專利名稱：用于具有定向天線的無線網絡的在多個信道上的鄰接發(fā)現的制作方法
用于具有定向天線的無線網絡的在多個信道上的鄰接發(fā)現
本申請要求均在2007年1月16日提交的美國臨時申請第60/885187 號、60/885184號(律師巻號第007837號)和60/885192號(律師巻號 第007839號)的優(yōu)先權，這些申請包括均在2008年1月16日提交的 相關國際申請第PCT/IB/2008/050157 (律師巻號第007837號)和 PCT/IB/2008/050136 (律師巻號第007839號)，在本文中全部引入作為 參考。
本系統(tǒng)涉及用于發(fā)現無線網絡內的混合型定向終端并且在定向終 端之間建立通信的系統(tǒng)、方法、用戶界面(UI)以及設備。
隨著無線頻譜作為保持連接性的手段變得越來越重要，頻譜變得越 來越擁擠，這會造成關于無線訪問和/或交互點方面的問題。對于現代的 設備類型的設備(例如水箱、洗衣機、玩具等)，普遍存在的通信思想 不僅存在頻譜方面的問題，而且延伸到這些設備的連接還面臨其它問 題，因為該連接必須可靠，然而不是對于任何質量的服務(QoS)要求 都需要這樣，并且必須便宜。無線個人局域網絡(WPAN)被認為滿足 這個要求，并且是IEEE 802.15工作組的主題，其具有專注于該問題不 同部分的幾個任務組。
全向天線，例如根據IEEE 802.11工作組的全向天線對于諸如在局 域網絡內的個人計算和數據傳送的任務而言是所希望的，但是需要成本 更高的部件，它們必須滿足QoS的至少一些方面，而這些方面是WPAN 所不要求的。而且，全向天線的功率要求使得它們不適合典型地需要較 低功率、更短距離傳輸的大多數WPAN應用。
裝備有全向天線的傳統(tǒng)無線設備沿著全部方向播送每個信息包。容 易理解的是，可以利用每次僅朝一個方向發(fā)射的定向天線。然而，在發(fā) 射功率相同的情況下，定向天線具有高得多的天線增益并且發(fā)射到更遠 的距離。當然，當使用定向天線獲得類似于全向天線的范圍時需要更少 的功率。利用定向天線的無線設備還可以具有簡化的設計并且可以實現 為采用空間上的重復使用。由采用定向天線的設備構成的WPAN被稱作 定向WPAN或者下文中4皮稱作的D-WPAN。
通常將無線頻譜分成多個信道。設備可以在一個信道上通信而不會干擾其它信道上的通信，而在相同信道上的兩個同時傳送可能會相互干 擾。因此，使用多個信道具有將吞吐量提高多倍的潛力。為了減少天線 設計的復雜性和硬件成本， 一些天線具有固定的發(fā)射方向或者選擇僅朝 一個方向發(fā)射。這些天線通常不能獨立改變發(fā)射方向，并且僅能通過用 戶操縱無線設備的位置來改變。
容易理解的是，通過利用來自每個天線的固定方向電波，與上述的 全向天線相比，可以提高通信的距離或范圍并且/或者可以降低能量和部 件成本。例如，固定方向天線非常適合擴展兩個位置之間的局域網絡
(LAN),例如兩個建筑物之間的局域網絡。在這種系統(tǒng)中，每個建筑 物可以包括LAN或其一部分?？梢岳枚ㄏ蛱炀€設備以高可靠性橋接 建筑物之間的LAN，并且無需運行建筑物之間的固定(例如有線)系統(tǒng)。 取代固定方向電波，無線設備可以具有可朝不同方向或者扇區(qū)操縱的定 向電波，包括通過不同扇區(qū)以覆蓋全圓、全球或者360。范圍的操縱?？?以手動或自動完成定向天線或電波的操縱，例如美國臨時專利申請第 60/885192 (律師巻號第007839號)中所公開的。


圖1示出包括具有定向天線的四個無線設備1、 2、 3、 4的無線通 信系統(tǒng)100，其中希望相互通信的設備必須使其定向天線彼此面對，在 各個天線的通信或者天線范圍內并且在相同信道上。
在系統(tǒng)100中，第一設備1的第一天線范圍110包含了第二設備2， 并且第二設備的第二天線范圍120包含了第一設備1。而且，設備l和 2也表示為無線節(jié)點N1、 N2,它們均在同一信道上，即信道C2，并且 因此可以相互通信。如圖l所示，第三設備3的第三天線范圍130包含 了第二設備2，第四設備4的第四天線范圍140包含了第一設備1。而 且，在這種情況下，第三設備3或者節(jié)點N3在信道C1上，并且第四設 備4或者節(jié)點N4在信道C3上。因為第三和第四設備3和4既未使其定 向天線^:此面對，也不在同一信道上，所以它們不能相互通信。
在具有定向天線的無線設備能夠相互通信之前，該設備需要彼此發(fā) 現，例如使它們的定向天線相互面對并且選擇共同的通信信道。傳統(tǒng)的 設備發(fā)現包括借助用戶輸入的手動發(fā)現，例如手動操縱使天線彼此面對 并且手動選擇相同的共用信道。傳統(tǒng)的自動發(fā)現是復雜并耗費時間的， 在該過程中掃描了全部方向和全部信道。需要一種高效的方法使設備彼 此發(fā)現，包括發(fā)現并且選擇共同可用的信道，以便在選定信道上(對于
9至少兩個設備是相同的)開始在所述至少兩個設備之間進行數據通信。
