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TWI390907B - 在無線通訊系統中改良處理量及電力使用效率之方法 - Google Patents

在無線通訊系統中改良處理量及電力使用效率之方法 Download PDF

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TWI390907B
TWI390907B TW094113989A TW94113989A TWI390907B TW I390907 B TWI390907 B TW I390907B TW 094113989 A TW094113989 A TW 094113989A TW 94113989 A TW94113989 A TW 94113989A TW I390907 B TWI390907 B TW I390907B
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Joerg Habetha
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Description

在無線通訊系統中改良處理量及電力使用效率之方法
本發明係關於一種用於在無線通訊系統中改良處理量及電力使用效率之方法。
無線通訊頻寬既已隨著通道調變技術的進步而顯著地增加,使得無線媒體成為一種有線及光纖解決方案的可行替代方式。從而,在資料及語音通訊上使用無線連接確會繼續成長。這些裝置可如包含行動電話、無線網路(即如無線區域網路(WLANS))中的可攜式電腦、無線網路中的固定電腦、可攜式手機等等。
各個無線網路含有數個層級及子層級,像是「媒體接取控制(MAC)」子層及「實體(PHY)」層。該MAC層為「開放式系統互連(OSI)」堆疊中之「資料鏈結」層的最低子層。該MAC層提供許多要求同時地接取至相同無線媒體之使用者間的協調作業。
該MAC層協定包含多項統理接取至由在該網路裡各使用者所共享之廣播媒體的規則。即如已知,既已定義出多項不同的多重接取技術(通常稱為MAC協定)以統理該MAC層在該等協定中運作。這些包含,但不限於此,「載波感測多重接取(CSMA)」、「分頻多重接取(FDMA)」及「劃時多重接取(TDMA)」。
雖已提供各種標準及協定以顯著地改善語音及資料訊務的控制,然按增高之通道速率的網路接取需要持續增加,而同時又需支援服務品質(QoS)的要求,即有必要持續性地對於各種協定及標準加以評估並對此進行改變。例如,許多已知協定,像是「多帶式正交頻率多重接取聯盟(MBOA)」MAC草稿5.0,即缺少對於令一分散式無線網路中之各裝置的可用性資訊與非同步訊務共享的支援,這是利用競爭基礎式接取強化之分散式通道接取(EDCA)或「分散式保留協定(DRP)」。一種其中這會造成缺陷的示範性領域即為對於該網路內之裝置的電力使用管理效率性,或是缺少用以正確地計算出為建立一新DRP連接之適當次數的資訊。最終地,這些缺點會導致處理量降低及延遲的無效率性。
因此,所需要者即為一種能夠至少克服上述已知方法之缺點的方法及設備。
根據一範例具體實施例,一種無線通訊方法包含提供至少一可用性資訊元件(AIE)。該方法亦包含根據來自各接收器的AIE,而在複數個裝置,或系統或是兩者之間進行訊務傳輸及接收的排程作業。
根據另一範例具體實施例,一無線網路包含複數個無線元件,其中該網路係經調適以提供至少一可用性資訊元件(AIE),並且該複數個無線元件可根據該AIE以對訊務傳輸及接收作業進行排程。
在底下的詳細說明裡,為詮釋性而非限制性之目的,敘述揭示各特定細節之示範性具體實施例藉以供通徹瞭解該等示範性具體實施例。然對於熟諳本項技藝而受益於本揭示之人士,其他異於本揭之各項特定細節的具體實施例確為顯知者。此外,眾知裝置、方法、系統及協定之說明暫予省略以避免模糊本發明說明。然可根據該等示範性具體實施例,運用在熟諳本項技藝之人士所知悉範圍內的各種裝置、方法、系統及協定。最後,只要為實際者,類似編號係參指於類似特性。
