專利名稱：無(wú)線通信系統(tǒng)、無(wú)線通信裝置、無(wú)線通信方法和計(jì)算機(jī)程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于執(zhí)行如同無(wú)線LAN(局域網(wǎng))的情況一樣的多個(gè)無(wú)線通信站之間通信的無(wú)線通信系統(tǒng)、無(wú)線通信裝置、無(wú)線通信方法和計(jì)算機(jī)程序。更具體地，本發(fā)明涉及無(wú)線通信系統(tǒng)、無(wú)線通信裝置、無(wú)線通信方法和計(jì)算機(jī)程序，其中無(wú)線通信站根據(jù)以CSMA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance，具有避免沖突的載波偵聽(tīng)多路接入)方法為基礎(chǔ)的載波檢測(cè)接入通信介質(zhì)，同時(shí)避免沖突。
更詳細(xì)地說(shuō)，本發(fā)明涉及無(wú)線通信系統(tǒng)、無(wú)線通信裝置、無(wú)線通信方法和計(jì)算機(jī)程序，其中每個(gè)無(wú)線通信站通過(guò)根據(jù)通信介質(zhì)的占用狀態(tài)獲得所期望的通信機(jī)會(huì)，而進(jìn)行操作。更具體地，本發(fā)明涉及無(wú)線通信系統(tǒng)、無(wú)線通信裝置、無(wú)線通信方法和計(jì)算機(jī)程序，其中每個(gè)無(wú)線通信站通過(guò)根據(jù)通信介質(zhì)的占用狀態(tài)動(dòng)態(tài)控制通信范圍，而獲得所期望的通信機(jī)會(huì)，從而進(jìn)行操作。
背景技術(shù)：
通過(guò)構(gòu)造包括多個(gè)彼此互相連接的計(jì)算機(jī)的LAN，諸如文件和數(shù)據(jù)的信息可被這些計(jì)算機(jī)所共享，諸如打印機(jī)的外圍設(shè)備可被這些計(jì)算機(jī)共享，并且信息可以以所發(fā)送的電子郵件和所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)/內(nèi)容的形式在這些計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行交換。
通常，一般通過(guò)使用光纖、同軸電纜或雙絞電纜來(lái)構(gòu)建有線LAN。在這種情況下，必須進(jìn)行布置電纜的工作。因此，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)很難作為一項(xiàng)簡(jiǎn)單的工作。此外，拉電纜的工作是復(fù)雜的。除此之外，在構(gòu)建之后，由于電纜的有限長(zhǎng)度，從而設(shè)備可從一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置的范圍是受限的，因此移動(dòng)設(shè)備的工作也是不方便的。
如用于使用戶擺脫上述由有線通信方法而引起的LAN有線問(wèn)題的系統(tǒng)一樣，將注意力付諸到了無(wú)線LAN上。根據(jù)無(wú)線LAN，在諸如辦公室的工作空間中，大部分的有線電纜可以消除。因此，可輕松地將諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)的通信終端從一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置。
近年來(lái)，隨著無(wú)線LAN增加的速度和降低的成本，對(duì)無(wú)線LAN的需求有了相當(dāng)大地增長(zhǎng)。具體地，對(duì)個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(PAN)的初步引入近來(lái)正在進(jìn)行中。PAN是小規(guī)模無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，其被構(gòu)建為連接存在于用戶的緊密周?chē)械亩鄠€(gè)電子設(shè)備，以允許這些電子設(shè)備彼此之間傳送信息。如PAN，規(guī)定了使用不需要來(lái)自管理授權(quán)的許可的無(wú)線頻帶的不同無(wú)線系統(tǒng)。不需要許可的無(wú)線頻帶的例子是2.4和5GHz。
用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范包括諸如在非專利文件1的文件中所描述的IEEE(電子電氣工程師協(xié)會(huì))802.11、諸如非專利文件2或3的文件中所描述的HiperLan/2、IEEE302.15.3和藍(lán)牙通信。因?yàn)樗捎玫臒o(wú)線通信方法和所使用的頻帶的不同，所以存在一些不同版本的IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)。這些版本的一個(gè)例子是在諸如非專利文件4的文件中描述的IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)。
發(fā)射和接收過(guò)程一般而言，通過(guò)采用下述方法來(lái)構(gòu)建使用無(wú)線技術(shù)的局域網(wǎng)，通過(guò)該方法在由該局域網(wǎng)覆蓋的區(qū)域中提供了用作稱為接入點(diǎn)或協(xié)調(diào)器的控制站的裝置及在由該控制站執(zhí)行的集成控制下構(gòu)建了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。
在包括有接入點(diǎn)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，接入控制方法被廣泛用于從通信裝置發(fā)射信息。根據(jù)接入控制方法，首先，向接入點(diǎn)進(jìn)行預(yù)約以作為對(duì)發(fā)射該信息所必需的帶寬的預(yù)約。然后，根據(jù)該預(yù)約使用傳輸線路以避免與其他通信裝置所執(zhí)行的信息發(fā)射的沖突。也就是說(shuō)，通過(guò)在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中提供接入點(diǎn)，執(zhí)行其中網(wǎng)絡(luò)中的通信裝置彼此建立同步的同步無(wú)線通信是可能的。
然而，如果在發(fā)射中的通信裝置和在包括有接入點(diǎn)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的接收機(jī)側(cè)執(zhí)行同步無(wú)線通信，必須通過(guò)接入點(diǎn)執(zhí)行通信。因此，同步無(wú)線通信出現(xiàn)傳輸線路的使用減少到一半的問(wèn)題。
另一方面，作為構(gòu)建無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的另一種方法，已提出了允許終端直接執(zhí)行同步通信的ad-hoc通信。具體地，在包括了相對(duì)較少的位于彼此靠近的位置的客戶機(jī)的小規(guī)模無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的情況下，ad-hoc通信被認(rèn)為是任何未使用特定接入點(diǎn)的終端之間的適合的直接同步通信。在遵循IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線LAN系統(tǒng)中，例如，ad-hoc模式被提供為其中該系統(tǒng)允許終端作為自主終端以分布式處理方式和在無(wú)需控制站的對(duì)等基礎(chǔ)上進(jìn)行操作的一種模式。
在這種情況下，當(dāng)多個(gè)用戶接入相同信道時(shí)，避免線路爭(zhēng)用是必要的。作為代表性的用于避免線路爭(zhēng)用的通信過(guò)程，CSMA(具有避免沖突的載波偵聽(tīng)多路接入)方法是公知的。CSMA方法是允許根據(jù)載波檢測(cè)進(jìn)行多路接入的連接方法。由于對(duì)于終端來(lái)說(shuō)接收如代表所發(fā)射的信息的信號(hào)的由該終端自身發(fā)射的信號(hào)是困難的，因此替代CSMA/CD(沖突檢測(cè))方法，而使用CSMA/CA(沖突避免)方法。根據(jù)CSMA/CA方法，僅在確認(rèn)沒(méi)有從另一通信裝置的信息發(fā)射后才開(kāi)始從一個(gè)通信裝置發(fā)射信息，以便可避免沖突。
下面參照?qǐng)D33對(duì)基于CSMA/CA方法的通信進(jìn)行說(shuō)明。在該圖中所示出的下述例子中，通信環(huán)境中有4個(gè)通信站STA0至STA3。
具有待發(fā)射數(shù)據(jù)的每個(gè)通信站在自上一個(gè)包的檢測(cè)的以來(lái)的預(yù)定幀間隔DIFS內(nèi)監(jiān)視通信介質(zhì)的狀態(tài)。幀間隔DIFS也稱作DCF(分布協(xié)調(diào)功能)內(nèi)部幀空間。然后，如果該通信介質(zhì)是清空的或在這一幀間隔DIFS期間沒(méi)有發(fā)射的信號(hào)，則該通信站進(jìn)入隨機(jī)補(bǔ)償期間。如果在該補(bǔ)償期間內(nèi)也沒(méi)有發(fā)射的信號(hào)，則給予該通信站發(fā)射的權(quán)利。
在該圖中所示出的下述例子中，具有短于其他通信站的設(shè)定補(bǔ)償期間的通信站STA0獲得發(fā)射權(quán)利，并因此能夠啟動(dòng)向通信站STA1的數(shù)據(jù)發(fā)射。
在數(shù)據(jù)傳輸中，作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)送方的通信站STA0將有關(guān)NAV(網(wǎng)絡(luò)分配向量)應(yīng)用的信息和其完成數(shù)據(jù)通信事務(wù)所需的時(shí)間長(zhǎng)度存儲(chǔ)在MAC幀報(bào)頭的持續(xù)時(shí)間字段中。在下面的描述中，MAC幀的報(bào)頭也稱作MAC報(bào)頭。
作為數(shù)據(jù)幀傳輸?shù)慕邮辗降恼維TA1在MAC報(bào)頭中存儲(chǔ)作為隨后將描述的持續(xù)時(shí)間的整個(gè)期間執(zhí)行接收發(fā)往該站本身的數(shù)據(jù)的操作。在接收數(shù)據(jù)的操作完成時(shí)，通信站STA1向作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)送方的通信站STA0發(fā)射ACK包，以響應(yīng)所發(fā)射的數(shù)據(jù)。
同時(shí)，除了作為數(shù)據(jù)幀傳輸?shù)慕邮辗降耐ㄐ耪維TA1之外的接收該數(shù)據(jù)幀的通信站每一個(gè)對(duì)MAC報(bào)頭的持續(xù)時(shí)間字段進(jìn)行解碼，認(rèn)識(shí)到傳輸介質(zhì)正被占用，并在不對(duì)該介質(zhì)進(jìn)行監(jiān)視的情況下禁止數(shù)據(jù)發(fā)射，直到當(dāng)前發(fā)射結(jié)束。這一工作稱為NAV(網(wǎng)絡(luò)分配向量)的建立。NAV在由持續(xù)時(shí)間字段所指出的整個(gè)時(shí)間段內(nèi)有效。通常，持續(xù)時(shí)間字段示出了持續(xù)到作為數(shù)據(jù)幀傳輸?shù)慕邮辗降耐ㄐ耪維TA1向通信站STA0發(fā)射ACK包的時(shí)間段。
如上所述，根據(jù)CSMA/CA方法，僅一個(gè)通信站能獲得發(fā)射權(quán)利，而同時(shí)避免線路爭(zhēng)用，此外，其他通信站每一個(gè)在當(dāng)前數(shù)據(jù)通信期間禁止發(fā)射數(shù)據(jù)的操作，以擺脫沖突。
在這種情況下，如已知的，在ad-hoc環(huán)境的無(wú)線LAN網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)了隱蔽的終端問(wèn)題。隱蔽的終端是這樣的通信終端，即其不能被在作為特定通信站之間的通信中的通信方的特定通信站所聽(tīng)到，但可被作為該通信中的其他方的其他特定通信終端所聽(tīng)到。由于隱蔽的站僅利用上述CSMA/CA方法不能執(zhí)行彼此之間的協(xié)商，發(fā)射操作導(dǎo)致沖突是相當(dāng)可能的。
基于RTS/CTS過(guò)程的CSMA/CA方法被已知作為解決隱蔽的終端問(wèn)題的方法之一。這一已知方法也在IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)中被采用。
根據(jù)RTS/CTS方法，作為數(shù)據(jù)發(fā)送方的通信站向作為數(shù)據(jù)接收方的通信站發(fā)射請(qǐng)求數(shù)據(jù)發(fā)射的RTS(請(qǐng)求發(fā)射)包，且作為數(shù)據(jù)接收方的通信站發(fā)射CTS(清除發(fā)射)包作為對(duì)RTS包的響應(yīng)，以在數(shù)據(jù)發(fā)射開(kāi)始前向作為數(shù)據(jù)發(fā)送方的通信站通知已接收到RTS包。然后，當(dāng)隱蔽的終端接收到至少RTS或CTS包時(shí)，則在其中期望基于CTS/RTS過(guò)程的數(shù)據(jù)發(fā)射的執(zhí)行期間被設(shè)置為發(fā)射禁止期間，以避免沖突。
圖34是示出這一RTS/CTS過(guò)程的典型操作的說(shuō)明圖。然而，在這種無(wú)線通信環(huán)境的情況下，設(shè)定4個(gè)通信站STA0至STA3存在于該環(huán)境中。通信站STA2能與鄰近的通信站STA0通信。通信站STA0能與鄰近的通信站STA1和STA2通信。通信站STA1能與鄰近的通信站STA0和STA3通信。通信站STA3能與鄰近的通信站STA1通信。在這一情況下，通信站STA2被通信站STA1看作是隱蔽的終端及通信站STA3被通信站STA0看作是隱蔽終端。
具有待發(fā)射數(shù)據(jù)的每個(gè)通信站在自上一個(gè)包的檢測(cè)以來(lái)的預(yù)定幀間隔DIFS內(nèi)監(jiān)視通信介質(zhì)的狀態(tài)。幀間隔DIFS也稱作DCF(分布式協(xié)調(diào)功能)內(nèi)部幀空間。如果通信介質(zhì)是清空的或在這一幀間隔DIFS期間沒(méi)有發(fā)射信號(hào)，則該通信站進(jìn)入隨機(jī)補(bǔ)償期間。如果在該隨機(jī)補(bǔ)償期間內(nèi)也沒(méi)有發(fā)射的信號(hào)，則給予該通信站發(fā)射的權(quán)利。
在該圖中所示出的下述例子中，在該幀間隔DIFS之后，具有短于其他通信站的規(guī)定補(bǔ)償期間的通信站STA0獲得發(fā)射權(quán)利，且因此能夠啟動(dòng)向通信站STA1的數(shù)據(jù)發(fā)射。
也就是說(shuō)，RTS(請(qǐng)求發(fā)射)包從要發(fā)射數(shù)據(jù)的通信站STA0發(fā)射到通信站STA1。對(duì)發(fā)射請(qǐng)求RTS包進(jìn)行響應(yīng)，通信站STA1在更短的幀間隔SIFS(短IFS)內(nèi)向通信站STA1發(fā)射CTS(清除發(fā)射)包。然后，在接收到該CTS包之后的更短幀間隔SIFS內(nèi)，通信站STA0開(kāi)始數(shù)據(jù)包的發(fā)射。在數(shù)據(jù)包的發(fā)射完成時(shí)，通信站STA1在更短幀間隔SIFS內(nèi)向通信站STA0發(fā)射ACK包。
此時(shí)，位于從通信站STA0和STA1來(lái)看是隱蔽的終端的位置處的通信站STA3和STA2其每一個(gè)分別執(zhí)行控制以禁止數(shù)據(jù)的發(fā)射，直到上述通信站STA0和STA1之間的通信如對(duì)傳輸線路的使用進(jìn)行監(jiān)視的結(jié)果所指示的那樣完成。具體地，通信站STA2檢測(cè)如RTS包的發(fā)射所證實(shí)的、從作為數(shù)據(jù)發(fā)送方的通信站STA1的數(shù)據(jù)發(fā)射的開(kāi)始。然后，通信站STA2對(duì)記錄于RTS包的MAC報(bào)頭中的持續(xù)時(shí)間字段中的信息進(jìn)行解碼。這一信息將在后面描述。持續(xù)到隨后數(shù)據(jù)包的發(fā)射如ACK包的發(fā)射所證實(shí)的那樣完成時(shí)的期間被識(shí)別為數(shù)據(jù)線路在此期間已被占用的期間。在這一期間內(nèi)，建立NAV(網(wǎng)絡(luò)分配向量)，且通信站STA2進(jìn)入等待發(fā)射機(jī)會(huì)的狀態(tài)。
另一方面，通信站STA3檢測(cè)由CTS包的發(fā)射所證實(shí)的、到作為數(shù)據(jù)接收方的通信站STA1的數(shù)據(jù)發(fā)射的開(kāi)始。然后，通信站STA3對(duì)記錄于該CTS包的MAC報(bào)頭中的持續(xù)時(shí)間字段中的信息進(jìn)行解碼。這一信息將在后面描述。持續(xù)到隨后數(shù)據(jù)包的發(fā)射如ACK包的發(fā)射所證實(shí)的那樣完成時(shí)的期間被識(shí)別為傳輸線路在此期間已被占用的期間。在這一期間內(nèi)，建立NAV(網(wǎng)絡(luò)分配向量)，且通信站STA3進(jìn)入等待發(fā)射機(jī)會(huì)的狀態(tài)。
如上所述，至少接收到RTS或CTS包，隱蔽的終端將它自己的發(fā)射禁止期間設(shè)為與在此期間基于RTS/CTS過(guò)程的數(shù)據(jù)發(fā)射期望發(fā)生的時(shí)間間隔相符的期間。這樣，可避免沖突。應(yīng)該指出，所交換的CTS、數(shù)據(jù)和ACK包的幀的傳輸速率基本上符合用于RTS包的傳輸速率。
幀格式的配置圖35是示出IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的幀格式的典型配置的圖，IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.11的擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)。
向每一個(gè)包的報(bào)頭添加前同步碼，作為指示該包的存在的信息。前同步碼根據(jù)規(guī)范定義已知碼元模式。接收機(jī)檢查所接收信號(hào)的前同步碼，以確定該前同步碼是否與已知碼元模式相匹配。如果所接收信號(hào)的前同步碼與已知碼元模式相匹配，則確定在所接收信號(hào)中存在包。
在前同步碼之后的字段被定義為信號(hào)字段。信號(hào)字段包括對(duì)于該包的信息部分進(jìn)行解碼所需的信息。對(duì)于該包的信息部分進(jìn)行解碼所需的信息稱作PLCP(物理層會(huì)聚協(xié)議)報(bào)頭。PLCP報(bào)頭包括速率字段、長(zhǎng)度字段、奇偶校驗(yàn)位、編碼尾位和業(yè)務(wù)字段。速率字段說(shuō)明信息部分的傳輸速率，其包括PLCP報(bào)頭的業(yè)務(wù)字段。長(zhǎng)度字段說(shuō)明信息部分的長(zhǎng)度。包接收機(jī)能夠根據(jù)對(duì)包括在報(bào)頭中的速率和長(zhǎng)度字段進(jìn)行解碼的結(jié)果，進(jìn)行對(duì)包括在該包中作為PLCP報(bào)頭之后的部分的信息部分進(jìn)行解碼的工作。
包括PLCP報(bào)頭的信號(hào)部分在以6Mbps的速度發(fā)射之前被編碼成防噪聲部分。另一方面，根據(jù)諸如接收機(jī)的SNR的因素，在不產(chǎn)生誤差的范圍內(nèi)以具有最高可能位率的傳輸速率模式來(lái)發(fā)射普通包的信息部分。
IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)定義了8個(gè)不同的傳輸速率模式，即以6、9、12、18、24、36、48和54Mbps的傳輸速率的模式。這樣，如果接收機(jī)和發(fā)射機(jī)位于互相臨近的空間，則選擇以高位率的傳輸速率模式。另一方面，對(duì)于存在于較遠(yuǎn)位置的通信站來(lái)說(shuō)，在某些情況下不能獲得這一信息。
這一信息部分被傳遞給如PSDU(物理層業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元)的處于更高層處的鏈路層。
如圖35中所示，將前同步碼包括在所發(fā)射信號(hào)的報(bào)頭中，作為用于指示該信號(hào)的存在的已知信息。圖36是示出IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的前同步碼的典型結(jié)構(gòu)的圖示。圖35中所示的前同步碼的Pre-1和Pre-2部分形成指示能量充滿每四個(gè)子載波的已知模式信號(hào)。該模式包括一系列重復(fù)的電波形，每一個(gè)電波形具有0.8微秒的長(zhǎng)度。另一方面，前同步碼的Pre-3和Pre-4部分形成指示能量充滿52個(gè)子載波的已知模式。該模式包括一系列重復(fù)的電波形，每一個(gè)電波形具有3.2微秒的長(zhǎng)度。接收到該包的接收方根據(jù)對(duì)包括在該同步碼的報(bào)頭處的8.0微秒部分中的信號(hào)的處理結(jié)果，能夠確定代表該包的信號(hào)的存在。
IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)定義了一些幀類(lèi)型。圖37是示出在上述RTS/CTS過(guò)程中所使用的RTS、CTS、ACK和數(shù)據(jù)幀的每一個(gè)中的PSDU部分的典型結(jié)構(gòu)的圖示。
這些不同的幀每一個(gè)具有幀控制字段和持續(xù)時(shí)間字段，這些字段被定義為普通字段。幀控制字段包括除了別的以外指示該幀的類(lèi)型和應(yīng)用的信息。更具體地，幀控制字段包括下面的表1中所述的信息。另一方面，持續(xù)時(shí)間字段描述有關(guān)NAV應(yīng)用的信息。更具體地，持續(xù)時(shí)間字段說(shuō)明完成所有包的事務(wù)所花費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)度。
表1

除了上述的幀控制和持續(xù)時(shí)間字段之外，RTS幀包括接收機(jī)地址(RA)、發(fā)射機(jī)地址(TA)和幀檢驗(yàn)序列(FCS)，F(xiàn)CS是一個(gè)檢驗(yàn)和。接收機(jī)地址(RA)和發(fā)射機(jī)地址(TA)分別是接收機(jī)的地址和發(fā)射機(jī)的地址。
除了上述的幀控制和持續(xù)時(shí)間字段之外，CTS和ACK幀每一個(gè)包括接收機(jī)地址(RA)和FCS，F(xiàn)CS是一個(gè)檢驗(yàn)和。
除了上述的幀控制和持續(xù)時(shí)間字段之外，數(shù)據(jù)幀包括四個(gè)地址字段、序列字段(SEQ)、幀體、和FCS，F(xiàn)CS是檢驗(yàn)和。這四個(gè)地址字段是用于除了別的以外標(biāo)識(shí)用作發(fā)送方和發(fā)射機(jī)的通信站的字段。幀體是包含要被傳遞給高層上的裝置的網(wǎng)絡(luò)信息的字段。
以圖34中所示的情況為例。在這一情況下，通信站STA0向通信站STA1發(fā)射RTS包。包括在RTS包的幀控制字段中的類(lèi)型/子類(lèi)型信息指示該包是一個(gè)RTS包。RTS包中的持續(xù)時(shí)間字段說(shuō)明完成發(fā)射所有包的事務(wù)所花費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)度。也就是說(shuō)，持續(xù)時(shí)間字段說(shuō)明在時(shí)間T8結(jié)束的時(shí)間段的長(zhǎng)度。RA字段記述通信站STA1的地址，TA字段記述它自己的地址。
這一RTS包還被鄰近通信站STA0的通信站STA2所接收。接收到該RTS包，通信站STA2檢測(cè)該包的前同步碼，并開(kāi)始接收代表該RTS包的RTS信號(hào)的工作。隨后，根據(jù)作為對(duì)PLCP報(bào)頭的解碼結(jié)果所獲得的信息，通信站STA2對(duì)PSDU進(jìn)行解碼。然后，根據(jù)PSDU的幀控制字段，通信站STA2認(rèn)識(shí)到所接收的包是RTS包的事實(shí)，并向通信站STA0發(fā)射某一信息，以向通信站STA0通知已接收到該RTS包。此外，根據(jù)RA字段，通信站STA2能夠認(rèn)識(shí)到通信站STA2不是該RTS包所要發(fā)射到的通信站的事實(shí)。然后，通信站STA2認(rèn)識(shí)到通信介質(zhì)正被占用的事實(shí)，建立NAV并在不監(jiān)視該通信介質(zhì)的情況下禁止發(fā)射操作，直到當(dāng)前由RTS包所啟動(dòng)的事務(wù)完成為止，以使通信站STA0所期望的數(shù)據(jù)發(fā)射不被阻礙。所建立的NAV在由持續(xù)時(shí)間字段所指示的期間有效。這樣，通信站STA2進(jìn)入不能發(fā)射數(shù)據(jù)的狀態(tài)，直到時(shí)間T8為止。
