在无线个域网中发现邻居.pdf

摘要
申请专利号：	CN200980108450.X	申请日：	2009.03.10
公开号：	CN101971565A	公开日：	2011.02.09
当前法律状态：	撤回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):H04L 12/26申请公布日:20110209\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):H04L 12/26申请日:20090310\|\|\|公开
IPC分类号：	H04L12/26; H04B7/26	主分类号：	H04L12/26
申请人：	英特尔公司
发明人：	G·李; C·科尔代罗; A·克塞尔曼; P·戈帕拉克里什南
地址：	美国加利福尼亚州
优先权：	2008.03.11 US 61/035480; 2008.04.30 US 12/150622
专利代理机构：	中国专利代理(香港)有限公司 72001	代理人：	马永利;王洪斌
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内容摘要

邻居发现协议使网络协调器能够提供时段，在所述时段期间不同类别的设备产生训练序列。所述协调器能够在多个不同方向上传送关于这些时段的信息，以使具有定向天线系统的在范围以内的设备接收该通信。所述协调器还能够在邻居发现时段期间以及其后编辑干扰报告。这些报告可以用于确定在特定方向上在给定链路中的两个特定节点之间空间重用是否是适当的。

权利要求书

1：一种方法，包括：从定向天线在多个不同方向上传送天线训练序列。
2：权利要求 1 所述的方法，包括：分配供网络内的设备监视所述训练序列的传输的时段。
3：权利要求 2 所述的方法，包括：分配供已经是所述网络的一部分的现有设备传送训练序列的第一时段。
4：权利要求 3 所述的方法，包括：提供不同于所述第一时段的第二时段，所述第二时段供希望加入所述网络的新设备传送训练序列。
5：权利要求 4 所述的方法，包括：在训练序列的传输期间监视干扰。
6：权利要求 4 所述的方法，包括：分配协调器以从网络内的设备接收干扰报告。
7：权利要求 6 所述的方法，包括：传送作为在第二发现时段期间的训练序列的结果的干扰报告。
8：权利要求 1 所述的方法，包括：使协调器能够编辑关于在特定位置和特定方向上两个不同设备之间的干扰的信息。
9：权利要求 8 所述的方法，包括：使协调器能够使用所述编辑的信息来指示是否能够进行空间重用。
10：权利要求 9 所述的方法，包括：响应于事件的出现而更新所述编辑的信息。
11：权利要求 10 所述的方法，包括：响应于时间的流逝而进行更新。
12：权利要求 10 所述的方法，包括：在更新的时间可用时机会性地进行更新。
13：权利要求 10 所述的方法，包括：响应于给定数目的干扰报告的出现而进行更新。
14：权利要求 8 所述的方法，其中，使协调器能够指示是否允许进行空间重用包括：使用表来为第一无线设备指示在过去的通信过程中第一无线设备是否经历了在特定方向上来自第二无线设备的干扰。
15：一种无线节点，包括：定向天线；以及控制器，其使所述天线在多个不同方向上传送训练序列。
16：权利要求 15 所述的节点，所述控制器分配供网络内的设备监视所述训练序列的传输的时段。
17：权利要求 16 所述的节点，所述控制器分配供已经是所述网络的一部分的设备传送其训练序列的第一时段。
18：权利要求 17 所述的节点，所述控制器提供不同于所述第一时段的第二时段，所述第二时段供希望加入所述网络的新设备传送训练序列。
19：权利要求 18 所述的节点，所述控制器从所述网络中的设备接收干扰报告。
20：权利要求 19 所述的节点，所述节点编辑关于在特定位置和特定方向上不同设备之间的干扰的信息。
21：权利要求 20 所述的节点，所述控制器基于所述编辑的信息来确定是否能够进行空间重用。

