本發(fā)明涉及用于可靠的直接鏈路訪問的方法和設備。

背景技術：

無線個人區(qū)域網絡(wpan)是在一個人附近、用于計算裝置(例如個人裝置，如電話和個人數(shù)字助理)之間的通信的網絡。wpan的可達范圍可以是例如數(shù)米。wpan可用于例如個人裝置本身之間的人與人之間的通信，或者用于經由上行鏈路連接到較高層網絡、如因特網。

ieee802.11ad在2008年形成。ieee802.11ad正在為現(xiàn)有802.15.3無線個人區(qū)域網絡(wpan)標準、如ieee802.15.3-2003制訂基于毫米波(mmwave)的備選物理層(phy)。這個mmwavewpan可工作在fcc47cfr15.255和其它管理機構所定義的包括57-64ghz無需許可頻帶的頻帶，并且可稱作“60ghz”。毫米波wpan可允許極高的數(shù)據(jù)速率(例如每秒2千兆位(gbps)以上)應用，例如高速因特網訪問、流播內容下載(例如視頻點播、高清晰電視(hdtv)、家庭影院等)、實時流播以及用于電纜替代的無線數(shù)據(jù)總線。

但是，由于弗林斯傳輸公式、氧吸收以及通過障礙物的高衰減，mmwave通信鏈路明顯地不如工作在較低頻率(例如2.4ghz和5ghz頻帶)的鏈路那么健壯。另外，mmwave通信鏈路可使用定向天線和/或天線陣列來增加通信范圍和操作速率。定向天線的使用使鏈路對移動性非常敏感。例如，裝置取向的細微變化或者附近物體和/或人的移動可能干擾鏈路。

在ieee802.11規(guī)范中，載波偵聽機制通過當存在載波時不發(fā)送幀來解決幀干擾問題。對于任何裝置的相等(全向)載波偵聽的ieee802.11假設對于基于csma/ca的wlan是非常基礎的，而物理載波偵聽是多址訪問的重要機制。

全向載波偵聽的這種假設在60ghz頻譜中不是有效的。工作在mmwave頻率(例如60ghz)的通信鏈路具有明顯衰減。為了滿足鏈路預算要求，可使用定向天線。直接或定向天線的大量使用的一個結果是，載波偵聽指示在發(fā)射器以及在接收器處可能不相同。例如，某個站可能不偵聽另一個站所傳送的幀的物理和虛擬載波。另外，某個站可能不偵聽兩個互連站的物理和虛擬載波。

wpan60ghz網絡的一個顯著缺點在于，當同一個信道由兩個相鄰網絡使用并且用于傳輸?shù)闹丿B信道時間被分配給兩個網絡的站(，例如信道時間分配(cta))時，可能發(fā)生干擾。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及一種為源站與目標站之間的通信保留時間的方法，包括，在所述源站處：

配置至少一個天線用于直接鏈路建立；

切換到監(jiān)聽模式，并且等待用于傳輸?shù)男诺罆r間分配；

根據(jù)信道時間分配值向目標站發(fā)送第一幀；以及

接收來自所述目標站的第二幀以完成通信的保護時間的建立，其中所述保護時間的建立使相鄰網絡的站在所述保護時間期間停止傳輸。

本發(fā)明涉及一種無線通信裝置，包括：

配置至少一個天線用于直接鏈路建立的波束形成器；以及

通信處理器，用于監(jiān)聽另一個站的信號，等待用于傳輸?shù)男诺罆r間分配，并根據(jù)網絡分配矢量值來建立與目標站的通信的保護時間，其中所述保護時間的建立使相鄰網絡的站在所述保護時間期間停止傳輸。

本發(fā)明涉及一種無線通信系統(tǒng)，包括：

源站和目標站，其中所述源站包括：

配置至少一個天線用于直接鏈路建立的波束形成器；以及

通信處理器，用于監(jiān)聽另一個站的信號，等待用于傳輸?shù)男诺罆r間分配，并根據(jù)網絡分配矢量值來建立與目標站的通信的保護時間，其中所述保護時間的建立使相鄰網絡的站在所述保護時間期間停止傳輸。

