定时同步功能(TSF)值参数中来传递这种定时器值。可以要求设备通过假定被包含在表示具有NWID的网络(在该网络中，该设备正在操作)的所接收的信标中的最旧的TSF值(即，最大的TSF值)来操作。可替代地，可以要求设备基于除了 TSF值之外的一些其它标准来选择遵循的调度。作为示例，信标可以含有除了 TSF之外的一些其它信息，该一些其它信息可以由设备使用以确定使用哪种调度。
[0136]当无线设备的无线电和MAC传送信标时，信标MAC报头含有设备自己当前的TSF值。当该设备接收到来自另一个网络的信标时，它可以自动地传送回复消息，在本文中，该回复消息被称为信标响应消息。信标响应消息含有回复网络的当前的TSF值。可替代地，信标响应消息可以含有用于确定使用哪种调度的其它信息。
[0137]无线设备形成网络，其中在邻近范围中的所有设备可以彼此通信。当形成网络的两个或更多实例的两组或更多组的设备彼此接近时，该两个或更多实例可以合并以成为一个网络实例。设备可以基于从在扫描周期期间接收的信标收集的TSF信息或基于从接收的信标响应消息收集的TSF信息，自治地做出合并或加入决定以改变实例。当设备接收到来自另一个无线设备的具有更旧(更大)的TSF值的信标或信标响应消息时，可以执行合并决定。可替代地，可以基于来自另一个无线设备的信标或信标响应消息中可以获得的一些其它信息来执行合并决定。在由设备已经执行了合并决定后，该设备移动到新的网络实例中。
[0138]可以在认知架构中的四个层之间来划分短距无线设备中的认知功能。认知层和社区层向应用提供服务，即，提供认知API。在不同层之间的大概的功能切分如下。
[0139]认知层
[0140]根据实施例，认知层(AwL)具有认知架构的控制的最高水平。AwL向应用提供的示例服务包括发布与订阅。认知层接收来自应用的发布和订阅，以及将这些映射到查询和查询响应，该查询和查询响应进而被映射作为从设备移动到设备的认知消息(网络层rou)。它还将由设备接收的认知消息映射到应用。网络层不表现为用于应用的数据管道。单个认知消息是自我包含的和短的，AwL将该消息压缩以便使它们消耗尽可能少的资源。
[0141]认知层可以包括认知数据项目的内部存储设备。发布一个项目通常意味着将它存储在这个内部存储设备(被动发布)中。此类项目对本地邻近区域中的其它设备是可见的，以及可以使用订阅服务来发现。还能够使用主动发布，该主动发布使得认知层发出从设备传播到设备的发布消息。确定接收的消息是否导致通知应用(过滤)是AwL的责任。项目可以被标记为仅对某些社区是可见的，以便它们仅对由此类社区的成员做出的搜索是可见的。
[0142]订阅请求使得认知层发出单个或重复的查询消息(多个)，该单个或重复的查询消息(多个)最后传播到本地邻近区域中的其它设备(通过使用较低的认知层的功能)。当此类查询消息到达碰巧持有匹配的信息项目的设备的AwL时，它使用回复消息进行响应。认知架构的较低层应付将此类消息路由回到查询设备的AwL，其向发出订阅请求应用通知其它设备。
[0143]社汉层
[0144]社区的思想已经被集成到认知架构中。认知通信可以对所有设备是可见的，或仅对属于某一社区的那些设备是可见的。不管这种可见性，所有的无线设备参加消息的路由。社区层(CoL)的作用是实现社区可见性规则。只有对某一设备可见的那些消息(即，设备属于与该消息相同的社区)被传递给AwL。作为社区隐私性的附加级别，由社区层对消息进行加密。为了允许此类消息的过滤和加密/解密，CoL存储用于设备的用户属于的那些社区的社区证书。缺省的认知社区(所有的本地用户)不使用任何证书，以及因此它的消息简单地通过社区层。
[0145]根据示例实施例，认知架构包括三种不同类型的社区:缺省的认知社区，对等的社区和个人社区。还可以使用它们的隐私性来对社区进行分类。公共社区的消息作为纯文本来传送，而私有社区的消息被加密进行传送。缺省的认知社区是用于所有无线设备的缺省社区。认知社区的消息不被加密以及每个节点可以发送和接收认知社区消息(公共社区)。在对等社区中，所有成员是对等的，以及每个成员可以接收所有该社区特定的消息。对等社区可以是公共的，或它可以是私有的(意味着使用从该社区特定的共享密钥所导出的临时密钥来加密社区消息)。加密函数可以是基于具有128比特密钥的高级加密标准，EAX模式(AES/EAX) ο个人社区具有管理该社区的社区拥有者。非拥有者社区的成员可以与该拥有者通信但是不与该社区的成员通信。个人社区是私有的，意味着可以对从拥有者至其它成员的社区消息进行加密。
