專利名稱：具有協(xié)調(diào)的信道選擇的定向發(fā)現(xiàn)協(xié)議的制作方法
具有協(xié)調(diào)的信道選擇的定向發(fā)現(xiàn)協(xié)議這個(gè)申請(qǐng)要求享有于2008年9月25日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 61/099，918的利益。本發(fā)明一般涉及網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備發(fā)現(xiàn)，并且更特別地涉及利用發(fā)現(xiàn)協(xié)議來(lái)查找通信伙伴設(shè)備的方法和設(shè)備。由Ecma International研制的ECMA-387是用于短距離通信的60GHz PHY (物理層)和MAC (Medium Access Control介質(zhì)訪問(wèn)控制)的標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)為散裝率(bulk rate) 傳遞和多媒體流式傳送二者提供高速率WPAN (無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng))傳送。ECMA-387標(biāo)準(zhǔn)定義三種設(shè)備類型，這些設(shè)備類型獨(dú)立地與其特有的類型互操作， 并且能夠與其他類型共存和互操作。這三種設(shè)備類型被定義如下
1.類型 A 設(shè)備在 10 米范圍 L0S/NL0S (Line-of-Sight/Non-Line-of Sight 視線 / 非視線)多徑環(huán)境中提供視頻流式傳送和WPAN應(yīng)用。它使用高增益可訓(xùn)練天線。類型A設(shè)備被視為“高端” 一高性能設(shè)備。2.類型B設(shè)備在較短距離(1-3米)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)LOS鏈路上利用非可訓(xùn)練天線來(lái)提供視頻和數(shù)據(jù)應(yīng)用。類型B設(shè)備被視為“經(jīng)濟(jì)”設(shè)備，并且以有利于低成本實(shí)施和低功耗的方式來(lái)權(quán)衡距離(范圍)和NLOS性能。3.類型C設(shè)備在小于1米距離上利用非可訓(xùn)練天線和無(wú)QoS (服務(wù)質(zhì)量)保證在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)LOS鏈路上支持純數(shù)據(jù)(data only)應(yīng)用。類型C設(shè)備被視為“底端”設(shè)備，其提供較簡(jiǎn)單的實(shí)施(方式)、最低的成本和最低的功耗。在ECMA-387 MAC規(guī)范中，具有用于設(shè)備發(fā)現(xiàn)和天線波束形成的專用信道。這個(gè)信道被稱為發(fā)現(xiàn)信道。具有不同能力的設(shè)備在這個(gè)信道中使用各種PHY模式來(lái)發(fā)送其相應(yīng)的信標(biāo)幀。這些信標(biāo)使用被稱為先聽(tīng)后講(listen before talk)或CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突避免)的基于爭(zhēng)用的介質(zhì)訪問(wèn)機(jī)制來(lái)訪問(wèn)無(wú)線媒介。這些信標(biāo)的用途是發(fā)現(xiàn)該設(shè)備將與之實(shí)施數(shù)據(jù)通信的一個(gè)或多個(gè)其他設(shè)備。因此，這些信標(biāo)被稱為發(fā)現(xiàn)信標(biāo)。ECMA-387規(guī)定數(shù)據(jù)交換發(fā)生在數(shù)據(jù)信道上，其將分布式預(yù)留協(xié)議(Distributed Reservation Protocol) (DRP)用于數(shù)據(jù)傳輸，其中介質(zhì)訪問(wèn)是基于預(yù)留的。在基于DRP的數(shù)據(jù)傳輸中，所有類型的設(shè)備使用超幀結(jié)構(gòu)。依照基于CSMA/CA爭(zhēng)用的信道訪問(wèn)或分布式爭(zhēng)用訪問(wèn)(Distributed Contention Access) (DCA)機(jī)制，在發(fā)現(xiàn)信道中發(fā)送發(fā)現(xiàn)信標(biāo)之前，該設(shè)備感測(cè)該信道來(lái)確定是否具有正在進(jìn)行的發(fā)現(xiàn)信標(biāo)傳輸。如果檢測(cè)到發(fā)現(xiàn)信標(biāo)傳輸，該設(shè)備在檢測(cè)到的信標(biāo)傳輸完成之后推遲等于長(zhǎng)幀間間隙(Long Inter-Frame Space) (LIFS)的時(shí)段。該設(shè)備隨后在發(fā)送之前針對(duì)附加的延遲時(shí)間而生成隨機(jī)的補(bǔ)償時(shí)間(backoff time),除非補(bǔ)償定時(shí)器已包含非零值。該補(bǔ)償時(shí)間被選定為SlotTime XRI，其中SlotTime (時(shí)隙時(shí)間)是DCA時(shí)隙的長(zhǎng)度， 而RI是從爭(zhēng)用窗口間隔
上的均勻分布中隨機(jī)提取的數(shù)字。在