本系統(tǒng)、方法、通信協(xié)議和設備的一個目的是克服傳統(tǒng)通信系統(tǒng)和 設備的缺點。根據一個示例性實施例， 一種通信系統(tǒng)包括第一和第二設 備，其中第一設備和第二設備中至少一個設備的處理器被配置為建立具
有超幀持續(xù)時間(Ts)的超幀并且在每個超幀持續(xù)時間(Ts)期間由第 一設備發(fā)送信標；由第二設備通過掃描每個扇區(qū)達超幀持續(xù)時間(Ts) 并且重復跳躍序列來掃描全部扇區(qū)(Nbeam)。該跳躍序列具有序列持續(xù) 時間(Tt。tal),其等于控制信道的控制持續(xù)時間(Tc)與數據信道的持 續(xù)時間(KTd)之和。該處理器還被配置為在發(fā)現時間(Tf)期間通過 第二設備發(fā)現笫一設備，其中該控制持續(xù)時間(Tc)大于數據信道的持 續(xù)時間(KTd)。
通過下文中提供的詳細說明，本設備、系統(tǒng)和方法的其它適用性范 圍將變得顯然。應當理解，這些詳細說明和特定實例在表示了本系統(tǒng)和 方法的示例性實施例的同時僅是為了說明的目的而無意限制本發(fā)明的 范圍。
通過以下的描述、所附權利要求和附圖，本發(fā)明的裝置、系統(tǒng)和方 法的這些及其他特征、方面和優(yōu)點將變得更容易被理解，在附圖中 圖1示出根據本系統(tǒng)一個實施例的無線設備的定向發(fā)射和多個信
道；
圖2示出根據一個實施例的用于無線網絡中的無線設備的超幀結
構；
圖3示出根據本系統(tǒng)一個實施例的設備的時序圖4示出根據一個實施例的保證在初始掃描階段中在所有扇區(qū)的兩 個連續(xù)掃描周期內新設備A發(fā)現現有設備B的時序結構；
圖5示出根據一個實施例的具有不同的持續(xù)周期Tt。^開始時間以用 于在信道之間跳if夭的兩個無線設備；以及
圖6示出根據本系統(tǒng)另一個實施例的包括定向天線的設備的一部分。
以下對于某些示例性實施例的說明本質上僅僅是示例性的，并且絕 不限制本發(fā)明的應用和使用。在以下對于本系統(tǒng)和方法的實施例的詳細 描述中，參照構成其一部分的相應附圖，并且其中通過示例的方式示出 可以實施所述系統(tǒng)和方法的特定實施例。對這些實施例進行了足夠詳細的描述以使所屬領域技術人員實現當前公開的系統(tǒng)和方法，并且應當理 解可以利用其它實施例并且可以在不背離本系統(tǒng)精神和范圍的情況下 進行結構和邏輯改變。
為了簡化對本系統(tǒng)的說明，本文中使用的術語"可操作地耦合"及其 派生詞是指能夠根據本系統(tǒng)工作的設備或其部分之間的連接。例如，可 操作地耦合可以包括能夠在兩個或更多設備或其部分之間實現單向和/ 或雙向通信路徑的這些設備之間的有線連接和/或無線連接中的一個或 多個。
因此，以下的詳細說明不應理解為限制的意義，并且本系統(tǒng)的范圍 僅由所附權利要求限定。本文附圖中的附圖標記的前面的(多個)數字 典型地對應于圖號，例外情況為多個附圖中出現的相同部件由相同的附 圖標記標識。此外，為了清楚的目的，省略了對公知設備、電路和方法 的詳細描述，從而避免使得本系統(tǒng)的描述難以理解。
在一個實施例中，當在處理器(在圖6中表示為附圖標記620)上 執(zhí)行多信道鄰接發(fā)現算法時，使得設備能夠彼此發(fā)現、進入相同信道、 使其定向天線彼此面對并且能夠相互通信。當在處理器620上執(zhí)行該多 信道鄰接發(fā)現算法時，該算法可以被配置為將固定信道(例如信道1) 指派為公共控制信道，而將其它信道視為數據信道。控制信道可以用于 交換控制和其它信息以促進設備發(fā)現彼此。該數據信道主要用于數據或 內容的通信。當然，該控制信道也可以用于數據/內容通信。該數據或內 容可以是任意類型的數據，例如音頻、視頻、文本、圖像等。每個信道， 無論是控制信道還是數據信道均具有每個設備(例如圖1所示的設備1、
2、 3、 4)所使用的超幀結構的一倍或整數倍的持續(xù)時間。
圖2示出由該設備1、 2、 3、 4中的至少一個建立并被該設備1、 2、
3、 4之一使用的超幀結構200。每個超幀200具有持續(xù)時間周期Ts,其 包括用于信標發(fā)送的信標周期210和用于數據或內容發(fā)送的數據發(fā)送周 期220。 一個信標周期210包括多個信標時段230,其中每個設備在信 標時段230的相應的時段中發(fā)送其信標。例如，設備l在笫一信標時段 發(fā)送其信標，設備2在第二信標時段發(fā)送其信標等。這些設備在各個信 標時段230中在控制信道或者數據信道上發(fā)送其信標。舉例來說，當第 一設備使用控制信道時，隨后在超幀200的信標周期210的第一信標時 段中在控制信道上發(fā)送其信標；以及當第一設備使用數據信道時，隨后該第一設備仍然在超幀200的信標周期210的第一信標時段中在數據信 道上發(fā)送其信標。
圖6中所示的處理器620可以被配置為將這些設備分成兩組。 一組 是非共享設備組，每個設備僅與一個其它非共享設備通信。另一組是共