[0146]网络层
[0147]网络层(NL)应付认知消息的本地分发。这是通过智能洪范算法来实现的，智能洪范算法试图适应于周围的设备密度。在高密度，非常少的设备参与给定消息的传输。在低密度，所有设备可以重传每个消息(正常的洪范)。认知网络具有扁平层级；没有一个设备可以承担任何特定作用。因此，在高密度，所有设备将近似地传送相同数量的业务(没有聚类)。网络层还可以应付将回复路由回到发出搜索的设备。为此，它收集来自流过它的消息的路由信息。它还跟踪所有邻居和它们的近似距离。通常，回复路由使用单播传输，而洪范消息总是被广播。由物理层接收的所有消息被传递给社区层以便检查该消息是否应当在AwL中进行处理。
[0148]链路层
[0149]链路层执行底层无线电技术(例如，IEEE 802.1lWLAN物理层)和网络层之间的适应。它将无线电技术的特定信息(诸如无线电标识符和接收的信号强度)映射到由物理层(NL)使用的技术中立的信息中。可以由NL使用多个链路层实例，例如以用于同时使用不同的无线电技术。
[0150]链路层可以被切分成两个子层:逻辑链路控制(LLC)和媒体访问控制(MAC)。LLC向网络层提供无线电技术不可知的服务。它隐藏了无线电接技术特定MAC之间的差异。LLC向网络层提供单个服务访问点。LLC知道如何将通用提供的服务映射到由技术特定的MAC提供的服务。LLC内部数据结构包含邻居表，该邻居表含有在最近的过去已经监听到的所有的邻居设备的信息。
[0151]链路层设法使用传送数据(TransmitData)功能经由给定的介质来传送数据。传输可能成功或它可能失败。内部地，如果介质是临时繁忙的，则链路层可以试着传输若干次。链路层将它接收的所有消息传递给网络层。这也包含旨在用于其它节点的单播消息。
[0152]逻辑链路控制(LLC)知道无线电技术特定的MAC。在IEEE 802.11 WLAN MAC示例的情况下，LLC执行以下WLAN MAC特定的动作:
[0153]控制(重置，配置)WLAN MAC。
[0154]决定何时合并WLAN网络。
[0155]构建将从传出消息发送给WLAN MAC的消息封装。
[0156]选择将发送哪些消息以及直接忽略哪些消息，例如如果有太多的消息将被发送。
[0157]提取被包含在接收报告中的传入数据消息。
[0158]当接收到接收报告和扫描报告时，更新邻居表。
[0159]WLAN网络的合并可以是逻辑链路控制(LLC)的责任。LLC可以确定何时将两个WLAN网络实例或信标组合并成单个更大的网络实例或信标组。LLC可以计算它自己的WLAN网络大小的估计。估计可以基于由网络层提供的信息、在LLC邻居表中找到的信息和由其它节点共享的网络大小分类。从估计的网络大小来计算网络大小分类。
[0160]IEEE 802.1lffLAN MAC认知节点使得无线设备能够高效地使用它的功率。在认知节点中，WLAN无线电大多数时间是睡眠的，因此减少了功率消耗。以批处理模式来传送和接收消息，即LLC在单个封装中来传递MAC在单个唤醒周期期间将传送的所有消息。MAC在单个接收报告中传递在单个唤醒周期期间接收的所有消息。LLC在单个封装中收集将被传送的消息。当MAC被唤醒时，LLC将该封装传递给MAC，以及该MAC尝试传送该消息。当MAC即将睡眠时，它向LLC发送含有关于它已经成功地传送的消息以及关于它未能传送的消息的信息的传输报告。另外，MAC向LLC传递接收报告。该报告含有在唤醒周期期间接收的消息。
[0161]根据实施例，合并或加入过程是完全地本地过程，该本地过程全部在无线设备的内部发生。对外部世界而言，没有设备已经加入特定自组织网络的指示。加入自组织网络可以要求所有的移动设备的MAC和物理参数与期望的自组织网络同步。为此，该设备可以使用来自自组织网络的描述的定时器的TSF值，通过增加自从取得该描述之后流逝的时间来进行修改，来更新它的定时器。这将使该设备的定时器与自组织网络同步。可以采用自组织网络的BSSID，以及在能力信息字段中的参数。一旦完成这个过程，则无线设备已经加入该自组织网络，以及准备好与在该自组织网络中的无线设备进行通信。
