阶层式时间源在近身区域网络发现和同步中的使用的系统和方法
阶层式时间源在近身区域网络发现和同步中的使用的系统和方法
【专利说明】阶层式时间源在近身区域网络发现和同步中的使用的系统和方法
[0001]背景
[0002]领域
[0003]本申请一般涉及无线通信，尤其涉及阶层式时间源在近身区域网络发现和同步中的使用的系统、方法和设备。
【背景技术】
[0004]在许多电信系统中，通信网络被用于在若干个空间上分开的交互设备之间交换消息。网络可根据地理范围来分类，该地理范围可以例如是城市区域、局部区域、或者个人区域。此类网络可分别被指定为广域网(WAN)、城域网(MAN)、局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)、或个域网(PAN)。网络还根据用于互连各种网络节点和设备的交换/路由技术(例如，电路交换-分组交换)、用于传输的物理介质的类型(例如，有线-无线)、和所使用的通信协议集(例如，网际协议集、SONET(同步光学联网)、以太网等)而有所不同。
[0005]当网络元件是移动的并由此具有动态连通性需求时，或者在网络架构以自组织(ad hoc)拓扑结构而非固定拓扑结构来形成的情况下，无线网络往往是优选的。无线网络使用无线电、微波、红外、光等频带中的电磁波以非制导传播模式来采用无形的物理介质。在与固定的有线网络相比较时，无线网络有利地促成用户移动性和快速的现场部署。
[0006]无线网络中的设备可以向和从彼此传送和/或接收信息。为了执行各种通信，设备可能需要根据协议来进行协调。由此，设备可以交换信息以协调其活动。需要用于在无线网络中对传送和发送通信进行协调的改进型系统、方法和设备。
[0007]图1A解说了无线通信系统100的示例。无线通信系统100可按照无线标准(诸如IEEE 802.11标准)来操作。无线通信系统100可包括与STA通信的AP 104。在一些方面，无线通信系统100可包括不止一个AP 104。另外，STA可与其它STA通信。作为示例，第一 STA 106a可与第二 STA 106b通信。作为另一示例，第一 STA 106a可与第三STA 106c通信，尽管图1A中并未解说这一通信链路。
[0008]可以将各种过程和方法用于无线通信系统100中在AP 104与STA之间以及在个体STA(诸如第一 STA 106a)与另一个体STA (诸如第二 STA 106b)之间的传输。例如，可以根据0FDM/0FDMA技术来发送和接收信号。如果是这种情形，则无线通信系统100可以被称为0FDM/0FDMA系统。替换地，可以根据CDMA技术在AP 104与STA之间以及在个体STA (诸如第一 STA 106a)与另一个体STA(诸如第二 STA 106b)之间发送和接收信号。如果是这种情形，则无线通信系统100可被称为CDMA系统。
[0009]可在各STA之间建立通信链路。图1A中解说了各STA之间的一些可能的通信链路。作为示例，通信链路112可促成从第一 STA 106a到第二 STA 106b的传输。另一通信链路114可促成从第二 STA 106b到第一 STA 106a的传输。
[0010]AP 104可充当基站并提供基本服务区域(BSA) 102中的无线通信覆盖。AP 104连同与该AP 104相关联并使用该AP 104来通信的诸STA—起可被称为基本服务集(BSS)。
[0011]应当注意，无线通信系统100可以不具有中央AP 104，而是可以充当诸STA之间的对等网络。相应地，本文中所描述的AP 104的功能可替换地由一个或多个STA来执行。
[0012]图1B解说了可充当对等网络的无线通信系统160的示例。例如，图1B中示出的无线通信系统160示出可以在不存在AP的情况下相互通信的STA 106a-1。由此，STA 106a-1可以被配置成以不同的方式通信来协调消息的传送和接收以防止干扰并完成各种任务。在一个方面，图1B中所示的网络可以被配置成“近身区域网络(NAN) ”，诸如社交WiFi网络。在一个方面，社交WiFi网络可以指用于在位置彼此紧邻的各STA之间通信的网络。在一些情形中，在社交WiFi网络内操作的STA可以属于不同的网络结构(例如，在作为具有不同外部网络连接的诸独立LAN的部分的不同的家庭或建筑中的各STA)。
[0013]在一些方面，用于在对等通信网络160上的诸节点之间通信的通信协议可以调度期间可以发生诸网络节点间的通信的时间段。STA 106a-1间发生通信的这些时间段可以被称作可用性窗口。可用性窗口可以包括如下进一步讨论的发现区间或寻呼区间。
[0014]协议还可以定义网络的各节点间不发生通信的其他时间段。在一些实施例中，当对等网络160不在可用性窗口中时，节点可以进入一个或多个休眠状态。替换地，在一些实施例中，当对等网络不在可用性窗口中时，STA 106a-1的各部分可以进入休眠状态。例如，一些STA可以包括当对等网络不在可用性窗口中时进入休眠状态的联网硬件，而该STA中所包括的其他硬件(例如，处理器、电子显示器、或类似物等)在该对等网络不在可用性窗口中时并不进入休眠状态。
[0015]对等通信网络160可以指派一个节点作为根节点。在图1B中，所指派的根节点被示为STA 106eo在对等网络160中，根节点负责周期性地传送同步信号给该对等网络中的其他节点。由根节点160e传送的同步信号可以提供定时参考以供其他节点106a_d和106f-1协调期间各节点间发生通信的可用性窗口。例如，同步消息172a-d可以被根节点106e传送并且被节点106b - c和106f - g接收。同步消息172可以提供用于STA 106b - c和106f-g的定时源。同步消息172还可以提供对用于将来可用性窗口的调度的更新。同步消息172还可以用来通知STA 106b - c和106f - g它们仍存在于对等网络160中。
[0016]对等通信网络160中的一些节点可以充当分支同步节点。分支同步节点可以重传从根节点收到的可用性窗口调度和主时钟信息两者。在一些实施例中，由根节点传送的同步消息可以包括可用性窗口调度和主时钟信息。在一些实施例中，同步消息可以被分支同步节点重传。在图1B中，示出了充当对等通信网络160中的分支同步节点的STA 106b - c和106f - go STA 106b - c和106f - g从根节点106e接收同步消息172a - d并将该同步消息重传为重传的同步消息174a-d。通过重传来自根节点106e的同步消息172，分支同步节点106b - c和106f - g可以扩张对等网络160的范围并且改进对等网络160的稳健性。
[0017]重传的同步消息174a - d被节点106a、106d、106h和106i接收。这些节点可以被表征为“叶”节点，因为这些节点不重传它们从根节点106e抑或从分支同步节点106b - c或106f-g接收的同步信号。
[0018]同步消息或同步帧可被周期性地传送。该周期性传输可允许网络上的设备休眠长达期间网络传输不在被发送或接收的时间。然而，还未加入网络的新设备可能不得不在较长时间段期间“监听”同步或其他发现消息，因为新设备可能不知道同步消息所提供的定时。这可能耗费大量的功率。由此，期望有用于进行对NAN(诸如社交WiFi网络)的更高效发现的改进的系统和方法。
[0019]概述
[0020]本文所讨论的系统、方法、设备和计算机程序产品各自具有若干方面，其中并非仅靠任何单一方面来负责其期望属性。在不限定如所附权利要求所表达的本发明的范围的情况下，以下简要地讨论一些特征。在考虑此讨论后，并且尤其是在阅读了题为“详细描述”的章节之后，将理解本发明的有利特征如何包括当在介质上引入设备时降低的功耗。
[0021]在一些方面，公开了自组织无线通信网络中的无线设备。该设备包括配置成至少部分地在偏移和基于外部定时源阶层的外部时间的基础上确定发现区间的处理器，以及配置成在该发现区间期间扫描来自无线网络的消息的接收机。
[0022]在一些方面，该无线设备可包括至少部分基于用以确定该外部时间的外部定时源的偏移。该偏移可以是预定的。外部定时源阶层可以至少部分地基于外部定时源的准确度和/或粒度来排序。外部定时源阶层可包括来自全球定位系统(GPS)源的时间、来自蜂窝网络的时间、和/或来自基础设施接入点(AP)的时间中的至少一者。来自基础设置AP的时间可包括来自基础设置AP阶层的时间。外部定时源阶层可被排序为:来自全球定位系统(GPS)源的时间、来自蜂窝网络的时间、以及来自基础设施AP阶层的时间。基础设施AP阶层可至少部分基于无线网络名称和/或无线网络信号强度中的至少一者。无线设备可包括配置成检测该无线设备何时处于运动中的传感器，并且该处理器可以被编程为至少部分基于该无线设备的运动来确定发现区间。该传感器可以是GPS接收机和/或加速计。该无线设备可包括发射机，若在发现区间期间没有接收到消息，则该发射机在该发现区间期间传送发现分组和/或同步消息。这些发现分组和/或同步消息可包括对用以确定该发现区间的外部定时源的指示。该无线设备可确定多个周期性复现的发现区间，并且可以在该多个周期性复现的发现区间中的一个或多个期间扫描消息。
[0023]在一些方面，可公开使用定时源阶层来确定发现区间的方法，该方法包括:搜寻外部定时源；若找到一个或多个外部定时源，则:至少基于阶层将该一个或多个外部定时源排序；确定偏移；以及至少基于经排序的外部定时源和该偏移来计算发现区间。
[0024]在一些方面，可公开用于无线通信的设备， 该设备包括:用于搜寻外部定时源的装置；若找到一个或多个外部定时源，则:用于至少基于阶层将该一个或多个外部定时源排序的装置；用于确定偏移的装置；以及用于至少基于经排序的外部定时源和该偏移来计算发现区间的装置。
[0025]在一些方面，可以公开非易失性计算机存储，该存储用于存储可执行程序指令，这些指令指导无线通行设备执行包括以下动作的过程:搜寻外部定时源；若找到一个或多个外部定时源，则:至少基于阶层将该一个或多个外部定时源排序；以及至少基于经排序的外部定时源和该偏移来计算发现区间。
[0026]附图简述
[0027]图1A解说了无线通信系统的示例。
[0028]图1B解说了无线通信系统的另一示例。
[0029]图2解说了可在图1A或IB的无线通信系统内采用的无线设备的功能框图。
[0030]图3解说了其中可采用本公开的各方面的通信系统的示例。
[0031]图4是可在社交WiFi网络上使用的发现窗口的解说。
[0032]图5是解说使用阶层式时间源来寻找网络的示例性方法的流程图。
[0033]图6是使用外部时间源以在网络上同步时间的方法的流程图。
[0034]详细描述
[0035]本文使用词语“示例性”来意指“用作示例、实例或解说”。本文中描述为“示例性”的任何实施例不必被解释为优于或胜过其他实施例。以下参照附图更全面地描述本新颖系统、装置和方法的各种方面。然而，本公开可用许多不同形式来实施并且不应解释为被限定于本公开通篇给出的任何具体结构或功能。确切而言，提供这些方面是为了使本公开将是透彻和完整的，并且其将向本领域技术人员完全传达本公开的范围。基于本文中的教导，本领域技术人员应领会到，本公开的范围旨在覆盖本文中公开的这些新颖的系统、装置和方法的任何方面，不论其是独立实现的还是与本发明的任何其他方面组合实现的。例如，可以使用本文所阐述的任何数目的方面来实现装置或实践方法。另外，本发明的范围旨在覆盖使用作为本文中所阐述的本发明各种方面的补充或者与之不同的其他结构、功能性、或者结构及功能性来实践的装置或方法。应当理解，本文披露的任何方面可以由权利要求的一个或多个要素来实施。
[0036]尽管本文描述了特定方面，但这些方面的众多变体和置换落在本公开的范围之内。尽管提到了优选方面的一些益处和优点，但本公开的范围并非旨在被限定于特定益处、用途或目标。确切而言，本公开的各方面旨在宽泛地适用于不同的无线技术、系统配置、网络、和传输协议，其中一些藉由示例在附图和以下对优选方面的描述中解说。详细描述和附图仅仅解说本公开而非限定本公开，本公开的范围由所附权利要求及其等效技术方案来定义。
