用于扩展无线网络上的反向准予的方法和装置的制造方法
【专利说明】用于扩展无线网络上的反向准予的方法和装置
[0001] 背景 [000引领域
[0003] 本申请一般设及无线通信，且尤其设及用于在第一和第二无线设备之间分配无线 传输介质的系统、方法和设备。
【背景技术】
[0004] 在许多电信系统中，通信网络被用于在若干个空间上分开的交互设备之间交换消 息。网络可根据地理范围来分类，该地理范围可W例如是城市区域、局部区域、或者个人区 域。此类网络可分别被指定为广域网（WAN)、城域网（MAN)、局域网化AN)、无线局域网 (WLAN)、或个域网（PAN)。网络还根据用于互连各种网络节点和设备的交换/路由技术(例 如，电路交换-分组交换）、用于传输的物理介质的类型(例如，有线-无线）、和所使用的通信 协议集(例如，网际协议集、SO肥Τ(同步光学联网）、W太网等)而有所不同。
[000引当网络元件是移动的并由此具有动态连通性需求时，或者在网络架构W自组织 (ad hoc)拓扑结构而非固定拓扑结构来形成的情况下，无线网络往往是优选的。无线网络 使用无线电、微波、红外、光等频带中的电磁波W非制导传播模式来采用无形的物理介质。 在与固定的有线网络相比较时，无线网络有利地促成用户移动性和快速的现场部署。
[0006]无线网络中的传输介质可具有有限容量。传输介质容量可使用各种协议或方法被 分配给无线网络的各节点。在一些实例中，介质传输容量的一部分可被分配给无线节点，但 在特定时间可能超出该节点所需的传输容量。运可造成介质传输容量的一些部分未被使 用。因此，需要用于分配无线网络中的传输容量的改进型系统、方法和设备。
[0007] 概述
[0008] 本发明的系统、方法和设备各自具有若干方面，其中并非仅靠任何单一方面来负 责其期望属性。在不限制如由所附权利要求所表达的本发明的范围的情况下，现在将简要 地讨论一些特征。在考虑此讨论后，并且尤其是在阅读题为"详细描述"的章节之后，将理解 本发明的特征是如何提供包括无线网络中的第一和第二设备之间的改进的通信在内的优 点的。在一实施例中，第一和第二设备可W是无线网络中的接入点和站。
[0009] -个创新方面包括一种无线通信方法。该方法包括:经由第一设备传送第一消息， 第一消息指示第一设备的传输机会的历时;经由第一设备接收第二消息；W及经由第一设 备解码第二消息W确定传输机会的新历时。在一些方面，该方法还包括生成第一消息作为 请求发送消息、PS轮询帖、或触发帖之一。在一些方面，该方法包括将第二消息解码为清除 发送消息或作为请求发送消息。在一些方面，该方法包括传送指示第二设备是否具有扩展 传输机会的历时的许可的第Ξ消息。在一些方面，该方法包括生成第一消息W指示第一设 备是否授予利用传输机会的至少一部分中继由第一设备传送的数据的许可。在一些方面， 在第一消息的次序字段或中继帖字段中被指示该许可。该方法的一些方面还包括:解码第 二消息W确定显式还是隐式确收规程被用于所中继的数据；在传输机会期间传送数据分 组；W及基于确收规程来确定数据分组是否被确收。在一些方面，该方法包括:基于第二消 息的历时字段确定NAV期满时间；如果所确定的NAV期满时间与第一消息的历时字段所指示 的NAV期满时间不同，则确定确收规程是显式的；W及如果所确定的NAV期满时间与第一消 息的历时字段所指示的NAV期满时间相同，则确定确收规程是隐式的。
