CN114365579A - 用于缓解激进介质预留的设备、系统和方法 - Google Patents

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Abstract

示例设备通过检测第一无线设备已经指示满足或超过阈值持续时间值的预留持续时间来检测由第一无线设备进行的介质预留的模式。响应于检测到介质预留的模式，该设备提供缓解操作以防止第二无线设备将介质让给第一无线设备。

Description

用于缓解激进介质预留的设备、系统和方法
相关申请
本申请是于2019年12月17日提交的美国专利申请第16/718,003号的国际申请，该美国专利申请要求于2019年9月10日提交的美国临时申请第62/898,385号和于2019年10月16日提交的美国临时申请第62/916,061号的优先权，所有这些申请均通过引用的方式整体并入本文。
技术领域
本主题涉及无线通信领域。更具体地，但不以限制的方式，本主题公开了用于检测和缓解无线通信介质的激进预留的技术。
背景技术
随着物联网(IoT)的普及，网络、无线设备的数量和网络流量(例如，在2.4GHz和5Ghz频带中)正在稳步增加。这些增加可能会损害网络性能，例如，通过导致在地理位置内操作的无线设备之间的吞吐量降低和时延增加。
附图说明
一些实施例在附图中以示例而非限制的方式示出，其中：
图1是示出根据实施例的重叠网络的网络图；
图2是示出根据实施例的介质预留模式的时序图；
图3是根据实施例的PHY帧图；
图4是示出根据实施例的无线设备的框图；
图5是概述根据实施例的检测和缓解信道预留的方法的流程图；
图6是示出根据实施例的将无线设备指定为违规者的方法的流程图；
图7是示出根据实施例的将无线设备指定为违规者的另一种方法的流程图；
图8是示出根据实施例的可以检测和缓解激进预留的无线设备的交互图；
图9是示出根据实施例的缓解激进介质预留的方法的流程图；
图10是示出根据实施例的汽车内的网络的框图；以及
图11是示出根据实施例的电子设备的框图。
具体实施方式
描述了用于缓解激进介质预留的设备、系统和方法。在以下描述中，为了解释的目的，阐述了许多示例和实施例以便提供对要求保护的主题的透彻理解。对本领域技术人员来说显而易见的是，要求保护的主题可以在其他实施例中实践。现在简要介绍一些实施例，然后与从图1开始的其他实施例一起更详细地讨论。
使用IEEE 802.11无线协议进行通信但在不同网络中操作的设备可以共享对同一信道的访问。为了使同信道干扰最小化，无线设备根据载波侦听多路访问和冲突避免(CSMA-CA)协议争用使用信道。网络信道指代用于通信的网络介质的一部分(例如，频带)。
CSMA/CA协议利用载波侦听作为一道防线来避免多个无线设备同时在同一信道上进行传输。载波侦听检测信道是空闲还是繁忙，并且包括物理载波侦听和/或虚拟载波侦听。物理载波侦听检测信道是否由于当前帧而繁忙，而虚拟载波侦听检测信道是繁忙还是预留用于紧接在当前帧之后传输的未来帧。
虚拟载波侦听允许无线设备为其旨在传送的帧预留信道。预留持续时间可以在802.11介质访问控制(MAC)报头持续时间字段中携带，该字段是(例如，无线设备的)MAC实体之间交换的MAC协议数据单元(MPDU)的一部分。MAC报头中的持续时间值指示在当前帧(例如，持续时间值所位于的帧)之后完成帧传输所要求的时间，包括帧间间隔。在实施例中，持续时间值表示一个或多个帧间间隔(例如，短帧间间隔(SIFS))，以及预期接收者与发送者传送一个或多个帧的时间(以微秒为单位)。能够解码802.11MAC报头的无线设备提取持续时间字段值并将其保存为网络分配向量(NAV)值，以在指定的时间量(例如，以微秒为单位)内将介质标记为繁忙。然后，无线设备从初始NAV值开始倒计时，并且只要NAV值非零，就可以认为信道是繁忙的或被预留的。
一些无线设备(例如，站、AP)滥用802.11MAC报头中的持续时间字段来激进地预留信道并延迟共享信道的其他无线设备的访问。激进信道预留可以包括符合标准的和/或不符合标准的(例如，≥每个接入类别的传输机会(TXOP)最大值，以毫秒为单位)信道预留持续时间，这些持续时间“占用(hog)”了用于无线设备自己的网络传输的介质。当相邻网络中的一个或多个无线设备解码并遵守这些激进预留时，可能会导致这些无线设备遭受较差的网络性能，尤其是当它导致时延关键的音频、语音或视频数据的延迟时。
一旦通过载波侦听确定信道是空闲的，则处理继续进行冲突避免。在冲突避免中，无线设备可以等待帧间空间延迟，该帧间空间延迟取决于无线设备希望发送的帧的类型。例如，较高优先级的帧(例如，ACK帧)可以等待SIFS，而较低优先级的数据帧可以等待分布式协调功能(DCF)帧间空间(DIFS)。在帧间空间延迟之后，无线设备可以等待基于争用窗口的回退周期，然后它可以在介质上传输帧。争用窗口是无线设备从中随机选择回退值的时隙范围。随机选择的回退值确定在无线设备可以传输其帧之前信道应该空闲多长时间(例如，以时隙为单位)。争用窗口的范围可以根据正在传输的数据的访问类别进行调整。
争用延迟可能是影响无线局域网(WLAN)性能的重要因素。传统的无线设备不采用任何技术来主动识别实施激进介质预留的无线设备，这种激进介质预留不公平地导致其他网络遭受服务中断。本文描述的实施例检测第一无线设备的介质预留的模式，例如，通过检测第一无线设备已经指示满足或超过阈值持续时间值的预留持续时间。响应于检测到介质预留的模式，实施例提供缓解操作以防止第二无线设备将介质让给指示预留持续时间的第一无线设备。在实施例中，第二无线设备然后可以在介质被无线设备预留的时间段期间经由介质进行通信。
检测介质预留的模式可以包括分析各种预留属性，其可以包括但不限于预留持续时间、介质空闲周期、可疑帧之间的间隔、可疑帧的数量、可疑帧源和/或接收者。在实施例中，检测介质预留的模式可以包括将预留属性彼此进行比较和/或与预留阈值进行比较。