附圖說明

在本說明書的結束部分具體指出作為本發(fā)明的主題并且明確要求其權益。但是，通過結合附圖參照以下詳細描述，可最佳地理解關于本發(fā)明的操作的組織和方法及其目的、特征、優(yōu)點，在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的示范實施例的無線通信網絡的示意圖示；

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的示范實施例的兩個無線網絡的重疊通信時間的時序圖的示意圖示；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的示范實施例的兩個通信網絡的通信時間分配的時序圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的mmwavedts幀的示意圖示；以及

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一些示范實施例、防止信道時間分配受到另一個無線網絡的干擾的方法的流程的示意圖示。

將理解，為了說明的簡潔和清晰，圖中所示的元件不一定按比例繪制。例如，為了清楚起見，一部分元件的尺寸可能相對于其它元件有所擴大。此外，在認為適當?shù)那闆r下，參考標號可在附圖中重復，以指明對應或相似的元件。

具體實施方式

在以下詳細描述中，提出大量具體細節(jié)，以便提供對本發(fā)明的透徹理解。但是，本領域的技術人員會理解，即使沒有這些具體細節(jié)也可實施本發(fā)明。在其它情況下，沒有詳細描述眾所周知的方法、過程、組件和電路，以免使本發(fā)明模糊不清。

根據(jù)對計算機存儲器中的數(shù)據(jù)位或二進制數(shù)字信號的操作的算法和符號表示來提供以下詳細描述的一些部分。這些算法描述和表示可以是數(shù)據(jù)處理領域的技術人員用于向本領域的其它技術人員傳達其工作主旨的技術。

除非明確說明，否則從以下論述中可清楚地知道，在整個說明書中，采用諸如“處理”、“計算”、“推算”、“確定”等術語的論述表示計算機或計算系統(tǒng)或者類似的電子計算裝置的動作和/或過程，其中所述計算機或計算系統(tǒng)或者類似的電子計算裝置操作表示為計算系統(tǒng)的寄存器和/或存儲器中的物理(如電子)量的數(shù)據(jù)和/或將其轉換為類似地表示為計算系統(tǒng)的存儲器、寄存器或者其它這種信息存儲或傳輸裝置中的物理量的其它數(shù)據(jù)。本文所使用的術語“一個”定義為一個或者多于一個。本文所使用的術語“多個”定義為兩個或者多于兩個。本文所使用的術語“另一個”定義為至少第二個或更多。本文所使用的術語“包括”和/或“具有”定義為“非限制性地包括”。本文所使用的術語“耦合”定義為采用例如機械、電、數(shù)字、直接、通過軟件、通過硬件等任何期望形式的操作連接。

應當理解，本發(fā)明可用于各種應用中。雖然本發(fā)明不限于這個方面，但是，本文公開的電路和技術可用于許多設備(例如無線電系統(tǒng)的站)中。要包含在本發(fā)明的范圍之內的站包括，僅作為示例，無線局域網(wlan)站、無線個人網絡(wpan)等。

要在本發(fā)明的范圍之內的多種類型的wpan站包括但是并不局限于移動站、接入點、用于接收和傳送例如跳頻擴展頻譜(fhss)、直接序列擴展頻譜(dsss)、補碼鍵控(cck)、正交頻分復用(ofdm)等擴展頻譜信號的站。

首先來看圖1，示出根據(jù)本發(fā)明的示范實施例的無線通信網絡100的示意圖示。無線通信網絡100可包括例如wpan/wlan。例如，無線通信網絡100可按照ieee802802.11任務組ad(tgad)所制訂的標準進行操作。tgad正在制訂wlan的60ghz頻帶中的極高吞吐量的增強。

根據(jù)本發(fā)明的這個示范實施例，無線通信網絡100、如60ghzwpan可包括站110、120、130、140、150和160。站110、120、130、140分別示為站(sta)，例如staa、stab、stac、stad、stae和staf。雖然本發(fā)明的范圍并不局限于這個方面，但是站110、120、130、140、150和160可包括例如相機、鼠標、耳機、揚聲器、顯示器、移動個人裝置等設備。

