专利名称：在无线通信系统中使得能进行多波段传输的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及无线系统中的传输，更具体地，涉及在这样的系统中用于使得能进行多波段(multiband)传输的技术。
背景技术：
配备有认知无线电或频谱捷变无线电的无线设备可以通过一个以上的信道(如果这样的信道是可用的)与另一个设备通信。例如，图1图示了在多波段通信系统100中的一组无线设备。设备110-A是传统设备，设备110-B是有双波段能 力的设备，以及设备110-C和110-D是三波段设备。设备110-A只能通过主信道与系统100中的任何设备通信。设备IIO-B可以通过两个信道接收和发送信号，而设备IIO-C和IIO-D可以通过三个信道发送和接收信号。主信道是系统100中所有设备110-A到110-D可以在其上进行通信的信道。当前定义的媒体访问控制(MAC)协议允许通过单个信道访问。这样的协议的例子是基于时隙的分布式MAC协议，它的操作被图示于图2中。每个重复出现的超帧210由预定数量的媒体访问时隙(MAS):时隙220组成。每个时隙220可经由信道预留协议(CRP)被预留用于无争用预留访问(C RA ),或如果没有被预留，则开放用于优先化的(P r i ο r i t i z e d )争用访问(PCA)。具有跨多个相邻信道地访问时隙220的能力的无线设备可以把这些信道联结(bond)在一起用于多波段传输。如图2所示，时隙群220-DB被预留用于在主信道和第一扩展信道上在设备110-B与110-C之间的双波段通信。时隙群220-TB被预留用于在主信道、第一与第二扩展信道上在设备110-C与110-D之间的三波段通信。设备互相同步，并且经由信标来协商某组时隙220的所有权和使用策略。信标优选地在信标期(BP)期间在主信道上发送。按照商定的有关时隙220的所有权和使用策略，数据通信可以在主信道和扩展信道上载送。为了预留时隙220，设备应当知道在超帧210中的所有时隙220的可用性。在相关的技术中，定义了用于基于单信道的无线系统的机制。该机制通常包括用于规定时隙220的可用性的信息单元(IE)。典型地，分别在图3A和3B中图示的CRP可用性IE 310和PCA可用性IE 320被利用来用于这个目的。为此，IE 310和320分别包括可用性位图字段301和302，每个字段由与超帧210中的时隙220的数量同等量的位组成，其中每个位指示相应的时隙是否为可用的。具体地，每个已定义的可用性位图字段301和302包括256个位，超帧210中的每一个时隙220 —个位。最低有效位通常对应于超帧中的第一时隙，且相继的位对应于相继的时隙。每个位在设备在对应的时隙中可用的情况下被设置为‘1’，否则被设置为‘O’。另外，如果可用性位图字段(301或302)的长度小于32个八位位组，则八位位组中在位图的末尾处未被包括的位被作为‘0’对待。如果某组时隙220是可用于预留的，则CRP IE被使用来协商用于某些时隙220的预留或预留的一部分，并用来宣布已预留的时隙。在图4中描绘了 CRP IE 400的示范性格式。除了其它字段之外，CRP IE 400尤其包括CRP控制字段410和数量为M (其中M是大于I的整数)的CRP分配字段420。CRP控制字段410定义对于预留的状态和策略组。CRP分配字段420包括MAS位图字段421和标识包含已预留的时隙的区域(zone)的区域位图字段422。如果字段422中的位被设置为逻辑值‘I’，则对应的区域包含已预留的时隙220，以及零位对应于区域零。MAS位图421规定由区域位图字段422所标识的区域中的哪些时隙220是该预留的组成部分。如果在MAS位图421中的位被设置为逻辑值‘1’，则在由区域位图422所标识的每个区域内的对应时隙220被包括在预留中。正如从以上的讨论可以理解的，CRP IE 400只能使用于单信道系统。基于时隙的分布式MAC协议并没有定义在如下的系统中可以被利用的任何条款(provisioning)和数据结构格式，即在所述系统中，时隙的所有权和使用策略的协商在主信道上执行而数据通信可以在多个信道上被调度。因此，当前的MAC协议并未使能在无线系统中进行多波段传输
发明内容
本发明的某些实施例包括用于在多波段无线网中进行媒体访问预留的方法。该方法包括确定对于跨多个信道的预留的、在超帧中可用于预留的时隙；生成信道预留协议(CRP)可用性信息单元(IE)以指示在主信道上的可用时隙，和生成一个或多个扩展信道CRP可用性IE以指示在一个或多个相应的扩展信道上的可用时隙；在接收设备与发送设备之间交换CRP可用性IE和扩展信道CRP可用性IE ;以及生成多波段CRP IE,以预留在接收设备与发送设备上都可用的时隙。本发明的某些实施例还包括多波段无线设备。该设备包括至少一个天线，用于在多个不同的信道上发送和接收信号；射频(RF)前端，被连接到多个天线；物理层模块，用于识别在哪些信道上接收信号和在哪些信道上发送信号；以及媒体访问控制(MAC)层模块，用于通过使用无争用预留访问(CRA)来预留超帧中的时隙而控制跨多个信道的对媒体的访问。