说明书

在无线个域网中发现邻居
    背景
     这大体上涉及无线个域网以及其他无线系统。
     在无线个域网中，多个无线设备可以移入及移出其他无线设备的范围。当那些设备在范围以内移动时，它们建立网络，例如微微网，其使所述设备能够彼此进行通信。
     通信链路可以在 60 吉赫频带处工作。但是这样的网络可能由于高的氧吸收的固有特性和通过障碍物的衰减而不那么鲁棒。为了满足链路预算要求，诸如固定的、自适应波束形成、或扇区化天线之类的定向天线可以被用来创建通信链路。
     与定向天线相关联的挑战之一是邻居发现。邻居发现涉及在适当的时候指向彼此的两个设备，其中一个传送以及一个接收。如果这两个设备将它们的波束旋转 360 度，则这两个设备可能永远不会发现彼此 ( 如果它们的波束永不相交或相遇的话 )。
     附图简述
     图 1 是根据一个实施例的网络的示意性描绘；
     图 2 包括根据一个实施例的用于网络上的设备的流程图；
     图 3 是用于一个实施例的分组结构；
     图 4 是根据一个实施例的用于建立基于协调器的节点兼容性表的流程图；以及
     图 5 是用于又一实施例的流程图。
     详细描述
     邻居发现协议可以被用在任何集中式网络 ( 例如高数据速率无线个域网 (WPAN) (IEEE 802.15.3“Wireless Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY) specification for High Rate Wireless PersonalArea Networks(WPANs)” IEEE， Inc.， New York， New York)) 中，或通过代理节点被用在分布式网络 ( 例如超宽带 (IEEE 802.15.3a)) 中。代理节点能够保留信标之后的带宽，并且可以为邻居的训练序列传输分配时隙。
     在诸如 60 吉赫网络之类的无线个域网中，可以利用超帧结构来在构成网络的节点或设备之间传送信息。最初，可能存在信标时段 (BP)，在该信标时段 (BP) 中协调器传送信息到网络的现有成员以及到可能正在侦听的、意在加入网络的任何其他设备。协调器可以是网络上的已经承担了协调网络中各种设备之间的通信的任务的任何设备。
     在一个实施例中，协调器在至少两个训练时段中的每一个中传送将传送训练序列的节点的次序和标识。一个训练时段是新成员发现 (NDP)，以及另一个训练时段用于由新成员设备进行的老的或现有网络成员发现、以及已经移动的现有成员的新位置的发现。为了确保该通信被重定位的老成员以及被新成员发现，该通信可以在有限数目 ( 例如 5 到 8) 的扇区或方向中的每一个上、在可以被称为的 “伪全向” 模式下、被顺序定向广播，以使任何在范围以内的设备都将接收到该通信。
     在信标时段之后，被称为协调器发现时段 (CDP) 的时段被专用于协调器发送用于新设备的发现分组。该通信也可以在伪全向模式下进行。这使进入网络的新设备能够执行无线个域网协调器发现以及初始天线训练，以及使老设备微调它们的天线。如在此使用的，
     “天线训练” 仅仅定位邻居以及调谐接收机以从那些邻居接收通信以及调谐发射机以向那些邻居进行传送 ( 在给定它们的当前位置的情况下 )。这当然假设了网络中的每个设备都使用定向天线。
     在一些实施例中，新成员发现时段 (NDP) 出现在 CDP 之后。 NDP 可以被专用于新设备发送训练序列，以使它们的邻居能够发现所述新设备并且获得所述新设备的初始方向信息。在一些实施例中，老成员发现时段 (ODP) 可能出现在 NDP 之后。ODP 可以被用于现有设备发送训练序列，以使新设备或任何现有邻居能够发现或重新发现它们并且获得更新的方向信息。
     训练序列或发现分组可以通过扇区化或波束形成天线以某种形式被发送到多个方向。例如，分组可以以轮流的方式被发送。可替换地，训练序列或发现分组可以通过全向天线被发送 ( 如果网络设备具有这样的天线的话 )。每个训练时段可能不存在于每个超帧中，并且时段号的次序可能改变。
     如果网络拓扑的改变要求立即更新，则协调器还可以在超帧中的任何地方调度时段 ( 其被称为动态发现 )。动态发现时段可以被专用于改变了其位置的设备发送训练序列，以使网络中的其余设备能够更新它们的方向信息。动态发现时段可以被应用于波束跟踪并且甚至用于设备移动性情形。参考图 1，网络可以包括协调器 34，所述协调器 34 可以与构成网络其余部分的一个或多个其他设备 36 没有任何不同。网络中的协调器 34 和设备 36 中的每一个可以是包括定向天线 38 和控制器 (control)40( 例如耦合到存储装置 42 的处理器 ) 的无线设备。存储装置 42 可以存储数据和 / 或代码。
     协调器 34 在信标或带宽保留帧 (BP) 中广播时间表 (schedule)，该时间表指定已经是网络一部分的、将传送训练序列的所有节点或设备的次序和标识符，如块 10 和图 2 中所示。协调器还设置 NDP 和 ODP 的时间。
     块 10 实际上由协调器发起，不过与现有网络设备 A、 B 和新设备 C 的这三个设备中的每一个的关联也被指示。当然，在网络中可以包含任何数目的设备，并且仅为了说明而提供了三个设备。
     因此，除了一个设备外，网络中的所有设备在不是专用于它们的训练时隙期间保持静默，以使对于正在传送的邻居而言可以进行训练或重新训练天线。
