專利名稱：無線通信裝置中使用的用于信道開放的方法及無線通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信，更詳細(xì)地說，涉及無線通信裝置中使用的用于信道開放的 方法及無線通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在無線通信中，存在“集中型網(wǎng)絡(luò)(centralized network) ”和“分散型網(wǎng)絡(luò) (distributed network) ”這兩種主要的網(wǎng)絡(luò)類型。在集中型網(wǎng)絡(luò)中，由一般被稱為“主裝置(master device) ”的某個特定的控制裝 置進(jìn)行信道時間的控制。主裝置之外的、網(wǎng)絡(luò)控制依賴于主裝置的其他裝置一般被稱為“從 裝置(slave device)”。這種集中型網(wǎng)絡(luò)存在多種形式。在某個集中型網(wǎng)絡(luò)中，存在從裝置僅有一個的形式。將這種網(wǎng)絡(luò)稱為“點對點網(wǎng) 絡(luò)”、“主/從對(master/slave pair) ”、或“主/從網(wǎng)絡(luò)”。在其他形式的集中型網(wǎng)絡(luò)中，存 在兩個以上向主裝置連接的從裝置。將存在主裝置和兩個以上的從裝置的這種網(wǎng)絡(luò)稱為“星形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò) (star-topology network)”。圖1例示了具有主裝置(101)以及三個從裝置(102)、(103) 和(104)的典型的集中型網(wǎng)絡(luò)。虛線的圓(111)表示由主裝置(101)形成的網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域 覆蓋范圍。直線(122)、(123)和(124)分別表示從裝置(102)、(103)和(104)與主裝置 (101)之間的通信和連接鏈。在集中型網(wǎng)絡(luò)中，僅主裝置周期性地發(fā)送“輪詢幀(poll frame)”?！拜喸儙庇袝r 也被稱為“信標(biāo)幀(beacon frame) ”，而這里一直稱為“輪詢幀”。輪詢幀是由主裝置發(fā)送的 特殊的幀，主要為了以下的目的而發(fā)送。-為了使其他裝置能夠發(fā)現(xiàn)主裝置-向其他裝置提供用于與主裝置取得時間信息的同步的方案-向主裝置提供用于通知網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)信息的方案從裝置通常不需要發(fā)送輪詢幀。從裝置反而為了繼續(xù)進(jìn)行時間同步，以及為了判 斷本裝置是否能夠進(jìn)行發(fā)送，等待主裝置的輪詢幀。從裝置通常僅發(fā)送命令幀、數(shù)據(jù)幀、或 確認(rèn)響應(yīng)幀。圖2表示集中型網(wǎng)絡(luò)中的通信信道內(nèi)的一般的定時結(jié)構(gòu)。信道時間通常使用于由 主裝置的輪詢幀001)的發(fā)送、以及由主裝置和從裝置中任一者的命令幀(210)和數(shù)據(jù)幀 (211)的發(fā)送。根據(jù)需要，也可能發(fā)送確認(rèn)響應(yīng)幀。非專利文獻(xiàn)1中公開了集中型網(wǎng)絡(luò)的例子。另一方面，在分散型網(wǎng)絡(luò)中，不像集中型網(wǎng)絡(luò)那樣具有用于控制信道時間接入 (access)的單一的主裝置，而是各個裝置分散地控制信道時間接入。由于是將各個裝置考 慮為獨立的“主裝置”本身，因此不存在“主”和“從”的概念。一般而言，分散型網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各 個裝置為了以下的目的而發(fā)送輪詢幀。
-相互發(fā)現(xiàn)對方的裝置-向其他裝置提供用于與本裝置取得時間信息的同步的方案-向本裝置提供用于通知網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)信息的方案-向本裝置提供用于避免并檢測分散方式中的發(fā)送的干擾的方案圖3例示了由四個裝置(301)、(302)、(303)和(304)構(gòu)成的典型的分散型網(wǎng)絡(luò) 的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。由這些裝置的各個裝置能到達(dá)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍(范圍)，分別通過虛線的圓 (311)、(312)、(313)和(314)表示。直線(321)、(322)、(323)和(324)表示兩個裝置之間 的通信鏈。圖4表示分散型網(wǎng)絡(luò)中的通信信道內(nèi)的一般的定時結(jié)構(gòu)。信道時間通常用于所有 裝置的輪詢幀001)、002)、(40 和004)的發(fā)送、以及任意裝置的命令幀(410)和數(shù)據(jù) 幀Gll)的發(fā)送。根據(jù)需要，也發(fā)送確認(rèn)響應(yīng)幀。非專利文獻(xiàn)2中公開了分散型網(wǎng)絡(luò)的例子?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)〔非專利文獻(xiàn) 1〕:IEEE 802.15.3 High Rate Wireless Personal Area Network Standard〔非專利文獻(xiàn) 2〕:ECMA-368 High Rate Ultra Wideband PHY and MAC Standard