[0010] 所公开的另一方面是一种用于无线通信的装置。该装置包括:发射机，其配置成传 送第一消息，第一消息指示该装置的传输机会的历时;接收机，其配置成接收第二消息；W 及处理系统，其配置成解码第二消息W确定传输机会的新历时。在一些方面，发射机被进一 步配置成传送指示第二设备是否具有扩展传输机会的历时的许可的第Ξ消息。在一些方 面，处理系统被进一步配置成生成第一消息W指示第一设备是否授予利用传输机会的至少 一部分中继由第一设备传送的数据的许可。在一些方面，处理系统被进一步配置成在第一 消息的次序字段或中继帖字段中指示是否授予该许可。在一些方面，该处理系统被进一步 配置成:解码第二消息W确定显式还是隐式确收规程被用于所中继的数据；W及基于所确 定的确收规程来确定所传送的数据分组是否被确收。在一些方面，该处理系统被进一步配 置成:基于第二消息的历时字段确定NAV期满时间；如果所确定的NAV期满时间与第一消息 的历时字段所指示的NAV期满时间不同，则确定确收规程是显式的；W及如果所确定的NAV 期满时间与第一消息的历时字段所指示的NAV期满时间相同，则确定确收规程是隐式的。
[0011] 所公开的另一方面是一种无线通信方法。该方法包括:经由第一设备接收第一消 息;解码第一消息W确定第二设备的传输机会的历时;经由第一设备生成第二消息，第二消 息指示传输机会的新历时；W及传送第二消息。在一些方面，该方法还包括:接收第Ξ消息； W及解码第Ξ消息W确定第一设备是否具有扩展传输机会的历时的许可。在一些方面，该 方法还包括解码第一消息W确定是否授予了在传输机会期间中继由第二设备传送的数据 的许可。在一些方面，该方法还包括:生成第二消息W指示用于所中继的数据的确收规程； 接收来自第二设备的数据；W及基于所指示的确收规程对数据进行确收。
[0012] 该方法的一些方面包括:确定将显式确收规程用于所接收到的数据；W及生成第 二消息W基于第二消息的历时字段指示相对于由第一消息所指示的NAV历时的经扩展的 NAV历时。
[0013] 该方法的一些方面还包括:基于从第二设备接收到的数据的传输的所估计时间、 第二设备的传输机会的历时、W及传输机会中剩余的时间量来确定第二消息的历时字段； W及在第二消息的历时字段中指示经扩展的NAV历时。
[0014] 该方法的一些方面还包括:确定将隐式确收规程用于所接收到的数据；W及生成 第二消息W基于第二消息的历时字段指示相对于由第一消息所指示的NAV历时的未改变的 NAV历时。在一些方面，该方法还包括在第二消息指示隐式确收规程的情况下，响应于接收 到数据而向第Ξ设备传送请求发送消息。
[0015] 所公开的另一方面是一种用于无线通信的装置。该装置包括:接收机，其配置成接 收第一消息；处理系统，其被配置成:解码第一消息W确定第二设备的传输机会的历时，W 及生成指示传输机会的新历时的第二消息；W及发射机，其配置成传送第二消息。在一些方 面，该处理系统被进一步配置成将第一消息解码为请求发送消息、PS轮询帖、或触发帖之 一。在一些方面，该处理器被进一步配置成解码第一消息W确定是否授予了在传输机会期 间中继由第二设备传送的数据的许可。在一些方面，该处理器被进一步配置成:生成第二消 息W指示用于所中继的数据的确收规程;接收来自第二设备的数据；W及基于所指示的确 收规程对数据进行确收。在该装置的一些方面，该处理器进一步配置成:确定将显式确收规 程用于所接收到的数据；W及生成第二消息W指示相对于由第一消息指示的NAV历时的经 扩展的NAV历时。
[0016] 在该装置的一些方面，该处理器进一步配置成:基于从第二设备接收到的数据的 传输的所估计时间、第二设备的传输机会的历时、W及传输机会中剩余的时间量来确定第 二消息的历时字段；W及在第二消息的历时字段中指示经扩展的NAV历时。在该装置的一些 方面，该处理器进一步配置成:确定将隐式确收规程用于所接收到的数据；W及生成第二消 息W基于第二消息的历时字段指示相对于由第一消息所指示的NAV历时的未改变的NAV历 时。在该装置的一些方面，该发射机被进一步配置成在第二消息指示隐式确收规程的情况 下，响应于接收到数据而向第Ξ设备传送请求发送消息。
[0017] 附图简述
[0018] 图1示出了示例性无线通信系统100。该无线通信系统可按照无线标准（例如 802.11标准中的任一个标准)来操作。
