專利名稱：用于多競爭接入期的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信，尤其涉及無線網(wǎng)絡(luò)中的隨機(jī)接入方案。
背景技術(shù)：
無線通信網(wǎng)絡(luò)一般與不使用線纜實(shí)現(xiàn)通信裝置之間的相互連接的通信網(wǎng)絡(luò)相關(guān)。 一般利用某種將電磁波(如無線電波)用于載波的遠(yuǎn)程信息傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無線通信網(wǎng)絡(luò)， 并且通常在網(wǎng)絡(luò)的物理層發(fā)生這種實(shí)現(xiàn)。 無線個人區(qū)域網(wǎng)(WPAN)是用于在多個裝置(如計(jì)算機(jī)、移動電話、個人數(shù)字助理、 打印機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、電視機(jī)、多媒體播放器等)之間的通信的無線網(wǎng)絡(luò)。近來已經(jīng)開發(fā)了一 些用于網(wǎng)絡(luò)通信的標(biāo)準(zhǔn)，包括藍(lán)牙和IEEE802. 15。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)方案 特定實(shí)施例提供一種在超幀內(nèi)具有多個競爭接入期的方法和系統(tǒng)。
有益效果 —些優(yōu)點(diǎn)來自將競爭接入期(CAP)劃分為多個子競爭接入期。需要裝置協(xié)調(diào)機(jī)的 很大開銷才能在整個競爭接入期從所有方向接收數(shù)據(jù)包。通過將CAP劃分為子CAP (其中每 個子CAP與裝置協(xié)調(diào)機(jī)的不同方向相對應(yīng))，以較少的硬件實(shí)現(xiàn)相同的功能。類似地，需要 耗費(fèi)計(jì)算機(jī)處理開銷才能在整個CAP期間以多種調(diào)制和編碼方案接收數(shù)據(jù)包。通過將CAP 劃分為子CAP(其中每個子CAP與不同調(diào)制和編碼方案相對應(yīng))，減少處理并節(jié)省功率。
在一些實(shí)施例中，將CAP劃分為子CAP可降低使用隨機(jī)接入方案的期間沖突的概 率。這提高了信道的吞吐量并允許在較短時間內(nèi)進(jìn)行更多數(shù)據(jù)的通信。


圖1是示出使用接入點(diǎn)的無線局域網(wǎng)(WLAN)配置的示例的框圖；
圖2是根據(jù)所述系統(tǒng)和方法的示例無線局域網(wǎng)(WLAN)系統(tǒng)的功能框圖；
圖3A是包括協(xié)調(diào)機(jī)和具有定向和/或全向天線的無線裝置的無線網(wǎng)絡(luò)的一個實(shí) 施例的功能框圖； 圖3B是包括協(xié)調(diào)機(jī)和具有定向和/或全向天線的無線裝置的無線網(wǎng)絡(luò)的另一實(shí) 施例的功能框圖； 圖4A是根據(jù)一個實(shí)施例的包括多個超幀的時間線(timeline);
圖4B是根據(jù)另一實(shí)施例的包括多個超幀的時間線；禾口 圖5是示出根據(jù)一個實(shí)施例動態(tài)地改變用于子競爭接入期的參數(shù)的方法的流程 圖。 最佳方式 本發(fā)明的一方面是一種用于無線通信的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括協(xié)調(diào)機(jī)，被配置為用于在多個超幀期間，對多個無線裝置之間的無線傳輸進(jìn)行調(diào)度，所述超幀的至少一個包括 在其間協(xié)調(diào)機(jī)被配置為用于通過至少一個隨機(jī)接入方案從所述無線裝置接收一個或多個 數(shù)據(jù)包的時間段，所述時間段被劃分為相互不交疊的多個子時間段，其中，協(xié)調(diào)機(jī)被配置為 用于在第一子時間段期間接收具有用于參數(shù)的第一值的至少一個第一數(shù)據(jù)包，并且在第二 子時間段期間接收具有用于參數(shù)的第二值的第二數(shù)據(jù)包，其中，用于所述參數(shù)的第一值和 第二值彼此不同。 本發(fā)明的另一方面是一種用于無線通信的電子裝置，所述裝置包括發(fā)送機(jī)，被配 置為用于在多個超幀的至少一個的競爭接入期期間將數(shù)據(jù)包無線發(fā)送給協(xié)調(diào)機(jī)，所述競爭 接入期包括多個不交疊的子競爭接入期；和接收機(jī)，被配置為用于接收關(guān)于所述多個子競 爭接入期的信息，其中，發(fā)送機(jī)還被配置為用于至少部分地給予接收的信息在多個子競爭 接入期的一個或多個期間發(fā)送數(shù)據(jù)包。 本發(fā)明的另一方面是一種在無線網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行無線通信的方法，所述方法包括在 超幀的第一子競爭接入期期間，接收具有用于參數(shù)的第一值的第一數(shù)據(jù)包，其中，所述超幀 包括競爭接入期，所述競爭接入期包括第一子競爭接入期和至少一個第二子競爭接入期， 所述第一子競爭接入期和至少一個第二子競爭接入期彼此不交疊；和在所述第二子競爭接 入期期間，接收具有用于所述參數(shù)的第二值的第二數(shù)據(jù)包，其中，所述用于參數(shù)的第一值和 第二值不同。 