專利名稱：可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，尤其是涉及可避免干擾損壞並增加空間再用率的干擾控制方法。
背景技術(shù)：
美國聯(lián)邦通信授權(quán)單位(FCC)分配了幾個工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療(ISM)頻帶供使用者無需執(zhí)照的使用。電子電機(jī)工程學(xué)會(IEEE)制定了IEEE802.11/11a/11b/11g標(biāo)準(zhǔn)，以作為無執(zhí)照頻帶(license-freebands)的一個無線通信標(biāo)準(zhǔn)。IEEE 802.11[1]定義了“介質(zhì)存取控制”(medium accesscontrol，簡寫成MAC)和“實質(zhì)層”(physical layer，簡寫成PHY)“協(xié)議”，而IEEE 802.11a/11b/11g則延用IEEE 802.11的介質(zhì)存取控制協(xié)議，并分別定義了較快的實質(zhì)層協(xié)議。以IEEE 802.11b為基礎(chǔ)的無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(Wireless Local Area Networks(WLAN))正在全世界激增中，而以IEEE802.11a/11g為基礎(chǔ)或與IEEE 802.11a/11b/11g三個標(biāo)準(zhǔn)皆兼容的無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)最近正逐漸興起。以這些標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的無線通信裝置將形成一個非常大的未來市場。除了無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)之外，IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的介質(zhì)存取控制協(xié)議亦是在特殊網(wǎng)絡(luò)中最常被學(xué)術(shù)界、工業(yè)界、及研究文獻(xiàn)使用或假設(shè)的通訊協(xié)議。
IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的“介質(zhì)存取控制”協(xié)議是根據(jù)“載波感測多重存取/避免碰撞”(CSMA/CA)方案。載波感測多重存取/避免碰撞可在傳送數(shù)據(jù)包(data packets)前選擇性地使用“請求傳送/可傳送”(RTS/CTS)對話[3]。在以“請求傳送/可傳送”為基礎(chǔ)的方案中，發(fā)送端(sender)首先傳送一個“請求傳送”消息到接收端(receiver)。如果信號信道是清楚的而沒有過大的噪聲或干擾，則此接收端回復(fù)一個“可傳送”消息給發(fā)送端。在無線特別網(wǎng)絡(luò)(wireless ad hoc networks)中，當(dāng)所有的設(shè)備皆使用相同的傳輸半徑/功率而且無線信號衰減很快時，這種“請求傳送/可傳送”方案可解決“隱藏終端機(jī)問題”(hidden terminal problem)。
由于實時應(yīng)用軟件/系統(tǒng)的重要性，與互聯(lián)網(wǎng)和無線網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)品質(zhì)(QoS)相關(guān)的問題及解決方案正在學(xué)術(shù)界和網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)界熱烈研究發(fā)展中。在無線網(wǎng)絡(luò)中，服務(wù)品質(zhì)的實現(xiàn)需要靠“介質(zhì)存取控制”層的支持。否則即使“服務(wù)品質(zhì)路由選擇協(xié)議”(QoS routing protocols)找到能暫時滿足服務(wù)品質(zhì)要求的路徑，這個路徑極有可能在應(yīng)用程序結(jié)束前因超載而不再能提供令人滿意的服務(wù)品質(zhì)。這種情況在以IEEE 802.11為基礎(chǔ)的流動特殊網(wǎng)絡(luò)環(huán)境里將會是很平常的。因為IEEE 802.11無法有效地支持服務(wù)品質(zhì)，電子電機(jī)工程學(xué)會正在制定IEEE 802.11e協(xié)議[2]以支持服務(wù)品質(zhì)。IEEE 802.11e是IEEE 802.11的介質(zhì)存取控制協(xié)議的延伸，它很可能發(fā)展成為下一代無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)。但是，IEEE 802.11與IEEE802.11e皆是以單步(single-hop)無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)為主要應(yīng)用環(huán)境而開發(fā)設(shè)計的。IEEE 802.11無法很有效率地在多步(multihop)特別網(wǎng)絡(luò)中使用，而IEEE 802.11e亦無法有效地支持多步特別網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)品質(zhì)。
下面首先回顧IEEE 802.11及IEEE 802.11e的介質(zhì)存取控制協(xié)議。接著指出幾個當(dāng)IEEE 802.11/11e的介質(zhì)存取控制協(xié)議應(yīng)用在多步特別網(wǎng)絡(luò)時會發(fā)生的問題，然后提出許多革新的技術(shù)以解決這些問題并作為未來特別網(wǎng)絡(luò)和無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的介質(zhì)存取控制協(xié)議的基礎(chǔ)。
分布式協(xié)調(diào)方法(DCF)IEEE 802.11的介質(zhì)存取控制協(xié)議包括分布式協(xié)調(diào)方法及點(diǎn)協(xié)調(diào)方法(PCF)。分布式協(xié)調(diào)方法是以“載波感測多重存取/避免碰撞”為基礎(chǔ)，而點(diǎn)協(xié)調(diào)方法是以集中式“訽問后答復(fù)”(polling)為基礎(chǔ)。這兩個方法皆需傳送控制消息與數(shù)據(jù)包。例如，發(fā)送端的確認(rèn)消息會緊跟在它接收的數(shù)據(jù)包之后。當(dāng)“請求傳送/可傳送”對話被使用時，數(shù)據(jù)包會緊跟在這些請求傳送消息與可傳送控制消息之后。在IEEE 802.11b網(wǎng)絡(luò)里最多可有三個實質(zhì)層信道被同時使用而不產(chǎn)生相互間的干擾，而在IEEE 802.11a網(wǎng)絡(luò)里最多可有八個實質(zhì)層信道被同時使用而不產(chǎn)生干擾。然而在IEEE802.11/11e中，數(shù)據(jù)包和它們相關(guān)的控制消息必須在同樣的實質(zhì)層信道傳送，而且之間只能間隔一段非常短的時間(例如在IEEE 802.11a網(wǎng)絡(luò)，此間隔須為16微秒。
當(dāng)使用分布式協(xié)調(diào)方法傳輸時，發(fā)送端先在它的“競爭窗口”(contention window，簡寫成CW)中任意選一個整數(shù)，然后將它的計數(shù)器初始化為此數(shù)值。這個發(fā)送端接著聆聽其準(zhǔn)備使用的信道。在它觀察到一段空閑的(idle)“分布式協(xié)調(diào)方法框間空間”(DCF InterFrame Space，簡稱為DIFS)之后，每當(dāng)它觀察到一小段空閑的“空格時間”(slot time)它會將其計數(shù)器內(nèi)容減一。如果發(fā)送端發(fā)現(xiàn)信道是繁忙的，它將停止改變計數(shù)器的內(nèi)容。等到信道重新變成空閑狀態(tài)并持續(xù)一段“分布式協(xié)調(diào)方法框間空間”之后，它使用相同的規(guī)則來重新開始減少它的計數(shù)器數(shù)值。
當(dāng)計數(shù)器數(shù)值到達(dá)0時，發(fā)送端有兩個選擇基本機(jī)制與選擇機(jī)制。當(dāng)基本機(jī)制被使用時，發(fā)送端立即傳送數(shù)據(jù)包。當(dāng)選擇機(jī)制被使用時，發(fā)送端聆聽其準(zhǔn)備使用的信道。如果它觀察到一段空閑的“短框間空間”(Short InterFrame Space，簡稱為SIFS)，它會傳送“請求傳送”消息給接收端。接收端然后聆聽其準(zhǔn)備使用的信道。如果它觀察到一段空閑的“短框間空間”而且它的網(wǎng)絡(luò)配置向量值為0，則它會回復(fù)“可傳送”消息給發(fā)送端。在收到“可傳送”消息以后，發(fā)送端再次聆聽信道。如果它再次觀察到一段空閑的“短框間空間”，它便會開始傳送數(shù)據(jù)包。
在IEEE 802.11中，“短框間空間”比“分布式協(xié)調(diào)方法框間空間”來得小。在IEEE 802.11a實質(zhì)層標(biāo)準(zhǔn)中，“空格時間”規(guī)定為9微秒，“短框間空間”規(guī)定為16微秒，而“分布式協(xié)調(diào)方法框間空間”規(guī)定為34微秒。
最后，不論是基本機(jī)制或選擇機(jī)制，接收端會在正確地收到數(shù)據(jù)包并等待一段“短框間空間”之后傳送“確認(rèn)”(acknowledgement，簡寫為ACK)消息。如果數(shù)據(jù)包沒有被正確并完整地接收，接收端不會回復(fù)任何消息。如果發(fā)送端未能如預(yù)期收到“可傳送"消息或“確認(rèn)”消息，它會將其加倍，再重復(fù)上述過程。如果發(fā)送端成功地傳輸了數(shù)據(jù)包，它會重新將其“競爭窗口值"設(shè)為最小值，如果發(fā)送端連續(xù)失敗了一定次數(shù)，它會將嘗試傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包丟棄。
當(dāng)一個附近的無線通信裝置聽到“請求傳送"或“可傳送”消息，或聽到數(shù)據(jù)包傳輸，它會將它的“網(wǎng)絡(luò)配置向量”(network allocafion vector，簡稱為NAV)設(shè)定為相關(guān)的數(shù)據(jù)包與確認(rèn)消息所需時間。因為無線通信裝置不準(zhǔn)在它的網(wǎng)絡(luò)配置向量倒數(shù)至O之前傳送任何消息或封包，相關(guān)的“可傳送”消息、數(shù)據(jù)包與確認(rèn)消息可避免被此無線通信裝置碰撞。
增強(qiáng)型分布式協(xié)調(diào)方法(Enhanced DCF，簡稱為EDCF)IEEE 802.11e是向下兼容(backward compatible)于IEEE 802.11的介質(zhì)存取控制協(xié)議，并支持所有目前IEEE 802.11家族的實質(zhì)層協(xié)議，包括IEEE 802.11、11a、11b與11g。但I(xiàn)EEE 802.11e增強(qiáng)改進(jìn)了IEEE 802.11介質(zhì)存取控制協(xié)議。IEEE 802.11e正在定義“增強(qiáng)型分布式協(xié)調(diào)方法”與“混合式協(xié)調(diào)方法”(HCF)。
分布式協(xié)調(diào)方法與增強(qiáng)型分布式協(xié)調(diào)方法有幾項主要區(qū)別，首先，在分布式協(xié)調(diào)方法中，一個無線通信裝置只有一個等待列(queue)，而在增強(qiáng)型分布式協(xié)調(diào)方法，一個無線通信裝置最多可有八個獨(dú)立分開的等待列，每個交通類別(traffic category)可有一個各別的等待列。在這樣的“多串流模型"(multi-stream model)，不同的等待列彼此獨(dú)立地倒數(shù)計時(countdown)且獨(dú)立地控制競爭窗口的大小。但在這兩種協(xié)調(diào)方法中，一個等待列只能有一個數(shù)據(jù)包進(jìn)行倒數(shù)計時以競爭介質(zhì)的存取權(quán)利。
其次，在增強(qiáng)型分布式協(xié)調(diào)方法中各個交通類別用自己的“任意框間空間”(Arbitrary InterFrame Space，簡稱為AIFS)替代原先分布式協(xié)調(diào)方法的“分布式協(xié)調(diào)方法框間空間”。一個交通類別所用的“任意框間空間”不會在倒數(shù)計時的過程中改變。
第三，增強(qiáng)型分布式協(xié)調(diào)方法與分布式協(xié)調(diào)方法的倒數(shù)計時規(guī)則是稍微不同的。增強(qiáng)型分布式協(xié)調(diào)方法中，當(dāng)發(fā)送端觀察到一段空閑的“任意框間空間”之后，會馬上將其計數(shù)器數(shù)值減1。所以在增強(qiáng)型分布式協(xié)調(diào)方法中，計數(shù)器的初始值最小為1。
最后，在增強(qiáng)型分布式協(xié)調(diào)方法中，計算新“競爭窗口”大小的規(guī)則是不同的。高優(yōu)先權(quán)交通類別可使用小于2的“堅持因子”(persistentfactor，簡寫為PF)。也就是說，當(dāng)高優(yōu)先權(quán)(high-priority)交通類別的傳輸嘗試(transmission attempt)失敗時，它的“競爭窗口”大小雖會被增加(大約PF倍)，但不必被加倍。然而，不同的交通類別的“競爭窗口”大小不會被不同交通類別失敗的傳輸嘗試影響。一個無線通信裝置的任何“競爭窗口”大小不會因其它無線通信裝置的傳輸嘗試失敗而改變。正在倒數(shù)計時中的計數(shù)器亦因任何自身(同無線通信裝置，不同交通類別)或周遭失敗的傳輸嘗試而改變其值。
當(dāng)IEEE 802.11、IEEE 802.11e或文獻(xiàn)中記載的介質(zhì)存取控制協(xié)議被應(yīng)用在多步特別網(wǎng)絡(luò)或多步無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)時，會有幾個關(guān)于服務(wù)品質(zhì)、干擾和功率控制的獨(dú)特問題出現(xiàn)。這些問題在學(xué)術(shù)界及產(chǎn)業(yè)界尚未被充份了解，而文獻(xiàn)中尚無有效并且成本合理的解決方案。
該問題包括功率控制消息AC協(xié)議的變功隱暴兩難問題(Variable-Power Hidden/Exposed Dilemma(變功隱暴兩難問題))問題，和干擾隱暴兩難問題(Interference Hidden/Exposed Dilemma(IHTD))和特別網(wǎng)絡(luò)及多步無線局域網(wǎng)的交替阻擋問題。
功率控制介質(zhì)存取控制的變功隱暴兩難問題問題。
在CSMA中的變功隱暴兩難問題問題。
在可變功或異質(zhì)性(heterogeneous)無線網(wǎng)絡(luò)中，不同的設(shè)備可以有不同的最大傳輸功率/半徑。而且，一個無線設(shè)備可以根據(jù)傳輸/接收雙方之間的實際距離和噪音及干擾水平以不同的功率水平傳輸。事實上，在大多數(shù)以基于802.11的商用產(chǎn)品中可以支持多傳輸功率水平。
