CN101689895B - 用于在对等通信中进行功率定标的方法和装置 - Google Patents
用于在对等通信中进行功率定标的方法和装置 Download PDFInfo
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Abstract
提供了一种自组织对等网络,其中发射机无线终端被配置成在共享通信信道上与接收机无线终端建立对等通信链路。发射机无线终端可根据发射机与接收机无线终端之间的通信信道的信道增益来定标其发射功率。经定标的发射功率可被发射机和接收机无线终端用来在通信信道上执行链路调度。例如,经定标的发射功率可被发射机无线终端用来与利用共享通信信道的其他相邻发射机无线终端执行发射机让步。类似地,经定标的发射功率可被接收机无线终端用来与利用共享通信信道的其他相邻接收机无线终端执行接收机让步。
Description
背景
根据35U.S.C.§119的优先权要求
本专利申请要求于2007年7月10日提交且被转让给本申请受让人并由此通过援引明确纳入于此的题为“Method and Apparatus for Power Scaling in Peer-to-peerCommunications(用于在对等通信中进行功率定标的方法和装置)”的美国临时申请No.60/948,978的优先权。
领域
各实施例涉及用于无线通信的方法和装置,尤其涉及与对等通信有关的方法和装置。
背景
在其中并不存在网络基础设施的无线网络中,诸如在自组织(ad hoc)对等网络中,终端在建立与另一对等方终端的通信链路时面临着数个挑战。一个挑战是当一终端刚刚上电或移到新的区域中时,该终端可能不得不首先要找出附近是否存在另一终端之后才能在这两个终端之间开始任何通信。
对上述标识和捕获问题的一般化解决方案是令终端根据通信协议传送和/或接收信号。然而,自组织网络提出了数个挑战。终端可能不具有公共时基基准——例如因为缺乏网络基础设施。这样,有可能当第一终端正在传送信号时第二终端却不在接收模式下,所传送的信号并未帮助第二终端检测到第一终端的存在。
显著地,功率效率对无线终端的电池寿命有巨大的影响,并因而在无线系统中提出了另一挑战。现有对等系统通常出于简便性而采用简单的固定功率管理。使用这样的安排,发射机使用固定话务发射功率而不管预期接收机的距离和信道状况。然而,固定功率系统由于信号干扰而经受低劣的功率效率和降低的总吞吐量。
另外,多个无线终端可能在环境中操作,与此同时共享频谱来建立自组织对等通信。由于此类自组织对等通信不是由集中式控制器来集中式地管理的,因此附近无线终端之间的多条对等链路之间的干扰成为问题。
因此,需要在没有集中式控制器辅助的情况下在不同无线终端之间调度和/或排优自组织对等通信链路的途径。
概述
在一个实施例中,提供了一种在第一移动无线终端上操作的方法。获得第一移动无线终端与第二无线终端之间的对等通信信道的信道增益。根据信道增益确定发射功率。随后以所确定的发射功率向第二无线终端传送数据话务信号。在一些实施例中,信道增益可以是以至少100毫秒的时间间隔测得的信道增益的平均值。此外,在一些实施例中,所确定的发射功率可与信道增益成反比,而在其他实施例中,所确定的发射功率可与信道增益的平方根成反比。该方法还可包括:(a)在传送数据话务信号之前在与所确定的发射功率成比例的导频功率下传送导频信号;(b)接收来自第二无线终端的传输速率反馈;以及(c)根据所确定的发射功率和收到的传输速率反馈来确定将用于数据话务信号的数据率;和/或(d)根据尝试使用该通信信道的其他无线终端在该通信信道上的话务需求来变动发射功率。该方法还可包括:(a)调整将在一时间区间中使用的所确定的发射功率;(b)测量该时间区间中至第二无线终端的数据话务信号的总吞吐量;和/或(c)确定对将在后继时间区间中使用的所确定的发射功率的调整。
在一些实施例中,该方法还可包括:(a)增大将在该时间区间中使用的所确定的发射功率;(b)确定该时间区间中至第二无线终端的数据话务信号的总吞吐量是否增大;(c)如果确定该时间区间中至第二无线终端的数据话务信号的总吞吐量增大,则进一步增大后继时间区间中的所确定的发射功率;和/或(b)如果确定该时间区间中至第二无线终端的数据话务信号的总吞吐量减小,则减小后继时间区间中的所确定的发射功率。在另一些实施例中,该方法还可包括:(a)减小将在该时间区间中使用的所确定的发射功率;(b)确定该时间区间中至第二无线终端的数据话务信号的总吞吐量是否增大;(c)如果确定该时间区间中至第二无线终端的数据话务信号的总吞吐量增大,则进一步减小后继时间区间中的所确定的发射功率;和/或(b)如果确定该时间区间中至第二无线终端的数据话务信号的总吞吐量减小,则增大后继时间区间中的所确定的发射功率。
在一些实施例中,通信信道可根据分散式链路调度方案在多个其他无线终端之间共享。该方法还可包括在该通信信道上基于所确定的发射功率针对第一移动无线终端与第二无线终端之间的通信链路执行链路调度。执行链路调度还可包括:(a)接收来自相邻第三无线终端的话务请求响应信号,其中该话务请求响应信号可以以与第三无线终端通信的第四无线终端为的目的地;和/或(b)根据来自第四无线终端的话务请求响应信号的收到功率以及第一移动无线终端的所确定的发射功率来确定是否传送导频信号和数据话务信号。该方法还可包括:(a)在传送数据话务信号之前在所确定的发射功率下向第二无线终端传送话务传输请求信号;和/或(b)接收来自第二无线终端的话务请求响应信号。
在另一个实施例中,第一移动无线终端可包括具有可变功率的发射机、接收机、和处理电路,该处理电路被适配成通过发射机和接收机在对等通信信道上执行对等通信。该处理电路可被配置成:(a)获得第一移动无线终端与第二无线终端之间的对等通信信道的信道增益;(b)根据信道增益确定发射功率;和/或(c)以所确定的发射功率向第二无线终端传送数据话务信号。在一些实施例中,信道增益可以是以至少100毫秒的时间间隔测得的信道增益的平均值。此外,在一些实施例中,第一移动无线终端的所确定的发射功率可被定义为:(a)与信道增益成反比;而在其他实施例中为(b)信道增益的平方根的函数。该处理电路还可被配置成:(a)在传送数据话务信号之前在与所确定的发射功率成比例的导频功率下传送导频信号;(b)接收来自第二无线终端的传输速率反馈;和/或(c)根据所确定的发射功率和收到的传输速率反馈来确定将用于数据话务信号的数据率。该处理电路还可被配置成根据尝试使用该通信信道的其他无线终端在该通信信道上的话务需求来变动发射功率。该处理电路还可被配置成:(a)调整将在一时间区间中使用的所确定的发射功率;(b)测量该时间区间中至第二无线终端的数据话务信号的总吞吐量;和/或(c)确定对将在后继时间区间中使用的所确定的发射功率的调整。
在一些实施例中,该处理电路还可被配置成:(a)增大将在该时间区间中使用的所确定的发射功率;(b)确定该时间区间中至第二无线终端的数据话务信号的总吞吐量是否增大;(c)如果确定该时间区间中至第二无线终端的数据话务信号的总吞吐量增大,则进一步增大后继时间区间中的所确定的发射功率;和/或(b)如果确定该时间区间中至第二无线终端的数据话务信号的总吞吐量减小,则减小后继时间区间中的所确定的发射功率。在其他实施例中,该处理电路还可被配置成:(a)减小将在该时间区间中使用的所确定的发射功率;(b)确定该时间区间中至第二无线终端的数据话务信号的总吞吐量是否增大;(c)如果确定该时间区间中至第二无线终端的数据话务信号的总吞吐量增大,则进一步减小后继时间区间中的所确定的发射功率;和/或(b)如果确定该时间区间中至第二无线终端的数据话务信号的总吞吐量减小,则增大后继时间区间中的所确定的发射功率。
在一些实施例中,通信信道可根据分散式链路调度方案在多个其他无线终端之间共享。处理电路还可被配置成在通信信道上基于经定标的发射功率和与第一移动无线终端同第二无线终端之间的通信链路相关联的优先级中的至少一者针对该通信链路执行链路调度。该处理电路还可被配置成:(a)接收来自相邻第三无线终端的话务请求响应信号,其中该话务请求响应信号以与第三无线终端通信的第四无线终端为目的地;和/或(b)根据来自第四无线终端的话务请求响应信号的收到功率以及第一便携式无线终端的所确定的发射功率来确定是否传送导频信号和数据话务信号。该处理电路还可被配置成:(a)在传送数据话务信号之前在所确定的发射功率下向第二无线终端传送话务传输请求信号;和/或(b)接收来自第二无线终端的话务请求响应信号。
因此,第一移动无线终端可包括:(a)用于获得第一移动无线终端与第二无线终端之间的对等通信信道的信道增益的装置;(b)用于根据信道增益确定发射功率的装置;和/或(c)用于以所确定的发射功率向第二无线终端传送数据话务信号的装置。在一些实施例中,所确定的发射功率可与信道增益成反比。该终端还可包括:(a)用于在传送数据话务信号之前在与所确定的发射功率成比例的导频功率下传送导频信号的装置;(b)用于接收来自第二无线终端的传输速率反馈的装置;和/或(c)用于根据所确定的发射功率和收到的传输速率反馈来确定将用于数据话务信号的数据率的装置。该终端还包括用于根据尝试使用该通信信道的其他无线终端在该通信信道上的话务需求来变动发射功率的装置。该终端还可包括:(a)用于调整将在一时间区间中使用的所确定的发射功率的装置;(b)用于测量该时间区间中至第二无线终端的数据话务信号的总吞吐量的装置;和/或(c)用于确定对将在后继时间区间中使用的所确定的发射功率的调整的装置。该终端还可包括用于在该通信信道上基于所确定的发射功率针对第一移动无线终端与第二无线终端之间的通信链路执行链路调度的装置。用于执行链路调度的装置还可包括:(a)用于接收来自相邻第三无线终端的话务请求响应信号的装置,该话务请求响应信号以与第三无线终端通信的第四无线终端为目的地;和/或(b)用于根据来自第四无线终端的话务请求响应信号的收到功率以及第一移动无线终端的所确定的发射功率来确定是否传送导频信号和数据话务信号的装置。该终端还可包括:(a)用于在传送数据话务信号之前在所确定的发射功率下向第二无线终端传送话务传输请求信号的装置;和/或(b)用于接收来自第二无线终端的话务请求响应信号的装置。
在另一个实施例中,一种用于帮助实现对第一移动无线终端的发射功率定标的电路,其中该电路适配成:(a)获得第一移动无线终端与第二无线终端之间的对等通信信道的信道增益;(b)根据信道增益确定发射功率;和/或(c)以所确定的发射功率向第二无线终端传送数据话务信号。该电路还可适配成:(a)在传送数据话务信号之前在与所确定的发射功率成比例的导频功率下传送导频信号;(b)接收来自第二无线终端的传输速率反馈;和/或(c)根据所确定的发射功率和收到的传输速率反馈来确定将用于数据话务信号的数据率。该电路还可适配成:(a)调整将在一时间区间中使用的所确定的发射功率;(b)测量该时间区间中至第二无线终端的数据话务信号的总吞吐量;和/或(c)确定对将在后继时间区间中使用的所确定的发射功率的调整。
在一些实施例中,该电路还可适配成在该通信信道上基于所确定的发射功率对第一移动无线终端与第二无线终端之间的通信链路执行链路调度。执行链路调度步骤还可包括:(a)接收来自相邻第三无线终端的话务请求响应信号,该话务请求响应信号以与第三无线终端通信的第四无线终端为目的地;和/或(b)根据来自第四无线终端的话务请求响应信号的收到功率以及第一移动无线终端的所确定的发射功率来确定是否传送导频信号和数据话务信号。执行链路调度步骤还可包括:(a)在传送数据话务信号之前在所确定的发射功率下向第二无线终端传送话务传输请求信号;和/或(b)接收来自第二无线终端的话务请求响应信号。
在另一个实施例中,一种机器可读介质包括用于帮助实现对第一无线终端的发射功率定标的指令,这些指令在由处理器执行时使处理器:(a)获得第一移动无线终端与第二无线终端之间的对等通信信道的信道增益;(b)根据信道增益确定发射功率;(c)以所确定的发射功率向第二无线终端传送数据话务信号;(d)在传送数据话务信号之前在与所确定的发射功率成比例的导频功率下传送导频信号;(e)接收来自第二无线终端的传输速率反馈;(f)根据所确定的发射功率和收到的传输速率反馈来确定将用于数据话务信号的数据率;和/或(g)根据尝试使用该通信信道的其他无线终端在该通信信道上的话务需求来调整发射功率。该机器可读介质还可包括用于以下动作的指令:(a)调整将在一时间区间中使用的所确定的发射功率;(b)测量该时间区间中至第二无线终端的数据话务信号的总吞吐量;和/或(c)确定对将在后继时间区间中使用的所确定的发射功率的调整。
在一些实施例中,该机器可读介质还可包括用于执行以下动作的指令:在该通信信道上基于所确定的发射功率对第一移动无线终端与第二无线终端之间的通信链路执行链路调度。执行链路调度可包括:(a)接收来自相邻第三无线终端的话务请求响应信号,该话务请求响应信号以与第三无线终端通信的第四无线终端为目的地;和/或(b)根据来自第四无线终端的话务请求响应信号的收到功率以及第一移动无线终端的所确定的发射功率来确定是否传送导频信号和数据话务信号。执行链路调度还可包括:(a)在传送数据话务信号之前在所确定的发射功率下向第二无线终端传送话务传输请求信号;和/或(b)接收来自第二无线终端的话务请求响应信号。
附图简述
在结合附图理解下面阐述的详细描述时,各种特征、本质、和优点会变得明显,在附图中,相像的附图标记贯穿始终作相应标识。
图1图解了所实现的示例性自组织通信网络。
图2图解了当没有公共时基基准时自组织网络中的示例性用户失检问题。
图3图解了示例性空中链路资源正被用于传达包括三个示例性信标信号阵发的信标信号,其中每个信标信号阵发包括一个信标码元。
图4图解了在信标码元与数据/控制信号之间的示例性相对发射功率电平。
图5图解了传送信标信号阵发的一个示例性实施例。
图6图解了在其中接收信标信号阵发可以发生在某些指定的时间区间期间而在其它时间接收机休止以节约功率的一个示例性实施例。
图7被用于描述如实现的如何来解决当有两个终端传送和接收信标信号阵发时的用户失检问题。
图8图解了在终端中实现的状态图的一个示例性实施例。
图9图解了所实现的示例性无线终端的详细图解。
图10是操作便携式无线终端的示例性方法的流程图的插图。
图11是操作便携式无线终端的示例性方法的流程图的插图。
图12是操作例如电池供电的移动节点等便携式无线终端的示例性方法的流程图的插图。
图13是操作例如电池供电的移动节点等便携式无线终端的示例性方法的流程图的插图。
图14包括图解来自便携式无线终端的示例性信标信令的插图。
图15图解了不同无线终端传送包括不同信标阵发信号的不同信标信号。
图16是图解了一些实施例中信标码元传输单元包括多个OFDM码元传输单元的特征的插图和相应图例。
图17是用于图解包括信标阵发信号序列的示例性信标信号并用于图解一些实施例的时基关系的插图。
图18是用于图解包括信标阵发信号序列的示例性信标信号并用于图解一些实施例的时基关系的插图。
图19是图解在无线终端传送信标信号的工作模式下由无线终端所作的示例性空中链路资源划分的插图。
图20描述了对于在其中无线终端传送信标信号并能接收和/或传送用户数据的示例性无线终端工作模式——例如活跃工作模式——与除信标信号传输以外的其它用途相关联的示例性空中链路资源部分。
图21图解了无线终端正在传送信标信号的两种示例性无线终端工作模式——例如非活跃模式和活跃模式。
图22包括图解了在包括两个信标阵发的示例性第一时间区间期间的示例性无线终端空中链路资源使用的插图和相应图例。
图23包括图解了在包括两个信标阵发的示例性第一时间区间期间的示例性无线终端空中链路资源使用的插图和相应图例。
图24图解了关于信标信号的替换描述性表示。
图25是例如移动节点等示例性便携式无线终端的插图。
图26是操作例如电池供电的无线终端等通信设备的示例性方法的流程图的插图。
图27是例如移动节点等示例性便携式无线终端的插图。
图28是图解了关于自组织网络中经由使用无线终端信标信号来获知彼此的存在并达成时基同步的两个无线终端的示例性时间线、事件序列、以及操作的插图。
图29图解了根据示例性实施例的两个无线终端之间基于信标信号的示例性经同步时基。
图30图解了根据另一个示例性实施例的两个无线终端之间基于信标信号的示例性经同步时基。
图31图解了根据另一个示例性实施例的两个无线终端之间基于信标信号的示例性经同步时基。
图32图解了可被无线终端用于建立和/或维护对等通信链路的时基序列的一个示例。
图33是其中多个无线终端可根据链路调度方案来协商可变功率对等通信链路的环境的框图。
图34是图解其中多个无线终端共享通信信道的自组织对等网络中各种无线终端的帮助实现链路调度的操作的流程图。
图35是图解如何可对两个无线终端之间的对等通信链路实现发射功率定标的流程图。
图36是图解可配置成在对等通信链路上进行可变功率传输的无线终端的框图。
图37是图解了在第一(发射机)无线终端中操作的用于可变功率对等网络中的控制信道协商的示例性方法的流程图。
图38是图解可配置成帮助第二(发射机)无线终端在对等通信链路上进行可变功率传输的第一(接收机)无线终端的框图。
图39图解了在第一(接收机)无线终端中操作的用于可变功率对等网络中的控制信道协商的示例性方法。
详细描述
在以下说明中,给出了具体细节以提供对诸配置的透彻理解。但是,本领域普通技术人员将可理解,没有这些具体细节也可实践这些配置。例如,电路可能以框图形式示出,以免使这些配置湮没在不必要的细节中。在其他实例中,公知的电路、结构、和技术可能被详细示出以免湮没这些配置。
