本申请要求于2013年3月24日提交的题为“Channel sharing within singleuser,multiple user,multiple access,and/or MIMO wireless communications”的临时申请第61/804,718号的优先权,要求于2013年10月9日提交的题为“Channel sharingwithin wireless communications”的第61/888,873号的优先权,并要求于2014年2月5日提交的题为“Channel sharing within wireless communications”的美国临时申请第61/936,158号的优先权,它们的全部内容通过引用结合于本文中,并且构成本美国实用专利申请的一部分,以用于所有目的。
具体实施方式
图1是示出了无线通信系统100的一个或多个实施方式的示图。无线通信系统100包括基站和/或接入点112-116、无线通信设备118-132(例如,无线站(STA))以及网络硬件组件134。无线通信设备118-132可以是笔记本电脑或平板电脑118和126、个人数字助理120和130、个人计算机124和132、和/或蜂窝电话122和128。参照图2更为详细地描述该无线通信设备的实施方式的细节。
基站(BS)或者接入点(AP)112-116可操作地经由局域网连接136、138和140耦接至网络硬件134。网络硬件134可以是路由器、交换机、网桥、调制解调器、系统控制器等,网络硬件134提供用于通信系统100的广域网连接142。基站或者接入点112-116中的每一个均具有相关联的天线或者天线阵列以在其范围内与无线通信设备进行通信。通常,无线通信设备向具体的基站或者接入点112-116注册以从通信系统100接收服务。对于直接连接(即,点对点通信),无线通信设备经由已分配信道直接进行通信。
各个无线通信设备(WDEV)118-132和BS或AP112-116中的任一个均可包括处理器和通信接口,以支持与任何其他无线通信设备118-132和BS或AP112-116进行通信。
在操作的实例中,实施在设备中的一个设备(例如,WDEV118-132和BS或AP112-116中的任一个)内的处理器被配置为处理从设备中的另一个设备(例如,WDEV118-132和BS或AP112-116中的另一个)中接收的第一信号,以确定一个或者多个并发传输参数。处理器接着基于这些一个或者多个并发传输参数来产生第二信号,并且在接收第一信号期间指导该设备的通信接口传输第二信号。被检测或者接收的第一信号包括在其中的一个或者多个并发传输参数。一个或者多个并发传输参数可以是第一信号内明确发出的信号或者可以基于第一信号的一个或多个特征来隐含式确定。该设备的通信接口从第一其他设备接收第一信号并且将第二信号传输到第二其他设备。
该设备被配置为在由第一其他设备传输第一信号期间将第二信号传输至第二其他设备。包括在第一信号内的一个或者多个并发传输参数提供通过其该设备能够进行第二信号的传输的信息。某些实施方式根据第一信号可以容忍多少干扰与第二信号需要多少保护的比较来操作折中。然后,该设备基于一个或多个并发传输参数在第一其他设备正在传输第一信号期间开始传输第二信号。
图2是示出了无线通信设备(示出为示图中的WDEV)的密集部署的实施方式200的示图。各个WDEV210-234中的任一个WDEV可以是接入点(AP)或者无线站(STA)。例如,WDEV210可以是与作为STA的WDEV212、214、216和218进行通信的AP或AP-操作STA。WDEV220可以是与作为STA的WDEV222、224、226和228进行通信的AP或AP-操作STA。在某些情况下,可以部署一个或者多个额外的AP或者AP-操作STA,诸如,与作为STA的WDEV232和234进行通信的WDEV230。STA可以是诸如无线通信设备118-132等的任何类型的无线通信设备,以及AP或AP-操作STA可以是诸如BS或AP112-116等的任何类型的无线通信设备。不同的WDEV210-234组可以被划分成不同的基本服务集(BSS)。在某些情况下,一个或者多个WDEV210-234包括在覆盖两个或多个BSS的一个或多个重叠的基本服务集(OBSS)中。如上所述,利用AP-STA关系中的WDEV的相关性,各WDEV可被操作为AP,以及WDEV中的某些WDEV可以实施在同一基本服务集(BSS)内。
本发明提出了允许提高用于下一代WiFi或无线局域网(WLAN)系统的空间再利用的新的架构、方法、步骤等。期望下一代WiFi系统提高密集部署的性能,其中,在给定区域内塞满许多客户端和AP(例如,其可以是设备高度密集的相对区域【室内或室外】,诸如火车站、机场、体育馆、建筑物、购物商场等,仅列举一些实例)。如果不是不可能的话,大量的设备操作在给定的区域内是有问题的。
在这样的无线系统中,可以利用正交频分多路复用(OFDM)和/或正交频分多址接入(OFDMA)信令进行通信。OFDM调制可以被视为将可用频谱分割成多个窄带子载波(例如,相对较低的数据速率载波)。子载波包括在可用的频谱部分或带中。可用频谱被分割成用于OFDM或OFDMA符号和帧的子载波或者信号音(tone)。通常,子载波的频率响应是非重叠的并且正交。可以利用各种调制编码技术中的任一种来调制每一个子载波。OFDMA与OFDM相比,OFDMA是OFDM信令方案的多用户版本。在OFDMA中通过将子载波的子集分配给个人接收设备或用户来实现多址接入。例如,可将第一子载波/信号音分配给用户1,可将第二子载波/信号音分配给用户2,并且由此直到任何期望的用户数量。
