用于对对等业务和/或接入点业务进行复用的方法和装置与流程

文档序号:11892885阅读:192来源:国知局
用于对对等业务和/或接入点业务进行复用的方法和装置与流程

概括地说,本申请涉及无线通信,更具体地说,本申请涉及用于对对等业务和/或接入点业务进行复用的方法和设备。



背景技术:

当网络单元是移动的并且因此具有动态连接需要时,或者如果网络架构以自组织而不是固定的拓扑形成,那么无线网络通常是优选的。无线网络在无线电、微波、红外线、光学等频段中的使用电磁波的非导向式的传播模式中采用无形的物理介质。当与固定有线网络相比时,无线网络有利地促进用户移动性及快速现场部署。

然而,多个无线网络可以存在于同一建筑物中,在建筑物附近和/或在同一室外区域。多个无线网络的实行可以导致干扰、降低的吞吐量(例如,因为每一个无线网络在相同的区域和/或频谱中进行操作)和/或阻止某些设备进行通信。因此,当无线网络密集存在时,需要用于通信的改进的系统、方法和设备。



技术实现要素:

本文中描述的系统、方法和设备分别具有若干方面,其中没有单个的一个单独地负责其期望的属性。在不限制本申请的范围的前提下,现在将简要地讨论一些特征。在考虑该讨论之后,并且尤其是在阅读了题为“具体实施方式”的部分之后,将会理解本文中一种或多种实现的特征如何提供包括无线网络中的接入点与站之间的改进的通信的优点。

本公开内容的一个方面提供了一种用于无线通信的方法。所述方法包括:在频率带宽的第一部分上接收第一消息,其中,所述第一消息包括进行发送的第一无线设备以及预期接收方第二无线设备的标识符。所述方法包括:确定所述带宽的第二部分在包括点协调功能帧间间隔(PIFS)时间和回退定时器到期所需要的时间中的至少一项的时间持续时段内是否空闲。所述方法包括:由第三无线设备在所述频率带宽的第二部分上发送第二消息。所述第二消息具有不延伸超过第一消息的传输时间的有限的传输时间,从而允许所述频率带宽的所述第一和第二部分至少在所述第一消息的所述传输时间结束之后可以使用。所述第三无线设备不是所述第一消息的预期接收方。

本公开内容的另一个方面提供了一种用于无线通信的装置。所述装置包括:接收机,其被配置为:在频率带宽的第一部分上接收第一消息,其中,所述第一消息包括进行发送的第一无线设备以及预期接收方第二无线设备的标识符。所述装置还包括:处理器,其被配置为:确定所述频率带宽的第二部分在包括点协调功能帧间间隔(PIFS)时间和回退定时器到期所需要的时间中的至少一项的时间持续时段内是否空闲。所述装置还包括:发射机,其被配置为:在所述频率带宽的所述第二部分上发送第二消息,所述第二消息具有不延伸超过第一消息的传输时间的有限的传输时间,从而允许所述频率带宽的所述第一和第二部分至少在所述第一消息的所述传输时间结束之后可以使用,其中,所述装置不是所述第一消息的预期接收方。

本公开内容的另一个方面提供了一种非临时性计算机可读介质,其包括代码,所述代码当被执行时,使一种用于无线通信的装置的处理器执行以下操作:在频率带宽的第一部分上接收第一消息,其中,所述第一消息包括进行发送的第一无线设备以及预期接收方第二无线设备的标识符。所述代码当被执行时使所述处理器确定所述频率带宽的第二部分在包括点协调功能帧间间隔(PIFS)时间和回退定时器到期所需要的时间中的至少一项的时间持续时段内是否空闲。所述代码当被执行时使所述处理器在所述频率带宽的所述第二部分上发送第二消息,所述第二消息具有不延伸超过第一消息的传输时间的有限的传输时间,其中,所述装置不是所述第一消息的所述预期接收方。

本公开内容的另一个方面提供了一种用于无线通信的装置。所述装置包括:用于在频率带宽的第一部分上接收第一消息的单元,其中,所述第一消息包括进行发送的第一无线设备以及预期接收方第二无线设备的标识符。所述装置还包括:用于确定所述频率带宽的第二部分在包括点协调功能帧间间隔(PIFS)时间和回退定时器到期所需要的时间中的至少一个的时间持续时段是否空闲的单元。所述装置还包括:用于在所述频率带宽的所述第二部分上发送第二消息的单元,所述第二消息具有不延伸超过第一消息的传输时间的有限的传输时间,其中,所述装置不是所述第一消息的预期接收方。

附图说明

图1示出了可以在其中使用本公开内容的多个方面的无线通信系统的示例。

图2A示出了在其中存在多个无线通信网络的无线通信系统。

图2B示出了在其中存在多个无线通信网络的另一个无线通信系统。

图3示出了可以在图1和图2B的无线通信系统中运用的频率复用技术。

图4示出了可以在图1、图2B、图3和图5A-5C的无线通信系统中运用的无线设备的功能性框图。

图5A示出了可以在其中使用本公开内容的多个方面的无线通信系统的示例。

图5B示出了可以在其中使用本公开内容的多个方面的时序图的示例。

图5C示出了可以在其中使用本公开内容的方面的另一个时序图的示例。

图6是一种用于无线通信的方法的流程图。

具体实施方式

参照附图在下文中对新颖的系统、装置和方法的各个方面进行了更加全面的描述。然而,本公开内容可通过多种不同的形式来实现,而不应当解释为受限于本公开内容通篇给出的任何特定结构或功能。而是提供这些方面以使得本公开内容将是透彻和完整的,并且将向本领域技术人员全面地传达本公开内容的范围。基于本文中的教导,本领域技术人员应当意识到的是,本公开内容的范围旨在涵盖本文中公开的新颖的系统、装置和方法的任意方面,不管这些方面是独立地实现的还是与任何其他方面结合地实现的。例如,可以使用本文中阐述的任何数量的方面来实现装置或实施方法。此外,本申请的范围旨在涵盖使用除了或不同于本文中阐述的各个方面的其他结构、功能或者结构和功能来实施的这样的装置和方法。应当理解的是,本文中公开的任何方面可以由权利要求的一个或多个元素来体现。

