CN102113371A - 组共享的分布式预留协议 - Google Patents
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Abstract
一种用于在无线网络中建立组共享的分布式预留的方法（400）。所述方法包括：收集有关无线网络中的设备的分布式预留可用性的信息（S410）；基于所收集的信息来选择要包括在组共享的分布式预留中的一组共享设备（S420）；将预留请求发送到该组共享设备中的每个设备（S430）；以及更新该组共享设备以仅包括接受预留请求的设备（S460），由此建立介质访问时隙的组共享的分布式预留。
Description
本申请要求2008年7月28日提交的美国临时申请第61/084071号的权益。
技术领域
本申请总地涉及块传输技术。
背景技术
被定义为无线介质（WiMedia）介质访问控制（MAC）规范的一部分的分布式预留协议（DRP）提供用于在基于WiMedia的无线网络中连接的设备之间的并行通信的机制。为此目的，设备在传输数据之前分配时隙，其也被称为介质访问时隙（MAS）。DRP允许定义一组用于建立、修改、维持、释放、以及终止MAS单播以及多播预留的规则。单播预留包括预留所有者以及预留目标，而多播预留由单个预留所有者以及多个预留目标组成。所有的目标具有多播地址，并且预留所有者同时将业务发送给其所有目标。
在某些情况下，从源设备发送到目的地设备的数据业务在数据到达目的地设备之前穿过一个或者更多个中间链路。例如在图1中示出的无线网络100中，来自源设备110-1的业务被经由链路（跳）120-12发送到转发设备110-2，并且被经由链路120-23发送到目的地设备110-3。当源设备不能直接达到目的地设备时，或者当在源设备与目的地设备之间的直接链路上仅支持低数据速率时，需要多跳传输。
对于这种多跳传输，DRP为每个链路预留MAS，同时限制数据帧以及可以为传输服务的MAS的大小。结果是，对于多跳通信的每跳，在每个MAS的结束处存在至少一个空闲周期。如图2中所图示的，为链路120-12预留MAS 200-N（其中N是整数），并且为120-23链路预留MAS 200-(N+1)。另外，在MAS 200-N与200-(N+1)之间存在空闲周期210，因为数据帧传输不跨过MAS的边界，即预留块。DRP管理：在转发设备110-2处接收的数据帧应当在向目的地设备110-3传输数据之前等待MAS 200-(N+1)开始。这显著地增加了源设备与目的地设备之间的端到端等待时间。
因此，提供一种用于减少基于WiMedia的无线网络中多跳传输的等待时间的机制将是有利的。
发明内容
本发明的特定实施例包括一种用于在无线网络中建立组共享的分布式预留的方法。该方法包括：收集有关无线网络中的设备的分布式预留可用性的信息；基于所收集的信息来选择要包括在组共享的分布式预留中的一组共享设备；将预留请求发送到该组共享设备中的每个设备；以及更新该组共享设备以仅包括接受预留请求的设备，由此建立介质访问时隙的组共享的分布式预留。
本发明的特定实施例还包括一种用于无线网络中介质访问控制（MAC）层转发的方法。该方法包括：收集有关源设备与其相邻设备之间的每个无线链路的链路质量信息；收集有关所述相邻设备的分布式预留可用性的信息；基于所收集的信息来选择一组设备以参与MAC层转发；建立介质访问时隙的组共享的分布式预留，其中组共享的分布式预留包括被选择来参与MAC层转发的设备。
本发明的特定实施例还包括一种形成用于经由无线网络进行传输的组共享的分布式预留协议信息元素（GSDRP-IE）的帧结构的设备，其中GSDRP-IE包括：元素ID字段，其具有指示GSDRP-IE是组共享的分布式预留的信息元素的预定义值；控制字段，包括流索引以及分布式预留可用性信息元素（IE）请求；多个地址字段，其包括GSDRP-IE指向的设备的地址；以及长度字段，其指定控制字段以及地址字段的大小。
被视为本发明的主题在本说明书结尾处的权利要求书中被特别指出并且明显地要求保护。本发明的上面和其它的特征和优点将从结合附图进行的以下的详细描述中清楚明白。
附图说明
图1是无线网络的示意图。
图2是图示用于多跳通信的MAS预留的图。
图3是根据本发明实施例解释的组共享的DRP信息元素的示意图。
