專(zhuān)利名稱(chēng)：在動(dòng)態(tài)頻譜接入無(wú)線系統(tǒng)中恢復(fù)通信接入的方法
在動(dòng)態(tài)頻譜接入無(wú)線系統(tǒng)中恢復(fù)通信接入的方法 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)涉及同時(shí)提交并共同轉(zhuǎn)讓的具有序列號(hào)的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)
(律師案巻號(hào)US 002803、 US 002806和US 002296 )。本申請(qǐng)還涉及 2005年9月16日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)60/718， 127。
無(wú)線通信技術(shù)的進(jìn)展相當(dāng)大，已經(jīng)使無(wú)線媒體發(fā)展為對(duì)有線方案 的可行替換。同樣地，無(wú)線連接在數(shù)據(jù)和話音通信中的使用繼續(xù)增長(zhǎng)。 這些設(shè)備包括移動(dòng)電話、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的便攜式計(jì)算機(jī)(例如無(wú)線局域 網(wǎng)(WLAN)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的固定計(jì)算機(jī)、便攜式手持機(jī)，這僅僅說(shuō)出 了幾種)。
隨著無(wú)線應(yīng)用的持續(xù)增長(zhǎng)，正在為通信頻譜而竟?fàn)幍脑O(shè)備、網(wǎng)絡(luò) 和系統(tǒng)的數(shù)目也在繼續(xù)增長(zhǎng)。正如人們所知，既有專(zhuān)用或經(jīng)許可的通 信頻語(yǔ)部分，也有未經(jīng)許可的通信頻譜部分。由于未經(jīng)許可的頻譜波 段(例如工業(yè)的、科學(xué)的和醫(yī)學(xué)的(ISM)無(wú)線電波段)可以自由接入， 這些波段受到用戶(hù)的嚴(yán)重占用。相對(duì)比地，最近的研究表明，僅僅有 一小部分經(jīng)許可的波段正在被使用。這樣，大量未經(jīng)許可的波段過(guò)于 擁擠，而相對(duì)較大部分的經(jīng)許可的波段仍然沒(méi)有使用。這已經(jīng)引起管 理機(jī)構(gòu)(例如美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC))對(duì)當(dāng)前通信波段的分配及 它們的使用進(jìn)行評(píng)估。
對(duì)通信波段再分配的一種選擇涉及使用適用于動(dòng)態(tài)接入通信頻譜 的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。例如，動(dòng)態(tài)頻譜接入(DSA)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以在通信頻譜的 專(zhuān)用(經(jīng)許可)部分中實(shí)現(xiàn)。作為例證，DSA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以工作在通常 專(zhuān)用于電視發(fā)射和接收的頻譜中。從而，通信波段的特定部分可被更 加充分地利用。
由于將特定的通信波段再分配給未經(jīng)許可的(次要)用戶(hù)使用， 需要進(jìn)行頻譜管理來(lái)確保對(duì)接入該波段具有優(yōu)先權(quán)的經(jīng)許可的(主要 的或現(xiàn)任的(incumbent))用戶(hù)能夠被提供以無(wú)拘束的方式進(jìn)行接入。 例如，管理機(jī)構(gòu)(例如FCC)可能需要次要用戶(hù)在現(xiàn)任用戶(hù)開(kāi)始占用信道之后一段相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)騰出信道。因此，媒體接入控制(MAC) 層和物理(PHY)層規(guī)范必須包括針對(duì)這種需要的頻譜管理的條款。
正如能夠意識(shí)到的，為了使次要設(shè)備能夠在現(xiàn)任設(shè)備開(kāi)始占用信 道時(shí)騰出信道，次要設(shè)備必須被提供需要騰出信道的通知。然而，在 DSA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中， 一個(gè)或更多個(gè)次要設(shè)備由于干擾或其它因素可能沒(méi)有 接收到通知。并且，在信道可用性中可能存在延遲。因此，如果沒(méi)有 被阻止的話，受影響的次要設(shè)備會(huì)被延遲在另一個(gè)信道中恢復(fù)或重新 開(kāi)始服務(wù)。結(jié)果，次要設(shè)備騰出現(xiàn)任者(incumbent)所占用信道的要求 可能被違背，或者提供給次要設(shè)備的服務(wù)質(zhì)量(QoS)將會(huì)降低，或者 兩者皆有。
因此，我們所需要的是次要設(shè)備一旦得到現(xiàn)任設(shè)備占用信道的通 知時(shí)的恢復(fù)方法，該方法至少克服了上面提到的缺點(diǎn)。
