Выбор синхронизирующих станций в одноранговой сетевой среде

Выбор синхронизирующих станций в одноранговой сетевой среде

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Уровень техники

Настоящее изобретение относится к области связи. Более конкретно, предложены система, устройство и способы для выбора одного или нескольких ведущих устройств в синхронизированной одноранговой сетевой среде.

Протоколы и технологии одноранговых сетей связи позволяют индивидуальным узлам или устройствам поддерживать связь непосредственно с другими одноранговыми узлами и могут контрастировать со средами на основе инфраструктуры, в которых необходим центральный узел (например, сервер, маршрутизатор, коммутатор, точка доступа), которые передает сигналы связи между различными узлами. Одно из преимуществ прямой одноранговой связи состоит в том, что при этом удается избежать не являющейся необходимой дополнительной маршрутизации и обработки связи через другие устройства.

Однако существующие технологии одноранговой связи имеют ряд ограничений, снижающих их пригодность к использованию, масштабируемость и/или характеристики. Например, некоторые технологии предлагают лишь ограниченные возможности одноранговой связи, поскольку они фокусируются на решениях на основе инфраструктуры и потому нуждаются в центральном узле. Одноранговая связь в таких средах требует согласования с центральным узлом и может оказаться невозможной между устройствами, не использующими общий центральный узел. Кроме того, связь между одноранговыми узлами может быть ограничена возможностями центрального узла (например, частотным диапазоном, шириной полосы пропускания, характером модуляции).

Вследствие своей особо важной роли центральный узел может оказаться перегружен и, следовательно, вызвать увеличение задержки связи и уменьшение пропускной способности связи в среде. Далее, центральный узел здесь является единственной критической точкой. Даже если какой-либо другой узел сможет взять на себя функции вышедшего из строя или потерянного центрального узла, пока это произойдет, работа сети может серьезно деградировать.

Некоторые другие технологии, позволяющие осуществлять одноранговую связь, требуют значительного потребления энергии индивидуальными узлами, что является проблемой принципиальной важности для устройств, работающих от аккумуляторов (например, смартфонов, планшетов, портативных компьютеров и компьютеров типа ноутбук). Чрезмерное потребление энергии одноранговым узлом может быть связано с неэффективным обнаружением сервисов и/или работы с другими устройствами, необходимостью работать в качестве центрального узла, неэффективным использованием приемопередатчика устройства и/или какими-либо другими причинами. Например, требование, чтобы устройство непрерывно или регулярно опрашивало другие устройства, приведет к потреблению значительных объемов энергии, особенно устройствами радиосвязи, движущимися через различные области пространства.

Кроме того, некоторые сетевые протоколы или технологии, поддерживающие одноранговую связь, не слишком хорошо сосуществуют с другими технологиями. Например, в среде радиосвязи типичные одноранговые протоколы связи не обладают достаточной гибкостью, чтобы совместно использовать радиооборудование, антенну или частотный спектр с другими протоколами или между приложениями (например, для поддержки соединения Bluetooth^®). Некоторые одноранговые технологии не допускают также многоадресной связи, а требуют, чтобы устройство поддерживало связь с каждым из множества одноранговых ему устройств (узлов) индивидуально, и/или не обладают хорошей масштабируемостью, когда среда становится более плотно «заселенной».

Раскрытие изобретения

В некоторых вариантах настоящего изобретения предложены система, устройство и способ выбора одной или более синхронизирующих станций из множества устройств, пытающихся участвовать в одноранговой связи. В этих вариантах выбранные станции передают в режиме широкого вещания график окон взаимодействия («встречи») для синхронизации устройств и логической организации этих устройств в некую иерархическую структуру (например, дерево).

Одна главная, корневая синхронизирующая (первичный синхронизатор) или главная ведущая станция служит «корнем» иерархической структуры, задает график окон взаимодействия и действует в качестве задающего тактового генератора (ведущих часов) для синхронизируемых устройств. Произвольное число (т.е. нуль или более) промежуточных (ветвей) синхронизирующих (вторичные синхронизаторы) станций распространяют график окон взаимодействия через среду связи, что расширяет сферу действия иерархической структуры. Корневая синхронизирующая станция не выполняет функций центрального коммутатора связи и вследствие этого может быть легко заменена другим устройством при минимальном (если вообще каком-либо) воздействии на связь между устройствами.

