CN1853375A - 可变sdma确认超时 - Google Patents

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Abstract

在一个在超时时段内对可变长度的发送进行确认的空分多址系统中，一个已完成其发送的台站可以延迟开始超时时段，直到它确定同一信道上的其他台站已完成了它们的发送为止。

Description

可变SDMA确认超时
背景
为了解决无线数据通信系统所面临的日益增长的带宽需求问题，正在开发多种技术以允许多个设备通过共享单条信道来与单个基站通信。在一种这样的技术中，假设多个移动设备位于距基站足够不同的方向上，则基站可以在相同的频率上同时向这些移动设备发送单独的信号或者从这些设备接收单独的信号。为了从基站进行发送，可以从多个空间上分离的天线中的每一个基本同时地发送不同的信号，使得合并的(combined)发送是定向的，即，想要发往每一个移动设备的信号可以在该移动设备的方向上相对较强，而在其他方向上相对较弱。类似地，基站可以通过多个空间上分离的天线中的每一个，在相同的频率上同时从多个独立的移动设备接收合并的信号，并且通过适当的信号处理将从多个天线接收到的合并信号分割为来自每个移动设备的单独信号，使得接收也是定向的。
在目前提出的规范下，例如IEEE 802.11(IEEE是位于3 Park Avenue，17th floor，NewYork，New York的电气电子工程师学会的缩写)，每个移动设备可以发送可变长度的数据块，然后在该数据块后的预定超时时段中等待来自基站的确认，以表明基站接收到了该数据块。如果基站在相同的频率上发送和接收，则该事实将使得基站不能同时发送和接收，从而基站在发出任何确认前要一直等到所有到来的数据块全部完成为止。然而，由于数据块具有可变长度，所以发送短数据块的移动设备可能在基站仍然在从另一个移动设备接收长数据块时遭遇确认超时。这样造成的短数据块的不必要重传可能会导致数据通信在整体上效率不高，并且在某些环境下甚至会导致服务中断。
附图说明
参考以下描述和用来图示说明本发明的实施方案的附图，可以理解本发明。在附图中：
图1根据本发明的实施方案示出了通信网络的图。
图2根据本发明的实施方案示出了与一个基站和多个移动设备有关的通信序列的时序图。
图3根据本发明的实施方案示出了使用信道清空检测的方法的流程图。
图4根据本发明的实施方案示出了移动设备的框图。
具体实施方式
在以下描述中阐述了大量具体的细节。然而可以理解，没有这些具体的细节也可以实现本发明的实施方案。此外，没有详细示出公知的方法、结构和技术，以免模糊了对所述描述的理解。
提及“一个实施方案”、“实施方案”、“示例性的实施方案”、“各种实施方案”等是指如此描述的本发明的实施方案可以包括具体的特征、结构或特性，但不是每个实施方案都必须包括该具体的特征、结构或特性。此外，短语“在一个实施方案中”的重复使用不一定是指相同的实施方案，尽管有这种可能。
在以下描述和权利要求书中，可以使用术语“耦合”和“连接”及其派生词。应当理解，这些术语不意味着彼此是同义词。相反，在具体的实施方案中，“连接”可被用来指两个或更多的元件彼此之间直接物理接触或电接触。“耦合”可以是指两个或更多的元件彼此之间直接物理接触或电接触，或者指两个或更多的元件不直接相互接触，但仍然彼此协同工作或交互。
使用在这里，除非特别指出，常见的形容词“第一”、“第二”、“第三”等在用来描述普通的事物时，仅仅意味着所提及的是相近事物的不同实例，而不是指如此描述的事物一定在时问上、空间上，在等级上，或者以任何其他方式具有给定的顺序。
除非特别指出，从以下讨论中可以清楚地认识到，在整篇说明书中使用诸如“处理”、“计算”、“运算”等术语时是指计算机或计算系统、或者类似的电子计算设备的动作和/或处理过程，所述计算机或计算系统、或者类似的电子计算设备将表示为物理量(例如，电量)的数据操纵和/或转换为类似表示为物理量的其他数据。
类似地，术语“处理器”可以指处理来自寄存器和/或存储器的电子数据，以将该电子数据转换为可以存储在寄存器和/或存储器中的其他电子数据的任何设备或者设备的一部分。“计算平台”可以包括一个或多个处理器。
在本篇文献的上下文中，术语“无线”及其派生词可被用来描述可以使用调制的电磁辐射，通过非固态介质宋传送数据的电路、设备、系统、方法、技术、通信信道等。该术语并不意味着相关的设备不包含任何有线线路，尽管在一些实施方案中可能是这样的。
