CN101331787B - 多跳无线网状网络媒体接入控制协议 - Google Patents

多跳无线网状网络媒体接入控制协议 Download PDF

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Abstract

本发明描述促进在无线网状网络中减轻隐藏节点状况的系统和方法，其中节点结合异步混合自动重复请求协议来利用请求发送/清除发送(RTS/CTS)协议。例如，节点可通过经由所要副载波来发送RTS信号而竞争一组副载波，且可经由所述竞争的副载波接收CTS信号，其中所述CTS信号指示所述节点可经由哪些副载波来传输数据。如果另一节点已赢得对特定副载波的竞争，那么请求的节点可调整其传输RTS或数据包的功率电平，以便允许所述请求的节点利用所述副载波而不干扰所述获胜节点。

Description

多跳无线网状网络媒体接入控制协议
技术领域
以下描述内容大体上涉及无线通信，且更明确地说涉及减少无线通信环境中的干扰。
背景技术
无线通信系统已成为全世界大多数人用来通信的普遍手段。无线通信装置变得更小且功能更强大以便满足消费者需求并改进便携性和便利性。例如蜂窝式电话等移动装置中处理能力的增加已导致对无线网络传输系统的需求增加。所述系统通常不如在其上通信的蜂窝式装置那样容易更新。随着移动装置能力扩展，可能难以以促进完全利用新的改进的无线装置能力的方式维持较老的无线网络系统。
更明确地说，基于频率划分的技术通常通过将频谱分为带宽块(其可能均一或不均一)而将所述频谱划分为不同的信道。例如，为无线通信分配的频带的划分可分割为30个信道，其每一者可携载语音对话或以数字服务携载数字数据。每一信道一次可指派给一个用户。一个已知变化是正交频分技术，其有效地将整个系统带宽划分为多个正交子带。这些子带也称为音调、载波、副载波、频率组(bin)和/或频率信道。每一子带与可用数据调制的副载波相关联。利用基于时分的技术，将一带在时间方面分割为连续时间片或时隙。向信道的每一用户提供一时间片用于以循环方式传输和接收信息。举例来说，在任何给定时间t，针对短突发向用户提供对信道的接入。接着，接入切换到另一用户，向其提供短时间突发用于传输和接收信息。“轮流”的循环继续，且最终向每一用户提供多个传输和接收突发。
基于码分的技术通常在一范围内任何时间可用的若干频率上传输数据。一般来说，数据被数字化并遍布于可用带宽上，其中多个用户可重叠于信道上，且可向相应用户指派唯一序列码。用户可在同一宽带频谱块中传输，其中每一用户的信号通过其相应唯一扩展码而遍布于整个带宽上。此技术可提供共享，其中一个或一个以上用户可同时传输和接收。此共享可通过扩展频谱数字调制来实现，其中用户的位流经编码并以伪随机方式遍布于非常宽的信道上。接收器经设计以辨别相关联的唯一序列码并取消随机化以便以相干方式为特定用户收集位。
典型的无线通信网络(例如，使用频分、时分和码分技术)包含提供覆盖区域的零个或零个以上(例如，在adhoc网络中)基站和可在所述覆盖区域内传输和接收数据的一个或一个以上移动(例如，无线)终端。典型的基站可同时传输用于广播、多播和/或单播服务的多个数据流，其中数据流是移动终端可能有独立接收兴趣的数据流。所述基站的覆盖区域内的移动终端可能有兴趣接收复合流所携载的一个、一个以上或所有数据流。同样，移动终端可将数据传输到基站或另一移动终端。基站与移动终端之间或移动终端之间的所述通信可能由于信道变化和/或干扰功率变化而降级。此外，在未经计划或adhoc部署中(其中移动终端充当其它移动终端的中继器以允许与服务器或基站通信)，在信号强度最小的区域中，带宽可能受到限制和/或拥塞。资源分配可变成难题，从而需要以具有频谱效率的方式共享资源。因此，此项技术中需要在adhoc无线通信环境中促进减小干扰和改进通过量的系统和/或方法。
发明内容
以下提供对一个或一个以上方面的简化概述以便提供对这些方面的基本理解。该概述不是所有预期方面的广泛概观，且既不希望鉴别所有方面的关键或重要元素，也不希望描绘任何或所有方面的范围。其唯一目的是以简化的形式提供一个或一个以上方面的一些概念，作为稍后提供的较详细描述的序言。
根据各个方面，本文所描述的系统和方法促进减轻发生于节点以不同传输功率电平进行传输时的“隐藏节点”状况，同时采用请求发送(RTS)/清除发送(CTS)资源分配机制。隐藏节点状况发生于当节点(例如，接入终端、接入点、传输节点等)因为其已感测到资源(例如，信道、副载波等)处于闲置状态而开始传输时，而事实上此时另一节点正在利用所述资源进行传输，因此造成在接收节点处的过量干扰。根据一些方面，节点可通过在所述节点所要竞争的副载波上传输RTS，来独立地竞争副载波。可利用异步混合自动重复请求协议来增加可靠性且允许积极的速率预测。
根据一方面，一种多载波无线传输的方法可包括：竞争副载波组，其独立于竞争其它副载波；和确定所述竞争的副载波组中的子组是否可用于数据传输。所述方法可进一步包括：传输用于所述竞争的副载波组的请求发送(RTS)信号；传输副载波的择优列表；接收用于所述竞争的副载波组中的子组的清除发送(CTS)信号，其中已经以已知功率谱密度(PSD)传输所述CTS信号；利用所述竞争的副载波子组传输数据信号；和/或利用小于与所述竞争的副载波子组相关联的总可用带宽来传输所述数据信号。