[0037]无线网络技术可包括各种类型的无线局域网(WLAN)。WLAN可被用于采用广泛使用的联网协议来将近旁设备互连在一起。然而，本文中所描述的各个方面可应用于任何通信标准，诸如无线协议。
[0038]在一些实现中，WLAN包括作为接入无线网络的组件的各种设备。例如，可以有两种类型的设备:接入点(“AP”)和客户端(亦称为站，或“STA”)。一般而言，AP可用作WLAN的中枢或基站，而STA用作WLAN的用户。例如，STA可以是膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、移动电话等。在一示例中，STA经由遵循WiFi (例如，IEEE 802.11协议)的无线链路连接到AP以获得到因特网或到其它广域网的一般连通性。在一些实现中，STA也可被用作AP0
[0039]接入点(“AP”)还可包括、被实现为、或被称为B节点、无线电网络控制器(“RNC”)、演进型B节点、基站控制器(“BSC”)、基收发机站(“BTS”)、基站(“BS”)、收发机功能(“ TF”)、无线电路由器、无线电收发机或其他某个术语。
[0040]站“STA”还可包括、被实现为、或被称为接入终端(“AT”)、订户站、订户单元、移动站、远程站、远程终端、用户终端、用户代理、用户设备、用户装备或其他某个术语。在一些实现中，加入终端可包括蜂窝电话、无绳电话、会话发起协议(“SIP”)话机、无线本地环路(“WLL”)站、个人数字助理(“PDA”)、具有无线连接能力的手持式设备、或连接至无线调制解调器的其他某种合适的处理设备或无线设备。因此，本文所教导的一个或多个方面可被纳入到电话(例如，蜂窝电话或智能电话)、计算机(例如，膝上型设备)、便携式通信设备、手持机、便携式计算设备(例如，个人数据助理)、娱乐设备(例如，音乐或视频设备、或卫星无线电)、游戏设备或系统、全球定位系统设备、或被配置成经由无线介质通信的任何其他合适的设备中。
[0041]如上所讨论的，对等网络的根节点可以传送同步消息以协调一个或多个可用性窗口以供在该对等网络的各节点间通信。可以按固定间隔传送这些同步消息。例如，这些同步消息可以每5、10、20、50或100个可用性窗口传送一次。然而，同步消息之间固定的间隔可能是有问题的，因为过短的间隔可导致不必要的网络开销，而过长的间隔可导致因时钟漂移所致的同步误差。因此，对同步消息之间的间隔进行优化以在使得不必要的网络开销最小化的同时使同步误差最小化会是有益的。
[0042]图2解说了可在无线通信系统100或160内所可采用的无线设备202中利用的各种组件。无线设备202是可被配置成实现本文描述的各种方法的设备的示例。例如，无线设备202可包括AP 104或者STA 106a_i中的一个STA。
[0043]无线设备202可包括控制无线设备202的操作的处理器204。处理器204也可被称为中央处理单元(CPU)。可包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)两者的存储器206可以向处理器204提供指令和数据。存储器206的一部分还可包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。处理器204通常基于存储器206内存储的程序指令来执行逻辑和算术运算。存储器206中的指令可以是可执行的以实现本文描述的方法。
[0044]处理器204可包括用一个或多个处理器实现的处理系统或者可以是其组件。这一个或多个处理器可以用通用微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、控制器、状态机、选通逻辑、分立硬件组件、专用硬件有限状态机、或能够对信息执行演算或其他操纵的任何其他合适实体的任何组合来实现。
[0045]处理系统还可包括用于存储软件的机器可读介质。软件应当被宽泛地解释成意指任何类型的指令，无论其被称作软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言、或是其他。指令可包括代码(例如，呈源代码格式、二进制代码格式、可执行代码格式、或任何其他合适的代码格式)。这些指令在由该一个或多个处理器执行时使处理系统执行本文描述的各种功能。此外，无线设备202可以包括时钟224，该时钟224配置成生成用以协调和同步无线设备202的活动的时钟信号。在一些配置中，处理器204可以包括时钟224。处理器204可以配置成用一时间值来更新时钟以允许与其他无线设备同步。
[0046]无线设备202还可包括外壳208，该外壳可包括发射机210和/或接收机212以允许在无线设备202与远程位置之间进行数据的传送和接收。发射机210和接收机212可被组合成收发机214。天线216可被附连至外壳208并且电耦合至收发机214。无线设备202还可包括(未示出)多个发射机、多个接收机、多个收发机、和/或多个天线。
[0047]发射机210可配置成无线地传送具有不同分组类型或功能的分组。例如，发射机210可被配置成传送由处理器204生成的不同类型的分组。当无线设备202被实现为或用作AP 104或STA 106时，处理器204可配置成处理多种不同分组类型的分组。例如，处理器204可被配置成确定分组类型并且相应地处理该分组和/或该分组的字段。当无线设备202被实现为或者被用作AP 104时，处理器204还可被配置成选择并生成多个分组类型之一。例如，处理器204可被配置成生成包括发现消息的发现分组并且确定要在特定实例中使用何种类型的分组信息。
[0048]接收机212可被配置成无线地接收具有不同分组类型的分组。在一些方面，接收机212可被配置成检测所使用的分组的类型并相应地处理该分组。
[0049]无线设备202还可包括可被用于力图检测和量化由收发机214收到的信号电平的信号检测器218。信号检测器218可检测诸如总能量、每副载波每码元能量、功率谱密度之类的信号以及其它信号。无线设备202还可包括用于处理信号的数字信号处理器(DSP) 220。DSP 220可被配置成生成分组以供传输。在一些方面，分组可包括物理层数据单元(PPDU) ο
[0050]在一些方面，无线设备202可进一步包括用户接口 222。用户接口 222可包括按键板、话筒、扬声器、和/或显示器。用户接口 222可包括向无线设备202的用户传达信息和/或从该用户接收输入的任何元件或组件。
[0051]无线设备202的各种组件可由总线系统226耦合在一起。总线系统226可包括例如数据总线，以及除了数据总线之外还有电源总线、控制信号总线、和状态信号总线。无线设备202的组件可以使用其他某种机制耦合在一起或者彼此接受或提供输入。
[0052]尽管图2中解说了数个分开的组件，但这些组件中的一个或多个组件可被组合或者共同地实现。例如，处理器204可被用于不仅实现以上关于处理器204描述的功能性，而且还实现以上关于信号检测器218和/或DSP 220描述的功能性。另外，图2中解说的每个组件可使用多个分开的元件来实 现。
[0053]设备(诸如例如图1B中示出的STA 160a-1)可被用于社交WiFi联网。例如，网络内的各个站可在设备到设备(例如，对等通信)的基础上针对每个站所支持的应用来彼此通信。在社交W1-Fi网络中可以使用的发现协议使STA 106能够广告自身(例如，通过发送发现分组)以及发现由其它STA 106提供的服务(例如，通过发送寻呼或查询分组)且同时又确保安全通信和低功耗。
[0054]在社交W1-Fi网络中，该网络中的一个设备(诸如无线设备202)可以被指定为根设备或根节点。在一些实施例中，根设备可以是如同该网络中的其他设备那样的普通设备，而不是诸如路由器之类的专用设备。在社交WiFi网络中，根节点可以负责向该网络中的其他节点周期性地传送同步消息、或者同步信号或帧。由根节点传送的同步消息可以提供定时参考以供其他节点协调期间在诸节点间发生通信的可用性窗口。同步消息还可以提供对用于将来可用性窗口的调度的更新。同步消息还可以用来通知诸STA它们仍存在于该对等网络中。
[0055]网络中的每个设备可具有时钟，诸如无线设备202中的时钟224。这一时钟可以是在设备被构造时构建于其中的内部时钟。这一时钟可被配置成生成用于协调和同步该设备的活动的时钟信号。然而，这一时钟可能具有某个量的时钟漂移，其中时钟漂移可以表示由该时钟生成的时钟信号与由理想时钟生成的时钟信号之间的差异。这一时钟漂移可存在于根节点的时钟中以及社交WiFi网络中的分支节点和叶节点上的时钟中。
[0056]时钟漂移可以是随机的，或者可以在一定程度上是恒定的。时钟漂移可以按多种方式来表达。例如，时钟漂移可被表达为:
[0057]tn= (1+d n)t
[0058]其中t是实际时间，tn是在第η个无线设备上测得的时间，而dn是第η个无线设备的时钟漂移。例如，dn可以是0.001，这可以导致比理想时钟快0.1%的时钟。在该方程中，dn可以是正或负的，以便分别表示过快或过慢的时钟。
[0059]这一公式可以提供对时钟漂移的近似。取决于时钟漂移的本质，这一近似可以或多或少是准确的。例如，如果时钟漂移是恒定的或接近恒定的，则这一方程可以提供对时钟漂移的非常准确的近似，只要dn能被准确地计算。然而，若给定设备的时钟漂移不是恒定的，则该方程可能精准性就低得多。
[0060]时钟漂移可以向网络引入某个量的同步误差。在社交WiFi网络中，该网络上的各设备可以使用由根设备传送以及由分支设备重传的同步消息以便确定可用性窗口。在这些可用性窗口期间，社交WiFi网络中的设备可被配置成向/从该网络上的其它设备传送和/或接收消息。在其它时间，社交WiFi网络上的各设备、或各设备的诸部分可以处于休眠状态。例如，社交WiFi网络上的设备(诸如，无线设备202)可以至少部分地基于接收自根节点的同步消息而进入休眠状态。在一些实施例中，社交WiFi网络上的设备可以进入休眠模式，其中该设备的一个或多个元件可以进入休眠模式，而非整个设备。例如，无线设备202可以进入休眠模式，其中发射机210、接收机212、和/或收发机214可以基于在社交WiFi网络上接收到的同步消息而进入休眠模式。这一休眠模式可以使无线设备202能够节省功率或电池寿命。
[0061]图3解说了其中可采用本公开的各方面的通信系统的示例。无线设备300可以是无线设备，诸如无线设备200。无线设备300可以是对等网络(诸如社交WiFi网络320)的根节点。无线设备300可被配置成向社交WiFi网络320上的其它设备传送消息310。作为根设备，无线设备300可被配置成以某个间隔向社交WiFi网络320上的其它设备传送同步消息。
[0062]无线设备302和304可以是社交WiFi网络320上的节点。无线设备302和304可以是网络320上的分支节点或叶节点。作为社交WiFi网络320上的节点，无线设备302和304可以向网络320上的其它设备传送消息312和314。这些消息可在可用性窗口期间被传送给其它设备，在该可用性窗口的时间期间每个设备被配置成向/从网络320上的其它无线设备传送和/或接收传输。例如，无线设备302可以在针对无线设备302和无线设备304两者的可用性窗口期间向无线设备304传送消息312，其中该可用性窗口至少部分地基于接收自无线设备300的同步消息。
[0063]因为社交WiFi网络320上的设备可具有有限可用性窗口，还未与社交WiFi网络320 (或任何其他NAN)相关联的设备在寻找社交WiFi网络320上的设备方面可能有些困难。由此类设备持续扫描来自其他设备的消息以便发现社交WiFi网络320可以是可能实现的。然而，此类对消息持续的扫描可消耗无线设备上的大量功率。这在若无线设备可能频繁地与社交WiFi网络320失去联系的情况(正如当设备正在相对于其他设备进行移动时就会是这样的情形)下可能尤其成问题。
[0064]图4是可在社交WiFi网络上使用的发现窗口的解说。社交WiFi网络(诸如社交WiFi网络320)可具有发现周期410。在该发现周期410期间，可以有发现区间405。发现区间405可以比发现周期410短得多。当一个发现周期410结束时，下一发现周期410可以开始。由此，发现区间405可周期性地复现。