     诸如图 2 中的设备 C 之类的新设备在传输能够进行之前与超帧同步。因此，新设备扫描来自其他设备的信标传输。如果没有接收到信标传输，则新设备开始它们自己的超帧并且变成协调器。
     另一方面，如果接收到信标，则新设备具有两种选择。它能够尝试与网络相关联，所述网络的信标通过争用时段而被接收到。在这种情况下，网络的协调器在 NDP 期间分配专用训练时段以供该新设备进行传送。训练序列然后被无冲突地发送。
     可替换地，已经从网络接收到信标的新设备可以跳过关联，并且直接在 NDP 期间传送其训练分组以允许包括协调器的相邻设备发现该新设备。关联过程能够在那之后进行，如图 2 中所示。
     在图 2 中，在一个实施例中，可能有多个新设备尝试发送用于发现的训练序列，并且如果这样的话，则协调器将 NDP 分成子时段 (sub-period)，其中每个新设备随机选择一
     个时段来发送其训练序列以便避免冲突。
     另一冲突减少方法是定义多个正交训练序列，其中每个设备可以具有使每个训练序列相关的多个匹配滤波器的能力。然后，设备可以在 NDP 时段中随机选择训练序列之一。
     因为花在训练序列上的时间会很长，所以所有发现时段无需存在于每个超帧中。另外，不是所有现有设备都需要在一个时段中发送训练序列。作为替代，协调器能够将设备分组在一起，并且调度每个组以特定次序发送训练序列。例如，与移动设备的位置相比，静止设备的位置会偶尔被更新。为每个设备指定的时间可以依赖于在关联过程之后为协调器所知的设备的能力。
     参考图 2，在块 10 中协调器识别并且通告将在每个训练时段中传送训练序列的节点的次序和标识符之后，协调器在 CDP 中发送训练序列，如块 12 中所示。其后，新设备 C 找到协调器和它的方向，如块 14 中所示，并且在 NDP 中传送它的训练序列，如块 16 中所示。在 NDP 之后，现有设备中的每一个，例如设备 A 和 B 以及协调器，找到新设备和它的方向，如块 18、 20 和 22 中所示。
     然后，第一设备 A 在 ODP 中发送它的训练序列，如块 24 中所示。同时，新设备找到老设备 A 和它的方向，如块 28 中所示。其后，设备 B 在 ODP 中发送它的训练序列，如块 26 中所示，并且在那时，新设备 C 找到老设备 B 和它的方向，如块 30 中所示。
     然后，协调器能够使用在与新设备进行通信时在传输和接收中获得的方向信息来分配专用时隙以与新设备相关联，如块 32 中所示。因此，今后，每个设备能够使用来自发现时段的方向信息来与邻居进行通信。
     在一些实施例中，当新设备加入网络时，保证新设备被网络中的现有成员发现。另外，现有成员能够训练它们的天线，并且获得到新设备的方向信息。如果现有设备改变了其位置，则其新位置信息能够被其他设备动态地发现。
     例如协调器 36 中的控制器 40 还可以确定两个链路是否能够在可以被称为的空间重用中被同时激活。在空间重用中，接近的邻域内的两个链路能够同时工作，因为它们的能量集中在不同的方向上并且不干扰彼此。因此，网络内的两个设备可以在两个其他设备正在通信的同时彼此进行通信。这是由定向天线提供的方向性的直接结果。也就是，天线的方向性使两个设备能够在不干扰相同网络中的两个其他通信设备的情况下进行通信。
     “节点方向兼容性” 信息是指示两个节点是否能够在给定方向上在两个其他节点在不同方向上通信的同时进行通信的信息。在一个实施例中，协调器存储网络中的所有节点的节点方向兼容性信息。在一个实施例中，协调器在邻居发现过程期间开始编辑该信息，并且其后例如周期性地更新该信息。而且，节点能够向协调器提供关于干扰经历的信息。
     为了促进空间重用，正在传送的每个设备可以在诸如 PHY 首部或 MAC 首部之类的分组中包括其传送方向。( 可替换地，该首部可以指示使用真正的全向天线来发送分组，在这种情况下不必着眼于空间重用 )。
     为了可能的最大范围，节点或设备监视由协调器 34 所通告的网络的所有现有链路上的所有通信。接收设备 36 尝试使用伪全向模式，其中该设备在接收时在每个方向上旋转其波束。可替换地，协调器 34 还可以将信道时间专用于每个设备 36 发送探查 / 训练分组，以使相邻设备能够侦听以收集拓扑信息。
     设备 36 在监视现有链路之后，然后构造汇总它接收到干扰的方向 ( 被称为 “接收方向” )、干扰所来自的节点 ( 被表示为 “邻居” )、以及干扰节点从其进行传送的方向 ( 被表示为 “传送方向” ) 的表。
     在构造了节点方向表之后，每个节点或设备 36 然后在可行时，例如在争用时段、专用管理时段或专用业务时段期间，或在时间可用时机会性地 (opportunistically)，将该信息反馈到协调器 34。在一个实施例中能够以图 3 中示出的格式来构造该信息。用于特定邻居的每个报告对应于图 3 的表中表示该邻居的行。因此，在图 3 中，块 44 给出邻居报告的数目，块 46 给出邻居 1 的干扰的报告，其在被展开时给出设备标识符 46、接收方向 54 和传送方向 56。用于其他邻居的对应报告被包含在块 48 和 50 中。
     控制器 40( 图 1) 首先以 [(Tx- 节点 ID， Tx- 方向 )， (Rx- 节点 -ID， Rx- 方向 )] 的形式为每个业务保留时段建立活动节点方向列表。当节点向另一节点请求信道保留时，协调器 34 首先评估是否剩下可用的信道时间。如果否的话，则协调器 34 基于由设备收集的信息来进行空间重用可行性评价。