享設備組，其包括不屬于第一組的全部設備并且它們中的每一個可以與 多個設備通信。
當接通非共享設備時，其首先保留在控制信道上，直到發(fā)現其希望 的通信設備為止。當兩個非共享設備決定彼此對話時，它們選擇或選定 一個信道來開始數據通信并且可以僅沿著它們交換數據信息包的方向 在(固定/保留的)控制信道上發(fā)送信標。美國臨時專利申請第60/885184 (律師巻號第007837號)和60/885192 (律師巻號笫007839 )中描述了 信標協(xié)i義。
當接通共享設備時，其首先保留在控制信道上，并且在全部方向上 掃描來自現有設備的信標。如果該共享設備探測到信標，則其加入現有 的信標組。否則，如果沒有探測到信標，則該共享設備開始發(fā)送其自己 的信標。在掃描了全部方向的掃描階段之后，如果該共享設備仍沒有發(fā) 現希望的通信設備，則該共享設備采用圖3中的定時結構在不同信道之 間跳躍，例如在存在兩個數據信道的情況下從信道2跳到信道3,以及 跳到控制信道和從控制信道跳回。在圖2所示的示例性實施例中，信道 的總數為3個。即，總共3個信道，其中一個是具有時間周期Tc的控制 信道，另兩個是數據信道。在以下的示例性實施例中，為了簡化，數據 信道的數量K為2 (K = 2),每個信道具有時間周期Td。然而，應當理 解，數據信道的數量可以是大于或等于1的任意整數。
當通電設備時遵循以下程序。在通電之后，設備進入第一階段，即 控制/公共信道掃描階段，也被稱作掃描階段。在掃描階段中，該設備在
控制/公共信道掃描Nb,電波或方向中掃描的兩個連續(xù)Nbeam超幀，該 方向可以是覆蓋全球或者其一部分的全部方向。也就是說，Nbeam是設備 掃描的扇區(qū)數。Nbe咖個總扇區(qū)的每個扇區(qū)被掃描達超幀周期TS。因此， 在全部扇區(qū)中進行兩次的該掃描的時間周期是
在控制/公共信道在全部扇區(qū)中被掃描總共2Nbeam Ts時間周期(其 中每個扇區(qū)被掃描達超幀周期Ts)的第一階段或者(控制/公共信道)
掃描階段之后，該設備開始第二階段(被稱為掃描和跳躍階段)，其中
12掃描控制/數據信道并且該設備在控制/數據信道之間跳躍。在本文中使 用的示例性實例中，信道數量為3，即一個控制信道被掃描達持續(xù)時間
Tc,并且兩個數據信道分別被掃描達持續(xù)時間Td。在第二階段或者跳躍 和掃描階段過程中，當該設備在特定或者選定數據信道上發(fā)現其目標設 備時，該設備停止掃描和跳躍，并且開始在該特定或選定的數據信道上 通信；這被當作最后或第三階段。當然，兩個設備之間的通信被局限為 通過數據信道，并且還可以將控制信道用于兩個設備之間的通信。
關于剛通電的新設備A試圖發(fā)現先前已經通電的另 一設備B,存在 四種情況或情形
情況1是先前通電的設備B仍然處在控制/公共信道掃描階段并且 新的設備A被通電的情況。如果該新的設備A在新設備A的控制/公共 信道掃描階段期間無法發(fā)現該舊的(或者先前通電的)設備B,則該新 設備A將建立其自身的超幀，該超幀可以具有不同于舊設備B的超幀結 構的開始時間。在這種情況下，新設備A發(fā)現舊設備B的發(fā)現時間Tf 由公式(1 )給出
<formula>formula see original document page 13</formula>(1)
其中Tt。tal = Tc + 2Td, Tc是設備A保持在控制信道上并且掃描該信道的 持續(xù)時間，并且Td是設備A保持在數據信道上并且掃描該信道的持續(xù)
時間，Ts是超幀周期或者持續(xù)時間，Nbeam是該新設備A所掃描的扇區(qū)
數量，以及K是數據信道的數量。下面將結合針對具有兩個數據信道(K =2)的示例性實例的圖5和公式(5)進一步描述這種情況。
情況2是舊設備B處在其第二階段或者掃描和跳躍階段中并且新設 備A被通電的情況。該新設備A將在第一設備A的第一階段或者掃描 階段中發(fā)現該舊設備B。發(fā)現時間Tf小于或者等于全部扇區(qū)的兩個掃描
周期，即2Nbeam丁s。
情況3是舊設備B處在最后的或者第三階段中并且保持在不同于控
制信道(用于與其已經發(fā)現的目標設備進行通信)的數據信道中并且新
設備A被通電的情況。該新設備A將在其自身的笫二階段(即新設備A 的掃描和跳躍階段)中發(fā)現舊設備B。由公式(2)給出了新設備A發(fā)現舊設備B的發(fā)現時間Tf，將結合圖3和公式(3 )對其進行進一步描 述
t)^t;,。,x^x ， (2)
情況4是舊設備B處在最后的或者第三階段并且保持在控制信道中 并且新設備A被通電的情況。該新設備A將在其自身的第 一階段(即掃 描階段)中發(fā)現舊設備B。新設備A發(fā)現舊設備B的發(fā)現時間Tf小于 或著等于全部扇區(qū)的兩個掃描周期，即2Nbe咖Ts。
圖3示出非共享設備在圖2所示的超幀200的信道之間跳躍的時序 圖300,其中每個超幀200具有時間周期持續(xù)時間Ts。令信道總數為3, 其中一個信道是控制信道并且另兩個信道是數據信道。也就是說，K或 者數據信道的數量為2，其中每個數據信道針對數據或內容信息的傳送 具有時間周期持續(xù)時間Td。
