TWI526020B - 無線直接鏈結操作方法及裝置 - Google Patents

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TWI526020B
TWI526020B TW100141804A TW100141804A TWI526020B TW I526020 B TWI526020 B TW I526020B TW 100141804 A TW100141804 A TW 100141804A TW 100141804 A TW100141804 A TW 100141804A TW I526020 B TWI526020 B TW I526020B
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馬提諾 法瑞達
薩阿德 艾哈邁德
洛可 迪吉羅拉墨
阿特曼 陶格
珍 路易斯 高夫烈
弗蘭茨娃 佩瑞阿德
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內數位專利控股公司
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    • H04W88/00Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/02Terminal devices
    • H04W88/06Terminal devices adapted for operation in multiple networks or having at least two operational modes, e.g. multi-mode terminals

Description

無線直接鏈結操作方法及裝置
本申請要求2010年11月16日申請的No.61/414,125、2011年1月3日申請的No.61/429,269、2011年2月3日申請的No.61/439,241、2011年2月3日申請的No.61/439,251和2011年3月22日申請的No.61/466,235美國臨時專利申請的權益,每個申請的內容以引用的方式結合於此。
在家庭或辦公室中的無線通信環境典型地包括若干獨立開發的無線電存取技術和標準。這些技術最初被設計用於目標應用,並且它們對這些應用來說進行得相對好。在典型的家庭或辦公室環境中,對內容(例如網頁、視頻等)的存取通過家庭所有者的IP回載連接被提供給寬頻資料機。該連接一般地通過數位用戶線(DSL)、電纜、衛星鏈結等得以實現。移動服務通過胞元網路、通過位於家庭或辦公室中的巨集胞元或毫微微胞元(femto cell)得以提供。無線區域網路(WLAN)存取點(AP)使用基於802.11的WiFi技術提供電腦、膝上型電腦、印表機等之間的連接性。
點對點鏈結也是可用的(例如使用藍芽技術)以允許諸如照相機、PC、數字鍵盤、滑鼠、行動電話、無線頭戴式受話器(headset)等 這樣的裝置間的連接。這些鏈結一般地是低頻寬的並且服務於特定目的。一些高吞吐量點對點鏈結在家庭或辦公室中是可用的。這樣的高速鏈結的示例是用於視頻分發電纜替代(即機上盒到電視的連接)。當前,這些高吞吐量點對點鏈結基本上是固定的,即不能基於在給定時間的環境或該鏈結所涉及的裝置的能力來動態地配置它們。
802.11標準支持允許從一個站台(STA)到另一個站台的雙向鏈結使得訊框不經過AP的直接鏈結特徵。一旦建立起直接鏈結,兩個STA間的所有訊框被直接交換。該直接鏈結提供有效使用無線媒體的手段,因為訊務不需要通過AP路由。
第1圖示出了用於直接鏈結建立的握手過程示例。想與STA 2交換訊框的STA 1首先向AP發送包括其能力的請求訊框(12)。在檢查到STA 2關聯於由AP管理的基本服務集(BSS)中的AP後,該AP向STA 2轉發該請求(14)。如果STA 2接受該直接鏈結請求,它向AP發送回應(16),該AP然後將該回應轉發給STA 1(18)。在這之後,直接鏈結被建立,在STA 1和STA 2之間交換的所有訊框在這兩個站台之間被直接發送。這些站台繼續與BSS內的其他裝置競爭媒體(使用載波感測多重存取(CSMA))。
802.11z標準開發對802.11 DLS的擴展。802.11z定義隧道DLS(TDLS)。802.11z的主要目的是提供獨立於AP的DLS。第2圖示出了用於IEEE 802.11z中直接鏈結建立的示例過程。STA 1通過AP向STA 2發送直接鏈結請求(22),STA 2通過AP向STA 1發送回應(24)。DLS信令訊框被封裝在資料訊框中,以使它們通過AP透明地被傳送。這導致不需要任何TDLS特徵的在AP內實現的簡單的2次握手。
與使用普通DLS一樣,在由802.11z定義的TDLS中,在直接鏈結中涉及的STA使用與常規BSS訊務相同的頻帶,並且它們通過CSMA競爭該訊務。DLS/TDLS訊務和普通BSS訊務直接的不同在於在DLS/TDLS中,訊框在兩個STA間直接交換而不經過AP。
由於頻寬需求持續增長,使用用於802.11的工業、科學和醫藥(ISM)無線電頻帶之外的頻帶的技術變得更流行。預期的可被用於WLAN通信的兩個新的潛在未授權(unlicensed)頻帶是電視(TV)空白空間(TVWS)和60GHz未授權頻寬。
在美國,從54MHz到806MHz的408MHz的頻譜被分配給TV。當前,該頻譜的108MHz正被重開發用於通過拍賣的商業操作和公共安全應用。該主要無線電頻譜的剩餘300MHz將仍專用於空中TV操作。然而,在整個美國,該300MHz資源的部分仍然未使用。未使用頻譜的量和精確頻率隨地點的不同而不同。這些未使用的頻譜部分被稱為TVWS。聯邦通信委員會(FCC)正在考慮開放這些未使用的TVWS頻率用於各種未授權使用。因為位於最主要城市區域之外的TV站台較少,未佔用的TVWS頻譜的大部分在低人口密度或傾向於受諸如DSL或電纜這樣的其他寬頻選項不足服務的鄉村區域中是可用的。每個可用TV頻道提供6MHz的、可用於寬頻連接性的頻譜容量。TVWS將具有大得多的覆蓋區域(由於在這些頻率處信號的長範圍傳播)。例如,操作在TVWS中的WLAN AP提供對數平方英里的區域的覆蓋。相反,諸如802.11b/g/n這樣的當前操作的無線裝置具有150平方英尺的平均覆蓋區域。若干標準團體,包括IEEE 802.19.1,當前正在開發用於WLAN操作和TVWS中其他裝置的標準。
最近,FCC為免費授權(license-free)操作分配了57-64GHz之間的7GHz未頻道化的頻譜。這與在2-6GHz之間分配給WiFi和其他免費授權的應用少於0.5GHz的頻譜形成對比。在60GHz頻帶中分配的頻譜使具有數十億位元(multi-gigabit)無線電頻率鏈結成為可能。免費授權的60GHz無線電具有使它們顯著地不同於傳統2.4GHz或5GHz免費授權無線電的獨特特性。特別地,該技術很好地將它自身引入需要非常高資料速度的低移動性室內應用,例如多媒體串流、快速上傳/下載和無線對接站台(wireless docking station)。IEEE 802.11ad組已提交了一份用於改變當前802.11標準的提案,以便規定新的實體層(PHY)和媒體存取控制(MAC)來支援60GHz無線電。
802.11網路採用週期信標來時間同步網路中的所有裝置。信標訊框包括廣播網路可用性的信元。包括在信標訊框中的一些參數是信標間隔、時間戳、網路身份(ID)、支援的速率等。這些信標鬆散地定義了802.11中的訊框結構(即在兩個連續信標訊框之間的時間間隔期間發生資料傳輸)。
802.11任務組ad(TGad)已為802.11定義了新的訊框結構。第3圖示出了802.11ad中的訊框結構(信標間隔結構)。信標間隔被劃分為信標時間(BT)、關聯波束成形(beamforming)訓練(A-BFT)、宣告時間(AT)和資料傳送時間(DTT)。BT是在其期間一個或多個毫米波(mmWave)信標訊框被傳輸的存取週期。A-BFT是在其期間使用個人BSS控制點(PCP)或AP進行波束成形訓練的存取週期。AT是在其期間PCP或AP傳送非MAC服務資料單元(MSDU)並向STA提供存取機會返回非MSDU之基於請求- 回應的管理存取週期。DTT是在其期間在STA之間進行訊框交換的存取週期。DTT包括基於競爭的週期(CBP)和服務週期(SP)。
公開了用於無線直接鏈結操作的方法和裝置。動態頻譜管理(DSM)系統包括多個站台和中央實體。多個不同的無線電存取技術在DSM系統中被採用,並且該中央實體協調和管理在該網路中的無線通信。直接鏈結站台可具有單一的無線電或多於一個的無線電。
直接鏈結站台在第一組頻道上週期地從存取點(AP)接收信標,並且在第二組頻道上具有直接鏈結。直接鏈結站台可從AP接收指示隨後的(following)目標信標傳輸時間(TBTT)是同步TBTT(STBTT)的直接鏈結同步消息。該直接鏈結站台在STBTT期間使直接鏈結頻道無聲。直接鏈結站台可在STBTT期間或STBTT之後接收關於直接鏈結的控制消息。直接鏈結站台可不通過直接鏈結向對等直接鏈結站台發起傳輸,除非在STBTT之前可完成該傳輸或對該傳輸的應答。
直接鏈結站台可在直接鏈結的主頻道上進行載波感測多重存取(CSMA),並通過主頻道CSMA獲得對所有直接鏈結頻道的存取。直接鏈結站台可將無線電頻率切換至DSM頻道以根據TBTT週期地從AP接收信標消息。直接鏈結站台可不通過直接鏈結向對等直接鏈結站台發起傳輸,除非在TBTT之前可完成該傳輸或對該傳輸的應答。
直接鏈結站台可在信標消息中接收訊務指示,並且如該訊務指示指示AP具有該直接鏈結站台的單播、多播或廣播資料,則在DSM頻道 上向AP發送輪詢消息,並且在第二組頻道上從AP接收該資料。如果直接鏈結站台具有傳送給AP的資料,該直接鏈結站台可在切換頻道之前向對等直接鏈結站台發送直接鏈結中斷請求。
可進行連接性映射過程以建立網路中裝置的連接性、服務或能力的映射。該過程可由中央實體向裝置發送連接性查詢宣告消息來發起。直接鏈結站台廣播連接性查詢消息,以使其他站台測量該消息並向該直接鏈結站台報告該測量。直接鏈結站台還測量來自其他站台的回應消息,並且向中央實體發送包括它自己的測量和其他站台的測量的報告,以用於更新連接性映射。
如果DSM鏈結故障,直接鏈結站台可請求對等直接鏈結站台作為到中央實體之DSM鏈結的中繼。對等站台然後向中央實體發送維生消息以指示該直接鏈結站台作為中繼,並將從AP接收的消息通過直接鏈結轉發給對等直接鏈結站台。
STA‧‧‧站台
DLME‧‧‧直接鏈結管理實體
PCP‧‧‧個人BSS控制點
AP‧‧‧存取點
TBTT‧‧‧信標傳輸時間
DTIM‧‧‧傳遞訊務指示消息
12‧‧‧請求訊框
14‧‧‧請求
16、24‧‧‧回應
18‧‧‧STA 1(站台1)
22‧‧‧直接鏈結請求
100‧‧‧通信系統
102a、102b、102c、102d‧‧‧無線發射/接收單元(WTRU)
104‧‧‧無線存取網路(RAN)
106‧‧‧核心網路
108‧‧‧公共交換電話網路(PSTN)
110‧‧‧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‧‧‧傳送/接收元件
124‧‧‧揚聲器/麥克風
126‧‧‧數字鍵盤
128‧‧‧顯示器/觸控板
130‧‧‧不可移動記憶體
132‧‧‧可移動記憶體
134‧‧‧電源
136‧‧‧全球定位系統(GPS)晶片組
138‧‧‧其他週邊設備
140a、140b、140c‧‧‧節點B
142a、142b‧‧‧RNC(無線網路控制器)
144‧‧‧媒體閘道(MGW)
146‧‧‧移動交換中心(MSC)
148‧‧‧服務GPRS支援節點(SGSN)
150‧‧‧閘道GPRS支援節點(GGSN)
510‧‧‧DSM引擎
520‧‧‧DSM用戶端
530‧‧‧胞元網路
540‧‧‧TVWS資料庫
550‧‧‧IP網路
1、2‧‧‧裝置
606‧‧‧直接鏈結請求
608‧‧‧頻道
610‧‧‧查詢回應
612‧‧‧TVWS頻率的分配
614‧‧‧TVWS頻率
616‧‧‧直接鏈結回應
618‧‧‧直接鏈結通信
1、2、3、4、5、6、7、8‧‧‧頻道
802‧‧‧TBTT
804‧‧‧STBTT
806‧‧‧直接鏈結同步消息
808‧‧‧頻道切換消息
902、916‧‧‧發送直接鏈結建立消息
904、918‧‧‧打開60GHz無線電
906‧‧‧傳統PCP
908‧‧‧切換請求
910‧‧‧回應
912‧‧‧PCP
914、920‧‧‧發送直接鏈結建立回應
922‧‧‧向指定站台發送加入請求
924‧‧‧指定站台使用加入回應回應
926‧‧‧發送直接鏈結排程資訊
928‧‧‧發送擴展排程元素
930‧‧‧在指定站台和站台B之間交換
932‧‧‧終止直接鏈結
934、936‧‧‧發送直接鏈結終止請求
938、944‧‧‧關閉60GHz無線電
940‧‧‧向傳統PCP發送切換請求
942‧‧‧傳統PCP回應於指定站台
1002‧‧‧CBP(基於競爭的週期)
1004‧‧‧服務週期(SP)
1006、1008、1102‧‧‧時槽
1402‧‧‧發送輪詢消息
140‧‧‧4直接鏈結TXOP(傳輸時機)
1502‧‧‧輪詢消息
1504‧‧‧資料
1506、1508‧‧‧資料訊框
1802、1808‧‧‧AIFS+退回期間
1804、1810‧‧‧發送頻道存取消息
1806、1812‧‧‧發送PDU
2010‧‧‧DSM引擎
2020‧‧‧DSM用戶端
2012、2022‧‧‧伺服器版本
2014‧‧‧頻寬分配控制(BAC)實體
2016‧‧‧AP
2412‧‧‧資料封包
2502、2602、2702、2802‧‧‧TIM
2506、2512、2610、2710、2810‧‧‧資料
2510、2604、2606、2704、2706、2804、2806、3008‧‧‧PS-輪詢
2514、2616、2618、2620、2622‧‧‧應答
2608、2708、2808‧‧‧資料被發送給STA A
2612‧‧‧AP-STA B通信
2614、2714、2816‧‧‧發送輪詢消息
2624、2724、2830‧‧‧返回直接鏈結頻道
2626、2628‧‧‧交換輪詢消息和直接鏈結訊務
2712‧‧‧計時器
2716、2718、2720、2722‧‧‧應答
2726、2832‧‧‧傳遞直接鏈結訊務
2812‧‧‧發送單播完成請求
2814‧‧‧發送單播完成回應
2818、2820、2822、2824‧‧‧確認
2826、2828‧‧‧回應
2904‧‧‧廣播/多播訊框
2906‧‧‧DTIM
3002‧‧‧發送直接鏈結中斷請求消息(DLIRM)
3004‧‧‧使用直接鏈結中斷確認消息(DLICM)
3210‧‧‧中央節點
3220‧‧‧終端裝置
3230、3302、3510a,3510b‧‧‧直接鏈結管理實體(DLME)
3240‧‧‧外部實體
3302‧‧‧AP關聯
3304‧‧‧用戶端附著消息
3306、3308、3402、3404、3504、3506‧‧‧查詢宣告消息
3314‧‧‧連接性報告消息
3316、3410、3512‧‧‧更新連接性映射
3318、3412、3514‧‧‧連接性消息
3408a,3408b,3408c‧‧‧感測的測量
3414、3516‧‧‧網路節點
3502‧‧‧觸發
3602‧‧‧直接鏈結
3604‧‧‧頻道和頻帶
3606、3608、3616、3618‧‧‧發送直接鏈結建立回應
3610‧‧‧開始
3612‧‧‧直接鏈結建立請求
3614‧‧‧連接性檢查
3702‧‧‧STA A-STA B鏈結
3704‧‧‧STA C-STA D鏈結
3706‧‧‧建立直接鏈結
3708‧‧‧不建立直接鏈結
3802‧‧‧直接鏈結是否活動
3804、3806、3810、3814‧‧‧觸發直接鏈結拆除
3808‧‧‧拆除該直接鏈結的請求
3812、3818‧‧‧觸發直接鏈結建立
3816‧‧‧建立直接鏈結的請求
3902、3904‧‧‧直接鏈結監測過程
3906、3914‧‧‧直接鏈結
3908、3910‧‧‧將請求轉發給STA 2
3912‧‧‧度量
3916、3918、3938‧‧‧發送失敗消息
3920‧‧‧建立
3922‧‧‧發送直接鏈結建立消息
3924‧‧‧連接性
3932‧‧‧請求
3934、3936‧‧‧頻道
3942‧‧‧共用DSM鏈結
3948‧‧‧配置消息
3952、3966‧‧‧使用直接鏈結通信
3936‧‧‧可用頻道
3954‧‧‧頻帶
3956‧‧‧連接性發現
3960‧‧‧直接鏈結頻道集資訊
3962‧‧‧配置資訊
4002、4004‧‧‧直接鏈結監測過程
4006‧‧‧直接鏈結
4008‧‧‧發送直接鏈結建立請求
4010‧‧‧發送直接鏈結建立消息
4012‧‧‧鏈結性
4024‧‧‧頻道
4026、4044‧‧‧發送失敗消息
4030‧‧‧共用DSM鏈結
4038‧‧‧將配置消息轉發給STA 2
4040‧‧‧建立直接鏈結
4042‧‧‧不需要直接鏈結
4046‧‧‧直接鏈結已被拒絕
4048‧‧‧返回釋放的頻道
4050‧‧‧發送成功指示
4054‧‧‧使用直接鏈結通信
4056‧‧‧頻帶
4058‧‧‧連接性發現
4064‧‧‧配置資訊
4102、4104、4106、4108‧‧‧消息
4202‧‧‧直接鏈結建立請
4204‧‧‧發送BA請求
4206、4208‧‧‧分配頻道ID
4214‧‧‧發送直接鏈結建立回應
4212‧‧‧STA 2(目的站台)
4216‧‧‧STA 1
4302‧‧‧直接鏈結滿意查詢消息
4304‧‧‧直接鏈結滿意查詢回應
4306‧‧‧回應
4310、4316‧‧‧直接鏈結重配置
4312‧‧‧主頻道
4314‧‧‧直接鏈結不重配置
4408‧‧‧重配置決定過程
4414、4514‧‧‧可用頻道
4416、4516‧‧‧DLME
4418‧‧‧直接鏈結
4502、4802、4902‧‧‧站台通過直接鏈結(頻道集A)通信
4504、4804‧‧‧估計直接鏈結頻道集和DSM鏈結頻道集
4511‧‧‧重配置直接鏈結頻道
4512‧‧‧提供替換頻道
4518‧‧‧重配置站台的直接鏈結
4822‧‧‧重配置DSM頻道
4814‧‧‧直接鏈結可被重配置或拆除
4816‧‧‧直接鏈結拆除或重配置
4904‧‧‧站台進行直接鏈結監測過程
4906‧‧‧任意一個直接鏈結站台
4908‧‧‧DSM鏈結的中繼
4910‧‧‧向DLME發送“維生”消息
4912、4942‧‧‧監測“維生”消息
4914‧‧‧將廣播訊務(包括信標)轉發給站台1
4916‧‧‧觀測視窗
4920、4938‧‧‧直接鏈結通信
4922、4940‧‧‧站台估計DSM頻道集
4924、4934、4944‧‧‧DSM鏈結
4926‧‧‧終止中繼DSM訊務
