CN103053124B - 宽信道中冲突解决的方法 - Google Patents

Abstract

在各种实施例中，装置可将请求发送(RTS)传送到另一装置以便为与该另一装置的随后通信保留宽信道。RTS可包含指示宽信道的宽度的信息，其中，宽信道由多个窄信道组成。在一些实施例中，如果未接收响应RTS的清除发送(CTS)帧，则装置可传送CF结束(CF‑END)帧，以便其它装置在中止的保留时间期间不会避免使用窄信道。

Description

宽信道中冲突解决的方法

背景技术

在许多无线网络中，装置能够通过传送请求发送(RTS)到另一装置，并等待来自该另一装置的清除发送(CTS)以授权通信，从而发起与该另一装置的通信序列。此RTS/CTS交换也能够通过向其它装置指示通信的预期持续期，保留用于那两个装置的信道。然而，在将通过由多个小信道组成的宽信道进行通信的装置中，当前不存在使RTS的接收器知道宽信道通信中要使用哪个窄信道的方式。此外，如果由于宽信道中RTS/CTS交换失败，通信中止，则当前没有在窄信道中向其它装置通知信道保留已被取消的方式。

附图说明

通过参照下面的描述和用于示出本发明实施例的附图，可更好地理解本发明的一些实施例。在图中：

图1示出根据本发明的一实施例的无线通信网络。

图2A、2B示出根据本发明的一实施例的带有NAV效应的RTS/CTS序列的时序图。

图3示出根据本发明的一实施例的中止的预期RTS/CTS交换的过程的流程图。

图4示出根据本发明的一实施例的带有包含信道宽度信息的HTC字段的控制包装（wrapper）帧的格式。

图5示出根据本发明的一实施例的RTS/CTS交换的流程图，其中，RTS指示通过交换正在保留的宽信道的宽度。

具体实施方式

在下面的描述中，陈述了许多特定细节。然而，要理解的是，实践本发明的实施例可无需这些特定细节。在其它情况下，公知的电路、结构和技术未详细显示以免混淆对此描述的理解。

对“一个实施例”、“一实施例”、“示例实施例”、“各种实施例”等的引用表示如此描述的本发明的实施例可包括特定特征、结构或特性，但并非每个实施例一定包括这些特定特征、结构或特性。此外，一些实施例可具有对其它实施例所述的一些或所有特征，或不具有这些特征中的任何特征。

在下面的描述和权利要求中，可使用术语“耦合”和“连接”及其衍生词。应理解，这些术语无意作为彼此的同义词。相反，在特定实施例中，“连接”用于指两个或更多要素相互的直接物理或电接触。“耦合”用于指两个或更多要素相互合作或交互，但它们可以有或没有在其之间的中间物理或电组件。

在权利要求中使用时，除非另有规定，否则，使用序数形容词“第一”、“第二”、“第三”等描述普通要素只表示正在引用类似要素的不同实例，并且无意暗示如此描述的要素必须在时间上、空间上、排列中或以任何其它方式处于给定顺序中。

本发明的各种实施例可以在硬件、固件和软件之一或任何组合中被实现。本发明也可实现为在计算机可读媒体中或其上包含的指令，可由一个或多个处理器读取和运行以能够执行本文中所述操作。计算机可读媒体可包括用于以一个或多个计算机可读的形式存储信息的任何机制。例如，计算机可读媒体可包括有形存储媒体，诸如但不限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储媒体、光存储媒体、闪存装置等。

术语“无线”可用于描述通过非固态媒体，使用调制的电磁辐射来通信数据的电路、装置、系统、方法、技术、通信信道等。该术语未暗示相关的装置不包含任何导线。无线装置可包括至少一个天线、至少一个无线电和至少一个处理器，其中，无线电通过天线传送表示数据的信号，并通过天线接收表示数据的信号，而处理器可处理要传送的数据和已接收的数据。处理器也可处理既未被传送也未被接收的其它数据。

