TW201032509A

TW201032509A - Method and apparatus for directional clear channel assessment in a wireless communications system

Info

Publication number: TW201032509A
Application number: TW098138525A
Authority: TW
Inventors: Ismail Lakkis; Vered Bar Bracha
Original assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2008-11-12
Filing date: 2009-11-12
Publication date: 2010-09-01
Also published as: KR101504283B1; TW201032511A; KR20130101143A; JP6162168B2; EP2356756B1; EP2359492A1; US9214990B2; US20100118835A1; KR20110084531A; TW201032508A; BRPI0921913B1; DK2448144T3; CN102257742B; PL2359489T3; KR20110095332A; EP2448144A1; EP2359492B1; DK2359489T3; WO2010056885A1; EP2359489B1

Description

201032509 ' 六、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明大體而言係關於無線通信系統’且更特定而言係關於用於無線通信系統中之方向性頻道存取之方法及設 . 備。本申請案主張2008年11月12日申請之名為「無線通信系統中頻道存取之方法及設備（METH0D AND apparatus FOR CHANNEL ACCESS IN A WIRELESS COMMUNICATIONS ® SYSTEM)」的美國臨時專利申請案第61/113,602號之權利及優先權，其指派代理人案號為090424P1，其揭示内容在此以引用之方式併入本文中。本申請案主張2009年3月28日申請之名為「無線通信系統中頻道存取之方法及設備（METHOD AND APPARATUS FOR CHANNEL ACCESS IN A WIRELESS COMMUNICATIONS SYSTEM)」的美國臨時專利申請案第61/164,422號之權利 φ 及優先權，其指派代理人案號為090424P2，其揭示内容在此以引用之方式併入本文中。【先前技術】 - 在相關技術之一態樣中，具有支援單載波或正交分頻多工（OFDM)調變模式之實體（PHY)層之器件可諸如在遵守如由美國電機電子工程師學會（IEEE)在其802.15.3c標準中規定之細節的網路中用於毫米波通信中。在此實例中，PHY 層可經組態以用於在57千兆赫（GHz)至66 GHz之頻譜中的毫米波通信，且具體而言，視地區而定，PHY層可經組態 144656.doc 201032509 «Ρ 以用於在美國在57 GHz至64 GHz及在日本在59 GHz^66 GHz之範圍中之通信。為允許支援OFDM或單載波模式之器件或網路之間的可交互運作性，該兩種模式進一步支援一共同模式。具體而言，該共同模式為由OFDM及單載波收發器兩者使用以有助於不同器件及不同網路之間的共存及可交互運作性的單載波基本速率模式。該共同模式可用來提供信標傳輸控制及命令資訊及用作用於資料封包之基本速率。 802.15.3c網路中之單載波收發器通常使用至少一碼產生器來提供首先由Marcel J.E. Golay引入之形式（稱為格雷碼 (Golay code))至所傳輸之資料訊框之一些或所有攔位之擴展，且執行一所接收之經格雷碼寫碼之信號之匹配濾波。格雷互補碼（Complementary G〇iay code)為等長有限序列之集合，使得在一序列中具有任何給定分離之等同元素對之數目等於在其他序列中具有相同分離之不同元素對之數目。S.Z. Budisin之「Efficient Pulse c〇mpress〇r f〇r G〇lay Complementary Sequences」（Electr〇nic LeUers，第 27卷，第3期，第219頁至no頁，1991年1月31曰）（其在此以引用之方式併入本文中）展示用於產生格雷互補碼（G〇lay complementary c〇de)之傳輸器以及格雷匹配濾波器（G〇lay matched filter)。對於低功率器件，針對共同模式而言使用具有恆定波封之連續相位調變（CPM)信號，以使得功率放大器可在最大輸出功率下操作而不影響經濾波之信號之頻譜為有利的。 144656.doc -4- 201032509 高斯最小移位鍵控（Gaussian Minimum Shift Keying， GMSK)為藉由在高斯遽波器中選擇一合適頻寬時間乘積 (BT)參數而具有緊密頻譜佔用之連續相位調變之形式。恆定波封使GMSK與非線性功率放大器操作相容，而無與非恆定波封信號相關聯之伴隨頻譜再生。可實施各種技術來產生GMSK脈衝形狀。舉例而言，針對共同模式，可實施具有線性化GMSK脈衝之π/2-二元相移鍵控（BPSK)調變（或π/2-差分BPSK)，諸如I_ Lakkis、J. Su 及 S· Kato之「A Simple Coherent GMSK Demodulator」 (IEEE Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC) 2001)中所展示，其以引用之方式併入本文中。【發明内容】本文中所揭示之態樣對於使用諸如由IEEE 802.15.3c協定界定之毫米波無線個人區域網路（WPAN)之系統可為有利的。然而，本發明並不意欲限於此等系統，因為其他應用可受益於類似優點。根據本發明之另一態樣，提供一種無線通信之方法。該方法包括：藉由在複數個接收方向上掃描而判定一邏輯頻道是否可用於傳輸；及在該邏輯頻道可用之情況下傳輸資料。根據本發明之另一態樣，提供一種通信設備。該通信設備包括：用於藉由在複數個接收方向上掃描而判定一邏輯頻道是否可用於傳輸的構件；及用於在該邏輯頻道可用之情況下傳輸資料的構件。 I44656.doc 201032509 根據本發日月夕s . 另一L樣’提供一種用於無線通信之電腦該電腦程式產品包括一機器可讀媒體，其經編碼而具有可執仃以進行以下動作之指令：藉由在複數個接收方向上掃描而判定一邏輯頻道是否可用於傳輸；及在該邏輯頻道可用之情況下傳輸資料。、根，本發明之另—態樣，提供-種用於通信之設備。該通“備包括-處理㈣，其經組態以：藉由在複數個接收方向上掃描而判定—邏輯頻道是否可用於傳輸；及在該邏輯頻道可用之情況下傳輸資料。根據本發明m樣’提供—種無線節點。該無線節點包括-處理㈣，其、經組態以：藉由在複數個接收方向上掃描而判定一邏輯頻道是否可用於傳輸；及在該邏輯頻道為可用的判定之後經由天線傳輸資料。儘管在本文中描述了特定態樣，但此等態樣之許多變化及置換落在本發明之範疇内。儘管提及了較佳態樣之一些益處及優點，但本發明之範疇並不意欲限於特定益處、: 途或目標。而是，本發明之態樣意欲可廣泛地應用於不同無線技術、系統組態、網路及傳輸協定，其中之—些借助於實例說明於附圖中及下文之實施方式中。實施方：：圖式僅為本發明之說明而非限制，本發明之範嘴應由隨附申請專利範圍及其等效物界定。【實施方式】下文描述本發明之各種態樣。應顯而易見的是可以多種形式實施本文中之教示且本文中所揭示之任何特定結 144656.doc 201032509 構、功能或兩者僅為代表性的《熟習此項技術者基於本文中之教示應瞭解，本文中所揭示之態樣可獨立於任何其他態樣來實施’且此專態樣令之兩者或兩者以上可以各種方式進行組合。舉例而言’可使用本文中所闡述之任何數目之態樣來實施一設備及/或實踐一方法。另外，可使用除了本文中所闡述之態樣中之一或多者之外或不同於該一或多者的其他結構、功能性或結構及功能性來實施此設備及/ 或實踐此方法。在以下描述中，出於解釋之目的’闡述眾多特定細節以提供對本發明之澈底理解。然而，應理解本文中展示及描述之特定態樣並不意欲將本發明限於任何特定形式，而是本發明涵蓋落在如由申請專利範圍界定之本發明之範_内的所有修改、等效物及替代物。在本發明之一態樣中，使用單載波調變及〇FDM之雙模式毫米波系統具備一早載波共同傳信（signaling)。該共同模式為由單載波及OFDM器件兩者用於發信標 (beaconing)、傳信、波束成形及基本速率資料通信的單載波模式。現將參看圖1里現無線網路100之若干態樣，其為以與 IEEE 802.15.3c個人區域網路（PAN)標準相容之方式形成且在本文中稱為微微網（piconet)之網路。該網路1 〇〇為一允許諸如複數個資料器件（DEV) 120之若干獨立資料器件彼此通信的無線特用資料通信系統。具有類似於網路1〇〇之功能性的網路亦被稱為基本服務集（BSS) ’或獨立基本服務 144656.doc 201032509 (IBSS)(若通信係在一對器件之間）。該複數個DEV 120之每一 DEV為一實施一至網路100之無線媒體之MAC及PHY介面的器件。具有類似於該複數個 DEV 120中之器件之功能性的器件可被稱為存取終端機、使用者終端機、行動台、用戶台、台、無線器件、終端機、節點或某一其他合適術語。貫穿本發明描述之各種概念意欲應用於所有合適無線節點而不管其特定命名。在IEEE 802.15.3c下，一 DEV將承擔該微微網之協調器之角色。此協調DEV被稱為微微網協調器（PicoNet Coordinator，PNC)，且在圖1中說明為PNC 110。因此，該PNC包括複數個其他器件之相同器件功能性，但提供用於該網路之協調。舉例而言，該PNC 110提供：諸如使用信標為網路100進行基本時序之服務；及對任何服務品質 (QoS)需求、功率節省模式及網路存取控制之管理。在其他系統中具有如關於PNC 110描述之類似功能性的器件可被稱為存取點、基地台、基地收發台、台、終端機、節點、充當存取點之存取終端機或某一其他合適術語。DEV 及PNC兩者均可被稱為無線節點。換言之，一無線節點可為一 DEV 或一 PNC。該PNC 110使用一稱為超訊框之結構來協調網路100中之各種器件之間的通信。每一超訊框係基於時間藉由信標週期定邊界。該PNC 110亦可耦接至一系統控制器130以與其他網路或其他PNC通信。圖2說明用於網路100中之微微網時序之超訊框200。一 144656.doc 201032509 般而言，一超訊框為一含有信標週期、頻道時間分配週期及（視情況）競爭存取週期之基本分時結構。一超訊框之長度亦稱為信標間隔（BI)。在超訊框200中，提供一信標週期 (BP)2 10，在該信標週期期間諸如PNC 110之PNC發送信標 • 訊框，如本文中進一步描述。 . 競爭存取週期（CAP)220用於在PNC 110與網路100中之複數個DEV 120中之一 DEV之間或在網路100中之複數個 DEV 120中之該等DEV之任何者之間傳達命令及資料。用 ❿ 於CAP 220之存取方法可基於時槽式阿羅哈（slotted aloha) 或具避免碰撞的載波感測多重存取（CSMA/CA)協定。CAP 220可並非由PNC 110包括於每一超訊框中。頻道時間分配週期（CTAP)230(其係基於分時多重存取 (TDMA)協定）由PNC 110提供以為複數個DEV 120分配使用網路100中之頻道的時間。