TW201511598A - 用於網格網路的裝置及方法 - Google Patents

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TW201511598A
TW201511598A TW103104048A TW103104048A TW201511598A TW 201511598 A TW201511598 A TW 201511598A TW 103104048 A TW103104048 A TW 103104048A TW 103104048 A TW103104048 A TW 103104048A TW 201511598 A TW201511598 A TW 201511598A
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Yugeswar Deenoo
Ravikumar V Pragada
Onur Sahin
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Abstract

此處描述了促進藉由毫米波基地台(mB)或WTRU作為方向性網格網路的節點與方向性網格網路節點的其他節點的網格網路通信的方法及裝置。mB或WTRU可以包括方向性天線,方向性天線被配置為在網格網路通信期間以特定方向來傳輸和接收信號以定義方向性網格網路。mB或WTRU可以將傳輸請求訊息傳輸到相鄰節點,其中該傳輸請求訊息包括傳輸時槽位元映像和頻道品質指示符資訊(CQI)。隨後,來自相鄰節點的回應訊息可以被接收,其中該回應訊息包括接收時槽分配位元映像和資源分配決定。mB或WTRU可以隨後基於接收到的回應訊息來更新其傳輸時槽分配位元映像並且基於更新後的傳輸時槽分配位元映像以特定方向來傳輸資料封包。

Description

用於網格網路的裝置及方法
相關申請案的交叉引用
本申請案要求2013年2月7日申請的美國臨時專利申請案No.61/761,852以及2013年9月6日申請的美國臨時專利申請案No.61/874,704的權益,申請案的內容藉由引用結合於此。
超高頻波段(例如,300 MHz至3 GHz)以及極高頻波段(例如,30GHz至300 GHz)可以被稱作毫米波(mmW)頻率。由此,mmW頻率提供大量頻譜。僅60 GHz免許可頻譜大約為7 GHz(取決於國家)。並且存在更多潛在可以變成可用的mmW頻譜(許可、容易許可或免許可頻譜)。
為了關閉針對mmW的鏈路預算,高方向性天線是有用的。在不可能低於子6 GHz(sub-6GHz)的更高頻率處存在可利用的協同效應。尤其是存在更大空間重用的潛力。更高增益的天線當用於mmW通信時,具有更大方向性的關聯益處,這可以降低由非目標接收器見到的干擾。在mmW頻率處,大的載波頻寬可以用相對低的部分頻寬來實現。這可以啟用能夠解決大量頻譜的單一無線電方案。利用mmW頻率還可以因高方向性天線以及藉由用頻寬換功率的方式(香農定律)引起更低的功率消耗。
然而,存在很多與使用mmW頻率相關聯的挑戰。mmW載波具有高穿透損耗、高反射損耗以及低反射的類光學屬性,這引起視線(LOS)主導的覆蓋。毫米波頻率也受到大量傳播挑戰,尤其是對於60 GHz波段高氧吸收的擔心。
此處描述了促進藉由毫米波基地台(mB)或WTRU作為方向性網格網路的節點與方向性網格網路節點的其他節點的網格網路通信的方法及裝置。mB或WTRU可以包括方向性天線,方向性天線被配置為在網格網路通信期間以特定方向來傳輸和接收信號以定義方向性網格網路。mB或WTRU可以將傳輸請求訊息傳輸到相鄰節點,其中該傳輸請求訊息包括傳輸時槽分配位元映像和頻道品質指示符資訊(CQI)。隨後,來自相鄰節點的回應訊息可以被接收,其中該回應訊息包括接收時槽分配位元映像和資源分配決定。mB或WTRU可以隨後基於接收到的回應訊息來更新其傳輸時槽分配位元映像並且基於更新後的傳輸時槽分配位元映像以特定方向來傳輸資料封包。
第1A圖是其中可以實施一個或者多個實施方式的示例通信系統100的圖。通信系統100可以是向多個無線使用者提供例如語音、資料、視訊、訊息發送、廣播等內容的多重存取系統。通信系統100可以使多個無線使用者經由系統資源分享(包括無線頻寬)存取這些內容。例如,通信系統100可以使用一種或者多種頻道存取方法,例如分碼多重存取(CDMA)、分時多重存取(TDMA)、分頻多重存取(FDMA)、正交FDMA(OFDMA)、單載波FMDA(SC-FDMA)等。
如第1A圖所示,通信系統100可以包括無線傳輸/接收單元(WTRU) 102a、102b、102c、102d、無線電存取網路(RAN)104、核心網路106、公共交換電話網路(PSTN)108、網際網路110和其他網路112。應當理解的是,揭露的實施方式考慮到了任何數量的WTRU、基地台、網路、及/或網路元件。WTRU 102a、102b、102c、102d中的每一個可以是被配置為在無線環境中進行操作及/或通信的任何類型的裝置。作為示例,WTRU 102a、102b、102c、102d可以被配置為傳輸及/或接收無線信號、並可以包括使用者設備(UE)、行動站、固定或者行動用戶單元、呼叫器、行動電話、個人數位助理(PDA)、智慧型電話、筆記型電腦、隨身型易網機、個人電腦、無線感測器、消費電子產品等等。
通信系統100也可以包括基地台114a和基地台114b。基地台114a、114b的每一個都可以是被配置為與WTRU 102a、102b、102c、102d中的至少一者進行無線介接以促進存取例如核心網路106、網際網路110、及/或其他網路112之類的一個或者多個通信網路的任何裝置類型。作為示例,基地台114a、114b可以是基地收發站(BTS)、節點B、e節點B(eNB)、家用節點B、家用e節點B、網站控制器、存取點(AP)、無線路由器等等。雖然基地台114a、114b的每一個被描述為單一元件,但應當理解的是,基地台114a、114b可以包括任何數量互連的基地台及/或網路元件。
基地台114a可以是RAN 104的一部分,RAN 104也可以包括其他基地台及/或網路元件(未示出),例如基地台控制器(BSC)、無線電網路控制器(RNC)、中繼節點等。可以將基地台114a及/或基地台114b配置為在特定地理區域之內傳輸及/或接收無線信號,該區域可以被稱為胞元(未示出)。胞元也可以被劃分為胞元扇區。例如,與基地台114a關聯的胞元可以劃分為三個扇區。因此,在一種實施方式中,基地台114a可以包括三個收發器,即每一個用於胞元的一個扇區。在另一種實施方式中,基地台114a可以使用多輸入多輸出(MIMO)技術,因此可以將多個收發器用於胞元的每一個扇區。
基地台114a、114b可以經由空中介面116以與WTRU 102a、102b、102c、102d中的一個或者多個進行通信,該空中介面116可以是任何合適的無線通訊鏈路(例如,射頻(RF)、微波、紅外線(IR)、紫外線(UV)、可見光等)。可以使用任何合適的無線電存取技術(RAT)來建立空中介面116。
更具體地,如上所述,通信系統100可以是多重存取系統、並可以使用一種或者多種頻道存取方案,例如CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC-FDMA等等。例如,RAN 104中的基地台114a和WTRU 102a、102b、102c可以使用例如通用行動電信系統(UMTS)陸地無線電存取(UTRA)的無線電技術,其可以使用寬頻CDMA(WCDMA)來建立空中介面116。WCDMA可以包括例如高速封包存取(HSPA)及/或演進型HSPA(HSPA+)的通信協定。HSPA可以包括高速下鏈封包存取(HSDPA)及/或高速上鏈封包存取(HSUPA)。
在另一種實施方式中,基地台114a和WTRU 102a、102b、102c可以實施例如演進型UMTS地面無線電存取(EUTRA)之類的無線電技術,其可以使用長期演進(LTE)及/或高級LTE(LTE-A)來建立空中介面116。
在其他實施方式中,基地台114a和WTRU 102a、102b、102c可以實施例如IEEE 802.16(即全球互通微波存取(WiMAX))、CDMA2000、CDMA2000 1X、CDMA2000 EV-DO、暫行標準 2000(IS-2000)、暫行標準95(IS-95)、暫行標準856(IS-856)、全球行動通信系統(GSM)、GSM演進的增強型資料速率(EDGE)、GSM EDGE(GERAN)等等的無線電技術。
第1A圖中的基地台114b可以例如是無線路由器、家用節點B、家用e節點B、或者存取點、並且可以使用任何適當的RAT以促進例如商業場所、住宅、車輛、校園等等的局部區域中的無線連接。在一種實施方式中,基地台114b和WTRU 102c、102d可以實施例如IEEE 802.11的無線電技術來建立無線區域網路(WLAN)。在另一種實施方式中,基地台114b和WTRU 102c、102d可以使用例如IEEE 802.15的無線電技術來建立無線個人區域網路(WPAN)。在另一種實施方式中,基地台114b和WTRU 102c、102d可以使用基於蜂巢的RAT(例如,WCDMA、CDMA2000、GSM、LTE、LTE-A等)來建立微微胞元(picocell)或者毫微微胞元(femtocell)。如第1A圖所示,基地台114b可以具有到網際網路110的直接連接。因此,基地台114b可以不需要經由核心網路106來存取網際網路110。
RAN 104可以與核心網路106通信,該核心網路106可以是被配置為向WTRU 102a、102b、102c、102d中的一個或者多個提供語音、資料、應用、及/或基於網際網路協定的語音(VoIP)服務的任何類型的網路。例如,核心網路106可以提供呼叫控制、計費服務、基於移動位置的服務、預付費呼叫、網際網路連接、視訊分配等、及/或執行高階安全功能,例如使用者認證。雖然第1A圖中未示出,但應當理解的是,RAN 104及/或核心網路106可以與使用和RAN 104相同的RAT或者不同RAT的其他RAN進行直接或者間接的通信。例如,除了連接到使用E-UTRA無線電技術的RAN 104之外,核心網路106還可以與使用GSM無線電技術的另一個RAN(未示出)通信。
核心網路106還可以充當WTRU 102a、102b、102c、102d存取PSTN 108、網際網路110及/或其他網路112的閘道。PSTN 108可以包括提供普通老式電話服務(POTS)的電路交換電話網路。網際網路110可以包括使用公共通信協定的互連電腦網路和裝置的全球系統,例如傳輸控制協定(TCP)/網際網路協定(IP)網際網路協定組中的TCP、使用者資料包通訊協定(UDP)和IP。網路112可以包括被其他服務提供者擁有及/或操作的有線或者無線的通信網路。例如,網路112可以包括連接到一個或者多個RAN的另一個核心網路,該RAN可以使用與RAN 104相同的RAT或者不同的RAT。
通信系統100中的WTRU 102a、102b、102c、102d的某些或者全部可以包括多模式能力,即WTRU 102a、102b、102c、102d可以包括用於在不同無線鏈路上與不同無線網路進行通信的多個收發器。例如,第1A圖所示的WTRU 102c可以被配置為與使用基於蜂巢的無線電技術的基地台114a通信,以及與可以使用IEEE 802無線電技術的基地台114b通信。
第1B圖是示例WTRU 102的系統圖。如第1B圖所示,WTRU 102可以包括處理器118、收發器120、傳輸/接收元件122、揚聲器/麥克風124、鍵盤126、顯示器/觸控板128、不可移式記憶體130、可移式記憶體132、電源134、全球定位系統(GPS)晶片組136、和其他週邊裝置138。應當理解的是,在保持與實施方式一致時,WTRU 102可以包括前述元件的任何子組合。
處理器118可以是通用處理器、專用處理器、常規處理器、數位訊號處理器(DSP)、多個微處理器、與DSP核相關聯的一或者多個微處理器、控制器、微控制器、專用積體電路(ASIC)、場可程式設計閘陣列(FPGA)電路、任何其他類型的積體電路(IC)、狀態機等等。處理器118可執行信號編碼、資料處理、功率控制、輸入/輸出處理、及/或使WTRU 102於無線環境中操作的任何其他功能。處理器118可以耦合到收發器120,該收發器120可耦合到傳輸/接收元件122。雖然第1B圖描述了處理器118和收發器120是單獨的元件,但可理解的是處理器118和收發器120可以一起集成在電子封裝或者晶片中。
傳輸/接收元件122可以被配置為經由空中介面116將信號傳輸到基地台(例如,基地台114a)、或者從基地台(例如,基地台114a)接收信號。例如,在一種實施方式中,傳輸/接收元件122可以是被配置為傳輸及/或接收RF信號的天線。在另一種實施方式中,傳輸/接收元件122可以是被配置為傳輸及/或接收例如IR、UV或者可見光信號的發射器/偵測器。在另一種實施方式中,傳輸/接收元件122可以被配置為傳輸和接收RF和光信號兩者。可理解的是,傳輸/接收元件122可以被配置為傳輸及/或接收無線信號的任何組合。
另外,雖然傳輸/接收元件122在第1B圖中描述為單一元件,但是WTRU 102可以包括任何數量的傳輸/接收元件122。更具體的,WTRU 102可以使用MIMO技術。因此,在一種實施方式中,WTRU 102可以包括用於經由空中介面116來傳輸和接收無線信號的兩個或者多個傳輸/接收元件122(例如,多個天線)。
收發器120可以被配置為調變要由傳輸/接收元件122發送的信號及/或解調由傳輸/接收元件122接收的信號。如上所述,WTRU 102可以具有多模式能力。因此收發器120可以包括使WTRU 102經由例如UTRA和IEEE 802.11之類的多個RAT進行通信的多個收發器。
WTRU 102的處理器118可以耦合到下述裝置、並且可以從下述裝置中接收使用者輸入資料:揚聲器/麥克風124、鍵盤126、及/或顯示器/觸控板128(例如,液晶顯示器(LCD)顯示單元或者有機發光二極體(OLED)顯示單元)。處理器118還可以輸出使用者資料到揚聲器/麥克風124、鍵盤126及/或顯示器/觸控板128。另外,處理器118可以從任何類型的適當的記憶體存取資訊、並且可以儲存資料到任何類型的適當的記憶體中,例如不可移式記憶體130及/或可移式記憶體132。不可移式記憶體130可以包括隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、硬碟或者任何其他類型的記憶體裝置。可移式記憶體132可以包括使用者身份模組(SIM)卡、記憶條、安全數位(SD)記憶卡等等。在其他實施方式中,處理器118可以從在實體位置上沒有位於WTRU 102(例如,伺服器或者家用電腦(未示出))上的記憶體存取資訊、並且可以將資料儲存在該記憶體中。
