專利名稱：無線通信系統(tǒng)、無線通信設(shè)備、無線通信方法和程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)、無線通信設(shè)備、無線通信方法和計算機(jī)程序，用于在多個無線站之間進(jìn)行相互通信，如無線LAN(LocalArea Network，局域網(wǎng))，更具體地說，涉及這樣的無線通信系統(tǒng)、無線通信設(shè)備、無線通信方法和計算機(jī)程序，其中，由在沒有任何控制站/受控站關(guān)系的情況下，以自主分布方式(autonomous distributedmanner)運行的通信站構(gòu)成無線網(wǎng)絡(luò)。
更詳細(xì)地說，本發(fā)明涉及這樣的無線通信系統(tǒng)、無線通信設(shè)備、無線通信方法和計算機(jī)程序，其中，通過通信站按照預(yù)定幀循環(huán)(frame cycle)，用對網(wǎng)絡(luò)信息等進(jìn)行描述的信標(biāo)相互進(jìn)行通知，構(gòu)成自主分布式無線網(wǎng)絡(luò)，具體地說，涉及這樣的無線通信系統(tǒng)、無線通信設(shè)備、無線通信方法和計算機(jī)程序，其中，在避免通信站相互發(fā)送的信標(biāo)出現(xiàn)沖突的同時構(gòu)成自主分布式無線網(wǎng)絡(luò)。
此外，本發(fā)明涉及這樣的無線通信系統(tǒng)、無線通信設(shè)備、無線通信方法和計算機(jī)程序，其中，通信站按照預(yù)定時間間隔的增量，自主地進(jìn)行通信操作，更具體地說，涉及這樣的無線通信系統(tǒng)、無線通信設(shè)備、無線通信方法和計算機(jī)程序，其中，通信站在避免與其它站的信號沖突的同時，按照每個預(yù)定時間間隔周期性地發(fā)送和接收信號。
背景技術(shù)：
作為使用戶擺脫LAN電纜束縛的系統(tǒng)，無線LAN正在引起關(guān)注。利用無線LAN，可以將大部分電纜從工作空間如辦公室等中撤除，因而可以相對方便地移動通信終端如個人計算機(jī)(PC)。近年來，無線LAN系統(tǒng)的速度增加和處理減少已經(jīng)引起了對其需求的顯著增加。具體地說，目前，正在考慮引入個人局域網(wǎng)(person area network，PAN)，其中，用人們擁有的附近的多個電子設(shè)備構(gòu)成小規(guī)模無線網(wǎng)絡(luò)并且進(jìn)行信息通信。利用不需要監(jiān)管當(dāng)局許可的頻率帶寬，例如2.4GHz頻帶和5GHz頻帶，已經(jīng)規(guī)定了不同的無線通信系統(tǒng)和無線通信設(shè)備。
與無線網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的一般標(biāo)準(zhǔn)的例子是IEEE(Institute forElectrical and Electronic Engineers，電氣及電子工程師學(xué)會)802.11(例如，見非專利文獻(xiàn)1)、Hiper LAN/2(例如，見非專利文獻(xiàn)2或非專利文獻(xiàn)3)、IEEE 802.15.3以及藍(lán)牙通信等。在IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)下，按照通信方法和使用的頻帶，存在各種無線通信方法，如IEEE 802.11a標(biāo)準(zhǔn)以及IEEE 802.11b標(biāo)準(zhǔn)等。
在常用方法的情況下，為了利用無線技術(shù)構(gòu)成局域網(wǎng)，在區(qū)域內(nèi)設(shè)置稱為“接入點(access point)”或“協(xié)調(diào)器(coordinator)”的、起控制站作用的設(shè)備，并且在這個控制站的集中控制之下形成網(wǎng)絡(luò)。
對于已經(jīng)設(shè)置了接入點的無線網(wǎng)絡(luò)，廣泛使用了基于頻帶預(yù)留(band reservation)的訪問(access)控制方法，其中，如果從某個通信設(shè)備發(fā)送信息，則首先在接入點預(yù)留發(fā)送該信息所需要的頻帶，從而實現(xiàn)傳輸路徑的使用而不與來自其它通信設(shè)備的信息發(fā)送發(fā)生沖突。就是說，設(shè)置接入點允許進(jìn)行使無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的通信設(shè)備彼此同步的同步無線通信。
但是，具有接入點的無線通信系統(tǒng)的問題在于，發(fā)送和接收通信設(shè)備之間的異步通信總是需要通過接入點進(jìn)行無線通信，這意味著傳輸路徑的使用效率減半。
與此相對，作為構(gòu)成無線網(wǎng)絡(luò)的另一種方法，正在提出“Ad-hoc(自組織)通信”，其中，通信終端直接進(jìn)行異步無線通信。特別是對于由彼此靠近的少量客戶構(gòu)成的小規(guī)模無線網(wǎng)絡(luò)，認(rèn)為任意終端能夠在不使用預(yù)定接入點的情況下直接進(jìn)行異步無線通信的ad-hoc通信是合適的。
在ad-hoc無線通信系統(tǒng)中不存在中央控制站，因此，中央控制站適合于對由例如家用電子設(shè)備組成的家庭網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置。ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的特征在于，網(wǎng)絡(luò)不容易發(fā)生故障，因為即使在一個設(shè)備故障或者其電源關(guān)閉的情況下，路由自動改變，能夠?qū)?shù)據(jù)發(fā)送相對長的距離，同時通過在移動站之間多次跳過數(shù)據(jù)包來維持高速數(shù)據(jù)速率。已知各種ad-hoc系統(tǒng)的開發(fā)的例子(例如，見非專利文獻(xiàn)4)。
例如，IEEE 802.11無線LAN系統(tǒng)具有ad-hoc模式，用于在沒有提供控制站開始的情況下，以自主分布的方式進(jìn)行對等操作(peer-to-peer)。在這種運行模式下，在發(fā)送信標(biāo)(beacon)時，每個終端對一個隨機(jī)時間段進(jìn)行計數(shù)，并且，在到這個時間段結(jié)束時設(shè)備還沒有接收到來自另一個終端的信標(biāo)的情況下，發(fā)送它自己的信標(biāo)。
以下將參照IEEE 802.11的例子對傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行詳細(xì)描述。
用IEEE 802.11組網(wǎng)是基于BSS(Basic Service Set，基本服務(wù)集合)的概念。有兩類BBS一類是按照基礎(chǔ)設(shè)施模式(infrastructure mode)定義的BSS，其中存在主機(jī)(master)，如AP(接入點控制站)；以及按照ad-hoc模式定義的、僅由多個MT(Mobile Terminal，移動終端)構(gòu)成的IBSS(Independent BSS，獨立BSS)。
基礎(chǔ)設(shè)施模式以下將參照圖23，對在基礎(chǔ)設(shè)施模式時IEEE 802.11的操作進(jìn)行描述。對于基礎(chǔ)設(shè)施模式的BSS，用于在無線通信系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行協(xié)調(diào)的AP是必不可少的。
AP對這樣的范圍進(jìn)行處理，其中無線電波達(dá)到其本身周圍作為BSS，由此構(gòu)成了在所謂的蜂窩式系統(tǒng)中所稱的“小區(qū)(cell)”。AP附近的MT被包含在AP中，并且，作為BSS的成員參與到網(wǎng)絡(luò)中。就是說，AP按照適當(dāng)?shù)臅r間間隔發(fā)送稱為信標(biāo)的控制信號，能夠接收這些信標(biāo)的MT辨別出AP在附近，進(jìn)一步與AP建立連接。
在圖23所示的例子的情況下，通信站STA0作為AP運行，而其它通信站STA1和STA2作為MT運行。如該圖的右側(cè)所示，起AP作用的通信站STA0按照預(yù)定時間間隔發(fā)送信標(biāo)。在信標(biāo)內(nèi)，通過公知的目標(biāo)信標(biāo)發(fā)送時間(Target Beacon Transmit Time，TBTT)的參數(shù)格式，對下一個信標(biāo)的發(fā)送時間點(transmission point-in-time)進(jìn)行通知。當(dāng)TBTT的時間到來時，AP運行信標(biāo)發(fā)送程序。
相反，通過接收信標(biāo)，AP附近的MT通過對內(nèi)部TBTT字段進(jìn)行解碼，能夠辨別出下一個信標(biāo)的發(fā)送時間，因此在某些情況下(在不需要進(jìn)行接收的情況下)，在未來下一個或幾個TBTT之前，接收裝置可以關(guān)閉電源并進(jìn)入休眠。
在基礎(chǔ)設(shè)施模式中，只有AP在預(yù)定的幀循環(huán)內(nèi)發(fā)送信標(biāo)。另一方面，附近的MT通過接收來自AP的信標(biāo)繼續(xù)參與網(wǎng)絡(luò)，而不發(fā)送它們自己的信標(biāo)。注意，本發(fā)明的焦點在于，使網(wǎng)絡(luò)在不直接包含主控制站如AP的情況下運行，因此，以下將不對基礎(chǔ)設(shè)施模式進(jìn)一步進(jìn)行討論。
Ad-hoc模式以下將參照圖24，對處在另一個模式，即ad-hoc模式時，IEEE802.11的操作進(jìn)行描述。
對于處在ad-hoc模式中的IBSS，多個MT進(jìn)行相互協(xié)商，隨后自主定義IBSS。當(dāng)定義了IBSS時，在協(xié)商結(jié)束時，MT組確定每個預(yù)定間隔的TBTT。當(dāng)通過參照其內(nèi)部時鐘辨別出TBTT已經(jīng)到達(dá)時，在延遲了隨機(jī)時間之后，如果辨別出還沒有MT發(fā)送信標(biāo)，則每個MT發(fā)送一個信標(biāo)。
參照圖24所示的例子，其中示出了兩個MT組成IBBS的方式。在這種情況下，屬于該IBBS的MT中的一個MT每當(dāng)TBTT到來時發(fā)送一個信標(biāo)。這還包括從MT發(fā)送的信標(biāo)相沖突的情況。
對于IBBS還有這樣的情況，其中，MT按照需要關(guān)閉發(fā)送/接收裝置的電源并進(jìn)入休眠狀態(tài)。但是，休眠狀態(tài)與本發(fā)明的本質(zhì)不直接相關(guān)，因此在本說明書中省略對其的描述。
在IEEE 802.11下的發(fā)送/接收過程以下將對在IEEE 802.11下的發(fā)送/接收過程進(jìn)行描述。
眾所周知，對于在ad-hoc環(huán)境下的無線LAN網(wǎng)絡(luò)，普遍存在隱藏終端的問題。隱藏終端是這樣的終端，即，當(dāng)在某些通信站之間進(jìn)行通信時，隱藏終端能夠從作為與其通信的另一方的一個通信站聽到，但不能被其它通信站聽到，并且，由于不能在隱藏終端之間進(jìn)行協(xié)商，因此存在發(fā)送操作出現(xiàn)沖突的可能性。
已知按照RTS/CTS過程的CSMA/CA是一種用于解決隱藏終端問題的方法。IEEE 802.11也使用這種方法。
現(xiàn)在，CSMA(Carrier Sense Multiple Access with CollisionAvoidanceCarrier Sense Multiple Access(具有沖突避免的載波偵聽多路訪問載波偵聽多路訪問))是一種用于基于載波偵聽進(jìn)行多路訪問的連接方法。由于在無線通信過程中難以接收從本地站發(fā)送的信號，因此，通過在利用CSMA/CA(Collision Avoidance，沖突避免)方法而不是CSMA/CD(Collision Detection，沖突檢測)確認(rèn)了沒有來自其它通信設(shè)備的信息發(fā)送之后再從本地站開始信息發(fā)送來避免沖突。CSMA方法是一種適合于異步數(shù)據(jù)通信如文件傳輸和電子郵件的訪問方法。
按照RTS/CTS方法，響應(yīng)于作為數(shù)據(jù)始發(fā)者(originator)的通信站發(fā)送一個發(fā)送請求數(shù)據(jù)包RST(Request To Send，請求發(fā)送)，開始發(fā)送數(shù)據(jù)，并且，從作為數(shù)據(jù)發(fā)送目的地的通信站接收確認(rèn)通知數(shù)據(jù)包CST(Clear To Send，清除發(fā)送)。當(dāng)隱藏終端接收到RTS或CTS中的至少一個時，設(shè)置本地站的發(fā)送停止時間段，在這個時間段期間，對基于RTS/CTS過程的數(shù)據(jù)發(fā)送進(jìn)行預(yù)測，由此能夠避免沖突。
圖25示出了RTS/CTS過程的操作例子。按照圖示的例子，從通信站STA0向通信站STA1發(fā)送信息(數(shù)據(jù))，這兩個通信站以自主分布的方式相互進(jìn)行通信操作。
首先，按照CSMA過程，在發(fā)送實際信息之前，STA0確認(rèn)媒體空閑預(yù)定時間，此后，向STA1發(fā)送RTS數(shù)據(jù)包，STA1是該信息的目的地。響應(yīng)于對RTS數(shù)據(jù)包的接收，STA1向STA0發(fā)送CTS數(shù)據(jù)包，給出意思是RTS已經(jīng)收到的反饋。
在成功接收到CST的情況下，作為發(fā)送方的STA0確定媒體是空閑的，并且迅速發(fā)送信息(數(shù)據(jù))包。此外，當(dāng)成功接收到該信息時，STA1返回ACK，由此，一個RTS/CTS數(shù)據(jù)包發(fā)送/接收處理結(jié)束。
在另一個站碰巧在與作為發(fā)送RTS的信息始發(fā)者的STA0相同的時刻已經(jīng)發(fā)送了某種信號的情況下，由于信號沖突，導(dǎo)致作為信息接收方的STA1不能接收RTS。在這種情況下，STA1不返回CTS。由于過了一段時間沒有接收到CTS，因此，STA0能夠辨別出前面的RTS已經(jīng)沖突。然后，在STA0，啟用利用隨機(jī)回退(backoff)重新發(fā)送RTS的過程。在本質(zhì)上，進(jìn)行用于贏得發(fā)送權(quán)的競爭，同時承受這種沖突的風(fēng)險。
按照IEEE 802.11的訪問競爭方法以下將對在IEEE 802.11中規(guī)定的訪問競爭方法進(jìn)行描述。
按照IEEE 802.11，定義了四種類型的數(shù)據(jù)包間隔(IFSInterFrame Space，幀間距)。這里，將參照圖26，對這些IFS中的三種進(jìn)行描述。順序從較短者開始，定義的IFS為SIFS(Short IFS，短IFS)、PIFS(PIF IFS)和DIFS(DIF IFS)。
按照IEEE 802.11，CSMA被用作基本媒體訪問過程(如上所述)，但應(yīng)該注意，只有在在發(fā)送某種信息之前，在對媒體狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測的同時使回退(backoff)計時器運行一個隨機(jī)時間段，并且在這段時間內(nèi)沒有信號發(fā)送的情況下，才將發(fā)送權(quán)授予發(fā)送設(shè)備。
在跟在CSMA過程(DCF(稱為分布式協(xié)調(diào)功能)之后發(fā)送正常數(shù)據(jù)包的情況下，在某種數(shù)據(jù)包的發(fā)送結(jié)束之后，首先，利用DIFS對媒體狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，并且，如果在這個時間段內(nèi)沒有發(fā)送信號，則進(jìn)行隨機(jī)回退，此外，如果在這個時間段內(nèi)也沒有信號發(fā)送，則授予發(fā)送權(quán)。
另一方面，在SIFS數(shù)據(jù)包間隔之后，允許發(fā)送特別緊急的數(shù)據(jù)包，如ACK。這使得能夠在根據(jù)正常CSMA過程發(fā)送數(shù)據(jù)包之前，發(fā)送特別緊急的數(shù)據(jù)包。
概括上述情況，定義不同類型數(shù)據(jù)包間隔IFS的原因在于，按照IFS是SIFS、PIFS或DIFS，即按照數(shù)據(jù)包的間隔長度，在數(shù)據(jù)包發(fā)送競爭中實行優(yōu)先化(prioritizing)。后面將對使用PIFS的目的進(jìn)行描述。
在IEEE 802.11下的頻帶保證(1)在按照CSMA進(jìn)行訪問競爭的情況下，不可能保證和得到某個頻帶。因此，IEEE 802.11具有PCF(Point Coordination Function，點協(xié)調(diào)功能)，起用于保證和得到某個頻帶的機(jī)制的作用。但是，PCF是基于輪詢(polling)，并且在Ad-hoc下不起作用，而只在基礎(chǔ)設(shè)施模式中在AP的管理下才執(zhí)行。
圖27示出了通過PCF操作提供優(yōu)先通信的方式。圖中，STA0起AP的作用，而STA1和STA2加入由這個AP管理的BSS。這種情況假設(shè)STA1發(fā)送信息同時保證頻帶。
例如，在發(fā)送信標(biāo)之后，起AP作用的STA0通過按照SIFS間隔向STA1發(fā)送CF-Poll消息進(jìn)行輪詢。已經(jīng)接收到CF-Poll的STA1被授予數(shù)據(jù)發(fā)送權(quán)，并且允許按照SIFS間隔發(fā)送數(shù)據(jù)，響應(yīng)于此，STA1跟在SIFS之后發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)STA0返回對發(fā)送的數(shù)據(jù)的ACK并且一個處理結(jié)束時，STA0再次對STA1進(jìn)行輪詢。
在圖27所示的例子中，示出了由于某些原因這次輪詢失敗的情況。此時，在對STA1再次進(jìn)行輪詢之后，當(dāng)辨別出沒有跟在SIFS之后從STA1發(fā)送信息時，STA0認(rèn)為輪詢失敗并且在PIFS間隔之后再次進(jìn)行輪詢。假如重試輪詢成功，則從STA1發(fā)送數(shù)據(jù)并從STA0返回ACK。
在進(jìn)行這一系列操作期間，即使在STA2具有已經(jīng)發(fā)送的數(shù)據(jù)包的情況下，發(fā)送權(quán)也不會轉(zhuǎn)移到STA2，這是由于STA0或STA1會在DIFS時間間隔經(jīng)過之前按照SIFS或PIFS間隔進(jìn)行發(fā)送。就是說，已經(jīng)被作為AP的STA0輪詢的STA1總是具有發(fā)送權(quán)。
在IEEE 802.11下的頻帶保證(2)
對于IEEE 802.11，正在研究另一種頻帶保證方法，并且計劃實施一種稱為增強(qiáng)DCF(EDCF)的技術(shù)(IEEE 802.11e中的QoS增強(qiáng))。對EDCF是這樣設(shè)計的，對于需要頻帶保證的緊急流量，隨機(jī)回退值可以設(shè)置的寬度很短，而對于其它流量，圖26所示的數(shù)據(jù)包間隔IFS和回退值可以設(shè)置的寬度較長。因此，實現(xiàn)了這樣的機(jī)制，其能夠以統(tǒng)計的方式發(fā)送緊急流量，雖然不象PCF那么確定。
圖28示出了這樣的方式，其中，給由EDCF操作保證頻帶的流量提供優(yōu)先發(fā)送。在圖示的例子中，假設(shè)這樣的情況，其中，STA1試圖向STA0發(fā)送優(yōu)先流量，而STA2試圖向STA0發(fā)送非優(yōu)先流量。此外，假設(shè)用于這兩種流量的標(biāo)準(zhǔn)IFS在時間上是等于DIFS的。
當(dāng)媒體從時間點T0開始空閑時，STA1和STA2都等待經(jīng)過DIFS的時間。從時間T0開始經(jīng)過DIFS之后(時間點T1)，媒體仍然空閑，因此STA1和STA2開始對媒體在由隨機(jī)回退確定的時刻空閑進(jìn)行確認(rèn)。
按照EDCF操作，對于優(yōu)先流量，STA1的回退值很短，而對于非優(yōu)先流量，STA2的回退值較長。圖28用箭頭示出了每個通信站從時間點T1開始的回退值。在STA1的回退值的時間已經(jīng)過去的時間點T2，STA1開始發(fā)送RTS。另一方面，STA2檢測到從STA1發(fā)送的RTS，對回退值進(jìn)行更新，并對隨后的發(fā)送進(jìn)行準(zhǔn)備。
此外，在從接收到RTS開始經(jīng)過了SIFS的時間點T3，STA0返回CTS。在從接收到CTS開始經(jīng)過了SIFS的時間點T4，STA1開始發(fā)送數(shù)據(jù)。然后，在從接收到來自STA1的數(shù)據(jù)開始經(jīng)過了SIFS的時間點T5，STA0返回ACK。
在STA0返回ACK結(jié)束時的時間點T6，媒體再次空閑。STA1和STA2再次等待經(jīng)過DIFS的時間。如果經(jīng)過DIFS之后(時間點T7)媒體仍然空閑，則STA1和STA2開始對媒體在由隨機(jī)回退確定的時刻空閑進(jìn)行確認(rèn)。同樣，由于是優(yōu)先流量，因而將STA1的回退值設(shè)置得很短，并且，在STA2的回退值之前，在時間點T8，進(jìn)行RTS發(fā)送。
由于上述過程，按照被處理的流量的優(yōu)先程度，給競爭訪問權(quán)的STA1和STA2提供訪問權(quán)等級(order)。此外，雖然圖中沒有示出，但STA2的回退值一般也較短，因此不會出現(xiàn)STA2總得不到訪問權(quán)的情況。
International Standard ISO/IEC 8802-111999(E)ANSI/IEEEStd.802.11，1999 Edition，Part 11Wireless LAN Medium AccessControl(MAC)and Physical Layer(PHY)Specifications[非專利文獻(xiàn)2]ETSI Standard ETSI TS 101 761-1 V1.3.1 Broadband RadioAccess Networks(BRAN)；HIPERLAN Type 2；Data Link Control(DLC)Layer；Part 1Basic Data Transport Functions[非專利文獻(xiàn)3]ETSI TS 101 761-2 V1.3.1 Broadband Radio Access Networks(BRAN)；HIPERLAN Type 2；Data Link Control(DLC)Layer；Part 2Radio Link Control(RLC)sublayer[非專利文獻(xiàn)4]“Ad Hoc Mobile Wireless Network”，C.K.Tho(由Prentice HallPTR出版)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問題如上所述，盡管按照IEEE 802.11的發(fā)送/接收過程能夠解決訪問競爭和頻帶保證問題，但仍然存在下列若干問題。
(1)存在點協(xié)調(diào)器(Point Coordinator)如上所述，IEEE 802.11提供了通過PCF進(jìn)行QoS通信的機(jī)制。但是，PCF在存在對媒體訪問進(jìn)行集中管理的AP的情況下運行。對于具有AP的網(wǎng)絡(luò)，AP的故障引起的問題是使所有通信不可用。此外，問題在于，位于不能夠與AP通信的位置的MT不能加入網(wǎng)絡(luò)。
(2)與EDFC沖突的可能性增大的問題在IEEE 802.11中的EDCF機(jī)制的情況下，即使沒有點協(xié)調(diào)器如AP，具有較高優(yōu)先權(quán)的鏈路基本上能夠優(yōu)先通過。但是，在多個站同時開始具有高優(yōu)先權(quán)的發(fā)送時，由于設(shè)置的回退很短因而頻繁出現(xiàn)沖突，導(dǎo)致了通信效率降低的問題。此外，有這樣的情況，其中，給低優(yōu)先權(quán)的流量設(shè)置了較長的IFS，并且，在低優(yōu)先權(quán)的流量占優(yōu)勢地位的環(huán)境中，對所有通信站，在經(jīng)過了很長的IFS之后，進(jìn)行通信權(quán)競爭，導(dǎo)致了開銷(overhead)很大和通信效率下降的問題。另外，在沒有控制站如AP的情況下，不用說，壓制了對超過網(wǎng)絡(luò)容量負(fù)荷的流量的請求，導(dǎo)致的問題是不能在所有鏈路滿足來自更高級別層的請求。在提供多重視頻流等的情況下，這成為一個大問題。
(3)信標(biāo)沖突問題在構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)時，以自主分布方式運行的預(yù)定的控制站或通信站按照預(yù)定間隔，用對網(wǎng)絡(luò)信息等進(jìn)行描述的信標(biāo)進(jìn)行通知。在這樣的系統(tǒng)中有信標(biāo)沖突的問題。例如，按照IEEE 802.11，在基礎(chǔ)設(shè)施模式和Ad-hoc模式中，當(dāng)在同一個區(qū)域中并在同一個信道上從多個站進(jìn)行信標(biāo)通信時，出現(xiàn)這些問題。
在Ad-hoc模式中，信標(biāo)發(fā)送站被定義為以隨機(jī)回退開始，因而從一開始就不可避免信標(biāo)沖突。此外，按照基礎(chǔ)設(shè)施模式，盡管在只存在單個BSS的情況下沒有問題，但是，在由于網(wǎng)絡(luò)重新定位或者附近的無線電波阻斷對象(airwave-blocking object)移動導(dǎo)致多個BSS進(jìn)入無線電波范圍的情況下，多個信標(biāo)共存。這里，在信標(biāo)發(fā)送時間重疊的情況下，出現(xiàn)了附近站不能接收到信標(biāo)的問題。
