CN104094652B - 用于管理无线通信系统中竞争的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种向接入点传输的方法包括接收来自所述接入点的选择条件和选择竞争周期（方框555），以及将所述选择条件和选择参数进行比较（方框560）。所述方法还包括，如果所述选择参数满足所述选择条件，在所述选择竞争周期期间竞争使用传输介质（方框570）。

Description

用于管理无线通信系统中竞争的系统和方法

本发明要求2012年9月20日递交的发明名称为“用于管理无线通信系统中竞争的系统和方法”的第13/623769号美国专利申请案的在先申请优先权，该申请案要求2011年9月20日递交的发明名称为“无线通信系统的竞争方法”的第61/536955号美国临时专利申请案的在先申请优先权，所有在先申请的内容以引入的方式并入本文本中。

技术领域

本发明大体涉及数字通信，尤其涉及一种用于管理无线网络系统中竞争的系统和方法。

背景技术

Wi-Fi是用于连接电子设备的无线标准。Wi-Fi还可以称为IEEE802.11。通常，当连接到服务提供商的Wi-Fi网络的覆盖范围内时，Wi-Fi启用的设备（通常也称为通信台），例如，个人计算机、平板电脑、个人数字助理、游戏机、电视、智能电话、数字媒体播放器等可以连接到服务提供商。典型的接入点（通常也称为无线热点）通常在室内应用时具有数十米的覆盖范围，而在室外应用时具有更大的覆盖范围。多个重叠接入点可以用于提供更大区域的覆盖范围。

在Wi-Fi中，通信信道在一种称为使用分布式协调功能（DCF）的分布信道接入的机制下由通信台共享，分布式协调功能使用载波侦听多址访问/冲突避免（CSMA/CA）。DCF使用物理和虚拟载波侦听功能以确定通信信道（通常还称为介质）的状态。物理载波侦听驻留在物理（PHY）层并使用能量检测和前导检测通过帧长延迟确定该介质什么时候忙。虚拟载波侦听驻留在媒体接入控制（MAC）层并使用MAC帧头的时长字段中携带的预留信息通告即将使用该介质。虚拟载波侦听机制称为网络分配矢量（NAV）。一般情况下，仅当物理载波侦听和虚拟载波侦听机制指示该介质空闲时，该介质才被认为空闲。

发明内容

本发明的示例实施例提供一种用于管理无线通信系统中竞争的系统和方法。

根据本发明的示例实施例，提供一种用于向接入点传输的方法。所述方法包括通信台接收来自所述接入点的选择性条件和选择性竞争周期，以及所述通信台将所述选择条件和一个选择参数进行比较。所述方法进一步包括，如果所述选择性参数满足所述选择性条件，所述通信台在所述选择性竞争周期期间竞争使用传输介质。

根据本发明的另一示例实施例，提供一种用于控制接入传输介质的方法。所述方法包括接入点将选择性条件和选择性竞争周期传输到多个通信台，其中所述选择性条件用于确定在所述选择性竞争周期期间竞争接入所述传输介质的权限。所述方法还包括所述接入点接收来自所述具有竞争接入所述传输介质的权限的多个通信台中一个通信台的传输。

根据本发明的另一示例实施例，提供一台通信台。所述通信台包括接收器，以及可操作地耦合到所述接收器的处理器。所述接收器接收来自接入点的选择性条件和选择性竞争周期。所述处理器将所述选择性条件和选择性参数进行比较，以及如果所述选择性参数满足所述选择性条件，在所述选择性竞争周期期间竞争使用传输介质。

实施例的一个优点在于，通过仅授权满足选择条件的非AP通信台的子集竞争该介质缓解了来自大量非接入点通信台（非AP通信台）的介质竞争，这些非AP通信台常常会冻结接入该介质。

实施例的另一优点在于，非AP通信台自己确定哪个非AP通信台满足所述选择条件，因此竞争开销是分布式的，不仅仅在AP上产生。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，其中：

图1示出了根据本文所述的示例实施例的示例通信系统；

图2示出了根据本文所述的示例实施例的多个通信台的操作的示例图；

图3示出了根据本文所述的示例实施例的信道接入定时的示例图；

图4示出了根据本文所述的示例实施例的在无竞争模式中运行的多个通信台的操作的示例图；

图5a示出了根据本文所述的示例实施例的在SCP期间启动SCP和接收传输中的AP操作的示例流程图；

图5b示出了根据本文所述的示例实施例的在SCP期间竞争介质中的通信台操作的示例流程图；

图6示出了根据本文所述的示例实施例的示例选择条件字段；

图7示出了根据本文所述的示例实施例的具有MAC地址，例如，48比特长的MAC地址，的示例选择竞争计算。

图8示出了根据本文所述的示例实施例的在具有第一SCP和第二SCP的通信中运行的多个通信台的操作的示例图；

图9a示出了根据本文所述的示例实施例的竞争介质中的通信台操作的示例流程图，其中通信台优先级按照时间启用；

图9b示出了根据本文所述的示例实施例的启用竞争介质中的通AP操作的示例流程图，其中通信台优先级按照时间启用；

图10示出了根据本文所述的示例实施例的在通信系统中操作的多个通信台的操作的示例图，其中优先级排序按照时间实施；

图11a所示为根据本文所述的示例实施例的终止SCP中的AP操作的示例流程图；

图11b示出了根据本文所述的示例实施例的终止SCP中的通信台操作的示例流程图；

图12示出了根据本文所述的示例实施例的示例第一通信设备；以及

图13示出了根据本文所述的示例实施例的示例第二通信设备。

具体实施方式

下文将详细讨论对当前示例实施例及其结构的操作。但应了解，本发明提供了许多可以在多种具体环境中实施的适用的发明概念。所论述的具体实施例仅仅说明本发明的具体结构以及用于操作本发明的具体方式，而不应限制本发明的范围。