本發(fā)明的另一方面是一種用于執(zhí)行數(shù)據(jù)無線通信的方法，所述方法包括在多個 超幀的至少一個的競爭接入期期間，將數(shù)據(jù)包發(fā)送給協(xié)調(diào)機(jī)，所述競爭接入期包括多個不 交疊的子競爭接入期；和接收關(guān)于所述多個子競爭接入期的信息，其中，至少部分地基于 關(guān)于所述多個子競爭接入期的信息，在所述多個子競爭接入期的一個或多個期間發(fā)送數(shù)據(jù) 包。 實(shí)施方式 本申請要求根據(jù)美國USC第35節(jié)119條(e)于2007年8月20日提交的美國臨 時申請60/965，558和于2007年8月20日提交的美國臨時申請60/965， 559的權(quán)益，該公 開完全包含于此以資參考。 以下詳細(xì)描述本發(fā)明的特定范例實(shí)施例。然而，可以以權(quán)利要求限定和覆蓋的多 種不同方式實(shí)施本發(fā)明。在此描述中，參照附圖，其中，始終使用相同的標(biāo)號表示相同的部 件。 系統(tǒng)概述 現(xiàn)在將描述無線網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)施例的示例性實(shí)施。將在無線局域網(wǎng)(WLAN)范圍內(nèi) 描述所述實(shí)施例。但是，技術(shù)人員將會領(lǐng)會，所述實(shí)施例可適用于其他類型的無線網(wǎng)絡(luò)。圖 1是示出使用接入點(diǎn)101的無線局域網(wǎng)(WLAN)配置100的示例的框圖。示例WLAN配置100 包括一個或多個接入點(diǎn)IOI和一個或多個站103。在示例WLAN中，站103包括無線客戶機(jī)。 接入點(diǎn)101是將無線站103連接到WLAN的裝置。在基于接入點(diǎn)的拓?fù)渲?，接入點(diǎn)101連接 到有線(如以太網(wǎng)或令牌環(huán))或無線的主干線105，并且通過所述有線或無線的主干線來路 由通信流。在WLAN中，接入點(diǎn)IOI使無線站103能夠與WLAN上其他有線或無線的站通信。 在一些實(shí)施例中，接入點(diǎn)101支持IEEE 802. 11協(xié)議。 協(xié)調(diào)機(jī)負(fù)責(zé)通過將無線信道時間劃分為多個時間段并且在這些時間段期間對特定裝置之間的通信進(jìn)行調(diào)度來協(xié)調(diào)其自身與其他裝置之間的數(shù)據(jù)傳遞。協(xié)調(diào)機(jī)可以是例 如，電視機(jī)、機(jī)頂盒、個人電腦、膝上電腦或?qū)Ｓ每刂坪小?無線站103可以是壓縮或未壓縮的視頻或音頻的源。無線站103的示例包括臺式 計(jì)算機(jī)、膝上電腦、機(jī)頂盒、DVD播放器或記錄器、VCR(錄像帶攝像機(jī))、音頻播放器、數(shù)碼相 機(jī)、攝像機(jī)等。在一些實(shí)施例中，所述內(nèi)容可以是受保護(hù)的內(nèi)容。 圖2示出用于顯示示例無線局域網(wǎng)(WLAN)系統(tǒng)200的概括框圖。示例WLAN系統(tǒng) 200包括無線發(fā)送機(jī)202和無線接收機(jī)204。在特定實(shí)施例中，圖2中示出的WLAN系統(tǒng)200 表示IEEE 802. 11棧。發(fā)送機(jī)202包括物理(PHY)層206、媒體訪問控制(MAC)層208、上 層210以及一個或多個天線。類似地，接收機(jī)204包括PHY層214、MAC層216、上層218以 及一個或多個天線。在一些實(shí)施例中，PHY層206、214包括射頻(RF)模塊207和217。 PHY 層206、214通過RF模塊207、217以及一個或多個天線通過無線介質(zhì)201提供發(fā)送機(jī)202 和接收機(jī)204之間的無線通信。MAC層208、216提供尋址和信道接入控制，使得數(shù)個網(wǎng)絡(luò)節(jié) 點(diǎn)在諸如圖1示出的WLAN200的多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)能夠通信。 上層210、218分別表示在MAC層108、216之上的一個或多個層，并且將命令和/或 數(shù)據(jù)消息發(fā)送到所述MAC層。在特定實(shí)施例(例如OSI或TCP/IP模型)中，上層210、218 包括網(wǎng)絡(luò)層。在特定實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)層包括執(zhí)行將數(shù)據(jù)包從源路由到目的地的基本任務(wù)的 IP協(xié)議。在其他實(shí)施例(如五層TCP/IP模型)中，上層210、218還包括傳輸層和應(yīng)用層。 在其他實(shí)施例(如七層OSI模型)中，除了傳輸層和應(yīng)用層，上層210、218還包括會話層和 表示層。 在無線發(fā)送機(jī)202中，上層210將數(shù)據(jù)(如文本、圖形或音頻數(shù)據(jù))和/或命令消 息提供給MAC層208。在特定實(shí)施例中，MAC層208可包括將所述數(shù)據(jù)和/或命令消息打包 成一個或多個數(shù)據(jù)包形式的打包模塊(未顯示)。MAC層208隨后將所述數(shù)據(jù)包傳遞給PHY 層206。發(fā)送機(jī)202的PHY層和MAC層向數(shù)據(jù)包添加PHY和MAC頭。PHY層206通過RF模 塊207在無線信道201上將包括數(shù)據(jù)包的無線信號發(fā)送給接收機(jī)204。
