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在超宽带系统中 使用次速率时隙的方法
    相关专利文档的交叉引用

    本申请要求根据William M.Shvodian等人于2002年3月11提交的名为“A METHOD OF FORMING SUBRATE SLOTS IN APICONET”的美国临时申请60/363,304而享有优先权，所述申请的内容在此全面引入作为参考。

    【技术领域】

    本发明涉及无线个人区域网和无线局域网。更为特别的是，本发明涉及一种允许在网络中较少发送数据而不会导致费用过高的方法。

    背景技术

    国际标准化组织(ISO)的开放式系统互连(OSI)标准在最终用户和与不同系统进行通信所借助的物理设备之间提供了一种七层分级结构。其中每一层负责不同的任务，并且OSI标准还规定了层间以及符合标准的设备之间的交互作用。

    图1显示的是七层OSI标准的分级结构。从图1中可以看到，OSI标准100包括物理层110，数据链路层120，网络层130，传输层140，会话层150，表示层160以及应用层170。

    物理(PHY)层110是在处于电学、机械、功能和程序级别的网络上传送比特流。它提供了用于发送和接收载波上的数据的硬件装置。数据链路层120描述的是物理介质上的比特表示以及介质上的消息格式，由此可以结合恰当的同步来传送数据块(例如帧)。网络层130处理的是针对恰当目的地的数据路由和转发，此外还对连接的维护和终止进行处理。传输层140对端到端的控制和差错检查进行管理，以便确保完整地数据传送。会话层150则建立、协调并终止各个终端上的应用之间的会话、交换和对话。表示层160是将输入和输出数据从一种表示格式转换成另一种表示格式。应用层170则对通信伙伴、服务质量进行识别，并且顾及了用户验证和隐私，此外还对数据语法的任何约束进行识别。

    IEEE802委员会为那些大致符合OSI标准100中的物理层110和数据链路层120的局部网络开发了一种三层架构。图2则显示了IEEE802标准200。

    如图2所示，IEEE802标准200包括物理(PHY)层210、介质访问控制(MAC)层220以及逻辑链路控制(LLC)层225。实质上，PHY层210是作为OSI标准100中的PHY层110工作的。MAC和LLC层220和225则分担了OSI标准100中的数据链路层120的功能。其中LLC层225将输入数据放入可以在PHY层210上传递的帧中；MAC层220则对数据链路上的通信进行管理，由此可以发送数据帧并接收确认(ACK)帧。MAC和LLC层220和225共同负责检查差错并且重传那些未曾接收和确认的帧。

    图3是可以使用IEEE802标准200的无线网络300的框图。在一个优选实施例中，网络300是一个无线个人区域网(WPAN)或微微网。然而应该理解的是，本发明还适用于其他那些在若干用户之间共享带宽的设定，例如无线局域网(WLAN)或其他任何适当的无线网络。

    在使用术语微微网的时候，该术语是指一种以特设(ad hoc)方式连接的设备网络，在这个网络中具有一个充当协调器(也就是充当服务器)的设备，其他设备(有时也称为站)则服从协调器的时间分配指令(也就是说，它们充当的是客户机)。所述协调器可以是一个专用设备，也可以仅仅是选定充当协调器的多个设备之一。协调器与非协调器设备之间的一个主要区别在于：协调器必须能与网络中的所有设备进行通信，而不同的非协调器设备则未必能与其他所有非协调器设备进行通信。

    如图3所示，网络300包括协调器310和多个非协调器设备320。协调器310用于控制网络300的操作。如上所述，协调器310与非协调器设备320的系统可以称为微微网，在这种情况下，协调器310可以称为微微网协调器(PNC)。每一个非协调器设备320都必须经由主无线链路330连接到协调器310，并且也可以经由辅助无线链路340连接到一个或多个其他非协调器设备320，其中所述辅助无线链路也称为端到端的链路。

    此外，虽然图3显示的是设备之间的双向链路，但是所述链路也可以是单向的。在这种情况下，每一条双向链路330、340都可以显示为两条单向链路，其中第一条链路沿着一个方向，而另一条链路则沿着相反的方向。

    在某些实施例中，协调器310可以是与任何非协调器设备320相同类型的设备，但是协调器设备还具有附加的协调系统的功能并且需要与网络300中的每一个设备320进行通信。在其他实施例中，协调器310也可以是一个并未充当设备320之一的独立的专用控制单元。