具體而言，將CTAP劃分成一或多個稱為頻道時間分配（CTA)之時間週期，其由PNC φ 110分配給多個器件對，其中每個CTA分配給一對器件。因此，關於CTA之存取機制係基於TDMA的。在信標週期期間，首先傳輸使用天線場型集合之信標 • (稱為準全向或「Q全向」信標）。方向性信標（意即，在某 • 一（一些）方向上使用較高天線增益傳輸之信標）可另外在該信標週期期間或在CTAP中在PNC與一個或多個器件之間傳輸。圖3為可用於單載波、OFDM或共同模式訊框之訊框結構 3 00的實例。如本文中所用，術語「訊框」亦可被稱為 144656.doc -9- 201032509 「封包」，且此等兩個術語應視為同義的。訊框結構300 包括一前置項302、一標頭34〇及一封包有效負載38〇。該共同模式使用格雷碼用於所有三個攔位，意即，用於前置項302、標頭340及封包有效負載38〇。共同模式信號使用藉由碼片級π/2-BPSK調變之格雷擴展碼來擴展其中之資料。標頭340(其為符合實體層聚合協定（pLcp)之標頭）及封包有效負載380(其為實體層服務資料單元（psdu))包括使用具有長度64之格雷碼對擴展之符號。包括（借助於實例，但不限於）格雷碼重複數目及格雷碼長度之各種訊框參數可根據訊框結構300之各種態樣調適。在一態樣中，在刖置項中使用之格雷碼可選自長度128或長度256之格雷碼。用於資料擴展之格雷碼可包含長度64或長度128之格雷瑪。返回參看圖3,前置項302包括一封包同步序列欄位 310、一開始訊框定界符（SFD)欄位32〇，及一頻道估計序列欄位330。當使用較高資料速率時，前置項3〇2可縮短。舉例而言，針對共同模式，預設前置項長度可設定為36個格雷碼，其與大約5〇 Mbps之資料速率相關聯。對於接近 1.5 Gbps之資料速率之資料速率，前置項3〇2可縮短至“個格雷碼，且對於3 Gbps左右之資料速率，前置項3〇2可進一步縮短至8個格雷碼，前置項3〇2亦可基於來自一器件之内隱或外顯請求而切換成一更短前置項。封包同步序列欄位310為由長度128之格雷互補碼（a、％ b〗28)中之者擴展之碼的重複，如由圖3中之碼31 2-1至 144656.doc •10- 201032509 3 12-n表示。SFD欄位320包含由長度128之格雷互補碼 (a1 us, b1!28)中之一者擴展之特定碼（諸如{-1})，如由圖3中之碼322表示。CES欄位330可使用一對長度256之格雷互補碼（a、56，b’256)擴展，如由碼332及336表示，且可進一步 * 包含如由334-1及338-1表示之至少一循環首碼（諸如，atp . 或WCP)，其為長度128之格雷碼，其中CP為循環首碼 (Cyclic Prefix)或循環尾碼（Cyclic Postfix)。用於分別諸如 ^ aiCp或bjCP之碼332及336中之每一者的循環尾碼（如分別由 334-2及338-2表示）為長度128之格雷碼。在一態樣中，標頭340大致使用速率為1/2之里德所羅門碼（Reed Solomon，RS)寫碼，而封包有效負載38〇使用速率為0.937之RS寫碼RS(255,239)。標頭340及封包有效負載 380可為二進位或複值，且使用長度64之格雷互補碼一64及/ 或b1"擴展。較佳地，標頭340應以比封包有效負載38〇更健壯之方式傳輸以最小化歸因於標頭錯誤率之封包錯誤 • 率。舉例而言，標頭340可具備比封包有效負載38〇中之資料部分高4 dB至6 dB之寫碼增益。標頭速率亦可回應於資料速率中之改變來調適。舉例而言，對於高達丨.5 Gbps之 ' 資料速率範圍，標頭速率可為400 Mbps。對於3 Gbps之資 . 料速率，標頭速率可為800 Mbps，且對於高達6 Gbps之資料速率範圍，標頭速率可設定為丨.5 Gbps。可保持標頭速率與資料速率範圍之定比。因此，隨著資料速率自一範圍變化至另一範圍，可調整標頭速率以維持標頭速率與資料速率範圍之恆定比率。將標頭速率中之改變傳達至網路 144656.doc •11 - 201032509 100中之複數個DEV 120中之每一器件為重要的。然而，由所有模式（意即’單載波、OFDM及共同模式）使用之圖3中之當前訊框結構300並不包括進行此之能力。圖4說明根據本發明之態樣之前置項4〇〇。三個前置項界定如下：長前置項：8個同步符號、1個SFD符號、2個CES符號；中等前置項：4個同步符號、1個sfd符號、2個CES符號；及短前置項：2個同步符號、1個SFD符號、1個CES符號；其中一符號為長度512之格雷碼且可自單一或一對長度128 之格雷碼構造。在信標週期期間，首先傳輸具有準全向場型（意即，覆蓋所關心空間區之相對寬闊區域之場型）之信標（稱為「q 全向」信標）。方向性信標（意即，在某一（一些）方向上使用較高天線增益傳輸之信標）可另外在該信標週期期間或在CTAP中在PNC與一或多個器件之間傳輸。一唯一前置項序列集合可在同一頻率頻道内指派給每一微微網，使得改良頻率及空間複用： S5i2，m[n]=c4，m[fl〇〇r(n/128)]xu128，m[n mod 128] n=〇:511，其中基序列S5丨^佔據四個非重疊頻率區間（frequency bin) 集合’且因此在時間及空間上正交。第所個基序列佔據頻率區間m、m+4、m+8、m+12，…。在本發明之—態樣中’經修改之格雷序列使用時域或頻域濾波自其他格雷序列（諸如’規則格雷互補序列）產生以確保僅經使用之副載 144656.doc -12- 201032509 波而非整個512個副載波被填入。如本文中所用且由a及b表示之術語「規則格雷互補序列」可使用以下參數產生： 1.具有來自集合2m之相異元素的長度Μ之延遲向量D， * 其中m=0:M-1 ;及 . 2.具有來自QPSK星象圖（±1, 土 j)之元素的長度Μ之種子向量W。圖20說明在本發明之一些態樣中可作為格雷碼產生器或匹配濾波器使用的格雷碼電路2000。格雷碼電路2000包括延遲元素2002-1至2002-Μ之序列，其經組態以用於將經判定之固定延遲之集合D=[D(0), D(l)，···，D(M-l)]提供至第一輸入信號。即使當格雷碼電路2000經組態以產生多個格雷互補碼對時，由延遲元素2002-1至2002-M提供之延遲分布亦可為固定的。格雷碼電路2000亦包括可調適種子向量插入元素2030-1至2030-M之序列，其經組態以用於使第二 φ 輸入信號乘以複數個不同種子向量Wi=[W(0), W(l),...， W(M-1)]中之至少一者以產生複數個種子信號。將來自可調適種子向量插入元素2030-1至203 0-M之序列中之每一者 - 之輸出饋入至第一組組合器2010-1至2010-M中以與延遲元 . 素2002-1至2002-M中之每一者之各別輸出組合。在如圖20 中展示之格雷碼電路2000之實施中，每一種子向量插入元素2030-1至2030-M之輸出在將結果饋入至下一階段之前由第一組組合器2010-1至2010-M之各別一者加至其各別延遲元素2002-1至2002-M之輸出。第二組組合器2020-1至 144656.doc -13- 201032509 2020-M經組態以用於將來自延遲元素2002-1至2002-M之經延遲之信號與乘以種子向量之信號組合，其中在格雷碼電路2000中自延遲信號減去種子信號。根據本發明之某些態樣實施之接收器可使用類似格雷碼產生器執行所接收信號之匹配濾波，以便提供諸如封包或訊框偵測之功能性。在一態樣中’格雷碼（al、a2、a3及a4)可藉由延遲向量 (Dl、D2、D3及D4)與對應種子向量（wi、W2、W3及W4) 之組合產生’如下表中展示： a或b D1 64 32 8 1 4 2 16 D2 64 32 8 1 4 2 16 D3 64 32 4 2 8 1 16 D4 64 32 4 2 8 1 16 W1 -1 _ύ_ -1 -j -1 1 1 W2 -1 -1 1 +j 1 -i 1 W3 -1 -1 -1 -1 1 -二 +i 1 W4 -1 —ύ_ —1 —ύ_ 1 Γ- -..-j —1.. 類型b 較佳序列經最佳化以具有最小旁瓣位準以及最小交又相關0 在本發明之一些態樣中，訊框、關聯至一微微網、針對用於交換控制訊框與命令波束成形及其他控制功能之 _傳信操作’可使用一基本速率。使用該基本速率以達成最佳㈣。在-態樣中，可藉由頻域缝使用每符號咖個資料副載波以達成基本資料速率。可將咖個副載波 (副載波-m至176)劃分成4個非重疊頻率區間，諸如_ 前置項所描述，且可將每-集合指派給在同—頻帶中操竹 144656.doc -14- 201032509 之複數個PNC中之-者。舉例而言，第一 pNC可被分配副載波-176、-172、·168、…、176。第二置可被分配副載波-175、-171、-167、…、173 ’ 等等。此外，每一 pNc 可經組態以擾亂資料以在多個副載波上分散該資料。 . 在1EEE 802.15.3中，微微網時序係基於一包括以下各者 • 之超訊框：PNC在期間傳輸信標訊框之信標週期、基於 CSMA/CA協定之競爭存取週期（CAp)，及一用於管理 φ (MCTA)及規則CTA之頻道時間分配週期（CTAP)，如下文進一步解釋。在信標週期期間，首先傳輸使用幾乎全向天線場型之信標（稱為準全向或「Q全向」信標）^方向性信標（意即，在某一（一些）方向上使用某一天線增益傳輸之信標）可另外在該信標週期期間或在CTAP中在兩個器件之間傳輸。為了在傳輸方向性信標時減少額外負擔，針對更高天線增益’前置項可縮短（例如，重複之數目可減少）。舉例而 • 言’當提供〇 dB至3 dB之天線增益時，信標使用包含八個長度512之經修改之格雷碼及兩個CES符號的預設前置項傳輸。針對3 dB至6 dB之天線增益，信標使用具有相同經 • 修改之格雷碼之四個重複及兩個CES符號的經縮短之前置 - 項。針對6 dB至9 dB之天線增益，信標傳輸具有相同經修改之格雷碼之兩個重複及1或2個CES符號的經縮短之前置項。針對9 dB或更多之天線增益，信標前置項使用相同格雷碼之僅一個重複及1個CES符號。若一標頭/信標在發信標期間使用或將一標頭/信標用於資料封包，則標頭資料 144656.doc 15 201032509 擴展因子可與天線增益相匹配。本發明之各種態樣提供一支援廣泛範圍之天線組態、波束成形操作及使用模型的統一傳訊協定《舉例而言，天線組態可包括方向性或全向天線、具有單一天線之方向性天線場型、分集切換天線、扇區化天線、波束成形天線、相控天線陣列以及其他天線組態。波束成形操作可包括在一 PNC與一器件之間執行的先應式波束成形（proactive beamforming)及在兩個器件之間執行的按需式波束成形 (on-demand beamforming)。用於先應式波束成形及按需式波束成形兩者之不同使用模型包括自一 PNC至多個器件及自至少一器件至該PNC之每封包波束成形、自一 pnc至僅一個器件之傳輸、多個器件之間的通信，以及其他使用模型。當PNC為一個或多個器件之資料源，且PNc經組態以用於在不同實體方向上傳輸封包（其中不同實禮方向中之每一者對應於一或多個器件之一位置（封包以該位置為目的地））時，先應式波束成形為有用的。在一些態樣中，統一（SC/OFDM)傳訊及波束成形協定係獨立於最佳化方法（意即，最佳化以找出最佳波束、扇區及天線權重）及用於無線網路1〇〇中之器件中的天線系統。此允許所使用之實際最佳化方法上的靈活性。然而，應界定致能波束成形之工具。此等工具應支援所有情境，同時致能減少之潛時、減少之額外負擔及快速波束成形。下表展示可由本發明之態樣使用的四種類型之單載波波束成形封包。 144656.doc • 16 - 201032509 封包類型 (# 128碼片） 1 票頭 (Mbps) tffiiy (Mbps) -------- 巧求強制(Μ)/需

