專利名稱：無線電通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線電通信系統(tǒng)，尤其涉及一種具有多個(gè)無線電鏈路的多跳(multi-hop)無線電通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在諸如無線電LAN(局域網(wǎng))系統(tǒng)和/或移動(dòng)通信系統(tǒng)的無線電分組通信系統(tǒng)中，已經(jīng)知道CSMA/CA(帶防碰撞的載波檢測(cè)多址)為一種分布式控制接入系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，在發(fā)送數(shù)據(jù)分組之前，測(cè)試長達(dá)一個(gè)預(yù)定持續(xù)時(shí)間一個(gè)信號(hào)預(yù)定發(fā)送的信道是可用還是忙，因此，分組碰撞的可能性將降低。在AMSI/IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線LAN媒體接入控制(MAC)以及物理層(PHY)規(guī)范中描述了這個(gè)系統(tǒng)，而且將用作IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的MAC協(xié)議。
然而，當(dāng)使用分布式控制接入系統(tǒng)的所述CSMA/CA系統(tǒng)用于多跳無線電通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)，在每個(gè)鏈路將出現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)，由于在競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)下重傳是不可避免的，因此終端之間的延遲時(shí)間有很大差異。此外，當(dāng)鏈路被占用時(shí)，該傳輸必須等待直到該鏈路變得可用，因此增大了延遲時(shí)間，由此降低了流量性能。
另一方面，作為集中式控制接入系統(tǒng)的輪詢接入系統(tǒng)，和/或基于時(shí)分使用分布式控制接入系統(tǒng)和集中式控制接入系統(tǒng)的輪詢/CSMA系統(tǒng)，在這些系統(tǒng)中主電臺(tái)控制從電臺(tái)的發(fā)射，因此避免了分組沖突，而且時(shí)延和/或時(shí)延差異得以降低，因此，改善了流量性能和值QoS(服務(wù)質(zhì)量)。
然而，在多跳無線電網(wǎng)絡(luò)情況下，單個(gè)主電臺(tái)無法控制所有的無線電臺(tái)。因此，現(xiàn)有技術(shù)的輪詢系統(tǒng)，和/或現(xiàn)有技術(shù)的輪詢/CSMA系統(tǒng)無法用于多跳無線電網(wǎng)絡(luò)中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的因此為通過提供一種新的改進(jìn)的無線電通信系統(tǒng)克服現(xiàn)有技術(shù)無線電通信系統(tǒng)的缺點(diǎn)和限制。
本發(fā)明的另一目的是為多跳無線電通信網(wǎng)絡(luò)中的分組通信提供一種具有小時(shí)延、小時(shí)延差異、高流量性能以及高服務(wù)質(zhì)量(QoS)的無線電通信系統(tǒng)。
上述和其他目的是通過下述的無線電通信系統(tǒng)獲得的，該無線電通信系統(tǒng)包括多個(gè)無線電臺(tái)；每個(gè)無線電臺(tái)有至少一個(gè)用于分組無線電通信的無線電信道；每個(gè)無線電臺(tái)直接或通過至少一個(gè)其他無線電臺(tái)與另一無線電臺(tái)通信；每個(gè)無線電臺(tái)在用于每個(gè)無線電信道的一個(gè)集中式控制接入階段或一個(gè)分布式控制接入階段與相鄰無線電臺(tái)通信；在集中式控制接入階段，對(duì)每個(gè)信道，每個(gè)無線電臺(tái)自適應(yīng)地用作主電臺(tái)，控制發(fā)射權(quán)并根據(jù)該無線電臺(tái)自身的控制發(fā)射信號(hào)，或用作從電臺(tái)，在主電臺(tái)的控制下發(fā)射信號(hào)；以及基于時(shí)間為每個(gè)無線電臺(tái)和每個(gè)無線電信道切換所述集中式控制接入階段和所述分布式控制接入階段。
當(dāng)無線電臺(tái)A1通過無線電臺(tái)A2，A3...Ak，Ak+1...An-1(k為整數(shù)，且2＜k≤n-1)發(fā)送一個(gè)信號(hào)到另一無線電臺(tái)An時(shí)，優(yōu)選地，無線電臺(tái)Ak通過具有主從關(guān)系的電臺(tái)Ak和Ak+1之間的一個(gè)無線電信道，或通過受一個(gè)共同主電臺(tái)控制的從電臺(tái)Ak和Ak+1之間的一個(gè)無線電信道，與無線電臺(tái)Ak+1通信。
優(yōu)選地，當(dāng)無線電臺(tái)在無線電信道中用作主電臺(tái)時(shí)，所述無線電臺(tái)發(fā)送一個(gè)信標(biāo)分組，該分組包括所述主電臺(tái)的地址，屬于所述主電臺(tái)的所有從電臺(tái)的地址，以及直至每個(gè)從電臺(tái)響應(yīng)所述信標(biāo)分組應(yīng)發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求分組給所述主電臺(tái)的時(shí)間，用于指示集中式控制接入階段的開始，而且每個(gè)從電臺(tái)一接收到所述信標(biāo)分組，就在所述信標(biāo)分組指示的時(shí)間發(fā)送所述請(qǐng)求分組到所述主電臺(tái)。