与通用的行业术语一致，术语“基站”、“接入点”和“AP”在这里可以互换地用来描述可以无线地并且与多个其他电子设备基本同步地通信的电子设备，而术语“移动设备”和“STA”可以互换地用来描述所述多个其他电子设备中的任何一个，该设备可以具有移动后仍然可通信的能力，尽管移动不是一个必要条件。然而，本发明的范围不限于用这些术语标注的设备。类似地，术语“空分多址”和SDMA可以互换地使用。使用在这里，这些术语意图包括以下通信技术：可以通过不同的天线，从相同的设备基本同时地发送不同的信号，使得合并发送的信号导致发往不同设备的不同信号以相同的频率在基本不同的方向上发送；和/或包括以下通信技术：可以通过多个天线，从不同方向上的不同设备处以相同的频率基本同时地接收到不同的信号，并且可以通过适当的处理将这些不同的信号相互分离。术语“相同的频率”用在这里可以包括在某一精确的频率处因带宽容差、多普勒频移适应(Doppler shift adaptation)、参数漂移等引起的轻微偏差。两个或更多个向不同设备的发送被认为是基本同时的，只要每个向不同设备的发送的至少一部分是同时发生的，但不意味着不同的发送一定要同时开始和/或同时结束，尽管可以如此。类似地，两个或更多个从不同设备的接收被认为是基本同时的，只要从不同设备的每个接收的至少一部分是同时发生的，但不意味着不同的发送一定要同时开始和/或同时结束，尽管可以如此。用术语SDMA代表的词语有时可以使用其他变体，例如但不限于用“space”替换“spatial”，用“diversity”替换“division”。本发明的各种实施方案的范围意图包含在术语命名上的这些不同。
本发明的各种实施方案可以由STA使用滑动的超时时段，以适应于以下情况：从一个或更多个其他STA向外的发送可能要长于从发起超时时段的STA向外的发送。这种滑动的超时时段可以在开始超时时段前一直等到AP已完成从STA接收传输为止，而不是在其他STA还可能在向AP进行发送的时候就开始超时时段，从而防止在STA中不经意地发生超时。
图1根据本发明的实施方案示出了通信网络的图。所图示的基于SDMA的网络的实施方案示出了一个AP 110，它可以以这里所描述的方式与距该AP不同方向上的多个STA131-134通信。虽然AP 110被显示为具有四个天线120，以每次与多达四个STA同时通信，但是其他实施方案可以具有其他的设置(例如，AP 110可以具有两个、三个、或者四个以上的天线)。每个STA可以具有一个或多个与AP 110通信的天线。在一些实施方案中，所述一个或更多个STA天线可被调适为用作全方向天线，但是在其他实施方案中，所述一个或更多个STA天线可被调适为用作定向天线。在一些实施方案中，STA可以位于固定的位置上，但是在其他实施方案中，至少一部分STA可以在通信序列期间和/或在通信序列之间移动。在一些实施方案中，AP 110可以位于固定的位置上，但是在其他实施方案中，AP 110可以是移动的。
图2根据本发明的实施方案示出了与一个AP和两个STA(标注为STA1和STA2)有关的通信序列的时序图。虽然图示的实施方案只示出了两个STA，但是其他实施方案可以包括其他数量的STA。在图2的AP部分中，标注1的一行可以指示从AP到STA1的定向发送，而标注2的一行可以指示从AP到STA2的定向发送。STA1和STA2两行分别可以指示从STA1到AP以及从STA2到AP的发送。在一些实施方案中，从STA1和STA2向外的发送可以是全方向的(例如，基本上在进行发送的STA四周360度的圆周范围内)，但是在其他实施方案中，从STA1和STA2向外的发送可以是定向的。
AP和STA之间的通信可以包括图2中未示出的其他通信序列，例如，在示出的序列之前和/或之后发生的通信。这样的序列可以包括但不限于诸如轮询、数据、确认等事物。
在图2中，可以假定AP已经建立了使用SDMA技术基本同时地向多个STA定向发送不同的数据，并且基本同时地从多个STA接收不同数据可能需要的任何参数。使用这种能力，AP可以在轮询时间段t1期间向STA1和STA2二者进行发送。在示出的实施方案中，AP向STA1发送轮询(POLL1)，向STA1请求对POLL1的响应，并且AP与POLL1基本同时地向STA2发送轮询(POLL2)，向STA2请求对POLL2的响应。在轮询时间段t1期间，任何轮询发送都可以包括除轮询外的其他信息，例如数据、管理信息等。
在时间段t2期间，STA1和STA2可以基本同时地向AP发送响应。在图示的实施方案中，这些响应每一个都包括响应于来自AP的轮询而向AP发送的数据，但是其他实施方案可以产生其他类型的响应，例如管理信息、对特定类型确认的请求等等。
