中继选择和建立的系统和方法

中继选择和建立的系统和方法
【专利摘要】特定方法包括在接入点处接收来自一个或多个中继节点的一条或多条请求消息，这一条或多条请求消息中的每一条请求消息是与站有关的探测请求消息或关联请求消息。该方法包括基于这一条或多条请求消息来选择接入点和站之间的通信路径以及发送指示所选择的通信路径的响应消息。
【专利说明】中继选择和建立的系统和方法
[0001] I.优先权要求
[0002] 本申请要求于2012年1月24日提交的美国临时专利申请No. 61/589, 913的优先 权，该临时申请的内容通过援引全部明确纳入于此。
[0003] II.领域
[0004] 本公开一般涉及站和接入点之间的中继节点的选择和建立。
[0005] III.相关技术描述
[0006] 技术进步已导致越来越小且越来越强大的计算设备。例如，当前存在各种各样的 便携式个人计算设备，包括较小、轻量且易于由用户携带的无线计算设备，诸如便携式无线 电话、个人数字助理（PDA)以及寻呼设备。更具体地，便携式无线电话（诸如蜂窝电话和网 际协议（IP)电话）可通过无线网络传达语音和数据分组。同样，此类无线电话可处理可执 行指令，包括可被用于接入因特网的软件应用，诸如web浏览器应用。由此，这些无线电话 可包括显著的计算能力。
[0007] -些设备可被配置成经由无线网络来传达数据。例如，许多设备被配置成根据使 得能经由接入点进行无线数据交换的电气和电子工程师协会（IEEE)802. 11规范来操作。 出于解说目的，无线传感器可通过遵循IEEE802. llah的网络协议来与接入点进行通信。此 类无线传感器可具有低占空比和功率约束。例如，无线传感器（例如，遵循IEEE802. llah的 设备）可被配置成苏醒相对短的时间段以执行少许测量、经由接入点将测量的结果传达给 目的地（或将结果传达给接入点）、并随后进入睡眠模式达相对长的时间段。如果接入点位 于离无线传感器相对大的距离处，则该无线传感器可使用增大的发射功率，由此导致无线 传感器处增大的功耗。如果接入点位于远离无线传感器，则从无线传感器到接入点的传输 时间也会增加。无线传感器处增大的功耗和增加的传输时间（即，增大的介质占用率）影 响到无线传感器的性能。相应地，为了改善无线传感器的性能，可能期望增大无线传感器的 吞吐量并减小无线传感器处的能量消耗。
[0008] IV.概述
[0009] 公开了中继选择和建立的系统和方法。在特定实施例中，至少一个中继节点可被 选作站（例如，无线传感器）和接入点之间的通信路径的一部分，从而导致站的性能改善。 在一个实施例中，该至少一个中继节点可被选择以增大（即，扩展）站的通信范围。例如， 如果接入点处于站的通信范围之外并且该至少一个中继节点处于站的通信范围内，则站可 经由该至少一个中继节点向接入点传送数据。在另一实施例中，该至少一个中继节点可降 低站处的功耗。例如，如果站到该至少一个中继节点的距离比到接入点的距离近，则站可以 比向接入点传送数据低的发射功率来向该至少一个中继节点传送数据。在另一实施例中， 与直接从站到接入点的通信路径相比，包括该至少一个中继节点的通信路径的使用可缩短 传输时间，从而导致站的吞吐量改善。例如，如果站向位于更靠近该站的中继节点（例如， 与站和接入点等距，如图3的仿真结果中所示）发送数据，则从站到接入点的传输时间可缩 短。
[0010] 在特定实施例中，一种方法包括在接入点处接收来自一个或多个中继节点的一条 或多条请求消息，其中该一条或多条请求消息中的每一条请求消息是与站有关的探测请求 消息或关联请求消息。该方法包括基于该一条或多条请求消息来选择接入点和站之间的通 信路径以及发送指示所选择的通信路径的响应消息。
[0011] 在特定实施例中，一种方法包括在接入点处接收与站有关的至少两条请求消息， 其中该至少两条请求消息中的第一请求消息接收自中继节点，并且其中该至少两条请求消 息中的每一条请求消息是与该站有关的探测请求消息或关联请求消息。该方法包括确定对 应于每条请求消息的数据率以及基于该数据率来选择接入点和站之间的通信路径。
[0012] 在特定实施例中，一种方法包括从站发送探测请求消息，其中该探测请求消息包 括站的中继能力信息，并且其中该探测请求消息包括要连接到接入点的关联请求。该方法 包括接收来自中继节点的响应消息，该响应消息指示从站经由该中继节点到接入点的通信 路径。
[0013] 在特定实施例中，一种方法包括在中继节点处接收来自站的探测请求消息，其中 该探测请求消息包括要连接到接入点的关联请求。该方法进一步包括估计同与站通信有关 的信道质量。该方法还包括向接入点发送经修改的请求消息，其中经修改的请求消息包括 对所估计信道质量的指示。
