專利名稱：在毫米波wpan中避免干擾并改進(jìn)信道效率的機(jī)制的制作方法
在毫米波WPAN中避免干擾并改進(jìn)信道效率的機(jī)制
背景技術(shù)：
工作在60千兆赫茲(GHz)頻帶的毫米波(mmWave)無線個(gè)域網(wǎng)(WPAN)通信系統(tǒng) 有望在大約十米距離內(nèi)提供每秒數(shù)千兆比特(Gbps)的吞吐量，并且該系統(tǒng)將在數(shù)年內(nèi)提 供服務(wù)?，F(xiàn)在，多種標(biāo)準(zhǔn)化體系(IEEE802. 15. 3c、無線HD SIG、ECMATG20、COMPA等)正在 考慮用于毫米波WPAN系統(tǒng)的不同概念，以定義最適合每秒數(shù)千兆比特WPAN應(yīng)用的系統(tǒng)。由于氧吸收以及毫米波通信鏈路的波長很短，毫米波通信鏈路與處在更低頻率 (例如，2. 4GHz頻帶和5GHz頻帶)上的通信鏈路相比魯棒性更差，其中，氧吸收在長距離 上削弱信號，而短波長在信號通過諸如墻壁和天花板的障礙物時(shí)產(chǎn)生高削弱。因此，可以預(yù) 見，對于60GHz應(yīng)用使用定向天線(諸如波束成形天線、扇形天線或者固定波束天線)是有 用的。任何無線通信系統(tǒng)都內(nèi)在地需要改進(jìn)的吞吐量和可靠性。因此，對于改進(jìn)毫米波 無線個(gè)域網(wǎng)中信道利用效率的技術(shù)存在強(qiáng)烈的需要。


通過參考附圖，本發(fā)明將被更好地理解，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可更加清楚本發(fā)明 的多個(gè)特征以及優(yōu)點(diǎn)。圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的支持不會相互干擾的并發(fā)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)。圖2示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的信道化方案。圖3示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的允許鄰近WPAN中的并發(fā)傳輸?shù)男诺阑氖褂谩D4示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的設(shè)備具有兩個(gè)并發(fā)WPAN鏈路的環(huán)境。圖5示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的設(shè)備執(zhí)行的避免干擾并使空間復(fù)用最大化的操作 的流程圖。圖6示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的設(shè)備。在不同的附圖中所使用的相同參考符號指示類似的或者相同的項(xiàng)目。
具體實(shí)施例方式下面的描述中闡述了多個(gè)特定的細(xì)節(jié)。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施例可以在不 具有這些特定細(xì)節(jié)的情況下得以實(shí)現(xiàn)。在其它實(shí)例中，為了不影響對本說明書的理解，未詳 細(xì)示出公知的方法、結(jié)構(gòu)以及技術(shù)。所提及的“一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“示例性實(shí)施例”、“各種實(shí)施例”等指示所描述 的本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可能包括特定的特征、結(jié)構(gòu)或者特性，但是并非每一個(gè)實(shí)施 例都必然包括該特定的特征、結(jié)構(gòu)或者特性。此外，短語“在一個(gè)實(shí)施例中”的重復(fù)使用并 不必然涉及同一個(gè)實(shí)施例，盡管有可能涉及同一個(gè)實(shí)施例。本文中，除非另有說明，用于描述一般對象的序數(shù)形容詞“第一”、“第二”、“第三” 等的使用僅僅指示被提及的類似對象的不同實(shí)例，而并非意味著所描述的對象必須采用給 定的次序，所述次序例如時(shí)間次序、空間次序、排列次序或者任何其它方式的次序。