根据另一方面，一种促进多载波无线传输的设备可包括：竞争模块，其经配置以竞争一个或一个以上副载波，其独立于竞争其它副载波；和确定模块，其经配置以确定竞争的副载波子组是否可用。所述设备可进一步包括：发射器，其发送用于所述一个或一个以上竞争的副载波的请求发送(RTS)信号；和接收器，其接收用于所述一个或一个以上竞争的副载波的子组的清除发送(CTS)信号。此外，所述发射器可利用所述一个或一个以上竞争的副载波的子组传输数据信号。
根据又一方面，一种促进执行多载波无线传输的设备可包括：竞争装置，其用于竞争副载波组，独立于竞争其它副载波；和确定装置，其用于确定所述竞争的副载波组中的子组是否可用于数据传输。所述设备可额外包括：传输装置，其用于传输用于在可用带宽的一部分内的所述竞争的副载波组的请求发送(RTS)信号，可用带宽的所述部分小于用于多址接入的总带宽。所述设备可进一步包括：接收装置，其接收用于所述竞争的副载波组的清除发送(CTS)信号，据此所述传输装置可经由所述竞争的副载波组发送数据包。
另一方面涉及一种包括用于促进多载波无线传输的指令的计算机可读媒体，其中所述指令在执行时致使机器：竞争副载波组，其独立于竞争其它副载波；和确定所述竞争的副载波组中的子组是否可用于数据传输。
另一方面涉及一种促进多载波无线传输的处理器，所述处理器经配置以：竞争一个或一个以上副载波，其独立于竞争其它副载波；和确定所述一个或一个以上竞争的副载波的子组是否可用于数据传输。
为了实现以上和相关目的，一个或一个以上方面包括下文充分描述以及权利要求书中明确指出的特征。以下描述内容和附图详细陈述所述一个或一个以上方面的某些说明性方面。然而，这些方面指示且仅指示各个方面的原理可被使用的各种方式中的几种方式，且所描述的方面希望包含所有所述方面及其等效物。
附图说明
图1是根据各个方面的adhoc或网状无线通信环境的说明。
图2是根据各个方面的用于在多载波无线通信环境中竞争副载波的方法的说明。
图3是根据本文描述的一个或一个以上方面促进执行多跳无线网状网络媒体接入控制(MAC)协议的方法的说明。
图4是根据一个或一个以上方面用于限定RTS和CTS带宽以促进独立副载波竞争的方法的说明。
图5是根据各个方面用于在无线网状网络中独立竞争副载波以促进媒体接入控制的方法的说明。
图6说明根据各个方面用于通过将CTS用作开路信道增益估计的导频来改进空间再使用的方法。
图7是根据一些方面用于当经由另一节点已赢得竞争的副载波进行传输时选择适当PSD和传输功率电平以减轻干扰的方法的说明。
图8说明根据一个或一个以上方面用于利用多值CTS以促进允许一节点经由已授予给另一节点的副载波进行传输而不干扰所述其它节点的方法。
图9是根据一个或一个以上方面在多跳无线网状网络中促进媒体接入控制的接入终端的说明。
图10是根据一个或一个以上方面促进调整传输功率以允许经由另一竞争节点已赢得的副载波进行传输而不干扰所述获胜节点的系统的说明。
图11是可结合本文描述的各种系统与方法一起采用的无线网络环境的说明。
图12是根据本文描述的一个或一个以上方面促进执行多跳无线网状网络媒体接入控制(MAC)协议的设备的说明。
具体实施方式
现参看附图描述各个方面，附图中相同参考标号始终用于指代相同元件。在以下描述内容中，出于阐释的目的，陈述大量特定细节以便提供对一个或一个以上方面的详尽理解。然而，可了解可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。在其它例子中，以框图形式展示众所周知的结构和装置以便有助于描述一个或一个以上方面。
如本申请案中所使用，术语“组件”、“系统”等希望指代计算机相关实体，其为硬件、软件、执行中的软件、固件、中间件、微码和/或其任何组合。举例来说，组件可以是(但不限于)在处理器上运行的过程、处理器、对象、可执行程序、执行线程、程序和/或计算机。一个或一个以上组件可驻留在过程和/或执行线程内，且组件可位于一个计算机上和/或分布在两个或两个以上计算机之间。并且，这些组件可从上面存储有各种数据结构的各种计算机可读媒体执行。组件可借助本地和/或远程过程，例如根据具有一个或一个以上数据包(例如，来自借助信号与本地系统、分布式系统中的另一组件交互的和/或在网络(例如，因特网)上与其它系统交互的一个组件的数据)的信号来通信。另外，本文描述的系统的组件可经重新布置和/或通过额外组件予以补增，以促进实现关于其所描述的各个方面、目标、优点等，并且不限于给定图式中所陈述的精确配置，如所属领域的技术人员将了解。
此外，本文结合订户站描述各个方面。订户站也可称为系统、订户单元、移动台、移动体、远程站、远程终端、接入终端、用户终端、用户代理、用户装置或用户设备。订户站可以是蜂窝式电话、无绳电话、会话启始协议(SIP)电话、无线本地回路(WLL)站、个人数字助理(PDA)、具有无线连接能力的手持式装置，或连接到无线调制解调器的其它处理装置。
此外，本文描述的各个方面或特征可使用标准编程和/或工程技术实施为方法、设备、或制品。本文使用的术语“制品”希望涵盖可从任何计算机可读装置、载体或媒体存取的计算机程序。举例来说，计算机可读媒体可包含(但不限于)磁性存储装置(例如，硬盘、软盘、磁条...)、光盘(例如，紧致盘(CD)、数字多用途盘(DVD)...)、智能卡和快闪存储器装置(例如，卡、棒、键驱动器(keydrive)...)。另外，本文所描述的各种存储媒体可代表用于存储信息的一个或一个以上装置和/或其它机器可读媒体。术语“机器可读媒体”可包含(但不限于)无线信道和能够存储、含有和/或携载指令和/或数据的各种其它媒体。将了解，本文中使用词语“示范性”表示“充当实例、例子或说明”。本文中描述为“示范性”的任何方面或设计不一定被视为与其它方面或设计相比是优选或有利的。
