TWI482456B - 彈性媒體存取控制（ｍａｃ）超框結構及信標方法 - Google Patents

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Description

彈性媒體存取控制(MAC)超框結構及信標方法
本發明概言之係關於無線無線電系統，且更特定而言係關於一種用於無線電網路之經改良之再現MAC超框結構及信標方法。
據信，對MAC協定、超框及信標之部署之一簡短概述作為本發明之上下文中之背景將係有益的。一種形式之MAC協定經設計以用於以一跳頻無線電在2.4GHz ISM頻帶中之操作。在美國，使用此頻帶之任一系統皆必須遵守FCC規則。另外，若該頻帶未經許可，則該系統亦必須能夠在存在其他ISM頻帶無線電系統及干涉源(例如，微波爐)之情形下操作。
如已知，一種形式之MAC協定係一組合TDMA及CSMA/CA存取機制兩者之混合協定。混合MAC協定可提供在一寬條件範圍下確保良好效能之特徵。
成框：一種形式之MAC協定使用一併入兩個無競爭週期(CFP)及一競爭週期之超框。該超框之開始係在此處一台開始跳躍至一新頻道並在該台開始跳躍至下一頻道之前立即結束之點。該超框之持續時間係固定並與暫停或跳躍週期相同。在每一CFP期間所使用之存取機制係TDMA，而在競爭週期期間所使用之存取機制係CSMA/CA。
無競爭週期中之每一者劃分成許多對具有固定長度的槽，每一語音連接兩個。每一對中之第一槽可用於將語音資料自控制點傳輸至一節點(下行鏈路)且第二槽用於將語音資料自一節點傳輸至控制點(上行鏈路)。
本發明之上下文中之MAC協定可分為兩種類型：分佈式及集中式。分佈式MAC協定(例如WiMedia MAC)對於支援P2P應用情形而言具有數個勝於集中式途徑之優點，其包含直接鏈路設立、穩健性及彈性頻道共享。另一方面，舉例而言，期望集中式MAC協定支援具有一高裝置密度之情形並支援經改良之QoS保證。明顯地，每一類型之協定皆在某些特定應用情形下具有其優點，但在其他情形下可不係最佳的。因此，一以不同模式操作並支援需要不同特徵之情形之彈性MAC協定將能夠支援一較寬應用範圍，且因此將具有一甚高市場。然而，主要因現有MAC超框結構及相關操作之限制，因此當前MAC協定僅可支援集中式操作或分佈式操作。
分佈式MAC協定(例如IEEE 802.11 DCF(分佈式協調功能)及802.11e EDCA(增強分佈式頻道存取))對於支援P2P(點對點)應用情形具有突出特徵。其支援直接鏈路設立，避免故障點並促進彈性多跳躍頻道共享。然而，在分佈式途徑之上下文中，支援QoS嚴格即時應用使能源消耗最小化並解決隱藏終端問題並不簡單。WiMedia MAC提供一分佈式信標協定及一分佈式保留協定(DRP)來解決此等問題。但該信標協定需要每一裝置皆在每一信標週期中擁有一信標槽並在每一超框中發送一信標，此因每一超框中之信標槽附加項而導致可伸縮性問題。換言之，因隨著節點密度的增加而日益增加之信標槽附加項，因此支援高節點密度應用變得極其困難。
相反，點協調式或集中式MAC協定(例如IEEE 802.11e HCCA模式(經HCF控制之頻道存取，其中HCF代表混合協調功能)可更好地支援QoS、高密度應用及能源節省。集中式MAC協定提供由一協調器(存取點或簇頭)裝置控制之確定性頻道存取，其改良頻道使用效率並達成更多有效能源節省方案。然而，集中式架構不能真正達成直接P2P鏈路設立，亦不能避免一單個故障點及支援彈性多跳頻道共享。
在一受管理網路中，在跳躍之後立即傳輸一信標。此信標係用於維持網路同步，控制超框之格式並管理每一節點應何時傳輸及接收資料。
超框結尾處之CFP(無競爭週期)係用於語音資料之初始傳輸，而超框開始處之CFP係用於未被接收或被錯誤接收之任一資料之可選再傳輸。暫停週期固定在20ms以提供相對於延時之可接受效能。該暫停週期之長度亦意指每一語音資料訊息含有等效於一經擴展DECT B欄位之20ms之ADPCM資料(640個位元)及等效於DECT A欄位之48個位元之控制資料。另外，所傳輸之每一封包皆包含必需的MAC及PHY標頭。
藉助一20ms超框，MAC可在該框開始處提供4個具有一足夠大CFP之語音連接以使得將能夠再傳輸所有語音資料，或提供一更大數目之連接(例如，6個)，但在此情形下，該框開始處之CFP僅足夠大以供自兩個連接之資料之再傳輸。
其中出現初始傳輸之CFP及其中出現再傳輸之CFP由一跳頻分開，從而給出頻率分集，該頻率分集在假設該協定將於其中操作之環境中尤其重要。
在超框中之第一CFP結尾處存在一為一服務槽而保留之空間。該服務槽由語音節點用於與控制點進行通信。
由一節點所傳輸之每一語音資料封包在封包標頭中包含對由該節點所接收之最後一個語音資料訊息之一捎帶認可。亦即，在上行鏈路封包中，語音節點認可由控制點所發送之下行鏈路封包。此系統允許控制點確定在一跳躍之前哪些語音資料傳輸丟失，確定所需要的再傳輸，並在下一超框開始處之信標中宣傳該等再傳輸。每一語音資料封包僅可再傳輸一次。
兩個CFP之間的時間(競爭週期)係用於使用一類似於802.11標準[802.11]中所規定之協定之CSMA/CA協定來進行資料傳輸。MAC使用一槽式競爭方案、資料訊息之認可及再傳輸以及一分段方案來改良效能。
若無語音連接活動，則CSMA/CA週期佔用除為跳躍及信標所需之空間之外的整個超框，從而使資料通量最大化。
若不存在控制點，則資料節點可創建一其中對網路的控制分佈於所有節點之間的特別網路。
