专利名称：多信道管理及负载平衡的制作方法
技术领域：
本发明大体来说是关于无线通信，且更具体来说，本发明是关于多信道无线通信。
背景技术：
为了解决无线通信系统所需求的不断增加的带宽要求的问题，正开发不同方案以允许多个用户终端利用相同的共享单一信道或多个信道而与单一基站通信。多输入多输出(MIMO)无线系统将许多(Nt个)发射天线及许多(Nk个)接收天线用于数据传输。可将由Nt个发射天线及Nk个接收天线所形成的MIMO信道分解成Ns个空间流，其中，实际上，NS min{NT,NE}0 Ns个空间流可用以发射Ns个独立数据流以达成较大的总吞吐量。在具有单接入点(AP)及多个站(STA)的无线网络中，在上行链路方向及下行链路方向两者上，可在多个信道上发生朝向不同站的同时传输。然而，每一 STA可能能够一次仅在一个信道中进行发射或接收，而AP通常能够同时地在多个信道上进行发射或接收。此类系统中的一个挑战是以在负载平衡和/或某一其他考虑因素(例如服务质量OioS)目标) 方面达成可接受性能的方式来分配STA以在不同信道上进行操作(发射和/或接收)。
发明内容
特定方面提供一种无线通信方法。所述方法通常包括经由多个频道而同时地与多个无线设备通信；以及发射使所述无线设备中的至少一无线设备自经由所述频道中的第一频道进行通信切换至经由所述频道中的第二频道进行通信的请求。特定方面提供一种无线通信方法。所述方法通常包括经由多个频道中的第一频道而与接入点通信；自所述接入点接收用以自所述多个频道中的所述第一频道切换至所述多个频道中的第二频道的请求；以及经由所述第二频道而与所述接入点通信。特定方面提供一种无线通信方法。所述方法通常包括经由多个频道而同时地与多个无线设备通信；在所述频道中的至少第一频道上发射含有关于所述频道中的一个或一个以上频道的业务负载的信息的消息；自所述站中的第一站或更多站接收用以自所述第一频道切换至第二频道的请求；以及经由所述第二频道而自所述第一站接收数据。特定方面提供一种无线通信方法。所述方法通常包括经由多个频道中的第一频道而与设备通信；在所述第一频道上自所述设备接收含有关于所述频道中的一个或一个以上频道的业务负载的信息的消息；将用以自所述第一频道切换至第二频道的请求发射至所述设备；以及经由所述第二频道而发射数据。
特定方面提供一种用于无线通信的设备。所述设备通常包括经配置以经由多个频道而同时地与多个无线设备通信的装置；以及经配置以发射使所述无线设备中的至少一无线设备自经由所述频道中的第一频道进行通信切换至经由所述频道中的第二频道进行通信的请求的发射器。特定方面提供一种用于无线通信的设备。所述设备通常包括经配置以经由多个频道中的第一频道而与设备通信的装置；经配置以自接入点接收用以自所述多个频道中的所述第一频道切换至所述多个频道中的第二频道的请求的接收器；以及经配置以经由所述第二频道而与所述接入点通信的装置。特定方面提供一种用于无线通信的设备。所述设备通常包括经配置以经由多个频道而同时地与多个无线设备通信的装置；经配置以在所述频道中的至少第一频道上发射含有关于所述频道中的一个或一个以上频道的业务负载的信息的消息的发射器；经配置以自所述无线设备中的第一无线设备或更多无线设备接收用以自所述第一频道切换至第二频道的请求的接收器；以及经配置以经由所述第二频道而自所述第一无线设备接收数据的接收器。特定方面提供一种用于无线通信的设备。所述设备通常包括经配置以经由多个频道中的第一频道而与另一设备通信的装置；经配置以在所述第一频道上自所述另一设备接收含有关于所述频道中的一个或一个以上频道的业务负载的信息的消息的接收器；经配置以将用以自所述第一频道切换至第二频道的请求发射至所述另一设备的发射器；以及经配置以经由所述第二频道而发射数据的发射器。特定方面提供一种用于无线通信的设备。所述设备通常包括用于经由多个频道而同时地与多个无线设备通信的装置；以及用于发射使所述无线设备中的至少一无线设备自经由所述频道中的第一频道进行通信切换至经由所述频道中的第二频道进行通信的请求的装置。特定方面提供一种用于无线通信的设备。所述设备通常包括用于经由多个频道中的第一频道而与另一设备通信的装置；用于自所述另一设备接收用以自所述多个频道中的所述第一频道切换至所述多个频道中的第二频道的请求的装置；以及用于经由所述第二频道而与接入点通信的装置。特定方面提供一种用于无线通信的设备。所述设备通常包括用于经由多个频道而同时地与多个无线设备通信的装置；用于在所述频道中的至少第一频道上发射含有关于所述频道中的一个或一个以上频道的业务负载的信息的消息的装置；用于自站中的第一站或更多站接收用以自所述第一频道切换至第二频道的请求的装置；以及用于经由所述第二频道而自所述第一站接收数据的装置。特定方面提供一种用于无线通信的设备。所述设备通常包括用于经由多个频道中的第一频道而与另一设备通信的装置；用于在所述第一频道上自所述另一设备接收含有关于所述频道中的一个或一个以上频道的业务负载的信息的消息的装置；用于将用以自所述第一频道切换至第二频道的请求发射至所述另一设备的装置；以及用于经由所述第二频道而发射数据的装置。特定方面提供一种用于无线通信的计算机程序产品。所述计算机程序产品包括被编码有指令的计算机可读媒体，所述指令可执行以经由多个频道而同时地与多个无线设备通信；以及发射使所述无线设备中的至少一无线设备自经由所述频道中的第一频道进行通信切换至经由所述频道中的第二频道进行通信的请求。特定方面提供一种用于无线通信的计算机程序产品。