用于修改密集网络的载波侦听多址(csma)的系统和方法

用于修改密集网络的载波侦听多址(csma)的系统和方法
【专利说明】用于修改密集网络的载波侦听多址（CSMA)的系统和方法
[0001] 背景
[0002] 领域
[0003] 本申请一般涉及无线通信，尤其涉及用于修改密集网络的载波侦听多址（CSMA) 的系统、方法和设备。
【背景技术】
[0004] 在许多电信系统中，通信网络被用于在若干个空间上分开的交互设备之间交换消 息。网络可根据地理范围来分类，该地理范围可以例如是城市区域、局部区域、或者个人区 域。此类网络可分别被命名为广域网（WAN)、城域网（MAN)、局域网（LAN)、或个域网（PAN)。 网络还根据用于互连各种网络节点和设备的交换/路由技术（例如，电路交换相对于分组 交换）、用于传输的物理介质的类型（例如，有线相对于无线）、和所使用的通信协议集（例 如，网际协议套集、S0NET(同步光学联网）、以太网等）而有所不同。
[0005] 当网络元件是移动的并由此具有动态连通性需求时，或者在网络架构以自组织 (adhoc)拓扑结构而非固定拓扑结构来形成的情况下，无线网络往往是优选的。无线网络 使用无线电、微波、红外、光等频带中的电磁波以非制导传播模式来采用无形的物理介质。 在与固定的有线网络相比较时，无线网络有利地促成用户移动性和快速的现场部署。
[0006] 当存在无线网络的多个用户时，为了避免冲突和数据丢失，该网络可提供用于协 调对无线介质的接入的规程。随着无线网络的用户数量的上升，冲突的机会即使在有协调 的情况下也可能进一步上升。用于减少具有大量用户的网络中的数据丢失的改进型方法和 系统是期望的。
[0007] 概述
[0008] 本发明的系统、方法和设备各自具有若干方面，其中并非仅靠任何单一方面来负 责其期望属性。在不限制如由所附权利要求所表达的本发明的范围的情况下，现在将简要 地讨论一些特征。在考虑该讨论之后、特别是在阅读题为"详细描述"的章节之后，技术人 员将领会本发明的特征如何提供各优点，其中包括在用于进行低功率和长距离无线通信的 亚千兆赫频带中提供无线通信。
[0009] 本公开中描述的主题的一个方面提供了一种由网络内的无线通信装置经由无线 介质来通信的方法。该方法包括检测与网络负载相关联的操作特性。该方法进一步包括基 于检测到的操作特性来确定用于响应于帧的成功传输而调整争用窗口的大小的过程。提供 争用窗口以用于确定用于推迟对无线介质的接入的推迟时段。该方法进一步包括向在网络 内操作的一个或多个无线设备传送指示该过程的信息。
[0010]本公开中描述的主题的另一方面提供了一种用于在网络内经由无线介质来通信 的无线通信装置。该装置包括处理器，其被配置成检测与网络的负载相关联的操作特性，以 及基于检测到的操作特性来确定用于响应于帧的成功传输而调整争用窗口的大小的过程， 提供该争用窗口用于确定用于推迟对无线介质的接入的推迟时段。该装置还包括发射机， 其被配置成向在网络内操作的一个或多个无线设备传送指示该过程的信息。
[0011] 本公开所描述的主题内容的另一方面提供了一种包括其上编码有指令的计算机 可读介质的计算机程序产品，该指令在被执行时使得无线通信装置执行在网络内经由无线 介质来通信的方法。该方法包括：检测与网络的负载相关联的操作特性，基于检测到的操作 特性来确定用于响应于帧的成功传输而调整争用窗口的大小的过程，提供该争用窗口用于 确定用于推迟对无线介质的接入的推迟时段。该方法进一步包括向在网络内操作的一个或 多个无线设备传送指示该过程的信息。
[0012] 附图简述
[0013] 图1解说了其中可采用本公开的各方面的无线通信系统的示例。
[0014] 图2示出了可在图1的无线通信系统内采用的示例性无线设备的功能框图。