还注意到,这些配置可能是作为被描绘为流程图、流图、结构图、或框图的过程来描述的。尽管流程图可能会把诸操作描述为顺序过程,但是这些操作中有许多能够并行或并发执行。另外,这些操作的次序可以被重新安排。过程在其操作完成时终止。过程可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等。当过程对应于函数时,其终止对应于该函数返回到调用方函数或主函数。
在一个或更多个示例和/或配置中,所描述的功能可以在硬件、软件、固件、或其任何组合中实现。如果在软件中实现,则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者,后者包括有助于将计算机程序从一地转移到另一地的任何介质。存储介质可以是能被通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定,这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁存储设备、或能用来携带或存储指令或数据结构形式的合需程序代码手段且能由通用或专用计算机、或者通用或专用处理器访问的任何其他介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如,如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来的,则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。本文中所使用的盘和碟包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟,其中盘(disk)通常磁性地再现数据,而碟(disc)用激光来光学地再现数据。上述的组合也被包括在计算机可读介质的范围内。
不仅如此,存储介质可以代表用于存储数据的一个或更多个设备,包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光学存储介质、闪存设备、和/或其他用于存储信息的机器可读介质。
此外,诸配置可以由硬件、软件、固件、中间件、微码、或其任何组合来实现。当在软件、固件、中间件、或微码中实现时,用于执行必要任务的程序代码或代码段可以被存储在诸如存储介质或其他存储之类的计算机可读介质中。处理器可以执行这些必要的任务。代码段可表示规程、函数、子程序、程序、例程、子例程、模块、软件包、类,或是指令、数据结构、或程序语句的任何组合。通过传递和/或接收信息、数据、自变量、参数、或存储器内容,一代码段可被耦合到另一代码段或硬件电路。信息、自变量、参数、数据等可以经由包括存储器共享、消息传递、令牌传递、网络传输等任何合适的手段被传递、转发、或传输。
一种特征提供了被配置成在共享通信信道上与接收机无线终端建立对等通信链路的发射机无线终端。发射机无线终端可根据发射机与接收机无线终端之间的通信信道的信道增益来定标其发射功率。经定标的发射功率可被发射机和接收机无线终端用来在通信信道上执行链路调度。例如,经定标的发射功率可被发射机无线终端用来与利用共享通信信道的其他相邻发射机无线终端执行发射机让步。类似地,经定标的发射功率可被接收机无线终端用来与利用共享通信信道的其他相邻接收机无线终端执行接收机让步。
自组织通信系统
图1图解了所实现的示例性自组织通信网络100。两个示例性无线终端即第一无线终端102和第二无线终端104存在于地理区域106中。有某个谱带可供这两个无线终端用于通信目的。这两个无线终端使用该可用谱带在相互之间建立对等通信链路。
因为自组织网络可能不具有网络基础设施,所以这些无线终端可能不具有公共时基或频率基准。这导致了自组织网络中的某些挑战。为了详细描述,考虑这两个终端中的任何一个如何检测另一个的存在的问题。
为便于描述,在以下假定在给定时间,该无线终端或可传送或可接收,但不能两者同时进行。可以理解,本领域普通技术人员能够将同样的原理应用到终端能传送和接收同时进行的情形。
图2包括用于描述这两个无线终端可用来找到彼此的一种可能方案的插图200。第一终端在时间区间202里传送某个信号,并在时间区间204里接收信号。同时,第二无线终端在时间区间206里传送某个信号,并在时间区间208里接收信号。注意到,如果第一无线终端能传送和接收两者同时进行,那么时间区间202和204可以互相交叠。
注意到,因为这两个终端不具有公共时基基准,所以它们的TX(发射)和RX(接收)时基是不同步的。具体而言,图2示出时间区间204和206不交叠。当第一无线终端正在监听的时候第二无线终端没有发射,而当第二无线终端正在发射的时候第一无线终端没有监听。因此,第一无线终端没有检测到第二终端的存在。类似地,时间区间202和208不交叠。因此第二无线终端没有检测到第一无线终端的存在。
有一些克服上面的失检问题的途径。例如,无线终端可以随机化在其中施行TX和RX程序的时间区间,从而随着时间推移,这两个无线终端将概率性地检测到彼此。但是,代价是延迟和作为结果的电池功率消耗。另外,功率消耗也由TX和RX程序中的功率要求所确定。例如,检测一种形式的信号可能比检测另一种形式需要的处理功率要少。
各种实施例的一个特征在于实现了新的信号TX和RX程序并且用其来减少检测到另一个终端存在的延迟以及相关联的功耗。
依照各种实施例,无线终端传送称为信标信号的一种占用可用空中链路通信资源总量的一小部分——例如在一些实施例中是不超过0.1%——的特殊信号。空中链路通信资源是在最小的或基本传输单元——例如在正交频分复用(OFDM)系统中是OFDM频调码元——的意义上来量度的。空中链路通信资源可在自由度的意义上来量度,其中一个自由度是能用于通信的最小资源单位。例如,在码分多址(CDMA)系统中,一个自由度可以是一个扩展码,对应于一个码元周期的时间。一般而言,给定系统的诸自由度是互相正交的。
考虑频分复用系统——例如OFDM系统的一个示例性实施例。在该系统中,信息是以一个码元接一个码元的方式传送的。在一个码元传输周期里,总可用带宽被分成数个频调,其每一个可用于承载信息。
图3包括示出示例性OFDM系统中的可用资源的插图300。横轴301代表时间,而纵轴302代表频率。纵列代表给定码元周期里的每一个频调。每个小格304代表一个频调-码元,其是由单个传输码元周期上的单个频调构成的空中链路资源。OFDM码元中的最小传输单元是一个频调-码元。
信标信号包括一序列信标信号阵发(308,310,312),其在时间上顺序传送。信标信号阵发包括少数几个信标码元。在此示例中,每个信标码元阵发(308,310,312)包括一个信标码元和十九(19)个空元。在此示例中,每个信标码元是一个传输周期上的单个频调。信标信号阵发包括由少数几个传输码元周期——例如一个或两个码元周期——上的同一个频调构成的信标码元。图3示出三个小黑格,其每一个(306)代表一个信标码元。在这种情形中,信标码元使用一个频调-码元的空中链路资源,即一个信标码元传输单元是一个OFDM频调-码元。在另一个实施例中,信标码元包括在两个连贯码元周期上传送的一个频调,并且信标码元传输单元包括两个毗邻的OFDM频调-码元。
该信标信号占用全部最小传输单元的一小部分。令N表示感兴趣的频谱中的频调总数。在任何合理长——例如一秒或两秒的时间区间里,假设码元周期的数目是T个。那么最小传输单元的总数就是N*T个。依照各种实施例,此时间区间中被信标信号占用的频调-码元的数目显著少于N*T个,例如,在一些实施例中不超过N*T的0.1%。
信标码元在一个信标信号阵发里的频调从一个阵发到另一个会变化(跳跃)。依照各种实施例,信标码元的频调跳跃模式在一些实施例中因无线终端而异,并且能够而且有时的确被用作终端的标识或是终端所属类型的标识。一般而言,信标信号中的信息可以通过确定哪些最小传输单元传递信标码元来解码。例如,除了频调跳频序列之外,信息还可以被包含在信标码元在给定信标信号阵发里的频调的频率、给定阵发中信标码元的数目、信标信号阵发的历时、和/或阵发间的间隔。
该信标信号也可以从发射功率的观点来表征。依照各种实施例,每最小传输单元的信标信号发射功率远高于终端发射机处于普通数据会话中时每自由度的数据和控制信号平均发射功率,例如在一些实施例中至少高10dB。依照一些实施例,每最小传输单元的信标信号发射功率比终端发射机处于普通数据会话中时每自由度的数据和控制信号平均发射功率至少高十六(16)dB。例如,图4的插图400标绘出在合理长——例如一秒或两秒的时间区间里的每个频调-码元中使用的发射功率,在此时间区间里无线终端处于数据会话中,即该终端正在使用感兴趣的频谱发送数据和控制信息。为了这个讨论的目的,由横轴401表示的那些频调-码元的次序是无关紧要的。小的垂直矩形条404代表传递用户数据和/或控制信息的个体频调-码元的功率。作为比较,还包括一高的黑色矩形条406以示出信标频调-码元的功率。
在另一个实施例中,信标信号包括在间歇的时间区间传送的一序列信标信号阵发。信标信号阵发包括一个或多个(少数几个)时域冲激。时域冲激信号是一种占用某个感兴趣的谱带宽上非常小的传输历时的特殊信号。例如,在可用带宽是三十(30)kHz的通信系统中,时域冲激信号占用这三十(30)kHz带宽的很大部分达一很短的历时。在任何合理长的时间区间——例如几秒里,时域冲激的总历时是总历时的一小部分,例如在一些实施例中不超过0.1%。而且期间传送冲激信号的时间区间中的每自由度发射功率显著高于发射机处于普通数据会话中时每自由度的平均发射功率,例如在一些实施例中高十(10)dB。在一个实施例中,期间传送冲激信号的时间区间里的每自由度发射功率比发射机处于普通数据会话中时每自由度的平均发射功率高至少十六(16)dB。
图4示出发射功率从一个频调-码元到另一个时可能会变化。每频调-码元的平均发射功率(408)由Pavg(P平均)表示。依照各种实施例,信标信号的每频调-码元发射功率比Pavg高得多,例如高至少十(10)dB。在一个实施例中,信标信号的每频调-码元发射功率至少比Pavg高十六(16)dB。在一个示例性实施例中,信标信号的每频调-码元发射功率比Pavg高二十(20)dB。
在一个实施例中,信标信号的每频调-码元发射功率对于给定终端是恒定的。也就是说,功率不会随着时间或随着频调而变化。在另一个实施例中,信标信号的每频调-码元发射功率对于多个终端,或甚至对网络中的每个终端都是相同的。
图5的插图500图解了传送信标信号阵发的一个实施例。无线终端持续传送信标信号阵发,例如信标信号阵发A 502、信标信号阵发B 504、信标信号阵发C 506等,即使无线终端确定附近没有其它终端或即使终端已经检测到其它终端或甚至可能已经与它们建立了通信链路亦是如此。
终端以间歇的(即,非连续的)方式传送信标信号阵发,这样在两个相继信标信号阵发之间有数个码元周期。通常,信标信号阵发的历时比记为L 505的在两个相继信标信号阵发之间的这数个码元周期短得多,例如在一些实施例中后者至少比前者长五十(50)倍。在一个实施例中,L的值是固定且恒定的,在这种情形中,信标信号是周期性的。在一些实施例中,L的值对于每个终端是相同和已知的。在另一个实施例中,L的值随时间变化,例如依照预先确定的或伪随机的模式变化。例如,该数字例如可以是分布在常量L0和L1之间的数字——例如随机数。
图6的插图600图解了在其中接收信标信号阵发可以发生在某些指定的时间区间期间、而在其它时间接收机休止以节约功率的一个示例性实施例。无线终端监听感兴趣的频谱并尝试检测可能是由一不同的终端发送的信标信号。无线终端可以持续地处于监听模式达有几个码元周期的时间区间,其被称为工作时间。工作时间602继以休止时间606,在休止时间期间无线终端处于省电模式且不接收任何信号。无线终端在休止时间里完全关掉接收模块。当休止时间606结束时,终端恢复到工作时间604并再次开始检测信标信号。上面的程序重复进行。
优选地,工作时间区间的长度短于休止时间区间的长度。在一个实施例中,工作时间区间可以少于休止时间区间的五分之一(1/5)。在一个实施例中,每个工作时间区间的长度相同,并且每个休止时间区间的长度也相同。
在一些实施例中,休止时间区间的长度依赖于对第一无线终端检测到另一个(第二个)无线终端的存在的等待时间要求——如果第二无线终端实际上处在第一无线终端的附近的话。工作时间区间的长度被确定成令第一无线终端具有极大的可能性在此工作时间区间里检测到至少一个信标信号阵发。在一个实施例中,工作时间区间的长度是信标信号阵发的传输历时和相继信标信号阵发之间的历时之中的至少一者的函数。例如,工作时间区间的长度至少是信标信号阵发的传输历时与相继信标信号阵发之间的历时之和。
图7的插图700图解了当两个终端使用所实现的信标信号传送和接收程序时一终端如何来检测第二终端的存在。横轴701代表时间。第一无线终端720在第二无线终端724露面之前就到达自组织网络。第一无线终端720使用发射机722开始传送信标信号,其包括一序列信标信号阵发710、712、714等。在第一无线终端720已经传送了阵发710之后,第二无线终端724才露面。假设包括接收机726的第二无线终端724开始了工作时间区间702。注意到此工作时间区间大到足以覆盖信标信号阵发712的传输历时和阵发712与714之间的历时。因此,第二无线终端724能在工作时间区间702里检测到信标信号阵发712的存在,尽管第一和第二无线终端(720,724)不具有公共时基基准。
图8图解了在无线终端中实现的示例性状态图800的一个实施例。
当无线终端被上电时,无线终端进入802的状态,在此状态中终端确定将要传送的下一个信标信号阵发的开始时间。另外,无线终端为接收机确定下一个工作时间区间的开始时间。无线终端可以并且在一些实施例中确实使用发射机定时器和接收机定时器来管理开始时间。无线终端等待直到其中任何一个定时器到期。注意到其中任何一个定时器可以即时终止,这意味着一旦上电,无线终端就将传送或检测信标信号阵发。
一旦TX定时器到期,终端就进入804的状态。无线终端确定阵发的信号形式——包括阵发将要使用的频率频调,并传送此信标信号阵发。一旦传输做完,终端就返回到802的状态。
一旦RX定时器到期,无线终端就进入806的状态。无线终端处于监听模式并搜索信标信号阵发。如果工作时间区间结束时无线终端还没有找到信标信号阵发,那么无线终端就返回802的状态。如果无线终端检测到新无线终端的信标信号阵发,那么若无线终端想要与此新终端通信,则可以行进到808的状态。在状态808中,无线终端从检测到的信标信号推导出此新无线终端的时基和/或频率,然后将它自己的时基和/或频率与此新无线终端同步。例如,无线终端可使用时间和/或频率上的信标位置作为估计新无线终端的时基相位和/或频率的基础。这个信息可以被用于同步这两个无线终端。
一旦同步做完,无线终端就可以发送(810)其它的信号给此新终端并建立通信链路。无线终端与此新无线终端然后可以建立对等通信会话。当无线终端已经与另一个终端建立通信链路时,该终端应该保持间歇地传送信标信号,这样其它终端——例如新无线终端就可以检测到该无线终端。另外,无线终端保持周期地进入到工作时间区间以检测新的无线终端。
图9是例如便携式移动节点等所实现的示例性无线终端900的详细图解。图9中所描绘的示例性无线终端900是能被用作图1中所描绘的终端102和104中的任何一个的装置的详细表示。在图9的实施例中,终端900包括由总线906耦合在一起的处理器904、无线通信接口模块930、用户输入/输出接口940和存储器910。由此,终端900的各个组件可以经由总线906交换信息、信号和数据。终端900的组件904、906、910、930、940位于机架902内。
无线通信接口模块930提供无线终端900的内部组件可以藉以向/从外部设备和另一个无线终端发送和接收信号的机制。无线通信接口模块930包括例如接收机模块932和发射机模块934,它们用双工器938与用于将无线终端900耦合到——例如经由无线通信信道耦合到其它终端的天线936连接。
示例性的无线终端900还包括例如按键板等的用户输入设备942、和例如显示器等的用户输出设备944,它们经由用户输入/输出接口940耦合到总线906。这样,用户输入/输出设备942、944就能够经由用户输入/输出接口940和总线906与终端900的其它组件交换信息、信号和数据。用户输入/输出接口940和相关联的设备942、944提供用户能藉以操作无线终端900来完成各种任务的机制。特别地,用户输入设备942和用户输出设备944提供允许用户控制无线终端900的功能以及在无线终端900的存储器910中执行的应用——例如模块、程序、例程和/或功能的功能集。
处理器904在包括在存储器910中的各种模块——例如例程的控制下控制无线终端900的操作以执行各种信令和处理。包括在存储器910中的这些模块是在启动时或是在被其它模块调用时执行的。模块在被执行时可以交换数据、信息和信号。模块在执行时还可以共享数据和信息。在在图9的实施例中,示例性无线终端900的存储器910包括信令/控制模块912和信令/控制数据914。
信令/控制模块912控制涉及接收和发送用于状态信息存储、检索和处理的管理的信号——例如消息的处理。信令/控制数据914包括状态信息,例如参数、状态和/或涉及终端操作的其它信息。特别地,信令/控制数据914包括信标信号配置信息916,例如将要在其中传送信标信号阵发的码元周期和包含将要被使用的频率频调的信标信号阵发的信号形式、以及接收机工作时间和休止时间配置信息918,例如工作时间区间的开始和结束时间。模块912可以访问和/或修改数据914,例如更新配置信息916和918。模块912还包括用于生成和传送信标信号阵发的模块911、用于检测信标信号阵发的模块913和用于因变于接收到的信标信号信息来确定和/或实现时基和/或频率同步信息的同步模块915。