信標在管理方面的使用：信標之主要功能係使得所有節點能夠與網路之跳頻圖案同步。
由控制點所傳輸之信標亦用於在無競爭週期期間管理網路。控制點信標(CPB)可包含活動語音連接(且因此槽支配指派)、當前超框之再傳輸槽指派、連接狀態資訊及尋呼資訊之一列表。
槽指派及同步資訊並不根據每一框改變，因此若一節點漏掉一信標，則其使用最近有效信標中所含有之資訊。重複所有連接及尋呼狀態請求及資訊直至其被目標節點認可。
為使協定效能最佳化，控制點實施"連接封包"來消除未使用之槽並使競爭週期最大化且因此料通量最大化。
在一特別網路中，每一節點在每一暫停週期期間對一特別信標之傳輸進行排程。一節點使用其位址來確定其應何時發送一特別信標以防止來自不同節點之特別信標之碰撞。若一節點在其預定傳輸其自己的信標之前自兩個不同節點接收訊息，則其取消信標之傳輸。
服務槽由語音節點用於將管理訊息發送至一控制點，例如，以自該控制點請求一連接。由於僅存在一個服務槽，因此兩個節點可同時傳輸且其傳輸可能碰撞。每一管理訊息由CPB中之控制點明確地認可，且若不存在認可，則一節點在再發送該訊息之前跨越若干暫停週期實施一隨機後移。當斷開一連接時，該節點在其語音槽中傳輸一管理。
本發明提出一種新MAC超框結構及一組相關操作，其係一用於彈性無線系統之MAC協定之隅角石。本發明所達成之統一MAC協定可支援以分佈式模式或集中式模式之彈性操作，並適應性地支援自一種模式至另一模式之無縫過渡。此外，一種形式之本發明可允許一分佈式網路與一集中式網路和諧共存，以及多個集中式網路和諧共存。
由於應用及網路拓撲隨時間改變，因此若一個統一MAC協定可以分佈式模式或點協調模式支援彈性操作並適應性地支援自一種模式至另一模式之無縫過渡，則其將極其有用。此外，若此統一MAC協定可允許分佈式網路與點協調式網路和諧共存，以及多個點協調式網路和諧共存，則其將頗為理想。並不存在現有無線系統提供所有以上特徵。
雖然IEEE 802.11標準及其802.11e修正確實支援分佈式操作(強制)及點協調式操作(可選)模式兩者，但該兩個模式需要完全不同的MAC結構及操作。因此，在802.11網路中，自一種模式至另一模式之過渡不可能無縫。在大多數情形下，一裝置僅以一種模式操作，例如強制分佈式模式。共存亦係802.11網路中之一公開問題，此乃因若一點協調式網路與一分佈式或其他集中式網路共存，則在該點協調網路中不能完全保證QoS。
基於以上觀察，一種形式之本發明提出一種和諧地支援多個操作模式並再若干操作模式之間達成一無縫過渡之新彈性MAC結構。
一種形式之本發明在於一種支援集中式及分佈式MAC協定模式兩者之彈性無線系統，其使用一新MAC超框結構，該新MAC超框結構包括：一新再現MAC超框，其包含：一信標週期；一資料/感測/睡眠週期，其用於用以偵測認知系統中之主要使用者之資料選擇性通信、睡眠及頻道感測；及一傳訊窗口，其用於交換網路進入訊息及頻道保留請求。該彈性無線系統得當地包含信標操作，用於選擇性地參與該信標操作之一以分佈式模式之對等信標裝置及一以集中式模式之主信標裝置，以及一與該主裝置相關聯之從信標裝置。該系統可包含用於該信標週期之經控制之頻道存取，其中該頻道存取係基於保留。較佳地，該傳訊窗口可位於MAC超框結構結尾處。
一第二形式之本發明在於一種支援集中式及分佈式MAC協定模式兩者之彈性無線系統，其使用一新MAC超框結構，該新MAC超框結構包括：一新再現MAC超框，其包含：一信標週期；一資料/感測/睡眠週期，其用於用以偵測認知系統中之主要使用者之資料選擇性通信、睡眠及頻道感測；一傳訊窗口，其用於交換網路進入訊息及頻道保留請求。該系統包含信標操作，用於選擇性地參與該信標操作之一以分佈式模式之對等信標裝置及一以集中式模式之主信標裝置，以及一與該主裝置相關聯之從信標裝置。
另一形式之本發明在於一種用於一彈性支援集中式及分佈式MAC協定模式兩者之無線系統之方法，該無線系統使用一新MAC超框結構，該方法包括：部署一新再現MAC超框，其包含：使用一信標週期，使用一用於用以偵測認知系統中之主要使用者之資料選擇性通信、睡眠及頻道感測之資料/感測/睡眠週期；部署一用於交換網路進入訊息及頻道保留請求之傳訊窗口；該方法包含一信標操作，使用用於選擇性地參與信標操作之一以分佈式模式之對等信標裝置及一以集中式模式之主信標裝置，以及使用一與主裝置相關聯之從信標裝置。
下文在以實例方式圖解說明本發明之原理之隨附圖之上下文中提供對本發明之一個或多個實施例之一實施方式。雖然本發明係結合此等實施例闡述，但應理解本發明並不限於任一實施例。相反，本發明之範疇僅由隨附申請專利範圍限制且本發明涵蓋許多替代形式、修改形式及等效形式。出於實例目的，在以下闡述中闡明許多特定細節以提供對本發明之一透徹理解。
本發明可在無某些或所有此等特定細節之情形下根據不申請專利範圍實施。為清楚起見，尚未詳細闡述與本發明相關的技術領域中已知之技術資料以免不必要地混淆本發明。
本發明上下文中之子網路及裝置類型之定義：在本發明中，一子網路界定為一堆(或群)在一個實體(例如，網路管理員)之管理下並共享一共用MAC協定之裝置。若一子網路中之媒體存取係由一單個裝置加以控制，則將該子網路界定為一集中式子網路。另一方面，若一子網路中之媒體存取係以分佈式方式加以協調，則該子網路為一分佈式子網路。如圖1中所圖解說明，如本發明中中所應用，存在三種基本類型之裝置。一分佈式子網路中之一裝置稱作一對等裝置；一集中式子網路之子網路協調器稱作一主裝置；且集中式子網路中一除子網路協調器之外之裝置稱作一從裝置。在任一既定時間，一裝置僅可充當該三種類型中之一者，亦即一裝置可係一主動、從或對等裝置。同樣，若兩個子網路共享相同頻道且來自第一子網路之至少一個活動裝置在第二子網路之傳輸範圍中，則該兩個子網路稱為相鄰子網路。
