CN101438558A

CN101438558A - 用于传送异步数据的信道分配管理方法、异步数据传送方法及其设备

Info

Publication number: CN101438558A
Application number: CNA2007800164531A
Authority: CN
Inventors: 辛世英; 权昶烈
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2006-06-05
Filing date: 2007-06-04
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2027-06-04
Also published as: WO2007142444A1; KR100871854B1; US20070280184A1; JP2009539300A; US8149794B2; EP2025118B1; KR20070116536A; JP5227315B2; CN101438558B; TW200746748A; EP2025118A4; EP2025118A1; MX2008014114A

Abstract

一种管理用于异步数据传输的信道分配的方法，包括：(a)在第一信标周期广播第一超帧，所述第一超帧包含控制部分和数据时隙部分；(b)通过控制部分从属于网络的至少一个无线装置接收请求帧，所述请求帧请求添加用于异步数据传输的数据时隙；(c)响应于所述请求帧，通过控制部分将响应帧发送到所述至少一个无线装置；以及(d)在第二信标周期广播第二超帧，第二超帧包含关于添加给所述至少一个无线装置的数据时隙的信息。

Description

用于传送异步数据的信道分配管理方法、异步数据传送方法及其设备

技术领域

与本发明一致的设备和方法总体上涉及无线通信技术，更具体地讲，涉及当大容量异步数据被无线传输时确保有效和稳定的数据传输。

背景技术

如本领域所一般公知的，倾向于基于无线来使用网络，并且对大容量多媒体数据传输的需求与日俱增。其结果是，需要提供一种无线网络环境中的有效传输方法。考虑到无线网络的特性(在无线网络中，不同的装置共享和使用给定的无线资源)，在通信期间增加的竞争会导致冲突，这导致大量数据的损失。这意味着会浪费宝贵的无线资源。为了减少这种冲突或损失并确保稳定的数据发送/接收，通常在无线LAN(局域网)环境中使用基于竞争的DCF(分布式协调功能)或无竞争PCF(点协调功能)，并且在无线PAN(个域网)环境中使用一种时分(具体地讲，信道时间分配)。

当这些方法应用于无线网络时，尽管这些方法可在一定程度上减少冲突并确保稳定的通信，但是与有线网络的情况相比，发送的数据之间发生冲突的可能性仍然较高。这是因为无线网络环境实质上具有对稳定的通信产生不利影响的大量因素，诸如多径特性、衰落和干扰。另外，参与的无线网络越多，出现问题(例如冲突、损失)的可能性就越高。

这种冲突需要重新发送，这严重影响无线网络的吞吐量。特别地，在需要较高级别的QoS(服务质量)的AV(音频/视频)数据的情况下，关键问题是减少重新发送的次数并确保更多的带宽。

考虑到在各种家庭装置之间需要高质量视频(诸如DVD(数字视频盘)图像或HDTV(高清晰度电视))的无线传输的当前趋势，现在需要提供用于无缝地发送/接收高质量视频的技术标准。

IEEE 802.15.3c下的任务组正在准备用于在无线家庭网络环境中传输大容量数据的技术标准。该标准(通常称为mmWave(毫米波))使用具有毫米级物理波长的无线电波(即，具有频率为30-300GHz的无线电波)来进行大容量数据传输。在受限制的应用中(例如，对于通信业务提供商、对于无线电波天文学或车辆冲突防止的目的等)，这样的频域通常用作未经许可的频带。

图1显示了基于IEEE 802.11系列标准的频带和基于mmWave的频带之间的比较。从该图中清楚的是，IEEE 802.11b或IEEE 802.11g使用2.4GHz的频带和大约20MHz的信道带宽。另外，IEEE 802.11a或IEEE 802.11n使用5GHz的频带和大约20MHz的信道带宽。相比之下，mmWave使用60GHz的频带和大约0.5-2.5GHz的信道带宽。这意味着与传统的IEEE 802.11系列标准相比，mmWave具有更大的频带和更小的信道带宽。

因此，具有毫米级波长的高频信号(即，毫米波)的使用确保传输率达到几十Gbps的级别，并确保天线具有小于1.5mm的尺寸。这意味着可实现集成有天线的单个芯片。另外，空气中的非常高的衰减率减少了装置之间的干扰。

但是，考虑到高的衰减率阻碍传输率达到所述级别，并且信号趋向于直线传播，在非视距(non-line-of-sight)环境下几乎不能确保正确的通信。因此，在mmWave下，提出通过使用具有高增益的阵列天线来解决前一问题，通过波束指向(beam steering)方案来解决后一问题。

发明内容

技术问题

除了基于传统IEEE 802.11系列通过使用几十Gbps的频带在家庭或办公环境中来传输压缩数据的技术之外，最近已经提出了在几十Gbps的高频带中通过使用毫米波来传输未压缩数据。如这里所使用的，未压缩数据指的是就有损编码而言没有被压缩的数据。这表示只要确保完全恢复，就可采用无损编码。

