用于修改密集網(wǎng)絡(luò)的載波偵聽多址(csma)的系統(tǒng)和方法
【專利說(shuō)明】用于修改密集網(wǎng)絡(luò)的載波偵聽多址（CSMA)的系統(tǒng)和方法
[0001] 背景
[0002] 領(lǐng)域
[0003] 本申請(qǐng)一般涉及無(wú)線通信，尤其涉及用于修改密集網(wǎng)絡(luò)的載波偵聽多址（CSMA) 的系統(tǒng)、方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0004] 在許多電信系統(tǒng)中，通信網(wǎng)絡(luò)被用于在若干個(gè)空間上分開的交互設(shè)備之間交換消 息。網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)地理范圍來(lái)分類，該地理范圍可以例如是城市區(qū)域、局部區(qū)域、或者個(gè)人區(qū) 域。此類網(wǎng)絡(luò)可分別被命名為廣域網(wǎng)（WAN)、城域網(wǎng)（MAN)、局域網(wǎng)（LAN)、或個(gè)域網(wǎng)（PAN)。 網(wǎng)絡(luò)還根據(jù)用于互連各種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和設(shè)備的交換/路由技術(shù)（例如，電路交換相對(duì)于分組 交換）、用于傳輸?shù)奈锢斫橘|(zhì)的類型（例如，有線相對(duì)于無(wú)線）、和所使用的通信協(xié)議集（例 如，網(wǎng)際協(xié)議套集、S0NET(同步光學(xué)聯(lián)網(wǎng)）、以太網(wǎng)等）而有所不同。
[0005] 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)元件是移動(dòng)的并由此具有動(dòng)態(tài)連通性需求時(shí)，或者在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以自組織 (adhoc)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)而非固定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)形成的情況下，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)往往是優(yōu)選的。無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 使用無(wú)線電、微波、紅外、光等頻帶中的電磁波以非制導(dǎo)傳播模式來(lái)采用無(wú)形的物理介質(zhì)。 在與固定的有線網(wǎng)絡(luò)相比較時(shí)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)有利地促成用戶移動(dòng)性和快速的現(xiàn)場(chǎng)部署。
[0006] 當(dāng)存在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)用戶時(shí)，為了避免沖突和數(shù)據(jù)丟失，該網(wǎng)絡(luò)可提供用于協(xié) 調(diào)對(duì)無(wú)線介質(zhì)的接入的規(guī)程。隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)量的上升，沖突的機(jī)會(huì)即使在有協(xié)調(diào) 的情況下也可能進(jìn)一步上升。用于減少具有大量用戶的網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)丟失的改進(jìn)型方法和 系統(tǒng)是期望的。
[0007] 概述
[0008] 本發(fā)明的系統(tǒng)、方法和設(shè)備各自具有若干方面，其中并非僅靠任何單一方面來(lái)負(fù) 責(zé)其期望屬性。在不限制如由所附權(quán)利要求所表達(dá)的本發(fā)明的范圍的情況下，現(xiàn)在將簡(jiǎn)要 地討論一些特征。在考慮該討論之后、特別是在閱讀題為"詳細(xì)描述"的章節(jié)之后，技術(shù)人 員將領(lǐng)會(huì)本發(fā)明的特征如何提供各優(yōu)點(diǎn)，其中包括在用于進(jìn)行低功率和長(zhǎng)距離無(wú)線通信的 亞千兆赫頻帶中提供無(wú)線通信。
[0009] 本公開中描述的主題的一個(gè)方面提供了一種由網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的無(wú)線通信裝置經(jīng)由無(wú)線 介質(zhì)來(lái)通信的方法。該方法包括檢測(cè)與網(wǎng)絡(luò)負(fù)載相關(guān)聯(lián)的操作特性。該方法進(jìn)一步包括基 于檢測(cè)到的操作特性來(lái)確定用于響應(yīng)于幀的成功傳輸而調(diào)整爭(zhēng)用窗口的大小的過(guò)程。提供 爭(zhēng)用窗口以用于確定用于推遲對(duì)無(wú)線介質(zhì)的接入的推遲時(shí)段。該方法進(jìn)一步包括向在網(wǎng)絡(luò) 內(nèi)操作的一個(gè)或多個(gè)無(wú)線設(shè)備傳送指示該過(guò)程的信息。