[0065]在发现区间405期间，无线设备(或即STA)可传送发现分组(DP)或其他消息。这些发现分组或其他消息可以被使用，以便由无线设备发现新网络(诸如社交WiFi网络320)
[0066]然而，发现区间405在每个发现周期410仅可发生一次。发现周期410可以比发现区间405长得多。例如，发现周期410可以是1、2、5、10或30秒。不与网络相关联的无线设备可能不知道发现区间405和/或发现周期410的定时。由此，没有发现区间405何时发生的知识，无线设备可能需要扫描长达整个发现周期410以便发现在射程内的社交WiFi网络。无线设备扫描长达整个发现周期410可能是非常功率密集的。这在若无线设备可能不得不频繁扫描新网络(诸如，例如，若无线设备正相对于其他无线设备进行移动)的情况下可能尤其成问题。由此，可期望提供由无线设备确定发现区间405可发生的时间，以便允许无线设备更容易地并且用较少功耗来寻找新网络(诸如社交WiFi网络)的方法。
[0067]图5是解说使用阶层式时间源来寻找网络(诸如社交WiFi网络)的示例性方法的流程图。此方法可由无线设备(诸如无线设备202)来完成。在一些方面，无线设备202可以与网络相关联并且正在寻找其他网络，或者可以正在寻找要关联的网络。
[0068]在框505，无线设备202搜寻外部定时源。外部定时源可以是无线设备202已有权访问并且其他无线设备也可有权访问的时间源。外部定时源可以是定时信息的准确源。相应地，外部定时源对于与其他设备协调时钟而言可以是很有用的，并且对于与其他设备协调发现区间而言也可以是很有用的。可能的外部定时源可包括全球定位系统(GPS)卫星、蜂窝网络或者其他基于地面的网络源(诸如WAN源)、或者基础设施AP (诸如用于可处于该区域中的LAN的AP)。也可使用在该区域中可用、并且无线设备202可以能够从其接收定时信息的其他外部定时源。
[0069]在框510，无线设备202确定其能够找到多少个外部定时源。取决于环境、以及无线设备202被配置成连接到的可能的外部定时源的数目，无线设备202可以能够找到各种数目的外部定时源。例如，在一些位置上(诸如，在建筑内或地铁中)可能更加难以连接到特定的外部定时源。类似地，可能有变动数目的用于LAN的AP处于任何给定区域中。
[0070]在框515，若无线设备202并没有找到任何外部定时源，则其不使用外部定时源地来扫描发现区间。这可以按任何数目种方式来完成。例如，无线设备202可以持续扫描长达发现周期或更长。替换地，无线设备202可选择随机时间，并且可以扫描长达从该随机选择的时间开始的一段时间。其他方法也可被用以在没有找到外部定时源时寻找无线网络。
[0071]在框520，若找到了一个或多个外部定时源，则无线设备202基于阶层或优先级来对所找到的这一个或多个外部定时源进行排序。例如，无线设备202可以预编程有外部定时源阶层。在找到了多个外部定时源的实例中，该阶层可以定义无线设备202可依赖于诸外部定时源的次序。该次序可至少部分基于各因素，诸如定时源的精准度、定时源的粒度、以及可预期定时源有多广的可用性等。例如，若外部定时源是GPS、蜂窝塔台以及基础设施AP,则该阶层可以被排序为:基于GPS的UTC时间、基于蜂窝的UTC时间、以及可本地获得的第三方定时源(诸如基础设施AP定时)。在这些宽泛类别中的每一个中，也可存在如何排序定时源的阶层。例如，若找到多个基础设施AP，则这些基础设施AP可以至少部分基于它们的信号强度、射程或它们的名称而被排序。由此，时间源阶层的一部分可以按照信号强度强到弱、射程近到远、或者二者来被排序。时间源阶层也可基于源的名称来被排序。就时间源阶层的一部分可以基于信号强度、射程或名称来被排序的程度而言，社交WiFi网络中具有相似的无线连通性条件的不同无线设备将具有共同或相似的时间源阶层。该阶层可表示要允许尽可能多的无线设备使用相同定时的尝试。这可允许这些无线设备(尽管初始彼此没有直接联络)以相似方式对它们的发现区间和周期进行定时，以便允许这些无线设备找到彼此而同时又使因搜索要加入的网络所造成的功耗最小化。
[0072]在框525，无线设备202确定偏移。偏移可代表当发现区间或其他定时周期可能发生的特定时间之后的时间量。例如，在一些实施例中，可以使 用200ms的偏移。在这一方面，发现区间可以每5秒发生一次，并且可以在每个5秒区间后发生200ms，诸如，在00秒、05秒等(以此类推)结束的时间之后的200ms。所使用的偏移可以至少部分取决于所使用的定时源和/或定时源的粒度。例如，不同偏移可以被用于不同定时源，并且也可取决于各种定时源可多频繁地传送定时信息。这些偏移可以规定设备的发现周期相对于定时源的的对齐。这些偏移可以被预编程到设备中，并且可以对于每个定时源来说是相同或不同的。
[0073]在框530，无线设备202基于经排序的外部定时源和该偏移来确定发现区间。例如，无线设备202可根据最高优先级或阶层中的最高层、可用外部定时源来确定时间，并且可以确定关于该外部定时源的偏移。无线设备202可接着基于该外部定时源来确定发现区间和发现周期定时。无线设备202可接着在基于经排序的外部定时源和该偏移的发现区间期间寻求网络，诸如社交WiFi网络。在一些实施例中，若无线设备202不能够定位现有社交WiFi网络，则该无线设备202可被配置成成为新社交WiFi网络的根节点，并且可以配置成按基于外部定时源和偏移的定时传送发现分组和/或同步消息。
[0074]该方法可以是有益的，因为其可允许无线设备(诸如无线设备202)按共有定时来找到彼此(尽管彼此不具有初始联络)，并且无需持续扫描(这可要求大量功率并且可以迅速耗尽无线设备的电池)。该方法在每个无线设备能够连接到相同外部定时源时可最好地工作。由此，在一些方面，至少部分基于其他无线设备能够访问特定定时源的可能性有多大来选取外部定时源阶层可能是有益的。例如，基于GPS的定时源可能比一些其他定时源更优选，因为基于GPS的定时源可能对给定区域中的最大数目的设备可用。
[0075]图5的方法可以在无线设备202没有连接到网络时被使用。在一方面，该方法也可以在无线设备202连接着网络、但该设备感测到其处于运动中时被使用。这对于允许无线设备在其正在移动时找到新网络会是有益的，因为它原本可能移出其之前的无线网络的射程。无线设备202可用数种方法感测自己正在移动。例如，无线设备202可至少部分基于来自传感器(诸如，加速计)的测量来感测自己正在移动。在一些方面，无线设备202也可基于GPS或其他信号来感测自己正在移动。
[0076]在一些方面，无线设备202可被配置成一旦其找到了社交WiFi网络就关闭外部定时源以便节省功率。例如，要无线设备维持连接到外部定时信息源(诸如GPS卫星)可能是十分功率密集的。由此，为了保留无线设备中的电池寿命，一旦无线网络已被定位到就关闭外部功率源会是有益的。在一些方面，无线设备202可被配置成仅周期性地检查外部定时源，并且使用内建时钟来至少部分基于从外部定时源接收到的定时来维持定时信息。在一些方面，设备也可偶尔返回外部定时源以校正其自身的内部时钟漂移。
[0077]在一些实施例中，当无线设备202担当根节点并将同步消息和/或发现分组的定时基于外部定时源时，在那些分组中的至少一些分组里指示该定时信息源可以是有益的。例如，同步消息可包括有关定时基于什么(诸如GPS定时源)的信息，并且可以包括诸如来自该外部定时源的上次更新何时发生等的信息。在一些实施例中，网络上的其他设备也可在同步消息中包括其定时信息的源以及上次更新的时间。让无线设备使用从其他设备接收到的该信息来更新其自身的内部时钟会是有益的。例如，无线设备可以最近一次是特定时间量之前基于GPS源更新过其时钟。若该无线设备从GPS源(其更近期地被更新过)接收到包含时间的消息，则该无线设备基于来自相同定时源的此更近期被更新过的时间来更新其内部时钟会是有益的。
[0078]图6是使用外部时间源在网络上同步时间的方法的流程图。该方法可由无线设备(诸如无线设备202)使用。在一些方面，该方法可以由无线网络(诸如社交WiFi网络)上的节点完成，从而同步该无线网络上的多个设备的时钟。在一些方面，无线设备202可包括本地时间，其可被用以确定发现区间和其他网络定时可在何时发生。该本地时间可能包括一定量的时钟漂移，并且将该本地时间与网络上的其他时间以及与外部定时源(若此类源可用)同步会是有益的。
[0079]在框605，无线设备202从一个或多个其他设备接收包含来自该一个或多个其他设备的时间以及那些时间是否来自外部定时源的指示的消息。这些消息可包括分组。这些时间可以被包含在任何类型的消息中。该时间是否来自外部定时源的指示可以包括所使用的外部定时源的指示以及该时间多近期地从该外部定时源被接收的指示。在一些方面，来自根节点的同步消息可指示正被用以对网络的发现区间进行定时的外部定时源。在该方面，用于网络上的消息的外部定时源可以是该外部定时源。在一些方面，该外部定时源可以对网络上的设备已知，并且可以不被包括在来自该网络上的设备的个体消息中。
[0080]在框610，无线设备202确定其中是否有任何消息包含来自外部定时源的时间。在一些方面，所用外部定时源可以与根节点用以确定发现区间和/或用以对同步消息进行定时的外部定时源相同。在一些方面，仅在消息指示来自外部定时源的时间比某个阈值更近期时，该消息才可以被认为是来自该外部定时源的。
[0081]在框615，若来自另一设备的消息之一包含来自外部定时源的时间，则无线设备202将其本地时间更新至来自外部定时源的该时间。在一些方面，仅在消息指示来自外部定时源的时间比某个阈值更近期时，该消息才可以被认为是来自该外部定时源的。例如，若来自外部定时源的时间旧于某个阈值，则该时间可以被忽视。在一些方面，若多个消息包含来自外部定时源的时间，则无线设备202可以基于优先级(诸如外部定时源阶层)来选取时间。无线设备202可至少部分基于给定时间多近期地被更新过(若在消息中提供了此类信息)来选取时间。在一些方面，可能期望让无线设备202以确定性的方式从包含外部定时源的多个消息中选取时间，从而网络中的其他无线设备也可选取相同的时间。这可以是有益的，因为其可帮助网络上的无线设备维持相似的时间，并且由此可减小同步误差。例如，网络中的每个无线设备202可使用相同方法从这多个消息中选取时间，并且可选取相同的时间。相应地，网络中的每个无线设备202上的时钟可以被同步到相同时间。
[0082]在框620，若没有任何来自其他设备的消息包含时间，则无线设备202至少基于本地时间、网络上的最快时钟时间、以及阈值来确定经更新的本地时间。例如，无线设备202可比较接收自网络上的诸其他设备的每个时间，以确定哪个时间是最快的。无线设备202可接着将该时间与其本地时间作比较。无线设备202可包括阈值，诸如漂移阈值。该漂移阈值可决定在无线设备202可能更新其本地时间之前无线设备202可具有的离网络上最快时间的最大漂移量在一些方面，无线设备202可计算其本地时间与网络上的最快时间之差的绝对值，并且将该值与漂移阈值比较。若该差大于漂移阈值，那么无线设备202可将其本地时间设置成网络上的那个最快时间的时间。这可以是有益的，因为其可以允许跨网络上的诸设备有更标准化的时间，这可以降低同步误差。
[0083]应当理解，本文中使用诸如“第一”、“第二”等之类的指定对元素的任何引述一般并不限定这些元素的数量或次序。相反，这些指定可在本文中用作区别两个或更多个元素或者元素实例的便捷无线设备。因此，对第一元素和第二元素的引述并不意味着这里可采用仅两个元素或者第一元素必须以某种方式位于第二元素之前。同样，除非另外声明，否则元素集合可包括一个或多个元素。
[0084]本领域普通技术人员/人士将可理解，信息和信号可使用各种不同技术和技艺中的任一种来表示。例如，贯穿上面描述始终可能被述及的数据、指令、命令、信息、信号、位(比特)、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子、或其任何组合来表不。
