通信設備、通信方法和通信系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】通信設備、通信方法和通信系統(tǒng)
[0001]本申請是申請?zhí)枮?01080019207.3、發(fā)明名稱為“通信設備和方法、計算機程序和通信系統(tǒng)”、國際申請日為2010年3月17日的專利申請的分案申請，其全部內容通過引用合并于此。
技術領域
[0002]本發(fā)明涉及能夠通過應用在多個用戶之中共享空間軸上的無線資源的空間分割多路訪問(SDMA)為全部多個用戶提高吞吐量的通信設備和方法、計算機程序和通信系統(tǒng)。更具體地講，本發(fā)明涉及采用RD(反向)協(xié)議并且使得專門信道使用周期(TXOP)內空間復用的幀更加有效的通信設備和方法、計算機程序和通信系統(tǒng)。
【背景技術】
[0003]無線通信消除過去有線通信的布線作業(yè)的負擔并且還滿足用作實現(xiàn)移動通信的技術。例如，可以引用IEEE(電工電子工程師協(xié)會)802.11作為關于無線LAN(局域網(wǎng))的建立標準。ffiEE 802.lla/g已經得到普通應用。
[0004]基于例如IEEE 802.11的許多無線LAN系統(tǒng)，實現(xiàn)基于例如CSMA/CA (帶有沖突避免的載波檢測多路訪問)的載波檢測的訪問控制協(xié)議，其中，每個站被構造為在隨機信道訪問期間避免載波沖突。換言之，已經生成發(fā)送請求的站首先在給定幀間隔DIFS(分布幀間空間)內監(jiān)視介質狀態(tài)，并且如果在這個空間內沒有發(fā)送的信號存在，則該站執(zhí)行隨機退避(backoff)。另外，在這個空間內存在發(fā)送信號的情況下，該站獲得專門信道使用發(fā)送機會(TXOP)并且能夠發(fā)送幀。另外，可以引用“虛擬載波檢測”作為用于解決無線通信中的隱藏終端問題的方法。更具體地講，在沒有發(fā)送給(addressed to)接收站的接收幀內陳述用于保留介質的持續(xù)時間信息的情況下，該站預測介質將用于與持續(xù)時間對應的周期或者換言之，虛擬檢測載波，并且設置發(fā)送暫停周期(NAV:網(wǎng)絡分配矢量)。這樣做，保證了TXOP內的信道專用性。
[0005]其間，基于IEEE 802.lla/g標準，正交頻分復用(OFDM)用于2.4GHz頻帶或5GHz頻帶內以支持實現(xiàn)54Mbps的最大通信率(物理層數(shù)據(jù)率)的調制方法。另外，基于標準的修訂IEEE 802.lln，采用ΜΜ0(多輸入多輸出)通信方法以實現(xiàn)更高比特率。這里，MIMO是通過在發(fā)送器端和接收器端二者提供多個天線部件實現(xiàn)空間復用流的通信方法(這是公知的)。盡管基于IEEE 802.1ln能夠實現(xiàn)超過10Mbps的高吞吐量(HT)，但是隨著發(fā)送的內容的信息大小增加需要更高速度。
[0006]例如，通過增加MMO通信裝置上的天線的數(shù)目以增加空間復用流的數(shù)目，能夠在保持向下兼容的同時提高I對I通信的吞吐量。然而，未來需要提高單用戶通信吞吐量和多用戶整體的吞吐量。
[0007]IEEE 802.1lac工作組嘗試通過使用低于6GHz的頻帶闡明數(shù)據(jù)傳輸率超過IGbps的無線LAN標準。為了實現(xiàn)它，由多個用戶共享空間軸上的無線資源的空間分割多路訪問方法(例如，多用戶MMO(MU-MMO)或者SDMA (空間分割多路訪問))是有效的。
[0008]例如，提出了通過自適應陣列天線使用保持與繼承(legacy)802.11標準向下兼容的幀格式的RTS、CTS和ACK幀組合繼承IEEE802.11標準中的載波檢測與空間分割多路訪問的兩種技術的通信系統(tǒng)(例如，見PTL I)。
