CN113260060A - 用于基于ofdma数字调制方案的无线通信的方法、系统和设备 - Google Patents

Abstract

一种无线网络包括多个接入点，所述多个接入点具有至少成对重叠的无线覆盖，所述接入点中的每一个包括OFDMA调制系统和耦合到所述OFDMA调制系统的信道调度器，所述信道调度器被配置用于建立所述接入点的某一数量的虚拟无线接口，每个虚拟无线接口与OFDMA频谱内的专用子载波集合相关联。所述虚拟无线接口中的至少一个第一虚拟无线接口被配置用于托管所述接入点与所述接入点的本地移动客户端之间的所有通信链路。所述虚拟无线接口中的至少一个第二虚拟无线接口被配置用于托管所述接入点与相邻接入点之一之间的通信链路。

Description

用于基于OFDMA数字调制方案的无线通信的方法、系统和设备

技术领域

本发明涉及用于基于正交频分多址（OFDMA）数字调制方案的无线通信的方法、系统和设备，特别是用于工业系统中的密集无线通信网络的方法、系统和设备。

背景技术

下一代无线网络有望为需要低时延、高可靠性和高吞吐量的应用提供支持，诸如例如用于飞行器机舱中的室内无线系统、特别是用于城市空中交通，但其他应用场景也可能适用。低时延和高可靠性通常对于具有多个共址无线接入点的场景最有用，这些无线接入点常用于增加潜在部署密度并扩大网络覆盖。

无线机舱应用旨在为飞行器机载的众多设备提供连接，而无需进行大量的走线或布线。在此类应用中，具有重叠覆盖区域的若干接入点可以通过有线或无线骨干网连接。

总体来说，现代电信标准（诸如5G或IEEE 802.11ax）提供了高可靠性和高吞吐量，因为这些标准采用了正交频分多址（OFDMA）数字调制方案，使得多个用户能够同时保持上行通信链路和下行通信链路。然而，在OFDMA流量控制方案下，无法避免共址接入点之间产生干扰。而且，仅通过OFDMA无法将来自不同应用的流量彼此分开。

本领域中的先前解决方案涉及通过时分方式或争用控制来协调流量，这两种解决方案都不适合于时延很低的系统，而这些低时延是诸如例如电传飞行控制（fly-by-wireless）应用中的时间关键通信所期望的。

文献US 8,000,604 B2披露了一种具有动态带宽分配的基于正交频分多址（OFDMA）的无源光网络架构。

文献US 7,936,836 B2披露了一种用于OFDMA并行网络架构的调度方案。

文献EP 2 030 473 B1披露了一种用于通过多个基站的联合调度器来调度无线通信系统的集群中的多个小区的传输的方法。

文献GB 2 571 005 A披露了一种无线网络中的无线通信方法，所述无线网络包括物理接入点和划分成组的多个站点，每个组由在物理接入点中实施的虚拟接入点管理。

文献US 2010/0061470 A1披露了一种可切片路由器，所述可切片路由器具有转发引擎和耦合到所述转发引擎的多个虚拟报文接口，这些虚拟报文接口共用用于接口虚拟化的基于OFDMA的可编程收发器。

文献US 2017/0289963 A1披露了用于在无线LAN中分配资源单元的方法。文献MX2010004611 A披露了用于在相邻接入点的通信中进行局部最优资源分派的方法。

发明内容

本发明的目的之一是改善具有多个接入点的基于OFDMA的通信系统中的无线通信的时延和可靠性。

这些目的中的至少一些通过各个独立权利要求的主题实现。在与独立权利要求相关的从属权利要求中描述了有利的实施例。通过结合到本披露中的其他教导也可以实现这些目的中的一些或全部。

根据本发明的第一方面，一种无线网络包括多个接入点，所述多个接入点具有至少成对重叠的无线覆盖，所述接入点中的每一个包括OFDMA调制系统和耦合到所述OFDMA调制系统的至少一个信道调度器，所述至少一个信道调度器被配置用于建立所述接入点的可变数量的虚拟无线接口，每个虚拟无线接口与OFDMA频谱内的专用子载波集合相关联。所述虚拟无线接口中的至少一个第一虚拟无线接口被配置用于托管所述接入点与所述接入点的本地移动客户端之间的所有通信链路。所述虚拟无线接口中的至少一个第二虚拟无线接口被配置用于托管所述接入点与相邻接入点之一之间的通信链路。