另一方面，這一RTS包還被指定為該包的目的地的通信站STA1所接收。通過(guò)執(zhí)行類(lèi)似于上面所描述的過(guò)程，通信站STA1對(duì)PSDU進(jìn)行解碼，并根據(jù)幀控制字段，通信站STA1認(rèn)識(shí)到所接收的包是RTS包的事實(shí)。此外，根據(jù)RA字段，通信站STA1能夠認(rèn)識(shí)到通信站STA1本身是該RTS包所要發(fā)射的通信站的事實(shí)。也就是說(shuō)，在通信站STA1認(rèn)識(shí)到通信站STA0想要向通信站STA1發(fā)射包的事實(shí)時(shí)，通信站STA1響應(yīng)該RTS包在幀間隔SIFS內(nèi)在時(shí)間T3向通信站STA0發(fā)射CTS包。該CTS包的PSDU的幀控制字段表示該包是CTS包。另一方面，持續(xù)時(shí)間字段表示完成該事務(wù)所花費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)度，即在時(shí)間T8結(jié)束的時(shí)間段的長(zhǎng)度。RA字段記述作為該包發(fā)射的目的地的通信站STA0的地址。應(yīng)該指出，該CTS包的傳輸速率模式必須與RTS包的傳輸速率模式相同。
順便指出，這一CTS包還被鄰近于通信站STA1的通信站STA3所接收。接收到該CTS包，通信站STA3檢測(cè)該包的前同步碼，然后，開(kāi)始接收代表該CTS包的CTS信號(hào)的工作。隨后，根據(jù)作為對(duì)PLCP報(bào)頭進(jìn)行解碼的結(jié)果所獲得信息，通信站STA3對(duì)PSDU進(jìn)行解碼。然后，根據(jù)PSDU的幀控制字段，通信站STA3認(rèn)識(shí)到所接收的包是CTS包的事實(shí)。此外，由于RA字段記述通信站STA0的地址，而不是通信站STA3自身的地址作為該包發(fā)射的目的地，所以通信站STA3能夠認(rèn)識(shí)到鄰近通信站的包接收是預(yù)定的事實(shí)。然后，通信站STA3建立NAV，并禁止發(fā)射操作，直到當(dāng)前由RTS包所啟動(dòng)的事務(wù)完成為止，以使通信站STA1所期望的包接收不被阻礙。所建立NAV在由持續(xù)時(shí)間字段所指示的期間有效。這樣，通信站STA3進(jìn)入不能發(fā)射數(shù)據(jù)的狀態(tài)，直到時(shí)間T8為止。
另一方面，這一CTS包還被指定為該包的目的地的通信站STA0所接收。通過(guò)執(zhí)行與上面所述的相同的過(guò)程，通信站STA0對(duì)PSDU進(jìn)行解碼，并根據(jù)幀控制字段，通信站STA0認(rèn)識(shí)到所接收的包是RTS包的事實(shí)。此外，根據(jù)RA字段，通信站STA0能夠認(rèn)識(shí)到通信站STA0是該包要發(fā)射到的通信站的事實(shí)。也就是說(shuō)，通信站STA0認(rèn)識(shí)到通信站STA1已完成對(duì)從通信站STA0接收包的準(zhǔn)備的事實(shí)。然后，通信站STA0響應(yīng)該包在幀間隔SIFS內(nèi)在時(shí)間T5開(kāi)始向通信站STA1發(fā)射數(shù)據(jù)包。
此數(shù)據(jù)包的發(fā)射在時(shí)間T6結(jié)束。如果通信站STA1能夠正確對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，則通信站STA1在幀間隔SIFS內(nèi)在時(shí)間T7向通信站STA0發(fā)射ACK包。通信站STA0接收到該ACK包，并在時(shí)間T8結(jié)束發(fā)射和接收包的事務(wù)。在時(shí)間T8，鄰近的通信站STA2和STA3放棄NAV，并返回到能夠發(fā)射和接收包的正常狀態(tài)。
控制和數(shù)據(jù)幀是通過(guò)相同的通信介質(zhì)發(fā)射和接收的，且基本上傳輸功率不受控制。
在CSMA過(guò)程中的典型接入控制已參照?qǐng)D33對(duì)基于CSMA方法的接入控制的基本操作進(jìn)行了描述。參照?qǐng)D38和39，下面的說(shuō)明對(duì)考慮到通信站的存在的接入控制的操作進(jìn)行解釋。
在圖38所示的例子中，存在四個(gè)通信站STA0、STA1、STA2和STA3。通信站STA0希望向通信站STA2發(fā)射數(shù)據(jù)，同時(shí)通信站STA1正在向通信站STA3發(fā)射數(shù)據(jù)。此外，所有通信站通過(guò)通用通信介質(zhì)發(fā)射數(shù)據(jù)。
在通信站STA0向通信站STA2發(fā)射數(shù)據(jù)之前，通信站STA0檢查介質(zhì)使用的狀態(tài)。在通信站STA1正向通信站STA3發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)，通信站STA0不能向通信站STA2發(fā)射數(shù)據(jù)。
在圖39所示的例子中，又存在四個(gè)附加的通信站STA4、STA5、STA6和STA7。通信站STA4可能正向通信站STA5發(fā)射數(shù)據(jù)，或通信站STA6正向通信站STA7發(fā)射數(shù)據(jù)。此外，所有通信站通過(guò)通用通信介質(zhì)發(fā)射數(shù)據(jù)。
在通信站STA0向通信站STA2發(fā)射數(shù)據(jù)之前，通信站STA0檢查介質(zhì)使用的狀態(tài)。在通信站STA1正向通信站STA3發(fā)射數(shù)據(jù)、通信站STA4正向通信站STA5發(fā)射數(shù)據(jù)、或通信站STA6正向通信站STA7發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)，通信站STA0不能向通信站STA2發(fā)射數(shù)據(jù)。
如根據(jù)上面的描述明顯的，隨著通過(guò)通用通信介質(zhì)發(fā)射數(shù)據(jù)(或在可執(zhí)行通信范圍內(nèi)發(fā)射數(shù)據(jù))的通信站數(shù)量的增加，通信站更可能丟失發(fā)射機(jī)會(huì)是很自然的。在本說(shuō)明書(shū)中所使用的技術(shù)術(shù)語(yǔ)“可執(zhí)行通信范圍”指通信可在其中執(zhí)行的范圍。
此外，如果特定通信站保存有關(guān)存在于該特定通信站的可執(zhí)行接收范圍中的周?chē)ㄐ耪镜男畔?，則有必要將其信息可能被保存的周?chē)ㄐ耪镜淖畲髷?shù)量設(shè)為較大值，將最壞情況考慮進(jìn)去，以使其信息可能被保存的周?chē)ㄐ耪镜膶?shí)際數(shù)量不超過(guò)該較大值。本說(shuō)明書(shū)中所使用的技術(shù)術(shù)語(yǔ)“可執(zhí)行接收范圍”指數(shù)據(jù)接收可在其中執(zhí)行的范圍。
下面的說(shuō)明描述對(duì)在基于包括上述RTS/CTS過(guò)程的CSMA技術(shù)的接入控制方法中所產(chǎn)生的問(wèn)題的研究。
(1)由發(fā)射功率的不一致引起的接入控制不一致基于包括RTS/CTS過(guò)程的CSMA技術(shù)的接入控制方法產(chǎn)生了在具有不同發(fā)射功率的通信站之間接入控制不一致的問(wèn)題。
在圖40所示的例子中，在通信環(huán)境中存在四個(gè)通信站，即STA2、STA0、STA1和STA3。設(shè)定通信站STA1想要向通信站STA3發(fā)射數(shù)據(jù)，通信站STA0想要向通信站STA2發(fā)射數(shù)據(jù)。在該圖所示的例子中，還設(shè)定基本上只有互相鄰近的通信站位于所發(fā)射的電波可達(dá)到的范圍內(nèi)。此外，下面的說(shuō)明還設(shè)定發(fā)射功率不一致。由于通信站STA0的發(fā)射功率小于通信站STA1的發(fā)射功率，所以由通信站STA1在STA1→STA0方向上發(fā)射到通信站STA0的信號(hào)可由通信站STA0所接收，但由通信站STA0在STA0→STA1方向上發(fā)射到通信站STA1的信號(hào)不能由通信站STA1所接收。
首先，在時(shí)間T1，通信站STA1在驗(yàn)證通信介質(zhì)在預(yù)定幀期間是清空的并完成規(guī)定補(bǔ)償狀態(tài)之后，將RTS信號(hào)發(fā)射到通信站STA0。
由于如上面所述的通信站STA1在STA1→STA0方向上發(fā)射的信號(hào)可由通信站STA0所接收，所以通信站STA0接收該RTS信號(hào)并在時(shí)間T8設(shè)置NAV結(jié)束，由RTS信號(hào)所啟動(dòng)的事務(wù)將在時(shí)間T8結(jié)束。在NAV期間，通信站STA0不能發(fā)射數(shù)據(jù)。然后，根據(jù)先前所描述的RTS/CTS過(guò)程。通信站STA1向通信站STA3發(fā)射數(shù)據(jù)，并在時(shí)間T8結(jié)束事務(wù)。
此后，設(shè)定通信站STA0在以與上述通信站STA1所進(jìn)行的相同方式驗(yàn)證通信介質(zhì)在預(yù)定幀期間是清空的并完成規(guī)定補(bǔ)償狀態(tài)之后，能夠在時(shí)間T9發(fā)射RTS信號(hào)。由于如上所述的由通信站STA0在STA0→STA1方向上發(fā)射到通信站STA1的信號(hào)不能由通信站STA1所接收，所以由通信站STA0發(fā)射的RTS信號(hào)不會(huì)到達(dá)通信站STA1。這樣，通信站STA1能夠獨(dú)立于通信站STA0的發(fā)射/接收狀態(tài)發(fā)射信號(hào)。
總之，與只具有小發(fā)射功率的通信站STA0相比較來(lái)說(shuō)，能夠以大發(fā)射功率發(fā)射數(shù)據(jù)的通信站STA1被放置于無(wú)條件滿足的位置。結(jié)果，如果要在通信站之間實(shí)現(xiàn)公平的接入控制，則會(huì)出現(xiàn)不一致接入的問(wèn)題。
應(yīng)該指出，已提出了可變區(qū)域ad-hoc網(wǎng)絡(luò)，如諸如專利文件1的文件中所述的那樣。在可變區(qū)域ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中，在無(wú)線包的發(fā)射之前，確定對(duì)發(fā)射所需的發(fā)射功率。然而，在這種網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)無(wú)線通信裝置通過(guò)考慮每一個(gè)發(fā)射路徑的頻率使用率和必要的發(fā)射時(shí)間以及要被發(fā)射的信息的重要性和類(lèi)型，即使通信介質(zhì)的占用狀態(tài)未考慮進(jìn)去，來(lái)確定發(fā)射功率。換句話說(shuō)，通信站不能夠重新獲得已由于通信介質(zhì)的具體占用狀態(tài)而丟失的發(fā)射機(jī)會(huì)。
(2)眾多鄰近站的更少發(fā)射機(jī)會(huì)在如圖38所示的基于CSMA技術(shù)的接入方法中，隨著其每一個(gè)試圖通過(guò)相同通信介質(zhì)發(fā)射和接收數(shù)據(jù)的通信站的數(shù)量增加，發(fā)射機(jī)會(huì)的數(shù)量減少。考慮特定通信站想要與另一通信站通信的情況，該另一通信站位于非常接近該特定通信站的位置且其具有與該特定通信站和任何其他通信站之間的傳遞的丟失相比較小的對(duì)該特定通信站的傳遞的丟失。即使在這中情況下，當(dāng)該另一通信站正從另外的通信站接收信號(hào)時(shí)，該特定通信站也不允許與該另一通信站通信，以便避免沖突。
(3)為眾多鄰近站限制受控站的數(shù)量在無(wú)線通信系統(tǒng)中，其中每一特定通信站在該特定通信站所發(fā)射的電波可達(dá)的范圍中與所有其他通信站鏈接，例如，該特定通信站需要存儲(chǔ)有關(guān)其他通信站的信息。
但是，在最通常的情況下，關(guān)于其的信息可以被存儲(chǔ)在該特定通信站中的其他通信站的數(shù)量由該特定通信站的硬件約束或系統(tǒng)約束所限制。如果其他通信站的數(shù)量超過(guò)了該限制，令人擔(dān)心的是，還需要執(zhí)行諸如額外處理的復(fù)雜處理。
作為對(duì)上述問(wèn)題的可能解決方案，將其他通信站數(shù)量的最不利的值或最大值設(shè)為足夠大的值，以使不必執(zhí)行額外處理。但是，根據(jù)該實(shí)現(xiàn)觀點(diǎn)，無(wú)盡的大存儲(chǔ)區(qū)域的分配是不被期望的。此外，依賴于系統(tǒng)，如果存在太多其他通信站，則另一通信站可能不能再被調(diào)節(jié)。
[專利文件1]日本已公開(kāi)專利2001-128231[非專利文件1]
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC8802-111999(E)ANSI/IEEE Std 802.11，1999版，11部分Wireless LAN Medium Acess Control(MAC)and PhsicalLayer(PHY)Specifications(無(wú)線LAN媒體接入控制(MAC)和物理層(PHY)規(guī)范)[非專利文件2]ETSI標(biāo)準(zhǔn)ETSI TS 101 761-1 V1.3.1寬帶無(wú)線接入網(wǎng)(BRAN)；HIPERLAN類(lèi)型2；數(shù)據(jù)鏈路控制(DLC)層；部分1Basic DataTransport Function(基本數(shù)據(jù)傳輸功能)[非專利文件3]ETSI TS 101 761-2 V1.3.1寬帶無(wú)線接入網(wǎng)(BRAN)；HIPERLAN類(lèi)型2；數(shù)據(jù)鏈路控制(DLC)層；部分2Radio Link Control(RLC)sublayer(無(wú)線鏈路控制(RLC)子層)[非專利文件4]對(duì)IEEE標(biāo)準(zhǔn)的信息技術(shù)的補(bǔ)充-電信和系統(tǒng)間的信息交換-局域和城域網(wǎng)-特定需求-部分11Wireless LAN Medium AccessControl(MAC)and Physical Layer(PHY)specifications(無(wú)線LAN媒體接入控制(MAC)和物理層(PHY)規(guī)范)High-Speed Physical Layerin the 5GHZ Band(5GHZ頻帶中的高速物理層)發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的一個(gè)主要目的在于解決上述問(wèn)題，提供一種優(yōu)良的無(wú)線通信系統(tǒng)、無(wú)線通信裝置和無(wú)線通信方法及計(jì)算機(jī)程序，其允許每一個(gè)通信站根據(jù)基于CSMA方法的載波檢測(cè)適當(dāng)接入通信介質(zhì)，同時(shí)避免沖突。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種優(yōu)良的無(wú)線通信系統(tǒng)、無(wú)線通信裝置和無(wú)線通信方法及計(jì)算機(jī)程序，其允許每一個(gè)通信站通過(guò)根據(jù)無(wú)線通信環(huán)境中通信介質(zhì)的占用狀態(tài)獲得所期望的通信機(jī)會(huì)而適當(dāng)進(jìn)行操作，其中根據(jù)CSMA方法來(lái)執(zhí)行對(duì)通信介質(zhì)的接入控制。
本發(fā)明的又一個(gè)目的在于提供一種優(yōu)良的無(wú)線通信系統(tǒng)、無(wú)線通信裝置和無(wú)線通信方法、及計(jì)算機(jī)程序，其允許每一個(gè)通信站通過(guò)根據(jù)無(wú)線通信環(huán)境中通信介質(zhì)的占用狀態(tài)獲得所期望的通信機(jī)會(huì)而適當(dāng)進(jìn)行操作，其中根據(jù)CSMA方法來(lái)執(zhí)行對(duì)通信介質(zhì)的接入控制。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種優(yōu)良的無(wú)線通信系統(tǒng)、無(wú)線通信裝置和無(wú)線通信方法、及計(jì)算機(jī)程序，其具有以下特征，即允許每一個(gè)通信站設(shè)置可執(zhí)行通信范圍的特征，該通信站在該可執(zhí)行通信范圍中能夠獨(dú)立地發(fā)射和接收數(shù)據(jù)，及能夠執(zhí)行對(duì)通信介質(zhì)的公平接入控制，而不會(huì)引起每一個(gè)通信站經(jīng)歷不一致的接入機(jī)會(huì)，即使通信站每一個(gè)設(shè)置在無(wú)線通信環(huán)境中的可執(zhí)行發(fā)射范圍，其中根據(jù)CSMA方法來(lái)執(zhí)行對(duì)通信介質(zhì)的接入控制。本說(shuō)明書(shū)中所使用的技術(shù)術(shù)語(yǔ)“可執(zhí)行發(fā)射范圍”指數(shù)據(jù)發(fā)射可在其中執(zhí)行的范圍。
本發(fā)明的又一個(gè)目的在于提供一種優(yōu)良的無(wú)線通信系統(tǒng)、無(wú)線通信裝置和無(wú)線通信方法、及計(jì)算機(jī)程序，其允許任何特定通信站獲得所期望的發(fā)射數(shù)據(jù)的機(jī)會(huì)，即使無(wú)線通信環(huán)境中存在于該特定通信站周?chē)耐ㄐ耪镜臄?shù)量增加，其中根據(jù)CSMA方法來(lái)執(zhí)行對(duì)通信介質(zhì)的接入控制。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種優(yōu)良的無(wú)線通信系統(tǒng)、無(wú)線通信裝置和無(wú)線通信方法、及計(jì)算機(jī)程序，其允許有關(guān)鄰近通信站的信息被適當(dāng)管理，即使無(wú)線通信環(huán)境中存在于特定通信站周?chē)耐ㄐ耪镜臄?shù)量增加，其中根據(jù)CSMA方法來(lái)執(zhí)行對(duì)通信介質(zhì)的接入控制。
根據(jù)解決上述問(wèn)題的本發(fā)明的第一方面，提供了一種無(wú)線通信系統(tǒng)，其允許每一通信站根據(jù)對(duì)其他通信站發(fā)射的信號(hào)檢測(cè)或在所發(fā)射的信號(hào)中描述的信息，適當(dāng)接入通信介質(zhì)，同時(shí)避免沖突。
每一通信站允許設(shè)置可執(zhí)行通信范圍，該通信站在該可執(zhí)行通信范圍中能夠發(fā)射和接收數(shù)據(jù)。
每一通信站檢驗(yàn)通信介質(zhì)的占用狀態(tài)，并設(shè)置它自己的可執(zhí)行通信范圍。
應(yīng)該指出，本說(shuō)明書(shū)中所使用的技術(shù)術(shù)語(yǔ)“系統(tǒng)”指多個(gè)裝置或多個(gè)功能模塊的邏輯集合，其中這些裝置或功能模塊每一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)特定功能。但是，這些裝置或功能模塊沒(méi)有必要專門(mén)容納于單個(gè)框中。
在本發(fā)明所提供的無(wú)線通信系統(tǒng)中，每一個(gè)通信站根據(jù)通過(guò)對(duì)典型CSMA/MA過(guò)程的執(zhí)行而對(duì)其他通信站所發(fā)射的信號(hào)的檢測(cè)，控制對(duì)通信介質(zhì)的接入，同時(shí)避免沖突?？蛇x地，每一通信站根據(jù)在所發(fā)射的信號(hào)中所描述的信息，控制對(duì)通信介質(zhì)的接入，同時(shí)避免沖突。該信息包括持續(xù)時(shí)間字段，作為有關(guān)包發(fā)射期間的典型信息和有關(guān)其他通信站利用其發(fā)射該信號(hào)的定時(shí)信息。此外，每一通信站能夠在時(shí)分多路通信中實(shí)現(xiàn)多維連接。
在本發(fā)明提供的無(wú)線通信系統(tǒng)中，每一通信站能夠控制它自己的信號(hào)檢測(cè)能力，以設(shè)置可執(zhí)行接收范圍。此外，每一通信站能夠控制它自己的發(fā)射功率，以設(shè)置可執(zhí)行發(fā)射范圍。
也就是說(shuō)，每一通信站能夠檢查通信介質(zhì)的占用狀態(tài)，并根據(jù)通信介質(zhì)的占用狀態(tài)將它自己的可執(zhí)行通信范圍設(shè)置為這樣的值，即共同存在于該可執(zhí)行通信范圍中的通信站的數(shù)量為在預(yù)定范圍內(nèi)的值。
例如設(shè)定任何特定通信站認(rèn)知這一事實(shí)，即鄰近的通信站正在通過(guò)設(shè)置比該特定通信站的可執(zhí)行發(fā)射范圍寬的可執(zhí)行發(fā)射范圍來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)。在這種情況下，作為對(duì)這一認(rèn)知的響應(yīng)，該特定通信站改變可執(zhí)行接收范圍。在另一典型情況下，特定通信站認(rèn)知這一事實(shí)，即該特定通信站位于能夠接收由該特定通信站發(fā)射的數(shù)據(jù)的另一通信站的可執(zhí)行接收范圍之外。在這一另一情況下，作為對(duì)這一認(rèn)知的響應(yīng)，該特定通信站改變它自己的可執(zhí)行接收范圍。以這一方式改變可執(zhí)行通信范圍，該特定通信站能夠建立該特定通信站本身與該特定通信站周?chē)恳煌ㄐ耪局g的平衡，以及實(shí)現(xiàn)公平和一致的接入控制。
此外，例如當(dāng)確定的結(jié)果指出從作為通信方站的通信站接收的接收功率信息足夠高，從而即使發(fā)射功率降低也能以所期望的高數(shù)據(jù)速率發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)，通信站可基于降低干擾的數(shù)量的目的改變可執(zhí)行發(fā)射范圍和可執(zhí)行接收范圍。
此外，當(dāng)確定的結(jié)果指出由于來(lái)自除了期望通信方之外的通信站的信號(hào)正在占用所述通信介質(zhì)的狀態(tài)一直在持續(xù)的事實(shí)，而導(dǎo)致不能保證向所期望通信方發(fā)射的期間時(shí)，任何特定通信站可基于確保更寬發(fā)射時(shí)帶的目的，改變可執(zhí)行發(fā)射范圍和可執(zhí)行接收范圍。
此外，確定的結(jié)果可能指出由于鄰近通信站位于波范圍的邊緣附近的事實(shí)，而對(duì)于這些鄰近通信站每一個(gè)是否能夠與該特定通信站通信的不確定。在此情況下，任何特定通信站可基于從該特定通信站發(fā)射的電波可達(dá)的波范圍中排除一個(gè)或多個(gè)鄰近通信站或?qū)⑦@些鄰近通信站包括在具有高可靠度的波范圍中的目的，改變可執(zhí)行發(fā)射范圍和可執(zhí)行接收范圍。
此外，當(dāng)確定的結(jié)果指出存在其他通信站內(nèi)在的發(fā)射功率、發(fā)射的信號(hào)精確度、及接收特性的變化時(shí)，任何特定通信站可基于吸收該特定通信站周?chē)钠渌ㄐ耪局g的干擾數(shù)量上的差的目的，改變可執(zhí)行發(fā)射范圍和可執(zhí)行接收范圍。
此外，任何特定通信站能夠基于限制該特定通信站能夠從其接收數(shù)據(jù)的通信站的數(shù)量的目的，改變它自己的可執(zhí)行接收范圍。這樣，即使該特定通信站周?chē)耐ㄐ耪镜臄?shù)量增加，也設(shè)置正確的可執(zhí)行通信范圍。因此，該特定通信站能夠正確管理關(guān)于該特定通信站周?chē)耐ㄐ耪镜男畔?，而無(wú)需增加該特定通信站所承載的硬件負(fù)荷的數(shù)量。
此外，隨著特定通信站周?chē)耐ㄐ耪緮?shù)量的增加，通信介質(zhì)為該特定通信站而清空的期間變短，以預(yù)料發(fā)射機(jī)會(huì)數(shù)量降低。在這種情況下，設(shè)置正確的可執(zhí)行通信范圍，且該特定通信站能夠獲得所期望的發(fā)射機(jī)會(huì)。
此外，任何特定通信站能夠基于限制該特定通信站能夠向其發(fā)射數(shù)據(jù)的通信站的數(shù)量的目的，改變它自己的可執(zhí)行發(fā)射范圍。
通信站的可執(zhí)行通信范圍包括可執(zhí)行接收范圍和可執(zhí)行發(fā)射范圍?？筛鶕?jù)該通信站的信號(hào)檢測(cè)能力設(shè)置前者的范圍，而可根據(jù)該通信站的發(fā)射功率設(shè)置后者的范圍。前者和后者的范圍可彼此獨(dú)立設(shè)置。
此外，可能提供一種配置，其被設(shè)置為允許每一通信站改變它自己的可執(zhí)行通信范圍例如，可能提供一種配置，其被設(shè)置為允許每一通信站只在與特定通信站的通信的時(shí)帶附近中的期間，將它自己的可執(zhí)行通信范圍變窄。此外，通信站可在確定該通信站與特定通信站之間的通信的時(shí)帶之前，根據(jù)發(fā)射方和接收方通信站的可執(zhí)行發(fā)射范圍和可執(zhí)行接收范圍提取介質(zhì)占用信息，并根據(jù)所提取的介質(zhì)占用信息確定通信時(shí)帶。
如果不一致地設(shè)置特定通信站的可執(zhí)行接收范圍和可執(zhí)行發(fā)射范圍，則可能發(fā)生下述現(xiàn)象。也就是說(shuō)，該特定通信站可能能夠從另一通信站接收信號(hào)，但不能向該另一站發(fā)射信號(hào)。相反地，特定通信站可能能夠向另一通信站發(fā)射信號(hào)，但不能從該另一站接收信號(hào)。在這樣的情況下，能夠以高發(fā)射功率發(fā)射數(shù)據(jù)的通信站被放置在無(wú)條件適合的位置，能夠輕易獲取接入通信介質(zhì)的權(quán)利。這樣，出現(xiàn)了接入控制不一致的問(wèn)題。
