CN108353428A - 无线通信方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种无线通信方法，包括由无线网络中的第一装置发送用于轮询无线网络中的第二装置的轮询分组(32、38、44)。该轮询分组包括该第二装置的地址。该第二装置接收并至少部分地解码该轮询分组。该第二装置响应于该轮询分组而发送响应分组(36、40、46)。大致上在该第二装置接收该轮询分组的至少一部分的同时发送该响应分组的至少一部分。还描述了使用该方法的无线通信系统、发送机和接收机。

Description

无线通信方法和系统

技术领域

本发明涉及一种无线通信方法，例如用于无线光学网络的轮询方法。

背景技术

已知通过使用可见光(或红外或紫外光)而不是射频来在装置之间无线地发送和接收数据来提供无线数据通信。可通过调制光的强度，使用可见光来发送数据。所使用的光可为相干或不相干的。使用可见光的无线网络在一些情况下可比射频无线网络提供更高的数据容量和更高的能量效率，并且还可用于更换不存在常规基础设施或太昂贵而无法建立基础设施的位置处的点对点基础设施。

IEEE 802.11标准是用于通过无线网络进行通信的标准。无线网络可包括接入点(AP)和多个站点(STA)，每个站点均与接入点通信。为了允许多个站点与单个接入点进行通信，IEEE 802.11标准提供了分布式协调功能(DCF)多址接入方法和点协调功能(PCF)多址接入方法。

在DCF方法中，希望在信道上发送数据的站点在发送数据之前等待直到信道不忙为止。一旦某个站点在给定时间间隔内检测到信道不忙，它就可在该信道上向接入点发送数据。如果成功接收到由站点发送的数据，则接入点向该站点发送确认(ACK)。如果存在几个站点，则可能会采取其它措施来避免由于所有站点在该信道不再繁忙时试图一起发送数据而发生冲突。

在PCF方法中，接入点按顺序轮询多个站点。接入点可执行重复的轮询周期。在每个轮询周期中，它可依次轮询每个站点。给定站点仅被允许响应于该站点被轮询而向接入点发送数据。如果站点没有数据要发送，则它仍然必须对轮询作出响应。当接入点从站点接收到上行链路数据时，它会发送ACK来确认接收到上行链路数据。当站点从接入点接收到下行链路数据时，它会发送ACK来确认接收到下行链路数据。

在已知的PCF方法中轮询某个站点包括发送轮询分组。轮询分组包括要轮询的站点的地址和指示该站点正在被轮询的标志。轮询分组包括具有MAC报头的MAC帧。

802.11PCF方法通过装置的MAC地址来对该装置进行寻址。根据802.11标准(参见，例如IEEE Std 802.11-2012，第11部分：无线局域网媒体接入控制(MAC)和物理层(PHY)规范、)，MAC地址被包括在802.11MAC报头中。在符合802.11标准的轮询分组中，MAC帧的帧控制字段具有用于CF轮询(CF-Poll)的值。

正在被轮询的站点对轮询消息的响应包括向接入点发送响应分组。从被轮询的站点发送的响应分组还可包括附加的有效载荷数据或ACK消息，或者可为不包括这样的附加有效载荷数据或ACK消息的最小响应。

802.11标准的PCF方法必须遵循某个时序，因为它被设计为与标准接入方法DCF共存。802.11PCF方法必须允许其中装置可使用DCF进行发送的时间间隔。

图1表示使用802.11轮询方案的简单网络上的轮询周期。该网络包括一个接入点(AP)和两个站点(STA1、STA2)。示出时间轴10，其中时间从左到右进行。

时间轴10上方的框表示由AP发送的下行链路分组。时间轴10下方的框表示由站点发送的上行链路分组。

在框12处，AP通过发送寻址到STAt的轮询分组来轮询第一站点STAt。在STA1处接收并解码轮询分组。一旦已经接收并解码完整的轮询分组，STA1就向AP发送响应分组(由框14表示)。AP接收并解码响应分组。

对分组的解码是指从分组中提取数据，并且可用于指代或包括用于从接收的信号中提取数据的解调技术。

在框16(在已接收并解码框14的响应分组之后开始)处，AP通过发送寻址到STA2的轮询分组来轮询第二站点STA2。STA2接收并解码寻址到STA2的轮询分组。

在框18处，在STA2已经接收并解码寻址到STA2的轮询分组之后，STA2向AP发送响应分组。在该示例中，在框18处由STA2发送的响应分组还携带数据有效载荷。

如果有要发送的数据，则轮询分组和响应分组可携带有效载荷数据和确认(ACK)。如果响应分组携带来自站点的数据的有效载荷，则寻址到该站点的后续轮询分组可包括确认接收到该有效载荷数据的ACK。如果轮询分组中携带有效载荷数据，则对该轮询分组的响应可包括确认该有效载荷数据的ACK。

发明内容

在本发明的第一方面，提供一种无线通信方法，该方法包括：由无线网络中的第一装置发送用于轮询无线网络中的第二装置的轮询分组，其中该轮询分组包括第二装置的地址；由第二装置接收并至少部分地解码该轮询分组；以及由第二装置响应于该轮询分组而发送响应分组，其中大致上在第二装置接收该轮询分组的至少一部分的同时由第二装置发送该响应分组的至少一部分。

响应分组可在解码地址之后发送。可在完成至少部分地解码轮询分组之前发送响应分组。

可在完成至少部分地解码轮询分组之前由第二装置发起响应过程。该响应过程可包括发送响应分组。该响应过程可包括调制并编码响应分组并发送响应分组。

对响应分组的发送可在完成对轮询分组的解码之前发起，并且在完成对轮询分组的解码之后继续。对响应分组的发送可在完成对轮询分组的解码之前发起，并且在完成对轮询分组的解码之前完成。

