一种选择同步的目标设备的方法、系统和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种选择同步的目标设备的方法，包括以下步骤：根据检测到的邻居设备的信标周期起始时间ＢＰＳＴ，将所述邻居设备的超帧沿时间轴正方向进行周期性扩展；在进行周期性扩展得到的各邻居设备扩展超帧的信标周期ＢＰ中，统计各邻居设备的邻居ＢＰＳＴ的个数，所述邻居ＢＰＳＴ的个数为所述扩展超帧的ＢＰ内包含的邻居设备扩展超帧的ＢＰＳＴ的个数；根据统计得到的所述ＢＰ内含有的各邻居设备的邻居ＢＰＳＴ的个数选择同步的目标设备。本发明专利技术实施例实现了在各设备的ＢＰＳＴ差别不大或差别很大的情况下，所有设备的ＢＰＳＴ最终取值相同，保证了ＷＰＡＮ对超帧起始时间的同步要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及网络通信
，特别涉及一种选择同步的目标设备的方法、系统和装置。
技术介绍
UWB(Ultra Wide Band，超宽带)技术是一项使用高带宽和低功耗在短距离内高速传输数据的无线技术，是无线传输数字视频、图像等高质量多媒体内容并构建高速WPAN(Wireless Personal Area Networks，无线个人区域网络)的理想选择。现有标准中所定义的WPAN中的MAC协议采取了类似于皮网的拓扑结构，即以皮网为基本单元且在每个皮网内由选举出的PNC(PicoNetCoordinator，皮网协调者)负责全部控制功能，但却摒弃了基于特殊中央控制设备的集中式架构，而采取了一种完全分布式的架构。事实上，在现有标准所定义的WPAN中，各个设备乃是通过发送自己的信标以及监测相邻设备的信标而进行协同的。在现有标准所定义的WPAN中，每个设备为了能与其他设备交换数据帧所需要的基本定时结构是超帧，如图1所示。根据标准，每个超帧是由256个长度为256μs的MAS(Media Access Slot，媒体接入时隙)组成，因此每个超帧的总持续时间为65536μs，即256×256μs。在现有标准中，每个超帧的开始部分必须用于与信标有关的活动，例如：发送本设备的信标、监听相邻设备的信标等，这部分被称为BP(Beacon Period，信标周期)；其余部分用于传输业务或控制数据帧，称为DP(Data Period，数据周期)，如图1所示。根据标准，每个BP最多由96个长度为85μs的BS(Beacon Slot，信标时隙)组成。因此，每个BP的最大持续时间约为96×85μs，即8160μs。考虑到一个MAS大致相当于3个BS(256μs≈3×85μs)，每个BP-->的最大持续时间约为32个MAS，约占超帧总长度的12.5％。在BP中，第0和第1个BS是专门用于传输信令信标，如图1所示，其余BS则用于传输普通信标，其中信令信标是指携带有调整BP长度信息的信标。特别的，称每个BP的起始时刻，也就是每个超帧的起始时刻，称为BPST(Beacon Period Start Time，信标周期起始时间)，如图1所示。给定了超帧结构，则每个设备都要在BP中的某个BS上周期性地传输自己的信标，并在其他BS上持续监测是否收到来自其他相邻设备的信标。一方面，信标中一般都携带有接入媒体所需要的寻址、预约、调度、竞争等各种重要信息。另一方面，在现有标准的WPAN中，所有设备都是对等的，不存在用于中央控制的特殊设备。这就要求每个设备都要通过发送自己的信标宣布自己的存在，并通过监测其他设备的信标以获知其它设备的存在与动作。因此，相邻设备之间周期性交换信标对于实现设备之间的相互协调、维护现有标准的WPAN的正常工作具有非常重要和基本的作用。为了能够正确收发信标，现有标准要求所有相邻设备的超帧的起始时间必须是同步的，即所有设备的BPST取值必须相同。对任一设备来说，在正式开始传输任何数据帧以前，必须首先监听相邻设备的信标以确认自己是否与其他设备同步。如果发现不一致，则必须立刻调整BPST从而与相邻设备的超帧起始时间保持同步。如果采用集中式架构，则在中央控制设备的统一管理下，所有设备之间达到超帧起始时间同步是比较容易的。然而，由于现有标准的WPAN采用了全分布式架构，所有设备各自维护自己的BPST，缺少来自中央控制设备的统一的时间概念，这就使设备之间达到超帧同步变得困难。现有技术提出了一种基于检测慢速邻居设备的超帧同步方案，叙述如下。根据现有标准的MAC协议，每个设备都要按照避免冲突原则以及所规定的过程在自己维护的BP中选择一个BS，在该BS上周期性发送自己的信标，并且在所发送的信标帧中携带该发送时隙位置的信息。例如，某设备i将首先设法选择从自己所维护的BPST开始计数的第ti个BS，然后在该时隙上周期性地发送自己的信标，并且在所发送的信标帧中的Beacon Slot Number域中填入ti的值。-->如果与设备i相邻的设备j准备开始与其他设备进行通信，则根据现有标准的MAC协议，设备j在开始通信前必须监听接收其所有邻居设备的信标。假设设备j在从自己所维护的BPST开始计数的第rij个BS上收到了来自设备i的信标。那么：(1)如果|rij-ti|×mBeaconSlotLength≤2×mGuardTime，则可以推断设备i与j的超帧是同步的，即设备i与j各自维护的BPST取值大致相同；(2)如果rij×mBeaconSlotLength<ti×mBeaconSlotLength-2×mGuardTime，则可以推断设备i的超帧比设备j快，即设备i所维护的BPST比设备j所维护的BPST超前大约(ti-rij)×mBeaconSlotLength。