专利名称：无线通信系统中在集中式tdma mac和第二mac之间达到共存的方法
随着信道调制技术的改进，无线通信带宽已显著增加，使无线媒介成为有线和光纤解决方案的可行的替换方案。同样，无线连接在数据和语音通信中的使用持续增加。这些装置包括移动电话，无线网络(例如无线本地局域网(WLAN))中的便携计算机，无线网络中的固定计算机，便携手机，这仅仅列出了少数。
每个无线网络包括多个层和子层。媒介访问控制(MAC)子层和物理(PHY)层是这些层中的两个。MAC层是开放系统互连(OSI)堆栈中数据链路层的两个子层的较低层。MAC层提供需要同时接入同一无线媒介的多个用户之间的协调。
MAC层协议包括管理接入网络内用户共享的广播媒介的多个规则。如所公知的，几个不同的多址接入技术(通常称为MAC协议)已被定义在管理MAC层的协议内操作。这包括，但不限于，载波侦听多址接入(CSMA)，频分多址接入(FDMA)和时分多址接入(TDMA)。
虽然标准和协议已提供在语音和数据通信量的控制中的显著改进，但是以增加的信道速率接入网络的需求持续增加，同时支持服务质量(QoS)的需求已要求持续估计协议和标准以及对其进行改变。例如，在支持WLAN中实时多媒体业务上已作出更大的努力，尤其关于服务质量(QoS)保证。
尽管允许根据各种无线协议操作的多个装置共存(即共享网络的同一频带，时间和空间)是有利的，但其相互共存是无法通过已知的技术保证的。也就是说，在来自使用不同MAC协议的网络内各种装置的语音和数据之间可能会出现冲突。最终，已知无线系统的这些和其它缺陷不利地影响网络的QoS或性能。
因此，需要一种方法和装置，至少基本上克服上述已知方法的缺陷。
根据一个实施例，一种无线通信方法包括提供第一协议的第一无线网络和提供至少第二协议的第二无线网络。该方法还包括通过第一无线网络分配至少一个时隙到第二无线网络，在此期间第二无线网络可与其网络内的至少一个装置通信。
根据另一个实施例，一种无线通信系统包括第一协议的第一无线网络和至少第二协议的第二无线网络。第二无线网络通过第一无线网络被分配至少一个时隙，在此期间第二无线网络可与其网络内的至少一个装置通信。
一种装置，包括根据另一个实施例，一种集中式无线网络与一种分布式第二无线网络共享一媒介，其中该集中式无线网络仅分配至少一个时隙，在该时隙期间该分布式第二无线网络的装置可通信。
从下面参考附图的详细描述本发明将更好理解。需要强调的是，各种特征不需按比例描绘。实际上，为了叙述清楚，尺寸可以任意增大或减小。
图1是示出根据一个实施例的共享一媒介的无线通信网络示意图。
图2a是示出根据一个实施例的在集中式TDMA无线网络和与该集中式无线网络共享一媒介的分布式第二MAC无线网络中各种装置的时间分配的时间线。
图2b和2c是示出根据一个实施例的保留用于分布式第二MAC无线网络的时隙的扩大视图。
图3是示出根据一个实施例在集中式MAC网络的范围内分布式第二MAC网络的操作和未操作时间的时间线。
在下面的详细描述中，为了说明的目的并且不限于此，公开具体细节的示例实施例被阐明，以便提供该示例实施例的详尽理解。但是，受益于本公开内容的其它实施例脱离在此公开的具体细节对本领域技术人员来说是显而易见的。而且，公知的装置，方法，系统和协议的描述可被忽略以便不会模糊本发明的叙述。但是，在本领域技术人员的范围内这些装置，方法，系统和协议可根据该示例实施例被使用。最后，无论在任何应用的情况下，相同的附图标记表示相同特征。
简要地，根据示例实施例，方法和装置提供具有集中式MAC层的无线网络和具有分布式第二MAC层的第二无线网络对通信媒介的共享。示例地，第二网络被引入到在第一网络的范围内，并且在服务请求和确认之后，第二网络在第一网络的服务时间间隔内被分配至少一个时隙，其中它的装置可以相互通信并且不会出现与第一网络的装置或同等物的冲突或换句话说对第一网络的装置或同等物的干扰。