一彈性MAC(Flex-MAC)超框結構：
如圖2中所圖解說明，所提出之MAC協定遵循一再現超框結構，該再現超框結構由一信標週期(BP)、資料/感測/睡眠週期(DSSP)及一傳訊窗口(SW)組成。該傳訊窗口及信標週期用於廣播/交換控制/管理資訊且其大小(在時槽中)可動態地加以調節。
在共享相同頻道之已連接子網路中之所有裝置應遵循相同超框結構。若遵循不同超框結構但共享相同頻道之兩個子網路變成鄰居，則需要超框合併。
所有裝置皆應在信標週期及傳訊窗口期間保持喚醒以捕獲可能與每一裝置相關之所有控制/管理資訊。一裝置可在資料/感測/睡眠週期期間交換資料，監視一或多個頻道(認知網路中所需的頻道)，或進入睡眠模式。
出於本發明之目的，若一裝置在一信標週期BP內擁有一信標槽並規則地傳輸信標，則將該裝置視為一信標裝置。與WiMedia不同，並不需要每一裝置皆係一允許彈性及可伸縮性之信標裝置。出於本發明之目的，一裝置是否應變成一信標裝置將端視以下考量：
一對等裝置應係一信標裝置。一主裝置必須係一信標裝置。換言之，一主裝置必須在信標週期中擁有一個專用信標槽。在相同網路中可存在多個主裝置，其中之每一者皆控制一群從裝置。在此情形下，每一主裝置皆應在信標週期中擁有一個信標槽。
一從裝置通常係一在信標週期中並不擁有一信標槽之非信標裝置。但在某些情形下，一從裝置可係一信標裝置，例如，以達成共存並減少一隱藏終端問題。
以上考量可用於幫助跨越該等已連接之子網路創建一信標骨幹。藉助該信標骨幹及信標槽之專門用途，彼等起協調作用或即時及集中傳輸之裝置可容易地保證可靠並及時地遞送控制資訊(包含頻帶寬保留資訊)，因此改良QoS支援及系統可靠性。
所提出之MAC中之一個重要要素係同步。欲使裝置同步，已連接子網路中之所有裝置皆應遵循相同BPST(信標週期開始時間)及相同超框數目。BP開始時間及超框數目係藉由創建信標週期之第一裝置啟動，該第一裝置可係一主裝置或一對等裝置。若兩個分離子網路變成已連接，則需要BPST與超框結構合併。
信標週期(BP)操作：用於信標週期之頻道存取方法係基於保留，特定而言基於TDMA。信標週期被劃分成多個自零開始編號並逐一增加之相等信標槽。超框之開始時間等效於第一信標槽之開始時間。每一信標裝置皆擁有一個信標槽，在其自己的信標槽中發送一信標並收聽其他信標槽。此與WiMedia類似。
一新信標裝置應較佳地選擇BP中之最小可用信標槽作為其自己的信標槽。舉例而言，若一裝置正係啟動BP之第一裝置，則其應選擇信標槽零作為其自己的信標槽編號。一信標裝置應規則地在其自己的信標槽中發送一信標。
除在WiMedia標準中所界定之內容(例如，信標週期佔用IE(BPOIE，其包含BP長度)、DRP可用性IE、PCA可用性IE、訊務指示映射(TIM)IE、識別IE)之外，一信標裝置亦應使用信標來宣傳其自己的超框數目、裝置類型(在表1中圖解說明)、子網路ID(舉例而言，其可係由子網路擁有者所組態之名稱串)、SW長度。依據該信標中所指示之上述資訊，網路中之每一裝置皆知曉超框結構及頻道保留狀態。表3中圖解說明該信標之一實例性格式。
信標週期長度可在最小BP長度(BPmin ，例如一個信標槽)與最大BP長度(BPmax )之間進行調節。在創建信標週期時，BP長度默認為具有最小長度。當一新信標裝置請求加入BP時，信標週期可擴展。當一信標裝置離開網路時，信標週期可縮減大小且信標槽可移位至較低編號之槽。
本文中不再進一步詳細詳論擴展或收縮BP以及移位信標槽之程序。但BP擴展之一般要求係確保每一信標裝置皆知曉BP調節請求並確認此調節請求。舉例而言，每一信標裝置應在其信標中確認/更新/宣傳此BP調節。
傳訊窗口(SW)操作
一傳訊窗口係一用於交換控制或管理資訊(例如，網路進入訊息、頻道保留請求及訊務指示)之可調節時間窗口。一傳訊窗口較佳置於一超框結尾處。然而，根據系統偏好，其可定位於另一位置處，例如，在BP之後。
任一裝置可使用傳訊窗口來一經要求即發送控制/管理資訊。與信標週期不同，整個傳訊窗口係視機會而由所有裝置所共享，因此改良用於傳訊之頻道效率。使用一所保留傳訊窗口替代DSSP中之其他隨機可用MAS來交換控制資訊之優點係能源節省及可靠性。舉例而言，一裝置可在DSSP期間進入睡眠模式而不遺漏控制訊息。雖然一裝置仍可使用DSSP中之任一可用MAS來交換控制資訊，但其可能要求所有預期接收器在DSSP期間保持喚醒，此操作減少能源效率。此外，DSSP中之MAS在"顛峰資料訊務時間"期間可能不可用，此可致使對關鍵控制訊息之無法忍受的延遲，例如保護認知無線電系統中之主要使用者之頻道轉換訊息。
傳訊窗口持續時間可在最小SW長度(SWmin )與最大SW長度(SWmax )之間進行調節。若傳訊窗口變得過載，則該網路中之任一信標裝置可要求擴展當前傳訊窗口。可使用許多方法來判斷傳訊窗口是否過載，例如觀察碰撞機率、頻道利用率及來自其他裝置之量測報告。若傳訊窗口變得過載，則一信標裝置可在其信標中包含一資訊元素來請求此SW擴展。接收此請求之每一信標裝置應相應地擴展SW。
該傳訊窗口之頻道存取方法係基於競爭。可將基於槽式aloha或後移之載波感測媒體存取(CSMA)用於競爭。對於槽式aloha方法而言，基於最大傳訊訊息長度甚小於一規則媒體存取槽(MAS)之最大長度之事實，傳訊槽長度應小於規則MAS槽長度。
