專利名稱：用于網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)的方法和系統(tǒng)的制作方法
背景技術(shù)：
在多個(gè)邏輯網(wǎng)絡(luò)共享共用的通信介質(zhì)或信道的情況下，網(wǎng)絡(luò)為信道接入而競(jìng)爭(zhēng)。通常，網(wǎng)絡(luò)為帶寬而競(jìng)爭(zhēng)。在缺少網(wǎng)絡(luò)之間的任何協(xié)調(diào)的情況下，它們可能破壞性地彼此干擾，從而降低了對(duì)任何網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的裝置可用的容量利用率和帶寬(BW)。
處于安全原因和其它問題，通常強(qiáng)制一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的設(shè)備不能訪問和解釋另一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的消息交換。這通常是通過對(duì)消息加密的安全密鑰來實(shí)現(xiàn)的。這些密鑰通常對(duì)于網(wǎng)絡(luò)是唯一的，且不與其它邏輯網(wǎng)絡(luò)共享。
上述情形可在住所鄰里或公寓房中的鄰里家庭在其各自的住所內(nèi)部署局域網(wǎng)時(shí)發(fā)生。網(wǎng)絡(luò)通常共享一個(gè)信道，如在無線和電力線網(wǎng)絡(luò)中的情況。這一情形的一種可接受的實(shí)現(xiàn)需要允許多個(gè)網(wǎng)絡(luò)彼此協(xié)調(diào)而不會(huì)損害任何個(gè)別網(wǎng)絡(luò)的安全性的系統(tǒng)和方法。
發(fā)明簡(jiǎn)述本發(fā)明的實(shí)施例包括用于在多個(gè)干擾網(wǎng)絡(luò)之中協(xié)調(diào)的方法和系統(tǒng)。
當(dāng)結(jié)合附圖考慮以下本發(fā)明的詳細(xì)描述時(shí)，可更容易地理解本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。
若干附圖的簡(jiǎn)述

圖1示出了一個(gè)示例性網(wǎng)絡(luò)情形；圖2示出了用于圖1所示的示例性網(wǎng)絡(luò)的示例性TDMA幀；圖3示出了示例性鄰網(wǎng)建立步驟的示意圖；圖4示出了在新QoSC加入之后的一個(gè)示例性TDMA幀的示意圖；圖5是示出用于請(qǐng)求帶寬的示例性過程的消息序列圖；圖6是示出在QoSC被授予帶寬之后的一個(gè)示例性TDMA幀的示意圖；圖7是示出用于釋放無競(jìng)爭(zhēng)周期的示例性過程的消息序列圖8是示出用于關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)的示例性過程的消息序列圖。
較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述某些信道共享或媒體共享網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)問題可由共享一個(gè)信道或介質(zhì)的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備采用的競(jìng)爭(zhēng)接入?yún)f(xié)議來解決。通常，這些協(xié)議要求對(duì)所發(fā)送的消息中可能破壞個(gè)別網(wǎng)絡(luò)的安全性各部分進(jìn)行譯碼。服務(wù)質(zhì)量(QoS)是涉及用于在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之中建立優(yōu)先級(jí)的系統(tǒng)和方法的術(shù)語(yǔ)。已顯示的競(jìng)爭(zhēng)接入?yún)f(xié)議在向越來越流行的音-視頻(AV)和流傳送應(yīng)用程序提供QoS保證時(shí)是低效的。
在某些方法中，中央控制器在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)之中對(duì)決定如何分配總可用帶寬(BW)進(jìn)行仲裁。這一集中式的決策制定方案在相鄰網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量增長(zhǎng)時(shí)可引起較大的延遲，且導(dǎo)致沉重的消息通信開銷。
本發(fā)明的實(shí)施例可允許多個(gè)干擾或相鄰的網(wǎng)絡(luò)在它們之間協(xié)調(diào)介質(zhì)或信道的共享。每一網(wǎng)絡(luò)可通過與相鄰網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備的消息交換序列而為其自己劃分出BW的一部分。如有需要，每一網(wǎng)絡(luò)的操作可完全保持安全和自治。網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)調(diào)消息可以是唯一的未加密消息交換。此外，這些方法可以在本質(zhì)上是完全分布式的。每一網(wǎng)絡(luò)可僅與其直接鄰網(wǎng)協(xié)調(diào)。可避免網(wǎng)絡(luò)必須與相隔多個(gè)中繼段的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)的鏈?zhǔn)叫?yīng)。某些實(shí)施例不需要中央權(quán)力機(jī)構(gòu)以在網(wǎng)絡(luò)之中進(jìn)行仲裁。這些實(shí)施例通過沖突減少、干擾緩和和非干擾網(wǎng)絡(luò)對(duì)通信介質(zhì)的重復(fù)使用，確然提高了用于多個(gè)網(wǎng)絡(luò)操作的競(jìng)爭(zhēng)接入?yún)f(xié)議的容量。