優(yōu)選地，當(dāng)在主從關(guān)系下工作的一對(duì)無線電臺(tái)完成集中式控制接入階段并切換到分布式控制接入階段時(shí)，所述主電臺(tái)發(fā)送一個(gè)連接自由結(jié)束分組，指示集中式控制接入階段的結(jié)束。所述連接自由結(jié)束分組包括所述集中式控制接入階段的結(jié)束時(shí)間，直至發(fā)送下一信標(biāo)分組的時(shí)間，以及指示一個(gè)接收所述連接自由結(jié)束分組的從電臺(tái)是否應(yīng)中繼所述連接自由結(jié)束分組到另一從電臺(tái)，而且接收所述連接自由結(jié)束分組的從電臺(tái)在由該主電臺(tái)發(fā)送的所述連接自由結(jié)束分組指示的時(shí)間發(fā)送其他連接自由結(jié)束分組到所述主電臺(tái)，這樣集中式控制接入階段切換到分布式控制接入階段。
優(yōu)選地，每個(gè)無線電臺(tái)為每個(gè)信道執(zhí)行載波檢測(cè)一段預(yù)定時(shí)間；當(dāng)所述無線電臺(tái)從一個(gè)特定無線電信道上的一個(gè)主電臺(tái)接收一個(gè)信標(biāo)分組時(shí)，所述無線電臺(tái)用作屬于所述無線電信道上所述主電臺(tái)的一個(gè)從電臺(tái)；當(dāng)所述無線電臺(tái)不從主電臺(tái)接收一個(gè)信標(biāo)分組，但從一個(gè)特定無線電信道上的從電臺(tái)接收一個(gè)請(qǐng)求分組時(shí)，所述無線電臺(tái)用作寂靜(silent)電臺(tái)，在所述主電臺(tái)在所述無線電信道工作于集中式控制接入階段期間，該寂靜電臺(tái)被禁止發(fā)送信號(hào)，而之后，當(dāng)所述無線電臺(tái)從一個(gè)主電臺(tái)或一個(gè)從電臺(tái)接收到一個(gè)連接自由結(jié)束分組時(shí)，所述無線電臺(tái)工作于分布式控制接入階段直至在所述連接自由結(jié)束分組中指示的下一信標(biāo)分組的時(shí)間；而當(dāng)所述無線電臺(tái)從主電臺(tái)沒有接收到信標(biāo)分組也沒有請(qǐng)求分組時(shí)，所述無線電臺(tái)在集中式控制接入階段在所述信道用作主電臺(tái)。
優(yōu)選地，當(dāng)?shù)谝粺o線電臺(tái)從主電臺(tái)沒有接收到信標(biāo)分組也沒有請(qǐng)求分組時(shí)；所述無線電臺(tái)選擇在另一特定無線電信道連接所述無線電臺(tái)的第二無線電臺(tái)；所述第一無線電臺(tái)在所述特定無線電信道用作主電臺(tái)，而所述第二無線電臺(tái)用作屬于所述主電臺(tái)的從電臺(tái)，或所述第二無線電臺(tái)用作主電臺(tái)，而所述第一無線電臺(tái)用作屬于所述主電臺(tái)的從電臺(tái)。
另外，本發(fā)明在包括多個(gè)無線電臺(tái)的無線電網(wǎng)絡(luò)中提供一種無線電臺(tái)裝置，包括每個(gè)無線電臺(tái)裝置有至少一個(gè)用于無線電通信的無線電信道；每個(gè)無線電臺(tái)裝置能用作在集中式控制接入階段具有發(fā)射控制權(quán)的主電臺(tái)，或由主電臺(tái)控制的從電臺(tái)，或寂靜電臺(tái)以及分布式控制接入階段。


通過下面的描述和附圖，將理解并更好地了解本發(fā)明的前述和其他目的、特征以及附帶優(yōu)點(diǎn)，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明用于分組通信的信道配置；
圖2A為分組過程順序(程序)的第一個(gè)實(shí)施例；圖2B示出了圖2A所涉及的無線電臺(tái)配置；圖3A為分組過程順序的第二個(gè)實(shí)施例；圖3B示出了圖3A所涉及的無線電臺(tái)配置；圖4A為分組過程順序的第三個(gè)實(shí)施例；圖4B示出了圖4A所涉及的無線電臺(tái)配置；圖5A為分組過程順序的第四個(gè)實(shí)施例；圖5B示出了圖5A所涉及的無線電臺(tái)定位；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的無線電信道配置；以及圖7示出了向網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)一個(gè)新無線電臺(tái)時(shí)的操作流程。
具體實(shí)現(xiàn)方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的分組傳輸系統(tǒng)的信道配置。一種用于在具有多個(gè)無線電臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)中確定無線電臺(tái)之間路徑的方法稱為AODV系統(tǒng)(專門按需距離向量Adhoc On-demand Distance Vector)。