    借助于以下公开的过程，可以设想协调器310是一个类似于非协调器设备320的设备。然而，替换实施例也可以使用一个专用协调器310。此外，个别非协调器320也可以包括协调器310的功能部件并且没有使用这些功能部件，由此这些非协调器充当的还是非协调器设备。由此可能出现这样一种情况，其中任何设备都是潜在的协调器310，但是只有一个设备会在指定网络中实际提供这种功能。

    网络300的每一个设备也可以是一个不同的设备，例如数码相机、数字摄像机、个人数据助理(PDA)、数字音乐播放器或其他个人无线设备。

    不同的非协调器设备320全都限制在一个可用物理区域350以内，而这个区域则是根据协调器310与各个非协调器设备320成功通信的范围来设定的。任何一个能与协调器310通信的非协调器设备320都处在网络300的可用区域350内部(反之亦然)。然而正如这里指出的那样，网络300中的各个非协调器设备320不必与所有其他的非协调器设备320进行通信。

    图4是来自图3网络300中的设备310、320的框图。如图4所示，每一个设备(也就是每一个协调器310或非协调器设备320)都包括物理(PHY)层410、介质访问控制(MAC)层420、一组上层430以及管理实体440。

    PHY层410经由一条主要或辅助无线链路330或340而与网络300的剩余部分进行通信。所述PHY层产生并且接收可传输数据格式的数据，并且将所述数据转换成可以通过MAC层420使用的格式或是从所述格式转换数据。MAC层420则充当PHY层410与上层430所需要的数据格式之间的接口。其中上层430包含设备310、320的功能。这些上层430可以包括逻辑链路控制(LLC)或是类似的层。此外所述上层还允许MAC层420与不同的协议对接，例如TCP/IP、TCP、UDP、RTP、IP、USB、1394、UDP/IP、ATM、DV2、MPEG等等。

    通常，WLAN中的协调器310与非协调器设备320将会共享相同的带宽。相应地，协调器310还对带宽共享进行协调。目前已经开发了用于在无线个人区域网(WPAN)的设定中共享带宽的协议。举例来说，IEEE标准802.15.3提供了一种用于这种设定中的PHY层410和MAC层420的规范，在这个规范中，带宽是通过采用时分多址(TDMA)的形式共享的。通过使用这个标准，MAC层420定义了帧和超帧，其中协调器310和/或非协调器设备320是借助所述帧和超帧来管理设备310、320的带宽共享的。

    以下将对本发明的优选实施例进行描述。虽然这里描述的实施例是在WPAN(或微微网)的环境中描述的，但是应该理解，本发明还适用于其他那些在若干用户之间共享带宽的设定，例如无线局域网(WLAN)或任何其他适当的无线网络。

    本发明提供了一种通过使用超帧内部那些定义了穿越网络300的数据路径的周期性信标来对那些在网络300中工作或者试图加入网络300的设备310、320进行协调的方法。

     设备ID和MAC地址

    与网络300中的设备310、320一起工作的一个重要方面在于唯一识别每一个设备310、320。目前存在若干种可以完成这个目的的方法。

    每一个设备310、320都具有一个可以在独立于所在网络的情况下标识其自身的唯一MAC地址。这个MAC地址则通常是由制造商分配给所述设备的，这样一来，不会有两个设备310、320具有相同的MAC地址。在IEEE标准802-1990“IEEE Standards for Local andMetropolitan Area Networks：Overview and Architecture”中可以找到一组用于在本发明的优选实施例中管理MAC地址的标准。

    为了便于操作，除了唯一的MAC地址之外，网络300还为网络300中的各个设备310、320指定了一个在网络中使用的设备ID。在优选实施例中，MAC420使用特设的设备ID来识别设备310、320。其中举例来说，在网络300内部可以使用这些设备ID并且根据帧的目的地的特设设备ID来路由所述帧。而设备ID通常远远小于每一个设备310、320的MAC地址。在优选实施例中，设备ID具有8个比特，而MAC地址则具有48个比特。

    每一个设备310、320都应该维护一个映射设备ID与MAC地址之间的对应关系的映射表。所述映射表是基于协调器310提供给非协调器设备320的设备ID和MAC地址信息而被填充的。这样一来可以允许各个设备310、320在网络300中借助设备ID或MAC地址来标引自身以及其他设备。