當(dāng)在可變功或異質(zhì)性特別網(wǎng)絡(luò)中單獨(dú)使用CSMA(沒有RTS/CTS對話)時，低功率的傳輸對附近的高功率傳輸是處于弱的地位。其原因是低功率傳輸?shù)妮d波在中等距離就不能被無線終端檢測到，因此，該無線終端可能會以高功率傳輸，與低功率傳輸產(chǎn)生碰撞。如果用于載波感測的硬件做得非常敏感，使低功率傳輸可以被無線終端檢測到以解決上述的變功隱暴兩難問題問題，那幺，暴露終端的問題總是會大大惡化，更準(zhǔn)確說，因為感測硬件非常敏感，在一個大范圍內(nèi)的高功率傳輸?shù)妮d波將被所有無線終端檢測到。然后在多步無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，所有的無線終端都會發(fā)生不必要的傳輸阻擋，極大減少了網(wǎng)絡(luò)的總處理能力。即便可以使用當(dāng)任意大/小感測范圍，CSMA單獨(dú)是不能同時解決不同類終端隱藏/暴露問題的隱藏和暴露問題部份。
在RTS/CTS協(xié)議中的變功隱暴兩難問題問題。
在IEEE 802.11中，支持CSMA/CA的選擇性的RTS/CTS對話。然而，IEEE 802.11或CSMA/CA也不能同時解決不同類型終端問題的隱藏和暴露問題部份。其原因是一個預(yù)定的接收端不可能決定附近無線終端的將來傳輸是否會干擾它的傳輸而產(chǎn)生阻擋。結(jié)果，預(yù)定的接收端的CTS消息將會不必要的阻擋某些潛在的傳輸端，并且會阻擋某些傳輸端以保護(hù)其接收。
例如，大多數(shù)用于特別網(wǎng)絡(luò)的功率控制消息AC協(xié)議[4-10]要求所有的以傳輸端和接收端以最大功率發(fā)出它們的RTS和CTS消息。無論選擇什么樣的靈敏度和CTS消息范圍，CSMA和RTS/CTS機(jī)制都不能同時解決不同終端的問題。因此，對IEEE 802，11的擴(kuò)展以解決上述變功隱暴兩難問題問題在支持具有高通過率的功率控制消息AC是迫切需要的。
在功率控制消息AC協(xié)議中的變功隱暴兩難問題問題在目前在所有這些協(xié)議中，有幾個節(jié)約能源消耗的功率控制消息AC協(xié)議[4-10]，均是基于所謂的BASIC方案[8]，這些協(xié)議要求所有的傳送端和接收端以最大的傳輸功率分別發(fā)出他們的RTS包和CTS消息，并且以盡可能小的功率發(fā)出相關(guān)的數(shù)據(jù)包和ACK消息。所有這些協(xié)議都不能增加相對于標(biāo)準(zhǔn)的IEEE.802.11的CSMA/CA協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)處理能力。
雖然對BASIC方案根據(jù)大小通過進(jìn)行了更仔細(xì)的選擇數(shù)據(jù)包和ACK消息的傳輸功率水平使之更精細(xì)。錯誤率和再傳輸可以減少，但在通過能力的改善仍有限，事實上，上述協(xié)議能夠解決不同類型的隱藏暴露終端問題，因為都使用最大可能的CTS消息的半徑，然而都會遭受到“變功隱暴兩難問題的問題“暴露部份”，即使該附近預(yù)定傳輸端具有很小的傳輸/干擾半徑，而且不會與那些CTS消息的發(fā)放端的接收發(fā)生碰撞，因為這樣的CTS消息不必要的阻擋附近的預(yù)定的傳輸。
在特別網(wǎng)絡(luò)和多步無線網(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng)中的干擾隱暴兩難問題問題在單步無線LAN中，一個無線通信裝置可以使用足夠敏感的CSMA硬件，確保能夠從所有其他無線通信裝置聽到傳輸。在這方面即使干擾半徑比傳輸半徑大得多，也不存在隱藏終端和碰撞的問題。
然而在特別網(wǎng)絡(luò)和多步無線LAN中情況不同，在該網(wǎng)絡(luò)中，對隱藏終端問題的解決方案是RTS/CTS對話。常RTS/CTS對話最先被提出時，它假定信息迅速衰減，使干擾半徑和傳輸半徑相類似。在這種假定下，隱藏終端問題可以根據(jù)CTS消息解決而無須敏感的CSMA硬件。然而該假定在許多特別網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中并不能保證，相反，干擾半徑一般比相關(guān)的傳輸半徑大，在這樣的環(huán)境中，一個節(jié)點(diǎn)不能從另一個節(jié)點(diǎn)接收到CTS消息，可能會傳輸一個封包和另一個節(jié)點(diǎn)的接收發(fā)生碰撞，因為另一個節(jié)點(diǎn)可能位于該節(jié)點(diǎn)的干擾半徑以內(nèi)，而該節(jié)點(diǎn)位于另一個節(jié)點(diǎn)的傳輸范圍之外。
應(yīng)注意，IEEE 802.11/11e并設(shè)有一個有效的解決存在于特別網(wǎng)絡(luò)和無線LAN中的干擾隱暴兩難問題問題的機(jī)制。如果我們假定感測半徑大于或等于傳輸半徑和相關(guān)的干擾半徑之和，那么干擾隱暴兩難問題的隱藏終端可以解決，然而，暴露終端問題就會惡化，其中許多附近無線通信裝置將會被不必要的阻擋。結(jié)果，無論我們是否假定IEEE 802.11e的無線通信裝置有非常敏感的CSMA硬件，還是有較小的感測范圍，都會使干擾隱暴兩難問題產(chǎn)生頻繁的碰撞，使IEEE 802.11/11e的性能在特雖網(wǎng)絡(luò)和無線LAN中大大下降。
另一個干擾隱暴兩難問題的情況是當(dāng)一個無線通信裝置在所有傳輸干擾半徑之外，卻因為多個周遭的傳輸而遭到干擾損毀。這是因為干擾信號有“累加”的效果。這個情況比前述情況更難解決。
現(xiàn)有技術(shù)與文獻(xiàn)中記載的方案尚無可用單一傳收器，并使用同一實質(zhì)層信道做協(xié)調(diào)控制以解決上述干擾隱暴兩難問題的方法。(在同一個實質(zhì)層進(jìn)行協(xié)調(diào)是必要的，以解決不同實質(zhì)層信道頻率有不同的傳播特性的問題。)IEEE 802.11e中的交替阻擋問題在實踐中，基于優(yōu)先權(quán)作為區(qū)分化服務(wù)和基于保存技術(shù)作為IntServ是提供Qos的主要方式。因為在移動特別網(wǎng)絡(luò)中，維持保存是非常困難的，也是很費(fèi)錢的，在這樣的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，我們集中在基于優(yōu)先權(quán)的技術(shù)方面，例如，在該網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，IEEE 802.11e移動終端(如一個預(yù)定傳輸端)具有高優(yōu)先權(quán)卻有很大的機(jī)會喪失對附近的低優(yōu)先權(quán)無線通信裝置的競爭力，因為該預(yù)定傳輸端可能被正在進(jìn)行的一個接收端所阻擋，同時，另一個附近的低優(yōu)行權(quán)的預(yù)定傳輸端不會對另一個接收端造成阻擋，該另一個接收端在預(yù)定傳輸端之前請求信道。然后低優(yōu)行權(quán)傳輸端的接收端可以繼續(xù)阻擋高優(yōu)先權(quán)的預(yù)定傳輸端。所以，在IEEE 802.11e中，由于附近的低優(yōu)行權(quán)無線通信裝置，高優(yōu)先權(quán)無線通信裝置會造成大的滯后，該問題不能通過IEEE 802.11e或其他各種機(jī)制得到解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種分布式的分離式的對話為基礎(chǔ)的干擾控制方法，可以解決干擾隱暴兩難問題，變功隱暴兩難問題和交替阻擋問題。基于分布式分離對話的無線通信裝置只需要單個傳收器(transceiver)，除了基于IEEE 802.11移動設(shè)備所要求的標(biāo)準(zhǔn)硬件之外，不需要額外的花費(fèi)或特殊的硬件。當(dāng)一個無線通信裝置有大于一個傳收器，本發(fā)明的干擾控制方法亦可使用并可利用多余的傳收器增加效率。
分布式分離對話可使用分布式可區(qū)分多方分離對話(DDMDD)來實現(xiàn)。通過對DDMDD的計算機(jī)模擬，顯示出與IEEE 802.11e相比可以大大增加網(wǎng)絡(luò)的處理能力。由于分布式分離對話所取得的改進(jìn)，本發(fā)明所提出的技術(shù)和機(jī)制可以應(yīng)用以獲得對IEEE 802.11的ge2IEEE 802.11e的擴(kuò)展，以便更好支持分離服務(wù)和在特別網(wǎng)絡(luò)和多步無線LAN中的傳輸、功率控制、與服務(wù)品質(zhì)。
本發(fā)明以分布式分離對話為基礎(chǔ)的干擾控制技術(shù)，以初始對話者區(qū)分，包括“送方初始干擾協(xié)調(diào)方法”(Sender-initiated InterferenceCoordination Approach(SICA))、“受方初始干擾協(xié)調(diào)方法”(Receiver-initiated Interference Coordination Approach(RICA))與“雙向干擾協(xié)調(diào)方法”(Bidirectional Interference Coordination Approach(BICA))。如果一個對話失敗，發(fā)現(xiàn)失敗者可以用另一個適當(dāng)?shù)姆椒ɡ^續(xù)對話以增進(jìn)效率。
分布式分離對話使用分布式的及可分離的控制消息來為發(fā)送端、接收端與周遭的無線通信裝置作干擾協(xié)調(diào)控制，以在適當(dāng)?shù)臅r機(jī)(例如，在多步特別網(wǎng)絡(luò)中，數(shù)據(jù)包足夠大時)為初始的送方，受方或身兼送方與受方的主動者取得傳輸權(quán)力并作適當(dāng)?shù)男?，以避免一個接收受到附近傳輸干擾損毀或碰撞損毀或一個傳輸將附近的接收干擾損毀或碰撞損毀。分布式分離對話可使用分布式可區(qū)分多方分離對話來實現(xiàn)此干擾協(xié)調(diào)工作。
本發(fā)明干擾控制方法可將多個干擾半徑較小的傳輸安排在附近區(qū)域同時傳輸并可解決暴露端點(diǎn)問題以增加輸出率?！白児o密空間再用”架構(gòu)可被用來實現(xiàn)多個傳輸?shù)陌才拧?br> 下面敘述本發(fā)明的細(xì)節(jié)、實現(xiàn)方式與許多選項。
在分布式分離對話中，對話(包括送方信息/受方信息、受方信息/送方信息或雙向?qū)υ?與相關(guān)的數(shù)據(jù)包之間可分離。當(dāng)它們分離時，送方信息、受方信息、送受方信息與受送方信息消息中包含這種額外的時間信息。對話中的送方信息消息與受方信息消息之間亦可分離。數(shù)據(jù)包晠與相關(guān)的確認(rèn)消息之間亦可分離。分離時間的上限與下限可依數(shù)據(jù)包的優(yōu)先等級區(qū)分。與一個數(shù)據(jù)包相關(guān)的干擾協(xié)調(diào)對話可以在同一個實質(zhì)層進(jìn)行以解決不同實質(zhì)層信道有不同的傳播特性的問題。一個無線通信裝置只需要一個傳收器(transceiver)即可有效地進(jìn)行干擾協(xié)調(diào)，但大于一個傳收器可增加效率。
分布式分離對話可由送方初始、受方初始或由身兼送方與受方的主動者初始(稱為雙向干擾協(xié)調(diào)方法)。雙向干擾協(xié)調(diào)方法可以使用對話來取得傳輸權(quán)力并作適當(dāng)?shù)男?，以避免其接收受到附近傳輸碰撞損毀。因此，雙向干擾協(xié)調(diào)方法可以與送方初始干擾協(xié)調(diào)方法及送方初始干擾協(xié)調(diào)方法在同一個網(wǎng)絡(luò)區(qū)域中共存及同時使用。除了集中式無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)之外，雙向干擾協(xié)調(diào)方法亦可以在分布式的特殊網(wǎng)絡(luò)中與多步無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中使用。(polling不能在分布式的特殊網(wǎng)絡(luò)中使用。相反地，Polling與以“請求傳送/可傳送”對話為基礎(chǔ)的“介質(zhì)存取控制機(jī)制不可同時使用(例如，在IEEE 802.11/11e中，它們必須在不同的時段使用)。
分布式分離對話在送方信息與受方信息消息之外增加了“第三者意見表達(dá)”消息。這種“第三者意見表達(dá)”機(jī)制是可選性的。一個無線通信裝置可選擇實現(xiàn)或不實現(xiàn)發(fā)送這種“第三者意見表達(dá)”消息的機(jī)制，但它需能在收到這種“第三者意見表達(dá)”消息之后不作被反對的傳輸。
本發(fā)明的干擾控制方法可使用“累積性干擾控制技術(shù)”來作干擾的估算或通知。接收端使用干擾的估算結(jié)果來用來決定是否能夠正確接收一個數(shù)據(jù)包，并可建議發(fā)送端應(yīng)使用的時段與傳輸功率。計算的結(jié)果并被接收端用來決定是否應(yīng)傳輸一個新的送方信息消息來通知周遭的無線通信裝置它們在相關(guān)時段被它允許的最大傳輸功率。一個預(yù)定接收數(shù)據(jù)包的無線通信裝置如果收到一個要求在重疊時段傳輸?shù)乃头叫畔⒂嵪?但這個無線通信裝置并不是該送方信息訊息的接收端)，它會計算其相關(guān)的數(shù)據(jù)包對自己的接收將產(chǎn)生的干擾強(qiáng)度。當(dāng)此無線通信裝置發(fā)現(xiàn)新增加的干擾強(qiáng)度將會導(dǎo)至它即將接收的數(shù)據(jù)包被干擾而可能損壞，它可以傳送一個“第三者意見”訊息給發(fā)送該送方信息訊息的無線通信裝置?！暗谌咭庖姳磉_(dá)機(jī)制”可讓一個無線通信裝置阻止周遭會干擾到自己接收的傳輸?！暗谌咭庖姟庇嵪⒖梢园藷o線通信裝置的時間表，例如在它預(yù)定接收的時段或在該送方信息訊息要求的時段該送方信息訊息發(fā)送者可使用的最大傳輸功率。
在“累積性干擾控制技術(shù)”中有幾個參數(shù)，包括最大可能“干擾半徑”、最大可能“被干擾半徑”與一個或多個“門檻”干擾強(qiáng)度值。最大可能“干擾半徑”定義為當(dāng)該相關(guān)的發(fā)送端傳輸其數(shù)據(jù)包時，可能會對周遭無線通信裝置大于某“門檻”干擾強(qiáng)度的最大距離。最大可能“被干擾半徑”定義為當(dāng)一個無線通信裝置使用該信道與時段的最大容許傳輸功率時，可能會對該相關(guān)的接收端造成大于某“門檻”干擾強(qiáng)度的最大距離。當(dāng)一個發(fā)送端傳送它的送方信息消息時，它會盡可能地讓在最大可能“干擾半徑”內(nèi)的無線通信裝置知道它將對它們造成的干擾強(qiáng)度。當(dāng)一個接收端傳送送方信息消息時，它會盡可能地讓在最大可能“被干擾半徑”內(nèi)的無線通信裝置知道它們可使用的最大容許傳輸功率。
“累積性干擾控制技術(shù)”可使用“累積性干擾強(qiáng)度估算機(jī)制”來估計在一個無線通信裝置感興趣的時段在其位置的最大干擾強(qiáng)度。在此機(jī)制中，某時間點(diǎn)的干擾強(qiáng)度不是以單一的測量而得，而是以先前收到的送方信息消息的個別干擾強(qiáng)度累加而估計。如果收到更多包含某時間點(diǎn)的的送方信息消息，則對該時間點(diǎn)的干擾強(qiáng)度的估計會根據(jù)這些送方信息消息而增加。
在“累積性干擾控制技術(shù)”中，發(fā)送端可以使用“功率遞減信號法”讓收到送方信息消息的無線通信裝置作干擾強(qiáng)度的累積性估算。使用“功率遞減信號法“作干擾強(qiáng)度估算時，發(fā)送端在送方信息消息的末端加入一個功率隨時間遞減的信號。周遭的無線節(jié)點(diǎn)只需測量其所收到的，超過某門檻強(qiáng)度的，信號的時間長度即可估計該送方信息消息的信號強(qiáng)度，將其信號強(qiáng)度乘上數(shù)據(jù)包將使用的傳輸功率除以此送方信息消息的傳輸功率(再經(jīng)過適當(dāng)?shù)男拚?，便可得到其相關(guān)的數(shù)據(jù)包將對自己造成的干擾強(qiáng)度。使用功率遞減信號法作干擾強(qiáng)度估算時，周遭的無線節(jié)點(diǎn)無需配備測量信號強(qiáng)度的特別硬件亦可得知所收送方信息消息功率及預(yù)估相關(guān)的數(shù)據(jù)包將對自己產(chǎn)生的干擾強(qiáng)度。