[0019] 图2示出了可在图1的无线通信系统内采用的无线设备的示例性功能框图。
[0020] 图3A是在第一和第二无线设备之间分配传输介质的消息交换的时序图。
[0021] 图3B是在第一和第二无线设备之间分配传输介质的消息交换的时序图。
[0022] 图3C是在接入点和站之间分配数据通信介质的消息交换的一个实施例的时序图。
[0023] 图3D示出示例性请求发送(RTS)帖的格式。
[0024] 图3E-1示出了示例性确收帖的格式。
[0025] 图3E-2示出了图3E-1的确收帖的帖控制字段的替换格式。
[0026] 图3F是在接入点和站之间分配数据通信介质的消息交换的一个实施例的时序图。
[0027] 图3G是在接入点和站之间分配数据通信介质的消息交换的一个实施例的时序图。
[0028] 图3H是在接入点和站之间分配数据通信介质的消息交换的一个实施例的时序图。
[0029] 图31是在接入点和站之间分配数据通信介质的消息交换的一个实施例的时序图。
[0030] 图4A是用于在无线网络上的第一和第二无线设备之间分配数据通信介质的过程 的流程图。
[0031] 图4B是可在无线通信系统内采用的示例性设备的功能框图。
[0032] 图5A是用于在无线网络上的第一和第二无线设备之间分配数据通信介质的过程 的流程图。
[0033] 图5B是可在无线通信系统内采用的示例性设备的功能框图。
[0034] 图6A是用于在无线网络上的第一和第二无线设备之间分配数据通信介质的过程 的流程图。
[0035] 图6B是可在无线通信系统内采用的示例性设备的功能框图。
[0036] 图7A是用于在无线网络上的第一和第二无线设备之间分配数据通信介质的过程 的流程图。
[0037] 图7B是可在无线通信系统内采用的示例性设备的功能框图。
[0038] 图8A是用于在无线网络上的第一和第二无线设备之间分配数据通信介质的过程 的流程图。
[0039] 图8B是可在无线通信系统内采用的示例性设备的功能框图。
[0040] 图9A是用于在无线网络上的第一和第二无线设备之间分配数据通信介质的过程 的流程图。
[0041] 图9B是可在无线通信系统内采用的示例性设备的功能框图。
[0042] 图10A是用于在无线网络上的第一和第二无线设备之间分配数据通信介质的过程 的流程图。
[0043] 图10B是可在无线通信系统内采用的示例性设备的功能框图。
[0044] 图11A是用于在无线通信网络上的第一和第二无线设备之间分配数据通信介质的 过程的流程图。
[004引图11B是可在无线通信系统100内采用的示例性设备1150的功能框图。
[0046] 图12A是用于通过无线通信网络中继数据的过程的流程图。
[0047] 图12B是可在无线通信系统100内采用的示例性设备1250的功能框图。
[004引详细描述
[0049] W下参照附图更全面地描述本新颖系统、装置和方法的各种方面。然而，本公开可 用许多不同形式来实施并且不应解释为被限定于本公开通篇给出的任何具体结构或功能。 确切而言，提供运些方面是为了使本公开将是透彻和完整的，并且其将向本领域技术人员 完全传达本公开的范围。基于本文中的教导，本领域技术人员应领会到，本公开的范围旨在 覆盖本文中公开的运些新颖的系统、装置和方法的任何方面，不论其是独立实现的还是与 本发明的任何其他方面组合实现的。例如，可W使用本文所阐述的任何数目的方面来实现 装置或实践方法。另外，本发明的范围旨在覆盖使用作为本文中所阐述的本发明各种方面 的补充或者与之不同的其他结构、功能性、或者结构及功能性来实践的装置或方法。应当理 解，本文披露的任何方面可W由权利要求的一个或多个要素来实施。
