在无线网络中跨超帧的动态CTA调整.pdf

在一种无线通信网络中，本发明的各实施例提供请求之前分配的信道时间配给(CTA)的延长或截短并将所述延长或截短扩展至多个超帧而不必作出进一步请求的技术。所述请求可通过发送指示该请求适用于多少超帧的信息元(IE)而作出。

1.  一种装置，包括：
用于无线通信网络的网络控制器，所述网络控制器具有计算平台、调制器和解调器，所述网络控制器：
接收来自网络设备的调整对多个超帧的信道时间配给(CTA)的请求，所述CTA已由所述网络控制器分配给所述网络设备；以及
如果所述请求被准许，则将请求准许发送给所述网络设备。

2.  如权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述调整包括CTA的延长；并且
所述网络控制器将所述调整与分配给其它网络设备的其它CTA比较以确定所述延长是否将与任何所述其它CTA重叠。

3.  如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述调整包括CTA的截短。

4.  如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述请求包含规定所述调整的量以及所述请求适用的超帧数目的信息元。

5.  如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述请求包含规定所述调整的量和指示所述请求适用于接下来的超帧直到被明确改变为止的信息元。

6.  一种方法，包括：
从无线通信设备接收调整对所述无线通信设备的多个连续超帧的信道时间配给(CTA)的长度的请求；以及
调整所述多个连续超帧的每一个的CTA的长度。

7.  如权利要求6所述的方法，其特征在于：
所述请求包括延长所述CTA的长度的请求；并且
所述方法包括判断所延长的CTA是否将在时间上与其它CTA重叠。

8.  如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述请求包括截短所述CTA的长度的请求。

9.  如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述请求包括指示要对所述CTA作出多少调整以及所述调整适用于多少超帧的信息元。

10.  如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述请求包括规定所述调整的量并指示将所述请求要被应用于接下来的超帧直到被明确改变为止的信息元。

11.  一种物品，包括：
包含指令的有形计算机可读介质，当由一个或多个处理器执行所述指令时导致下列操作的执行：
从无线通信设备接收调整对所述无线通信设备的多个连续超帧的信道时间配给(CTA)的长度的请求；以及
将所述请求的准许发送给所述无线通信设备。

12.  如权利要求11所述的物品，其特征在于：
所述接收请求的操作包括接收延长所述CTA的长度的请求；并且
所述操作还包括判断所延长的CTA是否会在时间上与其它CTA重叠。

13.  如权利要求11所述的物品，其特征在于，所述接收请求的操作包括接收截短所述CTA的长度的请求。

14.  如权利要求11所述的物品，其特征在于，所述请求包括指示对所述CTA作出多少调整以及所述调整适用于多少超帧的信息元。

15.  如权利要求11所述的物品，其特征在于，所述请求包括规定所述调整的量并指示要将所述请求应用于接下来的超帧直到被明确改变为止的信息元。

16.  一种装置，包括：
在无线通信网络中通信的网络设备，所述网络设备具有计算平台、调制器和解调器，所述网络设备：
将调整对多个超帧的信道时间配给(CTA)的请求发送给所述网络控制器，所述CTA已由所述网络控制器分配给所述网络设备；以及
接收来自所述网络控制器的请求准许。

17.  如权利要求16所述的装置，其特征在于：
所述调整包括对CTA的延长；并且
作为所述接收准许的结果，所述网络设备对所述请求中指示的每个超帧使用所述延长的CTA时间。

18.  如权利要求16所述的装置，其特征在于：
所述调整包括所述CTA的截短；以及
作为所述接收准许的结果，所述网络设备对所述请求中指示的每个超帧将通信限制于截短的CTA。

19.  如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述请求包含规定所述调整的量以及所述请求适用的超帧数目的信息元。

20.  如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述请求包含规定所述调整的量并指示要将所述请求应用于接下来的超帧直到被明确改变为止的信息元。

21.  一种方法，包括：
向无线网络控制器发送调整对多个连续超帧的信道时间配给(CTA)的长度的请求；以及
在针对所述多个连续超帧中的每一个的调整的CTA内进行通信。

22.  如权利要求21所述的方法，其特征在于：
所述请求包括延长所述CTA的长度的请求；并且
所述方法包括作为由所述网络控制器准许所述请求的结果，对所述请求中指示的超帧使用所述延长的CTA进行通信。

