CN104798411A - Wi-Fi中的传输间隔的同步 - Google Patents

Abstract

接入点生成数据分组以使得数据分组具有与来自至少一个其他接入点的数据分组相同的分组长度。该接入点将信道预留一个时间间隔，并且在来自至少一个其他接入点的数据分组的传输的同时发起数据分组在信道上的传输。因此，该接入点将它的传输间隔同步于至少一个其他接入点的传输间隔，这减少了接入点间的干扰。

Description

Wi-Fi中的传输间隔的同步

背景技术

当前的Wi-Fi系统具有非对准的时分双工(TDD)传输，其中一个接入点(AP)的下行链路传输可能干扰另一个接入点的上行链路传输。这种AP间的干扰在高密度网络中尤其是个问题，在高密度网络中AP之间的无线信道比AP与终端之间的无线信道更强。如果AP在下行链路和上行链路传输间隔方面未对准，那么一个或多个AP的传输将强烈地干扰并且可能阻塞在其他正在监听的AP处的接收。这导致弱的区域容量(bps/km²)、分组损耗和整体较低的数据速率。

图1图示了来自TDD Wi-Fi接入点的非对准的传输的示例问题。图1描绘了一种街谷(street canyon)，其中在AP1与AP2之间存在直接的视距(Line of Sight，LOS)，在AP与终端(用户设备UE1和UE2)之间存在非视距(non-line-of-sight，NLOS)。因此，AP2的覆盖范围小于从AP1起的干扰范围。如果AP1正以高功率向UE1传输下行链路信号DL，AP2将难以听到来自UE2的微弱上行链路信号UL。

发明内容

至少一个示例实施例涉及一种接入点，该接入点被配置为将它的传输间隔同步于通信网络中的至少一个其他接入点的传输间隔，和/或涉及一种将接入点的传输间隔同步于通信网络中的至少一个其他接入点的传输间隔的方法，这可以减少接入点间的干扰。

根据至少一个示例实施例，一种接入点被配置为生成数据分组以使得该数据分组具有与来自至少一个其他接入点的数据分组相同的分组长度。该接入点被配置为将信道预留一个时间间隔，并且被配置为在来自至少一个其他接入点的数据分组的传输的同时发起该数据分组通过该信道的传输。

根据至少一个示例实施例，该接入点被配置为如果在该信道上存在第三方流量则设置针对该信道的超前窗口(look-aheadwindow)，该超前窗口包含该信道可用于传输该数据分组的时间，并且该超前窗口基于该第三方流量。

根据至少一个示例实施例，该接入点被配置为在预留的时间间隔期间排除该信道上的该第三方流量。

根据至少一个示例实施例，该接入点被配置为在预留的时间间隔期间拒绝来自与该接入点相关联的用户终端的、针对该信道的上行链路传输请求。

根据至少一个示例实施例，一种接入点被配置为首次抓取信道以保持该信道。该接入点被配置为再次抓取该信道以发起通过该信道的数据传输，针对该接入点的数据传输在针对至少一个其他接入点通过该信道的数据传输的发起的同时被发起。

根据至少一个示例实施例，该接入点被配置为通过拒绝来自与该接入点相关联的用户终端的、针对该信道的上行链路传输请求来保持该信道。

根据至少一个示例实施例，该接入点被配置为如果在该信道上存在第三方流量则设置超前窗口，该超前窗口包含信道可用于去往该接入点或来自该接入点的数据传输的时间，并且该接入点被配置为排除第三方接入点在该超前窗口和该数据传输期间通过该信道进行传输。

根据至少一个示例实施例，一种同步数据传输的方法包括生成多个数据分组，每个数据分组与多个接入点中的不同接入点相关联；将信道预留一个时间间隔；以及在预留的该时间间隔期间同时地发起多个数据分组通过该信道的传输。

根据至少一个示例实施例，该生成包括将空(dummy)数据插入到至少一个数据分组中，使得多个数据分组中的每个数据分组具有相同的分组长度。

根据至少一个示例实施例，同时地发起传输包括移除针对多个接入点的随机回退(back-off)。

根据至少一个示例实施例，该预留包括广播预留信号用以拒绝在预留的时间间隔期间来自与多个接入点相关联的用户终端的上行链路传输请求。

根据至少一个示例实施例，该预留包括如果在该信道上存在第三方流量则设置针对该信道的超前窗口，该超前窗口包含该信道可用于传输多个数据分组的时间，并且该超前窗口基于该第三方流量。