圖1中示出該補(bǔ)償程序。發(fā)現(xiàn)信道100被許多信標(biāo)幀101占用，并且在兩個(gè)信標(biāo)幀之間是信標(biāo)幀間間隙(Beacon Inter-Frame Space) (BIFS) 102。該媒介是忙的，直至發(fā)送最后的信標(biāo)。所有的補(bǔ)償時(shí)隙跟隨在LIFS周期103的后面出現(xiàn)，其中在該LIFS周期期間該媒介被確定為空閑的。如果對(duì)于特定的補(bǔ)償時(shí)隙104的持續(xù)時(shí)間沒(méi)有檢測(cè)到傳輸，那么該補(bǔ)償程序?qū)哑溲a(bǔ)償時(shí)間遞減SlotTime。如果在補(bǔ)償時(shí)隙期間在任何時(shí)間上檢測(cè)到傳輸，則暫停該補(bǔ)償程序；即，補(bǔ)償定時(shí)器對(duì)于那個(gè)時(shí)隙將不遞減。該設(shè)備將遵循上述的程序，因?yàn)樵谠试S恢復(fù)補(bǔ)償程序之前第一次檢測(cè)到該信道是繁忙的。當(dāng)補(bǔ)償定時(shí)器達(dá)到零時(shí)，發(fā)現(xiàn)信標(biāo)101的傳輸將開(kāi)始。在發(fā)現(xiàn)信道中，可能使用定向天線來(lái)定向發(fā)送發(fā)現(xiàn)信標(biāo)幀。因此，當(dāng)一個(gè)設(shè)備正在發(fā)送其發(fā)現(xiàn)信標(biāo)時(shí)，潛在的通信伙伴可能正在某個(gè)非面對(duì)該發(fā)射機(jī)的方向上進(jìn)行收聽(tīng)，因而延遲該發(fā)現(xiàn)。需要設(shè)計(jì)使設(shè)備能夠在合理量的時(shí)間內(nèi)找到彼此的發(fā)現(xiàn)協(xié)議。此外，不同類型的設(shè)備正使用不同的PHY模式來(lái)發(fā)送其發(fā)現(xiàn)信標(biāo)。需要設(shè)計(jì)使不同類型的設(shè)備能夠找到彼此的發(fā)現(xiàn)協(xié)議。在設(shè)備找到彼此之后，設(shè)備配對(duì)需要選擇信道來(lái)交換PHY服務(wù)數(shù)據(jù)單元(Service Data Unit) (PSDU)。由于定向傳輸，因此即使發(fā)射機(jī)和接收機(jī)正在感測(cè)相同的信道，信道條件對(duì)于所述發(fā)射機(jī)和接收機(jī)而言也可能是不同的。需要為該設(shè)備設(shè)計(jì)信道選擇協(xié)議來(lái)選擇兩個(gè)設(shè)備都同意的信道。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，提供用于在無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)(WPAN)中在第一設(shè)備與第二設(shè)備之間的數(shù)據(jù)信道選擇的通信設(shè)備發(fā)現(xiàn)與協(xié)調(diào)的方法和協(xié)議。該方法包括由第一和第二設(shè)備在發(fā)現(xiàn)信道中使用基于異步爭(zhēng)用的介質(zhì)訪問(wèn)機(jī)制來(lái)發(fā)送一組發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊；由第一和第二設(shè)備掃描發(fā)現(xiàn)信道；以及通過(guò)使用基于異步爭(zhēng)用的介質(zhì)訪問(wèn)機(jī)制在發(fā)現(xiàn)信道中交換信道選擇命令幀，在第一與第二設(shè)備之間進(jìn)行協(xié)調(diào)，以選擇數(shù)據(jù)信道。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中提供的具有協(xié)調(diào)的信道選擇的發(fā)現(xiàn)協(xié)議具有下列特征
不需要附加的全向天線；
基于異步爭(zhēng)用的介質(zhì)訪問(wèn)來(lái)降低協(xié)議復(fù)雜度；
保持定向傳輸?shù)男剩?br> 能夠發(fā)現(xiàn)不同類型的設(shè)備；
在數(shù)據(jù)交換信道的選擇中協(xié)調(diào)的信道感測(cè)。被視為本發(fā)明的主題在本說(shuō)明書(shū)完結(jié)時(shí)在權(quán)利要求書(shū)中特別地指出并清楚地請(qǐng)求保護(hù)。本發(fā)明的上述和其他的特征與優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述中將是清楚的。圖1圖解說(shuō)明使用基于爭(zhēng)用的信道訪問(wèn)在發(fā)現(xiàn)信道中的信標(biāo)傳輸。圖2圖解說(shuō)明類型A設(shè)備的發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊。圖3圖解說(shuō)明類型B設(shè)備的發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊。圖4圖解說(shuō)明類型A設(shè)備的發(fā)現(xiàn)周期。圖5圖解說(shuō)明類型B設(shè)備的發(fā)現(xiàn)周期。圖6圖解說(shuō)明用于信道選擇命令幀的凈荷格式。圖7圖解說(shuō)明信道選擇控制字段。圖8圖解說(shuō)明發(fā)現(xiàn)掃描IE格式。圖9圖解說(shuō)明掃描定時(shí)格式。圖10圖解說(shuō)明信道改變IE格式。
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重要的是注意利用本發(fā)明所披露的實(shí)施例僅僅是在此的創(chuàng)新教導(dǎo)的眾多有利使用的示例。一般而言，在本申請(qǐng)的說(shuō)明書(shū)中進(jìn)行的陳述不一定限制各種請(qǐng)求保護(hù)的發(fā)明之中的任何一個(gè)。此外，一些陳述可能適用于一些創(chuàng)新的特征，而不適用于其他的特征。通常， 除非另外指出，否則在不喪失一般性的情況下，單數(shù)元素也可以是復(fù)數(shù)，并且反之亦然。在附圖中，相同的數(shù)字在若干視圖指的是相同的部分。使用基于異步爭(zhēng)用的介質(zhì)訪問(wèn)的信標(biāo)傳輸