根據(jù)示例性實(shí)施例，無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線通信方法包括從多個(gè)受 限信道中確定后備信道。該方法還包括向無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)無(wú)線 臺(tái)(STA)通知該后備信道。
根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例，在無(wú)線通信系統(tǒng)中，無(wú)線通信方法包 括從無(wú)線臺(tái)(STA)向基站發(fā)送信息，其中該信息指示現(xiàn)任設(shè)備在受限 頻率信道中工作或者不工作。另外，基于該信息，該方法包括向無(wú)線 通信系統(tǒng)的STA發(fā)送命令。
根據(jù)又一個(gè)示例性實(shí)施例，無(wú)線通信系統(tǒng)包括適用于分配后備信 道的基站(BS)。該系統(tǒng)還包括多個(gè)無(wú)線通信臺(tái)(STA)，其適用于將 指示被現(xiàn)任設(shè)備占用的受限信道和沒(méi)有被現(xiàn)任設(shè)備占用的受限信道的 信息發(fā)送到BS，其中BS根據(jù)該信息確定后備信道。
通過(guò)與附圖一起閱讀如下的詳細(xì)描述，本發(fā)明將被更好理解。要 強(qiáng)調(diào)的是，各種特征不一定非要按照比例畫(huà)出。事實(shí)上，為了討論清 楚，尺寸可以被任意增大或減小。


圖1是根據(jù)示例性實(shí)施例的無(wú)線通信系統(tǒng)簡(jiǎn)化示意圖。 圖2是根據(jù)示例性實(shí)施例的數(shù)據(jù)通信時(shí)序圖。 圖3是根據(jù)示例性實(shí)施例的無(wú)線通信方法簡(jiǎn)化流程圖。 圖4是根據(jù)示例性實(shí)施例的無(wú)線通信方法簡(jiǎn)化流程圖。這里所使用的術(shù)語(yǔ)"受限頻率信道"或"受限信道"表示為主要
用戶(hù)所專(zhuān)用的頻率信道。受限信道可以是由諸如FCC的管理機(jī)構(gòu)許可 的通信頻譜的一部分，或者可以是基于優(yōu)先權(quán)而被某些用戶(hù)接入的通 信頻譜的一部分。例如，美國(guó)的電視信道是經(jīng)許可的頻率信道。然而， 諸如無(wú)線麥克風(fēng)之類(lèi)的某個(gè)設(shè)備可以通過(guò)高于其它用戶(hù)的優(yōu)先權(quán)來(lái)接 入網(wǎng)絡(luò)，即使無(wú)線麥克風(fēng)沒(méi)有被明確許可來(lái)使用電視頻譜。因此，是 受限信道的某些未經(jīng)許可的信道被設(shè)想作為受限信道。另外，向某些 用戶(hù)提供優(yōu)先權(quán)接入的所謂免許可信道也是受限信道。
正如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)"一"和"一個(gè)"意味著一個(gè)或更多； 且術(shù)語(yǔ)"多個(gè)"意味著兩個(gè)或更多。
在下面的詳細(xì)描述中，為了解釋而不是限制，為了提供對(duì)本教導(dǎo) 的全面理解，對(duì)公開(kāi)具體細(xì)節(jié)的示例性實(shí)施例進(jìn)行闡述。然而，對(duì)于 得益于本公開(kāi)的本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，脫離這里所公開(kāi)的具 體細(xì)節(jié)的其它實(shí)施例將是明顯的。并且，可以省略對(duì)公知設(shè)備、方法、 系統(tǒng)和協(xié)議的描述，從而不對(duì)示例性實(shí)施例的描述造成模糊。盡管如 此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員視野中的這種設(shè)備、方法、系統(tǒng)和協(xié)議可以 根據(jù)示例性實(shí)施例而被使用。最后，無(wú)論在實(shí)際的什么情況下，相同 的附圖標(biāo)記是指同樣的特征。
注意到，在這里所述的示例性實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)可以是具有集中式 結(jié)構(gòu)或分散式結(jié)構(gòu)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。示例性地，該網(wǎng)絡(luò)可以是在DSA媒體 接入(MAC)層之下工作的網(wǎng)絡(luò)，諸如在IEEE 802. 22下定義，或者在 IEEE 802.16、 IEEE 802.11、 IEEE 802.15下定義。并且，該網(wǎng)絡(luò)可 以是蜂窩網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)、無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(WPAN)，或 者無(wú)線區(qū)域網(wǎng)(WRAN)。并且，MAC協(xié)議可以是時(shí)分多址(TDMA)協(xié)議、 載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)(CSMA)協(xié)議、帶有沖突避免的CSMA ( CSMA/CA )協(xié) 議、碼分多址(CDMA)協(xié)議，或者頻分多址(FDMA)協(xié)議。強(qiáng)調(diào)一下， 所提到的網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議僅僅是示例性的，并且可以在不脫離本教導(dǎo)的情 況下使用與那些明確提到的網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議不同的網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議。