在无线通信设备的这种密集部署的环境中,WDEV210-234中的任一个均可被实施为包括处理器,该处理器被配置为处理从设备中的另一个(例如,WDEV210-234中的其他任何一个)接收的第一信号,以确定一个或多个并发传输参数。应注意,第一信号可以预定给WDEV210-234中的特定一个,并且还可以被一个或多个其他的WDEV210-234所检测或接收。然后,并未具体指定为第一信号的接收者的WDEV的处理器基于一个或多个并发传输参数产生第二信号并且在接收第一信号期间指导该设备的通信接口传输第二信号。
这类并发传输参数的实例可包括对应于下列各项中至少一项的信息:调制类型、编码类型、调制编码集(MCS)、传输或接收功率级、第一信号的持续时间、第一信号的帧类型、上行链路或者下行链路指示、干扰裕度级、基本服务集(BSS)标识符、发射器或者接收器标识符、空间流的数量、发射器或接收器天线的数量、符号定时和载波频率偏移、并发传输开始时间、并发传输结束时间以及载波侦听阀值。任意一个或多个并发传输参数可被明确指示在第一信号内或者通过处理第一信号来确定。例如,通过处理第一信号可隐含式地确定任意一个或者多个并发传输参数。一个或者多个并发传输参数可以是第一信号的特性或特征,以及设备的处理器可被配置为通过分析第一信号的特性或者特征来隐含式地确定这些参数。
图3A是示出了无线通信设备之间通信的示例301的示图。无线通信设备310(例如,参照图1,其可以是设备118-132中的任一个)经由传输介质与另一无线通信设备390进行通信。无线通信设备310包括通信接口320,以执行传输和接收一个或多个帧(例如,使用发射器322和接收器324)。无线通信设备310还包括处理器330和相关联的存储器340,以执行包括翻译向无线通信设备390传输和/或从无线通信设备390和/或无线通信设备391接收的一个或者多个帧的各种操作。可以根据任何期望的配置利用一个或多个集成电路或组合或者一个或多个集成电路中的组件、模块等来实施无线通信设备310和390。此外,无线通信设备310、390和391可各包括一个以上天线(例如,WDEV390可包括m个天线,以及WDEV391可包括n个天线),用于传输和接收一个或者多个帧。
图3B是示出了无线通信设备之间通信的另一示例302的示图。WDEV310的通信接口320被配置为从第一其他无线通信设备(例如,WDEV390)接收第一信号。WDEV310的处理器被配置为处理第一信号以确定一个或者多个并发传输参数。应注意,第一信号可以预定给另一无线通信设备(例如,WDEV391)并且可以预定给WDEV310。然而,WDEV310基于第一信号的辐射图案来接收和/或检测第一信号(例如,辐射到可被WDEV310检测的区域)。
图3C是示出了无线通信设备之间通信的另一示例303的示图。WDEV310基于第一信号的辐射图案接收和/或检测到第一信号,并且WDEV310的处理器被配置为基于一个或者多个并发传输参数产生第二信号,并在从第一其他无线通信设备(例如,WDEV390)接收第一信号期间,指导通信接口320开始或着手传输第二信号。例如,WDEV310的通信接口320被配置为在接收和/或检测到传输自第一其他无线通信设备(例如,WDEV390)的第一信号期间,开始或着手向第二其他无线通信设备(例如,WDEV311)传输第二信号。
关于图3A和图3B的操作,设备310被配置为紧接着从设备390到设备391的第一信号的传输或者与从设备390到设备391的第一信号的传输同时,开始到设备311的第二个信号的传输。设备310的处理器还可被配置为确定允许开始进行这样的传输的时间。例如,可能存在一个或多个额外的考虑,管理利用基于从设备390所传输的第一信号确定的一个或多个并发传输参数来进行并发传输的时间。
下列几幅示图描述了多个无线通信设备。多个实例包括4个单独的无线通信设备。这些设备可被称为第一无线通信设备或无线通信设备A(WDEV_A)、第二无线通信设备或无线通信设备B(WDEV_B)、第三无线通信设备或无线通信设备C(WDEV_C)以及第四无线通信设备或无线通信设备D(WDEV_D)。可替代地,为简便起见,这样的无线通信设备可被简称为‘设备’(例如,如设备A、设备B、设备C和设备D一般)。
本发明提出了即使当设备正在接听、接收和解码其他传输时也允许进行并发传输的新规则。这能够提高WiFi在给定范围内的累积吞吐量。尽管当前WiFi通信标准、协议以及建议实践授权解码数据包的设备在该包的持续时间保持沉默,但本发明提出了允许更多积极(aggressive)空间再利用,从而使得如果彼此干扰不强时设备能够同时传输的新方法。
注意,当前IEEE802.11有关标准、规范和协议等不允许第三方设备紧接着以高于指定阈值的功率接收任何数据包或在以高于指定阈值的功率接收任何数据包期间进行传输。然而,设备可被配置为基于任何或者所有某种考虑执行选择性传输。设备可以被配置为执行对先前帧的观察,诸如,包括其接收其他帧的级(包括寻址其他设备的帧)。设备还可被配置为使用从帧、帧头以及链路设置帧提取的信息,诸如,已经存在于当前帧头和RTS/CTS帧中的这样的信息。可以包括的额外信息可被添加到报头(header)和/或其他帧(例如,指示帧属于哪一个BSS、帧持续时间等)。这样的规则可以是固定的,或者可以由给定设备(例如,AP)和与其相关联的其他设备来动态设定。给定设备(例如,AP)可观察干扰条件并基于这些所观察的干扰条件确定适当冲突解决信令(CRS)阈值。然后,可将该值从AP传输到其相关的STA。
图4A是示出了无线通信设备之间通信的另一示例401的示图。A开始传输帧给B,并且另一设备(例如,C)解码A→B帧的标头,并且已经解码由A和/或B所发送的先前帧(例如,A→B数据帧之前的RTS/CTS)。在当前的规则下,如果C成功解码A→B的标头,则C退避该帧的持续时间。在某些情况下,进行额外的考虑,从而使得如果C在具体高于20MHz传输时的-82dBm的功率级成功解码A→B的标头,(例如,载波侦听(CRS)阀值),则C退避该帧的持续时间。本文提出了新机制允许C在特定条件下紧接着进行中的A→B传输进行传输。