Каждая синхронизирующая станция периодически передает синхронизирующие кадры по одному или нескольким социальным каналам. Эти синхронизирующие кадры идентифицируют каналы и моменты времени для одного или нескольких приближающихся окон взаимодействия между станциями. Такое окно взаимодействия может также именоваться «окном доступности» ("availability window").

Синхронизирующий кадр может также передавать другую информацию, такую как данные, которые используют устройства для выбора станций в качестве синхронизирующих станций, атрибуты первичной (корневой) синхронизирующей станции и/или вторичной синхронизирующей станции, передавшей соответствующий синхронизирующий кадр, метку времени и другую подобную информацию. Все устройства используют один и тот же алгоритм для идентификации устройств, которые должны были бы работать в качестве синхронизирующих станций. В некоторых вариантах устройство применяет этот алгоритм, чтобы сначала решить, должно ли оно быть первичной (корневой) синхронизирующей станцией, а затем решить, должно ли оно быть вторичной синхронизирующей станцией. Если устройство не должно играть роль синхронизирующей станции, оно будет устройством-«листом», или конечным устройством, в иерархической структуре.

Описание чертежей

Фиг. 1 иллюстрирует использование периодических синхронизирующих кадров для достижения и поддержания синхронизации между устройствами согласно некоторым вариантам настоящего изобретения.

Фиг. 2 представляет диаграмму, демонстрирующую последовательность окон доступности, идентифицированных в периодическом синхронизирующем кадре, согласно некоторым вариантам настоящего изобретения.

Фиг. 3 представляет логическую схему процедуры синхронизации устройства с сообществом одноранговых узлов в среде радиосвязи согласно некоторым вариантам настоящего изобретения.

Фиг. 4 представляет диаграмму, демонстрирующую внеполосный обмен сигналами, согласно некоторым вариантам настоящего изобретения.

Фиг. 5A-D иллюстрирует процедуру выбора синхронизирующих станций в коллективе одноранговых устройств связи согласно некоторым вариантам настоящего изобретения.

Фиг. 6 представляет логическую схему, демонстрирующую способ выбора одной или нескольких синхронизирующих станций в среде одноранговой связи согласно некоторым вариантам настоящего изобретения.

Фиг. 7А-Е иллюстрирует реализацию способа, показанного на Фиг. 6, согласно некоторым вариантам настоящего изобретения.

Фиг. 8 представляет собой блок-схему однорангового устройства согласно некоторым вариантам настоящего изобретения.

Фиг. 9А-В иллюстрирует создание группы в иерархической совокупности устройств связи в одноранговой среде связи согласно некоторым вариантам настоящего изобретения.

Фиг. 10А-С иллюстрирует слияние нескольких групп согласно некоторым вариантам настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

Последующее описание представлено с целью предоставить любому специалисту в рассматриваемой области возможность изготовить и использовать настоящее изобретение и составлено в контексте конкретного приложения и его требований. Специалистам в этой области будут легко видны разнообразные модификации описанных здесь вариантов, а изложенные здесь общие принципы могут быть применены и к другим вариантам и приложениям, не отклоняясь от объема настоящего изобретения. Таким образом, настоящее изобретения не следует ограничивать описанными вариантами, а необходимо рассматривать в соответствии с самым широким объемом, согласованным с принципами и признаками, изложенными здесь.

В некоторых вариантах настоящего изобретения предложены система, устройство и способ для синхронизации устройств, работающих в среде одноранговой связи в составе иерархического сообщества, так что при этом возможно локализованное группирование этих устройств, не покидая сообщества. Таким образом, существующая по умолчанию иерархия устройств создает базовый каркас для синхронизации всех устройств в среде, тогда как индивидуальные группы или иерархические системы групп допускают локальную кооперацию устройств без утраты способности взаимодействия с устройствами в иерархической структуре большего размера.