解码可包括解调过程。只要第二装置解码响应分组的地址，它就可发送响应分组，而不是在发送响应分组之前解码整个分组。只要解码了地址就发送响应，这可能会使通信更快并且减少延迟。

对轮询分组的发送可在第一信道上进行并且对响应分组的发送可在不同的第二信道上进行。第一信道和第二信道可在第一装置与第二装置之间形成全双工连接。第一信道可包括可见光下行链路。第二信道可包括红外上行链路。

可大致上在由第一装置接收响应分组的至少一部分的同时由第一装置发送轮询分组的至少一部分。

通过使用单独的上行链路和下行链路信道，可形成第一装置与第二装置之间的全双工连接。第一装置和第二装置中的每一个可在一个信道上接收，同时在另一个信道上发送。通过在接收轮询分组的一部分同时发送响应分组的至少一部分，轮询过程可能比不同时发送和接收分组的情况更快。

轮询分组可包括物理层(PHY)分组。轮询分组可包括至少一个报头。

轮询分组可包括物理层报头，并且第二装置的地址可被提供在物理层报头中。物理层报头可包括PHY报头，例如遵循IEEE 802.11的PHY报头。

可使用PHY报头的位来编址轮询分组。用于编址轮询分组的PHY报头中的位数可确定可对多少个装置进行寻址，例如多达16个装置。

该分组可进一步包括：包括确认消息的至少一个另外的报头，例如MAC报头。该分组还可包括附加MAC帧，其携带有效载荷数据并且包括另外的MAC报头。

轮询分组可包括PHY报头和MAC报头。轮询分组可为修改的PHY分组，其除了前导码、PHY报头和有效载荷之外还包括高可靠性MAC报头。该地址可以在高可靠性MAC报头中。

轮询分组可进一步包括有效载荷数据和/或确认消息，并且该方法可包括由第二装置在解码有效载荷数据和/或确认消息之前或在未完成解码的情况下发送响应分组。

确认消息可包括ACK，例如遵循IEEE 802.11的ACK。

轮询分组可包括寻址到另一装置的至少一部分。

所述至少一部分可包括有效负荷或确认消息中的至少一个。

该方法可包括在不解码或者未完成解码被包括在轮询消息的所述至少一部分中的有效载荷数据和/或确认消息的情况下由第二装置发送响应分组。

针对一个装置的信号可被包括在寻址到不同装置的轮询分组中。所有装置均可接收并解码所有分组。在寻址到一个装置的轮询分组中包括针对另一个装置的ACK可能产生更快的网络操作。

第一装置可使用第一速率发送轮询分组的第一部分，并且可使用不同的第二速率发送轮询分组的第二部分，可选地，轮询分组的第一部分包括第二装置的地址。

第二装置可使用第一速率发送响应分组的第一部分，并且可使用不同的第二速率发送响应分组的第二部分。

针对响应分组的第一和第二速率的值可不同于针对轮询分组的第一和第二速率的值。

第一部分和第二部分可以任何顺序提供，例如第一部分在第二部分之前或者第二部分在第一部分之前。

第二和第二速率可包括第一和第二调制速率和/或信道编码速率。

第一速率可低于第二速率。

轮询分组或响应分组可包括确认消息，并且可在轮询分组或响应分组的第一部分中提供确认消息。确认消息可包括ACK。确认消息可确认接收到数据，例如有效载荷。

通过将ACK包括在以较低速率发送的轮询分组的第一部分中，可将ACK包括在轮询分组的发送的更可靠部分中。因此更加可能的是，即使发送信道劣化，也将会接收到ACK。

轮询分组的第一部分可被认为是轮询分组的高可靠性部分。轮询分组的高可靠性部分可首先被放置在轮询分组中(在前导码之后并且在轮询分组的任何其它部分之前)。刚好在使用前导码执行的精确时序估计和信道估计之后，时序和信道估计误差可能是最小的。

