專利名稱：基于虛擬時(shí)分多址在無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)中空間重用的技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)，更具體來(lái)說(shuō)涉及基于虛擬時(shí)分多址在無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)中進(jìn)行空間重用的技術(shù)。

背景技術(shù)：
在60GHz頻段內(nèi)的7GHz的非授權(quán)頻譜的可用性提供了幾千兆位室內(nèi)無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(WPAN)的可能性。需要大帶寬的應(yīng)用包括無(wú)壓縮高清(HD)視頻流、來(lái)自于機(jī)場(chǎng)問(wèn)訊處(airport kiosk)(Sync&Go)的快速文件下載和無(wú)線顯示與對(duì)接，僅舉幾例。因?yàn)樗钄?shù)據(jù)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)現(xiàn)有家庭網(wǎng)絡(luò)的能力，因此這些現(xiàn)有家庭網(wǎng)絡(luò)解決方案(IEEE 802.11a/b/g/n和WiMedia UWB)不能支持這些應(yīng)用。
由于氧吸收和短波長(zhǎng)引起的毫米波通信鏈路的固有隔離，因此毫米波通信鏈路比更低頻率(例如2.4GHz和5GHz頻帶)處通信鏈路更不魯棒，其中氧吸收使信號(hào)在長(zhǎng)距離上衰減，而短波長(zhǎng)提供了通過(guò)如墻或天花板等障礙物的高衰減。因此，設(shè)計(jì)用于60GHz頻帶的高數(shù)據(jù)率無(wú)線電系統(tǒng)的最大挑戰(zhàn)之一是由于在無(wú)線電傳播期間高路徑損耗引起的有限的鏈路預(yù)算。一方面，優(yōu)選地將定向天線用于高速點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸。另一方面，通常使用覆蓋寬角度范圍以提供全向覆蓋的定向天線方向圖以幫助鄰居發(fā)現(xiàn)和波束控制決定。較低的頻帶信道(例如2.4GHz或5GHz頻帶內(nèi)的IEEE 802.11WLAN或6GHz頻帶內(nèi)的WiMedia UWB)可被用作提供魯棒傳輸和覆蓋的帶外(OOB)控制信道。
空間重用是網(wǎng)絡(luò)支持并發(fā)傳輸?shù)哪芰Γl(fā)傳輸取決于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜透髯缘膫鬏敺秶?。?zhí)行定向傳輸?shù)脑O(shè)備可在空間上被分離以使某些設(shè)備對(duì)可同時(shí)通信。然而，在傳統(tǒng)的60GHz無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(WPAN)中，信道時(shí)間是通過(guò)使用不支持并行傳輸?shù)臅r(shí)分多址(TDMA)技術(shù)調(diào)度的。通常，對(duì)于每個(gè)超幀(TDMA的基本時(shí)分)執(zhí)行信道時(shí)間預(yù)留，并且在控制信道上發(fā)送的一個(gè)或一些信標(biāo)幀中對(duì)信道時(shí)間預(yù)留進(jìn)行通信，如圖1的100所示。
因此，存在對(duì)在無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)中進(jìn)行空間重用的技術(shù)的強(qiáng)烈需求。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方面在于一種裝置，包括收發(fā)信機(jī)，適合于在無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)中使用，其中所述收發(fā)信機(jī)通過(guò)使用虛擬時(shí)分多址(TDMA)技術(shù)被配置用于特定重用，所述虛擬時(shí)分多址技術(shù)允許另外的無(wú)干擾收發(fā)信機(jī)與所述收發(fā)信機(jī)執(zhí)行并發(fā)傳輸。
本發(fā)明的第二方面在于一種方法，包括通過(guò)在無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)中使用虛擬時(shí)分多址(TDMA)技術(shù)將收發(fā)信機(jī)配置用于特定重用，所述虛擬時(shí)分多址技術(shù)允許另外的無(wú)干擾收發(fā)信機(jī)與所述收發(fā)信機(jī)執(zhí)行并發(fā)傳輸。



