TWI463900B - 群組共享分散保留協定 - Google Patents
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Description
本發明大致上係關於塊傳輸技術。
本申請案主張對2008年7月28日申請之美國臨時申請案第61/084,071號之權利。
定義為無線媒體(WiMedia)媒體存取控制(MAC)規格的一部分的一分散保留協定(DRP)提供一種在連接在一基於WiMedia的無線網路中的裝置之間同時通信的機制。為此,在傳輸資料之前,裝置分配時槽(也稱為媒體存取槽(MAS))。該DRP允許定義一組規則以建立、修改、保持、釋放和終止MAS單播和多播保留。一單播保留包含一保留所有者和一保留目標,而一多播保留則由一單個保留所有者和多個保留目標組成。所有該等目標具有一多播位址以及該保留所有者同時發送資料流給其所有目標。
在一些情況下,從一源裝置發送到一目標裝置的資料流在該資料到達該目標裝置之前穿過一或多個中間鏈接。例如,在圖1中所示的一無線網路100中,流量經由一鏈接(跳點)120-12被從一源裝置110-1發送到一前送裝置110-2以及經由一鏈接120-23被發送到一目標裝置110-3。當一源裝置不能直接到達一目標裝置時或只有當經由在一源與目標裝置之間的一直接鏈接支援低資料速率時需要一多跳點傳輸。
對於此等多跳點傳輸,該DRP為每個鏈接保留一MAS,而限制資料訊框及可提供該傳輸之該等MAS的大小。因此,對於一多跳點通信的每個跳點,在每個MAS的最後至少有一空閒時間。如圖2中所說明,為該鏈接120-12保留一MAS 200-N(其中N是一整數)以及為該120-23鏈接保留一MAS 200-(N+1)。此外,由於資料訊框傳輸沒有穿過一MAS(即一保留塊)的邊界,所以在該等MAS 200-N與200-(N+1)之間有一空閒時間210。該DRP管理在該前送裝置110-2接收到之一資料訊框應等待MAS 200-(N+1)以在發送資料到該目標裝置110-3之前開始。這顯著增加一源裝置與一目標裝置之間的端至端延遲。
因此,提供一種在基於WiMedia的無線網路中減少多跳點傳輸之延遲的機制可能是有利的。
本發明的某些實施例包含一種在一無線網路中產生一群組共享分散保留的方法。該方法包括收集關於在該無線網路中之裝置的該等分散保留可用性的資訊;基於該收集資訊,選擇包含在該群組共享分散保留中之一共享裝置群組;發送一保留請求給在該共享裝置群組中的每個裝置;以及更新該共享裝置群組以只包含接受該保留請求的裝置,從而產生媒體存取時槽的一群組共享分散保留。
本發明的某些實施例亦包含一種用於在一無線網路中之媒體存取控制(MAC)層前送的方法。該方法包括收集關於在一源裝置與其鄰居裝置之間之每個無線鏈接的鏈接品質資訊;收集關於該等鄰居裝置之該等分散保留可用性的資訊;基於該收集資訊選擇一裝置群組參與該MAC層前送;產生媒體存取時槽的一群組共享分散保留,其中該群組共享分散保留包含被選擇參與該MAC層前送的裝置。
本發明的某些實施例進一步包含一裝置,其形成用於經由一無線網路傳輸的一群組共享分散保留協定資訊元素(GSDRP-IE)的訊框結構,其中該GSDRP-IE包含:一具有一預定值的元素ID欄位,該預定值指示該GSDRP-IE是一群組共享分散保留之一資訊元素;一控制欄位,其包含一串流指數和一分散保留可用性資訊元素(IE)請求;複數個位址欄位,其等包含該GSDRP-IE以它們作為目標之裝置的位址;和一長度欄位,其指定該控制欄位和該等位址欄位的大小。
在本發明的最後的該等請求項中特別指出並且嚴格申明視為本發明的該主題。本發明的先前和其他特徵及優點從以下結合該等所附圖式的實施方式將是顯而易見的。
重要地是注意,本發明揭露的該等實施例在此處僅僅是該等創新教示的許多有利使用的實例。一般而言,在本申請案的說明書中所作的申明並不一定限制該等各種請求發明的任何一個。此外,一些申明可適用於一些創新特徵,但是不適合其他。一般而言,除非特別指示,在不失一般性下,單個元件可能是複數的以及反之亦然。在該等圖中,相同數字是指在幾個圖中的相同部分。
按照本發明的某些實施例揭露了一包含資訊元素的群組共享分散保留協定(DRP)和保留規則。該群組共享DRP可被用於減少在無線網路中(尤其在基於WiMeida的無線網路中)的端至端延遲。更具體而言,此處所揭露的該群組共享DRP可經調適以減少在基於WiMeida的無線網路中的多跳點傳輸的延遲。
