TWI398146B - 用於無線通信的方法和系統 - Google Patents

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Description

用於無線通信的方法和系統
本發明涉及無線設備中的資料傳輸，更具體地說，涉及一種用於60GHz傳輸的低速率MAC/PHY的方法和系統。
最近幾年，無線通信領域的發展引人注目。在現今世界中，大多數人每天都不斷地使用無線設備以實現多種目的，例如商業的和個人的目的。社會也成為無線的。大量無線技術方案的引入極大地改變了日常的生活。
例如，由於其可提供靈活便利的連接，無線個人局域網(WPAN)得到廣泛應用。通過提供短距離的無線連接，WPAN系統通常可取代用於連接週邊設備和/或移動終端的笨重的電纜和/或配線。該短距離的無線連接將限制在非常小的空間內(一般來說，10米的範圍內)。WPAN可基於標準化技術，例如2類藍牙(Class 2 Bluetooth)技術。對於某些應用，WPAN可能特別有利，而其他的應用可能需要更大的伺服器和/或更好的服務性能。
其他的技術也得到了改進以提供更好的無線服務。例如，無線局域網(WLAN)系統可在100米的範圍內運行。與WPAN系統相比較，WLAN可位於較大的地理區域內的設備提供連接性，如由建築物或學校覆蓋的區域。通常，WLAN系統可基於特定標準，例如IEEE 802.11標準規範。WLAN系統常運行在100米範圍內，一般用於為與其在同一地理區域內設置的傳統的有線局域網補充通信容量(communication capacity)。
從傳統的基於地面的通信技術也演進出其他形式的無線解決方案。例如，攜帶型電話已經成為日常生活的必需品。雖然蜂窩技術僅僅是試圖為傳統的電話服務提供移動性，但該技術已經遠遠超越了最初的目標。許多現代蜂窩技術，包括如GSM/GPRS/EDGE、UMTS和CDMA2000，實質上均具有資 料能力。現今大多數蜂窩服務都包括如文本消息、視頻流、網路瀏覽等特徵。
現今的多種設備(包括如蜂窩電話、PDA和/或膝上型電腦)具有無線性能，包括藍牙協定。這些設備適合用於實現屬於與位於藍牙介面運行範圍內的其他無線設備相交互的操作。最初，無線設備僅僅用於點對點通信(peer to peer communication)，但是在最近幾年，無線設備中出現和/或獲得了其他的應用和用途。這些非通信操作可包括音頻/視頻應用，如圖片或錄影應用和錄音應用。儘管藍牙介面適合和/或最適宜通信操作，但其資料傳輸率可阻止和/或限制藍牙介面在需要高資料傳輸率的應用(如視頻流)上的使用。
比較本發明後續將要結合附圖介紹的系統的各個特徵，現有和傳統技術的其他局限性和弊端對於本領域的普通技術人員來說是顯而易見的。
本發明涉及一種用於60GHz傳輸的低速率MAC/PHY的方法和系統，結合至少一幅附圖進行了充分的展現和描述，並在申請專利範圍中得到了更完整的闡述。
根據本發明的一個方面，一種用於無線通信的方法，包括：通過一個或多個協調設備，控制使用60GHz物理層的多個無線設備的高速資料通信，其中，於所述多個無線設備中每一個無線設備與所述一個或多個協調設備之間建立低速控制連接，該低速控制連接以可用次級物理層來建立，且該低速控制連接係用於發送和/或接收控制消息，這些控制消息使得所述協調設備執行所述多個無線設備的時間協調、頻率協調和/或空間協調。
優選地，所述方法包括通過位於所述多個無線設備上的一個或多個定向天線實現所述高速資料傳輸。
優選地，所述方法包括通過位於所述多個無線設備和/或所述一個或多個協調設備上的一個或多個全方位天線實現所述 高速資料傳輸。
優選地，所述方法包括對在所述高速資料通信中用到的可用資源進行管理。
優選地，所述可用資源的管理包括所述可用資源的分配、解除分配和/或再分配。
優選地，所述可用資源包括在所述高速資料通信中位於60GHz介面中的一個或多個可用通道。
優選地，所述可用資源包括在所述高速資料傳輸中位於60GHz介面中的一個或多個可用時隙。
優選地，所述方法包括協調定位所述多個無線設備中每對無線設備的定向天線以實現所述高速資料通信和/或防止來自所述多個無線設備中的其他無線設備的干擾。
優選地，所述可用次級物理層包括藍牙(IEEE 802.15)、WLAN(IEEE 802.11)或超寬帶(UWB)物理層。
優選地，所述一個或多個協調設備包括：接入點、機頂盒、遊戲控制臺和/或家庭閘道設備。
