專利名稱：無線通訊系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于一種無線通訊系統(tǒng)，其包含復(fù)數(shù)個(gè)無線站臺(STAs)以及一存取點(diǎn)(AP)(也即一集中控制器)，以及一種無線通訊系統(tǒng)，其包含復(fù)數(shù)個(gè)STAs而不具有一集中控制器(也即一點(diǎn)對點(diǎn)(Ad hoc)網(wǎng)絡(luò))。本實(shí)用新型尤其是關(guān)于一種在該STAs間使用一直接鏈接設(shè)定(DLS)以建立數(shù)據(jù)傳輸背景技術(shù)典型地，STAs并不允許直接傳輸數(shù)據(jù)封包至其它在基礎(chǔ)服務(wù)集(BSS)內(nèi)的STAs，而是必須總是倚賴AP傳遞數(shù)據(jù)封包，然而，具有服務(wù)品質(zhì)(QoS)設(shè)備(也即QSTAs)的STAs，可借助建立使用DLS的數(shù)據(jù)傳輸，而直接將數(shù)據(jù)封包傳輸至其它的QSTA。IEEE 802.11e標(biāo)準(zhǔn)便是關(guān)于支持QoS特征，像是服務(wù)區(qū)別、區(qū)塊確認(rèn)、以及DLS，而支持這些IEEE 802.11e特征的STAs便視為QSTAs，同樣地，支持IEEE802.11e特征的AP便視為QAP。會需要DLS的原因是因?yàn)轭A(yù)計(jì)會接收的STA可能處于省電模式下，借此，該接收的QSTA僅會由具有QoS設(shè)備的的AP(也即QAP)所激活(也即喚醒)，DLS會交換在一QSTA中的傳輸器和其它QSTA中的接收器之間的速率集和其它信息，而DLS訊息也可用于附加安全信息組件(IEs)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種無線通訊系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的移動站臺(STA)不允許直接傳輸數(shù)據(jù)封包至其他移動站臺(STA)而必須依賴存取點(diǎn)(AP)傳遞數(shù)據(jù)封包的問題，而成為可使用直接鏈接設(shè)定(DLS)的點(diǎn)對點(diǎn)通訊系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的一種無線通訊系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包含(a)至少一存取點(diǎn)；(b)一第一站臺，其與所述存取點(diǎn)通訊；以及(c)一第二站臺，其與所述存取點(diǎn)通訊，所述第二站臺發(fā)送一直接鏈接設(shè)定請求至所述存取點(diǎn)，用以設(shè)定至所述第一站臺的一直接通訊鏈接，其中所述存取點(diǎn)轉(zhuǎn)送所述直接鏈接設(shè)定請求至所述第一站臺，且所述存取點(diǎn)發(fā)送一直接鏈接設(shè)定響應(yīng)至所述第二站臺，以指示是否可接收所述直接鏈接設(shè)定請求。
本實(shí)用新型包含一移動站臺(STA)建立與其它STA的一直接通訊鏈接，其借助發(fā)送一訊息向一存取點(diǎn)(AP)(即一集中控制器)請求一DLS，該AP可根據(jù)信道測量接受或拒絕該DLS請求。如果該DLS請求被接受的話，該DLS便會建立，使得該STAs間可互相直接通訊。一個(gè)建立好的連結(jié)可借助該AP向該STAs其中之一發(fā)送包含DLS切斷請求的訊息將其切斷。該系統(tǒng)可為一Ad hoc網(wǎng)絡(luò)，其包含復(fù)數(shù)個(gè)STAs而無AP，其中，每該STA維持一跳點(diǎn)(one-hop)及二跳點(diǎn)(two-hop)的STAs的數(shù)據(jù)庫，并在通知鄰近STAs意欲建立一直接通訊鏈接之后，建立與其它STAs的一直接鏈接。因此，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案使點(diǎn)對點(diǎn)無線通訊系統(tǒng)中QSTAs間數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕⒈痊F(xiàn)有技術(shù)更為容易。