DSSP操作
DSSP中媒體存取槽(MAS)之使用策略應遵循保留存取或優先化競爭存取(PCA)或群組PCA。保留存取及PCA可應用於分佈式子網路及集中式子網路兩者。群組PCA僅應用於集中式子網路。該使用策略由信標裝置公開且其可基於一超框更新。一信標裝置應始終公開其自己的對DSSP中之每一MAS之使用策略之觀點。相應地，一主裝置應告知所有與其自身以及其相關聯之從裝置相關之保留。
一標記為保留之媒體存取槽較佳地可僅由該保留擁有者存取。
一標記為可用PCA之媒體存取槽對網路中所有裝置開放。除純競爭(對公衆開放)及純保留(僅對保留擁有者開放)之外，亦提出我們亦應提出僅對一特定子網路(例如，一主裝置及其從裝置)開放之群組PCA。在此情形下，主裝置應進行保留，適宜地給擁有者加標籤並將所保留之MAS標記為群組PCA。在群組CPA可用槽內，主裝置可具有比從裝置更高的對存取媒體之優先權，例如以發送輪詢訊息。
實施本發明之實例性方法：本發明可充當將來WiMedia UWB標準、IEEE 802.11、認知無線網路及IEEE 802.15無線系統之基礎，但本實施方案並不限於此。
在本發明之實施例之前述實施方式中，出於簡化本揭示內容之目的，在一單個實例性實施例中將各種特徵聚集在一起。此揭示內容之方法未被解釋為反映以下意圖：所主張之本發明之實施例需要比每一請求項中所明確敍述之更多特徵。而是，如以下專利申請範圍反映：發明性標的物在於少於一單個所揭示實施例之所有特徵。因此，以下申請專利範圍藉此併入本發明之實施例之實施方式中，其中每一請求項自己作為一單獨實施例。應理解，以上闡述意欲具有說明性而非限制性。本發明意欲涵蓋可包含於如由隨附申請專利範圍中所所界定之本發明精神及範疇內的所有替代形式、修改形式及等效形式。熟悉該項技術者在審閱上述闡述時將顯見瞭解許多其他實施例。因此，本發明之範疇應藉助參照隨附專利申請範圍以及此等專利申請範圍所授權之等效形式之全部範疇來確定。在隨附申請專利範圍中，存在之術語"包含(including)"及"其中(in which)"分別地用作相應術語"包括(comprising)"及"其中(wherein)"通俗英語等效形式。此外，術語"第一"、"第二"及"第三"等等僅用作標籤，並不意欲對其對象施加數字要求。
自對以實例方式給出並結合隨附圖式理解之較佳實施例之以上闡述可得出對本發明之一更詳細理解，其中
圖1圖解說明一在本發明之上下文中之參考網路架構及裝置類型；且
圖2圖解說明一體現本發明之實例性參考MAC結構。
(無元件符號說明)

Claims (15)

  1. 一種在一無線系統中彈性地支援集中式及分佈式MAC協定模式兩者之通信方法，該方法包括：部署一新再現(new recurring)MAC超框結構(m-1、m、m+1)，其包含：使用一信標週期(beacon period；BP)，倘若一裝置操作為協調一集中式子網路(centralized subnet)之一主裝置(master device)且倘若該裝置操作為一分佈式子網路中之一對等裝置(peer device)，則該裝置強制地在該信標週期中傳送一信標，且其中倘若該裝置操作為一從裝置(slave device)，則該裝置避免傳送一信標；使用一資料/感測/睡眠週期(DSSP)，其用於用以偵測認知系統中之主要使用者之資料選擇性通信、睡眠及頻道感測；部署一獨立於該信標週期(BP)之傳訊窗口(SW)，該傳訊窗口(SW)用於經由網路進入訊息(network entry messages)及頻道保留請求(channel reservation requests)進行控制管理資訊(control management information)交換，其中該傳訊窗口(SW)可為任何裝置所使用，無論該裝置係操作為一主裝置、一對等裝置或一從裝置。
  2. 一種支援集中式及分佈式MAC協定模式兩者之彈性無線系統，該系統包括：一裝置，其經調適以在任何給定時間內操作為一主裝置、一對等裝置及一從裝置三者中任 一者，當該裝置操作為一主裝置時，其協調一集中式子網路，當該裝置操作為一從裝置時，其參與一集中式子網路且不作為一子網路協調器(coordinator)，且當該裝置操作為一對等裝置時，其參與一分佈式子網路，該裝置經調適以利用一再現MAC超框結構進行通信，該再現MAC超框結構包括：一信標週期，倘若該裝置操作為一主裝置或一對等裝置，則該裝置經調適以強制地在該信標週期中傳送一信標，且倘若該裝置操作為一從裝置，則該裝置經調適以避免傳送一信標；一資料/感測/睡眠週期(DSSP)，該裝置經調適以在該資料/感測/睡眠週期中實現以下操作之至少一者：用以偵測認知系統中之主要使用者之資料選擇性通信、睡眠及頻道感測；及一獨立於該信標週期(BP)之傳訊窗口(SW)，該傳訊窗口(SW)經調適以用於經由如網路進入訊息之訊息及頻道保留請求(channel reservation requests)進行控制管理資訊(control management information)交換，無論該裝置係操作為一主裝置、一從裝置或一對等裝置。
  3. 如請求項2之彈性無線系統，其中該裝置經調適以實現該信標週期(BP)之經控制之頻道存取，其中該頻道存取係基於保留。
  4. 如請求項3之彈性無線系統，其中該裝置經調適以實現該頻道存取，該頻道存取係基於TDMA。