優選地，所述高速資料包括資料流程和/或視頻資料。
優選地，所述方法包括通過所述可用次級物理層在所述多個無線設備中的一個或多個與實現所述高速資料通信的控制的一個或多個協調設備之間傳送資訊。
優選地，所述傳送的資訊包括誤碼率(BER)、誤包率(PER)、信噪比(SNR)和/或接收信號強度指示(RSSI)中的一個或多個。
根據本發明的一個方面，一種用於無線通信的系統，包括：位於一個或多個協調設備中的至少一個處理器，用於控制使用60GHz物理層的多個無線設備的高速資料通信，其中，於所述多個無線設備中每一個無線設備和所述一個或多個協調設備之間建立低速控制連接，該低速控制連接以可用次級物理層來建立，且該低速控制連接係用於發送和/或接收控制消息，這些控制消息使得所述協調設備執行所述多個無線設備的時間協調、頻率協調和/或空間協調。
優選地，所述系統包括通過位於所述多個無線設備上的一個或多個定向天線實現所述高速資料傳輸。
優選地，所述系統包括通過位於所述多個無線設備和/或所述一個或多個協調設備上的一個或多個全方位天線實現所述高速資料傳輸。
優選地，位於所述一個或多個協調設備中的所述至少一個處理器實現在所述高速資料通信中用到的可用資源的管理。
優選地，所述可用資源的管理包括所述可用資源的分配、解除分配和/或再分配。
優選地，所述可用資源包括在所述高速資料通信中位於60GHz介面中的一個或多個可用通道。
優選地，所述可用資源包括在所述高速資料傳輸中位於60GHz介面中的一個或多個可用時隙。
優選地，所述系統包括協調定位所述多個無線設備中每對無線設備的定向天線以實現所述高速資料通信和/或防止來自所述多個無線設備中的其他無線設備的干擾。
優選地，所述可用次級物理層包括藍牙(IEEE 802.15)、WLAN(IEEE 802.11)或超寬帶(UWB)物理層。
優選地，所述一個或多個協調設備包括：接入點、機頂盒、遊戲控制臺和/或家庭閘道設備。
優選地，所述高速資料包括資料流程和/或視頻資料。
優選地，所述系統包括通過所述可用次級物理層在所述多個無線設備中的一個或多個與實現所述高速資料通信的控制的一個或多個協調設備之間傳送資訊。
優選地，所述傳送的資訊包括誤碼率(BER)、誤包率(PER)、信噪比(SNR)和/或接收信號強度指示(RSSI)中的一個或多個。
本發明的各種優點、各個方面和創新特徵，以及其中所示例的實施例的細節，將在以下的描述和附圖中進行詳細介紹。
本發明的實施例包括一種用於60GHz傳輸的低速率MAC/PHY的方法和系統。在本發明的各種實施例中，個個無線設備中的每一個可具有用於高速資料傳輸的60GHz介面、以及多個其他可用次級物理層介面。該多個可用次級物理層包括藍牙、WLAN(802.11)、和/或超寬帶(UWB)層。該多個無線設備中的一個或多個可實現為協調設備，用來控制多個無線設備的高速資料傳輸。可在多個無線設備中的每一個和所述一個或多個協調設備之間建立低速控制連接。該低速控制連接可通過可用次級物理層來建立。該低速控制連接可用於發送和/或接收控制消息，這些控制消息使得協調設備執行所述多個無線設備的時間協調、頻率協調和/或空間協調。該協調設備可使得無線設備校正和/或定位用於執行60GHz高速資料傳輸的定向天線以防止在60GHz高速資料傳輸過程中多個無線設備之間的干擾。
無線設備可使用低速控制連接以向該一個或多個協調設備傳輸報告消息。該報告消息可包括與所述多個無線設備中每一個無線設備內的資源可用性相關的資訊，該資訊可用於實現60GHz資料傳輸。該報告消息可使協調設備通過維護例如多個無線設備中的當前可用資源表來管理所述多個無線設備中的可用資源，和/或使協調設備在60GHz高速資料傳輸中對資源進行解除分配和/或分配。
圖1是可用于本發明的實施例中的使用60GHz連接用於高速資料並使用次級物理層實現低速控制通信的兩個無線設備的典型框圖。參照圖1，示出了無線設備102和104、低速控制連接106a和106b、以及高速資料連接108。
該無線設備102可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用於通過高速資料連接108實現資料傳輸。另外，該無線設備102可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用於使用多個無線協定進行低速控制通信。例如，無線設備102通過藍牙(IEEE 802.15)、WLAN(IEEE 802.11)、超寬帶(UWB)、和/或其他無線 協定實現控制通信。無線設備104可包括有與無線設備102基本相似的元件和/或功能元件。