尽管本文中描述了特定的方面,但是这些方面的多种变化和置换落入本公开内容的范围之内。尽管提到了优选的方面的一些益处和优点,但是本公开内容的范围并不旨在局限于特定的益处、使用或目标。而是,本公开内容的方面旨在广泛地应用于不同的无线技术、系统配置、网络和传输协议,对其中的一些通过示例的方式在图中以及在下面对优选的方面的描述中进行了说明。具体实施方式和附图仅是对本公开内容的说明而非限制性的,本公开内容的范围是通过所附权利要求及其等价物来定义的。

流行的无线网络技术可以包括各种类型的无线局域网(WLAN)。WLAN可以用于运用广泛使用的网络连接协议将附近的设备互联在一起。本文中描述的各个方面可以应用于诸如无线协议的任何通信标准。

在一些方面中,使用本文中公开的技术实现高效802.11协议的某些设备可以包括:允许在同一地区的增加的对等(P2P)服务(例如,Miracast、WiFi直接服务、社会WiFi等等),支持增加的每用户最小吞吐量要求、支持更多的用户、提供改善的室外覆盖和鲁棒性、和/或与实现其他无线协议的设备相比消耗较低的功率。

在一些实现中,WLAN包括各种设备,这些设备是接入无线网络的组件。例如,可以有两种类型的设备:接入点(“AP”)和站(“STA”)。一般情况下,AP可以作为WLAN的集线器或基站。AP还可以包括、被实现为、或者被称为节点B、无线网络控制器(“RNC”)、eNodeB、基站控制器(“BSC”)、基站收发机(“BTS”)、基站(“BS”)、收发机功能单元(“TF”)、无线路由器、无线收发机或者某种其他的术语。

一般情况下,STA作为WLAN的用户。STA还可以包括、被实现为、或者被称为接入终端(“AT”)、用户站、用户单元、移动站、远程站、远程终端、用户终端、用户代理、用户设备、用户装备或者某种其他的术语。STA可以是膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、移动电话、会话发起协议(“SIP”)电话、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设备或者连接到无线调制解调器的某种其他合适的处理设备。相应地,可以将本文中教导的一个或多个方面并入电话(例如,蜂窝电话或智能电话)、计算机(例如,膝上型计算机)、便携式通信设备、头戴式耳机、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,或者卫星无线电)、游戏设备或系统、全球定位系统设备或者被配置为经由无线介质来进行通信的任何其他适当的设备。在一些实现方式中,也可以将STA用作AP。

图1示出了可以在其中使用本公开内容的方面的无线通信系统100的示例。该无线通信系统100可以依照无线标准(例如高效802.11标准)来操作。该无线通信系统100可以包括AP 104,AP 104与STA 106进行通信。

各种过程和方法可以用于在无线通信系统100中在AP 104和STA 106之间进行的传输。例如,可以根据OFDM/OFDMA技术在AP 104和STA 106之间发送和接收信号。在这样的实现方式中,可以将该无线通信系统100称为OFDM/OFDMA系统。或者,可以根据码分多址(CDMA)技术在AP 104和STA 106之间发送和接收信号。在这样的实现中,那么可以将该无线通信系统100称为CDMA系统。可以将促进从AP 104到STA 106中的一个或多个STA的传输的通信链路称为下行链路(DL)、前向链路或前向信道108,并且可以将促进从STA 106中的一个或多个STA到AP 104的传输的通信链路106称为上行链路(UL)、反向链路或反向信道110。

AP 104可以作为基站并且在基本服务区域(BSA)102中提供无线通信覆盖。AP 104和与AP 104相关联并且使用AP 104来进行通信的STA 106可以被称为基本服务集(BSS)。应当注意的是,无线通信系统100可能不具有中央AP,而是可以用作STA 106之间的对等网络。相应地,本文中描述的AP 104的功能可以替换地由STA 106中的一个或多个STA来执行。

在一些方面中,可以要求STA 106与AP 104相关联以便向AP 104发送通信和/或从AP 104接收通信。在一个方面中,用于进行关联的信息包括在AP 104的广播中。为了接收这样的广播,例如,STA 106可以在覆盖区域上执行广阔覆盖搜索。搜索也可以由STA 106通过例如以灯塔的方式扫描覆盖区域来执行。在接收到用于进行关联的信息之后,STA 106可以向AP 104发送参考信号(诸如关联探测或请求)。在一些方面中,例如,AP 104可以使用回程服务与大型网络(诸如互联网或公共交换电话网(PSTN))通信。

在一些实现中,AP 104包括AP高效无线组件(HEWC)154。AP HEWC 154可以执行本文中描述的操作中的一些或所有操作,以便启用AP 104与STA 106之间使用高效802.11协议的通信。下面参照图2B、图3、图4、图5A至5C和图6更加详细地描述了AP HEWC 154的功能。

替换地或此外,STA 106可以包括STA HEWC 156。STA HEWC 156可以执行本文中描述的操作中的一些或所有操作,以便启用STA 106与AP 104之间使用高效802.11协议的通信。下面参照图2B、图3、图4、图5A至5C和图6更加详细地描述了STA HEWC 156的功能。

在某些情况下,如可以结合图2A更加详细示出的,BSA可以位于其他BSA附近,图2A示出了其中存在多个无线通信网络的无线通信系统200。如图2A所示,BSA 202A、202B和202C在物理上可以位于彼此附近。尽管BSA 202A–202C彼此邻近,但AP 204A–204C和/或STA 206A–206H可以分别使用相同的频谱进行通信(例如,使用频带或信道的相同的集合)。因此,如果BSA 202C中的设备(例如,AP 204C)在发送数据,那么BSA202C之外的设备(例如,AP 204A–204B或STA 206A–206F)可以侦听该介质上的通信。

