TWM303565U - Wireless communication system - Google Patents

Description

M303565 九、創作說明： 創作所屬之技術領域 本創作是關於一種無線通信系統，其包含複數個無線站台 - (以下簡稱STAs)以及一存取點(以下簡稱AP)(亦即：一集中 : 控制器），以及一種無線通信系統，其包含複數個STAs而不 具有一集中控制器（亦即：一點對點（以下簡稱Ad hoc)網 路)。本創作尤其是關於一種在該STAs間使用一直接鏈結設 ^ 定(以下簡稱DLS)以建立資料傳輸。 先前技術 典型地，STAs並不允許直接傳輸資料封包至其他在基礎服 務集(以下簡稱BSS)内的STAs，而是必須總是倚賴AP傳遞 資料封包，然而，具有服務品質(以下簡稱Q〇s)設備(亦即 QSTAs)的STAs，可藉由建立使用DLS之資料傳輸，而直接 將資料封包傳輸至其他的QSTA。IEEE 802.11e標準便是關 φ 於支援Q〇S特徵，像是服務區別、區塊確認、以及DLS， 而支援這些IEEE 802.11e特徵之STAs便視為QSTAs，同樣

地’支援IEEE 802·lie特徵之AP便視為qap。會需要DLS 的原因疋因為預计會接收的STA可能處於省電模式下，藉 此，該接收的QSTA僅會由具有Q〇s設備的的Ap(亦即QAp9) 所啟動(亦即喚醒），DLS會交換在一 qsta中的傳輸器和其 他QSTA巾之接收裔之間的速率集和其他資訊，❿訊 息亦可用於附加安全資訊元件(正s)。 6 M3 03565 創作内容 本創作是關於-種使用DLS之點對點通信祕。—行動站 台(STA)建立與其他STA之—直接通信鍵結，其储由發送 -訊息向-存取點(AP)(亦即一集令控制器)請求一 dls，該 AP可根據頻道測量接受或拒絕該DLS請求。如果該⑽ 請求被接钱話’該DLS便鍵立，使得該間可互相 直接通信。一個建立好的連結可藉由該AP向該STAs其中 之-發达包含DLS切斷請求之訊息將其切斷。該系統可為 一 Ad h〇C網路，其包含複數個STAs而無AP，其中，每該 STA、准持跳點(_七〇?)及二跳點細切)之的資料 庫，並在通知崎STAs s欲建立—直魏錢結之後，建 立與其他STAs之一直接鏈結。 實施方式 此後，專用術語「STA」或是「QSTA」，其包含但不限制於，