图1是根据各个方面的adhoc或网状无线通信环境100的说明。系统100可包括处于一个或一个以上扇区中的一个或一个以上接入点102，其彼此和/或向一个或一个以上接入终端104、106、108接收、传输、重复(等)无线通信信号。每一接入点102可包括发射器链和接收器链，其每一者又可包括与信号传输和接收相关联的多个组件(例如，处理器、调制器、多路复用器、解调器、解多路复用器、天线等)，如所属领域的技术人员将了解。接入终端104、106、108可以是(例如)蜂窝式电话、智能电话、膝上型计算机、手持式通信装置、手持式计算装置、卫星无线电、全球定位系统、PDA和/或用于在无线网络100上通信的其它适宜的装置。可结合本文所描述的各个方面采用系统100，以促进在无线通信环境中提供可扩展资源再使用，如参看后续图式所陈述。
终端104、106、108通常分散于整个系统中，且每一终端可为固定或移动的。终端也可称为移动台、用户设备、用户装置或某一其它术语。终端可为无线装置、蜂窝式电话、个人数字助理(PDA)、无线调制解调卡等。每一终端104可在任何给定时刻在下行链路和上行链路上与零、一个或一个以上接入点通信。下行链路(或前向链路)是指从接入点到终端的通信链路，且上行链路(或反向链路)是指从终端到接入点的通信链路。虽然可使用单独的前向链路与反向链路来运用创新技术，但也可利用一单组链路以用于接入终端和/或接入点之间的通信。
对于分布式架构，接入点102可视需要彼此通信。前向链路上的数据传输以前向链路和/或通信系统可支持的最大数据速率或接近最大数据速率从一个接入点到一个接入终端发生。前向链路的额外信道(例如，控制信道)可从多个接入点传输到一个接入终端。反向链路数据通信可从一个接入终端到一个或一个以上接入点发生。
根据其它方面，adhoc网络可为多跳adhoc网络，其中接入终端108将另一接入终端106用作到接入点102的中继器。例如，接入终端108可确定其信号强度不足以传输到接入点102，但接入终端106确实具有足够的信号强度。在此情况下，接入终端108可通过接入终端106将反向链路通信路由到一个或一个以上接入点102。因此，接入终端106可充当接入终端108的接入点。
参看图2-8，说明关于在多跳网状网络中提供媒体接入控制的方法。举例来说，方法可涉及在FDMA环境、OFDMA环境、CDMA环境、WCDMA环境、TDMA环境、SDMA环境或任何其它适宜的无线环境中的多跳网状网络中提供媒体接入控制。虽然出于解释的简单性的目的，将所述方法展示和描述为一系列动作，但应了解和理解，所述方法不受动作的次序限制，因为根据一个或一个以上方面，一些动作可按与本文展示和描述的次序不同的次序和/或与其它动作同时发生。举例来说，所属领域的技术人员将了解并理解，替代地可将方法表示为一系列互相关联的状态或事件，例如在状态图中。此外，实施根据一个或一个以上方面的方法可能并不需要所有说明的动作。
图2是根据各个方面的用于在多载波无线通信环境中竞争副载波的方法200的说明。依据一些资源指派方案，中心授权机构(例如扇区控制器或类似物)可将资源指派提供给用户装置。另一方面，方法200涉及节点(例如接入终端)之间的资源竞争，使得接入终端可不请求资源指派。而是终端可在其本身之间竞争可用资源(例如，频率、信道、副载波、音调等)。在202处，节点可竞争副载波，其独立于竞争其它副载波。例如，当可用带宽可被划分成单独且相异的副载波时，可对每一副载波独立地执行请求发送(RTS)/清除发送(CTS)协议。接入终端可经由一副载波组来传输RTS信号，且可在204处确定一竞争副载波子组是否可供在后续传输期间使用。例如，可基于经由所有竞争副载波或一竞争副载波子组接收的CTS信号来确定副载波可用性。因此，接入终端可不提交对于预定数目的副载波的请求并等待接收副载波指派，而是可通过所述终端想经由其传输的每一特定副载波来提交RTS。
图3是根据本文描述的一个或一个以上方面促进执行多跳无线网状网络媒体接入控制(MAC)协议的方法300的说明。在302处，可竞争特定副载波，其独立于竞争任何其它副载波。在304处，可传输一请求，其指示想要在用于多址接入的可用带宽的一部分内经由竞争的副载波传输数据包(例如，RTS)。可用带宽的所述部分可能是小于在采用方法300的无线通信环境中用于多址接入的所有可用带宽的某部分。在306处，一旦接收到竞争的副载波的授予(例如，CTS信号或某其它形式的核准)，所述方法就可进行到308，在308处可经由竞争的副载波来传输数据包。
关于多跳无线网状网络媒体接入控制，方法可包含载波感测多址接入/避免碰撞(CSMA/CA)和请求发送/清除发送(RTS/CTS)。CSMA/CA是802.11网络中用于载波传输的协议。例如，当用户装置具有要发送的数据时，用户装置感测信道以了解所述信道是否处于闲置状态。如果信道处于闲置状态，那么所述用户装置传输数据；否则用户在其再次感测信道之前后退持续一随机时期。在所有用户可能无法彼此通信的网状网络环境中，CSMA/CA导致“隐藏节点”问题，其中用户可感测信道闲置状态并且开始发送数据，从而造成附近接收节点处不合需要的高干扰(例如，当用户无法接听传输节点时)。
