帧交换方法与流程

本发明有关于多无线电系统，更具体地，有关于可以多无线电系统中彼此干扰的帧交换方法。

背景技术：

无线通信设备可以支持多个无线电系统(诸如wi-fi、蓝牙、zigbee、lte等)。另外，多个无线电系统可以共存。因此，这些共存(co-located)无线电系统的无线电设备通常通过时分双工(timedivisionduplex，tdd)操作来协调，以防止彼此干扰。

申请人已注意到tdd操作下由共存无线电系统造成的干扰问题。参考图1，图1示出了无线局域网(wirelesslocalareanetwork，wlan)系统和长期演进(longtermevolution，lte)系统在tdd操作下共存。也就是说，时间线(timeline)被分成tddwlan阶段和tddlte阶段，用于wlan设备和lte设备分别执行帧交换。理想情况下，一个无线电系统阶段的帧交换不应该干扰另一个无线电系统阶段。然而，由于wlan系统是基于分布式协调功能(distributedcoordinationfunction，dcf)(一种基于竞争的机制)来运行，因而可能引起信道访问延迟。因此，wlan设备可能不能及时与lte设备进行协调。

具体而言，在tddwlan阶段，wlan设备从wlanap或对等(peer)wlan设备接收请求发送(requesttosend，rts)帧，然后发送清除发送(cleartosend，cts)帧以响应wlanap或对等wlan设备。请注意，由于wlanap之间或其他wlan设备之间的竞争，rts帧可能与tddwlan阶段的起始时间不一致。wlanap或对等wlan设备在从wlan设备接收cts帧之后向wlan设备发送数据帧(即，ampdu或mpdu帧)。另外，在wlan设备从wlanap或对等wlan设备完全接收数据帧之后，wlan设备向wlanap或对等wlan设备发送块确认(blockacknowledgment，ba)或确认(acknowledgment，ack)帧。另外，在接下来的tddlte阶段，lte设备开始执行帧交换序列(frameexchangesequence)。

在传统的ieee802.11协议规范中，rts和cts帧均包括用于保护帧交换和信道预留的持续时间字段。通常，wlan设备使用接收的rts帧的持续时间字段，作为用于导出和设置响应的cts帧(respondingctsframe)的持续时间字段的参考。wlan设备从rts帧中获取持续时间字段的值，减去短帧间间隔(shortinter-framespace，sifs)值和传输所述响应的cts帧所需的时间，然后将该值设置在cts帧的持续时间字段中。另一方面，其他wlan设备检查rts帧和cts帧的持续时间字段并设置它们的网络分配矢量(networkallocationvector，nav)指示符以阻止访问信道。上述规范在本领域中是公知的。因此，在图1中，rts帧和cts帧中用于帧交换的持续时间被表示为“rts帧nav”和“cts帧nav”。图1为现有技术的多无线电系统中帧交换的示意图。

以这种方式，如图1所示，帧交换时间(即，图1的“rts帧nav”和cts帧nav”)可以比tddwlan阶段允许的时间要长。总之，帧交换时间超出了tddwlan阶段，并溢出到tddlte阶段。wlan设备可能无法成功接收帧本体的没有处于wlan阶段的部分，和/或无法发送响应的ba帧，从而导致帧交换失败。或者尽管没有处于wlan阶段，wlan设备也发送ba帧，该ba帧发送可能会干扰lte设备的帧接收，这将导致数据丢失。而且，当前的wlan系统倾向于在ppdu帧(即，ieee802.11n和802.11ac中规定的大ampdu)中聚合更多数据，以提高信道利用率，这使问题变得更糟。因此，如何在tdd操作下与其他无线电设备进行有效协助是一项重要的研究。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种帧交换方法以解决上述问题。

根据至少一个实施方式，提供了一种帧交换方法，用于多无线电系统中的第一通信设备，所述方法包括：在第一无线电系统和第二无线电系统中配置时分双工tdd操作；从所述第一无线电系统的第二通信设备接收用于请求帧交换的第一帧；以及将与所述第一帧对应的第二帧发送到所述第二通信设备，其中，所述第二帧包括用于指示所述帧交换的预留时间的字段，并且所述预留时间被设置为与所述第一无线电系统的tdd操作时间对准。