無線設備102和104可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，用於執行附加的非通信操作，這些操作可能需要大量資料檔案的生成和/或傳輸。本發明並不限於特定的設備類型，而可包括如通用處理設備、專用處理設備和/或專用週邊設備，這些設備可完成操作近程(operational proximity)中的其他設備所請求的各種工作和/或任務。例如，該無線設備102可包括可實現視頻流和/或音頻流的生成和/或傳輸的數位照相機和/或答錄機。該無線設備104可包括個人電腦(PC)、高清晰電視(HDTV)機、印表機/掃描機/傳真機、專用存儲裝置、和/或數位視頻記錄器。例如，該無線設備104可包括家用PC，與無線設備102相比，由於具有更強大的處理系統和/或更大的存儲空間，家用PC更能或更適合用於執行大資料檔案的處理和存儲操作。這樣的家用PC更適合用於完成那些本來需要在該無線設備102中完成的強度大的處理和/或存儲任務。同樣地，網路HDTV監視器比無線設備102更適用于顯示高清晰多媒體內容。
低速控制連接106a和106b可包括基於如藍牙、UWB、和/或802.11等無線協定的無線收發裝置和/或無線鏈路。高速資料連接108可包括基於60GHz協定和介面的無線設備102和104之間的無線收發裝置和/或無線鏈路。另外，該低速連接106a和/或106b、和/或該60GHz高速資料連接可包括無線設備102和/或104中的物理層(PHY)和媒介訪問控制(MAC)層功能，以便於通過對應的無線收發裝置和/或無線鏈路的通信。對應於開放系統介面(OSI)模型中的物理層的PHY層，可實現通過通信鏈路的原始位元的傳輸。MAC層與OSI模型中的資料連結層的媒介訪問控制子層相對應；該MAC層可實現共用媒介網路的控制接入，並可具有定址和/或通道控制操作。
在運行過程中，該無線設備102可能需要執行高速資料傳 輸。例如，在無線設備102中生成大視頻文件的情況下，該無線設備102可嘗試著將生成的視頻文件傳輸到無線設備104，其中無線設備104可更適合用於存儲和/或播放這些視頻文件。無線設備102和104都可使用60GHz協定進行高速資料傳輸。該60GHz介面/協定可實現高速資料傳輸，其速度範圍可以從2到10 Gbps(十億位元每秒)。因此，該60 GHz介面可用于建立高速資料連接108。該無線設備102可使用高速資料連接108以完成到無線設備104的資料傳輸。
除資料傳輸外，該無線設備102和104可用於發送和/或接收控制消息。該控制消息可用於高速資料傳輸過程中的資源的分配、解除分配、和/或再分配。例如，該控制消息可用於通過60GHz介面為資料幀的發送和/或接收分配通道和/或時隙(timeslot)。雖然無線設備102和104可使用60GHz以傳輸和/或接收控制消息，其他可用的無線協定也可用於發送和/或接收該控制消息。例如，該無線設備102可使用藍牙介面、WLAN介面、和/或UWB介面來建立低速控制連接106a。同樣地，無線設備104可使用藍牙介面、WLAN介面、和/或UWB介面來建立低速控制連接106b。接著，該無線設備102和104可分別使用低速控制連接106a和106b來發送和/或接收與通過高速資料連接108的高速資料傳輸相關的控制消息。
圖2是可用于本發明的實施例中的可使用不同的物理層進行資料和控制傳輸的基於藍牙的無線設備的協定棧表的框圖。參照圖2，示出了藍牙協定棧(Bluetooth stack)200，其包括應用/框架層(profile layer)202、和藍牙核心204。該藍牙核心204包括邏輯鏈路控制與適配協定(L2CAP)206，和備選的MAC/PHY管理器(alternate MAC/PHY Manager，簡稱AMP)208。圖中還示出了藍牙介面234、802.11介面236、超寬帶(UWB)介面238和60GHz介面240。該藍牙介面234可包括藍牙HCI介面210、HCI鏈路管理模組212和藍牙無線收發模組214。該802.11介面236可包括802.11 PAL/HCI模組216、 802.11 MAC 218和802.11 PHY 220。超寬帶(UWB)介面238可包括UWB PAL/HCI模組222、UWB MAC 224和UWB PHY 226。該60GHz 240可包括60GHz PAL/HCI模組228、60GHz MAC 230和60GHz PHY 232。可將該802.11介面234、超寬帶(UWB)介面238和60GHz介面240看作備選介面。