“累積性干擾控制技術(shù)”可以讓接收端使用“觸發(fā)式允許功率通知”機(jī)制來例如自己的接收作宣告。在此機(jī)制中有幾個參數(shù)最大可能“被干擾半徑”，“剩余干擾強(qiáng)度”，“未來安全門檻值”，與“漏算安全門檻值”。最大可能“被干擾半徑”定義為當(dāng)一個無線通信裝置使用該信道與時段的最大容許傳輸功率時，可能會對該接收端造成大于某“門檻”干擾強(qiáng)度的最大距離。當(dāng)一個接收端以一個“累積性干擾強(qiáng)度估算機(jī)制”或類似的方法發(fā)現(xiàn)在它接收的時段，“未來安全門檻值”已被超過，則“觸發(fā)式允許功率通知”機(jī)制會被觸發(fā)，而此接收端以送方信息消息盡可能地通知在最大可能“被干擾半徑”內(nèi)的無線通信裝置--在某時段，對這個接收而言--它們可使用的最大容許傳輸功率。當(dāng)“累積性干擾強(qiáng)度估算機(jī)制”或其它使用的方法所遺漏而未考量進(jìn)來的干擾及誤差不超過“漏算安全門檻值”，則此數(shù)據(jù)包的接收被干擾損毀的機(jī)率應(yīng)低于某門檻值。
“觸發(fā)式允許功率通知”可使用“觸發(fā)式變功允許功率通知”機(jī)制來實現(xiàn)。此機(jī)制使用功率遞減信號法通知在最大可能“被干擾半徑”內(nèi)的無線通信裝置--在某時段，對這個接收而言--它們可使用的最大容許傳輸功率。接收端在受方信息信息消息的末端加入一個功率隨時間遞減的信號。周遭的無線節(jié)點(diǎn)只需測量其所收到的，超過某門檻強(qiáng)度的，信號的時間長度即可估計該受方信息消息的信號強(qiáng)度，并進(jìn)而自己被允許的最大容許傳輸功率。使用“觸發(fā)式變功允許功率通知”機(jī)制或功率遞減信號法時，周遭的無線節(jié)點(diǎn)無需配備測量信號強(qiáng)度的特別硬件亦可得知最大容許傳輸功率。
在送方初始干擾協(xié)調(diào)方案的送方信息/受方信息對話中，發(fā)送端先送出送方信息消息。當(dāng)接收端收到這個消息，它會根據(jù)先前收的送方信息消息估計在發(fā)送端建議的傳輸時間的干擾強(qiáng)度。如果接收端不能在建議的時間接收此傳輸功率的數(shù)據(jù)包，它可以使用受方初始干擾協(xié)調(diào)機(jī)制來邀請發(fā)送端傳送這個封包，并在其受方信息消息中建議新的傳輸時間或傳輸功率。如果發(fā)送端不能采納接收端的建議來傳送封包，它可以使用送方初始干擾協(xié)調(diào)機(jī)制來建議另一個新的時間或功率。這個交替過程可被重復(fù)地使用直到傳輸成功或直到此封包被丟棄。發(fā)送端與接收端可利用這些送方信息消息、受方信息消息或額外的控制消息交換彼此的時間表，包括可接收或傳送的物理層信道以及相關(guān)的時間點(diǎn)或區(qū)段與傳輸功率或干擾強(qiáng)度。
在受方初始干擾協(xié)調(diào)方案的受方信息/送方信息對話失敗后，亦可以送方初始干擾協(xié)調(diào)方案接替。這個交替過程可被重復(fù)地使用直到傳輸成功或直到此封包被丟棄。發(fā)送端與接收端可利用這些送方信息消息、受方信息消息或額外的控制消息交換彼此的時間表，包括可接收或傳送的物理層信道以及相關(guān)的時間點(diǎn)或區(qū)段與傳輸功率或干擾強(qiáng)度。
在雙向干擾協(xié)調(diào)方法中，主動者不完全成功的送受方信息/受送方信息對話可接著以被動者的送受方信息/受送方信息重新協(xié)商，再接著以主動者的送受方信息、受送方信息、受方信息或送方信息回復(fù)或協(xié)商，再接著以被動者的送受方信息、受送方信息、送方信息或受方信息回復(fù)或協(xié)商，余此類推。這個交替過程可被重復(fù)地使用直到傳輸成功或直到封包被丟棄。主動者與被動者可利用這些送方信息消息、受方信息消息或額外的控制消息交換彼此的時間表，包括可接收或傳送的物理層信道以及相關(guān)的時間點(diǎn)或區(qū)段與傳輸功率或干擾強(qiáng)度；分布式可區(qū)分多方分離對話架構(gòu)使用“區(qū)分延后存取間隔法”以支持DiffServ，高優(yōu)先權(quán)封包可使用較大的“延后存取間隔”。如此一來，高優(yōu)先權(quán)的封包的傳送/接收要求可避免來自低優(yōu)先權(quán)封包的競爭，而有效地支持DiffServ。此法若用在“同信道控制消息”方案中，控制消息時段的每一個時間點(diǎn)對應(yīng)到其后某個“數(shù)據(jù)包時段”的某一個時間點(diǎn)，然后，高優(yōu)先權(quán)封包可使用較大的“延后存取間隔”。此法并可將“控制消息時段”進(jìn)一步劃分為幾個不同的時區(qū)。第一個時區(qū)可供優(yōu)先權(quán)較高的對話使用，第二個時區(qū)可供優(yōu)先權(quán)次高的對話使用。
分布式可區(qū)分多方分離對話架構(gòu)包括區(qū)分隨機(jī)倒數(shù)法，作為一個可選用的機(jī)制。即使“區(qū)分隨機(jī)倒數(shù)法”在一個網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中被實現(xiàn)或支持，這個機(jī)制也不必在所有的無線節(jié)點(diǎn)實現(xiàn)。實現(xiàn)這個機(jī)制與未實現(xiàn)這個機(jī)制的無線節(jié)點(diǎn)可在一個網(wǎng)絡(luò)區(qū)域中共存，可有效地支持DiffServ和碰撞率控制此法可用Ki元隨機(jī)倒數(shù)機(jī)制，在該Ki元隨機(jī)倒數(shù)機(jī)制之中，參加一個新回合競爭的無線節(jié)點(diǎn)選擇一適當(dāng)?shù)摹案偁帞?shù)字”。
競爭數(shù)字最多包括3個部份(1)優(yōu)先數(shù)字，(2)隨機(jī)數(shù)字，和(3)識別(ID)數(shù)字。競爭數(shù)字以混合位K1，K2，...，Kn位表示。一個競爭數(shù)字?jǐn)?shù)元對應(yīng)一個競爭回合。競爭數(shù)字最大者會生存其競爭回合。生存所有競爭回合者成為伏勝者而有權(quán)利在相對應(yīng)的時段傳送控制消息。此法可使用“前端長度編碼”、“后端長度編碼”、“前端位置編碼”或“后端位置編碼”來表達(dá)競爭數(shù)字值。在一個網(wǎng)絡(luò)中，所有的無線節(jié)點(diǎn)必須使用相同的編碼。
“區(qū)分隨機(jī)倒數(shù)法”可有效地支持碰撞率控制。碰撞率控制可控制控制消息之間與數(shù)據(jù)包之間干擾損壞或碰撞損壞的機(jī)率，進(jìn)而增加干擾強(qiáng)度估算的準(zhǔn)確性。
本發(fā)明干擾控制方法可以“變功緊密空間再用”架構(gòu)來將多個干擾半徑較小的傳輸安排在附近區(qū)域同時傳輸并可解決暴露端點(diǎn)問題以增加輸出率?！白児o密空間再用”架構(gòu)使用分離暗示式群組確認(rèn)消息/機(jī)制，并可選擇性地使用區(qū)分功率多信道協(xié)調(diào)機(jī)制。
分離暗示式群組確認(rèn)機(jī)制使用暗示性的確認(rèn)作為一個可選用的成本有效的確認(rèn)機(jī)制，在這種確認(rèn)機(jī)制中，接收端如果正確地收到一個數(shù)據(jù)包后，它會保持沉默，然而，如果使用對話所安排的數(shù)據(jù)包傳輸未能在預(yù)定的時段正確地被接收端所接收，則接收端會對發(fā)送端回復(fù)一個“接收失敗通知”消息，發(fā)送端在收到一個無需傳送消息后，會在時限內(nèi)傳送另一個送方信息消息來重新傳輸這個失敗的數(shù)據(jù)包；如果接收端沒有在時限內(nèi)收到該發(fā)送端重新安排傳輸?shù)恼埱?，它會重新傳送一個無需傳送消息，接收端會重復(fù)此程序一直到該數(shù)據(jù)包被成功地接收為止，或直到超過時限而放棄該數(shù)據(jù)包。
當(dāng)受方初始干擾協(xié)調(diào)方法被支持時，未能在預(yù)定的時段正確地接收數(shù)據(jù)包的接收端也可以使用受方初始干擾協(xié)調(diào)方法來直接要求該失敗的數(shù)據(jù)包的重新傳輸，它會重復(fù)地要求直到該數(shù)據(jù)包被成功地接收為止，或直到超過時限而放棄該數(shù)據(jù)包。
“暗示性確認(rèn)消息”需解決的一個問題是發(fā)送端需在發(fā)送過一個數(shù)據(jù)包后仍將其保留在它的網(wǎng)絡(luò)配接卡的內(nèi)存中，一直到它確定該數(shù)據(jù)包已被正確地接收而不再需要或過時而丟棄。方法之一是將其保留一段足夠是的時間。另一種方法是用“在肩上”的方式將目前已收到的數(shù)據(jù)包序號放在數(shù)據(jù)包的首部或送方信息消息中，然后可以用一個“自動重傳要求”機(jī)制來決定數(shù)據(jù)包是否可被丟棄。第三種方法是使用“群組確認(rèn)”機(jī)制，在該方法中，接收端在接收到一定數(shù)量的數(shù)據(jù)包之后才回復(fù)一個“群組確認(rèn)”消息，如果在時限內(nèi)接收的數(shù)據(jù)包尚未達(dá)到一定數(shù)量，接收端仍需回復(fù)一個“群組確認(rèn)”消息。發(fā)送端亦可要求接收端發(fā)送明白地發(fā)送一個確認(rèn)消息或無需傳送消息。其它方法亦可能被使用。
在所述的區(qū)分功率多信道協(xié)調(diào)機(jī)制中，該機(jī)制可使用一個共享的實質(zhì)層信道讓無線節(jié)點(diǎn)來對話并選擇另一個實質(zhì)層信道來作為數(shù)據(jù)包的傳輸。此機(jī)制亦可使用在時間上不互相重迭的時段來作為控制訊息的傳輸。第三種方法是當(dāng)一個無線節(jié)點(diǎn)欲與另一個無線節(jié)點(diǎn)對話時，它可猜那個無線節(jié)點(diǎn)最可能聆聽的實質(zhì)層信道，并使用該信道與之對話。如果它無法在時限內(nèi)得到響應(yīng)，則它可在所有信道的控制訊息時段發(fā)出“尋人啟示”訊息。在此訊息中它會附上讓被尋者可找到它的指示。
在使用分布式可區(qū)分多方分離對話架構(gòu)初始對話之前，可采用區(qū)域性互動后退控制方法，使無線節(jié)點(diǎn)先倒數(shù)至零以獲取它傳送控制消息的權(quán)利，在該區(qū)域性后退控制方法中，競爭窗口是根據(jù)一個區(qū)域的交通狀況而控制，而不是依據(jù)一個無線節(jié)點(diǎn)本身的碰撞損壞狀況而控制。
無線節(jié)點(diǎn)用它所在位置控制消息信道或控制消息時段繁忙的百分比估計該位置的企圖率，用它最近傳輸或接收的控制消息碰撞率估計該位置的碰撞率，估計它傳送的RI消息的碰撞率以及用該位置在最近無法辨識的控制消息數(shù)比上可辨識的控制消息數(shù)以作為估計的碰撞率。如果一個無線節(jié)點(diǎn)觀察到的碰撞率、企圖率或一個綜合的指針值大于某個“門檻”值，而且它有數(shù)據(jù)包需傳送或接受，則它將通知附近的無線節(jié)點(diǎn)來增大它們的CW值，以及建議增加的倍數(shù)。反之，如果一個無線節(jié)點(diǎn)觀察到的碰撞率、企圖率或一個綜合的指針值小于另一個“門檻”值，則它可讓附近的無線節(jié)點(diǎn)知道它所在的位置碰撞率與企圖率并不大；一個無線節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)它收到上述碰撞/企圖率的消息后馬上作出增減CW的決定。一個無線節(jié)點(diǎn)計算它最近每個交通類別的CW加權(quán)平均值，它再將這些得到的歷史CW值，使用SI、RI、Hello或其它背景消息廣播給附近的無線節(jié)點(diǎn)，一個無線節(jié)點(diǎn)會試著保持它的CWs在這些一般CW值附近。
當(dāng)多重預(yù)先排序法被使用時，一個交通類別中許多數(shù)據(jù)包可同時被安排傳輸時間。一個交通類別的等待列的前幾個數(shù)據(jù)包可以任意的順序被傳輸，多于一個數(shù)據(jù)包的傳輸亦可被安排。如此一來，延遲時間可大幅降低而不會因多步的傳輸而累積，并可降低控制消息的額外開銷。
在區(qū)域性互動后退控制方法中，不同交通類別之間也會交互作用。例如，一個高優(yōu)先級的傳輸失敗可使該無線通信裝置或周遭無線通信裝置較低優(yōu)先級的CW增加。而高優(yōu)先級的傳輸失敗可反使該數(shù)據(jù)包的CW減小，但幾次傳輸失敗后其CW必須增加以保持網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定。
下面介紹幾種協(xié)調(diào)方法的技術(shù)特點(diǎn)與細(xì)節(jié)。這些細(xì)節(jié)包括許多可作為分布式分離對話的具體實施方式
的參考資料。
送方初始干擾協(xié)調(diào)方法(SICA)的基本操作SICA使用“送方信息/受方信息”(Sender Information/ReceiverInformation(SIRI))對話來為所有在特別網(wǎng)絡(luò)和多步無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的傳輸。“送方信息”(Sender Information，或稱“SI消息”)與IEEE 802.11/11e的“請求傳送”消息有點(diǎn)類似，而“受方信息”(Receiver Information，或稱“RI消息”)與IEEE 802.11/11e的“可傳送”消息有點(diǎn)類似。但它們的方法、操作程序與消息格式皆不盡相同。在SICA中，所有在特別網(wǎng)絡(luò)和多步無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的傳輸皆需使用SIRI對話。因為SI消息可以取得發(fā)送端的傳輸權(quán)力，然而RI消息可以為接收端的接收作適當(dāng)?shù)男?。因此，在以SICA為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，數(shù)據(jù)包之間的碰撞通?？杀挥行У乇苊?。在SICA中，SIRI對話和確認(rèn)消息與相關(guān)的數(shù)據(jù)包的傳輸可以分離。這就是我們把分布式分離對話稱作“分離對話”的主要原因。在本發(fā)明中，我們把SIRI對話與相關(guān)的數(shù)據(jù)包之間的間隔時間稱為“延后存取間隔”(postponedaccess space(PAS))。因此，在SICA與分布式分離對話中，SI與RI消息需包含這種額外的時間信息。此外，SI消息與相關(guān)的RI消息之間也分離。這對傳播延遲大的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境特別有用。當(dāng)“區(qū)分隨機(jī)倒數(shù)法”被使用時，這種彈性可減少控制消息所造成的額外開銷(overhead)。
在SICA或分布式分離對話中無線通信裝置不必準(zhǔn)確地同步化或?qū)r間軸劃分為時間槽(time slots)。當(dāng)不同的實質(zhì)層信道被數(shù)據(jù)包和相關(guān)的對話使用時，時間軸完全不必同步化，當(dāng)同樣的實質(zhì)層信道被數(shù)據(jù)包和相關(guān)的對話使用時，時間軸需“概略地”(roughly)同步化。
