CN101578825A - 无线通信系统 - Google Patents

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CN101578825A CNA2008800021918A CN200880002191A CN101578825A CN 101578825 A CN101578825 A CN 101578825A CN A2008800021918 A CNA2008800021918 A CN A2008800021918A CN 200880002191 A CN200880002191 A CN 200880002191A CN 101578825 A CN101578825 A CN 101578825A
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Abstract

一种在无线通信系统中分配频道的方法，该系统包括公共信道框架使能站，所述方法包括：通过所述公共信道框架使能站，在公共时间间隔使用公共频道以确定通信频道，在该通信频道上将允许一对公共信道框架使能站交换数据帧；在每个公共时间间隔的开始处周期性地改变公共频道。

Description

无线通信系统
技术领域
本发明总体涉及一种在无线通信系统中分配频道的方法。
本发明还涉及一种用于无线通信系统中的无线站。
本发明可以在使用通常被称为WiFi(其代表无线保真)的无线标准IEEE802.11的无线通信系统中找到应用。
背景技术
IEEE802.11s描述了对网格(Mesh)无线局域网(WLAN)的修改。该方案预见不同的可选增强以增强当前介质访问控制(MAC)。IEEE802.11e描述了IEEE802.11s的强制MAC。它被称为增强型分布式信道接入(EDCA)。EDCA被设计用于单跳无线网络。它针对优先化提供四个不同的接入类别。然而，EDCA不能利用(exploit)多个频道。因此，通过单个的射频收发器，在整个网格WLAN上仅仅可以使用单个频道。
公共信道框架(CCF)是IEEE802.11s中提出的可选方法。它提供永固使用单个收发器从一个频道切换到另一个频道的装置。因此，网格WLAN设备可以使用分离的频道。
图1示出CCF的工作原理。当从一个频道切换到另一个频道时，应用CCF的站单独地依赖于物理载波监听(P-CS)以探测该另一个频道是否空闲。当该站的收发器被调谐到公共频道f0时，其他站可以在除了f0之外的其他频道上交换数据帧。使用请求改变(Request toChange，RTX)和清除改变(Clear to Change，CTX)帧，CCF使能站(CCF enabled station)同意在除了f0之外的其他频道上交换数据帧。所述请求改变和清除改变包含持续时间d，其定义了发送实际数据帧和返回确认ACK所需要的周期。SIFS(短帧间间隔)代表用于每当发射器改变到接收模式且反之亦然时收发器周转(turnaround)的最短持续时间。
让我们假设一对CCF使能站已经决定切换到频道fn以交换数据帧。由于这对站在切换之前不能感测频道fn，所以这对CCF使能站不能探测在该频道fn上是否正在进行传输。因此，它们可以在切换之后探测繁忙信道，即已经被CCF未察觉站(CCF unaware station)使用的频道，因此不能够交换数据帧。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种在无线通信系统中分配频道的方法，该无线通信系统对数据冲突和/或拥塞不那么敏感。
根据本发明，提供了一种在无线通信系统中分配频道的方法，该方法包括：
-通过所述公共信道框架使能站，在公共时间间隔使用公共频道以确定通信频道，在该通信频道上将允许一对公共信道框架使能站交换数据帧；
-在每个公共时间间隔的开始处周期性地改变公共频道。
通过周期性地将公共频道改变为另一个频道，公共频道框架使能站能够在公共时间间隔持续时间探测在连续的公共频道上公共信道框架未察觉站的存在。因此，公共信道框架使能站可以基于频道由公共信道框架未察觉站的使用来选择频道用于数据帧交换。
有益的是，分配频道的方法包括当频道用作公共频道时确定公共时间间隔期间所述频道的占用率。
分配频道的方法还可以包括：
-存储依次用作公共频道的不同频道的占用率，以及
-选择通信频道，在该通信频道上一对公共信道框架使能站将被允许在具有最低占用率之一的频道中交换数据帧。
根据本发明的实施例，在一组可用的频道内根据轮换周期在每个公共时间间隔的开始处改变所述公共频道。
本发明还涉及一种用于无线通信系统的公共信道框架使能站，其包括：
-用于在公共时间间隔处使用公共频道以确定通信频道的装置，在该通信频道上所述公共信道框架使能站将被允许与另一个公共信道框架使能站交换数据帧，
-用于在每个公共时间间隔的开始处周期性地确定公共频道的装置。
最后本发明涉及一种可直接载入到公共信道框架站的内存中的计算机程序产品，其包括用于在所述产品在所述公共信道框架站上运行时执行所述分配方法的所有步骤的软件代码部分。
通过并参照这里所描述的实施例，本发明的这些和其他方面将是显然的并被阐明。
附图说明
现在将仅仅通过实例并参照附图来描述本发明的实施例，其中：