[0014] 在特定实施例中，一种装置包括处理器以及存储能由该处理器执行的指令的存储 器。该指令能执行以检测在接入点处对来自一个或多个中继节点的一条或多条请求消息的 接收，其中该一条或多条请求消息中的每一条请求消息是与站有关的探测请求消息或关联 请求消息。该指令进一步能执行以基于这一条或多条请求消息来选择接入点和站之间的通 信路径并发起指示所选择的通信路径的响应消息的传送。
[0015] 在特定实施例中，一种装置包括处理器以及存储能由该处理器执行的指令的存储 器。该指令能执行以检测在接入点处对与站有关的至少两条请求消息的接收，其中该至少 两条消息中的第一请求消息接收自中继节点，并且其中该至少两条请求消息中的每一条请 求消息是与该站有关的探测请求消息或关联请求消息。该指令能进一步执行以确定对应于 每条请求消息的数据率以及基于该数据率来选择接入点和站之间的通信路径。
[0016] 在特定实施例中，一种装置包括处理器以及存储能由该处理器执行的指令的存储 器。该指令能执行以发起探测请求消息自站的传送，其中该探测请求消息包括站的中继能 力信息，并且其中该探测请求消息包括要连接到接入点的关联请求。该指令能进一步执行 以检测来自中继节点的响应消息的接收。该响应消息指示从站经由中继节点到接入点的通 信路径。
[0017] 在特定实施例中，一种装置包括处理器以及存储能由该处理器执行的指令的存储 器。该指令能执行以检测在中继节点处对来自站的探测请求消息的接收，其中该探测请求 消息包括要连接到接入点的关联请求。该指令能进一步执行以估计同与站通信有关的信道 质量。该指令能进一步执行以向接入点发送经修改的请求消息，其中经修改的请求消息包 括对所估计信道质量的指示。
[0018] 本公开的其他方面、优点和特征将在阅读了整个申请后变得明了，整个申请包括 下述章节：附图简述、详细描述以及权利要求。
[0019] V.附图简述
[0020] 图1是可操作用于在站和接入点之间选择和建立一个或多个中继节点的系统的 特定实施例的示图；
[0021] 图2是在图1的系统中在站和接入点之间经由一个或多个中继节点传送消息的方 法的特定实施例的示图；
[0022] 图3是解说图1的系统的仿真结果的曲线图；
[0023] 图4A和4B是解说图1的系统的仿真结果的曲线图；
[0024] 图5A和5B是解说图1的系统的仿真结果的曲线图；以及
[0025] 图6是可操作用于经由一个或多个中继节点向接入点传送消息的站的特定实施 例的框图。
[0026] VI.详细描述
[0027] 参照图1，可操作用于在站和接入点之间选择和建立一个或多个中继节点的系统 的特定实施例的示图被示出并被一般性地指定为1〇〇。系统1〇〇包括与站104并与多个 中继节点110、120、130、140处于无线通信的接入点102。在特定实施例中，这多个中继节 点110-140和站104可经由无线通信网络被无线地耦合至接入点102。例如，无线通信网 络可以基于电气电子工程师协会（IEEE)802. llah协议，其中接入点102、多个中继节点 110-140、和站104是遵循IEEE802. llah的设备。中继节点110-140(以及可能的站104) 可位于接入点102的通信范围内。
[0028] 接入点102可包括耦合至处理器116的存储器112。存储器112可存储可由处理 器116执行的指令114。接入点102可包括通信路径选择模块118。例如，通信路径选择模 块118可使用接入点102板载的硬件（例如，电路系统）来实现、可通过处理器116执行指 令114来实现、或者可通过硬件与由处理器116执行的指令114的组合来实现。在特定实 施例中，通信路径选择模块118可被配置成响应于接收到来自中继节点110-140中的一个 或多个（以及可能直接来自站104)的一条或多条请求消息（其中每条请求消息与站104 相关）而选择从接入点102到站104的通信路径。在特定实施例中，所选择的通信路径可 包括多个中继节点110-140中的至少一个中继节点。
[0029] 这多个中继节点110-140可包括第一中继节点110、第二中继节点120、第三中继 节点130、以及第四中继节点140。中继节点110-140可各自包括处理器和耦合至该处理器 的存储器。出于解说目的，第二中继节点120可包括耦合至处理器126的存储器122。存储 器122可存储可由处理器126执行的指令124。中继节点110-140中的一个或多个可包括 信道估计模块。例如，第二中继节点120可包括信道质量估计模块128。信道质量估计模块 128可使用第二中继节点120板载的硬件（例如，电路系统）来实现、可通过处理器126执 行指令124来实现、或者可通过硬件与由处理器126执行的指令124的组合来实现。在特 定实施例中，信道质量估计模块128可被配置成响应于在第二中继节点120处接收到来自 站104的探测请求消息而估计与同站104通信相关的信道质量。