并发传输参数的实例可包括下列中的一个或者多个:A→B链路的调制编码集(MCS)、A→B的干扰裕度:B在仍能够解码A→B的帧时能够接收的最大干扰级、干扰允许/不允许位(例如,如果设定了该位并且满足其他条件,则允许附近的设备进行传输)、CRS阀值、帧类型(例如,管理与数据帧)、帧长度、A→B流中空间流的数量、在A的TX天线的数量、在B的RX天线的数量、帧带宽、上行链路与下行链路指示、基本服务集(BSS)标识符(ID)、B从A接收帧时的功率、传输功率、传输和/或接收设备的ID、A→B帧是否被确认(例如,ACK规则位已经在MAC标头中,但其可以在PHY标头中复制)等。注意,这些列出的并发传输参数为示例性的,并且在不同情况下可使用额外或者不同的一个或者多个并发传输参数。
关于CRS阀值,如果以低于该阀值的功率级接收A→B帧和/或其他A/B帧,则窃听/监听/检测设备可被允许紧接着A→B之后进行传输。该阀值可以被动态调整(例如,以每帧为基础或在较缓慢的时标为基础)或者可以被固定在某个邻域或者针对特定链路固定。当估计介质占用时,选择特定CRS阀值的设备可能被要求满足随后时间段内的某些规则,例如,如果设备A传输具有-92dBm的CRS阈值的帧,则在规定的时间段之后,可能要求设备A使用小于或者等于-92dBm的CRS阀值。
BSS ID指示帧属于哪一个BSS。可发送完整的BSSID,或者可发送较短的BSSID、BSSID的哈希函数。不是发送完整的BSSID或BSSID的哈希函数,而是每个BSS均能够选择较小的颜色集合中的一种颜色来表示其ID,并且将与该颜色相关联的位作为信号发送。附近BSS之间执行传输消息,从而可以使得彼此接听距离内所有的BSS都使用不同的颜色,因此,其之间的传输可彼此区别开来。当A→B传输的颜色与设备C的颜色匹配时,该颜色位的一个可能用途是使用一个规则集合用于并发传输,并且当该颜色不同时,使用另一规则集合。例如,如果颜色匹配并且A→B标头被成功解码,则不允许进行任何并发传输,如果颜色不匹配并且A→B标头被成功解码并且以低于特定阀值的功率级接收,则允许进行并发传输。通常,这样的方法的前提是通常仅可能单个传输位于单个BSS内。
传输功率指由传输站(例如,设备A)所使用的功率。广播正在进行中的传输的传输功率可能允许侦听传输的其他设备确定它们到达正在进行链路的发射器时的功率级。如果设备A以功率P_TX-A传输数据包,则设备C以功率P_RX-C=P_TX-A-P_AC接收数据包,其中,P_AC是A与C之间的路径损耗(单位dB)。A-C与C-A之间的路径损耗相同,因此,设备A将以P_RX-A=P_TX-C-P_AC的功率级接收由设备C以功率P_TX-C传输的数据包。因此,P_RX-A=P_RX-C+(P_TX-C-P_TX-A)。设备C在其从A接收数据包时能够测量P_RX-C,设备C知道P_TX-C,并且如果向其发信号,设备C能够知道P_TX-A。
传输和/或接收设备的ID可能包含在数据帧的MAC标头中,但是,这些ID或者ID的某些位减少的哈希版本也可被添加到PHY标头中,其他信息还能够嵌入被附近设备潜在使用的A→B帧标头或先前A/B帧中以启动紧接着的传输。对于持续时间,设备A知道在其数据包传输的持续时间内其他设备可以传输,因为接收设备B已经经由所使用的CTS或者触发帧/同步帧保持该信道(例如,上行链路(UL)正交频分多址接入(OFDMA)或者UL多用户(MU)传输)。在这种情况下,设备A仅希望保护从设备B到设备A的下列ACK传输并且可接着允许该数据包持续时间内的其他传输。在这种情况下,在该数据包的持续时间内仅允许传输SIG信号。
使用标准编码技术能够在物理层(PHY)信号域或者在介质访问控制(MAC)标头域中传达上述这样的信息,或者可以通过改变PHY前导码的某些方面传达上述信息。例如,通过N个扩频码中的一个能够对长训练域(LTF)序列进行调制,从而传达log2(N)位的信息。接收器(RX)之前并没有知道使用哪一扩展序列,因此,RX必须对LTE进行处理并且估计使用哪一扩展序列。这能够用于上述BSSID“颜色”或者用于任何其他信息类型。任何额外的循环冗余校验(CRC)均可被添加到仅覆盖MAC标头的PHY净载荷中,因此,解码设备能够立即测定其是否已经对MAC标头进行正确解码。
此外,可采用不同的方法激励A→B帧将某些的信息域设定为帮助附近设备再利用空间的值。如果设备A指示A→B帧中存在较大的干扰裕度,则可允许设备A在随后的时间段紧接着其他传输进行更加积极的传输。可以允许设定‘干扰我’位的链路使用较低的CRS阀值。
A→B链路可选择使用延迟响应以避免B→A链路上的高干扰性(例如,由于C→D)。例如,A可以在A的介质变得空闲时请求来自B的响应。基于以下各种考虑可能允许附近设备干扰A→B,即:A→B标头和其他A/B帧中传达的信息值、接收A→B标头和其他A/B帧时的功率(例如,如果C以低于A→B标头中指示的CRS阀值的功率级接收A→B标头,则C与A处于不同的BSS,并且A→B标头中没有规定其他的干扰条件,则C能够进行传输(干扰))、AP广播规则和/或AP和/或设备之间达成的握手协议。
允许附近设备可无条件地对A→B进行干扰,或者如果其传输满足规定条件或者与下列参数的某些组合相比更有利:传输功率、带宽(BW)、空间流的数量和/或长度,则允许设备对A→B进行干扰。
例如,C解码A→B标头,并且规则允许C以高达10dBm的传输功率利用1个或者2个空间流传输20MHz数据包。在其他情形中,C解码A→B标头,并且规则允许C没有任何约束的传输数据包。
此外,一个或者多个并发传输参数可指示被允许紧接着A→B进行传输的设备在A→B帧结束之前完成其帧。这就降低了对B→A即时响应的干扰。A→B数据包持续时间可以以标准L-SIG符号发出信号。在某些条件下,(例如,如果设备B不准备发送即时响应,或者如果紧接着的发射器确定其不会对A造成强烈干扰)允许这些设备在A→B帧之后传输。