图1是无线通信系统的示意性框图，以及
图2是根据本发明的方法的示意性框图。
具体实施方式
图2示出根据本发明的实施例的无线网络1的示意性结构。无线网络1可以用于依照诸如ANSI/IEEE Std 802.11和进一步开发的比如IEEE 802.11s ESS的标准的网络。无线网络1和用于无线网络1的方法适用于但不限于无线局域网(WLAN)。无线网络1和用于无线网络1的方法可以是无线通信系统的一部分或者构成了无线通信系统。由此，无线网络1还可以与其他网络组合，这些其他网络可以是无线网络或有线网络。
无线网络1的可寻址单元是站2、3、4、5。站2到5中的每一个都是消息目的地(message destination)，但一般不是固定位置。站2到5可以是可移动的或便携式的，其中便携式站的位置移动，但是仅仅当其处于固定位置时才可以使用，并且可移动站实际上可以在运动中访问无线网络1。但是，传播效应使得便携式站与可移动站2到5之间的区别变得模糊，从而由于传播效应，固定的站通常表现为可移动的。
无线网络1的架构包括多个相互作用以提供无线局域网或支持站到上层的移动性的这样的网络的部件。无线网络1包括第一组6和第二组7，第一组6包括站2、3，而第二组7包括站4、5。第一组的站2和3是CCF使能站，而第二组的站4和5是CCF未察觉站。由于公共频道的使用，该CCF使能站能够使用一组频道中的任何频道来传输。CCF未察觉站总是使用相同的、预定的频道来传输。
IEEE 802.11定义了多个技术。它们使用不同的频道。例如，IEEE802.11b或g使用2.4GHz频带，IEEE 802.11a使用5GHz频带。它们全都使用20MHz频道。在2.4GHz处的频带典型地覆盖2.400-2.483，5MHz。在欧洲，5GHz处的频带由三个块：5.15-5.25GHz，5.25-5.35GHz，5.470-5.725GHz组成。对于IEEE 802.11b/g，在欧洲存在13个频道，其中只有3个是不重叠的。在5GHz处，存在大约19个不重叠的频道。
无线网络1包括分布系统8。分布系统8允许组6和7的站2、5之间的通信。数据帧经接入点10在第一组6和分布系统8之间移动。而且，数据帧经接入点11在第二组7和分布系统8之间移动。由此，有利的是，每一个接入点10、11都是站(这里分别是站3和4)，该站除了用作站3、4之外，还通过提供分布系统服务来提供对分布系统8的访问。
如早先所述，当CCF使能站2和3想要交换数据帧时，在公共时间间隔的开始处每个站的收发器被调谐到公共频道f0，从而确定它们将在其中交换所述数据帧的频道。
本发明建议频繁地改变公共频道。当CCF使能站与公共时钟同步时，它们在公共频道在公共时间间隔周期性地相遇。为了实现感测、发现、探测和研究频繁占用的和很少使用的频道，本发明预见将公共信道周期性调谐到另一个频道。
根据本发明的实施例，CCF使能站在每个公共间隔的开始处轮换(rotate)公共频道。公共时间间隔的参数(例如其开始时间和持续时间)是已知的并且后面是所有CCF使能站。在IEEE 802.11中，信标间隔(也被称为超帧)形成这样的公共间隔。信标间隔是可以被管理者设置的周期。当今的产品通常每100ms发送信标。
因此，在当前超帧的开始处，CCF使能站将它们的收发器调谐到公共频道，而不是在紧在前的超帧期间使用的频道。所有CCF使能站所共有的算法使得所有CCF使能站同步地切换到相同的公共频道。这样的算法例如是：
新的频道数量＝[(最后的频道数量)+1]mod(频道的量)
其中：
-新的频道数量是当前的公共频道的数量；
-最后的信道数量是先前的公共频道的数量；
-频道的量是可用于无线通信的频道的数量。
随着公共频道到另一个频道的每一个改变，CCF使能站可以在全超帧周期中探测在该频道上CCF未察觉站的存在。CCF使能站进一步感测频道并识别繁忙周期以了解频道的使用。在CCF使能站一旦已经使用了所有可用的频道作为公共频道之后，它们切换到负载很轻的数据通道(data channel)以便数据帧交换的概率高于切换到已经被识别为被大量使用的频道的概率。虽然CCF使能站将公共频道改变为不同的频道，但是它们保持了解其他频道并且因此调整它们选择用于数据帧交换的频道的行为。因此，CCF使能站可以调整指定频道被选择用于数据帧交换的概率。
CCF使能站避免不必要地切换到很可能被CCF未察觉站占据的频道。它们进一步避免了碰撞并且平衡了频道的使用，因为轻度使用的频道优选地将被使用。
应当注意，上述实施例阐明而非限制本发明，并且本领域技术人员将能够设计许多可替代的实施例而不脱离如所附权利要求所限定的本发明的范围。在权利要求中，位于括号内的任何附图标记不应被解释为限制本发明。文字“包括”等不排除在作为整体的任何权利要求或说明书中列出的那些元件或步骤之外的元件或步骤的存在。元件的单数引用不排除这样的元件的复数引用，并且反之亦然。
本发明可以通过包括多个离散元件的硬件和通过适当编程的计算机来实现。在列举出多个装置的设备权利要求中，这些装置中的多个装置可以通过同一项硬件实施。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施，这个起码的事实不表示这些措施的组合不能被有利地使用。