在本文档内使用时，术语“网络控制器”要包括至少部分调度和控制网络中其它装置的无线通信的装置。网络控制器也可称为基站(BS)、接入点(AP)、中心点(CP)或可用于描述网络控制器的功能的任何其它术语。

在本文档内使用时，术语“移动装置”要包括其无线通信至少部分由网络控制器调度和控制的那些装置。移动装置(MD)也可称为移动台(MS)、STA、订户站(SS)、用户设备(UE)或可用于描述移动装置的功能的任何其它术语。移动装置可在此类通信期间移动，但移动不是要求的。

在本文档中使用时，“窄”信道是具有频谱中预定义的连续带宽的信道，而“宽”信道是具有由多个这些窄信道占用的频谱的组合部分的信道。也就是说，多个指定的窄信道可集体构成指定的宽信道。在一些实施例中，宽信道只包含连续窄信道，但在其它实施例中，这些窄信道不必是连续的，即，被包括在宽信道中的两个窄信道可由未被包括在宽信道中的一个或多个窄信道所分隔。为了描述的简便，窄信道可描述为具有20 MHz带宽，而宽信道可描述为具有是20 MHz的整数倍的带宽，但其它实施例可使用非20 MHz的窄信道带宽。在本文档内，术语“信道”指窄信道，除非被明确描述为宽信道。

在各种实施例中，预期通过宽信道与另一装置进行通信的装置可传送指定宽信道将是多宽（例如，组合多少个窄信道以形成宽信道）的请求发送(RTS)。在一些实施例中，这可通过在RTS中以前未使用的字段中插入此信息来完成。

备选的是，如果装置传送RTS但未接收对应的清除发送(CTS)，则装置随后可传送CF结束（CF-End）以向其它装置通知RTS预期的通信将不进行，以便那些其它装置可重置其网络分配向量(NAV)。

图1示出根据本发明的一实施例的无线通信网络。所示网络显示标记为A、B、C、D和E的五个网络装置。在一些实施例中，这些装置之一可以是网络控制器，但在其它实施例中，它们可以全部是对等装置。在示例中，装置A通过传送RTS到装置B而发起与装置B的通信，并且装置B通过传送CTS到装置A而接受请求。随后的通信因而可在装置A与B之间进行。虽然装置C、D和E未涉及此交换，但此处假设它们中的每个能够接收和解码RTS以及可能还有CTS。

通过包括指定预期通信要持续多少时间的持续期字段，RTS也可作用于为装置A与B之间的通信保留信道。类似地，通过包括指定RTS中指示的持续期剩余多少时间的字段，CTS也可作用于保留信道。因此，侦听到RTS或CTS的任何装置能够确定用于信道的保留时间期何时将结束。侦听到RTS或CTS的每个此类装置随后可将设置其网络分配向量(NAV)，这意味着装置能够启动对于该时间期的内部计时器，并且禁止在该信道上传送，直至其计时器到期或重置。在此时间期间传送可能造成装置在装置A和B进行通信时传送，由此造成网络内的干扰。

在一些实施例中，装置A和B预期通过宽信道进行通信，并且RTS/CTS交换可指示此类信道。然而，一些或所有装置C、D和E只可以能够通过窄信道之一（或宽信道的子集）进行接收和传送，并且将不能够解码通过宽信道传送的RTS或CTS。由于此类宽信道装置被假设成能够也通过窄信道进行通信，因此，装置A可通过组成宽信道的每个窄信道同时传送RTS。类似地，装置B可通过那些窄信道的每个信道同时传送CTS。因此，能够接收和解码RTS或CTS的任何宽信道或窄信道装置可知道A和B对于指示的时间期保留相关窄信道。此类装置可相应地为每个受影响的窄信道对于指示的时间期设置其NAV。