  5. 如請求項2之彈性無線系統，其中該裝置經調適以在由該信標週期(BP)所劃分成的多個相等信標槽(0,1...,n)之其中一者中傳送一信標，該多個相等信標槽(0,1...,n)係自零編號並逐一增加。
  6. 如請求項5之彈性無線系統，其中該裝置經調適以在該裝置本身所擁有的一特定信標槽中發送一信標並收聽其他信標槽。
  7. 如請求項5之彈性無線系統，其中除宣傳可應用之現有標準中所界定之內容之外，該裝置經調適以利用其信標來選擇性地宣傳其本身所擁有的的超框編碼、裝置類型、子網路ID及傳訊窗口長度。
  8. 如請求項2之彈性無線系統，其中該裝置經調適以在傳送一信標時確認、更新及宣傳該信標週期(BP)之一長度之一調整，其中該長度可在一預定最小槽數目與一預定最大槽數目之間進行調節。
  9. 如請求項2之彈性無線系統，其中該裝置經調適以實現一用於該傳訊窗口以競爭為基礎(contention based)之頻道存取方法。
  10. 如請求項9之彈性無線系統，其中該裝置經調適以自槽式aloha及CSMA(載波感測媒體存取)選擇該以競爭為基礎之頻道存取方法，其中使用一小於一規則媒體存取槽(MAS)長度之傳訊槽長度。
  11. 如請求項2之彈性無線系統，其中該裝置經調適以根據一使用策略在該資料/感測/睡眠週期(DSSP)中實現資料 選擇性通信，該使用策略在該信標中由信標傳輸裝置所公開。
  12. 如請求項11之彈性無線系統，其中當該裝置經調適以請求加入該信標週期時，該信標週期擴展，且當該裝置經調適以請求離開該信標週期時，該信標週期縮減大小。
  13. 如請求項11之彈性無線系統，其中倘若該裝置操作為一信標傳輸裝置，則該裝置經調適以請求該傳訊窗口(SW)在一最小長度與一最大長度之間之一擴展。
  14. 如請求項13之彈性無線系統，其中該裝置經調適以在其信標中包含一資訊元素，該資訊元素代表對於該傳訊窗口(SW)之擴展之請求。
  15. 一種包括集中式及分佈式網路之至少一者的無線系統，該至少一者實施部署一新MAC超框結構之步驟，該新MAC超框結構包括：一再現MAC超框，其包含：一信標週期(BP)；一資料/感測/睡眠週期(DSSP)，其用於用以偵測認知系統中之主要使用者之資料選擇性通信、睡眠及頻道感測；及獨立於該信標週期之一經保留之傳訊窗口(SW)，其用於交換網路進入訊息及頻道保留請求；其中該無線系統支援一信標操作，該系統包含用於選擇性地參與該信標操作之一處於分佈式模式之對等信標裝置及一處於集中式模式之主信標裝置，以及一 與該主信標裝置相關聯之從信標裝置；其中該傳訊窗口(SW)被組態並開放以由包含新裝置及非信標從裝置(non-beaconing device)在內之任一裝置所使用；其中該傳訊窗口(SW)具有可在一最小SW長度與一最大SW長度之間進行調節之持續時間；及其中一信標裝置包含一資訊元素，其中若一傳訊窗口(SW)變得過載，則該資訊元素請求SW長度擴展。
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Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8494546B2 (en) 2006-10-16 2013-07-23 Stmicroelectronics, Inc. Method of inter-system communications dynamic spectrum access network systems-logical control connections
US8254922B2 (en) 2006-10-16 2012-08-28 Stmicroelectronics, Inc. Zero delay frequency switching with dynamic frequency hopping for cognitive radio based dynamic spectrum access network systems
US7869400B2 (en) * 2006-10-16 2011-01-11 Stmicroelectronics, Inc. Method of inter-system coexistence and spectrum sharing for dynamic spectrum access networks-on-demand spectrum contention
US20080130592A1 (en) * 2006-12-04 2008-06-05 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus and method for managing medium access slot in wireless personal area network
US8824432B2 (en) * 2008-01-16 2014-09-02 Stmicroelectronics, Inc. Beaconing period framing for efficient multi-channel inter-cell communications in cognitive radio networks
US8780882B2 (en) * 2008-01-16 2014-07-15 Stmicroelectronics, Inc. On-demand spectrum contention for inter-cell spectrum sharing in cognitive radio networks
