專利名稱：在毫米波wpan中避免干擾并改善通信等待時(shí)間的機(jī)制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及用于在_波WPAN中避免干擾并改善通信等待時(shí)間的機(jī)制。
背景技術(shù)：
預(yù)期在60千兆赫(GHz)頻帶工作的毫米波(mm波)無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(WPAN)通信系統(tǒng)可向大約十米的距離提供幾千兆位/每秒(Gbps)的吞吐量，并且將在幾年內(nèi)投入服 務(wù)。目前，有幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)體 GEEE802. 15. 3c,WirelessHD SIG,ECMA TG20、C0MPA 等)正在為mm波WPAN系統(tǒng)考慮不同的概念，以定義最適合于多Gbps WPAN應(yīng)用的系統(tǒng)。由于氧吸收及其短波長(zhǎng)這兩個(gè)原因，mm波通信系統(tǒng)不如那些更低頻率(例如，2. 4GHz和5GHz頻帶)的通信系統(tǒng)那樣強(qiáng)健，其中氧吸收會(huì)在長(zhǎng)距離上衰減信號(hào)，而短波長(zhǎng)會(huì)在穿過諸如墻壁和天花板的障礙物時(shí)產(chǎn)生高衰減。因此，已經(jīng)預(yù)見定向天線(如波束形成天線、扇形天線或固定波束天線)的使用對(duì)60GHz應(yīng)用是有用的。任何無線通信系統(tǒng)中都固有地需要改善吞吐量和等待時(shí)間。因此，強(qiáng)烈需要用于改善_波無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種方法，包括注冊(cè)一個(gè)或多個(gè)傳輸流，其中傳輸流包括從發(fā)射設(shè)備到接收設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸；接收所述一個(gè)或多個(gè)傳輸流中的至少一個(gè)傳輸流的帶寬請(qǐng)求；將所述一個(gè)或多個(gè)傳輸流中的所述至少一個(gè)傳輸流調(diào)度到超幀中的時(shí)隙；接收來自一個(gè)或多個(gè)設(shè)備的干擾報(bào)告；以及基于來自所述一個(gè)或多個(gè)設(shè)備的干擾報(bào)告，為后續(xù)超幀優(yōu)化傳輸調(diào)度以將干擾減到最小并將帶寬增至最大。本發(fā)明涉及一種裝置，包括天線系統(tǒng)；接收機(jī)，用于在所述天線系統(tǒng)上接收一個(gè)或多個(gè)傳輸流的帶寬請(qǐng)求；以及調(diào)度器，用于為超幀優(yōu)化傳輸調(diào)度以將干擾減到最小并將帶寬增至最大。


通過參考附圖，可以更好地理解本發(fā)明，并且使本領(lǐng)域的技術(shù)人員明白本發(fā)明的許多特征和優(yōu)點(diǎn)。圖I示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的無線設(shè)備。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的支持互不干擾的并行傳輸?shù)沫h(huán)境。圖3示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的信道使用模型。圖4示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基于流的信道時(shí)間調(diào)度優(yōu)化的實(shí)例。圖5示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的另一信道使用模型。圖6示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的調(diào)度流程。在不同的附圖中使用相同的參考符號(hào)來表示類似或相同的項(xiàng)。
具體實(shí)施例方式在以下描述中，闡述了很多特定的細(xì)節(jié)。但是，應(yīng)該明白，無需這些特定的細(xì)節(jié)也 可以實(shí)踐本發(fā)明的實(shí)施例。在其它情況下，沒有詳細(xì)地示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以免使本描述難以理解。提到“一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“示范實(shí)施例”、“各種實(shí)施例”等時(shí)表示，如此描述的本發(fā)明的這個(gè)(或這些)實(shí)施例可以包括特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性，但并非每個(gè)實(shí)施例都一定包括該特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性。此外，重復(fù)使用短語“在一個(gè)實(shí)施例中”不一定指相同的實(shí)施例，但也可以指相同的實(shí)施例。