圖1是根據(jù)示例性實(shí)施例的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)100的筒化示意圖，在一個(gè) 具體實(shí)施例中，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)100是集中式網(wǎng)絡(luò)。然而，本教導(dǎo)可以推廣到分布式無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。
無(wú)線網(wǎng)絡(luò)100包括接入點(diǎn)(AP) 101,其也被稱(chēng)作基站(BS)。無(wú) 線網(wǎng)絡(luò)100進(jìn)一步包括多個(gè)無(wú)線臺(tái)(STA) 102，其也被稱(chēng)作無(wú)線設(shè)備 或客戶(hù)駐地設(shè)備(CPE: Customer Premise Equipment)。
示例性地，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)IOO可以是前面提到的網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型的其中一種。 并且，STA 102可以是計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)或通 常工作在這種網(wǎng)絡(luò)中的類(lèi)似設(shè)備。在一個(gè)具體實(shí)施例中，至少其中一 個(gè)STA 102是固定的。設(shè)想STA 102適用于工作在需要保護(hù)現(xiàn)任用戶(hù) 的頻帶的受限頻率信道中。這樣，BS 101和STA 102是次要設(shè)備，且 網(wǎng)絡(luò)100是次要網(wǎng)絡(luò)。經(jīng)常地，為了簡(jiǎn)單，受限頻率信道和受限信道 可被稱(chēng)作"信道"。
注意到只示出了少量STA 102，這僅僅是為了討論的筒單。很清楚， 還可以使用很多其它的STA 102。最后，注意到，STA102不一定是相 同的。事實(shí)上，可以在網(wǎng)絡(luò)100中使用適于工作在所選協(xié)議下的大量 不同類(lèi)型的STA。
示例性實(shí)施例的DSA MAC層方法和設(shè)備可以在動(dòng)態(tài)環(huán)境中實(shí)施， 其中信道的可用性和質(zhì)量隨時(shí)間變化(例如，為T(mén)V波段設(shè)計(jì)的新的無(wú) 線技術(shù))。因此，示例性實(shí)施例的次要STA 102的網(wǎng)絡(luò)有益地以動(dòng)態(tài) 方式獲得信道可用性；并且有益地將現(xiàn)任設(shè)備占用或?qū)⒁加眯诺赖?情況通知給其它次要STA 102和BS 101。
圖2是根據(jù)示例性實(shí)施的時(shí)序圖。當(dāng)與圖l同時(shí)回顧時(shí)，圖2的 描述更加清晰易懂。在示例性集中式無(wú)線系統(tǒng)中，BS 101 MAC層用于 調(diào)節(jié)下行流(DS)和上行流(US)媒體接入。由于系統(tǒng)100適用于與 現(xiàn)任設(shè)備共存在受限頻率信道中工作，為了檢測(cè)現(xiàn)任設(shè)備在那些正在 受到屬于次要網(wǎng)絡(luò)100的BS 101和STA 102的發(fā)射直接影響的頻帶/ 信道中的存在，系統(tǒng)100的BS 101和STA 102連續(xù)地或周期性地監(jiān)視 /測(cè)量某個(gè)參數(shù)。根據(jù)示例性實(shí)施例，STA 102適用于將現(xiàn)任用戶(hù)已經(jīng) 開(kāi)始在給定受限頻段中工作的情況通知給其網(wǎng)絡(luò)的BS 101。
在超幀期間，提供每一個(gè)具有持續(xù)時(shí)間201的多個(gè)(n)靜默期205， 以用于測(cè)量由次要網(wǎng)絡(luò)100的設(shè)備所影響的信道。這些測(cè)量是在受限 信道中或工作波段中進(jìn)行，并被稱(chēng)作帶內(nèi)測(cè)量。顯著地，如果測(cè)量是 在不受次要無(wú)線網(wǎng)絡(luò)直接影響的信道中進(jìn)行，則不需要靜默期。這些測(cè)量被稱(chēng)作帶外測(cè)量。
在每個(gè)靜默期205中，STA 102不發(fā)射數(shù)據(jù)幀，但是進(jìn)行帶內(nèi)測(cè)量， 并且存儲(chǔ)來(lái)自受影響頻率信道的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)可以包括接收的占用信 道的現(xiàn)任設(shè)備的信號(hào)強(qiáng)度、進(jìn)行測(cè)量時(shí)使用的置信度、測(cè)量的信道、 估計(jì)的現(xiàn)任用戶(hù)位置、測(cè)量持續(xù)時(shí)間等等。這些數(shù)據(jù)都在STA 102的 物理(PHY)和MAC層中通過(guò)算法來(lái)處理，以備后面使用。