US8248989B2 (en) * 2008-11-05 2012-08-21 Electronics And Telecommunications Research Institute Wireless network system using cyclic frame
KR101255228B1 (ko) * 2008-11-11 2013-04-16 한국전자통신연구원 무선 애드-혹 네트워크에서 분산채널호핑방법
US20100142463A1 (en) * 2008-12-05 2010-06-10 Stmicroelectronics, Inc. Frame-based on-demand spectrum contention protocol-messaging method
WO2010073168A2 (en) * 2008-12-23 2010-07-01 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Self-coexistence of devices in a flexible wireless system including two or more wireless networks that share a frequency band
JP5676468B2 (ja) * 2008-12-23 2015-02-25 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 柔軟な無線ネットワークにおけるチャネル予約
US20100165916A1 (en) * 2008-12-31 2010-07-01 Chunjie Duan Wireless Star Network with Standby Central Node
US8194576B2 (en) * 2009-03-27 2012-06-05 Research In Motion Limited Wireless access point methods and apparatus using dynamically-activated service intervals
JP5237450B2 (ja) * 2009-06-16 2013-07-17 株式会社東芝 通信装置
KR101580325B1 (ko) * 2009-07-01 2015-12-23 삼성전자주식회사 피코넷 마스터 노드 온/오프 스케줄링을 위한 프레임 구조 및 그 방법
US9107221B2 (en) * 2009-09-25 2015-08-11 Intel Corporation Configurable contention-based period in mmWave wireless systems
US20110143665A1 (en) * 2009-12-15 2011-06-16 Carlos Cordeiro Method and apparatus for multiple access for directional wireless networks
CN102859904B (zh) * 2010-02-22 2015-02-25 三星电子株式会社 在无线通信网络中管理资源的方法和设备
US8509105B2 (en) 2010-06-23 2013-08-13 Nokia Corporation Method and apparatus for device-to-device network coordination
KR101843189B1 (ko) * 2010-09-03 2018-03-28 한국전자통신연구원 광대역 무선통신 시스템의 통신 장치에서 통신 채널 선택 방법 및 그 장치
CN102026099B (zh) * 2010-11-16 2013-04-17 西安电子科技大学 无线体域网中自适应低时延媒体接入控制方法
KR101234251B1 (ko) * 2011-07-15 2013-02-18 세종대학교산학협력단 슈퍼프레임 구조를 이용한 동적 채널 할당 방법 및 이를 이용한 통신 장치
US9198195B2 (en) * 2011-08-05 2015-11-24 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for improving coexistence of synchronous and asynchronous nodes in a synchronous MAC system
WO2013036092A2 (ko) * 2011-09-09 2013-03-14 엘지전자 주식회사 Wi-fi(wireless fidelity) p2p(peer to peer) 통신을 위한 방법 및 이를 위한 장치
CA2851594A1 (en) * 2011-10-11 2013-04-18 Pertti Alapuranen Cognitive mobile time division duplex ad-hoc network
