信道发现协议.pdf

一种计算设备，该计算设备被配置为选择在该计算设备的本地环境中开放的信道并尝试在此处描述的所选可用信道上与另一计算设备通信。计算设备基于多个可用信道的选择概率来选择可用信道，选择概率由指数衰减分布曲线定义。

权利要求书一种方法，包括：
由第一计算设备，至少部分地基于所述第一计算设备的本地环境中被占用的信道来确定多个信道中的可用信道；
由所述第一计算设备，基于所述可用信道的选择概率来选择所述可用信道中的一个，所述选择概率由具有指数衰减的分布曲线来定义；以及
由所述第一计算设备，尝试在所述可用信道的所选的那个上与第二计算设备通信。
如权利要求1所述的方法，进一步包括执行所述选择和所述尝试，直到所述第一计算设备和第二计算设备成功地通信。
如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分布曲线至少部分地基于所述第二计算设备的环境的可用性概率或在所述第一计算设备和第二计算设备之间的环境的可用性概率中的一个或两者。
如权利要求3所述的方法，其特征在于，基于先前的通信尝试学习或从另一设备接收所述可用性概率。
如权利要求1所述的方法，其特征在于，第i个可用信道的所述选择概率之一由所述指数衰减分布曲线定义为(1‑x)i‑1x，x是参数。
如权利要求5所述的方法，其特征在于，x被定义为(1/6)p2q，p2是所述第二计算设备的环境的可用性概率，且q是在所述第一计算设备和第二计算设备之间的环境的可用性概率。
如权利要求5所述的方法，其特征在于，随机地选择x，避免了需要知道所述第二计算设备的环境的和/或在所述第一计算设备和第二计算设备之间的环境的可用性概率。
如权利要求7所述的方法，其特征在于，通过选择值2‑i来定义随机选择x的分布，其中i表示从1开始且具有与1/i2成比例的概率的正整数。
如权利要求1所述的方法，进一步包括：
与所述第二计算设备交换所述第一和第二计算设备的环境中的可用信道的地图；以及
与所述第二计算设备一起参与至少部分地基于所交换的地图来选择另一可用信道，以供进一步通信。
如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述另一可用信道是均匀选择的相互可用信道，切换所述另一可用信道，以便保持所述多个信道中已占用的信道的均匀分布。
一种计算设备，包括：
处理器；以及
被配置为由所述处理器操作以便执行包括以下的操作的多个可执行指令：
至少部分地基于所述计算设备的本地环境被占用的信道来确定多个信道中的可用信道；
基于所述可用信道的选择概率来选择所述可用信道中的一个，所述选择概率由指数衰减分布曲线定义，所述指数衰减分布曲线至少部分地基于另一计算设备的环境的可用性概率或在所述计算设备和所述另一计算设备之间的环境的可用性概率中的一个或两者；以及
尝试在所述可用信道的所选的那个上与所述另一计算设备通信。
如权利要求11所述的所述计算设备，其特征在于，所述多个可执行指令还被配置为：
与所述另一计算设备交换所述计算设备和所述另一计算设备的所述环境中的可用信道的地图；以及
与所述另一计算设备一起参与至少部分地基于所交换的地图来选择另一可用信道，以供进一步通信，其中，所述另一可用信道是均匀选择的相互可用信道，切换所述另一可用信道，以便保持所述多个信道中已占用的信道的均匀分布。
如权利要求11所述的所述计算设备，其特征在于，所述多个可执行指令还被配置为扫描包括所述多个信道的频谱以便确定所述可用信道。
一种计算机可读存储介质，包括：
被存储在所述存储介质上且被配置为编程计算设备以便执行包括以下的操作的多个可执行指令：
至少部分地基于所述计算设备的环境中被占用的信道来确定多个信道中的可用信道；
直到所述计算设备成功地与另一计算设备通信，
基于所述可用信道的选择概率选择所述可用信道中的一个，所述选择概率由指数衰减分布曲线定义，所述指数衰减分布曲线至少部分地基于所述另一计算设备的环境的可用性概率和在所述计算设备和所述另一计算设备之间的环境的可用性概率；以及