本發(fā)明的實(shí)施例可被用于各種應(yīng)用中。本發(fā)明的一些實(shí)施例可以與各種設(shè)備和系 統(tǒng)結(jié)合使用，所述設(shè)備和系統(tǒng)例如發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、收發(fā)機(jī)、發(fā)射機(jī)-接收機(jī)、無線通信站、 無線通信設(shè)備、無線接入點(diǎn)(AP)、調(diào)制解調(diào)器、無線調(diào)制解調(diào)器、個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)、臺式計(jì) 算機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、服務(wù)器計(jì)算機(jī)、掌上計(jì)算機(jī)、 掌上設(shè)備、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)設(shè)備、手持PDA設(shè)備或者甚至個(gè)域網(wǎng)(PAN)中的高清電視信 號。使用例如“處理”、“運(yùn)算”、“計(jì)算”、“確定”、“建立”、“分析”、“檢查”等術(shù)語的討論
可能涉及計(jì)算機(jī)、計(jì)算平臺、計(jì)算系統(tǒng)或者其它電子計(jì)算設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)操作和/或處 理，但本發(fā)明的實(shí)施例并不限制于此，其中，所述一個(gè)或多個(gè)操作和/或處理將在計(jì)算機(jī)寄 存器和/或存儲器中以物理量(例如，電子量)表示的數(shù)據(jù)處理/變換成為在計(jì)算機(jī)寄存 器和/或存儲器或者其它信息存儲介質(zhì)中以物理量類似地表示的其它數(shù)據(jù)，該信息存儲介 質(zhì)可以存儲執(zhí)行操作和/或處理的指令。
本文中使用的術(shù)語“復(fù)數(shù)個(gè)”和“多個(gè)”可能包括例如“若干”或者“兩個(gè)或更多 個(gè)”，但本發(fā)明的實(shí)施例并不限制于此。在說明書中使用術(shù)語“復(fù)數(shù)個(gè)”或“多個(gè)”來描述兩 個(gè)或者更多個(gè)組件、設(shè)備、原件、單元、參數(shù)等。例如，“多個(gè)站”可能包括兩個(gè)或更多個(gè)站。在網(wǎng)絡(luò)中使用定向天線以有利于增加可用信道的空間復(fù)用?？臻g復(fù)用是網(wǎng)絡(luò)支持 不會相互干擾的并發(fā)傳輸?shù)哪芰?。本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種毫米波無線個(gè)域網(wǎng)(WPAN) 通信系統(tǒng)，該毫米波無線個(gè)域網(wǎng)(WPAN)通信系統(tǒng)具有避免干擾并改進(jìn)毫米波的空間復(fù)用 效率的機(jī)制。圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的支持不會相互干擾的并發(fā)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)。如傳輸范圍 106所示，設(shè)備102與設(shè)備104通信。如傳輸范圍116所示，設(shè)備112與設(shè)備114通信。兩 個(gè)鏈路(從設(shè)備102到設(shè)備104以及從設(shè)備112到設(shè)備114)可以并發(fā)操作，這是因?yàn)閬碜?發(fā)射設(shè)備(設(shè)備102和設(shè)備112)的能量集中在不同方向并且因此不會導(dǎo)致相互干擾。設(shè)備102和設(shè)備112可以用高數(shù)據(jù)速率進(jìn)行發(fā)射，例如發(fā)射多媒體多樣化數(shù)據(jù)。設(shè) 備102和設(shè)備112可以是例如個(gè)人計(jì)算機(jī)、數(shù)字照相機(jī)或者其它多媒體密集發(fā)射設(shè)備。設(shè) 備104和設(shè)備114可以用低得多的數(shù)據(jù)速率進(jìn)行發(fā)射，例如，傳送對成功數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇_認(rèn)。 設(shè)備104和設(shè)備114可以是例如打印機(jī)、電視機(jī)和/或音頻揚(yáng)聲器或者其它這種多媒體多 樣化數(shù)據(jù)的接收機(jī)。 設(shè)備102和設(shè)備104之間的鏈路被稱為WPAN。設(shè)備112和設(shè)備114之間的鏈路被 稱為另一個(gè)WPAN。為了允許鄰近WPAN之間的空間復(fù)用，可以使用信道化方案。圖2示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的信道化方案。