CN104968025B - 无线网络中的协调器、中继装置和目的装置的通信方法 - Google Patents

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CN104968025B CN201510430848.2A CN201510430848A CN104968025B CN 104968025 B CN104968025 B CN 104968025B CN 201510430848 A CN201510430848 A CN 201510430848A CN 104968025 B CN104968025 B CN 104968025B
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Abstract

无线网络中的协调器、中继装置和目的装置的通信方法。提供一种协调器的通信方法，其包括以下步骤：接收中继检索请求帧，所述中继检索请求帧请求目的站和源站之间的至少一个中继站的检索；应答所述中继检索请求帧，从而使所述源站可选择所述至少一个中继站中的目标中继站，来传送包含所述至少一个中继站的列表的中继检索应答帧。

Description

无线网络中的协调器、中继装置和目的装置的通信方法
本申请是国家申请号为201080061433.8、国际申请日为2010年10月26日、发明名称为“无线网络中包括的协调器、中继装置、源装置和目的装置的通信方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
以下实施例是涉及包含在支持争用信道存取的无线网络中的协调器、中继站、源站、和目的站的通信方法。
背景技术
假设在无线局域网(WLAN)或无线个域网(WPAN)环境中终端以全方位接收和发送信号，并在设计协议时，就算为扩大覆盖范围通过中继传达信号，也可不修改协议来执行通信。
但是，在使用指向性天线(directional antenna)来通信时，发送装置须知道中继站的位置才可往发送装置的方向发送数据。中继站也须知道接收装置的位置才可往接收装置的方向中继通信。因此，在这种情况下，为中继各装置之间的通信，需要获得位置信息的过程。
特别是，类似最近标准化进行中的60GHz频带的毫米波(mmWave)可通过简单的调制方式使用约2GHz范围内宽频带，以数Gbps的传送率来传送数据。相反，毫米波，其高频率特性的直进性较强，并具有路径损失的较大的缺点。因此，为改善这一缺点，可使用指向性天线将发送电力往特定方向聚集而不是全方向，从而获得较高的天线增益。
在这种情况下，将指向性天线的方向指向发送终端和接收终端互相相对的方向，或是使用调整构成阵列天线(array antenna)的各天线的振幅或相位的波束形成(beamforming)过程来获得阵列增益。
发明内容
技术课题
本发明的一个实施例提供使用指向性天线，在进行争用信道存取时扫描(scan)网络上的站来互相识别一般站和中继站的位置的通信方法。
本发明的一个实施例提供可选择源站和目的站之间的至少一个中继站中用于中继源站和目的站之间通信的最合适的中继站的通信方法。
技术方案
根据本发明的一个实施例的协调器(Coordinator)的通信方法，其包括以下步骤：接收中继检索请求(Relay Search Request)帧，所述中继检索请求帧请求目的站和源站之间的至少一个中继站的检索；以及应答所述中继检索请求帧，从而使所述源站可选择所述至少一个中继站中的目标中继站，来传送包含所述至少一个中继站的列表的中继检索应答(Relay Search Response)帧。
根据本发明的一个实施例的源站的通信方法，其包括以下步骤：将请求目的站和源站之间的至少一个中继站的检索的中继检索请求帧传送至协调器中；以及为选择所述至少一个中继站中的目标中继站，应答所述中继检索请求帧，从所述协调器接收包含所述至少一个中继站的列表的中继检索应答帧。
根据本发明的一个实施例的目的站的通信方法，其包括以下步骤：从协调器接收中继检索应答帧，所述中继检索应答帧包含目的站和源站之间的至少一个中继站的列表；从协调器接收分配的资源，所述资源用于在所述目的站和所述至少一个中继站之间的链接中执行波束形成；利用所述接收分配的资源来执行与所述至少一个中继站的波束形成；根据将要选择所述至少一个中继站中的目标站的所述源站的请求，利用从协调器分配的资源，在所述源站和所述目的站之间的链接中执行波束形成；以及将通过所述波束形成的结果所获得的信息传送给所述源站。
根据本发明的一个实施例的中继站的通信方法，其包括以下步骤：为了在请求目的站和源站之间的至少一个中继站的检索的源站及所述目的站各自之间的链接中执行波束形成，接收有关从协调器分配的资源的信息；利用所述分配的资源，执行有关所述目的站及所述源站各自之间的链接的波束形成；以及传送包含与所述波束形成的结果相关的信息的多中继信道检测报告(Multi-Relays Channel Measurement Report)帧，来使所述源站可选择所述至少一个中继站中的最合适的中继站。
根据本发明的一个实施例的协调器的通信方法，其包括以下步骤：向中继站传送询问是否对网络上的站执行扫描的扫描通知请求(Scan Notice Request)帧；应答所述请求，基于从所述中继站接收的扫描通知应答帧(Scan Notice Response)中包含的扇区(sector)的个数，来决定预约所述扫描的区间的时长；向所述中继站传送站信息报告(STAInfo Report)，所述站信息报告包括所述网络的基础服务集BSS(Basic Service Set)中所包含的站的列表、所述站的中继(relaying)支持与否、和有关所述站的容量(capability)的信息；以及向所述中继站告知扫描预约信息，所述扫描预约信息包括所述预约的扫描区间的起始偏移、扫描时长(duration)、和所述扫描的反复次数。
