CN100586085C - 在无线网络中传输等时和异步数据的方法 - Google Patents

在无线网络中传输等时和异步数据的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN100586085C
CN100586085C CN03806213A CN03806213A CN100586085C CN 100586085 C CN100586085 C CN 100586085C CN 03806213 A CN03806213 A CN 03806213A CN 03806213 A CN03806213 A CN 03806213A CN 100586085 C CN100586085 C CN 100586085C
Authority
CN
China
Prior art keywords
time slot
asynchronous
data
telegon
equipment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN03806213A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101061669A (zh
Inventor
克努特·奥德曼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NXP USA Inc
Original Assignee
Freescale Semiconductor Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Freescale Semiconductor Inc filed Critical Freescale Semiconductor Inc
Publication of CN101061669A publication Critical patent/CN101061669A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100586085C publication Critical patent/CN100586085C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/02—Hybrid access
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/7163—Spread spectrum techniques using impulse radio
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/64—Hybrid switching systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/7163—Spread spectrum techniques using impulse radio
    • H04B1/7183—Synchronisation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/08—Access restriction or access information delivery, e.g. discovery data delivery
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0446—Resources in time domain, e.g. slots or frames

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Communication Control (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)

Abstract

提供一种用于在包括网络协调器和一个或更多的远程设备的网络中发送超宽带宽信号的方法。将可用的发送时间分成多个超帧，将多个超帧中的每一个分成信标持续时间、一个或更多的管理时隙、一个或更多的保证时隙以及一个或更多的异步时隙。每一个管理时隙、保证时隙和异步时隙分配给一个或更多远程设备之一。网络协调器在信标持续时间中发送一个信标到一个或更多的远程设备。分配给当前保证时隙的设备或协调器在当前保证时隙中发送等时数据帧。分配给当前异步时隙的设备或协调器在当前异步时隙中发送异步数据帧。