令Tt。tal = T。 + 2Td。每個還沒有開始數據通信的共享設備在每個如 圖3所示的Tt福重復在信道之間的跳躍序列。當該設備處在控制信道上 時，其照常發(fā)送其信標并且還試圖探測其希望的通信設備。當該設備處 在數據信道上時，其不發(fā)送信標并且僅掃描信道以試圖發(fā)現希望的通信 設備。
該掃描程序從一個方向開始并且一個接一個地經歷全部方向。掃描 設備1保持在每個方向上達超幀掃描周期Ts,其中Ts是超幀200的持 續(xù)時間，如圖2所示。在全部方向上掃描所需的時間是NbeamTs,其中
Nbeam是(試圖發(fā)現其它設備的新設備的)扇區(qū)數量。應當注意，不同設 備可以具有不同數量的扇區(qū)，并且Nbeam不是(持續(xù)時間Td的)設備的
數量或者數據信道的數量。還應當注意，在2維空間中，圓或者360° 覆蓋了全部方向。然而，在3維空間中，如通常情況那樣，球取代了圓 覆蓋了全部方向?？梢詫⒃撉蚍殖啥鄠€扇區(qū)，并且為了完全覆蓋(球形 的)全部方向，則佳j殳備l的定向天線移動以掃描全部方向或者扇區(qū)。
當然，設備的扇區(qū)數量Nbe^不可能覆蓋整個球并且取決于各個設備和
天線的設計。
i殳備任何一個時間4又可以在一個方向(或在一個扇區(qū)中)發(fā)送或接
收。 一些設備能夠動態(tài)地調整扇區(qū)的尺寸或者電波的寬度。如果設備能
14夠在全部方向或者扇區(qū)中掃描，則可以將Nbe咖視作該設備實際用來覆 蓋其可以發(fā)送或接收信號的全部方向的扇區(qū)數量。
假設存在4個彼此發(fā)現并且相互通信的設備。為了進行單播通信(其
中存在單 一媒質訪問信道/物理信道MAC/PHY,其僅傳送到單一 的設備 /目的地)，則必須同時使兩個設備l, 2指向彼此，以便這兩個設備l, 2相互通信(發(fā)送和/或接收數據)。當這兩個設備1， 2相互通信時， 它們不能與網絡中的其它設備通信，這是因為無線設備每次一般僅發(fā)送 或接收，而不是同時發(fā)送和接收。為了進行多播通信(即單一MAC/PHY 傳送朝向兩個或多個設備的多播)，多個目標設備2， 3, 4必須處在發(fā) 送器(源)l的相同扇區(qū)(方向)中。如果在第一設備1將數據發(fā)送到 笫二設備2之后，第一設備1希望與第三設備3通信，則在第二和第三 設備2, 3未處在相同扇區(qū)(和/或方向)中的情況下，第一設備l必須 改變其電波的方向，并且使其指向第三設備3。
以上的討論既適用于超幀中的數據發(fā)送周期(發(fā)送數據)，又適用 于超幀的信標周期(發(fā)送信標和控制信息)。存在多種與設備如何朝向 彼此發(fā)送信標相關的信標協(xié)議，例如美國臨時專利申請第60/885184(律 師巻號第007837號)和60/885192 (律師巻號第007839號)中所述的 協(xié)議，其中例如存在作為將要接通的設備的主設備。該第一或主設備通
過在超幀中的每個扇區(qū)/方向中發(fā)送信標來建立超幀結構。該主設備發(fā)送 多個信標，每個扇區(qū)中一個信標。被稱作輔助設備的其它設備在主設備
之后被接通或通電，這些設備加入主設備的超幀。輔助設備僅朝主設備 發(fā)送一個信標。
返回圖3，其中非共享設備希望使用時序圖300發(fā)現彼此,即通過 在每個Tt福中在信道之間重復跳躍序列300,可以在一個數據傳送周期 Td中或者在多個數據周期中(這取決于數據傳送周期Td的長度)完成 對全部方向或扇區(qū)的掃描。
如果希望的通信設備(以下標為B)已經進入數據信道，則新加入 的共享設備(以下標為A)將在發(fā)現時間周期Tf期間發(fā)現設備B,其中 Tf由公式(3)限定
<formula>formula see original document page 15</formula>
其中Tt。tai = Tc + KTd (在本實例中對于2個數據信道K = 2 ), Tc是控制信道的持續(xù)時間， Td是數據信道的持續(xù)時間，以及
Nbe^是試圖發(fā)現另 一個設備B的新設備A的扇區(qū)總數。 可以將各個參數設為滿足公式(3),這樣保證了新設備A將發(fā)現 例如已經進行發(fā)送的現有設備B。因此，如果希望例如新設備A在給定 的發(fā)現時間Tf內發(fā)現現有設備B,則在給定Tc和Nbeam的情況下公式(3 )
產生了所需的數據信道持續(xù)時間Td。可替代地，如果給定了Tt。tai、 Tc、 丁d和Nbeam，則公式(3)可以用于確定所需的發(fā)現時間Tf。
應當注意，如果設備B在控制信道(而不是使用數據信道之一)上 進行數據通信，則設備B將保持在控制信道上，并且不會改變信道。因 此，設備B將不會采用以上程序在信道之間跳躍。因此，當接通新設備 A時，新設備A將在通電或者接通之后在設備A的掃描階段中發(fā)現B。