根据本发明的一个实施例的中继站的通信方法，其包括以下步骤：应答从协调器接收的询问是否执行网络扫描的扫描通知请求帧，来传送包含自身具备的扇区的个数的扫描通知应答帧；从所述协调器接收站信息报告，所述站信息报告包括基础服务集中所包含的站的列表、所述站的中继支持与否、和有关所述站的容量的信息；从所述协调器接收告知扫描预约信息，所述扫描预约信息包括所述协调器预约的网络扫描区间的起始偏移、扫描时长、和所述网络扫描的反复次数；在所述预约的网络扫描区间中，将站扫描请求(STAScan Request)帧广播给所述基础服务集中所包含的站。
根据本发明的一个实施例的中继站的通信方法，包括以下步骤：在无线网络内获得信道的中继站广播包含扫描请求信息的扫描请求帧；从独立基础服务集IBSS(Independent Basic Service Set)中所包含的至少一个站接收应答所述广播的扫描应答帧。
技术效果
根据本发明的一个实施例，利用最合适的中继站来中继源站和目的站的通信，由此可顺利执行源站和目的站之间的通信。其中，通过针对目的站和源站之间的至少一个中继站各自的链接所执行的波束形成结果来选择最合适的中继站。
根据本发明的一个实施例，使用指向性天线来存取争用信道时，由于通过最合适的中继站来中继通信，因此，各装置能够以所需的传送率来执行通信。
附图说明
图1是用于说明根据本发明的一个实施例的无线网络中所包括的协调器、中继站、源站、及目的站之间的运作的示图。
图2是示出根据本发明的一个实施例的协调器(Coordinator)的通信方法的流程图。
图3是示出根据本发明的一个实施例的源(Source)站的通信方法的流程图。
图4是示出根据本发明的一个实施例的目的(Destination)站的通信方法的流程图。
图5是示出根据本发明的一个实施例的中继(Relay)站的通信方法的流程图。
图6是示出在无线局域网中控型基础服务集(WLAN infrastructure BSS)模式中根据本发明的一个实施例的中继站的扫描过程的流程图。
图7是示出根据本发明的一个实施例的协调器的通信方法的流程图。
图8是示出根据本发明的一个实施例的中继站的通信方法的流程图。
图9是示出在无线局域网独立基础服务集(WLAN IBSS)模式中根据本发明的一个实施例的中继站的扫描过程的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施例进行详细地说明。但本发明并不受实施例的限制或局限。此外，各附图中所示出的相同的参照符号表示相同的部件。
毫米波(mmWave)在类似人体的妨碍物体封闭传送路径时，经路损失太大(一般在20dB以上)从而不能达到所需的数据速率或通信不能接通。此外，在为60GHz频带的通信时，到达距离被限制在10m以内，因此在更远的距离时，虽然没有反射或贯通损失，但根据距离衰减增大，信号不能到达的可能非常大。
一般在类似家庭(home)的环境下，宽度为10m以上时，由于在5GHz以下的频带中使用的无线局域网的到达距离为数10m，因此，对于以一个网络来遮盖所有到达距离，60GHz频带不能实现，所以用户会感觉不方便。更进一步，当在以门或墙壁封闭可视距离的房间与房间或房间与卧室之间的环境时，虽然宽度小于10m时，但很难构成一个网络。
为将上述封闭(blocking)移开(migration)或扩大覆盖范围，通过配置用于完善点对点通信的中继(Relay)站来中继信号，可使信号安全地到达。
使用此类中继站的方法有欧洲计算机制造商协会ECMA(European ComputerManufacturers Association)国际的387标准(高速率60GHz PHY，MAC&HDMI PAL)中被定义的中继运作(relay operation)。该方法由以下过程步骤来构成：中继设定，其通过一对源(source)站和目的(destination)站选择中继站来识别互相的位置；数据传送，其可利用以TDMA方式被分配的时隙(time slot)从而通过中继站传送数据。
但是，该方法仅支持用于数据传送的时隙被分配的非争用区间，且在争用区间，当源站、目的站之间的直接(direct)通信环境不充分时，不支持没有事先预约的中继站的中继。
在无线局域网和无线个域网中，提供能够以非争用方式来传送数据的方法。即，无线局域网的接入点(Access Point，以下称：AP)或无线个域网的微微网协调器(Pico NetCoordinator，以下称：PNC)将时间区域分成争用区间和非争用区间，且在争用区间中，AP或PNC可通过轮询(polling)技法或传送调度信息的方法，使终端独占非争用区间的特定时间区域来传送数据。
例如，无线局域网在向终端分配资源时，AP通过点协调功能(Point CoordinationFunction)方式或HCF控制的信道存取方式占有最高优先顺序的信道后将轮询消息发送给终端。终端以接收到轮询消息后立即传送数据的方式提供有关终端的传送机会。由于该方法在一瞬间中只对一个终端执行轮询，因此，一个终端可独占使用特定的时间区间。
无线个域网将非争用区间分为多个时间区间，并将有关时间区间的资源分配信息以消息的形态通知终端，在这种情况下，由于将特定的时间区间分配给一个终端，也允许独占地使用资源。
此外，在争用区间中，网络的所有站为获得信道主要以载波感应多路存取CSMA(Carrier Sense Multiple Access)和避免冲撞CA(Collision Avoidance)方式来进行争用。
在本发明的一个实施例中，使用为通过争用区间中的中继站来中继数据，扫描(scan)网络来识别站的位置的方法。例如，无线局域网的分布式协调功能DCF(DistributedCoordination Function)方式是所有站为了以同等条件获得信道存取的机会而进行争用。获得信道存取机会的站通过请求发送RTS(Request To Send)帧和清除发送CTS(Clear ToSend)帧的交换，将立刻要使用信道的预约信息通知给周边的站
在争用区间中，正在数据传送的站1和站2之间就算因障碍物路径被封闭，但通过中继站在绕圈时也可实现RTS/CTS帧交换。