考慮到上述問題，已經(jīng)提出了本發(fā)明，本發(fā)明的主要目的是提供一種優(yōu)良的無線通信系統(tǒng)、無線通信設(shè)備、無線通信方法和計算機(jī)程序，其中，在不布置起控制站作用的設(shè)備的情況下，由以自主分布方式運行的通信站形成無線網(wǎng)絡(luò)。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種優(yōu)良的無線通信系統(tǒng)、無線通信設(shè)備、無線通信方法和計算機(jī)程序，其中，在不包括指定的控制站的情況下，能夠構(gòu)成保證通信質(zhì)量的自主分布式網(wǎng)絡(luò)。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種優(yōu)良的無線通信系統(tǒng)、無線通信設(shè)備、無線通信方法和計算機(jī)程序，其中，在不包括指定的控制站的情況下，能夠在避免自主分布式網(wǎng)絡(luò)中的沖突的同時進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種優(yōu)良的無線通信系統(tǒng)、無線通信設(shè)備、無線通信方法和計算機(jī)程序，其中，在由利用信標(biāo)進(jìn)行通知的通信站構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中，能夠在多個通信站中適當(dāng)避免出現(xiàn)信標(biāo)沖突。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種優(yōu)良的無線通信系統(tǒng)、無線通信設(shè)備、無線通信方法和計算機(jī)程序，其中，能夠在避免通信站互相發(fā)送的信標(biāo)出現(xiàn)沖突的同時，適當(dāng)?shù)貥?gòu)成自主分布式無線網(wǎng)絡(luò)。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種優(yōu)良的無線通信系統(tǒng)、無線通信設(shè)備、無線通信方法和計算機(jī)程序，其中，每個通信站能夠以時間間隔為單位自主地進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖灾魍ㄐ挪僮鳌?br> 本發(fā)明的另一個目的是提供一種優(yōu)良的無線通信系統(tǒng)、無線通信設(shè)備、無線通信方法和計算機(jī)程序，其中，通信站能夠在避免與其它站的信號發(fā)生沖突的同時，按照每個預(yù)定時間間隔進(jìn)行周期性的信號發(fā)送和接收。
解決問題的方法考慮到上述問題，已經(jīng)提出了本發(fā)明，本發(fā)明的第一方面是自主分布式無線通信系統(tǒng)，用于在不設(shè)立特定的控制站的情況下，由通信站構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，所述通信站按照預(yù)定時間間隔相互發(fā)送對關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的信息進(jìn)行描述的信標(biāo)；其中，對從網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的兩個或多個通信站發(fā)送的信標(biāo)的沖突進(jìn)行檢測；并且，響應(yīng)于對沖突的檢測，通過改變至少一個信標(biāo)的發(fā)送定時來消除沖突。
但注意，這里所用的“系統(tǒng)”指的是多個設(shè)備(或用于實現(xiàn)某些功能的功能模塊)的邏輯集合，不考慮這些設(shè)備或功能模塊是否在一個外殼中。
在自主分布式通信環(huán)境下，每個通信站按照預(yù)定時間間隔進(jìn)行信標(biāo)信息的通知，由此向鄰近的(例如，在通信范圍內(nèi)的)其它通信站通告它自己的存在，并且，還通知網(wǎng)絡(luò)配置。此外，通信站對每個信道進(jìn)行掃描操作并接收信標(biāo)信號，由此對鄰近站的通信范圍的滲透(penetration)進(jìn)行檢測，并且，通過對在信標(biāo)中描述的信息進(jìn)行分析，還能夠知道網(wǎng)絡(luò)配置。
此外，每個通信站將關(guān)于信標(biāo)發(fā)送定時的信息包括在信標(biāo)信號中并向鄰近設(shè)備發(fā)送。在這種情況下，通信站不僅能夠得到可以直接接收其信標(biāo)的鄰近站的網(wǎng)絡(luò)信息，而且能夠得到關(guān)于下面的站，即隱藏終端的信標(biāo)信息，本地站不能但鄰近站能夠接收來自隱藏終端的信標(biāo)。
對于這樣的自主分布式網(wǎng)絡(luò)，新加入的通信站首先進(jìn)行掃描操作，即，在等于或小于超幀的時間段內(nèi)不斷試圖接收信號，并確認(rèn)存在由附近站發(fā)送的信標(biāo)。如果在這個處理過程中沒有從附近站接收到信標(biāo)，則通信站設(shè)置合適的信標(biāo)發(fā)送定時。另一方面，在接收到從附近站發(fā)送的信標(biāo)的情況下，對在每個接收的信標(biāo)中描述的鄰近設(shè)備信息進(jìn)行參考，以便將已經(jīng)存在的站不發(fā)送信標(biāo)的定時設(shè)置為本地站的信標(biāo)發(fā)送定時。
在每個通信站都是靜止的并且無線電波滲透(permeation)的范圍不變的情況下，通過以上過程就可以避免信標(biāo)沖突。另一方面，在由于通信站移動等原因?qū)е聼o線電波的滲透范圍變化的情況下，會出現(xiàn)通信站發(fā)送的信標(biāo)發(fā)生沖突的情況。
例如，在兩個處于彼此的無線電波范圍之外的系統(tǒng)的通信站彼此完全獨立地設(shè)置了相同的發(fā)送定時，但此后進(jìn)入了無線電波的傳播范圍，因而能夠接收每個通信站的無線電波的情況下，出現(xiàn)了這些站的信標(biāo)發(fā)生沖突的情況。
或者，還可以設(shè)想這樣的情況，其中，在兩個處于彼此的無線電波范圍之外的系統(tǒng)的通信站彼此完全獨立地設(shè)置了相同的發(fā)送定時之后，出現(xiàn)了能夠從這兩個系統(tǒng)進(jìn)行接收的新通信站，由此引起了每個通信站發(fā)送的信標(biāo)的沖突。
按照本發(fā)明，當(dāng)檢測到從通信范圍內(nèi)的兩個或多個通信站發(fā)送的信標(biāo)發(fā)生沖突時，通過每個通信站的自主動作，即，通過改變至少一個信標(biāo)的發(fā)送定時來避免信標(biāo)沖突。
這里，改變信標(biāo)發(fā)送定時的通信站利用信標(biāo)通知附近站，該信標(biāo)描述大意是信標(biāo)發(fā)送定時即將改變的警告，在至少一個預(yù)定時間段內(nèi)進(jìn)行掃描操作，發(fā)現(xiàn)沒有被附近站用于信標(biāo)發(fā)送的定時，并將該定時確定為新的信標(biāo)發(fā)送定時。
在兩個處于彼此的無線電波范圍之外的系統(tǒng)的通信站彼此完全獨立地設(shè)置了相同的發(fā)送定時，但隨后進(jìn)入了無線電波傳播范圍因而可以接收每個通信站的無線電波的情況下，在通信站之間能夠識別彼此之間的信標(biāo)沖突。
在這樣的情況下，通過通信站中的一個通信站自主地移動它自己的信標(biāo)發(fā)送定時，能夠避免沖突。例如，響應(yīng)于在它自己即將發(fā)送信標(biāo)之前對另一個站在會導(dǎo)致沖突的定時發(fā)送的信標(biāo)的接收，通信站改變自己的信標(biāo)發(fā)送位置?；蛘撸憫?yīng)于緊接在它自己發(fā)送信標(biāo)之后對另一個站在會導(dǎo)致沖突的定時發(fā)送的信標(biāo)的接收，通信站改變自己的信標(biāo)發(fā)送位置。
或者，可以形成這樣的方案，其中，取代一個通信站自主改變信標(biāo)發(fā)送定時，當(dāng)通信站辨別出與接收的、另一個站以接近自己的信標(biāo)發(fā)送定時發(fā)送的信標(biāo)發(fā)生信標(biāo)沖突時，請求所述另一個站改變信標(biāo)發(fā)送定時。
此外，在兩個處于彼此的無線電波范圍之外的系統(tǒng)的通信站彼此完全獨立地設(shè)置了相同的發(fā)送定時，此后出現(xiàn)了能夠從這兩個系統(tǒng)進(jìn)行接收的新通信站，由此引起了每個通信站發(fā)送的信標(biāo)的沖突的情況下，新加入的通信站可以請求信標(biāo)正發(fā)生沖突的通信站中的一個改變信標(biāo)發(fā)送定時。這里所用的改變信標(biāo)發(fā)送定時包括停止信標(biāo)發(fā)送和移動信標(biāo)發(fā)送定時。
現(xiàn)在，對于按照本發(fā)明的無線通信網(wǎng)絡(luò)，通信站由于已經(jīng)發(fā)送了信標(biāo)而贏得了用于流量的優(yōu)先使用時間段。可以形成這樣的方案，其中，每個通信站一次只能發(fā)送一個常規(guī)信標(biāo)，并按照預(yù)定時間間隔，發(fā)送一個或多個由與常規(guī)信標(biāo)相似的信號組成的輔助信標(biāo)。
例如，在通信站發(fā)送的輔助信標(biāo)中設(shè)置流量的優(yōu)先權(quán)，并且用對與優(yōu)先權(quán)有關(guān)的信息進(jìn)行描述的信標(biāo)進(jìn)行通知。在這種情況下，可以形成這樣的方案，其中，在發(fā)生信標(biāo)沖突的情況下，對每個其它信標(biāo)的優(yōu)先權(quán)加以參考，優(yōu)先權(quán)較低的信標(biāo)的始發(fā)者改變它自己的信標(biāo)發(fā)送定時。改變這里所用的信標(biāo)發(fā)送定時包括停止信標(biāo)發(fā)送和移動信標(biāo)發(fā)送定時。
在信標(biāo)正在沖突的通信站相當(dāng)于隱藏站的情況下，不能直接收到信標(biāo)，因此不能與本地站的信標(biāo)進(jìn)行優(yōu)先權(quán)比較。
在這樣的情況下，通信站向附近的站發(fā)送信標(biāo)停止請求，規(guī)定通信站希望布置在預(yù)定時間間隔中的信標(biāo)的數(shù)量和信標(biāo)的優(yōu)先權(quán)。另一方面，已經(jīng)接收到信標(biāo)停止請求的通信站在預(yù)定時間間隔內(nèi)檢測所述規(guī)定數(shù)量的、具有規(guī)定的或低于規(guī)定的優(yōu)先權(quán)的信標(biāo)，并且向每個信標(biāo)始發(fā)通信站發(fā)送信標(biāo)停止請求。由于這樣的遠(yuǎn)程操作，通信站能夠以與能夠相互接收信標(biāo)的鄰近站相似的方式，從隱藏終端獲得希望的信標(biāo)發(fā)送定時。
此外，本發(fā)明的第二方面是一種無線通信系統(tǒng)，用于在沒有控制站/受控站關(guān)系的情況下，由按照每個預(yù)定時間間隔進(jìn)行周期性通信操作的通信站構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)；其中，在按照每個預(yù)定時間間隔進(jìn)行周期性信號發(fā)送/接收的情況下，通信站按照在周期性信號發(fā)送/接收之前和在周期性信號發(fā)送/接收之后中的至少一個，試圖接收從其它站發(fā)送的信號，以便對周期性信號發(fā)送/接收與其它站的發(fā)送信號之間是否發(fā)生沖突進(jìn)行檢測。
對于按照本發(fā)明第二方面的無線通信系統(tǒng)，在每個通信站按照預(yù)定時間間隔自主進(jìn)行周期性通信操作的自主分布式通信環(huán)境下，允許通信站在預(yù)定時間間隔內(nèi)的適當(dāng)定時獲得預(yù)留頻帶或優(yōu)先使用時間段，并且，按照每個預(yù)定時間間隔進(jìn)行周期性通信操作。
在按照每個預(yù)定時間間隔進(jìn)行周期性的發(fā)送/接收操作的情況下，通信站試圖在周期性信號發(fā)送/接收之前或在信號發(fā)送/接收之后接收從另一個站發(fā)送的信號，以便對周期性信號發(fā)送/接收與另一個站的發(fā)送信號之間是否發(fā)生沖突進(jìn)行檢測。具體地說，接收另一個站在接近本地站的周期性信號發(fā)送/接收定時的定時發(fā)送的信號使得能夠?qū)υ谥芷谛孕盘柊l(fā)送/接收定時發(fā)生的沖突進(jìn)行檢測。此外，接收另一個站在接近本地站的信號發(fā)送/接收定時的定時周期性地發(fā)送的信號使得能夠?qū)υ谥芷谛孕盘柊l(fā)送/接收定時發(fā)生的沖突進(jìn)行檢測。
此外，可以形成這樣的方案，其中，響應(yīng)于對周期性地發(fā)送/接收信號的沖突的檢測，通信站至少在預(yù)定時間段內(nèi)進(jìn)行掃描處理，由此試圖確認(rèn)其它站的循環(huán)信號發(fā)送的狀態(tài)。
現(xiàn)在，通信站試圖在周期性信號發(fā)送/接收之前，接收來自另一個站的發(fā)送信號，并且，響應(yīng)于對周期性信號發(fā)送/接收與另一個站的信號發(fā)送之間的沖突的檢測，將本地站的信號發(fā)送定時延遲，以便避免與另一個站的信號沖突，由此避免沖突。
在這樣的情況下，通信站可以發(fā)送具有大意是周期性信號發(fā)送定時已經(jīng)被改變以避免沖突的描述的信號。已經(jīng)與其發(fā)生沖突的另一個站接收具有大意是周期性信號發(fā)送定時已經(jīng)被改變以避免沖突的描述的信號，并且能夠?qū)εc要在本地站發(fā)送之后被發(fā)送的周期性信號的沖突進(jìn)行檢測。
此外，通信站可以利用信標(biāo)相互進(jìn)行通知，所述信標(biāo)具有對要被周期性地發(fā)送/接收的信號的安排(schedule)的描述。在這種情況下，通信站可以相互提取周期性信號發(fā)送/接收時間點。在根據(jù)在從附近站接收的信標(biāo)中描述的信息，檢測到在周期性信號發(fā)送/接收過程中的沖突的情況下，可以改變發(fā)生沖突的信號發(fā)送/接收定時。
此外，通信站可以對周期性地發(fā)送/接收的信號設(shè)置優(yōu)先級別，并且利用將優(yōu)先級別與周期性地發(fā)送/接收的信號的安排一起描述的信標(biāo)進(jìn)行通知。當(dāng)根據(jù)在從附近站接收的信標(biāo)中描述的信息檢測到在周期性信號發(fā)送/接收時段(section)內(nèi)發(fā)生沖突時，通過改變優(yōu)先級別較低的周期性地發(fā)送/接收的信號的定時，能夠避免沖突。
此外，通信站可以在周期性地發(fā)送/接收的信號的一部分中描述距離通信站的信標(biāo)發(fā)送時間點的相對時間點信息。在這種情況下，當(dāng)接收到由其它站周期性地發(fā)送的信號時，通信站根據(jù)在周期性地發(fā)送的信號中描述的、距離信標(biāo)發(fā)送時間點的相對時間點信息，提取信號的發(fā)送站的發(fā)送時間點，并對沖突進(jìn)行檢測。使在該時間點進(jìn)行的其它信號的發(fā)送停止，以避免沖突。
此外，可以形成這樣的方案，其中，通信站在周期性地發(fā)送的信號的一部分中對意思是信號正在被周期性地安排并發(fā)送的信息進(jìn)行描述。另外，可以在周期性地發(fā)送的信號的一部分中對表示信號的優(yōu)先級別的信息進(jìn)行描述。在這種情況下，響應(yīng)于對周期性信號發(fā)送/接收的沖突的檢測，通信站可以改變優(yōu)先權(quán)等級較低的周期性信號發(fā)送/接收的定時。
此外，通信站可以給用于周期性信號發(fā)送/接收的發(fā)送時間點加上隨機(jī)偏移。通信站可以在周期性地發(fā)送/接收的信號的一部分中，對與發(fā)送時間點的隨機(jī)偏移有關(guān)的信息進(jìn)行描述。
此外，通信站可以在新生成周期性信號發(fā)送/接收之前，通過進(jìn)行掃描操作提取將不會與其它站的周期性信號發(fā)送/接收發(fā)生沖突的時間跨度(time span)，并且，將新的周期性信號發(fā)送/接收定時設(shè)置在所述將不會與其它站的周期性信號發(fā)送/接收發(fā)生沖突的時間跨度中。
此外，在進(jìn)行用于得到關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的信息的掃描操作時，通信站可以提取一個時間跨度，在這個時間跨度中，發(fā)送用于得到該信息所需的信息，并且，通信站試圖在提取的時隙(time slot)中進(jìn)行信號接收，以便有效地進(jìn)行掃描操作。
此外，在獲得一個或多個周期性信號發(fā)送/接收時段(section)并進(jìn)行與希望的通信站的發(fā)送/接收時，通信站可以對在周期性信號發(fā)送/接收時段中的信號接收狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。此外，由于可以估計到正與其它信號發(fā)生沖突，因此，已經(jīng)檢測到信號接收狀態(tài)明顯變壞的周期性信號發(fā)送/接收時段可以被釋放。
此外，在與附近站的周期性信號發(fā)送/接收時段不同的時間跨度中，通信站可以根據(jù)遵循CSMA方法的、包括在傳輸路徑上按預(yù)定時間進(jìn)行信號檢測和在隨機(jī)回退時間段待機(jī)的訪問過程，進(jìn)行信號發(fā)送/接收。
此外，本發(fā)明的第三方面是一種無線通信系統(tǒng)，用于在沒有控制站/受控站關(guān)系的情況下，由通信站構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，所述通信站按照預(yù)定時間間隔，相互發(fā)送對關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的信息進(jìn)行描述的信標(biāo)；其中，在按照每個預(yù)定時間間隔進(jìn)行周期性信號發(fā)送/接收的情況下，通信站在周期性地發(fā)送/接收的信號的一部分中描述距離通信站的信標(biāo)發(fā)送時間點的相對時間點信息，并且，根據(jù)在從附近站接收的信號中描述的相對時間點信息，對附近站的信標(biāo)與由其它站發(fā)送和接收的信號之間的沖突進(jìn)行檢測。
對于按照本發(fā)明第三方面的無線通信系統(tǒng)，由通信站構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，通信站用信標(biāo)周期性地相互進(jìn)行通知。允許通信站在預(yù)定時間間隔內(nèi)的適當(dāng)定時獲得預(yù)留頻帶或優(yōu)先使用時間段，并且，按照每個預(yù)定時間間隔進(jìn)行周期性地通信操作。
現(xiàn)在，通過對在每個預(yù)定時間間隔內(nèi)周期性地進(jìn)行通信操作的通信站進(jìn)行檢測，在周期性地發(fā)送/接收的信號的一部分中對距離信標(biāo)發(fā)送時間點的相對時間點信息進(jìn)行描述，能夠在通信站之間對沖突進(jìn)行檢測。具體地說，通信站可以根據(jù)在從附近站接收的信號中描述的相對時間點信息，提取附近站的信標(biāo)的發(fā)送時間點，并且，在已經(jīng)在相同的時間點從本地站發(fā)送了信號的情況下，對與附近站的信標(biāo)的沖突進(jìn)行檢測。
此外，通信站根據(jù)在從附近站接收的信號中描述的相對時間點信息，提取附近站的信標(biāo)的發(fā)送時間點，并且，在不能在相同的時間點接收來自另一個站的信號的情況下，對與附近站的信標(biāo)的沖突進(jìn)行檢測。
此外，通信站可以響應(yīng)于對信號沖突的檢測，避免沖突。例如，通信站可以通過使在已經(jīng)提取的信標(biāo)信號發(fā)送時間點進(jìn)行的其它信號的發(fā)送停止來避免沖突。
此外，本發(fā)明的第四方面是一種計算機(jī)程序，以計算機(jī)可讀格式進(jìn)行描述，以便在計算機(jī)系統(tǒng)上執(zhí)行處理，該處理用于在沒有控制站/受控站關(guān)系的情況下，由按照預(yù)定時間間隔相互發(fā)送對關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的信息進(jìn)行描述的信標(biāo)的通信站構(gòu)成的自主分布式通信環(huán)境下進(jìn)行無線通信操作，該程序包括如下步驟信標(biāo)信號生成步驟，用于生成對與本地站有關(guān)的信息進(jìn)行描述的信標(biāo)信號；信標(biāo)信號分析步驟，用于對從附近站接收的信標(biāo)信號進(jìn)行分析；定時控制步驟，用于對信標(biāo)發(fā)送定時進(jìn)行控制；以及，沖突避免步驟，用于避免與其它站發(fā)生信標(biāo)沖突。
此外，本發(fā)明的第五方面是一種計算機(jī)程序，以計算機(jī)可讀格式進(jìn)行描述，以便在計算機(jī)系統(tǒng)上執(zhí)行處理，該處理用于在沒有控制站/受控站關(guān)系的通信環(huán)境下，按照每個預(yù)定時間間隔進(jìn)行無線通信操作，該程序包括如下步驟信號發(fā)送/接收步驟，用于按照每個預(yù)定時間間隔，進(jìn)行周期性信號發(fā)送/接收；以及沖突檢測步驟，用于按照在在周期性信號發(fā)送/接收之前和在周期性信號發(fā)送/接收之后中的至少一個，試圖接收從其它站發(fā)送的信號，以便對周期性信號發(fā)送/接收與其它站的發(fā)送信號之間是否發(fā)生沖突進(jìn)行檢測。
此外，本發(fā)明的第六方面是一種計算機(jī)程序，以計算機(jī)可讀格式進(jìn)行描述，以便在計算機(jī)系統(tǒng)上執(zhí)行處理，該處理用于在沒有控制站/受控站關(guān)系的情況下，由按照預(yù)定時間間隔，相互發(fā)送對關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的信息進(jìn)行描述的信標(biāo)的通信站構(gòu)成的通信環(huán)境下進(jìn)行無線通信操作，該程序包括如下步驟信標(biāo)信號生成步驟，用于生成對與本地站有關(guān)的信息進(jìn)行描述的信標(biāo)信號；信標(biāo)信號分析步驟，用于對從附近站接收的信標(biāo)信號進(jìn)行分析；信號發(fā)送/接收步驟，用于在部分信號中對距離信標(biāo)發(fā)送時間點的相對時間點信息進(jìn)行描述，并且，按照每個預(yù)定時間間隔進(jìn)行周期性信號發(fā)送/接收；以及，沖突檢測步驟，用于根據(jù)在從附近站接收的信號中描述的相對時間點信息，對來自附近站的信標(biāo)與由其他站發(fā)送/接收的信號之間的沖突進(jìn)行檢測。
按照本發(fā)明第四到第六方面的計算機(jī)程序定義了以計算機(jī)可讀格式描述的計算機(jī)程序，以便由計算機(jī)系統(tǒng)實現(xiàn)預(yù)定處理。換句話說，在計算機(jī)系統(tǒng)中安裝按照本發(fā)明第四到第六方面的計算機(jī)程序使計算機(jī)系統(tǒng)表現(xiàn)出合作的動作，并作為無線通信設(shè)備運行。啟用多個這樣的無線通信設(shè)備并構(gòu)成無線網(wǎng)絡(luò)，提供了與按照本發(fā)明第一到第三方面的無線通信系統(tǒng)相同的優(yōu)點。
優(yōu)點按照本發(fā)明，能夠提供一種優(yōu)良的無線通信系統(tǒng)、無線通信設(shè)備、無線通信方法和計算機(jī)程序，其中，在不布置起控制站作用的設(shè)備的情況下，由以自主分布方式運行的通信站形成無線網(wǎng)絡(luò)。
此外，按照本發(fā)明，能夠提供一種優(yōu)良的無線通信系統(tǒng)、無線通信設(shè)備、無線通信方法和計算機(jī)程序，其中，在不包括指定控制站的情況下，能夠在避免自主分布式網(wǎng)絡(luò)中的沖突的同時進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
此外，按照本發(fā)明，能夠提供一種優(yōu)良的無線通信系統(tǒng)、無線通信設(shè)備、無線通信方法和計算機(jī)程序，其中，在由利用信標(biāo)進(jìn)行通知的通信站構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中，能夠在多個通信站中適當(dāng)避免出現(xiàn)信標(biāo)沖突。
此外，按照本發(fā)明，能夠提供一種優(yōu)良的無線通信系統(tǒng)、無線通信設(shè)備、無線通信方法和計算機(jī)程序，其中，能夠在避免通信站相互發(fā)送的信標(biāo)出現(xiàn)沖突的同時，適當(dāng)?shù)貥?gòu)成自主分布式無線網(wǎng)絡(luò)。
此外，按照本發(fā)明，能夠提供一種優(yōu)良的無線通信系統(tǒng)、無線通信設(shè)備、無線通信方法和計算機(jī)程序，其中，每個通信站能夠以預(yù)定時間間隔為單位自主地進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐ㄐ挪僮鳌?br> 此外，按照本發(fā)明，能夠提供一種優(yōu)良的無線通信系統(tǒng)、無線通信設(shè)備、無線通信方法和計算機(jī)程序，其中，通信站能夠在避免與其它站的信號發(fā)生沖突的同時，按照預(yù)定時間間隔進(jìn)行周期性信號發(fā)送和接收。
按照本發(fā)明，即使在不存在點協(xié)調(diào)器如控制站的分散控制的環(huán)境下，也能夠提供QoS通信。此外，即使在分散控制的環(huán)境下，每個通信站也能夠自主地理解網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，因此，在需要超過網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷容量的流量的情況下，按照通信協(xié)議的上層所要求的優(yōu)先級別，可以僅將低優(yōu)先級別的流量去除。
