专利名称：无线网状网络的节点之间共享时隙分配调度信息的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括多个节点的无线网状网络(例如，无线局域网(WLAN)网 状网络)。更具体地，本发明涉及在网状网络的节点之间时隙分配调度信息的共享。
背景技术：
在IEEE 802.11的网状网络中，(例如，WLAN网状网络)，两个或多个节点在称 为时隙的时间段期间交换数据。术语"时隙"表示多维信息，其包括但不限于时间信 息(例如，开始时间和持续时间)、射频(RF)信息(例如，节点使用的用于交换数 据的无线电信道和信道的数量)、服务质量(QoS)信息(例如，在时隙期间待交换的 数据所需的QoS)、对等节点信息(例如，在特定时隙期间对于在数据传输中包括的 每一节点的节点标识符)、数据交换的方向(例如单向、双向)等。在传统非网状WL緒中，基于802. lleHCCA的可选"调度"是由基础服务集(BSS) 中AP控制的单边过程。在WLAN网状网络中，调度应该在提供WLAN网状服务的多个 网状端点(Mesh Point, MP)之间进行协调。期望在网状网络的节点中组合一种机制，该机制使得节点报告关于节点的内部 时隙分配调度的信息以及从其它节点请求这种调度信息。为了实现这种新的协调级 别，需要一种在WLAN网状网络中的网状端点之间交换有关调度的信息的方法和设备。发明内容在将节点之间的业务调度到已分配时隙的IEEE 802.11网状网络中，通过使得 节点在彼此之间共享它们自身的时隙分配调度信息来实现在多个节点中的有效时隙 分配。这对于每一节点提供其它节点的时隙有效性的预知，从而使得节点以有效而不 冲突的方式来分配时隙资源。本发明提供一种机制，该机制使得在网状网络中的节点将它们的内部时隙分配 调度报告给网络中的其它节点，以及本发明还提供一种机制，该机制使得网状网络中 的节点向其它节点请求所述内部时隙分配调度。
根据以下描述，通过示例并且结合附图将对本发明有更详细的理解，其中图1示出时隙分配的信息元素格式；图2示出根据本发明的增强的信息元素格式；和图3示出根据本发明配置的包括两个节点的示例性网状网络。
具体实施方式
当下文引用时，节点包括但不限于无线发送/接收单元(WTRU)、用户设备(UE)、 移动站、固定或移动基站、固定或移动接入点(AP)、固定或移动用户单元、寻呼机或能够在无线环境中运行的任何其它类型装置。在网状网络中，每一节点在内部保存在与一个或更多个对等节点的先前和相互协 议之后已分配的时隙的跟踪。在特定时隙期间，节点将数据发送到这些对等节点，以 及从这些对等节点接收数据。以下，将内部跟踪记录称为"已分配时隙列表"，并包 括时隙的列表。每一节点包括存储该节点的已分配时隙列表的内部存储器。需要新的信息元素(IE) 100来表示己分配时隙列表。图1示出根据本发明的IE 100的优选格式。该IE 100包括一个八位字节(octet)的元素ID字段105、 一个八 位字节的长度字段110和可变长度特定元素信息字段115。根据本发明，ID字段105 指示IE 100表示"已分配时隙列表"的IE。长度字段110指定在信息字段115中 八位字节的个数。图2更详细示出关于信息字段115的新IE 100。已分配时隙列表IE 100的信息 字段115包括列表大小子字段205、对于每一时隙210,、 2102、…、210w的多个信 息子字段以及时隙个数列表大小子字段215。每一时隙信息子字段210包括时间信 息字段220、射频(RF)信息字段225、服务质量(QoS)信息字段230、对等节点信 息字段235和方向字段240。如图2所示，更详细示出的子字段是关于时隙#1的。 同样，时隙1时间信息字段220指示对于时隙#1的数据交换的开始时间和持续时间。 RF信息字段225指示节点使用的用于交换数据的无线电信道和信道数量。QoS信息字 段230指示在时隙弁1期间待交换数据所需的QoS。对等节点信息字段235指示在时 隙弁l期间对于数据传输中包括的每一节点的节点标识符。方向字段240指示在时隙 井1期间数据交换是单向(即从一发射机到一接收机)还是双向(即，从包括的所有 节点/到包括的所有节点)。使得每一节点请求并报告该节点的已分配时隙列表。优选地，通过添加两个附加 管理消息类型来执行此操作，B卩1)"已分配时隙列表的请求消息"和2)"已分配 时隙列表的响应消息"。优选地，已分配时隙列表的响应消息在该消息的本体中包括 已分配时隙列表IE。本发明引入对现有管理"行为"帧的改进。