轮询分组的第一部分和/或响应分组的第一部分可包括MAC报头，并且确认消息可被提供在MAC报头中。

第一装置可进一步被配置为以重复轮询序列向第二装置、并向至少一个另外的装置发送后续轮询分组。

第一装置可轮流轮询多个装置。第一装置可执行多个轮询周期，每个轮询周期包括以相同顺序轮询装置。

第一装置可被配置为以轮询顺序重复地轮询第二装置和至少一个另外的装置。

第二装置和该另外的装置或每个另外的装置可被配置为接收并至少部分地解码从第一装置发送的所有轮询分组。

第一装置可被配置为仅在第一轮询分组的发送完成并且第一装置没有接收分组时才发送后续轮询分组中的一个或多个。

该方法可进一步包括：如果第二装置在响应分组的发送期间从第一装置接收到另外的轮询分组，则第二装置中止对响应分组的发送。

当第二装置正在发送时由第二装置接收到任何轮询分组可向第二装置指示：第一装置并未正在接收其发送。第二装置可在下一个轮询周期中重新发送响应分组。

该另外的轮询分组可寻址到除了第二装置之外的装置。

第一装置可包括接入点(AP)，并且第二装置可包括站点(STA)。

无线网络可包括光学无线网络。光学无线网络可包括可见光学通信(VLC)网络。无线网络可包括至少一个可见光发送信道。

发送轮询分组可包括：光学地发送轮询分组，和/或发送响应分组可包括：光学地发送响应分组。

光学无线网络可包括第一装置与第二装置之间的下行链路以及第一装置与第二装置之间的上行链路，下行链路具有第一波长，上行链路具有不同的第二波长。

通过使用利用不同波长的光的上行链路和下行链路，可实现全双工操作。装置可同时发送并接收分组。与使用半双工操作的网络相比，可以提高该网络的速度。

无线网络可包括第一装置与第二装置之间的可见光下行链路以及第一装置与第二装置之间的红外上行链路。无线网络可包括全双工无线网络系统。

可经由可见光下行链路发送轮询分组，并且可经由红外上行链路发送响应。

可响应于对地址的解码并且在完成至少部分地解码响应分组之前，发送响应分组的至少一部分。

所述轮询分组可进一步包括：在第二装置的地址之前的前导码。可响应于对前导码的至少一部分的解码，发送响应分组的至少一部分。可在完成至少部分地解码响应分组之前，发送响应分组的至少一部分。

轮询分组可为寻址到不同装置的轮询分组序列的一部分。响应于对前导码的至少一部分的解码而发送响应分组可取决于轮询分组序列中的至少一个先前轮询分组的地址来执行。

该方法可进一步包括：由第一装置发送先前轮询分组以用于轮询无线网络中的另一装置，其中先前轮询分组包括该另一装置的地址，并且其中在发送所述轮询分组之前发送先前轮询分组。该方法可进一步包括：在接收并至少部分地解码所述轮询分组之前，由第二装置接收并至少部分地解码先前轮询分组。由第二装置发送响应分组可取决于该另一装置的地址以及其中该另一装置在第二装置之前出现的轮询序列。

第一装置可在先前轮询分组之后发送所述轮询分组，而不在先前轮询分组与所述轮询分组之间发送任何中间轮询分组。

通过接收并解码包括该另一装置的地址的先前轮询分组，第二装置可确定先前分组之后的分组(即，所述轮询分组)将寻址到第二装置。所述轮询分组可为第一装置在发送先前轮询分组之后要发送的下一个分组。

第二装置只要接收到轮询分组的前导码的至少一部分就可对轮询分组作出响应。第二装置可对轮询分组作出响应而不等待解码其地址。通过对轮询分组作出响应而不等待解码其地址，可提高网络的吞吐量。使用紧接在轮询分组之前由第一装置发送的先前轮询分组的地址，可限制由第二装置确定轮询分组的地址的错误的可能性。

轮询分组可为用于轮询第二装置的轮询分组序列中的一个轮询分组。第二装置可被配置为对用于轮询第二装置的轮询分组序列中的一些但并非全部轮询分组作出响应。第二装置可被配置为对用于轮询第二装置的轮询分组序列的一定比例的轮询分组作出响应。该比例可为预定比例。该比例可为选定比例。第二装置可被配置为以预定时间间隔作出响应。

通过仅对轮询分组中的一些轮询分组作出响应，可增加网络的速度。吞吐量可能会提高。通过仅对轮询分组中的一些轮询分组作出响应，可提高装置的功率效率(例如，第二装置的功率效率)。

在可被独立提供的本发明的另一方面中，提供一种方法，该方法包括：由无线网络中的第一装置发送用于轮询无线网络中的第二装置的轮询分组，其中该轮询分组包括第二装置的地址；由第二装置接收并至少部分地解码该轮询分组；以及由第二装置响应于该轮询分组而发送响应分组，其中在完成至少部分地解码轮询分组之前、可选地在解码地址之后发送响应分组的至少一部分。

在可被独立提供的本发明的另一方面中，提供了一种无线通信方法，其包括由第一装置向至少一个另外的装置发送分组，该方法进一步包括：使用第一速率发送分组的第一部分并且使用不同的第二速率发送该分组的第二部分。第一和第二速率可包括第一和第二编码或调制速率。第一部分可包括轮询或轮询响应。第二部分可包括确认消息和/或有效载荷。

在可被独立提供的本发明的另一方面中，提供一种光学通信方法，该方法包括由光学无线网络中的第一装置发送用于轮询光学无线网络中的第二装置的轮询分组，其中该轮询分组包括第二装置的地址，并且其中该轮询分组包括寻址到另一装置的至少一部分。

在可被独立提供的本发明的另一方面中，提供一种无线通信方法，包括：由无线网络中的装置向多个另外的装置发送分组；其中该分组包括寻址到另外的装置中的第一装置的第一部分和寻址到另外的装置中的第二装置的第二部分，并且该方法进一步包括：以第一速率发送分组的第一部分，并且以不同的第二速率发送分组的第二部分。

在可被独立提供的本发明的另一方面中，提供一种无线通信系统，包括：第一装置，被配置为发送用于轮询第二装置的轮询分组，该轮询分组包括第二装置的地址；以及第二装置，其中该第二装置被配置为：接收并至少部分地解码轮询分组；并且响应于轮询分组并且大致上在接收轮询分组的至少一部分的同时发送响应分组。

第二装置可被配置为在解码地址之后发送响应分组的至少一部分。第二装置可被配置为在完成至少部分地解码轮询分组之前发送响应分组的至少一部分。

无线通信系统可被配置为执行如本文要求保护或描述的方法。

在可被独立提供的本发明的另一方面中，提供一种发送机，被配置为发送用于轮询另一装置的轮询分组，该轮询分组包括另一装置的地址，该地址被包括在轮询分组的物理层报头中。

在可被独立提供的本发明的另一方面中，提供一种接收机，被配置为接收并至少部分地解码轮询分组，并且在解码轮询分组的地址之后并且在完成至少部分地解码轮询分组之前响应于轮询分组而发送响应分组。