在無線接收機(jī)204中，PHY層214通過RF模塊217接收傳輸?shù)陌〝?shù)據(jù)包的無線 信號。PHY層214、 MAC層216然后處理接收的數(shù)據(jù)包以提取一個或多個數(shù)據(jù)/命令消息。 提取的數(shù)據(jù)/命令消息被傳遞給上層210，在上層210所述消息被進(jìn)一步處理以及/或者被 傳遞給其他模塊或裝置，例如，被顯示(文本或圖形)或播放(音頻)。
使用劃分的競爭接入期的無線網(wǎng)絡(luò) 無線網(wǎng)絡(luò)通常包括在無線信道上彼此通信的多個裝置。在使用隨機(jī)接入信道的特 定傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)中，期望發(fā)送數(shù)據(jù)包的每個裝置在隨機(jī)時間發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)多于一個裝置 同時發(fā)送包時，可能發(fā)生沖突，并且在多數(shù)情況下，兩個信息包都可能丟失。當(dāng)發(fā)生沖突時， 丟失的每個包在另一隨機(jī)時間被發(fā)送裝置重新發(fā)送。 特定傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)使用時分多址方案以避免這種沖突。 一些無線網(wǎng)絡(luò)包括被配置 為用于協(xié)調(diào)無線裝置之間的傳輸?shù)膮f(xié)調(diào)機(jī)。這種無線網(wǎng)絡(luò)可采用劃分為多個超幀的時間 線，其中的每個超幀包括信標(biāo)期和跟在所述信標(biāo)期后的競爭接入期(CAP)。協(xié)調(diào)機(jī)在用于向 無線裝置提供同步信息的信標(biāo)期期間可將信標(biāo)信號發(fā)送給所述無線裝置。所述裝置在競爭 接入期期間可將數(shù)據(jù)包發(fā)送給協(xié)調(diào)機(jī)。 當(dāng)兩個或更多無線裝置試圖在同一競爭接入期期間將包發(fā)送給協(xié)調(diào)機(jī)時，如果所述數(shù)據(jù)包的傳輸彼此交疊，則會發(fā)生沖突。如果發(fā)生這種沖突，則所述裝置需要在同一或者 其后的競爭接入期期間重新發(fā)送所述數(shù)據(jù)包。這種傳輸沖突會降低無線網(wǎng)絡(luò)的總體性能。 因此，需要能夠在競爭接入期期間將傳輸沖突最小化的方案。 在一個實(shí)施例中，無線網(wǎng)絡(luò)包括協(xié)調(diào)機(jī)和多個無線裝置。無線網(wǎng)絡(luò)可使用劃分為 多個超幀的時間線?？蓪⒚總€超幀進(jìn)一步劃分以包括信標(biāo)期、競爭接入期和免競爭期。在信 標(biāo)期期間，協(xié)調(diào)機(jī)可將信標(biāo)發(fā)送給多個裝置，以例如，同步和調(diào)度無線裝置之間的傳輸。在 競爭機(jī)接入期期間，所述裝置使用隨機(jī)接入方案向協(xié)調(diào)機(jī)發(fā)送?？梢詫⒏偁幗尤肫诘拿總€ 進(jìn)一步劃分為多個子競爭接入期。在每個子競爭接入期期間，協(xié)調(diào)機(jī)從具有一個或多個參 數(shù)的無線裝置接收數(shù)據(jù)包。所述參數(shù)可包括但不限于方向、隨機(jī)接入模式以及調(diào)制和編碼 方案。在子競爭接入期之間，所述參數(shù)的至少一個會有所差別。 參照圖3A，以下將描述根據(jù)一個實(shí)施例的包括協(xié)調(diào)機(jī)和無線裝置的無線網(wǎng)絡(luò)。示 例性的網(wǎng)絡(luò)300A包括協(xié)調(diào)機(jī)320、第一裝置330、第二裝置340和第三裝置350。協(xié)調(diào)機(jī) 320與第一裝置330、第二裝置340和第三裝置350可使用多種不同的參數(shù)進(jìn)行通信，所述 參數(shù)包括但不限于不同方向、不同調(diào)制和編碼方案、不同協(xié)議、不同隨機(jī)接入方案和不同頻率帶。 協(xié)調(diào)機(jī)320包括用于無線發(fā)送和接收的扇形天線。所述扇形天線包括多個扇區(qū) 321，其每個表示用于數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的不同方向。協(xié)調(diào)機(jī)320選擇扇區(qū)，并且當(dāng)扇區(qū)被選 擇時，能夠在那個方向上發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。協(xié)調(diào)機(jī)使用扇形天線的扇區(qū)中的每個執(zhí)行定向 傳輸。然而，通過使用多個扇區(qū)321，協(xié)調(diào)機(jī)320在一些情形可模擬全向傳輸。在其他實(shí)施 例中，協(xié)調(diào)機(jī)320可具有全向天線。 裝置330、340和350的每個可具有定向和/或全向傳輸功能。在一個實(shí)施例中， 所述裝置可使用具有約57GHz到約64GHz頻率以及最多10m范圍的信道執(zhí)行定向傳輸。
