毫米波无线网络中的流量限制

摘要

一种网络控制器可以在它自己的网络中以使得避免来自于另一个设备的预期传输的潜在干扰的方式调度两个设备之间的定向通信。在某些情况下，网络控制器可以是使用定向通信的两个设备中的一个设备。预期传输的定时可以由网络控制器根据它自己的观察来确定，或者可以在来自于它自己的网络中的设备的传输中来通知它该定时。给出可能的格式以用于将该信息传送给网络控制器。

说明书

技术领域

本发明涉及毫米波无线网络中的流量限制。

背景技术

以处于或者高于几十千兆赫的频率(相应波长为几毫米或更短)操作的无线通信网络通常具有非常短的信号距离，并且因此主要用于个人区域网络(PAN)。当很多PAN紧密地设置在一起时，例如在办公室环境中时，相邻PAN之间的干扰可能是个重大问题。定向通信经常用于缓解这个问题，但是调度无干扰无线通信的常用方法(例如RTS/CTS技术)并不很适合于使用定向通信的网络。具体来说，当STA向它的NC请求某一信道时间时，NC可能不知道来自于相邻PAN的重复干扰信号，并且可能为STA调度与那个干扰信号重叠的时间。在重叠周期(period)期间，有可能一个PAN中的通信会干扰另一个PAN中的通信，也有可能两个PAN之间相互干扰。

发明内容

本发明涉及一种装置，包括：

第一无线通信设备，具有处理器、存储器和无线电，所述设备配置成：

确定与第二无线通信设备的通信中的潜在干扰的时间周期，所述干扰来自于来自第三无线通信设备的传输；

参考重复的信标间隔获得描述所述时间周期将何时发生的信息；以及

向网络控制器传送所述信息。

本发明涉及一种方法，包括：

在第一无线通信设备中执行操作，所述操作包括：

确定在与网络控制器的后续通信中的潜在干扰的第一时间周期，所述潜在干扰来自于来自第二无线通信设备的传输；

相对于信标间隔定义所述第一时间周期；以及

向所述网络控制器传送信息，所述信息将所述第一时间周期作为避免所述第一无线通信设备与所述网络控制器之间的通信的周期来描述。

本发明涉及一种物品，包括：

包含指令的计算机可读存储介质，所述指令在由一个或者多个处理器执行时导致执行以下操作：

在第一无线通信设备中确定在涉及第二无线通信设备的后续通信中的潜在干扰的时间周期，所述干扰来自于第三设备；

相对于信标间隔定义所述时间周期；以及

向网络控制器传送信息，所述信息指示所述时间周期是避免与所述第二无线通信设备通信的时间周期。

本发明涉及一种装置，包括：

无线网络控制器，具有处理器、存储器和无线电(radio)，所述装置配置成：

确定在涉及第一无线通信设备的通信中的潜在干扰的时间周期，所述干扰来自于来自第二无线通信设备的传输；以及

向所述第一无线通信设备传送在信标间隔内的通信周期的调度(schedule)，以使得所述通信周期在时间上不会与所述时间周期重叠。

本发明涉及一种方法，包括：

在第一无线通信设备中执行操作，所述操作包括：

确定在涉及第二无线通信设备的通信中的潜在干扰的时间周期，所述干扰来自于来自第三无线通信设备的传输；以及

向所述第二无线通信设备传送所述第二无线通信设备的通信周期的调度，所述通信周期在信标间隔内，并且不与所述时间周期重叠。

本发明涉及一种物品，包括：

包含指令的计算机可读存储介质，所述指令在由一个或者多个处理器执行时导致执行以下操作：

确定在涉及第一无线通信设备的通信中的潜在干扰的时间周期，所述干扰来自于来自第二无线通信设备的传输；以及

向所述第一无线通信设备传送所述第一无线通信设备的通信周期的调度，所述通信周期在信标间隔内，并且不与所述时间周期重叠。

附图说明

通过参考下面的描述和用于解释本发明实施例的附图，可以理解本发明的一些实施例。附图中：

图1示出根据本发明一个实施例的两个重叠且潜在干扰的无线网络。

图2示出根据本发明一个实施例在两个网络中的通信调度的定时图。

图3示出根据本发明一个实施例用于传达调度限制信息的信息元素的格式。

图4示出根据本发明一个实施例由STA执行的方法的流程图。

图5示出根据本发明一个实施例由NC执行的方法的流程图。

具体实施方式

在下面的描述中，提出很多特定细节。然而，应当理解，没有这些特定细节也可实现本发明的实施例。在其它情况下，没有详细示出公知的电路、结构和技术，以免混淆对本描述的理解。