在圖1中，四個(gè)信道(a)到(d)用于從始發(fā)的第一無線電臺(tái)1通過無線電臺(tái)2，3...6發(fā)送分組到目的地電臺(tái)7。每個(gè)無線電臺(tái)在集中式控制接入系統(tǒng)中處于主電臺(tái)、從電臺(tái)以及寂靜電臺(tái)中的一種操作模式。如圖1所示，當(dāng)在電臺(tái)1和電臺(tái)2之間進(jìn)行通信時(shí)，具有主/從關(guān)系的電臺(tái)1和2之間的信道(c)或(d)在集中式控制接入系統(tǒng)下使用。在信道(c)，無線電臺(tái)1為從電臺(tái)而無線電臺(tái)2為主電臺(tái)，而在信道(d)，無線電臺(tái)1為主電臺(tái)而無線電臺(tái)2為從電臺(tái)。類似地，當(dāng)在電臺(tái)2和電臺(tái)3之間進(jìn)行通信時(shí)，具有主/從關(guān)系的電臺(tái)2和3之間的信道(b)或信道(c)在集中式控制接入系統(tǒng)下使用。類似地，通過利用主電臺(tái)和從電臺(tái)之間的信道進(jìn)行通信直至目的地電臺(tái)7。最后，在集中式控制接入系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)始發(fā)電臺(tái)1和目的地電臺(tái)7之間的通信，而且在電臺(tái)1和7之間能得到極佳的QoS值。
上述實(shí)施例有一個(gè)假設(shè)，即，在所有鏈路使用集中式控制接入系統(tǒng)。當(dāng)然，某些鏈路可以使用不具有主/從關(guān)系的分布式控制接入系統(tǒng)。
圖2A和圖2B示出了集中式控制接入系統(tǒng)的一個(gè)例子，其中假設(shè)主電臺(tái)21擁有服務(wù)區(qū)61，包括從電臺(tái)22、23和24。
在圖2A中，無線電臺(tái)21發(fā)送一個(gè)信標(biāo)分組101到屬于該主電臺(tái)21的從電臺(tái)22、23和24，指示集中式控制接入階段的開始。信標(biāo)分組101包括從電臺(tái)22、23和24的地址，以及從電臺(tái)應(yīng)發(fā)送請(qǐng)求分組的時(shí)間。
電臺(tái)22一接收到來自電臺(tái)21的信標(biāo)分組101就發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求分組201到電臺(tái)21。接著，電臺(tái)23發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求分組202到電臺(tái)21，然后電臺(tái)24發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求分組203到電臺(tái)21。
當(dāng)從所有電臺(tái)接收所有請(qǐng)求分組的時(shí)間已過去時(shí)，無線電臺(tái)21發(fā)送一個(gè)輪詢分組301到無線電臺(tái)22。輪詢分組301對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員是熟知的，它包括至少主電臺(tái)的地址和從電臺(tái)的地址。無線電臺(tái)22響應(yīng)該輪詢分組301，發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)分組401到無線電臺(tái)21，接著無線電臺(tái)21發(fā)送一個(gè)(ACK+POLL)分組501到電臺(tái)23，這個(gè)分組是對(duì)數(shù)據(jù)分組401的確認(rèn)分組與一個(gè)輪詢分組的組合分組。無線電臺(tái)23響應(yīng)該分組501，發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)分組402到無線電臺(tái)21。
當(dāng)主電臺(tái)21發(fā)送一個(gè)輪詢分組到所有從電臺(tái)時(shí)，主電臺(tái)21發(fā)送一個(gè)連接自由結(jié)束分組601到電臺(tái)22、23和24，該分組指示集中式控制接入階段的結(jié)束以及對(duì)數(shù)據(jù)分組403的確認(rèn)。該連接自由結(jié)束分組601包括集中式控制接入階段完成的時(shí)間，電臺(tái)21發(fā)送下一信標(biāo)分組的時(shí)間，以及指示一個(gè)從電臺(tái)是否應(yīng)中繼一個(gè)連接自由結(jié)束分組到其他從電臺(tái)。因此，從電臺(tái)能執(zhí)行與分布式控制接入階段的通信直到所述時(shí)間(主電臺(tái)發(fā)送下一信標(biāo)分組的時(shí)間)過去。
在上面的實(shí)施例中，主電臺(tái)在啟動(dòng)輪詢操作之前接收到一個(gè)從電臺(tái)的請(qǐng)求分組。因此，主電臺(tái)能考慮請(qǐng)求分組的信息執(zhí)行輪詢操作。此外，有可能中繼一個(gè)連接自由結(jié)束分組到一個(gè)電臺(tái)21的無線電波無法到達(dá)的服務(wù)區(qū)61外的無線電臺(tái)。
現(xiàn)在，根據(jù)圖3A和3B描述中繼一個(gè)連接自由結(jié)束分組到主電臺(tái)的服務(wù)區(qū)外。在圖3B中，無線電臺(tái)31為擁有服務(wù)區(qū)71的主電臺(tái)。從電臺(tái)32、33和34位于服務(wù)區(qū)71內(nèi)。