     举例来说，假设两个节点 B 和 C 正在通信并且这二者已经向控制器 40 指示了它们正在使用的方向。假定 B 使用方向 1 并且 C 使用方向 4。控制器 40 然后将该业务的节点方向信息记录为 [(B， 1)(C， 4)]。此外，假设移动性或其他效应所引起的任何方向改变将被传送到控制器 40。如果例如节点 A 和 D 正在请求协调器 45 发起新连接，则协调器 45 需要评估它是否能够准许该保留。
     在一个实施例中，协调器 45 可以为网络中的节点建立兼容性表。它通过编辑来自各种节点的干扰的报告来实现这一点。因此，在一个实施例中，编辑的节点表序列 58 可以以软件实施，并且与协调器 34 上的存储装置 42 相关联地存储。在软件实施例中，代码可以被存储为记录在计算机可读介质中的一系列指令，所述计算机可读介质例如是协调器 34 中的存储装置 42。举几个例子，存储装置 42 可以是半导体存储器、磁存储器、或光存储器。在任何情况下，存储装置 42 可以被通称为计算机可读介质。
     在菱形 60 处的检查确定邻居发现序列是否在操作中，例如如图 2 中所描绘的那样。如果是的话，则可以由协调器在邻居发现时段期间编辑干扰报告，如块 62 中所示。接下来，在 64 处的检查确定是否已经出现了事件。举几个例子，事件可以是超时 ( 其指示应该更新节点兼容性表 )、来自节点的给定数目的报告的出现、乃至对空间重用的请求的出现。如果这种事件出现，则到现在为止已经接收到的干扰报告可以被编辑成适当的表，以用于确定两个特定节点之间的空间重用是否是适当的。然后，节点兼容性表可以被编辑，如块 68 中所示。
     参考图 5，在接收到新的通信对请求 ( 块 70) 之后， ( 在一个实施例中在协调器 36 中的 ) 控制器 40 首先评估在超帧中是否仍存在可用的信道时间，如块 72 中所示。如果存在的话，则该请求被准许，如块 82 中所示。
     如果没有可用的信道时间，则控制器 40 评估该通信是否能够与现有链路空间重用信道时间 ( 块 74)。特别地，如果不存在既不是 A 又不是 D 的邻居的节点所使用的现有业务保留，如块 76 处所示，则控制器知道 A 和 D 将不会引起干扰，也不会接收到干扰，因此它能够向 A 和 D 准许与现有链路并行的信道，如块 84 中所示。
     否则，如果不存在这样的可用业务保留，则控制器 40 评估 A 和 D 的邻居是否具有
     活动通信，但不会干扰 A 和 D( 菱形 78)。更具体地说，控制器 40 评估 A 和 D 是否使用与它们在现有业务保留上偶而听到 (overhear) 邻居的方向不同的方向，其被指示为 A/D. 邻居 .Rx 方向！＝由 A 和 / 或 D 用来与 D 和 / 或 A 进行通信的方向。换言之，尽管这些邻居是活动的，但是为了避免干扰， A 和 D 可以使用远离这些邻居所使用的方向的其他方向。控制器还评估 A 和 D 的邻居是否正在使用未在 A 和 D 的表中记录的方向，如块 78 中所示，其被指示为 A/D. 邻居 .Tx- 方向！＝活动。换言之，即使那些邻居是活动的，它们也可以使用远离 A 和 D 的方向，并且因此它们不会干扰 A 和 D。这被指示为条件 A/D. 邻居 .Tx_ 方向！＝活动。
     如果满足那些条件之一，则控制器 40 准许该请求并且分配与现有链路并行的信道时间，如块 86 中所示。如果否的话，则空间使用不能被启用，并且通信请求被拒绝，如块 80 中所示。
     举例来说，当控制器 40 接收到来自 A 和 D 的通信请求时，它知道 A 将要使用方向 6 来与 D 进行通信 ( 作为一个例子 )。然而，根据 A 的节点方向表，节点 A 将接收到来自 C 的干扰 ( 如果 C 正在使用方向 4 的话 )。控制器 40 然后查看节点 B 和 C 所使用的方向。因为节点 C 实际上正在使用现有链路中的方向 4，所以 A 和 D 之间的通信将干扰 B 和 C，除非控制器不能准许该请求。
     作为又一例子，节点方向表可以如下：邻居 B C D Rx 方向 3 6 4 Tx 方向 1 4 2现在，控制器 40 知道 A 将使用方向 4 与节点 D 进行通信，而不是如先前例子中的方向 6。它还知道节点 D 不报告来自该方向的干扰 / 邻居。因此，从节点 B 到 C 的现有链路与节点 A 和 D 之间的通信不在相同的方向上。因此，控制器 40 准许与 B 和 C 的通信并行的该通信请求。
     在一些实施例中，高效的拓扑 - 知晓内部微微网特殊重用机制可以被用于无线个域网内的节点。这样的空间重用机制允许控制器在不引起现有链路的中断的情况下基于拓扑信息来评估任何通信对的可行性。
     贯穿本说明书提到的 “一个实施例” 或 “实施例” 是指，结合该实施例所描述的特定的特征、结构或特性被包括在本发明内所包含的至少一种实施方式中。因此，短语 “一个实施例” 或 “在实施例中” 的出现并不一定是指相同的实施例。此外，特定的特征、结构或特性可以以与所说明的特定实施例不同的其他合适的形式来建立，并且所有这样的形式可以被包含在本申请的权利要求内。
     尽管已经相对于有限数目的实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将会认识到来自其的许多修改和变化。意图是所附权利要求覆盖落入本发明真实精神和范围内的所
     有这样的修改和变化。