第一裝置330可利用全向發(fā)送和接收。第二裝置340可利用較協(xié)調(diào)機(jī)320具有更 多或更少扇區(qū)的扇形天線。此外，第三裝置350可利用與協(xié)調(diào)機(jī)320具有相同數(shù)量扇區(qū)的 扇形天線。第一裝置330、第二裝置340和第三裝置350的每個可以是電視機(jī)、臺式計(jì)算機(jī)、 膝上計(jì)算機(jī)、機(jī)頂盒、DVD播放器或記錄器、VCR、音頻播放器、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、游戲機(jī)或如 鼠標(biāo)、鍵盤、打印機(jī)或掃描儀的計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備。 在定向傳輸中，協(xié)調(diào)機(jī)320或所述一個或多個裝置還可使用波束形成技術(shù)。在一 些實(shí)施例中，協(xié)調(diào)機(jī)或一個或多個裝置可使用不對稱天線系統(tǒng)(AAS)，導(dǎo)致不同的發(fā)送和接 收方向組。 圖3B是包括協(xié)調(diào)機(jī)和無線裝置的無線網(wǎng)絡(luò)的另一實(shí)施例的功能框圖。示例性的 網(wǎng)絡(luò)300B包括協(xié)調(diào)機(jī)360和第一裝置370、第二裝置380、第三裝置390。在該實(shí)施例中， 使用全向天線的第一裝置370和使用定向天線的第三裝置390都位于裝置協(xié)調(diào)機(jī)360的同 一方向361。在該實(shí)施例中，第二裝置380使用定向天線，但是與第一裝置370和第三裝置 390相比，其位于裝置協(xié)調(diào)機(jī)360的不同方向上。 上述結(jié)合圖3A和圖3B描述的網(wǎng)絡(luò)可通過將時間劃分為多個超幀時間段來發(fā)送和 接收信息而運(yùn)行。圖4A是根據(jù)一個實(shí)施例被劃分為多個超幀410的時間的示圖。可將每 個超幀410進(jìn)一步劃分為信標(biāo)期420、競爭接入期(CAP)422和信道時間接入期(CTAP)424。 本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，超幀可具有任何其他適合的時間段。
在信標(biāo)期420期間，協(xié)調(diào)機(jī)(如圖3A示出的協(xié)調(diào)機(jī)320)將信標(biāo)發(fā)送給無線裝置 (如圖3A示出的裝置330、340和350)。信標(biāo)可例如包含關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的信息，如關(guān)于協(xié)調(diào)機(jī)或 超幀劃分的信息。信標(biāo)還可包含用于網(wǎng)絡(luò)中的裝置的預(yù)留時間表信息?？梢匀虻鼗蛘甙?照一個或多個特定方向發(fā)送信標(biāo)。可使用多個調(diào)制和編碼方案中的任一個以及包括正交頻 分復(fù)用(OFDM)和單載波傳輸?shù)娜我鈹?shù)目的物理層傳輸方案來發(fā)送信標(biāo)?？梢詮V播信標(biāo)，從 而任何裝置可接收并解釋所述信標(biāo)，或者所述信標(biāo)可尋址到具體的裝置。在信標(biāo)期420內(nèi) 發(fā)送的信標(biāo)不必要是同樣大小，因此不需要花費(fèi)相等時間來發(fā)送?？蓪⑿艠?biāo)期420劃分為 多個子信標(biāo)期，在每個子信標(biāo)期期間由協(xié)調(diào)機(jī)發(fā)送信標(biāo)。 在圖4A的實(shí)施例中，信標(biāo)可包括公用模式期430和多個定向傳輸期432a_432c。 協(xié)調(diào)機(jī)可例如在公用模式期430期間廣播全向信標(biāo)。該信標(biāo)可包含關(guān)于網(wǎng)絡(luò)或超幀劃分的信息。 協(xié)調(diào)機(jī)還可在第一定向傳輸期432a期間在第一方向上發(fā)送定向信標(biāo)。定向信標(biāo)
可包含關(guān)于超幀劃分的信息，如在競爭接入期422期間在該方向上的裝置何時應(yīng)隨機(jī)地接
入信道，以下將進(jìn)一步進(jìn)行討論?？稍趩蝹€超幀的多個定向傳輸期432a-432c期間在若干