此外，按照本發(fā)明，即使在由于網(wǎng)絡(luò)交叉等原因?qū)е滦艠?biāo)沖突增加的情況下，也能夠避免連續(xù)出現(xiàn)信標(biāo)沖突的情況，能夠以可靠的方式理解存在于網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點的存在，因此，能夠顯著改進(jìn)對出現(xiàn)連接中斷等的抑制。
根據(jù)后面描述的實施例以及參照附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它目的、特性和優(yōu)點將變得更加清楚。


圖1示出了按照本發(fā)明第一實施例的、構(gòu)成無線通信系統(tǒng)的通信設(shè)備的布局的例子。
圖2示意性地示出了在按照本發(fā)明實施例的無線網(wǎng)絡(luò)中作為通信站運行的無線通信設(shè)備的功能配置。
圖3用于說明在按照本發(fā)明的自主分布式網(wǎng)絡(luò)中，每個通信站發(fā)送信標(biāo)的過程。
圖4示出了可以位于超幀循環(huán)內(nèi)的信標(biāo)發(fā)送定時的配置例子。
圖5示出了在超幀循環(huán)內(nèi)將優(yōu)先權(quán)給予信標(biāo)發(fā)送站的方式。
圖6示出了超幀循環(huán)的配置。
圖7示出了在按照本發(fā)明的自主分布式無線通信系統(tǒng)中發(fā)送的信標(biāo)幀的格式的例子。
圖8用于描述TBTT偏移。
圖9用于描述新加入的通信站基于根據(jù)從附近站接收的信標(biāo)得到的信標(biāo)的NBOI，為自己設(shè)置TBTT的過程。
圖10示出了由于無線電波達(dá)到的范圍變化而引起信標(biāo)沖突的方式。
圖11示出了TBTT改變過程的例子。
圖12示出了對在圖11中示出的TBTT改變過程的修改。
圖13為示出了在由于無線電波達(dá)到的范圍改變而引起信標(biāo)沖突時，為了避免信標(biāo)沖突而通過由信標(biāo)已經(jīng)沖突的通信站中的一個通信站改變信標(biāo)發(fā)送時間點(TBTT改變)在每個通信站執(zhí)行的裝置操作的流程圖。
圖14示出了這樣的情形，其中，由于新通信站的電源被打開，導(dǎo)致通信站發(fā)送的信標(biāo)發(fā)生沖突。
圖15示出了在由于加入了新通信站而已經(jīng)導(dǎo)致信標(biāo)沖突的情況下的TBTT改變過程的例子。
圖16為示出了在由于出現(xiàn)了新加入的站而出現(xiàn)信標(biāo)沖突時，為了避免信標(biāo)沖突而通過由信標(biāo)已經(jīng)沖突的通信站中的一個通信站改變信標(biāo)發(fā)送時間點(TBTT改變)在每個通信站執(zhí)行的裝置操作的流程圖。
圖17為示出了通信站在超幀循環(huán)內(nèi)設(shè)置新TBTT的過程的流程圖。
圖18示出了用于說明搜索具有位于超幀內(nèi)的TBTT的信標(biāo)中具有低優(yōu)先級別的信標(biāo)并為本地站設(shè)置TBTT的過程。
圖19示出了這樣的情況，其中，在超幀充滿了具有已經(jīng)設(shè)置的TBTT的信標(biāo)的狀態(tài)下，通信站將其它站的、具有低優(yōu)先級別的信標(biāo)去除并設(shè)置新TBTT。
圖20示出了這樣的情況，其中，希望為新信標(biāo)設(shè)置TBTT的通信站利用遠(yuǎn)程操作，通過附近站使信標(biāo)發(fā)送停止，并且為它自己設(shè)置TBTT。
圖21示出了這樣的情況，其中，希望為新信標(biāo)設(shè)置TBTT的通信站利用遠(yuǎn)程操作，通過附近站使信標(biāo)發(fā)送停止，并且為它自己設(shè)置TBTT。
圖22示意性地示出了ALERT字段的配置。
圖23用于說明在按照基礎(chǔ)設(shè)施模式的，基于IEEE 802.11的無線網(wǎng)絡(luò)中的操作。
圖24用于說明在按照ad-hoc模式的，基于IEEE 802.11的無線網(wǎng)絡(luò)中的操作。
圖25示出了通過RTS/CTS過程進(jìn)行訪問操作的例子。
圖26示出了在IEEE 802.11中定義的數(shù)據(jù)包間隔IFS。
圖27用于說明PCF(點協(xié)調(diào)功能)的操作。
圖28示出了這樣的方式，其中，通過EDCF操作給頻帶保證的流量提供優(yōu)先發(fā)送。
圖29用于說明通信站在TPP時段(section)和FAP時段中的每一個開始發(fā)送的操作。
圖30示出了通信站通過發(fā)送多個稱為輔助信標(biāo)的虛擬信標(biāo)來增加優(yōu)先使用時間段的方法。
圖31示出了作為通信站運行的無線通信設(shè)備的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。
圖32示出了作為通信站運行的無線通信設(shè)備的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。
圖33用于說明在發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的通信站的信標(biāo)發(fā)生沖突的情況下的沖突檢測方法。
圖34用于說明在發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的通信站的信標(biāo)發(fā)生沖突的情況下的沖突檢測方法。
圖35用于說明在發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的通信站的信標(biāo)發(fā)生沖突的情況下的沖突檢測方法。
圖36用于說明在發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的通信站的信標(biāo)發(fā)生沖突的情況下的沖突檢測方法。
圖37用于說明在發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的通信站的信標(biāo)發(fā)生沖突的情況下的沖突檢測方法。
圖38為示出了在除了沖突信號的TBTT匹配以外，甚至信標(biāo)信號的隨機(jī)值也完全匹配的情況下，包括沖突避免操作的通信過程的流程圖。
圖39示出了用于根據(jù)附加到輔助信標(biāo)或周期性地發(fā)送的信號中的Serial字段的內(nèi)容進(jìn)行信號沖突避免的通信操作的例子。
圖40示出了用于根據(jù)附加到輔助信標(biāo)或周期性地發(fā)送的信號中的Serial字段的內(nèi)容進(jìn)行信號沖突避免的通信操作的例子。
具體實施例方式
以下將參照附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
A.系統(tǒng)配置用作本發(fā)明的基礎(chǔ)的通信傳輸路徑是無線的，具有構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的多個通信站。用作本發(fā)明的基礎(chǔ)的通信是存儲交換型流量，具有按照數(shù)據(jù)包遞增傳送的信息。此外，盡管以下描述假設(shè)每個通信站處理單個信道，但是，這可以擴(kuò)展到使用多頻信道的方案，即，使用多信道傳輸媒體。
按照本發(fā)明的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是不提供協(xié)調(diào)器的自主分布式系統(tǒng)配置，并且通過發(fā)送具有松散時分(loose time-division)多路訪問結(jié)構(gòu)的(MAC)幀，進(jìn)行有效使用信道資源的傳輸控制。此外，通信站還進(jìn)行ad-hoc通信，其中，按照基于CSMA的訪問過程，對信息直接進(jìn)行異步發(fā)送。
在這樣的，尤其是不提供控制站的自主分布式無線通信系統(tǒng)的情況下，每個對關(guān)于信道的信標(biāo)信息進(jìn)行通知的通信站將它自己存在的情況通知鄰近的(即在通信范圍內(nèi)的)其它通信站，并且，還對網(wǎng)絡(luò)配置進(jìn)行通知。通信站發(fā)送位于傳輸幀循環(huán)頭部的信標(biāo)，因此，信標(biāo)間隔定義了傳輸幀循環(huán)。此外，每個通信站按照與傳輸幀循環(huán)相等的周期，對信道進(jìn)行掃描操作，由此發(fā)現(xiàn)從附近站發(fā)送的信標(biāo)信號，并對在信標(biāo)中描述的信息進(jìn)行分析，從而找出網(wǎng)絡(luò)配置(或者，加入該網(wǎng)絡(luò))。通過交換信標(biāo)信號，每個通信站彼此通知在彼此的傳輸幀循環(huán)內(nèi)的發(fā)送/接收定時，由此在按照CSMA過程以自主分布方式對媒體進(jìn)行隨機(jī)訪問的同時，實現(xiàn)松散的時分多路訪問。
圖1示出了構(gòu)成按照本發(fā)明的一個實施例的無線通信系統(tǒng)的通信設(shè)備的布局的例子。對于這種無線通信系統(tǒng)，不提供特別的通信站，每個通信站以自主分布的方式運行，由此構(gòu)成ad-hoc網(wǎng)絡(luò)。圖中示出了通信設(shè)備#0到通信設(shè)備#6分布在同一個空間中的方式。
此外，圖中用虛線示出了每個通信設(shè)備的通信范圍，定義了這樣的范圍，其中，通信設(shè)備不僅能夠與在這個范圍中的其它通信設(shè)備進(jìn)行通信，而且從通信設(shè)備發(fā)送的信號會在這個范圍內(nèi)引起干擾。就是說，通信設(shè)備#0在能夠與鄰近的通信設(shè)備#1和通信設(shè)備#4通信的范圍內(nèi)，通信設(shè)備#1在能夠與鄰近的通信設(shè)備#0、#2和#4通信的范圍內(nèi)，通信設(shè)備#2在能夠與鄰近的通信設(shè)備#1、#3和#6通信的范圍內(nèi)，通信設(shè)備#3在能夠與鄰近的通信設(shè)備#2通信的范圍內(nèi)，通信設(shè)備#4在能夠與鄰近的通信設(shè)備#0、#1和#5通信的范圍內(nèi)，通信設(shè)備#5在能夠與鄰近的通信設(shè)備#4通信的范圍內(nèi)，通信設(shè)備#6在能夠與鄰近的通信設(shè)備#2通信的范圍內(nèi)。
假如在某些通信設(shè)備之間進(jìn)行通信，有這樣的通信設(shè)備，它能夠被作為通信另一方的一個通信設(shè)備聽到，卻不能被另一個通信設(shè)備即“隱藏終端”聽到。
圖2示意性地示出了作為在按照本發(fā)明實施例的無線網(wǎng)絡(luò)中的無線站運行的無線通信設(shè)備的功能配置。在不布置控制站的自主分布式通信實施例中，通過在同一個無線系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行有效的信道訪問，圖中所示的無線通信設(shè)備能夠在避免沖突的同時構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。
如圖所示，無線通信設(shè)備100被配置為包括接口101、數(shù)據(jù)緩沖器102、中央控制單元103、信標(biāo)生成單元104、無線發(fā)送單元106、定時控制單元107、天線109、無線接收單元110、信標(biāo)分析單元112和信息存儲單元113。
接口101與被連接到無線通信設(shè)備100的外部設(shè)備(例如，個人計算機(jī)(沒有示出)等)交換各種信息。
數(shù)據(jù)緩沖器102用于在將從通過接口101連接的裝置發(fā)送的數(shù)據(jù)以及通過無線傳輸路徑接收的數(shù)據(jù)通過接口101發(fā)送之前，暫時存儲這些數(shù)據(jù)。
中央控制單元103對在無線通信設(shè)備100進(jìn)行的一系列信息發(fā)送和接收集中進(jìn)行管理，并且對傳輸路徑進(jìn)行訪問控制。在中央控制單元103進(jìn)行運行控制，例如，在信標(biāo)沖突時進(jìn)行沖突避免處理。用來避免沖突的處理措施包括移動本地站的信標(biāo)發(fā)送位置，停止從本地站發(fā)送信標(biāo)，請求其它站改變信標(biāo)發(fā)送位置(移動信標(biāo)發(fā)送位置或停止)，然而，這些處理過程的細(xì)節(jié)將在后面描述。
信標(biāo)生成單元104生成在鄰近的無線通信設(shè)備之間周期性地交換的信標(biāo)信號。為了使無線通信設(shè)備100運用無線網(wǎng)絡(luò)，規(guī)定了本地站的信標(biāo)發(fā)送站和來自附近站的信標(biāo)接收位置等。該信息被存儲在信息存儲單元113中，在信標(biāo)信號中對該信息進(jìn)行描述，并且，將該信息通知附近的無線通信設(shè)備。后面將對信標(biāo)信號的配置進(jìn)行描述。無線通信設(shè)備100發(fā)送在傳輸幀循環(huán)頭部的信標(biāo)，因此，信標(biāo)間隔定義了在無線通信設(shè)備100使用的信道的傳輸幀循環(huán)。
無線發(fā)送單元106進(jìn)行預(yù)定的調(diào)制處理，用于對信標(biāo)信號以及暫時存儲在數(shù)據(jù)緩沖器102中的數(shù)據(jù)進(jìn)行無線發(fā)送。此外，無線接收單元110對在預(yù)定時刻從其它無線通信設(shè)備發(fā)送的信息和信標(biāo)等進(jìn)行信號接收處理。
至于在無線發(fā)送單元106和無線接收單元110的無線發(fā)送/接收方法，可以應(yīng)用適合于距離相對近的通信的各種通信方法，例如可以應(yīng)用于無線LAN的通信方法。具體地說，可以應(yīng)用UWB(Ultra WideBand，超寬帶)法、OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，正交頻分復(fù)用)法和CDMA(碼分多址)法等。
天線109在預(yù)定頻率的信道上向另一無線通信設(shè)備進(jìn)行無線信號發(fā)送，并且，收集從該另一無線通信設(shè)備發(fā)送的信號。按照本實施例，提供信號天線，并且，不能并行進(jìn)行發(fā)送和接收。
定時控制單元107對發(fā)送和接收無線信號進(jìn)行定時控制。例如，對來自本地站的、在傳輸幀循環(huán)頭部的信標(biāo)發(fā)送定時、來自其它無線通信設(shè)備的信標(biāo)接收定時、與其它通信設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送/接收定時以及掃描操作循環(huán)等進(jìn)行控制。
信標(biāo)分析單元112對從鄰近站接收的信標(biāo)信號進(jìn)行分析，分析鄰近無線通信設(shè)備的存在等等。例如，將鄰近站的信標(biāo)接收定時和鄰近信標(biāo)接收定時等信息作為鄰近設(shè)備信息存儲在信息存儲單元113中。
信息存儲單元113存儲用于在中央控制單元103執(zhí)行的一系列訪問控制操作的執(zhí)行過程命令(對沖突避免處理過程進(jìn)行描述的程序等)以及作為對接收的信標(biāo)進(jìn)行分析的結(jié)果而獲得的鄰近設(shè)備信息等。
利用按照本實施例的自主分布式網(wǎng)絡(luò)，在預(yù)定信道上，每個通信站按預(yù)定時間間隔通知信標(biāo)信息，由此將自己的存在通知鄰近的(即在通信范圍內(nèi)的)其它通信站，并且對網(wǎng)絡(luò)配置進(jìn)行通知。這里，信標(biāo)傳輸循環(huán)被定義為超幀(super frame)，例如，為80毫秒。
新加入的通信站對已經(jīng)進(jìn)入通信范圍進(jìn)行檢測，同時通過進(jìn)行掃描操作對來自附近站的信標(biāo)信號進(jìn)行偵聽，通過分析在信標(biāo)中描述的信息，還能夠知道網(wǎng)絡(luò)配置。然后，將本地站的信標(biāo)發(fā)送定時設(shè)置為附近站不發(fā)送信標(biāo)的定時，同時，與信標(biāo)接收定時松散地(loosely)同步。
下面參照圖3對用于按照本實施例的每個通信站的信標(biāo)發(fā)送過程進(jìn)行描述。
每個通信站在偵聽附近發(fā)射的信標(biāo)的同時松散地同步。假如出現(xiàn)新通信站，新通信站設(shè)置它自己的信標(biāo)發(fā)送定時，以便不與已經(jīng)存在的通信站的信標(biāo)發(fā)送定時沖突。
假如附近沒有通信站，則通信站01可以按任意定時開始發(fā)送信標(biāo)。信標(biāo)發(fā)送間隔為80毫秒(如上所述)。在圖3的最上層示出的例子中，B01是從通信站01發(fā)送的信標(biāo)。
此后，在通信范圍中新加入的通信站設(shè)置它們自己的信標(biāo)發(fā)送定時，以便不與已經(jīng)存在的信標(biāo)分布發(fā)生沖突。此時，緊接在信標(biāo)發(fā)送之后，每個通信站獲得優(yōu)先使用區(qū)(TPP)(以后描述)，因此，從傳輸效率的觀點看，在傳輸幀循環(huán)中，通信設(shè)備的信標(biāo)發(fā)送定時均勻分散比集中更好。因此，在本實施例的情況下，在本地站的基本收聽范圍內(nèi)，使信標(biāo)發(fā)送大致在信標(biāo)間隔的最長時間跨度的中心開始。
例如，如圖3的最上層所示，假設(shè)在只存在通信站01的信道上出現(xiàn)新通信站02。此時，通信站02接收來自通信站01的信標(biāo)，以便辨認(rèn)出其存在和信標(biāo)位置，如圖3的第二層所示，通信站02大致在通信站01的信標(biāo)間隔的中心設(shè)置自己的信標(biāo)發(fā)送定時并開始信標(biāo)發(fā)送。
此外，假設(shè)出現(xiàn)新通信站03。此時，通信站03接收從通信站01和通信站02發(fā)送的信標(biāo)中的至少一個，并且辨認(rèn)出有這些已經(jīng)存在的通信站。然后，如圖3的第三層所示，大致在從通信站01和通信站02發(fā)送的信標(biāo)間隔的中心的定時開始發(fā)送。
此后，每當(dāng)鄰近的通信站新加入時，遵循相同的算法，信標(biāo)間隔逐漸變窄。例如，如圖3的第三層所示，下一個出現(xiàn)的通信站04按照大致在由通信站02和通信站01設(shè)置的信標(biāo)間隔的中心的定時，設(shè)置信標(biāo)發(fā)送定時，此外，下一個出現(xiàn)的通信站05大致在由通信站02和通信站04設(shè)置的信標(biāo)間隔的中心的定時，設(shè)置信標(biāo)發(fā)送定時。
注意，還有一種將每個通信站的信標(biāo)發(fā)送定時以集中方式布置的用法，并且，對于超幀循環(huán)的其余部分，使接收操作停止，以便減少裝置的電功率消耗。在這種情況下，在進(jìn)行通信的通信站之間進(jìn)行用于使信標(biāo)定時集中的處理等，并且，信標(biāo)被集中在超幀循環(huán)內(nèi)的一個位置和多個位置并被發(fā)送。
或者，可以形成這樣的方案，其中，按照通信站所獨有的數(shù)據(jù)傳輸能力來設(shè)置信標(biāo)發(fā)送定時。在這種情況下，具有大量傳輸數(shù)據(jù)的通信站可以將信標(biāo)發(fā)送定時設(shè)置為一個時間點，使得到下一個信標(biāo)的間隔很長，具有少量傳輸數(shù)據(jù)的通信站將信標(biāo)發(fā)送定時設(shè)置為時間點，使得到下一個時標(biāo)的間隔很短。
但是，為了防止信標(biāo)使頻帶(傳輸幀循環(huán))飽和，規(guī)定了最小信標(biāo)間隔Bmin，在Bmin內(nèi)不允許布置兩個和兩個以上的信標(biāo)發(fā)送定時。例如，假如在80毫秒的傳輸幀循環(huán)內(nèi)將最小信標(biāo)間隔Bmin規(guī)定為5毫秒，則在無線電波達(dá)到的范圍內(nèi)只能包含16個通信站。
圖4示出了可以在超幀內(nèi)布置的信標(biāo)發(fā)送定時的配置的例子。注意，對于圖中所示的例子，在80毫秒的超幀內(nèi)的時間變化被表示為指針沿順時針方向移動的時鐘。
按照圖4所示的例子，從0到F將總共16個位置0到F配置為“時隙”，作為可以進(jìn)行信標(biāo)發(fā)送的時間點，即，可以在這里布置信標(biāo)發(fā)送定時。如參照圖3描述的，按照這樣的算法進(jìn)行信標(biāo)布置，其中，順序地將新加入站的信標(biāo)發(fā)送定時大致布置在已經(jīng)存在的通信站設(shè)置的信標(biāo)間隔的中心定時。假如Bmin被規(guī)定為5毫秒，則在單個超幀中最多可以布置16個信標(biāo)。就是說，可以加入網(wǎng)絡(luò)的通信站不多于16個。
雖然圖3和圖4中沒有示出，在與作為每個信標(biāo)的發(fā)送時間點的TBTT(target beacon transmission time，目標(biāo)信標(biāo)發(fā)送時刻)具有少許人為時間偏移的時間點發(fā)送每個信標(biāo)。這被稱為“TBTT偏移”。按照本實施例，利用偽隨機(jī)數(shù)(pseudo-random number)確定TBTT偏移值。這個偽隨機(jī)數(shù)是由唯一確定的偽隨機(jī)數(shù)序列TOIS(TBTT OffsetIndication Sequence，TBTT偏差表示序列)確定的，該TOIS被按照每超幀循環(huán)更新。
由于設(shè)置了TBTT偏移，即使在兩個通信站已經(jīng)將信標(biāo)發(fā)送定時布置在超幀中的相同時隙的情況下，可以移動實際的信標(biāo)發(fā)送時間點，因此，即使信標(biāo)會在一個超幀循環(huán)中發(fā)生沖突，但是，通信站可以在另一個超幀循環(huán)中彼此偵聽到信標(biāo)(或者，一個鄰近的通信站偵聽到兩個信標(biāo))，因此，通信站能夠辨別出它們的信標(biāo)發(fā)生沖突。通信站將要為每個超幀循環(huán)設(shè)置的TOIS包括在信標(biāo)信息中，并且通知附近站(后面描述)。
此外，按照本發(fā)明，即使在通信站處在節(jié)電狀態(tài)下，其中，當(dāng)不需要進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送/接收時，用于發(fā)送/接收裝置的電源被切斷，并且不進(jìn)行發(fā)送/接收，每個通信站也需要在本地站發(fā)送信號之前或之后的預(yù)定時間段進(jìn)行接收操作，即，進(jìn)行稱為“發(fā)送前偵聽(Listen BeforeSend)”、“發(fā)送后偵聽(Listen After Send)”的、用于檢測沖突的通信操作。這里所說的發(fā)送信號包括正常數(shù)據(jù)幀發(fā)送和信標(biāo)發(fā)送。
此外，即使在不進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送/接收的情況下，通信站也需要通過每隔幾秒鐘，在一個超幀內(nèi)對接收裝置連續(xù)進(jìn)行一次操作來進(jìn)行掃描操作，以便確認(rèn)附近信標(biāo)是否沒有變化以及附近站的TBTT是否沒有移動。注意，這個掃描操作可以用于檢測異常狀態(tài)，如對信標(biāo)或者優(yōu)先發(fā)送時間段發(fā)生沖突進(jìn)行檢測的情況，以及在某個優(yōu)先發(fā)送時間段內(nèi)通信被切斷的情況等(后面描述)。
對于掃描操作，主要進(jìn)行全掃描，其中，使接收裝置在一個超幀內(nèi)始終連續(xù)運行，但不必局限于此。例如，可以進(jìn)行局部掃描，其中，接收裝置只在通信站識別出的“發(fā)送信標(biāo)的時間跨度”內(nèi)運行。在按照圖4所示對信標(biāo)發(fā)送定時進(jìn)行布置的本實施例的情況下，發(fā)送信標(biāo)的時間跨度表示在每個TBTT之前/之后或者緊接在每個TBTT之后，但是，在其它實施例中不限于此。
通過接收其它站的信標(biāo)等，可以對TBTT的變化(shifting)進(jìn)行確認(rèn)。按照本實施例，規(guī)定距離由本地站識別的TBTT組在-Bmin/2毫秒以內(nèi)為TBTT被定義為“快”，而規(guī)定+Bmin/2毫秒以內(nèi)為TBTT則被定義為“慢”。通信站對時間點進(jìn)行校正，以便匹配最慢的TBTT。但注意，只要對整個系統(tǒng)規(guī)定了相同的規(guī)則，則可以對時間點進(jìn)行校正，從而匹配最快的TBTT。因此，通過系統(tǒng)內(nèi)的所有通信站設(shè)置時間點以匹配最慢的(或最快的)TBTT，經(jīng)過校正的時間點可以傳播到整個網(wǎng)絡(luò)。因此，甚至不能直接通信的通信站也能共享相同的參考時間點。
B.傳輸優(yōu)先化時間段TPP(transmission prioritized period)雖然通信站按照固定間隔發(fā)送信標(biāo)，但是，已經(jīng)發(fā)送了信標(biāo)的站具有在發(fā)送信標(biāo)之后的某段時間(例如，480毫秒)對發(fā)送具有優(yōu)先權(quán)。圖5示出了給信標(biāo)發(fā)送站提供優(yōu)先權(quán)的方法。按照本說明，這個優(yōu)先時段被定義為傳輸優(yōu)先化時間段(TPP)。此外，在TPP之后超幀的剩余時段被定義為平等訪問時間段(Fairly Access Period，F(xiàn)AP)，在這個時間段內(nèi)，在通信站之間通過常規(guī)的CSMA/CA進(jìn)行通信。
圖6示出了超幀的配置。如圖所示，跟在每個通信站的信標(biāo)發(fā)送之后，TPP適用于已經(jīng)發(fā)送了該信標(biāo)的通信站，而FAP在TPP時間段之后開始，在從下一個通信站發(fā)送信標(biāo)時，該FAP結(jié)束。