Введение

Среда радиосвязи может характеризоваться произвольным числом устройств связи одного и того же типа и/или различных типов - таких как смартфоны, планшеты, персональные цифровые помощники, портативные и настольные компьютеры и другие устройства. Различные устройства могут иметь разные признаки, в них могут работать различные приложения, они могут иметь различные уровни мощности (например, запас энергии и мощность аккумуляторов), разные потребности в связи, различные нагрузки (например, на процессор или на антенну), и могут слышать другие устройства с различными уровнями сигнала и т.п. Кроме того, среда связи может быть подвижной, «текучей», так что устройства все время входят в пространственную область, занимаемую этой средой связи, проходят через эту область и выходят из нее.

Несколько вариантов настоящего изобретения, описываемых здесь, предлагают протокол, механизм и/или процедуру, которые должны позволить устройствам в такой среде обнаруживать одно другое и устанавливать связь одно с другим непосредственно, в одноранговом режиме. Эти варианты: способствуют уменьшению потребления энергии, даже притом, что они делают устройства и сервисы легко обнаруживаемыми; сосуществуют с другими технологиями связи (например, Bluetooth^®); поддерживают многодиапазонную работу (например, 2,4 ГГц и 5 ГГц); предотвращают деградацию пропускной способности и увеличение задержки, обычно отмечаемых в сетевой инфраструктуре (например, точки доступа) при сохранении совместимости с технологиями на основе инфраструктуры; обеспечивают легкое и быстрое восстановление, если и когда устройство, служащее синхронизирующей станцией (или ведущим) покидает среду; и обладают масштабируемостью для работы в насыщенных средах, где работает много устройств. Эти и другие признаки и преимущества рассмотрены ниже.

Согласно вариантам настоящего изобретения устройства синхронизируются таким образом, что они взаимодействуют (встречаются) в заданные моменты времени на заданных каналах. Период времени, в течение которого устройства встречаются и могут взаимодействовать, называется окном доступности, при этом все синхронизирующие станции передают в режиме широкого вещания или рекламируют одинаковые или аналогичные графики окон доступности. Во время окна доступности одноранговые устройства могут обмениваться многоадресными и/или одноадресными сообщениями данных и обнаруживать другие устройства и сервисы. Устройство может продлить свое присутствие в окне доступности, чтобы охватить текущий сеанс связи с одноранговым устройством.

Параметры одного или нескольких ближайших окон взаимодействия (например, время и канал) сообщают посредством передачи периодических синхронизирующих кадров (Periodic Synchronization Frame (PSF)) в режиме широкого вещания по одному или нескольким социальным каналам. Устройства предварительно программируют с целью периодического прослушивания по меньшей мере одного социального канала в течение промежутка времени, достаточно протяженного, чтобы принять («услышать») по меньшей мере один такой кадр PSF.

Таким образом, когда устройство загружается или входит в среду одноранговых устройств, оно должно настроиться на заданный социальный канал и быстро узнать, где и когда оно может вступить во взаимодействие («встретиться») с другими устройствами. Если устройство не «слышит» кадр PSF, оно может предположить, что оно должно действовать в качестве ведущего, и начать передавать свои собственные кадры PSF, чтобы способствовать синхронизации с другими устройствами, которые могут уже присутствовать, либо могут появиться позднее.

В некоторых вариантах параметры синхронизации (например, график приближающихся окон доступности) могут быть также объявлены во время одного из таких окон доступности, сберегая тем самым устройствам затраты на переключение своих радио приемопередатчиков в социальный канал, чтобы принять эти параметры. Устройство может даже выключать свой радио приемопередатчик, когда оно не прослушивает кадры PSF, не участвует в окне доступности или не использует приемопередатчик для каких-то других целей. Устройство, участвующее в синхронизированной иерархической структуре, может, поэтому, использовать радио приемопередатчик, антенну и/или другие ресурсы связи совместно с какой-либо другой функцией, такой как соединение с инфраструктурой или с каналом Bluetooth^®.