[0050] 尽管本文描述了特定方面，但运些方面的众多变体和置换落在本公开的范围之 内。尽管提到了优选方面的一些益处和优点，但本公开的范围并非旨在被限定于特定益处、 用途或目标。相反，本公开的各方面旨在宽泛地适用于不同的无线技术、系统配置、网络、和 传输协议，其中一些藉由示例在附图和W下对优选方面的描述中解说。详细描述和附图仅 仅解说本公开而非限定本公开，本公开的范围由所附权利要求及其等效技术方案来定义。
[0051] 流行的无线网络技术可包括各种类型的无线局域网(WLAN) dWLAN可被用于采用广 泛使用的联网协议来将近旁设备互连在一起。本文中所描述的各个方面可应用于任何通信 标准，诸如无线协议。
[0052] 在一些方面，亚千兆赫频带中的无线信号可根据802.11协议使用正交频分复用 (0抑1)、直接序列扩频(0555)通信、0抑1和0555通信的组合、或其他方案来传送。802.11协 议的实现可被用于传感器、计量、和智能电网。有利地，实现802.11协议的某些设备的各方 面可W比实现其他无线协议的设备消耗更少的功率，和/或可被用于跨相对较长的距离(例 如，约1公里或更长)来传送无线信号。
[0053] 在一些实现中，WLAN包括作为接入无线网络的组件的各种设备。例如，可W有两种 类型的设备:接入点ΓΑΡ")和客户端(亦称为站，或"STA")。一般而言，AP可用作WLAN的中枢 或基站，而STA用作WLAN的用户。例如，STA可W是膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、移动 电话等。在一示例中，STA经由遵循WiFi(例如，I邸E 802.11协议，诸如802.11)的无线链路 连接至APW获得至因特网或至其它广域网的一般连通性。在一些实现中，STA也可被用作 APo
[0054] 接入点ΓΑΡ")还可包括、被实现为或被称为B节点、无线电网络控制器（"RNC")、演 进型B节点、基站控制器（"BSC")、基收发机站（"BTS")、基站（"BS")、收发机功能（"TF")、无 线电路由器、无线电收发机或其他某个术语。
[0055] 站"STA"还可包括、被实现为、或被称为接入终端（"AT")、订户站、订户单元、移动 站、远程站、远程终端、用户终端、用户代理、用户设备、用户装备或其他某个术语。在一些实 现中，接入终端可包括蜂窝电话、无绳电话、会话发起协议（"SIP")话机、无线本地环路 ("WLL")站、个人数字助理（"PDA")、具有无线连接能力的手持式设备、或连接至无线调制解 调器的其他某种合适的处理设备。因此，本文所教导的一个或多个方面可被纳入到电话(例 如，蜂窝电话或智能电话）、计算机(例如，膝上型设备）、便携式通信设备、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。
[0056] 如W上所讨论的，本文中所描述的某些设备可实现例如802.11标准中的任一者。 此类设备(无论是用作STA还是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。运些设备可取而代之或者附加地用在 健康护理环境中，例如用于个人健康护理。运些设备也可被用于监督W启用扩展范围的因 特网连通性(例如，供与热点联用）、或者实现机器对机器通信。
[0057] 无线网络的一些实施例可经历不对称的话务和数据率。例如，因为接入点可W能 够W相对高的功率来传送，所W对于下行链路话务而言，来自第二无线设备的传输可达到 高数据率。在一些实施例中，站可具有相对较低的功率且对于上行链路话务而言可维持较 低数据率。
[0058] 另外，一些站可能是功率受限的。为了最小化站的功率使用，改进站在睡眠状态中 操作的能力W延长站的电池寿命是合乎需要的。一种增大站可在睡眠状态中操作的时间的 方法是减少站将数据上行传输到第二无线设备所需的时间。
[0059] 在一些无线网络中，例如802.11网络，站可通过在竞争时段期间进行传送或通过 在无竞争时段期间保留传输机会来传送数据。如果数据在竞争时段期间传送，则可因该传 输而导致冲突。冲突随后可能要求站根据一种或多种冲突解决方法来延迟传输。运可抑制 站进入睡眠状态的能力，直至冲突被解决且数据被成功传送。