圖4示出時序結構400，以保證已經通電(在設備B之后)的新設 備A在初始掃描階段中的全部扇區(qū)的兩個掃描周期(2NbeamTs)內發(fā)現 現有設備B (已在之前通電)。如圖4所示，如果設備B還沒有開始數 據通信，則新設備A能夠在控制信道上探測某些信標以加入包括設備B 的信標組。這樣，設備A和B將在相同信標組中彼此發(fā)現。為了確保在 設備A的掃描階段中該新設備A發(fā)現設備B,該算法要求供數據信道上 的設備B使用或專用于設備B的周期不占據在Nbeam電波或方向上掃描
的兩個連續(xù)Nbe^超幀中的相同超幀，該電波或方向可以是覆蓋整個球
的全部方向或者其一部分。因為設備A在針對每個方向或扇區(qū)的超幀周 期Ts內一個接一個地掃描全部方向，所以設備A在兩個連續(xù)超幀中兩 次掃描相同的方向。該算法或程序保證了當設備A掃描每個方向時，在 兩次機會期間，設備B至少在控制信道上出現一次。圖4示出了這樣的 實例。
如果在設備A的初始掃描階段之后兩個設備A和B需要發(fā)現彼此， 則設備A和B的在信道之間跳i 夭的時序結構可以具有不同的開始時間。 多信道鄰接發(fā)現算法在處理器620上執(zhí)行時保證了設備A和B在相同時 刻均處在控制信道上達某個周期。
圖5示出其在信道之間跳躍的周期Tt。tal具有不同開始時間的兩個無 線設備A、 B。如前所述T她,Te + KTd,其中K是數據信道的數量，在本示例性實例中其為2 (K = 2)。如圖5中的hash或對角線所示，針對 存在兩個數據信道或者K = 2的情況，每個周期Tt。tal中設備A和B均處 在控制信道上的重疊時間T
overlapping
由公式(4)給出
因此，新設備A發(fā)現現有設備B所需的發(fā)現時間Tf近似由公式(5) 給出
7; 7;
[W r,。,。Z X X Wfc, ^ T諭Z X ^ X Wfoe。m
J oveWap—g J e 厶J d (5)
最差的情況是，T。verlapping = Te-2Td,或者以下如公式(6)所示
r
rc *2rrf +r 《■
r (6) 對于公式(4)到(6),可以看出設備A發(fā)現設備B所需的Te與 Td之間的關系由公式(7)給出
只要滿足公式(7),其中差值Tc-2Td (即T。verlapping)至少為超幀 長度或持續(xù)時間Ts,則設備A和B將發(fā)現彼此。這些變量的特定值取 決于根據公式(3)和(5)的發(fā)現時間Tf的要求。當然，公式(7)針 對的是數據信道數量K為2 (K = 2)的情況。因此，通用公式為
(8)
在兩個共享設備A、 B發(fā)現彼此并且決定在它們之間進行數據通信 之后，它們選擇并且進入公共信道(可以用于設備A、 B上)并且開始 數據通信。該公共信道既可以是數據信道也可以是控制信道。
如果兩個共享設備A、 B中的至少一個能夠改變其天線方向并且在 信道上掃描，以及不存在其它信標設備將天線切換到該信道上，則設備 A、 B中能夠改變其天線的一個設備在信標或控制周期210 (圖2)中朝
17全部方向發(fā)送信標。這些信標可以使隨后接通的其它共享設備發(fā)現一個
或兩個共享設備A、 B。
相互通信的設備A、 B (或者圖1所示的1、 2、 3、 4)可以具有圖 6所示的部分。特別是，圖6示出具有天線610的設備600的一部分， 該天線可以是才艮據本系統(tǒng)實施例的固定和/或可操縱的定向天線。例如， 本系統(tǒng)600的一部分還可以包括與存儲器630、顯示器640、有線連接 650、用戶輸入設備660和天線610可操作地耦合的處理器620。該存儲 器630可以是存儲應用數據以及其它與所述操作相關的數據的任意類型 的設備。處理器620接收應用數據和其它數據以配置該處理器620從而 執(zhí)行根據本系統(tǒng)的操作。該操作動作可以包括通電、為信標搜索可用信 道和/或扇區(qū)、發(fā)送信標、掃描等。沒有介紹設備600的細節(jié)以簡化此處 的討論，然而這對于本領域技術人員來講是容易理解的。該設備600根 據精確的用途可以包括用戶輸入端或界面600以及顯示器640以促進這 些實施例的特定方面，然而這對于操作來說是不需要的。例如，用戶可 以借助用戶界面660提供用戶輸入以接通/斷開該設備600,并且朝希望 的方向操縱天線610,例如朝另一個設備以與其通信。顯示器640可以 被配置為顯示各種數據，例如包含在信道列表中的探測到的信道，包括 顯示希望相互通信的設備A、 B探測到的兩個信道列表，包括信道的各 種特性，例如包括帶寬、信噪比、碼間干擾、共享或非共享信道等與每 個信道相關的QoS參數，其中基于例如QoS參數自動地或者借助用戶 選擇和輸入手動地選擇可用于設備A、 B的最佳信道。