假設(shè)主電臺(tái)31處于集中式控制接入階段，而且利用電臺(tái)31作為主電臺(tái)的信道與位于主電臺(tái)31的服務(wù)區(qū)71內(nèi)的電臺(tái)32、33和34通信。在圖3B的集中式控制接入操作本身(111、311、411、511、412、512和413)與圖2A的相同。無線電臺(tái)31一旦完成對(duì)電臺(tái)32、33和34的集中式控制接入階段，就發(fā)送一個(gè)連接自由結(jié)束分組611到電臺(tái)32、33和34。
該連接自由結(jié)束分組611包括電臺(tái)31、32、33和34的地址，以及指示中繼一個(gè)連接自由結(jié)束分組到其他從電臺(tái)。無線電臺(tái)32一接收到來自無線電臺(tái)31的連接自由結(jié)束分組611，就發(fā)送一個(gè)連接自由結(jié)束分組612到可能接收由無線電臺(tái)32發(fā)送的信號(hào)的區(qū)域72。類似地，無線電臺(tái)33和34分別發(fā)送連接自由結(jié)束分組613和614到服務(wù)區(qū)73和74。因此，有可能中繼一個(gè)連接結(jié)束分組到無線電臺(tái)31的服務(wù)區(qū)71外的一個(gè)無線電臺(tái)。
由此中繼的連接結(jié)束分組612、613和614可再次被主電臺(tái)31自身接收。
位于服務(wù)區(qū)72、73或74但在服務(wù)區(qū)71外的無線電臺(tái)無法接收主電臺(tái)31的信號(hào)，但能接收從電臺(tái)32、33或34的信號(hào)。所述電臺(tái)用作寂靜電臺(tái)，其在主電臺(tái)31的集中式控制接入階段期間不能發(fā)射信號(hào)。當(dāng)主電臺(tái)31的集中式控制接入階段結(jié)束后，而且所述電臺(tái)接收到一個(gè)來自從電臺(tái)32、33或34的連接自由結(jié)束分組時(shí)，所述電臺(tái)在分布式控制接入階段能與所述從電臺(tái)32、33或34通信。
圖4A和圖4B示出了當(dāng)兩個(gè)從電臺(tái)42和43位于主電臺(tái)41的服務(wù)區(qū)83時(shí)，注冊(cè)一個(gè)新無線電臺(tái)44作為位于主電臺(tái)41的服務(wù)區(qū)83內(nèi)的從電臺(tái)的操作。
假設(shè)無線電臺(tái)41在一個(gè)特定信道處于集中式控制接入階段，用作從電臺(tái)42和43的主電臺(tái)。假設(shè)位于無線電臺(tái)41的服務(wù)區(qū)81的另一無線電臺(tái)44開機(jī)，這樣，新電臺(tái)44在無線電臺(tái)41用作主電臺(tái)的信道中開始通信。
主電臺(tái)41對(duì)從電臺(tái)42和43的集中式控制接入操作(121、221、222、321、421、521、422和621)與圖2A和圖3A的操作相同。
新電臺(tái)44執(zhí)行載波檢測(cè)一段預(yù)定時(shí)間。當(dāng)其接收到來自無線電臺(tái)41的信標(biāo)分組121時(shí)，發(fā)送給主電臺(tái)41一個(gè)注冊(cè)請(qǐng)求分組721，這個(gè)分組包括其自身電臺(tái)44的地址，有中繼電臺(tái)時(shí)中繼電臺(tái)的地址以及主電臺(tái)的地址。新電臺(tái)44可在信標(biāo)分組121后的任何時(shí)間，或主電臺(tái)41指定的時(shí)間發(fā)送該注冊(cè)請(qǐng)求分組721。主電臺(tái)41一接收到來自新電臺(tái)44的注冊(cè)請(qǐng)求分組721，在可能注冊(cè)新電臺(tái)44作為其從電臺(tái)的條件下，發(fā)送一個(gè)注冊(cè)確認(rèn)分組821到該新電臺(tái)44。注冊(cè)確認(rèn)分組821包括新電臺(tái)的地址，有中繼電臺(tái)時(shí)中繼電臺(tái)的地址以及主電臺(tái)的地址。當(dāng)無線電臺(tái)44從無線電臺(tái)41接收到注冊(cè)確認(rèn)分組821時(shí)，其用作無線電臺(tái)41的從電臺(tái)。因此，一個(gè)能接收主電臺(tái)信號(hào)的新電臺(tái)被注冊(cè)成為該主電臺(tái)的從電臺(tái)。
圖5A和圖5B示出了當(dāng)在主電臺(tái)51的服務(wù)區(qū)91內(nèi)有從電臺(tái)52和53時(shí)，注冊(cè)一個(gè)位于主電臺(tái)51的服務(wù)區(qū)91之外的新電臺(tái)54的操作。
假設(shè)新電臺(tái)54位于主電臺(tái)51的服務(wù)區(qū)91外，但在無線電臺(tái)53的服務(wù)區(qū)93內(nèi)，而且新電臺(tái)54在電臺(tái)51用作主電臺(tái)的信道中開機(jī)，這樣，新電臺(tái)54開始通信。
主電臺(tái)51對(duì)從電臺(tái)52和53的集中式控制接入操作與圖2A、圖3A和圖4A所示的操作相同。新電臺(tái)54執(zhí)行載波檢測(cè)一個(gè)預(yù)定周期。當(dāng)新電臺(tái)54沒有接收到來自主電臺(tái)51的信標(biāo)分組131，但接收到來自從電臺(tái)53的請(qǐng)求分組232時(shí)，其在接收到所述請(qǐng)求分組232后的任何時(shí)間發(fā)送一個(gè)注冊(cè)請(qǐng)求分組731到從電臺(tái)53。無線電臺(tái)53一接收到來自新電臺(tái)54的注冊(cè)請(qǐng)求分組731，就在可能發(fā)送的條件下發(fā)送一個(gè)注冊(cè)確認(rèn)分組831到新電臺(tái)54。