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題在比較分散型網(wǎng)絡(luò)的信道時間使用方法(圖4)和集中型網(wǎng)絡(luò)的信道時間使用方 法(圖幻時，由于在集中型網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送輪詢幀的裝置(即主裝置)只有一個，因此，與分散 型網(wǎng)絡(luò)相比，集中型網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)發(fā)送能夠更高效率地使用信道時間?！愣?，分散型網(wǎng)絡(luò)在假設(shè)了高移動性的裝置時呈示更優(yōu)良的性能，但由于需 要所有的裝置分散地控制和調(diào)整信道時間接入，所以裝置結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。相對于此，集中型 網(wǎng)絡(luò)能夠簡化裝置結(jié)構(gòu)，而且，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的系統(tǒng)吞吐量。因此，集中型網(wǎng)絡(luò)比分散型網(wǎng) 絡(luò)更理想。然而，集中型網(wǎng)絡(luò)存在以下的問題。第一個問題是與其他主裝置的共存。在集中 型網(wǎng)絡(luò)中，假設(shè)用于控制信道時間的接入的主裝置僅存在一個。然而，有時也有可能存在第 二主裝置在已有的第一主裝置附近工作的情況。在這種情況下，由雙方的主裝置形成的網(wǎng) 絡(luò)相互干擾的可能性大。為此，不容易進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，甚至?xí)?dǎo)致無法進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。圖5表示在已有的第一主裝置的附近出現(xiàn)第二主裝置的情況。在該圖中，首先由 主裝置(501)形成集中型網(wǎng)絡(luò)(511)，從裝置(50 與主裝置(501)連接(522)，開始通信。 然后，在該網(wǎng)絡(luò)(511)內(nèi)出現(xiàn)第二主裝置(50 (可源于移動性、環(huán)境狀態(tài)的變化、或者該裝 置由用戶切換為“開(ON)”)。第二主裝置(50 在信道時間期間等待，接收由第一主裝置(501)發(fā)送的輪詢幀， 檢測第一主裝置(501)。此時，第二主裝置(50 存在兩個問題。第二主裝置(503)的第一個問題是，需要向檢測到的第一主裝置(501)通知本裝 置的存在。集中型網(wǎng)絡(luò)中一般情況下未定義主裝置到主裝置間的通信步驟，因此，第二主裝置(503)與第一主裝置(501)的通信中存在困難。第二主裝置(503)的第二個問題是，在第二主裝置(503)由于本裝置的網(wǎng)絡(luò)處于 更高的優(yōu)先級而需要全部信道時間時，沒有第二主裝置(503)向第一主裝置(501)請求開 放當(dāng)前的信道的步驟。根據(jù)現(xiàn)有的方法，在IEEE 802. 15. 3等協(xié)議中，為了與第一主裝置(501)通信，通 過首先使第一主裝置(501)與第二主裝置(503)連接，能夠解決第一個問題。然后，第二主裝置(503)為了(在IEEE 802. 15. 3的上下文中作為“子的”或“相 鄰的”中的任一網(wǎng)絡(luò))形成本裝置的網(wǎng)絡(luò)，能夠向第一主裝置(501)請求信道時間的一部 分。換言之，通過使已有的第一主裝置(501)的信道開放，也能夠解決第二個問題。圖6表示在從裝置的附近出現(xiàn)第二主裝置的情況。在該圖中，首先由主裝置(601) 形成集中型網(wǎng)絡(luò)(611)，從裝置(60 與主裝置(601)連接(622)，開始通信。然后，第二主 裝置(60 在網(wǎng)絡(luò)(611)之外且出現(xiàn)在從裝置(602)的附近。第二主裝置(60 在信道時間期間等待，無法接收到任何來自第一主裝置(601) 的輪詢幀，因此，無法發(fā)現(xiàn)任何與網(wǎng)絡(luò)(611)有關(guān)的信息(即，不清楚什么時候發(fā)送來輪詢 幀、什么時候開始CEP (command exchange period，命令交換期間)等)。然而，第二主裝置(60 通過接收由從裝置(602)向第一主裝置(601)發(fā)送的命 令幀、數(shù)據(jù)幀或確認(rèn)響應(yīng)幀，設(shè)法檢測從裝置(602)。與圖5所示的情況同樣，第二主裝置(603)存在兩個問題，即⑴為了通知本裝 置的存在，需要與檢測到的從裝置(602)進(jìn)行通信；(ii)需要指示檢測到的從裝置(602) 開放當(dāng)前的信道。