根据至少一个实施方式，提供了一种帧交换方法，用于多无线电系统中的第一通信设备，所述方法包括：将第一帧发送到所述多无线电系统的第二通信设备，所述第一帧指示帧交换所需的时间；从所述第二通信设备接收对应于所述第一帧的第二帧，其中所述第二帧包括用于指示所述帧交换的预留时间的字段；以及根据所述第二帧中的所述预留时间，调整发送给所述第二通信设备的帧交换的数据帧的大小。

根据至少一个实施方式，提供了一种帧交换方法，所述方法包括：由第一通信设备从第二通信设备接收用于请求帧交换的第一帧；由所述第一通信设备将与所述第一帧对应的第二帧发送到所述第二通信设备，其中，所述第二帧包括用于指示所述帧交换的预留时间的字段，并且所述预留时间被设置为与所述第一无线电系统的时分双工tdd操作时间对准；以及所述第二通信设备根据所述第二帧中的所述预留时间，调整发送给所述第一通信设备的帧交换的数据帧的大小。

通过本发明的帧交换方法，能够可以避免两个无线电系统或无线电信道之间的干扰。

在阅读各个附图中例示的优选实施例的如下详细描述之后，本发明的这些和其他目的对本领域技术人员来说无疑将变得显而易见。

附图说明

图1为现有技术的多无线电系统中帧交换的示意图。

图2a示出了示例性通信设备的示意图。

图2b示出了示例性通信设备的另一示意图。

图3为本发明实施例的方法的流程图。

图4为本发明的多无线电系统中帧交换的示意图。

图5为本发明的多无线电系统中帧交换的另一示意图。

具体实施方式

在说明书及后续的权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的组件。本领域一般技术人员应可理解，电子设备制造商可以会用不同的名词来称呼同一组件。本说明书及后续的权利要求并不以名称的差异来作为区别组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区别的基准。在通篇说明书及后续的权利要求当中所提及的“包含”是开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。此外，“耦接”一词在此是包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置电性连接于第二装置，则代表该第一装置可直接连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地连接至该第二装置。

通信设备在多无线电系统中操作在tdd操作下。图2a示出了示例性通信设备20的示意图。通信设备20可以是wlan设备、lte设备、lte-wlan聚合(lte-wlanaggregation，lwa)设备或者与无线规范兼容的任何设备，诸如可穿戴设备、iot设备、移动电话、家用电器、机器类型设备等。通信设备20可以包括处理单元200、存储单元210和通信接口单元220，处理单元200诸如处理器、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)等。存储单元210可以是任何数据存储设备，其能够存储对应于方法的程序代码214以供处理单元200访问。处理单元200可以耦接到存储单元210，用于处理程序代码214执行方法。存储单元210的例子包括但不限于只读存储器(read-onlymemory，rom)、闪存(flashmemory)、随机存取存储器(random-accessmemory，ram)、cd-rom、磁带、硬盘和光学数据存储设备。通信接口单元220可以是无线电收发器，并且可以根据处理单元200的处理结果交换无线信号。另外，图2b示出了示例性通信设备20的另一示意图。如图2b所示，通信设备20可以包括两个通信接口单元220和220'，用于在不同的无线电系统、频率或信道通信。

请参考图3，图3为本发明实施例的方法30的流程图。方法30可以应用于图2的通信设备20中用于帧交换。方法30可被编译成程序代码214，储存于存储单元210以供处理单元200处理，且可包括以下步骤：

步骤300：开始。

步骤310：在第一无线电系统和第二无线电系统中配置tdd操作。

步骤320：从对等通信设备或第一无线电系统的网络接收用于请求帧交换的第一帧。

步骤330：将与第一帧对应的第二帧发送到对等通信设备或上述网络，其中第二帧包括一字段，该字段指示用于帧交换的预留时间，并且预留时间被设置为与第一无线电系统的tdd操作时间对准，由此接收第二帧的对等通信装置或网络根据第二帧的预留时间，调整后面的数据帧的帧大小。

步骤340：结束。

根据方法30，通信装置20回应帧交换周期的对等通信装置或网络(即，接入点ap)，其中帧交换周期受第一无线电系统的tdd操作时间限制，以避免帧交换周期与第二无线电系统的下一个tdd操作时间交叉。总之，利用方法30，可以避免两个无线电系统或无线电信道之间的干扰。