    【发明内容】

    与本部分的标题相一致的是，现在只对本发明的选定特征进行简要介绍。关于本发明的更完整的描述则是全文的主体。

    本发明的一个目的是在超帧结构中更均匀地展开次速率时隙，由此将重叠的可能性减至最小。

    本发明的另一个目的则考虑到了一种总是将不同超帧中的次速率时隙分配给任何两个设备的方法。

    这些和其他目的是通过一种在无线网络中传递信息的方法来完成的。这种方法包括：将无线网络中的可用信道时间分为多个连续超帧；只在每K₁个连续超帧中的一个超帧传送来自第一设备的第一信号；以及只在每K₂个连续超帧中的一个超帧传送来自第二设备的第二信号。在这种方法中，K₁和K₂分别是从包含2的乘幂的集合中选择的。优选地，第一和第二设备从不在同一超帧中传送信号。

    优选地，每一个超帧都具有有限数量的次速率时隙，并且第一和第二信号则是在这些次速率时隙中传送的。

    在这里还提供了一种用于在无线网络中传递信息的方法。该方法包括：将无线网络中的可用信道时间分为多个连续超帧；以及只在每K₁到K_N个连续超帧中分别传送来自第一到第N个设备的第一到第N个信号。在这个方法中，K₁到K_N各自都是从包含2的乘幂的集合中选择的整数。

    优选地，当 1 K 1 + 1 K 2 + · · · + 1 K N < 1 ]]>的时候，在第一到第N个设备中不会有两个设备在同一超帧中传送信号。

    优选地，当 1 K 1 + 1 K 2 + · · · + 1 K N < J ]]>的时候，在第一到第N个设备中不会有J个以上的设备在同一超帧中传送信号。在这种情况下，J是一个大于1的整数。

    优选地，每一个超帧都具有有限数量的次速率时隙，并且较为优选的是，第一到第N个信号是在这些次速率时隙中传送的。

    【附图说明】

    如果结合附图来对以下详细描述加以考虑，那么可以更好地理解本发明，由此很容易得到关于本发明的更完整的评定及其随之而来的众多优点，其中：

    图1是显示7层OSI标准的分级结构的图形；

    图2是显示IEEE802标准的图示；

    图3是依照本发明一个优选实施例的无线网络的框图；

    图4是来自图3网络的设备的框图；

    图5是依照本发明优选实施例的超帧的框图；

    图6是依照本发明优选实施例的具体超帧设计的框图；

    图7是使用了唯一的初始次速率来为四个设备分配次速率时隙的框图；以及

    图8是显示依照本发明优选实施例并且使用大小为2的乘幂的次速率来为四个设备分配次速率时隙的框图。

    【具体实施方式】

    现在参考附图来对本发明的优选实施例进行描述。在这些附图中，相同的参考数字表示相同或相应的部分。

     超帧

    在指定网络300中，协调器310在时间上将可用带宽分成一系列重复的超帧。这些超帧定义了如何在不同任务中划分可用传输时间。然后，在这些超帧内部，个别数据帧是依照超帧中定义的定时来进行传送的。

    图5是依照本发明优选实施例的超帧的框图。如图5中所示，每一个超帧500都可以包括信标周期510，竞争访问周期(CAP)520以及非竞争周期(CFP)530。

    信标周期510是为使协调器310能将信标帧发送到网络300中的非协调器设备320而保留的。这种信标帧会将那些用于组织设备操作的信息包含在超帧内部。每一个非协调器设备320在加入网络300之前就知道如何识别信标510，并且所述设备还会使用信标510来识别现有网络300以及对网络300内部的通信进行协调。

    CAP 520被用于传送穿越网络的命令或异步数据。在很多实施例中都可以消除CAP 520，然后系统则只在CFP 530中传递命令。

    CFP 530包括多个时隙540。这些时隙540由协调器310指定给单个传送设备310、320以及一个或多个接收设备310、320，由此可以在其间进行信息传输。通常，每一个时隙540都会指定到一个特定的发射机-接收机对，但是在某些情况下，单独的发射机也会在同一时间向多个接收机进行传送。而示范性的时隙类型则是管理时隙(MTS)和保证时隙(GTS)。

    MTS是用于在协调器310与其中一个非协调器设备320之间传送管理信息的时隙。因此MTS必须将协调器310作为传输对中的一个成员。此外，如果协调器310是接收设备，那么也可以将MTS定义为上行MTS(UMTS)，或者如果协调器310是传送设备，则可以将MTS定义为下行MTS(DMTS)。

