具有有界延迟的毫米波中继设备和用于符号转播的方法
【专利说明】具有有界延迟的毫米波中继设备和用于符号转播的方法
[0001]本申请要求于2013年3月11日提交的美国专利申请序列号N0.13/792，330的优先权权益，并通过引用将其整体结合于此。
技术领域
[0002]实施例涉及无线网络。一些实施例涉及W1-Fi网络和根据IEEE 802.11标准中的一种标准操作的网络。一些实施例涉及使用毫米波频率进行通信的无线个域网(WPAN)和无线局域网(WLAN)。一些实施例涉及根据针对60GHz中的极高吞吐量的无线吉比特联盟(WiGig)规范和IEEE802.1lad规范操作的毫米波网络。一些实施例涉及根据针对高速WPAN的IEEE 802.15.3规范操作的毫米波网络。
【背景技术】
[0003]随着对于无线服务和互联网带宽的需求的增长，各种解决方案已经被部署来帮助满足此需求。一些方案采用更小的小区尺寸但这些方案具有若干缺陷，包括:与操作于传统微波频率处相关联的带宽和空间复用限制以及与多跳部署相关联的附加延迟。毫米波频带具有可用的频谱并且与微波频带相比，能够显著地提供更高水平的吞吐量。
[0004]因此，存在对于为移动设备提供增加的带宽的无线网络和方法的一般需求。
【附图说明】
[0005]图1是示出了根据一些实施例的无线网络；
[0006]图2A示出了根据一些实施例的由主设备传输的符号流；
[0007]图2B示出了根据一些实施例的由中继设备传输的符号流；
[0008]图3是根据一些实施例的通信台站的功能框图；以及
[0009]图4示出了根据一些实施例的用于符号转播的过程。
【具体实施方式】
[0010]以下说明书和附图充分描述了使得本领域技术人员能够进行实践的具体实施例。其他实施例可包括结构、逻辑、电子、处理、以及其它改变。一些实施例的部分和特征可被包括于其他实施例中或者替换其他实施例中的那些部分和特征。权利要求书中提出的实施例涵盖了这些权利要求的所有可用的等同。
[0011]图1是示出了根据一些实施例的无线网络。无线网络100可包括主设备102，该主设备能够向客户端设备106提供无线回程(backhaul)服务。主设备102可被耦合至互联网并且可用作接入点。主设备102和客户端设备106(例如，移动台站)之间的数据的发送和接收可通过中间的中继设备104(例如，中继设备)来提供。
[0012]根据实施例，每个中继设备104可用作用于客户端设备106和主设备102之间的符号的转播(retransmiss1n)的逐符号中继(per-symbol relay)。在一些实施例中，可使用毫米波链路103和105。在这些实施例中，中继设备104 (例如中继设备104A)可从主设备102接收一个或多个独立符号流。每个独立符号流可包括分组，该分组包含一个或多个符号的群组，其中分组内的每个群组可去往不同的一个客户端设备106(例如，客户端设备106A、106B、106C、106D)。通过使用波束成形，中继设备104可分离地解码每个符号或每个符号群组(group of symbols)(即，基于逐客户端设备的)以生成符号的独立流用于到每个相关联的客户端设备106的转播。在下文更详细地论述的一些实施例中，中继设备104还可使用空间复用。中继设备104可被布置为在一延迟内接收、解码、并转播每个符号或每个符号群组，该延迟由群组中的符号的数目界定。这些实施例在下文被更详细地论述。
[0013]图2A示出了根据一些实施例的由主设备传输的符号流。图2B示出了根据一些实施例由中继设备传输的符号流。符号203的独立流201可由主设备102 (图1)发送到一个或多个中继设备104 (图1)。每个独立符号流201可包括分组205，该分组包含一个或多个符号203的群组206。分组205内的每个群组可去往不同的客户端设备106 (图1)。中继设备104可分离地解码每个符号203或符号的群组206以生成符号216的独立流用于客户端设备106的转播。
[0014]在一些实施例中，主设备102可使用空间复用将符号203的一个或多个独立流201发送到不止一个中继设备104。在一些实施例中，主设备102还可采用多输入多输出(MMO)技术。每个独立符号流201可包括分组205，该分组包含一个或多个符号203的群组206。
[0015]在一些实施例中，提供了用于通过中间的中继设备104进行主设备102和客户端设备106之间的数据的发送和接收的方法。在使用毫米波频率(例如，60GHz左右)的实施例中，由主设备102对符号的独立流201的空间复用可包括针对每个中继设备104使用分离的空间通道来利用毫米波频率处的传播特性。