应指出的是，在这里描述的示例实施例中，第一网络是集中式TDMA网络，第二网络可以包括在除了TDMA之外的其他协议，包括CSMA，具备冲突避免的CSMA(CSMA/CA)和频分多址(FDMA)协议下工作的装置。需要强调的是，这些协议仅仅是示例性的，除了那些特别提到的协议之外的协议可用于第一和第二网络两者而不脱离该示例实施例。
图1是根据一个实施例共享一通信媒介(即共存)的多个无线系统的示意图。第一无线网络100包括主机101内集中式MAC层，其示例地根据TDMA协议工作。主机101根据所选的TIMA协议给多个装置102提供服务。示例地，第一网络100是WLAN，广域网(WAN)或移动电话网络，并且装置102是计算机，移动电话，个人数字助理(PDA)，或通常工作在这些网络中的类似装置。如由双向箭头所指示的，各装置102可双向通信；并且主机101和各装置102之间可双向通信。还应指出的是，根据某些MAC层协议，从一个装置102到另一个装置102的通信不是直接的；相反，这些通信经由主机101，其随后发送通信(使用已知的调度方法)到正确的接收装置102。
应指出虽然仅三个装置被示出，但这仅是为了易于讨论。显然，许多其它装置102可被使用。最后，应指出装置102不需是相同的。实际上在所选协议下工作的多个不同装置可被用于第一网络100内。
第二网络104至少部分地位于第一网络100的范围103内。第二网络示例性的，但不是必需的，是移动的，已被建立在第一网络的范围内。如由双向箭头所指示的，装置105，106可以相互之间双向通信。
第二网络104可以是多个协议中的一个并且包括分布式或集中式MAC层。第二网络可以在多个协议中的一个下工作，该协议示例地是在结合第一网络100实施例中提及的协议。
第二网络104包括第一装置105和第二装置106。第一和第二装置105和106可以是分布式MAC装置。第一装置105位于范围103内，并且第二装置106位于范围103外。显然，如果第一装置105移动到范围103外，则其成为第二网络104的第二装置106；并且如果第二装置移动到范围103内，则其成为第二网络104的第一装置105。应指出第一装置105和第二装置106可以比示出的更多或更少。最后，和网络100的装置一样，第一和第二装置105，106可以是计算机，PDA，移动电话或类似装置。
第二网络104是分布式或集中式网络，其中至少一个装置105适于在集中式网络100的MAC层下执行通信功能。也就是说，随着当前说明的继续将变得更清楚，至少一个装置105将向主机101请求服务，并且通知其它装置105来自主机101确认(ACK)的接收。最后，该装置105将指令其它装置105进入非通信(睡眠)模式直到由主机101指定的用于其通信的时隙。
应强调的是根据示例实施例，多个分布式网络可以共享同一媒介。例如，第三网络107，其是分布式或集中式网络，包括在第一网络101的范围103内的装置108，和范围103外的装置109。该装置可以包括相同类型的装置并且可以根据结合第二网络104中详述的协议工作。而且，随着当前说明的继续将变得更清楚，第三(以及任何另外的分布式网络)通过在每个期望的服务时间间隔内保留其自己的时隙而与第一网络101共享同一媒介。
应指出在第三网络107在共用媒介内作为第一网络101的功能基本上与结合第二网络104所描述的相同。同样，第三网络功能的某些完全相同的细节为了清楚的需要被忽略，同时可理解第二网络104的方法和装置(以及其变型)的描述适用于第三(以及另外的)网络107。
图2a是根据示例实施例的时间线200，并且当结合图1的示例实施例论述时最好理解。在选择的时间间隔，第一(集中式)网络100的主机101发送一个信标201。如所已知的，信标定义一个服务时间间隔的开始。在TDMA MAC协议以及其他协议下，信标201在网络的范围103内被接收，并且一旦被装置102接收，就通过装置102进行服务请求。然后主机101发送确认ACK到指定它已经被授予以便由主机101进行服务的时隙(开始时间和持续时间)的每个装置。当然，该服务包括主机101和特定装置102之间的通信，以及特定装置102和网络的另一个装置102之间的通信。