藍牙核心204可為藍牙通信的鏈路層介面。當將該藍牙無線收發器214用於發送和/或接收資料的例子中，該藍牙核心204可使用藍牙介面234。AMP 208可用於連接備選介面，結合位於藍牙核心層之下的非藍牙MAC/PHY以運行位於頂層的藍牙應用程式和框架(profile)。當在使用其他MAC/PHY介面的例子中，可通過每個MAC/PHY介面中的協定自適應層/主控制器介面層(PAL/HIC)來實現使用非藍牙無線收發介面傳輸與該應用/框架層202中運行的應用程式相對應的資料。
在運行中，該藍牙棧200可用於發起使用60GHz物理層以實現高資料傳輸的資料傳輸會話。該藍牙棧200可使用的藍牙操作包括：發現、配對和/或安全密匙設置。在藍牙發現過程中，藍牙可用設備可與位於其鄰域中的另一藍牙可用設備相互識別。在藍牙配對過程中，兩個藍牙設備可確定它們是否需要與彼此通信，並建立安全密匙，然後開始彼此共用資訊。該配對過程可在老式藍牙無線收發裝置(legacy Bluetooth radio)上完成。例如，在執行發現和/或配對操作時，該無線設備102和104可使用藍牙核心204、藍牙HCI 210、藍牙HCI鏈路管理層212和藍牙無線收發裝置214。
然而，對於高速資料傳輸，該藍牙介面可能並不足以完成必需的資料傳輸。作為替代地，60GHz介面可用于執行高資料傳輸。在應用/框架層202中的運行在藍牙棧200之上的應用程式也可發送傳輸的資料。因此，藍牙核心204可實現資料的傳輸，其中，非藍牙次級物理層的使用可以是透明的。例如，該AMP管理器206可通過60GHz介面管理和/或控制資料傳輸。在60GHz PAL/HCI層228中，可實現HCI功能以對PAL 功能供電，並且可將從L2CAP層208輸出的一個或多個資料幀或資料包聚合成大幀以適合60GHz MAC層。PAL層能夠聚合從L2CAP層206接收的幀。該PAL層能夠將對通道質量做出的評估提供給AMP管理器206。
在通過60GHz介面進行的資料傳輸中，可發送和/或接收與資料傳輸相關的控制消息。該控制消息可實現在高速資料傳輸過程中使用的資源的分配、解除分配和/或再分配。例如，該控制消息可用於為通過60GHz介面發送和/或接收資料幀分配通道和/或時隙。應用/框架層202中運行在藍牙棧200之上的應用程式可發送和/或接收該控制消息。因此，藍牙核心204可實現控制消息的傳輸和/或接收。雖然控制消息可通過老式藍牙無線收發裝置214使用藍牙HCI 210和藍牙HCI鏈路管理器212來發送和/或接收，但也可使用其他的可用無線協定。例如，AMP管理器206可用於管理控制消息通過WLAN(802.11)和/或UWB介面的傳輸和/或接收。在802.11 PAL/HCI層216中，可實現HCI功能以對PAL功能供電，並且可將從L2CAP層208輸出的一個或多個資料幀或資料包聚合成較大幀以適合802.11 MAC層。該控制消息的傳輸和/或接收可由802.11 PHY層(無線收發裝置)220來實現。PAL層可用于聚合從L2CAP層中接收到的幀。該PAL層可將對通道質量做出的估計提供給AMP管理器206。同樣地，在UWB PAL/HCI層222中，可實現HCI功能以對PAL功能供電，並且可將從L2CAP層208輸出的一個或多個資料幀或資料包聚合成較大幀以適合UWB MAC層224。可通過UWB PHY層(無線收發裝置)226來完成控制幀的傳輸和/或接收。PAL層可用于聚合從L2CAP層接收到的幀。該PAL層可將對通道質量做出的估計提供給AMP管理器206。圖3是根據本發明的實施例的使用60GHz用於高速資料傳輸的多個無線設備的框圖。參照圖3，示出了多個無線設備302、304、306和308。
無線設備302、304、306和308可具有與無線設備102和/ 或104基本相似的元件和/或功能元件。