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1、(10)申请公布号 CN 101971565 A(43)申请公布日 2011.02.09CN101971565A*CN101971565A*(21)申请号 200980108450.X(22)申请日 2009.03.1061/035480 2008.03.11 US12/150622 2008.04.30 USH04L 12/26(2006.01)H04B 7/26(2006.01)(71)申请人英特尔公司地址美国加利福尼亚州(72)发明人 G李 C科尔代罗 A克塞尔曼P戈帕拉克里什南(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司 72001代理人马永利王洪斌(54) 发明名称在无线个域网。

2、中发现邻居(57) 摘要邻居发现协议使网络协调器能够提供时段，在所述时段期间不同类别的设备产生训练序列。所述协调器能够在多个不同方向上传送关于这些时段的信息，以使具有定向天线系统的在范围以内的设备接收该通信。所述协调器还能够在邻居发现时段期间以及其后编辑干扰报告。这些报告可以用于确定在特定方向上在给定链路中的两个特定节点之间空间重用是否是适当的。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2010.09.10(86)PCT申请的申请数据PCT/US2009/036686 2009.03.10(87)PCT申请的公布数据WO2009/114545 EN 2009.09.17(51)Int.。

3、Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页说明书 6 页附图 3 页CN 101971565 A 1/1页21.一种方法，包括：从定向天线在多个不同方向上传送天线训练序列。2.权利要求1所述的方法，包括：分配供网络内的设备监视所述训练序列的传输的时段。3.权利要求2所述的方法，包括：分配供已经是所述网络的一部分的现有设备传送训练序列的第一时段。4.权利要求3所述的方法，包括：提供不同于所述第一时段的第二时段，所述第二时段供希望加入所述网络的新设备传送训练序列。5.权利要求4所述的方法，包括：在训练序列的传输期间监视干扰。6.权利要求4所述的方法，包括：。

4、分配协调器以从网络内的设备接收干扰报告。7.权利要求6所述的方法，包括：传送作为在第二发现时段期间的训练序列的结果的干扰报告。8.权利要求1所述的方法，包括：使协调器能够编辑关于在特定位置和特定方向上两个不同设备之间的干扰的信息。9.权利要求8所述的方法，包括：使协调器能够使用所述编辑的信息来指示是否能够进行空间重用。10.权利要求9所述的方法，包括：响应于事件的出现而更新所述编辑的信息。11.权利要求10所述的方法，包括：响应于时间的流逝而进行更新。12.权利要求10所述的方法，包括：在更新的时间可用时机会性地进行更新。13.权利要求10所述的方法，包括：响应于给定数目的干扰报告的出现而进行。

5、更新。14.权利要求8所述的方法，其中，使协调器能够指示是否允许进行空间重用包括：使用表来为第一无线设备指示在过去的通信过程中第一无线设备是否经历了在特定方向上来自第二无线设备的干扰。15.一种无线节点，包括：定向天线；以及控制器，其使所述天线在多个不同方向上传送训练序列。16.权利要求15所述的节点，所述控制器分配供网络内的设备监视所述训练序列的传输的时段。17.权利要求16所述的节点，所述控制器分配供已经是所述网络的一部分的设备传送其训练序列的第一时段。18.权利要求17所述的节点，所述控制器提供不同于所述第一时段的第二时段，所述第二时段供希望加入所述网络的新设备传送训练序列。19.权利要。

6、求18所述的节点，所述控制器从所述网络中的设备接收干扰报告。20.权利要求19所述的节点，所述节点编辑关于在特定位置和特定方向上不同设备之间的干扰的信息。21.权利要求20所述的节点，所述控制器基于所述编辑的信息来确定是否能够进行空间重用。权利要求书CN 101971565 A 1/6页3在无线个域网中发现邻居0001 背景0002 这大体上涉及无线个域网以及其他无线系统。0003 在无线个域网中，多个无线设备可以移入及移出其他无线设备的范围。当那些设备在范围以内移动时，它们建立网络，例如微微网，其使所述设备能够彼此进行通信。0004 通信链路可以在60吉赫频带处工作。但是这样的网络可。

7、能由于高的氧吸收的固有特性和通过障碍物的衰减而不那么鲁棒。为了满足链路预算要求，诸如固定的、自适应波束形成、或扇区化天线之类的定向天线可以被用来创建通信链路。0005 与定向天线相关联的挑战之一是邻居发现。邻居发现涉及在适当的时候指向彼此的两个设备，其中一个传送以及一个接收。如果这两个设备将它们的波束旋转360度，则这两个设备可能永远不会发现彼此(如果它们的波束永不相交或相遇的话)。0006 附图简述0007 图1是根据一个实施例的网络的示意性描绘；0008 图2包括根据一个实施例的用于网络上的设备的流程图；0009 图3是用于一个实施例的分组结构；0010 图4是根据一个实施例的用于建立基于。