Description

在无线网络中传输等时和异步数据的方法
相关专利文献的交叉参考引用
本申请要求享有Knut T.Odman于2002年1月22日提交的序列号为60/349,353、题为“管理时隙中的短异步数据”的美国临时专利申请，Knut T.Odman于2002年1月22日提交的序列号为60/349,357、题为“异步时隙中的长异步数据”的美国临时专利申请，以及KnutT.Odman于2002年1月22日提交的序列号为60/349,359、题为“用于取代802.2的汇聚层的LLC服务接入点”的美国临时专利申请的优先权，其全部内容在此包含引作参考。
技术领域
本发明涉及无线个人区域网以及无线局域网。更具体而言，本发明涉及如何处理在分配的但在其他方面却未使用的管理时隙中的短异步数据流，或处理异步时隙中的长异步数据流。
背景技术
国际标准化组织(ISO)的开放系统互连(OSI)标准提供了在终端用户和物理设备之间能够通过不同的系统进行通信的七层体系结构。每一层负责不同的任务，并且OSI标准规定了不同层之间，以及遵循该标准的不同设备之间的相互作用。
图1所示为七层OSI标准的体系结构。如图1所示，OSI标准100包括物理层110，数据链路层120，网络层130，传输层140，会话层150，表示层160，和应用层170。
物理(PHY)层110通过网络在电气、机械、功能、和程序级传送比特流。它提供了发送和接收载体上数据的硬件装置。数据链路层120描述了在物理媒体上的比特表示和媒体上的消息格式，利用正确的等时发送数据块(诸如帧)。网络层130处理路由和转发数据到正确的目的地、保持和终止连接。传输层140管理点对点控制和错误校验以保证完整的数据传送。会话层150建立、协调和终止会话、交换、以及每个终端应用程序之间的对话。表示层160将入局和出局数据从一种表示格式转换为另一种表示格式。应用层170用于识别通信方、服务质量，同时还考虑用户认证和隐私，以及识别任何数据语法的限制。
IEEE 802委员会开发了一种用于本地网的三层体系结构，它大致对应于OSI标准100的物理层110和数据链路层120。图2所示为IEEE 802标准200。
如图2所示，IEEE 802标准200包括物理(PHY)层210、媒体访问控制(MAC)层220、以及逻辑链路控制(LLC)层225。PHY层210实质上按照OSI标准100的PHY层110操作。MAC和LLC层220和225共享OSI标准100中数据链路层120的功能。LLC层225把数据放入能够在PHY层210通信的帧中；MAC层220管理数据链路上的通信、发送数据帧和接收确认(ACK)帧。MAC和LLC层220和225一起负责错误校验以及重发未被接收和确认的帧。
图3为能够使用IEEE 802标准200的无线网络300的方框图。在一个优选实施例中，网络300为无线个人区域网(WPAN)或微微网络。但是，应该明白本发明还应用其他多用户共享带宽的设置，诸如例如，无线局域网(WLAN)或任何其他适当的无线网络。
当使用术语微微网时，它指的是以ad hoc方式连接设备的网络，该网具有一个用作协调器(即，作为服务器)的设备，而其他设备(有时称为站)听从该协调器的时间分配指令(即，它们作为客户机)。协调器为分配的设备，或简单地选择用作协调器的一个设备。协调器和非协调器设备之间的主要区别是，协调器必须能够与网络中所有的设备通信，而各种非协调设备却不需要能够与网络中所有其他非协调设备通信。
如图3所示，网络300包括协调器310，多个非协调设备320。协调器310用于控制网络300的操作。如上所述，协调器310和非协调设备320组成的系统可以称为微微网，在这种情况下，协调器310可以被称为微微网协调器(PNC)。每一个非协调设备320必须通过第一无线链路330与协调器310连接，还可以通过第二无线链路340与一个或多个其他非协调设备320连接，还称之为对等链路。
另外，尽管图3所示为设备之间的双向链路，但这些设备之间还可以为单向链路。在这种情况下，每个双向链路330、340都示为两个单向链路，即一个方向为第一链路而相反方向为第二链路。
在某些实施例中，协调器310可能为与任何非协调设备320具有相同类型的设备，除了协调系统的附加功能和要求该协调器与网络300中的每个设备通信以外。在其他实施例中，该协调器310可能为不作为设备320其中之一的单独分配的控制单元。
在以下说明中，协调器310将考虑作为正好类似于非协调设备320的设备。但是，可替换的实施例能够使用专门的协调器310。而且，各个非协调设备320能够包括与非协调设备功能相同的协调器310的功能组件，但不使用它们。因此出现了这种情形，即任何设备为潜在的协调器310，但是在给定的网络中只有一个用作该功能。
网络300的每个设备可以为不同的无线设备，例如，数字照相机，或数字摄像机，个人数据助理(PDA)，数字音乐播放器，或其他个人无线设备。
各种非协调设备320被限制于可用的物理区域350，这是基于协调器310能够与每一个非协调设备320成功通信的范围而设置的。任何能够与协调器310(以及反之亦然)通信的非协调设备320都位于网络300的可用区域350范围内。但是，如上所述，对于网络300中的每个非协调设备320而言，必须与每个其他非协调设备320进行通信。
图4为图3所示网络300中的设备310、320的方框图。如图4所示，每个设备(即每个协调器310或非协调设备320)包括物理(PHY)层410、媒体访问控制(MAC)层420、一组高层430和管理实体440。
PHY层410通过第一或第二无线链路330或340与网络300的其他层进行通信。该层产生并接收可传输的数据格式数据，以及通过MAC层420将数据转换为可使用的格式并从可使用的格式转换为可传输的数据格式。MAC层420用作PHY层410和高层430所需数据格式之间的接口。高层430包括设备310、320的功能。这些高层430可以包括逻辑链路控制(LLC)等等。高层允许MAC层420与各种协议接口，诸如TCP/IP、TCP、UDP、RTP、IP、USB、1394、UDP/IP、ATM、DV2、MPEG等。
典型地，WPAN中的协调器310和非协调设备320共享相同的带宽。因此，协调器310协调共享该带宽。已经开发出标准以建立用于共享无线个人区域网(WPAN)设置中带宽的协议。例如，正在开发IEEE 802.15.3用于提供在这种使用时分多址(TDMA)方式共享带宽的设置中用于PHY层410和MAC层420的规范。使用该标准，MAC层420定义了帧和超帧，通过这些帧协调器310和/或非协调设备320管理设备310、320共享带宽。
以下将描述本发明的优选实施例。尽管这里所描述的实施例将以WPAN(或微微网)为背景，但是应该明白本发明还应用于其他设置，在这些设置中多用户将共享带宽，诸如例如，无线个人区域网(WLAN)，或其他的合适无线网络。
本发明提供了一种协调在网络300中工作或使用超帧内部循环信标试图加入网络300中的设备310、320的方法，其中超帧规定了在网络300上的数据路径。
设备ID和MAC地址
与网络300中的设备310、320工作的一个重要方面是，唯一地识别每个设备310、320。同时还有多个能够实现识别的方法。
独立于任何网络，每个设备310、320具有用于识别它的唯一MAC地址。该MAC地址通常由制造商分配给设备，从而不会有两个设备310、320具有相同的MAC地址。一组在本发明的优选实施例中使用的标准，用于管理在IEEE标准802-1990中能够发现的MAC地址，即“局域网和城域网的IEEE标准：概述和体系结构”。
为了简化操作，网络300还能够分配设备ID给网络300中的每个设备310、320以另外使用其唯一的MAC地址。在优选实施例中，MAC420使用ad hoc设备ID识别设备310、320。例如，能够使用这些设备ID在网络300内基于帧目的地的ad hoc设备ID来路由帧。这些设备ID通常比每个设备310、320的MAC地址非常小。在优选实施例中，设备ID为8比特而MAC地址为48比特。
每个设备310、320应该保持映射设备ID和MAC地址之间对应关系的映射表。基于提供给非协调设备320的设备ID和MAC地址信息由协调器310填充该表。这允许每个设备310、320通过设备ID或MAC地址参考自己以及网络300中的其他设备。
利用高速率WPAN的IEEE803.15.3标准能够使用本发明，该标准当前由IEEE 802.15WPANTM任务组3(TG3)开发。当前草拟的802.15.3标准的细节包括802.15.3工作组的档案，可以在以下地址找到它：http://www.ieee802.org/15/pub/TG3/html。本说明书公开的任何内容都应该考虑兼容802.15.3标准，如在IEEE802LAN/MAN标准委员会网页上所阐述的。
超帧
给定网络300的可用带宽通过协调器310在时间上分割为一系列重复的超帧。这些超帧定义了如何在各种任务中分割可用的传输时间。然后，根据超帧中所设置的定时在这些超帧中传送数据的各个帧。
图5为根据本发明优选实施例的超帧的方框图。如图5所示，每个超帧500可以包括信标周期510、争用访问周期(CAP)520，和无争用周期(CFP)530。
信标周期510设置用于协调器310发送信标帧给网络300中的非协调设备320。这种信标帧将包括在超帧内组织设备操作的信息。每个非协调设备320知道在加入网络300之前如何重新组织信标510，并使用信标510识别存在的网络300并协调网络300内的通信。
CAP 520用于在网络上发送命令或异步数据。在很多实施例中可以取消CAP 520以及然后系统将在CFP 530中单独传送命令。
CFP 530包括多个的时隙540。这些时隙540由协调器310分配给单个发送设备310、320和用于在这些设备之间传输信息的一个或多个接收设备310、320。通常，每个时隙540分配给特定的发送机-接收机对，尽管在某些情况下，单个发送机在相同的时间将向多个接收机发送。时隙的示意类型有：管理时隙(MTS)和保证时隙(GTS)。
一个MTS为一个时隙，用于在协调器310和一个非协调设备320之间发送管理信息，因此，它必须使协调器310成为发送对中的一员。如果协调器310为接收设备，MTS还可能定义为上行链路MTS(UMTS)，如果协调器310为发送设备，则它定义为下行链路MTS(DMTS)。
GTS为用于在网络300的设备310、320之间发送异步非管理数据的时隙。非管理数据能够包括在非协调设备320之间发送的数据，或在协调器310和非协调设备320之间发送的非管理数据。
如在本申请中所使用的，流为在源设备和一个或多个目的设备之间的通信。源和目的设备能够为网络300中的任何设备310、320。为发送流到多个目的地，这些目的设备能够为网络300中的所有或某些设备310、320。
在某些实施例中，可以在CFP 530之前放置上行链路MTS以及在CFP 530末尾放置下行链路MTS以给协调器310一个机会以在相同超帧500的下行链路MTS中确认上行链路MTS。但是，不需要协调器310在相同超帧500中确认一个请求。相反协调器310可以在下一超帧500中的分配给非协调设备320的另一个下行链路MTS中确认。
超帧500为时间重复的固定时间结构。在信标510中描述了超帧500的特定持续时间。实际上，信标510通常包括有关重复信标510频度的信息，这将有效对应于超帧500的持续时间。信标510还包括有关网络300的信息，诸如每个时隙540的发送机和接收机的标识，和协调器310的标识。
网络300的系统时钟优选地通过产生和接收信标510而等时。每个非协调设备320当成功接收有效信标510时将存储等时点时间，并且然后使用该等时点时间来调整其自己的定时。
尽管图5没有示出，优选地在CFP 530的时隙540之间插入保护时间。保护时间在TDMA系统中用于防止两个传输在时间上重叠，这是因为时钟精确度中不可避免的错误和基于空分位置传播时间的误差。
在WPAN中，传播时间通常与时钟精确度相比将不重要。因此，由于先前等时的事件，所需的保护时间的量优选地主要基于时钟精确度和持续时间。这种等时事件通常当非协调设备320从协调器310成功接收一个信标帧时发生。
为了简单起见，单个保护时间值可以用于整个超帧。该保护时间将优选地位于每个信标帧，GTS和MTS的末尾。
超帧500的精确设计能够根据实现而变化。图6所示为具体超帧设计的一个实例。如图6所示，传输方案600包括将可用的传输时间分为多个个超帧610。每个超帧610都包括一个信标帧620、上行链路MTS 630、多个GTS 640，和下行链路MTS 650。这种示意性的超帧不包括争用访问周期。
信标帧620通过相关的ID(在IEEE802.15.3草拟标准中已知为设备ID)表示为当前超帧610所分配的非协调设备320。它还通过接收-发送表表示分配给各个GTS 640的发送机/接收机。
在图6所示的示意性超帧结构中，上行链路MTS 630设置用于分配给当前超帧610的非协调设备320上载信号至该协调器310。在该时隙中所有其他非协调设备320都在当前信道上保持静默。在替换的使用多信道的实施例中，该信道上的所有其他站必须在上行链路MTS 630中保持静默，尽管它们可能在替换的信道上发送。
多个GTS 640为设置用于每个设备310、320以允许在设备之间通信的时隙。根据信标620中的接收-发送表所阐明信息实现上述设置。每个GTS 640优选地足够大以发送一个或更多的数据帧。当发送机-接收机组分配有多个GTS 640时，它们优选为连续的。
下行链路MTS 650设置用于协调器310下载信号到分配给当前超帧610的非协调设备320中。所有其非协调设备320在该时隙中都可以忽略所有传输。
必须选择上行链路和下行链路MTS 630和650的长度来处理最大可能的管理帧、迅速确认(ACK)帧，和接收机-发送机转变时间。必须选择GTS 640的长度和数量以容纳将要发送帧的具体需求，例如，短MPEG帧，最大允许长度的大帧和所使用的ACK方法。
尽管所公开的实施例使用一个放置在多个GTS 640之前的上行链路MTS 630，和放置在多个GTS 640之后的下行链路MTS 650，但是在替换的实施例中，MTS 630、650和GTS 640的数量、分布以及位置都可以变化。
但是，这种TDMA协议通常不支持异步数据。因此强制系统使用统计流连接传送异步数据，将导致大量的信号开销，或强制系统提供类似的载波监听多重访问/冲突避免(CSMA/CA)，这将导致性能恶化和功率使用增加。功率消耗是由于每个设备310、320在CAP 520中必须保持功率上升而增加的(即没有一个设备310、320能够进入功率节省休眠模式)。性能恶化是因为在任何给定的时间发送给定数据帧的不确定性。