[0085]本领域普通技术人员还应当进一步领会，结合本文中所公开的方面描述的各种解说性逻辑块、模块、处理器、装置、电路、和算法步骤中的任一者可被实现为电子硬件(例如，数字实现、模拟实现或这两者的组合，它们可使用源编码或其它某种技术来设计)、各种形式的纳入指令的程序或设计代码(出于简便起见，在本文中可称之为“软件”或“软件模块”)、或两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、块、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员可针对每种特定应用以不同方式来实现所描述的功能性，但此类实现决策不应被解读为致使脱离本发明的范围。
[0086]结合文本所公开的各个方面并且结合图1-11描述的各种解说性逻辑块、模块和电路可在集成电路(1C)、接入终端、或接入点内实现或由其来执行。IC可包括通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、电组件、光学组件、机械组件、或其设计成执行本文中所描述的功能的任何组合，并且可执行驻在IC内部、IC外部或两者的代码或指令。这些逻辑块、模块和电路可以包括天线和/或收发机以与网络内或设备内的各种组件通信。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协同的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。可以按如本文中所教导的某个其他方式来实现这些模块的功能性。本文中(例如，关于附图中的一幅或多幅附图)所描述的功能性在一些方面可以对应于所附权利 要求中类似地命名的“用于功能性的装置”。
[0087]如果在软件中实现，则各功能可以作为一条或多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。本文中所公开的方法或算法的步骤可在可驻留在计算机可读介质上的处理器可执行软件模块中实现。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括可被实现成将计算机程序从一地转移到另一地的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，此类计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁存储设备、或能被用来存储指令或数据结构形式的期望程序代码且能被计算机访问的任何其他介质。任何连接也可被恰当地称为计算机可读介质。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字通用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合应当也被包括在计算机可读介质的范围内。另夕卜，方法或算法的操作可作为代码和指令之一或者代码和指令的任何组合或集合而驻留在可被纳入计算机程序产品中的机器可读介质和计算机可读介质上。
[0088]应当理解，任何所公开的过程中的步骤的任何特定次序或位阶都是范例办法的示例。基于设计偏好，应理解这些过程中步骤的具体次序或层次可被重新安排而仍在本公开的范围之内。所附方法权利要求以示例次序呈现各种步骤的要素，且并不意味着被限定于所呈现的具体次序或层次。
[0089]对本公开中描述的实现的各种改动对于本领域技术人员可能是明显的，并且本文中所定义的普适原理可应用于其他实现而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中示出的实现，而是应被授予与权利要求书、本文中所公开的原理和新颖性特征一致的最广义的范围。本文中专门使用词语“示例性”来表示用作“示例、实例或解说”。本文中描述为“示例性”的任何实现不必然被解释为优于或胜过其他实现。
[0090]本说明书中在分开实现的上下文中描述的某些特征也可组合地实现在单个实现中。相反，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可在多个实现中分开地或以任何合适的子组合实现。此外，虽然诸特征在上文可能被描述为以某些组合的方式起作用且甚至最初是如此要求保护的，但来自所要求保护的组合的一个或多个特征在一些情形中可从该组合中去掉，且所要求保护的组合可以针对子组合、或子组合的变体。
[0091]类似地，虽然在附图中以特定次序描绘了诸操作，但这不应当被理解为要求此类操作以所示的特定次序或按顺序次序来执行、或要执行所有所解说的操作才能达成期望的结果。在某些环境中，多任务处理和并行处理可能是有利的。此外，上文所描述的实现中的各种系统组件的分开不应被理解为在所有实现中都要求此类分开，并且应当理解，所描述的程序组件和系统一般可以一起整合在单个软件产品中或封装成多个软件产品。另外，其他实现也落在所附权利要求书的范围内。在一些情形中，权利要求中叙述的动作可按不同次序来执行并且仍达成期望的结果。
【主权项】
1.一种自组织无线通信网络中的无线设备，包括: 配置成至少部分地在偏移和基于外部定时源阶层的外部时间的基础上确定发现区间的处理器；以及 配置成在所述发现区间期间扫描来自无线网络的消息的接收机。2.如权利要求1所述的无线设备，其特征在于，所述偏移至少部分基于用以确定所述外部时间的外部定时源。3.如权利要求1所述的无线设备，其特征在于，所述外部定时源阶层至少部分基于外部定时源的准确度或粒度来排序。4.如权利要求1所述的无线设备，其特征在于，所述外部定时源阶层包括来自全球定位系统源的时间、来自蜂窝网络的时间、来自基础设施接入点的时间、来自基础设施接入点阶层的时间中的至少一者。5.如权利要求4所述的无线设备，其特征在于，所述基础设施接入点阶层至少部分基于无线网络名称和无线网络信号强度中的至少一者。6.如权利要求5所述的无线设备，其特征在于，所述基础设施接入点阶层基于无线网络信号强度，以使得基础设施接入点按信号强度从强到弱、或者按基础设施接入点从近到远排序。7.如权利要求1所述的无线设备，其特征在于，进一步包括配置成检测所述无线设备何时处于运动中的传感器，并且其中所述处理器被进一步配置成至少部分基于所述无线设备的所述运动来确定发现区间。8.如权利要求7所述的无线设备，其特征在于，所述传感器包括GPS接收机和加速计中的一者或多者。9.如权利要求1所述的无线设备，其特征在于，进一步包括:配置成若在所述发现区间期间没有接收到消息，则在所述发现区间期间传送发现分组或同步消息的发射机。10.如权利要求8所述的无线设备，其特征在于，所述发现分组或同步消息包括用以确定所述发现区间的外部定时源的指示。11.如权利要求1所述的无线设备，其特征在于，所述处理器配置成确定多个周期性复现的发现区间，并且所述接收机配置成在所述多个周期性复现的发现区间中的一个或多个发现区间期间扫描消息。12.一种使用定时源阶层来确定发现区间的方法，所述方法包括: 搜寻外部定时源； 若找到一个或多个外部定时源，则: 至少基于阶层将所述一个或多个外部定时源排序； 确定偏移；以及 至少基于经排序的外部定时源和所述偏移来计算发现区间。13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，确定所述偏移包括至少部分基于所找到的外部定时源和所述阶层来确定所述偏移。14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述阶层包括外部定时源的经排序列表，所述排序至少部分基于外部定时源的准确度或粒度。15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述阶层包括来自全球定位系统源的时间、来自蜂窝网络的时间、来自基础设施接入点的时间、和来自基础设施接入点阶层的时间中的至少一者。16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述基础设施接入点阶层至少部分基于无线网络名称和无线网络信号强度中的至少一者。17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述基础设施接入点阶层基于无线网络信号强度，以使得基础设施接入点按信号强度从强到弱、或者按基础设施接入点从近到远排序。18.如权利要求12所述的方法，其特征在于，进一步包括:检测无线设备何时处于运动中，并且其中搜寻外部定时源包括至少部分基于所述无线设备的所述运动来搜寻外部定时源。19.如权利要求12所述的方法，其特征在于，进一步包括: 在所述发现区间期间扫描消息；以及 若在所述发现区间期间没有接收到消息，则在所述发现区间期间传送发现分组或同步消息。20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述发现分组或同步消息包括用以计算所述发现区间的外部定时源的指示。21.如权利要求12所述的方法，其特征在于，计算发现区间包括计算多个周期性复现的发现区间。22.一种用于无线通信的设备，包括: 用于搜寻外部定时源的装置； 若找到一个或多个外部定时源，则: 用于至少基于阶层将所述一个或多个外部定时源排序的装置； 用于确定偏移的装置；以及 用于至少基于经排序的外部定时源和所述偏移来计算发现区间的装置。23.如权利要求22所述的设备，其特征在于，所述用于确定所述偏移的装置包括用于至少部分基于所找到的外部定时源和所述阶层来确定所述偏移的装置。24.如权利要求22所述的设备，其特征在于，所述阶层包括外部定时源的经排序列表，所述排序至少部分基于外部定时源的准确度或粒度。25.如权利要求22所述的设备，其特征在于，所述阶层包括来自全球定位系统源的时间、来自蜂窝网络的时间、来自基础设施接入点的时间、和来自基础设施接入点阶层的时间中的至少一者。26.如权利要求25所述的设备，其特征在于，所述基础设施接入点阶层至少部分基于无线网络名称和无线网络信号强度中的至少一者。27.如权利要求26所述的设备，其特征在于，所述基础设施接入点阶层基于无线网络信号强度，以使得基础设施接入点按信号强度从强到弱、或者按基础设施接入点从近到远排序。28.如权利要求12所述的设备，其特征在于，进一步包括用于检测无线设备何时处于运动中的装置，并且其中所述用于搜寻外部定时源的装置包括用于至少部分基于所述无线设备的所述运动来搜寻外部定时源的装置。29.如权利要求12所述的设备，其特征在于，进一步包括: 用于在所述发现区间期间扫描消息的装置；以及 用于若在所述发现区间期间没有接收到消息，则在所述发现区间期间传送发现分组或同步消息的装置。30.如权利要求12所述的设备，其特征在于，用于计算发现区间的装置包括用于计算多个周期性复现的发现区间的装置。
【专利摘要】本文中描述了阶层式时间源在近身区域网络发现和同步中的使用的方法、设备和计算机程序产品。在一方面，提供了用于使用外部定时源阶层来确定发现周期的方法。该方法包括从一个或多个外部定时源接收(505)外部定时信号，并且接着使用(520)外部定时源阶层来确定要使用哪个外部定时源。该方法进一步规定确定离该外部定时源的偏移(525)，并且使用该外部定时源和该偏移来确定(530)发现区间，其中在该发现区间中尝试定位近身区域网络(NAN)，诸如社交Wi-Fi网络。外部定时源可以是全球定位系统(GPS)源、来自蜂窝网络的时间、或者来自基础设施接入点的时间。
【IPC分类】H04W56/00, H04B7/26
【公开号】CN104904284
【申请号】CN201380069219
【发明人】S·P·阿伯拉罕, G·切瑞安
【申请人】高通股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月19日
【公告号】EP2941926A1, US20140192793, WO2014107328A1
