无精确定时的组轮询机制的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明总体涉及通信系统。本发明更具体地涉及在通信系统无精确定时的组轮询的机制。
【背景技术】
[0002]无线宽带网络用于数据通信已变得非常流行。建立这种网络可以相对廉价并且快捷。这种网络可以通过控制网络中的通信的接入点在网络客户端设备中提供本地通信。相反，或此外，这种网络可以提供到包括互联网的远程网络的通信接入。
[0003]电气与电子工程师协会(IEEE)已颁布了工业随后采用的几个数据通信标准。这种标准家族的一个实例通常指IEEE 802.11。IEEE 802.11包括几个协议，这几个协议包括 IEEE 802.11a、IEEE 802.lib、IEEE 802.llg 以及 IEEE 802.lln。802.11 网络和设备通常是指WiFi设备。802.11协议定义了可在网络中通信(包括消息和定时)的设备与操作。根据协议，接入点或基站控制数据通信，数据通信包括在接入点与接入点周围的服务区中的相应的站或客户端设备之间的通信的定时。客户端设备根据相同的协议操作以与接入点通信。通过协议定义消息。
[0004]为了改善这些网络的功用，制造商已扩大了通信的范围，因此扩大了服务区的规模。最初，WiFi通信受限于发射机与接收机之间的目苗准线(line of sight)或几十米范围。最近，开发了具有5km到15km服务区半径或节点规模的网络。
[0005]以这种方式增大网络的规模已取得了商业成功。这种成功已为用于通信的系统和方法中的附加特征创造了机会并且也创造了提高性能和效率的机会。
【发明内容】
[0006]根据本发明的第一方面，提供了一种在接入点与多个站无线数据通信的方法，该方法包括:
[0007]从多个站的每一个接收关于相应的站的相应的传播延迟的信息；
[0008]根据从每个相应的站到接入点的无线传输的传播延迟将多个站分组，使得组中的站之间的相应的传播延迟的差值足够大，以避免在完全接收来自组中另一站的数据传输之前接收来自组中的站的数据传输；
[0009]将单个轮询帧传输到多个站；以及
[0010]在相应的时间从多个站的相应的站接收相应的数据传输。
[0011]根据本发明的第二方面，提供一种接入点，包括:
[0012]网络接口，可操作地用于与服务区中的多个站进行无线通信；
[0013]调度器，可操作为控制网络接口的无线通信，该调度器可操作为:
[0014]确定定义多个站的每个相应的站的相应的传播延迟的信息；
[0015]使用相应的传播延迟，将相应的站分成站的两组或多组使得单个轮询帧能够被发送到站的相应的组的所有站，以使相应的组的相应的站通过传输相应的传输对单个轮询帧做出响应，以使在独立时间在网络接口接收相应的传输；以及
[0016]使网络接口传输各个相应的组的站的单个轮询帧。
[0017]根据本发明的第三方面，提供一种接入点，包括:
[0018]网络接口，可操作地用于与服务区中的多个站进行无线通信；
[0019]媒体接入控制层，可操作为格式化用于传输至多个站的两个或多个选择的站的组轮询帧；
[0020]调度器，可操作为控制网络接口的无线通信，该调度器可操作为:
[0021]接收定义接入点与相应的站之间的无线通信的传播延迟的信息；
[0022]选择两个或多个站用于组轮询帧的接收，使得两个或多个站之间的相应的传播延迟的差值足够大以使在开始接收来自两个或多个站的另一站的数据传输之前，在接入点完全接收来自两个或多个站之一的数据传输；以及
[0023]由网络接口启动该组轮询帧的传输。
[0024]从仅仅通过实例方式提供的本发明的优选实施方式的以下描述中，本发明的进一步特征和优势变得显而易见。
【附图说明】
[0025]图1是通信系统的框图；
[0026]图2是表示接入点和表示客户端设备的框图；
[0027]图3是示出了图1的通信系统的操作的时序图；
[0028]图4是示出了图1的通信系统的操作的时序图；
[0029]图5是示出了传统通信系统的操作的时序图；
[0030]图6是示出了图1的通信系统的操作的时序图；
[0031]图7是示出了图1的通信系统的操作的时序图；
[0032]图8示出了所公开的系统和方法提供的吞吐量增益；
[0033]图9是示出了图1的通信系统的操作的流程图；以及
[0034]图10是示出了通信系统中的接入点与客户端设备之间的通信的流程图。
【具体实施方式】
[0035]本发明的实施方式涉及同步的WiFi网络，诸如，根据电气与电子工程师协会(IEEE) 802.lln标准的网络。网络包括多个接入点(AP)。每个AP向AP的邻近区域中的站(STA)提供无线通信业务。在新网络中，与传统的802.lln相比，小区覆盖直径可为5英里。
[0036]在上行链路周期中，AP用消息一次轮询一个站。轮询的STA通过发送消息来响应。轮询操作可消耗大量的网络资源。