В сообществе одноранговых устройств применяется процедура выбора с целью определить, кто из них станет синхронизирующими станциями и примет на себя ответственность за синхронизацию других устройств. Число выбранных синхронизирующих станций может зависеть от числа присутствующих одноранговых устройств, уровней сигналов этих устройств, схем распространения сигналов, рабочих параметров и т.п.Как описано ниже, процесс выбора или идентификации синхронизирующих станций может учитывать виртуально любые относящиеся к делу факторы для участвующих устройств.

Хотя устройства в среде связи участвуют в одноранговой связи без обременения инфраструктурными требованиями, выбор синхронизирующих станций или ведущих станций логически организует эти устройства в некую иерархическую структуру для целей синхронизации. В этой иерархической структуре первичная, корневая синхронизирующая станция (или «главный ведущий») отвечает за общую синхронизацию устройств через параметры синхронизации, содержащиеся в кадрах PSF, передаваемых этой станцией в режиме широкого вещания. Каждая подчиненная ведущая станция, именуемая вторичной синхронизирующей станцией, синхронизируется с первичной синхронизирующей станцией или с промежуточной вторичной синхронизирующей станцией и ретранслирует или заново упаковывает принятые от первичной синхронизирующей станции параметры синхронизации в свои собственные кадры PSF, увеличивая тем самым область общей синхронизации.

Дальность радиосвязи одного устройства радиосвязи (например, первичной синхронизирующей станции) ограничена, что обычно должно воспрепятствовать этому устройству в организации устройств за пределами локальной области. Требование к подчиненной вторичной синхронизирующей станции ретранслировать параметры синхронизации первичной станции позволяет одному устройству радиосвязи синхронизировать совокупность устройств, распределенных в пределах большой области. Выигрыш от этого (например, возможность легко и быстро обнаружить сервисы и другие устройства, меньшее потребление энергии) использует все сообщество.

В отличие от среды, где есть инфраструктурные требования (например, координация через точку доступа), в предлагаемой одноранговой среде, поскольку главная задача синхронизирующей станции состоит в простом распространении параметров взаимодействия, потеря какой-либо синхронизирующей станции может быть легко исправлена. Например, можно просто сохранять график окон взаимодействия, «опубликованный» потерянной синхронизирующей станцией, пока происходит выбор замены, сохраняя тем самым синхронизацию всех устройств. Причем эта заменяющая станция будет, в общем случае, поддерживать тот же самый график.

В разные моменты времени и/или в разных средах могут быть применены различные алгоритмы выбора синхронизирующих станций или ведущих станций, но все они, в основном, служат задаче способствовать достижению какой-либо или всех следующих целей: равномерное пространственное распределение ведущих станций в среде связи, изменяемая по обстоятельствам плотность расположения ведущих станций в среде и управление размерами географической области, содержащей эту среду связи.

В некоторых вариантах алгоритм выбора или идентификации ведущих станций применяется регулярно с целью обеспечить, чтобы роль синхронизирующих станций играли наиболее подходящие устройства, на основе разнообразных метрических показателей или атрибутов этих устройств. Процедура выбора может также учитывать, как много синхронизирующих станций уже присутствуют в области, как много синхронизирующих станций может принимать («слышать») какое-либо конкретное одноранговое устройство, как далеко они находятся (например, на основе уровня сигнала или какой-либо другой меры расстояния) и т.п.

Группы устройств в среде связи могут быть синхронизированы между собой, отдельно от или параллельно большей, по умолчанию, иерархической структуре. Они могут организоваться для совместного использования файла или исполнения общего приложения, например. Группа может имитировать иерархическую структуру по умолчанию и поддерживать синхронизацию внутри группы путем выбора одной или нескольких вторичных синхронизирующих станций (или ведущих станций группы) среди других устройств (т.е. конечных или ведомых устройств), синхронизации с выбранными вторичными синхронизирующими станциями. Первичная синхронизирующая станция группы (или «главная ведущая станция группы») может синхронизироваться с (или попытаться синхронизироваться с) каким-либо членом близлежащей или окружающей иерархической структуры.

