CN101208918A

CN101208918A - 后向兼容无线设备的混合下的介质争用

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Publication number: CN101208918A
Application number: CNA2006800230172A
Authority: CN
Inventors: A·斯蒂芬斯
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2005-06-27
Filing date: 2006-06-27
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2026-06-27
Also published as: US7385961B2; US20060291498A1; GB2443747B; CN101208918B; DE112006001193T5; GB0724611D0; GB2443747A; DE112006001193B4; WO2007002774A1

Abstract

在中央网络设备(例如接入点)与后向兼容但不前向兼容的多个不同代的移动无线设备通信的无线网络中，可以利用格式设置为能够被一些代的设备识别但不能被所有代的设备识别的分组，选择性地将每代设备置于允许争用介质的模式中或不允许争用介质的模式中。

Description

后向兼容无线设备的混合下的介质争用

背景技术

依据多种无线通信标准，从移动无线设备到接入点(AP)的传输能以两种不同模式执行：1)在以轮询模式工作时，移动无线设备可以仅在被AP专门轮询到向AP传送时才向此AP传送。这种技术可以用于避免两个或两个以上移动无线设备尝试同时向此AP传送而由此导致它们的信号“冲突”，该冲突可能使它们的传输都无法被理解。但是，AP单独轮询每个设备的开销负担可能降低网络的潜在吞吐量。2)在以介质争用(MC)模式中工作时，移动无线设备可以无需被轮询而向AP传送。虽然避免了AP单独轮询每个设备的开销负担，但是这种技术可能导致冲突并因此导致重新传输，这也会降低网络吞吐量。但是，以此方式争用介质的移动无线设备可以使用其他技术来降低冲突的概率。一种此类技术称为载波监听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)，在这种技术中每个移动无线设备仅可以在确定信道未被使用之后才传送。因为两个或两个以上设备可能同时检测到未用信道，然后尝试同时传送，所以这种技术仍可能导致冲突，然后重新传输直到所有分组被成功传送为止。

管理介质争用模式的一种方法是使AP或其他节点发出预留介质的分组(即，分组命令移动无线设备抑制启动通信序列一段时间，由此将该信道预留给专门请求使用它的那些设备)。当网络有一些遵循较新的高吞吐量标准的移动无线设备，并且还有一些遵循较旧标准的功能少的移动无线设备时，此过程会变得更加复杂。如果功能少的设备难以识别与功能多的设备的通信，则功能少的设备可能无法识别用于抑制使用信道的指令。修改这些移动无线设备以使它们自行管理此问题，则可能对这些设备产生不可接受的性能负担，尤其是对较旧、较慢和/或功能少的移动无线设备产生不可接受的性能负担。

附图说明

可以通过参考用于说明本发明实施例的下文描述和附图来理解本发明的一些实施例。在这些附图中：

图1-5示出根据本发明多种实施例的通信序列的时序图。

图6示出根据本发明实施例的无线设备的框图。

图7示出根据本发明实施例的无线网络的示意图。

具体实施方式

在下文描述中，提出许多特定的细节。但是，要理解本发明的实施例可以在没有这些特定细节的情况下实施。在其他情况中，未详细地图示公知的电路、结构和技术，以不致于妨碍对描述的理解。

对“一个实施例”、“实施例”、“示范实施例”、“多种实施例”等的引述指示：这样描述的本发明实施例可以包括特定特征、结构或特点，但是不是每个实施例都必须包括这些特定特征、结构或特点。而且，一些实施例可以具有针对其他实施例描述的特征的其中一些、全部或完全不具有针对其他实施例描述的特征。

在下文描述和权利要求中，可能使用到术语“耦合”和“连接”以及它们的派生。应该理解，这些术语不应视为彼此同义的。相反，在特定实施例中，可能使用“连接”来指示两个或两个以上部件彼此处于直接的物理接触或电接触。“藕合”可能意味着两个或两个以上部件彼此协同工作或交互，但是它们可能处于直接物理接触或电接触或可能未处于直接物理接触或电接触。

