化傳送效率涉及在預(yù)計(jì)到鏈接情況不好的情況下減少數(shù)據(jù) 包被成功接收的期望，增加在鏈接狀況好的情況下數(shù)據(jù)包被成功接收的 期望。
第二個(gè)行動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)在于改善了設(shè)備20-35追蹤改變的外在環(huán)境的能 力并隨后改善它們的性能。
周期中斷元素的范圍指示了保持本地編碼的大的或者小的數(shù)據(jù)庫(kù) (即，較多數(shù)量或者較小數(shù)量的本地編碼深度)的好處。較高的本地編 碼深度的計(jì)算量較大，但是提供了較高精確性。此外，使用簡(jiǎn)化方法保 持大數(shù)據(jù)庫(kù)將會(huì)為了長(zhǎng)趨勢(shì)的事件而忽略快速變化的事件。在較簡(jiǎn)單的 實(shí)施方式中，基于之前的調(diào)査和數(shù)據(jù)，在部署期間內(nèi)確定數(shù)據(jù)庫(kù)的大小。 因此，設(shè)備20-35準(zhǔn)確作出自治決定的能力受環(huán)境與調(diào)査出的特征的一致 程度所限制。如果需要附加的靈活性和自治性，則在設(shè)備20-35中提供改 變閾值和范圍的機(jī)制。
在需要?jiǎng)討B(tài)靈活性的應(yīng)用中，檢測(cè)干擾因素周期并因此調(diào)節(jié)閾值和 范圍的設(shè)置自動(dòng)提供了某些優(yōu)點(diǎn)。因此，在ROM中存儲(chǔ)不同的閾值表以 覆蓋不同的情況，而不是僅僅具有單組的閾值表和固定的數(shù)據(jù)庫(kù)范圍。 基于對(duì)事件周期性結(jié)構(gòu)的分析和其他預(yù)定義的規(guī)則，可以選擇閾值表和 范圍的新的集合。例如，通過(guò)分析多個(gè)事件(初始設(shè)置為128個(gè))的集 合，功能(例如鎖相回路)指示了唯一近似周期值16。這表明標(biāo)識(shí)出的 模式每16個(gè)超幀被重復(fù)一次。設(shè)備22可以選擇匹配這種新情況的不同 的參數(shù)。這可能包括將本地碼深度值改變?yōu)?2，將轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的閾值改 變?yōu)楦训脑O(shè)置，其他參數(shù)改變等等。現(xiàn)在將描述該實(shí)施例的變形實(shí)施例鎖相回路的輸出被應(yīng)用于濾波 器，產(chǎn)生的信號(hào)被用于決定鏈路是否用于攜帶有效負(fù)荷數(shù)據(jù)。該決定被 反饋給濾波器。設(shè)備22存儲(chǔ)輸入序列的記錄、該決定和緊隨作出該決定 的時(shí)段內(nèi)鏈接性能的指標(biāo)。當(dāng)隨后確定是否使用特定的鏈接時(shí)，設(shè)備22使用該記錄。設(shè)備22使用它的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行決定，在這個(gè)意義上，可以說(shuō)它是試驗(yàn)性的。因此，不太可能隨后在相同或者類(lèi)似的情形中做出沒(méi)有得 到所需要性能的決定。在相同或相似的環(huán)境中較可能隨后作出能得到更 好性能的決定。由于不同的設(shè)備20-35具有不同的經(jīng)驗(yàn)和不同的歷史，在具有相同 的輸入序列時(shí)，它們會(huì)作出不同的決定。這就使得多個(gè)設(shè)備對(duì)改善全網(wǎng) 絡(luò)性能作出貢獻(xiàn)。由于網(wǎng)絡(luò)更適應(yīng)于突然的變化，例如正在運(yùn)行的多個(gè) 設(shè)備同時(shí)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，這尤為是這樣。這例如在諸如基站的關(guān)鍵鏈接故障 的情況下發(fā)生。雖說(shuō)在上面的描述中，從128個(gè)超幀接收到的編碼被存儲(chǔ)了，但這 僅是一個(gè)實(shí)施例。該實(shí)施例提供了很好的效果，但是它需要可觀的存儲(chǔ) 器和大量的處理。設(shè)計(jì)者在設(shè)備布置之前通過(guò)對(duì)無(wú)線(xiàn)傳送狀況的調(diào)查， 可以確定針對(duì)其存儲(chǔ)和分析接收到的編碼的超幀的最佳數(shù)量。