CN101193066B - 通过无线网络发送或接收数据的无线网络系统和方法 - Google Patents

通过无线网络发送或接收数据的无线网络系统和方法 Download PDF

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Abstract

一种通过无线网络发送或接收数据无线网络系统和方法，所述系统和方法可以在无线网络协调器正被改变或者无线网络协调器处于忙碌状态时通过存在于无线网络中在高频带执行定向通信的站点限制请求包的发送或接收。所述无线网络协调器包括：帧产生单元，产生用于形成超帧的信标帧；频带管理单元，确定是否可以发送或接收在超帧中形成的用于网络中的频带使用的包；以及通信单元，通过预定的通信信道发送包含关于是否可以发送或接收用于频带使用的包的信息的信标帧。

Description

通过无线网络发送或接收数据的无线网络系统和方法
本申请要求于2006年12月1日提交到美国专利商标局的第60/861,960号美国临时专利申请和2007年7月6日提交到韩国知识产权局的第10-2007-0068173号韩国专利申请的优先权，以上中请的公开完全合并于此，以资参考。
技术领域
符合本发明的方法和设备涉及一种通过无线网络发送或接收数据的无线网络系统和方法，更具体地说，涉及一种无线网络系统和方法，所述系统和方法可以在无线网络协调器(coordinator)正被改变或者无线网络协调器处于忙碌状态时通过存在于无线网络中在高频带执行定向通信的站点限制请求包的发送或接收。
背景技术
图1示出了传统超帧100。传统超帧100顺序包括信标时间段110、竞争接入时间段(contention access period，CAP)120和信道时间分配时间段(CTAP)130。在CAP 120期间，异步数据或控制命令被发送或接收。CTAP130包括信道时间分配(CTA)132和管理CTA(MCTA)131。CTA 132用于发送或接收控制命令、同步数据和异步数据。
CAP 120的长度由接入点(AP)确定，并且使用在信标时间段110期间广播的信标帧与网络中存在的站点进行通信。
CAP 120将载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)方法用作媒体接入方法。另一方面，CTAP 130使用其中每个站点都具有特定时间窗口的时分多址(TDMA)方法。AP为请求媒体接入的装置分配信道时间并在分配的信道时间期间与相应的站点交换数据。在此，MCTA 131可被分配给期望互相交换数据并使用TDMA方法进行接入的一对站点，或者可以是使用时隙(slotted)aloha协议的共享CTA。
现在，正在开发使用几千兆赫的频带发送压缩数据的方法和使用几十千兆赫的频带发送未压缩数据的方法。然而，由于未压缩数据大于压缩数据，因此未压缩数据仅可以在几十千兆赫的频带中被发送。另外，即使在具有包损失时，未压缩音频视频数据在显示质量方面受包损失的影响也小于压缩数据。
因此，为了在这样的高频带中发送或接收数据，每个站点可将请求包发送到协调器以请求协调器分配频带并允许其加入网络中。然而，如果在网络管理权限正从网络协调器移交给新的网络协调器时站点将请求包发送到协调器，则新的协调器可能无法接收到该请求包。相似地，处于忙碌状态的协调器可能不能处理请求包并且无法接收请求包。因此，发送请求包的站点不能从新的协调器(或忙碌的协调器)接收响应包，并且必须重新发送请求包，从而造成通信频带的损失。
对此，要求本发明可以在网络管理权限正从网络协调器移交到新的网络协调器或者网络协调器处于忙碌状态时通过限制站点发送或接收请求包来防止通信频带的损失。
发明内容
本发明提供一种通过无线网络的发送或接收数据的无线网络系统和方法。所述系统和方法可以在网络管理权限正从网络协调器移交到新的网络协调器或者网络协调器处于忙碌状态时，通过存在于无线网络中在高频带执行定向通信的站点限制请求包的发送或接收。
根据本发明的一方面，提供一种无线网络协调器，包括：帧产生单元，产生用于形成超帧的信标帧；频带管理单元，确定是否可以发送或接收在超帧中形成的用于网络中的频带使用的包；以及通信单元，通过预定的通信信道发送包含关于是否可以发送或接收用于频带使用的包的信息的信标帧。
根据本发明的另一方面，提供一种无线网络站点，包括：识别单元，参考包括在接收的超帧中的信标帧来识别是否可以发送或接收用于网络中的频带使用的包；帧产生单元，基于识别结果产生用于网络中的频带使用的包；以及通信单元，通过预定的通信信道发送用于频带使用的包。
根据本发明的另一方面，提供一种形成无线网络的方法。该方法包括：产生用于形成超帧的信标帧；确定是否可以发送或接收在超帧中形成的用于网络中的频带使用的包；基于确定结果设置指示是否可发送或接收用于频带使用的包；通过预定的通信信道发送包含关于是否可以发送或接收用于频带使用的包的信息的信标帧。