通常,使用常规802.11协议(例如,802.11a、802.11b、802.11g、802.11n等)的无线网络在载波侦听多路访问(CSMA)机制下操作来进行介质访问。根据CSMA,设备侦听(sense)介质,并且仅当侦听到该介质为空闲时进行发送。因此,如果AP 204A–204C和/或STA 206A–206H在根据CSMA机制操作,并且BSA 202C中的设备(例如,AP 204C)在发送数据,那么BSA 202C之外的AP 204A–204B和/或STA 206A–206F可以不在该介质上进行发送,尽管它们是不同BSA的一部分。

图2A示出了这样的情况。示出了AP 204C正在介质上进行发送。与AP 204C在相同BSA 202C中的STA 206G以及与AP 204C在不同BSA中的STA 206A侦听到传输。而该传输可以是针对STA 206G和/或仅针对BSA202C中的STA的,然而STA 206A可能不能够发送或接收通信(例如,去往或来自AP 204A的)直到AP 204C(以及任意其他设备)不再在该介质上进行发送。虽然没有示出,但相同的情况适用于BSA 202B中的STA 206D–206F和/或BSA 202A中的STA 206B–206C(例如,如果AP 204C的传输较强,从而其他STA可以侦听到该介质上的传输)。

CSMA机制的使用可能造成低效率,因为可以想象得到,BSA外面的一些AP或STA可以在不对该BSA中的AP或STA的传输造成干扰的情况下发送数据。随着活动无线设备的数量持续增长,低效率可能开始显著影响网络延迟和吞吐量。例如,在公寓楼中,每个公寓单元可以包括接入点和相关联的站。在一些情况下,每个公寓单元可以包括多个接入点,因为居民可能拥有无线路由器、视频游戏控制台和/或具有无线媒体中心功能的电视机、可以充当个人热点的手机等等。

这样的低效率并不局限于居民区。例如,多个接入点可以位于机场、地铁站、和/或其他人口密集的公共空间。当前,在这些公共空间中可以提供收费的WiFi接入。如果不纠正由CSMA机制造成的低效率,那么随着费用和低服务质量造成的损失开始超过好处,无线网络的运营商可能失去顾客。因此,对于避免延迟和吞吐量问题以及整体用户的不满来说,纠正CSMA机制的低效率就会至关重要。

对CSMA机制的低效率具有正面和负面影响的另一种功能是对等(P2P)应用,其中,STA直接与BSS中的另一个STA通信。P2P应用有望在未来几年更加普及。例如,手机越来越多地具有直接与其他手机通信的能力(例如,分享照片、音乐、视频等)。通过直接互相通信,STA可以通过删除所有STA通信必须首先通过AP的要求来避免某些潜在的延时问题。

有两种主要的协议可用于P2P通信。由IEEE定义的首先隧道式直接链路建立(TDLS)允许与相同AP相关联的STA之间的对等通信。第二种WiFi直连,其是Wi-Fi联盟协议,允许STA类似AP来行动,并连接到该区域中类似装备的任何其他STA。

当前,已经允许来自不同BSS的传输在相同的操作BW的不同部分上同时发生,只要这两个BSS的主信道设置到不同频率上。类似地,P2P传输(包括TDLS)可以在不相交信道上发生。然而,当前的标准可能不提供对频率带宽的最优重用。另外,当前的标准假设来自不同BSS的无线设备不需要互相通信。在这样的异步操作模式中,不同BSS是彼此“隐藏”的。

另外,没有P2P协议具有在对等传输(例如,BSS中的STA之间的传输)与共置的AP BSS传输(例如,BSS中的AP与STA之间的传输,被称为AP业务通信或传输)之间对明确共存进行协调的能力。缺乏协议对这样的协调的明确定义是有问题的。例如,参与对等通信的STA可能干扰AP到STA通信,反之亦反。另外,当STA需要等待AP完成与另一个STA的通信,或者当AP需要等待P2P STA完成通信时,网络可能遭受增加的延时和降低的吞吐量。

因此,本文中描述了与高效802.11协议一起使用的明确协调机制。协调机制可以基于在频率中对介质访问的复用。这样的实现允许并发的对等、STA到AP、和/或AP到STA业务通信。例如,通信介质可以具有某种频率带宽(例如,80MHz)。正常情况下,整个频率带宽的一部分在去往和来自STA的通信期间由AP使用。然而,如本文中所描述的,通信介质的频率带宽的一部分(例如,20MHz)可预留用于AP业务通信,而通信介质的频率带宽的另一部分(例如,20MHz)可预留用于对等通信。换句话说,在一些实现中,通信介质可以划分成片段或信道,并且这些片段或信道中的一个或多个可预留用于AP业务通信或对等通信。

另外,在宽带BSS(例如,80MHz)的一些实现方式中,由于STA因为链路状况(例如,信噪比(SNR))或因为STA的能力(例如,仅为20MHz的STA在80MHz BSS中进行操作)而在有限的频率带宽上进行发送,因此频率带宽的一部分可以是未使用的。假设STA或AP在有限频率带宽上进行发送,未使用的频率带宽片段或信道部分可用于额外并发的传输。

这些部分、片段或信道可以分别具有相同的频率带宽,或者可以具有不同的频率带宽。例如,一个部分、片段或信道可以具有20MHz的频率带宽,而另一个可以具有40MHz的频率带宽。另外,这些部分、片段或信道可以是或者可以不是相连的(例如,这些部分、片段或信道覆盖连续的频率范围)。如果两个部分、片段或信道分别具有20MHz的频率带宽,那么如果它们覆盖连续的40MHz范围(如从1000MHz到1040MHz),则这两个部分、片段或信道可以是相连的。

因此,如下文针对图2B、3、4、5A-5C和6所描述的,高效802.11协议可以允许设备在使CSMA低效率最小化并增加网络吞吐量的修改的机制下进行操作。

图2B示出了在其中存在多个无线通信网络的无线通信系统250。与图2A的无线通信系统200不同,图2B的无线通信系统250可以依照本文中讨论的高效802.11标准操作。无线通信系统250可以包括AP 254A、AP 254B和AP 254C。AP 254A可以与STA 256A-256C相关联并与之通信,AP 254B可以与STA 256D-256F相关联并与之通信,而AP 254C可以与STA 256G-256H相关联并与之通信。

