CN101601236B - 在多无线设备中管理未调度无线通信 - Google Patents

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Abstract

一种用于对在相同无线通信设备内集成的多个无线模块的操作进行管理的***。控制策略可以用于管理更具可预测性以及更为自然的无线通信介质，其中可以在利用例如WLAN的未调度无线介质的无线模块中使用本地控制，来用于确定是否已经为完成事务而分配了足够的时间。如果不能在允许时间内完成该事务，则可以将该事务进行延迟直到存在足够的时间，并且可以报告该延迟，从而可以对其他无线模块重新分配时间。无线模块继而可以进入节能模式，直到该事务完成。

Description

在多无线设备中管理未调度无线通信
本国际申请是基于美国申请序列号No.11/673,231，并且要求该申请的优先权，该申请于2007年2月9日提交，并且名称为“MANAGING UNSCHEDULED WIRELESS COMMUNICATION INA MULTIRADIO DEVICE”，在此通过参考将其全部内容引入。
技术领域
本发明涉及一种用于管理在无线通信设备中集成的多无线调制解调器的***，并且更具体地，涉及一种多无线控制***，其支持针对多个无线调制解调器创建可操作调度，其中具有本地控制的无线调制解调器可以按照各种输入来管理未调度通信。
背景技术
现代社会已经快速接受并且变得依赖于手持设备进行无线通信。例如，由于在设备的通信质量和功能两方面的技术进步，蜂窝电话在全球市场中持续增加。这些无线通信设备(WCD)对于个人和商业使用二者来说已经变得很寻常，并且允许用户从多种地理位置发送和接收语音、文本和图形数据。由这些设备使用的通信网络跨越了不同的频率，并且覆盖不同的传输距离，并且各自具有适合于各种应用的强度。
蜂窝网络便于在广大地理区域上进行WCD通信。这些网络技术通常以“代”来划分，其开始于70年代后期到80年代早期的提供基线语音通信的第一代(1G)模拟蜂窝电话，直到现代的数字蜂窝电话。GSM是广泛使用的2G数字蜂窝电话网络通信的示例，其在欧洲中使用900MHZ/1.8GHZ频带，而在美国使用850MHz和1.9GHZ。该网络提供语音通信，并且还支持经由短消息收发服务(SMS)的文本数据传输。SMS允许WCD来传送和接收文本消息，最高可达160字符，同时还提供数据传输至分组网络、ISDN和POTS用户的数据，其速率为9.6Kbps。多媒体消息传送服务(MMS)是一种增强的消息传送***，其除了简单文本之外还支持声音、图形和视频文件的传输，该***也已经在某些设备上可用。不久，诸如用于手持设备的数字视频广播(DVB-H)的新型技术将使得流式传输数字视频和其他类似的内容经由直接传输至WCD变得可用。尽管例如GSM的远距离通信网络是普遍接受的用于发送和接收数据的方式，但由于成本、业务和立法方面的考虑，这些网络并不适用于所有的数据应用。
近距离无线网络提供的通信解决方案避免了在大的蜂窝网络中出现的某些问题。蓝牙TM是在市场中获得快速接受的近距离无线技术的一个示例。1Mbps的蓝牙TM无线电可以在10米的范围内以720Kbps的速率发送和接收数据，并且可以在额外功率放大的情况下将发送距离提高至100米。增强型数据速率(EDR)技术还可用于支持最大异步速率：对于2Mbps连接是1448Kbps，对于3Mbps连接是2178Kbps。用户不必主动地发起蓝牙TM网络。而是，处于彼此之间操作范围内的多个设备可以自动地形成称为“微微网”的网络组。任何设备可以将其自身提升为微微网的主机，这允许该设备控制最多与7个“活动”的从机和255个“停止(parked)”的从机进行数据交换。活动的从机基于主机的时钟定时来交换数据。停止的从机监视信标信号，以便与主机保持同步。这些设备在各种活动通信和节能模式之间连续地切换，以便将数据发送至其他微微网成员。除蓝牙TM以外，其他流行的近距离无线网络包括：WLAM(其中一个示例是，“Wi-Fi”本地接入点根据IEEE 802.11标准进行通信)、WUSB、UWB、ZigBee(802.15.4，802.15.4a)、以及UHF RFID。所有这些无线介质具有使其适用于各种应用的特征和优势。
最近，制造商已经开始将用于提供增强功能的各种资源结合至WCD(例如，用于执行紧邻无线信息交换的组件和软件)。可以使用传感器和/或扫描仪来将可视或者电子信息读入设备。事务可以包括：用户在目标附近持有其WCD，将其WCD瞄准对象(例如，拍摄照片)，或者在印刷的标记或者文档上对设备进行扫描。近程通信(NFC)技术包括机器可读介质，诸如射频标识(RFID)、红外(IR)通信，可以使用光学字符识别(OCR)以及各种其他类型的可视、电子以及磁性扫描来将期望的信息快速输入至WCD，而不需要用户的手工输入。
设备制造商持续将尽可能多的前述示例性通信特征结合至无线通信设备中，以企图将更为强大的“全能”设备引入市场。结合了远距离、近距离和NFC资源的设备通常包括用于各种类别的多个介质。这允许WCD来根据其环境而灵活调整，例如，可能同时与WLAN接入点和蓝牙TM通信附件两者进行通信。
假设可以被编排到单个设备中的大量通信特征，那么可以预见到，当替换其他产品相关设备时，用户需要将WCD使用至其全部潜能。例如，用户可以使用全功能WCD来替换传统的、不便于集成和运输的工具，诸如单独的电话、传真机、计算机、存储介质等。在至少一种使用情况下，WCD可以通过多个不同的无线介质同时进行通信。用户可以使用多个***蓝牙TM设备(例如，头戴式耳机和键盘)，而同时可以通过GSM进行语音谈话并且与WLAN接入点进行交互，以便接入因特网。当这些并发事务彼此出现干扰时，将出现问题。即使通信介质与其他介质不具有相同的操作频率，无线调制解调器也可以导致对于另一介质的外来干扰。此外，对于两个或者更多同时的操作无线电的结合效应来说，很可能由于谐波效应而对另一带宽产生互调效应。这些干扰可以产生误差，并且导致需要对丢失分组进行重传，以及导致一个或者多个通信介质的性能下降。
用于在相同设备中包含的两个或者更多无线调制解调器之间管理空中时间的演进策略通常需要中央化的(作为单一组件，或者在各种组件之间分布)针对所有的活跃(active)无线调制解调器来加强操作调度的通信控制，其管理有助于降低在这些活跃无线调制解调器之间通信冲突的可能性。然而，为了使得操作调度变得有效，必须精确地控制调制解调器活动性的相互影响(interplay)。这一精确性可以从与调制解调器同步的通信控制器中得出，例如，这通过知晓各种活跃无线调制解调器的定时模式和通信积压日志(backlog)来实现。
尽管在优化某些无线介质时中央控制的无线资源管理特别有效，然而对于其他无线介质仍然存在问题。例如，能够用于承载同步数据的、或者可以在使用固定传输和接收间隔的模式中操作的无线协议(例如GSM和蓝牙TM)可以更容易地由中央化的控制器来进行控制，这是由于可以精确地定义调度而无需大的缓冲器时间段。然而，其他无线介质(诸如，WLAN)不具有如此的可预测性。这些未调度无线介质必须为可用的事务窗口进行竞争，而作为结果，其需要较大的时间段以允许确定载波可用性。这些确定时段或者连接时段可以需要更多的时间，以便完成一项事务，包括待发出的消息帧，并且还包括待接收的确认帧。如果在可用时间中没有发送/接收所述两种消息帧，则认为该消息是不成功的，这在两方面浪费了时间：在最初失败的WLAN消息尝试(这一时间可能已经被另一无线介质成功使用)中浪费的时间，以及此外，在尝试再次发送WLAN消息(其也可以出现失败)中浪费的时间，
由此需要一种***，用于在使用相冲突的无线通信介质的相同设备中管理无线资源。该***应当能够管理更可预测的无线通信介质以及使用未调度通信的无线通信介质两者，以便避免通信问题。
发明内容
本发明至少包括：用于管理在相同WCD内部集成的多个无线模块的操作的方法、设备、计算机程序以及无线模块。在本发明的至少一个实施方式中，可以使用控制策略来管理更可预测和更为自然产生(spontaneous)的无线介质两者。在利用未调度无线介质(如，WLAN)的无线模块中，可以使用本地控制器来用于确定是否存在允许完成一项事务的足够时间。如果在该时间段中不能完成该事务，则可以对其进行延迟直到存在足够时间。