所述计算机程序产品包括被编码有指令的计算机可读媒体，所述指令可执行以经由多个频道中的第一频道而与设备通信；自所述设备接收用以自所述多个频道中的所述第一频道切换至所述多个频道中的第二频道的请求；以及经由所述第二频道而与所述设备通信。特定方面提供一种用于无线通信的计算机程序产品。所述计算机程序产品包括被编码有指令的计算机可读媒体，所述指令可执行以经由多个频道而同时地与多个无线设备通信；在所述频道中的至少第一频道上发射含有关于所述频道中的一个或一个以上频道的业务负载的信息的消息；自所述无线设备中的第一无线设备或更多无线设备接收用以自所述第一频道切换至第二频道的请求；以及经由所述第二频道而自所述第一无线设备接收数据。特定方面提供一种用于无线通信的计算机程序产品。所述计算机程序产品包括被编码有指令的计算机可读媒体，所述指令可执行以经由多个频道中的第一频道而与设备通信；在所述第一频道上自所述设备接收含有关于所述频道中的一个或一个以上频道的业务负载的信息的消息；将用以自所述第一频道切换至第二频道的请求发射至所述设备；以及经由所述第二频道而发射数据。特定方面提供一种无线节点。所述无线节点通常包括至少一天线；经配置以经由所述至少一天线经由多个频道而同时地与多个无线设备通信的装置；以及经配置以经由所述至少一天线而发射使所述无线设备中的至少一无线设备自经由所述频道中的第一频道进行通信切换至经由所述频道中的第二频道进行通信的请求的发射器。特定方面提供一种无线节点。所述无线节点通常包括至少一天线；经配置以经由多个频道中的第一频道而与设备通信的装置；经配置以经由所述至少一天线而自所述设备接收用以自所述多个频道中的所述第一频道切换至所述多个频道中的第二频道的请求的接收器；以及经配置以经由所述第二频道而与接入点通信的装置。特定方面提供一种无线节点。所述无线节点通常包括至少一天线；经配置以经由多个频道而同时地与多个无线设备通信的装置；经配置以经由所述至少一天线而在所述频道中的至少第一频道上发射含有关于所述频道中的一个或一个以上频道的业务负载的信息的消息的发射器；经配置以经由所述至少一天线而自所述无线设备中的第一无线设备或更多无线设备接收用以自所述第一频道切换至第二频道的请求的接收器；以及经配置以经由所述第二频道而自所述第一无线设备接收数据的接收器。特定方面提供一种无线节点。所述无线节点通常包括至少一天线；经配置以经由多个频道中的第一频道而与设备通信的装置；经配置以经由所述至少一天线而在所述第一频道上自所述无线节点接收含有关于所述频道中的一个或一个以上频道的业务负载的信息的消息的接收器；经配置以经由所述至少一天线而将用以自所述第一频道切换至第二频道的请求发射至所述无线节点的发射器；以及经配置以经由所述第二频道而发射数据的发射器。
为了可详细地理解本发明的上述特征所采用的方式，可参考若干方面阅读更特定描述(在上文被简要地概述)，所述方面中的一些方面在附图中予以说明。然而，应注意，由于所述描述可能准许其他同样有效的方面，故附图仅说明本发明的特定典型方面且因此不应被认为限制本发明的范畴。图1说明根据本发明的特定方面的空分多址MIMO无线系统。
图2说明根据本发明的特定方面的一个接入点及两个用户终端的方块图。
图3说明根据本发明的特定方面的无线装置的实例组件。
图4说明根据本发明的特定方面的实例操作。
图4A说明能够执行图4所示的操作的实例组件。
图5说明根据本发明的特定方面的实例操作。
图5A说明能够执行图5所示的操作的实例组件。
图6说明根据本发明的特定方面的实例操作。
图6A说明能够执行图6所示的操作的实例组件。
图7说明根据本发明的特定方面的实例操作。
图7A说明能够执行图7所示的操作的实例组件。
图8说明根据本发明的特定方面的一个接入点与多个站之间的实例传输。
图9说明根据本发明的特定方面的实例操作。
图9A说明能够执行图9所示的操作的实例组件。
图10说明根据本发明的特定方面的实例操作。
图IOA说明能够执行图10所示的操作的实例组件。
图11说明根据本发明的特定方面的一个接入点与多个站之间的实例传输
图12A及图12B说明根据本发明的特定方面的实例状态图。
图13A及图1 说明根据本发明的特定方面的实例性能结果。
图14A及图14B说明根据本发明的特定方面的实例性能结果。
图15A及图15B说明根据本发明的特定方面的实例性能结果。
具体实施例方式下文描述本发明的特定方面的各种方面。应显而易见，本文中的教示可以多种形式加以体现，且本文中所揭示的任何特定结构、功能或其两者仅仅是代表性的。基于本文中的教示，本领域技术人员应了解，可独立于任何其他方面来实施本文中所揭示的一方面，且可以各种方式来组合这些方面中的两个或两个以上方面。举例来说，可使用本文中所陈述的许多方面来实施设备或实践一方法。另外，可使用除了本文中所陈述的方面中的一个或一个以上方面以外或不同于所述一个或一个以上方面的其他结构、功能性或结构与功能性来实施此设备或实践此方法。此外，一方面可包含权利要求的至少一要素。词语“例示性”在本文中用以意谓“充当实例、例子或说明”。未必将在本文中被描述为“例示性”的任何方面解释为比其他方面优选或有利。又，如本文中所使用，术语“旧式站”通常指代支持IEEE 802. 11标准的802. Iln或更早版本的无线网络节点。本文中所描述的多天线传输技术可结合各种无线技术加以使用，所述无线技术例如码分多址(CDMA)、正交频分多路复用(OFDM)、时分多址(TDMA)、空分多址(SDMA)，等等。多个用户终端可经由不同的⑴正交码信道(对于CDMA)、(2)时槽(对于TDMA)或(3)子带(对于OFDM)而同时地发射/接收数据。