在數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)并處理之后，開(kāi)始US通知期202。在US通知期202 期間，已經(jīng)獲得了關(guān)于現(xiàn)任設(shè)備數(shù)據(jù)的STA 102可以向BS 101提供信 息?；谠撔畔?，BS 101可以在后面與凈艮告該信息的STA 102進(jìn)行的 下行流(DS)通信中采取行動(dòng)。
在通知期完成之后，開(kāi)始恢復(fù)期203。正如在這里更詳細(xì)的描述， 在恢復(fù)期203期間，BS IOI可以向STA 102發(fā)出頻譜管理命令。有益 地，該頻譜管理命令協(xié)調(diào)STA 102在網(wǎng)絡(luò)中的功能。示例性地，該頻 譜管理命令可以命令STA 102停止在一個(gè)(些)信道中工作并開(kāi)始在 另一個(gè)(些)信道中工作和/或降低發(fā)射功率電平。并且，基于由BS 101 在過(guò)去的帶外測(cè)量期間或US通知期202期間存儲(chǔ)的信息，BS 101可以 為STA 102識(shí)別一個(gè)或更多后備信道。然后，BS IOI可以在信標(biāo)發(fā)送 或其它DS業(yè)務(wù)期間將后備信道信息傳達(dá)給所有STA 102。除其它益處 外，后備信道在STA 102沒(méi)有接收到切換信道的指令的情況下是有用 的，其中所述切換信道的指令是由于現(xiàn)任者占用了 STA 102當(dāng)前使用 信道而造成的。
在恢復(fù)期203終止之后，開(kāi)始通信期204。通信期204包括根據(jù)前 面提及的已知無(wú)線協(xié)i義在STA 102和BS 101之間的US和DS業(yè)務(wù)。在 通信期204期間，STA102執(zhí)行帶外測(cè)量和帶內(nèi)測(cè)量。執(zhí)行該測(cè)量以確 保在現(xiàn)任設(shè)備開(kāi)始在頻率信道/頻帶工作的情況下快速騰出該頻率信 道/頻帶；并將可用的信道和后備信道通知給BS 101和STA 102。前者 提供現(xiàn)任設(shè)備的保護(hù)；而后者有助于無(wú)論何時(shí)現(xiàn)任者被檢測(cè)在帶內(nèi)， 都提供無(wú)線網(wǎng)絡(luò)100不間斷的工作。
如果作為BS IOI存儲(chǔ)的信息的結(jié)果，確定一個(gè)或更多STA 102必 須騰出它們當(dāng)前的信道，則BS IOI將發(fā)布頻譜管理命令，命令受影響 的STA開(kāi)始在空閑信道中工作。在接收到命令以后，受影響的STA開(kāi) 始在通信期204期間進(jìn)行常規(guī)工作。如果一個(gè)或更多STA 102在恢復(fù)期204期間沒(méi)有從BS 101收到頻 譜管理命令，那么示例性實(shí)施例試圖在保護(hù)現(xiàn)任服務(wù)和發(fā)展在無(wú)線網(wǎng) 絡(luò)100中可接受的QoS等級(jí)方面采取某些有用的行動(dòng)。在一個(gè)示例性 實(shí)施例中，每個(gè)STA 102在通知期202終止時(shí)開(kāi)啟內(nèi)部計(jì)時(shí)器。計(jì)時(shí) 器繼續(xù)一段預(yù)先確定的持續(xù)時(shí)間207,并在時(shí)間208終止。如果到時(shí)間 208， STA102還沒(méi)有從BS接收到任何信息，則STA將會(huì)嘗試占用先前 由BS 101選擇并在信標(biāo)期期間發(fā)送給STA 102的或者前面的信道命令 所選擇的后備信道。然而，如果后備信道被占用，受影響的SATA 102 根據(jù)這里描述的實(shí)施例來(lái)運(yùn)行。
在另一個(gè)幀(第k幀)期間，STA 102在靜默期205期間進(jìn)行測(cè)量。 然后，US通知期202從STA提供US測(cè)量開(kāi)始。在通知期202之后，BS 101開(kāi)始在恢復(fù)期203期間發(fā)送頻譜管理命令。
如果作為在通知期202收集的信息的結(jié)果，BS 101確定沒(méi)有STA 102可以在其中工作的可用信道，那么BS IOI必須命令STA 102終止 工作。在該期間209內(nèi)，STA 102將終止發(fā)送并由此避免與現(xiàn)在占用它 們信道的現(xiàn)任設(shè)備發(fā)生干擾?？商鎿Q地，在預(yù)先確定的一段時(shí)間內(nèi)沒(méi) 有從BS 101接收授權(quán)發(fā)送的STA 102必須停止任何發(fā)送。然而，STA 102 將會(huì)繼續(xù)在帶內(nèi)和帶外監(jiān)視信道。
如果特定STA 102根據(jù)在期間209內(nèi)進(jìn)行的測(cè)量確定信道/波段可 用，且該特定STA 102在前面的US通知期202中報(bào)告該信道被占用， 則該STA 102可以開(kāi)始在該信道中發(fā)送，并向BS IOI報(bào)告該信道現(xiàn)在 可用。此后，BS 101將會(huì)在該新近可用的信道中開(kāi)始工作，包括發(fā)送 指示該信道現(xiàn)在可以被用于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的信標(biāo)。調(diào)諧并同步到該信道并 從BS IOI接收開(kāi)始服務(wù)的頻譜管理命令的STA 102能夠重新開(kāi)始它們 的常規(guī)工作(未示出)。