特别是，在指向性通信所使用的60GHz无线通信系统的情况下，以不同方向传送数据时，可能会先干涉到周边站的通信，当站1不知道来自站1的传送时，由于其以全方位(omni)等待接收，因此，需要在数据传送之前通知其的类似RTS/CTS的控制帧。
但是，在现有规格中，不是一定需要RTS/CTS帧交换，因此，没有此类控制帧的传送也可直接传送数据帧。在这种情况下，中继站不管是接收控制帧或数据帧中的哪一个，都需要知道发送相关帧的站2的位置才可将从站1接收的帧往该方向传送。
因此，中继站在参与中继传送之前通过扫描(scanning)掌握有关周边网络站的预先信息。该预先信息可包括周边网络站的位置、方向、周边网络站的提供可能性等。
由于扫描方式可以是多种的方式，因此，在本发明的一个实施例中不局限于特定的方式。但以下所述的例子可以被实现。
在IEEE 802.15.3c标准的情况下，指向性联合(directional association)过程最为典型。根据15.3c标准，为了支持指向性通信，PNC经各扇区(sector)发送准全方位(quasi-omni)信标，并在之后的争用存取周期CAP(Contention Access Period)中经各扇区听取(listen)应答。因此，PNC在每个接收以和发送方向相同的方向返回的联合应答帧的扇区方向执行与站的联合过程。
在站的立场上，其在一个信标区间中固定自身的扇区来听取信标，沿扇区转一个周期后选择信号最强的信标，在对应于该信标的扇区方向的CAP时隙中传送应答帧。此后，PNC识别周边站中哪个站位于哪个扇区位置，由于周边站也往信号最强的信标的方向发送应答帧，因此可识别PNC的位置往相关的方向进行与PNC的指向性通信。通常，为了获得更高的增益，在传送数据之前进行波束形成(beam forming)步骤。
由于中继站将扫描帧按扇区分开传送，且扫描应答帧也按扇区分别接收，因此，扫描过程的功能可掌握站的位置。由此，当中继站掌握各站的位置时可按扇区来分别生成站的列表。
之后，就算发送给站的帧的目的地址(destination address)不指明自身，相关的站也可不废弃帧，在以目的站的地址检索列表获得扇区方向后往该方向发送帧。之后，发送的帧被较好地传送至目的站，当目的站决定通过中继站来进行中继时，目的站经由中继站将应答帧发送至发送帧的源站，且中继站预先检索有关源站的扇区方向，一段时间后，在一接收到帧后立即往该方向传达。如上所述，由于预先掌握有关站的位置，因此，当通过中继站的中继发生时，可迅速地将帧往预先掌握的方向中继。
此外，由于使用中继站来中继通信的站参与中继扫描，因此，相比每个源-目的对(source-destination pair)各自进行扫描可减少次数。但是，由于扫描后可能发生开始扫描的中继站或要使用中继站的站移动的情况，中继站可重新执行扫描。在这种情况下，其他站在源站或目的站确定后开始用于寻找移动中的站的方向的扫描运作，且中继站也参与扫描运作。
但是，扫描运作与协调器向自身所在的网络中的站广播消息或从各站接收应答的过程相同，且由于该运作只有协调器可进行，因此，仅在协调器切换时被执行。
在这种情况下，可使用为使站之间互相探索(discovery)而使用的波束形成过程，但是，由于完整的波束形成(full beam forming)需要很长时间，因此，为了在波束形成步骤的第一步骤扇区级别(sector level)中掌握互相的位置，可利用进行扇区扫视(sectorsweep)的扇区级别训练(sector level training)过程。有关使用扇区级别波束形成(sector level beam-forming)时的实施例在图1中被示出。
图1是用于说明根据本发明的一个实施例的无线网络中所包括的协调器、中继站、源站、及目的站之间的运作的示图。
参照图1，无线网络可包括源站101、协调器103、中继站105、和目的站107。
在步骤111中，源站101为了向协调器103请求寻找(即，中继扫描)与目的站107通信时将执行的中继站105，传送中继检索请求(Relay Search Request)帧。
在步骤113中，协调器103对此作出应答，列出告知协调器103的可支持中继(RelaySupportable)的站，从而向源站101传送包含中继站105的列表的中继检索应答(RelaySearch Response)帧。在步骤113中，协调器103不仅可向源站101，也可向目的站107发送中继检索应答帧。
在这种情况下，由于协调器103将中继检索应答帧的对话框标记(dialog token)设定为0，因此，可知道列表中的站为执行中继功能的站。
即，请求波束形成的站可通过中继检索应答帧的对话框标记来掌握列表中的站在执行中继(Relaying)。
在步骤115中，协调器103分配用于在源站101和至少一个中继站105之间的链接以及目的站107和至少一个中继站105之间的链接中执行波束形成的资源，从而通知给各站(源站101、目的站107、和中继站105)。
中继站103为执行波束形成，可利用通知帧(Announcement Frame)或信标(Beacon)来广播源站101和至少一个中继站105之间的链接(S-R链接)以及目的站107和至少一个中继站105之间的链接(D-R链接)中分配到的资源和相关信息。
在步骤117中，利用通过协调器103被分配的资源，目的站107在中继站105和目的站107之间的链接(R-D链接)中执行波束形成。此后，在步骤119中，源站101在源站101和中继站105之间的(S-R链接)中执行波束形成。
当有关两个链接各自的波束形成结束时，在步骤121中，源站103向中继站105传送多中继信道检测请求(Multi-Relays Channel Measurement Request)帧。中继站105可通过多中继信道检测请求帧掌握之前的波束形成过程是用于中继源站和目的站之间的数据。