提到“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“各种实施例”等时表示，所述的本发明的实施例可以包括特定特征、结构或者特性，但不是每个实施例都必须包括这些特定特征、结构或者特性。而且，一些实施例可以具有一些、所有或者不具有针对其它实施例描述的特征。

在下面的描述和权利要求中，可使用术语“耦合”和“连接”以及它们的派生词。应当理解，这些术语不是要相互作为同义词。相反，在特定实施例中，“连接”用于表示两个或者两个以上元素相互之间直接物理或者电接触。“耦合”用于表示两个或者两个以上元素之间协作或者相互作用，但是它们可以或者可以不直接物理或电接触。

如权利要求中所使用的，除非另有说明，否则使用顺序形容词“第一”、“第二”、“第三”等来描述共同要素仅仅表示提到的是类似要素的不同实例，而不是要表示所述的要素必须在时间上、空间上、排序上、或者以任何其它方式按照给定的顺序。

本发明的各种实施例可以用硬件、固件和软件中的一种或者任意组合来实现。本发明还可作为包含在计算机可读介质之中或之上的指令来实现，这些指令可以由一个或者多个处理器来读取和执行以使得能够执行本文所述的操作。计算机可读介质可以包括用于存储可供一个或者多个计算机读取的形式的信息的任何机构。例如，计算机可读介质可以包括有形的存储介质，例如但不局限于：只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储介质；光存储介质；闪存设备等。

术语“无线”可以用于描述通过非固体介质使用调制电磁辐射来传送数据的电路、设备、系统、方法、技术、通信信道等。该术语并不意味着相关联的设备不包括任何导线，虽然在某些实施例中它们可以不包括。无线设备可以包括至少一个天线、至少一个无线电和至少一个处理器，其中无线电通过天线传送表示数据的信号，并通过天线接收表示数据的信号，而处理器可以处理将要传送的数据和已经接收的数据。处理器还可以处理既不传送也不接收的其它数据。

术语“网络控制器”或者“NC”在此用于描述调度与网络中与其相关联的其它设备进行无线通信的无线通信设备。术语“STA”在此用于描述与NC相关联的无线通信设备，其与NC或者与网络中的其它STA的通信主要通过NC来调度。术语“相关联”表示STA已经提供了关于它自己的足够的信息以使NC知道STA的存在，并且NC和STA已经就协议充分地达成一致以使NC允许STA在该网络中操作。为了简化描述，可在本文中频繁使用术语网络控制器和STA，但是别处也可使用其它术语来描述具有相同功能的设备。例如，标为基站(BS)、接入点(AP)、控制点(CP)、PCP、PCP/AP等的设备可以用于代替NC，而标为移动站(MS)、用户站(SS)、DEV等的设备可以用于代替STA。本发明的各种实施例是要足够宽广以包括具有同等功能的所有这样的设备，而不管使用什么样的标记来描述它们。

可以假设，网络中的至少一些设备具有建立定向传输和定向接收的能力。定向传输表示，在期望的频带内，一个方向的传输相对较强，而其它方向的传输则相对较弱。定向接收表示，在期望的频带内，相对于其从其它方向接收同等强度的信号而言，接收设备可以更容易地接收来自于一个方向的信号。定向传输和接收可以通过在相同设备上具有多个天线并且对于每个天线不同地处理信号来实现，但是也可以改为使用其它技术。