图10是操作便携式无线终端的示例性方法的流程图1000的插图。此示例性方法的操作在步骤1002开始,在此无线终端被上电和初始化,并且行进到步骤1004。在步骤1004,操作无线终端在第一时间区间期间传送信标信号和用户数据。步骤1004包括子步骤1006和子步骤1008。
在子步骤1006,操作无线终端传送包括一序列信标信号阵发的信标信号,每个信标信号阵发包括一个或多个信标码元,每个信标码元占用一个信标码元传输单元,在每个信标码元阵发期间有一个或多个信标码元被传送。各种实施例中,用于传送信信标信号的发射功率来自电池功率源。信标信号阵发中的这数个信标码元可占用可用信标码元传输单元的不到百分之十(10%)。在一个实施例中,在此信标信号阵发序列中传送的每个信标信号阵发可具有相同的周期。在其它实施例中,在此信标信号阵发序列中传送的至少一些信标信号阵发具有长度不同的周期。
子步骤1006包括子步骤1010。在子步骤1010中,操作无线终端以一定的间隔来传送所述的信标信号阵发,其中所述信标信号阵发序列中两个毗邻信标信号间的时段是这两个毗邻信标信号阵发中任何一个的历时的至少五(5)倍。在一个实施例中,在第一段时间期间发生的诸信标信号阵发之间的时间间隔是恒定的,其中在此第一段时间期间信标信号阵发是以周期性方式发生的。在一些此类实施例中,所述第一段时间期间的信标信号阵发的历时是恒定的。在一个实施例中,在此第一段时间发生的诸信标信号阵发之间的时间间隔依照预定模式随着第一段时间期间发生的信标信号阵发而变化。在一些此类实施例中,所述第一段时间期间的信标信号阵发的历时是恒定的。在一个实施例中,预定模式依赖于执行传送步骤的无线终端而变化。各种实施例中,预定模式对于系统中所有无线终端来说是相同的。在一个实施例中,该模式是伪随机模式。
在子步骤1008中,操作无线终端在第一时间区间期间传送用户数据,所述用户数据是使用以比在第一时间区间期间发射信标码元的平均每信标码元功率电平低至少百分之五十(50%)的平均每码元功率电平传送的数据码元来传送的。在一方面,每个信标码元的平均每码元发射功率电平比用于在第一时段期间传送数据的码元的平均每码元发射功率电平高至少十(10)dB。在一方面,每个信标码元的平均每码元发射功率电平比用于在第一时段期间传送数据的码元的平均每码元发射功率电平高至少十六(16)dB。
在各种实施例中,信标码元是使用OFDM频调-码元来传送的,所述信标码元占用包括多个信标码元阵发的一段时间期间所述无线终端所使用的传输资源的频调-码元的不到百分之一(1%)。在一些此类实施例中,信标码元占用所述一段时间里包括一个信标信号阵发和相继信标信号阵发之间的一个区间的一部分中的频调-码元的不到百分之零点一(0.1%)。
在子步骤1008中,操作无线终端在所述第一段时间期间在所述无线终端使用的传输资源的频调-码元的至少10%上传送用户数据。在一些此类实施例中,在所述第一段时间期间的两个连贯信标信号阵发之间发生的时段比在所述第一段时间里发生的一个信标信号阵发时段的历时至少长五十(50)倍。
在一方面,便携式无线终端包括传送所述信标信号的OFDM发射机,并且该信标信号是使用由频率和时间的组合构成的资源来传达的。在一方面,便携式无线终端包括传送所述信标信号的CDMA发射机,并且该信标信号是使用由码和时间的组合构成的资源来传达的。
图11是操作例如电池供电的移动节点等便携式无线终端的示例性方法的流程图1100的插图。操作在步骤1102开始,在此便携式无线终端被上电和初始化。操作从开始步骤1102行进到步骤1104,在此操作便携式无线终端传送包括一序列信标信号阵发的信标信号,每个信标码元阵发包括一个或多个信标码元,每个信标码元占用一个信标码元传输单元,在每个阵发期间有一个或多个信标码元被传送。在一些此类实施例中,信标码元是使用OFDM频调-码元来传送的,并且信标码元占用包括多个信号阵发的一段时间期间所述无线终端使用的传输资源的频调-码元的不到百分之一(1%)。操作从步骤1104行进到步骤1106。
步骤1106中,操作便携式无线终端在包括多个信号阵发的一段时间期间在所述无线终端使用的频调-码元的至少百分之十(10%)上传送用户数据。在一些此类实施例中,发生在所述一段时间期间的两个连贯信标信号阵发之间的时段比发生在所述一段时间里的一信标信号阵发的历时长至少五十(50)倍。
图12是操作例如电池供电的移动节点等便携式无线终端的示例性方法的流程图1200的插图。操作在步骤1201开始,在此无线终端被上电和初始化。操作从开始步骤1201行进到步骤1202,在此无线终端就其是否要传送信标信号作检查。如果在步骤1202确定无线终端要传送信标信号——例如无线终端处于其要传送信标信号的工作模式或工作状态下,则操作从步骤1202行进到步骤1204;否则操作回到步骤1202的输入以再一次就信标信号是否要被传送作检查。
在步骤1204,无线终端检查是否是要传送信标信号阵发的时间。如果在步骤1204确定是要传送信标信号阵发的时间,那么操作行进到步骤1206,在此无线终端传送包括一个或多个信标码元的信标信号阵发,每个信标码元占用一信标码元传输单元。操作从步骤1206行进到步骤1202。
如果在步骤1204确定不是要传送信标信号阵发的时间,那么操作行进到步骤1208,在此无线终端确定是否是潜在用户数据传输的时间。如果在步骤1208确定是分配给潜在用户数据传输的时间,那么操作从步骤1208行进到步骤1210,否则操作从步骤1208行进到步骤1202。
在步骤1210,无线终端确定自己是否要传送用户数据。如果无线终端要传送用户数据,那么操作从步骤1210行进到步骤1212,在此无线终端使用以平均每码元功率电平发射的数据码元来传送用户数据,平均每码元功率电平比所述无线终端传送的信标码元的平均每信标码元功率电平低至少百分之五十(50%)。如果在步骤1210确定无线终端在此时不要传送用户数据——例如无线终端没有等待传送的用户数据积压和/或无线终端想要向其发送数据的对等节点没有准备好接收该用户数据,那么操作回到步骤1202。
图13是操作例如电池供电的移动节点等便携式无线终端的示例性方法的流程图1300的插图。操作在步骤1302开始,在此无线终端被上电和初始化。操作从开始步骤1302行进到步骤1304、1306、1308,连接节点A 1310和连接节点B 1312。
在可在进行的基础上执行的步骤1304中,无线终端追踪时基,从而输出当前时间信息1314。当前时间信息1314标识例如在无线终端正在使用的复现时基结构中的索引值。
在步骤1306,无线终端确定其是否要传送信标信号。无线终端将模式和/或状态信息1316和/或优先级信息1318用在确定自己是否应该传送信标信号之中。如果无线终端在步骤1306决定其要传送信标信号,操作行进到步骤1320,在此无线终端置位信标活跃标志1324。但是,如果无线终端在步骤1306决定其不要传送信标信号,则操作行进到步骤1322,在此无线终端清除信标活跃标志1324。操作从步骤1320或步骤1322回到步骤1306,在此无线终端再一次就信标信号是否应该被传送作测试。
在步骤1308,无线终端确定自己是否已获准数据传输。无线终端将模式和/或状态信息1326、优先级信息1328、和/或对等节点信息1330——例如指示一对等无线终端是否准备接收并且能够接收用户数据的信息——用在确定无线终端是否已获准数据传输。如果无线终端在步骤1308判决其已获准传送用户数据,则操作行进到步骤1332,在此无线终端置位数据传输标志1336。但是如果无线终端在步骤1308判决其没有获准用户数据传输,则操作行进到步骤1334,在此无线终端清除数据传输标志1336。操作从步骤1332或步骤1334回到步骤1308,在此无线终端再一次就其是否已获准数据传输。
回到连接节点A 1310,操作从连接节点A 1310行进到步骤1338。在步骤1338,无线终端就当前时间信息1314关于时间结构信息1340是否指示信标阵发区间以及信标活跃标志1324是否被置位作检查。如果该时间指示其是信标阵发区间且信标活跃标志被置位,那么操作从步骤1338行进到步骤1342;否则操作回到步骤1338的输入以再一次作条件测试。
在步骤1342,无线终端生成一信标信号阵发,所述信标信号阵发包括一个或多个信标码元,每个信标码元占用一个信标码元传输单元。无线终端将当前时间信息1314和存储着的信标信号定义信息1344用在生成信标信号阵发之中。信标信号定义信息1344包括例如阵发信号定义信息和/或模式信息。信标信号阵发信息包括标识可用于承载信标码元的潜在可能OFDM频调-码元集内用于传递对应于为该无线终端生成的信标阵发信号的OFDM频调-码元子集的信息。在一个实施例中,关于一个信标信号阵发的频调-子集可以并且有时确实在同一个信标信号内的诸信标信号阵发之间是不同的——例如依照预先确定的跳跃模式而有所不同。在一实施例中,信标信号信息包括标识要由所生成的信标阵发信号的信标频调码元传递的调制码元值的信息。在一实施例中,使用一序列信标信号阵发来定义一信标信号——例如对应于一特定无线终端的信标信号。在一方面,使用信标码元模式——例如该信标阵发信号内的特定模式——来定义该信标信号。
操作从步骤1342行进到步骤1346,在此无线终端传送所生成的信标阵发信号。该无线终端使用存储着的信标码元功率电平信息1348来确定所传送的信标阵发信号内的信标码元的发射功率电平。然后操作从步骤1346行进到步骤1338。
回到连接节点B 1312,操作从连接节点B 1312行进到步骤1350。在步骤1350,无线终端就当前时间信息1314关于时间结构信息1340是否指示数据传输区间、数据传输标志1336是否被置位、以及如用户积压信息1352所指示的该无线终端是否有数据要传送作检查。如果这些指示是其是数据传输区间、数据传输标志1336被置位、以及无线终端有数据等待传送,那么操作从步骤1350行进到步骤1354;否则操作回到步骤1350的输入以再一次作条件测试。
在步骤1354,无线终端生成包括用户数据1356的信号。用户数据1356包括旨在给该无线终端的对等设备的例如音频、图像、文件和/或文本数据/信息。
操作从步骤1354行进到步骤1358,在此无线终端传送所生成的包括用户数据的信号。无线终端使用存储着的用户数据码元功率电平信息1360来确定要传送的用户数据码元的发射功率电平。操作从步骤1358行进到步骤1350,在此无线终端执行与用户数据传输有关的检查。
在一方面,信标信号阵发内的这数个信标码元占用可用信标码元传输单元的不到百分之十(10%)。在各种实施例中,用户数据码元是以比传送的信标码元的平均每信标码元功率电平低至少百分之五十(50%)的平均每码元功率电平来发射的。
图14包括依照一示例性实施例图解了来自便携式无线终端的示例性信标信令的插图1400,在此示例性实施例中同一个信标阵发信号即信标阵发1在非信标阵发区间之间重复。每个信标信号阵发包括一个或多个信标码元,每个信标码元占用一个信标码元传输单元,在每个信标信号阵发期间有一个或多个信标码元被传送。频率——例如OFDM频调被标绘在纵轴1402上,而时间被标绘在横轴1404上。在插图1400中图解了以下的序列:包括信标阵发1信号的信标阵发1信号区间1406、非阵发区间1408、包括信标阵发1信号的信标阵发1信号区间1410、非阵发区间1412、包括信标阵发1信号的信标阵发1信号区间1414、非阵发区间1416、包括信标阵发1信号的信标阵发1信号区间1418、非阵发区间1420。在此例中,每个信标阵发信号(1406,1410,1414,1418)对应于一个信标信号(1422,1424,1426,1428)。另外在此例中,每个信标阵发信号(1422,1424,1426,1428)是相同的;每个信标阵发信号包括相同的信标码元。
图14还包括图解了来自便携式无线终端的在其中信标信号是包括一序列信标阵发信号的复合信号的示例性信标信令的插图1450。每个信标信号阵发包括一个或多个信标码元,每个信标码元占用一个信标码元传输单元,在每个信标信号阵发期间有一个或多个信标码元被传送。频率——例如OFDM频调被标绘在纵轴1452上,而时间被标绘在横轴1454上。在插图1450中图解了以下的序列:包括信标阵发1信号的信标阵发1信号区间1456、非阵发区间1458、包括信标阵发2信号的信标阵发2信号区间1460、非阵发区间1462、包括信标阵发3信号的信标阵发3信号区间1464、非阵发区间1466、包括信标阵发1信号的信标阵发1信号区间1468、非阵发区间1470。这此例中,信标信号1472是包括信标阵发1信号1456、信标阵发2信号1460和信标阵发3信号1464的复合信号。另外在此例中,每个信标阵发信号(信标阵发1信号1456、信标阵发2信号1460、信标阵发3信号1464)是不同的;例如每个信标阵发信号包括不匹配对应于另两个信标阵发信号的任何一组信标码元的一组信标码元。
在一方面,信标码元占用包括一个信标信号阵发和相继信标信号阵发之间的一个区间的空中资源的不到0.3%。在一些此类实施例中,信标码元占用包括一个信标信号阵发和相继信标信号阵发之间的一个区间的空中资源的不到0.1%。在一些实施例中,空中资源包括对应于预定时间区间上的一组频调的一组OFDM频调-码元。
图15图解了不同无线终端传送包括不同信标阵发信号的不同信标信号。从无线终端传送的不同信标信号可以且有时确实被用于无线终端标识。例如,考虑插图1500包括与无线终端A相关联的信标阵发信号的表示,而插图1550包括与无线终端B相关联的信标阵发信号的表示。图例1502对应于插图1500,而图例1552对应于插图1550。
图例1502指示关于WT A的信标阵发信号,栅格1510代表信标码元传输单元,而大写字母“B”1512代表由信标传输单元传递的信标码元。在插图1500中,纵轴1504代表频率——例如OFDM频调索引,而横轴1506代表信标阵发信号内的信标传输单元时间索引。信标阵发信号1508包括一百(100)个信标码元传输单元1510。那些信标码元传输单元中有两个承载信标码元“B”1512。第一信标码元的频率索引=3且时间索引=0;第二信标码元的频率索引=9且时间索引=6。其它的信标码元传输单元留着没有使用。由此在此例中,信标阵发的传输资源的2%被用于传递信标码元。在一些实施例中,信标码元占用信标阵发传输资源的不到10%。
图例1552指示关于WT B的信标阵发信号,栅格1510代表信标码元传输单元,而大写字母“B”1512表示信标传输单元传递的信标码元。在插图1550中,纵轴1504代表频率——例如OFDM频调索引,而横轴1556代表信标阵发信号内的信标传输单元时间索引。信标阵发信号1558包括100个信标码元传输单元1510。那些信标码元传输单元中有两个承载信标码元“B”1512。第一信标码元的频率索引=3且时间索引=2;第二信标码元的频率索引=7且时间索引=6。其它的信标码元传输单元留着没有使用。由此在此例中,信标阵发的传输资源的2%被用于传递信标码元。
图16是图解了一些实施例的在其中信标码元传输单元包括多个OFDM码元传输单元的一些实施例的特征的插图1600和对应的图例1602。这个示例中,信标码元传输单元占用两个毗邻的OFDM码元传输单元。在其它实施例中,信标码元传输单元占用不同数目的OFDM传输单元,例如3个或4个。对一个信标码元传输单元使用多个OFDM传输单元的这一特征可以帮助实现信标信号的轻松检测,例如在无线终端之间可能不存在准确的时基和/或频率同步的场合中信标信号的轻松检测。在一实施例中,该信标码元包括初始信标码元部分继以扩展信标码元部分。例如该初始信标码元部分包括循环前缀部分继以主体部分,而扩展信标码元部分是此主体部分的接续。
图例1602图解了对于该示例性信标阵发信号1610,OFDM传输单元由方格1612表示,而信标码元传输单元由带粗边的方格1614表示。大写字母“BS”1616代表由信标传输单元传递的信标码元。
在插图1600中,纵轴1604代表频率——例如OFDM频调索引,而横轴1606代表信标阵发信号内的信标传输单元时间索引,并且横轴1608代表信标阵发信号内的OFDM码元时间区间索引。信标阵发信号1610包括100个OFDM码元传输单元1612和50个信标码元传输单元1614。那些信标码元传输单元中有两个承载信标码元BS 1616。第一信标码元的频率索引=3,信标传输单元时间索引=0,且OFDM时间索引0-1;第二信标码元的频率索引=9,信标传输单元时间索引=3,且OFDM时间索引6-7。其它的信标码元传输单元留着没有使用。由此在此例中,信标阵发的传输资源的4%被用于传递信标码元。在一些实施例中,信标码元占用信标阵发传输资源的不到10%。
图17是用于图解包括一序列信标阵发信号的示例性信标信号并图解一些实施例的时基关系的插图1700。插图1700包括一个代表频率——例如OFDM频调索引的纵轴1702,而横轴1704代表时间。插图1700的示例性信标信号包括信标阵发1信号1706、信标阵发2信号1708和信标阵发3信号1710。插图1700的示例性信标信号可以是例如图14的插图1450的复合信标信号1472。
信标阵发信号1706包括两个信标码元1707;信标阵发信号1708包括两个信标码元1709;信标阵发信号1710包括两个信标码元1711。在此例中,每个阵发中的信标码元发生在时/频栅格里的不同信标传输单元位置中。另外在此例中,位置的改变是依照预先确定的频调跳频序列的。
沿着时间轴1704,有对应于信标阵发1信号1706的信标阵发1信号时间区间TB11712,继以阵发间时间区间TBB1/21718,继以对应于信标阵发2信号1708的信标阵发2信号时间区间TB21714,继以阵发间时间区间TBB2/31720,继以对应于信标阵发3信号1710的信标阵发3信号时间区间TB31716。在此例中,信标阵发间的时间比毗邻阵发的时间大至少5倍。例如,TBB1/2≥5TB1且TBB1/2≥5TB2;TBB2/3≥5TB2且TBB2/3≥5TB3。在此例中,信标阵发(1706,1708,1710)各自具有相同的历时,例如TB1=TB2=TB3。