虽然可期待装置B将通过CTS做出响应，并且装置A将接收它，但可存在将阻止装置B传送CTS或者阻止传送的CTS为装置A接收的各种条件。例如，装置B可由于干扰、正在休眠模式中、正在进行向装置A不知道的另一装置的传送等原因而从未接收RTS。或者，装置B可接收到RTS，但由于已经在与另一装置进行通信、或者从侦听到的更早RTS/CTS交换而设置了其NAV、或者由于某一其它原因而不能传送CTS。此外，如果装置B传送CTS，则装置A可由于干扰或其它原因而未听到它。

无论原因如何，如果装置A传送RTS，但未如期待的接收CTS，则装置A不能确定装置B将能够进行随后预期的通信，并且装置A可停止完成预期通信的任何尝试。然而，装置C、D和E现在设置了其NAV，并且将不必要地禁止在以前建立的时间期期间传送任何数据。这能够降低整体网络吞吐量。

为了克服此问题，装置A可进行另一传送，以通告信道保留已被取消，以便其它装置可每个重置其NAV，并尝试在期望时发起其自己的通信。在一些实施例中，此通告可以是无争用结束(CF-END)帧的形式。CF结束在过去已经用于在两个装置（例如，装置A和B）已经建立其信道保留、已进行预期通信、并且已完成该通信而在其信道保留上仍剩有时间时提前结束信道保留。这允许它们“给回”剩余时间到网络中的其它装置。然而，在此情况下，发起的装置可传送CF结束帧以通告预期通信将根本不进行。在RTS正尝试保留宽信道的一些实施例中，CF结束帧可在组成宽信道的每个窄信道上被传送。

图2A、2B示出根据本发明的一实施例的带有NAV效应的RTS/CTS序列的时序图。图2A演示CTS在由请求装置（即，传送RTS的装置）接收的通信序列，而图2B演示CTS未由请求装置接收的通信序列。在此示例中，装置A、B、C表示与图1中所示相同的装置。图1的装置D和E在图2A、2B中未示出，但如果示出，则可能重复为装置C所示的动作。

装置A示为传送RTS到装置B的请求装置。传送可以是多信道传送，即，相同RTS在形成宽信道的多个窄信道的每个信道上并行传送。在接收RTS后，装置B可通过传送CTS到装置A来做出响应。CTS也可以是多信道传送。在装置A接收CTS后，它可通过宽信道传送一个或多个数据帧到装置B而开始预期通信。在数据帧完成后，装置B可传回确认(ACK)以指示它正确接收了数据帧。无论何时传送的责任在装置A与B之间转换，网络规则可要求最小延迟以允许每个装置在传送与接收模式之间转换其电路。此最小延迟示为短的帧间空间(SIFS)，但可转而使用其它定义的时间期。

在装置C侦听到RTS时，它可将其NAV设置成RTS中指示的时间期（应允许装置A和B有足够时间完成其数据帧和导致的ACK、包括诸如SIFS等所有延迟的时间期）。如果装置C也侦听到CTS，则它也可使用CTS中指示的时间期设置NAV。在大多数情况下，由RTS和CTS产生的NAV将同时结束，并且最终使用哪一个将无关紧要。在两者产生不同结束时间的不太可能的情况下，用于选择一项或另一项的方法在本文档的范围之外。在NAV时间期结束时，装置C可重置其NAV，从而允许它在遵守网络的其它规则的同时进行传送。

转到图2B，装置A可开始传送RTS到装置B。但在此情况下，装置A从未接收来自装置B的CTS。这可能是由于几个原因中的任何原因，如装置B未传送CTS，或者它传送了CTS，但装置A未正确接收它。无论原因如何，如果装置A未接收CTS，则装置A可通过传送CF结束以向所有监听的装置指示预期通信将不进行而甚至在预期通信开始前中止它。这暗示装置C可如所示的重置其NAV，并且随后在它要进行通信时竞争任何或所有受影响的窄信道。为了简明起见，只示出了装置C，但装置D和E可同时进行相同的过程。在所示示例中，装置A一旦确定它未在期待的时间接收CTS的开始，它便开始传送CF结束，该期待的时间正好在CTS将完成之前。在其它实施例中，装置A可在传送CF结束前至少等待CTS完成时间。