AP 254A可以作为基站并且在BSA 252A中提供无线通信覆盖。AP 254B可以作为基站并且在BSA 252B中提供无线通信覆盖。AP 254C可以作为基站并且在BSA 252C中提供无线通信覆盖。应该注意:每个BSA 252A、252B和/或252C可以不具有AP 254A、254B或254C,而是可以允许这些STA 256A-H中的一个或多个STA之间的对等通信。因此,本文中描述的AP 254A-C的功能可以替换地由STA256A-H中的一个或多个STA来执行。

在一些实现中,AP 254A-C和/或STA256A-256H包括之前结合图1描述的高效无线组件。高效无线组件可以通过在干扰不会发生但CSMA机制通常将不允许并发的通信的情况下启用介质上的并发通信从而使AP 254A–254C和/或STA256A–256H能够使用使CSMA机制的之前描述的低效率最小化的修改的机制。该机制不限于对等STA之间的通信,而是还可以针对AP与任何一个或多个STA之间的通信来考虑。将结合图4对高效无线组件进行更加详细的描述。

BSA252A-252C物理上靠近彼此。例如,当AP 254A和STA 256B在互相通信时,该通信可以由BSA 252B–252C中的其他设备侦听到。然而,该通信可能仅对某些设备(诸如STA 256F和/或STA 256G)造成干扰。根据CSMA,将不会允许AP 254B与STA 256E通信,即使这样的通信不会对AP 254A与STA 256B之间的通信造成干扰。因此,高效802.11协议在修改的机制下进行操作,该修改的机制对可以与另一个BSS的设备进行并发通信的设备与不能与另一个BSS的设备进行并发通信的设备进行区分。设备的这种分类可以由AP 254A–254C和/或STA 256A–256H中的高效无线组件来执行。

在一些实现中,确定设备是否可以与其他设备进行并发通信是基于该设备的位置的。例如,位于BSA的“边缘”附近的STA可以处于该STA不能与其他设备进行并发通信的状态或情况中。STA 206A、206F和206G可以是处于它们不能与其他设备进行并发通信的状态或情况中的设备。同样地,位于BSA的中心附近的STA可以处于该STA可以与其他设备进行通信的状态或情况中。如图2所示,STA 206B、206C、206D、206E和206H可以是处于它们可以与其他设备进行并发通信的状态或情况中的设备。注意设备的这种分类不是永久性的。设备可以在处于它们可以进行并发通信的状态或情况中与处于它们不能进行并发通信的状态或情况中之间转换(例如,当在运动时、当在与新的AP进行关联时,当在解除关联时,设备可以改变状态或情况)。

另外,设备可以被配置为:基于它们是处于还是不处于与其他设备并发地通信的状态或情况的设备来不同做出不同的行为。例如,处于可以进行并发通信的状态或情况的设备可以在相同的频谱内进行通信(例如,相同的频带或信道)。然而,处于不能并发地通信的状态或情况的设备可以使用某些技术(诸如空间复用或频域复用)以便在介质上进行通信。对设备行为的这种控制可以由AP 254A–254C和/或STA 256A–256H中的高效无线组件来执行。

在一些实现中,处于不能进行并发通信的状态或情况中的设备使用空间复用技术来在介质上进行通信。例如,可以将功率和/或其他信息嵌入由另一个设备发送的分组的前导码中。处于设备不能并发地通信的状态或情况的设备可以当在介质上侦听到分组时分析该前导码,并且决定是否基于一组规则来进行发送。

在另一种实现方式中,处于不能进行并发通信的状态或情况中的设备可以使用频域复用技术来在介质上进行并发通信。图3示出了可以在图1的无线通信系统100和图2B的无线通信系统250中运用的频率复用技术。如图3所示,无线通信系统300中可以存在AP 304A、304B、304C和304D。AP 304A、304B、304C和304D中的每一个AP可以与不同的BSA相关联,并且包括之前描述的高效无线组件。

作为示例,通信介质的频率带宽可以是80MHz。根据常规802.11协议,AP 304A、304B、304C和304D中的每一个AP以及与各个相应AP相关联的STA试图使用整个频率带宽来进行通信,这会降低吞吐量。然而,根据使用频域复用的高效802.11协议,频率带宽可以划分成四个20MHz部分308、310、312和314(例如,信道)。AP 304A可以与部分308相关联,AP 304B可以与部分310相关联,AP 304C可以与部分312相关联,而AP 304D可以与部分314相关联(例如,AP 304A-304D中的每个AP具有不同的主信道)。

在一些实现方式中,当AP 304A–304D和处于使得STA可以与其他设备(例如,BSA中心附近的STA)进行并发通信的状态或情况中的STA在互相通信时,那么各个AP 304A–304D和这些STA中的每一个STA可以使用整个80MHz介质的一部分进行通信。然而,当AP 304A–304D和处于STA不能与其他设备(例如,BSA边缘附近的STA)进行并发通信的状态或情况中的STA在互相通信时,则AP 304A与其STA使用20MHz部分308进行通信,AP 304B与其STA使用20MHz部分310进行通信,AP 304C与其STA使用20MHz部分312进行通信,而AP 304D与其STA使用20MHz部分314进行通信。因此,使用第一部分的第一传输不会干扰使用第二部分的第二传输。因此,包括高效无线组件的AP和/或STA(即使是处于它们不能与其他设备进行并发通信的状态或情况的那些)可以在不造成干扰的情况下与其他AP和STA进行并发通信。因此,可以增加无线通信系统300的吞吐量。

图4示出了可以在图1、图2B、图3和图5A-5C的无线通信系统100、250和/或300中运用的无线设备402的功能框图。无线设备402是可以被配置实现本文中描述的各种方法的设备的示例。例如,无线设备402可以包括:AP 104、STA 106中的一个STA、AP 254中的一个AP、STA 256中的一个STA、AP 304中的一个AP、AP 504和/或STA 506A-506F。

