CN102668682B - 针对虚拟载波侦听确认清除发送帧的接收的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明的特定方面涉及一种用于当无线节点范围外的另一无线节点正在发射时通过该无线节点预留通信媒体的技术。

Description

针对虚拟载波侦听确认清除发送帧的接收的方法和设备
根据35U.S.C.§119主张优先权
本专利申请案主张标题为“确认CTS帧的接收以解决虚拟载波侦听问题的方法(Method of confirming the receipt of CTS frame to solve the problem of virtual carriersensing)”的第61/263,248号美国临时专利申请案的权利，所述临时专利申请案在2009年11月20日申请且让与其受让人并特此以引用的方式明确并入本文中。
技术领域
本发明的某些方面一般来说涉及无线通信，且更特别来说，本发明涉及用于在虚拟载波侦听情况下确认清除发送(CTS)消息的接收的方法和设备。
背景技术
请求发送(RTS)和清除发送(CTS)表示一种信道预留协议，所述信道预留协议由电气与电子工程师学会(IEEE)802.11无线通信标准定义以供IEEE 802.11分布式媒体存取控制(MAC)协议所用。RTS-CTS协议可实施虚拟载波侦听，在无线网络中存在一个或一个以上隐藏无线节点时，实施虚拟载波帧听对于信道预留来说可能特别重要。
当无线网络的第一站(STA)(例如，STA A)计划将数据发射到第二站(例如，STA B)时，隐藏节点的问题可能发生。然而，在STA B的邻域中但在STA A的范围外可存在第三站(例如，STA C)。STA C的发射可能对STA B但不对STA A造成干扰。STA A无法单独知道STA B处的干扰体现在两个方面。一方面，STA A可能不知道STA C是否在发射。如果STA C在发射，那么从STA A到STA B的任何发射可能不会被解码。另一方面，STA A可能无法通过广播请求消息(例如，RTS消息)来预留发射用的媒体，这是因为STA C可能无法解码STA A范围外的请求。
发明内容
某些方面提供一种用于无线通信的方法。所述方法大体上包含：发射使用媒体的请求；接收响应于所述请求而发射的第一帧，其中所述第一帧包括媒体预留信息；以及发射第二帧，所述第二帧包括与所述第一帧相同的媒体预留信息。
某些方面提供一种用于无线通信的设备。所述设备大体上包含：发射器，其经配置以发射使用媒体的请求；以及接收器，其经配置以接收响应于所述请求而发射的第一帧，其中所述第一帧包括媒体预留信息，且其中所述发射器也经配置以发射第二帧，所述第二帧包括与所述第一帧相同的媒体预留信息。
某些方面提供一种用于无线通信的设备。所述设备大体上包含：用于发射使用媒体的请求的装置；以及用于接收响应于所述请求而发射的第一帧的装置，其中所述第一帧包括媒体预留信息，且其中所述发射装置经进一步配置以发射第二帧，所述第二帧包括与所述第一帧相同的媒体预留信息。
某些方面提供一种用于无线通信的计算机程序产品。所述计算机程序产品包含计算机可读媒体，所述计算机可读媒体包括可执行以执行以下操作的指令：发射使用媒体的请求；接收响应于所述请求而发射的第一帧，其中所述第一帧包括媒体预留信息；以及发射第二帧，所述第二帧包括与所述第一帧相同的媒体预留信息。
某些方面提供一种无线节点。所述无线节点大体上包含：至少一个天线；发射器，其经配置以经由所述至少一个天线发射使用媒体的请求；以及接收器，其经配置以经由所述至少一个天线接收响应于所述请求而发射的第一帧，其中所述第一帧包括媒体预留信息，且其中所述发射器也经配置以经由所述至少一个天线发射第二帧，所述第二帧包括与所述第一帧相同的媒体预留信息。
某些方面提供一种用于无线通信的方法。所述方法大体上包含：检测由设备发射的使用媒体的请求；检测由所述设备发射的第一帧，所述第一帧确认接收到由另一设备响应于所述请求发射的第二帧，其中所述第一帧和所述第二帧包括用于预留所述媒体的相同媒体预留信息；以及基于所述媒体预留信息抑制存取所述媒体。
某些方面提供一种用于无线通信的设备。所述设备大体上包含：检测器，其经配置以检测由第一设备发射的使用媒体的请求，其中所述检测器也经配置以检测由所述第一设备发射的第一帧，所述第一帧确认接收到由第二设备响应于所述请求发射的第二帧，且其中所述第一帧和所述第二帧包括用于预留所述媒体的相同媒体预留信息；以及发射器，其经配置以基于所述媒体预留信息抑制存取所述媒体。
某些方面提供一种用于无线通信的设备。所述设备大体上包含：用于检测由第一设备发射的使用媒体的请求的装置；用于检测由所述第一设备发射的第一帧的装置，所述第一帧确认接收到由第二设备响应于所述请求发射的第二帧，其中所述第一帧和所述第二帧包括用于预留所述媒体的相同媒体预留信息；以及用于基于所述媒体预留信息抑制存取所述媒体的装置。
某些方面提供一种用于无线通信的计算机程序产品。所述计算机程序产品包含计算机可读媒体，所述计算机可读媒体包括可执行以执行以下操作的指令：检测由设备发射的使用媒体的请求；检测由所述设备发射的第一帧，所述第一帧确认接收到由另一设备响应于所述请求发射的第二帧，其中所述第一帧和所述第二帧包括用于预留所述媒体的相同媒体预留信息；以及基于所述媒体预留信息抑制存取所述媒体。
某些方面提供一种无线节点。所述无线节点大体上包含：至少一个天线；检测器，其经配置以检测由第一无线节点发射的经由所述至少一个天线接收的使用媒体的请求，其中所述检测器也经配置以检测由所述第一无线节点发射的经由所述至少一个天线接收的第一帧，所述第一帧确认接收到由第二无线节点响应于所述请求发射的第二帧，且其中所述第一帧和所述第二帧包括用于预留所述媒体的相同媒体预留信息；以及发射器，其经配置以基于所述媒体预留信息抑制存取所述媒体。
附图说明
