專(zhuān)利名稱(chēng)：雙向無(wú)線(xiàn)lan信道訪問(wèn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，尤其涉及無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中通信的接入點(diǎn)和移動(dòng)站可能競(jìng)爭(zhēng)對(duì)共享介質(zhì)的訪問(wèn)，或者可以被允許訪問(wèn)共享介質(zhì)。每次一個(gè)站訪問(wèn)共享介質(zhì)，就會(huì)招致以訪問(wèn)請(qǐng)求、管理信息、控制信息等形式的額外開(kāi)銷(xiāo)(overhead)。當(dāng)一個(gè)站訪問(wèn)共享介質(zhì)用以發(fā)送小量數(shù)據(jù)時(shí)，額外開(kāi)銷(xiāo)會(huì)很高。當(dāng)做出大量該訪問(wèn)時(shí)，額外開(kāi)銷(xiāo)還會(huì)增加。


圖1示出了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的圖示；圖2和圖3示出了共享介質(zhì)上的雙向通信；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明各實(shí)施例的系統(tǒng)圖；圖5和圖6示出了根據(jù)本發(fā)明各實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式
在隨后各實(shí)施例的詳細(xì)描述中可參考組成本說(shuō)明的附圖，其中以說(shuō)明而非限制的形式示出可實(shí)踐發(fā)明主題的特定實(shí)施例。對(duì)示出的實(shí)施例做出足夠詳盡的解釋使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)嵺`在此公開(kāi)的教示內(nèi)容。應(yīng)該理解本發(fā)明的各實(shí)施例雖然不同，但不相互排斥。例如，結(jié)合實(shí)施例所述的具體特征、結(jié)構(gòu)或性能可在其他實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)不背離本發(fā)明的精神和范圍。此外，應(yīng)該理解每個(gè)實(shí)施例中獨(dú)立元件的位置和排列可以被修改而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此如下的描述并非出于限制性的意義，而且本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求連同全范圍授于權(quán)力要求的等效物來(lái)限定。在附圖中，類(lèi)似的編號(hào)通篇用于指代出現(xiàn)在各個(gè)附圖中的相同和類(lèi)似功能。
圖1示出了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的圖示。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)100包括接入點(diǎn)(AP)102和移動(dòng)站(STA)110、120和130。在某些實(shí)施例中，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)100可以是無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)。例如，一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)站110、120和130或接入點(diǎn)102可遵守諸如ANSI/IEEE Std.802.11，1999Edition的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作，但這不作為本發(fā)明的限制。在此使用的術(shù)語(yǔ)“802.11”指代任何過(guò)去的、現(xiàn)在的或?qū)?lái)的IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)或者它們的擴(kuò)展，包括但不限于1999edition。移動(dòng)站110、120和130是能夠在網(wǎng)絡(luò)100內(nèi)通信的任何類(lèi)型的移動(dòng)站。例如，移動(dòng)站可以是計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理、具有無(wú)線(xiàn)能力的蜂窩電話(huà)、家用音頻或視頻裝置等等。
接入點(diǎn)102使用信號(hào)112與移動(dòng)站110(也可稱(chēng)為“STA1”)通信。接入點(diǎn)102使用信號(hào)122與移動(dòng)站120(也可稱(chēng)為“STA2”)通信。接入點(diǎn)102使用信號(hào)132與移動(dòng)站130(也可稱(chēng)為“STA3”)通信。在某些實(shí)施例中，移動(dòng)站直接通信。例如圖1中所示，移動(dòng)站110可以使用信號(hào)114與移動(dòng)站120通信。在某些實(shí)施例中，信號(hào)112、122和132經(jīng)由共享介質(zhì)發(fā)送。例如在某些實(shí)施例中，共享介質(zhì)是在接入點(diǎn)和各移動(dòng)站之間自由空間內(nèi)的無(wú)線(xiàn)信道。雖然圖1中示出的接入點(diǎn)102和移動(dòng)站110、120和130使用無(wú)線(xiàn)共享介質(zhì)通信，但這不作為本發(fā)明的限制。例如在某些實(shí)施例中，共享介質(zhì)可以包括一條或多條導(dǎo)線(xiàn)，并且在其他實(shí)施例中，共享介質(zhì)包括光學(xué)介質(zhì)。此外在某些實(shí)施例中，移動(dòng)站可以使用無(wú)線(xiàn)共享介質(zhì)與其他移動(dòng)站通信。