在本发明的至少一个实施方式中，在确定针对一项事务是否存在足够时间之前，本地控制器可以考虑从WCD中各种资源提供的信息。例如，多无线控制器(MRC)可以提供调度信息，该调度信息至少包括针对特定通信介质或者无线模块而保留的时间段。本地控制器可以将调度信息与有关下列消息的信息进行比较，该消息等待传输同时还执行载波侦测，以便确定通信信道是否可用。如果MRC允许通信、信道是空闲的、存在足够的时间、以及任何竞争周期已经超时，则控制器可以在该通信信道上启动该事务。
如果没有满足上述条件的全部，则本地控制器可以执行备选动作来尝试在WCD中将效率最大化。例如，本地控制器可以继续延迟任何通信事务，直到确定了适合的时间段。与此延迟相结合，本地控制器可以进一步启动优化过程，诸如向MRC通知可以被分配给另一无线模块的可用通信带宽，以及将被延迟的无线模块设置于节电模式。这些动作是多种措施的示例，其根据本发明其可以实施用于优化可用带宽的使用、同时实现节电这两者。
附图说明
结合附图，从下文中优选实施方式的详细描述中可以进一步理解本发明，在附图中：
图1公开了包括各种有效范围的无线通信介质的示例性无线操作环境；
图2公开了可以与本发明的至少一个实施方式一起使用的示例性无线通信设备的模块描述；
图3公开了先前在图2中绘出的无线通信设备的示例性结构描述；
图4公开了使用根据本发明至少一个实施方式的无线通信介质的无线通信设备的示例性操作描述；
图5公开了在相同无线通信设备内同时利用多个无线调制解调器时，其中出现的干扰的操作示例；
图6A公开了根据本发明至少一个实施方式的包括多无线控制器的无线通信设备的示例性结构化描述；
图6B公开了包括多无线控制器和无线调制解调器的图6A的更为详细的结构化图示；
图6C公开了根据本发明至少一个实施方式的包括多无线控制器的无线通信设备的示例性操作描述；
图7A公开了根据本发明至少一个实施方式的包括多无线控制器的无线通信设备的示例性结构描述；
图7B公开了包括多无线控制***和无线调制解调器的图7A的更为详细的结构化图示；
图7C公开了根据本发明至少一个实施方式的包括多无线控制器的无线通信设备的示例性操作描述；
图8A公开了根据本发明至少一个实施方式的包括分布式多无线控制***的无线通信设备的示例性结构化描述；
图8B公开了包括分布式多无线控制***和无线调制解调器的图8A的更为详细的结构化图示；
图8C公开了根据本发明至少一个实施方式的包括分布式多无线控制***的无线通信设备的示例性操作描述；
图9A公开了根据本发明备选一个实施方式的包括分布式多无线控制***的无线通信设备的示例性结构描述；
图9B公开了分布式多无线控制***和无线调制解调器的图9A的更为详细的结构化图示；
图9C公开了根据图9A中公开的本发明的备选实施方式的包括分布式多无线控制***的无线通信设备的示例性操作描述；
图10公开了可以与本发明的至少一个实施方式一起使用的示例性信息分组；
图11A公开了根据本发明的至少一个实施方式的结合至本地控制器的示例；
图11B公开了根据本发明至少一个实施方式的包括本地控制器的无线调制解调器的示例性功能图示；
图12A公开了根据本发明至少一个实施方式的存在问题的未调度无线通信介质传输的示例；
图12B公开了根据本发明至少一个实施方式的未调度无线通信介质传输的示例；
图13A公开了根据本发明至少一个实施方式的用于示例通信情况的后退时序(back-off timing)控制图示；
图13B公开了根据本发明至少一个实施方式的另一示例通信情况的后退时序控制图示；
图14公开了根据本发明至少一个实施方式的用于管理未调度无线通信介质的示例性流程图；
图15公开了根据本发明至少一个实施方式的用于实现针对调度和承载条件的后退定时器示例性流程图；以及
图16公开了根据本发明至少一个实施方式的用于实现针对发送和接收许可的示例性流程图。
具体实施方式
尽管已经在优选实施方式中描述了本发明，但是在不脱离如所附权利要求书中描述的本发明的精神和范围的情况下，可以对此进行各种修改。
I.通过各种通信网络进行的无线通信
WCD可以通过广泛部署的无线通信网络来发送和接收信息，每个WCD针对速度、范围、质量(纠错)、安全性(编码)等具有不同的优势。这些特征将指示可以发送至接收设备的信息量、以及信息传送的持续时间。图1包括WCD以及该WCD如何以各种类型的无线网络进行交互的图示。
在图1绘出的示例中，用户110拥有WCD 100。该设备可以是任何设备，从基础的蜂窝手持机到更为复杂的设备，诸如支持无线的掌上型计算机或者膝上型计算机。近程通信(NFC)130包括各种发射应答器(transponder)类型的交互，其中通常仅有扫描设备需要其自身的电源。WCD 100经由近距离通信来扫描源120。源120中的发射应答器可以使用扫描信号内部包含的能量和/或时钟信号，如在RFID通信的情况下，以便对发射应答器中存储的数据进行响应。这些类型的技术通常具有10英尺数量级的有效传输范围，并且能够相当快速地递送的存储数据的数量是从1比特至超过兆比特(或者125Kbyte)。这些特征使得所述技术非常适用于标识的目的，诸如接收用于公共交通提供者的账户号码、用于自动电子门锁的密钥代码、用于信用或者记账事务的账户号码等。
如果两个设备能够执行供电通信，则所述两个设备之间的通信范围可以扩展。近距离活跃通信140包括这样的应用，其中发送设备和接收设备均为活跃的。示例性情况可以包括，用户110进入蓝牙TM、WLAN、UWB、WUSB等接入点的有效传输范围内。在蓝牙TM的情况下，可以自动建立网络以将信息传送至用户110拥有的WCD 100。此数据可以包括信息性、教育性或者娱乐性特征的信息。有待传输的信息数量是无限的，除非该信息必须在用户110处于接入点的有效传输范围内的时间内被全部传输。由于这些无线网络的较高复杂性，需要额外的时间来建立对于WCD 100的初始连接，如果很多设备在接入点附近区域中排队等待服务时，这一时间还可以增加。这些网络的有效传输范围依赖于技术，并且可以从大约30英尺至具有附加电力增强情况下的300英尺。
远距离网络150用于为WCD 100提供虚拟的非中断通信覆盖。陆基无线站或者卫星可以用于在世界范围内对各种通信事务进行中继。尽管这些***功能非常强大，然而这些***的使用通常对于用户110来说是以每分钟为基础进行计费，并且还不包括用于数据传输的附加费用(例如，无线因特网接入)。此外，覆盖这些***的规则可以对用户和提供者两者导致附加开销，使得这些***的使用更为麻烦。
II.无线通信设备
如前所述，本发明可以使用各种无线通信设备来实现。由此，重要的是在使用本发明之前理解对于用户110可用的通信工具。例如，在蜂窝电话或者其他手持无线设备的情况下，设备的集成数据处理能力在发送和接收设备之间的事务中担任重要角色。
图2公开了可以与本发明一起使用的示例性无线通信设备的示例性模块布局。WCD 100被划分成为表示设备的各个功能方面的模块。这些功能可以由在下文中讨论的各种软件和/或硬件组件的组合来实现。
控制模块210管理设备的操作。可以从WCD 100内部包括的各种其他模块接收输入。例如，干扰侦测模块220可以使用现有技术中已知的各种技术，以便侦测在无线通信设备的有效传输范围内的环境干扰源。控制模块210解译这些数据输入，并且作为响应，可以向WCD 100中的其他模块发出控制命令。
通信模块230结合了WCD 100的所有通信方面。如图2中所示，通信模块230可以包括例如远距离通信模块232、近距离通信模块234和NFC模块236。通信模块230可以使用这些子模块中的一个或者多个来从本地和远距离源两者接收多种不同类型的通信，并且在WCD 100传输范围内向接收设备传输数据。通信模块230可以由控制模块210来触发，或者由对所侦测的消息、环境影响和/或相邻于WCD 100的其它设备作出响应的模块的本地控制源来进行触发。
用户接口模块240包括可视、可听和可触摸元件，其允许用户110来从设备接收数据，并且向设备输入数据。由用户110输入的数据可以由控制模块210来解译，以便影响WCD 100的性态。用户输入的数据还可以由传输模块230来传送至有效传输范围内的其他设备。传输范围中的其他设备还可以经由通信模块230向WCD 100发送信息，并且控制模块210可以将此信息传送至用户接口模块240用于向用户呈现。