另一方面，根據(jù)本發(fā)明，由通信站設(shè)置適合于可執(zhí)行接收范圍的可執(zhí)行發(fā)射范圍，或由該站設(shè)置適合于可執(zhí)行發(fā)射范圍的可執(zhí)行接收范圍。該站能夠在可執(zhí)行發(fā)射范圍中與它的可執(zhí)行接收范圍極其一致地進(jìn)行操作。這樣，甚至是在其中每一通信站被允許設(shè)置可執(zhí)行通信范圍的無(wú)線通信環(huán)境中，其中該范圍允許該站向另一站發(fā)射數(shù)據(jù)，可解決前述接入控制不一致的問(wèn)題。
此外，當(dāng)特定通信站分別作為只能夠與主站通信的主站和從站進(jìn)行操作時(shí)，要求從站只具有相對(duì)低的處理能力，且不具有從除主站之外的通信站接收信號(hào)的意圖。這樣，這樣的從站可將它自己的可執(zhí)行接收范圍設(shè)為不超過(guò)主站的可執(zhí)行接收范圍的值。此外，作為從站的通信站可將它自己的存在報(bào)告給主站，以響應(yīng)從主站接收到的信號(hào)。
此外，通信站可交換有關(guān)它們的可執(zhí)行發(fā)射范圍的信息。例如，在自主分布類(lèi)型的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中，所有通信站互相獨(dú)立的向?qū)Ψ桨l(fā)射信標(biāo)信號(hào)。通信站所發(fā)射的信標(biāo)信號(hào)傳送關(guān)于該站的發(fā)射功率的信息。
在其中每一通信站互相識(shí)別其他通信站的發(fā)射功率的無(wú)線通信系統(tǒng)中，發(fā)射數(shù)據(jù)的通信站能夠估計(jì)作為發(fā)射的目的地的通信站的接收機(jī)SNR，以便確定正確數(shù)據(jù)速率。具體地，發(fā)射數(shù)據(jù)的通信站能夠根據(jù)從過(guò)去從接收方通信站接收的信號(hào)獲得的接收機(jī)SNR以及發(fā)射和接收方站的發(fā)射功率，估計(jì)作為發(fā)射的目的地的通信站的接收機(jī)SNR。然后，發(fā)射方通信站能夠根據(jù)估計(jì)的結(jié)果確定正確的數(shù)據(jù)速率。
此外，根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種以可由計(jì)算機(jī)讀取的格式編寫(xiě)的計(jì)算機(jī)程序，其作為由所述計(jì)算機(jī)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行以執(zhí)行這樣的處理的程序，這樣的處理用于在預(yù)定無(wú)線通信環(huán)境中根據(jù)對(duì)其他通信站發(fā)射的信號(hào)的檢測(cè)或在所發(fā)射的信號(hào)中描述的信息，對(duì)接入通信介質(zhì)的無(wú)線通信裝置的操作進(jìn)行控制同時(shí)避免沖突。該計(jì)算機(jī)程序包括監(jiān)視通信介質(zhì)的占用狀態(tài)的介質(zhì)監(jiān)視步驟，及根據(jù)在介質(zhì)監(jiān)視步驟監(jiān)視的通信介質(zhì)占用狀態(tài)，在通信裝置中設(shè)置可執(zhí)行通信范圍的通信控制步驟。
根據(jù)本發(fā)明第二方面的計(jì)算機(jī)程序是以計(jì)算機(jī)可讀的格式編寫(xiě)的、用于在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行預(yù)定處理的計(jì)算機(jī)程序。換句話說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明第二方面的計(jì)算機(jī)程序安裝在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠演示協(xié)作性動(dòng)作，以作為無(wú)線通信裝置進(jìn)行操作。多個(gè)這樣的無(wú)線通信裝置被激活，可構(gòu)造無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)以提供與根據(jù)本發(fā)明第一方面的的無(wú)線通信系統(tǒng)相同的效果。
根據(jù)本發(fā)明，每一通信站能夠控制允許信號(hào)發(fā)射的范圍。這樣，甚至是對(duì)于具有不同發(fā)射功率的通信站，也可大大降低對(duì)通信介質(zhì)的接入控制的不一致性。結(jié)果，可實(shí)現(xiàn)高度獨(dú)立于發(fā)射功率的公平數(shù)據(jù)發(fā)射。
此外，根據(jù)本發(fā)明，即使圍繞特定通信站出現(xiàn)了許多通信站，也可對(duì)于該特定通信站控制接收信號(hào)的范圍，以相當(dāng)?shù)亟档驮撎囟ㄍㄐ耪静荒馨l(fā)射信號(hào)的期間的長(zhǎng)度。此外，同時(shí)對(duì)發(fā)射功率進(jìn)行控制，并可降低對(duì)其他通信站的干擾的影響。
這樣，根據(jù)本發(fā)明，由于可根據(jù)周?chē)ㄐ耪镜臄?shù)量及通信介質(zhì)被其他通信站占用的時(shí)帶對(duì)信號(hào)發(fā)射/接收范圍進(jìn)行控制，所以甚至是在限制容納在其中的通信站的數(shù)量和在所容納的站之間的業(yè)務(wù)流量的無(wú)線通信系統(tǒng)中，在交換縮小信號(hào)發(fā)射/接收范圍的適應(yīng)性范圍中確保好的通信是可能的。
根據(jù)下面參照附圖對(duì)作為本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)施例的更詳細(xì)解釋中，本發(fā)明的其他目的及其特征和優(yōu)點(diǎn)將可能變得顯而易見(jiàn)。


圖1是示出由本發(fā)明的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的在無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中作為通信站進(jìn)行無(wú)線通信裝置的功能配置的模塊的圖示；圖2是示出幀格式的典型結(jié)構(gòu)的圖示，該幀格式在無(wú)線通信裝置很可能改變它的發(fā)射功率時(shí)采用；圖3是示出同步處理電路的典型配置的圖示；圖4是示出前同步碼檢測(cè)器的典型配置的圖示；圖5是示出前同步碼檢測(cè)器所輸出的典型信號(hào)的圖示；圖6是示出前同步碼檢測(cè)器所輸出的信號(hào)的值分布的圖示；圖7是示出一種情況下的對(duì)通信介質(zhì)的接入序列的圖示，在該情況中執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的控制以在與圖40中所示的例子相同的情況下對(duì)發(fā)射功率值和信號(hào)檢測(cè)能力進(jìn)行控制和設(shè)置；圖8是示出一種狀態(tài)的圖示，該狀態(tài)中特定通信站由于其他通信站在該特定通信站周?chē)芗恢锰幍拇嬖?，而縮小它自己的可執(zhí)行接收范圍；圖9是示出一種狀態(tài)的圖示，該狀態(tài)中因?yàn)橥ㄐ耪究刂瓶蓤?zhí)行接收范圍，而該通信站的可執(zhí)行接收范圍和可執(zhí)行發(fā)射范圍變得彼此不一致；圖10是示出一種狀態(tài)的圖示，該狀態(tài)中在通信站STA0在其信號(hào)檢測(cè)檢測(cè)能力降低之后執(zhí)行同樣減小其發(fā)射功率的處理之后，通信站STA0的可執(zhí)行發(fā)射范圍可實(shí)現(xiàn)為幾乎與其可執(zhí)行接收范圍相一致；圖11示出表示由通信站執(zhí)行的一個(gè)過(guò)程的流程圖，該過(guò)程用于適應(yīng)性地設(shè)置可執(zhí)行發(fā)射范圍以伴隨對(duì)可執(zhí)行接收范圍的控制；圖12示出表示由通信站執(zhí)行的過(guò)程的流程圖，該過(guò)程用于適應(yīng)性地設(shè)置可執(zhí)行接收范圍以伴隨對(duì)可執(zhí)行發(fā)射范圍的控制；圖13是示出每一通信站所采用的信標(biāo)發(fā)射過(guò)程的說(shuō)明性圖示；圖14是示出可被設(shè)置于超幀中的信標(biāo)發(fā)射定時(shí)的圖示；圖15是示出一種狀態(tài)的圖示，該狀態(tài)中發(fā)射優(yōu)先級(jí)被給予發(fā)射信標(biāo)的通信站；圖16是示出用于一種情況的超幀(T_SF)的典型結(jié)構(gòu)的圖示，該情況中發(fā)射優(yōu)先級(jí)化期間(TPP)被給予已發(fā)射了信標(biāo)的通信站；圖17是示出由通信站執(zhí)行以在TPP和FAP期間啟動(dòng)信號(hào)發(fā)射的操作的說(shuō)明性圖示；圖18是示出作為通信站操作的無(wú)線通信裝置的典型狀態(tài)轉(zhuǎn)換的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖；圖19是示出作為通信站操作的無(wú)線通信裝置的其他典型狀態(tài)轉(zhuǎn)換的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖；圖20是示出一種狀態(tài)的圖示，該狀態(tài)中通信站發(fā)射多個(gè)每一個(gè)稱作輔助信標(biāo)的虛擬信標(biāo)，以延長(zhǎng)發(fā)射優(yōu)先級(jí)化期間；圖21是示出本發(fā)明提供的如具有自主-分布類(lèi)型的無(wú)線通信系統(tǒng)的無(wú)線通信系統(tǒng)中發(fā)射的信標(biāo)幀的典型格式的圖示；圖22是示出NBOI字段中所設(shè)置的典型位值的陣列的圖示；圖23是示出TBTT和實(shí)際信標(biāo)發(fā)射定時(shí)的圖示；圖24是示出由參與到該無(wú)線通信系統(tǒng)中的新通信站所執(zhí)行的操作的狀態(tài)圖示，該操作即根據(jù)從每一鄰近通信站接收的信標(biāo)的NBOI設(shè)置它自己的TBTT；圖25示出表示通信站所執(zhí)行的設(shè)置它自己的信標(biāo)發(fā)射定時(shí)的處理過(guò)程的流程圖；圖26是示出一些具體處理操作的說(shuō)明性圖示，這些操作即提高感測(cè)電平、創(chuàng)建Rx NBOI表同時(shí)縮小可執(zhí)行接收范圍、及搜索所創(chuàng)建的Rx NBOI表中的可用時(shí)隙；圖27是示出一種狀態(tài)的圖示，該狀態(tài)中即使通信站將可執(zhí)行接收范圍擴(kuò)展到最大范圍，也未出現(xiàn)干擾通信站；
圖28示出表示通信站執(zhí)行的增大其自己的可執(zhí)行通信范圍的處理過(guò)程的流程圖；圖29是示出包括只執(zhí)行較少處理的通信站的無(wú)線通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的圖示；圖30是示出在只執(zhí)行較少處理的通信站和要與該只執(zhí)行較少處理的通信站連接的通信站之間執(zhí)行的通信過(guò)程的說(shuō)明性圖示；圖31是示出無(wú)線通信系統(tǒng)中通信站所執(zhí)行的確定數(shù)據(jù)速率的處理過(guò)程，在該無(wú)線通信系統(tǒng)中每一通信站識(shí)別任何其他通信站的可執(zhí)行發(fā)射范圍；圖32示出表示通信站所執(zhí)行的確定數(shù)據(jù)速率的處理過(guò)程的流程圖；圖33是以傳統(tǒng)過(guò)程為例對(duì)基于CSMA/CA方法的發(fā)射/接收過(guò)程的描述中所涉及的說(shuō)明性圖示；圖34是以傳統(tǒng)控制為例對(duì)基于RTS/CTS過(guò)程的接入控制的描述中所涉及的說(shuō)明性圖示；圖35是示出IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的幀格式的典型配置的圖示，其中IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.11的擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)；圖36是示出如IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的前同步碼的典型結(jié)構(gòu)的圖示；圖37是示出IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)中定義的每個(gè)幀中的PSDU部分的典型結(jié)構(gòu)的圖示；圖38是示出存在對(duì)通信站的考慮的基于CSMA過(guò)程的接入控制的操作的說(shuō)明性圖示；圖39是示出存在對(duì)通信站的考慮的基于CSMA過(guò)程的接入控制的其他操作的說(shuō)明性圖示；圖40是在對(duì)如由發(fā)射功率的不一致性而引起的接入控制不一致的接入控制的不一致的描述中所涉及的說(shuō)明性圖示；圖41是示出一種狀態(tài)的圖示，該狀態(tài)中通信站根據(jù)時(shí)間帶改變它的發(fā)射功率和信號(hào)檢測(cè)能力；
圖42是示出一種狀態(tài)的圖示，該狀態(tài)中圍繞于發(fā)射方通信站STA1的通信站的業(yè)務(wù)流量不同于圍繞于接收方通信站STA0的通信站的業(yè)務(wù)流量；以及圖43示出表示通信站所執(zhí)行的一個(gè)處理過(guò)程的流程圖，該過(guò)程即根據(jù)每一鄰近通信站的發(fā)射優(yōu)先級(jí)化期間和每一鄰近通信站的感測(cè)電平的使用狀態(tài)，確定它自己的可執(zhí)行接收范圍和可執(zhí)行發(fā)射范圍。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述。
本發(fā)明中設(shè)定的在通信中使用的傳輸線路是無(wú)線線路，該線路形成了連接多個(gè)通信站的網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明中設(shè)定的通信是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)類(lèi)型的業(yè)務(wù)。通過(guò)所設(shè)定的通信，信息以包為單位傳輸。此外，在下列描述中，設(shè)定每個(gè)通信站是單信道通信站。然而，本發(fā)明可擴(kuò)展到通信介質(zhì)是包括多頻道的多信道通信介質(zhì)的情況。
在本發(fā)明提供的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)有效利用信道資源的數(shù)據(jù)發(fā)射和以靈活時(shí)分多路接入結(jié)構(gòu)所發(fā)射的(MAC)幀進(jìn)行控制。此外，每一通信站能夠根據(jù)基于CSMA(載波偵聽(tīng)多路接入)方法的接入過(guò)程直接及異步地發(fā)射信息。本發(fā)明的實(shí)施例中，通信環(huán)境設(shè)定為符合IEEE802.11a的環(huán)境，IEEE802.11a是IEEE802.11的擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)。
A.無(wú)線通信裝置的配置圖1是示出無(wú)線通信裝置100的功能配置的模塊的圖示，該無(wú)線通信裝置作為本發(fā)明的實(shí)施例所實(shí)現(xiàn)的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的通信站進(jìn)行操作。該圖中所示出的無(wú)線通信裝置100通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到其他無(wú)線通信裝置，其中該網(wǎng)絡(luò)允許這些裝置在相同的無(wú)線通信系統(tǒng)中有效進(jìn)行信道接入。
如圖中所示，無(wú)線通信裝置100包括接口101、數(shù)據(jù)緩沖器102、中央控制單元103、發(fā)射數(shù)據(jù)生成單元104、無(wú)線發(fā)射機(jī)單元106、定時(shí)控制單元107、天線109、無(wú)線接收機(jī)單元110、接收數(shù)據(jù)分析單元112和信息存儲(chǔ)單元113。
接口101是用于與連接到無(wú)線通信裝置100的外部裝置交換各種信息的部件，即使該裝置在圖中未示出。外部裝置的例子為個(gè)人計(jì)算機(jī)。
數(shù)據(jù)緩沖器102是用于暫時(shí)存儲(chǔ)從連接到無(wú)線通信裝置100的裝置接收的數(shù)據(jù)，其中該裝置通過(guò)接口101和無(wú)線傳輸線路與無(wú)線通信裝置100連接。
中央控制單元103是用于管理無(wú)線通信裝置100中的一系列信息發(fā)射/接收處理并控制以集中方式對(duì)傳輸線路的接入的部件?；旧希贑SMA方法執(zhí)行對(duì)傳輸線路接入的控制，以在隨機(jī)時(shí)間對(duì)補(bǔ)償定時(shí)器進(jìn)行操作同時(shí)監(jiān)視傳輸線路的狀態(tài)，并獲得如果在補(bǔ)償期間沒(méi)有所發(fā)射的信號(hào)則發(fā)射數(shù)據(jù)的權(quán)利。在這一實(shí)施例中，中央控制單元103檢查通信介質(zhì)的占用狀態(tài)并設(shè)置它自己的這樣的可執(zhí)行通信范圍，即共存于該可執(zhí)行通信范圍中的通信站的數(shù)量處于預(yù)定范圍內(nèi)。
發(fā)射數(shù)據(jù)生成單元104生成要從無(wú)線通信裝置100向指定為接收方站的另一通信站發(fā)射的包和信標(biāo)信號(hào)。在通信站之間交換的包可為數(shù)據(jù)包、RTS包、CTS包、或ACK包。在無(wú)線通信裝置100的情況下，無(wú)線通信裝置100向指定為接收待發(fā)射數(shù)據(jù)的接收方站的通信站發(fā)射RTS包，作為請(qǐng)求數(shù)據(jù)發(fā)射的包。無(wú)線通信裝置100從指定為接收待發(fā)射數(shù)據(jù)的接收方站的通信站接收CTS包，作為指示該接收方站準(zhǔn)備就緒接收數(shù)據(jù)的包。無(wú)線通信裝置100從接收方站接收ACK包，作為指示接收方站已接收到無(wú)線通信裝置100發(fā)射的數(shù)據(jù)的包。例如，將具有預(yù)定長(zhǎng)度的部分從存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)緩沖器102中的數(shù)據(jù)中提取出來(lái)，并將其作為所創(chuàng)建的數(shù)據(jù)包的有效載荷進(jìn)行發(fā)射和使用。
無(wú)線發(fā)射機(jī)單元106包括調(diào)制器、D/A轉(zhuǎn)換器、上變頻器和功率放大器(PA)，這些部件在圖中未示出。調(diào)制器是用于通過(guò)采用諸如OFDM(正交頻分復(fù)用)方法的預(yù)定調(diào)制方法，對(duì)待發(fā)射信號(hào)進(jìn)行調(diào)制的部件。D/A轉(zhuǎn)換器是用于將待發(fā)射信號(hào)數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的部件。上變頻器是用于通過(guò)對(duì)模擬信號(hào)應(yīng)用頻率轉(zhuǎn)換，而對(duì)待發(fā)射模擬信號(hào)進(jìn)行上變頻的部件。功率放大器是用于對(duì)待發(fā)射的上變頻后的信號(hào)的功率進(jìn)行放大的部件。然后，無(wú)線發(fā)射機(jī)單元106執(zhí)行無(wú)線發(fā)射過(guò)程，以預(yù)定發(fā)射速率發(fā)射放大后的信號(hào)。在這一實(shí)施例中，在無(wú)線發(fā)射機(jī)單元106中對(duì)發(fā)射功率進(jìn)行控制，且無(wú)線通信裝置100能夠設(shè)置它自己的可執(zhí)行發(fā)射范圍。此外，在這一實(shí)施例中，發(fā)射速率是在發(fā)射功率和接收機(jī)SNR的基礎(chǔ)上確定的，其中發(fā)射功率和接收機(jī)SNR被設(shè)置為無(wú)線通信裝置100和每一通信方之間的數(shù)量。后面將詳細(xì)描述發(fā)射速率的確定。
無(wú)線接收機(jī)單元110包括LNA(低噪聲放大器)、下變頻器、AGC(自動(dòng)增益控制器)、A/D轉(zhuǎn)換器、及解調(diào)器，這些部件在圖中未示出。LNA是用于對(duì)通過(guò)天線109從另一通信站接收的信號(hào)的電壓進(jìn)行放大的部件。下變頻器是用于通過(guò)對(duì)在LNA中完成電壓放大的信號(hào)應(yīng)用頻率轉(zhuǎn)換。而對(duì)該信號(hào)進(jìn)行下變頻的部件。A/D轉(zhuǎn)換器是用于將接收的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的部件。解調(diào)器是用于執(zhí)行建立同步的同步過(guò)程、信道估計(jì)過(guò)程、及采用諸如OFDM方法的解調(diào)方法的解調(diào)過(guò)程的部件。在這一實(shí)施例中，在無(wú)線接收機(jī)單元110中對(duì)信號(hào)檢測(cè)能力進(jìn)行控制，且無(wú)線通信裝置100能夠設(shè)置它自己的可執(zhí)行接收范圍。
天線109是用于通過(guò)無(wú)線通信的預(yù)定頻道向另一無(wú)線通信裝置發(fā)射信號(hào)、或接收由另一無(wú)線通信裝置發(fā)射的信號(hào)的部件。在這一實(shí)施例中，為每一通信站只提供了一個(gè)天線，且該天線不能用于同時(shí)發(fā)射和接收信號(hào)。
定時(shí)控制單元107是用于控制定時(shí)以發(fā)射和接收無(wú)線信號(hào)的部件。這些定時(shí)包括發(fā)射它自己的包的定時(shí)、發(fā)射諸如遵照RTS/CTS方法的RTS、CTS、數(shù)據(jù)和ACK包的包的定時(shí)。此外，這些定時(shí)還包括設(shè)置NAV的定時(shí)，以及當(dāng)接收到目的地為另一通信站的包時(shí)發(fā)射和接收信標(biāo)信號(hào)的定時(shí)。發(fā)射遵照RTS/CTS方法的包的定時(shí)設(shè)置幀間隔IFS和補(bǔ)償期間。
接收數(shù)據(jù)分析單元112是用于對(duì)從另一通信站接收的包和信標(biāo)信號(hào)進(jìn)行分析的部件。
信息存儲(chǔ)單元113是用于存儲(chǔ)執(zhí)行處理的過(guò)程的指令，其中的處理諸如控制由中央控制單元103作出的接入序列的操作。信息存儲(chǔ)單元113還用于存儲(chǔ)包括從對(duì)所接收的包和信標(biāo)信號(hào)的分析結(jié)果中獲得的信息的數(shù)據(jù)。
在這一實(shí)施例中，中央控制單元103通過(guò)檢查通信介質(zhì)及設(shè)置它自己的通信站的這樣的可執(zhí)行通信范圍，來(lái)執(zhí)行控制通信的操作，其中的可執(zhí)行通信范圍即共存于該可執(zhí)行通信范圍中的通信站的數(shù)量處于預(yù)定范圍內(nèi)。
例如，中央控制單元103設(shè)置它自己的通信站的可執(zhí)行通信范圍，以便限制存在于該可執(zhí)行通信范圍中的通信站的數(shù)量。這樣，設(shè)置了適合的它自己的通信站的可執(zhí)行通信范圍，且在不增加硬件負(fù)載的情況下正確管理有關(guān)鄰近通信站的信息是可能的，即使周?chē)ㄐ耪镜臄?shù)量增加。
此外，隨著在它自己的通信站周?chē)耐ㄐ耪緮?shù)量增加，通信介質(zhì)為它自己的通信站而清空的期間變短，以便期望發(fā)射機(jī)會(huì)的數(shù)量減少。在這種情況下，設(shè)置了適當(dāng)?shù)目蓤?zhí)行通信范圍，且它自己的通信站能夠調(diào)整共存通信站的數(shù)量并獲得所需發(fā)射機(jī)會(huì)。
除此之外，中央控制單元103能夠設(shè)置它自己的通信站的可執(zhí)行通信范圍，以便限制可從它自己的通信站向其發(fā)射數(shù)據(jù)的通信站的數(shù)量。
在這一情況下，如果無(wú)線發(fā)射機(jī)單元106的可執(zhí)行發(fā)射范圍和無(wú)線接收機(jī)單元110的可執(zhí)行接收范圍被個(gè)別設(shè)置，且以不一致的值來(lái)設(shè)置可執(zhí)行發(fā)射范圍和可執(zhí)行接收范圍，則不一致的設(shè)置引起了接入控制不一致的問(wèn)題，即能夠以高發(fā)射功率發(fā)射數(shù)據(jù)的通信站被放置于無(wú)條件滿足的位置，允許輕易地獲得接入通信介質(zhì)的權(quán)利。為了解決這一不一致接入控制的問(wèn)題，以適于可執(zhí)行接收范圍的值來(lái)設(shè)置可執(zhí)行發(fā)射范圍，或以適于可執(zhí)行發(fā)射范圍的值來(lái)設(shè)置可執(zhí)行接收范圍，以使它自己的通信站能夠以不一致的可執(zhí)行發(fā)射和可執(zhí)行接收范圍進(jìn)行操作。
圖2是示出一種幀格式的典型結(jié)構(gòu)的圖示，在作為本實(shí)施例所實(shí)現(xiàn)的無(wú)線通信系統(tǒng)中的通信站進(jìn)行操作的無(wú)線通信裝置100很可能改變發(fā)射功率的界限內(nèi)采用該幀格式。