在某些實(shí)施例中，各種接入點(diǎn)和移動(dòng)站使用載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突避免(CSMA/CA)隨機(jī)訪問(wèn)方案來(lái)爭(zhēng)取共享介質(zhì)。例如，可以在接入點(diǎn)102以及移動(dòng)站110、120和130內(nèi)實(shí)現(xiàn)分布協(xié)調(diào)功能(DCF)或增強(qiáng)分布協(xié)調(diào)功能(EDCF)，從而為圖1所示各元件提供爭(zhēng)取共享介質(zhì)的機(jī)制。在某些實(shí)施例中，DCF或EDCF的實(shí)現(xiàn)可以遵守IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)，并且在其他實(shí)施例中，DCF或EDCF的實(shí)現(xiàn)尤其遵守IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)。
在某些實(shí)施例中，各個(gè)接入點(diǎn)和移動(dòng)站使用無(wú)爭(zhēng)用訪問(wèn)方案來(lái)訪問(wèn)共享介質(zhì)。例如，可以在接入點(diǎn)102內(nèi)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)協(xié)調(diào)功能(PCF)或混合協(xié)調(diào)功能(HCF)以提供與移動(dòng)站110、120和130中一個(gè)或多個(gè)的無(wú)爭(zhēng)用通信。在某些實(shí)施例中，PCF或HCF的實(shí)現(xiàn)可以遵守IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)，并且在其他實(shí)施例中，PCF或HCF的實(shí)現(xiàn)部分遵守IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)。
在某些實(shí)施例中，各個(gè)接入點(diǎn)和移動(dòng)站使用提供服務(wù)質(zhì)量(QoS)保證的混合協(xié)調(diào)功能(HCF)進(jìn)行通信。在某些實(shí)施例中，帶有QoS保證的信道訪問(wèn)方案適用于延遲敏感或抖動(dòng)敏感服務(wù)，諸如語(yǔ)音、視頻會(huì)議等等。這些服務(wù)的特征在于后續(xù)分組間的常數(shù)或半常數(shù)間隔，以及低延遲/抖動(dòng)請(qǐng)求。
在某些實(shí)施例中，接入點(diǎn)102可以訪問(wèn)共享介質(zhì)(也可稱(chēng)為“信道”)，并且發(fā)送其后跟隨響應(yīng)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)脈沖串。信道訪問(wèn)、數(shù)據(jù)脈沖串或響應(yīng)請(qǐng)求可以包括保留該信道以使得當(dāng)信道被保留時(shí)允許移動(dòng)站響應(yīng)的機(jī)制。在某些實(shí)施例中，移動(dòng)站響應(yīng)而無(wú)需爭(zhēng)取信道訪問(wèn)部分原因是接入點(diǎn)已經(jīng)保留該信道。此外在某些實(shí)施例中，保留信道的時(shí)間足以滿(mǎn)足接入點(diǎn)和移動(dòng)站之間的多次響應(yīng)，從而為單信道訪問(wèn)提供了雙向通信。信道訪問(wèn)可由接入點(diǎn)、移動(dòng)站或任何其他有無(wú)線(xiàn)功能的設(shè)備初始；并且在接入點(diǎn)和移動(dòng)站之間、兩個(gè)接入點(diǎn)之間、兩個(gè)移動(dòng)站之間或者任何有無(wú)線(xiàn)功能的設(shè)備之間進(jìn)行雙向通信。
使用單信道訪問(wèn)的雙向通信可以降低無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)與信道訪問(wèn)相關(guān)聯(lián)的額外開(kāi)銷(xiāo)。例如，在一個(gè)方向上經(jīng)歷繁重發(fā)送控制協(xié)議TCP通信量的IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)會(huì)在另一個(gè)方向上經(jīng)歷小分組的高速率。無(wú)需上述雙向通信就可在第一方向上有效使用該信道，但是在相反方向上的信道使用效率低下，這部分是因?yàn)閳?zhí)行了許多分開(kāi)信道訪問(wèn)以在相反方向上發(fā)送小分組。此外若系統(tǒng)盲目聚集這些小分組以嘗試對(duì)該信道的有效訪問(wèn)，那么由于TCP協(xié)議的實(shí)施就會(huì)在無(wú)意中引入另一個(gè)方向上的多余延遲和吞吐量限制。與此相反，在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，可以使用單信道訪問(wèn)在雙向交換期間發(fā)送許多小分組，從而降低通常與小分組相關(guān)聯(lián)的信道訪問(wèn)額外開(kāi)銷(xiāo)。
圖2示出了在共享介質(zhì)上的雙向通信。示出的雙向通信是作為“初始器”和“應(yīng)答器”部分上的發(fā)送(Tx)活動(dòng)。在此使用的術(shù)語(yǔ)“初始器”指代初始通信的接入點(diǎn)或移動(dòng)站。在某些實(shí)施例中，初始器是首先訪問(wèn)信道的。而在此使用的術(shù)語(yǔ)“應(yīng)答器”指代使用雙向通信與初始器通信的接入點(diǎn)或移動(dòng)站。
示出的信道訪問(wèn)202一般用于初始器和應(yīng)答器雙方。在某些實(shí)施例中，初始器可以是使用無(wú)爭(zhēng)用訪問(wèn)對(duì)信道進(jìn)行訪問(wèn)的接入點(diǎn)，在另一些實(shí)施例中，初始器可以是使用CSMA/CA機(jī)制爭(zhēng)取信道的接入點(diǎn)。在又一些實(shí)施例中，初始器可以是起始信道訪問(wèn)的移動(dòng)站。信道訪問(wèn)可以是分布式的(例如，IEEE 802.11e DCF發(fā)送機(jī)會(huì)“TXOP”)或集中式(例如，IEEE 802.11e DCF輪詢(xún)TXOP)。訪問(wèn)信道的方式不作為對(duì)本發(fā)明的限制。