发明内容
与本部分内容的主题相一致，现在将只提供对本发明所选特征的简要描述。本发明的更完整描述为全文的主旨。
本发明的一个目的是提供一种在无线网络中发送异步数据的方法。
本发明的另一个目的是提供一种发送异步数据的可替换的方法，从而能够尽可能快速地在设备之间传送异步数据。
本发明的另一个特征是，使用为要发送数据片分配的优先值来确定是否该设备为等时或异步数据，并且还根据数据发送的参数进行确定。
通过在网络中发送超宽带宽信号的方法实现了这些和其他目的，该网络包括网络协调器和一个或更多的远程设备，方法包括将可用的传输时间分为多个超帧；将多个超帧的每一个分为信标持续时间、一个或更多的管理时隙、一个或更多的保证时隙以及一个或更多的异步时隙；将每个管理时隙分配给一个或更多的远程设备其中之一或网络协调器；将每个异步时隙分配给一个或更多远程设备其中之一或网络协调器；在多个超帧的每一个的信标持续时间中，从协调器发送一个信标至一个或更多远程设备；在当前保证时隙中从分配给当前保证时隙的一个或更多远程设备或网络协调器发送异步数据中的一个或更多帧；以及在当前异步时隙中从分配给当前异步时隙的一个或更多远程设备或网络协调器发送异步数据中的一个或更多帧。
该方法可能还包括在当前管理时隙中从分配给当前管理时隙的一个或更多远程设备其中之一发送管理帧至网络协调器。该方法还包括在当前管理时隙中从网络协调发送管理帧至分配给当前管理时隙的一个或更多远程设备之一。该方法还包括在当前管理时隙中从分配给当前管理时隙的一个或更多远程设备发送小的异步数据帧至一个或更多设备的另一个或网络协调器。
分配给一个或更多保证时隙的保证时间周期优选大于分配给一个或更多异步时隙的异步时间周期。
每个超帧中的一个或更多管理时隙优选地包括至少一个上行链路管理时隙，用于在分配给该上行链路管理时隙的设备和网络协调器之间传送信号，还包括一个下行链路管理时隙，用于在网络协调器和分配给该上行链路管理时隙的设备之间传送信号。
该方法还包括在当前上行链路管理时隙中，从分配给当前管理时隙的一个或更多远程设备其中之一发送小的异步数据帧至一个或更多设备中的另一个或网络协调器。
信标持续时间优选在每个超帧开始形成，并且一个或更多的管理时隙优选直接在信标持续时间之后形成。
附图说明
当参考结合附图进行以下详细描述时本发明将变得更加容易理解，并将容易地获得本发明的更完整理解及其多个有利之处，其中：
图1所示为七层OSI标准的体系结构图；
图2所示为IEEE 802标准的图；
图3为根据本发明优选实施例的无线网络的方框图；
图4为图3所示网络中设备的方框图；
图5为根据本发明优选实施例的超帧的方框图；
图6为根据本发明优选实施例的具体超帧设计的方框图；
图7为根据本发明优选实施例的具体超帧设计的方框图；
图8所示为根据本发明优选实施例的数据连接的方框图，用于源设备发送数据至网络中的一个或更多的目的设备；
图9所示为图8中源设备的更详细描述的方框图；
图10为根据本发明优选实施例的消息序列图，该图描述了如何使用信道时间分配将两个数据帧发送到两个不同的目的设备；
图11为根据本发明优选实施例的消息序列图，该图描述了如何使用信道时间分配将两个数据帧发送到单个目的设备；
图12为根据本发明第一优选实施例的消息序列图，该图描述了如何使用轮询将两个数据帧发送到单个目的设备；
图13为根据本发明第二优选实施例的消息序列图，该图描述了如何使用轮询将两个数据帧发送到单个目的设备；以及
图14根据本发明优选实施例的消息序列图，该图描述了当需要不止一个默认的信道时间分配时如何请求信道时间。
具体实施方式
现在参考附图描述本发明的优选实施例。在一些视图中，类似的附图标记表示相同或对应的部件。
异步和等时数据
在网络中有两种数据：异步数据和等时数据。等时数据具有分配的带宽，至少在短周期中保证带宽的定时。异步数据没有保证带宽，并当传输时间变为可用时被发送。在操作中，异步数据传送具有较高等级的可靠性但是不具备保证传送时间。
为等时数据所分配的带宽优选在给定设备320中，基于当前流量条件通过汇聚层译码为信道时间。该汇聚层可以在MAC层420或高层430中形成。然后从协调器310请求所需的信道时间，它同意信道时间并负责保证信道时间将持续存在，例如通过分配合适的GTS给发送设备320。但是协调器310不能保证带宽。优选地，如果有必要的话，汇聚层进行监视并重新请求信道时间。
通过使用确认和重试尝试能够增加等时数据的可靠性。
用于异步数据的分配带宽优选地根据需要进行分配。当设备320需要发送异步数据时，它从协调器310请求信道时间用于异步发送。协调器310负责保证异步发送的信道时间(例如，在如下所示的异步时隙或管理时隙中)，但是不需保证任何继续的带宽。
在设备310、320中通过使用可替换的确认(ACK)和可配置的次数能够向汇聚层精确地报告异步数据的传送状态，该次数为发送不成功时设备重试发送数据的次数。
可以通过轮询来传送异步数据，即只有当协调器310为设备320发送一个轮询帧从而认证发送异步帧时，才可以通过非协调设备320发送异步数据帧。
超帧结构
本申请的方法和系统公开了一种替换的超帧结构和一种将考虑到有效地处理异步数据的管理该超帧结构的方法。
图7所示为根据本发明优选实施例的具体超帧结构的实例。如图7所示，传输方案700包括将可用的传输时间分为多个超帧710。每个单独的超帧710包括信标帧620、上行链路MTS 630、下行链路MTS650、多个GTS 640和异步时隙(ATS)770。该示例帧不包括争用访问周期520。
ATS 770为用于在网络300的设备310、320之间发送异步数据的时隙。该异步数据包括在两个非协调设备320之间发送的数据，和在协调器310和非协调设备320之间发送的非管理数据，以及在协调器310和非协调设备320之间发送的对于MTS而言太大的管理数据。
通过在一个超帧内提供一个或更多的异步时隙，系统提供了传送异步数据的方式。
信标帧620通过相关的ID(在IEEE802.15.3草拟标准中已知为设备ID)表示为当前超帧710所分配的非协调设备320。它还通过接收-发送表表示分配给各个GTS 640的发送机/接收机。另外，它通过表示设备ID和所分配ATS 770的长度和位置来表示为任何ATS 770分配的发送机。但是，应该注意到，ATS分配通常不是永久性的。换言之，所有的ATS分配必须每次都更新，这是ATS所出现的新要求。替换的实施例能够应用默认的ATS分配，但是，它将保持每一个超帧。
在替换的实施例中，可以添加流索引以允许在相同的源-目的对之间实现多重流。例如在用于草拟802.15.3标准的CTA中所示，该标准考虑了这种多重流。
在图7所示的实施例中，为分配给当前超帧710的非协调设备320预置上行链路MTS 630以上载信号到协调器310。所有其他的非协调设备320在该时隙中在当前信道上保持静默。在替换的使用多信道的实施例中，该信道上的所有其他站在上行链路MTS 630中必须保持静默，尽管它们可能仍在替换的信道上发送。
在该实施例中，上行链路和下行链路MTS 630、650位于CFP 530的前面。但是，在替换的实施例中，MTS 630、650和GTS 640的数量、分布和位置都可发生变化。
多个GTS 640是为每个设备310、320预置的时隙以在它们之间传送等时数据。这是根据在信标620的接收-发送表中所阐述信息来完成的。每个GTS 640优选为足够大以便发送一个或更多的数据帧。当发送机-接收机组分配有多个GTS 640时，这些GTS优选为连续的。
多个ATS 770是为每个设备310、320预置的时隙以在它们之间传送异步数据。它们优选地恰好分配为GTS，除了ATS分配不永久以外。另外，每个设备优选保持需要发送的所有异步数据的单个队列。协调器310仅仅基于该队列的内容来为设备310、320分配ATS 770。
上行链路MTS 630通常为分配给当前超帧710的非协调设备320预置以上载信号到协调器310，或发送较小的异步数据帧到其他非协调设备320。在某些实施例中，在MTS中保证不接收任何数据帧的非协调设备320可以在该时隙中忽略所有的发送。在其他的实施例中，所有设备将在每个上行链路MTS 630中进行监听。
下行链路MTS 650通常为协调器310预置以下载信号到分配给当前超帧710的非协调设备320。在某些替换的实施例中，如果不需要管理数据，协调器310能够使用该下行链路MTS 650来发送较小的异步数据帧到其他非协调设备320。在某些实施例中，保证在MTS期间不接收任何数据帧的非协调设备320在该时隙中可以忽略所有的发送。在其他实施例中，所有设备将在下行链路MTS 650中进行监听。
超帧710的长度是固定的，并优选地选择具有10到30ms之间的持续时间，以便最小化数据缓冲要求。
必须选择上行链路和下行链路MTS 630和650的长度以处理最大可能的管理帧、迅速确认(ACK)帧、和接收机-发送机转变时间。对于GTS 640，必须选择长度和数量以满足将要发送帧的具体要求，例如短MPEG帧、最大允许长度的大帧和流VS迅速ACK操作。对于ATS 770，除了当请求ATS时，优选按照分配的MTS来确定长度、数量和分配，设备为协调器310传送完整的发送时间，所需要的该发送时间用于发送异步发送队列的全部内容，以及可接受ATS 770的最小长度。协调器310然后相应地分配ATS 770。
尽管所公开的实施例使用多个GTS 640、多个ATS 770、一个位于GTS 640之前的上行链路MTS 630、和一个位于ATS 770之后的下行链路MTS 650，但是在替换的实施例中GTS 640、ATS 770和MTS630、650的数量、分布和位置都可以变化。
在该实施例中，管理时隙(MTS)用于小于256字节的管理帧和高优先级异步数据帧，保证时隙(GTS)用于中间优先级等时数据，以及异步时隙(ATS)用于超过255字节的异步低优先级数据和高优先级异步数据。
短和长异步数据帧
在图7所示的实施例中，有两种类型的异步数据帧：即短异步帧和长异步帧。
短异步帧为足够小的帧以代替管理帧在MTS中发送它。在优选实施例中，短异步帧最大为255字节。但是，在特定的实施例中该大小能够跟随MTS的大小而变化。
长等时帧大于短异步帧，直至最大的长异步帧大小。在优选的实施例中，长异步帧的大小能够在255字节到协议所设置的MTS最大值(例如，在某些实施例中为～2000字节)之间变化。但是，最小长异步帧大小能够根据最大短异步帧大小而变化；以及最大长异步帧大小能够根据当前协议的选择传输参数而变化。异步数据优选地限制于一定的大小以防止它压倒可用的空中时间。
在操作中，非协调设备320能够在分配给它的任何上行流MTS中发送短异步帧而不是管理分组。同理，在替换的实施例中，协调器310可以在任何下行链路MTS中发送小的异步帧。
如果当协议需要所有设备310、320监听所有的MTS，然后监听设备，那么分配给当前MTS(在上行链路MTS中分配非协调设备320以及在下行链路MTS中分配协调器310)的设备310、320能够发送其短异步帧到其他设备。如果在MTS中允许非协调设备320进入休眠模式，那么对于协调器来说将有必要给其他设备320一定提前的警告，即非协调设备将在特定的MTS中接收短异步帧。
由于MTS总是分配给特定的非协调设备320，因此能够认为该分配为隐含的用于发送短异步帧的轮询。
正如在本申请中所使用的，术语“短异步帧”将指的是大小足够小的在MTS中发送的有效异步帧，以及术语“长异步帧”将指的是大小足够大的在MTS中发送的有效异步帧。术语“MTS数据帧”将指的是在MTS中发送的短异步帧，以及术语“ATS数据帧”将指的是在ATS中发送的短或长异步数据帧。
因此，可能只在ATS中发送长异步帧(作为ATS数据帧)，而在MTS(作为MTS数据帧)或在ATS中可能发送短异步帧(作为ATS数据帧)。
协调异步数据的传送
以下公开内容涉及异传送步数据。优选使用传统的传送模式发送等时数据。
图8所示为根据本发明的优选实施例用于源设备发送数据到网络中的一个或更多目的设备的数据连接。如图8所示，系统包括协调器310、源设备820和第一和第二目的设备830、840。在本实例中，源设备820能够发送数据到一个或两个目的设备830、840。源设备820和目的设备830、840优选为上述参考图3所述的非协调设备320。
尽管在图8中所示为一个设备作为源设备820以及两个设备被示为目的设备830、840，这仅仅是示意性的。在优选的网络中，设备将按照需要自由地从源和目的设备改变，当通过网络发送数据时给定的设备将继续改变其角色。图8简单示出了一个设备为源设备820以及两个其他设备为目的设备830、840的视图。
图9所示为图8源设备的更详细描述。如图9所示，源设备包括PHY层410、MAC层420和高层430。(参见图4)MAC层420包括数据处理器和MAC管理层910、异步发送队列920和发送控制层930；高层430包括汇聚层940和其他高层950。尽管汇聚层940示为高层430的一部分，它还能够在MAC层420中形成。
汇聚层940优选包含分段程序并操作用于参考帧大小、速率、确认方法和估计的重试次数(如果使用重试的话)为给定设备计算所需的信道时间。在替换的实施例中，分段程序能够位于MAC层420中，例如位于数据处理器和MAC管理层910中。
数据处理器910优选地根据速率传输策略执行从MAC地址到设备ID的地址转换。
异步发送队列920优选为用于数据和管理帧的推拉队列，并且可能包含用于填充标头数据等等的帧构造程序。
发送控制层930负责确定发送一定帧的正确时间。合适的时间计划或发送激励来自于协调器310。
所示的线标记“RTS”(请求发送)来自于源设备820到协调器310的异步发送队列920。RTS为请求协调器允许发送数据的设备的随机符号表示(例如通过轮询请求，信道时间请求，等等)。尽管图中所示为从异步发送队列920直接到达协调器310，但是RTS实际上还通过PHY层410传送。
所示的线标记“CTS”(清除发送)来自于协调器310到源设备820的发送控制930。CTS为保证允许发送的协调器的随机符号表示(例如，通过轮询、信标CTA等)。尽管图中所示为从协调器310直接到达发送控制器930，但是CTS实际上还通过PHY层410传送。
参考图8和9，在操作中，协调器310分配信道时间和/或轮询网络中的设备820、830、840。(在其他实施例中网络能够包括不止两个设备，用于更附复杂的轮询/CTA处理)。另外，设备320的汇聚层940必须知道所需的信道时间；异步发送队列920必须知道为当前发送帧的数量(先前已发送失败的新帧或旧帧)；以及发送控制器930必须知道发送数据的时间。