图4是图示根据本发明的实施例实现的预留协商过程的流程图。
图5是图示用于使用GSDRP的多跳通信的MAS预留的过程的图。
图6是图示使用GSDRP执行的快速MAC层转发过程的图。
图7是描述根据本发明的实施例实现的快速MAC层转发过程的流程图。
具体实施方式
重要的是：注意本发明公开的实施例仅为这里的创新性教导的许多有利用途的实例。通常，本申请的说明书中进行的陈述不需要限制各个所要求保护的发明中的任一个。此外，某些陈述可以适用于某些发明特征，而不适用于其它发明特征。通常，除非另外指出，不失一般性地，单数的元件可以是复数，并且反之亦然。在附图中，遍布若干视图，相似的标号指代相似的部件。
根据本发明的特定实施例公开了包括信息元素以及预留规则的组共享的分布式预留协议（DRP）。组共享的DRP可以被用于减少无线网络、特别是基于WiMedia的无线网络中的端到端等待时间。更具体地，这里公开的组共享的DRP可以适合于减少基于WiMedia的无线网络中的多跳传输的等待时间。
组共享的DRP的基础是根据本发明的原理解释的信息元素（IE）（在下文中称为“GSDRP-IE”）。如图3中所示，GSDRP-IE 300包括：元素ID字段310，其具有指示GSDRP-IE 300是组共享的DRP的信息元素的预定义值；长度字段320；控制字段330；M个设备地址字段（统称为340），用于包括GSDRP-IE 300被发送到的设备的地址。长度字段320指定大小，即控制字段330以及地址字段340的字节数。控制字段330包含控制信息，其包括但不限于流索引以及DRP可用性IE请求。流索引被用于唯一地指示GSDRP-IE 300服务的业务流。DRP可用性信息元素（IE）请求指示设备是否应当利用它们的DRP可用性IE答复。在本发明的一个实施例中，DRP可用性IE请求的值可以是表格1中列出的值之一。
图4示出了图示根据本发明的实施例实现的预留协商过程的非限制性以及示例流程图400。该协商过程的目的是为两个设备之间的数据传输预留MAS。可以在此过程中利用两个不同的信息元素：GSDRP-IE（例如GSDRP-IE 300）以及在DRP规范的当前版本中定义的标准DRP-IE。在S410，发起设备收集要包括在组共享的DRP预留中的一个或者更多个设备的DRP可用性。为此目的，将GSDRP-IE发送到这样的设备：在所述设备中，取决于可用性请求来自在地址字段340中指定的设备还是来自发起设备的相邻设备，（控制字段330中的）DRP可用性IE请求被设置为值“01”或者“10”中的任一个。接收可用性请求的设备利用指示设备是否可以预留MAS的其DRP可用性IE向发起设备回应。
在S420，发起设备基于所收集的可用性信息选择要包括在组共享的DRP预留中的一组设备。所选择的设备的地址在新建立的GSDRP-IE中指定。在S430，新建立的GSDRP-IE与标准DRP-IE一起被发送到组中的所有设备。GSDRP-IE以及DRP-IE对于它们各自的流索引子字段包括相同的值，所述流索引子字段是IE的控制字段的一部分。
在S440，接收DRP-IE以及GSDRP-IE的每个设备检查是否两个IE都有效。该检查可以包括是否两个IE具有相同的流索引值以及是否GSDRP-IE包括接收设备地址。如果这两个检查都产生肯定的答案，则在S450接收设备利用指示预留请求被拒绝还是被接受的DRP-IE进行回应。如果预留请求不与其他现有的预留冲突，则接收设备准许该预留；否则，接收设备拒绝该预留。具体地，当预留被准许时，接收设备通过发送回具有与在所接收的DRP-IE中的预留状态相同的预留状态的DRP-IE来指示预留的接受。通过在预留状态中指定预留未被建立来指示被拒绝的预留。
如果在S440执行的检查之一得到否定的答案，则在S445接收设备拒绝预留。在S460，从设备发送的所有DRP-IE答复在发起设备处接收，并且该组被更新以仅包括接受预留请求的设备。
应当了解：通过建立组共享的DRP预留，允许在设备之间传输数据、而没有任何空闲周期，并且在单个MAS期间可以发送更多的数据帧。返回参照图2中示出的实例，本发明可以被用于通过建立包括转发设备110-2和目的地设备110-3的DRP预留的共享组来减少等待时间，其中源设备110-1是发起设备。如图5所示，在MAS 200-N以及200-(N+1)期间可以发送三个数据帧，其中在帧传输之间不需要空闲周期。另外，在转发设备110-2处接收的帧不等待MAS 200-(N+1)的开始来向目的地设备110-3传输数据。
