УПРАВЛЕНИЕ ОБНАРУЖЕНИЕМ В ОДНОРАНГОВОЙ БЕСПРОВОДНОЙ СЕТИ Российский патент 2013 года по МПК H04H60/79 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее раскрытие изобретения относится в общем к беспроводной связи в рамках незапланированных, развертываемых пользователями сетей, и более конкретно к способам для управления процедурами обнаружения в беспроводных одноранговых сетях.

Уровень техники

Одноранговые ("P2P") сети широко применяются для соединения узлов посредством произвольных соединений. Эти сети отличаются от обычной клиент-серверной модели, в которой связь обычно происходит с центральным сервером. Одноранговая сеть может состоять исключительно из равноправных узлов, которые взаимодействуют непосредственно друг с другом, или может включать в себя небольшое количество серверов для предоставления различных услуг узлам в сети. Эти сети полезны для эффективного совместного использования файлов, мультимедийной потоковой передачи, телефонии, приложений обработки данных в реальном масштабе времени и других взаимодействий.

В одноранговых сетях, поддерживающих мобильные узлы, применяются различные процедуры обнаружения, когда узлы перемещаются по всей зоне обслуживания сети. Процесс обнаружения узлов в сети обычно начинается с широковещательной передачи сигнала обнаружения. Если узел обнаруживает сигнал обнаружения от другого узла, то он может попытаться установить сеанс связи с использованием механизмов поискового вызова и доступа, заданных сетью.

Чтобы сберечь энергию батарей, узлы обычно широковещательно передают сигнал обнаружения не постоянно. Вместо этого узел остается в состоянии малой мощности или в режиме ожидания большую часть времени и периодически активизируется для широковещательной передачи сигнала обнаружения. Эта процедура была умеренно успешной в сокращении энергопотребления для узла в состоянии отсутствия взаимодействия. Однако по-прежнему могут существовать моменты, когда узел потребляет избыточную энергию. В качестве примера узел, который периодически широковещательно передает сигнал обнаружения, когда он находится вне зоны обслуживания сети, излишне потребляет энергию. Соответственно, в данной области техники имеется потребность в совершенствовании способа, которым управляется обнаружение в одноранговых сетях. Эти усовершенствования с тем же успехом должны применяться к другим сетям.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном аспекте настоящего раскрытия изобретения устройство для беспроводной связи включает в себя систему обработки, выполненную с возможностью поддержки широковещательной передачи множества сигналов обнаружения, разделенных во времени периодами молчания, причем система обработки дополнительно выполнена с возможностью изменения длительности по меньшей мере одного из периодов молчания.

В другом аспекте раскрытия изобретения способ беспроводной связи из устройства включает в себя поддержку широковещательной передачи множества сигналов обнаружения, разделенных во времени с помощью периодов молчания, и изменение длительности по меньшей мере у одного из периодов молчания.

В еще одном аспекте раскрытия изобретения устройство для беспроводной связи включает в себя средство для поддержки широковещательной передачи множества сигналов обнаружения, разделенных во времени с помощью периодов молчания, и средство для изменения длительности по меньшей мере у одного из периодов молчания.

В дополнительном аспекте раскрытия изобретения компьютерный программный продукт для связи включает в себя машиночитаемый носитель, содержащий команды, исполняемые системой обработки для поддержки широковещательной передачи множества сигналов обнаружения, разделенных во времени с помощью периодов молчания, и изменения длительности по меньшей мере у одного из периодов молчания.

В еще одном дополнительном аспекте раскрытия изобретения терминал доступа для беспроводной связи включает в себя систему обработки, выполненную с возможностью поддержки широковещательной передачи множества сигналов обнаружения, разделенных во времени с помощью периодов молчания, причем система обработки дополнительно выполнена с возможностью изменения длительности по меньшей мере у одного из периодов молчания, и интерфейс пользователя, поддерживаемый системой обработки.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Различные аспекты системы связи в качестве примера, но не ограничения иллюстрируются на сопровождающих чертежах, на которых одинаковые номера ссылочных позиций могут использоваться для обозначения одинаковых признаков по всему описанию изобретения и чертежам, на которых:

Фиг.1 - концептуальная схема, иллюстрирующая пример одноранговой беспроводной сети;

Фиг.2 - концептуальная схема, иллюстрирующая другой пример одноранговой беспроводной сети;

Фиг.3 - концептуальная схема, иллюстрирующая еще один пример одноранговой беспроводной сети;

Фиг.4 - концептуальная схема, иллюстрирующая пример обслуживания вызова для узла, помогающего другому узлу в обнаружении в одноранговой беспроводной сети;

Фиг.5 - временная диаграмма, иллюстрирующая пример процедуры обнаружения, которая может быть реализована узлом;

Фиг.6 - концептуальная схема, иллюстрирующая пример одноранговой беспроводной сети, поддерживающей обнаружение с помощью инфраструктуры;

Фиг.7 - диаграмма состояний, иллюстрирующая пример процедуры обнаружения, реализованной узлом в одноранговой беспроводной сети;

Фиг.8 - блок-схема, иллюстрирующая пример функциональных возможностей узла; и

Фиг.9 - блок-схема, иллюстрирующая пример функциональных возможностей системы обработки.

В соответствии с установившейся практикой различные признаки, проиллюстрированные на чертежах, предназначены в качестве описания различных аспектов сетей и связанных с сетью объектов, и не предназначены для представления исключительно тех аспектов, которые находятся в рамках объема формулы изобретения. Чертежи могут включать в себя характерные подробности с целью предоставления всестороннего понимания сети или связанного с сетью объекта, однако различные аспекты описанных сетей и связанных с сетью объектов могут быть реализованы без этих характерных подробностей. В некоторых случаях широко известные структуры и компоненты показаны в форме блок-схемы, чтобы избежать затруднения понимания различных идей, описанных во всем данном раскрытии изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже описаны различные аспекты одного или более способов и устройств. Должно быть очевидно, что идеи в этом документе могут быть воплощены в широком спектре видов, и что любая характерная структура, функция или они обе, раскрываемые в этом документе, являются всего лишь показательными. На основе идей, изложенных в настоящем документе, специалисту в данной области техники следует принять во внимание, что раскрытый в настоящем документе аспект может быть реализован независимо от любых других аспектов, и что два или более этих аспектов могут объединяться различными способами. Например, устройство может быть реализовано или способ может быть применен на практике с использованием любого количества изложенных в этом документе аспектов. К тому же такое устройство может быть реализовано или такой способ может быть применен на практике с использованием другой структуры, функциональных возможностей или структуры и функциональных возможностей в дополнение или отличных от одного или более аспектов, изложенных в настоящем документе. Аспект любого устройства или способа, описанных во всем этом раскрытии изобретения, может включать в себя одиночный элемент по любому пункту формулы изобретения и/или любое сочетание элементов в одном или более пунктах формулы изобретения.

