CN103404223B - 针对高用户集中度的可缩放毫米波无线网络架构 - Google Patents

Abstract

本公开涉及可以容纳高带宽用户的任意高的地理集中度的可缩放、甚高带宽无线网络的架构和基础结构的技术。该架构可以包括通过汇聚‑中继级的分层结构与中心接入点通信的高度局域化服务区域的网络。可以通过在标准系统框架(例如，60GHz(毫米波)波段)内单独支持的ad‑hoc和基础结构网络特征的混合组合来转交通信。该基础结构可以包括(在允许密集空间频率共享并提供高度局域化覆盖的有损高带宽定向信道上通信的)固定控制点的密集网格，从而实现高用户密度。

Description

针对高用户集中度的可缩放毫米波无线网络架构

背景技术

除非本文中另行指出，否则在本节中描述的内容并非本申请的权利要求的现有技术，且不因为其包括在本节中而承认其为现有技术。

诸如智能电话、平板计算机、个人数字助理(PDA)等的无线移动智能设备的广泛使用导致了对无线服务的需求的爆炸性增长。在高用户集中度的区域中，所引发的基础结构负担尤为繁重，在该区域中，现有的基础结构无法容纳大量用户同时竞争有限资源所带来的负载。

例如，传统范例故障的使用场景可以包括观众访问在线视频内容的体育赛事、参与者参与交互式多媒体发言的会议、遍布式增强现实、通用无线视频呼叫、移动交互式在线游戏等。未来的网络基础结构需要先进的无线技术来满足当前可用的技术或标准所无法满足的、限定区域内的大量用户所产生的带宽需求。

发明内容

本公开总体上描述了用于提供针对高用户集中度的可缩放毫米波无线网络架构的技术。

根据一些示例，一种用于提供针对高用户集中度的可缩放无线网络架构的方法可以包括：形成基于多个无线中心点(PCP)的网络结构，每个PCP服务于ad-hoc基本服务区域(BSA)，并汇聚其相应BSA内的通信业务，以转发到成簇分层结构网络内的簇PCP；以及在一个或更多个有损高带宽定向信道上，实现用户设备和相应PCP之间的无线通信。

根据其他示例，一种针对高用户集中度的可缩放无线网络可以包括：多个无线中心点(PCP)，每个PCP服务于ad-hoc基本服务区域(BSA)，并汇聚其相应BSA内的通信业务，以转发到成簇分层结构网络内的簇PCP；以及在每个BSA中的多个用户设备，能够在一个或更多个有损高带宽定向信道上与相应PCP进行无线通信。

根据其他示例，一种计算机可读存储介质可以包括在其上存储的用于提供针对高用户集中度的可缩放无线网络架构的指令。所述指令可以包括：形成基于多个无线中心点(PCP)的网络结构，每个PCP服务于ad-hoc基本服务区域(BSA)，并汇聚其相应BSA内的通信业务，以转发到成簇分层结构网络内的簇PCP；以及在一个或更多个有损高带宽定向信道上，实现用户设备和相应PCP之间的无线通信。

以上发明内容仅是说明性的，并非限制。除了上述示例性的各方案、各实施例和各特征之外，参照附图和以下详细说明，还将清楚其他方案、其他实施例和其他特征。

附图说明

根据以下说明和所附权利要求，结合附图，本公开的前述和其他特征将更加清楚。在认识到这些附图仅示出了根据本公开的一些示例且因此不应被认为是限制本公开范围的前提下，通过使用附图以额外的特征和细节来详细描述本公开，其中：

图1示出了根据个人基本服务集ad-hoc规范的无线系统的示例架构；

图2示出了根据混合个人基本服务集ad-hoc网络基础结构的无线系统的示例架构；

图3示出了根据示例标准(IEEE 802.11ad)的毫米波段的频谱分配；

图4示出了根据混合汇聚-转发架构的基本服务区域(BSA)的分层结构；

图5示出了可以用于实现混合汇聚-转发架构的通用计算设备；

图6示出了可以实现可缩放毫米波混合汇聚-转发架构的联网环境；

图7是示出了可由诸如图5中的设备500之类的计算设备执行的、用于实现针对高用户集中度的可缩放毫米波无线网络的示例方法的流程图；以及

图8示出了示例计算机程序产品的框图，

根据这里所描述的至少一些实施例，来布置以上所有附图。

具体实施方式

在以下的详细说明中，参考了作为详细说明的一部分的附图。在附图中，除非上下文另行指明，类似符号通常表示类似部件。具体实施方式部分、附图和权利要求书中记载的示例性实施例并不是限制性的。在不脱离在此所呈现的主题的精神或范围的前提下，可以利用其他实施例，且可以进行其他改变。应当理解，在此总体记载以及在附图中图示的本公开的各方案可以按照多种不同配置来设置、替换、组合、分割和设计，所有这些不同的配置均在此明确声明。