[0030] 在特定实施例中，站104可包括移动设备、相机、多媒体播放器、娱乐单元、导航设 备、个人数字助理（PDA)、便携式计算机、或其任何组合。在另一特定实施例中，站104可包 括被配置成进行测量并将测量传送给接入点102的无线传感器或无线仪表。例如，站104可 以是烟尘探测器、水表、温度计、或Wi-Fi设备，其位于远离接入点102并被配置成以特定时 间间隔向接入点102传送数据。此外，站104可具有低占空比，其中站104进入睡眠模式、 断电模式、或减电模式以降低站104的功耗。
[0031] 在操作期间，站104可广播或多播请求消息152。请求消息152可包括或对应于探 测请求消息、关联请求消息、或其组合。例如，请求消息152可由站104在该站104未与接 入点102相关联时发送。请求消息152可由站104的通信范围内的中继节点110-140中的 一个或多个和/或接入点102接收。例如，请求消息152可包括与中继节点110-140并与 接入点102相对应的一个或多个地址，诸如由中继节点110-140和接入点102监视的多播 地址。在特定实施例中，请求消息152包括要连接到接入点102的关联请求并包括站104 的中继能力信息。例如，中继能力信息可指示站104是否能够经由中继节点110-140中的 一个或多个向接入点102传送数据。
[0032] 在一个实施例中，接入点102可处于站104的通信范围内。在此实施例中，接入点 102可选择不包括中继节点的到站104的通信路径，并且响应消息154由接入点102直接发 送给站104.替换地，即使接入点102处于站104的通信范围内，接入点102的通信路径选 择模块118还是可选择包括中继节点110-140中的至少一个（例如，第二中继节点120)的 到站104的通信路径。例如，通信路径选择模块118可选择使站101处的能量消耗最小化、 使站104和接入点102之间的吞吐量数据率最大化、使站104和接入点102之间的传输时 间最小化、或其任何组合的通信路径。在又一实施例中，接入点102可位于站104的通信范 围之外。在此实施例中，请求消息152可被中继节点110-140中的一个或多个（例如，第二 中继节点120)接收到，但不被接入点102接收到。
[0033] 出于解说目的，第二中继节点120可接收到来自站104的请求消息152。在特定实 施例中，第二中继节点120的信道质量估计模块128可被配置成估计与第二中继节点120 和站104之间的通信有关的信道质量。例如，信道质量估计模块128可基于根据从站104 发送的请求消息152推导出的信号特性来估计信道质量。在特定实施例中，信号特性包括 信噪比（SNR)、信号干扰噪声比（SINR)、收到信号强度指示（RSSI)、调制和编码方案（MCS)、 或其任何组合。
[0034] 响应于接收到请求消息152,第二中继节点120可向接入点102发送经修改的请求 消息134。经修改的请求消息134可包括对所估计信道质量的指示。在一些情形中，中继 节点110-140中的一个以上中继节点可接收到来自站104的请求消息152,并且中继节点 110-140中每一个接收到请求消息152的中继节点可估计信道质量并生成将被发往接入点 102的经修改的请求消息。相应地，作为直接从站104接收请求消息152的补充或替换，接 入点102可从接收到请求消息152的一个或多个中继节点110-140接收一条或多条经修改 的请求消息。
[0035] 响应于接收到一条或多条请求消息（其包括由中继节点发送的经修改的请求消 息（例如，经修改的请求消息134)、由站104发送的请求消息152、或两者），接入点102可 选择到站104的通信路径。所选择的通信路径可从预期通信路径集中选择。出于解说目的， 多个中继节点110-140中的每一个可对应于预期通信路径集中的预期通信路径。预期通信 路径集还可包括接入点102和站104之间的直接通信路径。所选择的通信路径对应于要用 于在接入点102和站104之间传送数据的路线。例如，所选择的通信路径可以是接入点102 和站104之间的直接路径（即，不使用任何中继节点）。在另一示例中，所选择的通信路径 可包括多个中继节点110-140中的一个或多个中继节点。出于解说目的，所选择的通信路 径可包括第二中继节点120,在此情形中，由站104传送的数据将被第二中继节点120接收 并随后由第二中继节点120传送给接入点102。
