CN102027779A - 用于预先占用发现信道中的数据传输的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于预先占用发现信道中的数据传输的方法(300)。所述方法包括：扫描所述发现信道以检测在超帧的信标时隙(230)中传输的至少一个数据信标(S310)；确定是否检测到至少一个数据信标(S320)；以及如果检测到至少一个数据信标，则传输预先占用信标(S330)。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2008年4月9日提交的美国临时申请第61/043464号的权益。
技术领域
本发明总体涉及无线网络中设备的发现。
背景技术
60GHz是可以被用于高速率数据传输的未经许可的频带。已经开发了通信标准以提供用于在60GHz频带上传输成批数据传送和多媒体流传输的高速率无线个人区域网络(WPAN)。这些通信标准之一是EcmaInternational TC48(在下文中称为“Ecma”)。
图1示出了根据Ecma标准操作的WPAN 100的图示。WPAN 100包括N个设备110-1到110-N，其中设备110-X(其中X是大于或者等于1的整数)之间的范围多达10米。三种不同类型的设备可以在WPAN 100中操作。类型A的设备利用可控并且可训练天线而支持10米范围内的视频流传输以及WPAN应用。类型B的设备利用非可训练天线提供较短范围(1-3米)的点对点链路上的视频和数据应用。类型C的设备利用非可训练天线仅支持范围小于1米的点对点链路上的数据应用。每种设备类型以不同的速率传输数据并且使用不同的物理模式。所述物理模式定义传输模式(例如单载波块传输(SCBT)、单载波、OFDM等等)和调制模式(例如QAM、振幅移位键控(ASK)、BPSK等等)的组合。
设备110-X将信标发送给所有的相邻设备以交换诸如信道时间的保留或者同步时间之类的协调(coordination)信息。使用定向天线来传输信标以支持同时的连接。设备110-X在超帧中定义的信标周期(BP)内独特的信标时隙中发送信标。超帧是在基于分布式保留协议(DRP)的数据传输中利用的时序结构。
如图2A中所示，超帧200以信标周期250开始并且以数据周期220结束。超帧时序结构随时间周期性地出现。信标周期250的最大长度是根据信标时隙230的数目预先定义的。每个信标时隙的长度也是预先配置的。宣告的信标周期240中的信标时隙230被以零开始、依次编号。信标周期中的M个(其中M是大于1的整数)初始信标时隙被称作信令时隙210，并且被用于延长邻居的信标周期长度。在信标时隙230中发送的信标被称作数据信标，因为这些信标用于宣告基于DRP的数据传输。
在基于DRP的数据传输中，有源设备110-X传输数据信标并且收听由每个超帧200中该设备的信标周期长度指定的所有信标时隙230中的邻居的信标。当在信标时隙230中进行传输时，设备开始在信标时隙230的开始处在无线介质上传输帧。设备110-X根据设备110-X的物理模式以预先定义的速率传输数据信标。
超帧200典型地由类型A的设备和类型B的设备传输。类型C的设备使用图2B中图示的超帧结构260。超帧260涉及主-从周期，并且包括用于在主设备110-X和从设备110-Y(其中Y是大于或等于1的整数)之间交换数据的数据时间周期263和用于交换命令的时间周期262。由于在时间周期262期间需要设备110-X和110-Y两者都收听无线介质，因此对于用于预先占用(pre-empt)的信标周期来说是等效的。出于预先占用的目的，命令交换周期262的前几个部分被当作信令时隙261。
Ecma TC-48标准定义专用于发现设备的独特的信道(下文中称为“发现信道”)。使用超帧的数据业务与发现信标可以在发现信道中传输，并且在发现信道中共存。发现信标不是超帧的一部分(不是数据信标)，而是由各设备利用以发现WPAN 100中的其它设备。发现信标使用基于竞争的介质访问机制(CSMA/CA)来访问发现信道，其中设备110-X首先收听无线介质，并且如果所述无线介质是空闲的，则设备110-X发送其发现信标。
由于发现信道专用于发现设备，因此发现信标应当优先于基于DRP的传输。然而，在基于DRP的传输中，在发送数据之前，设备110-X不需要收听介质。由此，基于DRP的传输得到更高的优先权。
因此，这将是有利的：提供一种允许设备在发送发现信标之前预先占用现有的数据传输并且空出发现信道的鲁棒的预先占用的机制。
发明内容
本发明的特定实施例包括一种用于预先占用发现信道中的数据传输的方法。所述方法包括：扫描所述发现信道以检测在超帧的信标时隙中传输的至少一个数据信标；确定是否检测到至少一个数据信标；以及如果检测到至少一个数据信标，则传输预先占用信标。