對(duì)一個(gè)包進(jìn)行解碼所需的信息稱作PLCP(物理層會(huì)聚協(xié)議)報(bào)頭。PLCP報(bào)頭包括速率位、長(zhǎng)度字段、功率字段、奇偶校驗(yàn)位、編碼器尾位、業(yè)務(wù)字段。速率字段表示信息部分的發(fā)射速率，其包括PLCP報(bào)頭的業(yè)務(wù)字段。長(zhǎng)度字段表示信息部分的長(zhǎng)度。功率字段表示發(fā)射該包的通信站的發(fā)射功率。
包接收機(jī)能夠根據(jù)對(duì)包括在報(bào)頭中的速率和長(zhǎng)度字段進(jìn)行解碼的結(jié)果，執(zhí)行對(duì)作為PLCP報(bào)頭之后包括在該包中的信息部分進(jìn)行解碼的工作。此外，引用PLCP報(bào)頭的功率字段，其可能抓取通信方的發(fā)射功率。
在該圖中所示的例子中，功率字段包括在PLCP報(bào)頭中，作為表示發(fā)射該包的通信站的發(fā)射功率的字段。但是，應(yīng)該指出，有關(guān)發(fā)射功率的信息不必須設(shè)置于PLCP報(bào)頭中。例如，該信息可提供于對(duì)應(yīng)于MAC報(bào)頭或只在信標(biāo)信號(hào)中描述的位置處。總之，發(fā)射數(shù)據(jù)的通信站能夠抓取有關(guān)接收該數(shù)據(jù)的通信站的發(fā)射功率的信息、及接收數(shù)據(jù)的通信站能夠抓取有關(guān)發(fā)射該數(shù)據(jù)的通信站的發(fā)射功率的信息是很重要的，即使用于描述該信息的機(jī)制是任意的。
B.對(duì)無(wú)線接收機(jī)單元的信號(hào)檢測(cè)能力的控制如前面已描述過(guò)的，稱作前同步碼的已知信息包括在所發(fā)射信號(hào)的報(bào)頭處，已使信號(hào)接收機(jī)側(cè)能夠通過(guò)對(duì)前同步碼的檢測(cè)而檢測(cè)信號(hào)的存在。一般地，檢測(cè)信號(hào)的操作作為同步處理的一部分執(zhí)行。
圖3是示出包括在用于無(wú)線通信裝置100中的無(wú)線接收機(jī)單元110中的同步處理電路的典型配置的圖示。下面的描述參照該圖對(duì)在檢測(cè)到包括前同步碼的信號(hào)期間對(duì)于該前同步碼所執(zhí)行的處理。
在同步處理電路中，除了信號(hào)的檢測(cè)，還執(zhí)行檢測(cè)和校正頻率偏移的操作以及提取信號(hào)接收時(shí)間的操作。
完成數(shù)字轉(zhuǎn)換處理和數(shù)字濾波處理的所接收信號(hào)從碼元輸入終端提供給同步處理電路。同步處理電路從碼元輸出終端輸出的信號(hào)被提供給IFFT(快速傅里葉轉(zhuǎn)換)單元，該單元在圖中未示出。從同步有效終端輸出的信號(hào)指示從碼元輸出終端輸出的信號(hào)是有效的。
在已檢測(cè)到所接收信號(hào)的前同步碼的期間內(nèi)，選擇器將所接收信號(hào)提供給前同步碼檢測(cè)器。前同步碼檢測(cè)器執(zhí)行檢測(cè)所接收信號(hào)的前同步碼的處理。通過(guò)搜索前同步碼的前半部分8.0微秒來(lái)檢測(cè)該前同步碼。
在前同步碼檢測(cè)器檢測(cè)到以廣播脈沖串形式的前同步碼時(shí)，前同步碼檢測(cè)器請(qǐng)求選擇器將所接收的信號(hào)提供給FIFO緩沖器以及頻率偏移估計(jì)單元，并將根據(jù)所接收信號(hào)的前同步碼估計(jì)的粗略頻率校正值提供給頻率偏移估計(jì)單元。
頻率偏移估計(jì)單元根據(jù)從前同步碼檢測(cè)器接收的粗略頻率校正值以及從選擇器接收的前同步碼的后半部分8.0微秒來(lái)計(jì)算校正頻率偏移值，并將所計(jì)算的校正頻率偏移值提供給乘法器，該乘法器通過(guò)使用所計(jì)算的校正頻率偏移值對(duì)從FIFO緩沖器中讀出的接收信號(hào)(即前同步碼的后半部分8.0微秒)進(jìn)行校正。
其頻率偏移已校正過(guò)的信號(hào)再次被存儲(chǔ)于另一FIFO緩沖器中，并被提供給精確定時(shí)檢測(cè)器，該檢測(cè)器用于檢測(cè)具有較高精確度的接收定時(shí)。精確定時(shí)檢測(cè)器通過(guò)識(shí)別前同步碼的后半部分與參照之間的交互相關(guān)性，來(lái)檢測(cè)具有較高精確度的接收定時(shí)。檢測(cè)到的接收定時(shí)也被存儲(chǔ)于其他FIFO緩沖器中，并經(jīng)由定時(shí)計(jì)數(shù)器提供給同步有效終端。
定時(shí)計(jì)算器根據(jù)接收廣播脈沖串的定時(shí)識(shí)別諸如OFDM碼元的定界符的信息，并在信標(biāo)發(fā)射間隔的其他期間之間進(jìn)行管理。
圖4是示出前同步碼檢測(cè)器的典型配置的圖示，圖5是示出由前同步碼檢測(cè)器輸出的典型信號(hào)的圖示。
在前同步碼檢測(cè)器操作期間，不僅是接收變得不清楚，而且還在頻率偏移變成至少等于200kHz的狀態(tài)中接收數(shù)據(jù)。在這一情況下，參照?qǐng)D4，下面的描述對(duì)前同步碼檢測(cè)器進(jìn)行解釋，該解釋通過(guò)對(duì)基于盡可能不使檢測(cè)特征依賴于頻率偏移方法的實(shí)現(xiàn)的考慮及對(duì)其中所接收信號(hào)的自相關(guān)值用于前同步碼的檢測(cè)中的情況的設(shè)定。當(dāng)然，其中所接收信號(hào)和已知模式之間的交互相互值用于前同步碼的檢測(cè)中的情況同樣保持真實(shí)。在這一情況下，以對(duì)交互相關(guān)值的計(jì)算來(lái)代替圖4中所示的前同步碼檢測(cè)器的配置，其他的基本上與關(guān)系到本發(fā)明時(shí)的配置保持相同。
在該圖中所示的前同步碼檢測(cè)器中，在8.0微秒的期間內(nèi)計(jì)算與0.8微秒之前接收到的信號(hào)的自相關(guān)性，所計(jì)算的自相關(guān)性的和是一個(gè)復(fù)數(shù)。然后，同步檢測(cè)電路的輸出被分為兩部分，即該復(fù)數(shù)的絕對(duì)和相位(Arg)值。也稱作相關(guān)子輸出的絕對(duì)值是獲得為復(fù)數(shù)的自相關(guān)性的絕對(duì)值。相位值作為頻率偏移值用于后面的處理。另一方面，相關(guān)性的絕對(duì)值用于信號(hào)檢測(cè)中?？善谕浞掷斫庖稽c(diǎn)，即利用以0.8微秒的間隔重復(fù)前同步碼的前半部分8.0微秒的事實(shí)，可利用如圖4中所示的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)前同步碼檢測(cè)器，即使包括了頻率偏移。
如果前同步碼信號(hào)被提供給如圖4中所示的電路，隨時(shí)間軸變化的相關(guān)性絕對(duì)值示于圖5中。注意到作為代表該相關(guān)性的絕對(duì)值的電波的顯示于圖5中的電波的峰值所在的時(shí)間與前同步碼的前半部分8.0微秒的接收結(jié)束所在的時(shí)間相符。如圖4中所示的電路的前同步碼檢測(cè)器監(jiān)視相關(guān)性絕對(duì)值。如果相關(guān)性絕對(duì)值超過(guò)了閾值，則前同步碼檢測(cè)器確定存在包括該前同步碼的信號(hào)。在圖5中所示的例子中，該閾值被設(shè)為約0.325。
已知由如圖4中所示的前同步碼檢測(cè)器輸出的自相關(guān)性的絕對(duì)值的最大值具有依賴于接收機(jī)SNR的如圖6中所示的分布。如該圖中所示的，自相關(guān)性的絕對(duì)值的最大值對(duì)于0dB的接收機(jī)SNR處于約0.35到0.55的范圍內(nèi)，對(duì)于3dB的接收機(jī)SNR處于約0.55到0.70的范圍內(nèi)等。自相關(guān)性的絕對(duì)值的最大值和接收機(jī)SNR處于與彼此很強(qiáng)的相關(guān)性內(nèi)。
這樣，在前同步碼檢測(cè)器中的閾值設(shè)置被改變，對(duì)信號(hào)的近似檢測(cè)精確度或接收的敏感度的控制是可能的，對(duì)信號(hào)的近似檢測(cè)精確度或接收的敏感度的控制意味著對(duì)無(wú)線通信裝置100的可執(zhí)行接收范圍進(jìn)行調(diào)整。即使接收敏感度提高，也可以低SNR檢測(cè)數(shù)據(jù)。
例如設(shè)定無(wú)線通信裝置100被設(shè)為接收具有至少0dB的接收機(jī)SNR的信號(hào)。在這一情況下，該閾值可被設(shè)為0.325。如果無(wú)線通信裝置100被設(shè)為接收具有至少3dB的接收機(jī)SNR的信號(hào)，該閾值可被設(shè)為0.55或略小值。利用設(shè)為0.55的閾值，即使接收到具有約0dB的SNR值，則自相關(guān)性的絕對(duì)值的最大值也從來(lái)不會(huì)超過(guò)0.55，因此未檢測(cè)到該同步碼。
作為另一控制信號(hào)檢測(cè)能力的方法，采用包括插入到信號(hào)接收系統(tǒng)的交換機(jī)和衰減器的裝置是可能的。在這一情況下，如果期望降低信號(hào)檢測(cè)能力，則將所接收信號(hào)在處理之前提供給衰減器。
作為控制信號(hào)檢測(cè)能力的又一方法，對(duì)接收機(jī)中所應(yīng)用的A/D轉(zhuǎn)換器的位寬度進(jìn)行調(diào)整。也就是說(shuō)，為了降低信號(hào)檢測(cè)能力，使用具有小特別寬度的A/D轉(zhuǎn)換器。以這種方式，節(jié)省功率，容許更多量化錯(cuò)誤，作為等效結(jié)果，接收信號(hào)的SNR降低。
C.由通信站之間發(fā)射功率上的不同所引起的接入控制不一致在本發(fā)明所提供的無(wú)線通信系統(tǒng)中，允許每一通信站單獨(dú)設(shè)置可執(zhí)行通信范圍，在該范圍中可向另一通信站發(fā)射數(shù)據(jù)或從其接收數(shù)據(jù)。但是，如前面已經(jīng)描述過(guò)的，在基于包括RTS/CTS過(guò)程的CSMA技術(shù)的接入方法中，當(dāng)通信站之間的發(fā)射功率限制限制上存在不同時(shí)，產(chǎn)生了接入控制不一致的問(wèn)題。例如，參照?qǐng)D40。
這樣，在這一實(shí)施例中，每一通信站根據(jù)發(fā)射功率值設(shè)置信號(hào)檢測(cè)能力，并創(chuàng)建它自己的這樣的可執(zhí)行通信范圍，即可執(zhí)行發(fā)射范圍幾乎與可執(zhí)行接收范圍相同。這樣，可解決接入控制不一致的問(wèn)題。
如下面給出的表格中所示的，例如，具有較大發(fā)射功率的通信站持續(xù)需要在具有較低SINR的環(huán)境中的信號(hào)檢測(cè)能力，并設(shè)置如同可執(zhí)行發(fā)射范圍的較寬可執(zhí)行接收范圍。相反地，由于可執(zhí)行接收范圍變窄了一數(shù)量，該數(shù)量對(duì)應(yīng)于可執(zhí)行發(fā)射范圍由于較小發(fā)射功率而縮小的數(shù)量的事實(shí)，具有較小發(fā)射功率的通信站不具有在具有較低SINR的環(huán)境中的較好信號(hào)檢測(cè)能力。
表2

當(dāng)然，本發(fā)明的實(shí)質(zhì)并不限于在上表中所示出的典型值。上表中所示出的典型值的重要一點(diǎn)只暗示信號(hào)檢測(cè)值可被設(shè)為一個(gè)值，該值隨著發(fā)射功率值的增加而降低。為了使可執(zhí)行接收范圍與可執(zhí)行發(fā)射范圍相匹配，需要使發(fā)射功率值的變化約等于信號(hào)檢測(cè)能力的變化。
應(yīng)該指出，如果信號(hào)檢測(cè)能力降低，以使除非信號(hào)具有較高SNR，否則不會(huì)接收到該信號(hào)，則對(duì)通信介質(zhì)的接入控制允許發(fā)射信號(hào)，即使另一信號(hào)已存在于該介質(zhì)中。但是，存在干擾功率的事實(shí)不會(huì)改變，并且還保持原樣。這樣，信號(hào)檢測(cè)能力提高，且干擾功率的動(dòng)態(tài)變化范圍相當(dāng)大地改變，且如果發(fā)射數(shù)據(jù)速率是可變的，則在某些情況下必須執(zhí)行處理以試圖選擇更恒定的發(fā)射數(shù)據(jù)速率。
針對(duì)上述的問(wèn)題，到目前所給出的說(shuō)明暗示發(fā)射功率值的變化被實(shí)現(xiàn)為約等于信號(hào)檢測(cè)能力上的變化。然而，如下面給出的表中所示的，發(fā)射功率值的變化可被實(shí)現(xiàn)為略大于信號(hào)檢測(cè)能力的變化，或相反地，發(fā)射功率值的變化可被實(shí)現(xiàn)為略小于信號(hào)檢測(cè)能力的變化。
表3

表4

每一通信站中的發(fā)射功率值和信號(hào)檢測(cè)能力每一個(gè)還可是恒量。但是，本發(fā)明的特征是通過(guò)動(dòng)態(tài)控制發(fā)射功率值和信號(hào)檢測(cè)能力，通信站能夠根據(jù)通信的情況控制發(fā)射和接收范圍。應(yīng)該指出，期望使同一無(wú)線通信系統(tǒng)中的所有通信站通過(guò)遵守同一規(guī)則進(jìn)行操作。
對(duì)發(fā)射功率值和信號(hào)檢測(cè)能力進(jìn)行控制，并按上面描述的對(duì)其進(jìn)行設(shè)置，減輕在由于通信站之間的發(fā)射功率限制上的不同而使對(duì)通信介質(zhì)的接入控制變得不一致的情況下，該情況如圖40中所示的情況，給予具有小發(fā)射功率的的通信站STA0的發(fā)射機(jī)會(huì)的數(shù)量無(wú)條件減少的影響是可能的。
圖7是示出一種情況下的對(duì)通信介質(zhì)的接入序列的圖示，在該情況中執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的控制以在與圖40中所示的例子相同的情況下對(duì)發(fā)射功率值和信號(hào)檢測(cè)能力進(jìn)行控制和設(shè)置。
在圖7所示的例子中，在無(wú)線通信環(huán)境中存在四個(gè)通信站STA0、STA1、STA2和STA3。設(shè)定通信站STA1要向通信站STA3發(fā)射數(shù)據(jù)，通信站STA0要向通信站STA2發(fā)射數(shù)據(jù)。在這一情況下，基本上只有互相鄰近的通信站位于所發(fā)射的電波可達(dá)到的范圍內(nèi)。但是，由于通信站STA0的發(fā)射功率小于通信站STA1的發(fā)射功率，所以由通信站STA1在STA1→STA0方向上發(fā)射到通信站STA0的信號(hào)由通信站STA0所接收，但由通信站STA0在STA0→STA1方向上發(fā)射到通信站STA1的信號(hào)不能由通信站STA1所接收。
首先，在時(shí)間T1，通信站STA1發(fā)射RTS信號(hào)，但是，由于通信站STA0的信號(hào)檢測(cè)能力被設(shè)為較小值，所以通信站STA0不能接收該RTS信號(hào)。這樣，通信站STA1根據(jù)前面描述的過(guò)程向通信站STA3發(fā)射數(shù)據(jù)，并在時(shí)間T8結(jié)束該事務(wù)。
由于通信站STA0不能接收由通信站STA1所發(fā)射的RTS信號(hào)，所以在時(shí)間T8結(jié)束的期間內(nèi)，通信站STA0不會(huì)建立NAV并進(jìn)入等待發(fā)射機(jī)會(huì)的狀態(tài)。也就是說(shuō)，在通信站STA1正根據(jù)RTS/CTS過(guò)程向通信站STA3發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)，通信站STA0能夠與從通信站STA1到通信站STA3的數(shù)據(jù)發(fā)射同時(shí)向通信站STA2發(fā)射數(shù)據(jù)。也就是說(shuō)，在時(shí)間t’，根據(jù)前面描述的過(guò)程，通信站STA0向通信站STA2發(fā)射RTS信號(hào)，且然后能夠向通信站STA2發(fā)射數(shù)據(jù)。
在圖40中所示的例子中，通信站STA0將信號(hào)檢測(cè)能力設(shè)置為與發(fā)射功率相比太高的值。這樣，從通信站STA1發(fā)射的信號(hào)干擾接收，通信站STA0不能實(shí)現(xiàn)對(duì)通信介質(zhì)的接入。在圖7所示的例子中，另一方面，通信站STA0將信號(hào)檢測(cè)能力設(shè)為對(duì)應(yīng)于發(fā)射功率的較小值。這樣，從通信站STA1發(fā)射的信號(hào)不干擾接收，通信站STA0能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)通信介質(zhì)的接入。也就是說(shuō)，擺脫能夠以大發(fā)射功率發(fā)射數(shù)據(jù)的通信站STA1被放置于無(wú)條件適合的位置處的情況是可能的。
在圖7所示的例子中，通信站STA0只具有用于小發(fā)射功率的放大器。但是，為了至少暫時(shí)最大化可執(zhí)行接收范圍，設(shè)定可執(zhí)行接收范圍被設(shè)為大于可執(zhí)行發(fā)射范圍一與平衡相比具有較大差值的值，該值將在發(fā)射功率和信號(hào)檢測(cè)能力之間建立為如表2或3中所示的整個(gè)無(wú)線通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置。甚至是在這一狀態(tài)中，如果所有圍繞通信站STA0的通信站每一個(gè)設(shè)置相同的可執(zhí)行發(fā)射范圍和相同的可執(zhí)行接收范圍，則兩個(gè)方向上都可得到保證，且不會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。這樣，只要未識(shí)別出具有超過(guò)它自己的發(fā)射功率的發(fā)射功率的通信站，則不必執(zhí)行上述的設(shè)置信號(hào)檢測(cè)能力的處理。
如果通信站STA0從通信站STA1接收到信號(hào)，并認(rèn)識(shí)到通信站STA1正以超過(guò)通信站STA0本身的發(fā)射功率的發(fā)射功率發(fā)射信號(hào)，但是，在該技術(shù)的當(dāng)前狀態(tài)中，可執(zhí)行接收范圍被設(shè)為大于可執(zhí)行發(fā)射范圍一與標(biāo)準(zhǔn)平衡相比具有較大差值的值的事實(shí)可被認(rèn)為是一個(gè)問(wèn)題。通過(guò)對(duì)信號(hào)檢測(cè)能力進(jìn)行控制以改變它自己的可執(zhí)行接收范圍，通信站能夠解決這一問(wèn)題。
當(dāng)通信站STA0接收到來(lái)自諸如通信站STA4的另一通信站的信號(hào)，并未識(shí)別出通信站STA0本身正以超過(guò)通信站STA4的發(fā)射功率的發(fā)射功率發(fā)射信號(hào)時(shí)，通信站STA4確定通信站STA0處于通信站STA4的可執(zhí)行接收范圍之外。通信站STA4確定這一事實(shí)是基于即使通信站STA0向通信站STA4發(fā)射信號(hào)，也不會(huì)從通信站STA4接收到響應(yīng)的根據(jù)的。在此情況下，確定通信站STA0將可執(zhí)行接收范圍設(shè)為大于通信站STA4的。在這一情況下，通信站STA0對(duì)可執(zhí)行接收范圍進(jìn)行改變以從可執(zhí)行接收范圍排除通信站STA4，其將通信站STA4包括為鄰近通信站。
應(yīng)該指出，可以理解，如圖40中所示的接入控制的不一致不是由這一事實(shí)所引起的，該事實(shí)即通信站STA0將信號(hào)檢測(cè)能力設(shè)為與它自己的發(fā)射功率相比過(guò)大的值。可選地，該不一致是由這一事實(shí)所引起的，即通信站STA1將信號(hào)檢測(cè)能力設(shè)為與它自己的發(fā)射功率相比過(guò)小的值。在此情況下，可將通信站STA1的信號(hào)檢測(cè)能力重設(shè)為更大值。在此情況下，通信站STA1能夠從通信站STA0接收RTS信號(hào)，在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)建立NAV，并進(jìn)入等待發(fā)射機(jī)會(huì)的狀態(tài)。以這種方式，通信站STA1不干擾通信站STA0所執(zhí)行的通信操作。同樣在此情況下，擺脫能夠以大發(fā)射功率發(fā)射數(shù)據(jù)的通信站STA1被放置于無(wú)條件適合的位置的情況是可能的。
D.對(duì)過(guò)于密集存在的通信站的可執(zhí)行通信范圍的控制如果通信站存在于圍繞特定通信站的密集位置處，則將產(chǎn)生給予該特定通信站的發(fā)射機(jī)會(huì)減少，且對(duì)鄰近通信站的管理變得復(fù)雜的問(wèn)題，如前所述。
在這一實(shí)施例中，對(duì)發(fā)射功率值以及信號(hào)檢測(cè)能力進(jìn)行控制，并根據(jù)存在于圍繞該特定通信站的位置處的通信站的密度設(shè)置可執(zhí)行通信范圍，并可應(yīng)付上述問(wèn)題。下面的說(shuō)明對(duì)應(yīng)付存在于圍繞特定通信站的密集位置處的通信站的方法進(jìn)行解釋。
如前面參照?qǐng)D38所述的，如果大量通信站存在于圍繞通信站STA0的位置處，則通信站STA0需要與存在于圍繞通信站STA0的位置處的通信站共享資源，以使通信站STA0在某些情況下不會(huì)獲得所期望的通信機(jī)會(huì)。在這一情況下，設(shè)定所有的通信站具有不一致的發(fā)射功率和不一致的信號(hào)檢測(cè)能力。
在這種情況下，通過(guò)根據(jù)上述的過(guò)程降低信號(hào)檢測(cè)能力，通信站STA0執(zhí)行控制以縮小可執(zhí)行接收范圍，STA0在該范圍中能夠接收來(lái)自其他通信站的信號(hào)。圖8是示出這一情況的模式的圖示。如從圖8與圖38的比較中顯而易見(jiàn)地，通信站STA0將它自己的可執(zhí)行接收范圍限制到通信站STA1和STA2的范圍，以降低信號(hào)檢測(cè)能力。結(jié)果，盡管如前面一樣存在來(lái)自通信站STA6和STA4的干擾的事實(shí)，從介質(zhì)接入控制的觀點(diǎn)來(lái)看，通信站STA0只需要與通信站STA1共享通信介質(zhì)。這樣，通信站STA0能夠獲得更多的通信機(jī)會(huì)。
在這一情況下，由于只有通信站STA0的信號(hào)檢測(cè)能力降低，所以只有通信站STA0處于與其他通信站的接入控制的不一致中。也就是說(shuō)，通信站STA0的發(fā)射功率與它的信號(hào)檢測(cè)能力相比要大，引起公平的對(duì)通信介質(zhì)的接入控制。結(jié)果，其他通信站被擾亂。
具體地，如圖9所示，盡管這一事實(shí)，即從通信站STA0發(fā)射的信號(hào)到達(dá)通信站STA4和STA6，從通信站STA4和STA6發(fā)射的信號(hào)不會(huì)到達(dá)通信站STA0。也就是說(shuō)，通信站STA4和STA6使它們自己的發(fā)射被限制，以便不擾亂從通信站STA0的數(shù)據(jù)發(fā)射。另一方面，通信站STA0通過(guò)能夠向通信站STA4和STA6發(fā)射數(shù)據(jù)而不偵聽(tīng)通信站STA4和STA6的發(fā)射，來(lái)對(duì)通信站STA4和STA6進(jìn)行干擾。總之，如果通信站的可執(zhí)行發(fā)射范圍不同于它自己的可執(zhí)行接收范圍，則該通信站進(jìn)入通信狀態(tài)，從獲取實(shí)現(xiàn)對(duì)通信介質(zhì)的接入的機(jī)會(huì)的觀點(diǎn)來(lái)看，其不能再被說(shuō)成是公平的。
為了解決這一問(wèn)題，當(dāng)通信站STA0降低它的信號(hào)檢測(cè)能力以應(yīng)付鄰近通信站的密度時(shí)，如前面所給出的表到4中所示的，通信站STA0需要執(zhí)行同樣降低它的發(fā)射功率的處理。以這種方式，可將通信站STA0的可執(zhí)行發(fā)射范圍實(shí)現(xiàn)為幾乎與它的可執(zhí)行接收范圍相同，以使鄰近通信站不再被通信站STA0的情況所擾亂。圖10是示出一種狀態(tài)的圖示，該狀態(tài)中在通信站STA0在其信號(hào)檢測(cè)檢測(cè)能力降低之后執(zhí)行同樣減小其發(fā)射功率的處理之后，通信站STA0的可執(zhí)行發(fā)射范圍可實(shí)現(xiàn)為幾乎與其可執(zhí)行接收范圍相一致。
如果目標(biāo)為使通信站STA0的可執(zhí)行發(fā)射范圍與它的可執(zhí)行接收范圍一致，則可期望使發(fā)射功率值上的變化等于如表2中所示的信號(hào)檢測(cè)能力閾值上的變化。
在本實(shí)施例所實(shí)現(xiàn)的無(wú)線通信系統(tǒng)中，存在各種情況，其中通信站將不同因素認(rèn)為用于確定改變它自己的可執(zhí)行通信范圍中的因素。
如果確定結(jié)果除了其他的以外指示一種情況，即由特定通信站從作為一方的通信站接收的接收功率信息足夠大，以便即使發(fā)射功率降低也能從該特定通信站以所期望高數(shù)據(jù)速率發(fā)射數(shù)據(jù)，例如，該特定通信站在某些情況下可自動(dòng)改變它的可執(zhí)行接收范圍和可執(zhí)行發(fā)射范圍，以便降低干擾數(shù)量。應(yīng)該指出，在這種情況下，如果在發(fā)射功率降低之后確定很難以所期望的高數(shù)據(jù)速率發(fā)射數(shù)據(jù)，則在某些這種情況下可再次提高發(fā)射功率。
此外，確定結(jié)果可能指示一種狀態(tài)一直在持續(xù)，該狀態(tài)中從除了所期望的通信方之外的通信站發(fā)射的信號(hào)正占用通信介質(zhì)，以使特定通信站不能分配向期望通信站發(fā)射的時(shí)間。在此情況下，該特定通信站可為了分配更多發(fā)射時(shí)帶的目的，而改變它的可執(zhí)行發(fā)射范圍和可執(zhí)行接收范圍。