此外，根據(jù)本發(fā)明的一個示范實施例，例如staa110和stab120、stac130和stad140以及stae150和staf160的一對站可共享專用基礎服務集(pbss)的直接鏈路。例如，pbss#1125可包括staa110和stab120并且可以能夠建立直接鏈路115，pbss#2145可包括stac130和stad140并且可以能夠建立直接鏈路135，以及pbss#3165可包括stae150和staf160并且可以能夠建立直接鏈路155。應當理解，網絡pbss#1125、pbss#2145和pbss#3是相鄰網絡，它們無法在網絡之一所建立的通信的保護時間期間進行傳送。另外，直接鏈路115、135和155在需要時可共享同一個信道。

根據(jù)本發(fā)明的這個示范實施例，staa110可包括通信處理器132、收發(fā)器134、波束形成器136和一個或多個天線138。通信處理器132可包括存儲介質131以及用于將無線媒體保留固定時間段的網絡分配矢量(nav)定時器131。這個時間段可由站用于載波偵聽，但本發(fā)明的范圍并不局限于這個方面。

通信處理器132可以是能夠執(zhí)行指令以便操作和/或控制根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線通信裝置的任何處理器(，例如60ghzwpan媒體訪問控制器(mac))。收發(fā)器134可包括多個發(fā)射器(tx)和多個接收器(rx)。天線139可包括偶極天線、天線陣列、內部天線、單極天線等。根據(jù)本發(fā)明的實施例，stab120、stac130、stad140和stae150可包括與staa110相似的體系結構，并且staa110的描述也可與stab120、stac130、stad140和stae150相關。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，每對站(例如staa和stab、stac和stad、stae和staf)可配置其天線(例如天線138)用于直接鏈路(例如直接鏈路115、135和155)建立(establishment)。一對站可包括源站和目標站，例如，在需要時，stac130可以是源站，而stad140可以是目標站。一對站可在需要時通過使周請求發(fā)送(rts)/清除發(fā)送(cts)握手來保留通信的保護時間。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，保留的時間可由作為向相應目標站進行數(shù)據(jù)傳遞的源的站來分配。源站還可允許目標站通過使用反向方法來發(fā)送數(shù)據(jù)。在任何分配的保留的時間，兩個站均可從合作方接收確認(ack)和/或數(shù)據(jù)。在需要時，源和目標站都可以是保留的時間的擁有者。

有利的是，保留的時間保護將允許由不超過一對干擾合作站在保留的時間期間通過建立的鏈路傳送數(shù)據(jù)和/或ack。

在操作中，例如staa110、即源站可配置天線138以便建立與目標站(例如stab120)的直接鏈路115。通信處理器132可配置天線138以便通過執(zhí)行存儲介質131中存儲的指令來建立直接鏈路115。例如，存儲介質可包括閃速存儲器、只讀存儲器(rom)、隨機存取存儲器(ram)等。通信處理器132可根據(jù)期望多輸入多輸出(mimo)方案控制收發(fā)器134和波束形成器135來設置天線136，但是應當理解，本發(fā)明的實施例并不局限于這個示例。

此外，當直接鏈路被建立并且站處于監(jiān)聽模式時，通信處理器132可更新nav定時器138。例如，通信處理器132可將nav定時器138聲明(assert)為在任何接收的幀的時長字段中接收的值。nav定時器138能以全局時鐘(未示出)的速度運行。在需要時，nav定時器138可以倒計數(shù)，并且可鎖定在零值。通信處理器132可通過接收包含可等于聲明nav定時器值的幀中的媒體訪問控制(mac)地址的mac地址的幀來重置nav定時器。當接收的幀的時長字段比nav定時器剩余值要短時，nav定時器值可以不改變。

根據(jù)本發(fā)明的一些示范實施例，通信處理器132在需要時可生成干擾報告。如果站(例如staa110)接收具有建立nav的時長的任何幀，則站例如可將它作為干擾指示向pbss中心點(pcp)報告，該nav穿越(cross)預先分配的cta的邊界。站可將它作為干擾指示向pbss中心點(pcp)報告。例如，干擾報告可包括干擾者的mac地址。mac地址允許pcp區(qū)分pbss間與pbss內干擾。此外，在pbss內的情況下，干擾報告可用于頻率空間再使用判定制定，但是本發(fā)明的范圍并不局限于這個方面。

