寬頻帶近距離無線通信裝置及方法
【專利說明】寬頻帶近距離無線通信裝置及方法
[0001 ] 本申請是國際申請日為2011年3月4日、國家申請?zhí)枮?01180022452.4、發(fā)明名稱為“寬頻帶近距離無線通信裝置及方法”的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術領域
[0002]本發(fā)明涉及一種在毫米波頻帶中使用指向性天線來執(zhí)行寬頻帶近距離無線通信的裝置及方法。特別是，涉及一種在支持類似無線局域網(wǎng)WLAN(Wireless Local AreaNetwork)或無線個域網(wǎng)WPAN(Wireless Personal Area Network)環(huán)境的基于預約的信道存取的無線系統(tǒng)中，使用指向性天線的情況下，中繼通信信號的方法及裝置。
【背景技術】
[0003]毫米波(millimeter wave:mmWave)頻帶(57_66GHz)在全世界作為用于解決頻率資源不足的方案正被提出。
[0004]毫米波具有短波長、高頻率、寬頻帶、以及與大氣成分高度的交流等固有的特性。毫米波的優(yōu)點在于:使用超寬頻帶從而可獲得較高的數(shù)據(jù)傳輸率;直進性強不受周邊干涉；安全性高;頻率可重新使用等。此外，由于波長短，具有各種元件可小型化及輕量化的優(yōu)點。
[0005]相反，毫米波的缺點在于由于氧氣分子的吸收和降雨的衰減現(xiàn)象會造成電波距離短，并由于直進性的特征須確保視距(line of sight)。
[0006]為改善此類毫米波的缺點，使用指向性天線。由于指向性天線可將電力集中于特定方向來獲得較高的增益效率，從而可擴大通信的范圍。但是，就算使用指向性天線，在沒有確保視距的情況下，根據(jù)信號的傳輸距離、信號的反射、貫通信號的障礙物所帶來的信號的衰減也會很大。
[0007]因此，需要一種在沒有確保視距的情況下可將信號的衰減最小化，同時執(zhí)行通信的技術。

【發(fā)明內容】

[0008]技術課題
[0009]本發(fā)明提供一種裝置及方法，在支持基于預約的信道存取的無線系統(tǒng)中，根據(jù)迂回路徑及直接路徑的信道狀態(tài)，將中繼運作方式在鏈路轉換方式和鏈路協(xié)作方式之間變化。
[0010]此外，本發(fā)明提供一種裝置及方法，根據(jù)源節(jié)點、中繼節(jié)點、及目的節(jié)點之間所形成的鏈路的質量，以鏈路轉換方式或鏈路協(xié)作方式來傳輸數(shù)據(jù)幀，來有效地應付不斷變化的無線信道狀態(tài)。
[0011 ]此外，本發(fā)明提供一種裝置及方法，根據(jù)源節(jié)點、中繼節(jié)點、目的節(jié)點之間所形成的鏈路的質量，將數(shù)據(jù)幀傳輸方式從鏈路協(xié)作方式改變?yōu)殒溌忿D換方式，來減少鏈路協(xié)作方式中發(fā)生的目的節(jié)點的天線增益損失。
[0012]技術方案
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的寬頻帶近距離無線通信方法，包括以下步驟:基于源節(jié)點和中繼節(jié)點之間的鏈路質量、所述中繼節(jié)點和目的節(jié)點之間的鏈路質量、以及所述源節(jié)點和所述目的節(jié)點之間的鏈路質量，來決定中繼運作方式的改變；當所述中繼運作方式的改變被決定時，傳輸中繼運作改變請求(Relay Operat1n Change request, ROCrequest)消息；以及接收用于應答所述中繼運作改變請求消息的中繼運作改變應答(Re layOperat1n Change Response,ROC Response)消息。
[0014]所述中繼運作改變請求消息可以是包含媒體存取控制層頭幀(MACHeader)字段、響應種類(Act1n Category)字段、響應值(Act1n Value)字段、對話標記(Dialog Token)字段、中繼運作方式(Relay Operat1n Type)字段的響應幀。
[0015]所述中繼運作改變應答消息可以是媒體存取控制層頭幀(MACHeader)字段、響應種類(Act1n Category)字段、響應值(Act1n Value)字段、對話標記(Dialog Token)字段、狀態(tài)碼字段的響應幀。
[0016]所述中繼運作方式字段可包括鏈路協(xié)作(Link cooperating)位字段、中繼鏈路(Relay-1 ink)位字段、預留位元。