缓解操作可以包括清除本地NAV值，然后将缓解信号发送到远程无线设备。在一个实施例中，缓解信号可以使远程无线设备切换到在不同信道上进行通信。在另一个实施例中，缓解信号包括这样的帧：其以选定时间、功率、长度、方向和/或频率(例如，使用发射波束成形或窄带传输)传输，以便干扰远程无线设备解码由第一无线设备发送的帧的能力(例如，预留)。在其他实施例中，缓解信号可以是使远程无线设备清除其自己的NAV的WLAN帧，例如，CFend帧或具有忽略由第一无线设备发送的预留的指令的供应商特定信息元素。因此，使用本文描述的技术的无线设备不会遭受服务中断(例如，通常不知道原因)，而是可以检测介质占用者的存在并提供适当的缓解操作，以便流量可以在流量常规地被延迟的时段期间继续进行。
下面的详细描述包括对附图的参考，这些附图形成了详细描述的一部分。附图显示了根据实施例的图示。这些实施例，在本文中也称为“示例”，被足够详细地描述以使本领域技术人员能够实践所要求保护的主题的实施例。可以组合实施例，可以使用其他实施例，或者可以进行结构、逻辑和电气上的改变而不脱离所要求保护的范围。因此，以下详细描述不应被理解为限制意义的，并且范围由所附权利要求及其等同物来定义。
图1是示出根据实施例的重叠网络100的网络图。在实施例中，网络1 102和网络2120各自是可以利用基于802.11的通信协议在其无线设备之间通过公共信道(例如，信道1)进行通信的无线本地WLAN。尽管关于2.4GHz频带内的WLAN信道描述了实施例，但应注意，本文描述的技术同样适用于5GHz和6GHz频带内的任何信道或被激进介质预留延迟的任何其他无线通信。
网络1 102被示为包括无线地耦合到无线设备106、108和110(例如，STA)的无线接入点104(例如，AP)。接入点104可以是硬件接入点或软件启用的接入点(例如，SoftAP)。无线设备106、108和110可以包括但不限于移动电话、平板电脑、后座娱乐系统、个人计算机、物联网(IoT)设备等。在实施例中，网络1 102是移动网络(例如，在汽车内，关于图10更详细地讨论)。移动网络包括两个或更多个无线设备的网络，其中无线设备中的至少一个可以在地理位置之间移动。在一些实施例中(例如，在车辆中)，无线设备中的多于一个(例如，包括AP)可以一起或单独地在地理位置之间移动。
网络2 120被示为包括耦合到无线设备124、126、128和130的基站122。在实施例中，基站122使用基于802.11的帧与网络2 120无线设备进行通信，该帧至少部分地可由显示为在基站122的范围内的网络1 102无线设备解码。在实施例中，基站122以对于网络2120激进地预留(例如，“占用”)用于在网络1和网络2中进行通信的信道的方式使用802.11MAC报头的持续时间字段。当由网络1 102无线设备解码时，这些激进预留会导致争用延迟，从而导致网络1 102中的网络性能不佳。
当网络1 102正在经历服务中断时，可能难以识别性能下降的原因。各种因素可能会影响用于在2.4GHz和/或5Ghz频带中进行通信的无线通信信道的状况。信道拥塞和信道干扰可能增加在同一邻近地区内操作的无线设备所经历的通信中断。当与节点和/或链路相关联的带宽不足并且网络数据流量超过容量时，会发生信道拥塞，从而使网络服务质量恶化。例如，网络信道拥塞可能导致排队延迟、帧或数据分组丢失以及新连接的阻塞。
信道干扰可以包括相邻和/或同信道干扰。例如，在重叠频谱的相邻信道中(例如，2.4GHz范围内的WLAN、BT和ZB)和/或在相邻频谱(例如，蜂窝，例如，长期演进(LTE)频段7和频段40)中相对于期望射频(RF)信号的干扰RF信号可能会导致频率、互调和/或谐波干扰。由于解码错误可能阻碍在期望RF信号中编码的分组的成功重组，这些干扰RF信号可能显著增加分组丢失。
由争用延迟引起的同信道干扰可能导致显著的吞吐量降低和/或时延增加。本文描述的主题的发明人已经发现了用于检测导致网络性能下降的介质预留的模式的技术以及缓解该下降的各种措施。关于图2讨论激进信道预留模式的示例。
图2是示出根据实施例的介质预留模式的时序图。基站122(例如，或另一网络2120节点)可以以能够导致接入点104(例如，或另一网络1 102节点)中的争用延迟的方式预留介质或展示一种或多种介质预留模式。
图2示出了由基站122以间隔(例如，间隔234)发送的一系列帧(例如，包括帧230、231和239)。一对帧之间的间隔可以与另一对帧之间的间隔相同或不同。每个帧包括由箭头的长度表示的预留持续时间(例如，包括预留持续时间232、233和235)。预留持续时间表示无线设备(例如，基站122)声称信道需要空闲以完成通信过程的时间量。可以看出，预留持续时间可以在预留信号之间变化。
对于接入点104，作为基站122帧的在时间A和时间B之间(例如，从帧230开始并以帧231结束)的接收者，信道表现为在时间A和B之间是繁忙的且被预留(例如，信道预留240)，因为在该时段内的连续帧中指示的相邻预留持续时间在时间上重叠，直到最后一个预留持续时间233在时间B到期。在时间B和时间C之间，基站122帧不预留信道并且接入点104可以认为信道是空闲的236(例如，如果介质上的能量水平足够低)，直到接入点104在时间C接收到下一帧237。信道表现为在时间D被基站122预留直到当预留持续时间235到期时的时间E(例如，信道预留242)，此时信道可以被认为是空闲的238，直到下一帧239在时间F出现。
本文描述的实施例识别无线设备进行的对网络性能有害的信道预留的各种模式。如下文将更详细讨论的，可以基于属性的组合来检测预留模式229，这些属性包括但不限于发送者地址、预期接收者地址、帧类型、帧数、帧之间的重复间隔、预留持续时间、信道预留的长度、重复间隔和预留持续时间之间的关系、空闲时间、空闲时间和重复间隔之间的关系、和/或一段时间内的信道预留量(例如，信道预留持续时间的总和)。
一旦已经检测到信道预留的模式，就可以采用各种缓解操作。作为缓解的一个示例结果，图2示出了在接入点104常规地将会响应于信道预留240和242而将信道让给基站122的时段期间，接入点104在信道上与无线设备106传送流量250。关于图3描述了可以在信道预留和/或在信道缓解过程中使用的示例帧格式。