无线设备402可以包括控制无线设备402的操作的处理器404。处理器404还可以被称为中央处理单元(CPU)。可以包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)二者的存储器406可以向处理器404提供指令和数据。存储器406的一部分还可以包括非易失性随机访问存储器(NVRAM)。处理器404通常基于存储在存储器406中的程序指令来执行逻辑和算术运算。可以执行存储器406中的指令以实现本文中描述的方法。

处理器404可以包括或者是使用一个或多个处理器实现的处理系统的组件。可以使用通用微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、控制器、状态机、门控逻辑、分立硬件组件、专用硬件有限状态机、或者任何其他能够执行对信息的计算或其他操作的适当的实体的任意组合来实现一个或多个处理器。

处理系统还可以包括用于存储软件的非临时性计算机可读介质。无论是被称为软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言或其他名称,软件应广义地解释为意指任何类型的指令。指令可以包括代码(例如,以源代码格式、二进制代码格式、可执行代码格式,或代码的任何其他适当的格式)。当由一个或多个处理器执行时,指令使处理系统执行本文所描述的各种功能。

无线设备402也可以包括壳体408,该壳体208可以包括发射机410和接收机412以允许无线设备402和远程位置之间的数据发送和接收。发射机410和接收机412可以组合成收发机414。天线416可以连接到壳体408并且电气地耦接到收发机414。接收机412可以包括、作为其一部分、或者被称为用于在频率带宽的第一部分上接收第一消息的单元,和/或用于响应于频率带宽的第二部分上的请求发送(RTS)消息来接收清空发送(CTS)消息的单元。同样地,发射机410可以包括、作为其一部分、或者被称为用于当无线设备402不是第一消息的预期接收方时在频率带宽的第二部分上发送请求发送消息的单元。无线设备402还可以包括(没有示出)多个发射机、多个接收机、多个收发机和/或多个天线。

无线设备402还可以包括信号检测器418,可以使用该信号检测器318来旨在对收发机414接收的信号的电平进行检测和量化。信号检测器418可以检测像总能量、每符号每子载波的能量、功率谱密度和其他信号这样的信号。无线设备402还可以包括用于处理信号的数字信号处理器(DSP)420。DSP 420可以被配置为:生成用于传输的分组。在一些方面中,分组可以包括物理层数据单元(PPDU)。

在一些方面中,无线设备402还可以包括用户接口422。用户接口422可以包括按键、麦克风、扬声器和/或显示器。用户接口422可以包括:向无线设备402的用户传送信息和/或接收来自用户的输入的元件或组件。

在一些方面中,无线设备402还可以包括高效无线组件424。高效无线组件424可以包括分类器单元428和发送控制单元430。如本文中所描述的,高效无线组件424可以通过在干扰不会发生的情况下启用介质上的并发通信使AP和/或STA能够使用使CSMA机制的低效率最小化的修改的机制。

修改的机制可以由分类器单元428和发送控制单元430来实现。在一些实现方式中,分类器单元428确定哪些设备处于它们可以与其他设备进行并发通信的状态或情况以及哪些设备处于它们不能与其他设备进行并发通信的状态或情况。在一些实现方式中,发送控制单元430控制设备的行为。例如,发送控制单元430可以允许某些设备在相同介质(例如,相同的频带和/或信道)上并发地进行发送,而允许其他设备使用空间复用或频域复用技术。发送控制单元430可以基于由分类器单元428做出的确定来控制设备的行为。因此,在一些实现方式中,具有或不具有一个或多个其他组件(如信号检测器418和DSP 420)的HEW组件424可以包括、作为其一部分、或者被称为用于确定频率带宽的第二部分是否在时间持续时段空闲的单元。以及或用于当装置不是第一消息的预期接收方时,在频率带宽的第二部分上发送第二消息的单元。

无线设备402的各个组件可以由总线系统426耦接在一起。例如,总线系统426可以包括数据总线、以及除数据总线之外的功率总线、控制信号总线和状态信号总线。本领域技术人员将明白:无线设备402的组件可以使用某种其他机制耦接在一起或者接受彼此的输入或向彼此提供输入。

尽管在图4中示出了一些单独的组件,但本领域技术人员将认识到:这些组件中的一个或多个组件可以组合或共同实现。例如,处理器404可以用于不仅实现上面参照处理器404描述的功能,而且实现上面参照信号检测器418和/或DSP 420描述的功能。另外,图4中示出的组件中的每一个组件可以使用多个单独元件来实现。

图5A示出了可以在其中使用本公开内容的方面的无线通信系统500的示例。如图5A所示,无线通信系统500包括BSA 502。BSA 502包括AP 504和STA 506A-506F。在一些实现方式中,AP 504和STA 506A-506F分别包括之前描述的高效无线组件。在其他实现方式中,AP 504或STA 506A-506F包括本文中描述的高效无线组件。

如图5A所示,AP 504和STA 506A可以经由第一消息510互相通信。所有的STA 506A-506F可以在主信道上根据CSMA回退过程进行操作,主信道是用于BSA 502中的通信的默认信道。在一些实现方式中,第一消息510可以是AP业务通信。AP 504和STA 506F可以经由消息516进行通信。在一些实现方式中,消息516可以是AP业务通信。STA 506B和STA 506C可以经由第二消息512互相通信。在一些实现方式中,第二消息512可以是对等通信。STA 506D和STA 506E可以经由消息514互相通信。在一些实现中,消息514还可以是对等通信。虽然没有示出,但AP 504和STA 506B-506E也可以具有互相通信的能力。同样地,虽然没有示出,但STA 506A和506F也可以具有互相通信的能力。