[0017]所述鏈路協(xié)作位字段，其為了顯示鏈路協(xié)作方式可設定為I，且為了顯示鏈路轉換方式可設定為0，且當所述鏈路協(xié)作位字段的值被設定為O時，所述中繼鏈路位字段具備有效值，并在迂回路徑中進行鏈路轉換時被設定為I，在直接路徑中進行鏈路轉換時可設定為O。
[0018]所述決定中繼運作方式(type)的改變的步驟，是在以鏈路協(xié)作方式運作的狀態(tài)下，當直接路徑中不能進行信號傳輸或鏈路質量比預先設定的標準差時，決定將所述中繼運作方式改變?yōu)殒溌忿D換方式，且傳輸所述中繼運作改變請求消息的步驟，是將所述中繼運作改變請求消息傳輸至所述中繼節(jié)點，且接收所述中繼運作改變應答消息的步驟，可從所述中繼節(jié)點接收所述中繼運作改變應答消息，其中，所述中繼運作改變應答消息包括所述目的節(jié)點和所述中繼節(jié)點的中繼運作方式改變的認可與否。
[0019]所述中繼運作改變請求消息包括鏈路協(xié)作位字段值被設定為0，且中繼鏈路位字段被設定為I的中繼運作方式字段，且所述中繼運作改變應答消息可包括所述目的節(jié)點及所述中繼節(jié)點的為顯示所述中繼運作方式改變的認可與否設有規(guī)定的位元的狀態(tài)碼字段。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的寬頻帶近距離無線通信方法，可進一步包括以下步驟:當所述中繼運作方式改變被認可時，將數(shù)據(jù)幀傳輸至所述中繼節(jié)點。
[0021]決定所述中繼運作方式的改變的步驟，是在以鏈路協(xié)作方式運作的狀態(tài)下，當迂回路徑中不能進行信號傳輸或鏈路質量比預先設定的標準差時，決定將所述中繼運作方式改變?yōu)殒溌忿D換方式，且傳輸所述中繼運作改變請求消息的步驟，是將所述中繼運作改變請求消息傳輸至目的節(jié)點，且接收所述中繼運作改變應答消息的步驟，可從目的節(jié)點接收所述中繼運作改變應答消息，所述中繼運作改變應答消息包括中繼運作方式改變的認可與否。
[0022]所述中繼運作改變請求消息包括鏈路協(xié)作位字段值被設定為0，且中繼鏈路位字段被設定為O的中繼運作方式字段，且所述中繼運作改變應答消息可包括所述目的節(jié)點的為顯示所述中繼運作方式改變的認可與否設有規(guī)定的位元的狀態(tài)碼字段。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的寬頻帶近距離無線通信方法，可進一步包括以下步驟:當所述中繼運作方式改變被認可時，將數(shù)據(jù)幀傳輸至所述目的節(jié)點。
[0024]決定所述中繼運作方式(type)的改變的步驟，是在以鏈路轉換方式運作的狀態(tài)下，決定將所述中繼運作方式改變?yōu)殒溌忿D換方式，且傳輸所述中繼運作改變請求消息的步驟，是將所述中繼運作改變請求消息傳輸至所述中繼節(jié)點，且接收所述中繼運作改變應答消息的步驟，是從所述中繼節(jié)點接收所述中繼運作改變應答消息，其中，所述中繼運作改變應答消息包括所述目的節(jié)點及所述中繼節(jié)點的中繼運作方式改變的認可與否。
[0025]所述中繼運作改變請求消息包括鏈路協(xié)作位字段值被設定為I的中繼運作方式字段，且所述中繼運作改變應答消息包括所述目的節(jié)點和所述中繼節(jié)點的為顯示所述中繼運作方式改變的認可與否設有規(guī)定的位元的狀態(tài)碼字段。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的寬頻帶近距離無線通信方法，可進一步包括以下步驟:當所述中繼運作方式改變被認可時，基于所述鏈路協(xié)作方式來將數(shù)據(jù)幀傳輸至所述中繼節(jié)點和所述目的節(jié)點。
[0027]所述目的節(jié)點，其被設定為從所述源節(jié)點及所述中繼節(jié)點同時接收數(shù)據(jù)幀，且天線圖案同時指向所述中繼節(jié)點及所述源節(jié)點。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的寬頻帶近距離無線通信方法，可進一步包括以下步驟:判斷所述源節(jié)點、所述中繼節(jié)點、及所述目的節(jié)點之間的傳輸時間點調整TPA(Transmiss1n Time-Point Adjustment)被執(zhí)行與否；以及當所述傳輸時間點調整沒有被執(zhí)行時，執(zhí)行所述源節(jié)點、所述中繼節(jié)點、及所述目的節(jié)點之間的傳輸時間點調整。