設(shè)備使用發(fā)現(xiàn)信道來(lái)發(fā)現(xiàn)其他服務(wù)。在一對(duì)設(shè)備找到彼此之后，它們切換到其選擇的數(shù)據(jù)交換信道，并且通過(guò)發(fā)送同步信標(biāo)在選擇的信道中設(shè)立超幀結(jié)構(gòu)。為了降低協(xié)議復(fù)雜度，披露根據(jù)本發(fā)明的非同步的發(fā)現(xiàn)協(xié)議，因此在發(fā)現(xiàn)信道上使用基于爭(zhēng)用的介質(zhì)訪問(wèn)而不是在發(fā)現(xiàn)信道上使用同步的超幀結(jié)構(gòu)來(lái)發(fā)送發(fā)現(xiàn)信標(biāo)。設(shè)備發(fā)現(xiàn)
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，在第一次加電之后，設(shè)備發(fā)現(xiàn)它打算根據(jù)下述的各種實(shí)施例來(lái)交換MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元(MPDU)的另一設(shè)備。發(fā)現(xiàn)信道中信標(biāo)的傳輸
設(shè)備當(dāng)在發(fā)現(xiàn)信道中發(fā)送信標(biāo)以發(fā)現(xiàn)鄰居時(shí)將信標(biāo)幀的狀態(tài)字段設(shè)置成“Discovery (發(fā)現(xiàn))”。這些具有狀態(tài)字段被設(shè)置成“Discovery”的信標(biāo)被稱為發(fā)現(xiàn)信標(biāo)。為了發(fā)現(xiàn)正在發(fā)現(xiàn)設(shè)備所支持的不同類型的設(shè)備，該設(shè)備使用與該正在發(fā)現(xiàn)設(shè)備打算發(fā)現(xiàn)的設(shè)備的類型相對(duì)應(yīng)的不同PHY模式來(lái)順序發(fā)送具有狀態(tài)被設(shè)置成“Poll (輪詢)”的信標(biāo)，如在下面進(jìn)一步討論的。例如，由類型A設(shè)備使用具有狀態(tài)被設(shè)置成“Poll”的模式BO (mode-BO)所發(fā)送的信標(biāo)幀被稱為模式BO輪詢幀。分布式爭(zhēng)用訪問(wèn)(DCA)用于在發(fā)現(xiàn)信道中發(fā)送發(fā)現(xiàn)信標(biāo)和類型B/類型C輪詢幀。傳輸模式
使用與設(shè)備類型相對(duì)應(yīng)的公用PHY模式，更具體地，對(duì)于類型A、類型B和類型C設(shè)備， 分別使用模式D0、模式BO和模式C0，發(fā)送發(fā)現(xiàn)信標(biāo)。類型A
類型A設(shè)備開(kāi)始在發(fā)現(xiàn)信道中發(fā)送包括模式DO發(fā)現(xiàn)信標(biāo)、模式BO和模式CO輪詢幀的發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊，如下所述。類型A設(shè)備的發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊
圖2顯示類型A設(shè)備的發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊200的定時(shí)。類型A設(shè)備只在發(fā)現(xiàn)信道上發(fā)送模式 DO發(fā)現(xiàn)信標(biāo)210。模式DO發(fā)現(xiàn)信標(biāo)是全向信標(biāo)。在完成模式DO發(fā)現(xiàn)信標(biāo)傳輸210之后， 類型A設(shè)備發(fā)送一個(gè)或多個(gè)輪詢幀塊230。輪詢幀塊的數(shù)量等于該設(shè)備能夠使用多個(gè)天線塊或波束覆蓋的扇區(qū)的數(shù)量。輪詢幀塊230包括在相同的扇區(qū)中模式BO輪詢幀231與模式CO輪詢幀232的傳輸和以指定順序?qū)δＪ紺O 233與模式BO輪詢234響應(yīng)的掃描。連續(xù)的模式DO發(fā)現(xiàn)信標(biāo)和輪詢幀的傳輸被BIFS 220分隔，并且在一個(gè)傳輸時(shí)機(jī)(Transmission Opportunity) (TXOP)240中完成。該掃描在模式CO輪詢幀傳輸232結(jié)束之后開(kāi)始于等于短幀間間隙(SIFS)(未示出)的時(shí)間。類型A設(shè)備首先對(duì)于C-SCAN 235的持續(xù)時(shí)間來(lái)掃描對(duì)所發(fā)送的模式CO輪詢幀233的響應(yīng)，在此之后，類型A設(shè)備對(duì)于B-SCAN 236的持續(xù)時(shí)間來(lái)掃描對(duì)先前發(fā)送的模式BO輪詢幀234的響應(yīng)。在掃描模式BO響應(yīng)234之后，類型A設(shè)備在D-SCAN的持續(xù)時(shí)間中掃描模式DO響應(yīng)沈0。如果類型A設(shè)備具有覆蓋多個(gè)扇區(qū)(251，252，……，25N)的多個(gè)天線，在完成第一扇區(qū)251中的掃描之后，該類型A設(shè)備切換到下一個(gè)扇區(qū)252，以發(fā)送下一個(gè)輪詢幀塊230，其中連續(xù)的模式BO 231和模式CO輪詢232幀的傳輸利用BIFS 220來(lái)分隔并在一個(gè)TXOP 240中完成。附加設(shè)備的發(fā)現(xiàn)
