CN1951068B

CN1951068B - 一种在无线电通信网中的媒体分发预留方法

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Publication number: CN1951068B
Application number: CN200580014594.0A
Authority: CN
Inventors: G·希尔特茨; B·奥塔尔; J·哈贝萨; F·达尔马塞斯; K·P·梅
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2004-05-07
Filing date: 2005-05-04
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2025-05-04
Also published as: JP2007536865A; WO2005109761A1; CN1951068A; US20090010210A1; JP4768729B2; US8400960B2; EP1747646A1; EP1747646B1

Abstract

在无线通信网中预留媒介以用于该网络的站(A-E)之间的数据传输的方法，所述网络包括根据第一协议(DRP)运行的至少一个站(A、B、E)和根据第二协议(802.11)运行的第二站(C、D)，所述方法包括下列步骤：在第一和第二协议内提供一个无竞争周期(23)；执行媒介预留以用于根据第一协议的第一类站(A、B、E)；和执行媒介预留以用于根据第二协议的第二站(C、D)，通过利用相同的信号(21、22、31、33)来通知用于第一和第二协议的无竞争周期。特别地，使用一个信标信号，其中，该信标包括一个能被第二站(C、D)认出并且接收的信号(488)。附加信息(404)被添加到信标帧(41)中以便预留用于第一类站(A、B、E)的预留周期(23)。

Description

一种在无线电通信网中的媒体分发预留方法

本发明涉及一种在包括多个站的无线电通信网中的媒体的分发预留方法。所述站也可例如被称为终端、装置、节点或用户。

一种无线通信网是基于IEEE802.11协议的无线局域网(美国电气和电子工程师学会)。一个WLAN或者可以具有一个分散化的结构，其中，所述各站自己管理媒体接入，或者具有一个至少有一个活动的无线接入点(AP)的受管理的结构，该接入点把各个站连接在一起以便通信并在每个站都可以发射时进行协商。所述AP发送一个在全体WLAN中广播的信标信号，并且属于所述网络的每站都接收并注意该信标。所述信标是一个信号，由接入点周期性地发送这个信号以便让另一个站能够与所述AP联系并且参与所述AP控制的网络。因此，在一个站由于偷听(overhear)到或识别出信标而变成客户端或者由于没有听见任何矛盾的信号而变成一个分散式站之前，所述的站在不同的频率上倾听数据。在分散式情况下，所述站自己发送信标。哪个站在超帧开始时负责发送信标是一个随机过程。

因此，信标被定义为一个信号，该信号被信标发送器(在基础结构情况下是AP)传输范围内的每个站偷听到并注意。注意到一个信标包括复制诸如在群集中使用的代码和频率之类的信息。按定义信标的接收不用发送一个额外帧来确认，因为否则会有大量的这类确认帧很可能将在媒体上发射而导致冲突。

在IEEE802.11标准中，存在一个用于媒体接入的按需要的机理以便减少冲突次数。这个按需机理是基于一个请求发送(RTS)、清除发送(CTS)、数据和确认(ACK)的顺序。控制帧RTS和CTS包括用于不同类型信息的不同字段或信息单元(1E)。例如，一个字段或IE包括关于这信号的目的地的信息。另一个字段或IE涉及RTS-CTS、数据和ACK交换的持续时间。因为每个偷听诸如RTS或CTS之类控制信号的站都不得不接收并解释它，所以RTS-CTS、DATA和ACK交换的持续时间为发射站传输范围和目标站传输范围中的站所共知。因此，那些站能够注意到进行中的传输并且在通知的持续时间期间推迟发射。

IEEE802.11技术已经实行并且被安装在大量的消费电子(CE)设备中。

RTS和CTS分组比大多数数据分组都要短。因此，这些分组与其它站的传输冲突所导致的媒介堵塞时间较短。然而，不同站的RTS和CTS分组之间的冲突仍然可以发生。专利申请W02004/114598A1公开了一个在RTS和CTS(或数据和确认分组)中的另外的预留IE。所述预留涉及下一次计划的传输，从而为它在将来预留一个特定时段。这个新的机理可以避免冲突继续扩大。

W02004/114598A1中用于通知预留的解决方案没有完全地向后兼容IEEE802.11。原因是遵循所述标准的所谓″传统″站将无法理解RTS、CTS、数据或确认分组中的预留信息。然而，任何在WLAN无线网中用于媒介分发预留的新机理都应该向下兼容IEEE802.11协议。在这种情况下，向下兼容性意指使用新协议的站所执行的预留请求必须用传统站能理解它们的″老″802.11协议来执行。只在这种情况下，使用新协议的站之间的传输才不会被使用802.11协议的传统站干扰。一个向下兼容的新协议将这样来实现，即执行新协议的设备或站与执行802.11协议的传统设备或站共享媒介。

因此，本发明的目的是在无线网、特别是一个根据IEEE802.11标准的WLAN媒介中提供分发预留方法。另一个目的是提供一个无线通信网，它同时包括使用802.11协议的站和使用向下兼容802.11协议的站。