可指定用于精确新干扰链路(图中C→D)必须开始传输的时间的规则(例如,并发传输开始和/结束时间),以允许设备B知道何时预期干扰。可允许一个以上的可能开始时间(例如,在PHY标头之后立刻或者2个OFDM符号之后)。还可要求干扰器(例如,C)将其符号定时和载波频偏精确同步以匹配A→B传输。A→B帧可包含一些空帧,从而允许B估计干扰传输的信道(C→B)和性能。可要求干扰器(例如,C)使用不同于A→B的LTF序列,这样使得B区分来自C的LTF与由A所发送的数据符号。
通常而言,到B的传输开始自设备A(例如,从WDEV_A到WDEV_B)。从A到B(或者B到A)的上述通信可被理解为从WDEV_A到WDEV_B。也可使用类似的后缀转换(例如,从C到D描述的通信可被理解为从WDEV_C到WDEV_D等)。诸如设备C(并且不是设备A/B)等附近设备将解码A→B信号(数据包或者帧),并且这些附近设备也可已经解码可选用于设置A→B链路(例如,发送请求/清除请求(RTS/CTS)的交换)的帧。A→B帧中的设置帧和/或标头(PHY&MAC)包含允许这样的附近设备确定各种事情的信息,诸如(a)A→B帧的干扰弹性程度(resilient)如何,以及(b)如果设备开始传输,该设备对A→B链路的干扰多强。该“信息”中的一些已经包含在标准帧标头和某些交换帧(例如,RTS/CTS帧)中。基于其从A→B标头和其他帧中提取的信息以及其接收A→B标头和其他帧时的功率,附近设备C可(紧接着A→B链路,即与A→B链路同时)开始向另一附近设备D传输(可能符合某些条件)。
设备C内的处理器可被配置为处理第一信号以确定包括并发传输开始时间的一个或者多个并发传输参数。基于第一信号所确定的信息可指示设备C应开始其并发传输时的具体时间。设备C内的处理器可接着被配置为在接收第一信号期间引导通信接口传输第二信号,并且基于并发传输开始时间开始传输第一信号。在某些情况下,一个或者多个并发传输参数可包括指示并发传输什么时间应该结束的并发传输结束时间。
图4B是示出了在无线通信设备之间通信的另一示例402的示图。该示图示出了从设备C到设备D的并发传输在从设备A到设备B传输结束之前结束。
图4C是示出了在无线通信设备之间通信的另一示例403的示图。该示图示出了从设备C到设备D的并发传输与从设备A到设备B的传输同时结束。
参照前面的图4A,该示图示出了从设备C到设备D的并发传输在从设备A到设备B传输结束之后结束。并发传输开始和结束时间仅是可基于从设备A到设备B传输的第一信号所确定的并发传输参数的一些实例。
还可以进行考虑传输功率。例如,考虑设备C侦听A→B标头并确定定其是否以10dBm功率进行传输,因为这样的传输对A与B引起的干扰可忽略不计,然后,设备C可开始向一些其他设备D进行传输。在另一实例中,考虑设备C之前已与设备A达成以下协议,即,允许C紧接着任何A传输进行传输(例如,在这些设备之间交换一些先前帧期间,诸如,RTS/CTS帧交换)。然后,设备C侦听A→B标头,并且允许设备C基于该协议进行传输,并且由此C开始向D进行传输。
图5A至图5D示出了一些实例,其中,在从设备A传输第一信号给B之后预期某些响应(例如,确认(ACK)、块确认(BACK)、答复、和/或任何类型的响应)。设备C可对第一信号进行处理以确定在跟随第一信号传输时间的时间段内预期的来自B的响应。图5A至图5D仅示出了包括在基于从设备A传输给设备B的第一信号所确定的一个或者多个并发传输参数内的开始和结束时间的一些实例。
图5A是示出了在无线通信设备之间通信的另一示例501的示图。该示图示出了从设备C到设备D的并发传输在从设备A到设备B的第一传输结束之前结束,并且还在从设备B到设备A的响应传输开始之前结束。
图5B是示出了在无线通信设备之间通信的另一示例502的示图。该示图示出了从设备C到设备D的并发传输与从设备A到设备B的第一传输同时结束,并且还在从设备B到设备A的响应传输开始之前结束。
图5C是示出了在无线通信设备之间通信的另一示例503的示图。该示图示出了从设备C到设备D的并发传输在从设备A到设备B的第一传输结束之后结束,并且还在从设备B到设备A的响应传输结束之前结束。
图5D是示出了在无线通信设备之间通信的另一示例504的示图。该示图示出了从设备C到设备D的并发传输在从设备A到设备B的第一传输结束之前结束,并且还与从设备B到设备A的响应传输同时结束。
图6是示出了在无线通信设备之间通信的另一示例600的示图。该示图示出了设备C如何使用从设备A传输给B的第一信号中提取的一个或者多个并发传输参数。设备C接着利用这些第一一个或者多个并发传输参数将第二信号传输给设备E。设备C(或者设备D)可接着使用这些相同的第一一个或者多个并发传输参数传输另一个或者多个其他信号,如所示的从设备C(或者设备D)传输给设备E(或者设备F)的第三信号。然后,设备C(或者设备D)可使用从设备A传输给B的另一检测/接收信号中提取的第二一个或者多个并发传输参数。设备C(或者设备D)可接着使用这些第二一个或者多个并发传输参数将又一一个或者多个信号传输给设备E(或者设备F)。在某些情况下,设备C(或者设备D)可使用从设备A传输给B并由设备C(或设备D)所检测/接收的其他信号中提取的这些相同第二一个或者多个并发传输参数将一个或者多个额外信号传输给设备E(或者设备F)。该示图示出了如何将一个或者多个并发传输参数用于一个或者多个传输中,直至确定新的一个或者多个并发传输参数。
此外,设备(例如,设备A)可被配置为利用空间再利用探测(spatial reusesounding)检测A到B的传输是否可以与邻居中的其他链路共存来决定开始链路。可通过A向B发送初始化帧来执行这样的链路空间再利用探测。然后,B将探测初始化响应发送给A。A接着将探测帧/信号发送给B。接收B的探测初始化响应并希望尝试空间再利用的那些设备(例如,STA)可以开始随机退避(例如,利用与B信号强度成比例的退避窗口)。一旦退避计时器到期,如果这样做的当前介质条件是有利的,设备(例如,诸如C等STA)可以开始将探测帧/信号发送给其同等STA(诸如D)。