具体地讲，未压缩AV数据是没有被压缩的大容量数据，除非在几十Gbps的高频带中，否则不能被传输。与压缩数据相比，即使存在包损失，未压缩AV数据也几乎不影响显示。这表示ARQ(自动重复请求)或重试是不必要的。因此，需要提供一种确保有效的媒体访问的方法，以在具有上述特性的高频带(几十Gbps)中正确地传输未压缩数据。

技术方案

因此，做出本发明以解决在现有技术中发生的上述问题，并且本发明提供一种用于管理信道分配(诸如添加/返回用于通过使用毫米波在几十GHz的频带中传输异步数据的信道)的方法、一种用于有效传输异步数据的方法以及实现所述方法的设备。

另外，本发明提供确保用于异步数据传输的信道分配的灵活性的帧。

除了以上方面之外，本发明还具有上面没有描述的另外的技术方面，本领域技术人员可从下面的描述中清楚地理解这些技术方面。

根据本发明的一方面，提供一种管理用于异步数据传输的信道分配的方法，所述方法包括：(a)在第一信标周期广播第一超帧，所述第一超帧包含控制部分和数据时隙部分；(b)通过控制部分从属于网络的至少一个无线装置接收请求帧，所述请求帧请求添加用于异步数据传输的数据时隙；(c)响应于所述请求帧，通过控制部分将响应帧发送到所述至少一个无线装置；以及(d)在第二信标周期广播第二超帧，第二超帧包含关于添加给所述至少一个无线装置的数据时隙的信息。

根据本发明的另一方面，提供一种管理用于异步数据传输的信道分配的方法，所述方法包括：(a)在第一信标周期广播第一超帧，所述第一超帧包含控制部分和数据时隙部分；(b)通过控制部分从属于网络的至少一个无线装置接收请求帧，所述请求帧请求返回用于异步数据传输的数据时隙；以及(c)在第二信标周期广播第二超帧，第二超帧包含关于返回给所述至少一个无线装置的数据时隙的信息。

根据本发明的另一方面，提供一种传输异步数据的方法，所述方法包括：(a)在第一信标周期从网络协调器接收第一超帧，所述第一超帧包含控制部分和数据时隙部分；(b)在控制部分的控制下将请求帧发送到网络协调器，所述请求帧请求添加用于异步数据传输的数据时隙；(c)在第二信标周期从网络协调器接收第二超帧，所述第二超帧包含关于添加的数据时隙的信息；以及(d)通过添加的数据时隙部分发送相应的异步数据。

根据本发明的另一方面，提供一种传输异步数据的方法，所述方法包括：(a)通过第一信标部分从连接到网络的至少一个装置接收请求帧，所述请求帧请求异步数据传输；(b)响应于所述请求帧，将响应帧发送到连接到网络的所述装置；以及(c)基于所述响应帧，将异步数据发送到连接到网络的所述装置。

根据本发明的另一方面，提供一种分配用于异步数据传输的数据时隙的设备，所述设备包括：在第一信标周期广播第一超帧的单元，所述第一超帧包含控制部分和数据时隙部分；在控制部分的控制下从属于网络的至少一个无线装置接收帧的单元，所述帧请求添加用于异步数据传输的数据时隙；响应于所述帧在控制部分的控制下将响应帧发送到所述至少一个无线装置的单元；以及在第二信标周期广播第二超帧的单元，第二超帧包含关于添加给所述至少一个无线装置的数据时隙的信息。

根据本发明的另一方面，提供一种分配用于异步数据传输的数据时隙的设备，所述设备包括：在第一信标周期广播第一超帧的单元，所述第一超帧包含控制部分和数据时隙部分；在控制部分的控制下从属于网络的至少一个无线装置接收帧的单元，所述帧请求返回用于异步数据传输的数据时隙；响应于所述帧在控制部分的控制下将响应帧发送到所述至少一个无线装置的单元；以及在第二信标周期广播第二超帧的单元，第二超帧包含关于返回给所述至少一个无线装置的数据时隙的信息。

根据本发明的另一方面，提供一种传输异步数据的设备，所述设备包括：在第一信标周期从网络协调器接收第一超帧的单元，所述第一超帧包含控制部分和数据时隙部分；在包含在第一超帧中的控制部分的控制下将帧发送到网络协调器的单元，所述帧请求添加用于异步数据传输的数据时隙；在第二信标周期从网络协调器接收第二超帧的单元，所述第二超帧包含关于添加的数据时隙的信息；以及通过添加的数据时隙发送异步数据的单元。

