專利名稱：一種近距離無線通信設(shè)備及近距離無線通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)，尤其涉及一種近距離無線通信設(shè)備及近距離無線通信方法。
背景技術(shù)：
Wi-Fi是一種可以將個人電腦、手持設(shè)備(如PDA、手機)等相距距離很近的終端以無線方式互相連接的技術(shù)。Wi-Fi的技術(shù)標準由國際標準組織IEEE802. 11工作組負責制訂，當前，Wi-Fi設(shè)備在各種手持終端上得到了廣泛的應(yīng)用，幾乎成了終端設(shè)備的標準配置組件。隨著高清視頻的快速普及和大數(shù)據(jù)量通信的需求，Wi-Fi較低的傳輸速率越來越不能滿足實際應(yīng)用的要求。隨著器件制造水平的提升，工藝不斷成熟，60GHz無線通信技術(shù)逐漸由理論研究走向?qū)嶋H應(yīng)用。60GHz技術(shù)最大的優(yōu)勢是傳輸帶寬非常寬，在60GHz附近，最多可以提供 5GHz的傳輸帶寬，傳輸速率可達lGps，而且所占用的工作頻段是免授權(quán)使用的。由于電磁頻譜在60GHz附近是一個強烈的吸收峰，這個頻率范圍內(nèi)的電磁波傳播衰減非常大，因此， 60GHz通信技術(shù)的典型傳輸距離不超過10米。這一電磁傳播特性既限定了 60GHz通信技術(shù)的應(yīng)用場景主要為室內(nèi)環(huán)境，同時也使得空分復用成為可能。當前，60GHz的標準制訂也在加速進行中，有多個標準組織制訂了各自60GHz通信的技術(shù)規(guī)范，如IEEE802. Ilad和IEEE 802. 15. 3c以及歐洲的ECMA-387。IEC也基于ECMA-387第一版規(guī)范發(fā)布了國際標準13156。但是，60GHz技術(shù)依然存在一些技術(shù)困難，這主要源自60GHz電磁波傳播特性以及由其決定的空間信道特征。如在60GHz頻段，電磁波傳播更多地表現(xiàn)為一種似光性傳播， 也就是說，60GHz天線主要是定向型天線，使用此類天線，如果目標設(shè)備不落在當前設(shè)備天線方向圖的指向范圍內(nèi)，則無法找到目標設(shè)備，產(chǎn)生所謂的“陰影現(xiàn)象”。為了解決這一問題，除了調(diào)整天線指向外，還必須針對定向型天線對MAC層進行設(shè)計，這在一定程度上會影響MAC層的效率，降低有效數(shù)據(jù)的傳輸速率。鑒于Wi-Fi技術(shù)已經(jīng)在終端設(shè)備上廣泛使用，且在2. 4G/5G頻段，電磁波不像 60GHz那種似光性傳播，因此，Wi-Fi技術(shù)可以跟60GHz技術(shù)形成有效的互補，配合使用。在終端設(shè)備上，固然可以同時配置獨立的Wi-Fi設(shè)備和60GHz設(shè)備，以軟件的方式在高層實現(xiàn)二者之間的通信，使其配合、協(xié)作工作。但是這種方式的主要缺點在于，在應(yīng)用層進行通信的效率很低，同時不利于協(xié)調(diào)和統(tǒng)一控制兩種設(shè)備的MAC策略。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種近距離無線通信設(shè)備及近距離無線通信方法，能夠?qū)崿F(xiàn)Wi-Fi技術(shù)和60GHz技術(shù)的融合，且能提高應(yīng)用層通信效率，有利于MAC 策略協(xié)調(diào)。為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種近距離無線通信設(shè)備，至少包括60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊；其中，
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所述60GHz通信模塊，用于進行60GHz通信；所述Wi-Fi通信模塊，用于進行Wi-Fi通信， 所述60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊獨立工作和/或配合工作。所述60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊的PHY層相互獨立、MAC層共用，所述共用的MAC層用于負責60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊之間的通信、聯(lián)合調(diào)度和控制協(xié)調(diào)。所述60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊的PHY層相互獨立、MAC層相互獨立、RLC
層共用，所述共用的RLC層用于負責60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊之間的通信、聯(lián)合調(diào)度和控制協(xié)調(diào)。一種近距離無線通信方法，近距離無線通信設(shè)備的60GHz通信模塊獨立發(fā)送建立連接請求/響應(yīng)，和/或，通過所述近距離無線通信設(shè)備的Wi-Fi通信模塊發(fā)送建立連接請求/響應(yīng)，該方法包括近距離無線通信設(shè)備使用60GHz通信模塊進行高速率數(shù)據(jù)通信時，使用附近處于空閑狀態(tài)下的其他近距離無線通信設(shè)備進行一跳或多跳中繼傳輸。