CN108337014A - 用于网状网络中的无线装置的方法与无线装置 - Google Patents

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CN108337014A CN201710522553.7A CN201710522553A CN108337014A CN 108337014 A CN108337014 A CN 108337014A CN 201710522553 A CN201710522553 A CN 201710522553A CN 108337014 A CN108337014 A CN 108337014A
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法兰西斯·波依萨德拉-艾斯派克斯
大卫·保罗·梅特卡夫
米奎尔·艾杜尔德·奥立佛·卡都纳
马克·伯斯威尔·莫菲
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Abstract

本发明提供用于网状网络中的无线装置的方法、无线装置以及非暂存性计算机可读媒介。其中无线装置位于网状网络中，包括：处理电路，用来：基于在所述网状网络中操作所述无线装置的第一操作历史信息更新第一选择模型；以及基于所述第一选择模型，确定所述无线装置在后续MCI发送/接收窗口期间是要发送还是接收所述网状网络的后续MCI；以及收发机，用来按照基于所述第一选择模型确定的结果，在所述后续MCI发送/接收窗口期间发送或接收所述后续MCI。通过利用本发明，可更高效地传播网络协调信息。

Description

用于网状网络中的无线装置的方法与无线装置
技术领域
本发明有关于无线通信，且尤其有关于网状网络中的无线装置。
背景技术
在一些应用中，网状网络(mesh network)可包括多个无线装置，其中无线装置作为网状网络的通信节点运作。网状网络中的每个通信节点与网状网络中的至少另一个通信节点通信连接(communicatively connected)，而数据封包可从网状网络中的一个节点发送给另一个节点。网状网络的各通信节点之间可至少发送两种类型信息，包括网络协调信息(coordination information)和用户数据。网络协调信息允许通信节点之间协作，以形成网状网络内的业务路径(traffic path)，而用户数据在业务路径上从网状网络的源节点(source node)发送至目标节点(destination node)。在一些应用中，网络协调信息可包括网状网络识别信息、同步信息、路由信息、无线电资源信息以及/或者其他类似信息。
发明内容
本发明提供一种无线装置，位于网状网络中，包括：处理电路，用来：基于在所述网状网络中操作所述无线装置的第一操作历史信息更新第一选择模型；以及基于所述第一选择模型，确定所述无线装置在后续MCI发送/接收窗口期间是要发送还是接收所述网状网络的后续MCI；以及收发机，用来按照基于所述第一选择模型确定的结果，在所述后续MCI发送/接收窗口期间发送或接收所述后续MCI。
本发明另提供一种用于网状网络中的无线装置的方法，包括：基于在所述网状网络中操作所述无线装置的第一操作历史信息更新第一选择模型；由所述无线装置的处理电路基于所述第一选择模型，确定所述无线装置在后续MCI发送/接收窗口期间是要发送还是接收所述网状网络的后续MCI；以及由所述无线装置的收发机按照基于所述第一选择模型确定的结果，在所述后续MCI发送/接收窗口期间发送或接收所述后续MCI。
本发明另提供一种非暂存性计算机可读媒介，用来存储程序指令，引起无线装置的处理电路执行以下步骤：基于在网状网络中操作所述无线装置的第一操作历史信息更新第一选择模型；由所述无线装置的所述处理电路基于所述第一选择模型，确定所述无线装置在后续MCI发送/接收窗口期间是要发送还是接收所述网状网络的后续MCI；以及由所述无线装置的收发机按照基于所述第一选择模型确定的结果，在所述后续MCI发送/接收窗口期间发送或接收所述后续MCI。
通过利用本发明，可更高效地传播网络协调信息。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的网状网络的示范性功能方块示意图。
图2是根据本发明一实施例的无线装置的示范性功能方块示意图。
图3A是根据本发明一实施例的网状网络的控制信道的示范性时序示意图。
图3B是根据本发明一实施例的MCI Tx/Rx窗口分配的示范性时序示意图。
图4是根据本发明一实施例的网状网络的示范性示意图。
图5A是根据本发明一实施例的无线装置在给定MCI Tx/Rx窗口期间从其他无线装置中接收MCI的示范性示意图。
图5B是根据本发明一实施例的在给定MCI Tx/Rx窗口期间从多个无线装置接收MCI的示范性时序示意图。
图6A-6C是根据本发明一实施例的网状网络在各不同阶段的示范性示意图。
图7是根据本发明一实施例的确定在后续MCI Tx/Rx窗口期间是要发送还是接收网状网络的后续MCI的进程的示范性流程图。
图8是根据本发明一实施例的确定在后续MSYNC Tx/Rx窗口期间是要发送还是接收网状网络的后续MSYNC的进程的示范性流程图。
具体实施方式
在本专利说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本专利说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及请求项当中所提及的“包含”或“包括”为开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”；“组件”、“***”和“设备”意指与计算机有关的实体，可为硬件、软件或硬件以及软件的组合。另外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或透过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。