【专利说明】阶层式时间源在近身区域网络发现和同步中的使用的系统和方法
[0001]背景
[0002]领域
[0003]本申请一般涉及无线通信，尤其涉及阶层式时间源在近身区域网络发现和同步中的使用的系统、方法和设备。
【背景技术】
[0004]在许多电信系统中，通信网络被用于在若干个空间上分开的交互设备之间交换消息。网络可根据地理范围来分类，该地理范围可以例如是城市区域、局部区域、或者个人区域。此类网络可分别被指定为广域网(WAN)、城域网(MAN)、局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)、或个域网(PAN)。网络还根据用于互连各种网络节点和设备的交换/路由技术(例如，电路交换-分组交换)、用于传输的物理介质的类型(例如，有线-无线)、和所使用的通信协议集(例如，网际协议集、SONET(同步光学联网)、以太网等)而有所不同。
[0005]当网络元件是移动的并由此具有动态连通性需求时，或者在网络架构以自组织(ad hoc)拓扑结构而非固定拓扑结构来形成的情况下，无线网络往往是优选的。无线网络使用无线电、微波、红外、光等频带中的电磁波以非制导传播模式来采用无形的物理介质。在与固定的有线网络相比较时，无线网络有利地促成用户移动性和快速的现场部署。
[0006]无线网络中的设备可以向和从彼此传送和/或接收信息。为了执行各种通信，设备可能需要根据协议来进行协调。由此，设备可以交换信息以协调其活动。需要用于在无线网络中对传送和发送通信进行协调的改进型系统、方法和设备。
[0007]图1A解说了无线通信系统100的示例。无线通信系统100可按照无线标准(诸如IEEE 802.11标准)来操作。无线通信系统100可包括与STA通信的AP 104。在一些方面，无线通信系统100可包括不止一个AP 104。另外，STA可与其它STA通信。作为示例，第一 STA 106a可与第二 STA 106b通信。作为另一示例，第一 STA 106a可与第三STA 106c通信，尽管图1A中并未解说这一通信链路。
[0008]可以将各种过程和方法用于无线通信系统100中在AP 104与STA之间以及在个体STA(诸如第一 STA 106a)与另一个体STA (诸如第二 STA 106b)之间的传输。例如，可以根据0FDM/0FDMA技术来发送和接收信号。如果是这种情形，则无线通信系统100可以被称为0FDM/0FDMA系统。替换地，可以根据CDMA技术在AP 104与STA之间以及在个体STA (诸如第一 STA 106a)与另一个体STA(诸如第二 STA 106b)之间发送和接收信号。如果是这种情形，则无线通信系统100可被称为CDMA系统。
[0009]可在各STA之间建立通信链路。图1A中解说了各STA之间的一些可能的通信链路。作为示例，通信链路112可促成从第一 STA 106a到第二 STA 106b的传输。另一通信链路114可促成从第二 STA 106b到第一 STA 106a的传输。
[0010]AP 104可充当基站并提供基本服务区域(BSA) 102中的无线通信覆盖。AP 104连同与该AP 104相关联并使用该AP 104来通信的诸STA—起可被称为基本服务集(BSS)。
[0011]应当注意，无线通信系统100可以不具有中央AP 104，而是可以充当诸STA之间的对等网络。相应地，本文中所描述的AP 104的功能可替换地由一个或多个STA来执行。
[0012]图1B解说了可充当对等网络的无线通信系统160的示例。例如，图1B中示出的无线通信系统160示出可以在不存在AP的情况下相互通信的STA 106a-1。由此，STA 106a-1可以被配置成以不同的方式通信来协调消息的传送和接收以防止干扰并完成各种任务。在一个方面，图1B中所示的网络可以被配置成“近身区域网络(NAN) ”，诸如社交WiFi网络。在一个方面，社交WiFi网络可以指用于在位置彼此紧邻的各STA之间通信的网络。在一些情形中，在社交WiFi网络内操作的STA可以属于不同的网络结构(例如，在作为具有不同外部网络连接的诸独立LAN的部分的不同的家庭或建筑中的各STA)。
[0013]在一些方面，用于在对等通信网络160上的诸节点之间通信的通信协议可以调度期间可以发生诸网络节点间的通信的时间段。STA 106a-1间发生通信的这些时间段可以被称作可用性窗口。可用性窗口可以包括如下进一步讨论的发现区间或寻呼区间。
[0014]协议还可以定义网络的各节点间不发生通信的其他时间段。在一些实施例中，当对等网络160不在可用性窗口中时，节点可以进入一个或多个休眠状态。替换地，在一些实施例中，当对等网络不在可用性窗口中时，STA 106a-1的各部分可以进入休眠状态。例如，一些STA可以包括当对等网络不在可用性窗口中时进入休眠状态的联网硬件，而该STA中所包括的其他硬件(例如，处理器、电子显示器、或类似物等)在该对等网络不在可用性窗口中时并不进入休眠状态。
[0015]对等通信网络160可以指派一个节点作为根节点。在图1B中，所指派的根节点被示为STA 106eo在对等网络160中，根节点负责周期性地传送同步信号给该对等网络中的其他节点。由根节点160e传送的同步信号可以提供定时参考以供其他节点106a_d和106f-1协调期间各节点间发生通信的可用性窗口。例如，同步消息172a-d可以被根节点106e传送并且被节点106b - c和106f - g接收。同步消息172可以提供用于STA 106b - c和106f-g的定时源。同步消息172还可以提供对用于将来可用性窗口的调度的更新。同步消息172还可以用来通知STA 106b - c和106f - g它们仍存在于对等网络160中。
[0016]对等通信网络160中的一些节点可以充当分支同步节点。分支同步节点可以重传从根节点收到的可用性窗口调度和主时钟信息两者。在一些实施例中，由根节点传送的同步消息可以包括可用性窗口调度和主时钟信息。在一些实施例中，同步消息可以被分支同步节点重传。在图1B中，示出了充当对等通信网络160中的分支同步节点的STA 106b - c和106f - go STA 106b - c和106f - g从根节点106e接收同步消息172a - d并将该同步消息重传为重传的同步消息174a-d。通过重传来自根节点106e的同步消息172，分支同步节点106b - c和106f - g可以扩张对等网络160的范围并且改进对等网络160的稳健性。
[0017]重传的同步消息174a - d被节点106a、106d、106h和106i接收。这些节点可以被表征为“叶”节点，因为这些节点不重传它们从根节点106e抑或从分支同步节点106b - c或106f-g接收的同步信号。
[0018]同步消息或同步帧可被周期性地传送。该周期性传输可允许网络上的设备休眠长达期间网络传输不在被发送或接收的时间。然而，还未加入网络的新设备可能不得不在较长时间段期间“监听”同步或其他发现消息，因为新设备可能不知道同步消息所提供的定时。这可能耗费大量的功率。由此，期望有用于进行对NAN(诸如社交WiFi网络)的更高效发现的改进的系统和方法。
[0019]概述
[0020]本文所讨论的系统、方法、设备和计算机程序产品各自具有若干方面，其中并非仅靠任何单一方面来负责其期望属性。在不限定如所附权利要求所表达的本发明的范围的情况下，以下简要地讨论一些特征。在考虑此讨论后，并且尤其是在阅读了题为“详细描述”的章节之后，将理解本发明的有利特征如何包括当在介质上引入设备时降低的功耗。
[0021]在一些方面，公开了自组织无线通信网络中的无线设备。该设备包括配置成至少部分地在偏移和基于外部定时源阶层的外部时间的基础上确定发现区间的处理器，以及配置成在该发现区间期间扫描来自无线网络的消息的接收机。
[0022]在一些方面，该无线设备可包括至少部分基于用以确定该外部时间的外部定时源的偏移。该偏移可以是预定的。外部定时源阶层可以至少部分地基于外部定时源的准确度和/或粒度来排序。外部定时源阶层可包括来自全球定位系统(GPS)源的时间、来自蜂窝网络的时间、和/或来自基础设施接入点(AP)的时间中的至少一者。来自基础设置AP的时间可包括来自基础设置AP阶层的时间。外部定时源阶层可被排序为:来自全球定位系统(GPS)源的时间、来自蜂窝网络的时间、以及来自基础设施AP阶层的时间。基础设施AP阶层可至少部分基于无线网络名称和/或无线网络信号强度中的至少一者。无线设备可包括配置成检测该无线设备何时处于运动中的传感器，并且该处理器可以被编程为至少部分基于该无线设备的运动来确定发现区间。该传感器可以是GPS接收机和/或加速计。该无线设备可包括发射机，若在发现区间期间没有接收到消息，则该发射机在该发现区间期间传送发现分组和/或同步消息。这些发现分组和/或同步消息可包括对用以确定该发现区间的外部定时源的指示。该无线设备可确定多个周期性复现的发现区间，并且可以在该多个周期性复现的发现区间中的一个或多个期间扫描消息。
[0023]在一些方面，可公开使用定时源阶层来确定发现区间的方法，该方法包括:搜寻外部定时源；若找到一个或多个外部定时源，则:至少基于阶层将该一个或多个外部定时源排序；确定偏移；以及至少基于经排序的外部定时源和该偏移来计算发现区间。
[0024]在一些方面，可公开用于无线通信的设备， 该设备包括:用于搜寻外部定时源的装置；若找到一个或多个外部定时源，则:用于至少基于阶层将该一个或多个外部定时源排序的装置；用于确定偏移的装置；以及用于至少基于经排序的外部定时源和该偏移来计算发现区间的装置。
[0025]在一些方面，可以公开非易失性计算机存储，该存储用于存储可执行程序指令，这些指令指导无线通行设备执行包括以下动作的过程:搜寻外部定时源；若找到一个或多个外部定时源，则:至少基于阶层将该一个或多个外部定时源排序；以及至少基于经排序的外部定时源和该偏移来计算发现区间。
[0026]附图简述
[0027]图1A解说了无线通信系统的示例。
[0028]图1B解说了无线通信系统的另一示例。
[0029]图2解说了可在图1A或IB的无线通信系统内采用的无线设备的功能框图。
[0030]图3解说了其中可采用本公开的各方面的通信系统的示例。
[0031]图4是可在社交WiFi网络上使用的发现窗口的解说。
[0032]图5是解说使用阶层式时间源来寻找网络的示例性方法的流程图。
[0033]图6是使用外部时间源以在网络上同步时间的方法的流程图。
[0034]详细描述
[0035]本文使用词语“示例性”来意指“用作示例、实例或解说”。本文中描述为“示例性”的任何实施例不必被解释为优于或胜过其他实施例。以下参照附图更全面地描述本新颖系统、装置和方法的各种方面。然而，本公开可用许多不同形式来实施并且不应解释为被限定于本公开通篇给出的任何具体结构或功能。确切而言，提供这些方面是为了使本公开将是透彻和完整的，并且其将向本领域技术人员完全传达本公开的范围。基于本文中的教导，本领域技术人员应领会到，本公开的范围旨在覆盖本文中公开的这些新颖的系统、装置和方法的任何方面，不论其是独立实现的还是与本发明的任何其他方面组合实现的。例如，可以使用本文所阐述的任何数目的方面来实现装置或实践方法。另外，本发明的范围旨在覆盖使用作为本文中所阐述的本发明各种方面的补充或者与之不同的其他结构、功能性、或者结构及功能性来实践的装置或方法。应当理解，本文披露的任何方面可以由权利要求的一个或多个要素来实施。
[0036]尽管本文描述了特定方面，但这些方面的众多变体和置换落在本公开的范围之内。尽管提到了优选方面的一些益处和优点，但本公开的范围并非旨在被限定于特定益处、用途或目标。确切而言，本公开的各方面旨在宽泛地适用于不同的无线技术、系统配置、网络、和传输协议，其中一些藉由示例在附图和以下对优选方面的描述中解说。详细描述和附图仅仅解说本公开而非限定本公开，本公开的范围由所附权利要求及其等效技术方案来定义。
[0037]无线网络技术可包括各种类型的无线局域网(WLAN)。WLAN可被用于采用广泛使用的联网协议来将近旁设备互连在一起。然而，本文中所描述的各个方面可应用于任何通信标准，诸如无线协议。