被看作为本发明的主题在申请书结尾处的权利要求中被具体地指出并清楚地要求保护。从结合附图做出的以下的详细说明中，本发明的上述的和其它的特征和优点将是明显的。图1是示范性多波段通信系统的 图2是基于时隙的分布式MAC协议的操作的图解；
图3A是CRP可用性IE格式的图解；
图3B是PCA可用性IE格式的图解；
图4是CRP IE格式的图解；
图5是按照本发明的实施例的、扩展信道CRP可用性IE格式的图解；
图6是按照本发明的实施例的、多波段CRP IE格式的图解；
图7是按照本发明的实施例的、扩展信道PCA可用性IE格式的图解；
图8是按照本发明的实施例的、多波段PCA IE格式的图解；
图9是描述按照本发明的实施例的、用于在多波段无线网中建立CRA的方法的流程 图10是描述按照本发明的实施例的、用于在多波段无线网中建立PCA的方法的流程图；以及
图11是按照本发明的实施例的多波段无线设备的框图。
具体实施例方式重要的是要指出，所公开的实施例仅仅是这里的创新教导的许多有利用途的例子。一般而言，在本申请的申请书中做出的陈述不是必然地限制各种要求保护的发明中的任何发明。而且，某些陈述可能适用于某些创造性特征，但不适用于其它创造性特征。一般而言，除非另外地指示，否则不失一般性地，单数单元可以是复数的，或者反之亦然。在图上，同样的数字在几个视图内是指同样的部件。
本发明的各种实施例包括在无线网中使能进行多波段传输的方法和数据结构。按照本发明的某些方面，媒体访问时隙可以在一个或多个信道上被预留用于无争用预留访问或优先化的争用访问。某些实施例可被应用于支持多波段通信的无线系统。也就是说，无线系统中的至少两个或更多个设备应当能够在一个以上的波段中接收和发送信号。这样的系统的例子包括但不限于遵循以下标准的无线个人域网(WPAN)，即认知的无线电标准，例如Ecma 392 ;超宽带标准，例如Ecma 368 ;和高速率60 GHz标准，例如Ecma 387。某些实施例也可以在以分布式MAC模式运行的基于W1-Fi的无线系统中被实施。图5描绘了扩展信道CRP可用性IE 500的格式。IE 500包括以下的字段单元标识符(ID)510 ;用于指定IE 500的长度的长度520 ;信道号530 ;和CRP可用性位图540。信道号字段530指定在其上需要时隙预留的扩展信道的绝对号(或偏移号)。扩展信道是无线系统中不同于主信道的任何其它的可用信道。位图字段540由与超帧(例如超帧210)中的时隙(例如时隙220)的数量同等量的位组成，其中每个位指示相应的时隙在扩展信道上是否可用。扩展信道CRP可用性IE 500按每个可用的扩展信道来生成，并且在主信道上在信标中或命令帧的一部分中被发送。为了允许后向兼容性和宣告对于主信道的CRP可用性，CRP可用性IE 310 (显示于图3A上)也在主信道上在信标中或命令帧的一部分中被发送。应当意识到，将主信道使用来交换传统CRP可用性IE 310和一个或多个扩展信道CRP可用性IE 500允许了两个异类设备相互进行互操作。例如，传统单波段设备(例如设备110-A)可以与三波段设备(例如设备110-D)互操作。同样地，双波段设备(例如设备110-B)可以与三波段设备互操作。应当指出，多波段设备可以在它的信标或命令帧中发送一个或多个IE 500，每个扩展信道一个IE。CRP可用性IE 310和500提供对于进一步的信道预留的指导。也就是说，某个时隙可被预留用于该时隙在其中可用的每一个信道上的传输。例如，如果时隙仅仅是在主信道上可用，则该时隙可被预留仅仅用于单波段传输。如果时隙是在主信道和第一扩展信道上都可用，则它可被预留用于双波段传输。以类似的方式，如果时隙是在主信道、第一扩展信道和第二扩展信道上可用，则它可被预留用于三波段传输。按照本发明的实施例，对于某些时隙的预留或预留的一部分可通过使用多波段CRP IE 600而在设备之间协商。IE 600还被利用来宣布已预留的时隙的所有权和传输模式。
IE 600是基于传统CRP IE 400，并被显示于图6。CPR控制字段610被修改成包括联结模式子字段611,以协商和宣布传输模式。在不范性实施例中，联结模式子字段611包括如表I所例示地被编码的两个位。如果联结模式位被设置为00，则它指示在主信道上的单波段传输。如果联结模式位被设置为01，则它指示在主信道和第一扩展信道上的双波段传输。类似地，如果联结模式位被设置为10，则它指示在主信道、第一扩展信道和第二扩展信道上的三波段传输。