4928‧‧‧停止向DLME發送“維生”消息
4930‧‧‧停止監測維生消息
4932‧‧‧停止向站台1轉發廣播消息
4936‧‧‧開始計時器
4946‧‧‧停止計時器
4952‧‧‧釋放頻道返回BAC
4954‧‧‧返回掃描或發現模式
2112‧‧‧DLME
5120‧‧‧AP
5114‧‧‧BAC
5110‧‧‧DSM引擎
5116‧‧‧感測工具箱
5130‧‧‧TVWS資料庫
更詳細的理解可以從下述結合附圖以示例的方式給出的描述中得到,其中:第1圖示出了直接鏈結建立的示例握手過程;第2圖示出了IEEE 802.11z中直接鏈結建立的示例過程;第3圖示出了802.11ad中的訊框結構;第4(A)圖是在其中可實現一個或多個公開的實施例的示例通信系統的 系統圖;第4(B)圖是可在第4(A)圖所示的通信系統中使用的示例無線發射/接收單元(WTRU)的系統圖;第4(C)圖是可在第4(A)圖所示的通信系統中使用的示例無線電存取網路和示例核心網路的系統圖;第5圖示出了DSM系統的示例結構;第6圖示出了在TVWS中的兩個裝置間建立直接鏈結的示例信令流;第7圖示出了使用分離無線電在用戶端裝置之間的直接鏈結上的示例傳輸和接收;第8圖示出了STBTT和直接鏈結同步消息的示例傳輸;第9(A)和9(B)圖示出了在60GHz上用於直接鏈結建立的示例信令流;第10圖示出了具有基於競爭的週期(CBP)的示例訊框格式;第11圖示出了具有僅有服務週期(SP)的資料傳輸時間(DTT)的示例訊框格式;第12圖示出了在用戶端處使用單一無線電的示例直接鏈結建立;第13圖示出了兩個活動直接鏈結(高頻寬直接鏈結1和較低頻寬直接鏈結2)的受控存取週期(CAP)的示例使用;第14圖示出了通過發送輪詢消息建立直接鏈結以發起CAP的示例過程;第15圖示出了在直接鏈結傳輸時機(TXOP)期間載入(piggybacked)應答(ACK)的示例傳輸;第16圖示出了聚合(aggregated)頻道共用的示例消息流; 第17圖示出了示例DSM鏈結和直接鏈結操作,其中直接鏈結和DSM鏈結都使用主頻道預留媒體;第18圖示出了在主頻道上實現CSMA的DSM鏈結和直接鏈結上的示例傳輸;第19圖示出了使用不同的主頻道之在DSM鏈結和直接鏈結上的示例傳輸;第20圖示出了包括DSM引擎的示例DSM系統結構;第21圖示出了使用模式I的直接鏈結的示例操作;第22圖示出了使用模式Ⅱ的直接鏈結的示例操作;第23圖示出了模式Ⅱ直接鏈結中的示例時間多工操作;第24(A)和24(B)圖示出了在TBTT之STA的示例操作;第25圖示出了在DSM鏈結上從AP到STA的單播訊框的示例傳輸;第26圖示出了在DSM頻道上單播傳輸後重新建立直接鏈結的示例信令流;第27圖示出了在DSM頻道上單播傳輸後重新建立直接鏈結的示例信令流;第28圖示出了使用站台間握手之直接鏈結重新建立的示例信令流;第29圖示出了在DSM鏈結上從AP到直接鏈結STA的廣播/多播訊框的示例傳輸;第30圖示出向AP的直接鏈結STA傳輸的示例握手;第31圖示出了空間鏈結(space link)的示例;第32圖示出了用於終端到終端直接鏈結管理的、包括中央節點和多個 終端裝置的示例網路結構;第33圖示出了在終端關聯後連接性資訊收集的示例信令流;第34圖示出了週期連接性資訊更新的示例信令流;第35圖示出了示例按需求(on-demand)連接性資訊收集;第36圖示出了使用連接性和能力映射的直接鏈結建立的示例信令流;第37圖是連接性檢查的過程的示例流程圖;第38(A)和38(B)圖示出了示例直接鏈結監測過程;第39(A)至39(C)圖是根據一個實施方式直接鏈結建立或啟動的過程的示例流程圖;第40(A)至40(D)圖是根據另一個實施方式直接鏈結建立或啟動的過程的示例流程圖;第41圖示出了直接鏈結建立的示例消息交換;第42圖示出了用於直接鏈結建立在直接鏈結站台和DSM引擎之間的示例信令流;第43圖示出了作出直接鏈結重配置決策的過程的示例流程圖;第44圖是直接鏈結頻道設置重配置的示例過程的流程圖;第45(A)和45(B)圖是由STA發起的直接鏈結頻道設置重配置的示例過程的流程圖;第46圖示出了示例頻道切換消息;第47圖示出了示例聚合安靜元素;第48(A)和48(B)圖是DSM鏈結維護的示例過程的流程圖;第49(A)至49(C)圖是DSM鏈結故障的示例過程的流程圖; 第50圖示出了掃描示例;以及第51圖示出了包括了直接鏈結管理實體(DLME)和到AP和頻寬分配控制(BAC)的介面的DSM引擎的示例結構。
第4A圖是在其中可實現一個或多個公開的實施方式的示例通信系統100的圖。通信系統100可以是向多個無線用戶提供諸如語音、資料、視頻、消息、廣播等這樣的內容的多重存取系統。通信系統100可以使多個無線用戶能夠通過共用包括無線頻寬的系統資源來存取這樣的內容。例如,通信系統100可採用一個或多個頻道存取方法,諸如分碼多重存取(CDMA)、分時多重存取(TDMA)、分頻多重存取(FDMA)、正交FDMA(OFDMA)、單載波FDMA(SC-FDMA)等等。
如第4A圖所示,通信系統100可以包括無線發射/接收單元(WTRU)102a、102b、102c、102d,無線存取網路(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,不過應該理解的是公開的實施方式考慮到了任何數量的WTRU、基地台、網路和/或網路元件。WTRU 102a、102b、102c、102d中的每一個可以是配置為在無線環境中進行操作和/或通信的任何裝置類型。作為示例,可以將WTRU 102a、102b、102c、102d配置為傳送和/或接收無線信號,可以包括用戶設備(UE)、移動站台、固定或者移動用戶單元、傳呼器、行動電話、個人數位助理(PDA)、智慧型電話、膝上型電腦、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還可以包括基地台114a和基地台114b。基地台114a、114b的每一個都可以是配置為對WTRU 102a、102b、102c、102d中的至少一個提供無線介面以便於存取一個或者多個通信網路(例如核心網路106、網際網路110和/或網路112)的任何裝置類型。作為示例,基地台114a、114b可以是基地台收發台(BTS)、節點B、e節點B(eNB)、家庭節點B(HNB)、家庭e節點B(HeNB)、站台點控制器、存取點(AP)、無線路由器等等。雖然基地台114a、114b每個被描述為單獨的元件,但是應該理解的是基地台114a、114b可以包括任何數量互連的基地台和/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和/或網元(未示出),例如基地台控制器(BSC)、無線網路控制器(RNC)、中繼節點等。可以將基地台114a和/或基地台114b配置為在特定地理區域之內傳送和/或接收無線信號,該區域可以被稱為胞元(未示出)。胞元還可以被劃分為胞元磁區。例如,與基地台114a關聯的胞元可以劃分為三個磁區。因此,在一個實施方式中,基地台114a可以包括三個收發器,即胞元的每一個磁區有一個。在另一個實施方式中,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磁區。
基地台114a、114b可以通過空中介面116與WTRU 102a、102b、102c、102d中的一個或者多個通信,該空中介面可以是任何合適的無線通信鏈結(例如,無線無線電頻率(RF)、微波、紅外(IR)、紫外線(UV)、可見光等)。可以使用任何合適的無線存取技術(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,且 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可以實施例如通用移動通信系統(UMTS)陸地無線存取(UTRA)的無線技術,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)和/或演進型HSPA(HSPA+)的通信協定。HSPA可以包括高速下行鏈結封包存取(HSDPA)和/或高速上行鏈結封包存取(HSUPA)。
在另一個實施方式中,基地台114a和WTRU 102a、102b、102c可以使用例如演進型UMTS陸地無線電存取(E-UTRA)的無線技術,其可以使用長期演進型(LTE)和/或高級LTE(LTE-A)來建立空中介面116。
在另一個實施方式中,基地台114a和WTRU 102a、102b、102c可以使用無線技術,例如IEEE802.16(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)、全球移動通信系統(GSM)、GSM演進型增強型資料速率(EDGE)、GSM EDGE(GERAN)等等。
第4A圖中的基地台114b可以是,例如,無線路由器、家庭節點B、家庭e節點B或存取點,並且可以使用任何適當的RAT來便於局部區域中的無線連接,例如商業場所、住宅、車輛、校園等等。在一個實施方式中,基地台114b和WTRU 102c、102d可以實現例如IEEE 802.11的無線電技術來建立無線區域網路(WLAN)。在另一個實施方式中,基地台114b和WTRU 102c、102d可以實現例如IEEE 802.15的無線電技術來實現無線個人 區域網路(WPAN)。在又另一個實施方式中,基地台114b和WTRU 102c、102d可以使用基於胞元的RAT(例如,WCDMA,CDMA2000,GSM,LTE,LTE-A等)來建立微微胞元或毫微微胞元。如第4A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可以不必經由核心網路106而存取到網際網路110。
RAN 104可以與核心網路106通信,所述核心網路106可以是被配置為向WTRU 102a、102b、102c、102d中的一個或多個提供語音、資料、應用和/或網際網路協定語音(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、視頻分佈等,和/或執行高級安全功能,例如用戶鑑別。雖然第4A圖中未示出,應該理解的是RAN 104和/或核心網路106可以與使用和RAN 104相同的RAT或不同RAT的其他RAN進行直接或間接的通信。例如,除了連接到正在使用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存取到PSTN 108、網際網路110和/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全球互聯電腦網路和裝置的系統,所述協定例如有TCP/IP網際網路協定組中的傳輸控制協定(TCP)、用戶資料報協定(UDP)和網際網路協定(IP)。網路112可以包括被其他服務提供商擁有和/或操作的有線或無線的通信網路。例如,網路112可以包括連接到一個或多個RAN中的另一個核心網路,該RAN可以使用和RAN 104相同的RAT或不同的 RAT。
通信系統100中的WTRU 102a、102b、102c、102d的某些或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結上與不同無線網路進行通信的多個收發器。例如,第4A圖中示出的WTRU 102c可被配置為與基地台114a通信(所述基地台114a可以使用基於胞元的無線電技術)以及與基地台114b通信,所述基地台114b可以使用IEEE 802無線電技術。
第4A圖是舉例性的WTRU 102的系統圖。如第4B圖所示,WTRU 102可以包括處理器118、收發器120、傳送/接收元件122、揚聲器/麥克風124、數字鍵盤126、顯示器/觸控板128、不可移動記憶體130、可移動記憶體132、電源134、全球定位系統(GPS)晶片組136和其他週邊設備138。應該理解的是WTRU 102可以在保持與實施方式一致時,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、數位信號處理器(DSP)、多個微處理器、與DSP核心相關聯的一個或多個微處理器、控制器、微控制器、特殊應用積體電路(ASIC)、現場可程式閘陣列(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/輸出處理和/或使WTRU 102能夠在無線環境中進行操作的任何其他功能。處理器118可以耦合到收發器120,所述收發器120可耦合到傳送/接收元件122。雖然第4B圖示出了處理器118和收發器120是分別的部件,但是應該理解的是處理器118和收發器120可以一起整合在電子封裝或晶片中。
傳送/接收元件122可以被配置為通過空中介面116將信號傳送到基地台(例如,基地台114a),或從基地台(例如,基地台114a)接收信號。例如,在一個實施方式中,傳送/接收元件122可以是被配置為傳送和/或接收RF信號的天線。在另一個實施方式中,傳送/接收元件122可以是被配置為傳送和/或接收例如IR、UV或可見光信號的發射器/檢測器。在又另一個實施方式中,傳送/接收元件122可以被配置為傳送和接收RF和光信號兩者。應該理解的是傳送/接收元件122可以被配置為傳送和/或接收無線信號的任何組合。
此外,雖然傳送/接收元件122在第4B圖中示出為單獨的元件,但是WTRU 102可以包括任意數量的傳送/接收元件122。更具體地,WTRU 102可以使用MIMO技術。因此,在一個實施方式中,WTRU 102可以包括用於通過空中介面116傳送和接收無線信號的兩個或更多個傳送/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送/接收元件122傳送的信號,以及解調由傳送/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能夠經由多個RAT通信的多個收發器,所述多個RAT是例如UTRA和IEEE 802.11。
WTRU 102的處理器118可以耦合到,並且可以接收用戶輸入資料自揚聲器/麥克風124、數字鍵盤126和/或顯示器/觸控板128(例如,液晶顯示器(LCD)顯示單元或有機發光二極體(OLED)顯示單元)。處理器118還可以輸出用戶資料到揚聲器/麥克風124、數字鍵盤126和/或顯示/觸控板128。此外,處理器118可以存取資訊自,並且儲存資料到任何類型的 適當的記憶體,例如不可移動記憶體130和/或可移動記憶體132。不可移動記憶體130可以包括隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、硬碟或任何其他類型的記憶體儲存裝置。可移動記憶體132可以包括用戶身份模組(SIM)卡、記憶棒、安全數位(SD)儲存卡等等。在其他的實施方式中,處理器118可以存取資訊自,及儲存資料到實體上沒有位於WTRU 102上(例如伺服器或家用電腦(未示出)上)的記憶體。
處理器118可以從電源134接收電能,並且可以被配置為分配和/或控制到WTRU 102中的其他部件的電能。電源134可以是給WTRU 102供電的任何適當的裝置。例如,電源134可以包括一個或多個乾電池(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,所述GPS晶片組136可以被配置為提供關於WTRU 102當前位置的位置資訊(例如,經度和緯度)。WTRU 102可以通過空中介面116從基地台(例如,基地台114a、114b)接收加上或取代GPS晶片組136資訊之位置資訊,和/或基於從兩個或更多個鄰近基地台接收的信號的定時來確定其位置。應該理解的是WTRU 102在保持實施方式的一致性時,可以通過任何適當的位置確定方法獲得位置資訊。處理器118可以進一步耦合到其他週邊設備138,所述週邊設備138可以包括一個或多個提供附加特性、功能和/或有線或無線連接的軟體和/或硬體模組。例如,週邊設備138可以包括加速計、電子羅盤、衛星收發器、數位相機(用於照片或視頻)、通用串列匯流排(USB)埠、振動裝置、電視收發器、免持耳機、藍芽®模組、調頻(FM)無線電單元、數位音樂播放器、 媒體播放器、視頻遊戲機模組、網際網路流覽器等等。
第4C圖是根據實施方式的RAN 104和核心網路106的系統圖。如上所述,RAN 104可使用UTRA無線電技術通過空中介面116與WTRU 102a、102b和102c通信。RAN 104還可以與核心網路106通信。如第4C圖所示,RAN 104可包括節點B 140a、140b、140c,每個可包括一個或多個收發器,以用於通過空中介面116與WTRU 102a、102b、102c通信。節點B 140a、140b和140c中的每一個可與RAN 104中的特定胞元(未示出)相關聯。RAN 104還可以包括RNC 142a、142b。應該理解的是RAN 104可以包括任意數量的節點B和RNC而同時保持實施方式的一致性。
如第4C圖所示,節點B 140a、140b可以與RNC 142a通信。另外,節點B 140c可以與RNC 142b通信。節點B 140a、140b、140c可以通過Iub介面與各自的RNC 412a、142b通信。RNC 142a、142b可以通過Iur介面與彼此通信。RNC 142a、142b中的每一個可以被配置為控制其連接到的各個節點B140a、140b、140c。另外,RNC 142a、142b中的每一個可以被配置為實現或者支援其他功能,例如外環功率控制、負載控制、許可控制、封包排程、切換控制、巨集分集、安全功能、資料加密等等。
第4C圖中示出的核心網路106可包括媒體閘道(MGW)144、移動交換中心(MSC)146、服務GPRS支援節點(SGSN)148、和/或閘道GPRS支援節點(GGSN)150。雖然前述的每個元件都被描述為核心網路106的一部分,但是應該理解的是這些元件中的任何一個都可由核心網路操作者之外的實體擁有和/或操作。
RAN 104中的RNC 142a可以經由IuCS介面連接到核心網路106 中的MSC 146。MSC 146可以連接到MGW 144。MSC 146和MGW 144可以向WTRU 102a、102b、102c提供到電路交換網路(例如PSTN 108)的存取,以便於WTRU 102a、102b、102c和傳統陸地通信裝置之間的通信。
RAN 104中的RNC 142a可以通過IuPS介面連接到核心網路106中的SGSN 148。SGSN 148可以連接到GGSN 150。SGSN 148和GGSN 150可以向WTRU 102a、102b、102c提供到封包交換網路(例如網際網路110)的存取,以便於WTRU 102a、102b、102c和IP致能裝置之間的通信。
