CN1890923B - 信道访问装置、系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种装置和系统，以及方法和物品通过保留对被重叠信道的访问可以保留对一个或多个具有重叠至少两个被重叠信道的资源分配的资源分配(例如，频率范围)的重叠信道的访问。对被重叠信道的保留能够以大致同时、串行或半串行的方式出现。

Description

信道访问装置、系统和方法
技术领域
在此描述的各实施例总的涉及通信，诸如用于发送并接收包括数据分组的信息的装置、系统和方法。
背景技术
由于对多媒体通信更大吞吐量需求的日益增加，就期望利用具有分配资源(例如，频率覆盖)重叠两个或更多传统通信信道覆盖的潜在可用宽带信道。因为重叠的传统信道的任何一个在各个时刻都可能在使用中，所以就会有疑问：如何判定重叠信道何时可用于通信？等待全部被重叠的传统信道同时释放资源(例如，变为空闲)会导致非期望的延迟周期。
附图说明
图1A和图1B是根据各实施例的时序图；
图2是根据各实施例的装置和系统的框图；
图3是根据各实施例示出各种方法的流程图；以及
图4是根据各实施例的物品的框图。
具体实施方式
在信息通信期间，无线设备可以同时和/或递增地保留被重叠的传统信道，从而能够使用重叠信道进行通信。例如为了使用重叠信道支持通信，本发明的某些实施例可以顺序执行补偿操作并保留非忙碌的重叠信道。一旦保留了期望的被重叠信道，就可在所选时间段内使用先前与被重叠信道通信的该重叠信道。对被重叠信道的保留能够以大致同时、串行或半串行的方式出现。
为了解释本文档，术语“重叠(overlapping)信道”包括的通信信道具有与分配给两个或更多被重叠信道的资源至少部分重叠的资源分配(例如，重叠信道具有与分配给两个或更多被重叠信道的频率带宽至少部分重叠的所分配的频率带宽)。例如，重叠信道具有40MHz或80MHz的带宽，它们分别完全重叠两个或四个20MHz信道。这样，“被重叠(overlapped)信道”指具有由被分配给一重叠信道的资源至少部分重叠的一个或多个所分配的资源的任何信道(例如，被重叠信道可以具有被分配给一重叠信道的频率宽度至少部分重叠的分配频率带宽)。分配给信道的资源可以包括频率范围、带宽、一个或多个子信道、传输时间、接收时间、极化、方向范围、位置范围和扩展代码。
图1A和图1B是根据各实施例的时序图104。在这些附图中，为了简明示出了特定的实施例，并且不应用于限制在此公开的所有实施例。例如，示出的被重叠信道108以大致串行的方式被保留，虽然这类保留活动只是几种可用选择之一。
现参考图1A，假设通信设备支持使用一个或多个信道(例如，重叠信道)进行的传输和/或接收活动，所述诸如CHANOVL的信道具有至少部分重叠两个或更多通信信道108(例如，被重叠信道)的一个或多个资源(例如，带宽或频率分配)，本领域普通技术人员已知的这些信道实例是“传统(legacy)”信道。通过经由带载波侦听多路存取/冲突避免(CSMA/CA)补偿过程116(该过程类似于或等效于由电气和电子工程师协会802.11标准及相关修订所定义的补偿过程)的实现来尝试访问被重叠信道108之一来起始保留活动。
当分配资源包括频率或带宽时，被访问的被重叠信道CH1可以是频率最低信道(例如，如图1A所示)，频率最高信道或任何中间信道。当完成了关于被重叠信道CH1的补偿过程116时，设备可以通过寻址到其自身的发送(例如，由IEEE 802.11标准定义的)清除发送(CTS)消息124来保留信道CH1。关于IEEE802.11标准的更多信息请参考″IEEE Standards for Information Technology--Telecommunications and Information Exchange between Systems--Local andMetropolitan Area Network--Specific Requirements--Part 11：Wireless LANMedium Access Control(MAC)and Physical Layer(PHY)，ISO/IEC8802-11：1999″及相关修订。
设备随后就以相同的方式尝试访问并保留另一个被重叠信道(例如，可能是按频率顺序向上(如图1A所示)或向下的下一个信道CH2)，并且重复这一包括补偿过程116和发送CTS消息124的活动顺序，直到保留所有期望的被重叠信道108(例如CH1到CH4)。随后该设备可以使用重叠信道CHANOVL开始通信。