[0009]另外，基于IEEE 802.lln，采用RD(反向)協(xié)議從而使得專用信道使用周期(TXOP)內的數(shù)據(jù)發(fā)送更加有效。基于普通ΤΧ0Ρ，僅僅執(zhí)行單向數(shù)據(jù)傳輸，其中，獲得專門信道使用權的站發(fā)送數(shù)據(jù)幀。相比較，基于RD協(xié)議，定義了稱作RD發(fā)起者和RD回應者的兩種角色。作為在由RD發(fā)起者發(fā)送(下行)的MAC(介質訪問控制)幀中的特定字段內指示RDG(RD授權)或者換言之許可或授權反向數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y果，RD回應者接下來能夠在同樣的TXOP內在反向(上行)發(fā)送發(fā)送給RD發(fā)起者的數(shù)據(jù)幀(例如，見PTL 2)。
[0010]此刻，執(zhí)行空間分割多路訪問的通信系統(tǒng)能夠提高多用戶整體的吞吐量(上述)，而認為通過應用在IEEE 802.1ln中定義的RD協(xié)議在TXOP內的空間復用幀能夠是更加有效的。
[0011]然而，考慮一種實際結構，其中，例如，接入點發(fā)揮RD發(fā)起者的角色，多個終端發(fā)揮RD回應者的角色。在這種情況下，當通過上行從多個終端發(fā)送數(shù)據(jù)幀至接入點時，接入點將不能夠分離用戶除非各個站同時復用它們的幀。
[0012]另外，在對無線LAN應用空間分割多路訪問的情況下，可以構思到在相同時間軸上復用可變長度幀的情況。然而，如果從各個站發(fā)送的幀的長度不同，則隨著幀復用的量增加或減小在接入點處接收的信號功率將顯著變化。這關于自動增益控制(AGC)導致了不穩(wěn)定操作，并且從各種觀點還可能出現(xiàn)例如關于在IEEE 802.11中標準化的RCPI (接收信道功率指示器)幀內的功率分布變得不再恒定的問題。
[0013]簡而言之，多個RD回應者要求幀同時發(fā)送到接入點，并且還要求被構造為即使從上層發(fā)送具有不同長度的多個幀，仍能夠使得最終從PHY層發(fā)送的幀的長度均勻。
[0014]引用列表
[0015]專利文獻
[0016]PTL 1:日本未審專利申請公布N0.2004-328570
[0017]PTL 2:日本未審專利申請公布N0.2006-352711，第0006段到第0007段

【發(fā)明內容】

[0018]技術問題
[0019]本發(fā)明的一個目的在于提供能夠通過應用在多個用戶之中共享空間軸上的無線資源的空間分割多路訪問優(yōu)化通信的高級通信設備和方法、計算機程序和通信系統(tǒng)。
[0020]本發(fā)明的另一個目的在于提供能夠通過采取RD協(xié)議使得TXOP內的空間復用幀更加有效的高級通信設備和方法、計算機程序和通信系統(tǒng)。
[0021]本發(fā)明的另一個目的在于提供能夠實現(xiàn)空間分割多路訪問的高級通信設備和方法、計算機程序和通信系統(tǒng)，其中，多個RD回應者使得它們的幀長度彼此相等并且同時將它們發(fā)送給RD發(fā)起者。
[0022]問題的解決方案
[0023]鑒于上述問題進行修訂，這個申請的權利要求1中描述的本發(fā)明是一種通信設備，包括:
[0024]數(shù)據(jù)處理器，處理發(fā)送/接收幀；以及
[0025]通信單元，發(fā)送和接收幀；
[0026]其中，
[0027]數(shù)據(jù)處理器將指示許可反向幀發(fā)送的反向許可信息附加到要同時進行發(fā)送的多個幀中的各個幀，以及
[0028]通信單元同時復用并發(fā)送多個幀，并且還從接收多個幀的各個通信設備接收服從反向許可信息的各個幀。
[0029]根據(jù)這個申請的權利要求2中描述的本發(fā)明，被構造為根據(jù)權利要求1的通信設備的通信單元設置有能夠通過應用權重發(fā)揮自適應陣列天線的作用的多個天線部件，其中，通信單元同時復用并發(fā)送多個幀，并且還從其它通信設備接收同時發(fā)送的多個幀。
[0030]根據(jù)在這個申請的權利要求3中描述的本發(fā)明，被構造為根據(jù)權利要求1的通信設備的數(shù)據(jù)處理器通過反向許可信息指定在反向上發(fā)送的幀的幀長度。
[0031]根據(jù)在這個申請的權利要求4中描述的本發(fā)明，被構造為根據(jù)權利要求1的通信設備的數(shù)據(jù)處理器通過反向許可信息指定在反向上發(fā)送的幀的發(fā)送開始時間。
