用于信道相关cca阈值以平衡无线网络中的不同使用情形的系统和方法_2

文档序号:9355806阅读:来源:国知局
设备、手持机、便携式计算设备(例如,个人数据助理)、娱乐设备(例如,音乐或视频设备、或卫星无线电)、游戏设备或系统、全球定位系统设备、或被配置成经由无线介质通信的任何其他合适的设备中。
[0028]如以上所讨论的,本文描述的某些设备可实现例如802.1lah标准。此类设备(无论是用作STA或AP还是其他设备)可被用于智能计量或者用在智能电网中。此类设备可提供传感器应用或者用在家庭自动化中。这些设备可代替地或者附加地用在医疗保健环境中,例如用于个人医疗保健。这些设备也可被用于监督以使得能够实现范围扩展的因特网连通性(例如,以供与热点联用)、或者实现机器对机器通信。
[0029]无线节点(诸如站和AP)可在载波侦听多址(CSMA)类型网络(诸如遵循802.1lah标准的网络)中交互。CSMA是概率性介质接入控制(MAC)协议。“载波侦听”描述了试图在介质上进行传送的节点可在尝试发送其自己的传输之前使用来自其接收机的反馈来检测载波这一事实。“多址”描述了多个节点可在共享介质上发送和接收这一事实。相应地,在CSMA类型网络中,传送节点侦听介质并且如果该介质繁忙(即,另一节点正在该介质上传送),则传送节点将把其传输推迟到稍晚的时间。然而,若侦听到介质是空的,则传送节点可在该介质上传送其数据。
[0030]畅通信道评估(CCA)被用于在节点试图在介质上传送之前确定该介质的状态。CCA规程在节点的接收机被开启并且该节点当前没在传送数据单元(诸如分组)时被执行。节点可例如藉由通过检测分组的PHY前置码来检测该分组开始的方式来侦听介质是否畅通。该方法可检测相对较弱的信号。相应地,对于该方法而言存在低检测阈值。一种替换方法是检测空中的某些能量,这可被称为能量检测(ED)。该方法比检测分组开始相对而言更不灵敏,并且可能仅检测到相对较强的信号。因此,对于该方法而言存在较高检测阈值。一般而言,对介质上另一传输的检测是该传输的收到功率的函数,其中收到功率是发射功率减去路径损耗。
[0031]虽然CSMA对于未被繁重使用的介质是特别有效的,但在介质因有许多设备同时尝试接入它而变得拥挤的场合可能发生性能降级。在多个传送节点一起尝试使用介质时,可能发生各同时传输之间的冲突并且所传送的数据可能丢失或被损坏。由于对于无线数据通信而言,当在介质上传送时一般不可能侦听该介质,因此冲突检测是不可能的。此外,由一个节点进行的传输一般仅被在此传送节点的射程内的使用该介质的其他节点接收到。这被称为隐藏节点问题,其中例如希望向接收节点传送并在接收节点的射程内的第一节点不在当前正向该接收节点传送的第二节点的射程内,且因此第一节点不可能知晓第二节点正向该接收节点传送并因此占用该介质。在这种情形中,第一节点可侦听到介质为空并开始传送,这随后可能导致接收节点处的冲突和数据丢失。相应地,冲突避免方案被用来通过尝试在冲突域内的所有传送节点间在某种程度上均等地划分对介质的接入来改善CSMA的性能。值得注意的是,由于介质(在该情形中为无线电频谱)的本质,故而冲突避免不同于冲关检测。
[0032]在利用冲突避免(CA)的CSMA网络中,希望进行传送的节点首先侦听介质并且如果介质繁忙则其退让(即,不传送)长达一段时间。推迟时段后跟有随机化的退避时段,即,希望传送的节点将不尝试接入介质的附加时间段。退避时段被用于解决同时尝试接入介质的不同节点之间的争用。退避时段也可被称为争用窗。退避要求尝试接入介质的每个节点选取一范围中的随机数目并在尝试接入介质前等待所选取数目的时隙,并且检查是否有不同节点之前已接入该介质。时隙时间按使得节点将总是能够确定是否有另一节点已在前一时隙的开始处接入该介质的方式来定义。具体而言,802.11标准使用指数退避算法,其中每次节点选取隙并与另一节点冲突时,它将呈指数地增大该范围的最大数目。另一方面,如果希望进行传送的节点侦听到介质为空长达指定时间(在802.11标准中称为分布式帧间空间(DIFS)),则该节点被允许在该介质上传送。在传送之后,接收节点将对收到数据执行循环冗余校验(CRC)并向传送节点发回确收。传送节点收到确收将向传送节点指示没有发生冲突。类似地,在传送节点处没有收到确收将指示已发生冲突并且传送节点应当重发数据。
[0033]图1解说了其中可采用本公开的各方面的无线通信系统100的示例。无线通信系统100可按照无线标准(例如802.1lah标准)来操作。无线通信系统100可包括与STA106通信的AP 104。