根据本发明的另一方面，提供一种发送或接收数据的方法。该方法包括：参考接收的信标帧来识别是否可以发送或接收用于网络中的频带使用的包；基于识别结果产生用于网络中的频带使用的包；以及通过预定的通信信道发送用于网络中的频带使用的包。
附图说明
通过参照附图对其示例性实施例的详细描述，本发明的上述和其他方面将会变得更加清楚，其中：
图1示出传统的超帧；
图2示出根据本发明示例性实施例的无线网络系统；
图3示出根据本发明示例性实施例的通信体系；
图4示出根据本发明示例性实施例的超帧；
图5示出根据本发明示例性实施例的信标帧；
图6示出图5的信标帧的信标状态字段的详细示图；
图7是根据本发明示例性实施例的无线网络协调器的框图；
图8是根据本发明示例性实施例的无线网络站点的框图；
图9是示出根据本发明示例性实施例的无线网络协调器的操作的流程图；以及
图10是示出根据本发明示例性实施例的使用无线网络站点发送或接收数据的处理的流程图。
具体实施方式
现在将参照附图更完整地描述本发明，本发明的示例性实施例在附图中示出。然而，本发明可通过多种不同形式来实施并且不应被理解为限制于在此阐述的实施例。此外，提供这些实施例从而使本公开彻底和完整，并将本发明的概念完全传达给本领域的技术人员。附图中相同的标号表示相同的部件，因此将省略对它们的描述。
以下，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。
图2示出根据本发明示例性实施例的无线网络系统。参照图2，无线网络系统包括无线网络协调器200和多个无线网络站点210至240。
无线网络协调器200是被授权管理网络的无线网络站点。无线网络协调器200通过将信标帧发送到无线网络站点210至240来协调无线网络站点210至240的带宽分配。也就是说，参考接收的信标帧，形成网络的无线网络站点210至240中的每一个都待机以被分配频带，或者如果被分配了频带则通过分配的频带将数据发送到另一无线网络站点。
使用包括一个或多个CTB的超帧来形成根据本示例性实施例的网络。CTB表示预定的时间段，在该时间段期间在网络中存在的无线网络站点之间交换数据。CTB可被分为保留CTB和非保留CTB。保留CTB是保留的时间段，在该时间段期间将频带分配给网络中的特定无线网络站点。另一方面，非保留CTB是这样的时间段：在该时间段期间频带被分配到通过网络中的多个无线网络站点竞争选择的无线网络站点。保留CTB和非保留CTB分别对应于信道时间分配时间段(CTAP)和竞争接入时间段(CAP)。
因此，在非保留CTB中，站点可通过与其他站点竞争来发送数据，或者在分配给其的保留CTB中发送数据。
超帧可包括一个或多个保留CTB，并且可将保留CTB中的一个设置为这样的时间段(以下称为保留时间段)：在该时间段期间在另一保留CTB中发送或接收用于频带分配的包(以下称为频带分配包)。因此，在下一保留时间段期间，经过非保留CTB中的竞争而无法被分配频带或无法被分配保留CTB的频带的站点可以与其他站点再次竞争频带。
通过其发送或接收信标帧的通信信道的频带和在非保留CTB中使用的通信信道的频带包括2.4GHz或5GHz频带，在保留CTB中使用的通信信道的频带包括60GHz频带。
在非保留CTB中，无线网络站点210至240可发送或接收数据，或者基于竞争发送频带分配包。另外，新加入网络的无线网络站点可将包发送到无线网络协调器200，以便请求无线网络协调器200允许其加入该网络。接收这样的请求包(频带分配包或用于请求允许加入网络的包)的无线网络协调器200安排超帧的CTB，并发送包括时间表信息的信标帧。
无线网络协调器200是从网络中的无线网络站点210至240中选择的无线网络站点，并被授权管理该网络。网络管理权限可以在无线网络站点210至240之间传递。例如，如果作为无线网络协调器200的无线网络站点210至240要从网络退出，则无线网络站点210至240将网络管理权限移交给另一无线网络站点210至240，并随后从该网络退出。因此，承担网络管理权限的无线网络站点210至240开始作为无线网络协调器200。
如果无线网络站点210至240在网络管理权限的移交期间发送请求包，则作为新无线网络协调器200的无线网络站点210至24可能无法接收该请求包。
另外，在网络管理权限的移交期间或处于忙碌状态时，作为新无线网络协调器200的无线网络站点210至240可能不能响应请求包。
为此，根据本发明的无线网络协调器200在信标帧中设置预定的标志，并将该信标帧广播到无线网络站点210至240，从而不发送或接收请求包。作为新网络协调器200的无线网络站点(或者如果无线网络协调器200获得响应请求包所需的足够资源)可重置标志以便允许再次发送或接收请求包。