本發(fā)明的某些實(shí)施例采用了這樣一種網(wǎng)絡(luò)模型，其中每一網(wǎng)絡(luò)具有稱為QoS控制器(QoSC)的控制權(quán)力機(jī)構(gòu)。在這些實(shí)施例中，在每一網(wǎng)絡(luò)中有QoSC的一個(gè)實(shí)例。QoSC管理其網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的設(shè)備的活動(dòng)，并執(zhí)行諸如對(duì)連接的BW分配等功能。這些實(shí)施例可采用時(shí)分多址(TDMA)方案，其中網(wǎng)絡(luò)通過在時(shí)間幀的不同段中操作來共享帶寬。
在這些實(shí)施例中，每一網(wǎng)絡(luò)的QoSC在網(wǎng)絡(luò)初始化時(shí)構(gòu)造干擾網(wǎng)絡(luò)列表(INL)。INL標(biāo)識(shí)了干擾相鄰網(wǎng)絡(luò)。QoSC然后通過一系列消息交換與其INL中的每一干擾網(wǎng)絡(luò)通信。QoSC可向其相鄰QoSC指示它察覺到的幀配置以及它將使用的時(shí)間幀內(nèi)的區(qū)域。這一消息交換也可需要相鄰的QoSC來支持來自QoSC的對(duì)附加BW的請(qǐng)求而釋放或放棄帶寬(時(shí)間幀的一部分)。
在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，如由QoSC例示且由特定QoSC控制的網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備觀察到的時(shí)間幀可包括四個(gè)區(qū)域
1.信標(biāo)區(qū)信標(biāo)是向多個(gè)網(wǎng)絡(luò)以及給定網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的設(shè)備標(biāo)識(shí)時(shí)間幀內(nèi)的幀配置和BW分配的控制消息。每一QoSC必須向其網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的設(shè)備發(fā)送信標(biāo)以向它們通知要遵循的幀配置。在許多實(shí)施例中，信標(biāo)傳送必須是在沒有沖突的情況下發(fā)送的，以向網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備提供定時(shí)和準(zhǔn)確的幀配置信息。當(dāng)設(shè)備在一組干擾網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)發(fā)送時(shí)，發(fā)生沖突。因此，本發(fā)明的實(shí)施例可利用INL內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)用于彼此協(xié)調(diào)的方法，并且在沒有沖突的情況下發(fā)送個(gè)別信標(biāo)。INL中網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備知道不要在信標(biāo)區(qū)中發(fā)送。
2.競(jìng)爭(zhēng)周期(CP)這是多個(gè)設(shè)備使用競(jìng)爭(zhēng)接入?yún)f(xié)議來共享介質(zhì)的周期。QoSC可使用該周期來與其它QoSC通信。網(wǎng)絡(luò)可具有一個(gè)或多個(gè)競(jìng)爭(zhēng)周期。通常，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的競(jìng)爭(zhēng)周期不能與該網(wǎng)絡(luò)的INL中的另一網(wǎng)絡(luò)的無競(jìng)爭(zhēng)周期重疊。在大多數(shù)實(shí)施例中，每一網(wǎng)絡(luò)必須具有至少一個(gè)CP，它至少要足夠長(zhǎng)來攜帶為這些實(shí)施例定義的最大尺寸消息?？稍谶@些實(shí)施例的CP期間使用各種競(jìng)爭(zhēng)接入?yún)f(xié)議。
3.無競(jìng)爭(zhēng)周期(CFP)這是僅允許具有來自其QoSC的明確授權(quán)的設(shè)備進(jìn)行發(fā)送的周期。QoSC必須確保CFP中的發(fā)送是無競(jìng)爭(zhēng)的。此外，QoSC必須確保INL中的網(wǎng)絡(luò)的CFP不會(huì)重合或重疊。
4.禁入(Stay-Out)周期(SOP)這是時(shí)間幀內(nèi)當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備都被QoSC指示保持靜默的周期。它們?cè)赟OP期間不許使用競(jìng)爭(zhēng)接入?yún)f(xié)議或無競(jìng)爭(zhēng)接入?yún)f(xié)議。
每一QoSC構(gòu)造其時(shí)間幀的版本，并在信標(biāo)中廣播這一版本。網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備解碼來自其QoSC的信標(biāo)，并且必須觀察其中指示的時(shí)間表。當(dāng)構(gòu)造其時(shí)間幀版本時(shí)，QoSC有義務(wù)遵循某些規(guī)則，這些規(guī)則確定QoSC有哪些時(shí)間段可用來要求。當(dāng)與INL一起使用時(shí)，這些規(guī)則確保即使網(wǎng)絡(luò)共享共用的通信信道，在網(wǎng)絡(luò)中也存在不會(huì)彼此干擾地重復(fù)使用。
一旦例示了時(shí)間幀并在信標(biāo)中發(fā)送該時(shí)間幀，網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備必須觀察到其中指示的時(shí)間表。屬于特定網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間幀的一部分內(nèi)所有操作對(duì)于該網(wǎng)絡(luò)是自治的，且QoSC可以用它認(rèn)為合適的任何方式來管理其對(duì)BW的共享。