图3示出根据本发明的一实施例的用于中止的预期RTS/CTS交换的过程的流程图。在所示示例中，装置A在310撰写多信道RTS，并且在320传送RTS到装置B。虽然RTS可寻址到装置B（图3中未示出），但在325装置C侦听到RTS，并且在335将其NAV设置成RTS中指示的持续期。在其NAV已设置时，装置C将不在RTS中指示的信道上传送，以便避免干扰装置A正在尝试与装置B建立的预期通信。

在传送RTS后，装置A可针对来自装置B的CTS响应而等待预定的时间期（在330标示为CTS超时）。如果在330装置A未在CTS超时期间听到CTS（或至少足够的CTS以将它识别为期待的CTS），则它可假设RTS/CTS交换已失败。在此类情况下，装置A可通过在340传送CF结束而通告正在中止与装置B的预期通信。此CF结束可在345由装置C侦听到。由于装置C现在知道装置A与B之间的预期通信将不进行，因此，装置C可在355重置其NAV。

在320-325之间及在340-345之间的虚线指示传送未寻址到装置C，但仍由装置C接收和适当解码。注意，装置B在此图中未示出。装置B是否接收RTS、装置B是否传送CTS、以及装置C是否侦听到从装置B传送的CTS未被示出，因为它们不是此过程中的决定点。如果装置A由于任何原因而未接收CTS，则过程可如所示的继续。然而，如果CTS由装置A正确接收，则此流程图可不适用。

图4示出根据本发明的一实施例的带有包含信道宽度信息的HTC（高吞吐量控制）字段的控制包装帧的格式。此帧可包括RTS，以便预期接收装置将知道预期通信要通过其进行的信道的宽度。控制包装帧可用于携带任何其它类型的控制帧及HT控制字段，如携带的帧控制、HT控制及携带的帧字段所示。

在所示控制包装帧中，帧控制字段、持续期/ID字段、地址1字段及FCS字段可具有其常规含意，并且遵守常规格式化规则。类似地，携带的帧控制字段和携带的帧字段可以常规方式使用以“携带”正在输送的帧。例如，RTS或CTS可以此方式在控制包装帧中被携带。

HT控制字段在图4的下半部分中展开示出。HT控制字段中的大多数子字段可具有其常规含意，并且遵守常规格式化规则。然而，HT控制字段的常规格式具有保留用于不确定的将来使用的两个子字段。在本发明的一些实施例中，那些保留的子字段之一可选择成是信道宽度字段。此信道宽度字段可指示为RTS正在请求的预期通信所正在保留的“宽”信道的宽度。在一个示例中，此字段可指示在宽信道中包含多少个窄信道，以便宽信道具有是窄信道的宽度的整数倍的宽度。例如，“00”可指示20 MHz信道（单个窄信道，因此，没有宽信道），“01”可指示40 MHz信道（由两个窄20 MHz信道组成），“10”可指示80 MHz信道（由四个窄20 MHz信道组成），以及“11”可指示160 MHz信道（由八位窄20 MHz信道组成）。也可使用其它惯例。字段的内容到宽信道的宽度的确切映射可遵守任何可行的格式和映射功能。

在不同实施例中，信道宽度子字段可被指派到其它以前保留的子字段，不同的子字段可被重新指派到信道宽度功能，或者HT控制字段本身的整体格式可被改变以适应信道宽度子字段。主要目标是在通过RTS正在请求宽信道时在RTS中指定信道宽度，并且在最广义的实施例中，这可通过任何可行格式来完成。