8、协调器的节点兼容性表的流程图；以及0011 图5是用于又一实施例的流程图。0012 详细描述0013 邻居发现协议可以被用在任何集中式网络(例如高数据速率无线个域网(WPAN)(IEEE 802.15.3“Wireless Medium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)specification for High Rate Wireless PersonalArea Networks(WPANs)”IEEE，Inc.，New York，New York)中，或通过代理节点被用在分布式网络(例如超宽带(IEEE 802.15.3a)中。代理节点。

9、能够保留信标之后的带宽，并且可以为邻居的训练序列传输分配时隙。0014 在诸如60吉赫网络之类的无线个域网中，可以利用超帧结构来在构成网络的节点或设备之间传送信息。最初，可能存在信标时段(BP)，在该信标时段(BP)中协调器传送信息到网络的现有成员以及到可能正在侦听的、意在加入网络的任何其他设备。协调器可以是网络上的已经承担了协调网络中各种设备之间的通信的任务的任何设备。0015 在一个实施例中，协调器在至少两个训练时段中的每一个中传送将传送训练序列的节点的次序和标识。一个训练时段是新成员发现(NDP)，以及另一个训练时段用于由新成员设备进行的老的或现有网络成员发现、以及已经移动的现有成员的新。

10、位置的发现。为了确保该通信被重定位的老成员以及被新成员发现，该通信可以在有限数目(例如5到8)的扇区或方向中的每一个上、在可以被称为的“伪全向”模式下、被顺序定向广播，以使任何在范围以内的设备都将接收到该通信。0016 在信标时段之后，被称为协调器发现时段(CDP)的时段被专用于协调器发送用于新设备的发现分组。该通信也可以在伪全向模式下进行。这使进入网络的新设备能够执行无线个域网协调器发现以及初始天线训练，以及使老设备微调它们的天线。如在此使用的，说明书CN 101971565 A 2/6页4“天线训练”仅仅定位邻居以及调谐接收机以从那些邻居接收通信以及调谐发射机以向那些邻居进行传送(在给。

11、定它们的当前位置的情况下)。这当然假设了网络中的每个设备都使用定向天线。0017 在一些实施例中，新成员发现时段(NDP)出现在CDP之后。NDP可以被专用于新设备发送训练序列，以使它们的邻居能够发现所述新设备并且获得所述新设备的初始方向信息。在一些实施例中，老成员发现时段(ODP)可能出现在NDP之后。ODP可以被用于现有设备发送训练序列，以使新设备或任何现有邻居能够发现或重新发现它们并且获得更新的方向信息。0018 训练序列或发现分组可以通过扇区化或波束形成天线以某种形式被发送到多个方向。例如，分组可以以轮流的方式被发送。可替换地，训练序列或发现分组可以通过全向天线被发送(如果网络设备具有。

12、这样的天线的话)。每个训练时段可能不存在于每个超帧中，并且时段号的次序可能改变。0019 如果网络拓扑的改变要求立即更新，则协调器还可以在超帧中的任何地方调度时段(其被称为动态发现)。动态发现时段可以被专用于改变了其位置的设备发送训练序列，以使网络中的其余设备能够更新它们的方向信息。动态发现时段可以被应用于波束跟踪并且甚至用于设备移动性情形。0020 参考图1，网络可以包括协调器34，所述协调器34可以与构成网络其余部分的一个或多个其他设备36没有任何不同。网络中的协调器34和设备36中的每一个可以是包括定向天线38和控制器(control)40(例如耦合到存储装置42的处理器)的无线设备。存。

13、储装置42可以存储数据和/或代码。0021 协调器34在信标或带宽保留帧(BP)中广播时间表(schedule)，该时间表指定已经是网络一部分的、将传送训练序列的所有节点或设备的次序和标识符，如块10和图2中所示。协调器还设置NDP和ODP的时间。0022 块10实际上由协调器发起，不过与现有网络设备A、B和新设备C的这三个设备中的每一个的关联也被指示。当然，在网络中可以包含任何数目的设备，并且仅为了说明而提供了三个设备。0023 因此，除了一个设备外，网络中的所有设备在不是专用于它们的训练时隙期间保持静默，以使对于正在传送的邻居而言可以进行训练或重新训练天线。0024 诸如图2中的设备C之类。

14、的新设备在传输能够进行之前与超帧同步。因此，新设备扫描来自其他设备的信标传输。如果没有接收到信标传输，则新设备开始它们自己的超帧并且变成协调器。0025 另一方面，如果接收到信标，则新设备具有两种选择。它能够尝试与网络相关联，所述网络的信标通过争用时段而被接收到。在这种情况下，网络的协调器在NDP期间分配专用训练时段以供该新设备进行传送。训练序列然后被无冲突地发送。0026 可替换地，已经从网络接收到信标的新设备可以跳过关联，并且直接在NDP期间传送其训练分组以允许包括协调器的相邻设备发现该新设备。关联过程能够在那之后进行，如图2中所示。0027 在图2中，在一个实施例中，可能有多个新设备尝试。