本發(fā)明的實(shí)施例還可包括用于使網(wǎng)絡(luò)通過由一系列消息交換實(shí)現(xiàn)的協(xié)調(diào)來與INL中的其它網(wǎng)絡(luò)共享BW的方法和系統(tǒng)。在某些實(shí)施例中，消息交換是簡(jiǎn)單的，且要求最小的容量用于信令開銷。這樣的協(xié)調(diào)可允許每一網(wǎng)絡(luò)向其域內(nèi)的應(yīng)用程序/設(shè)備提供QoS支持。在某些實(shí)施例中，協(xié)調(diào)顯著地增強(qiáng)了系統(tǒng)容量利用和效率。
本發(fā)明的實(shí)施例可包括將所有的決策制定限于INL且不要求相隔多個(gè)中繼段的網(wǎng)絡(luò)彼此協(xié)調(diào)的分布式協(xié)調(diào)機(jī)制。
本發(fā)明的實(shí)施例可包括允許網(wǎng)絡(luò)重復(fù)使用時(shí)間幀中已經(jīng)被非干擾網(wǎng)絡(luò)使用的各部分的協(xié)調(diào)機(jī)制。該方法可顯著地增加通過競(jìng)爭(zhēng)協(xié)議或具有有限協(xié)調(diào)或通過大量信令來實(shí)現(xiàn)的協(xié)調(diào)的其它方法的系統(tǒng)容量。
本發(fā)明的實(shí)施例可顯著地提高操作諸如基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議上的語(yǔ)音(VoIP)、高清晰度電視(HDTV)、SDTV傳送、流傳送互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)應(yīng)用程序等應(yīng)用程序操并對(duì)其提供QoS支持的自治網(wǎng)絡(luò)中的性能。
本發(fā)明的實(shí)施例可結(jié)合符合IEEE 802.14.3、IEEE 802.11或HomePlugPowerline Communications(家庭插件式電力線通信)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)來使用。這些標(biāo)準(zhǔn)及其定義文檔通過引用結(jié)合于此。
本發(fā)明的實(shí)施例可包括帶寬共享或分配，其中帶寬共享/分配決策是在干擾網(wǎng)絡(luò)列表(INL)中標(biāo)識(shí)的QoSC之中本地作出的。
本發(fā)明的實(shí)施例可包括允許通過使用INL的概念進(jìn)行空間重復(fù)使用的系統(tǒng)和方法。
本發(fā)明的實(shí)施例可包括來自不同網(wǎng)絡(luò)的信標(biāo)和數(shù)據(jù)傳送，如果滿足某些干擾條件，則它們可同時(shí)發(fā)生。
TDMA幀結(jié)構(gòu)本發(fā)明的實(shí)施例可參考一個(gè)示例性網(wǎng)絡(luò)情形來描述。該示例性情形在圖1中示出。在該情形中，基站集(BSS)10是包括服務(wù)質(zhì)量控制器(QoSC)12和它所控制的站(STA)14-20的網(wǎng)絡(luò)。QoSC 12與鄰域中的其它QoSC 22-30協(xié)作，可向以下一個(gè)或多個(gè)用途分配TDMA幀1.用于發(fā)送信標(biāo)；2.用于無競(jìng)爭(zhēng)接入；3.用于競(jìng)爭(zhēng)接入；或者4.用于不允許發(fā)送的禁入?yún)^(qū)一個(gè)示例性幀結(jié)構(gòu)可參考圖2來描述。QoSC可在競(jìng)爭(zhēng)周期64期間保留帶寬。一旦QoSC/網(wǎng)絡(luò)將某一時(shí)間間隔聲明為其無競(jìng)爭(zhēng)周期66、70、74，則任何其干擾鄰網(wǎng)都不被允許在該同一時(shí)間發(fā)送。對(duì)于所涉及的干擾鄰網(wǎng)，該時(shí)間間隔是禁入?yún)^(qū)68、72、76，其中不可以發(fā)生任何發(fā)送。當(dāng)多個(gè)BSS的站不干擾時(shí)，它們可共享一個(gè)無競(jìng)爭(zhēng)周期。例如，在圖1和2所示的示例性系統(tǒng)中，在QoSC“B”22(具有網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)(NID)#132)的無競(jìng)爭(zhēng)周期66，QoSC“D”26(NID＝#138a)也調(diào)度了無競(jìng)爭(zhēng)周期70。這是可實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)镼oSC“B”沒有與由QoSC“D”26所管理的站干擾的站。當(dāng)QoSC在用于無競(jìng)爭(zhēng)周期66、70、74的一幀內(nèi)調(diào)度所有的時(shí)間時(shí)，可對(duì)所有的網(wǎng)絡(luò)站或特定的一個(gè)站集將任何剩余的時(shí)間分配為競(jìng)爭(zhēng)周期78、80。帶寬分配決策可以基于先到先服務(wù)的基礎(chǔ)，或按照站、用戶、網(wǎng)絡(luò)或其它優(yōu)先級(jí)方法。
對(duì)于每一BSS子網(wǎng)20-30，在不是信標(biāo)區(qū)62的任何時(shí)間，無競(jìng)爭(zhēng)周期66、70。74或禁入?yún)^(qū)68、72和76可成為競(jìng)爭(zhēng)區(qū)64、78、80。允許該BSS網(wǎng)絡(luò)中的站使用載波偵聽多路訪問(CSMA)或解決多個(gè)設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)的某一其它協(xié)議在競(jìng)爭(zhēng)周期中進(jìn)行發(fā)送。
兩個(gè)鄰網(wǎng)之間的通信可在兩個(gè)BSS網(wǎng)絡(luò)的競(jìng)爭(zhēng)周期重疊的時(shí)間期間內(nèi)發(fā)生。BSS網(wǎng)間通信可在所有鄰網(wǎng)的競(jìng)爭(zhēng)周期重疊了某一最小持續(xù)時(shí)間時(shí)發(fā)生。該最小持續(xù)時(shí)間應(yīng)當(dāng)足夠長(zhǎng)，以使用CSMA或某一其它方法來有效地發(fā)送任何鄰網(wǎng)消息。