處理器620的操作動作還可以包括控制顯示器640以顯示任何其它 內容，例如可用于設備600的任何內容，例如用戶界面。用戶輸入端660 可以包括鍵盤、鼠標、軌跡球或者其它設備，所述其他設備包括觸摸敏 感顯示器，它們可以是獨立的或者作為系統(tǒng)的一部分，例如個人計算機、 個人數字助理、移動電話、機頂盒、電視或者借助任何可操作連接與處 理器610相通信的其它設備的一部分。該用戶輸入設備660可以用于與 處理器660交互，包括啟動用戶界面和/或本系統(tǒng)的其它元件內的交互。 顯而易見的是，處理器620、存儲器630、顯示器640、天線610和/或
的其它設備的一部分，該工作例如設置通信系統(tǒng)，包括啟動、發(fā)現和在 多個可操縱和不可操縱設備之間的通信。
18本系統(tǒng)的方法特別適合由計算機軟件程序實施，該程序包含對應于 本系統(tǒng)所述和/或預見的各個步驟或動作中的一個或多個的模塊。該程序 當然可以嵌入計算機可讀媒質中，例如集成芯片、外圍設備或者存儲器，
例如存儲器630或者與處理器620相耦合的其它存儲器。
存儲器630將處理器620配置為實現本文中公開的方法、操作動作 和功能。該存儲器可以分布在例如天線與處理器620之間，其中可以提 供附加的處理器，該附加處理器還可以為分布式的或者單一的。該存儲 器可以被實現為電、磁或光的存儲器，或者這些或者其它類型存儲設備 的任意組合。此外，術語"存儲器"應當被解釋為足夠廣義以包含能夠從 處理器620可訪問的可尋址空間中的地址讀取或者寫入該地址的任意信 息。在這種定義下，可通過有線連接650 (例如與諸如因特網的網絡的 有線連接)和/或天線610訪問的信息仍然位于例如存儲器630內，這是 因為處理器620可以從根據本系統(tǒng)的可操縱連接610、 650中的一個或 多個獲取信息。
該處理器620可被操作以用于響應于來自用戶輸入設備660的輸入 信號以及響應于網絡的其它設備提供控制信號和/或實施操作以及執(zhí)行 存儲在存儲器630中的指令。該處理器620可以是專用或者通用的集成 電路。而且，該處理器620可以是根據本系統(tǒng)發(fā)揮作用的專用處理器， 或者可以是通用處理器，其中許多功能中僅有 一個根據本系統(tǒng)發(fā)揮作 用。處理器620可以利用程序部分、多個程序段工作，或者可以是利用 專用或多功能集成電路的硬件設備。本領域普通技術人員容易想到本系 統(tǒng)的其它變化，并且這些變化均包含在以下的權利要求書中。
當然，應當理解，以上實施例或方法中的任意一個可以與一個或多 個其它實施例和/或方法相結合，或者可以是獨立的和/或在根據本系統(tǒng) 的獨立設備或設備部分之間發(fā)揮作用。
最后，以上的討論僅僅為了闡述本系統(tǒng)，并且不應被解釋為將所附
權利要求限制為特定實施例或實施例組。因此，盡管參照示例性實施例
特別具體地描述了本系統(tǒng)，但是還應當理解，本領域技術人員在不背離
以下權利要求所提出的本系統(tǒng)更寬和希望的精神和范圍的情況下設計
多種修改和的替代的實施例。因此，說明書和附圖應^L為示例性的，并
且其目的不是限制所附權利要求的范圍。 在解釋所附權利要求時應當理解
19a) 詞語"包括"不排除除了給出的權利要求中所列的元件或動 作之外的其它元件或動作的存在；
b) 元件之前的詞語"一"或者"一個"不排除多個這種元件的存
在；
c ) 權利要求中的任何附圖標記不限制其范圍；
d) 幾個"裝置"可以由相同項或者硬件或軟件實現的結構或功 能表示；
e) 所公開的任意元件可以由硬件部分(例如包括離散的和集 成的電子電路)、軟件部分(例如計算機程序)及其任意組合構成；
f) 硬件部分可以由模擬和數字部分的一個或兩個構成；
g) 除非特別規(guī)定，所公開的任何設備或其部分可以組合在一 起或者分離到其它部分中；
h) 除非特別規(guī)定，不要求特定順序的動作或步驟；以及
i) 術語"多個"元件包括兩個或更多所要求保護的元件，并且 不意味著任何特定數量范圍的元件；也就是說，多個元件可以像兩 個元件那樣少，并且可以包括不可估計數量的元件。
權利要求
1.一種用于在具有第一定向天線的第一設備與具有第二定向天線的第二設備之間通信的方法，該方法包括以下動作建立具有超幀持續(xù)時間(Ts)的超幀并且在每個超幀持續(xù)時間(Ts)期間由第一設備發(fā)送信標；給第二設備通電；由第二設備掃描兩個掃描周期(2NbeamTs)，其中在每個掃描周期中，第二設備通過掃描每個扇區(qū)達超幀持續(xù)時間(Ts)來掃描全部扇區(qū)(Nbeam)；重復跳躍序列，該跳躍序列具有等于控制信道的控制持續(xù)時間(Tc)與數據信道的持續(xù)時間(KTd)之和的序列持續(xù)時間(Ttotal)；如果在控制信道上未探測到現有信標，則建立新的超幀，或者如果在控制信道上探測到現有信標，則在控制持續(xù)時間(Tc)期間在控制信道上加入現有超幀；在數據信道的持續(xù)時間(Td)期間由第二設備掃描；在發(fā)現時間(Tf)期間由第二設備發(fā)現第一設備；選擇公共信道以開始在公共信道上與第一設備進行通信以及停止跳躍序列。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中該控制持續(xù)時間(Te)大于 數據信道的持續(xù)時間(KTd)。