[0015] 图3示出了可用在图2的无线设备中以传送无线通信的示例性组件的功能框图。 [0016]图4解说了可用在图2的无线设备中以接收无线通信的示例性组件的功能框图。
[0017] 图5是示出根据一实施例的在可由在图1的无线网络中操作的图2的无线设备采 用的CSMA方案中使用的时间区间的示图。
[0018] 图6A、6B和6C是示出根据一实施例的供多个无线设备在推迟倒计数机制中使用 的获指派时隙的一系列时隙的示图。
[0019] 图7是根据一实施例的推迟对无线介质的接入的方法的实现的流程图。
[0020] 图8A是根据一实施例的修改CSMA参数的方法的流程图。
[0021] 图8B是根据一实施例的用于修改CSMA参数的另一方法的流程图。
[0022] 图9A是根据一实施例的响应于成功帧传输而调整争用窗口的大小的过程的示例 性方法的流程图。
[0023] 图9B是根据一实施例的确定用于响应于成功帧传输而调整争用窗口的大小的过 程的另一示例性方法的流程图。
[0024] 图10是示出根据一实施例的可在可由图2的无线设备采用的CSMA方案中使用的 附加时间区间的示图。
[0025] 图11是根据一实施例的用于推迟对无线介质的接入以避免冲突的方法的流程 图。
[0026] 详细描述
[0027] 以下参照附图更全面地描述本新颖系统、装置和方法的各种方面。然而，本教义公 开可用许多不同的形式来实施并且不应被解释为被限定于本公开通篇所给出的任何特定 结构或功能。确切而言，提供这些方面是为了使本公开将是透彻和完整的，并且其将向本领 域技术人员完全传达本公开的范围。基于本文的教导，本领域技术人员应领会，本公开的 范围旨在覆盖本文所公开的这些新颖的系统、装置和方法的任何方面，不论其是独立实现 的还是与本发明的任何其他方面组合实现的。例如，可以使用本文所阐述的任何数目的方 面来实现装置或实践方法。另外，本发明的范围旨在覆盖使用作为本文中所阐述的本发明 各种方面的补充或者与之不同的其他结构、功能性、或者结构及功能性来实践的装置或方 法。应当理解，本文披露的任何方面可以由权利要求的一个或多个要素来实施。
[0028] 尽管本文描述了特定方面，但这些方面的众多变体和置换落在本公开的范围之 内。尽管提到了优选方面的一些益处和优点，但本公开的范围并非旨在被限定于特定益处、 用途或目标。确切而言，本公开的各方面旨在宽泛地适用于不同的无线技术、系统配置、网 络、和传输协议，其中一些藉由示例在附图和以下对优选方面的描述中解说。详细描述和附 图仅仅解说本公开而非限定本公开，本公开的范围由所附权利要求及其等效技术方案来定 义。
[0029] 无线网络技术可包括各种类型的无线局域网（WLAN)。WLAN可被用于采用广泛使 用的联网协议来将近旁设备互连在一起。本文描述的各个方面可应用于任何通信标准，诸 如WiFi、或者更一般地IEEE802. 11无线协议族中的任何成员。
[0030] 在一些方面，可使用正交频分复用（0FDM)、直接序列扩频（DSSS)通信、0FDM与 DSSS通信的组合、或其他方案来根据802. 11协议传送无线信号。
[0031] 本文中所描述的设备中的某些设备可进一步实现多输入多输出（MM0)技术并且 被实现为802. 11协议的一部分。MIM0系统采用多个（乂个）发射天线和多个（、个）接 收天线进行数据传输。由这NT个发射天线及NK个接收天线形成的MIM0信道可被分解为Ns 个也被称为空间信道或流的独立信道，其中Ns<min{NT，NK}。这队个独立信道中的每一个 对应于一维度。如果由这多个发射天线和接收天线创生的附加维度得以利用，则MM0系统 就能提供改善的性能（例如，更高的吞吐量和/或更大的可靠性）。
