[发明专利]网格辅助的节点发现

说明书

教导了无线网格联网协议，其在利用定向传输的网络中提供邻居节点发现。建立的网格网络被用来触发网格网络中的站以辅助邻居发现。然后，加入网络的新节点在启动加入网格网络的处理中无需等待其它网格节点的信标。以这种方式，加速了可用节点的发现。描述了装置和方法的许多变型和场景。

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技术领域

本公开的技术一般而言涉及站之间的定向无线通信，并且更特别地涉及执行网格辅助的节点(站)发现的多跳中继定向无线通信。

背景技术

持续需要增加无线网络的容量，并且网络运营商已经开始接受密集化(densification)的想法，并且他们正在努力支持增加的网络流量密度。当前的6GHz以下无线技术和协议无法充分满足高数据需求。

一种替代方法是在30-300GHz频带，即毫米波频带(mmW)中使用更多频谱。但是，总体而言，启用mmW无线系统需要适当处理这些高频带上的信道损伤和传播特性；诸如高自由空间路径损耗、高穿透、反射和衍射损耗，这些会减少可用分集并限制非视线(non-line-of-sight，NLOS)通信。但是，有益的是，mmW的小波长使得能够使用实际维度的高增益电子可控定向天线，从而可以提供足够的阵列增益来克服路径损耗并确保接收器处的高信噪比(SNR)。

现有的无线系统和协议没有充分利用这些毫米波频带中的能力，并且缺乏用于网格发现的高效机制。

因此，存在对于毫米波定向无线网络实用的网格发现装置和协议的需求。本公开满足了这些需求以及其它需求，同时提供了相对于现有定向无线装置和协议的附加益处。

发明内容

在密集部署环境和mmW频带中的定向网格网络是在节点(站)之间实现可靠通信并克服视线信道限制的高效方式。在网络中启动的新节点(STA)将搜索待发现的邻居节点和要加入的网络。节点对网络的初始访问处理包括扫描邻居节点并发现其无线附近地区中的所有活动节点。这可以通过新节点搜索要加入的特定网络/网络列表来执行，或者通过新节点发送广播请求以加入将接受新节点的任何已经建立的网络来执行。

连接到网格网络的节点将需要发现所有邻居节点，以决定到达网关节点或门户网格节点的方式以及这些邻居节点中的每个节点的能力。新节点将在特定时间段内针对可能的邻居节点检查每个信道。如果在该特定时间之后未检测到活动节点，则该节点将移至下一个信道。当检测到节点时，要求新节点收集足够的可用于配置其PHY以在监管域中操作的信息。

加入网络的新节点的这个任务由于定向传输而在mmWave通信中进一步具有挑战性。这个处理中的挑战可以被概括为：(a)周围节点ID的知识；(b)波束赋形的最佳传输方向图的知识；(c)由于冲突和聋症(deafness)导致的信道访问问题；以及(d)由于阻塞和反射导致的信道损伤。

提供克服上述问题中的一些或全部问题的邻居发现方法对于获得mmWaveD2D和网格技术的普遍使用是重要的。用于网格联网的现有技术仅被设计用于解决以广播模式操作的网络的网格发现，而不是针对在具有定向无线通信的网络上操作。