本发明的一项实施例涉及管理无线通信系统中的竞争。例如，通信台在选择竞争周期期间接收来自接入点的选择条件。该通信台将该选择条件和一个选择参数进行比较，如果该选择参数满足该选择条件，则通信台竞争使用传输介质。例如，接入点将选择条件传输到多个通信台。该选择条件用于确定接入选择竞争周期。接入点在该选择竞争周期内接收来自多个通信台中的一个通信台的传输。

将结合特定背景中的示例实施例来描述本发明，该特定背景是指具大量非AP通信台的符合IEEE802.11的通信系统。然而，本发明还可应用于通过CSMA/CA支持大量通信设备的其他符合标准和不符合任何标准的通信系统。

图1示出了示例通信系统100。通信系统100可包括多个通信台，这些通信台可以分类成两种类型的其中一种类型：接入点（AP）或非AP通信台。一般情况下，AP可以认为是一个通信控制器，而在其他类型的通信系统中，AP可以称为基站、NodeB、演进型NodeB等等。非AP通信台可以认为是所有其他设备，而在其他类型的通信系统中，非AP通信台可称为移动台、用户设备、手机、终端、订户、用户等等。如图1所示，通信系统100包括能够通过AP105彼此通信的多个Wi-Fi启用设备（即，非AP通信台或非APSTA）。此外，非AP通信台还可以与AP105进行通信。通常，照相机110等第一非AP通信台可以与家用计算机112等第二非AP通信台和/或平板电脑114等第三非AP通信台进行通信，方法是向AP105进行传输，而反过来该AP105向第二非AP通信台或第三非AP通信台进行传输。请注意，在图1中并未示出到达和来自AP105的传输。相反，当图1示出了两个非AP通信台（例如，照相机110到平板电脑114）之间的传输时，存在从照相机110到AP105的第一隐含传输和从AP105到平板电脑114的第二隐含传输，其未示出。

在CSMA/CA通信系统中，例如符合IEEE802.11的通信系统，当通信台（非AP通信台或AP）需要进行传输时，通信台首先通过在第一指定持续时间（例如，DCF帧间间隔（DIFS））内侦听介质进行空闲信道评估（CCA）。如果该介质忙，该通信台等待该介质进入空闲、延迟第二指定持续时间，例如，DIFS，以并等待一个额外的随机退避周期。如果该介质在第二指定持续时间和退避周期期间仍然空闲，则该通信台假设其可以获取该介质的所有权并开始进行帧传输。

图2示出了多个通信台的操作的图200。如图2所示，轨迹205示出了第一通信台（STA1）的操作，轨迹207示出了第二通信台（STA2）的操作，以及轨迹209示出了第三通信台（STA3）的操作。出于论述的目的，考虑一种情况：一旦STA1完成帧215的传输，STA1传输帧215，然后等待一个指定持续时间，例如，DIFS217，。STA2可能需要进行传输，但是当其检测到该介质时，STA2确定由于STA1正在传输帧215该介质忙。STA2等待该介质变为空闲，如延迟周期219所示。类似地，STA3需要进行传输，但是当其检测到该介质时，STA3确定由于STA1正在传输帧215该介质忙。STA3等待该介质变为空闲，如延迟周期221所示。

由于退避周期的随机性，STA3在第二指定持续时间223之后能够获取该介质的所有权并传输帧225。当STA3正在进行传输时，STA1需要进行另一传输，但是STA1侦听到该介质忙，所以STA1延迟（如延迟周期227所示）。在延迟周期227结束之后，STA1进行初始退避。类似地，STA2在初始退避229之后发现该介质忙，并且需要进行剩余的退避231。

图3示出了信道接入定时的图300。如图3所示，最短帧间间隔（SIFS）的持续时间为16微秒，点协调功能（PCF）帧间间隔（PIFS）的持续时间为25微秒，而DIFS可能比SIFS或PIFS持续更长。退避周期可以是一个随机持续时间。

图4示出了多个在无竞争模式中运行的通信台的操作的图400。在IEEE802.11中，数据传输的无竞争模式可以由驻留在AP中的PCF支持。AP建立无竞争期（CFP），在此期间，由AP协调接入该介质。AP可以将轮询消息发送到通信台，轮询的通信台可以如轮询消息中所示接入该介质。

如图4所示，AP建立CFP405和竞争周期（CP）410。在CFP405期间，AP传输信标412以及轮询消息给由AP服务的不同通信台。例如，AP可以使用轮询消息414轮询STA1。STA1可以使用传输416做出响应，其可包括对轮询消息414的应答（ACK）。类似地，AP可以使用轮询消息418轮询STA2，而STA2可以使用传输420做出响应。AP还可以使用轮询消息420轮询STA3。然而，由于一些原因，STA3对轮询消息420（如虚线传输422所示）不做出响应。因此，AP可以再次使用轮询消息424轮询STA3，而STA3可使用传输426做出响应。AP可以使用CF-END消息428标记CFP405结束。突出显示部分430示出了通信台中NAV的状态。当在CFP405内，NAV的状态设为第一值（如阴影方框435所示）以及当CFP405结束和CP410开始时，NAV的状态变为第二值（如空白方框440所示）。