应用模块250结合了WCD 100上的所有其他硬件和/或软件应用。这些应用可以包括：传感器、接口、应用组件、解译器、数据应用等，并且可以由控制模块210调取以便读取由各种模块提供的信息，并且由此向WCD 100中的请求模块提供信息。
图3公开了根据本发明一个实施方式的WCD 100的示例性结构布局，其可以用于实现先前在图2中描述的模块相同的功能。处理器300控制整体设备的操作。如图3中所示，处理器300耦合至一个或者多个通信部件310、320和340。处理器300可以由一个或者多个微处理器来实现，所述一个或者多个微处理器各自能够执行在存储器330中存储的软件指令。
存储器330可以包括：随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、和/或闪存，并且以数据和软件组件(在此也称作模块)的形式存储信息。由存储器330存储的数据可以与特定软件组件相关联。另外，此数据可以与数据库相关联，诸如用于调度、电子邮件等的书签数据库或者商业数据库。
由存储器330存储的软件组件包括由处理器300所执行的指令。各种类型的软件组件可以在存储器330中存储。例如，存储器330可以存储控制通信部件310、320和340的操作的软件组件。存储器330还可以存储软件组件，包括，防火墙、服务指南管理器、书签数据库、用户接口管理器、以及支持WCD 100所需的任何通信应用组件模块。
远距离通信310执行关于在较大地理区域上(诸如，蜂窝网络)经由天线进行信息交换的功能。这些通信方法包括来自先前所述的1G至3G的技术。除了基础语音通信(例如，经由GSM)以外，远距离通信310可操作以建立数据通信会话，诸如通用分组无线服务(GPRS)会话和/或全球移动电信***(UMTS)会话。另外远距离通信310可操作以发送和接收消息，诸如短消息服务(SMS)消息和/或多媒体消息服务(MMS)消息。
作为远距离通信310的子集，或者备选地，作为耦合至处理器300的相分离的独立模块而操作，传输接收机312允许WCD 100经由诸如手持设备的数字视频广播(DVB-H)的介质来接收传输信息。这些传输可以被编码，以便仅有特定的指定接收设备可以访问所述传输内容，并且可以包含文本、音频或者视频信息。在至少一个示例中，WCD 100可以接收这些传输，并且使用包含在传输信号内的信息，以便确定是否允许所述设备来查看所接收的内容。
近距离通信320负责涉及跨越近距离无线网络来交换信息的功能。如上所述，并且如图3中绘出，此类近距离通信320的示例并不局限于蓝牙TM、WLAN、UWB以及无线USB连接。由此，近距离通信320执行关于建立近距离连接的功能，以及关于经由此类连接而传输和接收信息的处理。
另外，如图3中绘出，NFC 340可以提供关于机器可读数据的近距离扫描的功能。例如，处理器300可以控制NFC 340中的组件，以便生成用于激活RFID发射应答器的RF信号，并且由此可以控制从RFID发射应答器接收信号。可以由NRC 340支持的、用于读取机器可读数据的其他近距离扫描方法并不局限于IR通信、线性和二维(或者QR)条形码读取器(包括关于解译UPC标签的处理)、以及用于读取磁性、UV、导电性、或者其他类型的已编码数据的光学字符识别设备，其中可以使用适合的墨水而在标记中提供所述已编码数据。为了使得NFC 340能够扫描上述类型的机器可读数据，输入设备可以包括光学检测器、磁性检测器、CCD或者现有技术中已知的其他传感器，来用于解译机器可读信息。
如图3中进一步示出，用户接口350还耦合至处理器300。用户接口350便于与用户进行信息交换。图3示出，用户接口350包括用户输入360和用户输出370。用户输入360可以包括允许用户输入信息的一个或者多个组件。这些组件的示例包括小键盘、触摸屏和麦克风。用户输出370允许用户从设备接收信息。由此，用户输出部分370可以包括各种组件，诸如显示器、发光二极管(LED)、触觉发射器以及一个或者多个音频扬声器。示例性显示器包括液晶显示器(LCD)和其他类型的视频显示器。
WCD 100还可以包括一个或者多个发射应答器380。这实质上是一种被动设备，其可以响应于来自外部源的扫描，由处理器300利用待递送的信息进行编程。例如，在入口中设置的RFID扫描仪可以持续地发出射频波。当具有包括发射应答器380设备的人员经过门时，发射应答器被激励，并且可以利用标识设备、人员等的信息来进行响应。另外，扫描仪可以安装在WCD 100中(例如，如在先前上文中针对NFC 340的示例进行讨论的那样)，从而其可以从附近的其他发射应答器读取信息。
与通信部件310、312、320和340对应的硬件提供信号的发送和接收。由此，这些部分可以包括如下组件(例如，电子元件)，该组件执行诸如调制、解调、放大和滤波的功能。这些部分可以是本地控制的，或者由处理器300根据存储器330中存储的软件通信组建来进行控制。
可以根据各种技术来构造并且耦合如图3所示的元件，以便生成如图2所示的功能。一种此类技术包括通过一个或者多个总线接口(其可以是有线总线接口或者无线总线接口)来耦合单独组件，所述单独组件与处理器300、通信部件310、312和320、存储器330、NFC 340、用户接口350、发射应答器380等相对应。备选的是，单独组件的任一和/或全部可以通过集成电路来以如下形式替代：可编程逻辑设备、门阵列、ASIC、多芯片模块等，其被编程以复制单一设备的功能。另外，这些组件中的每个耦合至电源，诸如可移除和/或可充电电池(未示出)。
用户接口350可以与通信应用软件组件进行交互，并且包括在存储器330中，其提供使用远距离通信310和/或近距离通信320来建立服务会话。通信应用组件可以包括各种例程，其允许根据诸如无线应用介质(WAP)、超文本标识语言(HTML)、及其例如压缩HTML(CHTML)的变型的介质，来从远程设备接收服务。
III.包括遇到的潜在干扰问题的无线通信设备的示例性操作
图4公开了一种堆栈方法，用于理解根据本发明至少一个实施方式的WCD的操作。在顶层400，用户110与WCD 100交互。该交互包括：用户110经由用户输入360来输入信息，并且从用户输出370接收信息，以便激活应用层410中的功能。在应用层，与设备内具体功能相关的程序与用户层和***层这二者进行交互。这些程序包括用于如下的应用：可视信息(例如，web浏览器、DVB-H接收机等)、音频信息(例如，蜂窝电话、语音邮件、会议软件、DAB或者模拟无线接收机等)、记录信息(例如，数字摄影软件、文字处理、调度等)或者其他信息处理。在应用层410发起的动作可以请求从WCD 100发送信息，或者将被接收到WCD 100中的信息。在图4的示例中，数据被请求经由蓝牙TM通信发送到接收设备。作为结果，应用层410继而可以在***层中调用资源，以便发起所需的处理以及数据路由。
***层420处理数据请求，并且将该数据进行路由以用于传输。例如，处理可以包括对数据进行计算、翻译、转换和/或分组。继而，信息可以被路由至服务层中的适当通信资源。如果期望的通信资源在服务层430中是活跃并且可用的，则可以将分组路由至无线调制解调器以经由无线传输来递送。存在使用不同无线介质来操作的多种调制解调器。例如，在图4中，调制解调器4被激活的并且能够使用蓝牙TM通信来发送分组。然而，无线调制解调器(作为硬件资源)不必仅专用于特定的无线介质，而是可以根据无线介质的需求和无线调制解调器的硬件特征来用于各种类型的通信。
图5公开了一种情况，其中上述示例性操作处理可以导致一个以上的无线调制解调器变为活跃。在此情况下，WCD 100经由无线通信来通过多种介质发送和接收信息。WCD 100可以与各种辅助设备(诸如，在标记500处被归组的那些设备)进行交互。例如，这些设可以包括：经由远距离无线通信(例如，GSM)进行通信的蜂窝手持机、经由蓝牙TM进行通信的无线手持机、经由WLAN进行通信的因特网接入点，等等。
当同时进行这些通信中的某些或者全部时，可能出现问题。如图5中进一步示出，同时操作的多个调制解调器可以导致彼此间干扰。当WCD 100正在与多于一个的外部设备(如先前描述)进行通信时，可以遇到此类情况。在示例性极端情况下，具有同时经由蓝牙TM、WLAN和无线USB进行通信的调制解调器的设备将遇到实质上的重叠，这是由于所有这些无线介质均在2.4GHz的频带中操作。如在图5中场的重叠部分所示，干扰将导致分组丢失，并且导致需要对这些丢失的分组进行重传。重传需要将未来的时隙用于对丢失信息进行重传，并且由此，如果信号没有完全丢失，则整体通信性能将至少被降低。在至少一个实施方式中，本发明寻求对其中可能同时出现冲突通信的问题情况进行管理，以便将干扰最小化或者完全避免，作为结果，可以速度和质量得以最大化。
