专利名称：在毫米波wpan中避免干扰并改善通信等待时间的机制的制作方法
技术领域：
本申请涉及用于在_波WPAN中避免干扰并改善通信等待时间的机制。
背景技术：
预期在60千兆赫(GHz)频带工作的毫米波(mm波)无线个人区域网(WPAN)通信系统可向大约十米的距离提供几千兆位/每秒(Gbps)的吞吐量，并且将在几年内投入服 务。目前，有几个标准化团体 GEEE802. 15. 3c,WirelessHD SIG,ECMA TG20、C0MPA 等)正在为mm波WPAN系统考虑不同的概念，以定义最适合于多Gbps WPAN应用的系统。由于氧吸收及其短波长这两个原因，mm波通信系统不如那些更低频率(例如，2. 4GHz和5GHz频带)的通信系统那样强健，其中氧吸收会在长距离上衰减信号，而短波长会在穿过诸如墙壁和天花板的障碍物时产生高衰减。因此，已经预见定向天线(如波束形成天线、扇形天线或固定波束天线)的使用对60GHz应用是有用的。任何无线通信系统中都固有地需要改善吞吐量和等待时间。因此，强烈需要用于改善_波无线个人区域网的技术。
发明内容
本发明涉及一种方法，包括注册一个或多个传输流，其中传输流包括从发射设备到接收设备的数据传输；接收所述一个或多个传输流中的至少一个传输流的带宽请求；将所述一个或多个传输流中的所述至少一个传输流调度到超帧中的时隙；接收来自一个或多个设备的干扰报告；以及基于来自所述一个或多个设备的干扰报告，为后续超帧优化传输调度以将干扰减到最小并将带宽增至最大。本发明涉及一种装置，包括天线系统；接收机，用于在所述天线系统上接收一个或多个传输流的带宽请求；以及调度器，用于为超帧优化传输调度以将干扰减到最小并将带宽增至最大。
通过参考附图，可以更好地理解本发明，并且使本领域的技术人员明白本发明的许多特征和优点。图I示出根据本发明一个实施例的无线设备。
图2示出根据本发明一个实施例的支持互不干扰的并行传输的环境。图3示出根据本发明一个实施例的信道使用模型。图4示出根据本发明一个实施例的基于流的信道时间调度优化的实例。图5示出根据本发明一个实施例的另一信道使用模型。图6示出根据本发明一个实施例的调度流程。在不同的附图中使用相同的参考符号来表示类似或相同的项。
具体实施例方式在以下描述中，阐述了很多特定的细节。但是，应该明白，无需这些特定的细节也 可以实践本发明的实施例。在其它情况下，没有详细地示出公知的方法、结构和技术，以免使本描述难以理解。提到“一个实施例”、“实施例”、“示范实施例”、“各种实施例”等时表示，如此描述的本发明的这个(或这些)实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但并非每个实施例都一定包括该特定的特征、结构或特性。此外，重复使用短语“在一个实施例中”不一定指相同的实施例，但也可以指相同的实施例。如本文所用，除非另外说明，否则使用序数形容词“第一”、“第二”、“第三”等来描述共同的对象仅仅表示，正提到相同对象的不同例子，而不是想暗示如此描述的对象必须按照时间、空间、按等级或者以任何其它的方式处于给定的序列中。本发明的实施例可以在各种各样的应用中使用。本发明的一些实施例可以结合各种设备和系统一起使用，这些设备和系统如发射机、接收机、收发机、收发两用机、无线通信站、无线通信设备、无线接入点(AP)、调制解调器、无线调制解调器、个人计算机(PC)、桌面型计算机、移动计算机、膝上型计算机、笔记本型计算机、平板计算机、服务器计算机、手持式计算机、手持设备、个人数字助理(PDA)设备、手持PDA设备、或甚至是在个人区域网(PAN)中的超高清晰度电视信号。虽然本发明的实施例在这方面不受限制，但利用诸如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”、“建立”、“分析”、“检查”等术语的论述可以指计算机、计算平台、计算系统或其它电子计算设备的操作和/或处理，这些操作和/或处理操纵在计算机的寄存器和/或存储器内表示为物理(如电子)量的数据和/或将其变换为在计算机的寄存器和/或存储器、或可存储执行操作和/或处理的指令的其它信息存储介质内类似地表示为物理量的其它数据。虽然本发明的实施例在这方面不受限制，但本文所用的术语“复数个(plurality/a plurality)”可以包括例如“多个”或“两个或两个以上”。整篇说明书中可以使用术语“复数个”来描述两个或两个以上组件、设备、元件、单元、参数等。例如，“复数个站”可以包括两个或两个以上站。在网络中使用定向天线提供了增加可用信道的空间重复使用的机会。空间重复使用是网络支持互不干扰的并行传输的能力。本发明的一个实施例为_波无线个人区域网(WPAN)通信系统提供一种用于避免干扰并改善空间重复使用效率的机制。具体来说，跟踪各个时间周期期间的干扰信息，并利用该干扰信息来优化传输调度。