显然，即使图2中仅示出了三个通信台，竞争介质是一个复杂的过程，通信台可能难以获得介质的所有权。例如，研究已经表明，当存在超过20个通信台竞争介质时，发生冲突的可能性超过90%。此外，当存在超过60个通信台时，该介质发生阻塞，将没有通信台能够获得该介质的所有权。然而，在IEEE802.11ah中提出，AP可支持多达6000个通信台，超过100个通信台同时竞争该介质的可能性很高。因此，需要一种具有冲突可能性较低同时给竞争介质的通信台提供足够公平性的竞争技术。

根据示例实施例，可以使用基于选择性（或等价地，选择）竞争准则（或简单地，选择性（或等价地，选择）条件）的分布式技术，该技术使各个通信台确定它们是否能够竞争介质的所有权。一般情况下，如果通信台满足该选择条件，则该通信台可以竞争该介质的所有权。可以配置该选择条件，使得由AP服务的通信台子集可以满足该选择条件。例如，可以配置该选择条件，使得总共5到20个通信台可以在给定的时间内竞争该介质的所有权。分布式技术不要求AP提供过多的处理，从而使AP有时间进行其他工作。此外，分布式技术不需要由AP和/或通信台进行更多的传输，因此，通信台可以自由使用介质来交流信息。

根据示例实施例，满足选择条件的通信台可以在选择性（或等价地，选择）竞争周期（SCP）期间竞争介质。换句话说，满足选择条件的通信台在SCP期间具有竞争介质的权限。因此，SCP可以是一种可实施通信台优先排序的技术。例如，满足选择条件的通信台（例如，较高优先级的通信台）可以在SCP期间竞争介质，而那些不满足选择条件的通信台（例如，较低优先级的通信台）不可竞争。另外，还可以使用常规竞争周期以允许不满足选择条件的通信台（以及那些满足选择条件的通信台）竞争介质。还可以使用多个SCP、常规竞争周期和/或选择条件实施多个优先级。

图5a示出了在SCP期间开始SCP和接收传输中的AP操作500的流程图。AP操作500可以表示，当AP在SCP期间开始SCP和接收传输时，发生在AP（例如AP105）中的操作。

AP操作500可开始于AP通知通信台SCP和一个或多个选择条件（方框505）。该AP可以提供关于SCP的信息，例如，SCP的持续时间、频带（如适用）等等。SCP的持续时间可类似于为在SCP期间竞争介质的通信台进行传输所预留的时间间隔。该AP可在广播消息，例如，信标消息、探测响应消息、轮询消息、任何其他现有的广播消息或竞争周期轮询（SC-POLL）消息中通知通信台一个或多个选择条件。选择条件还可以在单播到特定通信台的轮询消息中进行传输。如果使用现有广播消息，包含一个或多个选择条件的信元（IE）可包括在现有广播消息中。该AP还可提供关于SCP的信息，包括持续时间、起始点（例如，时间、帧、子帧等）、结束点（例如，时间、帧、子帧等）、频率、频带等等。

所述一个或多个选择条件实际上可以由AP、非AP通信台、通信系统的操作者、技术标准文档等确定、选择、规定等。除了通知通信台一个或多个选择条件，AP可通知通信台关于SCP的存在。该AP可在单个消息或多个消息中通知通信台SCP的存在和一个或多个选择条件。

IE或SC-POLL消息可包括以下项的一个或多个：持续时间、选择条件、发射器地址、重复模式（或反复模式）、开始时间等等。持续时间字段定义SCP将持续多长或/或SCP是否可以提前终止。选择条件字段限定通信台需要匹配的特征或要求（即，选择条件），或甚至，通信台应使用的来确认它们是否匹配选择条件的检查方法（例如，计算方法）。发射器地址字段为发送IE或SC-POLL消息的发射器的MAC地址。重复模式字段限定是否重复SCP以及重复的间隔是多少。开始时间限定何时开始SCP，其可以是SC-POLL消息或携带IE的消息的时间偏移，或明确时间点。

作为说明性示例，考虑一种情况：选择条件字段为MAC地址范围，其指定可以在SCP内竞争介质的通信台的MAC地址范围。请注意，关联标识（AID）可以用来代替MAC地址。作为另一说明性示例，选择条件字段为地理位置范围，其指定可以在SCP内竞争介质的通信台的地理区域。作为另一说明性示例，选择条件字段为信道条件范围，其指定可以在SCP内竞争介质的通信台的信道条件范围。作为另一说明性示例，选择条件字段为服务类型，其指定可以在SCP内竞争介质的通信台的服务类别。作为另一说明性示例，选择条件字段为设备类型，其指定可以在SCP内竞争介质的通信台的类型。作为另一说明性示例，选择条件字段为随机变量（或随机变量范围），其指定用来选择可以在SCP内竞争介质的通信台的随机变量值或范围。作为另一说明性示例，选择条件字段为帧类型，其指定可以在SCP内竞争介质的通信台的帧传输。作为另一说明性示例，选择条件字段为排除选择条件，其指定在SCP内竞争介质排除哪些选择条件。

例如，持续时间字段可以与现有IEEE802.11标准（称为P802.11REVmb-D0.8或P802.11ac_D1.0中的持续时间/ID定义）中的持续时间/ID字段相同。选择条件字段可以为MAC地址范围、地理位置范围、信道条件范围、服务类型、设备类型、随机变量（或随机变量范围）、帧类型或任何其他特征或要求。

单个IE或SC-POLL消息可包括多个选择条件字段，其中每个选择条件字段可能包含不同的选择条件。作为一个替代性选择，单个IE或SC-POLL消息可包括含有多个选择条件的单个选择条件字段，其中选择条件是相同的或不同的，或其组合。