有益地，示例性實(shí)施例的MAC協(xié)i義規(guī)定由BS IOI和STA 102在工 作期間維持的后備信道。并且，在一個(gè)或更多STA 102在恢復(fù)期間沒(méi) 有接收到頻譜管理命令的情況下，這些STA可以搜索被BS 101占用的 后備信道。以這種方式，恢復(fù)過(guò)程可以避免在服務(wù)中發(fā)生重大的中斷， 因?yàn)槿绻F(xiàn)任者開(kāi)始在它們的信道中工作，則BS IOI和STA 102都知 道可以恢復(fù)服務(wù)的可能信道。
為了最大限度地利用后備信道，從當(dāng)前的工作信道中獨(dú)立地選擇
9信道。以這種方式，后備在現(xiàn)任服務(wù)開(kāi)始在工作信道中工作時(shí)后備信 道也被影響的可能性能夠被顯著地最小化?？偠灾瑸榱酥С趾髠?br> 信道，MAC可以指明用于后備的信道數(shù)目；或者在幀或超幀期間在信 標(biāo)廣播中的后備信道的位圖；或者在恢復(fù)期間通過(guò)頻譜管理命令，或 者都有。
圖3是根據(jù)示例性實(shí)施例，在BS 101處執(zhí)行的現(xiàn)任者檢測(cè)恢復(fù)協(xié) 議(IDRP)的簡(jiǎn)化流程圖。當(dāng)同時(shí)回顧圖1和2時(shí)，圖3的描述更清 晰易懂。在示例性的集中式無(wú)線系統(tǒng)中，BS 101的MAC層用于調(diào)節(jié)DS 和US通信，包括現(xiàn)在描述的IDRP。
在步驟301,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是工作的。在步驟302， BS101從一個(gè)或更 多STA (CPE) 102接收現(xiàn)任設(shè)備正工作在帶內(nèi)信道N中的通知。該通 知通常發(fā)生在前面所述的通知期202內(nèi)?？商鎿Q地，BS IOI可以自己 在步驟303直接地檢測(cè)現(xiàn)任者的存在。不考慮通知機(jī)制，在步驟304， 包括后備信道信息的信道信息被更新。如果在步驟305，信道N是帶內(nèi) 信道，則計(jì)時(shí)器在步驟306被設(shè)置，使得BS 101能夠等待來(lái)自其它STA 102的進(jìn)一步通知，以便確認(rèn)對(duì)現(xiàn)任者的檢測(cè)?；陉P(guān)于現(xiàn)任者的信息 的可靠性，BS 101可以采取某些行動(dòng)。例如，如果沒(méi)有其它(或者非 常少)STA 102在該時(shí)間期間報(bào)告現(xiàn)任者的出現(xiàn)，則BS IOI可以決定 延遲采取糾正的行為。然而，如果其它STA 102指示出現(xiàn)現(xiàn)任者，則 BS 101將會(huì)立即采取行動(dòng)。
在步驟307， BS 101在恢復(fù)期間203向STA 102發(fā)送頻譜管理命 令。該頻譜管理命令可以包括關(guān)于后備信道的信息、將STA 102切換 到當(dāng)前沒(méi)有被現(xiàn)任設(shè)備占用的信道中工作的命令，或者使STA 102降 低發(fā)送功率電平的命令。
該方法需要在步驟308確認(rèn)接收到命令。如果接收到命令，則在 步驟309, BS 101等待一段設(shè)置的時(shí)間來(lái)接收命令。如果在步驟310 接收到確認(rèn)，則該過(guò)程在步驟310通過(guò)一個(gè)超時(shí)繼續(xù)。顯著地，如果 不需要確認(rèn)，則該方法繼續(xù)直接進(jìn)行到超時(shí)311。并且，由于該順序是 完整的并且不需要在該點(diǎn)重新嘗試，因此步驟312中使用的重試字段 被設(shè)置為0 (零)。
然而，如果沒(méi)有接收到確認(rèn)，并且在用于通知和為了提供頻譜管 理命令而進(jìn)行附加嘗試的恢復(fù)期間203有時(shí)間剩余，該方法在步驟304重復(fù)開(kāi)始。如果沒(méi)有剩余時(shí)間或者重試小于或等于o (零)，則在步驟
313,在恢復(fù)期203期間，BS 101和STA 102使得每個(gè)頻譜管理命令發(fā) 生改變。該頻譜管理命令可以命令STA 102終止工作，因?yàn)樗行诺?都被占用且沒(méi)有可用的后備信道?？商鎿Q地，該頻譜管理命令可以包 括使STA 102占用某些可用信道的指令。
在步驟314， BS 101詢(xún)問(wèn)在當(dāng)前數(shù)據(jù)幀中是否存在可用信道用作 后備信道。如果有，則在步驟315繼續(xù)進(jìn)行常規(guī)工作。也就是說(shuō)，通 信在通信期中實(shí)施；且STA 102存儲(chǔ)帶內(nèi)和帶外的信道/波段的測(cè)量。 該幀在步驟316終止，且該系統(tǒng)在步驟317繼續(xù)工作。