图3示出根据本发明示例性实施例的通信体系300。通常，通信体系300包括信道层340、物理层330、媒体访问控制(MAC)层320和上层310，从下到上分别堆列。信道层340表示在其中发送无线电信号的预定频带的物理介质。物理层330包括射频(RF)层332和基带层331。上层310高于MAC层320并可包括逻辑链路控制(LLC)层(未示出)、网络层(未示出)、传输层(未示出)、应用层(未示出)等。
根据本发明示例性实施例的无线信道不仅可包括2.4GHz或5GHz的低频带，还可包括60GHz的高频带。因此，信道层340可执行单向通信以及全向通信。
图4示出根据本发明示例性实施例的超帧400。超帧400包括信标时间段410、非保留CTB 421至424、以及保留CTB 431至432。
在信标时间段410期间，无线网络协调器200广播信标帧。参考包括在信标帧中的时间表信息，接收信标帧并且期望发送或接收数据的站点互相竞争网络带宽。
非保留CTB 421至424中的每一个都是这样的时间段：在该时间段期间，为了发送数据，两个或多个无线网络站点互相竞争。因此，仅有通过竞争选择的无线网络站点才能通过从非保留信道时间块分配的频带发送数据。
在保留CTB 431和432中的每一个中，频带被分配给特定的无线网络站点。因此，仅有被分配了频带的无线网络站点才能通过从保留信道时间块分配的频带发送数据。
参照图4，超帧400可包括非保留CTB 421至424和保留CTB 431和432。在这种情况下，保留CTB 431和432之一(例如，保留CTB 431)可被设置为保留时间段。也就是说，为了在另一保留CTB中分配到频带，在网络中存在的无线网络站点互相竞争。在此，无线网络站点通过将频带分配包发送到无线网络协调器或从无线网络协调器接收频带分配包来互相竞争。
图5示出根据本发明示例性实施例的信标帧500。参照图5，信标帧500包括MAC控制头字段510、信标控制字段520、信息元素字段530和540、以及包检查序列(PCS)字段550。
MAC控制头字段510包括包控制字段511、目的地地址字段512、源地址字段513、WVN(无线视频网络)ID字段514、流索引字段515和保留字段516。
包控制字段511包括协议版本字段(未示出)、包类别字段(未示出)、MAC字段(未示出)。协议版本字段指定在包中使用的协议的修改版本。包类别字段指定包的类型。MAC字段指定确认(acknowledgement，ACK)策略和各种头的存在。
将接收信标帧500的无线网络站点的地址被输入到目的地地址字段512，无线网络协调器的地址被输入到源地址字段513。
在本发明中，可将信标帧500发送到加入网络的所有无线网络站点。因此，可将广播地址输入到目的地地址字段512。
WVN ID字段514指定由无线网络协调器和无线网络站点形成的网络的标识符。流索引字段515指定将在CTB中被发送或接收的数据的指派的类型。也就是说，流索引字段515可指定代表数据类型(如异步数据、MAC命令通信量、带宽保留通信量、未分配流、或者用于当前信道估计的静默CTB)的值。例如，如果流索引字段515指定了代表带宽保留通信量的值，则由相应的时间表块指定的CTB可以被设为保留时间段。
信标控制字段520包括信标状态字段521、超帧时间段字段522和超帧数量字段523。信标状态字段521包括指示是否可以发送请求包的标志。基于该标志，无线网络中的无线网络站点可确定是否发送请求包。将在后面参照图6详细描述信标状态字段521。
超帧时间段字段522指定信标帧的发送间隔，超帧数量字段523用于在无线网络协调器的时间表更新、睡眠/唤醒更新或改变期间将无线网络站点与无线网络协调器同步。当形成网络之后发送初始信标帧500时，将零值输入到超帧数量字段523。然后，每当产生一个超帧400时，该值增加1。稍后，如果该值达到预设的阈值(例如，65535)，则其被重置为零。
信标帧500可包括时间表信息，所述时间表信息包括一个或多个时间表块(未示出)。分配网络的带宽或操作网络所需的信息可被包括在时间表信息字段(未示出)的每个时间表块中，并被传递到无线网络站点。
信息元素字段530和540中的每一个都包括信息元素索引字段(未示出)、长度字段(未示出)和信息字段(未示出)。
信息元素索引字段指定每个信息元素的唯一值，长度字段指定信息字段的总长度。在此，长度的单位可以是八位字节。
信息字段可包括一个或多个时间表块，每个时间表块包括时间表信息字段(未示出)、流索引字段(未示出)、起始偏移量字段(未示出)、时间块时间段字段(未示出)、时间表时间段字段(未示出)和时间块数量字段(未示出)。
时间表信息字段包括源标识符字段(未示出)、目的地标识符字段(未示出)、静态索引字段(未示出)、物理模式字段(未示出)、定向字段(未示出)和配对CTB字段(未示出)。
源标识符字段指定将发送数据的无线网络站点的标识符。因此，具有在源标识符字段中指定的标识符的无线网络站点可以在相应的保留CTB中发送数据。
目的地标识符字段指定将接收数据的无线网络站点的标识符。因此，具有在目的地标识符字段中指定的标识符的无线网络站点感知到其是在相应保留CTB中发布的数据的目的地，因此接收该数据。