在第一方面的一些实施例中，所述专用子载波集合中的每一个可以由所述至少一个信道调度器静态或动态地配置。在第一方面的一些实施例中，所述至少一个信道调度器被配置用于基于IEEE 802.1q标准和IETF DiffServ标准之一为所述专用子载波集合分配子载波。

在第一方面的一些实施例中，所述接入点中的每一个进一步包括耦合到所述至少一个信道调度器的队列管理设备，所述队列管理设备包括多个报文队列，所述多个报文队列中的每一个与所述专用子载波集合之一相关联。在其一些实施例中，所述多个报文队列可以包括下行队列和上行队列。

在第一方面的一些实施例中，所述接入点中的每一个被配置用于在半双工或全双工通信模式下工作。在第一方面的一些实施例中，所述接入点中的每一个被配置用于发出检测信标消息以便发现相邻接入点并基于从相邻接入点接收到的对所述检测信标消息的响应建立所述虚拟无线接口中的至少一个第二接口。

根据本发明的第二方面，一种用于建立无线网状网络的方法，所述无线网状网络包括多个接入点，所述多个接入点具有至少成对重叠的无线覆盖，所述方法包括如下步骤：定义所述多个接入点中的每一个的第一虚拟无线接口，以用于通过OFDMA数字调制方案进行所述接入点与所述接入点的本地移动客户端之间的通信；定义所述多个接入点中的每一个的至少一个第二虚拟无线接口，以用于所述接入点与所述无线网状网络中的相邻接入点之一之间的通信；为第一专用子载波集合分配OFDMA频谱内的第一数量的子载波；为第二专用子载波集合分配所述OFDMA频谱内的第二数量的子载波，其中，所述第二数量的子载波均不包含于所述第一数量的子载波中；使用所述第一专用子载波集合通过所述接入点与所述接入点的本地移动客户端之间的至少一个第一虚拟无线接口提供通信链路；以及使用所述第二专用子载波集合通过所述接入点与所述无线网状网络中的相邻接入点之一之间的所述至少一个第二虚拟无线接口提供通信链路。

根据本发明的第三方面，一种用于建立无线网状网络的方法，所述无线网状网络包括多个接入点，所述多个接入点具有至少成对重叠的无线覆盖，所述方法包括如下步骤：定义所述多个接入点中的每一个的虚拟无线接口，以用于通过OFDMA数字调制方案进行所述接入点与具有重叠无线覆盖的相邻接入点之一之间的通信；所述多个接入点中的第一接入点选择OFDMA频谱内的第一数量的资源单元分配给第一专用资源单元集合，以通过所述虚拟无线接口提供往返于所述第一接入点的通信链路；所述多个接入点中的第一接入点向所述多个接入点中的与所述多个接入点中的第一接入点具有重叠无线覆盖的某一数量的相邻接入点发送资源使用信号；以及所述数量的相邻接入点中的第二接入点选择所述OFDMA频谱内的第二数量的资源单元分配给第二专用资源单元集合，以通过所述虚拟无线接口提供往返于所述数量的相邻接入点中的第二接入点的通信链路，其中，所述第二数量的资源单元均不包含于所述第一数量的资源单元中。

在第三方面的一些实施例中，所述方法进一步包括如下步骤：所述数量的相邻接入点中的第二接入点在从接收到所述资源使用信号直到选择所述第二数量的资源单元的资源分配保护间隔范围内等待任意时间量。在其一些实施例中，所述方法进一步包括如下步骤：所述数量的相邻接入点中的第二接入点在等待期间接收来自所述多个接入点中的第三接入点的另一资源使用信号，所述另一资源使用信号指示第三数量的资源单元；以及选择所述第二数量的资源单元，使得所述第二数量的资源单元均不包含于所述第一数量的资源单元或所述第三数量的资源单元中。在第三方面的一些实施例中，所述资源分配保护间隔范围的最小保护间隔等于接入点选择资源单元并发送所述资源使用信号所需的时间。