Не все члены группы должны обязательно быть выбраны из одной и той же иерархической структуры. Например, в пространственной области, расположенной рядом с несколькими иерархическими структурами, группа может содержать членов из двух или более таких структур.

В вариантах настоящего изобретения иерархическая структура «по умолчанию» представляет собой иерархическую структуру, которая может содержать относительно большое число устройств (например, все устройства в некоторой пространственной области). Члены иерархической структуры по умолчанию будут иметь (и объявлять) согласованные идентификаторы «по умолчанию».

Хотя все члены группы обычно принадлежат также иерархической структуре «по умолчанию», индивидуальные члены иерархической структуры по умолчанию могут быть или могут не быть какой-либо группой иерархической структуры. Идентификаторы структуры по умолчанию и идентификаторы группы отличаются от других идентификаторов устройств (например, IP-адрес, адрес доступа к среде (МАС-адрес), номер международного идентификатора аппаратуры мобильной связи (номер IMEI), международный идентификатор абонента мобильной связи (номер IMSI)).

В последующих разделах обсуждаются синхронизация устройств в среде одноранговой связи для образования иерархической структуры по умолчанию, выбор синхронизирующих станций или ведущих станций в иерархической структуре, организация групп устройств в пределах иерархической структуры по умолчанию или из нескольких иерархических структур по умолчанию и пример однорангового устройства согласно некоторым вариантам настоящего изобретения.

Синхронизация устройств

Как обсуждается выше, синхронизация устройств в среде радиосвязи согласно некоторым вариантам настоящего изобретения позволяет этим устройствам легко обнаруживать одно другого, идентифицировать доступные сервисы и вступать в прямую одноранговую связь (одноадресную и/или многоадресную), и все это, сберегая энергоресурсы и сосуществуя с другими процессами связи.

Процесс синхронизации начинается сразу же, как только устройство включается и входит в режим «онлайн» или перемещается в пределы дальности связи по меньшей мере от одного из устройств, работающих в соответствии с совместимым протоколом, и состояние синхронизации может сохраняться, пока устройство включено и находится в режиме «онлайн» в пределах пространственной области, охватывающей синхронизированные устройства (например, пока оно находится в пределах дальности связи какого-либо из одноранговых устройств).

Посредством выполнения процедур синхронизации и выбора ведущего устройства эти устройства автоматически организуются в иерархическую структуру, в которое синхронизирующие станции (или ведущие станции) на каждом уровне (в каждой страте) этой иерархической структуры периодически передают в режиме широкого вещания параметры синхронизации с целью достижения и поддержания синхронизации между устройствами в некоторой области. Одним из механизмов распространения параметров синхронизации являются периодические синхронизирующие кадры (PSF), используемые всеми синхронизируемыми устройствами.

Периодические синхронизирующие кадры служат для передачи такой информации, как, не ограничиваясь, информация для синхронизации тактовых генераторов (часов) устройств, описание одного или нескольких приближающихся окон доступности, в которых синхронизируемые устройства могут «встретиться» и взаимодействовать, и метрические показатели или атрибуты первичной синхронизирующей станции и вторичной синхронизирующей станции, которые передали кадр PSF. В других вариантах настоящего изобретения кадр PSF может содержать другой набор информации, но обычно содержит критерии, идентифицирующие по меньшей мере одно окно доступности.

На образование иерархической структуры и синхронизацию устройств в этой структуре могут повлиять конфигурация или рабочие параметры, такие как, не ограничиваясь, максимальная глубина или страта, периодичность передачи кадров PSF, число синхронизирующих станций (например, в целом и/или в пределах дальности связи рассматриваемого устройства), алгоритм выбора, используемый для выбора синхронизирующих станций или ведущих станций, метрические показатели или атрибуты устройств, учитываемые алгоритмом выбора, и т.п. В разных вариантах настоящего изобретения могут быть применены различные параметры.