處理器118可以從電源134接收電能、並且可以被配置為分配及/或控制到WTRU 102中的其他元件的電能。電源134可以是為WTRU 102供電的任何適當的裝置。例如,電源134可以包括一個或者多個乾電池(例如,鎳鎘(NiCd)、鎳鋅(NiZn)、鎳氫(NiMH)、鋰離子(Li-ion)等等)、太陽能電池、燃料電池等等。
處理器118還可以耦合到GPS晶片組136,該GPS晶片組136可以被配置為提供關於WTRU 102目前位置的位置資訊(例如,經度和緯度)。另外,除來自GPS晶片組136的資訊或者作為其替代,WTRU 102可以經由空中介面116從基地台(例如,基地台114a、114b)接收位置資訊、及/或基於從兩個或者更多個鄰近基地台接收的信號的時序來確定其位置。可以理解的是,在保持實施方式的一致性時,WTRU 102可以用任何適當的位置確定方法來獲得位置資訊。
處理器118還可以耦合到其他週邊裝置138,該週邊裝置138可以包括提供附加特性、功能、及/或有線或者無線連接的一個或者多個軟體及/或硬體模組。例如,週邊裝置138可以包括加速計、電子羅盤、衛星收發器、數位相機(用於照片或者視訊)、通用序列匯流排(USB)埠、振動裝置、電視收發器、免持耳機、藍牙(Bluetooth®)模組、調頻(FM)無線電單元、數位音樂播放機、媒體播放機、視訊遊戲機模組、網際網路瀏覽器等等。
第1C圖是根據實施方式的在端對端(end-to-end)行動網路基礎設施中的小胞元回載的系統圖。經由方向性毫米波(mmW)無線鏈路互連的小胞元(SC)節點152a、152b、152c、152d和152e的集合和聚合點154a和154b可包括“方向性網格”網路並且提供回載連接。例如,WTRU 102可經由無線電介面150而連接至經由小胞元節點152a和聚合點154a的小胞元回載153。在此示例中,聚合點154a經由RAN回載155向RAN連接網站156a提供WTRU 102存取。WTRU 102因此具有經由核心傳輸157至核心網路節點158和156b、以及經由服務LAN 159至網際網路服務提供者(ISP)160的存取。WTRU也可具有至包括但不限於本地內容162、網際網路163和應用伺服器164的外部網路161的存取。應該注意的是,為了示例的目的,SC節點的數目是五;然而,任何數目的節點可被包括在SC節點集合中。
第1D圖是根據一個實施方式的應用於3GPP蜂巢網路和非3GPP網路存取基礎設施的mmW回載的系統圖。在此示例中,非3GPP網路是基於802.11的。WTRU 102a、102b、102c、102d和102e可具有經由802.11網路170中的毫米波基地台(mB)172a、172b和172c至毫米波基地台聚合器(mBA)172d的存取。mBA 172d可提供至例如網際網路192的外部網路和經由受信任WLAN閘道(TWAG)191至蜂巢網路的存取。
同樣,在此示例中,3GPP網路180中的WTRU 102f可具有經由mB 182a和182c至移動管理實體(MME)183和服務閘道(SGW)184的存取,服務閘道184可提供至公共資料網路閘道(PGW)190和網際網路192的存取。
WTRU 102f和102g也具有經由mB 182a和182b通過mBA 182d至SGW 184的存取,SGW 184可提供至公共資料網路閘道(PGW)190和網際網路192的存取。
WTRU 102f和102g也可具有經由演進型節點B(eNB)185至MME 183和SGW 184的存取,SGW 184可提供至公共資料網路閘道(PGW)190和網際網路192的存取。
如第1C圖和第1D圖中的示例所示,在mmW頻率操作的無線網格網路(WMN)可被使用,例如以充當例如基於LTE或者IEE 802.11的WLAN SC或者蜂巢的回載網路。mmW方向性網格網路可以是一種向多個廉價部署的SC提供回載連接的經濟的解決方案。使用高度方向性天線的方向性鏈路可用於關閉在mmW頻率的鏈路預算。方向性網路也可藉由僅請求最接近的鄰居的視線(LOS)來提供靈活的拓撲。方向性網格網路可在用最小化網路規劃添加的新節點中輕鬆提供可擴展性。方向性網格網路可在由網格節點間的多個連接路徑提供的冗餘中提供強健性。
處於mmW頻率的無線通訊因小的波長而允許使用高增益天線。這使得傳輸功率集中在目標接收器的方向中,這轉而也使用用於接收的方向性天線。該信號的空間容量不僅允許更大的通信範圍也允許多個空間獨立的收發機在共用媒體中同時操作。另一方面,由於全向傳輸引起的頻道存取限制,傳統多跳網格網路通常在流通量中受限。因此,由於有效空間重用,方向性網格網路所產生的網路流通量可能會更大。
方向性網格網路可以被配置完全分散式排程的、多跳和基於分時多重存取(TDMA)的方向性網格媒體存取控制(MAC)特徵,以確保快速的排程和短的佇列時間。此處描述了針對方向性多跳網格網路所設計的完全排程的分散式MAC架構以及關聯的傳輸排程程序。在示例分佈的架構中,每個節點負責本地無線電資源分配。此處描述的MAC架構可以解決對於可靠、高流通量和低延遲WMN的需求。基於鏈路狀態或距離向量原理,MAC配置可以與任何路由或路徑選擇和轉發協定相容。附加地,針對免許可頻段的從任何現在的或演進的mmW標準,諸如IEEE 802.11ad、IEEE 802.11aj、IEEE 802.15.3c、WiGig或無線HD或針對許可頻譜的未來方向性通信標準可以得到,MAC層可以位於實體(PHY)層上面。
完全分散式排程的、同步的、方向性TDMA媒體存取控制(MAC)層和排程功能可以被配置為獨立於較低PHY層功能以及路由或路徑選擇程序。路徑選擇或路由程序可以確定在跨過網格網路時從源節點至目的節點的資料封包所採取的路徑。此處描述的MAC設計也可以使得與任何路徑選擇協定相容。分佈的排程功能可以確定針對每個節點的傳輸排程並且將其分發給其鄰居。此分佈的排程功能可以被設計為排程資源並且感知干擾和訊務。完全排程的傳輸可以藉由將可用時間分成控制或排程時段的方式來實現,其中排程決定可以在節點之間交換而且隨後跟著資料傳輸時段。
用於實現方向性網格網路的MAC示例可以在一些方面中不同於全向網格,諸如基於IEEE 802.11的網路。儘管IEEE 802.11假定每個節點在通信範圍內與每個其它節點通信,但方向性網格網路可以被設計用於方向性通信。利用完全排程的TDMA MAC結構,方向性網格網路可以明顯不同於與IEEE 802.11關聯的基於競爭的頻道存取機制,而不嚴重限制系統流通量。
示例MAC訊框結構可以包括三個主要要素:新的節點可以被網格節點發現的裝置發現間隔、當針對隨後資料封包傳輸的時間分配在節點之間交換時的排程間隔、以及資料傳輸間隔。裝置發現間隔可以包括信標傳輸間隔(BTI),在信標傳輸間隔(BTI)期間網格節點可以用不同方向傳輸多個信標訊框以使新的節點能夠發現網路存在。除BTI之外,在裝置發現間隔內的一些時段可以留下用於接收的空白並且被指定為信標回應間隔(BRI),該信標回應間隔(BRI)允許新的節點往回回應於已經在網格網路中通信的節點。
由於方向性傳輸,相鄰節點可以同時對齊其適用於資料傳輸和接收成功的傳輸和接收波束。用於此的排程可以在通信節點之間事先建立。當每個網格節點與其每一個鄰居交換針對隨後資料傳輸的排程時,這可以例如經由短的排程/控制時段來實施。該排程間隔可以被劃分成一些時間間隙,並且每個節點可以使用一個排程時間間隙來與相鄰節點通信。在排程傳輸間隔中的傳輸次序通常為網路拓撲的函數。針對對所有節點已知的次序,排程時槽次序可以在每次當節點加入網格網路時本地確定。
促進網格通信的MAC層可以被配置,由此每個節點能夠授權其接收資料傳輸間隔的一部分至相鄰節點以傳輸資料給它。此決定可以基於諸如鏈路和路徑度量、獨立緩衝佔用狀態等之類的因數。該特定的度量和交換機制可以由所選擇的路徑選擇和轉發機制來確定。針對每個鄰居的接收器的實際傳輸時間分配也取決於針對鄰居的先前分配的傳輸。基於來自其鄰居的輸入的接收器的時間分割和實際時間分配可以用各種方式來實現。
如在此處描述的實施方式中所使用,術語間隙和時槽可以交換使用。
如在此處描述的實施方式中所使用,術語控制時槽、排程時槽、控制/排程時槽和排程/控制時槽可以交換使用。
如在此處描述的實施方式中所使用,術語控制時段、排程時段、排程/控制時段、控制/排程時段、控制區域、排程區域、排程/控制區域以及控制/排程區域可以交換使用。
如在此處描述的實施方式中所使用,術語資料時段和資料區域可以交換使用。
此處描述的任一方法可以在WTRU、基地台或mB中實施。
關於裝置發現間隔,促進網格通信的MAC層可以被配置,使得每個網格節點在多個方向中傳輸信標訊框以使新節點能夠發現網路。這些傳輸可以在裝置發現時段期間在BTI中發生。這些網格節點可以在BRI期間以多個方向偵聽從而接收來自期望加入網格的新節點的回應。以下描述了針對BTI和BRI排程選擇的示例。
第2圖為針對BTI和BRI的示例排程的示例MAC訊框結構200的圖。如在第2圖描述的示例中,BRI 202a和202b可以分別在相同裝置發現時段(DDP)204a和204b內分別跟隨BTI 201a和201b。如在此示例中所示,BTI 201b可以包括多個方向性信標211a、211b至211c。這可以允許接收其中一個方向性信標的新節點在BRI 202b期間立即回應並且開始關聯程序。此外,示出了多個排程區塊203a、203b和203c。
排程區塊可以包括排程/控制時段213a和充當資料傳輸或接收間隔的資料時段213b。排程/控制時段可以被用於排程在下一個或其它後續資料傳輸間隔中的網格節點之間的資料傳輸。
第3圖為針對BTI和BRI的另一示例排程300的圖。在第3圖所示的示例中,BTI可以佔用整個DDP,並且存在多個連續BTI,其中信標301a、301b和301c被傳輸。此時段之後跟隨一個或多個空白DDP 302a和302b,其中節點可以在單獨的DDP中經由BRI來回應信標。這接著跟隨附加BTI,其中例如信標302c可以被傳輸。如在示例中所示,可以在每個信標間隔期間傳輸並接收資料303a、303b和303c。第3圖中所示的示例允許新的節點掃描針對信標的多個方向並且之後在其中一個BRI期間以最強的信標接收方向進行回應。此外,如第3圖所示的示例中,每個空白DDP可以被用於干擾常規資料傳輸的其它目的,諸如精細波束訓練或干擾測量。
第3圖為用於示例性目的並且可以適用於其它排程安排。例如,其它排程選擇包括在DDP內交替BTI和BRI時槽。在此,網格節點可以在以新的方向傳輸另一信標之前傳輸方向性信標,其後跟隨相同方向中的偵聽週期。
關於排程/控制間隔,促進網格通信的MAC層可以被配置,使得排程/控制時段被分割為P時槽,其中P不低於最大允許的節點連接性。此過量提供可以確保加入高度連接的網格的新節點還發現對應於其每個鄰居的正交排程時槽。取代於選擇針對整個網格的固定數目,排程傳輸間隔中的時槽數目為可變的,以小數目開始並且隨著新節點加入網路而增加。
如前所述,該排程/控制時段可以被用於排程在下一個或其它隨後資料傳輸間隔中的網格節點之間的資料傳輸。由此,通常存在針對成功資料傳輸的兩個主要步驟:資源分配(即排程資源)以及傳輸排程確定。各種實施示例可以基於資源分配和排程確定程序的選擇。
例如,在多個鄰居資源分配中,每個傳輸或接收節點可以在其鄰居中確定其傳輸和接收資源的合適分配(即分割)。此決定可以基於對應節點之間的訊務資訊的交換。一種實現此決定的方法為針對每個節點基於其內部緩衝佔用來傳輸其授權請求至其每個鄰居。
該請求可以包括針對不同訊務類別的單獨緩衝資訊,從而賦能服務品質(QoS)感知資源分配。之後每個節點可以基於所有接收到的授權請求來確定其接收時間的合適分配。在一個示例中,這些決定可以在移動至傳輸排程確定之前顯式地傳訊至傳輸節點。在另一示例中,這些資源分配決定可以不被傳達給相鄰節點但相反當接收到來自鄰居的先前排程傳輸時,可以用於排程在傳輸排程確定中的決定。
在多個鄰居傳輸排程確定的示例中,在確定傳輸資源的合適分配之後,每個節點確定針對其每個鄰居的傳輸排程並且傳達該決定至其鄰居。這可以對於每個鄰居依次完成,使得在由接收器確定的新傳輸排程之前,針對每個鄰居的先前排程傳輸可以被考慮。這可以藉由交換網格網路節點之間的傳輸位元映像的方式來實現。傳輸位元映像可以由一個網格節點的傳輸器發送至另一網格節點的接收器的包含有關傳輸節點的傳輸可用性資訊。這包括有關利用其它網格節點的先前排程的傳輸的資訊,從而使得接收網格節點能夠避免針對利用傳輸節點的傳輸排程的這些時段。
替代地或附加地,傳輸排程確定可以經由從目標接收網格節點至傳輸網格節點的接收位元映像的傳輸來實現。在該示例中,先前資源分配排程決定可以顯式地傳訊至傳輸節點。
第4A圖為根據實施方式用於一個階段排程的示例兩步程序400的信號流圖,該實施方式可以結合此處描述的任何實施方式被使用。在一個階段資源分配和排程程序示例中,單獨的緩衝器狀態和資源分配的傳輸對於每個鏈路被同時執行由此授權請求和分配可以針對每個鄰居在單一步驟中執行,並且每個鄰居被依序考慮。
在一個階段排程中,可能在排程/控制時段中稍後排程的相鄰節點由於對具有較早的排程時槽的鄰居的過度分配而急需傳輸資源。依賴於針對每個鄰居的歷史資源分配資訊可以緩解此問題,儘管其在進入訊務實際上極度零星或叢發時是不夠的。然而,來自排程區塊的剩餘訊務可以容納在隨後的排程間隔中,並且這可以被認為是在每個節點處一個排程間隔的附加排程延遲。此外,藉由總是優先化低延遲訊務,與此方法關聯的問題對大多數情況都可以克服。
在這種示例中,每個傳輸節點401一起傳輸其授權請求和傳輸位元映像410(即傳輸請求訊息)到每個接收節點402。基於合併的資訊,接收節點402可以確定傳輸分配確定和排程決定、並且可以傳輸排程決定到各自的傳輸器411(即傳輸回應訊息)。