В нижеследующем подробном описании изобретения различные аспекты одного или более способов и устройств будут описаны применительно к одноранговым беспроводным сетям. Однако, как легко поймут специалисты в данной области техники, различные аспекты, представленные по всему этому раскрытию изобретения, могут быть распространены на обширную совокупность сетей и протоколов связи. Соответственно, любая ссылка на одноранговую беспроводную сеть предназначена лишь для иллюстрации различных аспектов сети с пониманием, что такие аспекты обладают широкой областью применений.

Фиг.1 - концептуальная схема, иллюстрирующая пример одноранговой беспроводной сети. Сеть 100 показана с некоторым количеством узлов 102, каждый из которых может конфигурироваться различными способами. В качестве примера узел 102 может конфигурироваться в виде переносного компьютера, мобильного телефона, персонального цифрового помощника (PDA), цифрового аудиоплеера, игровой консоли, цифровой фотокамеры, цифровой видеокамеры, мультимедийного устройства или любого другого подходящего устройства, допускающего поддержку однорангового соединения с другими узлами 102 в сети 100. Специалистами в данной области техники узел 102 может называться терминалом доступа, телефонной трубкой, устройством беспроводной связи, пользовательским терминалом, пользовательским оборудованием, мобильной станцией, мобильным модулем, абонентским модулем, абонентской станцией, системой мобильной радиосвязи, радиотелефоном, беспроводной станцией, беспроводным устройством или некоторой другой терминологией. Различные идеи, описанные во всем этом раскрытии изобретения, предназначены для применения ко всем узлам независимо от их определенной номенклатуры.

В этом примере одноранговая сеть 100 является сетью с автоматическим конфигурированием из узлов 102, подключенных с помощью линий радиосвязи, которые вместе образуют произвольную беспроводную топологию. Узел 102 может пользоваться преимуществами беспроводной топологии для поддержки соединения с равноправным узлом в сети 100 либо напрямую, либо через один или более промежуточных узлов. В последнем случае данные направляются от одного узла к другому, пока данные не достигнут своего пункта назначения. Поскольку узлы свободны в перемещении по всей зоне обслуживания, беспроводная топология может быстро меняться. Следовательно, одноранговая сеть является динамически реконфигурируемой для поддержания соединения, когда узлы перемещаются по всей зоне обслуживания.

Фиг.2 - концептуальная схема, иллюстрирующая другой пример одноранговой беспроводной сети. В этом примере сеть 200 включает в себя несколько инфраструктурных узлов 204, которые показаны в виде стационарных приемопередающих станций, но в других конфигурациях могут быть реализованы в виде мобильных узлов. Специалистами в данной области техники инфраструктурный узел 204 может называться точкой доступа, ретрансляционной точкой, Узлом Б, контроллером радиосети (RNC), усовершенствованным Узлом Б, контроллером базовой станции (BSC), базовой приемопередающей станцией (BTS), базовой станцией (BS), приемопередающей функцией (TF), радио-маршрутизатором, приемопередатчиком, базовым набором служб (BSS), расширенным набором служб (ESS), базовой радиостанцией (RBS) или некоторой другой подходящей терминологией.

Узел 202 может подключаться к инфраструктурному узлу 204 или любому другому узлу в сети 200 либо напрямую, либо через один или более промежуточных узлов. Как и в описанных ранее примерах, беспроводная топология является динамически реконфигурируемой для поддержания соединения, когда узлы 202 перемещаются по всей зоне обслуживания, и нагрузка на инфраструктурные узлы 204 меняется. В одной конфигурации сети 200 инфраструктурные узлы 204 могут быть рассредоточены по всей беспроводной глобальной сети (WWAN), например, как могло бы происходить в сети, применяющей Wi-Max, Развитие с оптимизацией для данных (EV-DO), Сверхширокополосную мобильную связь (UMB) или некоторой другой подходящий беспроводной стандарт. В другой конфигурации сети 200 инфраструктурные узлы 204 могут быть рассредоточены по всей беспроводной локальной сети (WLAN) в доме, офисном здании, аэропорте, гостинице, кафе или в другом подходящем закрытом (частном) или общественном месте. В этом примере инфраструктурный узел 204 может использоваться в качестве точки доступа к WLAN, например, сети Wi-Fi.

Географическая зона досягаемости одноранговой сети 300 может расширяться посредством глобальной сети (WAN), например Интернета или т.п. Пример этой одноранговой беспроводной сети показан на фиг.3. В этой конфигурации любое сочетание узлов 302 и инфраструктурных узлов 304 может обеспечивать беспроводное транзитное соединение к WAN 306 для других узлов 302. Один инфраструктурный узел 304 может предоставлять точку доступа к WAN 306 через проводное соединение, как показано на фиг.3, либо в качестве альтернативы любое количество инфраструктурных узлов 304 может иметь проводное или беспроводное соединение с WAN 306. Беспроводная топология является динамически реконфигурируемой для поддержки соединения между двумя узлами в WAN 306, когда те узлы, а также другие перемещаются по всей зоне обслуживания, и меняется нагрузка на инфраструктурные узлы 304.

Когда узел в одной из различных конфигураций сети, описанных к настоящему времени, или в некоторой другой подходящей конфигурации сети начинает исходно эксплуатироваться, он пытается обнаружить другие равноправные узлы посредством процедуры обнаружения. Процедура обнаружения, используемая узлом, будет зависеть от типа равноправного соединения, которое он желает установить. В качестве примера узел может захотеть анонимное соединение с равноправным узлом. В этом примере узел не осуществляет широковещательную передачу сигнал обнаружения, посредством этого делая анонимным свое присутствие в окружении. Вместо этого он пытается присоединиться к сети путем декодирования опорного сигнала, например маяка, от инфраструктурного узла (см. фиг.2 и 3) или некоторого другого узла или связанного с сетью объекта. Как только узел декодирует опорный сигнал, он может зарегистрироваться в сети путем информирования связанного с сетью объекта, например агента мобильности, о своем местонахождении, чтобы его можно было вызывать, когда другой узел в сети попытается установить с ним соединение.