在雙向通信期間，信道被初始器或應(yīng)答器保留一次或多次。在此使用的術(shù)語(yǔ)“保留”指代執(zhí)行一動(dòng)作以防止信道上不要求的發(fā)送。例如，可以通過(guò)以集中式的方式(諸如以PCF或HCF)保持信道控制來(lái)保留信道。還可以使用分布式機(jī)制(諸如以DCF設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)分配向量(NAV))保留信道。此外還可通過(guò)授權(quán)對(duì)另一個(gè)站的訪問(wèn)來(lái)保留信道。例如，接入點(diǎn)可以授權(quán)對(duì)移動(dòng)站的訪問(wèn)來(lái)保留該信道。在移動(dòng)站訪問(wèn)信道之后，接入點(diǎn)可以恢復(fù)或不恢復(fù)對(duì)信道的控制，或再保留該信道一段時(shí)間。
初始器或應(yīng)答器都可為初始器或應(yīng)答器之一或兩者的使用而保留信道。例如，初始器在信道訪問(wèn)202開(kāi)始時(shí)可能已經(jīng)保留了信道(正如某些輪詢(xún)實(shí)施例的情況)，并且在信道保留期間初始器和應(yīng)答器都可以發(fā)送脈沖串。同樣例如，初始器可以保留信道作為信道訪問(wèn)202的一部分(正如某些分布式實(shí)施例的情況)?？梢员Ａ粜诺廊我鈺r(shí)間量，并且信道保留期間初始器和應(yīng)答器都可進(jìn)行發(fā)送。
在雙向通信期間信道保留可以多于一次。例如初始器可以保留信道足夠長(zhǎng)時(shí)間用以訪問(wèn)信道并發(fā)送訓(xùn)練數(shù)據(jù)。隨后應(yīng)答器可以再保留信道一個(gè)額外的時(shí)間量。在某些實(shí)施例中，由初始器保留信道的時(shí)間段可以足夠長(zhǎng)，從而包括初始器的當(dāng)前發(fā)送和應(yīng)答器的響應(yīng)發(fā)送。如下將詳述包括信道保留的各實(shí)施例。
如圖2所示，信道訪問(wèn)202后跟隨著一系列幀。第一幀212包括由應(yīng)答器用來(lái)估計(jì)信道并確定訓(xùn)練反饋的訓(xùn)練請(qǐng)求。在應(yīng)答器估計(jì)信道之后，它就發(fā)送包括了允許更為有效發(fā)送的訓(xùn)練反饋的幀252，這些發(fā)送包括以最高可能速率下的可能發(fā)送或?yàn)榻o定速率以更低功率發(fā)送。訓(xùn)練反饋幀252還允許初始器評(píng)估該信道。
圖2所示序列對(duì)應(yīng)于雙向“經(jīng)訓(xùn)練的”(例如，適用于該信道)通信。在某些實(shí)施例中，如圖2所示在兩個(gè)方向上都執(zhí)行訓(xùn)練，而在某些實(shí)施例中，僅在一個(gè)方向上執(zhí)行訓(xùn)練。訓(xùn)練不是必須的。例如在某些實(shí)施例中，不發(fā)送幀212和252，于是就進(jìn)行“未經(jīng)訓(xùn)練的”雙向通信。發(fā)送幀的全部、部分或者沒(méi)有發(fā)送幀適用于使用前述接收到的訓(xùn)練反饋的信道。
在某些實(shí)施例中，每個(gè)都包括一個(gè)或多個(gè)幀的脈沖串序列跟隨著初始器和應(yīng)答器交替發(fā)送的信道訪問(wèn)。例如圖2中示出的那樣，初始器發(fā)送脈沖串220和230，而應(yīng)答器發(fā)送脈沖串260和270。在某些實(shí)施例中，脈沖串可以包括可選響應(yīng)幀，該幀之后跟隨著零個(gè)或更多不要求立即響應(yīng)的幀，并可任選地跟隨著要求立即響應(yīng)(響應(yīng)請(qǐng)求)的幀。例如，脈沖串220包括訓(xùn)練反饋幀221、數(shù)據(jù)分組幀222、223和224以及響應(yīng)請(qǐng)求幀225。幀221至224代表不要求立即響應(yīng)的幀，而幀225代表要求立即響應(yīng)的幀。脈沖串220不包括響應(yīng)幀。在某些實(shí)施例中，當(dāng)在先前的脈沖中接收到顯式或隱式響應(yīng)請(qǐng)求時(shí)，脈沖串內(nèi)可以包括響應(yīng)幀。
在由圖2表示的實(shí)施例中，響應(yīng)請(qǐng)求幀225在足以讓?xiě)?yīng)答器發(fā)送脈沖串的時(shí)間段內(nèi)保留信道。在某些實(shí)施例中，在足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保留信道以使得應(yīng)答器發(fā)送一脈沖串而且初始器至少開(kāi)始發(fā)送另一個(gè)脈沖串。以此方式，就可為雙向通信的剩余方繼續(xù)保留信道。在某些實(shí)施例中，脈沖串內(nèi)的響應(yīng)請(qǐng)求或其他幀可以包括隱式或顯式介質(zhì)訪問(wèn)授權(quán)。例如，初始器可以在隱式或顯式授權(quán)介質(zhì)訪問(wèn)應(yīng)答器的響應(yīng)請(qǐng)求中包括介質(zhì)訪問(wèn)授權(quán)。同樣例如，應(yīng)答器可以隱式或顯式授權(quán)對(duì)初始器的訪問(wèn)。
應(yīng)答器響應(yīng)脈沖串220發(fā)送脈沖串260。脈沖串260包括響應(yīng)幀261、數(shù)據(jù)分組幀262和響應(yīng)請(qǐng)求幀263。在某些實(shí)施例中，響應(yīng)請(qǐng)求幀263可以再保留信道一個(gè)額外的時(shí)間量。在圖2表示的實(shí)施例中，響應(yīng)請(qǐng)求幀263不保留信道，部分原因是初始器已經(jīng)在足以包括脈沖串260發(fā)送的時(shí)間段內(nèi)保留了該信道。
初始器響應(yīng)脈沖串260發(fā)送脈沖串230。脈沖串260包括響應(yīng)幀231、數(shù)據(jù)分組幀232和響應(yīng)請(qǐng)求幀233。初始器和應(yīng)答器可以此方式繼續(xù)交替地發(fā)送脈沖串直到發(fā)送的脈沖串不再要求響應(yīng)。例如在圖2的實(shí)施例中，雙向通信在應(yīng)答器發(fā)送響應(yīng)分組270之后停止。雙向通信可由初始器或應(yīng)答器的發(fā)送而停止。