23.  如权利要求21所述的方法，其特征在于：
所述请求包括截短所述CTA的长度的请求；以及
所述方法包括作为由所述网络控制器准许所述请求的结果，在所述请求中指示的超帧期间将通信限制于截短的CTA。

24.  如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述请求包含指示对所述CTA作出多少调整以及所述调整适用于多少超帧的信息元。

25.  如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述请求包括规定所述调整的量并指示要将所述请求应用于接下来的超帧直到被明确改变为止的信息元。

26.  一种物品，包括：
包含指令的有形计算机可读介质，当由一个或多个处理器执行所述指令时导致下列操作的执行：
向无线网络控制器发送调整对多个连续的超帧的信道时间配给(CTA)的长度的请求；以及
对所述多个连续的超帧中的每一个在所述CTA的经调整的长度内通信。

27.  如权利要求26所述的物品，其特征在于：
所述发送请求的操作包括发送延长所述CTA的长度的请求；以及
所述方法包括作为由所述网络控制器准许所述请求的结果，对所述请求中指示的超帧使用所述延长的CTA进行通信。

28.  如权利要求26所述的物品，其特征在于：
所述发送请求的操作包括发送截短所述CTA的长度的请求；以及
所述操作还包括作为由所述网络控制器准许所述请求的结果，在所述请求中指示的超帧期间将通信限制于截短的CTA。

29.  如权利要求26所述的物品，其特征在于，所述请求包含指示对所述CTA作出多少调整以及所述调整适用于多少超帧的信息元。

30.  如权利要求26所述的物品，其特征在于，所述请求包括规定所述调整的量并指示要将所述请求应用于接下来的超帧直到被明确改变为止的信息元。

在无线网络中跨超帧的动态CTA调整
背景
一些类型的无线通信本身是非常猝发的，即要传输的数据量以及每单位时间要传输的数据量的变化范围非常宽。一些类型的数据也可具有短等待时间的需求(交互流视频数据)，以使数据传输中的延时具有不合需要的效果。当向网络中的多个设备分配信道时间时，同时管理所有这些需求可能很困难。为了部分地解决这个课题，已定义一种能力，如果证实当前分配的信道时间配给(CTA)提供太少的时间或需要更多的时间，则这种能力提供对设备的当前分配的CTA的延长或截短的请求，以执行必要的传输。如果设备在传输完成后仍然具有未使用的时间，则可以发送截短消息以交还该未使用的信道时间以供其它设备重新分配。同样，如果设备需要比已分配给它的时间更多的时间，则发送延长消息以请求延长其当前CTA，如果该时间在信道上是可用的。然而，这些请求仅允许设备在当前超帧中延长或截短。当下一超帧发生时，设备必须再次请求延长或截短。这将导致过多的开销，这会减小总吞吐量。