此外，確定結(jié)果可能指示存在太多圍繞特定通信站的通信站，從而這種周?chē)ㄐ耪镜臄?shù)量超過(guò)了能夠由該特定通信站所處理的通信站的數(shù)量。在此情況下，該特定通信站可為了減少在該特定通信站周?chē)嬖诘耐ㄐ耪镜臄?shù)量的目的，而改變它的可執(zhí)行發(fā)射范圍和可執(zhí)行接收范圍。
此外，由于其他周?chē)ㄐ耪編缀醪晃挥谠撎囟ㄍㄐ耪舅l(fā)射的電波能夠到達(dá)的范圍內(nèi)，確定結(jié)果可能指示對(duì)于下述情況的不清楚，該情況即該特定通信站是否能夠確定一個(gè)或多個(gè)這些其他周?chē)ㄐ耪久恳粋€(gè)是否是該特定通信站能夠與之通信的鄰近通信站。此情況下，該特定通信站可為了以高可靠度從可執(zhí)行發(fā)射范圍和可執(zhí)行接收范圍中排除該其他鄰近通信站或?qū)⒃撪徑ㄐ耪景ㄔ诳蓤?zhí)行發(fā)射范圍和可執(zhí)行接收范圍中，而改變可執(zhí)行發(fā)射范圍和可執(zhí)行接收范圍。
此外，任何特定通信站可改變它自己的可執(zhí)行接收范圍，作為對(duì)認(rèn)識(shí)到下述事實(shí)的反應(yīng)，該事實(shí)即該特定通信站處于其信號(hào)可由該特定通信站接收的另一通信站的可執(zhí)行接收范圍之外。具體地，以通信站A和B為例，盡管通信站A能夠從通信站B接收信號(hào)的事實(shí)，假定除了其他的以外以通信站B不對(duì)從通信站A到通信站B的信號(hào)發(fā)射進(jìn)行響應(yīng)的事實(shí)為證據(jù)，確定結(jié)果指示通信站B不能認(rèn)識(shí)到通信站A的存在。在此情況下，通信站A為了將通信站B排除作為鄰近通信站的它的位置，可改變它自己的可執(zhí)行接收范圍或可執(zhí)行發(fā)射范圍。
上面描述的特定通信站可從不同于前述觀點(diǎn)的立場(chǎng)改變可執(zhí)行接收范圍。也就是說(shuō)，該特定通信站可為了吸收通信站內(nèi)在的變化而改變可執(zhí)行接收范圍。這些內(nèi)在變化包括發(fā)射功率的變化、或所發(fā)射信號(hào)精確度上的變化、和通信站之間信號(hào)接收性能上的變化。如果為了這種目的而改變可執(zhí)行接收范圍，則在某些情況下，該特定通信站還可通過(guò)實(shí)現(xiàn)比表2到4所示的變化(或步驟)細(xì)微的變化作為信號(hào)檢測(cè)能力上的變化，來(lái)調(diào)整可執(zhí)行發(fā)射范圍。
應(yīng)該指出對(duì)可執(zhí)行接收范圍進(jìn)行細(xì)微的調(diào)整，不僅是為了吸收通信站內(nèi)在的性能上的變化的目的，而且還為了吸收鄰近通信站之間干擾數(shù)量上的不同的目的。
圖11示出表示由任何特定通信站執(zhí)行的過(guò)程的流程圖，該過(guò)程作為適應(yīng)地設(shè)置可執(zhí)行發(fā)射范圍以伴隨對(duì)可接收范圍的控制的過(guò)程。
首先，在該流程圖的開(kāi)始，在步驟S1檢測(cè)預(yù)定的觸發(fā)器。預(yù)定觸發(fā)器的例子是圍繞該特定通信站的通信站數(shù)量上的改變，及最近在鄰近通信站中設(shè)置可執(zhí)行通信范圍的操作。作為對(duì)預(yù)定觸發(fā)器的反應(yīng)，在下一步驟S2，該特定通信站改變它的信號(hào)檢測(cè)能力以將它自己的可執(zhí)行接收范圍設(shè)為適當(dāng)值。然后，在下一步驟S3，對(duì)它自己的發(fā)射功率進(jìn)行控制，以將可執(zhí)行發(fā)射范圍設(shè)置適合于可執(zhí)行接收范圍的范圍。
下面給出在步驟S1檢測(cè)到的觸發(fā)器的列表，其中每一個(gè)觸發(fā)器作為改變可執(zhí)行接收范圍的觸發(fā)器。
(1)一種確定的結(jié)果，該結(jié)果指示其中從除了所期望的通信方之外的通信站發(fā)射的信號(hào)正占用通信介質(zhì)的狀態(tài)一直持續(xù)，從而使特定通信站不能分配向所期望通信站的發(fā)射的時(shí)間。
(2)一種確定的結(jié)果，該結(jié)果指示在特定通信站周?chē)嬖谔嗤ㄐ耪?，從而這種周?chē)ㄐ耪镜臄?shù)量超過(guò)了該特定通信站能夠處理的通信站的數(shù)量。
(3)一種確定的結(jié)果，由于其他周?chē)ㄐ耪編缀醪晃挥谔囟ㄍㄐ耪舅l(fā)射的電波能夠到達(dá)的范圍內(nèi)，該結(jié)果指示對(duì)于下述情況的不清楚，該情況即該特定通信站是否能夠確定一個(gè)或多個(gè)這些其他周?chē)ㄐ耪久恳粋€(gè)是否是該特定通信站能夠與之通信的鄰近通信站。
(4)一種事實(shí)的認(rèn)識(shí)，該事實(shí)即特定通信站處于該特定通信站能夠接收到其信號(hào)的另一通信站的可執(zhí)行接收范圍之外。
(5)吸收通信站內(nèi)在變化的需要。這些內(nèi)在變化包括發(fā)射功率上的變化、所發(fā)射信號(hào)精確度上的變化、或通信站之間信號(hào)接收性能上的變化。
圖12示出表示由任何特定通信站執(zhí)行的過(guò)程的流程圖，該過(guò)程作為適應(yīng)地設(shè)置可執(zhí)行范圍以伴隨對(duì)可執(zhí)行發(fā)射范圍的控制。
首先，在該流程圖的開(kāi)始，在步驟S11檢測(cè)預(yù)定觸發(fā)器。預(yù)定觸發(fā)器的例子是圍繞該特定通信站的通信站數(shù)量上的變化，及最近在鄰近通信站中設(shè)置可執(zhí)行通信范圍的操作。作為對(duì)預(yù)定觸發(fā)器的反應(yīng)，在下一步驟S12，該特定通信站改變它的發(fā)射功率以將它自己的可執(zhí)行發(fā)射范圍設(shè)為適當(dāng)值。然后，在下一步驟S13，對(duì)它自己的信號(hào)檢測(cè)能力進(jìn)行控制，以將可執(zhí)行接收范圍設(shè)為適合于可執(zhí)行發(fā)射范圍的范圍。
下面給出在步驟S11檢測(cè)到的觸發(fā)器的列表，其中每一個(gè)觸發(fā)器作為改變可執(zhí)行發(fā)射范圍的觸發(fā)器。
(1)一種確定的結(jié)果，該結(jié)果指示一種狀態(tài)，該狀態(tài)中特定通信站從作為通信方的通信站接收信號(hào)的功率足夠大，且即使發(fā)射功率降低也能從該特定通信站以所期望的該數(shù)據(jù)速率發(fā)射數(shù)據(jù)。
(2)一種確定的結(jié)果，由于其他周?chē)ㄐ耪編缀醪晃挥谔囟ㄍㄐ耪舅l(fā)射的電波能夠到達(dá)的范圍內(nèi)，該結(jié)果指示對(duì)于下述情況的不清楚，該情況即該特定通信站是否能夠確定一個(gè)或多個(gè)這些其他周?chē)ㄐ耪久恳粋€(gè)是否是該特定通信站能夠與之通信的鄰近通信站。
E.對(duì)自主分布類(lèi)型網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用根據(jù)直到前一段的說(shuō)明，通過(guò)對(duì)發(fā)射功率以及信號(hào)檢測(cè)能力進(jìn)行控制和設(shè)置，通信站能夠解決由通信站的可執(zhí)行發(fā)射范圍之間的不一致而引起的接入控制不一致的問(wèn)題，以及由大量的鄰近通信站而引起的較少發(fā)射機(jī)會(huì)的問(wèn)題。
這一段解釋用于對(duì)任何通信站的可執(zhí)行通信范圍進(jìn)行控制和設(shè)置的機(jī)制對(duì)自主分布類(lèi)型網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用詳情。
E-1.網(wǎng)絡(luò)配置在控制通信站和受控通信站之間不特別具有相關(guān)性的自主分布無(wú)線通信系統(tǒng)中，任何特定通信站通過(guò)信道發(fā)射信標(biāo)信息，以通知該特定通信站存在的通信范圍中的其他鄰近通信站，并獲得有關(guān)該網(wǎng)絡(luò)配置的信息。該特定通信站包括將所發(fā)射的幀期間信標(biāo)包括在發(fā)射幀期間的報(bào)頭中，此后將其稱作超幀。發(fā)射幀期間由信標(biāo)間隔來(lái)定義。通常，超幀具有80毫秒的值。但是，超幀的值不特別限定為80毫秒。
此外，每一特定通信站掃描信道中對(duì)應(yīng)于發(fā)射幀期間的期間，以檢測(cè)每一鄰近通信站所發(fā)射的信標(biāo)。然后，通過(guò)對(duì)每一檢測(cè)到的信標(biāo)中描述的信息進(jìn)行解碼，該特定通信站能夠識(shí)別該網(wǎng)絡(luò)的配置或加入到該網(wǎng)絡(luò)中。
下面參照?qǐng)D13對(duì)由每一通信站所遵從的信標(biāo)發(fā)射過(guò)程進(jìn)行解釋。
每一通信站在偵聽(tīng)由鄰近站發(fā)射的信標(biāo)時(shí)，循序性地與鄰近通信站建立同步。當(dāng)一個(gè)通信站最近出現(xiàn)，則最近出現(xiàn)的通信站通過(guò)避免與每一已有通信站的信標(biāo)發(fā)射定時(shí)的沖突，來(lái)設(shè)置它自己的信標(biāo)發(fā)射定時(shí)。
此外，當(dāng)在周?chē)恢貌淮嬖谕ㄐ耪緯r(shí)，通信站01能夠以正確定時(shí)開(kāi)始信標(biāo)的發(fā)射。信標(biāo)的發(fā)射間隔是80毫秒。圖13中所示例子的最上面一行的參考標(biāo)號(hào)B01表示通信站01所發(fā)射的信標(biāo)。
此后，當(dāng)一個(gè)通信站最近加入到該通信范圍中時(shí)，最近加入的通信站通過(guò)避免與在其他位置已經(jīng)存在的信標(biāo)相沖突，來(lái)設(shè)置它自己的發(fā)射定時(shí)。
例如，假定新通信站02出現(xiàn)于只有通信站01存在的信道中，如圖13的最上面一行所示的那樣。此時(shí)，通信站02從通信站01接收到信標(biāo)，認(rèn)識(shí)到通信站01的存在和該信標(biāo)的位置。然后，通信站02大約在如圖13的第二行上所示的通信站01發(fā)射的信標(biāo)的間隔中間，設(shè)置發(fā)射它自己的信標(biāo)的定時(shí)，并開(kāi)始它自己的信標(biāo)的發(fā)射。
假定通信站03又出現(xiàn)。此時(shí)，通信站03接收由通信站01和通信站02發(fā)射的信標(biāo)中的至少一個(gè)，認(rèn)識(shí)到發(fā)射由通信站03接收的信標(biāo)的通信站的存在。然后，通信站03大約在如圖13的第三行上所示的通信站01和通信站02發(fā)射的信標(biāo)的間隔中間，設(shè)置發(fā)射它自己的信標(biāo)的定時(shí)，并開(kāi)始它自己的信標(biāo)的發(fā)射。
此后，每一次有通信站最近加入到該無(wú)線通信系統(tǒng)中，根據(jù)上面描述的信標(biāo)插入算法，信標(biāo)的間隔變得更縮小。例如，接著加入到該無(wú)線通信系統(tǒng)的通信站04在大約通信站01和通信站02發(fā)射的信標(biāo)的間隔中間設(shè)置發(fā)射它自己的信標(biāo)的定時(shí)，在通信站04之后加入到該無(wú)線通信系統(tǒng)的通信站05在大約如圖13的最底行上所示的通信站02和通信站04發(fā)射的信標(biāo)的間隔中間設(shè)置發(fā)射它自己的信標(biāo)的定時(shí)。
但是，為了防止信標(biāo)溢出頻帶(或超幀)，預(yù)先設(shè)置最小信標(biāo)間隔Bmin，且在該最小信標(biāo)間隔Bmin內(nèi)決不允許存在兩個(gè)或更多發(fā)射信標(biāo)的定時(shí)。例如，假定對(duì)于80毫秒的超幀將最小信標(biāo)間隔Bmin設(shè)為5毫秒。在這一情況下，在所發(fā)射的電波能夠到達(dá)的范圍中只能容納16個(gè)通信站。
在確定新信標(biāo)在超幀中的位置的過(guò)程中，期望在該超幀中均勻地分布通信站的信標(biāo)發(fā)射定時(shí)，而不是為了提高發(fā)射效率而為信道確定以偏倚方式分布的密集位置處的定時(shí)。這是因?yàn)槊恳煌ㄐ耪颈仨氃诎l(fā)射信標(biāo)之后獲取發(fā)射優(yōu)先級(jí)化期間(TPP)權(quán)利。后面將對(duì)TPP的獲取進(jìn)行描述。這樣，如圖13中所示，基本上通信站約在所發(fā)射信號(hào)可由通信站本身聽(tīng)到的范圍中的最長(zhǎng)信標(biāo)間隔的時(shí)帶中間開(kāi)始信標(biāo)的發(fā)射。但是，還存在另一種利用方法用于在以偏倚方式分布的密集位置處安置通信站的信標(biāo)發(fā)射定時(shí)。在超幀的剩余部分中，停止數(shù)據(jù)接收操作以減少該通信站的功率消耗。
圖14是示出可被安置在一個(gè)超幀中的信標(biāo)發(fā)射定時(shí)的典型分布的圖示。但是，在該圖所示的例子中，由表針的旋轉(zhuǎn)來(lái)表示80毫秒超幀的流逝，在80毫秒中該表針沿圓周在在順時(shí)針?lè)较蛏闲D(zhuǎn)表針的尖端一圈。
在圖14所示的例子中，存在16個(gè)被符號(hào)0到F標(biāo)記的位置，作為信標(biāo)可被發(fā)射的時(shí)間。也就是說(shuō)，這些位置每一個(gè)是一個(gè)時(shí)隙，在該時(shí)隙處可安置信標(biāo)發(fā)射定時(shí)。如前面參照?qǐng)D13所描述的，采用一種算法作為用于在約由現(xiàn)有通信站所設(shè)置的信標(biāo)間隔的中間順序安置最近加入的通信站的信標(biāo)發(fā)射定時(shí)的算法。假定根據(jù)此算法已安置了信標(biāo)。如果最小信標(biāo)間隔Bmin被設(shè)為5毫秒，則在一個(gè)超幀中只能安置16個(gè)信標(biāo)的最大量。也就是說(shuō)，只允許最多16個(gè)通信站加入該網(wǎng)絡(luò)。
應(yīng)該指出，如圖13或圖14中明確示出的，在與被慎重設(shè)為從TBTT(目標(biāo)信標(biāo)發(fā)射時(shí)間)的偏移一致的時(shí)間處發(fā)射每一個(gè)信標(biāo)，該時(shí)間為信標(biāo)發(fā)射時(shí)間。這一偏移此后稱為T(mén)BTT偏移。在這一實(shí)施例中，將TBTT偏移設(shè)為偽隨機(jī)數(shù)的值。偽隨機(jī)數(shù)是由TOIS(TBTT偏移指示序列)唯一確定，其對(duì)于每一超幀進(jìn)行更新。
通過(guò)提供TBTT偏移，即使兩個(gè)通信站將它們的信標(biāo)發(fā)射定時(shí)安置在了超幀中的同一時(shí)隙處，實(shí)際信標(biāo)發(fā)射時(shí)間也可相互轉(zhuǎn)移，從而，即使在超幀中由通信站發(fā)射的信標(biāo)相互沖突，這些通信站也能互相偵聽(tīng)另一超幀中它們所發(fā)射的信標(biāo)，更具體地，兩個(gè)鄰近通信站能夠互相偵聽(tīng)由這兩個(gè)站所發(fā)射的信標(biāo)。每一通信站包括對(duì)于信標(biāo)信息中的每一超幀所更新的TOIS，并向周?chē)ㄐ耪就ㄖ撔艠?biāo)信息，如后面將描述的那樣。
此外，當(dāng)任何通信站正在發(fā)射或正在接收數(shù)據(jù)時(shí)，需要該通信站作為管制，以在該通信站發(fā)射一個(gè)信標(biāo)之前和之后執(zhí)行接收操作。除此以外，即使任何通信站正在發(fā)射或接收數(shù)據(jù)，也需要該通信站作為管制通過(guò)持續(xù)在一個(gè)超幀之上操作接收機(jī)來(lái)執(zhí)行通常一次幾秒鐘的掃描過(guò)程，以便確定每一周?chē)ㄐ耪臼欠翊嬖诨蛞员愦_定每一周?chē)ㄐ耪镜腡BTT是否已轉(zhuǎn)移。然后，如果通信站識(shí)別出轉(zhuǎn)移后的TBTT，則定義前導(dǎo)和后滯TBTT，并將時(shí)間調(diào)整到最后滯的TBTT。前導(dǎo)TBTT是在相對(duì)于參照的-Bmin/2毫秒內(nèi)轉(zhuǎn)移的TBTT，其是由通信站識(shí)別出的一組TBTT。另一方面，后滯TBTT是在相對(duì)于參照的+Bmin/2毫秒內(nèi)轉(zhuǎn)移的TBTT。
E-2.發(fā)射優(yōu)先級(jí)化期間TPP在控制通信站和受控通信站之間不特別具有相關(guān)性的通信環(huán)境中，作為通信站進(jìn)行操作的無(wú)線通信裝置100有效利用發(fā)射信道通過(guò)每個(gè)具有靈活時(shí)分多路接入結(jié)構(gòu)或諸如基于CSMA/CA方法的隨機(jī)接入控制的控制，執(zhí)行發(fā)射控制。
在這一實(shí)施例中，每一通信站以固定間隔發(fā)射信標(biāo)。但是，在電子束發(fā)射不久，將發(fā)射優(yōu)先級(jí)給予發(fā)射一個(gè)信標(biāo)的通信站，以便可以分布式處理方式自主地管理信號(hào)業(yè)務(wù)流，且可分配通信帶(QoS)。圖15是示出一種狀態(tài)的圖示，該狀態(tài)中將發(fā)射優(yōu)先級(jí)給予發(fā)射信標(biāo)的通信站。在本說(shuō)明書(shū)中，將給予發(fā)射信標(biāo)的通信站發(fā)射優(yōu)先級(jí)的期間稱作發(fā)射優(yōu)先級(jí)化期間(TPP)。
圖16是示出包括給予每一發(fā)射信標(biāo)的通信站的發(fā)射優(yōu)先級(jí)化期間TPP的超幀T_SF的典型結(jié)構(gòu)的圖示。如該圖中所示，在所發(fā)射的信標(biāo)之后，將發(fā)射優(yōu)先級(jí)化期間TPP給予每一發(fā)射信標(biāo)的通信站。在TPP之后的期間被定義為FAP(公平接入期間)。在FAP中，發(fā)射信標(biāo)的通信站根據(jù)普通CSMA/CA方法按照其他通信站所作的那樣執(zhí)行通信。FAP以從下一通信站發(fā)射信標(biāo)的定時(shí)結(jié)束。然后，從下一通信站發(fā)射信標(biāo)的定時(shí)之后是給予下一通信站的TPP及FAP。
圖17是示出通信站在TPP和FAP期間內(nèi)開(kāi)始發(fā)射信號(hào)所執(zhí)行的操作的說(shuō)明性圖示。
在TPP中，通信站能夠在發(fā)射了它自己的信標(biāo)之后的更短包間隔SIFS之后開(kāi)始發(fā)射。在該圖所示的例子中，信標(biāo)發(fā)送方通信站在更短包間隔SIFS之后發(fā)射RTS包。此后，以相同方式以更短包間隔SIFS所定義的幀間間隔與對(duì)方通信站交換CTS、數(shù)據(jù)和ACK包，以便不會(huì)擾亂鄰近通信站并能夠執(zhí)行連續(xù)的通信過(guò)程。
另一方面，在FAP中，信標(biāo)發(fā)送方通信站如其他通信站所作的那樣在進(jìn)入等待狀態(tài)LIFS+隨機(jī)補(bǔ)償?shù)钠陂g之后開(kāi)始發(fā)射。換句話說(shuō)，每一通信站都在相等機(jī)會(huì)的基礎(chǔ)上通過(guò)補(bǔ)償期間被給予了發(fā)射的權(quán)利。在該圖所示的例子中，在另一通信站發(fā)射了信標(biāo)之后，首先，在LIFS期間對(duì)通信介質(zhì)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。如果在LIFS期間通信介質(zhì)是清空的或沒(méi)有信號(hào)在發(fā)射，則接收到發(fā)射權(quán)利的通信站進(jìn)入補(bǔ)償期間。如果在補(bǔ)償期間內(nèi)沒(méi)有信號(hào)發(fā)射，則該通信站發(fā)射RTS包。應(yīng)該指出，通過(guò)以更短包間隔SIFS所定義的幀間間隔與對(duì)方通信站交換包括CTS、數(shù)據(jù)和ACK包的一系列包，作為在發(fā)射RTS包之后的包，可執(zhí)行連續(xù)的通信過(guò)程，而不會(huì)擾亂鄰近通信站。
根據(jù)上面描述的常規(guī)信號(hào)管理方法，被給予高優(yōu)先級(jí)的通信站能夠設(shè)置更短的幀間隔，并因此獲得優(yōu)先于其他通信站的發(fā)射權(quán)利，這些其他通信站每一個(gè)被給予較低優(yōu)先級(jí)。但是，在所述的實(shí)施例中，發(fā)射優(yōu)先級(jí)化期間是以不超過(guò)最大信標(biāo)間隔的固定期間而固定的。在發(fā)射優(yōu)先級(jí)化期間TPP之后，通信站轉(zhuǎn)換到FAP，F(xiàn)AP是一個(gè)期間，其中所有通信站在普通IFS和隨機(jī)補(bǔ)償期間內(nèi)在相等機(jī)會(huì)條件下試圖獲得發(fā)射權(quán)利。
圖18是狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，其示出作為通信站進(jìn)行操作的無(wú)線通信裝置的典型狀態(tài)轉(zhuǎn)換。
在正常操作模式中，通信站在開(kāi)始發(fā)射包之前在LIFS之后進(jìn)入等待狀態(tài)一個(gè)較長(zhǎng)幀間隔LIFS和隨機(jī)補(bǔ)償期間。
在該正常操作模式下，該通信站以它自己的信標(biāo)發(fā)射定時(shí)TBTT，在轉(zhuǎn)換到發(fā)射優(yōu)先級(jí)化期間之前發(fā)射信標(biāo)。具體地，通信站通過(guò)進(jìn)入發(fā)射優(yōu)先級(jí)化期間TPP而轉(zhuǎn)換到發(fā)射優(yōu)先級(jí)化模式。
在發(fā)射優(yōu)先級(jí)化模式中，在等于SIFS幀間隔的等待期間的結(jié)尾，通信站開(kāi)始發(fā)射包，以獲得發(fā)射權(quán)利而不會(huì)擾亂鄰近通信站，其中SIFS幀間隔比LIFS幀間隔要短。
通信站持續(xù)發(fā)射優(yōu)先級(jí)化模式一發(fā)射優(yōu)先級(jí)化期間TPP，該TPP具有對(duì)應(yīng)于上層的裝置所請(qǐng)求的頻帶長(zhǎng)度的長(zhǎng)度。
當(dāng)在TPP結(jié)尾開(kāi)始FAP時(shí)，或當(dāng)通信站從另一通信站接收到信標(biāo)時(shí)，該通信站從發(fā)射優(yōu)先級(jí)化模式轉(zhuǎn)換回到正常操作模式。
圖19是一種狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，其示出作為通信站操作的無(wú)線通信裝置的其他典型狀態(tài)轉(zhuǎn)換。在該圖所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)換中，對(duì)于每一通信站，存在三個(gè)所定義的狀態(tài)，即發(fā)射優(yōu)先級(jí)化模式、正常發(fā)射模式、和非發(fā)射優(yōu)先級(jí)化模式。發(fā)射優(yōu)先級(jí)化模式對(duì)應(yīng)于發(fā)射優(yōu)先級(jí)化期間TPP，其中通信站具有發(fā)射優(yōu)先級(jí)化權(quán)利。正常發(fā)射模式對(duì)應(yīng)于FAP期間，其中沒(méi)有通信站具有發(fā)射優(yōu)先級(jí)化權(quán)利。非發(fā)射優(yōu)先級(jí)化模式對(duì)應(yīng)于任何其他通信站的發(fā)射優(yōu)先級(jí)化模式。
在正常發(fā)射模式中，通信站在開(kāi)始發(fā)射包之前在MIFS之后進(jìn)入等待狀態(tài)一普通幀間隔MIFS和隨機(jī)補(bǔ)償期間。這樣，在FAP期間，無(wú)線通信系統(tǒng)中的所有通信站在(MIFS+補(bǔ)償)期間之后交換包。
在此正常發(fā)射模式中，通信站以它自己的信標(biāo)發(fā)射定時(shí)，在轉(zhuǎn)換到發(fā)射優(yōu)先級(jí)化模式之前發(fā)射信標(biāo)。具體地，該通信站通過(guò)進(jìn)入發(fā)射優(yōu)先級(jí)化期間TPP而轉(zhuǎn)換到發(fā)射優(yōu)先級(jí)化模式。
在發(fā)射優(yōu)先級(jí)化模式中，通信站在等待期間結(jié)尾開(kāi)始發(fā)射包以獲得發(fā)射權(quán)利而不會(huì)擾亂鄰近通信站，其中等待期間等于比普通MIFS幀間隔短的SIFS幀間隔。通信站持續(xù)發(fā)射優(yōu)先級(jí)化模式一發(fā)射優(yōu)先級(jí)化期間TPP，該TPP具有對(duì)應(yīng)于上層的裝置所請(qǐng)求的頻帶長(zhǎng)度的長(zhǎng)度。當(dāng)在TPP結(jié)尾開(kāi)始FAP時(shí)，該通信站從發(fā)射優(yōu)先級(jí)化模式轉(zhuǎn)換回到正常發(fā)射模式。
此外，當(dāng)通信站從另一通信站接收到信標(biāo)且該另一通信站進(jìn)入發(fā)射優(yōu)先級(jí)化期間TPP時(shí)，該通信站轉(zhuǎn)換到非發(fā)射優(yōu)先級(jí)化模式。在非發(fā)射優(yōu)先級(jí)化模式中，該通信站在等待期間結(jié)尾開(kāi)始發(fā)射包，其中等待期間等于隨機(jī)補(bǔ)償期間與LIFS幀間隔的和，其中LIFS幀間隔長(zhǎng)于正常發(fā)射模式的普通MIFS幀間隔。
當(dāng)該另一通信站在該另一通信站的TPP結(jié)尾開(kāi)始FAP時(shí)，該通信站從非發(fā)射優(yōu)先級(jí)化模式轉(zhuǎn)換回到正常發(fā)射模式。