静态索引字段指定相应的时间表块是否为静态时间表。例如，静态索引字段指定在特定时间中存在的CTB的时间表和超帧中的时间段。如果相应的时间表块是静态时间表，则可以将值1输入到静态索引字段。如果时间表块是动态时间表，则可以将值0输入到静态索引字段。
物理模式字段指定用于发送或接收数据的频带方法。该频带方法可分类为使用60GHz的频带发送或接收数据的方法或使用2.4GHz或5GHz频带发送或接收数据的方法。例如，如果相应的时间表块使用第一频带方法，则可以将值1输入到物理模式字段。如果时间表块使用第二频带方法，则可以将值0输入到物理模式字段。
定向字段指定发送或接收的定向。定向可分类为：单向，指示以波束的形式在一个方向上发送或接收数据；或者放射方向，指示以放射的方向发送或接收数据。例如，如果以波束的形式在一个方向上发送或接收数据，则可以将值1输入到定向字段。如果以放射的方向发送或接收数据，则可以将值0输入到定向字段。
配对CTB字段指定两个无线网络站点是否可以在一个时间表时间段中发送数据。例如，如果值1被输入到配对CTB字段，则两个无线网络站点可在相应的时间表时间段期间交替地发送数据。如果值0被输入到配对CTB字段，则仅有一个无线网络站点可以发送数据。
每个时间表块的流索引字段指定将在CTB中被发送或接收的指定的数据的类型。起始偏移量字段指定超帧400中的CTB的起始时间，时间块时间段字段指定包括在时间表中的每个时间块的长度。
另外，每个时间表块的时间表时间段字段指定在一个时间表中的两个连续时间块的起始时间之间的间隔。时间块数量字段指定分配给包括在一个超帧400中的时间表的时间块的数量。
无线网络站点使用输入到信标帧500的PCS字段550的PCS以测试接收包的完整性。在此，MAC控制头510和信标帧500的主体中的所有字段都被包括在PCS输入中。接收信标帧500的无线网络站点将通过预设的数学运算获得的值与PCS进行比较，并确定信标帧500是否具有错误。
在无线网络中，接收通过了完整性测试的帧的无线网络站点必须将ACK响应帧发送到发送该帧的无线网络站点。如果接收帧的无线网络站点无法发送ACK响应帧，则发送帧的无线网络站点确定帧具有错误或者在发送帧期间发生了错误，因此重新发送帧。
图6示出图5的信标帧500的信标状态字段521。参照图6，信标状态字段521包括空闲信道时间字段610、设置改变字段620、时间表改变字段630、静态时间表字段640、允许命令字段650和保留字段660。
包括在空闲信道时间字段610中的位指示包括在超帧400中的任意CTB是否可用于响应新的频带保留请求。例如，如果自由信道时间字段610被设置为0，则不允许新的频带保留。如果空闲信道时间字段610被设置为1，则允许新的频带保留。
包括在设置改变字段620中的位指示除了时间标记字段之外的当前信标帧的设置是否被改变。例如，如果没有改变，则该位被设置为0。因此，接收信标帧500的无线网络站点仅需要对时间标记解码，而不需要解析包括在信标帧500中的所有信息元素。
包括在时间表改变字段630中的位指示在与先前信标帧500进行比较之后当前超帧400的信道时间安排是否改变。例如，如果没有改变，则该位被设置为0。因此，接收信标帧500的无线网络站点不需要解析包括在信标帧500中的所有信息元素。
包括在静态时间表字段640中的位指示当前信标帧500是否包括静态时间表信息元素。例如，如果该位被设置为0，则在当前信标帧500中不包括静态时间表信息元素。静态时间表信息元素可不被包括在所有信标帧500中，但是可被周期性地包括在信标帧500中以便减少信标帧500的开销。
允许命令字段650用于指示是否可以从网络中的无线网络站点接收到请求命令。例如，如果允许命令字段650的位被设置为0，则限制请求命令的发送。另一方面，如果允许命令字段650的位被设置为1，则允许发送请求命令。
因此，如果因为网络管理权限的移交正在发生或者无线网络协调器处于忙碌状态而无线网络协调器不能响应请求命令，则无线网络协调器可将允许命令字段650的位设置为0，从而无线网络站点不发送请求命令。在此，忙碌状态指的是无线网络协调器不具有响应请求包所需的资源的状态。资源可包括中央处理单元(CPU)、存储器和网络资源中的至少一种。
基于允许命令字段650的值，网络中的每个无线网络站点确定是否将请求包(诸如请求保留CTB的频带分配的包或请求允许加入网络的包)发送到无线网络协调器。
图7是根据本发明示例性实施例的无线网络协调器700的框图。参照图7，无线网络协调器700包括CPU 710、存储器720、MAC单元740、帧产生单元750、频带管理单元760和通信单元770。
CPU 710控制连接到总线730的其他部件，并负责处理图3中示出的上层310。另外，CPU 710处理由MAC单元740提供的接收数据(接收MAC业务数据单元(MSDU))，产生发送数据(发送MSDU)，并将产生的发送数据发送到MAC单元740。