尝试在所述可用信道的所选的那个上与所述另一计算设备通信；
与所述另一计算设备交换所述计算设备和所述另一计算设备的所述环境中的可用信道的地图；以及
与所述另一计算设备一起参与至少部分地基于所交换的地图来选择另一可用信道，以供进一步通信。
如权利要求14所述的所述计算机可读存储介质，其特征在于，通信尝试的总数独立于所述多个信道的总数。

说明书信道发现协议
背景
无线通信的发展已经允许不断增加的数量的设备相互无线通信。除了移动设备和计算机之外，诸如头戴式耳麦、话筒、遥控器和电视等的其他设备相互无线通信。尽管无线通信采取多种形式，但它常常涉及使用在通常被称为“射频”的频谱内的信道。为特定类型的通信保留某些频谱。其他频谱（例如超高频电视（UHF‑TV）频段中的空白频谱）给予某些类型的设备和通信（即，所谓的主要用户）优先权，但允许其他（次要用户）在当前任何主要用户不使用的信道上通信。
在多种情况中，两个通信设备具有从中选择用于通信的多个信道。在这里，信道被定义为一部分频谱，即，中心频率和信道宽度。出于各种原因，可能的情况是，信道中的一些在通信设备中的一个或多个上不可用（或不开放），因而阻止这样的设备在这一信道上传输或在它上面有效通信。例如，这可能是由于在主要用户正在使用这一信道的情况中空白频谱中的法律要求。而且，信道可能非常忙于其他流量。
问题是，在许多情况中，两个无线设备想要相互通信，但它们中的每一可以用于通信的信道可能是不同的。一些信道可能在两个设备处都可用，而其他信道可能仅在设备中的一处可用，同时还有其他不在任何设备处可用。困难在于，没有设备具有关于在它想要与之通信的各个其他设备处哪些信道可用的先验知识。它仅知道在其自己位置处的可用信道，而不是在其他设备的位置处的那些。另外，在某些情况中，由于不能本地检测到的干扰，即使信道显得对两个设备都可用，它可能不允许通信。
为了相互“发现”，即，建立可靠的通信，无线设备可以利用协议。当设备在两个设备处以及在设备之间的环境中同时都可用的某信道上通信时，实现了发现。在这种情况中，两个节点可以使用现有的标准协议来建立任何设计的通信协议。它们可以保持在发生发现的信道上，或者它们可以基于任何现有的信道选择协议选择任何其他信道。
困难在于，以上发现过程应尽可能快速地发生；即，两个或更多个设备应可以在可用信道上快速地相互发现，以便避免丢失时间（和能量）。问题在于，如果不是聪明地做到这一点，则在信道总数中发现时间（=直到两个或更多个节点相互发现的时间）线性增长，这会非常大。例如，这是其中两个设备周期性地拾取随机信道直到它们碰巧同时拾取相同的信道的简单策略的情况。因而，这样的随机选择可能消耗大量的用户时间和设备能量。
概述
在此描述被配置为选择可用信道并相互通信的计算设备。这些计算设备希望彼此发现，且缺少外部同步装置（不存在公共时钟等等）。设备求助于选择信道，希望在给定的时隙收敛于相同的信道，并尽可能快地实现这一点。为了实现这一目的，计算设备每一个都确定在它们的本地环境中的可用信道并基于可用信道的选择概率来选择可用信道中的一个。选择概率由具有指数衰减的分布曲线定义。在选择可用信道之后，计算设备尝试相互通信，每一个都在它已经选择的可用信道上尝试。在两个设备选择相同的信道的情况中，它们现在可以使用任何现有的通信协议来建立通信。在两个设备选择两个不同的信道的情况中，不可能建立通信。在这种情况中，计算设备重复选择和尝试，直到它们成功地通信。因为计算设备基于由具有指数衰减的曲线的选择概率来选择可用信道，尝试通信的总次数独立于信道总数。
提供本概述以便以简化形式介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的一些概念。本概述并不旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护主题的范围。
附图简述