如上所述,核心網路106還可以連接到網路112,網路112可以包括其他服務提供商擁有和/或操作的其他有線或者無線網路。
傳統的基於IEEE 802.11的直接鏈結操作不由AP協調,並且直接鏈結不在與由AP鏈結所使用不同的頻率或頻道上操作。直接鏈結可顯著地得益於由中央實體管理該鏈結。中央管理可允許直接鏈結的更好的對等發現。它可通過允許可有效避免干擾和不必要連接的排程和管理機制來改善在直接鏈結上的吞吐量和允許多個直接鏈結的同時存在。站台通常在功率或感測能力方面受限,並且可受益於由中央實體的幫助。直接鏈結裝置可使用在TVWS和60GHz中可用的新的未授權頻譜。為了使用該頻譜,可能需要中央管理的直接鏈結以減輕干擾和選取適當的頻道(在TVWS頻帶中)以及適當配置每個裝置無線電(為了在60GHz中使用)。在直接鏈結使用與基於802.11鏈結分離的無線電的情況下,要求STA中鏈結的同步,以便中央管理實體管理該鏈結。如果使用通用無線電,需要有效地管理頻寬以確保直接鏈結訊務的高吞吐量,同時在相同的局部區域中允許多個直接鏈結。
應當注意,此後的實施方式將參考IEEE 802.11作為示例來解 釋,但實施方式可應用於任意無線技術。還應當注意,雖然實施方式參考TVWS頻道或其他特定頻道來描述,但實施方式可擴展至其他頻道。
此後,術語“頻道”和“實體頻道”將可替換地使用,其涉及在特定操作頻帶中的頻寬片段。此後,術語“DSM用戶端”、“用戶端”、“站台”、“裝置”和“終端”將交換地使用,並表示能夠與另一個實體點對點(直接鏈結)通信的實體。術語“站台”和“用戶端”將用來表示可以是WTRU或UE的非AP裝置。術語“直接鏈結啟動”和“直接鏈結建立”將交換地使用,並且術語“直接鏈結去啟動”和“直接鏈結拆除”將交換地使用。術語“中央實體”表示控制區域網路(即DSM系統)中通信的實體。中央實體可以是802.11網路的AP、家用演進型節點B(節點B)(HeNB)、家用節點B(HNB)或DSM引擎等。中央實體可包括一個組件或多於一個的元件。術語“DSM引擎”表示具有協調和管理局部區域中無線通信能力的實體,並且可包括AP、HeNB或HNB功能。術語“DLME”被用來表示控制直接鏈結操作的實體(軟體實體)。“DLME”可位於任何地方,例如在AP(HeNB、HNB等)中、在DSM引擎(DLME伺服器)中或在外部實體(例如與AP相連接的個人電腦)中等。此後,術語“控制頻道”是指可被用來攜帶控制信令的邏輯頻道。
在無線通信環境中,可採用多個不同的無線電存取技術。根據一個實施方式,可提供中央實體用於頻譜的有效管理和得益於無線電存取技術間的潛在綜效(即一個技術被用來幫助另一個的操作)。此後,這樣的系統被稱為DSM系統。
第5圖示出了DSM系統的示例結構。DSM系統可操作在諸如家庭或辦公室這樣的局部區域中。DSM系統包括DSM引擎510和DSM用戶端 520。DSM引擎510是協調和管理在局部區域中無線通信的中央實體。DSM用戶端520是操作在區域網路中除了DSM引擎510之外的無線裝置。
DSM引擎510控制和協調來自多個DSM用戶端520的傳輸。DSM引擎510和DSM用戶端520之間的通信是通過DSM鏈結。DSM引擎510可具有802.11 AP的功能和最佳化DSM用戶端傳輸的附加功能(例如感測、協調等)。DSM引擎510可以是分離的實體,或可操作在AP上。
DSM引擎510可管理由直接鏈結使用的頻寬。DSM引擎510充當中央管理實體,該中央管理實體協調對等發現、多個直接鏈結的管理和通過直接鏈結發送的訊務的服務品質(QoS)管理。
DSM引擎510和DSM用戶端520可操作在未授權頻帶上(例如2.4GHz和5GHz ISM頻帶、TVWS頻帶和60GHz頻帶等)。DSM引擎510可聚合授權和未授權頻帶上的頻寬和任意直接鏈結(DSM用戶端520間的點對點鏈結)。DSM引擎510可通過無線廣域網路(WWAN)或有線鏈結與諸如胞元網路530、TVWS資料庫540和IP網路550這樣的外部網路互連。
DSM引擎510可如在FCC的第二備忘錄意見和命令(FCC 10-174)中定義的模式Ⅱ裝置操作在TVWS頻帶中,如果它具有到TVWS資料庫的存取並且具有地理位置能力。DSM引擎510可操作在僅感測模式,該模式可允許DSM系統操作在比TVWS資料庫允許的更大的頻道子集中。
裝置(DSM用戶端520)可具有單一的無線電。在該情況下,在直接鏈結上通信的裝置可使用DSM鏈結上相同的實體頻道。可替換地,裝置可具有多個無線電。在該情況下,使用直接鏈結通信的裝置可通過用於直接鏈結的分離的無線電來這樣做。
裝置可在多個無線電上同時傳送和接收,這使得在DSM鏈結和直接鏈結上的同時傳輸成為可能。分離的無線電可專用於直接鏈結通信,或者也可用於其他目的(例如感測)。在該情況下,中央管理實體(DSM引擎510)可協調該無線電的啟動和在多個直接鏈結上的通信,而不引起網路干擾。
DSM引擎510可具有諸如DSL或電纜這樣的固定存取鏈結。DSM用戶端520可通過在未授權ISM頻帶或TVWS頻帶等上的DSM鏈結與AP通信。在DSM引擎510的管理下,特定的DSM用戶端520可在相同或不同的頻帶上建立直接鏈結通信。例如,直接鏈結可在TVWS頻率上被建立。
直接鏈結可用於當期望裝置間的高訊務(例如視頻串流、遊戲等)時,卸載(offload)DSM鏈結中的訊務。直接鏈結可用來選擇性地將某些訊務(例如低延遲、重要的訊務等)卸載到可用TVWS頻道、60GHz頻道等。直接鏈結可被用來允許無線電纜替代技術存在與家庭或辦公室中,而不引起對操作在ISM頻帶中的現有家庭/辦公室網路的附加干擾和阻塞。直接鏈結可被用作提供裝置間快速下載而不需要通過AP路由訊務的手段。直接鏈結可被用來當可在可用頻道上使用的傳輸功率由於TVWS資料庫強制實行的限制或策略受限時,允許鄰近的兩個裝置間的通信在TVWS上操作。在每一種情況下,DSM引擎510為直接鏈結提供頻寬管理(例如,在多個直接鏈結可能存在的情況下,通過查詢TVWS資料庫和提供TVWS頻寬管理)。
第6圖示出了在TVWS中兩個裝置間建立直接鏈結的示例信令流。與ISM頻帶上DSM/AP相關聯的裝置1和裝置2向AP發送包括它們提供的 直接鏈結服務的列表的裝置服務宣告消息(602)。DSM/AP編譯網路中可用服務的列表並向WLAN中的所有裝置廣播(例如週期地)該列表(604)。
基於服務廣播,裝置1希望與裝置2建立直接鏈結以獲得到由裝置2提供的服務(例如視頻串流)的存取。裝置1向DSM/AP發送直接鏈結建立請求(606)。DSM/AP向TVWS資料庫發送查詢以確定當前對任意現任者(incumbent)空閒並且可用於被請求直接鏈結服務的頻道(608)。TVWS資料庫向DSM/AP發送查詢回應(610)。DSM/AP進行即將用於直接鏈結的TVWS頻率的分配(612)。如果其他正在進行的直接鏈結是活動的,DSM/AP確保以確保干擾被適當管理的方式分配頻率。
DSM/AP向裝置2發送直接鏈結指示消息以通知裝置1對直接鏈結的請求以及直接鏈結可發生的TVWS頻率(614)。這還可包括從裝置2到AP的應答。DSM/AP向裝置1發送直接鏈結回應消息以指示直接鏈結已由DSM/AP在特定的TVWS頻率上建立(616)。裝置1和裝置2之間的直接通信現在可在由DSM/AP所選取的TVWS頻率上發生(618)。
用戶端具有多個無線電的實施方式在此後得以解釋。無線電的每一個可被用來通過特定的無線電存取技術(RAT)通信。例如,DSM鏈結可使用第一RAT(例如LTE)上的無線電1與用戶端裝置通信,以便DSM鏈結可被用來建立和控制用戶端裝置間的點對點通信,並且用戶端裝置間的任意點對點通信可通過使用第二RAT上的無線電2(例如TVWS上的802.11、60GHz上的802.11、LTE分時雙工(TDD)等)的直接鏈結。由於兩個鏈結可獨立地操作,DSM鏈結可被用於通過提供何時動作發生的指示來同步直接鏈結上的動作(例如直接鏈結的修改)。
為了避免直接鏈結和DSM鏈結的競爭,可在與DSM鏈結頻道不同的實體頻道上分配直接鏈結。在該情況下,分離的無線電可由用戶端裝置用來在直接鏈結上通信,從而允許在直接鏈結上的傳輸和接收與在DSM鏈結上的傳輸和接收非同步地發生。
第7圖示出了使用分離無線電的用戶端裝置間直接鏈結上的示例傳輸和接收。在第7圖中,頻道1-4被分配給DSM鏈結,且頻道5-8被分配給直接鏈結。DSM鏈結頻道和直接鏈結頻道可位於相同的頻帶(例如TVWS)。可替換地,直接鏈結頻道可位於分離的頻帶(例如60GHz),且頻道頻寬可以完全不同。AP可以具有或可不具有用於直接鏈結上通信的第二無線電。在第7圖中,分別為DSM鏈結和直接鏈結分配4個頻道。應當注意,可為DSM鏈結或直接鏈結分配任意數目的頻道。
第7圖中,有直接鏈結能力的用戶端A和用戶端B支持兩個分離的無線電(無線電中頻(IF)1和無線電IF 2)。使用兩個分離無線電的用戶端可在一個無線電上傳送同時在另一個無線電上接收。AP(DSM)可支持單一的無線電並且可能沒有直接鏈結能力。AP和用戶端不可以同時在由單一無線電管理的4個頻道的任意子集上傳送送和接收。
構成DSM鏈結的頻道可使用主頻道CSMA機制。通過主CSMA機制,裝置通過在頻道的其中之一(被稱為主頻道)上進行CSMA獲得到DSM鏈結的所有頻道的存取。主頻道可由DSM引擎指定,並通過DSM鏈結上的控制頻道被傳達給用戶端。直接鏈結也可以使用主頻道CSMA機制,使得直接鏈結中所涉及的裝置可通過主頻道CSMA存取媒體。這允許多組對等裝置在相同的頻道組(第7圖中的4個頻道)上通信。
由於直接鏈結頻道被分配用於直接鏈結訊務,對於DSM引擎來說(通過來自AP的控制消息)容易控制每個直接鏈結的QoS,並且當在初始頻道組上的直接鏈結數引起QoS臨界值即將被超過時分配新的頻道組。直接鏈結可不包括任意信標,並且關於直接鏈結的所有資訊可由AP通過DSM鏈結來發送。
當DSM引擎嘗試通過DSM鏈結發送關於直接鏈結的控制資訊時,DSM鏈結和直接鏈結之間的同步可能是個問題。例如,DSM可能希望開始直接鏈結頻道上的無聲期(例如要發起在這些頻道上的某個頻譜感測)。這可通過使用DSM鏈結發送給用戶端的MAC層控制消息來完成。在該情況下,真實無聲期將起作用(即直接鏈結中用戶端已無聲)的精確時間可能是未知的,因為用戶端可能正在處理在空中發送的封包。此外,已經發送的封包的應答(ACK)由於無聲期的發生而不能被發送的情況應被避免,因為在無聲期結束時其需要額外的開銷來追蹤哪些封包仍即將被應答。
在另一個示例中,DSM引擎可能希望改變在直接鏈結中使用的頻道。這可通過使用DSM鏈結向用戶端發送MAC層控制消息來完成。在該情況下,控制消息需要在直接鏈結暫時不活動或在預定義狀態的短暫時間被發送。如果不是這樣,取決於哪個用戶端接收頻道切換控制消息,用戶端的其中之一可使用錯誤的實體頻道應答由另一個用戶端發送的訊框,這引起不必要的重傳。
在一個實施方式中,直接鏈結同步消息可發送用於同步。直接鏈結同步消息可被用來解決任意同步問題。在DSM鏈結依靠802.11的情況 下,直接鏈結同步消息可在同步將發生的、被稱為同步TBTT(STBTT)的目標信標傳輸時間(TBTT)之前的任意時間在DSM鏈結上被發送。在STBTT之前,AP可向直接鏈結所涉及的用戶端發送直接鏈結同步消息以指示在STBTT期間直接鏈結應當被無聲化。STBTT期間直接鏈結的該無聲允許AP在STBTT的信標期間或之後立即發送關於直接鏈結的消息。
第8圖示出了STBTT和直接鏈結同步消息的示例傳輸。在第8圖中,DSM鏈結訊務和直接鏈結訊務根據PHY頻道上的訊務簡檔(profile)而被示出。為了簡明第8圖沒有示出聚合頻道。如第8圖所示,在TBTT 802期間,AP發出包括直接鏈結中所涉及的站台的所有站台監聽和接收的信標。由於DSM鏈結和直接鏈結發生在不同的實體(和非干擾)頻道上,普通TBTT定時在訊務繼續不被中斷的直接鏈結上可被忽略。站台基於它們在DSM鏈結頻道上的通信接收信標。直接鏈結同步消息806在STBTT 804之前被接收,其宣告隨後的TBTT 804是STBTT。在該情況下,一旦接收到直接鏈結同步消息806,站台(基於DSM鏈結的定時)確保在STBTT 804之前在直接鏈結上的所有傳輸停止。站台不能發起直接鏈結上的傳輸,除非在STBTT 804開始之前該傳輸可完成。在傳輸需要被應答的情況下,在直接鏈結上傳輸不能開始,除非傳送站台能夠接收該應答。AP可使用STBTT 804向直接鏈結中所涉及的站台發送頻道切換消息808。與直接鏈結(其需要它與DSM鏈結同步)相關的任意消息(例如新實體頻道的增加、直接鏈結和DSM鏈結間頻道的交換等)可在或緊接著STBTT 804發送。
直接鏈結同步消息806可被用來提供關於何時它將起作用(例如k個TBTT後)的預先警告。直接鏈結同步消息806可順序地被發送給兩個 站台。可替換地,直接鏈結同步消息806可被發送給單一站台(例如用戶端A),並且該站台(用戶端A)可通過直接鏈結將其轉發給另一個站台(例如用戶端B)。
對於在DSM鏈結上實現功率節省模式的站台,直接鏈結同步消息806可用傳遞訊務指示消息(DTIM)來發送。應當注意,由於DSM鏈結和直接鏈結在該實施方式中使用分離的無線電來實現,STA對於DSM鏈結可處於功率節省模式,而它在直接鏈結上活動地傳送。在該情況下,AP可使用DTIM發送直接鏈結同步消息。一旦接收到使用DTIM的直接鏈結同步消息,站台可使功率節省模式失效直到接收到下一個信標之後(以在TBTT後發生),或返回功率節省模式直到下一個TBTT。可替換地,AP可在DTIM信標後立即發送直接鏈結同步消息。
對於通過60GHz頻帶實現的直接鏈結,主要的挑戰是使用傳統60GHz系統(實現802.11ad標準)的直接鏈結和將DSM鏈結和直接鏈結方案匹配到60GHz MAC的同時存在。60GHz MAC標準中的服務週期(SP)可被用於直接鏈結訊務。以這種方式,DSM可基於在DSM系統中活動的60GHz直接鏈結的數量和這些直接鏈結的每一個的QoS需求分配適當長度或數目的服務週期。
當需要兩個站台通過60GHz頻率建立直接鏈結時,DSM引擎可選擇這些站台的其中之一作為新的個人基礎服務集(PBSS)的PBSS控制點(PCP)。該站台可被稱為指定站台。PBSS由DSM引擎創建以滿足直接鏈結。具有較大內容要傳送的STA可被選取為新PBSS的PCP。可替換地,最不忙的STA可被選取為PCP,因為它有更多的時間來管理其他STA。
DSM引擎在直接鏈結建立階段向新選出的PCP傳送鏈結負擔需求(例如基於初始QoS需求)。該建立可通過在DSM鏈結上發送的消息來實現。基於鏈結負擔需求,PCP可創建在802.11ad中定義的擴展排程元素。
在傳送該排程之前,如果指定站台檢測到在附近(其不是DSM系統的一部分)另一個PCP的存在,該指定站台可請求切換以便變成活動PCP。指定站台可管理直接鏈結的訊務和已存在PBSS的訊務。
可替換地,指定站台可通知DSM引擎操作在頻道上以及相同方向操作的另一個網路的存在。DSM引擎然後可將直接鏈結切換到被觀測為空閒的新的60GHz頻道。這可被選擇,如果指定站台不具有管理直接鏈結和不是DSM系統一部分的PBSS兩者所需的資源。
第9A和9B圖示出了在60GHz上直接鏈結建立的示例信令流。AP向指定站台發送直接鏈結建立消息(902)。指定站台打開60GHz無線電(904)。如果指定站台在掃描頻率期間發現傳統(legacy)PCP(906),指定站台向該傳統PCP發送切換請求(908)。該傳統PCP用切換回應回應(910)。指定站台然後變為PCP(912)。指定站台向AP發送直接鏈結建立回應(914)。AP向站台B(即非指定站台)發送直接鏈結建立消息(916)。站台B打開60GHz無線電(918)。站台B向AP發送直接鏈結建立回應(920)。站台B向指定站台發送加入請求(922),且指定站台使用加入回應回應(924)。AP向指定站台發送直接鏈結排程資訊(926)。指定站台向站台B發送擴展排程元素(928)。直接鏈結訊務然後在指定站台和站台B之間交換(930)。
如果DSM引擎決定終止直接鏈結(932),AP向指定站台和站 台B發送直接鏈結終止請求(934,936)。站台B關閉60GHz無線電(938)。指定站台向傳統PCP發送切換請求(940),傳統PCP回應於指定站台(942)。指定站台然後關閉60GHz無線電(944)。
一旦鏈結被建立,指定站台/PCP可為該直接鏈結創建服務週期。可替換地,基於競爭的週期(CBP)可被分配。在AP是有60GHz能力的情況下,CBP可由AP用來向站台發送消息(而非使用DSM鏈結)。可替換地,CBP可被用於允許傳統60GHz站台(其不附著於DSM系統)的共存,假設指定站台已能夠觸發PCP切換並且成為傳統獨立BSS(IBSS)的PCP。
DSM網路可具有由單一DSM實體管理的多個60GHz直接鏈結。在該情況下,每個60GHz直接鏈結可操作為分離的PBSS(即每對直接鏈結STA將具有一個管理單獨PBSS的PCP)。這些60GHz直接鏈結可在不同的頻道或相同的頻道上操作。如果沒有其他頻道可用,這些直接鏈結可共用頻道。在該情況下,不同的PCP可共同協調排程,使得它們在它們自己之間不干擾。
在60GHz直接鏈結中,同步可應用於改善吞吐量。在一個實施方式中,自適應信標可被採用,其中長信標間隔可根據上行鏈結/下行鏈結訊務比例自適應地被調整。在直接鏈結通信中,訊務不對稱是普遍的(例如機上盒(STB)和高清晰度(HD)顯示器之間的資料訊務,其中到HD顯示器的訊務比到STB的訊務高得多)。在初始同步後,具有較高訊務的節點可傳送,然後等待另一個節點發送應答(ACK)或區塊ACK。在特殊事件(例如一些管理或控制消息,像是頻道切換、中繼請求/答覆和測量報告等)的情況下,特殊的控制封包可附加於資料或ACK封包。這可導致以常規方 式發出信標來解決特殊事件。在特殊事件之後,節點可返回鬆散同步模式。如果沒有ACK被發送,特殊的時間間隔可為上行鏈結方向上的訊務預留,或在分散式協調函數(DCF)的情況下,消息可以較高優先(即具有較短訊框間空間(IFS))被發送。
這也可應用於在802.11ad中示出的訊框結構。訊框的時間間隔可取決於訊務比例增加或減少。如果在P2P網路中的任意裝置可存取頻道而發送任意消息時有非常小的用於控制資訊的CBP,該時間間隔可被用來發送網路的控制和管理消息。第10圖示出了具有CBP 1002的示例訊框格式。資料傳輸時間(DTT)包括CBP 1002和服務週期(SP)1004。SP 1004可被劃分為用於下行鏈結和上行鏈結的兩個時槽。用於下行鏈結訊務的時槽1006可比用於上行鏈結訊務的時槽1008長得多。
