专利名称：分布式网络同步的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及的是使得能够在认知无线电网络中更好地共存的同步。
目前存在着若干种用于同步的方法。但是，对由不协调的网络/设备/ 节点/站所组成的大的无线网络来说，这些方法的可伸缩性从未得到证实。
目前需要一种收敛的可伸缩的解决方案，以便允许那些在其他方面不 协调的网络/设备/节点/站快速变得协调，从而将其用于诸如共享无线介 质的用途，以便用于相似设备/节点/站间的共存("次共享，，)或是静默周 期的协调，由此，所有相似设备都会同时静默，从而更牢固快速地检测网 络以外的发射器("主共享")。
本发明的系统、设备和方法提供了 一种保证同步由无线网络/设备/ 节点/站组成并且在其他方面不协调的网络的有效算法。仅仅出于论述目 的，在下文中将设备/节点/站仅称为节点，但是并不意味着受此限制。
在优选实施例中，其中借助本发明来修改其他方面不协调的网络中的 每一个节点j，以便执行相同的同步算法。每一个节点j都发布一个信标， 并且其在该信标内部嵌入其信标周期起始时间(BPSTj)。当节点j接收并 成功解码了节点i发送的信标的时候，节点i处于节点j的邻域以内，并 且节点i将被认为是节点j的相邻节点。 一旦检测到这种相邻节点i，那 么每一个节点j关于检测到的相邻节点i执行优选实施例中的同步算法的 至少一次迭代。该节点j在本地保持被检测的相邻节点i的统计信息，这 其中包括节点i的信标周期起始时间(BPSTi)以及关于节点j在每一次 检测到给定相邻节点i时所执行的算法的迭代次数的计数器。本发明为每 一个节点j提供了一种技术，以便在无论何时其确定其自身信标起始时间 处于被检测节点i的信标周期的前半部分的时候，将其自身的BPSTj调整 成与BPSTi相等，或者递增节点i特有的计数器并且再次执行尝试。节点 j会将这个确定和递增处理执行预先确定的最大次数(由计数器记录)， 当达到最大次数而没有将其BPSTj与节点i的BPSTi对准时，节点j会将 其BPSTj设置成一个随机数，并且将会删除本地保持的被检测节点i的所 有统计信息。然后，如果节点j在该节点j的邻域中再次检测到节点i， 就可以执行本发明的检测以及后续的迭代过程。
在给定邻域中的每一个节点j都在执行相同算法，并且根据其信标周 期起始时间相对于在该给定邻域中检测到的每一个其他节点i的信标周 期起始时间的相对位置来调整其自身的BPSTj。
无论在特定邻域中有多少个不协调节点，不协调节点的信标周期起始 时间都会非常快速地收敛到一个公共起始时间。换言之，该算法可以很好 地伸缩。
图1描述的是一种才艮据本发明来同步在其他方面不协调的分布式网 络的方法；
图2描述的是根据本发明并且仅作为例示而被用于同步不协调节点 网络的框架；
图3描述的是根据本发明来同步不协调节点网络的设备；
图4描述的是根据本发明来同步不协调节点的信标起始时间的系统；
以及
图5描述的是本发明的技术的收敛性和可伸缩性。
根据下文中参考附图的详细描述，本领域技术人员很容易就可以理解 本发明，其中附图是出于例证目的给出的。在附图中，为了消除相关的冗 余描述，相同参考符号将会表示相同组件。
对在其他方面不协调的无线节点进行同步的本发明的系统、设备和方 法使用了一种分布式方案，其中举例来说，该方案可以基于一种将信道时 间组织成具有预定持续时间的固定长度超帧的处理。在每一个这种超帧的 开端都分配了一个信标周期，在此期间，所有协调节点将会交换信标。该 信标提供了基本的"节点存在通知"机制或是节点"心跳"。不协调节点 将会感知该介质，并且使用在其他方面未使用的信道容量来发送其信标。 当检测到其他不协调节点的信标时，所有这些在其它方面不协调的节点将 会执行本发明的方法，以便将它们的信标周期起始时间协调在具有初始信 标周期的商定的固定长度超帧以内。换言之，每一个不协调站都会使用本 发明的技术来独立调整其自身的超帧起始时间(由于信标周期是在每一个 超帧的开端出现的，因此该超帧起始时间与信标周期起始时间是相同的)。
正如本领域技术人员所了解的那样，在设备发送其信标的信标周期内部分 配唯一时间的技术是众所周知的，在这里不对其进行论述。超帧是节点间 的总体协调手段的一个实例，它并不意味着对本发明进行任何限制，本发 明是在未对超帧进行任何参考的附加权利要求中描述的。
现在参考图1，该图描述的是根据本发明的方法的一个实例。在这里