3. 根據權利要求1所述的方法，其中當第一設備重復該跳躍序列 時，發(fā)現時間(Tf)小于或等于序列持續(xù)時間(Tt。tal)乘以掃描全部扇 區(qū)的時間(NbeamTs)除以數據信道的持續(xù)時間(Td)。
4. 根據權利要求1所述的方法，其中在停止了跳躍序列之后當第 一設備與其它設備相通信時，發(fā)現時間(Tf)滿足以下關系其中Tt。tal = Tc + KTd， K是數據信道數， Tc是控制信道的持續(xù)時間， Ts是超幀持續(xù)時間， Td是數據信道的持續(xù)時間，以及Nbeam是由第二設備掃描的扇區(qū)總數。
5. 根據權利要求1所述的方法，其中在停止了跳躍序列之后當第 一設備與其它設備相通信時，數據信道的持續(xù)時間(Td)滿足以下關系<formula>formula see original document page 3</formula>其中<formula>formula see original document page 3</formula>1<:=數據信道數量，Tc是控制信道的持續(xù)時間， Tf是第二設備發(fā)現第一設備所需的時間，以及 Nbeam是由第二設備掃描的扇區(qū)總數。
6. 根據權利要求1所述的方法，其中當第一設備重復跳躍序列或 者當第二設備的跳躍序列的開始時間不同于第 一設備的跳躍序列的開 始時間時，第二設備的發(fā)現動作發(fā)現了控制信道上的第 一設備。
7. 根據權利要求1所述的方法，其中在停止了跳躍序列之后當第 一設備與其它設備相通信時，第二設備的發(fā)現動作發(fā)現了控制信道上的 第一設備。
8. 根據權利要求1所述的方法，其中當第二設備的跳躍序列的開 始時間不同于笫一設備的跳躍序列的開始時間時，發(fā)現時間(Tf)滿足 以下關系<formula>formula see original document page 3</formula>其中<formula>formula see original document page 3</formula>K是數據信道數， Tc是控制信道的持續(xù)時間， Ts是超幀持續(xù)時間， Td是數據信道的持續(xù)時間，以及 Nb,是由笫二設備掃描的扇區(qū)總數。
9. 一種通信系統(tǒng)，包括第一設備和第二設備，其中第一設備和第 二設備中至少 一個設備的處理器被配置為建立具有超幀持續(xù)時間(Ts)的超幀并且在每個超幀持續(xù)時間(Ts) 期間由第一設備發(fā)送信標；由第二設備掃描兩個掃描周期(2NbeamTs),其中在每個掃描周期中，第二設備通過掃描每個扇區(qū)達超幀持續(xù)時間(Ts)來掃描全部扇區(qū)(Nb隱)；重復跳躍序列，該跳躍序列具有序列持續(xù)時間(Tt。tal),其等于控制信道的控制持續(xù)時間(Tc)與數據信道的持續(xù)時間(KTd)之和；如果在控制信道上未探測到現有信標則建立新的超幀，或者如果在控制信道上探測到現有信標則在控制持續(xù)時間(Tc)期間在控制信道上加入現有超幀；在數據信道持續(xù)時間(Td)期間由第二設備掃描； 在發(fā)現時間(Tf)期間由第二設備發(fā)現第一設備；以及 選擇公共信道以在該公共信道上開始與第一設備開始通信，并且停止跳3夭序列。
10. 根據權利要求9所述的通信系統(tǒng)，其中該控制持續(xù)時間(Tc) 大于數據信道的持續(xù)時間(KTd)。
11. 根據權利要求9所述的通信系統(tǒng)，其中當第一設備重復跳躍序 列時，發(fā)現時間(Tf)小于或等于序列持續(xù)時間(Tt。tal)乘以掃描全部 扇區(qū)的時間(NbeamTs)除以數據信道的持續(xù)時間(Td)。
12. 根據權利要求9所述的通信系統(tǒng)，其中在停止了跳躍序列之后 當第一設備與其它設備相通信時，發(fā)現時間(Tf)滿足以下關系其中Ttotal = Tc + KTd, K是數據信道數， Tc是控制信道的持續(xù)時間， Ts是超幀持續(xù)時間， Td是數據信道的持續(xù)時間，以及 Nbeam是由第二設備掃描的扇區(qū)總數。
13.根據權利要求9所述的通信系統(tǒng)，其中在停止了跳躍序列之后 當第一設備與其它設備相通信時，數據信道的持續(xù)時間(Td)滿足以下 關系<formula>formula see original document page 4</formula>〖=數據信道數量， Tc是控制信道的持續(xù)時間，Tf是第二設備發(fā)現第一設備所需的時間，以及Nbeam是由第二設備掃描的扇區(qū)總數。
14. 根據權利要求9所述的通信系統(tǒng)，其中當第一設備重復跳躍序 列或者當第二設備的跳躍序列的開始時間不同于第 一設備的跳躍序列 的開始時間時，處理器被配置為由第二設備發(fā)現控制信道上的第 一設備。