将类型值"时隙报告"添加到驻留在 每一网状网络节点中的媒体访问控制(MAC)实体中定义的行为帧。由节点发送时隙报告行为帧，以将该节点的时隙分配信息传送至其它节点。在管理行为帧中使用时隙 报告"类型"，以识别这种新类型的消息。在这种类型中，定义了两种上述消息，即 "列表请求"和"列表回应"。在所述"列表响应"消息中，定义新的"己分配时隙 列表"。图3示出包括根据本发明配置的两个网状网络节点305和310的示例性网状网络 300。节点305包括发射机315、接收机320、处理器325、内存330和天线332。节 点310包括发射机335、接收机340、处理器345、内存350和天线352。在节点305 中的处理器325被配置以产生已分配时隙列表的请求消息360，该已分配时隙列表的 请求消息360由发射机315经由节点305的天线332发送。当节点305期望将数据发 送到节点310时，节点305必须获知节点310在什么时候是空闲以接收数据。因此， 节点305请求节点310提供节点310的"已分配时隙"(例如，当节点310忙时的时 隙)。因此，节点305可以从节点310请求"已分配时隙列表"，以能够分配一些空闲 时隙以与节点310交换数据。每一内存330和350保存与其各自节点305、 310关联的时隙分配调度信息的跟踪o除了各内存所驻留在其中的节点之外，内存330和350还保存其它节点的时隙分 配信息的跟踪。因此，每一节点在发送"已分配时隙列表的请求"以及接收"已分配 时隙列表的响应"之后可保存另一节点的时隙分配的跟踪。当节点310中的接收机340接收到已分配时隙列表的请求消息360时，处理器325 从内存350中重新得到IE 100，并产生包括IE 100的己分配时隙列表的响应消息365， 该己分配时隙列表的响应消息365由发射机335经由节点310的天线352发送。每一 处理器325和345包括MAC实体(未示出)，该MAC实体可以促使已分配时隙列表的 请求消息360和已分配时隙列表的响应消息365的产生。本发明可以在数据链路层、网络层中作为软件、硬件、中间件、未来系统体系、 无线电资源管理或无线电资源控制器(RRC)来实现。本发明适合于但不限于IEEE802.11、 IEEE 802. lls、 IEEE 802.15、 IEEE 802.15.5、 IEEE 802. 16和其它相关网 状网络技术。 实施例1. 一种在包括多个节点的无线网状网络中报告时隙分配信息的方法，其中所述 多个节点在时隙期间传送数据，该方法包括每一节点存储与所述节点关联的时隙分配信息； 节点中的一个第一节点产生并发送已分配时隙列表的请求消息；和 节点中的一个第二节点响应于所述请求消息的接收产生并发送已分配时隙列表 的响应消息，所述分配时隙列表的响应消息包括表示第一节点的时隙分配的信息元素 (IE)。2. 根据实施例l所述的方法，其中所述IE包括 元素标识符(ID)字段；包含时隙分配列表的可变长度的特定元素信息字段；和 指定信息字段中八位字节的个数的长度字段。3. 根据实施例2所述的方法，其中所述元素ID字段和所述长度字段在长度上均 是一个八位字节。4. 根据实施例2和3中的任意一个所述的方法，其中所述信息字段包括-列表大小字段；和多个时隙信息字段。5. 根据实施例4所述的方法，其中每一时隙信息字段包括 时间信息字段，指示在各时隙期间交换数据的开始时间和持续时间。6. 根据实施例4和5中的任意一个所述的方法，其中每一时隙信息字段包括 射频(RF)信息字段，指示在各时隙期间由第二节点使用的用于交换数据的无线电信道和信道数量。7. 根据实施例4-6中的任意一个所述的方法，其中每一时隙信息字段包括 服务质量(QoS)信息字段，指示在各时隙期间待交换数据所需的QoS。8. 根据实施例4-7中的任意一个所述的方法，其中每一时隙信息字段包括 对等节点信息字段，指示在各时隙期间对于数据传输中包括的每一节点的节点标识符。9. 根据实施例4-8中的任意一个所述的方法，其中每一时隙信息字段包括方向字段，指示在各时隙期间通过第二节点交换的数据是从一个发射机到一个接收机的单方向，还是从包括的所有节点和到包括的所有节点的双方向。10. 根据实施例l-9中的任意一个所述的方法，还包括在行为帧中包括时隙报告，所述行为帧是由位于第一节点中的媒体访问控制(MAC)实体使用的，所述时隙报告将与第一节点关联的时隙分配调度信息至少传送到无线网状网络的第二节点。11. 根据实施例l-9中的任意一个所述的方法，其中所述无线网状网络是无线局 域网(WLAN)。