本公开大体上涉及与提供针对高用户集中度的可缩放毫米波无线网络架构相关的方法、装置、系统、设备和/或计算机程序产品等。

简言之，本公开涉及可以容纳高带宽用户的任意高的地理集中度的可缩放、甚高带宽无线网络的架构和基础结构的技术。该架构可以包括通过汇聚-中继级的分层结构与中心接入点通信的高度局域化服务区域的网络。可以通过在标准系统框架(例如，60GHz(毫米波)波段)内单独支持的ad-hoc和基础结构网络特征的混合组合来转交通信。该基础结构可以包括(在允许密集空间频率共享并提供高度局域化覆盖的有损高带宽定向信道上通信的)固定控制点的密集网格，从而实现高用户密度。

如这里所使用，术语“有损”表示下述通信模式：自由空间路径损耗可能比多径损耗大若干倍，对信号进行实质衰减(例如，＞85dB)，从而相关损耗特性可以以指数吸收模型来描述。术语“高带宽”表示超过传统无线通信带宽的通信带宽(如每通信信道1GHz或更多)。术语“定向”表示将两个节点之间的无线通信集中在这两个节点之间、从而可以避免或实质上减小与其他节点的干扰的通信信道。定向通信的一种方式是使用具有相对窄波束的高度定向天线。该方式对于诸如手持计算机、膝上型计算机等消费类设备并不实际。在根据实施例的系统中，可以使用甚高频波段(毫米波)，结合高损耗特性来提供定向性。术语“高度局域化服务区域”表示接近于10米或更小的基本服务区域。

针对60GHz波段的毫米波通信，自由空间路径损耗可以比多径损耗大10倍-在10米的距离上将信号衰减大约85dB-相关损耗特性可以以指数吸收模型而非用于传统无线频率的多径瑞利模型来描述。这些属性 导致高度局域化服务区域(大约10m)，并有利于针对高用户集中度的高度定向传输。

图1示出了根据个人基本服务集ad-hoc规范的无线系统的示例架构。

在无线网络中，可以连接到网络中的无线介质的组件可以被称为站点(mSTA)。站点配备有无线网络接口控制器(WNIC)，以便于在无线介质上通信。如图例100所示，个人基本服务集(PBSS)中的mSTA可以被归类为用户设备(mSTA 106、110和112)和中继mSTA 108，该中继mSTA 108也可以是被配置为中继从附近的mSTA到控制点(PCP 114)的通信的用户设备。PCP 114可以将来自其簇102内的mSTA的业务转发到接入点(AP104)。mSTA可以是诸如膝上型计算机、个人数字助理、IP电话和其他智能电话之类的移动设备、或诸如配备有无线网络接口的台式机和工作站之类的固定设备。

许多现有无线网络技术中的容量不足以提供演进使用场景。根据实施例的系统提供混合个人基本服务集ad-hoc网络基础结构，以支持在具有高用户集中度的区域中的高带宽无线通信。因此，本公开既提供了新的网络基础结构，又提供了新的架构。示例实施例采用了与被设计为容纳高用户密度的建筑(如，会议中心、体育竞技场和大型表演或演讲厅)相结合的毫米波通信技术。

这里所描述的网络架构利用了毫米波传输的高自由空间路径损耗和相关定向特性，以允许非常靠近的大量用户无干扰或少干扰地访问少量高带宽通信信道。此外，60GHz通信波段的汇聚带宽(标称为7GHz)可以确保大量用户的充足带宽。

针对毫米波网络标准的一些标准(如IEEE 802.11ad草案)提供了多种网络架构。然而，这些架构以少量极高带宽设备(如，无压缩HD视频)的局域化网络为目标，并不满足服务于大量用户的地理分布式网络的需求。

图2示出了根据这里描述的至少一些实施例设置的、根据混合个人基本服务集ad-hoc网络基础结构的无线系统的示例架构。一些示例实施例结合了基础结构和ad-hoc网络的特征，产生可以根据标准或在专用环 境中实现的可缩放高容量毫米波网络的混合网络架构。

在物理层，根据实施例的系统的通信波段包括同时支持大量用户的非常高的带宽。针对无线接入的基本服务区域(BSA)非常局域化(例如，10米)，以防止无线控制点(PCP)处的拥塞。毫米波范围内的无线信号高度定向，以使BSA中的终端(mSTA)之间和服务于相邻BSA的PCP之间的干扰最小。可以通过引入固定BSA控制点设备来满足物理层需求，该固定BSA控制点设备汇聚并中继在BSA中发起的通信、以及从其他BSA中继到控制点的通信。

在控制层，根据实施例的系统可以支持多链路中继，以实现可缩放架构和站点成簇，优化有限数量的信道间的空间频率共享。这种系统可以允许数据帧的汇聚，以将来自不同源的信号有效地复用到可用信道带宽上。此外，可以支持多源和多目的地子帧寻址，以使来自大量用户的通信能够在汇聚之后有效地共享毫米波信道。

在根据一些实施例的架构中，可以通过将针对基于基础结构的网络的单独规范的要件(固定控制点、帧汇聚)与针对ad-hoc网络的规范(多层中继、站点成簇)结合来满足控制层需求。例如，在混合架构中，可以将针对ad-hoc网络的个人基本服务集(PBSS)标准和针对基础结构联网的基本服务集(BSS)标准进行组合。表1示出了一些示例实施例中的示例混合的示例网络规范。