根据本发明的一些实施例，诸如网状同步信息(mesh synchronizationinformation，简称为MSYNC)以及/或者网状控制信息(Mesh Control Information，MCI)等的网络协调信息可仅由网状网络中的少数通信节点进行广播，以更高效传播网络协调信息的任何更新。网状网络中的无线装置是要接收还是发送MSYNC以及/或者MCI可由无线装置自己基于相应的选择模型(selection model)确定，而不是由网状网络的中央控制器(若有的话)确定。诸如MSYNC选择模型和MCI选择模型等的选择模型可基于相应无线装置收集的操作历史信息持续更新。在一些实施例中，即使没有中央控制器，通过利用适当配置的选择模型来调整(align)通信节点的操作，也可降低或避免广播MSYNC以及/或者MCI冲突(collision)的可能性。
图1是根据本发明一实施例的网状网络100的示范性功能方块示意图，其包括多个无线装置(图中简写为WD)110、120、124和126。无线装置110、120、124和126中的每一个作为网状网络100的通信节点运作，并且可为固定无线装置(如无线路由器、无线桥接(wirelessbridge)或接入点)，也可为便携式无线装置(如手提电脑、平板电脑或手机)。无线装置110、120、124和126能够与网状网络100中的至少一个其他无线装置进行无线通信。在一些示范例中，无线装置110、120、124和126可根据各通信协议进行彼此之间的无线通信。其中，通信协议如基于电气与电子工程师协会(Institute of Electrical and ElectronicsEngineers，IEEE)802.11的协议(如WiFi网络)、基于IEEE 802.15的协议(如蓝牙网络)等。网状网络协议可规范如何基于各通信协议(如基于WiFi网络以及/或者蓝牙网络)形成网状网络。在至少一示范例中，网状网络协议可基于WiFi ad hoc技术来规范网状网络。
网状网络100中的无线装置可只与一个无线装置通信连接，如无线装置120只与无线装置124通信连接。网状网络100中的无线装置也可与两个或更多无线装置通信连接，如无线装置110与无线装置124和126通信连接，无线装置126与无线装置124和110通信连接，无线装置124与无线装置120、126和110通信连接。
当然，图1中的网状网络100仅为实施例，并无意图限制本发明。在一些示范例中，网状网络可包括不同数目的通信节点，以及可具有不同的网络拓扑架构。
无线装置110包括收发机112、天线114和处理电路116。处理电路116可进一步包括发送/接收(Tx/Rx)选择器122、一个或多个选择模型132以及在网状网络100中操作无线装置110的操作历史信息134。收发机112可通过天线114利用射频信号发送信息给无线装置124和126，或者从无线装置124和126接收信息。上述信息可包括网状网络100的网络协调信息，如网状网络100的MSYNC和MCI。在一些示范例中，MSYNC可包括网状网络识别信息、时间戳(time stamp)以及/或者同步信息。MSYNC允许无线装置发现网状网络100，调整本地计时器(timer)，以及/或者识别可能广播MCI的MCI Tx/Rx窗口(window)。此外，MCI可包括网状网络识别信息、路由信息以及/或者无线电资源信息。MCI允许无线装置识别发送用户数据的数据业务信道，以及/或者数据封包应发送到哪个通信节点，以形成从网状网络的源节点到目标节点的业务路径。
在一些示范例中，收发机112能够每次(at a time)通过单个信道发送以及/或者接收信息，而相应的无线装置110有时可被称为单无线电(single-radio)无线装置。当收发机112每次只能通过单个信道发送以及/接收信息时，收发机112可能需要在MCI Tx/Rx窗口以及/或者MSYNC Tx/Rx窗口期间停止发送以及/或者接收用户数据。在一些示范例中，收发机112能够在每次通过多个信道发送以及/或者接收信息，而相应的无线装置110有时可被称为多无线电(multiple-radio)无线装置。当收发机112每次可通过多个信道发送以及/接收信息时，收发机112可在MCI Tx/Rx窗口以及/或者MSYNC Tx/Rx窗口期间继续发送以及/或者接收用户数据。
在实作中，处理电路116可按照预定网状网络协议的规范，通过检测广播的签名(signature)识别网状网络100，其中签名如指示MSYNC Tx/Rx窗口的起始点的报头(preamble)，或者可指示传送帧的预定位置的其他类型签名。一旦检测到签名，处理电路116可基于检测到的签名确认(recognize)相应的MSYNC Tx/Rx窗口，从而相应接收广播的MSYNC。基于接收到的MSYNC，无线装置110可基于预定义网状网络协议，接收到的MSYNC中嵌入的信息以及/或者其他接收到的MSYNC和/或MCI，确定其他的MSYNC Tx/Rx窗口以及MCITx/Rx窗口。无线装置110发现并加入网状网络后，处理电路116可基于接收到的MSYNC和/或MCI，以及/或者预定义网状网络协议，确定后续的MSYNC Tx/Rx窗口以及/或者后续的MCITx/Rx窗口。
处理电路116可基于无线装置110与网状网络100之间的交互，更新操作历史信息134。处理电路116可进一步基于操作历史信息134更新选择模型132，如更新各参数，开启(enabling)或关闭(disabling)决定树(decision tree)算法的决定路径等。处理电路116的Tx/Rx选择器122可采用选择模型132中的一个选择模型，确定无线装置110在后续的MCITx/Rx窗口期间是要发送还是接收网状网络100的后续MCI。其中，上述选择模型适用于MCITx/Rx选择并可基于操作历史信息134更新。此外，处理电路116的Tx/Rx选择器122可采用选择模型132中的另一个选择模型，确定无线装置110在后续的MSYNC Tx/Rx窗口期间是要发送还是接收网状网络100的后续的MSYNC。其中，上述选择模型适用于MSYNC Tx/Rx选择并可基于操作历史信息更新。
在一些示范例中，当确定在后续的MCI Tx/Rx窗口期间是要发送还是接收网状网络100的后续MCI时，Tx/Rx选择器112可依赖于MCI选择模型，其中MCI选择模型基于操作历史信息更新。操作历史信息可包括本地网络信息，从其他无线装置先前接收的MCI，先前接收的MCI的接收信号质量，无线装置在先前MCI Tx/Rx窗口期间是发送还是接收MCI，以及对应于预定数目MCI窗口期间发送MCI的可能性(likelihood)的概率函数(probabilityfunction)的随机变量值(如第一随机变量值)等中的一个或多个。