個方向上發(fā)送定向信標(biāo)。在其他實(shí)施例中，在超幀期間，僅在單個方向上發(fā)送一個定向信
標(biāo)，因此在按照每個方向已經(jīng)發(fā)送了定向信標(biāo)之前，需要傳遞過多個超幀。 定向信標(biāo)可包含該裝置的預(yù)留時間表信息。預(yù)留時間表信息可包括關(guān)于在信道時
間接入期(CTAP)424期間協(xié)調(diào)機(jī)和裝置何時可交換數(shù)據(jù)的信息。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理
解，可以修改或省略上述信標(biāo)，并且根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)，可以增加其他類型的信標(biāo)。 在競爭接入期(CAP)422期間，無線裝置通過將關(guān)聯(lián)請求發(fā)送給協(xié)調(diào)機(jī)來向協(xié)調(diào)
機(jī)告示自己。響應(yīng)于所述關(guān)聯(lián)請求，協(xié)調(diào)機(jī)可在隨后的超幀的CTAP 424期間預(yù)留時間以與
所述裝置通信，并且可在信標(biāo)期420期間將指示所述預(yù)留的信息發(fā)送給所述裝置。 無線信道可以是在競爭接入期422期間的隨機(jī)接入信道。在網(wǎng)絡(luò)中可使用若干數(shù)
量的隨機(jī)接入方案的任一個，包括但不限于，時隙Aloha、載波偵聽多址接入(CSMA)、載波
偵聽多址接入/沖突避免(CSMA/CA)或前同步偵聽多址接入(PSMA)。如許多隨機(jī)接入方案
的情形，當(dāng)多個裝置同時發(fā)送數(shù)據(jù)包時會發(fā)生沖突。 在示例性的實(shí)施例中，如圖4B中示出，可將競爭接入期422的至少一個劃分為若 干子CAP。在每個子CAP期間，協(xié)調(diào)機(jī)被配置為用于使用不同的參數(shù)從裝置接收包。在一個 實(shí)施例中，可將CAP 422劃分為若干子CAP 441、442和443，其中，將子CAP分配給彼此不同 的方向上的傳輸。在此文件范圍內(nèi)，方向上的傳輸通常包括在選擇的范圍內(nèi)自發(fā)送位置的 一個或多個傳輸。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，根據(jù)用于傳輸?shù)男诺?，選擇的角范圍可 能相差很大。 協(xié)調(diào)機(jī)在每個子CAP期間偵聽來自不同方向的數(shù)據(jù)包。例如，圖3A的協(xié)調(diào)機(jī)320 可將CAP 422劃分為八個子CAP，每個子CAP與扇形天線的不同扇區(qū)相應(yīng)。然后，在每個相 應(yīng)的子CAP期間，協(xié)調(diào)機(jī)320將天線設(shè)置到該扇區(qū)，并且偵聽數(shù)據(jù)包。因?yàn)樵趫D3A的示例 性網(wǎng)絡(luò)中，每個裝置位于協(xié)調(diào)機(jī)的不同方向，因此上述處理降低了在CAP 422期間發(fā)生沖 突的概率。當(dāng)協(xié)調(diào)機(jī)基于方向?qū)AP 422進(jìn)行劃分時，調(diào)制和編碼方案可以是全部裝置公 用的模式。 如果第一裝置370和第三裝置390使用不同的調(diào)制和編碼方案、不同的隨機(jī)接入方案或不同的物理層傳輸方案，則通過根據(jù)這些參數(shù)將CAP 422劃分為至少兩個子CAP可 避免由兩個裝置發(fā)送的數(shù)據(jù)包之間發(fā)生沖突。例如，可將CAP 422劃分為兩個子CAP，將協(xié) 調(diào)機(jī)配置為用于在第一子CAP期間使用單載波模式接收數(shù)據(jù)包，并且將協(xié)調(diào)機(jī)配置為用于 在第二子CAP期間使用0F匿接收數(shù)據(jù)包。 在另一實(shí)施例中，CAP 422被劃分為兩個子CAP，其中，將協(xié)調(diào)機(jī)配置為用于在第 一子CAP期間使用時隙Aloha隨機(jī)接入方案接收數(shù)據(jù)包，并且將協(xié)調(diào)機(jī)配置為用于在第二 子CAP期間使用CSMA/CA隨機(jī)接入方案從裝置接收數(shù)據(jù)包。在一個實(shí)施例中，因?yàn)镃SMA/CA 是更為有效的隨機(jī)接入方案，所以與CSMA/CA相應(yīng)的子CAP可以比與時隙Aloha相應(yīng)的子 CAP更短。 在一些實(shí)施例中，可將劃分方法結(jié)合，從而將CAP 422劃分為多個子CAP組，每個 組與不同參數(shù)(如MCS或隨機(jī)接入方案)相應(yīng)，并且在每個組內(nèi)的每個子CAP與不同方向 相關(guān)聯(lián)。這樣，可進(jìn)一步降低沖突的概率。 可通過裝置ID或裝置的序列號執(zhí)行CAP 422的劃分。不同的子CAP可用于具有 不同功能(如音頻、視頻和數(shù)據(jù)功能)的裝置?？蔀楹唵蔚难b置和先進(jìn)的裝置分配不同的 子CAP。如子信標(biāo)期一般，子競爭接入期可以是不同的大小。 