[0038]在一些实现中，WLAN包括作为接入无线网络的组件的各种设备。例如，可以有两种类型的设备:接入点(“AP”)和客户端(亦称为站，或“STA”)。一般而言，AP可用作WLAN的中枢或基站，而STA用作WLAN的用户。例如，STA可以是膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、移动电话等。在一示例中，STA经由遵循WiFi (例如，IEEE 802.11协议)的无线链路连接到AP以获得到因特网或到其它广域网的一般连通性。在一些实现中，STA也可被用作AP0
[0039]接入点(“AP”)还可包括、被实现为、或被称为B节点、无线电网络控制器(“RNC”)、演进型B节点、基站控制器(“BSC”)、基收发机站(“BTS”)、基站(“BS”)、收发机功能(“ TF”)、无线电路由器、无线电收发机或其他某个术语。
[0040]站“STA”还可包括、被实现为、或被称为接入终端(“AT”)、订户站、订户单元、移动站、远程站、远程终端、用户终端、用户代理、用户设备、用户装备或其他某个术语。在一些实现中，加入终端可包括蜂窝电话、无绳电话、会话发起协议(“SIP”)话机、无线本地环路(“WLL”)站、个人数字助理(“PDA”)、具有无线连接能力的手持式设备、或连接至无线调制解调器的其他某种合适的处理设备或无线设备。因此，本文所教导的一个或多个方面可被纳入到电话(例如，蜂窝电话或智能电话)、计算机(例如，膝上型设备)、便携式通信设备、手持机、便携式计算设备(例如，个人数据助理)、娱乐设备(例如，音乐或视频设备、或卫星无线电)、游戏设备或系统、全球定位系统设备、或被配置成经由无线介质通信的任何其他合适的设备中。
[0041]如上所讨论的，对等网络的根节点可以传送同步消息以协调一个或多个可用性窗口以供在该对等网络的各节点间通信。可以按固定间隔传送这些同步消息。例如，这些同步消息可以每5、10、20、50或100个可用性窗口传送一次。然而，同步消息之间固定的间隔可能是有问题的，因为过短的间隔可导致不必要的网络开销，而过长的间隔可导致因时钟漂移所致的同步误差。因此，对同步消息之间的间隔进行优化以在使得不必要的网络开销最小化的同时使同步误差最小化会是有益的。
[0042]图2解说了可在无线通信系统100或160内所可采用的无线设备202中利用的各种组件。无线设备202是可被配置成实现本文描述的各种方法的设备的示例。例如，无线设备202可包括AP 104或者STA 106a_i中的一个STA。
[0043]无线设备202可包括控制无线设备202的操作的处理器204。处理器204也可被称为中央处理单元(CPU)。可包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)两者的存储器206可以向处理器204提供指令和数据。存储器206的一部分还可包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。处理器204通常基于存储器206内存储的程序指令来执行逻辑和算术运算。存储器206中的指令可以是可执行的以实现本文描述的方法。
[0044]处理器204可包括用一个或多个处理器实现的处理系统或者可以是其组件。这一个或多个处理器可以用通用微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、控制器、状态机、选通逻辑、分立硬件组件、专用硬件有限状态机、或能够对信息执行演算或其他操纵的任何其他合适实体的任何组合来实现。
[0045]处理系统还可包括用于存储软件的机器可读介质。软件应当被宽泛地解释成意指任何类型的指令，无论其被称作软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言、或是其他。指令可包括代码(例如，呈源代码格式、二进制代码格式、可执行代码格式、或任何其他合适的代码格式)。这些指令在由该一个或多个处理器执行时使处理系统执行本文描述的各种功能。此外，无线设备202可以包括时钟224，该时钟224配置成生成用以协调和同步无线设备202的活动的时钟信号。在一些配置中，处理器204可以包括时钟224。处理器204可以配置成用一时间值来更新时钟以允许与其他无线设备同步。
[0046]无线设备202还可包括外壳208，该外壳可包括发射机210和/或接收机212以允许在无线设备202与远程位置之间进行数据的传送和接收。发射机210和接收机212可被组合成收发机214。天线216可被附连至外壳208并且电耦合至收发机214。无线设备202还可包括(未示出)多个发射机、多个接收机、多个收发机、和/或多个天线。
[0047]发射机210可配置成无线地传送具有不同分组类型或功能的分组。例如，发射机210可被配置成传送由处理器204生成的不同类型的分组。当无线设备202被实现为或用作AP 104或STA 106时，处理器204可配置成处理多种不同分组类型的分组。例如，处理器204可被配置成确定分组类型并且相应地处理该分组和/或该分组的字段。当无线设备202被实现为或者被用作AP 104时，处理器204还可被配置成选择并生成多个分组类型之一。例如，处理器204可被配置成生成包括发现消息的发现分组并且确定要在特定实例中使用何种类型的分组信息。
[0048]接收机212可被配置成无线地接收具有不同分组类型的分组。在一些方面，接收机212可被配置成检测所使用的分组的类型并相应地处理该分组。
[0049]无线设备202还可包括可被用于力图检测和量化由收发机214收到的信号电平的信号检测器218。信号检测器218可检测诸如总能量、每副载波每码元能量、功率谱密度之类的信号以及其它信号。无线设备202还可包括用于处理信号的数字信号处理器(DSP) 220。DSP 220可被配置成生成分组以供传输。在一些方面，分组可包括物理层数据单元(PPDU) ο
[0050]在一些方面，无线设备202可进一步包括用户接口 222。用户接口 222可包括按键板、话筒、扬声器、和/或显示器。用户接口 222可包括向无线设备202的用户传达信息和/或从该用户接收输入的任何元件或组件。
[0051]无线设备202的各种组件可由总线系统226耦合在一起。总线系统226可包括例如数据总线，以及除了数据总线之外还有电源总线、控制信号总线、和状态信号总线。无线设备202的组件可以使用其他某种机制耦合在一起或者彼此接受或提供输入。
[0052]尽管图2中解说了数个分开的组件，但这些组件中的一个或多个组件可被组合或者共同地实现。例如，处理器204可被用于不仅实现以上关于处理器204描述的功能性，而且还实现以上关于信号检测器218和/或DSP 220描述的功能性。另外，图2中解说的每个组件可使用多个分开的元件来实 现。
[0053]设备(诸如例如图1B中示出的STA 160a-1)可被用于社交WiFi联网。例如，网络内的各个站可在设备到设备(例如，对等通信)的基础上针对每个站所支持的应用来彼此通信。在社交W1-Fi网络中可以使用的发现协议使STA 106能够广告自身(例如，通过发送发现分组)以及发现由其它STA 106提供的服务(例如，通过发送寻呼或查询分组)且同时又确保安全通信和低功耗。
[0054]在社交W1-Fi网络中，该网络中的一个设备(诸如无线设备202)可以被指定为根设备或根节点。在一些实施例中，根设备可以是如同该网络中的其他设备那样的普通设备，而不是诸如路由器之类的专用设备。在社交WiFi网络中，根节点可以负责向该网络中的其他节点周期性地传送同步消息、或者同步信号或帧。由根节点传送的同步消息可以提供定时参考以供其他节点协调期间在诸节点间发生通信的可用性窗口。同步消息还可以提供对用于将来可用性窗口的调度的更新。同步消息还可以用来通知诸STA它们仍存在于该对等网络中。
[0055]网络中的每个设备可具有时钟，诸如无线设备202中的时钟224。这一时钟可以是在设备被构造时构建于其中的内部时钟。这一时钟可被配置成生成用于协调和同步该设备的活动的时钟信号。然而，这一时钟可能具有某个量的时钟漂移，其中时钟漂移可以表示由该时钟生成的时钟信号与由理想时钟生成的时钟信号之间的差异。这一时钟漂移可存在于根节点的时钟中以及社交WiFi网络中的分支节点和叶节点上的时钟中。
[0056]时钟漂移可以是随机的，或者可以在一定程度上是恒定的。时钟漂移可以按多种方式来表达。例如，时钟漂移可被表达为:
[0057]tn= (1+d n)t
[0058]其中t是实际时间，tn是在第η个无线设备上测得的时间，而dn是第η个无线设备的时钟漂移。例如，dn可以是0.001，这可以导致比理想时钟快0.1%的时钟。在该方程中，dn可以是正或负的，以便分别表示过快或过慢的时钟。
[0059]这一公式可以提供对时钟漂移的近似。取决于时钟漂移的本质，这一近似可以或多或少是准确的。例如，如果时钟漂移是恒定的或接近恒定的，则这一方程可以提供对时钟漂移的非常准确的近似，只要dn能被准确地计算。然而，若给定设备的时钟漂移不是恒定的，则该方程可能精准性就低得多。
[0060]时钟漂移可以向网络引入某个量的同步误差。在社交WiFi网络中，该网络上的各设备可以使用由根设备传送以及由分支设备重传的同步消息以便确定可用性窗口。在这些可用性窗口期间，社交WiFi网络中的设备可被配置成向/从该网络上的其它设备传送和/或接收消息。在其它时间，社交WiFi网络上的各设备、或各设备的诸部分可以处于休眠状态。例如，社交WiFi网络上的设备(诸如，无线设备202)可以至少部分地基于接收自根节点的同步消息而进入休眠状态。在一些实施例中，社交WiFi网络上的设备可以进入休眠模式，其中该设备的一个或多个元件可以进入休眠模式，而非整个设备。例如，无线设备202可以进入休眠模式，其中发射机210、接收机212、和/或收发机214可以基于在社交WiFi网络上接收到的同步消息而进入休眠模式。这一休眠模式可以使无线设备202能够节省功率或电池寿命。
[0061]图3解说了其中可采用本公开的各方面的通信系统的示例。无线设备300可以是无线设备，诸如无线设备200。无线设备300可以是对等网络(诸如社交WiFi网络320)的根节点。无线设备300可被配置成向社交WiFi网络320上的其它设备传送消息310。作为根设备，无线设备300可被配置成以某个间隔向社交WiFi网络320上的其它设备传送同步消息。
[0062]无线设备302和304可以是社交WiFi网络320上的节点。无线设备302和304可以是网络320上的分支节点或叶节点。作为社交WiFi网络320上的节点，无线设备302和304可以向网络320上的其它设备传送消息312和314。这些消息可在可用性窗口期间被传送给其它设备，在该可用性窗口的时间期间每个设备被配置成向/从网络320上的其它无线设备传送和/或接收传输。例如，无线设备302可以在针对无线设备302和无线设备304两者的可用性窗口期间向无线设备304传送消息312，其中该可用性窗口至少部分地基于接收自无线设备300的同步消息。
[0063]因为社交WiFi网络320上的设备可具有有限可用性窗口，还未与社交WiFi网络320 (或任何其他NAN)相关联的设备在寻找社交WiFi网络320上的设备方面可能有些困难。由此类设备持续扫描来自其他设备的消息以便发现社交WiFi网络320可以是可能实现的。然而，此类对消息持续的扫描可消耗无线设备上的大量功率。这在若无线设备可能频繁地与社交WiFi网络320失去联系的情况(正如当设备正在相对于其他设备进行移动时就会是这样的情形)下可能尤其成问题。
[0064]图4是可在社交WiFi网络上使用的发现窗口的解说。社交WiFi网络(诸如社交WiFi网络320)可具有发现周期410。在该发现周期410期间，可以有发现区间405。发现区间405可以比发现周期410短得多。当一个发现周期410结束时，下一发现周期410可以开始。由此，发现区间405可周期性地复现。