图6示出了示例选择条件字段600。选择条件字段600可包括类型字段605，其指示选择条件的类型，例如，MAC地址范围、地理位置范围、信道条件范围、服务类型、设备类型、随机变量（或随机变量范围）、帧类型、排除选择条件等等。类型字段605可含有一个值，例如整数值，以指示选择条件的类型。例如，类型字段605的值为零可指示MAC地址范围。类型字段605的值可以是1比特、2比特、3比特、1字节、多个字节等等，取决于所支持的多个选择条件类型。

选择条件字段600可包括一个或多个在类型字段605中指示的选择条件类型的选择条件参数，例如选择条件参数1610、选择条件参数2615等等。选择条件参数的数目可取决于选择条件类型。例如，如果选择条件类型为MAC地址范围，则可存在三个选择条件参数：MAC地址校验值（例如哈希阵列值）、MAC地址计算参数（例如哈希阵列长度）以及计算方法（例如哈希函数）。

返回参考图5a，AP可以在SCP期间接收来自通信台的传输（方框510）。该传输可能是来自满足由AP提供的选择条件的通信台，该选择条件允许通信台在SCP期间竞争介质。一旦该通信台取得该介质的所有权，通信台能够向AP进行传输。换句话说，该传输可能是来自具有竞争介质的权限并且能够在竞争期间获得该介质的通信台。请注意，可以将满足选择条件和选择竞争周期的通信台分组在一起。该分组可以是逻辑分组（例如地址的AID范围、地址的MAC地址范围、地址的接入控制地址范围、信道条件信息范围、服务类型、设备类型、帧类型等等）或物理分组（例如，在天线波束方向图内操作的通信台、在地理区域内操作的通信台等等）。

图5b示出了在SCP期间竞争介质中的通信台操作550的流程图。通信台操作550可以表示，当通信台在SCP期间竞争该介质时，发生在通信台（例如照相机110、家用计算机112、传感器120等）中的操作。

通信台操作550可开始于通信台接收关于SCP的信息以及一个或多个选择条件（方框555）。可以在广播消息，例如，信标消息、探测响应消息、轮询消息、任何其他现有广播消息或SC-POLL消息中接收该信息。还可以在从接入点单播出来的轮询消息中接收选择条件。如果使用现有广播消息，包含一个或多个选择条件的IE可包括在现有广播消息中。IE或SC-POLL消息可包括以下项的一个或多个：持续时间、选择条件、发射器地址、重复模式、开始时间等等。

通信台可以通过其选择参数评估（或比较）由AP提供的选择条件以确定自己是否可以在SCP期间竞争介质（方框560）。根据选择条件，通信台可以进行不同的操作。

作为说明性示例，考虑一种情况，其中选择条件字段为MAC地址范围。这时，通信台接收这样的选择条件，通信台可以检查其MAC地址（即，它的选择参数）是否匹配或符合该选择条件。如果匹配，选择该通信台并开始竞争介质的所有权；否则通信台需要等待另一个SCP。可能存在几个不同的方式使MAC地址作为选择条件，描述如下：

1.MAC地址范围可能是两个值的范围（或MAC地址的具体列表），例如，[值1，值2]（其中值1小于或等于值2），当通信台检查选择条件时，通信台使自己的MAC地址具有48比特（即，其选择参数），作为例子，并且检查该地址是否在该范围（例如，大于或等于值1以及小于或等于值2）内或符合该选择条件。如果是，则MAC地址匹配该选择条件。

2.另一使用MAC地址作为选择条件的示例方法如下：AP通知MAC地址范围字段为两个值的范围（以及可能是一些其他可称为计算参数的参数）。出于论述的目的，假设这两个值为V1和V2，因此，范围表示为[V1，V2]。通信台使用它们的MAC地址（即，它们的选择参数）以及计算参数通过计算函数进行计算并且得到计算结果。例如，该计算结果可以如以下公式所述：

Calc_Result=Calculation_Function（MAC地址，计算参数）。

这时，通信台将Calc_Result与广播为选择条件的范围值进行比较比，如果该Calc_Result在该范围（例如，大于或等于V1以及小于或等于V2）内，则选择参数符合选择条件并且选择该通信台在SCP期间竞争介质。例如，计算函数可以是哈希函数，因此，V1和V2为哈希阵列值，其中计算参数为哈希阵列长度。请注意，哈希函数是示例计算函数。在行业内可以采取其他计算函数。

当通信台检查以确定其是否满足选择条件，通信台可以使用其MAC地址作为输入（例如，密钥）的哈希函数，从而通信台获得其MAC地址作为输入参数的哈希函数的结果，其可以表示为：

Calc_Result=Hash_Function（MAC地址，阵列长度）。

此外，哈希函数作为示例使用。可以使用其他函数。例如，可以将哈希函数定义如下：

将MAC地址中的4个字节的每个字节取为8比特值，以及将所有4个值相加得到10比特值，然后继续划分和相加，直到所需长度（2^（Calc_Result的长度）等于哈希阵列长度）的Calc_Result。

作为替代性的定义，哈希函数可以表示为：

将48比特的MAC地址划分成n个值，每个值具有一个长度，其中2^（长度）等于哈希阵列长度中限定的值，以及在所有n个值之间采用X-OR以得到Calc_Result。

图7示出了具有MAC地址（例如，48比特长的MAC地址）的示例选择竞争计算700。如图7所示，哈希函数（例如，X-OR函数）用作示例以说明基于MAC地址的计算函数。例如，哈希阵列长度=16，那么Calc_Result长度为4比特，范围表示为[V1，V2]。从MAC地址划分出来的临时值之中的计算方法也是X-OR函数。