在運行中，當多個無線設備出現在相互的操作鄰域內時，需要對傳輸進行協調以防止干擾。某些無線局域網，如802.11，可依賴於以下事實，即工作站結合有全向天線並因而能夠從其他工作站接收傳輸，這可稱作具有衝突避免的載波監聽多路訪問(carrier sense multiple access with collision avoidance，簡稱為CSMA/CA)。可選地，無線設備的60GHz層可結合有期望傳輸路徑上的定向天線以用於高速通信。在本發明的一個實施例中，同一位置的多個無線設備可採用定向天線以獲得60GHz的天線增益。當不同的無線設備在60GHz不能監聽到彼此並產生相互干擾時，可能出現隱節點問題。
採用定向天線可能出現一個或多個問題，例如，直到發送和/或接收對將其天線指向或調整到正對彼此時，它們才能有效地進行通信。甚至，在對其天線進行指定或調整後，該發送和/或接收對可能會在不知不覺中對其他無線設備產生干擾。例如，當無線設備302和304使用定向天線進行高速資料傳輸時，可能需要對它們進行校準，以保證由無線設備302發送的資料能夠由無線設備304接收。另外，即使使用定向傳輸，無線設備302和304之間的期望的60GHz信號仍可能對無線設備306和308產生干擾。因此，傳輸協調是必需的。
根據本發明的各種實施例，可由全向系統實現60GHz高速資料傳輸。例如，當低速率(如2.4或5GHz)系統不在60GHz頻帶上產生干擾，因而較佳。用於傳輸協調的典型方法可包括通過調整天線指向或天線權重變換通道選擇或頻率協調、時間協調(為不同無線設備分配不同的時隙)和/或空間協調。
例如，在頻率協調的過程中，可將協調器(coordinator)與兩個無線設備相連接，使得該設備之間的通信要經過該協調器。這兩個無線設備可通過該協調器相連接以向彼此傳輸資料。在另一實施例中，這兩個無線設備可繞過該協調器直接向彼此傳輸資料。如果與該協調器通信連接的多對無線設備試圖繞過該 協調器，那麽該協調器可將它們指派到不同的通道以減輕或防止無線設備彼此之間產生的干擾。協調器可維護每個通道上的無線設備列表並避免干擾。在時間調諧過程中，協調器可及時協調多個無線設備。在這種情況下，某些無線設備能彼此通信，而另一些不能彼此通信。在本發明的一個典型實施例中，該協調器可維護一個時隙和頻率間歇(frequency slot)表以確定什麽時候可允許不同的無線設備對使用60GHz連接。在空間調諧過程中，協調器可使用自適應天線或可控天線陣(steerable antenna array)指定或建立設備間的連接。該協調器可提供與無線設備和其他無線設備對的天線產生的干擾量相關的反饋。該無線設備可對天線進行調節以消除干擾。可使用多個傳輸以調節和/或配置天線至一個能允許每個無線設備獲得期望的連接的方案。
圖4是根據本發明的實施例的使用60GHz用於高速資料傳輸的無線設備以及使用次級物理層實現與所述無線設備進行低速控制消息通信的協調設備的框圖。參照圖4，示出了無線設備402和404、低速控制連接406a和406b、60GHz高速資料連接408和協調設備410。
無線設備402和404具有與無線設備102和104相似的部件和/或功能元件。協調設備410可包括合適的邏輯、電路和/或代碼，以在通過60GHz連接進行高速資料傳輸的過程中進行設備402和404之間的協調。例如，該協調設備410可包括接入點、機頂盒、遊戲控制臺(gaming console)和/或家庭閘道個人電腦。
在運行中，無線設備402可能需要執行高速資料傳輸。例如，當在無線設備402中生成大視頻文件時，無線設備402可試圖將生成的視頻文件發送到無線設備404，其中該無線設備404更適合用於存儲和/或播放該視頻文件。無線設備402和404可使用60GHz協定以獲得高速資料傳輸。該無線設備402可使用60GHz高速資料連接408以完成向無線設備404的資 料傳輸。
當60GHz高速資料連接408建立以後，在資料傳輸過程中，協調設備410可完成任何必須的協調操作。該無線設備402和404可發送和/或接收控制消息。該無線設備402和404可建立低速控制連接406a和406b以與協調設備410通信。次級MAC/PHY層可用于建立低速控制連接406a和406b，其基本上如結合圖1和圖2所述。例如，藍牙、802.11和/或UWB的使用使得可使用全向天線和/或CSMA/CA以獲得對協調設備的訪問。一旦低速控制連接406a和406b建立，協調設備410可執行任何協調操作以確保60GHz高速資料連接408的建立。例如，該協調設備410可使用頻率協調、時間協調和/或空間協調以確保無線設備402和404可成功地通過60GHz介面通信，和/或在無線設備402和404的操作鄰域內沒有對/由其他無線設備產生的干擾。