[0037]为了减小轮询开销，本公开提出使用相同的轮询帧轮询几个STA。为了能够在相同的帧中轮询一个以上的站，AP能够利用站相对于AP的位置。每个站相对于AP的位置会造成在站与AP之间进行无线通信的不同传播延迟。基于传播延迟，两个或多个站可以分组在一起用于随后传输到AP。
[0038]根据本文中公开的实施方式，即使当无线客户端与无线服务区中的接入点的距离不等时，通信系统提供用于确保可靠通信的装置和方法。当距离变化并且大于几十米时，从远程客户端设备到接入点的传播延迟是明显的。当接入点意识到传播延迟时，控制网络中的通信的时间的接入点能够利用传播延迟提高系统中的效率。
[0039]接入点可以利用传播延迟信息通过单个轮询帧可以用于轮询组的所有站的方式对站或客户端设备进行分组。要求轮询帧在网络中的每个站的每个上行链路上。接入点将站分组在一起，对于该站，来自站的传播延迟的差值允许在开始接收来自另一站的信号之前在接入点完全接收来自一个站的信号。轮询帧的总数目可以减少并且致力于轮询的时间量可以减少，从而提高了网络中的效率。
[0040]现参考附图，图1是通信系统100的框图。通信系统100旨在示例性的，目的仅是示出本文中所描述的概念。
[0041]在该示例性实施方式中，通信系统包括第一接入点102、第二接入点104、第三接入点106以及第四接入点108。各个相应的接入点向相应的接入点周围的服务区提供无线通信。在示出的实施方式中，各个相应的接入点102、104、106、108根据电气与电子工程师协会(IEEE)标准802.lln操作，通常是指WiFi。在其他实施方式中，一个或多个接入点102、104、106、108根据另一无线标准(诸如，WiMAX)或者另一 802.11标准系列操作。在本文中所描述的设备和技术可以扩展到除了 IEEE 802.lln以外的标准和协议。
[0042]在图1的实例中，各个相应的接入点作为接入点周围的小区或服务区内的无线设备的基站操作。在这个实施例中，接入点108向接入点附近的一个或多个站提供无线通信服务。每个站(STA)均使用无线通信协议(诸如，IEEE 802.lln)与接入点通信。无线通信协议定义了包括接入点的无线设备与无线设备之间的信息的传输与接收的频率分配、定时、帧结构以及其他特性。
[0043]在图1的实例中，接入点108与三个无线设备无线通信，包括第一站112、第二站114、第三站116以及第四站118。在该实例中，第一站112被命名为STA 6、第二站114被命名为STA 7、第三站116被命名为STA 2并且第四站118被命名为STA 5。第一站112、第二站114、第三站116以及第四站118可被当成接入点108的客户端并且可称作无线客户端设备。虽然图1示出了与接入点108通信的四个站，但这仅旨在为示例性的。许多站可以与接入点108通信。
[0044]第一站112、第二站114、第三站116以及第四站118的每一个可以包括与任何其他合适的装置或设备结合的无线通信电路。可以包括无线电路并且形成站或无线客户端设备的示例性设备包括移动电话、智能手机、个人数字助理(PDA)、膝上型电脑、平板电脑、个人计算机和任何其他数据处理设备。无线电路在数据处理设备与接入点108之间提供数据通信。无线电路可以是模块或组件或一组组件并且可以是站的永久部分或者可从站移除或可从站拆卸。
[0045]反过来，接入点108可以在第一站112、第二站114、第三站116以及第四站118中的相应的站之间或者相应的站与另一网络110之间提供数据通信。网络110可以是任何网络或网络的组合并且可以直接或间接包括互联网或与互联网通信的网络。在图1的实例中，接入点102、104、106、108的每一个与网络110通信。然而，接入点102、104、106、108的每一个可独立操作且不与相邻网络交互并且没有单个接入点的总体控制或管理。在该实例中，第二接入点104与STA 120 (体现为PDA)数据通信，并且第三接入点106与STA 122 (体现为移动电话)数据通信。
[0046]如图1中的站112、114、116、118的布置所建议的，每个站112、114、116、118距接入点108的距离可不同。可以测量相关距离作为接入点108与相应的站之间的直线距离。或者，当无线电能量在站与接入点之间行进时，可以通过相邻结构反射的一个或多个射线的长度测量距离。每个站是距接入点的距离并且如果站移动(诸如，移动电话或膝上型电脑)距离可以随着时间而改变。
[0047]站与接入点之间的距离会导致站与接入点之间的通信的传播延迟。可以测量传播延迟作为由站和接入点中的一个传输射频(RF)能量的时间与站和接入点中另一个接收并感测射频能量的时间之间的差值。如果距离是几十米的级别，那么无线电路之间的通信时序的传播延迟可能不明显。另一方面，如以下将更详细地描述的，例如，如果距离大于1km，那么传播延迟可能会影响网络中的通信时序。
[0048]图2是表示接入点202和表示客户端设备204的框图。接入点202可以表示图1的接入点102、104、106、108之一