CN101584242A - 通信设备以及将通信信道绑定在一起的通信方法 - Google Patents

Abstract

在无线系统中无线设备(100)通过以下操作进行通信：选择通信信道(202)用于通信，识别被指定用于所选的通信信道的控制信息的传送的一个或多个控制信道(204)，并且在控制信道上侦听控制信息(212)以确定所选的通信信道是否与任何其它通信信道绑定。当经由所述控制信道接收到指示所选的通信信道与至少一个其它通信信道绑定的控制信息时，则所述无线设备放弃在所选的通信信道上进行通信，或者在窄带模式下进行通信。当经由所述控制信道接收到指示所选的通信信道没有与另一通信信道绑定的控制信息时，或者当经由所述控制信道没有接收到控制信息时，则所述无线设备通过所选的通信信道进行通信。

Description

通信设备以及将通信信道绑定在一起的通信方法

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2007年1月16日提交的美国临时专利申请No.60/885,161的优先权利益，该美国临时专利申请通过引用完全合并到此，如同在此完全阐述那样。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，更具体地说，涉及在通信网络中将通信信道绑定在一起的无线通信方法和无线通信设备。

背景技术

随着对新的无线通信服务和系统的需求持续扩展，用于这些新的无线系统的适当的未使用的频谱变得更难以识别。可用的频谱通常被划分成不同的频带，以由无线系统中的设备使用。在同样的情况下，可以认为这些频带定义了逻辑信道，即在给定的时间点和给定的地理区域中，每一频带被一组彼此通信的无线设备所使用。

由于通信系统的带宽效率受限于实际考虑，因此在某些情况下，可能期望允许某些无线设备使用比最初分配的更宽的带宽。

一种可以采用以使得无线设备能够使用比预定义信道分配中可用的更宽的带宽的技术是信道绑定。当使用信道绑定时，两个或更多个逻辑信道链接在一起，从而可以由一个或多个无线设备全部一起使用它们来传递数据。这些逻辑信道在频率和/或时间上可以相邻，或者可以不相邻。通过将信道绑定在一起，可以实现比利用任何一个通信信道所可能实现的更大的总数据吞吐量。一旦已经将一组两个或更多个通信信道绑定在一起，它们就可以被无线设备所采用的通信协议的某些层看作是仿佛它们构成了具有更大的数据容量的单个通信信道。此外，如果一个无线设备需要比单个通信信道提供的更多的带宽，但是不需要绑定信道的全部带宽，则知道信道绑定并且自身能够用绑定信道操作的其它无线设备可以使用剩下的未使用的容量。

可以使用信道绑定的某些示例是：(1)正在为现有标准设计下一代无线设备，并且期望保证与其它现有设备和服务的共存性和/或互操作性；(2)预期具有不同组能力和成本结构的两个或更多个不同类型的无线设备(例如窄带和宽带)共享频谱资源，并且/或者操作在相同的系统或网络中；以及(3)由于不同规管域中的不同规则，预期遵照相同的通信标准来使用两个或更多个不同类型的无线设备(例如窄带和宽带)。

然而，当系统允许信道绑定时，则可能出现某些问题，尤其是对于任何不能够进行这种信道绑定的、功能削减(reduced-capability)的设备更是如此。例如，在某些无线网络中，一般可用通信资源(例如在时间上和/或在频率上)的特定部分被分配用于控制信号(例如信标)的传输。这些信号用于在正共享通信资源(例如信道、带宽、时隙等)的一组设备之间协调这些资源。这些信号还由“新的”无线设备用来查看信道是被占用还是空闲。因此，当采用信道绑定时，必要的是，通过甚至不能够进行信道绑定的设备也能够接收该控制信息的方式来发送控制信息。

相应地，期望在无线通信系统中提供一种无线通信设备和无线通信方法，其支持信道绑定，并且允许甚至不能够进行信道绑定的那些设备共享通信资源。

发明内容

在本发明的一方面中，提供一种用于无线设备在无线系统中进行通信的方法。所述方法包括：选择通信信道用于通信；识别已经被指定用于与所选的通信信道有关的控制信息的通信的控制信道；侦听所述控制信道上的控制信息，以确定所选的通信信道是否与至少一个其它通信信道绑定。