[0016]在一些实施例中，符号203可以是正交频分复用(OFDM)符号并且主设备102、中继设备104、和客户端设备106可根据IEEE 802.11技术(例如，根据IEEE 802.1lad)来进行通信，尽管这不是必须的。
[0017]如上所述，中继设备104可被布置为在一延迟内接收、解码、并转播每个符号203或每个符号群组206，该延迟由群组206中的符号数目界定。针对一个符号的群组(例如，群组206C)，接收、解码、和转播符号的延迟可以一个符号为界。针对不止一个符号的群组(例如，群组206A、206B、和206D)，接收、解码、和转播群组的延迟可以群组中符号的数目为界。针对N个符号的群组，接收、解码、和转播群组的延迟可以N个符号为界。N可从一个符号到十个符号变动。这些实施例允许中继设备104用作逐符号中继。在这些实施例中，客户端设备106可接收符号的不相交的序列，因为由主设备102传输的更高层分组可分布于多个不相交的的符号上。在一些实施例中，中继设备接收、解码、重新编码、和转播符号(或者符号群组)的延迟在时间上不超过符号长度(或者群组的长度)。
[0018]如图2A中所示，在中继设备104A(图1)处接收的独立符号流201可包括针对不同客户端设备106(图1)的一个或多个符号203的群组206。例如，群组206A可意图针对客户端设备106A(图1)，群组206B可意图针对客户端设备106B(图1)，群组206C可意图针对客户端设备106C(图1)，并且群组206D可意图针对客户端设备106D(图1)。在由中继设备104A分离地进行解码之后，中继设备104A可生成符号的独立流216 (参见图2B)。群组216A可意图针对客户端设备104A并且可对应于群组206A，群组216B可意图针对客户端设备104B并且可对应于群组206B，群组216C可意图针对客户端设备104C并且可对应于群组206C，并且群组216D可意图针对客户端设备104D并且可对应于群组206D。
[0019]在一些实施例中，中继设备104可被布置为从主设备102接收路由表(routingschedule)。中继设备104可基于该路由表在有界延迟内解码所接收到的分组205内的符号(即，基于逐符号或逐符号群组)并为每个客户端设备106提取空间流用于转播。中继设备104可基于路由表在分组的符号或符号群组之间动态地重新波束成形。
[0020]如图2B中所示，由中继设备104发送的每个符号群组216可对应于具体客户端设备106的空间流。在这些实施例中，中继设备104可在去往不同客户端设备106的符号或符号群组之间动态地重新波束成形。由于可在中继设备104和客户端设备106之间使用的毫米波链路105(图1)的传播特性，动态重新波束成形可被执行。在这些实施例中，中继设备104可使用定向天线，通过使用波束成形技术，这些定向天线可指向一个或多个客户端设备106。
[0021]通过在去往不同客户端设备106的符号或符号群组216之间执行动态重新波束成形，中继设备104可准备好向下一客户端设备106转播下一符号或符号群组(例如，用最小延迟)。在这些实施例中，动态重新波束成形可在针对下一客户端设备106的一个或多个符号正在被解码的同时被执行以帮助确保延迟如上所述是有界的。在这些实施例中，主设备102可能已经针对每个中继设备104生成了独立的路由表并且可能已经向每个中继设备104发送了相关联的路由表。通过使用路由表，中继设备104知道哪个客户端设备106要接收下一符号或符号群组。
[0022]在一些实施例中，路由表可指示分组中的哪些符号要去往特定的客户端设备106。在这些实施例中的一些实施例中，分组205的符号偏移位置可被用于指示哪些符号203或哪些符号群组206去往特定的客户端设备106。
[0023]在一些实施例中，路由表可以是准静态的并且中继设备104可被布置为重复地使用路由表直到它被主设备102更新或改变。在一些实施例中，路由表可覆盖单个分组并且可针对每个分组重复地使用。在其他实施例中，路由表可覆盖分组的集合并且可针对从主设备102接收的每个分组的集合重复使用。在这些实施例中，符号偏移位置可被视为创建坚持递送多个物理分组的虚拟通道。例如，每第N个物理分组的第一符号或符号群组可被指定用于第一客户端设备，每第N个物理分组的第二符号或符号群组可被指定用于第二客户端设备等等。