参考附图来阐明详细描述，附图中，附图标记最左边的数字标识该附图标记首次出现的附图。在不同附图中使用同一附图标记指示相似或相同的项或特征。
图1阐释示出根据各种实施例选择可用信道并尝试经由每一个选择的可用信道相互通信的计算设备的概览的框图。
图2阐释示出根据各种实施例的示例计算设备的框图。
图3阐释根据各种实施例具有指数衰减的分布曲线的示例。
图4阐释示出根据各种实施例用于选择可用信道并尝试在所选择的可用信道上通信的示例操作的流程图。
详细描述
在此描述的是被配置为基于选择概率重复地选择可用信道并尝试在每一个选择的信道上相互通信直到各计算设备成功地通信的计算设备。在此所使用的“成功的通信”是指计算设备同时选择相同的可用信道且由此被允许在可用信道上参与语音或数据通信，或者使用任何现有的通信协议在这个信道或对两个设备都开放的任何其他信道上继续通信。
在各种实施例中，每一计算设备确定在其本地环境中的可用信道。出于各种原因，信道可能是“不可用的”。在空白网络中，如果信道当前由主要用户使用，例如由经许可的无线话筒或电视台使用，则信道被封闭（即，不可用的）。在其他情况中，信道可能由于该信道上的繁重流量或其他原因而不可用。
每一计算设备也可以具有它正在尝试与之通信的其他计算设备的本地环境的可用性概率以及在计算设备之间的环境的可用性概率。每一可用性概率反映可用信道的数量除以信道总数。可以随时间学习或从另外的一个或多个设备接收可用性概率。
可用性概率被用来计算定义具有指数衰减的分布曲线的参数，该参数定义每一计算设备的、被确定为相对于该计算设备的本地环境开放的信道的选择概率。通过利用由可用性概率和具有指数衰减的分布曲线定义的选择概率，允许计算设备在独立于信道总数的次数的尝试中进行通信。
利用选择概率，每一计算设备选择可用信道之一并尝试在所选择的可用信道上与另一计算设备通信。通信尝试可能因为许多原因而失败。这样的原因包括尝试通信的两个计算设备选择了不同的信道或使用了由尝试通信的计算设备的本地环境之外的设备选择的“开放”信道。当各计算设备在相同的时间期间选择相同的信道时，并且当那个信道在两个计算设备的本地环境以及在各计算设备之间的环境开放时，计算设备可以成功地相互通信。各计算设备可以重复地选择信道并尝试在那些信道上通信，直到成功的通信发生。
在一些实施例中，在建立成功的通信之后，各计算设备交换它们的可用信道的地图，并选择另一个相互可用的信道以供进一步通信。选择其他可用信道是为了保持多个信道中已占用的信道的均匀分布。
概览
图1阐释根据各种实施例选择可用信道并尝试经由每一个选择的可用信道相互通信的计算设备的概览。如图1中所示出，第一计算设备102（在下文中称为“计算设备102”）尝试与第二计算设备104（在下文中称为“计算设备104”）通信。计算设备102和104中的每一个尝试与另一计算设备通信，直到计算设备102和104同时选择相同的可用信道106并在其上通信。可用信道106是多个信道108中的一个，多个信道108中的一些或全部可以由任何数量的设备使用。可用信道106被示出为“信道1”，但可以是多个信道108中的任何信道。
计算设备102与本地环境110相关联。在该本地环境110内可以存在使用多个信道108中的一个或多个信道的多个其他设备。例如，本地环境110可以包含分别使用多个信道108中的“信道2”116和“信道3”118的遥控器112和话筒114。
计算设备104与本地环境120相关联。在该本地环境120内可以存在使用多个信道108中的一个或多个信道的多个其他设备。例如，本地环境120可以包含分别使用多个信道108中的“信道4”126和“信道5”128的个人计算机122和头戴式耳麦124。
如也示出的，多个信道108具有总共N个信道，包括“信道6”130、“信道7”132、“信道8”134、“信道9”136和“信道N”138。如图1中所示出的，“信道8”134和“信道9”136是不可用的，且可能由在第一计算设备102和第二计算设备104之间的环境的另一设备使用。
