CN102595515A - 用于无线通信网络中的调度的方法、设备和系统 - Google Patents

Abstract

本发明名称为用于无线网络中的调度的方法、设备和系统，涉及用于调度无线网络处的服务周期的装置、系统和方法。无线网络的无线网络控制器可设置服务周期的开始时间。开始时间不小于由无线网络控制器传送包含服务周期调度信息的信息元素之后的预定义时间。

Description

用于无线通信网络中的调度的方法、设备和系统

技术领域

本发明涉及用于无线通信网络中的调度的方法、设备和系统。

背景技术

无线个人区域网络(WPAN)是用于在一个人附近的计算装置(例如，诸如电话和个人数字助理之类的个人装置)之间进行通信的网络。WPAN的可达范围可以为数米。WPAN可用于个人装置本身之间的人与人之间的通信，或者用于经由上行链路连接到较高级网络、例如因特网。

毫米波WPAN和/或mmWave网络可允许极高的数据速率(例如2千兆位/秒(Gbps)以上)应用，例如高速因特网访问、流播内容下载(例如视频点播、高清电视(HDTV)、家庭影院等)、实时流播以及用于线缆替代、无线显示、sink and go等等的无线数据总线。

一些mmWave WPAN可包括个人基本服务集(PBSS)。PBSS可包括多个站(STA)。STA可以是具有多频带能力的STA和/或60GHzSTA。mmWave WPAN还可允许STA之一作为PBSS控制点(PCP)进行操作。PBSS使装置能够经由两个站之间的直接链路直接相互配合工作。PCP能够为直接通信的站指配和调度服务周期(SP)。

发明内容

本发明的第一方面在于一种调度无线网络中的服务周期的方法，所述方法包括：由无线网络控制器来设置所述无线网络处的服务周期的开始时间，其中所述开始时间不小于在由所述无线网络控制器传送包含所述服务周期调度信息的信息元素之后的预定义时间。

本发明的第二方面在于一种调度无线网络中的服务周期的无线网络控制器，所述控制器包括：媒体访问控制(MAC)处理器，用于设置所述无线网络中的个人基本服务集(PBSS)处的服务周期的开始时间，其中所述开始时间不小于在传送包含所述服务周期调度信息的信息元素之后的预定义时间。

本发明的第三方面在于一种无线通信系统，包括：用于调度服务周期的个人基本服务集(PBSS)控制点(PCP)，所述PCP包括：媒体访问控制(MAC)处理器，用于设置个人基本服务集(PBSS)处的服务周期的开始时间，其中所述开始时间不小于在传送包含所述服务周期调度信息的信息元素之后的预定义时间。

本发明的第四方面在于一种媒体访问控制(MAC)处理器，包括：计算机可读存储介质，其上存储了指令，所述指令在运行时引起：由无线网络控制器来设置无线网络处的服务周期的开始时间，其中所述开始时间不小于在由所述无线网络控制器传送包含所述服务周期调度信息的信息元素之后的预定义时间。

附图说明

在本申请的结束部分具体指出看作是本发明的主题并且明确要求其权益。但是，通过结合附图参照以下详细描述，可关于本发明的操作的组织和方法及其目的、特征和优点透彻地理解本发明，附图包括：

图1是按照本发明的示范实施例的无线通信网络的示意图；

图2是根据本发明的示范实施例的时间线的示意图；

图3是按照本发明的示范实施例的无线通信网络的站的示意图；以及

图4是按照本发明的示范实施例、调度服务周期的方法的流程图。

将会理解，为了说明的简洁和清晰，图中所示的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚起见，一部分元件的尺寸可能相对于其它元件经过放大。此外，在认为适当的情况下，参考标号可在附图中重复，以指示对应元件或相似元件。

具体实施方式

在以下详细描述中，提出大量特定细节，以便提供对本发明的透彻理解。但是，本领域的技术人员会理解，即使没有这些特定细节也可实施本发明。在其它情况下，没有详细描述众所周知的方法、过程、组件和电路，以免影响对本发明的理解。

