TW200803317A - Synchronization of distributed networks - Google Patents

Description

200803317 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種在分散式、另外未協調網路中同步化 信標週期之系統、裝置及方法。尤其，本發明係關於用以 致月b感知無線電網路間之輕佳共存的同步。 【先前技術】

存在若干用於同步之途徑。然而，其達未協調網路/器 件/節點/電台之大無線網路的可縮放性尚未證實。 需要一收歛及可縮放之解決方案以允許另外未協調網 路/器件/節點/電台快速變成協調供下列使用：共享相似 器件/節點/電台間共存之無線媒體（”二級共享”)，或者安 靜週期之協調，使所有相似器件在相同時間安靜，因而可 較穩健而且快速偵測一網路外發射器（"一級共享"）。 【發明内容】 枣發明之系統、裝置 力从识丹忒，具保 同步化無線網路/器件/節點/電台之另外未協調網路。以 僅料討論之用途，該等器件/節點/電台僅指H但 非藉此暗示任何限制0 .在一較佳具體實施例中另外未協調網路之每一 J·係以本發明加以修正，以便 即 民钒仃一樣的一同 每一節點j發出一信標，並在复 貝开法 β /、門欺入其信標週期刼 間（BPSTj)。當節點〗接收並 '° 描士 战功解碼由節點i傳送的 二，則節則在節點】之鄰域内，而且將節點 的一相鄰節點。於偵測到此-相鄰節點 即點 118764.doc 200803317 行關於偵測到之相 算法的至少，。二的—較佳具體實施例之同步演 的統計，其包含一即’句局部維護偵測到之相鄰節點1 及節噴—給定相鄰節點週㈣始時間⑽叫， 代數目的一叶數。。 母偵測所執行之演算法迭 於其決定提供—種技 信標週期的前半時，：=時間在一谓測到之節-之

樣，或者捭加、、身之BPS1>周整成與BPSTr 乂考〜加该節點|唯_ 整。該節晴此決定，… 且試圖再次調 數器加以呓錄）而* 1增加一預定最大次數(由該計 準節點！之BPST 0士且^達到該最大數目但其BPST』並未對 刪除所有局部 次在節點j之鄰域中㈣到1之即點1的統計。假使節點』再 及後續迭代處理。、即fii，則可發生本發明之偵測 、給疋鄰域中之每一節點j執行相同演算法，而且取 決於其信標週期起始時間對該給定鄰域中每一偵測到之豆 他節點i的相對位置而調整其本身之BPSTj。 /、 外不s肖疋鄰域中之未協調節點數目為何，該等未協調 即點之k標週期起始時間極快速收歛至—公用S始時間。 亦即，該演算法縮放良好。 【實施方式】 藉由檢視下列詳細說明及參照附圖，熟習此項技藝者很 谷易瞭解本發明，所示附圖僅作說明性用途。在圖式中， 相同之參考符號表示一樣之組件，以消除其冗餘之說明。 118764.doc 200803317 用以同步化另外未協調無線節點之本發明的系統、裝置 及方法利用一分散式方案，其可根據例如將通道時間組織 成具有一預定持續時間之固定長度超訊框。在每一此類超 訊框之開頭分配-信標週期，於其間所有已協調節點交換 信標。該信標提供一基本，，節點存在通知"機制或者節點 ”心跳"。未協調節點感測該媒體，並且傳送其信標，以善 用另外未使用之通道容量。當傾測到其他未協調節點之; 標時，所有此等另外未協調節點執行本發明之方法，以便 在具有-初始信標週期的一協議之固定長度超訊框内協調 其信標週期起始時間。亦即，每一未協調台使用本發明之 技術獨立調整其本身的超訊框起始時間（由於該信標週期 出現於每-超訊框之起始，所以其與信標週期起始時間相 同）。如熟諳此技術者所知而且此處不加以討論··在 週期内分配一唯一時間供一器 丁 件傳迗其指標之技術已為吾 厂。4超訊框係節點間—總協調構件的—實例，而 ==任何意義限制本發明’本發明將說明於 δ月專利乾圍中，並未參考超訊框。 現在參閱圖〗，其說明一 认定一 x明之方法的一例子。 >、’。疋…’而且於步驟101，在節點㈣― (亦即：”點』之無線電範圍内)偵測到至少一節點V而 且其能夠解铒丨•夕产4® 即點丨’而 月匕刃解馬^之仏標，於步驟1〇2，該 決定該節點i是否局部存在—計數考*二双―，以 存在，則於步驟103,節點並無此類計數器 於步驟HM，的一計數器啟動為零。 即點』決疋節點j之計數器是否已達到最大 118764.doc 200803317 亦即節點j已嘗試相對於節點i調整其達一 卜卜人數亦即，即點j已關於節點i執行本發明之調整演 Γ達一預定心次數。按：關於節說迭代係-次全 魏行（僅為舉例’其―本發明的-後來目前例子所進 其中#節點j執行根據本發明之迭代時，解除節點i之 步读測’而且當本發明之方法的後來目前例子結束時 2致能(由於其僅為如何實施本發明的一實例，所以^ ’員不°亥瞬¥ ) °若該調整已嘗試MAX次數而未成功， 則於㈣⑼’節點j將其職」重置成一隨機起始時間、 刪除即點,之任何局部維護資料（僅為舉例，而且致能節點i 之镇测並結束本發明之後來現用例子）。 藉由範例，圖2說明超訊框2〇i的一順序2〇〇，個別擁 ^關聯彳°払週期2〇1·2的一信標週期起始時間BPSTi 2〇Kl在此實例中，每一信標週期201.2具有若干信標槽 ,.2.k’於其間節點傳輸其信標，例如每一槽係關聯於一 節點’因而達成節點之另外未協調網路的協調。因此為了 協調傳輸，每-節點必須在相同時間起始信標週期，亦 即對於下一超訊框，每一節點必須具有相同之信標週期 起始時間：本發明提供一種快速收歛而且縮放良好之同步 、 °亥起汛框僅為一協調機制的一實例，而且所 表達並不具有任何限制意義。一信標週期之起始的同步化 之技術僅如本發明所揭示。 圖3說明一信標對準裝置3〇〇，其包括一同步記憶體 302，供節點j局部儲存谓測到之節點i的諸，·及-同步器 118764.doc 200803317 3 03用以執行本發明之方法1 〇〇。該信標對準裝置 3〇〇可作連接至一天線3〇5 ;其用以接受其他器件信標 3〇1(亦即·即點j之鄰域中所偵測到之節點丨的信標）。同步 器杈組303執行本發明之方法1〇〇，卩導致阶％的一可能 周整省^軚對準装置300可操作連接至天線3〇5，其在 (可此已凋整之）本身之BpSTj傳輸本身之Beacon〗304。