IV.包括多无线控制器的无线通信设备
当尝试在WCD 100中进行更好的通信管理时，可以引入专用于管理无线通信的附加控制器。如图6A中所示，根据本发明的至少一个实施方式中，WCD 100包括多无线控制器(MRC)600。MRC 600耦合至WCD 100的主控制***。该耦合支持MRC 600经由WCD 100的主操作***与无线调制解调器、或者通信模块310、312、320和340中的其他类似设备进行通信。
图6B详细公开了WCD 100的至少一个实施方式，根据本发明的至少一个实施方式，该WCD 100可以包括如图6A中介绍的多无线控制器(MRC)600。MRC 600包括公共接口620，经由该接口，可以通过主控***640来发送或者接收信息。在此公开中，无线调制解调器610和其他设备630还可以称作“模块”，因为除了调制解调器自身之外，其还可以包括支持硬件和/或软件资源。这些资源可以包括控制、接口和/或处理资源。例如，每个无线调制解调器610或者类似的通信设备630(例如，用于扫描机器可读信息的RFID扫描仪)还可以包括某些类型的公共接口620，用于与主控***640进行通信。作为结果，在无线调制解调器610、类似设备630以及MRC 600之间出现的所有信息、命令等都可以由主控***640的通信资源进行传递。将针对图6C来讨论与WCD 100内部的所有其他功能模块共享通信资源的可能效果。
图6C公开了类似于图4的一个操作图示，其中包括了根据本发明至少一个实施方式的MRC 600的效果。在此***中，MRC 600可以从WCD 100的主操作***接收操作数据，涉及例如在应用层410中运行的应用、以及来自服务层430中的各种无线通信设备的状态数据。MRC 600可以使用此信息来发出调度命令至服务层430中的通信设备，以尝试避免通信问题。然而，当WCD 100的操作被完全使用时将出现问题。由于应用层410中的各种应用、***层420中的操作***、服务层430中的通信设备以及MRC 600必须全部共享相同的通信***，所以当WCD 100的所有方面尝试在公共接口***620上进行通信时，可能出现延迟。作为结果，关于通信资源状态信息和无线调制解调器610控制信息两者的延迟敏感信息将被延迟，使得来自于MRC 600的任何有益效果变得无效。因此，如果将要实现MRC 600的有益效果，则需要最好能够处理延迟敏感信息的区别和路由的***。
V.包括多无线控制***的无线通信设备
图7A介绍了根据本发明至少一个实施方式的、作为WCD 100中多无线控制***(MCS)700一部分的MRC 600。MCS 700直接将模块310、312、320和340的通信资源链接至MRC 600。MCS 700可以提供专用的低流量通信结构，用于承载来往于MRC 600的延迟敏感信息。
图7B中示出了其他细节。MCS 700在MRC 600和WCD 100的通信资源之间形成直接链路。此链路可以由专用MCS接口710和760的***来建立。例如，MCS接口760可以耦合至MRC 600。MCS接口710可以将无线调制解调器610和其他类似通信设备630连接至MCS 700，以便形成信息传输从而允许延迟敏感的信息往来于MRC 600。以此方式，MRC 600的能力不再受到主控***640的处理负荷的影响。作为结果，可以认为仍然由主控***640往来于MRC600传送的任何信息是容忍延迟的，并且由此，此信息的实际到达时间基本上不影响***性能。另一方面，所有延迟敏感信息被引导至MCS 700，并且由此与主控***的负载相分离。
图7C中示出了根据本发明至少一个实施方式的MCS 700的效果。现在，可以在MRC 600中从至少两个源中接收信息。***层420可以继续通过主控***640向MRC 600提供信息。另外，服务层430可以专门提供由MCS 700所传递的延迟敏感信息。MRC 600可以区分这两类的信息，并且相应地进行操作。延迟容忍信息可以包括通常在无线调制解调器主动参与通信时不发生改变的信息，例如无线模式信息(例如GPRS，蓝牙TM，WLAN等等)，可以由用户设置进行定义的优先级信息，无线正在驱动的特定服务(QoS，实时/非实时)等等。由于延迟容忍信息的改变并不频繁，所以其可以及时地由WCD 100的主控***640来递送。备选的是，延迟敏感(或者时间敏感)信息可以至少包括调制解调器操作信息，其在无线连接期间频繁改变，由此需要立即更新。作为结果，延迟敏感信息可能需要通过MCS接口710和760来从多个无线调制解调器610直接递送至MRC 600，并且包括无线调制解调器同步信息。延迟敏感信息可以响应于MRC 600的请求来提供，或者可以作为在传输期间无线调制解调器设置发生改变的结果来递送，在下文中将针对同步进行讨论。
VI.包括分布式多无线控制***的无线通信设备
图8A公开了根据本发明至少一个实施方式的备选配置，其中分布式多无线控制***(MCS)700被引入WCD 100。在某些情况下，分布式MCS 700被认为通过将这些控制特征分发至WCD 100内的已有必要组件，来提供优于中央化MRC 600的优势。作为结果，可以将基本数量的通信管理操作本地化到多个通信资源中，例如无线调制解调器(模块)610中，从而降低WCD 100中控制命令流量的总量。
在此示例中，可以利用各种总线结构来实现MCS 700，包括在便携式电子设备中经常出现的I2C接口、以及现在正在开发的诸如SLIMbus的新型标准。I2C是一种多主机总线，其中多个设备可以连接至相同的总线，并且每个设备可以通过发起数据传输而担任主机。I2C总线包括至少两个通信线：信息线和时钟线。当设备具有待传输信息时，其担任主机角色，并且将其时钟信号和信息传输至接收设备。另一方面，SLIMbus使用单独的无差别物理层，其以50Mbits/s或更慢的速率运行在一个通道(lane)上。其由移动产业处理器接口(MIPI)联盟进行开发，并且旨在替换当今的I2C和I2S接口，而同时提供更多特征，并且要求与上述两项的结合相同或者更少的功率。
MCS 700直接链接模块310、312、320和340中的分布式控制组件702。另一分布式控制组件704可以驻留在WCD 100的主控***640中。重要的是应该注意，在处理器300中所示的分布式控制组件704不仅限于此实施方式，并且可以驻留在WCD 100内部任意适合的***模块中。MCS 700的加入提供了专用的低流量通信结构，用于承载往来于各种分布式控制组件702的延迟敏感信息。
在图8B中更详细地描述了图8A中所公开的示例性实施方式。MCS 700在WCD 100内的分布式控制组件702之间形成直接链路。无线调制解调器610中的分布式控制组件702(一起形成“模块”)例如可以包括：MCS接口710、无线活跃性控制器720以及同步器730。无线活跃性控制器720使用MCS接口710来与其他无线调制解调器610中的分布式控制组件进行通信。可以使用同步器730来从无线调制解调器610获取定时信息，以便满足来自任何分布式控制组件702的同步请求。无线活跃性控制器702还可以通过公共接口620而从主控***640(例如，从分布式控制组件704)获取信息。作为结果，由主控***640通过公共接口620传送至无线活跃性控制器720的任何信息可以认为是延迟容忍的，并且由此，此信息的实际到达时间基本上不影响通信***性能。另一方面，全部延迟敏感信息可以由MCS 700传递，并且由此与主控***的过载相分离。