12. —种无线网状网络，包括 第一节点；和多个其它节点，其中第一节点和其它节点在时隙期间传送数据，并存储时隙分配 信息，第一节点产生并发送已分配时隙列表的请求消息，并且其它节点中的至少一个 响应于所述请求消息的接收产生并发送已分配时隙列表的响应消息，所述分配时隙列 表的响应消息包括表示第一节点的时隙分配的信息元素(IE)。13. 根据实施例12所述的无线网状网络，其中IE包括 元素标识符(ID)字段；包含时隙分配列表的可变长度的特定元素信息字段；和 指定信息字段中八位字节的个数的长度字段。14. 根据实施例13所述的无线网状网络，其中所述元素ID字段和所述长度字段 在长度上均是一个八位字节。15. 根据实施例13和14中的任意一个所述的无线网状网络，其中信息字段包括 列表大小字段；和多个时隙信息字段。16. 根据实施例13-15中的任意一个所述的无线网状网络，其中每一时隙信息字 段包括时间信息字段，指示在各时隙期间交换数据的开始时间和持续时间。17. 根据实施例13-16中的任意一个所述的无线网状网络，其中每一时隙信息字段包括射频(RF)信息字段，指示在各时隙期间由第二节点使用的用于交换数据的无线 电信道和信道数量。18. 根据实施例13-17中的任意一个所述的无线网状网络，其中每一时隙信息字 段包括服务质量(QoS)信息字段，指示在各时隙期间待交换数据所需的QoS。19. 根据实施例13-18中的任意一个所述的无线网状网络，其中每一时隙信息字 段包括对等节点信息字段，指示在各时隙期间对于数据传输中包括的每一节点的节点标 识符。20. 根据实施例13-19中的任意一个所述的无线网状网络，其中每一时隙信息字段包括方向字段，指示在各时隙期间通过第二节点交换的数据是从一个发射机到一个接 收机的单方向，还是从包括的所有节点和到包括的所有节点的双方向。21. 根据实施例13-20中的任意一个所述的无线网状网络，其中在行为帧中包括 时隙报告，所述行为帧是由位于第一节点中的媒体访问控制(MAC)实体使用的，所 述时隙报告将与第一节点关联的时隙分配调度信息至少传送到无线网状网络的第二 节点。22. 根据实施例13-22中的任意一个所述的无线网状网络，其中所述无线网状网 络是无线局域网(WLAN)。23. —种在包括多个节点的无线网状网络中的网状网络节点，其中所述多个节点 在时隙期间传送数据，该网状网络节点包括.-内存，被配置为存储与所述网状网络节点关联的时隙分配信息；处理器，电连接至所述内存，该处理器被配置为基于所存储的时隙分配信息产生己分配时隙列表的请求消息；和发射机，电连接至所述处理器，该发射机被配置为在无线网状网络中将已分配时隙列表的请求消息发送到另一网状网络节点。24. —种在包括多个节点的无线网状网络中的第一网状网络节点，其中所述多个 节点在时隙期间传送数据，该第一网状网络节点包括接收机，被配置为从在无线网状网络中的第二网状网络节点接收已分配时隙列表 的请求消息；内存，被配置为存储信息元素(IE);处理器，电连接至所述接收机和所述内存，该处理器被配置为从所述存储器重新 得到IE，并响应于接收机接收已分配时隙列表的请求消息产生包括IE的已分配时隙 列表的响应消息；和发射机，电连接至所述处理器，该发射机被配置为将已分配时隙列表的响应消息 发送到第二网状网络节点。25.根据实施例24所述的第一网状网络节点，其中IE包括元素标识符(ID)字段；包含时隙分配列表的可变长度的特定元素信息字段；和 指定信息字段中八位字节的个数的长度字段。26.根据实施例25所述的第一网状网络节点，其中所述元素ID字段和所述长度字段在长度上均是一个八位字节。27. 根据实施例25所述的第一网状网络节点，其中信息字段包括 列表大小字段；和多个时隙信息字段。28. 根据实施例27所述的第一网状网络节点，其中每一时隙信息字段包括 时间信息字段，指示在各时隙期间交换数据的开始时间和持续时间。29. 根据实施例27和28中的任意一个所述的第一网状网络节点，其中每一时隙 信息字段包括射频(RF)信息字段，指示在各时隙期间由第二节点使用的用于交换数据的无 线电信道和信道数量。30. 根据实施例27-29中的任意一个所述的第一网状网络节点，其中每一时隙信 息字段包括服务质量(QoS)信息字段，指示在各时隙期间待交换数据所需的QoS。31. 根据实施例27-30中的任意一个所述的第一网状网络节点，其中每一时隙信 息字段包括对等节点信息字段，指示在各时隙期间对于数据传输中包括的每一节点的节点 标识符。32. 根据实施例27-31中的任意一个所述的第一网状网络节点，其中每一时隙信 息字段包括方向字段，指示在各时隙期间通过第二节点交换的数据是从一个发射机到一个 接收机的单方向，还是从包括的所有节点和到包括的所有节点的双方向。33.根据实施例24-32中的任意一个所述的第一网状网络节点，其中所述无线 网状网络是无线局域网(WLAN)。虽然本发明的特征和元素在优选的实施方式中以特定的结合进行了描述，但每 个特征或元素可以(在没有所述优选实施方式的其它特征和元素的情况下)单独使用， 或在与或不与本发明的其它特征和元素结合的各种情况下使用。