确定在任何给定MSYNC Tx/Rx窗口期间发送还是接收MSYNC可通过与用于MCI Tx/Rx窗口的类似方式实现。在一些示范例中，当确定在后续的MSYNC Tx/Rx窗口期间要发送还是接收网状网络100的后续MSYNC时，Tx/Rx选择器112可依赖于MSYNC选择模型，其中MSYNC选择模型基于历史信息更新。操作历史信息可包括从其他无线装置先前接收的MSYNC，先前接收的MSYNC的接收信号质量，无线装置在先前MSYNC Tx/Rx窗口期间是发送还是接收MSYNC，以及对应于预定数目MSYNC窗口期间发送MSYNC的可能性的概率函数的随机变量值(如第二随机变量值)等中的一个或多个。在一些示范例中，先前接收的MCI也可被分析并用于确定在后续MSYNC Tx/Rx窗口期间是要发送还是接收MSYNC。
无线装置110的处理电路116基于监听候选控制信道上的签名信号，确定后续MSYNC Tx/Rx窗口的时序(timing)，其中候选控制信道可由无线装置110、120、124和126确认的预定网状网络协议所规范。无线装置110的处理电路116可至少基于相应的MSYNC Tx/Rx窗口的时序，预定网状网络协议，以及/或者接收到的MSYNC中嵌入的信息，来确定后续的MCI Tx/Rx窗口的时序。举例来说，处理电路116可基于后续MSYNC Tx/Rx窗口的起始时间，以及后续MSYNC Tx/Rx窗口与后续MCI Tx/Rx窗口之间的关系，来确定后续MCI Tx/Rx窗口的起始时间。上述关系可基于预定网状网络协议以及/或者接收到的MSYNC中嵌入的信息确定。
此外，处理电路116可基于接收到的MSYNC识别网状网络100的控制信道，收发机112可通过识别出的控制信道发送或接收后续的MCI。处理电路116也可基于接收到的MCI中嵌入的信息识别网状网络100的数据业务信道，收发机112可通过识别出的数据业务信道发送或接收用户数据。
在一些示范例中，无线装置110采用数据业务信道时可达到的有效通信范围(effective communication range)小于无线装置110采用控制信道时可达到的有效通信范围。所对应的有效通信范围的差异可通过以下方式中的一种或组合实现：将控制信道的载波频率设定为低于数据业务信道的载波频率(如一个位于低于2GHz的频段，另一个位于高于2GHz的频段)，控制信道采用的编码方案可比数据业务信道采用的编码方案更冗余和鲁棒(robust)，在任何给定时间使采用控制信道进行发送的通信节点的数目比采用数据业务信道进行发送的通信节点数目少以减小干扰，以及/或者其他类似方案。
图2是根据本发明一实施例的无线装置210的示范性功能方块示意图。无线装置210可对应于图1的网状网络100中的无线装置110。无线装置210可包括收发机212、天线214以及处理电路216。收发机212能够根据各通信协议，通过天线214与另一无线装置无线通信，其中通信协议如基于IEEE 802.11的协议、基于IEEE 802.15的协议等。
处理电路216包括Tx/Rx选择器222、MSYNC/MCI信息管理器224、选择模型管理器226、处理器230以及存储器240。存储器240可存储信息，包括选择模型242、操作历史信息244、程序指令245、MSYNC信息246、MCI信息247以及/或者其他数据248。
Tx/Rx选择器222可基于相应的选择模型242确定收发机212在任何给定MSYNC Tx/Rx窗口或MCI Tx/Rx窗口是要发送还是接收MSYNC和/或MCI，并指示收发机212。选择模型管理器226可基于操作历史信息244更新选择模型242。在一些示范例中，Tx/Rx选择器222可采用与上述Tx/Rx选择器112、选择模型132以及操作历史信息134的描述类似的方式，确定在后续的MSYNC Tx/Rx窗口是要发送还是接收后续的MSYNC，或者在后续的MCI Tx/Rx窗口是要发送还是接收后续的MCI。
MSYNC/MCI信息管理器224可基于从其他无线装置接收的MCI，无线装置210中当前存储的最新(most up-to-date)MCI(如包含在MCI信息247中)，以及/或者作为操作历史信息244的一部分的本地网络信息，生成更新后、统一后(consolidated)版本的MCI。更新后、统一后版本的MCI可保存在存储器240中，其既可与既有MCI并存，也可替换MCI信息247中包含的既有MCI信息。
举例来说，当Tx/Rx选择器222确定无线装置210将在后续MCI Tx/Rx窗口期间接收后续的MCI时，收发机212可在后续的MCI Tx/Rx窗口期间从网状网络中的其他无线装置接收多个版本的后续MCI。处理电路216中的MSYNC/MCI信息管理器224可基于无线装置210收集的多个版本的后续MCI以及/或者本地网络信息，生成更新后、统一后版本的后续MCI。当不同版本的MCI中嵌入的信息与本地网络信息不一致时，MSYNC/MCI信息管理器224可选择保留来自更可靠无线装置、具有更高优先级的无线装置、时间戳等的版本。该版本可进一步提供在接收到的MSYNC以及/或者MCI中，或在加入网状网络时进行协商。在一些示范例中，收发机212可基于频分多址(Frequency Division Multiple Access，FDMA)方案、时分多址(Time Division Multiple Access，TDMA)方案、码分多址(Code Division MultipleAccess，CDMA)方案、空分多址(Space Division Multiple Access，SDMA)方案以及/或者其他类似方案，在后续的MCI Tx/Rx窗口期间接收多个版本的后续MCI。
此外，MSYNC/MCI信息管理器224可基于操作历史信息和先前接收的MSYNC来更新MSYNC。当先前接收的MSYNC与本地网络信息不一致时，MSYNC/MCI信息管理器224可选择保留来自更可靠无线装置、具有更高优先级的无线装置、时间戳等的版本。该版本可进一步提供在所接收的MSYNC以及/或者MCI中，或在加入网状网络时进行协商。