如前所述，分布式控制组件704可以存在于主控***640中。此组件的某些方面可以驻留在处理器300中，例如作为监视和协调无线活跃性控制器720性态的运行软件例程。示出的处理器300包括优先级控制器740。可以利用优先级控制器740来监视活跃的无线调制解调器610，以便确定这些设备之间的优先级。可以通过存储在优先级控制器740中的规则和/或条件来确定优先级。变为活跃的调制解调器可以从优先级控制器740请求优先级信息。此外，变为非活跃的调制解调器可以通知优先级控制器740，从而可以相应地调整其余活跃的无线调制解调器610的相对优先级。通常不认为优先级信息是延迟敏感的，这是因为该优先级信息主要是在无线调制解调器610被激活/解激活时更新，并且由此，在无线调制解调器610的活跃通信连接期间，该优先级信息并不频繁地改变。作为结果，在本发明的至少一个实施方式中，可以使用公共接口***620来将此信息传送至无线调制解调器610。
图8C中示出了分布式控制MCS 700的至少一种效果。***层420可以继续通过主控***640来向分布式控制组件702提供延迟容忍信息。另外，服务层430中的分布式控制组件702(诸如，调制解调器活跃性控制器720)可以经由MCS 700彼此交换延迟敏感信息。每个分布式控制组件702可以在这两类信息之间进行区分，并且相应地进行动作。延迟容忍信息可以包括通常在无线调制解调器主动参与通信时不发生改变的信息，例如无线模式信息(例如GPRS，蓝牙TM，WLAN等等)，可以由用户设置进行定义的优先级信息，无线正在驱动的特定服务(QoS，实时/非实时)等等。由于延迟容忍信息的改变并不频繁，所以其可以及时地由WCD 100的主控***640来递送。备选的是，延迟敏感(或者时间敏感)信息可以至少包括调制解调器操作信息，其在无线连接期间频繁改变，由此需要立即更新。延迟敏感信息需要在分布式控制组件702之间直接递送，并且可以包括无线调制解调器同步信息和活跃性控制信息。延迟敏感信息可以响应于请求来提供，或者可以作为无线调制解调器中发生变化的结果而递送，在下文中将针对同步进行讨论。
MCS接口710可以用于：(1)交换同步信息，以及(2)在各种无线活跃性控制器720之间传输标识或者优先级信息。另外，如前所述，MCS接口710用于传送无线参数，从控制点的角度而言，所述无线参数是延迟敏感的。MCS接口710可以在不同的无线调制解调器(多点)之间被共享，但是从反应时间(latency)角度而言该MCS接口710不能通过可能限制MCS接口710使用的任何其他功能来进行共享。
在MCS 700上发送的、可以使能/禁止无线调制解调器610的控制信号应当基于调制解调器的周期性事件而建立。每个无线活跃性控制器720可以从同步器730获得关于无线调制解调器的周期事件的信息。此类事件例如可以是，GMS中的帧时钟事件(4.615ms)、蓝牙TM中的时隙时钟事件(625μs)或者WLAN中的目标信标传输时间(100ms)或者其中的任意多个。在以下情况下，无线调制解调器610可以发送其同步指示：(1)当任何无线活跃性控制器720对其进行请求时；(2)当无线调制解调器内部时间参考变化时(例如，由于切换或者移交)。对于同步信号的时延要求并不严格，只要该延迟在数个微秒的范围内保持恒定即可。在无线活跃性控制器710的调度逻辑中，可以考虑固定延迟。
对于预测性的无线通信介质，无线调制解调器活跃性控制可以基于如下知识：在当前正在操作的无线所处的特定连接模式中，活跃无线调制解调器610何时将要传输(或者接收)。每个无线调制解调器610的连接模式可以映射至其相应无线活跃性控制器720中的时域操作。作为示例，对于GSM语音连接，优先级控制器740可以具有关于GSM的所有流量模式的知识。当无线调制解调器610变为活跃时，可以将此信息传送至适当的无线活跃性控制器720，其继而可以认识到，GSM中的语音连接包括一个长度为577μs的传输时隙，并跟随有空时隙，空时隙之后是577μs的接收时隙，两个空时隙，监视(RX开)，两个空时隙，然后其进行重复。双传输模式意味着，两个传输时隙、空时隙、接收时隙、空时隙、监视和两个空时隙。当无线活跃性控制器720先验地已知的所有流量模式时，其仅需要及时知晓传输时隙何时出现，以便获得关于GSM无线调制解调器何时处于活跃的知识。此信息可以由同步器730来获得。当活跃无线调制解调器610将要传输(或者接收)时，其必须每次都检查来自其相应无线活跃性控制器720的调制解调器活跃性控制信号是否允许通信。无线活跃性控制器720总是允许或者禁止传输一个完整无线传输块(例如，GSM时隙)。
VII.包括分布式多无线控制***的备选示例的无线通信设备
在图9A至图9C中公开了根据本发明至少一个实施方式的备选分布式控制配置。在图9A中，分布式控制组件702继续由MCS 700进行链接。然而，现在分布式控制组件704还经由MCS接口直接耦合至分布式控制组件702。作为结果，分布式控制组件704还可以使用并且受益于MCS 700，从而用于涉及WCD 100的各种通信组件的事务。
现在参考图9B，更详细地示出了将分布式控制组件704包括在MCS 700上。分布式控制组件704至少包括耦合至MCS接口750的优先级控制器740。MCS接口750允许优先级控制器740经由专用于WCD 100中通信资源协调的低流量连接，来向无线活跃性控制器720发送信息，或者从无线活跃性控制器720接收信息。如前所述，由优先级控制器740提供的信息不被认为是延迟敏感信息，然而，经由MCS 700向无线活跃性控制器720提供优先级信息可以改进WCD 100的整体通信效率。由于在分布式控制组件702和704之间的较快通信可以在无线活跃性控制器720中产生较快的相对优先级判定，因而可以改进性能。此外，WCD 100的公共接口***620将从必须支持来自分布式控制组件704的通信流量中解放出来，由此降低了主控***640中的整体通信负载。在WCD 100的通信控制灵活性方面，可以认识到另一益处。可以将新的特征引入至优先级控制器740中，而并不担心控制组件之间的消息发送是是延迟容忍的还是延迟敏感的，因为MCS接口710在此位置上已经是可用的。
图9C公开了在本发明当前备选实施方式中可见的、对WCD 100中通信的增强操作效果。添加备选例程用于使无线调制解调器控制信息在分布式控制组件702和704之间流动，这可以改进无线活跃性控制器720的通信管理，并且可以减轻主控***640的负担。在此实施方式中，MCS 700的所有分布式控制组件由专用控制接口来链接，其在主控***640正在经历提升的事务需求时，可以提供对于WCD 100中通信协调控制消息发送的免疫。
在图10中公开了根据本发明的至少一个实施方式的示例消息分组900。示例消息分组900包括活跃性模式信息，其可以由MRC 600或者无线活跃性控制器720来明确描述。在本发明的至少一个实施方式中，分组900的数据净载荷可以至少包括：消息ID信息、允许/禁止传输(Tx)时段信息、允许/禁止接收(Rx)时段信息、Tx/Rx周期性(在时段信息中包含Tx/Rx活跃性有多频繁地出现)、以及描述活跃性模式何时变为有效以及新的活跃性模式是替换还是被添加至现有模式的有效性信息。如图所示，分组900的数据净荷可以包括用于传输或者接收的多个允许/禁止时段(例如，Tx时段1、2...)，其中每个时段包括至少一个时段开始时间和时段结束时间，在其间可以允许或者禁止无线调制解调器610来执行通信活动。尽管MCS700的分布式示例可以允许实时地控制无线调制解调器控制活跃性(例如，具有更精细粒度的更多控制消息)，但将多个允许/禁止时段包括至单一消息分组900中这一能力可以在用于更长时间段的调度无线调制解调器性态中支持无线活跃性控制器720，这将导致消息流量的降低。此外，可以使用每个消息分组900中的有效性信息，来对无线调制解调器610活动性模式中的变化进行修改。
调制解调器活跃性控制信号(例如，分组900)可以由MRC 600或者无线活跃性控制器720来明确描述，并且在MCS 700上传输。该信号包括单独用于Tx和Rx的时段，以及用于无线调制解调器610活跃性的周期性。尽管固有的无线调制解调器时钟是控制时间域(从不被覆盖)，但在将活跃性时段与当前无线调制解调器操作进行同步中使用的时间参考可以基于至少两个标准之一。在第一示例中，在无线调制解调器610中已经出现了预定义数量的同步事件之后，可以开始传输时段。备选的是，可以围绕用于WCD 100的***时钟来对用于MRC 600或分布式控制组件702之间的所有定时进行标准化。对于两种方案而言存在优势和劣势。使用定义数量的调制解调器同步事件是有益的，这是由于这样可以使得所有定时与无线调制解调器时钟紧密对准。然而，相对于使得定时基于***时钟来说，这一策略的实现更为复杂。另一方面，尽管基于***时钟的定时可以易于作为标准来实现，然而只要在无线调制解调器610中安装了新的活跃性模式，则必须实现到调制解调器时钟定时的转换。