其它示例性实施例的细节包含在下面的描述和附图中。

附图说明

从下面结合附图的详细描述中，本发明的以上和其它方面、特点及优点将会变得更加清楚，其中：

图1显示了基于IEEE 802.11系列标准的频带和基于mmWave的频带之间的比较；

图2显示了基于IEEE 802.15.3的时分方案；

图3显示了根据本发明示例性实施例的时分方案；

图4显示了根据本发明另一示例性实施例的时分方案；

图5简要显示了本发明所应用的环境；

图6、图7和图8分别显示了根据本发明示例性实施例的数据时隙(dataslot)管理时隙的结构；

图9、图10和图11分别显示了根据本发明示例性实施例的响应于数据时隙管理帧的响应帧的结构；

图12显示了根据本发明示例性实施例的添加数据时隙的处理；

图13显示了根据本发明示例性实施例的返回数据时隙的处理；

图14显示了根据本发明示例性实施例的网络协调器的结构；以及

图15显示了根据本发明示例性实施例的无线装置的结构。

具体实施方式

从下面将和附图一起描述的本发明的示例性实施例中，本发明的各方面和优点将会变得清楚。但是，本发明的范围不限于这些示例性实施例，可按照各种形式来实现本发明。提供下面将描述的示例性实施例仅仅是使本发明的公开完善，并且帮助本领域技术人员完全理解本发明。本发明仅由权利要求的范围所限定。另外，在整个说明书中，相同的标号用于表示相同的部件。

下面将参照框图或流程图来描述本发明，所述框图或流程图示出了用于异步数据传输的信道分配管理方法、未压缩同步数据传输方法及其用于实现根据本发明示例性实施例的这些方法的设备。应该理解，可通过计算机程序指令来实现流程图中的每个块或流程图中的块的组合。这些计算机程序指令可被提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理设备的处理器以生成机器，从而通过计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行的这些指令创建用于实现在流程块或多个流程块中指定的功能的装置。这些计算机程序指令还可被存储在计算机可用或计算机可读存储器中，所述计算机可用或计算机可读存储器可指导计算机或其它可编程数据处理设备以特定方式运行，从而这些存储在计算机可用或计算机可读存储器中的指令生成一件产品，所述产品包括用于实现在流程块或多个流程块中指定的功能的装置。计算机程序指令还可被加载到计算机或其它可编程数据处理设备中，以产生一系列将在计算机或其它可编程设备上执行的操作步骤，以生成计算机实现的处理，从而在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实现在一个流程块或多个流程块中指定的功能的步骤。

而且，流程图的每个块可表示代码的模块、代码段或代码的一部分，所述代码的模块、代码段或代码的一部分可包括一个或多个用于实现指定的逻辑功能的可执行指令。还应注意的是，在一些可选择的实施方式中，在块中标注的功能可不按照次序发生。例如，取决于所涉及的功能，连续显示的两个块实际上可基本同时被执行，或者这两个块有时可按照相反的次序被执行。

下面将参照附图来描述根据本发明的示例性实施例。

根据本发明的时分方案基于由IEEE 802.15.3标准定义的时分方案。图2显示了基于IEEE 802.15.3的传统时分方案，图3显示了根据本发明的时分方案。

由IEEE 802.15.3定义的MAC的特征在于其可快速建立无线网络，并且不基于接入(AP)点，而是基于多跳网(也称为微微网)，微微网具有PNC(微微网协调器)作为关键组件。在图2所示的基于时间的布置结构(称为超帧)中，布置了用于在装置之间发送/接收数据的时间部分。超帧包括：信标部分1，包含控制信息；CAP(竞争访问周期)部分2，用于通过使用退避(backoff)来发送数据；CTAP(信道时间分配周期)部分3，用于在分配的时间段没有竞争地发送数据。CAP2和MCTA3a采用了竞争访问方案。具体地讲，CAP 2采用CSMA/CA(载波检测多路访问/冲突避免)方案，MCTA采用时隙aloha(slottedaloha)方案。

CTAP 3除了包括MCTA 3a之外，还包括多个CTA(信道时间分配)3b。CTA 3b具有两种类型：动态CTA和伪静态CTA。动态CTA可改变其在每个超帧中的位置，并且一旦信标丢失，则在相应的超帧中不能使用CTA。相反，伪静态CTA维持固定在相同的位置，即使信标丢失，也可在固定位置使用CTA部分。然而，如果信标丢失与“mMaxLostBeacons”相应的连续次数，则即使在伪静态CTA的情况下，也不允许使用CTA部分。

因此，遵循IEEE 802.15.3的MAC基于确保稳定的QoS(服务质量)的TDMA(时分多址)，并且尤其适合于在家庭网络中进行多媒体AV流传输。然而，仍然存在改进的空间，以在几十GHz的高频带中传输AV数据。

通常，在网络中的装置之间发送/接收的MAC帧包括数据帧和控制帧。

控制帧指的是用于帮助数据帧的传输的任何一种帧，而不是数据帧本身。例如，控制帧包括：关联请求帧，请求参与到由网络协调器建立的网络中；数据时隙请求帧，请求用于传输同步数据的数据时隙；探测请求帧，请求网络搜索；协调器切换请求帧，对协调器的作用进行处理；以及用于响应上述帧的帧。控制帧还包括ACK(确认)帧，ACK帧用于确认帧已经被正确传输。

然而，在IEEE 802.15.3的情况下，数据帧的大小与控制帧的大小差别不是很大。具体地讲，数据帧的最大大小为2048字节，控制帧的大小为几十或几百字节。然而，为了在几十GHz的频带中传输异步数据，很大程度地增加数据帧大小，而控制帧大小保持不变。其结果是，在不进行修改的情况下，不能有效地遵循图2中所示的传统IEEE 802.15.3方案。