附图简述
参照下面的说明和附图可以理解本发明的一些实施例，这些附图用来示出本发明的实施例。在附图中：
图1示出根据本发明一个实施例的无线通信网络中的一些设备。
图2示出根据本发明一个实施例的超帧的一些内容。
图3示出根据本发明一个实施例的包含请求CTA调整的信息的信息元(IE)。
图4示出根据本发明一个实施例的无线通信设备的图。
图5示出根据本发明一个实施例的请求对延长至多个超帧的CTA调整的方法的流程图。
图6示出根据本发明一个实施例的接收延长至多个超帧的CTA调整请求的方法的流程图。
详细说明
在下面的说明中，阐述了多个具体细节。然而，应当理解本发明实施例的实现可不依赖于这些具体细节。在其它例子中，为了不混淆对本说明书的理解，未详细地示出公知的电路、结构和技术。
对“一个实施例”、“一实施例”、“示例性实施例”、“各实施例”等的引用指示如此描述的本发明实施例包括特定的特征、结构或特性，但不是每个实施例都一定包括特定的特征、结构或特性。此外，一些实施例可具有针对其它实施例描述的一些、全部特征或不包含这些特征。
在下面的说明书和权利要求书中，可使用术语“耦合”和“连接”及其衍生词。要理解这些术语彼此并非同义词。相反，在特定实施例中，使用“连接”来表示两个或多个部件彼此直接物理或电气接触。使用“耦合”来表示两个或多个部件彼此协作或相互作用，但它们可直接物理或电气接触或不直接物理或电气接触。
如权利要求书中使用的，除非专门规定序数形容词“第一”、“第二”、“第三”等用来描述同一部件，否则它们仅表示相似部件的不同实例，并且不旨在暗示如此描述的部件必须以时间、空间、等级或任何其它方式的给定顺序给出。
可以硬件、固件和软件之一或它们的任意组合来实现本发明的各实施例。本发明也可实现为包含在计算机可读介质中或计算机可读介质上的指令，这些指令可由一个或多个处理器读取和执行以使本文描述的操作性能成为可能。计算机可读介质可包括任何机构，所述任何机构以可由一台或多台计算机读取的形式来存储、发送和/或接收信息的。例如计算机可读介质可包括有形存储介质，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、光学存储介质、闪存设备等。计算机可读介质还可包括已调制以对指令编码的传播信号，例如，但不局限于，电磁载波信号、光载波信号或声载波信号。
术语“无线”及其衍生词可用来描述电路、设备、系统、方法、技术、通信信道等，它们使用经调制的电磁辐射通过非实体介质传递数据。该术语不暗示关联的设备不包含任何线路，尽管在一些实施例中是没有线路的。
本发明的各实施例提供一种技术，用于请求在无线通信网络中的多个超帧上延伸的CTA延长或截短，而不必为多个超帧中的每一个作出重复请求。在一些实施例中，可通过发送包含指示该请求应用于多少超帧的字段的信息元(IE)来作出请求。图1示出根据本发明一个实施例的无线通信网络中的一些设备。示出的网络100可包括网络控制器110(PNC)和网络设备120(A)和130(B)。在本文献的背景中，术语“网络控制器”表示一种设备，该设备通过将信道时间配给分配给其它设备而调度无线网络中其它设备的通信，而术语“网络设备”表示那些从网络控制器接收其信道时间配给而调度无线通信的设备。图中仅示出两个网络设备，但其它实施例可包含一个、三个或更多这样的设备，并且该数量可随着网络设备的引入或从网络除去而不断地变化。本例中的网络控制器110被标记为微微网(piconet)控制器(PNC)，这是因为本文描述的技术在微微网中尤为有利，但这些表述也可涵盖其它类型的网络或网络控制器。在网络100中，网络控制器110可调度网络设备120(A)与130(B)之间的通信以及其本身与网络设备120、130中的每一个之间的通信。具体地说，网络控制器110可分配信道时间配给(CTA)的特定时段以在网络设备120和130之间、在网络设备120和网络控制器110之间以及在网络设备130和网络控制器110之间建立通信，并将调度信息发送给网络设备120和130中的每一个以使它们得知何时参与这些通信。该CTA配给是基于这些通信所需的时间估计来作出的。