為了在數(shù)據(jù)信道中開(kāi)始傳輸之后發(fā)現(xiàn)其他的設(shè)備，類型A設(shè)備切回到該發(fā)現(xiàn)信道并發(fā)送發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊，如下所述。在信道中開(kāi)始模式AO信標(biāo)的傳輸之后，類型A設(shè)備不遲于最大許可的發(fā)現(xiàn)等待時(shí)間(MaxDiscoveryLatency)超幀、利用預(yù)留類型被設(shè)置成“Absence (缺席)”進(jìn)行DRP預(yù)留。 這個(gè)DRP預(yù)留的長(zhǎng)度大于類型A設(shè)備為了發(fā)送類型A發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊而需要的最小時(shí)間，其中所述類型A發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊包括模式DO信標(biāo)、模式BO和模式CO輪詢幀。在這個(gè)預(yù)留內(nèi)，類型 A設(shè)備改變到發(fā)現(xiàn)信道并發(fā)送發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊，如上面在章節(jié)“類型A設(shè)備的發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊”中所述的。發(fā)現(xiàn)周期的隨機(jī)化
圖4圖解說(shuō)明類型A設(shè)備的發(fā)現(xiàn)周期400。每次在如上所述發(fā)送一組發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊410 之后，設(shè)備在從間隔[DBPMin，DBPMax]上的均勻分布中隨機(jī)提取的時(shí)間上調(diào)度同一組發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊410的另一次傳輸，其中從這樣一組發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊的前一次傳輸?shù)钠瘘c(diǎn)開(kāi)始測(cè)量(該間隔)。在下一組發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊的預(yù)定傳輸之前，類型A設(shè)備掃描模式DO發(fā)現(xiàn)信標(biāo)或響應(yīng)420。 該設(shè)備重復(fù)上面的隨機(jī)化發(fā)現(xiàn)程序，直至如上所述接收到針對(duì)所發(fā)送的發(fā)現(xiàn)信標(biāo)或輪詢幀的響應(yīng)。如果設(shè)備使用多個(gè)天線塊或波束覆蓋多個(gè)扇區(qū)(451，452，……，45N)，那么該設(shè)備切換到下一個(gè)扇區(qū)452，以便使用不同的天線塊或波束來(lái)發(fā)送下一組發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊410。在一個(gè)實(shí)施例中，在切換時(shí)使用的天線塊或波束的順序與用于發(fā)送其輪詢幀塊的順序是相同的。如果在發(fā)現(xiàn)信道中正確地接收到模式DO信標(biāo)，那么類型A設(shè)備可以利用從中接收到模式DO信標(biāo)的設(shè)備來(lái)開(kāi)始天線訓(xùn)練。在信道中開(kāi)始模式AO信標(biāo)的傳輸之后在發(fā)現(xiàn)信道中發(fā)送的發(fā)現(xiàn)信標(biāo)包括信道改變IE(信息元素)，以指示該設(shè)備在哪一個(gè)信道上發(fā)送模式AO信標(biāo)。稍后在下面的“初始信道選擇”章節(jié)中討論初始信道選擇處理。類型B
類型B設(shè)備開(kāi)始在發(fā)現(xiàn)信道中發(fā)送包括模式BO發(fā)現(xiàn)信標(biāo)和模式CO輪詢幀的發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊，如下所述。類型B設(shè)備的發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊
圖3圖解說(shuō)明類型B發(fā)現(xiàn)塊300的定時(shí)。類型B設(shè)備只在發(fā)現(xiàn)信道中發(fā)送模式BO發(fā)現(xiàn)信標(biāo)311。在發(fā)現(xiàn)-輪詢塊310中，在完成模式BO發(fā)現(xiàn)信標(biāo)傳輸311之后，類型B設(shè)備發(fā)送模式CO輪詢幀312，隨后是掃描模式CO響應(yīng)311和模式BO響應(yīng)314。模式BO發(fā)現(xiàn)信標(biāo) 311、模式CO輪詢幀312的傳輸利用BIFS 320來(lái)分隔，并且在所獲得的一個(gè)TXOP中完成。 該掃描開(kāi)始于在模式CO輪詢幀傳輸結(jié)束之后的SIFS時(shí)間(未示出)。類型B設(shè)備首先對(duì)于 C-SCAN 315的持續(xù)時(shí)間來(lái)掃描針對(duì)所發(fā)送的模式CO輪詢幀313的響應(yīng)，在此之后，類型B 設(shè)備對(duì)于B-SCAN 316的持續(xù)時(shí)間而掃描針對(duì)先前發(fā)送的模式BO發(fā)現(xiàn)信標(biāo)314的響應(yīng)。如果類型B設(shè)備具有覆蓋多個(gè)扇區(qū)(351，352，……，35N)的多個(gè)天線，在完成第一個(gè)扇區(qū)351 中的掃描之后，類型B型設(shè)備切換到下一個(gè)扇區(qū)352，并且使用不同的天線塊或波束，對(duì)于該設(shè)備能夠覆蓋的每個(gè)扇區(qū)，重復(fù)相同的發(fā)現(xiàn)-輪詢塊(程序)。在發(fā)送一組發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊之后，類型B設(shè)備掃描模式BO信標(biāo)或輪詢幀，如下所述。發(fā)現(xiàn)周期的隨機(jī)化
