高效无线(hew)接入点(ap)协调协议的制作方法
【专利说明】高效无线(HEW)接入点(AP)协调协议
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年8月27日提交的美国临时专利申请S/N.61/870,711以及于2014年8月26日提交的美国专利申请S/N.14/469,331的权益，这两篇申请的全部内容通过援引纳入于此。
[0003]背景发明领域
[0004]本申请一般涉及无线通信，尤其涉及用于高效无线(HEW)接入点(AP)协调协议的系统、方法和设备。
[0005]相关技术描述
[0006]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。此类网络可分别被指定为广域网(WAN)、城域网(MAN)、局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)、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。
[0007]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(ad hoc)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。
[0008]然而，多个无线网络可存在于同一建筑物内、近旁建筑物内和/或同一室外区域内。多个无线网络的普遍存在可导致干扰、降低的吞吐量(例如，因为每个无线网络都在同一区域和/或频谱内操作)和/或阻碍某些设备进行通信。因此，用于在无线网络密布时进行通信的改进型系统、方法和设备是期望的。
[0009]概述
[0010]本公开的系统、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。在不限定如所附权利要求所表述的本公开的范围的情况下，现在将简要地讨论一些特征。在考虑本讨论后，并且尤其是在阅读题为“详细描述”的章节之后，将理解本公开的特征是如何提供包括无线网络中的接入点与站之间的改进通信在内的优点的。
[0011]本文提供了用于高效无线(HEW)接入点(AP)协调协议的技术和装置。
[0012]本公开的一方面提供了一种用于由一装置协调对共享介质的接入的方法。该方法一般包括基于在监听时间期间检测到的同步消息来与一个或多个对等装置同步，将调度信息输出以供传输到一个或多个对等装置，该调度信息指示在此期间期望对共享介质的经协调接入的一个或多个时间段，以及将调度信息的至少一些输出以供传输到由该装置服务的设备。
[0013]本公开的一方面提供了一种用于由接入点(AP)协调对共享介质的接入的方法。该方法一般包括从另一 AP接收要为该另一 AP保留监听时间以监听一个或多个同步消息的消息，采取动作以确保由该AP服务的站在监听时间期间不与同步消息相干扰，从该另一 AP接收调度信息，该调度信息指示在此期间期望对共享介质的经协调接入的一个或多个保留时段，以及采取动作以在一个或多个保留时段期间提供经协调接入。
[0014]本公开的一个方面提供了一种用于无线通信的设备。该装备通常包括:用于基于在监听时间期间检测到的同步消息来与一个或多个对等装备同步的装置，用于将调度信息输出以供传输到一个或多个对等装备的装置，该调度信息指示在此期间期望对共享介质的经协调接入的一个或多个时间段，以及用于将调度信息的至少一些输出以供传输到由该装备服务的设备的装置。
[0015]本公开的一个方面提供了一种用于无线通信的装置。该装置通常包括:处理系统，该处理系统被配置成基于在监听时间期间检测到的同步消息来与一个或多个对等装置同步，以及发射机，该发射机被配置成将调度信息传送到一个或多个对等装置，该调度信息指示在此期间期望对共享介质的经协调接入的一个或多个时间段，以及将调度信息的至少一些传送到由该装置服务的设备。
[0016]本公开的一方面提供了一种用于无线通信的计算机程序产品。该计算机程序产品一般包括其上存储有指令的计算机可读介质，该指令用于:基于在监听时间期间检测到的同步消息来与一个或多个对等装置同步，将调度信息输出以供传输到一个或多个对等装置，该调度信息指示在此期间期望对共享介质的经协调接入的一个或多个时间段，以及将调度信息的至少一些输出以供传输到由该装置服务的设备。
[0017]本公开的一个方面提供一种接入点(AP)。该AP通常包括:至少一个天线，处理系统，该处理系统被配置成基于在监听时间期间检测到的同步消息来与一个或多个对等装置同步，以及发射机，该发射机被配置成经由该至少一个天线将调度信息传送到一个或多个对等装置，该调度信息指示在此期间期望对共享介质的经协调接入的一个或多个时间段，以及经由该至少一个天线将调度信息的至少一些传送到由该装置服务的设备。
[0018]提供了包括方法、装置、系统、计算机程序产品、以及处理系统的众多其他方面。
[0019]附图简述