所以，异步数据队列920必须通过初始化RTS和为协调器310提供当前队列的状态(例如，在队列中有多少帧，它们必须发送给谁，信道时间分配)开始。用于异步发送队列920发送RTS信号的控制优选为在异步发送队列920中输入的新数据，这是由于异步队列920不知道何时能够发送帧，或下一次将允许发送多少帧。
发送控制器930必须解释从协调器310接收的CTS消息并将适当的帧推出异步发送队列920。它必须为异步发送队列920提供足够信息以选择用于发送的正确帧。发送控制器930不知道在异步队列920中有多少帧，多少帧匹配从协调器310接收的当前CTS。如果没有匹配帧，异步发送队列920必须通知发送控制器930没有任何发送帧。
在某些情况下，请求设备可能未曾接收一个合适的CTA。所以，发送队列920必须具备自清除功能，借此从发送队列920中清除那些太旧的数据帧。这种类型的自清除功能的一个实例是在802.11标准中提供的老化功能。这使得老化功能，诸如该每个帧必须标记有发送超时值。发送队列920然后将周期性循环所有仍未发送的帧以查看是否任何帧已经等待的时间超过了其允许的发送超时值。在这种情况下，这些帧失败并从队列920中清除。
可能没有发送帧的一个原因是目的设备830、840从不确认它或者协调器310从不提供发送帧的机会。
优先级
通过其他高层950而不是汇聚层940还可以给数据帧一个优先级代码(表示数据发送的优先级)。该数据和优先级代码然后被优选传送到汇聚层940，汇聚层使用该信息为数据选择合适的MAC服务。在本发明中，如在本发明的优选实施例中所公开的内容，汇聚层940使用优先级代码确定数据帧(异步或等时)的类型，MAC层420应该使用这种类型用于发送数据。
IEEE802标准(例如802.1和802.15.3协议)提供了八种可能的优先级代码，0-7。在优选实施例中，使用这些代码中的七种。如表1所示，优选实施例使用这些优先级代码确定数据优先级和传送服务类型，MAC层420应该用于它所产生的数据帧。
表1
  优先级   流量类型   数据类型   ACK策略   重试策略
  0(默认)   最努力(BE)   异步   总是使用ACK。   使用最大数量的重试尝试。
  1   背景(BK)   异步   根据使用服务设置ACK策略   如果设置为是则使用最大重试尝试，如果设置为否则没有任何重试的ACK策略。
  2   未使用   未使用   未使用   未使用
  3   极努力(EE)   等时   不能由优先级值确定。   不能由优先级值确定。
  4   受控负载(CL)   等时   不能由优先级值确定。   不能由优先级值确定。
  5   视频(VI)   等时   不能由优先级值确定。   不能由优先级值确定。
  6   声音(VO)   等时   不能由优先级值确定。   不能由优先级值确定。
  7   网络控制(NC)   异步   不能由优先级值确定。   不能由优先级值确定。
在优选实施例中，优先级0、1和7用于异步数据，优先级3、4、5和6用于等时数据，以及优先级2未使用。
对于优先级为0(最努力)的数据，汇聚层940应该指令MAC层420发送作为异步数据的数据以将ACK策略设定为是(即，需要确认)，以及使用最大数量的重试尝试。
对于优先级为1(背景)的数据，汇聚层940应该指令MAC层420发送作为异步数据的数据以根据所使用的服务按照需要来设置ACK策略-是或否。如果ACK策略设为否(即不需要确认)，MAC层420则应该设置重试次数为零。如果ACK策略设为是(即需要确认)，MAC层420则设置重试次数为直到最大允许尝试的数量。但是，优选地，将尝试次数设为小于最大值的数量。
对于优先级为3、4、5或6(极努力，受控负载，视频或声音)的数据，汇聚层940应该指令MAC层420发送作为等时数据的数据。在优选实施例中，ACK策略和重试策略并不是由为这些优先级所设置的优先级而确定的。
对于优先级为7(网络控制)的数据，汇聚层940应该指令MAC层420发送作为异步数据的数据。在优选实施例中，ACK策略和重试策略并不是由为该优先级所设置的优先级而确定的。
在操作中，汇聚层940将从传送发送数据的更高层接收原语即消息。汇聚层940然后基于包含在它所接收原语中的优先级的值为数据选择合适的MAC服务(如表1所定义)。例如，如果它接收优先级为0的异步数据，则将在MAC中设置ACK策略为需要确认，并且将发送MAC重试的次数到允许的最大值。
如果汇聚层940接收具有不合适的优先级参数的原语，它发送一个具有错误消息的确认信号(如果可能有确认信号)，或者为异步数据重新分配优先级为0(最努力)或为等时数据分配优先级为3(极努力)。
信道时间分配和轮询之比较
以下为用于在网络中为异步数据划分传输时间的信道时间分配和轮询的简单比较。尽管这些实例所示为只传输两个异步数据帧，但所示的方法能够扩展应用于更高数量异步数据帧的队列。
信道时间分配
图10为根据本发明优选实施例的消息序列图，它描述了如何使用信道时间分配将两个数据帧发送到两个不同的目的设备。如图10所示，在该通信中包括有六个单元：源设备的汇聚层(SA CL)940，源设备的异步发送队列(SA-TxQ)920，源设备的发送控制器(SA-TxC)930，协调器310，第一目的设备(标记为第一目的地址-DA1)830和第二目的设备(标记为第二目的地址-DA2)940。
如图10所示，汇聚层940通过将第一片数据排队到源设备异步发送队列920而开始(步骤1005)。汇聚层940传送第一数据、目的设备地址(在本例中为DA1)以及所需的信道时间CT1。源设备异步发送队列920然后发送包括目的地址DA1和所需信道时间CT1的信道时间分配(CTA)请求到协调器310(步骤1010)。这对应于图8中的RTS。
汇聚层940然后排队第二片数据到源设备异步发送队列920(步骤1015)。汇聚层940传送一组新数据、目的地址(在本例中为DA2)和该新数据的所需的信道时间CT2。源设备异步发送队列920然后发送一个新的CTA请求到协调器310以代替旧的CTA请求。该新的CTA请求提供了源设备异步传送队列920的状态的新快照，并包括目的地址DA1和DA2，以及总共所需的信道时间CT1+CT2(步骤1020)。在替换的实施例中，信标能够包括一个CTA和与第一CTA请求相关的目的地址(CTA1和DA1)，以及独立的CTA和与第二CTA请求相关的目的地址(CTA2和DA2)。在实施例中，这对应于图8中的RTS。
在步骤1010和1020已经接收了两个CTA请求时，协调器310发送一个信标到源设备的发送控制器930(步骤1025)。信标包括总共的分配CTA(在本例中为CT1+CT2，这保证了足够的时间来发送数据帧)和与这些CTA请求相关的目的地址(DA1和DA2)。
源设备的发送控制器930然后发送一个拉命令到异步发送队列920，它请求将第一数据发送到第一目的设备830(步骤1030)。异步发送队列920然后发送第一数据和第一目的地址DA1到发送控制器930，从而能够将它们传送到PHY层410用以发送(步骤1035)。发送控制器930然后处理第一数据和第一目的地址DA1，以便将其向前发送到第一目的设备830(步骤1040)。
由于在发送第一数据帧之和仍将有足够的分配CTA来发送第二数据帧，因此源设备的发送控制器930然后发送一个拉命令到异步发送队列920，请求将第二数据发送到第二目的设备(步骤1045)。异步发送队列920然后发送该第二数据和第二目的地址DA2到发送控制器930，从而能够将它们传送到PHY层用以发送(步骤1050)。以及发送控制器930然后处理第二数据和第二目的地址DA2，以便将其向前发送到第二目的设备840(步骤1055)。
图11为根据本发明优选实施例的消息序列图，该图描述了如何使用信道时间分配将两个数据帧发送到单个目的设备。如图11所示，在此通信中包括五个单元：源设备的汇聚层(SA CL)940、源设备的异步发送队列(SA-TxQ)920、源设备的发送控制器(SA-TxC)930、和控制器310以及第一目的设备(标记为第一目的地址-DA1)830。
如图11所示，汇聚层940通过将第一片数据排队到源设备异步发送队列920而开始(步骤1105)。汇聚层920传送第一数据、目的设备地址(在本例中为DA1)以及所需的信道时间CT1。源设备异步发送队列920然后发送包括目的地址DA1和所需信道时间CT1的信道时间分配(CTA)请求到协调器310(步骤1110)。
汇聚层910然后排队第二片数据到源设备异步发送队列920(步骤1115)。汇聚层920传送第二数据、目的地址(在本例中为DA1)和该新数据的所需的信道时间CT2。源设备异步发送队列920然后发送一个新的CTA请求到协调器310以代替旧的CTA请求，以提供源设备异步传送队列920的内容的新快照。该新的CTA请求包括第一目的地址DA1和新的总共所需的信道时间CT1+CT2(步骤1120)。
在步骤1110和1120已经接收了两个CTA请求时，协调器310发送一个信标到源设备的发送控制器930(步骤1125)。该信标包括与第一和第二CTA请求相关的目的地址，以及与第一和第二CTA请求之和(CTA1+CTA2)相关的CTA。在替换的实施例中，信标能够包括一个CTA和与第一CTA请求相关的目的地址(CTA1和DA1)，以及独立的CTA和与第二CTA请求相关的目的地址(CTA2和DA1)。
源设备的发送控制器930然后发送一个拉命令到异步发送队列920，它请求将第一数据发送到第一目的设备830(步骤1130)。异步发送队列920然后发送第一数据和第一目的地址DA1到发送控制器930，从而能够将它们传送到PHY层410用以发送(步骤1135)。发送控制器930然后处理第一数据和第一目的地址DA1，以便将其向前发送到第一目的设备830(步骤1140)。
源设备的发送控制器930然后发送一个拉命令到异步发送队列920，请求将第二数据发送到第二目的设备(步骤1145)。异步发送队列920然后发送该第二数据和第一目的地址DA1到发送控制器930，从而能够将它们传送到PHY层用以发送(步骤1150)。以及发送控制器930然后处理第二数据和第一目的地址DA1，以便将其向前发送到第一目的设备840(步骤1155)。
在这两个实例中，通过协调器310生成两个独立的请求并且然后产生两个独立的分配。而且，在源设备发送控制器930接收信标中的CTA之前，排队第二数据帧。协调器310在信标中分配两个CTA，发送控制器930使用各自的目的地址作为标识符从异步发送队列920存取两次。
而且，在本实施例中，必须计算所需信道时间(CT1、CT2)以便异步发送队列920能够在CTA请求中一道传送该信息。可替换的方案设置所有的异步CTA为预定的大小。在本例中异步发送队列920只需要要求在队列中给一定的目的设备分配重试次数。尽管该可替换的方案将有些浪费带宽，但是它显著地简化了实施。
重新分配技术
不管目的如何，在发送帧之后，CTA需要分配给给定的设备。一些可能的方案可提供用于这种重新分配。
使用第一可替换方案，系统能够为一个超帧设置每个分配为有效。使用这种方案，CTA将自动地重新分配在每个超帧之后。从发送一侧来说这是一种非常简单的实现，但是当一个帧没有被确认时(ACK)会出现问题。
这种问题就是未确认的帧可能在发送过程中被严重地延迟。通常，启动一个CTA的新请求唯一地是进入异步发送队列920的帧。如果一个帧没有被确认并然后在帧结束时自动地重新分配其CTA，那么应该在队列920中保留该帧直到输入一个新帧为止。
在这种方案中，异步发送队列920不能自发地发送新的CT请求，因为它不知道何时发送这些请求。每逢帧没有被确认时，异步发送队列920不能简单地重新发送CT请求，然而虽然它不知道在用于相同DA的队列中有多少帧，或者由于操作异步发送队列920中的老化功能，不知道是否将从异步发送队列920中清除未确认的帧。
使用第二可替选方案，对于N个超帧每个分配都为有效的，其中N为大于1的整数。使用该方案，CTA将自动地重新分配在N个超帧之后。
优选地，选择N为对应于网络中发送重试最大次数的合理数量。这解决了第一可替换方案中的问题，但是增加了协调器310的复杂度。按照这种方案，协调器310将需要具备用于每个CTA的单独的计数器，并需要标记每个CT请求，以便能够确定是否新的CT请求涉及全部或部分的现有CTA。
使用第三可替换方案，对于每个时间周期而言每个分配为有效的。使用该方案，CTA将自动地重新分配在每个时间周期的结束之后。
这提供了简单构思的有利之处，但是额外增加了请求设备和协调器310之间等时的实现困难。另外，协调器310需要具备用于每个CTA的单独的定时器，并需要标记每个CT请求，以便能够确定是否新的CT请求涉及全部或部分的现有CTA。
使用第四可替换方案，每个分配能够永久存在。在本例中，当不再有任何流量时，请求设备负责用于释放CTA。根据一个优选实施例，每当发送控制器930具备用于一定目的设备的CTA时，异步发送队列920报告它没有用于该目的设备的帧，源设备的发送控制器930必须使用目的设备的地址作为标识符发送一个CTA释放消息。
在增加流量作为代价时这非常有效，因为每个目的设备都必须完成CTA。最大的代价是发送控制器930必须为不需要的每个CTA发送一个新帧。它不能将几个释放消息合并为一个，这是因为它必须为了每个CTA将帧从队列中一个一个地推出(一次或多次)并且当不需要时释放它们。由于TDMA协议严格的实时控制处理程序，发送控制器930不能排队这些请求，该协议需要处理所发生的事件。换言之，它不能使用非确定性的处理。
使用第五可替换的方案，每个分配请求直到其再次分配之前都是有效的。因此，当设备请求协调器310时，该请求将保持有效直到协调器310提供所请求的内容(例如，信道时间，被请求信息等等)。用来提供所请求内容的超帧的确切数量不重要。分配请求保持有效直到该请求得到应答，即使是所请求的内容提供多个超帧(例如，在多个超帧扩展的信道时间)。
但是，优选地，提供一个定时周期来设置分配请求能够保持有效的最大时间长度。在本例中，如果在定时周期结束时不提供所请求的内容，那么分配请求将结束并认为失败。这主要对于异步数据是有用的，它通常不重复需要信道时间。
如果使用重新分配请求，还有一种竞争条件的可能。在这种情况下，发送控制器930能够正好当用于相同目的设备的新帧进入异步发送队列920时释放CTA。唯一防止这种竞争的方法是对于协调器310总是保持为每个源设备分配一个CTA。实施的优选方法为，协调器310为每个设备分配一个位于1和最大值之间的CTA时间单元，并即使源设备释放CTA也总是保持一个CTA时间单元。