可替換地,DTT可僅包括SP。第11圖示出了具有僅有SP的DTT的示例訊框格式。DTT可包括下行鏈結與上行鏈結的兩個時槽。用於下行鏈結訊務的時槽1102比用於上行鏈結訊務的時槽1004長得多。信標間隔可基於下行鏈結比上行鏈結訊務的比例。在特殊事件中,網路可切換到常規信標和訊框結構,並在處理完該事件後切換回去。
可替換地,DTT可包括CBP和非常小的SP。在CBP中,下行鏈結訊務具有比上行鏈結訊務短的IFS。以這種方式,下行訊務可獲得比上行訊務更高的優先。在該訊框中還可有小的經排程週期。具有兩個時槽的該經排程週期可向裝置提供均等的機會來傳送。在任意特殊事件的情況下,裝置可切換到常規信標模式。
可替換地,可採用非信標模式,在該模式中資料訊框在無常 規信標或經調整的信標間隔的情況下被交換。例如,下行鏈結資料可被預分配給常規時槽,且上行鏈結ACK封包可被預分配給常規時槽。信標可在有特殊事件(例如發現、頻道切換和模式切換等)的情況下被發送。
在裝置具有經降低的能力(例如僅具有一個無線電)或可用TVWS的數目受限的情況下,單一無線電方法可用於直接鏈結。在該實施方式中,直接鏈結和DSM鏈結共用相同的聚合實體頻道。DSM鏈結和直接鏈結因此在給定的時間競爭相同的資源。避免同時傳送和接收的需要導致在任意時刻相同的頻道要麼被分配給直接鏈結,要麼被分配給DSM鏈結。
在一個實施方式中,DSM鏈結和直接鏈結可使用單一無線電存取技術上的單一無線電。DSM鏈結可被用來通過在頻道可被用於直接鏈結通信時提供和發信號通知時間的週期來控制直接鏈結通信。DSM引擎或AP通過為每個鏈結提供不同的週期可管理多個直接鏈結。這些週期的大小可與即將在直接鏈結上傳送的訊務量有關。DSM引擎或AP可告知用戶端裝置它們可使用它們的直接鏈結所在的週期。在依賴於802.11的系統中,資源可使用經控制的存取階段而被完全共用。第12圖示出了在用戶端使用單一無線電的示例直接鏈結建立。用戶端A和用戶端B具有它們之間的活動直接鏈結。用戶端A和B還通過AP及監聽由AP發出的廣播和DSM控制消息而維護與其他裝置的通信。由分離的站台作出的傳輸的每一個可佔用所有聚合頻道(例如如第12圖所示的4個),但如第12圖所示在頻道上時間多工(即從用戶端A到用戶端B的TX1、從用戶端B到AP的TX2和從AP到用戶端的TX3是時間多工的)。
可給直接鏈結優先以確保例如當直接鏈結被用於諸如從STB 到顯示站台之串流視頻這樣的高頻寬或即時資料訊務時的用於直接鏈結的QoS。為了將其允許於直接鏈結和DSM鏈結之間共用頻道的環境中,競爭空閒週期可被用於直接鏈結上的訊務。
在802.11中,控制的存取階段(CAP)由AP通過混合協調器(HC)發起和控制。對於直接鏈結的這種實現,可在CAP期間發生的信令和CAP的終止可為直接鏈結CAP的使用被剪裁。可允許站台在CAP期間通過AP的最小干涉互相傳輸,不像在802.11中CAP完全由AP/HC管理。
用於直接鏈結的CAP由AP(在DSM引擎的控制下)基於在該AP的控制下的兩個站台之間存在的直接鏈結來發起。換句話說,DSM引擎可週期地指示AP對活動直接鏈結發起CAP。在與特別直接鏈結相關聯的CAP期間,限制該直接鏈結中未涉及的所有站台使用聚合頻道,直到CAP結束。這允許CAP期間直接鏈結中涉及的裝置間的無競爭通信,並且還減輕了直接鏈結期間大多數的CSMA開銷。
第13圖示出了兩個活動直接鏈結(高頻寬直接鏈結1和較低頻寬直接鏈結2)的CAP的示例使用。聚合頻道的使用在時間上在DSM鏈結和用於活動的直接鏈結的每一個的CAP之間被劃分。在第13圖中,頻道上可用於與資料傳輸的時間週期為直接鏈結1、直接鏈結2和DSM鏈結被劃分。DSM引擎可基於例如每個鏈結的訊務需要控制用於DSM鏈結和直接鏈結的相關時間量,並且AP可進行必要的信令以開始、維護和結束每個CAP。
CAP可由AP通過傳輸發送直接鏈結中涉及的兩個站台的其中之一的輪詢消息來發起。接收該輪詢消息的站台被稱為委託(delegated)站台。第14圖示出了通過發送輪詢消息發起CAP建立直接鏈結的示例過程。 AP可通過使用具有較短等待時間(即優先訊框間間隔(PIFS))的CSMA方案存取媒體來發送輪詢消息1402。基於主CSMA方案(即在主頻道上的CSMA方案),在AP獲得對媒體的存取以發送輪詢消息1402前,AP檢查所有聚合頻道無聲PIFS。輪詢消息1402可在所有頻道上重複以便確保每個站台接收它並為即將到來的傳輸時機(TXOP)的持續時間設置它的網路分配向量(NAV)。由於輪詢消息1402是非應答消息,在所有4個頻道上發送它將確保獲知TXOP開始的強健性。
輪詢消息1402可被定址到直接鏈結中兩個裝置的其中之一,但可包括唯一識別將使用CAP來傳輸的直接鏈結的識別符。當直接鏈結在兩個站台之間初始化時可使該識別符對它們是可獲得的。輪詢消息1402開始用於直接鏈結的TXOP 1404。在直接鏈結TXOP 1404期間,一序列資料傳輸和確認可在直接鏈結站台之間發生。輪詢消息1402可包括由DSM引擎決定的TXOP 1404的期望持續時間。一旦接收到輪詢消息1402,所有站台將它們的NAV設置為TXOP 1404的期望持續時間。這防止該直接鏈結中未涉及的站台在TXOP 1404內的任意潛在競爭。
在TXOP 1404期間,直接鏈結中未涉及的任意站台可移動到睡眠模式節省功率。此外,可由AP完成感測,因為AP在該時間期間將不傳送並且站台可離該AP足夠遠使得頻帶外干擾可被忽略。一旦輪詢消息1402已被傳輸,AP可發送無聲期開始消息以在任意非活動頻道(即除了正被用於直接鏈結的任意頻道)上進行感測。這允許更有效地使用感測時間,因為由於AP在TXOP 1404期間將不傳送,所以它在感測期間不受頻帶外干擾的限制。
在TXOP 1404期間,直接鏈結中涉及的站台可直接地、不通過AP地互相通信。如果在分配TXOP 1404所針對的存取類別(access category,AC)中有未處理(pending)的多於一個的訊框,在TXOP 1404中可傳輸多個訊框。
如果站台在它的傳送佇列中具有與剛發送的一個相同之AC的附加訊框且發送該訊框加上對該訊框的任何期望應答的持續時間可能小於剩餘的媒體佔用計時器值,則該站台可在完成之前的訊框交換序列後開始在SIFS該訊框的傳輸。使用多個訊框傳輸的意圖可由站台通過設置持續時間/ID欄位來指示。
直接鏈結訊務可從接收輪詢消息1402的委託站台開始。在輪詢消息1402向直接鏈結的委託站台分配TXOP後,委託站台可向該直接鏈結中涉及的非委託站台發送用於該直接鏈結的任意未處理的訊框傳輸。非委託站台可用應答來回應。應答可由資料訊框揹負。揹負的應答可被用於資料訊務在直接鏈結的兩個方向上被傳輸的雙向直接鏈結的情況。
第15圖示出了在直接鏈結TXOP期間揹負的ACK的示例傳輸。在第15圖中,在站台A接收到輪詢消息1502後,站台A向站台B發送資料1504。站台B然後向站台A發送具有ACK的資料訊框1506。站台A然後發送具有ACK的資料訊框1508。在使用資料揹負應答時,站台確保資料訊框在正在使用的多個頻道上均等地被分佈。僅當另一個頻道正在發送確認和資料時,一個頻道才可不發送ACK。
如果剩餘的TXOP時間除了任意相應應答外還可容納資料加上應答訊框傳輸,則可發送該訊框。對於非委託站台,如果剩餘的TXOP時間 可容納應答並且該站台還有未處理的MSDU要發送,則該非委託站台可發送連同應答訊框之佇列資訊。對於委託站台,如果剩餘的TXOP時間可容納應答,則該委託站台可在結束TXOP前發送該應答。
所有訊框傳輸和期望應答可在TXOP內結束。TXOP可由委託站台通過使用指向AP的NULL訊框來終止。該NULL訊框可由委託站台在TXOP中自最後一次傳輸起等待SIFS後被發送。如果TXOP已終止但還有未處理的MSDU(委託站台或非委託站台),委託站台可向AP發送具有關於發送未處理MPDU所需佇列大小的附加資訊的NULL訊框來請求新的TXOP。AP可結合來自委託站台和非委託站台的佇列大小資訊和包括在NULL訊框中的速率資訊以計算需要分配以滿足直接鏈結需求的所需TXOP。AP(通過來自DSM引擎的用於每個直接鏈結的時間分配規則)然後可決定是否通過發送新的輪詢消息來延長當前的CAP或終止當前的CAP並返回控制DSM鏈結。
此外,需要在DSM鏈結上發送的高優先未處理控制消息可在TXOP後並在向該直接鏈結分配新TXOP之前被發送。這允許DSM引擎通過每次直接鏈結請求附加TXOP且不需要DSM鏈結訊務時,分配短TXOP並延長CAP來維護DSM鏈結的強健性(例如在頻道故障的情況下)。
在TXOP期間,如果委託站台或非委託站台沒有資料被發送,委託站台可通過發送具有指示0的佇列大小的NULL訊框來終止TXOP。DSM引擎然後可將剩餘的時間分配給另一個直接鏈結(通過發送輪詢消息)或可將頻道用於DSM鏈結消息。DSM引擎可等待未來時間以將TXOP分配給TXOP之前已終止的直接鏈結。
當AP在TXOP結束後不回收(reclaim)頻道(即通過發送新的輪詢消息)時CAP結束。在該情況下,在之前TXOP的最後一次傳輸後站台可以不開始新的TXOP,以允許DSM引擎在DSM鏈結上發送任意未處理的控制消息。結果,在每個TXOP後,AP或者可發送輪詢消息以分配新的TXOP(並因此繼續CAP),或者可通過發送任意消息或通過在TXOP後等待PIFS而將頻道交還給DSM鏈結。
作為使用直接鏈結傳輸的受控和預留週期的替換,聚合頻道可在DSM鏈結和直接鏈結間分割。實體頻道的一個或多個可被用作控制頻道。這些實體頻道可以是DSM鏈結的一部分。剩餘的頻道可用於直接鏈結,或者可用來增加DSM鏈結的容量。可向用戶端裝置提供關於何時監聽DSM鏈結以獲得控制頻道的資訊。CAP的一個替代是,主頻道CSMA可被修改為使控制頻道在主頻道上活動,而其他頻道被用於直接鏈結。因為AP不需要監聽直接鏈結訊務,如果其向直接鏈結中未涉及的站台發送訊框,同時傳送/接收問題將不在AP處發生。
第16圖示出了聚合頻道共用的示例消息流。二級至四級(secondary to quaternary)頻道可由站台使用主頻道上的CSMA而使用直接鏈結存取。一旦獲得存取,主頻道可由AP用來向不同於參加直接鏈結的站台發送訊框。請求在主頻道上發送資料的其他站台也可以使用它。AP可在任意時間通過在其上進行主CSMA中斷直接鏈結(使用在請求發送(RTS)封包中設置的特殊欄位來指示它應用於所有頻道)。
用於直接鏈結傳輸的二級至四級頻道可不同於用於DSM鏈結的二級至四級頻道。這確保聚合直接鏈結和DSM鏈結傳輸同時發生而沒有 互相間的干擾。直接鏈結和DSM鏈結都使用主頻道來預留媒體(如第17圖所示)。
第17圖示出了其中直接鏈結和DSM鏈結都使用主頻道預留媒體的示例DSM鏈結和直接鏈結操作。在第17圖中,頻道1是主頻道,頻道2-4被用於DSM鏈結且頻道5-7被用於直接鏈結。主頻道作用類似控制頻道。所有控制和管理資訊在頻道1上被發送給STA。信標也在主頻道上發送。為了監聽信標,直接鏈結(在該例中用戶端B和用戶端C)在TBTT期間停止它們的傳輸。在TBTT後該傳輸恢復。如果在直接鏈結頻道上有排程的無聲期,其應當在信標中被通知。裝置如在信標中所指示的那樣在無聲期持續時間期間停止訊務,並進行即將發送給AP的所需測量。如果AP在信標間隔期間發送任何其他廣播消息,該消息可由AP緩衝並且在AP處有等待的緩衝廣播消息的指示可在下一個信標中發送。這些消息在每個信標傳輸後可由裝置輪詢。如果AP需要向直接鏈結中的任意裝置傳送高優先控制/管理消息,AP可使用PIFS存取主頻道並在主頻道上向直接鏈結STA發送高優先消息。
當直接鏈結STA(用戶端B或用戶端C)需要存取直接鏈結頻道(即第17圖中的頻道5-7)時,STA可在主頻道上向AP發送RTS封包,或在主頻道上執行CSMA並向AP發送小的消息來通知STA將使用特定時間持續時間之直接鏈結頻道。
第18圖示出了在主頻道上實現CSMA的DSM鏈結和直接鏈結上的示例傳輸。主頻道被用於DSM鏈結頻道和直接鏈結頻道的頻道預留。STA在存取頻道集之前為DSM鏈結和直接鏈結感測包括主頻道的所有頻道。如果在頻道上沒有特定時間週期之活動(即AIFS和回退(back-off)時 間),STA在主頻道上發送頻道存取消息,並在DSM鏈結或直接鏈結上的二級至四級頻道上發送PDU。在第18圖中,在檢測到在DSM頻道上無AIFS+退回期間1802之活動後,STA在主頻道上發送頻道存取消息1804並在DSM鏈結的二級至四級頻道上發送PDU 1806。在檢測到在直接鏈結的主頻道和二級至四級頻道上無AIFS+退回期間1808之活動後,另一個STA(直接鏈結STA)在主頻道上發送頻道存取消息1810並在二級至四級頻道上發送PDU 1812。
在另一個實施方式中,不同的主頻道可被用於DSM鏈結和直接鏈結。在該情況下,因為DSM鏈結主頻道不滿足直接鏈結CSMA,同時傳送/接收問題在該AP處不會發生,如果其向直接鏈結中未涉及的STA發送訊框。類似地,同時傳送/接收問題在STA處不會發生,如果其向DSM鏈結中未涉及的其他STA發送訊框。
直接鏈結和DSM鏈結使用它們各自的主頻道預留媒體。包括直接鏈結主頻道的直接鏈結頻道由使用直接鏈結的站台通過在該直接鏈結主頻道上執行CSMA而被存取。直接鏈結頻道可不同於DSM鏈結頻道。這確保聚合直接鏈結和DSM鏈結傳輸同時發生而不互相干擾。
第19圖示出了使用不同的主頻道之在DSM鏈結和直接鏈結上的示例傳輸。在第19圖中,頻道1是DSM鏈結主頻道,且頻道5是直接鏈結主頻道。DSM鏈結主頻道揹負控制頻道。頻道1-4是DSM鏈結頻道,且頻道5-7是直接鏈結頻道。直接鏈結站台(用戶端B和用戶端C)在它們接收直接鏈結傳輸時還監聽DSM鏈結主頻道(頻道1)。所有控制和管理資訊(包括信標)可在DSM鏈結主頻道(頻道1)上被傳輸給STA。由於直接鏈結站台還監 聽DSM鏈結主頻道,在TBTT期間有正在進行的直接鏈結傳輸的情況下,兩個直接鏈結站台的其中之一將在TBTT期間接收信標傳輸。如果在TBTT期間無直接鏈結傳輸,在直接鏈結中涉及的兩個站台都將接收信標。如果STA在直接鏈結頻道(頻道5-7)上接收直接鏈結資料的同時在DSM鏈結主頻道(頻道1)上接收到信標,該STA可使用直接鏈結頻道向在直接鏈結中涉及的對等STA中繼在DSM鏈結主頻道上接收的控制或管理資料。
在另一個實施方式中,DSM鏈結和直接鏈結可以是時間多工的。假設DSM系統或許能夠支援和管理在若干站台之間同時發生的多個直接鏈結。用於直接鏈結和直接鏈結和DSM鏈結之間的協調的TVWS頻道可取決於正被直接鏈結使用的操作模式。支援操作的兩個模式:模式I和模式Ⅱ,它們將在下文詳細地被解釋。
直接鏈結可在一對DSM用戶端之間被支持,且因此每個直接鏈結可與一對站台/用戶端相關聯。此外,DSM用戶端可同時支援具有不同DSM用戶端的多個直接鏈結。例如,用戶端B同時具有用戶端A和用戶端C的分離的活動直接鏈結。
模式I和模式Ⅱ間操作的選擇可基於頻道的可用性和QoS需求。該決定可由AP或由駐留在AP上或在AP外部、且負責管理網路內所有直接鏈結的邏輯實體作出。該實體被稱為直接鏈結管理實體(DLME)。第20圖示出了包括DSM引擎2010的示例DSM系統結構。DSM系統包括DSM引擎2010和多個DSM用戶端2020。DSM引擎2010包括DLME的伺服器版本2012,並且DSM用戶端2020包括DLME的用戶端版本2022。DSM引擎還包括頻寬分配控制(BAC)實體2014。DLME 2012與BAC 2014和AP 2016有 介面用於直接鏈結操作,例如用於直接鏈結頻道的分配。DLME 2012與BAC 2014和AP 2016之間的介面在下文參考第51圖詳細地被解釋。
DLME 2012可以是操作在站台管理實體(SME)中、被實現為DSM引擎2010內軟體組件或AP 2016的子功能的分離功能,或者是通過硬體和/或軟體的組合實現功能的分離實體實體。DLME 2012具有向站台提供通信機制的到AP 2016的介面,和負責為DLME 2012分配頻道以在直接鏈結中使用的到BAC 2014功能的介面。BAC 2014可依靠感測實體2018在指定的實體頻道上執行測量和監測這些頻道的持續可用性。BAC功能可維護可用實體頻道的列表,或可從諸如TVWS資料庫這樣的外部頻道使用資料庫2030獲取這樣的列表。站台2020(DSM用戶端)具有回應於來自DLME伺服器版本2012的請求的DLME的用戶端版本2022。
當可用頻道很少時,DSM鏈結和直接鏈結可使用相同的實體頻道集。直接鏈結可被配置為使用模式I以便允許直接鏈結和DSM鏈結都在可用的有限的頻道上存在。另一方面,當有更多的頻道可用時,並且當DLME確定直接鏈結的QoS需求保證分離的直接鏈結頻道集的使用時,可使用模式Ⅱ。在操作的該模式中,用戶端裝置可在DSM鏈結實體頻道和直接鏈結實體頻道間時間多工。由於DSM鏈結揹負控制頻道,它可具有比直接鏈結高的優先,迫使用戶端裝置暫緩直接鏈結通信支援DSM鏈結通信。例如,為了接收來自DSM引擎或AP的控制資訊(例如實體頻道改變命令、無聲期配置等)或為了向DSM引擎或AP發送控制資訊(例如用戶端裝置處採取的測量),DLME具有可用頻道的知識,並且決定為直接鏈結在哪種模式使用。
第21圖示出了使用模式I的直接鏈結的示例操作。在模式I操作中,由DSM鏈結和直接鏈結使用的實體頻道是相同的。每個鏈結可使用主CSMA以便獲取對實體頻道的存取。一旦存取由站台或AP獲得,所有實體頻道(在該例中4個)被用於該鏈結,直到該站台在它的TXOP結束時釋放對該鏈結的存取。然後頻道再次被正使用直接鏈結和DSM鏈結兩者的站台競爭。在模式I中,直接鏈結和DSM鏈結之間的不同在於,訊框對於直接鏈結從源直接地發送給目的站台,而不是首先通過AP路由。直接鏈結用戶端可使用在DSM鏈結上使用的802.11e增強分散式頻道存取(EDCA)TXOP和區塊ACK過程。此外,直接鏈結用戶端可使用請求發送(RTS)/清除發送(CTS)來降低其他用戶端(特別是維護直接鏈結的其他用戶端)干擾直接鏈結傳輸的可能性。預設EDCA參數可在每個存取種類中使用,並且在非主頻道繁忙的情況下可使用延遲/5/10/15/20過程。
由於在直接鏈結上採用CSMA,多個直接鏈結可在模式I中同時被支援。在該情況下,所有在直接鏈結中涉及的裝置對(device pair)使用CSMA競爭對相同實體頻道的存取。對頻道的該競爭還包括嘗試存取DSM鏈結的站台。
為了管理直接鏈結和DSM鏈結之間的QoS,DLME可為意欲用於直接鏈結或DSM鏈結的訊務執行不同的媒體存取延遲(或退回週期)。DLME可基於QoS需求和用於每個直接鏈結的訊務類型作出決定。該資訊可通過與每個直接鏈結相關聯的控制消息(或MAC層管理訊框)發送給站台。
當TVWS中的附加頻道可用時,模式Ⅱ可被配置,其中直接鏈結可被卸載(由DLME隨意決定)至不同的實體頻道集。第22圖示出了使用 模式Ⅱ的直接鏈結的示例操作。在模式Ⅱ操作中,直接鏈結使用不同於用於DSM鏈結的實體頻道的實體頻道。主CSMA被用於DSM鏈結和直接鏈結兩者。通過使用用於直接鏈結的主CSMA,DLME可在相同的實體頻道上分配多個直接鏈結,並且使這些直接鏈結競爭彼此間媒體。每個直接鏈結的媒體存取延遲可由DLME動態地修改以便滿足每個直接鏈結的QoS需求。媒體存取延遲的值可在與每個直接鏈結相關聯的控制消息(或MAC層管理訊框)上被發送。