给出了一个节点j，在步骤101,在节点j的预定邻域以内、也就是在节 点j的无线电范围内部检测到至少一个节点i，其中该节点i能够解码j 的信标，在步骤102，节点j检查以确定是否在本地存在用于节点i的计 数器。如果不存在这样的计数器，那么在步骤103，节点j将会启动一个 用于节点i的计数器并使之为零。在步骤104，节点j确定用于节点j的 计数器是否达到最大值MAX，即确定节点j是否尝试将其BPSTj相对于节 点i调整了 MAX次。也就是说，节点j是否关于节点i执行了预定的MAX 次的本发明的调整算法。应该注意的是，关于节点i的迭代是一次全部执 行的(例如由本发明的当前实例)，无论何时只要节点j正在执行根据本 发明的迭代，则禁止更进一步检测节点i，当本发明的方法的当时实例结 束时，这时将会重新允许节点i的进一步检测(在图1中并未显示实例化， 这是因为它仅仅是如何实施本发明的一个实例)。如果尝试了 MAX次调整 而没有成功，那么在步骤105，节点j会将其BPSTj复位成一个随机起始 时间，并且删除在本地为节点i保持的任何数据(例如仅仅删除关于节点 i的数据，以及允许关于节点i的检测处理，以及结束本发明然后活动的 实例)。
举个例子，图2描述的是超帧20i的一个序列200，其中每一个超帧 都具有信标周期起始时间BPSTi 20i.l，并且该周期具有相关信标周期 20i. 2。在本实例中，每一个信标周期20i. 2都具有多个信标时隙20i. 2. k，
在该信标时隙期间，节点将会传送其信标，其中举例来说，每一个时隙都 与一个节点相关联，并且由此实现了在其他方面不协调的节点网络的协
调。为了以这种方式协调传输，信标周期必须由每一个节点在同一时间启 动，也就是说，每一个节点对于下一个超帧必须具有相同信标周期起始时 间。本发明提供了一种快速收敛并且伸缩性良好的同步方法。同样，超帧 只是协调机制的一个实例，它并不是出于限制目的而被给出的。本发明公 开的仅仅是用于同步信标周期开端的技术。
图3描述的是一个信标对准设备300，其中该设备包括同步存储器 302，用于供节点j在本地存储用于检测到的一个或多个节点i的数据，
以及同步器模块303,用于执行本发明的方法100。信标对准设备300可 操作地连接到天线305,以便接收其他设备信标301，也就是节点j的邻 域中的被检测节点i的信标。同步器模块303执行本发明的方法100，以 便导致产生BPSTj的可能调整。信标对准设备300可操作地连接到天线 305，以便在自己的BPSTj (有可能经过调整)上传送自己的信标j 304。
现在参考图4，该图描述的是一个包含了由不协调节点401i组成的网 络400的系统，其中每一个节点都是根据本发明并且使用信标对准设备 300i来修改的，由此通过处于彼此无线电范围以内以及接收来自对方的信 标，每一个节点401i都可以执行本发明的方法100，由此关于其信标周期 起始时间变为协调的。
此外，现在参考图5，该图描述的是由不协调网络501i构成的网络 500的群组，并且其中每一个网络都是根据本发明并且使用信标对准设备 300i而被修改的，由此通过处于彼此的无线电范围以内，每一个网络501i 都可以执行本发明的方法100，并且由此关于其信标周期起始时间变为协 调的。如果网络使用的是时分多址(TDMA)接入机制(例如在IEEE802. 15、 IEEE802. 16或IEEE802. 22中)，那么这种方案将会是特别适用的。
图6描述的是这种同步算法的广泛的仿真结果，其中显示了对于收敛 性和可伸缩性的很强的固有稳定性。如所示，固有地，本发明的同步技术 非常稳定，这意味着所有节点都会在很短时间收敛到一个超帧定时。此夕卜， 图6所示的结果证明，这种同步技术会随着节点数量的增加而良好伸缩。
本发明可以用于在认知无线电网络中同步静默周期。静默周期是所有 认知无线电设备(它们在其他方面不协调)全都静默的时间，由此可以可靠 检测网络外部发射器、例如负有责任的用户或主要用户。这种处理被称为 "主共享"。此外，这种同步机制还可以用于在辅助网络间的共存。 一旦 同步了在其他方面不协调的相邻网络，那么它们可以交换信息(例如包含 时间和频率使用率的共存信标)，以便共享公共介质。
虽然描述并例证了本发明的优选实施例，但是本领域技术人员应该理 解，这里描述的用于同步在其他方面不协调的网络的系统、设备和方法是 说明性的，在不脱离本发明的范围的情况下，各种变更和修改都是可行的， 并且可以使用等价物来替换其部件。此外，在不脱离中心范围的情况下， 通过采用众多修改，可以使本发明的教导适应于特定的情形。由此，本发 明并不局限于这些被认为是执行本发明的最佳模式而被公开的特定实施 例，相反，本发明包含了落入附加权利要求范围的所有实施例。
权利要求
1. 一种用于无线网络的同步系统(400)，包括多个不协调无线设备j(401j)，它们被配置成在具有信标周期起始时间BPSTj(20j.1)的信标周期(20j.2)中传送信标(20j.2.1)，并且对于所有设备i(401i)≠j(401j)，在具有信标周期起始时间BPSTi(20i.1)的信标周期(20i.2)中接收信标(20i.2.1)；以及信标对准设备(300)，该设备对设备j的BPSTj进行对准，以便对所有设备j≠i来说，BPSTj(20j.1)＝BPSTi(20i.1)，其中无论何时只要设备j接收到来自所述多个设备中的另一个设备i的信标(20i.2.1)并且BPSTj(20j.1)≠BPSTi(20i.1)时，每一个设备j将会使用该信标对准设备(300)。