在步骤123中，中继站105应答多中继信道检测请求帧，向源站101传送包含与波束形成结果相关的信息的多中继信道检测报告(Multi-Relays Channel MeasurementReport)帧，从而使源站101可选择最合适的中继站。
多中继信道检测报告帧是以有关中继站105和目的站107之间的链接(R-D链接)以及中继站105和源站101之间的链接(R-S链接)各自的波束形成的结果为基础的。
在多中继信道检测报告帧的信道检测信息区(Channel Measurement Infofield)中，包括以下中的至少一个：目的AID区，其包含目的站107检测链接的至少一个中继站105各自的AID；信噪比(SNR)的值，其在目的站107和至少一个中继站105之间的各自链接中被检测；推荐区，其指示(indication)出至少一个中继站105各自与源站101之间的链接以及至少一个中继站105各自与目的站107之间的链接之间的角度以及是否适合于至少一个中继站105所判断的源站101和目的站107对(pair)的中继，从而使源站101在最终选择一个中继站(目标中继站)时可进行参考。
源站101在获得与如上所述的波束形成的结果相关的信息后，向协调器103请求用于在源站101和目的站107之间的链接中执行波束形成的资源，并在步骤125、127中与协调器103进行协议。
源站101可通过多中继信道检测报告帧来获得与波束形成的结果相关的信息。
在步骤129中，协调器103将与在源站101和目的站107之间的链接中分配的资源相关的信息各自广播给源站101和目的站107。
在这种情况下，与在源站101和目的站107之间的链接中分配的资源相关的信息可进一步包括与在源站101和目的站107之间的链接中执行的波速形成的安排相关的信息。
协调器103可利用通知帧(Announcement Frame)或信标来广播与在源站101和目的站107之间的链接中分配的资源相关的信息。
在步骤131中，源站101和目的站107在通过通知帧或信标分配的区间中执行波束形成。
波束形成后，在步骤133中，源站101为了获得有关与包含在无线网络中的至少一个中继站105各自执行波束形成时中继站105和目的站107之间的链接(R-D链接)信息，向目的站107传送多中继信道检测请求帧。
目的站107通过多中继信道检测请求帧得知源站101在寻找用于中继与目的站107的通信的最合适的中继站。
在步骤135中，目的站107应答向目的站107请求的多中继信道检测请求帧，向源站101传送多中继信道检测报告帧，从而使源站101可选择至少一个中继站105中最合适的中继站。
在这种情况下，多中继信道检测报告帧可包含有关中继检索应答(Relay SearchResponse)帧的列表中所包含的每个中继站中与目的站107执行波束形成的中继站的链接的信道信息。
在步骤135中，在源站101与目的站107之间的链接中波束形成没有被完成时，之前中继站105的波束形成也可被成功完成。在这种情况下，虽然源站101不能以直接(direct)路径传送数据时，由于可经由中继站105来传送数据，因此可实现因中继站105的覆盖范围扩大(coverage extension)。
以下通过表1至表4对通信中所使用的各帧的结构进行说明
[表1]
命令 信息
1 分类
2 响应
3 对话框标记
表1示出多中继信道检测请求帧的结构。
多中继信道检测请求帧是开始中继运作(relay operation)的站(在此为源站101)为了获得收件人站(recipient STA)和剩余站之间的信道检测信息，向收件人站(在此为中继站105或目的站107)发送的帧。
多中继信道检测请求帧可包括分类区(Category Field)、响应区(ActionField)、对话框标记区(Dialog Token Field)中的至少一个。
分类区，其是用于设定无线网络中所使用的毫米波的范围的区域。
响应区，其是用于设定与多中继信道检测请求相关的值的区域。
对话框标记区，其是为识别有关多中继信道的检测请求及应答之间的处理(transaction)，用于记载通过传送多中继信道检测请求帧的站被选择的值的区域。
[表2]
命令 信息
1 分类
2 响应
3 对话框标记
4 信道检测信息1
… …
N+3 信道检测信息N
表2示出多中继信道检测报告帧的结构。
多中继信道检测报告帧发送有关多中继信道检测请求帧的应答。
多中继信道检测报告帧可包括分类区、响应区、对话框标记区、和至少一个信道检测信息区中的至少一个。
分类区，其是用于设定无线网络中所使用的毫米波(mmWave)的范围的区域。
对话框标记区，其是以多中继信道检测请求帧中所包含的值被设定的区域。如果，不接收多中继信道检测请求帧，也发送多中继信道检测报告帧时，对话框标记区被设定为0
至少一个信道检测信息区，其可包括与表3相同的内容，并可包含有关与至少一个中继站105各自之间的链接的信息。
当传送多中继信道检测报告帧的站(例如目的站107)检测有关与多个中继站各自的链接的信道信息时，如表2所示，信道检测信息区包含多个。
[表3]
<信道检测信息区>
表3是示出信道检测信息区的结构。
信道检测信息区可包括如上所述的相关站与中继站各自之间的链接的信息，并可包括目的AID(Peer STA AID)区、信噪比(SNR)区、内角(Internal Angle)区、推荐(Recommend)区中的至少一个。
目的AID区，其包含目的站107(或点站)检测链接的至少一个中继站各自的AID的区域。
信噪比区，其是用于显示在向点(peer)站的链接中，即在目的站107和至少一个中继站105之间的各自链接中被检测出的信噪比的值的区域。
内角区，是示出面向中继站105和参与中继运作的其他两个站的链接的两个方向的差异(夹角)。即，内角示出至少一个中继站105各自与源站101之间的链接以及至少一个中继站105各自与目的站107之间的链接互相形成的角度。
推荐区，其是指示出是否适合于至少一个中继站所判断的源站101和目的站107之间的中继的区域。即，推荐区是示出是否推荐基于点站(在此为源站101)和目的站107之间的信道检测结果的中继运作的区域。