图3是根据实施例的PHY帧300图。在实施例中，PHY帧300符合物理层汇聚协议(PLCP)。PHY帧被示为包括前导码302、报头304和有效载荷数据306。PHY帧300的有效载荷数据306被示为包括MAC报头310，MAC报头310包括可以用于检测预留模式的各种字段。例如，帧控制字段306可以指示协议版本和帧类型/子类型以及其他内容，持续时间字段308可以指示预留持续时间(例如，以微秒为单位)，地址字段312可以分别指示(多个)接收方和(多个)发送方的MAC地址。
用于预留信道的MAC帧可以是管理帧、控制帧、数据帧或帧类型或子类型的组合。在一个实施例中，基站122使用动作无确认(NACK)子类型、用于信道预留的管理帧(例如，240)。如以下将更详细讨论的，无线设备也可以使用MAC帧来缓解激进信道预留。例如，接入点104可以广播或单播CFend控制帧以使另一网络1 102无线设备(例如，108)清除其NAV，从而使其可以在信道上自由通信。关于图4讨论了可以检测和缓解信道预留的模式的无线设备。
图4是示出根据实施例的无线设备400的框图。无线设备400的全部或部分可以在图1的接入点104(例如，或其他网络1 102设备)中的一个或多个中实现，以检测和/或缓解由图1的基站122(例如，或其他网络2 120设备)进行的信道预留的模式。
无线设备400可以设置在诸如印刷电路板(PCB)之类的基板401上。总线系统403可以包括芯片间总线、芯片内总线、共存总线或连接可以设置在IC芯片或分立IC芯片上的电路和/或逻辑块的任何其他通信线路。
在实施例中，处理设备420用于利用在存储器系统422内组织的指令423(例如，固件或微代码)和/或数据结构来实现无线设备400操作。尽管显示为单个块，但处理设备420和存储器系统422可以包括分布在无线设备400的各个块之间的多个共享或专用资源，以实现各个块中的一个或多个的全部或一部分。关于图11更详细地描述了示例处理设备420和存储器系统422。
无线设备400可以包括天线402或通过天线选择器404耦合到天线402，天线选择器404可以包括本领域已知的任何选择逻辑(例如，硬件、软件或组合)。当天线选择器404选择天线时，它将选择的天线耦合到收发器406以用于RF信号接收和发送。在实施例中，每个天线402可以代表一个或多个天线。例如，在一些实施例中，天线选择器404(例如，作为开关电路操作)可以将无线设备400耦合到一个或多个天线阵列(例如，相控阵)和/或天线簇，其包括专门与通信协议逻辑414配对或在通信协议逻辑414之间共享的任意数量的天线(例如，六个或八个)。
收发器406促进根据一种或多种通信协议发送和接收RF信号。在实施例中，当作为接收机操作时，收发器406在模拟域中处理接收到的RF信号，将它们数字化，并解调对应的数字数据以将1和0的解码序列提供给通信协议逻辑414用于由通信协议逻辑414进一步处理(例如，分组处理)。当作为发射机操作时，收发器406通常执行相反的操作，从通信协议逻辑414接收1和0的序列，调制信号，并输出模拟信号用于通过天线402中的一个或多个进行发送。
位置跟踪器410和时间跟踪器412用于分别跟踪与无线设备400相关联的地理位置和时间值。在实施例中，位置跟踪器410包括用于检测GPS坐标的全球定位系统电路(未示出)。替代地或另外，位置跟踪器410可以使用基于来自接入点的信号的三角测量技术或本领域已知的其他位置查找技术来确定无线设备400的位置。时间跟踪器412可以例如利用系统时钟电路(未示出)来跟踪时间或访问远程生成的时间值。
通信协议逻辑414可以包括指令和硬件以支持由一种或多种通信协议标准(例如，根据WLAN、BT、LTE和/或ZB通信协议)定义的通信协议。PHY逻辑415可以包括专用电路和/或处理器执行指令以实现通信协议的电气和物理规范的全部或部分，并且定义无线设备与传输介质之间的关系(例如，OSI参考模型的物理层的全部或部分)。例如，PHY逻辑415可以建立和终止连接，提供争用解决和流控制，并且提供数字数据和对应的无线通信信号之间的调制、解调和/或转换。PHY逻辑可以使用本领域已知的技术来检测与在接收分组的(例如，或帧的)前导码(例如，图3的前导码302)期间在天线处观察到的RF信号相关联的RSSI值。PHY逻辑可以将检测到的RSSI值编码在同一分组的报头中和/或将RSSI值存储在存储器系统422中。
在实施例中，PHY逻辑415包括空闲信道评估(clear channel assessment，CCA)逻辑419，其测量通过收发器406接收的射频信号的能量以提供物理载波侦听。为了实现物理载波侦听，CCA逻辑可以检测存在或不存在802.11帧(例如，基于信号强度)。在一个实施例中，其PLCP报头可以被PHY逻辑成功解码(例如，-82dB的信号检测阈值水平)的传入PHY帧将导致CCA逻辑将介质报告为在针对帧传输完成而计算的时间内繁忙。为了实现物理载波侦听，CCA逻辑还可以测量信道中RF能量的功率(例如，环境能量、干扰源和无法识别的Wi-Fi传输)。如果能量水平大于能量检测阈值水平(例如，-62db)，则确定信道繁忙。应当注意，可以使用适用于特定设计或性能目标的任何信号检测阈值水平和/或能量检测阈值水平，而不背离所要求保护的主题。如果CCA逻辑没有确定信道繁忙，则CCA逻辑可以确定信道空闲(例如，参见图2中的空闲时段236和238)。
MAC逻辑416可以包括专用电路和/或处理器执行指令(例如，控制逻辑)以实现功能和程序模块的全部或部分，以在网络实体(例如，OSI参考模型的数据链路层的全部或部分)之间传输数据。在实施例中，MAC逻辑416可以与PHY逻辑415和天线402一起工作，以根据802.11发射波束成形技术将能量集中到接收机。MAC逻辑416还可以促进到选定信道内的接收机的窄带传输，以增强接收机处的帧功率。在实施例中，MAC逻辑416可以针对信息检查MAC帧字段，无线设备可以使用这些信息来实现虚拟载波侦听以及检测和缓解激进介质预留。用作预留信号的MAC帧可以是管理帧、控制帧、数据帧或帧类型或子类型的组合。MAC逻辑416可以解析MAC报头以确定帧类型、基站(例如，发送者)的MAC地址和目的地(例如，广播)以及预留持续时间(例如，以微秒为单位)，并且将这些值作为属性424存储在存储器中以供预留模式检测器408和/或预留缓解器418使用，下面将进一步讨论。