BSS	PBSS
		固定控制点	站点成簇
帧汇聚	多链路中继

表1.组合混合结构的BSS和PBSS特征

PBSS可以提供松散结构的架构，其中指定的无线站点(mSTA)假设充当ad-hoc基本服务区域内的PBSS中心点(PCP)(分别为BSA 224、216、240和242中的PCP 228、220、238、246)的角色，并经由中心接入点(AP)214向回程网络中继业务。在图例200的示例架构中，可以按照基础结构网络的方式安装固定无线站点，作为专用节点。这些基础结构PCP(228、220、238、246)可以提供对mSTA(分别为226、230、 232；218、222；234、236；和244、248)的网络接入，并汇聚BSA(覆盖固定局部区域)内的业务，如使用BSS网络一样；同时还向其他BSA控制点汇聚并转发业务，如在PBSS网络中一样。

图3示出了根据示例标准(IEEE 802.11ad)的毫米波段的频谱分配。

如上所述，根据一些实施例的系统中采用的通信频带在物理层需要包括非常高的带宽，以同时支持大量用户。此外，为了防止PCP处的拥塞，用于无线接入的BSA需要非常局域化，并且无线信号需要高度定向，以使BSA中的用户设备之间和PCP服务的相邻BSA之间的干扰最小。

通过毫米波通信来满足这些条件。大多数无线通信由国家或地区规章来规范。在一些情况下，无线谱的所选部分可能未被规定或者被预留，以期通过最少的规章(例如，最大允许功率)来选择技术的使用。在后一种情况下，可以采用工业发展标准，以确保广泛可接受的使用，并防止不同技术间的干扰。例如，802.11ad草案标准针对多个国家和区域规定了在未规定的60GHz波段的通信规则。图例300示出了IEEE 802.11ad标准下60GHz波段中的允许带宽和信道。频谱分配356指出，在北美(358)、加拿大(360)和韩国(362)，所允许的波段是57GHz到64GHz。在欧盟区域(364)，所允许的波段为57GHz到66GHz。而在中国(366)和日本(368)，所允许的波段包括59GHz到64GHz和59GHz到66GHz。

北美(美国和加拿大)、欧洲和韩国规定了2.16GHz(352)的四个信道，横跨从57GHz到64GHz的频谱，提供了多达7GHz的通信带宽。针对60GHz波段的毫米波通信，自由空间路径损耗会比多径损耗大10倍-在10米的距离上将信号衰减约85dB-相关损耗特性可以以指数吸收模型而非用于传统无线频率的多径瑞利模型来描述。这些属性导致高度局域化服务区域(大约10m)，并有利于针对高用户集中度的高度定向传输。

图4示出了按照这里所描述的至少一些实施例设置的根据混合汇聚-转发架构的基本服务区域(BSA)的分层结构。

使用BSS和PBSS结构所支持的容量，基础结构PCP的簇可以汇聚其BSA内的业务，并向与其成簇的PCP中继业务，产生了如图例400所示的扩展分层结构网络。可以根据网络大小，通过多个层，重复该汇聚- 中继过程，直至到达由中心AP 470所服务的簇。

在网络的每一层，PCP可以服务其BSA中的mSTA，并用作针对簇中PCP的中继点。可以根据PCP/AP-成簇(PBSS)规范，按照调度服务间隔，转交(mediate)对PCP的访问，使得相同信道上来自不同mSTA和PCP的竞争传输发生在非重叠时段期间。

图例400中的示例架构包括位于顶层的分层中心AP 470。在下一层级，PCP 472、474和476汇聚来自各自BSA中的mSTA(用户设备)的业务和来自各自簇中的其他PCP的业务。例如，PCP 472可以从PCP 478、480和482接收业务；PCP 474可以从PCP 484、486和488接收业务；以及PCP 476可以从PCP 490、492和494接收业务。此外，在较低层级的每个PCP还可以汇聚来自各自mSTA和各自簇中的其他PCP的业务。

基于网络格式，由一个PCP(例如，～10米区域内)服务的多个mSTA可以限制为预定数量(例如，255)。在一些实施例中，对于该分层结构中服务的mSTA的总数可以没有限制。回程网络的单个AP所服务的扩展网络的汇聚容量可以是根据当前规定(根据一种实施方式，基于带宽可用性，可以针对一个网络中mSTA的数量，设置上千的上限限制)使用可用60GHz波段信道的7Gb/s。当然，可以使用其他波段、网络基础结构和通信协议来实现其他(可能更多)数量的节点。

图5示出了可以用于实现根据这里所描述的至少一些实施例设置的混合汇聚-转发架构的通用计算设备。在示例基本配置502中，计算设备500可以包括一个或更多个处理器504和系统存储器506。存储器总线508可以用于处理器504与系统存储器506之间的通信。图5通过内部虚线内的那些组件示出了基本配置502。

根据所期望的配置，处理器504可以是任意类型的，包括但不限于微处理器(μP)、微控制器(μC)、数字信号处理器(DSP)或其任意组合。处理器504可以包括一级或多级缓存(例如，级高速缓存存储器512)、处理器内核514和寄存器516。示例处理器内核514可以包括算术逻辑单元(ALU)、浮点单元(FPU)、数字信号处理内核(DSP内核)或其任意组合。示例存储控制器518也可以与处理器504一起使用，或在一些实施方式中，存储控制器518可以是处理器504的内部部件。