CDMA系统可实施IS-2000、IS-95、IS-856、宽带 ⑶MA (W-⑶MA)或一些其他标准。OFDM系统可实施IEEE 802. 11或一些其他标准。TDMA系统可实施GSM或一些其他标准。此类各种标准在此项技术中是已知的。实例MIMO系统图1说明具有接入点及用户终端的多址MIMO系统100。为了简单起见，在图1中仅展示一个接入点110。接入点(AP)通常为与用户终端通信的固定站，且也可被称为基站或某一其他术语。用户终端可为固定的或移动的，且也可被称为移动站、站(STA)、客户端、 无线装置或某一其他术语。用户终端可为无线装置，例如蜂窝式电话、个人数字助理(PDA)、 手提式装置、无线调制解调器、膝上型计算机、个人计算机，等等。接入点110可在任何给定时刻在下行链路及上行链路上与一个或一个以上用户终端120通信。下行链路(即，前向链路)为自接入点至用户终端的通信链路，且上行链路 (即，反向链路)为自用户终端至接入点的通信链路。一用户终端也可与另一用户终端以对等方式通信。系统控制器130耦合至接入点且提供对接入点的协调及控制。如本文中所使用，术语“无线节点”通常可指代接入点、用户终端，或能够执行本文中所描述的操作的任何类型的无线装置。系统100将多个发射天线及多个接收天线用于下行链路及上行链路上的数据传输。接入点110配备有许多(Napf)天线，且表示用于下行链路传输的多输入(MI)及用于上行链路传输的多输出(MO)。选定用户终端120的集合(Nu个)集体地表示用于下行链路传输的多输出及用于上行链路传输的多输入。在特定状况下，如果Nu个用户终端的数据符号流未通过某种方式在代码、频率或时间方面加以多路复用，则可能需要使Nap ^ Nu ^ I0 如果数据符号流可使用不同的代码信道(在CDMA的情况下)、子带的不相交集合(在OFDM 的情况下)等等加以多路复用，则Nu可大于Nap。每一选定用户终端将用户特定数据传输至接入点和/或自接入点接收用户特定数据。一般来说，每一选定用户终端可配备有一个或多个天线(即，Nut >1)。Nu个选定用户终端可具有相同或不同数目的天线。MIMO系统100可为时分双工(TDD)系统或频分双工(FDD)系统。对于TDD系统， 下行链路与上行链路共享同一频带。对于FDD系统，下行链路与上行链路使用不同频带。 MIMO系统100也可将单一载波或多个载波用于传输。每一用户终端可配备有单一天线(例如，以便压低成本)或多个天线(例如，在可承受额外成本的情况下)。图2展示MIMO系统100中的接入点110及两个用户终端120m及120x的方块图。 接入点110配备有Nap个天线22 至224ap。用户终端120m配备有Nut, m个天线252ma至 252mu，且用户终端120x配备有Nut,x个天线252xa至25hu。接入点110对于下行链路为发射实体，且对于上行链路为接收实体。每一用户终端120对于上行链路为发射实体，且对于下行链路为接收实体。如本文中所使用，“发射实体”为能够经由频道而发射数据的独立操作的设备或装置，且“接收实体”为能够经由频道而接收数据的独立操作的设备或装置。 在以下描述中，下标“dn”表示下行链路，下标“up”表示上行链路，选择Nup个用户终端以用于上行链路上的同时传输，选择Ndn个用户终端以用于下行链路上的同时传输，Nup可能或可能不等于Ndn，且Nup及Ndn可为静态值或可针对每一调度间隔而改变。可在接入点及用户终端处使用波束控制或某一其他空间处理技术。
在上行链路上，在经选择用于上行链路传输的每一用户终端120处，TX数据处理器观8自数据源286接收业务数据且自控制器280接收控制数据。TX数据处理器288基于与经选择用于用户终端的速率相关联的编码及调制方案来处理(例如，编码、交错及调制) 用户终端的业务数据(Clup, J，且提供数据符号流{sup,J。TX空间处理器290对数据符号流 {sup,J执行空间处理，且为Nut,m个天线提供Nut,_ 个发射符号流。每一发射器单元(TMTI0W4 接收及处理(例如，转换为模拟、放大、滤波及上变频)相应发射符号流以产生上行链路信号。Nut, m个发射器单元2M提供Nut, m个上行链路信号以用于自Nut, m个天线252至接入点 110的传输。可调度许多(Nupf)用户终端以用于上行链路上的同时传输。这些用户终端中的每一用户终端对其数据符号流执行空间处理，且在上行链路上将其发射符号流的集合发射至接入点。在接入点110处，Nap个天线22 至2Map自所有Nup个用户终端接收在上行链路上发射的上行链路信号。每一天线2M将接收到的信号提供至相应接收器单元(RCVR) 222。 每一接收器单元222执行与由发射器单元2M所执行的处理互补的处理，且提供接收到的符号流。RX空间处理器240对来自Nap个接收器单元222的Nap个接收到的符号流执行接收器空间处理，且提供Nup个经恢复上行链路数据符号流。接收器空间处理是根据信道相关矩阵反转(CCMI)、最小均方差(MMSE)、连续干扰消除(SIC)或某一其他技术加以执行。每一经恢复上行链路数据符号流IsupJ为由相应用户终端发射的数据符号流Isup,J的估计。RX 数据处理器242根据用于每一经恢复上行链路数据符号流IsupJ的速率来处理(例如，解调制、解交错及解码)所述经恢复上行链路数据符号流以获得经解码数据。可将每一用户终端的经解码数据提供至数据汇M4以供存储和/或提供至控制器230以供进一步处理。