为了可详细地理解本发明的上述特征的方式，可通过参考各方面来得到上文简要概述的更特定描述，所述方面中的一些在附图中说明。然而，应注意，附图仅说明本发明的某些典型方面且因此不应将其视为对本发明的范围的限制，因为描述可容许其它同等有效的方面。
图1说明根据本发明的某些方面的实例无线通信系统。
图2说明根据本发明的某些方面的允许两个节点通信的系统。
图3说明根据本发明的某些方面的通信装置的实例。
图4说明根据本发明的某些方面的隐藏无线节点存在于无线网络中的实例。
图5说明根据本发明的某些方面的可在用户站(STA)处执行的请求发射用的媒体的实例操作。
图5A说明能够执行图5中说明的操作的实例组件。
图6说明根据本发明的某些方面的可在STA处执行的监听对媒体的请求的实例操作。
图6A说明能够执行图6中说明的操作的实例组件。
图7说明根据本发明的某些方面的用于预留媒体的实例控制帧结构。
图8说明根据本发明的某些方面的用于预留媒体的实例协议。
具体实施方式
下文参看附图更全面地描述本发明的各方面。然而，本发明可以按照许多不同形式体现，且不应视为限于遍及本发明呈现的任何特定结构或功能。实情为，提供这些方面使得本发明将为详尽及完整的，且将向本领域的熟练技术人员全面地传达本发明的范围。基于本文中的教示，本领域的熟练技术人员应了解，本发明的范围希望涵盖本文中揭示的本发明的任何方面，无论所述方面是独立于本发明的任何其它方面实施还是结合本发明的任何其它方面实施。举例来说，可使用本文中阐述的任何数目的方面来实施设备或实践方法。另外，本发明的范围希望涵盖使用其它结构、功能性，或结合或排除本文中阐述的本发明的各方面的结构和功能性实践的此类设备或方法。应理解，本文中揭示的本发明的任何方面可通过权利要求的一个或一个以上元素体现。
词“示范性”在本文中用以意指“充当实例、例子或例证”。不必将本文中描述为“示范性”的任何方面解释为与其它方面相比为优选或有利的。
尽管本文中描述特定方面，但这些方面的许多变化和变更落入本发明的范围内。尽管提及优选方面的一些益处和优势，但本发明的范围不希望限于特定益处、使用或目标。实情为，本发明的方面希望广泛地应用于不同无线技术、系统配置、网络和传输协议，其中一些通过实例在图中和优选方面的以下描述中进行说明。详细描述和图式仅说明本发明而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书和其等效物限定。
实例无线通信系统
本文中描述的技术可用于各种宽带无线通信系统，包含基于正交多路复用方案的通信系统。这些通信系统的实例包含正交频分多址(OFDMA)系统、单载波频分多址(SC-FDMA)系统等等。OFDMA系统利用正交频分多路复用(OFDM)，其为将整个系统带宽划分为多个正交副载波的调制技术。这些副载波也可称作音调、频率组等等。在OFDM的情况下，每一副载波可用数据独立地调制。SC-FDMA系统可利用交错型FDMA(IFDMA)在分布于系统带宽上的副载波上进行发射；利用局部型FDMA(LFDMA)在邻近副载波块上进行发射；或利用增强型FDMA(EFDMA)在多个邻近副载波块上进行发射。一般来说，在频域中使用OFDM且在时域中使用SC-FDMA来发送调制符号。
本文中的教示可并入到多种有线或无线设备(例如，节点)中(例如，在多种有线或无线设备内实施或由多种有线或无线设备执行)。在一些方面，根据本文中的教示实施的无线节点可包括接入点或接入终端。
接入点(“AP”)可包括、实施为或称作节点B、无线电网络控制器(“RNC”)、eNodeB、基站控制器(“BSC”)、基站收发器站(“BTS”)、基站(“BS”)、收发器功能(“TF”)、无线电路由器、无线电收发器、基本服务集(“BSS”)、扩展服务集(“ESS”)、无线电基站(“RBS”)或某一其它术语。
接入终端(“AT”)可包括、实施为或称作接入终端、订户站、订户单元、移动终端、远程站、远程终端、用户终端、用户代理、用户装置、用户装备、用户站或某一其它术语。在一些实施方案中，接入终端可包括蜂窝式电话、无绳电话、会话发起协议(“SIP”)电话、无线本地环路(“WLL”)站、个人数字助理(“PDA”)、具有无线连接能力的手持型装置、站(“STA”)或连接到无线调制解调器的某一其它合适处理装置。因此，本文中教示的一个或一个以上方面可并入到电话(例如，蜂窝式电话或智能电话)、计算机(例如，膝上型计算机)、便携式通信装置、便携式计算装置(例如，个人数据助理)、娱乐装置(例如，音乐或视频装置，或卫星无线电)、全球定位系统装置，或经配置以经由无线或有线媒体通信的任何其它合适装置中。在一些方面，节点为无线节点。此无线节点可经由有线或无线通信链路提供(例如)用于或到网络(例如，广域网，如因特网或蜂窝式网络)的连接性。无线节点可包括接入点或接入终端。
现参看图1，说明根据本发明的各方面的无线通信系统100。系统100包括基站(也就是，接入点)102，基站102可包含多个天线群组。举例来说，一个天线群组可包含天线104和106，另一群组可包括天线108和110，且额外群组可包含天线112和114。针对每一天线群组说明两个天线；然而，针对每一群组可利用更多或更少的天线。基站102可另外包含发射器链和接收器链，其中每一个又可包括与信号发射和接收相关联的多个组件(例如，处理器、调制器、多路复用器、解调制器、解多路复用器、天线，等等)，如本领域的熟练技术人员所了解。另外，基站102可为家庭基站、毫微微基站等。
基站102可与一个或一个以上装置(例如，装置116)通信；然而，应了解，基站102可与实质上任何数目个类似于装置116的装置通信。如所描绘，装置116与天线104和106通信，而天线104和106经由前向链路118将信息发射到装置116且经由反向链路120从装置116接收信息。举例来说，在频分双工(FDD)系统中，前向链路118可利用与反向链路120所使用的频带不同的频带。另外，在时分双工(TDD)系统中，前向链路118与反向链路120可利用共同频带。