为了实现虚拟载波侦听，MAC逻辑416可以从MAC报头中提取持续时间字段值，并且将其作为NAV值425保存在存储器系统422中，以在持续时间字段中指定的时间量(例如，以微秒为单位)内将介质标记为繁忙。MAC逻辑416随后可以对NAV值进行倒计时，并且只要NAV值非零，就认为信道是繁忙的或预留的。MAC逻辑还可以响应于随后的帧和/或缓解信号(例如，下面讨论的)来更新NAV值，或清除存储在存储器系统422中的NAV值。
在实施例中，无线设备400可以是802.11ax兼容的并且与基本服务集(BSS)颜色相关联。在这样的实施例中，无线设备400可以在PHY层和MAC子层两者处对BSS颜色信息进行编码和解码。例如，PHY逻辑415可以对802.11ax PHY报头的SIG-A字段中的BSS颜色信息进行编码和/或解码。MAC逻辑416可以对MAC管理帧的HE操作信息元素中的BSS颜色信息进行编码和/或解码。
通信协议逻辑414还可以包括基带逻辑417，其包括专用电路和/或处理器执行指令以根据BT通信协议标准管理物理信道和链路以及其他服务，例如，纠错、数据白化、跳选择和安全性。基带逻辑417可以包括与上方BT协议层中的BT链路管理器(未示出)一起工作以执行链路级例程(例如，链路连接和功率控制)的链路控制器。基带逻辑417还可以管理异步和同步链路、处理分组并进行寻呼和查询以访问和查询该区域中的BT设备。
在实施例中，协作共存硬件机制和算法使通信子系统能够并发地和/或同时地操作。例如，无线设备400可以被包括在片上系统上，该片上系统包括通过(多个)共存接口耦合到WLAN通信资源的BT通信资源和/或ZB通信资源。
协作共存技术提供了一种方法，通过该方法，用于多种通信协议的通信资源可以并置在一个设备(例如，小外形规格设备)上。共存解决方案可以在芯片级、板级、软件级(例如，固件)和/或通过天线实现。在一个实施例中，WLAN、BT和/或ZB子系统之间的协作共存可以通过分组流量仲裁(PTA)逻辑(未示出)，使用PTA在数据类型和应用之间的优先级划分方法和/或用于追求针对多网络通信系统的特定情况和设计约束的最佳性能的其他仲裁算法来实现。通过PTA实施例，可以实现在嵌入式系统上同时进行语音、视频和数据传输的整体质量。在一些实施例中，根据本文描述的实施例检测到的预留模式可以作为共存操作的一部分被共享，以供无线设备400支持的多个通信资源中的一个或多个通信资源进行通信。
预留模式检测器408用于检测另一无线设备进行的信道预留，并且基于检测到的预留模式将该无线设备指定为违规者。在实施例中，预留模式检测器408取回并使用与预留相关联的属性(例如，MAC帧)来检测激进预留。预留模式检测器408可以通过专用硬件和/或通过处理指令423来实现，并且虽然被示为单独的块，但是预留模式检测器408可以全部或部分地通过收发器406、通信协议逻辑414、预留缓解器418来实现，和/或通过存储在存储器系统422中的处理指令423来实现。
在一些实施例中，预留模式检测器408可以包括模拟和/或数字逻辑和/或测量电路以确定与预留信号相关联的属性。预留模式检测器408可以通过收听或扫描RF信号和/或嗅探信道上的分组广播来获得预留属性。预留模式检测器408还可以对在信道上传送的分组进行嗅探和/或计数以获得预留信号属性。例如，预留模式检测器408可以从通信协议逻辑414或存储器系统422(例如，属性424)取回预留持续时间值、发送机会值、发送者和接收者所属的SSID和/或与预留相关联的信道标识符。预留模式检测器408还可以利用计数器逻辑(未示出)对帧数进行计数，利用定时电路(未示出)来计算重复间隔，以及利用存储在存储器系统422中的各种预留阈值426来识别激进预留模式。
在实施例中，可以触发预留模式检测器408以基于各种事件或条件启动预留模式检测。这样的事件或条件可以从远程设备接收和/或作为阵列存储在存储器系统422中。例如，预留模式检测器408可以响应于无线设备400接近由位置跟踪器410检测到的特定地理位置、检测到的拥塞或干扰水平(例如，争用延迟)和/或由时间跟踪器412检测到的一天中的特定时间而开始检测预留模式。
预留缓解器418用于缓解由激进信道预留引起的争用延迟。一旦无线设备(例如，基站122)已经被指定为违规者，预留缓解器418可以为无线设备400本身或同一网络中的另一无线设备提供多种缓解操作中的一个或多个。例如，缓解操作可以使无线设备400或向同一网络中的另一无线设备发信号忽略由网络外设备断言的某些信道预留(例如，通过清除与信道预留相关联的NAV值)。预留缓解器418可以通过专用硬件和/或处理指令423来实现。缓解操作可以包括预留缓解器418以干扰其他无线设备接收后续帧(例如，预留帧)的选定时间、功率、长度、方向和/或频率或发送缓解信号(例如，帧)。
图5-9示出了检测和/或缓解信道预留的示例方法。每个示例方法可以通过处理逻辑来执行，处理逻辑包括硬件(电路、专用逻辑等)、软件(例如，在通用计算系统或专用机器上运行)、固件(嵌入式软件)或它们的任何组合。在各种实施例中，可以如关于图4的无线设备400所示和描述的那样执行这些方法。
图5是概述根据实施例的检测和缓解信道预留的方法500的流程图。在框502，预留模式检测器408检测无线设备的预留模式129。在框504，预留模式检测器408基于检测到的预留模式将无线设备指定为违规者。将关于图6-8讨论预留模式检测器408的进一步操作。在框506，预留缓解器418为第二无线设备提供缓解操作。将关于图8和图9讨论预留缓解器418的进一步操作。