由於此等封包為使用共同模式傳可：由單載波及_厘器件兩者解碼。所傳輪之；包;; 大多數可不具有主體，而僅有一前置項。 ❹ 不同類型之封包可以使得實質瑀辦兴艿始 j之、、息增益（考慮寫用兩者)相等之方式針對不同天線增益使有GdB〜3dB之天線增益之q全向傳輸可 dB之天線增益之方向性傳輸可使用π類封包。具有6dB〜9 dB之天線增益之方向性傳輸可使用ΠΙ類封包，且具有9 dB〜12 dB之天線增益之方向性傳輸可使用1v類封包H態樣中’以預設速率傳輸沖以便減少器件及PNC處之處理複雜性為有利的。不、圖5說明可由本發明之各種㈣使用崎料應式波束成形之超訊框結構500。超訊框結構500包括一信標部分 55〇、基於CSMA/CA協定之CAp 56〇,及用於管理二^丁二及規則CTA之CTAP 580。信標部分55〇包括一卩全向部分及一方向性部分530。方向性部分53〇包括可發送至不同器件以傳送更多資訊之方向性信標之使用。 Q全向部分包括超訊框結構500中之L1個傳輸，其為如由Q王向仏標510-1至510-L1表示之複數個q全向信標其每一者由如由複數個MIFS 520-1至520-L1表示之各別 144656.doc 17 201032509 MIFS(為保護時間之最小訊框間間距）分離。在一態樣中， L1表示PNC能夠支援之Q全向方向之數目。對於能夠全向覆蓋之PNC(意即，具有一全向型天線之PNC)而言， Ll = l。對於具有扇區化天線之PNC而言，L1將表示PNC能夠支援之扇區數目。類似地，當一 PNC具備切換傳輸分集天線時，L1可表示PNC中傳輸天線之數目。針對Q全向信標封包之結構可使用各種方法。因此，例如，L1個Q全向信標載運相同内容，除非每一 Q全向信標封包可具有含有關於Q全向信標封包之索引及Q全向部分中Q全向信標封包之總數目的資訊的一或多個計數器。在一態樣中，將CAP 560劃分成兩個部分，一關聯CAP 週期562及一資料通信CAP 572。關聯CAP 562允許該等器件中之每一者使其自身與PNC相關聯。在一態樣中，將關聯CAP 562劃分成複數個子CAP(S-CAP)(由S-CAP 562-1至 S-CAP 5 62-L2表示），每一者繼之以各別保護時間（GT)(由 GT 564-1至564-L2表示）。L2表示由PNC能夠支援之Q全向接收方向之最大數目，其可不同於L1，且因此，在本發明之一態樣中，在關聯CAP週期562期間，PNC將在L2個接收天線之每一者中收聽來自一器件之關聯請求，意即，在第/個S-CAP期間PNC將在第/個接收方向上收聽，其中/在1 至L2之範圍内變化。在頻道為互逆（例如，L1等於L2)之態樣中，在第1個S-CAP期間，其中/可為自1至L1之任何值，PNC自與其用於傳輸第/個Q全向信標所使用之天線方向相同的天線方向接 144656.doc •18- 201032509 收。若兩個器件使用同一天線陣列用於傳輸及接收，則頻道在兩個器件之間為互逆的。若（例如）該等器件中之—者使用不同天線陣列用於傳輸及接收’則頻道為不互逆的。圖6A及圖6B分別說明天線場型6〇〇及650之兩個實例。 • 在圖6A中’台610包括複數個天線方向602-1至602-L，其 - 中第k個天線方向為602-k。類似地，在圖6B中，台66〇包括複數個天線方向652-1至652-L，其中第k個天線方向為 φ 652_k。在一態樣中，該等天線方向中之每一者可為具有一在本文中稱為Q全向之解析度之特定場型、扇區、波束及兩解析度波束（HRB)之部分。儘管在本文中使用之術語扎代在貫際解析度（例如，覆蓋區域）方面為任意的天線方向，但可認為Q全向場型指代覆蓋所關心空間區（RSI)之非常寬闊區域之天線場型。在本發明之一態樣中，一 DEv經組態以使用可能重疊之Q全向天線方向之最小集合覆蓋 RSI。一扇區可指代使用（例如）一個寬波束或可相鄰或不 • 相鄰之多個較窄波束來覆蓋一寬闊區域的場型。在本發明之一態樣中，扇區可重疊。波束為具有最高解析度位準之高解析度波束（HRB)之子集。在本發明之一態樣中，自波束至HRB之解析度之調整在一追蹤操作期間達成，其中一器件監控一給定波束周圍之HRB之一集合。如上文論述，CAP係基於用於不同器件（DEV)之間的通信的CSMA/CA協定。當微微網中之該等DEV _之一者不能夠全向時，在CAP期間想要與彼DEV通信之任何dev需要知道在哪個方向上傳輸及接收。一不能夠全向之dev玎 144656.doc •19· 201032509 使用切換天線、扇區化天線及/或相控天線陣列（在本文中稱為方向性天線），如本文中進一步論述。應注意，在信心期間廣播之資訊可在Q全向與方向性信帛之間分割以便最佳化Q全向信標。如先刖挪述，该PNC在每一超訊框中廣播一信標。每一信標含有關於超訊框之所有時序資訊，及（視情況）關於為微微網之成s之-些或所有DEV之資訊，包括每—dev之波束成形能力。關於-些或所有DEV之可能能力之資訊將較佳地在信標週期之方向性信標部分期間通信因為方向性信標以較高資料速率傳輸且將較佳地支援潛在大量之 DEV能力資^ DEV波束成形能力由獸在關聯期間獲付。DEV波束成形能力包括粗略傳輸及接收方向之數目及波束成形位準之數目。舉例而言，粗略方向之數目可為用於具有切換天線之DEV之天線之數目、用於具有扇區化天線之DEV之扇區之數目，或用於具有相位天線陣列之dev 之粗略場型之數目。一相位天線陣列可產生可重疊之一組場型；每一場型覆蓋所關心空間區之一部分。一 DEV需要執行以下步驟以便與該pNC相關聯（意即，成為微微網之一成員）。首先，DEV自該PNC搜尋一信標。該 DEV接著㈣Q全向信標中之至少—者，且獲取超訊框時序之知識、Q全向信標之數目、s_CAp之數目及持續時間，及（視情況）DEV成員中之每一者之可能能力。在本發明之一態樣中，該DEV將藉由量測來自由該pNC傳輸之所有Q全向信標之鏈路品質指示符來獲取且追蹤最佳卩^^^方 144656.doc •20- 201032509 向。在本發明之—態樣中，鏈路品質指示符（LQI)為所接收信號之品質之量度。LQI之實例包括（但不限於）接收化號強度指示符（刪）、信號雜訊比（SNR)、信號對雜訊及干擾比（SNm)、信號干擾比（SIR)、前置们貞測、位元錯誤率（BER)或封包錯誤率（PER)。