如果在步驟314， BS 101確定沒(méi)有可用的后備信道，則該方法繼 續(xù)根據(jù)某個(gè)優(yōu)化準(zhǔn)則選擇候選信道。例如，參考信道可以由BS 101和 STA102維持為先驗(yàn)的。該參考信道可被認(rèn)為是次要后備信道。具有接 近于參考信道頻率的頻率的其它信道在步驟318被BS 101選擇。如果 這種信道可用，則可以向該信道進(jìn)行相當(dāng)平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換，以避免破壞服 務(wù)。為此，對(duì)預(yù)備信道(alternate channel)的選擇不需要掃描整個(gè)頻 譜，而是只需要掃描與參考信道接近的信道。
接下來(lái)，在步驟319， BS 101掃描在通知期202中存儲(chǔ)的信息， 以便確定所選擇的信道是否被STA 102認(rèn)為是被現(xiàn)任者占用。如果已 經(jīng)做出了通知，則在步驟320計(jì)時(shí)器開(kāi)始啟動(dòng)，在步驟321， BS 101 等待來(lái)自STA 102的信道空閑的通知。如果沒(méi)有接收到通知，則BS發(fā) 布超時(shí)322，操作停止，該過(guò)程在步驟318重復(fù)。
如果在步驟323接收到所選信道狀態(tài)的通知，則BS 101在步驟324 從BSIOI的觀點(diǎn)來(lái)詢(xún)問(wèn)現(xiàn)任者是否正在所選信道中運(yùn)行。在步驟325， BS 101確定在所選信道中工作是否可能。如果是，則在步驟326開(kāi)始 在可用信道中工作。如果否，則該過(guò)程在步驟318中繼續(xù)。
圖4是根據(jù)示例性實(shí)施例執(zhí)行的STA 102的IDRP的簡(jiǎn)化流程圖， 當(dāng)同時(shí)回顧圖l、 2和3時(shí)，圖4的描述更清晰易懂。在示例性的集中 式無(wú)線系統(tǒng)中，STA102的MAC層用于實(shí)施通信和測(cè)量，包括當(dāng)前描述 的IDRP。
在步驟401,系統(tǒng)100是工作的。在步驟402， STA 102檢測(cè)信道 N中的現(xiàn)任者。顯著地，該檢測(cè)可以是如前面所述的帶內(nèi)或帶外測(cè)量的 結(jié)果。無(wú)論如何，計(jì)時(shí)器在步驟403開(kāi)始。在步驟403開(kāi)始的計(jì)時(shí)器控制STA 102向BS 101發(fā)送回通知的頻率。換句話說(shuō)，STA 102有用 地不是重復(fù)地一個(gè)接一個(gè)地發(fā)送通知消息，而是應(yīng)該周期性地發(fā)送通 知，使得BS 101有足夠的時(shí)間對(duì)該通知做出反應(yīng)。
在步驟404，并且在通知期202期間，STA 102試圖向BS 101發(fā) 送關(guān)于現(xiàn)任者存在的信息。STA 102然后將會(huì)在步驟405等待通過(guò)頻譜 管理命令的命令。STA 102然后可以進(jìn)入超時(shí)期406，在超時(shí)期期間它 抑制發(fā)送。如果在通知期中還有時(shí)間來(lái)重新發(fā)送信息并且如果重試可 用(即重試字段不是零)，則在步驟407， STA102重新開(kāi)始步驟403。 但是，如果通知期期滿(mǎn)，則在步驟408， STA 102確定信道(N)是否 是帶內(nèi)信道。如果不是，則該過(guò)程在步驟401再次開(kāi)始。
如果該信道是帶內(nèi)信道，則在步驟409， STA 102確定后備信道信 息是否在前面的通信中被從BS 101接收。如果是，則計(jì)時(shí)器在步驟410 開(kāi)始。在步驟411， STA 102掃描信道來(lái)搜索BS 101。為此，如果STA 102沒(méi)有接收到頻譜管理命令，則STA 102試圖通過(guò)掃描確定哪個(gè)后備 信道正在被BS IOI所占用。如果在前面的通信中只有一個(gè)后備信道被 從BS 101提供，則STA 102將監(jiān)視該信道，以4更確定BS 101是否正 在該信道中工作。
如果已知的后備信道被現(xiàn)任設(shè)備占用，則STA 102將會(huì)在步驟412 設(shè)置計(jì)時(shí)器并且在步驟413詢(xún)問(wèn)在當(dāng)前幀中是否還有時(shí)間來(lái)在步驟 409重新開(kāi)始該過(guò)程。但是，如果BS 101信標(biāo)在步驟414中被接收， 或者如果STA 102找到可用的后備信道，則該過(guò)程在步驟415通過(guò)重 新建立與BS 101的通信來(lái)繼續(xù)。該事務(wù)在步驟416成功，且該系統(tǒng)在 步驟417工作。
如果STA 102在步驟409沒(méi)有存儲(chǔ)后備信道，則STA 102將不得 不終止發(fā)送，直到BS101信標(biāo)在步驟414被接收到。這將會(huì)使STA102 的服務(wù)變差，但是將會(huì)確保STA 102不會(huì)干擾正在受限信道中工作的 現(xiàn)任者。
如果在步驟413， STA 102沒(méi)有提供在步驟411掃描信道的機(jī)會(huì)， 則計(jì)時(shí)器在步驟418開(kāi)始。STA 102然后將會(huì)在步驟419開(kāi)始掃描信道， 以便搜索BSIOI。如果BS 101通過(guò)這樣的掃描凈皮找到，則該方法在步 驟411繼續(xù)。如果BS IOI沒(méi)有被找到，則在步驟420，另一個(gè)超時(shí)被 STA 102采用。在步驟421, STA 102再次監(jiān)視信道N，來(lái)確定該現(xiàn)任者是否還留在該信道中。如果STA 102確定信道仍然在使用，則STA 102 在步驟422繼續(xù)監(jiān)視信道N,以便確定該現(xiàn)任者是否繼續(xù)占用信道。如 果STA 102在步驟421不能存儲(chǔ)該現(xiàn)任者的存在，則STA 102重新開(kāi) 始步驟409搜索后備信道。顯著地，在該步驟，STA102搜索后備信道 來(lái)解決STA 102在前面通過(guò)后備信道的嘗試中錯(cuò)過(guò)來(lái)自BS 101的信標(biāo) 發(fā)送的情況。