在下行链路上，在接入点110处，TX数据处理器210针对经调度用于下行链路传输的Ndn个用户终端而自数据源208接收业务数据、自控制器230接收控制数据，且可能自调度器234接收其他数据。可在不同的传送信道上发送各种类型的数据。TX数据处理器 210基于经选择用于每一用户终端的速率来处理(例如，编码、交错及调制)所述用户终端的业务数据。TX数据处理器210为Ndn个用户终端提供Ndn个下行链路数据符号流。TX空间处理器220对Ndn个下行链路数据符号流执行空间处理，且为Nap个天线提供Nap个发射符号流。每一发射器单元(TMTR) 222接收及处理相应发射符号流以产生下行链路信号。Nap 个发射器单元222提供Nap个下行链路信号以用于自Nap个天线2M至用户终端的传输。在每一用户终端120处，Nut,m个天线252自接入点110接收Nap个下行链路信号。 每一接收器单元(RCVR) 254处理来自相关联天线252的接收到的信号且提供接收到的符号流。RX空间处理器260对来自Nut,m个接收器单元254的Nut,m个接收到的符号流执行接收器空间处理，且为用户终端提供经恢复下行链路数据符号流Isdn, J。接收器空间处理是根据CCMI、MMSE或某一其他技术加以执行。RX数据处理器270处理(例如，解调制、解交错及解码)经恢复下行链路数据符号流以获得用户终端的经解码数据。在每一用户终端120处，Nut,m个天线252自接入点110接收Nap个下行链路信号。 每一接收器单元(RCVR) 254处理来自相关联天线252的接收到的信号且提供接收到的符号流。RX空间处理器260对来自Nut,m个接收器单元254的Nut,m个接收到的符号流执行接收器空间处理，且为用户终端提供经恢复下行链路数据符号流Isdn, J。接收器空间处理是根据CCMI、匪SE或某一其他技术加以执行。RX数据处理器270处理(例如，解调制、解交错及解码)经恢复下行链路数据符号流以获得用户终端的经解码数据。图3说明可在可用于系统100内的无线装置302中加以使用的各种组件。无线装置302为可经配置以实施本文中所描述的各种方法的装置的实例。无线装置302可为接入点110或用户终端120。无线装置302可包括控制无线装置302的操作的处理器304。处理器304也可被称为中央处理单元(CPU)。存储器306(其可包括只读存储器(ROM)及随机存取存储器(RAM) 两者)将指令及数据提供至处理器304。存储器306的一部分也可包括非易失性随机存取存储器(NVRAM)。处理器304通常基于存储于存储器306内的程序指令来执行逻辑及算术运算。存储器306中的指令可执行以实施本文中所描述的方法。无线装置302也可包括外壳308，外壳308可包括发射器310及接收器312以允许在无线装置302与远程位置之间发射及接收数据。可将发射器310与接收器312组合成收发器314。多个发射天线316可附接至外壳308且电耦合至收发器314。无线装置302也可包括(未图示)多个发射器、多个接收器及多个收发器。无线装置302也可包括信号检测器318，信号检测器318可用于致力于检测及量化由收发器314接收的信号的电平。信号检测器318可检测例如总能量、每一符号的每一副载波的能量、功率谱密度及其他信号的信号。无线装置302也可包括用于处理信号的数字信号处理器(DSP) 320。无线装置302的各种组件可通过总线系统322耦合在一起，除了数据总线以外，总线系统322也可包括电力总线、控制信号总线及状态信号总线。本领域技术人员将认识到，本文中所描述的技术通常可应用于利用任何类型的多址方案(例如SDMA、OFDMA,⑶MA、SDMA及其组合)的系统中。多信道管理及负载平衡根据特定方面，在将多个无线通信信道用于在一个接入点(AP)与多个站(STA)之间交换数据的系统中，提供用于分配站以在不同信道上进行发射的技术。本文中所呈现的技术包括(例如)“AP管理”方案，其中AP可决定分配STA于何处(在哪些信道上)以用于下行链路传输。本文中所呈现的技术也可包括(例如)“STA管理”切换方案，其中STA 可自发地跨越不同信道进行切换以将上行链路数据发送至AP。提供可应用于“STA管理” 技术的状况的各种算法。此类算法允许跨越信道的负载平衡。如本文中所使用，短语“同时及异步通信能力，，通常指代如下能力AP在一个或一个以上信道上发射数据，同时也在信道的不相交集合上异步地接收数据。另一方面，可限制接入终端(AT)或站(STA)，使得其不能够同时地在任何信道上接收数据同时在一个或一个以上信道上发射数据。图4说明根据本发明的特定方面的实例操作400。操作400可(例如)在多信道无线通信系统中由能够进行同时及异步通信的AP执行。所述操作始于402，在402处，经由多个信道而同时地且异步地与多个STA通信，且在404处，自所述STA中的至少一 STA接收数据，其中经由所述信道中的至少一信道发射所述数据。图5说明根据本发明的特定方面的实例操作。操作500可(例如)在多信道无线通信系统中由STA执行，所述STA与执行图4所示的操作400的AP通信。操作500始于502，在502处，经由AP所支持的信道集合中的至少一信道而将数据发射至AP以用于经由多个STA的同时通信。在504处，STA经由所述至少一信道而自AP 接收数据，其中所述接收不在传输期间发生。图6说明根据本发明的特定方面的实例操作600。操作600可(例如)在“AP管理”分配方案中由AP执行，以便平衡在多个信道上AP与STA集合之间的传输负载。所述操作始于602，在602处，经由多个频道而与多个站通信。