[0010]本公開中描述的主題的另一方面提供了一種用于在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)經(jīng)由無(wú)線介質(zhì)來(lái)通信 的無(wú)線通信裝置。該裝置包括處理器，其被配置成檢測(cè)與網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載相關(guān)聯(lián)的操作特性，以 及基于檢測(cè)到的操作特性來(lái)確定用于響應(yīng)于幀的成功傳輸而調(diào)整爭(zhēng)用窗口的大小的過(guò)程， 提供該爭(zhēng)用窗口用于確定用于推遲對(duì)無(wú)線介質(zhì)的接入的推遲時(shí)段。該裝置還包括發(fā)射機(jī)， 其被配置成向在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)操作的一個(gè)或多個(gè)無(wú)線設(shè)備傳送指示該過(guò)程的信息。
[0011] 本公開所描述的主題內(nèi)容的另一方面提供了一種包括其上編碼有指令的計(jì)算機(jī) 可讀介質(zhì)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該指令在被執(zhí)行時(shí)使得無(wú)線通信裝置執(zhí)行在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)經(jīng)由無(wú)線 介質(zhì)來(lái)通信的方法。該方法包括：檢測(cè)與網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載相關(guān)聯(lián)的操作特性，基于檢測(cè)到的操作 特性來(lái)確定用于響應(yīng)于幀的成功傳輸而調(diào)整爭(zhēng)用窗口的大小的過(guò)程，提供該爭(zhēng)用窗口用于 確定用于推遲對(duì)無(wú)線介質(zhì)的接入的推遲時(shí)段。該方法進(jìn)一步包括向在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)操作的一個(gè)或 多個(gè)無(wú)線設(shè)備傳送指示該過(guò)程的信息。
[0012] 附圖簡(jiǎn)述
[0013] 圖1解說(shuō)了其中可采用本公開的各方面的無(wú)線通信系統(tǒng)的示例。
[0014] 圖2示出了可在圖1的無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)采用的示例性無(wú)線設(shè)備的功能框圖。
[0015] 圖3示出了可用在圖2的無(wú)線設(shè)備中以傳送無(wú)線通信的示例性組件的功能框圖。 [0016]圖4解說(shuō)了可用在圖2的無(wú)線設(shè)備中以接收無(wú)線通信的示例性組件的功能框圖。
[0017] 圖5是示出根據(jù)一實(shí)施例的在可由在圖1的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中操作的圖2的無(wú)線設(shè)備采 用的CSMA方案中使用的時(shí)間區(qū)間的示圖。
[0018] 圖6A、6B和6C是示出根據(jù)一實(shí)施例的供多個(gè)無(wú)線設(shè)備在推遲倒計(jì)數(shù)機(jī)制中使用 的獲指派時(shí)隙的一系列時(shí)隙的示圖。
[0019] 圖7是根據(jù)一實(shí)施例的推遲對(duì)無(wú)線介質(zhì)的接入的方法的實(shí)現(xiàn)的流程圖。
[0020] 圖8A是根據(jù)一實(shí)施例的修改CSMA參數(shù)的方法的流程圖。
[0021] 圖8B是根據(jù)一實(shí)施例的用于修改CSMA參數(shù)的另一方法的流程圖。
[0022] 圖9A是根據(jù)一實(shí)施例的響應(yīng)于成功幀傳輸而調(diào)整爭(zhēng)用窗口的大小的過(guò)程的示例 性方法的流程圖。
[0023] 圖9B是根據(jù)一實(shí)施例的確定用于響應(yīng)于成功幀傳輸而調(diào)整爭(zhēng)用窗口的大小的過(guò) 程的另一示例性方法的流程圖。
[0024] 圖10是示出根據(jù)一實(shí)施例的可在可由圖2的無(wú)線設(shè)備采用的CSMA方案中使用的 附加時(shí)間區(qū)間的示圖。
[0025] 圖11是根據(jù)一實(shí)施例的用于推遲對(duì)無(wú)線介質(zhì)的接入以避免沖突的方法的流程 圖。