另外，装置122和124可(例如)以对等配置来彼此通信。此外，装置122使用链路126和128与装置124通信。在对等特别网络中，在彼此范围内的装置(例如，装置122和124)直接彼此通信而无需基站102和/或有线基础结构来中继其通信。另外，对等装置或节点可中继业务。在网络内以对等方式通信的装置可与基站类似地发挥作用且将业务或通信中继到与基站类似地发挥作用的其它装置，直到业务到达其最终目的地为止。装置也可发射控制信道，控制信道携载可用以管理对等节点之间的数据发射的信息。
通信网络可包含处于无线(或有线)通信中的任何数目个装置或节点。每一节点可在一个或一个以上其它节点的范围内且可与其它节点通信或通过利用其它节点进行通信，例如在多跳拓扑中(例如，通信可从节点跳跃到节点直到到达最终目的地为止)。举例来说，发送器节点可希望与接收器节点通信。为了实现发送器节点与接收器节点之间的包传送，可利用一个或一个以上中间节点。应理解，任何节点可为发送器节点和/或接收器节点且可实质上同时(例如，可与接收信息大致同时广播或传达信息)或在不同时间执行发送和/或接收信息的功能。
系统100可经配置以允许经由网络发起通信会话的节点移动会话到直接连接。直接连接的节点可在无任何封装的情况下原样交换包。根据一些方面，“无归属”节点可切换到无线网络而不丢失其正在进行的会话。“无归属”是指这样一种节点，其既没有任何本地代理实体提供任何辅助以令到在切换到外部网络的同时使正在进行的会话得以继续也不会将建立新会话的任何新传入请求转发到节点的当前位置。根据一些方面，节点可为移动的(例如，无线)、静态的(例如，有线)或其组合(例如，一个节点为静态的而第二个节点为移动的，两个节点都为移动的，等等)。
图2说明系统200，根据各方面，系统200允许两个节点经由广域网接口和/或装置到装置接口通信。第一节点(Node1)202和第二节点(Node2)204包含于系统200中。节点202和204中的每一者包含至少两个接口。第一接口可连接到提供因特网协议(IP)地址的网络206。举例来说，网络可为广域网(WAN)、局域网(LAN)、本地网络、数字订户线(DSL)、电缆、基于3GPP(第3代合作伙伴计划)、基于3GPP2(第3代合作伙伴计划2)或提供到所关心网络(例如，因特网)的互连性和路由的任何其它技术。
节点202和204的接口可为有线的(例如，装置到装置)、无线的(例如，WAN)或其组合。举例来说，Node1接口可为无线的而Node2接口可为有线的，或Node2接口可为无线的而Node1接口可为有线的，两个接口可为无线的，或两个接口可为有线的。
出于说明目的，每一节点202、204的第一接口为WAN接口208和210。WAN接口208、210提供由链路212和214说明的经由网络206的连接。另外，每一节点202、204至少包含第二接口，所述第二接口连接到具有直接连接的对等点或多跳网状网络的局部网络。举例来说，局部网络可为无线局域网(WLAN)或另一装置到装置(例如，对等)技术。出于说明目的，每一节点202、204的第二接口说明为装置到装置(D2D)接口216、218。D2D接口216、218允许节点202、204执行由直接链路220说明的直接通信。
现将描述用于开始经由网络206的会话和将会话移动到直接会话(例如，经由直接链路220)的根据各方面的过程。举例来说，假定Node1202利用移动因特网协议(IP)。Node1202利用其移动IP本地地址作为源地址来执行通信。本地地址为指派到节点的单播可路由地址且本地地址用作节点的永久地址。Node1202与Node2204通过经由相应第一接口(例如，WAN接口208、210)发送和接收包，来经由网络206(例如，WAN)彼此通信。包可封装于到本地代理的MIPv6隧道中或直接到Node2204的路由优化隧道中，根据各方面MIPv6隧道可包含于网络206中。
图3说明根据示范性方面的示范性第一通信装置300。示范性第一通信装置300为(例如)图1的无线通信装置(102、116、122、124)中的一者或图2的无线通信装置(202、204)中的一者。
第一通信装置300包含经由总线309耦合在一起的处理器302和存储器304，各种元件(302、304)可经由总线309互换数据和信息。通信装置300进一步包含输入模块306和输出模块308，其可如图所示耦合到处理器302。然而，在一些方面，输入模块306和输出模块308定位于处理器302内部。输入模块306可接收输入信号。输入模块306可(且在一些方面确实)包含用于接收输入的无线接收器和/或有线或光输入接口。输出模块308可包含(且在一些方面确实包含)用于发射输出的无线发射器和/或有线或光输出接口。
处理器302经配置以：从第二通信装置接收第一信号；如果所述第一信号满足应用警报准则，那么产生第一应用警报；及从接入点接收第二信号，所述第二信号携载基于来自第二通信装置的先前信号的第二通信装置信息。接入点可为(且有时为)基站。在一些方面，第二通信装置信息为位置信息。在各方面，处理器302经配置以经由无线对等接口接收所述第一信号，此作为经配置以接收第一信号的部分。在一些方面，处理器302经配置以经由无线广域网接口接收第二信号，此作为经配置以接收第二信号的部分。
处理器302经进一步配置以基于包含于第二信号中的第二通信装置信息和包含于所述第一信号中的信息确定将采取的操作。在一个示范性方面，包含于第二信号中的所述第二通信装置信息为关于所述第二通信装置的先前位置的信息，包含于第一信号中的所述信息为当前位置信息，且所述操作为基于位置的业务更新操作和基于位置的广告更新操作中的一者。在一些方面，处理器302经进一步配置以响应于所产生的第一应用警报而将信息请求信号发送到接入点，所述信息请求信号请求对应于第二通信装置的信息。
媒体预留和虚拟载波侦听