在第三方面的一些实施例中，所述资源单元可以包括OFDMA时域内的可用符号、所述OFDMA频谱内的可用子载波、以及所述接入点的可用发射天线中的一项或多项。

本发明的优点之一是可以将有线网络经济有效地替换为无线网络，同时确保低时延高可靠的通信。有利地，这样的无线网络可以仍然支持各种流量类型集合，并且对于具有重叠网络覆盖的多个共址接入点的场景可能特别有用。此外，相对于有线网络，无线网络实现了便携性和移动性。本发明的有益应用涉及工业4.0、自主驾驶车辆的控制和辅助、飞行器和航天器操作上机载的无线机舱网络、以及分布式制造，所有这些应用都需要安全关键控制系统的高度可靠的通信链路。

本发明允许实施一种能够在频域、时域和空域上分配频谱的机制，使得不同接入点不仅可以同时发送，而且避免了彼此之间的干扰以及与各个本地客户端的通信中的干扰。这有利地使得能够部署包含若干重叠的接入点的低时延高可靠无线系统，这些接入点可以用于建立无线网状网络，每个网络节点都能够提供对大量本地客户端的本地接入。

通过在频域和空域上给予频谱划分更高的优先级确保了同时传输。使用时域是为了确保无线网状网络中所有通信对所需的连接。通过将单独的非重叠子载波集合专用于不同的虚拟无线接口，可以在无线网络中建立通信，使得无线接入点允许同时与其任何邻居和本地客户端进行通信而不会使通信相互干扰。

附图说明

将参考附图中描绘的示例性实施例更详细地解释本发明。

将附图包括在内是为了提供对本发明的进一步理解，并且附图被并入并构成本说明书的一部分。附图展示了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。本发明的其他实施例和本发明的许多预期优点将容易理解，因为通过参考下面的详细描述这些实施例和优点将变得更容易了解。附图的元件不一定相对于彼此成比例。相似的附图标记表示相应的相似零件。

图1示意性地展示了根据本发明一些实施例的具有多个接入点的时间敏感OFDMA网络，这些接入点具有重叠无线覆盖；

图2示意性地展示了根据本发明一些实施例的基于OFDMA的接入点的示例性实施方式的框图；

图3示意性地展示了根据本发明一些实施例的用于建立基于OFDMA的无线网状网络的方法的流程图；以及

图4示意性地展示了根据本发明一些实施例的用于在基于OFDMA的接入点中进行资源单元分配的方法的流程图。

在附图中，相似的附图标记表示相似的或功能上相似的部件，除非另有说明。任何方向术语，如“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“上方”、“下方”、“水平”、“竖直”、“背部”、“前部”以及类似术语仅用于解释目的，并不旨在将实施例界定为附图所示的特定布置。

具体实施方式

尽管本文中已经展示并描述了特定的实施例，但是本领域的普通技术人员应该理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以用各种替代性的和/或等效的实施方式来代替所示出并描述的特定实施例。一般来说，本申请旨在覆盖本文所讨论的具体实施例的任何修改或改变。

在本披露的意义上的无线网络是指基于正交频分多址（OFDMA）数字调制方案的网络系统。OFDMA是一种以接入点（AP）为中心的拓扑结构，其通过将每个射频信道分割成子信道（也称为资源单元（RU））来使基于802.11ax的AP能够同时与多个设备通信。OFDMA是OFDM方案的多用户变体，其中，通过将子载波的子集指派给不同用户来实现多址接入，从而允许多个用户同时进行数据传输。在OFDMA中，无线RU根据时间和频率在二维区域上进行划分，即，分别划分为整数个OFDM符号以及某一数量的连续或不连续的子载波。将子载波分组为RU称为子信道化。形成RU的子载波不需要在物理上相邻。在下行链路中，RU可以被分配给不同的用户。在上行链路中，用户可以被指派一个或多个RU。

由于每个单独的RU可用于同时为不同客户端提供服务，因此AP可以自行决定如何分配子信道。例如，AP可以在给定的时间帧内将整个信道（即，该信道的带宽内的所有子信道）分配给单个用户，也可以将信道带宽划分为各种带宽范围的区段，以便同时为多个设备提供服务。OFDMA提高了为连接到AP的所有设备分配可用吞吐量的灵活性。