图1示出根据本发明一个实施例的两个重叠且潜在干扰的无线网络。每个网络标为个人区域网络(PAN)，因为这种网络大小看起来最有可能得益于这里描述的技术，但是在本发明的各种实施例中也可包括其它网络大小(例如但不局限于短距离局域网)。网络中的每个设备可以具有处理器、存储器、无线电和多个天线，并且能够进行定向传送和定向接收。这些部件在用其它部件和/或软件正确配置时可以使得这些设备能够执行在此所述的操作。

第一个网络标为PAN 1，它包括网络控制器NC1(设备B)和另一个无线通信设备STA1(设备A)。NC1和STA1已经相互建立了定向通信链路L1。类似地，第二个网络标为PAN 2，它包括网络控制器NC2(设备C)和另一个无线通信设备STA2(设备D)。NC2和STA2已经相互建立了定向通信链路L2。所有四个设备示为在物理上设置在相对直的直线上。因为这种物理定位，所以从设备B到设备A的传输可能会被设备D无意地偷听(overhear)，即使设备D位于与设备B不同的网络中，并且这两个设备并没有试图相互通信。(在本文的上下文中，术语“偷听”或者其派生词用于描述接收打算给另一个网络中的另一个设备的传输，并且以能够正确解码内容的足够信号强度和/或以表示干扰源的足够信号强度接收它。)类似地，从设备D到设备C的传输可能会被设备B偷听。在没有适当的调度的情况下，来自B的传输可能会干扰从C到D的传输，或者来自D的传输可能会干扰从A到B的传输。

图2示出根据本发明一个实施例在两个网络中的通信调度的定时图。图2中的操作假设设备和它们的定位如图1所示。因为PAN 1和PAN 2是两个不同的网络，所以它们的信标间隔可能不同步，即，PAN1的信标和后续信标间隔开始时间晚于PAN 2的信标和后续信标间隔。PAN 1的信标间隔可以与PAN 2的两个不同信标间隔的部分重叠，反之亦然。虽然没有相互同步，但两个网络的信标间隔示为相同长度，以使得两个网络的信标之间的相对定时(timing)可以在多个信标间隔内保持不变。

在所示的实例中，设备A(STA1)向设备B(NC1)请求了信道时间，并且被授予时间周期L1用于设备A和B之间的后续通信。在很多情况下，将会对由NC1建立的多个连续信标间隔重复L1在信标间隔内占据的这个时间周期。在L1期间，设备A可以向设备B进行传送，并且设备B可以向设备A进行传送，而无论它们决定使用什么样的调度，并且这个调度可以随着每个连续信标间隔而改变，即使L1的整个时间周期从一个信标间隔到下一个信标间隔保持不变。然而，应当假设，在包括保留的时间周期L1的任何信标间隔期间，设备B可能会在时间周期L1期间的任何时间传送可能会被设备D偷听的信号。

类似地，在所示实例中，设备D(STA2)向设备C(NC2)请求了信道时间，并且被授予时间周期L2用于设备C和D之间的后续通信。在L2期间，设备C可以向设备D进行传送，并且设备D可以向设备C进行传送，而无论它们决定使用什么样的调度。与前面类似，应当假设，在包括L2的任何信标间隔期间，设备D可能会在时间周期L2期间的任何时间传送可能会被设备B偷听的信号。如果设备C不知道其它网络中的L1保留，则它可能会在与L1重叠的时间调度L2，从而在L1和L2重叠期间的任何时间在这两个网络之间建立干扰可能。但是在所示的实例中，以不与L1重叠的方式调度了L2，从而避免那种潜在干扰。为了确保L1和L2不重叠，设备C需要知道潜在干扰的时间周期L1。

可以用各种方式获得这个信息，例如但不局限于：

1)设备D可以通过偷听从设备B传送到设备A的调度信息而提前知道L1，并将该信息传递给设备C。然而，这个调度信息有可能与PAN 1中的信标定时相关，并且可能需要在它对设备C和D有用之前转换为PAN 2的信标定时。如果设备D也接收到来自于设备B的信标，则这个转换可能相对简单，并且因此可以将所接收的定时信息调整PAN 1中的信标和PAN 2中的信标之间的偏移量。