現在芩閱圖4，說明一種包括未協調節點401 i之網路4〇〇 、、系、先根據本發明，每一節點係以信標對準裝置3〇〇1.加 广‘正’因而透過在彼此之無線電範圍内，而且接收來自 彼此之信標’該等節點叫各可執行本發明之方法⑽，而 且藉以變成關於其信標週期起始時間而協調。 、者現在參閱圖5 ’說明由未協調網路5Gli所組成的 -群網路5GG ’根據本發明，每―網路係以信標對 3 0 0 i加以修正，围 而透過在彼此之無線電範圍内，該等網 路50 li各可執行本發 、 、 毛月之方法100，而且藉以變成關於其 “票週期起始時間而協調。若—網路使用—分時多向近接 (TDMA)之接取機軸如在咖耻15、卿 請2_22中），則特別可應用此情節。 ·成 圖6說明此同步演算法 、 抬充杈擬的結果，其顯示收歛 及了縮放性之強烈固有釋 %田女丄 疋性。如所示，本發明之同步技 術固有地極其穩定，表 y、·所有郎點在一極短時間中收歛 至-超訊框時序。再者，圖6中說明之結二： 技術隨著增加之節點數目而縮放良好。 ” 本發明可在—感知無線電網路中同步化安靜週期。安靜 118764.doc -10- 200803317 週期係當所有感知無線電（其為另外未協調）變成安靜所以 能夠可靠削貞測網路外發射器（例如：現有或―級使 時之時間。此稱為” 一級丑韋，f lL λι r /、予 此外，此同步化機制亦可 用於二級網路間之共存。-旦另外未㈣㈣網路同步 1匕，其可交換資訊(例如：包括時間及頻率之使用的共存 ^標），以便共享公用媒體。 雖然已說明及描述本發明之較佳具體實施例，熟習此項 技術者應即瞭解：如本文所述用以同步化另外未協調網路 之糸統、裝置及方法係說明性，而且可進行各種改變及修 =並且可以等效範圍替代其元件’而不致恃離本發明之 乾可。此外’可進行許多修正’以便將本發明之主旨調適 成-特殊狀況，而不致悖離其中心範，。因此，希望：本 發明不限於實現本發明所涵蓋之最佳模式其揭示之特殊呈 體實施例，但本發明包含落於所附申請專利範圍内之所有 具體貫施例。 【圖式簡單說明】 、m '月根據本發明的一種用以同步化另外未協調分散 式網路之方法； 从圖2說明根據本發明的一種僅當作一實例之用以同步化 節點之未協調網路的框架； 網 圖3及明根據本發明的一種用以同步化節點之未協 路的裝置； 西圖,月根據本發明的-種用以同步化未協調節點之信 標起始時間的系統；以及 〇 118764.doc 200803317 圖5說明本發明之技術的收歛及可縮放性。 【主要元件符號說明】 100 301 302 303 304 305 調整方法 其他器件信標 同步記憶體 同步器模組 本身下一信標 天線 400 ^ 500 網路 300 信標對準裝置 401 未協調節點 501 未協調網路

118764.doc -12-

Claims (1)