在說(shuō)明的結(jié)論部分，被視為本發(fā)明的該主題被特別指出并且被清楚地要求其權(quán)利保護(hù)。然而，當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)可通過(guò)參照下面的詳細(xì)描述對(duì)本發(fā)明的如下方面進(jìn)行最佳地理解，這些方面涉及操作的組織和方法，以及本發(fā)明的目的、性質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)，其中 圖1示出了傳統(tǒng)的TDMA機(jī)制的示例。
圖2示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中的空間重用組劃分。
圖3描述了在本發(fā)明的實(shí)施例中的提出的虛擬TDMA機(jī)制。
圖4描述了在本發(fā)明的實(shí)施例中用于評(píng)估鏈路兼容性的消息流。
圖5示出了本發(fā)明的實(shí)施例中無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(WPAN)拓?fù)洹?br> 將了解到，為了簡(jiǎn)單地且清楚地顯示，這些圖中示出的元件不必按照比例繪制。例如，為了清楚，其中一些元件的尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它元件的尺寸。此外，只要認(rèn)為適當(dāng)，已經(jīng)在這些圖中對(duì)參考標(biāo)記進(jìn)行重復(fù)以指示相應(yīng)的或類似的元件。

具體實(shí)施例方式 在下面的詳細(xì)描述中，很多特定的細(xì)節(jié)被闡明以提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解。然而，本領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)人員將了解到，在沒(méi)有這些特定細(xì)節(jié)的條件下也可實(shí)施本發(fā)明。在其它情況下，眾所周知的方法、步驟、組件和電路未被詳細(xì)地描述以不使本發(fā)明模糊不清。
本發(fā)明的實(shí)施例可在多種應(yīng)用中被使用。本發(fā)明的一些實(shí)施例可結(jié)合各種設(shè)備和系統(tǒng)使用，例如，發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、收發(fā)信機(jī)、發(fā)射-接收機(jī)、無(wú)線通信站、無(wú)線通信設(shè)備、無(wú)線接入點(diǎn)(AP)、調(diào)制解調(diào)器、無(wú)線調(diào)制解調(diào)器、個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、平板電腦、服務(wù)器計(jì)算機(jī)、手持計(jì)算機(jī)、手持設(shè)備、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)設(shè)備或手持PDA設(shè)備。
盡管本發(fā)明的實(shí)施例不局限于該方面，但是使用如“處理”、“確定”、“計(jì)算”、“決定”、“建立”、“分析”、“核查”等術(shù)語(yǔ)的討論可涉及計(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)備的一個(gè)或一些操作和/或一個(gè)或一些處理，它們將表示為計(jì)算機(jī)寄存器和/或存儲(chǔ)器內(nèi)的物理(例如電子)量的數(shù)據(jù)操控和/或轉(zhuǎn)換為類似地表示為計(jì)算機(jī)寄存器和/或存儲(chǔ)器或者可存儲(chǔ)用于執(zhí)行操作和/或處理的指令的其它信息存儲(chǔ)媒質(zhì)內(nèi)的物理量的其它數(shù)據(jù)。
盡管本發(fā)明的實(shí)施例不局限于該方面，但是本文使用的術(shù)語(yǔ)“許多”和“多個(gè)”可包括，例如“多個(gè)”或“兩個(gè)或更多個(gè)”。術(shù)語(yǔ)“許多”和“多個(gè)”可在該整個(gè)說(shuō)明中被使用以描述兩個(gè)或更多個(gè)組件、設(shè)備、元件、單元、參數(shù)，等。例如，“多個(gè)站”可包括兩個(gè)或更多個(gè)站。