對于在本地站的TPP內(nèi)的信標(biāo)和數(shù)據(jù)包發(fā)送，允許每個通信站在SIFS間隔內(nèi)進(jìn)行發(fā)送，并且，允許對其它數(shù)據(jù)包進(jìn)行DIFS+回退傳輸。就是說，每發(fā)送一次信標(biāo)，即可得到一次優(yōu)先發(fā)送數(shù)據(jù)的機(jī)會。
此外，盡管每次通信基本上對于每個超幀循環(huán)發(fā)送一個信標(biāo)，但在某些情況下，允許通信站發(fā)送多個信標(biāo)或者類似于信標(biāo)的信號，并且，每當(dāng)發(fā)送這些信標(biāo)時，即可獲得一個TPP。換句話說，按照每超幀發(fā)送的信標(biāo)數(shù)，通信站能夠得到優(yōu)先傳輸資源。以下將通信站總是在超幀循環(huán)的頭部發(fā)送的信標(biāo)稱為“常規(guī)信標(biāo)”，將在其它定時發(fā)送的或者得到TPP或者其它對象的第二和后續(xù)信標(biāo)稱為“輔助信標(biāo)”。
圖29示出了通信站開始發(fā)送TPP時段和FAP時段中的每一個的操作。
在TPP時段中，在從本地站發(fā)送信標(biāo)之后，通信站可以在一個較短的采集間隔(bucket interval)SIFS之后開始。在圖示的例子中，跟在SIFS之后從信標(biāo)發(fā)送站發(fā)送RTS數(shù)據(jù)包。以相同的方式，按照SIFS幀間隔，還發(fā)送隨后發(fā)送的CTS、數(shù)據(jù)以及ACK數(shù)據(jù)包，因此，在不被鄰近站打斷的情況下，不能執(zhí)行這一系列通信過程。
相反，在具有FAP時段的情況下，與附近的其它站相同，在等待了LIFS+隨機(jī)回退(random backoff)之后，信標(biāo)發(fā)送站開始發(fā)送。換句話說，通過隨機(jī)回退給所有通信站均勻地提供發(fā)送權(quán)。在圖示的例子中，跟在另一個已經(jīng)發(fā)送了信標(biāo)的站之后，首先，在DIFS期間對媒體站進(jìn)行監(jiān)視，并且，假如在此期間媒體是空閑的，也就是說沒有發(fā)送信號，則進(jìn)行隨機(jī)回退，另外，假如在此期間沒有信號發(fā)送，則發(fā)送RTS數(shù)據(jù)包。注意，由于RTS信號而發(fā)送的CTS、數(shù)據(jù)、ACK等一系列數(shù)據(jù)包在SIFS幀間隔，由此，允許在不被鄰近站打斷的情況下執(zhí)行一系列處理。
按照上述的信號流量管理方法，設(shè)置了較短幀間隔的、具有較高優(yōu)先等級的通信站能夠優(yōu)先獲得發(fā)送權(quán)。
但是，傳輸優(yōu)先化時間段TPP的基本增量被固定到等于或小于最小信標(biāo)間隔的恒定時間段，此后，轉(zhuǎn)換到FAP，這是一個所有通信站在均等的、公共IFS和隨機(jī)回退的條件下獲得通信權(quán)的時間段。因此，假如由于來自上層的請求，通信站需要的通信頻帶超過通過每超幀發(fā)送一個信標(biāo)所能夠得到的傳輸優(yōu)先化時間段TPP，通信站可以發(fā)送，例如，常規(guī)信標(biāo)之外的輔助信標(biāo)，以便另外獲得TPP。注意，假如目的是得到頻帶，則還允許對傳輸優(yōu)先化時間段TPP進(jìn)行連續(xù)排列。在這種情況下，TPP能夠連續(xù)的時間段超過最小信標(biāo)間隔。
圖30示出了通信站發(fā)送多個稱為輔助信標(biāo)的虛擬信標(biāo)以增加傳輸優(yōu)先化時間段的方法。在圖示的例子中，為了得到上層請求的通信頻帶，通信站#1在超幀中發(fā)現(xiàn)信標(biāo)時隙開口(beacon slot open)并將它自己的輔助信標(biāo)放在其中，由此在一個超幀中得到多個TPP。注意，如上所述，圖30中有這樣的情況，其中，在通信站#1的TPP期間，對于通信站#1已經(jīng)得到連續(xù)TPP的時段，將存在的FAP去除，由此使用連續(xù)的TPP。在以自主分布方式通過交換NBOI信息構(gòu)成超幀的系統(tǒng)中，可以考慮隱藏終端的問題搜索可用的信標(biāo)時隙，因此，利用輔助信標(biāo)獲得頻帶的方法很簡單。
圖31為在本實施例中，作為通信站運行的無線通信設(shè)備的狀態(tài)發(fā)送圖。在圖示的例子中，定義了兩個狀態(tài)與本地站已經(jīng)獲得優(yōu)先發(fā)送權(quán)的TPP時間段相當(dāng)?shù)摹皟?yōu)先發(fā)送模式”；以及與本地站沒有獲得優(yōu)先發(fā)送權(quán)的FAP時間段相當(dāng)?shù)摹俺Ｒ?guī)發(fā)送模式”。
在常規(guī)操作模式下，通信站在等待了PIFS+隨機(jī)回退之后開始發(fā)送。
跟在本地站到達(dá)并且發(fā)送信標(biāo)的信標(biāo)發(fā)送定時TBTT之后，模式轉(zhuǎn)換到優(yōu)先發(fā)送模式，由此得到傳輸優(yōu)先化時間段TPP。
在優(yōu)先發(fā)送模式中，在不被鄰近站打斷的情況下，通過在SIFS幀間隔中進(jìn)行發(fā)送，能夠得到發(fā)送權(quán)。
在長度等于上層要求的頻帶量的傳輸優(yōu)先化時間段TPP，通信站保持在優(yōu)先發(fā)送模式中。
然后，在TPP結(jié)束并且進(jìn)入FAP時，或者在接收到來自另一個站的信標(biāo)時，模式從優(yōu)先發(fā)送模式返回常規(guī)操作模式。
此外，圖32示出了作為通信站運行的無線通信設(shè)備的狀態(tài)發(fā)送圖的另一個例子。在圖示的例子中，除了與本地站已經(jīng)獲得優(yōu)先發(fā)送權(quán)的TPP時間段相當(dāng)?shù)摹皟?yōu)先發(fā)送模式”以及與沒有本地站已經(jīng)獲得優(yōu)先發(fā)送權(quán)的FAP時間段相當(dāng)?shù)摹俺Ｒ?guī)發(fā)送模式”以外，還定義了與另一個站的傳輸優(yōu)先化時間段TPP相當(dāng)?shù)摹皟?yōu)先發(fā)送模式”。
在常規(guī)運行模式下，通信站在等待了PIFS的常規(guī)幀時間段加隨機(jī)回退之后開始發(fā)送。在FAP時間段中，系統(tǒng)內(nèi)的所有通信站按照PIFS+隨機(jī)回退進(jìn)行發(fā)送。
跟在本地站到達(dá)并且發(fā)送信標(biāo)的信標(biāo)發(fā)送定時TBTT之后，模式轉(zhuǎn)換到優(yōu)先發(fā)送模式，由此得到傳輸優(yōu)先化時間段TPP。
在優(yōu)先發(fā)送模式中，在不被鄰近站打斷的情況下，通過利用作為比PIFS短的幀間隔的SIFS的待機(jī)時間段進(jìn)行發(fā)送，能夠得到發(fā)送權(quán)。在長度相當(dāng)于上層要求的頻帶量的傳輸優(yōu)先化時間段TPP，通信站保持在優(yōu)先發(fā)送模式中。然后，在TPP結(jié)束并且進(jìn)入FAP時，模式從優(yōu)先發(fā)送模式返回常規(guī)操作模式。
此外，在接收到來自另一個站的信標(biāo)并且進(jìn)入該站的優(yōu)先發(fā)送時間段時，模式轉(zhuǎn)換到非優(yōu)先發(fā)送模式。在非優(yōu)先發(fā)送模式中，在等待了隨機(jī)回退添加上DIFS這樣一個時間段之后開始發(fā)送，DIFS是比在常規(guī)發(fā)送模式中的PIFS幀間隔還要長的幀間隔。
在其它站的TPP結(jié)束并且轉(zhuǎn)換到FAP時，模式返回到常規(guī)發(fā)送模式。
注意，盡管前面已經(jīng)對這樣的例子進(jìn)行了描述，其中，通信站在附近站的TPP時間段中，在DIFS幀間隔中也連續(xù)試圖進(jìn)行發(fā)送，但是，也有這樣的情況，其中，在其它站的TPP時間段期間不試圖發(fā)送，并且通過關(guān)閉電源等，通信站進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。此外，不是在DIFS幀間隔中連續(xù)試圖進(jìn)行發(fā)送，應(yīng)用的例子包括在對TPP被其他裝置釋放進(jìn)行了確認(rèn)之后再試圖發(fā)送。
盡管對于網(wǎng)絡(luò)配置，發(fā)送了常規(guī)信標(biāo)，但是，為了獲得傳輸優(yōu)先化時間段TPP，還發(fā)送輔助信標(biāo)，因此在輔助信標(biāo)中不需要對包括在常規(guī)信標(biāo)中的所有信息(后面描述)進(jìn)行描述。因此，有這樣的情況，其中，僅將與TPP獲取有關(guān)的信息包括在輔助信標(biāo)中。在極端的例子中，輔助信標(biāo)可以由一位(或若干位)的信息構(gòu)成，該信息的意思是，該信號是在獲取TPP時發(fā)送的。
此外，在自主分布式通信系統(tǒng)中，即使在不使用輔助信標(biāo)的情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)用于實現(xiàn)通信站獲取傳輸優(yōu)先化時間段的構(gòu)架。對于不使用輔助信標(biāo)的系統(tǒng)，在通信站已經(jīng)獲得傳輸優(yōu)先化時間段TPP時，通過在發(fā)送的信號的一部分中進(jìn)行描述一消息，能夠?qū)崿F(xiàn)與使用輔助信標(biāo)對已經(jīng)獲得傳輸優(yōu)先化時間段TPP進(jìn)行通知的情況相同的網(wǎng)絡(luò)操作(沖突避免操作)，該消息的意思是正利用傳輸優(yōu)先化時間段TPP發(fā)送信號。關(guān)于這一點的細(xì)節(jié)將在后面描述。根據(jù)信標(biāo)信號通知或者在信號的一部分如數(shù)據(jù)幀中的描述，通信站在超幀內(nèi)將彼此的接收/發(fā)送定時通知其它站，并且以自主分布方式，利用CSMA過程隨機(jī)訪問媒體，同時實現(xiàn)松散時分多址。
盡管這里已經(jīng)對這樣的例子進(jìn)行了描述，其中，信標(biāo)發(fā)送站在信標(biāo)發(fā)送之后立即開始TPP，但不是必須局限于此，例如，可以形成這樣的方案，其中，TPP開始時間點被設(shè)置在距離信標(biāo)發(fā)送時間點的一個相對位置(時間點)。
此外，盡管在以上描述中對將優(yōu)先發(fā)送權(quán)僅提供給TPP期間的通信站的情況進(jìn)行了描述，但是，也可以將傳輸優(yōu)先化時間段TPP提供給通過由TPP期間的通信站喚醒的通信站。基本上，對發(fā)送給予TPP優(yōu)先權(quán)，但是，假如已知本地通信站沒有信息要發(fā)送，但另一個站有要發(fā)送到本地站的信息，則可以將尋呼消息(paging message)或輪詢消息(polling message)發(fā)送到“另一個站”。
另一方面，在本地站已經(jīng)發(fā)送了信標(biāo)但沒有信息要發(fā)送，并且不知道其它站是否有要發(fā)送到本地站的信息的情況下，該通信站不進(jìn)行通信操作，放棄由TPP給予的優(yōu)先發(fā)送權(quán)，并且不進(jìn)行發(fā)送。因此，在經(jīng)過了DIFS+回退或PIFS+回退之后，另一個站開始在這個TPP時間跨度內(nèi)發(fā)送。
考慮到圖6所示的、TPP緊跟在信標(biāo)發(fā)送后面的事實，從發(fā)送效率的觀點出發(fā)，這樣的方案更好，其中，通信站的信標(biāo)發(fā)送定時均勻分散在整個發(fā)送幀循環(huán)中，而不是使信標(biāo)發(fā)送定時集中的方案。因此，在本實施例的情況下，信標(biāo)發(fā)送基本上在它自己能夠聽到的范圍內(nèi)的信標(biāo)間隔的最長時間跨度的中心開始。當(dāng)然，也有這樣的用法，其中，將通信站的信標(biāo)發(fā)送定時集中布置，在其余的發(fā)送幀循環(huán)中停止接收操作，以便減少裝置的功耗。
在按照本實施例的無線網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)沖突時的狀態(tài)中，總體上，對于常規(guī)信標(biāo)相互之間的沖突、常規(guī)信標(biāo)與輔助信標(biāo)之間的沖突以及輔助信標(biāo)相互之間的沖突，可以將相同的原理應(yīng)用于信標(biāo)沖突避免操作。此外，由于在超幀間隔中被發(fā)送和接收的性質(zhì)，對于沖突檢測和沖突避免操作，也可以按照與信標(biāo)相同的方式，對通過獲得傳輸優(yōu)先化時間段TPP在每個超幀周期性地發(fā)送的信號(數(shù)據(jù)幀等)進(jìn)行處理。例如，對于傳輸優(yōu)先化時間段的沖突的處理，在不進(jìn)行輔助信標(biāo)發(fā)送的情況下，通過與信標(biāo)的情況相同的沖突檢測和沖突避免過程，也能夠得到相同的優(yōu)點。因此，在以下描述中，為了便于描述，除了常規(guī)信標(biāo)之外，將輔助信標(biāo)與傳輸優(yōu)先化時間段TPP之間的沖突描述為信標(biāo)沖突。
C.信標(biāo)的幀格式圖7示出了利用按照本實施例的自主分布式無線通信系統(tǒng)發(fā)送的信標(biāo)幀的格式的例子。
在圖示例子的情況下，信標(biāo)包括TA(Transmitter Address，發(fā)射器地址)字段，它是一個地址，唯一地表示發(fā)起站；Type字段，表示信標(biāo)的類型；NBOI/NBAI(Neighboring Beacon OffsetInformation/Neighboring Beacon Activity Information，鄰近信標(biāo)偏移信息/鄰近信標(biāo)活動信息)字段，它是可以從附近站接收的信標(biāo)的接收時間點信息；TOIS(TBTT Offset Indication Sequence，TBTT偏移指示序列)字段，它是表示在已經(jīng)發(fā)送了信標(biāo)的超幀循環(huán)中的TBTT偏移值(前面描述的)的信息；ALERT字段，用于存儲TBTT變化和應(yīng)該傳遞的其它類型的信息；TxNum字段，表示通信設(shè)備已經(jīng)優(yōu)先得到的資源量；以及Serial字段，表示在超幀循環(huán)內(nèi)發(fā)送多個信標(biāo)的情況下分配給信標(biāo)的、排它的并且唯一的序列號。
在Type字段中，以8位長位圖的格式描述信標(biāo)的類型。按照本實施例，用表示優(yōu)先權(quán)的、0到255的值表示信標(biāo)是通信站只在每個超幀的頭部發(fā)送一次的“常規(guī)信標(biāo)”還是用于獲得優(yōu)先發(fā)送權(quán)的“輔助信標(biāo)”，作為用于對信標(biāo)進(jìn)行識別的信息。具體地，在每個超幀必須發(fā)送一次的常規(guī)信標(biāo)的情況下，255表示指定了最高優(yōu)先權(quán)，而對于輔助信標(biāo)，指定了與流量的優(yōu)先權(quán)相當(dāng)?shù)摹?到254中的一個值。
對于不使用輔助信標(biāo)的系統(tǒng)，可以在一部分信號中描述Type字段，以表示周期性地發(fā)送的信號(數(shù)據(jù)幀等)的預(yù)留或優(yōu)先使用的優(yōu)先權(quán)，在這一部分信號中，設(shè)置了預(yù)留使用時間段或優(yōu)先使用時間段TPP。
NBOI字段是描述本地站能夠在該超幀中接收的、附近站的信標(biāo)的位置(接收時間點)。按照本實施例，如圖4所示，由于在一個超幀內(nèi)提供了最多16個用于布置信標(biāo)的時隙，因此，以16位長位圖的格式描述接收的信標(biāo)的布局。就是說，作為參考，將常規(guī)信標(biāo)發(fā)送時間點映射到NBOI字段的頭位(MSB)，本地站能夠接收的信標(biāo)的位置(接收時間點)被映射到距離本地站的常規(guī)信標(biāo)發(fā)送時間點的相對位置，1被寫到與常規(guī)信標(biāo)和輔助信標(biāo)的相對位置(偏移)以及可接收的信標(biāo)的相對位置(偏移)相對應(yīng)的位，而與其它相對位置對應(yīng)的位為0。
例如，在圖4所示的、最多包含0到F的16個通信站的通信環(huán)境下，假如通信站0建立了NBOI字段“1100，0000，0100，0000”，這表示“通信站1和通信站9的信標(biāo)是可接收的”。就是說，對于與可接收信標(biāo)的相對位置對應(yīng)的位，假如信標(biāo)是可接收的，則標(biāo)為1，而在不接收的情況下，指定為0，即空格。MSB是1的原因在于，本地站發(fā)送信標(biāo)，并且，1還被標(biāo)在與本地站發(fā)送輔助信標(biāo)的時間點匹配的位置。
此外，盡管在假設(shè)以與超幀中的時間點對應(yīng)的位圖格式對NBOI字段進(jìn)行發(fā)送和接收的情況下已經(jīng)進(jìn)行了以上描述，但是，以位圖格式對NBOI進(jìn)行配置不是必不可少的，利用這樣的方案可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的，其中，配置了表示超幀中的哪個時間跨度被用于通信并且最終以能夠執(zhí)行上述處理的格式進(jìn)行發(fā)送和接收的信息組。
此外，盡管已經(jīng)對標(biāo)出發(fā)送和接收的信標(biāo)的相對位置(時間點)的情況進(jìn)行了以上描述，但是，自然也可以將優(yōu)先發(fā)送時間段的時間點標(biāo)在NBOI中，由此，除了對信標(biāo)進(jìn)行相互檢測以外，還可以對利用傳輸優(yōu)先化時間段TPP周期性地發(fā)送的信號與信標(biāo)的沖突以及周期性地發(fā)送的信號彼此之間的沖突進(jìn)行檢測。
此外，NBAI字段用于減少關(guān)于信標(biāo)接收的隱藏終端；以信標(biāo)的幀格式對NBAI字段進(jìn)行設(shè)置，并且，以與NBOI字段相同的格式，對識別“本地站實際進(jìn)行接收處理的信標(biāo)”的信息進(jìn)行描述。NBAI字段具有基于本地站的常規(guī)信標(biāo)的發(fā)送時間點的、以與NBOI字段相同的格式布置的位，并且，以位圖格式對識別本地站實際進(jìn)行接收處理的TBTT的信息進(jìn)行描述。
在睡眠模式狀態(tài)中，通信站不接收其它站的信標(biāo)。因此，在睡眠模式中，以將NBAI的位(除了進(jìn)行信標(biāo)發(fā)送的本地站的時間點以外)都設(shè)置為零的狀態(tài)發(fā)送信標(biāo)。另一方面，當(dāng)通信站進(jìn)入與另一個通信站通信的狀態(tài)時，執(zhí)行用于接收附近站的常規(guī)信標(biāo)的操作。在這種情況下，以這樣一種狀態(tài)發(fā)送信標(biāo)，其中與附近站的常規(guī)信標(biāo)的接收時間點對應(yīng)的NBAI被設(shè)置為一。
假如附近站正在發(fā)送輔助信標(biāo)，則只有在在確定要對本地站進(jìn)行具有輔助信標(biāo)的優(yōu)先發(fā)送的情況下，將與接收的輔助信標(biāo)的接收時間點(TBTT)對應(yīng)的NBAI位設(shè)置為1。根據(jù)是否已經(jīng)與發(fā)送輔助信標(biāo)的通信站建立了通信狀態(tài)，判斷是否要對本地站進(jìn)行具有輔助信標(biāo)的優(yōu)先發(fā)送。
此外，在通過某種手段對于每個輔助信標(biāo)指定在附屬于輔助信標(biāo)的TPP中發(fā)送的數(shù)據(jù)的接收方的情況下，只對數(shù)據(jù)被判斷為本地站的輔助信標(biāo)，將與輔助信標(biāo)的接收時間點(TBTT)對應(yīng)的NBAI位設(shè)置為1。就是說，根據(jù)其它站利用TPP發(fā)送的信號和在該時間跨度上發(fā)送的輔助信標(biāo)是否被發(fā)送到本地站(即，本地站是否需要接收該信號)，通信站判斷是否將NBAI位設(shè)置為1。
另一方面，已經(jīng)接收到信標(biāo)的站按照與用于對Rx NBOI Table進(jìn)行編譯的過程(以上描述的)相同的過程，通過按照信標(biāo)接收時間點進(jìn)行移位，得到在接收的信標(biāo)中的NBAI位的OR，并且，確定是否在超幀中的每個TBTT組中進(jìn)行發(fā)送禁止處理。
假如NBAI位的OR為1，則通信站從TBTT時間點或者比該時間點略微提前由TBTT偏移+信標(biāo)長度的最大長度規(guī)定的某個時間段的時間點，對發(fā)送禁止?fàn)顟B(tài)進(jìn)行設(shè)置，以便不妨礙其它站接收信標(biāo)。但是，假如TBTT是本地站的信標(biāo)發(fā)送時間點，則不進(jìn)行發(fā)送禁止處理，并且，發(fā)送包括信標(biāo)信息的幀。
TOIS字段存儲用于判斷上述的TBTT偏移的偽隨機(jī)序列，并且說明正在發(fā)送的信標(biāo)具有多大的TBTT偏移。假如即使在兩個通信站在超幀中的相同時隙中設(shè)置了信標(biāo)發(fā)送定時，TBTT偏移也能夠使實際信標(biāo)發(fā)送時間點移位，則即使信標(biāo)可能在一個超幀循環(huán)中發(fā)生沖突，通信站也能夠彼此偵聽到在另一個超幀循環(huán)中的信標(biāo)(或者鄰近通信站偵聽到兩個信標(biāo))，因而通信站能夠辨別出它們的信標(biāo)發(fā)生沖突。
圖8示出了TBTT和實際信標(biāo)發(fā)送時間點。如圖所示，在TBTT偏移被定義為TBTT，TBTT+20毫秒，TBTT+40毫秒，TBTT+60毫秒，TBTT+80毫秒，TBTT+100毫秒，和TBTT+120毫秒中的一個的情況下，對于每個超幀循環(huán)，確定哪個TBTT偏移將被用于發(fā)送，并更新TOIS。
另外，假如由于檢測到與來自另一個站的信號沖突而不能在通信站希望的時間點進(jìn)行發(fā)送，則將全零等存儲到TOIS，并且對能夠接收信標(biāo)的附近站進(jìn)行發(fā)送，意思是這次信標(biāo)發(fā)送定時不能在希望的時間點進(jìn)行。后面將對TOIS字段的具體使用形式進(jìn)行描述。
ALERT字段存儲在異常狀態(tài)中要發(fā)送到附近站的信息。例如，假如計劃改變常規(guī)信標(biāo)的TBTT以避免信標(biāo)沖突等，或者，假如請求停止向附近站發(fā)送輔助信標(biāo)，則在ALERT字段中對這個意思進(jìn)行描述。后面將對ALERT字段的具體使用形式進(jìn)行描述。
在TxNUM字段中描述了在超幀循環(huán)中通信站正在發(fā)送的輔助信標(biāo)的數(shù)量。由于對通信站給予了TPP，即跟在信標(biāo)發(fā)送之后的優(yōu)先發(fā)送權(quán)，因此，該超幀循環(huán)內(nèi)的輔助信標(biāo)數(shù)量相當(dāng)于優(yōu)先得到資源并且進(jìn)行發(fā)送的時間的百分比。
在要在超幀內(nèi)發(fā)送多個信標(biāo)的情況下指定給信標(biāo)的序列號被寫到Serial字段中。對在超幀內(nèi)發(fā)送的每個信標(biāo)描述一個排它的且唯一的號碼，作為信標(biāo)的序列號。按照本實施例，根據(jù)本地站的常規(guī)信標(biāo)，在作為序列號的Serial字段中，對表示正在發(fā)送的輔助信標(biāo)的TBTT順序的號碼的相對時間點信息進(jìn)行描述。
盡管發(fā)送了用于網(wǎng)絡(luò)配置的常規(guī)信標(biāo)，但是，為了獲得傳輸優(yōu)先化時間段TPP發(fā)送了輔助信標(biāo)，因此，在輔助信標(biāo)中不需要對包合在常規(guī)信標(biāo)中的所有信息進(jìn)行描述(以后描述)。因此，出現(xiàn)了這樣的情況，即在輔助信標(biāo)中僅包含與獲取TPP有關(guān)的信息。
此外，對于不使用輔助信標(biāo)的系統(tǒng)，可以用與處理信標(biāo)彼此沖突的方式相同的方式，對利用傳輸優(yōu)先化時間段TPP周期性地發(fā)送/接收的信號與信標(biāo)的沖突以及周期性地發(fā)送/接收的信號彼此之間的沖突進(jìn)行處理，并通過在通信站已經(jīng)得到傳輸優(yōu)先化時間段TPP時發(fā)送的信號的一部分中對與常規(guī)信標(biāo)的信息相同的信息進(jìn)行描述，可以對周期性地發(fā)送/接收的信號彼此之間的沖突進(jìn)行處理。
例如，假如為傳輸優(yōu)先化時間段TPP設(shè)置了優(yōu)先權(quán)，則需要將Type字段包括在輔助信標(biāo)中以及利用傳輸優(yōu)先化時間段周期性地發(fā)送的信號中。
此外，在給利用傳輸優(yōu)先化時間段TPP周期性地發(fā)送的信號的發(fā)送定時提供隨機(jī)偏移的情況下，以及，在使用用于改變周期性地發(fā)送/接收的信號的發(fā)送定時以避免沖突的情況下，需要將TOIS字段包括在輔助信標(biāo)以及利用傳輸優(yōu)先化時間段周期性地發(fā)送的信號中。
此外，在通信站要相互通知利用關(guān)于常規(guī)信標(biāo)的傳輸優(yōu)先化時間段TPP周期性地發(fā)送的信號的發(fā)送定時的相對時間點位置(從常規(guī)信標(biāo)的偏移)的情況下，為了檢測與信標(biāo)的沖突，需要將Serial字段包括在輔助信標(biāo)中以及利用傳輸優(yōu)先化時間段周期性地發(fā)送的信號中。
D.用于常規(guī)信標(biāo)的TBTT設(shè)置打開電源之后，通信站首先進(jìn)行掃描操作，即，試圖在超幀的持續(xù)時間或更長的時間內(nèi)連續(xù)接收信號，并確認(rèn)存在由附近站發(fā)送的信標(biāo)。假如在這個過程中沒有從附近站接收到信標(biāo)，則通信站將任意定時設(shè)置為TBTT定時。另一方面，如果接收到從附近站發(fā)送的信標(biāo)，則求出并參考從附近站接收的信標(biāo)的NBOI字段的邏輯和(OR)，最后，從相當(dāng)于沒有標(biāo)出的位位置的定時中提取信標(biāo)發(fā)送定時。