推荐区在报告站(在此为中继站)检测与其他站各自链接的信道的结果为推荐中继运作时，被设定为1，在为不推荐时，被设定为0。
[表4]
响应区的值 表示
0 中继检索请求
1 中继检索应答
2 RLS请求
3 RLS应答
4 RLS通知
5 扫描通知请求
6 扫描通知应答
7 站信息报告
8 扫描预约报告
9 站扫描请求
10 站扫描应答
11-255 预约
表4是为支持中继功能来定义几个应答帧。
在表1和表2中示出的响应帧中，区分各响应的响应区的值(action field value)与表4相同。
在此，与中继站扫描(Relay STA scan)相关的响应区为5-10。
图2是示出根据本发明的一个实施例的协调器(Coordinator)的通信方法的流程图。
参照图2，在步骤210中，协调器接收中继检索请求帧，所述中继检索请求帧请求目的站和源站之间的至少一个中继站的检索。
中继检索请求帧可包括以下中的至少一个：分类区，其用于设定无线网络中所使用的毫米波的范围；响应区，其用于设定与有关所述至少一个中继站的检索请求相关的值；对话框标记区，其用于设定通过传送所述中继检索请求帧的站被选择的值；以及目的站AID区，其用于设定有关所述目的站的AID。
对话框标记区为了识别有关至少一个中继的检测请求及对应于其的应答之间的处理(transaction)，可设定通过传送中继检测请求帧的站被选择的值。
在步骤220中，协调器应答中继检索请求帧，从而使源站可选择至少一个中继站中的目标中继站，来传送包含至少一个中继站的列表的中继检索应答(Relay SearchResponse)帧。
中继检索应答帧可包括以下中的至少一个：分类区，其用于设定无线网络中所使用的毫米波的范围；响应区，其用于设定对应于至少一个中继站的检索请求的与中继检索应答相关的值；对话框标记区，其用于设定有关生成所述中继检索应答的中继检索帧的值；状态代码区，其包含显示相关站是否可进行中继的状态代码(statue code)；以及可中继的站的信息区(Relay Capable STA Info field)，其显示相关站的信息。
当状态代码区中记载的显示中继可能与否的状态代码为“成功”时，可中继的站的信息区被包含在中继检索应答帧中。
在步骤230中，协调器可分配用于在源站和至少一个中继站之间的链接(S-R链接)以及目的站和至少一个中继站之间的链接(D-R链接)中执行波束形成的资源。
在步骤240中，源站获得与波束形成的结果相关的信息后，协调器可从源站接收用于在源站和目的站之间的链接中执行波束形成的资源请求，并应答资源请求。
源站所获得的与波束形成的结果相关的信息可以是通过多中继信道检测报告帧而获得的信息。
在步骤250中，协调器可将源站和目的站之间的链接(S-D链接)中分配到的资源和相关信息广播至源站和目的站。
图3是示出根据本发明的一个实施例的源(Source)站的通信方法的流程图。
参照图3，在步骤310中，源站将请求目的站和源站之间的至少一个中继站的检索的中继检索请求帧传送至协调器中。
在步骤320中，源站为选择至少一个中继站中的目标中继站，应答中继检索请求帧，从协调器接收包含至少一个中继站的列表的中继检索应答帧。
在步骤330中，源站可利用通过协调器分配的资源，在至少一个中继站和源站之间的链接(R-S链接)中执行波束形成；
在此，源站可在至少一个中继站和源站之间的链接(R-S链接)中以扇区单位来执行波束形成。
在步骤340中，源站可将多中继信道检测请求帧传送至至少一个中继站中。
有关多中继信道检测请求帧的详细说明请参照表1。
在步骤350中，源站可应答多中继信道检测请求帧，从至少一个中继站接收多中继信道检测报告帧。
多中继信道检测报告帧可包含与波束形成的结果相关的信息，所述波束形成在至少一个中继站各自与源站之间的链接及至少一个中继站各自与目的站之间的链接中被执行。
有关多中继信道检测报告帧的详细说明请参照表2和表3。
在步骤360中，在获得与波束形成的结果相关的信息后，源站可向协调器请求用于在源站和目的站之间的链接(S-D链接)中执行波束形成的资源。
在此，源站所获得波束形成的结果和相关的信息可以是通过多中继信道检测报告帧而获得的信息。
在步骤370中，源站可利用从协调器分配的资源，执行有关目的站和源站之间的链接(S-D链接)的波束形成。
在步骤380中，源站从目的站接收多中继信道检测报告帧，所述多中继信道检测报告帧包括有关至少一个中继站的列表中包含的各中继站中与目的站执行波束形成的中继站的各链接的信道信息。
多中继信道检测报告帧可应答向目标站请求的多中继信道检测请求帧，使源站可选择至少一个中继站中最合适的中继站。
在步骤390中，源站利用至少一个中继站的位置及有关各链接的信道信息，选择至少一个中继站中最合适的中继站作为目标中继站。
图4是示出根据本发明的一个实施例的目的(Destination)站的通信方法的流程图。
参照图4，目的站从协调器接收中继检索应答帧，所述中继检索应答帧包含目的站和源站之间的至少一个中继站的列表。
多中继信道检测应答帧可应答协调器接收的请求目的站和源站之间的至少一个中继站的检索的多中继信道检测请求帧。
在步骤420中，目的站从协调器接收分配的资源，所述资源用于在目的站和至少一个中继站之间的链接中执行波束形成。
在步骤430中，目的站利用接收分配的资源来执行与至少一个中继站的波束形成。
在步骤440中，目的站根据将要选择至少一个中继站中的目标站的源站的请求，利用从协调器分配的资源，在源站和目的站之间的链接(S-D链接)中执行波束形成。
在步骤450中，源站将通过波束形成的结果所获得的信息传送给源站。
在此，目的站可利用多中继信道检测报告帧，将通过波束形成的结果所获得的信息传送给源站。
图5是示出根据本发明的一个实施例的中继(Relay)站的通信方法的流程图。
参照图5，中继站为了在请求目的站和源站之间的至少一个中继站的检索的源站及所述目的站各自之间的链接(S-D链接)中执行波束形成，接收有关从协调器分配的资源的信息。