來看圖2，示出根據(jù)本發(fā)明的示范實施例的兩個無線網絡(例如pbss)的重疊通信時間的時序圖200的示意圖示。根據(jù)本發(fā)明的示范實施例，可將用于傳輸?shù)男诺罆r間分配給每對站和/或pbss(例如pbss#2stac和stad以及pbss#3stae和staf)。分配的信道時間在本文中將稱作信道時間分配(cta)。根據(jù)這個示例，pbss#2和pbss#3的cta可能重疊，并且可能在重疊時間期間引起干擾。為了避免重疊cta，可提供根據(jù)本發(fā)明的實施例的受保護的cta。

來看圖3，示出根據(jù)本發(fā)明的示范實施例的兩個通信網絡的通信時間分配的時序圖。根據(jù)這個示例，示出包括一對站stac130和stad140的pbss#2145和包括一對站stae150和staf160的pbss#3165的時序圖。根據(jù)這個示例，pbss#2145的stac130和stad140處于監(jiān)聽模式，并且在監(jiān)聽時間310期間等待周于傳輸?shù)男诺罆r間分配(cta)。同時，pbss#3165的stae150和staf160已經建立了直接鏈路并且設置了受保護的cta320。

按照根據(jù)本發(fā)明的實施例的一個示例，在受保護的cta320期間，staf160可發(fā)送rts330，而stae150可用cts340(它在wpan領域中又可稱作mmwavects)進行響應。stac130可接收rts330，并且可為受保護的cta320的剩余時長設置nav350。

在pbss#2145，在監(jiān)聽時間310之后，可提供cta345。應當注意，cta345的一部分與受保護的cta320的一部分重疊。在受保護的cta期間，stad140可發(fā)送rts355，以及如果在stac130中nav值不等于零，則stac130可發(fā)送拒絕發(fā)送(dts)幀，例如mmwavedts360。stad140可等待預定時間；例如，延遲365可通過發(fā)送rts370并且接收cts380來設法建立與stac130的直接鏈路。剩余cta390可用于通信，但是本發(fā)明的范圍并不局限于這個方面。

來看圖4，示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的幀的示意圖示。雖然本發(fā)明的范圍并不局限于這個示例，但是幀400可包括以下字段：幀類型字段410，例如單向鏈路或雙向鏈路的鏈路類型字段420，時長(duration)字段430，接收地址字段440，nav源地址字段460和crc字段470。

根據(jù)這個示例，時長字段430可包括要受保護的cta時間的時長。在需要時，接收地址字段440可以是例如目的站(intendedstation)的地址，以及循環(huán)冗余校驗(crc)字段470可用于保護幀400的完整性。

根據(jù)本發(fā)明的示范實施例，幀類型字段可包括幀類型的信息。例如，幀類型可以是rts(例如mmwaverts)、cts(例如mmwavects)、dts(例如mmwavedts)等。例如，在mmwavedts幀類型中，nav源地址字段450和nav目標地址字段470可分別包括源sta的地址和目標sta的地址。在需要時，源sta和目標sta可交換rts幀和mmwavects幀，以便建立nav。接收地址字段440可包括mmwavedts對其進行響應的直接前一個rts幀的傳送地址字段(未示出)的副本。根據(jù)另一個示例，在需要時，在mmwavedts幀中，時長字段430可設置成nav時長值(例如mmwavedts時間+sifs)，nav源地址字段450和nav目標地址字段460可包括相鄰網絡的站的地址。應當理解，本發(fā)明的實施例可包括可提供用于建立受保護的cta的期望功能性的其它幀結構。