存储器720是可以输入或输出信息的数据存储模块，诸如致密闪存(CF)卡、安全数字(SD)卡、智能媒体(SM)卡、多媒体卡(MMC)或记忆棒。存储器720可被包括在无线网络协调器700中或单独的设备中。
帧产生单元750产生用于形成包括一个或多个CTB的超帧400的信标帧500。在此，频带管理单元760可将CTB中的一个设置为时间段(或者更具体地设置为保留时间段)，在所述时间段期间用于网络的频带分配的包被发送或接收。为此，管理单元760可将保留信息插入到时间表信息的时间表块之一的信息元素中。在图7中，在MAC单元740之外实现帧产生单元750。然而，可以在MAC单元740内实现帧产生单元750。
频带管理单元760可确定是否可以发送或接收在超帧400中形成的用于网络中的频带使用的包，并基于确定结果，设置指示是否可以发送或接收要求频带使用的请求包的标志。在这种情况下，请求包可包括请求保留CTB的频带分配的包和请求允许加入网络的包中的至少一个。为了指示是否可以发送或接收请求包，可以在信标帧500的信标状态字段521中设置预定的标志。
例如，在网络管理权限正被移交到网络中的另一无线网络站点时或在无线网络协调器700处于忙碌状态时，频带管理单元760可通过设置信标状态字段521中的标志来设置指示请求包的发送或接收受到限制的标志。在此，忙碌状态是无线网络协调器不具有响应请求包所需的资源的状态。响应请求包所需的资源包括CPU、存储器和网络资源。然后，在网络管理权限的移交完成之后，或者当无线网络协调器700回到正常状态时，频带管理单元760可将信标状态字段521的标志重置为指示允许发送或接收请求包。
通信单元770将帧产生单元750产生的信标帧500转换为无线电信号，并通过预定的通信信道发送该无线电信号。在这种情况下，通信单元770可发送包括关于是否可以发送或接收请求包的信息的信标帧500。通信单元770包括基带处理器771和射频(RF)单元772，并连接到天线780。天线780可发送或接收全向低频带无线电信号。在此，由RF单元772形成的通信信道的频带包括2.4GHz和5GHz。
频带分配包包括请求频带分配的频带分配请求包和允许频带分配的频带分配允许包中的至少一个。也就是说，在网络中存在的每个无线网络站点可以在保留时间段期间将频带分配请求包发送到无线网络协调器700。然后，无线网络协调器700可响应于频带分配请求包发送频带分配允许包。
为了在保留时间段期间发送或接收频带分配包，无线网络站点使用CSMA/CA方法或时隙(slotted)aloha方法互相竞争。
从无线网络协调器700接收频带分配允许包的无线网络站点可通过分配的频带发送数据。在这种情况下，数据可包括压缩数据和未压缩数据。
频带管理单元760可将源标识符(所述源标识符是时间表块的信息元素中的一个)设置为广播，从而允许网络中的所有无线网络站点在保留时间段期间互相竞争。或者，频带管理单元760可将源标识符设置为网络中的特定无线网络站点，从而仅允许该无线网络站点在保留时间段与自己竞争。
图8是根据本发明示例性实施例的无线网络站点800的框图。参照图8，无线网络站点800包括CPU 810、存储器820、MAC单元840、帧产生单元850、识别单元860和通信单元870。
CPU 810控制连接到总线830的其他部件，并负责处理图3中示出的上层310。另外，CPU 810处理由MAC单元840提供的接收数据(接收MAC业务数据单元(MSDU))或产生发送数据(发送MSDU)，并将产生的发送数据发送到MAC单元840。
存储器820是可以输入或输出信息的数据存储模块，诸如致密闪存(CF)卡、安全数字(SD)卡、智能媒体(SM)卡、多媒体卡(MMC)或记忆棒。存储器820可被包括在无线网络站点800中或单独的设备中。
帧产生单元850将MAC头添加到由CPU 810提供的发送MSDU(即，发送数据)，并产生MAC协议数据单元(MPDU)。
通信单元870将帧产生单元850产生的MPDU转换为无线电信号，并通过预定的通信信道发送该无线电信号。为此，通信单元870包括基带处理器871和射频(RF)单元872，并连接到天线880。天线880可发送或接收全向低频带无线电信号或定向高频带无线电信号。
基带处理器871接收帧产生单元850产生的MPDU，将信号字段和前同步添加到MPDU，并产生物理层协议数据单元(PPDU)。然后，RF单元872将产生的PPDU转换为无线电信号并通过天线880发送该无线电信号。
无线网络站点800可被分配包括在超帧400中的保留CTB的频带，或者为了发送数据而与其他无线网络站点竞争频带。因此，无线网络站点800可以在保留时间段期间与其他无线网络站点竞争。
为此，通信单元870可从无线网络协调器700接收信标帧500，并将接收的信标帧500发送到识别单元860。