本发明的特定实施例还包括在其上存储有计算机可执行代码的计算机可读介质，所述计算机可执行代码使得处理器执行预先占用发现信道中的数据传输的过程。所述过程包括：扫描所述发现信道以检测在超帧的信标时隙中传输的至少一个数据信标；确定是否检测到至少一个数据信标；以及如果检测到至少一个数据信标，则传输预先占用信标。
本发明的特定实施例还包括被连接到无线个人区域网络(WPAN)中并且能够预先占用发现信道中的数据传输的设备。所述设备包括：接收器，用于扫描所述发现信道以检测在超帧的信标时隙中传输的至少一个数据信标；确定单元，用于确定是否检测到至少一个数据信标；以及发送器，用于在检测到至少一个数据信标的情况下传输预先占用信标。
被视为本发明的主题在说明书的结尾处的权利要求书中被具体地指出并且明确地要求保护。本发明的上述和其它特征和优点将从结合附图的以下详细描述中显而易见。
附图说明
图1是WPAN的示意图；
图2A和图2B是超帧的示意图；
图3是描述根据本发明的实施例的用于预先占用发现信道中的数据传输的方法的流程图；
图4是图示根据本发明的实施例的发现信道中的发现信标传输的图示。
具体实施方式
注意到本发明所公开的实施例仅为这里的创新教导的许多有利的用途中的示例很重要的。一般而言，本申请的说明书中进行的陈述并不必然限制各个要求保护的发明中的任一个。此外，一些陈述可以应用于一些发明特征，而不可以应用于其它的发明特征。一般而言，除非另外指出，单个元件不失一般性地可以是多个元件，反之亦然。在附图中，相似的标号在几个视图中指相似的部分。
本发明的特定实施例提供一种用于预先占用发现信道中现有的数据传输的鲁棒的机制。数据是由不同类型的设备110-X使用各种物理模式(即，不同的传输和调制技术)传输的。所述物理模式是先验已知的。在发送发现信标之前，预先占用发现信道中的数据传输是重要的，因为当数据信标和发现信标在发现信道中同时存在时，由于介质访问机制“先听后发(listen-before-talk)”，数据帧和数据信标从发现信标夺走传输机会。这可以在设备的发现过程中导致明显的延迟或者故障。
图3示出了描述根据本发明的实施例而实施的用于预先占用发现信道中的数据传输的方法的示例和非限制流程图300。所述方法由意在在发现信道中发送发现信标的设备110-X执行。设备110-X的类型可以是类型A的设备、类型B的设备、以及类型C的设备，上面更详细地描述了它们中的每一个。
在S310处，设备110-X扫描信道以检测超帧200的信标时隙230中传输的数据信标。所述扫描是在至少一个超帧期间执行的，其中设备110-X尝试接收所有类型的数据信标、即可以由所有不同类型的设备110-Y传输的信标。在另一实施例中，设备110-X可以一次(即在一个超帧期间)尝试接收一个特定类型的数据信标。在S320处，执行检查以确定是否检测到至少一个数据信标，如果没有检测到数据信标，则执行进行到S340；否则，执行以S330继续。如上面提及的，数据信标包括对于数据传输的DRP保留的请求。在S330处，预先占用信标被生成并且在信令时隙210或261之一中发送。其中传输预先占用信标的信令时隙是从由所接收的数据信标指示的信令时隙中随机选择的。在另一实施例中，在由所接收的数据信标宣告的信标周期240期间在信标时隙230之一中传输预先占用信标。信标时隙210是在所有设备110-Y各自的信标周期期间所述所有设备110-Y收听的时隙。接收预先占用信标的设备110-Y暂停其在发现信道中的数据传输。
在S340处，设备110-X使用基于竞争的介质访问来在发现信道上传输发现信标。根据本发明的一个实施例，在传输发现信标之前，设备110-X感测信道以确定是否存在进行中的发现信标传输。
如图4中所图示的，如果检测到发现信标传输，则设备110-X在所检测的信标传输完成之后推迟时间周期410。然后，设备110-X计算随机后退时间(backofftime)420，用于在传输信标之前的额外的推迟时间。可以如下计算所述后退时间：
后退时间＝aSlotTime*RI
其中RI是在预先定义的时间间隔上从均匀分布中随机取得的数，aSlotTime是后退时隙425的持续时间。所有的后退时隙在推迟的时间周期410之后出现，在所述推迟的时间周期410期间介质被确定为是空闲的。如果对于特定的后退时隙的持续时间未检测到传输，则对后退时间进行计数的后退计时器的值递减aSlotTime的值。如果在后退时隙期间的任意时刻检测到任意传输，则不改变后退计时器。发现信标的传输在后退计时器达到零时开始。
在传输发现信标之后，设备110-X在从预先定义的时间间隔上的均匀分布中随机取得的时间周期内安排相同的发现信标的传输，直到接收到对于所传输的信标的响应为止。