以下详细描述的一些部分根据对计算机存储器中的数据位或二进制数字信号的操作的算法和符号表示来提供。这些算法描述和表示可以是数据处理领域的技术人员用于向本领域的其它技术人员传达其工作的内容的技术。

除非另加明确说明，否则从以下论述中显然的是，可以认为在本申请通篇，利用诸如“处理”、“计算”、“确定”之类的术语的论述表示计算机或计算系统或者类似的电子计算装置的动作和/或过程，其中所述计算机或计算系统或者类似的电子计算装置操纵表示为计算系统的寄存器和/或存储器中的物理量(例如电子量)的数据和/或将其转换为类似地表示为计算系统的存储器、寄存器或者其它这种信息存储装置或传输装置中的物理量的其它数据。本文所使用的不定冠词定义为一个或者多于一个。本文所使用的术语“多个”定义为两个或者多于两个。本文所使用的术语“其它”定义为至少第二个或更多。本文所使用的术语“包括”和/或“具有”定义为“非限制性地包括”。本文所使用的术语“耦合”定义为在操作上采取例如机械地、电子地、数字地、直接地、通过软件、通过硬件等任何预期形式连接。

本文所使用的术语“PBSS控制点(PCP)”定义为作为mmWave网络的控制点进行操作的站(STA)。

本文所使用的术语“访问点(AP)”定义为具有站(STA)功能性并且经由用于相关联STA的无线介质(WM)来提供对分发服务的访问的任何实体。

本文所使用的术语“无线网络控制器”定义为作为无线网络的PCP和/或AP进行操作的站。

本文所使用的术语“定向频带(DBand)”定义为其中信道起始频率高于45GHz的任何频带。

本文所使用的术语“DBand STA”定义为其无线电发射器在处于Dband之内的信道上进行操作的STA。

本文所使用的术语“个人基本服务集(PBSS)”定义为形成自组自备式网络(ad hoc self-contained network)、在Dband中进行操作、包括一个PBSS控制点(PCP)并且其中不存在对分发系统(DS)的访问但可选地存在PBSS内转发服务的基本服务集(BSS)。

本文所使用的术语“调度服务周期(SP)”由服务质量(QoS)AP或PCP来调度。所调度SP可在需要时以固定时间间隔开始。

本文所使用的术语“业务”和/或“业务流”定义为诸如站(STA)之类的无线装置之间的数据流(data flow)和/或流。本文所使用的术语“会话”定义为已经建立直接物理链路(例如不包括转发)的一对站中保持或存储的状态信息；状态信息可描述或定义会话。

本文所使用的术语“无线装置”包括例如能够进行无线通信的装置、能够进行无线通信的通信装置、能够进行无线通信的通信站、能够进行无线通信的便携式装置或非便携式装置等等。在一些实施例中，无线装置可以是或者可包括与计算机集成的外围装置或者可以是或者可包括附连到计算机的外围装置。在一些实施例中，术语“无线装置”可以可选地包括无线服务。

本发明的实施例可提供用于调度mmWave网络中的服务周期的装置、系统和方法。例如，mmWave网络的PCP能够设置服务周期的开始时间，其中开始时间不小于传送PCP包含服务周期调度信息的信息元素之后的预定义时间或者在不小于该预定义时间开始，但是本发明的范围并不局限于这些示例。

应当理解，本发明可在各种应用中使用。虽然本发明并不局限于这个方面，但是，本文所公开的电路和技术可在诸如无线电系统的站之类的许多设备中使用。预计包含在本发明的范围之内的站仅作为举例包括WLAN站、WPAN等等。

预计落入本发明的范围之内的WPAN站的类型包括但是并不局限于能够作为多频带站进行操作的站、能够作为PCP进行操作的站、能够作为AP进行操作的站、能够作为DBand站进行操作的站、移动台、访问点、用于接收和传送扩展频谱信号(例如诸如跳频扩展频谱(FHSS)、直接序列扩展频谱(DSSS)、补码键控(CCK)、正交频分复用(OFDM)等等的站。