15、发送用于发现的训练序列，并且如果这样的话，则协调器将NDP分成子时段(sub-period)，其中每个新设备随机选择一说明书CN 101971565 A 3/6页5个时段来发送其训练序列以便避免冲突。0028 另一冲突减少方法是定义多个正交训练序列，其中每个设备可以具有使每个训练序列相关的多个匹配滤波器的能力。然后，设备可以在NDP时段中随机选择训练序列之一。0029 因为花在训练序列上的时间会很长，所以所有发现时段无需存在于每个超帧中。另外，不是所有现有设备都需要在一个时段中发送训练序列。作为替代，协调器能够将设备分组在一起，并且调度每个组以特定次序发送训练序列。例如，与移动设备的位置相。

16、比，静止设备的位置会偶尔被更新。为每个设备指定的时间可以依赖于在关联过程之后为协调器所知的设备的能力。0030 参考图2，在块10中协调器识别并且通告将在每个训练时段中传送训练序列的节点的次序和标识符之后，协调器在CDP中发送训练序列，如块12中所示。其后，新设备C找到协调器和它的方向，如块14中所示，并且在NDP中传送它的训练序列，如块16中所示。在NDP之后，现有设备中的每一个，例如设备A和B以及协调器，找到新设备和它的方向，如块18、20和22中所示。0031 然后，第一设备A在ODP中发送它的训练序列，如块24中所示。同时，新设备找到老设备A和它的方向，如块28中所示。其后，设备B在O。

17、DP中发送它的训练序列，如块26中所示，并且在那时，新设备C找到老设备B和它的方向，如块30中所示。0032 然后，协调器能够使用在与新设备进行通信时在传输和接收中获得的方向信息来分配专用时隙以与新设备相关联，如块32中所示。因此，今后，每个设备能够使用来自发现时段的方向信息来与邻居进行通信。0033 在一些实施例中，当新设备加入网络时，保证新设备被网络中的现有成员发现。另外，现有成员能够训练它们的天线，并且获得到新设备的方向信息。如果现有设备改变了其位置，则其新位置信息能够被其他设备动态地发现。0034 例如协调器36中的控制器40还可以确定两个链路是否能够在可以被称为的空间重用中被同时激活。

18、。在空间重用中，接近的邻域内的两个链路能够同时工作，因为它们的能量集中在不同的方向上并且不干扰彼此。因此，网络内的两个设备可以在两个其他设备正在通信的同时彼此进行通信。这是由定向天线提供的方向性的直接结果。也就是，天线的方向性使两个设备能够在不干扰相同网络中的两个其他通信设备的情况下进行通信。0035 “节点方向兼容性”信息是指示两个节点是否能够在给定方向上在两个其他节点在不同方向上通信的同时进行通信的信息。在一个实施例中，协调器存储网络中的所有节点的节点方向兼容性信息。在一个实施例中，协调器在邻居发现过程期间开始编辑该信息，并且其后例如周期性地更新该信息。而且，节点能够向协调器提供关于干扰经。

19、历的信息。0036 为了促进空间重用，正在传送的每个设备可以在诸如PHY首部或MAC首部之类的分组中包括其传送方向。(可替换地，该首部可以指示使用真正的全向天线来发送分组，在这种情况下不必着眼于空间重用)。0037 为了可能的最大范围，节点或设备监视由协调器34所通告的网络的所有现有链路上的所有通信。接收设备36尝试使用伪全向模式，其中该设备在接收时在每个方向上旋转其波束。可替换地，协调器34还可以将信道时间专用于每个设备36发送探查/训练分组，以使相邻设备能够侦听以收集拓扑信息。0038 设备36在监视现有链路之后，然后构造汇总它接收到干扰的方向(被称为“接收说明书CN 10197156。

20、5 A 4/6页6方向”)、干扰所来自的节点(被表示为“邻居”)、以及干扰节点从其进行传送的方向(被表示为“传送方向”)的表。0039 在构造了节点方向表之后，每个节点或设备36然后在可行时，例如在争用时段、专用管理时段或专用业务时段期间，或在时间可用时机会性地(opportunistically)，将该信息反馈到协调器34。在一个实施例中能够以图3中示出的格式来构造该信息。用于特定邻居的每个报告对应于图3的表中表示该邻居的行。因此，在图3中，块44给出邻居报告的数目，块46给出邻居1的干扰的报告，其在被展开时给出设备标识符46、接收方向54和传送方向56。用于其他邻居的对应报告被包含在块48。

21、和50中。0040 控制器40(图1)首先以(Tx-节点ID，Tx-方向)，(Rx-节点-ID，Rx-方向)的形式为每个业务保留时段建立活动节点方向列表。当节点向另一节点请求信道保留时，协调器34首先评估是否剩下可用的信道时间。如果否的话，则协调器34基于由设备收集的信息来进行空间重用可行性评价。0041 举例来说，假设两个节点B和C正在通信并且这二者已经向控制器40指示了它们正在使用的方向。假定B使用方向1并且C使用方向4。控制器40然后将该业务的节点方向信息记录为(B，1)(C，4)。此外，假设移动性或其他效应所引起的任何方向改变将被传送到控制器40。0042 如果例如节点A和D正在请求协。