[0032]在這個申請的權利要求5中描述的發(fā)明是一種通信設備，包括:
[0033]數(shù)據(jù)處理器，處理發(fā)送/接收幀；以及
[0034]通信單元，發(fā)送和接收幀；
[0035]其中，響應于接收到附加了反向附加信息的幀，數(shù)據(jù)處理器產生具有由反向附加信息指定的幀長度的反向幀，并且通信單元以給定定時發(fā)送反向幀。
[0036]另外，在這個申請的權利要求6中描述的發(fā)明是一種通信設備，包括:
[0037]數(shù)據(jù)處理器，處理發(fā)送/接收幀；以及
[0038]通信單元，發(fā)送并接收幀；
[0039]其中，響應于接收到附加了反向附加信息的幀，數(shù)據(jù)處理器產生反向幀，并且通信單元在由反向附加信息指定的發(fā)送開始時間發(fā)送反向幀。
[0040]另外，在這個申請的權利要求7中描述的發(fā)明是一種通信方法，包括:
[0041]產生附加了指示許可反向幀發(fā)送的反向許可信息的多個幀的步驟；
[0042]同時發(fā)送多個幀的步驟；以及
[0043]從接收多個幀的各個通信設備接收服從反向許可信息的各個幀的步驟。
[0044]另外，在這個申請的權利要求8中描述的發(fā)明是一種計算機上以計算機可讀格式進行陳述從而使得通信設備執(zhí)行發(fā)送幀的處理的計算機程序，所述程序使得計算機發(fā)揮如下部件的作用:
[0045]數(shù)據(jù)處理器，處理發(fā)送/接收幀；以及
[0046]通信單元，發(fā)送和接收幀；
[0047]其中，數(shù)據(jù)處理器將指示許可反向幀發(fā)送的反向許可信息附加到要同時進行發(fā)送的多個幀中的各個幀，以及
[0048]通信單元同時復用并發(fā)送多個幀，并且還從接收多個幀的各個通信設備接收服從反向許可信息的各個幀。
[0049]根據(jù)這個申請的權利要求8的計算機程序被定義成以計算機可讀格式進行陳述從而在計算機上執(zhí)行給定處理的計算機程序。換言之，通過將根據(jù)這個申請的權利要求8的計算機程序安裝在計算機上，在計算機上展示合作動作，并且能夠獲得與根據(jù)這個申請的權利要求1的通信設備的操作優(yōu)點類似的操作優(yōu)點。
[0050]另外，在這個申請的權利要求9中描述的本發(fā)明是一種通信系統(tǒng)，包括:
[0051]第一通信設備，同時發(fā)送多個幀，所述多個幀附加有指示許可反向幀發(fā)送的反向許可信息；以及
[0052]多個第二通信設備，每個第二通信設備從多個幀之中接收發(fā)送給自身的幀，并且發(fā)送服從反向許可信息的指定的反向幀，所述反向幀被發(fā)送給第一通信站。
[0053]然而，這里討論的“系統(tǒng)”是指多個設備的邏輯組件(或者實現(xiàn)特定功能的功能模塊)，并且沒有特別指定各個設備或功能模塊是否存在于單個殼體內。
[0054]根據(jù)本發(fā)明，可以提供能夠通過應用在多個用戶之中共享空間軸上的無線資源的空間分割多路訪問優(yōu)化通信的高級通信設備和方法、計算機程序和通信系統(tǒng)。
[0055]根據(jù)在這個申請的權利要求1、2以及7到9中描述的發(fā)明，在IEEE 802.1ln中定義的RD協(xié)議應用到執(zhí)行空間分割多路訪問的通信系統(tǒng)。這樣做，在接入點已經在獲取的TXOP內發(fā)送發(fā)送給多個終端的空間復用幀以后，接下來能夠從各個終端在反向上執(zhí)行幀發(fā)送，并且由此能夠使得TXOP內的空間復用幀更加有效。
[0056]在要進行發(fā)送的服從反向許可信息的反向幀不是相同長度的情況下，存在如下問題:隨著接收的幀內的復用量增加或減少，在接收多個反向幀的一端會發(fā)生關于AGC的不穩(wěn)定操作。相比較，根據(jù)在這個申請的權利要求3和5中描述的發(fā)明，由于通過反向許可信息指定在反向上發(fā)送的幀的幀長度，所以在尊重指定的同時反向幀的各個發(fā)送器使得它們的幀長度均勻。這樣做，能夠避免AGC操作的不穩(wěn)定。