[0036] 接入点102的通信路径选择模块118可基于与一条或多条请求消息相对应的一个 或多个数据率来将预期通信路径选作所选择的通信路径。这一个或多个数据率可包括一个 或多个中继节点110-140中每一个中继节点与站104之间的数据率。另外，接入点102可 估计与每一条接收到的请求消息相关联的信道质量。例如，当接入点102接收到来自站104 的请求消息152时，接入点102可使用信道质量估计模块117来估计同直接与站104通信 相关联的信道质量。附加或替换地，当接入点102接收到来自第二中继节点120的经修改 的请求消息134时，接入点102可使用信道质量估计模块117来估计同与第二中继节点120 通信相关联的信道质量。
[0037] 在一个实施例中，所选择的通信路径可以是导致接入点102和站104之间的吞吐 量最大的预期通信路径。例如，所选择的通信路径可被选择为包括中继节点110-140当中 提供最大吞吐量的至少一个中继节点。在另一实施例中，该通信路径可以是导致站104处 能量消耗最低的预期通信路径。例如，该通信路径可被选择为包括中继节点110-140当中 使站104的能量消耗最小化的至少一个中继节点。在又一实施例中，该通信路径可以是提 供站104和接入点102之间的最小传输时间的预期通信路径。例如，该通信路径可被选择 为包括中继节点110-140当中使传输时间最小化的至少一个中继节点。
[0038] 在选择通信路径（例如，改善站104的性能的最佳通信路径）之后，接入点102可 发送指示所选择的通信路径的响应消息136。在特定实施例中，如果从接入点102到站104 的直接路径改善站104的性能，则响应消息136可被直接发送给站104。然而，如果经由一个 或多个中继节点（例如第二中继节点120)的通信路径改善站104的性能，则响应消息136 可被发送给第二中继节点120。第二中继节点120可随后将响应消息136发送给站104。响 应消息136可被发送给与作为所选择的通信路径的一部分的中继节点（例如，第二中继节 点120)相关联的地址（例如，单播地址）或者在所选择的通信路径是直接至站104时发送 给站104的地址（例如，单播地址）。
[0039] 在接入点102处选择通信路径可包括为站104和接入点102之间的每一条预期通 信路径计算数据率。在特定实施例中，通信路径选择模块118可被配置成为站104和接入 点102之间的预期通信路径集中的每一条预期通信路径计算合计数据率倒数。例如，针对 间接预期通信路径（即，经由至少一个中继节点110-140)的合计数据率倒数可等于该间接 预期通信路径的每一跳的数据率倒数的总和。可选择具有最低数据率倒数的特定预期通信 路径。
[0040] 出于解说目的，为了达成最大吞吐量（即，使介质占用率最小化），可基于数据率 倒数来选择满足下式的特定通信路径：
[0041] 对于所有η而言，+ 最小，其中R(l，η)表示对应于站104和中继节点 R(l,n) R(2,n) η(例如，第二中继节点120)之间的跳跃的数据率，并且R(2, η)表示对应于中继节点η和接 入点102之间的跳跃的数据率。然而，如果的每一个值都大于1/R(即，对应 于从站104到接入点102的直接路径的数据率的倒数），则该直接路径可被选作通信路径。 应注意，通信路径可包括站104和接入点102之间的一个以上中继节点（例如，k个中继节 点）。在此情形中，可基于数据率倒数来选择满足下式的通信路径：
[0042] 对于站104和接入点102之间的k个中继节点而言， 1 1 I 曰 + 'Λ(2,η) + …+ i?(A +1，《)]取小。
[0043] 在接入点102处选择通信路径可以附加地或者替换地包括为从站104到站104和 接入点102之间的预期通信路径集中的每一条预期通信路径中的每一个中继节点的跳跃 计算数据率，并且选择具有计算出的最高数据率的特定预期通信路径。出于解说目的，当站 104到每一个中继节点的发射功率相等时，为了使站104的能量消耗最小化（即，由于能量 消耗与数据率直接相关），通信路径选择模块118可选择满足下式的通信路径：
[0044] 对于所有η而言，R(l，η)最大，其中R(l，η)表示对应于站104和中继节点η(例 如，第二中继节点120)之间的跳跃的数据率。通信路径选择模块118可通过比较关于中继 节点110-140中每一个中继节点的数据率来确定最大数据率。然而，如果R(l，η)对于所有 η的每一个值都小于值R(其对应于直接路径的数据率），则通信路径选择模块118可以选 择从接入点102到站104的直接路径。
[0045] 当站104到每一个中继节点的发射功率变化时，站104向特定中继节点η传送一 个比特的能量消耗可由下式表示：
[。。46] ftl·爾耗=TX，wer * ^其中Τχ-Ρ〇暫是发射功率，并且RQ，n)是针 对特定中继节点η的发射数据率。
[0047] 应注意，数据率可基于有效载荷数据率，有效载荷数据率从发送自中继节点 110-140的经修改的请求消息134推导出。替换地，数据率可基于针对经修改的请求消息 134的媒体接入控制（MAC)层吞吐量。