在SICA的SIRI對話中，發(fā)送端先送出SI消息。當(dāng)接收端收到這個SI消息，它會檢查它是否能在發(fā)送端建議的時間接收此數(shù)據(jù)包。如果可以，則它會回復(fù)SI消息給發(fā)送端。否則，它可保持“緘默”。如果這對發(fā)送端與接收端有RICA的方法，則接收端亦可使用RICA來邀請發(fā)送端在新建議的時間傳送這個封包。接收端與發(fā)送端可利用這些SI和RI消息或額外的控制消息交換彼此可接收或傳送的實質(zhì)層信道以及相關(guān)的時間點(diǎn)或區(qū)段。
需要注意的一點(diǎn)是，在SICA與分布式分離對話中，SI與RI消息也會對周遭的無線通信裝置產(chǎn)生影響；相反地，周遭的無線通信裝置也可對正在對話中的發(fā)送端或接收端提出異議或其它意見。為了支持功率控制和高效率的“空間再用”(special reuse)并解決干擾問題，我們提出“變功緊密空間再用”(variable-power compact special reuse(VPCSR))架構(gòu)。
受方初始干擾協(xié)調(diào)方法(RICA)RICA使用“受方信息/送方信息”(Receiver Information/SenderInformation(RISI))對話來取得接收權(quán)力并作適當(dāng)?shù)男?。RICA與SICA頗為類似。相同的操作在此小節(jié)不再累述。它們之間的的主要區(qū)別在于RICA適用于接收的情況，而SICA適用于傳輸?shù)那闆r。因為這個用途上的差異，在它們的對話中，SI和RI消息的使用順序剛好相反。另一個較細(xì)微的差異在于“邀請端”未必知道它的“被邀請端”真的有封包需要傳送。當(dāng)被邀請端沒有封包可傳送時，它會回復(fù)一個“無需傳送”(nothing-to-send(NTS))消息給邀請端。如果被邀請端有封包需要傳送但是無法在邀請端建議的時間傳送，則它可使用SICA來請求傳送這個封包。SICA與RICA可如此交替使用直到成功傳輸或直到此封包被丟棄。
RICA與polling的主要區(qū)別在于polling并不用其詢問消息(pollmessages)或回復(fù)消息來作宣告。并且，polling用在有“存取點(diǎn)”(accesspoint)的無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，而且polling是在“無競爭期間”(contention-freeperiod(CFP))使用，所以polling不需用它的詢間消息或回復(fù)消息來取得傳輸或接收的權(quán)力。所以polling只能用在有“存取點(diǎn)”的集中式無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，而RICA則可用在集中式無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)與分布式對等(peer-to-peer)的特別網(wǎng)絡(luò)雙向干擾協(xié)調(diào)方法(BICA)BICA與SICA及RICA的主要區(qū)別在于它們使用的對話。在“雙向請求”對話中，“主動端”先送出“送受信息”(Sender/Receiver Information，或稱“SRI消息”)。如果“被動端”可在主動端建議的時間接收封包，則被動端回復(fù)“受送信息”(Receiver/Sender Information，或稱“RSI消息”)。如果主動端有封包需傳送，則它會把此消息的“請求傳送位”(RTS bit)值設(shè)為1并附上建議的傳送時間，否則，它會把此消息的“請求傳送位”值設(shè)為0。
如果主動端收到的“請求傳送位”值是0，則此對話結(jié)束。然而，如果主動端收到的“請求傳送位”值是1，則它會檢查它是否能在被動端建議的傳送時間接收封包。如果可以，它會回復(fù)一個RI消息，否則，它會使用RICA來邀請被動端傳送這個封包。和SICA與RICA一樣，主動端與被動端可利用這些對話消息或額外的消息交換彼此可接收或傳送的時間點(diǎn)或區(qū)段。相同的操作在此處不再贅述。
BICA與polling的主要區(qū)別與RICA和polling之間的差異類似。其細(xì)節(jié)在此不再贅述。
下面敘述DDMDD的“區(qū)分化服務(wù)”(DiffServ)支持。DDMDD是分布式分離對話的一種實現(xiàn)方式。這些細(xì)節(jié)包括許多可作為分布式分離對話的具體實施方式
的參考資料。
DDMDD的DiffServ支持DDMDD的DiffServ支持是以區(qū)分“延后存取間隔”使用值為基礎(chǔ)的。但是DDMDD另可選擇性地使用“區(qū)分隨機(jī)倒計數(shù)法”(differentiatedrandom countdown(DRC))以支持DiffServ與“碰撞率控制”。因為DDMDD與生俱來的區(qū)分交通類別的能力，我們把這種對話稱為“可區(qū)分對話”(differentiated dialogues)，這種區(qū)分能力可進(jìn)一步用來支持DDMDD的公平化(fairness)。
區(qū)分延后存取間隔法(Differentiated PAS Approach)在DDMDD中，高優(yōu)先權(quán)(high-priority)封包可使用較大的“延后存取間隔”。如此一來，當(dāng)所使用的“延后存取間隔”比任何低優(yōu)先權(quán)(low-priority)封包準(zhǔn)許使用的“延后存取間隔”大時，我們可保證不論是SICA、RICA或BICA所建議的傳送/接收時間絕對尚未被任何低優(yōu)先權(quán)封包使用。因此，高優(yōu)先權(quán)的封包的傳送/接收要求可避免來自低優(yōu)先權(quán)封包的競爭，而有效地支持DiffServ。我們計算機(jī)仿真的結(jié)果顯示DDMDD在特別網(wǎng)絡(luò)中的DiffServ支持比IEEE 802.11e的DiffServ有效很多倍。
在DDMDD中，數(shù)據(jù)包與相關(guān)的控制消息可在不同的實質(zhì)層信道傳送或在同一個實質(zhì)層信道傳送。當(dāng)不同的實質(zhì)層信道被使用時，以上的DiffServ支持可以直接被實現(xiàn)。然而，當(dāng)相同的實質(zhì)層信道被使用時，有一個新的“對應(yīng)”(mapping)觀念必須先被實現(xiàn)。以下我們解釋其細(xì)節(jié)。
當(dāng)相同的實質(zhì)層信道給數(shù)據(jù)包與控制消息使用時，我們必須把這些控制消息集中起來。這個原因是，在特別網(wǎng)絡(luò)中為了解決，控制消息必須使用比數(shù)據(jù)包更大的傳輸范圍。因此，如果數(shù)據(jù)包與控制消息被交雜在一起時，有些制消息會與較遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)包發(fā)生碰撞(因為發(fā)送該控制消息的發(fā)送端并不知道該接收的存在)。
為了實現(xiàn)上述的DiffServ支持，我們可將“控制消息時段”的每一個時間點(diǎn)對應(yīng)到其后某個“數(shù)據(jù)包時段”的某一個時間點(diǎn)。然后，高優(yōu)先權(quán)封包可使用較大的“延后存取間隔”。例如，低優(yōu)先權(quán)封包只被準(zhǔn)許使用要求傳送/接收時間所對應(yīng)的時間點(diǎn)之前3個時間單位內(nèi)的區(qū)段來傳送相關(guān)的控制消息，而高優(yōu)先權(quán)封包可使用要求傳送/接收時間所對應(yīng)的時間點(diǎn)之前10個時間單位來傳送相關(guān)的控制消息。
與不同實質(zhì)層信道的方法不同之處是相同實質(zhì)層信道的方法反而多了一點(diǎn)彈性。如果“控制消息時段”中對應(yīng)的時間點(diǎn)過了之后對應(yīng)的“數(shù)據(jù)包時段”仍未被使用，補(bǔ)充性(fill-in)交通仍可利用這剩余部分的“控制消息時段”來作對話。另一個不同的地方是相同實質(zhì)層信道的方法可將“控制消息時段”進(jìn)一步劃分為幾個不同的時區(qū)。第一個時區(qū)可供優(yōu)先權(quán)較高的對話使用，第二個時區(qū)可供優(yōu)先權(quán)次高的對話使用，余此類推。
區(qū)分隨機(jī)倒數(shù)法的優(yōu)先化與碰撞率控制“區(qū)分隨機(jī)倒數(shù)法”是DDMDD的一個可選用的機(jī)制。以DDMDD為基礎(chǔ)的方法并不需要實現(xiàn)“區(qū)分隨機(jī)倒數(shù)法”來正確地操作。即使“區(qū)分隨機(jī)倒數(shù)法”在一個網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中被實現(xiàn)或支持，這個機(jī)制也不必在所有的無線通信裝置實現(xiàn)。也就是說，實現(xiàn)這個機(jī)制與未實現(xiàn)這個機(jī)制的無線通信裝置可在一個網(wǎng)絡(luò)區(qū)域中共存。
DRC可有效地支持DiffServ，并可控制控制消息之間與數(shù)據(jù)包之間碰撞的機(jī)率。在本發(fā)明中，我們將后者稱為“碰撞率控制”?！芭鲎猜士刂啤睂DMDD計算干擾程度與剩余容忍度的能力很有幫助。
“Ki元隨機(jī)倒數(shù)”(KRC)機(jī)制在Ki元隨機(jī)倒數(shù)機(jī)制(Ki-ary Random Countdown(KRC))中，參加一個新回合競爭的無線通信裝置選擇一適當(dāng)?shù)摹案偁帞?shù)字”(competitionnumber(CN))。KRC的競爭數(shù)字最多包括3個部份(1)優(yōu)先數(shù)字，(2)隨機(jī)數(shù)字，和(3)識別(ID)數(shù)字。
為了簡化協(xié)議的描述，在以下的例子中我們假設(shè)所有的競爭數(shù)字有相同的長度，而且所有參與競爭的無線通信裝置同步至相同的競爭空位。在DDMDD中，不同步或不同長度的競爭數(shù)字亦可被使用。
PKC可以使用“前端長度編碼”、“后端長度編碼”或“位置編碼”來表達(dá)競爭數(shù)字值。但是在一個網(wǎng)絡(luò)中，所有的無線通信裝置必須使用相同的編碼。在開始倒數(shù)競爭時，競爭數(shù)字的第一個K1元數(shù)元(K1-ary digit)大于0的無線通信裝置傳送一個脈沖信號(pulse signal)至“競爭范圍”(competition range)內(nèi)的所有無線通信裝置。假設(shè)某個無線通信裝置的第一個競爭數(shù)元是x1。當(dāng)“前端長度編碼”被使用時，則此無線通信裝置需從第一個“競爭空位”(competition slot)的開始位置傳脈沖信號，并持續(xù)x1個時間單位(time units)。所有參與競爭的無線通信裝置會在不傳脈沖信號的時候聆聽其傳送脈沖信號時使用的信道。如果某個無線通信裝置發(fā)現(xiàn)在它保持沉默的時候有其它的無線通信裝置在傳送脈沖信號，則它會輸?shù)暨@回合的競爭。否則，它生存下來并繼續(xù)參與下一個回合的競爭。
在第i個“競爭空位”時，只有在前i-1個回合皆生存下來的無線通信裝置有權(quán)力參與競爭。假設(shè)某個無線通信裝置的競爭數(shù)字是(x1，x2，...，xn)。它的第i個競爭數(shù)元是xi。則當(dāng)“前端長度編碼”被使用時，此無線通信裝置需從第i個“競爭空位”的開始位置傳脈沖信號，并持續(xù)x1個時間單位。與在第一個“競爭空位”時所使用的規(guī)則相同，所有參與競爭的無線通信裝置會在不傳脈沖信號的時候聆聽其傳送脈沖信號時使用的信道。如果某個無線通信裝置發(fā)現(xiàn)在它保持沉默的時候有其它的無線通信裝置在傳送脈沖信號，則它會輸?shù)暨@回合的競爭。否則，它生存下來并繼續(xù)參與下一個回合的競爭。
當(dāng)“后端長度編碼”被使用時，第i個競爭數(shù)元是xi的無線通信裝置先聆聽第i個“競爭空位”的前Ki-xi-1個時間單位。如果沒有其它的無線通信裝置在傳送脈沖信號，則它生存下來并可繼續(xù)參與下一個回合的競爭。它并且會從倒數(shù)第x1個時間單位開始傳脈沖信號，一直到該“競爭空位”結(jié)束為止。
當(dāng)“前端位置編碼”被使用時，第i個競爭數(shù)元是xi的無線通信裝置需在第i個“競爭空位”的第xi個時間單位傳脈沖信號，并僅持續(xù)一個時間單位。所有參與競爭的無線通信裝置會在傳脈沖信號之后聆聽其傳送脈沖信號時使用的信道。如果某個無線通信裝置發(fā)現(xiàn)在它保持沉默之后有其它的無線通信裝置在傳送脈沖信號，則它會輸?shù)暨@回合的競爭。否則，它生存下來并繼續(xù)參與下一個回合的競爭。
當(dāng)“后端位置編碼”被使用時，第i個競爭數(shù)元是xi的無線通信裝置先聆聽第i個“競爭空位”的前Ki-xi-1個時間單位。如果沒有其它的無線通信裝置在傳送脈沖信號，則它生存下來并可繼續(xù)參與下一個回合的競爭。它并會在該“競爭空位”的第xi個時間單位傳脈沖信號，并僅持續(xù)一個時間單位。
如果一個無線通信裝置在所有的“競爭空位”皆成功地生存下來，則它成為一個“競爭優(yōu)勝者”?！案偁巸?yōu)勝者”有權(quán)力在接下來的時間或其個對應(yīng)于此“競爭回合”(competition round)的時段傳送它的控制消息。當(dāng)所有競爭的無線通信裝置所使用的競爭數(shù)字皆是不同的，我們可保證它是在它的“競爭范圍”之內(nèi)唯一的優(yōu)勝者。如此一來，當(dāng)“競爭范圍”夠大時，控制消息之間的碰撞可被完全避免。當(dāng)我們使用較短的競爭數(shù)字乃至于不同的無線通信裝置可能使用相同的競爭數(shù)字，或當(dāng)“競爭范圍”不夠大時，控制消息之間的碰撞是可能發(fā)生的。但是，碰撞的機(jī)率可由競爭數(shù)字的長度控制，進(jìn)而減少控制消息所造成的額外開銷并實現(xiàn)有效的“碰撞控制”。
“區(qū)分隨機(jī)倒數(shù)法”中優(yōu)先化的使用當(dāng)DRC被使用時，SI消息與RI消息可分離而不需緊跟在彼此之后。SIRI中的RI消息可使用最高優(yōu)先級的競爭數(shù)字，而時I消息可根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)包使用次高或較低優(yōu)先級的競爭數(shù)字。相反地，RISI中的SI消息可使用最高優(yōu)先級的競爭數(shù)字，而RI消息可根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)包使用次高或較低優(yōu)先級的競爭數(shù)字。確認(rèn)消息可使用最高優(yōu)先級的競爭數(shù)字，而背景(background)控制消息(例如“問候消息”可使用最較低優(yōu)先級的競爭數(shù)字。
下面詳細(xì)敘述分布式分離對話消息、對話和干擾控制技術(shù)的細(xì)節(jié)。這些細(xì)節(jié)包括許多可作為具體實施方式
的參考資料。
在SICA與分布式分離對話中，我們可在SI與RI消息之外增加了“第三者意見表達(dá)機(jī)制”(third-party opinion(TPO)mechanism)。所以我們把這種特別的“分布式可區(qū)分多方分離對話”架構(gòu)稱為“多方”對話(multipartydialogues)。
SI消息/機(jī)制和“功率遞減信號法累積性干擾強(qiáng)度估算”在SICA中，發(fā)送端首先送SI消息給所有在它i的“SI傳輸范圍”(SItransmission range)之內(nèi)的無線通信裝置。SI的傳輸范圍的半徑最小需為RSI≥RD，I+(VS+VR+VI)×TPAS+MRD，I是相關(guān)的數(shù)據(jù)包造成的最大可能“被干擾半徑”。
VS，VR是預(yù)計在未來PAS時間單位前發(fā)送端與發(fā)送端的平均移動速度。