總地來說,管理直接鏈結的DLME可基於可用頻道的數目和直接鏈結的QoS需求來決定何時使用模式I或模式Ⅱ。在每個模式中,頻道的數目可在動態的基礎上改變,並且可不限制於每個鏈結4個頻道,如第21和22圖所示。關於用於DSM鏈結和直接鏈結的頻道數目和頻道頻率的更新可由AP例如使用信標發送給每個站台。
由於模式Ⅱ操作假設兩個實體頻道集,DSM鏈結和直接鏈結之間的站台的操作可以是時間多工的(假設用戶端使用單一無線電且可分配給DSM鏈結或直接鏈結任意一個的頻道數目可多達由MAC/PHY在任意給定時間處理的頻道數目。
第23圖示出了模式Ⅱ直接鏈結中示例時間多工操作。在時間(第23圖中陰影期間)期間,STA在DSM鏈結頻道上監聽或傳送,且在時間(第23圖中非陰影期間)期間,STA在直接鏈結頻道上傳送或接收。具有處於模式Ⅱ的活動直接鏈結的站台可時間多工在直接鏈結和DSM鏈結上的傳輸和接收的操作。此外,AP可獲知具有活動直接鏈結的站台何時將能夠在DSM鏈結上接收來自AP的訊框。為了這麼做,AP可把具有活動直接鏈結 的站台視為類似於802.11標準中處於功率節約模式的站台。以這種方式,AP可在已知STA將監聽DSM鏈結的預定時間向STA發送訊框。用於DSM鏈結上AP和STA之間的通信的時間期間可由AP或由STA發起。
當兩個站台(STA A和STA B)具有它們之間活動的模式Ⅱ中的直接鏈結時,大部分時間站台可在直接鏈結頻道上傳送和接收訊框。在特定的情況下,站台可移動到DSM鏈結頻道以便向AP和從AP發送或接收訊框。STA可在每個目標信標傳輸時間(TBTT)移動到DSM鏈結頻道。所有STA監聽DSM鏈結信標週期之DSM鏈結以便接收來自AP的信標。此外,STA可基於在信標中發送的資訊移動到DSM鏈結頻道。AP可指示在信標間隔後AP將通過DSM鏈結向站台發送單播訊框。在該情況下,該站台在其移動回直接鏈結頻道和與它的對等站台繼續它的直接鏈結通信之前將為了發往它的單播訊框監聽DSM鏈結。此外,當AP具有多播/廣播訊框以發送給包括該STA的站台集時,該STA可移動到DSM鏈結頻道。AP可在向站台指示了多播/廣播訊框的存在信標之後立即發送它們。在該情況下,受影響的STA可在DSM鏈結上監聽這些訊框。此外,當STA需要通過DSM鏈結向AP發送訊框時,STA也可移動到DSM鏈結頻道。在該情況下,直接鏈結將暫時被中斷,直到STA成功地將消息發送至AP。在以上情況下的直接鏈結操作的實施方式在下文被公開。
當站台具有處於模式Ⅱ的活動直接鏈結時,站台在每一TBTT可切換回DSM鏈結,以便接收來自AP的信標。當接收到信標,該站台可恢復直接鏈結操作。信標可包括關於DSM鏈結和直接鏈結的頻道切換資訊和無聲期資訊。信標還作為一裝置來同步其他時間期間(其中STA如上所述將 監聽DSM鏈結)。
為了確保正在進行的通信在TBTT之前終止,STA可遵循一組應用於在TBTT之間切換至DSM鏈結的規則。第24(A)和24(B)圖示出了在TBTT之STA的示例操作。
在第24(A)圖中,用戶端A想在TBTT之前在直接鏈結上向用戶端B發送訊框。當用戶端A使用主CSMA獲得對聚合頻道的存取時,用戶端A估計大約的訊框傳輸和ACK接收時間。如果在TBTT之前期望訊框可被傳送且ACK可被接收,用戶端A發起傳輸。否則,在直接鏈結上的訊框傳輸被延遲直到信標傳輸之後,並且用戶端A不能存取該頻道。在這麼做時,用戶端A避免重傳的需要,並允許頻道由可能具有活動直接鏈結並且所需傳輸更短的其他站台使用。
在第24(B)圖中,用戶端A向用戶端B發送資料封包2412,但在TBTT之前不接收該資料封包的應答。這可能是由於用戶端B在TBTT之前不能發送ACK(如第24(B)圖所示)。在該情況下,用戶端A可假設封包2412從來沒有被用戶端B接收,並且可在信標之後重送該資料封包2414(通過如為初始傳輸使用那樣應用相同的CSMA規則)。
與單一頻道操作相比,需要上述規則,因為藉由AP的信標傳輸和藉由STA的資料傳輸完全是獨立的。該問題在單一頻道操作中不會隨信標傳輸產生,因為AP和站台傳輸在相同的頻道上發生,並且AP將簡單地延遲信標的傳輸直到它獲得該頻道(在此情況下在該時間期間沒有誰被傳送)。
除了第24(A)和24(B)圖所示的規則之外,站台可通過使用MAC層的分段來最佳化直接鏈結的使用,以減少在TBTT之前不使用或不 能使用直接鏈結的時間。訊框可在大小上被剪裁以便減少TBTT之前的‘寂靜(dead)’時間。應當注意,任意PHY切換時間還沒有被討論,但需要在涉及的所有時間線中考慮。如果實體層需要不可忽略的時間量來在直接鏈結和DSM鏈結之間切換,該時間可由站台在確定在TBTT之前是否繼續或延遲傳輸時考慮。
在站台在直接鏈結中活動的時間期間,AP可具有到該STA、且需要通過DSM鏈結發送的訊務(資料或控制)(例如當網路中不是該站台直接鏈結對等的另一個站台向該站台發送資料時)。此外,AP可能需要向該站台發送它不能通過信標發送的控制消息(例如感測配置消息)。在這樣的情況下,AP可能需要在它知道STA將接收消息的特定時間向STA發送資料或控制的能力。
在一個實施方式中,STA可由AP視為處於功率節省(PS)模式的站台。當AP具有發送給處於PS模式的STA的訊框時,AP臨時地緩衝這些訊框,並且在下一個信標的訊務指示映射(TIM)中指示STA的緩衝訊框的存在。站台通過接收和解釋TIM確定為它緩衝了訊框。然後該站台向AP發送短PS-輪詢訊框,該AP立即使用相應的緩衝訊框回應,或應答PS-輪詢並在隨後的時間用相應的訊框回應。
第25圖示出了在DSM鏈結上從AP向STA之單播訊框的示例傳輸。在第25圖中,STA A和STA B有在直接鏈結頻道(在該例中頻道5-8)上的直接鏈結,並且STA C和STA D在直接鏈結頻道上具有直接鏈結。AP具有在DSM頻道(在該例中頻道1-4)上即將發送給STA A和STA B的資料。AP緩衝該資料,並在下一個信標的TIM 2502中指示它。STA A獲取對DSM頻 道的存取,並在DSM頻道上向AP發送PS-輪詢2504。STA A的資料2506被發送給STA A,該STA A應答2508。STA B獲得對DSM頻道的存取,並在DSM頻道上向AP發送PS-輪詢2510。STA B的資料2512被傳送給STA B,該STA B應答2514。
在STA等待或從AP接收單播訊框的時間期間,它與其對等站台具有的直接鏈結被臨時暫停。因此,STA可針對它自己的關聯身份(AID)和對等站台的AID兩者而掃描TIM中的部分虛擬點陣圖。如果對等站台被排程在DSM鏈結上接收訊框,STA可不在直接鏈結頻道上向它的對等發送任何封包。然而,處於模式Ⅱ的直接鏈結頻道可由不被TIM中宣告的訊務影響的站台使用。這在第25圖中示出,其中STA C和STA D繼續在頻道5-8上它們在彼此之間具有的直接鏈結通信,而STA A和STA B中斷它們之間的直接鏈結,因為它們倆都具有AP中到它們的緩衝訊框。
在AP中具有緩衝訊框的STA可競爭頻道以便發送PS-輪詢。該競爭可與處於PS模式、在AP處還具有緩衝訊框的非直接鏈結STA發生。AP可決定在PS-輪詢後立即向站台發送資料,或發送應答並隨後發送資料。即將發送給直接鏈結STA的訊務可由AP通過立即回應於來自直接鏈結STA的PS-輪詢優先化(與到處於PS模式的非直接鏈結STA的訊務相比),以便直接鏈結被暫停最小時間期間。
可替換地,為了確保直接鏈結的最小暫停,AP可在DSM鏈結上來自直接鏈結STA的PS-輪詢或前一個ACK後等待短訊框間間隔(SIFS)後向直接鏈結STA發送訊務。取決於直接鏈結的QoS需求和即將從AP發送給STA的消息的優先,AP可在給定信標週期之後發送緩衝訊框的子集,並在 下一個信標週期後發送剩餘部分。可這樣做以確保直接鏈結不會被暫停多於取決於訊務類型的特定時間量。
在從AP接收到單播訊框之後,直接鏈結需要被重新建立。兩個站台需要回到直接鏈結而不遺失資料或終止鏈結。在以下實施方式中,作為一個示例,假設STA A和STA B都期望來自AP之單播訊框形式的資料。然而,應當理解,可要求站台的其中之一接收單播訊框,且以下實施方式也可應用於那些情況。
在一個實施方式中,STA A和STA B可通過在AP和另一個站台之間的通信上監聽來獲知何時重新開始直接鏈結。以該方式,STA A和STA B可都保持在DSM鏈結上,直到它自己的單播訊框已被接收,且另一個站台的單播訊框全部被接收。AP指示(例如在最後一個資料訊框)在該訊框後沒有其他訊框將被發送。
第26圖示出了在DSM頻道上的單播傳輸後用於重建直接鏈結的示例信令流。AP向STA A和STA B傳送TIM(2602)。STA A和STA B競爭以存取DSM頻道來傳輸PS-輪詢(2604)。假設STA A贏得該競爭,並且STA A向AP傳送PS-輪詢(2606)。資料被發送給STA A(2608)。在應答最後一個資料(2610)後,STA A繼續在DSM頻道上監聽後續的AP-STA B通信(2612)。STA B向AP發送輪詢消息(2614)。資料被發送給STA B,並且其被應答(2616,2618)。最後一個資料封包指示沒有更多的資料封包將被傳送給STA B,其也被應答(2620,2622)。STA A和STA B在對最後一個資料的ACK後返回直接鏈結頻道(2624)。輪詢消息和直接鏈結訊務在STA A和STA B之間被交換(2626,2628)。
在另一個實施方式中,STA A和STA B可在它們獲得它們自己的單播訊框之後立即返回直接鏈結(獨立於另一個站台的單播訊框是否已被接收)。第27圖示出了在DSM頻道上單播傳輸之後重建直接鏈結的示例信令流。AP向STA A和STA B發送TIM(2702)。STA A和STA B競爭以存取DSM頻道來傳輸PS-輪詢(2704)。假設STA A贏得該競爭,並且STA A向AP發送PS-輪詢(2706)。資料被發送給STA A(2708)。在應答最後一個資料(2710)後,STA A返回直接鏈結頻道並可觸發計時器(2712)。STA B向AP發送輪詢消息(2714)。資料被發送給STA B,並且其被應答(2716,2718)。最後一個資料封包指示沒有更多的資料封包將被傳送給STA B,其也被應答(2720,2722)。STA B在對最後一個資料的ACK後返回直接鏈結頻道(2724),並且直接鏈結訊務在STA A和STA B之間被傳遞(2726)。
返回直接鏈結頻道的第一站台可等待另一個站台。等待週期可由每個站台單獨維護、可相對於信標間隔的長度被適當設置的或由上層設置的計時器來實現。直到該計時器到期,首先返回直接鏈結頻道的站台假設該直接鏈結當前仍然是活動的,但由於另一個站台接收DSM鏈結訊務而被暫停。當該計時器到期時,可拆除該直接鏈結。在該站台等待另一個站台時,該站台可具有與其他站台的其他直接鏈結通信。如果它具有另一個站台的未處理的訊框,它可週期地通過直接鏈結傳送這些訊框以檢測另一個站台是否已返回,或者週期地通過直接鏈結發送POLL消息,直到該POLL被來自另一個站台的資料應答或直到計時器到期。
在另一個實施方式中,關於STA A和STA B返回直接鏈結的順序的知識可被用來重建直接鏈結。這可通過利用AP以先來先服務的基礎處 理POLL來實現。在競爭POLL的同時,每個STA監聽由其他站台發送給AP的POLL。以這種方式,它將獲知STA A和STA B將接收其單播訊框的順序(因此獲知它們返回直接鏈結頻率的順序)。返回直接鏈結的最後一個站台可負責重建直接鏈結(通過發送POLL或通過發送資料)。為了簡化該機制,POLL消息可以是被發送給所有STA(不僅僅是AP)的廣播訊框。可替換地,STA被AP服務的順序可由AP預定,並結合TIM消息來發送。在該情況下,POLL消息可不需要由其他STA解釋。在該情況下,可發送或可不發送POLL消息,因為單播訊框的遞送順序已預定。
在另一個實施方式中,在移動到直接鏈結頻道之前可在DSM鏈結上在STA A和STA B之間進行握手。該握手可使用通過AP路由的常規802.11消息來完成,並且允許兩個STA獲知兩者何時完成接收單播訊框。在直接鏈結中的兩個STA都期望來自AP的單播訊框的情況下,可需要握手。
第28圖示出了使用站台間握手的直接鏈結重建的示例信令流。AP向STA A和STA B發送TIM(2802)。STA A和STA B競爭以存取DSM頻道來傳輸PS-輪詢(2804)。假設STA A贏得該競爭,並且STA A向AP發送PS-輪詢(2806)。資料被發送給STA A(2808)。在應答最後一個資料(2810)後,STA A向STA B發送單播完成請求(2812)。STA B然後向STA A發送單播完成回應(2814),並向AP發送輪詢消息(2816)。單播完成回應指示STA B具有從AP接收的資料,且STA A在DSM鏈結頻道上等待以完成握手。資料被發送給STA B,並且其被確認(2818,2820)。最後一個資料封包指示沒有更多的資料封包將發送給STA B,其也被確認(2822,2824)。STA B向STA A發送單播完成請求,該STA A使用單播完成回應來回應(2826,2828)。STA A和STA B然後都返回直接鏈結頻道(2830),並且直接鏈結訊務在STA A和STA B之間被傳遞(2832)。
以上實施方式可獨立地被使用,或者這些實施方式的某些方面可組合以為每個STA的行為建立規則和用於重建直接鏈結的它們之間的消息。以上實施方式可應用於在直接鏈結被暫停後直接鏈結需要重建的其他場景。
AP可能需要發送用於BSS中若干站台的多播或廣播訊框。在一些站台涉及於使用模式Ⅱ的直接鏈結的情況下,這些站台需要獲知來自AP的多播/廣播訊務的存在,以便它們能在那時監聽DSM鏈結。在模式Ⅱ直接鏈結中,AP可發送傳遞訊務指示映射(DTIM)來指示廣播或多播訊框的傳輸。在DTIM後,所有直接鏈結STA可保持在DSM鏈結上,直到所有廣播/多播訊框已由AP傳送。如果DTIM還指示到特定站台的單播訊框的存在,上述實施方式可被實現。
第29圖示出了在DSM鏈結上從AP到直接鏈結STA的廣播/多播訊框的示例傳輸。在第29圖中,AP週期地發送信標,並且直接鏈結站台(在該例中STA A)在信標週期期間在DSM頻道上感測。如果STA A接收到DTIM 2902,STA A保持在DSM頻道上,並接收來自AP的廣播/多播訊框(2904)。在廣播/多播週期結束後,STA A返回直接鏈結頻道。
如果當STA不是多播組的部分時(即DTIM 2906)多播訊框被發送,如果沒有宣告該站台或其直接鏈結對等的單播訊務,該STA可在接收DTIM 2906後立即恢復直接鏈結。
直接鏈結STA可能需要通過DSM鏈結向AP或另一個站台發送 MSDU(例如當DL-STA具有(通過AP)即將發送給DSM引擎的感測測量時)。在該情況下,可在具有即將發送的上行鏈結MSDU的DL-STA及其直接鏈結對等之間進行特殊的握手,因為該DL-STA在DSM鏈結上的上行鏈結傳輸期間可不再監聽直接鏈結頻道。
第30圖示出了到AP的DL-STA傳輸的示例握手。在第30圖中,STA A與STA B具有直接鏈結,並且STA B與STA C具有另一個直接鏈結,並且STA A具有通過DSM鏈結發送給AP的資料。STA A通過直接鏈結向STA B發送直接鏈結中斷請求消息(DLIRM)3002。DLIRM消息3002可使用傳統802.11管理訊框來實現。例如,指示傳遞的未確定時間的、具有設置為0的持續時間欄位的RTS消息可被用作DLIRM消息。STA B接收指示藉由STA A的直接鏈結中斷的DLIRM消息3002。STA B通過直接鏈結使用直接鏈結中斷確認消息(DLICM)3004應答。DLICM消息3004可使用諸如CTS封包這樣的傳統802.11管理訊框來實現。
當STA A接收到DLICM消息3004時,STA A獲知直接鏈結已成功地被中斷並將其PHY移動到它競爭頻道存取的DSM鏈結。當STA A贏得對DSM鏈結的競爭時,STA A通過DSM鏈結向AP或目的站台發送MSDU 3006。在STA A決定恢復直接鏈結之前可發送多個訊框。
當STA A完成其在DSM鏈結上的MSDU傳輸時,STA將其PHY移動到直接鏈結頻道,並通過發送PS-輪詢消息3008(如果它沒有什麼通過直接鏈結發送)或到其對等站台的資料訊框來恢復直接鏈結。這有效地重開始了直接鏈結。
在直接鏈結被中斷的時間期間,STA B可緩衝在直接鏈結上到 STA A的所有資料,但其他直接鏈結可繼續在這些頻率上保持活動。
在直接鏈結已在一組頻道上被中斷的同時,其他直接鏈結可繼續保持活動。例如,STA B可繼續與STA C在這些站台之間的直接鏈結上交換MSDU,而不管STA A和STA B之間的直接鏈結已被中斷的事實。此外,兩個對等DL-STA的其中之一可中斷直接鏈結並通過DSM鏈結發送消息。這是首先發送DLIRM消息的站台。直到直接鏈結恢復,對等站台不能用DSM鏈結交互作用。結果,對等站台(在該例中是STA B)可監聽直接鏈結頻道,並只要在該鏈結上再次從STA A接收到訊框就知道該直接鏈結已恢復。那時,STA B可自由中斷該直接鏈結,如果它需要這麼做的話。
傳統地,在繞過(by-pass)AP的同時為兩個站台之間的直接通信預留直接鏈結。這可被擴展以具有與多個站台的通信,以便具有實現涉及多個站台的某些應用的更有效的方式。第31圖示出了空間鏈結的一個示例。第31圖示出了一個空間鏈結被用於組遊戲應用,且另一個空間鏈結被用於裝置間的虛擬聊天室。
上述直接鏈結實現的任一個可被用來實現空間鏈結。例如,在60GHz的情況下,特定服務週期或服務週期集合可專用於空間鏈結的使用。在多個無線電TVWS場景中,頻道集合(具有其自己的主頻道)可被分配給空間鏈結。
在空間鏈結通信中涉及的站台通過單播消息或多播消息(取決於正在討論的應用)直接互相通信。在組遊戲應用的情況下,空間鏈結致能高訊務吞吐量而不必須通過AP路由該訊務(從而確保網路的剩餘部分不會擁塞)。對於虛擬聊天室的情況,單播和多播特徵可被用來確保消息的 MAC級安全,且因此確保“私人消息”特徵。
此後,公開用於站台/用戶端獲知該站台/用戶端它們能通過點對點鏈結直接通信的實施方式。還公開實施方式使站台能夠獲知將受益於直接鏈結的DSM系統提供的服務和應用。例如,通過這些實施方式,智慧手機可以能夠獲知DSM系統內的本地個人電腦(PC)正作為(host)數位音樂檔伺服器或正作為印表機伺服器等。還公開多個直接鏈結可在DSM系統中同時建立並與正在進行的DSM系統傳輸共存的實施方式。還公開用於直接鏈結通信的傳輸參數(例如調變、編碼、天線方向性等)的實施方式。