圖5圖解說(shuō)明類型B設(shè)備的發(fā)現(xiàn)周期500。每次在如上所述發(fā)送一組發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊510 之后，設(shè)備在從間隔[DBPMin，DBPMax]上的均勻分布中隨機(jī)提取的時(shí)間上調(diào)度同一組發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊510的另一次傳輸，其中從這樣一組發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊的前一次傳輸?shù)钠瘘c(diǎn)開(kāi)始測(cè)量(該間隔)。在下一組發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊的預(yù)定傳輸之前，類型B設(shè)備掃描模式DO發(fā)現(xiàn)信標(biāo)和輪詢幀 520。該設(shè)備重復(fù)上述的隨機(jī)化發(fā)現(xiàn)程序，直至如上所述接收到對(duì)于所發(fā)送的發(fā)現(xiàn)信標(biāo)或輪詢幀的響應(yīng)。如果設(shè)備使用多個(gè)天線塊或波束覆蓋多個(gè)扇區(qū)，那么該設(shè)備切換到下一個(gè)扇區(qū)， 以便使用不同的天線塊或波束來(lái)發(fā)送下一組發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊。在一個(gè)實(shí)施例中，在切換時(shí)使用的天線塊或波束的順序與用于發(fā)送其發(fā)現(xiàn)-輪詢塊的順序是相同的。如果在發(fā)現(xiàn)信道中正確地接收到模式BO信標(biāo)或輪詢幀，類型B設(shè)備利用從中接收到模式BO信標(biāo)或輪詢幀的設(shè)備開(kāi)始初始信道選擇處理，如稍后在“初始信道選擇”章節(jié)中所述的。類型 C
在首次加電之后，類型C設(shè)備對(duì)于至少一個(gè)超幀來(lái)掃描每一個(gè)信道。如果它在該掃描期間沒(méi)有接收到任何的模式CO輪詢幀，那么該設(shè)備對(duì)于至少等于預(yù)定值DBPMax的周期來(lái)掃描該發(fā)現(xiàn)信道。在該掃描之后，類型C設(shè)備不發(fā)送任何的幀，除非該掃描表明下列條件之
一是真的
如果信道被檢測(cè)為忙并且正確地接收到至少一個(gè)模式CO輪詢幀，那么類型C設(shè)備可以與從中接收到模式C輪詢幀的設(shè)備相關(guān)聯(lián)。如果類型C設(shè)備在該掃描期間檢測(cè)到空閑信道并且通過(guò)對(duì)任何的模式CO輪詢幀做出響應(yīng)而還沒(méi)有與另一設(shè)備相關(guān)聯(lián)，那么類型C設(shè)備在該信道中開(kāi)始發(fā)送模式CO輪詢幀。如果在發(fā)現(xiàn)信道中正確地接收到由類型A/B主設(shè)備發(fā)送的模式CO輪詢幀，類型C 設(shè)備與從中接收到模式CO輪詢的主設(shè)備一起繼續(xù)初始信道選擇處理，如下面在“初始信道選擇”章節(jié)中所述的。初始信道選擇
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，在類型A或B設(shè)備在一個(gè)信道中設(shè)立或加入信標(biāo)組之前，該類型A或B設(shè)備使用初始信道選擇處理來(lái)選擇那個(gè)信道，以發(fā)送其模式AO或模式BO數(shù)據(jù)信標(biāo)、B輪詢或類型C輪詢幀。設(shè)備不開(kāi)始初始信道選擇處理，除非該設(shè)備在發(fā)現(xiàn)信道中已從它打算與之交換 MPDU的另一個(gè)設(shè)備接收到發(fā)現(xiàn)信標(biāo)或輪詢幀。在一個(gè)實(shí)施例中，該設(shè)備僅在發(fā)現(xiàn)信道中使用DCA來(lái)發(fā)送信道選擇命令幀。在初始信道選擇處理中，該設(shè)備首先利用顯性信道掃描(Explicit Channel kan)與新近發(fā)現(xiàn)的設(shè)備協(xié)調(diào)顯性信道掃描，隨后是顯性信道切換 (Explicit Channel Switch)。
顯件信道掃描
設(shè)備通過(guò)發(fā)送信道掃描請(qǐng)求(Channel Scanning Request)來(lái)請(qǐng)求新近發(fā)現(xiàn)的設(shè)備執(zhí)行信道掃描。一旦該設(shè)備接收到對(duì)其信道掃描請(qǐng)求的ACK幀，該設(shè)備就離開(kāi)該發(fā)現(xiàn)信道，以掃描在其信道掃描請(qǐng)求中指定的相同的一個(gè)或多個(gè)信道。在該設(shè)備在其信道掃描請(qǐng)求中在發(fā)現(xiàn)掃描(Discovery karmingHE中規(guī)定的時(shí)間上，該設(shè)備返回到該發(fā)現(xiàn)信道來(lái)偵聽(tīng)信道掃描響應(yīng)。一接收到這樣的信道掃描請(qǐng)求，設(shè)備就利用ACK幀來(lái)響應(yīng)，在此之后，它在信道掃描請(qǐng)求中所指示的信道中執(zhí)行所請(qǐng)求的掃描。該設(shè)備在信道掃描請(qǐng)求中所指示的時(shí)間返回到發(fā)現(xiàn)信道，并發(fā)送信道掃描響應(yīng)，其中該信道掃描響應(yīng)包括一個(gè)或多個(gè)DRP可用IE來(lái)指示掃描結(jié)果。顯件信道切換