基本上，通信站緊跟在信標(biāo)發(fā)送之后獲得了優(yōu)先使用時間段(TPP)，因此，從傳輸效率的觀點看，使通信站的信標(biāo)發(fā)送定時均勻分散在整個超幀循環(huán)中更好。因此，根據(jù)從從附近站接收的信標(biāo)中得到的NBOI的OR的結(jié)果，將空格(space)的游程長度(run length)最長的時段的中心確定為信標(biāo)發(fā)送定時。
在游程長度最長的TBTT間隔比最小TBTT間隔小(即等于或小于Bmin)的情況下，新通信站不能參與這個系統(tǒng)。
此外，在另一個實施例中，有這樣的情況，其中，按照通信屬性等，將本地站的信標(biāo)發(fā)送時間點TBTT設(shè)置到鄰近的時間點，如緊跟在已經(jīng)發(fā)送的信標(biāo)之后。在這種情況下，增加了這樣的處理，如考慮在將要實際進(jìn)行通信的通信站當(dāng)中，對信標(biāo)發(fā)送時間點進(jìn)行排序。
圖9示出了根據(jù)從附近站接收的信標(biāo)的NBOI，對新加入的通信站的TBTT進(jìn)行設(shè)置的方法。從新出現(xiàn)的通信站A的觀點出發(fā)對圖中所示的例子進(jìn)行描述，其中，通信環(huán)境為在通信站A附近存在通信站0、通信站1和通信站2。假設(shè)通信站A通過進(jìn)行掃描操作，能夠在一個超幀內(nèi)接收來自0到2的三個站的信標(biāo)。
附近站的信標(biāo)接收時間點被處理為對本地站的常規(guī)信標(biāo)的相對位置，這被以位圖的格式描述在NBOI字段中(以上描述的)。在通信站A，按照信標(biāo)的接收時間點對從附近站接收的三個信標(biāo)的NBOI字段進(jìn)行移位，以便匹配時間軸上的對應(yīng)位的位置，并且，對每個定時，獲得NBOI位的OR，由此，整合NBOI以便參考。
在圖9中，作為對附近站的NBOI字段進(jìn)行整合和參考的結(jié)果得到的序列，是由“NBOI的OR”表示的“1101，0001，0100，1000”。1表示已經(jīng)在超幀中設(shè)置TBTT的一個定時的相對位置，而0表示還沒有設(shè)置TBTT的定時的相對位置。在這個序列中，空格(零)構(gòu)成最長游程長度的位置是放置新信標(biāo)的候選位置。按照圖9所示的例子，最長游程長度為3，因此有兩個候選位置。通信站A為它自己將這些候選位置中的第十五位設(shè)置為常規(guī)信標(biāo)TBTT。
通信站A為它自己將第十五位的時間點設(shè)置為常規(guī)信標(biāo)TBTT(即，它自己的超幀的頭部)并開始信標(biāo)發(fā)送。此時，通信站A發(fā)送的NBOI字段以位圖的格式列出了可以進(jìn)行信標(biāo)接收的通信站0到2的信標(biāo)的接收時間點，在位圖中，標(biāo)出了相當(dāng)于距離本地站的常規(guī)信標(biāo)的發(fā)送時間點的相對位置的位位置。在圖9中，這被表示為“用于TX的NBOI(1信標(biāo)TX)”。
在通信站A通過發(fā)送輔助信標(biāo)等獲得優(yōu)先發(fā)送權(quán)時，對于通過對附近站的NBOI字段進(jìn)行整合得到的、由“NBOI的OR”表示的序列中的最長游程長度的空格進(jìn)一步進(jìn)行搜索，并且，輔助信標(biāo)的發(fā)送時間點(傳輸優(yōu)先化時間段)被設(shè)置為已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的空格的位置。在圖9所示的例子中，假設(shè)這樣的情況，發(fā)送兩個輔助信標(biāo)(即獲得兩個傳輸優(yōu)先化時間段)，并且，輔助信標(biāo)發(fā)送定時(設(shè)置用于傳輸優(yōu)先化時間段的定時)被設(shè)置到“NBOI的OR”的第六位和第十一位的時間點。在這種情況下，如在用于TX的NBOI(3信標(biāo)TX)中所示，除了本地站的常規(guī)信標(biāo)和從附近站接收的信標(biāo)的相對位置以外，在本地站進(jìn)行輔助信標(biāo)發(fā)送的地方(對常規(guī)信標(biāo)的相對位置)還標(biāo)出了通信站A發(fā)送的NBOI字段。
在每個通信站用上述的處理過程設(shè)置了它們自己的信標(biāo)發(fā)送定時TBTT并且發(fā)送信標(biāo)的情況下，在通信站靜止并且無線電波能夠達(dá)到的范圍不變的條件下，能夠避免信標(biāo)沖突。通過按照傳輸數(shù)據(jù)的優(yōu)先順序，通過在超幀內(nèi)發(fā)送輔助信標(biāo)(或象多個信標(biāo)的信號)設(shè)置傳輸優(yōu)先化時間段，能夠提供QoS通信，其中，在特定時間跨度中，將資源優(yōu)先分配給某些通信站之間的通信。此外，每個通信站能夠通過參照從附近站接收的信標(biāo)的數(shù)量(NBOI字段)，自主地得知系統(tǒng)的飽和度，因此，即使系統(tǒng)被自主控制，在將每個通信站的系統(tǒng)的飽和度考慮在內(nèi)的同時，也能夠包含優(yōu)先流量。此外，由于通信站參照了接收的信標(biāo)的NBOI文件，因而布置信標(biāo)發(fā)送指定時間點以便不發(fā)生沖突，因此，即使在多通信站包含優(yōu)先流量的情況下，也能夠避免頻繁發(fā)生沖突。
E.信標(biāo)沖突情況和沖突避免程序在通信站是靜止的并且無線電波達(dá)到的范圍不變的條件下，能夠避免信標(biāo)沖突(如上所述)。相反，如果由于通信站移動等原因?qū)е聼o線電波到達(dá)的范圍改變，將會出現(xiàn)從通信站發(fā)送的信標(biāo)發(fā)生沖突的情況。
圖10示出了由于無線電波到達(dá)的范圍改變而導(dǎo)致出現(xiàn)信標(biāo)沖突。圖中示出了構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)彼此靠近的情況。
在圖10的上部，通信站STA0和STA1存在于來自通信站ASTA2和STA3的無線電波不能達(dá)到的范圍，STA0與STA1進(jìn)行通信。此外，STA2與STA3進(jìn)行與這些站完全獨立的通信。在這種情況下，以對每個系統(tǒng)來說獨立的方式，為每個通信站設(shè)置信標(biāo)發(fā)送定時，但是，如圖10的右上部所示，在彼此不相識的站之間設(shè)置了不幸匹配的信標(biāo)發(fā)送定時。
隨后，當(dāng)通信站(的無線電波到達(dá)范圍)移動到每個通信站能夠發(fā)送/接收的地方時，如圖10下層所示，出現(xiàn)了站的信標(biāo)沖突的情況。
在這種情況下，需要引起沖突的至少一個站改變信標(biāo)發(fā)送時間點以避免沖突。圖11示出了沖突檢測以及TBTT改變過程的例子。這里示出的例子是由STA0發(fā)送的信標(biāo)的TBTT和由STA2發(fā)送的信標(biāo)的TBTT具有完全匹配的時間點TBTT0。
在時間點T0，用于STA0和STA2的信標(biāo)發(fā)送TBTT到達(dá)，因此每個站在從時間點T0移位了TBTT偏移的時間點發(fā)送信標(biāo)。在時間點T0，STA0的TBTT偏移和STA2的TBTT偏移碰巧相同，因此信標(biāo)沖突，并且，STA0和STA2都不能檢測到信標(biāo)正在沖突。應(yīng)該注意，通信站不能同時啟用發(fā)送操作和接收操作。
下一個超幀到達(dá)，并且，用于STA0和STA2的TBTT在時間點T1到達(dá)，因此再次啟用信標(biāo)發(fā)送處理?，F(xiàn)在，假設(shè)盡管在STA2的TBTT偏移為零，但是，在STA0選擇的TBTT偏移是相對大的值。通過將實際信標(biāo)發(fā)送時間點位移TBTT偏移，即使信標(biāo)會在一個超幀循環(huán)內(nèi)沖突，但是，通信站能夠在另一個超幀循環(huán)內(nèi)偵聽到彼此的信標(biāo)。
在圖示的例子中，STA0在信標(biāo)發(fā)送之前或之后操作接收裝置，并且因此能夠辨別出STA2正在靠近它自己的TBTT時間點的TBTT時間點發(fā)送信標(biāo)。以相同的方式，STA2在信標(biāo)發(fā)送之前或之后操作接收裝置，且因此能夠辨別出STA0正在靠近它自己的TBTT時間點的TBTT時間點發(fā)送信標(biāo)。根據(jù)是否在本地信標(biāo)TBTT±Bmin/2的范圍內(nèi)已經(jīng)接收到信標(biāo)，判斷是否在靠近它自己的TBTT已經(jīng)接收到信標(biāo)。
現(xiàn)在，STA0決定改變它自己的TBTT，即，信標(biāo)發(fā)送位置，原因在于，在緊接在它自己的信標(biāo)發(fā)送之前已經(jīng)接收到另一個站的信標(biāo)。另一方面，在STA2，在靠近它自己的信標(biāo)的TBTT時間點已經(jīng)接收到另一個站的信標(biāo)，但是，該信標(biāo)是在它自己的信標(biāo)發(fā)送之后被接收到的，因此不進(jìn)行TBTT改變。
此外，即使在STA0和STA2不進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送/接收并處于節(jié)電狀態(tài)的情況下，在發(fā)送信號時，要求兩個站在從本地站發(fā)送信號之前和之后的預(yù)定時間段進(jìn)行接收操作，即，發(fā)送之前偵聽和發(fā)送之后偵聽(Listen Before Send和Listen After Send)，并且這樣的接收操作使通信站能夠辨別出彼此的信標(biāo)。
在改變信標(biāo)發(fā)送位置的情況下，STA0利用要發(fā)送的信標(biāo)中的ALERT字段，向附近站通知它要改變TBTT(警報字段是用于存儲在異常情況中要向附近站發(fā)送的信息的字段)。另外，STA0對至少一個超幀進(jìn)行掃描，以便收集用于確定新TBTT的信息。
按照圖11所示的例子，STA0辨別出靠近時間點T1的信標(biāo)沖突，并且立即啟動TBTT改變處理，但是，由于在通信站內(nèi)的處理中的延遲，這個處理會在延遲了一個或兩個超幀之后執(zhí)行。
在STA0利用參照圖9描述的程序發(fā)現(xiàn)可用的TBTT時，將TBTT1設(shè)置為新TBTT，并且不在時間點T2進(jìn)行信標(biāo)發(fā)送而在時間點T3進(jìn)行信標(biāo)發(fā)送，隨后，按照具有TBTT偏移的TBTT1的定時進(jìn)行信標(biāo)發(fā)送。
另一方面，好象沒有發(fā)生過任何事情一樣，STA2在時間點T2發(fā)送它自己的信標(biāo)，并且，隨后繼續(xù)按照具有TBTT偏移的定時TBTT0發(fā)送它自己的信標(biāo)。按照圖11所示的例子，STA2不改變TBTT，但是，有這樣的情況，其中，STA2進(jìn)行掃描處理，以知道網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，辨別出網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)經(jīng)歷接收STA0的信標(biāo)。
在通信站識別出一個在ALERT字段中通知要改變TBTT的信標(biāo)，或者辨別出到目前為止沒有靠近接收的信標(biāo)的TBTT發(fā)送的信標(biāo)的情況下，進(jìn)行掃描，以便知道已經(jīng)確定信標(biāo)的新TBTT在什么位置(沒有示出)。
此外，可以形成這樣的方案，其中，在緊跟在本地站的信標(biāo)發(fā)送時間點之后接收到另一個站的信標(biāo)的時刻，對于緊跟著改變信標(biāo)發(fā)送時間點接收的信標(biāo)的始發(fā)者提出請求。圖12示出了TBTT改變過程的一個例子，其中，發(fā)生信標(biāo)沖突的一個站向另一個站發(fā)送信標(biāo)發(fā)送時間點改變請求。
當(dāng)用于STA0和STA2的TBTT在時間點T1到達(dá)時，對二者啟動信標(biāo)發(fā)送處理。現(xiàn)在，假設(shè)盡管在STA2的TBTT偏移為零，但是，在STA0選擇的TBTT偏移是相對大的值。在這種情況下，STA0在發(fā)送信號如信標(biāo)之前和之后使接收裝置運行，因此，能夠辨別出STA2正在靠近它自己的TBTT時間點的TBTT時間點發(fā)送信標(biāo)。同樣，STA2在發(fā)送信標(biāo)之前和之后使接收裝置運行，因此，能夠辨別出STA0正在靠近它自己的TBTT時間點的TBTT時間點發(fā)送信標(biāo)。
現(xiàn)在，STA2向STA0發(fā)送消息意思是“請求你改變你的TBTT”。即使在節(jié)電狀態(tài)下，STA0也使接收裝置在信號如信標(biāo)發(fā)送之前或之后運行一段時間(如上所述)，因此能夠接收到這個消息。
響應(yīng)于已經(jīng)接收到TBTT改變請求消息，STA0利用發(fā)送的信標(biāo)的ALERT字段通知附近站，意思是TBTT將被改變。此外，STA0對至少一個超幀進(jìn)行掃描，以便收集用于確定新TBTT的信息。
當(dāng)STA0通過參照圖9描述的過程發(fā)現(xiàn)了可用的TBTT時，將TBTT1設(shè)置為新TBTT，并且不在時間點T4進(jìn)行信標(biāo)發(fā)送而在時間點T5進(jìn)行信標(biāo)發(fā)送，隨后，按照具有TBTT偏移的TBTT1的定時進(jìn)行周期性信標(biāo)發(fā)送。
另一方面，好象沒有發(fā)生過任何事情一樣，STA2在時間點T2發(fā)送它自己的信標(biāo)，并且，隨后繼續(xù)按照具有TBTT偏移的定時TBTT0發(fā)送它自己的信標(biāo)。按照圖12所示的例子，STA2不改變TBTT，但是，有這樣的情況，其中，STA2進(jìn)行掃描處理，以知道網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，辨別出網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)經(jīng)歷接收STA0的信標(biāo)。
注意，上述處理的規(guī)則是在信標(biāo)沖突時，剛好在它自己的信標(biāo)發(fā)送時間點之前已經(jīng)接收到來自另一個站的信標(biāo)的通信站要改變它自己的信標(biāo)發(fā)送時間點，但是，也可以形成相反的方案，其中，緊接在它自己的信標(biāo)發(fā)送時間點之后接收到來自另一個站的信標(biāo)的通信站要改變它自己的信標(biāo)發(fā)送時間點。
以下將進(jìn)一步對與在按照本實施例的自主分布式無線網(wǎng)絡(luò)中，通信站對信號沖突進(jìn)行檢測有關(guān)的操作進(jìn)行詳細(xì)描述。圖33到圖37示出了沖突檢測過程的幾個例子，這幾個例子與發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的通信站之間信標(biāo)已經(jīng)發(fā)生沖突的例子有關(guān)。在對沖突進(jìn)行檢測之后，按照需要，利用已經(jīng)描述過的過程啟動TBTT改變過程。
圖33示出了這樣的情況的例子，其中，在STA0與STA2之間信標(biāo)發(fā)送時間點已經(jīng)沖突，而STA0繼續(xù)向STA1發(fā)送數(shù)據(jù)。
在用于STA0和STA2的TBTT在時間點T0到達(dá)時，對二者啟動信標(biāo)發(fā)送處理?，F(xiàn)在，假設(shè)在STA2選擇的TBTT偏移是比STA0的TBTT偏移相對大的值。
STA0按安排發(fā)送信標(biāo)(圖中的B0)。由于STA2在信標(biāo)信號發(fā)送之前和之后使接收裝置運行，因此，它能夠辨別出STA0正在靠近它自己的TBTT時間點的TBTT時間點發(fā)送信標(biāo)。此外，STA2遵守CSMA/CA程序，在出現(xiàn)其它站的信號時設(shè)置NAV，并制止信號發(fā)送。因此，即使在有在時間點T1發(fā)送信標(biāo)的安排(schedule)的情況下，也使之延遲。
STA0繼續(xù)向STA1發(fā)送數(shù)據(jù)(圖中的D0)。出于虛擬載波偵聽的目的，到接收ACK的時間點的持續(xù)時間被寫入數(shù)據(jù)的Duration字段，并且STA2將此理解為直到時間點T2之前制止發(fā)送信號。
隨后，STA2在從時間點T2開始經(jīng)過PIFS(或SIFS)+一個隨機(jī)延遲量的時間之后轉(zhuǎn)換到可發(fā)送信號狀態(tài)，并且，在時間點T3發(fā)送信標(biāo)(圖中的B2)。
由于STA0在信號發(fā)送之前和之后使接收裝置運行，因此它能夠辨別出STA2正在靠近它自己的TBTT時間點的TBTT時間點發(fā)送信標(biāo)。
STA2確定改變它自己的TBTT，即信標(biāo)發(fā)送位置，原因在于剛好在發(fā)送它自己的信標(biāo)之前已經(jīng)接收了另一個站的信標(biāo)。另一方面，在STA0，在靠近它自己的TBTT時間點的TBTT時間點已經(jīng)接收到信標(biāo)，但是，該信標(biāo)是在發(fā)送它自己的信標(biāo)之后接收到的，因此不進(jìn)行TBTT改變。
在改變信標(biāo)發(fā)送位置的情況下，STA2利用要發(fā)送的信標(biāo)中的ALERT字段，將它要改變TBTT通知附近站，STA2還要進(jìn)行掃描，找到一個新的、不發(fā)生沖突的可用TBTT，并且將本地站的TBTT改變到該可用的TBTT。
另一方面，好象沒有發(fā)生過任何事情一樣，STA0繼續(xù)進(jìn)行信標(biāo)發(fā)送，但是，有這樣的情況，其中，STA0進(jìn)行掃描處理，以知道網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，辨別出網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)經(jīng)歷接收STA2的信標(biāo)。
圖34示出了這樣的情況的例子，其中，在STA0的發(fā)送信號與STA2的信標(biāo)發(fā)送時間點之間已經(jīng)發(fā)生沖突。
STA0在時間點T0將RTS發(fā)送到STA1，在時間點T1發(fā)送數(shù)據(jù)。在時間點T2，STA2正在試圖發(fā)送信標(biāo)，因此，正在按照Listen BeforeSend(發(fā)送前偵聽)使接收裝置運行，并且因此能夠接收到STA0的信號。此外，STA2遵守CSMA/CA程序，在出現(xiàn)其它站的信號時制止信號發(fā)送。另外，STA2對接收的信號的Duration字段進(jìn)行分析，并因此在接收到ACK的時間點T3制止發(fā)送信號。因此，安排在時間點T2進(jìn)行的信標(biāo)發(fā)送被延遲。
此時，STA2已經(jīng)檢測到周期性地發(fā)送的信號正在沖突。從時間點T3開始，在經(jīng)過了PIFS(或SIFS)+隨機(jī)延遲量(例如，TBTT偏移)之后，STA2轉(zhuǎn)換到信號可發(fā)送狀態(tài)，并且在時間點T4發(fā)送信標(biāo)。此時，STA2在TOIS字段中列出它不能在本地站希望的時間點發(fā)送信標(biāo)。
STA0使接收裝置在信號發(fā)送之前和之后運行，通過發(fā)送后偵聽(Listen After Send)辨別出STA2緊跟在本地站的信號之后發(fā)送了信標(biāo)，由此確認(rèn)存在STA2。此外，通過參考從STA2接收的信標(biāo)中的TOIS字段能夠辨別出發(fā)送站不能在希望的時間點進(jìn)行發(fā)送的事實，并且判斷從它自己發(fā)送的信號已經(jīng)打斷了信標(biāo)發(fā)送時間點，由此檢測信號沖突。
在STA2由于某種原因辨別出在TPP中正在接收STA0的信號(如跟在輔助信標(biāo)之后發(fā)送的，或者在一部分發(fā)送的信號中作出的意思是TPP的描述)的情況下，有幾種STA2可以改變它自己的TBTT的情況。另一方面，在由于在TPP中沒有接收到STA0的信號，因而STA2不改變TBTT等情況下，STA0辨別出STA2的信標(biāo)正靠近這個TBTT發(fā)送，因此從現(xiàn)在開始為了不妨礙STA2的信標(biāo)發(fā)送，STA0禁止發(fā)送。
通過檢測相互沖突，STA0和STA2能夠辨別出網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)交叉。在這樣的情況下，這些站可以進(jìn)行掃描處理，以便知道網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)。
圖35示出了這樣的情況的例子，其中，在STA0的信號接收與STA2的信標(biāo)發(fā)送時間點之間已經(jīng)發(fā)生沖突。
作為數(shù)據(jù)始發(fā)者，STA0在時間點T1向STA1發(fā)送CTS。在時間點T1作為TBTT的情況下，STA2正在試圖在比這個時間點晚一個TBTT偏移的時間點T2發(fā)送信標(biāo)，并且，正在按照Listen Before Send使接收裝置運行，并因此能夠接收CTS信號。STA2遵守CSMA/CA程序，在出現(xiàn)其它站的信號時制止信號發(fā)送。另外，STA2對接收的信號的Duration字段進(jìn)行分析，并因此在接收到數(shù)據(jù)的時間點T3制止發(fā)送信號。因此，原來安排在時間點T2進(jìn)行發(fā)送的信標(biāo)被延遲。
此時，STA2已經(jīng)檢測到周期性地發(fā)送的信號正在沖突。從時間點T3開始，在經(jīng)過了PIFS(或SIFS)+隨機(jī)延遲量(例如，TBTT偏移)之后，STA2轉(zhuǎn)換到信號可發(fā)送狀態(tài)，并且在時間點T4發(fā)送信標(biāo)。此時，STA2在TOIS字段中列出它不能在本地站希望的時間點發(fā)送信標(biāo)。
STA0在信號發(fā)送之前和之后運行接收裝置，通過Listen AfterSend辨別出STA2緊跟在本地站的信號接收之后發(fā)送了信標(biāo)，由此確認(rèn)存在STA2。此外，通過參考從STA2接收的信標(biāo)中的TOIS字段，能夠辨別出STA2不能在希望的時間點進(jìn)行發(fā)送的事實，并且判斷從它自己發(fā)送的信號已經(jīng)打斷了STA2的信標(biāo)發(fā)送時間點，由此檢測信號沖突。
在STA2由于某種原因辨別出在TPP中正在接收STA0的信號(如跟在輔助信標(biāo)之后發(fā)送的)的情況下，有幾種STA2可以改變TBTT，即它自己的信標(biāo)發(fā)送位置的情況。另一方面，在由于在TPP中沒有接收到STA0的信號，因而STA2不改變TBTT等情況下，STA0辨別出STA2的信標(biāo)正在靠近這個TBTT發(fā)送，并因此從現(xiàn)在開始為了不妨礙STA2的信標(biāo)發(fā)送，啟用禁止向STA1發(fā)送的程序，因此，在這個時間跨度內(nèi)，STA0不進(jìn)行接收。
通過檢測相互沖突，STA0和STA2能夠辨別出網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)交叉，并可以進(jìn)行掃描處理，以便知道網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)。
按照參照圖34描述的例子，已經(jīng)對假設(shè)通信站辨別出Duration字段的情況進(jìn)行了描述。雖然最好進(jìn)行辨別Duration字段的處理，但是，也將對有關(guān)不對Duration字段進(jìn)行辨別的情況的沖突檢測進(jìn)行描述。圖36示出了這樣的情況的例子，其中，在STA0的信號發(fā)送與STA2的信標(biāo)發(fā)送時間點之間發(fā)生沖突。
STA0發(fā)送數(shù)據(jù)，而在進(jìn)行這個數(shù)據(jù)發(fā)送的同時，STA2的TBTT(圖中的時間點T1)到達(dá)。STA2試圖在時間點T1進(jìn)行信標(biāo)發(fā)送，并且，由于接收裝置正在按照Listen Before Send運行，因而STA2接收到來自STA0的信號。STA2遵守CSMA程序，在出現(xiàn)其它站的信號時制止信號發(fā)送，并且，發(fā)送被禁止到時間點T2。因此，原來安排在時間點T1進(jìn)行的信標(biāo)發(fā)送被延遲。
此時，STA2已經(jīng)檢測到周期性地發(fā)送的信號正在沖突。從時間點T2開始，在經(jīng)過了DIFS+隨機(jī)延遲量(例如，TBTT偏移)之后，STA2轉(zhuǎn)換到信號可發(fā)送狀態(tài)，并且在時間點T3發(fā)送信標(biāo)。此時，STA2在TOIS字段中列出它不能在本地站希望的時間點發(fā)送信標(biāo)。
在這個時間內(nèi)，STA0接收來自STA1的ACK，并且，在DIFS比接收ACK所需要的時間長的情況下，將不發(fā)生STA2妨礙接收ACK的情況。STA0在信號發(fā)送之前和之后運行接收裝置，通過Listen AfterSend在時間點T3接收STA2發(fā)送的信標(biāo)，并由此確認(rèn)存在STA2。此外，通過參考從STA2接收的信標(biāo)中的TOIS字段，能夠辨別出STA2不能在希望的時間點進(jìn)行發(fā)送，并且判斷從它自己發(fā)送的信號已經(jīng)妨礙了STA2的信標(biāo)發(fā)送時間點，由此檢測出信號沖突。
在STA2由于某種原因辨別出在TPP中正在接收STA0的信號(如跟在輔助信標(biāo)之后發(fā)送的，在從SAT0發(fā)送的一部分信號中作出的意思是正在TPP中進(jìn)行發(fā)送的描述)的情況下，有幾種STA2可以改變TBTT，即它自己的信標(biāo)發(fā)送位置，的情況。另一方面，在由于在TPP中沒有接收到STA0的信號，因而STA2不改變TBTT的情況下，STA0辨別出STA2的信標(biāo)正在靠近這個TBTT發(fā)送，并因此從現(xiàn)在開始為了不妨礙STA2的信標(biāo)發(fā)送，在這個時間跨度內(nèi)，禁止STA0進(jìn)行發(fā)送。