术语“处理器”可以指处理来自寄存器和/或存储器的电子数据以将该电子数据转换成可以存储在寄存器和/或存储器中的其他电子数据的任何装置或装置的一部分。“计算平台”可以包括一个或多个处理器。

术语“无线”可以用于描述可以利用经由非实物介质的调制的电磁辐射传递数据的电路、装置、系统、方法、技术、通信信道等。虽然在一些实施例中关联的装置可能不包含连线，但是该术语不意味着这些关联的装置一定不包含任何连线。术语“移动无线设备”可以用于描述在通信的同时可能移动的无线设备。

正如本文使用的，除非另行指定，否则使用序数形容词“第一”、“第二”、“第三”等来描述共同的对象仅仅表示指代相似对象的不同实例，并且无意要指示如此描述的对象必须在时间上、空间上、按等级或按任何其他方式处于给定的次序中。

本发明的多种实施例可以通过硬件、固件和软件的其中一种或它们的组合来实现。本发明还可以作为包含在机器可读介质上的指令来实现，这些指令可以被计算平台读取并运行来执行本文描述的操作。机器可读介质可以包括用于存储、传送或接收机器(例如计算机)可读形式的信息的任何机构。例如，机器可读介质可以包括数据存储媒介，数据存储媒介例如但不限于只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储媒介；光存储媒介；闪速存储器装置；等等。机器可读介质还可以包括有形介质，电、光、声音、电磁或其他形式的信号可以通过有形介质传播，有形介质例如但不限于传送和/或接收这些信号的接口和/或天线、光纤电缆和其他装置。

本发明的多种实施例可以利用这样一种情况，一些设备可以识别特定格式的用于控制介质预留的通信，而另一些设备无法识别该格式的通信并因此无法识别预留指令。例如当多个不同代的移动无线设备在相同网络中工作，而较新一代与针对较旧一代设计的通信后向兼容，但是较旧一代未能与针对较新一代设计的通信前向兼容时，就可能产生这种情况。正如本文使用的，术语“格式”可以指示用于生成分组的任何类型的编码、调制、同步、协议等。正如本文所使用的，术语“识别”指示接收设备能够充分地解释分组的内容来理解分组的一个目的是要控制无线介质的预留，并且如果适用的话，接收设备还能够确定要预留的预期时间段。利用此原理，可以命令第一类装置预留介质(即避免启动与另一个设备的通信序列)或停止预留介质(即释放以启动与另一个设备的通信序列)，而第二类设备无法识别该指令并因此将以任何它已经处在的模式继续工作。可以将此原理延伸到尽可能多类的设备。在本文档的上下文中，“争用介质”可能意味着在与至少一个其他无线设备的通信序列期间争用控制无线传输介质上的一个或多个信道的权利。通信序列内响应来自另一个设备的请求不视为“控制”信道。

图1-5示出根据本发明多种实施例的通信序列的时序图。这些附图的上方一些行示出所指示的每类设备何时可能争用介质以及何时它们应该抑制争用介质(虽然它们仍可以响应作为另一个无线设备已启动的通信序列的一部分发往到它们的通信)。标记为NAV的框形区域(表示网络分配矢量)指示何时该类设备将认为介质已被预留，并因此不尝试启动通信序列。标记为MC的非框形区域(表示介质争用)指示何时该类设备将释放以争用介质。这种争用可以使用针对介质争用设计的任何可行的技术，例如但不限于CSMA/CA。虽然本文为了一致性和易于理解作为示例使用术语NAV(网络分配矢量)，但是除非在权利要求中使用该术语，否则多种实施例应该不限于该术语的本文档以外的任何定义。为了方便和易于理解，将三类移动无线设备标记为“HT40”、“HT20”和“旧式设备”，以便指示能够在40MHz频带上工作的高吞吐量(HT)设备、仅能够在20MHz频带上工作的HT设备和采用比HT20技术更早开发的技术的旧式设备。但是，本文描述的原理可以应用于其他类型的设备，所描述的这三种类型不应视为对本发明多种实施例范围内的设备类型的限制。