[0026] 詳細(xì)描述
[0027] 以下參照附圖更全面地描述本新穎系統(tǒng)、裝置和方法的各種方面。然而，本教義公 開可用許多不同的形式來(lái)實(shí)施并且不應(yīng)被解釋為被限定于本公開通篇所給出的任何特定 結(jié)構(gòu)或功能。確切而言，提供這些方面是為了使本公開將是透徹和完整的，并且其將向本領(lǐng) 域技術(shù)人員完全傳達(dá)本公開的范圍?；诒疚牡慕虒?dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)領(lǐng)會(huì)，本公開的 范圍旨在覆蓋本文所公開的這些新穎的系統(tǒng)、裝置和方法的任何方面，不論其是獨(dú)立實(shí)現(xiàn) 的還是與本發(fā)明的任何其他方面組合實(shí)現(xiàn)的。例如，可以使用本文所闡述的任何數(shù)目的方 面來(lái)實(shí)現(xiàn)裝置或?qū)嵺`方法。另外，本發(fā)明的范圍旨在覆蓋使用作為本文中所闡述的本發(fā)明 各種方面的補(bǔ)充或者與之不同的其他結(jié)構(gòu)、功能性、或者結(jié)構(gòu)及功能性來(lái)實(shí)踐的裝置或方 法。應(yīng)當(dāng)理解，本文披露的任何方面可以由權(quán)利要求的一個(gè)或多個(gè)要素來(lái)實(shí)施。
[0028] 盡管本文描述了特定方面，但這些方面的眾多變體和置換落在本公開的范圍之 內(nèi)。盡管提到了優(yōu)選方面的一些益處和優(yōu)點(diǎn)，但本公開的范圍并非旨在被限定于特定益處、 用途或目標(biāo)。確切而言，本公開的各方面旨在寬泛地適用于不同的無(wú)線技術(shù)、系統(tǒng)配置、網(wǎng) 絡(luò)、和傳輸協(xié)議，其中一些藉由示例在附圖和以下對(duì)優(yōu)選方面的描述中解說(shuō)。詳細(xì)描述和附 圖僅僅解說(shuō)本公開而非限定本公開，本公開的范圍由所附權(quán)利要求及其等效技術(shù)方案來(lái)定 義。
[0029] 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可包括各種類型的無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN)。WLAN可被用于采用廣泛使 用的聯(lián)網(wǎng)協(xié)議來(lái)將近旁設(shè)備互連在一起。本文描述的各個(gè)方面可應(yīng)用于任何通信標(biāo)準(zhǔn)，諸 如WiFi、或者更一般地IEEE802. 11無(wú)線協(xié)議族中的任何成員。
[0030] 在一些方面，可使用正交頻分復(fù)用（0FDM)、直接序列擴(kuò)頻（DSSS)通信、0FDM與 DSSS通信的組合、或其他方案來(lái)根據(jù)802. 11協(xié)議傳送無(wú)線信號(hào)。
[0031] 本文中所描述的設(shè)備中的某些設(shè)備可進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)多輸入多輸出（MM0)技術(shù)并且 被實(shí)現(xiàn)為802. 11協(xié)議的一部分。MIM0系統(tǒng)采用多個(gè)（乂個(gè)）發(fā)射天線和多個(gè)（、個(gè)）接 收天線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。由這NT個(gè)發(fā)射天線及NK個(gè)接收天線形成的MIM0信道可被分解為Ns 個(gè)也被稱為空間信道或流的獨(dú)立信道，其中Ns<min{NT，NK}。這隊(duì)個(gè)獨(dú)立信道中的每一個(gè) 對(duì)應(yīng)于一維度。如果由這多個(gè)發(fā)射天線和接收天線創(chuàng)生的附加維度得以利用，則MM0系統(tǒng) 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] 在一些實(shí)現(xiàn)中，WLAN包括作為接入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的組件的各種設(shè)備。例如，可以有兩 種類型的設(shè)備：接入點(diǎn)（"AP"）和客戶端（亦稱為站，或"STA"）。一般而言，AP用作WLAN 的中樞或基站，而STA用作WLAN的用戶。例如，STA可以是膝上型計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理 (PDA)、移動(dòng)電話等。在一示例中，STA經(jīng)由遵循WiFi(例如，IEEE802. 11協(xié)議）的無(wú)線鏈 路連接到AP以獲得到因特網(wǎng)或到其它廣域網(wǎng)的一般連通性。在一些實(shí)現(xiàn)中，STA也可被用 作AP。