上面描述的协商过程仅为被提供作为根据本发明的特定实施例公开的用于执行用于一组设备的DRP预留的过程的一部分的一个过程。其它过程可以包括但不限于：修改和终止组共享的DRP预留。
为了终止组共享的DRP预留，预留所有者（即发起设备）移除或者停止向该组中的设备发送DRP-IE和GSDRP-IE。结果是，该组中的所有设备停止发送它们对应的DRP-IE。
根据本发明的特定实施例，可以修改标准DRP预留以及现有的组共享的DRP预留。具体地，单播/多播DRP预留的预留所有者可以将该预留修改为组共享的DRP预留。这是通过基于设备的可用性来选择设备以加入现有的DRP预留来执行的。然后，预留所有者发送具有与用于DRP预留的DRP-IE的流索引字段的值相同的流索引字段的值的GSDRP-IE。所选择的设备被包括在GSDRP-IE的地址字段（例如字段340）中。每个接收GSDRP-IE和DRP-IE的设备可以使用上面详细描述的过程来接受或者拒绝加入现有的DRP预留的请求。
预留所有者也可以通过改变被分配有预留的该组设备而修改DRP预留（即，预留的MAS）。为此目标，预留所有者首先确定要包括在所修改的组中的设备。然后，对应的GSDRP-IE中的地址字段（例如字段340）被修改以指定仅新的组中的设备的地址。从该组中移除的设备停止发送不再与所建立的预留相关联的对应的DRP-IE。被新添加到GSDRP-IE中的设备通过在利用其DRP-IE进行回应时设置接受状态来加入所建立的预留。只有在预留不与其它现有的预留冲突的情况下才发送接受状态；否则，设备通过在回应的DRP-IE中设置拒绝状态来拒绝所建立的预留。
根据本发明的另一个实施例，组共享的DRP可以被用于实现快速的MAC层转发过程。如在图6中图示的，此过程允许组中的转发设备在单个MAS中一个接着一个地转发数据帧，并且还在相同的MAS中传输多个数据帧。
图7示出了描述根据本发明的实施例实现的快速MAC层转发过程的示例性和非限制性流程图700。
在S710，源设备请求有关与其相邻设备的无线链路的链路质量信息。在S720，源设备请求其相邻设备发送如上所述的它们的DRP可用性。在S730，基于链路质量信息以及设备的DRP可用性，源设备选择一组设备来参与快速MAC层转发。在S740，源设备发起新的组共享的DRP预留或者修改其自身与其目标设备之间的现有的预留或者通过使用所选择的该组设备。当预留被建立或者被成功修改时，预留的MAS可以被用于快速的MAC层转发。
这里描述的组共享的DRP预留方法和信息元素可以在包括但不限于以下的通信系统中实现：基于UWB的无线个人区域网络（PAN）、基于WiMedia的无线网络、或者任何时分多路访问（TDMA）或者基于超帧的无线网络。
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说明，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，将本发明的原理实现为硬件、固件和软件的组合。此外，所述软件优选地被实现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传到包括任何合适架构的机器，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现。所述计算机平台也可以包括操作系统和微指令代码。这里所描述的各种过程和功能可以是可由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，无论这种计算机或者处理器是否被明确示出。另外，诸如附加的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. 一种用于在无线网络中建立组共享的分布式预留的方法（400），所述方法包括：
收集有关无线网络中的设备的分布式预留可用性的信息（S410）；
基于所收集的信息来选择要包括在组共享的分布式预留中的一组共享设备（S420）；