第二主裝置(603)由于無法接收第一主裝置(601)的輪詢幀，完全不掌握與信道 定時結(jié)構(gòu)有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此，在圖6所示的問題中第一個問題變得更為復(fù)雜。因此，沒 有用于第二主裝置(60 與從裝置(60 通信的方案。在IEEE 802. 15. 3標(biāo)準(zhǔn)中，沒有這個問題的解決方案，而推薦第二主裝置(603)可 以進(jìn)行以下兩種方案中的任一種，即(i)為了允許某種程度的干擾地設(shè)定本裝置的網(wǎng)絡(luò) 而繼續(xù)停留在當(dāng)前的信道；(ii)為了設(shè)定本裝置的網(wǎng)絡(luò)而搜索其他空閑信道，并切換到該信道。由于不存在用于第二主裝置(60 與從裝置(60 通信的方法，這意味著不存在 用于第二主裝置(603)請求從裝置(60 開放當(dāng)前的信道的方法。因此，沒有第二個問題 的解決方法。在圖6所示的問題中，假設(shè)為所有的裝置使用全向天線。也有可能發(fā)生所有的裝 置使用定向天線的第二情景(scenario)的變形。在使用定向天線時，裝置的發(fā)送范圍不會 在所有方向朝外擴(kuò)展。而發(fā)送能量具有特定的寬度，向特定的方向傳播。同樣地，信號接收 也具有特定的寬度，被限定在特定的方向。圖7表示在使用定向天線的已有的第一主裝置的附近出現(xiàn)第二主裝置的情況。在 該圖中，首先由主裝置(701)形成集中型網(wǎng)絡(luò)(711)，從裝置(702)使用發(fā)送范圍(712)與 主裝置(701)連接(722)，開始通信。然后，在第一主裝置(701)的發(fā)送范圍(711)之外且從裝置(702)的發(fā)送范圍 (712)內(nèi)出現(xiàn)第二主裝置(703)。
如圖6所示的情況那樣，第二主裝置(70 無法接收由第一主裝置(701)發(fā)送的輪詢幀，但通過接收由從裝置(702)向第一主裝置(701)發(fā)送的命令幀、數(shù)據(jù)幀或確認(rèn)響應(yīng) 幀，能夠檢測到從裝置(702)。因此，在圖7所示的情況下，第二主裝置(703)中存在與圖6所示的情況相同的問題。本發(fā)明的目的在于，提供在集中型網(wǎng)絡(luò)中高優(yōu)先級的主裝置能夠高效率地使用信 道時間的、無線通信裝置中使用的用于信道開放的方法及無線通信系統(tǒng)。解決問題的方案本發(fā)明的方法是無線通信裝置中使用的用于信道開放的方法，該方法包括以下步 驟在第一網(wǎng)絡(luò)中承擔(dān)控制裝置的功能的第一無線通信裝置周期性地發(fā)送所述第一網(wǎng)絡(luò)的 定時同步信息；由所述第一無線通信裝置控制的第二無線通信裝置將從所述第一無線通信 裝置發(fā)送的所述定時同步信息嵌入到能夠發(fā)送的幀中；與所述第一網(wǎng)絡(luò)不同的第二網(wǎng)絡(luò)中 的第三無線通信裝置基于從所述第二無線通信裝置發(fā)送的所述定時同步信息，識別所述第 一網(wǎng)絡(luò)，確定能夠發(fā)送所述第二網(wǎng)絡(luò)中的命令幀的期間；以及所述第二網(wǎng)絡(luò)中的所述第三 無線通信裝置基于確定了的所述期間，通知所述第一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所述第一無線通信裝置和所 述第二無線通信裝置，以使其開放當(dāng)前的無線信道。本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)采用的結(jié)構(gòu)包括第一無線通信裝置，其是第一網(wǎng)絡(luò)中的 控制裝置，周期性地發(fā)送所述第一網(wǎng)絡(luò)的定時同步信息；第二無線通信裝置，由所述第一無 線通信裝置控制，將從所述第一無線通信裝置發(fā)送的所述定時同步信息嵌入到能夠發(fā)送的 幀中并將其發(fā)送；以及第三無線通信裝置，在與所述第一網(wǎng)絡(luò)不同的第二網(wǎng)絡(luò)中，基于從所 述第二無線通信裝置發(fā)送的所述定時同步信息，識別所述第一網(wǎng)絡(luò)，確定能夠發(fā)送所述第 二網(wǎng)絡(luò)中的命令幀的期間，并基于確定了的所述期間，通知所述第一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所述第一無 線通信裝置和所述第二無線通信裝置，以使其開放當(dāng)前的無線信道。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，在集中型網(wǎng)絡(luò)中能夠使高優(yōu)先級的主裝置高效率地使用信道時間。