然而，这些估计不是永远正确的。在这种通信中，网络设备(例如设备120)可确定它需要比针对其CTA分配的时间更多或更少的时间，并向网络控制器110发送要么延长所分配的时间、要么缩短(截短)所分配时间的请求。如果请求更多的时间，则网络控制器110确定信道上有可用的多余时间，可对请求设备120的CTA准许延长。如果请求更少的时间，则网络控制器缩短CTA并准许网络中的另一网络设备使用未使用的时间。传统技术仅应用这些请求并将其给予当前超帧，所以如果设备确定CTA调整在接下来的超帧中有用，则必须在这些接下来的超帧的每一个中重复这样的请求。然而，本文中描述的请求可请求将延长或截短应用于多个超帧。图2示出根据本发明一个实施例的超帧的一些内容。在典型网络中，可连续调度这些超帧，尽管它们的内容某种程度上可随时间而变化。尽管图示实施例示出以特定顺序排列的特定字段，然而其它实施例可具有某些不同的字段，和/或以图示不同的顺序配置这些字段。在所示例子中，超帧的第一部分可专门用于信标时间(BT)，其中网络控制器110发送一个或多个信标，并且各设备可对信标作出应答。典型的信标可包含允许网络设备与其网络时钟同步的时序信息，并且它还包含对未联系设备的邀请以宣布它们的存在并可能加入网络。形成训练周期的关联信标(A-BFT)可用于使新加入的设备“训练”它们的定向信号，以使其接下来的定向发送和接收指向正确的方向并具有足够窄的波束。该定向通信在一些网络中是重要的，由于许多设备的物理接近性会造成彼此的干涉。
宣布时间(AT)周期可用来在网络中传播通用信息。在超帧尾部的波形训练周期(BFTP)可用来允许网络中的已有设备再训练，或细调谐，其定向信号。因为例如设备在网络中的物理移动等各种理由需要再训练。
数据传输时间(DTT)可用于网络中的各种设备以彼此交换信息，并作为超帧的一部分，其中定位有包含请求这些CTA的延长或截短的CTA。在DTT周期中可以有多个CTA，尽管图中为清楚起见仅示出一个CTA。每个CTA代表调度所讨论的设备以与一个或多个其它设备通信的时间。然而，在给定CTA周期中，发送设备120也可向网络控制器110发送请求以调整CTA中的剩余时间。如果请求网络设备120确定将该调整另行应用于接下来的超帧也是有用的，则该请求可包含接下来多少超帧应当包含该经调整的CTA时间的指示。如果准许该请求，则网络控制器110可将该准许通知送回给请求网络设备120。
图3示出根据本发明一个实施例的包含请求CTA调整的信息的信息元(IE)。IE可用于无线通信以传递各种不同类型的信息，并一般可在当前使用的协议的特定部分找到。本例示出可包含在该IE中的各个字段，并且每个字段的大小以字节(每个8位)为单位。最前面的两个字段(命令类型(Command Type)和长度(Length))在业内已被标准化，尽管今后对标准的修改可能改变IE中标准字段的大小和/或意义。可定制剩余的字段以实现本文描述的目的。图中示出一个特定例子，然而其它实施例可使用与图示不同的字段和/或字段大小。
在图示实施例中，命令类型字段可规定这是什么类型的IE，尤其可规定这是调整CTA持续时间的请求。在一个实施例中，该字段内的一个特定值规定这是延长CTA的请求，而该字段内的另一特定值规定这是截短CTA的请求。长度字段指示IE的长度，以使接收设备知道该IE终止于何处以及发送序列中的下一个字段开始于何处。
持续时间字段可指示所请求的延长或截短的量。可以任何合适的单位来表达该值，例如但不局限于：(1)绝对时间的单位、(2)时钟周期单位、(3)OFDMA码元、(4)其它。在一个实施例中，持续时间字段可指示正在请求的CTA持续时间的调整量，而在另一实施例中，持续时间字段可指示在作出调整后总共请求的CTA长度。在又一实施例中，持续时间字段可指示是否将该调整量添加(延长)至现有持续时间或从现有持续时间减去(截短)。这，例如，通过使用持续时间字段中的带符号数字格式来实现。这种技术可避免在命令字段中需要两个不同的命令来指示调整CTA。
控制字段可指示所请求的CTA调整将要应用于多少个连续超帧。注意，对所指示的超帧中的每个指示的CTA作出相同的调整。在图示格式中，一个位可指示是否作出永久调整，其中术语“永久”意味着改变不会自动过期，而是一直应用直到专门改变至另一值为止。如果该改变不被指示为永久的，则超帧字段的数目可指示在CTA长度回复到其之前的值或以其它方式变化前该改变可应用于多少连续的超帧。在一个实施例中，该字段中的值“0”表示它仅适用于当前超帧，值“1”表示它仅适用于当前超帧和下一个超帧，值“2”表示它仅适用于当前超帧和接下来的两个超帧等。在另一实施例中，值“1”表示它仅适用于当前超帧，值“2”表示它仅适用于当前超帧和下一个超帧，值“3”表示它仅适用于当前超帧和接下来的两个超帧等。在一些实施例中，该字段中的值“0”表示该请求是永久的，省去在IE中使用不同永久字段的必要。图4示出根据本发明一个实施例的无线通信设备的图。前述设备110、120或130中的任何一个可包含图示设备400中示出的组件的一些或全部。例如，一个或多个计算平台490可用来控制设备400的总体操作。计算平台可包含一个或多个处理器，包括应用处理器和/或数字信号处理器。该具体实施例示出两个天线411和421，然而其它实施例可包含一个、三个或更多个天线，每个天线具有必要的支持组件。在本例中，天线411耦合于解调器416以对接收到的信号进行解调并将其转换成基带信号。随后通过模数转换器(ADC)415将基带信号转换成数字格式。为了发送，可通过数模转换器(DAC)417将数字信号转换成模拟量。随后通过调制器418将该模拟信号调制在射频(RF)载波上，并随后在功率放大器419中放大以供通过天线411发送。