一接收到信道掃描響應(yīng)，設(shè)備就向它從中接收到該信道掃描響應(yīng)的設(shè)備發(fā)送信道改變請(qǐng)求(Channel Change Request)。在發(fā)送信道改變請(qǐng)求之后，該設(shè)備偵聽(tīng)信道改變響應(yīng)(Channel Change Response)。一旦它接收到具有原因代碼字段被設(shè)置成“Accepted (接受)”的信道改變響應(yīng)，它就在切換到接受信道以建立超幀結(jié)構(gòu)之前等待在范圍(
)上隨機(jī)選擇的時(shí)段，除了該對(duì)設(shè)備將在同意的信道中從事主_從操作之外。如果該設(shè)備接收到具有原因代碼字段被設(shè)置成不同于“Accepted”的值的幀，那么該設(shè)備發(fā)送經(jīng)過(guò)修訂的信道改變請(qǐng)求。該設(shè)備不切換到不被接收方接受的信道。一接收到信道改變請(qǐng)求，設(shè)備就利用具有如在下面的表2中所示恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行設(shè)置的原因代碼字段的信道改變響應(yīng)幀來(lái)響應(yīng)。設(shè)備不切換到某個(gè)信道，直至接收到針對(duì)其接受的信道改變響應(yīng)的ACK幀。在該設(shè)備切換到同意的信道以建立超幀結(jié)構(gòu)之前，該設(shè)備等待在范圍W，SuperframeLength]中隨機(jī)選擇的時(shí)段，除了該對(duì)設(shè)備將在同意的信道中從事主-從操作之外。信道選擇命令幀格式
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，一組信道選擇命令(Channel Selection Command)幀用于請(qǐng)求信道掃描，以便利用信道掃描結(jié)果來(lái)響應(yīng)，并選擇信道來(lái)交換MSDU。在信道選擇命令幀的MAC標(biāo)題中的ACK策略字段(policy field)始終被設(shè)置成 Imm-ACK (Immediate Acknowledgement 艮口時(shí)石角認(rèn))。圖6圖解說(shuō)明信道選擇命令幀600的凈荷，其中該幀包括信道選擇控制字段610 和一個(gè)或多個(gè)信息元素620。圖7圖解說(shuō)明信道選擇控制(Channel Selection Control)字段700的細(xì)節(jié)，其中該字段包含命令子類型(Command Subtype)字段710、原因代碼(Reason Code)字段720和信道位圖(Channel Bitmap)字段730。下面在表1中圖解說(shuō)明子類型的編碼。
權(quán)利要求
1.一種用于在無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)(WPAN)中在第一設(shè)備與第二設(shè)備之間的數(shù)據(jù)信道選擇的通信設(shè)備發(fā)現(xiàn)與協(xié)調(diào)的方法，該方法包括由第一和第二設(shè)備使用基于異步爭(zhēng)用的介質(zhì)訪問(wèn)機(jī)制在發(fā)現(xiàn)信道(100)中發(fā)送一組發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊(101);由第一和第二設(shè)備掃描發(fā)現(xiàn)信道(100)；和通過(guò)使用基于異步爭(zhēng)用的介質(zhì)訪問(wèn)機(jī)制在發(fā)現(xiàn)信道(100)中交換信道選擇命令幀 (600)，在第一與第二設(shè)備之間協(xié)調(diào)，以選擇數(shù)據(jù)信道。
2.權(quán)利要求1的方法，其中交換信道選擇命令幀(600)包括第一設(shè)備通過(guò)發(fā)送信道掃描請(qǐng)求命令(600)來(lái)請(qǐng)求第二設(shè)備執(zhí)行信道掃描； 第二設(shè)備通過(guò)發(fā)送ACK幀來(lái)響應(yīng)信道掃描請(qǐng)求命令(600)，并且執(zhí)行所請(qǐng)求的掃描； 第一設(shè)備一接收到ACK幀就執(zhí)行它自己的信道掃描； 第二設(shè)備通過(guò)發(fā)送信道掃描響應(yīng)(600)來(lái)向第一設(shè)備報(bào)告掃描結(jié)果； 第一設(shè)備基于掃描結(jié)果來(lái)選擇數(shù)據(jù)信道，并且通過(guò)發(fā)送信道改變請(qǐng)求命令(600)來(lái)請(qǐng)求第二設(shè)備改變到所選擇的數(shù)據(jù)信道；和第二設(shè)備通過(guò)發(fā)送信道改變響應(yīng)命令(600)來(lái)接受或拒絕所選擇的數(shù)據(jù)信道。