本發(fā)明的實(shí)施例提供了虛擬時(shí)分多址(TDMA)方案，該方案允許無(wú)干擾設(shè)備執(zhí)行并發(fā)傳輸。所有的鏈路(設(shè)備的發(fā)射機(jī)/接收機(jī)[在本文中也被稱作收發(fā)信機(jī)]對(duì))可被劃分為多個(gè)組以使一個(gè)組中的發(fā)射機(jī)的定向傳輸不干擾不同組中的接收機(jī)，如圖2的200概括性地示出。在210處示出具有發(fā)射機(jī)(在本文中也被稱作收發(fā)信機(jī))1和接收機(jī)(在本文中也被稱作收發(fā)信機(jī))1的組1，而在205處示出具有發(fā)射機(jī)(在本文中也被稱作收發(fā)信機(jī))2和接收機(jī)(在本文中也被稱作收發(fā)信機(jī))2的組2。這些鏈路可為單向的或者雙向的。我們用k表示這類組的數(shù)量。
按照這種方式，可通過(guò)在k個(gè)虛擬信道320上使用TDMA對(duì)數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行獨(dú)立地調(diào)度，如圖3的300概括示出。超幀n-1在305處被示出、超幀n在310處被示出，而超幀n+1在315處被示出。數(shù)據(jù)S1至R1在330處被示出，而數(shù)據(jù)Sk至Rk在325處被示出。在集中式的MAC(例如IEEE 802.15.3c)下，可由協(xié)調(diào)器執(zhí)行細(xì)分，而在分布式MAC(例如WiMedia UWB)下，這類組可通過(guò)設(shè)備之間在控制信道上的協(xié)商進(jìn)行定義。為了使并行傳輸?shù)臄?shù)量(即組的數(shù)量k)最大化，傳送設(shè)備可減小傳輸功率和/或改變波束控制方向圖。如果特殊設(shè)備參與了落入不同組中的多個(gè)鏈路，則需要對(duì)不同組中的信道時(shí)間預(yù)留調(diào)度進(jìn)行協(xié)調(diào)，以使該設(shè)備不會(huì)同時(shí)在多于一個(gè)組中被調(diào)度。
為了將這些鏈路劃分成組，有必要識(shí)別由發(fā)射機(jī)(收發(fā)信機(jī))在可能的受害接收機(jī)(收發(fā)信機(jī))處引起的干擾電平。集中式MAC下的協(xié)調(diào)器或者分布式MAC下的每個(gè)設(shè)備構(gòu)造表，該表指示特殊設(shè)備的傳輸是否干擾了現(xiàn)有的鏈路。該兼容性表決定了哪些鏈路能夠同時(shí)傳送以及在波束控制方向圖改變或設(shè)備移動(dòng)到新的位置時(shí)哪些鏈路應(yīng)該被更新。該表被用于構(gòu)造空間重用組，該空間重用組允許在該WPAN中同時(shí)傳輸從而實(shí)現(xiàn)空間重用。
現(xiàn)在參照?qǐng)D4的400，其示出了干擾表確定過(guò)程的消息流，該確定過(guò)程是在帶外(OOB)控制信道的幫助下完成的。圖5的500被用作WPAN拓?fù)涞氖纠?，其中A、B、C、D、E分別被表示為510、520、530、540和550。將理解到，圖5的拓?fù)鋬H僅是一個(gè)示例性的拓?fù)?，并且本發(fā)明不局限于該拓?fù)?。第一步是協(xié)調(diào)器405在OOB控制信道上告知用于現(xiàn)有鏈路(例如，雙向鏈路A 510<->B 520)的定向傳輸?shù)臅r(shí)間和數(shù)據(jù)信道430。對(duì)于分布式MAC，傳送設(shè)備將分別告知它們的定向傳輸。然后，其中剩余的設(shè)備(例如，C 530、D 540和E 550)將在足以決定它們是否能夠聽(tīng)到來(lái)自于A 510或B 520信號(hào)的時(shí)間量?jī)?nèi)偵聽(tīng)435。如果設(shè)備(例如，C 530和E 550)不能聽(tīng)到該信號(hào)，那么這意味著它不受考慮中的鏈路的影響(例如，C 530和E 550位于A 510和B 520的波束寬度之外，而C 530->E 550的傳輸將不干擾A 410<->B 520的傳輸)。如果設(shè)備能夠聽(tīng)到該信號(hào)，那么這意味著它位于考慮中的鏈路的覆蓋區(qū)域內(nèi)(例如D 540位于B 520的波束寬度內(nèi)，從而當(dāng)鏈路A510<->B 520有效時(shí)，D 540將接收B 520的傳輸。因而，如果D 540傳送，那么它將干擾B 520從A 510的接收)。最后，其中剩余的設(shè)備通過(guò)OOB信道向協(xié)調(diào)器405報(bào)告它們與考慮中的鏈路的兼容性440和445。該信息被用于構(gòu)建下面給出的兼容性表450。在455處，A 510和B 520在指定的信道和時(shí)間上進(jìn)行通信。對(duì)于分布式MAC，無(wú)需報(bào)告并且每個(gè)節(jié)點(diǎn)評(píng)估其自己與考慮中的鏈路的兼容性。