基本上，每一通信站對(duì)于每一超幀發(fā)射一次信標(biāo)，但是在某些情況下，允許通信站發(fā)射多個(gè)信標(biāo)或信號(hào)，每一個(gè)信標(biāo)或信號(hào)類(lèi)似于一個(gè)超幀中的信標(biāo)。每次發(fā)射信標(biāo)，該通信站都能夠進(jìn)入TPP。換句話說(shuō)，該通信站能夠根據(jù)在超幀中發(fā)射的信標(biāo)數(shù)量?jī)?yōu)先發(fā)射確保資源。當(dāng)通信站在超幀中發(fā)射多個(gè)信標(biāo)時(shí)，在超幀的開(kāi)始所發(fā)射的信標(biāo)稱作正規(guī)信標(biāo)，而第二和后續(xù)的信標(biāo)每一個(gè)稱作輔助信標(biāo)。為了獲取TPP或其他目的，輔助信標(biāo)是以不同于正規(guī)信標(biāo)的定時(shí)發(fā)射的。
根據(jù)例如在通信協(xié)議上層的裝置的需求的增長(zhǎng)，通信站可能需要超過(guò)可通過(guò)在超幀中發(fā)射一次信標(biāo)而獲得的發(fā)射優(yōu)先級(jí)化期間TPP的通信頻帶。在這一情況下，通常發(fā)射輔助信標(biāo)而不是正規(guī)信標(biāo)以獲取另一TPP。
圖20是示出一種狀態(tài)的圖示，該狀態(tài)中通信站發(fā)射多個(gè)每一個(gè)稱作輔助信標(biāo)的虛擬信標(biāo)，以延長(zhǎng)發(fā)射優(yōu)先級(jí)化期間的長(zhǎng)度。在該圖所示的例子中，為了確保上層裝置所需要的通信頻帶，通信站#1尋找超幀中的可用信標(biāo)時(shí)隙，并將它自己的輔助信標(biāo)放置在該時(shí)隙中以獲得超幀中的多個(gè)TPP。
E-3.信標(biāo)幀格式圖21是示出本發(fā)明所提供的作為具有自主分布類(lèi)型的無(wú)線通信系統(tǒng)的無(wú)線通信系統(tǒng)中發(fā)射的信標(biāo)幀的典型格式的圖示。
在該圖所示的例子中，信標(biāo)包括RA字段、TA字段、類(lèi)型字段、NBOI/NBAI字段、TOIS字段、ALERT字段、TxNUM字段、序列字段、感測(cè)電平字段、NetID字段、及TSF字段。RA(接收機(jī)地址)字段表示唯一代表作為發(fā)射目的地的通信站的地址。TA(發(fā)射機(jī)地址)字段表示唯一代表作為發(fā)射源的通信站的地址。類(lèi)型字段表示包括這一字段的信標(biāo)的類(lèi)型。NBOI(鄰近信標(biāo)偏移信息)/NBAI(鄰近信標(biāo)活動(dòng)信息)字段表示可從鄰近通信站接收的信標(biāo)的接收時(shí)間信息。TOIS(TBTT偏移指示序列)字段表示作為信標(biāo)實(shí)際發(fā)射的偏移的上述超幀中的TBTT偏移。ALERT字段表示各種要發(fā)射到另一通信站的各種信息。該信息包括TBTT變化。TxNUM字段表示優(yōu)先于其他通信站的通信站所分配的資源數(shù)量。序列字段表示唯一的序列號(hào)，萬(wàn)一在同一超幀中發(fā)射了多個(gè)信標(biāo)則將其分配給該信標(biāo)。感測(cè)電平字段表示通信站的信號(hào)檢測(cè)能力的級(jí)別。NetID字段表示該通信站所屬于的邏輯網(wǎng)絡(luò)。TSF(定時(shí)同步功能)字段發(fā)射該通信站所包括的時(shí)間信息，作為與對(duì)通信介質(zhì)的接入控制無(wú)關(guān)的信息。
此外，信標(biāo)包括用于發(fā)射其他信息的字段。由于這些其他信息不直接與本發(fā)明的實(shí)質(zhì)相關(guān)，所以這些字段被收集到ETC字段中。在ETC字段中所描述的信息的例子是針對(duì)特定信息站的分頁(yè)信息。通過(guò)使用ETC字段，可對(duì)信標(biāo)之后對(duì)特定通信站的數(shù)據(jù)發(fā)射進(jìn)行計(jì)劃。
具體地，由于信息通告信標(biāo)，所以RA(接收機(jī)地址)字段用于存儲(chǔ)廣播地址。但是，如果信標(biāo)是為了確定頻帶的目的而發(fā)射的輔助信息，則RA字段可包括表示接收方通信站的唯一信息。TA(發(fā)射機(jī)地址)字段描述唯一代表發(fā)射信標(biāo)的通信站的地址。
類(lèi)型字段描述以具有8位長(zhǎng)度的位映射格式的信標(biāo)的類(lèi)型。在本實(shí)施例中，如用于指示該信標(biāo)是正規(guī)信標(biāo)或是輔助信標(biāo)的信息，在0到255范圍中的數(shù)值每一個(gè)用于表示優(yōu)先級(jí)別。如前面所述的，正規(guī)信標(biāo)是每一通信站每次在超幀中在超幀的開(kāi)頭處發(fā)射的信標(biāo)，而輔助信標(biāo)是為獲得優(yōu)于其他通信站的發(fā)射權(quán)利而發(fā)射的信標(biāo)。具體地，在必須由每一通信站每次在超幀中在超幀的開(kāi)頭處所發(fā)射的正規(guī)信標(biāo)的情況下，將數(shù)值255指派給該信標(biāo)，作為指示最高優(yōu)先級(jí)別的數(shù)字。另一方面，將在范圍0到254中的數(shù)值指派給輔助信標(biāo)，作為指示該業(yè)務(wù)流的優(yōu)先級(jí)的數(shù)值。
由特定通信站發(fā)射的NBOI字段表示描述從鄰近通信站發(fā)射的信標(biāo)的接收時(shí)間的信息，即描述可由該特定通信站接收的信標(biāo)的位置的信息。如圖14中所示。本實(shí)施例中，在一個(gè)超幀中提供了用于定位最多16個(gè)信標(biāo)的時(shí)隙。將可由特定通信站接收的信標(biāo)的時(shí)隙位置映射到具有16位長(zhǎng)度的位圖是各位上。具體地，用于從特定通信站發(fā)射正規(guī)信標(biāo)的發(fā)射時(shí)間TBTT對(duì)應(yīng)于NBOI字段的最重要的位(MSB)，而其他時(shí)隙每一個(gè)對(duì)應(yīng)于從MSB偏移處的位，其中MSB對(duì)應(yīng)于該特定通信站的TBTT。也就是說(shuō)，任何其他時(shí)隙對(duì)應(yīng)于相對(duì)于NBOI字段的MSB的位的位置。在NBOI字段中，分配給該特定通信站所發(fā)射的信標(biāo)的時(shí)隙和可由該特定通信站接收信標(biāo)的時(shí)隙的位每一個(gè)被設(shè)為1，而NBOI字段中剩余的位每一個(gè)如它們?cè)瓉?lái)那樣被復(fù)位為0。
圖22是示出NBOI字段中所設(shè)置的典型位值陣列的圖示。在該圖所示的例子中，通信站0創(chuàng)建具有位值1100 0000 0100 0000的NBOI字段。如圖14中所示，一個(gè)超幀能夠容納用于最大16個(gè)通信站，即通信站0到通信站F的時(shí)隙。在其中每個(gè)通信站將第一個(gè)時(shí)隙分配給TBTT的通信環(huán)境中，該圖中所示的NBOI字段指通信站0能夠接收自通信站1和9發(fā)射的信標(biāo)。也就是說(shuō)，對(duì)分配到所接收信標(biāo)的相對(duì)位置的每個(gè)NBOI位進(jìn)行標(biāo)記，以指示所發(fā)射的信標(biāo)可被接收但該位是剩余的作為指示還未接收到信標(biāo)的空間。在MSB處設(shè)置的值1指示通信站0發(fā)射正規(guī)信標(biāo)。還對(duì)任何其他對(duì)應(yīng)于通信站0發(fā)射輔助信標(biāo)的時(shí)間的位進(jìn)行標(biāo)記。
如果特定通信站通過(guò)一個(gè)信道與另一通信站交換信標(biāo)信號(hào)及反之亦然，則根據(jù)包括在該信標(biāo)中的NBOI信息，可將從特定通信站向該另一通信站發(fā)射信標(biāo)的信標(biāo)發(fā)射定時(shí)正確安置在NBOI字段中，且可從該NBOI字段中檢測(cè)出該特定通信站從該另一通信站接收信標(biāo)的信標(biāo)接收定時(shí)，以便能夠避免沖突。
NBAI字段表示標(biāo)識(shí)由該特定通信站實(shí)際接收的信標(biāo)的信息。NBAI字段具有與NBOI字段相同的格式。
TOIS字段表示用于確定前面描述的TBTT偏移的偽隨機(jī)陣列。相對(duì)于TBTT的TBTT偏移是信標(biāo)實(shí)際發(fā)射的偏移。通過(guò)提供TBTT偏移，即使兩個(gè)通信站將它們的信標(biāo)發(fā)射定時(shí)安置在超幀中的同一時(shí)隙處，實(shí)際信標(biāo)發(fā)射時(shí)間也可相互轉(zhuǎn)換。即使超幀中由通信站發(fā)射的信標(biāo)彼此沖突，該通信站也能互相偵聽(tīng)它們的在另一超幀中發(fā)射的信標(biāo)，或更具體地，兩個(gè)鄰近通信站中的任何一個(gè)都能偵聽(tīng)由另一通信站發(fā)射的信標(biāo)。
圖23是示出TBTT和時(shí)間信標(biāo)發(fā)射時(shí)間的圖示。如該圖中所示，可將TBTT偏移定義為這樣的一個(gè)值，即實(shí)際信標(biāo)發(fā)射時(shí)間符合TBTT、TBTT+20微秒、TBTT+40微秒、TBTT+60微秒、TBTT+80微秒、TBTT+100微秒、或TBTT+120微秒。對(duì)于每一超幀，通信站確定信標(biāo)實(shí)際發(fā)射的TBTT偏移，并更新TOIS字段。此外，如果通信站不能在打算供一個(gè)信標(biāo)使用的時(shí)間發(fā)射該信標(biāo)，則通常將TOIS字段填為全零，以向能夠接收該信標(biāo)的鄰近通信站通知發(fā)射該信標(biāo)的定時(shí)與所期望的時(shí)間不符合。
ALERT字段包含如果發(fā)生異常便發(fā)射給鄰近通信站的信息。通常，由特定通信站發(fā)射的信標(biāo)的ALERT字段表示為了避免信標(biāo)的沖突而改變?cè)撎囟ㄍㄐ耪镜恼?guī)信標(biāo)的TBTT的計(jì)劃，或表示向鄰近通信站發(fā)出的作為請(qǐng)求停止輔助信標(biāo)的發(fā)射的請(qǐng)求。
通信站發(fā)射的信標(biāo)的TxNum字段表示超幀中該通信站發(fā)射的輔助信標(biāo)的數(shù)量。在從一個(gè)通信站發(fā)射一個(gè)信標(biāo)之后，給予該通信站TPP或發(fā)射的權(quán)利。這樣，超幀中該通信站發(fā)射的輔助信標(biāo)的數(shù)量對(duì)應(yīng)于一次率，其中以該次率通過(guò)優(yōu)于其他通信站的資源保證來(lái)執(zhí)行發(fā)射。
如上所述，序列字段表示完全唯一序列號(hào)，萬(wàn)一在同一超幀中發(fā)射了多個(gè)信標(biāo)則將該序列號(hào)指派給該信標(biāo)。也就是說(shuō)，指派給信標(biāo)的序列號(hào)是在該超幀中發(fā)射的所有信標(biāo)之中對(duì)于該信標(biāo)完全唯一的數(shù)字。在本實(shí)施例中，指派給通信站發(fā)射的輔助信標(biāo)的序列號(hào)指示該通信站發(fā)射該輔助信標(biāo)的TBTT的順序號(hào)。
通信站發(fā)射的信標(biāo)的感測(cè)電平字段表示指出可由該通信站檢測(cè)到的作為接收信號(hào)的信號(hào)的最低電平的信息。通常，該級(jí)別由接收SINR來(lái)表示。在某些情況下，通信站通過(guò)不刻意檢測(cè)如為了控制可執(zhí)行通信范圍的目的而接收的信號(hào)的以低SINR接收的信號(hào)，來(lái)降低接收機(jī)的前同步碼檢測(cè)精確度。這一字段用于報(bào)告通信站將該信標(biāo)發(fā)射給接收該信標(biāo)的通信站的控制狀態(tài)。接收該信標(biāo)的通信站引用該字段，以調(diào)整發(fā)射給發(fā)射該信標(biāo)的通信站的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率，并在某些情況下調(diào)整它自己的前同步碼檢測(cè)精確度。
信標(biāo)的NetID(網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符)字段表示發(fā)射該信標(biāo)的通信站的所有者的標(biāo)識(shí)符。接收該信標(biāo)的通信站引用該字段，以確定接收該信標(biāo)的通信站與發(fā)射該信標(biāo)的通信站是否屬于同一網(wǎng)絡(luò)。
TSF(定時(shí)同步功能)字段用于發(fā)射由發(fā)射該信標(biāo)的通信站所包括的時(shí)間信息。在除了介質(zhì)接入應(yīng)用之外的應(yīng)用中，該時(shí)間信息主要用于將其他應(yīng)用同步的目的。該時(shí)間信息表示信號(hào)的發(fā)射時(shí)間，該發(fā)射時(shí)間作為可在自激操作中以高保真度從發(fā)射該信標(biāo)的通信站的時(shí)鐘中提取出來(lái)，而無(wú)需修改該信標(biāo)的發(fā)射時(shí)間、為保持TDMA結(jié)構(gòu)而校正該時(shí)鐘、及諸如確定TBTT偏移的接入控制。接收該信標(biāo)的通信站將TSF字段中所表示的值和接收時(shí)間發(fā)射給上層的裝置，或保存該值作為對(duì)于從發(fā)射該信標(biāo)的通信站接收的信息的基準(zhǔn)時(shí)間。
E-4.設(shè)置信標(biāo)TBTT在通信站的電源開(kāi)啟之后，首先，任何特定通信站通過(guò)嘗試在至少等于超幀的長(zhǎng)度的期間內(nèi)持續(xù)接收信號(hào)，來(lái)執(zhí)行掃描操作，以識(shí)別由鄰近通信站發(fā)射的信標(biāo)的存在。在這一過(guò)程中，如果從鄰近通信站沒(méi)有接收到信標(biāo)，則該特定通信站設(shè)定一個(gè)正確定時(shí)，作為T(mén)BTT。
另一方面，如果在這一過(guò)程中從鄰近通信站接收到了信標(biāo)，則該特定通信站在根據(jù)從鄰近通信站接收到的包含所移位字段的信標(biāo)的接收時(shí)間對(duì)每一個(gè)字段進(jìn)行移位之后，引用對(duì)于該信標(biāo)的NBOI字段執(zhí)行的邏輯OR操作的結(jié)果。最后，將對(duì)應(yīng)于未標(biāo)記位的位置的定時(shí)作為發(fā)射信標(biāo)的定時(shí)。作為根據(jù)包含所移位字段的信標(biāo)的接收時(shí)間對(duì)每一個(gè)NBOI字段進(jìn)行移位之后對(duì)這些NBOI字段執(zhí)行的邏輯OR操作的結(jié)果進(jìn)行引用的結(jié)果而獲得的1S和0S陣列稱作接收NBOI表(RxNBOI表)。
基本上，通信站在發(fā)射信標(biāo)之后立即獲得發(fā)射優(yōu)先級(jí)化期間TPP。從發(fā)射效率的觀點(diǎn)來(lái)看，相當(dāng)期望在超幀中均勻分布通信站的信標(biāo)發(fā)射定時(shí)?；谶@一原因，作為對(duì)從鄰近通信站接收的信標(biāo)的NBOI字段執(zhí)行的邏輯OR操作的結(jié)果，將具有最大運(yùn)行空間長(zhǎng)度的段的中心作為信標(biāo)發(fā)射定時(shí)。但是，如果具有最大運(yùn)行空間長(zhǎng)度的TBTT間隔比最短TBTT間隔短，即如果具有最大運(yùn)行空間長(zhǎng)度的TBTT間隔比Bmin短，則沒(méi)有新的通信站能夠加入本無(wú)線通信系統(tǒng)。
圖24是示出加入該無(wú)線通信系統(tǒng)的新通信站根據(jù)從鄰近通信站接收的信標(biāo)的NBOI信息設(shè)定它自己的TBTT所執(zhí)行的操作的狀態(tài)。
如上所述，在通信站的電源打開(kāi)之后，首先，任何特定通信站通過(guò)嘗試在至少等于超幀的長(zhǎng)度的期間內(nèi)持續(xù)接收信號(hào)，來(lái)執(zhí)行掃描操作，以識(shí)別鄰近通信站發(fā)射的信標(biāo)的存在。在這一過(guò)程中，如果從鄰近通信站沒(méi)有接收到信標(biāo)，則該特定通信站設(shè)定一個(gè)正確定時(shí)，作為T(mén)BTT。另一方面，如果在這一過(guò)程中從鄰近通信站接收到了信標(biāo)，則該特定通信站在根據(jù)從鄰近通信站接收到的包含所移位字段的信標(biāo)的接收時(shí)間對(duì)每一個(gè)字段進(jìn)行移位之后，引用對(duì)于該信標(biāo)的NBOI字段執(zhí)行的邏輯OR操作的結(jié)果。最后，將對(duì)應(yīng)于未標(biāo)記位的位置的定時(shí)作為發(fā)射信標(biāo)的定時(shí)。
圖24所示的例子中，將注意力放在通信站A上，其是該階段新出現(xiàn)的。假定通信站0、1和2存在于通信站A周?chē)奈恢锰帯ＴO(shè)定通信站A能夠在超幀中作為掃描操作的結(jié)果從這三個(gè)通信站、即通信站0、1和2接收信標(biāo)。
如上所述，在包括第一個(gè)位的位置和后續(xù)位的位置的位的位置的位圖的格式中對(duì)通信站發(fā)射的信標(biāo)的NBOI字段進(jìn)行了描述，其中該通信站發(fā)射的正規(guī)信標(biāo)的發(fā)射時(shí)間和來(lái)自周?chē)ㄐ耪镜男艠?biāo)的接收時(shí)間都分別被映射到該位圖上。利用這樣的位圖，該特定通信站在根據(jù)從周?chē)ㄐ耪?、1和2接收到的三個(gè)包含沿時(shí)間軸被移位以對(duì)應(yīng)這些位的位置排列的字段的信標(biāo)的接收對(duì)每一個(gè)字段進(jìn)行移位之后，引用對(duì)于代表這三個(gè)信標(biāo)的NBOI字段中的定時(shí)的NBOI位所執(zhí)行的邏輯OR操作的結(jié)果。
將對(duì)于代表這三個(gè)信標(biāo)的NBOI字段中的定時(shí)的NBOI位所執(zhí)行的邏輯OR操作的結(jié)果稱作“NBOI的OR”，其具有圖24中所示的值“1101 0001 0100 1000”。“1”代表具有已在超幀中設(shè)置的TBTT的定時(shí)的相對(duì)位置。另一方面，“0”代表具有還未在超幀中設(shè)置的TBTT的定時(shí)的相對(duì)位置。在這一“NBOI的OR”陣列中，包含全0的空間的最大長(zhǎng)度是3位。該陣列包括兩個(gè)每一個(gè)具有最大長(zhǎng)度的空間，每一個(gè)空間作為其中信標(biāo)發(fā)射定時(shí)要被確定的候選空間。在圖24所示的例子中，通信站A確定該陣列變黑的第15位作為它自己的正規(guī)信標(biāo)的TBTT。
通信站A確定對(duì)應(yīng)于該陣列的第15位的定時(shí)作為它自己的正規(guī)信標(biāo)的TBTT，如上所述，然后，開(kāi)始發(fā)射信標(biāo)。如前面所解釋的，它自己的正規(guī)信標(biāo)的TBTT是它自己的超幀的開(kāi)始。此時(shí)，以位圖的格式來(lái)描述通信站A發(fā)射的信標(biāo)的NBOI字段，該位圖包括每一個(gè)代表相對(duì)于它自己的正規(guī)信標(biāo)的發(fā)射時(shí)間的位置的位。每一個(gè)被標(biāo)記為“1”的位的位置指示從通信站0到2接收信標(biāo)的時(shí)間，這些通信站能夠從通信站A接收信標(biāo)。圖24中所示的“TX的NBOI(1個(gè)信標(biāo)TX)”是通信站A發(fā)射的信標(biāo)的NBOI字段。
應(yīng)該指出，如果通信站A還通常為了獲得發(fā)射優(yōu)先級(jí)化權(quán)利的目的發(fā)射輔助信標(biāo)，則通信站A還對(duì)作為對(duì)從周?chē)ㄐ耪窘邮盏男艠?biāo)的NBOI字段執(zhí)行的邏輯OR操作的結(jié)果獲得的“NBOI的OR”陣列進(jìn)行搜索，以找到具有最大長(zhǎng)度的空間，并在搜索中所找到的空間中的位的位置處設(shè)置輔助信標(biāo)的發(fā)射時(shí)間。如前所述，一個(gè)空間是連續(xù)0的序列。在圖24所示的例子中，假定發(fā)射了兩個(gè)輔助信標(biāo)。在這一情況下，在“NBOI的OR”陣列的空間中的第6和第11位處設(shè)置這些輔助信標(biāo)的發(fā)射時(shí)間。這樣，在通信站A發(fā)射的信標(biāo)的NBOI字段中的被標(biāo)記位除了表示它自己的正規(guī)信標(biāo)的發(fā)射時(shí)間和來(lái)自周?chē)ㄐ耪?到2的信標(biāo)的接收時(shí)間之外，還表示輔助信標(biāo)的發(fā)射時(shí)間。如前所述，由所標(biāo)記位表示的位置相對(duì)于正規(guī)信標(biāo)的位置。圖24中所示的“TX的NBOI(3個(gè)信標(biāo)TX)”是還發(fā)射這些輔助信標(biāo)的通信站A發(fā)射的信標(biāo)的NBOI字段。
當(dāng)每一通信站根據(jù)上述的過(guò)程通過(guò)設(shè)置發(fā)射它自己的信標(biāo)的定時(shí)TBTT來(lái)發(fā)射信標(biāo)時(shí)，如果每一通信站是穩(wěn)定的且電波的到達(dá)范圍不變動(dòng)則可避免信標(biāo)的沖突。此外，根據(jù)所發(fā)射數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)別，在超幀期間發(fā)射輔助信標(biāo)或象多個(gè)輔助信標(biāo)的信號(hào)，以使信標(biāo)發(fā)送方通信站能夠由于其他通信站分配資源，并因此能夠提供QoS通信。此外，通過(guò)對(duì)表示從鄰近通信站接收的信標(biāo)的數(shù)量的NBOI字段進(jìn)行引用，每一通信站能夠自主把握無(wú)線通信系統(tǒng)的飽和度。這樣，盡管無(wú)線通信系統(tǒng)是分布式控制的系統(tǒng)的事實(shí)，該系統(tǒng)能夠在將該無(wú)線通信系統(tǒng)的飽和度添加到每一通信站的同時(shí)，提供對(duì)優(yōu)先業(yè)務(wù)的適應(yīng)性。此外，通過(guò)引用所接收信標(biāo)的NBOI字段，每一通信站能夠確定信標(biāo)發(fā)射時(shí)間，避免沖突。這樣，即使多個(gè)通信站提供對(duì)優(yōu)先業(yè)務(wù)的適應(yīng)性，也可能擺脫發(fā)生很多沖突的情況。
E-5.接收信號(hào)SINR的度量和信號(hào)檢測(cè)能力閾值本發(fā)明中，當(dāng)接收到信號(hào)時(shí)，對(duì)該信號(hào)的SINR值進(jìn)行度量。可選地，對(duì)在信號(hào)檢測(cè)時(shí)間獲得的相關(guān)性的最大絕對(duì)值進(jìn)行保存，并將其作為添加到所接收信號(hào)中的信息報(bào)告給MAC(媒體接入控制)層上的裝置。MAC(媒體接入控制)層上的裝置能夠根據(jù)其他信息確定所需的檢測(cè)信號(hào)的能力的級(jí)別。
所需的對(duì)通信站接收的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的能力的級(jí)別稱作Rx感測(cè)電平。具體地，當(dāng)接收到信標(biāo)時(shí)，Rx感測(cè)電平和由該信標(biāo)傳送的信息用于各種應(yīng)用，如后面將詳述的那樣。信號(hào)檢測(cè)能力的閾值稱作感測(cè)電平。對(duì)提高感測(cè)電平的操作進(jìn)行定義，意味著降低信號(hào)檢測(cè)能力的操作。
E-6未發(fā)現(xiàn)期望的可用TBTT便執(zhí)行的處理在本發(fā)明提供的自主分布網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，根據(jù)對(duì)由特定通信站從周?chē)ㄐ耪窘邮盏男艠?biāo)所執(zhí)行的邏輯OR操作，如前面參照?qǐng)D24已描述過(guò)的，該特定通信站能夠獲得自身可用的信標(biāo)發(fā)射時(shí)間。
但是，在通信站存在于密集位置處的情況下，可以假定對(duì)于通信站發(fā)射它自己的信標(biāo)可用的時(shí)帶不再存在。下面的描述解釋了萬(wàn)一未發(fā)現(xiàn)所期望的可用TBTT便執(zhí)行的處理。
圖25示出了表示由通信站執(zhí)行的設(shè)置它自己的信標(biāo)發(fā)射時(shí)間的處理過(guò)程的流程圖。通常在通信站執(zhí)行掃描過(guò)程以獲取大部分近來(lái)的NBOI信息之后執(zhí)行該處理。
首先，在該流程圖的開(kāi)始，在步驟S21，通信站以默認(rèn)值來(lái)設(shè)置它自己的感測(cè)電平。該默認(rèn)值是該通信站的感測(cè)電平或最大信號(hào)檢測(cè)能力的當(dāng)前值。
接著，在下一步驟S22，通信站對(duì)所接收信號(hào)的NBOI位執(zhí)行邏輯OR操作，以創(chuàng)建Rx NBOI表。邏輯OR操作是根據(jù)圖24中所示的過(guò)程對(duì)NBOI位執(zhí)行的。此時(shí)，通過(guò)將包括比它自己的感測(cè)電平低的Rx感測(cè)電平的信標(biāo)排除在外，作為表格之外的附加信息來(lái)創(chuàng)建RxNBOI表。包括比它自己的感測(cè)電平低Rx感測(cè)電平作為附加信息的信標(biāo)是從通信站接收到的信標(biāo)，其中的通信站通過(guò)將信號(hào)檢測(cè)能力提高到比它自己的能力高的級(jí)別來(lái)設(shè)置更寬的可執(zhí)行接收范圍。