3.權(quán)利要求1的方法，其中第一和第二設(shè)備中的至少一個(gè)設(shè)備包含覆蓋多個(gè)扇區(qū) (251,252,……，25N)的多個(gè)天線，以及其中由第一和第二設(shè)備中的至少一個(gè)設(shè)備發(fā)送該組發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊(200)包括 發(fā)送全向發(fā)現(xiàn)信標(biāo)(210);和在多個(gè)扇區(qū)(251，252，……，25N)中的每一個(gè)上、一個(gè)扇區(qū)接一個(gè)扇區(qū)地發(fā)送一個(gè)或多個(gè)輪詢幀(230);以及其中由第一和第二設(shè)備中的至少一個(gè)設(shè)備掃描發(fā)現(xiàn)信道包括 掃描全向發(fā)現(xiàn)信標(biāo)(260);以及在多個(gè)扇區(qū)(251，252，……，25N)中的每一個(gè)上、一個(gè)扇區(qū)接一個(gè)扇區(qū)地掃描響應(yīng) (233，234)。
4.權(quán)利要求1的方法，其中第一和第二設(shè)備中的至少一個(gè)設(shè)備包含覆蓋多個(gè)扇區(qū) (351,352,……，35N)的多個(gè)天線，以及其中由第一和第二設(shè)備中的至少一個(gè)設(shè)備發(fā)送一個(gè)或多個(gè)發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊(310)包括 在多個(gè)扇區(qū)(351，352，……，35N)中的每一個(gè)上、一個(gè)扇區(qū)接一個(gè)扇區(qū)地發(fā)送發(fā)現(xiàn)信標(biāo)(311)和一個(gè)或多個(gè)輪詢幀(312)；以及其中由第一和第二設(shè)備中的至少一個(gè)設(shè)備掃描發(fā)現(xiàn)信道包括 在多個(gè)扇區(qū)(351，352，……，35N)中的每一個(gè)上、一個(gè)扇區(qū)接一個(gè)扇區(qū)地掃描發(fā)現(xiàn)信標(biāo)和輪詢幀(313，314)。
5.權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括在發(fā)送該組發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊(410，510)之后，在從間隔上的均勻分布中隨機(jī)提取的時(shí)間上發(fā)送相同組的發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊(410，510)，并且重復(fù)該發(fā)送，直至接收到響應(yīng)。
6.權(quán)利要求5的方法，其中該設(shè)備包含多個(gè)天線，所述多個(gè)天線覆蓋多個(gè)扇區(qū)(451， 452，……，45N)、從一個(gè)扇區(qū)切換到下一個(gè)扇區(qū)來(lái)發(fā)送相同組的發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊。
7.權(quán)利要求3的方法，進(jìn)一步包括一接收到全向信標(biāo)(210)，就開(kāi)始下列程序之一天線訓(xùn)練程序； 信道選擇程序；以及設(shè)備關(guān)聯(lián)程序。
8.權(quán)利要求1的方法，其中信道改變命令幀具有包括以下內(nèi)容的幀格式 信道選擇控制字段(700);和一個(gè)或多個(gè)信息元素字段(800)。
9.權(quán)利要求8的方法，其中信道選擇控制字段包括 子類型值(710)，其表示命令幀是信道掃描請(qǐng)求； 信道掃描響應(yīng)； 信道改變請(qǐng)求；或信道改變響應(yīng)； 原因代碼(720)；和信道位圖(730)。
10.一種無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)(WPAN)中至少包括第一設(shè)備和第二設(shè)備的通信系統(tǒng)，第一和第二設(shè)備被配置成使用基于異步爭(zhēng)用的介質(zhì)訪問(wèn)機(jī)制，在發(fā)現(xiàn)信道(100)中發(fā)送一組發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊(101)； 掃描發(fā)現(xiàn)信道(100);以及通過(guò)使用基于異步爭(zhēng)用的介質(zhì)訪問(wèn)機(jī)制在發(fā)現(xiàn)信道(100)中交換信道選擇命令幀 (600)，在第一與第二設(shè)備之間協(xié)調(diào)，以選擇數(shù)據(jù)信道。
11.權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中交換信道選擇命令幀(600)包括第一設(shè)備通過(guò)發(fā)送信道掃描請(qǐng)求命令(600)來(lái)請(qǐng)求第二設(shè)備執(zhí)行信道掃描； 第二設(shè)備通過(guò)發(fā)送ACK幀來(lái)響應(yīng)信道掃描請(qǐng)求命令(600)，并執(zhí)行所請(qǐng)求的掃描； 第一設(shè)備一接收到ACK幀就執(zhí)行它自己的信道掃描； 第二設(shè)備通過(guò)發(fā)送信道掃描響應(yīng)(600)來(lái)向第一設(shè)備報(bào)告掃描結(jié)果； 第一設(shè)備基于掃描結(jié)果來(lái)選擇數(shù)據(jù)信道，并且通過(guò)發(fā)送信道改變請(qǐng)求命令(600)來(lái)請(qǐng)求第二設(shè)備改變到所選擇的數(shù)據(jù)信道；和第二設(shè)備通過(guò)發(fā)送信道改變響應(yīng)命令(600)來(lái)接受或拒絕所選擇的數(shù)據(jù)信道。