存儲(chǔ)和分 析從16至48個(gè)超幀中接收到的編碼，大部分情況將得到令人滿(mǎn)意的結(jié) 果。盡管在上面的描述中被傳送的編碼被描述為對(duì)應(yīng)于每個(gè)它所相關(guān)的 時(shí)隙包括單個(gè)的比特，這并不是基本的。被傳送的編碼可包括不止一個(gè) 的標(biāo)識(shí)來(lái)指示時(shí)隙是否被占用。例如，該編碼可能包括標(biāo)識(shí)來(lái)指示數(shù)據(jù) 包傳送的可靠性的程度。例如，對(duì)每個(gè)時(shí)隙使用兩個(gè)比特，使得設(shè)備可 以指示數(shù)據(jù)包傳送可靠性的三種不同的程度。增加的關(guān)于鄰近設(shè)備相鄰 關(guān)系的信息允許接收到這樣的編碼的設(shè)備作出更多并且更可靠的關(guān)于網(wǎng) 絡(luò)的推斷。不管是一個(gè)還是更多個(gè)比特被用于代表檢測(cè)到的時(shí)隙占用，被傳送 的編碼可能是指示檢測(cè)到的時(shí)隙占用的數(shù)據(jù)的壓縮版。例如，時(shí)隙占用 數(shù)據(jù)可能使用turbo碼被壓縮。因此，每個(gè)時(shí)隙對(duì)應(yīng)于一個(gè)比特的傳送應(yīng)當(dāng)被視為非限定性的實(shí)施例。由于不提供設(shè)備間的顯式反饋，以上的實(shí)施例是相對(duì)簡(jiǎn)單的，盡管 提供顯式的反饋也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。此外，雖然描述的設(shè)備是固定功率設(shè)備，這也不是基本的。例如，設(shè)備可產(chǎn)生并記錄接收到的信號(hào)強(qiáng)度指標(biāo)(RSSI)或者其他 的指示接收到的信號(hào)的參數(shù)的指標(biāo)。例如，該設(shè)備可記錄RSSI的絕對(duì)值， 例如，為每個(gè)觀測(cè)結(jié)果使用8-10個(gè)比特。另選的是，可以記錄編碼版本， 例如，OOO表示沒(méi)有信號(hào)，001-小信號(hào)，直至110為很強(qiáng)的信號(hào)，111為 極大能量。該設(shè)備可基于請(qǐng)求或者周期性地傳送表示被記錄的RSSI的數(shù) 據(jù)。然后其他的設(shè)備記錄該數(shù)據(jù)。這些其他的設(shè)備可能將其自身的指標(biāo) 和/或以從其他設(shè)備接收到的對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)與該數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并且采取必 要的措施。進(jìn)一步地，關(guān)于目標(biāo)設(shè)備，即，該設(shè)備想要向其發(fā)送數(shù)據(jù)的 設(shè)備，該設(shè)備可能依據(jù)在與該設(shè)備相連的鏈路上接收到的來(lái)自目標(biāo)設(shè)備 的RSSI指標(biāo)來(lái)調(diào)節(jié)其傳送功率。例如，如果接收到的RSSI指標(biāo)高于預(yù) 定的閾值，該設(shè)備可減少傳送功率一個(gè)步長(zhǎng)。如果接收到的RSSI指標(biāo)比 預(yù)定的閾值低，則該設(shè)備可增加傳送功率一個(gè)步長(zhǎng)。所有的設(shè)備20-35具有相同的構(gòu)造并且被提供相同的軟件。因此， 盡管以上的描述是針對(duì)特定設(shè)備的結(jié)構(gòu)或者操作的，這也可應(yīng)用于各種 其他設(shè)備。以上描述的諸如設(shè)備20-35的設(shè)備并不限定于在海洋學(xué)中使用。例 如，通過(guò)附在氣球上，可被用于測(cè)量大氣的環(huán)境。另外，它們可以以固 定或者不固定的方式被用于河流環(huán)境中。設(shè)備20-35的進(jìn)一步使用可包括 監(jiān)測(cè)冰川移動(dòng)、熔巖流和動(dòng)物遷移。