CTS可包括响应装置同意请求的宽信道的确认。备选的是，响应装置可传送它拒绝RTS的指示，但本文中所述相关实施例假设RTS被接受。

图5示出根据本发明的一实施例的RTS/CTS交换的流程图，其中，RTS指示通过交换正在保留的宽信道的宽度。在所示示例中，预期向另一无线通信装置（响应者）通信信息的无线通信装置（请求者）可在510确定它想为该通信保留哪个宽信道。此处使用了术语“通信”而不是“传送”，因为预期通信可包括信息到该另一装置的传送和来自该另一装置的信息被正确接收的接收确认。

宽信道的选择可包括宽信道将是多宽，即，多少个窄信道将组合以定义宽信道的带宽。例如，选定宽信道可具有40 MHz的带宽（通过组合两个20 MHz窄信道）、80 MHz的带宽（通过组合四个20 MHz窄信道）或160 MHz的带宽（通过组合八个20 MHz窄信道）。请求者也可以能够选择要组合所有可用窄信道的哪些信道以形成宽信道。

在选择优选宽信道后，在520，请求者可创建用于传送的RTS帧，将充分描述选定宽信道的信息插入该帧，以便接收RTS的装置可以能够确定宽信道的宽度，以及确定将用于形成该宽信道的特定窄信道。随后，在530和535，可将RTS从请求者传送到响应者。

虽然几个装置可接收RTS，但此处所述响应者是RTS所寻址的以及请求者在保留的信道期间要与其进行通信的装置。侦听到RTS传送的其它装置采取的动作在此处不描述。

响应者接收RTS并且确定其中所述宽信道的细节时，它可以愿意并且能够或不愿意并且不能够同意通过指示的宽信道进行通信。例如，它可不具有通过指示的宽信道进行通信的技术能力，它可已经针对组成指示的宽信道的一个或多个窄信道而使其NAV被设置，它可正遇到通过一个或多个那些窄信道的干扰，它也可选择不接受请求（即使预期通信将是可能的）等等。在545，检测这些和其它可能性。如果出于任何原因而未接受请求，则流程图在555退出以采取此处未进一步描述的动作。

但如果请求已被接受，则响应者可在565传送CTS，在570，CTS由请求者接收。在一些实施例中，CTS可重复RTS中指示过的信道宽度信息，并且在一些实施例中，该信息可在CTS中位于与RTS中相同的字段和/或子字段中。在RTS/CTS交换完成后，在580、585，两个装置可通过商定的宽信道来执行其预期通信。

上述描述旨在是说明性而不是限制性的。本领域的技术人员将想到变化。那些变化旨在被包括在只受随附权利要求的范围所限制的本发明的各种实施例中。

Claims (35)

1.一种在无线网络中通信的方法，包括：

将请求发送RTS传送到第一无线网络装置以便保留宽信道，所述RTS包含指示所述宽信道的宽度的信息；

其中所述宽信道包括多个窄信道，并且其中所述RTS在所指示的窄信道的每个窄信道上被传送。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述信息指示所述宽信道中包括多少个窄信道。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述窄信道的每个窄信道具有20兆赫兹的宽度。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述信息被包含在包括所述RTS的控制包装帧中。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述信息被包含在所述控制包装帧的HT控制字段中。

6.如权利要求1所述的方法，还包括在所述传送后通过所述RTS中指示的窄信道的至少之一来接收清除发送CTS。

7.如权利要求1所述的方法，还包括如果未如期待的接收到CTS帧，则传送无争用结束CF-END帧。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述CF-END帧在所述RTS中指示的窄信道的每个上被传送。

9.一种用于在无线网络中通信的设备，包括：

具有处理器和无线电的第一无线通信装置，所述第一无线通信装置将请求发送RTS传送到第二无线通信装置以便为所述第一与第二无线通信装置之间的预期随后通信保留宽信道，所述RTS包含指示所述宽信道的宽度的信息，并且所述RTS在所指示的窄信道的每个窄信道上被传送。