可以理解，当一个或多个装置保持在主机101的范围103内时该过程持续。例如，如所示出的，一旦第一服务时间间隔203结束，指示第二服务时间间隔206的开始的另一个信标201被发送。与第一服务时间间隔203相同，第一网络的某些装置102被授予时隙207和208，同时第二网络104被授予其时隙209。因此，可以有多个连续的服务时间间隔，每个开始于信标201。而且，应指出图2a的时隙的顺序和数量仅仅是示例性的。最后，应指出在每个服务时间间隔内可包括另外的时隙，并且第二网络可在同一服务时间间隔内被授予另外的时隙(未示出)。
如前面所指出的，通过一些协议，从一个装置102到另一个装置的所有通信通过主机101被路由，并且主机可保持来自发送装置102的数据/语音直到该网络的其他装置102的服务时间间隔开始。由于这些已知协议的细节是在无线通信领域技术人员熟知的范围内，因此这些细节的进一步详述被忽略以便不会模糊示例实施例的描述。
根据一个示例实施例，第二网络104的装置105中的一个与第一网络100的主机101协商在一个特定服务时间间隔中时隙的分配。例如，在图2a的示例实施例的时间线中，第一服务时间间隔203的时隙202被分配到可以是分布式或集中式的第二无线网络104。示出的其他时隙204和205通过第一网络100的选择的装置102被保留。
在第二网络的装置105和主机101之间对于时隙的协商遵循在网络100中使用的TDMA协议的规则。一旦协商结束，装置105发送协商的“结果”以及分配给第二网络104中其余装置105和106的时隙的开始时间和持续时间。
如在图2b和2c的扩大视图中所示出的，在分配给第二网络的时隙202期间，第一网络104的装置105，106在管理MAC协议的准则下相互通信。在分布式第二网络中，大量各种MAC协议可被使用。也就是说，第二网络104的装置105，106可以在一个或多个MAC协议下工作。有利地，基本没有与第一网络的装置102冲突的危险，因为时隙202已预先分配并且其他装置102中没有一个被许可在第一网络100中发送。同样，由第二网络104的MAC层定义的规则应用于时隙202期间。
通过第二网络104请求的时隙202的时隙持续时间可以根据在该分布式第二网络中使用的一个或多个MAC协议改变。例如可有益地请求一个时隙持续时间，它是在第二网络104中使用的多个服务(信标)时间间隔。这可以增加效率并且使分布式网络中的操作更容易。
图3示出表示第二网络104的非操作时间301的时间线。非操作时间301通过装置105和106被识别，在此期间第二网络104必须是非激活的，以便防止与来自第一网络的装置102的传输发生冲突。这些非操作时间通过一个或多个装置105被设置，装置105协商在起始握手期间第二和第一网络的一起共存。也就是说，装置105发送用于第二网络的时隙并且同时设置非操作时隙301用于每个其他装置105，106。根据该示例实施例的技术，第二网络104的装置105和106通知某一期间不能用于操作。例如这可以通过“标记”剩余时间为“忙”来实现。该机制通过共享在两个不同网络之间可利用的总时间保证共存。时间301可通过遵循多个协议的装置105被标记成忙，协议包括在IEEE 802.11中定义的NAV虚拟保护，TDMA协议的时隙分配，等等。
根据该公开，应指出在此描述的多种方法和装置可在已知的硬件和软件中被实现，以达到在集中式无线网络和集中式无线网络的范围内的至少一个其他分布式无线网络之间的媒介共享。而且，多种方法和参数仅以举例方式被包括而不具有任何限制的意义。根据该公开，本领域普通技术人员可以在确定其技术和所需的装置的基础上实现多种示例的装置和方法，以实现这些技术，同时保持在所附权利要求的范围内。
权利要求