尽管能够使用五个可替换方案中的任何一个，但是第五可替换方案最为优选。
轮询
根据轮询方案，每个源设备820只当协调器310轮询它时才进行发送。尽管仍然发送RTS，但是CTS将以轮询的形式，而不是CTA的形式出现。
轮询和信道请求之间主要存在三个区别。第一，轮询受目的设备930、940的限制；当轮询源设备820时，它能够发送数据到任何设备。第二，轮询没有确定性的发送时间。因此，对于有效的功率节约几乎没有选择。协调器310可能在信标中发送轮询列表来限制，但是它不可能消除不必要的唤醒次数。第三，协调器310必须在轮询时间中总是跟踪全部的流量。
有两种优选的方法用于协调器310调度轮询：每个源设备820能够为进入到异步发送队列920中的每个新帧发送一个轮询请求；或(2)协调器310能够根据基于协调器的轮询算法来轮询每个可轮询的潜在的源设备。
由于类似于上述用于CTA的理由，给定的轮询必须有效直到发送消息为止，以及协调器必须最终利用一个轮询来确认一个轮询请求。优选地，老化功能将把不能够正确发送的帧从异步发送队列920中清除。发送控制器930优选地当收到轮询时，将第一消息从发送队列中推出。
图12为根据本发明第一优选实施例的消息序列图，该图描述了如何使用轮询将两个数据帧发送到单个目的设备。如图12所示，在此通信中包括五个单元：源设备的汇聚层(SA CL)940、源设备的异步发送队列(SA-TxQ)920、源设备的发送控制器(SA-TxC)930、和控制器310以及第一目的设备(标记为第一目的地址-DA1)830。
如图12所示，汇聚层940通过将第一片数据排队到源设备异步发送队列920而开始(步骤1205)。汇聚层920传送第一数据、目的设备地址(在本例中为DA1)以及所需的信道时间CT1。源设备异步发送队列920然后发送一个轮询请求到协调器310(步骤1210)。该轮询请求不需要包括任何的附加信息。
汇聚层910然后排队第二片数据到源设备异步发送队列920(步骤1215)。汇聚层920传送第二数据、目的地址(在本例中为DA1)和所需的信道时间CT2。源设备异步发送队列920然后发送一个轮询请求到协调器310(步骤1220)。该轮询请求需要包括任何的附加信息。
在步骤1210和1220已经接收了两个CTA请求时，协调器310发送一个信标到源设备的发送控制器930(步骤1225)。该信标可能包括信道时间图，该图包括用于当前超帧的轮询时隙。
协调器310然后发送一个轮询命令到源设备的发送控制器930(步骤1230)。该轮询命令不需要包括任何的附加信息，因为源设备820并不以任何方式限制于它可能发送到的设备。确认于该轮询命令，源设备的发送控制器930然后发送一个拉命令到异步发送队列920，请求将第一数据发送到第一目的设备830(步骤1235)。通过该轮询命令，拉命令不需要包括任何的附加信息，因为源设备820并不以任何方式限制于它可能发送到的设备。
异步发送队列920然后发送第一数据和第一目的地址DA1到发送控制器930，从而能够将它们传送到PHY层410用以发送(步骤1240)。以及发送控制器930然后处理第一数据和第一目的地址DA，以便将其向前发送到第一目的设备830(步骤1245)。
在下一个超帧，协调器310发送新的信标到源设备的发送控制器930(步骤1250)。信标可以包括信道时间图，该图包括用于当前超帧的轮询时隙。
协调器310然后发送另一个轮询命令到源设备的发送控制器930(步骤1255)。该轮询命令不需要包括任何的附加信息，因为源设备820并不以任何方式限制于它可能发送到的设备。确认于该轮询命令，源设备的发送控制器930然后发送一个拉命令到异步发送队列920，请求将第二数据发送到第一目的设备830(步骤1260)。通过该轮询命令，拉命令不需要包括任何的附加信息，因为源设备820并不以任何方式限制于它可能发送到的设备。
异步发送队列920然后发送该第一数据和第一目的地址DA1到发送控制器930，从而能够将它们传送到PHY层用以发送(步骤1265)。以及发送控制器930然后处理第二数据和第一目的地址DA，以便将其向前发送到第一目的设备840(步骤1270)。
图13为根据本发明第一优选实施例的消息序列图，该图描述了如何使用轮询将两个数据帧发送到单个目的设备。如图13所示，在此通信中包括五个单元：源设备的汇聚层(SA CL)940、源设备的异步发送队列(SA-TxQ)920、源设备的发送控制器(SA-TxC)930、和控制器310以及第一目的设备(标记为第一目的地址-DA1)830。
如图13所示，汇聚层940通过将第一片数据排队到源设备异步发送队列920而开始(步骤1305)。汇聚层920传送第一数据、目的设备地址(在本例中为DA1)以及所需的信道时间CT1。源设备异步发送队列920然后发送一个包括所需信道时间CT1的轮询请求到协调器310(步骤1310)。
汇聚层910然后排队第二片数据到源设备异步发送队列920(步骤1315)。汇聚层920传送第二数据、目的地址(在本例中为DA1)和所需的信道时间CT2。源设备异步发送队列920然后发送一个包括所需信道时间CT1的轮询请求到协调器310(步骤1220)。
在步骤1310和1320已经接收了两个CTA请求时，协调器310发送一个信标到源设备的发送控制器930(步骤1325)。该信标可能包括信道时间图，该图包括用于当前超帧的轮询时隙。
协调器310然后发送一个轮询命令到源设备的发送控制器930(步骤1330)。该轮询命令包括用于源设备所请求数据的信道时间信息CTA1+2。确认于该轮询命令，源设备的发送控制器930然后发送一个拉命令到异步发送队列920，请求将第一数据发送到第一目的设备830(步骤1335)。
异步发送队列920然后发送第一数据和第一目的地址DA1到发送控制器930，从而能够将它们传送到PHY层410用以发送(步骤1340)。以及发送控制器930然后处理第一数据和第一目的地址DA，以便将其向前发送到第一目的设备830(步骤1345)。
如果在当前超帧中还有时间剩余(以及协调器310将在发送信标之前知道它，因为源设备利用轮询请求发送所需的信道时间CT1和CT2)，源设备的发送控制器930能够发送另一个拉命令到异步发送队列920，请求将第一数据发送到第一目的设备830(步骤1340)。
异步发送队列920然后发送该第二数据和第一目的地址DA1到发送控制器930，从而能够将它们传送到PHY层410用以发送(步骤1345)。以及发送控制器930然后处理第二数据和第一目的地址DA，以便将其向前发送到第一目的设备840(步骤1350)。
在本实施例中，协调器310能使用更有效的轮询，因为源设备820初始化轮询请求并因此能够传送所需的信道时间参数到协调器310。因此，这种解决方案允许源设备820发送一些帧，只要在轮询中还有时间剩余。
协调器310必须增加所有未完成的轮询请求和源设备820必须保证队列920以与发送的轮询请求所相同的顺序进行排序。由于协调器310在轮询中必须跟踪全部的流量，所以它能够为已经确认的所有帧倒数计数所用的时间。
在这些实施例中不需要释放。但是，如果能够利用空闲队列来轮询源设备，那么源设备820可发送一个帧，指示它不再需要位于轮询列表中。
如果将通过加入轮询队列请求的轮询用于传送异步数据，(参见图12和13和由设备通过发送一个取消轮询列表的请求所执行的相关公开的重新分配)。
使用算法轮询代替轮询请求使得协调器310负责用于轮询所有宣布其可轮询的相关设备。但是，由于没有轮询请求，协调器310不知道谁是用于给定帧的目的设备，也不知道发送时间。因此，不可能实现一定的功率节约方法，该方法需要提前通知即将到来的数据帧。
另外，协调器310必须保持可轮询的相关设备的表并且根据公平算法来轮询它们。而且，用于给定设备的最大使用的信道时间优选地受设置策略的限制，因为如果在通常的位置没有限制，那么被轮询的站能够继续发送标识。
所有的轮询需要在协调器310上进行大量的工作，另外，接收机在轮询周期中必须跟踪所有的流量以关注何时用于下一个轮询。如果使用轮询请求，将在某种程度上简化协调器的工作，因为能够简化排队请求并且不需要保持轮询列表。
轮询请求还允许一定量的功率节约。请求方能够通知其预期的目的设备以及协调器然后在轮询周期中能够通知目的设备。所以任何保证不是目的设备的设备能够进入休眠模式轮询周期的持续时间。
算法轮询具有所有算法中最小量的流量开销，但是它使得的协调器的实现最复杂化。
由于仅仅使用一个队列，所以轮询简化了排队和发送实现。相反，对于每一个目的设备CTA都使用一个队列。该队列可能根据所支持的优先级进行排序。
利用CTA和轮询实现的问题
对于源设备和协调器310的异步发送队列920而言难以保持和重新计算必要的CTA作为业务流量。
一种解决方案是让所有源设备通过告知协调器310当前在异步发送队列920中有多少帧而不管目的数量如何来请求CTA。协调器然后根据需要能够将时间公开地进行划分。
当存在用于异步数据的目的设备方案和用于等时数据的面向流的方案时，异步发送队列920还能够变得尤其复杂。在最差的情况下，如果设备尝试正确地监视每一个方案时，它可以终止支持特别大数量的数据队列。
一种替换的解决方案是停止根据异步和等时数据来划分时间分配。当被授权发送数据时，只要还有剩余的发送时间，源设备820就能够发送到任何目的设备830、840。在某些实施例中，源设备920可以通过以目的设备的顺序排序其队列来优化它的发送。在单独的队列中仍将处理流，但是优选地将只有一个异步队列。尽管能够使用该替换的方案，但是它强制所有设备310、320不断地监听，就功率使用而言这将代价很高。
如果使用轮询方案，协调器310必须构造其接收机来处理流量探测，即检验是否实际上确认了一个具备确认策略比特集合的帧，并且一旦完成了突发脉冲，就立即装配一个新的轮询消息。这不能够在特定情况下有效，例如对于超宽带宽系统来说。
一种适于简化CTA方案的解决方法，该方案使用轮询并且不使用目的设备队列分离。
在某些情况下，在异步发送队列920获得新数据帧时，发送控制器930能够释放CTA。这能够引起正在发送的新数据的延迟。
一种解决方法是给每个相关的可轮询站一个最小的CTA时间(对应于一个默认大小的帧)。这种方案实际上将对应于算法轮询，根据这种方案，每个可轮询的站分配有相当数量的CTA时间-在本例中当它表示没有发送时为一种默认的帧。
为了允许一定的设备进入功率节约模式，有必要知道目的设备和用于各种传输的信道时间。因此，如果当该信息传送到协调器310时不能执行功率节约。
该解决方法降低用于异步数据的硬功率节约要求。如果设备在ATS 770中进入休眠，那么当设备将唤醒时，高层能够在MTS 630、650中发送一个短数据帧以告知它在未来的ATS 770中醒来。
ATS的形成和分配
对于异步数据帧，超帧将包含一个或更多的AST770。在优选的实施例中，协调器310将为每个超帧中的ATS保持最小值和最大时间。未用于GTS 640、MTS 630、650，或信标620的所有超帧时间对于ATS 770都是可用的，直到最大的ATS时间。另外，优选地保持最小的ATS时间。这些最小和最大值有助于保证可用的ATS将总是具备有效的长度，但是将不覆盖可用的信道时间。
在替换的实施例中，如果只有很小的异步流量，那么ATS 770不必要需要存在于每个超帧中。在这种实施例中，保证的ATS 770将只在周期性的超帧中出现。该周期性能够静态或动态地随着异步流量的相对发生而变化。
在另一个替换的实施例中，协调器310能够在ATS 770中通知可能为数据的接收机的全部设备。这将允许不是潜在的数据接收机的全部设备在ATS 770中进入功率节约模式。
如果使用CTA，那么将需要重新分配。当已发送消息时，为了防止系统阻塞必须释放CTA请求。如果协调器310不是探测的流量，它不能确定何时成功地发送一个帧并且必须依赖于被告知发送机已完成。
一种解决方法是，每当发送队列获得新的异步数据帧时，并且在队列中已经存在一个数据帧时，它应该发送一个CT请求到协调器310，该请求给出了队列中的当前的帧数量作为参数。但是，如果使用默认的CTA，那么只需排队新的帧，默认的单个CTA将关注该帧。
每当发送控制器930告别帧成功地发送到异步发送队列920，或异步发送队列920由于老化而清除一个帧，异步发送队列920将发送一个新的CT请求，它表示队列920中当前的入口数量，只要队列中当前的入口数量大于零即可(或如果使用默认的CTA，则大于1)。可能设置更高的偏差容限以降低发送的CT请求帧的数量，但代价却是浪费了更多的带宽。然而，在替换的实施中，带宽的价格可能值得这样做。
在替换的实施例中，协调器310可能优化发送并且在每个超帧中给每个设备一个默认的CTA。但是，每个设备应该分配有具备公知合理频率的默认CTA。
优选地不从队列中清除这些帧，直到成功地接收它们，它们到达最大的重试次数，或到达队列中的最大老化。
优选地，将由协调器310确认信道时间请求帧。如果不能，该设备则能够简单地重复该请求。
异步时隙
参考图7，本发明的优选实施例，使用每个超帧710中的多个异步时隙(ATS)770。分配给ATS 770的时间量简单地为，在信标620的时间之后用于任何MTS 630、650和任何GTS 640的留在超帧710中的时间量。
优选为分配给ATS的给定超帧中的时间量限制于设定最小值和最大值的范围内，而不管必须发送多少异步帧。最小值保证了将超帧中的一定时间分配给异步流量。最大值保证了超帧不被异步流量所占据。
协调器310优选地根据帧的数量分配可用的ATS给各种源设备(即已发送信道时间请求给协调器310的设备)，其中每个帧当前必须位于其各自的队列中。如果在CT请求中没有报告任何内容，则表明为默认的状态。在该默认状态中，将给未曾要求信道时间的每个设备一个用于ATS的设定的最小CTA。最小ATS CTA为超帧中最低有效单元CTA。
在替换的实施例中，协调器310能够分配最小的ATS CTA给非请求设备，它通常小于每个超帧710。例如，协调器310能够每三个超帧就分配一个最小的ATS CTA。但是，非请求设备应该周期性授予一个最小的ATS CTA。
考虑以下的实例：网络300具备三个发送设备320。第一个设备320不发送任何有关其队列的信息(即，它在队列中输入一个或零个入口)；第二个设备320发送信息到协调器310，该信息表示它在发送队列中有四个入口；以及第三个设备320发送信息到协调器310，该信息表示它在发送队列中有两个入口。
将根据以下方程来计算每个设备320的信道时间分配：