Процедура обнаружения, используемая узлом, также может поддерживать равноправное соединение с постоянным набором узлов. Эта процедура обнаружения может быть подходящей для персональной сети (PAN), содержащей набор узлов, которыми владеет один человек. Эти узлы в качестве примера могут включать в себя переносной компьютер, сотовый телефон, телефонную трубку, микрофон, медицинское устройство, биометрический датчик, пульсометр, шагомер, ЭКГ, пользовательское устройство ввода/вывода, часы, ПДУ, переключатель, кассовый терминал, слуховой аппарат, телевизионную приставку и т.д. В этом примере идентификатор каждого узла заранее известен другим узлам посредством списка, сохраненного в запоминающем устройстве каждого узла, или с помощью другого средства. В случае списка для создания списка может использоваться внутренний механизм.

При попытке обнаружить равноправные узлы из этого постоянного множества узел прослушивает сигнал обнаружения от равноправных узлов. Сигнал обнаружения, принятый узлом от равноправного узла, может включать в себя сообщение, которое содержит один или более атрибутов равноправного узла (например, идентификатор равноправного узла). Затем узел может сравнить сообщение со списком равноправных узлов, сохраненным в запоминающем устройстве, чтобы определить, принадлежит ли равноправный узел постоянному набору узлов. Если узел определяет, что равноправный узел содержится в списке, то узел может попытаться подключиться к равноправному узлу.

Узел также может использовать процедуру обнаружения для поддержки равноправного соединения с определенным типом равноправного узла, когда идентификатор равноправного узла заранее не известен. Эта процедура может быть подходящей для узла, который желает подключиться к равноправному узлу в определенной группе, что могло бы происходить, когда узел ищет локальные службы, например игры, знакомства, покупки и т.д. В этом случае сообщение, содержащее один или более атрибутов равноправных узлов (например, идентификатор ассоциации с группой), может включаться в сигнал обнаружения, широковещательно передаваемый равноправным узлом. В качестве альтернативы связанный с сетью объект, например сервер, может предоставлять поддержку во время процедуры обнаружения. В этой конфигурации узел может предоставить серверу сообщение, которое включает в себя его местоположение и различные атрибуты, относящиеся к ассоциации с группой. Равноправный узел может определить свое местоположение, используя Глобальную систему позиционирования (GPS), посредством других узлов, к которым он подключен, или с помощью некоторого другого средства. Сервер в ответ на это сообщение может отправить узлу информацию, которая идентифицирует ближайшие равноправные узлы, поддерживающие ассоциацию с группой, установленную узлом. Предпочтительно, чтобы процедура обнаружения конфигурировалась для поддержки узла, который одновременно является участником многих групп.

Также может использоваться процедура обнаружения, которая позволяет узлу соединяться с любым другим равноправным узлом (то есть отсутствует требование ограниченной ассоциации). С помощью этой процедуры узел прослушивает сигналы обнаружения. Если узел обнаруживает сигнал обнаружения от равноправного узла, то он может попытаться установить с ним соединение.

По меньшей мере в одной конфигурации одноранговой сети или другой подходящей компоновке сети узел может использовать другой узел для помощи в обнаружении. Сейчас будет представлен пример со ссылкой на фиг.4, который иллюстрирует обслуживание вызова между двумя узлами. В этом примере инфраструктурный узел помогает другому узлу в обнаружении. Однако, как легко поймут специалисты в данной области техники, различные идеи, описанные в этом примере, могут быть распространены на любой узел, помогающий любому другому узлу с обнаружением в равноправной беспроводной сети.

Следующий пример может быть полезен, когда узел хочет сберечь энергию батарей во время процедуры обнаружения, используя инфраструктурный узел для широковещательной передачи сигнала обнаружения и/или для обнаружения сигналов обнаружения от равноправных узлов. Ссылаясь на фиг.4, узел сначала пытается обнаружить инфраструктурный узел путем декодирования опорного сигнала, широковещательно передаваемого от инфраструктурного узла, как показано стрелкой 402. Как только равноправный узел обнаруживает инфраструктурный узел, он может затем декодировать служебный канал, чтобы узнать возможности инфраструктурного узла, как показано стрелкой 404. Служебный канал может предоставлять различную информацию, включающую то, поддерживает ли инфраструктурный узел обнаружение от лица другого узла. Предполагая, что инфраструктурный узел поддерживает обнаружение, узел может подключиться к инфраструктурному узлу путем запроса доступа к инфраструктурному узлу с этой целью, как показано стрелкой 406. Инфраструктурный узел может ответить разрешением доступа, как показано стрелкой 408. В ответ на разрешение доступа узел может сообщить различные атрибуты по каналу трафика обратной линии связи (то есть каналу трафика, который поддерживает передачу от равноправного узла к инфраструктурному узлу), как показано стрелкой 410. Эти атрибуты в качестве примера могут включать в себя глобально уникальный идентификатор узла или некоторый другой идентификатор, идентификатор равноправного узла (например, список контактов), членства в группах и/или любую другую информацию, которая относится к обнаружению.

Как только принимается эта информация, инфраструктурный узел может помочь узлу с обнаружением, как показано блоком 412. Способ, которым происходит эта помощь, может меняться. В качестве примера инфраструктурный узел может широковещательно передавать сигнал обнаружения для узла, а узел сам по себе может прослушивать сигналы обнаружения от других узлов. В этом примере обнаружение может включать в себя информацию, указывающую, что инфраструктурный узел помогает узлу с обнаружением (например, путем установки разряда в сигнале обнаружения, широковещательно передаваемом инфраструктурным узлом). В качестве альтернативы узел может широковещательно передавать свой сигнал обнаружения и разрешить инфраструктурному узлу слушать сигналы обнаружения от равноправных узлов. Максимальное содействие может предоставляться узлу, когда инфраструктурный узел как широковещательно передает сигнал обнаружения для узла, так и прослушивает сигналы обнаружения от равноправных узлов.