下方行指示AP何时传送一个或多个分组，这些分组命令移动无线设备进入或退出NAV模式。图示的分组标记中的“HT40”指示HT40设备能够识别该分组，但是HT20和旧式设备则不能识别该分组。图示的分组标记中的“HT20”指示HT20设备和HT40设备(与HT20后向兼容)能够识别该分组，但是旧式设备则不能识别该分组。图示的分组标记中的“旧式(Legacy)”指示旧式设备、HT40设备和HT20设备(与旧式后向兼容)能够识别该分组。

可以将多种类型的接收的分组识别为命令接收设备认为无线网络介质已被预留(即虽然接收设备可以在此时段响应来自另一个设备的请求，但是它无法与其他设备争用以获得对该介质的控制来启动通信序列)。接收设备可以认为介质被预留分组中指定的时间量或直到由后续分组命令退出此模式为止。在一些实施例中，观察此预留时段可以被称为NAV。一个实例是使用清除发送(CTS)分组，依据一些通信协议该分组可以使接收设备设置它们的NAV，而无论CTS分组可能发往哪个设备。为了简明且易于理解，本文一般将具有此作用的分组标记为NAV-Set，但是在其他地方可能使用其他术语。在本文档的上下文中，“接收设备”或“接收方”是充分地识别分组的内容以对该内容作出反应的设备，即使该分组最初并非发往该设备。

可以将多种其他类型的接收的分组识别为命令接收设备停止认为介质已被预留，以使接收设备可以进入MC模式，在此模式中它可以争用介质。在一些实施例中，这可以称为将NAV复位。为了简明且易于理解，本文一般将具有此作用的分组标记为NAV-End，但是在本文档之外可能使用其他术语来描述此类分组。

附图1-5的每个附图示出一个操作周期，加下一个周期开始的一小部分。可以将周期视为在此期间每类设备具有供其使用的至少一个MC时段的通信时段。图示的示例示出每种类型的设备在每个周期内具有一个MC时段，但是其他实施例可以使用其他技术。例如，一种类型的设备可能在一个周期内具有一个MC时段，而另一种类型的设备可能在该周期内具有两个或两个以上MC时段。此类工作差异可能基于多种标准，例如但不限于：1)特定类型的设备所实现的更高数据通信量，2)特定类型的设备的更快响应时间要求，3)每种类型的设备的不同服务质量要求，4)等等。

图1示出具有三个区间的通信周期：仅旧式设备可以争用介质的初始区间，仅HT40设备可以争用介质的后续区间，以及仅HT20设备可以争用介质的最后区间。在图示的周期的开始处，AP能以HT20格式传送NAV-Set分组。因为HT20和HT40设备都能够识别此格式，所以HT20和HT40设备就可以进入NAV模式(例如通过设置它们的NAV)并抑制争用介质。但是，旧式设备无法识别NAV-Set分组，并因此可以保持在它们当前的MC模式，在MC模式中它们可以争用介质。

在之后的时间，AP能以旧式格式传送NAV-Set分组。旧式设备识别此格式，并因此可以进入NAV模式(例如通过设置它们的NAV)并抑制争用介质。HT20和HT40设备也可以识别该命令，但是因为它们已经处于NAV模式，所以它们的模式可以保持不变。一旦传送旧式NAV-Set分组，则AP能以HT40格式传送NAV-End分组。因为仅HT40设备识别此格式，所以仅HT40设备将退出NAV模式，并进入MC模式。HT20和旧式设备将无法识别HT40格式的NAV-End分组，并因此将保持在它们当前的NAV模式。