    GTS是用于在网络300中的设备310、320之间传送等时的非管理数据的时隙。这其中既可以包括在两个非协调器设备320之间传送的数据，也可以包括在协调器310与非协调器设备320之间传送的非管理数据。

    正如在本申请中使用的那样，流是源设备与一个或多个目的地设备之间的通信。所述源设备和目的地设备可以是网络300中的任何设备310、320。对这些针对多个目的地的流来说，目的地设备可以是网络300中的所有设备或是其中的一些设备310、320。

    在某些实施例中，上行MTS可以处于CFP 530的前部，下行MTS则位于CFD 530的末端，由此可以在同一超帧500的下行MTS中为协调器310提供响应上行MTS的机会。然而，协调器310并不是一定要在同一超帧500中响应一个请求。作为替换，协调器310也可以在稍后超帧500的另一个指定给非协调器设备320的下行MTS中做出响应。

    超帧500是一个在时间上重复的固定时间结构。超帧500的具体持续时间是在信标510中描述的。事实上，信标510通常包含了信标510多长时间重复一次的信息，这个信息实际上与超帧500的持续时间相对应。此外，信标510还包含了关于网络300的信息，例如各个时隙540的发射机和接收机标识以及协调器310的标识。

    优选地，用于网络300的系统时钟是通过产生和接收信标510来同步的。每一个非协调器设备320都会在成功接收到有效信标510的时候保存一个同步点时间，然后则使用这个同步点时间来调整自己的定时。

    虽然图5并未显示，但在CFP 530的时隙540之间散布保护时间将是非常优选的。在TDMA系统中可以使用保护时间来避免两个传输因为时钟精确度的必然误差和基于空间位置的传播时间差别而在时间上发生重叠。

    在WPAN中，与时钟精度相比，传播时间通常是无关紧要的。因此，需要的保护时间量优选地主要基于时钟精度以及自先前同步事件以来的持续时间。这种同步事件则通常是在非协调器设备320成功接收到来自协调器310的信标帧的时候发生的。

    为了简单起见，在这里可以将一个单独的保护时间值用于整个超帧。优选地，保护时间处于各个信标帧、GTS和MTS的末端。

    超帧500的确切设计可以依照实施方式而发生变化。图6显示的是具体的超帧设计的一个实例。如图6所示，传输方案600包括将可用传输时间分为多个超帧610。每一个单独的超帧610都包括信标帧620、上行MTS 630、多个GTS 640以及下行MTS 650。而这种示范性超帧是不包含竞争访问周期的。

    信标帧620是通过联合ID(即为IEEE802.15.3暂行标准中所说的设备ID)来表示一个已被分配了当前超帧610的非协调器设备320的。此外它还借助收-发表来指示用于单独GTS 640的发射机/接收机分配。

    在图6所示的示范性超帧结构中，上行MTS 630是为指定给当前超帧610的非协调器设备320保留的，由此可以将信号上载到协调器310。在这个时隙中，所有其他非协调器设备320在当前信道上都保持沉默。在使用多条信道的替换实施例中，信道上的所有其他站都必须在上行MTS 630中保持沉默，但是它们仍旧可以在替换信道上进行传送。

    大多数GTS 640是为各个设备310、320保留的时隙，由此允许在设备之间进行通信。而这些设备则是依照信标620中的收发表阐述的信息来执行此操作的。优选地，每一个GTS 640大到了足以传送一个或多个数据帧。在将多个GTS 640指定给一个发射机-接收机组的时候，这些GTS 640最好是相邻的。

    下行MTS 650是为使协调器310能将信号下载到分配了当前超帧610的非协调器设备320而被保留的。所有其他非协调器设备320都可以忽略这个时隙中的全部传输。

    在这里还必须对上行和下行MTS 630和650的长度进行选择，以便处理最大的可能管理帧、即时确认(ACK)帧以及接收机-发射机的转向时间。此外还必须对GTS 640、长度以及数目进行选择，以便适合将要传送的帧的特别需要，例如短的MPEG帧，具有最大可允许长度的大型帧以及所用ACK策略。

    虽然所公开的实施例使用了放在多个GTS 640之前的上行MTS630和放在多个GTS 640之后的下行MTS 650，但是在替换实施例中，MTS 630、650以及GTS 640的数目、分布和位置是可以发生变化的。