既然這樣，新電臺(tái)54就注冊(cè)成為一個(gè)不允許發(fā)射信號(hào)的寂靜電臺(tái)。接著，當(dāng)無線電臺(tái)53接收到來自主電臺(tái)51的連接自由結(jié)束分組632時(shí)，其中繼該連接自由結(jié)束分組到新電臺(tái)54。連接自由結(jié)束分組633包括主電臺(tái)51發(fā)送下一信標(biāo)分組的時(shí)間。新電臺(tái)54一接收到來自無線電臺(tái)53的連接自由結(jié)束分組633，就能工作于分布式控制接入階段直至由該連接自由結(jié)束分組指定的下一信標(biāo)分組。
因此，一個(gè)不能接收來自主電臺(tái)的信號(hào)但能接收來自從電臺(tái)的信號(hào)的新電臺(tái)能注冊(cè)成為寂靜電臺(tái)，其通過一個(gè)來自從電臺(tái)的信號(hào)識(shí)別集中式控制接入階段的結(jié)束。接著，新電臺(tái)能在分布式控制接入階段進(jìn)行通信直至下一個(gè)集中式控制接入階段。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的無線電信道配置。當(dāng)執(zhí)行上述操作時(shí)，如圖6所示為每個(gè)無線電臺(tái)分配一個(gè)無線電信道。當(dāng)如圖6所示為每個(gè)無線電臺(tái)分配一個(gè)無線電信道時(shí)，從始發(fā)電臺(tái)到目的地電臺(tái)的通信可能通過集中式控制接入階段，或分布式控制接入階段的時(shí)分控制以及如圖1所示的分布式控制接入階段。因此，能保證信號(hào)質(zhì)量QoS。
圖7示出了當(dāng)一個(gè)不屬于集中式控制接入系統(tǒng)的新電臺(tái)注冊(cè)到該集中式控制接入系統(tǒng)成為主電臺(tái)或從電臺(tái)時(shí)的操作。
當(dāng)一個(gè)新電臺(tái)預(yù)定要注冊(cè)的候選無線電臺(tái)有多個(gè)時(shí)，根據(jù)下面的標(biāo)準(zhǔn)A或標(biāo)準(zhǔn)A中的組合項(xiàng)注冊(cè)該新電臺(tái)到一個(gè)特定的候選電臺(tái)。標(biāo)準(zhǔn)A(A1)新電臺(tái)注冊(cè)到一個(gè)到連接一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)的跳躍更少的無線電臺(tái)。
(A2)新電臺(tái)注冊(cè)到一個(gè)能為該新電臺(tái)提供更多接收能量的無線電臺(tái)。
(A3)新電臺(tái)注冊(cè)到一個(gè)具有較小干擾的無線電臺(tái)。
(A4)新電臺(tái)注冊(cè)到一個(gè)與較少電臺(tái)耦合的無線電臺(tái)。
(A5)新電臺(tái)注冊(cè)到一個(gè)在滿足預(yù)期的C/I(載干比)的條件下能接受更大干擾的無線電臺(tái)。
當(dāng)新電臺(tái)要注冊(cè)的無線電臺(tái)不是主電臺(tái)時(shí)，新電臺(tái)或新電臺(tái)要注冊(cè)的那個(gè)電臺(tái)中，哪個(gè)電臺(tái)是主電臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)下面的標(biāo)準(zhǔn)B確定。標(biāo)準(zhǔn)B(B1)新電臺(tái)注冊(cè)成為一個(gè)主電臺(tái)。
(B2)新電臺(tái)要注冊(cè)的那個(gè)無線電臺(tái)成為主電臺(tái)。
(B3)在移動(dòng)臺(tái)情況下具有更多電池容量的無線電臺(tái)成為主電臺(tái)。
(B4)使用較少信道的電臺(tái)成為主電臺(tái)。
(B5)干擾較少的電臺(tái)成為主電臺(tái)。
在圖7中，想要注冊(cè)到集中式控制接入系統(tǒng)的一個(gè)新電臺(tái)在所有信道執(zhí)行載波檢測(cè)操作一段預(yù)訂時(shí)間(F1)。作為載波檢測(cè)操作的結(jié)果，當(dāng)信標(biāo)分組、請(qǐng)求分組以及連接自由結(jié)束分組的接收電平超過一個(gè)門限電平時(shí)，在信道和連接無線電臺(tái)所對(duì)應(yīng)的表格中做一個(gè)標(biāo)記。這個(gè)表格包括在每個(gè)信道來自每個(gè)無線電臺(tái)的接收功率電平，在所述信道由其他無線電臺(tái)導(dǎo)致的干擾功率電平，以及發(fā)送每個(gè)所述分組的無線電臺(tái)是控制該信道的主電臺(tái)還是從電臺(tái)的信息。因此，能確定主電臺(tái)是否存在于該新電臺(tái)附近(F3)。當(dāng)識(shí)別了多個(gè)主電臺(tái)時(shí)(F5)，根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)A選擇一個(gè)主電臺(tái)(F7)。
接著，通過測(cè)量干擾是否小于允許的門限，確定在所選主電臺(tái)的一個(gè)特定信道一個(gè)新電臺(tái)是否可能用作從電臺(tái)(F9，F(xiàn)15)。如果答案為yes，該新電臺(tái)注冊(cè)成為從電臺(tái)(F11，F(xiàn)17)，而且完成該注冊(cè)操作(F19)。