来自图1的无线系统100的每一移动装置(也就是，用户站(STA))、来自图2的系统200的网络206中的节点(STA)202、204中的每一者，和来自图3的通信装置(STA)300可维持相关联的网络分配向量(NAV)计数器。NAV计数器可表示以时间为单位的计数器，对于所述计数器STA可不经由媒体起始与对等实体的连接，即使物理载波侦听显示媒体可用于通信。NAV计数器可随每一时间单位递减，且STA可假定媒体会一直预留到NAV计数器过去。
图4说明根据本发明的某些方面的在隐藏无线节点(例如，用户STA)存在时在一对STA之间的通信的实例400。当STA 402的NAV为空且物理载波侦听指示媒体为空时，STA 402可起始与另一STA 404的发射。STA 402可通过发送请求发送(RTS)帧来起始发射，RTS帧可包括STA 402希望预留媒体的持续时间。如果STA 404的NAV为空且物理载波侦听指示媒体为空，那么响应于接收到RTS请求帧，STA 404可发送清除发送(CTS)响应帧。CTS帧也可包括所请求媒体将预留的持续时间。
除了接收RTS请求帧或CTS控制帧的STA 402、404之外的任何STA可根据这两个控制帧中的持续时间字段设置其NAV计数器。此表示虚拟载波侦听，且此也为STA402、404可达成媒体预留的方式。如图4中说明，STA 406可在STA 402的范围408外，且因此STA 406可能无法接收从STA 402发送的RTS消息。然而，STA 406能够接收从STA404发送的CTS帧且对应地设置其NAV计数器。
当STA402发射RTS帧时，STA402可能未意识到所请求媒体在STA404处是否确实可用。通过其NAV计数器，STA 402可仅意识到媒体在STA 402处可用。如果媒体在STA 404处不可用，也就是，STA 404的NAV计数器不为零或物理载波侦听指示发射，那么STA 404可不响应于所接收RTS帧而发射CTS帧。举例而言，在STA 402在STA 406将数据发射到STA 404的同时发射RTS帧时，此情形可发生。
在以上情形中，接收从STA 402发射的RTS帧的任何STA可将其NAV计数器设置为RTS帧内指明的持续时间值。由于STA 404可能不会兑现STA 402的RTS请求，因此接收RTS请求的STA可能不会进行发射。因此，媒体可保持为未使用的，此可造成资源浪费问题。
在一方面，可以通过要求接收RTS请求帧的STA等待某一段持续时间来阻止资源浪费问题发生，其中CTS响应帧预计在所述持续时间之后才发射。接着，STA可设法解码从STA 402发射的包。如果STA能够解码此包，那么STA可假定从STA 402发射的RTS请求帧由其对等实体(STA404)兑现，且STA可保持其NAV计数器。另一方面，如果在限定时段内在STA处未检测到包发射，那么STA可重置其NAV计数器。
然而，上述解决方案受限制，因为仅可支持某一种类的媒体存取控制(MAC)协议。举例来说，可能无法将此解决方案扩展到定向MAC。一般来说，RTS和CTS帧可表示低速率控制帧。解码由STA402发射的包可需要包标头之速率与RTS帧之速率相同或比RTS帧之速率低，从而将此解决方案的使用限于特定物理层(PHY)。
上述解决方案可特定用于传统IEEE 802.11MAC，其中RTS、CTS和包发射在时间上紧接着执行，也就是，其中存在帧的自然连续。然而，如果包发射在未来更进一步，那么解码包可需要等待更长的持续时间。另外，可允许CTS帧修改对媒体的请求，例如，STA 404可分配比STA 402请求的持续时间短的持续时间。在此状况下，包标头的解码可能不足以确定媒体被预留。
如果未全方向地而仅在特定方向上使用波束形成天线发送RTS和CTS帧，那么MAC协议可视为定向的。此可在高频通信网络(例如，60GHz网络)的状况下发生，其中波束形成增益对于任何种类的包解码来说可为必需的。在此状况下，不仅RTS和CTS帧可在特定方向上发射，而且NAV计数器可为定向的，也就是，可在某一方向上听到RTS帧的STA可仅在接收RTS帧的方向上抑制发射。
因此，在某一时段期间，STA可观察在一个以上方向上从不同STA接收的RTS帧。尽管STA可能够在包发射的时间期间解码不同方向上的不同RTS帧(例如，通过旋转其波束)，但STA可需要在一方向上连续地监听以解码包。在此状况下，接收不同方向上的不同RTS帧的STA可能无法解码沿着那些方向发射的包。
基于额外控制帧用于隐藏节点的状况下的虚拟载波侦听的解决方案
本发明的某些方面支持使用另一控制帧(也就是，CTS确认帧)来解决隐藏无线节点(例如，图4中说明的STA 406)状况下的上述虚拟载波侦听问题。CTS确认帧可由发射RTS帧的同一STA在CTS帧的成功解码(例如，通过来自图4的STA 402)之后发射。
CTS确认帧可包括如在CTS控制帧中指示的相同媒体预留信息。一般来说，除了用于预留媒体的持续时间信息以外，CTS控制帧还可包括额外信息。举例来说，CTS控制帧和CTS确认帧也都可以包括以下中的至少一者：指示在发射期间可利用的频率的信息，数据帧可允许用于通信的时间段，或指示媒体预留是周期性的还是表示一时预留的信息。
在本发明的一个方面，除了解码CTS确认帧的STA 404之外的任何STA可根据CTS确认帧中的信息和根据基础MAC协议来设置其NAV计数器。其它每件事可保持与之前由MAC要求的相同。然而，可利用CTS确认帧中含有的信息以代替来自RTS帧的信息。
应注意，CTS确认帧的目的可能并非对STA402接收CTS帧作出应答。STA404可能不会要求CTS确认帧的解码，且CTS确认帧用作应答表示此控制机制的额外益处。
图5说明根据本发明的某些方面可在用户STA处执行的请求发射用的媒体的实例操作500。在502处，用户STA可发射使用媒体的请求(也就是，RTS帧)。在504处，STA可接收响应于请求而发射的第一帧(也就是，CTS帧)，其中第一帧可包括媒体预留信息。在506处，响应于第一帧，STA可发射第二帧(也就是，CTS确认帧)，所述第二帧包括与第一帧相同的媒体预留信息。