圖3示出了在共享介質(zhì)上的雙向通信。在某些實(shí)施例中，可以遵守或部分遵守IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行圖3中示出的雙向通信。示出的雙向通信是作為“初始器”和“應(yīng)答器”部分上的發(fā)送(Tx)活動(dòng)。此外，發(fā)送活動(dòng)被分為介質(zhì)訪問(wèn)層發(fā)送活動(dòng)(MAC Tx)以及物理層發(fā)送活動(dòng)(PHY Tx)。
信道訪問(wèn)302標(biāo)記雙向通信的起始。通過(guò)初始器發(fā)送請(qǐng)求-發(fā)送(RTS)幀312以及應(yīng)答器發(fā)送清除-發(fā)送(CTS)幀來(lái)訪問(wèn)信道。該信道訪問(wèn)方法對(duì)應(yīng)于諸如DCF或EDCF的分布式訪問(wèn)。在其他實(shí)施例中，信道訪問(wèn)方法對(duì)應(yīng)于諸如PCF或HCF的集中式訪問(wèn)。在圖3表示的實(shí)施例中，初始RTS/CTS交換驗(yàn)證不存在沖突并且通過(guò)設(shè)置用于部分或全部發(fā)送機(jī)會(huì)(TXOP)的網(wǎng)絡(luò)分配向量(NAV)保留來(lái)保留信道。RTS/CTS交換也可提供訓(xùn)練機(jī)制。如圖3所示，可以在PHY頭部攜帶訓(xùn)練請(qǐng)求和訓(xùn)練響應(yīng)(反饋)，但這不作為本發(fā)明的限制。可以在對(duì)應(yīng)于幀312的物理層收斂過(guò)程(PLCP)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PPDU)中提供用于從初始器到應(yīng)答器的信道訓(xùn)練，并且可以在連同幀352發(fā)送的第一脈沖串PPDU中攜帶的訓(xùn)練反饋內(nèi)提供從應(yīng)答器到初始器的信道訓(xùn)練。
在IEEE 802.11的背景中，脈沖串可以包括可選響應(yīng)MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元(MPDU)(例如確認(rèn)“ACK”或BlockACK)，其后跟隨有遵循IEEE 802.11(e)BlockACK策略的零個(gè)或更多數(shù)據(jù)MPDU，而在其后跟隨有請(qǐng)求立即響應(yīng)(例如，正常數(shù)據(jù)、管理或BlockACK請(qǐng)求)的可選MPDU。在某些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)MPDU可以是對(duì)應(yīng)于帶有服務(wù)質(zhì)量擴(kuò)展的IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)(諸如IEEE 802.11(e))的QoS數(shù)據(jù)MPDU。
如圖3所示，初始器發(fā)送脈沖串320和330，而應(yīng)答器發(fā)送脈沖串360和幀370。脈沖串320包括數(shù)據(jù)MPDU 321至326以及BlockACK請(qǐng)求(BAR)MPDU327。響應(yīng)于脈沖串320，應(yīng)答器發(fā)送包括BlockACK、兩個(gè)數(shù)據(jù)MPDU和BARMPDU的脈沖串360。響應(yīng)于脈沖串360，初始器發(fā)送BlockACK331、數(shù)據(jù)MPDU332和333，以及BAR MPDU 334。結(jié)果是，響應(yīng)于脈沖串330，應(yīng)答器發(fā)送BlockACK幀370結(jié)束在信道訪問(wèn)302處開(kāi)始的雙向通信。
在某些實(shí)施例中，初始器通過(guò)將其MPDU頭部?jī)?nèi)的持續(xù)時(shí)間設(shè)置為小于在TXOP內(nèi)的剩余時(shí)間來(lái)限制應(yīng)答器脈沖串的持續(xù)時(shí)間。例如，在MPDU頭部?jī)?nèi)對(duì)應(yīng)于脈沖320的持續(xù)時(shí)間字段值可以被設(shè)置，從而在足以讓?xiě)?yīng)答器發(fā)送一個(gè)脈沖串的時(shí)段內(nèi)保留信道。同樣例如，可以設(shè)置持續(xù)時(shí)間字段值以在足以讓?xiě)?yīng)答器發(fā)送一個(gè)脈沖串加上由初始器發(fā)送的響應(yīng)脈沖串的時(shí)間段內(nèi)保留該信道。在圖3表示的實(shí)施例中，設(shè)置對(duì)應(yīng)于脈沖串320的持續(xù)時(shí)間字段值以允許應(yīng)答器的響應(yīng)以及初始器的額外響應(yīng)。在某些實(shí)施例中，請(qǐng)求應(yīng)答器以通過(guò)全部其響應(yīng)脈沖串加上完全適于信號(hào)持續(xù)時(shí)間內(nèi)的任何期望響應(yīng)MPDU來(lái)兌現(xiàn)該持續(xù)時(shí)間。
還可以對(duì)應(yīng)于發(fā)送機(jī)會(huì)(TXOP)的結(jié)束來(lái)設(shè)置持續(xù)時(shí)間字段值。例如，對(duì)應(yīng)于脈沖串330的持續(xù)時(shí)間字段值包括為剩余TXOP保留信道的持續(xù)時(shí)間字段值。
圖3所示的脈沖串由短幀間空間(SIFS)分隔。在某些實(shí)施例中，發(fā)送脈沖串之間的時(shí)段要長(zhǎng)于或短于SIFS。例如在某些實(shí)施例中，可以在脈沖串發(fā)送中間利用長(zhǎng)于SIFS的幀間空間。
可以在單信道訪問(wèn)中發(fā)送任何數(shù)目的脈沖串。例如，初始器和應(yīng)答器可以交替發(fā)送脈沖，并且可以任意次地重復(fù)該過(guò)程。當(dāng)發(fā)送ACK或BlockACK而無(wú)需數(shù)據(jù)MPDU或ACK請(qǐng)求時(shí)，該通信就結(jié)束。