返回参考图5b，作为另一说明性示例，选择条件字段为地理位置范围或地理位置信息。选择条件字段可包含中心位置和半径、矩形的对角等等。当通信台接收这样的IE时，通信台可检查以确定其位置（即，其选择参数）是否在由IE的参数限定的地理范围内或符合由IE的参数限定的地理范围。如果在由IE的参数限定的地理范围内，则通信台可在SCP期间竞争介质，否则通信台不能在SCP内竞争介质。

作为另一说明性实施例，选择条件字段为信道条件范围或信道条件信息。该字段可包含调制编码方案反馈（MFB）值、信噪比（SNR）值、信号干扰噪声比（SINR）值或其他值，这些值反应接收器和发射器之间的信道条件（或值范围）。当通信台接收这样的IE时，通信台可检查以确定所接收的信号（即，其选择参数）是否满足或符合信道条件要求或在范围内，如果确定是，通信台可在SCP期间竞争介质，否则通信台不能在SCP内竞争介质。

作为说明性示例，选择条件字段为服务类型。选择条件字段可包含服务类型或服务类型列表。例如，万维网（WWW）、文件传输协议（FTP）、邮件、基于IP的语音传输（VoIP）、紧急呼叫、紧急服务等等。当通信台接收这样的IE时，通信台可以检查以确定其是否在运行在选择条件字段中指示的服务（即，它的选择参数）或符合该选择条件。如果是，通信台可以在SCP期间竞争介质。

作为说明性示例，选择条件字段为设备类型。该字段可包含设备类型或设备类型的列表。例如，智能电网电表、工业传感器、健康监控设备、安全监控设备、气象遥感设备、笔记本、手机等等。当通信台接收这样的IE时，通信台可以检查以确定其是（即，其的选择参数）否是或符合选择条件字段中指示的一种设备类型。如果是，通信台可以在SCP期间竞争信道接入，否则，通信台不能在SCP内竞争介质。请注意，选择条件字段可以是指示不同设备类型的值列表。例如，“1”可以指示智能电网电表，“2”可以指示工业传感器等等。

作为另一说明性实施例，选择条件字段为随机变量（或随机变量范围）。选择条件字段可包含随机变量（或随机变量范围），还可包含一个或多个随机参数（取决于所使用的随机发生器）。当通信台接收这个选择条件字段时，通信台通过一个随机变量发生器生成一个具有一个或多个随机参数的随机变量（即，其选择参数）。请注意，存在许多随机变量发生器，可以使用任何一个。然后，通信台可检查以确定所生成的随机变量是否等于由AP指定的随机数或在（即，符合）随机数的范围内。如果所生成的随机变量等于随机数或在随机数的范围内，则通信台可在SCP期间竞争介质。通信台还可以在指定的时间点（例如当通信台首先连接到AP并接收随机变量参数时，或在SCP的开始处）处生成随机变量。

选择条件字段是随机变量的示例如下：该选择条件字段包含Random_Variable=3，以及Random_Parameter=6。在接收选择条件字段时，通信台生成在1和6之间的随机变量。如果所生成的随机变量为3，通信台满足选择条件，那么通信台可在SCP内竞争介质，否则，通信台不能在SCP内竞争介质。

作为说明性示例，选择条件字段为帧类型。选择条件字段可包含一个或多个帧类型，例如，数据帧、管理帧、控制帧、关联帧、验证帧、Ack帧等等。当通信台接收该选择条件字段时，通信台可进行检查以确定传输中发送的其MAC帧（即，其选择参数）是否匹配或符合包含在选择条件字段中的一个或多个帧类型。如果匹配，通信台可以在SCP期间竞争介质，否则通信台不能在SCP内竞争介质。

作为另一说明性示例，选择条件字段为排除选择条件指示符。该选择条件字段可包含，例如，当选择条件为帧类型时，排除选择条件可以为排除数据帧。因此，当通信台接收这样的选择条件字段时，如果其具有任何不是或不符合数据帧作为帧类型的帧（即，其用于该特定示例的选择参数），通信台可在SCP期间竞争信道接入。另一示例是，当选择条件为MAC地址范围时，排除选择条件可以为排除范围[V1，V2],那么具有在范围[V1，V2]之外的MAC地址的通信台可以在SCP期间竞争介质，否则，通信台不能在该SCP内竞争介质。

通信台可进行检查以确定选择条件是否已经满足（方框565）。如果选择条件已经满足，则通信台可在SCP期间竞争介质（方框570）。例如，该通信台可以利用标准规定的竞争技术，例如如图2所示，在SCP期间竞争介质。如果选择条件没有满足，则通信台不能在SCP期间竞争介质。

图8示出了多个在具有第一SCP805和第二SCP810的通信中操作的通信台的操作的图800。如图8所示，STA1和STA2在第一SCP805内竞争介质，由于随机性，STA1在STA2之前获得该介质的所有权并且进行传输。STA2随后可在STA1结束之后进行传输。同样如图8所示，STA3和STA4在第二SCP810内竞争介质。由于介质空闲以及随机性，STA3能够获得介质的所有权并且进行传输。STA4随后可在STA3结束之后进行传输。请注意，根据SCP和选择条件，STA1和STA2在第一SCP805内竞争介质，而STA3和STA4在第二SCP810内竞争介质。还请注意，尽管图8未示出，其他SCP以及非SCP是有可能的，在其中通信台可竞争介质。