在之后的时间，AP能以HT20格式传送NAV-End分组。HT20设备识别此格式，并因此进入MC模式(例如通过设置它们的NAV)。HT40设备也可以识别该命令，但是因为它们已经处于MC模式，所以它们的模式可以保持不变。一旦传送HT20 NAV-End分组，则AP能以HT40格式传送NAV-Set分组。因为仅HT40设备识别此格式，所以仅HT40设备将进入NAV模式。HT20设备将无法识别HT40格式的NAV-Set分组，并因此将保持在它们当前的MC模式。相似地，旧式设备无法识别HT40格式的NAV-Set分组，并因此将保持在它们当前的NAV模式。

在之后的时间，AP能以旧式格式传送NAV-End分组。因为所有三种类型的设备都识别此格式的分组，所以所有三种类型的设备将进入MC模式或保持在MC模式。以HT20格式的NAV-Set分组则可以开始新的周期。在刚才完成的周期内，这三种类型的设备的每种设备都具有供各自使用的MC时段，在此时段中其他类型的设备处于NAV模式，以使它们不会争用介质。

在描述的示例中，包括图1-5中所示的那些示例，一些实施例有时可能使用包含定时信息的NAV-Set分组，该定时信息指示NAV时段应该持续多久。对于一些NAV时段，可以不发送任何NAV-End分组(未示出)，而是接收设备可以利用此定时信息来确定要在何时退出NAV模式。或者，对于一些NAV时段，此定时信息可以在NAV-Set分组中，但是在该时间段届满之前由NAV-End分组来终止NAV时段。能以任何可行的方式将多种终止NAV期间的方法混合在一起使用。

图2示出与图1的通信周期相似的通信周期，但是旧式MC、HT20MC和HT40 MC时段次序有所不同。与图1中所示的顺序相比，图2所示的顺序可能需要来自AP的更多NAV-Set和/或NAV-End分组。在图2图示的顺序中，在初始HT20 NAV-Set和旧式NAV-Set分组(与图1相似)之后，可以使用HT20NAV-End分组来使HT20设备和HT40设备进入MC模式，而旧式设备无法识别HT20 NAV-End分组，因此保持在NAV模式中。HT40 NAV-Set分组则可以使HT40设备再次进入NAV模式，从而仅HT20设备处于MC模式。在之后的时间，HT20 NAV-Set分组可以使HT20设备进入NAV模式。HT40设备也可以识别该命令，但是因为它们已经处于NAV模式，所以保持不变。因为旧式设备无法识别HT20格式，所以它们保持在它们当前的NAV模式。可以在HT20 NAV-Set分组之后发出HT40 NAV-End分组，以将HT40设备置于MC模式，而该分组对其他类型的设备没有任何影响。这允许HT40设备争用介质。在之后的时间，旧式NAV-End分组可以将所有三种类型的设备置于MC模式中。随后的HT20 NAV-Set分组则可以使周期重新开始。

图3示出在一个周期中具有两个区间(segment)的通信周期：一个区间将旧式设备置于MC模式，而另一个区间同时将HT20和HT40设备置于MC模式。在图示的示例中，周期可以开始于HT20 NAV-Set分组使HT20和HT40设备进入NAV模式，从而仅允许旧式设备争用介质。在之后的时间，旧式NAV-Set分组可以使旧式设备也进入NAV模式。随后的HT20 NAV-End分组可以使HT20和HT40设备一起进入MC模式，其中它们可以都被允许争用介质。在之后的时间，旧式NAV-End分组可以使旧式设备也进入MC模式。随后的HT20NAV-Set分组则可以使HT20和HT40设备进入NAV模式，从而使周期重新开始。