在604处，AP发射使所述站中的至少一站自经由所述频道中的第一频道进行通信切换至经由所述频道中的第二频道进行通信的请求。AP可基于许多因素(例如类别(切换速度)、给定站的业务，和 /或信道上的负载)来决定请求切换哪些站及切换至哪些信道。AP可维持此类统计资料以帮助切换决策。图7说明根据本发明的特定方面的实例操作700。操作700可(例如)在多信道无线通信系统中由STA执行，所述STA与执行图6所示的操作600的AP通信。操作700始于702，在702处，经由多个频道中的第一频道而与AP通信。在704 处，STA自AP接收用以自多个频道中的第一频道切换至多个频道中的第二频道的请求。在 706处，STA经由第二频道而与AP通信。图8说明根据本发明的特定方面的在AP管理分配方案中一个接入点与多个站之间的实例传输。所说明的实例假设第一站(STAl)最初使用第一频道(虚拟信道VCl)而与 AP通信。AP发送请求STAl切换至第二频道VC2的信道切换请求消息(CSRM) 802。根据特定方面，AP也可在VC2上发射清除发送至自我(clear-to-send to Self，CTS_to self)消息804，以便保留VC2且帮助促进信道切换。此情形是可能的，因为AP可能知道适当的网络分配向量(NAV)设定，而STA可能不知道所述设定。如果VC2被保留，则AP可能直接接入媒体，否则，AP可能必须执行EDCA接入。根据特定方面，CSRM 802可为广播消息，其识别多个站及所述站应切换至哪些信道，因此允许同时切换多个STA。接收所述CSRM的所述STA中的每一 STA(例如，站STA1) 可在ACK间隔806期间以对应的请求发送多址(RTS-MA)消息808来应答所述CSRM。一旦所述站处于新信道上，所述站随即可等待来自AP的传输，例如RTS 812。STAl 可以CTS 814进行响应，其后，AP可将数据传输816发送至STA1。STAl可以ACK 818来应答对数据传输816的接收。图9说明根据本发明的特定方面的实例操作900。操作900可(例如)在“STA管理”切换方案中由AP执行，以便平衡在多个信道上AP与STA集合之间的传输负载。操作900始于902，在902处，经由多个频道而与多个站通信。在904处，AP在所述频道中的至少一频道上发射含有关于所述频道中的一个或一个以上频道的业务负载的信息的消息。在906处，AP自所述站中的第一站或更多站接收用以自第一频道切换至第二频道的请求。在908处，AP经由第二频道而自第一站接收数据。图10说明根据本发明的特定方面的实例操作1000。操作1000可(例如)在多信道无线通信系统中由STA执行，所述STA与执行图9所示的操作900的AP通信。操作1000始于1002，在1002处，经由多个频道中的第一频道而与AP通信。在 1004处，STA在第一频道上自AP接收含有关于所述频道中的一个或一个以上频道的业务负载的信息的消息。在1006处，STA可将用以自第一频道切换至第二频道的请求发射至AP。 在1008处，STA经由第二频道而将数据发射至AP。含有关于所述频道中的一个或一个以上频道的业务负载的信息的消息可为任何合适的消息格式，且可含有关于业务负载的各种信息，例如负载参数、可用带宽、在特定信道上的站的数目，及其类似者。因此，接收此信息的STA可基于此信息作出关于切换至哪一信道的智能决策。举例来说，STA可检查所述信息，且获悉其当前正在负载远重于一个或一个以上其他频道的频道上通信。因此，STA可发送用以切换至负载较轻的其他频道中的一频道的请求。图11说明根据本发明的特定方面的在STA管理切换方案中一个接入点与多个站之间的实例传输。再一次，所说明的实例假设STAl最初使用第一频道(虚拟信道)VCl而与AP通信。在此实例中，AP发送M-NAV消息1102，M_NAV消息1102可含有关于其他信道的信息，例如当前负载或业务条件。STA可基于关于其他信道的信息来决定切换至VC2将是有益的。如下文将更详细地描述，可考虑不同准则，且可设计不同算法以决定切换至哪一信道。AP可应用某一类型的算法以判定在何时和/或何处(在哪些信道上)发射M-NAV， 且可考虑例如类别(切换速度)、业务和/或负载的参数。根据特定方面，AP可周期性地发送M-NAV和/或可在多个信道上发送M-NAV。为了切换至VC2，STA可将(例如)呈在VC2上所发送的RTS 1106的形式的请求消息发送至AP。AP可以CTS 1108进行响应，其后，STA可将上行链路数据传输1110发送至AP。AP可以ACK 1112来应答对数据传输1110的接收。根据某些方面，如果STAl未自AP接收到CTS 1108和/或未自AP接收到ACK 1112，则STAl可切换回至VCl或切换至另一信道。因此，STA管理方案可帮助避免AP与STA 之间的信道模糊性(channel ambiguity)。图12A及图12B说明自AP观点及STA对AP观点的猜测的实例状态图。所述状态表示在AP处所保持的STAl信道位置。如图12A的状态图1200A所说明，自AP观点，在STA于VC2上发送RTS之后，可能存在关于STA是否已成功地切换至VC2的某一模糊性。如果STA发送数据且AP发送ACK， 则AP可将STAl信道位置更新为VC2。然而，如果在CTS NAV期满之后仍未接收到数据，则 AP可认为STAl信道位置是VCl。如图12B的状态图1200B所说明，自STA观点，在STA于VC2上接收到CTS之后， 可能存在关于STA是否已成功地切换至VC2的某一模糊性。如果AP应答在VC2上发送至 AP的数据，则STA可假设AP已将其STAl信道位置更新为VC2。然而，如果未接收到ACK且 VCl上的NAV已期满，则STA可假设AP已使STAl信道位置返回/维持为VCl。在STA管理方案中，可使用各种算法以决定是否切换及(可能)切换至哪一信道。 一种在本文中通常被称为“NAV感知”算法的此算法考虑NAV期满计时器相对于媒体接入时间之关系。通常，在切换至另一信道时所涉及的经估计的媒体接入时间大于当前信道的NAV 期满时间的情况下，所述算法可决定无需进行切换。所述算法可在逻辑上被描述如下IF