图18是用于图解包括一序列信标阵发信号的示例性信标信号并图解一些实施例的时基关系的插图1800。插图1800包括一个代表频率——例如OFDM频调索引的纵轴1802,而横轴1804代表时间。插图1800的示例性信标信号包括信标阵发1信号1806、信标阵发2信号1808和信标阵发3信号1810。插图1800的示例性信标信号是例如图14的插图1450的复合信标信号1472。
信标阵发信号1806包括两个信标码元1807;信标阵发信号1808包括两个信标码元1809;信标阵发信号1810包括两个信标码元1811。在此例中,每个阵发中的信标码元发生在时/频栅格里的不同信标传输单元位置中。另外在此例中,位置的改变是依照预先确定的频调跳频序列的。
沿着时间轴1804,有对应于信标阵发1信号1806的信标阵发1信号时间区间TB11812,继以阵发间时间区间TBB1/21818,继以对应于信标阵发2信号1808的信标阵发2信号时间区间TB21814,继以阵发间时间区间TBB2/31820,继以对应于信标阵发3信号1810的信标阵发3信号时间区间TB31816。在此例中,信标阵发间的时间比毗邻阵发的时间大至少5倍。例如,TBB1/2≥5TB1且TBB1/2≥5TB2;TBB2/3≥5TB2且TBB2/3≥5TB3。在此例中,信标阵发(1806,1808,1810)各自具有不同的历时,例如TB1≠TB2≠TB3≠TB1。复合信标信号中至少有两个信标阵发信号具有不同的历时。
图19是图解了在无线终端传送信标信号的工作模式下由该无线终端所作的示例性的空中链路资源分割的插图1900。纵轴1902代表频率——例如OFDM频调,而横轴1904代表时间。在此例中,有信标传输资源1906,继以其它用途资源1908,继以信标传输资源1906′,继以其它用途资源1908′,继以信标传输资源1906″,继以其它用途资源1908″,继以信标传输资源1906″′,继以其它用途资源1908″′。图19的信标传输资源对应于例如图14的信标阵发,而图19的其它用途资源例如对应于例如图14的非阵发区间。
图20描述了对于在其中无线终端传送信标信号并能接收和/或传送用户数据的示例性无线终端工作模式——例如活跃工作模式的示例性其它用途资源,例如资源2000。其它用途资源2000发生在非阵发区间2002期间,并且包括:信标监控资源2004、用户数据传送/接收资源2006、和静默或未使用资源2008。信标监控资源2004代表在其中无线终端检测其它信标信号——例如来自其它无线终端和/或固定位置基准信标信号发射机的信标信号——的存在的空中链路资源,例如频率与时间的组合。用户数据资源2006代表在其中无线终端能传送用户数据和/或接收用户数据的空中链路资源,例如频率与时间的组合。静默空中链路资源2008代表未使用的空中链路资源,例如在其中无线终端既不接收也不传送的空中链路资源。在静默资源2008期间,无线终端可以且有时候确实是处于睡眠状态,在此状态下功率消耗被降低以节约能量。
图21图解了无线终端正在传送信标信号的两种示例性无线终端工作模式——例如非活跃模式和活跃模式。插图2100对应于示例性的非活跃工作模式,而插图2150对应于活跃工作模式。
在示例性的非活跃工作模式中,无线终端不传送或接收用户数据。在插图2100中,无线终端所使用的空中链路资源占用N个频调2108。在一些实施例中,N大于或等于一百(100)。在插图2100中,有具有相应历时T1非活跃2110的信标传输阵发资源2102,继以具有相应历时T2非活跃2112的监控暨接收信标信息资源2104,继以具有相应历时T3非活跃2114的静默资源2106。在各种实施例中,T1非活跃<T2非活跃<T3非活跃。在一方面,T2非活跃≥4T1非活跃。在一实施例中,T3非活跃≥10T2非活跃。例如,在一个示例性实施例中,N>100,例如是113,T1非活跃=50个OFDM码元传输时间区间,T2非活跃=200个OFDM码元传输时间区间,T3非活跃=2000个OFDM码元传输时间区间。在这样一个实施例中,如果允许信标码元占用阵发信标信号资源的至多10%,则信标码元大约占用总资源的至多0.22%。
在示例性活跃工作模式下,无线终端能传送和接收用户数据。在插图2150中,无线终端所使用的空中链路资源占用N个频调2108。在一些实施例中,N大于或等于一百(100)。在插图2150中,有具有相应历时T1活跃2162的信标传输阵发资源2152,继以具有相应的历时T2活跃2164的监控暨接收信标信息资源2154,继以具有相应历时T3活跃2166的用户数据传送/接收资源2156,继以具有相应历时T4活 跃2168的静默资源2158。在各种实施例中,T1活跃<T2活跃<T3活跃。在一方面,T2活 跃≥4T1活跃。在一个实施例中,(T3活跃+T4活跃)≥10T2活跃。在各种实施例中,T1非活跃=T1活跃。在一实施例中,这些不同类型的区间中至少有一些之间可能有保护区间。
图22是图解了在包括两个信标阵发的示例性第一时间区间2209期间的示例性无线终端空中链路资源使用的插图2200和相应图例2202。图例2202指示方格2204指示OFDM频调-码元,即空中链路资源的基本传输单元。图例2202还指示:(i)信标码元由打阴影的方格2206指示并且以平均发射功率电平PB发射,(ii)用户数据码元由字母“D”2208指示并且数据码元以诸如使其具有平均发射功率电平PD的方式被传送,以及(iii)PB≥2PD。
在此例中,信标传输资源2210包括二十(20)个OFDM频调-码元;信标监控资源2212包括四十(40)个OFDM频调-码元;用户数据传送/接收资源2214包括100个OFDM频调-码元;并且信标传输资源2216包括二十(20)个OFDM频调-码元。
信标传输资源2210和2216各自承载一个信标码元2206。这表示传输资源有5%被分配给信标阵发信令。用户数据TX/RX资源2214的这一百(100)个OFDM码元中有四十八(48)个承载正由无线终端传送的用户数据码元。这表示在第一时间区间2209期间OFDM码元有48/180正在被无线终端使用。假设对于用户数据部分的第六(第6)个OFDM码元传输时间区间,WT从TX切换到接收,那么在第一时间区间期间,在无线终端用于传输的OFDM频调-码元的48/90上传送用户数据码元。在一实施例中,当无线终端传送用户数据时,在包括多个信标信号阵发的一段时间期间,无线终端在其所使用的传输资源的至少10%上传送用户数据。
在一方面,在不同时间,用户数据传送/接收资源可以并且有时确实被不同地使用,例如专用于包括用户数据的传输,专用于包括用户数据的接收,在接收和传送之间分配,例如在时间共享的基础上作此分配。
图23是图解了在包括两个信标阵发的示例性第一时间区间2315期间的示例性无线终端空中链路资源使用的插图2300和相应图例2302。图例2302指示方格2304指示OFDM频调-码元,即空中链路资源的基本传输单元。图例2302还指示:(i)信标码元由大的垂直箭头2306指示并且以平均发射功率电平PB来传送,(ii)用户数据码元由分别对应于不同的相位(θ1、θ2、θ3、θ4)的小箭头2308、2310、2312、2314指示——例如对应于QPSK,并且数据码元是以诸如使其具有平均发射功率电平PD的方式来传送的,并且(iii)PB≥2PD。
在此例中,信标传输资源2316包括二十(20)个OFDM频调-码元;信标监控资源2318包括四十(40)个OFDM频调-码元;用户数据传送/接收资源2320包括100个OFDM频调-码元;并且信标传输资源2322包括二十(20)个OFDM频调-码元。
信标传输资源2316和2322各自承载一个信标码元2306。在此实施例中,这些信标码元具有相同的振幅和相位。此信标码元量表示分配给信标阵发信令的传输资源的5%。用户数据TX/RX资源2320的100个OFDM码元中的四十八(48)个承载用户数据码元。在这个实施例中,不同数据码元可以并且有时确实具有不同相位。在一实施例中,不同数据码元可以并且有时确实具有不同振幅。此数据码元量代表第一时间区间2315期间无线终端正在使用的OFDM码元的48/180。假设对于用户数据部分的第六(第6)个OFDM码元传输时间区间,WT从TX切换到接收,那么在第一时间区间期间,在无线终端用于传输的OFDM频调-码元的48/90上传送用户数据码元。在一个实施例中,当无线终端传送用户数据时,在包括多个信标信号阵发的一段时间期间,无线终端在其所使用的传输资源的至少10%上传送用户数据。
在一方面,在不同时间,用户数据传送/接收资源可以并且有时确实被不同地使用,例如专用于包括用户数据的传输,专用于包括用户数据的接收,在接收和传送之间分配,例如在时间共享的基础上作此分配。
图24图解了关于信标信号的替换描述性表示。插图2400和相关联的图例2402被用于描述示例性信标信号。纵轴2412代表频率——例如OFDM频调索引,而横轴2414代表信标资源时间索引。图例2402标识信标信号阵发由粗线矩形2404来标识,信标码元传输单元由方格2406来标识,并且信标码元由粗体字母“B”2416表示。信标信号资源2410包括100个信标码元传输单元2406。示出对应于时间索引值=0、4和8的三个信标阵发信号2404。在每一信标阵发信号中发生一个信标码元2416,并且在此信标信号内信标码元的位置从一个阵发信号到另一个会改变,例如依照预先确定的模式和/或方程来作此改变。在这个实施例中,信标码元位置沿一斜坡。在此例中,信标阵发彼此分隔信标阵发历时的三倍。在各种实施例中,信标阵发彼此分隔信标码元历时的至少两倍。在一方面,一信标阵发可以占用两个或更多个相继信标资源时间区间,例如其中对多个相继信标时间索引使用相同的频调。在一方面,一信标阵发包括多个信标码元。在一些此类实施例中,信标码元占用信标信号资源的10%或以下。
图25是例如移动节点等示例性便携式无线终端2500的插图。示例性便携式无线终端2500可以是图1中的任何一个无线终端。
示例性无线终端2500包括经由总线2514耦合在一起的接收机模块2502、传送模块2504、双工模块2503、处理器2506、用户I/O设备2508、供电模块2510和存储器2512,在总线上各种单元可以互换数据和信息。
接收机模块2502——例如OFDM接收机——接收来自其它无线终端和/或固定位置信标发射机的信号,例如信标信号和/或用户数据信号。
传送模块2504——例如OFDM发射机——向其它无线终端传送信号,所述传送的信号包括信标信号和用户数据信号。信标信号包括一序列信标信号阵发,每个信标信号阵发包括一个或多个信标码元,并且每个信标码元占用一个信标码元传输单元。由传送模块2504为每个传送的信标信号阵发传送一个或多个信标码元。
在各种实施例中,传送模块2504是传送信标信号的OFDM发射机,并且信标信号是使用由频率和时间的组合构成的资源来传达的。在各种其它实施例中,传送模块2504是传送信标信号的CDMA发射机,并且信标信号是使用由码和时间的组合构成的资源来传达的。
双工模块2503被控制成作为时分双工(TDD)频谱系统实现的一部分将天线2505在接收机模块2502与传送模块2504之间切换。双工模块2503被耦合到天线2505,无线终端2500经由该天线接收信号2582并传送信号2588。双工模块2503经由链路2501耦合到接收机模块2502,接收的信号2584在该链路上被传递。信号2584是信号2582的经滤波表示。信号2584与信号2582相同,例如模块2503起到不加以滤波的通路设备的功能。双工模块2503经由链路2507耦合到传送模块2504,传送信号2586在该链路上被传递。信号2588是信号2586的经滤波表示。在一实施例中,信号2588与信号2586相同,例如双工模块2503起到不加以滤波的通路设备的功能。
用户I/O设备2508包括例如话筒、键盘、按键板、开关、相机、扬声器、显示器等。用户设备2508允许用户输入数据/信息、访问输出数据/信息,以及控制无线终端的至少一些操作,例如发起上电顺序,尝试建立通信会话,终止通信会话。
供电模块2510包括用作便携式无线终端功率源的电池2511。供电模块2510的输出经由电源总线2509耦合到各种组件(2502,2503,2504,2506,2508和2512)以提供功率。由此传送模块2504利用电池功率来传送信号标号。
存储器2512包括例程2516和数据/信息2518。处理器2506——例如CPU——执行存储器2512中的例程2516并使用存储器2512中的数据/信息2518以控制无线终端2500的操作并执行方法。例程2516包括信标信号生成模块2520、用户数据信号生成模块2522、发射功率控制模块2524、信标信号传送控制模块2526、模式控制模块2528和双工控制模块2530。
信标信号生成模块2520使用存储器2512中包括存储着的信标信号特性信息2532的数据信息2518来生成信标信号,信标信号包括一序列信标信号阵发,每个信标信号阵发包括一个或多个信标码元。
用户数据信号生成模块2522使用包括用户数据特性信息2534和用户数据2547的数据/信息2518来生成用户数据信号,所述用户数据信号包括用户数据码元。例如,代表用户数据2547的信息比特被依照星座信息2564映射到一组数据码元,例如OFDM数据调制码元。发射功率控制模块2524使用包括信标功率信息2562和用户数据功率信息2566的数据/信息2518来控制信标码元和数据码元的发射功率电平。在一方面,在第一段时间期间,发射功率控制模块2524控制数据码元以比发射信标码元的平均每信标码元功率电平低至少50%的平均每码元功率电平被发射。在一方面,发射功率控制模块2524把在第一段时间期间传送的每个信标码元的平均每码元发射功率电平控制成比在第一段时间期间用于传送用户数据的码元的平均每码元发射功率电平高至少10dB。在一方面,发射功率控制模块2524把在第一段时间期间传送的每个信标码元的平均每码元发射功率电平控制成比在第一段时间期间用于传送用户数据的码元的平均每码元发射功率电平高至少16dB。在一方面,信标码元功率电平与一个或多个数据码元功率电平关于无线终端正在使用的基准互相关联,该基准可以并且有时确实会变化。在一些此类实施例中,第一段时间是期间基准电平不改变的时间区间。
信标信号传送控制模块2526使用包括时基结构信息2536的数据/信息2518来控制传送模块2504以一定的间隔来传送信标信号。在一方面,信标信号阵发序列中的两个毗邻信标信号阵发之间的时段被控制成是这两个毗邻信标信号阵发中的任何一个的历时的至少5倍。在各种实施例中,至少一些不同信标信号阵发具有不同长度的时段。
模式控制模块2528控制无线终端的工作模式,其中当前工作模式由模式信息2540标识。在一方面,这些不同工作模式包括OFF(休止)模式、唯接收模式、非活跃模式、和活跃模式。在非活跃模式中,无线终端可以发送和接收信标信号,但不被准许传送用户数据。在活跃模式中,除了信标信号,无线终端还可以发送和接收用户数据信号。在非活跃模式中,无线终端处于低功率消耗的静默——例如睡眠——状态达比在活跃工作模式中长的时间。
双工控制模块2530响应于TDD系统时基信息和/或用户需要控制双工模块2503将天线连接在接收模块2502与传送模块2504之间切换。例如,时基结构中一用户数据区间或可供接收或可供传送之用,该选择因变于无线终端的需要。在各种实施例中,双工控制模块2530还在接收模块2502和/或传送模块2504不在使用中时操作以关掉其中至少某个电路系统。
数据/信息2518包括存储着的信标信号特性信息2532、用户数据特性信息2534、时基结构信息2536、空中链路资源信息2538、模式信息2540、生成的信标信号信息2542、生成的数据信号信息2544、双工控制信号信息2546、和用户数据2547。存储着的信标信号特性信息2532包括一组或多组信标阵发信息(信标阵发1信息2548,……,信标阵发N信息2550)、信标码元信息2560、和功率信息2562。
信标阵发1信息2548包括标识承载信标码元的信标传输单元的信息2556和信标阵发历时信息2558。标识承载信标码元的信标传输单元信息的信息2556由信标信号生成模块2520用在标识信标信号阵发中哪些信标传输单元要被信标码元所占用。在各种实施例中,信标阵发的其它信标传输单元被设置为空元,例如关于那些其它信标传输单元没有施加发射功率。在一方面,信标信号阵发中的这数个信标码元可占用可用信标码元传输单元的不到百分之十(10%)。在一方面,信标信号阵发中的这数个信标码元占用可用信标码元传输单元的少于或等于10%。信标信号阵发历时信息2558包括定义信标阵发1的历时的信息。在一些实施例中,这些信标阵发中的每一个具有相同的历时,而在其它实施例中,同一复合信标信号内的不同信标阵发可以并且有时确实具有不同的历时。在一方面,信标阵发序列中的一个信标阵发具有不同的历时,并且这可供同步目的之用。
信标码元信息2560包括定义信标码元的信息,例如信标码元的调制值和/或特性。在各种实施例中,对信息2556中每个标识出的承载信标码元的位置使用同样的信标码元值,例如信标码元具有相同的振幅和相位。在各种实施例中,对信息2556中至少一些被标识出的承载信标码元的位置可以并且有时确实使用不同的信标码元值,例如信标码元值具有相同的振幅,但是可以具有两种潜在可能相位中的一个,由此帮助实现经由信标信号来传达额外信息。功率信息2562包括例如关于信标码元传输使用的功率增益比例因数信息。
