[发明专利]用于自组织网络中增加的空间重用的增强方案

说明书

技术领域

本公开针对自组织网络，具体而言，针对用于在无线自组织网络中增加空间重用的增强方案。

背景技术

无线自组织网络是分散型无线网络，其在多个常被称为节点的无线通信设备决定连在一起以形成网络时形成。由于无线自组织网络中的节点可以操作为主机和路由器两者，所以网络易于被重配置为以比集中管理的无线接入网更有效的方式满足现有的业务需求。此外，无线自组织网络不需要由这些常规接入网所需要的基础设施，使得无线自组织网络成为有吸引力的替代方案。

图1示出了由标记为A-H的多个节点120构成的示例无线自组织网络100。如所示出的，每个节点120具有关联的传输范围，并能够与无线自组织网络100中的一个或多个其它节点120直接进行通信。每个节点120可以是静止的或移动的，诸如由步行中或处于车辆、飞机、轮船等中的用户正在携带的终端；并且可以是包括蜂窝电话、无线电话或固定电话、个人数字助理（PDA）、膝上型电脑、外置或内嵌调制解调器、PC卡以及任何其它类似设备在内的多种通信设备中的一种。无线自组织网络100可以独立工作，或者也可以经由一个或多个节点（例如，图1中的节点A和C）连接到外部网130（例如，因特网）。

超宽带（UWB）是通信技术的示例（例如，基于多频带OFDM的UWB、ECMA-368、脉冲UWB等），其可以用无线自组织网络来实现。UWB提供在极宽的带宽上的高速通信。同时，UWB信号通常在耗费很小功率的非常窄的脉冲中发射。可以将UWB信号的输出功率设得足够低以看上去像对其它RF技术的噪声，使其干扰较小。

包括UWB网络在内的无线自组织网络中的主要挑战是隐藏式节点和/或暴露式节点出现的增加。无线网络中的隐藏式节点指位于其它节点或一组节点的范围之外的节点。在图1中的无线自组织网络100中，位于网络100的较远边缘处的节点G可能能够观测到位于网络100的中部中的节点F，但可能不能观测到处于网络100的另一端处的节点C。相应地，当节点G和C开始同时向节点F发送分组时将出现问题。由于节点G和C不能感测到彼此的载波，所以具有冲突避免的载波感测多路访问（CSMA/CA）不足以防止冲突出现以及防止数据被搅乱。暴露式节点出现在由于相邻发射机而防止节点向其它节点发送分组的情况下。在图1的无线自组织网络100中，处在网络100的边缘上的节点A和G可能处于彼此的范围之外，而处于中部的节点E和H可能处于彼此的范围中。在这里，如果从节点E到节点A的传输正在进行，则由于在载波感测之后断定节点H将干扰由其邻居节点E进行的传输，所以阻止节点H向节点G进行发送。然而，节点G理论上仍可以无干扰地接收节点H的传输，因为节点G处于节点E的范围之外。因而，隐藏式节点和暴露式节点通常引发针对媒体访问控制（MAC）的问题，这是因为防止了网络的特定部分重用相同的带宽。网络在给定区域上重用相同的带宽的能力通常被称为“空间重用”。

一种示例性UWB通信系统（ECMA-368）利用分布式预留协议（DRP）解决了隐藏式节点的问题，其中进行同步的信标信号是由相邻设备广播的。2007年12月第二版的、题目为“High Rate Ultra Wideband PHY and MAC Standard（高速超宽带PHY和MAC标准）”的ECMA-368标准定义了针对根据其构成的UWB网络的PHY和MAC层，并通过引用并入本文。在这种通信系统中期望在超帧的一个或多个媒体接入时隙（MAS）上发送信息的设备可以使用DRP机制请求（提前）预留一个或多个MAS时隙。预留协商是由将在预留中发起帧事务的设备发起的，该设备然后被称为该预留“属主（owner）”。将要接收信息的设备被称为预留“目标”。典型的信标帧包括DRP信息元素（IE）以及除了其它元素之外的DRP可用性IE，其中DRP信息元素标识针对那个节点（作为预留属主或预留目标）及其相邻节点的MAS时隙预留，DRP可用性IE指示针对新的DRP预留的设备的可用性。DRP IE还可以称为DRP预留IE以将其与DRP可用性IE进行区分。

以此方式，DRP机制扩大了通信链路周围的“阻塞区域”以防止隐藏式节点。然而，发明人已经认识到，DRP机制事实上加重了暴露式节点的问题，这是因为浪费了并发传输的机会。如上文所讨论地，对于MAC支持同时传输的情况，相邻节点都需要是接收机或发射机；当接收机和发射机是邻居时，同时传输是不可能的。甚至对于当相邻节点都是发射机或接收机时的情况，仍然以确认的形式存在极大地降低了空间重用的反向业务的问题。

发明内容