雖然在超幀410的CAP 422期間通常發(fā)送關(guān)聯(lián)消息，但是在此期間，可以將其他 MAC命令包括在包中，并且發(fā)送所述其他MAC命令。例如，在CAP 422期間，裝置可繞過協(xié)調(diào) 機(jī)地相互發(fā)送數(shù)據(jù)。此外，在CAP 422期間，除關(guān)聯(lián)消息以外，還可將其他數(shù)據(jù)包從所述裝 置發(fā)送給協(xié)調(diào)機(jī)。 如上所述，可將信標(biāo)期420劃分為若干在其間單個信標(biāo)被發(fā)送的子信標(biāo)期。 一些 信標(biāo)可發(fā)送關(guān)于將CAP 422劃分為子CAP的信息。例如，在一個實(shí)施例中，在每個方向上發(fā) 送信標(biāo)，所述信標(biāo)指定方向、起始時間以及與所述方向相應(yīng)的子CAP的持續(xù)時間或結(jié)束時 間。在另一實(shí)施例中，全向地廣播具有關(guān)于CAP劃分的信息的單個信標(biāo)。在其他情況下，可 以設(shè)置關(guān)于CAP劃分的默認(rèn)規(guī)則，使得不需要發(fā)送具有CAP劃分信息的信標(biāo)。
在一些無線網(wǎng)絡(luò)中，特定的CAP劃分可能不適合裝置的特定配置。例如，如果一群 裝置全部位于裝置協(xié)調(diào)機(jī)的單個方向內(nèi)，則將CAP劃分為若干子CAP，使每個與不同的方向 相應(yīng)，將縮短每個裝置可使用以發(fā)送數(shù)據(jù)包的時間。在這里，以及其他情形下，動態(tài)CAP劃 分可能有益。 圖5是示出根據(jù)一個實(shí)施例動態(tài)地劃分競爭接入期的方法的流程圖。在塊510，通 過基于第一參數(shù)組確定CAP劃分，處理500開始。例如，可將CAP劃分為若干子CAP，每個子 CAP與不同的方向相應(yīng)，或者可將CAP劃分為與第一物理層傳輸方案(如單載波傳輸)相應(yīng) 的第一子CAP和與第二物理層傳輸方案(如OFDM)相應(yīng)的第二子CAP?；蛘撸谠搲K進(jìn)行的 CAP劃分可以不將CAP劃分為子CAP。可通過例如產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或先前獲得的關(guān)于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞?信息來部分地確定塊510的CAP劃分。 在塊520，發(fā)送指示確定的CAP劃分的一個或多個信標(biāo)。在將CAP劃分為若干子 CAP、每個子CAP與不同方向相應(yīng)的情況下，可全向地發(fā)送信標(biāo)，或者，可發(fā)送多個信標(biāo)，在 每個方向上發(fā)送一個信標(biāo)。在基于調(diào)制和編碼方案劃分CAP的情況下，可以在公用模式下 發(fā)送信標(biāo)，或者基于多個調(diào)制和編碼方案發(fā)送多個信標(biāo)。在按照默認(rèn)規(guī)則(例如，產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 的默認(rèn)規(guī)則)確定CAP劃分的情況下，可能不需要發(fā)送指示在塊510確定的CAP劃分的信標(biāo)。 在塊530，協(xié)調(diào)機(jī)在CAP接收發(fā)送的數(shù)據(jù)包。在根據(jù)方向劃分CAP的情況下，這可 能涉及在與所述方向相應(yīng)的子CAP的開始將扇形天線設(shè)置到每個方向。在根據(jù)調(diào)制和編碼 方案劃分CAP的情況下，這可能涉及根據(jù)所述調(diào)制和編碼方案對任何接收的消息進(jìn)行后處理。 在塊540，確定所述CAP劃分在降低沖突的概率方面好不好，并且大體上是否允許 數(shù)據(jù)包被正確地接收。如果沖突的數(shù)量大，則可確定當(dāng)前CAP劃分不是好的劃分。
如果CAP劃分被確定為好的劃分，則處理500返回到塊520，在CAP之前發(fā)送指示 CAP劃分的信標(biāo)。在其他實(shí)施例中，處理500返回到塊530。例如，在一些實(shí)施例中，除非 CAP劃分改變，否則不發(fā)送指示所述劃分的信標(biāo)。如果CAP劃分被確定不是好的劃分，則處 理500進(jìn)行到i央550。 在塊550，基于新的參數(shù)組確定新的CAP劃分。所述參數(shù)組可以包括原始的參數(shù) 組，也可以不包括所述原始的參數(shù)組。例如，如果原始的參數(shù)組是協(xié)調(diào)機(jī)方向，則新的參數(shù) 組可以包括協(xié)調(diào)機(jī)方向和若干調(diào)制和編碼方案?；蛘?，新的參數(shù)組可僅包括調(diào)制和編碼方 案的數(shù)量。在確定了新的CAP劃分之后，處理500返回到塊520，發(fā)送指示新的CAP劃分的信標(biāo)。 將競爭接入期劃分為若干子競爭接入期帶來幾個好處。在整個競爭接入期，裝置 協(xié)調(diào)機(jī)需要花費(fèi)很大開銷才能從所有的方向接收數(shù)據(jù)包。通過將CAP劃分為多個子CAP, 每個子CAP與裝置協(xié)調(diào)機(jī)的不同方向相對應(yīng)，可以使用較少的硬件實(shí)現(xiàn)相同的功能。類似 地，在整個CAP期間，需要計(jì)算機(jī)處理開銷才能以多種調(diào)制和編碼方案接收數(shù)據(jù)包。通過將 CAP劃分為多個子CAP，每個子CAP與不同的調(diào)制和編碼方案相對應(yīng)，可以減少處理并且節(jié) 約功耗。 在一些實(shí)施例中，將CAP劃分為多個子CAP可降低在使用隨機(jī)接入方案期間發(fā)生