用户数据特性信息2534包括星座信息2564和功率信息2566。星座信息2564标识例如QPSK、QAM 16、QAM 64和/或QAM256等以及与此星座相关联的调制码元值。功率信息2566包括例如关于数据码元传输使用的功率增益比例因数信息。
时基结构信息2536包括标识与各种操作相关联的区间,例如信标传输时间区间、阴影监控来自其它无线终端和/或固定位置信标发射机的信标信号的区间、用户数据区间、静默——例如睡眠——区间等。时基结构信息2536包括传送时基结构信息2572,其包括信标阵发历时信息2574、信标阵发间距信息2576、模式信息2578、和数据信令信息2580。
在一方面,信标阵发历时信息2574标识信标阵发的历时是一个常量,例如一百(100)个相继OFDM传输时间区间。在一方面,该信标阵发历时信息2574标识信标阵发的历时例如依照模式信息2578所指定的预先确定的模式而变化。在各种实施例中,预先确定的模式因变于无线终端标识符。在其它实施例中,该预先确定的模式对于系统中的所有无线终端是相同的。在一方面,该预先确定的模式是伪随机模式。
在一实施例中,信标阵发历时信息2574和信标阵发间距信息2576指示从一信标阵发的结束到下一个信标阵发的起始的时间区间比此信标阵发的历时长至少五十(50)倍。在一实施例中,该信标阵发间距信息2576指示在无线终端正在传送信标信号的一段时间期间信标阵发之间的间距是恒定的并且其中信标阵发以周期性方式发生。在一实施例中,信标阵发间距信息2576指示不管无线终端是在非活跃模式还是活跃模式中信标阵发皆以同样的区间间距来传送。在其它实施例中,信标阵发间距信息2576指示信标阵发是使用因变于无线终端操作模式的不同区间间距来传送的,例如无论无线终端是在非跃动模式还是活跃模式中均为如此。
空中链路资源信息2538包括信标传输资源信息2568和其它用途资源信息2570。在一实施例中,空中链路资源用频时栅格中的OFDM频调-码元的形式来定义,例如作为诸如TDD系统等的无线通信系统的一部分。信标传输资源信息2568包括标识分配给WT 2500用于信标信号的空中链路资源——例如将要被用于传送包括至少一个信标码元的信标阵发的一大块OFDM频调一码元——的信息。信标传输资源信息2568还包括标识信标传输单元的信息。在一些实施例中,信标传输单元是单个OFDM频调-码元。在一实施例中,信标传输单元是一组OFDM传输单元,例如一组毗连的OFDM频调-码元。其它用途资源信息2570包括标识要被WT 2500用于其它目的——例如信标信号监控、接收/传送用户数据——的空中链路资源的信息。一些空中链路资源可以并且有时的确有意地不被使用,例如对应于节约功率的静默状态,例如睡眠状态。在一些实施例中,信标码元是使用OFDM频调-码元构成的空中链路资源来传送的,并且信标码元占用在包括多个信标信号阵发和至少一个用户数据信号的一段时间期间被所述无线终端使用的传输资源的频调-码元的不到1%。在各种实施例中,信标信号占用一段时间里的一部分中的频调-码元的不到0.3%,所述一段时间的所述一部分包括一个信标信号阵发和相继信标信号阵发之间的一个区间。在各种实施例中,信标信号占用一段时间里的一部分中的频调-码元的不到0.1%,所述一段时间的所述一部分包括一个信标信号阵发和相继信标信号阵发之间的一个区间。在各种实施例中,在至少一些工作模式——例如活跃工作模式期间,该传送模块2504可以传送用户数据,并且在无线终端传送用户数据时,用户数据是在所述无线终端在包括此用户数据信号传输和两个毗邻信标信号阵发的一段时间期间使用的传输资源的频调-码元的至少10%上传送的。
生成的信标信号2542是信标信号生成模块2520的输出,而生成的数据信号2544是用户数据信号生成单元2522的输出。生成的信号(2542,2544)被定向到传送模块2504。用户数据2547包括例如音频、语音、图像、文本和/或文件数据/信息,其被用作用户数据信号生成模块2522的输入。双工控制信号2546代表双工控制模块2530的输出,并且输出信号2546被定向到双工模块2503以控制天线切换和/或定向到接收机模块2502或发射机模块2504以关掉至少一些电路系统并省电。
图26是操作例如电池供电的无线终端等通信设备的示例性方法的流程图2600的插图。操作在步骤2602开始,在此该通信设备被上电并且初始化。操作从开始步骤2602行进到步骤2604和步骤2606。
在进行的基础上执行的步骤2604中,该通信设备维护时间信息。时间信息2605从步骤2604输出,并用在步骤2606中。在步骤2606中,该通信设备确定时段是信标接收时段、信标传送时段、还是静默时段,并且取决于此确定不同地行进。如果该时段是信标接收时段,那么操作从步骤2606行进到步骤2610,在此通信设备执行信标信号检测操作。
如果该时段是信标传送时段,那么操作从步骤2606行进到步骤2620,在此通信设备传送信标信号的至少一部分,所述传送的部分包括至少一个信标码元。
如果该时段是静默时段,那么操作从步骤2606行进到步骤2622,在此通信设备制止自己传送并且制止自己作检测信标信号的操作。在一实施例中,在步骤2622,通信设备进入静默——例如睡眠模式并节约电池功率。
回到步骤2610,操作从步骤2610行进到步骤2612。在步骤2612中,通信设备确定是否已经检测到信标。如果已经检测到信标,则操作从步骤2612行进到步骤2614。但是,如果没有检测到信标,则操作从步骤2612经由连接节点A 2613行进到步骤2606。在步骤2614,通信设备基于接收到的信号的检出部分调整通信设备传送时间。从步骤2614获得的调整信息2615在步骤2604中被用在为通信设备维护时间信息之中。在一实施例,时基调整将调整信标信号传送时段在已知传送了上述收到的信标信号部分的设备使用的时段期间发生。操作从步骤2614行进到步骤2616,在此通信设备依照调整后的通信设备传送时基来传送信号,例如信标信号。然后,在步骤2618,通信设备与从其接收到了信标信号的检出部分的设备建立通信会话。操作从步骤2618、2620或2622中的任何一个经由连接节点A 2613行进到步骤2606。
在一实施例中,步骤2604包括子步骤2608和2609中的至少一者。在子步骤2608中,通信设备伪随机地调整信标传送时段和信标接收时段中的至少一者在此类时段的复现序列中的起始位置。例如,通信设备在特定时间——例如在上电或进入新区划之后——可能没有关于任何其它通信设备被同步,并且可以执行子步骤2608一次或多次以图在复现时间结构中具有有限信标检测时间区间的同时增加检测出来自另一个通信设备的信标信号的可能性。由此子步骤2608能高效率地移换两个对等设备段之间的相对时基。在子步骤2609中,通信设备将信标接收和传送时段设置成在周期性基础上发生。
在各种实施例中,信标接收时段比信标传送时段要长。在一实施例中,信标接收和传送时段是非交叠的,且信标接收时段是信标传送时段的至少两倍。在一实施例中,静默时段发生在信标接收与信标传送时段之间。在各种实施例中,静默时段是信标传送时段和信标接收时段中的一者的至少两倍。
图27是为例如移动节点等便携式无线终端2700的示例性通信设备的插图。示例性便携式无线终端2700可以是图1中的任何一个无线终端。示例性无线终端2700是例如作为支持移动节点之间对等直接通信的时分双工(TDD)正交频分复用(OFDM)无线通信系统一部分的通信设备。示例性无线终端2700既能传送信标信号又能接收信标信号。示例性无线终端2700基于检测到的信标信号——例如来自传送信标信号的对等无线终端和/或来自固定的信标发射机的信标信号——执行时基调整以建立时基同步。
示例性无线终端2700包括经由总线2714耦合在一起的接收机模块2702、传送模块2704、双工模块2703、处理器2706、用户I/O设备2708、供电模块2710和存储器2712,在总线上各种单元可以互换数据和信息。
接收机模块2702——例如OFDM接收机——接收来自其它无线终端和/或固定位置信标发射机的信号,例如信标信号和/或用户数据信号。
传送模块2704——例如OFDM发射机——向其它无线终端传送信号,所述传送的信号包括信标信号和用户数据信号。信标信号包括一序列信标信号阵发,每个信标信号阵发包括一个或多个信标码元,并且每个信标码元占用一个信标码元传输单元。由传送模块2704为每个传送的信标信号阵发传送一个或多个信标码元。传送模块2704在一信标传送时段期间传送信标信号的至少一部分,例如一信标阵发信号,所述传送的部分包括至少一个信标码元,例如关于用户数据码元功率电平而言功率相对较高的频调。
在各种实施例中,传送模块2704是传送信标信号的OFDM发射机,并且信标信号是使用由频率和时间的组合构成的资源来传达的。在各种其它实施例中,传送模块2704是传送信标信号的CDMA发射机,并且信标信号是使用由码和时间的组合构成的资源来传达的。
双工模块2703被控制成作为时分双工(TDD)实现的一部分地将天线2705在接收机模块2702和传送模块2704之间切换。双工模块2703被耦合到天线2705,无线终端2700经由该天线接收信号2778并传送信号2780。双工模块2703经由链路2702耦合到接收机模块2701,接收的信号2782在该链路上被传递。信号2782是信号2778的经滤波表示。在一实施例中,信号2782与信号2778相同,例如在其中双工模块2703起到不加以滤波的通路设备的功能的场合即为如此。双工模块2703经由链路2707耦合到传送模块2704,传送信号2784在该链路上被传递。在一实施例中,信号2780是信号2784的经滤波表示。在一实施例中,信号2780与信号2784相同,例如在其中双工模块2703起到不加以滤波的通路设备的功能的场合即为如此。
用户I/O设备2708包括例如话筒、键盘、按键板、开关、相机、扬声器、显示器等。用户设备2708允许用户输入数据/信息、访问输出数据/信息,以及控制无线终端的至少一些操作,例如发起上电顺序,尝试建立通信会话,终止通信会话。
供电模块2710包括用作便携式无线终端功率源的电池2711。供电模块2710的输出经由电源总线2709耦合到各个组件(2702,2703,2704,2706,2708和2712)以提供功率。由此传送模块2704利用电池功率来传送信号标号。
存储器2712包括例程2716和数据/信息2718。处理器2706——例如CPU——执行存储器2712中的例程2716并使用其中的数据/信息2718以控制无线终端2700的操作并实现方法。例程2716包括信标信号检测模块2720、静默状态控制模块2722、传送时间调整模块2724、传送控制模块2726、通信会话发起模块2728、信标检测控制模块2730、时基调整模块2732、模式控制模块2734、信标信号生成模块2736、用户数据信号生成模块2738、用户数据恢复模块2740、和双工控制模块2742。
信标信号检测模块2720在信标接收时段期间执行信标信号检测操作以检测信标信号的至少一部分的接收。另外,该信标信号检测模块2720响应于检测到信标信号部分将检出信标标志2750置位以指示信标信号部分的接收。检出信标信号部分2754是信标信号检测模块2720的输出。另外,该信标信号检测模块2720响应于检测到信标信号部分将检出信标标志2750置位以指示信标信号部分的接收。在一实施例中,信标信号检测模块2720因变于能量电平比较来执行检测。在一实施例中,信标信号检测模块2720因变于检出信标码元模式信息来执行检测,例如在监控的对应于一个信标阵发的控制链路资源中作此检测。信标信号检测模块2720从检测到的信标信号部分恢复信息,例如标识传送了此信标信号的源——例如无线终端——的信息。例如,不同无线终端可以并且有时确实具有不同的信标阵发模式和/或签名。
静默状态控制模块2722在例如信标接收与信标传送时段之间发生的静默时段期间控制无线终端操作以既不传送信标信号也不作检测信标信号的操作。
传送时间调整模块2724基于收到信标信号的检出部分来调整通信设备的传送时间。例如,考虑通信系统例如是自组织网络,并且收到信标信号部分是来自另一个无线终端。另举一例,考虑系统包括作为基准的固定位置信标发射机,并且检出信标信号部分源于这样一个发射机;传送时间调整模块2724调整无线终端的传送时间以关于此基准同步。可替换地,考虑系统不包括固定位置信标发射机,或是无线终端当前不能检测到这么一个信标信号,并且检出信标信号部分是来自另一个无线终端,那么传送时间调整模块2724调整无线终端的传送时间以关于传送了此信标信号的对等无线终端同步。在包括固定位置信标和无线终端信标两者的实施例中,在有固定位置信标可用时使用其来达成低水平的系统同步,并且使用无线终端信标来达成对等设备之间更高程度的同步。基于检出信标信号部分2756的检出时基偏移量是传送时间调整模块2724的输出。
在各种实施例中,传送时间调整模块2724调整信标信号传送时段以使其发生在已知传送了上述收到部分的设备——例如其它无线终端——将使用的时段期间以接收信标信号。由此传送时间调整模块2724将WT 2700的信标设置成以预期命中在其中对等设备正尝试检测信标的时间窗的方式来传送。
传送控制模块2726控制传送模块2704依照调整后的通信设备传送时基来传送信号——例如信标信号。当存储着的通信会话状态信息2758经由被置位的会话活跃标志2760指示建立的会话正在进行时,传送控制模块2726控制传送模块2704重复信标信号部分传送操作。在一实施例中,传送控制模块2726控制无线终端在无线终端非活跃和活跃工作模式两者中都重复信标信号部分传送操作。
通信会话发起模块2728被用于控制操作以与从其接收到了信标信号的另一个无线终端建立通信会话。例如,在检测到源于另一无线终端的信标信号之后,如果无线终端2700想要与所述另一个无线终端建立通信会话,则模块2728被激活以开始发起通信会话,例如依照预定的协议生成和处理握手信号。
信标检测控制模块2730控制信标信号检测模块2720的操作。例如,当存储着的通信会话状态信息2758经由被置位的会话活跃标志2760指示建立的会话正在进行时,信标检测控制模块2730控制信标信号检测模块2720重复检测操作。在一实施例中,信标检测控制模块2730控制无线终端在无线终端非活跃和活跃工作模式两者中都重复信标检测操作。
时基调整模块2732伪随机地调整信标传送时段和信标接收时段中的至少一者在这些时段的复现序列中的起始位置。基于伪随机的时基偏移量2752是时基调整模块2732的输出。时基调整模块2732被用于关于其它独立操作的无线终端移换该无线终端的时基结构以在限制信标传送和/或信标检测时间区间的同时增加无线终端和对等设备能够检测彼此的存在的可能性。
模式控制模块2734控制通信设备在不同时间期间在通信设备传送信标信号的第一和第二工作模式中工作。例如,第一工作模式是非活跃模式,在这种模式中,通信设备传送信标信号、检测信标信号,但是被限制不能传送用户数据;第二工作模式是活跃模式,在这种模式中,通信设备传送信标信号,检测信标信号,并且被准许传送用户数据。模式控制模块2734可以控制通信设备在其中工作的另一种工作模式是搜索模式,在这种模式中,无线终端搜索信标信号,但是不被准许传送。
信标信号生成模块2736生成将由传送模块2704传送的信标信号部分2748,例如包括至少一个信标码元的信标阵发。用户数据信号生成模块2738生成用户数据信号2774,例如传递编码的用户数据块的信号,用户数据是诸如语音数据、其它音频数据、图像数据、文本数据、文件数据等。当无线终端处于活跃模式中时用户数据信号生成模块2738是活跃的,并且所生成的用户数据信号2774在为用户数据传送/接收信号保留的时间区间期间经由传送模块2704被传送。用户数据恢复模块2740从接收自与无线终端2700处于通信会话中的对等设备的收到用户数据信号2776恢复用户数据。收到用户数据信号2776是在为用户数据传送/接收信号保留的时间区间期间无线终端处于活跃工作模式的同时经由接收机模块2702接收的。
双工控制模块2742控制双工模块2703的操作,例如,控制天线2705在接收时间区间被耦合到接收机模块2702,在传送时间区间被耦合到传送模块2704,接收时间区间例如有信标监控时间区间和用于接收用户数据的区间,传送时间区间例如是信标传送时间区间和用于传送用户数据的区间。双工控制模块2742还控制接收机模块2702和传送模块2704中的至少一者里的至少一些电路在某些时间区间里关电,从而节省电池功率。
数据/信息2718包括当前模式信息2744、当前时间信息2746、生成的信标信号部分2748、检出信标标志2750、基于伪随机的时基偏移量2752、检出信标信号部分2754、基于检出信标信号部分确定的时基偏移量2756、通信会话状态信息2758、时基结构信息2764、模式信息2768、生成的用户数据信号2774、和收到用户数据信号2776。
当前模式信息2744包括标识无线终端的当前工作模式、子工作模式和/或状态的信息,例如无线终端是否处在接收但不传送的模式中,无线终端是否处在包括信标信号传送但不允许用户数据传送的非活跃模式中,或者无线终端是否处在包括信标信号传送且准许用户数据传送的活跃模式中。
当前时间信息2746包括关于在无线终端维护的复现时基结构中的位置来标识无线终端时间的信息,例如该结构内索引的OFDM码元传送时段。当前时间信息2746还包括关于另一个时基结构——例如另一个无线终端或固定位置信标发射机的时基结构——来标识无线终端时间的信息。
通信会话状态信息2758包括会话活跃标志2760和对等节点标识信息2762。会话活跃标志2760指示会话是否仍是活跃的。例如,与无线终端2700处于通信会话中的对等节点关电,无线终端2700就不再检测到该对等设备的信标信号,并且会话活跃标志被清除。对等节点标识信息2762包括标识对等设备的信息。各种实施例中,对等节点ID信息至少部分地经由信标信号传递。