在步骤520中，中继站利用分配的资源，执行有关目的站及源站各自之间的链接的波束形成。
在步骤530中，中继站传送包含与波束形成的结果相关的信息的多中继信道检测报告帧，来使源站可选择至少一个中继站中的最合适的中继站。
图6是示出在无线局域网中控型基础服务集(WLAN infrastructure BSS)模式中根据本发明的一个实施例的中继站的扫描过程的流程图。
参照图6，在无线局域网中控型基础服务集模式中无线网络包括中继站601、协调器603、和其他站605。
假设在步骤610中，中继站601为了执行有关无线网络内所包含的站的扫描过程向协调器告知自身为中继站。在此，协调器603可为接入点AP(Access Point)或微微网协调器PNC(Pico Net Coordinator)。
之后，在步骤615中，当中继站601的网络可进行扫描时，协调器603向中继站601传送询问是否执行扫描的扫描通知请求(Scan Notice Request)帧。在步骤620中，当接收到扫描通知请求帧的中继站601有时间中继(relaying)时，将状态代码(status code)设定为“成功(Successfu)l”，并将包含自身(中继站601)所具备的扇区(sector)的个数来将扫描通知应答(Scan Notice Response)帧传送给协调器603。
由此，协调器603基于扇区的个数来决定预约扫描的区间的时长(scanreservation duration)。
在步骤625中，接收扫描通知应答帧的协调器603将站信息报告(STA InfoReport)传送给中继站601，所述站信息报告包括协调器603自身的网络的基础服务集BSS(Basic Service Set)中所包含的站的列表和有关所述站的容量的信息。
在此，有关站的信息可包括有关相应站的中继支持与否和站的容量(capability)的信息。
在步骤630中，协调器603向中继站601告知自身预约的扫描区间的起始偏移(start offset)、扫描时长(duration)、和显示将反复几次扫描的扫描的反复次数。
在步骤635中，中继站601将扫描预约信息插入信标(beacon)中或通过通知帧(announcement frame)来告知给基础服务集BSS(Basic Service Set)中所包含的站。中继站601和其他站605根据扫描预约信息在通报的扫描区间中参与中继站601的扫描过程。
之后，中继站601定下预约的扫描区间中将站扫描请求(STA Scan Request)帧广播给无线网络内的站(协调器603和其他站605)。
在步骤640、645中，当中继站601在将站扫描请求帧广播时，不能全方位(omni)地一次性发送的情况下，能够分别以各扇区准全方位(quasi-omni)地广播，并在扫视(sweep)时可获得类似全方位的向所有方向发送的效果。
在这种情况下，中继站601通过站扫描请求帧对各扇区分别赋予识别号，并可告知有关当前发送的请求为第几号扇区的信息和有关应答请求的时间的开始时点和时长的信息。
在此，应答区间在下一个信标区间也有效，总次数相当于#个扫描广播。中继站601可通过站扫描请求帧，来确认在之前的扫描中发送接收应答的站的AID(站AID)的自身(相关站)是否被包含在中继站列表(relay STA list)中。
此外，站扫描请求帧为了向其他站605提供有关中继站601的选择的尺度，包括中继容量区(relay capability field)，当与其他站605进行RLS时，也包括相关对(pair)的AID。
在步骤650、655中，接收到站扫描请求帧的站(协调器603或其他站605)可利用对应于站扫描请求帧中信号最强的站扫描请求帧的应答区间，将站扫描应答帧传送给中继站601。在这种情况下，将AID用于各站的识别中。
接收到站扫描应答帧的中继站601以各扇区分别来构成站列表。
在这种情况下，中继站601可能不能听取应答(在此为站扫描应答帧)，或是发送了应答但由于和其他站的消息冲突应答(在此为站扫描应答帧)有可能不能到达中继站601。因此，传送站扫描应答帧的站可通过相同时间的下一个信标区间的站扫描请求帧来确认自身是否被包含在站的列表中。
以下通过表5至表10对在无线局域网主控型基础服务集(WLAN infrastructureBSS)模式和无线局域网独立基础服务集(WLAN IBSS)模式中使用的各帧和各帧中所包含的信息进行说明。
[表5]
序列 信息
1 分类
2 响应
3
4
… …
表5示出扫描通知请求帧的结构。
扫描通知请求(Scan Notice Request)帧是在协调器603具备中继策略(relayingpolicy)且具备请求中继检索请求的站时向中继站601请求扫描的情况下来使用。
在此，分类(Category)区以在无线局域网中区分响应帧(action frame)的值来定义不使用的值中的一个并使用，响应区的值则使用显示上述表4的中继检索请求帧的值。
[表6]
命令 信息
1 分类
2 响应
3 状态代码
4 #个扇区
… …
表6示出扫描通知应答帧的结构。
在扫描通知应答帧中，中继站601有时间中继时，将状态代码以“成功(Successfu)l”发送，并发送自身所具备的扇区的个数。协调器603基于扇区的个数来决定扫描预约时长(scan reservation duration)。
[表7]
命令 信息
1 分类
2 响应
3 站1AID
4 站1信息
… …
2N(BSS中站的个数)+2 站N AID
2N+3 站N信息
表7示出站信息报告(STA Info Report)帧的结构。
接收扫描通知应答帧的协调器603(例如AP)向中继站601发送有关自身的基础服务集BSS中的站的列表和该站的信息。
在此，站的信息可包括相关站的中继支持与否和有关各种容量的信息等。
[表8]
命令 信息
1 分类
2 响应
3 扫描起始偏移
4 扫描时长
5 #个扫描广播
表8示出扫描预约报告(Scan Reservation Report)帧的结构。