一些实施例可与各种装置和系统结合使用，各种装置和系统例如是视频装置、音频装置、音频视频(A/V)装置、机顶盒(STB)、蓝光盘(BD)播放器、BD记录器、数字视频盘(DVD)播放器、高清(HD)DVD播放器、DVD记录器、HD DVD记录器、个人视频记录器(PVR)、广播HD接收器、视频源、音频源、视频接收机(video sink)、音频接收机、立体声调谐器、广播无线电接收器、显示器、平板显示器、个人媒体播放器(PMP)、数字摄像机(DVC)、数字音频播放器、扬声器、音频接收器、音频放大器、数据源、数据接收机、数字照相机(DSC)、个人计算机(PC)、台式计算机、移动计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、平板计算机、服务器计算机、手持计算机、手持装置、个人数字助理(PDA)装置、手持PDA装置、板上装置、板外装置、混合装置、车载装置、非车载装置、移动装置或便携式装置、消费装置、非移动装置或非便携式装置、无线通信站、无线通信装置、无线AP、有线路由器或无线路由器、有线调制解调器或无线调制解调器、有线网络或无线网络、无线区域网络、无线视频区域网络(WVAN)、局域网(LAN)、WLAN、PAN、WPAN、按照现有WirelessHD^TM和/或无线吉比特联盟(WGA)规范和/或其未来版本及衍生进行操作的装置和/或网络，和/或按照现有IEEE 802.11(IEEE 802.11-19992007：Wireless LANMedium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications)标准和修正版(“IEEE 802.11标准”)、IEEE 802.16标准和/或其未来版本和/或衍生进行操作的装置和/或网络、作为上述网络的一部分的单元和/或装置、单向无线电通信系统和/或双向无线电通信系统、蜂窝无线电电话通信系统、无线显示(WiDi)装置、蜂窝电话、无线电话、个人通信系统(PCS)装置、结合了无线通信装置的PDA装置、移动全球定位系统(GPS)装置或便携式全球定位系统(GPS)装置、结合了GPS接收器或收发器或芯片的装置、结合了RFID元件或芯片的装置、多输入多输出(MIMO)收发器或装置、单输入多输出(SIMO)收发器或装置、多输入单输出(MISO)收发器或装置、具有一个或多个内部天线和/或外部天线的装置、数字视频广播(DVB)装置或系统、多标准无线电装置或系统、有线手持装置或无线手持装置(例如黑莓、Palm Treo)、无线应用协议(WAP)装置等等。

一些实施例可与一种或多种类型的无线通信信号和/或系统结合使用，例如射频(RF)、红外线(IR)、频分复用(FDM)、正交FDM(OFDM)、时分复用(TDM)、时分多址(TDMA)、扩展TDMA(E-TDMA)、通用分组无线业务(GPRS)、扩展GPRS、码分多址(CDMA)、宽带CDMA(WCDMA)、CDMA 2000、单载波CDMA、多载波CDMA、多载波调制(MDM)、离散多音(DMT)、

全球定位系统(GPS)、Wi-Fi、Wi-Max、ZigBee^TM、超宽带(UWB)、全球移动通信系统(GSM)、2G、2.5G、3G、3.5G、增强GSM演进数据速率(EDGE)等等。在各种其它装置、系统和/或网络中可使用其它实施例。

一些实施例可与适当的有限范围或短程无线通信网络结合使用，例如“微微网(piconets)”(比如无线区域网络、WVAN、WPAN等等)。

图1是按照本发明的示范实施例的无线通信网络100的示意图。例如，无线通信网络100可按照由IEEE 802 802.11任务组ad(Tgad)所制订的标准和/或按照WGA规范和/或按照IEEE 802.15.3c标准和/或按照WirelessHD^TM规范和/或ECMA-387标准等等进行操作。