本發(fā)明的某些實(shí)施例可采用分布式方法。當(dāng)對(duì)新QoSC加電時(shí)，它可試圖對(duì)它能夠檢測(cè)到的所有信標(biāo)進(jìn)行解碼。如果在若干個(gè)信標(biāo)周期之后沒有接收到任何信標(biāo)，則新QoSC將建立沒有干擾鄰網(wǎng)的新網(wǎng)絡(luò)。
如果接收到信標(biāo)，則新QoSC將與其相鄰QoSC協(xié)調(diào)以找出網(wǎng)絡(luò)ID(NID)以及該新網(wǎng)絡(luò)的信標(biāo)區(qū)62中的時(shí)隙。僅新QoSC的干擾鄰網(wǎng)需要涉及在該過程中。
可使用類似的分布式方法來為無競(jìng)爭(zhēng)周期保留帶寬。QoSC可與其干擾的相鄰QoSC協(xié)調(diào)以找出對(duì)其站的保留鏈路的分配。
本發(fā)明的某些實(shí)施例包括一個(gè)或多個(gè)干擾網(wǎng)絡(luò)列表(INL)。每一QoSC可維護(hù)一個(gè)干擾網(wǎng)絡(luò)列表(INL)。INL的條目可包括QoSC可接收的網(wǎng)絡(luò)的NID。如果QoSC，或者某些實(shí)施例中由QoSC控制的STA可聽見對(duì)于該網(wǎng)絡(luò)的信標(biāo)，則可在INL中標(biāo)識(shí)該鄰網(wǎng)。在某些情況下，由QoSC控制的網(wǎng)絡(luò)中的某些站可能無法聽到干擾信標(biāo)。
本發(fā)明的某些實(shí)施例可采用信標(biāo)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(信標(biāo)PDU)來協(xié)商網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。如上所述，信標(biāo)區(qū)62可被劃分成時(shí)隙。每一網(wǎng)絡(luò)的信標(biāo)被調(diào)度成在這些時(shí)隙之一中發(fā)送。
在每一信標(biāo)PDU中，可由新QoSC使用以下字段來建立其網(wǎng)絡(luò)1.BSS網(wǎng)絡(luò)的NID；2.發(fā)送信標(biāo)的時(shí)隙號(hào)；
3.信標(biāo)區(qū)中的總時(shí)隙數(shù)；4.網(wǎng)絡(luò)分配，包括a.無競(jìng)爭(zhēng)周期的位置(例如，網(wǎng)絡(luò)的保留鏈路)。
b.禁入?yún)^(qū)的位置。
c.競(jìng)爭(zhēng)周期的位置。
表1示出了一個(gè)示例性信標(biāo)PDU的一部分(可使用表1的表中未示出的許多其它字段)。圖4示出了一個(gè)示例性信標(biāo)時(shí)間表。
表1示出了信標(biāo)PDU中與鄰網(wǎng)的討論有關(guān)的部分。(許多其它字段未在該表中示出。)表1信標(biāo)PDU的一部分
表2信標(biāo)PDU中每一“時(shí)間表”的格式
用于建立新BSS網(wǎng)絡(luò)的過程本節(jié)描述了在本發(fā)明的某些示例性實(shí)施例中建立新BSS網(wǎng)絡(luò)的詳細(xì)過程。在該示例性網(wǎng)絡(luò)情形中，假定已經(jīng)存在某些干擾的相鄰BSS網(wǎng)絡(luò)。
本發(fā)明的某些實(shí)施例的各方面可參考圖1來描述。在圖1中，僅示出了QoSC12、22-30以及每一BSS的某些NID 14-20。兩個(gè)QoSC之間的箭頭32、34意味著兩個(gè)QoSC可彼此聽見，且其各自的網(wǎng)絡(luò)的每一個(gè)中的至少一個(gè)站與另一個(gè)的網(wǎng)絡(luò)中的站干擾。在該情形中，新QoSC“F”30僅能聽見BSS/QoSC“E”28以及BSS/QoSC“B”22。
表3示出了該示例性系統(tǒng)中的每一信標(biāo)的內(nèi)容的一部分(也參見圖2)。在該示例性實(shí)施例中，假定在信標(biāo)區(qū)62中當(dāng)前有6個(gè)時(shí)隙。例如，BSS“E”28的信標(biāo)表述其NID為#130，其信標(biāo)在時(shí)隙#0中發(fā)送，而在其信標(biāo)區(qū)中有6個(gè)時(shí)隙。
表3每一信標(biāo)的內(nèi)容
在本發(fā)明的某些示例性實(shí)施例中，以下是在可在現(xiàn)有的鄰網(wǎng)中建立新BSS網(wǎng)絡(luò)之前或在對(duì)新帶寬請(qǐng)求授權(quán)之前必須滿足的條件的列表。
1.在該新信標(biāo)的信標(biāo)區(qū)中有一個(gè)空時(shí)隙。如果沒有空閑時(shí)隙可用，則所涉及的QoSC必須確保未達(dá)到信標(biāo)區(qū)的最大尺寸。
2.每一涉及的QoSC必須確保在所有時(shí)刻在其自身和所有其相鄰QoSC之間維持了競(jìng)爭(zhēng)周期的最小持續(xù)時(shí)間。該最小競(jìng)爭(zhēng)周期是必需的，以在鄰網(wǎng)之間交換消息。
如果通過接受新BSS網(wǎng)絡(luò)建立請(qǐng)求或帶寬請(qǐng)求，可能會(huì)違反上述條件中的一個(gè)或多個(gè)，則該請(qǐng)求必須被現(xiàn)有鄰網(wǎng)的其它成員拒絕。
圖3示出了描繪對(duì)于該示例性實(shí)施例，與干擾相鄰BSS網(wǎng)絡(luò)(鄰網(wǎng))建立新BSS網(wǎng)絡(luò)的過程的示例性消息序列。圖3中的每一步驟在以下小節(jié)中描述。
步驟1NN_INL_REQ步驟1和步驟2的目的是找出新網(wǎng)絡(luò)的信標(biāo)區(qū)62中的NID和時(shí)隙。新QoSC30首先監(jiān)聽信標(biāo)以找出是否存在任何鄰網(wǎng)。它然后向其相鄰QoSC(E和B)28和22的每一個(gè)發(fā)送NN_INL_REQ消息。該消息的目的是獲得BSS E和B 28和22的INL。(該消息也可攜帶發(fā)送者的INL)。NN_INL_REQ消息的一個(gè)示例性實(shí)施例在表4中示出。
表4
步驟2NN_INL_RSP當(dāng)QoSC“E”28接受NN_INL_REQ消息，它用NN_INL_RSP消息回復(fù)新QoSC 30。該消息的一個(gè)示例性實(shí)施例在表5中示出。該消息可包含BSS“E”的INL。它指示BSS“E”可聽見BSS“B”和“C”。另外，它指示BSS“E”、“B”和“C”分別在時(shí)隙#0、#1和#2中發(fā)送其信標(biāo)，以及每一信標(biāo)區(qū)具有6個(gè)時(shí)隙。