在資料傳輸過程中，協調設備410可持續提供任何必需的協調。例如，在60GHz高速連接408的初始設置過程中，可使用頻率協調。該協調設備410可動態確定是否需要改變到不同頻率。該協調設備410可使用低速控制連接406a和406b與無線設備402和404通信，以解除60GHz高速資料連接408初始設置過程中指定的頻率，和/或指定可用於實現通過60GHz高速資料連接408進行資料傳輸的新的頻。。
圖5是根據本發明的實施例的協調設備使用低速MAC/PHY以協調使用定向天線並通過60GHz物理層傳輸高速資料的多個無線設備的框圖。參照圖5，示出了無線設備502、504、506和508，以及協調設備510。
無線設備502、504、506和508可包括與無線設備402和/或404基本相似的元件和/或功能性元件。該協調設備510可與協調設備410基本相似。
在運行中，協調設備510可協調多個無線設備502、504、506和508中的每對無線設備之間的60GHz高速資料傳輸，該 協調設備510與圖4中示出的協調設備410基本相似。多個無線設備502、504、506和508中的每個可通過它們各自的低速控制連接不斷地傳輸報告消息給協調設備510。該報告消息包括有與多個無線設備502、504、506和508中每個設備中的物理層的使用和/或可用性相關的資訊。該協調設備510可使用該報告消息來維護在60GHz高速資料傳輸過程中可使用的可用資源列表。例如，該協調設備510可維護時隙和頻率間歇表以確定什麽時候允許不同的無線設備對使用60GHz連接。
在無線設備502需要向無線設備504發送資料的實施例中，該協調設備510使用根據從多個無線設備502、504、506和508中的每個發送來的報告消息彙編得到的資訊來實現無線設備502和504之間60GHz連接的建立。例如，該協調設備510可使用可用和/或已使用時隙和/或頻率間隙表，可將這些時隙和/或頻率間隙分配給無線設備502和504以建立60GHz連接。另外，該協調設備510可使無線設備502和504校準和/或定位它們的定向天線以確保在這兩個設備之間建立60GHz連接。定向天線、時隙分配和/或頻率分配可動態地改變以提供最優的性能，這個性能可通過例如吞吐量、誤碼率(BER)、誤包率(PER)、信噪比(SNR)和/或接收信號強度(RSSI)來測定。
由於每個無線設備502、504、506和508都可持續向該協調設備510發送報告消息，該協調設備510可在資料傳輸過程中執行協調操作。例如，從無線設備506和/或508發送來的報告消息可使得協調設備510改變最初指派給無線設備502和504的時隙和/或頻率間歇。該改變意在阻止或減輕因無線設備502和504之間的60GHz資料傳輸而給和/或由無線設備506和/或508引起的干擾。
圖6是根據本發明的實施例的包括有協調設備通過低速MAC/PHY協調通過60GHz物理層發送高速資料的多個無線設備的系統的流程圖。參照圖6，示出的流程圖600包括多個 步驟。該流程圖始於無線設備需要通過高速連接發送資料時。在步驟602中，該無線設備可建立與協調設備的低速控制連接。該無線設備可使用一個或多個無線協定，這些協定可包括：藍牙、WLAN(802.11)和/或超寬帶(UWB)。例如，該無線設備402可使用老式藍牙棧204，包括藍牙核心204、藍牙HCI 210、藍牙HCI鏈路管理層212和藍牙無線收發裝置；802.11PAL/HCI 216、802.11MAC層218和802.11PHY層220；或UWB HCI 222、UWB MAC層224和UWB PHY層226。
在步驟604中，可在無線設備和協調設備之間傳輸協調資訊。例如，該無線設備402和/或協調設備410可使用低速控制連接來發送和/或接收消息，這些消息可用於實現高速資料連接的建立。從無線設備402發送的消息可包括與資料傳輸相關的資訊，包括例如請求的/需要的QOS等資訊。從協調設備410發出的消息可包括與無線設備402在建立高速資料連接時所使用的時間和/或頻率分配和/或空間資訊相關的資訊。