2)设备D可以通过偷听在那个时间周期期间来自于设备B的传输而知道L1(尤其是如果那些传输在多个信标间隔中重复发生)，并将该信息传递给设备C。设备D应当已经知道相对于PAN 2的信标定时的那个干扰的定时，并且因此应当不需要转换。

3)设备C可能注意到在对应于L1的时间周期期间与设备D的通信经常失败，并且推断出这是由于来自于相邻设备的干扰造成的。

图3示出根据本发明一个实施例用于传达调度限制信息的信息元素的格式。这个格式可以用于例如将L1的定时从设备C传达到设备D，以使得在所指示的时间周期期间限制设备D调度(避免调度)与设备C的通信。虽然示出特定格式，但这只是用于说明的目的，并且也可以使用其它格式。在这个实例中，假设所指示的限制只适用于两个设备之间交换以下信息的通信。其它STA可以向NC传送它们自己的限制信息以限制它们自己与其通信。

信息元素(IE)是在无线传输中有时用于在更大的格式中传达各种类型的信息的格式。图3的顶行中示出的IE具有标准开头，其元素ID字段指示其携带什么类型的信息，而长度字段指示IE的长度，以使得可以将IE与在传输中跟随在IE后面的其它信息区分开。在此实例中，元素ID和长度字段中的每个的长度都是一个八位字节(8位)，而调度限制字段可以具有可变长度，以使得如果需要，可以通过重复用于描述多个时间周期的字段来指示那些时间周期。这个可变字段的结束可以由长度字段的值来指示。

调度限制字段的内容的可能格式如图3的第二行中所指示。这个字段始于一个八位字节的子元素ID字段和长度字段，子元素ID字段指示调度限制字段携带什么类型的信息，而长度字段指示描述这个特定限制的字段的结束(即，在该实例中为前五个字段)。

在长度字段之后，这个格式示出限制控制字段，用于指示如何运用这些限制。限制控制字段之后是开始时间字段、持续时间字段和周期字段。开始时间字段的值指示受限制的时间周期开始的时间(例如，在上面的实例中为L1的起始端发生的时间)。开始时间的值可以用任何可行的时间单位(例如，微秒)来指示，并且可以引用到任何可行的时间点(例如，从信标间隔的起始端开始)。以类似方式，持续时间字段可以用任何可行的时间单位(例如，微秒)来表示。周期字段可以用于定义这些限制将运用多长时间，例如跨越多个信标字段。周期字段可以用任何可行的单位来表示，例如微秒或者信标间隔数。在其它实施例中，可以对这些字段中的任何字段使用其它时间单位和其它参考点。

注意，这种特定格式可以用于通过对每个这样的时间周期重复调度限制字段的前五个字段来指示多于一个受限制的时间周期(该实例示出第二组五个字段的第一部分以指示第二时间周期)。子元素ID值对于每个组可以是相同的，但是长度、限制控制、开始时间、持续时间和周期的值对于每组可以相同或者不同。这些字段可以重复多次以指示多个受限制的时间周期，前提条件是结果没有超出任何其它长度或者时间限制(例如，图3的第一行中的IE的长度字段的最大允许长度)。在某些情况下，由不同组定义的时间周期可以重叠。

限制控制字段的内容的可能格式如图3的第三行所示。例如，TX字段可以用于指示在所指示的时间周期期间不应发生从接收IE的设备到传送IE的设备的传输。(‘1’可以指示不传送，‘0’可以指示可以传送，反之亦然。)类似地，RX字段可以用于指示在所指示的时间周期期间不应调度传送这个IE的设备向接收这个IE的设备进行传送。这些约定假设TX和RX是出自于接收IE的设备(可能是NC)的观点，但是在不脱离此处所述的发明性概念的情况下，可备选地使用相反约定。接下来的6个位可保留用于目前未定义的将来使用。