在本发明的另一方面中，一种无线设备适用于在通信系统中进行通信。所述无线设备包括：接收机、发射机、以及可操作地连接到所述接收机和所述发射机的至少一个天线。所述无线设备：选择通信信道用于通信；识别已经被指定用于与所选的通信信道有关的控制信息的通信的控制信道；以及侦听所述控制信道上的控制信息，以确定所选的通信信道是否与至少一个其它通信信道绑定。

在本发明的又一方面中，提供一种用于无线设备在无线系统中进行通信的方法。所述方法包括：选择信道组用于通信；识别被指定用于与所选的信道组有关的控制信息的通信的控制信道；侦听所述控制信道上的控制信息；并且当没有经由所述控制信道接收到控制信息时，则经由所述控制信道发送控制信息，所述控制信息指示所述控制信道与至少一个其它通信信道绑定。

附图说明

图1是无线设备的一个实施例的功能框图。

图2示出根据一个实施例的无线设备可使用的通信信道。

图3是示出根据第一实施例的通信方法的流程图。

图4是示出根据第二实施例的通信方法的流程图。

具体实施方式

图1是无线设备100的功能框图。正如本领域技术人员理解的那样，可以使用软件控制的微处理器、硬接线逻辑电路或其组合在物理上实现图1所示的各个“部分”中的一个或多个。此外，虽然为了解释的目的，在图2中按功能划分这些部分，但在任何物理实现方式中，可以多样地组合它们。

无线设备100包括收发机110、处理器120、存储器130、和天线系统140。

收发机110包括接收机112和发射机114，并且为无线设备100提供根据无线通信网络的标准协议在无线通信网络中与其它无线设备进行通信的功能。例如，在一个实施例中，无线设备100是60GHz无线设备。

处理器120被配置为：结合存储器130执行一个或多个软件算法，以提供无线设备100的所述功能。有利的是，处理器120包括它自己的存储器(例如非易失性存储器)，用于存储允许它执行无线设备100的各种功能的可执行软件代码。可选地，可以将该可执行代码存储在存储器130内指定的存储区域中。

在图1中，在一个实施例中，天线系统140可以是定向天线系统，其为无线设备100提供从多个天线射束中进行选择以用于在多个方向上与其它无线设备进行通信的能力。在一个实施例中，定向天线系统140包括多个天线，每个天线与一个天线射束对应。在另一实施例中，定向天线系统249包括可转向天线，其可以组合多个不同的天线元件，以在多个不同的方向上形成射束。

在接下来的讨论中，描述使用包括信标时段的超帧进行操作的无线系统的示例性实施例，其中，无线设备可以发送包括关于无线设备对通信资源(例如通信信道)的使用的控制信息的信标。这个具体示例是用于说明的目的，不应理解为限制本说明书的教导或所附权利要求书的范围。

有利的是，潜在地可以绑定在一起的所有信道组可以被事先预定义，并且使得该预定义信息对于所有无线设备可用，而无论它们自身是否能够绑定信道。对于可以绑定在一起的每一预定义的信道组，定义参考控制信道。此外，为在非绑定模式下操作的每一通信信道定义参考信道。这些参考控制信道可以是数据通信信道，或者可以不是数据通信信道。在参考控制信道上将仅发送指示哪些信道(如果有的话)被绑定在一起的所有控制数据，而无论是否使用绑定。当将一组信道绑定在一起时，可以使用所有绑定信道组发送数据分组(“宽带模式”)，或者仅使用绑定信道的子集——或甚至一个信道发送数据分组(“窄带模式”)。

在一个示例性实施例中，系统可以包括三个通信信道：1、2和3。在这个示例中，用于绑定的可能的信道集合是(1，2)、(2，3)和(1，2，3)。此外，在这个示例中，信道2被指定为用于所有绑定模式的参考控制信道。因此，如下在表1中示出了可能性。