在基于IEEE 802.15.3的传统CAP 2和MCTA 3a的情况下，各种控制帧和异步数据帧对访问信道进行竞争。这意味着各种控制帧可能减少传输异步数据帧的机会。

另外，异步数据需要信道分配管理，诸如基于传输异步数据的无线装置的条件或传输信道的条件来分配另外的信道(添加数据时隙)，或者返回已经分配的信道(返回数据时隙)。然而，图2中所示的传统IEEE 802.15.3结构不适合于这样的信道分配管理。

图3显示了用于上述信道分配管理(添加和返回数据时隙)的基于时间的布置结构，即超帧10。

超帧10包括：信标部分11，用于传输包含控制信息的信标帧；控制部分12，各种控制帧通过该控制部分12在竞争的情况下被传输；数据时隙部分13，用于在分配的时间段没有竞争地传输异步数据。控制部分12可遵循CSMA/CA方案或时隙aloha方案。

数据时隙部分13包括多个数据时隙DS1、DS2、...DSn。在传统超帧的情况下，数据时隙具有两种类型：动态数据时隙和伪静态数据时隙。

控制部分12用于在网络协调器和无线装置之间发送/接收用于信道分配管理的帧，从而异步数据通过数据时隙部分13被发送。用于信道分配管理的帧包括用于请求添加数据时隙的帧和用于返回数据时隙的帧。另外，上述各种控制帧通过控制部分12被发送/接收。

信标部分11和控制部分12用于以低传输率传输各种帧。数据时隙部分13用于以高或低传输率传输数据。高传输率和低传输率之间的差别可基于数据调制类型。

适合于高传输率的信道是单向链路，并且通常用于单播连接和未压缩同步数据传输的目的。当以高传输率传输帧时，可使用天线指向技术以改善方向性。为此，可通过数据时隙部分13发送/接收具有天线指向信息的帧。

适合于低传输率的信道是双向链路，并且通常用于单播连接或广播连接的目的。另外，可通过数据信道以低传输率发送/接收异步数据、各种控制帧和天线指向信息。

信标部分11用于通过适合于低传输率的信道来传输信标帧，信标帧用于网络时间同步。信标帧包含关于分配给各个装置的信道的信息，即，关于数据时隙的信息。

控制部分12用于通过适合于低传输率的信道来发送/接收各种MAC控制帧。所述控制帧包括初始化所需的控制帧、用于信道分配管理的控制帧、共享天线指向信息所需的控制帧以及ACK帧。还可发送/接收异步数据帧，异步数据帧包括未压缩的视频/音频数据帧和上层控制帧。上层控制帧包括MAC层之上的应用层或从遥控装置接收的控制数据帧。

初始化所需的控制帧用于信道切换和装置发现。用于信道分配管理的控制帧包括用于添加和返回数据时隙的帧。

数据时隙部分13用于通过适合于高传输率的信道在装置之间发送/接收未压缩同步数据。例如，未压缩同步数据可以是实时AV流传输数据。在这种情况下，为了进行实时AV流传输而存在延迟界限。可通过适合于低传输率的信道来发送/接收ACK帧和天线指向信息，还可通过分配的数据时隙来发送/接收经由控制部分12发送/接收的异步数据帧。

图4显示了根据本发明另一示例性实施例的超帧的结构。与图3中所示的结构不同，单个超帧具有信标部分B 11a、至少两个控制部分C 12a和12b以及数据时隙部分13a和13b。

这样的超帧结构确保：当在单个超帧中指定多个控制部分和数据时隙部分时，可将异步数据传输的时间延迟现象最小化，其中，当用于数据时隙分配的帧不能通过特定的控制部分被传输时，可能发生所述异步数据传输的时间延迟现象。

图5简要显示了本发明所应用的环境。

参照图5，网络协调器300和至少一个装置400a、400b和400c组成单个网络。例如，网络协调器300可以是显示装置(作为AV数据的接收装置(sinkdevice))，或者可以是媒体存储装置(诸如PVR(个人视频记录器))。装置400a、400b和400c可以是源装置或接收装置，具体地讲，可以是机顶盒、DVD和扬声器。这些装置利用几十GHz的高频带来传输异步数据。

网络协调器300周期性地(即，在每个信标周期)广播超帧。基于该广播，装置400a、400b和400c可在超帧中包括的控制部分12或数据时隙部分13的控制下传输控制帧、数据帧和ACK帧。

当第一装置400a想要参与到网络中时，尽管第一装置400a开始没有参与，但是在第一装置400a与其它装置400b和400c竞争的同时，关联请求帧通过超帧10的控制部分12被发送到网络协调器300(①)，并且关联响应帧被相应地接收(②)。