根据至少一个示例实施例，该预留包括由多个接入点在该超前窗口期间广播预留信号。

根据至少一个示例实施例，广播的预留信号保持该信道直至多个接入点同时地发起多个数据分组的传输。

根据至少一个示例实施例，该预留包括阻止在预留的时间间隔期间通过该信道的第三方接入点传输。

根据至少一个示例实施例，一种预留信道的方法包括由多个接入点进行首次抓取以保持该信道；并且由多个接入点再次抓取该信道以同时地发起去往多个接入点或来自多个接入点的数据传输。

根据至少一个示例实施例，该首次抓取包括拒绝来自与多个接入点相关联的用户终端的、针对该信道的上行链路传输请求。

根据至少一个示例实施例，该方法进一步包括如果在该信道上存在第三方流量则在多个接入点中设置超前窗口，该超前窗口包含该信道可用于传输去往多个接入点或来自多个接入点的数据分组的时间，该超前窗口基于第三方流量。

根据至少一个示例实施例，该首次抓取包括在该超前窗口和数据传输期间阻止第三方接入点通过该信道进行传输。

根据至少一个示例实施例，该方法进一步包括生成针对多个接入点中的每个接入点的数据分组，使得每个数据分组具有相同的分组长度。

附图说明

根据下文中给出的详细描述和附图，示例实施例将被更完全地理解，其中相同元素用相同参考标号来表示，这些附图仅以解释说明的方式被给出并且因此不是对示例实施例的限制。

图1图示了导致接入点间干扰的非对准的时分双工(TDD)Wi-Fi传输。

图2是图示了根据至少一个示例实施例的在通信网络中的接入点的示例结构的图。

图3图示了根据至少一个示例实施例的用于在Wi-Fi网络中对准TDD传输的协议的时间线。

图4是根据一个示例实施例的用于在Wi-Fi网络中对准传输的方法的流程图。

图5是根据一个示例实施例的用于在Wi-Fi网络中预留信道的方法的流程图。

具体实施方式

现在将更完全地参照附图来描述各种示例实施例，在附图中示出了一些示例实施例。

本文中公开了详细的说明性实施例。然而，本文中公开的具体结构和功能的细节仅仅是代表性的，以用于描述示例实施例。然而，本发明可以以许多替代的形式来体现并且将不被认为受限于仅在本文中阐述的实施例。

因而，尽管示例实施例能够具有各种修改和替换形式，在附图中以示例方式示出这些实施例并且将在本文中详细描述这些实施例。然而，将理解的是，并非旨在于将示例实施例限制到所公开的具体形式。相反，示例实施例涵盖落入在本公开内容的范围内的所有修改、等同体和替换。相同标号贯穿附图的描述均指代相同的元素。

尽管可能在本文中使用术语第一、第二等来描述各种元素，这些元素不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于将元素彼此区分。例如，第一元素可以被叫做第二元素，并且类似地，第二元素可以被叫做第一元素，而不会偏离本公开内容的范围。如本文中所使用的，术语“和/或”包括相关联地列出的项目中的一个或多个项目的任何和所有组合。

当一个元素被引用为与另一个元素“连接”或“耦合”时，该元素可以直接地连接或耦合至另一个元素或者可以存在介于中间的元素。相反，当一个元素被引用为与另一个元素“直接连接”或“直接耦合”时，不存在介于中间的元素。用于描述元素之间的关系的其他词语应当以类似的方式进行解读(例如，“在……之间”与“直接在……之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。

本文中使用的术语仅出于描述具体实施例的目的并且不旨在于是限制性的。如本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在于还包括复数形式，除非上下文明确地指出其他意思。将进一步理解的是，当在本文中被使用时，术语“包括”、“包括了”、“包含”和/或“包含了”指的是所说的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但是不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或前述的群组的存在或添加。

还应当注意的是，在一些备选实施方式中，所指出的功能/动作可以以附图中指出的顺序之外的顺序出现。例如，取决于所涉及的功能/动作，连续的示出的两幅图实际上可能基本上同步地被执行或者有时以相反地顺序被执行。

在以下描述中提供了具体细节以提供对示例实施例的完全理解。然而，本领域的普通技术人员将理解的是，可以在不具有这些具体细节的情况下实施示例实施例。例如，系统可以被示出在框图中以便不用不必要的细节使得示例实施例模糊。在其他实例中，已知的过程、结构和技术可以被示出而不具有不必要的细节，以便避免模糊示例实施例。