根据所期望的配置，系统存储器506可以是任意类型的，包括但不限于易失性存储器(如，RAM)、非易失性存储器(如，ROM、闪存等)或其任意组合。在一些示例实施方式中，计算设备50可以是无线中心点(PCP)(或其一部分)，并服务于ad-hoc基本服务区域(BSA)，汇聚其BSA内的通信业务，以转发到成簇分层结构网络内的簇PCP。系统存储器506可以包括操作系统520、管理应用522和程序数据524。管理应用522可以包括收发机模块526，如这里所述，收发机模块526可以汇聚通信业务，并通过一个或更多个有损高带宽定向行到转发到簇PCP。如这里所述，除其他数据之外，程序数据524还可以包括信道数据、设备信息等。

计算设备500可以具有附加特征或功能、以及用于基本配置502与任意期望设备和接口之间的通信的附加接口。例如，总线/接口控制器530可以有助于基本配置502与一个或更多个数据存储设备532之间经由存储接口总线534进行通信。数据存储设备532可以是一个或更多个可拆除存储设备536、一个或更多个不可拆除存储设备538或其组合。可拆除存储和不可拆除存储设备的示例包括诸如软盘驱动和硬盘驱动器(HDD)之类的磁盘设备、诸如紧致盘(CD)驱动器或数字通用盘(DVD)驱动器之类的光盘驱动器、固态驱动器(SSD)和磁带驱动器等。示例计算机存储介质可以包括以任意方法或技术实现的易失性和非易失性、可拆除和不可拆除介质，用于存储信息，如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据。

系统存储器506、可拆除存储设备536和不可拆除存储设备538是计算机存储介质的示例。计算机存储介质包括但不限于：RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字通用盘(DVD)或其他光存储器、磁卡带、磁带、磁盘存储器或其他磁存储设备、或可以用于存储期望信息并可由计算设备500访问的任意其他介质。任意这种计算存储介质可以是计算设备500的一部分。

计算设备500还可以包括接口总线542，有助于从各种接口设备(例如，一个或更多个输出设备544、一个或更多个外围设备接口550、和一个或更多个通信设备560)经由总线/接口控制器530到基本配置502的 通信。示例输出设备544中的一些包括图形处理单元546和音频处理单元548，它们可以被配置为经由一个或更多个A/V端口552与各种外部设备(如，显示器或扬声器)通信。一个或更多个示例外围设备接口550可以包括串行接口控制器554或并行接口控制器556，它们可以被配置为经由一个或更多个I/O端口558与诸如输入设备(例如，键盘、鼠标、手写笔、语音输入设备、触摸输入设备等)或其他外部设备(例如，打印机、扫描仪等)之类的外部设备通信。示例通信设备560包括网络控制器562，可以被配置为有助于经由一个或更多个通信端口564在网络通信链路上与一个或更多个其他计算设备570通信。一个或更多个其他计算设备570可以包括其他PCP、端点设备和相当设备。

网络通信链路可以是通信介质的一个示例。通信介质典型可以具体化为计算机可读指令、数据结构、程序模块或调制数据信号中的其他数据，如载波或其他传送机制，并且可以包括任意信息传递介质。“调制数据信号”可以是具有一个或更多个特征集、或按照对信号中的信息进行编码的方式而改变的信号。作为非限制性示例，通信介质可以包括诸如有线网络或直接有线连接的有线介质、以及诸如声、射频(RF)、微波、红外(IR)之类的无线介质和其他无线介质。这里所使用的术语计算机可读介质可以包括存储介质和通信介质。

计算设备500可以实现为通用或专用服务器、大型机的一部分、或包括任意上述功能的类似计算机。计算设备500还可以实现为个人计算机，包括膝上型计算机和非膝上型计算机配置。

图6示出了可以实现根据这里描述的至少一些实施例设置的可缩放毫米波混合汇聚-转发架构的联网环境。

如图例600所示，示例架构使用户设备602能够参与具有多个数据源和其他设备的高密度环境中的高带宽通信(如，视频传输、数据传送等)。用户设备可以包括智能电话、PDA、膝上型计算机、专用计算设备(如，网络摄像机)、测试/测量设备和相当设备。

用户设备602可以在有损高带宽定向信道上与服务于ad-hoc基本服务区域(BSA)的固定控制点(PCP)进行无线通信。PCP可以是专用设备(如接入点)或被配置为充当PCP的通用计算设备(例如，台式计 算机608)。PCP可以按照层结构化，其中每个PCP为向其报告的较低层设备汇聚通信业务，并转发给较高层簇PCP，直至到达中心接入点。可以通过采用诸如毫米波波段的甚高频范围的网络610交换通信。

一个或更多个服务器612可以提供网络管理功能。与网络管理和实现通信相关联的数据(以及要在网络上交换的内容)可以存储在一个或更多个数据存储器604中，可直接访问或通过数据库服务器606进行访问。