权利要求
1.一种在包括多个节点的无线网状网络中报告时隙分配信息的方法，其中所述多个节点在时隙期间传送数据，该方法包括每一节点存储与所述节点关联的时隙分配信息；节点中的一个第一节点产生并发送已分配时隙列表的请求消息；和节点中的一个第二节点响应于所述请求消息的接收产生并发送已分配时隙列表的响应消息，所述已分配时隙列表的响应消息包括表示第一节点的时隙分配的信息元素(IE)。
2. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，所述IE包括 元素标识符(ID)字段；包含时隙分配列表的可变长度的特定元素信息字段；和 指定信息字段中八位字节的个数的长度字段。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述元素ID字段和所述长度字段 在长度上均是一个八位字节。
4. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述信息字段包括 列表大小字段；和多个时隙信息字段。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，每一时隙信息字段包括 时间信息字段，指示在各时隙期间交换数据的开始时间和持续时间。
6. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，每一时隙信息字段包括射频(RF)信息字段，指示在各时隙期间由第二节点使用的用于交换数据的无线电信道和信道数量。
7. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，每一时隙信息字段包括服务质量(QoS)信息字段，指示在各时隙期间待交换数据所需的QoS。
8. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，每一时隙信息字段包括对等节点信息字段，指示在各时隙期间对于数据传输中包括的每一节点的节点标 识符。
9. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，每一时隙信息字段包括方向字段，指示在各时隙期间通过第二节点交换的数据是从一个发射机到一个接 收机的单方向，还是从包括的所有节点和到包括的所有节点的双方向。
10. 根据权利要求1所述的方法，还包括在行为帧中包括时隙报告，所述行为帧是由位于第一节点中的媒体访问控制(MAC)实体使用的，所述时隙报告将与第一节点关联的时隙分配调度信息至少传送到无线网状网络的第二节点。
11. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，所述无线网状网络是无线局域网(WLAN)。
12. —种无线网状网络，包括 第一节点；和多个其它节点，其中第一节点和其它节点在时隙期间传送数据，并存储时隙分配 信息，第一节点产生并发送已分配时隙列表的请求消息，并且其它节点中的至少一个 响应于所述请求消息的接收产生并发送已分配时隙列表的响应消息，所述已分配时隙 列表的响应消息包括表示第一节点的时隙分配的信息元素(IE)。
13. 根据权利要求12所述的无线网状网络，其特征在于，所述IE包括 元素标识符(ID)字段；包含时隙分配列表的可变长度的特定元素信息字段；和 指定信息字段中八位字节的个数的长度字段。
14. 根据权利要求13所述的无线网状网络，其特征在于，所述元素标识符字段 和所述长度字段在长度上均是一个八位字节。
15. 根据权利要求13所述的无线网状网络，其特征在于，信息字段包括 列表大小字段；和多个时隙信息字段。
16. 根据权利要求15所述的无线网状网络，其特征在于，每一时隙信息字段包括时间信息字段，指示在各时隙期间交换数据的开始时间和持续时间。