借助下文中一較佳實(shí)施例的描述、所給予的范例，并參照對應(yīng)的附圖，本實(shí)用新型可獲得更詳細(xì)地了解，其中圖1所示為一根據(jù)本實(shí)用新型的無線通訊系統(tǒng)方塊圖，其包含復(fù)數(shù)個(gè)QSTAs及一QAP；圖2所示為一根據(jù)本實(shí)用新型的Ad hoc網(wǎng)絡(luò)方塊圖，其包含復(fù)數(shù)個(gè)STAs以支持點(diǎn)對點(diǎn)通訊；以及圖3所示為一根據(jù)本實(shí)用新型的方塊圖，其包含復(fù)數(shù)個(gè)STAs及一AP，用以支持點(diǎn)對點(diǎn)通訊。
具體實(shí)施方式
此后，專用術(shù)語「STA」或是「QSTA」，其包含但不限制于，一無線傳輸/接收單元(WTRU)、一使用者設(shè)備、一移動站臺、一固定或移動用戶單元、一呼叫器、或是其它任何形式可于無線環(huán)境中操作的裝置。當(dāng)此后提到專用術(shù)語「AP」或是「QAP」，其包含但不限制于，一基地臺、一節(jié)點(diǎn)B、一站臺控制器、一集中控制器、或是其它任何形式于一無線環(huán)境中的接口裝置。
本實(shí)用新型的特征可合并于一集成電路(IC)上，或是配置于一包含許多互連組件的電路中。
本實(shí)用新型使得點(diǎn)對點(diǎn)無線通訊系統(tǒng)的QSTAs間數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕⒏鼮槿菀?，舉例來說，該點(diǎn)對點(diǎn)無線通訊系統(tǒng)可為，使用DLS的無線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)或是無線廣域網(wǎng)絡(luò)(WWAN)。本實(shí)用新型還執(zhí)行一信號發(fā)送程序，用以建立該DLS或切斷該DLS，并以混合協(xié)調(diào)功能控制信道存取(HCCA)或是增強(qiáng)分布信道存取(EDCA)來執(zhí)行一數(shù)據(jù)傳輸。
關(guān)于DSL、HCCA、EDCA更詳細(xì)的細(xì)節(jié)是揭示于美國專利申請案第11/199,446號，其發(fā)明名稱為“用以控制存取一無線通訊媒體的方法和系統(tǒng)”，作者為Sudheer A.Grandhi等人，其被援引于此作為參考。
圖1所示為一無線通訊系統(tǒng)100方塊圖，其包含復(fù)數(shù)個(gè)QSTAs 12a、12b、以及一QAP 10。與現(xiàn)有的無線通訊系統(tǒng)類似，該QSTA 12a意欲直接與該QSTA12b直接交換數(shù)據(jù)封包，該QSTA 12a會借助在由該QSTA 12a發(fā)送至該QAP 10的訊息102中包含一DLS請求幀的方式請求一DLS。該訊息102可包含一速率集、QSTA 12a的能力信息、QSTAs 12a及12b的媒體存取控制(MAC)地址、或是其它必要的信息。如果該QSTA 12b在基礎(chǔ)服務(wù)集(BSS)中與該QAP 10相關(guān)，基礎(chǔ)服務(wù)集具有允許在QSTAs之間進(jìn)行直接數(shù)據(jù)傳輸，則該QAP 10會將在一訊息104中的DLS請求幀轉(zhuǎn)送至該QSTA 12，如果該QSTA 12b接受該DLS請求幀，則該QSTA 12b在由包含速率集的QSTA 12b所發(fā)送至該QAP 10的訊息106中，包含一DLS響應(yīng)幀。該QAP 10會在發(fā)送至QSTA 12a的訊息108中包含該DLS響應(yīng)幀，此后，在該QSTA 12a及該QSTA 12b之間便建立起一直接通訊鏈接110。