在可被独立提供的本发明的另一方面中，提供一种轮询分组，该轮询分组在轮询分组的物理层报头中包括要被轮询的装置的地址。

还可提供一种大致上如本文参考附图所描述的设备或方法。

本发明的一个方面中的任何特征可以任何适当的组合应用于本发明的其它方面。例如，设备特征可应用于方法特征，并且反之亦然。

附图说明

现在通过非限制性示例描述本发明的实施例，并且在以下附图中说明这些实施例，其中：

图1是表示AP使用802.11PCF轮询方案轮询两个STA的示意图；

图2是根据实施例的光学无线网络的示意简图；

图3是表示根据实施例的AP使用轮询方案轮询两个STA的示意图；

图4是表示PHY分组格式的示意图；

图5是根据实施例的表示PHY分组格式的示意图。

具体实施方式

图2示出了光学无线网络的实施例，其中一个接入点20(AP)可向两个站点22和24(STA1和STA2)中的每一个发送数据并从其接收数据。虽然在图2中仅示出了两个站点，但是在其它实施例中，光学无线网络中可存在任何适当数量的站点。光学无线网络可包括多个接入点，其中每个AP光学地连接到一个或多个站点。

接入点20包括光源25，可用于通过调制光来发送数据。在本实施例中，光源是LED灯。在其它实施例中，光源可为任何适当的相干或非相干光源，例如激光光源。接入点20还包括可用于接收经调制的光的光检测器26(例如，光电二极管)。接入点20被配置为解码接收到的光以获得数据。站点22、24中的每一个还包括光源27a、27b和光检测器28a、28b。不同的装置(接入点20、站点22、站点24)可具有相同或不同的光源和/或光检测器。

接入点20和站点22、24中的每一个还包括用于处理接收到的数据或要发送的数据的合适处理资源(未示出)以及合适的编码/解码和/或调制/解调电路(未示出)，例如被配置为实施IEEE 802.11发送方案的处理资源和电路。处理资源可包括软件、硬件或软件与硬件的任何合适组合，并且，例如，可包括一个或多个ASIC或FPGA。

在本实施例中，使用可见光来发送下行链路数据(从接入点20发送到站点22、24中的一个的数据)。光源25被配置为发射可见光，并且光检测器28a、28b被配置为接收可见光。使用红外光发送上行链路数据(从站点22、24中的一个发送到接入点20的数据)。光源27a、27b被配置为发射红外光，并且光检测器26被配置为接收红外光。

在其它实施例中，光的任何合适的频率或多个频率(例如，包括红外、可见光或紫外光)可用于上行链路和下行链路。例如，可使用波长在10nm与2500nm之间的任何电磁辐射，不同的波长用于上行链路和下行链路。

对于上行链路和下行链路使用不同的频带(例如，可见光和红外光)可允许全双工操作。接入点20或站点22、24中的任何一个均可同时接收和发送数据。例如，接入点可接收使用红外光发送的上行链路数据，同时使用可见光发送下行链路数据。

在图2的实施例中，接入点20连接到有线数据链路，例如连接到以太网链路(未示出)。站点22、24可各自连接到计算机或其它装置(未示出)或者计算机或其它装置(未示出)的一部分。例如，每个站点均可连接到或形成诸如蜂窝电话、膝上型计算机或平板计算机等移动通信设备的一部分。

使用物理层(PHY层)分组在接入点与站点之间发送数据。如图4中所说明，PHY层分组可包括前导码50、PHY报头52和有效载荷54。有效载荷可包括任何适当的媒体访问控制层(MAC层)帧，例如数据帧。MAC层帧包括MAC报头，其可被称为普通MAC报头或802.11MAC报头(与下面描述的高可靠性MAC报头不同)。

在802.11标准中，PHY报头包括一个OFDM符号。802.11标准的PHY报头不包括地址信息。在本实施例中，使用一PHY报头，其可被描述为802.11PHY报头的修改版本。在本实施例中使用的PHY报头中，PHY报头的多个位被开放，并且然后用于表示地址信息。

在802.11标准中，PHY报头的4位用于包括调制类型和信道编码速率信息。调制类型和信道编码速率的每个可用组合可被简称为mod/速率对。在802.11中，有8个mod/速率对可用。

在802.11标准中以4位对802.11中使用的8个mod/速率对进行编码。然而，可能以3位来编码8个mod/速率对。在本实施例中，以3位来编码8个mod/速率对。因此有一位变空以用于编址。

802.11标准允许1到4095个字节之间的有效载荷。在本实施例中，有效载荷长度是32位的倍数，并且由于网络中的公共1500字节的有效载荷限制，最大长度为约1500字节。因此，在本实施例中，用于802.11中的有效载荷长度的MSB(最高有效位)和两个LSB(最低有效位)变空以用于编址。

在本实施例中，释放PHY报头的四位(一个mod/速率位和来自有效载荷长度的三个位)以供使用。被释放的四位用于编码地址数据。因此，可在PHY报头中寻址的STA的数量被限制为16。在其它实施例中，不同的情况(例如，不同的最大有效载荷长度)可能产生PHY报头中的不同数量的位可用于编址。

在本实施例中，以第一发送速率发送包括前导码和PHY报头的每个PHY分组的第一部分，并且以更快的第二发送速率发送包括有效载荷的每个PHY分组的第二部分。第一发送速率可包括第一调制速率和/或信道编码速率。第二发送速率可包括第二调制速率和/或信道编码速率。以较低的发送速率发送分组的第一部分，使得对分组的第一部分的发送比对分组的第二部分的发送更稳健。在其它实施例中，可以相同的发送速率发送分组的第一部分和第二部分。在另外的实施例中，可以不同的速率发送分组的任何两个或更多个部分。