图6是示出根据实施例的将无线设备指定为违规者的方法600的流程图。在框602，无线设备400(例如，接入点104)从另一无线设备(例如，基站122)接收多个帧(例如，在图2中，以帧230开始并以帧231结束))。在框604，预留模式检测器408确定与多个帧相关联的预留持续时间(例如，预留持续时间232)。应当注意，单独的帧中的预留持续时间可以彼此相同或不同。例如，重复持续时间可以是多个帧中的预留持续时间的函数(例如，平均值)。在框606，预留模式检测器408确定与多个帧相关联的重复间隔(例如，间隔234)。单独的帧之间的间隔可以彼此相同或不同，并且在一些实施例中，重复间隔是多个帧的对之间的间隔的函数(例如，平均值)。
在框608，预留模式检测器408将所确定的预留持续时间与所确定的重复间隔进行比较。在框610，预留模式检测器408基于比较将第一无线设备指定为违规者(例如，信道占用者)。例如，如果预留模式检测器408确定预留持续时间满足或超过阈值重复间隔部分(例如，间隔的选定部分)，则它可以认为发送方是占用者。在另一个示例中，参考图2，当接入点104使用其预留模式检测器408确定间隔234短于预留持续时间232时，预留模式检测器408可以将基站122识别为占用者。在一些实施例中，预留模式检测器408可以等待将基站122识别为占用者，直到与重复间隔和预留持续时间相关联的多个帧达到或超过阈值连续帧数量。在实施例中，预留模式检测器408可以基于无线设备的位置、一天中的时间、一周中的一天和/或要在信道上传送的流量类型(例如，语音、音频、视频或数据)的时延敏感度来设置阈值帧数和/或阈值间隔部分。
图7是示出根据实施例的将无线设备指定为违规者的另一方法700的流程图。在框702，无线设备400(例如，接入点104)从另一无线设备(例如，基站122)接收下一帧(例如，在图2中，帧237)。在框704，预留模式检测器408确定帧的预留持续时间(例如，预留持续时间235)是否满足或超过阈值预留持续时间。在实施例中，阈值预留持续时间是基于传输机会(TXOP)值来选择的，该TXOP值表示基站122在赢得信道争用之后被分配用于发送帧的时间量。如果预留持续时间不满足阈值预留持续时间，则该帧不被认为是可疑帧，并且无线设备400在框702等待下一帧。如果预留持续时间确实满足或超过阈值预留持续时间，则方法700进行到框706。
在框706，预留模式检测器408确定空闲持续时间(例如，在图2中，空闲238)是否小于或等于阈值空闲持续时间值。再次参考图2，虽然在时间E和F之间没有预留信道，但是空闲时段238可能如此短以至于接入点104在一段时间内被高效地排除使用信道。因此，可以选择阈值空闲持续时间值来检测高效地使无线设备400不争用信道的预留模式。例如，可以基于预留持续时间235、重复间隔234和/或信道空闲的时段内的可用时隙的数量来选择阈值空闲持续时间值。如果空闲持续时间不满足阈值空闲持续时间值，则该帧不被认为是可疑帧，并且无线设备400在框702等待下一帧。如果空闲持续时间确实满足或超过阈值空闲持续时间值，方法700进行到框708。
在框708，预留模式检测器408递增来自另一无线设备的可疑帧的数量的计数。在图2中，接入点104将帧237视为可疑帧，因为检测到的预留持续时间235、重复间隔234和空闲持续时间238被视为潜在地是激进信道预留的模式的一部分。
在框710，预留模式检测器408确定可疑帧的数量是否大于或等于阈值可疑帧数。如果不是，则无线设备400在框702等待接收后续帧。当已达到阈值可疑帧数时，无线设备400进行到框712，其中预留模式检测器408将另一无线设备指定为违规者(例如，信道占用者)。在一些实施例中，可疑帧是从另一无线设备接收的连续帧。当已达到阈值可疑帧数时，预留模式检测器408认为所有可疑帧及其相关联的预留持续时间、重复间隔和空闲时段构成激进预留模式。
在实施例中，预留模式检测器408可以基于无线设备的位置、一天中的时间、一周中的一天和/或要在信道上传送的流量类型(例如，语音、音频、视频或数据)的时延敏感度来设置阈值预留持续时间、空闲持续时间和/或阈值可疑帧数。例如，当正在传送对时延敏感的流量时，与针对数据流量选择的阈值预留持续时间和可疑帧数相比，可以选择较低的阈值预留持续时间和可疑帧数。
图8是示出根据实施例的可以检测和缓解激进预留的无线设备的交互图。图8被示为包括网络2 120基站122发出预留802(例如，经由帧)以预留网络1 102正在用于通信的信道。图8示出了一旦基站122已被识别为占用者(例如，违规者)，各种网络1 102设备可以进行的示例缓解操作。
尽管在一些实施例中接入点104可以被描述为提供某些缓解操作和/或缓解信号，但是其他网络1 102设备取决于它们的操作模式(例如，STA、AP、SoftAP、P2P AGO所有者)可以提供相同的缓解操作和/或缓解信号，而不背离所要求保护的主题。类似地，接入点104(例如，或其他网络1 102设备)可以提供被描述为由无线设备106提供的缓解操作和/或缓解信号。
作为缓解操作的一部分，接入点104(例如，或其他网络1 102设备)可以清除其与基站122进行的预留相关联的NAV值。随着其NAV值被清除，接入点104(例如，或其他网络1102设备)不需要将信道让给基站122。在实施例中，当接入点104(例如，或其他网络1 102设备)想要向其他网络1 102设备发送流量时，采用该缓解操作。
在一些实施例中，由接入点104发送的缓解信号804是编码有指令的帧，该指令使无线设备106(例如，和/或其他网络1 102设备)将网络1 102通信切换到与网络2 120正在使用的信道不同的信道。
在一些实施例中，缓解操作包括指示正在被网络1 102和网络2 120两者使用的信道是空闲的，使得网络1 102设备中的一个或多个将不会由于指定的占用者而延迟经由信道进行的通信。这在图2的示例中示出，其中基站从时间A到时间F被指定为占用者，并且接入点104被示为在基站122正在占用或被指定为占用者的时段期间与无线设备106传送流量250。
在实施例中，缓解操作可以包括向另一网络1 102设备提供缓解信号以指示尽管基站122进行了预留但信道是空闲的。例如，当接入点104想要接收来自无线设备106的流量，但无线设备106未被配置为如本文所述检测和缓解占用者时，这会是有用的。当无线设备106发现占用者间隔之间的中等间隙并向接入点104发送请求发送(RTS)帧时，问题发生。在接入点104如上所述清除其NAV之后，接入点104可以用清除发送(CTS)来响应，以向无线设备指示信道已打开以进行通信。