更一般地，本發(fā)明可應(yīng)用于ad hoc通信網(wǎng)絡(luò)中以在沒(méi)有固定網(wǎng)絡(luò)的 環(huán)境中進(jìn)行通信，例如災(zāi)難恢復(fù)、或者在戰(zhàn)場(chǎng)上，或者在其他的便于多 個(gè)單獨(dú)的設(shè)備彼此之間中繼到中心點(diǎn)的信息或來(lái)自中心點(diǎn)的信息的環(huán)境 以最小化所需的設(shè)施和所需功率。應(yīng)當(dāng)特別注意到，本發(fā)明的靈活性很 好，因?yàn)樽鳛橹欣^的設(shè)備的容量隨著使用該系統(tǒng)的用戶(hù)(設(shè)備)數(shù)量的增加而增加。因此，在一個(gè)區(qū)域中無(wú)須安裝大的設(shè)施來(lái)為偶爾出現(xiàn)的極 大峰值需求提供必需的容量-需求的用戶(hù)也提供額外的容量來(lái)處理。具體 地說(shuō)，注意到隨著給定區(qū)域中的用戶(hù)數(shù)量增加，平均跳距離減小，允許 在該區(qū)域更好地進(jìn)行信道重新使用。其他的不同實(shí)施例對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員是明顯的。本發(fā)明并不限定 于以上的描述，而僅僅由所附的權(quán)利要求和它們的等同物限定。
權(quán)利要求
1、一種操作多個(gè)無(wú)線(xiàn)設(shè)備的方法，每個(gè)無(wú)線(xiàn)設(shè)備包括接收器和發(fā)射器，所述方法包括控制各設(shè)備以使用接收到的信號(hào)將時(shí)間分割為一系列幀，每個(gè)幀具有多個(gè)連續(xù)時(shí)隙，并且將時(shí)間分割為一系列超幀，每個(gè)超幀包括至少四個(gè)幀；其中所述幀代表這些設(shè)備組成的層次結(jié)構(gòu)內(nèi)的不同等級(jí)；在多個(gè)超幀中的每一個(gè)超幀的第一幀的一個(gè)或更多個(gè)時(shí)隙內(nèi)操作各設(shè)備的所述發(fā)射器，并且在所述超幀的所述其它幀內(nèi)避免操作所述發(fā)射器；在代表與所述第一幀所代表的層次結(jié)構(gòu)內(nèi)的等級(jí)相靠近的等級(jí)的各超幀內(nèi)的至少兩個(gè)幀的至少一些時(shí)隙內(nèi)操作各設(shè)備的所述接收器；及在所述超幀內(nèi)的至少一個(gè)另外的幀內(nèi)防止操作所述發(fā)射器和所述接收器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，各設(shè)備的所述接收器也在所 述第一幀內(nèi)所述發(fā)射器沒(méi)有被操作的至少一些時(shí)隙內(nèi)操作。
3、 根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，所有所述設(shè)備以 相同的頻率操作。
4、 根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，在時(shí)隙中正確地 接收到數(shù)據(jù)包之后，將所接收到的數(shù)據(jù)包的編碼與有效負(fù)荷數(shù)據(jù)分離以 提供接收到的編碼，并根據(jù)在其內(nèi)接收到所述編碼的所述時(shí)隙將所述接 收到的編碼存儲(chǔ)起來(lái)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，所述方法包括將接收的編碼的與在 其內(nèi)接收到所述編碼的所述時(shí)隙相關(guān)的比特和所述設(shè)備產(chǎn)生并且與所述 相同時(shí)隙相關(guān)的編碼的對(duì)應(yīng)比特進(jìn)行比較。
6、 根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，所述設(shè)備中的至 少一個(gè)包括調(diào)度功能，所述調(diào)度功能可操作以便控制所述設(shè)備在所述發(fā) 射器和所述接收器在用的時(shí)間之外的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行計(jì)算功能和其它功能。