第4B圖為針對一個階段資源分配和排程的示例訊框格式的圖。在排程時段期間交換的訊框的內容也已知。在每個這些時槽期間,形成鏈路的每個節點可以與其他節點交換其傳輸需求和頻道佔用狀態。其他節點可以分派傳輸排程給第一節點並且轉而發送其傳輸請求和頻道佔用資訊。傳輸分配可以在時槽中的最終訊框傳輸中傳遞。在傳輸資料440之前,每個排程訊息420可以包括多個時槽421、422、423。排程訊息中的每個時槽可以具有以下元素:意在用於被定址接收器的、具有QoS特定佇列大小的傳輸授權請求(緩衝器狀態報告(BSR))431a;表明先前分配的和未分配的資料時槽的傳輸分配位元映像432a,其中每個位元與需要確認的在先前排程間隔中傳輸的MAC協定資料單元(MPDU)對應的確認位元映像433a;具有用於干擾節點的資料時槽分配的干擾報告434a;以及具有在目前排程間隔期間的資料時槽分配的授權回應435a。
在第4B圖的示例訊框也描述了已經被分派時槽P的網格網路的鏈路的鄰近第一和第二節點之間的傳輸交換。在此示例中,第一節點發送其傳輸授權請求(BSR)431a、傳輸分配位元映像432a、確認位元映像433a和干擾報告434a到鏈路的第二節點。第一節點可以隨後一起接收第二節點的授權回應435a與第二節點的傳輸授權請求(BSR)431b、傳輸分配位元映像432b、確認位元映像433b和干擾報告434b。作為回應,第一節點可以發送其授權回應435b到鏈路的第二節點。
在資料440間隔期間,網路節點可以根據在先前排程/控制時段期間建立的排程而在來自多個時槽441、442和443的時槽中傳輸資料封包到其鄰居。間隔可以被劃分成時槽以方便傳輸排程期間的定址,並且每個節點可以由接收節點根據資源分配和排程決定以在每個排程間隔被分配一個或多個時槽。
第5A圖為針對使用傳輸位元映像的兩階段資源分配和排程的示例四步程序500的信號流圖。在此示例中,每個傳輸節點501傳輸其授權請求510到目標接收節點502。接收節點502可以確定資源分配決定並且傳輸該決定511到傳輸節點501。傳輸節點501可以隨後在合適的控制時槽中傳輸其傳輸位元映像512到每個接收節點502。接收節點502可以隨後確定傳輸排程並且傳輸該排程513到傳輸節點501。
第5B圖為針對使用接收位元映像的兩階段資源分配和排程的另一示例四步程序的信號流圖。在此示例中,每個傳輸節點501傳輸其授權請求520到目標接收節點502。接收節點502可以確定資源分配決定並且傳輸該決定521到傳輸節點501。隨後,接收節點502可以在合適的控制時槽中傳輸其接收位元映像522到每個傳輸器。傳輸節點501可以隨後確定傳輸排程並且傳輸該排程523到接收節點。
第5C圖為針對兩階段資源分配和排程的示例三步程序的信號流圖。在此示例中,每個傳輸節點501傳輸其授權請求530到目標接收節點。接收節點502可以確定資源分配決定531但是不將其傳遞到傳輸節點。傳輸節點501可以隨後在合適的控制時槽中傳輸其傳輸位元映像532到每個接收節點502。接收節點502可以隨後使用接收到的傳輸位元映像和先前計算的資源分配來確定傳輸排程並且將其傳輸到傳輸器533。
第5D圖為針對兩階段資源分配和排程的示例訊框格式的圖。在此示例中,排程/控制時段可以被劃分成兩個階段並且可以包括五個訊息交換程序。在第一階段,階段1 546a,每個節點可以在預先確定的傳輸時槽547a、547b、547c期間發送其單獨的緩衝器佔用狀態到其鄰居中的每一個。一旦每個節點已經收集了來自所有其鄰居的期望訊務資訊,其可以用與之前相同的次序以在第二階段(階段2 546b)的時槽547d、547e和547f中將傳輸分配依序地分發給他們。利用此兩步程序,每個節點在將資源分配給每一個鄰居之前對來自所有鄰居的進入訊務有更好的理解,由此根據其目前需求確保在鄰居之間更公平的資源分發。然而,這會引起花費附加的排程資訊交換,由此減少可用的資料傳輸時間。
在第5D圖的此示例中,描述了已經被分派時槽P的網格網路的鏈路的鄰近第一和第二節點之間的傳輸交換。在排程時段540的階段1 546a中,第一節點發送其傳輸授權請求(即BSR)541a和確認位元映像542a到鏈路的第二節點。第一節點可以隨後接收第二節點的傳輸授權請求(即BSR)541b和確認位元映像542b。每個節點可以使用接收到的傳輸授權請求(即BSR)541a和541b來確定其針對第二階段(階段2)的傳輸分配。在階段2 546b,第一節點發送其分配位元映像543a和干擾報告544a到鏈路的第二節點。第一節點可以隨後一起接收第二節點的授權回應545a與第二節點的傳輸分配位元映像543b和干擾報告544b。作為回應,第一節點可以發送其授權回應545b到鏈路的第二節點。在排程時段540之後,資料550可以隨後在資料時槽551、552和553中被傳輸和接收。在資料550間隔期間,網路節點可以根據在先前排程/控制時段期間建立的排程而在時槽中傳輸資料封包到其鄰居。間隔可以被劃分成時槽以方便傳輸排程期間的定址,並且每個節點可以由接收節點根據資源分配和排程決定以在每個排程間隔被分配一個或多個時槽。
第6A圖為具有四個節點的示例網格網路600的圖。在第6A圖描述的示例中,四個節點為節點1 601、節點2 602、節點3 603和節點4 604。如此示例中所示,節點1 601相鄰節點2 602和節點3 603,但不相鄰節點4 604。類似地,節點4 604相鄰節點2 602和節點3 603,但不相鄰節點1 601。
第6B圖為關於第6A圖的示例節點配置的針對兩階段資源分配和排程程序的信號流圖。在此示例中,每個節點使用第5D圖中描述的訊框格式僅與其相鄰節點通信。
參考第6B圖,在第一階段1授權請求610a時槽中,節點1 601和節點2 602可以交換分別包括緩衝器狀態611a和611b的傳輸授權請求。節點3 603和節點4 604也交換分別包括緩衝器狀態611c和611d的傳輸授權請求。在後續階段1授權請求610a時槽中,節點1 601和節點3 603可以交換分別包括緩衝器狀態612a和612b的傳輸授權請求。節點2 602和節點4 604也交換分別包括緩衝器狀態612c和612d的傳輸授權請求。
隨後,在第一階段2排程610b時槽,節點1 601和節點2 602可以交換傳輸分配位元映像613a、613b和613c作為三次交握的一部分。此交換還可以包括干擾報告和授權回應。
節點3 603和節點4 604也可以交換傳輸分配位元映像613d,613e和613f作為三次交握的一部分。此交換還可以包括干擾報告和授權回應。
在後續階段2排程610b時槽中,節點1 601和節點3 603可以交換傳輸分配位元映像614a、614c和614e作為三次交握的一部分。此交換還可以包括干擾報告和授權回應。節點2 602和節點4 604可以交換傳輸分配位元映像614b、613d和613f作為三次交握的一部分。此交換還可以包括干擾報告和授權回應。
在資料傳輸615期間,節點1 601和節點2 602可以在資料傳輸時槽傳輸資料封包或接收資料封包,而節點3 603和節點4 604也可以傳輸資料封包或接收資料封包。同樣,在後續資料傳輸時槽中,節點1 601和節點3 603可以傳輸資料封包或接收資料封包,節點2和節點4也可以傳輸資料封包或接收資料封包。
儘管上述示例中每個節點使用兩個各自的階段1和階段2時槽,但是通常排程/控制時段具有可以被單獨分派用於在由節點維護的每個活動鏈路上的排程的多個時槽。排序可以根據多種因素做出,諸如干擾模式或在節點加入網路時的時間處的空閒排程/控制時槽的數目。在控制時段中的控制時槽的固定排序可以導致以下情況,其中在控制時段的較後部分期間被排程的節點更可能急需資源或者被保留用於他們的資源未使用。這可以藉由針對所有網格節點建立時槽位置的旋轉序列和在每個排程間隔上逐步經由該序列來降低。
一個示例是循環移位,其中在排程/控制時段的開始,每個節點循環移位針對其鄰居中的每一個的排程時槽分派。由於此移位是由所有網路節點同步執行,由節點分派給其每個鄰居的時槽之間的互正交性可以被維持。這可以假設在整個網路有固定的排程傳輸間隔大小。排程序列可以在網格節點之間協商並且在信標中傳輸。簡單的循環移位可以給排程中的每個鏈路提供相同的長期平均優先。如果期望對於一些優先,這還可以被建立到序列中。進一步地,重新訪問相同鏈路多於一次也可以被賦能(例如,A-B鏈路在第一排程時槽中被排程並且也使用最後排程時槽)。最後的額外時槽可以被用於在一次通過所有鏈路的之後收回(reclaim)任何剩餘資料區域。
第7圖為使用以上描述的控制時槽旋轉方法的示例系統700的圖。在第7圖的示例中,節點A 701具有節點B 702、節點C 703和節點D 704作為鄰居。在此示例系統中,節點A 701具有其相鄰節點之間的以下鏈路:節點A-節點B鏈路711、節點B-節點C鏈路712、節點A-節點C鏈路714、以及節點A-節點D鏈路713。在此示例中,節點A 701使用前三個排程時槽來分別排程節點A-節點B鏈路711、節點A-節點C鏈路714、以及節點A-節點D鏈路713上的雙向傳輸。在第二排程傳輸間隔,排程時槽的順序可以被循環移位,節點A-節點C鏈路714可以首先被排程,節點A-節點D鏈路713接下來被排程,並且節點A-節點B鏈路711最後被排程。在另一實施方式中,節點B 702、節點C 703和節點D 704也可以用相同方式同步移位其各自的排程時槽,由此確保正確的時槽對準。
第8圖為兩個節點的示例時槽旋轉800的圖。在此示例中,在信標810a傳輸之後,節點A 801可以針對節點A-節點B鏈路811、節點A-節點C鏈路812和節點A-節點D鏈路813在第一控制區域具有排程時槽。在資料區域814的時槽中的資料傳輸之後,控制區域排程時槽可以旋轉:節點A-節點C鏈路815可以在節點A-節點D鏈路816和節點A-節點B鏈路817之前,並且隨後在另一輪中再次旋轉:節點A-節點D鏈路818、節點A-節點B鏈路819和節點A-節點C鏈路820。
類似地,在信標810b傳輸之後,節點B 802可以針對節點B-節點A鏈路830和節點B-節點C鏈路881在第一控制區域具有排程時槽。在資料區域832的時槽中的資料傳輸之後,控制區域排程時槽可以旋轉:節點B-節點C鏈路833和節點B-節點A鏈路834,並且並且隨後在另一輪中再次旋轉:節點B-節點C鏈路835和節點B-節點A鏈路836。
在另一實施方式中,可以提供可變的排程/控制時段持續時間。排程/控制時段或控制區域的大小是影響網路效率的主要因素,這是因為其確定可用於資料傳輸的時間。如果網格網路中的所有節點使用相同的控制區域大小而不管節點連線性,則針對具有較低連線性的節點存在一些未使用的控制時槽。如果控制區域被允許從節點到節點改變,並且每個節點依據其連線性來選擇其控制區域大小,則網路效率可以被改善。
當新節點加入網路時,使用可變排程/控制時段持續時間可以使控制區域動態增長,並且此動態改變僅影響正在直接使用鏈路的節點(例如,新節點和新節點加入到的節點),並且網路的剩餘部分使用較小的控制區域。此方法可以降低傳輸此控制區域改變所需要的傳訊。
控制區域增長可以藉由用盡本來用於資料傳輸的一些時槽而被提供。使用擴大的控制區域的節點可以藉由阻擋發送到他們的傳輸分配位元映像中的對應時槽來將此向其鄰居表明。這可以確保鄰居在實際與他們自己的資料時槽衝突的控制時槽期間不排程任何資料傳輸。為了動態控制區域有效工作用,資料時槽持續時間可以被選作控制時槽持續時間的整數倍。由於相鄰節點的活動資料傳輸,在由較新節點的控制訊息交換上的干擾影響可以與由於衝突鏈路上的資料傳輸的干擾相同的方式處理。
第9A圖至第9D圖為動態控制900的示例圖。在第9A圖和第9B圖描述的示例中,節點B 902具有兩個相鄰節點A 901和節點C 903。傳輸位元映像910a代表四時槽資料區域。在第9B圖描述的示例中,在信標傳輸911之後,節點B使用一個控制時槽912用以在節點B-節點A鏈路上通信並且使用一個控制時槽913用以在將啟動的節點B-節點C鏈路上通信。在此示例中,資料區域915具有4個時槽、且由長度為4的位元映像表示。在排程傳輸間隔期間,節點B將所有四個資料時槽標記為對於至節點A的傳輸可用。
第9C圖和第9D圖描述了當新節點加入網路時的示例。如第9C圖所示,新節點D 904加入網路並且變成節點A 901、節點B 902和節點C 903的鄰居。節點B 902和新節點D 904可以隨後選擇第三控制時槽914用於排程節點B-節點D鏈路,因為節點B已經先前分配了前兩個控制時槽912和913給其他鄰居。第三控制時槽914先前由節點B 902用作資料區域915中的資料時槽。在排程傳輸間隔期間,節點B 902現在可以藉由將第一資料時槽標記為忙(如在那一時槽中由1表明)來向節點A 901表明僅3個資料時槽可用於傳輸。此程序可以當其由於新節點的添加而增加其連線性時允許節點動態增加控制區域大小。
對時槽的浮動排程可以作為替代被提供。排程時槽可以取代浮動排程時槽配置中的資料時槽。此處,不存在明顯的排程/控制和資料時段。而且,排程時槽可以與資料時槽穿插。這不會引起針對控制資訊的問題,因為其可以被更強健地編碼並且不被預期受由於併發的資料傳輸的干擾的影響。此外,來自相鄰節點的強干擾可以被排程以避免排程時槽。
第10圖為在初始節點關聯期間隨機做出的浮動排程時槽配置中的排程時槽位置分派1000的示例圖。在第10圖的示例中編號的時槽可以代表雙向排程時槽,而空白時槽可以代表資料時槽。
浮動排程時槽可以在多跳上賦能更多的回應資料排程。隨後端對端封包延遲可以由於網路節點使用的滾動排程間隔而被減少,因為封包可以在鏈路的下一排程時槽被排程用於下一跳的傳輸,而不是等待系統級公共排程/控制時段。例如,如果節點1 1001想要經由節點2 1002發送封包到節點4 1004,則利用如第10圖所示的時槽配置,第一跳可以在針對鏈路1-2的雙向排程時槽1010期間被排程,隨後第二跳在針對鏈路2-4的雙向排程時槽1012期間。因此,雙跳封包傳輸可以被排程為在少於在固定排程/控制時段配置中需要的兩個排程間隔中完成。
在另一示例中,如果節點1 1001想要經由節點1003發送封包到節點4 1004,則利用如第10圖所示的時槽配置,第一跳可以在針對鏈路1-3的雙向排程時槽1011期間被排程,隨後第二跳在針對鏈路3-4的雙向排程時槽1013期間。
使用浮動排程時槽的節點還可以使用針對其鄰居的可變排程週期(即排程間隔長度)。這是由於鏈路上變化的資料訊務需求或其他原因。節點可以藉由交換控制訊息來修改其排程週期性。
第11圖為示例方向性網格網路操作1100的圖。在第11圖描述的示例配置中,節點G 1101是閘道節點(例如,用作例如用於光纖網路的基於光纖的存在點(POP)存取節點的、配置有ad hoc網路通信功能的WTRU、基地台或mB)。節點A 1102、節點B 1103、節點C 1104,節點D 1105和節點E 1106是網格網路中的其他節點,與節點G 1101一起使用用於網格網路通信的雙向天線。方向性鏈路1110、1111、1112、1113、1114、1115和1116可以在示例網格網路中的節點之間建立。