在一些实现方式中,AP 504在频率带宽的第一部分(例如,80MHz BSS频率带宽中的20MHz或一个信道)上向STA 506A发送第一消息510。在一些方面中,AP 504在主信道上发送第一消息510。然后,STA 506B可以在频率带宽的第二部分(例如,80MHz BSS频率带宽中的剩余60MHz或剩余可用信道)上同时向STA 506C发送第二消息512。在一些方面中,第一消息510和第二消息512可以分别包括物理层数据单元(PPDU),并且可以分别被称为PPDU1和PPDU2。在一些方面中,第一消息510可以包括信号(SIG)字段,其包括其他STA和AP可以据此确定第一消息510的源(AP504)、目标(STA 506A)或这二者的标识符。换句话说,STA和AP可以根据标识符来确定想要在频率带宽的剩余部分上进行发送或接收的STA中是否有任何一个STA是第一消息510的预期接收方或发送方。

如果STA 506B和506C既不是第一消息510的预期接收方也不是发送方,那么STA 506B可以在频率带宽的剩余上向STA 506C发送第二消息512。在一些实现方式中,第二消息512的传输时间可以基于第一消息510的传输时间。例如,在一些方面中,第二消息512的传输时间可以受限于由第一消息510的传输时间所使用的时间(例如,第二消息512的传输时间的结束与第一消息510的传输时间相同、或在其之前发生或者不延伸超过第一消息510的传输时间)。在该方面中,第二消息512的受限的传输时间确保频率带宽的第一部分(例如,主信道526)和频率带宽的第二部分(例如,信道520、522、524)在第一消息510的传输时间结束时是空闲的。因此,在第一消息510和第二消息512的传输之后,STA 506中的所有STA可以返回到公共信道上的常规CSMA过程。

在一些实现方式中,STA 506B可以在频率带宽的第二部分上执行空闲信道访问(CCA)过程,以便在传输之前确定信道是否空闲。在一些实现方式中,在检测到第一消息510的前导码之后,STA 506B可以在点协调功能帧间间隔(PIFS)时间期间在频率带宽的第二部分上检查CCA。然后STA506B可以在空闲的第二部分的信道上进行发送。在另一种实现方式中,在检测到第一消息510的前导码之后,STA 506B可以在频率带宽的第二部分内的指定“替代主信道”上执行回退过程。回退过程可以包括:当频率带宽的第二部分内的一个或多个信道(例如,替代主信道)空闲时,递减回退定时器。因此,在一些实现方式中,用于递减回退定时器的单元可以包括STA 506B内的处理器。在一些实现方式中,AP 504可以指定替代主信道。在一些实现方式中,替代主信道可以是预协商的。在另一种实现方式中,可以根据由第一消息510使用的频率带宽得出替代主信道。倘若在回退定时器到期之前信道在PIFS时间期间是空闲的,一旦回退定时器到期,STA 506B可以在替代主信道上以及在频率带宽的第二部分内的其他信道上发送第二消息512。替代主信道和/或频率带宽的第二部分内的在PIFS时间期间空闲并且可用于第二消息512的传输的其他信道可以被认为是“频率带宽的第三部分”。因此频率带宽的第三部分包括在频率带宽的第二部分中。

在一些实现方式中,接收机STA 506C可以在频率带宽的第二部分上检测以其为目标的潜在到来的分组。如果STA 506B和STA 506C二者都检测到第一消息510,则STA 506C可以确定其不是第一消息510的预期接收方,因此,STA 506C可以将其分组检测能力调谐到检测频率带宽的第二部分上(如替代主信道中)的分组到来。第二消息512的传输可以始于相对于第一消息510的某个延迟,以允许STA 506C对第一消息510的前导码进行解码,确定其是否需要将其接收能力调谐到另一个信道,并且如果需要的话,则调谐到该另一个信道。

STA 506C还可能能够同时检测到在多个信道(如主信道和替代主信道)上到来的分组,在这种情况下,STA 506C可能不需要调谐其分组检测能力。

在另一种实现方式中,第一消息510可能被STA 506B检测到,但没有被STA 506C检测到。在这种情况下,STA 506B可以在频率带宽的第二部分上发起旨在针对STA 506C的传输,而STA 506C没有关于该传输可能在频率带宽的第一还是第二部分上的信息。类似地,第一消息510可能被STA 506C检测到,但没有被STA 506B检测到。在这种情况下,STA 506B可以在频率带宽的第一部分上发起旨在针对STA 506C的传输,而STA 506C可以切换到频率带宽的第二部分。在这些情况下,STA 506C可能无法接收来自STA 506B的传输,除非其能够在同时检测到多个信道上的分组到来。在一些实现方式中,STA 506B可以使用RTS/CTS来发起其传输,以帮助确保STA 506C在正确的信道中。

在一些实现方式中,AP 504A可以在第一消息510的传输之前进行在主信道上发送的第一短分组的传输,第一分组宣布第一消息510将在频率带宽的第一部分上发送。当接收到第一短分组时,STA 506B可以发送第二短分组,其指示:第二消息512将在频率带宽的第二部分上发送。当接收到第二短分组时,STA 506C可以调谐到用于第二消息512的接收的正确信道。

发送第一和第二短分组的定时的多个选项是可能的。在一些实现方式中,可以在主信道上的第一短分组与第一消息510之间保留时间窗,并且STA 506B可以基于CSMA在该时间窗中发送第二短分组。第二短分组指示预期接收机(即,STA 506C)以及所使用的信道,以便预期接收机可以调谐到那些信道来进行接收。在一些方面中,可以存在竞争发送第二短分组的多个STA。如果第一个成功发送的短分组不指示使用所有可用的信道,则其他STA可以继续争用保留时间窗内剩余的可用信道。在另一种实现方式中,AP 504可以在第一短分组中指示所选择的节点(例如,STA 506B),其可以在第一短分组之后但在第一消息510之前发送第二短分组。这可以消除之前实现方式中的冲突和开销。在第一短分组中也可以指示多个STA,第一短分组可以规定每个STA的未使用的信道和第二短分组的传输时间时间表。在另一种实现方式中,如果不是所有信道都被使用,则AP 504和STA 506A可以在第一消息510之前在主信道上交换RTS/CTS。在接收到RTS或CTS之后,其他STA可以调谐到RTS或CTS中指示的未使用信道来进行潜在接收。