根據(jù)本實(shí)用新型，該QAP 10可拒絕來自該QSTA 12a的DLS請求，這是由于關(guān)于該QSTA 12a、12b的信號信道品質(zhì)不適合的緣故，且因此該QAP 10將不會發(fā)送該訊息104至該QSTA 12b。包含在該訊息102中的該DLS請求幀包含在該QSTAs 12a及12b間理想的實(shí)體層(PHY)速率及/或信道品質(zhì)信息的IE，此信息可由前一次在QSTA 12a及該QSTA 12b間的傳輸獲得，或是由監(jiān)聽由該QSTA 12b的傳輸獲得(由該QAP 10或其它QSTAs接收)，如果該信息無效的話，則該QSTA 12a會發(fā)送IE設(shè)定為0的訊息102。
如果該QSTA 12a需要執(zhí)行搜尋該QSTA 12b的動作，則該QSTA 12a可在發(fā)送給QAP 10的訊息112中包含一DLS發(fā)現(xiàn)請求幀，如果該QAP 10發(fā)現(xiàn)該QSTA12b，則該QAP 10便會在發(fā)送給QSTA 12a的訊息114中，包含一DLS發(fā)現(xiàn)響應(yīng)幀及相關(guān)的MAC信息，否則，該QAP 10便會在該訊息114中，包含該DLS發(fā)現(xiàn)響應(yīng)幀及一指示，其指示無法定位該QSTA 12b。此程序是在該DLS建立之前執(zhí)行。
請參照圖1，在DLS建立之前或之后，可以更進(jìn)一步交換額外的信息。該QAP 10可選擇性地在發(fā)送至該QSTA 12a的訊息116中，包含一DLS測量請求封包，已變請求一信道品質(zhì)測量。該訊息116也可包含關(guān)于QSTA 12b執(zhí)行一信道品質(zhì)測量的能力信息，該能力信息，可包含但不限制于天線數(shù)量、天線技術(shù)支持形式的指示(像是多重輸入多重輸出(MIMO))、天線多樣性、或是其它任何智能天線技術(shù)。該QSTA 12a借助在發(fā)送給該QAP 10的訊息118中包含一測量響應(yīng)封包的方式響應(yīng)該訊息116，該訊息118也可包含該QSTA 12a及QSTA 12b之間信道品質(zhì)測量結(jié)果，信道測量可包含QSTA 12a至QSTA 12b之間接收信號強(qiáng)度指示(RSSI)、QSTA 12a至QSTA 12b之間的信道品質(zhì)指示器(CQI)、以及在QSTA 12a上的干擾等級。RSSI是由QSTA 12b在QSTA 12a上測量，其是借助被動地監(jiān)聽由該QSTA 12b發(fā)送至該QAP 10或是其它QSTAs/STAs的封包；CQI測量可借助主動地由QSTA 12a傳輸封包至QSTA 12b獲得，其甚至在該DLS實(shí)施之前。該訊息116及118可在訊息108由該QAP 10發(fā)送之前或是在一正在進(jìn)行的DLS期間交換。
在傳統(tǒng)的無線通訊系統(tǒng)中，該DLS可由QSTAs 12a、12b其中之一切斷，該DLS切斷程序無法由QAP 110開始，該QSTAs 12a、12b可切斷該DLS，這是因?yàn)閼?yīng)用程序停止動作或是完成。每該QSTA 12a、12b可包含一定時(shí)器，其會在每次接收到來自QSTA 12a、12b的封包(一數(shù)據(jù)封包或是一確認(rèn)(ACK)封包)時(shí)重新設(shè)定，該定時(shí)器是用以終止該DLS，其是由于一鏈接失效或是應(yīng)用程序完成。如果在定時(shí)器到期前未接收到封包，或是一應(yīng)用程序已經(jīng)完成，則該QSTA 12a、12b會借助在發(fā)送給QAP 10的訊息120a、120b中包含一DLS切斷封包來開始一DLS切斷程序。在該DLS切斷程序完成之后，所有由QSTAs12a、12b所發(fā)送的封包會由該QAP 10處理。