活跃性时段可以被指示为开始时间和停止时间。如果仅存在一个活跃连接，或者如果不必调度该活跃连接，则可以将调制解调器活跃性控制信号总是设置为“开”，以允许无线调制解调器毫无限制地操作。在尝试实际通信之前，无线调制解调器610应当检查是否允许发送或者接收。活跃性结束时间可用于检查同步。一旦无线调制解调器610已经结束了事务(时隙/分组/突发)，则其可以检查活跃性信号是否仍然被设置(其应当是由于边限)。如果情况并非如此，则无线调制解调器610可以通过同步器730，来与MRC 600或者与无线活跃性控制器720发起新的同步。如果无线调制解调器时间参考或者连接模式改变，则出现相同的情况。如果无线活跃性控制器720的运行偏离于调制解调器同步，并且在错误的时间开始应用调制解调器传输/接收约束，则将出现问题。由此，需要周期性地更新调制解调器同步信号。活跃的无线连接越多，则在同步信息中就需要越高的精确性。
VIII.对于其他设备的无线调制解调器接口
作为信息获取服务的一部分，MCS接口710需要向MRC 600(或者无线活跃性控制器720)发送关于无线调制解调器610的周期事件的信息。使用其MCS接口710，无线调制解调器610可以指示关于其操作的周期事件的时间实例。在实践中，这些实例是无线调制解调器610处于活跃并且可以准备进行通信或者正在进行通信的时间。在传输或者接收模式之前或者期间出现的事件可以用作时间参考(例如，在GSM的情况下，可以在于该时刻处不必传送或接收的调制解调器中指示该帧边缘，但是根据该帧时钟，我们知道调制解调器将要在该帧时钟边缘之后传送[x]ms)。对于此类定时指示的基本规则是，事件固有地是周期性的。不必指示每个时间，但是MRC 600可以计算中间事件自身。为了使之成为可能，控制器还需要关于事件的其他相关信息，例如，周期性和持续时间。此信息可以嵌入至指示中，或者控制器可以以其他方式来获取。最重要的是，这些定时指示需要是这样的：即使得控制器可以获取无线调制解调器的基本周期性和定时。事件的定时可以处于指示自身中，或者可以根据指示信息来由MRC 600(或者无线活跃性控制器720)来进行显式定义。
通常，需要对周期性事件提供定时指示，所述周期性事件例如：来自基站的调度广播(通常是TDMA/MAC帧边界)、以及自身周期性传输或者接收时段(通常是Tx/Rx时隙)。那些通知需要由无线调制解调器610来发布：(1)在网络入口处(即，调制解调器获取网络同步性)；(2)在周期性事件定时由于移交或切换而发生改变时；以及(3)按照在多无线控制器(单片式或者分布式)中设置的策略和配置。
在本发明的至少一个实施方式中，在WCD 100的上述通信组件之间交换的各种消息可以用于基于本地(无线调制解调器层)以及全局(WCD层)来描述性态。MRC 600或者无线活跃性控制器720可以向无线调制解调器610递送调度，旨在控制特定的调制解调器；然而，不能强迫无线调制解调器610服从此调度。基本原则是，无线调制解调器610不仅根据多无线控制信息来操作(例如，仅在MRC600允许时操作)，而且还执行内部调度和链接适配，同时还考虑MRC调度信息。
IX.对无线模块中的未调度无线通信介质的管理
图11A公开了在根据本发明至少一个实施方式的、用于在无线调制解调器或者模块610中控制未调度无线介质(诸如WLAN)的***。尽管出于解释的原因而在下文的公开中使用了WLAN，然而本发明不局限于WLAN，而是可以用于对以未调度方式操作的任何无线通信介质进行管理。此实施方式不同于在此公开中的前述分布式方案，其在图11A中清楚示出。示例1100包括本地控制器1102，该本地控制器1102集成在本发明的中央控制的配置中。在此情况下，MRC 600可以仍然保持对WCD 100中的所有模块的操作进行主要控制；然而，本地控制器1102可用于在MRC 600所定义的参数内控制其耦合至的特定无线调制解调器610的活跃性。尽管本地控制器1102示出为构成无线调制解调器610的模块的组件，但此控制器还可以是经由公共接口620或者MCS接口710耦合至无线调制解调器610的单独组件。
示例1110示出了另一示例，其中本地控制器被集成至如前所公开的本发明的分布式配置之中。可以修改无线活跃性控制器720以便包括用于本地控制的附加功能，从而生成组合的本地控制器1112。这一功能可以作为附加软件(该附加软件被加载至现有的无线活跃性控制器720中)而包括，或者作为整合了两种设备功能的全新的控制器而包括。如上所述，本地控制器1112用于控制其所耦合的模块的活跃性，并且同时仍然在由分布式多无线控制方案所定义的范围内操作。此外，尽管本地控制器示出为集成至无线活跃性控制器720之中，但此控制器还可以是经由公共接口620或者MCS接口710来耦合至无线调制解调器610的单独组件。
图11B使用首先在图11A中呈现的示例1100，以便进一步描述如何将本地控制器1102集成至无线调制解调器610***之中。本地控制器1102可以耦合至公共接口620和MCS接口710其中之一或者两者，以便从MRC 600接收信息，并且向MRC 600发送信息。从MRC 600接收的信息可以包括用于无线调制解调器610的调度信息，该无线调制解调器610由本地控制器1102来管理。从本地控制器1102发送至MRC 600的信息可以包括频谱使用信息，诸如：关于调制解调器何时实际传输或者接收信息的指示、关于为传输而排队的消息的信息、关于等待发送的消息是否已经被推迟的信息、关于后退定时器当前状态的信息，等等。本地控制器1102可以进一步从无线调制解调器610中的物理层(PHY)1160和介质访问控制层(MAC)接收信息。MAC是这样的层，其可以控制对被发送至PHY层的消息进行的访问，其可以至少包括用于经由无线调制解调器610中的无线通信来发送这些消息的硬件资源。这些层还可以向本地控制器1102提供信息，诸如：关于为发送而排队的消息的统计信息、以及载波侦测(包括通过空闲信道评估(CCA)的无线流量实际侦测、或者通过监视诸如网络分配变量(NAV)的消息参数的虚拟载波侦测)。CCA可以包括属于由无线调制解调器610针对信息无线传输而共同使用的信道条件。例如，可以以如下方式获取信息，例如通过其中无线调制解调器610使用PHY层1160中的资源以测量在特定信道上的能量信号的过程。如果认为能量信号超过特定水平，则认为信道正被使用，因此对于无线调制解调器610而言是不可用的。另一方面，由每个无线调制解调器610来维护的NAV是一个指示符，其指示在无线介质上何时将不会由无线调制解调器610发起传输，而不考虑无线调制解调器通过CCA是否侦测到载波为忙，并且可以进一步考虑在任何所接收的帧报头中的持续时间字段。例如，如果接收到WLAN帧的开始，则载波将至少针对完成事务(包括消息帧和确认)的持续期间为忙。当NAV值大于0时，除了CCA以外，“信道忙”的时间可以是预知的并且可以使用，以便指示当前的信道状态。
在上述标识的实体之间的示例***互中，本地控制器1102可以接收来自MRC 600的调度信息、来自MAC层1150的消息队列和NAV信息、以及来自PHY层1160的CCA信息。可以处理调度信息，以便产生切断(cut off)指示。在没有为无线调制解调器610的操作分配时间的时间段内，该切断指示可以是“真”或者“高”。当利用可能冲突的无线通信介质而已经向另一无线调制解调器610分配了时间时，可能出现这一情况。当通信信道繁忙的时候，例如，当另一设备(WCD 100之外的设备)正在使用该信道的时候，CCA信号类似地可以是“真”或者“高”。这两个信号可以以逻辑“或”的方式相结合，并馈送至MAC层1150。作为结果，当这两个信号中的任何一个为“真”或者“高”时，得到的信号将为高，这向MAC层1150指示对于物理层的访问应当受到限制。当这两个禁止条件过去时，MAC层可以再次允许消息进行到物理层中以供进行立即的无线传输。尽管此***考虑了调度和信道可用性，其仍然没有考虑从调制解调器610发送而来的消息在所允许的时间中是否被完全完成。