通常，无线网络架构包括一个以上的能够相互通信的AP。传统的OFDMA系统仅提供单个空中接口，该空中接口与所服务的设备类型无关。特别地，AP无法在接口级别上区分本地客户端和相邻AP。因此，对用于分配带宽的RU的指派无法将AP间通信（AP之间的通信）与AP内通信（AP与其本地连接的客户端之间的通信）的差异考虑在内。

为了更一贯地从基于OFDMA的调制系统中的调度和分配能力中获益，最大程度地减少使用基于争用的流量控制并转向基于调度的流量控制是有用的。这要求AP能够区分相邻AP和本地客户端。因此，本披露中描述的解决方案依赖于虚拟接口（VI）的概念，可以向虚拟接口分配不同的资源单元集合。

图1示出了时间敏感的OFDMA网络100的示意性展示。时间敏感的OFDMA网络100包括多个接入点A、A1和A2，这些接入点具有至少成对重叠的无线覆盖。例如，接入点A1的无线覆盖周界C1与接入点A2的无线覆盖周界C2重叠。接入点A同时位于接入点A1和A2的无线覆盖周界C1和C2内，因此其与其他两个接入点的无线覆盖也有重叠。具有重叠的无线覆盖周界的接入点可以称为相邻接入点。

尽管出于清楚和清晰的原因，图1中仅明确示出了三个接入点A、A1和A2，但是应当清楚，可以使用多于三个接入点来创建多于一个维度的无线网状OFDMA网络100。例如，接入点可以形成具有部分重叠的无线覆盖的二维网格。这样的二维网格可以规则地布置，即，网格内的每个接入点具有相同数量的相邻接入点。在替代配置中，二维网格可以为不规则形状，即，每个接入点的相邻接入点的数量沿着代表网格的图的边缘以不规则的方式变化。

如图2中示意性展示的，每个接入点（AP）A、A1和A2可以包括OFDMA调制系统7，该调制系统利用可用OFDMA频谱8内的资源单元（RU）9来实现物理层和数据链路层上的通信。OFDMA调制系统7耦合到信道调度器6，该信道调度器被配置用于建立AP的可变数量的虚拟无线接口V、V1、V2、VL、VL1和VL2。每个虚拟无线接口与OFDMA频谱内的专用子载波集合相关联。可以将单个信道调度器6用于AP的所有虚拟无线接口V、V1、V2、VL、VL1和VL2。可替代地，AP中也可以有不同的信道调度器6，每个信道调度器6负责至少一个虚拟无线接口。例如，可以针对每个虚拟无线接口实施单独的信道调度器6。不同类型的虚拟无线接口也可以具有专用信道调度器6。例如，可以针对托管AP与本地移动客户端L、L1和L2之间通信链路的虚拟无线接口实施第一信道调度器6，并且针对用于托管AP与所有不同相邻AP之间的通信链路的所有虚拟无线接口实施第二信道调度器6。为了清楚和易于理解，图2中仅明确地描绘了一个信道调度器6，但在图2的系统中也可以实施两个或更多个信道调度器6。

为了避免AP的不同通信链路之间的干扰，虚拟无线接口中的至少一个第一接口被配置用于托管AP与AP的本地移动客户端L、L1和L2之间的所有通信链路，即所谓的AP内通信。相反，虚拟无线接口中的至少一个第二接口被配置用于托管AP与一个或多个相邻AP之间的通信链路，即所谓的AP间通信。信道调度器6可以静态或动态地配置每个专用子载波集合。例如，信道调度器6可以基于IEEE 802.1q标准和IETF DiffServ标准（InternetEngineering Task Force Differentiated Services，互联网工程任务组差异化服务）之一为专用子载波集合分配子载波。

对于每个虚拟无线接口，可以在耦合到信道调度器6的队列管理设备5中保留单独的队列集合。队列管理设备5包括多个报文队列。例如，用于第一专用子载波集合的第一报文队列5a可以存放AP内通信中的流量的数据包。用于第二专用子载波集合的第二报文队列5b可以存放AP间通信中的流量的数据包。根据相应通信信道的需要，例如，取决于AP处于半双工通信模式还是处于全双工通信模式，队列5a、5b各自可以包括下行队列和上行队列。在一些实施方式中，仅托管AP与本地移动客户端之间的通信链路的虚拟无线接口可以配置有下行队列和上行队列。被配置用于托管AP与一个或多个相邻AP之间的通信链路的虚拟无线接口可以具有一个队列集合，每个队列针对不同类型的流量。