在各种实施例中，计算设备102和104可以是任何种类的计算设备。例如，计算设备102和104中的每一个可以诸如蜂窝式电话或PDA等的移动设备、个人计算机（PC）、膝上型计算机、工作站、平板计算机、电视、媒体播放器、数字录像机、游戏设备或机顶盒或任何其他种类的设备中的一种。在一种实现中，计算设备102和104是不同种类的计算设备。这些计算设备102和104中的每一个都配备有允许跨越诸如射频谱等的频谱进行无线通信的组件。在图2中阐释并且在下面更详细地参考该图描述包括这些组件和其他组件的示例计算设备102/104。
计算设备102和104尝试使用频谱的信道（诸如信道108中的一个或多个）相互通信。频谱可以仅包括信道108，或者也可以包括附加的信道，每一信道具有关联的频率大小。另外，频谱可以覆盖任何范围的频率。例如，频谱可以是具有512MHz到698MHz的范围的UHF‑TV频段中的空白频谱。空白频谱中的每一信道具有6MHz的大小。在一些实现中，这些信道可以被分割成更小宽度的子信道，然后这些子信道被分别处理。
而且，在多种实现中，频谱被用于在设备之间的短距离通信（例如，一英里或更少的距离）。因而，使用频谱的信道相互通信，计算设备102和104可以处于彼此的距离内。
在一些实施例中，计算设备102和104所利用的频谱可以由计算设备102和104或它们的用户选择，或者可以是由计算设备102和104自动利用的预先编程的频谱。
除了使用频谱及其信道108通信之外，计算设备102和104也可以经由诸如广域网（WAN）、局域网（LAN）、个域网（PAN）或因特网等的一个或多个附加网络相互通信以及与其他设备通信。这样的其他设备可以包括任何数量的服务器、服务提供商、基站和接入点。在一种实施例中，使用信道108的通信可以在其中WAN/LAN/PAN/因特网连接性不可用的地理位置中由计算设备102或104用作WAN/LAN/PAN/因特网通信的替代物。
在各种实施例中，本地环境110和120可以是分别在计算设备102和104中间的地理区域，本地环境110和120中的每一个具有由其各自的计算设备102或104的扫描范围确定的大小。例如，如果计算设备102的扫描范围是10米，则本地环境110将大致是100π平方米的圆形区域（这考虑了二维的测量；实际上，计算设备将在三维中扫描），且计算设备102大致处于该区域的中心。因为计算设备102和104可以具有不同的扫描范围，本地环境110和120可以覆盖不同大小的区域或空间。在本地环境110和120之间的区域也具有大小，该大小由本地环境110和120的大小和在第一计算设备102和第二计算设备104之间的距离确定。这个区域也是环境且可以包括利用多个信道108中的一个或多个的设备。
在每一本地环境110和120内，可能存在正在计算设备102和104正尝试在其上通信的相同的频谱上通信的任何数量的设备。多个这些设备可以使用该频谱的信道108中的一些或全部。例如，如上所述，遥控器112可以使用“信道2”116，话筒114可以使用“信道3”118，个人计算机122可以使用“信道4”126，且头戴式耳麦124可以使用“信道5”128。尽管遥控器112、话筒114、个人计算机122和头戴式耳麦124被示出为使用频谱的信道108的设备的示例，但任何数量的其他设备也可以利用或改为利用信道108中的一些或全部。在一些实施例中，基于例如合法要求，可以对一种或多种类型的设备给予高于其他类型的设备的优先级。如果对某些设备类型给予优先级，则在一种实现中，在确定本地环境110和120中的可用信道时，计算设备102和104可以仅为那些优先类型的设备扫描。
在各种实施例中，位于本地环境110和120外但在计算设备102和104之间的其他设备也可以利用信道108中的一个或多个。例如，如上所述，这样的设备可以使用“信道8”134和“信道9”136。如果存在总共10个信道（即，“信道N”138是信道10），那么，信道1、6、7和10在本地环境110和120和在两者之间的环境两者中将是开放的。在这一示例中，计算设备102和104仅将在它们两者同时选择信道1、6、7和10中的同一个时成功通信。