表5
類似地，QoSC“B”22向新QoSC 30發(fā)送NN_INL_RSP消息，該消息指示BSS“B”22可聽見BSS“E”、“C”和“A”，以及BSS“B”、“E”、“C”和“A”分別在時(shí)隙#1、#0、#2和#3中發(fā)送其信標(biāo)，并且每一信標(biāo)區(qū)具有6個(gè)時(shí)隙。
當(dāng)新QoSC 30接收到所有的NN_INL_RSP消息時(shí)，它然后可以·隨機(jī)地選擇不在BSS“E”28和BSS“B”22的任一個(gè)中出現(xiàn)的新NID。
·選擇不被BSS“E”28和“B”22的INL中的任何網(wǎng)絡(luò)使用的時(shí)隙。
假定新QoSC 30選擇NID＝138，以及時(shí)隙#4。注意NID＝138也被現(xiàn)有的BSS使用。該示例示出在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，單個(gè)NID可由多個(gè)非干擾STA同時(shí)使用。
步驟3NN_NEW_NET_REQ從前述步驟中，新QoSC 30決定使用時(shí)隙#4以及NID＝138。接著，新QoSC 30將向其相鄰QoSC的每一個(gè)發(fā)送NN_NEW_NET_REQ消息以請(qǐng)求建立新網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)示例性NN_NEW_NET_REQ消息在表6中示出。該消息也可指定新網(wǎng)絡(luò)的提議的時(shí)間表。假定時(shí)間表為·在信標(biāo)區(qū)之后，2ms的競(jìng)爭(zhēng)周期(用途＝2)。
·然后，6ms的禁入?yún)^(qū)(用途＝0)。
·然后，10ms的競(jìng)爭(zhēng)區(qū)(用途＝2)。
表6
步驟4NN_NEW_NET_RSP當(dāng)QoSC“E”28接收到NN_NEW_NET_REQ消息，它檢查以了解提議的NID、時(shí)隙號(hào)和時(shí)間表是否可被接受。它然后用NN_NEW_NET_RSP消息回復(fù)。該消息包含結(jié)果(接受或拒絕)。一個(gè)示例性NN_NEW_NET_RSP消息在表7中示出。
在該示例中，提議的NID＝138是可接受的，因?yàn)镹ID＝138不出現(xiàn)在QoSC“E”28的INL中。提議的時(shí)隙#4也是可接受的，因?yàn)镼oSC“E”28的沒有一個(gè)相鄰QoSC使用該時(shí)隙。提議的時(shí)間表是可接受的，因?yàn)樗慌cQoSC“E”自己的任何保留鏈路沖突。
表7
類似地，QoSC“B”22也用NN_NEW_NET_RSP消息回復(fù)。
步驟5NN_NEW_NET_CFM當(dāng)新QoSC 30接收到所有的NN_NEW_NET_RSP消息，它檢查以了解其建立新網(wǎng)絡(luò)的請(qǐng)求是否被接受。它然后向其相鄰QoSC(E和B)28和22的每一個(gè)發(fā)送NN_NEW_NET_CFM消息。如果該請(qǐng)求被接受，則新QoSC 30可在提議的時(shí)隙中開始發(fā)送其信標(biāo)。一個(gè)示例性NN_NEW_NET_CFM消息在表8中示出。
表8
表9
表9示出了在QoSC作為BSS#138b加入了系統(tǒng)之后，系統(tǒng)中每一信標(biāo)的內(nèi)容的一部分。
圖4示出了一個(gè)示例性修訂的TDMA幀，它示出了新QoSC加入系統(tǒng)之后的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。
用于請(qǐng)求帶寬的過程本節(jié)描述了在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，用于為網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求帶寬的詳細(xì)過程?？紤]在新QoSC“F”30作為具有NID#138(b)的BSS加入了系統(tǒng)之后，圖1所示的網(wǎng)絡(luò)情形。對(duì)應(yīng)的TDMA幀在圖4中示出。假定QoSC“F”30希望為其保留鏈路請(qǐng)求持續(xù)時(shí)間3ms的無競(jìng)爭(zhēng)周期。圖5示出了該過程的一個(gè)示例性消息序列圖。
圖5所示的每一步驟在以下小節(jié)中描述。(注意，新QoSC 30在發(fā)送NN_NEW_NET_REQ時(shí)，也可在通過在其提議的時(shí)間表中將“Usage”字段設(shè)為1來請(qǐng)求無競(jìng)爭(zhēng)周期。)步驟1NN_ADD_BW_REQ在圖5所示的這些實(shí)施例中，源QoSC“F”30可首先確定提議的時(shí)間表。它對(duì)所有其相鄰QoSC 22和28的信標(biāo)進(jìn)行解碼，以找出其相鄰QoSC的當(dāng)前時(shí)間表。假定QoSC“F”30提議使用與BSS“A”12的無競(jìng)爭(zhēng)周期74重疊的間隔(持續(xù)時(shí)間3ms)。提議的間隔可由8ms的起始時(shí)間(相對(duì)于信標(biāo)區(qū)的結(jié)束)以及3ms的持續(xù)時(shí)間來指定。QoSC“F”30可向所有其相鄰QoSC發(fā)送NN_ADD_BW_REQ消息。該消息包括源QoSC希望保留的附加提議時(shí)間。一個(gè)示例性NN_ADD_BW_REQ消息在表10中示出。
表10
步驟2NN_ADD_BW_RSP
當(dāng)QoSC“E”28接收到NN_ADD_BW_REQ時(shí)，它檢查以了解提議的時(shí)間表是否可被接受。在這一情況下，提議的時(shí)間表不與QoSC“E”28的當(dāng)前時(shí)間表沖突，因此該請(qǐng)求被接受。QoSC“E”28可用NN_ADD_BW_RSP消息回復(fù)，并更新其信標(biāo)中的時(shí)間表以包括新的禁入?yún)^(qū)。一個(gè)示例性NN_ADD_BW_RSP消息在表11中示出。類似地，QoSC“B”22可用NN_ADD_BW_RSP消息回復(fù)。