图4示出与图3的通信周期相似的通信周期，但是在此示例中，旧式和HT20设备共享MC时段，而HT40设备具有单独的MC时段。在图示的示例中，HT40 NAV-Set分组最初可以使HT40设备进入NAV模式，而其他设备无法识别该分组而保持在MC命令中。在之后的时间，旧式NAV-Set分组可以使所有设备进入NAV模式或保持在NAV模式。随后的HT40 NAV-End分组则可以使HT40设备进入MC模式。在之后的时间，旧式NAV-End分组可以使所有设备进入MC模式。随后的HT40 NAV-Set分组则可以使周期重新开始。

图5示出涉及HT20和HT40设备但不涉及旧式设备的通信周期。在图示的示例中，HT40 NAV-Set分组可以使HT40设备进入NAV模式，而HT20设备无法识别该分组而保持在MC模式中。在之后的时间，HT20 NAV-Set分组可以使HT20设备也进入NAV模式，而随后的HT40 NAV-End分组可以使HT40设备随后进入MC模式。在之后的时间，HT20 NAV-End分组可以使这两种类型的设备进入MC模式或保持在MC模式。随后的HT40 NAV-Set分组则可以使周期重新开始。

正如从这些示例可以看到的，可以使用格式设置为由特定类型的设备识别的NAV-Set分组和NAV-End分组来使某些类型的设备被置于MC模式中而其他类型的设备处于NAV模式中，或反之亦然。这些分组的选择性使用可以使每种类型的设备能够具有专用于该类型的设备的MC时段，或可以允许多种类型的设备共享MC时段。虽然这些示例描述特定类型的设备(例如旧式设备、HT20设备、HT40设备)和特定类型的分组(例如NAV-Set和NAV-End)，但是本发明的多种实施例可以结合其他类型的设备和其他类型的分组来利用相同的原理。这些实施例中的一些共有因素是：1)每种类型的分组的目的能被一些类型的设备识别，并因此可以对其作出反应，而不能被另一些类型的设备识别，2)识别采用分层结构(即功能多类型的设备可以识别被设置格式用于功能少类型的设备的分组，但是功能少类型的设备无法识别被设置格式用于功能多类型的设备的分组)，以及3)至少一种类型的分组使识别出它的设备抑制争用介质，而至少一种其他类型的分组使识别出它的设备被允许争用介质。

图6示出根据本发明实施例的无线设备的框图。图示的示例可以表示多种类型的无线设备，例如但不限于AP和/或移动无线设备。图示的无线设备600可以包括一个或多个天线620和平台610，平台610包括射频/基带(RF/BB)电路630、数字信号处理(DSP)电路640、处理器650和存储器660。RF/BB电路630也可以包括或不包括其他部件，例如但不限于中频(IF)电路、功率放大器等。DSP电路640可以结合它自己的存储器(未示出)采用数字信号处理器的形式实现或不采用数字信号处理器的形式实现。处理器650可以执行来自存储器660的指令，存储器660可以包括任何可行类型的存储器的其中一种或多种，例如动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、闪速存储器等。无线设备600的一些实施例还可以包括电池(未示出)。

图7示出根据本发明实施例的无线网络。在图示的实施例中，无线网络700可以包括AP750、以一个或多个旧式移动无线设备710的形式的接收设备(即可以从AP750接收传输的设备)、一个或多个HT20移动无线设备720以及一个或多个HT40移动无线设备740。在为该网络建立的特定通信协议所确定的条件下，这些移动无线设备的每一个移动无线设备能以无线方式与AP750通信。在一些实施例中，多种移动无线设备可以直接与网络中的其他移动无线设备通信。

前文的描述是说明性的且无意作为限制。本领域技术人员将会设想到多种变化。这些变化应包含在本发明的多种实施例中，这些实施例仅由所附权利要求的精神和范围来限定。

Claims

1.一种设备，包括：

用于传送和接收无线通信的第一无线设备，所述第一无线设备用于：

传送第一和第二分组，每个分组命令所述分组的接收方以第一模式工作，在所述第一模式中不允许所述接收方争用传输介质；以及

传送第三分组以使所述第三分组的接收方以第二模式工作，在所述第二模式中允许所述第三分组的接收方争用所述传输介质；

其中将所述第一和第三分组格式设置为能被第一类型的移动无线设备识别，但是不能被第二类型的移动无线设备识别，而将所述第二分组格式设置为能被所述第一和第二类型的移动无线设备识别；以及