[0048] 在选择通信路径之后，接入点102可经由对应于所选择的通信路径的中继节点 (例如，经由第二中继节点120)向站104发送响应消息136。替换地，如果所选择的通信路 径是直接通信路径，则接入点102可直接向站104发送响应消息136。第二中继节点120可 随后将响应消息136 (或指示所选择的通信路径的另一响应消息）发送给站104。
[0049] 参照图2,在站和接入点之间经由一个或多个中继节点传送消息的方法的特定 实施例的示图被公开并被一般性地指定为200。在图2中，示出图1的站104、中继节点 110-130、和接入点102。
[0050] 在第一时间，在208处，站104可发送请求消息（例如，探测请求消息或另一关联 请求消息）。例如，站104可将请求消息发送给与一个或多个中继节点相关联（例如，由一 个或多个中继节点监视）的多播地址，该一个或多个中继节点诸如在站104的通信范围内 的第一中继节点110、第二中继节点120、和第三中继节点130(图1的第四中继节点140可 能在站104的通信范围之外）。该多播地址可与接入点相关联（例如，由接入点监视）。在 特定实施例中，请求消息可包括站104的中继能力信息以及要连接到接入点102的关联请 求。例如，当站104转移出睡眠模式或转移出减电模式并且站104希望加入网络（例如，遵 循IEEE802. llah的网络）时，可从站104发送请求消息。请求消息可指示站104被配置成 经由一个或多个中继节点与接入点102通信。例如，该请求消息可设置中继字段的一个或 多个中继位。此外，该请求消息可包括指示站104的其他能力信息（诸如自适应速率控制 能力和多天线配置）的一个或多个位。
[0051] 在一些情形中，在210处，该请求消息可直接由接入点102接收。例如，如果接入 点102处于站104的通信范围内，则接入点102可接收到该请求消息。
[0052] 响应于接收到请求消息，中继节点110-130中的一个或多个中继节点可分别在 212、214、和216处将与站104有关的请求消息发送给接入点102。例如，请求消息1、2、3可 分别从第一中继节点110、第二中继节点120、和第三中继节点130发送。在特定实施例中， 请求消息1、2、3中的每一个是基于从站104接收到的请求消息的经修改的请求消息。例 如，经修改的请求消息可包括对同与站104通信的对应中继节点有关的所估计信道质量的 指示。出于解说目的，第一中继节点110可基于从接收自站104的请求消息推导出的信号 特性来估计同站和第一中继节点110之间的通信有关的信道质量。信号特性可包括信噪比 (SNR)、信号干扰噪声比（SINR)、收到信号强度指示（RSSI)、调制和编码方案（MCS)、或其任 何组合。因此，中继节点110-130中的每一个中继节点可向接入点102提供信道质量信息 以使得接入点102能够选择用于站104的通信路径。
[0053] 方法200还可包括在218处选择到站104的通信路径。例如，选择到站104的通 信路径可包括选择从接入点102到站104的直接路径或选择经由中继节点110-130中的一 个或多个中继节点到站104的通信路径。在特定实施例中，选择到站的通信路径可包括确 定与分别从中继节点110-130接收到的经修改的请求消息1、2、3相对应的数据率。例如， 接入点102的通信路径选择模块（诸如图1的通信路径选择模块118)可确定关于每一个 经修改的请求消息1、2、3的数据率以及对应于直接与站104通信（S卩，无中继节点的直接 通信路径）的数据率并将它们进行比较。在特定实施例中，通信路径选择模块可选择预期 通信路径集当中在站104处提供最低能量消耗的特定通信路径。在另一特定实施例中，通 信路径选择模块可选择预期通信路径集当中在接入点102和站104之间提供最大吞吐量速 率的特定通信路径。在另一特定实施例中，通信路径选择模块可选择预期通信路径集当中 在接入点102和站104之间提供最小传输时间的特定通信路径。在又一实施例中，通信路 径选择模块可选择预期通信路径集当中提供低能量消耗、大吞吐量速率、和/或低传输时 间的组合的特定通信路径。
[0054] 如果选择了直接通信路径，则方法200可包括在220处将响应消息从接入点102 发送给站104。例如，接入点102可（例如基于所确定的数据率）确定到站104的直接通信 路径改善站104的性能（例如，提供低功耗、高吞吐量、或低传输时间），并且接入点102可 将响应消息传送给站104。
[0055] 如果选择了经由中继节点的通信路径，则方法200可包括在222处将响应消息从 接入点102发送给所选择的中继节点。例如，接入点102可选择经由第二中继节点120到 站104的特定路径并将响应消息传送给第二中继节点120。