在一方面，请求可包括请求使用媒体的第一持续时间的指示，其中第一帧和第二帧的媒体预留信息可包括授予媒体的第二持续时间的指示。所授予的第二持续时间可不同于所请求的第一持续时间。在一方面，媒体预留信息可指示以下各项的至少一个：由STA用于发射的媒体的频率、允许从STA发射的数据帧的一个或一个以上时间段，或媒体的预留是否为周期性。
图6说明根据本发明的某些方面可在用户STA处执行的监听由另一STA发射的对媒体的请求的实例操作600。在602处，STA可检测使用媒体的请求(也就是，RTS帧)。在604处，STA可检测由另一STA发射的第一帧(也就是，CTS确认帧)，第一帧确认接收到由第三STA响应于请求而发射的第二帧(也就是，CTS帧)，其中第一帧和第二帧可包括用于预留媒体的相同媒体预留信息。在606处，STA可基于媒体预留信息而抑制存取媒体。在一方面，可在STA处根据媒体预留信息设置网络分配向量(NAV)计数器的值，其中NAV计数器的值可包括STA抑制存取媒体的时间单位的数目。
通过检测第一帧，STA可确定第一帧从另一STA发射出的方向。接着，STA可在所确定方向上抑制经由媒体进行发射。如上文所指出，媒体预留信息还可包括关于由另一STA使用的媒体的频率的指示。STA可抑制使用媒体的这些特定频率进行发射，同时其可使用一些其它频率存取媒体。
在定向MAC协议的状况下，发射CTS确认帧的方向可为重要的。如果CTS确认帧将用于信道预留以用于数据发射，且RTS和CTS帧皆沿着特定方向发射，那么CTS确认帧也可在相同方向上发射。如果RTS和CTS帧将以灯塔方式发射以预留信道以用于波束训练(也就是，沿着对应STA的所有受支持方向发射)，那么CTS确认帧也可以按照灯塔方式沿着用于发射RTS帧的相同方向发射。
在一方面，所提议的“RTS-CTS-CTS确认”协议可用于实现波束训练目的而不需要任何额外媒体(信道)预留。返回参看图4，RTS帧可由STA 402以灯塔方式沿着每一受支持的发射方向发射。RTS帧的发射波束索引可明确地包含于RTS帧中，或其可从RTS帧相较于参考时间的相对时序中推出。RTS帧可由STA 404通过以灯塔方式旋转接收波束来解码。通过解码RTS帧，STA 404可确定STA 404的优选接收波束方向和STA 402的优选发射波束方向。
接着，STA 404可以按照灯塔方式沿着STA 404的所有受支持发射方向发射CTS响应帧。CTS帧可包括指示STA 402的先前确定的优选发射波束的字段。STA 402可设法通过以灯塔方式沿着所有可能接收波束方向旋转接收波束来解码CTS帧。在解码CTS帧之后，STA 402可确定STA 402的优选接收波束方向(例如，CTS帧可以按最高信噪比来解码的方向)，以及STA404的优选发射波束方向。
在本发明的一方面，CTS确认帧可由STA 402以灯塔方式使用所有可用发射波束方向发射。在另一方面，为了节省资源，CTS确认帧仅可使用STA 402的优选发射波束方向发射一次。STA 404可使用其优选接收波束方向来解码CTS确认帧，优选接收波束方向先前可通过解码RTS帧而确定。因此，对于“RTS-CTS-CTS确认”协议用于波束训练目的的定向MAC设计，不像RTS和CTS帧，CTS确认帧可不需要以灯塔方式发射。因此，发射CTS确认帧引起的成本可为低的。
图7说明根据本发明的某些方面的在一个信标间隔内超帧结构700的实例发射。超帧700可包括信标702和控制帧704。控制帧704可包括表示用于虚拟载波侦听和媒体预留的提议的“RTS-CTS-CTS确认”协议的RTS子帧706、CTS子帧708和CTS确认子帧710。如图7中说明，RTS子帧706和CTS子帧708两者皆可以按照灯塔方式发射和解码以用于波束训练目的。另一方面，CTS确认子帧710可仅沿着一个发射方向(例如，沿着优选发射方向)发射，且可仅沿着一个接收方向(例如，沿着优选接收方向)解码。
图8说明根据本发明的某些方面的用于媒体(信道)预留的分层“RTS-CTS-CTS确认”协议800的实例。在超帧802中，STA可发射RTS帧804以请求媒体。如果超帧802的标志指示需要波束训练(也就是，标志“Beam_Train_Required”等于“1”，如图8中说明)，那么RTS帧804可在STA的多个发射方向上发射。如果在STA处未接收到CTS帧806，那么可不从STA发射CTS确认帧808。STA可通过发射RTS帧810继续请求媒体直到激活随机补偿为止，如图8中说明。
在随机补偿期满之后，STA可使用STA的多个发射方向在超帧812内发射RTS帧814，如由超帧812的波束训练标志指定。接着，STA可使用STA的多个接收方向接收由另一STA响应于RTS帧814的接收而发射的CTS帧816。一旦接收到CTS帧816，便可发射CTS确认帧818，CTS确认帧818包括与所接收CTS帧816相同的媒体预留信息。如图8中说明，连同预留媒体，STA可基于RTS、CTS和CTS确认帧814到818执行波束训练。也可针对超帧820执行基于多方向RTS帧、CTS帧和CTS确认帧预留媒体和进行波束训练的相同过程。
在随后的超帧822中，STA可仅使用一个发射方向发射RTS帧824，如由超帧822的波束训练标志指定。接着，STA可仅使用一个接收方向接收由另一STA响应于RTS帧824的接收而发射的CTS帧826。一旦在STA处接收到CTS帧826，便可发射CTS确认帧828，CTS确认帧828包括与所接收CTS帧826相同的媒体预留信息。在一方面，CTS确认帧828可在STA用于发射RTS帧824的相同单一发射方向上发射。在预留媒体之后，超帧822的数据830可由STA使用(例如)与用于发射RTS帧824和CTS确认帧828的相同方向定向地发射。用于媒体预留的相同过程也可应用于超帧832，如图8中说明。