关于所述的方法，所述目的通过在独立权利要求1中定义的一个方法而得到解决，关于无线通信网，所述目的通过在独立权利要求16中被定义的一个网络而得到解决。

独立权利要求1和16中给出的解决方案将在一个分发预留协议DRP的环境中被解释。这个第一协议由第一类站使用。第二类站不理解所述的第一协议。它们使用典型的IEEE802.11标准的第二协议。然而，本发明不限于这个示例。

例如，IEEE802.11协议预见到，一个被站偷听到的信标信号要得到那个站的注意，因为所述的信标信号通常是由接入点AP广播的。这意指在一个受管理网络中充当主方的站。除了网络或群集中的AP之外所有站是客户端。通常，信标由主方发送并且周期性地重复，因此想变成围绕AP建立的网络中的一个站的设备能够在感测时在一个特定周期内偷听或理解它。在一个WLAN中，所述站一般这样被安排，即让目标站在源站的传输范围内。这就是为什么基本上不需要接入点的原因。但是本发明是基于这样的一个事实，即信标信号会达到所有可能由自己想在媒介上开始一个未来传输的活动站，并且信标信号必须由所有这些站来解码。

本发明是基于允许建立一个预留任意站，它是未来的广播信标信号的传输的发送器或接收器。根据本发明，在信标信号中的或作为信标信号的一部分而被信令的所谓无竞争周期(CFP)将被今后要传输的发送器或接收器用来为计划传输预留一个特定时段。与任何新的字段或信息单元相反，CFP信息是IEEE802.11标准的一部分并且因而被根据第二协议操作的所有传统或第二类站所理解。CFP信息定义一个时间段，在所述时段期间，除信标发送器之外不允许其它站接入媒介。尽管根据IEEE802.11标准的CFP信息的目的是授权AP控制媒介，然而为了预留目的而用本发明所述的方法来使用CFP信息也是可能的。任选地，另外的信息可以在信标信号的新的字段或信息单元中发送。这类信息还可以包括未来传输的频率或代码信道或者包括与发射站睡眠阶段有关的信息。因为每个偷听到信标信号的第一和第二站都必须接收并解释它，所以发射站传输范围和目标站传输范围中的站会及时察觉到被预留周期。传统或第二类站将解释这个时间是预留给AP的，而理解新的或第一协议的第一类站将其解释为计划传输的预留。这两类站都将注意到所述预留并且将在被通知的CFP期间独立地推迟发射。

包括预留请求的信标在网络中被广播，并且从而保证一个已确定CFP将被活动的第一和第二类站所注意。

为了避免一个隐藏节点或隐藏站的问题，根据一个优选实施例，源站可以发送第一信标，即所谓的源信标。随着源信标的广播，源站传输范围中的其它活动站偷听到它并且注意其内容。这产生了一个CFP。本来将作为计划传输接收器的站将在源信标的特定目标字段中认出其地址。然后，只有目标站(不是其它活动站)通过发送一个目标信标来确认源信标的保存接收，这个目标信标又被目标站传输范围内的所有活动站偷听到。源站和目标站两者的传输范围可能不一致。

另一个变化形式是轮询特征的情况，其中，将要发射的数据的未来接收器是那个向源站发送目标信标以便开始连接的目标站。然后，稍后将是数据发送器的源站通过发送一个源信标来确认目标信标的接收。

根据又一个变化形式，其中，源站和目标站之间的一个连接已经被创建并且数据帧交换已经发生，源站将一个对未来传输的预留请求作为当前传输的数据帧的一部分发送到当前和计划的目标站。一个使用802.11或第二协议的第二站可能不期望一个作为数据帧一部分的预留请求，并且从而将既不能够理解又不能够注意它。此外，一个802.11站将不偷听一个其报头不包括该站地址的数据帧。这就是为什么目标站要通过广播一个包括预留信息副本的信标来确认收到了预留请求的原因。在预想的目标源的传输范围中的活动站偷听信标，因为它是要转发给每个活动站的这一类帧。然后，它们将在本地存储所述的预留信息。源站接收信标并且将其解释为预留信息的保存接收的一个确认，该信息是作为数据帧一部分而发送的。

根据另一个变化形式，其中，如前所述，源站和目标站之间已经建立了一个连接，目标站可以通过一个信标帧来确认所述预留的接收。然而，这个信标帧可以通知该目标察觉到的紧接的下一个无线媒介预留。因此，目标站可以不重复当前接收到的预留信息，而是向其相邻站通知紧接的下一个已计划好的传输。

传输范围中的其它活动站偷听目标和/或源信标和注意它们，这是指它们在所述预留周期中将不争夺媒介接入。

接收源和/或目标信标的站可以在一个附加步骤中发送一个自己的信标，其中包括了无竞争周期、分别来自源或目标信标的预留请求。除了接收了任何信标中的任何预留请求的目标或源站外，其它活动站在预留的无竞争周期中存储分别关于CFP、预留请求的信息和延期接入到媒介。

为了避免一个与隐藏节点或隐藏站有关的问题，源站这次可以重复或重发已经作为数据帧的一部分而被发射的预留要求，以作为在源站传输范围内被广播的一个信标的一部分。除了预定的目标站之外，活动站在预留的周期中偷听信标、本地存储预留信息和延期媒介接入。