(now+switching_time)+backojfTimer.remaining > primary.NAV) THEN
Do not switch;
ELSE
Switch to the channel with the shortest NAV;
END此算法基本上假设当后退计时器正在递减计数时，其他节点将不接入媒体。换句话说，可不考虑到其他信道上的负载。在某些状况下，此假设可证明为过于乐观，因为接入延迟取决于信道负载(如在下文中将加以展示)，且此量度严格地取决于数据包长度的统计资料。另一切换算法在本文中通常被称为“负载感知”切换算法。如名称所暗示，此算法在决定是否切换及切换至哪一信道时考虑其他信道的负载。此算法可在逻辑上被描述如下
FOR EACH CHANNEL: IF
channel == current channel THEN
ET = MAX(channel. AV, now)+access_delay
ELSE
ET=MAX(channel.NAV, now+switching time * Q)+access_delay
END END其中ET为针对给定信道的经估计的媒体接入时间。此算法基本上尝试选取具有较小ET的信道。Q通常指代切换延迟的加权因子。D通常指代自上一次切换起所经过的时间，且Q可定义为D的递减函数；Q在W，l]中，例如，eXp(-D/arrival_time)。因此，这些因素可能具有如下效应如果切换不频繁，则不考虑切换延迟。如果切换频繁，则考虑切换延迟，使得不鼓励频繁切换。以上逻辑表达式中的项 access_delay 可定义为 backoffTimer. remaining*avg_ buSy_time*PtX，其中Ptx表示数据包传输在给定时槽中开始的机率且可基于在AP处所保持的测量加以估计。举例来说，可计算每一 STA的平均到达速率，从而计数由每一站发送的数据包的数目，且AP知晓每一 STA的信道位置。通过估计信道上的媒体接入延迟，此算法可考虑到负载且可相对地独立于数据包长度统计资料。另外，通过Q及D因子，此算法可摊销(amortize)切换时间。图13A至图13B、图14A至图14B及图15A至图15B说明及比较根据本发明的特定方面的实例性能结果。在固定数据包长度的情况下，2个信道及3个站的实例配置的模拟结果增加到达密度。
图13A及图1 说明静态分配，其意谓不存在站在信道之间的动态切换。所述实例假设STAl及STA3在VCl上且STA2在VC2上的静态分配。如图13A所说明，因为负载不平衡，故随着每一站的负载增加，STAl及STA3的可达成的吞吐量趋于平衡(level off)。如图13B所说明，随着每一站的负载增加，STAl及STA3的平均延迟迅速增加，而在VC2上的 STA2的平均延迟仅逐渐增加。图14A及图14B说明“NAV感知”切换算法。如所说明，假设切换时间为100 μ s且最大数据包持续时间为1000 μ S，则此算法能够达成相对有效率的负载平衡。如所说明，在 STAl及STA3上可得到的吞吐量在较高的每一 STA的负载(相对于图13Α及图1 所说明的静态切换)下增加，而平均延迟在达到高得多的每一 STA负载以前不会显著增加。随着切换时间相对于最大数据包持续时间增加，NAV感知切换将接近静态状况。图15A及图15B比较NAV感知切换算法的性能结果与负载感知切换算法的性能结果。如所说明，假设切换时间为1000 μ S且最大数据包持续时间为500 μ S，则NAV感知算法受损失，而负载感知算法达成较低的平均延迟及较少的冲突。此结果可能是因为负载感知算法独立于数据包长度统计资料而允许负载平衡，此可通过有效地摊销切换开销而有帮助。上述方法的各种操作可通过能够执行对应功能的任何合适装置执行。所述装置可包括各种硬件和/或软件组件和/或模块，其包括(但不限于)电路、专用集成电路(ASIC) 或处理器。通常，在存在诸图所说明的操作的情况下，那些操作可具有对应的带有类似编号的对应物装置附加功能组件。举例来说，分别在图4、图5、图6、图7、图9及图10中说明的实例操作400、500、600、700、900及1000对应于分别在图4Α、图5Α、图6Α、图7Α、图9Α及图 IOA 中说明的电路块40(^、50(^、60(^、70(^、90(^及 1000Α。如本文中所使用，术语“判定”涵盖多种动作。举例来说，“判定”可包括演算、计算、处理、导出、调查、查找(例如，在表、数据库或另一数据结构中查找)、确定及其类似者。 又，“判定”可包括接收(例如，接收信息)、存取(例如，存取存储器中的数据)及其类似者。 又，“判定，，可包括解析、选择、选取、建立及其类似者。如本文中所使用，术语“装置”可指代硬件、软件、固件或其组合。根据特定方面， 装置可实施为发射器、接收器、用以控制发射器和/或接收器的逻辑，或其组合。如本文中所使用，指代项目列表“中的至少一者”的短语指代那些项目的任何组合，包括单一成员。