上文描述的方法的各种操作可由能够执行对应功能的任何合适装置执行。所述装置可包含各种硬件和/或软件组件和/或模块，其包含(但不限于)电路、专用集成电路(ASIC)或处理器。一般来说，在存在图中所说明的操作的情况下，那些操作可具有具类似编号的对应的手段加功能组件对应物。举例来说，图5和图6中说明的操作500和600对应于图5A和图6A中说明的组件500A和600A。
如本文中使用，术语“确定”涵盖广泛范围的动作。举例来说，“确定”可包含推算、计算、处理、导出、研究、查找(例如，在表、数据库或另一数据结构中查找)、断定等。而且，“确定”可包含接收(例如，接收信息)、存取(例如，存取存储器中的数据)等。而且，“确定”可包含解析、选择、挑选、建立等。
如本文中使用，提到项目列表中的“至少一者”的短语是指那些项目的任何组合，包含单一成员。作为实例，“a、b或c中的至少一者”希望涵盖：a、b、c、a-b、a-c、b-c和a-b-c。
上文描述的方法的各种操作可由能够执行所述操作的任何适当装置(例如，各种硬件和/或软件组件、电路和/或模块)执行。通常，图中所说明的任何操作可由能够执行所述操作的对应功能装置执行。
举例来说，发射装置可包括发射器，例如，来自图3的通信装置300的输出模块308。接收装置可包括接收器，例如，通信装置300的输入模块306。解码装置可包括解码器，例如，通信装置300的处理器302。确定装置可包括专用集成电路，例如，通信装置300的处理器302。检测装置可包括检测器，例如，通信装置300的处理器302。抑制装置可包括发射器，例如，通信装置300的输出模块308。设置装置可包括专用集成电路，例如，通信装置300的处理器302。
可使用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列信号(FPGA)或其它可编程逻辑装置(PLD)、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件，或其经设计以执行本文中所描述的功能的任何组合来实施或执行结合本发明而描述的各种说明性逻辑块、模块和电路。通用处理器可为微处理器，但在替代方案中，处理器可为任何市售处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器的组合、一个或一个以上微处理器与DSP核心的联合，或任何其它此类配置。
结合本发明而描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、由处理器执行的软件模块中或两者的组合中实施。软件模块可驻存在技术中已知的任何形式的存储媒体中。可使用的存储媒体的一些实例包含随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、快闪存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可卸式磁盘、CD-ROM等等。软件模块可包括单一指令或许多指令，且软件模块可在若干不同码段上、在不同程序中和跨多个存储媒体而分布。存储媒体可耦合到处理器，使得处理器可从存储媒体读取信息及将信息写入到存储媒体。在替代方案中，存储媒体可与处理器成一体式。
本文中揭示的方法包括用于实现所描述方法的一个或一个以上步骤或动作。在不偏离权利要求书的范围的情况下，方法步骤和/或动作可彼此互换。换句话说，除非规定了步骤或动作的特定次序，否则在不偏离权利要求书的范围的情况下可对特定步骤和/或动作的次序及/或用法加以修改。
所描述的功能可以用硬件、软件、固件或其任何组合来实施。如果以软件实施，那么功能可作为一个或一个以上指令或码而存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体传输。计算机可读媒体包含计算机存储媒体与通信媒体，通信媒体包含促进计算机程序从一处传送到另一处的任何媒体。存储媒体可为可由计算机存取的任何可用媒体。通过实例(且并非限制)，这些计算机可读媒体可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储器、磁盘存储器或其它磁性存储装置，或可用以载送或存储呈指令或数据结构的形式的所要程序代码且可由计算机存取的任何其它媒体。同样，可恰当地将任何连接称作计算机可读媒体。举例来说，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)或例如红外线(IR)、无线电和微波的无线技术从网站、服务器或其它远程源传输软件，那么同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或例如红外线、无线电和微波的无线技术包含于媒体的定义中。如本文中所使用，磁盘和光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软磁盘和光盘，其中磁盘通常以磁性的方式再生数据，而光盘用激光以光学的方式再生数据。因此，在一些方面，计算机可读媒体可包括非暂时性计算机可读媒体(例如，有形媒体)。另外，对于其它方面，计算机可读媒体可包括暂时性计算机可读媒体(例如，信号)。上述各者的组合也应包含在计算机可读媒体的范围内。
因此，某些方面可包括用于执行本文中呈现的操作的计算机程序产品。举例来说，此类计算机程序产品可包括上面存储有(和/或编码有)指令的计算机可读媒体，所述指令可由一个或一个以上处理器执行以执行本文中所描述的操作。对于某些方面，计算机程序产品可包含封装材料。
软件或指令也可经由传输媒体传输。举例来说，如果使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)或例如红外线、无线电和微波的无线技术从网站、服务器或其它远程源传输软件，那么同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或例如红外线、无线电和微波的无线技术包含在传输媒体的定义中。