根据示例实施例，除了或代替使用一个或多个SCP，还可以使用时间对尝试竞争介质的通信台进行优先级排序。可以根据选择条件分配持续时间，该选择条件可或不可与用来确定通信台是否在SCP期间竞争介质的选择条件相同。例如，满足选择条件的通信台可允许使用较短的帧间间隔或较短的退避窗口或两者，而不满足选择条件的通信台可使用较长的帧间间隔或较长的退避窗口或两者。

图9a示出了竞争介质中的通信台操作900的流程图，其中通信台优先级按照时间启用。通信台操作900可以表示，当通信台在SCP期间竞争该介质时，发生在通信台，例如照相机110、家用计算机112、传感器120中的操作，其中通信台优先级按照时间启用。

通信台操作900可开始于通信台接收关于SCP的信息以及一个或多个选择条件（方框905）。可以在广播消息，例如，信标消息、探测响应消息、轮询消息、任何其他现有广播消息或SC-POLL消息中接收该信息。还可以在由接入点向特定通信台单播的轮询消息中接收选择条件。如果使用现有广播消息，包含一个或多个选择条件的IE可包括在现有广播消息中。

通信台可以评估由AP提供的选择条件以确定其是否可以在SCP期间竞争介质（方框910）。通信台可进行检查以确定通信台是否已经满足选择条件（方框915）。如果通信台已经满足选择条件，则通信台可在竞争介质时使用较短的帧间间隔或较短的退避窗口或两者（方框920）。如果通信台没有满足选择条件，则通信台可在竞争介质时使用较长的帧间间隔或较长的退避窗口或两者（方框925）。然后，通信台可以进行检查以确定其是否已经获得介质（方框930）。如果通信台已经获得该介质，则通信台可进行传输（方框935）。如果通信台没有获得介质，则通信台可返回方框915以继续竞争介质。

根据示例实施例，SCP可以结合由持续时间提供的优先级排序实施。例如，帧间间隔和/或退避窗口的不同值可以用于在SCP期间和SCP之外的竞争。根据示例实施例，多个选择条件和用于帧间间隔和/或退避窗口的不同值可用于提供多个优先级。例如，可使用第一选择条件启用SCP和常规竞争周期操作，然后可使用额外的选择条件对SCP内的通信站进行优选级排序。

根据示例实施例，还可以在没有SCP和选择条件的情况下进行按照时间的优先级排序。例如，轮询的通信台（例如，如图4所示）可以使用较短的帧间间隔和/或较短的退避窗口，而非轮询的通信台可以使用较长的帧间间隔和/或较长的退避窗口，或反之亦然。

图9b示出了启用竞争介质中的AP操作950的流程图，其中通信台优先级按照时间启用。AP操作950可以表示，当AP启用竞争介质时，发生在AP，例如AP105中的操作，其中通信台优先级按照时间启用。AP操作950可开始于AP对通信台进行优先级排序（方框905）。AP可以将优选级分配给AP正在服务的不同通信台。例如，AP可根据服务类型、订户类型、设备类型、业务类型、帧类型、地理位置、MAC地址、随机变量等对通信台进行优选级排序。AP可将优先级信息传输到通信台（方框910）。AP可通过传输包含为通信台设置优先级的选择条件的轮询消息、包含IE的广播消息将优选级信息传输到通信台，其中IE包括为通信台设置优先级的选择条件，AP可单独轮询通信台以提供它们各自的优先级给通信台等。AP可接收来自通信台的传输（方框915）。

图10示出了在通信系统中操作的多个通信台的操作的图1000，其中优先级排序按照时间实施。如图10所示，通信系统包括AP以及两个通信台，STA1和STA2。在SCP1005期间，AP可传输SC-POLL1010，其包括选择条件。出于论述的目的，假设SAT1满足由AP提供的选择条件，而STA2不满足。然后，STA1可竞争具有较短的帧间间隔（例如，PIFS）和/或较短的退避窗口（例如，退避窗口1015）的介质，而STA2可竞争具有较长的帧间间隔（例如，DIFS）和/或较长的退避窗口的介质。在STA2已经完成其帧间间隔（DIFS）的时候，STA1已经获得介质和传输帧1020。因此，STA2检测到介质不再空闲，并且必须等待介质再次空闲并等待其帧间间隔。

一般情况下，SCP在指定时间周期内是有效的。然而，AP和/或通信台能够在指定时间周期结束之前终止SCP。例如，AP可提前终止SCP，因为在SCP期间不利用介质，从而导致浪费可用资源。又例如，通信台可提前终止SCP，因为通信台需要进行紧急传输，并且由于其不满足选择条件而不能竞争SCP。

图11a示出了终止SCP中的AP操作1100的流程图。AP操作1100可表示为，当AP终止SCP时，发生在AP（例如AP105）中的操作。

AP操作1100可开始于AP确定介质的状态（方框1105）。AP可侦听介质并确定介质是空闲还是忙。如果介质空闲。AP可确定该介质已经空闲多久了。作为说明性示例，AP可确定介质的使用率，例如，空闲时间与总时间之比或忙碌时间与总时间之比。

AP可进行检查以确定介质是否在指定的时间量内一直空闲（方框1110）。该指定的时间量可以根据使用历史和不在具有信息传输的SCP内的多个通信台等由通信系统的操作者、技术标准规定。所指定的时间量可以是固定值（例如，DIFS加最小竞争窗口持续时间，或DIFS加最大竞争窗口持续时间长），或，例如，可以设置如下：