RTS/CTS协议减轻隐藏节点问题。例如，当用户装置具有要发送的数据时，用户装置可将RTS信号发送到接收器，且接收器将CTS信号发送到发射器和所有周围节点，在此点，发射器发送数据。当特定节点接收RTS或CTS时，那么所述节点在一段特定时期内不使用所述信道且制止发送RTS、CTS或数据。当所有用户装置具有相同传输功率时，RTS/CTS消除隐藏节点问题，但可引起“暴露节点”问题，其中一些用户装置即使不会与任何其它用户装置相冲突也不进行传输。另外，当节点具有不同传输功率时，RTS/CTS重新发生隐藏节点问题。
多址接入方案将可用带宽划分成若干副载波。可用带宽是可由用户装置使用以进行数据传输的带宽。在每一副载波上采用RTS/CTS，且用户装置在每一副载波上独立竞争。异步混合自动重复请求协议用于增加可靠性，且改进并允许较积极的速率预测。此外，可利用相等传输功率谱密度(PSD)功率控制来允许不同的传输功率。例如，具有较大传输功率的用户装置可通过利用较多带宽来实现较高的峰值速率，而具有较小传输功率的用户装置利用较少带宽但仍然实现同等PSD。
将频谱划分成多个副载波具有若干优点。第一，这允许负载的统计多路复用。第二，用户装置基于其缓冲器大小来竞争所需带宽量，且速率预测允许更有效地使用带宽。多载波还提供干扰和空间使用变化。
可使用多种方法中的一者或一者以上在每一副载波上实行RTS/CTS。一种方法涉及在每一副载波上独立竞争，且通过整个副载波发送RTS和CTS。第二方法是跨越副载波联合竞争，且接着跨越成功实现的副载波编码数据包。当跨越副载波联合竞争时，发射器可在所有所需的副载波上发送1位RTS，且利用其用以接收CTS信号的副载波子组。替代地，发射器可指示副载波的择优列表。
异步混合自动重复请求(AsyncHARQ)用于较积极的速率预测。在异步HARQ中，发射器发送包并寻求成功发送包的确认。如果未接收到ACK，那么用户装置进行调度且发送第二包，所述第二包由递增的冗余信息组成以协助解码第一包。递增的冗余信息可提供优于简易重复码的性能，其将仅通过重新传输数据来实现。在异步HARQ中，调度每一重新传输子包。所以每一子包使用RTS/CTS进行竞争。
图4是根据一个或一个以上方面用于限定RTS和CTS带宽以促进独立副载波竞争的方法400的说明。例如，可结合本文所描述的各个方面来利用相等传输功率谱密度(PSD)功率控制。对于RTS/CTS，为了减轻隐藏节点问题，可使每一传输节点能够接听来自与其传输相干扰的节点的CTS。这可通过选择网络的最大传输功率谱密度来实现。可通过所需的副载波以此PSD来传输RTS、CTS和数据。更具体来说，可通过副载波带宽子组以已知PPSD(其可能是最大PSD)传输信号，以允许预定传输功率范围的所有节点实现最大PSD。例如，如果副载波跨越1MHz的带宽，那么可通过1kHz带宽传输RTS和CTS，从而允许所支持的传输功率的30dB动态范围。可用已知PSD或低于已知PSD来发送数据。因此，即使对于具有不同传输功率能力的装置，也可减轻隐藏节点状况。
根据所述方法，在402处，可结合异步HARQ协议来起始RTS/CTS技术。在404处，RTS和CTS带宽可经限定以利用小于全数据副载波带宽并通过所限定带宽以已知PSD(其可能是节点进行数据传输将利用的最大PSD)进行传输，同时可以已知PSD通过整个副载波传输数据。在406处，可使用所有可用带宽且以已知PSD通过经授予副载波来发送数据传输。根据其它方面，可限定RTS和CTS的副载波带宽，且通过所限定带宽以已知PSD传输RTS和CTS，同时基于速率预测以小于最大或已知PSD通过副载波传输数据。此方面还允许具有最大传输功率约束的节点利用整个带宽，即使所述节点不具有充足功率来通过整个带宽以已知PSD进行传输也如此。以此方式，数据传输是稳健的以确保成功传递，同时通过可用带宽的优化部分来传输RTS/CTS信号，以减轻不必要的带宽消耗且减小干扰。
图5是根据各个方面用于在无线网状网络中独立竞争副载波以促进媒体接入控制的方法500的说明。在502处，可起始具有异步HARQ的RTS/CTS协议，以允许无线服务区域中的节点之间的副载波竞争。在504处，可通过可用带宽的限定部分以PSD发送RTS消息，所述PSD与用于发送数据传输的已知PSD相同，且可能小于所述已知PSD，这可促进减小不必要的干扰。此外，在RTS的情况下，因为以较低PSD发送RTS具有仅通知在数据传输期间可能实际上经历干扰的那些装置的效果，所以较低PSD可促进减少暴露节点状况。在506处，可接收已经以已知PSD传输的CTS信号，以确保竞争的节点接听到所述CTS。举例来说，接入终端可出于若干原因(例如，当接入终端具有充足数据来填满带宽时、当用户装置感测到信道闲置一段时间时或其它直观推断)而选择使用多于接入终端以最大PSD所能支持的带宽。
在较多节点以频谱高效方式同时进行传输的情况下，为实现较好的空间再使用，可对RTS/CTS应用若干变化。当使用RTS/CTS的基线版本时，可能发生暴露节点状况，其中即使一些用户的传输将不对RTS/CTS保留传输造成显著干扰也禁止所述用户进行传输。另外，RTS/CTS协议可尝试实现热受限环境，其中接收器处的干扰功率远小于热噪声功率。