在該實(shí)施例中，整個(gè)頻帶被分為多個(gè) 高速率PHY(HRP)信道，例如，HRPO, HRPU HRP2和HRP3。在每個(gè)高速率信道中，頻帶被進(jìn) 一步分為多個(gè)低速率PHY(LRP)信道，例如HRPO被分為LRP0-0、LRP0-1和LRPO-2，HRPl被 分為 LRP1-0、LRPl-I 和 LRPl-2，HRP2 被分為 LRP2-0、LRP2-1 和 LRP2-2，以及 HRP3 被分為 LRP3-0、LRP3-1 和 LRP3-2。HRP信道通常用于高數(shù)據(jù)速率傳輸，并且相關(guān)聯(lián)的LRP信道中的一個(gè)被用于低數(shù) 據(jù)速率傳輸。通過將不同的LRP分配到不同的WPAN，可以實(shí)現(xiàn)鄰近WPAN之間的空間復(fù)用。 例如，通常使用波束成形來操作HRP信道，因此，HRP傳輸將是定向的。LRP信道可以被全方 向地操作，或者被定向地且不會相互干擾地操作。
設(shè)備可以在這些信道的任何組合上通信。例如，第一設(shè)備可以使用HRP3向第二設(shè) 備發(fā)射大量數(shù)據(jù)。第二設(shè)備可以在HRP3-1上發(fā)射少量數(shù)據(jù)，例如，確認(rèn)或者信標(biāo)分組。可 選地，這些設(shè)備可以分別在相同或不同的LRP信道上進(jìn)行發(fā)射。圖3示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的允許鄰近WPAN中的并發(fā)傳輸?shù)男诺阑氖褂谩Ｈ?傳輸范圍306所示，設(shè)備302向設(shè)備304發(fā)射定向通信。如傳輸范圍308所示，設(shè)備304向 設(shè)備302發(fā)射全向通信。例如，來自設(shè)備302的傳輸可以是在例如HRPl上的高數(shù)據(jù)速率傳 輸。例如，來自設(shè)備304的傳輸可以是在例如LPRl-O上的低數(shù)據(jù)速率傳輸。 設(shè)備302和設(shè)備304之間的鏈路被稱為WPAN。在另一個(gè)WPAN中，如傳輸范圍316 所示，設(shè)備312向設(shè)備314發(fā)射定向通信。如傳輸范圍318所示，設(shè)備314向設(shè)備312發(fā)射 全向通信。例如，傳輸316可以是在例如HRPl上的高數(shù)據(jù)速率傳輸。例如，傳輸318可以 是在例如LRPl-I上的低數(shù)據(jù)速率傳輸。由于波束成形的使用，來自設(shè)備302的傳輸不會與 來自設(shè)備312的傳輸相干擾(即，定向天線圖不重疊)。對應(yīng)的反向鏈路，即，來自設(shè)備304 和設(shè)備314的傳輸，處在不同的LRP信道LRPl-O和LRPl-I上，因此它們不會相互干擾(盡 管它們的傳輸范圍可能重疊)。因此，通過利用在不同LRP信道上操作的兩個(gè)或更多個(gè)WPAN 鏈路，一個(gè)HRP信道可以被空間復(fù)用。圖4示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的設(shè)備具有兩個(gè)并發(fā)WPAN鏈路的環(huán)境。設(shè)備402與 設(shè)備404通信，形成第一 WPAN。設(shè)備402也與設(shè)備406通信，形成第二 WPAN。如果這兩個(gè) WPAN中的一個(gè)或者兩個(gè)僅使用低速率PHY信道通信，則不會存在任何干擾。然而，如果兩個(gè) 所需設(shè)備都希望在高速率PHY信道上通信，則可能需要避免干擾的機(jī)制。如圖所示，如傳輸范圍416所示，設(shè)備404在HRPl上向設(shè)備402發(fā)射定向通信。如 傳輸范圍418所示，設(shè)備402在LRPl-O上向設(shè)備404發(fā)射全向通信。設(shè)備406可能剛剛加 電并且掃描可用的HRP信道以建立新的WPAN。設(shè)備406不在傳輸范圍416之內(nèi)，因此設(shè)備 406不知道HRPl的使用。設(shè)備406處于傳輸范圍418之內(nèi)，因此設(shè)備406知道LRPl-O的使 用。LRPl-O的使用并未指示正在使用對應(yīng)的HRP1。如圖4所示，設(shè)備404和406兩者都希望與設(shè)備402通信。在可選的實(shí)施例中，例 如，如果設(shè)備406具有較低天線增益或者遠(yuǎn)離設(shè)備402，則設(shè)備404和406可能希望與不同 的設(shè)備通信，但是設(shè)備406仍不能識別設(shè)備404對HRP信道的使用。在該環(huán)境中，如圖1和 圖3所示，來自設(shè)備406的傳輸可能不會與來自設(shè)備404的傳輸相干擾。