现在参考图12A，现在将分析在本发明的至少一个实施方式中尝试解决的有问题的情况。在图12A中绘出了未调度无线通信介质的操作。示出了与通信介质中实际发生的情况相比的、由MRC 600定义的操作调度。MRC调度中的灰色区域指示了当无线调制解调器610被允许操作的时段。可以为WCD 100中的其他无线资源保留没有分配给无线调制解调器610的时间。MRC调度之下的WLAN调度示出了在此时间段期间可能出现的示例性无线事务。在介质已经空闲了至少DIFS(分布式配置功能帧间空间)之后，可以开始常规的流量。继而，在竞争窗口期间，尝试发送的台选择随机后退计数值，以及通信信道被确定为空闲的每个后退时隙之后将计数器递减1，表明在该信道上没有检测到流量。一旦计数器到达0并且介质仍旧为空闲，则可以开始发送帧。DIFS时段和竞争窗口是其中没有出现载波侦测的时间段。当已经完成了帧的传输时(如在图12A中所示的帧1的情况)，则可以从接收到原始帧1的设备处返回确认帧，并且可以认为在无线调制解调器610中完成了该事务。
然而，就帧2的传输而言出现了问题。在此示例中，竞争时段的延长以及可能包含在帧中的更多信息已经促使在所允许的空中接入时间之外完成该帧。可见，例如如下情况：针对下一排队消息的NAV包括持续时间信息，该持续时间信息示出了事务将超过对无线调制解调器610所分配的时间。作为结果，整个帧2将不被传输至接收设备，此外，没有接收确认。这一情况可以需要对帧进行重传，而如果下一可用传输时段类似于示例性帧2的情况，则重传可能再次失败。继而，由于这些重传，用于一个或者多个无线调制解调器610的资源可能耗尽，从而可能削弱了WCD 100中的整体通信性能。
现在，图12B公开了根据本发明至少一个实施方式的针对帧2讨论的上述问题的解决方案。在图12B中，本地控制器1102正在经由无线调制解调器610例如从MAC层1150接收关于为传输而排队的消息的信息。此信息可以至少包括消息的大小，从而本地控制器可以根据当前无线调制解调器性能来确定用于传输的预测时间量，或者备选地，可以从MAC层1150直接提供用于传输的预测时间量。例如，如果NAV显示信道忙的时间长于WLAN进行的空中接入，则无线调制解调器610可以通知MRC 600：其不能在允许的时间内进行传输。使用此信息，用于确定事务是否应当继续进行的算法可以使用MRC调度、经由CCA和/或NAV的载波侦测以及预测消息完成时间来明确描述。
在针对图12B中的帧2所呈现的示例中，最初，通过载波侦测来确定：由于竞争时段扩展，因而在传输窗口中剩余的时间不够完成事务。另外，根据无线调制解调器610和/或一般WCD 100中的通信配置，完成成功传输需要成功发送完整的帧、以及成功接收确认帧。如果发送了整个帧2但是没有接收到确认帧，则不实现任何益处，这是由于***将被迫认为所述消息是失败的，并且重新发送所述消息。在对无线调制解调器610分配的下一WLAN空中接入时段内，相结合的DIFS和竞争窗口很短，如所预期，其提供足够时间用于完成整个事务。以此方式，对于未调度无线通信介质的失败通信事务(以及重传)的频率可以降低，并且WCD 100中的整体通信效率可以改进。
现在，已经根据本发明的至少一个实施方式阐明了一种示例性***，可以进一步解释特定的操作示例。在第一操作情况下，WLAN无线调制解调器610可以发起传输(即，竞争时段已经结束)。由MRC 600提供的调度信息指示：在完成分组传输之前将切断传输权限。WLAN无线模块610继而可以将分组传输延迟至存在充分时段可用的稍后时间；以及作为结果，这可以节能并且降低频谱混乱(例如参见附图12B)。在另一情况下，无线调制解调器610可以在连接时段之前抢先延迟传输。例如，如果在竞争时段期间无线调制解调器610设置NAV(例如，接收不是寻址至其自身的分组)，并且“NAV+估计的分组传输时间”大于所分配的调度时间，则不能成功传输帧。另外，如果NAV自身大于可用的空中接入时间，则WLAN在空中接入窗口结束之前不能平滑地降低竞争计数器。继而可以将无线调制解调器610的调度中剩余的时间报告至MRC 600，该MRC600可以重新将此时间分配给其他的调制解调器；或者备选地，如果WCD 100内的通信很快，则MRC 600能够对无线调制解调器610分配附加的时间，以便允许完成事务。
X.后退定时
图13A公开了根据本发明至少一个实施方式的示例性后退定时的图示。可以在DIFS之后进行后退向下计数，以便提供随机偏移，该随机偏移进而可以防止相同信道上的多个无线传输设备同时开始通信。可以随机选择后退计数器值，该值继而针对载波侦测确定载波仍然可用的每个时隙来递减。根据本发明的实施方式，后退计数器的操作可以通过针对其中已知载波不可用而进行计数的时间段来增强，诸如指示为由MRC调度而占用的时间，以及其中侦测到载波不可用的时间段。
如在图13A的示例性时间线中所公开的，从调度和载波侦测角度出发，关于信道是否可用的信息可用于控制后退计时器的性态。最初的时候，随机值被选择用于后退计数器(在此例子中为“N”)。当计数器开始时，将N针对载波侦测确定传输信道为空闲的每个时隙进行递减。然而，在此示例中存在一种情况，其中载波侦测示出线路为忙，而MRC调度仍然具有分配给无线调制解调器610的时间(时间t＝N-a)。继而，可以暂停计数器直到载波变得可用。在DIFS之后，计数器可以从其中t＝N-a的相同点再次开始。定时器可以继续向下计数，直到其中MRC调度不再允许传输的下一暂停时刻。例如，由于针对WCD 100中的另一无线调制解调器610而保留可用传输时间，而出现了该情况。此时，t＝N-b，向下计数时间再次暂停，直到MRC调度和载波侦测两者再次允许传输。当满足两个标准时，DIFS可以再次出现，并且继而当无线调制解调器610发送帧时，定时器可以再次继续向下计数(从t＝N-b直到t＝0)。
在另一操作示例中，WLAN无线调制解调器610可以发起传输过程(即，包括DIFS以及竞争窗口时段的载波侦测)，其仅在竞争时段期间由MRC 600中断而切断传输权限，但是继续允许接收。在图13B中绘出了这一情况，其中进一步定义MRC调度以便包括接收调度(RX)和传输调度(TX)。通常，如果至少允许接收，则可以继续竞争(包括后退计数器向下计数)。如果后退计数器在传输权限得到恢复之后达到0，则常规分组传输可以继续进行(例如，此时，上述第一情况可以操作)。然而，当后退定时器到达0而TX许可没有恢复时，则会出现问题。如果后退计数器在传输切断时段(如在图13B中的虚线椭圆形中高亮示出)到达0，则可以延迟传输直到对无线调制解调器610恢复权限。继而，如果信道仍然空闲(例如，第一情况)，则可以立刻开始传输。这一性态可以提高无线调制解调器610的吞吐量，并且改进WCD 100的整体效率。
当使用未调度无线通信介质的无线调制解调器610开始传输过程时(例如，载波侦测包括DIFS和竞争窗口时段)，则可以预见到：MRC 600可以切断传输和接收许可。在任何接收切断时段期间，无线调制解调器可以假定(例如，如图11B所示，因为将来自本地控制器1102的CCA和切断指示进行了“或”运算)存在频谱干扰，这导致本地控制器1102暂停后退计数器。可以在节能模式中(例如，睡眠模式)度过该空闲时间。如果两项权限在同时恢复，则可以继续常规操作。如果在传输权限之前恢复了接收权限，那么根据与上述情况类似的情况，则无线调制解调器610可以继续。备选的是，如果在接收权限之前恢复了传输权限，则无线调制解调器610等待恢复接收权限。可以在节能模式中度过该时间。
参考图14，现在描述根据本发明至少一个实施方式的处理流程。处理开始于步骤1400，其中存在经由无线调制解调器610传输信息(例如，至少一个消息)的指示。本地控制器1102继而可以通过获取至少关于MRC操作调度、载波侦测和未决传输消息的信息，来初始化信息采集(步骤1402)。消息信息可以包括例如，未决消息的数量和/或用于每个消息的估计传输时间长度。无线调制解调器610继而可以开始确定消息传输是否可行的处理。最初，可以检查MRC调度(步骤1404)。此检查可以包括确定：是否允许无线调制解调器610进行通信(当前在已分配时间段内)，以及如果允许通信，则在所分配的时间内是否能够完成消息传输(例如，消息和确认两者)。如果当前没有针对无线调制解调器610保留时间，或者在剩余分配时间内不能完成消息，则将不进行传输。作为结果，可以延迟未决的消息，可以暂停后退计数器，可以向MRC 600传输无线调制解调器610的状态信息，以及此外，无线调制解调器610可以进入节能模式直到信道空闲。