通過檢測相互沖突，STA0和STA2能夠辨別出網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)交叉，并可以進(jìn)行掃描處理，以便知道網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)。
注意，上述處理的規(guī)則是，在信標(biāo)沖突時，緊接在它自己的信標(biāo)發(fā)送時間點之前已經(jīng)接收到來自另一個站的信標(biāo)的通信站要改變它自己的信標(biāo)發(fā)送時間點，但是，也可以形成相反的方案，其中，緊接著它自己的信標(biāo)發(fā)送時間點之后接收到來自另一個站的信標(biāo)的通信站要改變它自己的信標(biāo)發(fā)送時間點。
沖突避免程序運行的例子下面，將對在不進(jìn)行圖36所示的運行的例子中的Duration字段識別或者RTS/CTS程序不一起使用的情況下進(jìn)行沖突檢測的另一個例子進(jìn)行描述。圖37示出了這樣的情況的例子，其中，STA0的信號接收與STA2的信標(biāo)發(fā)送時間點之間發(fā)生沖突。
STA0接收來自作為數(shù)據(jù)始發(fā)者的STA1的數(shù)據(jù)。在發(fā)送這個數(shù)據(jù)的過程中，STA2的TBTT(圖中的時間點T1)到達(dá)。在發(fā)送信號(發(fā)送信標(biāo))之前，由于Listen Before Send，STA2正在運行接收裝置，但不能直接接收從作為隱藏終端(hidden terminal)的STA1發(fā)送的數(shù)據(jù)，因此還沒有檢測到存在STA0，因而按安排在時間點T1發(fā)送信標(biāo)。
由于從STA2發(fā)送了信標(biāo)信號，導(dǎo)致STA0接收到在從STA1接收的信號中的干擾，并且不能正確地接收數(shù)據(jù)。在接收數(shù)據(jù)之后，STA0以NACK格式向STA1返回意思是不能接收到數(shù)據(jù)的消息。
在發(fā)送信號之后，STA2使接收裝置按照Listen After Send運行一段時間，并因此能夠接收到STA0的NACK。STA2根據(jù)緊跟在它自己發(fā)送信號之后接收到來自STA1的NACK，判斷由于它自己的信號發(fā)送導(dǎo)致了STA1的數(shù)據(jù)接收失敗，并由此檢測出來自它自己的信標(biāo)已經(jīng)與在另一個站的信號接收發(fā)生了沖突。
在這之后，STA2立即向STA0發(fā)送信號(未示出)，將“這個時間跨度正在被用于STA2的信標(biāo)發(fā)送”通知STA0，以便促使STA0改變信號接收定時。另一方面，在STA2不進(jìn)行此項處理的情況下，存在STA2自主改變TBTT的情況。
通過檢測相互沖突，STA2(和STA0)能夠辨別出網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)交叉，并可以進(jìn)行掃描處理，以便知道網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)。
盡管已經(jīng)參照圖33到圖37對關(guān)于其它站的信號與信標(biāo)之間的沖突的情況進(jìn)行了描述，但是，對其它站的信號與周期性地執(zhí)行的優(yōu)先發(fā)送/接收的信號之間的沖突的情況可以進(jìn)行完全相同的處理。
在由于無線電波到達(dá)范圍的改變導(dǎo)致已經(jīng)出現(xiàn)了信標(biāo)沖突的情況下，在利用上述的、引起沖突的通信站中的一個如上所述移動信標(biāo)發(fā)送時間點(TBTT改變)的程序進(jìn)行沖突避免的情況下，則還考慮了以下補(bǔ)充項。
在上述例子中，在緊接在發(fā)送它自己的信標(biāo)之前接收到來自另一個站的信標(biāo)時，STA0立即啟用TBTT改變處理，但是，可以形成這樣的方案，其中，在STA0最近剛剛設(shè)置了新TBTT的情況下，作為例外，不啟用TBTT改變處理。這里的短語“最近剛剛”相當(dāng)于，例如，設(shè)置了新TBTT之后的1到3個超幀。其原因在于，在相對大的網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)沖突的情況下，有這樣的可能性，即，由其它通信站進(jìn)行的TBTT改變會避免沖突，在使異常狀態(tài)穩(wěn)定之前進(jìn)行等待是適當(dāng)?shù)?。此外，還有這樣的可能性，即，正在發(fā)生沖突的網(wǎng)絡(luò)將離開，由此使異常狀態(tài)穩(wěn)定。
另外，在這樣的情況下，即，緊接在本地站發(fā)送信標(biāo)之前接收到另一個站的信標(biāo)，但接收到的信標(biāo)中的ALERT字段通知了意思是信標(biāo)的TBTT即將改變的信息，作為例外，不啟用TBTT改變處理。這是由于信標(biāo)沖突將由它自己通過TBTT改變處理來加以解決。
考慮這些補(bǔ)償項有利于防止在多個通信站同時改變它們的TBTT的情況下，在TBTT改變過程中出現(xiàn)振蕩。
此外，在這樣的情況下，即，緊接在本地站發(fā)送信標(biāo)之前接收到另一個站的信標(biāo)，但接收到的信標(biāo)中的TYPE字段表示的優(yōu)先權(quán)值低于在TBTT發(fā)送的本地站的信標(biāo)的優(yōu)先權(quán)值，作為例外，不啟用TBTT改變處理。在這種情況下，這表示發(fā)送具有較低優(yōu)先權(quán)值的信標(biāo)的站啟用TBTT改變處理。例如，假如一個通信站的常規(guī)信標(biāo)與另一個通信站的輔助信標(biāo)發(fā)生沖突，則需要移動用于輔助信標(biāo)的TBTT。此外，在輔助信標(biāo)彼此沖突的情況下，對具有較高流量優(yōu)先權(quán)的輔助信標(biāo)給予優(yōu)先，并且應(yīng)該移動(或者去除)具有較低優(yōu)先權(quán)的輔助信標(biāo)。
圖13以流程圖的形式示出了，在由于改變無線電波達(dá)到的范圍而導(dǎo)致已經(jīng)出現(xiàn)信標(biāo)沖突的情況下，在每個通信站執(zhí)行的裝置動作，通過已經(jīng)引起沖突的通信站中的一個移動信標(biāo)發(fā)送時間點(TBTT改變)來避免信標(biāo)沖突。這些裝置動作實際上以在無線通信設(shè)備100內(nèi)的中央控制單元103上執(zhí)行預(yù)定執(zhí)行指令程序的形式實現(xiàn)。
響應(yīng)于通信站對從本地站發(fā)送的信標(biāo)沖突的檢測，啟動這些動作。首先，本地站對最近在它自己內(nèi)部是否已經(jīng)發(fā)生了TBTT改變進(jìn)行檢查(步驟S1)。
在最近沒有進(jìn)行過TBTT改變的情況下，對在接收的信標(biāo)的ALERT字段中是否作出了意思是TBTT即將改變的描述進(jìn)行檢查(步驟S2)。
在步驟S1和S2中，在最近沒有TBTT改變在本地站或附近站被確認(rèn)的情況下，對在本地站方發(fā)送的信標(biāo)的優(yōu)先權(quán)和在接收的信標(biāo)的Type字段中描述的優(yōu)先權(quán)進(jìn)行比較(步驟S3)。
在從另一站接收的信標(biāo)的優(yōu)先權(quán)不低于本地站方發(fā)送的信標(biāo)的優(yōu)先權(quán)的情況下，進(jìn)行相反的檢查，以檢查從另一站接收的信標(biāo)的優(yōu)先權(quán)是否高于本地站方發(fā)送的信標(biāo)的優(yōu)先權(quán)(步驟S4)。
在從另一個站接收的信標(biāo)的優(yōu)先權(quán)高于本地站方發(fā)送的信標(biāo)的優(yōu)先權(quán)的情況下，確定改變TBTT，即，本地站的信標(biāo)發(fā)送位置。在這種情況下，通信站對至少一個超幀進(jìn)行掃描，以收集用于確定新TBTT的信息，并且，如參照圖11描述的，用信標(biāo)通知附近站，該信標(biāo)在ALERT字段中描述意思是TBTT將改變的消息，另外，利用參照圖9描述的程序，發(fā)現(xiàn)可用的TBTT，以便對移動信標(biāo)的目的地進(jìn)行檢測(步驟S6)。從新的TBTT發(fā)送信標(biāo)，由此將重新定位的信標(biāo)發(fā)送定時通知附近站。
此外，在步驟S4中，在從另一個站接收的信標(biāo)的優(yōu)先權(quán)不高于本地站方發(fā)送的信標(biāo)的優(yōu)先權(quán)的情況下，即，在兩個信標(biāo)的優(yōu)先權(quán)相等的情況下，對接收的信標(biāo)的接收時間點是否早于本地站的信標(biāo)發(fā)送時間點進(jìn)行檢測(步驟S5)。
在從另一個站接收的信標(biāo)的定時較早的情況下，本地站決定改變它自己的TBTT，即信標(biāo)發(fā)送位置，原因在于緊接在發(fā)送它自己的信標(biāo)之前已經(jīng)接收到了另一個站的信標(biāo)。就是說，通信站對至少一個超幀進(jìn)行掃描，以收集用于確定新TBTT的信息，并且，用信標(biāo)通知附近站，該信息在ALERT字段中描述意思是TBTT將改變的消息，另外，發(fā)現(xiàn)可用的TBTT，以便對移動信標(biāo)的目的地進(jìn)行檢測(步驟S6)。從新的TBTT發(fā)送信標(biāo)，由此將重新定位的信標(biāo)發(fā)送定時通知附近站。
在信號發(fā)送定時完全一致的情況下的沖突避免程序到目前，對在這樣的假設(shè)下的情況進(jìn)行了描述，其中，利用基于TBTT的時間點的隨機(jī)少量延遲，開始信標(biāo)發(fā)送和發(fā)送/接收優(yōu)先化時間段TPP。典型的情況是，即使在超幀內(nèi)信號的發(fā)送定時TBTT相同，由于這個隨機(jī)延遲，也能夠在沖突時發(fā)現(xiàn)兩者的信號。但是，在某些情況下會出現(xiàn)這樣的狀態(tài)，其中，除了沖突信號的TBTT以外，甚至兩個隨機(jī)值也完全相同。在這種情況下，總是按照相同的定時發(fā)送沖突的信號，由于引起沖突的兩個通信站進(jìn)行發(fā)送操作，因此兩個通信站不能對彼此的信號進(jìn)行檢測，并因此不能辨別出在這個時間跨度內(nèi)信號正在沖突。
在這種情況下，在發(fā)生沖突的特定時間跨度內(nèi)發(fā)送/接收的信號的質(zhì)量顯著下降，因而在這個時間段中單獨出現(xiàn)通信中斷。因此，存在這樣的情況，其中，當(dāng)通信站判斷在特定時間段內(nèi)，從TPP發(fā)送的信號的質(zhì)量已經(jīng)明顯下降時，通過釋放在這個時間跨度內(nèi)的TPP，能夠解決信號沖突。
用于判斷信號質(zhì)量明顯下降的現(xiàn)象的例子包括僅在特定時間跨度內(nèi)出現(xiàn)大量錯誤，導(dǎo)致連續(xù)通信出現(xiàn)中斷狀態(tài)；僅在特定時間跨度期間沒有ACK返回；以及僅在特定時間跨度期間請求以低數(shù)據(jù)速率進(jìn)行通信等。
由于這樣的原因已經(jīng)釋放了TPP的通信站利用基于具有隨機(jī)回退(backoff)的CSMA/CA的訪問方法繼續(xù)發(fā)送/接收數(shù)據(jù)，并且，還通過使接收裝置連續(xù)運行來啟動掃描處理，試圖對可能是隱藏的另一個站的信標(biāo)信號等進(jìn)行檢測。當(dāng)在這個處理中發(fā)現(xiàn)新通信站的信標(biāo)時，利用上述過程，對在信標(biāo)中描述的信息進(jìn)行分析，提取鄰近通信站的媒體占用狀態(tài)，并實現(xiàn)避免沖突。
圖38以流程圖的形式示出了通信過程，其中包括在甚至除了沖突信號的TBTT之外隨機(jī)值也完全相等的情況下的沖突避免操作。
通信站在超幀中設(shè)置信標(biāo)的信號發(fā)送定時TBTT或傳輸優(yōu)先化時間段TPP(步驟S31)，并且根據(jù)設(shè)置的發(fā)送定時進(jìn)行信號發(fā)送/接收(步驟S32)。
通信站按照發(fā)送定時TBTT進(jìn)行發(fā)送操作，并且因此在不僅TBTT相等而且隨機(jī)值即TBTT偏移也相等的情況下，不能通過它自己對沖突進(jìn)行檢測。因此，在若干超幀內(nèi)，連續(xù)進(jìn)行周期性的信號發(fā)送操作。由此，檢測到信號質(zhì)量明顯下降的情況(步驟S33)。這里利用以下現(xiàn)象對質(zhì)量下降進(jìn)行檢測，如僅在特定時間跨度內(nèi)出現(xiàn)大量錯誤，導(dǎo)致連續(xù)通信出現(xiàn)中斷狀態(tài)；僅在特定時間跨度期間沒有ACK返回；以及僅在特定時間跨度期間請求以低數(shù)據(jù)速率進(jìn)行通信等。
當(dāng)檢測到這樣的信號質(zhì)量下降時，通信站對在該超幀內(nèi)其它可以使用的發(fā)送/接收定時進(jìn)行搜索(步驟S34)，如果發(fā)現(xiàn)，則釋放質(zhì)量下降的發(fā)送時段(步驟S35)，將質(zhì)量下降的周期性的發(fā)送信號設(shè)置到新的發(fā)送定時TBTT。
通過在信標(biāo)中進(jìn)行描述，并且通過它自己利用新的發(fā)送定時TBTT發(fā)送周期性信號，可以將新的發(fā)送定時TBTT通知附近站。
在不能接收常規(guī)信標(biāo)的情況下的沖突避免程序有這樣的情況，其中，不將在常規(guī)信標(biāo)中描述的所有信息包括在輔助信標(biāo)中，或者，利用傳輸優(yōu)先化時間段TPP周期性地發(fā)送和接收的信號中(見圖7)。在這種情況下，甚至在輔助信標(biāo)之間彼此發(fā)生沖突，利用傳輸優(yōu)先化時間段TPP周期性地發(fā)送和接收的信號與信標(biāo)之間發(fā)生沖突，或者，周期性地發(fā)送/接收的信號之間彼此發(fā)生沖突的情況下，也不能對其它時間跨度的媒體占用信息進(jìn)行檢測。此外，可以想象這樣的情況，其中，由于甚至TBTT偏移也碰巧完全相等，因而在通信站的常規(guī)信標(biāo)發(fā)送時間跨度內(nèi)發(fā)送其它信號，因此甚至通過執(zhí)行掃描處理也不能接收到常規(guī)信標(biāo)。
在這種情況下，可以形成這樣的方案，其中，在利用傳輸優(yōu)先化時間段TPP周期性地發(fā)送的信號或輔助信標(biāo)中提供Serial字段，用于描述相對時間點信息，相對時間點信息表示根據(jù)本地站的常規(guī)信標(biāo)，正在按照TBTT順序中的什么號碼發(fā)送信號，由此，已經(jīng)接收到周期性地發(fā)送的信號或輔助信標(biāo)的通信站能夠提取輔助信標(biāo)發(fā)送站的常規(guī)信標(biāo)發(fā)送時間點。
圖39示出了通信操作的例子，用于根據(jù)添加到輔助信標(biāo)或周期性地發(fā)送的信號中的Serial字段的內(nèi)容，進(jìn)行信號沖突避免。圖中，假設(shè)STA0和STA1與沒有示出的其它通信站進(jìn)行通信，并且已經(jīng)作為相互獨立的網(wǎng)絡(luò)運行，但是，由于通信站移動或者將網(wǎng)絡(luò)互相屏蔽的障礙被去除，導(dǎo)致STA0和STA1進(jìn)入了無線電波到達(dá)的范圍。此外，圖中，在超幀中設(shè)置了8個TBTT，T0到T7。
圖39的上層是初始狀態(tài)。在時間點T0和時間點T2，雙方的常規(guī)信標(biāo)與對方的輔助信標(biāo)發(fā)生沖突?，F(xiàn)在，我們假設(shè)這樣的情況，其中，由于例如TBTT偏移連續(xù)相同等原因，持續(xù)地不能接收彼此的常規(guī)信標(biāo)。在這種情況下，STA1不能接收STA0的常規(guī)信標(biāo)，STA0也不能接收STA1的常規(guī)信標(biāo)。
隨后，STA1能夠從STA0接收利用傳輸優(yōu)先化時間段TPP周期性地發(fā)送的信號和輔助信標(biāo)，其在時間點T4和時間點T6發(fā)送。在這種情況下，當(dāng)STA1接收到STA0在時間點T4和時間點T6發(fā)送的輔助信標(biāo)時，STA1對Serial字段中的描述進(jìn)行分析，提取關(guān)于發(fā)送輔助信標(biāo)的時刻與常規(guī)信標(biāo)發(fā)送時間點的相對時間差有多大的信息，由此辨別出STA0的常規(guī)信標(biāo)正在靠近時間點T2而被發(fā)送。另外，STA1辨別出它自己正在接近時間點T2發(fā)送信號，并且因此不能接收STA0的常規(guī)信標(biāo)。
隨后，如圖中的中上層所示，STA1釋放靠近時間點T2使用的TPP，并且重新定位到另一個TBTT(圖中的時間點T3)，因而能夠接收STA0的常規(guī)信標(biāo)。通過接收STA2的常規(guī)信標(biāo)，STA1能夠知道STA2的資源使用狀態(tài)。
STA0也能夠接收在時間點T5發(fā)送的STA1的輔助信標(biāo)，并且，通過執(zhí)行與上述的STA1的處理相同的處理，能夠通過在時間點T0釋放它自己的TPP接收STA1的常規(guī)信標(biāo)。最后，實現(xiàn)了如在圖39的最下層所示的、常規(guī)信標(biāo)和輔助信標(biāo)的布局(利用傳輸優(yōu)先化時間段或TPP的周期性信號發(fā)送)。
另一方面，在STA0不自主釋放TPP的情況下，例如STA0在時間點T5沒有注意到STA1的輔助信標(biāo)，則可以從STA1向STA0發(fā)送意思是應(yīng)該釋放TPP的消息，如在圖39的中下層所示。在這種情況下，當(dāng)接收到這個釋放請求消息時，STA0改變已經(jīng)在時間點T0發(fā)送的輔助信標(biāo)的發(fā)送時間點，最后，實現(xiàn)如在圖39的最下層所示的、常規(guī)信標(biāo)和輔助信標(biāo)的布局。因此，STA0能夠接收STA1的常規(guī)信標(biāo)，并由此可以知道STA1的資源使用狀態(tài)。
注意，按照已經(jīng)描述的過程，通過輔助信標(biāo)進(jìn)行了TPP時段改變過程。在通過掃描操作對可用時隙進(jìn)行檢測后，在不發(fā)生沖突的時間點進(jìn)行TPP布置。
其它掃描觸發(fā)器在目前為止，對周期性地進(jìn)行的掃描以及由于檢測沖突而進(jìn)行的掃描的掃描操作已經(jīng)進(jìn)行了描述。按照本實施例，有這樣的情況，其中，即使在沒有檢測到?jīng)_突時，通過在信號發(fā)送之前進(jìn)行信號檢測/接收處理(Listen Before Send)和在信號發(fā)送之后進(jìn)行信號檢測/接收處理(Listen After Send)，也能夠?qū)Φ侥壳盀橹惯€沒有被辨別為鄰近站的通信站的信號進(jìn)行檢測。有這樣的情況，其中，由于這樣的信號檢測/接收處理而啟動了掃描處理，對通信站的信標(biāo)進(jìn)行搜索，試圖得到通信站的媒體占用信息。
此外，在不發(fā)送信號的時間跨度中的掃描處理期間，信號檢測器和接收裝置繼續(xù)運行，但在發(fā)送信號的時間跨度中對信號發(fā)送給予優(yōu)先，并且，僅在信號發(fā)送期間使接收裝置停止。
F.其他信標(biāo)沖突情況以及沖突避免程序在以上的部分E中，已經(jīng)對關(guān)于在由于通信站移動等而導(dǎo)致無線電波到達(dá)范圍改變的情況下，用于避免信標(biāo)沖突的處理程序進(jìn)行了描述。此外，可以設(shè)想這樣的情況，其中，打開新通信站的電源，導(dǎo)致由通信站發(fā)送的信標(biāo)發(fā)生沖突。
圖14示出了這樣的情形，其中，由于新通信站在電源被打開，導(dǎo)致通信站發(fā)送的信標(biāo)發(fā)生沖突。圖中示出了這樣的例子，其中，由于出現(xiàn)了新通信站，因此，構(gòu)成已經(jīng)獨立存在的網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)被合并。此外，即使沒有出現(xiàn)新通信站，還有這樣的情況，其中，由于第三通信站進(jìn)入其間，因而構(gòu)成已經(jīng)存在的網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)被合并。在這種情況下，可以進(jìn)行如下所述的相同處理。
在圖14的上部，通信站STA0和STA1存在于來自通信站STA2和STA3的無線電波不能到達(dá)的范圍內(nèi)，STA0與STA1進(jìn)行通信。此外，STA2與STA3與其完全獨立地進(jìn)行通信。在這種情況下，對于每個通信系統(tǒng)，以獨立的方式為每個通信站設(shè)置信標(biāo)發(fā)送定時，但是，如圖14的右上部所示，在相互不認(rèn)識的通信站之間設(shè)置了不幸一致的信標(biāo)發(fā)送定時。
隨后，當(dāng)在這些通信站之間新出現(xiàn)了通信站STA4，并且假設(shè)通信站STA0、STA1、STA2和STA3已經(jīng)能夠與STA4進(jìn)行發(fā)送/接收時，如圖14的下部所示，就STA4而言，通信站的信標(biāo)發(fā)生沖突。在這種情況下，需要信標(biāo)正在沖突的通站組中的至少一個站改變信標(biāo)發(fā)送定時TBTT，否則，不能正確地聽到信標(biāo)。換句話說，STA4不能加入該網(wǎng)絡(luò)。
同樣在這種情況下，需要通信站改變發(fā)送時間點。圖15示出了在由于加入了新通信站而已經(jīng)導(dǎo)致信標(biāo)沖突的情況下的TBTT改變過程的例子。這里所示的例子是這樣的情況，其中，由STA0發(fā)送的信標(biāo)的TBTT和由STA2發(fā)送的信標(biāo)的TBTT具有大致相等的TBTT0，但STA0的TBTT稍微靠后。此外，我們假設(shè)STA4能夠與STA0和STA2中的任何一個通信，但STA0和STA2處于不能進(jìn)行直接通信的狀態(tài)(彼此為隱藏終端)。
在時間點T0，用于STA0和STA2的信標(biāo)發(fā)送TBTT到達(dá)，在距離時間點T0位移了TBTT偏移的時間點，STA0和STA2中的每一個都發(fā)送信標(biāo)。在時間點T0，STA0的TBTT偏移值與STA2的TBTT偏移值碰巧是不同的值，為STA2選擇了小TBTT偏移值而為STA0選擇大TBTT偏移值。
STA4能夠接收從STA0和STA2發(fā)送的信標(biāo)?，F(xiàn)在，STA4已經(jīng)在它自己的TBTT增量中(即在±Bmin/2的范圍內(nèi))接收到來自這兩個站的信標(biāo)，并因此能夠檢測到信標(biāo)正在沖突。接著，對應(yīng)該給哪個通信站發(fā)送關(guān)于請求改變TBTT的消息進(jìn)行判斷。在圖示的例子中，STA0的信標(biāo)被接收得晚一些，因此STA4決定使STA0改變TBTT，并向STA0發(fā)送請求改變TBTT的消息M?，F(xiàn)在，即使在STA0和STA2沒有發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，并且處于節(jié)電狀態(tài)的情況下，如前面所述，在信號發(fā)送時要求二者在本地站發(fā)送信號之前和之后的預(yù)定時間段內(nèi)進(jìn)行接收操作，(Listen Before Send/Listen After Send)，因此STA0能夠接收到該消息。
注意，STA4不是簡單地對信標(biāo)接收時間點進(jìn)行比較，從而確定接收的已經(jīng)沖突的信標(biāo)中哪個信標(biāo)更晚，而是參考信標(biāo)的TOIS字段并減去使用的偽隨機(jī)序列，由此計算信標(biāo)自己的TBTT。當(dāng)然，也可以形成這樣的協(xié)議，其中，將TBTT改變消息發(fā)送到具有較早信標(biāo)接收時間點或TBTT的一方，只要在所有通信站中保持相同的協(xié)議即可，但這里對將消息發(fā)送到較晚者的協(xié)議的例子進(jìn)行了描述。
當(dāng)接收到TBTT改變請求消息并辨別出必須改變自己的TBTT時，STA0從時間點T1開始啟用TBTT改變處理。在這種情況下，STA0首先利用要發(fā)送的信標(biāo)的ALERT字段(ALERT字段是用于存儲在異常情況下向附近站發(fā)送的信息的字段)，將它即將改變TBTT通知附近站。此外，在至少一個超幀內(nèi)，STA0進(jìn)行掃描，以便收集用于確定新TBTT的信息。按照圖15所示的例子，從時間點T1開始，立即啟用TBTT改變處理，但是，由于在通信站內(nèi)的處理過程中的延遲，這個處理也可以在延遲了一和兩個超幀之后進(jìn)行。
當(dāng)STA0通過參照圖9描述的過程發(fā)現(xiàn)了可用的TBTT時，將TBTT1設(shè)置為新TBTT，并且，不在時間點T2而是在時間點T3進(jìn)行信標(biāo)發(fā)送，隨后，按照具有TBTT偏移的TBTT的定時，周期性地發(fā)送信標(biāo)。
另一方面，好象沒有發(fā)生過任何事情一樣，STA2在時間點T2發(fā)送它自己的信標(biāo)，并且，隨后繼續(xù)按照具有TBTT偏移的定時TBTT0發(fā)送它自己的信標(biāo)。
在通信站辨別出信標(biāo)在ALERT字段中通知了要改變TBTT，或者辨別出到目前為止沒有在靠近接收的信標(biāo)的TBTT發(fā)送的信標(biāo)的情況下，進(jìn)行掃描，以便知道信標(biāo)的新TBTT被確定在哪里(沒有示出)。
在由于加入了新通信站等原因已經(jīng)引起了信標(biāo)沖突的情況下，在利用上述的過程(其中如上所述，新加入的站請求已經(jīng)引起沖突的通信站中的一個改變信標(biāo)發(fā)送時間點)進(jìn)行沖突避免的情況下，則還考慮以下補(bǔ)充項。