网络610可以包括服务器、客户端、因特网服务提供商和通信介质的任意拓扑。根据实施例的系统可以具有静态或动态拓扑。网络610可以包括安全网络(如企业网)、非安全网络(如无线开放网络)、或因特网。网络610还可以协调与其他网络(如公共交换电话网络(PSTN)或蜂窝网络)的通信。网络610根据诸如IEEE 802.11ad标准之类的标准化格式，通过无线介质，提供这里所描述的节点之间的通信。

计算设备、应用、数据源和数据分布系统的许多其他配置可以用于实现针对高用户集中度的可缩放毫米波无线网络。此外，图6中讨论的联网环境仅用于说明目的。实施例不限于示例应用、模块、标准、协议或过程。

示例实施例还可以包括用于提供针对高用户集中度的可缩放无线网络架构的方法。这些方法可以以任意种方式实现，包括这里所描述的结构。一个这样的方式可以是通过本公开描述的类型的设备的机器操作。另一可选方式可以是由执行一些操作的一个或更多个人类操作员执行该方法的一个或更多个单独的操作，而其他操作由机器执行。这些人类操作员无需位于一处，只需每人使用机器来执行一部分程序。在其他示例中，人类交互可以是自动化的，例如，可以通过预先选择的标准，由机器自动化实现。

图7是示出了根据这里所描述的至少一些实施例设置的、可由诸如图5中的设备500之类的计算设备执行的、用于实现针对高用户集中度的可缩放毫米波无线网络的示例方法的流程图。示例方法可以包括如通过块722、724、726和/或728中的一个或更多个所示的一个或更多个操作、功能或动作。块722至728中描述的操作也可以存储为诸如计算设 备710的计算机可读介质720之类的计算机可读介质中的计算机可执行指令。

一种用于提供针对高用户集中度的可缩放毫米波无线网络的示例过程可以开始于块722，“在固定控制点，通过有损高带宽定向信道，接收用户设备业务”，其中诸如图4的PCP 478之类的PCP有助于通过有损高带宽和定向信道与用户设备的无线通信。可以通过使用诸如毫米波波段之类的甚高频范围实现高带宽，其中信道是有损且定向的。因此，可以通过使用毫米波波段，使不同用户设备之间的干扰最小。

块722之后是块724，“汇聚ad-hoc基本服务区域中的业务”，其中图4的PCP 478可以汇聚来自所分配的基本服务区域(可以基于ad-hoc创建)中的多个用户设备的通信业务。

块724之后是块726，“向簇控制点转发业务”，其中图4的PCP 478可以向诸如图4的PCP 472之类的簇PCP转发来自所分配的基本服务区域中的多个用户设备的汇聚通信业务。

-块726之后是块728，“在控制点的多个层，进行汇聚和转发，直至到达中心接入点”，其中图4所示的网络结构的不同层处的PCP可以向较高层的PCP转发来自用户设备和较低层的其他PCP的汇聚通信业务，直至到达诸如图4的接入点470之类的中心接入点。

上述过程中包括的块用于说明目的。可以通过具有较少或附加块的类似过程实现提供针对高用户集中度的可缩放毫米波无线网络。在一些示例中，可以按照不同顺序执行块。在一些其他示例中，可以去除各种块。在其他示例中，可以将各种块分为附加块、或组合成较少的块。

图8示出了根据这里描述的至少一些实施例设置的示例计算机程序产品的框图。在一些示例中，如图8所示，计算机程序产品800可以包括信号承载介质802，该介质还可以包括一个或更多条机器可读指令804，当由例如处理器执行时，可以提供这里所描述的功能。因此，例如，参照图5中的处理器504，收发机模块526可以响应于通过介质802传递给处理器504的指令804，执行图8中所示任务中的一个或更多个，以执行与这里所描述的提供针对高用户集中度的可缩放毫米波无线网络相关联的动作。根据这里所描述的一些实施例，例如，这些指令中的一 些可以包括以下指令：在固定控制点，通过有损高带宽定向信道，接收用户设备业务；汇聚ad-hoc基本服务区域中的业务；向簇控制点转发业务；和/或在控制点的多个层，进行汇聚和转发，直至到达中心接入点。

在一些实施方式中，图8中描述的信号承载介质802可以包括计算机可读介质806，例如但不限于，硬盘驱动、固态驱动、紧致盘(CD)、数字通用盘(DVD)、数字带、存储器等。在一些实施方式中，信号承载介质802可以包括可记录介质808，例如但不限于，存储器、读/写(R/W)CD、R/W DVD等。在一些实施方式中，信号承载介质802可以包括通信介质810，例如但不限于，数字和/或模拟通信介质(例如，光纤光缆、波导、有线通信链路、无线通信链路等)。因此，例如，程序产品800可以通过RF信号承载介质传递给处理器804的一个或更多个模块，其中信号承载介质802通过无线通信介质810传递(例如，符合IEEE 802.11标准的无线通信介质)。