表1鏈路兼容性 例如，如果請(qǐng)求，C 530與E 550之間的通信可被準(zhǔn)予與A 510<->B520并發(fā)進(jìn)行，因?yàn)樗鼈儾粫?huì)相互干擾。今后，鏈路A 510<->B 520和鏈路C 530->E 550屬于兩個(gè)不同的空間重用組。
雖然本發(fā)明的某些性質(zhì)已經(jīng)在本文中被示出和描述，但是現(xiàn)在本領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)人員將進(jìn)行很多修改、替換、改變和等價(jià)物。因此，將理解到，附加的權(quán)利要求打算覆蓋屬于本發(fā)明的真實(shí)的精神內(nèi)的所有這些修改和改變。
權(quán)利要求
1.一種裝置，包括
收發(fā)信機(jī)，適合于在無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)中使用，其中所述收發(fā)信機(jī)通過(guò)使用虛擬時(shí)分多址(TDMA)技術(shù)被配置用于特定重用，所述虛擬時(shí)分多址技術(shù)允許另外的無(wú)干擾收發(fā)信機(jī)與所述收發(fā)信機(jī)執(zhí)行并發(fā)傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述收發(fā)信機(jī)與所述另外的收發(fā)信機(jī)之間的所有鏈路被劃分為多個(gè)組，以使一個(gè)組中的收發(fā)信機(jī)的定向傳輸不會(huì)干擾不同組中的接收機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述鏈路可為單向的或雙向的，并且通過(guò)在多個(gè)虛擬信道上使用TDMA可對(duì)數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行獨(dú)立地調(diào)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，進(jìn)一步包括集中式MAC，其中所述編組由在分布式MAC下的協(xié)調(diào)器執(zhí)行，以及所述組是通過(guò)控制信道上的設(shè)備之間的協(xié)商來(lái)定義的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中為了使并行傳輸?shù)臄?shù)量最大化，傳送設(shè)備可減小傳輸功率和/或改變波束控制方向圖，并且其中如果特殊收發(fā)信機(jī)參與了落入不同組中的多個(gè)鏈路，則對(duì)不同組中的所述信道時(shí)間預(yù)留調(diào)度進(jìn)行協(xié)調(diào)，以使該收發(fā)信機(jī)不會(huì)同時(shí)在多于一個(gè)組中被調(diào)度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中為了將所述鏈路劃分成組，由發(fā)射機(jī)在可能的受害接收機(jī)處引起的干擾電平被識(shí)別，并且所述集中式MAC下的所述協(xié)調(diào)器或者分布式MAC下的每個(gè)收發(fā)信機(jī)構(gòu)造了表，所述表指示特殊收發(fā)信機(jī)的傳輸是否干擾現(xiàn)有鏈路并且其中所述兼容性表決定哪些鏈路能夠同時(shí)傳送以及當(dāng)波束控制方向圖改變或收發(fā)信機(jī)移動(dòng)到新的位置時(shí)哪些鏈路將被更新。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述干擾表確定的消息流是通過(guò)帶外(OOB)控制信道完成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中所述消息流如下
所述協(xié)調(diào)器在OOB控制信道上告知用于現(xiàn)有鏈路的定向傳輸?shù)臅r(shí)間和數(shù)據(jù)信道；
對(duì)于所述分布式MAC，所述收發(fā)信機(jī)將分別告知其定向傳輸并且隨后剩余的所述收發(fā)信機(jī)設(shè)備將在足以決定它們是否能夠聽(tīng)到信號(hào)的時(shí)間量?jī)?nèi)進(jìn)行偵聽(tīng)；