如本文所用，除非另外說明，否則使用序數(shù)形容詞“第一”、“第二”、“第三”等來描述共同的對(duì)象僅僅表示，正提到相同對(duì)象的不同例子，而不是想暗示如此描述的對(duì)象必須按照時(shí)間、空間、按等級(jí)或者以任何其它的方式處于給定的序列中。本發(fā)明的實(shí)施例可以在各種各樣的應(yīng)用中使用。本發(fā)明的一些實(shí)施例可以結(jié)合各種設(shè)備和系統(tǒng)一起使用，這些設(shè)備和系統(tǒng)如發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、收發(fā)機(jī)、收發(fā)兩用機(jī)、無線通信站、無線通信設(shè)備、無線接入點(diǎn)(AP)、調(diào)制解調(diào)器、無線調(diào)制解調(diào)器、個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)、桌面型計(jì)算機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、筆記本型計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、服務(wù)器計(jì)算機(jī)、手持式計(jì)算機(jī)、手持設(shè)備、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)設(shè)備、手持PDA設(shè)備、或甚至是在個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(PAN)中的超高清晰度電視信號(hào)。雖然本發(fā)明的實(shí)施例在這方面不受限制，但利用諸如“處理”、“計(jì)算”、“運(yùn)算”、“確定”、“建立”、“分析”、“檢查”等術(shù)語的論述可以指計(jì)算機(jī)、計(jì)算平臺(tái)、計(jì)算系統(tǒng)或其它電子計(jì)算設(shè)備的操作和/或處理，這些操作和/或處理操縱在計(jì)算機(jī)的寄存器和/或存儲(chǔ)器內(nèi)表示為物理(如電子)量的數(shù)據(jù)和/或?qū)⑵渥儞Q為在計(jì)算機(jī)的寄存器和/或存儲(chǔ)器、或可存儲(chǔ)執(zhí)行操作和/或處理的指令的其它信息存儲(chǔ)介質(zhì)內(nèi)類似地表示為物理量的其它數(shù)據(jù)。雖然本發(fā)明的實(shí)施例在這方面不受限制，但本文所用的術(shù)語“復(fù)數(shù)個(gè)(plurality/a plurality)”可以包括例如“多個(gè)”或“兩個(gè)或兩個(gè)以上”。整篇說明書中可以使用術(shù)語“復(fù)數(shù)個(gè)”來描述兩個(gè)或兩個(gè)以上組件、設(shè)備、元件、單元、參數(shù)等。例如，“復(fù)數(shù)個(gè)站”可以包括兩個(gè)或兩個(gè)以上站。在網(wǎng)絡(luò)中使用定向天線提供了增加可用信道的空間重復(fù)使用的機(jī)會(huì)。空間重復(fù)使用是網(wǎng)絡(luò)支持互不干擾的并行傳輸?shù)哪芰?。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例為_波無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(WPAN)通信系統(tǒng)提供一種用于避免干擾并改善空間重復(fù)使用效率的機(jī)制。具體來說，跟蹤各個(gè)時(shí)間周期期間的干擾信息，并利用該干擾信息來優(yōu)化傳輸調(diào)度。此外，提供一種通過在多個(gè)發(fā)射設(shè)備中分配時(shí)隙協(xié)調(diào)職責(zé)來改善通信等待時(shí)間的機(jī)制。圖I示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的無線設(shè)備。設(shè)備100包括接收機(jī)(RX) 102、發(fā)射機(jī)(TX) 104和天線系統(tǒng)106。設(shè)備100可以包括能夠定向傳送和/或接收數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娐?。例如，天線系統(tǒng)106可以包括波束形成天線系統(tǒng)、扇形天線系統(tǒng)或固定波束天線系統(tǒng)。如果設(shè)備100是協(xié)調(diào)器，即在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)協(xié)調(diào)時(shí)隙分配的設(shè)備，那么設(shè)備100可以包括調(diào)度器，該調(diào)度器執(zhí)行各種功能，例如優(yōu)化超幀調(diào)度以將設(shè)備間的干擾減到最小并將網(wǎng)絡(luò)帶寬增至最大。設(shè)備100可以包括存儲(chǔ)設(shè)備、處理電路、其它通信接口等(未示出)。圖2示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例支持互不干擾的并行傳輸?shù)沫h(huán)境。分別如定向傳輸范圍208和210所示，無線設(shè)備A 202和B 204與無線設(shè)備C 206通信。