为了进一步改进隐藏节点保护，根据另一个实施例，预留信息不仅被包括在按计划传输的发送器和(一个或多个)接收器的信标中，而且还被包括在接收所述发送器和(一个或多个)接收器信标中的预留信息的信标发送器和接收器的其它相邻站的信标中。这个实施例涉及两个替换实施例：一个是，源站通过发送第一、即所谓的源信标来开始预留；另一个是，源站将对未来传输的预留请求作为进行中传输的数据帧的一部分来发送。然后，不仅是目标站，而是所有其它相邻站都通过发送一个相邻信标来确认源信标的保存接收，所述的相邻信标又被相邻信标发送器的传输范围内的所有活动站偷听。

传输范围中的其它活动站偷听目标和/或源信标并且注意它们，这是指它们在所述预留周期中将不争夺媒介接入。

请注意，源信标、目标信标和相邻信标只是用作为名字以便区别在预留建立中的站的作用，而不是说所述信标不一定都具有不同的内容。一个信标可能包括几个预留，不仅仅包括自己的，而且还包括来自相邻站的预留。然而，目标信标可以被接收站用来向发射机指出未来预留的改变。因此，要向发射机给出一个与在接收器侧的预留表有关的反馈。

根据一个优选实施例，被动站是一个在网络区域内的站但不是主动收听的站。一个想变成主动第一类站的被动站可能在媒介上在不同频率上收听信标。根据本发明一个源、目标或相邻信标将被刚刚变成主动的站所注意并且被解释为不是从一个接入点导出的。

这个解释是可替换的：

-因为源或目标信标没有像AP信标那样被周期性地重复，

-或者是因为它的其中一个字段或单元指出了它。

那些不支持本发明的新协议的传统的IEEE802.11站可能把信标解释为从接入点导出的。这些传统站不能理解信标的新的字段，但是它们在任何情况下都将注意到CFP并且从而注意所述的预留。

为了启动一个新的站，可以规定一个在媒介上收听的周期，它有足够长以便保证新的站察觉到当前的业务。

根据一个变化形式，所述的信标或信标信号是一个包括几个字段和一个帧控制字段和/或包括预留信息的帧主体字段的帧。

这是一个优点，即包括无竞争周期的信标是根据IEEE802.11和覆盖大量现有设备的扩展标准的。

所述信标可能包括与按计划传输优先权有关的信息，所述信息被通知并且被存储在所有主动设备中并且可以和较老的优先权信息相对比。

如果信标包括与按计划传输的频率或代码信道有关的信息，则其它站只需要推迟接入这部分媒介。

根据一个实施例，所述信标包括与预留的起始点和持续时间有关的信息。根据另一个实施例，所述信标包括一个位图，它给出像超帧那样的时间段内的时隙占用信号以及其中每个时隙中都包括一个或几个比特。

所述信标可以进一步包括与信标发送器将处于睡眠或活动或休眠模式这个时间段有关的信息。睡眠或活动时间可以用它们的开始时间、持续时间和最终用周期性来通知。替换地，睡眠或活动时间是以位图的形式通知的，其中，一个或几个比特给出所述站在一个特定时隙中的状态的信号。

信标可以包括与相邻站将在睡眠或主动或休眠模式中的时间有关的信息。

本发明的无线通信网包括多个站，其中，至少两个站使用一个协议，该协议规定被偷听的信标信号必须得到注意，和其中，至少单个站通过广播一个包括无竞争周期(CFP)的信标作为一个预留未来传输的方法来通知竞争周期。如上所述，信标是一个要被每个活动站都注意的信号。

根据一个优选实施例，源站发送一个带有对未来传输的预留请求的信标，并且源站传输范围中的单个或几个目标站通过发送一个目标信标来确认源信标的接收。这是在连接必须首先被建立时的情况。

根据另一个实施例，

-未来的目标站向未来的源站发送一个目标信标，该未来的源站被期望是要发送数据的并且

-未来的源站通过发送一个源信标来确认目标信标的接收。

这对应于网络中的一种情况，其中，是一个未来的数据接收器的站在其轮询另一个站时发起连接。

如果在无线通信网中，源站和一个或几个(一个或多个)目标站之间的连接已经被建立，则

-源站可以将对未来传输的预留请求作为当前传输数据帧的一部分发送到当前和预定的目标站；

-目标站可以发送一个重复预留请求并且通知无竞争周期的信标；

-预定的目标站的传输范围中的活动站可以偷听该信标并且在本地分别存储无竞争周期、预留信息，和

-源站可以把该信标解释为刚发送的数据帧的保存接收的确认。

在这种情况下，源站可以重复信标，并且除了偷听信标的预定目标站之外的活动站可以在预留周期中分别在本地存储无竞争周期、预留信息并且推迟媒介接入。这导致更好地避免各隐藏站。

在源站传输范围和/或目标站传输范围中的活动站偷听源和/或目标信标并且分别注意到CFP、信标中的预留信息。这是指它们将推迟对媒介的接入。

根据又一个变化形式，接收源和/或目标信标的站发送一个自己的信标，其中分别包括了无竞争周期、来自各个源或目标信标的预留请求。

除了接收了任何信标中的任何预留请求的源或目标站之外的各个站在预留周期(CFP)中分别存储了有关无竞争周期、预留请求的信息并且推迟接入媒介。这个行为保证在被通知的CFP期间只有在媒介中协商过的那些站才接入媒介。