此外，提供一种通过在多个发射设备中分配时隙协调职责来改善通信等待时间的机制。图I示出根据本发明一个实施例的无线设备。设备100包括接收机(RX) 102、发射机(TX) 104和天线系统106。设备100可以包括能够定向传送和/或接收数据传输的电路。例如，天线系统106可以包括波束形成天线系统、扇形天线系统或固定波束天线系统。如果设备100是协调器，即在网络内协调时隙分配的设备，那么设备100可以包括调度器，该调度器执行各种功能，例如优化超帧调度以将设备间的干扰减到最小并将网络带宽增至最大。设备100可以包括存储设备、处理电路、其它通信接口等(未示出)。图2示出根据本发明一个实施例支持互不干扰的并行传输的环境。分别如定向传输范围208和210所示，无线设备A 202和B 204与无线设备C 206通信。如定向传输范围212所示，无线设备C 206与无线设备A 202和B 204通信。如定向传输范围218所示，无线设备D 214与无线设备E 216通信。如定向传输范围220所示，无线设备E 216与无线设备D 214通信。每个这样的传输范围表示称为链路的单向流。链路是从发射机到接收机的单个传输。举例来说，设备A202和设备C 206之间的全双工流产生两个链路。包括无线设备A 202,B 204和C 206的网络可以称为无线个人区域网(WPAN)。包括无线设备D 214和E 216的网络可以是包括设备A202、B 204和C 206的WPAN的一部分，或者可以是另一个WPAN的一部分。如图2所示，设备A 202、B 204和C 206的传输范 围不与设备D 214和E 216的传输范围干扰。因此，在这些设备之间的通信可以同时操作，因为来自发射设备的能量聚焦在不同的方向，并且因此不会导致相互干扰。但是，应明白，如果存在额外的设备，或者如果设备的位置是不同的，则传输范围可能互相或者与其它设备的传输范围干扰。例如，从设备A 202到设备C 206和从设备C 206到设备A202的链路可与从设备D214到设备E216和从设备E216到设备D214的链路独立。在一些环境中，从设备A202到设备C206的传输可与从设备D214到设备E216的传输并行发生，即，在时间上重叠，而由于会干扰传输范围，从设备A202到设备C206的传输可能不会与从设备E216到设备D214的传输并行发生。图3示出根据本发明一个实施例的信道使用模型。该模型由多个超帧302、304和306组成。每个超帧被分成多个时隙以利用通常不支持并行传输的时分多址(TDMA)技术来传输或接收信息。超巾贞302包括信标巾贞312和分配用于传送数据的多个传输时隙314、316、318。通常通过协调器来为每个超帧执行信道时间预定，并在信标帧312中传递信道时间预定。可以指定设备202-206和设备214-216中的任何一个设备为协调器。如果设备202-206和设备214-216在不同的WPAN中，则可以指定设备202-206之一和设备214-216之一为协调器(未示出)。通常分配每个信道时间块用于单向流(例如，从发射设备到接收设备)。在高密度企业环境中，单独设备的位置、天线类型及其取向决定着设备所受到的干扰电平。因此，不同设备成功接收传输的能力会随着时间变化。在TDMA系统中，超帧调度往往遵循重复模式。此后，对于每个信道时间块，在某种程度上可以预测由于邻近WPAN造成的干扰。根据本发明的一个实施例，TDMA系统以将接收设备处的干扰电平减到最小并且从而将WPAN吞吐量增至最大的方式调度传输。具体来说，干扰减轻方案允许协调器采集来自其网络中的设备的干扰信息。可利用此信息来以将每个接收机所受到的干扰减到最小的方式调度传输。根据本发明的一个实施例，为了优化对链路的信道时间块分配，在每个链路的基础上识别并传送接收设备处的干扰电平。对于系统中的每个链路，接收机通知协调器有关在被调度用于接收的所有信道时间块期间所受到的干扰电平(噪声强度或功率)。对于活动的(active)信道时间块，接收设备监测所经受的SNR(信噪比)，并且稍后通知协调器所监测的电平。表I示出单独链路的通用干扰报告格式。由设备发送的干扰报告包含每个链路一个矢量，其中设备是接收机，这允许协调器推断对于某个链路哪个信道时间块是可利用的。每个设备报告干扰电平，而不论其源如何，该源可在相同或不同的WPAN中。例如，对于在图2中示出的WPAN，将通过C(对于2个链路)和E (对于I个链路)产生两个干扰报
生口 o表I.链路的示范干扰报告
权利要求
1.一种方法，包括 通过无线个人区域网(WPAN)的协调器生成多个传输流的第一传输调度，所述第一传输调度用于第一超帧，其中所述多个传输流中的每一个传输流包括数据从所述WPAN的发射设备到所述WPAN的接收设备的传送； 通过所述WPAN的协调器无线接收来自所述WPAN的一个或多个设备的干扰报告；以及 至少基于所述干扰报告，通过所述WPAN的协调器生成所述多个传输流的第二传输调度，所述第二传输调度用于第二超帧，所述第二超帧在所述第一超帧之后； 其中所述第一传输调度和所述第二传输调度有差别地命令所述多个传输流。