如果收發(fā)信機(jī)不能聽(tīng)到所述信號(hào)，那么這意味著它不受考慮中的所述鏈路的影響，而如果收發(fā)信機(jī)能夠聽(tīng)到所述信號(hào)，那么這意味著它位于考慮中的所述鏈路的覆蓋區(qū)域內(nèi)；以及
剩余的所述收發(fā)信機(jī)通過(guò)所述OOB信道向所述協(xié)調(diào)器報(bào)告它們與考慮中的所述鏈路之間的兼容性。
9.一種方法，包括
通過(guò)在無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)中使用虛擬時(shí)分多址(TDMA)技術(shù)將收發(fā)信機(jī)配置用于特定重用，所述虛擬時(shí)分多址技術(shù)允許另外的無(wú)干擾收發(fā)信機(jī)與所述收發(fā)信機(jī)執(zhí)行并發(fā)傳輸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括將所述收發(fā)信機(jī)與另外的收發(fā)信機(jī)之間的所有鏈路劃分為多個(gè)組，以使一個(gè)組中的收發(fā)信機(jī)的定向傳輸不會(huì)干擾不同組中的接收機(jī)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)在多個(gè)虛擬信道上使用TDMA對(duì)數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行獨(dú)立地調(diào)度，并且其中所述鏈路可為單向的或雙向的。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)使用集中式MAC時(shí)，所述編組通過(guò)協(xié)調(diào)器執(zhí)行，并且當(dāng)在分布式MAC下時(shí)，所述組是通過(guò)在控制信道上的設(shè)備之間的協(xié)商來(lái)定義的。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中為了使并行傳輸?shù)臄?shù)量最大化，傳送設(shè)備可減小傳輸功率和/或改變波束控制方向圖，并且其中如果特殊收發(fā)信機(jī)參與了落入不同組中的多個(gè)鏈路，則對(duì)不同組中的所述信道時(shí)間預(yù)留調(diào)度進(jìn)行協(xié)調(diào)，以使該收發(fā)信機(jī)不會(huì)同時(shí)在多于一個(gè)組中被調(diào)度。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中為了將所述鏈路劃分成組，由收發(fā)信機(jī)在可能的受害接收機(jī)處引起的干擾電平被識(shí)別，并且所述集中式MAC下的協(xié)調(diào)器或分布式MAC下的每個(gè)收發(fā)信機(jī)構(gòu)造了表，所述表指示特殊收發(fā)信機(jī)的傳輸是否干擾現(xiàn)有鏈路，并且其中所述兼容性表決定哪些鏈路能夠同時(shí)傳送以及當(dāng)波束控制方向圖改變或收發(fā)信機(jī)移動(dòng)到新的位置時(shí)哪些鏈路將被更新。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)使用帶外(OOB)控制信道確定所述干擾表的消息流。
全文摘要
本發(fā)明的名稱為基于虛擬時(shí)分多址在無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)中空間重用的技術(shù)，其實(shí)施例提供了一種方法，該方法包括通過(guò)在無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)中使用虛擬時(shí)分多址(TDMA)技術(shù)配置用于特定重用的收發(fā)信機(jī)，其允許另外的無(wú)干擾收發(fā)信機(jī)與所述收發(fā)信機(jī)執(zhí)行并發(fā)傳輸。
文檔編號(hào)H04W72/12GK101605363SQ20091014758
公開(kāi)日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2009年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月12日
發(fā)明者A·克塞爾曼, G·李 申請(qǐng)人:英特爾公司