在上述例子中，當(dāng)接收到來自STA4的TBTT改變請求時，STA0立即啟用TBTT改變處理，但是，也可以形成這樣的方案，其中，作為例外，在STA0最近剛剛設(shè)置了新TBTT的情況下，不啟用TBTT改變處理。這里的短語“最近剛剛”相當(dāng)于，例如，設(shè)置了新TBTT之后的1到3個超幀。其原因在于，在相對大的網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)沖突的情況下，有這樣的可能性，即，通過其它通信站進(jìn)行的TBTT改變會避免沖突，在使異常狀態(tài)穩(wěn)定之前進(jìn)行等待是適當(dāng)?shù)摹４送?，還有這樣的可能性，即，正在發(fā)生沖突的網(wǎng)絡(luò)將離開，由此使異常狀態(tài)穩(wěn)定。
另外，按照上述例子，STA4向具有較晚沖突信標(biāo)接收時間點或較晚TBTT的通信站發(fā)送TBTT改變請求消息，但是，在沖突信標(biāo)中的一個中的ALERT字段通知意思是信標(biāo)的TBTT即將改變的信息的情況下，不將這個信標(biāo)計為沖突信標(biāo)，因此，只有在除了這些信標(biāo)以外存在沖突信標(biāo)的情況下，才啟用TBTT改變請求消息發(fā)送處理。這是由于信標(biāo)沖突將由它自己通過TBTT改變處理來加以解決。
考慮這些補(bǔ)償項有利于防止在多個通信站同時改變它們的TBTT的情況下，在TBTT改變過程中出現(xiàn)振蕩。
此外，在沖突信標(biāo)的TYPE字段表示的優(yōu)先權(quán)值不同的情況下，除了表示優(yōu)先權(quán)值大于其最低優(yōu)先權(quán)值信標(biāo)，從要向其發(fā)送消息的站啟動TBTT改變請求消息發(fā)送處理。例如，在一個通信站的常規(guī)信標(biāo)與另一個通信站的輔助信標(biāo)發(fā)生沖突的情況下，應(yīng)該移動用于輔助信標(biāo)的TBTT。此外，在輔助信標(biāo)彼此沖突的情況下，對具有較高流量優(yōu)先權(quán)的輔助信標(biāo)給予優(yōu)先，并且應(yīng)該移動(或者去除)具有較低優(yōu)先權(quán)的輔助信標(biāo)。
圖16以流程圖的形式示出了在由于加入了新通信站等而導(dǎo)致信標(biāo)沖突的情況下，在每個通信站執(zhí)行的裝置動作，其中，新加入的站請求已經(jīng)引起沖突的通信站中的一個通信站改變信標(biāo)發(fā)送時間點(TBTT改變)，以避免信標(biāo)沖突。這些裝置動作實際上是以在無線通信設(shè)備100內(nèi)的中央控制單元103上執(zhí)行預(yù)定執(zhí)行指令程序的形式實現(xiàn)。
響應(yīng)于通信站對從本地站發(fā)送的信標(biāo)沖突的檢測，啟用這些動作。這里我們說接收的信標(biāo)A和信標(biāo)B發(fā)生沖突。
首先，對接收的信標(biāo)A或B中的一個是否已經(jīng)在ALERT字段中描述了TBTT將被改變進(jìn)行檢查，并從沖突的信標(biāo)中刪除具有這樣的描述的信標(biāo)(步驟S10)。
現(xiàn)在，在將已經(jīng)在ALERT字段中描述了TBTT將被改變的信標(biāo)從沖突信標(biāo)中刪除之后，再次判斷是否還有沖突信標(biāo)(步驟S11)。在作為判斷的結(jié)果發(fā)現(xiàn)存在沖突信標(biāo)的情況下，執(zhí)行以后描述的步驟S12的處理，并且，在發(fā)現(xiàn)不存在沖突信標(biāo)的情況下，這個處理程序結(jié)束。
在步驟S10的處理之后仍然存在沖突信標(biāo)的情況下，對每個接收的信標(biāo)的TYPE字段進(jìn)行參考，并且對流量優(yōu)先權(quán)方面的差異進(jìn)行比較(步驟S12)。
現(xiàn)在，在信標(biāo)A的優(yōu)先權(quán)較低的情況下，向信標(biāo)A的始發(fā)者發(fā)送TBTT改變請求消息(步驟S14)，并且這個處理程序結(jié)束。此外，在信標(biāo)B的優(yōu)先權(quán)較低的情況下，向信標(biāo)B的始發(fā)者發(fā)送TBTT改變請求消息(步驟S15)，并且這個處理程序結(jié)束。
此外，在接收的信標(biāo)的優(yōu)先權(quán)方面沒有差異的情況下，進(jìn)一步對哪個接收到的信標(biāo)到達(dá)較晚進(jìn)行判斷(步驟S13)。不對信標(biāo)接收時間點本身進(jìn)行比較以判斷接收的已經(jīng)沖突的信標(biāo)中的哪個信標(biāo)較晚，而是參考信標(biāo)的TOIS字段，并減去使用的偽隨機(jī)序列，由此計算信標(biāo)自己的TBTT。
現(xiàn)在，在信標(biāo)A到達(dá)較晚的情況下，向信標(biāo)A的始發(fā)者發(fā)送TBTT改變請求消息(步驟S14)，并且這個處理程序結(jié)束。此外，在信標(biāo)B到達(dá)較晚的情況下，向信標(biāo)B的始發(fā)者發(fā)送TBTT改變請求消息(步驟S15)，并且這個處理程序結(jié)束。
在不能接收常規(guī)信標(biāo)的情況下的沖突避免程序有這樣的情況，其中，不將在常規(guī)信標(biāo)(見圖7)中描述的所有信息包括在輔助信標(biāo)中，或者，利用傳輸優(yōu)先化時間段TPP周期性地發(fā)送和接收的信號中(如上所述)。在這種情況下，甚至在輔助信標(biāo)之間彼此發(fā)生沖突，利用傳輸優(yōu)先化時間段TPP周期性地發(fā)送和接收的信號與信標(biāo)之間發(fā)生沖突，或者，周期性地發(fā)送/接收的信號之間彼此發(fā)生沖突的情況下，也不能對其它時間跨度的媒體占用信息進(jìn)行檢測。此外，可以想象這樣的情況，其中，由于在通信站的常規(guī)信標(biāo)發(fā)送時間跨度碰巧發(fā)送其它信號，因此甚至通過執(zhí)行掃描處理也不能接收到常規(guī)信標(biāo)。
在這種情況下，可以形成這樣的方案，其中，在利用傳輸優(yōu)先化時間段TPP周期性地發(fā)送的信號或輔助信標(biāo)中提供Serial字段，用于描述相對時間點信息，相對時間點信息表示根據(jù)本地站的常規(guī)信標(biāo)，正在按照TBTT順序中的哪個號碼發(fā)送輔助信標(biāo)，由此，已經(jīng)接收到周期性地發(fā)送的信號或輔助信標(biāo)的通信站能夠提取輔助信標(biāo)發(fā)送站的常規(guī)信標(biāo)發(fā)送時間點。
圖40示出了通信操作的例子，用于根據(jù)添加到輔助信標(biāo)或周期性地發(fā)送的信號中的Serial字段的內(nèi)容，進(jìn)行信號沖突避免。圖中，假設(shè)STA0與另一個沒有示出的通信站通信，STA2也與另一個沒有示出的通信站通信，并且，二者已經(jīng)作為相互獨立的網(wǎng)絡(luò)運行，但是，由于通信站移動或者將一個網(wǎng)絡(luò)與另一個網(wǎng)絡(luò)屏蔽的障礙被去除，使得STA1已經(jīng)進(jìn)入了STA0和STA2的無線電波到達(dá)的范圍。此外，圖中，在超幀中設(shè)置了8個TBTT，T0到T7。
圖40的上層是初始狀態(tài)。在時間點T0，STA0的輔助信標(biāo)與STA2的常規(guī)信標(biāo)正在沖突?，F(xiàn)在，由于從STA0發(fā)送的利用傳輸優(yōu)先化時間段TPP周期性地發(fā)送的信號或輔助信標(biāo)，在時間點T0，STA1不能接收STA2的常規(guī)信標(biāo)。但是，能夠接收在時間點T5發(fā)送的STA2的輔助信標(biāo)。在這種情況下，當(dāng)在時間點T5接收到從STA2發(fā)送的輔助信標(biāo)時，STA1對在其Serial字段中的描述進(jìn)行分析，提取關(guān)于發(fā)送輔助信標(biāo)的時刻與常規(guī)信標(biāo)發(fā)送時間點的相對時間差有多大的信息，由此辨別出STA2的常規(guī)信標(biāo)正靠近時間點T0被發(fā)送。另外，STA1辨別出STA0正在接近時間點T0發(fā)送信號，并且因此不能接收STA2的常規(guī)信標(biāo)。
隨后，如圖40中的中間層所示，STA1向STA0發(fā)送消息，釋放由STA0獲得的靠近時間點T0的傳輸優(yōu)先化時間段TPP。當(dāng)接收到這個消息時，STA0釋放在時間點T0擁有的TTP。因此，在時間點T0，只將STA2的常規(guī)信標(biāo)作為周期性地發(fā)送的信號進(jìn)行發(fā)送，并且，STA1能夠接收STA2的常規(guī)信標(biāo)。通過接收STA2的常規(guī)信標(biāo)，STA1能夠知道STA2的資源使用狀態(tài)。
另一方面，如圖40中的下層所示，有這樣的情況，其中，STA1向STA2發(fā)送請求常規(guī)信標(biāo)發(fā)送時間點改變的消息。在這種情況下，當(dāng)接收到這個消息時，STA2為已經(jīng)在時間點T0發(fā)送的常規(guī)信標(biāo)啟用發(fā)送改變程序，隨后利用已經(jīng)描述過的過程對可用時隙進(jìn)行檢測，在不發(fā)生沖突的時間點開始常規(guī)信標(biāo)發(fā)送。因此，STA1能夠接收STA2的常規(guī)信標(biāo)，并由此可以知道STA2的資源使用狀態(tài)。
其它掃描觸發(fā)器在目前為止，對周期性地進(jìn)行的掃描以及由于檢測沖突而進(jìn)行的掃描的掃描操作已經(jīng)進(jìn)行了描述。按照本實施例，有這樣的情況，其中，即使在沒有檢測到?jīng)_突時，通過在信號發(fā)送之前進(jìn)行信號檢測/接收處理(Listen Before Send)和在信號發(fā)送之后進(jìn)行信號檢測/接收處理(Listen After Send)，也能夠?qū)Φ侥壳盀橹惯€沒有被辨別為鄰近站的通信站的信號進(jìn)行檢測。有這樣的情況，其中，由于這樣的信號檢測/接收處理而啟動了掃描處理，對通信站的信標(biāo)進(jìn)行搜索，試圖得到通信站的媒體占用信息。
此外，在不發(fā)送信號的時間跨度中的掃描處理期間，信號檢測器和接收裝置繼續(xù)運行，但是對發(fā)送信號的時間跨度期間的信號發(fā)送給予優(yōu)先，并且，僅在信號發(fā)送期間使接收裝置停止。
G.根據(jù)優(yōu)先權(quán)設(shè)置輔助信標(biāo)的TBTT在發(fā)送信標(biāo)時，通信站進(jìn)行掃描，通過參照接收的信標(biāo)的NBOI，發(fā)現(xiàn)可用的TBTT，并設(shè)置它自己的新TBTT。
但是，可以設(shè)想這樣的情況，其中，在設(shè)置新TBTT的過程中，其它站的常規(guī)信標(biāo)和輔助信標(biāo)已經(jīng)使超幀飽和，因此沒有可用的TBTT。在這種情況下，通信站通過放棄在這個系統(tǒng)上進(jìn)行流量發(fā)送，或者通過為優(yōu)先級別較低的發(fā)送流量所使用的資源競爭，能夠解決這個問題，以便如果本地站具有高優(yōu)先等級，則發(fā)送流量。按照本實施例的無線網(wǎng)絡(luò)采用了后一種方法，并因此允許請求另一個通信站停止發(fā)送優(yōu)先權(quán)級別低的輔助信標(biāo)。
圖17以流程圖的形式示出了通信站在超幀循環(huán)內(nèi)設(shè)置新TBTT的程序。這些裝置動作實際上以在無線通信設(shè)備100內(nèi)的中央控制單元103上執(zhí)行預(yù)定執(zhí)行指令程序的形式實現(xiàn)。
為了在新加入時在超幀內(nèi)給常規(guī)信標(biāo)設(shè)置TBTT，或者為了獲得流量資源而在超幀內(nèi)給輔助信標(biāo)設(shè)置TBTT，啟用這些程序(步驟S21)。我們可以說此時已經(jīng)設(shè)置了信標(biāo)的優(yōu)先權(quán)，本地站正在試圖為這個信標(biāo)設(shè)置TBTT。
通信站在至少一個超幀內(nèi)進(jìn)行掃描操作(步驟S22)，并且在該超幀內(nèi)尋找可用的新TBTT時隙(步驟S23)。在已經(jīng)在這里找到可用時隙的情況下，在參照圖9描述的程序之后設(shè)置新TBTT(步驟S27)，并且整個處理程序結(jié)束。
另一方面，當(dāng)在該超幀內(nèi)沒有檢測到可用時隙時，即在滿狀態(tài)(full state)，通信站在具有超幀內(nèi)的TBTT的信標(biāo)中尋找優(yōu)先級別比本地站正在試圖設(shè)置TBTT的信標(biāo)的優(yōu)先級低的信標(biāo)(步驟S24)。
在已經(jīng)檢測到理想數(shù)量的、具有低優(yōu)先級別的信標(biāo)的情況下，對這些信標(biāo)的始發(fā)者提出停止信標(biāo)發(fā)送的請求(步驟S25)。
隨后，由于信標(biāo)發(fā)送停止，通信站在已經(jīng)成為可用時隙的位置為它自己的常規(guī)信標(biāo)或輔助信標(biāo)設(shè)置TBTT(步驟S26)，并且整個處理程序結(jié)束。
圖18示出了用于從具有布置在超幀中的TBTT的信標(biāo)中搜索具有最低優(yōu)先級別的信標(biāo)，并且為本地站的信標(biāo)設(shè)置TBTT的程序。現(xiàn)在，通過參照在每個信標(biāo)中描述的NBOI字段，辨別出附近站設(shè)置的信標(biāo)的TBTT。另外，在信標(biāo)的TYPE字段中對信標(biāo)的優(yōu)先權(quán)進(jìn)行了描述。
從通信站A的觀點出發(fā)對圖18所示的例子進(jìn)行描述，通信站A希望新近發(fā)送具有較高優(yōu)先級別的流量，通信環(huán)境為，在通信站A附近有通信站0、通信站1和通信站2。假設(shè)通信站A能夠在超幀內(nèi)接收來自0到2的三個站的信標(biāo)。
以位圖的格式(如上所述)，在NBOI字段中，將附近站的信標(biāo)接收時間點描述為對本地站的常規(guī)信標(biāo)的相對位置。在通信站A，按照信標(biāo)的接收時間點，使從附近站接收的三個信標(biāo)的NBOI字段移位，以便匹配時間軸上的位的對應(yīng)位置，并且對于每個定時得到NBOI位的OR以便參考。圖16中的“NBOI的OR”表示作為對附近站的NBOI文件進(jìn)行整合和參考的結(jié)果而得到的序列。1表示在超幀中已經(jīng)設(shè)置了TBTT的定時的相對位置，而0表示還沒有設(shè)置TBTT的定時的相對位置。在圖示的例子中，序列為“1111，1111，1111，1111”，即，已經(jīng)標(biāo)出了超幀中的所有定時，表示不再有可用的TBTT。
在這樣的情況下，通信站A對在超幀內(nèi)接收的信標(biāo)中的TYPE字段進(jìn)行參考，并且獲得每個的流量的優(yōu)先權(quán)。通信站找到這樣的信標(biāo)，為這些信標(biāo)設(shè)置了比它試圖發(fā)送的流量的優(yōu)先級低的優(yōu)先權(quán)，并且清除與這樣的低優(yōu)先權(quán)信標(biāo)的接收時間點對應(yīng)的“NBOI的OR”中的位。
在圖18所示例子的情況下，假設(shè)信標(biāo)-0’的TYPE已經(jīng)被設(shè)置為低優(yōu)先級別。在這種情況下，在“Low Priority Beacon(低優(yōu)先權(quán)信標(biāo))Rx”與NBOI的OR之間進(jìn)行異或XOR，在“Low Priority Beacon Rx”，對應(yīng)于低優(yōu)先級別信標(biāo)的信標(biāo)發(fā)送定時的位位置被設(shè)置為1，并且，對應(yīng)于在“NBOI的OR”中接收到信標(biāo)-0’的時間點的第五位、第十位和第十二位被清除。結(jié)果，由圖中的“XOR of Each(每一個的XOR)”表示的序列被用作NBOI計數(shù)，并且被當(dāng)作用于通信站A的信標(biāo)發(fā)送候選時間點。隨后，按照參照圖9描述的程序，通信站A能夠發(fā)現(xiàn)可用的TBTT，并且為新信標(biāo)設(shè)置TBTT。
如上所述，執(zhí)行用于從NBOI去除具有低優(yōu)先級別的信標(biāo)并且為本地站設(shè)置用于新信標(biāo)的TBTT的處理程序意味著本地站設(shè)置了與另一個站相同的TBTT，并且因此暫時發(fā)生信標(biāo)沖突。但是，對系統(tǒng)內(nèi)的沖突做出響應(yīng)以避免沖突，并因此，發(fā)生圖13和圖16所示的TBTT改變處理。由此，對低優(yōu)先權(quán)信標(biāo)執(zhí)行TBTT改變處理，并且從系統(tǒng)中逐漸去除低優(yōu)先權(quán)信標(biāo)。
圖19示出了這樣的情況，其中，在超幀已充滿已經(jīng)設(shè)置了TBTT的信標(biāo)的狀態(tài)下，通信站將其它站的、具有低優(yōu)先級別的信標(biāo)去除并設(shè)置新TBTT。圖中，從時間點T0到時間點T0’代表一個超幀，并且，上層、中間層和下層表示在三個超幀內(nèi)發(fā)送信標(biāo)的時間序列。注意，這里存在三個通信站STA0、STA1和STA2，其中，至少STA0和STA2位于無線電波能夠到達(dá)的范圍內(nèi)，以便具有能夠在它們之間直接發(fā)送和接收信號的通信環(huán)境。
在圖19的上層所示的狀態(tài)下，STA2在超幀中發(fā)送一個常規(guī)信標(biāo)(TYPE＝255)和優(yōu)先級別為(TYPE＝127)的兩個輔助信標(biāo)。此外，STA0在超幀中發(fā)送一個常規(guī)信標(biāo)(TYPE＝255)和優(yōu)先級為(TYPE＝254)的三個輔助信標(biāo)。超幀內(nèi)的TBTT定時全被占用，沒有可用時間跨度。
在這樣的情形下，假如STA0想另外發(fā)送兩個輔助信標(biāo)，則STA0首先進(jìn)行掃描操作(沒有示出)，并且發(fā)現(xiàn)由STA2發(fā)送的、優(yōu)先級為127的輔助信標(biāo)，作為優(yōu)先級比要由本地站設(shè)置TBTT的信標(biāo)的優(yōu)先級低的信標(biāo)。然后，按照參照圖18描述的程序，對“低優(yōu)先權(quán)信標(biāo)Rx”和“NBOI的OR”進(jìn)行異或XOR，并且，NBOI使來自STA2的輔助信標(biāo)的發(fā)送定時無效，并將這些定時處理為可用的TBTT。此外，STA0確定在與已經(jīng)失效的TBTT定時對應(yīng)的時間點T1和時間點T6，發(fā)送優(yōu)先級為254的輔助信標(biāo)。
圖19的中間層示出了這樣的情況，其中，由于STA0在時間點T1和時間點T6發(fā)送輔助信標(biāo)，STA0和STA2的信標(biāo)正在沖突。此時，STA0和STA2進(jìn)行按照圖13或圖16所示的TBTT改變程序的處理。因此，正在發(fā)送低優(yōu)先級輔助信標(biāo)的STA2開始TBTT改變處理。
STA2進(jìn)行掃描操作，以便為優(yōu)先級為127的兩個輔助信標(biāo)設(shè)置TBTT，并且在超幀內(nèi)尋找可用時間(沒有示出)，但是，沒有發(fā)現(xiàn)可用時間(或者發(fā)現(xiàn)了優(yōu)先級較低的輔助信標(biāo))，因此，STA2放棄發(fā)送輔助信標(biāo)。情況穩(wěn)定在圖19的下層所示的狀態(tài)。
重復(fù)進(jìn)行上述操作能夠為高優(yōu)先權(quán)保證資源，在所述操作中，將優(yōu)先級低的信標(biāo)的TBTT從超幀中刪除，并且，設(shè)置優(yōu)先級高的信標(biāo)的TBTT。
這里描述的例子是這樣的情況，其中，包含新生成的高優(yōu)先權(quán)流量，高優(yōu)先權(quán)流量奪取低優(yōu)先權(quán)流量的資源。存在這樣的情況，其中，不管優(yōu)先權(quán)多高或多低，代之以對已經(jīng)被服務(wù)的TPP給予優(yōu)先的策略。在這樣的情況下，不啟用用于奪取低優(yōu)先權(quán)的TPP的上述處理，但是，在由于通信站的移動使已經(jīng)被服務(wù)的流量組陷于沖突狀態(tài)的情況下，可能存在這樣的情況，其中，必須將已經(jīng)被服務(wù)的TPP中的一個去除。也是在這種情況下，通過應(yīng)用與以上描述的程序相同的程序，可以優(yōu)先利用高優(yōu)先權(quán)流量。
H.根據(jù)優(yōu)先權(quán)設(shè)置輔助信標(biāo)的TBTT(遠(yuǎn)程操作)按照以上在G部分描述的程序，在希望為信標(biāo)重新設(shè)置TBTT的通信站A附近存在發(fā)送低優(yōu)先權(quán)流量的通信站的情況下，則可以得到為高優(yōu)先權(quán)保證資源的優(yōu)點。
另一方面，在通信站A附近沒有發(fā)送低優(yōu)先權(quán)流量的通信站的情況下，以及在只存在接收低優(yōu)先權(quán)流量的通信站的情況下，則不能將該流量去除。原因在于不能與隱藏終端進(jìn)行相互信標(biāo)接收，并且，即使在通信站A使在本地站的NBOI中的低優(yōu)先權(quán)流量失效的情況下，這也達(dá)不到隱藏終端方，因此，不能直接啟用如在圖13和圖16中示出的TBTT改變程序。
因此，在即使利用圖18描述的手段仍然不能發(fā)現(xiàn)信標(biāo)發(fā)送時間點的情況下，希望為新信標(biāo)設(shè)置TBTT的通信站使附近站尋找是否有發(fā)送低優(yōu)先權(quán)流量的通信站，并請求停止發(fā)送，由此進(jìn)行隱藏終端的“遠(yuǎn)程操作”。
圖20和圖21示出了這樣的情況，其中，希望為新信標(biāo)設(shè)置TBTT的通信站利用遠(yuǎn)程操作，通過附近站使信標(biāo)發(fā)送停止，并且為本地站信標(biāo)設(shè)置TBTT。圖中，從時間點T0到時間點T0’代表一個超幀，示出了在四個超幀內(nèi)的信標(biāo)發(fā)送序列轉(zhuǎn)換。此外，這里假設(shè)存在三個通信站STA0、STA1和STA2的通信環(huán)境，至少STA0和STA2處于無線電波達(dá)到的范圍以外，因此，不能直接進(jìn)行信號發(fā)送和接收。
在圖20的上層所示的狀態(tài)下，STA2在超幀中發(fā)送一個常規(guī)信標(biāo)(TYPE＝255)和優(yōu)先級為(TYPE＝2)的五個輔助信標(biāo)。此外，STA0和STA1各自在超幀中只發(fā)送常規(guī)信標(biāo)(TYPE＝255)。因此，超幀內(nèi)的TBTT定時全被占用。
現(xiàn)在，在時間點T0，STA0希望發(fā)送三個輔助信標(biāo)，用于發(fā)送優(yōu)先級為254的流量，但是，辨別出超幀內(nèi)的TBTT定時都被占用。此外，盡管STA0試圖啟用用于去除圖18所示的低優(yōu)先權(quán)流量的程序，但是，不能發(fā)現(xiàn)輔助信標(biāo)發(fā)送定時。因此，STA0在發(fā)送于時間點T0的常規(guī)信標(biāo)的ALERT字段中描述意思是“我要發(fā)送三個優(yōu)先級為254的信標(biāo)”的信息，并且將這個信息通知周圍站。在ALERT字段中描述了這樣的信息的信標(biāo)相當(dāng)于一個對周圍站停止請求的遠(yuǎn)程信標(biāo)。此外，在利用ALERT通知了信標(biāo)停止請求之后，STA0進(jìn)入掃描狀態(tài)一段時間，以便搜索是否可以通過與附近站進(jìn)行遠(yuǎn)程操作來建立可用時隙。
注意，ALERT字段是用于存儲在異常狀態(tài)下要發(fā)送到附近站的信息的字段。在以上描述中，ALERT字段用于對要通知到附近站的、本地站即將改變TBTT的信息進(jìn)行描述。這里，ALERT字段具有用于通知多種異常狀態(tài)的多個定義。圖22示意性地示出了在這種情況下的ALERT字段的配置。如圖所示，ALERT字段被分為用于表示定義類型的類型字段和用于描述異常狀態(tài)的主字段。在類型是改變本地站的TBTT的情況下，在主字段中描述與TBTT改變有關(guān)的信息。此外，假如類型是遠(yuǎn)程操作，則在主字段中描述本地站希望設(shè)置的信標(biāo)的優(yōu)先級以及信標(biāo)數(shù)量。
當(dāng)接收到具有在ALERT字段中描述的、意思是“我要發(fā)送三個優(yōu)先級為254的信標(biāo)”的信息的信標(biāo)時，STA1在至少一個超幀內(nèi)進(jìn)行掃描操作，以便確認(rèn)是否有在附近發(fā)送的、優(yōu)先級低于254的信標(biāo)。在完成掃描的同時，STA1辨別出STA2在超幀內(nèi)正在發(fā)送五個較低優(yōu)先級2的輔助信標(biāo)。
接著，如圖20的下層所示，STA1向STA2發(fā)送意思是“我希望你暫時停止發(fā)送三個優(yōu)先級低于254的信標(biāo)”的信標(biāo)停止請求消息M。在這期間，STA0保持在掃描狀態(tài)中，以便搜索是否可以通過與附近站進(jìn)行遠(yuǎn)程操作來建立可用時隙。
響應(yīng)于接收到信標(biāo)停止請求消息M，STA2停止發(fā)送目前正在發(fā)送的優(yōu)先級為2的輔助信標(biāo)中的、在時間點T3、時間點T5和時間點T7發(fā)送的三個輔助信標(biāo)。
接著，在圖21的上層，STA1在至少一幀內(nèi)進(jìn)行掃描操作，由此檢測到時間點T3、時間點T5和時間點T7可用。或者，利用通過STA2或其它附近站發(fā)送的信標(biāo)的NBOI來通知時間點T3、時間點T5和時間點T7可用。注意，在這期間，STA0保持在掃描狀態(tài)中，以便搜索是否可以通過與附近站進(jìn)行遠(yuǎn)程操作來建立可用時隙。