網路連接性是維護高吞吐量資料連結的重要因素。期望連接性的詳細映射可在網路中建立適當直接鏈結時導引DSM引擎或中央實體(例如AP或網路實體),並且由於它幫助理解信號強度和吞吐量的關係而幫助改善網路的整體吞吐量。
第32圖示出了用於終端到終端直接鏈結管理的、包括中央節點3210和多個終端裝置3220的示例網路結構。中央節點3210與終端裝置3220連接以形成毛細管網路(capillary network)。在該結構中,所有終端裝置3220可通過中央實體3210通信。在諸如WLAN或微微胞元這樣的室內網路中,中央節點3210對應於WLAN AP、家用節點B、家用演進型節點B等。在諸如胞元網路這樣的室外網路中,中央節點3210可以是節點B或演進型節點B。
終端到終端直接鏈結管理實體(DLME)3230管理終端裝置3220間的直接鏈結。DLME 3230可建立裝置間的直接鏈結(第32圖中的DL1-DL5)。DLME 3230可位於外部實體3240,如第32圖所示。然而,DLME 3230可位於中央實體3210或網路中的任意實體。網路終端裝置3220可包括用戶端DLEM實體(未示出)以支援直接鏈結管理過程(例如直接鏈結建立、拆除、測量控制、報告等)。
在一個實施方式中,為了網路中裝置的端到端無線電連接性狀態和直接鏈結管理,可建立連接性映射、服務映射和/或能力映射。應當注意,以下實施方式將參考連接性映射來解釋,但這些實施方式也可應用於服務和能力映射和任意其他補充資訊映射可用於終端到終端直接鏈結管理目的。連接性映射、服務映射和能力映射可用DLME實體集中和排列。
連接性映射包括以毛細管網路中每對終端之間的無線鏈結為特徵的資訊集合。例如,終端間鏈結的無線特徵可以是相應於兩個終端間路徑損耗特性的信噪比或該鏈結其他終端傳輸的接收功率。連接性映射例如在路徑損耗方面描繪了毛細管網路中每對終端間的連接性。
服務映射包括以毛細管網路中每個終端裝置處可獲得服務為特徵的資訊集合。可獲得的服務包括但不限於服務名稱、其狀態(即有效或失效)、所需QoS(例如最小速率)、用於該服務的可能RAT、操作RAT或頻道資訊等。
能力映射包括以毛細管網路中每個終端裝置能力為特徵的資訊集合。能力包括但不限於可用RAT、可用RAT的狀態(即有效或失效)、每個RAT中最大傳輸功率、直接鏈結能力、感測能力等。
在一個實施方式中,連接性資訊可在關聯時或在關聯後立刻收集。可查詢剛關聯的終端裝置以特定傳輸功率向所有網路節點廣播特別信號。每個網路節點然後測量該信號的接收功率,並用具有特定傳輸功率 的另一個信號回覆該終端。該終端然後測量來自其他節點的信號的接收功率。所有這些測量被發送給DLME實體以建立所有網路節點間的路徑損耗的集合。這些路徑損耗是網路節點間連接性的特徵。
第33圖示出了在終端關聯後連接性資訊收集的示例信令流。在第33圖中,作為一個示例,示出了在終端關聯後能力和服務資訊被傳遞給DLME(3302),但它可在關聯期間被傳遞。
關聯的終端裝置向DLME發送用戶端附著消息(3304)。用戶端附著消息可包括能力資訊(例如最大傳送功率)、服務資訊和/或位置資訊。DLME在能力映射和服務映射中儲存該資訊。DLME觸發查詢並向中央節點發送連接性查詢宣告消息(3306)。該連接性查詢宣告消息可包括表1中資訊元素的一些或全部。
在中央節點從DLEM實體接收到連接性查詢宣告消息後,中央節點向在網路操作頻道上的所有網路節點廣播連接性查詢宣告消息(3308)。用戶端,包括中央節點,解釋來自該連接性查詢宣告消息的資訊元素。
在互易週期期間,終端A(在互易_裝置_列表中列出)可將連接性查詢消息作為廣播在網路操作頻道上傳送(3310)。終端A可使用它自己的最大傳送功率。所有其他網路節點(在感測_裝置_列表中列出),包括中央節點,可感測和測量來自終端A的該連接性查詢消息的接收功率。
在互易週期時間結束後,在感測_裝置_列表中列出的節點,除了終端A外,將連接性查詢消息作為廣播消息在操作頻道上傳送(3312a)。AP也將連接性查詢消息作為廣播消息在操作頻道上發送(3312b)。節點可以它自己的最大傳送功率傳送該消息。該連接性查詢消息可包括來自終端A的連接性查詢消息的接收功率的測量。
終端A(在報告_裝置_列表中列出)測量來自包括AP的其他網路節點的連接性查詢消息的功率。終端A還從自其他網路節點接收的連接性查詢消息提取測量資訊。終端A然後生成包括它自己的測量和提取的測量的測量報告。在連接性週期結束時,終端A向DMLE發送連接性報告消息(3314)。該連接性報告消息包括在終端A處來自其他網路節點的所有連接性查詢消息的接收功率,和在所有其他網路節點處由終端A發送的連接查詢消息的接收功率。
一旦DLME接收到該連接性報告消息,DLME更新連接性映射(3316)。DLME可通過中央節點向終端A發送服務和連接性消息(3318)。該服務和連接性消息可包括終端A可與其通信的網路節點識別和相應的路徑損耗,以及在網路裝置中可用的服務。
在另一個實施方式中,連接性資訊可週期性地被收集。可查詢所有網路節點來以特定的傳輸功率向所有網路節點廣播特別的信號。每個網路節點然後測量該信號的接收功率,並向可建立所有網路節點間路徑損耗的集合的DLME報告它的測量。這些路徑損耗是網路節點間連接性的特徵。
第34圖示出了用於週期連接性資訊更新的示例信令流。在連 接性更新_計時器到期後,DLME可觸發查詢並向中央節點發送具有表1中一些或所有資訊元素的連接性查詢宣告消息(3402)。互易_裝置_列表可以是空(NULL)的並且互易週期可以等於0。在中央節點從DLME實體接收到連接性查詢宣告消息後,中央節點可向在網路操作頻道上的所有網路節點廣播連接性查詢宣告消息(3404)。該消息可包括來自DLEM的連接性查詢宣告消息的資訊元素。用戶端,包括中央節點,解釋來自該連接性查詢宣告消息的資訊元素。
在接收到連接性查詢宣告消息後,包括AP的每個節點(在感測_裝置_列表中列出)可將連接性查詢消息作為廣播消息在操作頻道上傳送(3406a,3406b,3406c)。每個節點可以它自己的最大傳送功率來傳送。
每個網路節點(在報告_裝置_列表中列出)可測量由其他節點發送的連接性查詢消息的功率,並在連接性週期結束時,向DLME發送感測的測量(3408a,3408b,3408c)。來自每個節點的連接性報告包括在該節點處由其他網路節點發送的所有連接性查詢消息的接收功率。服務和能力資訊更新可被包括在這些連接性報告中,例如新啟動和/或去啟動的服務、新有效和/或失效的RAT等。
一旦DLME接收到連接性報告消息,DLME可更新連接性映射(3410)。DLME可向中央節點發送服務和連接性消息(3412)。中央節點然後可設置連接性更新計時器,並將其廣播給所有網路節點(3414)。
在另一個實施方式中,連接性資訊可以按需求收集。連接性測量可由在相同網路操作頻道上的不同節點進行。兩個節點間直接鏈結的實際建立可在不同的頻帶上和/或在不同的RAT上(例如,當操作頻道是ISM 上的WLAN頻道且用於直接鏈結的頻道是在60GHz頻帶上或藍芽技術或其他技術上時)。假設外部實體決定用於直接鏈結的頻道、頻帶和RAT。為了選擇用於直接鏈結的頻道、頻帶和RAT,外部實體可觸發它的DLME實體來進行按需求連接性資訊收集。
第35圖示出了示例按需求連接性資訊收集。從外部節點接收到觸發時(3502),DLME向中央節點發送揹負表1中一些或所有資訊元素的連接性查詢宣告消息(3504)。執行該測量的目標節點是網路節點的子集。它可能僅是兩個節點(例如在60GHz上連接的TV和DVD播放器)或更多個節點(以藍芽連接的若干智慧手機來玩遊戲或播放文本應用)。
中央節點向網路操作頻道上的所有節點子集廣播連接性查詢宣告消息(3506)。該消息可包括來自連接性查詢宣告消息的資訊元素。包括中央節點的用戶端可解釋來自該連接性查詢宣告消息的資訊元素。
互易週期時間可以設置為0。在接收到連接性查詢宣告消息後,節點子集(在感測_裝置_列表中列出)可將連接性查詢消息作為廣播消息在特定的頻道、頻帶和RAT上傳送(3508a,3508b)。每個節點可以它自己的最大傳送功率傳送。
節點子集(在報告_裝置_列表中列出)可測量該連接性查詢消息的功率,並將感測的測量通過中央節點傳遞給DLME(3510a,3510b)。來自每個節點的連接性報告包括在該節點處由節點子集發送的所有連接性查詢消息的接收功率。
一旦DLME接收到連接性報告消息,DLME更新連接性映射(3512)。DLME可向中央節點發送服務和連接性消息(3514)。中央節點可 將其廣播給所有網路節點(3516)。
在建立直接鏈結之前,站台需要知道可用或正提供的服務。服務可以是網路相關服務(例如列印服務、檔儲存服務等)或應用相關服務(例如遊戲服務、聊天服務等)。一旦DLME具有服務映射,該資訊可被用戶端用來觸發直接鏈結的創建。
DLME可廣播包括全部或部分服務列表的應用消息。這些可依靠毛細管網路對所有站台傳輸的廣播能力。如果由中央節點控制的毛細管網路具有用於控制的廣播機制(例如信標),則服務映射資訊可包括在控制消息中(例如作為信標的一部分)而從DLME傳遞給中央節點。
在裝置附著到DLME時,DLME可在附著回應消息中提供服務列表。可替換地,該映射可被提供給中央節點,並且這可包括在來自中央節點的關聯回應中。可替換地,在關聯或附著消息中,裝置可提供它正在尋找的服務的類型的指示,並且關聯或附著回應可包括目標服務集合(基於來自終端的請求)。
服務映射的廣播可基於已與中央節點關聯或附著於DLME的裝置的數目和類型來控制。例如,如果沒有附著具有終端到終端能力的裝置,DLME可避免廣播服務映射。
可替換地,該映射可基於已關聯或附著的裝置類型被剪裁。例如,如果已附著印表伺服器,廣播服務映射可在接收到尋找這樣的服務的裝置時被傳送。
可替換地,該映射可基於由中央節點感知的系統負載(或某些類似參數)被剪裁。例如,中央節點可能想促進在另一個頻道或頻帶中 直接鏈結的建立以獲得某些負載平衡。這可觸發DLME開始廣播服務映射。
第36圖示出了使用連接性和能力映射的直接鏈結建立的示例信令流。中央節點被示為802.11 AP,並且假設DLME在AP中被實現。STA A向AP發送直接鏈結建立請求以與STA B建立直接鏈結(3602)。這可基於服務映射的先前接收。AP檢查該請求並使用能力和連接性映射來找到用於該直接鏈結操作的適當頻道和頻帶(3604)。直接鏈結建立可基於請求的頻寬。DLME可使用連接性映射來為直接鏈結確定最佳傳輸參數(例如最小傳送功率、調變、編碼、天線方向性等)。AP然後可分別向STA A和STA B發送直接鏈結建立回應(3606,3608)。然後直接鏈結傳輸在STA A和STA B之間開始(3610)。
STA C發送與STA D建立直接鏈結的直接鏈結建立請求(當STA A和STA B之間的直接鏈結仍然正在進行時)(3612)。AP確定用於該直接鏈結操作的頻道和頻帶,並進行連接性檢查(3614)。
第37圖是用於連接性檢查過程的示例流程圖。AP檢查在由STA A-STA B直接鏈結使用的相同頻道上直接鏈結連接性對STA C和STA D是否可能,且如果是,則估計在相同頻道上操作該直接鏈結的影響。AP可為STA C-STA D直接鏈結分配最小可能傳輸功率。AP檢查STA C和STA D是否可聽到STA A-STA B鏈結(3702)。AP可使用連接性映射來確定STA A-STA B傳輸是否將影響STA C-STA D傳輸。AP進一步確定STA A和STA B是否能聽到STA C-STA D鏈結(3704)。AP可使用連接性映射來確定在提議傳輸功率、調變、編碼、天線方向性等的STA C-STA D傳輸是否將影響STA A-STA B傳輸。如果在3702和3704的兩個確定都是否定的,直接鏈結被建立(3706)。 如果在3702和3704的確定的任意一個是肯定的,不建立直接鏈結(3708)。可替換地,DLME可決定找到替換頻道和頻帶(如果可能),或者允許兩個直接鏈結共用分配的頻道和頻帶(潛在地導致性能降級)。
再次參考第36圖,如果AP確定建立新的STA C-STA D直接鏈結,AP分別向STA C和STA D發送直接鏈結建立回應(3616,3618)。
直接鏈結通過一系列在用戶端DLME和伺服器DLME之間操作的過程和在AP和站台之間的過程被管理和協調。進行直接鏈結監測過程來估計在對等站台之間是否需要直接鏈結。進行直接鏈結監測配置過程來建立直接鏈結監測演算法和參數。進行直接鏈結啟動過程來啟動或建立直接鏈結。這可由對等站台基於DLME的一些指示來觸發。進行直接鏈結去啟動過程來去啟動或拆除直接鏈結。這可由對等站台或由DLME來觸發。該過程可由DLME提供的指示來偏置(bias)。進行直接鏈結重配置決定過程來估計直接鏈結重配置是否必要。進行直接鏈結重配置過程來改變分配給直接鏈結的組成頻道(頻道集)。這可作為直接鏈結重配置決定的結果。進行直接鏈結無聲期配置過程來配置直接鏈結傳輸中的無聲期以在TVWS頻帶和其他頻帶中進行測量。由AP進行直接鏈結服務廣播過程來廣播服務資訊。進行DSM鏈結維護過程來從直接鏈結獲得實體頻道並將它們重分配給DSM鏈結。進行DSM鏈結故障過程來當非直接鏈結故障時允許站台操作。進行連接性映射過程來確定節點對之間的連接性。這些過程的細節將在下文被解釋。
DSM附著過程可被用來通知DSM引擎關於站台的能力。該過程可在站台關聯AP時或在該關聯後在專用DSM消息中被進行。在以下的實 施方式中,採用後者。
作為第33圖中過程的一部分,示出附著和連接性更新過程。因此,DSM附著過程將參考第33圖來解釋。在與AP關聯(3302)後,用戶端A向DLME發送用戶端附著消息(3304)。該用戶端附著消息可指示用戶端A的能力資訊,並且可包括關於識別、實體能力、位置資訊、服務資訊、TVWS能力、已知連接性資訊等的資訊。識別可以與該用戶端的MAC位址或某些本地DSM位址識別相同。實體能力包括支援的無線電的數目、支援的無線電存取技術(RAT)、這些是否可同時操作、感測能力等。位置資訊可基於用戶端A的全球定位系統(GPS)能力。服務資訊可包括由用戶端A提供的服務類型(列印、檔儲存、遊戲主機等)。TVWS能力指示該裝置是否是模式I、模式Ⅱ或僅感測裝置。已知連接性資訊指示可直接與用戶端A通信的用戶端。該連接性資訊可通過監測在所有接收訊框中的位址列表來維護。在一個實施方式中,每次用戶端A接收到訊框處理時,用戶端A可更新連接性映射,這將在下文詳細地解釋。
DLME在用戶端資料庫中儲存該資訊,並且可使用用戶端附著確認消息(未示出)來回應。由於用戶端A是新的用戶端,DLME可決定與其他潛在用戶端一起建立完全連接性映射。完全連接性映射可通過使用戶端A向所有其他用戶端發出廣播消息,並使所有其他用戶端和AP測量該廣播消息並向用戶端A發送測量消息來獲取(3308-3320)。
一旦DLME已建立完全能力、服務和連接性映射,它可要求AP發送服務和連接性消息以通知所有用戶端用戶端A的能力。可替換地,DLME可向AP發送服務和連接性資訊,並且使AP廣播該資訊(例如作為常 規信標傳輸的一部分或作為廣播多播用戶平面訊務的一部分)。
DLME可進行直接鏈結監測配置過程來建立直接鏈結監測配置演算法和參數。它可在DSM附著過程期間或使用DLME和用戶端/站台之間的顯式信令來進行。DLME可持續估計是否允許直接鏈結。該估計可基於多個度量來進行。例如,該估計可基於可用的實體頻道。在受限可用頻道的情況下,DLME可決定不允許直接鏈結。相反地,在有許多可用頻道的情況下,DLME可促進直接鏈結創建。該估計可基於附著用戶端的能力來進行。如果僅有很少具有直接鏈結能力的附著用戶端,DLME可決定不允許直接鏈結。該估計可基於總系統負載來進行。如果在DSM鏈結(AP鏈結)上的負載高,DLME可能贊成直接鏈結的創建。
基於度量,DLME可建立站台可用來觸發直接鏈結啟動/去啟動的演算法和用於這些演算法的參數。該資訊可作為DSM附著確認消息的一部分或作為新的DLME消息的一部分信號發送給站台。用戶端站台基於請求的配置配置它們的直接鏈結監測過程。度量可包括到特定目的地的佇列大小、到特定目的地的吞吐量等。此外,演算法可依靠訊務的存取種類(class)、訊務的服務品質或訊務類型(例如即時對延遲容忍,語音對視頻對資料等)、來自高層(例如應用或傳輸層)的指示。例如,應用可提供它希望建立直接鏈結的指示,或者它可提供關於它正在請求的會話的類型的指示(例如檔傳輸協定(FTP)會話傳遞X大小的檔)。演算法還可依靠裝置的接近度(例如,如果2個裝置離得非常近且能夠用很小的功率通信,促使這些裝置直接鏈結可能是有益的)。
STA可進行直接鏈結監測過程來估計是否需要直接鏈結。它在 通過上述直接鏈結監測配置過程已被配置來監測的站台處進行。為直接鏈結啟動或拆除配置的度量可以是不同的。
第38A和38B圖示出了示例直接鏈結監測過程。STA確定直接鏈結是否活動(3802)。如果直接鏈結已經是活動的,STA確定度量(B)是否觸發直接鏈結拆除(3804)。如果是,直接鏈結拆除被觸發(3806)。如果不是,它確定該STA是否接收到拆除該直接鏈結的請求(3808)。如果不是,該直接鏈結被維持。如果是,它進一步確定度量(D)是否觸發直接鏈結拆除(3810)。如果是,直接鏈結拆除被觸發(3806)。如果不是,直接鏈結被維持。
如果它確定直接鏈結不是活動的(3802),該STA確定度量(A)是否觸發直接鏈結建立(3812)。如果是,直接鏈結建立被觸發(3814)。如果不是,它確定該STA是否接收到建立直接鏈結的請求(3816)。如果沒有,不建立直接鏈結。如果是,它進一步確定度量(C)是否觸發直接鏈結建立(3818)。如果是,直接鏈結建立被觸發(3814)。如果否,不建立直接鏈結。
STA可為直接鏈結拆除和建立使用不同的度量(度量(A)至度量(D))。該過程的結果是關於是否以直接鏈結啟動或去啟動繼續的指示。一旦度量觸發動作,STA可決定建立或拆除直接鏈結。STA還可從另一個站台或DSM引擎接收建立(或拆除)的請求,在該情況下,它可使用不同的度量來確定是否建立或拆除直接鏈結。
第39A至39C圖是根據一個實施方式用於直接鏈結建立或啟動的過程的示例流程圖。在第39A至39C圖中,STA 1向STA 2發起直接鏈結。 該過程可被用來啟動或建立直接鏈結。這可由站台基於通過直接鏈結監測配置過程配置的演算法和參數來觸發。DLME可配置這些站台來找到用於直接鏈結的頻道。如果沒有可用的頻道,直接鏈結可在用於DSM鏈結的頻道上被啟動。在該情況下,DSM鏈結和直接鏈結時間共用這些頻道。
STA 1和STA 2通過DSM鏈結通信,並執行直接鏈結監測過程(3902,3904)。如果STA 1確定需要直接鏈結(3906),STA 1向AP發送直接鏈結建立請求,並且AP將該請求轉發給STA 2(3908,3910)。該直接鏈結建立請求消息可包括關於直接鏈結頻寬需求(例如頻道數目或位元率方面)、站台通過直接鏈結請求的服務的類型等的指示。