CTA i = q i Σ k = 1 N q k · ATS T - - - ( 1 )
这里CTAi为第i个设备的信道时间分配，qi为第i个发送队列的入口数量，以及ATST为总共可用的ATS时间，其中qi的最小值为1。
qi的最小值考虑到默认的CTAi等于分数CTA单元，该单元为不用于请求信道时间的单元。该默认的信道时间分配用作算法轮询的排序，它保证了每个设备320被周期性轮询。然而，它不需要任何附加电路用于确定当超出分配默认值1到qI所花费的时间时如何进行轮询。
基于方程(1)，用于三个设备的信道分配时间如下：
CTA 1 = 1 1 + 4 + 2 · ATS T = 1 7 · ATS T
CTA 2 = 4 1 + 4 + 2 · ATS T = 4 7 · ATS T
CTA 3 = 2 1 + 4 + 2 · ATS T = 2 7 · ATS T
总共可用的ATS时间ATST优选地如此划分即，分配的分数从来都不能够小，通过确认该分数需要用于默认传输速率的最大的帧大小。如果根据方程(1)的计算，可用时间ATST的分数分配应该变得任意小于所需的最小值，协调器310将从分配中清除一些设备。然后能够为这些设备分配下一信标中的时间，即下一个超帧，因为它们在当前信标(超帧)中将不能获得任何时间。这保证了特别大的帧将不会在队列中阻塞。
优选地，协调器310将表示所有可能的目的地址，这些地址应该在可以发送其流量的CTA期间保持唤醒和监听。通过使用相互重叠的CTA的排序，网络300允许所有保证不接收任何传输的设备进入功率节约休眠模式，而只有当需要唤醒这些设备时才强制其醒来。
在替换的实施例中，发送到源设备的实际CTA将包括分配的时间和偏移、源设备(即发送设备)地址，以及将传送一个设置为广播ID的目的地址。由于实际的目的地址是未知的，因此目的地址参数作为广播ID发送。在ATS CTA期间，源设备可以自由发送数据到任何设备，并且不需要通知协调器310它将和谁交谈。
优选地，如果设备的队列中有帧，但是没有获得当前帧的CTA(例如，由于多个设备请求信道时间)，它将不重复CT请求。协调器310已接收到其初始化CT请求并将继续处理它。不需要重复该请求，尽管在某些实施例中应该开始一个新的请求。
使用相对分配可用的信道时间CTAT的一个原因是，在其队列中具备少数小帧的设备比只具备一些大帧的设备，将不会获得不成比例的较大CTA。一旦它接收了CTA，设备320将总是有足够的时间来从其队列中发送至少一个任意大小(直到设置的最大值)的帧。当然，在允许发送多帧的实施例中，如果这些帧足够小，设备320可能能够在CTA内发送多帧。
在某些实施例中，协调器310可能选择在相邻超帧710之间为在其队列中具备多个入口的设备320分离CTA。这应该确定为公平的事情以允许可用的CTAT在各种设备320之间公平地进行划分。
图14根据本发明优选实施例的消息序列图，该图描述了当需要不止一个默认的信道时间分配CTA时如何使用默认的CTA在系统中请求信道时间。如图14所示，在此通信中包括五个单元：源设备的汇聚层(SA CL)940、源设备的异步发送队列(SA-TxQ)920、源设备的发送控制器(SA-TxC)930、和协调器310以及第一目的设备(标记为第一目的地址-DA1)830。
如图14所示，汇聚层940通过将第一片数据排队到源设备异步发送队列920而开始(步骤1405)。汇聚层920传送第一数据、目的设备地址(在本例中为DA1)以及所需的信道时间CT1。由于这是源设备异步发送队列920的第一入口，队列920不需要发送任何信息到协调器310。队列920中单个入口将由默认的CTA处理。
汇聚层910然后排队第二片数据到源设备异步发送队列920(步骤1410)。汇聚层920传送第二数据、目的设备地址(在本例中为DA1)和所需的信道时间CT2。由于源设备异步发送队列920现在有两个入口，现在它发送一个信道时间请求到协调器310，该请求表示它不是一个流请求并且在队所920中有两个入口(步骤1415)。
在步骤1415中已经接收了信道时间请求时，协调器310发送一个信标到源设备的发送控制器930(步骤1420)。该信标可能包括信道时间图，该图表示设备能够发送多长时间。该信道时间图优选地根据上述方程(1)所阐明的计算来确定。
在接收一个信标之后，源设备的发送控制器930发送一个拉命令到异步发送队列920，请求将第一数据发送到第一目的设备830(步骤1425)。
异步发送队列920然后发送第一数据和第一目的地址DA1到发送控制器930，从而能够将它们传送到PHY层410用以发送(步骤1430)。以及发送控制器930然后处理第一数据和第一目的地址DA，以便将其向前发送到第一目的设备830(步骤1435)。
一旦在步骤1435发送了数据帧，发送控制器930发送一个发送状态报告给异步发送队列920，该报告表示发送的状态，例如成功或失败(步骤1440)。
如果源设备820已经在当前超帧中分配了足够的时间来发送数据的帧(在本例中为示意性的目的)，那么源设备的发送控制器930能够发送另一个拉命令到异步发送队列920，请求将第一数据发送到第一目的设备830(步骤1445)。
异步发送队列920然后发送该第二数据和第一目的地址DA1到发送控制器930，从而能够将它们传送到PHY层410用以发送(步骤1450)。以及发送控制器930然后处理第二数据和第一目的地址DA，以便将其向前发送到第一目的设备840(步骤1455)。
一旦在步骤1455发送了数据帧，发送控制器930发送一个发送状态报告给异步发送队列920，该报告表示发送的状态，例如成功或失败(步骤1460)。
在步骤1440和1460基于发送状态报告的结果，异步发送队列920将根据网络的确认和重试策略来确定将对队列中的当前入口进行什么动作。
如果发送状态报告表示成功，那么将入口从队列920中清除并且异步发送队列920通过数据处理器和MAC管理层910向汇聚层940报告成功。如果发送状态报告表示失败，那么有可能清除该入口。如果存在可用的数据重试，则异步发送队列920可能保持该帧以考虑一次重试。如果没有任何重试可用，那么可能将重试从队列920中清除并且异步发送队列920将通过数据处理器和MAC管理层910向汇聚层940报告失败。
如果它已经传送了队列920中所允许的最大时间，由于老化问题，异步发送队列920还可能决定清除一个帧。但是，异步发送队列920不能被允许清除当前由发送控制器930正在发送的任何帧。
尽管当异步发送队列920首先获得一个单个的入口时，它不需要发送信道时间请求，但是在异步发送队列920从较高的值降低到单个入口的情况下，异步发送队列920实际上能够通过发送一个表示队列920中单个入口的信道时间请求来请求默认的分配。在替换的实施例中，能够通过队列值0发送该信道时间请求，它表示设备将不再使用ATS。在本例中，设备可以进入功率节约模式。
从失败的ATS传送恢复
在面向服务质量(QoS)的网络中使用异步流量的一个主要原因是服务发现和服务参数协商。但是，一旦建立该服务，就能够使用异步流量用于维护和调整现有的QoS。
通常能够假设提供该服务的设备比一般的客户设备，例如机顶盒具备更好的电源，或接入点通常连接到电源网格而客户设备可能为电池供电。并且连接到更好电源的这些设备为能够在ATS周期中最佳提供的用于监听的设备。
所以，希望提供一种网络，在该网络中具备较好电源的这些设备为在ATS周期中最大可能的必须监听的设备。另外，优选地，该网络为低功率设备提供了功率节约选项的合理等级，而不管在高层中设备的功能如何。
但是，在ATS中受到了以下事实的制约，即在TDMA网络中异步流量并不象等时流量一样具备功率效率，但是，能够通努力来增加功率效率。
在一个实施例中，意图使用ATS的源设备应该通过汇聚层功能来尽力保证，当发送消息时期望的目的设备为醒的状态。如果不论该努力如何都发送失败的话，汇聚层应该包括一组恢复程序。合适处理的一个实例应该为通过另一个机制发送唤醒或“ping”消息到目的地址，以检验其当前功率节约策略并通知它有数据要接收。
另外，如果功率节约策略为静态的或很少发生改变，那么协调器310能够提供有关设备的功率节约策略的信息，这限制了在功率节约模式中将消息发送到一个设备的机会。
从失败的ATS传送中进行恢复的优选方法为，在源设备的MTS中发送一个短的异步帧以通知目的设备它需要监听一个消息。通过定义MTS为短的时间，从而在MTS时间中能够要求所有的设备来监听而不用付出巨大的能量代价。
一种从失败的ATS传送中进行恢复的替换的方法为，使用通常的等时数据处理器为目的地址开启等时数据流，传送数据帧并然后关闭该流。尽管该方法难以确定何时完成传送以及何时应该关闭流，但是它仍然能够允许恢复。
在其他例子中，汇聚层940必须决定恢复的最佳方法和为恢复的传送请求计算合适的参数。
在MTS期间发送短异步数据帧
如上所述，ATS 770能够用于发送任何大小、直到最大允许大小的异步数据，即长或短异步数据作为ATS数据帧。但是本发明的一个方面，当没有任何管理数据发送到协调器310时，则允许非协调设备320在分配给它的上行链路MTS330中发送高优先级的短异步数据作为MTS数据帧。
在优选的实施例中，正如非协调设备320一样，协调器310分配有上行链路MTS 630。由于不需要为自己发送管理数据，从而协调器310能够单独地使用这些MTS发送MTS数据帧。在替换的实施例中，协调器310能够在下行链路MTS 650中传送MTS数据帧，在MTS 650期间它没有任何管理数据要发送。这能够代替使用上行链路MTS 630。
如上所述，能够为要发送的数据分配一个特定的优先级，它表示数据的流量类型，以及汇聚从940使用它来为数据选择何时的MAC服务。该优先级值还能够用于异步数据确定它是否应该作ATS数据帧在ATS 770中，还是作为MTS数据帧在上行链路MTS 630中来发送。表1所示为在优选实施例中所使用的帧值。
表2：帧优先级
  帧优先级   流量类型   异步帧大小  数据帧类型
  0(默认)   最努力(BE)   长或短异步帧  ATS-数据帧
  1   背景(BK)   长或短异步帧  ATS-数据帧
  2   -   n/a  未使用
  3   极努力(EE)   n/a  等时
  4   受控负载(CL)   n/a  等时
  5   视频(VI)   n/a  等时
  6   声音(VO)   n/a  等时
  7   网络控制(NC)   短异步帧  首先作为MTS数据帧尝试；然后作为ATS数据帧尝试
如表2所示，如果长或短数据帧分配的优先级为0或1，那么设备310、320将尝试将它作为ATS-数据帧通过ATS 770来发送。但是，如果短异步数据帧的优先级为7，那么设备310、320将尝试将它作为MTS-数据帧通过未使用的上行链路MTS 630来发送，但是如果不可能的话，然后将尝试并将其作为ATS-数据帧在ATS 770中发送。
如果异步数据帧的长度大于最长的异步帧大小长度，它将不可能接收正确的信道时间并且不能被发送。如果长异步帧(即，即长度大于最大短异步帧长度的异步数据帧)分配的优先级为7，那么将它视为优先级0或1来处理，并且设备310、320将尝试把它作为ATS-数据帧在ATS 770中发送。
为了轮询，能够将上行链路MTS 630的分配考虑为隐含地轮询协调器310部分。实质上，如果它没有任何管理帧要发送时，协调器310要求分配的非协调设备310发送任何它所拥有的MTS数据帧。
在替换的实施例中，能够使用不同的优先级方案。但是，指示符的一定排序(不论是优先级类型还是其他变量)都应该提供用来表示是否应该将异步帧作为ATS数据帧在ATS 770中或者作为MTS数据帧在MTS中发送。
功率节约
如果使用默认的CTA，则一种用于功率节约的方法为让源设备发送一个控制帧，当在ATS 770中不进行任何发送时，该控制帧请求零信道时间但不请求任何流。协调器然后能够为源设备清除默认的CTA。但是，由于设备本身已经从默认的CTA中被清除，那么它必须接下来为了第一帧而请求默认的CTA，并希望在ATS 770中发送以回到每个超帧分配一个默认的信道时间。
在其他实施例中，给定的目的设备能够简单地决定在ATS 770中完全不监听。在相关或接下来的功率节约管理帧中，目的设备应该通知该策略给协调器310。如果目的设备具备这种选择，它开始负责源设备在ATS 770中发送之前、或在未被确认的ATS 770中发送之后从协调器310中提取功率节约信息。这种功率节约信息将通知源设备是否想要的目的设备位于功率节约模式以及是否需要唤醒它。
在这种实施例中，每个设备应该在MTS周期中监听短异步数据帧，而不管其功率节约原则如何。因此，即使源设备位于功率节约模式，源设备也能够在MTS中通知目的设备它有流量要发送。
在另一个替换的实施例中，源设备能够发送一个短异步消息到协调器310，并且当目的地址退出功率节约模式时让协调器310分配它。但是，这将增加消息延迟以及还使得协调器310的实现复杂化，因此优选为让每个设备至少在每个MTS中进行监听。
在再一个实施例中，目的设备能够完全拒绝监听任何异步流量。这种设备对于大部分的静止网络来说不起作用。它能够只请求服务但从不加入正常的网络活动。
由于这种类型的深度休眠设备从不确认任何服务发现或其他的广播请求帧，因此非常不可能的是，任何其他设备试图发送一个消息到该设备。来自服务提供商到深度休眠设备的任何服务管理帧，在作为服务器的设备所分配的反向流中必须发送。在这种情况下，如果目的设备在网络中完全不相关，源设备错误地试图发送它到深度休眠目的设备，效果将是相同的。
三个示例的功率节约模式如下所述：低功率、轻度休眠和深度休眠。在低功率模式中，设备将监听所有的MTS和ATS 770，但是当它被通知作为目的设备时，将只监听GTS。在轻度休眠模式中，设备将监听所有的MTS，但是不会监听任何ATS 770。在深度休眠模式中，设备将不监听任何MTS或ATS 770。
轻度休眠的设备能够根据汇聚层的要求而切换到低功率模式。如果汇聚层940接收一个消息即要接收异步数据则可能发生这种情形。一旦成功地接收了数据，设备能够再次进入到轻度休眠模式。
处于深度休眠模式的设备将保持在深度休眠模式中直到一定设置的原则唤醒它。
根据本发明的优选实施例，有两种方法通知轻度休眠设备有数据要接收：通过信标通知；或通过MTS中的短异步数据帧(优选地由源设备的汇聚层发送)。
使用来自源设备的MTS数据消息，汇聚层具备的好处是，源设备能够通知目的设备有关ATS数据帧总共的长度。
很明显，根据上述教导可能对本发明进行大量的修改和变型。因此应该明白，在附属权利要求书的范围内，可以通过除了这里具体描述的内容以外的其他方式来实现本发明。