來看圖5，示出根據(jù)本發(fā)明的一些示范實施例、防止信道時間分配受到另一個無線網絡的干擾的方法的流程的示意圖示。雖然本發(fā)明的范圍并不局限于這個方面，但是該方法可通過wpan的站(例如staa、stab、stac、stad、stae、staf)配置它們的天線用于直接鏈路建立(文本框510)開始。例如，在需要時，pbss#1125的staa110和stab120可配置它們的天線以便建立直接鏈路115。多對站(例如staa110和stab120)、各pbss(例如pbss#1125)的站可切換到監(jiān)聽模式，并且可等待cta分配(文本框520)。例如，在需要時，cta分配可由微微網控制器、基站和/或站來進行。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，一對站可包括源站和目標站。例如，源站和目標站可處于監(jiān)聽模式不少于網絡協(xié)議所設置的預定義時間(該預定義時間在ieee802.11ad標準中可稱作minlisteningtime)，該預定義時間先于保留cta的保護時間之前的cta的開始。這個時間又可稱作保留的時間保護，并且可允許pbss的一對站通過直接鏈路進行通信而沒有對其它pbss的其它對站的通信的干擾，但是本發(fā)明的范圍并不局限于這個方面。

為了保留保護時間，源站和目標站可以為數(shù)據(jù)和確認傳輸及接收保持相同的天線配置。例如，源站可在分配的時隙中傳送幀(例如rts幀)(文本框560)。在需要時，rts幀、例如幀400可至少包括目標站的地址以及要保護的時間的時長。但是，如果nav不等于零(菱形框540)，則源站可以不發(fā)出rts幀。

在本發(fā)明的其它實施例中，如果nav的值大于零，則源站可以不發(fā)出rts。但是，如果nav的值大于零并且它接收到的最后一個rts幀包含設置成單向的字段類型，則目標站可發(fā)出rts，同時源站可偵聽任何類型的載波。另外，如果nav的值為零并且剩余cta時間太短而不能完成事務，則目標站可以不發(fā)出rts，但是應當理解，本發(fā)明的范圍并不局限于本發(fā)明的這個實施例。

如果nav不等于零，則源站可以不向目標站發(fā)送rts幀(文本框560)。根據(jù)一個示例，源sta可在保留的時間開始和/或在保留的時間內的網絡分配矢量(nav)到期時和/或在保留的時間內且不在nav時間中的任何其它點發(fā)送rts幀。根據(jù)第二示例，源sta可在預定時間、如minlisteningtime期間發(fā)出rts幀一次。在需要時，源sta可使用與用于數(shù)據(jù)幀傳輸相同的天線配置來傳送rts幀。

目標sta可將rts幀中的地址與其mac地址進行比較，以及如果該地址等于目標stamac地址、如nav目標地址460，則可用cts幀進行響應(文本框560)。根據(jù)另一個示范實施例，如果ra等于stamac地址并且nav不等于零，則目標sta可周mmwavects幀來響應所接收的rts幀(文本框570)。

根據(jù)另一個示例，源sta可發(fā)送mmwavedts幀。源sta可發(fā)送mmwavedts幀，作為對預期但未接收的cts幀的響應。mmwavedts幀的時長字段(例如時長字段430)中的值可使用目標sta(例如存儲介質131)中存儲的最長nav時長來計算。

決定用mmwavects幀和/或mmwavedts幀來響應rts幀的目標sta可在接收到rts幀的時間之后在由網絡協(xié)議所確定的預定義時間(例如短幀間空間(sifs)時間)發(fā)送期望幀。根據(jù)一個示例，在需要時，mmwavedts可在預期cts幀的開始之后的時隙傳送。

目標sta可使用與用于ack幀和/或數(shù)據(jù)幀傳輸相同的天線配置來傳送mmwavects和mmwavedts幀。源sta可接收來自目標sta的cts(文本框570)，并且建立受保護的cta。根據(jù)本發(fā)明的實施例，受保護的cta又可稱作通信的保護時間。在通信的保護時間期間，這對站可傳送和接收數(shù)據(jù)幀、管理幀和rts/cts幀等(文本框580)，同時保護時間的建立使相鄰網絡(例如pbss)的站在保護時間期間停止它們的傳輸。在需要時，這對站可向微微網控制器發(fā)送干擾報告(文本框590)。

雖然本文說明和描述了本發(fā)明的某些特征，但是本領域的技術人員現(xiàn)在會想到多種修改、替換、變更以及等效方案。因此要理解，所附權利要求書意在涵蓋落入本發(fā)明的真實精神之內的所有這類修改和變更。