圖1是表示包括一個主裝置和三個從裝置的集中型網(wǎng)絡(luò)的圖。圖2是表示集中型網(wǎng)絡(luò)的定時結(jié)構(gòu)的圖。圖3是表示包括四個裝置的分散型網(wǎng)絡(luò)的圖。圖4是表示分散型網(wǎng)絡(luò)的定時結(jié)構(gòu)的圖。圖5是表示在已有的第一主裝置的附近出現(xiàn)的第二主裝置的圖。圖6是表示在從裝置的附近出現(xiàn)的第二主裝置的圖。圖7是表示在使用定向天線的已有的第一主裝置附近出現(xiàn)的第二主裝置的圖。圖8是表示在某個網(wǎng)絡(luò)中包括使用定向天線的主裝置和從裝置、以及使用全向天 線的第三和第四裝置的實例的情景(scenario)的圖。圖9是表示在實施方式中使用的無線通信裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。圖10是表示在集中型網(wǎng)絡(luò)中使用的網(wǎng)絡(luò)期間的定時結(jié)構(gòu)的圖。圖11是表示輪詢幀的幀格式的圖。
圖12是表示輪詢響應(yīng)幀的幀格式的圖。圖13是表示命令或數(shù)據(jù)幀的幀格式的圖。圖14是表示確認(rèn)響應(yīng)幀的幀格式的圖。圖15是表示包含定時IE的從裝置用的命令或數(shù)據(jù)幀的幀格式的圖。圖16是表示包含定時IE的從裝置用的確認(rèn)響應(yīng)幀的幀格式的圖。圖17是表示從裝置用的輪詢響應(yīng)幀的幀格式的圖。圖18是表示信道開放請求命令的命令幀的圖。圖19是表示網(wǎng)絡(luò)結(jié)束命令幀的幀格式的圖。圖20是表示信道開放請求步驟的流程圖。圖21是表示接收輪詢幀后發(fā)送信道開放請求命令時的網(wǎng)絡(luò)期間的圖。圖22是表示接收來自從裝置的數(shù)據(jù)幀后發(fā)送信道開放請求命令時的網(wǎng)絡(luò)期間的 圖。圖23是表示接收來自從裝置的確認(rèn)響應(yīng)幀后發(fā)送信道開放請求命令時的網(wǎng)絡(luò)期 間的圖。圖M是表示主裝置中的信道開放響應(yīng)步驟的流程圖。
具體實施例方式以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。圖8表示第一主裝置O201)與從裝置020 連接著的情況。主裝置Q201)和 從裝置O202)使用定向天線，它們的發(fā)送方向和范圍分別通過0211)和0212)表示。這 里，假設(shè)出現(xiàn)了具有全向天線的第三裝置(2203)，該全向天線具有發(fā)送范圍0213)。在這 種情況下，第三裝置僅能夠檢測到從裝置(2202)，想要使從裝置020 開放信道。另外，假設(shè)出現(xiàn)了具有全向天線的第四裝置(2204)，該全向天線具有發(fā)送范圍 0214)。在這種情況下，第四裝置O204)僅能夠檢測到主裝置(2201)，想要使主裝置 (2201)開放信道。圖9表示在該實施方式中使用的無線通信裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。根據(jù)該圖，各個裝置 (2300)具有無線發(fā)送天線Q301)。在本實施方式中，使用一套(set)天線。但是，也可以 具有能夠?qū)崿F(xiàn)定向波束的形成和全向發(fā)送兩者的兩套以上天線，本發(fā)明能夠同樣適用于這 種實現(xiàn)。無線頻率單元Q302)用于控制無線發(fā)送中使用的無線頻率。其中還安裝有用于 進(jìn)行發(fā)送消息和接收消息的調(diào)制/解調(diào)和編碼/解碼的基帶和數(shù)字調(diào)制單元030；3)。介質(zhì) 接入預(yù)約控制單元O304)控制如何接入和共享無線信道時間。信道開放控制單元Q306)控制裝置怎樣能夠發(fā)送信道開放請求，怎樣能夠響應(yīng) 來自其他裝置的信道開放請求。數(shù)據(jù)發(fā)送/接收單元030 使用由介質(zhì)接入預(yù)約控制單 元Q304)預(yù)約的介質(zhì)接入時間，進(jìn)行對等(peer-to-peer)數(shù)據(jù)消息交換。最后，安裝有用于執(zhí)行使用由數(shù)據(jù)發(fā)送/接收單元030 、介質(zhì)接入預(yù)約控制單 元O304)以及信道開放控制單元O306)提供的無線通信方案的一個或多個應(yīng)用程序的應(yīng) 用單元(2307)。在說明本發(fā)明時，首先，本發(fā)明中的集中型網(wǎng)絡(luò)以使用圖10所示的基本的信道時間結(jié)構(gòu)作為前提。另外，假設(shè)主裝置周期性地發(fā)送輪詢幀(801)，將相鄰的兩個輪詢幀發(fā)送 的期間(804)稱為“網(wǎng)絡(luò)期間”。網(wǎng)絡(luò)期間(804)通過輪詢幀(801)的發(fā)送而開始，包括命 令交換期間(CEP) (802)和數(shù)據(jù)交換期間(DEP) (803)。在某個網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)需要，為了對輪 詢幀的接收進(jìn)行確認(rèn)響應(yīng)，有時在接收輪詢幀后立即由從裝置發(fā)送輪詢響應(yīng)幀(807)。CEP (802)是裝置使用基于爭用(contention)的接入機(jī)制(例如，CSMA/CA、 Slotted Aloha等)能夠發(fā)送命令幀、數(shù)據(jù)幀或確認(rèn)響應(yīng)的幀的期間。在圖10中例示了命 令幀(805)和確認(rèn)響應(yīng)幀(806)。DEP(803)是為了非爭用接入(non-contention access)而預(yù)約了的期間。DEP內(nèi) 的信道時間能夠被預(yù)約為不需要發(fā)送前的爭用的高效率的數(shù)據(jù)發(fā)送。