該群組共享DRP的基石是按照本發明的該等原理構建的一資訊元素(IE)(以下稱為“GSDRP-IE”)。如圖3中所示,一GSDRP-IE 300包含一具有一預定值的元素ID欄位310,該預定值指示該GSDRP-IE 300是該群組共享DRP的一資訊元素;一長度欄位320;一控制欄位330;用於包含該GSDRP-IE 300被發送給的該等裝置的位址的M個裝置位址欄位(統稱為340)。該長度欄位320指定該大小,即該控制330和位址340欄位的位元組的數目。該控制欄位330保持控制資訊,該控制資訊包含但不限於一串流指數和一DRP可用性IE請求。該串流指數被用於特定指示該GSDRP-IE 300提供的該資料流量。該DRP可用性資訊元素(IE)請求指示裝置是否應回復它們的DRP可用性IE。在本發明的一實施例中,該DRP可用性IE請求的值可能是表1中所列出的該等值之其中之一。
圖4顯示說明按照本發明的一實施例實施的該保留協商過程的非限制性和例示性流程圖400。該協商過程的目的是為兩個裝置間的資料傳輸保留一MAS。在該過程中可利用兩個不同資訊元素:該GSDRP-IE(例如,一GSDRP-IE 300)和一標準DRP-IE,該標準DRP-IE被定義在該DRP規格的當前版本中。在S410,一啟動裝置收集包含在該群組共享DRP保留中的一或多個裝置的DRP可用性。為此,一GSDRP-IE被發送給該等裝置,其中取決於該可用性請求是來自在該位址欄位340中指定的裝置或來自該啟動裝置的鄰居裝置,該DRP可用性IE請求(在該控制欄位330中)被設定為該等值“01”或“10”其中之一。一接收一可用性請求的裝置反過來回應其DRP可用性IE,該DRP可用性IE指示該裝置是否可保留一MAS給該啟動裝置。
在S420,該啟動裝置基於該收集的可用性資訊選擇一組包含在該群組共享DRP保留中的裝置。該等選定裝置的位址被指定在一新產生的GSDRP-IE中。在S430,該新產生的GSDRP-IE與一標準DRP-IE一起被發送給在該組中的所有裝置。該GSDRP-IE和DRP-IE包含用於它們單獨串流指數子欄位的相同值,該等串流指數子欄位是該等IE的該等控制欄位的一部分。
在S440,接收該DRP-IE和GSDRP-IE的每個裝置檢查兩個IE是否都是有效的。該檢查可包含兩個IE是否都具有相同的串流指數值以及該GSDRP-IE是否包含該接收裝置位址。如果兩個檢查都產生一肯定回復,那麼在S450,該接收裝置回應一DRP-IE,該DRP-IE指示該保留請求被拒絕或接受。如果該保留請求沒有與其他現有保留衝突,則該接收裝置承認該保留,否則,該接收裝置否認該保留。具體地,當承認一保留時,該接收裝置經由返回發送一DRP-IE指示該保留的接受,該DRP-IE具有與在該接收到的DRP-IE中相同的保留狀態。經由在該保留狀態中指定該保留還沒有建立而指示一拒絕保留。
如果在S440執行的該等檢查其中之一產生一否定回復,則在S445,該接收裝置否認該保留。在S460,在該啟動裝置接收從裝置發送的所有DRP-IE回復,以及該群組被更新成僅包含接受該保留請求的裝置。
應明白,經由產生一群組共享DRP保留,它允許在裝置間傳輸資料而沒有任何空閒時間並且在一單個MAS期間可發送更多資料訊框。返回參考圖2中所示的該實例,本發明可被用於經由產生一組包含該前送和目標裝置110-2和110-3的共享DRP保留減少延遲,其中該源裝置110-1是該啟動裝置。如圖5中所示,在MASs 200-N和200-(N+1)期間可發送三個資料訊框,其中在訊框傳輸之間不需要空閒時間。此外,在該前送裝置110-2接收到的一訊框不會等待用於發送資料到該目標裝置110-3的該MAS 200-(N+1)的開始。
上述該協商過程僅僅是提供作為為一裝置群組執行DRP保留的該過程的一部分的一過程,如根據本發明的某些實施例所揭露。其他過程可包含但不限於修改和終止一群組共享DRP保留。
為了終止一群組共享DRP保留,該保留所有者(即啟動裝置)消除或停止發送該DRP-IE和該GSDRP-IE給該組中的裝置。因此,該組中的所有裝置停止發送它們相應的DRP-IE。
按照本發明的某些實施例,可修改一標準DRP保留和一現有群組共享DRP保留。具體而言,一單播/多播DRP保留之一保留所有者可對一群組共享DRP保留修改該保留。這經由選擇裝置以基於它們的可用性結合一現有DRP保留執行。接著,一保留所有者發送一GSDRP-IE,該GSDRP-IE具有與用於該DRP保留之該DRP-IE之值相同之該串流指數欄位的值。該等選定裝置被包含在該GSDRP-IE的該等位址欄位(例如,欄位340)中。接收該GSDRP-IE和DRP-IE的每個裝置可接受或拒絕該請求,以使用以上詳細描述之該過程結合一現有DRP保留。