以基于方法30的示例为例。通信设备20配置在wlan系统和lte系统中的tdd操作下。利用wlan设备的tdd操作时间，通信设备从wlanap接收用于请求帧交换的请求帧。通信设备20向wlanap发送与请求帧相对应的用于接受帧交换的响应帧，其中响应帧包括指示符，用于指示wlan系统的tdd操作时间内用于帧交换的预留时间。请注意，用于帧交换的预留时间应限制在wlan系统的tdd操作时间内。因此，wlan系统的帧交换活动不影响lte系统的tdd操作中的帧交换活动。

请参考图4，图4为本发明的多无线电系统中帧交换的示意图。在图4中，通信设备20在tddwlan阶段和tddlte阶段中进行帧交换。在tddwlan阶段，通信设备20应用通信接口单元220，用于wlan频率/信道上的通信。通信设备20从wlanap接收rts帧，其中rts帧指示帧交换所需的时间，这在图4中由“rts帧nav”表示。另外，通信设备20以cts帧作为对wlanap的回应，其中cts帧指示用于帧交换的预留时间，这在图4中由“cts帧nav”表示。“cts帧nav”应当与tddwlan阶段对齐。以这种方式，通信设备20可以充分利用tddwlan阶段进行帧交换

另一方面，wlanap采用由cts帧中的“cts帧nav”指示的持续时间，并相应地调整ampdu帧大小。再次参考图1，如图4中所示，wlanap适时地缩短ampdu帧的大小。因此，通信设备20接收ampdu帧，并在tddwlan阶段内以ba帧回应wlanap。在接下来的tddlte阶段中，通信设备20使用图2b的通信接口单元220'在lte频率/信道上进行帧接收rx，而不会遭受来自wlan帧交换的干扰。

如上所述，通信设备20能够确定用于帧交换的适当的持续时间，以将帧交换控制在无线电系统的tdd操作时间中(例如，tddwlan阶段)。另一方面，网络或对等通信设备确定传输确定合适的数据帧大小。因此，无线系统的帧交换可以在无线系统的tdd操作时间内完成，以避免对其他无线系统的下一个tdd操作时间(即tddlte阶段)的干扰。

在另一实施例中，请参考图5，图5为本发明的多无线电系统中帧交换的另一示意图。代替cts帧，通信设备20可以使用具有“ba帧nav”的ba帧来指示恰当的持续时间，以使得下个一帧交换时间(即，包括ampdu帧和ba帧)与tddwlan阶段对齐。类似地，wlanap接收ba帧的“ba帧nav”，采用ba帧中携带的持续时间并相应地调整ampdu帧的大小。因此，wlan帧交换将适合(fitin)tddwlan阶段，而不会对tddlte阶段造成干扰。

需注意的是，通信设备20可以使用任何专属ie或其他适用的参数来交握或沟通帧交换时间，并且用于帧交换的持续时间的特征不限制于被包括在cts帧或ba帧中，例如如图5所示可以包括在ampdu帧中，即，“ampdu帧nav”。可以使用对wlanap或对等通信设备的任何响应帧来沟通此功能。

上述方法/操作的步骤可以通过硬件、软件、或固件的方式来实现，固件已知可以是硬件设备与硬件设备或电子系统上只读软件中存储的计算机指令和数据的结合。硬件的例子可以包括已知为微电路、微芯片或硅芯片的模拟、数字和混合电路。电子系统的示例可以包括片上系统(systemonchip，soc)、系统级封装(systeminpackage，sip)、模块计算机(computeronmodule，com)和通信装置20。

综上，本发明提供了一种可以及时调整帧大小以避免帧交换时间超过当前无线电系统阶段的机制，从而减少共存无线电系统上的干扰或数据丢失。更具体地说，通信设备根据当前操作的无线电系统的tdd操作时间，计算用于帧交换的适当的持续时间，并且在响应帧中包括持续时间，以通知网络或对等通信设备调整交换序列中的帧大小。

本领域技术人员将容易注意到，在保持本发明的教导的同时，可以对装置和方法做出大量修改和变化。因此，上述公开内容应当被理解为本发明的举例，本发明的保护范围应以权利要求为准。