7、 根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，所述設(shè)備中的至 少一個(gè)包括調(diào)度功能，所述調(diào)度功能可操作以便控制所述設(shè)備操作傳感 器，以便在所述發(fā)射器和所述接收器在用的時(shí)間之外的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行感應(yīng) 操作。
8、 根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，所述設(shè)備中的至 少一個(gè)包括調(diào)度功能，所述調(diào)度功能可操作以便控制所述設(shè)備在兩個(gè)連 續(xù)超幀的所述發(fā)射器和所述接收器在用的幀之間休眠。
9、 根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，超幀內(nèi)的幀數(shù)量 在10-50之間。
10、 一種包括指令的計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述指令被數(shù)據(jù)處理裝置執(zhí)行 時(shí)，所述指令導(dǎo)致所述程序執(zhí)行根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法。
11 、 一種承載根據(jù)權(quán)利要求10所述的計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。 12、 一種包括接收器和發(fā)射器的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備，所述設(shè)備被設(shè)置成 使用接收到的信號(hào)將時(shí)間分割為一系列幀，每個(gè)幀具有多個(gè)連續(xù)時(shí) 隙，并且將時(shí)間分割為一系列超幀，每個(gè)超幀包括至少四個(gè)幀； 其中所述幀代表設(shè)備層次結(jié)構(gòu)內(nèi)的不同等級(jí)；在多個(gè)超幀中的每個(gè)超幀的第一幀的一個(gè)或者更多個(gè)時(shí)隙內(nèi)操作所述發(fā)射器，并且避免所述發(fā)射器在所述超幀的所述其它幀內(nèi)操作；在代表與所述第一幀所代表的層次結(jié)構(gòu)內(nèi)的等級(jí)相靠近的等級(jí)的各 超幀內(nèi)的至少兩個(gè)幀的至少一些時(shí)隙內(nèi)操作所述接收器；及在所述超幀內(nèi)的至少一個(gè)另外的幀內(nèi)避免操作所述發(fā)射器和所述接 收器。
全文摘要
一種無(wú)線(xiàn)設(shè)備可操作以便使用接收到的信號(hào)將時(shí)間分割為一系列幀，每個(gè)幀具有多個(gè)連續(xù)時(shí)隙，并且將時(shí)間分割為一系列四個(gè)或者更多個(gè)超幀。發(fā)射器僅在幀內(nèi)的單個(gè)時(shí)隙內(nèi)操作。接收器在幀的其它時(shí)隙內(nèi)并且在前一幀和后一幀的所有時(shí)隙內(nèi)操作，但不在其它幀內(nèi)操作。從而允許設(shè)備預(yù)測(cè)休眠的時(shí)段或者執(zhí)行大量任務(wù)的時(shí)段。設(shè)備確定第一幀的哪時(shí)隙被占用，以便提供本地獲知信息，并且將該信息作為編碼連同有效負(fù)荷數(shù)據(jù)在其傳送時(shí)隙上進(jìn)行傳送。從而允許網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其它設(shè)備獲得與其局部環(huán)境和與其鄰居環(huán)境有關(guān)的信息。在此基礎(chǔ)上做出路由決定。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101411128SQ200780010902
公開(kāi)日2009年4月15日 申請(qǐng)日期2007年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月3日
發(fā)明者安東尼奧·昂里克·岡薩雷斯-貝拉斯克斯 申請(qǐng)人:英國(guó)電訊有限公司