CN102104876A - 用于动态资源分配的技术 - Google Patents

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Abstract

公开在无线通信网络、如无线个人区域网(WPAN)中动态分配通信资源的技术。例如，无线通信装置可获得资源分配。这种资源分配包括无线通信介质内的时隙(例如，TDMA时隙)。装置确定它打算在其中传送数据的时隙的第一部分。另外，无线通信装置放弃在时隙的第一部分之后出现的时隙的第二部分。根据这种放弃，中央控制器装置可重新分配时隙的第二部分。

Description

用于动态资源分配的技术
技术领域
本发明涉及通信领域，更具体来说，涉及用于动态资源分配的技术。
背景技术
无线通信能力越来越多地集成到便携装置中，便携装置包括膝上型计算机、手持装置(例如个人数字助理(PDA))和移动电话。这类能力的集成可为用户提供任何位置和任何时间到信息资源的连通性。
许多通信系统包括管理可用网络带宽的中央控制器装置。例如，无线个人区域网(WPAN)可包括微微网控制器装置(PNC)，它为多个无线通信装置(DEV)分配资源。这类WPAN可工作在各种频率。例如，如无线吉比特联盟(WiGig)之类的组织促进WPAN的发展，在WPAN中，装置在60千兆赫(GHz)频率范围交换毫米波信号。这类信号可以非常高的速率来传送数据。因此，这些网络可支持高数据速率(HDR)应用，例如高清晰电视(HDTV)。
时分多址(TDMA)是一种用于共享介质网络的资源分配技术。TDMA通过将时间周期(例如超帧)分为多个时隙来允许多个装置共享频率信道。例如，可向多个装置分配对应的(非重叠)时隙以传送数据。因此，多个装置可发送相互没有冲突(干扰)的传输。
装置可具有时变资源需要。例如，某些应用(诸如压缩视频、电话等等)产生具有可变比特率(VBR)的业务量。常规资源分配技术可将资源分配给装置，使得该装置的最大资源需要始终可得到满足。然而，这种方式很浪费。这是因为对于大多数时间，装置的变化的资源需要大大低于它的已分配量。
发明内容
按照本发明的一个方面，提供一种方法，包括：
为无线通信装置获得资源分配，所述资源分配包括无线通信介质内的时隙；
确定所述时隙的第一部分，所述第一部分用于所述无线通信装置传送数据；以及
放弃所述时隙的第二部分，其中所述时隙的所述第二部分在所述时隙的所述第一部分之后出现。
按照本发明的另一方面，提供一种方法，包括：
向远程装置准予资源分配，所述资源分配包括无线通信介质内的时隙；
接收来自所述远程装置的通知，所述通知指示所述远程装置的所述时隙内的第一部分；
重新分配时隙的第二部分，其中所述第二部分在所述第一部分之后出现。
按照本发明的另一方面，提供一种设备，包括：
与远程装置交换无线信号的收发器；
存储可用数据的传输缓冲器，所述可用数据供所述收发器模块进行传输；
控制模块，其中所述控制模块确定用于传送所述可用数据的已分配时隙的第一部分，并且放弃所述时隙的第二部分，其中所述时隙的所述第二部分在所述时隙的所述第一部分之后出现。
按照本发明的另一方面，一种包含机器可访问介质的产品，所述介质上存储了指令，所述指令在由机器执行时，使所述机器：
为无线通信装置获得资源分配，所述资源分配包括无线通信介质内的时隙；
确定所述时隙的第一部分，所述第一部分用于所述无线通信装置传送数据；以及
放弃所述时隙的第二部分，其中所述时隙的所述第二部分在所述时隙的所述第一部分之后出现。
附图说明
附图中，相似的参考标号一般表示相同、功能上相似和/或结构上相似的单元。单元第一次出现所在的附图通过参考标号中最左边的数字来指示。将参照附图来描述本发明，其中：
图1是示范操作环境的简图；
图2是示范时间分配的简图；
图3是示出具有早期通知的动态时隙分配的技术的简图；
图4A-4E是示出多个装置之间的交互的简图；
图5是逻辑流程图；以及
图6是一个示范实现的简图。
具体实施方式