在发送它自己的信标之前，一个变成主动站的被动站首先在媒介上倾听信标以便察觉到该媒介的业务。该站可以在一个确定的周期中在媒介上收听。

根据一个无线通信网的变化形式，信标或信标信号是一个包括诸如帧控制字段和/或包括预留请求的帧主体字段之类的几个字段的帧。

根据一个最优选的实施例，包括无竞争周期的信标是根据IEEE802.11及其扩展标准的，因为大量具有那个标准的用户电子仪器已经销售并使用。

信标可以包括与按计划传输的优先权有关的信息。因为存在不同的优先权别，所以处理排列在前的数据传输的顺序可以随着每个被新偷听到的信标而变化。

信标可以包括与按计划传输的频率或代码信道有关的信息。在这种情况下，其它活动站可以在CFP期间对不同于预留的频率或代码信道的媒介接入进行竞争。

信标还可以包括与预留的起始点和持续时间有关的信息。

信标也可以包括一个位图，它给出像超帧那样的时段内的时隙占用的信号并且其中每个时隙中都包括一个或几个比特。

信标可以另外包括与信标发送器将处于睡眠或主动或休眠模式中的时间有关的信息，从而实现了一个更好的使用率，这是因为其它的活动站预先知道了它的性状。睡眠或活动时间可以用它们的开始时间、持续时间和最后的周期性来通知。另外，睡眠或活动时间可以用位图的形式来通知，其中，一个或几个比特给出所述站在一个特定时隙中的状态的信号。

信标可以包括与相邻站将处于睡眠或主动或休眠模式中的时间有关的信息，从而避免冲突，因为活动站已经知道一部分其它站的状态。

本发明的方法可以优选地用于一个根据IEEE802.11协议的WLAN。然而，本发明的方法也可以被用于其它使用一个必须在所有参与站中共享的普通媒介的通信网络。

本发明还涉及一个计算机程序或者计算机程序在硬件中的实施，它由处理器来运行并且包括用于实施上述方法的指令。

本发明将进一步参考附图来详细解释，其中：

图1示出了一个共享一个媒介的几个站的示例；

图2示出了根据第一替换方案的站A和站B之间的帧交换的时间图；

图3示出了根据第二替换方案的站A和站B之间的帧交换的时间图；

图4示出了一个包括预留请求的信标的示例；

图5示出了根据第三替换方案的站A和站B以及站E和站B之间的帧交换的时间图；

图6示出了一个根据本发明的超帧的结构；

图7a示出了一个根据本发明的带时隙的超帧的结构；

图7b示出了一个根据本发明的时隙DRP信息单元内部的位图；

图8示出了一个根据先有技术的情况，其中，站C接入媒介而没有注意到用于站A和B之间的传输的预留周期。

图1示出了一个共享媒介的几个站A-E的示例。站A、B和E根据DRP协议来操作。站C和D表示所谓的传统站，它们不理解DRP协议和根据DRP协议的信标的内容。在这个例子中，网络包括假定要向B进行发送的站A。发送的动作被表示为一个箭头。在源站A的传输范围中，A是活动站，C和D使用一个不同的或者比站A使用的更老的协议。传输范围由圆弧段指出。然而，站C和D能认出被包括在信标中的CFP信号。

根据第一替换方案，图2示出了一个站A和站B之间的帧交换时间图，其中，站A通过发送源信标21来启动与站B的连接。站B在短帧间间隔(SIFS)之后返回一个目标信标22。SIFS给接收器时间以便将它的收发信机从接收转变到发射状态。它是相邻帧之间的最短持续时间。因此，帧交换没有被中断。两个信标21、22包括在相同的预留周期CFP上提示的预留信息。用虚线画出的帧23说明了预留周期23，即被通知的无竞争周期。由于相同的DRP协议，包括预留的信标21、22将被站A、B、E所理解。传统站C、D将理解根据802.11协议的被通知的CFP周期，因为802.11协议规定根据802.11协议操作的每个站都必须接收通常由接入点AP所通知的CFP周期信号。然而在本发明内，这个功能被DRP站A、B和E误用，从而合并了信标内用于向两类站(DRP站和传统站)信令预留的CFP信令。传统站不知道所通知的CFP周期不是来自AP，其中CFP信令的源并不重要。重要的特征是传统站C、D被促使在通知的CFP周期内要以该方式保持静默。

图3示出了一个根据第二替换方案的站A和站B之间的帧交换时间图，其中，一个连续的传输发生在A与B之间并且预留请求是数据帧31的一部分。在这种情况下，当前和预定的目标站B是第一个要发送一个信标32的。源站A重复这个信标33以便防止隐藏站。通过发送信标33而被重复的预留信息对于目标站B是冗余的，但对于活动站(例如在站A的传输范围中的站C、D)是必需的，因为它们不知道本发明的DRP协议而不理解数据帧31中的预留请求并且它们不在站B的传输范围内。用虚线画出的帧34说明了预留周期，即被通知的无竞争周期，它的提供是为了站A和B之间的无扰动的数据传输。