US9185726B2 (en) * 2012-01-09 2015-11-10 Qualcomm Incorporated System and method of communication using distributed channel access parameters
KR101949800B1 (ko) 2012-01-16 2019-02-19 삼성전자주식회사 동적 프로토콜을 재구성하기 위하여 슈퍼 프레임을 사용하는 통신 장치 및 동적 프로토콜을 재구성하기 위한 센서 노드 및 허브 장치의 메시지 교환 방법
CN102857327B (zh) * 2012-04-16 2014-12-03 华为技术有限公司 一种数据传输方法和装置
US9313738B2 (en) * 2012-06-11 2016-04-12 Broadcom Corporation Methods for efficient power management in 60 GHz devices
WO2014001602A1 (en) * 2012-06-28 2014-01-03 Nokia Corporation Controlling transmissions in communication network
US11026170B2 (en) * 2012-08-01 2021-06-01 Texas Instruments Incorporated Beacon scheduling for wireless networks
CN103118435B (zh) 2012-12-11 2015-11-25 华为技术有限公司 一种节点调度方法、设备及系统
US9749974B2 (en) 2013-01-16 2017-08-29 Intel IP Corporation Methods and arrangements for frame transmissions
CN105557047A (zh) * 2013-07-12 2016-05-04 康维达无线有限责任公司 对等通信的增强
KR102164060B1 (ko) * 2013-07-17 2020-10-12 한국전자통신연구원 피어 인식 통신 네트워크의 운용 방법
CN103747006A (zh) * 2014-01-20 2014-04-23 沈阳化工大学 一种无线控制网络的媒介访问控制方法
US9166648B2 (en) * 2014-02-21 2015-10-20 Landis+Gyr Innovations, Inc. System and method for time adjustment in a time synchronized channel hopping network
US9762496B2 (en) * 2014-02-25 2017-09-12 Qualcomm Incorporated Slotted message access protocol for powerline communication networks
US9319848B2 (en) 2014-05-02 2016-04-19 Macmillan New Ventures, LLC Audience response communication system with long beacon
JP6403556B2 (ja) * 2014-12-03 2018-10-10 三菱電機株式会社 ゲートウェイ装置、スマートメータおよび無線メッシュネットワーク
CN105072699B (zh) * 2015-07-20 2019-01-01 深圳市远望谷信息技术股份有限公司 主从设备中快速分配多个从设备接入时隙的方法及装置
US20170127439A1 (en) * 2015-10-29 2017-05-04 Qualcomm Incorporated Collision Handling in Multi-Subscription Wireless Communication Devices
KR101798421B1 (ko) 2016-07-26 2017-11-16 한국해양과학기술원 시간분할채널접속 방식에서 노드 고유 id를 이용한 전송채널슬롯 결정방법
US10212658B2 (en) * 2016-09-30 2019-02-19 Kinetic Technologies Systems and methods for managing communication between devices
US10757484B2 (en) 2017-01-05 2020-08-25 Kinetic Technologies Systems and methods for pulse-based communication
CN112688754B (zh) 2017-12-27 2022-05-17 华为技术有限公司 基于灵活以太网FlexE传输业务流的方法和装置
US11329842B2 (en) * 2020-02-07 2022-05-10 Ademco Inc. Dynamic superframe slotting
CN113747582B (zh) * 2021-08-18 2024-04-05 珠海中慧微电子有限公司 信标时隙区的配置方法、装置、存储介质及节点