沖突的概率。這提高了信道的吞吐量，并且允許在較少時間進(jìn)行更多數(shù)據(jù)的通信。 雖然以上描述已指出如應(yīng)用于各實(shí)施例的本發(fā)明的新穎特征，但是本領(lǐng)域技術(shù)人
員將會理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以在示出的裝置或處理的形式和細(xì)節(jié)上
進(jìn)行省略、替代和改變。 因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附權(quán)利要求而不是前面的描述限定。在所述權(quán)利要 求的等同物的意義和范圍內(nèi)的所有變形都落入所述權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
10
權(quán)利要求
一種用于無線通信的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括協(xié)調(diào)機(jī)，被配置為用于在多個超幀期間，對多個無線裝置之間的無線傳輸進(jìn)行調(diào)度，所述超幀的至少一個包括在其間協(xié)調(diào)機(jī)被配置為用于通過至少一個隨機(jī)接入方案從所述無線裝置接收一個或多個數(shù)據(jù)包的時間段，所述時間段被劃分為相互不交疊的多個子時間段，其中，協(xié)調(diào)機(jī)被配置為用于在第一子時間段期間接收具有用于參數(shù)的第一值的至少一個第一數(shù)據(jù)包，并且在第二子時間段期間接收具有用于所述參數(shù)的第二值的第二數(shù)據(jù)包，和其中，用于所述參數(shù)的第一值和第二值彼此不同。
2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述時間段是競爭接入期，并且所述多個子時間段 包括第一子競爭接入期和第二子競爭接入期。
3. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述參數(shù)指示協(xié)調(diào)機(jī)接收數(shù)據(jù)包的方向。
4. 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，協(xié)調(diào)機(jī)包括扇形天線或天線陣列。
5. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述參數(shù)指示調(diào)制和編碼方案。
6. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述參數(shù)的第一值和第二值分別指示第一物理層 傳輸方案和第二物理層傳輸方案。
7. 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，第一物理層傳輸方案包括正交頻分復(fù)用模式，并且 第二物理層傳輸方案包括單載波模式。
8. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述參數(shù)指示隨機(jī)接入方案。
9. 如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述第一隨機(jī)接入方案和第二隨機(jī)接入方案包括 以下方案的至少兩個時隙Aloha、載波偵聽多址接入/沖突避免和前同步偵聽多址接入。
10. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，競爭接入期使用第一劃分被劃分為多個子競爭接 入期，并且其中，所述超幀還包括在其間協(xié)調(diào)機(jī)被配置為用于將一個或多個信標(biāo)幀發(fā)送給 無線裝置的信標(biāo)期，并且其中，所述一個或多個信標(biāo)幀包括指示所述第一劃分的信息。
11. 如權(quán)利要求io所述的系統(tǒng)，其中，協(xié)調(diào)機(jī)還被配置為用于確定在所述第一劃分的子時間段的至少一個期間發(fā)生沖突的概率。
12. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，協(xié)調(diào)機(jī)還被配置為用于發(fā)送指示所述第二劃分 的信息，從而降低沖突的概率。