AP间虚拟无线接口与AP内虚拟无线接口可以被进一步区分，因为AP间虚拟无线接口包括具有相同目的地的所有队列的流量，而AP内虚拟无线接口可以包括具有去往或者来自不同目的地（即，不同的本地移动客户端）的报文的队列。因此，在AP内虚拟无线接口的情况下，信道调度器6还可以通过将去往或者来自不同本地移动客户端的流量分离到不同的队列来隔离这种流量。

可以针对每个虚拟无线接口实施单独的队列集合。例如，针对不同类型的流量，可以应用单独的队列集合。然后可以将每个队列集合映射到由一个资源单元表示的子载波集合。

队列管理设备5可以接受来自本地请求接口1的本地请求并通过拥塞准入控制器2进行中继，以避免丢弃入局数据包。例如，拥塞准入控制器2可以针对DiffServ EF和CS5类别采用具有突发大小控制的单速率准入。每当有新的本地客户端加入AP时，AP与本地客户端之间就会协商服务水平协议。因此，将保证每个客户端所需的服务质量水平以及客户端行为与下行链路以及上行链路中已建立的服务水平协议的一致性。然后，中继的本地请求可以由队列管理设备5在第一队列集合中进行排队。

类似地，队列管理设备5可以在流量接口3处接受入局流量，该入局流量可以在流量分类设备4中被分类和识别。然后，已分类和识别后的数据流量报文可以由队列管理设备5在与第一队列集合不同且不相交的第二队列集合中进行排队。因此，根据图2使用AP实施的无线网状网络100不是基于争用的，而是基于调度的。

为了发现相邻AP，AP可以具备在引导程序（bootstrapping procedure）中发出检测信标消息的能力。基于从相邻AP接收到的对检测信标消息的响应，可以建立不同的虚拟无线接口，以适应发出检测信标消息的AP的无线覆盖周界内的不同AP之间必要隔离且不同的AP间通信链路。

图3示意性地展示了用于建立无线网状网络（诸如图1的无线网状网络100）的方法M1的流程图。方法M1可以通过具有至少成对重叠的无线覆盖的多个接入点实施，诸如结合图1和图2示出和阐述的接入点。在第一步骤M11中，定义多个接入点中的每一个的第一虚拟无线接口，以用于通过OFDMA数字调制方案进行该接入点与该接入点的本地移动客户端L、L1或L2之间的通信。接着，在第二步骤M12中，定义多个接入点中的每一个的至少一个第二虚拟无线接口，以用于该接入点与无线网状网络100中的相邻接入点之一之间的通信。

在步骤M13中，为第一专用子载波集合分配OFDMA频谱内的第一数量的子载波，而在步骤M14中，为第二专用子载波集合分配该OFDMA频谱内的第二数量的子载波。该第二数量的子载波与第一数量的子载波互不相交，即，第二数量的子载波均不包含于第一数量的子载波中。

在步骤M15中，可以使用第一专用子载波集合通过该接入点与该接入点的本地移动客户端之间的至少一个第一虚拟无线接口提供通信链路，而在步骤M16中，可以使用第二专用子载波集合通过该接入点与该无线网状网络100中的相邻接入点之一之间的至少一个第二虚拟无线接口提供通信链路。

图4示意性地展示了用于建立无线网状网络的方法M2的流程图，该方法包括在基于OFDMA的接入点中进行资源单元（RU）分配。方法M2可以例如在如结合图1所阐述和示出的无线网状网络100中实施。方法M2适用的无线网状网络100包括具有至少成对重叠的无线覆盖的多个接入点，诸如结合图1和图2阐述和示出的接入点A、A1和A2。

方法M2首先涉及步骤M21：定义多个接入点中的每一个的虚拟无线接口。虚拟无线接口是在用于接入点（AP）之间的通信的OFDMA数字调制方案中实施的。特别地，虚拟无线接口可以用于在所讨论的AP与和所讨论的AP的无线覆盖重叠的相邻AP之一之间建立AP间通信。