[0056] 在特定实施例中，该响应消息包括关联响应信息。例如，该响应消息可准许站104 连接至接入点102或与接入点102相关联，并且可包括接入点102的配置信息，该配置信息 可使得站104能够连接至站。
[0057] 方法200还包括在224将响应消息从所选择的中继节点发送给站104。例如，第二 中继节点120可将响应消息发送给站104。在特定实施例中，该响应消息可包括关联响应信 息以及关于将由站104用于传送数据的初始MCS的信息。例如，第二中继节点120可向站 104指示站104可用来向第二中继节点120传送数据的初始MCS。
[0058] 图3、4A、4B、5A、和5B描绘了表示被执行以选择包括站（例如，图1的站104)和接 入点（例如，图1的接入点102)之间的至少一个中继节点的通信路径的多个仿真的各种统 计数据。
[0059] 图3是用于传送具有256字节的分组大小的第一数据分组和具有512字节的分 组大小的第二数据分组的传输时间（以毫秒（ms)计）对距离（以米（m)计）的图形解说 302。在第一 304情形中，256字节分组从站104直接传送给接入点102 (即，一跳）。在第 二306情形中，512字节分组从站104传送给接入点102 (即，一跳）。
[0060] 如图3中所示，当接入点位于离站104在约500m到约600m之间时，以单跳（S卩，直 接从站104向接入点102)传送第二数据分组（即，512字节）花费约31秒。然而，当选择 包括位于离站104约300m的中继节点（诸如图1的第二中继节点120)的通信路径时，传输 时间约为4. 5s ( SP，对于第一跳）。因此，使用两个300m跳跃达到600m的总传输时间约为 9s ( S卩，对于每一跳4. 5s x2 = 9s)此外，站104的能量消耗可减少，这是因为站104到中继 节点的距离（即，300m)比到接入点102的距离（即，600m)近。通过使用中继节点在站104 处达成的能量降低可以是第二数据分组直接传送给接入点102时的约1/7 (即，31s/4. 5s = 7)，因为能量消耗与传输时间成比例（相似的分析适用于256字节分组）。
[0061] 图4A和4B分别是用于在使用中继节点时以及在不使用任何中继节点（S卩，直接 地）时从站（例如，图1的站104)向接入点（例如，图1的接入点102)传送具有256字节 大小的分组的传输时间和能量消耗的图形解说。类似地，图5A和5B分别是用于传送具有 512字节大小的分组的传输时间和能量消耗的图形解说。
[0062] 图44、48、5八、和58的仿真参数包括具有两个天线的接入点以及具有单个天线的 站。仿真的噪声水平被设为5分贝（5B)。MCS-SNR参数被设为小于1 %分组差错率（PER)， 其类似于IEEE802. 11η20ΜΗζ信道D曲线。数据分组（即，256字节分组和512字节分组） 的PHY前置码为6个码元。下表概述了仿真配置。
[0063]
【权利要求】
1. 一种方法，包括： 在接入点处接收来自一个或多个中继节点的一条或多条请求消息，其中所述一条或多 条请求消息中的每一条请求消息是与站有关的探测请求消息或关联请求消息； 基于所述一条或多条请求消息来选择所述接入点和所述站之间的通信路径；以及 发送指示所选择的通信路径的响应消息。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所选择的通信路径包括至少一个中继节点， 并且所述响应消息被发送给所述至少一个中继节点。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所选择的通信路径不包括中继节点，并且所 述响应消息被直接发送给所述站。
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所选择的通信路径是基于对应于所述一条 或多条请求消息的一个或多个数据率来选择的。
5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述一个或多个数据率包括所述一个或多 个中继节点中每一个中继节点与所述站之间的数据率。
6. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所选择的通信路径是基于所述一个或多个 中继节点中提供所述接入点和所述站之间的增大的吞吐量的至少一个中继节点来选择的。
7. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所选择的通信路径选自预期通信路径集，其 中所述一个或多个中继节点中的每一个中继节点对应于所述预期通信路径集中的预期通 信路径，并且所选择的通信路径与所述预期通信路径集的其他通信路径相比利用所述站的 较少能量进行数据传输。