时基结构信息2764包括定义各种区间——诸如举例而言有信标传送区间、信标检测区间、用户数据信令区间和静默区间——的历时、排序和间距的信息。时基结构信息2764包括区间的时基关系信息2766。区间的时基关系信息2766包括例如定义如下内容的信息:(i)信标接收时段比信标传送时段要长;(ii)信标接收和信标传送时段是非交叠的;(iii)信标接收时段在历时上是信标传送时段的至少两倍;(iv)静默时段是信标传送时段和信标接收时段中的一者的至少两倍。
模式信息2768包括初始搜索模式信息2769、非活跃模式信息2770和活跃模式信息2772。初始搜索模式信息2769包括定义信标信号的初始延长历时搜索模式的信息。在一实施例中,初始搜索的历时超过其它正在传送信标阵发信号序列的无线终端所作的相继信标阵发传送之间的预期区间。在一实施例中,初始搜索模式信息2769被用于在上电之际执行初始搜索。另外,在一些实施例中,无线终端不时从非活跃模式进入初始搜索模式,例如如果在处于非活跃模式中的时候没有检测到其它信标信号和/或如果无线终端想要执行比使用非活跃模式所能达成的更快和/或更彻底的信标搜索即可如此。非活跃模式信息2770定义无线终端非活跃工作模式包括信标信号区间、信标监控区间、和静默区间。非活跃模式是省电模式,在这种模式中,无线终端在静默模式中节约能量,但是仍能够由信标信号指示它的存在,并且能够通过有限历时的信标监控间隔来维持对其它无线终端的存在的情境认知。活跃模式信息2772定义无线终端活跃工作模式包括信标信号传送区间、信标监控区间、用户数据TX/RX区间、和静默区间。
图28是图解了关于自组织网络中经由无线终端信标信号的使用来获知彼此的存在并达成时基同步的两个无线终端的示例性时间线、事件顺序、和操作的插图2800。横轴2801代表时间线。在时间2802,无线终端1上电并且启动对信标信号的初始监控,如块2804所指示。监控继续进行直到时间2806,在这个时间点,无线终端完成它的初始搜索,结果是没有找到其它无线终端;然后,无线终端1进入包括信标传送区间、信标监控区间、和静默区间的重复的非活跃工作模式,在信标传送区间中无线终端1传送信标信号阵发,在信标监控区间中无线终端监控信标信号,在静默区间中无线终端既不传送也不接收由此来省电,如块2808所图解。
然后,在时间2810,无线终端2上电并启动初始信标监控,如块2812所指示。然后在时间2814,无线终端2检测到来自无线终端1的信标信号,决定它寻求与无线终端1建立通信会话,并确定使得无线终端在无线终端1信标监控区间期间将能接收到来自无线终端2的信标信号阵发的时间偏移量,如块2815所指示。
在时间2816,无线终端2已经进入活跃模式,该模式包括信标传送区间、信标监控区间、和用户数据区间的重复,并且在时间2816无线终端2依照步骤2815确定的时间偏移量传送信标信号,如块2818所指示。然后无线终端1检测到来自无线终端2的信标信号并切换到活跃模式,如块2820所指示。
在时间区间2816与2824之间,无线终端1和无线终端2交换信号以建立通信会话,然后参与会话以交换用户数据,如块2822所指示。另外,在这个时间区间期间,在会话期间接收到的信标信号被用于更新时基和维持同步。无线终端1和无线终端2可以且有时确实是能够在通信会话期间正在移动的移动节点。
在时间2824,无线终端1关电,如块2826所指示。然后在时间2828,无线终端2确定来自无线终端1的信号已经丢失并且无线终端转移到非活跃模式,如块2830所指示。信号也可以是并且有时确实是由于其它状况而丢失的,例如无线终端1和2移动得距彼此足够远以致于信道状况不足以维持会话。
箭头序列2832图解了无线终端1的信标信号阵发,而箭头序列2834图解了无线终端2的信标信号阵发。应该能观察到这两个无线终端之间的时基已经因变于从无线终端1接收到的信标信号而被同步,这样无线终端1能够在它的信标信号监控区间期间检测到来自无线终端2的信标信号阵发。
在此例中,已经被上电的无线终端在初始信标监控时段期间执行监控直到检测到信标或者直到此初始信标监控时段到期——哪一个首先到来就以哪一个为准。初始信标监控时段是例如延长历时监控时段,其具有超过包括一个信标传送区间的一轮反复的历时。在此例中,初始信标监控时段是在进入传送信标信号的模式之前被执行的。处于非活跃模式——所述非活跃模式包括信标传送区间、信标监控区间和静默区间——中的无线终端不时进入到长历时信标监控区间,例如以覆盖在其中两个无线终端万一碰巧同时起动的死角情形的状况。
在一些其它实施例中,无线终端进入非活跃模式,所述非活跃模式包括在上电之后的信标传送区间和有限历时信标监控区间,而并非首先有延长的信标监控区间。在一些此类实施例中,无线终端可以并且有时确实在搜索其它信标信号的同时执行伪随机时间移换以帮助实现它自己的信标监控区间与其它无线终端信标传送区间之间的对齐。
图29的插图2900图解了依照一个示例性实施例的两个无线终端之间基于信标信号的示例性经同步时基。插图2902图解了关于无线终端1的时基结构信息,而插图2904包括关于无线终端2的时基结构信息。插图2900可以对应于图28在无线终端已经被时基同步——例如基于无线终端2检测到来自无线终端1的信标信号而被时基同步后的情形。插图2902包括无线终端1信标传送区间2906、无线终端1信标接收时间区间2908、无线终端1用户数据TX/RX区间2910和WT 1静默区间2912。插图2904包括无线终端2信标传送区间2914、无线终端2信标接收时间区间2916、无线终端2用户数据TX/RX区间2918和WT 2静默区间2920。应该观察到,无线终端2已经将它的时基调整成使得当它在WT 2信标传送区间2914期间传送信标信号阵发时无线终端1将在它的信标接收区间2908期间接收到该信标信号阵发。还应该观察到,用户数据TX/RX区域有一交叠部分2922,其可以被用于用户数据信令。这个办法为不同无线终端维护相同的基本时基结构,并且使用对这些无线终端时基中的一个使用确定的时基移换以达成同步。
图30的插图3000图解了依照另一个示例性实施例两个无线终端之间基于信标信号的示例性经同步时基。插图3002包括关于无线终端1的时基结构信息,而插图3004包括关于无线终端2的时基结构信息。插图3000可以对应于图28在无线终端已经被时基同步——例如基于无线终端2检测到来自无线终端1的信标信号而被时基同步后的情形。插图3002包括无线终端1信标接收区间3006、无线终端1信标传送区间3008、无线终端1信标接收时间区间3010、无线终端1用户数据TX/RX区间3012和WT 1静默区间3014。插图3004包括无线终端2信标接收区间3016、无线终端2信标传送区间3018、无线终端2信标接收时间区间3020、无线终端2用户数据TX/RX区间3022和无线终端2静默区间3024。应该观察到,无线终端2已经将它的时基调整成使得当它在WT 2信标传送区间3018期间传送信标信号阵发时无线终端1将在它的信标接收区间3010期间接收到该信标信号阵发。还应该观察到,这个实施例中,在无线终端2的时基调整之后,无线终端2在它的信标接收区间3016期间接收到无线终端1在无线终端1信标传送区间3008期间传送的信标阵发。还应该观察到,用户数据TX/RX区域有一交叠部分3026,其可以被用于用户数据信令。这个办法为不同无线终端维护相同的基本时基结构,并且对这些无线终端时基中的一个使用确定的时基移换以达成同步,并且这两个无线终端在同步之后都能够在进行的基础上接收来自彼此的信标信号阵发。
图31的插图3100图解了依照另一个示例性实施例两个无线终端之间基于信标信号的示例性经同步时基。插图3102包括关于无线终端1的时基结构信息,而插图3104包括关于无线终端2的时基结构信息。插图3100可以对应于图28在无线终端已经被时基同步——例如基于无线终端2检测到来自无线终端1的信标信号而被时基同步后的情形。插图3102包括无线终端1信标传送区间3106、无线终端1信标接收时间区间3108、无线终端1用户数据TX/RX区间3110和WT 1静默区间3112。插图3104包括无线终端2信标传送区间3114、无线终端2信标接收时间区间3116、无线终端2用户数据TX/RX区间3118和WT 2静默区间3120。应该观察到,无线终端2已经将它的时基调整成使得当它在WT 2信标传送区间3116期间传送信标信号阵发时无线终端1将在它的信标接收区间3108期间接收到该信标信号阵发。还应该观察到,这个实施例中,在无线终端2的时基调整之后,无线终端2在它的信标接收区间3114期间接收到无线终端1在无线终端1信标传送区间3106期间传送的信标阵发。还应该观察到,用户数据TX/RX区间3110、3118交叠。此办法对这两个无线终端使用不同的时基结构,例如首先对其它信标执行检测并调整它的内部时基的那个无线终端——例如WT 2使用插图3104的区间排序。在一些这样的情况下,一旦无线终端2结束通信会话并且进入包括信标信号传送的非活跃状态,无线终端2就转到插图3102表示的已排序时基序列。
自组织对等通信系统
根据自组织对等通信系统的一个示例,可在通信系统中的无线终端之间执行链路排优、链路调度和功率定标,以更高效地使用共享频谱或通信信道。
图32图解了可被无线终端用于建立和/或维护对等通信链路的时基序列的一个示例。时基序列3200可包括在其中无线终端可尝试预留要在其中传送数据的传输信道的链路调度段3202、在其中无线终端可尝试获得要在传送数据时使用的传输速率和/或功率的速率调度段3204,随后被用于以所获得的传输速率和/或功率来传送合意数据的数据传输段3206、以及用于答复确认的确认段3208。
链路排优
根据一个特征,发射机无线终端与接收机无线终端之间的对等通信链路可相对于其他无线终端之间的通信链路基于诸如对通信链路需要的服务质量等各种因素来排优。例如,旨在进行语音通信的对等通信链路的优先级可高于旨在携带数据的通信链路。
可例如通过将某些频率索引指派给较高优先级链路而将其他频率索引指派给较低优先级连接来实现链路优先级。例如,每个发射机无线终端可取决于将在其当前对等通信链路上传送什么来向该链路指派特定频率索引(例如,对应于或者数据或者语音传输)。由于所有无线终端都利用相同的链路排优方案,因此对等网络上的通信链路可相对于彼此被排优。
链路调度系统
提供了对等链路调度,其允许多个无线终端可在一环境中操作,与此同时共享频谱来建立自组织对等通信。由于自组织对等通信不是由集中式控制器来集中式地管理的,因此附近无线终端之间的多条对等链路之间的干扰可能成为问题。然而,链路调度方案帮助在没有集中式控制器辅助的情况下在不同无线终端之间建立和/或维护自组织对等通信链路。图1-32中所图解的自组织对等网络可被实现以建立各种无线终端之间的对等通信链路。例如,在一个示例中,图33和34中所图解的链路调度方案可在图32的链路调度段3202期间实现。
图33是其中多个无线终端可根据链路调度方案来协商可变功率对等通信链路的环境的示图。对等网络3300可包括可共享频谱的多个无线终端。共享频谱可包括一个或多个传输和控制信道,其中每个传输信道具有相应控制信道。在一个示例中,控制信道可被用于在相应传输信道上发送对通信的话务请求。
在一个示例中,第一无线终端WT A 3302可尝试向第二无线终端WT B 3304进行传送,同时第三无线终端WT C 3306尝试向第四无线终端WT D 3308进行传送。在此对等网络3300中,多个无线终端WT A、WT B、WT C和WT D可共享传输和控制信道对。此类控制信道可允许无线终端WT A、WT B、WT C和WT D找到彼此和/或帮助建立对等通信链路,例如发现和/或寻呼阶段。
根据一种特征,接收机让步和/或发射机让步可由网络3300中的无线终端实现。在接收机让步中,接收方设备若其信噪比太低则可不发送回声或答复传输(例如,响应于控制信道话务请求),藉此防止传送方设备在该信道上发送话务。在发射机让步中,传送方设备可确定其自己的传输是否会对利用共享信道的另一个设备造成难以接受的干扰,若如此,则其可不在该共享信道上发送数据传输。
在一个示例中,无线终端WT A 3302可确定用于话务数据传输的发射功率PA。功率PA无需是固定的,并且可根据举例而言诸如话务类型、服务质量(“QoS”)状况等某个准则而变动。在某些实施例中,无线终端的发射机可变动其功率而不提前通知接收机。在一个实施例中,发射功率PA可根据下式来定义:
其中C和β是正常数,并且hAB是小于或等于对应于传送方无线终端WT A 3302与接收方无线终端WT B 3304之间的信道增益的一(1)的小数值。常数C可被选取成优化特定系统中的信噪比SNR,并且常数β在一个实施例中可以是0.5。在某些实施例中,发射机可在通信的对等方发现和/或寻呼阶段确定其至特定接收机的发射功率。发射机还可通过检查在先前传输期间来自特定接收机的最近控制信道反馈来更新其发射功率。
第一无线终端WT A 3302可向第二无线终端WT B 3304传送话务请求3310。第二无线终端WT B 3304接收可具有收到功率PrA=PA*hAB的话务请求3310,其中PA是WT A 3302的发射功率,而hAB是WT A 3302与WT B 3304之间的信道增益,并且其也可被表示为增益(WTA-WTB)。
与此同时,第三无线终端WT C 3306可在与从WT A到WT B的话务请求相同的控制信道上向第四无线终端WT C 3308传送话务请求3314。由于话务请求3314是在相同控制信道上的无线介质上发送的,因此第二无线终端WT B 3304还可接收可具有收到功率PrC=PC*hBC的话务请求3314’,其中PC是WT C 3306的发射功率,而hBC是WT C 3306与WT B 3304之间的信道增益,并且其也可被表示为增益(WTC-WTB)。
如果收到功率PrC(来自WT C)与收到功率PrA(来自WT A)之比大于可接受的干扰阈值(即,PrC/PrA>阈值),则第二无线终端WT B 3304可通过不向第一无线终端WT A 3302发送回声或答复传输来将传输信道让步给第三无线终端WT C 3306。例如,如果从WT C到WT D的链路的优先级高于从WT A到WT B的链路,则可能就是这种情形。
否则,第二无线终端WT B 3304可用具有与在话务请求3310中接收的收到功率Pr(例如,基于信号强度)成反比的发射功率PB的回声传输3312来答复收到话务请求3310。例如,在一种实现中,来自WT B 3304的回声或答复传输3312被设为发射功率PB=C/(PA*hAB),其中C=1。
由于多个无线终端使用共享频谱(例如,通信信道)在网络3300上进行无线传输,因此第三无线终端WT C 3306还可接收来自相邻第二无线终端WT B 3304的回声或答复传输3312’。尽管回声传输3312是旨在给第一无线终端WT A 3302的,但对等网络3300中的其他相邻无线终端包括WT C 3306也可接收回声传输3312’。注意到在一些实现中,第一无线终端WT A 3302和第三无线终端WT C 3306可利用共享通信信道或频谱内相同的控制和/或传输信道(例如,相同的频率或时隙)。在其他实现中,第一无线终端WT A 3302和第三无线终端WT C 3306可利用共享通信信道内不同的控制和/或传输信道,但这些不同的控制和/或传输信道可能充分靠近,以使得来自一个信道(用于第一无线终端)中的传输的能量干扰另一个信道(用于另一个无线终端)中的传输。
在第三无线终端WT C 3306处,收到回声传输3312’可具有收到功率Pr=hBC/(PA*hAB),其中PA是WT A 3302的发射功率,hAB是WT A 3302与WT B 3304之间的信道增益,而hBC是WT B 3304与WT C 3306之间的信道增益,且其也可被表示为增益(WTC-WTB)。注意,正是在回声传输中使用反比功率才使得传送方终端能基于收到的回声传输来执行发射机让步。
第三无线终端WT C 3306可使用回声传输3312’(以及潜在地其他无线终端的其他回声传输)来探知其是应当在特定传输信道(即,对应于正使用的控制信道)上传送还是应允许不同终端使用该传输信道。即,第三无线终端WT C 3306可使用回声传输3312’来探知其自己的传输(在特定功率Pc上)是否会不利地影响相同传输信道上WT A与WT B之间的传输。例如,一旦接收到来自第二无线终端WT B 3304的回声传输3312’,第三无线终端WT C 3306就可确定预期可被第二无线终端WT B 3304感知的信噪干扰加噪声比为:
其中PC是所建议的第三无线终端WT C 3306的发射功率(其无需是固定的),而SINR阈值是对网络3300恰适的特定信号干扰加噪声比。式2的其余项是从来自第二无线WT B 3304的收到功率(Pr)推导出的。如果式2评估为真(即,SINR>(PA*hAB)/(PC*hBC)),则第三无线终端WT C 3306确定其至WT D 3308(例如,或网络3300中与从WT A到WT B的传输信道相同的传输信道上的任何其他无线终端)的传输将负面地影响从第一无线终端WT A 3302到第二无线WT B 3304的传输。因此,第三无线终端WT C 3306可将传输让步给WTA 3302。然而,如果式2评估为假(即,SINR≤(PA*hAB)/(PC*hBC)),则第三无线终端WT C 3306就确定其至WT D 3308(例如,或网络3300中与从WT A到WT B的传输信道相同的传输信道上的任何其他无线终端)的传输不会负面地影响从WT A 3302到WT B 3304的传输。因此,第三无线终端WT C 3306可继续在与WT A 3302相同的传输信道上传进行送。