在一些实现方式中,可以执行额外的约束以限制相邻信道干扰。在一些方面中,STA 506B可以不发送第二消息512,除非第一消息510的发射(TX)功率、第一消息510的接收信号强度指示符(RSSI),或者这二者,满足某些阈值。在一些方面中,第一消息510的RSSI的阈值可以基于预期传输功率和参考传输功率。例如,在一些实现方式中,第一消息510的RSSI必须小于次CCA阈值加参考传输功率与预期传输功率之差(例如,第一消息510的RSSI<次CCA阈值+(参考传输功率-预期传输功率))。在另一种实现方式中,AP 504或STA 506B可以使用请求发送/清空发送(RTS/CTS)过程来限制信道干扰。在RTS/CTS过程中,AP 504或STA 506B可以向PPDU的预期接收方(分别为STA 506A和STA 506C)发送RTS消息,并且预期接收方响应于RTS发送CTS消息。在一些方面中,AP 504可以在发送第一消息510之前使用RTS/CTS过程。在一些方面中,STA 506B可以在发送第二消息512之前使用RTS/CTS过程。

图5B示出了可以在其中使用本公开内容的方面的定时图的示例。如图5B中所示,通信介质划分成四个信道:信道520、信道522、信道524和信道526。在一些实现方式中,信道520、522、524和526是相互连续的(例如,每个信道520、522、524和526覆盖连续的20MHz频率范围,如从1000MHz到1080MHz)。在一些其他实现方式中,信道520、522、524和526是不相互连续的。虽然图5B示出了四个信道,但这只是示例,本文中公开的技术可以应用于任意数量的信道。

在一些实现方式中,AP 504在信道526上向STA 506A发送第一消息510(例如,在由信道520、522、524、526定义的频率带宽的第一部分上)。在一个方面中,信道526是主信道,并且所有STA用主信道526上的CSMA回退过程来进行操作。在另外的实现方式中,第一消息510包括:将AP 504标识为第一消息510的源、将STA 506A标识为第一消息510的目标或这二者的标识符(未示出)。在一些方面中,第一消息510包括:包括标识符(未示出)的信号字段(SIG字段,未示出)。在一些方面中,第一消息510包括:指示第一消息510的持续时间的持续时间字段(未示出)。想要在剩余的信道(例如,CH 520、522和524,也被称为频率带宽的第二部分)上进行发送的STA可以使用标识符来确定它们不是第一消息510的预期接收方,并且然后可以在未使用的信道上进行发送。

在一个方面中,在确定了其不是由AP 504发送的第一消息510的预期接收方之后,STA 506B可以向STA 506C发送第二消息512。STA 506B可能试图在频率带宽的第二部分(例如,CH 520、522和524)上发送第二消息512。在发送之前,STA 506B可以在频率带宽的第二部分(例如,60MHz)上执行CCA过程,以确保剩余信道是空闲的。在检测到由AP 504发送的第一消息510的前导码之后,STA 506B可以在PIFS时间期间在频率带宽的第二部分上检查CCA。如图5B所示,STA 506B在CH 520、522和524上检查CCA,并确定CH 524忙,但CH 520和522空闲。STA 506B然后可以在PIFS时间之后在CH 520和522上向STA 506C发送第二消息512。

在一些方面中,第二消息512可以受限于AP 504用来向STA 506A发送第一消息510的时间。在一个方面中,STA 506B可以读取由AP 504发送的第一消息510的持续时间字段,并将第二消息512的传输时间限制至第一消息510的持续时间字段中指示的持续时间。在一些实现方式中,第二消息512可以包括PPDU。通过将第二消息512限制至由AP 504发送的第一消息510的持续时间,STA 506B可以确保STA 506中的所有STA可以返回到在公共信道上的常规CSMA过程。在一些方面中,第二消息512可能受到可以限制相邻信道干扰的其他限制。在一些方面中,这样的限制可以包括基于由AP 504发送的第一消息510的RSSI的限制,或者限制可以要求STA 506B执行RTS/CTS过程。为了提升的性能的其他限制也是可能的。

图5C示出了可以在其中使用本公开内容的方面的另一个定时图的示例。图5C示出了与图5B相同的元素,除了在图5C中,信道520是替代主信道。在一些实现方式中,AP 504可以指定替代主信道520。在一些实现方式中,替代主信道520可以是预协商的。在该实现方式中,STA 506B可以在频率带宽的第二部分(例如,60MHz)上执行与图5B所示的过程不同的CCA过程,以确保剩余信道520、522、524是空闲的。在检测到由AP 504发送的第一消息510的前导码之后,STA 506B可以在频率带宽的第二部分内的指定替代主信道(例如,CH 520)上执行回退过程。倘若在回退定时器到期之前其他信道在PIFS时间期间是空闲的,一旦回退定时器在替代主信道(例如,频率带宽的第三部分)上到期,STA 506B就可以在替代主信道上以及在频率带宽的剩余部分中的其他信道上进行发送。如图5C所示,STA 506B在CH 520,替代主信道上执行回退。在回退之后,STA 506B确定CH 524忙,但CH 522空闲。STA 506B然后可以在回退时间之后在信道520和522上向STA 506C发送第二消息512。上文针对图5B讨论的相同的限制还可以应用于图5C中的第一消息510和第二消息512。

图6是一种用于无线通信的方法600的流程图。在一些实现方式中,方法600可由AP和STA(如AP 504或STA 506)执行。方法600可以开始于框602,其包括:在频率带宽的第一部分上接收第一消息,其中,所述第一消息包括进行发送的第一无线设备以及预期接收方第二无线设备的标识符。例如,如之前结合图5A-5C所描述的,STA 506B可以接收第一消息510,其包括第一消息510的进行发送的第一无线设备(例如,AP 504)和预期接收方第二无线设备(例如,STA 506A)的标识符。