該贿藉由在L1個傳輸方向之其集合上#^仏⑽ 中之-者中將—關聯請求發送至該pNc，意即，該贿發送-包含視情況由一保護間隔分離⑶個封包之集合的關聯請求’其中第m個封包㈣、2、…、叫在黯之傳輸方向上發送且其中該等封包含有相同内容，除了每一封包 :在其標頭中具有含有關於關聯請求中封包之總數目及當前封包之索引的資訊的一或多個計數器。或者，每一封包可在其標頭中具有關聯請求中之剩餘封包之數目。此外，每一關聯請求（意即，關聯請求中之每一封包）具有相對 PNC之關於其至該DEV之最佳傳輸方向的資訊。此資訊自發信標為DEV所已知的。在發送該關聯請求之後，該DEy 接著等待一關聯回應。在偵測到已由該DEV發送之封包中之一者之後，該pNC 解碼來自標頭之關於關聯請求内之剩餘封包數目之資訊，且忐夠计算直至最後一個封包結束時剩下的時間，意即，在傳輸回該關聯回應之前其應等待之時間。來自該之關聯回應應向該DEV通知其最佳傳輸方向。一旦由該DEV 成功地接收一關聯回應，則該DEV及該pNC將能夠經由一組方向通信：一自該DEV至該PNC之方向及一自該pNC至 144656.doc 201032509 該dev之方向（稱為「方向n )，且將㈣此工作集來用於S-CAP中之進—步通信。因此，在本發明之-態樣中/、有方向工作集意謂該DEV知道使用哪個方向來傳輸至PNC且哪個S_CAP至目標，且該pNC知道使用哪個傳輸方向至該黯。-方向卫作集不—定意謂該咖與該 DEV之間的最佳方向集合。舉例而言…工作方向可為在掃描期間㈣到之具有足夠鏈路品質以允許封包接收之完成的第一方向。該方向工作集可藉由使用下文描述之輪詢技術而判定為較佳<「最佳」方向集合。或者，在關聯請求内封包之一者之成功偵測之後’該pNC可監控所有剩餘封包（由該DEV在不同方向上傳輸）以便找出自該DEv之最佳接收方向，在此狀況下該方向集合為一最佳方向集合。該PNC可將獲取DEV能力（包括波束成形能力）作為關聯請求過程之部分，或在經分配用於該pNC與該DEV之間的進一步通信之CTA中獲取DEV能力（包括波束成形能力）。若該DEV在一給定時間内未接收到來自該pNC之關聯回應’則s亥DEV應藉由在S-CAP中之每一者中嘗試一或多次來重發送該關聯請求直至其成功地接收來自該PNC之關聯回應。在本發明之一態樣中，該PNC僅分配一個s_CAp用於關聯請求。如上文描述，一DEV可藉由在所有其傳輸方向上掃描而發送一關聯請求。或者，在該頻道為對稱之情況下’該DEV可使用等效於自該PNC之最佳接收方向之傳輸方向向該PNC傳輸關聯請求。如上文描述自監控該信標，自該PNC之此最佳接收方向對該DEV可用。在本發明 144656.doc -22- 201032509 之另一態樣中，該DEV可在DEV之傳輸方向中之一者中將一關聯請求發送至該PNC且等待聽到來自該PNC之應答。若該DEV未接收到來自該PNC之回應，則該DEV將在同一 CAP中或在另一超訊框之CAP中在DEV之傳輸方向中之另一者中將另一關聯請求發送至該PNC。每一關聯請求將包括關聯請求之完整集合之共同資訊（諸如，多少個關聯封包已/正在關聯請求之集合中發送），及正傳輸之特定關聯請求之唯一資訊（諸如，實際關聯請求之唯一識別資訊）。該PNC可在所有其接收方向上掃描以偵測由該DEV傳輸之關聯請求内之任何封包的前置項，無論彼封包作為該關聯請求中之封包集合之部分發送還是個別地發送。一旦成功接收到該關聯請求，該PNC將使用含於其中之方向資訊來將資訊傳輸回至該DEV。儘管該PNC可能夠基於其能夠接收之第一關聯請求而解碼封包之前置項，但該DEV傳輸該關聯請求的方向可不為最最佳方向。因此，該PNC可嘗試偵測額外關聯請求封包以判定隨後關聯請求是否被較佳地接收。上述程序為一方向性關聯程序（意即，當PNC及/或DEV 不能夠全向時）之簡化型式。該PNC將不時地輪詢每一 DEV 以請求該DEV訓練該PNC。為了使該PNC追蹤行動器件，此為必要的。該訓練可（例如）藉由該DEV在其傳輸方向集合上掃描來執行。該DEV自身不需要由該PNC訓練，因為該DEV藉由監控由該PNC廣播之Q全向信標來追蹤該PNC 方向，如上文描述。在本發明之一態樣中，若該PNC與該 144656.doc -23- 201032509 DEV之間的頻道為互逆的，則該DEV可在無需掃描之情況下使用在信標週期期間獲取之最佳方向對來與該PNC相關聯。若（例如）該PNC具有四個Q全向信標（意即，其傳輸Q 全向信標之四個方向）且該DEV具有三個接收方向，且該 DEV已判定其自該PNC接收傳輸之最佳Q全向信標為第二Q 全向信標且其最佳接收方向為三號，則該DEV將使用三號方向在二號S-CAP中將一關聯請求發送至該PNC，其中該關聯請求具有對於該PNC關於其最佳Q全向方向（意即二號）之資訊。該PNC將接著使用對應於其二號接收方向之二號傳輸方向傳輸「關聯請求回應」。假設DEV-1對與DEV-2、DEV-3、…、DEV-N通信感興趣。自該信標，DEV-1已瞭解關於微微網之所有其他DEV 成員之一切。為了使DEV-1在CAP中與DEV-2或DEV-3、…、DEV-N有效地通信，由於每一 DEV可具有多個傳輸或接收方向且每一 DEV不知道在於CAP中傳輸或接收時使用哪個方向，故對與彼此通信感興趣之不為全向的所有 DEV必須訓練彼此。在一態樣中，用於DEV-1之訓練序列達成如下：假設 DEV-j(j = l、2、...、N)具有MT(j)個粗略傳輸方向及MR(j) 個粗略接收方向。 1. DEV-1(或或者 PNC)計算 DEV-2、DEV-3、…、DEV-N 之粗略接收方向中之最大數目NR，其中： NR=max(MR(2), MR(3), ..., MR(N)) 在本發明之一態樣中，若PNC經組態以計算DEV-2、DEV- 144656.doc -24- 201032509 3、…、DEV-Ν之粗略接收方向中之最大數目NR，則DEV-1僅需要將其有興趣訓練之器件之清單（例如，DEV-2、 DEV-3、…、DEV-Ν)傳輸至該 PNC。 2. DEV-1自PNC請求一 CTA，從而向該PNC通知其想要訓練DEV-2、DEV-3、…、DEV-Ν。在本發明之一態樣中，訓練等於定位 DEV-1 與 DEV-2、DEV-3、...、DEV-N 中之每一者之間的粗略（或精細）傳輸及接收方向之最佳對。 3. CTA持續時間由DEV-1(或或者PNC)計算為至少 NRxMT(l)xT，其中T為訓練封包之持續時間，包括保護時間。該CTA持續時間亦可包括一回饋階段之持續時間。若該PNC計算該CTA持續時間，則DEV-1僅需要傳輸待訓練之器件之清單（例如，DEV-2、DEV-3、…、DEV-Ν)。 4. 該PNC向DEV-1分配（意即，授予）一CTA用於訓練。 5. PNC在信標中廣播CTA分配，其指示源為DEV-1，且目的地為廣播（若所有器件均待訓練）或包括DEV-2、DEV-3、…、DEV-Ν之目的地群（若僅該等器件之一子集待訓練）。 6. DEV-1在經分配之CTA期間傳輸訓練封包，&DEV-2、DEV-3、…、DEV-N應在該CTA期間接收該訓練，如圖 7中說明。應注意，在本發明之一態樣中，儘管提及粗略方向，但該等方向亦可為精細方向，其中在各個方向之間構造更小分離。 144656.doc 25· 201032509