上面的详细描述已经阐明了本发明可以采用的许多形式中的几个。意在上面的详细描述被理解为本发明可以采取的所选择的形式的例示，而不是理解为对于本发明的定义的限制。仅权利要求书(包括所有的等效物)意在限定本发明的范围。
最优选地，将本发明的原理实施为硬件、固件和软件的组合。此外，所述软件优选地被实施为确实包含在程序存储单元或者计算机可读介质上的应用程序。所述应用程序可被上载到包括任何合适结构的机器，并由其执行。优选地，所述机器在具有诸如一个或多个中央处理单元(“CPU”)、存储器、以及输入/输出接口之类的硬件的计算机平台上被实施。所述计算机平台也可包括操作系统和微指令代码。这里所描述的各种处理和功能可以是可由CPU执行的微指令代码的部分、或应用程序的部分、或它们的任意组合，无论这样的计算机或者处理器是否被明确示出。另外，诸如附加数据存储单元和打印单元之类的各种其它的外设单元可以与计算机平台连接。
Claims (15)
1.一种用于预先占用发现信道中的数据传输的方法(300)，所述方法包括：
扫描所述发现信道以检测在超帧的信标时隙(230)中传输的至少一个数据信标(S310)；
确定是否检测到至少一个数据信标(S320)；以及
如果检测到至少一个数据信标，则传输预先占用信标(S330)。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：
如果未检测到至少一个数据信标，则传输发现信标(S340)。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述发现信标是在随机选择的周期期间使用基于竞争的介质访问来传输的。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述发现信道的扫描是在至少一个超帧(200)期间执行的。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个数据信标能够由可至少根据Ecma标准操作的任意类型的设备传输。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述预先占用信标通知所有在所述发现信道上传输数据的设备空出所述发现信道而不进行数据传输。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述预先占用信标是在所述超帧(200，260)中的信令时隙(210，261)期间传输的，所述信令时隙是从由所接收的数据信标指示的多个信令时隙中随机选择的。
8.如权利要求6所述的方法，其中，所述预先占用信标是在所述超帧(200)中的宣告的信标周期(240)期间传输的，所述信标周期是由所接收的数据信标宣告的。
9.如权利要求6所述的方法，其中，所述预先占用信标是在超帧(260)中的命令交换周期(262)期间传输的，所述命令交换周期(262)是由所接收的数据信标宣告的。
10.如权利要求8所述的方法，其中，所述预先占用信标是在所述宣告的信标周期(240)期间使用用于传输信标的介质访问来传输的。
11.如权利要求9所述的方法，其中，所述预先占用信标是在所述命令交换周期(262)期间使用用于传输信标的介质访问来传输的。
12.一种在其上存储有计算机可执行代码的计算机可读介质，所述计算机可执行代码使得计算机执行预先占用发现信道中的数据传输的过程，所述过程包括：
扫描所述发现信道以检测在超帧的信标时隙(230)中传输的至少一个数据信标(S310)；
确定是否检测到至少一个数据信标(S320)；以及
如果检测到至少一个数据信标，则传输预先占用信标(S330)。
13.一种被连接到无线个人区域网络(WPAN)(100)中并且能够预先占用发现信道中的数据传输的设备(110-X)，所述设备包括：
接收器，用于扫描所述发现信道以检测在超帧(200)的信标时隙(230)中传输的至少一个数据信标；
确定单元，用于确定是否检测到至少一个数据信标(S320)；以及
发送器，用于在检测到至少一个数据信标的情况下传输预先占用信标。
14.如权利要求13所述的设备，其中，所述发送器还在未检测到至少一个数据信标的情况下传输发现信标，所述发现信标是在随机选择的周期期间使用基于竞争的介质访问来传输的。
15.如权利要求13所述的设备，其中，所述设备是类型A的设备、类型B的设备以及类型C的设备之一，所述类型A的设备、所述类型B的设备以及所述类型C的设备中的每一个可至少根据Ecma标准操作。
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