當(dāng)在F9無法注冊(cè)一個(gè)新電臺(tái)成為從電臺(tái)時(shí)，重復(fù)F9和F11的操作直到搜索完所有從電臺(tái)(F13)。如果發(fā)現(xiàn)一個(gè)能注冊(cè)新電臺(tái)的主電臺(tái)，則該新電臺(tái)注冊(cè)到所述主電臺(tái)成為一個(gè)從電臺(tái)。
當(dāng)新電臺(tái)附近有多個(gè)主電臺(tái)時(shí)，新電臺(tái)希望在每個(gè)相應(yīng)信道注冊(cè)到所有主電臺(tái)，那么在F11注冊(cè)后操作在F19還沒有完成，而是轉(zhuǎn)到F13以便在F19和F11嘗試注冊(cè)到另一主電臺(tái)。
當(dāng)在F1的載波檢測(cè)中沒有檢測(cè)到主電臺(tái)，無法在F15注冊(cè)成為從電臺(tái)，而且在F13嘗試所有主電臺(tái)后還沒有注冊(cè)成為從電臺(tái)的可能，那么，操作前進(jìn)到F21搜索一個(gè)相鄰無線電臺(tái)和一個(gè)相關(guān)信道。這個(gè)搜索是通過檢測(cè)一個(gè)請(qǐng)求分組和/或連接自由結(jié)束分組完成的。當(dāng)在該搜索中檢測(cè)到多個(gè)電臺(tái)時(shí)，根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)A選擇一個(gè)電臺(tái)。
當(dāng)檢測(cè)到一個(gè)帶有相關(guān)信道的相鄰信道時(shí)，通過測(cè)量例如所檢測(cè)信道的干擾利用所檢測(cè)信道確定是否可能進(jìn)行通信(F23)。當(dāng)在F23確定能進(jìn)行通信時(shí)，操作前進(jìn)到F29，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)B確定一個(gè)新電臺(tái)是注冊(cè)成為一個(gè)主電臺(tái)還是一個(gè)從電臺(tái)(F29)。根據(jù)F29的判決，在F17執(zhí)行注冊(cè)。
當(dāng)確定在F23無法進(jìn)行通信時(shí)，確定是否可能利用另一電臺(tái)和/或另一信道通信(F25)。當(dāng)在所有電臺(tái)和所有信道都無法通信時(shí)，注冊(cè)失敗(F27)。
如上所述，在具有多個(gè)無線電臺(tái)的多跳無線電分組通信網(wǎng)絡(luò)中，本發(fā)明使用集中式控制接入階段，或集中式控制接入階段和分布式控制接入階段的時(shí)分操作(在利用多個(gè)信道的多跳無線電分組通信中)。此外，根據(jù)本發(fā)明，在每個(gè)信道或鏈路選擇一個(gè)控制集中式控制接入系統(tǒng)的主電臺(tái)。因此，盡管現(xiàn)有技術(shù)的集中式控制接入系統(tǒng)具有時(shí)延、時(shí)延差異、流量性能和/或QoS變壞的缺點(diǎn)，但在本發(fā)明中降低了時(shí)延和/或時(shí)延差異，改善了流量性能和QoS。
從前面可看出，顯然找到了一種新的和改進(jìn)的無線電通信系統(tǒng)。當(dāng)然應(yīng)理解，在此公開的實(shí)施例僅僅是示意性的，并不要限制本發(fā)明的范圍。因此，應(yīng)參考所附權(quán)利要求書以指示出本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種無線電通信系統(tǒng)，包括多個(gè)無線電臺(tái)；每個(gè)無線電臺(tái)具有至少一個(gè)用于分組無線電通信的無線電信道；每個(gè)無線電臺(tái)直接或通過至少一個(gè)其他無線電臺(tái)與另一無線電臺(tái)通信；每個(gè)無線電臺(tái)在每個(gè)無線電信道的集中式控制接入階段或分布式控制接入階段與相鄰無線電臺(tái)通信；在集中式控制接入階段，對(duì)每個(gè)信道，每個(gè)無線電臺(tái)自適應(yīng)地用作主電臺(tái)，控制發(fā)射權(quán)并根據(jù)自身無線電臺(tái)的控制來發(fā)送信號(hào)，或用作從電臺(tái)，在主電臺(tái)的控制下發(fā)送信號(hào)；以及基于時(shí)間為每個(gè)無線電臺(tái)和每個(gè)無線電信道切換所述集中式控制接入階段和所述分布式控制接入階段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的無線電通信系統(tǒng)，其中當(dāng)無線電臺(tái)A1通過無線電臺(tái)A2，A3...Ak，Ak+1...An-1(k為整數(shù)，2＜k≤n-1)發(fā)送一個(gè)信號(hào)到另一無線電臺(tái)An時(shí)，無線電臺(tái)Ak通過具有主從關(guān)系的電臺(tái)Ak和Ak+1之間的一個(gè)無線電信道，或通過受一個(gè)共同主電臺(tái)控制的從電臺(tái)Ak和Ak+1之間的一個(gè)無線電信道與無線電臺(tái)Ak+1通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的無線電通信系統(tǒng)，其中當(dāng)無線電臺(tái)在一個(gè)無線電信道用作主電臺(tái)時(shí)，所述無線電臺(tái)發(fā)送一個(gè)信標(biāo)分組，該分組包括所述主電臺(tái)的地址，屬于所述主電臺(tái)的所述從電臺(tái)的地址，以及直至每個(gè)從電臺(tái)為響應(yīng)所述信標(biāo)分組應(yīng)發