QSTAs 12a、12b可發(fā)送該DLS切斷封包至該QAP 10，一旦該DLS切斷訊息120由QSTAs 12a、12b其中之一發(fā)送的話，該QAP 10將轉(zhuǎn)送該DLS切斷訊息至QSTAs 12a、12b的中的另一個(gè)。該DLS切斷程序可以任何存取方法實(shí)施(例如一分派資源配置、一管理資源配置、HCCA、或EDCF)。
根據(jù)本實(shí)用新型，該QAP 10可借助將包含一切斷動作字段的一DLS響應(yīng)訊息108，發(fā)送給QSTAs 12a或12b開始一DLS切斷程序。該動作幀包含一定時(shí)器信息字段，借此，該QSTA 12a或12b必須在定時(shí)器到期之前，借助發(fā)送一DLS切斷訊息至該QAP 10作為響應(yīng)。此特征是往前與目前的WLAN標(biāo)準(zhǔn)兼容。
該QAP 10可在兩個(gè)QSTAs 12a及12b之間開始一DLS，該QAP 10發(fā)送一DLS開始訊息至QSTAs 12a及12b，一旦該QAP 10由該QSTAs 12a及12b接收相應(yīng)該DLS初始訊息的DLS請求訊息，則該QAP 10可發(fā)送一DLS響應(yīng)訊息給該QSTAs 12a及12b。該DLS初始訊息為本實(shí)用新型所引入的一種新的訊息，其系允許該QAP 10初始兩STAs之間的DLS?；蛘?，可修改該DLS請求訊息及該DLS響應(yīng)訊息，以便由該QAP 10初始一DLS，而非產(chǎn)生一新的DLS初始訊息。
在該DLS建立之后的數(shù)據(jù)傳輸將于此解釋。該QSTAs可使用該DLS以執(zhí)行使用任何由IEEE 802.11e標(biāo)準(zhǔn)所定義的存取機(jī)制的數(shù)據(jù)傳輸，像是HCCA或是EDCF。
本實(shí)用新型提供數(shù)種動作幀格式以供DLS管理。一動作字段，在該分類字段之后立即區(qū)別該格式，關(guān)于每該幀格式的該動作字段值定義于表1中。

表1
附加的動作字段值是根據(jù)本實(shí)用新型定義。一DLS發(fā)現(xiàn)請求幀是為了QSTA獲取另一個(gè)QSTA的MAC地址，其是借助發(fā)送應(yīng)用程序需求。一DLS發(fā)現(xiàn)響應(yīng)幀是為了QAP響應(yīng)該請求QSTA的MAC地址。一傳統(tǒng)的DLS切斷幀修改為增加一動作字段，其是為了由該QAP所切斷的DLS所增加，一個(gè)稱為定時(shí)器的信息字段包含于該DLS切斷幀中，該QAP預(yù)期在定時(shí)器到期之前，該QSTA將發(fā)送該DLS切斷訊息至該QAP。一個(gè)傳統(tǒng)的DLS請求幀修改為包含一額外組件，以發(fā)送兩個(gè)QSTAs之間最佳化的PHY數(shù)據(jù)率及特定其它信道特征。一DLS測量請求幀是為了來自一QAP至一QSTA的測量請求，該DLS測量請求幀包含另一個(gè)QSTA的能力信息。一DLS測量響應(yīng)幀是為了由一QSTA至一QAP的DLS測量響應(yīng)，該DLS測量響應(yīng)幀包含測量信息及另一個(gè)QSTA MAC地址。
圖2所示為一根據(jù)本實(shí)用新型的AD hoc網(wǎng)絡(luò)200方塊圖，其包含復(fù)數(shù)個(gè)QSTAs 12a、12b、12c、12d、12e、12f，用以支持點(diǎn)對點(diǎn)通訊。每該QSTA 12a-12f維持在一跳點(diǎn)或二跳點(diǎn)內(nèi)所有QSTAs 12a-12f的數(shù)據(jù)庫(圖上未示)，一跳點(diǎn)QSTAs為可互相監(jiān)聽的QSTAs，且在此后將稱為“鄰居”，而二跳點(diǎn)QSTAs系為無法直接監(jiān)聽的QSTAs，但“鄰居”是可以聽到的。