簡言之,根據各示範性具體實施例,說明可在一分散式無線網路中改善效率性及處理量的各項方法及設備。該等方法及設備包含在信標週期期間提供至少一AIE。這些AIE包含在迫近之超訊框過程中該網路之裝置/系統可用性。按此方法,各裝置會在該超訊框上提供其可用性,有助於該網路之各裝置/系統間交換訊務。
根據在此所述之範例具體實施例,分散式無線網路係按MBOA草稿0.5所運作。當然,此僅屬示範性質,且其他MAC協定可併入於該網路內且關聯於各範例具體實施例所敘述之裝置可用性的共享處理。這些包含,但不限於此,目前的MBOA MAC協定,以及其他具避免碰撞之載波感測多重接取(CSMA/CA)協定或「分時多重接取(TDMA)」協定。應強調的是這些協定僅屬示範性質,且其他熟諳本項技藝之人士所知瞭的協定確可按如該等示範性具體實施例而實作。
圖1係根據一範例具體實施例之一無線網路之示意圖,其中包括複數個共享一通訊媒體(即共存)之無線裝置或系統。無線裝置/系統101可傳送或接收(或二者)往返於其他在其傳輸範圍102內之各無線裝置101的訊務104。此外,可有其他位於某些無線裝置/系統101之範圍102以外,但在某些裝置101'之範圍以內的無線裝置/系統103。從而,雖可在某些裝置/系統101'及103之間傳送該訊務105,然裝置/系統103或會被隱藏於其他的裝置101。即如本說明繼續敘述而更加顯明,可透過各範例具體實施例之方法及設備來避免與該訊務105的干擾。
圖2係於一第一信標201與一第二信標202間之超訊框之時刻表200。在此所用者,該等信標之開始點會被稱為「信標週期開始時間(BPST)」,且各信標之間會有一指定週期。在一範例具體實施例裡,該超訊框會被分割成複數個媒體存取槽(MAS)203,這可提供適於各範例具體實施例的組織化傳輸及接收作業。在一示範性具體實施例裡,會有256個訊槽203,各訊槽具有一約256微秒的時段,因此在該範例具體實施例裡超訊框的整個時段會約為65.56微秒(因此各BPST之間為65.53微秒)。當然,訊槽203的數量及時段長度僅係為說明目的而絕非為訊槽203的限制。
在各超訊框的開始處會有一信標間隔204。即如本說明繼續敘述而更為明顯,該信標間隔204可提供用以共享該網路100之各裝置/系統(即如裝置101、103)可用性資訊,以及該等裝置/系統將訊務發送至該範例具體實施例之無線網路100其他裝置/系統的需求之載具。
各信標間隔包含一定數量的訊槽。此數量可為在一特定服務間隔上屬靜態性;或可為在該服務間隔上屬動態性。即如,根據一範例具體實施例,在一服務間隔之各超訊框的各信標間隔204裡之訊槽203的數目可固定不變。或另者,在另一範例具體實施例裡,一信標間隔204內的訊槽203的數目可變化,以滿足一服務間隔之一超訊框的各裝置之需求。為說明之目的,該固定時段信標間隔可為包含8個MAS 203;且在一可變時段信標間隔裡,MASS的個數可為最多20個MAS 203。當然,此僅為說明該範例具體實施例。最後,應注意到在一信標間隔204之各訊槽203裡,會有一定數量的信標205。按示範方式而言,會有三個信標205。據此,在一靜態信標間隔裡,會有24個信標,而在一動態信標間隔裡,可有60個信標。
圖3顯示根據一示範性具體實施例之信標訊框300。該信標訊框300可為如併同於圖2之範例具體實施例所述的各信標205其中一者。該信標訊框300包含一標頭301、一信操控制訊框302及複數個資訊元件IE1 303、IE2 304、...、IEk 305(k=正整數)303-305。該信標300結束於一訊框檢查序列(FCS)306,此為業界所眾知者。
按示範性方式,複數個IE(IE1 303、IE2 304、IEk 305)各者可為一訊務指示映圖(TIM)或一可用性IE。在一範例具體實施例裡,該可用性IE提供一裝置/系統之可用性的資訊,或其他IE。例如,該可用性IE可提供關於該系統/裝置之省電間隔、相鄰者(即如經隱藏之鄰者)的訊務保留、掃描排程資訊或掃描通道資訊的資訊,此等僅少數可能者。