如上面简要地提到，计算设备102和104中的每一个独立地选择信道并尝试在时隙期间在该信道上通信，在每一接连的时隙重复该选择和尝试，直到实现成功的通信。在选择之前，计算设备102和104中的每一个扫描其各自的本地环境110和120，以判断相对于本地环境110/120可用的信道。继续上面的示例，计算设备102将确定信道1和信道4‑10是“可用的”，且计算设备104将确定信道1‑3和信道6‑10是“可用的”。计算设备102和104中的每一个都基于由具有指数衰减的分布曲线定义的选择概率选择信道，分布曲线部分地基于可用性概率定义。由计算设备102使用的可用性概率包括本地环境120的可用性概率和在计算设备102和104之间的环境的可用性概率。由计算设备104使用的可用性概率包括本地环境110的可用性概率和在计算设备102和104之间的环境的可用性概率。在选择信道之后，每一计算设备102/104尝试使用其所选择的信道来与其他计算设备通信。一旦计算设备102和104已经成功地通信，它们就交换在它们各自的本地环境110和120中开放的信道的地图。在一些实施例中，然后，计算设备102和104利用地图来选择另一信道以供进一步通信，切换其他可用信道以便保持所述多个信道108中已占用的信道的均匀分布。下面更详细地描述计算设备102和104的这些操作。
示例计算设备
图2阐释根据各种实施例的示例计算设备。如所示出的，计算设备102/104（在下文中称为“计算设备102”）可以包括处理器202、接口204、显示器206、收发器208、输出设备210、输入设备212和包括机器可读介质216的驱动器单元214。计算设备102还包括存储器218，该存储器至少存储可用性概率220、本地环境模块222、信道发现模块224和通信模块226。
在一些实施例中，处理器202是中央处理单元（CPU）、图形处理单元（GPU）或CPU和GPU两者、或任何其他种类的处理单元。
在各种实施例中，接口204是任何种类的接口。接口204包括WAN接口、无线LAN接口、或近场接口中的任何一个或多个。无线LAN接口可以包括例如使用IEEE 802.11、802.16和/或802.20标准来执行传输和接收无线通信的功能的Wi‑Fi接口或Wi‑Max接口、或蓝牙接口。举例来说，计算设备102可以使用Wi‑Fi接口来与附近的设备直接通信。近场接口可以包括用于经由近场天线传送和接收近场无线电通信的蓝牙接口或RFID。例如，近场接口可以用于本领域中已知的诸如直接与举例来说也启用蓝牙或RFID的附近设备通信等的功能。读取器/询问器可以被合并到计算设备102中。
在各种实施例中，显示器206是液晶显示器或通常用于电信设备的任何其他种类的显示器。例如，显示器206可以是触敏显示屏，且然后，可以也充当输入设备或小键盘，例如用于提供软键键盘、导航按钮等等。
在一些实施例中，收发器208包括本领域中已知的任何种类的收发器。例如，收发器208可以包括执行经由天线传送和接收射频通信的功能的无线电收发器和接口。无线电接口促进在计算设备102和计算设备104之间的无线连接线以及与各种蜂窝塔、基站和/或接入点的无线连接线。
在一些实施例中，输出设备210包括本领域中已知的任何种类的输出设备，例如显示器（已经被描述为显示器206）、扬声器、振动机构或触觉反馈机构。输出设备210也包括用于诸如头戴式受话器、外置扬声器或外置显示器等的一个或多个外围设备的端口。
在各种实施例中，输入设备212包括本领域中已知的任何种类的输入设备。例如，输入设备212可以包括话筒、键盘/键区或触敏显示器（例如以上所描述的触敏显示屏）。键盘/键区可以是按钮数字拨号盘（例如在典型的电信设备上）、多键键盘（例如常规QWERTY键盘）、或一个或多个其他类型的键或按钮，且也可以包括类似操纵杆的控制器和/或指定的导航按钮等等。