在第一装置400a的关联请求响应于关联响应帧被接受之后，第一装置400a成为网络的成员。如果第一装置400a想要将异步数据发送到第二装置400b，则第一装置400a向网络协调器300请求提供用于发送异步数据的数据时隙。当在第一装置400a与其它装置400b和400c竞争的同时，第一装置400a通过控制部分12将数据时隙请求帧发送到网络协调器300(③)时，网络协调器300将数据时隙响应帧发送到第一装置400a(④)。

在将数据时隙响应帧70发送到第一装置400a之后，网络协调器300在下一信标周期广播包括分配给装置400a、400b和400c的数据时隙的超帧(⑤)。

网络协调器300基于广播的超帧将数据时隙分配给第一装置400a。然后，在分配的数据时隙期间，异步数据可被发送到接收机装置400b(⑥)。第二装置400b可响应于发送的异步数据将ACK帧发送到第一装置400a(⑦)。然而，考虑到异步数据的特性，一定量的错误不会严重影响播放的图像。因此，ACK帧不是必要的，即，可允许“无ACK策略”。即使当ACK帧被发送时，根据本发明，ACK帧也可以不通过数据时隙被发送。为了使用数据时隙来有效传输异步数据，在其它控制帧的情况下，最好通过控制部分12在竞争的情况下发送ACK帧。

图6、图7和图8分别显示了根据本发明示例性实施例的数据时隙管理时隙的结构。

参照图6，在其它MAC控制帧的情况下，根据本发明示例性实施例的数据时隙管理帧40包括MAC头20和净荷30。净荷30包括帧类型字段41、长度字段42以及多个数据时隙字段43、44和45。

帧类型字段41保存关于帧是用于添加还是用于返回数据时隙的标识信息的记录。换句话说，记录在帧类型字段41中的信息确定数据时隙管理帧的类型。长度字段42保存后面的字段43、44和45的总字节数的记录。

数据时隙管理帧40包括多个数据时隙字段43、44和45，每个数据时隙字段保存关于是添加还是返回数据时隙的信息的记录。这表示可同时做出添加或返回用于传输多条异步数据的多个数据时隙的请求，并且数据时隙字段具有图5所示的结构。

参照图7，数据时隙字段包括“流索引”字段51、“流请求ID”字段52、“Min_BW”字段53、“时间块数”字段54、“时间块持续时间”字段55以及“优先级”字段58。

“流索引”字段51保存流标识信息(即，关于将被传输的异步数据的标识信息)的记录。流标识信息用于处理相应的流。

“流请求ID”字段52携带关于用于请求添加或返回数据时隙的帧的标识信息，其中，在给出流标识信息之前使用该数据时隙。如果数据时隙请求修改或终止当前流，则“流请求ID”字段52的值被设置为零，并且可被接收方忽略。如果数据时隙请求异步数据，则“流请求ID”字段52的值被设置为零，并且可按照类似的方式被接收方忽略。

“Min_BW”字段53指定最小带宽，在超帧内必须确保该最小带宽以支持无缝流传输服务，即，确保最小信道长度。

“时间块数”字段54根据请求的时间块的带宽(即，期望的信道长度)来指定请求的时间块的数量。

“时间块持续时间”字段55指定单位带宽，即，单位信道的长度。“优先级”字段58在多个帧中定义优先级，该优先级与流的QoS级别或特定目的的级别相对应。

图8显示了根据本发明另一示例性实施例的数据时隙字段的结构。该数据时隙字段包括“TrgtID”字段50a、“流请求ID”字段51a、“流索引”字段52a、“时间块数”字段53a、“时间块持续时间”字段54a、“最小调度时间段”字段55a、“最大调度时间段”字段56a以及“请求控制”字段57a。在这些字段中，“流请求ID”字段51a、“流索引”字段52a、“时间块数”字段53a、“时间块持续时间”字段54a与图7中所示的相应字段相同。

“TrgtID”字段50a携带关于一个装置的标识信息，另一装置通过分配的信道(即，分配的数据时隙)将异步数据发送到该装置。

“最小调度时间段”字段55a指定在用于数据时隙分配的两个连续时间块的开始时间之间允许的最小时间。

“最大调度时间段”字段56a指定在用于数据时隙分配的两个连续时间块的开始时间之间允许的最大时间。

“请求控制”字段57a包含关于用于数据时隙分配的其它细节的信息，所述信息包括关于多个帧的优先级的信息以及关于是否通过高传输率部分还是通过低传输率部分来发送帧的信息。

图9、图10和图11分别显示了根据本发明示例性实施例的响应于数据时隙管理帧的响应帧的结构。

参照图9，在其它MAC控制帧的情况下，根据本发明示例性实施例的响应于数据时隙管理帧40的响应帧60包括MAC头20和净荷30。净荷30包括帧类型字段61、长度字段62以及多个响应字段63、64和65。

帧类型字段61保存关于响应帧是响应添加数据时隙的请求还是响应返回数据时隙的请求的标识信息的记录。换句话说，记录在帧类型字段61中的信息确定响应帧的类型。长度字段62保存后面的字段63、64和65的总字节数的记录。