根据一些示例，一种用于提供针对高用户集中度的可随访无线网络架构的方法可以包括：形成基于多个无线中心点(PCP)的网络结构，每个PCP服务于ad-hoc基本服务区域(BSA)，并汇聚其相应BSA内的通信业务，以转发到成簇分层结构网络内的簇PCP；以及在一个或更多个有损高带宽定向信道上，实现用户设备和相应PCP之间的无线通信。

BSA可以被配置为高度局域化的服务区域。服务区域可以限定为小于约10米，并覆盖固定局部区域。通信信道可以采用毫米波波段。该方法还可以包括：通过多个层，扩展通信业务的汇聚和转发，其中每个PCP服务于其BSA中的用户设备，并用作其簇中其他PCP的中继点。

可以基于层数对网络结构进行缩放。网络结构的顶层可以包括具有与回程网络耦合的中心接入点的簇。该方法还可以包括：按照调度服务间隔，转交对每个PCP的访问，使得相同信道上来自不同用户设备和其他PCP的竞争传输发生在非重叠时段期间。该方法可以包括在每个PCP处汇聚帧，其中网络结构采用在ad-hoc BSA层级提供站点成簇和多链路中继的个人基本服务集(PBSS)标准。网络结构还可以采用为网络基础结构提供固定PCP和帧汇聚的基本服务集(BSS)标准。

根据其他示例，一种针对高用户集中度的可缩放无线网络可以包 括：多个无线中心点(PCP)，每个PCP服务于ad-hoc基本服务区域(BSA)，并汇聚其相应BSA内的通信业务，以转发到成簇分层结构网络内的簇PCP；以及在每个BSA中的多个用户设备，能够在一个或更多个有损高带宽定向信道上与相应PCP进行无线通信。

BSA可以被配置为高度局域化的服务区域。服务区域可以限定为小于约10米，并覆盖固定局部区域。通信信道可以采用毫米波波段。可以通过多个层，扩展通信业务的汇聚和转发，以及每个PCP服务于其BSA中的用户设备，并用作其簇中其他PCP的中继点。

可以基于多个层对网络结构进行缩放。网络结构的顶层可以包括具有与回程网络耦合的中心接入点的簇。可以按照调度服务间隔，转交对每个PCP的访问，使得相同信道上来自不同用户设备和其他PCP的竞争传输发生在非重叠时段期间。可以在每个PCP处汇聚帧。网络结构可以采用在ad-hoc BSA层级提供站点成簇和多链路中继的个人基本服务集(PBSS)标准、或为网络基础结构提供固定PCP和帧汇聚的基本服务集(BSS)标准。

根据其他示例，一种计算机可读存储介质可以具有在其上存储的用于提供针对高用户集中度的可缩放无线网络架构的指令。所述指令可以包括：形成基于多个无线中心点(PCP)的网络结构，每个PCP服务于ad-hoc基本服务区域(BSA)，并汇聚其相应BSA内的通信业务，以转发到成簇分层结构网络内的簇PCP；以及在一个或更多个有损高带宽定向信道上，实现用户设备和相应PCP之间的无线通信。

BSA可以被配置为高度局域化的服务区域。服务区域可以限定为小于约10米，并覆盖固定局部区域。通信信道可以采用毫米波波段。该指令还可以包括：通过多个层，扩展通信业务的汇聚和转发，其中每个PCP服务于其BSA中的用户设备，并用作其簇中其他PCP的中继点。

可以基于多个层对网络结构进行缩放。网络结构的顶层可以包括具有与回程网络耦合的中心接入点的簇。该指令还可以包括：按照调度服务间隔，转交对每个PCP的访问，使得相同信道上来自不同用户设备和其他PCP的竞争传输发生在非重叠时段期间。该指令可以包括在每个PCP处汇聚帧，其中网络结构采用在ad-hoc BSA层级提供站点成簇和多链路中继的个人基本服务集(PBSS)标准。网络结构还可以采用为网络基础结构提供固定PCP和帧汇聚的基本服务集(BSS)标准。

在系统方案的硬件和软件实现方式之间存在一些小差别；硬件或软件的使用一般(但并非总是，因为在特定情况下硬件和软件之间的选择可能变得很重要)是一种体现成本与效率之间权衡的设计选择。可以各种手段(例如，硬件、软件和/或固件)来实施这里所描述的工艺和/或系统和/或其他技术，并且优选的工艺将随着所述工艺和/或系统和/或其他技术所应用的环境而改变。例如，如果实现方确定速度和准确性是最重要的，则实现方可以选择主要为硬件和/或固件的手段；如果灵活性是最重要的，则实现方可以选择主要是软件的实施方式；或者，同样也是可选地，实现方可以选择硬件、软件和/或固件的特定组合。

以上的详细描述通过使用方框图、流程图和/或示例，已经阐述了设备和/或工艺的众多实施例。在这种方框图、流程图和/或示例包含一个或更多个功能和/或操作的情况下，本领域技术人员应理解，这种方框图、流程图或示例中的每一功能和/或操作可以通过各种硬件、软件、固件或实质上它们的任意组合来单独和/或共同实现。在一个实施例中，本公开所述主题的若干部分可以通过专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、或其他集成格式来实现。然而，本领域技术人员应认识到，这里所公开的实施例的一些方面在整体上或部分地可以等同地实现在集成电路中，实现为在一台或多台计算机上运行的一个或更多个计算机程序(例如，实现为在一台或多台计算机系统上运行的一个或更多个程序)，实现为在一个或更多个处理器上运行的一个或更多个程序(例如，实现为在一个或更多个微处理器上运行的一个或更多个程序)，实现为固件，或者实质上实现为上述方式的任意组合，并且本领域技术人员根据本公开，将具备设计电路和/或写入软件和/或固件代码的能力。