机器可读介质216存储实现在此描述的方法或功能中的任何一个或多个的一个或多个指令集（例如，软件）。在由计算设备102执行指令期间，指令也可以完全地或至少部分地驻留在存储器218和处理器202内。存储器218和处理器202也可以构成机器可读介质216。
在各种实施例中，存储器218通常包括易失性存储器和非易失性存储器两者（例如，RAM、ROM、EEPROM、闪速存储器、微型硬盘驱动器、存储器卡、光存储（例如，CD、DVD）、磁带盒、磁带、磁盘存储（例如，软盘、硬盘驱动器等等）或其他磁存储设备、或任何其他介质）。另外，在一些实施例中，存储器218包括SIM（用户身份模块）卡，SIM卡是被用来向诸如电信服务提供商网络等的服务提供商网络标识计算设备102的用户的可移动存储器卡。存储器218也可以被描述为计算机存储介质且可以包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等的信息的任何方法或技术实现的易失性介质和非易失性介质、可移动介质和不可移动介质。
正如图2中所阐释的，存储器218存储数据和模块220‑226。这些数据和模块220‑226包括可用性概率220。在各种实施例中，可用性概率220是可由模块222‑226中的一个或多个或其他模块、进程、线程或应用访问的分数、百分数或小数。如上所述，由计算设备102存储的可用性概率220包括与本地环境120相关联的可用性概率和与在计算设备102和104之间环境相关联的可用性概率。可用性概率220表示可用信道的平均数、中值或其他统计学上显著的数字除以信道的总数。继续图1中所描述的示例，本地环境120的可用性概率可以是8/10（化简为4/5），表示8个可用信道和总共10个信道。在计算设备102和104之间的环境的可用性概率可以是8/10（化简为4/5），表示8个可用信道和总共10个信道。
在一些实施例中，可用性概率220可以由计算设备102基于与计算设备104的一次或多次先前通信学习。学习可以利用本领域中已知的众多机器学习技术中的任何。在一种实现中，计算设备102可以利用先前所接收的本地环境120的可用信道的地图。使用这些地图，计算设备102可以确定可用信道的平均数量、可用信道的中间数量、可用信道的最频繁出现的数量、或某种其他统计学上显著的度量。
在其他的或附加的实施例中，计算设备102从诸如远程服务器等的另一设备接收可用性概率220。计算设备102可以例如使用全球定位系统（GPS）或其他组件来确定其位置、把该位置提供给远程服务器，并且作为回报接收可以用于在计算设备102和104之间的环境的可用性概率。而且，计算设备102可以提供与计算设备104或其用户相关联的标识符并作为回报接收与本地环境120相关联的可用性概率。
在各种实施例中，本地环境模块222可以是被存储在存储器218中且被配置为由处理器202执行的任何一个或多个应用、模块、线程或进程。本地环境模块222可以由另一应用或进程响应于指示与诸如计算设备104的用户等的另一用户或设备通信期望的用户输入而调用。在其他实施例中，通信可以由应用自动触发，然后，该应用调用本地环境模块222。在被调用时，本地环境模块222与接口204、收发器208或计算设备102的任何其他组件交互，以便引起该组件为使用频谱的信道的设备扫描该频谱。所扫描的频谱可以由用户选择或由应用指定。如上所述，执行扫描的组件可以具有界定本地环境110的有限范围。在图1中，例如，计算设备102确定，本地环境110中的设备112和114正在分别使用信道116和118。在一种实施例中，计算设备102也确定使用信道108中的一个的设备的类型，且如果该设备不具有指定的类型（例如由法律或法令将其与所扫描的频谱关联的类型），计算设备102忽略设备对信道108中的那个的使用。