作为一实例，“a、b及c中的至少一者”意欲涵盖a、b、c、a-b、a_c、b_c 及 a-b-Co上述方法的各种操作可通过能够执行所述操作的任何合适装置执行，所述装置例如各种硬件和/或软件组件、电路和/或模块。通常，所述图中说明的任何操作可由能够执行所述操作的对应功能装置执行。结合本发明而描述的各种说明性逻辑块、模块及电路可利用以下各者实施或执行通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列信号 (FPGA)或其他可编程逻辑装置(PLD)、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件，或其经设计以执行本文中所描述的功能的任何组合。通用处理器可为微处理器，但在替代例中，处理器可为任何可购得的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可实施为计算装置的组合， 例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核心的一个或一个以上微处理器，或任何其他此配置。结合本发明而描述的方法或算法的步骤可直接以硬件、以由处理器执行的软件模块或以所述两者的组合加以体现。软件模块可常驻于此项技术中已知的任何形式的存储媒体中。可使用的存储媒体的一些实例包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、快闪存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可换式磁盘、CD-ROM，等等。软件模块可包含单一指令或许多指令，且可分布于若干不同码段、不同程序及多个存储媒体中。存储媒体可耦合至处理器，使得处理器可自存储媒体读取信息及将信息写入至存储媒体。在替代例中，存储媒体可与处理器成一体式。本文中所揭示的方法包含用于实现所描述方法的一个或一个以上步骤或动作。所述方法步骤和/或动作可彼此互换而不脱离权利要求的范围。换句话说，除非规定步骤或动作的特定次序，否则可修改特定步骤和/或动作的次序和/或使用而不脱离权利要求的范围。所描述的功能可以硬件、软件、固件或其任何组合加以实施。如果以软件加以实施，则所述功能可作为一个或一个以上指令而存储于计算机可读媒体上。存储媒体可为可由计算机存取的任何可用媒体。作为实例而非限制，此类计算机可读媒体可包含RAM、R0M、 EEPR0M、⑶-ROM或其他光盘存储装置、磁盘存储装置或其他磁性存储装置，或可用以载运或存储呈指令或数据结构的形式的所要程序代码且可由计算机存取的任何其他媒体。如本文中所使用，磁盘及光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字化视频光盘(DVD)、软磁盘及Blu-ray @光盘，其中磁盘通常以磁性方式再生数据，而光盘利用激光以光学方式再生数据。因此，特定方面可包含用于执行本文中所呈现的操作的计算机程序产品。举例来说，此计算机程序产品可包含存储有(和/或编码有)指令的计算机可读媒体，所述指令可由一个或一个以上处理器执行以执行本文中所描述的操作。对于特定方面，计算机程序产品可包括封装材料。软件或指令也可经由传输媒体进行发射。举例来说，如果使用同轴电缆、光缆、双绞线、数字用户线(DSL)或例如红外线、无线电及微波的无线技术而自网站、服务器或其他远程源发射软件，则同轴电缆、光缆、双绞线、DSL或例如红外线、无线电及微波的无线技术包括于传输媒体的定义中。另外，应了解，用于执行本文中描述的方法及技术的模块和/或其他适当装置可在适用时由用户终端和/或基站下载和/或以其他方式获得。举例来说，此装置可耦合至服务器以促进用于执行本文中描述的方法的装置的转移。或者，可经由存储装置(例如，RAM、 ROM、例如压缩光盘(CD)或软磁盘的物理存储媒体，等等)提供本文中所描述的各种方法， 使得在将存储装置耦合或提供至所述装置后，用户终端和/或基站可获得各种方法。此外， 可利用用于将本文中所描述的方法及技术提供给装置的任何其他合适技术。应理解，权利要求不限于以上所说明的精确配置及组件。可对上述方法及设备的配置、操作及细节进行各种修改、改变及变化而不脱离权利要求的范畴。本文中所提供的技术可用于多种应用中。对于特定方面，本文中所呈现的技术可合并于接入点、移动手机、个人数字助理(PDA)或具有用以执行本文中所提供的技术的处理逻辑及组件的其他类型的无线装置中。
权利要求
1.一种用于无线通信的方法，其包含经由多个频道而同时地与多个无线设备通信；以及发射使所述无线设备中的至少一无线设备自经由所述频道的第一集合进行通信切换至经由所述频道的第二集合进行通信的请求。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含基于所述无线设备中的所述至少一无线设备的业务类别及业务量中的至少一者来选择所述至少一无线设备。
3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含至少基于频道的所述第二集合上的所测量的业务负载来选择所述频道的所述第二集合 O
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述请求指示多个无线设备切换至在不同频道上进行通信。
5.一种用于无线通信的方法，其包含 经由多个频道的第一集合而与设备通信；自所述设备接收用以自所述多个频道的所述第一集合切换至所述多个频道的第二集合的请求；以及经由频道的所述第二集合而与所述设备通信。