虽然本发明的范围并不局限于此，但是无线通信网络100可包括站110、无线网络控制器120和站130。按照这个示例实施例，站110可以能够作为源DBand站进行操作，站130能够作为目标DBand站进行操作，但是本发明的范围并不局限于这个方面。可包括其它无线电单元或不同数量的无线电单元。

在操作中，如果需要，则无线网络控制器120可以是PCP和/或AP。无线网络控制器120可调度源DBand站110和目标DBand站130的服务周期(SP)。例如，如果需要，则所调度SP可以是伪静态SP和非伪静态SP。伪静态SP可以是其位置和持续时间重复许多次(无限次)而没有变化并且没有站的干预的SP，但是本发明的范围并不局限于这个方面。

按照这个示范实施例，当调度非伪静态SP或改变现有伪静态SP的开始时间(所述现有伪静态SP以非PCP/非AP STA作为该SP的目标DBand STA(例如STA 130)130)或者源DBand STA(例如STA 110)时，无线网络控制器120可将SP的开始时间设置为不小于包含这个SP的最后调度信息元素由无线网络控制器120(例如PCP或AP)传送之后的预定时间或者在不小于该预定时间开始，但是本发明的范围并不局限于这个方面。

图2是根据本发明的示范实施例的时间线的示意图。时间线200可包括通知时间210和数据传输时间240。按照这个示例实施例，在通知时间210，无线网络控制器120(例如PCP/AP)可调度数据到站110和120其中之一的传递。可设置从传递的调度起到分配给站的SP250的开始时间的预定时间230。

例如，预定时间230可定义为最小分配传递时间，并且在需要时可设置为300微秒。可使用其它时间周期。在需要时，源DBand STA110和/或目标DBand STA 130可将最小分配传递时间用于剖析信息元素。

信息元素的剖析是时间敏感的，因此元素在所传送帧中的位置可预测是极为合乎需要的。按照本发明的一个示范实施例，可作为帧(例如通知帧)的第一信息元素放置该信息元素，如下表1所示。

表1-通知帧

按照这个示例，“类别”字段可设置为DBand的类别。“动作”字段可设置为对应于“通知”的值。“扩展调度”元素可提供每个时间分配的信息。例如，对于每个分配，扩展调度元素可提供波束形成控制、源和目标站的标识(ID)、块的数量、开始时间等等。在通知帧中可包含任何数量的信息元素，但是本发明的范围并不局限于这个方面。

首先来看图3，示出按照本发明的示范实施例的无线通信网络的站(STA)的示意图。按照本发明的实施例，站300可以是能够作为例如以下各项进行操作的无线通信装置：访问点、微微网控制器(PNC)、站、多频带站、DBand站、启动器、应答器等等。

按照本发明的一些示范实施例，站300可包括例如无线电单元110。该无线电单元110可在操作上耦合到两个或更多天线。例如，无线电单元110可在操作上耦合到天线360和362。无线电单元110可包括至少接收器(RX)312、发射器(TX)314和波束形成(BF)控制器316，但是本发明的范围并不局限于这个方面。

此外，按照本发明的一些实施例，无线电单元310可在Dband(例如60GHz频带)上进行操作。站300还可包括MAC处理器340和存储器350。在需要时，MAC处理器340可按照IEEE 802.11TAGad和/或IEEE 802.15.3c和/或WirelessHD^TM和/或ECMA-387和/或ISO/IEC13156：2009和/或Bluethooth^TM和/或WGA规范来操作MAC协议。

存储器350可包括下列项中的一个或多个：易失性存储器、非易失性存储器、可拆卸或不可拆卸存储器、可擦除或不可擦除存储器、可写或可改写存储器等等。例如，存储器350可包括一个或多个随机存取存储器(RAM)、动态RAM(DRAM)、双倍数据速率DRAM(DDR-DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、静态RAM(SRAM)、只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、可擦可编程ROM(EPROM)、电可擦可编程ROM(EEPROM)、致密盘ROM(CD-ROM)、可记录致密盘(CD-R)、可改写致密盘(CD-RW)、闪速存储器(例如NOR或NAND闪速存储器)、内容可寻址存储器(CAM)、聚合物存储器、相变存储器、铁电存储器、硅氧化氮氧化硅(SONOS)存储器、盘、软盘、硬驱动器、光盘、磁盘、卡、磁卡、光卡、磁带、盒式磁带等等。