VP是周遭可能的被干擾源(potential interfered mobile stations)的最大可能的移動速度。M是“安全邊緣”(safe margin)。
其中，最大可能“被干擾半徑”是對一個傳輸功率而言，會造成大于某“門檻”或下限(threshold)的干擾的范圍。此“門檻”值可依據(jù)調(diào)變技術(shù)的信噪比要求與所要限制的干擾損壞的機(jī)率等因素而設(shè)定。但對“干擾半徑”值影響最大的通常是傳輸功率，其次是“信號衰減”或稱“路徑損失”(path loss)系數(shù)。如此一來，我們可控制在SI傳輸范圍內(nèi)其它數(shù)據(jù)包被這個傳輸干擾損壞的機(jī)率。這包括數(shù)個同時傳輸造成的干擾損壞?！鞍踩吘墶笔菫榱朔乐够驕p小因距離或干擾強(qiáng)度估計的誤差等因素及SI傳輸范圍外的干擾源造成干擾損壞的機(jī)率。
SI消息中需提供發(fā)送端及接收端ID、相關(guān)的數(shù)據(jù)包及此SI消息之序號、PAS、數(shù)據(jù)包大小、數(shù)據(jù)包優(yōu)先等級、傳輸功率及使用的“調(diào)變”技術(shù)。其它選擇性的信息包括發(fā)送端可傳輸?shù)钠渌鼤r段。所有“活躍”(active)的無線通信裝置在收到SI消息之后會將相關(guān)信息記錄在它們的內(nèi)存中。如果它們收到取消的指示或當(dāng)相關(guān)的信息過期時，它們會把無效的信息移除。
SI消息需提供足夠的信息讓收到SI消息之無線通信裝置能計算或大略估計出其將受到的干擾強(qiáng)度。最顯而易見的一個方法是在SI消息中加入該消息使用的傳輸功率。如果一個無線通信裝置可測量它收到此SI消息的信號強(qiáng)度，則它可預(yù)測其相關(guān)的數(shù)據(jù)包將對自己造成的干擾強(qiáng)度是此信號強(qiáng)度乘上數(shù)據(jù)包將使用的傳輸功率除以此SI消息的傳輸功率。這個方法的問題是無線通信裝置必需配備額外的測量設(shè)備。這種設(shè)備在以IEEE 802.11/11e為基礎(chǔ)的無線通信裝置是不需要的。所以使用這個方法的無線通信裝置可能需要較高的造價成本。
以下我們提議一個無需額外配備的估計干擾強(qiáng)度的創(chuàng)新方法。我們將此方法稱為“以功率遞減信號(decreasing-power signal(DPS))法”為基礎(chǔ)的一個“累積性干擾強(qiáng)度估算機(jī)制”(accumulative interference calculationmechanism)。在此方法中，發(fā)送端在SI消息的末端加入一個功率隨時間遞減的信號。這個遞減的速度(也就是說，功率對時間的函數(shù)，或稱為“功率遞減函數(shù)”)需是附近的無線通信裝置都知道的。如果有大于一種“功率遞減函數(shù)”可能被使用，則SI消息中必須提供所使用函數(shù)的代碼或公式。如此一來，周遭的無線通信裝置只需測量其所收到的信號的時間長度即可估計該SI消息的信號強(qiáng)度。接著我們?nèi)詫⑵湫盘枏?qiáng)度乘上數(shù)據(jù)包將使用的傳輸功率除以此SI消息的傳輸功率，便可得到其相關(guān)的數(shù)據(jù)包將對自己造成的干擾強(qiáng)度。
以下我們舉一個遵循“功率遞減信號法”的干擾強(qiáng)度估算特例。我們首先將SI消息的主要信息部份(包括其傳輸功率)傳至RSI半徑內(nèi)的無線通信裝置。如果某些在RSI半徑外的無線通信裝置收到此消息，這是完全沒有關(guān)系的。如果某些無線通信裝置因障礙物或關(guān)機(jī)而無法收到此消息，這是容許的。但是我們需避免一個可能會被干擾的無線通信裝置因碰撞、干擾、“多通路”或其它因素而無法辨識此消息。在這消息的末端，發(fā)送端緊接著傳輸10個短脈沖，每個脈沖持續(xù)一個時間單位。如果此SI消息使用的傳輸功率是PSI，則我們用PSI，0.9PSI，0.8PSI，…，0.1PSI來傳送這10個短脈沖。假設(shè)相關(guān)數(shù)據(jù)包將使用PD的功率傳輸。如果一個無線通信裝置收到的脈沖中有n個的信號強(qiáng)度在門檻IT之上，則此無線通信裝置可得知此數(shù)據(jù)包將對它產(chǎn)生介于 與 (當(dāng)n不等于10)之間強(qiáng)度的干擾(其中單位干擾強(qiáng)度IU可由IT扣除背景噪聲、遠(yuǎn)處干擾源及其它因素造成的影響修正而得)。
不同的“功率遞減函數(shù)”亦可被使用，并可能有不同的好處及應(yīng)用。例如，我們可用一個遞減較快的函數(shù)，像PSI，0.5PSI，0.25PSI，…，0.001PSI。這種函數(shù)或其它在它們之間的函數(shù)對功率較高的傳輸特別有用。脈沖的數(shù)量亦可增減，以增加估算的精確度或減少控制消息所造成的額外付擔(dān)。當(dāng)干擾門檻IT可以改變而粗略的測量被支持時，無線通信裝置可以測量大略的SI消息信號強(qiáng)度來選定適當(dāng)?shù)母蓴_門檻值。但是這個方法不是必須的尤其當(dāng)適切的“功率遞減函數(shù)”及足夠的脈沖數(shù)被使用時，這個方法可被替代?；蛘?，當(dāng)“功率工程”不被使用時，這個方法也不需要。因為這種測量信號強(qiáng)度是否在門檻之上所需的硬件和CSMA的感測硬件基本上是一樣的，而大部分現(xiàn)有的IEEE 802.11無線通信裝置裝置可對傳輸功率作控制，使用“功率遞減信號法”作干擾強(qiáng)度估算并不需要額外的硬件。這對較廉價而簡單的無線通信裝置是很重要的。再者，較精確的傳輸功率控制設(shè)備對省電與增加網(wǎng)絡(luò)輸出值是很有幫助的而值得使用者投資。
一個接收到這個SI消息的周遭無線通信裝置仍可能在重疊時間傳輸或接收。這點(diǎn)與IEEE 802.11/11e的MAC協(xié)議非常地不同。的無線通信裝置是否能接收是據(jù)所有它收到的SI消息的總影響而決定。
RI/TPO消息/機(jī)制和以“觸發(fā)式變功允許功率通知”為基礎(chǔ)的“累積性干擾協(xié)調(diào)機(jī)制”SICA、RICA與BICA的一項重要的干擾機(jī)制是根據(jù)收到的周遭的SI消息計算其相關(guān)的數(shù)據(jù)包對自己的接收將產(chǎn)生的干擾。例如，如果一個接收端收到SI消息的傳輸請求，則它會計算該請求建議的時段最大的干擾強(qiáng)度。在“累積性干擾協(xié)調(diào)機(jī)制”(accumulative interference coordinationmechanism)中，這個接收端會利用一個“累積性干擾強(qiáng)度估算”機(jī)制估計它在準(zhǔn)備接收的時段，所有已要求的傳輸將會加諸在它身上的干擾強(qiáng)度總和。它并根據(jù)此SI消息的建議功率與發(fā)送端到它所在位置的“信號衰減”系數(shù)，計算出該建議時段的最小“信號對噪聲/干擾比”(signal-to-noise/interference ratio(SNIR)，或稱信噪比)。(這個“信號衰減”系數(shù)可以由一個“累積性干擾強(qiáng)度估算”機(jī)制估計，亦可用其它較精確的程序輔助。)如果此SNIR值比建議的調(diào)變技術(shù)所需的SNIR值小，則此接收端會拒絕該SI消息的傳輸請求以避免不必要的碰撞。此接收端可以使用RICA的RI消息來建議一個較大的功率，不同的傳送時段，或較強(qiáng)韌(robust)但速度較慢的調(diào)變技術(shù)或容錯更錯編碼(fault-tolerant/error-correcting coding)。
如果這個接收端同意該SI消息的傳輸請求，它會回復(fù)一個RI消息來通知它的發(fā)送端。這個RI消息亦需通知周遭活躍的無線通信裝置這個預(yù)定的接收時段，以及它們在該時段傳輸時可被允許的最大傳輸功率。也就是說，一個接收到這個RI消息的周遭無線通信裝置仍可能在重疊時間傳輸或接收。這點(diǎn)與IEEE 802.11/11e的MAC協(xié)議和其它在從前的文獻(xiàn)上記載的MAC協(xié)議非常地不同。
在“觸發(fā)式變功允許功率通知機(jī)制”(triggered DPS-based allowablepower informing mechanism)中，這個接收端會利用類似的“功率遞減信號法”通知周遭活躍的無線通信裝置它們在沖突時段可被允許的最大傳輸功率。以下我們舉出一個遵循此方法的特例。
接收端首先根據(jù)其預(yù)定的接收的最小SNIR需求與該接收時段的干擾強(qiáng)度總和、噪聲與其它因素算出一個“剩余干擾強(qiáng)度”。如何將來周遭要求的傳輸與它自己漏算的傳輸?shù)母蓴_強(qiáng)度總和不超過這個“剩余干擾強(qiáng)度”，則它將來的接收會被干擾損壞的機(jī)率會在某個可容許的值(例如，0.01)以下。這個接收端再選擇一個“未來安全門檻值”與一個“漏算安全門檻值”。假設(shè)“剩余干擾強(qiáng)度”減去“未來安全門檻值”與“漏算安全門檻值”得到之值是IS，則RI的傳輸范圍的半徑最小需為RRI≥RD，P+(VS+VR+VI)×TPAS+MRD，P是相關(guān)的數(shù)據(jù)包的最大可能“被干擾半徑”。
VS，VR是預(yù)計在未來PAS時間單位前發(fā)送端與發(fā)送端的平均移動速度。
VI是周遭可能的干擾源(potential interfering mobile stations)的最大可能的移動速度。
M是“安全邊緣”。
其中，最大可能“干擾半徑”是當(dāng)一個無線通信裝置使用該信道最大容許的功率傳輸時，可能會對該接收端造成大于某“門檻”(例如，0.1Is)的最大距離。此“門檻”值亦可依據(jù)所要限制的干擾損壞的機(jī)率等因素而設(shè)定。
此接收端將RI消息的主要信息部份(包括其傳輸功率)傳至RRI半徑內(nèi)的無線通信裝置。如果某些在RSI半徑外的無線通信裝置收到此消息，這是完全沒有關(guān)系的。如果某些無線通信裝置因障礙物或關(guān)機(jī)而無法收到此消息，這是容許的。但是我們需避免一個可能會干擾此接收的無線通信裝置因碰撞、干擾、“多通路”或其它因素而無法辨識此消息。在這消息的末端，接收端緊接著傳輸10個短脈沖。每個脈沖可在一個“脈沖空格”內(nèi)傳輸，但不需持續(xù)整個“脈沖空格”。這個“脈沖空格”可以是一個或大于一個時間單位。如果此RI消息使用的傳輸功率是PRI，則我們用PRI，0.9PRI，0.8PRI，…，0.1PRI來傳送這10個短脈沖。如果一個無線通信裝置收到的脈沖中有n個的信號強(qiáng)度在門檻IT之上，則此無線通信裝置可得知其不可在沖突的時段與信道傳輸功率大于 的數(shù)據(jù)包，但傳輸功率小于 的數(shù)據(jù)包。這兩個功率之間是未知的灰色地帶，但在一般的情況下這個地帶的功率值應(yīng)避免使用。當(dāng)背景噪聲強(qiáng)度、遠(yuǎn)處干擾源及其它因素造成的影響不可乎略時，以上公式需加以修正，或足夠大的“漏算安全門檻值”需被使用。與上述的“功率遞減信號法”類似，不同的“功率遞減函數(shù)”或脈沖的數(shù)量亦可被使用。
這個接收端如果收到一個要求在重疊的時段傳輸?shù)牡谌?third-party)SI消息，它會計算其相關(guān)的數(shù)據(jù)包對自己的接收將產(chǎn)生的干擾強(qiáng)度。(如果它們的傳送接收時間不重疊，則干擾強(qiáng)度為0)。當(dāng)此接收端發(fā)現(xiàn)在接收時段新增加的干擾強(qiáng)度總和超過了“未來安全門檻值”，則此通知機(jī)制會被“觸發(fā)”。相同的過程會在這個接收端重新進(jìn)行，直到接收開始。一個即將接收數(shù)據(jù)包的接收端如果收到一個要求在重疊的時段傳輸?shù)牡谌?third-party)SI消息，它會計算其相關(guān)的數(shù)據(jù)包對自己的接收將產(chǎn)生的干擾。(如果它們的傳送接收時間不重疊，則干擾為0)。如果要求的傳輸會對它即將接收的數(shù)據(jù)包產(chǎn)生干擾損壞，它會傳送一個TPO消息給發(fā)送該第三者SI消息的無線通信裝置。該無線通信裝置會傳送另一個不相沖突的傳輸要求并取先前沖突的傳輸要求。
干擾控制技術(shù)需解決的一個問題是將控制消息傳至大于數(shù)據(jù)包傳輸范圍的無線通信裝置。當(dāng)數(shù)據(jù)包的傳輸功率小時，這不會造成問題。當(dāng)沒有法規(guī)限制住控制消息的傳輸功率的時間，這個問題也不大因為控制消息較小而不會耗廢太多能源。但是ISM頻帶有最大傳輸功率的限制，所以這個問題需有因應(yīng)的對策。
第一個最簡單的方法是限制數(shù)據(jù)包的傳輸功率不能大到讓控制消息的傳輸功率超過法規(guī)限制。
第二個方法是用VPCSR的“區(qū)分功率多信道協(xié)調(diào)機(jī)制”將傳輸功率大的數(shù)據(jù)包“隔離”一個t某些實質(zhì)層信道或時段。如此一來，小功率的傳輸仍可受干擾控制技術(shù)的保護(hù)以避免干擾損毀。然而，如果沒有其它的措施，大功率的傳輸會有較大的干擾損毀率。
第三個方法是用靈敏度較強(qiáng)的調(diào)變技術(shù)或加上CDMA或其它分散頻譜(spread spectrum)的方法來傳輸控制消息以將其傳至足夠大的距離。
第四個方法是以不超過法規(guī)限制的傳輸功率，使用多步轉(zhuǎn)送的方式將控制消息傳送至足夠大范圍內(nèi)的無線通信裝置。這個控制消息內(nèi)挾帶著以脈沖作宣告的時段。收到此控制消息的無線通信裝置會在指定的時段觀察控制消息發(fā)送者的信號長度或強(qiáng)度以得知它將受的干擾強(qiáng)度或被允許的傳輸功率等信息。使用這個方法時，即使SI/RI消息范圍外的無線通信裝置收到這個控制消息也不會造成問題。
第五個方法與第四個方法類似?？刂葡l(fā)送者仍以不超過法規(guī)限制的傳輸功率，使用多步轉(zhuǎn)送的方式將控制消息傳送至足夠大范圍內(nèi)的無線通信裝置。這個控制消息內(nèi)亦挾帶著作宣告的時段。但是一個靈敏度較強(qiáng)的調(diào)變技術(shù)或加上CDMA或其它分散頻譜(spread spectrum)的方法會被使用來讓收到此控制消息的無線通信裝置觀察控制消息發(fā)送者的信號長度或強(qiáng)度以得知它將受的干擾強(qiáng)度或被允許的傳輸功率等信息。使用這個方法時，即使SI/RI消息范圍外的無線通信裝置收到這個控制消息也不會造成問題。因為靈敏度的增強(qiáng)，同樣的傳輸功率可宣告通知到一個較大的范圍。
第六個方法是將數(shù)據(jù)包的傳輸時段對應(yīng)一個到數(shù)個“宣告空位”。在“宣告空位”控制消息的發(fā)送者以不超過法規(guī)限制的傳輸功率傳輸脈沖?；钴S的無線通信裝置會在指定的時段觀察脈沖的信號長度或強(qiáng)度以得知它將受的干擾強(qiáng)度或被允許的傳輸功率等信息。
第七個方法與第六個方法類似?？刂葡⒌陌l(fā)送者仍以不超過法規(guī)限制的傳輸功率在“宣告空位作宣告。但是一個靈敏度較強(qiáng)的調(diào)變技術(shù)或加上CDMA或其它分散頻譜(spread spectrum)的方法會被使用來讓收到此宣告的無線通信裝置觀察信號長度或強(qiáng)度以得知它將受的干擾強(qiáng)度或被允許的傳輸功率等信息。因為靈敏度的增強(qiáng)，同樣的傳輸功率可宣告通知到一個較大的范圍。
本發(fā)明的干擾控制方法可將多個干擾半徑較小的傳輸安排在附近區(qū)域同時傳輸以增加輸出率。它并可解決暴露端點(diǎn)問題。這種多個傳輸?shù)陌才趴墒褂谩白児o密空間再用(VPCSR)”架構(gòu)來實現(xiàn)。
下面詳細(xì)敘述VPCSR架構(gòu)與其解決的技術(shù)問題。這些細(xì)節(jié)包括許多可作為具體實施方式
的參考資料。