JP2023113008A (ja) * 2022-02-02 2023-08-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 制御装置、インターホンシステム、制御方法、プログラム、共同玄関装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050122935A1 (en) * 2003-11-06 2005-06-09 Christophe Mangin Methods and devices for managing a shared transmission medium
TW200607268A (en) * 2004-05-05 2006-02-16 Nokia Corp Adaptive beacon period in a distributed network
US20060239220A1 (en) * 2005-04-22 2006-10-26 Ulrico Celentano Reducing beacon slot acquisition time in distributed media access control network
WO2007106042A1 (en) * 2006-03-15 2007-09-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. A distributed wireless medium access control protocol for ad-hoc networks

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6934554B2 (en) * 2001-02-21 2005-08-23 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Radio communication system
US7957356B2 (en) * 2002-05-13 2011-06-07 Misomino Chi Acquisitions L.L.C. Scalable media access control for multi-hop high bandwidth communications
RU2378779C2 (ru) 2004-02-06 2010-01-10 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. ПРОТОКОЛ РАССЫЛКИ СИГНАЛОВ-МАЯКОВ ДЛЯ ad-hoc СЕТЕЙ
BRPI0509065A (pt) 2004-03-24 2007-08-21 Koninkl Philips Electronics Nv método para um protocolo de perìodo de balizamento e aparelho de balizamento distribuìdo para um dispositivo em uma rede ad-hoc
US7890116B2 (en) * 2004-05-05 2011-02-15 Nokia Corporation Adaptive beacon period in a distributed network
US7312703B2 (en) * 2005-10-20 2007-12-25 Hoogenboom Christopher L Initialization of a sensor for monitoring the structural integrity of a building

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050122935A1 (en) * 2003-11-06 2005-06-09 Christophe Mangin Methods and devices for managing a shared transmission medium
TW200607268A (en) * 2004-05-05 2006-02-16 Nokia Corp Adaptive beacon period in a distributed network
US20060239220A1 (en) * 2005-04-22 2006-10-26 Ulrico Celentano Reducing beacon slot acquisition time in distributed media access control network
WO2007106042A1 (en) * 2006-03-15 2007-09-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. A distributed wireless medium access control protocol for ad-hoc networks

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Sarkar et al. A QoS and power aware MAC layer protocol for wireless ad hoc networks