选择模型管理器226可基于操作历史信息244更新选择模型242，如MCI选择模型或MSYNC选择模型。在一些示范例中，操作历史信息244可包括本地网络信息，从其他无线装置先前接收的MCI，先前接收的MCI的接收信号质量，无线装置在先前MCI Tx/Rx窗口期间是发送还是接收MCI，以及对应于预定义数目MCI窗口期间发送MCI的可能性的概率函数的随机变量值等中的一个或多个。
至于更新MCI选择模型，在与先前接收的MCI进行比较之后，当无线装置210收集的本地网络信息包括与先前接收的MCI不一致的对网状网络的更新后以及/或者独特本地认知时(如与相邻无线装置建立或失去无线连接)，MCI选择模型可被更新，以支持(favor)在后续MCI Tx/Rx窗口期间发送后续MCI。在一些示范例中，当来自两个或更多不同无线装置的MCI版本并不相同时，MCI选择模型可被更新，以支持在后续MCI Tx/Rx窗口期间发送后续MCI。否则，MCI选择模型可被更新，以支持在后续MCI Tx/Rx窗口期间接收后续MCI。由无线装置210收集的本地网络信息可包括有关于无线装置210与相邻无线装置之间的直接通信链路，这种直接通信链路的建立或消除，以及/或者这种直接通信链路的信号强度和信道状态的信息。
在一些示范例中，当先前接收的MCI的接收信号质量低于第一预定阈值时，MCI选择模型也可被更新，以支持在后续MCI Tx/Rx窗口期间发送后续MCI，从而将更新后的信息传播给网状网络中的其他通信节点。在这种场景下，无线装置210勉强(barely)位于广播先前接收的MCI的无线装置可达到的通信范围之内，并且由无线装置210对MCI进行中继(relaying)是合理的(justifiable)，从而更高效地在网状网络中传播MCI。否则，MCI选择模型可被更新，以支持在后续MCI Tx/Rx窗口期间接收后续MCI。
此外，当对应于预定义数目的在先(prior)MCI窗口期间发送MCI的可能性的概率函数的随机变量值小于第二预定阈值时，无线装置210可支持在后续MCI Tx/Rx窗口期间发送后续MCI，以均衡各个通信节点之间的工作负载(workload)。否则，MCI选择模型可被更新，以支持在后续MCI Tx/Rx窗口期间接收后续MCI。
此外，MCI选择模型可基于随机模型(stochastic model)实现，其中可以引入一个或多个随机变量，如伯努利随机变量(Bernoulli random variable)，以与变量(例如有关于上述基于操作历史信息134的参数的变量)中的一个或多个一起被评估。基于随机模型实现的MCI选择模型可防止具有相似操作历史信息的两个无线装置总是同时发送或接收MCI。在至少一个实施例中，基于随机模型实现的MCI选择模型可防止特定无线装置在超过预定数目的连续MCI Tx/Rx窗口期间进行发送，如避免在超过8-12个连续MCI Tx/Rx窗口期间发送MCI。
至于更新MSYNC选择模型，在分析和确定先前接收的MSYNC需要被统一以及/或者进一步传播给其他无线装置时，MSYNC选择模型可被更新，以支持在后续MSYNC Tx/Rx窗口期间发送后续MSYNC。在一些示范例中，当先前接收的MSYNC的接收信号质量低于第三预定阈值时，MSYNC选择模型可被更新，以支持在后续MSYNC Tx/Rx窗口期间发送后续MSYNC。在这种场景下，无线装置210勉强可被广播先前接收的MSYNC的无线装置够到，并且由无线装置210在后续MSYNC Tx/Rx窗口期间发送MSYNC是合理的，从而可够到网状网络中可能无法接收先前接收的MSYNC的通信节点。否则，MSYNC选择模型可被更新，以支持在后续MSYNCTx/Rx窗口期间接收后续MSYNC。
此外，当对应于预定义数目的在先MSYNC窗口期间发送MSYNC的可能性的概率函数的随机变量值小于第四预定阈值时，无线装置210可被更新，以支持在后续MSYNC Tx/Rx窗口期间发送后续MSYNC，从而均衡各个通信节点之间的工作负载。否则，MSYNC选择模型可被更新，以支持在后续MSYNC Tx/Rx窗口期间接收后续MSYNC。
与MCI选择模型类似，MSYNC选择模型也可基于随机模型实现，其中可以引入一个或多个随机变量(如伯努利随机变量)，以与有关上述基于操作历史信息244的参数的变量中的一个或多个一起被评估。基于随机模型实现的MSYNC选择模型可防止具有相似操作历史信息的两个无线装置总是同时发送或接收MSYNC。在至少一个实施例中，基于随机模型实现的MSYNC选择模型可防止特定无线装置在超过预定数目的连续MSYNC Tx/Rx窗口期间进行发送，如避免在超过8-12个连续MSYNC Tx/Rx窗口期间发送MSYNC。
处理器230可用来执行存储器240中存储的程序指令245，以实现各种功能。处理器230可包括单个或多个处理器内核。处理电路216的各个组件，如Tx/Rx选择器222，MSYNC/MCI信息管理器224，以及/或者选择模型管理器226，可通过硬件、处理器230执行程序指令或二者的组合而实现。当然，处理器230也可执行程序指令245，以实现本发明未揭示的无线装置210的其他功能。
存储器240可用来存储程序指令245以及信息，如选择模型242、操作历史信息244、MSYNC信息246、MCI信息247、其他数据248以及/或者中间数据(intermediate data)。在一些示范例中，存储器240包括非暂存性计算机可读媒介，如半导体或固态存储器、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)、硬盘(harddisk)、光盘(optical disk)或其他合适的存储媒介。在一些实施例中，存储器240可包括上述两种或更多种非暂存性计算机可读媒介的组合。本发明一实施例提供一种非暂存性计算机可读媒介，用来存储程序指令，引起无线装置的处理电路(如处理电路116或216)执行上述操作。
图3A是根据本发明一实施例的网状网络的控制信道的示范性时序示意图，其中网状网络可如图1中的网状网络100。多个MSYNC Tx/Rx窗口可重复性地分配(allocated)在控制信道中，其中每两个连续的MSYNC Tx/Rx窗口可由预定同步间隔T分隔。在每个MSYNC Tx/Rx窗口期间，报头312a、312b或312c在MSYNC Tx/Rx窗口的起始时间被广播，后面跟有MSYNC314a、314b或314c。MCI Tx/Rx窗口322a或322b可基于时间间隔(time gap)306规范，其中时间间隔306为预定网状网络协议中规范的MCI Tx/Rx窗口322a或322b与相应MSYNC Tx/Rx窗口302a或302b的起始时间之间的时间间隔。MCI 334a和334b可在所分配的MCI Tx/Rx窗口322a或322b期间广播。