表11
步驟3NN_ADD_BW_DFM當(dāng)源QoSC“F”30接收到所有的NN_ADD_BW_RSP消息，它檢查以了解其請(qǐng)求是否被接受。它然后向其每一相鄰QoSC發(fā)送NN_ADD_BW_CFM消息。如果該請(qǐng)求被接受，則它也更新其信標(biāo)中的時(shí)間表以反應(yīng)新的保留鏈路。一個(gè)示例性NN_ADD_BW_CFM消息在表12中示出。
表12
圖6示出了在帶寬請(qǐng)求被接受之后的新TDMA幀。注意，QoSC“F”30可向其新的無競(jìng)爭(zhēng)周期分配任何數(shù)量的保留鏈路。
用于釋放帶寬的過程用于釋放由無競(jìng)爭(zhēng)周期使用的帶寬的一個(gè)示例性消息序列圖在圖7中示出。源QoSC向所有其相鄰QoSC發(fā)送NN_REL_BW_IND消息。注意，不需要響應(yīng)消息。在接收到帶寬釋放請(qǐng)求之后，QoSC可能能夠?qū)⒔雲(yún)^(qū)改成競(jìng)爭(zhēng)區(qū)，只要沒有其它相鄰QoSC正保留該相同的時(shí)間間隔。
用于關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)的過程用于關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)示例性消息序列圖在圖8中示出。QoSC向其所有相鄰QoSC發(fā)送NN_REL_NET_IND。不需要響應(yīng)消息。
消息格式在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，可采用稱為NNET PDU的新MPDU類型。NNETPDU可攜帶不同的消息，取決于“Type”字段的值。
NN_INL_REQ和NN_INL_RSPNN_INL_REQ消息由QoSC用于找出另一QoSC的INL。當(dāng)QoSC接收到該NN_INL_REQ消息時(shí)，它必須用NN_INL_RSP消息來回復(fù)。一個(gè)示例性NN_INL_REQ消息在表13中示出。
表13
NN_NEW_NET_REQNN_NEW_NET_REQ消息由新QoSC用于請(qǐng)求建立新網(wǎng)絡(luò)。該消息包含提議的NID、時(shí)隙號(hào)和時(shí)間表。該消息的副本必須被發(fā)送到新QoSC的每一相鄰QoSC。當(dāng)“Coding”字段為0時(shí)NN_NEW_NEET_REQ消息的一個(gè)示例性實(shí)施例在表14中示出。
表14
當(dāng)“Coding”字段為1時(shí)示例性NN_NEW_NET_REQ消息的格式在表15中示出。未指定的任何時(shí)間間隔的用途可被假定為禁入?yún)^(qū)(即，Usage＝0)。
表15
NN_NEW_NET_RSP當(dāng)QoSC接收到NN_NEW_NET_REQ消息時(shí)，它可用NN_NEW_NET_RSP消息回復(fù)。一個(gè)示例性NN_NEW_NET_RSP消息在表16中示出。該NN_NEW_NET_RSP消息可包含發(fā)送者的NID，以及指示該請(qǐng)求是否被接受的結(jié)果字段。當(dāng)確定請(qǐng)求是否被接受時(shí)，QoSC可檢查以下·確保提議的NID不在QoSC的INL中出現(xiàn)。
·該QoSC沒有一個(gè)相鄰QoSC在信道區(qū)中提議的時(shí)隙中發(fā)送。
·提議的時(shí)間表是可接受的。例如，QoSC沒有一個(gè)自己的保留鏈路會(huì)受所提議的時(shí)間表影響，且維持了所有鄰網(wǎng)之中共享的競(jìng)爭(zhēng)周期的最小持續(xù)時(shí)間。
表16
NN_NEW_NET_CFMNN_NEW_NET_CFM可由新QoSC向其所有相鄰QoSC發(fā)送以確認(rèn)建立新網(wǎng)絡(luò)的請(qǐng)求是成功還是被取消。該消息可在新QoSC從其相鄰QoSC接收到所有NN_NEW_NET_RSP消息之后發(fā)送。一個(gè)示例性NN_NEW_NET_CFM消息在表17中示出。
例如，相鄰QoSC之一可能已經(jīng)拒絕了該請(qǐng)求，而所有其它相鄰QoSC可能已經(jīng)接受了該請(qǐng)求。在這一情況下，新QoSC可向其所有相鄰QoSC發(fā)送NN_NEW_NET_CFM消息以取消該請(qǐng)求。
表17
NN_ADD_BW_REQNN_ADD_BW_REQ消息由源QoSC向其所有相鄰QoSC發(fā)送以請(qǐng)求額外的帶寬。該消息包含由源QoSC使用的所提議的時(shí)間間隔。每一間隔可由起始時(shí)間和持續(xù)時(shí)間指定。起始時(shí)間可從信標(biāo)區(qū)結(jié)束處開始測(cè)量。消息中未指定的任何時(shí)間間隔的用途可保持不變。一個(gè)示例性NN_ADD_BW_REQ消息在表18中示出。
表18
NN_ADD_BW_RSP當(dāng)QoSC接受到NN_ADD_BW_REQ消息時(shí)，它用NN_ADD_BW_RSP消息回復(fù)。該消息指示該帶寬請(qǐng)求是否被接受。一個(gè)示例性NN_ADD_BW_RSP消息在表19中示出。
表19
NN_ADD_BW_CFMNN_ADD_BW_CFM消息由源QoSC向其所有相鄰QoSC發(fā)送以確認(rèn)該帶寬請(qǐng)求是成功還是被取消。該消息可在源QoSC從其相鄰QoSC已接收到所有NN_ADD_BW_RSP消息之后發(fā)送。一個(gè)示例性NN_ADD_BW_CFM消息在表20中示出。
表20
NN_REL_BW_INDNN_REL_BW_IND消息由QoSC發(fā)送以釋放部分或所有其無競(jìng)爭(zhēng)周期。該消息包含正被釋放的時(shí)間間隔。消息中未指定的任何時(shí)間間隔的用途可保持不變。在某些實(shí)施例中，不需要響應(yīng)消息。一個(gè)示例性NN_REL_BW_IND消息在表21中示出。
表21
NN_REL_NET_INDNN_REL_NET_IND消息由QoSC發(fā)送以釋放所有其無競(jìng)爭(zhēng)周期并關(guān)閉其網(wǎng)絡(luò)。不需要響應(yīng)消息。一個(gè)示例性NN_REL_NET_IND消息在表22中示出。