[0032] 在一些实现中，WLAN包括作为接入无线网络的组件的各种设备。例如，可以有两 种类型的设备：接入点（"AP"）和客户端（亦称为站，或"STA"）。一般而言，AP用作WLAN 的中枢或基站，而STA用作WLAN的用户。例如，STA可以是膝上型计算机、个人数字助理 (PDA)、移动电话等。在一示例中，STA经由遵循WiFi(例如，IEEE802. 11协议）的无线链 路连接到AP以获得到因特网或到其它广域网的一般连通性。在一些实现中，STA也可被用 作AP。
[0033] 接入点（"AP"）还可包括、被实现为、或被称为B节点、无线电网络控制器 ("RNC"）、演进型B节点、基站控制器（"BSC"）、基收发机站（"BTS"）、基站（"BS"）、收 发机功能（"TF"）、无线电路由器、无线电收发机或其他某个术语。
[0034]站"STA"还可包括、被实现为、或被称为接入终端（"AT"）、订户站、订户单元、移 动站、远程站、远程终端、用户终端、用户代理、用户设备、用户装备或其他某个术语。在一些 实现中，接入终端可包括蜂窝电话、无绳电话、会话发起协议（"SIP"）话机、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式设备、或连接至无线调制 解调器的其他某种合适的处理设备。因此，本文所教导的一个或多个方面可被纳入到电话 (例如，蜂窝电话或智能电话）、计算机（例如，膝上型设备）、便携式通信设备、手持机、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、或卫星无线电）、游 戏设备或系统、全球定位系统设备、或被配置成经由无线介质通信的任何其他合适的设备 中。
[0035]图1解说了其中可采用本公开的各方面的无线通信系统100的示例。无线通信系 统100可按照无线标准（例如IEEE802. 11标准中的一个或多个标准）来操作。无线通信 系统100可包括六？104，六？104与31六106&、10613、106(3、106(1和1066(合称为51六106) 通信。
[0036]STA106e可能难以与AP104通信，或者可能在AP104射程之外并且不能够与之 通信。由此，另一STA106d可被配置为在STA106e与AP104之间中继通信的中继器112。
[0037]可以将各种过程和方法用于无线通信系统100中在AP104与STA106之间的传 输。例如，可以根据OFDM/OFDMA技术在AP104与STA106之间发送和接收信号。如果是 这种情形，则无线通信系统100可以被称为0FDM/0FDMA系统。替换地，可以根据CDMA技术 在AP104与STA106之间发送和接收信号。如果是这种情形，则无线通信系统100可被称 为CDMA系统。
[0038] 促成从AP104至一个或多个STA106的传输的通信链路可被称为下行链路 (DL) 108,而促成从一个或多个STA106至AP104的传输的通信链路可被称为上行链路 (UL) 110。替换地，下行链路108可被称为前向链路或前向信道，而上行链路110可被称为 反向链路或反向信道。
[0039]AP104可充当基站并提供基本服务区域（BSA) 102中的无线通信覆盖。AP104 连同与该AP104相关联并使用该AP104来通信的诸STA106-起可被称为基本服务集 (BSS)。应注意，无线通信系统100可以不具有中央AP104,而是可以作为STA106之间的 对等网络起作用。相应地，本文中所描述的AP104的功能可替换地由一个或多个STA106 来执行。
[0040] 图2解说了可在无线通信系统100内采用的无线设备202中利用的各种组件。无 线设备202是可被配置成实现本文描述的各种方法的设备的示例。例如，无线设备202可 包括图1的AP104、中继器112、或者诸STA106之一。
[0041] 无线设备202可包括控制无线设备202的操作的处理器204。处理器204也可被