第12圖為在方向性網格網路中的控制時槽期間的示例操作1200的圖。每個節點具有被分配給其鄰居中的每一個鄰居的一個控制時槽。此控制時槽可以被用於排程和針對那一鏈路的其他控制傳訊。當新節點被許可進入網路時,針對其鄰居中的每一個的控制時槽可以被選擇,使得控制時槽無衝突。控制時槽可以由每個鄰居經由信標信號分配給與那一鄰居關聯的新節點。在此示例中,資料區域由針對那一鏈路的對應控制時槽被完全排程。節點可以交換用於表明其傳輸和接收排程以及佇列的緩衝器狀態的其傳輸和接收位元映像,以幫助控制時槽期間的排程。如第12圖所示,控制區域是三個控制時槽1201、1202和1203,之後是資料區域1204,但是這些區域的實際大小可以被修改。三個控制時槽1201、1202和1203可以被用於每個節點與所有其鄰居通話。控制時槽可以被選擇,使得衝突鏈路不在相同時槽中被排程。在控制時槽期間,針對資料傳輸間隔期間的雙向傳輸的排程可以經由節點間的三訊息交換來建立。排程可以針對節點被配置的每個服務品質(QoS)佇列的緩衝器狀態引導。在此示例中,針對節點G-節點A 1211,節點B-節點E 1212和節點C-節點D 1213的鏈路在第一控制時槽1201是活動的,隨後是在第二控制時槽1202中針對節點G-節點B 1221、節點A-節點D 1222和節點C-節點E 1223的鏈路,以及在第三控制時槽1203中的針對節點G-節點C 1231的鏈路。同樣在此示例中示出了資料區域1204的時槽,其中資料在節點G-節點A 1241、節點B-節點E 1243和節點C-節點D 1242鏈路上被傳輸。
下面表1標註了關於以上描述的第12圖中的示例操作性網格網路針對控制和資料區域兩者的鏈路狀態。
如上表所示,由於傳輸的方向性特性,不是或有鏈路同時活動。
以下表2是關於以上描述的第12圖中的示例操作性網格網路在控制時槽期間的位元映像狀態更新。行1、2、3分別表明在第一、第二和第三控制時槽的結束處的接收和傳輸位元映像的狀態。
在表2描述的示例中,所有的位元映像在每個排程間隔的開始被初始化為0。在此示例中,位元映像長度7被用於映射7個資料時槽。實際上,資料時槽的數量可以更大。位元映像可以由用於描述的節點指定來取代。這些位元映像可以簡單地反映資料區域中每個時槽的佔用狀態。
MAC層可以作為MAC狀態機來實施,其中節點在不同狀態中轉換。第13圖為可以實施的高階MAC狀態組1300的示例圖。可以被實現的示例高級MAC狀態組包括但不限於以下狀態:初始化1301(初始啟動序列)、鄰居發現1302(讀取所有信標和選擇第一/最佳鄰居以及與其關聯)、註冊到網路1303(向網路的註冊、認證/授權以及由操作、許可和維持(OAM)的配置)、發現和關聯到添加的鄰居1304(發現其他鄰居並且與其關聯——在此階段期間、控制時槽可以由其鄰居中的每一個來分派)、資料傳輸1305(上行和下行訊務在此狀態被發送/接收)、干擾測量1306(干擾測量在此狀態被執行)、不連續接收1307(針對能量有效操作的睡眠模式)、信標1308(在此狀態,信標在針對要加入網路的新鄰居的預先定義的間隔發送)以及空中(OTA)進行軟體更新1309(OAM可以更新需要重新開機的軟體和其他配置參數。
MAC層可以被配置為實施排程器,排程器知道由存取網路設定的QoS限制並且還區分不同類型的網格相關訊務。例如,網格網路中的每個節點針對其鄰居中的每一個具有一個排程組。每個排程組具有四個邏輯佇列和一個虛擬佇列。例如四個邏輯佇列可以分別服務半持續排程訊務、高優先級網格傳訊訊務(諸如鏈路度量和DRX請求)、5 ms延遲(諸如存取側遊戲訊務)、X2和S1傳訊訊務、10 ms延遲(例如,所有其它存取側,包括QoS等級識別符(QCI);以及高優先級OAM,包括回載和存取兩者)、以及低優先級網格傳訊訊務(例如,干擾矩陣、關聯傳訊、低優先級OAM訊務和來自不是10 ms延遲界限的存取的其他背景訊務)。
第14圖示出了可以在此處描述的任何實施方式中使用的示例MAC排程器架構1400。例如,MAC排程器架構可以包括但不限於排程組、佇列、組分割功能和鏈路排程器功能。然而,此架構是示例並且可以被擴展到包括任何數目的這些實體或者減少到包括這些實體的子集合。
在第14圖的示例架構中,節點C 1411包括鏈路排程器1405a。節點G、D或E 1410(節點C的相鄰節點)中的每個也包括鏈路排程器1405b。包括來自節點G、D和E的封包 1409的到節點C 1411的任何進入訊務可以首先針對目的地址被檢查1401以及被濾波。被定址或指定到節點C 1402的訊務可以諸如藉由MAC層來處理內部網格訊務或回載OAM訊務被發送到較高層處理1408、或者被轉發到存取側。被定址到其他節點的訊務可以由組分割功能1403被添加到合適的排程組1404a、1404b、1404c和1404d。
排程組1404a、1404b、1404c和1404d可以由組分割功能1403創建。可以存在形成排程組的各種替代。在一個示例中,每封包中定址的目的節點存在一個排程封包。在另一個示例中,每相鄰鏈路存在一個排程組。
排程組1404a、1404b、1404c和1404d可以包括QoS佇列,其中每個QoS等級具有其自己的佇列。每個排程組1404a、1404b、1404c和1404d也可以具有QoS分類器,該QoS分類器將資料封包添加到合適的QoS佇列。QoS特定佇列可以允許QoS感知的排程,其中屬於不同QoS等級的封包可以被不同地處理。第14圖的示例MAC排程器還識別四個佇列中接近各自的傳遞期限的資料封包,並且將其放置到享受優先排程的另一虛擬佇列。在控制區域期間,每個節點可以與其鄰居交換其緩衝器狀態,並且此緩衝器狀態可以傳達四個邏輯佇列中的每一個和虛擬佇列的佔用率。
每個封包還具有生存時間(TTL)欄位,該TTL欄位表示在此之前封包將被傳遞到網格網路中的目的節點的時間。當TTL值從存取介面進入到網格時,TTL值可以被插入到標頭中。在每個排程間隔期間,被佇列的封包的TTL欄位可以跟用於目的節點的延遲路徑度量來檢查,並且如果封包接近由TTL值表明的最後期限,則索引可以被添加到虛擬佇列。在傳輸授權請求時,此虛擬佇列中的佔用率還在緩衝器狀態中被報告。TTL值隨後被縮減在路徑上每個節點處經歷的延遲量。
鏈路排程器1405a和1405b可以分別傳輸授權請求並且接收授權請求1406和1407。當請求資源時,鏈路排程器1405a可以考慮鄰居的數目和在排程組1404a、1404b、1404c和1404d中的佔用率。各自的相鄰節點的接收器上的鏈路排程器1405b可以隨後針對這些請求來授權資源。鏈路排程器1405a和1405b中的每個均具有學習功能,可以感知針對其鄰居中的每一個的歷史資源需求。由於每個鄰居被順序排程,此歷史資訊可以説明排程。
對於半持續排程,路徑設置可以在實際傳輸開始之前完成。在這種情況中,希望建立半持續排程訊務的每個節點可以發送半持續排程請求到其相鄰節點。在這種示例中的相鄰節點選擇是基於由路由/轉發演算法提供的路徑度量。此請求可以上傳到目的節點,諸如閘道或其他節點。目的節點可以隨後發送針對半持續排程請求的回應。半持續排程的另一方法可以是將半持續排程資料看做常規資料並且給其最高優先級。這可能在實際資料轉移之前不需要進行路徑設置。
第15圖為用以產生相鄰特定的排程組的組分割功能1500的一個特定實施的圖。然而目的地特定資訊也可以在產生排程組中使用。在第15圖描述的示例中,可以假設存在針對節點訊務的三個目的地:閘道G1 1514和G2 1515以及可以處理本地訊務的對等端網格節點X 1516。此外,節點可以被假設具有三個鄰居:N1 1517a、N2 1517b和N3 1517c。鏈路排程器可以具有兩個職責:請求授權(授權請求)和提供授權(授權回應)。在一個示例中,用於傳輸的實際資源總是由接收器授權。在每個排程間隔期間,網格中的每個節點可以將其佇列的緩衝器狀態提供給其鄰居。此緩衝器狀態可以獲取在每個佇列中的佔用率(例如在QoS等級1中的200個位元組,在QoS等級2中的50個位元組等)。
在第15圖的示例中,內部和外部映射1501可以在從鄰居進入資料1511上執行。被映射作為內部資料的資料可以被發送到存取介面1503。目的地映射1502可以在被映射作為外部的資料上執行。目的地映射1502還可以在來自先前排程間隔的剩餘資料1512和來自存取介面的資料1513上執行。資料可以被映射到G1 1514,G2 1515和X 1516。QoS映射1504a和1504b可以隨後針對每個目的節點執行。相鄰映射1505a和1505b可以隨後針對每個目的地在每個QoS佇列中的資料上被執行。鄰居佇列組合1506a、1506b和1506c可以隨後分別針對每個相鄰節點N1 ,N2 和N3 執行。單獨的邏輯佇列可以針對每個QoS等級被維持1518。TTL確定1507a、1507b和1507c可以被作出。虛擬佇列可以被添加1519,並且資料可以被隨後轉發到授權請求產生器1508並且針對每個鄰居授權請求1509。
來自佇列的封包可以由各自的接收器節點中的鏈路排程器以每個鏈路方向排程。排程決定可以例如經由在以上描述的任何分配和排程程序中任何一者的控制時槽期間以交換的三個訊息來作出。在第一訊息中(例如針對CàG鏈路的控制時槽),節點C可以首先發送其傳輸位元映像、接收位元映像和針對其所有佇列的緩衝器狀態到節點G。在第二訊息中,節點G可以分配用於節點C的傳輸的時槽並且發送該授權給節點C。隨著節點C的分配,節點G還可以發送其自己的傳輸/接收位元映像給節點C。節點C現在以與CàG鏈路相同的方式分配用於節點G的傳輸,並且可以在第三訊息中發送該授權到節點G。這可以完成針對G<--->C鏈路的三個訊息交換並且可以佔用一個完整的控制時槽。類似的交換可以針對在相同控制時槽中排程的所有其它非衝突節點同時發生。
第16圖為針對以上描述的節點G中的鏈路排程邏輯的示例排程流1600的流程圖。一旦控制邏輯排程流開始,N被定義為鄰居的數目,n被設置為0 1601。針對所有N個鄰居的可用資源根據過去的歷史被劃分1602。半持續排程和用於重傳的一些緩衝器(如果在資料區域期間存在可用的ACK)總是被分配並且依賴於先前的BSR針對虛擬和其他佇列訊務的一些緩衝器被估計1603。如果n大於或等於N 1604,相鄰節點的傳輸位元映像、接收位元映像和緩衝器狀態被獲取1605。佇列隨後基於包括但不限於重傳(例如如果TTL有效)和半持續佇列中的位元組數目的優先級被分配1606。如果虛擬佇列為空1607,根據是否存在用於n的空間作出確定結果1608,並且如果是,則剩餘佇列按加權公平被分配1609。隨後傳輸位元映像、接收位元映像和緩衝器狀態被傳輸到鄰居n 1620。如果已經分配了的接收位元映像與目前傳輸方向衝突,則傳輸位元映像可以據此被阻止1616。如果沒有用於n的空間1608,則排程流繼續進行到傳輸傳輸位元映像、接收位元映像、緩衝器狀態以及分配的緩衝器狀態給鄰居n 1620。
如果n不大於或等於N 1604,根據重新分配是否需要或可能來做出確定結果1610。如果重新分配不需要或不可能,則排程流停止1612。如果重新分配需要或可能,在資料區域期間的佔先會發生1611,並且隨後排程流停止1612。
如果虛擬佇列不為空1607,根據是否存在用於n的空間來做出確定結果1613,並且如果是,虛擬佇列被分配1614並且排程流繼續確定是否存在用於n的空間1608。如果不存在用於n的空間1613,則根據未來相鄰節點是否可以被調整以適合虛擬佇列來做出確定結果1615,並且排程流繼續進行到傳輸傳輸位元映像、接收位元映像、緩衝器狀態以及分配的緩衝器狀態給鄰居n 1620。
在步驟1620之後,排程流繼續進行到從相鄰節點n獲取傳輸位元映像和接收位元映像1617以更新其自身的內部傳輸位元映像1618,並且通過增加n移動到下一鄰居1619。
第17圖為DRX操作1700的示例圖。不連續接收(DRX)操作可以在存在針對選擇的時段的選擇的元件斷電的情況下被提供。例如,DRX操作可以被實現用於具有其中沒有用戶訊務的時段的小胞元。對於能量高效操作,小胞元回載可以支援DRX模式。在這種情況中,網格節點在進入休眠模式之前可以利用在資料區域期間傳輸的DRX模式請求訊息來通知其每個鄰居,即使是那些已經休眠的。相鄰節點可以隨後在驗證相鄰節點是否具有其他活動鄰居以及現有的路徑是否滿足鄰居的QoS需求之後允許請求方節點進入休眠。請求方節點可以隨後在如果所有其鄰居允許以及所有請求節點的緩衝器為空時進入休眠。
在第17圖的示例中,提供了DRX操作的兩種模式,諸如深度休眠和輕度休眠模式。在示例深度休眠模式中,網格節點可以在資料傳輸間隔1703a、1703b和1703c期間以及在大多數控制排程傳輸間隔1702a、1702b和1702c期間休眠。在示例輕度休眠模式中,網格節點可以僅在資料傳輸間隔1703a、1703b和1703c期間休眠。可以在所配置數量的輕度休眠循環逝去之後進入深度休眠模式。不管休眠模式,網格節點可以喚醒以傳輸信標1701a、1701b和1701c,並且在緊隨信標傳輸間隔的排程的傳輸間隔期間是活動的。這種排程的傳輸間隔可以被視為傳呼區域,使得網格節點可以潛在地根據排程傳輸間隔中的訊息來喚醒。喚醒可以由於至休眠節點的進入訊務或者從休眠節點外向的訊務而發生1704。
相鄰節點可以在休眠模式中緩衝用於網格節點的訊務。在一個示例中,休眠模式可以僅在活動的排程傳輸間隔期間被傳呼,並且被分派給節點的排程傳輸間隔時槽在休眠時段期間不被釋放。這可以使得休眠模式能夠在例如從存取網路的任何外向訊務到達時儘早使用排程時槽1705。
DRX週期1706的值可以被選擇,使得在休眠間隔期間內部時鐘漂移被保持低於可接受的限制。考慮還可以針對在到休眠節點的下行訊務中引入的延遲時間來給出。路由/轉發演算法可以將DRX考慮在路徑度量中,並且如果可能可以避免利用休眠節點的路由。
以上描述的分散式網格協作功能(DMCF)是可以實現以純粹分散模式的裝置間的協作的基於保留的頻道存取機制。DMCF還可以使得節點能夠獲得到在協商的保留中的媒體的被排程的存取。這可以使得節點能夠保留節點可以使用其來與每個相鄰節點通信的一個或多個資料時槽。
為了實現分散式排程,網格節點可以發送其資源分配請求給相關鄰居。此外,訊務優先級可以被包括在發送的請求中。接收資源請求的網格節點可以基於其他過去的和期望的資源承諾和干擾衝突來分配資源。這些資輸入可以由排程演算法使用以作出資源分配和排程決定。