实施例提供用于无线网络中的动态资源分配的技术。例如，无线通信装置可获得资源分配。这种资源分配包括无线通信介质内的时隙(例如，TDMA时隙)。装置确定它打算在其中传送数据的时隙的第一部分。另外，无线通信装置放弃在时隙的第一部分之后出现的时隙的第二部分。根据这种放弃，中央控制器装置可重新分配时隙的第二部分。
本说明书全文中提到“一个实施例”或“实施例”表示结合该实施例所述的具体特征、结构或特性包含在至少一个实施例中。因此，短语“在一个实施例中”或“在实施例中”在本说明书全文中的各种位置的出现不一定都指的是同一个实施例。此外，具体特征、结构或特性可按照任何适当方式组合在一个或多个实施例中。
图1是其中可采用本文所述技术的示范操作环境100的简图。如图1所示，这个环境包括中央控制器装置102和多个装置(DEV)104a-b。这些单元均可通过硬件和/或软件的任何组合来实现。
中央控制器装置102为DEV 104a-b提供移动通信能力。例如，中央控制器装置102可作为集线器来工作，通过它，DEV 102a-b可相互通信。另外，中央控制器装置102可为DEV 102a-b提供对分组网络(例如因特网)的访问。因此，图1示出耦合到这种分组网络110的中央控制器装置102。
此外，中央控制器装置102可控制对无线通信资源(例如一个或多个频率信道或频带)的访问。例如，中央控制器装置102可根据TDMA分配方案来控制时隙的分配。这可涉及中央控制器装置102接收来自DEV 104a-b的资源请求，并且准予TDMA帧格式内的对应时隙。
DEV 104a-b均可实现为各种类型的装置。示范装置包括移动电话、智能电话、无线个人数字助理(PDA)、移动因特网装置(MID)、笔记本计算机、上网本、网络台式机(nettop)等等。实施例并不局限于这些示例。
DEV 104a-b(以及中央控制器装置102)可相互进行无线通信。这类通信可通过直接链路或者通过中央控制器装置102进行。因此，图1的装置可形成WPAN，其中中央控制器装置102作为PNC来工作。这类通信涉及可在各种频率范围的无线信号的交换。例如，在实施例中，这些信号是在60GHz频率范围的毫米波信号。
装置104a-b中的每一个与中央控制器装置102关联。此外，装置104a-b和中央控制器装置102均可具有定向天线(例如波束成形)能力。因此，图1的装置可被训练成相互之间使用定向信号传输和信号接收。
当采用更高频率(例如60GHz)时，出现更大的信号传播损耗。因此，这类定向天线特征可有利地处理这些损耗，并且实现用于以非常高的数据速率(例如，以大于每秒1千兆比特的速率)传送数据的实质无线通信范围。因此，实施例可交换与高数据速率应用对应的数据，例如未压缩的HDTV(以及其它应用)。
在实施例中，由图1中的装置进行的传输各基于称作超帧的重复模式。图2是示出一种示范超帧格式的简图。具体来说，图2示出一种帧格式，它包括连续的超帧202n和202n+1。
这种超帧格式按照为装置分配时隙以发送其传输的TDMA资源分配方案来提供无线传输。可响应各个装置请求而分配这些时隙。例如，图2示出在超帧202n中传送的时间分配请求204。这个请求从装置传送给中央控制器装置。例如，在图1的上下文中，请求204可从DEV 104a或DEV 104b发送给中央控制器装置102。
在接收到这个请求时，中央控制器装置可将对应的时隙分配给请求装置。具体来说，图2示出超帧202n+1中所分配的时隙206。在这个时隙期间，请求装置可发送其传输。在实施例中，这个分配可在中央控制器装置传送的信标中指示。但是，实施例可采用其它指示技术。
TDMA的一个缺点在于，它在分配时隙时可能是缓慢的。更具体来说，请求分配(或者要改变现有分配)的装置可能必须等待大约一个超帧。例如，图2示出在请求206与对应的分配208之间发生的延迟208。因此，TDMA分配可能是低效的。
虽然常规TDMA对于需要恒定比特率(CBR)数据传输的装置可能是令人满意的，但是对于可变比特率(VBR)应用常常是不够好的。例如，VBR应用，这类应用采用压缩比特流，没有为传送装置提供与可用于它的已分配时隙中每个的数据量有关的先验知识。