通过对于传输和接收具有独立字段，这种格式足够灵活以限制传输、限制接收、限制二者或者二者都不限制。例如，一组限制可以适用于传输，而另一组限制适用于接收。

所指示的限制可以按各种方式结束。在一个实施例中，限制只适用于单个信标间隔，并且对于每个新的信标间隔都必须更新。在另一个实施例中，限制可以无限制地继续直到改变为止。在另一个实施例中，限制可以适用于预定数量的信标间隔。在又一个实施例中，限制可以适用于定义的时间周期或者定义数量的信标间隔，如图3所示。在一些实施例中，限制可以在IE指定它们不再适用时结束(例如，通过在限制控制字段的TX和/或RX位设置‘0’)。在一些实施例中，限制可以在默认数量的信标间隔过去之后结束，而不用通过某些其它方式来结束。当然，可以在任何时间通过传送指示新值的新IE来更新或者改变当前的限制。

图4示出根据本发明一个实施例由STA执行的方法的流程图。在所示的流程图400中，在410，STA可以确定预期在它与它的NC通信时的至少一个后续帧中发生的潜在干扰的周期。此确定可以用各种方式进行，例如但不局限于：1)STA可以偷听由另一个NC传送的用于在另一个网络中通信的调度，2)STA可以偷听在STA自己的信标间隔(即，由STA自己的NC设置的信标间隔)内的特定时间周期期间重复发生的来自于另一个设备的传输，3)STA可以偷听来自于另一个STA的请求授予特定时间周期用于在另一个网络中后续通信的请求，4)等等。

当接收到关于另一个网络中的调度的或者潜在调度的时间周期的信息(例如，之前段落中的选择1)或3))时，可能已经参考其它网络的信标间隔表示了该时间周期。为了用于这个网络，那个时间周期可能需要参考这个网络的信标间隔来表示，并且可以在图4中的420完成这个转换。

一旦STA确定了可表示在它与它的NC通信时的潜在干扰周期的一个或者多个时间周期，在430，便可将该信息放置在适于将该信息传送给NC的形式(例如，IE)中。然后，可在440将该信息传送给NC，而无论是IE的形式或者某个其它形式。在某些情况下，IE可以包含在其中STA请求信道时间用于后续通信的相同传输中。在某些情况下，可以独立于信道时间的请求传送IE。

图5示出根据本发明一个实施例由NC执行的方法的流程图。在这个方法中，NC可以获得关于在其与特定STA通信时可能发生的一个或者多个干扰周期的信息，并且由此来调度那些通信。所示流程图500示出NC获得该信息的两种方式。在510，NC可以从另一个设备接收定义这个时间周期的信息。例如，NC可以在它自己的网络中在由STA(例如，在图4中所述的STA)传送的IE中接收该信息。或者，NC可以偷听来自另一个网络中的另一个NC的传输，从而指定在该另一个网络中的调度的通信周期。如果当NC的接收器指向它自己的STA时NC可以偷听那个传送的调度，则可以假设，它也可以偷听在调度的周期期间进行的潜在干扰的传输。

在第二种方法中，在520，NC可以通过它自己的观察确定潜在干扰的周期。NC可以观察到，在它自己的信标间隔内的特定时间周期期间，其与特定STA的通信频繁地失败。或者，在其接收器指向它自己的STA时，它可以检测到在特定时间周期期间重复发生的来自于它自己的网络之外的传输，即使NC在那个时间没有试图从STA接收。在任一情况下，一旦NC确定了哪个(或哪些)时间周期可能受到干扰，在530，它可调度与STA的后续通信，以使得在潜在干扰的周期期间不会发生那些通信。

至此所述的实施例假设将被调度以避免干扰的通信是NC和STA之间的通信。然而，在其它实施例中，所调度的通信是两个STA之间的通信，但NC仍然调度这些通信。在这种情况下，仍可从STA向NC提供关于避免哪些时间周期的信息以及关于在所调度的通信中涉及哪些其它STA的信息。以那种方式，NC可以每次调度那些STA到STA的通信以避免来自于另一个网络的干扰传输。关于涉及哪两个STA的信息可以包括在包含前述IE的相同传输中，但是在IE之外。

之前的描述是说明性的而不是限制性的。本领域技术人员可以想到各种改变。那些改变是要包含在本发明的各种实施例中，本发明的各种实施例只由随附权利要求的范围来限制。