然而，根據(jù)本發(fā)明 的實(shí)施例，即使在這些狀況下，設(shè)備406仍可執(zhí)行使空間復(fù)用最大化并且避免鄰近WPAN之 間的干擾的操作。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在LRP信道上發(fā)射的全向通信指示相關(guān)聯(lián)的HR信道是否正 被使用。這種全向通信可能包括確認(rèn)消息、信標(biāo)消息、狀態(tài)消息、探測分組或者任何其它這 種全向通信?？梢园ㄒ粋€(gè)或者更多個(gè)比特的信息，以描述當(dāng)前對HRP信道的使用。如果 HRP信道未被使用，則設(shè)備406可使用HRPl與設(shè)備402或者與不同的設(shè)備建立WPAN?？蛇x 地，如果HRP信道正被使用，則設(shè)備406可使用不同的HRP或者通過協(xié)商HRPl的使用來與 設(shè)備402建立WPAN。由此，設(shè)備406可執(zhí)行避免干擾并使信道利用效率最大化的操作。圖5示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的設(shè)備執(zhí)行的避免干擾并使空間復(fù)用最大化的操作 的流程圖。在方框502，設(shè)備加電?？蛇x地，設(shè)備可能從睡眠狀態(tài)被喚醒，或者可能被加電 并被喚醒并且剛開始發(fā)起與其它設(shè)備的通信。在方框504處，設(shè)備掃描活動(dòng)信道。在方框506處，設(shè)備檢測LRP信道上的全向傳輸。在方框508處，設(shè)備通過解譯全向通信中的信息 來確定相關(guān)聯(lián)的HR信道是否被使用。如果相關(guān)聯(lián)的HRP信道未被使用，則在方框510處， 設(shè)備選擇另一個(gè)LRP并且使用相關(guān)聯(lián)的HRP信道建立WPAN。注意，設(shè)備可能需要等待一段 時(shí)間來確定另一個(gè)LRP是否被使用。如果相關(guān)聯(lián)的HRP被使用，則在方框512處，設(shè)備執(zhí)行 避免操作。例如，設(shè)備可以切換為在不同HRP中掃描LRP?？蛇x地，設(shè)備可以協(xié)商對HR的共 享使用。圖6示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的設(shè)備。設(shè)備600包括接收機(jī)(RX) 602、發(fā)射機(jī) (TX) 604以及天線606。設(shè)備600可包括僅能夠進(jìn)行全向發(fā)射的電路，或者可選地，包括能 夠進(jìn)行定向發(fā)射的電路。設(shè)備600可以包括存儲設(shè)備、處理電路、其它通信接口等等(未示 出)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，鄰近設(shè)備可以通過在另一個(gè)信道上的通信來識別特定的高 速率信道是否被使用，因此，即使鄰近設(shè)備未從所述高速率信道接收信號，所述鄰近設(shè)備也 可以執(zhí)行避免操作?？梢栽趯⒂?jì)算系統(tǒng)配置為執(zhí)行所述方法的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中實(shí)施上述技術(shù)。該計(jì) 算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括，例如，但不限于，任何數(shù)量的下述介質(zhì)包括盤片和磁帶存儲介質(zhì) 的磁性存儲介質(zhì)；諸如緊致盤片介質(zhì)(例如，CD-R0M、CD-R等)和數(shù)字視頻盤片存儲介質(zhì)的 光學(xué)存儲介質(zhì)；全息存儲器；非易失性存儲器存儲介質(zhì)，其包括基于半導(dǎo)體的存儲器單元， 諸如FLASH存儲器、EEPR0M、EPR0M、R0M ；鐵磁數(shù)字存儲器；易失性存儲介質(zhì)，其包括寄存器、 緩沖器或高速緩存、主存儲器、RAM等；以及數(shù)字傳輸介質(zhì)，其包括永久的或間歇的計(jì)算機(jī) 網(wǎng)絡(luò)、點(diǎn)對點(diǎn)電信設(shè)備、載波傳輸介質(zhì)、互聯(lián)網(wǎng)，僅略舉幾例?？梢詫⑵渌碌母鞣N類型的計(jì) 算機(jī)可讀介質(zhì)用來存儲和/或傳遞本文中討論的軟件模塊。計(jì)算系統(tǒng)可以用多種形式建 構(gòu)，包括但不限于大型機(jī)、小型機(jī)、服務(wù)器、工作站、個(gè)人計(jì)算機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助 理、各種無線設(shè)備以及嵌入式系統(tǒng)，僅略舉幾例。