如定向傳輸范圍212所示，無線設(shè)備C 206與無線設(shè)備A 202和B 204通信。如定向傳輸范圍218所示，無線設(shè)備D 214與無線設(shè)備E 216通信。如定向傳輸范圍220所示，無線設(shè)備E 216與無線設(shè)備D 214通信。每個(gè)這樣的傳輸范圍表示稱為鏈路的單向流。鏈路是從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)的單個(gè)傳輸。舉例來說，設(shè)備A202和設(shè)備C 206之間的全雙工流產(chǎn)生兩個(gè)鏈路。包括無線設(shè)備A 202,B 204和C 206的網(wǎng)絡(luò)可以稱為無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(WPAN)。包括無線設(shè)備D 214和E 216的網(wǎng)絡(luò)可以是包括設(shè)備A202、B 204和C 206的WPAN的一部分，或者可以是另一個(gè)WPAN的一部分。如圖2所示，設(shè)備A 202、B 204和C 206的傳輸范 圍不與設(shè)備D 214和E 216的傳輸范圍干擾。因此，在這些設(shè)備之間的通信可以同時(shí)操作，因?yàn)閬碜园l(fā)射設(shè)備的能量聚焦在不同的方向，并且因此不會(huì)導(dǎo)致相互干擾。但是，應(yīng)明白，如果存在額外的設(shè)備，或者如果設(shè)備的位置是不同的，則傳輸范圍可能互相或者與其它設(shè)備的傳輸范圍干擾。例如，從設(shè)備A 202到設(shè)備C 206和從設(shè)備C 206到設(shè)備A202的鏈路可與從設(shè)備D214到設(shè)備E216和從設(shè)備E216到設(shè)備D214的鏈路獨(dú)立。在一些環(huán)境中，從設(shè)備A202到設(shè)備C206的傳輸可與從設(shè)備D214到設(shè)備E216的傳輸并行發(fā)生，即，在時(shí)間上重疊，而由于會(huì)干擾傳輸范圍，從設(shè)備A202到設(shè)備C206的傳輸可能不會(huì)與從設(shè)備E216到設(shè)備D214的傳輸并行發(fā)生。圖3示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的信道使用模型。該模型由多個(gè)超幀302、304和306組成。每個(gè)超幀被分成多個(gè)時(shí)隙以利用通常不支持并行傳輸?shù)臅r(shí)分多址(TDMA)技術(shù)來傳輸或接收信息。超巾貞302包括信標(biāo)巾貞312和分配用于傳送數(shù)據(jù)的多個(gè)傳輸時(shí)隙314、316、318。通常通過協(xié)調(diào)器來為每個(gè)超幀執(zhí)行信道時(shí)間預(yù)定，并在信標(biāo)幀312中傳遞信道時(shí)間預(yù)定?？梢灾付ㄔO(shè)備202-206和設(shè)備214-216中的任何一個(gè)設(shè)備為協(xié)調(diào)器。如果設(shè)備202-206和設(shè)備214-216在不同的WPAN中，則可以指定設(shè)備202-206之一和設(shè)備214-216之一為協(xié)調(diào)器(未示出)。通常分配每個(gè)信道時(shí)間塊用于單向流(例如，從發(fā)射設(shè)備到接收設(shè)備)。在高密度企業(yè)環(huán)境中，單獨(dú)設(shè)備的位置、天線類型及其取向決定著設(shè)備所受到的干擾電平。因此，不同設(shè)備成功接收傳輸?shù)哪芰?huì)隨著時(shí)間變化。在TDMA系統(tǒng)中，超幀調(diào)度往往遵循重復(fù)模式。此后，對(duì)于每個(gè)信道時(shí)間塊，在某種程度上可以預(yù)測(cè)由于鄰近WPAN造成的干擾。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，TDMA系統(tǒng)以將接收設(shè)備處的干擾電平減到最小并且從而將WPAN吞吐量增至最大的方式調(diào)度傳輸。具體來說，干擾減輕方案允許協(xié)調(diào)器采集來自其網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備的干擾信息?？衫么诵畔硪詫⒚總€(gè)接收機(jī)所受到的干擾減到最小的方式調(diào)度傳輸。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，為了優(yōu)化對(duì)鏈路的信道時(shí)間塊分配，在每個(gè)鏈路的基礎(chǔ)上識(shí)別并傳送接收設(shè)備處的干擾電平。對(duì)于系統(tǒng)中的每個(gè)鏈路，接收機(jī)通知協(xié)調(diào)器有關(guān)在被調(diào)度用于接收的所有信道時(shí)間塊期間所受到的干擾電平(噪聲強(qiáng)度或功率)。對(duì)于活動(dòng)的(active)信道時(shí)間塊，接收設(shè)備監(jiān)測(cè)所經(jīng)受的SNR(信噪比)，并且稍后通知協(xié)調(diào)器所監(jiān)測(cè)的電平。表I示出單獨(dú)鏈路的通用干擾報(bào)告格式。由設(shè)備發(fā)送的干擾報(bào)告包含每個(gè)鏈路一個(gè)矢量，其中設(shè)備是接收機(jī)，這允許協(xié)調(diào)器推斷對(duì)于某個(gè)鏈路哪個(gè)信道時(shí)間塊是可利用的。每個(gè)設(shè)備報(bào)告干擾電平，而不論其源如何，該源可在相同或不同的WPAN中。例如，對(duì)于在圖2中示出的WPAN，將通過C(對(duì)于2個(gè)鏈路)和E (對(duì)于I個(gè)鏈路)產(chǎn)生兩個(gè)干擾報(bào)