根据一种特征,第三无线终端WT C 3306可仅在WT A 3302具有比WT C 3306更高的优先级时才将第一传输信道上的传输让步给第一无线终端WT A 3302。每个传送方无线终端的优先级可基于特定优先级方案,例如诸如基于其频率索引指派的优先级。在基于优先级的安排中,较低优先级终端或设备可让步给较高优先级终端或设备。
注意,其他无线终端执行如以上所描述的相同接收机让步和发射机让步。例如,第三无线终端WT C 3306可在功率PC上向第四无线终端WT D 3308发送话务请求3315。若来自WT C 3306的传输很可能干扰从WT A 3302到WT B 3304的传输,第四无线终端WT D 3308可执行接收机让步。即,第四无线终端WT D 3308可不向第三无线终端WT C 3306发送回声传输,藉此拒绝该通信链路并让步给WTA 3302与WT B 3304之间的通信链路。例如,WT D 3308可接收功率PC*hDC(其中hDC是WT C与WT D之间的信道增益)上的话务请求3314以及功率PA*hAD(其中hAD是WT A与WT D之间的信道增益)上的话务请求3310’。如果(PC*hDC)>(PA*hAD)并且WT A与WT B之间的通信链路具有较高优先级,则第四无线终端WT D 3308可不发送答复回声传输,藉此将该信道让步给WT A与WT B之间的通信链路。
由此,通过在对等网络系统中的无线终端之间实现接收机让步和/或发射机让步,可达成链路调度和排优。
图34是图解其中多个无线终端共享通信信道的自组织对等网络中各种无线终端的帮助实现链路调度的操作的流程图。在此示例中,假定共享通信信道包括控制信道和传输信道。第一无线终端WT A 3402可选择发射功率PA并在控制信道上以功率PA 3408(或以与PA成比例的功率)向第二无线终端WT B 3404传送话务请求。此类话务请求可用于在与控制信道相关联的传输信道上建立WT A 3402与WTB 3404之间的对等通信链路。在此示例中,WT A 3402与WT B 3404之间的信道增益由hAB表示。一旦接收到话务请求3408,第二无线终端WT B 3404可确定话务请求的收到功率(PA*hAB)是否很可能干扰有较高优先级的附近传输,若如此,则不向第一无线终端WT A发送回声或答复传输(3409)。否则,第二无线终端WT B可获得与1/(PA*hAB)成比例的发射功率PB(3410)。第二无线终端WT B 3404随后可响应于来自WT A的话务请求以功率PB广播答复或回声传输3412(表示为3412a或3412b)。第一无线终端3402随后可在与控制信道相关联的传输信道上向第二无线终端WT B 3404传送(3414)。
由于回声传输3412(表示为3412a或3412b)是在共享通信信道上广播的,因此诸如第三无线终端WT C 3406等其他附近设备可接收该回声传输。如果第三无线终端WT C 3406正预期使用相同的通信信道(或频谱)向其他设备传送,则其会对WT A与WT B之间的传输造成难以接受的干扰。由此,第三无线终端WTC 3406可探知如由第二无线终端WT B接收的其传输(PC*hBC)与来自WT A的传输(PA*hAB)之间的相对测量,其中PC是第三无线终端WT C的发射功率。由于如在第三无线终端WT C处接收的回声传输的功率与信道增益hBC和回声发射功率PB或hBC/(PA*hAB)成比例,因此可探知比率(PA*hAB)/(PC*hBC)。第三无线终端WT C 3406可将此比率用作其传输是否会负面地影响对从第一无线终端WT A3402到第二无线终端WT B 3404的传输的接收的指示符。例如,如果比率(PA*hAB)/(PC*hBC)大于信号干扰加噪声比SINR阈值,则第三无线终端WT C 3406可推定其传输将对从WT A 3402到WT B 3404的传输造成难以接受的负面影响,并且将传输信道让步给第一无线终端WT A(3416)。然而,如果比率(PA*hAB)/(PC*hBC)小于或等于SINR阈值,则其可在共享传输信道上(例如,向WT B或另一个设备)传送(3418)。
通过使对等网络中的每个无线终端遵循图33和34中所图解的过程,就可避免干扰,因为可对较高优先级无线终端造成干扰的无线终端将不在共享传输信道上传送,从而允许较高优先级无线终端代替地使用该传输信道。每个传送方无线终端的传输优先级可基于特定优先级方案,例如诸如基于其频率索引指派的优先级。在基于优先级的安排中,较低优先级终端或设备可让步于较高优先级终端或设备。
发射功率定标
除了链路排优和/或调度以外,无线终端还可调整其发射功率以避免对附近的无线终端造成干扰。在一些实现中,无线终端可包括可变功率发射机和接收机。
在一些实现中,发射功率被无线终端获得并被用于其控制信道和相应的传输信道上的通信。注意,在一个示例中,相同的发射功率被用在控制信道和传输信道中,藉此帮助实现链路调度。
发射功率可以按不同的途径来确定。例如,发射功率可以是恒定功率P0、或受控功率(例如,功率P0除以信道增益h),或是功率P0和信道增益h的函数(例如,P0/√h)。注意,信道增益h是零(0)与一(1)之间的值(例如,0≤h≤1)并且可被发射机无线终端提前获得,例如在建立对等链路的寻呼或发现阶段期间获得。
在第一场景中,无线终端可在恒定功率P0上传送。然而,在恒定发射功率P0下,无线终端可能造成比必须的更多的干扰。这是由于恒定发射功率P0通常是针对最长通信距离而选择的,这在较短程通信中被浪费掉。由此,除非通信链路具有最高优先级,否则使用恒定功率P0将导致频繁的发射机让步和/或接收机让步,因为其将造成对其他通信链路的干扰。由此,使用恒定发射功率P0的通信链路可在非常短的调度时段中活跃,因为发射机让步和/或接收机让步将导致其他通信链路(例如,造成较少干扰或具有较高优先级的那些通信链路)得到偏爱。此外,使用恒定发射功率也是浪费移动或便携式无线终端往往可用的有限功率资源。
在第二场景中,无线终端可在受控功率P0/h(计及信道增益h)下传送,以使得收到功率是恒定的。在此场景下,可基于信道增益来调整功率。然而,在这种办法下,受控发射功率P0/h可能低于理想值,尤其是在信道易受偶发干扰的场合。
在第三场景中,无线终端可在经定标的功率P经定标=P0/f(h)(其中,f(h)是信道增益h的函数)下传送。例如,经定标的发射功率P经定标可以是预定恒定功率P0,或者是测得信道增益的函数,例如与信道增益成反比即C*P0/h,或者与信道增益的平方根成反比即D*(P0/√h),其中C和D可以是对应天线增益(例如,对应接收机和/或发射机天线)的不同定标因子。在一个示例中,通过相对于恒定发射功率来调整发射功率,无线终端WT A 3502可减小对其他无线终端的干扰,由此可有机会得到更频繁的传输调度。
图35是图解如何可对两个无线终端之间的对等通信链路实现发射功率定标的流程图。第一无线终端WT A 3502可获得用于至第二无线终端WT B 3504的通信信道的信道增益hAB(3506)。无线终端WT A 3502可基于恒定功率P0和信道增益hAB的函数f获得经定标的发射功率PA 3508。例如,在一个示例中,发射功率可以是PA=P0/平方根(hAB)。
任选地,可针对无线终端WT A 3502与WT B 3504之间的通信链路执行(3507)链路调度。例如,此类链路调度可根据如图33和34中所图解的发射机让步和/或接收机让步方案、和/或在图32的链路调度段3202期间执行。
第一无线终端WT A 3502可在功率C*PA 3510下向第二无线终端WT B 3504传送导频信号。即,总导频发射功率可与相应数据话务段的总数据发射功率具有固定关系。例如,取决于导频信号的信号格式,如果导频是单频调信号而数据信号在许多频调上延伸,则每频调功率对于导频信号可能高于数据信号。
第二无线终端WT B 3504随后可基于收到的信号功率PA*hAB获得或选择传输速率RAB(3512)。此传输速率RAB被发送(3514)给第一无线终端WT A 3502,第一无线终端WT A 3502随后可在功率PA上并以传输速率RAB在共享传输信道上传送(3516)。
图36是图解可配置成在对等通信链路上进行可变功率传输的无线终端的框图。无线终端3602可包括可变功率和可变速率发射机3606、接收机3608,这两者皆耦合到天线3610和处理电路3604。无线终端3602还可包括对等网络控制器3612,其被配置成通过天线3610建立和/或维护与其他无线终端的对等通信链路。在一个示例中,对等网络控制器3612可耦合到被适配成获得对等通信链路上的信道增益的信道增益模块3616,并且还可耦合到被适配成根据信道增益获得发射功率的发射功率模块3618。任选地,无线终端3602还可包括广域网(WAN)控制器3614,其耦合到处理电路3604并被适配成经由天线3610或另一个天线与集中式管理的网络(例如,WAN)通信。
图37图解了在第一(发射机)无线终端中操作的用于可变功率对等网络中的控制信道协商的示例性方法。更具体地,此方法可提供用于对等网络中的控制信道速率选择的可变发射功率能力。作为控制信道协商3700的一部分,由第一(发射机)无线终端获得第一无线终端与第二(接收机)无线终端之间的对等通信信道的信道增益(3702)。第一无线终端可随后根据信道增益来确定和/或定标发射功率(3704)。在一个示例中,信道增益可以是以至少100毫秒的时间间隔测得的信道增益的平均值。
第一无线终端可在与所确定的发射功率成比例的导频功率下传送导频信号(3706)。导频信号可与经定标的发射功率成比例。例如,导频信号可在功率C*P经定标下被传送,其中C是已知常数而P经定标是被第一无线终端用于与第二(接收机)无线终端的通信链路上的数据传输的经定标的发射功率。在一个示例性实施例中,经定标的发射功率不必为其预期第二(接收机)无线终端已知,且因此第一无线终端可根据话务类型、QoS状况、或其他准则来变动其发射功率而不通知第二(接收机)无线终端。
作为响应,第一无线终端可接收来自第二无线终端的传输速率反馈(3708),并根据所确定的发射功率和收到的传输速率反馈来确定将用于数据话务信号的数据率(3710)。在一个示例中,速率调度可在图32的速率调度段3204期间执行。第一无线终端随后可在调度时段期间在所确定的发射功率(以及传输速率)下向第二无线终端传送数据话务信号(3712)。根据一些示例,发射功率可与信道增益成反比或与信道增益的平方根成反比。
可根据尝试使用通信信道的其他无线终端在该通信信道上的话务需求来变动或调整发射功率(3714)。这可涉及,例如,(a)调整将在一时间区间中使用的所确定的发射功率;(b)测量该时间区间中至第二无线终端的数据话务信号的总吞吐量;和/或(c)确定对将在后继时间区间中使用的所确定的发射功率的调整。在一个示例中,此类发射功率调整可涉及:(a)增大将在一时间区间中使用的所确定的发射功率;(b)确定该时间区间中至第二无线终端的数据话务信号的总吞吐量是否增大;和/或(c)如果确定该时间区间中至第二无线终端的数据话务信号的总吞吐量增大,则进一步增大后继时间区间中的所确定的发射功率;和/或(b)如果确定该时间区间中至第二无线终端的数据话务信号的总吞吐量减小,则减小后继时间区间中的所确定的发射功率。在另一个示例中,发射功率调整可涉及(a)减小将在一时间区间中使用的所确定的发射功率;(b)确定该时间区间中至第二无线终端的数据话务信号的总吞吐量是否增大;(c)如果确定该时间区间中至第二无线终端的数据话务信号的总吞吐量增大,则进一步减小后继时间区间中的所确定的发射功率;和/或(b)如果确定该时间区间中至第二无线终端的数据话务信号的总吞吐量减小,则增大后继时间区间中的所确定的发射功率。
通信信道可根据分散式链路调度方案在多个其他无线终端之间共享。第一无线终端可在通信信道上基于所确定的发射功率针对第一移动无线终端与第二无线终端之间的通信链路执行链路调度(3716)。
第一无线终端可例如根据如图33和34中所图解的发射机让步和/或接收机让步方案、和/或在图32的链路调度段3202期间执行链路调度。例如,第一无线终端可通过以下来执行链路调度:(a)接收来自相邻第三无线终端的话务请求响应信号,该话务请求响应信号以与第三无线终端通信的第四无线终端为目的地;和/或(b)根据来自第四无线终端的话务请求响应信号的收到功率以及第一移动无线终端的所确定的发射功率来确定是否传送导频信号和数据话务信号。此外,链路调度还可包括:(a)在传送数据话务信号之前在所确定的发射功率下向第二无线终端传送话务传输请求信号;和/或(b)接收来自第二无线终端的话务请求响应信号。
根据又一配置,第一移动无线终端中的电路可适配成获得第一(发射机)无线终端与第二(接收机)无线终端之间的对等通信信道的信道增益。相同电路、不同电路或者相同或不同电路中的第二段可适配成根据信道增益来确定发射功率。此外,相同电路、不同电路或者相同或不同电路中的第三段可适配成在与所确定的发射功率成比例的导频功率下传送导频信号。类似地,相同电路、不同电路或者第四段可适配成接收来自第二无线终端的传输速率反馈。相同或不同电路中的第五段可适配成根据所确定的发射功率和收到的传输速率反馈来确定将用于数据话务信号的数据率。在一些实现中,发射功率是可以可变地调整的。因此,相同或不同电路中的第六段可适配成:(a)调整将在一时间区间中使用的所确定的发射功率;(b)测量该时间区间中至第二无线终端的数据话务信号的总吞吐量;和/或(c)确定对将在后继时间区间中使用的所确定的发射功率的调整。相同或不同电路中的第七段可适配成在通信信道上基于所确定的发射功率和与第一无线终端同第二无线终端之间的通信链路相关联的优先级中的至少一者针对该通信链路执行链路调度。本领域的普通技术人员将认识到,一般而言,本公开中描述的处理中绝大多数可以用类似方式实现。(诸)电路或电路段中的任何哪个可单独或组合实现为具有一个或更多个处理器的集成电路的一部分。这些电路中的一个或更多个可以在集成电路、先进RISC机(ARM)处理器、数字信号处理器(DSP)、通用处理器等上实现。
图38是图解可配置成帮助第二(发射机)无线终端在对等通信链路上进行可变功率传输的第一(接收机)无线终端的框图。第一无线终端3802可包括发射机3806、接收机3808,这两者皆耦合到天线3810和处理电路3804。第一无线终端3802还可包括对等网络控制器3812,其被配置成通过天线3810建立和/或维护与其他无线终端的对等通信链路。在一个示例中,第一(接收机)无线终端可适配成基于从第二(发射机)无线终端接收到的发射功率和/或与第一和第二无线终端之间的通信链路相关联的链路优先级来执行链路调度(例如,如图33和34中所图解的)。
在一个示例中,对等网络控制器3812可耦合到传输速率计算器3816以基于由第二无线终端提供的经定标的发射功率来选择传输速率。所选传输速率随后被发送给第二(发射机)无线终端。第一(接收机)无线终端3802随后可在通信链路上接收来自第二无线终端的在经定标的发射功率和所选传输速率下的传输。任选地,无线终端3802还可包括广域网(WAN)控制器3814,其耦合到处理电路3804并被适配成经由天线3810或另一个天线与集中式管理的网络(例如,WAN)通信。
图39图解了在第一(接收机)无线终端中操作的用于可变功率对等网络中的控制信道协商的示例性方法。更具体地,此方法可提供用于对等网络中的控制信道速率选择的可变发射功率能力。一旦开始控制信道协商3900,可针对第一(接收机)无线终端与第二(发射机)无线终端之间的通信链路基于收到的经定标的发射功率和/或与该通信链路相关联的链路优先级来执行链路调度(3902)。例如,此类链路调度可根据如图33和34中所图解的发射机让步和/或接收机让步方案、和/或在图32的链路调度段3202期间执行。
第一(接收机)无线终端可接收来自第二(发射机)无线终端的导频信号,该导频信号的信号功率是第一无线终端与第二无线终端之间的通信链路的信道增益的函数(3904)。第一(接收机)无线终端随后可测量导频信号的信号强度并基于导频信号的收到信号强度来获得或选择通信信道上的可行传输速率(3906)。该传输速率随后被发送给第二无线终端(3908)。在一个示例中,传输速率可在图32的速率调度段3204期间确定。
第一(接收机)无线终端随后可在通信信道上接收来自第二(发射机)无线终端的在经定标的发射功率和所选传输速率下的传输(3910)。在一个示例性实施例中,经定标的发射功率不必为其预期接收机无线终端已知,且因此发射机无线终端可根据话务类型、QoS状况、或其他准则来变动其发射功率而不通知接收机。
在一些实现中,第一(接收机)无线终端可接收来自不同无线终端的多个导频信号,每个导频信号的功率等于其相应无线终端的发射功率(或与之成比例)。第一(接收机)无线终端可从所有收到导频信号测量信号强度,并基于这多个导频信号来计算或选择可行传输速率(针对其与第二无线终端的通信链路)。