1.当在第一轮竞争中（一轮竞争可以是通信台竞争介质和其中一个通信台获得介质的所有权的时间）。当介质拥有者（能够获得介质的通信台）结束传输并解除其所有权时，新一轮竞争开始），指定的时间量可以设置为延迟的帧间间隔（例如，PIFS或DIFS，其取决于在机制中采取哪一个延迟的帧间间隔）加最小竞争窗口持续时间（CW_min）。其可以表示为DIFS_min或PIFS+CM_min。

2.当在第二轮竞争中时，指定的时间量可以是延迟的帧间间隔（PIFS或DIFS）加2倍的最小竞争窗口（CW_min）以及最大竞争窗口（CW_max）中较小值。其可以表示为最小{（DIFS或PIFS）+2*CW_min,CW_max}。请注意，最小竞争窗口的乘数可以设置为除了2的任何值。

3.当在第n轮竞争中时，指定的时间量可以是延迟的帧间间隔（PIFS或DIFS）加2到功率（n-1）倍的最小竞争窗口（CW_min）或最大竞争窗口（CW_max）。其可以表示为最小{(DIFS或PIFS)+2^(n-1)*CW_min，CW_max}。请注意，最小竞争窗口的乘数可以设置为除了2的任何值。还请注意，1-3项所述的表达式仅仅为设置指定的时间量的可能表达式的说明性示例，其他表达式是有可能的。

如果介质在超过指定的时间内处于空闲，则AP可确定SCP（方框1115）。AP可通过传输新的轮询消息或包含终止SCP的IE的广播消息终止SCP。如果介质已经空闲的时间超过指定的时间量，则AP可允许SCP继续。请注意，AP可利用其他标准确定SCP的终止，例如先前所述的使用率。

图11b示出了终止SCP中的通信台操作1150的流程图。通信台操作1150可以表示，当通信台终止SCP时，发生在通信台（例如照相机110、家用计算机112、传感器120等）中的操作。

通信操作1150可开始于通信台进行检查以确定通信台是否已经接收指示SCP终止的消息（方框1155）。如果通信台已经接收这样的消息，则通信台可重置其NAV（方框1160）。通常，重置NAV可导致通信台在SCP的持续时间内不竞争使用传输介质。换句话说，通信台可在SCP的持续时间内停止竞争使用传输介质。如果通信台没有接收这样的消息，则如果通信台满足SCP的选择条件，通信台可继续在SCP内竞争介质。

图12示出了第一通信设备1200的图解。通信设备1200可为通信系统的非AP通信台的一项实施方式。通信设备1200可用于实施本文所论述的各种实施例。如图12所示，发射器1205用于发送消息、轮询等，接收器1210用于接收消息等。发射器1205和接收器1210可具有无线接口、有线接口或其组合。

选择条件处理单元1220用于确定通信设备1200是否满足选择条件。选择条件处理单元1220通过通信设备1200的选择参数确定通信设备1200是否满足选择条件。介质状态单元1222用于确定介质的状态。介质状态单元1222例如通过物理传感介质确定该介质是空闲还是忙。竞争单元1224用于根据由技术标准、通信系统的操作者等规定的竞争规则竞争空闲介质的所有权。竞争单元1224用于等待指定的时间周期，例如帧间间隔、退避时间窗口等。消息处理单元1226用于处理由通信设备1200接收的消息，例如轮询消息、包含IE的广播消息等。存储器1230用于存储选择条件、选择参数、SCP信息、介质状态等。

通信设备1200的元件可实施成特定的硬件逻辑块。在替代性实施例中，通信设备1200的元件可实施成在处理器、控制器、专用集成电路等中执行的软件。在又一替代性实施例中，通信设备1200的元件可实施成软件和/或硬件的组合。

例如，接收器1205和发射器1210可实施为专用硬件块，而选择条件处理单元1220、介质状态单元1222、竞争单元1224以及消息处理单元1226可以是在处理器1215（例如微处理器、数字信号处理器、定制电路或者定制电路、或者现场可编程逻辑阵列的定制编译逻辑阵列）中执行的软件模块。另外，选择条件处理单元1220、介质状态单元1222、竞争单元1224以及消息处理单元1226可以存储在存储器1230中。

图13示出了第二通信设备1300的图。通信设备1300可为通信系统的AP通信台的一项实施方式。通信设备1300可用于实施本文所论述的各种实施例。如图13所示，发射器1305用于发送消息、轮询等，接收器1310用于接收消息等。发射器1305和接收器1310可具有无线接口、有线接口或其组合。

选择条件处理单元1320用于确定SCP的选择条件。选择条件处理单元1320选择选择条件以允许所需多个通信台在SCP期间竞争介质。太放宽的选择条件可允许太多通信台竞争该介质并且导致介质阻塞，而太苛刻的选择条件可能导致太少通信台竞争该介质并且使介质不能充分利用。选择条件处理单元1320还确定是否根据介质度量提前终止SCP。介质状态单元1322用于确定介质的状态。介质状态单元1322还确定介质已经在指定的状态存在多久了，以及根据介质的状态确定度量。消息处理单元1324用于生成待由通信设备1300传输的消息，例如轮询消息、广播消息等。存储器1330用于存储选择条件、SCP信息、介质状态、介质度量等。

通信设备1300的元件可实施成特定的硬件逻辑块。在替代性实施例中，通信设备1300的元件可实施成在处理器、控制器、专用集成电路等中执行的软件。在又一替代性实施例中，通信设备1300的元件可实施成软件和/或硬件的组合。