在一些示范实施例中，天线360和362可包括例如相控阵天线、内部和/或外部RF天线、偶极天线、单极天线、全向天线、端馈电天线、圆极化天线、微带天线、分集天线或者适合传送和/或接收无线通信信号、块、帧、传输流、分组、消息和/或数据的其它类型的天线，但是本发明的范围并不局限于这些示例。

在本发明的一些示范实施例中，在需要时，BF控制器316可包括多输入多输出(MIMO)控制器和/或波束形成器处理器。

按照本发明的实施例，站300可作为无线网络控制器进行操作，以便调度或设置无线网络(例如PBSS 100)中的服务周期(SP)。MAC处理器340可调度或设置PBSS 100中的SP的开始时间。例如，开始时间可以是不小于传送包含服务周期调度信息或者作为服务周期调度信息的信息元素之后的预定义时间或者可在不小于该预定义时间开始。在需要时，MAC处理器340可以能够改变现有伪静态SP的开始时间，所述现有伪静态SP以非PCP站作为该SP的目标DBand站(例如目标DBand STA 130)和/或源DBand站(例如源DBand STA 110)。

按照本发明的一个示范实施例，发射器312可在操作上耦合到能够传送非伪静态服务周期调度信息的天线阵列(例如天线360、362)。

图4是按照本发明的示范实施例、调度服务周期的方法的流程图。例如，在需要时，该方法可由MAC处理器(例如MAC处理器240)根据存储器250中存储的指令来运行。

调度无线网络中的SP的方法可通过无线网络控制器(例如PCP或AP)来设置无线网络(例如网络100)处的SP的开始时间，其中开始时间不小于由无线网络控制器传送包含服务周期调度信息的信息元素之后的预定义时间或者在不小于该预定义时间开始。

如果调度周期是非伪静态SP(菱形框410)，调度方法可开始，以及如果所调度伪静态SP参数中的至少一个参数已经改变(菱形框420)，则该方法可通过下列操作继续进行：改变以非PCP站作为源DBand站的现有伪静态SP的开始时间，和/或改变现有伪静态SP的开始时间(该现有伪静态SP以非PCP站作为该服务周期的目标DBand站)(文本框430)。在需要时，该方法可通过向至少一个站(例如STA 110和/或120)传送静态SP调度信息(文本框440)来结束。

按照本发明的实施例，DBand可以是高于45GHz的任何频带，并且预定义时间可以是300微秒，但是本发明的范围并不局限于这个示例。

本发明的实施例可包括诸如计算机或处理器非暂时可读介质或者计算机或处理器非暂时存储介质之类的产品，例如对例如计算机可执行指令等指令进行编码、包含所述指令或存储所述指令的存储器、盘驱动器或者USB闪速存储器，其中所述指令在由处理器或控制器运行时执行本文所公开的方法。

在具体实施例的上下文中描述了按照本发明的实现。这些实施例意在是说明性的，而不是进行限制。许多变更、修改、添加和改进是可能的。相应地，可提供本文中描述为单个实例的组件的多个实例。各种组件、操作和数据存储之间的界限是有些随机的，并且在特定说明性配置的上下文中示出具体操作。功能性的其它分配是可设想的，并且可落入随后的权利要求书的范围之内。最后，在各种配置中作为分立组件所提供的结构和功能性可实现为组合的结构或组件。这些及其它变更、修改、添加和改进可落入随后的权利要求书所定义的本发明的范围之内。

Claims (22)