在一些实施例中，缓解信号可以包括由接入点104发送到无线设备106以使无线设备106清除其与预留802相关联的NAV值的CFEnd帧。CFend帧可以以被选择使得网络1 102设备接收到CFend帧但网络2 120设备(或其他相邻网络)不太可能接收到CFend帧的功率水平来发送。例如，接入点104可以使用检测到的RSSI值和与网络1设备相关联的发射功率来选择发送CFend帧的功率水平。
在接入点104(例如，SoftAP)和无线设备106(例如，站)由同一供应商提供的实施例中，缓解信号可以包括802.11供应商特定信息元素，该802.11供应商特定信息元素对用于忽略从占用基站122(例如，或另一占用网络2 120设备)的地址断言的预留的指令进行编码。以此方式，缓解信号可以防止无线设备106将介质让给基站(例如，或其他网络2设备)进行的传输。
在实施例中，网络1 102是与BSS颜色相关联的802.11ax网络。如果基站122(例如，或其他指定的占用者)不与BSS颜色相关联(例如，网络2 120是802.11ac网络)，则接入点104可以清除其自己的NAV，并且发送一个或多个帧作为缓解信号，以通知无线设备106(例如，和/或其他网络1 102设备)忽略来自基站122的地址的未来预留。如果占用基站122也是802.11ax设备但具有不同的BSS颜色，则接入点104可以进行缓解操作，以使网络1 102设备清除它们的NAV，并且忽略与基站122的地址相关联的后续预留。如果占用基站122是具有与网络1 102相同的BSS颜色的802.11ax设备，则接入点102可以设置新的BSS颜色，并且忽略与占用基站122的BSS颜色相关联的预留。在设备彼此紧密物理接近的汽车和其他网络中，网络1 102设备使用的缓解操作可以包括RF/PHY去感测技术，以确保它们被调谐到接收在地理区域内的网络1 102分组，从而减少接收从地理区域外发送的占用者帧/流量的机会。关于图9描述了一种提供充当RF干扰的缓解信号的方法。
图9是示出根据实施例的缓解激进介质预留的方法900的流程图。在框902，(例如，图8中的无线设备106的)预留模式检测器408将另一无线设备(例如，基站122)指定为违规者。在框904，(例如，无线设备106的)预留缓解器418确定与由违规无线设备发送的帧(例如，图8的预留802)相关联的定时。例如，参考图2，预留缓解器418可以使用与基站122发送的帧相关联的间隔234来预测或确定基站122何时将发送后续帧。
在框906，预留缓解器408对缓解信号(例如，图8中的缓解808)的传输进行定时，以干扰无线设备(例如，无线设备108)对由违规无线设备(例如，基站122)发送的帧(例如，预留802)中的一个或多个的接收。干扰由图8中的爆炸图标810指示。当网络1 102设备相比任何网络2 120设备(例如，位于灯柱或加油站屋顶上)更靠近彼此(例如，在汽车网络中)时，该方案可以特别好地起作用。
例如，在知道基站122(例如，占用者)将在第一预留持续时间到期之前发送背靠背预留扩展的情况下，无线设备106(已经如上所述清除其自己的NAV)可以大约与占用者发送预留帧同时发送802.11空数据帧或CTS至无处(CTS-to-nowhere)帧以“压制”该占用者传输，使得无线设备108将无法成功解码占用者的帧——从而最终导致无线设备108的清除NAV。可以选择干扰缓解信号(例如，任何802.11帧)的长度以增加干扰无线设备108对预留802进行解码的能力的概率。替代地或另外，无线设备106可以利用发射波束成形或窄带传输，以便将缓解信号的功率集中在无线设备处，从而增加干扰无线设备108对预留802进行解码的能力的概率。
图10是示出根据实施例的汽车内的网络的框图。无线系统1060促进与无线设备和在无线设备之间的无线通信，该无线设备与汽车1002相关联。与汽车1002相关联的无线设备可以包括但不限于控制台显示器1062、移动电话1064、膝上型计算机1068、后座娱乐设备(RSE)1070、远程计算机1066、其他汽车1072和遥控器1074。在实施例中，无线系统1060可以包括能够通过Wi-Fi、Bluetooth和LTE通信协议与无线设备中的一个或多个进行通信的信息娱乐头部单元。
由无线系统1060通过Wi-Fi促进的、无线设备进行的以及在无线设备之间的示例无线通信可以包括显示共享、多媒体分发(例如，到RSE)、互联网接入(例如，网络共享、外部热点)和EV无线充电。无线系统1060可以将802.11p用于车对车通信。由无线系统1060通过Bluetooth促进的、无线设备进行的以及在无线设备之间的示例无线通信可以包括免提语音、媒体流送、无钥匙进入、自动停车、胎压监测和远程传感器控制。无线系统1060可以将LTE用于数据连接以卸载媒体服务和用于OEM空中更新。应当注意，在不背离所要求保护的主题的情况下，可以使用其他通信协议来实现用于上述各种功能的通信。汽车1002中的移动网络(例如，汽车网络)中的一个或多个可能容易受到地理位置中的信道争用延迟的影响。
当汽车(例如，以及移动网络)移动到不同的地理位置时，汽车内的移动网络可能会经历信道占用。在某些情况下，在一天中的不同时间在地理位置的占用的存在和活动可能对汽车内的网络的性能产生负面影响。
现在关于图11描述可以完全或部分地包括和/或操作图4的无线设备400的示例实施例的电子设备。
图11是示出根据实施例的电子设备1100的框图。电子设备1100可以是计算机系统的形式，在该计算机系统中可以执行指令集以使电子设备1100执行本文讨论的方法中的任何一种或多种方法。电子设备1100可以作为独立设备操作或者可以连接(例如，联网)到其他机器。在联网部署中，电子设备1100可以在服务器-客户端网络环境中以服务器或客户端机器的能力操作，或者在P2P(或分布式)网络环境中作为对等机器操作。