在时间段t3期间，在所有STA都完成发送后，如图所示，AP可以基本同时地逐个确认这些响应。ACK1被示为对来自STA1的响应的确认，而ACK2被示为对来自STA2的响应的确认。如果给定的STA在预定义的超时时段内没有接收到确认，那么它可以认为响应未被AP正确接收到并且当被再次轮询时可以重新发送响应。
无论是在AP还是在STA中，都可以用任何可行的方式来实现对超时时段的控制，例如，硬件计数器、软件计数器等等。
在图2中示出的操作中，来自STA2的响应大大短于来自STA1的响应。如果STA2在完成其响应后立即开始一个超时时段，那么该超时时段可能在AP可以在t3期间发送确认之前就期满了，甚至可能在STA1仍在发送时就期满了，从而有可能产生从STA2重新发送的需要。为了避免这种状况，STA2可以在完成其响应后立即监视信道，以发现信道是否为忙，如果有任何STA还在发送，就不允许发起超时时段。
在一些实施方案中，在每个STA完成其响应后，该STA监视信道以发现清空信道状况(即，没有一个STA被发觉在信道上进行发送)。在图2的图示实施例中，STA2可以在DATA2响应结束后立即开始监视信道，并且检测到另一个STA仍在信道上进行发送。在图示的实施例中，STA1仍然在发送，但是通常情况下，STA2不会知道正在发送的STA的身份，只知道至少一个STA还在发送。
一旦STA1停止发送，它也可以在DATA1响应结束后立即开始对清空信道状况进行监视。在图示的实施例中，此时没有其他STA在发送，因此信道可以当即被确定为清空的。
在一些实施方案中，可以通过对信道上的信息(例如，数据、管理信息等)的传输进行监视来完成对清空信道状况的检测，但是其他实施方案可以使用其他技术(例如，对载波信号等进行监视)。一旦检测到清空信道状况，响应时间段t2就可以结束，而后续的确认时间段t3可以开始。在图示的实施方案中，在各个时间段t1、t2和t3之间示出了帧间间隔(IFS)，但本发明的范围在这方面并不受限。IFS可以提供用于以下目的的短时间段，例如但不限于：1)允许在不同设备的定时上的容差的时间，2)在开始下一时间段之前完成必要处理的时间，3)允许设备在发送和接收模式之间切换的时间，4)其他。在一些实施方案中，所有的IFS都有相同的持续期，但是在其他实施方案中，特定IFS的持续期可以取决于它在整体序列中所处的位置。在示出的实施例中，当响应时间段在最长的响应结束后终结时，在STA开始它们的确认超时时段之前可以经历一段IFS时间段，但本发明的各种实施方案的范围不限于此方式。
在图2的实施例中，超时时段TO1是用于STA1的超时时段，超时时段TO2是用于STA2的超时时段。这些超时时段中的每一个都可以在各自的STA内通过任何可行的方式来控制。如果STA在超时时段内没有从AP接收到它预期的确认，则该STA可以认为它的响应没有被AP正确接收到，并且随后可以安排在来自AP的另一个轮询后重新发送响应。可替换地，STA可以不需要轮询，通过获取对信道的访问而重新发送响应，但本发明的范围在这方面并不受限。
图3根据本发明的实施方案示出了使用信道清空检测的方法的流程图。如流程图300中所示，在310处，一个STA完成了一次发送。例如，这可以对应于图2中“DATA2”响应的结束。在320处，该STA可以接着监视信道以发现由其他STA正在进行的任何发送。如果没有这种正在进行中的发送，则在图中标示为“清空信道”状况，但本发明的范围不受使用这种术语的限制。如在330处判断的，当其他STA不再发送时，可以在340处开始一个确认超时时段。在350和360处形成的循环可以确定所述超时时段是否在接收到ACK之前就期满了。如果在350处先接收到ACK，则超时时段可以在380处结束(例如，被取消或者异常中止)，并且开始其他处理(未示出)。如果在接收到ACK之前在360处ACK超时时段期满，则处理过程可以转向到370处的错误处理。错误处理可以包括各种操作，例如准备响应于未来的轮询重新发送未被确认的信息。根据信道被监视的频率和/或STA识别出一个清空信道实际为空所用的时间，有可能在330处信道被确定为清空之前就接收到ACK，在这种情况下流程可以直接跳到350/380。
本发明的各种实施方案可以用硬件、固件和软件之一或它们的组合来实现。本发明的实施方案也可以被实现为存储在机器可读介质上的指令，这些指令可以由计算平台来读取和执行，以完成这里所描述的操作，例如在图3以及相关文字中描述的操作，还有必要的支持操作，例如但不限于将数据放入至少一个发送队列中以供发送以及从至少一个接收队列中读取接收的数据。机器可读介质可以包括用于存储或发送具有机器(例如计算机)可读形式的信息的任何机制。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(ROM)；随机访问存储器(RAM)；磁盘存储介质；光存储介质；闪存器件；电、光、声或其他形式的传播信号(例如载波、红外线信号、数字信号等)，以及其他介质。