Фиг. 1 иллюстрирует использование периодических синхронизирующих кадров для достижения и поддержания синхронизации между устройствами согласно некоторым вариантам настоящего изобретения.

В этих вариантах периодические синхронизирующие кадры 110 (например, кадры 110а, 110b, 110n) передают на регулярной основе по одному или нескольким социальным каналам 120 (например, каналам 120а, 120b, 120n).

Различные синхронизирующие станции могут передавать периодические синхронизирующие кадры по одному и тому же или по разным социальным каналам, и при этом любая конкретная синхронизирующая станция может использовать один или несколько социальных каналов для передачи своих кадров PSF. Различные синхронизирующие станции в одной среде связи могут использовать разные социальные каналы, например, для предотвращения помех одна для другой, поскольку социальный канал, используемый одной ведущей станцией, может использоваться другими ведущими станциями для другой цели (например, для соединения с инфраструктурой) и/или по какой-либо другой причине.

Хотя на Фиг. 1 показаны несколько социальных каналов 120, в некоторых вариантах все ведущие станции в одной и той же среде связи и иерархической структуре могут использовать один и тот же социальный канал. Социальные каналы и/или другие каналы, обсуждаемые здесь, могут представлять собой каналы радиосвязи по стандарту IEEE 802.11.

Ответственные синхронизирующие станции передают по социальным каналам 120а, 120b, 120n на периодической основе в режиме широкого вещания соответствующие периодические синхронизирующие кадры 110а, 110b, 110n. Каждый из этих кадров PSF, передаваемых в режиме вещания одной синхронизирующей станцией по одному каналу (например, кадры 110а) может быть идентичен другим кадрам или может в чем-то отличаться, например, в передаваемом графике окон доступности.

Хотя на Фиг. 1 период кадров PSF в каждом канале (P_A, P_B, P_N) отличается от других каналов, в некоторых вариантах настоящего изобретения, в которых используются несколько социальных каналов, периоды передачи кадров PSF в двух или более каналах могут быть идентичными. В качестве иллюстрации, период между кадрами PSF в одном канале может иметь величину порядка 100 мс. Разные синхронизирующие станции могут использовать одинаковые или различные периоды кадров PSF. В некоторых вариантах длина или продолжительность периода кадров PSF может быть обратно пропорциональна общему числу синхронизирующих станций (или числу синхронизирующих станций в конкретной области), передающих кадры PSF.

В некоторых вариантах настоящего изобретения периоды кадров PSF могут быть разными в каждом социальном канале; однако периоды окон доступности синхронизирующих станций, передающих эти кадры PSF, могут быть одинаковыми. Поэтому в одной иерархической структуре могут быть реализованы несколько периодов кадров PSF и один период окон доступности.

При передаче кадра PSF передающая эти кадры синхронизирующая станция или ведущая станция просто должна настроить свой радио приемопередатчик на правильный канал и поддерживать питание этого приемопередатчика достаточно долго, чтобы передать кадр PSF. Нет необходимости оставаться в канале после передачи кадра PSF, а можно выключить радио приемопередатчик с целью сбережения энергии, можно переключиться в другой социальный канал (например, для подготовки к передаче кадра PSF по другому каналу) или использовать приемопередатчик для какой-либо другой цели, такой как посещение окна доступности (как описано ниже), связи с инфраструктурой и т.п.

В различных вариантах настоящего изобретения кадр PSF может содержать подмножество или расширенное множество элементов иллюстративного кадра PSF 110х, либо полностью отличный набор информационных элементов. Параметры синхронизации (или параметры окон доступности) кадра PSF 110х - сочетание канала 130, момента 132 времени и продолжительности 134, - определяют одно окно доступности, во время которого может произойти встреча и взаимодействие синхронизируемых устройств. Канал 130 идентифицирует канал (например, канал радиосвязи согласно стандарту 802.11), в котором произойдет встреча и взаимодействие между станциями, момент 132 времени идентифицирует момент времени, когда эти станции «встретятся» для взаимодействия, и продолжительность 134 указывает минимальную продолжительность окна.