所述近距離無線通信設(shè)備使用附近處于空閑狀態(tài)下的其他近距離無線通信設(shè)備進行一跳或多跳中繼傳輸具體為第一近距離無線通信設(shè)備通過60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊發(fā)送對第二近距離無線通信設(shè)備建立連接的請求；第一近距離無線通信設(shè)備的60GHz通信模塊未得到第二近距離無線通信設(shè)備的響應(yīng)，而Wi-Fi通信模塊得到第二近距離無線通信設(shè)備的響應(yīng)；第一近距離無線通信設(shè)備通過Wi-Fi通信模塊發(fā)送中繼通信請求，詢問周圍設(shè)備哪個可以作為中繼節(jié)點；周圍處于空閑狀態(tài)下的其他近距離無線通信設(shè)備響應(yīng)第一近距離無線通信設(shè)備的中繼通信請求；建立第一近距離無線通信設(shè)備經(jīng)所述處于空閑狀態(tài)下的其他近距離無線通信設(shè)備中繼到第二近距離無線通信設(shè)備的傳輸。所述近距離無線通信設(shè)備中，60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊的PHY層相互獨立、MAC層共用，所述共用的MAC層負責60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊之間的通信、聯(lián)合調(diào)度和控制協(xié)調(diào)。所述近距離無線通信設(shè)備中，60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊的PHY層相互獨立、MAC層相互獨立、RLC層共用，所述共用的RLC層負責60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊之間的通信、聯(lián)合調(diào)度和控制協(xié)調(diào)。本發(fā)明近距離無線通信設(shè)備及近距離無線通信方法，近距離無線通信設(shè)備至少包括60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊；所述60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊獨立工作和 /或配合工作。通過本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)Wi-Fi技術(shù)和60GHz技術(shù)的融合，且能提高應(yīng)用層通信效率，有利于MAC策略協(xié)調(diào)。


圖1為本發(fā)明實施例一種近距離無線通信設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例另一種近距離無線通信設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例一多臺設(shè)備進行中繼通信的場景示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的基本思想是一種近距離無線通信設(shè)備，該近距離無線通信設(shè)備至少包括60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊；其中，所述60GHz通信模塊，用于進行60GHz通信；所述Wi-Fi通信模塊，用于進行Wi-Fi通信，所述60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊獨立工作和/或配合工作。 本發(fā)明提出的近距離無線通信設(shè)備至少支持60GHz通信技術(shù)(工作頻段為60GHz) 及Wi-Fi通信技術(shù)(工作頻段為2. 4GHz和/或5GHz)。需要說明的是，本發(fā)明所述的近距離無線通信設(shè)備中，60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊一般具有獨立的RF鏈路和天線，兩個模塊既可以獨立工作、也可以配合工作。按照收/發(fā)信機信號流程，一個通信系統(tǒng)收/發(fā)信機從底層到高層大致可以分為天線、射頻處理單元、基帶處理單元，其中基帶處理單元可以進一步劃分成物理層(PHY)、媒質(zhì)接入控制(MAC)層、無線鏈路控制(RLC)層等。其中，天線負責接收/發(fā)射無線電信號， 射頻處理單元包括模/數(shù)、數(shù)/模轉(zhuǎn)換、對模擬信號的解調(diào)/調(diào)制、濾波、放大處理等；PHY層的主要功能是完成對基帶信號的編碼/譯碼、交織/解交織、符號映射/解映射，分組打包 /解包，完成物理層接收數(shù)據(jù)正確性的校驗以及發(fā)射確認信號或請求重發(fā)信號等；MAC層實現(xiàn)邏輯信道和物理信道的映射，將高層數(shù)據(jù)封裝成幀以及差錯控制、物理尋址等功能；RLC 層負責無線鏈路建立、維持等功能。近距離無線通信設(shè)備中的60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊可以在MAC層進行融合，即60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊的PHY層相互獨立、MAC層共用，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)如圖1 所示，該近距離無線通信設(shè)備具體包括RLC、MAC、Wi-Fi PHY和60GHz PHY ；近距離無線通信設(shè)備中的60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊也可以在MAC層以上進行融合，即60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊的PHY層相互獨立、MAC層相互獨立、RLC 層共用，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)如圖2所示，該近距離無線通信設(shè)備具體包括RLC、Wi-Fi MAC,60GHz MAC、Wi-Fi PHY 和 60GHzPHY。