2.如权利要求I所述的方法，还包括通过所述WPAN的协调器接收所述一个或多个传输流中的至少一个传输流的带宽请求。
3.如权利要求I所述的方法，其中所述第一传输调度和所述第二传输调度包括相同的多个传输流。
4.如权利要求I所述的方法，其中所述WPAN的协调器生成所述第二传输调度，以便减少干扰。
5.如权利要求I所述的方法，其中生成第二传输调度包括调度，所述调度包括通过所述WPAN的协调器将主要流指定给时隙并且将次要流指定给所述时隙。
6.如权利要求I所述的方法，其中生成第二传输调度包括基于包括了在所述WPAN的一个或多个设备中的一个设备是活动的时间周期期间的干扰信息和在所述WPAN的一个或多个设备中的一个设备是不活动的时间周期期间的干扰信息的干扰报告生成第二传输调度。
7.如权利要求6所述的方法，其中生成第二传输调度包括基于在所述WPAN的一个或多个设备中的一个设备是活动的时间周期期间的、包括了信噪比信息的干扰报告生成第二传输调度。
8.如权利要求6所述的方法，其中生成第二传输调度包括基于在所述WPAN的一个或多个设备中的一个设备是不活动的时间周期期间的、包括了噪声强度和功率信息的干扰报告生成第二传输调度。
9.如权利要求I所述的方法，其中 生成第二传输调度包括基于所述干扰报告生成第二传输调度，所述干扰报告在预调度时隙期间在所述超帧中通过所述WPAN的协调器被接收，在为传输流调度的超帧中所述预调度时隙与时隙分离；以及 无线接收干扰报告包括在所述超帧期间从被调度用来接收的所述WPAN中的每个接收设备接收所述预调度时隙期间的干扰报告。
10.如权利要求I所述的方法，其中无线接收干扰报告包括在非周期性基础上接收干扰报告，其中干扰报告的传递由超帧的时隙期间的干扰电平的实质改变或超帧的时隙期间的信号质量降级触发。
11.如权利要求I所述的方法，其中生成调度以便命令多个传输流包括生成所述调度以便命令定向无线通信。
12.一种无线个人区域网(WPAN)的协调器的装置，所述装置包括 天线系统； 接收机，用于通过所述WPAN的协调器接收来自所述WPAN的一个或多个设备的干扰报告；以及 调度器，所述调度器 生成多个传输流的第一传输调度，所述第一传输调度用于第一超帧，其中所述多个传输流中的每一个传输流包括数据从所述WPAN的发射设备到所述WPAN的接收设备的传送；以及 至少基于所述干扰报告，生成所述多个传输流的第二传输调度，所述第二传输调度用于第二超帧，所述第二超帧在所述第一超帧之后； 其中所述第一传输调度和所述第二传输调度有差别地命令所述多个传输流。
13.如权利要求12所述的装置，其中所述干扰报告包括在所述WPAN的一个或多个设备中的一个设备是活动的时间周期期间的干扰信息和在所述WPAN的一个或多个设备中的一 个设备是不活动的时间周期期间的干扰信息。
14.如权利要求13所述的装置，其中在所述WPAN的一个或多个设备中的一个设备是活动的时间周期期间的干扰信息包括信噪比信息。
15.如权利要求13所述的装置，其中在所述WPAN的一个或多个设备中的一个设备是不活动的时间周期期间的干扰信息包括噪声强度和功率信息。
16.一种装置,包括 用于通过无线个人区域网(WPAN)的协调器生成多个传输流的第一传输调度的部件，所述第一传输调度用于第一超帧，其中所述多个传输流中的每一个传输流包括数据从所述WPAN的发射设备到所述WPAN的接收设备的传送； 用于通过所述WPAN的协调器无线接收来自所述WPAN的一个或多个设备的干扰报告的部件；以及 用于至少基于所述干扰报告，通过所述WPAN的协调器生成所述多个传输流的第二传输调度的部件，所述第二传输调度用于第二超帧，所述第二超帧在所述第一超帧之后；其中所述第一传输调度和所述第二传输调度有差别地命令所述多个传输流。
17.如权利要求16所述的装置，其中所述干扰报告包括关于来自不同WPAN的干扰的信息
18.如权利要求16所述的装置，其中所述干扰报告包括信噪比信息。
19.如权利要求16所述的装置，其中所述干扰报告包括噪声强度和功率信息。
20.如权利要求16所述的装置，还包括用于注册所述多个传输流的部件。
全文摘要
简要来说，公开一种用于在mm波无线个人区域网(WPAN)中避免干扰并改善信道效率的机制。具体来说，跟踪各个时间周期期间的干扰信息，并利用该干扰信息来优化传输调度。此外，提供一种通过在多个发射设备中分配时隙协调职责来改善通信等待时间的机制。
文档编号H04W72/12GK102752811SQ201210213848
公开日2012年10月24日 申请日期2009年3月11日 优先权日2008年3月11日
发明者A.凯塞尔曼, Y.巴赫拉赫 申请人:英特尔公司