Параметры синхронизации или данные кадра PSF могут идентифицировать любое число окон доступности (ноль или более). Разные кадры PSF, передаваемые по одному и тому же или по разным социальным каналам и различными ведущими станциями, могут идентифицировать одни и те же или разные окна доступности. В некоторых вариантах, однако, параметры синхронизации, заданные первичной синхронизирующей станцией, (включая график или последовательность окон доступности) применяют по всей иерархической структуре.

Элемент 132 времени в составе параметров синхронизации в кадре PSF 110х может идентифицировать абсолютный начальный момент времени (например, на основе синхронизированных часов, UTC (универсальное глобальное время) или какого-либо другого общего опорного времени) и/или относительный момент времени. В некоторых вариантах поле меток времени содержит элемент TSF (функция синхронизации времени (Time Sync Function)) станции, передавшей кадр PSF 110х.

В некоторых вариантах настоящего изобретения указание момента 132 времени содержит несколько величин, которые синхронизирующее устройство использует для вычисления начального момента времени окна доступности. В этих вариантах указание момента 132 времени может содержать «целевую» ("target") метку времени, конфигурированную для индикации, когда кадр PSF 110х был сформирован и поставлен в очередь для передачи на передающей синхронизирующей станции (например, когда этот кадр PSF был помещен в буфер передачи), и «фактическую» ("actual") метку времени, конфигурированную для индикации, когда этот кадр PSF был фактически передан через антенну станции. Кадр PSF считается сформированным в момент времени, когда синхронизирующая станция вычислила параметр «сдвиг ведущего» ("master offset").

Величина сдвига ведущего, также включенная в состав кадра PSF 110х как часть момента 132 времени или другого информационного элемента, представляет имеющий место на передающей синхронизирующей станции внутренний сдвиг до начала следующего окна доступности, измеренный от момента времени передачи кадра PSF. Другими словами, величина сдвига ведущего является мерой периода времени от целевой метки времени до начала окна доступности, вычисленного станцией, передающей синхронизирующий кадр.

Имея эти величины, устройство, слушающее или синхронизирующееся со станцией, передающей кадр PSF 110х, может вычислить величину сдвига до начала окна доступности следующим образом:

Сдвиг = Сдвиг ведущего - (фактическая метка времени - целевая метка времени)

Синхронизирующее устройство принимает, таким образом, величину сдвига ведущего и, на основе целевой и фактической меток времени может измерить, насколько большая доля периода времени, равного сдвигу ведущего, истекла; после чего устройство вычитает величину истекшего периода времени из величины сдвига ведущего, чтобы определить время, оставшееся до начала рассматриваемого окна доступности.

Продолжительность 134 кадра PSF 110x указывает минимальное количество времени, в пределах окна доступности, когда синхронизирующая станция, передавшая кадр PSF 110x, будет слушать эфир и будет доступна для связи. Эта продолжительность может быть также применима к синхронизируемым устройствам; иными словами, от устройства, посещающего окно, может потребоваться быть доступным по меньшей мере в продолжение указанного периода времени, измеряемого от момента начала окна.

В некоторых вариантах настоящего изобретения ведущее устройство может автоматически продлить свое окно доступности (например, пошагово согласуя с продолжительностью 134 или с какой-либо другой продолжительностью) до тех пор, пока по меньшей мере одна станция не войдет в связь с этим устройством. Таким образом, даже в ситуации, когда большое число станций хотят войти в связь с ведущим устройством, вследствие того, что окно может быть продлено, они смогут сделать это, не дожидаясь другого окна доступности.

Аналогично, устройство, посетившее окно доступности, может продлить свое пребывание в окне до тех пор, пока по меньшей мере одно одноранговое с ним устройство не войдет в связь с этим устройством. Поэтому одно устройство, желающее войти в связь с другим одноранговым с ним устройством, может просто передать первое множество пакетов данных, дейтаграмм, сообщений или других единиц связи этому другому одноранговому устройству во время окна доступности. Оба этих одноранговых устройства будут затем автоматически продлевать свои окна, поскольку находятся в состоянии активного сеанса связи. Предпочтительно, это позволяет осуществлять экстенсивную одноранговую связь во время продолжений окна доступности без насыщения или монополизации полосы частот во время окна доступности.