VPCSR架構(gòu)在這節(jié)中我們解說VPCSR架構(gòu)的細(xì)節(jié)。VPCSR可用在多信道(multichannel)網(wǎng)絡(luò)、單信道(single-channel)網(wǎng)絡(luò)或雙信道(dual-channel)網(wǎng)絡(luò)。多信道網(wǎng)絡(luò)的VPCSR的架構(gòu)需額外的多信道協(xié)調(diào)機(jī)制。其它方面與單信道和雙信道的VPCSR的架構(gòu)類似。
“區(qū)分功率多信道協(xié)調(diào)機(jī)制”我們有幾種不同的方法來實現(xiàn)“多信道協(xié)調(diào)”。第一種方法使用一個共享的實質(zhì)層信道讓無線通信裝置來對話并選擇另一個實質(zhì)層信道來作為數(shù)據(jù)包的傳輸。當(dāng)一個活躍的無線通信裝置不在對話、傳輸、接收或在為這些操作準(zhǔn)備的時候，它需要聆聽這個共享的信道。當(dāng)一對無線通信裝置選定擇一個實質(zhì)層信道來作為數(shù)據(jù)包的傳輸后，它們必須在對應(yīng)于該實質(zhì)層信道的控制訊息時段聆聽足夠長的時間后，才能進(jìn)行對話以安排數(shù)據(jù)包的傳輸。這種對應(yīng)的控制訊息時段通常是在與數(shù)據(jù)包相同的實質(zhì)層信道，但(dedicated)給該數(shù)據(jù)包的實質(zhì)層信道的分開的實質(zhì)層信道也可以被使用。我們也可把所有的控制訊息時段集中在此共享的實質(zhì)層信道。
第二種方法使用在時間上不互相重疊的時段來作為控制訊息的傳輸。所有活躍的無線通信裝置不在傳輸或接收時，必須聆聽所有的控制訊息時段。如果一個無線通信裝置漏聽了幾個控制訊息時段，則它暫時不能使用那些實質(zhì)層信道來對話以安排數(shù)據(jù)包的傳輸。但是它仍可立即使其它的實質(zhì)層信道。
第三種方法沒有以上兩種方法的特殊要求。當(dāng)一個無線通信裝置欲與另一個無線通信裝置對話時，它可猜那個無線通信裝置最可能聆聽的實質(zhì)層信道，并使用該信道與之對話。如果它無法在時限內(nèi)得到響應(yīng)，則它可在所有信道的控制訊息時段發(fā)出“尋人啟示”訊息。在此訊息中它會附上讓被尋者可找到它的指示(例如，應(yīng)使用的實質(zhì)層信道)。
以上是幾種可以在“區(qū)分功率多信道協(xié)調(diào)機(jī)制”中使用的多信道協(xié)調(diào)方法。但此機(jī)制可采用的多信道協(xié)調(diào)方法不在此限。其它多信道協(xié)調(diào)方法也可能可以被使用。
“區(qū)分功率多信道協(xié)調(diào)機(jī)制”的一個突破性的創(chuàng)新觀念是限制每個實質(zhì)層信道可使用的最大的數(shù)據(jù)包傳輸功率。我們把這種方法稱為“區(qū)分傳輸功率法”?！皡^(qū)分傳輸功率法”感覺上是一個簡單的想法，但它對一個可變功傳輸?shù)沫h(huán)境卻是格外重要，而這種觀念在IEEE 802.11/11e或其它先前的通信協(xié)議中尚未被考慮或提議過?！皡^(qū)分傳輸功率法”的好處是在限制了數(shù)據(jù)包的最大傳輸功率后，SI訊息的傳輸范圍在大部分的實質(zhì)層CH中可以大幅地減小。這是因為一個數(shù)據(jù)包的最大可能“被干擾半徑”RD，P在大部分的實質(zhì)層信道中會大幅減小。如此一來，控制訊息的額外開銷可大幅地降低。
這種“區(qū)分功率多信道協(xié)調(diào)機(jī)制”除了可在以DDDMDD為基礎(chǔ)的通信協(xié)議中使用，亦可以與其它的通信協(xié)議配合使用。例如，當(dāng)這個機(jī)制或VPCSR與IEEE 802.11/11e一起使用時，IEEE 802.11/11e可被轉(zhuǎn)換成一個多信道協(xié)議。而且在可變功傳輸?shù)沫h(huán)境下，它的碰揰損毀機(jī)率效率會減小，因而提升它的效率。另一個例子是將此機(jī)制或VPCSR與先前的功率控制(power-controlled)MAC協(xié)議”一起使用。如此一來，它們的CTS訊息的傳輸范圍在大部分的實質(zhì)層信道中可以大幅地減小?？刂朴嵪⒌念~外付擔(dān)因此可大幅地降低而提升它們的效率。
當(dāng)實質(zhì)層信道的數(shù)量不夠時，我們可以用CDMA的“垂直編碼”(orthogonal codes)或其它的“信道化編碼”(channelizationcodes)來增加“碼分信道”(code division channels)的數(shù)量。在每個“碼分信道”安排傳輸?shù)姆椒ㄅc前述“多信道協(xié)調(diào)”與干擾協(xié)調(diào)的機(jī)制很類似所以在此不再累述。如此一來，因為不同“碼分信道”所限制的功率可以更加細(xì)分，“區(qū)分功率多信道協(xié)調(diào)機(jī)制”的效率可以更加提升。這種以CDMA為基礎(chǔ)，使用“垂直編碼”或其它“信道化編碼”，運(yùn)用DDMDD對話的特別網(wǎng)絡(luò)法(CDMA-based orthogonal/channelization-codeDDMDD-dialogue ad hoc networking)亦是一個創(chuàng)新的架構(gòu)，并可解決許多在特別網(wǎng)絡(luò)和多步無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中會發(fā)生的問題。解決這些問題并作為未來特別網(wǎng)絡(luò)和無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)為了與IEEE 802.11和IEEE 802.11e共存，本發(fā)明的技術(shù)方法可用在某幾個信道或時段，而讓IEEE 802.11和IEEE 802.11e使用其它信道或時段。使用本發(fā)明技術(shù)方法的無線通信裝置亦可利用IEEE 802.11和IEEE 802.11e的NAV與HCF/PCF等機(jī)制來把新提議的消息或機(jī)制翻譯成IEEE 802.11和IEEE 802.11e可理解并配合的程序。
VPCSR中的“干擾協(xié)調(diào)機(jī)制”在上文中，我們已提供幾個“干擾協(xié)調(diào)機(jī)制”。在VPCSR中，其它的“干擾協(xié)調(diào)機(jī)制”也可能可以被使用。這些“干擾協(xié)調(diào)機(jī)制”對VPCSR的重要性在于在可變功傳輸?shù)沫h(huán)境下，不必要的“阻擋”可以被避免。
相較之下，當(dāng)從前的“基本變功方案”(Basic power-controlledMAC scheme)[4-10]被使用時，CTS訊息必須被傳送到所有在最大傳輸范圍內(nèi)的無線通信裝置，而所有接收到此CTS訊息的無線通信裝置皆不準(zhǔn)傳送數(shù)據(jù)包或控制訊息。這種“阻擋”是不必要的，而且會大幅地降低它們的效率。當(dāng)適當(dāng)?shù)摹案蓴_協(xié)調(diào)機(jī)制”被實現(xiàn)時，很自然的，只有需要被“阻擋”的無線通信裝置才會被“阻擋”(也就是說，會造成其它無線通信裝置的接收被碰撞損毀的傳輸與會被其它無線通信裝置的傳輸碰撞損毀的接收才會被“阻擋”)。這對效率的提升有很大的幫助。
當(dāng)“相同實質(zhì)層信道不同控制訊息時段”的方法被使用時，VPCSR與分布式分離對話是到目前為止唯一能夠用單一實質(zhì)層信道來協(xié)調(diào)干擾并在可變功傳輸?shù)沫h(huán)境下的達(dá)到空間再用的MAC協(xié)議。
“分離暗示式群組確認(rèn)”(DIG-ACK)消息/機(jī)制在VPCSR中，DIG-ACK機(jī)制使用“暗示性的“確認(rèn)”作為一個可選用的成本有效的確認(rèn)機(jī)制。在這種確認(rèn)機(jī)制中，接收端如果正確地收到一個數(shù)據(jù)包后，它會保持沉默。然而，如果使用SIRI、RISI或“雙向?qū)υ挕彼才诺臄?shù)據(jù)包傳輸未能在預(yù)定的時段正確地被接收端所接收，則接收端會對發(fā)送端回復(fù)一個“接收失敗通知”(negativeacknowledgement(NAK))消息。發(fā)送端在收到一個NAK消息后，它會在時限內(nèi)傳送另一個SI消息來重新傳輸這個失敗的數(shù)據(jù)包。如果接收端沒有在時限內(nèi)收到該發(fā)送端重新安排傳輸?shù)恼埱?，它會重新傳送一個NAK消息。此接收端會重復(fù)此程序一直到該數(shù)據(jù)包被成功地接收為止，或直到超過時限而放棄該數(shù)據(jù)包。
當(dāng)RICA被支持時，未能在預(yù)定的時段正確地接收數(shù)據(jù)包的接收端也可以使用RICA來直接要求該失敗的數(shù)據(jù)包的重新傳輸。它會重復(fù)地要求直到該數(shù)據(jù)包被成功地接收為止，或直到超過時限而放棄該數(shù)據(jù)包。
使用“暗示性確認(rèn)消息需解決的一個問題是發(fā)送端需在發(fā)送過一個數(shù)據(jù)包后仍將其保留在它的網(wǎng)絡(luò)配接卡(NIC))的內(nèi)存中，一直到它確定該數(shù)據(jù)包已被正確地接收而不再需要。最簡單的一個方法是將其保留一段足夠是的時間(例如，足夠讓接收端發(fā)送4個NAK消息或作3次RICA的接收要求)。另一種方法是用“在肩上”(piggyback)的方式將目前已收到的數(shù)據(jù)包序號放在數(shù)據(jù)包的首部(header)或RI消息中。然后可以用一個“自動重傳要求”(ARQ)機(jī)制來決定數(shù)據(jù)包是否可被丟棄。第三種方法是使用“群組確認(rèn)”(group-ACK)機(jī)制。在這種方法中，接收端在接收到一定數(shù)量的數(shù)據(jù)包之后才回復(fù)一個“群組確認(rèn)”消息。如果在時限內(nèi)接收的數(shù)據(jù)包尚未達(dá)到一定數(shù)量，接收端仍需回復(fù)一個“群組確認(rèn)”消息。在以上所有方法中，發(fā)送端皆可要求接收端發(fā)送明白地發(fā)送一個確認(rèn)”消息或NAK消息。
在以上的方法中，確認(rèn)與NAK消息皆可與相關(guān)數(shù)據(jù)包分離，并且在控制信道或在控制消息時段發(fā)送。所以我們將此機(jī)制稱為“分離式確認(rèn)機(jī)制”。這與IEEE 802.11/11e或其它在從前的文獻(xiàn)上記載的MAC協(xié)議非常地不同。
“分離”、“暗示式”或“群組”確認(rèn)機(jī)制在VPCSR中的重要性在于它們可以解決“暴露終端機(jī)問題”。
在IEEE 802.11/11e與許多其它在從前的文獻(xiàn)上記載的特別網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議中，收到RTS訊息的無線通信裝置亦不能傳輸。這些協(xié)議作以規(guī)定的一個主要原因是傳送此RTS訊息的發(fā)送端必須在傳送完數(shù)據(jù)包之后接收接收端的確認(rèn)訊息。所以它必須防止周遭的無線通信裝置作任何傳輸。但這是一種無線資源的浪費(fèi)。
在VPCSR中，我們使用“分離暗示式群組確認(rèn)機(jī)制”或其它“分離的”或“暗示式的”確認(rèn)機(jī)制。如此一來，上述不必要的“阻擋”可以被避免。當(dāng)“相同實質(zhì)層信道不同控制訊息時段”的方法被使用時，VPCSR與分布式分離對話是到目前為止唯一能夠用單一實質(zhì)層信道來解決“暴露終端機(jī)問題”的MAC協(xié)議。
“分離的安排對話”在VPCSR中的作用”在上文中，我們提議了“分離式對話”。這種“分離式對話”可以使用在SI、RI、SRI與RSI訊息上，亦可以使用在RTS與CTS訊息或其它安排數(shù)據(jù)包傳輸?shù)膶υ捝?。這種“分離式安排對話”對VPCSR的重要性在于它們可以在一個數(shù)據(jù)包的傳輸時段在接近的范圍內(nèi)“塞進(jìn)”(squeeze)很多低功率(而小傳輸范圍)的傳輸。我們需要“分離式安排對話”的原因在于這種“安排對話”用的訊息(例如SI與RI訊息)需使用比相關(guān)的數(shù)據(jù)包的傳輸范圍大很多的功率(與傳輸范圍)。如果“安排對話”與相關(guān)的數(shù)據(jù)包緊接在一起，即使我們不用CTS或RTS作不必要的“阻擋”，我們亦來不及在短時間內(nèi)安排足夠的低功率數(shù)據(jù)包傳輸來充份利用空間。因此，在可變功傳輸?shù)沫h(huán)境下，“安排對話”與數(shù)據(jù)包緊接一起的MAC協(xié)議的“空間再用”能力是很不能令人滿意的。因此，分布式分離對話對VPCSR效率的提升是很有幫助的。
當(dāng)“相同實質(zhì)層信道不同控制訊息時段”的方法被使用時，VPCSR與分布式分離對話是到目前為止唯一能夠用單一實質(zhì)層信道來解決干擾半徑與被干擾半徑比傳輸半徑大的MAC協(xié)議。區(qū)域性互動后退控制方法在SICT(或RICT)傳送SI(或RI)消息之前，無線節(jié)點(diǎn)必須先倒數(shù)至零以獲取它傳送控制消息的權(quán)利。IEEE 802.11與IEEE 802.11e的“后退控制(backoff control)機(jī)制”在單步無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中可有效地操作，但在特別網(wǎng)絡(luò)與多步無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中卻不合適。為此，本發(fā)明提出“區(qū)域性互動后退控制技術(shù)”(area-based interactivebackoff control(AIBC)technology)。在區(qū)域性后退控制技術(shù)中，“競爭窗口”(CW)是根據(jù)一個區(qū)域的交通狀況而控制，而不是依據(jù)一個無線節(jié)點(diǎn)本身的碰撞損壞狀況而控制。這種技術(shù)才適合作為特別網(wǎng)絡(luò)與多步無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的后退控制。
區(qū)域性的不同無線節(jié)點(diǎn)之間的交互作用在IEEE 802.11/11e中，雖然后退控制被用來作為交通擁塞時的流量控制，它們d流量控制方案是“個別性”的。這對多步無線網(wǎng)絡(luò)卻不是最有效的。在此，我們提議應(yīng)用AIBC以實現(xiàn)一個創(chuàng)新的“區(qū)域性分布式流量控制方案”。
在AIBC中，一個無線節(jié)點(diǎn)的CWs受到附近的碰撞率和企圖率(attempt rate)控制。無線節(jié)點(diǎn)可用它所在位置控制消息信道或控制消息時段繁忙的百分比估計該位置的企圖率。無線節(jié)點(diǎn)亦可用它最近傳輸或接收的控制消息碰撞率估計該位置的碰撞率。例如，它可以用沒有得到任何響應(yīng)的SI消息比率作為SI消息碰撞率的估計。如果一個接收端使用RICT回復(fù)RI消息后卻收到發(fā)送端的SI消息重新要求傳輸安排并指出上個RI消息未得到回復(fù)，這接收端亦可獲知它傳送的上個RI消息被碰撞損壞了。使用此方法無線節(jié)點(diǎn)可以估計它傳送的RI消息的碰撞率。一個無線節(jié)點(diǎn)亦可以用該位置在最近無法辨識的控制消息數(shù)比上可辨識的控制消息數(shù)以作為估計的碰撞率。