权利要求
1.一种用于在多波段无线网中进行媒体访问预留的方法(900)，包括确定对于跨多个信道的预留的、在超帧(210)中可用于预留的时隙(220) (S910)； 生成信道预留协议(CRP)可用性信息单元(IE) (310)，以指示在主信道上的可用时隙； 生成一个或多个扩展信道CRP可用性IE (500)，以指示在一个或多个相应的扩展信道上的可用时隙(S920)；在接收设备与发送设备之间交换CRP可用性IE和扩展信道CRP可用性IE (S930)；以及生成多波段CRP IE (600)，以预留在接收设备和发送设备上可用的时隙(S940)。
2.权利要求1的方法，其中CRP可用性IE和扩展信道CRP可用性IE通过使用信标或命令帧而在主信道上发送。
3.权利要求1的方法，其中扩展信道CRP可用性IE包括单元ID字段(510);用于指定扩展信道CRP可用性IE的长度的长度字段(520);用于指定扩展信道的、被预留定为目标的信道的信道号字段(530);和用于指定可用时隙的CRP可用性位图字段(540)。
4.权利要求1的方法，其中多波段CRPIE (600)还被利用来宣布已预留的时隙的所有权。
5.权利要求5的方法，其中多波段CRPIE (600)还被利用来宣布已预留的时隙的传输模式。
6.权利要求5的方法，其中多波段CRPIE (600)至少包括联结模式子字段(611)，其被编码来指不传输模式。
7.权利要求5的方法，其中传输模式包括以下的至少一项在主信道上的单波段传输； 在主信道和第一扩展信道上的双波段传输；以及在主信道、第一扩展信道和第二扩展信道上的三波段传输。
8.权利要求1的方法，还包括对于在超帧中未预留的时隙建立优先化的争用访问 (PCA) (1000)。
9.权利要求8的方法，还包括确定用于跨多个信道的PCA的可用时隙(S1010)；生成PCA可用性IE (320)，以指示在主信道上的可用时隙；生成一个或多个扩展信道PCA可用性IE (700)，以指示在一个或多个相应的扩展信道上的可用时隙(S1020)；在接收设备与发送设备之间交换PCA可用性IE和扩展信道PCA可用性IE (S1030)；以及生成多波段PCA IE (800),以协商在发送设备与接收设备之间的传输模式。
10.权利要求9的方法，其中扩展信道PCA可用性IE包括单元ID字段(710);用于指定扩展信道PCA可用性IE的长度的长度字段(720);用于指定为其生成扩展信道PCA可用性IE的扩展信道的信道号的信道号字段(730);和用于指定能被利用于经由PCA的数据传输的未预留时隙的PCA可用性位图字段(740)。
11.权利要求9的方法，其中多波段PCAIE包括单元ID字段(810);用于指定多波段 PCA IE的总长度的长度字段(820);和包括r*s个位的PCA多波段传输位图字段(830)，其中‘S，是在该超帧中的时隙的数量，而‘r’是大于I的整数，其中每‘r’个位被编码来指定相应时隙的传输模式。
12.权利要求9的方法，其中PCA可用性IE和扩展信道PCA可用性IE通过使用信标或命令帧而在主信道上发送。
13.一种非瞬时的计算机可读媒体，其上存储用于使得一个或多个处理单元执行按照权利要求1的方法的指令。
14.一种多波段无线设备(1100)，包括至少一个天线(1120 )，用于在多个不同的信道上发送和接收信号；射频(RF)前端(1110)，其被连接到多个天线；物理层模块(1130)，用于识别在哪些信道上接收信号和在哪些信道上发送信号；以及媒体访问控制(MAC)层模块(1140)，用于通过使用无争用预留访问(CRA)来预留超帧 (210)中的时隙(220)而控制跨多个信道的对媒体的访问。
15.权利要求14的多波段无线设备，其中MAC层模块还建立对于超帧中的未预留时隙的优先化的争用访问(PCA)。
全文摘要
一种用于在多波段无线网中进行媒体访问预留的方法(900)，包括确定对于跨多个信道的预留的、在超帧中(210)可用于预留的时隙(220)(S910)；生成信道预留协议(CRP)可用性信息单元(IE)(310)，以指示在主信道上的可用时隙；生成一个或多个扩展信道CRP可用性IE(500)，以指示在一个或多个相应的扩展信道上的可用时隙(S920)；在接收设备与发送设备之间交换CRP可用性IE和扩展信道CRP可用性IE(S930)；以及生成多波段CRPIE(600)，以预留在接收设备和发送设备上可用的时隙(S940)。
文档编号H04W72/04GK103026769SQ201180033645
公开日2013年4月3日 申请日期2011年7月5日 优先权日2010年7月7日
发明者J.王, M.格霍斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司