在一些示范例中，时间间隔306可为网状网络协议中规范的固定值。在一些示范例中，时间间隔306可为基于MSYNC 314a或314b中嵌入的信息而确定的值。此外，基于预定网状网络协议，以及/或者MSYNC 314a、314b和/或314c中嵌入的信息，可确定MSYNC Tx/Rx窗口302a、302b和302c中的哪个窗口之后是MCI Tx/Rx窗口322a或322b。一个同步间隔T内可分配一个MSYNC Tx/Rx窗口和至少一个MCI Tx/Rx窗口。当然，一些同步间隔T内可具有一个MSYNC Tx/Rx窗口，而没有任何MCI Tx/Rx窗口。
如无线装置110或无线装置210的无线装置可基于检测报头312a、312b或312c，接收到的MSYNC 314a、314b或314c中嵌入的信息，以及/或者预定网状网络协议中提供的规范，来识别MSYNC Tx/Rx窗口。此外，无线装置可基于检测到的MSYNC Tx/Rx窗口，接收到的MSYNC中嵌入的信息，以及/或者预定网状网络协议中提供的规范，来识别MCI Tx/Rx窗口。当然，对MSYNC Tx/Rx窗口以及/或者MCI Tx/Rx窗口的认知可由参与网状网络的无线装置从符合相应网状网络协议的其他来源获取。
图3B是根据本发明一实施例的MCI Tx/Rx窗口分配的示范性时序示意图。在一些示范例中，一个同步间隔T内可分配两个或更多个MCI Tx/Rx窗口322a、324a、324b和324c。举例来说，每个同步间隔T内可具有MCI Tx/Rx窗口322a或322b，其可基于相应的MSYNC Tx/Rx窗口302a或302b的起始时间被识别。此外，MCI Tx/Rx窗口322a或322b之间可分配一个或更多个额外的MCI Tx/Rx窗口。
请参照图3B，其中MCI Tx/Rx窗口322a或322b之间分配有3个MCI Tx/Rx窗口324a、324b和324c。相应地，MCI Tx/Rx窗口322a的起始时间(T0)与MCI Tx/Rx窗口322b的起始时间(T0+T)之间的同步间隔T可包括分配其中的四个MCI Tx/Rx窗口322a、324a、324b和324c。每两个连续MCI Tx/Rx窗口之间的起始时间差可为1/4T。举例来说，MCI Tx/Rx窗口324a、324b和324c的起始时间分别被设定为T0+1/4T，T0+2/4T和T0+3/4T。当然，同步间隔T内可分配不同数目的MCI Tx/Rx窗口。同步间隔T内分配的MCI Tx/Rx窗口的数目可为预定网状网络协议中提供的固定数字，也可基于接收到的MSYNC以及/或者MCI中嵌入的信息确定。
图4是根据本发明一实施例的网状网络400的示范性示意图，用以说明无线装置410的各有效通信范围。与图1中网状网络100的运作方式类似，网状网络400可包括无线装置410、424、426、432、433、434、435、436、442和444，各无线装置作为网状网络400中的通信节点运作。无线装置410可与一个或多个无线装置进行通信，其采用数据业务信道进行数据通信，采用控制信道来传播网络协调信息。数据业务信道和控制信道可采用不同的射频频段，具有不同时间分配的相同射频频段，具有不同编码方案的相同射频频段，采用上述的组合等。
当采用数据业务信道时，无线装置410可达到的有效通信范围为RDATA。当采用控制信道时，无线装置410可达到的有效通信范围为RCTRL。如图4中所示，无线装置410采用数据业务信道时可达到的有效通信范围RDATA小于无线装置410采用控制信道时可达到的有效通信范围RCTRL。因此，如图4中所示，无线装置410采用数据业务信道时，可够到无线装置426；而无线装置410采用控制信道时，可够到无线装置424，426，432，433，434，435和436。无论无线装置410采用数据业务信道还是控制信道，无线装置422和444均无法被无线装置410够到。
在一些示范例中，有效通信范围RDATA与RCTRL之间的差异可通过以下方式中的一种或多种实现：将控制信道的载波频率设定为低于数据业务信道的载波频率，控制信道采用的编码方案比数据业务信道采用的编码方案更冗余和鲁棒，任何给定时间使采用控制信道进行发送的通信节点的数目比采用数据业务信道进行发送的通信节点数目少，以及/或者其他类似方案。
图5A是根据本发明一实施例的无线装置510在给定MCI Tx/Rx窗口期间从其他无线装置522、524和526中接收MCI的示范性示意图。图5B是根据本发明一实施例的在给定MCITx/Rx窗口期间从多个无线装置522，524和526接收MCI的示范性时序示意图。
如图5A和5B所示，无线装置510可对应于图1中的无线装置110。当确定无线装置510要在给定MCI Tx/Rx窗口期间接收MCI时，无线装置510可从网状网络的其他无线装置(如从无线装置522、524和526)接收多个版本的MCI。来自不同无线装置的各版本的MCI被广播，使得无线装置510能够区别(distinctively)接收并解码这些不同版本的MCI。在一些示范例中，多个版本的MCI在给定MCI Tx/Rx窗口期间的广播可基于FDMA方案、TDMA方案、CDMA方案、SDMA方案以及/或者类似方案，只要无线装置510可成功解码来自不同无线装置的消息，即便这些消息在时域以及/或者频域上重叠。从无线装置522、524和526接收多个版本的MCI后，无线装置510可基于其收集的多个版本的MCI以及/或者本地网络信息，生成统一后版本的MCI。
此外，当不同版本的MCI中所嵌入的信息与本地网络信息不一致时，无线装置510可选择保留来自更可靠无线装置、具有更高优先级的无线装置、时间戳等的版本。该版本可进一步提供在接收到的MSYNC以及/或者MCI中，或在加入网状网络时进行协商。