22、调器45发起新连接，则协调器45需要评估它是否能够准许该保留。0043 在一个实施例中，协调器45可以为网络中的节点建立兼容性表。它通过编辑来自各种节点的干扰的报告来实现这一点。因此，在一个实施例中，编辑的节点表序列58可以以软件实施，并且与协调器34上的存储装置42相关联地存储。在软件实施例中，代码可以被存储为记录在计算机可读介质中的一系列指令，所述计算机可读介质例如是协调器34中的存储装置42。举几个例子，存储装置42可以是半导体存储器、磁存储器、或光存储器。在任何情况下，存储装置42可以被通称为计算机可读介质。0044 在菱形60处的检查确定邻居发现序列是否在操作中，例如如图2中所描绘的。

23、那样。如果是的话，则可以由协调器在邻居发现时段期间编辑干扰报告，如块62中所示。接下来，在64处的检查确定是否已经出现了事件。举几个例子，事件可以是超时(其指示应该更新节点兼容性表)、来自节点的给定数目的报告的出现、乃至对空间重用的请求的出现。如果这种事件出现，则到现在为止已经接收到的干扰报告可以被编辑成适当的表，以用于确定两个特定节点之间的空间重用是否是适当的。然后，节点兼容性表可以被编辑，如块68中所示。0045 参考图5，在接收到新的通信对请求(块70)之后，(在一个实施例中在协调器36中的)控制器40首先评估在超帧中是否仍存在可用的信道时间，如块72中所示。如果存在的话，则该请求被准许。

24、，如块82中所示。0046 如果没有可用的信道时间，则控制器40评估该通信是否能够与现有链路空间重用信道时间(块74)。特别地，如果不存在既不是A又不是D的邻居的节点所使用的现有业务保留，如块76处所示，则控制器知道A和D将不会引起干扰，也不会接收到干扰，因此它能够向A和D准许与现有链路并行的信道，如块84中所示。0047 否则，如果不存在这样的可用业务保留，则控制器40评估A和D的邻居是否具有说明书CN 101971565 A 5/6页7活动通信，但不会干扰A和D(菱形78)。更具体地说，控制器40评估A和D是否使用与它们在现有业务保留上偶而听到(overhear)邻居的方向不同的方向，。

25、其被指示为A/D.邻居.Rx方向！由A和/或D用来与D和/或A进行通信的方向。换言之，尽管这些邻居是活动的，但是为了避免干扰，A和D可以使用远离这些邻居所使用的方向的其他方向。控制器还评估A和D的邻居是否正在使用未在A和D的表中记录的方向，如块78中所示，其被指示为A/D.邻居.Tx-方向！活动。换言之，即使那些邻居是活动的，它们也可以使用远离A和D的方向，并且因此它们不会干扰A和D。这被指示为条件A/D.邻居.Tx_方向！活动。0048 如果满足那些条件之一，则控制器40准许该请求并且分配与现有链路并行的信道时间，如块86中所示。如果否的话，则空间使用不能被启用，并且通信请求被拒绝，如块80。

26、中所示。0049 举例来说，当控制器40接收到来自A和D的通信请求时，它知道A将要使用方向6来与D进行通信(作为一个例子)。然而，根据A的节点方向表，节点A将接收到来自C的干扰(如果C正在使用方向4的话)。控制器40然后查看节点B和C所使用的方向。因为节点C实际上正在使用现有链路中的方向4，所以A和D之间的通信将干扰B和C，除非控制器不能准许该请求。0050 作为又一例子，节点方向表可以如下：0051 邻居 Rx方向 Tx方向B 3 1C 6 4D 4 20052 现在，控制器40知道A将使用方向4与节点D进行通信，而不是如先前例子中的方向6。它还知道节点D不报告来自该方向的干扰/邻居。因此，。

27、从节点B到C的现有链路与节点A和D之间的通信不在相同的方向上。因此，控制器40准许与B和C的通信并行的该通信请求。0053 在一些实施例中，高效的拓扑-知晓内部微微网特殊重用机制可以被用于无线个域网内的节点。这样的空间重用机制允许控制器在不引起现有链路的中断的情况下基于拓扑信息来评估任何通信对的可行性。0054 贯穿本说明书提到的“一个实施例”或“实施例”是指，结合该实施例所描述的特定的特征、结构或特性被包括在本发明内所包含的至少一种实施方式中。因此，短语“一个实施例”或“在实施例中”的出现并不一定是指相同的实施例。此外，特定的特征、结构或特性可以以与所说明的特定实施例不同的其他合适的形式来建立，并且所有这样的形式可以被包含在本申请的权利要求内。0055 尽管已经相对于有限数目的实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将会认识到来自其的许多修改和变化。意图是所附权利要求覆盖落入本发明真实精神和范围内的所说明书CN 101971565 A 6/6页8有这样的修改和变化。说明书CN 101971565 A 1/3页9图1图2说明书附图CN 101971565 A 2/3页10图3图4说明书附图。

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