各IE 303-305各者包含該裝置或系統的資訊。亦即,該IE可包含一TIM,這可指示出從一裝置/系統至另一者之傳輸作業的所欲排程處理。該IE亦可包含一為以接收訊務之特定裝置/系統的可用性。即如本說明繼續敘述而為顯見者,可在該IE裡提供各訊槽203對於參與於該超訊框內之各裝置/系統的可用性。此外,藉由按該等IE來產佈該信標元件,用以在該網路100之各裝置/系統間進行排程訊務的資訊可有效率地啟用,而對效率性及處理量顯著地改善,此處僅列出少數對其有益處者。
在一範例具體實施例裡,在該信標週期204的過程中,會透過個別的資訊元件(亦即該信標元件300之IE 303-305)來提供該信標訊框300。一信標訊框300可包含一可用性IE 400,或可用性IE 404,這些分別地如圖4a及4b之各範例具體實施例中所示。
該可用性IE 400包含一元件ID 401、一長度欄位402及一可用性位元映圖403。該元件ID 401包含該IE 400所歸屬之資訊元件的型態。例如,該元件ID 401可為一可用性IE、一TIM或其他提供關於該裝置之資訊的元件。
該可用性IE 400也包含一長度欄位402。該長度欄位402會按位元組指示出該IE的長度。該可用性IE 400也包含一可用性位元映圖403,這可按示範方式般為具有256位元的長度。該位元映圖403的各個位元包含一二進制數位(位元),表示對於該超訊框之各MAS的裝置/系統可用性。以示範方式而言,一「0」位元表示該裝置在一特定MAS過程中為可用;而一「1」位元表示該裝置/系統在一特定MAS過程中並非可用。應注意該MAS可因各種理由而被標註為非可用(亦即一「1」),僅列出一些像是「省電模式」、「相鄰者保留」、「其他信標週期」者。
圖4b係根據另一範例具體實施例之可用性IE 404。該IE 404共享與圖4a之範例具體實施例的IE 400數項共同特徵;然不會重覆這些共同跡象,藉以避免模糊本範例具體實施例焦點。
該IE 404包含一元件ID 405、一長度欄位406、一信標週期開始時間(BPST)位移407及一時段欄位408,這會等同於前述之長度欄位402。
在本範例具體實施例裡,該BPST位移欄位407定義該用以接收訊務之時間的可用間隔開始時間。此為該無線裝置或無線系統為可用之超訊框的過程中之時間間隔。該BPST位移欄位407會被設定為該可用間隔之第一訊槽的訊槽數目。該時段欄位408在多個資料訊槽裡含有該可用間隔的時段。此範例具體實施例提供一種用以發訊該可用性之方法,而除其他優點外,此方法在當有一相當少數量之可用間隔時確可提供效率性,這是由於該IE 404的長度可相對為較小。
即如隨即瞭解者,關於回返到圖1之範例具體實施例的網路100,透過該範例具體實施例之可用性IE 400、404,該網路100之各裝置/系統101'、101、103可藉由其對於該超訊框之可用性來產佈該信標訊框300。此項資訊會在該信標週期204過程中交換,並因此各裝置/元件可通知該網路100之其他裝置/系統其可用性;且因此可被知會其他裝置/系統101'、101、103的可用性。按此方式,即可由各範例具體實施例而大幅地避免掉困擾已知網路的排程處理問題。
圖5係根據一範例具體實施例而於一無線網路中進行通訊之方法500流程圖。該方法500開始於步驟501,其中該BPST開始進行。在該BPST之後的信標週期期間,各種裝置/系統送出具有對於該目前超訊框之IE的信標。在步驟502裡,藉由從該網路之各種裝置/系統所導出之信標的資訊以產佈該信標訊框。亦即,在步驟502過程中,會透過各信標來提供個別可用性元件(即如元件400、404),且以該超訊框過程中藉由TIM上的資訊及其他可用性來產佈該信標訊框300。
在各裝置/系統既已提供其可用性IE之後,各裝置即已有機會擷取在該網路裡會參與該超訊框之所有裝置/系統的可用性IE。從而,在步驟504裡,會在超訊框及商談程序之過程中進行對於新保留的通訊作業。此項商談程序係例如由要求等時服務之裝置所進行的頻寬保留。這些商談程序係屬業界眾知者。例如,該商談程序之細節可如M.B.O.A.協定中所提供者。當該超訊框完成後,在步驟501會於次一BPST處重覆進行該程序。
即以本項揭示而言,應注意可按已知之硬體及軟體來實作在此所揭示的各式方法及裝置,俾獲致有效率之媒體接取並在一分散式無線網路共享。此外,各式方法及參數僅係按範例方式所納入,而不具任何限制性質。即以本揭示而言,熟諳本項技藝之人士即可在決定其本身之技術與為以施用該等技術的所需設備而實作各式示範性裝置及方法,然同時仍歸屬於後載申請專利範圍之領域內。