图4示出一个标准的IEEE802.11信标帧41，它由附加的DRP信息单元400所增强。包括除单元400外的所有其它单元的标准的802.11信标单元用来向传统站C、D指明一个CFP。附加的DRP信息单元400被用来向邻近的DRP站A、B和E通知其它信息。另外，在修正802.11e中建议的信息单元403被用来指出预定要传输的QoS参数。

信标帧41包括例如在CF参数集488中的CFP的信令和DRP预留请求。根据DRP协议的预留请求主要被包括在DRP信标单元404中。信标帧41包括几个字段或信息单元。除CFP信息488之外的DRP预留请求可以被包括在帧控制字段42和/或帧主体48中。用于DRP预留请求的预留信息可以包括一部分下列的字段或信息单元：

-业务404的周期

-媒介预留上的持续时间43

-数据传输的优先权409

-未来预留周期的数量404

-位图404，它指出一个由信标发送器或任何其它站预留的超帧期间的各时间段。

业务周期被存储在DRP信标单元404中。通过这个业务量信息周期，其它站获悉何时将发射下一帧。信标帧41内的持续时间字段43向其它站通知这个流的下一个数据传输的持续时间，其中包括用于确认消息的时间。优先权字段409包括与这个流所属的业务范畴有关的信息，例如音频、视频、实时、非实时数据等等。通过指定未来传输的优先权，有可能在网络中支持不同的服务质量级别。在两个传输预定要用同一时段的情况下，较高优先权的业务将获得媒介接入，而较低优先权的发送站将自动地撤消或延迟它的预留。

DRP信标字段404中包括的可选的信息字段通知其它站关于将做出的未来预留周期的数量。这允许一个站通过只在一个信标内发送的单个预留发送而做出一个定期预留以替代需要预留时每次要发送一个信标。两个传输之间的周期由字段404中存储的″业务周期″以及″媒介预留持续时间″字段43中的每个传输的恒定时间间隔给出。

被包括并存储在DRP信标字段404中的位图72是一个替代方案，用于通过给出预留周期的开始时间和持续时间来通知预留。为此，该时间被划分成超帧60，其中，每个超帧60都被划分成时隙73。一个使用全部超帧内的时隙的替代方案是只在通知无竞争周期时才使用时隙。一个时隙超帧更详细地在图7a中被说明。位图72的一个或几个比特为超帧60的每个时隙指出这个时隙73是否被预留。

图5根据第三替换方案示出了站A和站B以及站E和站B之间的帧交换时间图。在这个例子中的源站A和目标站B的信标交换周期和预留周期23之间，媒介可以被用于站E和站B之间的信标交换周期。尽管如此，用于站E和B之间的数据传输的预留周期53发生在站A和B之间的数据传输之后。

所建议的解决方案预见到图4中所示的信标帧41通过附加信息单元400而被增强。这些单元400可以被用来给出关于QoS要求或在站中等待的QoS业务有关的另外信息。此外，单元406通知与站的节能模式有关的信息。关于DRP预留，存在着单元407，它通知邻近预留以便改进一个被优化的预留调度的分布计算。另外还存在单元405，它向预定的通信伙伴通报MAC地址。这提供了可能性以便知道通信伙伴。此外，如果具有在传输范围以外的MAC地址的站已经预留了一个预留周期，则有可能认为对一个站而言该预留周期是空闲的。如果已经预留了一个预留周期的站在传输范围之外，则该预留周期可以另作它用。信标中的BSSID字段46可以被设置为信标的发送或接收设备的MAC地址。对于传统设备C、D，因此看起来似乎信标来自一个外部的基本服务组BSS或AP。一个替换方案是把一个或几个MAC地址定义为DRP地址。

利用可选择的QBSS负载信息单元401，一个AP或一个站可以在分散系统的情况下通知它的当前业务负载，它可以被所述站用来决定是否与AP相关联。QBSS负载单元401包括字段″丢帧率″、″信道利用率″和″站计数″。″丢帧率″例如可以被DRP用来通知站在过去的预留尝试的成功率。″信道利用率″例如可以被设置为最大值以防止传统的802.11e站试图与一个DRP站相关联，因为传统站将假定DRP站是一个AP。替换地，″信道利用率″字段可以被DRP用来分配该站的队列长度。″站计数″例如可以被DRP用来通知它能听得见多少其它站。

EDCA参数集402可用于报告与计划传输有关的业务范畴信息。然而在传统的802.11协议中，这个信息单元相当大。为DRP传输定义一个新的EDCA信息单元402是更有效的，它只包括计划传输的业务范畴。

为了减少DRP协议的开销，描述了一个减少那些必须发送的信标帧数量的实施例。该想法是：并非所有站都在信标中通知要预留。在先有技术中，一个信标包括发送信标的站的预留，以及最后包括那个站的1次跳跃的邻近站的预留。

然而，一个问题是邻近信息不能作为CFP而被通知，因为每个信标只能通知一个CFP。这是为什么只有根据DRP协议操作的第一类站才能理解邻近预留而传统站却不能理解的原因，除非一个单独的信标对于每个邻近预留都被发送，而这将引起大量开销。上述情况也适用于同一站的不同预留。除非发送几个信标，否则只有一个预留周期可以被保护而不受传统站的干扰。