По меньшей мере в одной конфигурации одноранговой сети инфраструктурный узел может брать на себя только часть обнаружения для узла. В качестве примера узел может широковещательно передавать сигнал обнаружения некоторую часть времени, а инфраструктурный узел может широковещательно передавать сигнал обнаружения в другое время. Аналогичным образом узел может слушать сигнал обнаружения от равноправных узлов некоторую часть времени, а инфраструктурный узел может слушать сигналы обнаружения от равноправных узлов в другое время. Могут быть развернуты различные конфигурации, в которых может быть реализовано любое сочетание процедур обнаружения с помощью инфраструктуры, рассмотренных к настоящему времени и очевидных специалистам в данной области техники из этого раскрытия изобретения. В качестве примера инфраструктурный узел может широковещательно передавать сигнал обнаружения, хотя ответственность за прослушивание сигналов обнаружения делится между узлом и инфраструктурным узлом. Это может быть статическим состоянием, которое является прикладным, или в качестве альтернативы может быть динамически реконфигурируемым в зависимости от условий в канале и других факторов. В качестве примера последнего инфраструктурный узел, наряду с широковещательной передачей сигналов обнаружения от лица узла, может позднее взять на себя ответственность за прослушивание сигналов обнаружения от равноправных узлов в результате изменения в канальных условиях, изменения в нагрузке на инфраструктурный узел или по некоторой другой причине.

Как только инфраструктурный узел начинает помогать другому узлу с обнаружением, инфраструктурным узлом могут применяться различные механизмы для контроля местонахождения узла. Эти механизмы позволяют инфраструктурному узлу прекратить обнаружение от лица узла, когда узел, в качестве примера, выходит из зоны обслуживания инфраструктурного узла. По меньшей мере в одной конфигурации одноранговой сети инфраструктурный узел поддерживает таймер, как показано блоком 414. Таймер перезапускается каждый раз, когда инфраструктурным узлом принимается сигнал активности, как показано стрелкой 416. В этой конфигурации узел передает последовательность сигналов активности, чтобы уведомить инфраструктурный узел, что ему по-прежнему требуется обнаружение с помощью инфраструктуры. Сигналы активности могут быть в виде широковещательной передачи одного или более сигналов обнаружения от узла, в виде передачи, направленной инфраструктурному узлу (например, получение доступа к инфраструктурному узлу, отправка сигналов по каналу управления и т.д.), или некоторого другого типа сигнализации или связи. Чтобы сберечь время работы от батарей, узел может уходить в режим ожидания в течение всего или части времени между сигналами активности. Инфраструктурный узел прекращает помогать узлу с обнаружением, если таймер истекает до того, как принимается сигнал активности, как показано блоком 418.

В случае, когда инфраструктурный узел прослушивает сигналы обнаружения от равноправных узлов от лица узла в равноправной сети, он может уведомить узел при обнаружении равноправного узла. Аналогичным образом инфраструктурный узел может уведомить узел, если интересующий равноправный узел пытается подключиться к инфраструктурному узлу. Уведомление может принимать форму поискового вызова или некоторой другой сигнализации. В ответ на уведомление на дисплее узла может появляться значок, указывающий наличие равноправного узла, или на дисплее может представляться карта, показывающая равноправный узел. Затем узел может установить соединение с равноправным узлом либо напрямую, через инфраструктурный узел, либо через один или более промежуточных узлов (то есть многоскачковое соединение).

Как легко поймут специалисты в данной области техники, узел может быть выполнен с возможностью поддержки одной или более процедур обнаружения, рассмотренных выше. Узел также может быть выполнен с возможностью поддержки дополнительных процедур обнаружения вместо или в дополнение к описанным выше, а также других процедур, например персональный вызов, передача широковещательных сообщений и т.д.

Фиг.5 - временная диаграмма, иллюстрирующая пример процедуры обнаружения, которая может быть реализована узлом. В этом примере узел поддерживает последовательность сигналов 502 обнаружения, разделенных во времени периодами 504 молчания. Сигнал обнаружения может быть пакетом, широковещательно передаваемым по общему или выделенному каналу. Пакет может содержать преамбулу, содержащую псевдослучайное число (PN) или его несколько повторений, которое заранее известно всем узлам в сети. В течение периодов 504 молчания или любой их части узел также может слушать сигналы обнаружения от равноправных узлов. Если узел обнаруживает сигнал обнаружения от равноправного узла, то может быть установлено соединение. В случае, когда равноправный узел ассоциирован только с постоянным набором узлов, информация в сигнале обнаружения или информация, предоставленная сервером, может использоваться узлом для определения, устанавливать ли сеанс связи. Сигналы обнаружения, широковещательно передаваемые узлами, могут быть синхронными или асинхронными, могут использовать повторное использование частоты или времени и могут отправляться с использованием коллективного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), коллективного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA) или других подходящих технологий, используемых для поддержки радиоинтерфейса в беспроводной телекоммуникационной системе.

Чтобы сберечь энергию батарей, длительность периодов 504 молчания может меняться в зависимости от текущего режима работы и/или окружения. В качестве примера длительность периодов 504 молчания может увеличиваться, когда батарея в равноправном узле полностью заражена, и уменьшаться, когда батарея разряжена. В качестве другого примера длительность периодов 504 молчания может увеличиваться, когда мощность передачи высокая, и уменьшаться, когда мощность передачи низкая.

В некоторых конфигурациях узла длительность периодов 504 молчания может изменяться на основе равноправных узлов в пределах дальности радиосвязи. В качестве примера периоды 504 молчания могут быть относительно длительными, когда узел находится за пределами дальности радиосвязи любых равноправных узлов, с которыми он уполномочен взаимодействовать. В этом примере периоды 504 молчания могут уменьшаться, когда узел находится в пределах дальности радиосвязи с одним или более равноправными узлами, чтобы облегчить активный поиск. Это обычно требует, чтобы узел знал, где относительно него располагаются равноправные узлы, и поэтому в основном применимо к обнаружению с помощью инфраструктуры, которое сейчас будет описываться применительно к фиг.5.