还应注意,多个设备(STA)可以在A完成将其探测帧/信号传输给B之前开始发送探测帧/信号。然后,B继续监控来自A的探测信号以及来自第三方设备的添加干扰。在A的信号变得不可接受时,B可记录该时间点(例如,从A的探测信号开始时的持续时间)。还应注意,所有第三方STA均需要在A的探测传输结束之前停止传输。
一旦A完成探测,B就开始将探测帧/信号发送给A。B的探测帧还指示允许设备共享面向B的链路(例如,STA在A开始探测信号之后的某个的时间段内发送探测信号)。
接收A的先前传输并且被配置为尝试空间再利用的设备可以开始随机退避(再次,利用与A的信号强度成比例的退避窗口),并且一旦计时器到期,设备可以向同等设备发出探测帧/信号。A可以记录针对这样的操作B的信号变得不可接受时的时间点。一旦B完成探测,A可以广播指示允许设备共享面向A的链路的探测报告(例如,STA在B开始传输探测信号之后的某个时间段内发送探测信号)。
在某些情况下,设备(例如,B)可具有干扰取消能力,从而使得该设备解码从发射器设备(例如,A)接收的预定信号或者其部分(例如,分级调制或者如果使用多个独立编码流情况下)。干扰取消能力基于A→B传输的特征并且基于设备B的能力,并且干扰取消能力可基于下列中的一些或者所有来实施,即:设备具有多个天线(例如,能够提供更好的选项来执行干扰取消),设备B具有基于多个天线的取消能力,设备B具有对信号和干扰信号进行最大可能性(或者相似性)解码的能力,A→B传输使用重复模式(例如,IEEE802.11ah中定义的DUP模式或者MCS0rep2),A→B传输使用分级调制,A→B传输使用多个独立的编码流(例如,注意,能够从不同的TX天线或者从同一天线发送流),和/或A→B传输使用混合自动重传请求(HARQ)。在A→B标头和初期设置帧中发出干扰取消特定信息的信号。
此外,在某些情况下,一些设备(例如,A和C)可以交换特别的管理帧来协商用于同时和并发传输的条件。这可以通过使用特定类型的握手来执行,并包括针对这样的握手的特定规则。例如,握手可操作为允许在所有条件下进行同时传输(例如,这样使得从信道访问角度看允许设备C忽略由A发送的所有帧)。捂手可操作为协商以允许在更加特定的条件下进行同时传输(例如,从信道访问角度看,允许C忽略由A发送给B的帧,或者C能够忽略由A发送的某个MCS以上的帧)。
在特定设备之间或者在整个BSS之间可以执行这样的过程。在BSS协商的情况下,相应的AP可交换管理帧并且达成协议。这样的协议是接者向其BSS中的所有设备(例如,STA)广播该协议参数。此外,设备可基于在操作期间所观察到的干扰条件形成协议。AP能够请求其相关联的STA向其提供观察干扰级的报告,并且能够使用这样的信息来设定BSS信道访问策略。
应注意,尽管上面提供了使第二链路紧接着正在进行的传输进行操作的各种选项,但在多个这样的链路(例如,一个以上并发传输)紧接着正在进行的链路开始传输时可以进行某些考虑。例如,可基于针对正在进行的传输导致的任何更高积聚干扰以及对彼此的任何干扰进行考虑。例如,如果A→B传输正在进行,则设备C和E均检测A→B并可以接着同时决定开始新的传输(C→D和E→F)。可执行各种操作以免受来自紧接着A→B的同时传输的多个干扰。例如,可使用一种机制使得更有可能将仅有单个干扰通信(例如,设备C)立刻开始。其他潜在干扰设备接听到干扰器已经开始时,除非其他潜在干扰设备确定他们不会强烈干扰两个正在进行的链路(例如,A→B和C→D),否则它们将不再开始。
如果需要,随机化机制可被用于参差并发传输。如果设备C和E决定进行传输,每个设备接着得出随机退避时间。当设备的退避时间到期时,如果其检测到足够低功率来这样做时,该设备侦听信道并开始传输。应注意,退避窗口能够与检测的B和/或A的信号成比例。可与收听A→B帧(以及其他帧,例如,RTS/CTS)的级成反比例地选择退避窗口。这能够给以非常低功率级收听A和/或B的设备更高优先权。可替代地,设备能够在它们已确定允许其紧跟着A→B进行传输之后继续现有增强分布式信道访问(EDCA)退避计时器。
在又一方法中,令牌传递可被用于对不同时间的不同链路区分优选次序。例如,仅允许具有令牌的这些设备紧接着正在进行的传输开始并发传输。令牌可以是局部分布的(例如,在BSS之间或者在设备之间传递,或者由AP进行广播)。
在其他一些情况下,A→B帧标头可以包含关于任何这样的随机化将如何被执行的指令。例如,可指定退避窗口,或者可指定确定第三方设备优先权的随机数。
干扰管理实体(例如,另一设备或者AP)可被实施为给予其他设备允许其紧接着正在进行的传输进行传输的许可。例如,还可允许管理实体(覆盖多个BSS)调度传输,例如,STA/AP可向这样的实体发出调度请求,然后,该实体提出分配给其控制范围内的所有BSS的调度。
设备A可以经由RTS/CTS交换建立跟随DATA传输的到B的链路。当前RTS/CTS规则的可能变形可以如下:如果C收听来自从A的RTS,但没有收听来自B的CTS,并接着收听跟随的接着的A→B帧,则C可能干扰A→B。与仅包含在A→B数据帧的标头中的信息相比较,在RTS/CTS交换之前的数据帧能够提供给附近设备额外的信息。A→B帧由A传输并且允许附近设备确定它们与设备A(但不必须是B)的干扰多强。在这种情况下,CTS帧由B传输并且由此允许附近设备来确定B处(例如,可能是A→B帧的接收者的设备)的干扰级。其他设备可以基于来自RTS/CTS交换和/或A-B帧标头的信息作出传输决定。可允许干扰传输与A→B帧同时开始(由B发送CTS之后的SIFS),或者可要求干扰传输在A→B数据帧开始之后开始。
可以将额外信息添加给CTS帧(和/或RTS帧)以允许更佳的信道共享。例如,对于DATA帧可包括MCS建议。此外,不同传输功率可被用于RTS和CTS。例如,当设备B接收RTS时,B使用RTS中的信息(例如,用于DATA帧的MCS)来确定用于下一DATA帧的可用干扰裕度。如果干扰裕度高,B以较低传输功率发送CTS以允许在B周围有较高的空间再利用。如果干扰裕度低,B以较高传输功率发送CTS以保护帧在B接收并且禁止在B周围有空间再利用。