生口 o表I.鏈路的示范干擾報(bào)告
權(quán)利要求
1.一種方法，包括 通過無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(WPAN)的協(xié)調(diào)器生成多個(gè)傳輸流的第一傳輸調(diào)度，所述第一傳輸調(diào)度用于第一超幀，其中所述多個(gè)傳輸流中的每一個(gè)傳輸流包括數(shù)據(jù)從所述WPAN的發(fā)射設(shè)備到所述WPAN的接收設(shè)備的傳送； 通過所述WPAN的協(xié)調(diào)器無線接收來自所述WPAN的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備的干擾報(bào)告；以及 至少基于所述干擾報(bào)告，通過所述WPAN的協(xié)調(diào)器生成所述多個(gè)傳輸流的第二傳輸調(diào)度，所述第二傳輸調(diào)度用于第二超幀，所述第二超幀在所述第一超幀之后； 其中所述第一傳輸調(diào)度和所述第二傳輸調(diào)度有差別地命令所述多個(gè)傳輸流。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括通過所述WPAN的協(xié)調(diào)器接收所述一個(gè)或多個(gè)傳輸流中的至少一個(gè)傳輸流的帶寬請(qǐng)求。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述第一傳輸調(diào)度和所述第二傳輸調(diào)度包括相同的多個(gè)傳輸流。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其中所述WPAN的協(xié)調(diào)器生成所述第二傳輸調(diào)度，以便減少干擾。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其中生成第二傳輸調(diào)度包括調(diào)度，所述調(diào)度包括通過所述WPAN的協(xié)調(diào)器將主要流指定給時(shí)隙并且將次要流指定給所述時(shí)隙。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，其中生成第二傳輸調(diào)度包括基于包括了在所述WPAN的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備中的一個(gè)設(shè)備是活動(dòng)的時(shí)間周期期間的干擾信息和在所述WPAN的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備中的一個(gè)設(shè)備是不活動(dòng)的時(shí)間周期期間的干擾信息的干擾報(bào)告生成第二傳輸調(diào)度。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中生成第二傳輸調(diào)度包括基于在所述WPAN的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備中的一個(gè)設(shè)備是活動(dòng)的時(shí)間周期期間的、包括了信噪比信息的干擾報(bào)告生成第二傳輸調(diào)度。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中生成第二傳輸調(diào)度包括基于在所述WPAN的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備中的一個(gè)設(shè)備是不活動(dòng)的時(shí)間周期期間的、包括了噪聲強(qiáng)度和功率信息的干擾報(bào)告生成第二傳輸調(diào)度。
9.如權(quán)利要求I所述的方法，其中 生成第二傳輸調(diào)度包括基于所述干擾報(bào)告生成第二傳輸調(diào)度，所述干擾報(bào)告在預(yù)調(diào)度時(shí)隙期間在所述超幀中通過所述WPAN的協(xié)調(diào)器被接收，在為傳輸流調(diào)度的超幀中所述預(yù)調(diào)度時(shí)隙與時(shí)隙分離；以及 無線接收干擾報(bào)告包括在所述超幀期間從被調(diào)度用來接收的所述WPAN中的每個(gè)接收設(shè)備接收所述預(yù)調(diào)度時(shí)隙期間的干擾報(bào)告。
10.如權(quán)利要求I所述的方法，其中無線接收干擾報(bào)告包括在非周期性基礎(chǔ)上接收干擾報(bào)告，其中干擾報(bào)告的傳遞由超幀的時(shí)隙期間的干擾電平的實(shí)質(zhì)改變或超幀的時(shí)隙期間的信號(hào)質(zhì)量降級(jí)觸發(fā)。