在以下描述中，将参照可以被实施为程序模块的操作的动作和符号表示(例如，以流程表、流程图、数据流程图、结构图、框图等的形式)来描述说明性实施例，或者功能过程包括例程、程序、对象、组件、数据结构等，这些例程、程序、对象、组件、数据结构等执行特定任务或实施特定抽象数据类型并且可以使用在已有的网络单元(例如，基站、基站控制器、NodeB、eNodeB等)处的已有硬件来实施。这样的已有硬件可以包括一个或多个中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路、现场可编程阵列(FPGA)计算机等。

尽管流程图可以将操作描述为顺序过程，这些操作中的许多操作可以被并列地、同步地或同时地执行。此外，这些操作中的其他操作可以被重新布置。当过程的操作完成时该过程可以被终止，但是该过程还可以具有未被包括在附图中的另外的步骤。过程可以对应于方法、函数、过程、子例程、子程序等。当过程对应于函数时，它的终止可以对应于该函数返回到调用函数或主函数。

如本文中所公开的，术语“存储介质”或“计算机可读存储介质”可以表示用于存储数据的一个或多个设备，包括只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)、磁RAM、核存储器、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备和/或用于存储信息的其他有形的机器可读介质。术语“计算机可读介质”可以包括但不限于便携式或固定的存储设备、光存储设备和能够存储、包含或携带(多个)指令和/或数据的各种其他介质。

此外，可以通过硬件、软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言或者前述的组合来实施示例实施例。当以软件、固件、中间件或微代码来实施时，用于执行必要任务的程序代码或代码段可以被存储在机器或计算机可读介质中，诸如计算机可读存储介质。当以软件来实施时，一个或多个处理器将执行这些必要任务。

代码段可以表示过程、函数、子程序、程序、例程、子例程、模块、软件包、类、或者指令、数据结构或程序声明的任何组合。代码段可以通过传递和/或接收信息、数据、自变量、参数或存储器内容来耦合至另一个代码段或硬件电路。信息、自变量、参数、数据等可以经由任何适当的手段(包括存储器共享、消息传递、令牌传递、网络传输等)而被传递、转发或传输。

图2是图示根据一个示例实施例的接入点的示例结构的图。根据至少一个示例实施例，接入点(AP)151可以被配置为在通信网络(例如，Wi-Fi网络)中使用。参照图2，接入点151可以包括例如数据总线159、传输单元152、接收单元154、存储单元156和处理单元158。

传输单元152、接收单元154、存储单元156和处理单元158可以使用数据总线159往来于彼此而发送数据和/或接收数据。传输单元152是包括用于经由一个或多个无线连接而向通信网络中的其他网络单元传输无线信号的硬件和任何必要的软件的设备，无线信号包括例如数据信号、控制信号和信号强度/质量信息。

接收单元154是包括用于经由一个或多个无线连接而从通信网络中的其他网络单元接收无线信号的硬件和任何必要的软件的设备，无线信号包括例如数据信号、控制信号和信号强度/质量信息。

存储单元156可以是能够存储数据的任何设备，包括磁存储、闪存等。

处理单元158可以是能够处理数据的任何设备，包括例如被配置为基于输入数据而执行具体操作的微处理器，或者是能够执行被包括在计算机可读代码中的指令的任何设备。例如，应当理解的是，以下参照图3、4和5描述的修改和方法可以被存储在来自图2的AP 151内的存储单元156上并且由处理单元158实施。

图3图示了根据至少一个示例实施例的用于对准时分双工(TDD)Wi-Fi传输的协议的时间线。如此，示例实施例的讨论包括被认为是在IEEE 802.11标准(即，802.11a、802.11b、802.11g等)中已知的一些术语、技术和结构。由此，已经从本描述中省略了对已知的术语、技术和结构的详细讨论。还将理解的是，本描述将使得本领域的普通技术人员清楚如何将以下描述的修改、方法和设备实施到已有的协议和已有的系统中。

根据图3，Wi-Fi网络中的多个接入点(AP)具有相同的下行链路传输间隔(DTI)。换而言之，多个AP在DTI开始时同时地发起通过信道的数据传输，并且同时地用确认ACK来推断DTI。每个参与AP经由GPS或网络协议而具有全网络时间，下行链路传输间隔由该网络协议定义。

根据至少一个示例实施例，希望加入到经对准的传输中的AP的协调可以通过中央服务器来发生。例如，希望接入到传输对准中的AP可以向广播针对该经对准的传输的时间的中央服务器注册它们个体的MAC地址。备选地，AP可以经由自组织系统来协调经对准的传输，其中一些AP广播针对经对准的传输的时间，以允许其他监听的AP加入经对准的传输。参与传输对准的接入点可以被称为AP或参与AP。不参与DTI对准的AP可以被称为第三方AP或第三方传输。