本發(fā)明不限于上述的CEP、DEP的順序。也可以取而代之使用具有與CEP、DEP的順 序同等功能的期間的其他順序。假設(shè)存在五種發(fā)送幀，S卩，輪詢幀、命令幀、數(shù)據(jù)幀、確認(rèn)響應(yīng)幀、以及輪詢響應(yīng)幀。圖11表示輪詢幀(900)的幀格式。一般而言，輪詢幀(900)至少由物理層(PHY) 報頭(901)、介質(zhì)接入控制(MAC)報頭(902)、定時信息元素(IE) (903)以及其他的輪詢幀 信息(904)構(gòu)成。定時IE(903)包含時間同步所需的信息(即，包含使接收的裝置能夠確 定網(wǎng)絡(luò)期間的定時結(jié)構(gòu)所需的定時信息)。所包含的信息為網(wǎng)絡(luò)期間的長度、CEP的長度、 下一個CEP的開始時間等。除時間同步外，定時IE還包含用于唯一地識別網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)識別 信息(例如，網(wǎng)絡(luò)ID、或主裝置MAC地址等)。圖12表示輪詢響應(yīng)幀(900a)的幀格式。一般而言，輪詢響應(yīng)幀(900a)至少由 物理層(PHY)報頭(901a)、介質(zhì)接入控制(MAC)報頭(902a)以及其他的輪詢響應(yīng)幀信息 (904a)構(gòu)成。圖13表示命令幀或數(shù)據(jù)幀的幀格式。一般而言，命令幀和數(shù)據(jù)幀具有非常相似的 格式(1000)，至少由物理層(PHY)報頭(1001)、介質(zhì)接入控制(MAC)報頭(1002)、以及命令 或數(shù)據(jù)有效載荷(100 構(gòu)成。圖14表示確認(rèn)響應(yīng)幀(1100)的幀格式。一般而言，確認(rèn)響應(yīng)幀(1100)僅由物理 層(PHY)報頭(1101)和介質(zhì)接入控制(MAC)報頭(1102)構(gòu)成。為了使第二主裝置能夠與屬于由第一主裝置形成的其他網(wǎng)絡(luò)的從裝置通信，由從 裝置發(fā)送的幀的命令幀、數(shù)據(jù)幀、確認(rèn)響應(yīng)幀以及輪詢響應(yīng)幀的幀格式被校正。圖15表示從裝置用的命令幀和數(shù)據(jù)幀的校正幀格式。新的幀格式(1200)至少由 物理層(PHY)報頭(1201)、介質(zhì)接入控制(MAC)報頭(1202)、定時IE (1203)、以及命令或數(shù) 據(jù)有效載荷(1204)構(gòu)成。定時IE內(nèi)的信息通過基于在該從裝置從其主裝置最后接收到的 輪詢幀中接收到的定時IE的計算來決定。圖16表示從裝置用的確認(rèn)響應(yīng)幀的校正幀格式。新的幀格式(1300)由物理層 (PHY)報頭(1301)、介質(zhì)接入控制(MAC)報頭(1302)以及定時IE(1303)構(gòu)成。定時IE內(nèi) 的信息通過基于在該從裝置從其主裝置最后接收到的輪詢幀中接收到的定時IE的計算來 決定。圖17表示從裝置用的輪詢響應(yīng)幀的校正幀格式。新的幀格式(1300a)由物理層 (PHY)報頭(1301a)、介質(zhì)接入控制(MAC)報頭(130 )、定時IE (1303a)以及其他輪詢響應(yīng) 幀信息(1304a)構(gòu)成。定時IE內(nèi)的信息通過基于在該從裝置從其主裝置最后接收到的輪詢幀中接收到的定時IE的計算來決定。為了第二主裝置請求第一主裝置的網(wǎng)絡(luò)中的第一主裝置或從裝置開放當(dāng)前的信 道，定義“信道開放請求命令”。圖18表示一例由以下的內(nèi)容構(gòu)成的信道開放請求命令的幀格式(1400)。幀格式 (1400)由物理層(PHY)報頭(1401)、介質(zhì)接入控制(MAC)報頭(1402)、以及對象裝置的網(wǎng) 絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)識別信息等信息構(gòu)成，而且，根據(jù)需要，幀格式(1400)中還包括含有信道開放的 理由等的信道開放命令有效載荷(1403)。需要注意也可以取而代之地通過嵌入表示“信道 開放請求”的意向的信息而使用輪詢(或者“信標(biāo)”)用的已有的幀格式或者已有的命令幀。接下來，為了使從第二主裝置接收信道開放請求的第一主裝置能夠?qū)B接到本裝 置的從裝置通知結(jié)束網(wǎng)絡(luò)并停止所有的發(fā)送，定義“網(wǎng)絡(luò)結(jié)束命令”。圖19表示網(wǎng)絡(luò)結(jié)束命令的幀格式(1900)。幀格式(1900)由物理層(PHY)報頭 (1901)、介質(zhì)接入控制(MAC)報頭(1902)、以及可包含網(wǎng)絡(luò)結(jié)束的理由(例如，其他裝置的 信道開放等)等信息的網(wǎng)絡(luò)結(jié)束命令有效載荷(1903)構(gòu)成。需要注意也可以取而代之地 通過嵌入表示“網(wǎng)絡(luò)結(jié)束”信息傳遞的意向的信息而使用輪詢(或者“信標(biāo)”)用的已有的 幀格式或者已有的命令幀。為了使主裝置能夠從其他網(wǎng)絡(luò)與從裝置通信，從裝置基于在從與其連接著的主裝 置最后接收到的輪詢幀中接收到的定時IE，在發(fā)送各個幀之前，首先決定本身的定時IE。 