另外，应了解，用于执行本文中所描述的方法和技术的模块和/或其它适当手段可在合适时由用户终端和/或基站下载和/或以其它方式获得。举例来说，可将此装置耦合到服务器以促进传送用于执行本文中所描述的方法的手段。或者，可经由存储装置(例如，RAM、ROM、例如压缩光盘(CD)或软磁盘的物理存储媒体等)来提供本文中所描述的各种方法，使得用户终端和/或基站可在将存储装置耦合或提供到所述装置后即刻获得各种方法。此外，可利用用于将本文中所描述的方法和技术提供到装置的任何其它合适的技术。
应理解，权利要求书不限于上文所说明的精确配置和组件。在不偏离权利要求书的范围的情况下，可对上文所描述的方法和设备的布置、操作和细节作出各种修改、改变和变化。
尽管上述内容是针对本发明的方面，但在不偏离本发明的基本范围的情况下，可设计本发明的其它和更多方面，且本发明的范围是由所附权利要求书确定。

Claims (41)

1.一种用于无线通信的设备，它包括：
发射器，其经配置以发射使用媒体的请求；以及
接收器，其经配置以接收响应于所述请求而发射的第一帧，所述第一帧包括媒体预留信息，且
所述发射器也经配置以发射第二帧，所述第二帧包括与所述第一帧相同的媒体预留信息，
其特征在于，所述请求在多个发射方向上发射，所述第一帧还包括基于所述多个发射方向确定的优选发射方向的指示，且所述第二帧在所述优选发射方向上发射。
2.根据权利要求1所述的设备，它还包括：
解码器，其经配置以解码所述第一帧以确定所述媒体预留信息。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述请求和所述第二帧在相同发射方向上发射。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述请求包括用于发射所述请求的所述多个发射方向中的每一发射方向的至少一个指示。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：
所述第一帧在多个发射方向上发射；以及
所述第二帧包括基于所述多个发射方向确定的优选发射方向的指示。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：
所述接收器也经配置以使用多个接收方向接收所述第一帧，且所述设备还包括
电路，其经配置以基于所述多个接收方向确定优选接收方向。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：
所述请求包括请求使用所述媒体的第一持续时间的指示；以及
所述媒体预留信息包括授予所述媒体的第二持续时间的指示。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：
所述媒体预留信息指示以下各项的至少一个：由所述设备用于发射的所述媒体的频率、允许从所述设备发射的数据帧的一个或一个以上时间段，或所述媒体的预留是否为周期性。
9.一种用于无线通信的方法，它包括：
发射使用媒体的请求；
接收响应于所述请求而发射的第一帧，所述第一帧包括媒体预留信息；以及
发射第二帧，所述第二帧包括与所述第一帧相同的媒体预留信息，
其特征在于，所述请求在多个发射方向上发射，所述第一帧还包括基于所述多个发射方向确定的优选发射方向的指示，所述第二帧在所述优选发射方向上发射。
10.根据权利要求9所述的方法，它还包括：
解码所述第一帧以确定所述媒体预留信息。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述请求和所述第二帧在相同发射方向上发射。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述请求包括用于发射所述请求的所述多个发射方向中的每一发射方向的至少一个指示。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：
所述第一帧在多个发射方向上发射；以及
所述第二帧包括基于所述多个发射方向确定的优选发射方向的指示。
14.根据权利要求9所述的方法，它还包括：
使用多个接收方向接收所述第一帧；以及
基于所述多个接收方向确定优选接收方向。
15.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：
所述请求包括请求使用所述媒体的第一持续时间的指示；以及
所述媒体预留信息包括授予所述媒体的第二持续时间的指示。
16.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：
所述媒体预留信息指示以下各项的至少一个：用于发射的所述媒体的频率、允许发射的数据帧的一个或一个以上时间段，或所述媒体的预留是否为周期性。
17.一种用于无线通信的设备，它包括：
用于发射使用媒体的请求的装置；
用于接收响应于所述请求而发射的第一帧的装置，所述第一帧包括媒体预留信息；以及
用于发射第二帧的装置，所述第二帧包括与所述第一帧相同的媒体预留信息，其特征在于，所述请求在多个发射方向上发射，所述第一帧还包括基于所述多个发射方向确定的优选发射方向的指示，所述第二帧在所述优选发射方向上发射。
18.根据权利要求17所述的设备，它还包括：
用于解码所述第一帧以确定所述媒体预留信息的装置。
19.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述请求和所述第二帧在相同发射方向上发射。
20.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述请求包括用于发射所述请求的所述多个发射方向中的每一发射方向的至少一个指示。
21.根据权利要求17所述的设备，其特征在于：
所述第一帧在多个发射方向上发射；以及
所述第二帧包括基于所述多个发射方向确定的优选发射方向的指示。
22.根据权利要求17所述的设备，它还包括：