Фиг.6 - концептуальная схема, иллюстрирующая пример одноранговой беспроводной сети 600, поддерживающей обнаружение с помощью инфраструктуры. В этом примере узел 602 регистрируется на сервере 608 обнаружения. Сервер 608 обнаружения может зависеть от типа служб, необходимых узлу 602. В качестве примера узел 602, ищущий соединение с равноправным узлом в определенной группе для доступа к локальным службам, например играм, знакомствам, покупкам и т.д., может обращаться к определенному серверу, сконфигурированному для поддержки этих служб. В качестве альтернативы может использоваться один сервер. В последней конфигурации равноправный узел 602 может отправить профиль, который включает в себя типы служб, которые ему необходимы, при регистрации на сервере 608.

Процедура регистрации может быть реализована различными способами. В качестве примера узел 602 может отправить серверу 608 регистрационное сообщение, которое включает в себя местоположение. Используя местоположение узла, содержащееся в регистрационном сообщении, сервер 608 может ответить отправкой списка равноправных узлов в окрестности узла 602. Узел 602 может запросить сервер 608 обновить список, когда либо он, либо его равноправные узлы перемещаются по всей сети 600. По меньшей мере в одной конфигурации беспроводной одноранговой сети список также может обновляться, когда один или более равноправных узлов входят или выходят из окрестности узла.

Возвращаясь к фиг.5, узел может иметь относительно длительные периоды молчания, когда он не находится в пределах дальности радиосвязи с любыми равноправными узлами, с которыми он уполномочен взаимодействовать. В этом режиме узлу следует широковещательно передавать сигнал обнаружения только тогда, когда есть равноправный узел в окрестности, который он еще не обнаружил, или обнаружение с помощью инфраструктуры ненадежно или недоступно. Когда узел входит в пределы дальности радиосвязи с одним или более равноправными узлами, он может начать активный поиск путем уменьшения периодов молчания. Как только узел обнаруживает равноправный узел для подключения, он может затем увеличить длительность периодов молчания. В качестве альтернативы узел может быть выполнен с возможностью увеличения длительности периодов молчания только после того, как он обнаруживает все равноправные узлы в сети. В некоторых конфигурациях узел может полностью прекратить широковещательную передачу сигнала обнаружения, но может быть желательно поддерживать широковещательной передачи сигнала обнаружения, разделенные длинными периодами молчания, чтобы уведомлять равноправные узлы, что он не вышел за пределы дальности радиосвязи.

Изменение длительности периодов молчания от сигнала обнаружения к сигналу обнаружения может быть постоянным или переменным. В последнем случае периоды молчания могут постепенно становиться короче, как только равноправный узел входит в пределы дальности радиосвязи с равноправными узлами. Периоды молчания могут постепенно сокращаться на произвольной основе или, в качестве альтернативы, в соответствии с линейной, полиномиальной или экспоненциальной функцией, или некоторой другой функцией.

Фиг.7 - диаграмма состояний, иллюстрирующая пример процедуры обнаружения, реализованной узлом в одноранговой беспроводной сети. Каждое состояние задает разную периодичность для широковещательной передачи сигналов обнаружения.

В этом примере узел находится в первом состоянии 702, когда в окрестности отсутствуют равноправные узлы. В этом состоянии сигнал обнаружения отправляется нечасто. Узел может периодически отправлять серверу свое местоположение посредством регистрационного сообщения. Ответ регистрации или другое сообщение может отправляться обратно к узлу, определяя любые равноправные узлы в окрестности. Если в окрестности нет равноправных узлов, то узел остается в первом состоянии 702. С другой стороны, если сервер определяет один или более равноправных узлов в окрестности, то узел входит во второе состояние 704, в котором частота сигнала обнаружения увеличивается для активного поиска равноправных узлов.

Пока узел находится во втором состоянии 704, он продолжает периодически регистрироваться на сервере. Если от сервера принимается ответ регистрации, который указывает, что в окрестности больше нет никаких равноправных узлов, то узел возвращается в первое состояние 702. Наоборот, если узел способен обнаружить все равноправные узлы, определенные в ответе регистрации от сервера, то он входит в третье состояние 706, в котором частота сигнала обнаружения снижается. В случае потери одного или более равноправных узлов или необнаруженного равноправного узла, определенного в последующем ответе регистрации, узел возвращается во второе состояние 704 для активного поиска путем увеличения частоты сигнала обнаружения. В качестве альтернативы, вместо периодической регистрации на сервере сервер может принудительно отправлять узлу информацию в случае, если равноправный узел входит или покидает окрестность.

Фиг.8 - блок-схема, иллюстрирующая пример функциональных возможностей узла. Нижеследующее описание узла 800 является информационным по характеру и в общих чертах задает функциональные возможности каждого блока. Будут описываться только функциональные возможности, имеющие отношение к различным идеям, раскрытым в этом документе. Специалисты в данной области техники признают, что эти функциональные блоки могут обеспечивать другие функциональные возможности, которые не описываются в этом документе. В этом примере узел 800 является терминалом доступа, который включает в себя три функциональных блока: беспроводной интерфейс 802, систему 804 обработки и интерфейс 806 пользователя.

Беспроводной интерфейс 802 может конфигурироваться в качестве приемопередатчика, который обеспечивает функцию передачи и приема. Функция передачи включает в себя модулирование несущей с данными. Функция приема включает в себя демодуляцию несущей для восстановления данных. Беспроводной интерфейс 802 также может предоставлять различные другие функции, например входную радиочастотную обработку, аналогово-цифровое преобразование, временную и частотную оценку, оценку канала, турбо-кодирование и т.д. Таким образом, беспроводной интерфейс 802 может быть выполнен с возможностью предоставления законченной реализации физического уровня терминала 800 доступа.

Система 804 обработки, в одиночку либо в сочетании с другими объектами в терминале 800 доступа, может быть выполнена с возможностью реализации всех функциональных возможностей выше физического уровня. В качестве альтернативы система 804 обработки также может реализовывать весь или часть физического уровня. В самых общих чертах система 804 обработки выполнена с возможностью использования функций передачи и приема в беспроводном интерфейсе 802 для поддержки связи. К тому же система 804 обработки может быть выполнена с возможностью поддержки широковещательной передачи множества сигналов обнаружения, разделенных во времени периодами молчания, и изменения длительности по меньшей мере у одного из периодов молчания. Термин "период молчания" при использовании во всем этом раскрытии изобретения относится к обнаружению. Другими словами, когда система обработки находится в периоде молчания, она не формирует сигнал обнаружения, хотя она может участвовать в других широковещательных передачах и/или передачах. Кроме того, изменение длительности периодов молчания означает, что меняется длительность между сигналами обнаружения, сформированными системой обработки, независимо от момента для фактических трансляций сигнала обнаружения посредством беспроводного интерфейса. В некоторых конфигурациях система обработки может входить в режим ожидания (то есть в состояние малой мощности) во время всего или любой части периода молчания, чтобы сберечь энергию батарей.