[0033] 接入點(diǎn)（"AP"）還可包括、被實(shí)現(xiàn)為、或被稱為B節(jié)點(diǎn)、無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)控制器 ("RNC"）、演進(jìn)型B節(jié)點(diǎn)、基站控制器（"BSC"）、基收發(fā)機(jī)站（"BTS"）、基站（"BS"）、收 發(fā)機(jī)功能（"TF"）、無(wú)線電路由器、無(wú)線電收發(fā)機(jī)或其他某個(gè)術(shù)語(yǔ)。
[0034]站"STA"還可包括、被實(shí)現(xiàn)為、或被稱為接入終端（"AT"）、訂戶站、訂戶單元、移 動(dòng)站、遠(yuǎn)程站、遠(yuǎn)程終端、用戶終端、用戶代理、用戶設(shè)備、用戶裝備或其他某個(gè)術(shù)語(yǔ)。在一些 實(shí)現(xiàn)中，接入終端可包括蜂窩電話、無(wú)繩電話、會(huì)話發(fā)起協(xié)議（"SIP"）話機(jī)、無(wú)線本地環(huán)路 ("WLL"）站、個(gè)人數(shù)字助理（"PDA")、具有無(wú)線連接能力的手持式設(shè)備、或連接至無(wú)線調(diào)制 解調(diào)器的其他某種合適的處理設(shè)備。因此，本文所教導(dǎo)的一個(gè)或多個(gè)方面可被納入到電話 (例如，蜂窩電話或智能電話）、計(jì)算機(jī)（例如，膝上型設(shè)備）、便攜式通信設(shè)備、手持機(jī)、便攜 式計(jì)算設(shè)備（例如，個(gè)人數(shù)據(jù)助理）、娛樂(lè)設(shè)備（例如，音樂(lè)或視頻設(shè)備、或衛(wèi)星無(wú)線電）、游 戲設(shè)備或系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)設(shè)備、或被配置成經(jīng)由無(wú)線介質(zhì)通信的任何其他合適的設(shè)備 中。
[0035]圖1解說(shuō)了其中可采用本公開的各方面的無(wú)線通信系統(tǒng)100的示例。無(wú)線通信系 統(tǒng)100可按照無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)（例如IEEE802. 11標(biāo)準(zhǔn)中的一個(gè)或多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)）來(lái)操作。無(wú)線通信 系統(tǒng)100可包括六？104，六？104與31六106&、10613、106(3、106(1和1066(合稱為51六106) 通信。
[0036]STA106e可能難以與AP104通信，或者可能在AP104射程之外并且不能夠與之 通信。由此，另一STA106d可被配置為在STA106e與AP104之間中繼通信的中繼器112。
[0037]可以將各種過(guò)程和方法用于無(wú)線通信系統(tǒng)100中在AP104與STA106之間的傳 輸。例如，可以根據(jù)OFDM/OFDMA技術(shù)在AP104與STA106之間發(fā)送和接收信號(hào)。如果是 這種情形，則無(wú)線通信系統(tǒng)100可以被稱為0FDM/0FDMA系統(tǒng)。替換地，可以根據(jù)CDMA技術(shù) 在AP104與STA106之間發(fā)送和接收信號(hào)。如果是這種情形，則無(wú)線通信系統(tǒng)100可被稱 為CDMA系統(tǒng)。
[0038] 促成從AP104至一個(gè)或多個(gè)STA106的傳輸?shù)耐ㄐ沛溌房杀环Q為下行鏈路 (DL) 108,而促成從一個(gè)或多個(gè)STA106至AP104的傳輸?shù)耐ㄐ沛溌房杀环Q為上行鏈路 (UL) 110。替換地，下行鏈路108可被稱為前向鏈路或前向信道，而上行鏈路110可被稱為 反向鏈路或反向信道。
[0039]AP104可充當(dāng)基站并提供基本服務(wù)區(qū)域（BSA) 102中的無(wú)線通信覆蓋。AP104 連同與該AP104相關(guān)聯(lián)并使用該AP104來(lái)通信的諸STA106-起可被稱為基本服務(wù)集 (BSS)。應(yīng)注意，無(wú)線通信系統(tǒng)100可以不具有中央AP104,而是可以作為STA106之間的 對(duì)等網(wǎng)絡(luò)起作用。相應(yīng)地，本文中所描述的AP104的功能可替換地由一個(gè)或多個(gè)STA106 來(lái)執(zhí)行。
[0040] 圖2解說(shuō)了可在無(wú)線通信系統(tǒng)100內(nèi)采用的無(wú)線設(shè)備202中利用的各種組件。無(wú) 線設(shè)備202是可被配置成實(shí)現(xiàn)本文描述的各種方法的設(shè)備的示例。例如，無(wú)線設(shè)備202可 包括圖1的AP104、中繼器112、或者諸STA106之一。
[0041] 無(wú)線設(shè)備202可包括控制無(wú)線設(shè)備202的操作的處理器204。處理器204也可被