表1

模式	所使用的信道	参考控制信道
			无信道绑定	1	1
无信道绑定	2	2
			无信道绑定	3	3
信道绑定	1，2	2
			信道绑定	2，3	2
信道绑定	1，2，3	2

并且，在这个示例性实施例中，经由在通信信道所采用的超帧结构的信标时段期间所发送的一个或多个信标来发送控制信息(包括关于信道是否被绑定的信息)。在表1的情况下，仅在信道2上发送包括指示信道绑定模式的控制信息的一个(或多个)信标(即处于“窄带模式”)。

虽然表1指示其中存在三个通信信道的示例，但通常，可以采用许多更多的通信信道，并且可以预定义具有两个、三个、四个或更多通信信道的各种组合的通信信道组。此外，虽然在表1的示例中，通信信道2对于所有预定义的信道组充当控制信道，但通常，多个预定义的信道组可以具有多个不同的控制信道。

图2示出根据表1预定义的信道分组进行操作的通信信道202(信道1)、204(信道2)和206(信道3)的集合200。图2示出通信信道202和204绑定在一起，并且没有绑定通信信道206的情况。图2示出控制信道204(信道2)中的信标时段210，其中，发送信标传输212。图2还示出在绑定的通信信道202和204的数据传输时段216期间发送的数据分组214。信标时段210和数据传输时段216一起定义通信信道204的超帧218。图2进一步示出未绑定的通信信道206的信标时段220和数据传输时段226。信标时段220和数据传输时段226一起定义控制信道204的超帧228。

从图2中可见，用于通信信道202和204的信标传输212仅出现在控制信道(也就是通信信道204(信道2))上。

通常，如果不能够用绑定的通信信道操作的新的无线设备通电，并且想要使用属于表1的任何预定义的绑定组的通信信道202/204/206中的一个或多个(例如所选的通信信道202)，则新的无线设备必须首先转到为该组指定的控制信道(例如204)，并且侦听信标212达到一段持续时间(例如至少一个超帧时段)。如果在为包含数据信道(例如202)的任何组指定的任何控制信道(例如204)上没有接收到信标，或者如果接收到的信标指示所选的通信信道202没有被绑定，则该新通电的无线设备认为该数据信道没有被绑定。在此情况下，无线设备切换到所选的通信信道202，侦听任何在信道202上发送的信标。如果该设备发现信标，则它可以加入信标组，否则它发送其自己的信标来建立新的信标组。有利的是，无线设备在所选的通信信道202的信标时段中发送包含控制信息的信标，所述控制信息包括指示所选的通信信道202没有被绑定的数据。这样可以防止在第一无线设备正使用通信信道202的同时，另一无线设备尝试将通信信道202与某个其它通信信道绑定。

如果在指定的控制信道上接收到的信标指示数据信道被绑定，则新的设备可以加入该信标组，但仅在窄带模式下进行发送(即仅使用绑定的信道之一)。

图3是示出根据第一实施例的通信方法300的流程图。具体地说，方法300是用于不能够用绑定的通信信道操作的新的无线设备识别用于传送数据的通信信道的方法的一个实施例。

在第一步骤310中，无线设备选择它想要在其上传送数据的通信信道。

在下一步骤320中，无线设备为所选的通信信道所属的所有信道组识别所有指定的控制信道。有利的是，可能的信道组以及它们对应的指定的控制信道都被预定义。在此情况下，可以将它们存储在无线设备中的存储器里。

在步骤330中，无线设备在指定的控制信道之一上侦听可以接收到的任何信标达到一段时间(例如至少一个超帧时段)。任何这样的信标可以包括指示所选的通信信道是否绑定到预定义的信道组的控制信息。

在步骤340中，无线设备确定它是否在控制信道上接收到任何信标。

如果在控制信道上没有接收到信标，则显然所选的通信信道没有绑定到对应的预定义信道组。在此情况下，在步骤350中，无线设备为包括待检查的所选的通信信道的其它可能的信道组确定是否存在任何其它控制信道。