    然而，这种TDMA协议通常不支持异步数据。系统则不得不使用一个静态的流连接来传递异步数据，这样将会导致很大的信号开销或是提供一个异步周期(例如CAP520)，其中所述周期使用了与具有避免冲突的载波侦听多路存取(CSMA/CA)相类似的竞争访问协议，由此将会导致性能降级以及功率使用的增加。由于各个设备310、320都必须在CAP 520中保持加电(也就是说，设备310、320不会进入节能的休眠模式)，因此功耗也会增加。此外，由于在任何指定时间传送指定数据帧的确定性较低，因此性能也会下降。

     信道时间的分配

    在这里为各个希望发送数据的设备310、320指定了一个或多个时隙540，以便传递所述信息。这个时隙分配可以称为信道时间分配(CTA)，因为它表示的是为设备310、320提供的时间量。

    设备310、320有时会具有要求为它在各个超帧500、610中指定一个时隙540的CTA。出现这种情况可能是因为设备310、320所传送的数据不允许延迟。此外，出现这种情况也有可能仅仅因为经由网络300传送的业务量较少。

     次速率时隙

    设备310、320有时会具有一个CTA，这个CTA要求为其指定一个不如每个超帧500那么频繁的时隙540。这种时隙可以被称为次速率时隙，其中所述次速率是为设备指定时隙的频率。优选地，这个频率是一个固定的频率，例如每隔2个超帧、每隔5个超帧、每隔27个超帧等等。然而在替换实施例中也可以使用更复杂的周期性模式，举例来说，周期性时隙——跳过三个超帧——周期性时隙——跳过两个超帧这种模式将会重复进行。从理论上讲，次速率时隙的任何周期性模式都是可能的。

    然而，如果具有选择任何次速率的绝对自由，那么网络300的协调器310必须对复杂的次速率分配进行计算，这有可能会导致可用信道时间的使用效率低下。虽然这对网络300的灵活性而言是非常有益的，但是这种灵活性是以某种代价得到的。举例来说，随着次速率时隙数目的增加，协调器310逐渐会难以将其组合在一起，并且难以预测指定超帧中的哪个间隔可以用于适应其他信道时间请求。

    此外，在使用次速率时隙时，如果选择了错误的次速率组合，那么处于指定超帧500、610中的有效时隙数目将会发生很大变化，其变化范围则是从零一直到使用次速率时隙的设备总数。举例来说，如果所有次速率都是不同的素数，那么任何两个次速率时隙只会在每隔与其次速率周期乘积相等的超帧数目的时候才会在同一超帧500、620中出现一次(举例来说，如果一个设备具有大小为3的次速率周期，另一个设备具有大小为5的次速率周期，那么只有每隔15个超帧500、610的时候才会将同一超帧500、610中的一个时隙分配给这两个设备)。此外，在这个实施例中，在所有次速率时隙都以等于所有速率乘积的周期出现在一个单独超帧中之前，更多的重叠将会出现在不断增加的间隔中。

    由于在出现重叠时有可能会挤出某些需要更多常规时隙的设备，因此所述重叠将会成为一个问题。在超帧中，专用于次速率时隙的时间越多，可用于其他时隙的时间就越少。并且某些设备(尤其是流式媒体设备)将会需要非常规则的时隙。由于在存在很多重叠超帧的同时还会存在没有分配次速率时隙的超帧，因此这个问题是非常麻烦的。而较为优选的则是将次速率时隙更均匀地散步在超帧500之中。

    图7是一个显示了使用唯一的原始次速率来为四个设备执行次速率时隙分配的框图。如图7所示，其中有四个设备具有在一系列超帧500中指定的次速率时隙。第一个设备具有一个大小为2的次速率(也就是每隔两个时隙)；第二个设备具有大小为5的次速率(也就是每隔5个时隙)；第三个设备具有一个大小为7的次速率(也就是每隔7个时隙)；第四个设备具有大小为13的次速率(也就是每隔13个时隙)。图7还列出了在各个超帧500中分配了次速率时隙的设备的数目。在这里首先将所述设备散开，其中在所述过程中，每一个设备都是在为先前设备分配了时隙之后而被分配了第一个空的超帧。

    图7显示了一系列超帧500内部的32个超帧500。在这32个超帧内部指定了31个次速率时隙，也就是刚好小于每个超帧一个次速率时隙。在超帧内部还显示了设备数目，以便表示在这些超帧500中为哪些设备指定了次速率时隙。