表22
發(fā)現(xiàn)和代理聯(lián)網(wǎng)為支持設(shè)備發(fā)現(xiàn)，可周期性地發(fā)送發(fā)現(xiàn)信標(biāo)或發(fā)現(xiàn)消息。本發(fā)明的實(shí)施例可在網(wǎng)絡(luò)的無競(jìng)爭(zhēng)周期期間發(fā)送發(fā)現(xiàn)消息(DISCOVERPDU)。
在一個(gè)替換實(shí)施例中，即發(fā)送發(fā)現(xiàn)信標(biāo)的實(shí)施例中，需要在相鄰QoSC之間為調(diào)度用于發(fā)現(xiàn)信標(biāo)的信標(biāo)區(qū)中的時(shí)隙而進(jìn)行的協(xié)調(diào)。該方法與僅僅在無競(jìng)爭(zhēng)周期中發(fā)送DISCOVER PDU相比可能效率較低。
改變信標(biāo)區(qū)的持續(xù)時(shí)間也需要改變網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的消息，例如改變NID、發(fā)送信標(biāo)的時(shí)隙號(hào)或信標(biāo)區(qū)中的時(shí)隙數(shù)。
以上說明書中采用的術(shù)語(yǔ)和表達(dá)式在此作為描述的術(shù)語(yǔ)來使用，而非限制，且這些術(shù)語(yǔ)和表達(dá)式的使用并不旨在排除所示和描述的特征或其部分的等效特征，可以認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求書來定義和限制。
權(quán)利要求
1.一種用于多個(gè)干擾網(wǎng)絡(luò)的分布式協(xié)調(diào)的方法，所述方法包括a)建立用于網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)控制權(quán)力機(jī)構(gòu)；b)搜索干擾網(wǎng)絡(luò)；c)接收用于所述干擾網(wǎng)絡(luò)的干擾網(wǎng)絡(luò)列表(INL)，所述INL包括當(dāng)所述干擾網(wǎng)絡(luò)存在時(shí)所述干擾網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)；d)向所述干擾網(wǎng)絡(luò)發(fā)送所述網(wǎng)絡(luò)的INL，所述INL包括與所述網(wǎng)絡(luò)干擾的網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)；以及e)與用于所述干擾網(wǎng)絡(luò)的干擾網(wǎng)絡(luò)控制權(quán)力機(jī)構(gòu)通信，以分配特定的帶寬段以供所述干擾網(wǎng)絡(luò)和所述網(wǎng)絡(luò)之一的獨(dú)占使用。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制權(quán)力機(jī)構(gòu)是服務(wù)質(zhì)量控制器(QoSC)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述搜索包括監(jiān)聽來自所述干擾網(wǎng)絡(luò)的信標(biāo)PDU。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述創(chuàng)建INL包括從至少一個(gè)信標(biāo)PDU中編譯數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述通信包括建立無競(jìng)爭(zhēng)周期(CFP)以供所述網(wǎng)絡(luò)或所述干擾網(wǎng)絡(luò)之一的獨(dú)占使用。
6.一種用于網(wǎng)絡(luò)的分布式協(xié)調(diào)的方法，所述方法包括a)從干擾網(wǎng)絡(luò)控制器(INC)接收信標(biāo)；b)向所述INC請(qǐng)求干擾網(wǎng)絡(luò)列表(INL)；c)選擇所述INL中未使用的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和信標(biāo)時(shí)隙；以及d)協(xié)調(diào)與所述INC的通信。
7.一種用于多個(gè)干擾網(wǎng)絡(luò)的分布式協(xié)調(diào)的方法，所述方法包括a)建立用于網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)控制權(quán)力機(jī)構(gòu)(NCA)；b)用所述NCA執(zhí)行信標(biāo)檢測(cè)處理以檢測(cè)干擾網(wǎng)絡(luò)；c)通過所述NCA請(qǐng)求干擾網(wǎng)絡(luò)列表(INL)，所述INL包括當(dāng)所述干擾網(wǎng)絡(luò)存在時(shí)干擾網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)；d)當(dāng)所述干擾網(wǎng)絡(luò)存在時(shí)，通過所述NCA接收所述干擾網(wǎng)絡(luò)列表(INL)；e)協(xié)調(diào)與所述干擾網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)通信以降低與干擾相關(guān)的傳輸損失。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述INL包括信標(biāo)時(shí)隙信息和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)信息。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述協(xié)調(diào)包括建立無競(jìng)爭(zhēng)周期。