识别单元860通过参考接收的信标帧500来识别在超帧400中是否包括这样的时间段(即，保留时间段)：在该时间段期间用于网络的频带分配的包被发送或接收。在此，识别单元860可参考作为时间表块的信息元素之一的时间块数量字段或者流索引字段。也就是说，如果值1被输入到块数量字段或者如果流索引字段被设置为频带保留通信量，则识别单元860可识别出由相应的时间表块指定的CTB被设置为保留时间段。
基于识别单元860的识别结果，帧产生单元850产生频带分配请求包，通信单元870通过预定的通信信道将产生的频带分配请求包发送到无线网络协调器700。然后，无线网络协调器700将响应于频带分配请求包的频带分配允许包发送到无线网络站点。
在网络中可存在多个无线网络站点，每个无线网络站点可以在保留时间段期间基于竞争地发送频带分配请求包。在此使用的媒体接入方法可以是CSMA/CA方法或时隙aloha方法。
当接收到频带分配允许包时，无线网络站点800的帧产生单元850通过上述的处理产生数据，通信单元870在频带分配允许包中指定的CTB中发送产生的数据。这里，通过其发送数据的通信信道的频带包括60GHz，数据可以是未压缩数据。
在图8中，在MAC单元840之外实现帧产生单元850。然而，可以在MAC单元840之内实现帧产生单元850。
参考信标帧500，识别单元860可识别是否可以发送或接收用于网络中的频带使用的包(请求包)。在此，识别单元860可通过检查信标帧500的信标状态字段521中的标志来识别是否可以发送或接收请求包。
识别单元860的识别结果被发送到MAC单元840。如果识别结果指示可以发送或接收请求包，则帧产生单元850根据MAC单元840的控制命令产生请求包。也就是说，帧产生单元850可产生用于请求允许加入网络的请求包或频带分配请求包。
在非保留CTB期间通过通信单元870将帧产生单元850产生的请求包发送到无线网络协调器700。在此，通过其发送请求包的通信信道的频带包括2.4GHz或5GHz。
在网络中存在的无线网络站点中，具有频带管理单元(未示出)的无线网络站点800可作为无线网络协调器700工作。也就是说，无线网络站点800产生并广播信标帧500，允许将保留时间段分配给另外的无线网络站点。另外，无线网络站点800产生并发送频带分配允许包，从而将频带分配给通过竞争选择的另外的无线网络站点。承担网络管理权限的无线网络站点800的频带管理单元可设置并广播信标帧500以便允许请求包的发送或接收。
图9是示出根据本发明示例性实施例的无线网络协调器700的操作的流程图。
参照图9，无线网络协调器700的帧产生单元750产生用于形成超帧400的信标帧500，以便指示无线网络站点是否可以发送请求包(操作S910)。
频带管理单元760继续确定无线网络站点是否可以发送请求包(操作S920)，并基于确定结果设置指示无线网络站点是否可以发送请求包的标志。例如，在网络管理权限正被移交到另一无线网络站点时或者在无线网络协调器700处于忙碌状态时，频带管理单元760可设置指示无线网络站点是否可以发送请求包的标志。在此，频带管理单元760可通过设置产生的信标帧500的信标状态字段521中的预定标志来指示无线网络站点是否可以发送请求包。如果确定无线网络站点可以发送或接收请求包，则频带管理单元760将所述标志设置为指示允许发送或接收请求包的值(操作S940)。如果确定无线网络站点不能发送或接收请求包，则频带管理单元760将所述标志设置为指示请求包的发送或接收受限制的值(操作S930)。
由通信单元770广播由帧产生单元750产生并由频带管理单元760更新的信标帧500(操作S950)。在此，通信单元770可通过2.4GHz或5GHz频带中的通信信道发送信标帧。
图10是示出根据本发明示例性实施例的使用无线网络站点800发送或接收数据的处理的流程图。
为了基于无线网络协调器700通过网络广播的信标帧500确定是否发送请求包，无线网络站点800的通信单元870接收通过网络广播的信标帧500(操作S1010)。
参考接收的信标帧，识别单元860识别是否可通过网络发送或接收请求包(操作S1020)。为此，识别单元860可识别信标帧500的信标状态字段521中设置的标志。
识别单元860的识别结果被发送到MAC单元840。如果识别结果指示允许发送或接收请求包，则MAC单元840将控制命令发送到帧产生单元850，从而帧产生单元850可以产生请求包。通过通信单元870将产生的请求包发送到无线网络协调器700(操作S1030)。在这种情况下，通信单元870可通过2.4GHz或5GHz频带中的通信信道发送请求包。另一方面，如果识别结果指示不允许发送或接收请求包，则不发送请求包。
如上所述，根据本发明的通过无线网络发送或接收数据的无线网络系统和方法可以在网络管理权限从无线网络协调器移交到新的网络协调器时或者在无线网络协调器处于忙碌状态时，通过存在于无线网络中在高频带执行定向通信的站点限制请求包的发送或接收。尽管已经参照本发明的示例性实施例具体地示出和描述了本发明，但是本领域的技术人员应理解，在不脱离权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上对其做出各种改变。结果，上述的示例性实施例应仅被认为是描述性的而不是用于限制的目的。