[0065]在发现区间405期间，无线设备(或即STA)可传送发现分组(DP)或其他消息。这些发现分组或其他消息可以被使用，以便由无线设备发现新网络(诸如社交WiFi网络320)
[0066]然而，发现区间405在每个发现周期410仅可发生一次。发现周期410可以比发现区间405长得多。例如，发现周期410可以是1、2、5、10或30秒。不与网络相关联的无线设备可能不知道发现区间405和/或发现周期410的定时。由此，没有发现区间405何时发生的知识，无线设备可能需要扫描长达整个发现周期410以便发现在射程内的社交WiFi网络。无线设备扫描长达整个发现周期410可能是非常功率密集的。这在若无线设备可能不得不频繁扫描新网络(诸如，例如，若无线设备正相对于其他无线设备进行移动)的情况下可能尤其成问题。由此，可期望提供由无线设备确定发现区间405可发生的时间，以便允许无线设备更容易地并且用较少功耗来寻找新网络(诸如社交WiFi网络)的方法。
[0067]图5是解说使用阶层式时间源来寻找网络(诸如社交WiFi网络)的示例性方法的流程图。此方法可由无线设备(诸如无线设备202)来完成。在一些方面，无线设备202可以与网络相关联并且正在寻找其他网络，或者可以正在寻找要关联的网络。
[0068]在框505，无线设备202搜寻外部定时源。外部定时源可以是无线设备202已有权访问并且其他无线设备也可有权访问的时间源。外部定时源可以是定时信息的准确源。相应地，外部定时源对于与其他设备协调时钟而言可以是很有用的，并且对于与其他设备协调发现区间而言也可以是很有用的。可能的外部定时源可包括全球定位系统(GPS)卫星、蜂窝网络或者其他基于地面的网络源(诸如WAN源)、或者基础设施AP (诸如用于可处于该区域中的LAN的AP)。也可使用在该区域中可用、并且无线设备202可以能够从其接收定时信息的其他外部定时源。
[0069]在框510，无线设备202确定其能够找到多少个外部定时源。取决于环境、以及无线设备202被配置成连接到的可能的外部定时源的数目，无线设备202可以能够找到各种数目的外部定时源。例如，在一些位置上(诸如，在建筑内或地铁中)可能更加难以连接到特定的外部定时源。类似地，可能有变动数目的用于LAN的AP处于任何给定区域中。
[0070]在框515，若无线设备202并没有找到任何外部定时源，则其不使用外部定时源地来扫描发现区间。这可以按任何数目种方式来完成。例如，无线设备202可以持续扫描长达发现周期或更长。替换地，无线设备202可选择随机时间，并且可以扫描长达从该随机选择的时间开始的一段时间。其他方法也可被用以在没有找到外部定时源时寻找无线网络。
[0071]在框520，若找到了一个或多个外部定时源，则无线设备202基于阶层或优先级来对所找到的这一个或多个外部定时源进行排序。例如，无线设备202可以预编程有外部定时源阶层。在找到了多个外部定时源的实例中，该阶层可以定义无线设备202可依赖于诸外部定时源的次序。该次序可至少部分基于各因素，诸如定时源的精准度、定时源的粒度、以及可预期定时源有多广的可用性等。例如，若外部定时源是GPS、蜂窝塔台以及基础设施AP,则该阶层可以被排序为:基于GPS的UTC时间、基于蜂窝的UTC时间、以及可本地获得的第三方定时源(诸如基础设施AP定时)。在这些宽泛类别中的每一个中，也可存在如何排序定时源的阶层。例如，若找到多个基础设施AP，则这些基础设施AP可以至少部分基于它们的信号强度、射程或它们的名称而被排序。由此，时间源阶层的一部分可以按照信号强度强到弱、射程近到远、或者二者来被排序。时间源阶层也可基于源的名称来被排序。就时间源阶层的一部分可以基于信号强度、射程或名称来被排序的程度而言，社交WiFi网络中具有相似的无线连通性条件的不同无线设备将具有共同或相似的时间源阶层。该阶层可表示要允许尽可能多的无线设备使用相同定时的尝试。这可允许这些无线设备(尽管初始彼此没有直接联络)以相似方式对它们的发现区间和周期进行定时，以便允许这些无线设备找到彼此而同时又使因搜索要加入的网络所造成的功耗最小化。
[0072]在框525，无线设备202确定偏移。偏移可代表当发现区间或其他定时周期可能发生的特定时间之后的时间量。例如，在一些实施例中，可以使 用200ms的偏移。在这一方面，发现区间可以每5秒发生一次，并且可以在每个5秒区间后发生200ms，诸如，在00秒、05秒等(以此类推)结束的时间之后的200ms。所使用的偏移可以至少部分取决于所使用的定时源和/或定时源的粒度。例如，不同偏移可以被用于不同定时源，并且也可取决于各种定时源可多频繁地传送定时信息。这些偏移可以规定设备的发现周期相对于定时源的的对齐。这些偏移可以被预编程到设备中，并且可以对于每个定时源来说是相同或不同的。
[0073]在框530，无线设备202基于经排序的外部定时源和该偏移来确定发现区间。例如，无线设备202可根据最高优先级或阶层中的最高层、可用外部定时源来确定时间，并且可以确定关于该外部定时源的偏移。无线设备202可接着基于该外部定时源来确定发现区间和发现周期定时。无线设备202可接着在基于经排序的外部定时源和该偏移的发现区间期间寻求网络，诸如社交WiFi网络。在一些实施例中，若无线设备202不能够定位现有社交WiFi网络，则该无线设备202可被配置成成为新社交WiFi网络的根节点，并且可以配置成按基于外部定时源和偏移的定时传送发现分组和/或同步消息。
[0074]该方法可以是有益的，因为其可允许无线设备(诸如无线设备202)按共有定时来找到彼此(尽管彼此不具有初始联络)，并且无需持续扫描(这可要求大量功率并且可以迅速耗尽无线设备的电池)。该方法在每个无线设备能够连接到相同外部定时源时可最好地工作。由此，在一些方面，至少部分基于其他无线设备能够访问特定定时源的可能性有多大来选取外部定时源阶层可能是有益的。例如，基于GPS的定时源可能比一些其他定时源更优选，因为基于GPS的定时源可能对给定区域中的最大数目的设备可用。
[0075]图5的方法可以在无线设备202没有连接到网络时被使用。在一方面，该方法也可以在无线设备202连接着网络、但该设备感测到其处于运动中时被使用。这对于允许无线设备在其正在移动时找到新网络会是有益的，因为它原本可能移出其之前的无线网络的射程。无线设备202可用数种方法感测自己正在移动。例如，无线设备202可至少部分基于来自传感器(诸如，加速计)的测量来感测自己正在移动。在一些方面，无线设备202也可基于GPS或其他信号来感测自己正在移动。
[0076]在一些方面，无线设备202可被配置成一旦其找到了社交WiFi网络就关闭外部定时源以便节省功率。例如，要无线设备维持连接到外部定时信息源(诸如GPS卫星)可能是十分功率密集的。由此，为了保留无线设备中的电池寿命，一旦无线网络已被定位到就关闭外部功率源会是有益的。在一些方面，无线设备202可被配置成仅周期性地检查外部定时源，并且使用内建时钟来至少部分基于从外部定时源接收到的定时来维持定时信息。在一些方面，设备也可偶尔返回外部定时源以校正其自身的内部时钟漂移。
[0077]在一些实施例中，当无线设备202担当根节点并将同步消息和/或发现分组的定时基于外部定时源时，在那些分组中的至少一些分组里指示该定时信息源可以是有益的。例如，同步消息可包括有关定时基于什么(诸如GPS定时源)的信息，并且可以包括诸如来自该外部定时源的上次更新何时发生等的信息。在一些实施例中，网络上的其他设备也可在同步消息中包括其定时信息的源以及上次更新的时间。让无线设备使用从其他设备接收到的该信息来更新其自身的内部时钟会是有益的。例如，无线设备可以最近一次是特定时间量之前基于GPS源更新过其时钟。若该无线设备从GPS源(其更近期地被更新过)接收到包含时间的消息，则该无线设备基于来自相同定时源的此更近期被更新过的时间来更新其内部时钟会是有益的。
[0078]图6是使用外部时间源在网络上同步时间的方法的流程图。该方法可由无线设备(诸如无线设备202)使用。在一些方面，该方法可以由无线网络(诸如社交WiFi网络)上的节点完成，从而同步该无线网络上的多个设备的时钟。在一些方面，无线设备202可包括本地时间，其可被用以确定发现区间和其他网络定时可在何时发生。该本地时间可能包括一定量的时钟漂移，并且将该本地时间与网络上的其他时间以及与外部定时源(若此类源可用)同步会是有益的。
[0079]在框605，无线设备202从一个或多个其他设备接收包含来自该一个或多个其他设备的时间以及那些时间是否来自外部定时源的指示的消息。这些消息可包括分组。这些时间可以被包含在任何类型的消息中。该时间是否来自外部定时源的指示可以包括所使用的外部定时源的指示以及该时间多近期地从该外部定时源被接收的指示。在一些方面，来自根节点的同步消息可指示正被用以对网络的发现区间进行定时的外部定时源。在该方面，用于网络上的消息的外部定时源可以是该外部定时源。在一些方面，该外部定时源可以对网络上的设备已知，并且可以不被包括在来自该网络上的设备的个体消息中。
[0080]在框610，无线设备202确定其中是否有任何消息包含来自外部定时源的时间。在一些方面，所用外部定时源可以与根节点用以确定发现区间和/或用以对同步消息进行定时的外部定时源相同。在一些方面，仅在消息指示来自外部定时源的时间比某个阈值更近期时，该消息才可以被认为是来自该外部定时源的。
[0081]在框615，若来自另一设备的消息之一包含来自外部定时源的时间，则无线设备202将其本地时间更新至来自外部定时源的该时间。在一些方面，仅在消息指示来自外部定时源的时间比某个阈值更近期时，该消息才可以被认为是来自该外部定时源的。例如，若来自外部定时源的时间旧于某个阈值，则该时间可以被忽视。在一些方面，若多个消息包含来自外部定时源的时间，则无线设备202可以基于优先级(诸如外部定时源阶层)来选取时间。无线设备202可至少部分基于给定时间多近期地被更新过(若在消息中提供了此类信息)来选取时间。在一些方面，可能期望让无线设备202以确定性的方式从包含外部定时源的多个消息中选取时间，从而网络中的其他无线设备也可选取相同的时间。这可以是有益的，因为其可帮助网络上的无线设备维持相似的时间，并且由此可减小同步误差。例如，网络中的每个无线设备202可使用相同方法从这多个消息中选取时间，并且可选取相同的时间。相应地，网络中的每个无线设备202上的时钟可以被同步到相同时间。
[0082]在框620，若没有任何来自其他设备的消息包含时间，则无线设备202至少基于本地时间、网络上的最快时钟时间、以及阈值来确定经更新的本地时间。例如，无线设备202可比较接收自网络上的诸其他设备的每个时间，以确定哪个时间是最快的。无线设备202可接着将该时间与其本地时间作比较。无线设备202可包括阈值，诸如漂移阈值。该漂移阈值可决定在无线设备202可能更新其本地时间之前无线设备202可具有的离网络上最快时间的最大漂移量在一些方面，无线设备202可计算其本地时间与网络上的最快时间之差的绝对值，并且将该值与漂移阈值比较。若该差大于漂移阈值，那么无线设备202可将其本地时间设置成网络上的那个最快时间的时间。这可以是有益的，因为其可以允许跨网络上的诸设备有更标准化的时间，这可以降低同步误差。
[0083]应当理解，本文中使用诸如“第一”、“第二”等之类的指定对元素的任何引述一般并不限定这些元素的数量或次序。相反，这些指定可在本文中用作区别两个或更多个元素或者元素实例的便捷无线设备。因此，对第一元素和第二元素的引述并不意味着这里可采用仅两个元素或者第一元素必须以某种方式位于第二元素之前。同样，除非另外声明，否则元素集合可包括一个或多个元素。
[0084]本领域普通技术人员/人士将可理解，信息和信号可使用各种不同技术和技艺中的任一种来表示。例如，贯穿上面描述始终可能被述及的数据、指令、命令、信息、信号、位(比特)、码元、和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子、或其任何组合来表不。