图3是说明根据实施例的轮询方法的时序图。轮询方法在类似于图2的网络上实施，该网络包括一个接入点(AP)和两个站点(STA1、STA2)。在其它实施例中，一个接入点可轮询多达16个站点。接入点可轮流轮询网络中的所有站点。

本实施例的轮询方法利用单独的上行链路和下行链路频率来提供比在光通信中使用的802.11PCF方法更快的方法。

时间轴30呈现于图3中。时间轴30上的时间从左到右运行。时间轴30上方的框表示由AP发送的下行链路分组。时间轴30下方的框表示由站点发送的上行链路分组。

在框32处，AP通过发送寻址到STA1的轮询分组来轮询第一站点STA1。STA1的地址被编码在轮询分组的PHY报头中。轮询分组包括有效载荷数据d1_down。

在本实施例中，AP以第一发送速率发送包括前导码和PHY报头的轮询分组的第一部分，并且以更快的第二发送速率发送包括有效载荷数据d1_down的轮询分组的第二部分。

站点STA1和STA2均开始接收并解码框32的轮询分组。一旦它已经解码了PHY报头，站点STA1就知道了该轮询分组寻址到它。箭头34指示PHY报头已被解码的时间点。站点STA2确定该轮询分组不是寻址到它的，并且在该阶段不采取任何动作。

只要STA1已经解码了PHY报头并且根据被包括在PHY报头中的地址来确定轮询分组寻址到STA1，STA1就会发送响应分组作为对来自AP的轮询的响应。该轮询响应由框36示出。STA1不会等待直到已经完整地接收到并解码框32的轮询分组才开始发送响应分组。STA1能够在仍然接收和解码轮询分组的同时发送响应分组。当AP仍然在发送轮询分组时，AP接收并解码来自STA1的轮询响应。在该示例中，框36的轮询响应不包括有效载荷数据。在AP仍然在发送轮询分组的同时，由AP接收框36的整个响应分组。

在图3的示例中，AP在它从STA1接收到轮询响应(框36)之后完成发送第一轮询分组(框32)。AP确定它已完成发送并且没有分组接收正在进行。因此AP继续发送第二轮询分组(框38)。此时轮询分组寻址到STA2并且不包括有效载荷数据。

站点STA1、STA2接收并解码第二轮询分组38。STA2根据PHY报头确定第二轮询分组寻址到该STA2并且发送响应分组(由框40示出)而不等待接收并解码第二轮询分组的其余部分。在该示例中，STA2还在框40的轮询响应分组中发送数据d2_up。

对框40的轮询响应分组的发送在第二轮询分组38被发送的同时被发起，并且在对第二轮询分组的发送完成之后继续。

AP等待直到发送(框38)和接收(框40)均完成为止。在该示例中，对框40的响应分组的接收比对框38的轮询分组的发送持续时间更长，因此AP等待直到接收完成为止。图3上通过箭头42指示发送和接收完成的点。

AP然后发送寻址到STA1的第三轮询分组(框44)。向STA1发送第三轮询分组可被认为是第二轮询周期的开始，其中每个轮询周期包括轮询STAI和轮询STA2。

第三轮询分组(框44)包括对已经从STA2接收到(框40)的数据d2_up的接收的确认(ACK)。即使轮询分组寻址到STA1，ACK也预期针对STA2。针对STA2的ACK可被携带在寻址到STA1的轮询分组中，这是因为所有的站点接收并解码所有轮询分组，并且因此STA2将能够接收并解码预期针对STA2的ACK。

在本实施例中，所有的站点接收并解码所有轮询分组并且可丢弃接收到的任何不需要的信息。然而，在替代实施例中，一旦分组的地址告诉给定STA该分组的有效载荷是针对另一STA(并且因此不是针对给定STA)的，则可停止该给定STA的接收机。一旦给定STA确定该分组不是寻址到该给定STA，则该给定STA停止接收分组，这可用于省电，例如在移动设备中省电。

在框46处，STA1对第三轮询分组作出响应(框44)。STA1只要解码了寻址到它的第三轮询分组的PHY报头，并且不必等待解码整个第三轮询分组，就可以通过发送响应分组来对第三轮询分组作出响应。STA1在其轮询响应中包括对在寻址到STA1的第一轮询分组中发送的数据d1_down的确认(ACK)。

虽然在图3中未说明，但是AP继续向STA1和STA2交替地发送轮询分组。AP在其先前分组发送完成并且没有分组接收正在进行时发送下一个轮询分组。

通常，如果AP在一个轮询周期中向STA发送下行链路分组，则该STA在下一个轮询周期中确认下行链路分组。

当STA被轮询时，它向AP发送上行链路分组作为对轮询的响应。上行链路分组还可包括附加的有效载荷数据。然后，即使由AP发送的下一个轮询分组寻址到与发送上行链路分组的站点不同的站点，仍然在该下一个轮询分组中提供对该上行链路分组中的有效载荷数据的后续ACK。所有的站点接收所有的轮询分组。

在一些情况下，分组可能会丢失。参考图3可考虑这种情况。如已经描述的，AP向STA1发送也包括有效载荷数据(d1_down)的第一轮询分组(框32)。当AP准备好向STA1发送另外的轮询分组(框44)时，AP还不知道在第一轮询分组中发送给STAI的数据(d1_down)是否已被接收到(如可从图3中看出，关于接收到d1_down的ACK仅在框46处被发送)。虽然STA1在接收到第一轮询分组的PHY报头时发送了响应分组(框32)，但是有可能PHY报头被STA1正确接收但是分组的其余部分(包括数据d1_down)未被正确接收。对于在第一个轮询周期中发送给STA1的数据，AP不能从STA1接收到对该数据的ACK直到第二轮询周期为止。