STA 2執行直接鏈結監測過程以估計度量(3912)。如果STA 2確定不需要直接鏈結(3914),STA 2拒絕直接鏈結建立,並向AP和STA 1發送失敗消息(3916,3918)。如果STA 2確定需要直接鏈結(3914),STA 2向AP確認該建立(3920),並向DLME發送直接鏈結建立消息(3922)。
DLME在當前操作頻帶(即DSM鏈結的頻帶)中檢查STA 1和STA 2之間的連接性(3924)。如果確定連接性是不可能的(3926),DLME向AP發送失敗消息,且AP將該失敗消息轉發給STA 1和STA 2(3928,3930)。如果它確定連接性是可能的(3926),DLME向BAC發送具有直接鏈結需求集的請求(3932)。
BAC尋找滿足需求的頻道(3934)。如果它確定沒有可用的頻道(3936),BAC向DLME發送失敗消息(3938)。DLME估計共用DSM鏈結是否是可接受的(3940)。如果DLME確定不與直接鏈結共用DSM鏈結(3942),DLME向AP和站台發送失敗消息(3944,3946)。如果DLME確 定與直接鏈結共用DSM鏈結(3942),DLME向AP發送具有用於DSM鏈結的相同頻道集的配置消息(3948)。AP然後將配置消息轉發給STA 1和STA 2(3950),並且STA 1和STA 2通過DSM鏈結頻道集使用直接鏈結通信(3952)。
如果確定有可用頻道(3936),則進一步確定這些頻道是否在與DSM頻道集相同的頻帶上(3954)。如果否,DLME使用連接性映射在分配的頻道上進行連接性發現(3956)。如果連接性是不可能的(3958),該過程繼續至步驟3940。如果連接性是可能的(3958),或者頻道在與DSM頻道集相同的頻帶上(3954),BAC向DLME發送直接鏈結頻道集資訊(3960)。DLME向AP發送具有頻道集A的配置資訊(3962)。AP然後將配置消息轉發給STA 1和STA 2(3964),並且STA 1和STA 2通過頻道集A使用直接鏈結通信(3966)。
在另一個實施方式中,DSM引擎可在檢查對等用戶端(在該示例中站台2)的狀態之前配置直接鏈結。在該實施方式中,在AP和DLME配置直接鏈結參數後,AP將直接鏈結建立請求轉發給STA 2。否則,失敗消息被發送給發起站台。
第40A至40D圖是根據另一個實施方式用於直接鏈結建立或啟動的過程的示例流程圖。在第40A至40D圖中,STA 1向STA 2發起直接鏈結。STA 1和STA 2通過DSM鏈結通信,並進行直接鏈結監測過程(4002,4004)。如果STA 1確定需要直接鏈結(4006),STA 1向AP發送直接鏈結建立請求(4008)。
AP向DLME發送直接鏈結建立消息(4010)。DLME在當前操 作的頻帶(即DMS鏈結的頻帶)中檢查STA 1和STA 2之間的鏈結性(4012)。如果確定連接性是不可能的(4014),DLME向AP發送失敗消息,且AP將該失敗消息轉發給STA 1和STA 2(4016,4018)。如果確定連接性是可能的(4014),DLME向BAC發送具有直接鏈結需求集的請求(4020)。
BAC尋找滿足該需求的頻道(4022)。如果它確定沒有可用的頻道(4024),BAC向DLME發送失敗消息(4026)。DLME估計共用DSM鏈結是否是可接受的(4028)。如果DLME確定不與直接鏈結共用DSM鏈結(4030),DLME向AP發送失敗消息,AP將該失敗消息轉發給站台(4032,4034)。如果DLME確定與直接鏈結共用DSM鏈結(4030),DLME向AP發送具有用於DSM鏈結相同頻道集的配置消息(4036)。AP然後將配置消息轉發給STA 2(4038)。
STA 2進行直接鏈結檢測過程來確定它是否想建立直接鏈結(4040)。如果STA 2確定不需要直接鏈結(4042),STA 2拒絕直接鏈結建立並向AP發送失敗消息(4044)。AP將失敗消息轉發給STA 1,並通知DLME直接鏈結已被拒絕(4046)。DLME然後更新頻道集資訊,並向BAC返回釋放的頻道(4048)。如果STA 2確定需要直接鏈結(4042),STA 2確認該建立並向AP發送成功指示(4050)。AP然後將該成功消息轉發給STA 1(4052)。STA 1和STA 2通過分配的頻道集使用直接鏈結通信(4054)。
如果確定有可用的頻道(4024),進一步確定這些頻道是否在與DSM頻道集相同的頻帶上(4056)。如果否,DLME使用連接性映射在分配的頻道上進行連接性發現(4058)。如果連接性是不可能的(4060),該過程繼續至步驟4028。如果連接性是可能的(4060),或者這些頻道在與DSM 頻道集相同的頻帶上(4056),BAC向DLME發送直接鏈結頻道集資訊(4062)。DLME向AP發送具有頻道集A的配置資訊(4064)。AP然後將配置消息轉發給STA 2(4066),並且該過程繼續至步驟4040。
在上述兩個實施方式中,一旦接收到直接鏈結建立消息,站台可應答該直接鏈結消息。可替換地,站台可不發送應答消息,且DLME可監測在分配直接鏈結頻道上的活動以確認它們正被使用。如果沒有觀測到活動,頻道可被返還給BAC來用於對DSM鏈結或其他直接鏈結的可能將來分配。
兩個對等站台之間的連接性可由DLME基於連接性映射來確定。可替換地,對等站台可估計該連接性,並且如果該連接性成功則發起直接鏈結建立。例如,發起站台(例如站台1)可在每次它接收到訊框(即使那些到其他站台的訊框)時定期地更新連接性表。如果對等站台(例如站台2)不在該列表上,站台1可向站台2(通過AP)發送虛擬(dummy)封包並監聽來自站台2的結果ACK訊框。如果站台1旁聽到該訊框,站台1可更新它的連接性表並發起直接鏈結建立。否則,站台1可不嘗試直接鏈結建立。
建立過程可如第41圖所示在源站台、DSM引擎和目的STA之間交換四個消息後由源站台發起。
第41圖示出了用於直接鏈結建立的示例消息交換。消息4102是直接鏈結建立請求消息。當DSM引擎從STA 1接收該請求時,DSM引擎尋找用於該直接鏈結的新頻道。取決於頻道的可用性和使用的頻道選取演算法,BAC為直接鏈結分配頻道和頻道ID(組ID)。頻道ID被分配給頻道集(例如DSM鏈結頻道、直接鏈結頻道等)。DSM鏈結頻道可被分配頻道ID 0。頻 道資訊和分配的頻道ID在消息4104中被發送給STA 2。消息4106是由STA 2發出給DSM引擎的直接鏈結建立響應。該回應然後與頻道資訊和頻道ID一起由DSM引擎通過消息4108轉發給STA 1。
第42圖示出了用於直接鏈結建立的在直接鏈結站台和DSM引擎之間的示例信令流。當AP從STA 1接收直接鏈結建立請求(4202)時,AP向DLME/BAC發送BA請求(4204)。一旦接收到該請求,BAC尋找新的頻道並分配頻道ID(4206,4208),並將該資訊通過BA重配置消息發送回AP(4210)。AP然後將該請求轉發給STA 2(目的站台)(4212)。STA 2向AP發送直接鏈結建立回應(4214),且AP將指示頻道ID和頻道資訊的直接鏈結建立回應轉發給STA 1(4216)。
直接鏈結去啟動被用來去啟動或拆除直接鏈結。這可由對等站台或由DLME取決於由這些站台提供的測量或為每個直接鏈結監測的訊務活動或一些其他度量來觸發。
DLME持續地監測直接鏈結是否必要。如果DLME決定拆除直接鏈結,DLME向AP發送直接鏈結拆除消息。AP然後將該消息轉發給每個對等站台。這些站台然後去啟動該直接鏈結,並向AP發送回確認消息。AP然後將該確認消息傳遞給DLME。一旦接收到來自AP的確認,DLME更新頻道集資訊,並向BAC返回釋放的頻道。
第43圖示出了作出直接鏈結重配置決定的過程的示例流程圖。DLME估計是否需要直接鏈結重配置。當由BAC提供給DLME的頻道需要解除分配時,可調用直接鏈結重配置過程。DLME確定受影響的頻道集,並向在該頻道集上傳輸的站台發送直接鏈結滿意查詢消息(4302)。
當站台接收到該消息時,這些站台估計QoS需求是否能用減少的頻道滿足(例如通過檢查所需的吞吐量是否比可用的吞吐量高),並向DLME發送直接鏈結滿意查詢回應(4304)。DLME為每個頻道集估計該回應(4306)。DLME然後可基於它接收的回應採取適當的動作。
DLME確定所有涉及的站台是否願意接受頻道集減少(4308)。如果否,DLME可使用頻道集為所有直接鏈結進行直接鏈結重配置(4310)。如果是,DLME進一步確定正解除分配的頻道是否是頻道集中的主頻道(4312)。如果否,DLME不會進行直接鏈結重配置(4314)。如果是,DLME可進行直接鏈結重配置(4316),這將在下文詳細地解釋。
第44圖是用於直接鏈結頻道集重配置的示例過程的流程圖。進行直接鏈結重配置過程來改變分配給直接鏈結的組成頻道(頻道集)。
站台通過直接鏈結(頻道集A)通信(4402)。在該操作期間,BAC/感測工具箱(持續地)估計所有直接鏈結和DSM鏈結頻道集(4404)。它可基於由站台提供的測量報告。當BAC/感測工具箱檢測到直接鏈結頻道的問題(4406)時,BAC/感測工具箱要求DLME進行上述重配置決定過程(4408)。DLME估計直接鏈結重配置是否必要(4410)。如果決定是重配置頻道集,DLME向BAC發送請求以提供替代頻道(4412)。如果BAC有可用頻道(4414),BAC用該新的頻道通知DLME(4416)。DLME然後替代來自直接鏈結頻道集的頻道,並向站台發送重配置命令以重配置站台的直接鏈結(4418)。站台按重配置命令行動,並在重配置的頻道集上操作(4422,4424)。
一方面,如果在BAC處沒有可用的頻道(4414)或如果DLME 作出不重配置頻道集A的決定(4410),DLME可從直接鏈結頻道集移除頻道,將釋放的頻道返回給BAC,並發送重配置命令來通知站台該移除(4424)。站台可按該重配置命令行動,並且然後在減少的頻道集上操作(4426,4428)。
可替換地,站台可例如基於諸如佇列大小、吞吐量、回退時間、訊框錯誤率等這樣的頻道相關的參數檢測直接鏈結頻道的問題。站台估計是否需要重配置。如果需要重配置,站台可要求DLME重配置直接鏈結頻道。
第45A和45B圖是用於由STA發起的直接鏈結頻道組重配置的示例過程的流程圖。站台通過直接鏈結(頻道集A)通信(4502)。在該操作期間,站台(持續地)估計直接鏈結頻道集和DSM鏈結頻道集(4504)。它可基於諸如佇列大小、吞吐量、回退時間、訊框錯誤率等這樣的任意頻道相關參數。當站台檢測到直接鏈結頻道有問題(4506)時,站台估計重配置是否必要(例如QoS是否能用減少的頻道集滿足)(4508)。
如果站台確定重配置是必要的(4510),站台要求DLME重配置直接鏈結頻道(4511)。DLME向BAC發送請求以提供替換頻道(4512)。如果BAC有可用頻道(4514),BAC用該新的頻道通知DLME(4516)。DLME然後從直接鏈結頻道集中替換該頻道,並向站台發送重配置命令以重配置站台的直接鏈結(4518)。站台按該重配置命令行動,並在重配置的頻道集(頻道集C)上操作(4520,4522)。
如果BAC處沒有可用的頻道(4514),DLME可從直接鏈結頻道集中移除該頻道,向BAC返回釋放的頻道,並發送重配置命令以通知站 台該移除(4524)。站台可按該重配置命令行動,並且然後在減少的頻道集(頻道集B)上操作(4526,4528)。
如果站台確定重配置是不必要的(4510),站台可要求DLME從頻道集A中移除該頻道(4530)。DLME可從直接鏈結頻道中移除該頻道,向BAC返回釋放的頻道,並發送重配置命令以通知站台該移除(4532)。站台可按該重配置命令行動,並且然後在減少的頻道集(頻道集D)上操作(4534,4536)。
頻道切換消息可被發送以重配置直接鏈結頻道集。頻道切換消息可作為信標中的資訊元素或作為單獨的動作訊框被發送。當直接鏈結站台監聽信標時,它們可接收頻道切換宣告。頻道切換消息可作為分離的動作訊框被發送給站台。在直接鏈結站台操作在不同頻道上的情況下,分離的動作訊框可在TIM或DTIM中被宣告。
第46圖示出了示例頻道切換消息。欄位“頻道ID”指示該消息被發送至的頻道集。DSM鏈結頻道可具有頻道ID 0。每個直接鏈結頻道集可具有它們唯一的頻道ID。如果頻道切換消息包括直接鏈結站台的頻道ID,直接鏈結站台相應地改變它們的頻道。
無聲期可(例如週期地)被配置以允許DSM引擎在分配的頻道上執行測量(為直接鏈結和DSM鏈結兩者)。無聲期可通過揹負無聲期資訊的信標消息來向DSM用戶端指示。802.11信標包括定義在其期間在當前頻道中不應當發生傳輸的時間間隔的“安靜元素”欄位。當直接鏈結站台接收到包括安靜元素的信標時,站台根據在安靜元素中呈現的資訊配置它們的無聲期。
在直接鏈結和DSM鏈結在相同的頻道集上共存的情況下,無聲期配置對於直接鏈結站台來說可以是相同的。站台可從信標接收用於每個DSM頻道的配置參數(例如持續時間、偏移等)。直接鏈結站台可在有活動無聲期頻道上暫停它們的訊務。這是因為無聲期可不同時在所有頻道上發生。
在直接鏈結和DSM鏈結使用不同頻道的情況下,新類型的“安靜元素”可被包括在信標中,如第47圖所示。第47圖示出了示例聚合安靜元素。這是在一個安靜元素訊框中包括用於所有頻道的資訊的聚合安靜元素。它包括指示該安靜元素相應於與哪個頻道集的“頻道ID”欄位。例如,如果有一個直接鏈結頻道集使用頻道ID 1,信標廣播兩個聚合安靜元素,一個用於DSM鏈結頻道(例如頻道ID 0)且一個用於直接鏈結頻道(例如頻道ID 1)。如果在不同的聚合頻道集上有多個直接鏈結,可為每個頻道集包括一個聚合安靜元素。
第48A和48B圖是用於DSM鏈結維護的示例過程的流程。站台通過直接鏈結(頻道集A)通信(4802)。在該操作期間,BAC/感測工具箱(持續地)估計所有直接鏈結和DSM鏈結頻道集(4804)。它可基於由站台提供的測量報告。可替換地或附加地,站台可估計直接鏈結頻道集A和DSM頻道集(4806)。它可基於諸如佇列大小、吞吐量、回退時間、訊框錯誤率等這樣的任意頻道相關參數。
當BAC/感測工具箱或站台檢測到DSM鏈結上的頻道的問題(4808),BAC可嘗試替換該受影響的DSM頻道。BAC確定系統頻道是否受限(即是否有任意空閒的頻道可用)(4910)。如果系統頻道不受限,BAC 可找到替換頻道並重配置DSM頻道(4822)。
如果系統頻道受限,BAC可請求DLME返回直接鏈結頻道集中的一個或多個頻道(假設一些頻道被分配給直接鏈結)(4812)。DLME然後可估計哪個直接鏈結可被重配置或拆除(4814)。這可基於由站台提供的測量報告(例如吞吐量、佇列大小等)或基於它自己的DL監測。DLME可監測每個直接鏈結的訊務活動。DLME確定是否需要直接鏈結拆除或重配置(4816)。取決於DLME的決定,可進行直接鏈結拆除或直接鏈結重配置(4818,4820)。BAC然後找出替代頻道並重配置DSM鏈結(4822)。
第49A至49C圖是用於DSM鏈結故障的示例過程的流程圖。站台通過直接鏈結(頻道集A)通信(4902)。站台進行直接鏈結監測過程(例如監測同步頻道)(4904)。直接鏈結故障監測在直接鏈結監測期間也被進行。站台監測以找出已遺失與DSM引擎連接性的直接鏈結站台的任意一個直接鏈結站台(4906)。如果確定站台1已遺失了該連接性,站台1可請求另一個對等站台(站台2)作為用於DSM鏈結的中繼(4908)。可替換地,站台1可繼續使用部分DSM鏈結連接性操作直接鏈結。站台2然後可通知DLME站台1已遺失它的DSM鏈結,並向DLME發送“維生”消息(4910)。DLME然後可通知AP通過作為中繼的站台2給站台1發送的所有訊務,並且DLME還監測“維生”消息(4912)。站台2可作為AP和站台1之間的中繼,並將從AP接收的所有廣播訊務(包括信標)轉發給站台1(4914)。為了確保站台1接收到轉發的信標,站台1可增加其TBTT的大小或增加在期望TBTT周圍的觀測視窗(4916)。當站台2向站台1轉發信標時,站台2可更新該信標中的時間戳,並儘快在執行任意該信標提議的動作(例如頻道切換、無 聲等)前嘗試發送它(4918)。
在該時間期間,站台使用部分DSM連接性通過直接鏈結通信(4920)。站台1嘗試重連接到DSM引擎,並且站台估計DSM頻道集(4922)。如果站台1重獲得DSM鏈結(4924),站台1請求站台2終止中繼DSM訊務(4926)。站台1或站台2通知DLME站台1已重獲得它的DSM鏈結,並且站台2停止向DLME發送“維生”消息(4928)。DLME通知AP中繼不再需要,並停止監測維生消息(4930)。站台2停止向站台1轉發廣播消息(4932)。
如果確定站台1沒有獲得DSM鏈結(4924),但站台2也遺失了它的DSM鏈結(4934),站台2可開始計時器以確定直接鏈結是否應當被拆除,並通知站台1也開始計時器(4936)。可替換地,兩個站台都可操作無DSM連接性的直接鏈結。
在該時間期間,站台通過沒有DSM連接性的直接鏈結通信(4938)。站台1和站台2在計時器到期前都嘗試重連接到DSM引擎,並且站台估計DSM頻道集(4940)。DLME持續地監測“維生”消息(4942)。
確定站台1或站台2是否獲得DSM鏈結(4944)。如果站台1或站台2的任意一個獲得DSM鏈結,該站台停止計時器,並可通知另一個站台停止計時器(4946)。該處理到步驟4920,使得站台回到具有部分DSM連接性的模式,並且該過程繼續直到兩個站台都重連接至DSM引擎。
如果沒有站台重獲得DSM鏈結,且計時器沒有到期(4948),該過程返回步驟4938。如果沒有站台已重獲得DSM鏈結,並且其計時器已到期(4948),站台1和站台2執行直接鏈結拆除過程(4950)。DLME可從直接鏈結頻道集移除這些頻道,並將釋放的頻道返回BAC(4952)。站台現在 不能直接通信,並且可返回掃描或發現模式(4954)。
當兩個直接鏈結用戶端釋放到DSM引擎的連接時(即DSM鏈結停止),用戶端可嘗試儘快地與DSM引擎重連接/重關聯。為了快速重關聯,用戶端可使用直接鏈結來協商策略頻道掃描過程。如果用戶端具有多於一個的無線電,一個或多個無線電可專用於掃描新網路同步頻道。然而,如果用戶端具有單一無線電,要掃描的同步頻道集可在直接鏈結對等站台之間被劃分,並且每個站台可在部分掃描頻道列表上進行掃描。掃描可在分配給正在進行的直接鏈結訊務的部分時間或一定比例的時間上進行。
第50圖示出了掃描示例。在該示例中,假設Ch1、Ch2、Ch3和Ch4是即將被掃描的頻道。在預定數目的資料訊框後,站台在Ch1,然後在Ch2等等上掃描,如第50圖所示,並且滾動(roll)直到它找到網路頻道。
用戶端可在掃描前決定和協商掃描訊框與資料訊框的比例。該比例可通過考慮當前資料速率和目標QoS來確定。例如,在802.11 IBSS的情況下,IBSS中的用戶端可發送M個信標間隔之資料,然後兩個信標間隔可被用於掃描。M的值可取決於直接鏈結的服務的品質。對於高資料速率鏈結(例如HD視頻串流),該值可高到不改變正在進行的資料訊務,且對於低速率鏈結,該值可低。M的值可以是變化的,並且可根據資料訊務變化自適應。它可取決於在直接鏈結上的資料傳輸類型增加或降低以維持QoS。