本發(fā)明的各實(shí)施例允許在一個(gè)脈沖串發(fā)送中聚集多個(gè)MPDU。例如，脈沖串320、360和330都包括多個(gè)MPDU。MPDU的聚集和單信道訪問(wèn)上的雙向通信可以提供高吞吐量以及降低的信道訪問(wèn)額外開(kāi)銷(xiāo)。例如，在一個(gè)方向上經(jīng)歷繁重TCP通信量的IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)會(huì)在另一個(gè)方向上經(jīng)歷小分組的高速率。在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，可以使用單信道訪問(wèn)在雙向交換期間發(fā)送許多小分組，從而降低通常與小分組相關(guān)聯(lián)的信道訪問(wèn)額外開(kāi)銷(xiāo)。此外，通過(guò)將許多更小的發(fā)送聚集入脈沖串的雙向傳輸中，就可在脈沖串之間分擔(dān)信道訓(xùn)練額外開(kāi)銷(xiāo)，并進(jìn)行有效的經(jīng)訓(xùn)練通信。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明各實(shí)施例的系統(tǒng)圖。電子系統(tǒng)400包括天線(xiàn)410、無(wú)線(xiàn)電接口420、物理層(PHY)430、介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)機(jī)制440、以太網(wǎng)接口450、處理器460和存儲(chǔ)器470。在某些實(shí)施例中，電子系統(tǒng)400可以是能夠使用單信道訪問(wèn)進(jìn)行雙向通信的接入點(diǎn)或移動(dòng)站。在某些實(shí)施例中，電子系統(tǒng)400可以是能在脈沖串傳輸中聚集多個(gè)MPDU的接入點(diǎn)或移動(dòng)站。此外在某些實(shí)施例中，電子系統(tǒng)400可以是保留共享介質(zhì)或者在足以傳輸一個(gè)或多個(gè)脈沖串的時(shí)段內(nèi)授權(quán)訪問(wèn)共享介質(zhì)的接入點(diǎn)或移動(dòng)站。例如，可以在網(wǎng)絡(luò)100中將電子系統(tǒng)400作為接入點(diǎn)102或移動(dòng)站110、120和130之一加以利用。同樣例如，電子系統(tǒng)400是能夠使用先前附圖中示出的脈沖串或幀序列進(jìn)行通信的接入點(diǎn)或移動(dòng)站。
在某些實(shí)施例中，電子系統(tǒng)400表示包括了接入點(diǎn)或移動(dòng)站以及其他電路的系統(tǒng)。例如在某些實(shí)施例中，電子系統(tǒng)400可以是包括網(wǎng)絡(luò)接口作為外圍或作為集成單元的計(jì)算機(jī)(諸如個(gè)人計(jì)算機(jī))、工作站等等。此外，電子系統(tǒng)400可以包括一起耦合至網(wǎng)絡(luò)中的一系列接入點(diǎn)。
天線(xiàn)410是定向天線(xiàn)或全方向天線(xiàn)。在此使用的術(shù)語(yǔ)全方向天線(xiàn)指代至少在一個(gè)平面上具有大致均勻模式的任何天線(xiàn)。例如在某些實(shí)施例中，天線(xiàn)410可以是諸如雙極天線(xiàn)或四分之一波長(zhǎng)天線(xiàn)的全方向天線(xiàn)。同樣例如在某些實(shí)施例中，天線(xiàn)410可以是諸如拋物面碟形天線(xiàn)或八木(Yagi)天線(xiàn)的定向天線(xiàn)。在又一些實(shí)施例中，天線(xiàn)410包括多個(gè)物理天線(xiàn)。例如在某些實(shí)施例中，可以利用多個(gè)天線(xiàn)進(jìn)行多輸入多輸出(MIMO)處理或空間分割多址存取(SDMA)處理。
在操作中，系統(tǒng)400使用天線(xiàn)410發(fā)送和接收信號(hào)，并由圖4所示的各元件處理信號(hào)。耦合至天線(xiàn)410的無(wú)線(xiàn)電接口420與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)相互作用。無(wú)線(xiàn)電接口420可以包括支持射頻(RF)信號(hào)發(fā)送和接收的電路。例如在某些實(shí)施例中，無(wú)線(xiàn)電接口420包括RF接收機(jī)，用于接收信號(hào)并執(zhí)行諸如低噪聲放大(LNA)、濾波和頻率轉(zhuǎn)換等等的“前端”處理。同樣例如在某些實(shí)施例中，無(wú)線(xiàn)電接口420可以包括支持上變頻的電路以及RF發(fā)送機(jī)。本發(fā)明不受無(wú)線(xiàn)電接口420的內(nèi)容或功能的限制。
物理層(PHY)430可以是任何合適的物理層實(shí)現(xiàn)。例如，PHY 430可以是實(shí)現(xiàn)遵守IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)或其他標(biāo)準(zhǔn)的物理層的電路塊。實(shí)例包括但不限于直接序列擴(kuò)頻(DSSS)、跳頻擴(kuò)頻(FHSS)和正交頻分多路復(fù)用(OFDM)。
介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)機(jī)制440可以是任何合適的媒體訪問(wèn)控制層實(shí)現(xiàn)。例如，MAC 440可以實(shí)現(xiàn)為軟件、硬件或它們的組合。在某些實(shí)施例中，MAC 440可以部分實(shí)現(xiàn)為硬件，部分實(shí)現(xiàn)為由處理器460執(zhí)行的軟件。此外，MAC 440包括與處理器460分隔的處理器。MAC 440可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的任何雙向通信。例如，MAC 440可以提供在共享介質(zhì)上傳輸?shù)腗PDU脈沖串。
處理器460可以執(zhí)行本發(fā)明實(shí)施例的方法，諸如方法500(圖5)或方法600(圖6)。處理器460表示任何類(lèi)型的處理器，包括但不限于微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器、微控制器等等。
存儲(chǔ)器470表示包括機(jī)器可讀介質(zhì)的物品。例如，存儲(chǔ)器470可以表示隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)、靜態(tài)RAM(SRAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、閃存或者包括可由處理器460讀取介質(zhì)的任何其他類(lèi)型的物品。存儲(chǔ)器470可以存儲(chǔ)執(zhí)行本發(fā)明各實(shí)施例方法的指令。