方法600然后可以前进到框604,其包括:确定带宽的第二部分在包括点协调功能帧间间隔(PIFS)时间和回退定时器到期所需要的时间中的至少一项的时间持续时段是否空闲。例如,如之前结合图5B所描述的,在接收第一消息510之后,STA 506B可以确定频率带宽的第二部分(例如,CH520、522和524)在时间持续时段是否空闲。针对图5B,该持续时间描述为PIFS时间。针对图5C,将该持续时间描述为回退定时器到期所需的时间量,在此之后,传输可以在替代主信道520以及已经空闲了至少PIFS时间的任何其他信道上发生。

方法600然后前进到框606,其包括:由第三无线设备在频率带宽的第二部分上发送第二消息,第二消息具有不延伸超过第一消息的传输时间的有限的传输时间,从而允许频率带宽的第一和第二部分至少在第一消息的传输时间结束之后可以使用,其中,第三无线设备不是第一消息的预期接收方。例如,如之前结合图5A-5C所描述的,一旦STA 506B基于第一消息510中的标识符确定:STA 506B和STA 506C都既不是第一消息510的发射方也不是预期接收方,并且在其他信道520、522、524中的至少一个信道在所述持续时间(例如,回退时间和/或PIFS时间)期间空闲之后,则STA506B可以在信道520和522上向STA 506C发送第二消息512,因为信道524忙而信道526是第一消息510当前正在其上被发送的信道。这确保至少信道520、522和526至少在第一消息510的传输时间结束之后是可用的。

如本文中所使用的,术语“确定”包括各种动作。例如,“确定”可以包括计算、运算、处理、推导、调查、查找(例如,在表、数据库或其他数据结构中进行查找)、断定等等。此外,“确定”可以包括接收(例如,接收信息)、存取(例如,在存储器中存取数据)等等。此外,“确定”可以包括解决、挑选、选择、确立等。此外,本文中使用的“信道宽度”可以包含或者还可以在某些方面中被称为频率带宽。

如本文中所使用的,提及项目列表中的“至少一个”的短语指的是那些项目的任意组合,其包括单个成员。举例说明,“a、b、或c中的至少一个”意在覆盖:a;b;c;a-b;a-c;b-c;以及a-b-c。

上述方法的各种操作可以由能够执行这些操作的任何适当的单元来执行,诸如各种硬件和/或软件组件、电路和/或单元。通常,在图中示出的任何操作可以由能够执行这些操作的相应的功能单元来执行。

可以使用被设计为执行本文所描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列信号(FPGA)或其他可编程逻辑器件(PLD)、分立门或者晶体管逻辑、分立硬件组件、或者它们的任意组合,来实现或执行结合本文公开内容所述的各种示例性的逻辑框、单元和电路。通用处理器可以是微处理器,或者,该处理器也可以是任何市场上有售的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器也可以实现为计算设备的组合,例如,DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP内核的结合、或者任何其他这种配置。

在一个或多个方面中,可以用硬件、软件、固件、或它们的任意组合来实现所描述的功能。如果用软件来实现,则这些功能可以作为一条或多条指令或代码存储在计算机可读介质上、或者通过计算机可读介质发送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质二者,通信介质包括有助于将计算机程序从一个地点传输到另一个地点的任意介质。存储介质可以是可以由计算机存取的任何可用介质。通过举例而非限制的方式,这种计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁存储设备、或者可以用于携带或存储具有指令或数据结构形式的所期望的程序代码并可以由计算机访问的任何其他介质。此外,任何连接都可以被适当地称为计算机可读介质。例如,如果使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字用户线(DSL)或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术从网站、服务器或其他远程源发送软件,那么同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术包括在介质的定义中。如本文中所使用的,磁盘和光碟包括压缩光碟(CD)、激光光碟、光碟、数字多功能光碟(DVD)、软盘和光碟,其中磁盘通常磁性地复制数据,而光碟则用激光来光学地复制数据。因此,在一些方面,计算机可读介质可以包括非临时性计算机可读介质(例如,有形介质)。此外,在一些方面,计算机可读介质可以包括临时性计算机可读介质(例如,信号)。上述各项的组合也应该包括在计算机可读介质的范围之内。

因此,某些方面可以包括用于执行本文中给出的操作的计算机程序产品。例如,这样的计算机程序产品可以包括具有存储(和/或编码)在其上的指令的计算机可读介质,这些指令可以由一个或多个处理器执行来执行本文中描述的操作。对于某些方面来说,计算机程序产品可以包括封装材料。

本文中公开的方法包括用于实现所描述的方法的一个或多个步骤或动作。在不背离权利要求的范围的前提下,这些方法步骤和/或动作可以彼此互换。换句话说,除非规定了步骤或动作的具体顺序,否则,在不背离权利要求的范围的前提下,可以对具体步骤和/或动作的顺序和/或使用进行修改。

还可以在传输介质上发送软件或指令。例如,如果使用同轴电缆、光纤线缆、双绞线、数字用户线(DSL)、或者诸如红外线、无线电和微波的无线技术,从网站、服务器、或其他远程源发送软件,那么,同轴电缆、光纤线缆、双绞线、DSL、或者诸如红外线、无线电和微波的无线技术包含在传输介质的定义中。

此外,应当明白,在适当的时候,用户终端和/或基站能够下载和/或以其他方式获得用于执行本文所描述的方法和技术的单元和/或其他适当的单元。例如,可以将这种设备耦接到服务器来促进用于执行本文所描述的方法的单元的传输。替换地,可以经由存储单元(例如,RAM、ROM、诸如压缩光碟(CD)或者软盘的物理存储介质等)来提供本文所描述的各种方法,以使得当耦接到设备或者向设备提供存储单元时,用户终端和/或基站能够获得所述各种方法。此外,可以使用用于向设备提供本文所描述的方法和技术的任何其他适当的技术。

应该理解的是,权利要求不限于上面说明的精确的配置和组件。在不背离本权利要求的范围的前提下,可以在上述方法和装置的布置、操作和细节上进行各种修改、改变和变化。

虽然前面涉及了本公开内容的一些方面,但在不背离本公开内容的基本范围的前提下,可以设计本公开内容的其他以及进一步的方面,并且本公开内容的范围由所附权利要求书确定。

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