如上所述，一种为装置保证足够传输容量的方式涉及中央控制器装置(例如，PNC)提供最大分配。具体来说，这种最大分配为装置提供足够大的时隙，足以使装置传送它所能的最大可能数量的比特。遗憾的是，装置通常仅使用这种最大分配时隙的一部分(例如，一半或1/10)。因此，这种方式浪费可由其它装置使用的带宽。这类其它装置可包括没有预先分配的时隙、但有时需要传送数据的装置。
为装置保证足够传输容量的另一种方式涉及将最大分配时隙分为若干较小的微时隙。在这种方式中，VBR装置在每个微时隙结束时停止，并且要求中央控制装置继续使用下一个微时隙。可执行这个过程，直至装置的所有可用数据(例如，它的所有缓冲数据)已经被发送。但是，对于这种方式，所涉及的装置(例如，PNC、VBR装置以及请求分配的任何其它装置)遗憾地涉及冗长的握手。此外，这种握手需要在相对较短的时间量中得到解决。因此，这种方式可能是复杂的、耗费功率的、并且对于手持装置是不容许的。
实施例可通过涉及具有早期通知的动态分配的方式来提供足够的传输容量。图3是示出这种方式的一个示例的简图。具体来说，这个简图示出时隙302，它被分配给第一无线通信装置(DEV1)。这个时隙由中央控制器装置(例如PNC)来分配。
各种间隔(或部分)存在于时隙302内。例如，图3示出由DEV1发送的通知304。通知304指示DEV1打算进行传送的时隙302的一部分以及DEV1已经放弃的时隙302的一部分。
在实施例中，通知304可包括各种信息。例如，通知304可包括时间间隔的持续时间(它在通知304结束时开始)，在该时间间隔期间DEV1打算传送数据。在图3中，框305示出由中央控制器装置接收通知部分304。
如本文所述，无线通信装置可保留其时隙的一部分，以便传送它的可用数据。例如，图3示出DEV1用于传送数据的第一传输部分306。
图3示出准予308跟随在第一传输部分306之后。准予308(它由中央控制器装置传送)指示要如何分配时隙302的其余部分。例如，在图3中，准予308指示向第二无线通信装置(DEV2)分配了时隙302的其余部分。因此，图3示出DEV2用于传送数据的第二传输部分310(例如，时隙302的其余部分)。
备选地，可更早传送准予308。例如，当采用定向天线方向图(例如，波束成形方向图)时，中央控制器装置可在DEV1正传送第一传输部分306的同时将准予308发送给DEV2。这是因为这类波束成形方向图可允许准予308不干扰第一传输部分306。这可有利地引起中央控制器装置的功率节省。
图4A-4E是示出多个装置之间的交互的示范序列的简图。这些装置包括PNC和四个其它无线通信装置(示为DEV1-DEV4)。另外，这些简图示出示范定向天线方向图。
图4A示出其中未占用的装置DEV1和DEV2正收听PNC的稳态。另外，图4A示出这些装置采用的定向天线方向图。例如，DEV1和DEV2分别具有接收天线方向图402和404。这些方向图朝着PNC定向。另外，PNC具有接收天线方向图406，它偏离DEV1和DEV2，并且指向另一个装置(未示出)。
图4B-E示出在分配给DEV1的时隙期间的不同交互。例如，图4B示出DEV1具有定向到PNC的发送/接收天线方向图408。同样，PNC具有朝着DEV1定向的发送/接收天线方向图410。通过这些方向图，DEV1将通知450发送给PNC。如本文所述，这个通知指示DEV1打算用于数据传输的已分配时隙的一部分。另外，图4B示出DEV2具有朝着PNC定向的接收天线方向图412。
在图4C中，DEV1被示为将数据传输452发送给DEV2。因此，图4C示出DEV1具有朝着DEV2定向的发送/接收天线方向图414。同样，图4C示出DEV2具有朝着DEV1定向的接收天线方向图416。
在这种数据传输之后，图4D示出PNC将准予消息454发送给DEV3。这个准予消息将DEV1的时隙的其余部分分配给DEV3。因此，图4D还示出PNC具有朝着DEV3定向的发送天线方向图418，并且DEV3具有定向到PNC的接收天线方向图420。