电子设备1100可以是物联网(IoT)设备、服务器计算机、客户端计算机、个人计算机(PC)、平板电脑、机顶盒(STB)、VCH、个人数字助理(PDA)、移动电话、网络设备、网络路由器、交换机或桥接器、电视机、扬声器、遥控器、监视器、手持多媒体设备、手持视频播放器、手持游戏设备、或控制面板，或能够执行一组指令(顺序或其他)的任何其他机器，该组指令指定该机器要采取的动作。此外，虽然仅示出了单个电子设备1100，但术语“设备”还应被理解为包括单独或联合执行一组(或多组)指令以执行本文讨论的方法中的任何一种或多种方法的机器的任何集合。
电子设备1100被示为包括(多个)处理器1102。在实施例中，电子设备1100和/或(多个)处理器1102可以包括(多个)处理设备1105，例如，由Cypress Semiconductor公司(San Jose，California)开发的片上系统处理设备。替代地，电子设备1100可以包括本领域普通技术人员已知的一个或多个其他处理设备，例如，微处理器或中央处理单元、应用处理器、主机控制器、控制器、专用处理器、DSP、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等。总线系统1101可以包括通信块(未示出)，以通过(多个)通信设备1109和/或总线系统1101与诸如嵌入式控制器或应用处理器之类的内部或外部组件通信。
电子设备1100的组件可以驻留在公共载体基板上，例如，IC管芯基板、多芯片模块基板等。替代地，电子设备1100的组件可以是一个或多个单独的IC和/或分立组件。
存储器系统1104可以包括易失性存储器和/或非易失性存储器，它们可以通过总线系统1101相互通信。存储器系统1104可以包括例如随机存取存储器(RAM)和程序闪存。RAM可以是静态RAM(SRAM)，并且程序闪存可以是非易失性存储装置，其可以用于存储固件(例如，可由(多个)处理器1102执行以实现本文描述的操作的控制算法)。存储器系统1104可以包括指令1103，当指令1103被执行时执行本文描述的方法。可以动态地分配存储器系统1104的部分以提供缓存、缓冲和/或其他基于存储器的功能。
存储器系统1104可以包括提供机器可读介质的驱动单元，在该机器可读介质上可以存储体现本文描述的方法或功能中的任何一种或多种的一组或多组指令1103(例如，软件)。指令1103还可以在由电子设备1100执行期间完全或至少部分地驻留在存储器系统1104的其他存储器设备内和/或(多个)处理器1102内，在一些实施例中，这构成机器可读介质。指令1103还可以通过(多个)通信设备1109在网络上发送或接收。
虽然机器可读介质在一些实施例中是单个介质，但术语“机器可读介质”应该被理解为包括存储一组或多组指令的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库，和/或相关联的高速缓存和服务器)。术语“机器可读介质”还应当被认为包括能够存储或编码一组指令以供机器执行并且使机器执行本文描述的示例操作中的任何一个或多个的任何介质。因此，术语“机器可读介质”应被理解为包括但不限于固态存储器以及光和磁介质。
电子设备1100被进一步示出为包括(多个)显示接口1106(例如，液晶显示器(LCD)、触摸屏、阴极射线管(CRT)以及对显示技术的软件和硬件支持)、(多个)音频接口1108(例如，麦克风、扬声器以及对麦克风输入/输出和扬声器输入/输出的软件和硬件支持)。电子设备1100还被示出为包括(多个)用户接口1110(例如，键盘、按钮、开关、触摸板、触摸屏以及对用户接口的软件和硬件支持)。
以上描述旨在说明性而非限制性的。例如，上述实施例(或其一个或多个方面)可以彼此组合使用。在阅读以上描述后，其他实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。在本文件中，如专利文件中常见的那样，使用术语“一”或“一个”来包括一个或多于一个。在本文档中，术语“或”用于指代非排他性的或，因此“A或B”包括“A但不是B”、“B但不是A”和“A和B”，除非另有说明。如果本文档与以引用方式并入的那些文档之间的用法不一致，则所引用的参考文献中的用法应视为对本文档的补充；对于不可调和的不一致，本文档中的用法将取代任何并入的参考文献中的用法。
尽管已经参考特定实施例描述了要求保护的主题，但是显然可以对这些实施例进行各种修改和改变而不背离所要求保护的更宽泛的精神和范围。因此，说明书和附图被认为是说明性的而不是限制性的。权利要求的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求所享有的等同物的全部范围来确定。在所附权利要求中，术语“包含(including)”和“在其中(“in which)”用作相应术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的简单英语等价物。此外，在所附权利要求中，术语“包含”和“包括”是开放式的；系统、设备、物品或过程(包括除权利要求中该术语之后列出的元素之外的元素)仍被视为落入该权利要求的范围。此外，在所附权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标签，并不旨在对其对象施加数字要求。
提供本公开内容的摘要以符合37C.F.R.§1.72(b)，其要求提供摘要，使读者能够快速确定技术公开的性质。应理解摘要不应被用来解释或限制权利要求的范围或含义。

Claims (24)

1.一种方法，包括：
检测由第一无线设备进行的介质预留的模式，包括检测所述第一无线设备已经指示满足或超过阈值持续时间值的预留持续时间，其中，所述预留持续时间用于预留介质；以及