以太網(wǎng)接口450提供電子系統(tǒng)400和其他系統(tǒng)之間的通信。例如在某些實(shí)施例中，電子系統(tǒng)400可以是利用以太網(wǎng)接口450與有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)或與其他接入點(diǎn)通信的接入點(diǎn)。本發(fā)明的某些實(shí)施例不包括以太網(wǎng)接口450。例如在某些實(shí)施例中，電子系統(tǒng)400包括使用總線(xiàn)或其他類(lèi)型端口與計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)通信的網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明各實(shí)施例的流程圖。在某些實(shí)施例中，方法500用于在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中使用單信道訪問(wèn)提供雙向通信。在某些實(shí)施例中，方法500或方法500的一部分可由接入點(diǎn)、移動(dòng)站、處理器或電子系統(tǒng)執(zhí)行，這些實(shí)施例都在各附圖中示出。方法500不限于由特定類(lèi)型的裝置、軟件元素或系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行方法。可以所呈現(xiàn)的次序或以不同的次序執(zhí)行方法500內(nèi)的各動(dòng)作。此外在某些實(shí)施例中，可以省略在方法500中列出的某些動(dòng)作。
示出的方法500在其中訪問(wèn)共享介質(zhì)的框510處開(kāi)始。在某些實(shí)施例中，使用諸如輪詢(xún)的集中式機(jī)制訪問(wèn)該共享介質(zhì)，而在其他實(shí)施例中，使用諸如CSMA/CA的分布式機(jī)制訪問(wèn)該共享介質(zhì)。當(dāng)訪問(wèn)共享介質(zhì)時(shí)，它就可被保留一段時(shí)間。例如在某些IEEE 802.11的實(shí)施例中，發(fā)生在各個(gè)站中設(shè)置網(wǎng)絡(luò)分配向量(NAV)的RTS/CTS交換作為框510中動(dòng)作的一部分。
在520處，發(fā)送訓(xùn)練序列。在某些實(shí)施例中，可參考如上各附圖所述將訓(xùn)練序列包括在PHY頭部?jī)?nèi)。在530處，接收訓(xùn)練反饋。接收訓(xùn)練反饋?zhàn)鳛槊}沖串發(fā)送的一部分，或者可以分開(kāi)接收。例如現(xiàn)在再次參考圖2和圖3，可以在脈沖傳輸開(kāi)始處接收訓(xùn)練序列，并使用接收到的訓(xùn)練反饋來(lái)均衡信道。在某些實(shí)施例中可以不使用訓(xùn)練。在其他實(shí)施例中，可以在雙向通信鏈接的一個(gè)方向上利用訓(xùn)練。此外在某些實(shí)施例中，某些但不是全部的傳輸可以利用訓(xùn)練信息。
在540處，發(fā)送數(shù)據(jù)脈沖串和響應(yīng)請(qǐng)求。在某些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)脈沖串可以包括遵守或部分遵守IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的多個(gè)聚集數(shù)據(jù)MPDU。此外，響應(yīng)請(qǐng)求的形式可以是遵守或部分遵守IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的ACK請(qǐng)求或BlockACK請(qǐng)求。在550處，在足夠接收對(duì)響應(yīng)請(qǐng)求響應(yīng)的時(shí)間段內(nèi)保留共享介質(zhì)。例如，可以設(shè)置持續(xù)時(shí)間字段值以授權(quán)對(duì)另一個(gè)站的訪問(wèn)。保留共享介質(zhì)的實(shí)施例如圖2和圖3所示。
在560處，接收到包括第二響應(yīng)請(qǐng)求的響應(yīng)。接收到的響應(yīng)可以包括一個(gè)數(shù)據(jù)脈沖串。在某些實(shí)施例中，在540處發(fā)送的數(shù)據(jù)脈沖串和在550處接收到的響應(yīng)對(duì)應(yīng)于在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中使用單信道訪問(wèn)的雙向脈沖串通信。
在570處，發(fā)送響應(yīng)分組。在某些實(shí)施例中，響應(yīng)分組滿(mǎn)足在560處接收到的第二響應(yīng)請(qǐng)求。此外在某些實(shí)施例中，響應(yīng)分組包括ACK或BlockACK信息用以確認(rèn)收到了在560處接收到的響應(yīng)。在570處發(fā)送的響應(yīng)分組結(jié)束方法500的雙向通信。
雖然方法500僅明確地描述了一次發(fā)送和一次接收，但是在某些實(shí)施例中使用單信道訪問(wèn)的雙向通信期間，可以交替發(fā)送和接收多次數(shù)據(jù)脈沖串，并反復(fù)保留共享介質(zhì)。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明各實(shí)施例的流程圖。在某些實(shí)施例中，方法600用于在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中排列輪詢(xún)間隔。在某些實(shí)施例中，方法600或方法600的一部分可由移動(dòng)站、處理器或電子系統(tǒng)執(zhí)行，這些實(shí)施例都在各附圖中示出。方法600不限于由特定類(lèi)型的裝置、軟件元素或系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行本方法?？梢运尸F(xiàn)的次序或以不同的次序執(zhí)行方法600內(nèi)的各動(dòng)作。此外在某些實(shí)施例中，可以從方法600中省略圖6列出的某些動(dòng)作。