第18圖為示例網格超級訊框結構1800的圖,超級訊框結構可以在此處描述的任何實施方式中使用。在第18圖描述的示例中,每個超級訊框可以從信標時段1801a開始,之後跟隨多個排程間隔1812a和1812b,每個均分別具有控制時段1802a和1802b以及資料時段1803a和1803b。下一超級訊框可以從另一信標時段1801b開始。控制時段可以被轉而劃分為多個控制時槽,每個時槽被分派給不同的相鄰節點。信標時段持續時間(TBP )1811可以與排程間隔1812a和1812b(TSI )相同,其均可以在信標間隔1810中出現。
第19圖為針對以上描述的示例網格超級訊框結構的示例訊框1900的圖,其可以在此處描述的任何實施方式中使用。在此示例中,控制時段1901之後跟隨包括資料時槽1903a、1903b、1903c以及1903d的資料時段1902。在第19圖描述的示例中,資料時段被分割為Nds 個資料時槽,其可以由節點經由控制時段期間排程的訊息交換來保留。這些保留可以針對屬於低和高優先級佇列的資料封包僅持續一個排程間隔,這可以允許資源保留機制對叢發訊務作出回應。在相同時間,頻道保留可以針對半持續訊務持續多個排程間隔,這可以降低控制訊息負荷。
第20圖為針對以上描述的示例網格超級訊框結構的示例控制時段2000的圖,其可以在任何實施方式中使用。在此示例中,控制時段2001可以包括控制時槽2002、2003和2004,其中的每一個可以為持續時間TCS 。NCS 可以表示每訊框的控制時槽的數目,其中的每一個可以被保留與特定鄰居交換排程資訊。網格節點可以針對其每個鄰居保留控制時槽。此控制時槽分派可以正好在節點加入網格網路的開始處發生。分派可以基於鄰居間的空時槽的相互可用性以及干擾排程。一旦這些時槽被分派,他們可以保持固定直到由控制資訊的相互交換來改變。
第21圖為針對以上描述的示例網格超級訊框結構的示例控制時槽2100的圖,其可以在以上描述的任何實施方式中使用。針對控制時段訊息內容,每個控制時槽2101可以包括三個訊息傳輸2111、2112和2113。訊息1 2111可以用鏈路的初始方向(AàB)傳輸,隨後BàA,隨後AàB。該訊息可以攜帶如以下的資訊。
針對訊息1 2111(AàB),此訊息可以攜帶包括每佇列授權請求的資料時槽的數目、用於授權的可能傳輸位置、CQI(可以依據請求的MCS等級所傳訊的從B到A的頻道品質的估計)、先前訊框資料(BàA)的ACK和FCS的信息。針對每佇列授權請求的資料時槽的數目,這可以是從A到B的資源請求並且可以作為請求的資料時槽和MCS/CQI的組合被傳訊,其中最後已知的好的CQI可以表明每資料時槽的大致位元數目(如果沒有最後已知的好的CQI,則可以使用預設值)。資源不會針對被期望在半持續排程資源中傳輸的資料被請求。針對用於授權的可能傳輸位置,節點A可以表明針對A傳輸到B可用的資料時槽。這可以按照具有與A能夠傳輸到B的時槽對應的位置中放置的那些的位元映像或者藉由表明連續的一系列空閒資料時槽的長度和開始索引來表示。針對先前資料訊框的ACK(BàA),節點A可以確認在先前排程間隔中來自B的資料封包的成功接收。兩個選項可以被包括:用於來自節點B的整個傳輸的1位元ACK、或者可以被用於確認多個訊框分段的較長區塊ACK。訊框分段可以包括被組合以形成聚合MPDU的獨立的MAC協定資料單元(MPDU),以及在添加PHY欄位之後的PHY協定資料單元(PPDU)。由於在A-MPDU中的獨立的MPDU接收的成功或失敗的高度相關,1位元ACK可以是足夠的。針對FCS,短FCS被添加以檢查解碼差錯。
針對訊息2 2112(BàA),此訊息可以攜帶資訊,該資訊包括每佇列授權請求的資料時槽的數目(這可以是從B到A的資源請求並且可以作為請求的資料時槽和MCS/CQI的組合被傳訊)、用於授權的可能傳輸位置、CQI(可以依據請求的MCS等級所傳訊的從A到B的頻道品質的估計)、先前訊框資料(AàB)的ACK、針對訊息1中的請求的資源授權(節點B可以基於其請求和由於先前分配到其他節點的限制來授權資料傳輸時槽給A)和FCS。針對可能傳輸位置,節點B可以表明針對B傳輸到A可用的資料時槽。這可以按照具有與B能夠傳輸到A的時槽對應的位置中放置的那些的位元映像或者藉由表明連續的一系列空閒資料時槽的長度和開始索引來表示。針對先前訊框資料的ACK(AàB),節點B可以確認在先前排程間隔中來自A的資料封包的成功接收。其可以具有與在訊息1中出現的ACK相同的形式。針對FCS,短FCS被添加以檢查解碼差錯。
針對訊息3 2113(AàB),此訊息可以攜帶包括針對訊息2中的請求的資源授權(節點A可以根據其請求和由於先前分配給其他節點的限制來授權資料傳輸)和FCS。針對FCS,短FCS被添加以檢查解碼差錯。
針對半持續訊務管理,MAC可以與叢發訊務不同來處理半持續訊務,這是因為包括語音、即時視訊或類似的資料類型的半持續訊務是可預測的並且是延遲敏感的。由此,MAC可以提前針對用於半持續訊務的端對端資料轉移保留網路頻寬。這可以允許這種訊務利用大致固定的延遲來以可預測方式傳達。由於需要的傳輸時間時是預先分配給半持續訊務的,針對此訊務類型,在每個SI中進一步的資源分配協商是不必要的。
三個階段可以包括在半持續訊務管理中:路由管理階段、半持續訊務傳輸階段和路由終止階段。
在路由設置階段期間,端對端路由可以針對許可的半持續訊務流來確定。同時,傳輸排程還可以被建立以滿足許可的流需要的服務速率。端節點可以發送半持續訊務請求訊息給位於至目的地的最佳路徑上的鄰居。此訊息可以沿著至目的地的先前識別的最佳路徑而由接收節點轉發給其一跳鄰居,直到該訊息到達目的地。目的地節點可以隨後沿著相同的路徑來發送半持續訊務回應訊息給源節點。當沿著路徑的每個節點接收到半持續訊務回應訊息時,其可以確認路由設置和資源在進一步的排程間隔中被適當保留。
在端對端路由設置和排程確定步驟在路由設置階段完成之後,常規資料傳輸可以根據建立的排程而沿著識別的路徑發生。半持續訊務不被包括在針對資源分配被報告的佇列中。初始化節點可以週期性地與其他比較目前選擇的路徑的路徑度量以確定用以到達目的地節點的替代的較好路徑是否存在。這可以涉及評估由路由功能報告的每個路由的路徑度量。如果這種替代路由以較好的整體路徑度量被識別,則路由改變程序可以被觸發,其可以包括在新的路由上的背靠背路由設置和在舊路由上的路由終止。
先前被建立用於半持續訊務的沿著路由的任何節點可以藉由發送半持續訊務請求訊息給在路由的任一端的節點以發起路由終止。路由終止可以藉由接收來自兩個端節點的半持續訊務回應訊息來確認。此階段可以在沿著路由的每個節點處騰出資源。
由於在源和目的地之間的每一跳處的受限的重傳時機,相較於叢發訊務,半持續訊務更加強健地被編碼。這是需要的,使得相同的封包差錯率(PER)可以利用至多每跳一個重傳時機以針對半持續訊務和叢發訊務被實現。
路由設置程序可以使用至端對端路由的半持續訊務請求和半持續訊務回應訊息。在示例路由設置程序中,源節點可以基於目的地節點、QoS和目前路由度量來確定用於半持續訊務流的最佳路徑。如果源節點不知道針對需要的QoS等級的至目的地的路由,則第一路由程序可以被執行以識別合適的路徑。如果距離向量路由被使用,源節點不會知道至目的地的整個路由,但是其會知道通過不同的相鄰節點流動的不同路徑的相對度量。這可以使其能夠選擇針對訊務的下一跳。
源可以發送半持續訊務請求訊息到是選擇的路徑的一部分的一跳鄰居。組合源節點ID、目的地節點ID和流ID可以唯一地識別端對端流。流的平均封包大小、週期和開始時間可以被包括在訊息中。
接收網格節點可以將請求的開始時間和新的開始時間都增加2。其可以隨後確定其是否能夠許可新的半持續訊務流,結果是以下決定中的一者。該節點不支援半持續訊務,在這種情況中,半持續訊務回應訊息可以沿著半持續訊務請求訊息被接收所通過的路徑而被發送到源節點,其中回應碼=1失敗。如果存在的話,請求的開始時間可能是可接受的並且較佳在新的開始時間上。此處,投票欄位可以被減少1,且半持續訊務請求訊息可以被轉發到路由上的下一節點。請求的開始時間可能是可接受的,但是另一開始時間或新的開始時間(如果存在)是較佳的。投票欄位可以被增加1,半持續訊務請求訊息可以被轉發到路由上的下一節點。請求的開始時間可能是不可接受的。隨後,另一開始時間可以被放置在請求的開始時間欄位中,並且修改碼可以被改變為1。此外,如果新的開始時間還是不可接受的,則其也可以由另一開始時間取替,並且投票被重設為0。修改後的半持續訊務請求訊息可以被轉發到路由上的下一節點。
當目的地節點接收到半持續訊務請求訊息時,其可以藉由檢查針對新的開始時間的投票來確定較佳的開始時間。在存在約束(tie)的條件下,請求的開始時間為較佳的。可以隨後確定其是否能夠許可新的半持續訊務流,結果是以下決定中的一者。如果請求的或新的開始時間都是不可接受的,則半持續訊務回應訊息可以被發送到節點,請求訊息從該節點被接收,其中回應碼=1(失敗)。如果請求的或新的開始時間是可接受的,則半持續訊務回應訊息可以被發送到相鄰節點,該相鄰節點發送具有回應碼=0(成功)的請求訊息,並且半持續訊務回應訊息中的開始時間1欄位和開始時間2欄位包括針對開始時間的第一和第二選擇。如果開始時間1和開始時間2均存在,則贊同開始時間1的投票欄位也可以被添加並且被初始化為1。
接收半持續訊務回應訊息的每個節點可以檢查兩個開始時間是否是可接受的。如果開始時間1被發現不可接受,則其可以由開始時間2取代,並且投票欄位被丟棄。如果開始時間2被發現不可接受,則其可以與投票欄位一起被丟棄。接收半持續訊務回應訊息的每個節點可以藉由在轉發到下一跳之前減少2來更新兩個開始時間。
當源節點接收到具有回應碼=0(成功)的半持續訊務回應訊息時,其可以表明成功的路徑創建。如果半持續訊務回應訊息包括單一開始時間,則此階段可以被終止。如果半持續訊務回應訊息包括兩個開始時間,則源節點可以基於投票和其他因素來選擇兩個開始時間中的一個。隨後,可以沿著選擇的路徑將半持續訊務回應訊息發送到目的地節點。這是需要的以向沿著選擇的路徑的每個節點通知源節點選擇了哪一個開始時間。
如果路由選擇程序結果失敗,則源節點可以嘗試發現經由另一鄰居到目的地的替代路徑。隨後整個程序可以沿著新的路由被重複。
中心實體(例如OAM中心)能夠排程多跳上的半持續訊務流,這允許沿路的聚合可能性。為了賦能此,請求方網格節點可以發送具有模式=1的半持續路由請求訊息,其可以傳訊用於集中排程的請求。
第22圖為根據以上描述的程序的示例半持續路由設置和終止程序2200的圖。在此示例中,示出了三個場景:初始端對端路由設置、由於中間鏈路失效的路由更新以及由於週期性半靜態鏈路再評估的鏈路更新。在此示例中,上行和下行路由可以經由PREP和PREQ訊息2210來確定。葉節點2205可以傳輸半持續訊務請求2211a至相鄰節點2 2204,該相鄰節點2 2204可以將其轉發2211b至中間節點2202,該中間節點2202可以將其轉發2211c給閘道節點2201。閘道節點2201之後轉發半持續訊務回應2212a至中間節點2202,該中間節點2202轉發其2212b至相鄰節點2 2204並且轉發其2212c至葉節點2205。葉節點2205之後確定上行半持續訊務路由2213。上行半持續訊務之後經由相鄰2 2204和中間節點2202而週期性地從葉節點2205被傳輸2214。
在此示例中,中間節點2202至相鄰節點2 2204之間的鏈路失敗2215。中間節點2202之後傳輸半持續訊務請求2216a至閘道節點2201。閘道節點2201之後傳輸半持續訊務回應2217a至中間節點2202。類似地,相鄰節點2204之後傳輸半持續訊務請求2216b至葉節點2205。葉節點2205之後傳輸半持續訊務回應2217b至相鄰節點2204。
葉節點2205可以傳輸半持續訊務請求2218a至相鄰節點1 2203,該相鄰節點1 2203可以將其轉發2218b至中間節點2202,該中間節點2202可以轉發它2218c至閘道節點2201。閘道節點2201之後可以轉發半持續訊務回應2219a至中間節點2202,該中間節點2202可以將其轉發2219b至相鄰節點1 2203並且之後將其轉發2219c至葉節點2205。葉節點2205之後確定上行半持續訊務路由2220。
上行和下行路由還可以經由PREQ和PREP訊息2221週期性地更新。在此示例中,葉節點2205可以傳輸半持續訊務請求終止2222至相鄰節點1 2203,該相鄰節點1 2203以半持續訊務回應終止2223a進行回應。相鄰節點1 2203之後傳輸半持續訊務請求終止2223b至中間節點2202,該中間節點2202可以用半持續訊務回應終止2224進行回應。中間節點2202之後傳輸半持續訊務請求終止2225至閘道節點2201,該閘道節點2201以半持續訊務回應終止2226進行回應。新路由之後經由相鄰節點2 被設置用於上行半持續訊務2227。
第23圖為示例集中排程的半持續排程的圖,該示例集中排程的半持續排程允許上行方向2300中的多個訊務流的聚合。下行方向中的類似訊務排程還可以為可能的。多個路由設置選擇對於半持續訊務流為可能的。例如,針對半持續訊務的路由僅在需要時可以被建立。在此,只有當准許控制表明半持續流允許時,網格節點可以發起路由設置。在第23圖的示例中所示,只有當下一跳立刻跟隨匯集樹(sink tree)的所有鏈路中的先前跳時,下一跳被授權,使得最短延遲被實現。在經由節點2 2302、節點3 2303、節點4 2304和節點5 2305從節點1 2301至節點6 2306的路徑中,時槽2331、2332、2333、2335和2366被使用。在經由節點11 2311、節點12 2312、節點4 2304和節點5 2305從節點10 2310至節點6 2306的路徑中,時槽2341、2342、2344、2335和2366被使用。在經由節點14 2314從節點13 2313至節點6 2306的路徑中,時槽2345和2367被使用。在經由節點21 2321、節點12 2312、節點4 2304和節點5 2305從節點20 2320至節點6 2306的路徑中,時槽2352、2353、2344、2335和2368被使用。經由節點23 2323、節點14 2314從節點22 2322至節點6 2306的路徑中,時槽2363、2364和2368被使用。
舉另一例子,半持續路由可以提前設置。此外,這些路由可以用合適的延遲來設置。使得滿足對訊務流的延遲限制。在此,在網格節點不需要半持續訊務准許的先行知識。舉另一例子,當其被確定滿足半持續訊務標準時,半持續訊務路由可以被建立用於現有訊務流。由此,在此,來自所述流的封包可以初始地被當作普通叢發訊務,並且當確定半持續特徵時,端對端路由可以如以上所描述進行設置。類似於先前選擇,在此不要求來自存取側的半持續訊務准許的先前知識。