在步驟606，對定向天線進行校準。可在60GHz傳輸中使用定向天線。在這一點上，使用60GHz以實現高速資料傳輸的無線設備對可能需要對其定向天線進行校準以便於通信。例如，無線設備402可使用通過低速控制連接從協調設備410接收到的協調資訊來校準和/或定位其定向天線以確保60GHz高速資料連接的建立。在步驟608，建立可用於高速資料傳輸的60GHz物理層。例如，無線設備402可使用藍牙棧200通過60GHz PAL/HCI 228、60GHz MAC層230和60GHz PHY層232來建立與無線設備404的60GHz連接。在步驟610中，可通過在步驟608中建立的60GHz物理層來完成高速傳輸。在本發明的又一實施例中，無線設備可不斷地將報告消息發送到協調設備。在這一點上，該協調設備可在資料傳輸過程中執行協調操作。例如，在步驟610的資料傳輸過程中，該協調設備410可從無線設備402和/或協調設備410的操作鄰域內的其他無線設備接收報告消息。基於接收到的報告消息，協調設備 410可向無線設備402發送控制消息，以對初始指派給該無線設備402的時隙和/或頻率間隙進行解除分配和/或再分配。該改變意在防止無線設備402引起的干擾或防止對無線設備402產生的干擾。
本發明的各個實施例包括用於60GHz傳輸的低速率MAC/PHY的方法和系統。多個無線設備502、504、506和508可利用60GHz介面進行高速資料傳輸。每個無線設備502、504、506和508均可具有多個可用次級物理層，包括藍牙、WLAN(802.11)和/或超寬帶(UWB)物理層。協調設備510用於控制多個無線設備502、504、506和508中的高速資料傳輸。可在多個無線設備502、504、506和508以及協調設備510之間建立低速控制連接。該低速控制連接可通過可用次級物理層來建立。該低速控制連接可用於發送和/或接收控制消息，這些消息使得協調設備510執行多個無線設備502、504、506和508的時間協調、頻率協調和/或空間協調。協調設備510可使得無線設備502、504、506和508在60GHz高速資料傳輸過程中校準和/或定位它們的定向天線。
無線設備502、504、506和508可使用低速控制連接來向協調設備510傳輸報告消息。該報告消息包括與所述多個無線設備中502、504、506和508中的每一個內的資源可用性相關的資訊，用於實現60GHz資料傳輸。該報告資訊可使協調設備510通過維護當前可用資源表對所述多個無線設備中的可用資源進行管理，和/或使協調設備510在60GHz高速資料傳輸過程中對資源進行解除分配和/或再分配。
本發明的又一實施例可提供一種機器可讀記憶體，其內存儲的電腦程式包括至少一個代碼段，所示至少一個代碼段由機器執行而使得所述機器執行上述步驟，以實現用於60GHz傳輸的低速MAC/PHY。
因此，本發明可以通過硬體、軟體或者軟、硬體結合來實現。本發明可以在至少一個電腦系統中以集中方式實現，或者 由分佈在幾個互連的電腦系統中的不同部分以分散方式實現。任何可以實現方法的電腦系統或其他設備都是可適用的。常用軟硬體的結合可以是安裝有電腦程式的通用電腦系統，通過安裝和執行程式控制電腦系統，使其按方法運行。
本發明還可以通過電腦程式產品進行實施，套裝程式含能夠實現本發明方法的全部特徵，當其安裝到電腦系統中時，可以實現本發明的方法。本文件中的電腦程式所指的是：可以採用任何程式語言、代碼或符號編寫的一組指令的任何運算式，該指令組使系統具有資訊處理能力，以直接實現特定功能，或在進行下述一個或兩個步驟之後實現特定功能：a)轉換成其他語言、編碼或符號；b)以不同的格式再現。
雖然本發明是通過具體實施例進行說明的，本領域技術人員應當明白，在不脫離本發明範圍的情況下，還可以對本發明進行各種變換及等同替代。另外，針對特定情形或材料，可以對本發明做各種修改，而不脫離本發明的範圍。因此，本發明不局限於所公開的具體實施例，而應當包括落入本發明申請專利範圍內的全部實施方式。
102、104‧‧‧無線設備
106a、106b‧‧‧低速控制連接
108‧‧‧高速資料連接
200‧‧‧藍牙協定棧(Bluetooth stack)
202‧‧‧應用/框架層(profile layer)
204‧‧‧藍牙核心
206‧‧‧邏輯鏈路控制與適配協議(L2CAP)
208‧‧‧備選的MAC/PHY管理器(alternate MAC/PHY Manager，簡稱AMP)
210‧‧‧藍牙HCI介面
212‧‧‧HCI鏈路管理模組
214‧‧‧藍牙無線收發模組
216‧‧‧802.11 PAL/HCI模組
218‧‧‧802.11 MAC
220‧‧‧802.11 PHY
222‧‧‧UWB PAL/HCI模組
224‧‧‧UWB MAC
226‧‧‧UWB PHY