[0034]可以将各种过程和方法用于无线通信系统100中在AP 104与STA 106之间的传输。例如,可以根据0FDM/0FDMA技术在AP 104与STA 106之间发送和接收信号。如果是这种情形,则无线通信系统100可以被称为0FDM/0FDMA系统。替换地,可以根据CDMA技术在AP 104与STA 106之间发送和接收信号。如果是这种情形,则无线通信系统100可被称为CDMA系统。
[0035]促成从AP 104至一个或多个STA 106的传输的通信链路可被称为下行链路(DL) 108,而促成从一个或多个STA 106至AP 104的传输的通信链路可被称为上行链路(UL) 110。替换地,下行链路108可被称为前向链路或前向信道,而上行链路110可被称为反向链路或反向信道。
[0036]AP 104可充当基站并提供基本服务区域(BSA) 102中的无线通信覆盖。AP 104连同与AP 104相关联的使用AP 104来通信的STA 106—起可被称为基本服务集(BSS)。应注意,无线通信系统100可以不具有中央AP 104,而是可以作为STA 106之间的对等网络起作用。相应地,本文中所描述的AP 104的功能可替换地由一个或多个STA 106来执行。
[0037]STA 106在类型上不受限制,并且可包括各种不同的STA。例如,如图1中解说的,STA 106可包括蜂窝电话106a、电视机106b、膝上型计算机106c、以及数个传感器106d (例如,天气传感器或能够使用无线协议进行通信的其他传感器),这里仅列举了少数示例。
[0038]图2解说了可在无线通信系统100内采用的无线设备202中利用的各种组件。无线设备202是可被配置成实现本文描述的各种方法的设备的示例。例如,无线设备202可包括AP 104或者各STA 106中的一个STA。
[0039]无线设备202可包括控制无线设备202的操作的处理器204。处理器204也可被称为中央处理单元(CPU)或硬件处理器。可包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)两者的存储器206向处理器204提供指令和数据。存储器206的一部分还可包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。处理器204通常基于存储器206内存储的程序指令来执行逻辑和算术运算。存储器206中的指令可以是可执行的以实现本文描述的方法。
[0040]处理器204可包括用一个或多个处理器实现的处理系统或者可以是其组件。这一个或多个处理器可以用通用微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、控制器、状态机、选通逻辑、分立硬件组件、专用硬件有限状态机、或能够对信息执行演算或其他操纵的任何其他合适实体的任何组合来实现。
[0041]处理系统还可包括用于存储软件的机器可读介质。软件应当被宽泛地解释成意指任何类型的指令,无论其被称作软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言、或是其他。指令可包括代码(例如,呈源代码格式、二进制代码格式、可执行代码格式、或任何其他合适的代码格式)。这些指令在由该一个或多个处理器执行时使处理系统执行本文描述的各种功會K。
[0042]无线设备202还可包括发射机210和接收机212,以允许在无线设备202与远程位置之间进行数据的传送和接收。此外,发射机210和接收机212可配置成允许在无线设备202与远程位置(包括例如AP)之间传送和接收设置和/或配置分组或帧。发射机210和接收机212可被组合成收发机214。天线216可被附连至外壳208并且电耦合至收发机214。替换地或补充地,无线设备202可包括形成为外壳208的一部分的天线216或者可以是内部天线。无线设备202还可包括(未示出)多个发射机、多个接收机、多个收发机、和/或多个天线。
[0043]无线设备202还可包括可被用于力图检测和量化由收发机214接收到的信号电平的信号检测器218。信号检测器218可检测诸如总能量、每副载波每码元能量、功率谱密度之类的信号以及其它信号。无线设备202还可
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