这是为什么在一个优选实施例中预见了几个预留分别被单个信标、无竞争周期(CFP)所保护。为此，几个预留被集合成一个被CFP保护的连续DRP周期62。信标帧41包括一个用于覆盖DRP周期62的CF参数集488。传统站在该DRP周期中被阻挡，因为它们接收了在信标帧41内所包含的CFP信号。在DRP周期时间中，根据DRP协议的第一类站A、B和E可以交换它们的预留。如图6中所示，在极端情况下，每一超帧60只存在一个大的DRP周期62。

图6表示一个从信标帧41开始的超帧60。信标帧41通知即将来临的无竞争周期以便阻挡传统站C、D。此外，根据DRP协议的第一类站被告知即将来临的预留周期。在802.11协议中，除AP之外不允许其它设备在CFP期间启动传输。因此，CFP可以被用于使DRP传输免遭传统站的干扰。

每个DRP周期62可以被来自单个第一类站的单个信标帧41保护或者被来自不同站的信标保护。在单个信标的情况下，信标帧41可以例如被所述站在站中发送，它不管怎样都在发送超帧60中的信标帧41。为了对隐藏的传统站C、D保护一个或多个DRP周期62，那些听见(隐藏的)传统站的DRP站还将在一个信标中通知(一个或多个)DRP周期。

在DRP周期62内部，可以使用一个时隙或非时隙帧结构，如图7b中所示。DRP周期62可以从信标周期64开始，其中，所有的DRP站都通知它们的预留。因此，所有的DRP站都可以发送一个信标帧通知它们自己预留周期，或者一个预定数量的DRP站可以发送它们的信标帧来通知它们自己的预留周期。此外，从邻近站接收的预留周期也可以被发送。信标帧的集合传输增加了信令效果，因为发送净荷数据所用的时间没有被广播信标帧所中断。

替换地，DRP站可以使它们的预留背驮(piggyback)到数据和确认和/或RTS和CTS分组。不需要传统站理解这个背驮的预留信息，因为全部DRP周期都受一个或几个信标的保护。

在本发明的另一个实施例中，一个CTS-to-self(清除以便发送)信号被用来代替信标以便在被保护的DRP周期62内通知DRP预留周期。

受DRP控制的网中的信令开销可能很高而导致效率的降低。为了减少开销，建议了一个时隙DRP结构，参见图7a、7b。

图7a说明了一个被划分成大量后续传输机会TxOP的超帧。每一超帧60的TxOP数量对基本服务组中的所有DRP站A、B、E而言是已知的。

图7a中所示的时隙结构允许DRP站通过一个简单的位图72而为邻近站指出它预留了哪个TxOP。因为时隙DRP可以包括未使用的信道预留，所以每个DRP站都被允许使用如IEEE802.11eEDCA之类的基于竞争的接入协议在一个特定空闲周期之后接入媒介，它例如通过一个预定代码将剩余的预留TxOP持续时间标记为未使用的。

图7b示出了带时隙的DRP信息单元404内部的一个位图72，它指出每个DRP站所见到的TxOP有效性。位图72经由时隙DRP机理指出哪些时隙73被预留或不被预留。而且，一个DRP站将指出哪个TxOP由于帧接收或自己的帧传输而被预留。此外，一个DRP站指出已被环绕的DRP站所使用的TxOP的状态。因此通过用不同的代码(X、O、*)来标记在位图中的位置，就表明了时隙是否未被使用或者是否被所述站自己、邻近站或未知站预留。如果一个时隙未被使用，则它可以通知其它站此刻未使用这个时隙。然而，已使用时隙可以通知给其它第一类站以便也为了减少发信令的努力。

通过在信标帧中通报一个无竞争周期信号，一个时间段可以作为一种容器而提供，在该容器中一个或几个第一类站可以根据一个分发预留协议进行通信。

无竞争周期内的时间是带时隙的或不带时隙的可能是有利的。

在DRP周期62中，第一类站A、B和E向数据、确认、RTS或CTS分组分发它们的预留背驮。

此外，第一类站在无竞争周期的内和外发送代替确认帧的信标帧也是可能的，其中，无竞争周期是在信标帧内被通知。信标帧被解释为对已经涉及ACK的数据分组的确认。

因此，ACK信号的发送得以减少。在一个信标帧代替一个确认信号ACK而被发送的情况下，所述信标包括确认协议所需的信息。

在DRP周期62之内，第一类站在信标内部分发它们的预留周期，它们可以被集合成一个信标周期64。

此外，可能只有特殊站(例如已经预先确定特性的站)为分发预留协议而通知无竞争周期。因此，可以控制让具有强大的信令的站分发CFP。此外，也可能让只有不使用长期备用时间的站通过发送根据本发明的信标帧来为两类站都分发CFP。诸如PDA、移动电话等等之类的站具有一个小的电池寿命或功率容量，因此它们主要是被动模式。

信标帧在超帧开始时被发送以便通知用于分发预留协议的无竞争周期。

此外，还可能让从传统站听到帧的站也用无竞争周期发射信标，所述的无竞争周期与超帧开始时在所述信标中通知的无竞争周期一致。由此它保证每个传统站都将在DRP周期62内保持安静。有利地，在从传统站听见帧的那些站当中，只有察觉到至少其中一个所述的传统站对于其它站是隐藏的那些站用无竞争周期发送一个信标，这个无竞争周期与超帧开始时在所述信标中通知的无无竞争周期一致。因此，发信令的努力被优化。