接收扫描通知应答帧的协调器603通过扫描预约报告帧，将自身预约的扫描区间的起始偏移和时长，以及包含有将进行几次反复扫描信息的扫描预约信息告知给中继站601。
此外，扫描预约信息被插入信标中或通过通知帧来告知给基础服务集BSS中所包含的站。
通过扫描预约报告帧中所包含的扫描预约信息，中继站601和其他站605加入通报的扫描区间来参与扫描过程。
[表9]
命令 信息
1 分类
2 响应
3 #个扇区
4 扇区ID
5 应答起始偏移
6 应答时长
7 #个站被扫描(＝N)
8 站1AID
… …
N+7 站N AID
N+8 RLS源AID1
N+9 RLS目的AID1
… …
N+2M+6 RLS源AID M
N+2M+7 RLS目的AID M
表9示出站扫描请求(STA Scan Request)帧的结构。
中继站601发送的站扫描请求帧可准全方位(quasi-omni)地以各扇区分别广播。
中继站601在站扫描请求帧中对各扇区分别赋予识别号，并告知当前发送的请求为第几号扇区的。
在这种情况下，中继站601通过站扫描请求帧对各扇区分别赋予识别号，并告知有关当前发送的请求为第几号扇区的信息和有关应答请求的时间的开始时点和时长的信息。
在此，应答区间在下一个信标区间也有效，总次数相当于#个扫描广播。中继站601可通过站扫描请求帧，来确认在之前的扫描中发送接收应答的站的AID(站AID)的自身(相关站)是否被包含在中继站列表(relay STA list)中。
[表10]
<站扫描应答>
命令 信息
1 分类
2 响应
3 AID
4
… …
表10显示出站扫描应答帧的结构。接收站扫描请求帧的站可利用对应于站扫描请求帧中信号最强的站扫描请求帧的应答区间，将站扫描应答帧传送给中继站601。
在这种情况下，各站的识别通过AID来进行。
接收站扫描应答帧的中继站601以各扇区分别来构成站列表。
在这种情况下，中继站601可能不能听取应答(在此为站扫描应答帧)，或是发送了应答但由于和其他站的消息冲突应答(在此为站扫描应答帧)有可能不能到达中继站601。因此，传送站扫描应答帧的站可通过相同时间的下一个信标区间的站扫描请求帧来确认自身是否被包含在站的列表中。
图7是示出根据本发明的一个实施例的协调器的通信方法的流程图。
在步骤710中，协调器向中继站传送询问是否对网络上的站执行扫描的扫描通知请求(Scan Notice Request)帧。
在步骤720中，协调器应答扫描通知请求帧，基于从中继站接收的扫描通知应答(Scan Notice Response)帧中包含的扇区的个数，来决定预约扫描的区间的时长。
在步骤730中，向中继站传送站信息报告(STA Info Report)，所述站信息报告包括网络的基础服务集BSS(Basic Service Set)中所包含的站的列表、站的中继(relaying)资源与否、和有关站的容量的信息。
在步骤740中，协调器向中继站告知扫描预约信息，所述扫描预约信息包括所述预约的扫描区间的起始偏移、扫描时长(duration)、和扫描的反复次数。
图8是示出根据本发明的一个实施例的中继站的通信方法的流程图。
参照图8，在步骤810中，中继站应答从协调器接收的询问是否执行网络扫描的扫描通知请求帧，来传送包含自身具备的扇区的个数的扫描通知应答帧。
在步骤820中，中继站从协调器接收站信息报告，所述站信息报告包括基础服务集BSS中所包含的站的列表、站的中继资源与否、和有关站的容量的信息。
在步骤830中，中继站从协调器接收告知扫描预约信息，所述扫描预约信息包括协调器预约的网络扫描区间的起始偏移、扫描时长、和网络扫描的反复次数。
在步骤840中，中继站在所述预约的网络扫描区间中，将站扫描请求帧广播给基础服务集BSS中所包含的站。
在步骤840中，当中继站不能将站扫描请求帧一次性全方位(omni)地发送给基础服务集BSS中所包含的站时，能够分别以各扇区来准全方位(quasi-omni)地广播。
当中继站分别以各扇区来准全方位地广播时，各扇区分别赋予识别号，且当前广播的扇区可告知其为站扫描请求帧的第几号扇区。
此外，中继站应答站扫描请求帧，可利用对应于站扫描请求帧中信号最强的站扫描请求帧的应答区间，从基础服务集BSS中所包含的站接收站扫描应答帧。
图9是示出在无线局域网独立基础服务集(WLAN IBSS)模式中根据本发明的另一个实施例的中继站的扫描过程的流程图。
参照图9，在无线局域网独立基础服务集IBSS模式中无线网络可包括中继站910、站1 903、站2 905。站1 903和站2 905可以是独立基础服务集IBSS中所包含的至少一个站。
在步骤910中，当独立基础服务集IBSS模式中没有协调器时，网络内的所有站可发送信标。因此，在步骤910中，可向中继站901或无线网络内的独立基础服务集IBSS中所包含的至少一个站广播信标。
在步骤915中，在无线网络内获得信道的中继站901向至少一个站(在此为站1 903和站2 905)广播包含扫描请求信息的扫描请求帧或信标。
在步骤920、925中，从独立基础服务集IBSS中包含的至少一个站接收应答广播的扫描应答帧。
在这种情况下，中继站901可通过从无线网络的协调器的切换来掌握独立基础服务集IBSS中包含的至少一个站的位置
在此，发送扫描应答帧的区间可根据独立基础服务集IBSS中使用的指向性MAC存取方法来决定。例如，为IEEE802.15.3cWPAN时，15.3c的MAC与11不同，可支持微微网协调器PNC的切换。切换发生的原因有很多种，可以是微微网协调器PNC和装置之间的链接状态不稳定时；微微网协调器PNC关闭电源时；处于更高优先顺序的站进入时。在此，增加中继站加入的情况，从而使切换发生。通过切换成为新协调器的中继站，其通过信标完成掌握网络中所包含的站的位置时，可重新以微微网协调器PNC来执行切换。