每-Q全向信標可載運-波束成形資訊元素214〇(諸如圖 21A中展示）以將波束成形信標之結構傳送至收聽該之所有器件。一旦一器件在任何超訊框期間解碼q全向信標中之任何者，則其能夠理解整個波束成形循環。在一態樣中，該波束成形資訊元素2140包括一當前Q 之值L1)之欄位2152、一含有在資訊元素中八位元組之數目之長度攔位2154，及一為資訊元素之識別符之元素山欄位2156。該當前Q全向信標10欄位215〇含有識別關於超訊 © 框中之Q全向信標之數目之攔位2152 ’正在當前超訊框中傳輸之當前Q全向信標之編號/位置的編號。使用含於當前 Q全向信標ID攔位2150中之編號的器件將知道其自哪個Q 全向方向聽到該信標。圖21B說明一超訊框資訊元素216〇,其與該波束成形資訊兀素2140 —起傳輸，且包括一 pNC位址欄位2162、一 PNC回應欄位2164、一微微網模式2166、一最大傳輸功率位準2168、一 S-CAP持續時間攔位217〇、s_CAp週期之數目之攔位2172、一 CAP結束時間攔位21Μ、一超訊框持續時間攔位2 1 76及一時間符記21 78。圖22說明根據本發明之各種態樣藉由器件之波束成形操作的兩個方法。圖22係針對具有全向接收能力之器件之波束成形過程2200。在步驟22〇2中，該全向器件僅需要偵測超訊框之Q全向信標，若該器件為非全向的，則該器件需要藉由收聽一或多個超訊框來在所有其接收方向上掃描 144656.do< -26- 201032509 則貞測該信標。-旦偵測到該等卩全向信標，㈣件在步驟麗中關於該等Q全向信標中之每一者儲存鏈路品質因子（刚。接著，在步驟魏中，該器件區分⑽吻， [LQF⑴、···、LQF(L)]，且識別對應於最高lqf之最 PNC方向1。 . l=arg{max[LQF(i)]}