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的寬頻帶近距離無線通信方法，可進一步包括以下步驟:從所述中繼節(jié)點接收鏈路檢測報告幀，且所述鏈路檢測報告幀(Link MeasurementReport frame)包括顯示所述源節(jié)點和所述中繼節(jié)點之間的鏈路質量信息的第I鏈路余量元素(the first link margin element)、和顯示所述中繼節(jié)點和所述目的節(jié)點之間的鏈路質量信息的第2鏈路余量元素(the second link margin element)。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的寬頻帶近距離無線通信方法，進一步包括以下步驟:基于所述源節(jié)點和所述中繼節(jié)點之間的鏈路質量信息及所述中繼節(jié)點和所述目的節(jié)點之間的鏈路質量信息，來改變向所述中繼節(jié)點及所述目的節(jié)點傳輸幀時所使用的調制及編碼方式(Modulat1n and Coding Scheme) ο
[0031]根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例一種寬頻帶近距離無線通信方法，包括以下步驟:當中繼運作方式的改變被決定時，從源節(jié)點接收中繼運作改變請求(Relay Operat1nChange request,ROC request)消息；將接收的所述中繼運作改變請求消息傳輸至目的節(jié)點；從所述目的節(jié)點接收對應于所述中繼運作改變請求消息的中繼運作改變應答(R e I a yOperat1n Change Response ,ROC Response)消息；以及將接收的所述中繼運作改變應答消息傳輸至所述源節(jié)點。
[0032]所述傳輸至目的節(jié)點的步驟，是將中繼節(jié)點的媒體存取控制MAC(Medium AccessControl)地址設定為媒體存取控制層頭幀的傳輸?shù)刂稵A(Transmitter address)，并將所述目的節(jié)點的媒體存取控制地址設定為所述媒體存取控制層頭幀的接收地址RA(ReceiverAddress)，從而來傳輸所述中繼運作改變請求消息。
[0033 ]此外，可進一步包括以下步驟:檢測所述源節(jié)點與中繼節(jié)點之間的鏈路質量、所述中繼節(jié)點和所述目的節(jié)點之間的鏈路質量；以及將鏈路檢測報告幀(Link MeasurementReport frame)傳送至所述源節(jié)點，所述鏈路檢測報告幀包括顯示所述源節(jié)點和所述中繼節(jié)點之間的鏈路質量信息的第I鏈路余量元素(the first link margin element)以及顯示所述中繼節(jié)點和所述目的節(jié)點之間的鏈路質量信息的第2鏈路余量元素(the secondlink margin element)。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的實施例的寬頻帶近距離無線通信方法，包括以下步驟:當中繼運作方式的改變被決定時，接收中繼運作改變請求(Relay Operat1n Change request,ROCr e q u e s t)消息；以及傳輸對應于所述中繼運作改變請求消息的中繼運作改變應答(R e I a yOperat1n Change Response,ROC Response)消息。
[0035]所述接收消息的步驟，是在源節(jié)點和目的節(jié)點之間的直接路徑中不能進行信號傳輸或鏈路質量比預先設定的標準差，決定將所述中繼運作方式從鏈路協(xié)作方式改變?yōu)殒溌忿D換方式的情況下，從中繼節(jié)點接收所述中繼運作改變請求消息，且在所述源節(jié)點、所述中繼節(jié)點、所述目的節(jié)點之間的迂回路徑中不能進行信號傳輸或鏈路質量比預先設定的標準差，決定將所述中繼運作方式從鏈路協(xié)作方式改變?yōu)殒溌忿D換方式的情況下，可從源節(jié)點接收所述中繼運作改變請求消息。
[0036]所述接收消息的步驟，是在決定將所述中繼運作方式從鏈路轉換方式改變?yōu)殒溌穮f(xié)作方式時，可從中繼節(jié)點接收所述中繼運作改變請求消息。
[0037]所述傳輸消息的步驟，是在源節(jié)點和目的節(jié)點之間的直接路徑中不能進行信號傳輸或鏈路質量比預先設定的標準差，決定將所述中繼運作方式從鏈路協(xié)