根据准予消息454，图4E示出DEV3将数据传输456发送给DEV4。此外，图4E示出DEV3具有朝着DEV4定向的发送天线方向图422，并且DEV4具有朝着DEV3定向的接收天线方向图424。
可参照以下附图和所附示例进一步描述用于实施例的操作。一部分附图可包括逻辑流程。虽然本文所提供的这类附图可包括具体逻辑流程，但是可以理解，该逻辑流程只提供关于可如何实现本文所述的一般功能性的一个示例。另外，给定的逻辑流程不一定必须按照所提供的顺序来执行，除非另加说明。此外，给定的逻辑流程可通过硬件单元、由处理器执行的软件单元或者它们的任何组合来实现。实施例并不局限于这个上下文。
图5示出可表示由本文所述的一个或多个实施例所执行的操作的示范逻辑流程500。在无线通信装置(例如，DEV)和中央控制器装置(例如，PNC)的上下文中描述图5的逻辑流程。因此，这个流程可在图1-4E的上下文中使用。但是，实施例并不局限于这些上下文。另外，虽然图5示出具体序列，但是可采用其它序列。此外，所示操作可按照各种并行和/或顺序组合来执行。
在框502，无线通信装置从中央控制器装置获得资源分配。这种资源分配可包括无线通信介质内的时隙(例如，TDMA时隙)。在实施例中，框502可包括无线通信装置(例如，DEV1)通过向中央控制器装置(PNC)发送请求消息来获得资源分配。作为响应，中央控制器装置发送广播传输，它包括可由VBR业务量使用的所有装置(例如DEV1和DEV2)的资源分配时隙以及因此供其它装置(例如DEV3和DEV4)使用剩余未使用部分的候选者。这个传输可以是信标。但是，实施例可采用其它形式的广播和/或点对点传输。
当这种候选分配时隙(302)到达时，各装置(例如DEV3和DEV4)的定向天线定向到PNC，以便准备获得允许使用时隙的剩余时间或者再用时隙的任何部分的准予。
在框504，在时隙开始时，PNC的定向天线定向到作为时隙的拥有者的装置(DEV1)(图4B)。然后，装置(DEV1)将其天线定向到PNC，并且向PNC发送通知，通知包含该装置在当前时隙中将要使用的持续时间。这可涉及例如无线通信装置确定它在传输缓冲器(例如，编码器输出缓冲器)中具有的数据量。
在框508，无线通信装置放弃其资源分配的第二部分(剩余部分)。时隙的这个第二部分在时隙的第一部分之后出现。
在接收到放弃(例如，通知消息)时，在框510，中央控制器装置重新分配资源分配的第二部分。这可涉及向一个或多个其它无线通信装置(例如，其它DEV)准予第二部分。备选地，这可涉及中央控制器装置保留资源分配的第二部分供它自己使用(例如，用于它自己的数据传输)。
中央控制器装置可将各种技术用于重新分配第二部分。例如，在实施例中，中央控制器装置可采用请求其它无线通信装置是否具有要传送的数据的轮询机制。如果是，则中央控制器装置向这种装置发送准予。在接收到这个准予时，无线通信装置可在时隙的第二部分内传送其数据。
图6是实现600的简图，实现600可包含在如DEV(例如，DEV104a和104b)之类的无线通信装置和/或中央控制器装置(例如，中央控制器装置102)中。实现600可包括各种单元。例如，图6示出实现600包括多个天线602a-c、收发器模块604、主机模块606、控制模块608和传输缓冲器611。这些单元可通过硬件、软件或者它们的任何组合来实现。
天线602a-c提供与远程装置之间的无线信号的交换。虽然示出三个天线，但是可采用任何数量的天线。另外，实施例可采用一个或多个发送天线和一个或多个接收天线。这类多天线布置可用于波束成形和/或与远程装置之间的多个空间流的使用。
收发器模块604提供与其它装置之间的信息交换。如图6所示，收发器模块604包括发送器部分610和接收器部分612。在操作期间，收发器模块604提供天线602a-c与诸如主机模块606、控制模块608和传输缓冲器611之类的其它单元之间的接口。例如，发送器部分610接收来自这类单元的符号，并且生成对应的信号以便通过天线602a-c中的一个或多个进行无线传输。这可涉及诸如调制、放大和/或滤波之类的操作。但是，可采用其它操作。