可通过解调器426、ADC425、DAC427、调制器428和放大器429为天线421提供相似的功能。图4示出无线通信设备的配置的一个实施例，然而其它实施例可使用不同的组件和/或以不同于图示的方式配置这些组件。
图5示出根据本发明一个实施例的请求延长多个超帧的CTA调整的方法的流程图。该方法可由网络中除网络控制器以外的设备执行，例如由图1中的设备120或130执行。在流程图500中，在510，在预分配CTA期间进行通信的无线通信设备可将CTA实际长度与设备需要的CTA长度比较以更好地执行其想要的通信。如果两者之间存在充分的差异，则装置在520确定应当调整的CTA长度。可使用各种标准来确定这种调整是需要的，例如但不局限于：(1)实际CTA和要求的CTA相差超过一具体百分比、(2)实际CTA和要求的CTA相差超过一特定的时间量、(3)实际CTA和要求的CTA相差超过从现行通信环境衍生出的一个变量值，(4)多种因素的组合、(5)其它。
如果不需要CTA作出改变，则流程图转至595。然而，如果在520确定需要作出改变，则设备可确定在对这种改变的请求中的三个值：在530确定的调整方向(增加或减小CTA)、在540确定的调整量以及在550确定的这种改变所适用的超帧数目。在560可创建这种改变的请求。在一个实施例中，可以IE的形式作出该请求，例如但不局限于具有与图3相同或相似格式的IE。随后在570将该请求发送给网络控制器。可由网络控制器确定请求是否准许。如果网络控制器如580判断地那样通知请求设备已准许该请求，则在590请求设备可将这些变化应用于其本身的通信调度。例如，如果已准许某一数量的超帧延长CTA，则请求设备可在当前延长的CTA期间继续通信长达所延长的时间量，并在指定的将来超帧中通信长达所延长的CTA时间。作为代替，如果已对某一数量的超帧请求和准许了减小值的CTA，则请求设备可对指定数量的超帧限制其通信时间以适应截短的CTA。
当然，如果如580判断的那样请求未经网络控制器准许，则在595不作出这些变化，并且可在当前和未来的超帧中继续所分配的CTA长度，直到由某些其它动作改变为止。
图6示出根据本发明一个实施例的接收延长多个超帧的CTA调整请求的方法的流程图。可由网络中的网络控制器执行该方法，例如由图1中的设备110执行。在流程图600中，网络控制器在610接收来自网络设备的改变对该设备分配的CTA长度的请求。
如果如620判断的那样该请求涉及CTA的延长，则网络控制器可在630确定所请求延长的量并在640确定适用该延长的超帧的数目。在对网络中其它设备检查了当前分配的CAT后，网络控制器可在650确定准许这种延长是否可行。例如，如果延长的CTA与已分配给另一网络设备的另一CTA重叠，则准许延长可能在网络中造成潜在的干扰。还可以有其它不希望准许延长的原因，但所有这些原因在650统一表示为判断请求设备是否可获得延长的无干扰信道时间。该判断可不仅基于当前超帧中的CTA分配，还基于由该请求覆盖的每个超帧的CTA分配。
如果650判断为该信道时间不可得，或如果为了其它原因拒绝该请求，则网络控制器可在670将指示已拒绝该请求的消息发送至请求设备。如果650判断为信道时间可用且准许该请求，则该网络控制器可在660将消息发送至请求设备，指示已准许该请求。当然，网络控制器也可更新其自身的CTA分配记录以反映这些变化，以准确地评价任何接下来对CTA调整的请求。回到620，如果该请求是CTA的截短而不是延长，则可在635确定要削减的CTA的量，并在645确定适用于该截短的超帧的数目。由于削减该CTA的长度不会造成与其它CTA的干扰，在某些实施例中，可在655准许该请求而无需在650执行此类比较。以这种方式截短多个CTA会增加其它设备能够使用的信道时间。因此，在665可将该额外时间提供给其它CTA。
前面的说明是示例性而非限定性的。本领域内技术人员可作出多种变化。这些变化包含在本发明各实施例中，它们只受下面权利要求书的范围的限制。