图6说明根据各个方面用于通过将CTS用作开路信道增益估计的导频来改进空间再使用的方法600。例如，在602处，可起始使用异步HARQ技术的RTS/CTS协议，以允许节点之间的副载波竞争。在604处，一旦节点已接收到指示另一节点(例如接入点或另一接入终端)已赢得对特定副载波的竞争的CTS，那么所述节点可将CTS信号用作开路导频信号以执行信道增益估计等等。在606处，可将开路干扰电平与热噪声电平进行比较。在608处，为了确保准许通过由CTS授予给另一节点的副载波进行传输，用于RTS和数据传输的PSD和传输功率电平可被选择为小于最大电平。因此，可用导致小于最大PSD的功率电平来发送RTS和数据，且发射器能够继续进行传输，因为即使接收到指示赢得竞争的副载波的节点的CTS，其也不会干扰所述赢得竞争的副载波的节点。
图7是根据一些方面用于当通过另一节点已赢得竞争的副载波进行传输时选择适当PSD和传输功率电平以减轻干扰的方法700的说明。在702处，可起始RTS/CTS协议，以允许无线服务区域中的节点之间的副载波竞争。在704处，可将已接收到的CTS信号用作信道增益估计等的导频信号。以此方式，方法700准许发射器以干扰受限电平(而非热受限电平)操作。因此，在706处，可将开路计算的干扰功率与预定可允许的干扰电平而不是与热噪声电平进行比较，如关于图6所描述。预定可允许的干扰电平可指定为热干扰电平(interferenceleveloverthermal；IOT)，使得IOT＝(I+N)/N，其中I是干扰功率，且N是热噪声电平。在708处，发射器可选择给定PSD处的RTS传输功率，以及所述给定PSD处或以下的数据传输功率，以便确保准许通过已授予给另一竞争节点的副载波进行RTS和数据传输。以此方式，未赢得所需副载波的竞争的节点仍然可通过所述副载波进行传输，而不干扰已赢得对于所述副载波的竞争的节点。
图8说明根据一个或一个以上方面用于利用多值CTS促进允许节点通过已授予给另一节点的副载波进行传输而不干扰所述其它节点的方法800。在802处，可采用结合HARQ的RTS/CTS协议，以允许无线网状网络中的多个节点之间的副载波竞争。在804处，可采用多值CTS，其可具有作为CTS传输时的干扰电平的函数的值。在806处，接听CTS但未赢得提供所述CTS的副载波的竞争的节点可根据CTS值来选择用于RTS和数据传输的传输功率电平和PSD电平。
举例来说，可结合前文来利用两值CTS(或n值，其中n为整数)。节点可响应于RTS而正常地发送值为0的CTS。然而，如果新近已超过HARQ重新传输的阈值次数，那么节点可响应于RTS而发送值为1的CTS。如果另一节点接收到值为0的CTS，那么可允许所述节点以开路PSD来传输其RTS和数据，从而造成高达系统目标IOT电平的干扰。如果所述节点接收到值为1的CTS，那么可允许所述节点以远小于所述IOT电平的开路PSD来传输RTS和数据。可利用额外CTS值以针对不同X值设定等于IOT的X％的干扰目标，其中X＝0表示阻止传输的标准CTS。
图9是根据一个或一个以上方面在多跳无线网状网络中促进媒体接入控制的接入终端900的说明。接入终端900包括接收器902，接收器902经由(例如)接收天线(未图示)接收信号，并对所接收信号执行典型动作(例如，滤波、放大和下变频等)且数字化经调节的信号以获得样本。接收器902可包括解调器904，其解调所接收的符号并且将其提供到处理器906，以用于信道估计和其它动作。处理器906可以是：专用于分析由接收器902接收的信息和/或产生由发射器914传输的信息的处理器；控制接入终端900的一个或一个以上组件的处理器；和/或分析由接收器902接收的信息、产生由发射器914传输的信息且控制接入终端900的一个或一个以上组件的处理器。此外，处理器906与竞争模块916可操作地相关联，竞争模块916可执行用于独立地或以组为单位竞争副载波的指令，其独立于竞争其它副载波或副载波组。处理器906可进一步耦合到确定模块918，确定模块918确定一个或一个以上竞争的副载波是否可用于传输。例如，确定模块可执行用于以下的指令：执行RTS/CTS协议；将干扰和/或热噪声电平与一个或一个以上预定阈值电平进行比较；以及确定是否调整传输功率电平以允许通过竞争的副载波进行传输等。
接入终端900可额外包括存储器908，存储器908可操作地耦合到处理器906且可存储待传输的数据、所接收的数据等。存储器908可存储与以下相关信息：阈值干扰或噪声电平、用于执行RTS/CTS的协议、HARQ协议、传输功率电平调整协议等。
将了解，本文描述的数据存储装置(例如，存储器908)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可包含易失性和非易失性存储器两者。以说明而非限制的方式，非易失性存储器可包含只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)或快闪存储器。易失性存储器可包含随机存取存储器(RAM)，其充当外部高速缓冲存储器。以说明而非限制的方式，RAM可以许多形式利用，例如同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双倍数据速率SDRAM(DDRSDRAM)、增强SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)和直接总线式随机RAM(DRRAM)。主题系统和方法的存储器908希望包括(但不限于)这些和任何其它适宜类型的存储器。
