[发明专利]用于在认知无线电网中同步的方法和设备

说明书

本申请要求在2008年12月23日提交的美国临时申请No.61/140,096的利益。

本发明总的涉及无线通信网，更具体地，涉及在这样的网络中的设备的自共存（self-coexistence）。

随着无执照（unlicensed）无线服务的出现，共享相同的无执照频谱的多个相邻的无线网--不管是否交叠--的运行已变为常事。与支持无执照无线服务相关联的问题之一是：使得使用相同的介质接入控制（MAC）协议的相邻无线系统能够和谐地共享相同的频带，而同时保证服务质量（QoS）。这个问题在相关领域中被称为自共存。设备在无线系统中的共存出现在使用不同MAC/物理（PHY）协议（例如，IEEE802.11和蓝牙）的设备共享相同介质而互不干扰时。

自共存与共存之间的区别如下：在自共存中使用相同的MAC，而在共存中使用不同的MAC。当前的解决方案没有区分自共存与共存，即，对于两种情形提供相同的解决方案。

当前的共存与自共存解决方案是针对按集中或分布模式运行的系统而设计的。在分布模式下，采用分布式MAC协议，且没有设备对无线介质具有绝对控制。在这样的模式下，分布式预留协议（DRP）机制是在高速率超宽带PHY和MAC标准2005年12月第一版中公布的ECMA国际标准368所采用的信道预留和共存解决方案。DRP仅仅在其中所有的设备都充当对等体，由此而具有相似能力的无线系统中才可运行。

在集中运行模式下，单个协调器设备控制设备之间的对信道的接入。集中式共存解决方案的例子是在IEEE 802.22 WRAN草案技术规范中定义的共存信标协议（CBP）,其中协议运行完全由基站（BS）控制。

灵活的MAC(Flex-MAC)协议被设计成既支持集中模式又支持分布模式，且允许从一种运行模式平滑转移到另一种运行模式。也就是，Flex-MAC典型地使得设备能够从分布运行模式切换到集中运行模式（且反之亦然），而不中断正在进行的连接。

Flex-MAC是基于灵活的超帧100，正如图1所描绘的。超帧100包括信标期（BP）110、数据/侦听/睡眠期（DSSP）120、以及信令窗口（SW）130。信令窗口130和信标期110的时间周期是可调整的，并且可被使用于广播/交换控制信息。所有的设备在信标期110和信令窗口130期间应当保持醒来，以便捕获控制/管理信息，其可以应用到网络中的每个设备。设备可以交换数据、监视信道（在认知网络中需要）、或在DSSP 120期间进入睡眠模式。

设备对介质或信道的接入可以通过信道预留协议（CRP）来执行。这个协议是基于在所有者设备与代理设备之间的协商过程，其准许预留。CRP连同Flex-MAC一起提供框架，以便在共享相同无执照频带的无线系统中使能共存且保证QoS。然而，Flex-MAC并不包括设备在无线系统中有效地自共存所必需的所有技术。

本发明的某些示范性实施例包括用于使能在包括共享频带的第一和第二无线网的灵活无线系统中的设备自共存的方法。该方法包括：发现在与第一无线网交叠的第二无线网中可运行的第二设备；将发现的第二设备报告给在第一无线网中可运行的第一设备；确定在第一设备的第一信标期与第二设备的第二信标期之间是否需要调整；以及如果需要调整，则对于第二设备的第二信标期开始时间（BPST）来调整第一设备的第一BPST。

本发明的某些示范性实施例还包括网络设备，其可运行在与灵活无线系统中的网络设备的自共存中，该灵活无线系统包括共享频带的第一和第二无线网。该网络设备包括：检测单元，用于发现在与第一无线网交叠的第二无线网中可运行的第二设备；信息单元生成器，用于将所发现的第二设备报告给在第一无线网中可运行的其它网络设备；判决单元，用于确定在该网络设备的信标期与第二设备的第二信标期之间是否需要调整；以及信标期开始时间（BPST）调整单元，用于在需要调整的情况下调整该网络设备的BPST与第二设备的第二BPST。

在本申请书结论处的权利要求中，被认为是本发明的主题被具体地指出，并且被明确地主张。从结合附图作出的以下的详细说明中，将明白本发明的以上的和其它的特征和优点。

图1是用于举例说明Flex-MAC 超帧的结构的图；

图2是按照本发明的各种实施例的无线系统的图；

图3是用于描述按照本发明的实施例的自共存方法的流程图；

图4是用于描述按照本发明的实施例的信标设立设备提升（promotion）方法的流程图；以及

图5是按照本发明的实施例的网络设备的框图。