從裝置的定時IE由以下的內(nèi)容構(gòu)成。-網(wǎng)絡(luò)識別信息一這是唯一地識別當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)的信息。假設(shè)與最后接收到的主裝 置的輪詢幀中的定時IE相同。-定時同步信息一假設(shè)該信息在這里包含以該幀的發(fā)送時為基準(zhǔn)所得的相對的網(wǎng) 絡(luò)定時信息。因此，假設(shè)該定時信息基于最后接收到的主裝置的輪詢幀的定時IE內(nèi)的定時 信息而被計算，該定時信息被調(diào)整為不是最后的輪詢幀的接收時而是從裝置的幀發(fā)送時以 當(dāng)前為基準(zhǔn)所得的相對的定時信息。在決定定時IE后且?guī)l(fā)送前，從裝置將同步信息嵌入到幀格式中(如圖15和圖 16所示)。接下來，參照圖20說明檢測信道內(nèi)的已有的裝置，并使其開放信道的步驟。裝置在接通電源后，在接受到一定級別的干擾時進(jìn)入信道開放請求步驟的開始 (1801)。在信道開放請求步驟的開始(1801)后，為了檢測有無已有的裝置，在信道中掃描 是否存在幀發(fā)送(180 。若不存在接收到的幀發(fā)送(1803 “否”)，則信道開放請求步驟結(jié) 束(1812)。另一方面，在接收幀時(1803 “是”)，裝置確認(rèn)接收到的幀的發(fā)送源裝置的類別 (1804)。在接收幀的發(fā)送源裝置是主裝置時，確認(rèn)接收幀的幀類別(1805)。如果幀類別不是輪詢幀，則裝置返回到信道的再掃描動作(1802)。另一方面，如 果幀類別是輪詢幀，則裝置附加最高的爭用優(yōu)先級并在CEP中發(fā)送信道開放請求命令幀 (1806)?！白罡叩臓幱脙?yōu)先級”取決于安裝。例如，當(dāng)在CEP中使用的爭用機(jī)制是使用從“1” 到“7”的整數(shù)值框中選擇的隨機(jī)補償(random back-off)的CSMA/CA時，“最高的爭用優(yōu)先級”表示適用作為最小的補償?shù)却龝r間的、隨機(jī)補償值“1”。假設(shè)信道開放請求命令幀作為 廣播幀(broadcast frame)而被發(fā)送。但是，也有能夠作為根據(jù)需要請求接收方裝置返回 確認(rèn)響應(yīng)幀的單播幀(imicast frame)而發(fā)送上述幀的情況。裝置能夠讀取接收到的輪詢幀中的定時IE，因此，能夠掌握CEP何時開始，何時結(jié) 束。在發(fā)送信道開放請求命令后，裝置結(jié)束信道開放請求步驟(1812)。另一方面，在未接收到確認(rèn)響應(yīng)幀時(1807 “否”)，若在CEP中存在用于重發(fā)的剩 余時間(1808:“否”)，則裝置返回到CEP中的信道開放請求命令重發(fā)動作(1806)，若在CEP 中不存在用于重發(fā)的剩余時間(1808 “是”)，則返回到用于幀發(fā)送的信道時間的掃描動作 (1802)。圖21例示在掃描動作步驟(180 中接收到主裝置的輪詢幀(1501)發(fā)送時，附加 最高的優(yōu)先級并在CEP(1502)中發(fā)送信道開放請求命令幀(1504)時的網(wǎng)絡(luò)期間。在信道的掃描動作后，不是從主裝置而是從從裝置接收到所述的幀時，裝置從接 收到的幀的定時IE域(field)中獲取定時同步信息(1809)。因為由從裝置發(fā)送的所有的 幀中嵌入了定時IE，所以能進(jìn)行上述獲取。在從接收到的幀的定時IE域中獲取定時同步信 息(1809)后，裝置能夠確定發(fā)送源的從裝置的網(wǎng)絡(luò)期間的定時，因此，能夠判定此刻是否 為 CEP (1810)。在判定為從裝置當(dāng)前不在CEP內(nèi)時(1810 “否”)，裝置將信道開放請求命令的發(fā) 送延遲到下一個CEP開始為止(1811)。裝置能夠根據(jù)獲取的定時同步信息計算下一個CEP的開始時間。在判定為從裝置 在CEP內(nèi)時(1810 “是”)，裝置附加最高的爭用優(yōu)先級并在CEP中廣播信道開放請求命令 幀(1806)，結(jié)束信道開放請求步驟(1812)。另一方面，在未接收到確認(rèn)響應(yīng)幀時(1807 “否”)，若在CEP中存在用于重發(fā)的剩 余時間(1808:“否”)，則裝置返回到CEP中的信道開放請求命令重發(fā)動作(1806)，若在CEP 中不存在用于重發(fā)的剩余時間(1808 “是”)，則返回到用于幀發(fā)送的信道時間的掃描動作 (1802)。圖22例示了由正在執(zhí)行信道掃描(1802)的裝置接收到由從裝置在DEP (1603)中 發(fā)送的數(shù)據(jù)幀時的網(wǎng)絡(luò)期間。接收到的數(shù)據(jù)幀(1604)包含定時IE，根據(jù)定時IE內(nèi)的定時 同步信息，接收到信息的裝置能夠確定網(wǎng)絡(luò)期間的定時結(jié)構(gòu)(即，該網(wǎng)絡(luò)的主裝置發(fā)送輪 詢幀(1606)的下一個開始時間、下一個CEP(1609)和DEP(1611)的開始和結(jié)束)。因此，裝置能夠判定當(dāng)前在DEP (1603)內(nèi)，所以將信道開放請求命令(1607)的發(fā) 送(1811)延遲到下一個CEP為止(1609)。