处理器906进一步可操作地耦合到传输功率控制器910，传输功率控制器910可调整RTS消息、CTS消息、数据消息中的一者或一者以上的传输功率电平，以允许通过另一节点已赢得竞争的副载波进行传输，如上文所描述。接入终端900还进一步包括调制器912和发射器914，发射器914将信号传输到(例如)基站、接入点、另一接入终端、远程代理等。尽管描绘为与处理器906分离，但应了解，传输功率控制器910、竞争模块916和/或确定模块918可以是处理器906或若干处理器(未图示)的一部分。
图10是根据一个或一个以上方面促进调整传输功率以允许通过另一竞争节点已赢得的副载波进行传输而不干扰所述获胜节点的系统1000的说明。系统1000包括接入点1002，接入点1002具有：接收器1010，其经由多个接收天线1006接收来自一个或一个以上用户装置1004的信号；和发射器1022，其通过传输天线1008向一个或一个以上用户装置1004进行传输。接收器1010可接收来自接收天线1006的信息，并与解调所接收的信息的解调器1012可操作地相关联。处理器1014分析经解调的符号，所述处理器1014可类似于上文关于图9所描述的处理器，且其耦合到存储器1016，存储器1016存储关于副载波竞争的信息、传输功率调整的信息和/或关于执行本文陈述的各种动作和功能的任何其它适宜的信息。
处理器1014可进一步耦合到传输PSD调整器1018，所述传输PSD调整器1018可调整传输功率以实现所需PSD。举例来说，传输PSD调整器1018可调整传输功率电平以实现RTS信号、CTS信号、数据传输等的目标PSD，如上文关于各个其它方面所描述。
处理器1014可进一步耦合到竞争模块1024，竞争模块1024可执行用于独立地或以组为单位竞争副载波的指令，其独立于竞争其它副载波或副载波组。确定模块可通过执行用于以下的指令来确定竞争的副载波是否可用：执行RTS/CTS协议；将干扰和/或热噪声电平与一个或一个以上预定阈值电平进行比较；以及确定是否调整传输功率电平以允许通过竞争的副载波进行传输等。处理器1014可进一步耦合到调制器1020，调制器1020可多路复用指派信息，用于由发射器1022通过天线1008传输到用户装置1004。尽管描绘为与处理器1014分离，但应了解，传输PSD调整器1018、调制器1020、竞争模块1024和/或确定模块1026可以是处理器1014或若干处理器(未图示)的一部分。
图11展示示范性无线通信系统1100。无线通信系统1100为了简洁起见描绘一个基站和一个终端。然而，应了解，系统可包含一个以上基站和/或一个以上终端，其中额外的基站和/或终端可与下文描述的示范性基站和终端实质上类似或不同。另外，应了解，基站和/或终端可采用本文描述的方法(图2-8)和/或系统(图1、9、10和12)来促进其间的无线通信。
现参看图11，在下行链路上，在接入点1105处，传输(TX)数据处理器1110接收、格式化、编码、交错和调制(或符号映射)业务数据并提供调制符号(“数据符号”)。符号调制器1115接收并处理数据符号和导频符号且提供符号流。符号调制器1120多路复用数据和导频符号并将其提供到发射器单元(TMTR)1120。每一传输符号可以是数据符号、导频符号或零信号值。导频符号可在每一符号周期中连续被发送。导频符号可经频分多路复用(FDM)、正交频分多路复用(OFDM)、时分多路复用(TDM)、频分多路复用(FDM)或码分多路复用(CDM)。
TMTR1120接收符号流并将其转换为一个或一个以上模拟信号，且进一步调节(例如，放大、滤波和上变频)模拟信号以产生适于在无线信道上传输的下行链路信号。下行链路信号接着通过天线1125传输到终端。在终端1130处，天线1135接收下行链路信号并将所接收的信号提供到接收器单元(RCVR)1140。接收器单元1140调节(例如，滤波、放大和下变频)所接收的信号并使经调节的信号数字化以获得样本。符号解调器1145解调所接收的导频符号并将其提供到处理器1150以用于信道估计。符号解调器1145进一步从处理器1050接收用于下行链路的频率响应估计值，对所接收的数据符号执行数据解调以获得数据符号估计值(其是所传输的数据符号的估计值)，并将数据符号估计值提供到接收数据处理器1155，所述接收数据处理器1055对数据符号估计值进行解调(例如，符号解映射)、解交错和解码以恢复所传输的业务数据。符号解调器1145和接收数据处理器1155所进行的处理分别与接入点1105处符号调制器1115和传输数据处理器1110所进行的处理互补。
在上行链路上，传输数据处理器1160处理业务数据并提供数据符号。符号调制器1165接收并多路复用数据符号以及导频符号，执行调制，并提供符号流。发射器单元1170接着接收并处理符号流以产生上行链路信号，所述上行链路信号由天线1135传输到接入点1105。
在接入点1105处，来自终端1130的上行链路信号由天线1125接收并由接收器单元1175处理以获得样本。符号解调器1180接着处理样本并提供用于上行链路的所接收导频符号和数据符号估计值。接收数据处理器1185处理数据符号估计值以恢复由终端1130传输的业务数据。处理器1190针对正在上行链路上传输的每一现用终端执行信道估计。多个终端可在上行链路上在其相应指派的导频子带组上同时传输导频，其中导频子带组可交错。
处理器1190和1150分别引导(例如，控制、协调、管理等)接入点1105和终端1130处的操作。各处理器1190和1150可与存储程序代码和数据的存储器单元(未图示)相关联。处理器1190和1150还可分别执行计算以导出用于上行链路和下行链路的频率和脉冲响应估计值。