如果一個無線節(jié)點(diǎn)觀察到的碰撞率、企圖率或一個綜合的指針值(composite measure)大于某個“門檻”值，而且它有數(shù)據(jù)包需傳送或接受，則它將通知附近的無線節(jié)點(diǎn)來增大它們的CW值，以及建議增加的倍數(shù)。反之，如果一個無線節(jié)點(diǎn)觀察到的碰撞率、企圖率或一個綜合的指針值小于另一個“門檻”值，則它可讓附近的無線節(jié)點(diǎn)知道它所在的位置碰撞率與企圖率并不大。這些信息可在SI和RI消息中提供。因為SI和RI消息包含了可以讓其它無線節(jié)點(diǎn)知道其位置的信息，這些收到消息的無線節(jié)點(diǎn)可以知道這個增減CW的指示對它的重要性。無線節(jié)點(diǎn)亦可用“打招呼”(Hello)消息或其它背景消息來交換此種信息。
一個無線節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)它收到上述碰撞/企圖率的消息后馬上作出增減CW的決定。另一種方法是讓無線節(jié)點(diǎn)在收到許多碰撞與交通狀況的消息后作出一個綜合的判斷，再送出建議附近無線節(jié)點(diǎn)增減CW的指示。而一個無線節(jié)點(diǎn)在收到許多指示之后再決定增減它的CWs一個量。這兩種方法也可以合用，前者用在較快的反應(yīng)上，而后者可產(chǎn)生較長期的影響的反應(yīng)上一個無線節(jié)點(diǎn)計算它最近每個交通類別的CW加權(quán)平均(weightedaverage)值。(較近的時間的CW值使用較大的加權(quán)(weight))。它再將這些得到的“歷史CW值”(CW history values)使用SI、RI、Hello或其它背景消息廣播給附近的無線節(jié)點(diǎn)。一個無線節(jié)點(diǎn)再以加權(quán)平均的方式計算該位置附近的“一般CW值”(CW normal values).(較接近的位置的歷史CW值使用較大的加權(quán)。)一個無線節(jié)點(diǎn)會試著保持它的CWs在這些“一般CW值”附近。(下一節(jié)會解釋如何為不同類別的CW值作變動。)因為一個無線節(jié)點(diǎn)的CW會被該區(qū)域其它無線節(jié)點(diǎn)位置的交通狀況影響，我們把這種技術(shù)稱為“區(qū)域性后退控制”。
多重預(yù)先排序法與不同交通類別之間的交互作用一個無線節(jié)點(diǎn)除了對前一節(jié)敘述的消息作適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)之外，它并會對自己不成功的對話或傳輸作出較激烈、立即但短暫的反應(yīng)。和其它事件在附近并且觸發(fā)調(diào)整它CWs。例如，一個交通類別i的不成功對話將增加它的CWi值PFi，i倍，并增加它的CWj值PFi，j倍，除非最大值CWi或CWj被超過。當(dāng)i大于j時(也就是說，交通類別i的優(yōu)先等級較低)，PFi，j可設(shè)為0。
在DDMDD中，無線節(jié)點(diǎn)可使用“多重預(yù)先排序法”(multipleprior scheduling)來為一個交通類別中許多數(shù)據(jù)包同時安排傳輸時間。當(dāng)“多重預(yù)先排序法”被支持時，一個交通類別的等待列(queue)的前幾個數(shù)據(jù)包可以任意的順序被傳輸。這需要硬件的支持，但這種硬件的制造并不昂貴。而且，低價的無線節(jié)點(diǎn)可選擇不支持這種“多重排序”的功能。
在“多重預(yù)先排序法”中，一個交通類別排序中的數(shù)據(jù)包需有自己的計數(shù)器與CW值。當(dāng)一個數(shù)據(jù)包相關(guān)的對話失敗后，它自己的CW值會較大幅度地增加，并在隨機(jī)選擇一個計數(shù)器值后，重新開始倒數(shù)。在它成功地傳輸之后，它自己的CW值會回歸到該交通類別的“正常值”，而所有其它因此數(shù)據(jù)包的對話失敗而遭增加的CW值會把這個增加的倍數(shù)除去?！岸嘀仡A(yù)先排序法”的一個重要的好處是它可以解決(head of the line)問題。也就是說，即使一個等待列的第一個數(shù)據(jù)包不能被實時地并正確地傳送出去，在“多重預(yù)先排序法”中同一個等待列中后面的數(shù)據(jù)包也不會被阻擋而不能傳輸。
在“多重預(yù)先排序法”中，一個尚未被收到的數(shù)據(jù)包可以預(yù)先以DDMDD安排它的傳輸時間。只要這個無線節(jié)點(diǎn)已使用DDMDD安排好它的接收，而它安排的傳輸時間是在預(yù)計接收完全之后，則這“預(yù)先排序法”通常不會浪費(fèi)資源。在“多重預(yù)先排序法”中，一個DDMDD對話可以安排大于一個數(shù)據(jù)包的傳輸?！岸嘀仡A(yù)先排序法”這些特殊功能的好處是延遲時間可以大幅降低而不會因多步的傳輸而累積。它亦可降低控制消息的額外開銷。
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權(quán)利要求
1.一種可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，在以“請求傳送/可傳送”對話為基礎(chǔ)的“介質(zhì)存取控制技術(shù)”中，發(fā)送端可以使用請求傳送消息或送方信息取得傳輸?shù)臋?quán)力，接收端可以使用可傳送消息或受方信息為接收作適當(dāng)?shù)男嬉员苊馄浣邮帐艿礁浇鼈鬏斉鲎矒p毀，在以“詢問后答覆”為基礎(chǔ)的“介質(zhì)存取控制技術(shù)”的無線通信裝置，邀請一個無線通信裝置傳輸數(shù)據(jù)包給自己，并傳輸數(shù)據(jù)包給這個無線通信裝置，其特征在于所述的干擾控制方法使用分布式的、可分離的控制消息來為發(fā)送端、接收端與周遭的無線通信裝置作干擾協(xié)調(diào)控制，以在多步特別網(wǎng)絡(luò)和多步區(qū)域網(wǎng)絡(luò)為初始的送方，受方或身兼送方與受方的主動者取得傳輸權(quán)力并作適當(dāng)?shù)男?，以避免一個接收受到附近傳輸干擾損毀或碰撞損毀或一個傳輸將附近的接收干擾損毀或碰撞損毀。可使用分布式可區(qū)分多方分離對話來實現(xiàn)此干擾協(xié)調(diào)工作；該干擾控制方法將多個干擾半徑較小的傳輸安排在附近區(qū)域同時傳輸并可解決暴露端點(diǎn)問題以增加輸出率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于所述的干擾控制方法使用分布式可區(qū)分多方分離對話，該對話包括送方信息/受方信息、受方信息/送方信息和雙向?qū)υ?，與相關(guān)的數(shù)據(jù)包之間可分離，當(dāng)它們分離時，送方信息、受方信息、送受方信息與受送方信息消息中包含這種額外的時間信息，對話中的送方信息消息與受方信息消息之間亦可分離，數(shù)據(jù)包與相關(guān)的確認(rèn)消息之間亦可分離，分離時間的上限與下限可依數(shù)據(jù)包的優(yōu)先等級區(qū)分；與一個數(shù)據(jù)包相關(guān)的干擾協(xié)調(diào)對話可以在同一個實質(zhì)層進(jìn)行以解決不同實質(zhì)層信道有不同的傳播特性的問題；一個無線通信裝置只需要一個傳收器，有效地進(jìn)行干擾協(xié)調(diào)。所述的分布式可區(qū)分多方分離對話可由送方初始、受方初始或由身兼送方與受方的主動者初始，雙向干擾協(xié)調(diào)方法使用對話來取得傳輸權(quán)力并作適當(dāng)?shù)男?，以避免其接收受到附近傳輸碰撞損毀，雙向干擾協(xié)調(diào)方法與送方初始干擾協(xié)調(diào)方法及送方初始干擾協(xié)調(diào)方法在同一個網(wǎng)絡(luò)區(qū)域中共存及同時使用，除了集中式無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)之外，雙向干擾協(xié)調(diào)方法亦可以在分布式的特殊網(wǎng)絡(luò)中與多步無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于在送方信息與受方信息消息之外增加了“第三者意見表達(dá)”消息，一個無線通信裝置可選擇實現(xiàn)或不實現(xiàn)發(fā)送這種“第三者意見表達(dá)”消息的機(jī)制，但需能在收到這種“第三者意見表達(dá)”消息之后不作被反對的傳輸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于所述的干擾控制方法可使用“累積性干擾控制技術(shù)”來作干擾的估算或通知。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于接收端使用干擾的估算結(jié)果來決定是否能夠正確接收一個數(shù)據(jù)包，并可建議發(fā)送端應(yīng)使用的時段與傳輸功率，計算的結(jié)果并被接收端用來決定是否應(yīng)傳輸一個新的送方信息消息來通知周遭的無線通信裝置它們在相關(guān)時段被它允許的最大傳輸功率；一個預(yù)定接收數(shù)據(jù)包的無線通信裝置如果收到一個要求在重疊時段傳輸?shù)乃头叫畔⒂嵪?，它會計算其相關(guān)的數(shù)據(jù)包對自己的接收將產(chǎn)生的干擾強(qiáng)度，當(dāng)此無線通信裝置發(fā)現(xiàn)新增加的干擾強(qiáng)度將會導(dǎo)至它即將接收的數(shù)據(jù)包被干擾而可能損壞，它可以傳送一個“第三者意見”訊息給發(fā)送該送方信息訊息的無線通信裝置，“第三者意見表達(dá)機(jī)制”讓一個無線通信裝置阻止周遭會干擾到自己接收的傳輸；“第三者意見”訊息可以包含此無線通信裝置的時間表，在它預(yù)定接收的時段或在該送方信息訊息要求的時段該送方信息訊息發(fā)送者可使用的最大傳輸功率。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于所述的“累積性干擾控制技術(shù)”的參數(shù)，包括最大可能“干擾半徑”、最大可能“被干擾半徑”與一個或多個“門檻”干擾強(qiáng)度值。最大可能“干擾半徑”定義為當(dāng)該相關(guān)的發(fā)送端傳輸其數(shù)據(jù)包時，可能會對周遭無線通信裝置大于某“門檻”干擾強(qiáng)度的最大距離。最大可能“被干擾半徑”定義為當(dāng)一個無線通信裝置使用該信道與時段的最大容許傳輸功率時，可能會對該相關(guān)的接收端造成大于某“門檻”干擾強(qiáng)度的最大距離；當(dāng)一個發(fā)送端傳送它的送方信息消息時，它會盡可能地讓在最大可能“干擾半徑”內(nèi)的無線通信裝置知道它將對它們造成的干擾強(qiáng)度；當(dāng)一個接收端傳送送方信息消息時，它會盡可能地讓在最大可能“被干擾半徑”內(nèi)的無線通信裝置知道它們可使用的最大容許傳輸功率。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于所述的“累積性干擾控制技術(shù)”使用“累積性干擾強(qiáng)度估算機(jī)制”來估計在一個無線通信裝置感興趣的時段在其位置的最大干擾強(qiáng)度；在此機(jī)制”中，某時間點(diǎn)的干擾強(qiáng)度不是以單一的測量而得，而是以先前收到的送方信息消息的個別干擾強(qiáng)度累加而估計；如果收到更多包含某時間點(diǎn)的的送方信息消息，則對該時間點(diǎn)的干擾強(qiáng)度的估計會根據(jù)這些送方信息消息而增加。
8.根據(jù)權(quán)利要求4的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于在所述的“累積性干擾控制技術(shù)”中，發(fā)送端可以使用“功率遞減信號法”讓收到送方信息消息的無線通信裝置作干擾強(qiáng)度的累積性估算；使用“功率遞減信號法“作干擾強(qiáng)度估算時，發(fā)送端在送方信息消息的末端加入一個功率隨時間遞減的信號，周遭的無線節(jié)點(diǎn)只需測量其所收到的，超過某門檻強(qiáng)度的信號的時間長度即可估計該送方信息消息的信號強(qiáng)度，將其信號強(qiáng)度乘上數(shù)據(jù)包將使用的傳輸功率除以此送方信息消息的傳輸功率，再經(jīng)過適當(dāng)?shù)男拚憧傻玫狡湎嚓P(guān)的數(shù)據(jù)包將對自己造成的干擾強(qiáng)度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于使用功率遞減信號法作干擾強(qiáng)度估算時，周遭的無線節(jié)點(diǎn)無需配備測量信號強(qiáng)度的特別硬件亦可得知所收送方信息消息功率及預(yù)估相關(guān)的數(shù)據(jù)包將對自己產(chǎn)生的干擾強(qiáng)度。
10.根據(jù)權(quán)利要求4的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于所述的“累積性干擾控制技術(shù)”讓接收端使用“觸發(fā)式允許功率通知”機(jī)制來同于自己的接收作宣告；在“觸發(fā)式允許功率通知”機(jī)制中有幾個參數(shù)最大可能“被干擾半徑”，“剩余干擾強(qiáng)度”，“未來安全門檻值”，與“漏算安全門檻值”當(dāng)一個接收端以一個“累積性干擾強(qiáng)度估算機(jī)制”或類似的方法發(fā)現(xiàn)在它接收的時段，“未來安全門檻值”已被超過，則該機(jī)制會被觸發(fā)，而該接收端以送方信息消息盡可能地通知在最大可能“被干擾半徑”內(nèi)的無線通信裝置在某時段，對這個接收而言它們可以使用的最大容許傳輸功率。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于所述“觸發(fā)式允許功率通知”機(jī)制中有幾個參數(shù)最大可能“被干擾半徑”，“剩余干擾強(qiáng)度”，“未來安全門檻值”，與“漏算安全門檻值”，最大可能“被干擾半徑”定義為當(dāng)一個無線通信裝置使用該信道與時段的最大容許傳輸功率時，可能會對該接收端造成大于某“門檻”干擾強(qiáng)度的最大距離；當(dāng)一個接收端以一個“累積性干擾強(qiáng)度估算機(jī)制”或類似的方法發(fā)現(xiàn)在它接收的時段，“未來安全門檻值”已被超過，則“觸發(fā)式允許功率通知”機(jī)制會被觸發(fā)，而該接收端以送方信息消息盡可能地通知在最大可能“被干擾半徑”內(nèi)的無線通信裝置，在某時段，對這個接收而言它們可使用的最大容許傳輸功率；當(dāng)“累積性干擾強(qiáng)度估算機(jī)制”或其它使用的方法所遺漏而未考量進(jìn)來的干擾及誤差不超過“漏算安全門檻值”，則數(shù)據(jù)包的接收被干擾損毀的機(jī)率應(yīng)低于某門檻值。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于所述“觸發(fā)式允許功率通知”使用“觸發(fā)式變功允許功率通知”機(jī)制來實現(xiàn)；“觸發(fā)式變功允許功率通知”機(jī)制使用功率遞減信號法通知在最大可能“被干擾半徑”內(nèi)的無線通信裝置，在某時段，對這個接收而言，它們可使用的最大容許傳輸功率；接收端在受方信息信息消息的末端加入一個功率隨時間遞減的信號。周遭的無線節(jié)點(diǎn)只需測量其所收到的，超過某門檻強(qiáng)度的，信號的時間長度即可估計該受方信息消息的信號強(qiáng)度，并進(jìn)而自己被允許的最大容許傳輸功率。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于使用“觸發(fā)式變功允許功率通知”機(jī)制或功率遞減信號法時，周遭的無線節(jié)點(diǎn)無需配備測量信號強(qiáng)度的特別硬件亦可得知最大容許傳輸功率。