AP继续进行并且在不知道第一轮询分组是否被正确接收的情况下发送另外的轮询分组(在这种情况下是第三轮询分组)。如果在框46处没有接收到针对第一轮询分组的ACK，则AP在后续轮询周期再次发送第一轮询分组。

考虑到更普遍的分组丢失，考虑AP必须将分组p1和p2发送到一个站点(例如，发送到STA1)的情况。分组p1和p2中的每一个可包括有效载荷数据。当AP准备好发送p2时，它仍然不知道p1是否通过，因此它只是继续进行并发送p2。如果没有接收到针对p1的ACK，则AP将再次发送p1(在另外的轮询周期中)。因此，STA可能以错误顺序接收分组，例如，p2、p1。如果发生这种情况，则STA可对分组进行排序，例如使用诸如由mac80211堆栈发布的序列号等序列号或通过使用任何其它合适的排序技术。

在本实施例中，如果STA接收到任何轮询分组(无论是否寻址到它)，则中止正在进行的发送。中止正在进行的发送导致了AP发生分组接收失败的情况。如果AP上的分组检测失败，则AP不会意识到正在进行的上行链路分组，并且发送下一个轮询分组。例如，考虑图3的框38、40和42。如果AP没有接收到框40的响应分组，则AP可在STA2完成对框40的响应分组的发送之前发送轮询分组42。STA2在接收到框44的轮询分组时中止对框40的响应分组的发送。在这种情况下，正在进行发送的STA中止正在进行的上行链路分组，以避免信道损坏。STA在下一个轮询周期重新发送被中止的分组。

在图3中所说明的方法中，站点只要在PHY报头中识别出它的地址就立即对来自AP的轮询作出响应。只要识别出它的地址便立即响应可能比其中某个站点在对轮询分组作出响应之前必须接收并解码整个轮询分组(可能包括大量数据有效载荷)的方法更快和更可靠。

在图3中可看出，使用全双工模式中的信道，下行链路分组在时间上与上行链路分组重叠。图3中所示的轮询方案可被描述为修改的全双工轮询方案。针对全双工操作修改PCF多路接入方法，这是因为光学通信系统通常针对下行链路使用可见光并针对上行链路使用红外辐射，从而允许全双工操作。因此提供双向PCF算法。本发明的算法是全双工算法，其中装置可同时接收轮询分组并发送响应分组，或者同时发送轮询分组并接收响应分组。

与802.11不同，不需要与DCF共存。因此，不需要观察某个时序。AP和STA可尽其所能更快地发送分组。轮询方案可实现用于光学通信系统的全双工时分多址(TDMA)。

参考图3描述的方法可很好地满足用户需求。假设STA1空闲并且STA2具有大量数据。STA2几乎可使用网络的整个容量，发送和接收长的数据分组，而STA1仅接收和发送轮询分组和轮询响应分组。如果STA1也具有数据，则STA1可占用更多的信道容量，同时STA2的吞吐量减少。如果两个STA均需要比可能的吞吐量更多的吞吐量，则每个STA将获得容量的约50％，前提是针对这两个STA均使用相同的调制方式。

在上面参考图3描述的实施例中，使用PHY报头的位，在轮询分组的PHY报头中包括轮询分组中的被寻址的STA的地址。

在替代性实施例中，PHY分组格式不同于图4中所说明的格式。图5中说明了替代性PHY分组格式。除PHY报头之外，还将高可靠性MAC报头添加到PHY分组格式。MAC层帧中，除了MAC报头，还有高可靠性MAC报头。在本实施例中，高可靠性MAC报头的长度为1个OFDM符号。在一些实施例中，具有高可靠性MAC报头的PHY分组可用于任何无线通信，无论该信道是否是全双工的。

可以第一调制速率和/或信道编码速率发送包括前导码50和PHY报头52的分组的第一部分，并且可以更快的第二调制速率和/或信道编码率发送包括有效载荷54的分组的第二部分。

然而，以高阶调制发送分组确认可能会增加丢失ACK的可能性。ACK的丢失可能会导致重传对应的有效载荷(ACK应当被确认的有效载荷)。

包括ACK和有效载荷两者的分组的丢失可能导致需要两个附加发送，一个用于ACK应当被确认的有效载荷，并且另一个用于丢失的分组中已经丢失的有效载荷。

例如，如果下行链路信道经历劣化，则上行链路也可能由于丢失的ACK受到很大影响。如果ACK在劣化的下行链路信道上丢失，则STA不知道它们的上行链路分组已被接收，并且因此需要重新发送它们，从而减慢上行链路信道。

在图5的实施例中，并且在图3的变型中，可将ACK放置在高可靠性MAC报头60中。以最低可能的调制和信道编码速率(BPSK，r＝1/2)发送报头(PHY报头52和高可靠性MAC报头60)，这意味着对PHY报头52和高可靠性MAC报头60的接收可能是可靠的。即使有效载荷已损坏，ACK仍可能被正确接收。在本实施例中，以信道所允许的最高速率发送分组的第二部分，包括有效载荷。

可通过针对ACK和有效载荷使用不同发送速率来减少或消除下行链路性能与上行链路性能之间的耦合，例如下行链路信道的劣化水平与上行链路信道的劣化水平之间的耦合。如由于未对准导致的降低SNR(信噪比)的下行链路劣化可能对上行链路的影响非常小，并且反之亦然。由于丢失ACK，仅影响上行链路或下行链路中的一个的劣化原因可能不会也影响另一个。由于引入了附加报头(高可靠性MAC报头60)，吞吐量可能会有一定的降低，但是，至少在一些情况下，可靠的ACK发送的益处可能超过吞吐量的轻微降低。