第24A圖為在新關聯的節點處的示例初始路徑設置和資料傳輸初始化2400的圖。例如,閘道節點可以週期性地發送出路徑請求(PREQ)訊息至所有其鄰居。這些訊息轉而由接收節點轉發,直到其到達葉節點。這些訊息可以在每個階段利用鏈路度量進行更新。每個網格節點接收多個PREP訊息但在等待特定週期以確保其接收所有PREQ訊息之後僅轉發最佳累積路徑度量至其一跳鄰居。新節點可以確定至針對每個QoS類別的閘道節點的最佳路由並且沿每個識別的路徑發送路徑回應(PREP)訊息。這些訊息可以用累積鏈路度量的遞減次序經由所有路徑來發送。這可以建立從葉節點至針對每個QoS類別的閘道節點的多個端對端下行路由。當PREP訊息到達閘道節點時,其可以建立從葉節點到閘道節點的上行路由。
在第24A圖至第24B圖的示例中,閘道節點2401和中間節點2402可以執行三次交握,包括資源請求2410b、授權和資源請求2411a和授權2412b訊息。閘道節點2401可以藉由在其內部排程器和控制訊框管理器2410a、2411b和2412a之間交換訊息的方式執行此傳訊。類似地,中間節點2402可以藉由在其內部排程器和控制訊框管理器2410c、2411c和2412c之間交換訊息的方式執行此傳訊。在此示例中還示出了路由判斷。在接收來自其內部路由控制器的路由控制訊息2413a之後,閘道節點2401可以發送PREQ 2413b至中間節點2402。中間節點2402之後從其資料訊框管理器中接收資料訊框管理訊息2414。
中間節點2402和相鄰節點1 2403之後可以執行三次交握2415。在接收來自其內部路由控制器的路由控制訊息2416a之後,中間節點2402可以發送PREQ 2416b至相鄰節點1 2403。相鄰節點1 2403之後從其資料訊框管理器中接收訊框管理訊息2417。
相鄰節點1 2403和新關聯的節點2405之後可以執行三次交握2418。在接收來自其內部路由控制器的路由控制訊息2419a之後,相鄰節點1 2403可以發送PREQ 2419b至新關聯的節點2405。新關聯的節點2405之後從其資料訊框管理器中接收資料訊框管理訊息2419c。
中間節點2402和相鄰節點2 2404之後執行三次交握2420。在接收來自其內部路由控制器的路由控制訊息2421a之後,中間節點2402可以發送PREQ 2421b至相鄰節點2 2404。相鄰節點2 2404之後從其資料訊框管理器中接收資料訊框管理訊息2421d。
相鄰節點2 2404和新關聯的節點2405之後執行三次交握2422。在接收來自其內部路由控制器的路由控制訊息2423a之後,相鄰節點2 2404可以發送PREQ 2423b至新關聯的節點2405。新關聯的節點 2405之後從其資料訊框管理器中接收資料訊框管理訊息2424。
在這些交換之後,基於半靜態度量的上行路由的排序可以產生2425。
新關聯的節點2405和相鄰節點2 2404之後可以執行三次交握2426。在接收來自其內部路由控制器的路由控制訊息2427之後,新關聯的節點2405可以發送PREQ 2428a至相鄰節點2 2404。相鄰節點2 2404之後從其資料訊框管理器中接收訊框管理訊息2428b。
相鄰節點2 2404和中間節點2402之後可以執行三次交握2429。在接收來自其內部路由控制器的路由控制訊息2430之後,相鄰節點2 2404可以發送PREQ 2431a至中間節點2402。中間節點2402之後從其資料訊框管理器中接收資料訊框管理訊息2431b。
中間節點2402和閘道節點2401之後執行三次交握2432。在接收來自其內部路由控制器的路由控制訊息2433之後,中間節點2402可以發送PREQ 2434a至閘道節點2401。閘道節點2401之後從其資料訊框管理器中接收資料訊框管理訊息2434b。
在這些交換之後,以排序次序的路由確定回應之後被傳輸至相鄰節點2435。最後,基於半靜態度量的下行路由的排序可以被產生2436。
在實施方式中,基於以上描述的初始排程器設計但在屬性上為模組化的排程器可以被使用。針對此示例排程器的排程器操作可以包括傳輸資源分配步驟以及頻道保留步驟。
經由以上描述的節點對之間的三次資訊交換可以實現兩個目標。在第一訊息中,初始化節點可以根據需要的資料時槽和CQI來請求傳輸資源。其表明其針對經由傳輸排程位元映像在時槽中的資料傳輸的可用性。回應節點可以根據接收到的請求以及從其其它一跳鄰居中接收到的或預見的其它請求來確定資源分配。根據資源分配決定以及對於初始化節點傳輸以及接收節點接收為空閒的相互可用資料時槽來確定傳輸排程。此外,來自其它網格節點的干擾會限制排程選擇。排程決定可以在第二訊息中被傳達給初始化節點。這包括分派的資料傳輸時槽和關聯的MCS。附加地,回應節點還包括其資源請求以及在相同訊息中發送給初始化節點的傳輸排程。初始化節點之後確定對於反方向的傳輸排程以及資源分配並且在交換中的第三訊息中傳達其決定。
如以上所描述,如同叢發訊務,半持續訊務並不在每個排程間隔中被排程。相反,在路由間以及根據在流許可期間所確定的排程,半持續訊務封包可以被發送。由於資料封包被要求覆蓋5跳來到達其在網格內的目的地、並且每個跳要求0.5 ms的排程間隔的事實,用於發送資料封包的端對端延遲可以高達2.5 ms。對於端對端封包遞送施加5 ms延遲限制可以產生用於重傳的5個附加排程間隔時機。在每個跳之間擴展這些重傳時機會在每個跳引起一個可能的重傳時機。這還確保在目的地到達封包經歷最小延遲抖動。
第25圖為在多跳間的示例半持續訊務排程方案2500的圖,其可以在此處描述的任一實施方式中執行。為了滿足針對半持續訊務的PER需求,可以要求更為強健的資料封包編碼。叢發訊務封包可以按照要求在每一跳被允許多於一個傳輸時機,因為其遵循逐跳路由和排程。因此,可能在一些跳上排程多個重傳並且還滿足端對端時序預算。另一方面,在多跳間的持續訊務可以在每個交替的排程間隔中被排程以在每跳處允許一個重傳時機。在此示例中,在可用的排程間隔期間,如排程間隔1 2511、排程間隔2 2512、排程間隔3 2513、排程間隔4 2514到排程間隔9 2519以及排程間隔10 2510,訊務可以從跳1 2501和跳2 2502到跳5 2503被排程。如圖所示,資料封包被排程為在排程間隔1 2511中從跳1 2531傳輸至跳2 2532被傳輸。當在排程間隔3 2512中的傳輸之後沒有接收到ACK 2533時,資料封包在排程間隔4 2514中被重傳2534。資料封包2535之後在排程間隔9 2519期間在跳5處被接收。
由於對於每個跳上的半持續訊務有限的重傳時機,對於初始傳輸和重傳,這些資料封包可以比叢發資料封包更為強健地進行編碼。由此,在相同排程間隔中的節點對之間的半持續和叢發訊務封包可以被傳輸為兩個獨立的PLCP協定資料單元(PPDU),每個PPDU具有其自己的前導碼和標頭。
該排程器可以將資料分類為三個優先級等級:接近最後期限資料訊務+高優先級控制訊息、高優先級資料訊務和低優先級資料訊務+低優先級控制訊息。來自優先級等級1和2的訊務可以在目前排程間隔中服務,然而優先級等級3訊務可以基於最佳工作量而以一些最小化服務保證進行服務。這樣可以確保更高優先級訊務被充分服務而不完全缺乏低優先級訊務。優先級等級2和3分別包括多個QoS等級。兩個此分類為高優先級資料訊務(例如,LTE QCI 1-4;IEEE 802.11 AC_VO,AC_VI)以及低優先級資料訊務(例如,LTE QCI 5-9;IEEE 802.11 AC_BE,AC_BK)。控制訊息可以用不同優先級類別進行分類,包括高優先級控制訊息(例如,路由錯誤訊息、半持續訊務請求/回應)以及低優先級控制訊息(例如,干擾測量報告和半靜態鏈路度量報告)。
排程器操作可以被分割成兩個階段:資源分配和排程。資源分配階段可以涉及節點對之間的訊息交換以分配相互可用的傳輸資源。例如,節點A可以發送序列長度(緩衝器狀態報告(BSR))以及可用的資料傳輸時槽至節點B。可以經由資料時槽請求和MCS等級或實際序列長度的組合來傳訊BSR。資源分配一直由接收節點執行。節點B可以根據三個因素確定資源分配:針對每個優先級等級的請求資源、相互可用的資料時槽(節點A的傳輸時槽和節點B的接收時槽)以及可以確保資源分享公平性的排程演算法。在排程階段期間,傳輸節點(此示例中的節點A)可以根據從接收節點接收到的資源分配授權來確定從合適的序列獲取的實際封包。
排程器區塊可以包括三個主要功能或子區塊:資源分配、排程器和半持續訊務管理器。資源分配和排程可以包括一些步驟,包括針對持續訊務的資源分配、針對目前排程間隔中的叢發訊務的資源分配分割估計、實際資源分配以及排程分配的資源。
關於針對半持續訊務的資源分配,針對半持續訊務的傳輸資源可以先不被保留。叢發訊務可以在排程間隔中的剩餘資源中提供。
針對目前排程間隔中的叢發訊務的資源分配分割估計可以基於來自針對每個優先級等級的每個鄰居的過去Navg 資源請求平均值。這可以產生對於每個優先級等級的長期基線。針對優先級等級1+2的資源分配可以被控制在特定臨界值,使得優先級等級3訊務在每個排程間隔中接收一些最小化服務。該臨界值取決於優先級3訊務負載的資源估計。
實際資源分配取決於在排程間隔中從每個鄰居接收到的實際資源分配請求。這些請求可以多於或少於基於先前估計所計算的分配估計。如果實際請求低於所計算的估計,所請求的資源可以被分配。如果所請求的資源高於估計的值,實際的分配可以超出估計一定的量。所超出的分配與特定優先級等級中的資源請求或訊務“叢發性”有關。基本地,針對特定優先級等級的最後Navg 資源請求的標準差針對該優先級等級設定了超出資源分配量的限制。該超出資源分配可以允許排程器對來自特定鄰居的需求飆升進行回應並且對所有鄰居提供公平性,與此同時根據長期平均值維持基線訊務估計。
關於排程分配的資源,實際傳輸排程可以基於資源分配、相互可用資料時槽以及任何干擾排程(如果可用時)來確定。
第26圖為示例資源分配和排程操作2600。該資源分配和排程操作可以開始於分配針對半持續訊務的資源2601。
接下來,來自歷史資料的單獨佇列長度的統計平均值可以根據以下進行計算2602:(等式1)
其中qi,j (k)為在第k個先前排程間隔處接收到的第i個鄰居的第j個佇列的長度。 (等式2)
其中σqi,j 為第i個鄰居的第j個佇列的先前報告長度的標準差。 (等式3)
其中Q1 為屬於來自所有鄰居的第j個優先級等級的所估計的總訊務容量。
接下來,針對PL1 和2 合併的(R )和PL3 (R )統計的整個分配可以根據以下進行計算2603:
(1)在此情況中,統計地,針對所有序列所要求的資源低於可用資源: (等式4)
(2)在此情況中,統計地,Q1 +Q2 是小的,但Q3 是大的(即不存在足夠的資源): (等式5) (等式6) (等式7)
(3)在此情況中,Q1 +Q2 和Q3 是大的(即不存在足夠的資源): (等式8) (等式9) (等式10)
接下來,針對每個鄰居和佇列的資源分配可以根據下式被計算2604:= (等式11)=(等式12)
最終,基於接收到的BSR的實際資源分配可以根據下式計算2605:(等式13)(等式14)
其中, qi,j (0) 是在目前BSR中接收到的第i個鄰居的第j個佇列的長度,Ri 不可用 是由於排程衝突針對第i個鄰居的不可用資源。
對在目前排程間隔的資料時段中傳輸的封包的確定可以由傳輸節點基於由接收節點確定和在控制時段傳達的接收排程來做出。基於接收排程,傳輸節點可以決定來自每個佇列的、將在分配的時間中傳輸的封包的數目。傳輸節點可以用在接收節點作出的相同方式計算優先級等級中的資源分割,並且可以確定被分配用於高優先級訊務R (組合的優先級等級1和2)和低優先級訊務R (優先級等級3)的資源,使得R +R =R 被滿足。其隨後可以建構將被傳輸的PPDU。
第27圖是示例佇列服務協定2700的流程圖。在此示例中描述的協定可以包括三個步驟。在步驟一2701,在屬於優先級等級1的佇列中的所有內容被包括在PPDU中。在第二步驟2702,來自屬於優先級等級2的每一個佇列的一個封包以循環方式被選出,直到達到R 。在第三步驟2703,從屬於優先級等級3的佇列中以循環方式選出封包,直到達到R 。此協定可以假設佇列管理器在連續的排程間隔之間中保持以優先級等級2和3服務的佇列記憶體。
以上描述的半靜態路由演算法可以產生超過一些路徑度量臨界值等級的源和目的地節點之間的多個候選路徑。然而,半靜態路徑度量可以偶爾被交換以限制傳訊負荷。由此,對網路條件改變作出反應的節點的頻率被限制成度量復新率。然而,基於排程器決定,節點可以在完整路徑度量復新實例之間對本地訊務變化作出反應。
半靜態路由演算法輸出可以包括資源和目的地節點之間的多個路徑。考慮藉由具有Ni 跳的路由演算法選出的一個這種路由。則其空中時間鏈路度量可以為: (等式15)
其中從源節點開始編號。在源節點處的路由功能可以在時間從排程器獲取 的值。隨後在時間 估計的度量可以按以下更新:(等式16)
更新的度量可以藉由與針對交替的路徑 的對應度量進行比較而被用於路徑選擇。這允許排程器影響路由決定。完整半靜態路徑度量可以當可用時被使用。對於後續時間時刻(排程間隔),路徑度量可以被本地更新,且新的最佳路徑可以被選擇,直到下一完整路徑度量到達。此程序允許網路節點對網路改變進行快速反應,而不需要頻繁的完整路徑度量更新。
第28A圖至第28B圖為示例最佳化的路由程序2800的圖。上行和下行路由可以經由PREP和PREQ訊息被確定2815。葉節點2805可以初始地經由相鄰節點2 2804來轉移基於半持續路由度量而由路由演算法識別為最佳的資料上行2817,其隨後通過相鄰節點1 2803被轉移2818到中間節點2802,並且隨後被轉移2819到閘道節點2801。閘道節點2801隨後下行轉移資料2816到中間節點2802,中間節點2802可以轉移資料2820至相鄰節點1 2803並且隨後至葉節點2805。
此後,相鄰節點2 2804可以根據按照與相鄰節點2 2804交換的資源請求2822、授權和資源請求2823以及授權回應2824的上述等式在改變鏈路度量的排程間隔中拒絕葉節點2805的授權請求。
隨後,路由以比原始路由小的累積路徑度量來通過相鄰節點1 2803,並且葉節點2805可以按照與相鄰節點2 2804交換的資源請求2826、授權和資源請求2827以及授權回應2828以經由相鄰節點1 2803重新路由該訊務。較小的累積路徑在鏈路2829上從葉節點2805跳到相鄰節點2 2804、在鏈路2830上從相鄰節點2 2804跳到中間節點2802、以及隨後在鏈路2831上從中間節點2802跳到閘道節點2801。端到端路由可以作為下一週期性鏈路狀態更新的一部分被重新評估2832。