1. 200803317 十、申請專利範圍： 1· 一種用於無線網路之同步系統（4〇〇)，其包括： 抑複數個未協調無線器件係配置以對於所有 器件ι(401〇矣j(401j)，在具有一信標週期起始時間 BPSTjpOj.l)的一信標週期（2〇j 2)中傳輸一信標 (W·2·1)，而且在具有一信標週期起始時間BPSTi(20i.l) 的一信標週期（20L2)中接收一信標（2〇L2· 1);以及 一信標對準裝置（300)，其對準器件】之6]?81^，因而對 於所有器件 ，ΒΡ8Τ』(20】.1)=ΒΡ8ΤΚ2〇ί1)。 其中當每一器件〗接收來自該複數個器件之另一器件i 的一信標（2〇i.2.i)而且BPSTj(2〇j lpBpsTi(2〇i i)時，該 器件j使用該信標對準裝置（300)。 2·如請求項1之系統，其中該信標週期（2〇i2 2〇j2)出現在 一超訊框（20i 20j)的一開頭。 3·如睛求項1之系統，其中該複數個器件之每一器件 進一步配置以包括一本身的信標對準装置（3〇〇)。 4·如請求項3之系統，其中該信標對準裝置（3〇〇)係配置以 包括一同步器模組（3〇3)，用以執行一預定調整方法 (100)，直到由下列各物組成之群中選出的條件之一成 立·该演异法已執行一預規定次數且BPSTjeBpSTi之前 半（2〇U)，則各別將BPSTj(2〇j l)設定成一亂數及 BPSTiQOi.l)。 5·如請求項4之系統，其中該信標週期（2〇i2 2〇j2)出現在 一超訊框(20i20j)的一開頭。 118764.doc 200803317 士 °月求項1之系統，其中該信標對準裝置（300)係配置以 包含一同步器模組（303)，用以執行一預定調整方法 (⑽)：直到由下列各物組成之群中選出的條件之—成 Z廣·ττ法已執行一預規定次數且及 之前半（2〇i.l)，則各別將 BpsTj(2〇j設 定成-亂數及BPSTiPOij)。 7.如請求項6之系統，其中該信標週期（2〇i2 2〇〗2)出現在 φ 一超訊框（20i 20j)的一開頭。 8· —種信標對準裝置（3⑽），其包括： 天線（305)，用以在具有一信標週期起始時間 BPSTjQOj·;^的一信標週期（2〇j ^中傳輸一本身之信標 (304 20j.2.1)，而且接收另一無線器件i(4〇1i)的一信標 (301 2(Η·2·1)，該已接收信標（3〇1 2〇i2…係在具有一信 標週期起始時間BPSTi(20Ll)的一信標週期（2〇i 2)中揍 收； • 一同步記憶體（302)，用以儲存該已接收信標（301 2〇i.2.1)及該已接收信標（3〇1 2〇i 2 l)的一同步計數器； 一同步器模組（303)，可操作連接至該天線（3〇5)，以 便從其中接受該已接收信標（301 2〇i21),而且可操作 連接至5亥同步記憶體（3〇2) ’以便在其中儲存該接受之已 接收仏標（301 20ί·2· 1)，而且使用該同步計數器（3〇2)執 行關於該本身信標（304 2〇j.2.1)的一預定調整方法 (100)〇 9·如請求項8之裝置（300)，其中該信標週期（2〇L2 20j.2)出 118764.doc 200803317 現在一超訊框（2〇i2〇j)的一開頭。 10·如請求項8之裝置（300)，其中： 將該同步計數器設定成-預定次數，以執行該預定調 整方法（100);以及 該預定調整方法包括迭代，直到由下列各物組成之群 中選出的條件之一成立：迭代已執行該預定次數及 BPSTjeBPST〖之前半（2〇i‘l)，則各別設定 成一亂數及BPSTi(20i.l)。 11·如請求項ίο之裝置（300)，其中該信標週期（2〇i2 2〇j2) 出現在一超訊框（2〇i 2〇j)的一開頭。 12· 一種用以同步化複數個未協調無線器件之方法（100)，其 包括下列步驟： 由另一未協調無線器件j在具有一信標週期起始時間 BPSTiUOi. 1)的一信標週期（20i.2)中接收來自一未協調無 線器件i的一信標（20L2·：!)，該未協調無線器件〗在具有一 信標週期起始時間BPSTjGOj.l)的一信標週期（2〇j.2)中傳 輸一本身之信標（20j.2.l)，其中j#i; 若一調整程序（100)已由該器件j對於該未協調器件丨執 行一預定次數（104)，則將該器件j之信標週期起始時間 BPST〗設定成一亂數（1〇5)，否則若BPSTj eBPSTi之前半 (20i.l) ’ 則將BPSTj設定成BPSTipOi.1)(1〇8);以及 由器件j(20j.2.1)在具有該信標週期起始時間 BPSTpOj · 1)之信標週期（20j·2)中傳輸一本身之信標。 13·如請求項13之方法，其中該信標週期（2〇ί·2 20j、2)出現在 一超訊框（20i 20j)的一開頭。 118764.doc