圖23例示了由正在執(zhí)行信道掃描(180 的裝置接收到由接收到輪詢幀的從裝置 發(fā)送的輪詢響應(yīng)幀(1702)時的網(wǎng)絡(luò)期間。接收到的輪詢響應(yīng)幀(1702)包含定時IE，根據(jù)定時IE內(nèi)的定時同步信息，接收到 信息的裝置能夠確定網(wǎng)絡(luò)期間的定時結(jié)構(gòu)(即，該網(wǎng)絡(luò)的主裝置發(fā)送輪詢幀(170 的下一 個開始時間、下一個CEP (1703)和EDP (1704)的開始)。因此，裝置能夠判定當(dāng)前在CEP (1703)內(nèi)，所以能夠在當(dāng)前的CEP (1703)中開始信 道開放請求命令(1710)的廣播。接下來，說明對接收到的信道開放請求命令幀的響應(yīng)。
圖M表示對接收到的信道開放請求命令幀的主裝置的響應(yīng)步驟的流程圖。在CEP 中接收到信道開放請求命令幀后，主裝置進(jìn)入信道開放響應(yīng)步驟的開始(2001)，判定接收 到的信道開放命令請求幀是否被地址指定為屬于本裝置的當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)O002)。在信道開放請求幀未被地址指定為該網(wǎng)絡(luò)時Q002 “否”)，主裝置結(jié)束信道開放 響應(yīng)步驟O006)。否則Q002 “是”)，主裝置判定在當(dāng)前的CEP中是否剩余足以發(fā)送網(wǎng)絡(luò) 結(jié)束命令幀的時間O003)。若剩余有時間(2003 “是”)，由于存在來自其他裝置的開放當(dāng)前的信道的請 求，因此，為了通知該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有從裝置結(jié)束網(wǎng)絡(luò)，主裝置進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)束命令幀的發(fā)送 (2004)。與是否發(fā)送網(wǎng)絡(luò)結(jié)束命令幀無關(guān)，主裝置執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)的結(jié)束和當(dāng)前的信道中的所有 的發(fā)送的停止000 。然后，主裝置結(jié)束信道開放響應(yīng)步驟0006)。這樣，根據(jù)本實施方式，在某個裝置檢測其他網(wǎng)絡(luò)中的其他裝置發(fā)送的幀，檢測到 的幀的發(fā)送源裝置為主裝置，檢測到的幀為輪詢幀的情況下，附加最高的爭用優(yōu)先級并在 CEP中發(fā)送信道開放請求命令幀。另一方面，在檢測到的幀的發(fā)送源裝置為從裝置的情況 下，從檢測到的幀的定時IE中獲取定時同步信息，附加最高的爭用優(yōu)先級并在CEP中發(fā)送 信道開放請求命令幀。由此，在集中型網(wǎng)絡(luò)中，提高了優(yōu)先級的主裝置能夠開放其他網(wǎng)絡(luò)中的其他裝置 的信道，所以能夠高效率地使用信道時間。根據(jù)本發(fā)明的第一形態(tài)，實現(xiàn)第一裝置能夠從其他網(wǎng)絡(luò)與任意的第二裝置通信的 方法，使可能潛在地存在于運轉(zhuǎn)中的信道的任何裝置都能夠使用第二裝置的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)定 時信息。在集中型網(wǎng)絡(luò)中，典型地僅主裝置周期性地發(fā)送網(wǎng)絡(luò)定時信息。從功耗的角度來 考慮，從裝置不周期性地發(fā)送該信息。在本發(fā)明中，網(wǎng)絡(luò)定時信息還被嵌入到從裝置能夠發(fā) 送的任何幀中。由此，僅能夠聽取從裝置的第一裝置也能夠確定從裝置的網(wǎng)絡(luò)定時信息，因 此，實現(xiàn)與從裝置之間的通信。根據(jù)本發(fā)明的第二形態(tài)，第一裝置在提取了第二裝置的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)定時信息后， 向該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的一個以上的裝置發(fā)送用于通知停止當(dāng)前的無線信道中的所有發(fā)送的幀，由 此，使在該無線信道中工作的已有的裝置開放信道。接收到上述幀的裝置停止所有的發(fā)送， 由此，第一裝置能夠從特定的網(wǎng)絡(luò)順利地指示一個以上的裝置開放無線信道。根據(jù)本發(fā)明的第三形態(tài)，在接收到來自第一裝置的請求當(dāng)前運轉(zhuǎn)中的信道的開放 的幀后，第二裝置在執(zhí)行所有的發(fā)送的停止前，根據(jù)需要，也向相同網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有裝置發(fā)送 用于通知開放當(dāng)前運轉(zhuǎn)中的信道的其他的幀。由此，也能向無法聽取第一裝置的其他裝置 通知來自第一裝置的信道開放請求。2008年5月沈日提交的日本專利申請?zhí)卦傅?008-136910號所包含的說明書、說 明書附圖以及說明書摘要的公開內(nèi)容，全部引用于本申請。工業(yè)實用性本發(fā)明的無線通信裝置中使用的用于信道開放的方法及無線通信系統(tǒng)，例如能夠 適用于移動通信系統(tǒng)等。