基于扫描的结果，本地环境模块222构造可用信道的列表，该列表包括所扫描的频谱的除了由扫描确定为由本地环境110中的设备使用的那些信道之外的所有信道108。继续上面的示例，本地环境模块222构造包括信道1和信道4‑10的列表，这是由于信道2和信道3将被确定为由本地环境110的设备使用。在构建该列表之后，本地环境模块222调用信道发现模块224并向信道发现模块224提供所构建的列表。
在各种实施例中，信道发现模块224可以是被存储在存储器218中且被配置为由处理器202执行的任何一个或多个应用、模块、线程或进程。一旦由本地环境模块222调用，信道发现模块224就计算或选择用于选择信道的参数。在一些实施例中，使用可用性概率220和附加参数计算该参数——可用性概率220由信道发现模块224从存储器218检索。如果参数被表示成x且计算设备是计算设备102，则x可以被定义为x=（1/6）p2q，其中p2是本地环境120的可用性概率，q是与在计算设备102和104之间环境相关联的可用性概率，且（1/6）是附加参数。如果计算设备是计算设备104，则x可以被定义为x=（1/6）p1q，其中p1是本地环境110的可用性概率。继续上面的示例，p2是4/5且q是4/5。因而，x是（1/6）（4/5）（4/5）或8/75。在其他实施例中，代替计算参数，信道发现模块224选择参数，诸如低于一个阈值（例如，1/6）的随机选择的参数或通过选择值2‑i来定义的随机选择的参数，其中i表示从1开始且具有与1/i2成比例的概率的正整数。
在计算、选择或以另外方式确定参数之后，信道发现模块224利用参数来定义具有指数衰减的分布曲线，该曲线被信道发现模块224用来计算被本地环境模块222确定为开放的信道的选择概率。示例指数衰减分布模块在图3中阐释。如图3中所示出的，具有可用信道的i轴304和选择概率的p轴的图302包括指数衰减分布曲线308。i轴304是指与可用信道相关联的数字，该数字可以不同于在多个信道108内的信道数量。例如，第二可用信道（i=2）是多个信道中的信道6。在各种实施例中，指数衰减分布曲线308被定义为p=（1‑x）i‑1x，其中x是由信道发现模块224计算、选择或确定的参数。继续上面的示例，在x是8/75处，指数衰减分布曲线308是p=（67/75）i‑1（8/75）。使用这一指数衰减分布曲线308，第一可用信道的选择概率是8/75（大约1/9），第二可用信道的选择概率是大约1/10，第三可用信道的选择概率是大约1/12，等等。
在一些实施例中，信道发现模块224然后使用所计算的选择概率来选择可用信道。因为选择概率由诸如分布曲线308等的具有指数衰减的分布曲线定义，统计学上将更加可能选择第一可用信道而非第二可用信道，且统计学上将更加可能选择第二可用信道而非第三可用信道。但由于存在任何可用信道正被选择的某种概率，可用信道中的任何都可以由信道发现模块224基于选择概率而选择。而且，其他计算设备104独立于计算设备102而选择其可用信道，可能使用不同的参数和一组不同的可用信道。在选择可用信道之后，信道发现模块224调用通信模块226并向通信模块226提供所选择的可用信道。
在各种实施例中，通信模块226可以是被存储在存储器218中且被配置为由处理器202执行的任何一个或多个应用、模块、线程或进程。一旦被信道发现模块224调用并接收所选择的可用信道，通信模块226就尝试在此处称为“时隙”的时间周期期间在所选择的可用信道上与计算设备104通信。时隙可以是任何指定的或选择的时间周期，例如30秒。由通信模块226使用的时隙可以与由计算设备104使用时隙相同或不同。而且，由第一计算设备和第二计算设备102和104使用的时隙可以同步，彼此同时地开始和结束，或者可以在不同的时刻开始和结束。
通信模块226可以基于诸如对话或在对话内的关键字等的用户行为或使用本领域中已知的任何其他机制来判断通信是否成功。如果达到了时隙的结束且通信还没有成功，则通信模块226调用信道发现模块224来选择另一可用信道，该可用信道是相同的可用信道或不同的可用信道。信道发现模块224选择可用信道并调用通信模块226来尝试在新的所选择的可用信道上通信。这种循环可以重复，直到与计算设备104的通信成功。