无线网状网络100中的所有AP可以由描述网络的无线连接的图G = (V, E (V,RC)) 来表示。V表示AP，并且E表示在一定距离或周界内连接V的边缘集合，在该距离或周界内，无线连接的信噪比大于预定阈值。该阈值例如可以通过基于接受水平配置每个AP的传输功率的方式获得。例如，在航空无线网状网络100中，传输功率应高于定义的值，以保证网络节点之间的可靠、永久的连接。

在第二步骤M22中，方法M2涉及多个AP中的第一AP选择OFDMA频谱内的第一数量的资源单元（RU）分配给第一专用RU集合。第一专用集合中的这些RU旨在用于通过该虚拟无线接口提供往返于第一接入点的通信链路。RU可以与OFDMA时域内某一数量的可用符号、OFDMA频谱内某一数量的可用子载波、和/或在使用MIMO情况下接入点的可用发射天线相关联。半双工系统的可用时隙的数量等于2，全双工系统的可用时隙的数量等于1。可用频率子载波集合的数量等于可用总频谱除以应为每个AP分配的最小频率，再减去子载波集合之间的最终保护频带。可用发射天线的数量取决于相应AP的硬件配置。

若存在度为N的规则网络，则每个AP在全双工系统中有N*2 + 4个可用RU，在半双工系统中有N + 2个可用RU。对于不规则图的情况，所需RU的数量无法可靠地基于网络的度，因此可以采用某种图着色方法来将RU分配给AP之间的每个虚拟无线接口（即，沿边缘），以及分配给每个AP（即，从外部到代表网络中节点的顶点）。分配给顶点的RU用于AP与其各自连接的本地设备（诸如，图1中所示的设备L、L1或L2）进行通信。

第一AP可以是网络网关，其例如基于给定的通信协议来收集无线网状网络中所有AP的连接信息。网络网关可以将可用RU的数量估算为可用符号的数量、OFDMA频谱内的可用子载波的数量和可用发射天线的乘积。此外，网络网关可以从网络连接信息中确定表示所有AP的无线网络拓扑的图是否规则。为此，基于信噪比高于给定阈值的链路/边缘的数量来建立每个AP节点的连接度。

然后，作为第一AP的网络网关首先为本地客户端与第一AP的通信预留两个（半双工）或四个（全双工）RU。创建具有所有选择的RU的向量，通常所有可用RU均被标记为未使用。一旦第一AP选择了第一数量的RU，其就将在步骤M23中向某一数量的相邻AP发送资源使用信号。该资源使用信号包括具有第一AP所选择的所有RU的向量。与第一AP具有重叠无线覆盖的AP将能够接收到该资源使用信号，并将所指示的第一AP所选择的第一数量的RU标记为已预留。因此，为了避免通信中的潜在干扰，该数量的相邻接入点中的第二AP之一将能够在OFDMA频谱中选择第二数量的RU分配给第二专用RU集合。该第二数量的RU与第一数量的RU互不相交，即，第二数量的RU均不包含于第一数量的RU中。

如果第一AP附近有另一个AP在接收到资源使用信号后也选择RU，则选择第二数量的RU时可能会有问题：两个接收AP可能会无意间同时选择并非互不相交的第二数量的RU，从而导致在所选择的共同RU中产生意外的干扰。因此，方法M2可以涉及步骤M24：该数量的相邻AP中的每个AP等待任意时间量。该任意时间量可以在资源分配保护间隔范围内随机选择。资源分配保护间隔范围开始于接收到资源使用信号的时间点并结束于真正选择第二数量的RU的时间点。资源分配保护间隔范围可以具有固定上限值，并且其最小保护间隔可以等于AP选择RU并发出资源使用信号所需的时间。

因此，如果在步骤M25中该数量的相邻接入点中的任意第二AP在等待时段期间接收到来自多个接入点中的第三接入点的另一资源使用信号，则该第二AP将能够在选择其自己的某一数量的RU时将另一第二AP额外预留的任何RU考虑在内。该另一资源使用信号指示第三数量的RU，以使选择第二数量的RU可以在该第二数量的RU均不包含于第一数量的RU（由第一AP预留）或第三数量的RU（由等待时段恰好短于接收AP的另一第二AP预留）中的边界条件下执行。