i=l :L 〇在一態樣中’ LQF係基於一信號強度、—信號雜訊比及— 信號對雜訊及干擾比中之至少一者。在另一態樣中，LQF 可亦應基於前述因子之任何組合。在步驟2208中，該器件在當前超訊框之第wcAp期間使其自身與PNC相關聯，且在步驟221〇中通知pNc所有進一步通信應使用其第1個Q全向方向與pNC發生。該器件可仍藉由每Q個超訊框監控對應s全向信標而追蹤[個最佳方向之集合。若發現一方向（例如，第“固s全向方向）具有一較 Φ 佳LQF，則該器件可藉由將其編碼於PHY標頭中之「下一方向」欄位中而通知PNC使用第！*個8全向方向傳輸下一封包。按需式波束成形可在兩個器件之間或一 PNC與一器件之 - 間執行。在本發明之一態樣中，按需式波束成形在經分配至兩個器件之間的鏈路之CTA中進行。當一器件與多個器件通4時，使用與先應式波束成形傳訊協定相同的傳訊協疋。在此狀況下，CTA將在波束成形階段期間起信標週期之作用，且將用於其後之資料通信。在僅兩個器件通信之 144656.doc -27- 201032509 狀況下，由於該CTA為其之間的直接鏈路，故使用一更合作且互動之按需式波束成形傳訊協定為可能的。圖7說明一具有一信標750、一CAP 760及一 CTAP 780之超訊框結構700。該超訊框結構700說明一訓練序列，其中 DEV-1已出於訓練DEV-2、DEV-3、…、DEV-N之目的而請求一分配，且該PNC已將CTA 784授予給DEV-1來執行該訓練。在CTA 784期間，DEV-1使用L個循環710-1至 710-L 訓練 DEV-2、DEV-3、…、DEV-N，其中 L=MT(1) (DEV-1之粗略傳輸方向之總數目）。每一循環係繼之以一各別訊框間間距（IFS)(意即，保護時間）720-1至720-L。在一態樣中，包括一回饋階段730，在該回饋階段730期間將訓練結果自DEV-2、DEV-3、…、DEV-N發送回至DEV-1，如本文中進一步描述。在一態樣中，在每一循環期間，DEV-1在一特定粗略傳輸方向上傳輸若干（η)個訓練封包，其中n=NR(來自所有器件DEV-2、DEV_3、…、DEV-N之一具有最大數目之粗略接收方向的DEV之粗略接收方向之數目）。舉例而言，若 DEV-4具有三（3)個粗略接收方向，其等於或大於DEV-2、 DEV-3、DEV-5、...、DEV-N中之其他DEV之粗略接收方向之數目中之任一者，則n=NR=3。因此，DEV-1將傳輸三 (3)個訓練封包。此重複傳輸允許所有DEV(DEV-2、DEV-3、…、DEV-N)經由其粗略接收方向掃描。換言之，DEV-1必須在每一循環期間傳輸足夠訓練封包以使得所有器件能夠在所有其各別粗略訓練方向上試圖偵測到一訓練封 144656.doc -28- 201032509 包。圖8說明在藉由Dev ：^dEV_2、dEV_3、…、DEV-Ν之訓練期間一般化循環（循環妝)之一系列傳輸800。將循環#k 之n個訓練封包之傳輪的說明展示為傳輸810-1至810-n。每 • 傳輸係繼之以一各別IFS(意即，保護時間）820-1至820- ' Π。在一態樣中’每-訓練封包為等同的。如上文論述，訓練序列之數目η等於NR，其為待訓練之所有DEV之訓練 ❹ #向的最大數目°針對訓練封包之結構可使用各種方法。因此，例如，若訓練封包僅包括前置項部分（意即，無標頭或有效負載部分）’則一循環内11個訓練封包之集合可經組態成單-大訓練封包。在本發明之一態樣中，該單一大訓練封包之總長度將等同於其傳輸多個僅前置項封包（包伽或其他訊桓間間距)所&費之時間之長纟。舉例而 -’為達成相同長度，該單一大訓練封包可包括更多重複序列以填充由IFS通常佔有之部分。使用單一大訓練封包 • ^法向正經訓練之器件提供更多靈活性，因為總體而言，存在更多時間用於該單一大訓練封包之偵測及接收。舉例而言，一正經訓練之器件可掃描得較慢（意_，延長該器件在-特定方向上收聽之時間）且具有較佳量測精確度（因 . 為前置項之更多樣本被擷取）。作為另一實例，若—器件可執行較快掃描，則該器件可完成詞練且在該單一大訓練封包傳輸之剩餘時間内進入一功率節省模式。圖9說明用於具有六（6)個傳輸方向之dev i、且有山個接收方向之D购及具有兩⑺個接收方向之dev_^訓 144656.doc -29· 201032509 練序列之一循環的實例。如所展示，在每一循環期間， DEV-1傳輸一系列六個訓練封包#1至#6(關於devj其全部在同一方向上），其中分別在週期902_1至9〇2_6期間一次傳輸一個。其他DEV(DEV-2及DEV-3)中之每一者將在每— 週期期間使用一不同接收方向收聽由DEV-1發送之訓練封包中之一者。舉例而言，如關於DEV-2可見，在週期902-1 期間，DEV-2將在6個接收方向中之一接收方向1(RX 1/6) 上收聽來自DEV-1之訓練封包#ι，且DEv_3將在2個接收方向中之一接收方向1(RX 1/2)上收聽來自DEV_i之訓練封包 #1。在週期902-2中，DEV-2將在6個接收方向中之一接收方向2(RX 2/6)上收聽來自DEV-1之訓練封包#2,且DEV 3 將在2個接收方向中之一接收方向2(RX 2/2)上收聽來自 DEV-1之訓練封包#2。推測起來，DEV_3將已在週期9〇n 期間聽到來自DEV-1之訓練封包#丨，且識別其最佳接收方向為RX 1/2。在週期902-3至週期902-6中，DEV-2將繼續在所指示之各別接收方向上收聽來自DEV4之訓練封包。然而，當DEV-3已用盡所有可能接收方向時，DEV_3可停止收聽來自DEV-1之訓練封包》在週期9〇2_6期間，dev_2 將聽到來自DEV-1之訓練封包#6，且因此識別其用於接收來自DEV· 1之傳輸的最佳接收方向為Rx 6/6。應注意，儘管由DEV-2及DEV-3中之每一者執行之掃描係以順時針方向方式，但在天線方向之掃描之方向或順序方面，無特定場型需要由該等DEV中之任一者遵循。應注意，由dev_2 發現之最佳接收方向僅為在一循環期間發現之最佳者之說 144656.doc •30· 201032509 明’且不一定為總的最佳接收方向，因為對最佳者之搜尋必須在來自DEV-1之所有六個循環上進行。圖1 〇說明根據本發明之一態樣組態之可由一訓練DEV傳輸之訓練封包結構1000，其中該訓練封包結構1〇〇〇簡單地 . 包括一前置項部分而無一訊框主體。若包括一訊框主體， . 則其應包含源位址（意即，DEV-1之位址）及（視情況）目的地位址。該訓練封包結構1 〇〇〇包括一封包同步（Sync)序鲁列攔位1010、一開始訊框定界符（SFD)欄位1〇4〇，及一頻道估计序列（CES)攔位1080。在一態樣中，SYNC序列欄位 1010包括長度128之格雷序列之重複型樣，而CES欄位 1〇8〇包括自兩個長度512之格雷互補序列a&b(其可自長度 128之格雷序列構造）產生之一對互補經修改之格雷序列va 1082-1及vb 1082-2。SYNC序列欄位1〇1〇藉由SFD欄位 1040與CES攔位1080分離，SFD攔位1〇4〇包括中斷3¥>^序列攔位1〇1〇之重複的格雷序列型樣。該SFD欄位為可選 • 的，因為CES可起雙重作用。視情況，可包括一標頭部分，該標頭部分包括至少源位址及（視情況）所有目的地位址。如本文中論述，可將一循環内n個訓練封包之集合組 - 態成由（借助於實例，但不限於）一非常長8丫\(：攔位構造之單一大訓練封包，其在本發明之一態樣中為長度128之格雷序列m倍增n次之1重複型樣。如上文_述，返回參看圖7 ,在回饋階段期間， DEV-2、DEV-3、··.、DEV_N中之每一者向贿^通知 D E V -1之最佳粗略傳輸方向及（視情況）其最佳粗略接收方 144656.doc •31 · 201032509 向。因為存在總共N個器件DEV-1、DEV-2、DEV-3、…、 DEV-N，所以存在N-1個回饋，每DEV-j(j=2、...、N)—個回饋。用於達成來自每一 DEV之回饋之訊框序列1100說明於圖11中，其包括展示為DEV-2回饋1110-2至DEV-N回饋 1110-N之回饋部分。每一回饋部分係繼之以IFS 1120-2至 1120-N。在本發明之一態樣中，在DEV-1在其接收中不為全向的情況下，DEV-1將不得不在其可能接收方向中之每一者中收聽來自該等DEV中之每一者之回饋。舉例而言，在DEV中之每一者（DEV-2、DEV-3、...、DEV-N)將其回饋傳輸至DEV-1時，DEV-1將經由所有可能接收方向掃描。在本發明之一態樣中，若DEV-1與該等DEV中之每一者之間的頻道為互逆的，或若該等DEV中之每一者為在傳輸上能夠全向的，則此回饋方法最佳地工作。若DEV-1至任何 DEV之間的頻道為互逆的，則將使用自DEV-1至彼DEV之最佳方向來提供自彼DEV至DEV-1之回饋。在該等DEV不為在傳輸上能夠全向的或若該頻道不為互逆之狀況下， DEV-1個別地訓練DEV-2、DEV-3、…、DEV-N中之每一者為較佳的。在本發明之一態樣中，例如，在DEV1-1與 DEV-2之間的訓練會話將包括在L1個循環中自DEV-1至 DEV-2之訓練掃描（L1為DEV-1傳輸方向之數目），繼之以在L2個循環中自DEV-2至DEV-1之訓練掃描（L2為DEV-2傳輸方向之數目），繼之以在自DEV-1至DEV-2之掃描中之回饋，繼之以自DEV-2至DEV-1之回饋。應注意，該等回饋中之一者可與掃描訓練整合。針對回饋可使用各種方法。 144656.doc -32· 201032509 因此，例如，若該頻道為互逆的且DEV-1已訓練DEV-2及 DEV-3，貝|J由於自DEV-1至DEV-2之路徑與自DEV-2返回至DEV-1之路徑相同，且自DEV-1至DEV-3之路徑與自 DEV-3返回至DEV-1之路徑相同，故DEV-2及DEV-3返回訓練DEV-1可為不必要的。或者，若每一器件訓練該清單 . 中之所有其他器件，則若該頻道為互逆的，則回饋階段可省略。在訓練序列之結束時，來自DEV-2、DEV-3、...、DEV-® N之每一 DEV將已判定自DEV-1之各別最佳粗略傳輸方向及其自己之最佳粗略接收方向。換言之，在訓練序列之結束時，來自 DEV-2、DEV-3、...、DEV-N之每一 DEV可識別DEV-1應傳輸所藉以之最佳粗略方向以及該特定DEV應收聽（意即，接收該傳輸）所藉以之最佳粗略方向。在DEV-1已執行其訓練之後，其他DEV(DEV-2、DEV-3、...、DEV-N)將出於相同訓練目的自PNC請求其自己之 φ CTA。在所有訓練結束時，每一對DEV(DEV-1、DEV-2、 DEV-3、…、DEV-N)將已判定在前向及反向鏈路兩者上之最佳粗略方向對。 - 訓練之結果對於每一 DEV之間的資訊之傳輸為有用的。 . 在本發明之一態樣中，此特定可應用於CAP。假設在一特定CAP期間DEV-1想要將一封包傳輸至DEV-2。DEV-1知道使用哪個方向傳輸至DEV-2。然而，DEV-2不知道哪個 DEV正在傳輸且因此不能在正確方向上導引其天線。為解決此問題，在一態樣中，DEV-2在其接收方向中之每一者 144656.doc 33- 201032509 中收聽一短時間週期。在一態樣中，該短時間週期應足夠長以偵測一前置項之存在，諸如用以執行（例如）淨空頻道評估（clear channel assessment ; CCA)之時間長度。如圖12中說明，DEV-2將繼續自一粗略接收方向切換至另一粗略接收方向（意即，在每一循環中經由一些或所有粗略接收方向掃描）’自粗略接收方向#1至奸，其中 P-MR(2)(其為DEV-2之可能粗略接收方向之數目），直至其偵測到來自自DEV-1傳輸之封包1200之前置項1220之存在。此對於每一循環由說明。應注意， DEV_2可在對應於來自可能源之接收方向的其粗略接收方向之僅一子集掃描，意即，一掃描循環係由總接收方向之僅一子集組成《舉例而言，若DEV_2已進行與僅DEVq及 DEV-3之訓練，則DEV-2可連續地（意即，多個循環）在對應於來自DEV-1及DEV-3之最佳接收方向的僅兩個粗略接收方向（每循環）之間切換，直至其偵測到前置項或其超時《—旦偵測到前置項122〇，則DEV_2無需嘗試其他粗略方向。然而’一前置項之偵測並不意謂DEV-2已獲取其最佳接收方向。該方向僅意謂DEV—2已發現在最低限度上允許其接收該封包的接收方向。此接收方向稱為一工作接收方向。如本文中論述’ 一工作方向可為在掃描期間偵測到之具有足夠鍵路品質以允許封包接收之完成的第一方向。在本發明之一態樣中，傳輸DEV(例如，DEV-1)可將DEV-2之最佳接收方向併入於封包12〇〇之標頭124〇中。在另— 態樣中’因為DEV-1及DEV-2兩者已在訓練週期期間判定 144656.doc 201032509 用於彼此之傳輸及接收粗略方向之最佳對，所以dev_2應能夠在一旦其已判定正嘗試向其發送封包之該dev(其在此狀況下為DEV-1)時判定最佳粗略接收方向。在任一方式下，一旦DEV_2解碼由DEV-1發送之封包之標頭，其即二口 . 道其最佳接收方向且可切換至彼方向以接收該封包。 . 想要在CAP中傳輸一封包的DEV可使用相同多循環掃描方法來感測媒體疋否為閒置的或媒體中之另一傳輸是否為 φ 可能的。在本發明之一態樣中，若DEV-2想要將一封包傳輸至另一 DEV，則DEV-2可首先藉由在不同方面上掃描來感測且量測能量。如圖13中說明，在具有一前置項部分 1320及一標頭/有效負載部分134〇之封包之傳輸週期13〇〇期間，若DEV-2感測到媒體為閒置的（意即，未偵測到前置項或最大偵測到之能量低於一給定臨限值），則其可將該封包傳輸至所要DEV。在另一方面，若DEV_2判定媒體為忙碌的，則其將後退且在一稍後時間再重開始該感測。 φ DEV-2將繼續自一粗略接收方向切換至另一粗略接收方向 (意即，在每個循環經由一些或所有粗略接收方向掃描），自在範圍#1至#卩内之粗略接收方向，其中p=MR(2)(其為 ' DEV-2之可能粗略接收方向之數目），直至其超時或如由 1330-1至1330-P說明偵測到能量之存在。在本發明之另一態樣中’ DEV-2可在僅兩個方向上（意即，DEV-2之自目標 DEV之接收方向及一對應於DEV-2之傳輸方向之接收方向）感測媒體。若DEV-2在此等兩個方向上感測到無前置項或能量，則其可將一封包傳輸至目標DEV，在此狀況下兩個 144656.doc -35- 201032509 其他器件可在幾乎無干擾之 g, U. . 方向之另一集合上同時通信，因此達成空間複用。在本發明之一態樣中，器、SA 15件將座由邏輯頻道與其他器件逋仏。一邏輯頻道為兩個或飞兩個器件之間的實體頻率頻道内之非專用通信路徑。因此，此在一實體頻率頻道中，多個道可存在，其意謂多個同時傳輸可發生。若自第— 器件至第二ϋ件之傳輸方向不引起對其他作时邏輯頻道 (意即，在當前傳輸時間操作）之干擾或引起可接受干擾，則可將-邏輯頻道視為在第一器件與第二器件之間為可用的作為邏輯頻道之一實例，一器件可在水平波束方向上傳輸至另一器件DEV-2，且同時DEV-3可在垂直波束方向上傳輸至DEV-4。應顯而易見多個邏輯頻道之使用致能空間複用。圖14說明可用於本發明之各種態樣之訓練設備1400，該訓練叹備1400包括：頻道時間分配（CTA)模組14〇2，其用於將一來自一第一器件之頻道時間分配請求傳輸至一第二器件，其中該頻道時間分配請求包含待由該第一器件訓練之器件之一清單；CTA授予接收模組14〇4，其接收一由該第二器件授予之頻道時間分配；及訓練封包傳輸模組 1406 ’其在由該第二器件授予之該頻道時間分配期間將來自該第一器件之至少一訓練封包傳輸至待訓練之器件之該清單中之至少一器件。圖15說明可用於本發明之各種態樣之接收器設備15〇〇，該接收器設備1500包括··前置項偵測模組1502，其藉由在 144656.doc -36 - 201032509 複數個接收方向上掃描而偵測一由一第一器件傳輸之封包之-前置項之至少-部分；較佳接收方向模組15〇4 ,其基於-在-與該第-器件之訓練會話期間建立的較佳接收方向而完成該封包之接收；及封包解碼器模組⑽，复基於 . —第—接收方向接收該封包之-標頭且解碼該標頭以^別該第一器件已傳輸該封包。圖16說明可用於本發明之各種態樣之頻道時間分配設備 φ 難，該頻道時間分配設備咖包括：CTA請求接收模組 1602 ’其在-第—器件處接收—來自—第二器件之頻道分配請求，其中該請求包含待由該第二器件訓練之器件之一清單；及信標傳輸模組16()4，其自該第—器件傳輸一信標，該信標包含-基於該頻道分配請求之用於該第二器件之頻道分配。圖17說明可用於本發明之各種態樣之用於使一第一器件與一第二器件相關聯的關聯請求設備1700，該關聯請求傳 9 輸6又備1700包括：關聯請求傳輸模組1702，其將包括複數個封包之至少-關聯請求自該第一器件傳輸至該第二器件’每-封包分別在—不同方向上傳輸；關聯回應偵測模、且1704丨>f貞測_來自該第二器件之關聯回應；及較佳傳輸方向模組1706 ’其基於該關聯回應判定一較佳第一器件至第二器件傳輸方向。圖18說明可用於本發明之各種態樣之用於使一第一器件與一第一盗件相關聯的關聯請求設備1800，該關聯請求設備1800包括.較佳第二器件至第一器件傳輸方向獲取模組 144656.doc •37· · 201032509 觀，其獲取-較佳第二器件至第―胃件傳輸方向；較佳傳輸方向判定模組1804，其基於該較佳第二器件至第一器件傳輸方向之該獲取而判定一較佳第一器件至第二器件傳輸方向；及關聯請求傳輸模組1806，其將包含來自由該第一器件產生之複數個封包之至少一封包的至少一關聯請求傳輸至該第二器件，每一封包可分別在一不同方向上傳輸；其中該至少一封包包含關於該所判定之較佳第一器件至第二器件傳輸方向的資訊。 ° 圖19說明可用於本發明之各種態樣之頻道評估設備 1900，該頻道評估設備190〇包括：淨空頻道判定模組 1902，其藉由在複數個接收方向上掃描而判定一邏輯頻道是否可用於傳輸；及資料傳輸模組簡，其在該邏輯頻道可用之情況下傳輸資料。可將本文中所描述之各種態樣實施為使用標準程式化及/ 程技術之方法、設備或製品。如本文中所使用之術語「製品」意欲涵蓋可自任何電腦可讀器件、載體或媒體存取之電腦程式。舉例而言，電腦可讀媒體可包括（但不限於）磁性儲存器件、光碟、數位化通用光碟、智慧卡及快閃記憶體器件。本發明並意欲不限於較佳態樣。此外，熟習此項技術者應認識到，本文中所描述方法及設備態樣可以各種方式實施，包括以硬體、軟體、韌體或其各種組合之實施。此硬體之實例可包括ASIC、場可程式化閘陣列、通用處理器、 DSP及/或其他電路。本發明之軟體及/或韌體實施可經由 144656.doc -38, 201032509 包括 Java、C、C++、MatlabTM、Veril〇g、仰见及/或處理器專用機益及組合語s之程式化語言之任何組合實施e 熟習此項技術者將進一步瞭解’結合本文中所揭示之態樣而描述之各種說明性邏輯區塊、模組、處理器、構件、電路及演算法步驟可被實施為電子硬體（例如，數位實施、類比實施或該兩者之組合，其可使用源寫碼或某一其他技術來設計）、併有指令之各種形式之程式或設計碼（為