10.一種用于多個(gè)干擾網(wǎng)絡(luò)的分布式協(xié)調(diào)的方法，所述方法包括a)建立用于第一干擾網(wǎng)絡(luò)的第一網(wǎng)絡(luò)控制權(quán)力機(jī)構(gòu)(NCA)；b)建立用于第二干擾網(wǎng)絡(luò)的第二網(wǎng)絡(luò)控制權(quán)力機(jī)構(gòu)(NCA)；c)在所述第二NCA處從所述第一NCA接收信標(biāo)消息；d)通過所述第二NCA請(qǐng)求用于所述第一網(wǎng)絡(luò)的第一干擾網(wǎng)絡(luò)列表(INL)；e)在所述第二NCA處接收所述第一干擾網(wǎng)絡(luò)列表(INL)；f)為所述第一和第二網(wǎng)絡(luò)建立傳輸時(shí)間表以降低與干擾相關(guān)的傳輸損失。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述建立傳輸時(shí)間表包括從所述第二NCA向所述第一NCA發(fā)送增加帶寬請(qǐng)求。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述建立傳輸時(shí)間表包括從所述第二NCA向所述第一NCA發(fā)送新網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述建立傳輸時(shí)間表包括從所述第二NCA向所述第一NCA發(fā)送增加帶寬請(qǐng)求、從所述第一NCA向所述第二NCA發(fā)送增加帶寬響應(yīng)、以及從所述第二NCA向所述第一NCA發(fā)送增加帶寬確以。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述建立傳輸時(shí)間表包括從所述第二NCA向所述第一NCA發(fā)送新網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求、從所述第一NCA向所述第二NCA發(fā)送新網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)、以及從所述第二NCA向所述第一NCA發(fā)送新網(wǎng)絡(luò)確認(rèn)。
15.一種用于在分布式網(wǎng)絡(luò)中請(qǐng)求獨(dú)占帶寬的方法，所述方法包括a)從干擾網(wǎng)絡(luò)控制器(INC)接收信標(biāo)；b)向所述INC發(fā)送對(duì)無競(jìng)爭(zhēng)周期的請(qǐng)求；c)從所述INC接收請(qǐng)求接受消息；以及d)在所述無競(jìng)爭(zhēng)周期期間在所述分布式網(wǎng)絡(luò)上通信，而沒有來自由所述INC協(xié)調(diào)的設(shè)備的干擾。
16.一種用于在分布式網(wǎng)絡(luò)中保留獨(dú)占帶寬的方法，所述方法包括a)從干擾網(wǎng)絡(luò)接收信標(biāo)；b)為所述干擾網(wǎng)絡(luò)協(xié)商唯一網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)；c)從所述干擾網(wǎng)絡(luò)接收對(duì)無競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙的請(qǐng)求；d)維護(hù)無競(jìng)爭(zhēng)周期的時(shí)間表；以及e)向所述干擾網(wǎng)絡(luò)分配無競(jìng)爭(zhēng)時(shí)隙。
17.一種用于控制網(wǎng)絡(luò)上的與干擾相關(guān)的傳輸損失的方法，所述方法包括a)建立用于網(wǎng)絡(luò)的控制權(quán)力機(jī)構(gòu)；b)從所述網(wǎng)絡(luò)外部的干擾設(shè)備接收信標(biāo)；c)向由所述控制權(quán)力機(jī)構(gòu)管理的干擾網(wǎng)絡(luò)列表(INL)添加所述干擾設(shè)備；以及d)向所述干擾設(shè)備分配信標(biāo)時(shí)隙，從而允許所述干擾設(shè)備為所述網(wǎng)絡(luò)上的獨(dú)占和非獨(dú)占時(shí)隙競(jìng)爭(zhēng)。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述干擾設(shè)備是控制權(quán)力機(jī)構(gòu)。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述干擾設(shè)備是控制權(quán)力機(jī)構(gòu)。
20.一種允許由非干擾設(shè)備同時(shí)使用帶寬的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)方法，所述方法包括a)為第一通信設(shè)備建立控制對(duì)通信介質(zhì)的訪問的第一控制權(quán)力機(jī)構(gòu)，由此創(chuàng)建第一基站集(BSS)；b)為第二通信設(shè)備建立控制對(duì)所述通信介質(zhì)的訪問的第二控制權(quán)力機(jī)構(gòu)，由此創(chuàng)建第二BSS；c)為第三通信設(shè)備建立控制對(duì)所述通信介質(zhì)的訪問的第三控制權(quán)力機(jī)構(gòu)，由此創(chuàng)建第三BSS；d)其中，所述第一BSS與所述第二BSS干擾，所述第三BSS與所述第二BSS干擾，但所述第一BSS不與所述第三BSS干擾；e)建立用于所述通信介質(zhì)的時(shí)間表，所述時(shí)間表包括其中所述第一BSS和所述第三BSS可同時(shí)使用所述通信介質(zhì)的間隔，但所述第二BSS被阻止在所述間隔期間使用所述通信介質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施例包括用于分布式網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)和管理的方法和系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H04L12/54GK1875357SQ200480032626
公開日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2004年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月7日
發(fā)明者D·阿亞加里, 陳維聰 申請(qǐng)人:夏普美國(guó)實(shí)驗(yàn)室公司