通过修改PHY分组格式以包括高可靠性MAC报头60，可改进上文关于图3描述的802.11PCF或全双工方法的鲁棒性。

在另外的实施例中，高可靠性MAC报头60可用于其它目的。例如，高可靠性MAC报头60可用于对STA进行寻址。在上面关于图3描述的实施例中，通过重新使用PHY报头中的位来寻址STA。使用PHY报头中的位来寻址STA可将STA的数量限制为16。在高可靠性MAC报头60中而不是在PHY报头52中寻址STA可增加可由一个AP寻址的STA的数量，同时保留将地址包括在报头中的益处。STA在其解码轮询分组的其余部分之前可对其报头中的地址作出响应。通过将地址包括在高可靠性MAC报头中而不是作为有效载荷中的MAC帧的一部分的正常MAC报头中，STA不必解码有效载荷来获得其地址。

在图3的实施例中，STA只要解码了它的地址就立即对轮询分组作出响应。在另外的实施例中，STA只要接收到轮询分组的前导码就立即对寻址到它的轮询分组作出响应，而不等待接收轮询分组的地址。

在一个这样的实施例中，使用与上面参考图3描述的轮询响应逻辑不同的轮询响应逻辑。

每个STA均知晓由AP使用的轮询序列，并且知道它在该序列中的次序。因此，通过使用至少一个先前轮询分组的地址，每个STA可知晓何时期望轮询分组寻址到它。当STA接收到寻址到在该序列中就在它之前的STA的分组时，它响应于下一个轮询分组而发送响应分组。它在解码下一个轮询分组的前导码时发送该响应分组，而不解码下一个轮询分组的其余部分。因此，发送响应分组但不解码它正在响应的轮询分组的地址。

在一个示例中，四个STA连接到AP。这四个STA具有STA地址0、1、5和6。AP轮流轮询STA中的每一个，即，AP在每个周期中首先轮询STA 0，其次轮询STA 1，第三轮询STA 5并且第四轮询STA 6。

每个STA均接收由AP发送的所有分组。具有地址5的STA知道，在它已经接收到寻址到STA 1的分组之后，下一个时隙是其中将要轮询它(STA 5)的时隙。因此，在STA 5已经接收到寻址到1的轮询分组之后，它在检测到下一个轮询分组的前导码时发送轮询响应。STA5甚至不会在发送响应分组之前等待直到它已经接收到它自己的地址，这是因为它从接收到寻址到STA1的分组知道按顺序的下一个分组应当寻址到STA 5了。

通过在检测到寻址到它的分组的前导码时发送轮询响应，下行链路和上行链路分组更重叠并且吞吐量可增加。

在一个实施例中，给定STA仅使用在序列中在它前面的STA的地址来确定它何时被轮询。在上面的示例中，当STA 5接收到寻址到STA 1的轮询分组时，它确定下一个轮询分组将会寻址到它(STA 5)。在其它实施例中，给定STA可使用多个STA的地址来确定它何时被轮询。例如，当STA 5已经接收到寻址到STA 0的轮询分组之后接收到寻址到STA 1的轮询分组时，它确定下一个轮询分组将会寻址到它(STA 5)。

在其中STA通过使用至少一个先前轮询分组的地址来确定寻址到它的轮询分组的地址的一些实施例中，地址不被包括在PHY报头中或有效载荷之前的其它报头(例如，高可靠性MAC报头)中。即使在其中地址不被包括在PHY报头中或高可靠性MAC报头中的实施例中，STA在它作出响应之前也不必等待接收并解码寻址到它的整个轮询分组。它通过使用至少一个先前分组的地址来确定轮询分组寻址到它。因此，只要它接收到寻址到它的分组的前导码，并且在解码在该轮询分组中的它的地址之前，它就对寻址到它的轮询分组作出响应。

在另外的实施例中，每个STA仅对寻址到它的轮询分组中的一些作出响应，而不是对寻址到它的每个轮询分组作出响应。如果给定站点没有上行链路数据或ACK要发送，那么STA仅在一段时间内对轮询分组作出一次响应。例如，STA可能以刚好足够频繁以让AP知道它仍然存在的频率作出响应。STA可对寻址到它的预定比例的轮询分组作出响应，例如对寻址到它的每五个轮询分组作出响应。替代地，STA可以预定时间间隔作出响应。

仅对轮询分组中的一些轮询分组作出响应可能增加吞吐量，这是因为如果没有接收到对每个轮询分组的响应，则AP轮询分组的间隔可能更紧密。仅对轮询分组中的一些轮询分组作出响应可提高STA的功率效率。提高功率效率对于移动设备可能很重要。

虽然本文所述的实施例的部件已经以软件形式实施，但是将理解的是，任何这样的部件可以硬件形式实施，例如以ASIC或FPGA的形式或以硬件与软件的组合来实施。类似地，本文所述的实施例的一些或全部硬件部件可以软件形式或以软件与硬件的适当组合来实施。

应当理解的是，以上仅以示例方式描述了本发明，并且可在本发明的范围内对细节进行修改。说明书和(在适当的情况下)权利要求书和附图中公开的每个特征均可独立地或以任何适当的组合提供。

Claims (34)