    在一种理想分布中，有31个超帧500具有次速率时隙，有一个超帧则没有次速率时隙。但是如图7所示，在这里有9个超帧500不具有为其指定的任何次速率时隙，有6个超帧500具有两个次速率时隙，并且有一个超帧500具有三个次速率时隙。

    对那些在各个超帧中都为次速率时隙留出特定时间量的实施例而言，重叠可能会是一个特殊的问题。如果存在大量可能的重叠，则必须对给定的次速率时隙进行分配，以便适用于最坏的情况。这样有可能会导致分配给次速率时隙的超帧数目太大，由此将会浪费可用信道时间并使系统变慢。

    此外，每当用于超帧500、610的CTA(也就是时隙540的分配和位置)发生变化的时候，协调器都必须将新的CTA信息包含在信标510中。如果CTA变化频繁，那么协调器310必须通过使用针对此目的的时间和资源来重复产生新的CTA信息。

     大小为2的乘幂的次速率

    一种减少次速率时隙系统复杂性的方法是将可用次速率限制在可能数值的子集中。由于将协调器310的复杂性限制成了合理数目的可能信标信道时间分配(CTA)，因此上述操作将会具有简化协调器310的复杂性的效果。

    在对次速率进行选择的时候，较为优选的是选择这样一种可能次速率子集，其中所述子集会在多个超帧内部有效扩展给定时隙。其中举例来说，在优选实施例中将所述次速率限制成2的乘幂(也就是2、4、8、......)。换句话说，在这里每隔2个超帧、每隔4个超帧以及每隔8个超帧等等而为设备指定一个时隙，但是不会每隔3个超帧或每隔6个超帧来为设备指定一个时隙。

    通过限制可能的次速率的数目，系统将会允许协调器320预先计算CTA的有限数目，而不是需要它不断地重新计算CTA。这样将会减少控制超帧所需要的开销量。

    此外，即使分配的信道时间并不理想，但是所述信道时间总是处于因数为2的必要信道时间以内。出现这种情况则是因为：如果指定的信道时间大于需要的信道时间，那么协调器310总是将分配给次速率时隙的信道时间减少2的乘幂。

    只将2的乘幂用于次速率的另一个原因在于：信标CTA信息会在最大N_R个超帧之后进行重复，其中N_R是最高次速率的长度。换句话说，CTA循环会在发送了频率最低的次速率时隙之后重复其自身(举例来说，如果网络具有使用大小为4、4、8和16的次速率的四个设备，那么CTA循环自身将会每隔16个超帧就进行重复)。在产生CTA信息的过程中，这样将会限制协调器310所要付出的努力。

    如果没有将速率限制成2的乘幂，那么信标循环只会重复与所有次速率的最小公分母乘积相等的超帧数目。如果次速率都是素数，那么CTA的重复循环将是所有次速率的乘积。

    此外，通过使用2的乘幂，可以更容易地扩展次速率时隙，由此可以避免在给定超帧500、610中放置过多的次速率时隙。这样将会限制大于次速率时隙平均数目的超帧500的数目，并且还会限制小于次速率时隙平均数目(下至零)的超帧500的数目。

    特别地，只要次速率倒数的总和不大于1，则可以散布次速率时隙，由此不会有超帧500容纳一个以上的次速率时隙。当倒数总和增加到1以上的时候，每个超帧中的次速率时隙的最小数目同样也会增加，但是仍旧允许非常均匀地散布这些次速率时隙。

    图8是显示了依照本发明优选实施例而为使用大小为2的乘幂的次速率的四个设备分配次速率时隙的框图。如图8所示，在一系列超帧500中为四个设备分配了次速率时隙。其中第一设备具有大小为2的次速率(也就是每隔2个时隙)；第二设备具有大小为4的次速率(也就是每隔4个时隙)；第三设备具有大小为8的次速率(也就是每隔8个时隙)；第四设备具有大小为16的次速率(也就是每隔16个时隙)。图8还列举了指派了各个超帧500中的次速率时隙的设备的数目。在这个实施例中，首先将会扩展设备，其中在所述过程中，每一个设备都是在为先前设备分配了时隙之后而被分配了第一个空的超帧。

    图8显示了处于一系列超帧500内部的32个超帧500。在这32个超帧内部分配了30个次速率时隙，也就是仅仅小于每个超帧一个时隙。在超帧内部还显示了设备编号，由此表示将这些超帧500内部的次速率时隙分配给哪些设备。