根据至少一个示例实施例，存在允许参与AP对准它们的传输的、对媒体访问控制(MAC)层的一些主要修改。首先，MAC协议被修改以使得每个参与AP创建相同的分组开始和结束时间。对APMAC层的第二个修改包括拒绝将会重叠下行链路传输间隔(DTI)的上行链路传输，从而阻止DTI被AP的相关联终端中的每个终端所利用。对AP MAC层的第三个修改包括预留DTI，从而阻止DTI被第三方AP利用。

由每个参与AP执行的对MAC协议的上述修改在以下参照图3、4和5来讨论。将理解的是，这些修改和以下描述的方法可以被存储在来自图2的网络单元151内的存储单元156上并且由处理单元158来实施。

图4图示了根据至少一个示例实施例的用于在Wi-Fi网络中对准传输的方法的流程图。

在图4的步骤S400中，参与AP生成多个数据分组，使得每个数据分组具有相同的分组长度。参照图3和4，这可以由如下的每个AP来完成，该AP通过将空数据或(多个)空分组(如果需要的话)插入到聚合MAC服务数据单元(A-MSDU)中、来创建针对物理层协议数据单元(PPDU)的相同空中分组长度。因此，针对每个参与AP的分组可以具有相同数目的正交频分复用(OFDM)符号(即，相同的分组长度)。

在图4的步骤S410中，每个参与AP将信道预留一个期望的(或者备选地，预定的)时间间隔。参照图3和4，预留的时间间隔可以从广播预留信号(例如，自CTS信号(CTS-to-self signal))的时间跨越到DTI的结束(例如，确认ACK)。根据至少一个示例实施例，步骤S410可以包括拒绝如下的上行链路传输请求：这些上行链路传输请求将重叠来自与参与AP相关联的用户终端的DTI，从而减少(或者备选地，阻止)DTI被每个参与AP的相关联用户终端利用。例如，当参与AP接收RTS信号或将与DTI重叠的上行链路分组的报头时，该AP可以拒绝相关联的用户终端的上行链路传输。如果在该信道上存在第三方流量，步骤S410可以包括减少(或者备选地，排除)通过该信道的第三方传输。预留过程在以下参照图5进行详细描述。

仍然参照图4，在步骤S420中，参与AP在预留的时间间隔期间同时地发起多个数据分组的传输。例如，每个参与AP在同一DTI的开始处传输RTS信号。根据至少一个示例实施例，这可以通过移除每个参与AP的MAC协议内的随机回退来实现。如图4所示，针对每个参与AP的DTI同时结束。因此，在没有干扰的情况下接收到确认ACK，因为每个AP在步骤S400中将它的分组长度设置为与来自其他参与AP的分组相同的长度。因此，参与AP上行链路传输也可以是同步的。以此方式，参与AP可以被称之为具有同步的传输间隔。

图5图示了根据一个示例实施例的用于在Wi-Fi网络中预留信道的方法的流程图。

参照图3和图5中的步骤S500，每个参与AP基于第三方流量的分组统计而设置可变长度的超前窗口。根据至少一个示例实施例，超前窗口包含该信道可用于向参与AP传输或者从参与AP传输数据分组的时间。也就是说，超前窗口可以包含该信道免于第三方传输的时间。根据至少一个示例实施例，超前窗口的长度被设置为使得参与AP有高的概率将能够在DTI的开始处抓取一个信道。

根据图5的示例预留方法，每个参与AP可以对信道执行两次抓取操作。

参照图5，每个参与AP在优先级帧间空间(priority interframespace，PIFS)的时段内等待该信道免于第三方流量。在该信道对于PIFS而言是自由时，每个参与AP在步骤S510中可以执行对该信道的首次抓取，以保持该信道。

根据至少一个示例实施例，步骤S510中的首次抓取可以包括拒绝如下的上行链路传输请求，这些上行链路传输请求将重叠来自与参与AP相关联的用户终端的DTI，从而减少(或者备选地，阻止)DTI被每个参与AP的相关联用户终端利用。例如，当参与AP接收RTS信号或将与DTI重叠的上行链路分组的报头时，该AP可以拒绝相关联的用户终端的上行链路传输。如果在该信道上存在第三方流量，步骤S510中的首次抓取可以包括减少(或者备选地，阻止)通过该信道的第三方传输。