便利起見’其可在本文中被稱為「軟體」或「軟體模組」）或兩者之組合。為了清楚地說明硬體與軟體之此可互換性，各種說明性組件、區塊、模組、電路及步驟已在上文大體按其功能性加以了描述。此功能性係實施為硬體還是軟體視特定應用及外加於整個系統上之設計約束而定。熟習此項技術者可針對每一特定應用以不同方式實施所描述之功能性，但是此等實施決策不應㈣釋為會導致脫離本發明之範嚕。、”。口本文中所揭不之態樣而描述之各種說明性邏輯區塊、模組及電路可實施於積體電路（「lc」）、#取終端機或存取點内或由積體電路(「IC」）、存取終端機或存取點執行ic可包含通用處理器、數位信號處理器⑽p)、特殊應用積體電路(ASIC)、場可程式化間陣列(FpGA)或其他可程式化邏輯ϋ件、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組牛電力、牛光學組件、機械組件或其經設計以執行本文中所描述之功能且可執行常駐於㈣m常駐於ic 内及IC外之碼或指令的任何組合。通料理器可為微處理 144656.doc •39· 201032509 器，但在替代例中，處理器可為^何習知處理器、控制器、微控制器或狀態機。亦可將處理器實施為計算器件之組合’例如，DSP與微處理器之組合 '複數個微處理器、結合DSP核心之-或多個微處理器’或任何其他此種組態。本文中所私述之方法及系统態樣僅說明本發明之特定態樣。應瞭解，熟習此項技術者將能夠設計具體化本發明之原理且包括於其範嘴内之各種配置（儘管未在本文中明確地料或展示）。此外，本文中所陳述之所有實例及條件語言意欲僅出於用以輔助讀者理解本發明之原理的教育目的。本發明及其相關聯參考將解釋為不限於此等特定陳述之實例及條件。此外，本文中陳述原理、態樣及本發明之態樣以及其特定實例之所有敍述意欲涵蓋其結構及功能等效物。另夕卜’希望此等等效物包括當前已知之等效物以及在將來開發之等效物’意即’所開發之執行相同功能之任何元件（與結構無關）。熟習此項技術者應瞭解，本文中之方塊圖表示具體化本發月之原理之說明性電路、演算法及功能步驟的概念圖。類似地冑瞭解，任何流程表、流程圖、信號圖、系統圖、碼及其類似者表示可實質上在電腦可讀媒體中表示或因此由電腦或處理器執行的各種處理程序，無論此電腦或處理器是否明確地展示。提供先前描述以使熟習此項技術者能夠完全理解本發明全卩範疇熟1此項技術者將顯而易見本文中所揭示之 144656.doc 201032509 各種組態之修改。因此，申請專利範圍並不意欲限於本文中所描述之本發明之各種態樣，而是符合與申請專利範圍之語言相一致之全部範疇，其中以單數形式指代一元件並不意欲意謂「一個且僅一個」（除非特定地如此規定），而，是意謂「一或多個」。此外，如申請專利範圍中所使用之 • 片語「a、b&c中之至少一者」應解釋為針對a、b或C或其任何組合之凊求項。除非另外特別地規定，否則術語「一 Φ ~」或「至少一者」指代一或多個元件。熟習此項技術者已知或稍後將知曉的貫穿本發明而描述之各種態樣之元件的所有結構及功能等效物皆以引用的方式明確地併入本文中且意欲被申請專利範圍涵蓋。此外，本文中所揭示之任何内谷^不意欲專用於公眾，而不管本發明是否明確地敍述於申請專利範圍中。除非申請專利範圍要素係使用片語「用於…之構件」而明確地敍述，或在一方法項之狀況下該要素係使用片語「用於…之步驟」而敍述，否則該申請 ❷ 專利範圍要素將不在35 U.S_C· §112第6段之條款下加以^ 釋。【圖式簡單說明】圖1為根據本發明之一態樣組態之無線網路的圖式. '圖2為用於圖丨之無線網路中的根據本發明之—熊樣組熊之超訊框結構的圖式；圖3為用於圖2之超訊框結構中的根據本發 g < 態樣組態之訊框/封包結構的圖式；圖4為根據本發明之一態樣之具有各種長度的前置項的 144656.doc -41 · 201032509 結構圖；，圖5為如根據本發明之一態樣組態的用於先應式波束成形中之超訊框結構的結構圖；圖6A及圖6B為說明根據本發明之一態樣可實施於圖i之無線網路中之器件上的各種天線場型的圖式；士圖7為根據本發明之一態樣組態的一訓練序列之超訊框、’°冓的方塊圖，該訓練序列由圖丨之無線網路中之器件使用來訓練所關心之其他器件；圖8為如根據本發明之一態樣組態的在圖7之訓練序列中之般訓練循環期間使用的訊框結構的方塊圖；圖9為如根據本發明之一態樣組態的圖7之訓練序列之一實例循環的時序圖；圖10為在—般訓練循環期間使用之訓練封包的封包結圖11為在本私日月夕 x 73疋—態樣中組態的用於圖7之訓練序列之回饋階段的訊框結構；圖12為一'所j寿4a.今^ t i封包結構及用於使一器件偵測該所傳輸之封包的時序描述；他=傳構及件偵測藉由其圖14為根據本發圖；之—態樣組態之訓練請求設備的方塊態樣組態之接收器設備的方塊圖15為根據本發明之團， 144656.doc 201032509 圖16為根據本發明之一態樣組態之頻道時間分配設備的方塊圖；圖17為根據本發明之一態樣組態之用於使第一器件與第二器件相關聯之關聯請求設備的方塊圖；圖18為根據本發明之一態樣組態之較佳方向獲取設備的方塊圖；及