8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，与特定通信路径相关联的所述站的能量消 耗被估计为所述站对所述特定通信路径的特定中继节点的发射功率与对所述特定中继节 点的发射数据率的倒数的乘积。
9. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所选择的通信路径选自预期通信路径集，其 中所述一个或多个中继节点中的每一个中继节点对应于所述预期通信路径集中的预期通 信路径，并且所选择的通信路径与所述预期通信路径集的其他通信路径相比利用所述站和 所述接入点之间的较少传输时间。
10. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，选择所述通信路径包括： 为所述站和所述接入点之间的预期通信路径集中的每一条预期通信路径计算合计数 据率倒数，其中间接预期通信路径的合计数据率倒数等于所述间接预期通信路径的每一跳 的数据率倒数的总和， 其中所选择的通信路径是所述预期通信路径集中具有最低合计数据率倒数的特定预 期通信路径。
11. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，选择所述通信路径包括： 为从所述站到所述站和所述接入点之间的预期通信路径集中每一条预期通信路径的 每一个中继节点的跳跃计算数据率， 其中所选择的通信路径是所述预期通信路径集中具有计算出的最高数据率的特定预 期通信路径。
12. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述一个或多个数据率对应于所述一条或 多条请求消息的有效载荷数据率。
13. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述一个或多个数据率对应于所述一条或 多条请求消息的媒体接入控制（MAC)层吞吐量。
14. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述一个或多个数据率是基于所述一条或 多条请求消息的信号特性来确定的，并且所述信号特性包括信噪比（SNR)、信号干扰噪声比 (SINR)、收到信号强度指示（RSSI)、调制和编码方案（MCS)、或其任何组合。
15. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括接收来自所述站的多播请求消 息，其中所述多播请求消息被定址到与所述一个或多个中继节点和所述接入点相关联的多 播地址，并且所选择的通信路径是至少部分地基于所述多播请求消息来选择的。
16. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，响应于所述一个或多个中继节点在与所述 一个或多个中继节点和所述接入点相关联的多播地址从所述站接收到多播请求消息，通过 单播从所述一个或多个中继节点向所述接入点传送所述一条或多条请求消息。
17. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所选择的通信路径基于电气和电子工程师 协会（IEEE)802. llah协议并且所述站是遵循IEEE802. llah的设备。
18. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述响应消息进一步指示将由所述站在传 送数据时使用的初始调制和编码方案（MCS)。
19. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一条或多条请求消息响应于所述站从 睡眠模式苏醒或者响应于所述站上电而被发送。
20. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括直接从所述站接收请求消息， 其中直接从所述站接收的请求消息包括所述站的中继能力信息，并且所选择的通信路径是 进一步基于所述请求消息来选择的。
21. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一条或多条请求消息中的特定请求消 息接收自特定中继节点，其中所述特定请求消息包括与所述特定中继节点和所述站之间的 通信有关的信道质量估计，并且所选择的通信路径是至少部分地基于所述信道质量估计来 选择的。