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求分組給所述從電臺(tái)的時(shí)間，用于指示集中式控制接入階段的開始，而且每個(gè)從電臺(tái)一接收到所述信標(biāo)分組，就在所述信標(biāo)分組指示的時(shí)間發(fā)送所述請(qǐng)求分組到所述主電臺(tái)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的無線電通信系統(tǒng)，其中在主從關(guān)系下工作的一對(duì)無線電臺(tái)完成集中式控制接入階段并切換到分布式控制接入階段時(shí)，所述主電臺(tái)發(fā)送一個(gè)連接自由結(jié)束分組，指示集中式控制接入階段的結(jié)束，所述連接自由結(jié)束分組包括所述集中式控制接入階段的結(jié)束時(shí)間，直至發(fā)送下一信標(biāo)分組的時(shí)間，以及指示一個(gè)接收所述連接自由結(jié)束分組的從電臺(tái)是否應(yīng)中繼所述連接自由結(jié)束分組到另一從電臺(tái)，而且接收所述連接自由結(jié)束分組的從電臺(tái)在由該主電臺(tái)發(fā)送的所述連接自由結(jié)束分組中指示的時(shí)刻，發(fā)送另一連接自由結(jié)束分組到所述主電臺(tái)，以便集中式控制接入階段切換到分布式控制接入階段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的無線電通信系統(tǒng)，其中每個(gè)無線電臺(tái)為每個(gè)信道執(zhí)行載波檢測(cè)一段預(yù)定時(shí)間，當(dāng)所述無線電臺(tái)在一個(gè)特定無線電信道接收到來自主電臺(tái)的一個(gè)信標(biāo)分組時(shí)，所述無線電臺(tái)在所述無線電信道用作屬于所述主電臺(tái)的從電臺(tái)；當(dāng)所述無線電臺(tái)沒有接收到來自主電臺(tái)的信標(biāo)分組，但接收到來自一個(gè)特定無線電信道上的一個(gè)從電臺(tái)的請(qǐng)求分組時(shí)，所述無線電臺(tái)用作寂靜電臺(tái)，在所述主電臺(tái)在所述無線電信道工作于集中式控制接入階段期間，該寂靜電臺(tái)被禁止發(fā)送信號(hào)，而之后，當(dāng)所述無線電臺(tái)從一個(gè)主電臺(tái)或一個(gè)從電臺(tái)接收到一個(gè)連接自由結(jié)束分組時(shí)，所述無線電臺(tái)工作于分布式控制接入階段，直至在所述連接自由結(jié)束分組中指示的下一信標(biāo)分組的時(shí)刻；而當(dāng)所述無線電臺(tái)沒有接收到來自主電臺(tái)的信標(biāo)分組也沒有請(qǐng)求分組時(shí)，所述無線電臺(tái)在集中式控制接入階段，在所述信道中用作主電臺(tái)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的無線電通信系統(tǒng)，其中當(dāng)?shù)谝粺o線電臺(tái)沒有從主電臺(tái)接收到信標(biāo)分組也沒有請(qǐng)求分組時(shí)，所述無線電臺(tái)選擇在另一特定無線電信道連接所述無線電臺(tái)的第二無線電臺(tái)，所述第一無線電臺(tái)在所述特定無線電信道用作主電臺(tái)，而所述第二無線電臺(tái)用作屬于所述主電臺(tái)的從電臺(tái)，或所述第二無線電臺(tái)用作主電臺(tái)，而所述第一無線電臺(tái)用作屬于所述主電臺(tái)的從電臺(tái)。
7.一種在包括多個(gè)無線電臺(tái)的無線電網(wǎng)絡(luò)中的無線電臺(tái)裝置，包括每個(gè)無線電臺(tái)裝置具有至少一個(gè)用于無線電通信的無線電信道；每個(gè)無線電臺(tái)裝置能用作在集中式控制接入階段具有發(fā)射控制權(quán)的主電臺(tái)，或由主電臺(tái)控制的從電臺(tái)，或寂靜電臺(tái)，以及分布式控制接入階段。
8.一種用于在多個(gè)無線電臺(tái)進(jìn)行無線電通信的方法，每個(gè)無線電臺(tái)具有至少一個(gè)用于分組無線電通信的無線電信道，每個(gè)無線電臺(tái)直接或通過至少一個(gè)其他無線電臺(tái)與另一無線電臺(tái)通信，每個(gè)無線電臺(tái)在每個(gè)無線電信道的集中式控制接入階段或分布式控制接入階段與相鄰無線電臺(tái)通信，在集中式控制接入階段的情況下，對(duì)每個(gè)信道，每個(gè)無線電臺(tái)自適應(yīng)地用作主電臺(tái)，控制發(fā)射權(quán)并根據(jù)無線電臺(tái)自身的控制發(fā)送信號(hào)，或用作從電臺(tái)，在主電臺(tái)的控制下發(fā)送信號(hào)，以及基于時(shí)間為每個(gè)無線電臺(tái)和每個(gè)無線電信道切換所述集中式控制接入階段和所述分布式控制接入階段。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的無線電通信方法，其中當(dāng)無線電臺(tái)A1通過無線電臺(tái)A2，A3...Ak，Ak+1...An-1(k為整數(shù)且2＜k≤n-1)發(fā)送一個(gè)信號(hào)到另一無線電臺(tái)An時(shí)，無線電臺(tái)Ak通過具有主從關(guān)系的電臺(tái)Ak和Ak+1之間的一個(gè)無線電信道，或通過受一個(gè)共同主電臺(tái)控制的從電臺(tái)Ak和Ak+1之間的一個(gè)無線電信道與無線電臺(tái)Ak+1通信。