Система 804 обработки может быть реализована с использованием программного обеспечения, аппаратных средств или сочетания обоих. В качестве примера система обработки может быть реализована с помощью одной или более интегральных схем (IC). IC может содержать универсальный процессор, цифровой процессор сигналов (DSP), специализированную интегральную схему (ASIC), программируемую пользователем вентильную матрицу (FPGA) или другое программируемое логическое устройство, схему на дискретных компонентах или транзисторную логику, дискретные аппаратные компоненты, электрические компоненты, оптические компоненты, механические компоненты или любое их сочетание, предназначенные для выполнения функций, описанных в этом документе, и может выполнять коды или команды, которые находятся внутри IC, вне IC или и то и другое. Универсальный процессор может быть микропроцессором, но в альтернативном варианте универсальный процессор может быть любым обычным процессором, контроллером, микроконтроллером или конечным автоматом. Система обработки также может быть реализована в виде сочетания вычислительных устройств, например, сочетания DSP и микропроцессора, множества микропроцессоров, одного или более микропроцессоров совместно с ядром DSP, или любой другой подобной конфигурации.

Код или команды могут воплощаться на одном или более машиночитаемых носителях, чтобы поддерживать программные приложения. Программное обеспечение следует толковать широко для обозначения команд, программ, кода или любого другого электронного мультимедийного контента, называемого либо программным обеспечением, микропрограммным обеспечением, ПО промежуточного слоя, микрокодом, языком описания аппаратного обеспечения, либо иначе. Машиночитаемые носители могут включать в себя хранилище, объединенное с процессором, как могло бы быть в случае с ASIC. Машиночитаемые носители также могут включать в себя хранилище, внешнее по отношению к процессору, например оперативное запоминающее устройство (RAM), флэш-память, постоянное запоминающее устройство (ROM), программируемое постоянное запоминающее устройство (PROM), стираемое PROM (EPROM), регистры, жесткий диск, съемный диск, компакт-диск, DVD или любое другое подходящее запоминающее устройство. К тому же машиночитаемые носители могут включать в себя линию передачи или несущую, которая кодирует сигнал данных. Специалисты в данной области техники поймут, как наилучшим образом реализовать описанные функциональные возможности для системы обработки. Кроме того, в некоторых аспектах любой подходящий компьютерный программный продукт может содержать машиночитаемый носитель или машиночитаемый носитель, содержащий коды, относящиеся к одному или более аспектам раскрытия изобретения. В некоторых аспектах компьютерный программный продукт может содержать упаковочные материалы.

Узел 800 при функционировании в качестве терминала доступа также может включать в себя интерфейс 806 пользователя. Интерфейс 806 пользователя может включать в себя дисплей, клавишную панель, динамик, микрофон и/или любой другой подходящий интерфейс, который дает пользователю возможность управлять терминалом доступа. Интерфейс 806 пользователя используется для управления данными, которые передаются и принимаются системой 804 обработки по линии радиосвязи с помощью беспроводного интерфейса 802.

Фиг.9 - блок-схема, иллюстрирующая пример функциональных возможностей системы 804 обработки. В этом примере система 804 обработки включает в себя модуль 902 для поддержки широковещательной передачи множества сигналов обнаружения, разделенных во времени периодами молчания, и модуль 904 для изменения длительности периодов молчания между сигналами обнаружения.

Предыдущее описание предоставляется, чтобы дать возможность любому специалисту в данной области техники применить на практике различные аспекты, описанные в настоящем документе. Различные модификации к этим аспектам будут полностью очевидны специалистам в данной области техники, а общие принципы, определенные в этом документе, могут быть применены к другим аспектам. Таким образом, формула изобретения не предполагается ограниченной показанными в настоящем документе аспектами, а должна соответствовать полному объему, соответствующему формулировке формулы изобретения, в которой упоминание элемента в единственном числе не предполагается означающим "один и только один", если такое конкретно не указано, а скорее "один или более". Если конкретно не указано иное, термин "некоторый" относится к одному или более. Все структурные и функциональные эквиваленты элементов из различных аспектов, описанных по всему раскрытию изобретения, которые известны или позже станут известными обычным специалистам в данной области техники, в прямой форме включаются в настоящий документ путем ссылки и предполагаются охваченными формулой изобретения. Кроме того, ничто из раскрытого в настоящем документе не предназначено для того, чтобы стать всеобщим достоянием, независимо от того, изложено ли явно такое раскрытие в формуле изобретения. Никакой элемент формулы изобретения не должен толковаться в соответствии с положениями шестого параграфа 35 U.S.C. §112, пока элемент не перечислен в прямой форме с использованием фразы "средство для" или, в случае пункта формулы на способ, пока элемент не перечислен с использованием термина "этап".

Группа изобретений относится к беспроводным одноранговым сетям и может быть использована для управления процедурами обнаружения узлов в сети. Техническим результатом является обеспечение экономии энергии устройства. Устройство содержит систему обработки, выполненную с возможностью поддержки широковещательной передачи множества сигналов обнаружения, разделенных во времени периодами молчания, поддержки прослушивания для сигнала обнаружения во время, по меньшей мере, одного периода молчания, и изменения длительности периодов молчания, чтобы сделать длительности в пределах некоторого периода времени отличающимися и изменяемыми согласно нелинейной функции. 5 н. и 48 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Устройство беспроводной связи, содержащее
систему обработки, выполненную с возможностью поддержки широковещательной передачи множества сигналов обнаружения, разделенных во времени периодами молчания, поддержки прослушивания для сигнала обнаружения во время по меньшей мере одного периода молчания; и изменения длительностей периодов молчания, чтобы сделать длительности в пределах некоторого периода времени отличающимися и изменяемыми согласно нелинейной функции.