當(dāng)該媒體在使用中時(shí)，需要通知兩個(gè)QSTAs群組，也即可監(jiān)聽傳輸?shù)腝STAs以及可能傳輸和干擾接收的QSTAs。因此，僅有一傳輸QSTA以及一接收QSTA需要分別通知其鄰近的QSTAs，該傳輸QSTA需要分辨正在使用該媒體的鄰居，且該鄰居不能在無干擾下接收。該接收QSTA需要分辨正在使用該媒體的鄰居，且該鄰居無法傳輸。這需要一些握手機(jī)制以便適當(dāng)?shù)膶?shí)施，但可以產(chǎn)生較好的整體媒體效用。
鄰近QSTAs在相互之間發(fā)送信號以經(jīng)由能力訊息報(bào)告能力，該能力訊息可在當(dāng)一QSTA電源激活時(shí)作為初始程序的一部份，該能力訊息可周期性地或借助任一QSTA的一些活動或非活動的事件觸發(fā)，或是也可作為由該QSTAs的其一所初始的信息請求信號的響應(yīng)。
一個(gè)新的QSTA可發(fā)送一廣播訊息給鄰居以要求主動傳輸，該新的QSTA可被動地掃瞄該信道并接著發(fā)送封包，在接收該請求之后，任何主動脫離的QSTA可將該信息發(fā)送回給該新的QSTA，該QSTAs在響應(yīng)之前會遵循一隨機(jī)的后退機(jī)制，一旦該新的QSTA獲取該信息，則該新的QSTA便使用此信息進(jìn)行資源分配最佳化，以開始一個(gè)新的應(yīng)用程序。
舉例來說，在圖2中的Ad hoc網(wǎng)絡(luò)200中，該QSTA 12a及該QSTA 12b想要互相通訊，在QSTA 12a及QSTA 12b之間執(zhí)行一應(yīng)用程序之前，QSTA 12a及QSTA 12b其中之一或兩者，必須借助發(fā)送關(guān)于該應(yīng)用程序的訊息202通知鄰居，該訊息202可以使用廣播發(fā)送及/或傳播至二跳點(diǎn)QSTAs?；蛘撸撚嵪?02可包含一封包指向特定的QSTAs，在通知意欲通訊的鄰近QSTAs之后，該QSTA 12a及該QSTA 12b可借助交換訊息204進(jìn)行通訊，而不會受到任何干擾。
在該QSTA 12a、12b之間通訊的信息，可包含但不限制于，頻寬需求、傳輸QSTA和接收QSTA的識別、頻帶、較佳調(diào)變模式、子載波、MIMO致能碼等等。此信息較佳地應(yīng)該在DLS建立期間通訊，然而，其也可在DLS通訊期間通訊，以便更新像是較佳調(diào)變之類的特定參數(shù)，。此信息可相應(yīng)另一個(gè)QSTA的請求而重新發(fā)送，該QSTAs可要求此信息以便更新其數(shù)據(jù)或是開始一個(gè)新的應(yīng)用程序。
某些服務(wù)或應(yīng)用程序可能具有高于其它的優(yōu)先權(quán)，借此，如果需要的話，他們可以中斷其它服務(wù)，此類服務(wù)的例子便是用于急救呼叫(911)的網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)語音協(xié)議(VoIP)。此中斷可借助在其它傳輸QSTAs間的訊息交換來執(zhí)行，以便終止其服務(wù)，或是借助訊息交換以重新協(xié)商頻寬、子載波、頻帶等等來執(zhí)行。
圖3所示為根據(jù)本實(shí)用新型的一網(wǎng)絡(luò)300方塊圖，其包含復(fù)數(shù)個(gè)QSTAs12a-12f及一QAP 14。與圖2的Ad hoc網(wǎng)絡(luò)200類似，每該QSTAs 12a-12f維持所有QSTAs的數(shù)據(jù)庫，其中，每該QSTA 12a-12f可直接通訊與其通訊，且每該QSTA 12a-12f可通過該QAP 14通訊，該QAP 14可通過該QAP 14提供有效的QSTAs的數(shù)據(jù)庫。
每該QSTAs12a-12f系連接至該QAP 14，然而，所有的流量并不需要由QAP 14產(chǎn)生或是流過該QAP 14，因此，兩個(gè)QSTAs可直接互相通訊而不需要發(fā)送該流量流過該QAP 14。此程序可借助該QAP 14及一分布控制進(jìn)行控制，該分布控制系類似于上述圖2所描述的非AP實(shí)施例。