图6A-6C是根据本发明一实施例的网状网络600在各不同阶段(如时间T1、T2以及T3)的示范性示意图，用来说明网状网络中MCI的传播。网状网络600包括以实心点或空心点绘示的多个无线装置，至少包括无线装置612、614和616。网状网络600中的每个无线装置能够以图1-5B描述的方式，采用数据业务信道与一个或多个相邻无线装置进行通信，以及采用控制信道广播或接收MSYNC以及/或者MCI。此外，网状网络600中的每个无线装置可具有其自己的MCI选择模型以及/或者MSYNC选择模型，并可基于其拥有的操作历史信息各自确定是要发送还是接收MCI或MSYNC。
如图6A中所示，在对应于第一MCI Tx/Rx窗口的时间T1，无线装置612可确定采用控制信道广播MCI，其中控制信道可具有有效通信范围R1。无线装置612以空心点绘示，以指示无线装置612在时间T1发送MCI。有效通信范围R1内的无线节点，包括无线装置614，应能够接收无线装置612在时间T1广播的MCI。同时，无线装置612可采用数据业务信道与相邻无线装置通信，其中数据业务信道可具有小于有效通信范围R1的有效通信范围R0。在一些示范例中，无线装置612可基于其自己的MCI选择模型确定广播MCI。MCI选择模型支持发送MCI的原因可能为：无线装置618和无线装置612之间采用数据业务信道的无线连接已失去，从先前MCI Tx/Rx窗口接收到更新的MCI，以及/或者分担广播MCI的工作负载。举例来说，无线装置612在时间T1广播MCI的原因是宣布无线装置618的断开(disconnect)。如此一来，有效通信范围R1内的所有通信装置可了解无线装置618的断开。
如图6B所示，在对应于第二MCI Tx/Rx窗口的时间T2，无线装置614可确定采用控制信道广播MCI，而无线装置612和616可确定接收MCI。无线装置614以空心点绘示，以指示无线装置614在时间T2发送MCI。无线装置614在采用控制信道时可具有有效通信范围R2。有效通信范围R2内的无线节点，包括无线装置612和616，应能够接收无线装置614在时间T2广播的MCI。因此更新后的MCI可被传播给位于有效通信范围R2之内而非位于有效通信范围R1之内的无线装置。无线装置614可基于其自己的MCI选择模型确定广播MCI。MCI选择模型支持发送MCI的原因可能为：来自无线装置612的MCI中嵌入了更新后信息，来自无线装置612的MCI的信号质量过低因而优选中继MCI，以及/或者分担广播MCI的工作负载。在一示范例中，无线装置614在时间T2广播MCI的原因是中继从无线装置612接收的更新后信息(即无线装置618断开)给有效通信范围R2内的所有通信装置。
如图6C所示，在对应于第三MCI Tx/Rx窗口的时间T3，无线装置616可确定采用控制信道广播MCI，而无线装置612和614可确定接收MCI。无线装置616以空心点绘示，以指示无线装置616在时间T3发送MCI。无线装置616在采用控制信道时可具有有效通信范围R3。有效通信范围R3内的无线节点，包括无线装置614，应能够接收无线装置616在时间T3广播的MCI。因此，更新后的MCI可被传播给位于有效通信范围R3之内而非位于有效通信范围R1或R2之内的无线装置。与无线装置614类似，无线装置616可基于其自己的MCI选择模型确定广播MCI。MCI选择模型支持发送MCI的原因可能为：来自无线装置614的MCI中嵌入了更新后信息，来自无线装置614的MCI的信号质量过低因而优选中继MCI，以及/或者分担广播MCI的工作负载。在一示范例中，无线装置616在时间T3广播MCI的原因是中继从无线装置614接收的更新后信息(即无线装置618断开)给有效通信范围R3内的所有通信装置。
在本阶段，初始时由无线装置612更新并广播的MCI被传播给有效通信范围R1、R2和R3所覆盖的所有无线装置。与MCI每次从一个通信节点发送到另一个通信节点的配置相比，在本实施例中，更新后的MCI可更高效地在网状网络600中进行传播。此外，MCI选择模型允许各无线装置决定在任何给定MCI Tx/Rx窗口是发送还是接收MCI，从而能降低网状网络管理的开销(overhead)。此外，MCI选择模型可被设计为使MCI传送发生冲突的可能性最小化，也可采用简化的甚至不采用用于MCI传送的额外避免冲突协议。
尽管图6A-6C只显示了在网状网络600中传播MCI，MSYNC的传播和广播可具有类似效果，在此不再赘述。
图7是根据本发明一实施例的确定在后续MCI Tx/Rx窗口期间是要发送还是接收网状网络的后续MCI的进程700的示范性流程图。进程700可由网状网络中的无线装置进行，如由图1的网状网络100中的无线装置110进行。本领域技术人员应可理解，额外的操作可在图7所绘示的进程700之前、之间以及/或者之后进行。进程700在S701开始，并进入S710。
在S710，识别(确定)后续MCI Tx/Rx窗口。后续MCI Tx/Rx窗口可按照预定网状网络协议的规范而被识别。后续MCI Tx/Rx窗口可基于预定网状网络协议，相应的MSYNC Tx/Rx窗口，以及/或者先前接收的MSYNC和/或MCI中嵌入的信息而被识别。举例来说，处理电路116或216可参照图1-3B描述的方式识别后续MCI Tx/Rx窗口。
在S720，基于MCI选择模型765(如第一选择模型)确定在后续MCI Tx/Rx窗口是要发送还是接收后续MCI。MCI选择模型765可基于操作历史信息(如第一操作历史信息)持续更新。举例来说，处理电路116或216的Tx/Rx选择器122或222可参照图1-2描述的方式，基于MCI选择模型确定在后续MCI Tx/Rx窗口是要发送还是接收后续MCI，并可生成相应的确定结果。
在S730，当确定在后续MCI Tx/Rx窗口发送后续MCI时，进程进入S735。当确定在后续MCI Tx/Rx窗口接收后续MCI时，进程进入S740。
在S735，一版本MCI 755在后续MCI Tx/Rx窗口通过网状网络的控制信道发送。网状网络的控制信道的有效通信范围可大于网状网络的数据业务信道的有效通信范围。在一些示范例中，将被发送的该版本MCI 755可包括基于统一的先前接收的MCI以及发送无线装置的操作历史信息的最新信息。此外，MCI 755可基于FDMA方案、TDMA方案、CDMA方案、SDMA方案以及/或者类似方案发送，以使多个版本的MCI在后续MCI Tx/Rx窗口区别广播。举例来说，处理电路116或216的Tx/Rx选择器122或222可参照图1、2、4和5A-5B描述的方式，指示收发机112或212在后续MCI Tx/Rx窗口发送存储器240中存储的MCI版本。