10.如权利要求9所述的设备，其中所述宽信道要具有是20兆赫兹的整数倍的宽度。

11.如权利要求9所述的设备，其中所述信息要被包含在包括所述RTS的控制包装帧中。

12.如权利要求11所述的设备，其中所述信息要被包含在所述控制包装帧的HT控制字段中。

13.如权利要求9所述的设备，其中所述第一无线通信装置还要在所述传送后从所述第二无线通信装置接收清除发送CTS。

14.一种用于在无线网络中通信的设备，包括

用于将请求发送RTS传送到第一无线网络装置以便为与所述第一无线通信装置的随后通信保留宽信道的部件，所述RTS包含指示所述宽信道的宽度的信息；

其中所述宽信道包括多个窄信道，并且所述RTS通过所述窄信道的每个来传送。

15.如权利要求14所述的设备，其中所述信息指示所述宽信道的宽度等于一个窄信道的宽度的整数倍。

16.如权利要求15所述的设备，其中所述窄信道具有20兆赫兹的宽度。

17.如权利要求14所述的设备，其中所述信息被包含在包括所述RTS的控制包装帧中。

18.如权利要求17所述的设备，其中所述信息被包含在所述控制包装帧的HT控制字段中。

19.如权利要求14所述的设备，其还包括用于在所述传送后通过所述窄信道的至少之一从所述第一无线通信装置接收清除发送CTS的部件。

20.一种在无线网络中通信的方法，包括：

从第一无线网络装置接收请求发送RTS以便保留宽信道，所述RTS包含指示所述宽信道的宽度的信息；

其中所述宽信道由多个整数数量的窄信道来组成，并且其中所述RTS在所指示的窄信道的每个窄信道上被传送。

21.如权利要求20所述的方法，其中所述信息指示所述宽信道中包括多少个窄信道。

22.如权利要求21所述的方法，其中所述窄信道的每个具有20兆赫兹的宽度。

23.如权利要求20所述的方法，其中所述信息被包含在包括所述RTS的控制包装帧中。

24.如权利要求23所述的方法，其中所述信息被包含在所述控制包装帧的HT控制字段中。

25.如权利要求20所述的方法，还包括响应所述RTS，通过所述宽信道中包含的窄信道的每个来传送清除发送CTS。

26.一种用于在无线网络中通信的设备，包括：

具有存储器和无线电的第一无线通信装置，所述第一无线通信装置从第二无线通信装置接收请求发送RTS以便为所述第一与第二无线通信装置之间的预期随后通信保留宽信道，所述RTS包含指示所述宽信道的宽度的信息；

其中所述宽信道由多个窄信道来组成，并且其中所述RTS在所指示的窄信道的每个窄信道上被传送。

27.如权利要求26所述的设备，其中所述宽信道要具有是20兆赫兹的整数倍的宽度。

28.如权利要求26所述的设备，其中所述信息要被包含在包括所述RTS的控制包装帧中。

29.如权利要求28所述的设备，其中所述信息要被包含在所述控制包装帧内的HT控制字段中。

30.如权利要求26所述的设备，其中所述第一无线通信装置还要在所述接收后通过所述窄信道的每个来将清除发送CTS传送到所述第二无线通信装置。

31.一种用于在无线网络中通信的设备，包括

用于从第一无线网络装置接收请求发送RTS以便为与所述第一无线网络装置的随后通信保留宽信道的部件，所述RTS包含指示所述宽信道的宽度的信息；

其中所述宽信道包含多个窄信道，并且所述宽信道的宽度等于窄信道的宽度的整数倍，并且其中所述RTS在所指示的窄信道的每个窄信道上被传送。

32.如权利要求31所述的设备，其中所述窄信道具有20兆赫兹的宽度。

33.如权利要求31所述的设备，其中所述信息被包含在包括所述RTS的控制包装帧中。

34.如权利要求33所述的设备，其中所述信息被包含在所述控制包装帧的HT控制字段中。

35.如权利要求31所述的设备，其还包括用于在所述接收后通过所述多个窄信道的每个来将清除发送CTS传送到所述第一无线网络装置的部件。