接著在圖21的下層，STA0對從STA1或另一個附近站接收的信標(biāo)的NBOI進(jìn)行參考，并且，當(dāng)辨別出時間點T3、時間點T5和時間點T7可用時，按照這些定時為優(yōu)先級分別為254的輔助信標(biāo)設(shè)置TBTT并開始信標(biāo)發(fā)送。
另一方面，在暫時停止信標(biāo)發(fā)送之后，STA2在超幀內(nèi)尋找可用TBTT，試圖再次發(fā)送優(yōu)先級為2的輔助信標(biāo)。但是，STA0已經(jīng)用優(yōu)先級更高的信標(biāo)占用了這些時間段，因此沒能發(fā)現(xiàn)可用時間點，因此放棄發(fā)送輔助信標(biāo)。
由此，進(jìn)行用于通過在超幀中去除優(yōu)先級低的信標(biāo)，為優(yōu)先級高的信標(biāo)設(shè)置TBTT的遠(yuǎn)程操作能夠為高優(yōu)先權(quán)保證資源。
注意，通過上述遠(yuǎn)程操作，已經(jīng)接收到在ALERT字段中描述的、意思是“我希望發(fā)送優(yōu)先級為XX的信標(biāo)”的信息的通信站執(zhí)行信標(biāo)停止處理，并且暫時停止它自己的、比指出的XX的優(yōu)先級低的輔助信標(biāo)的發(fā)送處理。
工業(yè)適用性已經(jīng)參照特定實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)描述。但是，不證自明，在不脫離本發(fā)明的本質(zhì)的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以進(jìn)行各種修改和替換。
按照本說明，在自主分布式無線網(wǎng)絡(luò)中，在將基本實施例應(yīng)用于每個通信站按照預(yù)定幀循環(huán)，用信標(biāo)進(jìn)行相互通知的通信環(huán)境中的情況下，已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是，本發(fā)明的本質(zhì)不限于此。
例如，可以將本發(fā)明應(yīng)用于另一種方案的通信系統(tǒng)，其中，從在通信范圍內(nèi)的多個通信站發(fā)送信標(biāo)，或者，應(yīng)用于另一種方案的通信系統(tǒng)，其中，每個通信站按照預(yù)定時間間隔增量運行，以便通過周期性地利用預(yù)留或優(yōu)先為每個時間間隔設(shè)置頻帶來進(jìn)行信號處理。
總之，已經(jīng)通過舉例的形式對本發(fā)明進(jìn)行了披露，并且，不應(yīng)將本說明的描述理解為限制性的。應(yīng)該通過參照權(quán)利要求書來確定本發(fā)明的本質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種無線通信系統(tǒng)，用于在沒有控制站/受控站關(guān)系的情況下，由按照每個預(yù)定時間間隔進(jìn)行周期性通信操作的通信站構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)；其中，在按照每個所述預(yù)定時間間隔進(jìn)行周期性信號發(fā)送/接收的情況下，一個通信站按照在所述周期性信號發(fā)送/接收之前和在所述周期性信號發(fā)送/接收之后中的至少一種方式，試圖接收來自其它站的發(fā)送信號，以便對所述周期性信號發(fā)送/接收與其它站的發(fā)送信號之間是否發(fā)生沖突進(jìn)行檢測。
2.如權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其中，一個通信站通過接收其它站按照接近本地站的周期性信號發(fā)送/接收定時的定時發(fā)送的發(fā)送信號，對周期性信號發(fā)送/接收的沖突進(jìn)行檢測。
3.如權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其中，一個通信站通過接收其它站按照接近本地站的發(fā)送/接收定時的定時發(fā)送的周期性發(fā)送信號，對周期性信號發(fā)送/接收的沖突進(jìn)行檢測。
4.如權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其中，一個通信站響應(yīng)于對所述周期性信號發(fā)送/接收的沖突的檢測，至少在預(yù)定時間段內(nèi)進(jìn)行掃描處理，由此試圖確認(rèn)其它站的循環(huán)信號發(fā)送的狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其中，一個通信站試圖在周期性信號發(fā)送/接收之前，接收來自另一個站的發(fā)送信號，并且，響應(yīng)于對所述周期性信號發(fā)送/接收與所述另一個站的信號發(fā)送之間的沖突的檢測，將它自己的信號發(fā)送定時延遲，以便避免與所述另一個站的信號沖突。
6.如權(quán)利要求5所述的無線通信系統(tǒng)，其中，一個通信站發(fā)送具有意思是周期性信號發(fā)送定時已經(jīng)被改變以避免沖突的描述的信號。
7.如權(quán)利要求4所述的無線通信系統(tǒng)，其中，已經(jīng)與其發(fā)生沖突的所述其它站接收具有意思是周期性信號發(fā)送定時已經(jīng)被改變以避免沖突的描述的信號，并且對與原本要跟在本地站發(fā)送之后被發(fā)送的周期性信號的沖突進(jìn)行檢測。
8.如權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其中，所述通信站各自通過利用具有對要被周期性地發(fā)送/接收的信號的安排的描述的信標(biāo)進(jìn)行通知，來相互提取周期性信號發(fā)送/接收時間點。
9.如權(quán)利要求8所述的無線通信系統(tǒng)，其中，一個通信站根據(jù)在從附近站接收的信標(biāo)中描述的信息，對周期性信號發(fā)送/接收時段中的沖突進(jìn)行檢測，并且改變正發(fā)生沖突的信號的發(fā)送/接收定時。
10.如權(quán)利要求8所述的無線通信系統(tǒng)，其中，一個通信站具有為周期性地發(fā)送/接收的信號設(shè)置的優(yōu)先級別，其中，當(dāng)檢測到由它自己周期性地發(fā)送/接收的信號與由其它站周期性地發(fā)送/接收的信號發(fā)生沖突時，所述通信站改變優(yōu)先級別較低的周期性地發(fā)送/接收的信號的定時。
11.如權(quán)利要求8所述的無線通信系統(tǒng)，其中，在周期性地發(fā)送/接收的信號的一部分中描述距離所述通信站的信標(biāo)發(fā)送時間點的相對時間點信息。
12.如權(quán)利要求11所述的無線通信系統(tǒng)，其中，當(dāng)一個通信站接收到由其它站周期性地發(fā)送/接收的信號時，根據(jù)在所述周期性地發(fā)送/接收的信號中描述的、距離信標(biāo)發(fā)送時間點的相對時間點信息，提取所述信號的發(fā)送站的信標(biāo)發(fā)送時間點，并且，使在所述時間點進(jìn)行的其它信號的發(fā)送停止。
13.如權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其中，通信站在周期性地發(fā)送/接收的信號的一部分中對意思是所述信號正在被周期性地安排并發(fā)送的信息進(jìn)行描述。
14.如權(quán)利要求13所述的無線通信系統(tǒng)，其中，通信站在周期性地發(fā)送/接收的信號的一部分中對表示所述信號的優(yōu)先級別的信息進(jìn)行描述。
15.如權(quán)利要求14所述的無線通信系統(tǒng)，其中，通信站響應(yīng)于對周期性信號發(fā)送/接收的沖突的檢測，改變優(yōu)先權(quán)等級較低的周期性信號發(fā)送/接收定時。
16.如權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其中，通信站給用于周期性信號發(fā)送/接收的發(fā)送時間點加上隨機(jī)偏移。
17.如權(quán)利要求16所述的無線通信系統(tǒng)，其中，通信站在周期性地發(fā)送/接收的信號的一部分中，對與發(fā)送時間點的隨機(jī)偏移有關(guān)的信息進(jìn)行描述。
18.如權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其中，通信站在新生成周期性信號發(fā)送/接收之前，通過進(jìn)行掃描操作提取將不會與其它站的周期性信號發(fā)送/接收發(fā)生沖突的時隙，并且，將所述新的周期性信號發(fā)送/接收定時設(shè)置在所述的將不會與其它站的周期性信號發(fā)送/接收發(fā)生沖突的時隙中。
19.如權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其中，在進(jìn)行用于得到關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的信息的掃描操作時，通信站提取一個時隙，在這個時隙中，發(fā)送用于得到所述信息所需的信息，并且，試圖在所述提取的時隙中進(jìn)行信號接收。
20.如權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其中，在獲得一個或多個周期性信號發(fā)送/接收時段時，通信站在周期性信號發(fā)送/接收時段中對信號接收狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，并且，釋放已經(jīng)檢測到信號接收狀態(tài)明顯惡化的周期性信號發(fā)送/接收時段。
21.如權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其中，在與附近站的周期性信號發(fā)送/接收時段不同的時隙中，通信站根據(jù)包括在預(yù)定時間中在傳輸路徑上進(jìn)行信號檢測和在隨機(jī)回退時間段中待機(jī)的訪問過程，進(jìn)行信號發(fā)送/接收。
22.一種無線通信系統(tǒng)，用于在沒有控制站/受控站關(guān)系的情況下，由按照預(yù)定時間間隔相互發(fā)送對關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的信息進(jìn)行描述的信標(biāo)的通信站構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)；其中，在按照每個所述預(yù)定時間間隔進(jìn)行周期性信號發(fā)送/接收的情況下，通信站在周期性地發(fā)送/接收的信號的一部分中描述距離所述通信站的信標(biāo)發(fā)送時間點的相對時間點信息，并且，根據(jù)在從附近站接收的信號中描述的相對時間點信息，對附近站的信標(biāo)與從其他站發(fā)送的信號之間的沖突進(jìn)行檢測。
23.如權(quán)利要求22所述的無線通信系統(tǒng)，其中，通信站根據(jù)在從附近站接收的信號中描述的相對時間點信息，提取所述附近站的信標(biāo)的發(fā)送時間點，并且，在已經(jīng)在相同的時間點從本地站發(fā)送了信號的情況下，對與所述附近站的信標(biāo)的沖突進(jìn)行檢測。
24.如權(quán)利要求22所述的無線通信系統(tǒng)，其中，通信站根據(jù)在從附近站接收的信號中描述的相對時間點信息，提取所述附近站的信標(biāo)的發(fā)送時間點，并且，在不能在相同的時間點從其它站接收到信號的情況下，對與所述附近站的信標(biāo)的沖突進(jìn)行檢測。
25.如權(quán)利要求22所述的無線通信系統(tǒng)，其中，通信站響應(yīng)于對信號沖突的檢測，避免沖突。
26.如權(quán)利要求25所述的無線通信系統(tǒng)，其中，通信站通過使在已經(jīng)提取的信標(biāo)信號發(fā)送時間點進(jìn)行的其它信號的發(fā)送停止來避免沖突。
27.一種無線通信設(shè)備，用于在沒有控制站/受控站關(guān)系的通信環(huán)境下，按照每個預(yù)定時間間隔進(jìn)行通信操作，所述設(shè)備包括通信裝置，用于發(fā)送和接收無線數(shù)據(jù)；通信控制裝置，用于對所述通信裝置的信號發(fā)送/接收操作進(jìn)行控制，對發(fā)送/接收的信號進(jìn)行處理，并且對按照所述每個預(yù)定時間間隔進(jìn)行的周期性信號發(fā)送/接收操作進(jìn)行控制；以及沖突檢測裝置，用于按照在所述周期性信號發(fā)送/接收之前和在所述周期性信號發(fā)送/接收之后中的至少一種方式，試圖接收來自其它站的發(fā)送信號，以便對所述周期性信號發(fā)送/接收與其它站的發(fā)送信號之間是否發(fā)生沖突進(jìn)行檢測。
28.如權(quán)利要求27所述的無線通信設(shè)備，其中，所述沖突檢測裝置通過接收其它站按照接近本地站的周期性信號發(fā)送/接收定時的定時發(fā)送的發(fā)送信號，對周期性信號發(fā)送/接收的沖突進(jìn)行檢測。
29.如權(quán)利要求27所述的無線通信設(shè)備，其中，所述沖突檢測裝置通過接收其它站按照接近本地站的發(fā)送/接收定時的定時發(fā)送的周期性發(fā)送信號，對周期性信號發(fā)送/接收的沖突進(jìn)行檢測。
30.如權(quán)利要求27所述的無線通信設(shè)備，還包括掃描操作裝置，用于響應(yīng)于對所述周期性信號發(fā)送/接收的沖突的檢測，至少在預(yù)定時間段內(nèi)進(jìn)行掃描處理，由此試圖確認(rèn)其它站的循環(huán)信號發(fā)送的狀態(tài)。
31.如權(quán)利要求27所述的無線通信設(shè)備，還包括沖突避免裝置，響應(yīng)于所述沖突檢測裝置在周期性信號發(fā)送/接收之前試圖接收來自另一個站的發(fā)送信號并檢測所述周期性信號發(fā)送/接收與所述另一個站的信號發(fā)送之間的沖突，將本地站的信號發(fā)送定時延遲，以便避免與所述另一個站的信號沖突。
32.如權(quán)利要求31所述的無線通信設(shè)備，其中，所述通信控制裝置發(fā)送具有意思是周期性信號發(fā)送定時已經(jīng)被改變以避免沖突的描述的信號。
33.如權(quán)利要求32所述的無線通信設(shè)備，其中，所述沖突檢測裝置接收具有意思是周期性信號發(fā)送定時已經(jīng)被改變以避免沖突的描述的信號，并且對與原本要跟在本地站發(fā)送之后被發(fā)送的周期性信號的沖突進(jìn)行檢測。
34.如權(quán)利要求27所述的無線通信設(shè)備，還包括信標(biāo)生成裝置，用于生成具有對要被周期性地發(fā)送/接收的信號的安排的描述的信標(biāo)；其中，所述通信控制裝置按照每個預(yù)定時間間隔發(fā)送信標(biāo)信號。
35.如權(quán)利要求34所述的無線通信設(shè)備，其中，所述沖突檢測裝置根據(jù)信標(biāo)描述，提取其它站的周期性信號發(fā)送/接收時間點，并檢測周期性信號發(fā)送/接收時段中的沖突；其中，所述沖突避免裝置改變正發(fā)生沖突的信號發(fā)送/接收定時。
36.如權(quán)利要求34所述的無線通信設(shè)備，其中，所述通信控制裝置為周期性地發(fā)送/接收的信號設(shè)置優(yōu)先級別；并且其中，在由本地站周期性地發(fā)送/接收的信號與由其它站周期性地發(fā)送/接收的信號發(fā)生沖突的情況下，所述沖突檢測裝置改變優(yōu)先級別較低的周期性地發(fā)送/接收的信號的定時。
37.如權(quán)利要求34所述的無線通信設(shè)備，其中，所述通信控制裝置在周期性地發(fā)送/接收的信號的一部分中描述距離所述通信站的信標(biāo)發(fā)送時間點的相對時間點信息。
38.如權(quán)利要求37所述的無線通信設(shè)備，其中，當(dāng)接收到由其它站周期性地發(fā)送/接收的信號時，所述沖突避免裝置根據(jù)在所述周期性地發(fā)送/接收的信號中描述的、距離信標(biāo)發(fā)送時間點的相對時間點，提取所述信號的發(fā)送站的信標(biāo)的發(fā)送時間點，并且，使在所述時間點進(jìn)行的其它信號的發(fā)送停止。
39.如權(quán)利要求27所述的無線通信設(shè)備，其中，所述通信控制裝置在周期性地發(fā)送/接收的信號的一部分中對意思是所述信號正在被周期性地安排并發(fā)送的信息進(jìn)行描述。
40.如權(quán)利要求39所述的無線通信設(shè)備，其中，所述通信控制裝置在周期性地發(fā)送/接收的信號的一部分中對表示所述信號的優(yōu)先級別的信息進(jìn)行描述。
41.如權(quán)利要求40所述的無線通信設(shè)備，其中，所述沖突避免裝置響應(yīng)于對周期性信號發(fā)送/接收的沖突的檢測，改變優(yōu)先權(quán)等級較低的周期性信號發(fā)送/接收定時。
42.如權(quán)利要求27所述的無線通信設(shè)備，其中，所述通信控制裝置給周期性信號發(fā)送/接收的發(fā)送時間點加上隨機(jī)偏移。
43.如權(quán)利要求42所述的無線通信設(shè)備，其中，所述通信控制裝置在周期性地發(fā)送/接收的信號的一部分中，對與發(fā)送時間點的隨機(jī)偏移有關(guān)的信息進(jìn)行描述。
44.如權(quán)利要求27所述的無線通信設(shè)備，還包括掃描操作裝置，用于在新生成周期性信號發(fā)送/接收之前進(jìn)行掃描操作；其中，所述通信控制裝置將一個新的周期性信號發(fā)送/接收定時設(shè)置在由所述掃描操作提取的一個時隙中，在該時隙中，將不會與其它站的周期性信號發(fā)送/接收發(fā)生沖突。
45.如權(quán)利要求27所述的無線通信設(shè)備，還包括掃描操作裝置，用于提取一個時隙，在這個時隙中，發(fā)送用于得到所述信息所需的信息，并且，試圖在所述提取的時隙中進(jìn)行信號接收。
46.如權(quán)利要求31所述的無線通信設(shè)備，其中，在獲得一個或多個周期性信號發(fā)送/接收時段并與期望的通信站進(jìn)行通信時，所述沖突檢測裝置在周期性信號發(fā)送/接收時段中對信號接收狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視；并且，所述沖突避免裝置釋放已經(jīng)檢測到信號接收狀態(tài)明顯惡化的周期性信號發(fā)送/接收時段。
47.如權(quán)利要求27所述的無線通信設(shè)備，其中，所述通信控制裝置在與附近站的周期性信號發(fā)送/接收時段不同的時隙中，根據(jù)包括在預(yù)定時間中在傳輸路徑上進(jìn)行信號檢測和在隨機(jī)回退時間段待機(jī)的訪問過程，進(jìn)行信號發(fā)送/接收。
48.一種無線通信設(shè)備，用于在下述通信環(huán)境中運行，該通信環(huán)境是在沒有控制站/受控站關(guān)系的情況下，由按照預(yù)定時間間隔相互發(fā)送對關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的信息進(jìn)行描述的信標(biāo)的通信站構(gòu)成的，所述設(shè)備包括通信裝置，用于發(fā)送和接收無線數(shù)據(jù)；信標(biāo)信號生成裝置，用于產(chǎn)生描述與本地站有關(guān)的信息的信標(biāo)信號；信標(biāo)信號分析裝置，用于對所述通信裝置從附近站接收的信標(biāo)信號進(jìn)行分析；定時控制裝置，用于與所述通信裝置一起對信標(biāo)發(fā)送定時進(jìn)行控制；以及沖突檢測裝置，用于檢測與其它站的信號發(fā)生的沖突；其中，在按照每個所述預(yù)定時間間隔進(jìn)行周期性信號發(fā)送/接收的情況下，在周期性地發(fā)送/接收的信號的一部分中描述距離信標(biāo)發(fā)送時間點的相對時間點信息；并且其中，所述沖突檢測裝置根據(jù)在從附近站接收的信號中描述的相對時間點信息，對附近站和其他站發(fā)送和接收的信號之間的沖突進(jìn)行檢測。
49.如權(quán)利要求48所述的無線通信設(shè)備，其中，所述沖突檢測裝置根據(jù)在從附近站接收的信號中描述的相對時間點信息，提取所述附近站的信標(biāo)的發(fā)送時間點，并且，在已經(jīng)在相同的時間點從本地站發(fā)送了信號的情況下，對與所述附近站的信標(biāo)的沖突進(jìn)行檢測。
50.如權(quán)利要求48所述的無線通信設(shè)備，其中，所述沖突檢測裝置根據(jù)在從附近站接收的信號中描述的相對時間點信息，提取所述附近站的信標(biāo)的發(fā)送時間點，并且，在不能在相同的時間點從其它站接收到信號的情況下，對與所述附近站的信標(biāo)的沖突進(jìn)行檢測。
51.如權(quán)利要求48所述的無線通信設(shè)備，還包括沖突避免裝置，用于響應(yīng)于對信號沖突的檢測，避免沖突。
52.如權(quán)利要求51所述的無線通信設(shè)備，其中，所述沖突避免裝置通過使在已經(jīng)提取的信標(biāo)信號發(fā)送時間點進(jìn)行的其它信號的發(fā)送停止來避免沖突。
53.一種無線通信方法，用于在沒有控制站/受控站關(guān)系的通信環(huán)境下，按照每個預(yù)定時間間隔進(jìn)行通信操作，所述方法包括如下步驟信號發(fā)送/接收步驟，用于按照所述每個預(yù)定時間間隔，進(jìn)行周期性信號發(fā)送/接收；以及沖突檢測步驟，用于按照在所述周期性信號發(fā)送/接收之前和在所述周期性信號發(fā)送/接收之后中的至少一種方式，試圖接收來自其它站的發(fā)送信號，以便對所述周期性信號發(fā)送/接收與其它站的發(fā)送信號之間是否發(fā)生沖突進(jìn)行檢測。
54.一種無線通信方法，用于在下述通信環(huán)境下進(jìn)行無線通信操作，所述通信環(huán)境是在沒有控制站/受控站關(guān)系的情況下，由按照預(yù)定時間間隔相互發(fā)送對關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的信息進(jìn)行描述的信標(biāo)的通信站構(gòu)成的，所述方法包括如下步驟信標(biāo)信號生成步驟，用于產(chǎn)生描述與本地站有關(guān)的信息的信標(biāo)信號；信標(biāo)信號分析步驟，用于對從附近站接收的信標(biāo)信號進(jìn)行分析；信號發(fā)送/接收步驟，用于在信號的一部分中，對距離信標(biāo)發(fā)送時間點的相對時間點信息進(jìn)行描述，并且，按照每個所述預(yù)定時間間隔進(jìn)行周期性信號發(fā)送/接收；以及沖突檢測步驟，用于根據(jù)在從附近站接收的信號中描述的時間點信息，對來自附近站的信標(biāo)與由其他站發(fā)送/接收的信號之間的沖突進(jìn)行檢測。
55.一種計算機(jī)程序，以計算機(jī)可讀格式進(jìn)行描述，以便在計算機(jī)系統(tǒng)上執(zhí)行處理，該處理用于在沒有控制站/受控站關(guān)系的通信環(huán)境下，按照每個預(yù)定時間間隔進(jìn)行通信操作，所述程序包括如下步驟信號發(fā)送/接收步驟，用于按照每個所述預(yù)定時間間隔，進(jìn)行周期性信號發(fā)送/接收；以及沖突檢測步驟，用于按照在所述周期性信號發(fā)送/接收之前和在所述周期性信號發(fā)送/接收之后中的至少一種方式，試圖接收來自其它站的發(fā)送信號，以便對所述周期性信號發(fā)送/接收與其它站的發(fā)送信號之間是否發(fā)生沖突進(jìn)行檢測。
56.一種計算機(jī)程序，以計算機(jī)可讀格式進(jìn)行描述，以便在計算機(jī)系統(tǒng)上執(zhí)行處理，該處理用于在下述的通信環(huán)境下進(jìn)行無線通信操作，該通信環(huán)境是在沒有控制站/受控站關(guān)系的情況下，由按照預(yù)定時間間隔相互發(fā)送對關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的信息進(jìn)行描述的信標(biāo)的通信站構(gòu)成的，所述方法包括如下步驟信標(biāo)信號生成步驟，用于產(chǎn)生描述與本地站有關(guān)的信息的信標(biāo)信號；信標(biāo)信號分析步驟，用于對從附近站接收的信標(biāo)信號進(jìn)行分析；信號發(fā)送/接收步驟，用于在信號的一部分中，對距離信標(biāo)發(fā)送時間點的相對時間點信息進(jìn)行描述，并且，按照每個所述預(yù)定時間間隔進(jìn)行周期性信號發(fā)送/接收；以及沖突檢測步驟，用于根據(jù)在從附近站接收的信號中描述的時間點信息，對來自所述附近站的信標(biāo)與由其他站發(fā)送/接收的信號之間的沖突進(jìn)行檢測。
全文摘要
由避免相互發(fā)送的信標(biāo)之間的沖突的通信站適當(dāng)?shù)貥?gòu)成自主分布式無線電網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)無線電波到達(dá)的范圍變化并處于可接收狀態(tài)并且發(fā)生信標(biāo)沖突時，一個通信站響應(yīng)于在即將發(fā)送它自己的信標(biāo)之前從另一個站接收到信標(biāo)，改變它自己的信標(biāo)發(fā)送位置。另外，當(dāng)由于出現(xiàn)能夠從彼此處于無線電波到達(dá)范圍之外的兩個系統(tǒng)進(jìn)行接收的通信站而出現(xiàn)信標(biāo)沖突時，新加入的通信站請求信標(biāo)發(fā)生沖突的通信站中的一個改變其信標(biāo)發(fā)送定時。
文檔編號H04L12/413GK101018171SQ20071000632
公開日2007年8月15日 申請日期2004年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月24日
發(fā)明者迫田和之 申請人:索尼株式會社