典型的計(jì)算系統(tǒng)包括至少一個(gè)處理單元、 相關(guān)聯(lián)的存儲器以及多個(gè)輸入/輸出(I/O)設(shè)備。計(jì)算系統(tǒng)根據(jù)程序處理信息并且通過I/ 0設(shè)備提供所得到的輸出信息。已經(jīng)在特定實(shí)施例的背景下描述了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)。這些實(shí)施例用于說明目的 而不是進(jìn)行限制?？梢赃M(jìn)行多種變化、更改、添加和改進(jìn)。因此，可以為本文中作為單個(gè)實(shí) 例而描述的組件提供多種實(shí)例。各種組件、操作和數(shù)據(jù)存儲之間的界限是任意的，在特定的 示例性配置的背景下說明了特定的操作?？梢灶A(yù)見其它功能性分配，并且其可以落入所附 的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。最后，在各種配置中被表示為分離組件的結(jié)構(gòu)和功能性可以實(shí)現(xiàn)為 組合結(jié)構(gòu)或組件。這些以及其它變化、更改、添加和改進(jìn)可以落入所附的權(quán)利要求所限定的 本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種方法，包括在另一個(gè)信道上的通信中傳送一個(gè)信道的使用狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述通信是全向通信。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述另一個(gè)信道是所述一個(gè)信道的子信道。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述通信是確認(rèn)分組。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述通信是信標(biāo)分組。
6.一種裝置，包括被配置為接收通信的接收機(jī)(RX)，所述通信包含信道的使用狀態(tài)，所述接收機(jī)被配置 為在另一個(gè)信道上接收所述通信。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述通信是全向通信。
8.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述另一個(gè)信道是所述信道的子信道。
9.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述通信是確認(rèn)分組。
10.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述通信是信標(biāo)分組。
11.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述信道是高數(shù)據(jù)速率信道。
12.如權(quán)利要求6所述的裝置，還包括發(fā)射機(jī)，所述發(fā)射機(jī)被配置為如果所述使用狀態(tài)指示所述信道未被使用，則在所述信 道上進(jìn)行發(fā)射。
13.如權(quán)利要求6所述的裝置，還包括發(fā)射機(jī)，所述發(fā)射機(jī)被配置為如果所述使用狀態(tài)指示所述信道被使用，則在不同信道 上進(jìn)行發(fā)射。
14.如權(quán)利要求6所述的裝置，還包括發(fā)射機(jī)，所述發(fā)射機(jī)被配置為如果所述使用狀態(tài)指示所述信道被使用，則在協(xié)商了對 所述信道的共享使用之后在所述信道上進(jìn)行發(fā)射。
15.如權(quán)利要求6所述的裝置，所述接收機(jī)還被配置為在所述另一個(gè)信道上掃描通信。
全文摘要
簡要地講，公開了在毫米波無線個(gè)域網(wǎng)(WPAN)中避免干擾并且改進(jìn)信道效率的機(jī)制。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，鄰近設(shè)備可以通過在另一個(gè)信道上的通信來識別特定的高速率信道是否被使用，因此，即使鄰近設(shè)備未從所述高速率信道接收信號，所述鄰近設(shè)備也可以執(zhí)行避免操作。
文檔編號H04W84/12GK101820664SQ20091012629
公開日2010年9月1日 申請日期2009年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日
發(fā)明者A·凱塞曼, G·L·李 申請人:英特爾公司