一保留所有者亦可經由改變用該保留分配之該裝置群組而修改一DRP保留(即,一保留MAS)。為此,該保留所有者首先決定該等裝置被包含在該修改組中。接著,在該相應GSDRP-IE中之該等位址欄位(例如,欄位340)被修改成指定只有在該新組中之裝置的位址。從該組移除之一裝置停止發送一相應DRP-IE,不再與該建立的保留相關。新添加到該GSDRP-IE中之一裝置經由在回應其DRP-IE時設定一接受狀態而結合該建立的保留。只有當該保留不會與其他現有保留衝突時發送一接受狀態,否則,該裝置經由在該回應DRP-IE中設定一拒絕狀態而拒絕該建立的保留。
按照本發明的其他實施例,該群組共享DRP可被用於實施一快速MAC層前送過程。如圖6中所說明,該過程允許在該群組中的前送裝置於一單個MAS中逐一前送一資料訊框,且亦允許在同一MAS中發送多個資料訊框。
圖7顯示描述按照本發明之一實施例實施之該快速MAC層前送過程的例示性和非限制性流程圖700。
在S710,一源裝置請求關於與其鄰居裝置的無線鏈接的鏈接品質資訊。在S720,該源裝置請求其鄰居發送它們的DRP可用性,如上所述。在S730,基於該鏈接品質資訊及裝置的DRP可用性,該源裝置選擇一裝置群組參與該快速MAC層前送。在S740,一源裝置經由使用該選定之裝置群組而啟動一新的群組共享DRP保留或修改在其自身與其目標裝置之間的一現有保留。當建立或成功修改一保留時,該保留MAS可被用於該快速MAC層的前送。
此處所述的該群組共享DRP保留方法和資訊元素可被實施在包含但不限於基於UWB的無線個人區域網路(PAN)、基於WiMedia的無線網路或任何基於分時多重存取(TDMA)或超級訊框的無線網路的通信系統中。
先前實施方式已經闡述本發明可採用的該等許多形式的一些。這意為先前實施方式應理解為本發明可採用的選擇形式的說明而不是本發明的該界定的限制。只有該等請求項(包含所有類似物)意為界定本發明的範圍。
更佳地,可以硬體、韌體和軟體的一組合實施本發明的原理。此外,該軟體較佳被實施為切實體現在一程式儲存單元或電腦可讀媒體上的一應用程式。該應用程式可被上傳到一包括任何合適結構的機器並且由該機器執行。較佳地,該機器係在一具有硬體的電腦平臺上實施,如一或多個中央處理單元(「CPU」)、一記憶體和輸入/輸出介面。該電腦平臺還可包含一作業系統和微指令代碼。此處所描述的各種處理和功能可能是該微指令代碼的一部分或該應用程式的一部分或其任何組合,無論該電腦或處理器是否被明確顯示,其可由一CPU執行。此外,各種其他周邊單元可被連接到該電腦平臺,如一額外的資料儲存單元和一列印單元。
100...無線網路
110-1...源裝置
110-2...前送裝置
110-3...目標裝置
110-4...前送裝置
110-5...前送裝置
110-6...前送裝置
110-7...前送裝置
110-8...前送裝置
110-9...前送裝置
110-10...前送裝置
120-12...鏈接
120-23...鏈接
210...空閒時間
300...群組共享分散保留協定資訊元素
310...元素ID欄位
320...長度欄位
330...控制欄位
340...裝置位址欄位
圖1為一無線網路的示意圖;
圖2為說明用於多跳點通信的MAS保留的圖;
圖3為按照本發明的一實施例構建的一群組共享DRP資訊元素的示意圖;
圖4為說明按照本發明的一實施例實施的一保留協商過程的流程圖;
圖5為說明用於使用GSDRP的多跳點通信的MAS保留的該過程的圖;
圖6為說明使用該GSDRP執行的一快速MAC層前送過程的圖;及
圖7為描述按照本發明的一實施例實施的該快速MAC層前送過程的流程圖。
300...群組共享分散保留協定資訊元素
310...元素ID欄位
320...長度欄位
330...控制欄位
340...裝置位址欄位
Claims (15)
- 一種用於在一無線網路中產生一群組共享分散保留(group shared distributed reservation)之方法(400),其包括:收集關於該無線網路中之裝置之分散保留可用性的資訊(S410);基於該收集資訊,選擇包含在該群組共享分散保留中之一共享裝置群組(S420);發送一保留請求給該共享裝置群組中之每個裝置(S430);以及更新該共享裝置群組,以只包含接受該保留請求之裝置(S460),俾產生一裝置群組,該裝置群組共享一或多個媒體存取時槽(time slot)之一保留塊(reservation block),其中一資料訊框從一源裝置經由該裝置群組中之該等裝置而發送到一目標裝置。