用于使用多个接收方向接收所述第一帧的装置；以及
用于基于所述多个接收方向确定优选接收方向的装置。
23.根据权利要求17所述的设备，其特征在于：
所述请求包括请求使用所述媒体的第一持续时间的指示；以及
所述媒体预留信息包括授予所述媒体的第二持续时间的指示。
24.根据权利要求17所述的设备，其特征在于：
所述媒体预留信息指示以下各项的至少一个：由所述设备用于发射的所述媒体的频率、允许从所述设备发射的数据帧的一个或一个以上时间段，或所述媒体的预留是否为周期性。
25.一种无线节点，其包括：
至少一个天线；
发射器，其经配置以经由所述至少一个天线发射使用媒体的请求；以及
接收器，其经配置以经由所述至少一个天线接收响应于所述请求而发射的第一帧，其中所述第一帧包括媒体预留信息，且
所述发射器也经配置以经由所述至少一个天线发射第二帧，所述第二帧包括与所述第一帧相同的媒体预留信息，
其特征在于，所述请求在多个发射方向上发射，所述第一帧还包括基于所述多个发射方向确定的优选发射方向的指示，且所述第二帧在所述优选发射方向上发射。
26.一种用于无线通信的设备，它包括：
检测器，其经配置以检测由第一设备在多个发射方向上发射的使用媒体的请求，其特征在于
所述检测器也经配置以检测由所述第一设备发射的第一帧和用于发射所述第一帧的优选方向，所述第一帧确认接收到由第二设备响应于所述请求发射的第二帧，所述第二帧包括由所述第二设备基于所述多个发射方向确定的所述优选方向的指示，且所述第一帧和所述第二帧包括用于预留所述媒体的相同媒体预留信息；以及
发射器，其经配置以基于所述媒体预留信息和所检测的所述优选方向抑制存取所述媒体。
27.根据权利要求26所述的设备，其特征在于：
所述媒体预留信息包括将所述媒体授予所述第一设备的持续时间的指示；以及
所述发射器也经配置以抑制在所述持续时间内存取所述预留媒体。
28.根据权利要求27所述的设备，其特征在于，所述媒体预留信息中指示的所述持续时间不同于所述请求中指示的其它持续时间。
29.根据权利要求26所述的设备，其特征在于：
所述媒体预留信息包括关于由所述第一设备使用的所述媒体的频率的指示，以及
所述发射器也经配置以抑制使用所述媒体预留信息的所述频率进行发射。
30.根据权利要求26所述的设备，它还包括：
电路，其经配置以根据所述媒体预留信息设置网络分配向量NAV计数器的值，其特征在于
NAV计数器的所述值包括所述设备抑制存取所述媒体的时间单位的数目。
31.一种用于无线通信的方法，它包括：
检测由第一设备在多个发射方向上发射的使用媒体的请求；
检测由所述第一设备发射的第一帧和用于发射所述第一帧的优选方向，所述第一帧确认接收到由第二设备响应于所述请求发射的第二帧，其特征在于，所述第二帧包括由所述第二设备基于所述多个发射方向确定的所述优选方向的指示，所述第一帧和所述第二帧包括用于预留所述媒体的相同媒体预留信息；以及
基于所述媒体预留信息和所检测的所述优选方向抑制存取所述媒体。
32.根据权利要求31所述的方法，其特征在于：
所述媒体预留信息包括将所述媒体授予所述第一设备的持续时间的指示，所述方法还包括
在所述持续时间内抑制存取所述预留媒体。
33.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，所述媒体预留信息中指示的所述持续时间不同于所述请求中指示的其它持续时间。
34.根据权利要求31所述的方法，其特征在于：
所述媒体预留信息包括关于由所述第一设备使用的所述媒体的频率的指示，所述方法还包括
抑制使用所述媒体预留信息的所述频率进行发射。
35.根据权利要求31所述的方法，它还包括：
在设备处根据所述媒体预留信息设置网络分配向量NAV计数器的值，其特征在于
NAV计数器的所述值包括所述设备抑制存取所述媒体的时间单位的数目。
36.一种用于无线通信的设备，它包括：
用于检测由第一设备在多个发射方向上发射的使用媒体的请求的装置；
用于检测由所述第一设备发射的第一帧和用于发射所述第一帧的优选方向的装置，所述第一帧确认接收到由第二设备响应于所述请求发射的第二帧，其特征在于，所述第二帧包括由所述第二设备基于所述多个发射方向确定的所述优选方向的指示，所述第一帧和所述第二帧包括用于预留所述媒体的相同媒体预留信息；以及
用于基于所述媒体预留信息和所检测的所述优选方向抑制存取所述媒体的装置。
37.根据权利要求36所述的设备，其特征在于：
所述媒体预留信息包括将所述媒体授予所述第一设备的持续时间的指示，以及
所述抑制装置还经配置以在所述持续时间内抑制存取所述预留媒体。
38.根据权利要求37所述的设备，其特征在于，所述媒体预留信息中指示的所述持续时间不同于所述请求中指示的其它持续时间。
39.根据权利要求36所述的设备，其特征在于：
所述媒体预留信息包括关于由所述第一设备使用的所述媒体的频率的指示，以及
所述抑制装置还经配置以抑制使用所述媒体预留信息的所述频率进行发射。
40.根据权利要求36所述的设备，它还包括：
用于根据所述媒体预留信息设置网络分配向量NAV计数器的值的装置，其特征在于
NAV计数器的所述值包括所述设备抑制存取所述媒体的时间单位的数目。
41.一种无线节点，它包括：
至少一个天线；
检测器，其经配置以检测由第一无线节点在多个发射方向上发射的经由所述至少一个天线接收的使用媒体的请求，其特征在于
所述检测器也经配置以检测由所述第一无线节点发射的经由所述至少一个天线接收的第一帧并检测用于发射所述第一帧的优选方向，所述第一帧确认接收到由第二无线节点响应于所述请求发射的第二帧，所述第二帧包括由所述第二无线节点基于所述多个发射方向确定的所述优选方向的指示，且所述第一帧和所述第二帧包括用于预留所述媒体的相同媒体预留信息；以及
发射器，其经配置以基于所述媒体预留信息和所检测的所述优选方向抑制存取所述媒体。
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