Claims (38)

1.一种无线网络协调器，包括：
帧产生单元，产生用于形成超帧的信标帧；
频带管理单元，确定是否可以发送或接收在超帧中形成的用于网络中的频带使用的包；以及
通信单元，通过预定的通信信道发送信标帧，所述信标帧包含关于无线网络站点所发送的用于频带使用的包是否可被无线网络协调器接受的信息，
其中，超帧包括一个或多个信道时间块，所述信道时间块是预定的时间段，在该时间段期间在网络中存在的无线网络站点之间交换数据。
2.如权利要求1所述的协调器，其中，信道时间块包括：
保留信道时间块，所述保留信道时间块是保留的时间段，在该时间段期间将频带分配给网络中的特定无线网络站点；以及
非保留信道时间块，所述非保留信道时间块是这样的时间段：在该时间段期间将频带分配给网络中的站点中通过竞争选择的无线网络站点。
3.如权利要求2所述的协调器，其中，用于频带使用的包包括以下包中的至少之一：
用于请求保留信道时间块的频带分配的包；以及
用于请求允许加入网络的包。
4.如权利要求1所述的协调器，其中，频带管理单元通过设置信标帧的信标状态字段来指示是否可以发送或接收用于频带使用的包。
5.如权利要求4所述的协调器，其中，信标状态字段包括以下字段中的至少之一：
空闲信道时间字段，指示超帧的信道时间块的任意一个是否可用于响应新频带保留请求；以及
允许命令字段，指示是否可以从网络中的无线网络站点接收包括频带分配请求命令或请求允许加入网络的命令的包。
6.如权利要求4所述的协调器，其中，如果无线网络协调器不能响应用于频带使用的包，则频带管理单元将信标状态字段中的标志设置为指示发送或接收要求网络使用的包受到限制。
7.如权利要求6所述的协调器，其中，如果无线网络协调器不能响应用于频带使用的包，则网络管理权限正被移交到另一无线网络站点或所述无线网络协调器处于忙碌状态，在所述忙碌状态中缺少响应所述用于频带使用的包所需的资源。
8.如权利要求7所述的协调器，其中，所述资源包括中央处理单元资源、存储器资源和网络资源中的至少一个。
9.如权利要求6所述的协调器，其中，如果网络管理权限正被移交给网络中的另一无线网络站点或者如果无线网络协调器处于忙碌状态，则频带管理单元将信标状态字段中的标志设置为指示发送或接收用于频带使用的包受到限制。
10.如权利要求6所述的协调器，其中，如果网络管理权限已被移交或者如果无线网络协调器不再处于忙碌状态，则频带管理单元将信标状态字段中的标志设置为指示允许发送或接收用于频带使用的包。
11.如权利要求2所述的协调器，其中，通过其发送或接收信标帧的通信信道的频带和在非保留信道时间块中使用的通信信道的频带包括2.4GHz或5GHz，在保留信道时间块中使用的通信信道的频带包括60GHz。
12.一种无线网络站点，包括：
识别单元，参考包括在从无线网络协调器接收的超帧中的信标帧来识别是否可以发送或接收用于网络中的频带使用的包；
帧产生单元，基于识别结果产生用于网络中的频带使用的包；以及
通信单元，通过预定的通信信道发送用于网络中的频带使用的包，
其中，所述超帧包括一个或多个信道时间块，所述信道时间块是预定的时间段，在该时间段期间在网络中存在的无线网络站点之间交换数据。
13.如权利要求12所述的站点，其中，信道时间块包括：
保留信道时间块，所述保留信道时间块是保留的时间段，在该时间段期间将频带分配给网络中的特定无线网络站点；以及
非保留信道时间块，所述非保留信道时间块是这样的时间段：在该时间段期间将频带分配给网络中的站点中通过竞争选择的无线网络站点。
14.如权利要求13所述的站点，其中，用于频带使用的包包括以下包中的至少之一：
用于请求保留信道时间块的频带分配的包；以及
用于请求允许加入网络的包。
15.如权利要求13所述的站点，其中，通信单元在非保留信道时间块中发送用于频带使用的包。
16.如权利要求12所述的站点，其中，识别单元参考超帧的信标状态字段中的标志来识别是否可以发送或接收用于频带使用的包。
17.如权利要求16所述的站点，其中，信标状态字段包括以下字段的至少之一：
空闲信道时间字段，指示超帧的信道时间块的任意一个是否可用于响应新频带保留请求；以及
允许命令字段，指示是否可以发送请求网络的频带分配的包或请求允许加入网络的包。
18.如权利要求16所述的站点，还包括频带管理单元，在网络管理权限从网络中的无线网络协调器移交到无线网络站点之后，将所述标志设置为指示允许发送或接收用于频带使用的包。
19.如权利要求13所述的站点，其中，通过其发送或接收信标帧的通信信道的频带和在非保留信道时间块中使用的通信信道的频带包括2.4GHz或5GHz，在保留信道时间块中使用的通信信道的频带包括60GHz。