对于多址接入系统(例如，FDMA、OFDMA、CDMA、TDMA等)，多个终端可同时在上行链路上传输。对于此系统，可在不同终端之间共享导频子带。在用于每一终端的导频子带跨越整个操作带(可能除所述带边缘以外)的情况下可使用信道估计技术。此导频子带结构对于获得每一终端的频率分集将是所需的。本文描述的技术可通过各种方法来实施。举例来说，这些技术可实施在硬件、软件或其组合中。对于硬件实施方案，用于信道估计的处理单元可实施在一个或一个以上专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理装置(DSPD)、可编程逻辑装置(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、经设计以执行本文描述的功能的其它电子单元或其组合内。利用软件，实施方案可通过执行本文描述的功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。软件代码可存储在存储器单元中并由处理器1190和1150执行。
图12是根据本文描述的一个或一个以上方面促进执行多跳无线网状网络媒体接入控制(MAC)协议的设备1200的说明。设备1200表示为一系列相关的功能块，其可表示由处理器、软件或其组合(例如，固件)实施的功能。举例来说，设备1200可提供用于执行各种动作(例如上文所描述的动作)的模块。设备1200可包括竞争模块1202，所述竞争模块1202竞争(例如，选择、...)特定副载波或副载波组，其独立于竞争任何其它副载波。请求准许模块1204可操作地耦合到确定副载波可用性的模块1204，所述确定副载波可用性的模块产生并传输一请求，所述请求指示想要在用于多址接入的可用带宽的一部分内通过竞争的副载波来传输数据包(例如，“请求发送”(request-to-send))。可用带宽的所述部分可以是小于在采用设备1200的无线通信环境中用于多址接入的所有可用带宽的某部分。确定副载波可用性的模块1204可接收对竞争的副载波的授予(例如，“清除发送”(clear-to-send)信号或某一其它核准形式)，据此设备1200可采用传输模块(未图示)，所述传输模块通过竞争的副载波传输数据包。
对于软件实施方案，本文描述的技术可用执行本文描述的功能的模块(例如，过程、函数等)来实施。软件代码可存储在存储器单元中并由处理器执行。存储器单元可实施在处理器内或处理器外部，在后一情况下其可通过此项技术中已知的各种方法通信地耦合到处理器。
上文已描述的内容包含一个或一个以上方面的实例。当然，不可能出于描述所提及的方面的目的而描述组件或方法的可构想出的每种组合，但所属领域的一般技术人员可认识到，各个方面的许多另外的组合和排列是可能的。因此，所描述的方面希望包含落在所附权利要求书的范围内的所有所述改动、修改和变化。此外，就术语“包含”用于具体实施方式或权利要求书中来说，所述术语希望以类似于术语“包括(comprising)”的方式包含(inclusive)，因为在权利要求中“包括(comprising)”在使用时被解释为过渡词汇。

Claims (34)

1.一种多载波无线传输的方法，该方法能够在装置中实施并包括：
通过在所有可用副载波中的每个副载波上传输单独的请求发送RTS信号来独立地竞争所述可用副载波中的每个副载波，其中，所述可用副载波包括多个副载波；
响应于所述RTS信号，在所述多个副载波中的一个或多个副载波上接收一个或多个清除发送CTS信号，其中，所述一个或多个CTS信号指示了所述装置已赢得对所述多个副载波中的一个或多个副载波的竞争，其中，所述一个或多个CTS信号中的每一CTS信号包括多值CTS信号，所述多值CTS信号包括CTS值，其中，所述CTS值是CTS传输时干扰电平的函数，且基于该CTS值，接听CTS传输但未赢得提供所述CTS信号的副载波的竞争的节点可选择用于RTS和数据传输的传输功率电平和功率谱密度电平，其中，所述传输功率电平和所述功率谱密度电平等于或小于预定可允许的干扰电平；以及
经由所述多个副载波中的所述一个或多个副载波来传输数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：传输副载波的择优列表。
3.根据权利要求1所述的方法，其中已经以已知功率谱密度(PSD)传输所述接收的一个或多个CTS信号中的至少一个CTS信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：利用小于与所述多个副载波相关联的总可用带宽来传输所述数据。
5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：采用异步HARQ协议来执行速率预测。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个副载波中的一个或多个副载波包括整个所述竞争的副载波组。
7.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括：以预定义PSD传输所述RTS信号中的至少一个，以及，经由所述多个副载波中的一个或多个副载波来接收所述至少一个CTS信号。
8.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括：以低于所述预定义PSD的PSD传输所述数据。