相反，接收器部分612获得由天线602a-c中的一个或多个所接收的信号，并且生成对应的符号。又可将这些符号提供给诸如主机模块606和控制模块608之类的单元。符号的这种生成可涉及包括(但不限于)解调、放大和/或滤波的操作。
收发器模块604所生成和接收的信号可采取各种格式。例如，这些信号可按照正交频分复用(OFDM)方案来调制。但是，可采用其它方案和格式(例如，QPSK、BPSK、FSK等等)。
要提供这类特征，发送器部分610和接收器部分612各可包括各种组件，诸如调制器、解调器、放大器、滤波器、上变频器和/或下变频器。这类组件可通过硬件(例如电子器件)、软件或者它们的任何组合来实现。
在收发器模块604与其它单元之间交换的符号可形成与一个或多个协议和/或与一个或多个用户应用关联的消息或信息。因此，这些单元可执行与这种(这类)协议和/或一个或多个用户应用对应的操作。示范协议包括(但不限于)各种媒体访问控制和发现协议。示范用户应用包括电话、消息传递、电子邮件、万维网浏览、内容(例如，视频和音频)分发/接收、等等。
此外，在传送信号时，收发器模块604可采用各种接入技术。例如，收发器模块604可按照TDMA技术来操作。但是，实施例并不局限于这类技术。
在实施例中，控制模块608可执行本文所述的各种操作。例如，控制模块608可生成、接收和处理各种资源分配消息，如本文所述。这类消息可包括资源分配请求、分配指示(例如在信标中传达)、通知消息和准予消息。此外、控制模块608可确定传输缓冲器611中的可用数据量。
传输缓冲器611存储准备用于无线传输的数据。这种数据可以是与一个或多个应用(例如，VBR应用)关联的编码和/或压缩数据。在实施例中，传输缓冲器611包括存储介质(例如，存储器)。另外，传输缓冲器611可设置为先进先出(FIFO)缓冲器。
主机模块606可与收发器模块604交换符号(例如，通过传输缓冲器611)，这些符号对应于与远程装置交换的无线信号。这些符号可形成与一个或多个协议和/或一个或多个用户应用关联的消息或信息。因此，主机模块606可执行与这种(这类)协议和/或一个或多个用户应用对应的操作。示范协议包括各种媒体访问、网络、传输和/或会话层协议。示范用户应用包括电话、消息传递、电子邮件、万维网浏览、内容(例如，视频和音频)分发/接收、等等。
如本文所述，各种实施例可使用硬件单元、软件单元或者它们的任何组合来实现。硬件单元的示例可包括处理器、微处理器、电路、电路元件(例如，晶体管、电阻器、电容器、电感器、等等)、集成电路、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑装置(PLD)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、逻辑门、寄存器、半导体器件、芯片、微芯片、芯片组、等等。
软件的示例可包括软件组件、程序、应用、计算机程序、应用程序、系统程序、机器程序、操作系统软件、中间件、固件、软件模块、例程、子例程、函数、方法、过程、软件接口、应用程序接口(API)、指令集、计算代码、计算机代码、代码段、计算机代码段、字、值、符号或者它们的任何组合。
一些实施例可例如使用机器可读的存储介质或产品来实现。存储介质可存储指令或指令集，指令或指令集在由机器执行时，可使该机器执行根据实施例的方法和/或操作。这种机器可包括例如任何适当的处理平台、计算平台、计算装置、处理装置、计算系统、处理系统、计算机、处理器、等等，并且可使用硬件和/或软件的任何适当组合来实现。
存储介质或产品可包括例如任何适当类型的存储器单元、存储器装置、存储器产品、存储器介质、存储装置、存储产品、存储介质和/或存储单元，例如存储器、可移动或不可移动介质、可擦除或不可擦除介质、可写或可重写介质、数字或模拟介质、硬盘、软盘、压缩盘只读存储器(CD-ROM)、可记录压缩盘(CD-R)、可重写压缩盘(CD-RW)、光盘、磁介质、磁光介质、可移动存储卡或盘、各种类型的数字通用盘(DVD)、磁带、盒式磁带、等等。指令可包括诸如源代码、编译代码、解释代码、可执行代码、静态代码、动态代码、加密代码等等的任何适当类型的代码，使用任何适当的高级、低级、面向对象的、可视的、编译的和/或解释的编程语言来实现。