權(quán)利要求
1.無線通信裝置中使用的用于信道開放的方法，該方法包括以下步驟在第一網(wǎng)絡(luò)中承擔(dān)控制裝置的功能的第一無線通信裝置周期性地發(fā)送所述第一網(wǎng)絡(luò) 的定時同步信息；由所述第一無線通信裝置控制的第二無線通信裝置將從所述第一無線通信裝置發(fā)送 的所述定時同步信息嵌入到能夠發(fā)送的幀中；與所述第一網(wǎng)絡(luò)不同的第二網(wǎng)絡(luò)中的第三無線通信裝置基于從所述第二無線通信裝 置發(fā)送的所述定時同步信息，識別所述第一網(wǎng)絡(luò)，確定能夠發(fā)送所述第二網(wǎng)絡(luò)中的命令幀 的期間；以及所述第二網(wǎng)絡(luò)中的所述第三無線通信裝置基于確定了的所述期間，通知所述第一網(wǎng)絡(luò) 內(nèi)的所述第一無線通信裝置和所述第二無線通信裝置，以使其開放當(dāng)前的無線信道。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，所述第二網(wǎng)絡(luò)中的所述第三無線通信裝置基于確定了的 所述期間，通知所述第一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所述第一無線通信裝置和所述第二無線通信裝置開放當(dāng) 前的無線信道的步驟還包括以下步驟所述第三無線通信裝置在確定了的所述期間中，將地址指定為屬于所述第一網(wǎng)絡(luò)的無 線通信裝置并向其發(fā)送信道開放請求幀。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟在所述第一無線通信裝置接收到信道開放請求幀時，所述第一無線通信裝置停止當(dāng)前 運轉(zhuǎn)中的信道的所有發(fā)送。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括以下步驟在所述第一無線通信裝置接收到信道開放請求幀時，所述第一無線通信裝置將地址指 定為所述第一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所述第二無線通信裝置，并向其發(fā)送用于指示停止當(dāng)前運轉(zhuǎn)中的信 道的所有發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)結(jié)束命令。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括以下步驟在所述第二無線通信裝置接收到所述網(wǎng)絡(luò)結(jié)束命令時，所述第二無線通信裝置停止當(dāng) 前運轉(zhuǎn)中的信道的所有發(fā)送。
6.無線通信系統(tǒng)，包括第一無線通信裝置，其是第一網(wǎng)絡(luò)中的控制裝置，周期性地發(fā)送所述第一網(wǎng)絡(luò)的定時 同步信息；第二無線通信裝置，由所述第一無線通信裝置控制，將從所述第一無線通信裝置發(fā)送 的所述定時同步信息嵌入到能夠發(fā)送的幀中并將其發(fā)送；以及第三無線通信裝置，在與所述第一網(wǎng)絡(luò)不同的第二網(wǎng)絡(luò)中，基于從所述第二無線通信 裝置發(fā)送的所述定時同步信息，識別所述第一網(wǎng)絡(luò)，確定能夠發(fā)送所述第二網(wǎng)絡(luò)中的命令 幀的期間，并基于確定了的所述期間，通知所述第一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所述第一無線通信裝置和所 述第二無線通信裝置，以使其開放當(dāng)前的無線信道。
全文摘要
在無線通信中，尤其在集中型網(wǎng)絡(luò)中，一般要面對多個網(wǎng)絡(luò)之間的共存的問題，不同的網(wǎng)絡(luò)使用互不同步的不同的網(wǎng)絡(luò)定時參數(shù)，因此，通常，不管一個網(wǎng)絡(luò)的裝置與其他網(wǎng)絡(luò)的其他裝置兩者是否在無線通信范圍內(nèi)，都難以進(jìn)行通信。這是因為兩個以上的網(wǎng)絡(luò)在相同的工作空間工作時，屬于某個網(wǎng)絡(luò)的裝置難以向?qū)儆谄渌W(wǎng)絡(luò)的裝置通知本裝置的存在，其結(jié)果造成不必要的相互干擾。本發(fā)明提供用于使上述第一裝置能夠與上述第二裝置通信的方案，通過建立了的通信方案，對于第二裝置的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的第二裝置和其他裝置，停止在當(dāng)前的信道中的工作，開放當(dāng)前運轉(zhuǎn)中的信道。
文檔編號H04W84/20GK102067653SQ20098011830
公開日2011年5月18日 申請日期2009年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月26日
發(fā)明者松本泰輔, 沈鴻清 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社