递归地重复为其他AP选择其他数量的RU的过程，直到网络中的所有AP均已为其各自的虚拟无线接口分配了RU。如果网络是完全无线的，即不具有与AP连接的有线骨干网，则可以以与用于AP内通信的RU相似的方式确定仍然可用的RU。

如果表示无线网状网络的图是规则的，即如果网络的主网格中每个AP到相邻AP的连接数相等，则可以按可确定算法来分布RU：可以从作为第一AP的一个网络网关开始逐个边缘地运行该图，停止于每个尚未连接到用于RU分配所考虑的任何AP的第二节点。在任何拜访的AP中，在尚未为相邻AP预留的RU中选择RU。

如果表示无线网状网络的图是不规则的，即如果至少两个AP到相邻AP的连接数发生变化，则作为第一AP的网络网关会创建具有不用于AP内通信的所有RU的向量。然后，网络网关开始随机选择出局AP间通信链路所需的一样多的RU作为第一数量的RU。所选择的RU在资源使用信号中广播的向量中被标记为已使用/预留。在连接图中的所有相邻AP都将接收到广播的资源使用信号，可以在资源分配保护间隔范围（参见上文）内进入任意、随机长度的等待时段，并根据在等待时段内至少从第一AP以及最终从其他相邻AP接收到的资源使用信号选择第二数量的RU。AP从所有可用（即未使用和尚未预留的）RU中选择出局AP间通信链路所需的一样多的RU作为第二数量的RU。如果可能，所选择的RU不应与已使用的RU相邻，以使不同通信链路之间的干扰尽可能最小。然后，向其他相邻AP广播具有预留RU的更新向量的新资源使用信号。

该过程一直持续到无线网状网络中的所有AP都建立了AP内通信链路以及AP间通信链路为止。当遵循上述算法时，具有重叠无线覆盖的所有AP将通过不相交的RU与不同的通信伙伴（本地客户端和相邻AP）进行通信。这将最大程度地减少不同通信链路之间的干扰并保证低时延和高可靠性，特别是针对AP之间的通信。

在前面的详细描述中，出于简化本披露的目的，各种特征在一个或多个示例中被组合在一起。应当理解的是，以上描述旨在是说明性的，而不是限制性的。其旨在涵盖所有替代性方案、修改、以及等同物。对于本领域技术人员来说，在阅读了上述说明书时，许多其他示例将是显而易见的。

选择和描述实施例是为了最好地解释本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域的其他技术人员能够最好地利用本发明和具有适合预期的特定用途的各种修改的各种实施例。在所附权利要求和整个说明书中，术语“包括（including）”和“其中（in which）”分别用作相应术语“包括（comprising）”和“其中（wherein）”的简单英语等价物。此外，“一”或“一个”在本例中不排除多个。

Claims (13)

1.一种无线网络（100），包括：

多个接入点（A；A1；A2），所述多个接入点具有至少成对重叠的无线覆盖（C1；C2），所述接入点中的每一个包括：

OFDMA调制系统（7）；以及

耦合到所述OFDMA调制系统（7）的至少一个信道调度器（6），所述至少一个信道调度器（6）被配置用于建立所述接入点（A；A1；A2）的可变数量的虚拟无线接口（V；V1；V2；VL；VL1；VL2），每个虚拟无线接口与OFDMA频谱内的专用子载波集合相关联，

其中，所述虚拟无线接口中的至少一个第一接口（VL；VL1；VL2）被配置用于托管所述接入点与所述接入点的本地移动客户端（L；L1；L2）之间的所有通信链路，并且

其中，所述虚拟无线接口中的至少一个第二接口（V；V1；V2）被配置用于托管所述接入点与相邻接入点之一之间的通信链路。

2.如权利要求1所述的无线网络（100），其中，所述专用子载波集合中的每一个由所述至少一个信道调度器（6）静态或动态地配置。

3.如权利要求1或2所述的无线网络（100），其中，所述至少一个信道调度器（6）被配置用于基于IEEE 802.1q标准和IETF DiffServ标准之一为所述专用子载波集合分配子载波。