1.一种调度无线网络中的服务周期的方法，所述方法包括：

由无线网络控制器来设置所述无线网络处的服务周期的开始时间，其中所述开始时间不小于在由所述无线网络控制器传送包含所述服务周期调度信息的信息元素之后的预定义时间。

2.如权利要求1所述的方法，其中，设置包括：

传送非伪静态服务周期调度信息。

3.如权利要求1所述的方法，其中，设置包括：

改变源定向频带(DBand)站的现有伪静态服务周期的开始时间，其中定向频带是高于45GHz的任何频带。

4.如权利要求1所述的方法，其中，设置包括：

改变所述服务周期的目标定向频带(DBand)站的现有伪静态服务周期的开始时间，其中定向频带是高于45GHz的任何频带。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述预定义时间为300微秒。

6.一种调度无线网络中的服务周期的无线网络控制器，所述控制器包括：

媒体访问控制(MAC)处理器，用于设置所述无线网络中的个人基本服务集(PBSS)处的服务周期的开始时间，其中所述开始时间不小于在传送包含所述服务周期调度信息的信息元素之后的预定义时间。

7.如权利要求6所述的无线网络控制器，包括：

发射器，操作上耦合到能够传送非伪静态服务周期调度信息的天线阵列。

8.如权利要求6-7中任一项所述的无线网络控制器，其中，所述无线网络控制器包括PBSS控制点(PCP)。

9.如权利要求6-7中任一项所述的无线网络控制器，其中，所述无线网络控制器包括访问点(AP)。

10.如权利要求8所述的无线网络控制器，其中，所述MAC处理器能够改变现有伪静态服务周期的开始时间，所述现有伪静态服务周期以非PCP站作为源定向频带(DBand)站，其中所述定向频带是高于45GHz的任何频带。

11.如权利要求8所述的PCP，其中，所述MAC处理器能够改变现有伪静态服务周期的开始时间，所述现有伪静态服务周期以非PCP站作为所述服务周期的目标定向频带(DBand)站，其中所述定向频带是高于45GHz的任何频带。

12.如权利要求6所述的无线网络控制器，其中，所述预定义时间为300微秒。

13.如权利要求7所述的无线网络控制器，其中，所述天线阵列是相控阵天线。

14.一种无线通信系统，包括：

用于调度服务周期的个人基本服务集(PBSS)控制点(PCP)，所述PCP包括：

媒体访问控制(MAC)处理器，用于设置个人基本服务集(PBSS)处的服务周期的开始时间，其中所述开始时间不小于在传送包含所述服务周期调度信息的信息元素之后的预定义时间。

15.如权利要求14所述的无线通信系统，其中，所述PCP包括：

发射器，操作上耦合到能够传送非伪静态服务周期调度信息的天线阵列。

16.如权利要求14所述的无线通信系统，其中，所述PCP的所述MAC处理器能够改变现有伪静态服务周期的开始时间，所述现有伪静态服务周期以非PCP站作为源定向频带(DBand)站，其中所述定向频带是高于45GHz的任何频带。

17.如权利要求14所述的无线通信系统，其中，所述PCP的所述MAC处理器能够改变现有伪静态服务周期的开始时间，所述现有伪静态服务周期以非PCP站作为所述服务周期的目标定向频带(DBand)站，其中所述定向频带是高于45GHz的任何频带。

18.如权利要求14所述的无线通信系统，其中，所述预定义时间为300微秒。

19.一种媒体访问控制(MAC)处理器，包括：

计算机可读存储介质，其上存储了指令，所述指令在运行时引起：

由无线网络控制器来设置无线网络处的服务周期的开始时间，其中所述开始时间不小于在由所述无线网络控制器传送包含所述服务周期调度信息的信息元素之后的预定义时间。

20.如权利要求19所述的MAC处理器，其中，所述指令在运行时引起：

传送非伪静态服务周期调度信息。

21.如权利要求19所述的MAC处理器，其中，所述指令在运行时引起：

改变源定向频带(DBand)站的现有伪静态服务周期的开始时间，其中定向频带是高于45GHz的任何频带。

22.如权利要求19所述的MAC处理器，其中，所述指令在运行时引起：

改变所述服务周期的目标定向频带(DBand)站的现有伪静态服务周期的开始时间，其中定向频带是高于45GHz的任何频带。

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