为了进一步保证由于媒介上的数据拥塞而不会发生退避(backingoff)，可以预见，在使用预留时间周期来进行数据传输之前，在开始传输之前，提出预留请求的站要在预留时间周期开始的一个固定持续时间中侦听媒介。

此外，信标帧可以在QBSS负载信息单元401内部包括一个站计数字段，该字段被设置为信标帧发送器听见的站的数量。因此，该站注意到它们的传输范围中存在多少个站。此外，信标可以包括信标发送器听得见的邻居的列表。

通过把路由信息408添加到信标帧41中，其路由是优选的信息可以被发送以便建立并维持网络中的多跳路由，而不使用具有最小跳数的最短路由。最短路由可能包括具有高业务负载的各站。

此外，信标可以被用于链路适配并且被分别用于速率选择目的。因为信标是用低数据率来发送的，所以接收站可以测量被接收到信号的质量以便确定应该用哪个数据率来传输数据。

如果在传输内没有传统站，则一个专用的广播管理帧可以用来代替信标以通知预留。在使用广播管理帧之前应该检查传统站的存在。否则，传统站将干扰数据传输，因为它们不理解广播管理帧。专用的管理帧是一个预定传输的发送器发送的DRP请求和预定传输的接收器发送的DRP响应。DRP响应和DRP请求的握手利用一个预定传输的发送器所发送的DRP完成消息来完成。

在最后的一个实施例中，规定了新的管理帧以通知预留。这些管理帧例如可以被称作″DRP请求″、″DRP响应″并且任选地可称作″DRP确认″。这些管理帧可替代传统802.11信标的使用，但其不利之处在于不被传统802.11的站理解。

如上所述，使用一个CTS帧以代替信标用来从对传统站的干扰中保护用于分发预留协议的时段。这些CTS信号被发送之前不用发送RTS帧。因为所述站接受CTS信号，所以它们将不会干扰。

图8说明了一个根据现有技术的方案。存在两个DRP站A和B和两个传统站C和D。站A和B根据DRP协议运行。站C和D根据802.11标准协议运行，它们没有认出用于分发预留周期的信标的能力。DRP站A和B通过从A向B发送一个源信标81来协商一个预留周期83。站B将一个目标信标82垂发回源站A以避免隐藏站的问题。因为传统站C和D不理解或没有认出一个信标的内容，所以它们没有被通知关于A和B之间的数据传输的预留周期83。这里说明了站C通过向站D发送帧84来开始接入媒介。然而，帧84与预留周期83重叠。因此，在数据传输期间在从C到D的数据流和从A到B的数据流之间发生冲突。这导致了所有参与站的退避周期。如果站A中的预留表允许传输被延迟，则该站的一个选项也许是开始它的预留延迟。在一个繁忙的信道环境中这几乎是不可能的。然后，站A可以在延迟的预留周期85发送它的数据流，其中，一个延迟的传输是否可以成功地执行得不到保证，因为站C或任何其它的传统站可以在这个延迟的预留周期再次进行发送。延长或推迟预定的预留是一个可能的解决方案，但是它没有提供满意的性能结果。预留时隙的延迟传输也将延迟随后的预留。因此，所有预留的计划安排受到了干扰，这导致预留冲突的高概率。

通过应用本发明的系统或方法，避免传统站的干扰是可能的，因为包括CFP信令的信标在CFP周期给定的时期向传统站指出让它停止任何对媒介的访问。

本发明可以被概述为一个包括几个站的无线通信网，其中，某些站使用IEEE802.11协议而其它站使用一个新的向下兼容的协议(DRP)。因为网络具有一个分散化结构，所以一个站为了执行一个未来的传输必须自己预留媒介。这个新的协议(DRP)把预留请求作为信标的一部分发送。因为信标是一个向每个活动站广播的信号，所以它被每个站偷听并注意。

如果一个新的连接将要启动，则源站用一个信标来开始协商。如果连接已经被创建，则预留请求是数据帧的一部分并且目标站是最先发送信标的站。

Claims

1.在无线通信网中预留媒介以用于该无线通信网的站(A-E)之间的数据传输的方法，所述无线通信网包括根据第一协议运行的至少一个站(A、B、E)和根据第二协议运行的第二站(C、D)，所述方法包括下列步骤：

在第一和第二协议内提供无竞争周期(23)；

通过使用信标信号中的无竞争周期信息，根据第一协议为第一站(A、B、E)执行媒介预留；和

通过使用所述信标信号中的无竞争周期信息，根据第二协议为第二站(C、D)执行媒介预留；

通过利用相同的信标信号(21、22、31、33)通知第一和第二协议的无竞争周期，

其中，第一协议是分布式预留协议DRP，第二协议是IEEE 802.11协议。

2.权利要求1中要求的方法，还包括下列步骤：

由第一和第二站(A、B、C、D、E)偷听信标信号(21、22)；

第一站和第二站(A-E)中的每个活动站注意到偷听到的信标信号(21、22)；

通过信标信号(21、22)来通知用于媒介预留的无竞争周期(CFP)，该信标信号(21、22)包括根据第二协议的预留信息(488)和根据第一协议的预留信息(404、43)。