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于在送方初始干擾協(xié)調(diào)方案的送方信息/受方信息對話中，發(fā)送端先送出送方信息消息，當(dāng)接收端收到這個消息，它會根據(jù)先前收的送方信息消息估計在發(fā)送端建議的傳輸時間的干擾強(qiáng)度，如果接收端不能在建議的時間接收此傳輸功率的數(shù)據(jù)包，它使用受方初始干擾協(xié)調(diào)機(jī)制來邀請發(fā)送端傳送這個封包，并在其受方信息消息中建議新的傳輸時間或傳輸功率，如果發(fā)送端不能采納接收端的建議來傳送封包，它可以使用送方初始干擾協(xié)調(diào)機(jī)制來建議另一個新的時間或功率，這個交替過程可被重復(fù)地使用直到傳輸成功或直到此封包被丟棄，發(fā)送端與接收端可利用這些送方信息消息、受方信息消息或額外的控制消息交換彼此的時間表，包括可接收或傳送的物理層信道以及相關(guān)的時間點(diǎn)或區(qū)段與傳輸功率或干擾強(qiáng)度；在受方初始干擾協(xié)調(diào)方案的受方信息/送方信息對話失敗后，亦可以送方初始干擾協(xié)調(diào)方案接替，這個交替過程可被重復(fù)地使用直到傳輸成功或直到此封包被丟棄，發(fā)送端與接收端可利用這些送方信息消息、受方信息消息或額外的控制消息交換彼此的時間表，包括接收或傳送的物理層信道以及相關(guān)的時間點(diǎn)或區(qū)段與傳輸功率或干擾強(qiáng)度。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于在雙向干擾協(xié)調(diào)方法中，主動者不完全成功的送受方信息/受送方信息對話可接著以被動者的送受方信息/受送方信息重新協(xié)商，再接著以主動者的送受方信息、受送方信息、受方信息或送方信息回復(fù)或協(xié)商，再接著以被動者的送受方信息、受送方信息、送方信息或受方信息回復(fù)或協(xié)商，余此類推，這個交替過程可被重復(fù)地使用直到傳輸成功或直到封包被丟棄，主動者與被動者可利用這些送方信息消息、受方信息消息或額外的控制消息交換彼此的時間表，包括可接收或傳送的物理層信道以及相關(guān)的時間點(diǎn)或區(qū)段與傳輸功率或干擾強(qiáng)度。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于所述的分布式可區(qū)分多方分離對話架構(gòu)使用“區(qū)分延后存取間隔法”以支持“區(qū)分化服務(wù)”，高優(yōu)先權(quán)封包可使用較大的“延后存取間隔”，如此一來，高優(yōu)先權(quán)的封包的傳送/接收要求可避免來自低優(yōu)先權(quán)封包的競爭，而有效地支持區(qū)分化服務(wù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于所述的“區(qū)分延后存取間隔法”用在“同信道控制消息”方案中，控制消息時段的每一個時間點(diǎn)對應(yīng)到其后某個“資料包時段”的某一個時間點(diǎn)，然后，高優(yōu)先權(quán)封包使用較大的“延后存取間隔”。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于可將“控制消息時段”進(jìn)一步劃分為幾個不同的時區(qū)。第一個時區(qū)供優(yōu)先權(quán)較高的對話使用，第二個時區(qū)供優(yōu)先權(quán)次高的對話使用。
19.一種可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于所述的干擾控制方法的分布式可區(qū)分多方分離對話架構(gòu)包括區(qū)分隨機(jī)倒數(shù)法，作為一個可選用的機(jī)制，即使“區(qū)分隨機(jī)倒數(shù)法”在一個網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中被實現(xiàn)或支持，這個機(jī)制也不必在所有的無線節(jié)點(diǎn)實現(xiàn)，實現(xiàn)這個機(jī)制與未實現(xiàn)這個機(jī)制的無線節(jié)點(diǎn)在一個網(wǎng)絡(luò)區(qū)域中共存，有效地支持“區(qū)分化服務(wù)”和碰撞率控制。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于所述的區(qū)分隨機(jī)倒數(shù)法包括Ki元隨機(jī)倒數(shù)機(jī)制，在該Ki元隨機(jī)倒數(shù)機(jī)制之中，參加一個新回合競爭的無線節(jié)點(diǎn)選擇一適當(dāng)?shù)摹案偁帞?shù)字”，所述競爭數(shù)字最多包括3個部份(1)優(yōu)先數(shù)字，(2)隨機(jī)數(shù)字，和(3)識別(ID)數(shù)字，競爭數(shù)字以混合位K1，K2，...，Kn位表示；一個競爭數(shù)字?jǐn)?shù)元對應(yīng)一個競爭回合。競爭數(shù)字最大者會生存其競爭回合，生存所有競爭回合者成為伏勝者而有權(quán)利在相對應(yīng)的時段傳送控制消息。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于所述的區(qū)分隨機(jī)倒數(shù)法包括Ki元隨機(jī)倒數(shù)機(jī)制可使用“前端長度編碼”、“后端長度編碼”、“前端位置編碼”或“后端位置編碼”來表達(dá)競爭數(shù)字值，在一個網(wǎng)絡(luò)中，所有的無線節(jié)點(diǎn)必須使用相同的編碼。
22.根據(jù)權(quán)利要求1或19的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于所述的碰撞率控制可控制控制消息之間與資料包之間干擾損壞或碰撞損壞的機(jī)率，進(jìn)而增加干擾強(qiáng)度估算的準(zhǔn)確性。
23.一種可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，在以”變功緊密空間再用”架構(gòu)為基礎(chǔ)的“介質(zhì)存取控制技術(shù)”中，發(fā)送端可以使用請求傳送消息或送方信息取得傳輸?shù)臋?quán)力，接收端可以使用可傳送消息或受方信息為接收作適當(dāng)?shù)男嬉员苊馄浣邮帐艿礁浇鼈鬏斉鲎矒p毀，在以“詢問后答復(fù)”為基礎(chǔ)的“介質(zhì)存取控制技術(shù)”的無線通信裝置，邀請一個無線通信裝置傳輸數(shù)據(jù)包給自己，并傳輸數(shù)據(jù)包給這個無線通信裝置，其特征在于所述的”變功緊密空間再用”架構(gòu)使用分離暗示式群組確認(rèn)消息/機(jī)制，并可選擇性地使用區(qū)分功率多信道協(xié)調(diào)機(jī)制。該干擾控制方法將多個干擾半徑較小的傳輸安排在附近區(qū)域同時傳輸并可解決暴露端點(diǎn)問題以增加輸出率。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于所述的分離暗示式群組確認(rèn)機(jī)制使用暗示性的確認(rèn)作為一個可選用的成本有效的確認(rèn)機(jī)制，在這種確認(rèn)機(jī)制中，接收端如果正確地收到一個資料包后，它會保持沉默，然而，如果使用對話所安排的數(shù)據(jù)包傳輸未能在預(yù)定的時段正確地被接收端所接收，則接收端會對發(fā)送端回復(fù)一個“接收失敗通知”消息，發(fā)送端在收到一個無需傳送消息后，會在時限內(nèi)傳送另一個送方信息消息來重新傳輸這個失敗的資料包；如果接收端沒有在時限內(nèi)收到該發(fā)送端重新安排傳輸?shù)恼埱螅鼤匦聜魉鸵粋€無需傳送消息，接收端會重復(fù)此程序一直到該資料包被成功地接收為止，或直到超過時限而放棄該資料包。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于所述的分離暗示式群組確認(rèn)機(jī)制在當(dāng)受方初始干擾協(xié)調(diào)方法被支持時，未能在預(yù)定的時段正確地接收資料包的接收端也可以使用受方初始干擾協(xié)調(diào)方法來直接要求該失敗的資料包的重新傳輸，它會重復(fù)地要求直到該資料包被成功地接收為止，或直到超過時限而放棄該資料包。
26.根據(jù)權(quán)利要求23的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于所述的分離暗示式群組確認(rèn)機(jī)制使用“暗示性確認(rèn)消息”需解決的一個問題是發(fā)送端需在發(fā)送過一個資料包后仍將其保留在它的網(wǎng)絡(luò)配接卡的內(nèi)存中，一直到它確定該資料包已被正確地接收而不再需要或過時而丟棄。
27.根據(jù)權(quán)利要求25的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于發(fā)送端需在發(fā)送過一個資料包后仍將其保留在它的網(wǎng)絡(luò)配接卡的內(nèi)存中的方法之一是將其保留一段足夠是的時間。
28.根據(jù)權(quán)利要求25的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于發(fā)送端需在發(fā)送過一個資料包后仍將其保留在它的網(wǎng)絡(luò)配接卡的內(nèi)存中的另一種方法是用“在肩上”的方式將目前已收到的資料包序號放在資料包的首部或送方信息消息中，然后可以用一個“自動重傳要求”機(jī)制來決定資料包是否可被丟棄。
29.根據(jù)權(quán)利要求25的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于發(fā)送端需在發(fā)送過一個資料包后仍將其保留在它的網(wǎng)絡(luò)配接卡的內(nèi)存中的第三種方法是使用“群組確認(rèn)”機(jī)制，在該方法中，接收端在接收到一定數(shù)量的資料包之后才回復(fù)一個“群組確認(rèn)”消息，如果在時限內(nèi)接收的資料包尚未達(dá)到一定數(shù)量，接收端仍需回復(fù)一個“群組確認(rèn)”消息。其它方法亦可能被使用。
30.根據(jù)權(quán)利要求26，27或28的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于發(fā)送端需在發(fā)送過一個資料包后仍將其保留在它的網(wǎng)絡(luò)配接卡的內(nèi)存中的方法中，發(fā)送端皆可要求接收端發(fā)送明白地發(fā)送一個確認(rèn)消息或無需傳送消息。
31.根據(jù)權(quán)利要求23的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于在所述的區(qū)分功率多信道協(xié)調(diào)機(jī)制中，該機(jī)制可使用一個共享的實質(zhì)層信道讓無線節(jié)點(diǎn)來對話并選擇另一個實質(zhì)層信道來作為數(shù)據(jù)包的傳輸。
32.根據(jù)權(quán)利要求23的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于所述的區(qū)分功率多信道協(xié)調(diào)機(jī)制使用在時間上不互相重迭的時段來作為控制訊息的傳輸當(dāng)一個無線節(jié)點(diǎn)欲與另一個無線節(jié)點(diǎn)對話時，它可猜那個無線節(jié)點(diǎn)最可能聆聽的實質(zhì)層信道，并使用該信道與之對話。如果它無法在時限內(nèi)得到響應(yīng)，則它可在所有信道的控制訊息時段發(fā)出“尋人啟示”訊息。在此訊息中它會附上讓被尋者可找到它的指示。
33.一種可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于在使用所述的分布式可區(qū)分多方分離對話架構(gòu)初始對話之前，采用區(qū)域性互動后退控制方法，使無線節(jié)點(diǎn)先倒數(shù)至零以獲取它傳送控制消息的權(quán)利。在該區(qū)域性后退控制方法中，競爭窗口是根據(jù)一個區(qū)域的交通狀況而控制，而不是依據(jù)一個無線節(jié)點(diǎn)本身的碰撞損壞狀況而控制。所述的區(qū)域性互動后退控制方法應(yīng)用不同交通類別之間的交互作用，一個高優(yōu)先級的傳輸失敗可使該無線通信裝置或周遭無線通信裝置較低優(yōu)先級的CW增加。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于所述的干擾控制方法包括區(qū)域性后退控制方法，其包括步驟無線節(jié)點(diǎn)用它所在位置控制消息信道或控制消息時段繁忙的百分比估計該位置的企圖率，用它最近傳輸或接收的控制消息碰撞率估計該位置的碰撞率，估計它傳送的RI消息的碰撞率以及用該位置在最近無法辨識的控制消息數(shù)比上可辨識的控制消息數(shù)以作為估計的碰撞率；如果一個無線節(jié)點(diǎn)觀察到的碰撞率、企圖率或一個綜合的指針值大于某個“門檻”值，而且它有資料包需傳送或接受，則它將通知附近的無線節(jié)點(diǎn)來增大它們的CW值，以及建議增加的倍數(shù)；反之，如果一個無線節(jié)點(diǎn)觀察到的碰撞率、企圖率或一個綜合的指針值小于另一個“門檻”值，則它讓附近的無線節(jié)點(diǎn)知道它所在的位置碰撞率與企圖率并不大；一個無線節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)它收到上述碰撞/企圖率的消息后馬上作出增減CW的決定；一個無線節(jié)點(diǎn)計算它最近每個交通類別的CW加權(quán)平均值，它再將這些得到的歷史CW值，使用SI、RI、Hello或其它背景消息廣播給附近的無線節(jié)點(diǎn)，一個無線節(jié)點(diǎn)會試著保持它的CWs在這些一般CW值附近。
35.根據(jù)權(quán)利要求33的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于所述的高優(yōu)先級的傳輸失敗可反使該數(shù)據(jù)包的CW減小，但幾次傳輸失敗后CW須增加。
36.根據(jù)權(quán)利要求1，23或33的可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，其特征在于所述的干擾控制方法應(yīng)用多重預(yù)先排序法，為一個交通類別中許多資料包同時安排傳輸時間，使一個交通類別的等待列的前幾個資料包可以任意的順序被傳輸，在該多重預(yù)先排序法中，分布式可區(qū)分多方分離對話可以安排大于一個資料包的傳輸，一個數(shù)據(jù)包被接前即可排序，使延遲時間大幅降低而不會因多步的傳輸而累積，降低控制消息的額外開銷。
全文摘要
一種可避免干擾損壞并增加空間再用率的干擾控制方法，發(fā)送端可以使用請求傳送消息或送方信息取得傳輸?shù)臋?quán)力，接收端可以使用可傳送消息或受方信息為接收作適當(dāng)?shù)男嬉员苊馄浣邮帐艿礁浇鼈鬏斉鲎矒p毀，在以“詢問后答覆”為基礎(chǔ)的“介質(zhì)存取控制技術(shù)”的無線通信裝置，邀請一個無線通信裝置傳輸數(shù)據(jù)包給自己，并傳輸數(shù)據(jù)包給這個無線通信裝置，所述的干擾控制方法使用分布式的、可分離的控制消息來為發(fā)送端、接收端與周遭的無線通信裝置作干擾協(xié)調(diào)控制，以在多步特別網(wǎng)絡(luò)和多步區(qū)域網(wǎng)絡(luò)為初始的送方。
文檔編號H04L12/28GK1567869SQ0314529
公開日2005年1月19日 申請日期2003年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月30日
發(fā)明者葉啟翔 申請人:葉啟翔