在由該QAP 14所控制的程序中，舉例來說，一QSTA 12a意欲與一QSTA 12b通訊，該QSTA 12a發(fā)送一訊息302至該QAP 14，其包含至少下列其中之一一目標(biāo)ID、一需求頻寬、信道信息、一至該目標(biāo)的直接跳點(diǎn)等等。根據(jù)在訊息302中所提供的信息，該QAP 14決定是否讓該兩個(gè)QSTAs 12a、12b直接通訊，或是需要通過該QAP 14通訊。該QAP 14可根據(jù)兩QSTAs 12a、12b之間的信號強(qiáng)度、目前的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、QAP 14的活動力、兩個(gè)QSTAs 12a、12b的能力等等來做出決定。該QAP 14可根據(jù)需求發(fā)送一訊息304用以連接，其包含分派資源的分配信息(例如、一特定時(shí)間、子載波、或是天線)，并指示何者是有效的。接著，便在該QSTAs 12a及12b之間建立一直接通訊鏈接。
在訊息304中的分派信息會被送至該QSTA 12a及QSTA 12b，其它QSTAs12c-12f也可通知有直接通訊鏈接306，以便讓他們知道資源正在使用中。該QSTAs 12c-12f可借助廣播該訊息304至所有QSTAs 12a-12f而得知，或是借助向所有QSTAs 12a-12f請求監(jiān)控該QAP 14以便獲得訊息304而得知，即便其并非給他們使用，此可預(yù)防其它QSTAs 12a-12f使用相同的資源。
盡管本實(shí)用新型的特征和組件皆于實(shí)施例中以特定組合方式所描述，但實(shí)施例中每一特征或組件能獨(dú)自使用，而不需與較佳實(shí)施方式的其它特征或組件組合，或是與/不與本實(shí)用新型的其它特征和組件做不同的組合。盡管本實(shí)用新型已經(jīng)通過較佳實(shí)施例描述，其它不脫附本實(shí)用新型權(quán)利要求的變型，對熟悉本技術(shù)的人士來說還是顯而易見的。
權(quán)利要求1.一種無線通訊系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包含(a)至少一存取點(diǎn)；(b)一第一站臺，其與所述存取點(diǎn)通訊；以及(c)一第二站臺，其與所述存取點(diǎn)通訊，所述第二站臺發(fā)送一直接鏈接設(shè)定請求至所述存取點(diǎn)，用以設(shè)定至所述第一站臺的一直接通訊鏈接，其中所述存取點(diǎn)轉(zhuǎn)送所述直接鏈接設(shè)定請求至所述第一站臺，且所述存取點(diǎn)發(fā)送一直接鏈接設(shè)定響應(yīng)至所述第二站臺，以指示是否可接收所述直接鏈接設(shè)定請求。
專利摘要本實(shí)用新型是關(guān)于一種使用直接鏈接設(shè)定(DLS)的點(diǎn)對點(diǎn)通訊系統(tǒng)。一移動站臺(STA)建立與其它STA的一直接通訊鏈接，其經(jīng)由發(fā)送一訊息而向一存取點(diǎn)(AP)(也即一集中控制器)請求一DLS，該AP可根據(jù)信道測量接受或拒絕該DLS請求。如果該DLS請求被接受的話，該DLS便會建立，使得該STAs間可互相直接通訊。一個(gè)已建立的連結(jié)可經(jīng)由該AP向該STAs其中之一發(fā)送包含DLS切斷請求的訊息而將其切斷。該系統(tǒng)可為一Ad hoc網(wǎng)絡(luò)，其包含多個(gè)STAs而無AP，其中，各該STA維持一跳點(diǎn)(one－h(huán)op)及二跳點(diǎn)(two－h(huán)op)的STAs的數(shù)據(jù)庫，并在通知鄰近STAs意欲建立一直接通訊鏈接之后，建立與其它STAs的一直接鏈接。
文檔編號H04L12/28GK2914501SQ20062000310
公開日2007年6月20日 申請日期2006年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月25日
發(fā)明者亞蒂·錢德拉, S·李維 約瑟, A·格蘭帝 蘇希爾, 愛爾戴德·萊爾 申請人:美商內(nèi)數(shù)位科技公司