[发明专利]信道发现协议

说明书

背景

无线通信的发展已经允许不断增加的数量的设备相互无线通信。除了移动设备和计算机之外，诸如头戴式耳麦、话筒、遥控器和电视等的其他设备相互无线通信。尽管无线通信采取多种形式，但它常常涉及使用在通常被称为“射频”的频谱内的信道。为特定类型的通信保留某些频谱。其他频谱（例如超高频电视（UHF-TV）频段中的空白频谱）给予某些类型的设备和通信（即，所谓的主要用户）优先权，但允许其他（次要用户）在当前任何主要用户不使用的信道上通信。

在多种情况中，两个通信设备具有从中选择用于通信的多个信道。在这里，信道被定义为一部分频谱，即，中心频率和信道宽度。出于各种原因，可能的情况是，信道中的一些在通信设备中的一个或多个上不可用（或不开放），因而阻止这样的设备在这一信道上传输或在它上面有效通信。例如，这可能是由于在主要用户正在使用这一信道的情况中空白频谱中的法律要求。而且，信道可能非常忙于其他流量。

问题是，在许多情况中，两个无线设备想要相互通信，但它们中的每一可以用于通信的信道可能是不同的。一些信道可能在两个设备处都可用，而其他信道可能仅在设备中的一处可用，同时还有其他不在任何设备处可用。困难在于，没有设备具有关于在它想要与之通信的各个其他设备处哪些信道可用的先验知识。它仅知道在其自己位置处的可用信道，而不是在其他设备的位置处的那些。另外，在某些情况中，由于不能本地检测到的干扰，即使信道显得对两个设备都可用，它可能不允许通信。

为了相互“发现”，即，建立可靠的通信，无线设备可以利用协议。当设备在两个设备处以及在设备之间的环境中同时都可用的某信道上通信时，实现了发现。在这种情况中，两个节点可以使用现有的标准协议来建立任何设计的通信协议。它们可以保持在发生发现的信道上，或者它们可以基于任何现有的信道选择协议选择任何其他信道。

困难在于，以上发现过程应尽可能快速地发生；即，两个或更多个设备应可以在可用信道上快速地相互发现，以便避免丢失时间（和能量）。问题在于，如果不是聪明地做到这一点，则在信道总数中发现时间（=直到两个或更多个节点相互发现的时间）线性增长，这会非常大。例如，这是其中两个设备周期性地拾取随机信道直到它们碰巧同时拾取相同的信道的简单策略的情况。因而，这样的随机选择可能消耗大量的用户时间和设备能量。

概述

在此描述被配置为选择可用信道并相互通信的计算设备。这些计算设备希望彼此发现，且缺少外部同步装置（不存在公共时钟等等）。设备求助于选择信道，希望在给定的时隙收敛于相同的信道，并尽可能快地实现这一点。为了实现这一目的，计算设备每一个都确定在它们的本地环境中的可用信道并基于可用信道的选择概率来选择可用信道中的一个。选择概率由具有指数衰减的分布曲线定义。在选择可用信道之后，计算设备尝试相互通信，每一个都在它已经选择的可用信道上尝试。在两个设备选择相同的信道的情况中，它们现在可以使用任何现有的通信协议来建立通信。在两个设备选择两个不同的信道的情况中，不可能建立通信。在这种情况中，计算设备重复选择和尝试，直到它们成功地通信。因为计算设备基于由具有指数衰减的曲线的选择概率来选择可用信道，尝试通信的总次数独立于信道总数。

提供本概述以便以简化形式介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的一些概念。本概述并不旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护主题的范围。

附图简述

参考附图来阐明详细描述，附图中，附图标记最左边的数字标识该附图标记首次出现的附图。在不同附图中使用同一附图标记指示相似或相同的项或特征。

图1阐释示出根据各种实施例选择可用信道并尝试经由每一个选择的可用信道相互通信的计算设备的概览的框图。

图2阐释示出根据各种实施例的示例计算设备的框图。

图3阐释根据各种实施例具有指数衰减的分布曲线的示例。

图4阐释示出根据各种实施例用于选择可用信道并尝试在所选择的可用信道上通信的示例操作的流程图。

详细描述

在此描述的是被配置为基于选择概率重复地选择可用信道并尝试在每一个选择的信道上相互通信直到各计算设备成功地通信的计算设备。在此所使用的“成功的通信”是指计算设备同时选择相同的可用信道且由此被允许在可用信道上参与语音或数据通信，或者使用任何现有的通信协议在这个信道或对两个设备都开放的任何其他信道上继续通信。