11.如權(quán)利要求I所述的方法，其中生成調(diào)度以便命令多個(gè)傳輸流包括生成所述調(diào)度以便命令定向無線通信。
12.一種無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(WPAN)的協(xié)調(diào)器的裝置，所述裝置包括 天線系統(tǒng)； 接收機(jī)，用于通過所述WPAN的協(xié)調(diào)器接收來自所述WPAN的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備的干擾報(bào)告；以及 調(diào)度器，所述調(diào)度器 生成多個(gè)傳輸流的第一傳輸調(diào)度，所述第一傳輸調(diào)度用于第一超幀，其中所述多個(gè)傳輸流中的每一個(gè)傳輸流包括數(shù)據(jù)從所述WPAN的發(fā)射設(shè)備到所述WPAN的接收設(shè)備的傳送；以及 至少基于所述干擾報(bào)告，生成所述多個(gè)傳輸流的第二傳輸調(diào)度，所述第二傳輸調(diào)度用于第二超幀，所述第二超幀在所述第一超幀之后； 其中所述第一傳輸調(diào)度和所述第二傳輸調(diào)度有差別地命令所述多個(gè)傳輸流。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述干擾報(bào)告包括在所述WPAN的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備中的一個(gè)設(shè)備是活動(dòng)的時(shí)間周期期間的干擾信息和在所述WPAN的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備中的一 個(gè)設(shè)備是不活動(dòng)的時(shí)間周期期間的干擾信息。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中在所述WPAN的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備中的一個(gè)設(shè)備是活動(dòng)的時(shí)間周期期間的干擾信息包括信噪比信息。
15.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中在所述WPAN的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備中的一個(gè)設(shè)備是不活動(dòng)的時(shí)間周期期間的干擾信息包括噪聲強(qiáng)度和功率信息。
16.一種裝置,包括 用于通過無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(WPAN)的協(xié)調(diào)器生成多個(gè)傳輸流的第一傳輸調(diào)度的部件，所述第一傳輸調(diào)度用于第一超幀，其中所述多個(gè)傳輸流中的每一個(gè)傳輸流包括數(shù)據(jù)從所述WPAN的發(fā)射設(shè)備到所述WPAN的接收設(shè)備的傳送； 用于通過所述WPAN的協(xié)調(diào)器無線接收來自所述WPAN的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備的干擾報(bào)告的部件；以及 用于至少基于所述干擾報(bào)告，通過所述WPAN的協(xié)調(diào)器生成所述多個(gè)傳輸流的第二傳輸調(diào)度的部件，所述第二傳輸調(diào)度用于第二超幀，所述第二超幀在所述第一超幀之后；其中所述第一傳輸調(diào)度和所述第二傳輸調(diào)度有差別地命令所述多個(gè)傳輸流。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述干擾報(bào)告包括關(guān)于來自不同WPAN的干擾的信息
18.如權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述干擾報(bào)告包括信噪比信息。
19.如權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述干擾報(bào)告包括噪聲強(qiáng)度和功率信息。
20.如權(quán)利要求16所述的裝置，還包括用于注冊(cè)所述多個(gè)傳輸流的部件。
全文摘要
簡(jiǎn)要來說，公開一種用于在mm波無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(WPAN)中避免干擾并改善信道效率的機(jī)制。具體來說，跟蹤各個(gè)時(shí)間周期期間的干擾信息，并利用該干擾信息來優(yōu)化傳輸調(diào)度。此外，提供一種通過在多個(gè)發(fā)射設(shè)備中分配時(shí)隙協(xié)調(diào)職責(zé)來改善通信等待時(shí)間的機(jī)制。
文檔編號(hào)H04W72/12GK102752811SQ201210213848
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2009年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日
發(fā)明者A.凱塞爾曼, Y.巴赫拉赫 申請(qǐng)人:英特爾公司