图4根据本发明的实施方案示出了移动设备的框图。计算平台450可以包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器中的至少一个处理器可以是数字信号处理器(DSP)，但本发明的各种实施方案不限于此方式。解调器-ADC的组合可以将从天线接收的射频信号转换成适于计算平台450处理的数字信号。类似地，DAC-调制器的组合可以将来自计算平台450的数字信号转换成适于通过天线来发送的射频信号。在图示的实施方案中，STA131具有天线421、调制器/解调器420、ADC 430和DAC 440各一个，但是其他实施方案可以具有多个天线和/或可以具有一个以上的耦合在每个天线和计算平台450之间的调制器/解调器420、ADC 430和/或DAC 440。如果需要的话，可以包括其他未示出的组件(在图示的组件之内或之外)例如但不限于放大器、滤波器、振荡器等等。
以上描述只是示例性的而非限制性的。本领域的技术人员可以实现多种变体方案。这些变体方案想要被包括在本发明的多种实施方案中，它们仅由所附权利要求书的精神和范围来限定。

Claims (20)

1.一种装置，包括：
一个设备，所述设备被调适为：
通过无线信道进行发送；
在完成所述发送后监视所述无线信道，以确定另一个设备是否正在通过所述无线信道进行发送；以及
响应于确定所述另一个设备没有正在通过所述无线信道进行发送而开始超时时段。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述设备还被调适为响应于确定所述另一个设备正在通过所述无线信道进行发送而不开始所述超时时段。
3.如权利要求1所述的装置，其中所述设备还被调适为在所述超时时段期间对已完成发送的确认进行监视。
4.如权利要求3所述的装置，其中所述设备还被调适为响应于在所述超时时段结束前接收到所述确认而取消所述超时时段。
5.如权利要求3所述的装置，其中所述设备还被调适为响应于在所述超时时段结束前没有接收到所述确认而重传所述发送。
6.如权利要求1所述的装置，其中所述监视包括对载波进行监视。
7.如权利要求1所述的装置，其中所述监视包括对数据发送进行监视。
8.一种系统，包括：
全方向天线；
耦合到所述全方向天线的设备，所述设备被调适为
通过无线信道从所述全方向天线向基站进行发送；
在完成所述发送后监视所述无线信道，以发现清空信道状况；以及
响应于确定清空信道状况的出现而开始超时时段。
9.如权利要求8所述的系统，其中所述设备还被调适为响应于确定所述清空信道状况没有出现而不开始所述超时时段。
10.如权利要求8所述的系统，其中所述设备还被调适为响应于在所述超时时段结束前接收到确认而取消所述超时时段。
11.如权利要求10所述的系统，其中所述设备还被调适为响应于在所述超时时段结束前没有接收到所述确认而开始错误处理过程。
12.如权利要求11所述的系统，其中所述错误处理过程包括准备通过所述无线信道重传所述发送。
13.如权利要求8所述的系统，其中所述监视包括对载波进行监视。
14.一种方法，包括：
通过无线通信信道进行数据发送；
在所述发送后监视所述无线通信信道，直到检测出清空信道状况为止；
在所述检测出清空信道状况后开始超时时段；以及
确定在所述超时时段期间是否接收到对所述数据发送的确认。
15.如权利要求14所述的方法，还包括响应于在所述超时时段期间接收到所述确认而异常中止所述超时时段。
16.如权利要求14所述的方法，还包括响应于在所述超时时段期满前未接收到所述确认而开始错误处理过程。
17.一种提供指令的机器可读介质，所述指令在由处理平台执行时导致所述处理平台完成以下操作，所述操作包括：
将数据放入至少一个发送队列中，以通过无线通信信道进行数据发送；
在所述进行数据发送后监视所述无线通信信道；
响应于所述监视操作确定所述无线通信信道不忙而开始超时时段；以及
从接收队列中读取数据，以确定在所述超时时段期间是否接收到对所述数据发送的确认。
18.如权利要求17所述的介质，其中所述操作还包括响应于所述在所述超时时段期满前接收到确认而异常中止所述超时时段。
19.如权利要求17所述的介质，其中所述操作还包括响应于在所述超时时段期满前未接收到确认而开始错误处理过程。
20.如权利要求17所述的介质，其中所述监视包括对清空信道状况的监视。
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