响应于检测到所述介质预留的模式，提供缓解操作以防止第二无线设备将所述介质让给所述第一无线设备。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，检测所述第一无线设备已经指示满足或超过所述阈值持续时间值的所述预留持续时间包括检测与从所述第一无线设备接收的两个或更多个帧相关联的预留持续时间的总和满足或超过所述阈值持续时间值。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，检测由所述第一无线设备进行的介质预留的模式包括检测所述介质的空闲时段小于阈值空闲时段。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，检测由所述第一无线设备进行的介质预留的模式包括检测从所述第一无线设备接收的多个帧指示满足或超过所述阈值持续时间值的预留持续时间，并且所述帧的数量满足或超过阈值帧数。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，检测由所述第一无线设备进行的介质预留的模式包括确定从所述第一无线设备接收的多个帧的间隔，并且将所述多个帧的预留持续时间与所述多个帧的间隔进行比较。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定从所述第一无线设备接收的多个帧的间隔，其中，提供所述缓解操作包括使用所确定的间隔来确定发送缓解信号以干扰所述第二无线设备接收所述多个帧中的至少一个的时间；以及
在所确定的时间向所述第二无线设备发送所述缓解信号。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，向所述第二无线设备发送所述缓解信号包括使用发射波束成形或窄带传输进行发送。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，提供所述缓解操作包括经由所述介质向所述第二无线设备发送缓解信号以使所述第二无线设备切换到经由另一无线介质的通信。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，提供所述缓解操作包括使所述第二无线设备清除与由所述第一无线设备指示的所述预留持续时间相关联的网络分配向量(NAV)值。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，使所述第二无线设备清除与由所述第一无线设备指示的所述预留持续时间相关联的所述NAV值包括发送CFend控制帧。
11.根据权利要求9所述的方法，还包括：响应于使所述第二无线设备清除所述NAV值，使用所述第二无线设备，在所述介质由所述第一无线设备预留的时间段期间经由所述介质进行通信。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述缓解信号包括供应商特定信息元素(IE)，所述供应商特定信息元素(IE)识别所述第一无线设备以防止所述第二无线设备将所述介质让给由所述第一无线设备进行的传输。
13.一种集成电路(IC)，包括：
模式检测器，其被配置为检测由第一无线设备进行的信道预留的模式，其中，所述模式检测器被配置为检测从所述第一无线设备接收的多个预留帧指示满足或超过阈值持续时间值的预留持续时间，并且所述预留帧的数量满足或超过阈值帧数；以及
预留缓解器，其响应于对所述信道预留的模式的所述检测，被配置为提供缓解操作以防止第二无线设备将信道让给所述第一无线设备。
14.根据权利要求13所述的IC，其中，所述模式检测器被配置为检测所述信道的空闲时段小于阈值空闲时段以检测所述信道预留的模式。
15.根据权利要求13所述的IC，其中，所述模式检测器被配置为确定所述多个预留帧的间隔，其中，所述模式检测器被配置为将所述预留持续时间与所述间隔进行比较以检测所述信道预留的模式。
16.根据权利要求13所述的IC，其中，所述预留缓解器被配置为对缓解信号的传输进行定时以干扰所述第二无线设备对由所述第一无线设备发送的至少一个预留帧的接收，其中，所述缓解信号包括帧。
17.根据权利要求13所述的IC，其中，所述预留缓解器被配置为经由所述信道向所述第二无线设备发送缓解信号以使所述第二无线设备经由另一信道进行通信。
18.根据权利要求13所述的IC，其中，所述预留缓解器被配置为经由所述信道发送缓解信号，其中，所述缓解信号包括CFend帧，所述CFend帧被配置为使所述第二无线设备清除与所述第一无线设备相关联的网络分配向量(NAV)值。
19.根据权利要求13所述的IC，其中，所述IC包括所述第二无线设备，其中，所述缓解操作被配置为使所述第二无线设备清除与所述第一无线设备相关联的网络分配向量(NAV)值，其中，所述第二无线设备被配置为在所述信道由所述第一无线设备预留的时间段期间经由所述信道进行通信。
20.一种系统，包括：
一个或多个天线，其被配置为发送和接收射频信号；以及
耦合到所述天线的集成电路(IC)，所述IC包括：
模式检测器，其被配置为检测由第一无线设备进行的信道预留的模式，其中，为了检测所述信道预留的模式，所述模式检测器被配置为检测从所述第一无线设备接收的多个预留帧指示满足或超过阈值持续时间值的预留持续时间；以及
预留缓解器，其响应于对所述模式的所述检测，被配置为提供缓解操作以使第二无线设备清除与所述第一无线设备相关联的网络分配向量(NAV)值。
21.根据权利要求20所述的系统，其中，为了检测所述信道预留的模式，所述模式检测器被配置为确定所述多个预留帧的间隔小于多个帧的所述预留持续时间。
22.根据权利要求20所述的系统，其中，所述预留缓解器被配置为对缓解信号的传输进行定时以干扰所述第二无线设备对由所述第一无线设备发送的至少一个预留帧的接收，其中，所述缓解信号包括帧。
23.根据权利要求20所述的系统，其中，所述预留缓解器被配置为向所述第二无线设备发送缓解信号，其中，所述缓解信号包括被配置为使所述第二无线设备清除与所述第一无线设备相关联的网络分配向量(NAV)值的MAC帧。
24.根据权利要求20所述的系统，其中，所述IC包括所述第二无线设备，所述第二无线设备被配置为清除与所述第一无线设备相关联的网络分配向量(NAV)，并且在所述信道被指示为由所述第一无线设备预留的时间段期间经由所述信道进行通信。
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