圖19為根據本發明之一態樣組態之淨空頻道判定設備的方塊圖；圖20為根據本發明之一態樣組態之格雷碼電路的方塊圖，圖21A及圖2 1B為根據本發明之一態樣組態之波束成形及超訊框資訊元素；及圖22為根據本發明之各種態樣組態之具有一全向接收天線之器件的流程表。根據一般慣例，圖式中所說明之各種特徵為清晰起見可為簡化的。因此，該等圖式可能未描繪一給定設備（例如，器件）或方法之所有組件。另外，貫穿說明書及圖式’類似參考數子可用於表示類似特徵。【主要元件符號說明】 1〇〇無線網路 110 微微網協調器（PNC) 120 資料器件（DEV) 130 系統控制器 200 超訊框 144656.doc -43- 201032509 210 信標週期（BP) 220 競爭存取週期（CAP) 230 頻道時間分配週期（CTAP) 300 訊框結構 302 前置項 310 封包同步序列欄位 312-1 碼 312-n 碼 320 開始訊框定界符（SFD)欄位 322 碼 330 頻道估計序列欄位 332 碼 334-1 循環首碼 334-2 循環尾碼 336 碼 338-1 循環首碼 338-2 循環尾碼 340 標頭 380 封包有效負載 400 前置項 410 封包/訊框SYNC序列 420 開始訊框定界符（SFD) 430 頻道估計序列（CES) 500 超訊框結構 144656.doc -44- 201032509 510-1 Q全向信標 510-2 Q全向信標 510-L1 Q全向信標 520-1 最小訊框間間距（MIFS) • 520-2 最小訊框間間距（MIFS) , 520-L1 最小訊框間間距（MIFS) 530 方向性部分 550 信標部分 560 競爭存取週期（CAP) 562 關聯CAP週期 562-1 子 CAP(S-CAP) 562-2 子 CAP(S-CAP) 562-L2 子 CAP(S-CAP) 564-1 保護時間（GT) 564-2 保護時間（GT) φ 564-L2 保護時間（GT) 572 資料通信CAP 580 頻道時間分配週期（CTAP) 600 天線場型 602-1 天線方向 602-k 第k個天線方向 602-L 天線方向 610 台 650 天線場型 144656.doc •45- 201032509 652-1 天線方向 652-k 第k個天線方向 652-L 天線方向 660 台 700 超訊框結構 710-1 循環 710-k 循環 710-L 循環 720-1 訊框間間距（IFS) 720-k 訊框間間距（IF S) 720-L 訊框間間距（IFS) 730 回饋階段 750 信標 760 競爭存取週期（CAP) 780 頻道時間分配週期（CTAP) 784 頻道時間分配（CTA) 800 傳輸 810-1 傳輸 810-2 傳輸 810-n 傳輸 820-1 IFS 820-2 IFS 820-n IFS 902-1 週期 144656.doc -46- 201032509

902-2 週期 902-3 週期 902-4 週期 902-5 週期 902-6 週期 1000 訓練封包結構 1010 封包同步（SYNC)序列欄位 1040 開始訊框定界符（SFD)欄位 1080 頻道估計序列（CES)欄位 1082-1 經修改之格雷序列va 1082-2 經修改之格雷序列vb 1100 訊框序列 1110-2 DEV-2回饋 1110-3 DEV-3回饋 1110-N DEV-N回饋 1120-2 IFS 1120-3 IFS 1120-N IFS 1200 封包 1220 前置項 1230-1 循環 1230-2 循環 1230-P 循環 1240 標頭 • 47· 144656.doc 201032509 1300 傳輸週期 1320 前置項部分 1340 標頭/有效負載部分 1400 訓練設備 1402 頻道時間分配（CTA)模組 1404 CTA授予接收模組 1406 訓練封包傳輸模組 1500 接收器設備 1502 前置項偵測模組 1504 較佳接收方向模組 1506 封包解碼器模組 1600 頻道時間分配設備 1602 CTA請求接收模組 1604 信標傳輸模組 1700 關聯請求設備/關聯請求傳輸設備 1702 關聯請求傳輸模組 1704 關聯回應偵測模組 1706 較佳傳輸方向模組 1800 關聯請求設備 1802 較佳第二器件至第一器件傳輸方向獲取模組 1804 較佳傳輸方向判定模組 1806 關聯請求傳輸模組 1900 頻道評估設備 1902 淨空頻道判定模組 144656.doc -48- 201032509 1904 資料傳輸模組 2000 格雷碼電路 2002-1 延遲元素 2002-2 延遲元素 2002-M 延遲元素 2010-1 組合器 2010-2 組合器 2010-M 組合器 2020-1 組合器 2020-2 組合器 2020-M 組合器 2030-1 可調適種子向量插入元素 2030-2 可調適種子向量插入元素 2030-M 可調適種子向量插入元素 2140 波束成形資訊元素赢 2150 當前Q全向信標ID欄位 2152 Q全向信標之數目之欄位 2154 長度攔位 • 2156 元素ID欄位 2160 超訊框資訊元素 2162 P N C位址搁位 2164 PNC回應攔位 2166 微微網模式 2168 最大傳輸功率位準 144656.doc -49- 201032509 2170 2172 2174 2176 2178 2200 2202 2204 2206 2208 2210 S-CAP持續時間欄位 S-CAP週期之數目之欄位 CAP結束時間欄位超訊框持續時間攔位時間符記波束成形過程步驟步驟步驟步驟步驟 144656.doc -50-

Claims

201032509 七、申請專利範圍·· 一種無線通信之方法，其包含：藉由在複數個接收方向上掃描而判定一邏輯頻道是否可用於傳輸；及在該邏輯頻道可用之情況下傳輸資料。 2.如請求項丨之方法，其中該判定包含偵測一高於—界定位準之能量位準。

3·如請求们之方法，其中該判定包含偵測一前置項。 4.如請求項1之方法，其中該複數個接收方向包含—器件之所有接收方向。 ° 5·如咐求項丨之方法，其中該複數個接收方向包含—器件之所有接收方向中之一些。 6·如4求項R方法’其中該複數個方向包含—用於接收該傳輸的目的地之—第—接收方向及等效於—至該目的地之傳輸方向的一用於一器件之第二接收方向。 7· 種用於無線通信之設備，其包含： •用於藉由在複數個接收方向上掃描而判定一邏輯頻道是否可用於傳輸的構件；及用於在該邏輯頻道可用之情況下傳輸資料的構件。 8·如請求項7之設備，以該判定構件包含用於偵測一高於一界定位準之能量位準的構件。 9·如4求項7之設備’纟中該判定構件包含用於㈣-前置項的構件。月农項7之叹備，其中該複數個接收方向包含該設備 144656.doc 201032509 之所有接收方向。 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 如請求項7之設備’其中該複數個接收方向包含該設備之所有接收方向中之一些。如請求項7之設備’其中該複數個方向包含—用於接收該傳輸的目的地之一第一接收方向及—等效於—自該設備至該目的地之傳輸方向的第二接收方向。一種用於無線通信之電腦程式產品，其包含：

一機器可讀媒體，其包含可執行以進行以下動作之指藉由在複數個接收方向上掃描而判定一邏輯頻道是否可用於傳輸；及在該邏輯頻道可用之情況下傳輸資料。種用於無線通信之設備，其包含：處理系統，其經組態以：藉由在複數個接收方向上m判定—邏輯頻道是否可用於傳輸；及

仕琢邏輯頻道可用之情況下傳輸資料。如請：項u之設備’其中該處理系統經進—步組態測一高於一界定位準之能量位準。 ^ 如請求項14之設備，如請求項14之設備，之所有接收方向。其中該判定包含偵測一前置項。其中該複數個接收方向包含該設備 ===之::該複數個接收方向包含該設備 144656.doc -2· 201032509 19·如請求項14 ，傳錢財^含—歸接收 _ 接收方向及·'等效於一自該設備至該目的地之傳輪方向的第二接收方向。 20. —種無線節點，其包含·· 一天線；及一處理系統，其經組態以：

藉由在複數個接收方向上掃描而判定一邏輯頻道是否可用於傳輸；及疋在該邏輯頻道為可用的判定之後經由該天線傳料。貝 144656.doc