在S740，在后续MCI Tx/Rx窗口通过网状网络的控制信道接收一个或多个版本的MCI。在一些示范例中，一个或多个版本的MCI可基于FDMA方案、TDMA方案、CDMA方案、SDMA方案以及/或者类似方案广播。举例来说，处理电路116或216的Tx/Rx选择器122或222可参照图1、2、4和5A-5B描述的方式，指示收发机112或212在后续MCI Tx/Rx窗口接收一个或多个版本的MCI。
在S750，MCI 755的版本基于接收到的一个或多个版本的MCI进行更新。MCI 755可在下一次迭代(iteration)期间的S735传送。举例来说，MSYNC/MCI信息管理器224可参照图2描述的方式，更新存储器240中存储的MCI(如MCI信息247)。
在S760，MCI选择模型765可基于操作历史信息更新。在一些示范例中，更新MCI选择模型765可对应于基于操作历史信息更新MCI选择模型765的各参数或改变决定树算法的决定路径。此外，MCI选择模型765可基于随机模型实现，其中可引入一个或多个随机变量。举例来说，选择模型管理器226可参照图2描述的方式，更新存储器240中存储的MCI选择模型(如选择模型242)。
在S760之后，若无线装置仍在网状网络中，进程可进入S710，以在下一个MCI Tx/Rx窗口发送或接收MCI。否则，进程进入S799并结束。
图8是根据本发明一实施例的确定在后续MSYNC Tx/Rx窗口期间是要发送还是接收网状网络的后续MSYNC的进程800的示范性流程图。进程800可由网状网络中的无线装置进行，如由图1的网状网络100中的无线装置110进行。本领域技术人员应可理解，额外的操作可在图8所绘示的进程800之前、之间以及/或者之后进行。进程800在S801开始，并进入S810。
在S810，识别(确定)后续MSYNC Tx/Rx窗口。后续MSYNC Tx/Rx窗口可按照预定网状网络协议的规范而被识别。后续MSYNC Tx/Rx窗口可基于预定网状网络协议，检测到的传送帧的签名(如指示MSYNC Tx/Rx窗口的起始时间的报头)，以及/或者先前接收的MSYNC中嵌入的信息而被识别。举例来说，处理电路116或216可参照图1-3A描述的方式识别后续MSYNC Tx/Rx窗口。
在S820，基于MSYNC选择模型865(如第二选择模型)确定在后续MSYNC Tx/Rx窗口是要发送还是接收后续MSYNC。MSYNC选择模型865可基于操作历史信息(如第二操作历史信息)持续更新。举例来说，处理电路116或216的Tx/Rx选择器122或222可参照图1-2描述的方式，基于MSYNC选择模型确定在后续MSYNC Tx/Rx窗口是要发送还是接收后续MSYNC，并可生成相应的确定结果。
在S830，当确定在后续MSYNC Tx/Rx窗口发送后续MSYNC时，进程进入S835。当确定在后续MSYNC Tx/Rx窗口接收后续MSYNC时，进程进入S840。
在S835，MSYNC 855在后续MSYNC Tx/Rx窗口通过网状网络的控制信道发送。网状网络的控制信道的有效通信范围可大于网状网络的数据业务信道的有效通信范围。在一些示范例中，将被发送的MSYNC 855可包括基于先前接收的MSYNC以及网状网络中各无线装置交换的信息的最新信息。举例来说，处理电路116或216的Tx/Rx选择器122或222可参照图1、2、4和5A-5B描述的方式，指示收发机112或212在后续MSYNC Tx/Rx窗口发送存储器240中存储的MSYNC。
在S840，在后续MSYNC Tx/Rx窗口通过网状网络的控制信道接收所广播的MSYNC。举例来说，处理电路116或216的Tx/Rx选择器122或222可参照图1、2、4和5A-5B描述的方式，指示收发机112或212在后续MSYNC Tx/Rx窗口接收所广播的MSYNC。
在S850，若接收到的MSYNC中存在任何更新的信息，MSYNC 855的版本可进行更新。MSYNC 855可在下一次迭代期间的S835传送。MSYNC 855也可基于操作历史信息更新。举例来说，MSYNC/MCI信息管理器224可参照图2描述的方式，更新存储器240中存储的MSYNC(如MSYNC信息246)。
在S860，MSYNC选择模型865可基于操作历史信息更新。在一些示范例中，更新MSYNC选择模型865可对应于基于操作历史信息更新MSYNC选择模型865的各参数或改变决定树算法的决定路径。此外，MSYNC选择模型865可基于随机模型实现，其中可引入一个或多个随机变量。举例来说，选择模型管理器226可参照图2描述的方式，更新存储器240中存储的MSYNC选择模型(如选择模型242)。
在S860之后，若无线装置仍在网状网络中，进程可进入S810，以在下一个MCI Tx/Rx窗口发送或接收MSYNC。否则，进程进入S899并结束。
当然，无线装置可基于预定网状网络协议进行进程700以及800。在一些示范例中，基于预定网状网络协议中规定的配置，无线装置可只进行进程700和800中的一个。
本发明虽以较佳实施例揭露如上以用于指导目的，但是其并非用以限定本发明的范围。相应地，在不脱离本发明的范围内，可对上述实施例的各种特征进行变更、润饰和组合。本发明的范围以权利要求书为准。

Claims (20)

1.一种无线装置，位于网状网络中，包括：
处理电路，用来：基于在所述网状网络中操作所述无线装置的第一操作历史信息更新第一选择模型；以及基于所述第一选择模型，确定所述无线装置在后续网状控制信息发送/接收窗口期间是要发送还是接收所述网状网络的后续网状控制信息；以及
收发机，用来按照基于所述第一选择模型确定的结果，在所述后续网状控制信息发送/接收窗口期间发送或接收所述后续网状控制信息。
2.如权利要求1所述的无线装置，其特征在于，所述第一操作历史信息至少包括本地网络信息，从另一无线装置先前接收的网状控制信息，所述先前接收的网状控制信息的接收信号质量，所述无线装置在先前网状控制信息发送/接收窗口期间发送还是接收网状控制信息，或者对应于预定数目网状控制信息窗口期间发送网状控制信息的可能性的概率函数的第一随机变量值。