    如图8所示，大多数超帧500各自包含了一个分配给四个设备之一的单独的次速率时隙(由此允许将超帧中的剩余时隙分配给那些在每个超帧接收时隙的设备)。由于它们的次速率倒数总和不大于1(也就是说 1 2 + 1 4 + 1 8 = 7 8 < 1 ]]>)，因此可以对其进行扩展，以使它们不会重叠。

    此外，在这个实施例中可以使任何两个次速率时隙都不在同一超帧中出现。而最频繁的是，这两个次速率时隙的第一个时隙是所有其他超帧(也就是一个大小为2的次速率)。这将会使得所有其他那些交替超帧开放(对第二次速率也是2的情况而言)，此外这还意味着在这些交替时隙中，每个第四时隙、每个第八时隙等等也都是空闲的(对第二次速率是4、8等等的情况而言)。

    替换实施例也可以选择可允许次速率的一个不同子集。尽管使用2的乘幂之外的数值不会得到以上列举的所有优点，但是以任何方式限制可允许次速率都会在某种程度上限制CTA操作的复杂性，这同样也是一个优点。

     同步节能分配方案

    本方法还可用于为同步节能(SPS)系统协调超帧。在一个SPS系统中，设备320是允许在周期性超帧中断电的。

    在这里为每一个参与SPS系统的设备320仅仅指派了时隙，并且这些设备只会在可用超帧的子集中接收管理信息。由于设备在那些并非为其分配的超帧中不具有任何用于传送或接收的时隙，并且此时设备也不会接收任何管理信息，因此设备没有必要进行任何侦听或传送。这样一来，所述设备可以在这段时间进入一种降低功率的模式，以便限制功耗。

    由于只能在那些使用了SPS的设备320的其中唤醒超帧时隙中与设备取得联系，因此使用SPS的网络300最好对在任何指定超帧500中唤醒的SPS设备320的数目加以限制。如果在超帧500中唤醒了太多的SPS设备，那么它们将会需要过多的信道时间，由此可能会使那些更需要各个超帧中的时隙的设备出现问题(例如流媒体)。

    在这个实施例中，唤醒超帧的分配与以上实例中的次速率时隙分配相似。其中为每一个参与SPS系统的设备320都分配了一个周期性超帧500，而在这个超帧中将会唤醒所述设备(举例来说，大小为4的唤醒间隔意味着每隔4个超帧就唤醒所述设备)。而在其他超帧500中，设备将会进入节电的休眠模式。

    对唤醒间隔来说，如果允许任何数目的唤醒间隔(也就是说，在一个超帧中唤醒设备320的次数)，那么网络300将会遇到上文中参考图7所指出的某些问题。在某些间隔中有可能同时唤醒过多的设备，而在其他时隙中，所有SPS设备都处于休眠状态。

    然而举例来说，如果将每一个设备300的唤醒间隔限制成2的乘幂，那么如图8所示，唤醒超帧的分布将会更为均匀。

    与次速率时隙一样，如果唤醒间隔倒数的总和不大于1，则可以散布这些唤醒超帧，由此没有超帧500会具有同时唤醒的一个以上的SPS设备。随着将倒数总和增加到1以上，在每个超帧中唤醒的设备最小数目同样也会增加，但是仍旧提供的是一个非常均匀的分布。

    此外，在这个实施例中允许不在同一超帧500中唤醒任何两个设备。最频繁的情况是，在这里可以每隔一个超帧(也就是说，大小为2的第一唤醒间隔)就将这两个设备中的第一个设备唤醒。由此将会开放交替的超帧(对第二唤醒间隔还是2的情况来说)，此外这还意味着这些替换超帧中的每个第四超帧、每个第八超帧等等也都是空闲的(对第二唤醒间隔是4、8等等的情况而言)。

    本发明可以与当前正由IEEE802.15 WPAN^TM任务组3(TG3)开发的用于高速WPAN的IEEE803.15.3标准结合使用。在http://www.ieee802.org/15/pub/TG3.html可以找到当前草拟的802.15.3标准的细节，其中包含了802.15.3工作组的档案文件。在这里则不用考虑本公开与IEEE802 LAN/MAN标准委员会的网页上阐述的草拟的802.15.3标准不兼容的问题。

    很明显，根据上述教导，本发明的很多修改和变化都是可能的。因此应该理解，在附加权利要求的范围以内，本发明也可以借助于不同于这里具体描述的其他方式来加以实施。