9.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括：以低于所述预定义PSD的PSD传输所述RTS信号和数据中的至少一个。
10.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括：将所述至少一个CTS信号用作开路信道增益估计的导频。
11.根据权利要求3所述的方法，其中，所述一个或多个CTS信号中的至少之一的CTS值是基于与新近RTS信号相关联的干扰电平的。
12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括：根据一个或多个干扰节点的CTS值来选择用于所述RTS信号和所述数据的传输功率电平。
13.一种促进多载波无线传输的设备，其包括：
竞争模块，其经配置以通过在所有可用副载波中的每个副载波上传输单独的请求发送RTS信号来独立地竞争所述可用副载波中的每个副载波，其中，所述可用副载波包括多个副载波；
接收器，其经配置以响应于所述RTS信号，在所述多个副载波中的一个或多个副载波上接收一个或多个清除发送CTS信号，其中，所述一个或多个CTS信号指示了所述设备已赢得对所述多个副载波中的一个或多个副载波的竞争，其中，所述一个或多个CTS信号中的每一CTS信号包括多值CTS信号，所述多值CTS信号包括CTS值，其中，所述CTS值是CTS传输时干扰电平的函数，且基于该CTS值，接听CTS传输但未赢得提供所述CTS信号的副载波的竞争的节点可选择用于RTS和数据传输的传输功率电平和功率谱密度电平，其中，所述传输功率电平和所述功率谱密度电平等于或小于预定可允许的干扰电平；
发射器，其经配置以经由所述多个副载波中的所述一个或多个副载波来传输数据。
14.根据权利要求13所述的设备，其中所述发射器经由小于与所述多个副载波相关联的所有可用带宽来传输所述数据。
15.根据权利要求13所述的设备，其进一步包括处理器，所述处理器使用异步HARQ协议来执行速率预测。
16.根据权利要求13所述的设备，其中所述一个或多个可用的副载波包括所有所述多个副载波。
17.根据权利要求13所述的设备，其中所述发射器以预定PSD发送所述RTS信号中的至少一个。
18.根据权利要求17所述的设备，其中所述发射器以低于所述预定PSD的PSD传输所述数据。
19.根据权利要求13所述的设备，其中所述接收器经由所述多个副载波中的一个或多个来接收所述一个或多个CTS信号中的至少一个，所述至少一个CTS已经以预定PSD传输。
20.根据权利要求19所述的设备，其中所述发射器以低于所述预定PSD的PSD发送所述RTS和数据中的至少一个。
21.根据权利要求15所述的设备，其中所述处理器将所述一个或多个CTS信号中的至少一个用作开路信道增益估计的导频。
22.根据权利要求13所述的设备，其中，所述一个或多个CTS信号中的至少之一的CTS值指示与新近RTS信号相关联的干扰电平。
23.根据权利要求13所述的设备，其中所述发射器传输副载波的择优列表。
24.一种促进执行多载波无线传输的设备，其包括：
竞争装置，其用于通过在所有可用副载波中的每个副载波上传输单独的请求发送RTS信号来独立地竞争所述可用副载波中的每个副载波，其中，所述可用副载波包括多个副载波；
用于响应于所述RTS信号，在所述多个副载波中的一个或多个副载波上接收一个或多个清除发送CTS信号的装置，其中，所述一个或多个CTS信号指示了所述设备已赢得对所述多个副载波中的一个或多个副载波的竞争，其中，所述一个或多个CTS信号中的每一CTS信号包括多值CTS信号，所述多值CTS信号包括CTS值，其中，所述CTS值是CTS传输时干扰电平的函数，且基于该CTS值，接听CTS传输但未赢得提供所述CTS信号的副载波的竞争的节点可选择用于RTS和数据传输的传输功率电平和功率谱密度电平，其中，所述传输功率电平和所述功率谱密度电平等于或小于预定可允许的干扰电平；
用于经由所述多个副载波中的所述一个或多个副载波来传输数据的传输装置。
25.根据权利要求24所述的设备，其进一步包括用于在可用带宽的一部分内传输所述RTS信号中的至少一个的传输装置，可用带宽的所述部分小于用于多址接入的总带宽。
26.根据权利要求25所述的设备，其中所述传输装置经由小于与所述多个副载波相关联的所有可用带宽来发送数据包。
27.根据权利要求24所述的设备，其进一步包括用于使用异步HARQ协议来执行速率预测的装置。
28.根据权利要求25所述的设备，其中所述传输装置以已知PSD发送所述至少一个RTS信号。
29.根据权利要求28所述的设备，其中所述传输装置以低于所述已知PSD的PSD传输所述数据。
30.根据权利要求26所述的设备，其中所述接收装置经由所述竞争的副载波中的一个或多个接收以已知PSD传输的所述一个或多个CTS信号中的至少一个。
31.根据权利要求30所述的设备，其中所述传输装置以小于所述已知PSD发送所述RTS和数据中的至少一个。
32.根据权利要求26所述的设备，其进一步包括用于将所述一个或多个CTS信号中的至少一个用作开路信道增益估计的导频的装置。
33.根据权利要求26所述的设备，其中，所述一个或多个CTS信号中的至少之一的CTS值指示与新近RTS信号相关联的干扰电平。
34.根据权利要求25所述的设备，其中所述传输装置传输副载波的择优列表。
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