[0162]IEEE 802.1lffLAN MAC认知模式提供以下功能:
[0163]重置MAC。
[0164]配置MAC。
[0165]加入WLAN网络或创建新的网络。
[0166]加入现有的WLAN网络(BSSID是已知的)。
[0167]设置用于信标帧的模板，以便在WLAN信标帧中能够放入LLC参数。
[0168]尝试传送一组消息。
[0169]接收一组传入消息。
[0170]接收一组WLAN扫描消息。
[0171]消息传播
[0172]根据实施例，在不同设备的认知架构层中进行认知搜索消息的传播。应用通过使用由认知层提供的订阅服务来发起设备中的订阅。认知层通过向其它设备发送查询消息来实现订阅。在所有设备中，该消息前往至少上到社区层。然而，只有在属于该消息旨在的社区的那些设备中，该消息前进到AwL。不需要在回复设备中使应用呈现。仅使认知平台活动是足够的。
[0173]C.邻居认知联网(NAN)
[0174]依照示例实施例，本发明可以在由W1-Fi联盟(WFA)正在标准化的邻居认知联网(NAN)计划的逻辑架构中使用。NAN协议栈被预期包括两个组件:1)NAN发现引擎，2)具有NAN支持的MAC。具有NAN支持的MAC是W1-Fi MAC的变型以及提供用于NAN设备在时间和频率中同步的手段以提供用于来自/去往NAN发现引擎的服务发现帧的共同的可用性周期。
[0175]NAN发现引擎
[0176]NAN发现引擎向应用提供用于服务发现目的的发布和订阅服务。
[0177]发布是使用由邻居认知联网计划认证的协议和机制，使使用订阅来寻找信息的其它NAN设备可以获得关于例如能力和服务的应用选择的信息的能力。使用发布的NAN设备可以以非恳求或恳求的方式来提供发布的信息。
[0178]订阅是使用由邻居认知联网计划认证的协议和机制，来发现在使用发布的其它NAN设备中已经可以获得的信息的能力。使用订阅的NAN设备可以被动地监听或主动地寻找发布的信息。
[0179]发布和订阅服务被预期为利用发现协议，由NAN发现引擎来实现该发现协议，以及该发现协议是针对NAN设计。该协议被预期为具有两种不同的协议消息:1)发现查询消息，和2)发现响应消息。订阅服务被预期为使用发现查询消息以进行主动发现。订阅服务可以被配置为仅操作在被动模式中。在这种模式中，不传送发现查询消息，而是监听发现响应消息以找到所寻找的信息。发布服务被预期为使用发现响应消息以向发现设备通告应用选择信息的可用性。
[0180]订阅服务已经被激活的处于主动模式中的设备传送发现查询消息以触发发布设备来传送发现响应消息。并行地，订阅设备监测接收的发现响应消息以确定服务的可用性和正在寻找的信息。监测被设想为是应用于在订阅服务是主动的时接收的所有发现响应消息的连续的过程。使用这种方法，订阅设备可以收集独立于它自己的发现查询消息传输的来自发现响应消息的有价值的信息。
[0181]具有NAN I持的 MAC
[0182]MAC负责在接近的设备之间获取和维护时间和频率同步，以便设备可用于同时在相同信道中的发现协议消息交换。同步是通过由所谓的主设备(缺省的)在可以使用的周期开始时传送的专用同步帧而发生。在某些信道中周期性地传送同步帧。由同步帧参数来确定周期性和信道使用。每个设备需要能够担当主设备以及每个设备被预期为确定在每个可以使用的周期内它是否是主设备。这种确定是通过主设备选举算法来实现的。同步帧确定同步帧传输和可以使用的周期或发现窗口两者的调度(时间和频率)。