如图1A所示，与每个CTS消息相关联的持续时间字段132可以含有持续时间值，其中该值包括由第一被重叠信道访问获取的传输机会(TXOP)的剩余持续时间。随后每个相关联的基本服务组(BSS)就可以具有相同的网络分配向量(NAV)值，从而在传输机会时间窗136期间接收CTS消息124的相关系统不在它们之间竞争。
可以对示出序列进行各种变化。例如在某些实施例中，除了在其中定义了传输持续时间的第一信道(例如，CH1)之外，该设备还在所述信道变得安静之后以固定的周期发送CTS消息，而不是实现随机的补偿过程。固定的时间周期例如可包括由IEEE 802.11标准定义的点协调函数帧间间隔(PIFS)时间周期。也可实现其他实施例。
例如图1B所示，若要经由单播(unicast)操作通信数据，则设备可使用发送请求(RTS)消息138发送代替(如图1A所示用于CH1的)一个或多个CTS消息124发送，将其传输给生成响应来自寻址接收器的CTS消息139的单播数据接收器。也就是说，当预期数据的单播传输涉及通过一个被重叠信道(例如，CH1)发送RTS消息138而非CTS消息124(如图1A所示的CH1)给单播接收机并等待由接收机返回的CTS消息139(以确认无冲突)时，就可以利用一个可能的事件序列。寻址到CTS消息发送器的CTS消息124就可如前所述在可能等待固定时间周期(包括PIFS时间间隔)或随机时间周期之后经由另一个被重叠信道发送。随后就可通过重叠信道做出对单播接收器的单播传输。
在某些实施例中，保留被重叠信道的次序可以对所有设备相同。例如，可以根据频率或根据实现保留过程之前设置的某些其他调度表来保留被重叠信道。
与图1A和图1B中所示的活动顺序对照的是，在某些实施例中，用于一个被重叠信道(例如，CH2)的补偿时间周期可以在相当于另一个被重叠信道(例如，CH1)使用的补偿过程时间周期期间的某个时刻开始，这样补偿时间周期既非严格按顺序又非严格同时，在此情况下的保留活动就被认为是以“半串行”的方式出现。该操作方法允许对多个被重叠信道的更快访问。在此公开的这一操作模式会使得本领域普通技术人员认识到对信道访问的尝试也能够以基本同时的形式出现，这样该设备就可以同时或接近同时在各自不同的被重叠信道上发送多个(CTS)消息。
例如，设备可以跳过访问和保留未被观察的被重叠信道的尝试而在传统BSS中运行，此外，接入点(AP)可以发送由传统BSS占用的被重叠信道列表，使得与该AP通信的站可以使用所述列表作为跳过相当于未占用或未使用信道的访问和保留过程的向导。在某些实施例中，AP指定在其中在增加信道访问和保留期间要访问被重叠信道的特定顺序。
图2是根据各实施例的装置200和系统210的框图，它们各自都以上述方式运行。例如，装置200可以包括判定模块240，它用于判定是否对于具有重叠被重叠信道CH1、CH2的资源(例如，频率)分配的资源分配(例如，频率)的重叠信道CHANOVL而已经保留对多个被重叠信道CH1、CH2的访问。在某些实施例中，装置200包括耦合至判定模块240的定时器模块244，它用于测量与被重叠信道CH1、CH2相关联的补偿时间周期(例如，BTP1、BTP2)。在某些实施例中，装置200包括耦合至判定模块240的存储器248，它用于存储与一个或多个被重叠信道CH1、CH2的保留相关联的一个或多个被选补偿时间周期BTP1、BTP2。存储器248也可用于存储一个或多个被重叠信道CH1、CH2的保留状态RS1、RS2。也可实现其他实施例。
例如，系统210包括装置200，以及耦合至被重叠信道CH1、CH2和重叠信道CHANOVL的能量管道252。该能量管道可以从天线(例如，全方向、双极或接线天线)、红外线发射机和接收机、光电发射器和接收器以及电荷耦合器件等等中选取。系统210包括耦合至能量管道252的收发机256以及耦合至判定模块240并用于为被重叠信道存储一个或多个保留状态RS1、RS2指示的存储器248。
时序图104、被重叠信道108 CH1、CH2、CH3和CH4、重叠信道CHANOVL、补偿过程116、CTS消息124、持续时间字段132、传输机会时间窗136、装置200、系统210、判定模块240、定时器模块244、存储器248、能量管道252以及收发机256在此都被赋予“模块”的特征。这些模块为了满足装置200和系统210的结构需要并为了适于各实施例的特定实现，可以包括硬件电路和/或一个或多个处理器和/或存储器电路、包括对象和对象集合的软件程序模块、和/或固件以及它们的组合。
应该理解各实施例的装置和系统可用于除了发射机和接收机以及用于无线系统之外的其他应用，并且各实施例不限于此。装置200和系统210的示例旨在提供对各实施例的一般理解，并不旨在作为对可利用在此描述结构的全部系统和装置的元件和特性的完全描述。