3.如权利要求2所述的无线装置，其特征在于，所述处理电路基于所述第一选择模型来确定所述无线装置在所述后续网状控制信息发送/接收窗口期间发送所述后续网状控制信息是在：所述本地网络信息与所述先前接收的网状控制信息不一致时，所述先前接收的网状控制信息的接收信号质量低于第一预定阈值时，或者所述第一随机变量值小于第二预定阈值时。
4.如权利要求1-3中任一项所述的无线装置，其特征在于，所述处理电路用来进一步基于在所述网状网络中操作所述无线装置的第二操作历史信息更新第二选择模型，以及基于所述第二选择模型确定所述无线装置在后续网状同步信息发送/接收窗口期间是要发送还是接收所述网状网络的后续网状同步信息；所述收发机用来进一步按照基于所述第二选择模型确定的结果，在所述后续网状同步信息发送/接收窗口期间发送或接收所述后续网状同步信息。
5.如权利要求4所述的无线装置，其特征在于，所述第二操作历史信息至少包括先前接收的网状同步信息，所述先前接收的网状同步信息的接收信号质量，所述无线装置在先前网状同步信息发送/接收窗口期间发送还是接收网状同步信息，或者对应于预定数目网状同步信息窗口期间发送网状同步信息的可能性的概率函数的第二随机变量值。
6.如权利要求5所述的无线装置，其特征在于，所述处理电路基于所述第二选择模型来确定所述无线装置在所述后续网状同步信息发送/接收窗口期间发送所述后续网状同步信息是在：所述先前接收的网状同步信息被确定需被统一进一步传播时，所述先前接收的网状同步信息的接收信号质量低于第三预定阈值时，或者所述第二随机变量值小于第四预定阈值时。
7.如权利要求4所述的无线装置，其特征在于，所述处理电路用来进一步基于预定网状网络协议来确定所述后续网状同步信息发送/接收窗口；以及至少基于所述后续网状同步信息发送/接收窗口，所述预定网状网络协议，或者接收到的网状同步信息和/或网状控制信息中嵌入的信息，来确定所述后续网状控制信息发送/接收窗口。
8.如权利要求1所述的无线装置，其特征在于，所述处理电路用来基于接收到的网状同步信息识别所述网状网络的控制信道；以及所述收发机用来通过识别出的所述控制信道发送或接收所述后续网状控制信息。
9.如权利要求1或8所述的无线装置，其特征在于，所述处理电路用来基于接收到的网状控制信息中嵌入的信息，识别所述网状网络的数据业务信道；以及所述收发机用来通过识别出的所述数据业务信道发送或接收用户数据。
10.如权利要求9所述的无线装置，其特征在于，所述无线装置采用所述数据业务信道可达到的有效通信范围小于所述无线装置采用控制信道可达到的有效通信范围。
11.如权利要求9所述的无线装置，其特征在于，所述数据业务信道的载波频率高于控制信道的载波频率。
12.如权利要求1所述的无线装置，其特征在于，当所述无线装置确定在所述后续网状控制信息发送/接收窗口期间接收所述后续网状控制信息时，所述收发机进一步用来在所述后续网状控制信息发送/接收窗口期间从所述网状网络的其他无线装置接收多个版本的所述后续网状控制信息；以及所述处理电路进一步用来基于所述多个版本的所述后续网状控制信息，生成统一后版本的所述后续网状控制信息。
13.如权利要求12所述的无线装置，其特征在于，所述收发机用来基于频分多址、时分多址、码分多址或空分多址方案，在所述后续网状控制信息发送/接收窗口期间接收所述多个版本的所述后续网状控制信息。
14.如权利要求12所述的无线装置，其特征在于，所述处理电路用来基于本地网络信息生成所述统一版本的所述后续网状控制信息。
15.一种用于网状网络中的无线装置的方法，包括：
基于在所述网状网络中操作所述无线装置的第一操作历史信息更新第一选择模型；
由所述无线装置的处理电路基于所述第一选择模型，确定所述无线装置在后续网状控制信息发送/接收窗口期间是要发送还是接收所述网状网络的后续网状控制信息；以及
由所述无线装置的收发机按照基于所述第一选择模型确定的结果，在所述后续网状控制信息发送/接收窗口期间发送或接收所述后续网状控制信息。
16.如权利要求15所述的用于网状网络中的无线装置的方法，其特征在于，所述第一操作历史信息至少包括本地网络信息，从另一无线装置先前接收的网状控制信息，所述先前接收的网状控制信息的接收信号质量，所述无线装置在先前网状控制信息发送/接收窗口期间发送还是接收网状控制信息，或者对应于预定数目网状控制信息窗口期间发送网状控制信息的可能性的概率函数的第一随机变量值。
17.如权利要求16所述的用于网状网络中的无线装置的方法，其特征在于，进一步包括：
当所述本地网络信息与所述先前接收的网状控制信息不一致时，所述先前接收的网状控制信息的接收信号质量低于第一预定阈值时，或者所述第一随机变量值小于第二预定阈值时，基于所述第一选择模型来确定所述无线装置在所述后续网状控制信息发送/接收窗口期间发送所述后续网状控制信息。
18.如权利要求15-17中任一项所述的用于网状网络中的无线装置的方法，其特征在于，进一步包括：
基于在所述网状网络中操作所述无线装置的第二操作历史信息更新第二选择模型；
由所述无线装置的所述处理电路基于所述第二选择模型，确定所述无线装置在后续网状同步信息发送/接收窗口期间是要发送还是接收所述网状网络的后续网状同步信息；
按照基于所述第二选择模型确定的结果，在所述后续网状同步信息发送/接收窗口期间发送或接收所述后续网状同步信息。
19.一种非暂存性计算机可读媒介，用来存储程序指令，引起无线装置的处理电路执行以下步骤：
基于在网状网络中操作所述无线装置的第一操作历史信息更新第一选择模型；
由所述无线装置的所述处理电路基于所述第一选择模型，确定所述无线装置在后续网状控制信息发送/接收窗口期间是要发送还是接收所述网状网络的后续网状控制信息；以及
由所述无线装置的收发机按照基于所述第一选择模型确定的结果，在所述后续网状控制信息发送/接收窗口期间发送或接收所述后续网状控制信息。
20.如权利要求19所述的非暂存性计算机可读媒介，其特征在于，所述程序指令进一步引起所述无线装置的所述处理电路执行以下步骤：
基于在所述网状网络中操作所述无线装置的第二操作历史信息更新第二选择模型；
由所述无线装置的所述处理电路基于所述第二选择模型，确定所述无线装置在后续网状同步信息发送/接收窗口期间是要发送还是接收所述网状网络的后续网状同步信息；
按照基于所述第二选择模型确定的结果，在所述后续网状同步信息发送/接收窗口期间发送或接收所述后续网状同步信息。
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