此外,扩展的RTS/CTS握手机制可用于允许RX设备预先测量干扰功率并将说明该干扰的MCS建议反馈给其传输。
图7是示出了在无线通信设备之间通信的另一示例700的示图。图7中扩展的RTS/CTS信号握手机制的步骤描述如下:
1.A发送RTS1到B。
2.B以CTS1对A做出响应。CTS1(和/或RTS1)指示这是扩展的RTS/CTS握手,因此,其他设备可根据条件在接下来的2个步骤期间尝试竞争(例如,如果在足够低的功率级收听初始RTS/CTS标头)。
3.A将第二阶RTS(RTS2)发送给B。C同时将RTS3发送给D。设备B在存在来自RTS3干扰的情况下接收RTS2,并且确定在存在该干扰的情况下可解码的最大MCS。D同时执行该过程。
4.B将CTS2发送给A,包括其在存在来自C的干扰的情况下能够处理的最大MCS。D将CTS3发送给C,包括其在存在来自A的干扰的情况下能够处理的最大MCS。
5.A和C同时传输其数据包。
对于这样的扩展RTS/CTS握手机制的额外扩展可被用于允许初始对A/B拒绝干扰对(例如,拒绝C和D配对)。在该变形中,上述步骤4可分为2个步骤,即,可部分重叠的以下4(a)和4(b),并且4(a)可在前一个步骤之后,早于短帧间间隔(SIFS)开始。
4(a):仅B将CTS2传输给A。CTS2可以包含告诉C和D不再继续传输的消息。
4(b):如果D没有接收到拒绝消息,则D将CTS3传输给C。
如果在4(a)中C接收到拒绝消息,则C忽略来自D的CTS3并且不向D传输数据。
上述和图中所示的握手可通过跳过步骤2进行修改。另外,该上述过程可用于初始化同时传输,但不必对每个帧进行重复。如果上面的顺序一次成功,则允许以后交换A/B可使用发送由C同时传输信号的普通的2步RTS/CTS握手(或无论谁谁加入了以前的A/B交换)。
图8是示出了基于接收信号的功率级的无线通信设备的选择操作800的实例的示图。当该功率优于一个或者多个考虑时,设备可修改(例如,增加或者减少)用于识别通信的载波侦听(CRS)阀值并且选择性地应用某些并发传输参数或者规则。设备可被配置为使用两个阀值:第一或者发射器(TX)阀值以及第二或者接收器(RX)阀值(例如,其中,TX阀值≥RX阀值)。该设备被配置为忽略低于RX阀值的所有数据包,并且该设备可使用不需要专门用于并发传输参数的一个或者多个传输参数(例如,可以是不专门用于并发传输的传输参数)进行传输。设备忽略数据包并且视介质为闲置(例如,退避继续),并且该设备能够在没有限制的情况下紧接着忽略数据包同时进行传输(方框830)。
对于那些高于TX阈值的所有数据包,该设备认为介质忙,不允许同时传输(方框810)。对于操作的实例,当功率大于阈值TX,设备延迟任何信号的开始传输,直到功率被检测为小于TX阈值(例如,在其后功率被检测为位于用于信号开始传输的可接受水平的一段时间之后)。对于两个阀值之间的所有数据包(方框820),该设备可以在介质被计算为忙时使用一个或者多个并发传输参数选择性地解码某些(例如,“兴趣”)数据包,并且在介质被计算为空闲时忽略其他所有的数据包(例如,退避继续),并且该设备能够紧接着忽略数据包之后再次同时传输。“兴趣”数据包的特征在于适配以下任何/所有类别:预定给该设备的数据包(单播或者广播)、同一BSS中的任何数据包、控制帧、来自该BSS或者其他BSS等。
当前的IEEE802.11相关的标准、规范、协议等定义了用于所有STA的通用的TX CRS阈值(=RX阈值)。然而,设备可以被配置为允许更灵活的CRS的阈值设置。具有容忍OBSS干扰的所有/多数成员设备的BSS可以设置更高的TX CRS阀值。
AP可以估计所有的上行链路和下行链路的信号/噪音/干扰条件(和/或使STA报告下行链路的信号/噪音/干扰条件),以决定是否利于提高整个BSS的TX CRS阀值以及阀值应该增加多少。AP能够在信标内宣布BSS宽TX CRS阀值。STA能够基于TX CRS阀值决定是否加入BSS。AP还能够基于信号干扰比(SINR)条件将STA分为多个组并且将不同的TXCRS阀值分配给不同的组。
AP还能够将TX CRS阀值分配给各个STA。STA还可首先请求更高的TX CRS阀值,并且AP决定批准该请求或者拒绝该请求。AP能够使用被分配给STA的最大TX CRS阀值或者将其TX CRS阀值设置为等于能量检测阀值(例如,-62dBm)。通用能量检测阀值(例如,-62dBm)可针对所有STA来定义并且其还可用作TX CRS阀值的上限。
关于提高TX CRS阀值,应注意,尽管具有高TX CRS阀值的STA享有紧接着OBSS传输之后进行传输的利益,但它们也引起对OBSS的介质的持续干扰,这对一些OBSS STA来说是不可接受的。应注意,提高RX CRS阀值可在一定程度上影响STA的可达性。使用高RX CRS阀值的STA将被忽略弱信号致盲,包括如RTS/CTS的弱保护帧。遭受高CRS阀值STA传输的OBSSSTA没有办法阻止干扰。
具有弱链路的STA可被配置为提供对来自提高其相应TX/RX CRS阀值的其他STA的传输保护。如RTS/CTS的控制保护帧(或者特殊RTS/CTS)应被授予低/最小TX/RX CRS阀值,这样使得接收器设备需要校验(PHY和/或MAC标头中)解码帧以确定是否必须将这样的帧的功率与特殊保护阀值进行比较。需要额外保护的帧可在MAC标头中或者经过对PHY前导码进行一些修改(例如,修改为L-STF或者L-LTF或者L-SIG)发出信号。
此外,提高其TX CRS阀值的BSS或者STA应周期性地降低其TXCRS阀值或者在足够的持续时间内禁止传输以允许具有弱链路的STA参与。例如,AP可要求具有高TX CRS阀值的所有STA在特殊信令帧(例如,使用特殊信标)之后的特定持续时间内使用低TX CRS阀值或者停止传输。可在相邻的BSS之间协调高阀值与低阀值周期的调度,这样使得区域中的一些部分的时间保留给高阀值使用(积极的空间再利用,高干扰),而其余时间部分则保留给低阀值使用(例如,提供较少的再利用,但具有较低的干扰)。这样的调度可以在时域和/或频域中(例如,某个20MHz子带周期性地保留给低阀值使用)。