Claims (8)

1、一种在包括网络协调器和一个或更多的远程设备的网络中发送超宽带宽信号的方法，包括：
将可用的发送时间分成多个超帧；
将多个超帧中的每一个分成信标持续时间、一个或更多的管理时隙、一个或更多的保证时隙以及一个或更多的异步时隙；
将每个管理时隙分配给所述一个或更多的远程设备之一；
将每个保证时隙分配给所述一个或更多的远程设备之一或网络协调器；
将每个异步时隙分配给所述一个或更多的远程设备之一或网络协调器；
在所述多个超帧的每一个的信标持续时间中从协调器发送信标到所述一个或更多的远程设备；
在当前保证时隙中从所述一个或更多的远程设备或分配给当前保证时隙的网络协调器发送一个或更多的等时数据帧；以及
在当前异步时隙中从所述一个或更多的远程设备或分配给当前异步时隙的网络协调器发送一个或更多的异步数据帧。
2、根据权利要求1所述的在网络中发送超宽带宽信号的方法，还包括在当前管理时隙中从分配给当前管理时隙的一个或更多远程设备之一发送管理帧到网络协调器。
3、根据权利要求1所述的在网络中发送超宽带宽信号的方法，还包括在当前管理时隙中从网络协调器发送一个管理帧到分配给当前管理时隙的一个或更多远程设备之一。
4、根据权利要求1所述的在网络中发送超宽带宽信号的方法，还包括在当前管理时隙中从分配给当前管理时隙的所述一个或更多远程设备所述之一发送一个小异步数据帧到所述一个或更多远程设备中的另一个或网络协调器。
5、根据权利要求1所述的在网络中发送超宽带宽信号的方法，其中分配给一个或更多的保证时隙的保证时间周期大于分配给一个或更多异步时隙的异步时间周期。
6、根据权利要求1所述的在网络中发送超宽带宽信号的方法，其中每个超帧中的一个或更多管理时隙至少包括：
上行链路管理时隙，用于在分配给上行链路管理时隙的远程设备和网络协调器之间传送信号；以及
下行链路管理时隙，用于在网络协调器和分配给上行链路管理时隙的远程设备之间传送信号。
7、根据权利要求6所述的在网络中发送超宽带宽信号的方法，还包括在当前上行链路管理时隙中从分配给当前管理时隙的一个或更多的远程设备之一发送一个小异步数据帧到一个或更多远程设备中的另一个或网络协调器。
8、根据权利要求1所述的在网络中发送超宽带宽信号的方法，
其中在每个超帧的开始形成信标持续时间，和
其中在信标持续时间之后直接形成一个或更多的管理时隙。
CN03806213A 2002-01-22 2003-01-21 在无线网络中传输等时和异步数据的方法 Expired - Fee Related CN100586085C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US34935302P 2002-01-22 2002-01-22
US60/349,353 2002-01-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101061669A CN101061669A (zh) 2007-10-24
CN100586085C true CN100586085C (zh) 2010-01-27