如果在该信道上不可能存在第三方流量，每个参与AP可以通过广播预留信号(例如，自CTS信号)来完成首次抓取，该预留信号具有将持续直至DTI的开始的传输时间段。在这里，预留信号保持该信道直至参与AP同时地发起传输(即，直至再次抓取)。也就是说，预留信号通知与参与AP相关联的用户终端停止发送请求以发送(RTS)信号。如此，可以说，参与AP通过拒绝来自用户终端的上行链路传输来保持该信道。如果在该信道上可能存在第三方流量，那么预留信号可以保持该信道直至DTI结束。由此，第三方AP将它们的网络分配矢量(NAV)更新为“忙碌”，从而阻止在超前窗口和DTI期间通过该信道的第三方AP传输。

在步骤S520中，每个参与AP执行同时的再次抓取，以便由参与AP中的每个参与AP同时地发起数据的传输。例如，参与AP在DTI的开始处执行再次抓取。如图3所示，每个参与AP通过广播RTS信号以抓取该信道来执行同时的再次抓取。参照图3和5，该信道可以从首次抓取起被预留至DTI的结束。

图5描述了在该信道上存在第三方流量时用于预留信道的方法。然而，将理解的是，如果不存在第三方流量，步骤S510和S520对于预留信道而言是足够的。进一步地，将理解的是，图5的方法可以被实施为图4中的步骤S410。

根据上述至少一个示例实施例的传输间隔的同步可以在通信网络中、特别是多个接入点在覆盖范围内重叠的高密度通信网络中减少(或者备选地，阻止)接入点间的干扰，减少(或备选地，阻止)分组损耗以及保留期望的数据速率。进一步地，上述示例实施例的实施可以是相对简单并且节约成本。

示例实施例的变形不被认为偏离示例实施例的精神和范围。本领域的技术人员将清楚的所有这样的变形旨在于被包括在本公开内容的范围之内。

Claims (10)

1.一种接入点，被配置为生成数据分组以使得所述数据分组具有与来自至少一个其他接入点的数据分组相同的分组长度，所述接入点被配置为将信道预留一个时间间隔，并且所述接入点被配置为在来自所述至少一个其他接入点的数据分组的传输的同时发起所述数据分组通过所述信道的传输。

2.根据权利要求1所述的接入点，其中所述接入点被配置为如果在所述信道上存在第三方流量则设置针对所述信道的超前窗口，所述超前窗口包含所述信道可用于传输所述数据分组的时间，并且所述超前窗口基于所述第三方流量。

3.根据权利要求2所述的接入点，其中所述接入点被配置为在预留的所述时间间隔期间排除在所述信道上的所述第三方流量。

4.根据权利要求1所述的接入点，其中所述接入点被配置为在预留的所述时间间隔期间拒绝来自与所述接入点相关联的用户终端的、针对所述信道的上行链路传输请求。

5.一种接入点，被配置为首次抓取信道以保持所述信道，并且所述接入点被配置为再次抓取所述信道以发起通过所述信道的数据传输，针对所述接入点的所述数据传输在针对至少一个其他接入点通过所述信道的数据传输的发起的同时被发起。

6.根据权利要求5所述的接入点，其中所述接入点被配置为通过拒绝来自与所述接入点相关联的用户终端的、针对所述信道的上行链路传输请求来保持所述信道。

7.根据权利要求5所述的接入点，其中：

所述接入点被配置为如果在所述信道上存在第三方流量则设置超前窗口，所述超前窗口包含信道可用于去往所述接入点或来自所述接入点的数据传输的时间，并且

所述接入点被配置为排除第三方接入点在所述超前窗口和所述数据传输期间通过所述信道进行传输。

8.一种同步数据传输的方法，所述方法包括：

生成多个数据分组，每个数据分组与多个接入点中的不同接入点相关联；

将信道预留一个时间间隔；以及

在预留的所述时间间隔期间同时地发起所述多个数据分组通过所述信道的传输。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述预留包括广播预留信号用以拒绝在预留的所述时间间隔期间来自与所述多个接入点相关联的用户终端的上行链路传输请求。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述预留包括：

如果在所述信道上存在第三方流量则设置针对所述信道的超前窗口，所述超前窗口包含所述信道可用于传输所述多个数据分组的时间，并且所述超前窗口基于所述第三方流量；

由所述多个接入点在所述超前窗口期间广播预留信号，所述预留信号保持所述信道直至所述多个接入点同时地发起所述多个数据分组的传输。