如果还有控制信道仍然待检查，则该处理返回到步骤330，并且无线设备在下一指定的控制信道上侦听可以接收到的任何信标。

另一方面，如果已经检查了步骤320中识别出的所有指定的控制信道，则在步骤350中，无线设备确定它可以通过加入数据信道中的现有信标组，或者通过启动其自己的信标组来使用所选的通信信道。有利的是，无线设备在所选的通信信道的信标时段内发送包含控制信息的信标，所述控制信息包括指示所选的通信信道没有被绑定的数据。这样可以防止在第一无线设备正使用所选通信信道的同时，另一无线设备尝试将所选的通信信道与某个其它通信信道绑定。

同时，如果在步骤340中确定在控制信道上接收到任何信标，则在步骤370中，无线设备确定该一个(或多个)信标是否指示所选的通信信道被绑定到预定义的信道组。

如果接收到的一个(或多个)信标指示该所选的通信信道没有被绑定到预定义的信道组，则该处理进入上面描述的步骤350。

另一方面，如果接收到的一个(或多个)信标指示所选的通信信道被绑定到预定义的信道组，则在步骤380中，新的无线设备可以加入该信标组，但仅在窄带模式下进行发送，或者它可以避免使用所选的通信信道。在无线设备确定避免使用通信信道的情况下，则处理可以返回到步骤310，其中，无线设备选择新的通信信道。

应注意，仅当已经成功地检查了所选的通信信道可能属于的所有预定义的信道组的绑定状况时，处理才可以进入步骤360。否则，如果所选的通信信道被绑定在任何预定义的信道组中，则处理导致步骤380。

图4是示出根据第二实施例的通信方法的流程图。具体地说，方法400是用于无线设备使用绑定的通信信道来传送数据的方法的一个实施例。

在第一步骤410中，无线设备选择它想要用于传送数据的通信信道组。典型地，当无线设备想要以比使用单个通信信道可能的更大的吞吐率来传送数据时，无线设备将选择通信信道组进行通信。有利的是，无线设备可以选择其数据容量与无线设备所需的数据吞吐量匹配的通信信道组。

在下一步骤420中，无线设备为具有与它想要用于通信的信道组共同的一个或多个信道的所有信道组识别所有指定的控制信道。有利的是，可能的无线组以及它们对应的指定的控制信道都被预定义。在此情况下，它们可以被存储在无线设备中的存储器中。

在步骤430中，无线设备在控制信道之一上侦听可以接收到的任何信标达到一段时间(例如至少一个超帧时段)。任何这样的信标可以包括指示所选的通信信道是否被绑定到预定义的信道组的控制信息。

在步骤440中，无线设备确定它是否在控制信道上接收到任何信标。

如果在任何识别出的控制信道上没有接收到信标，则在步骤450中，无线设备确定是否存在仍然待检查的在步骤420中识别出的任何其它控制信道。

如果还有控制信道仍然待检查，则处理返回到步骤430，并且无线设备在下一指定的控制信道上侦听可以接收到的任何信标。

另一方面，如果已经检查了在步骤420中识别出的所有指定的控制信道，则确定所选的通信信道组可用于绑定。在此情况下，在步骤460中，无线设备可以使用所选的通信信道组。有利的是，无线设备在所选的通信信道组的控制信道的信标时段中发送包括控制信息的信标，所述控制信息包括指示所选的通信信道被绑定到所选的通信信道组的数据。

如果在控制信道上接收到任何信标，则显然控制信道正在使用中。在此情况下，在步骤470中，无线设备确定一个(或多个)信标指示所选的通信信道组是被绑定还是未绑定。

如果接收到的一个(或多个)信标指示所选的通信信道组内的信道之一正在使用中(绑定或未绑定)，则在步骤480中，无线设备放弃使用所选的通信信道组。在此情况下，处理可以返回到步骤410，其中，无线设备选择新的通信信道组。