2. 权利要求1的系统，其中，信标周期(20i.2 20j. 2)是在超帧(20i 20j)开端出现的。
3. 权利要求l的系统，其中，所述多个设备中的每一个设备(401i) 还被配置成包含自身的信标对准设备(300 )。
4. 权利要求3的系统，其中，信标对准设备(300 )被配置成包括同 步器模块(303 )，用于执行预定调整方法(IOO)，直至从包含下列各项的 群组中选出的条件之一成立为止该算法已被执行了预先规定的次数以及 BPSTj属于BPSL (20i.l)的前半部分，然后，分别将BPSTj (20J.1)设 置成一个随机数以及BPSL (20i.l)。
5. 权利要求4的系统，其中，信标周期(20i. 2 20j. 2 )是在超帧(20i 20j)的开端出现的。
6. 权利要求l的系统，其中，信标对准设备(300 )被配置成包括同 步器模块(303 )，以便执行预定调整方法(IOO)，直至从包含下列各项的 群组中选出的条件之一成立为止该算法已被执行了预先规定的次数以及 BPSTj( 20j. 1 )属于BPSL( 20i. 1 )的前半部分，然后，分别将BPSTj( 20j. 1) 设置成一个随机数以及BPSTi ( 20i. 1 )。
7. 权利要求6的系统，其中，信标周期(20i.2 20j."是在超帧U0i 20j)的开端出现的。
8. —种信标对准设备(300 )，包括天线(305 )，用于在具有信标周期起始时间BPSTj ( 20j. 1)的信标周 期(20j. 2)中传送自身信标U04 20j.2.1),以及接收另一个无线设备i ( 401i)的信标(301 20i. 2, 1 )，其中所述接收到的信标(301 20i. 2. 1) 是在具有信标周期起始时间BPSTi ( 20i. 1)的信标周期(20i. 2 )接收的；同步存储器(302 ),用于存储所述接收到的信标(301 20i.2.1)以 及用于所述接收到的信标(301 20i.2.1)的同步计数器；可操作地连接到所述天线(305 )的同步器模块(303 )，用于接受从 所述天线接收的信标(301 20i. 2. 1),并且可操作地连接到所述同步存储 器(302 ),以便在其内存储所述所接受的接收信标(301 20i.2. 1),以及 使用所述同步计数器(302 )关于所述自身信标(304 20j. 2.1)执行预定 调整方法(100)。
9. 权利要求8的设备(300 )，其中，信标周期(20i.2 20J.2)是在 超帧(20i 20j)的开端出现的。
10. 权利要求8的设备(300 )，其中同步计数器被设置成预定次数，以便执行预定调整方法(100);以及 该预定调整方法包括迭代，直至从包含下列各项的群组中选出的条件之一成立为止迭代已被执行了预先规定的次数以及BPSTj属于BPSTi (20i. 1)的前半部分，然后，分别将BPSTj ( 20j. 1)设置成一个随机数以及BPSL (20i. 1 )。
11. 权利要求10的设备(300 )，其中，信标周期(20i.2 20J.2)是 在超帧(20i 20j)的开端出现的。
12. —种用于同步多个不协调无线设备的方法(IOO),包括以下步骤 在具有信标周期起始时间BPSL (20i.l)的信标周期(20i.2)中，由另 一个不协调无线设备j接收来自不协调无线设备i的信标(20i. 2.1 )， 其中该设备j在具有信标周期起始时间BPSTj( 20j. 1 )的信标周期(20j. 2 ) 中传送自身信标(20J.2.1),其中j-i;如果设备j为不协调设备i执行了预定次数的调整过程(100 ) ( 104 )， 则将设备j的信标周期起始时间BPSTj设置成一个随机数(105 )，否则， 如果BPSTj属于BPSTi(20i. 1 )的前半部分，则将BPSTj设置成BPST" 20i. 1) (108);以及设备j ( 20j. 2. 1)在具有信标周期起始时间BPSTj ( 20j. 1)的信标 周期(20J.2)中传送自身信标。
13. 权利要求13的方法，其中，信标周期(20i.2 20j.2)是在超帧 (20i 20j)的开端出现的。
全文摘要
提供了一种用于同步独立节点(401<sub>i</sub>)的分布式(在其他方面不协调)网络(400)的系统(400)、设备(300)和方法(100)。这种同步可以在多种不同的方式中使用。在认知无线电设备环境下，这种同步可以用于同步静默周期。静默周期是所有认知无线电设备(在其他方面不协调)全都静默的时间，由此可以可靠地检测负有责任的用户。本发明的技术收敛快速，并且伸缩性良好。
文档编号H04L12/56GK101390346SQ200780006482
公开日2009年3月18日 申请日期2007年2月21日 优先权日2006年2月23日
发明者C·M·科尔戴罗, K·S·查拉帕利 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司