- 如請求項1之方法,其中收集關於裝置之分散可用性之該資訊包括發送一群組共享分散保留協定資訊元素(GSDRP-IE)(300)給在該網路中之該等裝置。
- 如請求項2之方法,其中該GSDRP-IE至少包含:一具有一預定值之元素ID欄位(310),該預定值指示該GSDRP-IE是一群組共享分散保留之一資訊元素;一包含一串流指數和一分散保留可用性資訊元素(IE)請求之控制欄位(330);複數個位址欄位(340),該等位址欄位包含該GSDRP-IE被發送給之該等裝置之位址;和一指定該 GSDRP-IE之大小之長度欄位(320)。
- 如請求項3之方法,其中選擇該共享裝置群組包括產生一新GSDRP-IE以包含每個選定裝置之一位址。
- 如請求項4之方法,其中發送該保留請求包括發送該新GSDRP-IE和一分散保留協定資訊元素(DRP-IE)給該共享裝置群組中之每個裝置。
- 如請求項5之方法,其中接收該GSDRP-IE和該DRP-IE之每個裝置執行:檢查該新GSDRP-IE和該DRP-IE是否是有效的(S440);以及回應一DRP-IE,該DRP-IE指示該保留請求被拒絕或接受(S450)。
- 如請求項1之方法,進一步包括終止該群組共享分散保留。
- 如請求項1之方法,進一步包括修改該群組共享分散保留。
- 如請求項1之方法,其中該無線網路至少是一基於WiMedia之網路。
- 一種電腦可讀媒體,其具有儲存在其上之電腦可執行代碼,該代碼使一處理器執行在一無線網路中產生一群組共享分散保留的程序,其包括:收集關於在該無線網路中之裝置之分散保留可用性的資訊(S410);基於該收集資訊,選擇包含在該群組共享分散保留中 之一共享裝置群組(S420);發送一保留請求給該共享裝置群組中之每個裝置(S430);以及更新該共享裝置群組,以只包含接受該保留請求之裝置(S460),俾產生一裝置群組,該裝置群組共享一或多個媒體存取時槽之一保留塊,其中一資料訊框從一源裝置經由該裝置群組中之該等裝置而發送到一目標裝置。
- 一種用於在一無線網路中媒體存取控制(MAC)層前送之方法(700),其包括:收集關於在一源裝置與該源裝置之鄰接裝置之間之每個無線鏈接的鏈接品質資訊(S710);收集該等鄰接裝置之分散保留可用性(S720);及基於該經收集鏈接品質資訊及分散保留可用性,選擇一裝置群組參與該MAC層前送(forwarding)(S730);產生媒體存取時槽之一群組共享分散保留(S740),其中該群組共享分散保留包含共享一保留塊且被選擇參與該MAC層前送之該等裝置。
- 如請求項11之方法,進一步包括修改一現有群組共享分散保留以包含該等選定裝置。
- 如請求項11之方法,其中該MAC層前送允許在一單個媒體存取時槽期間,經由一或多個前送裝置,從該源裝置發送複數個資料訊框到一目標裝置,其中該源裝置、該目標裝置及該一或多個前送裝置係在該群組共享分散保留中。
- 一種電腦可讀媒體,其具有儲存在其上之電腦可執行代碼,當該代碼被執行時,使一處理器執行在一無線網路中媒體存取控制(MAC)層前送之程序,其包括:收集關於在一源裝置與該源裝置之鄰接裝置之間之每個無線鏈接的鏈接品質資訊(S710);收集該等鄰接裝置之分散保留可用性(S720);基於該經收集鏈接品質資訊及分散保留可用性,選擇一裝置群組參與該MAC層前送(S730);及產生媒體存取時槽之一群組共享分散保留,其中該群組共享分散保留包含共享一保留塊且被選擇參與該MAC層前送之該等裝置(S740)。
- 一種傳輸裝置,其形成用於經由一無線網路傳輸之一群組共享分散保留協定資訊元素(GSDRP-IE)(300)之一訊框結構,其中該GSDRP-IE包含:一具有一預定值之元素ID欄位(310),該預定值指示該GSDRP-IE是一群組共享分散保留之一資訊元素;一控制欄位(330),其包含一串流指數和一分散保留可用性資訊元素(IE)請求;複數個位址欄位(340),其等包含該GSDRP-IE以它們作為目標之裝置的位址;及一長度欄位(320),其指定該控制欄位和該等位址欄位的大小。
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