根据本发明的方法，其可通过多种计算机手段被记录在执行各种操作的程序指令的计算机可读媒体。该媒体计算机可读媒体可包括独立的或结合的程序指令、数据文件、数据结构等。媒体和程序指令可专门为本发明的目的设计和创建，或为计算机软件技术人员熟知而应用。计算机可读媒体的例子包括：磁媒体(magnetic media)，如硬盘、软盘和磁带；光学媒体(optical media)，如CD ROM、DVD；磁光媒体(magneto-optical media)，如光盘(floptical disk)；和专门配置为存储和执行程序指令的硬件设备，如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)等。程序指令的例子，既包括机器代码，如由编译器产生的，也包括含有可由计算机使用解释程序执行的更高级代码的文件。所述硬件设备可配置为作为一个以上软件模块运行以执行上面所述的本发明的示例性实施例的操作，反之亦然。
如上所示，本发明虽然已参照有限的实施例和附图进行了说明，但是本发明并不局限于所述实施例，在本发明所属领域中具备通常知识的人均可以从此记载中进行各种修改和变形。
因此，本发明的范围不受说明的实施例的局限或定义，而是由后附的权利要求范围以及与权利要求范围等同的内容来定义。

Claims (10)

1.一种无线网络中的目的站的通信方法，该方法包含：
从协调器接收中继检索应答帧，所述中继检索应答帧包含目的站和源站之间的至少一个中继站的列表；
使用从协调器分配的、用于在所述目的站和所述至少一个中继站之间的链接中执行波束形成的资源来执行与所述至少一个中继站的波束形成；
应答将要选择所述至少一个中继站中的目标中继站的所述源站的请求，利用从协调器分配的资源，在所述源站和所述目的站之间的链接中执行波束形成；以及
将通过所述波束形成的结果所获得的信息传送给所述源站。
2.如权利要求1所述的通信方法，其中，所述中继检索应答帧包括：分类区，其用于设置无线网络中所使用的毫米波的范围；响应区，其用于设置与中继检索应答相关的值；对话框标记区，其用于设置有关用于生成所述中继检索应答的中继检索请求帧的值；状态代码区，其包含指示相关站是否可进行中继的状态代码；以及可中继的站的信息区，其指示与所述相关站有关的信息。
3.如权利要求1所述的通信方法，其中，将通过所述波束形成的结果所获得的信息传送给所述源站包含：
接收来自源站的多中继信道检测请求帧；以及
应答所述多中继信道检测请求帧，将多中继信道检测报告帧传送给源站。
4.如权利要求3所述的通信方法，其中，所述多中继信道检测请求帧包含：分类区，其用于设置无线网络中所使用的毫米波的范围；响应区，其用于设置与多中继信道检测请求相关的值；以及对话框标记区，其用于设置通过传送所述多中继信道检测请求帧的站所选择的值，以便识别有关所述多中继信道的检测请求及相关应答之间的处理。
5.如权利要求3所述的通信方法，其中，所述多中继信道检测报告帧包含：分类区，其用于设置无线网络中所使用的毫米波的范围；对话框标记区，其设置为所述多中继信道检测请求帧中所包含的值；以及至少一个信道检测信息区，其包含有关与源站和所述至少一个中继站各自之间的链接的信息。
6.如权利要求5所述的通信方法，其中，所述至少一个信道检测信息区包含以下中的至少一个：点站AID区，其包含所述目的站检测链接的至少一个中继站各自的AID；以及推荐区，其指示出基于关于点站的信道检测是否推荐中继运作。
7.一种无线网络中的中继站的通信方法，该方法包含：
为了在目的站和源站各自之间的链接中执行波束形成，接收有关从协调器分配的资源的信息，其中源站请求检索目的站和源站之间的至少一个中继站；
利用所分配的资源，执行有关所述目的站及所述源站各自之间的链接的波束形成；以及
应答来自源站的多中继信道检测请求帧，传送包含与所述波束形成的结果相关的信息的多中继信道检测报告帧，来使所述源站可选择所述至少一个中继站中的最合适的中继站。
8.如权利要求7所述的通信方法，其中，所述多中继信道检测请求帧包含：分类区，其用于设置无线网络中所使用的毫米波的范围；响应区，其用于设置与多中继信道检测请求相关的值；以及对话框标记区，其用于设置通过传送所述多中继信道检测请求帧的站所选择的值，以便识别有关所述多中继信道的检测请求及相关应答之间的处理。
9.如权利要求7所述的通信方法，其中，所述多中继信道检测报告帧包含：分类区，其用于设置无线网络中所使用的毫米波的范围；对话框标记区，其设置为所述多中继信道检测请求帧中所包含的值；以及至少一个信道检测信息区，其包含有关与源站和所述至少一个中继站各自之间的链接的信息。
10.如权利要求9所述的通信方法，其中，所述至少一个信道检测信息区包含以下中的至少一个：点站AID区，其包含所述目的站检测链接的至少一个中继站各自的AID；以及推荐区，其指示出基于关于点站的信道检测是否推荐中继运作。
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Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20151007

Assignee: Neo Lab Convergence Inc.

Assignor: Korea Electronic Communication Institute

Contract record no.: 2016990000259

Denomination of invention: Communication method for a coordinator, a relay device, a source device and a destination device included in a wireless network

License type: Exclusive License

Record date: 20160630

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
GR01 Patent grant
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