在此處描述的示例中控制時槽分派可以被考慮為固定的。然而,改變與控制時槽關聯的節點對是可能的。此處,所有網格節點可能需要同時轉換到新的控制時槽分派以確保時槽的相互正交。時槽旋轉程序可以是具有可調週期的週期性的或者可以由集中OAM中心藉由傳輸時槽旋轉請求訊息來觸發。控制時槽分派改變可以每個排程間隔那麼頻繁發生。
週期性控制時槽旋轉可以是系統級的,並且週期可以是配置參數。此外,控制時槽分派改變可以由集中OAM中心藉由在整個網格網路中廣播控制時槽公告訊息來觸發。公告中的模式欄位可以傳訊時槽改變是一次還是週期性的。如果改變是週期性的,則週期欄位可以包括每個分派改變之間的SI數目。開始時間欄位可以表明SI數目,直到時槽改變或旋轉開始。開始時間可以大於2*(最大網路深度)以確保公告在目標開始時間之前到達所有節點。時槽改變可以由OAM中心獨立地觸發或者回應於來自網格節點的先前接收的時槽旋轉請求而產生。
第29圖為示例混合自動重複請求(HARQ)重傳2900的圖。HARQ是高速率轉發差錯校正編碼和ARQ差錯控制的組合。具有使用追蹤組合(chase combining)的軟組合的HARQ可以在此處被使用。每個傳輸包括相同資訊(資料和奇偶(parity)位元)。接收器可以使用最大比率組合(MRC)來組合接收到的位元與來自先前傳輸的相同位元。多個併發的HARQ程序對於支援持續和叢發訊務傳輸是必要的,這是因為其由於由重傳限制導致的不同的PER目標而在相同的排程間隔使用不同的MCS等級。最少,需要兩個進程:一個用於持續訊務,另一個用於叢發訊務。然而,用於叢發訊務的更多進程可以提供更多的排程靈活性並且可以引發更高的效率。HARQ重傳可以經由在PHY標頭中的幾個位元來傳訊。在第29圖的示例中,半持續訊務2901被傳輸,之後跟隨叢發訊務2911。如在此示例中所示,叢發訊務2912可以在下一可用時槽2914重傳。類似地,半持續訊務2902在下一可用時槽2903被重傳並且叢發訊務2913在下一可用時槽2915被重傳。
半持續訊務請求可以被發送以設置針對半持續訊務的端對端路由和路由終止。半持續訊務請求訊息的主體可以包括以下表3中列出的元素。
半持續訊務回應可以被發送以設置針對半持續訊務的端對端路由和路由終止。半持續訊務回應訊息的主體可以包括以下表4中列出的元素。
時槽旋轉請求訊息可以由網格節點發送到閘道節點以及向前到OAM中心以請求控制時槽分派改變。這可以是時槽的一次移位或者週期性移位,其中該週期是可配置的。該控制時槽索引可以用環繞方式在每一移位增加。時槽旋轉請求訊息的主體可以包括在以下表5中列出的元素。
時槽旋轉決定可以由時槽旋轉公告訊息傳達,該時槽旋轉公告訊息由OAM中心產生並且經由閘道節點發送到所有網格節點。這可以由OAM中心獨立地產生、或者回應於先前從網格節點接收到的時槽旋轉請求訊息被發送。時槽旋轉回應訊息的主體可以包括以下表6中列出的元素。 表6:時槽旋轉回應訊息內容
排程時段訊息可以遵循與其他控制和資料封包不同的MCS並且不包括網格標頭。在以下表7,8和9提供了示例訊息1,訊息2和訊息3。
實施例 1、一種無線傳輸/接收單元(WTRU),包括: 媒體存取控制(MAC)層,被配置為促進作為網格網路的節點與網格網路的其他節點的網格網路通信。 2、如實施例1所述的WTRU,更包括: 方向性天線,被配置為在網格網路通信期間以特定方向傳輸和接收信號。 3、如實施例1-2中任一實施例所述的WTRU,被配置為以毫米波(mmW)頻率進行網格網路通信。 4、如實施例1-3中任一實施例所述的WTRU,其中該MAC層定義了針對網格網路通信的訊框結構,包括: 至少一個裝置發現間隔,在此裝置發現間隔期間,新的節點被網格網路的節點發現; 至少一個排程間隔,用於交換針對網格網路節點之間的後續資料封包的時間分配; 至少一個資料傳輸間隔,用於交換網格網路節點之間的資料封包。 5、如實施例4所述的WTRU,被配置為使得在排程間隔期間交換的排程訊息包括具有以下元素中的一者或多者的訊息: 傳輸授權請求(BSR),其包括意在用於被定址接收器的服務品質(QoS)-特定佇列大小; 傳輸分配位元映像,其包括表明先前分配的和未分配的資料時槽的位元映像; 確認位元映像,其中每個位元對應於需要確認的在先前排程間隔中傳輸的MAC協定資料單元(MPDU); 干擾報告,其包括用於干擾節點的資料時槽分配;以及 包括在目前排程間隔期間的資料時槽分配的授權回應。 6、如實施例1-5中任一實施例所述的WTRU,其中該MAC層定義了用於網格網路通信的訊框結構,包括循環移位,其中在排程/控制時段的開始,WTRU循環移位針對網格網路中其每一個鄰居的排程時槽分派。 7、如實施例1-6中任一實施例所述的WTRU,其中該MAC層定義了用於網格網路通信的訊框結構,包括使得控制區域能夠動態增長的可變排程/控制時段持續時間。 8、如實施例1-7中任一實施例所述的WTRU,其中該MAC層實施定義至少來自以下狀態組中的狀態的狀態機:初始化;鄰居發現;註冊到網路;發現和關聯到附加鄰居;資料轉移;干擾測量;不連續接收(DRX);發出信標;以及空中(OTA)軟體更新。 9、如實施例1-8中任一實施例所述的WTRU,其中該MAC層定義包括不連續接收(DRX)操作的網格網路通信,其中對於選擇的時段存在選擇的元件的斷電(power down)。 10、如實施例1-9中任一實施例所述的WTRU,其中該MAC層被配置為促進與網路基地台的基礎設施通信。 11、如實施例1-9中任一實施例所述的WTRU,被配置作為用於在長期演進(LTE)系統中使用的e節點b。 12、如實施例1-9中任一實施例所述的WTRU,被配置作為用於提供到網格網路之外的其他通信鏈路的存取的閘道節點。 13、如實施例1-12中任一實施例所述的WTRU,被配置為傳輸資源分配請求到網格網路中的至少一個相鄰WTRU。 14、如實施例1-13中任一實施例所述的WTRU,被配置為從網格網路中的至少一個相鄰WTRU接收資源分配請求,並且基於其他過去的和期望的資源許可以及干擾衝突來分配資源。 15、如實施例1-14中任一實施例所述的WTRU,其中該MAC層還被配置為提前針對用於半持續訊務的端對端資料轉移而保留網路頻寬。 16、如實施例1-15中任一實施例所述的WTRU,被配置為傳輸具有模式=1的半持續路由請求訊息以傳訊用於集中排程的請求。 17、一種包括多個WTRU的網格網路,每個WTRU根據實施例1-16中任一者並且被配置為執行與該多個WTRU中至少一個其它WTRU的網格通信。 18、如實施例17所述的網格網路,其中每個WTRU被配置為執行與不多於該WTRU中的預定數量的其他WTRU的網格通信。 19、一種無線通訊的方法,包括: 提供無線傳輸/接收單元(WTRU),WTRU被配置為作為網格網路的節點來執行與網格網路的其他節點的網格網路通信;以及 作為網格網路的節點來執行與網格網路的至少一個其他節點的網格網路通信。 20、如實施例19所述的方法,還包括: 使用方向性天線以在網格網路通信期間以特定方向來傳輸和接收信號。 21、如實施例19-20中任一實施例所述的方法,其中該網格網路通信是在毫米波(mmW)頻率中執行。 22、如實施例19-21中任一實施例所述的方法,其中該網格網路通信是利用訊框結構來執行,該訊框結構包括: 至少一個裝置發現間隔,在此裝置發現間隔期間,新的節點被網格網路的節點發現; 至少一個排程間隔,用於交換針對網格網路節點之間的後續資料封包的時間分配; 至少一個資料傳輸間隔,用於交換網格網路節點之間的資料封包。 23、如實施例22所述的方法,其中在排程間隔期間交換的排程訊息包括具有以下元素中的一者或多者的訊息: 傳輸授權請求(BSR),其包括意在用於被定址接收器的服務品質(QoS)-特定佇列大小; 傳輸分配位元映像,其包括表明先前分配的和未分配的資料時槽的位元映像; 確認位元映像,其中每個位元對應於需要確認的、在先前排程間隔中傳輸的MAC協定資料單元(MPDU); 干擾報告,其包括用於干擾節點的資料時槽分配;以及 授權回應,其包括在目前排程間隔期間的資料時槽分配。 24、如實施例19-23中任一實施例所述的方法,其中用於網格網路通信的訊框結構被使用,該訊框結構包括循環移位,其中在排程/控制時段的開始,WTRU循環移位針對網格網路中其每一個鄰居的排程時槽分派。 25、如實施例19-24中任一實施例所述的方法,其中用於網格網路通信的訊框結構被使用,該訊框結構包括使得控制區域能夠動態增長的可變排程/控制時段持續時間。 26、如實施例19-25中任一實施例所述的方法,其中該WTRU實施定義至少來自以下狀態組中的狀態的用於執行網格網路通信的狀態機:初始化;鄰居發現;註冊到網路;發現和關聯到附加鄰居;資料轉移;干擾測量;不連續接收(DRX);發出信標;以及空中(OTA)軟體更新。 27、如實施例19-26中任一實施例所述的方法,其中該網格網路通信包括DRX操作,其中對於選擇的時段存在選擇的元件的斷電。 28、如實施例19-27中任一實施例所述的方法,其中與網路基地台的基礎設施通信被執行。 29、如實施例20-27中任一實施例所述的方法,其中該WTRU是在長期演進(LTE)系統中的e節點b並且該網格網路通信提供回載通信。 30、如實施例20-27中任一實施例該的方法,其中該WTRU是用於提供到網格網路之外的其他通信鏈路的存取的閘道節點。 31、如實施例19-30中任一實施例所述的方法,被配置為傳輸資源分配請求到網格網路中的至少一個相鄰WTRU。 32、如實施例19-31中任一實施例所述的方法,被配置為從網格網路中的至少一個相鄰WTRU接收資源分配請求、並且基於其他過去的和期望的資源許可以及干擾衝突來分配資源。 33、如實施例19-32中任一實施例所述的方法,其中該MAC層更被配置為提前針對用於半持續訊務的端對端資料轉移保留網路頻寬。 34、如實施例19-33中任一實施例所述的方法,被配置為傳輸具有模式=1的半持續路由請求訊息以傳訊用於集中排程的請求。
雖然本發明的特徵和元素以特定的結合在以上進行了描述,但本領域中具有通常知識者可以理解的是,每個特徵或元素可以在沒有其它特徵和元素的情況下單獨使用,或在與本發明的任何其它特徵和元素結合的各種情況下使用。此外,以上描述的流程可以在由電腦或處理器執行的計算機程式、軟體及/或韌體中實施,其中所述計算機程式、軟體或韌體被包含在電腦可讀儲存媒體中。電腦可讀媒體的實例包括電子信號(經由有線及/或無線連接而傳輸)和電腦可讀儲存媒體。關於電腦可讀儲存媒體的實例包括但不限於唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、暫存器、快取記憶體、半導體記憶體、例如內部硬碟或抽取式磁碟之類的磁性媒體、磁光媒體和例如CD-ROM光碟和數位多功能光碟(DVD)之類的光學媒體。與軟體有關的處理器可以被用於實施在WTRU、UE、終端、基地台、RNC或任何主機電腦中使用的射頻收發器。
100‧‧‧通信系統
102、102a、102b、102c、102d、102e、102f、102g‧‧‧無線發射/接收單元(WTRU)
104‧‧‧無線電存取網路(RAN)
106‧‧‧核心網路
108‧‧‧公共交換電話網路(PSTN)
110、163、192‧‧‧網際網路
112‧‧‧其他網路
114a、114b‧‧‧基地台
116‧‧‧空中介面
118‧‧‧處理器
120‧‧‧收發器
122‧‧‧傳輸/接收元件
124‧‧‧揚聲器/麥克風
126‧‧‧鍵盤
128‧‧‧顯示器/觸控板
130‧‧‧不可移式記憶體
132‧‧‧可移式記憶體
134‧‧‧電源
136‧‧‧全球定位系統(GPS)晶片組
138‧‧‧週邊裝置
152a、152b、152c、152d、152e‧‧‧小胞元(SC)節點
153‧‧‧小胞元回載
154a、154b‧‧‧聚合點
155‧‧‧RAN回載
156a‧‧‧RAN連接網站
156b、158‧‧‧核心網路節點
157‧‧‧核心傳輸
159‧‧‧服務LAN
160‧‧‧網際網路服務提供者(ISP)
161‧‧‧外部網路
162‧‧‧本地內容
164‧‧‧應用伺服器
170‧‧‧802.11網路
172a、172b、172c、182a、182c‧‧‧毫米波基地台(mB)
172d、182d‧‧‧毫米波基地台聚合器(mBA)
180‧‧‧3GPP網路
183‧‧‧移動管理實體(MME)
184‧‧‧服務閘道(SGW)
185‧‧‧演進型節點B(eNB)
190‧‧‧公共資料網路閘道(PGW)
191‧‧‧受信任WLAN閘道(TWAG)
200‧‧‧示例媒體存取控制(MAC)訊框結構
201a、201b‧‧‧信標傳輸間隔(BTI)
202a、202b‧‧‧信標回應間隔(BRI)
203a、203b、203c‧‧‧排程區塊
204a、204b、302a、302b‧‧‧裝置發現時段(DDP)
211a、211b、211c‧‧‧方向性信標
213a‧‧‧排程/控制時段
213b‧‧‧資料時段
300‧‧‧示例排程
301a、301b、301c、302c、810a、810b‧‧‧信標
303a、303b、303c、440、550‧‧‧資料
400‧‧‧示例兩步程序
401、501‧‧‧傳輸節點
402、502‧‧‧接收節點
420‧‧‧排程訊息
421、422、423、441、442、443、547d、547e、547f、2331、2332、2333、2335、2341、2342、2344、2345、2352、2353、2363、2364、2366、2367、2368‧‧‧時槽
431a、431b、541a、541b‧‧‧傳輸授權請求(緩衝器狀態報告(BSR))
432a、432b、542a、542b、543b‧‧‧傳輸分配位元映像
433a、433b‧‧‧確認位元映像
434a、434b、544a、544b‧‧‧干擾報告
435a、435b、545a、545b‧‧‧授權回應
500‧‧‧示例四步程序
540‧‧‧排程時段
546a‧‧‧階段1
546b‧‧‧階段2
543a‧‧‧分配位元映像
551、552、553、1903a、1903b、1903c、1903d‧‧‧資料時槽
547a、547b、547c‧‧‧傳輸時槽
600‧‧‧示例網格網路
601、1001、2301‧‧‧節點1
602、1002、2302‧‧‧節點2
603、1003、2303‧‧‧節點3
604、1004、2304‧‧‧節點4
610a‧‧‧階段1授權請求
610b‧‧‧階段2排程
611a、611b、611c、611d、612a、612b、612c、612d‧‧‧緩衝器狀態