13. —種用于無線通信的電子裝置，所述裝置包括發(fā)送機(jī)，被配置為用于在多個超幀的至少一個的競爭接入期期間將數(shù)據(jù)包無線發(fā)送給 協(xié)調(diào)機(jī)，所述競爭接入期包括多個不交疊的子競爭接入期；禾口接收機(jī)，被配置為用于接收關(guān)于所述多個子競爭接入期的信息，其中，發(fā)送機(jī)還被配置為用于至少部分地基于接收的信息在多個子競爭接入期的一個 或多個期間發(fā)送數(shù)據(jù)包。
14. 如權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述接收機(jī)包括用于存儲和訪問接收的信息的 存儲器。
15. 如權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述接收機(jī)被配置為用于從協(xié)調(diào)機(jī)接收信標(biāo)，并 且其中，接收的信標(biāo)包括接收的信息。
16. —種在無線網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行無線通信的方法，所述方法包括在超幀的第一子競爭接入期期間，接收具有用于參數(shù)的第一值的第一數(shù)據(jù)包，其中，所 述超幀包括競爭接入期，其中，所述競爭接入期包括第一子競爭接入期和至少一個第二子 競爭接入期，所述第一子競爭接入期和第二子競爭接入期彼此不交疊；禾口在所述第二子競爭接入期期間，接收具有用于所述參數(shù)的第二值的第二數(shù)據(jù)包，其中，所述用于參數(shù)的第一值和第二值不同。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，還包括發(fā)送關(guān)于所述第一子競爭接入期和第二子競 爭接入期的信息。
18. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述參數(shù)指示所述數(shù)據(jù)包被接收的方向，其中， 所述第一數(shù)據(jù)包從第一方向被接收，并且其中，所述第二數(shù)據(jù)包從與所述第一方向不同的 第二方向被接收。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，還包括在接收第一數(shù)據(jù)包之前，將定向天線配置為用于從所述第一方向接收信息；禾口 在接收第一數(shù)據(jù)包之后，而在接收第二數(shù)據(jù)包之前，將定向天線配置為用于從第二方 向接收信息。
20. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述參數(shù)指示調(diào)制和編碼方案，其中，使用第一 調(diào)制和編碼方案編碼的第一數(shù)據(jù)包被接收，并且其中，使用第二調(diào)制和編碼方案編碼的第 二數(shù)據(jù)包被接收。
21. 如權(quán)利要求20所述的方法，還包括 根據(jù)所述第一調(diào)制和編碼方案將所述第一數(shù)據(jù)包解碼，禾口 根據(jù)所述第二調(diào)制和編碼方案將所述第二數(shù)據(jù)包解碼。
22. —種用于執(zhí)行數(shù)據(jù)無線通信的方法，所述方法包括在多個超幀的至少一個的競爭接入期期間，將數(shù)據(jù)包發(fā)送給協(xié)調(diào)機(jī)，所述競爭接入期 包括多個不交疊的子競爭接入期；禾口接收關(guān)于所述多個子競爭接入期的信息，其中，至少部分地基于關(guān)于所述多個子競爭接入期的信息在所述多個子競爭接入期的 一個或多個期間發(fā)送數(shù)據(jù)包。
23. 如權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述接收關(guān)于所述多個子競爭接入期的信息的 步驟包括訪問存儲器。
24. 如權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述接收關(guān)于所述多個子競爭接入期的信息的 步驟包括從協(xié)調(diào)機(jī)接收信標(biāo)。
全文摘要
公開了一種用于多個競爭接入期的系統(tǒng)和方法。在一個實(shí)施例中，所述用于無線通信的系統(tǒng)包括協(xié)調(diào)機(jī)，被配置為用于在多個超幀期間，對多個無線裝置之間的無線傳輸進(jìn)行調(diào)度，所述超幀的至少一個包括在其間協(xié)調(diào)機(jī)被配置為用于通過至少一個隨機(jī)接入方案從所述無線裝置接收一個或多個數(shù)據(jù)包的時間段，所述時間段被劃分為相互不交疊的多個子時間段，其中，協(xié)調(diào)機(jī)被配置為用于在第一子時間段期間接收具有用于參數(shù)的第一值的至少一個第一數(shù)據(jù)包，并且在第二子時間段期間接收具有用于所述參數(shù)的第二值的第二數(shù)據(jù)包，并且其中，用于所述參數(shù)的第一值和第二值彼此不同。
文檔編號H04B7/26GK101785216SQ200880103606
公開日2010年7月21日 申請日期2008年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月20日
發(fā)明者哈基拉特·辛格, 敖超, 秦湘平, 邵懷榮 申請人:三星電子株式會社