[0020]为了能详细理解本公开的以上陈述的特征所用的方式，可参照各方面来对以上简要概述的内容进行更具体的描述，其中一些方面在附图中解说。然而应该注意，附图仅解说了本公开的某些典型方面，故不应被认为限定其范围，因为本描述可允许有其他等同有效的方面。
[0021]图1示出其中可采用本公开的各方面的示例无线通信系统。
[0022]图2A示出了其中存在多个无线通信网络的示例无线通信系统。
[0023]图2B示出了其中存在多个无线通信网络的另一示例无线通信系统。
[0024]图3示出了可以在图1和2B的无线通信系统内采用的示例性频率复用技术。
[0025]图4示出了可在图1、2B和3的无线通信系统内采用的示例性无线设备的示例功能框图。
[0026]图5示出其中可采用本公开的各方面的示例无线通信系统。
[0027]图5A是可在本文公开的无线通信系统内采用的示例管理帧的表示。
[0028]图5B是可在本文公开的无线通信系统内采用的示例动作帧的表示。
[0029]图5C是可在本文公开的无线通信系统内采用的示例通用宣告服务(GAS)帧的表不ο
[0030]图5D是可在本文公开的无线通信系统内采用的包括保留位的示例HTC控制字段的表不。
[0031]图6是可在本文公开的无线通信系统内采用的示例经修改的由802.llah定义的受限接入窗(RAW)参数集(RPS)信息元素的表示。
[0032]图7是可在本文公开的无线通信系统内采用的示例经修改的宣告帧动作字段和由
802.1laa定义的传输机会(ΤΧ0Ρ)保留字段格式的表示。
[0033]图8是可在本文公开的无线通信系统内采用的采用时间协调的示例性无线通信系统。
[0034]图9是可在本文公开的无线通信系统内采用的采用频率协调的示例性无线通信系统。
[0035]图10解说了可在本文公开的无线通信系统内采用的用于在有规则间隔开的网络中的下行链路吞吐量的累积分布函数(CDF)。
[0036]图11解说可在本文公开的无线通信系统内采用的RAW的示例帧字段格式。
[0037]图12解说可在本文公开的无线通信系统内采用的在功率节省多轮询(PSMP)阶段起始处的UL和DL调度。
[0038]图13解说可在本文公开的无线通信系统内执行的用于由接入点(AP)协调对共享介质的接入的示例操作。
[0039]图13A解说了根据本公开的某些方面的能够执行图13中所示的操作的示例装置。
[0040]图14解说可在本文公开的无线通信系统内执行的用于由AP协调对共享介质的接入的示例操作。
[0041]图14A解说了根据本公开的某些方面的能够执行图14中所示的操作的示例装置。
[0042]详细描述
[0043]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，本公开可用许多不同形式来实施并且不应解释为被限定于本公开通篇给出的任何具体结构或功能。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。基于本文中的教导，本领域技术人员应领会到，本公开的范围旨在覆盖本文中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申请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。
[0044]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。相反，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。
[0045]流行的无线网络技术可包括各种类型的无线局域网(WLANhWLAN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。本文中所描述的各个方面可应用于任何通信标准，诸如无线协议。
[0046]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、或其他方案来根据高效率802.11协议传送无线信号。高效率802.11协议的实现可用于因特网接入、传感器、计量、智能电网或其他无线应用。有利地，使用本文所公开的技术来实现高效率802.11协议的某些设备的各方面可包括允许在同一区域内增加的对等服务(例如，Miracast、WiFi直连服务、社交WiFi等)、支持增加的每用户最低吞吐量要求、支持更多用户、提供改善的室外覆盖和稳定性、和/或消耗比实现其他无线协议的设备更少的功率。
[0047]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可用作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，IEEE 802.11协议)的无线链路连接到AP以获得至因特网或至其他广域网的一般连通性。在一些实现中，STA也可被用作AP。
[0048]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。