228‧‧‧60GHz PAL/HCI模組
230‧‧‧60GHz MAC
232‧‧‧60GHz PHY
234‧‧‧藍牙介面
236‧‧‧802.11介面
238‧‧‧超寬頻(UWB)介面
240‧‧‧60GHz介面
302、304、306、308‧‧‧無線設備
402、404‧‧‧無線設備
406a、406b‧‧‧低速控制連接
408‧‧‧60GHz高速資料連接
410‧‧‧協調設備
502、504、506、508‧‧‧無線設備
510‧‧‧協調設備
圖1是可用于本發明的實施例中的使用60GHz連接用於高速資料並使用次級物理層實現低速控制通信的兩個無線設備的典型框圖；圖2是可用于本發明的實施例中的可使用不同的物理層進行資料和控制傳輸的基於藍牙的無線設備的協定棧表的框圖；圖3是根據本發明的實施例的使用60GHz用於高速資料傳輸的多個無線設備的框圖；圖4是根據本發明的實施例的使用60GHz用於高速資料傳輸的無線設備以及使用次級物理層實現與所述無線設備進行低速控制消息通信的協調設備的框圖；圖5是根據本發明的實施例的協調設備使用低速MAC/PHY以協調使用定向天線並通過60GHz物理層傳輸高速資料的多個 無線設備的框圖；圖6是根據本發明的實施例的包括有協調設備通過低速MAC/PHY協調通過60GHz物理層發送高速資料的多個無線設備的系統的流程圖。
402、404‧‧‧無線設備
406a、406b‧‧‧低速控制連接
408‧‧‧60GHz高速資料連接
410‧‧‧協調設備

Claims (10)

  1. 一種用於無線通信的方法，其特徵在於，所述方法包括：通過一個或多個協調設備，控制使用60GHz物理層的多個無線設備的高速資料通信，其中，於所述多個無線設備中每一個無線設備與所述一個或多個協調設備之間建立低速控制連接，該低速控制連接以可用次級物理層來建立，且該低速控制連接係用於發送和/或接收控制消息，這些控制消息使得所述協調設備執行所述多個無線設備的時間協調、頻率協調和/或空間協調。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，所述方法包括通過位於所述多個無線設備上的一個或多個定向天線實現所述高速資料傳輸。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，所述方法包括通過位於所述多個無線設備和/或所述一個或多個協調設備上的一個或多個全方位天線實現所述高速資料傳輸。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，所述方法包括對在所述高速資料通信中用到的可用資源進行管理。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的方法，其中，所述可用資源的管理包括所述可用資源的分配、解除分配和/或再分配。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的方法，其中，所述可用資源包括在所述高速資料通信中位於60GHz介面中的一個或多個可用通道。
  7. 一種用於無線通信的系統，其特徵在於，所述系統包括：位於一個或多個協調設備中的至少一個處理器，用於控制使用60GHz物理層的多個無線設備的高速資料通信，其中，於所述多個無線設備中每一個無線設備和所述一個或多個協調設備之間建立低速控制連接，該低速控制連接以可用次級物理層來建立，且該低速控制連接係用於發送和/或接收控制消息，這些控制消息使得所述協調設備執行所述多個無線設備的時間協調、頻率協調和/或空間協調。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的系統，其中，所述系統包括通過位於所述多個無線設備上的一個或多個定向天線實現所述高速資料傳輸。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的系統，其中，所述系統包括通過位於所述多個無線設備和/或所述一個或多個協調設備上的一個或多個全方位天線實現所述高速資料傳輸。
  10. 如申請專利範圍第7項所述的系統，其中，位於所述一個或多個協調設備中的所述至少一個處理器實現在所述高速資料通信中用到的可用資源的管理。
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