可替換地,直接鏈結中的一個用戶端可在兩個直接鏈結方向上的不對稱傳輸進行掃描。例如,在機上盒(STB)和TV之間的直接鏈結中,TV的接收器可忙於接收資料,且STB的發射機可忙於傳送HD視頻訊務。在該情況下,STB可掃描所有頻道(因為它的接收器大部分時間是空閒 的),且TV可不分配任何訊框用於掃描。該替換方案假設用戶端的無線電接收機與無線電發射機相比具有切換到不同頻道的能力。
只要直接鏈結站台的其中之一找到同步頻道,該站台可採用直接鏈結並將找到的頻道資訊發送給對等站台。另一個站台然後可停止頻道掃描,並使用從另一個直接鏈結站台接收的頻道資訊重關聯到DSM引擎。
DLME具有到BAC和到AP的介面。第51圖示出了包括DLME 2112和到AP 5120和到BAC 5114的介面的DSM引擎5110的示例結構。AP 5120與DLME 5112交互作用以獲得用於直接鏈結操作的頻道和其他參數。BAC 5114的頻道分配通過DLME 5112被發送給AP 5120。
當當前被分配給直接鏈結的頻道具有差頻道條件時(例如如由站台報告的那樣),DLME 5112可要求BAC 5114找到用於該直接鏈結的替換頻道。DLME 5112然後可向AP 5120發送直接鏈結頻道重分配以轉發給對等站台。當當前分配給網路的頻道如由感測工具箱5116或TVWS資料庫5130報告那樣變得不可用時,BAC 5114可找到替換頻道。BAC 5114可向DLME 5112發送該頻道重分配。
AP 5120向DLME 5112發送DL_初始_BA_請求而要求為新的直接鏈結分配頻道集。這可根據QoS需求或其他類似需求,DLME 5112將該需求轉換為請求的頻道數目。DL_初始_BA_請求消息可包括AP的裝置資訊(例如感測能力等)、AP的位置等。DLME 5112在應答DL_初始_BA_請求消息時使用DL_初始_BA_請求_ACK來回應。
當在裝置(站台台)上的MAC層統計指示特定直接鏈結頻道停止時,AP 5120可向DLME 5112發送DL_頻道_狀態_指示消息。一旦接收 到該消息,DLME 5112可向BAC要求替換頻道。DL_頻道_狀態_指示消息可包括包括頻道ID、頻道定義(較低頻率和較高頻率之間的頻率範圍)、MAC層統計類型(例如ACK百分比、平均傳輸時間等)、MAC層統計等的參數集。DLME 5112在應答DLME_頻道_狀態_指示消息時用DL_頻道_狀態_指示_ACK來回應。
DLME 5112結束DL_BA_重配置消息以告知AP 5120為直接鏈結分配頻道或重分配已有頻道。它包括用於直接鏈結的頻道集資訊。DL_BA_重配置_消息可包括包括舊頻道ID、舊頻道定義(在較低頻率和較高頻率之間的頻率範圍)、新頻道ID、新頻道定義(在較低頻率和較高頻率之間的頻率範圍)、新頻道EIRP、主頻道指示符和任意附加頻道細節的參數集。AP 5120在應答DL_BA_重配置_消息時用DL_BA_重配置_ACK來回應。
AP 5120向DLME 5112發送DL_頻道_集_釋放_指示消息以通知不再使用直接鏈結頻道(即所有直接鏈結被拆除)。DL_頻道_集_釋放_指示消息可包括頻道ID等。
在直接鏈結操作的情況下,BAC 5114與DLME 5112交互作用。DLME 5112要求BAC 5114為直接鏈結提供新的頻道,並且當不再需要這些頻道時,它們被釋放給BAC 5114。
DLME 5112向BAC 5114發送BA_請求消息以從BAC 5114請求可用的頻道。當DLME 5112從AP 5120接收到DL_初始_BA_請求或DL_頻道_狀態_指示消息時,它可由DLME 5112生成。BA_請求消息可包括DLME 5112需要的頻道數目。BAC 5114回應於BA_請求消息發送BA_回應。BA_回應消息可包括由BAC 5114找到的頻道數目、分配頻道的頻率/頻道數目 等。
DLME 5112發送BA_釋放_指示消息以向BAC 5114指示不再使用直接鏈結頻道。BA_釋放_指示消息可包括不再需要的頻道的頻率/頻道數目。
BAC 5114發送BA_重配置消息以告知DLME 5112為直接鏈結分配頻道或重配置已有頻道。BA_重配置消息包括用於直接鏈結的頻道集資訊。BA_重配置消息可包括包括舊頻道ID、舊頻道定義(在較低頻率和較高頻率之間的頻率範圍)、新頻道ID、新頻道定義(在較低頻率和較高頻率之間的頻率範圍)、新頻道EIRP、主頻道指示符和任意附加頻道細節的參數集。DLME 5112在應答BA_重分配消息時發送BA_重分配_ACK。
儘管DLME 5112在第51圖中被示為分離的邏輯實體,但DLME功能可包括在BAC 5114或AP5120(或在這兩者間共用)中。在DLME 5112是BAC 5114一部分的情況下,AP 5120和DLME 5112之間的介面可被用於在這些實體間通信。另一方面,如果它是AP 5120的一部分,DLME 5112和BAC 5114之間的介面可用於這些實體之間的通信。
實施例
1.一種用於包括多個站台和中央實體的無線通信網路中直接鏈結操作的方法。
2.根據實施例1所述的方法,其中在網路中採用多個不同的無線存取技術,並且中央實體協調和管理網路中的無線通信。
3.根據實施例1-2的任意一個中所述的方法,包括直接鏈結站台在第一頻道集上從AP週期性地接收信標消息。
4.根據實施例3所述的方法,其中直接鏈結站台具有用於在第二頻道集上與對等直接鏈結站台通信的直接鏈結。
5.根據實施例3-4的任意一個所述的方法,其中信標消息基於TBTT在第一頻道上被接收,第一頻道集和第二頻道集分別至少包括一個頻道。
6.根據實施例3-5的任意一個所述的方法,進一步包括直接鏈結站台在第一頻道集的至少一個頻道上從AP接收直接鏈結同步消息。
7.根據實施例6所述的方法,其中直接鏈結同步消息指示隨後的TBTT是STBTT,其中直接鏈結站台在STBTT期間使第二頻道集無聲。
8.根據實施例7所述的方法,進一步包括直接鏈結站台在STBTT期間或STBTT後接收關於直接鏈結的控制消息。
9.根據實施例7-8任意一個所述的方法,其中直接鏈結站台在STBTT之前在直接鏈結上完成到對等直接鏈結站台的所有傳輸。
10.根據實施例7-9任意一個所述的方法,其中直接鏈結站台不在直接鏈結上發起到對等直接鏈結站台的傳輸,除非能在STBTT前完成該傳輸或對該傳輸的應答。
11.根據實施例8-10任意一個所述的方法,其中控制消息用於切換用於直接鏈結的頻道,或用於向直接鏈結增加新的頻道。
12.根據實施例6-11任意一個所述的方法,其中在第一頻道上與DTIM一起或在DTIM之後立即接收直接鏈結同步消息。
13.根據實施例1-2的任意一個所述的方法,包括直接鏈結站台建立與對等直接鏈結站台的直接鏈結,其中第一頻道集被分配給該直接鏈結,且第二頻道集被分配給到中央實體的鏈結。
14.根據實施例13所述的方法,進一步包括直接鏈結站台在直接鏈結的主頻道上進行CSMA。
15.根據實施例14所述的方法,進一步包括直接鏈結站台在通過在直接鏈結的主頻道上進行的CSMA獲得傳輸時機的情況下,在第一頻道集上向對等直接鏈結站台發送封包。
16.根據實施例14-15的任意一個所述的方法,進一步包括直接鏈結站台將RF切換到第二頻道集以根據TBTT週期性地從AP接收信標消息。
17.根據實施例16所述的方法,其中直接鏈結站台不在直接鏈結上發起到對等直接鏈結站台的傳輸,除非能夠在TBTT前完成該傳輸或對該傳輸的應答。
18.根據實施例14-17的任意一個所述的方法,進一步包括直接鏈結站台在信標消息中接收訊務指示。
19.根據實施例18所述的方法,包括直接鏈結站台在訊務指示指示AP具有該直接鏈結站台的資料的情況下在第二頻道集上向AP發送輪詢消息。
20.根據實施例19所述的方法,包括直接鏈結站台在第二頻道集上從AP接收資料。
21.根據實施例13-20的任意一個所述的方法,進一步包括直接鏈結站台在第一頻道集上向對等直接鏈結站台發送直接鏈結中斷請求。
22.根據實施例21所述的方法,進一步包括直接鏈結站台在第一頻道集上從對等直接鏈結站台接收直接鏈結中斷確認消息。
23.根據實施例22所述的方法,進一步包括直接鏈結站台將RF切換到第二頻道集,並在第二頻道集上向AP發送消息。
24.根據實施例23所述的方法,進一步包括直接鏈結站台將RF切換到第一頻道集。
25.根據實施例1-2的任意一個所述的方法,包括站台接收連接性查詢宣告消息。
26.根據實施例25所述的方法,進一步包括站台在網路中廣播連接性查詢消息。
27.根據實施例26所述的方法,進一步包括站台從其他站台和中央實體接收連接性查詢回應消息。
28.根據實施例27所述的方法,其中連接性查詢回應消息包括在其他站台和中央實體處在連接性查詢消息上測量的各個測量。
29.根據實施例27-28的任意一個所述的方法,進一步包括站台在來自其他站台和中央實體的連接性查詢回應消息上進行測量。
30.根據實施例29所述的方法,進一步包括站台生成包括包括在連接性查詢回應消息中的測量和由該站台生成的測量的報告。
31.根據實施例30所述的方法,進一步包括站台向中央實體發送報告以更新映射。
32.根據實施例31所述的方法,進一步包括站台從中央實體接收映射,其中該映射包括網路中的站台與中心實體間的無線鏈結的特徵所在的資訊集合。
33.根據實施例31-32的任意一個所述的方法,其中映射包括關於站台的能力和/或由站台提供的服務的資訊。
34.根據實施例31-33的任意一個所述的方法,其中映射在站台附著時 週期地或按需求更新。
35.根據實施例1-2的任意一個所述的方法,包括直接鏈結站台與對等直接鏈結站台建立直接鏈結。
36.根據實施例35所述的方法,其中第一頻道集被分配給直接鏈結,且第二頻道集被分配給到中央實體的鏈結。
37.根據實施例35-36的任意一個所述的方法,進一步包括直接鏈結站台監測到中央實體的連接性。
38.根據實施例35-37的任意一個所述的方法,進一步包括直接鏈結站台在該直接鏈結站台遺失到中央實體的連接性的情況下請求對等直接鏈結站台作為到中央實體的鏈結的中繼。
39.根據實施例35-38的任意一個所述的方法,進一步包括直接鏈結站台從對等直接鏈結站台接收作為到中央實體的鏈結的中繼的請求。
40.根據實施例39所述的方法,進一步包括直接鏈結站台向中央實體發送維生消息以指示該直接鏈結站台作為對等直接鏈結站台的中繼。
41.根據實施例39-40的任意一個所述的方法,進一步包括直接鏈結站台將從AP接收的消息通過直接鏈結轉發給對等直接鏈結站台。
42.根據實施例38-41的任意一個所述的方法,進一步包括直接鏈結站台在該直接鏈結站台重新獲得到中央實體的連接性的情況下向對等直接鏈結站台發送終止中繼的請求。
43.一種用於在包括多個站台和中央實體的無線通信網路中的無線直接鏈結操作的無線通信裝置。
44.根據實施例43所述的裝置,其中在網路採用多個不同的無線電存取 技術,且中央實體協調和管理網路中的無線通信。
45.根據實施例43-44的任意一個所述的裝置,包括處理器被配置為與對等直接鏈結站台建立直接鏈結,其中第一頻道集被分配給直接鏈結,且第二頻道集被分配給到中央實體的鏈結。
46.根據實施例45所述的裝置,其中處理器被進一步配置為在直接鏈結的主頻道上進行CSMA,並在通過在直接鏈結的主頻道上進行的CSMA獲得傳輸時機的情況下在第一頻道集上向對等直接鏈結站台發送封包。
47.根據實施例45-46的任意一個所述的裝置,其中處理器被配置為將RF切換到第二頻道集以根據TBTT週期性地從AP接收信標消息,並且不在直接鏈結上發起到對等直接鏈結站台的傳輸,除非能夠在TBTT之前完成該傳輸或對該傳輸的應答。
48.根據實施例45-47的任意一個所述的裝置,其中處理器被配置為接收信標消息中的訊務指示,並在訊務指示指示AP具有該直接鏈結站台的資料的情況下在第二頻道集上向AP發送輪詢消息,並在第二頻道集上從AP接收資料。
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,但本領域普通技術人員可以理解的是,每個特徵或元素可以在沒有其他特徵和元素的情況下單獨使用,或在與本發明的其他特徵和元素結合的各種情況下使用。此外,本發明提供的方法可以在由電腦或處理器執行的電腦程式、軟體或韌體中實施,其中所述電腦程式、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(通過有線或者無線連接而傳送)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 不局限於唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、暫存器、快取記憶體、半導體記憶裝置、諸如內部硬碟和可移動磁片之類的磁媒體、磁光媒體以及壓縮碟片(CD-ROM)和數位多功能光碟(DVD)之類的光媒體。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或者任何主電腦中使用的無線電頻率收發器。
AP‧‧‧存取點

Claims (20)

  1. 一種在包括複數站台及一中央實體的一無線通信網路中用於無線直接鏈結操作的方法,該方法包括該中央實體:從該複數站台的一第一站台接收一直接鏈結請求,以用於與該複數站台的一第二站台在電視空白空間(TVWS)頻率上建立一直接鏈結;通過查詢一TVWS資料庫而在該TVWS頻率上確定至少一個可用頻道;為了該直接鏈結,分配選自該至少一個可用頻道的一頻道;以及發送一直接鏈結指示消息至該第二站台,該直接鏈結指示消息指示該直接鏈結請求及該被分配的頻道。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法,該方法更包括:該中央實體從該第二站台接收一應答消息,該應答消息基於該直接鏈結指示消息指示該第二站台能夠建立該直接鏈結;以及發送一直接鏈結回應消息至該第一站台,以確認該直接鏈結在該被分配頻道上被建立。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的方法,該直接鏈結被分配在相異於被該中央實體所使用的一頻道之一實體頻道上。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的方法,該直接鏈結請求或該直接鏈結指示消息的至少一者從介於該第一站台及該第二站台間之一通信使用一不同的無線電存取技術(RAT)而被發送。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的方法,該方法更包括該中央實體:為了該直接鏈結確定一主頻道;以及為了通過進行載波感測多重存取(CSMA)而存取該主頻道,將該主頻道的該確定通信至該第一站台或該第二站台的至少一者。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的方法,該方法更包括該中央實體發送一媒體存取控制(MAC)層控制消息至該第一站台或該第二站台的至少一者,以改變該被分配的頻道。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的方法,該方法更包括該中央實體在一同步目標信標傳輸時間(STBTT)之前發送一同步消息至該第一站台或該第二站台的至少一者,以使一直接鏈結在該STBTT期間中無聲。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的方法,該中央實體包括一存取點(AP)或一動態頻譜管理者(DSM)的至少一者。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的方法,該被分配的頻道包括一電視空白空間(TVWS)頻道。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的方法,該方法更包括:編譯在該無線通信網路中可用的直接鏈結服務的一列表;以及發送該列表至該等站台的至少一者。
  11. 一種在一無線通信網路中用於無線直接鏈結操作的中央實體,該無線通信網路包括複數站台及該中央實體,該中央實體包括一處理器,以:從該複數站台的一第一站台接收一直接鏈結請求用,以用於與該複數站台的一第二站台在電視空白空間(TVWS)頻率上建立一直接鏈結;通過查詢一TVWS資料庫而在該TVWS頻率上確定至少一個可用頻道;為了該直接鏈結,分配選自該至少一個可用頻道的一頻道;以及發送一直接鏈結指示消息至該第二站台,該直接鏈結指示消息指示該直接鏈結請求及該被分配的頻道。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的中央實體,其中該處理器被配置成:從該第二站台接收一應答消息,該應答消息基於該直接鏈結指示消息 指示該第二站台能夠建立該直接鏈結;以及發送一直接鏈結回應消息至該第一站台,以確認該直接鏈結在該被分配頻道上被建立。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的中央實體,該直接鏈結被分配在相異於被該中央實體所使用的一頻道之一實體頻道上。
  14. 如申請專利範圍第11項所述的中央實體,該直接鏈結請求或該直接鏈結指示消息的至少一者從介於該第一站台及該第二站台間之一通信使用一不同的無線電存取技術(RAT)而被發送。
  15. 如申請專利範圍第11項所述的中央實體,其中該處理器被配置成:為了該直接鏈結確定一主頻道;以及為了通過進行載波感測多重存取(CSMA)而存取該主頻道,將該主頻道的該確定通信至該第一站台或該第二站台的至少一者。
  16. 如申請專利範圍第11項所述的中央實體,其中該處理器被配置成發送一MAC層控制消息至該第一站台或該第二站台的至少一者,以改變該被分配的頻道。
  17. 如申請專利範圍第11項所述的中央實體,其中該處理器被配置成在一同步目標信標傳輸時間(STBTT)之前發送一同步消息至該第一站台或該第二站台的至少一者,以使一直接鏈結在該STBTT期間中無聲。
  18. 如申請專利範圍第11項所述的中央實體,該中央實體包括一存取點(AP)或一動態頻譜管理者(DSM)的至少一者。
  19. 如申請專利範圍第11項所述的中央實體,該被分配的頻道包括一電視空白空間(TVWS)頻道。
  20. 如申請專利範圍第11項所述的中央實體,其中該處理器被配置成:編譯在該無線通信網路中可用的直接鏈結服務的一列表;以及發送該列表至該等站台的至少一者。
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