响应于数据时隙管理帧40的响应帧60包括多个响应字段63、64和65，每个响应字段保存关于是添加还是返回数据时隙的响应信息的记录。这表示可同时做出对多个请求的响应，并且这些响应字段具有图7所示的结构。

参照图10，响应字段包括“流请求ID”字段71、“流索引”字段72、“可用BW”字段73以及“原因代码”字段74。

“流请求ID”字段71包含用于请求添加或返回数据时隙的帧的标识信息。“流索引”字段72包含流标识信息，即，关于相应的异步数据的标识信息。

“可用BW”字段73包含关于实际分配的信道(即，实际分配的数据时隙)的信息。“原因代码”字段74包含关于是否已经成功做出了信道分配请求的信息。如果还没有成功做出信道分配请求，则关于该原因的信息被记录。当达到了能够连接到网络协调器的装置的最大数量时，当可被分配的数据时隙不足时，或者当信道条件很差时，会发生信道分配请求的失败。

图11显示了根据本发明另一示例性实施例的响应字段的结构。该响应字段包括“流请求ID”字段71a、“流索引”字段72a、以及“原因代码”字段74a。省略了图10中所示的“可用BW”字段73。

“流请求ID”字段71a、“流索引”字段72a、以及“原因代码”字段74a分别与图10中所示的“流请求ID”字段71、“流索引”字段72以及“原因代码”字段74对应。

图12显示了根据本发明示例性实施例的添加数据时隙的处理。

无线装置的DME(装置管理实体)接收上层的传输请求，并且通过控制部分12调用其MAC/MLME(Mac层管理实体)的MLME-ASYNC-DATA.req消息(S80)。MAC/MLME将数据时隙添加请求帧发送到网络协调器(S81)。数据时隙添加请求帧具有与图6、图7和图8中所示相同的数据结构。应该基于由IEEE 802.15.3标准定义的概念来理解DME和MLME。

网络协调器的MAC/MLME响应于数据时隙添加请求帧而发送ACK帧(S82)。可与用于各条异步数据的请求及其响应同时做出数据时隙添加请求帧及其响应，如图6和图9所示。

网络协调器检验剩余的资源，即，确认是否存在用于传输异步数据的数据时隙(S83)。检验的结果在“请求超时”时间内按照图9、图10和图11所示的数据结构类型被发送到无线装置(S84)。无线装置的MAC/MLME响应于发送的结果将ACK帧发送网络协调器(S85)。

如果无线装置的MAC/MLME接收到用于通知已经成功添加数据时隙的响应(S84)，则MAC/MLME将MLME-ASYNC-DATA.cfm消息发送到其DME，以通知已经成功添加数据时隙(S86)。

考虑到信标帧包含关于数据时隙的信息，可省略步骤S84和S85。如果没有数据时隙可被添加，则可在预定时间段之后重复发送数据时隙添加请求帧。

网络协调器的MAC/MLME创建包含关于实际分配的数据时隙的信息的信标帧(S87)，并且当下一超帧开始时，网络协调器的MAC/MLME将创建的信标帧发送到无线装置的MAC/MLME(S88)。

在接收了发送的信标帧之后，无线装置通过已经被添加给数据时隙部分的数据时隙，将异步数据发送到网络协调器或另一无线装置。

取决于MAC结构，网络协调器的MAC/MLME执行的操作可由网络协调器的DME代替执行。

图13显示了根据本发明示例性实施例的在发送/接收异步数据的同时返回数据时隙的处理。

无线装置的DME接收上层的传输请求，并且通过控制部分12调用其MAC/MLME的MLME-DELETE-STREAM.req消息(S90)。MAC/MLME将数据时隙返回请求帧发送到网络协调器(S91)。数据时隙返回请求帧具有与图6、图7和图8中所示相同的数据结构。应该基于由IEEE 802.15.3标准定义的概念来理解DME和MLME。

网络协调器的MAC/MLME响应于数据时隙返回请求帧而发送ACK帧(S92)。可与用于各条异步数据的请求及其响应同时做出数据时隙返回请求帧及其响应，如图6和图9所示。

无线装置的MAC/MLME将MLME-DELETE-STREAM.cfm消息发送到无线装置的DME，以通知已经成功返回了数据时隙(S93)。网络协调器的MAC/MLME返回相应的数据时隙(S94)，创建包含关于实际返回的数据时隙的信息的信标帧(S95)，并且当下一超帧开始时将创建的信标帧发送到无线装置的MAC/MLME(S96)。

因此，返回的数据时隙可在另一无线装置的请求下被再次分配，并且可用于传输异步数据。

另外，网络协调器的MAC/MLME将MLME-DELETE-STREAM.ind消息发送到网络协调器的DME，以通知所请求的数据时隙已经被返回(S97)。

图14显示了根据本发明示例性实施例的网络协调器300的结构。

网络协调器300包括CPU 310、存储器320、MAC单元340、PHY单元350、超帧创建模块341、控制帧创建模块342以及天线353。

CPU 310控制连接到总线330的其他组件，并负责对MAC层的上层进行处理。具体地讲，CPU 310处理由MAC单元340提供的接收数据(即，接收MSDU(MAC服务数据单元))，或者创建提供给MAC单元340的传输数据(传输MSDU)。