如果已经在MRC调度中为无线调制解调器610分配了足够的时间，则在步骤1408中，检查载波状态以确定在信道上是否正在进行任何侦测到的通信。例如，如果侦测到了超过预定功率水平的功率水平(例如，指示信道为忙)，则如同前文针对步骤1406所述的延迟和通知动作可以继续，直到载波侦测确定信道为空闲。在载波侦测确定载波可用之后，在步骤1410中还可以检查后退计数器，以便确定在后退计数器到达0之前是否剩余了任何时间。如果剩余了时间，则在步骤1412中，计数器继续运行，并且可以向MRC 600通知无线调制解调器610的状态。对于每个计数，可以再次检查MRC调度和载波侦测状态(例如，步骤1404和1406)。否则，如果后退计数器已经到达0，则在步骤1414中可以再次检查MRC调度，以便确认是否允许传输以及是否可以在剩余时间内完成事务。再次检查MRC调度是重要的，例如，由于后退计数器的初始值是随机值，并且当信道为忙时计数器暂停(put on hold)，因而在载波侦测完成前无法定义载波侦测所需时间。如果剩余时间不够，则对于步骤1406需要延迟。如果剩余时间充分从而可以完成消息事务，则可以在步骤1416中发送消息帧。
图15公开了根据本发明一个实施方式的另一示例性处理流程。图15的过程描述了根据操作调度信息和载波状态来控制后退计数器的实例。在步骤1500中，可以设置随机后退值。此随机值可以用作开始点，从该开始点向下计数直到0。可以在步骤1502中由MRC 600提供操作调度，其可以在步骤1504中用于确定是否允许无线模块610通信。如果例如通过载波侦测(步骤1506)确定不允许操作调度通信、或者确定信道不可用，则在步骤1510中可以暂停后退计数器。否则，如果操作调度允许通信，并且确定载波可用，则在步骤1508中，可以如本公开中先前所述的那样继续进行常规无线模块610的操作。
在本发明的某些实施方式中，可以进行更精细的操作调度控制。图16公开了一个处理流程，其中如先前示例过程中那样，可以设置随机后退值(步骤1600)，并且接收操作调度(步骤1602)。然而，图16中的操作调度可以包括单独定义了无线模块610何时可以接收和传输的单独时段。例如，如果不允许无线模块610接收进入的消息(步骤1604)，则在步骤1606中，无线模块610可以置于节电模式，直到允许接收时为止。当针对操作调度允许接收时，可以在步骤1608中确定传输许可。如果操作调度许可传输，则按照本公开中先前所述的那样，在步骤1610中可以进行无线模块610中的常规操作。
如果操作调度不允许传输，则在步骤1612中，可以检查后退定时器的当前值。如果定时器没有向下计数到0，则在步骤1614中载波侦测可以确定信道的可用性。如果信道可用，则在步骤1616中对后退定时器进行递减，并且过程从步骤1602再次开始。如果确定信道不可用，则在步骤1618中可以暂停后退计数器。备选的是，如果确定后退定时器已经向下计数至0，则在步骤1620中，可以延迟发起消息事务，而继续进行载波侦测。继而，处理流程可以返回步骤1602，以便至少再次检查信道可用性以及操作调度的当前状态。
由此，对于相关领域技术人员应该理解，在并不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节中进行各种变化。本发明的广度和范围不应受到前述任一示例性实施方式的限制，而是仅应根据下文的权利要求书及其等效项来定义。

Claims (14)

1.一种用于多无线控制的方法，包括：
从设备的多无线控制器接收指示至少一个允许时间段的调度信息，其中允许所述设备中的无线模块在所述允许时间段内进行通信；
接收关于将要经由所述无线模块从所述设备发送的至少一个消息的信息；
确定通信信道在所述至少一个允许时间段内的可用性；
当所述通信信道被确定为在所述至少一个允许时间段的传输窗口中可用时，确定所述通信信道已经被确定为可用的所述至少一个允许时间段的传输窗口中剩余的时间是否足够用于完成包括经由所述无线模块来发送所述至少一个消息的事务；以及
如果所述通信信道已经被确定为可用的所述至少一个允许时间段的传输窗口中剩余的时间足够用于完成包括经由所述无线模块来发送所述至少一个消息的所述事务，则发起包括经由所述无线模块来发送所述至少一个消息的所述事务；以及
如果所述通信信道已经被确定为可用的所述至少一个允许时间段的传输窗口中剩余的时间不足够用于完成包括经由所述无线模块来发送所述至少一个消息的所述事务，则延迟所述事务并且向所述多无线控制器提供关于所述无线模块的状态信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其中接收关于将要经由所述无线模块从所述设备发送的至少一个消息的信息包括：接收用于传输的一个或者多个消息，以及关于至少一个消息中每个消息的长度或者预测传输时间的信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其中如果需要立即确认，则完成所述事务包括：发送所述消息以及接收确认。
4.根据权利要求1所述的方法，其中如果所述通信信道已经被确定为可用的至少一个允许时间段的传输窗口中剩余的时间不足，则延迟所述事务，并且向多无线控制器通知在所述允许时间段的传输窗口中剩余的时间。
5.根据权利要求1所述的方法，其中延迟所述事务进一步包括：暂停后退计数器直到载波侦测示出所述通信信道在所述至少一个允许时间段的传输窗口中可用。
6.根据权利要求1所述的方法，其中如果所述通信信道在所述至少一个允许时间段的传输窗口中可用、并且后退计数器已经结束向下计数，则发起所述事务。
7.一种用于多无线控制的设备，包括：
用于从所述设备的多无线控制器接收指示至少一个允许时间段的调度信息的装置，其中允许所述设备中的无线模块在所述允许时间段内进行通信；
用于接收关于将要经由所述无线模块从所述设备发送的至少一个消息的信息的装置；
用于确定通信信道在所述至少一个允许时间段内的可用性的装置；
用于当所述通信信道被确定为在所述至少一个允许时间段的传输窗口中可用时，确定所述通信信道已经被确定为可用的所述至少一个允许时间段的传输窗口中剩余的时间是否足够用于完成包括经由所述无线模块来发送所述至少一个消息的事务的装置；以及
用于如果所述通信信道已经被确定为可用的所述至少一个允许时间段的传输窗口中剩余的时间足够用于完成包括经由所述无线模块来发送所述至少一个消息的所述事务，则发起包括经由所述无线模块来发送所述至少一个消息的所述事务的装置；以及
用于如果所述通信信道已经被确定为可用的所述至少一个允许时间段的传输窗口中剩余的时间不足够用于完成包括经由所述无线模块来发送所述至少一个消息的所述事务，则延迟所述事务并且向所述多无线控制器提供关于所述无线模块的状态信息的装置。
8.根据权利要求7所述的设备，其中所述调度信息由多无线控制器来提供，所述多无线控制器与所述无线模块被结合在相同的无线通信设备之中。
9.根据权利要求7所述的设备，其中用于接收关于将要经由所述无线模块从所述设备发送的至少一个消息的信息的装置包括：用于经由WLAN通信介质接收用于传输的一个或者多个消息，以及关于每个消息的长度或者预定传输时间的信息的装置。
10.根据权利要求7所述的设备，其中用于确定所述通信信道的可用性的装置包括：用于经由以下至少一项进行的载波侦测的装置：使用空闲信道评估(CCA)的实际载波侦测或者使用网络分配矢量(NAV)的虚拟载波侦测。
11.根据权利要求7所述的设备，其中如果需要立即确认，则完成消息事务包括：用于发送所述消息以及接收确认的装置。
12.根据权利要求7所述的设备，其中如果不允许所述无线模块进行通信，或者所述通信信道不可用，则用于延迟所述事务直到稍后的时间段，并且向多无线控制器通知在所述允许时间段的传输窗口中剩余的时间的装置。
13.根据权利要求12所述的设备，其中用于延迟所述事务直到稍后的时间段的装置进一步包括：用于暂停后退计数器直到允许所述无线模块进行通信以及载波侦测示出所述通信信道可用为止的装置。
14.根据权利要求13所述的设备，其中如果允许所述无线模块进行通信、所述通信信道可用、并且所述后退计数器已经结束向下计数，则发起所述事务。
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