Максимальная продолжительность присутствия синхронизирующей станции во время окна доступности может быть задана в кадре PSF 110x и/или может быть анонсирована в ходе этого окна доступности. Например, синхронизирующей станции может потребоваться выйти из окна с целью передать кадр PSF по другому каналу, использовать свой радио приемопередатчик для другой функции связи или по какой-либо другой причине. Что касается индивидуальных устройств, они могут выходить из окна доступности по истечении продолжительности 134, если у них нет ничего для передачи, и если никакое другое устройство не поддерживало связи с рассматриваемым индивидуальным устройством в течение некоторого периода времени в пределах окна.

Возвращаясь к Фиг. 1, параметр предпочтительности (иначе именуемый параметр предпочтительности ведущей станции или параметр выбора) представляет собой величину (например, целое число), используемую для идентификации пригодности или предпочтительности устройства для использования в качестве ведущей или синхронизирующей станции. Параметр предпочтительности вычисляют с использованием различных метрических показателей, атрибутов или характеристик соответствующего устройства и, возможно, характеристик среды связи или иерархической структуры, в которую входит устройство. Примерами метрических показателей для вычисления параметра предпочтительности устройства могут служить доступные ресурсы питания (например, запас энергии аккумулятора, наличие соединения с сетью переменного тока), нагрузка процессора, уровень сигнала и другие подобные характеристики.

Как описано в следующем разделе сравнение параметров предпочтительности синхронизируемых устройств осуществляют как часть процедуры выбора с целью определить, какие устройства должны быть синхронизирующими станциями. Эту процедуру можно выполнять на регулярной основе, например, во время или после каждой последовательности окон доступности, по фиксированному графику и т.п.

В кадре PSF 110х параметр предпочтительности 136 вторичной синхронизирующей станции представляет собой параметр предпочтительности ведущей станции применительно к вторичной синхронизирующей станции, передающей кадр PSF 110x в режиме широкого вещания, и указывает степень пригодности или предпочтительности этой станции для использования в качестве синхронизирующей станции в иерархической структуре по умолчанию, к которой принадлежит эта станция. В результате объявления этого параметра предпочтительности все устройства в пределах дальности радиосвязи этой станции могут правильно применить процедуру выбора и, например, определить -может быть они лучше подходят на роль синхронизирующей станции.

Аналогично параметр предпочтительности 140 первичной синхронизирующей станции представляет собой параметр предпочтительности ведущей станции применительно к первичной синхронизирующей станции для иерархической структуры по умолчанию, в которой был передан кадр PSF 110х, и указывает степень пригодности или предпочтительности этой станции для использования в качестве синхронизирующей станции. Как будет видно ниже, за счет распространения параметра предпочтительности 140 первичной синхронизирующей станции через иерархическую структуру устройство, находящееся на краю области, занятой средой связи, или в области, где накладываются одна на другую несколько раздельных иерархических структур, может определить, к какой из иерархических структур присоединиться. Кроме того, все устройства в синхронизированной иерархической структуре могут определить, может быть они лучше подходят на роль первичной синхронизирующей станции.

Метрические показатели 138 вторичной синхронизирующей станции включают в себя разнообразные метрические показатели и атрибуты синхронизирующей станции, передавшей кадр PSF 110х, и возможно включают в себя метрические показатели, использованные для вычисления параметра предпочтительности 136 вторичной синхронизирующей станции. Аналогично метрические показатели 142 первичной синхронизирующей станции включают в себя метрические показатели и атрибуты первичной синхронизирующей станции в иерархической структуре по умолчанию. Помимо данных, перечисленных выше, метрические показатели 138 и/или метрические показатели 142 могут включать имя и/или адрес станции (например, МАС-адрес), имя или адрес первичной синхронизирующей станции в иерархической структуре по умолчанию, которой принадлежит рассматриваемая станция, (или число интервалов