需要說明的是，公用功能層(MAC層或RLC層)負責兩個模塊之間的通信、聯(lián)合調(diào)度、控制協(xié)調(diào)等功能。以2. 4GHz/5GHz Wi-Fi為例，由于60GHz跟2. 4GHz/5GHz頻率相差很大，而射頻處理單元和天線對工作頻率具有很高的依賴性，所以，60GHz通信模塊和2. 4GHz/5GHz Wi-Fi 通信模塊具有各自的射頻鏈路和天線。60GHz通信模塊的物理層(PHY層)數(shù)據(jù)傳輸速率遠遠高于2. 4/5GHz Wi-Fi通信模塊，2. 4/5GHzffi-Fi的PHY層難以完成如此高速數(shù)據(jù)率的處理，因此60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊將具有獨立的PHY層。在MAC層面上，就功能而言，60GHz通信模塊的MAC層和Wi-Fi的MAC功能類似，二者可共用一個MAC層，但60GHz 頻段有其一些特殊性，如波束窄，使用定向天線等，可能需要針對這些特性在MAC層進行特殊設(shè)計，因此60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊可能具有獨立的MAC層。為了在發(fā)射/接收端之間存在阻攔物時，60GHz通信模塊能通過Wi-Fi通信模塊建立連接，本發(fā)明還提出一種近距離無線通信方法，包括60GHz通信模塊獨立發(fā)送建立連接請求/響應(yīng)，和/或，通過Wi-Fi通信模塊發(fā)送建立連接請求/響應(yīng)；該類近距離無線通信設(shè)備在使用60GHz通信模塊進行高速率數(shù)據(jù)通信吋，如果直射路徑無法到達，使用附近處于空閑狀態(tài)下的其他近距離無線通信設(shè)備進行一跳或多跳中繼進行傳輸。所述近距離無線通信設(shè)備使用附近處于空閑狀態(tài)下的其他近距離無線通信設(shè)備進行ー跳或多跳中繼傳輸具體可以為第一近距離無線通信設(shè)備通過60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊發(fā)送對第二近距離無線通信設(shè)備建立連接的請求；第一近距離無線通信設(shè)備的60GHz通信模塊未得到第二近距離無線通信設(shè)備的響應(yīng)，而Wi-Fi通信模塊得到第二近距離無線通信設(shè)備的響應(yīng)；第一近距離無線通信設(shè)備通過Wi-Fi通信模塊發(fā)送中繼通信請求，詢問周圍設(shè)備哪個可以作為中繼節(jié)點；周圍處于空閑狀態(tài)下的其他近距離無線通信設(shè)備響應(yīng)第一近距離無線通信設(shè)備的中繼通信請求；建立第一近距離無線通信設(shè)備經(jīng)所述處于空閑狀態(tài)下的其他近距離無線通信設(shè)備中繼到第二近距離無線通信設(shè)備的傳輸。如圖3所示的場景，多臺設(shè)備進行中繼通信的流程包括1.設(shè)備D通過60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊發(fā)送對設(shè)備A建立連接請求，由于設(shè)備D和設(shè)備A之間存在設(shè)備B、C的阻攔，所以設(shè)備A的60GHz通信模塊無法接收到該請求，故設(shè)備D的60GHz通信模塊無法得到設(shè)備A的響應(yīng)，但Wi-Fi通信模塊可以得到設(shè)備 A響應(yīng)。2.設(shè)備D通過Wi-Fi通信模塊發(fā)送中繼通信請求，詢問周圍設(shè)備哪個可以作為中繼節(jié)點。3.設(shè)備B、C、E接收到中繼請求，由于設(shè)備B、C處于數(shù)據(jù)傳輸模式下，非空閑，不響應(yīng)設(shè)備D的中繼通信請求。4.設(shè)備E接收到設(shè)備D發(fā)來的中繼請求，由于處于空閑狀態(tài)，故通過60GHz通信模塊對設(shè)備發(fā)送建立連接請求，設(shè)備A的60GHz通信模塊對此進行響應(yīng)，在得到該響應(yīng)后，設(shè)備E對設(shè)備D的中繼通信請求進行響應(yīng)。5.通過Wi-Fi傳來的控制信令，建立設(shè)備D經(jīng)設(shè)備E中繼到設(shè)備A的傳輸。需要說明的是，上述近距離無線通信設(shè)備中，60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊的 PHY層相互獨立、MAC層共用，所述共用的MAC層負責60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊之間的通信、聯(lián)合調(diào)度和控制協(xié)調(diào)?；蛘撸鲜鼋嚯x無線通信設(shè)備中，60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊的PHY層相互獨立、MAC層相互獨立、RLC層共用，所述共用的RLC層負責60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊之間的通信、聯(lián)合調(diào)度和控制協(xié)調(diào)。