615‧‧‧資料傳輸
700‧‧‧示例系統
701、801、901、1102‧‧‧節點A
702、802、902、1103‧‧‧節點B
703、903、1104、1411‧‧‧節點C
704、904、1105‧‧‧節點D
711、811、817、819‧‧‧節點A-節點B鏈路
712、881、833、835‧‧‧節點B-節點C鏈路
713、813、816、818‧‧‧節點A-節點D鏈路
714、812、815、820‧‧‧節點A-節點C鏈路
800‧‧‧示例時槽旋轉
814、832、915、1204‧‧‧資料區域
830、834、836‧‧‧節點B-節點A鏈路
900‧‧‧動態控制
910a‧‧‧傳輸位元映像
911‧‧‧信標傳輸
912、913、914、1201、1202、1203、2002、2003、2004‧‧‧控制時槽
1000‧‧‧排程時槽位置分派
1010、1011、1012、1013‧‧‧雙向排程時槽
1100‧‧‧示例方向性網格網路操作
1101‧‧‧節點G
1106‧‧‧節點E
1110、1111、1112、1113、1114、1115、1116‧‧‧方向性鏈路
1200‧‧‧示例操作
1211、1241‧‧‧節點G-節點A
1212、1243‧‧‧節點B-節點E
1213、1242‧‧‧節點C-節點D
1221‧‧‧節點G-節點B
1222‧‧‧節點A-節點D
1223‧‧‧節點C-節點E
1231‧‧‧節點G-節點C
1300‧‧‧高階MAC狀態組
1301‧‧‧初始化
1302‧‧‧鄰居發現
1303‧‧‧註冊到網路
1304‧‧‧發現和關聯到添加的鄰居
1305‧‧‧資料傳輸
1306‧‧‧干擾測量
1307‧‧‧不連續接收(DRX)
1308‧‧‧信標
1309‧‧‧空中(OTA)進行軟體更新
1400‧‧‧示例MAC排程器架構
1403‧‧‧組分割功能
1404a、1404b、1404c、1404d‧‧‧排程組
1405a、1405b‧‧‧鏈路排程器
1408‧‧‧較高層處理
1409‧‧‧來自節點G、D和E的封包
1410‧‧‧節點G、D或E
1500‧‧‧組分割功能
1501‧‧‧內部和外部映射
1503‧‧‧發送到存取介面
1502‧‧‧目的地映射
1504a、1504b‧‧‧QoS映射
1505a、1505b‧‧‧相鄰映射
1506a、1506b、1506c‧‧‧鄰居佇列組合
1507a、1507b、1507c‧‧‧生存時間(TTL)確定
1508‧‧‧授權請求產生器
1514‧‧‧閘道G1 1515‧‧‧閘道G2 1516‧‧‧對等端網格節點
1517a‧‧‧鄰居N1 1517b‧‧‧鄰居N2 1517c‧‧‧鄰居N3 1600‧‧‧示例排程流
1700‧‧‧DRX操作
1703a、1703b、1703c‧‧‧資料傳輸間隔
1702a、1702b‧‧‧控制排程傳輸間隔
1701a、1701b、1701c‧‧‧傳輸信標
1800‧‧‧示例網格超級訊框結構
1801a、1801b‧‧‧信標時段
1802a、1802b、1901、2001‧‧‧控制時段
1803a、1803b、1902‧‧‧資料時段
1810‧‧‧信標間隔
1811‧‧‧信標時段持續時間(TBP
1812a、1812b‧‧‧排程間隔(TSI
1900‧‧‧示例訊框
2000‧‧‧示例控制時段
2100‧‧‧示例控制時槽
2101‧‧‧控制時槽
2111、2112、2113‧‧‧訊息傳輸
2200‧‧‧示例半持續路由設置和終止程序
2201、2401、2810‧‧‧閘道節點
2202、2402、2802‧‧‧中間節點
2203、2403、2803‧‧‧相鄰節點1
2204、2404、2804‧‧‧相鄰節點2
2205、2805‧‧‧葉節點
2300‧‧‧示例集中排程的半持續排程允許上行方向
2305‧‧‧節點5
2306‧‧‧節點6
2311‧‧‧節點11
2312‧‧‧節點12
2314‧‧‧節點14
2313‧‧‧節點13
2320‧‧‧節點20
2321‧‧‧節點21
2322‧‧‧節點22
2323‧‧‧節點23
2400‧‧‧示例初始路徑設置和資料傳輸初始化
2405‧‧‧新關聯的節點
2410a、2411b、2412a、2410c、2411c、2412c‧‧‧內部排程器和控制訊框管理器
2410b‧‧‧資源請求
2411a‧‧‧授權和資源請求
2412b‧‧‧授權
2415‧‧‧三次交握
2500‧‧‧示例半持續訊務排程方案
2501、2531‧‧‧跳1
2502、2532‧‧‧跳2
2503‧‧‧跳
2511‧‧‧排程間隔1
2512‧‧‧排程間隔2
2513‧‧‧排程間隔3
2514‧‧‧排程間隔4
2519‧‧‧排程間隔9
2510‧‧‧排程間隔10
2535‧‧‧資料封包
2600‧‧‧示例資源分配和排程操作
2700‧‧‧示例佇列服務協定
2800‧‧‧示例最佳化的路由程序
2900‧‧‧示例混合自動重複請求(HARQ)重傳
2901、2902‧‧‧半持續訊務
2903、2914、2915‧‧‧下一可用時槽
2911、2912、2913‧‧‧叢發訊務
CQI‧‧‧頻道品質指示符資訊
TCS‧‧‧持續時間
QoS‧‧‧服務品質
從以下描述中可以更詳細地理解本發明,這些描述是以實例方式給出的,並且可以結合附圖加以理解,其中:         第1A圖為可以在其中實施一個或多個所揭露的實施方式的示例通信系統的系統圖;         第1B圖為示例無線傳輸/接收單元(WTRU)的系統圖,其中該WTRU可以在如第1A圖所示的通信系統中使用;         第1C圖為在如第1A圖所示的通信系統中使用的端對端行動網路基礎設施中的小胞元回載的系統圖;         第1D圖為根據實施方式應用到3GPP蜂巢網路以及非3GPP網路存取架構的mmW回載系統圖;         第2圖為針對信標傳輸間隔(BTI)和信標回應間隔(BRI)的示例排程的示例媒體存取控制(MAC)訊框結構的圖; 第3圖為針對BTI和BRI的另一示例排程的圖; 第4A圖為根據實施方式用於單階段排程的示例兩步程序的信號流程圖; 第4B圖為針對單階段資源分配和排程的示例訊框格式的圖;         第5A圖為針對使用傳輸位元映像的兩階段資源分配和排程的示例四步程序500的信號流圖;         第5B圖為針對使用接收位元映像的兩階段資源分配和排程的另一示例四步程序的信號流圖; 第5C圖為針對兩階段資源分配和排程的示例三步程序的信號流圖; 第5D圖為針對兩階段資源分配和排程的示例訊框格式的圖; 第6A圖為具有四個節點的示例網格網路的圖; 第6B圖為針對兩階段資源分配和排程程序的信號流圖; 第7圖為使用控制時槽旋轉的示例系統圖; 第8圖為示例時槽旋轉圖; 第9A圖為動態控制示例圖; 第9B圖為動態控制的另一示例圖; 第9C圖為動態控制的另一示例圖; 第9D圖為動態控制的又一示例圖;       第10圖為在初始節點關聯期間隨機做出的浮動排程時槽配置中的排程時槽位置分派的示例圖; 第11圖為示例方向性網格網路操作圖; 第12圖為在方向性網格網路中的控制時槽期間的示例操作圖; 第13圖為可以實施的高階MAC狀態組的示例圖; 第14圖示出了示例MAC排程器架構; 第15圖為用以產生相鄰特定的排程組的組分割功能的一個特定實施的圖; 第16圖為針對閘道節點中的鏈路排程邏輯的示例排程流1600的流程圖; 第17圖為DRX操作的示例圖; 第18圖為示例網格超級訊框結構的圖; 第19圖為針對示例網格超級訊框結構的示例訊框的圖; 第20圖為針對示例網格超級訊框結構的示例控制時段的圖; 第21圖為針對示例網格超級訊框結構的示例控制時槽的圖; 第22圖為示例半持續路由設置和終止程序的圖;         第23圖為示例集中排程的半持續排程的圖,該示例集中排程的半持續排程允許上行方向中的多個訊務流的聚合; 第24A圖為在新關聯的節點處的示例初始路徑設置和資料傳輸初始化的圖;         第24B圖為繼續在新關聯的節點處的示例初始路徑設置以及資料傳輸初始化的圖; 第25圖為在多跳間的示例半持續訊務排程方案的圖; 第26圖為示例資源分配和排程操作; 第27圖為示例佇列服務協定的流程圖; 第28A圖為示例最佳化的路由程序的圖; 第28B圖為繼續示例最佳化後的路由程序的圖;以及 第29圖為示例混合自動重複請求(HARQ)重傳的圖。
1100‧‧‧示例方向性網格網路操作
1101‧‧‧節點G
1102‧‧‧節點A
1103‧‧‧節點B
1104‧‧‧節點C
1105‧‧‧節點D
1106‧‧‧節點E
1110、1111、1112、1113、1114、1115、1116‧‧‧方向性鏈路

Claims (20)

  1. 一種用於在一無線網格網路中排程資源的方法,該方法包括: 將一第一傳輸請求訊息傳輸到來自多個相鄰節點的一第一相鄰節點,其中該第一傳輸請求訊息包括一傳輸時槽分配位元映像; 從來自該多個相鄰節點的該第一相鄰節點接收一第一回應訊息,其中該第一回應訊息包括一第一接收時槽分配位元映像和一第一資源分配決定; 基於該接收到的第一回應訊息來更新該傳輸時槽分配位元映像; 將一第二傳輸請求訊息傳輸到來自該多個相鄰節點的一第二相鄰節點,其中該第二傳輸請求訊息包括該更新後的傳輸時槽分配位元映像; 從來自該多個相鄰節點的該第二相鄰節點接收一第二回應訊息,其中該第二回應訊息包括一第二接收時槽分配位元映像和一第二資源分配決定; 基於該接收到的第二回應訊息來更新該傳輸時槽分配位元映像;以及 基於該更新後的傳輸時槽分配位元映像以一特定方向來傳輸資料封包。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法,其中該第一傳輸請求訊息在一信標傳輸之後的一時槽中被傳輸。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的方法,其中該第二傳輸請求訊息在一信標傳輸之後的一時槽中被傳輸。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的方法,其中該第一傳輸請求訊息包括一緩衝器狀態。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的方法,其中該第一傳輸請求訊息包括一緩衝器狀態。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的方法,其中該第一傳輸請求訊息包括一授權請求和一頻道品質指示符(CQI)。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的方法,其中該第二傳輸請求訊息包括一授權請求和一頻道品質指示符(CQI)。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的方法,更包括: 將一第三傳輸請求訊息傳輸到來自該多個相鄰節點的一第三相鄰節點,其中該第三傳輸請求訊息包括該更新後的傳輸時槽分配位元映像; 從來自該多個相鄰節點的該第三相鄰節點接收一第三回應訊息,其中該第三回應訊息包括一第三接收時槽分配位元映像和一第三資源分配決定;以及 基於該接收到的第三回應訊息來更新該傳輸時槽分配位元映像。
  9. 一種被配置為在一無線網格網路中排程資源的裝置,該裝置包括: 一方向性天線; 耦合到該方向性天線的一傳輸器,被配置為將一第一傳輸請求訊息傳輸到來自多個相鄰節點的一第一相鄰節點,其中該第一傳輸請求訊息包括一傳輸時槽分配位元映像; 耦合到該方向性天線的一接收器,被配置為從來自該多個相鄰節點的該第一相鄰節點接收一第一回應訊息,其中該第一回應訊息包括一第一接收時槽分配位元映像和一第一資源分配決定; 一處理器,被配置為基於該接收到的第一回應訊息來更新該傳輸時槽分配位元映像; 該傳輸器更被配置為將一第二傳輸請求訊息傳輸到來自該多個相鄰節點的一第二相鄰節點,其中該第二傳輸請求訊息包括該更新後的傳輸時槽分配位元映像; 該接收器更被配置為從來自該多個相鄰節點的該第二相鄰節點接收一第二回應訊息,其中該第二回應訊息包括一第二接收時槽分配位元映像和一第二資源分配決定; 該處理器更被配置為基於該接收到的第二回應訊息來更新該傳輸時槽分配位元映像;以及 該傳輸器更被配置為基於該更新後的傳輸時槽分配位元映像以一特定方向來傳輸資料封包。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的裝置,其中該第一傳輸請求訊息在一信標傳輸之後的一時槽中被傳輸。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的裝置,其中該第二傳輸請求訊息在一信標傳輸之後的一時槽中被傳輸。
  12. 如申請專利範圍第9項所述的裝置,其中該第一傳輸請求訊息包括一緩衝器狀態。
  13. 如申請專利範圍第9項所述的裝置,其中該第二傳輸請求訊息包括一緩衝器狀態。
  14. 如申請專利範圍第9項所述的裝置,其中該第一傳輸請求訊息包括一授權請求和一頻道品質指示符(CQI)。
  15. 如申請專利範圍第9項所述的裝置,其中該第二傳輸請求訊息包括一授權請求和一頻道品質指示符(CQI)。
  16. 如申請專利範圍第9項所述的裝置,更包括: 該傳輸器更被配置為將一第三傳輸請求訊息傳輸到來自該多個相鄰節點的一第三相鄰節點,其中該第三傳輸請求訊息包括該更新後的傳輸時槽分配位元映像; 該接收器更被配置為從來自該多個相鄰節點的該第三相鄰節點接收一第三回應訊息,其中該第三回應訊息包括一第三接收時槽分配位元映像和一第三資源分配決定;以及 該處理器更被配置為基於該接收到的第三回應訊息來更新該傳輸時槽分配位元映像。
  17. 如申請專利範圍第9項所述的裝置,其中該裝置是一無線傳輸/接收單元(WTRU)。
  18. 如申請專利範圍第9項所述的裝置,其中該裝置是一基地台(BS)。
  19. 如申請專利範圍第9項所述的裝置,其中該裝置是一毫米波基地台(mB)。
  20. 一種用於在一無線網格網路中排程資源的方法,該方法包括: 從來自多個相鄰節點的一相鄰節點接收一傳輸請求訊息,其中該傳輸請求訊息包括一傳輸時槽分配位元映像; 將一回應訊息傳輸到來自該多個相鄰節點的該相鄰節點,其中該回應訊息包括一接收時槽分配位元映像和一資源分配決定; 基於該接收到的傳輸請求訊息來更新該接收時槽分配位元映像;以及 基於該資源分配決定以一特定方向來接收資料封包。
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