隨后，在下一步驟S23，該通信站嘗試從所創(chuàng)建的Rx NBOI表提取用于發(fā)射它自己的新信標(biāo)的時(shí)間。如果能從所創(chuàng)建的Rx NBOI表中提取用于發(fā)射它自己的新信標(biāo)的時(shí)間，則將所提取的時(shí)間設(shè)置為信標(biāo)發(fā)射時(shí)間，并結(jié)束該處理的執(zhí)行。
另一方面，如果在步驟S23不能從所創(chuàng)建的Rx NBOI表中提取用于發(fā)射它自己的新信標(biāo)的時(shí)間，則在步驟S25，提高感測(cè)電平，也就是說(shuō)，降低信號(hào)檢測(cè)能力，且該通信站轉(zhuǎn)換到縮小它自己的可執(zhí)行接收范圍的處理。在步驟S25之前的步驟S24，通信站判定正被該通信站用于執(zhí)行當(dāng)前通信的連接是否將被中斷，及是否由于提高感測(cè)電平的操作而不能再執(zhí)行預(yù)定數(shù)量的數(shù)據(jù)發(fā)射。
如果該判定結(jié)果指示可提高感測(cè)電平，則在步驟S25，通信級(jí)別將感測(cè)電平提高一個(gè)級(jí)別。然后，該過(guò)程的流程回到步驟S25，重復(fù)上述的處理。
如果在步驟S24產(chǎn)生的判定結(jié)果表明因?yàn)樘岣吒袦y(cè)電平的操作影響了正被該通信站用于執(zhí)行當(dāng)前通信的連接，而使對(duì)發(fā)射新信標(biāo)的時(shí)間的提取失敗，另一方面，該處理的執(zhí)行結(jié)束之前，在步驟S26執(zhí)行正確的操作。
圖26是示出提高感測(cè)電平、在縮小可執(zhí)行接收范圍的同時(shí)創(chuàng)建Rx NBOI表、及在所創(chuàng)建的Rx NBOI表中搜索可用的時(shí)隙的具體處理操作的說(shuō)明性圖示。
在該圖所示的例子中，將注意力放在通信站A上，其是該階段中新出現(xiàn)的，如圖24中示出的例子那樣。假定通信站0、1和2存在于通信站A周?chē)奈恢?。設(shè)定通信站A能夠在一個(gè)超幀中作為掃描操作的結(jié)果從三個(gè)通信站即通信站0、1和2接收信標(biāo)。還假定被添加到從通信站0接收的信標(biāo)中的Rx感測(cè)電平是1，添加到從通信站1接收的信標(biāo)中的Rx感測(cè)電平是2，及添加到從通信站2接收的信標(biāo)中的Rx感測(cè)電平至少是2。
首先，通信站A以默認(rèn)值0設(shè)置它自己的感測(cè)電平。接著，根據(jù)從周?chē)ㄐ耪?、1和2接收的三個(gè)包括有移位字段的信標(biāo)的接收來(lái)對(duì)每個(gè)字段移位之后，通信站A創(chuàng)建Rx NBOI表作為對(duì)NBOI位執(zhí)行的邏輯OR操作的結(jié)果，其中該NBOI位代表這三個(gè)信標(biāo)的NBOI字段中的定時(shí)。
該圖中所示的“Rx NBOI表@感測(cè)電平＝0”是通過(guò)將感測(cè)電平設(shè)為0而創(chuàng)建的Rx NBOI表。如該圖中所示，這一Rx NBOI表不包括可用時(shí)隙。
基于這個(gè)原因，通信站A將感測(cè)電平遞增1，以將信號(hào)檢測(cè)能力降低一級(jí)。也就是說(shuō)，通信站A將它自己的可執(zhí)行接收范圍縮小一級(jí)。接著，通信站A再次執(zhí)行邏輯OR操作，以用相同的方式創(chuàng)建Rx NBOI表。在這種情況下，由于從通信站0接收的信標(biāo)包括作為附加信息的感測(cè)電平1，所以將作為處理對(duì)象的該信標(biāo)而排除在表外。這樣，存在如該圖中所示的“Rx NBOI表@感測(cè)電平＝1”所指示的可用時(shí)隙。如果在該階段所獲得的可用時(shí)隙充足，則通信站A停留在感測(cè)電平1。
另一方面，如果所獲得的可用時(shí)隙的數(shù)量不足夠分配一個(gè)頻帶，通信站A再次將感測(cè)電平從1提高到2，以進(jìn)一步將信號(hào)檢測(cè)能力降低一級(jí)。也就是說(shuō)，通信站A進(jìn)一步將他自己的可執(zhí)行接收范圍縮小另一級(jí)。然后，通信站A再次執(zhí)行邏輯OR操作以用相同的方式創(chuàng)建Rx NBOI表。這種情況下，由于從通信站1接收的信標(biāo)包括作為附加信息的感測(cè)電平2，所以將作為處理對(duì)象的該信標(biāo)排除在該表外。因此，存在許多如該圖中所示的“Rx NBOI表@感測(cè)電平＝2”所指示的可用時(shí)隙。如果在該階段所獲得的可用時(shí)隙充足，則通信站A停留在感測(cè)電平2。
通信站根據(jù)這樣的時(shí)隙搜尋運(yùn)算設(shè)置作為信標(biāo)發(fā)射時(shí)間的可用時(shí)隙的定時(shí)，且然后該無(wú)線通信系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到穩(wěn)定狀態(tài)。
此外，可通過(guò)修改感測(cè)電平來(lái)調(diào)整接收范圍。為了調(diào)整發(fā)射范圍以實(shí)現(xiàn)接收范圍的調(diào)整，還根據(jù)表2到4中所示的通常變化來(lái)調(diào)整發(fā)射功率，以支撐對(duì)通信介質(zhì)的接入控制的一致性。
應(yīng)該指出，上述的時(shí)隙搜尋算法還可應(yīng)用于設(shè)置正規(guī)信標(biāo)和輔助信標(biāo)的發(fā)射時(shí)間的處理。
應(yīng)該指出，在整個(gè)超幀中不必須以相同值來(lái)設(shè)置感測(cè)電平。例如，如果即使期望通告一個(gè)通信站的存在，也可在較窄范圍內(nèi)執(zhí)行與特定通信站的通信，則可將正規(guī)信標(biāo)的發(fā)射時(shí)帶附近的感測(cè)電平設(shè)為用于增加可執(zhí)行接收范圍和可執(zhí)行發(fā)射范圍的值，但是可將在具有作為通信目的地的特定通信站和發(fā)射優(yōu)先級(jí)化期間TPP的應(yīng)用中發(fā)射輔助信標(biāo)的時(shí)帶附近的感測(cè)電平設(shè)為用于降低可執(zhí)行接收范圍和可執(zhí)行發(fā)射范圍的值。
這樣，如果期望將頻帶分配給鄰近特定通信站目的地，但未能找到用于分配這樣的頻帶的輔助信標(biāo)的發(fā)射時(shí)帶，則利用為發(fā)射輔助信標(biāo)而提高的感測(cè)電平可提取出可用TBTT。以這樣的方式，提高感測(cè)電平，并降低發(fā)射功率，以只在用于發(fā)射輔助信標(biāo)的時(shí)間期間發(fā)射輔助信標(biāo)。下面描述用于這種情況的控制方法。
假定一種情況，其中在通信協(xié)議的更高層上的裝置指示一通信站向特定通信方分配時(shí)帶，但由于該超幀中的大量時(shí)隙已被周?chē)ㄐ耪舅褂玫氖聦?shí)，而不能分配所請(qǐng)求的頻帶。在這種情況下，該通信站通過(guò)根據(jù)圖25中所示的處理過(guò)程提高感測(cè)電平或通過(guò)將可執(zhí)行接收范圍變窄，而開(kāi)始檢測(cè)可用時(shí)隙的處理。此時(shí)，當(dāng)感測(cè)電平提高時(shí)，發(fā)射功率降低。這樣，還存在一種現(xiàn)象，其中對(duì)方通信站的接收機(jī)SINR降低。因此，在為此現(xiàn)象進(jìn)行校正的同時(shí)調(diào)整所需時(shí)隙的數(shù)量。應(yīng)該指出，后面的描述將對(duì)用于其中對(duì)方通信站中的接收機(jī)SINR降低的現(xiàn)象的校正方法進(jìn)行解釋。
如果這一處理的結(jié)果確定可將頻帶分配給設(shè)置為2的感測(cè)電平，則只對(duì)于分配給向?qū)Ψ酵ㄐ耪镜陌l(fā)射的發(fā)射優(yōu)先級(jí)化期間的時(shí)帶附近將感測(cè)電平和發(fā)射功率水平設(shè)為2。這樣，只有對(duì)于該時(shí)帶附近的可執(zhí)行接收范圍和可執(zhí)行發(fā)射范圍變窄。
圖41是示出一種狀態(tài)的圖示，其中通信站根據(jù)時(shí)帶改變發(fā)射功率和信號(hào)檢測(cè)能力。在該圖所示的例子中，超幀在時(shí)間T0開(kāi)始。該超幀中在時(shí)間T1、T2和T3開(kāi)始的時(shí)帶每一個(gè)是該通信站為向特定通信站分配時(shí)帶所需的時(shí)隙。通常，該通信站將發(fā)射功率和信號(hào)檢測(cè)能力設(shè)為0。但是，在時(shí)間T1、T2和T3處開(kāi)始的時(shí)帶附近，將發(fā)射功率和信號(hào)檢測(cè)能力的級(jí)別每一個(gè)設(shè)為2，以將可執(zhí)行接收范圍和可執(zhí)行發(fā)射范圍變窄。這樣，可將時(shí)隙分配給特定通信站，而無(wú)需擾亂其他周?chē)ㄐ耪尽Ｗ⒁?，為了擺脫檢測(cè)到不必要的干擾信號(hào)之類(lèi)的目的，必須在稍提前于時(shí)間T1、T2和T3的時(shí)間處修改可執(zhí)行接收范圍。
在發(fā)送方通信站只對(duì)向接收方通信站發(fā)射的時(shí)帶而改變可執(zhí)行接收范圍和可執(zhí)行發(fā)射范圍，實(shí)現(xiàn)設(shè)置發(fā)送方通信站的可執(zhí)行接收范圍和可執(zhí)行發(fā)射范圍的處理而執(zhí)行的處理中，在某些情況下還修改接收方通信站的可執(zhí)行接收范圍和可執(zhí)行發(fā)射范圍。在這種情況下，同樣在接收方通信站中，只對(duì)于在時(shí)間T1、T2和T3處開(kāi)始的時(shí)帶附近，將信號(hào)檢測(cè)能力和發(fā)射功率的級(jí)別設(shè)置為更低值2，以確保從同樣如圖41中所示的發(fā)送方通信站接收到信號(hào)。改變可執(zhí)行接收范圍，且接收方通信站能夠抑制由檢測(cè)到不必要的干擾信號(hào)而引起的未檢測(cè)到的接收信號(hào)的數(shù)量。此外，接收方通信站發(fā)射ACK信號(hào)以確認(rèn)接收到數(shù)據(jù)。改變可執(zhí)行發(fā)射范圍，可消除作為由ACK信號(hào)所引起的干擾的對(duì)接收方通信站周?chē)耐ㄐ耪镜母蓴_。結(jié)果，可高度有效地利用頻率。
在ad-hoc環(huán)境中，通信站散步在不同位置處。因此，在某些情況下，數(shù)據(jù)發(fā)送方通信站中的外圍介質(zhì)的使用狀態(tài)可能不同于在數(shù)據(jù)接收方通信站中的狀態(tài)。圖42是示出一種狀態(tài)的圖示，其中數(shù)據(jù)發(fā)送方通信站STA1周?chē)耐ㄐ耪镜臉I(yè)務(wù)流不同于數(shù)據(jù)接收方通信站STA0周?chē)耐ㄐ耪镜臉I(yè)務(wù)流。在該圖所示的例子中，在通信站STA1周?chē)耐ㄐ耪臼峭ㄐ耪維TA4和STA5，而通信站STA0周?chē)耐ㄐ耪臼峭ㄐ耪維TA2和STA3。這樣，數(shù)據(jù)發(fā)送方通信站STA1周?chē)耐ㄐ耪镜臉I(yè)務(wù)流非常不同于數(shù)據(jù)接收方通信站STA0周?chē)耐ㄐ耪镜臉I(yè)務(wù)流。
在這種情況下，在開(kāi)始向通信站STA0發(fā)射信息之前，通信站STA1請(qǐng)求通信站STA0通過(guò)將某些感測(cè)電平組合為一個(gè)集合來(lái)報(bào)告周?chē)ㄐ耪镜陌l(fā)射優(yōu)先級(jí)化期間的使用狀態(tài)，且然后確定發(fā)射優(yōu)先級(jí)化期間、可執(zhí)行接收范圍、和可執(zhí)行發(fā)射范圍。
圖43示出表示由通信站執(zhí)行的處理過(guò)程的流程圖，該過(guò)程中該通信站根據(jù)每一鄰近通信站的發(fā)射優(yōu)先級(jí)化期間的使用狀態(tài)和每一鄰近通信站的感測(cè)電平，確定它自己的可執(zhí)行接收范圍和可執(zhí)行發(fā)射范圍。
假定作為信息發(fā)射源的通信站STA1從通信協(xié)議的上層處的裝置接收到作為將頻帶分配給通信站STA0的命令的命令。還假定超幀中的大部分時(shí)隙已被使用，從而在某些情況下不能分配所請(qǐng)求的頻帶。
在這種情況下，首先在該流程圖的開(kāi)始，在步驟S51，通信站STA1向通信站發(fā)射請(qǐng)求，該請(qǐng)求如表述為“根據(jù)掃描結(jié)果在提高感測(cè)電平的同時(shí)執(zhí)行試圖檢測(cè)可用時(shí)隙的處理，并報(bào)告該處理的結(jié)果?！比缓?，在下一步驟S52，通信站STA1激活掃描過(guò)程以識(shí)別通信站STA1周?chē)耐ㄐ耪镜耐ㄐ沤橘|(zhì)的占用狀態(tài)。
同時(shí)，在下一步驟S53，從通信站STA1接收到接收到該請(qǐng)求，通信站STA0同樣激活掃描過(guò)程。然后，根據(jù)掃描過(guò)程的結(jié)果，根據(jù)圖25中所示的流程圖所表示的處理過(guò)程，通信站STA0執(zhí)行在提高感測(cè)電平的同時(shí)試圖檢測(cè)可用時(shí)隙的處理，并提取以每一感測(cè)電平檢測(cè)到的可用時(shí)隙的數(shù)量。隨后，在下一步驟S54，通信站STA0將所提取出的信息發(fā)射給通信站STA1。
在下一步驟S55從通信站STA0接收到該信息，通信站STA1以從通信站STA0接收到的信息取代從通信站STA1的信標(biāo)獲得的NBOI信息，且然后，根據(jù)圖25中所示的流程圖所表示的處理過(guò)程，執(zhí)行在提高感測(cè)電平的同時(shí)試圖檢測(cè)可用時(shí)隙的處理。隨后，通信站STA1為了適應(yīng)所請(qǐng)求的業(yè)務(wù)流而確定發(fā)射優(yōu)先級(jí)化期間中的可執(zhí)行發(fā)射范圍和可執(zhí)行接收范圍。
在試圖檢測(cè)可用時(shí)隙的處理中，將從通信站STA0接收到信息用作關(guān)于對(duì)每一感測(cè)電平的可用時(shí)隙的信息，通信站STA1能夠通過(guò)對(duì)于通信站STA0的感測(cè)電平已被改變的狀態(tài)考慮關(guān)于作為接收方通信站的通信站STA0周?chē)耐ㄐ耪镜臉I(yè)務(wù)流的附加信息，來(lái)檢測(cè)可用時(shí)隙。此時(shí)，由于降低了發(fā)射功率以伴隨提高感測(cè)電平的操作，所以通過(guò)還考慮降低對(duì)方通信站的接收機(jī)SINR，在進(jìn)行校正的同時(shí)調(diào)整所需時(shí)隙的數(shù)量也是非常重要的。
通過(guò)執(zhí)行這樣的過(guò)程，在向特定通信站發(fā)射信息及從其接收信息的時(shí)帶中，通過(guò)另外考慮發(fā)射方和接收方通信站周?chē)耐ㄐ耪镜耐ㄐ沤橘|(zhì)占用狀態(tài)，來(lái)預(yù)先改變可執(zhí)行發(fā)射范圍和可執(zhí)行接收范圍，以使時(shí)帶能被確定。
E-7.掃描處理中的操作如果一個(gè)通信站通過(guò)改變它的可執(zhí)行接收范圍的感測(cè)電平來(lái)限制它的可執(zhí)行接收范圍(及因此它的可執(zhí)行發(fā)射范圍)，在穩(wěn)定狀態(tài)中，該通信站不再能夠?yàn)榱烁鶕?jù)設(shè)定的感測(cè)電平確定所接收信號(hào)是否存在，而明了該可執(zhí)行接收范圍之外的狀態(tài)。
但是，在自主分布類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，如上所述掃描處理是以固定間隔來(lái)執(zhí)行的。不過(guò)，此時(shí)，必須提取關(guān)于受限的可執(zhí)行通信范圍之外的周?chē)ㄐ耪镜男畔?。為了達(dá)到這些目的，通信站在掃描操作中在暫時(shí)的基礎(chǔ)上將感測(cè)電平設(shè)為最大值(或最大化信號(hào)檢測(cè)能力)，以接收信號(hào)。
在掃描處理期間，接收到不存在于固定狀態(tài)中的通信站發(fā)射的信標(biāo)。但是，包括在這樣的信標(biāo)中的Rx感測(cè)電平應(yīng)該低于設(shè)定的感測(cè)電平。這樣，甚至是在從新的通信站接收到信標(biāo)的情況下，如果包括在這樣的信標(biāo)中的Rx感測(cè)電平低于設(shè)定的感測(cè)電平，則通過(guò)假定該新通信站和它的信標(biāo)不存在來(lái)執(zhí)行基本處理。
此外，作為掃描處理的結(jié)果，通信站通過(guò)將包括低于設(shè)定感測(cè)電平的Rx感測(cè)電平的信標(biāo)作為表的對(duì)象，來(lái)創(chuàng)建Rx NBOI表。在這種情況下，如果已知可用時(shí)隙存在于該Rx NBOI表中，則該通信站可激活將它自己的TBTT移動(dòng)到可以時(shí)隙的處理，以便擴(kuò)展可執(zhí)行發(fā)射范圍和可執(zhí)行接收范圍。也就是說(shuō)，總之，如果已知可用時(shí)隙存在于RxNBOI表中，則即使為了擴(kuò)大可執(zhí)行通信范圍而降低感測(cè)電平，該通信站也能夠確保充足的頻帶。
在這一情況下，通過(guò)縮小感測(cè)電平的值并將該值恢復(fù)到導(dǎo)致RxNBOI表中的可用時(shí)隙的最小，來(lái)擴(kuò)展可執(zhí)行接收范圍。此外，如果感測(cè)電平改變，則同樣修改發(fā)射功率，以擴(kuò)大發(fā)射范圍。
E-8.增加可執(zhí)行發(fā)射范圍的處理如果例如象圖26所示的情況中，在已建立穩(wěn)定狀態(tài)而未將感測(cè)電平設(shè)為最大范圍之后，通信站1消息，則通信站A能夠降低感測(cè)電平，即能夠提高信號(hào)檢測(cè)能力，以增加可執(zhí)行接收范圍。下面的描述解釋對(duì)于曾經(jīng)提高的感測(cè)電平再次被降低的情況下，增加可執(zhí)行通信范圍的處理。
圖27是示出一種狀態(tài)的圖示，該狀態(tài)中即使通信站STA0將它自己的感測(cè)電平設(shè)為2，且然后因?yàn)槟承┰驅(qū)⒃摳袦y(cè)電平改為0，以將可執(zhí)行接收范圍擴(kuò)展到最大范圍，也不存在干擾通信站。在這種情況下，通信站STA0應(yīng)該將感測(cè)電平保持在0，并在最大可執(zhí)行通信范圍中執(zhí)行通信。
圖28示出表示由通信站執(zhí)行的增加它自己的可執(zhí)行通信范圍的處理過(guò)程的流程圖。這一處理通常在執(zhí)行上述獲取周?chē)ㄐ耪镜淖罱ㄐ艩顟B(tài)的掃描處理之后執(zhí)行。限制它的可執(zhí)行接收范圍或可執(zhí)行發(fā)射范圍、但期望擴(kuò)展可執(zhí)行接收范圍或可執(zhí)行發(fā)射范圍的通信站執(zhí)行下述處理。
首先，在該流程圖的開(kāi)始，在步驟S31，該通信站只提取具有低于當(dāng)前感測(cè)電平的Rx感測(cè)電平的信標(biāo)。
然后，在下一步驟S32，該通信站縮小感測(cè)電平的值。隨后，在下一步驟S33，該通信站通過(guò)將伴隨著至少等于在前一步驟S32處更新的感測(cè)電平的Rx感測(cè)電平的每一信標(biāo)作為表的對(duì)象，來(lái)創(chuàng)建RxNBOI表。
然后，在下一步驟S34，該通信站檢查Rx NBOI表，以確定對(duì)應(yīng)于它自己的由該通信站本身設(shè)置的目標(biāo)信標(biāo)發(fā)射定時(shí)TBTT的表位的位置是否已被標(biāo)記。
如果對(duì)Rx NBOI的檢查導(dǎo)致的確定結(jié)果指出對(duì)應(yīng)于它自己的由該通信站本身設(shè)置的目標(biāo)信標(biāo)發(fā)射定時(shí)TBTT的表位的位置還未被標(biāo)記，則即使該感測(cè)電平已被更新到當(dāng)前值，按照推測(cè)也可分配頻帶，而不會(huì)有問(wèn)題。在這一情況下，該過(guò)程的流程繼續(xù)到步驟S35，以在隨后識(shí)別這樣的事實(shí)，即可將感測(cè)電平降低到當(dāng)前值。另一方面，如果在步驟S34獲得的確定結(jié)果指出對(duì)應(yīng)于它自己的由該通信站本身設(shè)置的目標(biāo)信標(biāo)發(fā)射定時(shí)TBTT已被標(biāo)記，但該感測(cè)電平的值仍然大于0，則該過(guò)程的流程回到步驟S32，進(jìn)一步增加可執(zhí)行接收范圍。
如上所述，該通信站在縮小感測(cè)電平的值的同時(shí)創(chuàng)建Rx NBOI表，且如果對(duì)應(yīng)于它自己的由該通信站本身設(shè)置的目標(biāo)信標(biāo)發(fā)射定時(shí)TBTT的表位的位置還未被標(biāo)記，則執(zhí)行將感測(cè)電平變?yōu)楫?dāng)前值的處理。
如上所述由通信站執(zhí)行的增加可執(zhí)行通信范圍的處理是在適合于由該通信站處理的應(yīng)用的請(qǐng)求的情況下執(zhí)行的處理。該處理不是在每次執(zhí)行掃描處理時(shí)必須激活的處理。
F.作為主和從的適應(yīng)性通信站在如上所述具有自主分布類(lèi)型的無(wú)線通信系統(tǒng)中，假定所有通信站均發(fā)射信標(biāo)。但是，該無(wú)線通信系統(tǒng)可能容納只執(zhí)行很少處理和只請(qǐng)求不是很大數(shù)量的業(yè)務(wù)流的通信站。
圖29是示出包括只執(zhí)行很少處理的通信站的無(wú)線通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膱D示。在該圖中所示的無(wú)線通信系統(tǒng)中，通信站STA0到STA7每一個(gè)是普通通信站，其在每一個(gè)超幀至少發(fā)射一個(gè)信標(biāo)。普通通信站每一個(gè)能夠執(zhí)行與對(duì)方的直接通信，如果接收和發(fā)射方通信站在允許接收和發(fā)射方通信站交換信息的可執(zhí)行通信范圍中的話。
考慮只請(qǐng)求與通信站STA1連接的具有很少處理的通信站STA-X的存在。例如，通信站STA-X只執(zhí)行接收由通信站STA1作為流分布的內(nèi)容的處理。因此，顯而易見(jiàn)地，從應(yīng)用的觀點(diǎn)來(lái)看，通信站STA-X在非常鄰近于通信站STA1的位置處進(jìn)行操作。
在這種情況下，通信站STA-X通過(guò)向通信站STA1發(fā)射描述請(qǐng)求一個(gè)應(yīng)用的消息，而無(wú)須在處理中發(fā)射信標(biāo)來(lái)獲得從通信站STA1分配的資源，向通信站STA1通知通信站STA-X的存在。
下面詳細(xì)解釋由只執(zhí)行很少處理的通信站STA-X執(zhí)行的通信過(guò)程。
基本上，通信站STA-X不自主啟動(dòng)發(fā)射動(dòng)作。也就是說(shuō)，即使通信站STA-X有數(shù)據(jù)要發(fā)射，通信站STA-X也只以響應(yīng)由通信站STA1發(fā)射給通信站STA-X的輪詢包的形式向通信站STA1發(fā)射數(shù)據(jù)。當(dāng)通信站STA1識(shí)別一種狀態(tài)，該狀態(tài)中只執(zhí)行很少處理的通信站STA-X期望與通信站STA1通信時(shí)，通信站STA1在發(fā)射優(yōu)先級(jí)化期間TPP中在緊隨通信站STA1發(fā)射的正規(guī)信標(biāo)之后，激活向通信站STA-X發(fā)射輪詢包的處理。
圖30是示出在只執(zhí)行很少處理的特定通信站與要被連接到該特定通信站的通信站之間執(zhí)行的通信過(guò)程的說(shuō)明性圖示。不必說(shuō)，不僅從通信站STA1到只執(zhí)行很少處理的通信站STA-X的數(shù)據(jù)在通信站STA1的TPP中發(fā)射，而且從通信站STA-X到通信站STA1的數(shù)據(jù)也在通信站STA1的TPP中發(fā)射。該圖示出了如下的4個(gè)變化。
圖30的部分(1)中，通信站STA1在發(fā)射了它自己的信標(biāo)之后，將由參考符號(hào)“輪詢”表示的輪詢幀發(fā)射到通信站STA-X。輪詢幀的持續(xù)時(shí)間字段通常指持續(xù)時(shí)間，其足夠長(zhǎng)以用于接收來(lái)自通信站STA-X的估計(jì)的小數(shù)量的數(shù)據(jù)。作為對(duì)該輪詢幀的響應(yīng)，通信站STA-X發(fā)射由參考符號(hào)“數(shù)據(jù)-X”表示的數(shù)據(jù)，如果該數(shù)據(jù)作為要被發(fā)射到通信站STA1的數(shù)據(jù)而存在于通信站STA-X中的話。接著，如果通信站STA1成功接收了該數(shù)據(jù)，則通信站STA1將ACK包發(fā)射到通信站STA-X。該圖的部分(1)所示的例子中，通信站STA1進(jìn)一步將由參考符號(hào)“數(shù)據(jù)-1”表示的數(shù)據(jù)發(fā)射到通信站STA-X。
在圖30的部分(2)中示出的通信過(guò)程中，通信站STA1在發(fā)射了它自己的信標(biāo)之后，將由參考符號(hào)“輪詢”表示的輪詢幀發(fā)射到通信站STA-X，但在通信站STA-X中不存在作為待發(fā)射到通信站STA1的數(shù)據(jù)。在這種情況下，通信站STA-X向通信站STA1發(fā)射保持活動(dòng)幀以向通信站STA1通知通信站STA-X的存在。接收到該保持活動(dòng)幀，通信站STA1認(rèn)知這一事實(shí)，即通信站STA-X仍可以能夠與通信站STA1通信的狀態(tài)存在于可執(zhí)行通信范圍中。應(yīng)該指出，不必在每次接收到輪詢幀時(shí)都發(fā)射保持活動(dòng)幀。而是，通常至少每接收到幾個(gè)輪詢幀發(fā)射一次該保持活動(dòng)幀。作為可選地，以一個(gè)頻率來(lái)發(fā)射保持活動(dòng)幀是比較好的，該頻率使通信站STA1認(rèn)知通信站STA-X還未消失的事實(shí)。