在示例的實(shí)施例中，如果開(kāi)始在步驟4(M，特定的STA 102向BS 101 發(fā)送信道N被現(xiàn)任者占用的通知，則STA 102能夠向BS IOI發(fā)送該信 道再次空閑。在示例性實(shí)施例中，可以向BS 101通告信道N正在被現(xiàn) 任者占用的僅有的STA 102被允許報(bào)告該信道N已經(jīng)再次變得空閑。 特定STA 102然后將會(huì)在信道N上向BS 101發(fā)送通知。如果BS 101 正在監(jiān)視信道N，則接收到信道N可用的通知將會(huì)觸發(fā)啟動(dòng)發(fā)送BS 101 信標(biāo)并且啟動(dòng)重新建立通信的超幀。
如果信道N在步驟423變得空閑，則STA 102在步驟424和步驟 425啟動(dòng)計(jì)時(shí)器；STA102通知BS101信道空閑。接下來(lái)，在步驟426， STA 102等待來(lái)自BS 101的信標(biāo)發(fā)送。如果沒(méi)有信標(biāo)被接收，則在步 驟427采用超時(shí)，并且，如果STA 102不能重新嘗試在步驟428開(kāi)始 的通知過(guò)程，則STA 102在步驟409開(kāi)始確定后備信道是否可用。
如果在步驟429， STA 102接收到來(lái)自BS 101的頻譜管理命令， 則如果步驟430中需要的話，STA102將會(huì)在步驟431發(fā)送確認(rèn)。如果 不需要確認(rèn)，該過(guò)程在步驟432繼續(xù)。也就是說(shuō)，STA 102順應(yīng)來(lái)自 BS 101的指令而改變操作參數(shù)。這些改變可能需要終止在受限信道中 的發(fā)送。在步驟433, STA102根據(jù)頻譜管理命令存儲(chǔ)是否有信道可用。 如果是，則在步驟434啟動(dòng)計(jì)時(shí)器之后，在步驟435， STA102等待該 信道中來(lái)自BS 101的信標(biāo)。如果當(dāng)STA 1(^按照BS 101的指示改變 操作參數(shù)時(shí)沒(méi)有信道保持可用，則該方法在步驟409繼續(xù)。
如果在步驟436接收到信標(biāo)，則在步驟437重新建立通信且通信 繼續(xù)。也就是說(shuō)，在步驟438事務(wù)成功，且該系統(tǒng)在步驟439工作。
如果在計(jì)時(shí)器434終止之后且在步驟435沒(méi)有接收到信標(biāo)，則在 步驟440采用超時(shí)。如果在步驟441沒(méi)有"重試"可用，則該過(guò)程在 步驟409繼續(xù)。如果有"重試，，可用，則該方法在步驟434繼續(xù)。
除了其它優(yōu)點(diǎn)，與圖4相聯(lián)系所描述的IDRP結(jié)合了克服可能發(fā)生并造成來(lái)自BS 101關(guān)于現(xiàn)任者占用所有信道的錯(cuò)誤認(rèn)知的情況的機(jī) 制，這種情況會(huì)導(dǎo)致小區(qū)中的所有發(fā)送發(fā)生中斷。如上所述，STA 101 帶內(nèi)和帶外地監(jiān)視信道，以便幫助BS 101通知關(guān)于新的空閑信道。該 方法適用于其中對(duì)信道的接入基于主要/次要用戶(hù)方案的很多情況。所 述方法在很多情況下有用，包括移動(dòng)環(huán)境并且當(dāng)現(xiàn)任服務(wù)具有較低的 占空度(duty cycles )(例如無(wú)線麥克風(fēng))時(shí)。另外，在上面所述的 某些環(huán)境下，沒(méi)有剩下空閑信道，因此次要系統(tǒng)不能工作。為了克服 這個(gè)問(wèn)題，STA繼續(xù)監(jiān)視并重新對(duì)前面STA102報(bào)告為被現(xiàn)任者占用的 信道的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。如果該信道在將來(lái)重新變得空閑，則STA向?yàn)?了發(fā)現(xiàn)任何這種來(lái)到的通知而周期性監(jiān)視該信道的BS IOI發(fā)送通知。考慮到本公開(kāi)，注意到這里描述的各種方法和設(shè)備都可以以硬件 和軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。并且，各種方法和參數(shù)僅通過(guò)例子而不以任何限制的 方式而被包括進(jìn)來(lái)?？紤]到本公開(kāi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員在確定它們自己 的技術(shù)和實(shí)施這些技術(shù)所需的裝備時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)當(dāng)前的教導(dǎo)，同時(shí)保持 在后附權(quán)利要求的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)線通信方法，包括從多個(gè)受限信道中確定后備信道；和向無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)無(wú)線臺(tái)(STA)通知該后備信道。