20.一种用于无线网络协调器的形成无线网络的方法，所述方法包括：
产生用于形成超帧的信标帧；
确定无线网络协调器是否可以接受在超帧中形成的用于网络中的频带使用的包；
基于确定结果设置指示是否可以发送或接收用于频带使用的包的标志；以及
通过预定的通信信道发送信标帧，所述信标帧包含关于是否可以发送或接收用于频带使用的包的信息，
其中，所述超帧包括一个或多个信道时间块，所述信道时间块是预定的时间段，在该时间段期间在网络中存在的无线网络站点之间交换数据。
21.如权利要求20所述的方法，其中，信道时间块包括：
保留信道时间块，所述保留信道时间块是保留的时间段，在该时间段期间将频带分配给网络中的特定无线网络站点；以及
非保留信道时间块，所述非保留信道时间块是这样的时间段：在该时间段期间将频带分配给网络中的站点中通过竞争选择的无线网络站点。
22.如权利要求21所述的方法，其中，用于频带使用的包包括以下包中的至少之一：
用于请求保留信道时间块的频带分配的包；以及
用于请求允许加入网络的包。
23.如权利要求20所述的方法，其中，设置指示是否可以发送或接收用于频带使用的包的标志的步骤包括：设置信标帧的信标状态字段中的标志。
24.如权利要求23所述的方法，其中，信标状态字段包括以下字段中的至少之一：
空闲信道时间字段，指示超帧的信道时间块的任意一个是否可用于响应新频带保留请求；以及
允许命令字段，指示是否可以从网络中的无线网络站点接收包括频带分配请求命令或请求允许加入网络的命令的包。
25.如权利要求23所述的方法，其中，如果无线网络协调器不能响应用于频带使用的包，则设置指示是否可以发送或接收用于频带使用的包的标志的步骤包括：将所述标志设置为指示发送或接收用于频带使用的包受到限制。
26.如权利要求25所述的方法，其中，如果无线网络协调器不能响应用于频带使用的包，则网络管理权限正被移交到另一无线网络站点或所述无线网络协调器处于忙碌状态，在所述忙碌状态中缺少响应所述用于频带使用的包所需的资源。
27.如权利要求26所述的方法，其中，所述资源包括中央处理单元资源、存储器资源和网络资源中的至少一个。
28.如权利要求25所述的方法，其中，如果网络管理权限正被移交给网络中的另一无线网络站点或者如果无线网络协调器处于忙碌状态，则设置指示可发送或接收用于频带使用的包的标志的步骤包括：将该标志设置为指示发送或接收用于频带使用的包受到限制。
29.如权利要求25所述的方法，其中，如果网络管理权限已被移交到另一无线网络站点或者如果无线网络协调器不再处于忙碌状态，则设置指示可发送或接收用于频带使用的包的标志的步骤包括：将该标志设置为指示允许发送或接收用于频带使用的包。
30.如权利要求21所述的方法，其中，通过其发送或接收信标帧的通信信道的频带和在非保留信道时间块中使用的通信信道的频带包括2.4GHz或5GHz，在保留信道时间块中使用的通信信道的频带包括60GHz。
31.一种发送或接收数据的方法，所述方法包括：
参考包括在从无线网络协调器接收的超帧中的信标帧来识别是否可以发送或接收用于网络中的频带使用的包；
基于识别结果产生用于网络中的频带使用的包；以及
通过预定的通信信道发送用于频带使用的包，
其中，所述超帧包括一个或多个信道时间块，所述信道时间块是预定的时间段，在该时间段期间在网络中存在的无线网络站点之间交换数据。
32.如权利要求31所述的方法，其中，信道时间块包括：
保留信道时间块，所述保留信道时间块是保留的时间段，在该时间段期间将频带分配给网络中的特定无线网络站点；以及
非保留信道时间块，所述非保留信道时间块是这样的时间段：在该时间段期间将频带分配给网络中的站点中通过竞争选择的无线网络站点。
33.如权利要求32所述的方法，其中，用于频带使用的包包括以下包中的至少之一：
用于请求保留信道时间块的频带分配的包；以及
用于请求允许加入网络的包。
34.如权利要求32所述的方法，其中，在非保留信道时间块中发送用于频带使用的包。
35.如权利要求31所述的方法，其中，识别是否可以发送或接收用于网络中的频带使用的包的步骤包括：识别信标帧的信标状态字段中的标志。
36.如权利要求35所述的方法，其中，信标状态字段包括以下字段的至少之一：
空闲信道时间字段，指示超帧的信道时间块的任意一个是否可用于响应新频带保留请求；以及
允许命令字段，指示是否可以发送请求网络的频带分配的包或请求允许加入网络的包。
37.如权利要求35所述的方法，还包括：在从网络中的无线网络协调器接收到网络管理权限之后允许将所述标志设置为指示允许发送或接收用于频带使用的包。
38.如权利要求32所述的方法，其中，通过其发送或接收信标帧的通信信道的频带和在非保留信道时间块中使用的通信信道的频带包括2.4GHz或5GHz，在保留信道时间块中使用的通信信道的频带包括60GHz。
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