1.一种无线通信方法，所述方法包括：

由无线网络中的第一装置发送用于轮询所述无线网络中的第二装置的轮询分组，其中所述轮询分组包括所述第二装置的地址；

由所述第二装置接收并至少部分地解码所述轮询分组；以及

由所述第二装置响应于所述轮询分组而发送响应分组，其中大致上在所述第二装置接收所述轮询分组的至少一部分的同时由所述第二装置发送所述响应分组的至少一部分。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在完成至少部分地解码所述轮询分组之前发送所述响应分组的至少一部分。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中发送所述轮询分组是在第一信道上进行，并且发送所述响应分组是在不同的第二信道上进行。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一信道和所述第二信道在所述第一装置与所述第二装置之间形成全双工连接。

5.根据权利要求3或权利要求4所述的方法，其中所述第一信道包括可见光下行链路，并且所述第二信道包括红外上行链路。

6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述轮询分组包括物理层(PHY)分组。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述轮询分组包括物理层报头，并且所述第二装置的所述地址被提供在所述物理层报头中。

8.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述分组进一步包括：包括确认消息的至少一个另外的报头，例如MAC报头。

9.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述轮询分组进一步包括有效载荷数据和/或确认消息，并且所述方法包括由所述第二装置在解码所述有效载荷数据和/或确认消息之前或在未完成解码的情况下发送所述响应分组。

10.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述轮询分组包括寻址到另一装置的至少一部分。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述至少一部分包括有效负荷或确认消息中的至少一个。

12.根据任一前述权利要求所述的方法，其中由所述第一装置发送所述轮询分组包括：使用第一速率发送所述轮询分组的第一部分，并且使用不同的第二速率发送所述轮询分组的第二部分，所述轮询分组的所述第一部分包括所述第二装置的所述地址。

13.根据任一前述权利要求所述的方法，其中由所述第二装置发送所述响应分组包括：使用第一速率发送所述响应分组的第一部分，并且使用不同的第二速率发送所述响应分组的第二部分。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中所述第一速率和第二速率包括第一调制速率和/或信道编码速率和第二调制速率和/或信道编码速率。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中所述第一速率低于所述第二速率。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其中所述轮询分组或响应分组包括确认消息，并且所述确认消息被提供在所述轮询分组或响应分组的所述第一部分中。

17.根据权利要求18所述的方法，其中所述轮询分组的所述第一部分或所述响应分组的所述第一部分包括MAC报头，并且所述确认消息被提供在所述MAC报头中。

18.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述第一装置进一步被配置为以重复轮询序列向所述第二装置、并向至少一个另外的装置发送后续轮询分组。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述第一装置被配置为仅在所述第一轮询分组的发送完成并且所述第一装置没有接收分组时才发送所述后续轮询分组中的一个或多个。

20.根据权利要求18或19所述的方法，进一步包括：如果所述第二装置在所述响应分组的发送期间从所述第一装置接收到另一轮询分组，则所述第二装置中止对所述响应分组的发送。

21.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述第一装置包括接入点(AP)，并且所述第二装置包括站点(STA)。

22.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述无线网络包括光学无线网络。

23.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述无线网络包括所述第一装置与所述第二装置之间的可见光下行链路以及所述第一装置与所述第二装置之间的红外上行链路。

24.根据任一前述权利要求所述的方法，其中响应于对所述地址的解码并且在完成至少部分地解码所述响应分组之前，发送所述响应分组的至少一部分。

25.根据权利要求1至23中任一项所述的方法，其中所述轮询分组进一步包括：在所述第二装置的所述地址之前的前导码，并且其中响应于对所述前导码的至少一部分的解码而发送所述响应分组的至少一部分。

26.根据权利要求25所述的方法，其中所述轮询分组是寻址到不同装置的轮询分组序列的一部分，并且响应于对所述前导码的至少一部分的解码而进行的对所述响应分组的所述发送是取决于所述轮询分组序列中的至少一个先前轮询分组的地址来执行的。

27.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述轮询分组是用于轮询所述第二装置的轮询分组序列中的一个，并且其中所述第二装置被配置为对用于轮询所述第二装置的所述轮询分组序列中的一些但并非全部作出响应。

28.一种无线通信方法，所述方法包括：

由无线网络中的装置向多个另外的装置发送分组；

其中所述分组包括寻址到所述另外的装置中的第一装置的第一部分以及寻址到所述另外的装置中的第二装置的第二部分，

并且所述方法进一步包括：以第一速率发送所述分组的所述第一部分并且以不同的第二速率发送所述分组的所述第二部分。

29.一种无线通信系统，包括：

第一装置，被配置为发送用于轮询第二装置的轮询分组，所述轮询分组包括所述第二装置的地址；以及

所述第二装置，其中所述第二装置被配置为：

接收并至少部分地解码所述轮询分组；并且

响应于所述轮询分组并且大致上在接收所述轮询分组的至少一部分的同时发送响应分组。

30.根据权利要求29所述的系统，其中所述第二装置被配置为在完成至少部分地解码所述轮询分组之前发送所述响应分组的至少一部分。

31.根据权利要求30所述的系统，其中所述第二装置被配置为在解码所述地址之后并且在完成至少部分地解码所述轮询分组之前发送所述响应分组的至少一部分。

32.根据权利要求29至31中任一项所述的无线通信系统，被配置为执行根据权利要求1至28中任一项所述的方法。

33.一种发送机，被配置为发送用于轮询另一装置的轮询分组，所述轮询分组包括所述另外的装置的地址，所述地址被包括在所述轮询分组的物理层报头中。

34.一种接收机，被配置为接收并至少部分地解码轮询分组，并且在解码所述轮询分组的地址之后并且在完成至少部分地解码所述轮询分组之前响应于所述轮询分组而发送响应分组。