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種近距離無線通信設(shè)備，其特征在于，該近距離無線通信設(shè)備至少包括60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊；其中，所述60GHz通信模塊，用于進行60GHz通信；所述Wi-Fi通信模塊，用于進行Wi-Fi通信，所述60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊獨立工作和/或配合工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近距離無線通信設(shè)備，其特征在于，所述60GHz通信模塊和 Wi-Fi通信模塊的PHY層相互獨立、MAC層共用，所述共用的MAC層用于負責60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊之間的通信、聯(lián)合調(diào)度和控制協(xié)調(diào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近距離無線通信設(shè)備，其特征在于，所述60GHz通信模塊和 Wi-Fi通信模塊的PHY層相互獨立、MAC層相互獨立、RLC層共用，所述共用的RLC層用于負責60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊之間的通信、聯(lián)合調(diào)度和控制協(xié)調(diào)。
4.一種近距離無線通信方法，其特征在于，近距離無線通信設(shè)備的60GHz通信模塊獨立發(fā)送建立連接請求/響應(yīng)，和/或，通過所述近距離無線通信設(shè)備的Wi-Fi通信模塊發(fā)送建立連接請求/響應(yīng)，該方法包括近距離無線通信設(shè)備使用60GHz通信模塊進行高速率數(shù)據(jù)通信時，使用附近處于空閑狀態(tài)下的其他近距離無線通信設(shè)備進行一跳或多跳中繼傳輸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的近距離無線通信方法，其特征在于，所述近距離無線通信設(shè)備使用附近處于空閑狀態(tài)下的其他近距離無線通信設(shè)備進行一跳或多跳中繼傳輸具體為第一近距離無線通信設(shè)備通過60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊發(fā)送對第二近距離無線通信設(shè)備建立連接的請求；第一近距離無線通信設(shè)備的60GHz通信模塊未得到第二近距離無線通信設(shè)備的響應(yīng)， 而Wi-Fi通信模塊得到第二近距離無線通信設(shè)備的響應(yīng)；第一近距離無線通信設(shè)備通過Wi-Fi通信模塊發(fā)送中繼通信請求，詢問周圍設(shè)備哪個可以作為中繼節(jié)點；周圍處于空閑狀態(tài)下的其他近距離無線通信設(shè)備響應(yīng)第一近距離無線通信設(shè)備的中繼通信請求；建立第一近距離無線通信設(shè)備經(jīng)所述處于空閑狀態(tài)下的其他近距離無線通信設(shè)備中繼到第二近距離無線通信設(shè)備的傳輸。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的近距離無線通信方法，其特征在于，所述近距離無線通信設(shè)備中，60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊的PHY層相互獨立、MAC層共用，所述共用的MAC 層負責60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊之間的通信、聯(lián)合調(diào)度和控制協(xié)調(diào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的近距離無線通信方法，其特征在于，所述近距離無線通信設(shè)備中，60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊的PHY層相互獨立、MAC層相互獨立、RLC層共用，所述共用的RLC層負責60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊之間的通信、聯(lián)合調(diào)度和控制協(xié)調(diào)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種近距離無線通信設(shè)備，該近距離無線通信設(shè)備至少包括60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊；其中，所述60GHz通信模塊，用于進行60GHz通信；所述Wi-Fi通信模塊，用于進行Wi-Fi通信，所述60GHz通信模塊和Wi-Fi通信模塊獨立工作和/或配合工作。本發(fā)明還相應(yīng)地公開了一種近距離無線通信方法。通過本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)Wi-Fi技術(shù)和60GHz技術(shù)的融合，且能提高應(yīng)用層通信效率，有利于MAC策略協(xié)調(diào)。
文檔編號H04B5/00GK102545972SQ20121001532
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者支周, 郭勝祥, 郭陽, 陳霖 申請人:中興通訊股份有限公司