22. -种装置，包括： 处理器；以及 存储指令的存储器，所述指令能由所述处理器执行以： 检测接入点处对来自一个或多个中继节点的一条或多条请求消息的接收，其中所述一 条或多条请求消息中的每一条请求消息是与站有关的探测请求消息或关联请求消息； 基于所述一条或多条请求消息来选择所述接入点和所述站之间的通信路径；以及 发起指示所选择的通信路径的响应消息的传送。
23. 如权利要求22所述的装置，其特征在于，所选择的通信路径是基于对应于所述一 条或多条请求消息的一个或多个数据率来选择的。
24. 如权利要求23所述的装置，其特征在于，所述一个或多个数据率是基于对应于所 述一条或多条请求消息中每一条请求消息的有效载荷数据率来确定的。
25. 如权利要求23所述的装置，其特征在于，所述一个或多个数据率是基于对应于所 述一条或多条请求消息中每一条请求消息的媒体接入控制（MAC)层吞吐量速率来确定的。
26. 如权利要求22所述的装置，其特征在于，所述接入点基于电气和电子工程师协会 (IEEE)802. llah协议来通信并且所述站是遵循IEEE802. llah的设备。
27. 如权利要求22所述的装置，其特征在于，所述响应消息进一步指示将由所述站用 于通信的初始调制和编码方案（MCS)。
28. 如权利要求22所述的装置，其特征在于，所述指令进一步能由所述处理器执行以 检测直接从所述站接收的请求消息的接收，其中直接从所述站接收的所述请求消息包括所 述站的中继能力信息。
29. 如权利要求28所述的装置，其特征在于，直接从所述站接收的所述请求消息是通 过与所述接入点相关联且与所述一个或多个中继节点相关联的多播地址接收的，并且所述 响应消息被传送给与所述一个或多个中继节点中的特定中继节点相关联或与所述站相关 联的单播地址。
30. 如权利要求22所述的装置，其特征在于，所述处理器被集成到移动设备、相机、多 媒体播放器、娱乐单元、导航设备、个人数字助理（PDA)、便携式计算机、或其任何组合中。
31. 如权利要求22所述的装置，其特征在于，所述一条或多条请求消息中的特定请求 消息接收自特定中继节点，并且所述特定请求消息包括与所述特定中继节点和所述站之间 的通信有关的信道质量估计。
32. -种设备，包括： 用于在接入点处接收来自一个或多个中继节点的一条或多条请求消息的装置，其中 所述一条或多条请求消息中的每一条请求消息是与站有关的探测请求消息或关联请求消 息； 用于基于所述一条或多条请求消息来选择所述接入点和所述站之间的通信路径的装 置；以及 用于传送指示所选择的通信路径的响应消息的装置。
33. 如权利要求32所述的设备，其特征在于，所述通信路径是基于对应于所述一条或 多条请求消息的一个或多个数据率来选择的。
34. 如权利要求33所述的设备，其特征在于，所述一个或多个数据率是基于对应于所 述一条或多条请求消息中每一条请求消息的有效载荷数据率、基于对应于所述一条或多条 请求消息中每一条请求消息的媒体接入控制（MAC)层吞吐量速率、或其组合来确定的。
35. 如权利要求32所述的设备，其特征在于，所述响应消息进一步指示将由所述站用 于通信的初始调制和编码方案（MCS)。
36. 如权利要求32所述的设备，其特征在于，所述一条或多条请求消息中的特定请求 消息接收自特定中继节点，其中所述特定请求消息包括与所述特定中继节点和所述站之间 的通信有关的信道质量估计，并且所述用于选择通信路径的装置至少部分地基于所述信道 质量估计来选择所选择的通信路径。
37. -种包括指令的计算机可读存储设备，所述指令在由处理器执行时使得所述处理 器执行操作，所述操作包括： 检测在接入点处对来自一个或多个中继节点的一条或多条请求消息的接收，其中所述 一条或多条请求消息中的每一条请求消息是与站有关的探测请求消息或关联请求消息； 基于所述一条或多条请求消息来选择所述接入点和所述站之间的通信路径；以及 发起指示所选择的通信路径的响应消息的传送。
38. 如权利要求37所述的计算机可读存储设备，其特征在于，所选择的通信路径是基 于对应于所述一条或多条请求消息的一个或多个数据率来选择的。
39. 如权利要求37所述的计算机可读存储设备，其特征在于，所述响应消息进一步指 示将由所述站在传送数据时使用的初始调制和编码方案（MCS)。
40. 如权利要求37所述的计算机可读存储设备，其特征在于，所述一条或多条请求消 息中的特定请求消息接收自特定中继节点，其中所述特定请求消息包括与所述特定中继节 点和所述站之间的通信有关的信道质量估计，并且所选择的通信路径是至少部分地基于所 述信道质量估计来选择的。
【文档编号】H04W84/12GK104067669SQ201380006250
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年1月18日 优先权日:2012年1月24日
【发明者】S·莫林, Z·全, S·P·阿伯拉翰, H·萨姆帕斯 申请人:高通股份有限公司