应注意,AP可被配置为使用最小的RX CRS阀值并且尝试处理所有可解码的信号。这就确保AP能够接收并解码保护帧或者BSS间协议帧。AP可忽略具有低功率级的其他帧,并且STA可使用高RX CRS阀值以忽略任何低功率信号。
当AP/STA检测到来自阻断其传输/接收的OBSS的持续干扰时,AP/STA可将保护帧或者CRS协议帧发送给产生干扰的BSS的AP,以及AP/STA可以请求干扰BSS在某个持续时间内降低TX CRS阀值或者永久地降低TX CRS阀值。例如,遭受干扰的AP/STA可将RTS发送给干扰BSS的AP,并且预定的AP需要发送CTS以在RTS中设置的持续时间内使其BSS沉默。遭受该干扰的AP/STA还可将CRS/干扰降低管理帧发送给干扰BSS的AP,并且请求预定的AP降低其BSS的TX CRS级,或者降低TX功率以减少干扰。可允许保护帧和BSS间CRS/干扰协议帧以高TX功率和/或窄带宽进行传输以确保它们对OBSS AP的可达性。
在另一实施方式中,被配置为使用高TX CRS阀值的STA可操作为降低其TX功率。不同的TX CRS阀值可被映射成不同的TX功率。可允许某些重要的管理和控制帧(例如,信标、RTS/CTS等)使用最大允许TX功率进行传输。如果AP在其BSS内分配多个TX CRS阀值,则AP应基于接收的STA的TX CRS阀值调整下行链路TX功率。
图9是示出了基于接收信号的功率级的无线通信设备的选择性操作900的另一实例的示图。该示图示出了可替代的选择性操作,其中,在第一或者发射器(TX)阀值与第二或者接收器(RX)阀值等两个阀值之间使用多个阀值(例如,其中TX阀值≥RX阀值)。对于高于第一或者传输器(TX)阀值的所有数据包,该设备视介质为忙并且不允许同时传输(方框910),并且该设备被配置为忽略低于第二或者接收器(RX)阀值的所有数据包,从而使得该设备能够在没有任何限制情况下(方框930)紧接着忽略数据包之后同时传输,而不限制利用所期望的传输参数。
然而,在TX与RX阀值之间,该设备被配置为根据接收信号的功率级在TX与RX阀值之间的那个位置选择性地应用不同规则并且执行不同的操作。当功率级在TX阀值与RX阀值之间范围内的TX阀值与上阀值TH-c之间时,则该设备被配置为使用第一一个或者多个并发传输参数传输第二信号。当功率级在TH-c与TH-b阀值之间时,则该设备被配置为使用第二一个或者多个并发传输参数传输第二信号。可针对TX阀值与RX阀值之间的多个不同子范围进行应用不同规则和执行不同操作的选择性操作。当功率级在TH-b与TH-a阀值之间时,则该设备被配置为使用第n一个或者多个并发传输参数传输第二信号。
图10A是示出了用于由一个或者多个无线通信设备执行的方法1001的实施方式的示图。方法1001开始于,通过从第一其他无线通信设备接收第一信号(例如,经由无线通信设备的通信接口)(方框1010)。通过处理第一信号以确定一个或者多个并发传输参数继续该方法1001(方框1020)。通过基于一个中多个并发传输参数产生第二信号接着操作该方法1001(方框1030)。通过在接收第一信号期间传输第二信号继续该方法1001(例如,经由无线通信设备的通信接口)(方框1040)。
图10B是示出了用于由一个或者多个无线通信设备执行的方法1002的另一实施方式的示图。方法1002开始,通过识别包括于一个或者多个并发传输参数内的任何并发传输(CT)开始和/或结束时间(方框1011)。方法1002操作为,如果没有检测到CT开始时间(方框1021),则通过在任何期望时间开始传输第二信号(方框1033)并且继续到方框1041。可替代地,如果检测到CT开始时间(方框1021),方法1002操作为,通过在CT开始时间开始传输第二信号(方框1031)。该示图仅示出了特定类型的并发传输参数如何修改和管理这样的并发传输操作的一个实例。应注意,也可基于任何其他类型的并发传输参数(例如,调制类型、编码类型、调制编码集(MCS)、功率级、帧持续时间、帧类型、干扰裕度级等和/或任何其他这样的并发传输参数)产生并且进行并发传输。
如果没有检测到CT结束时间(方框1041),则方法1002完成第二信号的传输并且该方法结束。可替代地,如果检测到CT结束时间(方框1041),则方法操作为通过在CT结束时间结束第二信号的传输(方框1051)。如图4A至图4C以及图5A至图5D所示,示出了并发传输如何在包括可由并发传输(CT)开始和/或结束时间规定的那些时间的各个时间结束。
应注意的是,在本文中不同的方法中所描述的不同的操作和功能可在无线通信设备(例如,诸如通过参照图3A所描述的处理器330、通信接口320和存储器340)和/或其中的其它组件中执行。通常,无线通信设备中的通信接口和处理器可以执行这样的操作。
一些组件实例可以包括:一个或多个基带处理模块、一个或多个媒体访问控制(MAC)层组件、一个或多个物理层(PHY)组件和/或其他组件等。例如,这样的处理器可以执行基带处理操作,并且可以联合无线电、模拟前端(AFE)等进行操作。处理器可以生成如本文中所描述的这样的信号、帧等,以及执行本文所描述的不同的操作和/或它们相应的等同物。
在一些实施方式中,这样的基带处理模块和/或处理模块(其可以被实施在相同设备或独立的设备中实现)可以执行这样的处理,以生成用于利用任意数量的无线电或天线向另一无线通信设备传输的信号。在一些实施方式中,这样的处理是通过第一设备中的处理器与第二设备中的另一处理器合作执行。在其它实施方式中,这样的处理全部由一个设备中的处理器来执行。