在一些实施例中，当计算设备102和104成功地通信时，通信模块226把由本地环境模块222检测到的可用信道的地图（即，所构建的可用信道列表）传送给计算设备104，并作为回报接收本地环境120中可用信道的地图。在接收到交换的地图之后，通信模块226调用信道发现模块224来选择另一可用信道以供进一步通信。
响应于被调用以便选择另一可用信道，信道发现模块224利用所交换的地图来选择均匀选择的相互可用的可用信道。选择该另一可用信道是为了保持所述多个信道108中已占用的信道的均匀分布。在一种实现中，该另一可用信道可以是具有比计算设备102和104在其上成功通信的可用信道的选择概率相对较低的选择概率的信道。一旦选择该另一可用信道，信道发现模块224就调用通信模块226并将该另一可用信道通知通信模块226，允许通信模块226切换到该另一可用信道并在该另一可用信道上继续通信。计算设备102和104两者可以把相同的选择算法用于该另一可用信道，允许两者选择相同的另一可用信道，以使得在每次切换时保持通信。
示例操作
图4阐释根据各种实施例选择可用信道和尝试在所选择的可用信道上通信的方法。在该方法中，在各个框中归纳各操作。操作可以在硬件中执行，或作为可由一个或多个处理器执行的处理器可执行指令（软件或固件）执行。进一步，该方法可以并不必定使用图1的配置来实现。因此，作为解释而非限制，在图1的上下文中描述该方法。
正如在框402所阐释的，计算设备102扫描包括多个信道108的频谱。在一些实施例中，计算设备102是移动设备。而且，频谱可以是但不限于是在512MHz和698MHz之间的电视（TV）频段。
在框404，计算设备102至少部分地基于计算设备102的本地环境110中已占用的信道确定所述多个信道108的可用信道。
在框406，计算设备102基于可用信道的选择概率选择可用信道106中的一个，选择概率由分布曲线308定义。在一些实施例中，至少部分地基于计算设备104的本地环境120的可用性概率或在计算设备102和104之间的环境的可用性概率中的一个或两者而定义分布曲线308。可用性概率可以基于先前的通信尝试学习或者可以从另一设备接收。而且，第i个可用信道的选择概率中的一个可以由分布曲线（1‑x）i‑1x定义，x是参数（在一些实施例中，对于每一计算设备102/104，x是不同的，且每一计算设备102/104使用其对方的可用性概率）。该参数x又可以被定义为（1/6）p2q，p2是计算设备104的本地环境120的可用性概率，且q是在计算设备102和104之间的环境的可用性概率或被定义为（1/6）p1q，p1是计算设备102的本地环境110的可用性概率。参数x也可以是随机选择的数，避免了需要知道第二计算设备的环境和/或在第一计算设备和第二计算设备之间的环境的可用性概率。例如，x可以通过选择值2‑i来定义，其中i表示从1开始且具有与1/i2成比例的概率的正整数。
在框408，计算设备102尝试在可用信道106中所选择的一个上与计算设备104通信。然后，在框410，计算设备102判断与计算设备104的通信是否成功。如果不成功，则计算设备102重复在框406的选择以及在框408的尝试，直到计算设备102与计算设备104成功地通信。在各种实施例中，尝试通信的总数独立于信道108的总数。
在框412，计算设备102与计算设备104交换计算设备102和104的环境110和120中的可用信道的地图。然后，在框414，计算设备102与计算设备104一起参与选择另一可用信道以供通信至少部分地基于所交换的地图。在一些实施例中，该另一可用信道是均匀选择的相互可用信道，切换该另一可用信道以便保持所述多个信道中已占用的信道的均匀分布。
尽管已经用对结构特征和/或方法论动作来说特异的语言描述了本主题，但应理解，在所附权利要求中界定的本主题并不必定限于所描述的具体的特征或动作。相反，特定的特征和动作是作为实现权利要求的示例性形式而公开的。