存储器320存储处理的接收数据或临时存储创建的传输数据。存储器可包括非易失性存储器装置(例如，ROM、PROM、EPROM、EEPROM、闪速存储器)、易失性存储器装置(例如，RAM)、存储介质(例如，硬盘、光盘)或本领域公知的其它类型的装置。

MAC单元340将MAC头添加到CPU 310提供的MSDU(即，将被传输的多媒体数据)，以创建通过PHY单元350发送的MPDU(MAC协议数据单元)。MAC单元340从通过PHY单元350接收的MPDU去除MAC头。

因此，由MAC单元340发送的MPDU包括在信标周期发送的超帧。由MAC单元340接收的MPDU包括关联请求帧、数据时隙管理帧(即，用于请求添加或返回数据时隙的帧)或其它类型的控制帧。

超帧创建模块341创建如上所述的超帧，并且将超帧提供给MAC单元340。控制帧创建模块342创建关联请求帧、数据时隙管理帧或其它类型的控制帧，并且将这些帧提供给MAC单元340。

PHY单元350将信号字段和前同步添加给由MAC单元340提供的MPDU，以创建PPDU(即，数据帧)，PPDU被转换为无线信号，并通过天线353被传输。PHY单元350可包括：基带处理器351，用于处理基带信号；RF(射频)单元352，用于从处理的基带信号创建实际的无线信号，并且通过天线353将无线信号发送到空中。

更具体地讲，基带处理器351执行帧格式化、信道编码等。RF单元352执行模拟波放大、模拟/数字信号转换、调制等。

图15显示了根据本发明示例性实施例的无线装置400的结构。在无线装置400的组件中，MAC单元440、存储器420和PHY单元450具有与在网络协调器300的情况下的基本功能相同的基本功能。

定时器441用于确定包括在超帧中的竞争或无竞争部分何时开始和结束。控制帧创建模块442创建关联请求帧、数据时隙管理帧或其它类型的控制帧，并且将这些帧提供给MAC单元440。

异步数据创建模块443可按照未压缩的类型记录并创建异步数据(例如，AV数据)。例如，异步数据创建模块443可记录视频数据，所述视频数据包括视频数据的RGB分量值。

MAC单元440将MAC头添加给所提供的异步数据或控制帧，以创建MPDU，当超帧的相应时间到达时，通过PHY单元450发送该MPDU。

这里使用的术语“单元”或“模块”指的是执行特定功能的软件或硬件组件，诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)。但是，单元或模块并不总是具有被限制为软件或硬件的含义。模块可被构造为存储在可寻址存储介质中或在一个或多个处理器中执行。因此，模块可包括，例如，软件组件、面向对象的软件组件、类组件或任务组件、进程、函数、属性、过程、子程序、程序代码段、驱动程序、固件、微代码、电路、数据、数据库、数据结构、表、数组和参数。模块提供的组件和功能可被组合为更少数量的组件或模块，或者可被划分为更多数量的组件或模块。此外，这些组件和模块可被实现为在装置或安全多媒体卡内部的至少一个CPU中运行。

产业上的可利用性

如上所述，本发明的优点在于，通过提供添加或返回用于异步数据传输的数据时隙的功能，可通过几十GHz的频带更有效地传输异步数据，而不需要压缩异步数据。

尽管为了示意性的目的描述了本发明的示例性实施例，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离权利要求公开的本发明的范围和精神的情况下，可进行各种修改、补充和替换。因此，以上描述的示例性实施例应被理解为在所有方面是示意性的，而不是限制性的。本发明仅由权利要求的范围限定，并且应被解释为包括权利要求的含义和范围以及从权利要求的等同构思推导出的变化和修改。

Claims

1、一种管理用于异步数据传输的信道分配的方法，所述方法包括：

在第一信标周期广播第一超帧，所述第一超帧包含控制部分和数据时隙部分；

通过控制部分从属于网络的至少一个无线装置接收请求帧，所述请求帧请求添加用于异步数据传输的数据时隙；

响应于所述请求帧，通过控制部分将响应帧发送到所述至少一个无线装置；以及

在第二信标周期广播第二超帧，如果请求的数据时隙被添加给所述至少一个无线装置，则第二超帧包含关于所述请求的数据时隙的信息。

2、根据权利要求1所述的方法，其中，通过毫米波信道来执行与所述至少一个无线装置的通信。

3、根据权利要求1所述的方法，其中，第一超帧包括第一竞争部分和第一无竞争部分，第二超帧包括第二竞争部分和第二无竞争部分，第一竞争部分包括所述控制部分和所述数据时隙部分，第二无竞争部分包括第二超帧的控制部分和第二超帧的数据时隙部分。