Claims (6)

1.一种在无线通信系统中分配频道的方法，该无线通信系统包括公共信道框架使能站，所述方法包括：
-通过所述公共信道框架使能站，在公共时间间隔使用公共频道以确定通信频道，在该通信频道上将允许一对公共信道框架使能站交换数据帧；以及
-在每个公共时间间隔的开始处周期性地改变公共频道。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括当频道被用作公共频道时，确定所述公共时间间隔期间所述频道的占用率。
3.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
-存储依次用作公共频道的不同频道的占用率，以及
-选择通信频道，在该通信频道上一对公共信道框架使能站将被允许在具有最低占用率之一的频道之间交换数据帧。
4.如权利要求1所述的方法，其中在一组可用的频道内根据轮换周期在每个公共时间间隔的开始处改变所述公共频道。
5.一种用于无线通信系统中的公共信道框架使能站，包括：
-用于在公共时间间隔处使用公共频道以确定通信频道的装置，在该通信频道上所述公共信道框架使能站将被允许与另一个公共信道框架使能站交换数据帧，
-用于在每个公共时间间隔的开始处周期性地确定所述公共频道的装置。
6.一种可直接载入到公共信道框架站的内存中的计算机程序产品，其包括当所述产品在所述公共信道框架站上运行时用于执行权利要求1的所有步骤的软件代码部分。
CNA2008800021918A 2007-01-12 2008-01-10 无线通信系统 Pending CN101578825A (zh)

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