[0049]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。
[0050]如以上所讨论的，本文所描述的某些设备可实现例如高效率802.11标准。此类设备(无论是用作STA还是AP还是其他设备)可被用于智能计量或者用在智能电网中。此类设备可提供传感器应用或者用在家庭自动化中。这些设备可取而代之或者附加地用在健康护理环境中，例如用于个人健康护理。这些设备也可被用于监督以启用扩展范围的因特网连通性(例如，供与热点联用)、或者实现机器对机器通信。
[0051]示例无线通信系统
[0052]图1示出了其中可采用本公开的各方面的示例性无线通信系统100。无线通信系统100可按照无线标准(例如高效率802.11标准)来操作。无线通信系统100可包括与站(STA)106通信的接入点(AP)104。
[0053]可以将各种过程和方法用于无线通信系统100中在AP104与STA 106之间的传输。例如，可以根据正交频分复用(0FDM)/0FDM多址((FDMA)技术在AP 104与STA 106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，可以根据码分多址(CDMA)技术在AP 104与STA 106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。
[0054]促成从AP 104至一个或多个STA 106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STA 106至AP 104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。
[0055]AP 104可充当基站并提供基本服务区域(BSA) 102中的无线通信覆盖。AP 104连同与该AP 104相关联并使用该AP 104来通信的诸STA 106—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AP 104，而是可以作为STA 106之间的对等网络起作用。相应地，本文中所描述的AP 104的功能可替换地由一个或多个STA 106来执行。
[0056]在一些方面，STA 106可能被要求与AP 104进行关联以向该AP 104发送通信和/或从该AP 104接收通信。在一个方面，用于关联的信息被包括在由AP 104作出的广播中。为了接收此种广播，例如，STA 106可在覆盖区划上执行宽覆盖搜索。举例而言，搜索还可由STA106通过以灯塔方式扫过覆盖区划来执行。在接收到用于关联的信息之后，STA 106可向AP104传送参考信号，诸如关联探测或请求。在一些方面，AP 104可使用回程服务例如以与更大的网络(诸如因特网或公共交换电话网(PSTN))通信。
[0057]在一实施例中，AP 104包括AP高效率无线组件(HEWCHSLAP HEWC 154可执行本文所描述的操作中的部分或全部以使得能够使用高效率802.11协议来在AP 104和STA 106之间进行通信。AP HEWC 154的功能性在下文参考图2B、3、4和5来更详细地描述。
[0058]替换地或补充地，STA 106可包括STA HEWC 156oSTA HEWC 156可执行本文所描述的操作中的部分或全部以使得能够使用高频率802.11协议来在STA 106和AP 104之间进行通信。STA HEWC 156的功能性在下文参考图2B、3、4和5来更详细地描述。
[0059]在某些环境中，一BSA可位于其他BSA附近。例如，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中所解说的，BSA 202A、202B和202C可以物理地彼此邻近。尽管BSA 202A-C紧邻，但是AP 204A-C和/或STA 206A-H可以各自使用相同的频谱来通信。因此，如果BSA 202C中的设备(例如，AP 204C)正在传送数据，则在BSA 202C以外的设备(例如，AP 204A-B或STA 206A-F)可以侦听到介质上的通信。
[0060]一般而言，使用常规802.11协议(例如，802.11&、802.1113、802.118、802.1111等)的无线网络在用于介质接入的载波侦听多址(CSMA)机制下操作。根据CSMA，设备侦听介质并且只在介质被侦听到为空闲时进行传送。因此，如果AP 204A-C和/或STA 206A-H根据CSMA机制来操作并且BSA 202C中的设备(例如，AP 204C)正在传送数据，则在BSA 202C以外的AP204A-B和/或STA 206A-F不可在介质上进行传输，即使这些AP和/或STA是不同BSA的一部分亦然。
[0061 ]图2A解说了这一场景。如图2A所示，AP 204C正在介质上进行传输。该传输被与AP204C在相同BSA 20