如可在本文中所用的术语“基本上”或“大约”提供一种对其相应的术语和/或各项之间的相对性的业内可接受的公差。这种业内可接受的公差范围从小于1%到50%,并对应但不限于组件值、集成电路处理波动、温度波动、上升和下降时间和/或热噪声。项目之间这样的相对性的范围从几个百分比的差异到巨大的差异。如也可以在本文中使用的术语“配置为”、“可操作地耦接至”、“耦接至”和/或“耦接”包括项目之间的直接耦接和/或经由中间项目的项目之间的间接耦接(例如,项目包括但不限于组件、元件、电路和/或模块),其中对于间接耦接的示例,中间项目并不修改信号的信息,但可以调整其电流电平、电压电平和和/或功率电平。如还可以在本文中使用的推断耦接(即,通过推断一个元件耦接到另一个元件)包括与“耦接至”相同的方式在两个项目之间的直接耦接和间接口接。如还可以在本文中使用的术语“配置为”、“可操作为”、“耦接至”或“可操作地耦接至”指示项目包括一个或多个电源连接、输入、输出等,以在激活时执行一个或多个相应功能,并可以进一步包括推断连接到一个或多个其他项目。如还可以在本文中使用的术语“与…相关”包括直接和/或间接耦接的单独项目和/或被嵌入在另一项目的一个项目。
如可在本文中使用的术语“比较有利于”指示两个或更多项目、信号等之间的比较提供期望关系。例如,当期望的关系是信号1具有比信号2更大量级时,当信号1的量级大于信号2的量级或者当信号2的量级小于信号1的量级时,可以实现有利的比较。
如也可以在本文中使用的术语“处理模块”、“处理电路”和/或“处理单元”可以是单个处理设备或多个处理设备。这种处理设备可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型计算机、中央处理单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑器件、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路、和/或基于电路的硬编码和/或操作指令来操作信号(模拟和/或数字)的任何设备。处理模块、模块、处理电路和/或处理单元可以是或进一步包括:存储器和/或集成的存储元件,其可以是单个存储设备、多个存储设备和/或另一处理模块、模块、处理电路和/或处理单元的嵌入式电路。这样的存储设备可以是只读存储器、随机存取存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、闪存、缓存和/或存储数字信息的任何设备。请注意,如果处理模块、模块、处理电路和/或处理单元包括多个处理设备,该处理设备可以位于中心(例如,通过有线和/或无线总线结构直接耦接在一起),也可以分布放置(例如,通过经由局域网和/或广域网络间接耦接的云计算)。进一步注意,如果处理模块、模块、处理电路和/或处理单元通过状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路实现其一个或多个功能,存储相应操作指令的存储器和/或存储元件可以嵌入或外接于包括状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路的该电路。还应注意,存储元件可以存储对应于一幅或多幅图中示出的至少一些步骤和/或功能的硬编码和/或操作指令,以及处理模块、模块、处理电路和/或处理单元执行对应于一幅或多幅图中示出的至少一些步骤和/或功能的硬编码和/或操作指令。这样的存储设备或存储元件可包括在制造的物品中。
在上面已经结合示出特定的功能及其关系的性能的方法步骤对本文中所描述的技术进行了描述。为了描述的方便,本文任意定义了这些功能组成模块和方法步骤的界限和顺序。只要特定功能及其关系被适当地执行,就可以定义可替代的界限和序列。任何上述替代的界限或顺序因此落入本发明的范围和精神之内。另外,为了描述的方便,已经任意定义了这些功能组成模块的界限。只要某些重要功能被适当地执行,就可以定义可替代的界限。类似地,流程图模块在本文中也被任意定义以某些重要功能。为了广泛应用,流程图模块的界限和顺序可以被另外定义,只要仍能实现这些重要功能。两个功能组成模块和流程图的块和顺序的这种替代定义,因此落入本发明的范围和精神之内。本领域的技术人员应当理解,所述的功能模块和本文的其它的说明性模块、模组和组件可以如示例或由分立元件、专用集成电路、执行适当软件的处理器等、或者它们的任何组合来实施。
如本文中所描述的技术也可能根据一个或多个实施方式已经至少部分地描述。如本文中所描述的技术的实施方式用于本文以示出其方面、其特征、其原理和/或其实例。体现本文所述技术的设备的物理实施方式、产品和/或方法可包括参照本文所描述的一个或多个实施方式描述的一个或多个方面、特征、原理、实例等。另外,从图中,实施方式可结合使用相同的或不同的附图标记的相同或相似命名的功能、步骤、模块等,并因此,该功能、步骤、模块等可以是相同或类似的功能、步骤、模块等或这不同的功能、步骤、模块等。
除非另有具体相反说明,否则本文所呈现的附图的图中向、从和/或元件之间的信号可以是模拟的或数字的、连续时间或离散时间的、以及单端或差分的。例如,如果信号路径被示出为单端路径,它也表示差分信号路径。同样,如果信号路径被示为差分路径,它也代表一个单端信号路径。虽然本文描述了一个或多个特定的体系结构,但如本领域的技术人员所理解的,其它体系结构同样可使用未明确示出的一条或多条数据总线、元件之间的直接连接和/或其它元件之间的间接耦接来实施。
术语“模块”被用于描述一个或多个实施方式。模块包括处理模块、处理器、功能块、硬件和/或存储操作指令以执行如本文中所描述的一个或多个功能的存储器。应注意的是,如果该模块通过硬件来实施,该硬件可以独立地操作和/或与软件和/或固件结合操作。还如本文中所使用的,模块可数据包含一个或多个子模块,其每一个都可以是一个或多个模块。
尽管本文已经明确描述了一个或者多个实施方式的各种功能和特征的具体组合,但这些特征和功能的其他组合同样是可行的。本文中所描述的技术不受本文所公开的具体实例所限制,并明确表示结合这些其他组合。