2. Устройство по п.1, в котором система обработки дополнительно выполнена с возможностью приема сигнала обнаружения от одного или более узлов.

3. Устройство по п.2, в котором система обработки дополнительно выполнена с возможностью поддержки соединения с одним из одного или более узлов в ответ на прием сигнала обнаружения от упомянутого одного из одного или более узлов.

4. Устройство по п.2, в котором система обработки дополнительно выполнена с возможностью уведомления удаленного узла в ответ на прием сигнала обнаружения от упомянутого одного из одного или более узлов, чтобы удаленный узел мог установить соединение с одним из одного или более узлов.

5. Устройство по п.2, в котором система обработки дополнительно выполнена с возможностью определения, принадлежит ли сигнал обнаружения, принятый от одного из одного или более узлов, определенному набору узлов.

6. Устройство по п.2, в котором система обработки дополнительно выполнена с возможностью определения, принадлежит ли сигнал обнаружения, принятый от одного из одного или более узлов, определенному набору узлов на основе информации, принятой от сервера.

7. Устройство по п.6, в котором система обработки дополнительно выполнена с возможностью предоставления серверу сообщения, относящегося к местоположению устройства, и для приема информации от сервера в ответ на сообщение.

8. Устройство по п.1, в котором система обработки дополнительно выполнена с возможностью определения местоположения устройства и изменения длительности упомянутого по меньшей мере одного из периодов молчания на основе упомянутого определения.

9. Устройство по п.1, в котором система обработки дополнительно выполнена с возможностью предоставления серверу информации, относящейся к местоположению устройства, и изменения длительности упомянутого по меньшей мере одного из периодов молчания на основе ответа от сервера.

10. Устройство по п.1, в котором система обработки дополнительно выполнена с возможностью уменьшения длительности упомянутого по меньшей мере одного из периодов молчания, когда устройство перемещается из местоположения за пределами дальности радиосвязи одного или более узлов в местоположение в пределах дальности радиосвязи одного или более узлов.

11. Устройство по п.10, в котором система обработки дополнительно выполнена с возможностью определения, что устройство перемещается из местоположения за пределами дальности радиосвязи одного или более узлов в местоположение в пределах дальности радиосвязи одного или более узлов на основе сигнала обнаружения, принятого от каждого одного из по меньшей мере одного или более узлов.

12. Устройство по п.10, в котором система обработки дополнительно выполнена с возможностью определения, что устройство перемещается из местоположения за пределами дальности радиосвязи одного или более узлов в местоположение в пределах дальности радиосвязи одного или более узлов на основе информации, принятой от сервера.

13. Устройство по п.1, в котором система обработки дополнительно выполнена с возможностью увеличения длительности упомянутого по меньшей мере одного из периодов молчания в ответ на обнаружение по меньшей мере одного из одного или более узлов, если устройство находится в пределах дальности радиосвязи одного или более узлов.

14. Устройство по п.1, в котором система обработки дополнительно выполнена с возможностью увеличения длительности упомянутого по меньшей мере одного из периодов молчания в ответ на обнаружение всех из одного или более узлов, если устройство находится в пределах дальности радиосвязи одного или более узлов.

15. Устройство по п.1, дополнительно содержащее источник питания, причем система обработки дополнительно выполнена с возможностью изменения длительности упомянутого по меньшей мере одного из периодов молчания в зависимости от источника питания.

16. Устройство по п.1, дополнительно содержащее передатчик, имеющий некоторую мощность передачи, причем система обработки дополнительно выполнена с возможностью изменения длительности упомянутого по меньшей мере одного из периодов молчания в зависимости от мощности передачи.

17. Устройство по п.1, в котором нелинейная функция является случайной, полиномиальной или экспоненциальной функцией.

18. Способ беспроводной связи из устройства, содержащий этапы, на которых
поддерживают широковещательную передачу множества сигналов обнаружения, разделенных во времени периодами молчания;
поддерживают прослушивание для сигнала обнаружения во время по меньшей мере одного периода молчания; и
изменяют длительности периодов молчания, чтобы сделать длительности в пределах некоторого периода времени отличающимися и изменяемыми согласно нелинейной функции.

19. Способ по п.18, дополнительно содержащий этап, на котором принимают сигнал обнаружения от одного или более узлов.

20. Способ по п.19, дополнительно содержащий этап, на котором поддерживают соединение с одним из одного или более узлов в ответ на прием сигнала обнаружения от упомянутого одного из одного или более узлов.

21. Способ по п.19, дополнительно содержащий этап, на котором уведомляют удаленный узел в ответ на прием сигнала обнаружения от упомянутого одного из одного или более узлов, чтобы удаленный узел мог установить соединение с одним из одного или более узлов.

22. Способ по п.19, дополнительно содержащий этап, на котором определяют, принадлежит ли сигнал обнаружения, принятый от одного из одного или более узлов, определенному набору узлов.

23. Способ по п.19, в котором этап, на котором определяют, принадлежит ли определенному набору узлов сигнал обнаружения, принятый от узла из одного или более узлов, основывается на информации, принятой от сервера.

24. Способ по п.23, дополнительно содержащий этап, на котором предоставляют серверу сообщение, относящееся к местоположению устройства, и принимают информацию от сервера в ответ на сообщение.

25. Способ по п.18, дополнительно содержащий этап, на котором определяют местоположение устройства, причем длительность упомянутого по меньшей мере одного из периодов молчания изменяется на основе упомянутого определения.

26. Способ по п.18, дополнительно содержащий этап, на котором предоставляют серверу информацию, относящуюся к местоположению устройства, причем длительность упомянутого по меньшей мере одного из периодов молчания изменяется на основе ответа от сервера.

27. Способ по п.18, в котором длительность упомянутого по меньшей мере одного из периодов молчания уменьшают, когда устройство перемещается из местоположения за пределами дальности радиосвязи одного или более узлов в местоположение в пределах дальности радиосвязи одного или более узлов.

28. Способ по п.27, дополнительно содержащий этап, на котором определяют, что устройство перемещается из местоположения за пределами дальности радиосвязи одного или более узлов в местоположение в пределах дальности радиосвязи одного или более узлов на основе сигнала обнаружения, принятого от каждого одного из по меньшей мере одного или более узлов.