100...無線網路
101...無線裝置/系統
101'...無線裝置/系統
102...傳輸範圍
103...無線裝置/系統
104...訊務
105‧‧‧訊務
200‧‧‧超訊框時間線
201‧‧‧第一信標
202‧‧‧第二信標
203‧‧‧媒體存取槽(MAS)
204‧‧‧信標間隔
205‧‧‧信標
300‧‧‧信標訊框
301‧‧‧標頭
302‧‧‧信標控制訊框
303‧‧‧資訊元件(IE)
304‧‧‧資訊元件(IE)
305‧‧‧資訊元件(IE)
306‧‧‧訊框序列(FCS)
400‧‧‧可用性資訊元件(AIE)
401‧‧‧元件ID
402‧‧‧長度欄位
403‧‧‧可用性位元映圖
404‧‧‧可用性資訊元件(AIE)
405‧‧‧元件ID
406‧‧‧長度欄位
407‧‧‧信標週期開始時間(BPST)位移
408‧‧‧時段欄位
當併同於各圖式而閱讀時,即可自如後之詳細說明而最佳瞭解本發明。應強調各項圖式並不必然依比例所繪製。事實上,尺度可為便於討論而任意地提高或減少。
圖1係根據一範例具體實施例共享一媒體之無線通訊網路之示意圖。
圖2係根據一範例具體實施例之超訊框的時刻表。
圖3係根據一範例具體實施例之信標訊框。
圖4a係根據一範例具體實施例之信標訊框的可用性資訊元件(IE)。
圖4b係根據一範例具體實施例之信標訊框的可用性IE。
圖5係根據一範例具體實施例設定一裝置之可用性的方法。
100...無線網路
101...無線裝置/系統
101'...無線裝置/系統
102...傳輸範圍
103...無線裝置/系統
104...訊務
105...訊務

Claims (16)

  1. 一種無線通訊方法,該方法包含:在一無線網路之信標週期間提供一包含一可用性位元映圖之可用性資訊元件(AIE);以及根據該AIE,在複數個裝置,或系統或是兩者之間進行該無線網路之訊務傳輸及接收的排程作業,其中該可用性位元映圖對一超訊框之各媒體存取槽(MAS)提供一個指示該複數個裝置,或系統或是兩者之可用性的位元。
  2. 如請求項1之方法,其中各MAS的可用性是由該位元所決定。
  3. 如請求項1之方法,其中該超訊框等於一信標間隔。
  4. 如請求項1之方法,其中該AIE包含一信標週期開始時間(BPST)位移及一時段。
  5. 如請求項1之方法,其中該AIE提供關於一省電模式週期之資訊。
  6. 如請求項1之方法,其中該AIE表示掃描排程處理。
  7. 如請求項1之方法,其中該AIE表示來自隱藏相鄰者之通訊。
  8. 如請求項2之方法,其中一「0」位元表示在一MAS過程中的可用性,而一「1」位元表示在一MAS過程中缺少可用性。
  9. 一種無線網路,其包含:複數個無線元件,其中該網路係經調適以在一無線網 路之信標週期間提供一包含一可用性位元映圖之可用性資訊元件(AIE),並且該等無線元件可根據該AIE以對訊務傳輸及接收作業進行排程,其中該可用性位元映圖對一超訊框各媒體存取槽(MAS)提供一個指示該複數個無線元件之可用性之位元。
  10. 如請求項9之無線網路,其中該等無線元件包含無線裝置,或無線系統或是兩者。
  11. 如請求項9之無線網路,其中各MAS的可用性是由該位元所決定。
  12. 如請求項9之無線網路,其中該超訊框等於一信標間隔。
  13. 如請求項9之無線網路,其中該AIE提供關於一省電模式週期之資訊。
  14. 如請求項9之無線網路,其中該AIE表示掃描排程處理。
  15. 如請求項9之無線網路,其中該AIE表示來自隱藏相鄰者之通訊。
  16. 如請求項9之無線網路,其中該AIE包含一信標週期開始時間(BPST)位移及一時段。
TW094113989A 2004-05-04 2005-04-29 在無線通訊系統中改良處理量及電力使用效率之方法 TWI390907B (zh)

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