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的無線電通信方法，其中當(dāng)無線電臺(tái)在一個(gè)無線電信道用作主電臺(tái)時(shí)，所述無線電臺(tái)發(fā)送一個(gè)信標(biāo)分組，該分組包括所述主電臺(tái)的地址，屬于所述主電臺(tái)和所有從電臺(tái)的地址，以及直至每個(gè)從電臺(tái)為響應(yīng)所述信標(biāo)分組而應(yīng)發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求分組給所述從電臺(tái)的時(shí)間，用于指示集中式控制接入階段的開始，而且每個(gè)從電臺(tái)一接收到所述信標(biāo)分組，就在所述信標(biāo)分組指定的時(shí)刻發(fā)送所述請(qǐng)求分組到所述主電臺(tái)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的無線電通信方法，其中當(dāng)在主從關(guān)系下工作的一對(duì)無線電臺(tái)完成集中式控制接入階段并切換到分布式控制接入階段時(shí)，所述主電臺(tái)發(fā)送一個(gè)連接自由結(jié)束分組指示集中式控制接入階段的結(jié)束，所述連接自由結(jié)束分組包括所述集中式控制接入階段的結(jié)束時(shí)間，直至發(fā)送下一信標(biāo)分組的時(shí)間，以及指示一個(gè)接收所述連接自由結(jié)束分組的從電臺(tái)是否應(yīng)中繼所述連接自由結(jié)束分組到另一從電臺(tái)，而且接收所述連接自由結(jié)束分組的從電臺(tái)在該主電臺(tái)發(fā)送的所述連接自由結(jié)束分組所指示的時(shí)刻，發(fā)送另一連接自由結(jié)束分組到所述主電臺(tái)，以便集中式控制接入階段切換到分布式控制接入階段。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的無線電通信方法，其中每個(gè)無線電臺(tái)為每個(gè)信道執(zhí)行載波檢測(cè)一段預(yù)定時(shí)間，當(dāng)所述無線電臺(tái)從一個(gè)特定無線電信道的主電臺(tái)接收到一個(gè)信標(biāo)分組時(shí)，所述無線電臺(tái)在所述無線電信道用作屬于所述主電臺(tái)的從電臺(tái)，當(dāng)所述無線電臺(tái)沒有接收到來自主電臺(tái)的信標(biāo)分組，但接收到來自一個(gè)特定無線電信道的從電臺(tái)的請(qǐng)求分組時(shí)，所述無線電臺(tái)用作寂靜電臺(tái)，在所述主電臺(tái)在所述無線電信道工作于集中式控制接入階段期間，該寂靜電臺(tái)被禁止發(fā)送信號(hào)，隨后，當(dāng)所述無線電臺(tái)從一個(gè)主電臺(tái)或一個(gè)從電臺(tái)接收到一個(gè)連接自由結(jié)束分組時(shí)，所述無線電臺(tái)工作于分布式控制接入階段，直至在所述連接自由結(jié)束分組中指示的下一信標(biāo)分組的時(shí)刻；而當(dāng)所述無線電臺(tái)沒有從主電臺(tái)接收到信標(biāo)分組也沒有請(qǐng)求分組時(shí)，所述無線電臺(tái)在所述信道在所述集中式控制接入階段用作主電臺(tái)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的無線電通信方法，其中當(dāng)?shù)谝粺o線電臺(tái)沒有從主電臺(tái)接收到信標(biāo)分組也沒有請(qǐng)求分組時(shí)，所述無線電臺(tái)選擇在另一特定無線電信道連接所述無線電臺(tái)的第二無線電臺(tái)，所述第一無線電臺(tái)在所述特定無線電信道用作主電臺(tái)，而所述第二無線電臺(tái)用作屬于所述主電臺(tái)的從電臺(tái)，或所述第二無線電臺(tái)用作主電臺(tái)，而所述第一無線電臺(tái)用作屬于所述主電臺(tái)的從電臺(tái)。
全文摘要
每個(gè)無線電臺(tái)具有多個(gè)信道,而且既可起主電臺(tái)的作用,控制每個(gè)信道中的傳輸;又可起從電臺(tái)的作用,在主電臺(tái)的控制下工作。在主電臺(tái)的情況下,其在自身電臺(tái)的控制下發(fā)送信號(hào),而在從電臺(tái)的情況下,其在主電臺(tái)的控制下發(fā)送信號(hào)。每個(gè)無線電臺(tái)可直接或通過另一無線電臺(tái)與任何其他無線電臺(tái)通信。在每個(gè)信道,以集中式控制接入階段和分布式控制接入階段的時(shí)分實(shí)現(xiàn)通信。在集中式控制接入階段情況下,在每個(gè)信道和每個(gè)鏈路確定一個(gè)主電臺(tái)。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1372389SQ0210523
公開日2002年10月2日 申請(qǐng)日期2002年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月21日
發(fā)明者水野晃平, 工藤榮亮, 須田博人 申請(qǐng)人:日本電信電話株式會(huì)社