另一方面，如果接收到的一个(或多个)信标指示所选的通信信道被绑定到预定义的信道组，则在步骤490中，无线设备确定在绑定的通信信道组中是否存在足够的数据容量来支持无线设备所需的数据吞吐量。如果存在，则在步骤495中，无线设备使用绑定的通信信道组中的可用容量进行通信。如果不存在，则无线设备在步骤470中放弃使用所选的通信信道组。

此外，如果接收到的信标指示所选的信道组内的所有信道都可用，则该设备可以将它们绑定在一起。有利的是，该设备然后在指定的控制信道中发送信标，以将信道组识别为绑定的。

虽然在此公开了优选实施例，但在本发明的构思和范围内仍有许多可能的变化。在查阅说明书、附图、权利要求书之后，这些变化对于本领域技术人员将变得显而易见。因此，本发明仅由所附权利要求书的精神和范围所限定而不受其他限制。

Claims (20)

1.一种由无线设备(100)在无线系统中进行通信的方法(300)，所述方法包括：

选择(310)通信信道(202)；

识别(320)被指定用于与所选的通信信道(202)有关的控制信息(212)的通信的控制信道(204)；

在控制信道(202)上侦听(340)控制信息(212)，以确定所选的通信信道(204)是否与至少一个其它通信信道(204)绑定。

2.权利要求1的方法(300)，其中，控制信道(204)处于与所选的通信信道(202)不同的频带上。

3.权利要求1的方法(300)，还包括：

(370)当经由所述控制信道(204)接收到所述控制信息(212)，并且(380)所述控制信息指示所选的通信信道与至少一个其它通信信道(202)绑定时，则放弃在所选的通信信道上进行通信，或者在窄带模式下在所选的通信信道上进行通信；以及

(350)当经由所述控制信道(204)接收到所述控制信息(212)，并且所述控制信息指示所选的通信信道(20)没有与至少一个其它通信信道(204)绑定时，或者当经由所述控制信道(204)没有接收到控制信息(212)时，则(360)经由所选的通信信道(202)进行通信。

4.权利要求3的方法(300)，其中，经由所选的通信信道(202)进行通信包括：经由所述控制信道(204)为所选的通信信道(202)发送控制信息(212)，所述控制信息(212)指示所选的通信信道(202)没有绑定到至少一个其它通信信道(204)。

5.权利要求3的方法(300)，还包括：(370)当经由所述控制信道接收到指示所选的通信信道与至少一个其它通信信道绑定的所述控制信息(212)时，则：

选择第二通信信道(310)用于通信；

识别被指定用于与所述第二通信信道有关的控制信息的通信的第二控制信道(320)；

在所述第二控制信道上侦听控制信息(330)。

6.权利要求5的方法(300)，其中，所述控制信道也是所述第二控制信道。

7.权利要求1的方法(300)，其中，识别(320)被指定用于与所选的通信信道有关的控制信息的通信的控制信道包括：访问存储在无线设备(100)的存储器(130)中的数据，该数据识别能绑定到所述通信系统的任何其它通信信道的每一通信信道的控制信道。

8.权利要求1的方法(300)，其中，在所述控制信道上侦听控制信息包括：侦听在所述控制信道(200)的超帧(218)中的信标时段(210)期间发送的信标(212)。

9.一种无线设备(100)，适用于在通信系统中进行通信，所述无线设备(100)包括：

接收机(112)；

发射机(114)；以及

至少一个天线(140)，可操作地连接到所述接收机(112)以及发射机(114)，

其中，所述无线设备：

选择(310)通信信道(202)用于通信；

识别(320)被指定用于与所选的通信信道(204)有关的控制信息(212)的通信的控制信道(204)；以及

在控制信道(204)上侦听(330)控制信息(212)，以确定所选的通信信道(202)是否与至少一个其它通信信道(204)绑定。

10.权利要求9的无线设备(100)，其中，当经由控制信道(204)接收到所述控制信息(212)并且所述控制信息(212)指示所选的通信信道(202)与至少一个其它通信信道(204)绑定时，所述无线设备(100)放弃在所选的通信信道(202)上进行通信，或者在窄带模式下在所选的通信信道(202)上进行通信，并且其中，当经由控制信道(204)接收到所述控制信息(212)并且所述控制信息(212)指示所选的通信信道(202)没有与至少一个其它通信信道(204)绑定，或者当经由控制信道(204)没有接收到控制信息(212)时，所述无线设备(100)经由所选的通信信道(204)进行通信。