4.如权利要求1至3中的一项所述的无线网络（100），其中，所述接入点（A；A1；A2）中的每一个进一步包括耦合到所述至少一个信道调度器（6）的队列管理设备（5），所述队列管理设备（5）包括多个报文队列（5a；5b），所述多个报文队列中的每一个与所述专用子载波集合之一相关联。

5.如权利要求4所述的无线网络（100），其中，所述多个报文队列（5a；5b）包括下行队列和上行队列。

6.如权利要求1至5中的一项所述的无线网络（100），其中，所述接入点（A；A1；A2）中的每一个被配置用于在半双工或全双工通信模式下工作。

7.如权利要求1至6中的一项所述的无线网络（100），其中，所述接入点（A；A1；A2）中的每一个被配置用于发出检测信标消息以便发现相邻接入点并基于从相邻接入点接收到的对所述检测信标消息的响应建立所述虚拟无线接口中的至少一个第二接口（V；V1；V2）。

8.一种用于建立无线网状网络（100）的方法（M1），所述无线网状网络包括多个接入点（A；A1；A2），所述多个接入点具有至少成对重叠的无线覆盖（C1；C2），所述方法（M1）包括：

定义所述多个接入点中的每一个的第一虚拟无线接口，以用于通过OFDMA数字调制方案进行所述接入点与所述接入点的本地移动客户端（L；L1；L2）之间的通信（M11）；

定义所述多个接入点中的每一个的至少一个第二虚拟无线接口，以用于所述接入点与所述无线网状网络（100）中的相邻接入点之一之间的通信（M12）；

为第一专用子载波集合分配OFDMA频谱内的第一数量的子载波（M13）；

为第二专用子载波集合分配所述OFDMA频谱内的第二数量的子载波（M14），其中，所述第二数量的子载波均不包含于所述第一数量的子载波中；

使用所述第一专用子载波集合通过所述接入点与所述接入点的本地移动客户端之间的至少一个第一虚拟无线接口提供通信链路（M15）；以及

使用所述第二专用子载波集合通过所述接入点与所述无线网状网络（100）中的相邻接入点之一之间的所述至少一个第二虚拟无线接口提供通信链路（M16）。

9.一种用于建立无线网状网络（100）的方法（M2），所述无线网状网络包括多个接入点（A；A1；A2），所述多个接入点具有至少成对重叠的无线覆盖（C1；C2），所述方法（M2）包括：

定义所述多个接入点中的每一个的虚拟无线接口，以用于通过OFDMA数字调制方案进行所述接入点与具有重叠无线覆盖的相邻接入点之一之间的通信（M21）；

所述多个接入点中的第一接入点选择OFDMA频谱内的第一数量的资源单元分配给第一专用资源单元集合，以通过所述虚拟无线接口提供往返于所述第一接入点的通信链路（M22）；

所述多个接入点中的第一接入点向所述多个接入点中的与所述多个接入点中的第一接入点具有重叠无线覆盖的某一数量的相邻接入点发送资源使用信号（M23）；以及

所述数量的相邻接入点中的第二接入点选择所述OFDMA频谱内的第二数量的资源单元分配给第二专用资源单元集合，以通过所述虚拟无线接口提供往返于所述数量的相邻接入点中的第二接入点的通信链路（M26），其中，所述第二数量的资源单元均不包含于所述第一数量的资源单元中。

10.如权利要求9所述的方法（M2），进一步包括：

所述数量的相邻接入点中的第二接入点在从接收到所述资源使用信号直到选择所述第二数量的资源单元的资源分配保护间隔范围内等待任意时间量（M24）。

11.如权利要求10所述的方法（M2），进一步包括：

所述数量的相邻接入点中的第二接入点在等待期间接收来自所述多个接入点中的第三接入点的另一资源使用信号（M25），所述另一资源使用信号指示第三数量的资源单元；以及选择所述第二数量的资源单元，使得所述第二数量的资源单元均不包含于所述第一数量的资源单元或所述第三数量的资源单元中。

12.如权利要求10或11所述的方法（M2），其中，所述资源分配保护间隔范围的最小保护间隔等于接入点选择资源单元并发送所述资源使用信号所需的时间。

13.如权利要求9至12中任一项所述的方法（M2），其中，所述资源单元包括OFDMA时域内的可用符号、所述OFDMA频谱内的可用子载波、以及所述接入点的可用发射天线中的一项或多项。

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