[0085]本领域普通技术人员还应当进一步领会，结合本文中所公开的方面描述的各种解说性逻辑块、模块、处理器、装置、电路、和算法步骤中的任一者可被实现为电子硬件(例如，数字实现、模拟实现或这两者的组合，它们可使用源编码或其它某种技术来设计)、各种形式的纳入指令的程序或设计代码(出于简便起见，在本文中可称之为“软件”或“软件模块”)、或两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、块、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员可针对每种特定应用以不同方式来实现所描述的功能性，但此类实现决策不应被解读为致使脱离本发明的范围。
[0086]结合文本所公开的各个方面并且结合图1-11描述的各种解说性逻辑块、模块和电路可在集成电路(1C)、接入终端、或接入点内实现或由其来执行。IC可包括通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、电组件、光学组件、机械组件、或其设计成执行本文中所描述的功能的任何组合，并且可执行驻在IC内部、IC外部或两者的代码或指令。这些逻辑块、模块和电路可以包括天线和/或收发机以与网络内或设备内的各种组件通信。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协同的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。可以按如本文中所教导的某个其他方式来实现这些模块的功能性。本文中(例如，关于附图中的一幅或多幅附图)所描述的功能性在一些方面可以对应于所附权利 要求中类似地命名的“用于功能性的装置”。
[0087]如果在软件中实现，则各功能可以作为一条或多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。本文中所公开的方法或算法的步骤可在可驻留在计算机可读介质上的处理器可执行软件模块中实现。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括可被实现成将计算机程序从一地转移到另一地的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，此类计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁存储设备、或能被用来存储指令或数据结构形式的期望程序代码且能被计算机访问的任何其他介质。任何连接也可被恰当地称为计算机可读介质。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字通用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合应当也被包括在计算机可读介质的范围内。另夕卜，方法或算法的操作可作为代码和指令之一或者代码和指令的任何组合或集合而驻留在可被纳入计算机程序产品中的机器可读介质和计算机可读介质上。
[0088]应当理解，任何所公开的过程中的步骤的任何特定次序或位阶都是范例办法的示例。基于设计偏好，应理解这些过程中步骤的具体次序或层次可被重新安排而仍在本公开的范围之内。所附方法权利要求以示例次序呈现各种步骤的要素，且并不意味着被限定于所呈现的具体次序或层次。
[0089]对本公开中描述的实现的各种改动对于本领域技术人员可能是明显的，并且本文中所定义的普适原理可应用于其他实现而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中示出的实现，而是应被授予与权利要求书、本文中所公开的原理和新颖性特征一致的最广义的范围。本文中专门使用词语“示例性”来表示用作“示例、实例或解说”。本文中描述为“示例性”的任何实现不必然被解释为优于或胜过其他实现。
[0090]本说明书中在分开实现的上下文中描述的某些特征也可组合地实现在单个实现中。相反，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可在多个实现中分开地或以任何合适的子组合实现。此外，虽然诸特征在上文可能被描述为以某些组合的方式起作用且甚至最初是如此要求保护的，但来自所要求保护的组合的一个或多个特征在一些情形中可从该组合中去掉，且所要求保护的组合可以针对子组合、或子组合的变体。
[0091]类似地，虽然在附图中以特定次序描绘了诸操作，但这不应当被理解为要求此类操作以所示的特定次序或按顺序次序来执行、或要执行所有所解说的操作才能达成期望的结果。在某些环境中，多任务处理和并行处理可能是有利的。此外，上文所描述的实现中的各种系统组件的分开不应被理解为在所有实现中都要求此类分开，并且应当理解，所描述的程序组件和系统一般可以一起整合在单个软件产品中或封装成多个软件产品。另外，其他实现也落在所附权利要求书的范围内。在一些情形中，权利要求中叙述的动作可按不同次序来执行并且仍达成期望的结果。
【主权项】
1.一种自组织无线通信网络中的无线设备，包括: 配置成至少部分地在偏移和基于外部定时源阶层的外部时间的基础上确定发现区间的处理器；以及 配置成在所述发现区间期间扫描来自无线网络的消息的接收机。2.如权利要求1所述的无线设备，其特征在于，所述偏移至少部分基于用以确定所述外部时间的外部定时源。3.如权利要求1所述的无线设备，其特征在于，所述外部定时源阶层至少部分基于外部定时源的准确度或粒度来排序。4.如权利要求1所述的无线设备，其特征在于，所述外部定时源阶层包括来自全球定位系统源的时间、来自蜂窝网络的时间、来自基础设施接入点的时间、来自基础设施接入点阶层的时间中的至少一者。5.如权利要求4所述的无线设备，其特征在于，所述基础设施接入点阶层至少部分基于无线网络名称和无线网络信号强度中的至少一者。6.如权利要求5所述的无线设备，其特征在于，所述基础设施接入点阶层基于无线网络信号强度，以使得基础设施接入点按信号强度从强到弱、或者按基础设施接入点从近到远排序。7.如权利要求1所述的无线设备，其特征在于，进一步包括配置成检测所述无线设备何时处于运动中的传感器，并且其中所述处理器被进一步配置成至少部分基于所述无线设备的所述运动来确定发现区间。8.如权利要求7所述的无线设备，其特征在于，所述传感器包括GPS接收机和加速计中的一者或多者。9.如权利要求1所述的无线设备，其特征在于，进一步包括:配置成若在所述发现区间期间没有接收到消息，则在所述发现区间期间传送发现分组或同步消息的发射机。10.如权利要求8所述的无线设备，其特征在于，所述发现分组或同步消息包括用以确定所述发现区间的外部定时源的指示。11.如权利要求1所述的无线设备，其特征在于，所述处理器配置成确定多个周期性复现的发现区间，并且所述接收机配置成在所述多个周期性复现的发现区间中的一个或多个发现区间期间扫描消息。12.一种使用定时源阶层来确定发现区间的方法，所述方法包括: 搜寻外部定时源； 若找到一个或多个外部定时源，则: 至少基于阶层将所述一个或多个外部定时源排序； 确定偏移；以及 至少基于经排序的外部定时源和所述偏移来计算发现区间。13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，确定所述偏移包括至少部分基于所找到的外部定时源和所述阶层来确定所述偏移。14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述阶层包括外部定时源的经排序列表，所述排序至少部分基于外部定时源的准确度或粒度。15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述阶层包括来自全球定位系统源的时间、来自蜂窝网络的时间、来自基础设施接入点的时间、和来自基础设施接入点阶层的时间中的至少一者。16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述基础设施接入点阶层至少部分基于无线网络名称和无线网络信号强度中的至少一者。17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述基础设施接入点阶层基于无线网络信号强度，以使得基础设施接入点按信号强度从强到弱、或者按基础设施接入点从近到远排序。18.如权利要求12所述的方法，其特征在于，进一步包括:检测无线设备何时处于运动中，并且其中搜寻外部定时源包括至少部分基于所述无线设备的所述运动来搜寻外部定时源。19.如权利要求12所述的方法，其特征在于，进一步包括: 在所述发现区间期间扫描消息；以及 若在所述发现区间期间没有接收到消息，则在所述发现区间期间传送发现分组或同步消息。20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述发现分组或同步消息包括用以计算所述发现区间的外部定时源的指示。21.如权利要求12所述的方法，其特征在于，计算发现区间包括计算多个周期性复现的发现区间。22.一种用于无线通信的设备，包括: 用于搜寻外部定时源的装置； 若找到一个或多个外部定时源，则: 用于至少基于阶层将所述一个或多个外部定时源排序的装置； 用于确定偏移的装置；以及 用于至少基于经排序的外部定时源和所述偏移来计算发现区间的装置。23.如权利要求22所述的设备，其特征在于，所述用于确定所述偏移的装置包括用于至少部分基于所找到的外部定时源和所述阶层来确定所述偏移的装置。24.如权利要求22所述的设备，其特征在于，所述阶层包括外部定时源的经排序列表，所述排序至少部分基于外部定时源的准确度或粒度。25.如权利要求22所述的设备，其特征在于，所述阶层包括来自全球定位系统源的时间、来自蜂窝网络的时间、来自基础设施接入点的时间、和来自基础设施接入点阶层的时间中的至少一者。26.如权利要求25所述的设备，其特征在于，所述基础设施接入点阶层至少部分基于无线网络名称和无线网络信号强度中的至少一者。27.如权利要求26所述的设备，其特征在于，所述基础设施接入点阶层基于无线网络信号强度，以使得基础设施接入点按信号强度从强到弱、或者按基础设施接入点从近到远排序。28.如权利要求12所述的设备，其特征在于，进一步包括用于检测无线设备何时处于运动中的装置，并且其中所述用于搜寻外部定时源的装置包括用于至少部分基于所述无线设备的所述运动来搜寻外部定时源的装置。29.如权利要求12所述的设备，其特征在于，进一步包括: 用于在所述发现区间期间扫描消息的装置；以及 用于若在所述发现区间期间没有接收到消息，则在所述发现区间期间传送发现分组或同步消息的装置。30.如权利要求12所述的设备，其特征在于，用于计算发现区间的装置包括用于计算多个周期性复现的发现区间的装置。
【专利摘要】本文中描述了阶层式时间源在近身区域网络发现和同步中的使用的方法、设备和计算机程序产品。在一方面，提供了用于使用外部定时源阶层来确定发现周期的方法。该方法包括从一个或多个外部定时源接收(505)外部定时信号，并且接着使用(520)外部定时源阶层来确定要使用哪个外部定时源。该方法进一步规定确定离该外部定时源的偏移(525)，并且使用该外部定时源和该偏移来确定(530)发现区间，其中在该发现区间中尝试定位近身区域网络(NAN)，诸如社交Wi-Fi网络。外部定时源可以是全球定位系统(GPS)源、来自蜂窝网络的时间、或者来自基础设施接入点的时间。
【IPC分类】H04W56/00, H04B7/26
【公开号】CN104904284
【申请号】CN201380069219
【发明人】S·P·阿伯拉罕, G·切瑞安
【申请人】高通股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月19日
【公告号】EP2941926A1, US20140192793, WO2014107328A1
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