示出的方法600在其中訪問(wèn)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)中的一信道的框610處開(kāi)始。例如，遵守IEEE 802.11的接入點(diǎn)或移動(dòng)站可以訪問(wèn)該信道。在620處，如果緩沖了要發(fā)送的較多數(shù)據(jù)并且在允許的信道訪問(wèn)(TXOP)中存在足夠的時(shí)間，那么就在630處發(fā)送脈沖串?dāng)?shù)據(jù)。如果沒(méi)有數(shù)據(jù)緩沖或者沒(méi)有充足的時(shí)間剩余，即在660處發(fā)送響應(yīng)。在某些實(shí)施例中，在660處發(fā)送的響應(yīng)對(duì)應(yīng)于沒(méi)有進(jìn)一步響應(yīng)請(qǐng)求的響應(yīng)分組。例如，在660處發(fā)送的響應(yīng)可以對(duì)應(yīng)于幀270(圖2)或幀370(圖3)。
在630處發(fā)送脈沖串?dāng)?shù)據(jù)，而在640處，在由足以傳輸至少另一個(gè)脈沖串的時(shí)間段內(nèi)保留該信道。在某些實(shí)施例中，在630處發(fā)送的脈沖串?dāng)?shù)據(jù)可以包括諸如BlockACK的一個(gè)或多個(gè)響應(yīng)幀、一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)幀和諸如BlockACK請(qǐng)求(BAR)的響應(yīng)請(qǐng)求。在某些實(shí)施例中，信道的保留可以對(duì)應(yīng)于對(duì)另一個(gè)站的訪問(wèn)授權(quán)。其他站則可相應(yīng)限制其脈沖串持續(xù)時(shí)間。
在650處，接收脈沖數(shù)據(jù)。在某些實(shí)施例中，接收的脈沖串?dāng)?shù)據(jù)是響應(yīng)于在630處發(fā)送的響應(yīng)請(qǐng)求。接收到的脈沖串?dāng)?shù)據(jù)可以包括諸如BlockACK的一個(gè)或多個(gè)響應(yīng)幀、一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)幀和諸如BlockACK請(qǐng)求(BAR)幀的響應(yīng)請(qǐng)求。另外，接收到的脈沖串?dāng)?shù)據(jù)也可以不包括響應(yīng)請(qǐng)求。例如，接收到的脈沖串?dāng)?shù)據(jù)可以包括指示雙向信道訪問(wèn)結(jié)束的單幀。
在670處，如果接收到響應(yīng)請(qǐng)求，則方法600隨后就檢測(cè)在620處是否有更多數(shù)據(jù)緩沖或更多時(shí)間可用。如果未接收到響應(yīng)請(qǐng)求，則雙向信道訪問(wèn)在680處結(jié)束。只要存在數(shù)據(jù)緩沖、時(shí)間可用且接收到響應(yīng)請(qǐng)求，就遍歷包括620、630、640、650和670的循環(huán)。方法600中各動(dòng)作的組合提供了在無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)中使用單信道訪問(wèn)的雙向通信的機(jī)制。
雖然本發(fā)明的描述結(jié)合了特定的實(shí)施例，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解可以使用修改和變化而不背離本發(fā)明的精神和范圍。應(yīng)該認(rèn)為這些修改和變化都處于本發(fā)明和所附權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括訪問(wèn)共享介質(zhì)；發(fā)送數(shù)據(jù)脈沖串和響應(yīng)請(qǐng)求；以及在足以接收對(duì)所述響應(yīng)請(qǐng)求的響應(yīng)的時(shí)段內(nèi)保留所述共享介質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，保留所述共享介質(zhì)包括授權(quán)一個(gè)站訪問(wèn)所述共享介質(zhì)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，訪問(wèn)所述共享介質(zhì)包括輪詢(xún)一個(gè)移動(dòng)站。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，訪問(wèn)所述共享介質(zhì)包括發(fā)送請(qǐng)求發(fā)送(RTS)幀并接收清除發(fā)送(CTS)幀。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，發(fā)送響應(yīng)請(qǐng)求包括授權(quán)一個(gè)足以允許雙向通信的響應(yīng)持續(xù)時(shí)間。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括接收含有至少一個(gè)傳輸控制協(xié)議(TCP)確認(rèn)分組的響應(yīng)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括接收含有第二響應(yīng)請(qǐng)求的響應(yīng)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包括發(fā)送一響應(yīng)分組。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包括發(fā)送含有第三響應(yīng)請(qǐng)求的響應(yīng)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括交替地發(fā)送并接收數(shù)據(jù)脈沖串和響應(yīng)請(qǐng)求以在所述共享介質(zhì)的單訪問(wèn)上形成雙向通信；以及繼續(xù)保留所述共享介質(zhì)直到完成所述雙向通信。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在發(fā)送數(shù)據(jù)之前發(fā)送一訓(xùn)練請(qǐng)求。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括接收訓(xùn)練反饋。