如上所述，輪詢幀的持續(xù)時(shí)間字段通常表示時(shí)間段，其足夠長(zhǎng)以用于從通信站STA-X接收估計(jì)的小數(shù)量的數(shù)據(jù)。然而，在有些情況下，通信站STA-X具有超過(guò)估計(jì)的數(shù)量的、作為待發(fā)射到通信站STA1的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。圖30的部分(3)示出了這種情況下的發(fā)射/接收過(guò)程。
首先，通信站STA1發(fā)射輪詢幀。接著，接收到輪詢幀的通信站STA-X試圖將數(shù)據(jù)發(fā)射到通信站STA1，但通信站STA-X知道由于待發(fā)射的數(shù)據(jù)數(shù)量大于對(duì)應(yīng)于輪詢幀的持續(xù)時(shí)間字段中示出的時(shí)間段的事實(shí)，而使數(shù)據(jù)的發(fā)射是不可能的。為了解決該問(wèn)題，通信站STA-X向通信站STA1發(fā)射替代該數(shù)據(jù)的RTS幀。作為對(duì)RTS幀的響應(yīng)，通信站STA1向通信站STA-X發(fā)射CTS幀。作為對(duì)CTS幀的響應(yīng)，通信站STA-X開(kāi)始向通信站STA1發(fā)射數(shù)據(jù)。也就是說(shuō)，作為對(duì)輪詢幀的響應(yīng)，通信站STA-X激活基于RTS/CTS過(guò)程的接入操作。
圖30的部分(4)示出了通信站STA1利用在發(fā)射了它自己的信標(biāo)之后獲得的發(fā)射優(yōu)先級(jí)化期間TPP發(fā)射數(shù)據(jù)的狀態(tài)。如圖30的部分(4)中所示，沒(méi)有向連接到通信站STA1的通信站STA-X發(fā)射輪詢幀，通信站STA1開(kāi)始向只執(zhí)行很少處理的通信站STA-X發(fā)射數(shù)據(jù)。如果通信站STA-X正常接收到該數(shù)據(jù)，則通信站STA-X向通信站STA1發(fā)射ACK幀。
接著，在通信站STA1不再具有待發(fā)射數(shù)據(jù)的時(shí)刻，通信站STA1向通信站STA-X發(fā)射輪詢幀，作為詢問(wèn)待發(fā)射到通信站STA1的數(shù)據(jù)的存在/不存在的幀。該圖的部分(4)示出的例子中，因?yàn)橥ㄐ耪維TA-X知道由于待發(fā)射的數(shù)據(jù)數(shù)量大于對(duì)應(yīng)于輪詢幀的持續(xù)時(shí)間字段中示出的時(shí)間段的量的事實(shí)，而使發(fā)射已存在數(shù)據(jù)是不可能的，作為對(duì)輪詢幀的響應(yīng)，通信站STA-X激活基于RTS/CTS過(guò)程的接入操作。
如上所述，只執(zhí)行很少處理的通信站不能直接與除作為連接唯一對(duì)象的通信站之外的通信站通信。在上面的例子中，作為連接唯一目標(biāo)的通信站是圖29和30中所示的通信站STA1。因此，只執(zhí)行很少處理的通信站可將它自己的信號(hào)檢測(cè)能力設(shè)置為適應(yīng)作為連接的唯一目標(biāo)的通信站的信號(hào)檢測(cè)能力的值。由于只執(zhí)行很少處理的特定通信站能從信標(biāo)信息中獲得作為連接的唯一目標(biāo)的通信站的信號(hào)檢測(cè)能力，所以該特定通信站可將它自己的信號(hào)檢測(cè)能力設(shè)置為適應(yīng)于從信標(biāo)信息獲得的信號(hào)檢測(cè)能力的值。
可選地，假設(shè)如果期望使只執(zhí)行很少處理的通信站需要從作為連接的唯一目標(biāo)的通信站之外的通信站接收信號(hào)。在這種情況下，需要將只執(zhí)行很少處理的特定通信站的信號(hào)檢測(cè)能力設(shè)置為小于作為連接的唯一目標(biāo)的通信站的信號(hào)檢測(cè)能力的值，也就是說(shuō)，需要將該特定通信站的感測(cè)電平設(shè)置為比作為連接的唯一目標(biāo)的通信站的感測(cè)電平高的值。
還期望提供一種配置，其中具有從默認(rèn)值變化來(lái)的它的感測(cè)電平很少處理的通信站基于上述原因，根據(jù)如表2中典型示出的相關(guān)性過(guò)分地修改它的發(fā)射功率。
G.數(shù)據(jù)速率確定過(guò)程圖2是示出了由本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的無(wú)線通信系統(tǒng)中使用的幀格式的圖示。
基本上，圖2中所示的格式除了前面的格式包括名為“功率”的附加字段，該字段作為表示信號(hào)的發(fā)射功率的字段之外，非常不同于圖35中所示的格式。因此，PLCP報(bào)頭包括表示發(fā)射功率的水平的附加字段。然而，該字段不必須包括在PLCP報(bào)頭中。在某些情況下，該字段位于對(duì)應(yīng)于MAC報(bào)頭的位置或僅存在于信標(biāo)中。也就是說(shuō)，對(duì)于交換數(shù)據(jù)的每個(gè)通信站來(lái)說(shuō)，知道作為數(shù)據(jù)交換的對(duì)方的另一通信站的發(fā)射功率水平是很重要的。
在其中每一通信站知道其他每一通信站的可執(zhí)行發(fā)射范圍的無(wú)線通信系統(tǒng)中，向作為發(fā)射目的地的另一通信站發(fā)射數(shù)據(jù)的通信站通過(guò)對(duì)該另一通信站中的接收機(jī)SNR的推斷，能夠確定正確的數(shù)據(jù)速率。也就是說(shuō)，數(shù)據(jù)發(fā)射方通信站能根據(jù)過(guò)去從數(shù)據(jù)接收方通信站接收的信號(hào)獲得的接收機(jī)SNR、數(shù)據(jù)接收方通信站的可執(zhí)行發(fā)射范圍和它自己的可執(zhí)行發(fā)射范圍，推斷數(shù)據(jù)接收方通信站中的接收機(jī)SNR。然后，數(shù)據(jù)發(fā)射方通信站能夠根據(jù)對(duì)SNR的推斷結(jié)果，推斷正確的數(shù)據(jù)速率。
參照?qǐng)D31，下面的描述解釋了用于對(duì)于在數(shù)據(jù)發(fā)射前不存在來(lái)自數(shù)據(jù)接收方通信站的反饋的情況下，確定數(shù)據(jù)速率的處理進(jìn)程。
在該圖示出的例子中，假設(shè)通信站STA-0和STA-1為交換數(shù)據(jù)的通信站。接收一些諸如來(lái)自通信站STA-1的數(shù)據(jù)的信號(hào)，通信站STA-0將從通信站STA-1接收的信號(hào)的SINR保存為信息[1]，并將通信站STA-1的發(fā)射功率水平保存為信息[2]。
另外，通信站STA-0執(zhí)行下列處理，作為用于確定向通信站STA-1發(fā)射數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率的過(guò)程。
首先，通信站STA-0根據(jù)上述信息[1]和信息[2]以及通信站STA-0的發(fā)射，推斷從通信站STA-1接收的信號(hào)的SINR的值，作為通信站STA-1中的SINR的值。通信站STA-0使用該SINR的推斷值作為信息[3]。根據(jù)下列等式來(lái)計(jì)算信息[3]信息[3]＝信息[1]-信息[2]+它自己的發(fā)射功率根據(jù)所計(jì)算的信息[3]，確定作為數(shù)據(jù)發(fā)射目的地的通信站中的接收機(jī)SINR和正確的數(shù)據(jù)速率。通常，通信站具有指定了接收機(jī)SINR和數(shù)據(jù)速率之間關(guān)系的查詢表。在這種情況下，通信站通過(guò)引用查詢表來(lái)確定數(shù)據(jù)速率。
應(yīng)該指出，在確定數(shù)據(jù)速率的過(guò)程中，不僅是以簡(jiǎn)單方式引用查詢表，而且還可通過(guò)另外考慮包括誤碼率的其他參數(shù)來(lái)引用查詢表。作為可選地，也可以根據(jù)基于過(guò)去獲得的信息[3]的過(guò)濾過(guò)程的結(jié)果，來(lái)確定數(shù)據(jù)速率。
總之，在推斷通信對(duì)方中的接收機(jī)SINR的過(guò)程中，考慮它自己的接收機(jī)SINR、它自己的發(fā)射功率水平和通信對(duì)方的發(fā)射功率水平是重要的。
圖32示出表示由通信站執(zhí)行的確定數(shù)據(jù)速率的處理過(guò)程的流程圖。
首先，在該流程圖的開(kāi)始，在步驟S41，通信站接收來(lái)自作為數(shù)據(jù)發(fā)射的目的地的數(shù)據(jù)接收方通信站的信號(hào)。接著，在下一步驟S42，通信站從所接收的信號(hào)中度量接收機(jī)SNR，并將該接收機(jī)SINR存儲(chǔ)為變量X1[dB]。
隨后，在下一步驟S43，通信站提取在所接收信號(hào)的PLCP報(bào)頭中描述的發(fā)射功率(功率)，并將提取出的發(fā)射功率存儲(chǔ)為變量X2[dBm]。
然后，在下一步驟S44，通信站確定它自己的發(fā)射功率，并將所確定的發(fā)射功率存儲(chǔ)為變量X4[dBm]。
隨后，在下一步驟S45，通信站根據(jù)下列等式計(jì)算作為數(shù)據(jù)接收方站的通信站中所期望的接收機(jī)SINR[dB]X3＝X1-X2+X4其中符號(hào)X3指作為數(shù)據(jù)接收方站的通信站中所期望的接收機(jī)SINR。
最后，在最后步驟S46，該通信站在結(jié)束整個(gè)處理例程的執(zhí)行之前，按照X3的函數(shù)，計(jì)算數(shù)據(jù)速率，作為向數(shù)據(jù)接收方通信站發(fā)射數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率。
工業(yè)應(yīng)用性已參照典型實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)解釋。但是，明顯地，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)的范圍內(nèi)，對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行改變和/或構(gòu)想對(duì)這些實(shí)施例的替代。
根據(jù)本說(shuō)明書(shū)中的描述，主要的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了無(wú)線通信系統(tǒng)，該無(wú)線通信系統(tǒng)中當(dāng)通信站執(zhí)行通信介質(zhì)接入控制時(shí)，根據(jù)對(duì)由自主分布類(lèi)型的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的其他通信站發(fā)射的信號(hào)的檢測(cè)，確定每個(gè)通信站的可執(zhí)行通信范圍，同時(shí)避免沖突。
如果無(wú)線通信系統(tǒng)是其中每一通信站根據(jù)主要基于CSMA方法的介質(zhì)占用狀態(tài)，對(duì)通信介質(zhì)的接入進(jìn)行控制的通信系統(tǒng)，則例如，本發(fā)明還可應(yīng)用于具有自主分布類(lèi)型之外的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。此外，本發(fā)明還能應(yīng)用于多信道系統(tǒng)，其中每一通信站通過(guò)在應(yīng)付多個(gè)頻道來(lái)執(zhí)行通信。
除此以外，盡管在本說(shuō)明書(shū)中以無(wú)線LAN為例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了解釋，但本發(fā)明的實(shí)質(zhì)并不局限于這些實(shí)施例。例如，本發(fā)明也能恰當(dāng)?shù)赜糜谥T如在較低SNR環(huán)境中發(fā)射和接收信號(hào)的超寬頻帶的通信方法。
總之，由于通過(guò)說(shuō)明典型的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了公開(kāi)，本說(shuō)明書(shū)中的描述不應(yīng)被解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。為了確定本發(fā)明的實(shí)質(zhì)，只應(yīng)參照在說(shuō)明書(shū)之后附的權(quán)利要求中給出的描述。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線通信系統(tǒng)，其允許每一通信站根據(jù)對(duì)其他通信站發(fā)射的信號(hào)或在所述所發(fā)射的信號(hào)中描述的信息的檢測(cè)，接入通信介質(zhì)同時(shí)避免沖突，其中允許每一通信站設(shè)置可執(zhí)行通信范圍，所述通信站在該范圍中能夠發(fā)射和接收數(shù)據(jù)；以及每一通信站檢查所述通信介質(zhì)的占用狀態(tài)，并設(shè)置它自己的可執(zhí)行通信范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中通信站交換關(guān)于信號(hào)可被接收的信號(hào)檢測(cè)能力水平的信息。
3.一種無(wú)線通信裝置，其根據(jù)對(duì)在預(yù)定無(wú)線通信環(huán)境中的其他通信站發(fā)射的信號(hào)的檢測(cè)或在所述所發(fā)射的信號(hào)中描述的信息接入通信介質(zhì)同時(shí)避免沖突，所述無(wú)線通信裝置包括通信裝置，用于通過(guò)信道發(fā)射和接收數(shù)據(jù)；介質(zhì)監(jiān)視裝置，用于監(jiān)視所述通信介質(zhì)的占用狀態(tài)；以及通信控制裝置，用于根據(jù)由所述介質(zhì)監(jiān)視裝置監(jiān)視的所述通信介質(zhì)占用狀態(tài)在所述通信裝置中設(shè)置可執(zhí)行通信范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的無(wú)線通信裝置，其中所述通信裝置在時(shí)分多路通信中進(jìn)行多維連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的無(wú)線通信裝置，其中所述通信控制裝置控制所述通信裝置的信號(hào)檢測(cè)能力，以設(shè)置所述通信裝置的可執(zhí)行接收范圍，并控制所述所述通信裝置的發(fā)射功率，以設(shè)置所述通信裝置的可執(zhí)行發(fā)射范圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的無(wú)線通信裝置，其中當(dāng)所述通信裝置的可執(zhí)行接收范圍改變時(shí)，所述通信控制裝置適應(yīng)性地設(shè)置可執(zhí)行發(fā)射范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的無(wú)線通信裝置，其中當(dāng)所述通信裝置的可執(zhí)行發(fā)射范圍改變時(shí)，所述通信控制裝置適應(yīng)性地設(shè)置可執(zhí)行接收范圍。
8.根據(jù)權(quán)利要求3的無(wú)線通信裝置，其中所述通信控制裝置認(rèn)知出鄰近于所述無(wú)線通信裝置的通信站正在通過(guò)設(shè)置比所述通信裝置的可執(zhí)行發(fā)射范圍寬的可執(zhí)行發(fā)射范圍來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)，并作為對(duì)這一認(rèn)知的反應(yīng)，所述通信控制裝置改變所述通信裝置的可執(zhí)行接收范圍。
9.根據(jù)權(quán)利要求3的無(wú)線通信裝置，其中所述通信控制裝置認(rèn)知出所述無(wú)線通信裝置位于能夠接收由所述無(wú)線通信裝置發(fā)射的數(shù)據(jù)的另一通信站的可執(zhí)行接收范圍之外，并作為對(duì)這一認(rèn)知的反應(yīng)，所述通信控制裝置改變所述通信裝置的可執(zhí)行接收范圍。
10.根據(jù)權(quán)利要求3的無(wú)線通信裝置，其中當(dāng)確定的結(jié)果指示從作為通信方站的通信站接收的接收功率信息足夠高，從而即使它的發(fā)射功率降低也能以所期望的高數(shù)據(jù)速率發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)，所述通信控制裝置改變所述可執(zhí)行通信范圍。
11.根據(jù)權(quán)利要求3的無(wú)線通信裝置，其中當(dāng)確定的結(jié)果指示由于來(lái)自除了期望通信方之外的通信站的信號(hào)正在占用所述通信介質(zhì)的狀態(tài)一直在持續(xù)而導(dǎo)致不能保證向所述期望通信方發(fā)射的期間時(shí)，所述通信控制裝置改變所述可執(zhí)行通信范圍。
12.根據(jù)權(quán)利要求3的無(wú)線通信裝置，其中當(dāng)確定的結(jié)果指示由于鄰近于所述無(wú)線通信裝置的一個(gè)或多個(gè)通信站位于所述無(wú)線通信裝置發(fā)射的電波可達(dá)的波范圍的邊界附近而造成的關(guān)于所述鄰近通信站每一個(gè)是否能夠與所述無(wú)線通信裝置通信的不確定時(shí)，所述通信控制裝置改變所述可執(zhí)行通信范圍。
13.根據(jù)權(quán)利要求3的無(wú)線通信裝置，其中所述通信控制裝置根據(jù)通信站內(nèi)在的發(fā)射功率、發(fā)射的信號(hào)精確度、及接收特性的變化，改變所述可執(zhí)行通信范圍。
14.根據(jù)權(quán)利要求3的無(wú)線通信裝置，其中所述介質(zhì)監(jiān)視裝置檢查所述通信介質(zhì)的占用狀態(tài)，及所述通信控制裝置根據(jù)所述通信介質(zhì)的所述占用狀態(tài)將所述可執(zhí)行通信范圍設(shè)置為這樣的值，即共同存在于所述可執(zhí)行通信范圍中的通信站的數(shù)量為在預(yù)定范圍內(nèi)的值。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的無(wú)線通信裝置，其中所述通信控制裝置基于限制所述無(wú)線通信裝置能夠從其接收數(shù)據(jù)的通信站的數(shù)量的目的，改變它自己的可執(zhí)行接收范圍。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的無(wú)線通信裝置，其中所述通信控制裝置基于限制所述無(wú)線通信裝置能夠向其發(fā)射數(shù)據(jù)的通信站的數(shù)量的目的，改變它自己的可執(zhí)行發(fā)射范圍。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的無(wú)線通信裝置，其中所述通信控制裝置根據(jù)時(shí)帶改變它自己的所述可執(zhí)行通信范圍。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的無(wú)線通信裝置，其中所述通信控制裝置只在與特定通信站的通信的時(shí)帶附近改變它自己的所述可執(zhí)行通信范圍。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的無(wú)線通信裝置，其中所述通信控制裝置在確定與特定通信站的通信的時(shí)帶之前，根據(jù)發(fā)射方和接收方通信站的可執(zhí)行發(fā)射范圍和可執(zhí)行接收范圍提取介質(zhì)占用信息，并根據(jù)所述介質(zhì)占用信息確定所述通信時(shí)帶。
20.根據(jù)權(quán)利要求3的無(wú)線通信裝置，其中所述無(wú)線通信裝置作為無(wú)線通信環(huán)境中的通信站進(jìn)行操作，其中該無(wú)線通信環(huán)境允許以自主分布的處理方式廣播描述關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的信息的信標(biāo)信號(hào)；所述無(wú)線通信裝置進(jìn)一步包括用于產(chǎn)生信標(biāo)信號(hào)的裝置，用于分析信標(biāo)信號(hào)的裝置，及用于執(zhí)行掃描處理以從其他鄰近通信站接收信號(hào)的裝置；以及所述通信控制裝置在所述掃描處理的執(zhí)行中將它自己的可執(zhí)行接收范圍設(shè)為最大。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的無(wú)線通信裝置，其中如果所述掃描處理的結(jié)果顯示即使所述通信控制裝置增加所述可執(zhí)行通信范圍也可分配充足的頻帶，則所述通信控制裝置執(zhí)行增加所述可執(zhí)行通信范圍的處理。
22.根據(jù)權(quán)利要求3的無(wú)線通信裝置，其中如果所述無(wú)線通信裝置作為只能夠與主站通信的從站操作，則所述通信控制裝置將它自己的可執(zhí)行接收范圍設(shè)為不超過(guò)所述主站的可執(zhí)行接收范圍的值。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的無(wú)線通信裝置，其中所述通信控制裝置響應(yīng)從所述主站接收的信號(hào)，向所述主站發(fā)射報(bào)告它自己的無(wú)線通信裝置的存在的響應(yīng)信號(hào)。
24.根據(jù)權(quán)利要求3的無(wú)線通信裝置，所述無(wú)線通信裝置進(jìn)一步具有用于通過(guò)所述通信裝置與其他通信站交換關(guān)于發(fā)射功率的信息的裝置；以及用于在從另一通信站接收到信號(hào)時(shí)獲取接收機(jī)SNR的裝置，其中，當(dāng)所述無(wú)線通信裝置向另一通信站發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)，所述通信控制裝置根據(jù)過(guò)去從所述另一通信站接收的信號(hào)中獲取的接收機(jī)SNR，以及所述無(wú)線通信裝置和所述另一通信站的發(fā)射功率，估計(jì)所述另一通信站的接收機(jī)SNR；以及根據(jù)所述估計(jì)的結(jié)果確定數(shù)據(jù)速率。
25.一種無(wú)線通信方法，用于根據(jù)對(duì)在預(yù)定無(wú)線通信環(huán)境中的其他通信站發(fā)射的信號(hào)或在所述發(fā)射的信號(hào)中描述的信息的檢測(cè)，對(duì)接入通信介質(zhì)同時(shí)避免沖突的無(wú)線通信裝置的操作進(jìn)行控制，所述無(wú)線通信方法包括監(jiān)視所述通信介質(zhì)的占用狀態(tài)的介質(zhì)監(jiān)視步驟；以及根據(jù)在所述介質(zhì)監(jiān)視步驟監(jiān)視的所述通信介質(zhì)占用狀態(tài)，在通信裝置中設(shè)置可執(zhí)行通信范圍的通信控制步驟。
26.一種計(jì)算機(jī)程序，以可由計(jì)算機(jī)讀取的格式編寫(xiě)，作為所述計(jì)算機(jī)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行以進(jìn)行這樣的處理的程序，這樣的處理是用于根據(jù)對(duì)在預(yù)定無(wú)線通信環(huán)境中其他通信站發(fā)射的信號(hào)或在所述發(fā)射的信號(hào)中描述的信息的檢測(cè)，對(duì)接入通信介質(zhì)同時(shí)避免沖突的無(wú)線通信裝置的操作進(jìn)行控制的處理，所述計(jì)算機(jī)程序包括監(jiān)視所述通信介質(zhì)的占用狀態(tài)的介質(zhì)監(jiān)視步驟；以及根據(jù)在所述介質(zhì)監(jiān)視步驟監(jiān)視的所述通信介質(zhì)占用狀態(tài)，在通信裝置中設(shè)置可執(zhí)行通信范圍的通信控制步驟。
全文摘要
為了在基于CSMA方法的通信環(huán)境中允許每一通信站通過(guò)彼此獨(dú)立設(shè)置它們自己的可執(zhí)行通信范圍來(lái)執(zhí)行對(duì)通信介質(zhì)的接入的公平控制，本發(fā)明提供一種無(wú)線通信系統(tǒng)，其中每一通信站能夠檢查通信介質(zhì)的占用狀態(tài)，并根據(jù)通信介質(zhì)的占用狀態(tài)設(shè)置它自己的這樣的可執(zhí)行通信范圍，使得共同存在于該可執(zhí)行通信范圍中的通信站的數(shù)量為預(yù)定范圍內(nèi)的值。例如，特定通信站為了限制能夠與該特定通信站通信的其他通信站的數(shù)量，而設(shè)置它自己的可執(zhí)行通信范圍。此外，通信站為了降低接入控制的不一致程度并為了最小化對(duì)其他通信站的干擾影響，而設(shè)置適合于由其本身設(shè)置的可執(zhí)行接收范圍的可執(zhí)行發(fā)射范圍。
文檔編號(hào)G06F15/16GK1652522SQ20051000781
公開(kāi)日2005年8月10日 申請(qǐng)日期2005年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月2日
發(fā)明者迫田和之 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社