本公开不限于在本申请中描述的具体实施例，这些具体实施例意在说明不同方案。本领域技术人员清楚，不脱离本公开的精神和范围，可以做出许多修改和变型。本领域技术人员根据之前的描述，除了在此所列举的方法和装置之外，还可以想到本公开范围内功能上等价的其他方 法和装置。这种修改和变型应落在所附权利要求的范围内。本公开应当由所附权利要求的术语及其等价描述的整个范围来限定。应当理解，本公开不限于具体方法、材料和配置，这些都是可以改变的。还应理解，这里所使用的术语仅用于描述具体实施例的目的，而不应被认为是限制性的。

此外，本领域技术人员将认识到，本公开所述主题的机制能够作为多种形式的程序产品进行分发，并且无论实际用来执行分发的信号承载介质的具体类型如何，本公开所述主题的示例性实施例均适用。信号承载介质的示例包括但不限于：可记录型介质，如软盘、硬盘驱动器、紧致盘(CD)、数字通用盘(DVD)、数字磁带、计算机存储器等；以及传输型介质，如数字和/或模拟通信介质(例如，光纤光缆、波导、有线通信链路、无线通信链路等)。

本领域技术人员应认识到，上文详细描述了设备和/或工艺，此后使用工程实践来将所描述的设备和/或工艺集成到数据处理系统中是本领域的常用手段。也即，这里所述的设备和/或工艺的至少一部分可以通过合理数量的试验而被集成到数据处理系统中。本领域技术人员将认识到，典型的数据处理系统一般包括以下各项中的一项或多项：系统单元外壳；视频显示设备；存储器，如易失性和非易失性存储器；处理器，如微处理器和数字信号处理器；计算实体，如操作系统、驱动程序、图形用户接口、以及应用程序；一个或更多个交互设备，如触摸板或屏幕；和/或控制系统，包括反馈环和控制电动机(例如，用于感测位置和/或速度的反馈；用于移动和/或调整分量和/或数量的控制电路机)。

典型的数据处理系统可以利用任意合适的商用部件(如数据计算/通信和/或网络计算/通信系统中常用的部件)予以实现。本公开所述的主题有时说明不同部件包含在不同的其他部件内或者不同部件与不同的其他部件相连。应当理解，这样描述的架构只是示例，事实上可以实现许多能够实现相同功能的其他架构。在概念上，有效地“关联”用以实现相同功能的部件的任意设置，从而实现所需功能。因此，这里组合实现具体功能的任意两个部件可以被视为彼此“关联”从而实现所需功能，而无论架构或中间部件如何。同样，任意两个如此关联的部件也可以看 作是彼此“可操作地连接”或“可操作地耦合”以实现所需功能，且能够如此关联的任意两个部件也可以被视为彼此“能可操作地耦合”以实现所需功能。能可操作地耦合的具体示例包括但不限于物理上可连接和/或物理上交互的部件，和/或无线交互和/或可无线交互的部件，和/或逻辑交互和/或可逻辑交互的部件。

至于本文中任何关于多数和/或单数术语的使用，本领域技术人员可以从多数形式转换为单数形式，和/或从单数形式转换为多数形式，以适合具体环境和应用。为清楚起见，在此明确声明单数形式/多数形式可互换。

本领域技术人员应当理解，一般而言，所使用的术语，特别是所附权利要求中(例如，在所附权利要求的主体部分中)使用的术语，一般地应理解为“开放”术语(例如，术语“包括”应解释为“包括但不限于”，术语“具有”应解释为“至少具有”等)。本领域技术人员还应理解，如果意在所引入的权利要求中标明具体数目，则这种意图将在该权利要求中明确指出，而在没有这种明确标明的情况下，则不存在这种意图。例如，为帮助理解，所附权利要求可能使用了引导短语“至少一个”和“一个或更多个”来引入权利要求中的特征。然而，这种短语的使用不应被解释为暗示着由不定冠词“一”或“一个”引入的权利要求特征将包含该特征的任意特定权利要求限制为仅包含一个该特征的实施例，即便是该权利要求既包括引导短语“一个或更多个”或“至少一个”又包括不定冠词如“一”或“一个”(例如，“一”和/或“一个”应当被解释为意指“至少一个”或“一个或更多个”)；在使用定冠词来引入权利要求中的特征时，同样如此。另外，即使明确指出了所引入权利要求特征的具体数目，本领域技术人员应认识到，这种列举应解释为意指至少是所列数目(例如，不存在其他修饰语的短语“两个特征”意指至少两个该特征，或者两个或更多该特征)。