1.一种无线通信方法，该方法包括提供第一无线网络(100)，其根据第一协议工作；提供第二无线网络(104)，其适于在至少第二协议下并且在第一无线网络的范围内工作；以及分配第一无线网络的服务时间间隔(203，206)中的至少一个时隙(202，209)到第二无线网络，在此期间第二无线网络的至少一个装置适于与第二无线网络的至少一个其他装置通信。
2.如权利要求1所述的方法，其中，第一无线网络是集中式网络。
3.如权利要求1所述的方法，其中，第二无线网络是分布式或集中式无线网络。
4.如权利要求1所述的方法，其中，第一协议是时分多址(TDMA)协议。
5.如权利要求1所述的方法，其中分配进一步包括在第二无线网络中提供至少一个协商装置(105)，其发送来自第一无线网络的主机的服务请求，并且该主机发送一个确认，其分配至少一个时隙。
6.如权利要求1所述的方法，其中该方法进一步包括提供多个其他网络(107)，它们与第一和第二无线网络共享媒介；以及分配第一无线网络的服务时间间隔(203，206)中至少一个不同的时隙(202，209)到多个无线网络的每一个。
7.如权利要求1所述的方法，其中，至少一个时隙的分配在多个服务时间间隔中被重复。
8.如权利要求3所述的方法，其中，分布式或集中式无线网络适于根据以下协议的一个或多个工作TDMA，FDMA，IEEE 802.11，蓝牙，Hyperlan，GSM，以太网，CSMA或CSMA/CA。
9.如权利要求3所述的方法，其中，分布式或集中式无线网络包括多个装置并且分布式或集中式无线网络是以下之一WLAN；WAN；无线个人音频网络(WPAN)，或移动电话网络。
10.一种装置，包括集中式的第一无线网络，它与分布式或集中式的第二无线网络共享媒介，其中集中式的第一无线网络分配至少一个时隙，在此期间仅第二无线网络的装置可以通信。
11.一种无线通信装置，包括第一无线网络(100)，其根据第一协议工作；以及第二无线网络(104)，其适于在至少第二协议下工作并且被设置在第一无线网络的范围内，其中第一无线网络(100)的一个或多个服务时间间隔(203，206)中的至少一个时隙(202，209)被分配到第二无线网络，在此期间第二无线网络的至少一个装置适于与第二无线网络的至少一个其他装置通信。
12.如权利要求11所述的装置，其中，第一无线网络是集中式网络。
13.如权利要求11所述的装置，其中，第二无线网络是分布式或集中式无线网络。
14.如权利要求11所述的装置，其中，第一协议是时分多址(TDMA)协议。
15.如权利要求13所述的装置，其中，分布式或集中式无线网络适于根据以下协议的一个或多个工作TDMA，FDMA，IEEE 802.11，蓝牙，Hyperlan，GSM，以太网，CSMA或CSMA/CA。
16.如权利要求11所述的装置，其中，第二无线网络的至少一个装置适于与第一无线网络的主机协商以调度该至少一个时隙。
17.如权利要求11所述的装置，进一步包括多个其他无线网络(107)，它们与第一和第二无线网络共享媒介，其中第一无线网络的服务时间间隔中至少一个不同的时隙被分配到该多个无线网络的每一个。
18.如权利要求13所述的装置，其中，分布式或集中式无线网络包括多个装置并且分布式无线网络是以下之一WLAN；WAN；WPAN或移动电话网络。
19.如权利要求7所述的装置，其中，信标开始多个服务时间间隔的每一个。
20.如权利要求10所述的装置，其中，第一和第二网络工作在多个服务时间间隔中。
全文摘要
一种无线网络及其实现方法，包括第一网络和一个或多个网络。该第一网络分配指定的时隙给一个或多个网络的每一个，在此期间至少一个网络的至少一个装置可与其各自的网络的至少一个其它装置通信。
文档编号H04W28/16GK1969577SQ200580019509
公开日2007年5月23日 申请日期2005年6月10日 优先权日2004年6月15日
发明者J·德尔普拉多帕丰, K·查拉帕利, Z·钟 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司