12.權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中第一和第二設(shè)備中的至少一個(gè)設(shè)備包含覆蓋多個(gè)扇區(qū) (251,252,……，25N)的多個(gè)天線，以及第一和第二設(shè)備中的至少一個(gè)設(shè)備通過(guò)下列動(dòng)作來(lái)發(fā)送該組發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊(200): 發(fā)送全向發(fā)現(xiàn)信標(biāo)(210);和在多個(gè)扇區(qū)(251，252，……，25N)之中的每一個(gè)上、一個(gè)扇區(qū)接一個(gè)扇區(qū)地發(fā)送一個(gè)或多個(gè)輪詢幀(230)；以及第一和第二設(shè)備之中的至少一個(gè)設(shè)備通過(guò)下列動(dòng)作來(lái)掃描發(fā)現(xiàn)信道 掃描全向發(fā)現(xiàn)信標(biāo)(260);以及在多個(gè)扇區(qū)(251，252，……，25N)中的每一個(gè)上、一個(gè)扇區(qū)接一個(gè)扇區(qū)地掃描響應(yīng) (233，234)。
13.權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中第一和第二設(shè)備中的至少一個(gè)設(shè)備包含覆蓋多個(gè)扇區(qū)(351,352,……，35N)的多個(gè)天線，以及第一和第二設(shè)備中的至少一個(gè)設(shè)備通過(guò)下列動(dòng)作來(lái)發(fā)送該組發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊(310):在多個(gè)扇區(qū)(351，352，……，35N)中的每一個(gè)上、一個(gè)扇區(qū)接一個(gè)扇區(qū)地發(fā)送發(fā)現(xiàn)信標(biāo)(311)和一個(gè)或多個(gè)輪詢幀(312)；以及第一和第二設(shè)備中的至少一個(gè)設(shè)備通過(guò)下列動(dòng)作來(lái)掃描發(fā)現(xiàn)信道在多個(gè)扇區(qū)(351，352，……，35N)中的每一個(gè)上、一個(gè)扇區(qū)接一個(gè)扇區(qū)地掃描發(fā)現(xiàn)信標(biāo)和輪詢幀(313，314)。
14.權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中第一和第二設(shè)備進(jìn)一步被配置成在發(fā)送該組發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊(410，510)之后，在從間隔上的均勻分布中隨機(jī)提取的時(shí)間上發(fā)送相同組的發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊(410，510)，并且重復(fù)所述發(fā)送，直至接收到響應(yīng)。
15.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，在其上面已存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼在被執(zhí)行時(shí)使得第一設(shè)備和第二設(shè)備中的處理器在無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)(WPAN)中在第一設(shè)備與第二設(shè)備之間執(zhí)行數(shù)據(jù)信道選擇的通信設(shè)備發(fā)現(xiàn)與協(xié)調(diào)的處理，該處理包括由第一和第二設(shè)備在發(fā)現(xiàn)信道(100)中使用基于異步爭(zhēng)用的介質(zhì)訪問(wèn)機(jī)制來(lái)發(fā)送一組發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊(101);由第一和第二設(shè)備掃描發(fā)現(xiàn)信道(100)；以及通過(guò)使用基于異步爭(zhēng)用的介質(zhì)訪問(wèn)機(jī)制在發(fā)現(xiàn)信道(100)中交換信道選擇命令幀 (600)，在第一與第二設(shè)備之間協(xié)調(diào)，以選擇數(shù)據(jù)信道。
全文摘要
用于在無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)(WPAN)中在第一設(shè)備與第二設(shè)備之間的數(shù)據(jù)信道選擇的通信設(shè)備發(fā)現(xiàn)與協(xié)調(diào)的方法和系統(tǒng)。該方法包括由第一和第二設(shè)備在發(fā)現(xiàn)信道(100)中使用基于異步爭(zhēng)用的介質(zhì)訪問(wèn)機(jī)制來(lái)發(fā)送一組發(fā)現(xiàn)信標(biāo)塊(101)；由第一和第二設(shè)備掃描發(fā)現(xiàn)信道(100)；以及通過(guò)使用基于異步爭(zhēng)用的介質(zhì)訪問(wèn)機(jī)制在發(fā)現(xiàn)信道中交換信道選擇命令幀(600)，在第一與第二設(shè)備之間進(jìn)行協(xié)調(diào)來(lái)選擇數(shù)據(jù)信道。
文檔編號(hào)H04W72/02GK102165827SQ200980137727
公開(kāi)日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2009年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月25日
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