15. 根據權利要求9所述的方法，其中在停止了跳躍序列之后當第 一設備與其它設備相通信時，處理器被配置為由第二設備發(fā)現控制信道 上的第一設備。
16. 根據權利要求9所述的方法，其中當第二設備的跳躍序列的開 始時間不同于第一設備的跳躍序列的開始時間時，發(fā)現時間(Tf)滿足 以下關系々_ A6其中Ttotal = Tc + KTd, K是數據信道的數量， Tc是控制信道的持續(xù)時間， Ts時超幀持續(xù)時間， Td是數據信道的持續(xù)時間，以及 Nbeam是第二設備掃描的扇區(qū)總數。
17. —種計算機程序產品，其存儲在計算機可讀媒質上，該計算機 程序在由處理器執(zhí)行時被配置為建立具有超幀持續(xù)時間(Ts)的超幀并且在每個超幀持續(xù)時間(Ts) 期間由第一設備發(fā)送信標；由第二設備掃描兩個掃描周期(2NbeamTs),其中在每個掃描周期 中，第二設備通過掃描每個扇區(qū)達超幀持續(xù)時間(Ts)來掃描全部扇區(qū)(Nbeam )，重復跳躍序列，該跳躍序列具有序列持續(xù)時間(Tt。tal),其等于控 制信道的控制持續(xù)時間(Tc)與數據信道的持續(xù)時間(KTd)之和；如果在控制信道上未探測到現有信標則建立新的超幀，或者如果在控制信道上探測到現有信標則在控制持續(xù)時間(Tc)期間加入控制信道上的現有超幀；在數據信道持續(xù)時間(Td)期間由第二設備掃描；在發(fā)現時間(Tf)期間由第二設備發(fā)現第一設備，該發(fā)現時間小于或等于全部扇區(qū)的兩個掃描周期(2NbeamTs);以及選擇公共信道以在該公共信道上開始與第一設備通信，并且停止跳躍序列。
18. 根據權利要求17所述的計算機程序產品，其中該控制持續(xù)時 間(Tc)大于數據信道的持續(xù)時間(KTd)。
19. 根據權利要求17所述的計算機程序產品，其中當第一設備重復跳躍序列時，發(fā)現時間(Tf)小于或等于序列持續(xù)時間(Tt。ta!)乘以掃描全部扇區(qū)的時間(NbeamTs)除以數據信道的持續(xù)時間(Td)。
20. 根據權利要求17所述的計算機程序產品，其中在停止了跳if夭 序列之后當第一設備與其它設備相通信時，發(fā)現時間(Tf)滿足以下關 系其中Ttotai = Tc + KTd, K是數據信道數， Tc是控制信道的持續(xù)時間， L是超幀持續(xù)時間， Td是數據信道的持續(xù)時間，以及 Nbeam是由第二設備掃描的扇區(qū)總數。
21. 根據權利要求17所述的計算機程序產品，其中在停止了跳躍 序列之后當第一設備與其它設備相通信時，數據信道的持續(xù)時間(Td) 滿足以下關系rs其中Tt。tal = Te + KTd， K-數據信道數量， Tc是控制信道的持續(xù)時間， Tf是第二設備發(fā)現第一設備所需的時間，以及 Nbeam是由第二設備掃描的扇區(qū)總數。
22. 根據權利要求17所述的計算機程序產品，其中當第一設備重復跳躍序列或者當第二設備的跳躍序列的開始時間不同于第 一設備的 跳躍序列的開始時間時，處理器被配置為由第二設備發(fā)現控制信道上的 第一設備。
23. 根據權利要求17所述的計算機程序產品，其中在停止了跳躍 序列之后當第 一設備與其它設備相通信時，處理器被配置為由第二設備 發(fā)現控制信道上的第 一設備。
24. 根據權利要求17所述的計算機程序產品，其中當第二設備的 跳躍序列的開始時間不同于第 一設備的跳躍序列的開始時間時，發(fā)現時 間(Tf)滿足以下關系<formula>formula see original document page 7</formula>其中Tt。tal = Tc + KTd， K是數據信道的數量， Tc是控制信道的持續(xù)時間， Ts時超幀持續(xù)時間， Td是數據信道的持續(xù)時間，以及Nbeam是第二設備掃描的扇區(qū)總數。
全文摘要
一種通信系統(tǒng)包括第一和第二設備，其中第一設備和第二設備中至少一個設備的處理器被配置為建立具有超幀持續(xù)時間(T_s)的超幀并且在每個超幀持續(xù)時間(T_s)期間由第一設備發(fā)送信標；第二設備通過掃描每個扇區(qū)達超幀持續(xù)時間(T_s)并且重復跳躍序列來掃描全部扇區(qū)(N_beam)。該跳躍序列具有序列持續(xù)時間(T_total)，其等于控制信道的控制持續(xù)時間(T_c)與數據信道的持續(xù)時間(KT_d)之和。該處理器還被配置為在發(fā)現時間(T_f)期間通過第二設備發(fā)現第一設備，其中該控制持續(xù)時間(T_c)大于數據信道的持續(xù)時間(KT_d)。
文檔編號H04L12/56GK101584161SQ200880002354
公開日2009年11月18日 申請日期2008年1月16日 優(yōu)先權日2007年1月16日
發(fā)明者C·-T·仇, H·翟, R·陳 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司