例如，接收器1305和发射器1310可实施为专用硬件块，而选择条件处理单元1320、媒体状态单元1322、和消息处理单元1324可以是在处理器1315（例如微处理器、数字信号处理器、定制电路或者定制电路、或者现场可编程逻辑阵列的定制编译逻辑阵列）中执行的软件模块。另外，选择条件处理单元1320、媒体状态单元1322和消息处理单元1324可以存储在存储器1330中。

尽管已详细描述本发明及其优点，但应理解，在不脱离所附权利要求书界定的本发明的精神和范围的情况下，可在本文中进行各种改变、替代和更改。

Claims (26)

1.一种向接入点传输的方法，其特征在于，所述方法包括：

通信台接收来自所述接入点的选择条件和选择竞争周期,其中所述选择条件包括关联标识符范围；

所述通信台将所述选择条件和选择参数进行比较,其中所述选择参数包括关联标识符；以及

如果所述选择参数满足所述选择条件，所述通信台在所述选择竞争周期期间竞争使用传输介质。

2.根据权利要求1所述的向接入点传输的方法，其特征在于，所述选择条件和所述选择性竞争周期在单独的消息中接收。

3.根据权利要求1所述的向接入点传输的方法，其特征在于，选择竞争周期和所述选择条件在第一广播消息中接收。

4.根据权利要求1所述的向接入点传输的方法，其特征在于，所述选择竞争周期和所述选择条件在信标、探测响应和管理帧中的一个中接收。

5.根据权利要求1所述的向接入点传输的方法，其特征在于，进一步包括，如果所述选择参数未能满足所述选择条件，等待，直到所述选择竞争周期结束。

6.根据权利要求1所述的向接入点传输的方法，其特征在于，进一步包括：

所述通信台接收第一选择竞争周期终止指示符，以及

在所述竞争周期的剩余时间内停止竞争使用所述传输介质。

7.根据权利要求6所述的向接入点传输的方法，其特征在于，所述选择竞争周期终止指示符在第二广播消息和第一轮询消息中的一个中接收。

8.根据权利要求1所述的向接入点传输的方法，其特征在于，进一步包括：

所述通信台接收第二选择竞争周期终止指示符；以及

重设网络分配矢量。

9.根据权利要求1所述的向接入点传输的方法，其特征在于，所述选择条件在第二轮询消息中接收。

10.根据权利要求1所述的向接入点传输的方法，其特征在于，所述选择条件是第一随机变量，以及所述方法进一步包括：

生成第二随机值；

将所述第一随机变量和所述第二随机值进行比较；以及

如果第二随机值满足所述选择条件，竞争使用所述传输介质。

11.根据权利要求1所述的向接入点传输的方法，其特征在于，所述选择竞争周期包括时间间隔的持续时间和重复模式。

12.一种控制接入传输介质的方法，其特征在于，所述方法包括：

接入点将选择条件和选择竞争周期传输到多个通信台，其中所述选择性条件用于确定在所述选择性竞争周期期间竞争接入所述传输介质的权限,且所述选择条件包括关联标识符范围；以及

所述接入点接收来自所述具有竞争接入所述传输介质的权限的多个通信台中一个通信台的传输,所接收传输的通信台为选择参数满足所述选择条件的通信台,所述选择参数包括关联标识符。

13.根据权利要求12所述的控制接入传输介质的方法，其特征在于，所述选择条件在第一广播消息中传输。

14.根据权利要求12所述的控制接入传输介质的方法，其特征在于，所述选择条件在第二广播消息中传输。

15.根据权利要求12所述的控制接入传输介质的方法，其特征在于，所述选择条件在第一轮询消息中传输。

16.根据权利要求12所述的控制接入传输介质的方法，其特征在于，所述选择竞争周期和所述选择条件在信标、探测响应和管理帧中的一个中传输。

17.根据权利要求12所述的控制接入传输介质的方法，其特征在于，所述选择条件在所述选择竞争周期内是有效的，以及所述方法进一步包括在所述选择竞争周期的预定结束之前终止所述选择竞争周期。

18.根据权利要求17所述的控制接入传输介质的方法，其特征在于，进一步包括，在终止所述选择竞争周期之前，在所述选择竞争周期期间确定所述传输介质的使用度量。

19.根据权利要求18所述的控制接入传输介质的方法，其特征在于，所述使用度量包括所述传输介质空闲的时间。

20.根据权利要求17所述的控制接入传输介质的方法，其特征在于，终止所述选择竞争周期包括传输选择竞争周期终止指示符。

21.根据权利要求20所述的控制接入传输介质的方法，其特征在于，所述选择竞争周期终止指示符在第三广播消息和第二轮询消息中的一个中传输。

22.一种通信台，其特征在于，包括：

接收器，用于接收来自接入点的选择条件和选择竞争周期,其中所述选择条件包括关联标识符范围；以及

可操作地耦合到所述接收器的处理器，所述处理器用于将所述选择条件和选择参数进行比较，其中所述选择参数包括关联标识符,以及如果所述选择参数满足所述选择条件，在所述选择竞争周期期间竞争传输介质的使用。

23.根据权利要求22所述的通信台，其特征在于，所述处理器用于，如果所述选择参数未能满足所述选择条件，等待，直到所述选择竞争周期结束。

24.根据权利要求22所述的通信台，其特征在于，所述接收器用户接收选择竞争周期终止指示符。

25.根据权利要求24所述的通信台，其特征在于，所述处理器用于重设网络分配矢量。

26.根据权利要求24所述的通信台，其特征在于，所述处理器用于在所述竞争周期的剩余时间内停止竞争使用所述传输介质。