Family

ID=27613272

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN03806213A Expired - Fee Related CN100586085C (zh) 2002-01-22 2003-01-21 在无线网络中传输等时和异步数据的方法

Country Status (9)

Country Link
EP (1) EP1470682B1 (zh)
JP (1) JP4444660B2 (zh)
KR (1) KR20040071332A (zh)
CN (1) CN100586085C (zh)
AT (1) ATE363794T1 (zh)
AU (1) AU2003216068A1 (zh)
CA (1) CA2474252A1 (zh)
DE (1) DE60314093T2 (zh)
WO (1) WO2003063434A2 (zh)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100584326B1 (ko) 2003-06-03 2006-05-26 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 근거리 통신 시스템 및 방법
KR100772855B1 (ko) * 2003-10-29 2007-11-02 삼성전자주식회사 무선 ｐａｎ상에서 디바이스 간에 효율적으로 데이터를송수신하는 방법
JP2007510350A (ja) * 2003-10-29 2007-04-19 サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド 無線ｐａｎ上でデバイス間に効率的にデータを送受信する方法
US6973052B2 (en) * 2003-12-19 2005-12-06 Motorola, Inc. Hybrid power save delivery method in a wireless local area network for real time communication
TWI390907B (zh) * 2004-05-04 2013-03-21 Koninkl Philips Electronics Nv 在無線通訊系統中改良處理量及電力使用效率之方法
KR100678941B1 (ko) * 2004-09-03 2007-02-07 삼성전자주식회사 할당된 시간 동안 양방향으로 데이터를 송수신하는 방법및 그 방법을 이용하는 무선 디바이스
KR100678894B1 (ko) * 2004-09-03 2007-02-06 삼성전자주식회사 할당된 채널 시간 동안 소스 디바이스와 목적지 디바이스간에 양방향으로 통신하는 방법
JP4529636B2 (ja) * 2004-10-25 2010-08-25 ソニー株式会社 無線通信システムおよび無線通信装置
WO2006049415A1 (en) * 2004-11-01 2006-05-11 Electronics And Telecommunications Research Institute Radio communications system, radio communication apparatus and radio communication method for uwb impulse communication
WO2007072463A2 (en) 2005-12-23 2007-06-28 Nxp B.V. Flow control mechanisms on synchronous serial tdma bus
KR100736102B1 (ko) 2006-01-05 2007-07-06 삼성전자주식회사 무선 데이터를 송수신하는 장치 및 방법
KR100896686B1 (ko) * 2006-06-05 2009-05-14 삼성전자주식회사 비압축 등시성 데이터 전송을 위한 채널 할당 관리 방법,비압축 등시성 데이터 전송 방법 및 상기 방법을 이용하는장치
KR100871853B1 (ko) * 2006-06-05 2008-12-03 삼성전자주식회사 비압축 ａｖ 데이터 전송을 위한 데이터 슬롯 할당 방법,비압축 ａｖ 데이터 전송 방법, 및 상기 방법을 이용하는장치
CN101193054B (zh) * 2006-11-28 2011-03-30 华为技术有限公司 一种发送数据的方法和系统以及节点设备和协调设备
US8126008B2 (en) 2006-11-30 2012-02-28 Mitsubishi Electric Corporation Communication system and communication apparatus
JP5095751B2 (ja) * 2006-12-13 2012-12-12 トムソン ライセンシング Ｔｄｍａｍａｃ層における適応時間割り当て
WO2009034219A1 (en) * 2007-09-13 2009-03-19 Ant - Advanced Network Technologies Oy Method and system for wireless real-time collection of multichannel digital audio
CN102119575B (zh) * 2008-08-11 2015-01-28 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于人体区域网的介质接入控制(mac)协议
US8670434B2 (en) * 2008-12-19 2014-03-11 Intel Corporation Dynamic CTA adjustment across superframes in a wireless network
KR101164652B1 (ko) 2009-04-20 2012-07-11 한국전자통신연구원 무선 개인 영역 네트워크에서 서비스 품질 보장을 위한 실시간 무선 통신 방법
US8428518B2 (en) * 2009-09-11 2013-04-23 Intel Corporation Traffic constraints in a mmWAVE wireless network
CN101800567B (zh) * 2010-03-24 2013-01-16 哈尔滨工业大学 协作超宽带中的转发时隙分配及中继节点选择方法
CN102946631B (zh) * 2012-11-23 2016-05-04 北京邮电大学 一种基于信标帧同步和通信异步的mac层节点调度方法
US9854520B2 (en) * 2015-01-20 2017-12-26 Intel IP Corporation Power saving channel access for wireless devices in dense wireless networks
WO2019192683A1 (en) * 2018-04-04 2019-10-10 Abb Schweiz Ag Channel access in an industrial wireless network
KR102219652B1 (ko) * 2019-11-28 2021-02-23 김영일 메모리 미디엄 링 기술을 이용한 다채널 네트워크 시스템 및 데이터 패킷의 전송 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0924896A1 (en) * 1997-12-17 1999-06-23 Hewlett-Packard Company Communicating isochronous and asynchronous data
CN1316171A (zh) * 1998-08-31 2001-10-03 艾利森电话股份有限公司 高效利用唤醒周期的寻呼信道配置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6011784A (en) * 1996-12-18 2000-01-04 Motorola, Inc. Communication system and method using asynchronous and isochronous spectrum for voice and data

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0924896A1 (en) * 1997-12-17 1999-06-23 Hewlett-Packard Company Communicating isochronous and asynchronous data
CN1316171A (zh) * 1998-08-31 2001-10-03 艾利森电话股份有限公司 高效利用唤醒周期的寻呼信道配置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Third Generation Mobile Communication Systems. Ramjee Prasad,76-80,Artech House. 2000
Third Generation Mobile Communication Systems. Ramjee Prasad,76-80,Artech House. 2000 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006505147A (ja) 2006-02-09
KR20040071332A (ko) 2004-08-11
DE60314093T2 (de) 2007-09-27
ATE363794T1 (de) 2007-06-15
AU2003216068A1 (en) 2003-09-02
CA2474252A1 (en) 2003-07-31
CN101061669A (zh) 2007-10-24
DE60314093D1 (de) 2007-07-12
JP4444660B2 (ja) 2010-03-31
WO2003063434A3 (en) 2003-11-13
EP1470682A2 (en) 2004-10-27
EP1470682B1 (en) 2007-05-30
WO2003063434A2 (en) 2003-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100586085C (zh) 在无线网络中传输等时和异步数据的方法
US7684380B2 (en) System and method for handling asynchronous data in a wireless network
US11032847B2 (en) Method for providing a low-power wide area network and network node device thereof
JP3614133B2 (ja) 無線基地局装置、無線通信システム、及び通信制御方法
LaMaire et al. Wireless LANs and mobile networking: standards and future directions
US20030002442A1 (en) Method and apparatus for contention management in a radio-based packet network
US20090323697A1 (en) Data payload transmission via control plane signaling
CN101978760A (zh) 在包括协调器节点和一组叶节点的网络中进行通信的方法
CN1794687A (zh) 分簇结构无线传感器网络数据链路层的自适应休眠方法
CN102946631A (zh) 一种基于信标帧同步和通信异步的mac层节点调度方法
CN101491056A (zh) 群通信系统里抑制终端发出响应的方法和装置
CA2586171A1 (en) Techniques for stream handling in wireless communications networks
Chowdhury et al. CMAC-A multi-channel energy efficient MAC for wireless sensor networks
Jamal et al. Dynamic packet size optimization and channel selection for cognitive radio sensor networks
Shah et al. Modeling and analysis of opportunistic routing in low traffic scenarios
US20050041613A1 (en) Method of transmitting time-critical scheduling information between single network devices in a wireless network using slotted point-to-point links
JPH0715434A (ja) 双方向情報通信方法
Bao et al. AI-Augmented, ripple-diamond-chain shaped, rateless routing in wireless mesh networks with multibeam directional antennas
Baddeley et al. OSF: An open-source framework for synchronous flooding over multiple physical layers
CN105163394A (zh) 用于无线传感器网络的服务感知sq-mac协议的实现方法
Shila et al. A cooperative multi-channel MAC protocol for wireless networks
Stine et al. Tactical communications using the IEEE 802.11 MAC protocol
Hashmi et al. An efficient tdma scheme with dynamic slot assignment in clustered wireless sensor networks
Malalur et al. Feed-forward network training using optimal input gains
El Rachkidy et al. Queue-exchange mechanism to improve the QoS in a multi-stack architecture

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100127

Termination date: 20150121

EXPY Termination of patent right or utility model