虽然以上描述了本发明的各种实施例，但是应当理解，它们仅作为举例来提供，而不是要进行限制。例如，本文所述的技术并不局限于WPAN。
因此，相关领域的技术人员会清楚地知道，可以对本发明进行形式和细节的各种变更，而没有背离本发明的精神和范围。因此，本发明的广度和范围不应当受到上述示范实施例中的任一个限制，而是应当仅根据以下权利要求及其等效物来定义。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
为无线通信装置获得资源分配，所述资源分配包括无线通信介质内的时隙；
确定所述时隙的第一部分，所述第一部分用于所述无线通信装置传送数据；以及
放弃所述时隙的第二部分，其中所述时隙的所述第二部分在所述时隙的所述第一部分之后出现。
2.如权利要求1所述的方法，其中，确定所述时隙的所述第一部分包括确定所述无线通信装置所存储的可用传输数据的量。
3.如权利要求1所述的方法：
其中，放弃所述时隙的其余部分包括将通知消息发送给远程装置；以及
其中，所述通知消息在所述时隙的所述第一部分之前。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述通知消息包括与所述时隙的所述第一部分对应的持续时间。
5.如权利要求1所述的方法，其中，获得所述资源分配包括：
向远程装置发送请求；以及
接收来自所述远程装置的信标传输。
6.如权利要求1所述的方法，其中，所述时隙在时分多址(TDMA)帧内。
7.一种方法，包括：
向远程装置准予资源分配，所述资源分配包括无线通信介质内的时隙；
接收来自所述远程装置的通知，所述通知指示所述远程装置的所述时隙内的第一部分；
重新分配时隙的第二部分，其中所述第二部分在所述第一部分之后出现。
8.如权利要求7所述的方法，其中，重新分配所述时隙的所述第二部分包括将所述时隙的所述第二部分指配给另一个远程装置。
9.如权利要求8所述的方法，其中，按照轮询协议将所述时隙的所述第二部分指配给所述另一个远程装置。
10.如权利要求7所述的方法，其中，重新分配所述时隙的所述第二部分包括由中央控制器装置保留所述第二部分。
11.如权利要求7所述的方法，还包括：接收来自所述远程装置的对于所述资源分配的请求。
12.如权利要求7所述的方法，其中，所述时隙在时分多址(TDMA)帧内。
13.一种设备，包括：
与远程装置交换无线信号的收发器；
存储可用数据的传输缓冲器，所述可用数据供所述收发器模块进行传输；
控制模块，其中所述控制模块确定用于传送所述可用数据的已分配时隙的第一部分，并且放弃所述时隙的第二部分，其中所述时隙的所述第二部分在所述时隙的所述第一部分之后出现。
14.如权利要求13所述的设备，其中，所述控制模块：
生成对于所述已分配时隙的请求；以及
接收由远程中央控制器装置始发的所述已分配时隙的分配。
15.如权利要求13所述的设备，其中，所述已分配时隙在时分多址(TDMA)帧内。
16.如权利要求13所述的装置，还包括：提供定向波束成形的一个或多个天线。
17.如权利要求13所述的设备，其中，所述无线信号是毫米波信号。
18.如权利要求13所述的设备，其中，所述可用数据与可变比特率(VBR)应用关联。
19.一种包含机器可访问介质的产品，所述介质上存储了指令，所述指令在由机器执行时，使所述机器：
为无线通信装置获得资源分配，所述资源分配包括无线通信介质内的时隙；
确定所述时隙的第一部分，所述第一部分用于所述无线通信装置传送数据；以及
放弃所述时隙的第二部分，其中所述时隙的所述第二部分在所述时隙的所述第一部分之后出现。
20.如权利要求19所述的产品，其中，所述时隙在时分多址(TDMA)帧内。
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