[0183]NAN网络包括一组NAN设备，该组NAN设备在共同的网络标识符(NAN ID)下操作以及共享共同的同步帧和发现窗口参数。NAN网络包括一个或多个NAN集群。每个NAN集群可以是竞争组或信标组，以及可以被认为是NAN网络的本地表示。NAN集群包括一组NAN设备，该组NAN设备在具有一个NAN ID的NAN网络中操作，以及关于同步帧传输和发现窗口两者来同步。为了使NAN设备形成NAN集群，它们中的至少一些NAN设备需要在彼此的范围内。至少可以在NAN服务发现帧中携带以及也可以在具有信标帧格式的同步帧中携带NAN IDo每个NAN服务发现和同步帧还可以含有NAN集群标识符(ID)字段，在接收帧的NAN设备中使用该NAN标识符ID字段以确定(作为示例)该帧是否是来自NAN网络和来自NAN集群(在该NAN集群中，该NAN设备正在操作)以及来自什么类型的NAN网络(其传送该帧)。在本发明的一个实施例中，NAN ID是数值，该数值使用NAN网络中使用的NAN服务发现帧中的6个八位字节字段来指示，以在NAN集群内提供服务发现。在本发明的一个实施例中，NAN ID是数值，该数值使用在NAN网络中使用的信标帧中或同步帧中的6个八位字节字段来指示，以提供NAN集群内的基本同步。在本发明的一个实施例中，没有将在信标帧中携带的NAN集群标识符，但是尤其是从同步帧(信标)调度的视角使用不同的调度来区分NAN小区。
[0184]NAN发现引擎利用W1-Fi MAC的变型，该变型具有以下特征:该特征已经被特定地开发以允许在范围内的设备之间直接低功率发现。这种具有NAN支持的MAC除了帧传送和接收服务之外还提供同步。同步的目的是使得在范围内的所有NAN设备能够在相同频道上同时服务发现交换。该同步依赖于涉及所有NAN设备的信标帧传输。周期性地传送信标帧，以及它们还用作针对寻找NAN网络实例(NAN集群是NAN网络实例)的NAN设备的NAN网络实例标识符。寻找NAN网络实例的NAN设备使用通过监听来自NAN设备的信标帧的传统的W1-Fi被动扫描。典型的NAN设备在10-20秒中执行一次被动扫描，以及每个扫描每次持续200-300ms。一旦NAN设备发现一个或多个NAN网络实例，则它选择在实例中它同步以及开始操作的该实例。
[0185]NAN操作的基本原理
[0186]?在激活设备中的NAN功能后，该设备首先借助于被动发现来寻找NAN网络。当在NAN发现引擎中没有服务活动时，由设备中的应用请求激活订阅或发布服务来激活NAN功能。
[0187]a)缺省地，有在NAN规范中确定的至少一个NAN ID,以及NAN设备寻找此类网络和它的集群。
[0188]籲加入NAN网络/NAN集群:如果设备找到该设备可以加入的至少一个NAN集群，则该设备选择集群并加入该集群。如果设备没有找到该设备可以加入的NAN集群，则该设备建立它自己的NAN集群。在被动模式中，应用也可能已经请求激活发布服务。在此类情况下，该设备永远不会建立NAN集群，但是它仅操作在由其它设备已经建立的NAN集群中。
[0189]a)当符合以下标准时，NAN设备可以加入NAN集群:
[0190]1.该设备接收来自集群的具有超过预定阈值RSSI_C(例如，-50dBm)的信号水平的至少一个同步帧。
[0191]?在加入NAN集群时，NAN设备使它自己与该集群的同步帧传输和发现窗口调度两者同步。
[0192]a)另外，该设备负责运行主设备选举算法以确定它是否是负责传输同步帧的主设备。
[0193]?一旦在NAN集群中，则NAN设备可以继续在该NAN集群中操作，只要符合以下标准中的一个:
[0194]a)该设备接收来自该集群的具有超过预定阈值RSSI_C(例如，-50dBm)的信号水平的至少一个同步帧。
[0195]b)该设备作为传输同步帧的主设备进行操作。
[0196]?当在NAN集群中操作时，NAN设备负责维护该集群的基础时钟(根据需要通过传送同步帧)以及该集群的发现窗口调度。
[0197]籲另外，NAN设备有时负责进行被动发现以算出在该设备应当考虑加入的范围内是否有其它的NAN集群。
[0198]a)当NAN设备检测到不同于该设备操作在的NAN集群的NAN集群的同步帧，但是这两个集群属于该设备操作在的NAN网络，以及接收的同步帧具有超过预定阈值RSSI_C(例如，-50dBm)的信号水平时，则该设备进行如下:
[0199]1.如果来自外部集群的同步帧含有指示外部集群优于自己集群的参数值，则该设备将它的操作移动到该外部集群。
[0200]2.否则，该设备在当前的集群中继续操作。
[020