其中按照在第一时间段内使所述第一类型的移动无线设备以所述第二模式工作而同时使所述第二类型的移动无线设备以所述第一模式工作、并在第二时间段内使所述第一类型的移动无线设备以所述第一模式工作而同时使所述第二类型的移动无线设备以所述第二模式工作的顺序传送所述第一、第二和第三分组。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一无线设备还用于传送第四分组以命令所述第四分组的接收方以所述第二模式工作。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第二分组包含定时信息，所述定时信息指示所述第二分组的接收方将在所述第一模式中保持多长时间。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一无线设备包括接入点。

5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一无线设备还包括动态随机存取存储器。

6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一无线设备还包括至少一个天线。

7.如权利要求1所述的设备，其特征在于，将所述第一和第三分组格式设置为由设计成在40兆赫频带上工作的设备接收。

8.如权利要求1所述的设备，其特征在于，将所述第二分组格式设置为由设计成在20兆赫频带上工作的设备接收。

9.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一和第二分组的至少其中之一包括清除发送分组。

10.一种方法，包括：

从无线设备通过无线介质传送第一和第二分组，所述第一和第二分组的每个分组命令该分组的接收方以第一模式工作，在所述第一模式中不允许争用所述无线介质；以及

从所述无线设备通过所述无线介质传送第三分组，所述第三分组命令所述第三分组的接收方以第二模式工作，在所述第二模式中允许争用所述无线介质；

其中所述第一和第三分组能被第一类型的移动无线设备识别，但是不能被第二类型的移动无线设备识别，以及所述第二分组能被所述第一和第二类型的移动无线设备识别；以及

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括传送第四分组以命令所述第四分组的接收方以所述第二模式工作。

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述传送第二分组包括：传送所述第二分组中的定时信息以指示所述第二分组的接收方将在所述第一模式中保持多长时间。

13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述以第一模式工作包括设置网络分配矢量。

14.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述以第二模式工作包括将网络分配矢量复位。

15.如权利要求10所述的方法，其特征在于，将所述第一和第三分组格式设置为由设计成在40兆赫频带上工作的设备接收。

16.如权利要求10所述的方法，其特征在于，将所述第二分组格式设置为由设计成在20兆赫频带上工作的设备接收。

17.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一和第二分组的至少其中之一包括清除发送分组。

18.一种产品，包括：

提供指令的机器可读介质，所述指令在被计算平台执行时，使至少一个机器执行包括如下步骤的操作：

从无线设备传送第一和第二分组，所述第一和第二分组的每个分组用于使该分组的接收方以第一模式工作，在所述第一模式中不允许所述接收方争用传输介质；以及

从所述无线设备传送第三分组以使所述第三分组的每个接收方以第二模式工作，在所述第二模式中允许所述接收方争用传输介质；

19.如权利要求18所述的产品，其特征在于，所述操作还包括传送第四分组以使所述第四分组的接收方以所述第二模式工作。

20.如权利要求18所述的产品，其特征在于，所述操作还包括传送所述第二分组中的定时信息，所述定时信息指示所述第二分组的接收方将在所述第一模式中保持多长时间。

21.如权利要求18所述的产品，其特征在于，所述操作还包括将所述第一和第三分组格式设置为由设计成在40兆赫频带上工作的设备接收。

22.如权利要求18所述的产品，其特征在于，所述操作还包括将所述第二分组格式设置为由设计成在20兆赫频带上工作的设备接收。

23.如权利要求18所述的产品，其特征在于，所述第一和第二分组的至少其中之一包括清除发送分组。