[0060] 如果站在无竞争时段期间保留传输机会，则站也可被抑制进入睡眠状态达一时 段。例如，一种保留无竞争传输机会的方法是传送请求发送消息。控制无竞争时段期间对介 质的接入的第二无线设备可W用清除发送消息来进行响应。运随后可向站提供传输机会。 然而，传送请求发送消息（如果在竞争时段期间传送的话)可导致冲突，如上所述运可消耗 附加的时间来解决。站还可被抑制进入睡眠状态，直至它至少接收到来自接入点的清除发 送消息，运也抑制站进入睡眠状态的能力。
[0061] 本文提出了允许第一无线设备向第二无线设备请求反向准予(RDG)W改进在第二 无线设备的传输机会(TX0P)期间对无线数据通信介质的利用的方法、装置W及系统。反向 协议使第二无线设备能够授予供第一无线设备在为第二无线设备的传输保留的传输机会 时段期间传送数据的许可。通过利用第二无线设备的传输机会的至少一部分，第一无线设 备将数据上行传输到第二无线设备所必需的时间可W降低。运种时间降低可允许更长的睡 眠时段，且因而允许第一无线设备的更长的电池寿命。尽管在所公开的实施例的w下描述 中，第一无线设备可被称为站且第二无线设备将被称为接入点，但本领域技术人员将明白， 本文描述的方法可被应用于任何两种类型的无线设备。
[0062] 在一实施例中，无线设备等待发送的数据量可能在传送等待中的数据时不足W消 耗掉该无线设备的传输机会中可用的所有时间。在它自己的所有数据已被发送之后在传输 机会中剩余的时间可被分配给一个或多个其它无线设备。下文描述了另一无线设备请求使 用该无线设备的传输机会的一部分的能力。
[0063] 在无线网络上操作的站可从睡眠状态苏醒并向第二无线设备发送消息W确定第 二无线设备是否具有等待发送给该站的任何数据。在一实施例中，发送到第二无线设备的 消息是"ps-poll(ps轮询r消息或一般而言是触发帖。提出了从第一无线设备发送到第二 无线设备的请求消息，它包括第一无线设备正向第二无线设备请求反向准予的指示。运一 请求消息可被认为是反向准予请求。如果被授予，则第一无线设备被准许在第二无线设备 的传输机会的一部分期间传送数据。
[0064] 在另一实施例中，反向准予请求可W是隐式的且预先(例如，在关联期间）在第一 和第二无线设备之间协定。在一些方面，第一和/或第二无线设备是否将支持反向准予请求 可在传送反向准予请求之前在第一和/或第二无线设备之间协商。例如，第一和第二无线设 备可W交换管理帖W协商是否将交换反向准予请求。在一些方面，该协商可W定义设备可 提供反向准予的时段。在一些方面，运些时段可W是重复的或周期性的。
[0065] 在一个实施例中，请求消息是"PS轮询"或触发帖。在运一实施例中，反向准予请求 可由PS轮询消息中包括的"更多数据"位或上行链路数据指示来指示。在一个方面，运一指 示可W是指定第一无线设备是否缓冲了上行链路数据的单个位。在其他方面，更多位可被 用作第一无线设备已缓冲了上行链路数据的指示。多个位可被用来指示不仅第一无线设备 缓冲了上行链路数据，还指示为上行链路缓冲的数据量。在一个方面，该多位指示可W指示 作为时间单位的倍数的所估计传输时间。例如，在利用9位指示的一方面，第一无线设备可 W指示可能需要至多512个TU(例如，码元)来传送其缓冲的上行链路数据。
[0066] 通过利用第二无线设备的传输机会的一部分来传送数据，第一无线设备可W在降 低的与冲突相关联的延迟风险的情况下进行传送，因为传输机会先前已被保留用于第二无 线设备的传输。另外，相比于上述其他方法，所公开的向第一无线设备的传输分配数据通信 介质的方法可相对高效。例如，在一些实施例中，第一无线设备对反向准予的请求可被嵌入 在第一和第二无线设备之间的现有控制帖交换中。因而，第一