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括，在通知之后，向STA發(fā) 送命令。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，該命令指示STA占用后備信道。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括，在通知之前，在基站(BS) 處從多個(gè)STA中的至少一個(gè)接收帶內(nèi)測(cè)量，指示現(xiàn)任設(shè)備的存在或不 存在。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，進(jìn)一步包括，在發(fā)送之后，開(kāi)始通信期。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的方法，進(jìn)一步包括，實(shí)施帶外測(cè)量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，進(jìn)一步包括，向基站(BS)發(fā)送帶外 測(cè)量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，進(jìn)一步包括，在通知期期間從STA中 的至少一個(gè)向BS發(fā)送帶內(nèi)和帶外測(cè)量，其中每個(gè)STA在通知期終止之后等待一段時(shí)間來(lái)接收命令。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的方法，進(jìn)一步包括，如果在該段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有 接收到該命令，則重新開(kāi)始在后備信道中工作。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，如果沒(méi)有信道可用，則該命令 指示STA終止發(fā)送。
11. 一種無(wú)線通信系統(tǒng)中的無(wú)線通信方法，包括從無(wú)線臺(tái)(STA)向基站發(fā)送信息，其中該信息指示現(xiàn)任設(shè)備在受 限頻率信道中工作或不工作；和基于該信息，向無(wú)線通信系統(tǒng)的STA發(fā)送命令。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，該命令的發(fā)送在恢復(fù)期期間 實(shí)施。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中，如果所有受限信道都被占用， 則該命令指示STA終止發(fā)送數(shù)據(jù)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中，STA在接收到該命令之后進(jìn)行 帶內(nèi)信道和帶外信道的測(cè)量。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，進(jìn)一步包括將帶內(nèi)信道或帶外信道 中的至少一個(gè)的可用性發(fā)送給BS 。
16. —種無(wú)線通信系統(tǒng)，包括 適用于分配后備信道的基站(BS);多個(gè)無(wú)線通信臺(tái)(STA)，適用于將指示受限信道被現(xiàn)任設(shè)備占用 和受限信道沒(méi)有被現(xiàn)任設(shè)備占用的信息發(fā)送給BS，其中該BS根據(jù)該信 息確定后備信道。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，STA適用于實(shí)施帶內(nèi) 和帶外測(cè)量，且該信息基于該測(cè)量。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，該BS適用于發(fā)送頻 譜管理命令，且該頻譜管理命令指示STA切換到后備信道。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，該BS適用于發(fā)送頻 譜管理命令，且該頻譜管理命令指示STA占用未^皮占用的受限信道。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，該BS適用于發(fā)送頻 譜管理命令，且該頻譜管理命令指示STA終止發(fā)送。
全文摘要
無(wú)線系統(tǒng)和方法，包括媒體接入控制(MAC)層，適用于恢復(fù)受限信道中的服務(wù)。
文檔編號(hào)H04W24/00GK101310477SQ200680042393
公開(kāi)日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2006年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月16日
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