将预留请求发送到该组共享设备中的每个设备（S430）；以及
更新该组共享设备以仅包括接受预留请求的设备（S460），由此建立介质访问时隙的组共享的分布式预留。
2. 如权利要求1所述的方法，其中收集有关设备的分布式可用性的信息包括：将组共享的分布式预留协议信息元素（GSDRP-IE）（300）发送到网络中的设备。
3. 如权利要求2所述的方法，其中GSDRP-IE至少包括：元素ID字段（310），其具有指示GSDRP-IE是组共享的分布式预留的信息元素的预定义值；控制字段（330），其包括流索引以及分布式预留可用性信息元素（IE）请求；多个地址字段（340），其包括GSDRP-IE被发送到的设备的地址；以及长度字段（320），其指定GSDRP-IE的大小。
4. 如权利要求3所述的方法，其中选择该组共享设备包括：建立新的GSDRP-IE以包括每个所选择的设备的地址。
5. 如权利要求4所述的方法，其中发送预留请求包括：将新的GSDRP-IE以及DRP-IE发送到组共享的设备中的每个设备。
6. 如权利要求5所述的方法，其中接收GSDRP-IE以及DRP-IE的每个设备执行：
检查新的GSDRP-IE以及DRP-IE是否有效（S440）；以及
用指示预留请求被拒绝还是被接受的DRP-IE来进行回应（S450）。
7. 如权利要求1所述的方法，还包括终止组共享的分布式预留。
8. 如权利要求1所述的方法，还包括修改组共享的分布式预留。
9. 如权利要求1所述的方法，其中所述无线网络至少是基于WiMedia的网络。
10. 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导致处理器执行在无线网络中建立组共享的分布式预留的过程，所述过程包括：
收集有关无线网络中的设备的分布式预留可用性的信息（S410）；
基于所收集的信息来选择要包括在组共享的分布式预留中的一组共享设备（S420）；
将预留请求发送到该组共享设备中的每个设备（S430）；以及
更新该组共享设备以仅包括接受预留请求的设备（S460），由此建立介质访问时隙的组共享的分布式预留。
11. 一种用于无线网络中介质访问控制（MAC）层转发的方法（700），所述方法包括：
收集有关源设备与源设备的相邻设备之间的每个无线链路的链路质量信息（S710）；
收集有关所述相邻设备的分布式预留可用性的信息（S720）；
基于所收集的信息来选择一组设备以参与MAC层转发（S730）；
建立介质访问时隙的组共享的分布式预留（S740），其中组共享的分布式预留包括被选择来参与MAC层转发的设备。
12. 如权利要求11所述的方法，还包括修改现有的组共享的分布式预留以包括所选择的设备。
13. 如权利要求11所述的方法，其中MAC层转发允许在单个介质访问时隙期间将多个数据帧从源设备通过一个或者更多个转发设备传输到目的地设备，其中源设备、目的地设备、以及一个或者更多个转发设备处于组共享的分布式预留中。
14. 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在被执行时导致处理器执行无线网络中介质访问控制（MAC）层转发的过程，所述过程包括：
收集有关源设备与源设备的相邻设备之间的每个无线链路的链路质量信息（S710）；
收集有关所述相邻设备的分布式预留可用性的信息（S720）；
基于所收集的信息来选择一组设备以参与MAC层转发（S730）；
建立介质访问时隙的组共享的分布式预留，其中组共享的分布式预留包括被选择来参与MAC层转发的设备（S740）。
15. 一种形成用于经由无线网络进行传输的组共享的分布式预留协议信息元素（GSDRP-IE）（300）的帧结构的设备，其中GSDRP-IE包括：
元素ID字段（310），其具有指示GSDRP-IE是组共享的分布式预留的信息元素的预定义值；
控制字段（330），其包括流索引以及分布式预留可用性信息元素（IE）请求；
多个地址字段（340），其包括GSDRP-IE指向的设备的地址；以及
长度字段（320），其指定控制字段以及地址字段的大小。
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