17. 根据权利要求15所述的无线网状网络，其特征在于，每一时隙信息字段包括射频(RF)信息字段，指示在各时隙期间由第二节点使用的用于交换数据的无线 电信道和信道数量。
18. 根据权利要求15所述的无线网状网络，其特征在于，每一时隙信息字段包括服务质量(QoS)信息字段，指示在各时隙期间待交换数据所需的QoS。
19. 根据权利要求15所述的无线网状网络，其特征在于，每一时隙信息字段包括对等节点信息字段，指示在各时隙期间对于数据传输中包括的每一节点的节点标 识符。
20. 根据权利要求15所述的无线网状网络，其特征在于，每一时隙信息字段包括方向字段，指示在各时隙期间通过第二节点交换的数据是从一个发射机到一个接 收机的单方向，还是从包括的所有节点和到包括的所有节点的双方向。
21. 根据权利要求12所述的无线网状网络，其特征在于，在行为帧中包括时隙报告，所述行为帧是由位于第一节点中的媒体访问控制(MAC)实体使用的，所述时 隙报告将与第一节点关联的时隙分配调度信息至少传送到无线网状网络的第二节点。
22. 根据权利要求12所述的无线网状网络，其特征在于，所述无线网状网络是 无线局域网(WLAN)。
23. —种在包括多个节点的无线网状网络中的网状网络节点，其中所述多个节点 在时隙期间传送数据，该网状网络节点包括-内存，被配置为存储与所述网状网络节点关联的时隙分配信息；处理器，电连接至所述内存，该处理器被配置为基于所存储的时隙分配信息产生己分配时隙列表的请求消息；和发射机，电连接至所述处理器，该发射机被配置为在无线网状网络中将已分配时隙列表的请求消息发送到另一网状网络节点。
24. —种在包括多个节点的无线网状网络中的第一网状网络节点，其中所述多个 节点在时隙期间传送数据，该第一网状网络节点包括接收机，被配置为从在无线网状网络中的第二网状网络节点接收已分配时隙列表 的请求消息；内存，被配置为存储信息元素(IE);处理器，电连接至所述接收机和所述内存，该处理器被配置为从所述存储器重新 得到IE，并响应于接收机接收已分配时隙列表的请求消息产生包括IE的己分配时隙 列表的响应消息；和发射机，电连接至所述处理器，该发射机被配置为将已分配时隙列表的响应消息 发送到第二网状网络节点。
25. 根据权利要求24所述的第一网状网络节点，其特征在于，所述IE包括-元素标识符(ID)字段；包含时隙分配列表的可变长度的特定元素信息字段；和 指定信息字段中八位字节的个数的长度字段。
26.根据权利要求25所述的第一网状网络节点，其特征在于，所述元素ID字段和所述长度字段在长度上均是一个八位字节。
27. 根据权利要求24所述的第一网状网络节点，其特征在于，信息字段包括列表大小字段；和 多个时隙信息字段。
28. 根据权利要求27所述的第一网状网络节点，其特征在于，每一时隙信息字段包括时间信息字段，指示在各时隙期间交换数据的开始时间和持续时间。
29. 根据权利要求27所述的第一网状网络节点，其特征在于，每一时隙信息字段包括射频(RF)信息字段，指示在各时隙期间由第二节点使用的用于交换数据的无线 电信道和信道数量。
30. 根据权利要求27所述的第一网状网络节点，其特征在于，每一时隙信息字段包括服务质量(QoS)信息字段，指示在各时隙期间待交换数据所需的QoS。
31. 根据权利要求27所述的第一网状网络节点，其特征在于，每一时隙信息字 段包括对等节点信息字段，指示在各时隙期间对于数据传输中包括的每一节点的节点标 识符。
32. 根据权利要求27所述的第一网状网络节点，其特征在于，每一时隙信息字段包括方向字段，指示在各时隙期间通过第二节点交换的数据是从一个发射机到一个接 收机的单方向，还是从包括的所有节点和到包括的所有节点的双方向。
33. 根据权利要求24所述的第一网状网络节点，其特征在于，所述无线网状网 络是无线局域网(WLAN)。
全文摘要
一种在无线网状网络中用于通信节点的时隙分配的方法和设备，其中所述无线网状网络在时隙期间在多个节点之间发生数据交换。每一节点保持该节点的时隙分配的内部跟踪。节点可以请求另一节点的时隙分配，并且每一节点能够向其它节点报告其自己的时隙分配。引入信息元素(IE)和管理类型消息用于跟踪并报告在网状网络节点之间的时隙分配。
文档编号H04L12/56GK101273585SQ200680035403
公开日2008年9月24日 申请日期2006年9月20日 优先权日2005年9月26日
发明者凯瑟琳·利菲, 朱安·卡勒斯·强尼加, 珊门·阿卡巴·雷曼, 约翰·汤米克 申请人:美商内数位科技公司