根据又一配置,便携式(接收机)无线终端中的电路可适配成接收来自第二无线终端的导频信号,该导频信号的信号强度与经定标的发射功率成比例,其中该经定标的发射功率是该便携式无线终端与第二无线终端之间的通信信道的信道增益的函数。相同电路、不同电路或者相同或不同电路中的第二段可适配成获得收到导频信号的信号强度。相同电路、不同电路或者相同或不同电路中的第三段可适配成基于导频信号的收到信号强度来选择通信信道上的可行传输速率。相同电路、不同电路或者相同或不同电路中的第四段可适配成将所选传输速率发送给第二无线终端。相同电路、不同电路或者相同或不同电路中的第五段可适配成在通信信道上接收来自第二无线终端的在经定标的发射功率和所选传输速率下的通信。相同电路、不同电路或者相同或不同电路中的第六段可适配成:(a)接收来自相邻发射机无线终端的多个其他导频信号;(b)测量这多个导频信号中的每一个的信号强度;和/或(c)基于信号强度计算传输速率。相同电路、不同电路或者相同或不同电路中的第七段可适配成在通信信道上基于与来自第二无线终端的传输相关联的收到的经定标的发射功率和与该便携式无线终端同第二无线终端之间的通信链路相关联的链路优先级中的至少一者针对该通信链路执行链路调度。本领域的普通技术人员将认识到,一般而言,本公开中描述的处理中绝大多数可以用类似方式实现。(诸)电路或电路段中的任何哪个可单独或组合实现为具有一个或更多个处理器的集成电路的一部分。这些电路中的一个或更多个可以在集成电路、先进RISC机(ARM)处理器、数字信号处理器(DSP)、通用处理器等上实现。
在以上联合图32-39描述的示例性实施例中,提供了可变传输功率而对无线终端没有显著的附加控制信道开销和处理复杂度。在对等网络中使用可变传输功率的情况下,系统功率效率得以改善并且总吞吐量得以增强,藉此改善了用户体验。
尽管是在OFDM TDD系统的背景中描述的,但是各种实施例的方法和设备可应用于大范围的通信系统,包括很多非OFDM、很多非TDD系统、和/或很多非蜂窝系统。
在各种实施例中,这里描述的节点是使用一个或多个模块执行对应于一个或多个方法的步骤来实现的,这些步骤有例如生成信标信号、传送信标信号、接收信标信号、监控信标信号、从收到信标信号恢复信息、确定时基调整、实现时基调整、改变工作模式、发起通信会话等。在一些实施例中,各种特征可以使用模块来实现。此类模块可使用软件、硬件、或硬件与软件的组合来实现。上面描述的很多方法或方法步骤可以利用包括在诸如举例而言RAM、软盘等存储器设备的机器可读介质中的诸如软件的机器可执行指令来实现,以在有或没有其他硬件的情况下控制例如通用计算机的机器例如在一个或多个节点中实现上面描述的所有或部分方法。因此,各种实施例还尤其针对包括用于使例如处理器和相关联硬件等机器执行上面描述的方法的一个或多个步骤的机器可执行指令的机器可读介质。
鉴于上面的描述,上述的方法和装置的众多其他变形对本领域技术人员将是显然的。这些变形将被认为是落在范围中的。各种实施例的方法和装置可以并且在各种实施例中的确是与CDMA、正交频分复用(OFDM)、和/或各种其他类型的可用于提供接入节点与移动节点之间的无线通信链路的通信技术一起使用的。在一些实施例中,这些接入节点被实现为使用OFDM和/或CDMA来与移动节点建立通信链路的基站。在各种实施例中,移动节点被为实现为笔记本计算机、个人数据助理(PDA)、或其他包括用于实现各种实施例的方法的接收机/发射机电路和逻辑和/或例程的便携式设备。
附图1-44中图解的组件、步骤、和/或功能之中的一个或更多个可以被重新编排和/或组合成单个组件、步骤、或功能,或可以实施在若干组件、步骤、或功能中。也可以添加更多的元件、组件、步骤、和/或功能。图1、9、25、27、32、36、38、41和/或43中解说的装置、设备、和/或组件可被配置或适配成执行图2、3-8、10-24、26、28-31、33、34-35、37、39-40、42和/或44中描述的方法、特征、或步骤中的一个或更多个。本文中描述的算法可以在软件和/或嵌入式硬件中高效率地实现。
本领域技术人员将可进一步领会,结合本文中公开的配置描述的各种说明性逻辑框、模块、电路、和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件、或两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这种可互换性,各种解说性组件、块、模块、电路、和步骤在上文中以其功能性的形式进行了一般化描述。这样的功能性是实现成硬件还是软件取决于具体应用和加诸整体系统上的设计约束。
本文中描述的各种特征可以在不同系统中实现。例如,副通信接口可以在单个电路或模块中实现、在分别的电路或模块上实现、由一个或更多个处理器执行、由纳入在机器可读或计算机可读介质中的计算机可读指令执行、和/或实施在手持设备、移动计算机、和/或移动电话中。
应注意,以上配置仅是示例而不应被理解为限定权利要求。对这些配置的描述旨在说明而非限定所附权利要求的范围。由此,本发明的教导能现成地应用于其他类型的装置,并且许多替换、改动、和变形对于本领域技术人员将是明显的。
Claims (32)
1.一种在第一移动无线终端上操作的方法,包括:
获得所述第一移动无线终端与第二无线终端之间的对等通信信道的信道增益;
根据所述信道增益确定发射功率;
以所确定的发射功率向所述第二无线终端传送数据话务信号;
调整将在一时间区间中使用的所述所确定的发射功率;
测量所述时间区间中至所述第二无线终端的所述数据话务信号的总吞吐量;以及
确定对将在后继时间区间中使用的所述所确定的发射功率的调整,
其中所述方法还包括:增大将在所述时间区间中使用的所述所确定的发射功率;确定所述时间区间中至所述第二无线终端的所述数据话务信号的总吞吐量是否增大;如果确定所述时间区间中至所述第二无线终端的所述数据话务信号的总吞吐量增大,则进一步增大所述后继时间区间中的所述所确定的发射功率;以及如果确定所述时间区间中至所述第二无线终端的所述数据话务信号的总吞吐量减小,则减小所述后继时间区间中的所述所确定的发射功率,
或者其中所述方法还包括:减小将在所述时间区间中使用的所述所确定的发射功率;确定所述时间区间中至所述第二无线终端的所述数据话务信号的总吞吐量是否增大;如果确定所述时间区间中至所述第二无线终端的所述数据话务信号的总吞吐量增大,则进一步减小所述后继时间区间中的所述所确定的发射功率;以及如果确定所述时间区间中至所述第二无线终端的所述数据话务信号的总吞吐量减小,则增大所述后继时间区间中的所述所确定的发射功率。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
在传送所述数据话务信号之前,在与所述所确定的发射功率成比例的导频功率下传送导频信号;
接收来自所述第二无线终端的传输速率反馈;以及
根据所述所确定的发射功率和所述收到的传输速率反馈来确定将用于所述数据话务信号的数据率。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述信道增益是以至少100毫秒的时间间隔测得的所述信道增益的平均值。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
根据尝试使用所述通信信道的其他无线终端在所述通信信道上的话务需求来变动所述发射功率。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述所确定的发射功率与所述信道增益成反比。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述所确定的发射功率与所述信道增益的平方根成反比。
7.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述通信信道根据分散式链路调度方案在多个其他无线终端之间共享。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,还包括:
在所述通信信道上基于所述所确定的发射功率对所述第一移动无线终端与所述第二无线终端之间的通信链路执行链路调度。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,执行链路调度还包括:
接收来自相邻第三无线终端的话务请求响应信号,所述话务请求响应信号以与所述第三无线终端通信的第四无线终端为目的地;以及
根据来自所述第四无线终端的所述话务请求响应信号的收到功率以及所述第一移动无线终端的所述所确定的发射功率来确定是否传送所述导频信号和所述数据话务信号。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,还包括:
在传送所述数据话务信号之前,在所述所确定的发射功率下向所述第二无线终端传送话务传输请求信号;以及
接收来自所述第二无线终端的话务请求响应信号。
11.一种第一移动无线终端,包括:
具有可变功率的发射机;
接收机;以及
处理电路,其适配成通过所述发射机和接收机在对等通信信道上执行对等通信,所述处理电路被配置成:
获得所述第一移动无线终端与第二无线终端之间的所述对等通信信道的信道增益;
根据所述信道增益确定发射功率;
以所确定的发射功率向所述第二无线终端传送数据话务信号;
调整将在一时间区间中使用的所述所确定的发射功率;
测量所述时间区间中至所述第二无线终端的所述数据话务信号的总吞吐量;以及
确定对将在后继时间区间中使用的所述所确定的发射功率的调整,
其中所述处理电路还被配置成:增大将在所述时间区间中使用的所述所确定的发射功率;确定所述时间区间中至所述第二无线终端的所述数据话务信号的总吞吐量是否增大;如果确定所述时间区间中至所述第二无线终端的所述数据话务信号的总吞吐量增大,则进一步增大所述后继时间区间中的所述所确定的发射功率;以及如果确定所述时间区间中至所述第二无线终端的所述数据话务信号的总吞吐量减小,则减小所述后继时间区间中的所述所确定的发射功率,
或者其中所述处理电路还被配置成:减小将在所述时间区间中使用的所述所确定的发射功率;确定所述时间区间中至所述第二无线终端的所述数据话务信号的总吞吐量是否增大;如果确定所述时间区间中至所述第二无线终端的所述数据话务信号的总吞吐量增大,则进一步减小所述后继时间区间中的所述所确定的发射功率;以及如果确定所述时间区间中至所述第二无线终端的所述数据话务信号的总吞吐量减小,则增大所述后继时间区间中的所述所确定的发射功率。
12.如权利要求11所述的终端,其特征在于,所述处理电路还被配置成:
在传送所述数据话务信号之前,在与所述所确定的发射功率成比例的导频功率下传送导频信号;
接收来自所述第二无线终端的传输速率反馈;以及
根据所述所确定的发射功率和所述收到的传输速率反馈来确定将用于所述数据话务信号的数据率。
13.如权利要求11所述的终端,其特征在于,所述信道增益是以至少100毫秒的时间间隔测得的所述信道增益的平均值。
14.如权利要求11所述的终端,其特征在于,所述处理电路还被配置成:
根据尝试使用所述通信信道的其他无线终端在所述通信信道上的话务需求来变动所述发射功率。
15.如权利要求11所述的终端,其特征在于,所述第一移动无线终端的所述所确定的发射功率被定义为与所述信道增益成反比。
16.如权利要求11所述的终端,其特征在于,所述第一移动无线终端的所述所确定的发射功率被定义为所述信道增益的平方根的函数。
17.如权利要求12所述的终端,其特征在于,所述通信信道根据分散式链路调度方案在多个其他无线终端之间共享。
18.如权利要求17所述的终端,其特征在于,所述处理电路还被配置成:
在所述通信信道上基于所述所确定的发射功率和与所述第一移动无线终端同所述第二无线终端之间的通信链路相关联的优先级中的至少一者针对该通信链路执行链路调度。
19.如权利要求17所述的终端,其特征在于,所述处理电路还被配置成:
接收来自相邻第三无线终端的话务请求响应信号,所述话务请求响应信号以与所述第三无线终端通信的第四无线终端为目的地;以及
根据来自所述第四无线终端的所述话务请求响应信号的收到功率以及所述第一移动无线终端的所述所确定的发射功率来确定是否传送所述导频信号和所述数据话务信号。
20.如权利要求19所述的终端,其特征在于,所述处理电路还被配置成:
在传送所述数据话务信号之前,在所述所确定的发射功率下向所述第二无线终端传送话务传输请求信号;以及
接收来自所述第二无线终端的话务请求响应信号。
21.一种在第一移动无线终端上操作的单元,包括:
用于获得所述第一移动无线终端与第二无线终端之间的对等通信信道的信道增益的装置;
用于根据所述信道增益确定发射功率的装置;
用于以所确定的发射功率向所述第二无线终端传送数据话务信号的装置;
用于调整将在一时间区间中使用的所述所确定的发射功率的装置;
用于测量所述时间区间中至所述第二无线终端的所述数据话务信号的总吞吐量的装置;以及
用于确定对将在后继时间区间中使用的所述所确定的发射功率的调整的装置,
其中所述单元还包括:用于增大将在所述时间区间中使用的所述所确定的发射功率的装置;用于确定所述时间区间中至所述第二无线终端的所述数据话务信号的总吞吐量是否增大的装置;用于如果确定所述时间区间中至所述第二无线终端的所述数据话务信号的总吞吐量增大,则进一步增大所述后继时间区间中的所述所确定的发射功率的装置;以及用于如果确定所述时间区间中至所述第二无线终端的所述数据话务信号的总吞吐量减小,则减小所述后继时间区间中的所述所确定的发射功率的装置,
或者其中所述单元还包括:用于减小将在所述时间区间中使用的所述所确定的发射功率的装置;用于确定所述时间区间中至所述第二无线终端的所述数据话务信号的总吞吐量是否增大的装置;用于如果确定所述时间区间中至所述第二无线终端的所述数据话务信号的总吞吐量增大,则进一步减小所述后继时间区间中的所述所确定的发射功率的装置;以及用于如果确定所述时间区间中至所述第二无线终端的所述数据话务信号的总吞吐量减小,则增大所述后继时间区间中的所述所确定的发射功率的装置。
22.如权利要求21所述的单元,其特征在于,还包括:
用于在传送所述数据话务信号之前在与所述所确定的发射功率成比例的导频功率下传送导频信号的装置;
用于接收来自所述第二无线终端的传输速率反馈的装置;以及
用于根据所述所确定的发射功率和所述收到的传输速率反馈来确定将用于所述数据话务信号的数据率的装置。
23.如权利要求21所述的单元,其特征在于,还包括:
用于根据尝试使用所述通信信道的其他无线终端在所述通信信道上的话务需求来变动所述发射功率的装置。
24.如权利要求21所述的单元,其特征在于,所述所确定的发射功率与所述信道增益成反比。
25.如权利要求22所述的单元,其特征在于,还包括:
用于在所述通信信道上基于所述所确定的发射功率针对所述第一移动无线终端与所述第二无线终端之间的通信链路执行链路调度的装置。
26.如权利要求25所述的单元,其特征在于,执行链路调度还包括:
用于接收来自相邻第三无线终端的话务请求响应信号的装置,所述话务请求响应信号以与所述第三无线终端通信的第四无线终端为目的地;以及
用于根据来自所述第四无线终端的所述话务请求响应信号的收到功率以及所述第一移动无线终端的所述所确定的发射功率来确定是否传送所述导频信号和所述数据话务信号的装置。
27.如权利要求26所述的单元,其特征在于,还包括:
用于在传送所述数据话务信号之前在所述所确定的发射功率下向所述第二无线终端传送话务传输请求信号的装置;以及
用于接收来自所述第二无线终端的话务请求响应信号的装置。
28.一种用于帮助实现对第一移动无线终端的发射功率定标的电路,其中所述电路包括:
信道增益模块,用于获得所述第一移动无线终端与第二无线终端之间的对等通信信道的信道增益;
发射功率模块,用于根据所述信道增益确定发射功率;以及
可变功率和可变速率发射机,用于以所确定的发射功率向所述第二无线终端传送数据话务信号,
其中所述电路调整将在一时间区间中使用的所述所确定的发射功率,测量所述时间区间中至所述第二无线终端的所述数据话务信号的总吞吐量,确定对将在后继时间区间中使用的所述所确定的发射功率的调整,
其中所述电路增大将在所述时间区间中使用的所述所确定的发射功率;确定所述时间区间中至所述第二无线终端的所述数据话务信号的总吞吐量是否增大;如果确定所述时间区间中至所述第二无线终端的所述数据话务信号的总吞吐量增大,则进一步增大所述后继时间区间中的所述所确定的发射功率;以及如果确定所述时间区间中至所述第二无线终端的所述数据话务信号的总吞吐量减小,则减小所述后继时间区间中的所述所确定的发射功率,
或者其中所述电路减小将在所述时间区间中使用的所述所确定的发射功率;确定所述时间区间中至所述第二无线终端的所述数据话务信号的总吞吐量是否增大;如果确定所述时间区间中至所述第二无线终端的所述数据话务信号的总吞吐量增大,则进一步减小所述后继时间区间中的所述所确定的发射功率;以及如果确定所述时间区间中至所述第二无线终端的所述数据话务信号的总吞吐量减小,则增大所述后继时间区间中的所述所确定的发射功率。
29.如权利要求28所述的电路,其特征在于,
所述发射机在传送所述数据话务信号之前在与所述所确定的发射功率成比例的导频功率下传送导频信号;所述电路还包括:
接收机,用于接收来自所述第二无线终端的传输速率反馈;并且
其中所述电路根据所述所确定的发射功率和所述收到的传输速率反馈来确定将用于所述数据话务信号的数据率。
30.如权利要求29所述的电路,其特征在于,所述电路还适配成:
在所述通信信道上基于所述所确定的发射功率针对所述第一移动无线终端与所述第二无线终端之间的通信链路执行链路调度。
31.如权利要求30所述的电路,其特征在于,执行链路调度还包括:
接收来自相邻第三无线终端的话务请求响应信号,所述话务请求响应信号以与所述第三无线终端通信的第四无线终端为目的地;以及
根据来自所述第四无线终端的所述话务请求响应信号的收到功率以及所述第一移动无线终端的所述所确定的发射功率来确定是否传送所述导频信号和所述数据话务信号。
32.如权利要求31所述的电路,其特征在于,执行链路调度还包括:
在传送所述数据话务信号之前在所述所确定的发射功率下向所述第二无线终端传送话务传输请求信号;以及
接收来自所述第二无线终端的话务请求响应信号。
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