6.根据权利要求5所述的方法，其进一步包含在频道的所述第二集合上自所述设备接收请求发送RTS。
7.根据权利要求6所述的方法，其进一步包含响应于所述RTS而在频道的所述第二集合上将清除发送CTS发射至所述设备；以及在频道的所述第二集合上自所述设备接收数据传输。
8.根据权利要求5所述的方法，其中所述请求指示多个无线设备切换至在不同频道上进行通信。
9.一种用于无线通信的设备，其包含经配置以经由多个频道而同时地与多个无线设备通信的装置；以及经配置以发射使所述无线设备中的至少一无线设备自经由所述频道中的第一频道进行通信切换至经由所述频道中的第二频道进行通信的请求的发射器。
10.根据权利要求9所述的设备，其进一步包含经配置以基于所述无线设备中的所述至少一无线设备的业务类别及业务量中的至少一者来选择所述至少一无线设备的选择器。
11.根据权利要求9所述的设备，其进一步包含经配置以至少基于所述频道中的所述第二频道上的所测量的业务负载来选择所述第二频道的选择器。
12.根据权利要求9所述的设备，其中所述请求指示多个无线设备切换至在不同频道上进行通信。
13.一种用于无线通信的设备，其包含经配置以经由多个频道中的第一频道而与另一设备通信的第一装置； 经配置以自所述另一设备接收用以自经由所述多个频道中的所述第一频道进行通信切换至经由所述多个频道中的第二频道进行通信的请求的接收器；以及经配置以经由所述第二频道而与接入点通信的第二装置。
14.根据权利要求13所述的设备，其中所述接收器进一步经配置以在频道的第二集合上自所述另一设备接收请求发送RTS。
15.根据权利要求14所述的设备，其中所述装置经配置以响应于所述RTS而在频道的所述第二集合上将清除发送CTS发射至所述另一设备；且所述接收器进一步经配置以在频道的所述第二集合上自所述另一设备接收数据传输。
16.根据权利要求13所述的设备，其中所述请求指示多个无线设备切换至在不同频道上进行通信。
17.一种用于无线通信的设备，其包含用于经由多个频道而同时地与多个无线设备通信的装置；以及用于发射使所述无线设备中的至少一无线设备自经由所述频道中的第一频道进行通信切换至经由所述频道中的第二频道进行通信的请求的装置。
18.根据权利要求17所述的设备，其进一步包含用于基于所述无线设备中的至少一无线设备的业务类别及业务量中的至少一者来选择所述至少一无线设备的装置。
19.根据权利要求17所述的设备，其进一步包含用于至少基于所述频道中的所述第二频道上的所测量的业务负载来选择所述第二频道的装置。
20.根据权利要求17所述的设备，其中所述请求指示多个无线设备切换至在不同频道上进行通信。
21.一种用于无线通信的设备，其包含用于经由多个频道中的第一频道而与另一设备通信的装置；用于自所述另一设备接收用以自所述多个频道中的所述第一频道切换至所述多个频道中的第二频道的请求的装置；以及用于经由所述第二频道而与所述另一设备通信的装置。
22.根据权利要求21所述的设备，其中所述用于接收的装置进一步经配置以在频道的第二集合上自所述另一设备接收请求发送RTS。
23.根据权利要求22所述的设备，其中所述用于经由频道的所述第二集合而与所述另一设备通信的装置经配置以响应于所述RTS而在频道的所述第二集合上将清除发送CTS发射至所述另一设备；且所述用于接收的装置进一步经配置以在频道的所述第二集合上自所述另一设备接收数据传输。
24.根据权利要求21所述的设备，其中所述请求指示多个无线设备切换至在不同频道上进行通信。
25.一种计算机程序产品，其包含计算机可读媒体，所述计算机可读媒体包含指令，所述指令可执行以经由多个频道而同时地与多个无线设备通信；以及发射使所述无线设备中的至少一无线设备自经由所述频道中的第一频道进行通信切换至经由所述频道中的第二频道进行通信的请求。
26.一种用于无线通信的计算机程序产品，其包含计算机可读媒体，所述计算机可读媒体包含指令，所述指令可执行以经由多个频道中的第一频道而与接入点通信；自所述接入点接收用以自所述多个频道中的所述第一频道切换至所述多个频道中的第二频道的请求；以及经由所述第二频道而与所述接入点通信。
27.一种无线节点，其包含 至少一天线；经配置以经由所述至少一天线经由多个频道而同时地与多个无线设备通信的装置；以及经配置以经由所述至少一天线而发射使所述无线设备中的至少一无线设备自经由所述频道中的第一频道进行通信切换至经由所述频道中的第二频道进行通信的请求的发射ο
28.一种无线节点，其包含 至少一天线；经配置以经由所述至少一天线经由多个频道中的第一频道而与接入点通信的装置； 经配置以经由所述至少一天线而自所述接入点接收用以自所述多个频道中的所述第一频道切换至所述多个频道中的第二频道的请求的接收器；以及经配置以经由所述第二频道而与所述接入点通信的装置。
全文摘要
本发明的特定方面提供一种考虑到无线通信系统中的多个频道之间的负载平衡的协议。所述方法通常包括经由多个频道而同时地与多个无线设备通信；以及发射使所述无线设备中的至少一无线设备自经由所述频道中的第一频道进行通信切换至经由所述频道中的第二频道进行通信的请求。
文档编号H04W72/04GK102362538SQ201080013629
公开日2012年2月22日 申请日期2010年3月24日 优先权日2009年3月24日
发明者文森特·诺尔斯·约内斯四世, 桑托什·P·亚伯拉罕, 西蒙娜·默林, 赫曼特·桑帕特, 马尔滕·门佐·温特英克 申请人:高通股份有限公司