(3)如果rij×mBeaconSlotLength>ti×mBeaconSlotLength+2×mGuardTime，则可以推断设备i的超帧比设备j慢，即设备i所维护的BPST比设备j所维护的BPST落后大约(rij-ti)×mBeaconSlotLength。其中mGuardTime的规定取值为12μs，mBeaconSlotLength的规定取值为85μs。设备j将按照上述法则逐一检测与每个邻居设备的快慢关系，如果最后确定出最慢的邻居设备是设备i0，那么：当i0＝j时，设备j不进行任何调整动作；当i0≠j时，设备j将向后调整自己的BPST与设备i0的BPST相同，从而与设备i0的超帧起始时间保持同步。在一组相邻设备中，如果所有设备都按照上述方案调整自己的BPST，则该组中的所有设备被期望可以最终全体同步于该组中最慢的那个设备。考虑任意一对相邻设备i与j，考察在下面三种不同情况下分别应用上述现有的基于检测慢速邻居设备的超帧同步方案判断这两个设备的相对快慢关系如下。情形1：设备j的超帧起始时间BPSTj与信标发送位置BSj都落在设备i的同一超帧内，且BPSTj位于设备i的BPSTi与BSi之间，如图2所示。在这种情形下，设备i与j判断相对快慢关系所要用到的ti、tj、rij、rji都标注在图2中，其中rji表示设备i在从自己所维护的BPST开始计数的第rji个BS上收到了来自设备j的信标。对于设备j来说，由于-->rij<ti，则根据判断法则推断出设备i比自己快；对于设备i来说，由于rji>tj，则根据判断法则推断出设备j比自己慢。因此，在这种情形下，设备i与j对相对快慢关系的判断是一致的。情形2：设备j的超帧起始时间BPSTj与信标发送位置BSj都落在设备i的同一超帧内，且BPSTi位于设备i的BSi以外的位置，如图3所示。在这种情形下，设备i与j判断相对快慢关系所要用到的ti、tj、rij、rij都标注在图3中。对于设备j来说，由于rij>ti，则根据判断法则推断出设备i比自己慢；对于设备i来说，由于rji>tj，则根据判断法则推断出设备j比自己慢。因此，在这种情形下，设备i与j对相对快慢关系的判断是不一致的。情形3：设备j的超帧起始时间BPSTj与信标发送位置BSj落在设备i不同超帧内，如图4所示。在这种情形下，设备i与j判本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种选择同步的目标设备的方法，其特征在于，包括以下步骤：　根据检测到的邻居设备的信标周期起始时间ＢＰＳＴ，将所述邻居设备的超帧沿时间轴正方向进行周期性扩展；　在进行周期性扩展得到的各邻居设备扩展超帧的信标周期ＢＰ中，统计各邻居设 备的邻居ＢＰＳＴ的个数，所述邻居ＢＰＳＴ的个数为所述扩展超帧的ＢＰ内包含的邻居设备扩展超帧的ＢＰＳＴ的个数；　根据统计得到的所述ＢＰ内含有的各邻居设备的邻居ＢＰＳＴ的个数选择同步的目标设备。

【技术特征摘要】
1、一种选择同步的目标设备的方法，其特征在于，包括以下步骤：根据检测到的邻居设备的信标周期起始时间BPST，将所述邻居设备的超帧沿时间轴正方向进行周期性扩展；在进行周期性扩展得到的各邻居设备扩展超帧的信标周期BP中，统计各邻居设备的邻居BPST的个数，所述邻居BPST的个数为所述扩展超帧的BP内包含的邻居设备扩展超帧的BPST的个数；根据统计得到的所述BP内含有的各邻居设备的邻居BPST的个数选择同步的目标设备。2、如权利要求1所述选择同步的目标设备的方法，其特征在于，所述根据统计得到的所述BP内含有的各邻居设备的邻居BPST的个数选择同步的目标设备包括：选择所述BP内含有的各邻居设备的邻居BPST的个数最少或最多的邻居设备为同步的目标设备。3、如权利要求2所述选择同步的目标设备的方法，其特征在于，所述选择BP内含有的各邻居设备的邻居BPST的个数最少或最多的邻居设备为同步的目标设备，还包括：如果所述BP内含有的各邻居设备的邻居BPST的个数最少或最多的邻居设备不唯一，则选择所述各邻居设备的BP中对应时隙编号最小或最大的邻居设备为同步的目标设备。4、如权利要求1所述选择同步的目标设备的方法，其特征在于，在根据统计得到的所述BP内含有的各邻居设备的邻居BPST的个数确定同步的目标设备之后，还包括：将BPST调整为所述同步的目标设备的BPST。5、如权利要求1所述选择同步的目标设备的方法，其特征在于，在所述根据检测到的邻居设备的BPST，将所述邻居设备的超帧沿时间轴正方向进行周期性扩展之前，还包括：监听并接收所述邻居设备发送的信标；根据所述信标确定所述邻居设备的BPST。6、一种选择同步的目标设备的系统，其特征在于，包括设备和邻居设备，所述设备，用于根据检测到的邻居设备的信标周期起始时间BPST，将所述邻居设备的超帧沿时间轴正方向进行周期性扩展，并在进行周期性扩展得到的各邻居设备扩展超帧的信标周期BP中，统计各邻居设备的邻居BPST的个数，根据统计得到的所述BP内含有的各邻居设备的邻居BPST的个数选择同步的目标设备，所述邻居BPST的个数为所述扩展超帧的BP内包含的邻居设备扩展超帧的BPST的个数。7、如权利要求6所述选择同步的目标设备的系统，其特征在于，所述邻居设备用于向所述设备发送信标。8、如权利要求6所述选择同步的目标设备的系统，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘培，徐平平，赵迎新，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]