11.权利要求10的无线设备(100)，还包括：当经由所述控制信道(204)接收到指示所选的通信信道(202)与至少一个其它通信信道(204)绑定的所述控制信息(212)时，则：

选择(310)第二通信信道用于通信；

识别(320)被指定用于与所述第二通信信道有关的控制信息的通信的第二控制信道；以及

在所述第二控制信道上侦听(330)控制信息，以确定所述第二通信信道是否与至少一个其它通信信道绑定。

12.权利要求11的无线设备(100)，其中，所述控制信道也是所述第二控制信道。

13.权利要求10的无线设备(300)，其中，经由所选的通信信道(202)进行通信包括：经由用于所选的通信信道(202)的控制信道(204)为所选的通信信道(202)发送控制信息(212)，所述控制信息(212)指示所选的通信信道(202)没有绑定到至少一个其它通信信道(204)。

14.权利要求9的无线设备(100)，其中，识别(210)被指定用于与所选的通信信道(202)有关的控制信息(212)的通信的控制信道(204)包括：访问存储在无线设备(100)的存储器(130)中的数据，其识别能绑定到所述通信系统的任何其它通信信道的每一个通信信道的控制信道。

15.权利要求9的无线设备(100)，其中，在所述控制信道(204)上侦听控制信息(212)包括：侦听在所述控制信道(204)的超帧(218)中的信标时段(210)期间发送的信标(212)。

16.一种由无线设备(100)在无线系统中进行通信的方法(400)，所述方法包括：

选择(410)信道组(202，204)用于通信；

识别(420)被指定用于与所选的信道组(202，204)有关的控制信息(212)的通信的控制信道(204)；

在所述控制信道(204)上侦听(430)控制信息(212)；以及

当经由所述控制信道没有接收到控制信息时，则经由所述控制信道(204)发送(460)新的控制信息，所述新的控制信息指示所述控制信道(204)绑定到至少一个其它通信信道(202)。

17.权利要求16的方法(400)，其中，所述新的控制信息识别所述至少一个其它通信信道(202)。

18.权利要求17的方法(400)，其中，经由控制信道(204)发送新的控制信息包括：在所述控制信道(204)的超帧(218)中的信标时段(210)期间发送信标(212)。

19.权利要求16的方法(400)，还包括：当(440，470)经由所述控制信道(204)接收到指示所选的通信信道(202)没有与至少一个其它通信信道(204)绑定的控制信息(212)时，则放弃(480)在所选的信道组(202，204)上进行通信。

20.权利要求19的方法(400)，还包括：当经由所述控制信道(204)接收到指示所述控制信道(204)与至少一个其它通信信道(202)绑定的控制信息(212)时：

确定(490)在绑定的通信信道中是否存在足够的未使用的数据容量用于待由所述无线设备(100)执行的通信服务；

当(495)确定在绑定的通信信道中存在足够的未使用的数据容量用于待由所述无线设备执行的通信服务时，则经由绑定的通信信道进行通信；以及

当(480)确定在绑定的通信信道中不存在足够的未使用的数据容量用于待由所述无线设备执行的通信服务时，则：

选择(410)第二通信信道组用于通信；

识别(420)被指定用于与所述第二信道组有关的控制信息的通信的第二控制信道；

在所述第二控制信道上侦听(430)控制信息；以及

当(450)经由所述第二控制信道没有接收到控制信息时，则(460)经由所述第二控制信道发送控制信息，该控制信息指示所述第二控制信道绑定到至少一个其它通信信道。

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