另外，在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。本领域技术人员还应理解，实质上任意表示两个或更多可选项目的转折连词和/或短语，无论是在说明书、权利要求书还是附图中，都应被理解为给出了包括这些项目之一、这些项目任一方、或两个项目的可能性。例如，短语“A或B”应当被理解为包括“A”或“B”、或“A和B”的可能性。

另外，在以马库什组描述本公开的特征或方案的情况下，本领域技术人员应认识到，本公开由此也是以该马库什组中的任意单独成员或成员子组来描述的。

本领域技术人员应当理解，出于任意和所有目的，例如为了提供书面说明，这里公开的所有范围也包含任意及全部可能的子范围及其子范围的组合。任意列出的范围可以被容易地看作充分描述且实现了将该范围至少进行二等分、三等分、四等分、五等分、十等分等。作为非限制性示例，在此所讨论的每一范围可以容易地分成下三分之一、中三分之一和上三分之一等。本领域技术人员应当理解，所有诸如“直至”、“至少”、“大于”、“小于”之类的语言包括所列数字，并且指代了随后可以如上所述被分成子范围的范围。最后，本领域技术人员应当理解，范围包括每一单独数字。因此，例如具有1-3个单元的组是指具有1、2或3个单元的组。类似地，具有1-5个单元的组是指具有1、2、3、4或5个单元的组，以此类推。

尽管已经在此公开了多个方案和实施例，但是本领域技术人员应当明白其他方案和实施例。这里所公开的多个方案和实施例是出于说明性的目的，而不是限制性的，本公开的真实范围和精神由所附权利要求表征。

Claims (24)

1.一种用于提供针对高用户集中度的可缩放无线网络架构的方法，包括：

形成基于多个无线中心点(PCP)的网络结构，每个PCP服务于ad-hoc基本服务区域(BSA)，并通过固定BSA控制点设备汇聚其相应BSA内的通信业务，以转发到成簇分层结构网络内的簇PCP,所述网络利用高自由空间路径损耗以减少干扰；

在作为通信信道的一个或更多个有损高带宽定向信道上，实现用户设备和相应PCP之间的无线通信；以及

通过在所述无线通信中支持多源子帧寻址和多目的地子帧寻址，经有效地共享所述通信信道而实现所述无线通信。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述BSA被配置为高度局域化服务区域。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述服务区域被限制为小于10米。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述服务区域覆盖固定局域区域。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述通信信道采用毫米波波段。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：通过多个层，扩展通信业务的汇聚和转发，其中每个PCP服务于其BSA内的用户设备，并用作其簇内其他PCP的中继点。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述网络结构能够基于层数缩放。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述网络结构的顶层包括具有与回程网络耦合的中心接入点的簇。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括：按照调度服务间隔，转交对每个PCP的访问，使得相同信道上来自不同用户设备和其他PCP的竞争传输发生在非重叠时段期间。

10.根据权利要求1所述的方法，还包括：在每个PCP处汇聚帧。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述网络结构采用在ad-hoc BSA层级提供站点成簇和多链路中继的个人基本服务集(PBSS)标准。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述网络结构采用为网络基础结构提供固定PCP和帧汇聚的基本服务集(BSS)标准。

13.一种针对高用户集中度的可缩放无线网络，所述网络包括：

多个无线中心点(PCP)，每个PCP服务于ad-hoc基本服务区域(BSA)，并通过固定BSA控制点设备汇聚其相应BSA内的通信业务，以转发到成簇分层结构网络内的簇PCP，所述多个无线中心点支持多链路中继，以优化信道间的空间频率共享，并且其中，所述网络利用高自由空间路径损耗以减少干扰；

多个个人基本服务集(PBSS)标准和基本服务集(BSS)标准，被组合以形成用于中继所述网络中的所述通信业务的混合架构；以及

在每个BSA中的多个用户设备，能够在作为通信信道的一个或更多个有损高带宽定向信道上与相应PCP进行无线通信。

14.根据权利要求13所述的网络，其中所述BSA被配置为高度局域化服务区域。

15.根据权利要求14所述的网络，其中所述服务区域被限制为小于10米。

16.根据权利要求14所述的网络，其中所述服务区域覆盖固定局域区域。

17.根据权利要求13所述的网络，其中所述通信信道采用毫米波波段。

18.根据权利要求13所述的网络，通过多个层，扩展通信业务的汇聚和转发，以及每个PCP服务于其BSA内的用户设备，并用作其簇内其他PCP的中继点。

19.根据权利要求18所述的网络，其中所述网络能够基于层数缩放。

20.根据权利要求18所述的网络，其中所述网络的顶层包括具有与回程网络耦合的中心接入点的簇。

21.根据权利要求13所述的网络，其中按照调度服务间隔，转交对每个PCP的访问，使得相同信道上来自不同用户设备和其他PCP的竞争传输发生在非重叠时段期间。

22.根据权利要求13所述的网络，其中在每个PCP处汇聚帧。

23.根据权利要求13所述的网络，其中所述网络采用在ad-hocBSA层级提供站点成簇和多链路中继的所述个人基本服务集(PBSS)标准。

24.根据权利要求13所述的网络，其中所述网络采用为网络基础结构提供固定PCP和帧汇聚的所述基本服务集(BSS)标准。