包括新颖装置和方法的各实施例的应用包括：用于高速计算机的电子电路、通信和信号处理电路、调制解调器、处理器模块、嵌入式处理器、数据开关以及包括了多层、多芯片模块的专用模块。这些装置和系统还可被包括作为各种电子系统(诸如电视机、蜂窝电话、个人计算机、个人数字助理(PDA)、工作站、收音机、视频播放器、车辆等)内的子组件。
图3是示出了根据各实施例的各种方法的流程图。这样在本发明的某些实施例中，方法311在通过保留对至少两个被重叠信道的访问来保留对重叠信道访问的框321处开始，其中所述重叠信道具有重叠所述至少两个被重叠信道资源(例如，频率范围)分配的资源(例如，频率范围)分配。在框321处对重叠信道的访问保留还可以包括在框331处的所选时间周期内抑制对至少一个被重叠信道的传输，并在框341处保留一个或多个被重叠信道。在保留了所有期望被重叠的信道之后，方法311可包括在框351处使用重叠信道进行访问(例如，发送、接收或监听)。在某些实施例中，可以根据诸如频率次序的预选次序或根据在执行保留过程之前所选的某些其他调度表来保留被重叠信道。
在框331处的对传输的抑制例如可包括按照IEEE 802.11标准定义而对一个或多个被重叠信道执行的补偿过程。在框341处保留一个或多个被重叠信道例如可包括后续发送用于一个或多个被重叠信道的信道指示。
在某些实施例中，发送信道使用的指示可以如前所述包括经由一个或多个被重叠信道发送寻址到发送器本身的CTS消息(例如，送至CTS消息的发送器)。在某些实施例中，特别是在那些涉及单播操作的实施例中，发送信道使用指示可以包括发送RTS消息并等待关于一被重叠信道的CTS消息，并在随后如前所述发送关于其它被重叠信道的自寻址CTS消息。在某些实施例中，执行所述补偿过程可占据从随机时间周期和固定时间周期中之一所选的时间周期。固定时间周期可以包括PIFS时间周期。
方法311可以包括为了所选的被重叠信道的一些重复执行补偿过程并为所选的重叠信道的一些在随后重复发送信道使用指示(例如，CTS消息)。而在此描述的任何CTS消息都可包括根据从被重叠信道中选出的(例如，那些已经保留的被重叠信道)某个数目的保留信道而调整的传输持续时间值。
关于被重叠信道保留的定时存在多种可能性。保留活动(例如，执行补偿过程和发送信道使用指示)可以大致同时、串行或半串行地出现。这样，对一个被重叠信道起作用的保留活动就可以在对另一个被重叠信道起作用的类似活动的某些时间期间出现。
因此，方法311可以包括在两个或更多的被重叠信道上基本同时地发送信道使用指示。此外，对重叠信道访问的保留还可包括在所选时间周期内抑制在所述被重叠信道之一上的传输，以及在该所选时间周期结束之前在另一个被选时间周期内抑制所述至少两个被重叠信道中另一个上的传输。
应该认识到在此描述的方法无需以描述的顺序或任何特定的顺序来执行。此外，对于在此确定的方法所描述的各种活动能够以串行或并行的方式执行。某些活动可以被不确定地重复，而另一些则仅出现一次。为了本说明的示意性目的，可以互换使用术语“信息”和“数据”。包括参数、命令、操作数和其他数据的信息可以一种或更多载波的形式予以发送和接收。
一旦阅读和理解了本发明的内容，本领域普通技术人员将会理解可从基于计算机的系统内的计算机可读介质中启动软件程序的方式来执行由软件程序定义的功能。本领域普通技术人员还能理解可以使用各种编程语言来创建用于实现并执行本发明方法的一个或更多的软件程序。可使用诸如Java、Smalltalk或C++之类的面向对象的语言将这些程序使架构成面向对象的格式。或者，可使用诸如汇编或C之类的过程语言将这些程序架构成面向过程的格式。这些软件组件还可使用本领域普通技术人员所周知的任何种类的机制来实现通信，这些机制包括应用程序接口或者包括远程过程呼叫的进程间通信技术。对本发明各实施例的教示内容不限于包括超文本标记语言(HTML)以及可扩展标记语言(XML)在内的任何特定的编程语言或环境。这样就可如图4所示实现其他的实施例。
图4是根据各实施例的物品485的框图，其中物品485可以是诸如计算机、存储器系统、磁盘或光盘、某些其他存储设备和/或任何类型的电子设备或系统。物品485可以包括耦合至其上具有相关信息491(例如，计算机程序指令和/或其他数据)的诸如存储器489(例如，包括电的、光的或电磁导体的存储器)的机器可访问介质的处理器487，当被访问时会导致机器(例如，处理器487)通过保留对被重叠信道的访问来执行诸如对重叠信道的访问保留的动作，其中所述重叠信道具有重叠所述至少两个被重叠信道资源(例如，频率)分配的资源(例如，频率)分配。如上所述，保留对重叠信道的访问还包括在所选时间周期内抑制在至少一个被重叠信道上的传输并保留一个或多个被重叠信道。