13.一種方法，包括訪問(wèn)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)中的一信道；發(fā)送數(shù)據(jù)脈沖串；以及在足以傳輸至少另一個(gè)脈沖串的時(shí)段內(nèi)保留所述信道。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，訪問(wèn)所述信道包括發(fā)送RTS幀。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，訪問(wèn)所述信道包括發(fā)送CTS幀。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，發(fā)送脈沖串?dāng)?shù)據(jù)包括發(fā)送多個(gè)IEEE 802.11 MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元(MPDU)。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，發(fā)送脈沖串?dāng)?shù)據(jù)還包括發(fā)送一個(gè)IEEE 802.11塊確認(rèn)(BlockACK)請(qǐng)求。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，訪問(wèn)所述信道還包括發(fā)送訓(xùn)練數(shù)據(jù)。
19.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，還包括接收第二脈沖串內(nèi)的傳輸控制協(xié)議(TCP)確認(rèn)分組，以在單信道訪問(wèn)上提供雙向通信。
20.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，還包括交替地發(fā)送和接收脈沖串通信量；以及只要緩沖要發(fā)送的數(shù)據(jù)就繼續(xù)保留所述信道。
21.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，保留包括發(fā)送網(wǎng)絡(luò)分配向量值。
22.一種包括適于保有機(jī)器可訪問(wèn)指令的介質(zhì)的裝置，當(dāng)執(zhí)行所述指令時(shí)會(huì)導(dǎo)致機(jī)器執(zhí)行訪問(wèn)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)中的一信道；發(fā)送脈沖串?dāng)?shù)據(jù)；以及在足以傳輸至少另一個(gè)脈沖串的時(shí)段內(nèi)保留所述信道。
23.如權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，訪問(wèn)所述信道包括發(fā)送請(qǐng)求發(fā)送(RTS)幀并接收清除發(fā)送(CTS)幀。
24.如權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，訪問(wèn)所述信道包括發(fā)送CTS幀。
25.如權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，執(zhí)行對(duì)所述信道的訪問(wèn)要按照IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)。
26.一種電子系統(tǒng)，包括天線(xiàn)；耦合至所述天線(xiàn)的無(wú)線(xiàn)電接口；耦合至所述無(wú)線(xiàn)電接口的介質(zhì)訪問(wèn)控制機(jī)制，它用于接收具有授權(quán)響應(yīng)持續(xù)時(shí)間的脈沖串通信量并在所述授權(quán)的響應(yīng)持續(xù)時(shí)間內(nèi)發(fā)送脈沖串通信量；以及耦合至所述介質(zhì)訪問(wèn)控制機(jī)制的以太網(wǎng)接口。
27.如權(quán)利要求26所述的電子系統(tǒng)，其特征在于，所述介質(zhì)訪問(wèn)控制機(jī)制的操作遵守IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)。
28.如權(quán)利要求26所述的電子系統(tǒng)，其特征在于，所述介質(zhì)訪問(wèn)控制機(jī)制適于保留共享介質(zhì)，并且當(dāng)保留所述共享介質(zhì)時(shí)交替發(fā)送和接收脈沖串通信量。
全文摘要
在無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)使用單信道訪問(wèn)的雙向通信降低了與訪問(wèn)該信道相關(guān)聯(lián)的額外開(kāi)銷(xiāo)。從初始器發(fā)送脈沖串?dāng)?shù)據(jù)至特定的無(wú)線(xiàn)站。三種不同的情況確保接收到確認(rèn)請(qǐng)求；確保特定的無(wú)線(xiàn)站有機(jī)會(huì)發(fā)送多于一個(gè)脈沖串；以及保護(hù)信道在涉及兩個(gè)站(初始器和應(yīng)答器)雙向通信的特定持續(xù)時(shí)間內(nèi)免于其他站訪問(wèn)。解決方法是在足以接收對(duì)響應(yīng)請(qǐng)求的響應(yīng)的時(shí)段內(nèi)保留共享介質(zhì)；在足以發(fā)送至少第一和第二數(shù)據(jù)脈沖串的時(shí)段內(nèi)保留共享介質(zhì)；以及為應(yīng)答器響應(yīng)由初始器發(fā)送并由應(yīng)答器接收的脈沖串而授權(quán)的特定持續(xù)時(shí)間。
文檔編號(hào)H04L1/16GK1890925SQ200480036853
公開(kāi)日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2004年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月22日
發(fā)明者A·史蒂芬尼斯 申請(qǐng)人:英特爾公司