3.权利要求1-2中的一个要求的方法，还包括下列步骤：通过广播信标信号(21、22)来通知媒介的无竞争周期(CFP、23、34、53)以便预留未来的传输，该信标信号(21、22)包括用于媒介预留的由第一站(A、B、E)识别的根据第一协议的预留信息(404)，并且还包括第二站(C、D)知晓的根据第二协议的预留信息(488)。

4.根据权利要求1到2中的一个的方法，其特征在于下列步骤：

源站(A)向目标站(B)发送源信标信号(21)，和

一个或几个目标站(B)通过发送目标信标信号(22)来确认源信标信号(21)的接收。

5.根据权利要求1到2中的一个的方法，其特征在于下列步骤：

目标站(B)向源站(A)发送目标信标信号(22)，和

源站(A)通过发送源信标信号(21)来确认目标信标信号(22)的接收。

6.根据权利要求1到2中的一个的方法，其中，源站(A)和目标站(B)之间的连接已经被建立，其特征在于下列步骤：

源站(A)把对未来传输的预留请求作为当前传输的数据帧(31)的一部分发送到当前的和预定的目标站(B)；

目标站(B)发送重复预留请求的信标信号(32)并且因此而通知无竞争周期(34)；

在预定的目标站(B)的传输范围中的活动站(A-E)偷听信标信号(32)并且在本地存储无竞争周期(34)以及预留信息，和

源站(A)把信标信号(32)解释为刚发送的数据帧(31)的保存接收的确认；

源站(A)重复信标信号(33)。

7.权利要求6的方法，其特征在于：在源站(A)的传输范围和目标站(B)的传输范围中的站(A-E)偷听源和/或目标信标信号(21、22、31、32)并且分别注意到无竞争周期(CFP)、信标信号(21、22、31、32)中的预留信息。

8.权利要求2的方法，其特征在于附加的步骤：接收了源和/或目标信标信号(21、22、31、32)的站发送自己的信标信号，其中分别包括了无竞争周期(CFP)、来自源或目标信标信号(21、22、31、32)的预留请求。

9.权利要求2的方法，其特征在于：除了源或目标站(A、B)之外的接收任何信标信号(21、22、31、32)中的任何预留请求的站(E、C、D)分别存储无竞争周期(CFP)、预留请求的相关信息并且在预留的周期(CFP、23、34、53)期间推迟接入媒介。

10.权利要求3的方法，其特征在于：预留信息被包括在预定传输的发送者(A)和一个或多个接收者(B)的信标信号(21、22、31、32)以及发送者(A)和一个或多个接收者(B)的其它相邻站(E)的信标信号中，该相邻站(E)接收了发送者(A)和一个或多个接收者(B)的信标信号(21、22、31、32)中的预留信息。

11.权利要求1-2中的一个的方法，其特征在于：变成活动站的被动站在发送信标信号之前首先收听媒介中的信标信号，其中，该站在一个确定的周期中在媒介上收听。

12.权利要求1-2中的一个的方法，其特征在于：信标信号包括几个字段(42-49)并且帧控制字段(42)和/或帧主体字段(48)包括预留请求(404、488)。

13.权利要求1-2中的一个的方法，其特征在于：包括无竞争周期(CFP)的信标信号(21、22、31、32)是根据IEEE802.11及其扩展标准的。

14.权利要求1-2中的一个的方法，其特征在于：信标信号包括与预定传输的优先权、预定传输的频率或代码信道、预留的起始点和持续时间(43)、路由信息(408)、信标信号的发送者或相邻站将处于睡眠或活动或休眠模式的时间(406、407)中的一个有关的信息(409)，其中，睡眠或活动时间用它们的开始时间、持续时间和最后周期性或以位图(72)的形式来通知，其中，一个或几个比特来通知该站在一个特定时隙(73)中的状态。

15.权利要求1-2中的一个的方法，其特征在于：该信标信号包括位图(72)，它通知超帧(60)内的时隙(73)的占用率，并且其中每一时隙包括一个或几个比特。

16.具有用于在网络中各站(A-E)之间传输数据的媒介的无线通信网，该通信网包括根据第一协议(DRP)运行的至少一个站(A、B、E)和根据第二协议(802.11)运行的第二站(C、D)，其中在第一和第二协议内提供无竞争周期(23)，其中，在无竞争周期(23)中，通过使用信标信号中的无竞争周期信息，第一站(A、B、E)对媒介的访问根据第一协议被规定，通过使用所述信标信号中的无竞争周期信息，第二站(C、D)对媒介的访问根据第二协议被规定，其中，媒介的预留是通过包括用于第一和第二协议的无竞争周期的相同信标信号(21、22)而通知的，

17.权利要求16的无线通信网，包括多个站(A-E)，其中，至少两个站(A-E)使用规定被偷听的信标信号(21、22、31、32)的协议，该信标信号必须被每个活动站(A-E)注意，其中，通过广播包括根据第二协议的无竞争周期(CFP)信息的信标信号，至少一个第一站通知无竞争周期(CFP)作为用于预留未来的传输的手段。

18.使用如权利要求1-15中的一个所要求的方法的通信装置。