额外的活动还包括为所选的一些被重叠信道重复执行补偿过程并为所选的一些被重叠信道重复接着发送信道使用指令。重复接着发送信道使用指示还包括发送CTS消息，该消息包括根据从被重叠信道中选出的多个保留信道调整的传输持续时间值。
对在此描述的装置、系统和方法的实现可以改善对使用传统设备的重叠信道的管理，也能改善网络吞吐量。
组成本说明的附图以说明而非限制的形式示出可实践发明主题的特定实施例。对示出的实施例做出足够详尽的解释使得本领域普通技术人员能够实践在此公开的教示内容。可也利用和从中导出其他的实施例，致使结构和逻辑上的代替和改变不背离本发明的范围。因此如下的描述并非出于限制性的意义，而且各实施例的范围仅由所附权利要求连同全范围授于权力要求的等效物来限定。
虽然在此独立或共同地参考了本发明主题的特定实施例，但是仅出于便利的目的使用术语“发明”并且在实际公开了多于一个发明或发明概念的情况下不意欲将该应用的范围自动限制在任何单个的发明或发明概念。这样，虽然在此示出并描述了特定的实施例，但是应该认识到任何计算以实现相同目的的安排都可以代替示出的特定实施例。此公开旨在覆盖各实施例的任何以及全部的改编或变化。普通技术人员一旦阅读以上描述，则可显见以上实施例的组合以及未在此具体描述的其他实施例。
按照37 C.F.R.§1.72(b)提供本发明的摘要，这就要求该摘要将使得读者快速得知公开技术的特性。应该理解摘要不用于解释或限制权利要求的范围或意义。此外在前述的详尽说明中会发现，各种特征被组合在一个实施例中，以使揭示内容更为流畅。本发明的方法不被解释为反映一种意图即，本发明声明的实施例要求比每个权利要求所清楚地阐述的特性更多。此外，正如随后的权利要求所反映的，本发明的主题处于比单个公开实施例的所有特性为少的状态。这样在每个权项都作为一个单独的较佳实施例的情况下，所附的权利要求据此并入详尽的说明书中。

Claims (10)

1.一种用于在无线通信网络中进行通信的方法，包括：
由通信设备通过保留第一被重叠信道并随后保留第二被重叠信道来保留对一重叠信道的访问，其中所述重叠信道所具有的分配频率带宽完全重叠分配给所述第一和第二被重叠信道的频率带宽；
其中所述保留第二被重叠信道包括发送包含持续时间值的清除发送消息，所述持续时间值包括由第一被重叠信道访问获取的传输机会的剩余持续时间；
其中所述第一和第二被重叠信道中每一个都具有20MHz带宽，并且所述重叠信道具有20MHz倍数的带宽。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在发送所述清除发送消息之前执行补偿过程。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据电气和电子工程师协会802.11标准执行所述补偿过程。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，执行所述补偿过程占据了从随机时间周期和固定时间周期之一所选的一个时间周期。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述固定时间周期包括点协调函数帧间间隔时间周期。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保留第一和第二被重叠信道还包括：以预选的顺序保留对所述第一和第二被重叠信道的访问。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预选顺序包括根据频率的顺序。
8.一种用于在无线通信网络中进行通信的设备，包括：
用于由通信设备通过保留第一被重叠信道并随后保留第二被重叠信道来保留对一重叠信道的访问的装置，其中所述重叠信道所具有的分配频率带宽完全重叠分配给所述第一和第二被重叠信道的频率带宽；
其中所述保留第二被重叠信道包括发送包含持续时间值的清除发送消息，所述持续时间值包括由第一被重叠信道访问获取的传输机会的剩余持续时间。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，还包括用于在发送所述清除发送消息之前执行补偿过程的装置。
10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述补偿过程占据了从随机时间周期和固定时间周期之一所选的一个时间周期。
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