4、根据权利要求1所述的方法，其中，所述请求帧包括关于将被传输的异步数据的标识信息、关于所述请求帧的标识信息以及关于确保的最小信道长度的信息。

5、根据权利要求1所述的方法，其中，所述响应帧包括关于将被传输的异步数据的标识信息、关于所述请求帧的标识信息以及关于添加的数据时隙的信息，如果请求的数据时隙没有被添加，则所述响应帧还包括关于请求的数据时隙没有被添加的原因的信息。

6、根据权利要求1所述的方法，其中，异步数据是未压缩数据。

7、一种传输异步数据的方法，所述方法包括：

在第一信标周期从网络协调器接收第一超帧，所述第一超帧包含控制部分和数据时隙部分；

在控制部分的控制下将请求帧发送到网络协调器，所述请求帧请求添加用于异步数据传输的数据时隙；

在第二信标周期从网络协调器接收第二超帧，所述第二超帧包含关于添加的数据时隙的信息；以及

通过添加的数据时隙发送相应的异步数据。

8、根据权利要求7所述的方法，其中，通过毫米波信道来执行与无线装置的通信。

9、根据权利要求7所述的方法，其中，第一超帧包括第一竞争部分和第一无竞争部分，第二超帧包括第二竞争部分和第二无竞争部分，第一竞争部分包括第一超帧的所述控制部分，第二竞争部分包括第二超帧的控制部分，第一无竞争部分包括第一超帧的所述数据时隙部分，第二无竞争部分包括第二超帧的数据时隙部分。

10、根据权利要求7所述的方法，其中，所述请求帧包括关于将被传输的异步数据的标识信息、关于所述请求帧的标识信息以及关于确保的最小信道长度的信息。

11、根据权利要求7所述的方法，其中，异步数据是未压缩数据。

12、一种管理用于异步数据传输的信道分配的方法，所述方法包括：

通过控制部分从属于网络的至少一个无线装置接收请求帧，所述请求帧请求返回用于异步数据传输的数据时隙；以及

在第二信标周期广播第二超帧，第二超帧包含关于返回给所述至少一个无线装置的请求的数据时隙的信息。

13、根据权利要求12所述的方法，其中，通过毫米波信道来执行与所述至少一个无线装置的通信。

14、根据权利要求12所述的方法，其中，第一超帧包括第一竞争部分和第一无竞争部分，第二超帧包括第二竞争部分和第二无竞争部分，第一竞争部分包括第一超帧的所述控制部分，第二竞争部分包括第二超帧的控制部分，第一无竞争部分包括第一超帧的所述数据时隙部分，第二无竞争部分包括第二超帧的数据时隙部分。

15、根据权利要求12所述的方法，其中，异步数据是未压缩数据。

16、一种分配用于异步数据传输的数据时隙的设备，所述设备包括：

第一广播单元，在第一信标周期广播第一超帧，所述第一超帧包含控制部分和数据时隙部分；

接收单元，在控制部分的控制下从属于网络的至少一个无线装置接收帧，所述帧请求添加用于异步数据传输的数据时隙；

发送单元，响应于所述帧，在控制部分的控制下将响应帧发送到所述至少一个无线装置；以及

第二广播单元，在第二信标周期广播第二超帧，如果请求的数据时隙被添加给所述至少一个无线装置，则第二超帧包含关于所述请求的数据时隙的信息。

17、一种分配用于异步数据传输的数据时隙的设备，所述设备包括：

接收单元，在控制部分的控制下从属于网络的至少一个无线装置接收帧，所述帧请求返回用于异步数据传输的数据时隙；

第二广播单元，在第二信标周期广播第二超帧，第二超帧包含关于返回给所述至少一个无线装置的请求的数据时隙的信息。

18、一种传输异步数据的设备，所述设备包括：

接收单元，在第一信标周期从网络协调器接收第一超帧，所述第一超帧包含控制部分和数据时隙部分；

第一发送单元，在包含在第一超帧中的控制部分的控制下将帧发送到网络协调器，所述帧请求添加用于异步数据传输的数据时隙；

接收单元，在第二信标周期从网络协调器接收第二超帧，所述第二超帧包含关于添加的数据时隙的信息；以及

第二发送单元，通过添加的数据时隙发送异步数据。

19、一种传输异步数据的方法，所述方法包括：

通过第一信标部分从连接到网络的至少一个装置接收请求帧，所述请求帧请求异步数据传输；

响应于所述请求帧，将响应帧发送到连接到网络的所述至少一个装置；以及

基于所述响应帧，将异步数据发送到连接到网络的所述至少一个装置。

20、根据权利要求19所述的方法，其中，所述请求帧包括关于将被传输的异步数据的标识信息、关于所述请求帧的标识信息以及关于请求的信道的信道信息。

21、根据权利要求20所述的方法，其中，所述信道信息包括关于请求的信道号的信息以及关于单位信道长度的信息。

22、根据权利要求19所述的方法，其中，所述请求帧包括关于接收异步数据的所述至少一个无线装置的标识信息。

23、根据权利要求19所述的方法，其中，所述响应帧包括关于异步数据的标识信息、关于所述请求帧的标识信息以及关于是否已经成功做出信道分配请求的信息。