29. Способ по п.27, дополнительно содержащий этап, на котором определяют, что устройство перемещается из местоположения за пределами дальности радиосвязи одного или более узлов в местоположение в пределах дальности радиосвязи одного или более узлов на основе информации, принятой от сервера.

30. Способ по п.18, в котором длительность упомянутого по меньшей мере одного из периодов молчания увеличивают в ответ на обнаружение по меньшей мере одного из одного или более узлов, если устройство находится в пределах дальности радиосвязи одного или более узлов.

31. Способ по п.18, в котором длительность упомянутого по меньшей мере одного из периодов молчания увеличивают в ответ на обнаружение всех из одного или более узлов, если устройство находится в пределах дальности радиосвязи одного или более узлов.

32. Способ по п.18, в котором устройство содержит источник питания, причем длительность упомянутого по меньшей мере одного из периодов молчания изменяют в зависимости от источника питания.

33. Способ по п.18, в котором устройство дополнительно содержит передатчик, имеющий некоторую мощность передачи, причем длительность упомянутого по меньшей мере одного из периодов молчания изменяют в зависимости от мощности передачи.

34. Способ по п.18, в котором нелинейная функция является случайной, полиномиальной или экспоненциальной функции.

35. Устройство беспроводной связи, содержащее
средство для поддержки широковещательной передачи множества сигналов обнаружения, разделенных во времени периодами молчания;
средство для поддержания прослушивания для сигнала обнаружения во время по меньшей мере одного периода молчания; и
средство для изменения длительностей периодов молчания, чтобы сделать длительности в пределах некоторого периода времени отличающимися и изменяемыми согласно нелинейной функции.

36. Устройство по п.35, дополнительно содержащее средство для приема сигнала обнаружения от одного или более узлов.

37. Устройство по п.36, дополнительно содержащее средство для поддержки соединения с одним из, одного или более узлов в ответ на прием сигнала обнаружения от упомянутого одного из одного или более узлов.

38. Устройство по п.36, дополнительно содержащее средство для уведомления удаленного узла в ответ на прием сигнала обнаружения от упомянутого одного из одного или более узлов, чтобы удаленный узел мог установить соединение с одним из одного или более узлов.

39. Устройство по п.36, дополнительно содержащее средство для определения, принадлежит ли сигнал обнаружения, принятый от одного из одного или более узлов, определенному набору узлов.

40. Устройство по п.36, в котором средство для определения, принадлежит ли определенному набору узлов сигнал обнаружения, принятый от узла из одного или более узлов, выполнено с возможностью выполнения такого определения на основе информации, принятой от сервера.

41. Устройство по п.40, дополнительно содержащее средство для предоставления серверу сообщения, относящегося к местоположению устройства, и средство для приема информации от сервера в ответ на сообщение.

42. Устройство по п.35, дополнительно содержащее средство для определения местоположения устройства, причем средство для изменения длительности по меньшей мере одного из периодов молчания выполнено с возможностью выполнения такого изменения на основе упомянутого определения.

43. Устройство по п.35, дополнительно содержащее средство для предоставления серверу информации, относящейся к местоположению устройства, причем средство для изменения длительности по меньшей мере одного из периодов молчания выполнено с возможностью выполнения такого изменения на основе ответа от сервера.

44. Устройство по п.35, в котором средство для изменения длительности упомянутого по меньшей мере одного из периодов молчания выполнено с возможностью уменьшения такой длительности, когда устройство перемещается из местоположения за пределами дальности радиосвязи одного или более узлов в местоположение в пределах дальности радиосвязи одного или более узлов.

45. Устройство по п.44, дополнительно содержащее средство для определения, что устройство перемещается из местоположения за пределами дальности радиосвязи одного или более узлов в местоположение в пределах дальности радиосвязи одного или более узлов на основе сигнала обнаружения, принятого от каждого одного из по меньшей мере одного или более узлов.

46. Устройство по п.44, дополнительно содержащее средство для определения, что устройство перемещается из местоположения за пределами дальности радиосвязи одного или более узлов в местоположение в пределах дальности радиосвязи одного или более узлов на основе информации, принятой от сервера.

47. Устройство по п.35, в котором средство для изменения длительности упомянутого по меньшей мере одного из периодов молчания выполнено с возможностью увеличения такой длительности в ответ на обнаружение по меньшей мере одного из одного или более узлов, если устройство находится в пределах дальности радиосвязи одного или более узлов.

48. Устройство по п.35, в котором средство для изменения длительности по меньшей мере у одного упомянутого периода из периодов молчания выполнено с возможностью увеличения такой длительности в ответ на обнаружение всех из одного или более узлов, если устройство находится в пределах дальности радиосвязи одного или более узлов.

49. Устройство по п.35, дополнительно содержащее средство для подачи питания на устройство, причем средство для изменения длительности по меньшей мере одного из периодов молчания выполнено с возможностью изменения такой длительности в зависимости от источника питания.

50. Устройство по п.35, дополнительно содержащее средство для передачи сигнала с некоторой мощностью передачи, причем средство для изменения длительности по меньшей мере одного из периодов молчания выполнено с возможностью изменения такой длительности в зависимости от мощности передачи.

51. Устройство по п.35, в котором нелинейная функция является случайной, полиномиальной или экспоненциальной функцией.

52. Машиночитаемый носитель, на котором сохранена компьютерная программа, которая при выполнении системой обработки побуждает систему обработки выполнять способ беспроводной связи, причем программа содержит команды, выполняемые системой обработки для:
поддержки широковещательной передачи множества сигналов обнаружения, разделенных во времени периодами молчания;
поддержки прослушивания для сигнала обнаружения во время по меньшей мере одного периода молчания; и
изменения длительностей периодов молчания, чтобы сделать длительности в пределах некоторого периода времени отличающимися и изменяемыми согласно нелинейной функции.

53. Терминал доступа для беспроводной связи, содержащий
систему обработки, выполненную с возможностью поддержки широковещательной передачи множества сигналов обнаружения, разделенных во времени периодами молчания, и поддержки прослушивания для сигнала обнаружения во время по меньшей мере одного периода молчания;
причем система обработки дополнительно выполнена с возможностью изменения длительностей периодов молчания, чтобы сделать длительности в пределах некоторого периода времени отличающимися и изменяемыми согласно нелинейной функции; и
интерфейс пользователя, поддерживаемый системой обработки.