=無轉，/接收單S(WTRU)、一使用者設備、一行動站 二、=固定或行動用戶單元、—呼叫器、或是其他任何形式 了線％i兄中刼作之裝置。當此後提到專用術語「处」 〆 QAP」’其包含但不限制於，一基地台、一節點b、 制器、一集中控制器、或是其他任何形式於 裱境中之介面装置。 之特徵可合併於—魏電鱗c)上，或是配置於一包 3許夕互連元件之電路中。 7 M303565 本創作使确義無線通信纟統之QSTAs間資料傳輸之建 立更為容易’舉例來說，該輯點無線通信系統可為，使用 DLS之無線區域網路(肌颜)或是無線廣域網路(WW_。 本創作更執行-信號發送程序，用以建立該⑽或切斷該 DLS ’並以混合協調功能控制頻道存取(以下簡稱hcca)或 是增強分佈頻道存取(町_EDCA)來執行—資料傳輸。 關於DSL、HCCA、EDCA更詳細的細節係揭露於美國專利 申請案第11/199,446號，其標題為「用以控制存取一無線通 b媒體之方法和系統」，作者為SudheerA Grandhi等人其 係以參考文件方式完整附於此案中。 第1圖所示為一無線通信系統100方塊圖，其包含複數個 QSTAs 12a、12b、以及一 QAP 10。與習知的無線通信系統 類似，該QSTA 12a意欲直接與該qsta 12b直接交換資料 封包，該QSTA 12a會藉由在由該qSTA 12a發送至該qAP 1〇 之吼息102中包含一 DLS請求訊框的方式請求一 DLS。該 訊息102可包含一速率集、qSTA 12a之能力資訊、QSTAs 12a 及12b之媒體存取控制(以下簡稱maC)位址、或是其他必 要的資訊。如果該QSTA 12b在基礎服務集(BSS)中與該QAP 10相關’基礎服務集具有允許在QSTAs之間進行直接資料 傳輸，則該QAP 10會將在一訊息1〇4中之DLS請求訊框轉 送至該QSTA 12，如果該QSTA 12b接受該DLS請求訊框， 則該QSTA 12b在由包含速率集之QSTA 12b所發送至該 8 M303565 QAP 10之訊息i〇6中，包含一 DLS回應訊框。該qap ι〇 會在發送至QSTA 12a之訊息108中包含該DLS回應訊框， 此後，在該QSTA 12a及該QSTA 12b之間便建立起一直接 通信鏈結110。 根據本創作’該QAP 10可拒絕來自該qsta 12a之DLS請 求，這是由於關於該QSTA 12a、12b之信號頻道品質不適合 _ 之緣故，且因此該QAP 10將不會發送該訊息1〇4至該qsta 12b。包含在該訊息102中之該DLS請求訊框包含在該 QSTAs 12a及12b間理想的實體層(以下簡稱ΡΗγ)速率及/ 或頻道品質資訊的正，此資訊可由前一次在QSTA 12a及該 QSTA 12b間的傳輸獲得，或是由監聽由該Qsm 12b之傳 輸獲得(由該QAP 10或其他QSTAs接收），如果該資訊無效 的話’則該QSTA 12a會發送正設定為〇的訊息1〇2。 • 如果該QSTA 12a需要執行搜尋該QSTA 12b的動作，則該 QSTA 12a可在發送給qap 1〇之訊息112中包含一 DLS笋 現請求訊框，如果該QAP 10發現該QSTA 12b，則該QAp川 便會在發送給QSTA 12a之訊息114中，包含一 DLS發現回 應訊框及相關的MAC資訊，否則，該QAp 1〇便會在該訊 …114中包含5亥DLS發現回應訊框及一指示，其係指示 播法定位該QSTA 12b。此程序係在該DLS建立之前執行。 请麥照第1 ®，在DLS建立之前或之後，可以更進一步交 9 M303565 換額外的資訊。該QAP Η)可選擇性地在發送至該卿八❿ im6，’包含—dls測量請求封包’已變請求-頻 心負測量。該訊息116亦可包含關於⑶伙既執行一頻 奴_量之能力資訊，該能力:#訊，可包含料限制於:、 .天線數量、天線技術支援形式的指示(像是多重輸入多重輸 出(以下簡稱ΜΙΜΟ))、天線多樣性、或是其他任何智慧天線 技術。該QSTA 12a藉由在發送給該⑽1〇之訊息ιΐ8中 鲁 &含一測量回應封包的方式回應該訊息m，該訊息m亦 可包含該QSTA 12a及QSTA 12b之間頻道品質測量結果， 頻道測量可包含:QSTA 12a至qSTA 12b之間接收信號強度 指示(以下簡稱RSSI)、QSTA 12a至Qsm 12b之間的頻道品 質指示器(以下簡稱CQI)、以及在qsta 12a上的干擾等級。 RSSI係由QSTA 12b在QSTA 12a上測量，其係藉由被動地 監聽由該QSTA 12b發送至該QAP 1〇或是其他qSTAs/STAs 之封包，CQI測量可藉由主動地由qsta 12a傳輸封包至 φ QSTA 12b獲得，其甚至在該DLS實施之前。該訊息116及 118可在訊息108由該QAP 10發送之前或是在一正在進行 的DLS期間交換。 在傳統的無線通信系統中，該DLS可由QSTAs 12a、12b其 中之一切斷，該DLS切斷程序無法由QAp 110開始，該 QSTAs 12a、12b可切斷該DLS，這是因為應用程式停止動 作或是完成。每該QSTA 12a、12b可包含一計時器，其會在 每次接收到來自QSTA 12a、12b之封包(一資料封包或是一 M303565 確認(ACK)封包)時重新設定，該計時器是用以終止該犯， ，、係由於鏈結失效或疋應用程式完成。如果在計時器到期 前未接收_包，或是-應雜式已經完成，_ qsta 12a、12b會藉由在發送給qap 1〇之訊息以㈨、12此中包 含- DLS切斷封包來開始—DLS靖程序。在該则切斷 程序完成之後’所有由QSTAs 12a、12b所發送之封包會由 該QAP10處理。 曰 QSTAs 12a、12b可發送該DLS切斷封包至該QAp 1〇，一 旦該DLS切斷訊息120由QSTAs 12a、12b其中之一發送的 話，該QAP 1〇將轉送該DLS切斷訊息至必丁仏12&、 之中的另-個。該DLS切斷程序可贿何存取方法實施(例 如：一分派資源配置、一管理資源配置、HCCA、或EDCF)。 根據本創作，該QAP 10可藉由將包含一切斷動作攔位之一

DLS回應訊息1〇8，發送給QSTAs 12a或12b開始一 DLS

切斷程序。該動作訊框包含一計時器資訊攔位，藉此，該 QSTA 12a或12b必須在計時器到期之前，藉由發送一 DLS 切斷訊息至該QAP 10作為回應。此特徵係往前與目前的 WLAN標準相容。 該QAP 10可在兩個QSTAs 12a及12b之間開始一 DLS，該 QAP 10發送一 DLS開始訊息至QSTAs 12a及12b，一旦該 QAP 10由該QSTAs 12a及12b接收因應該dls初始訊息之 11 M3 03 565 DLS請求訊息，則該QAp 1〇可發送一⑽回應訊息給該 QSTAs 12a及12b。該DLS初始訊息係為本創作所引入的一 種新的訊息，其係允許該qAP 1〇初始兩STAs之間的DLS。 或者，可修改該DLS請求訊息及該DLS回應訊息，以便由 该QAP10初始一 DLS，而非產生一新的肥初始訊息。 在該DLS建立之後的資料傳輸將於此解釋。該QSTAs可使 用該DLS以執行使用任何由正EE 802.11e標準所定義之存 取機制的資料傳輸，像是HCCA或是EDCF。 本創作提供數種動作訊框格式以供DLS管理。一動作欄位， 在"亥刀類攔位之後立即區別該格式，關於每該訊框格式之該 動作攔位值係定義於表1中。

附如的動作欄位值係根據本創作定義。一 DLS發現請求訊 樞係為了 QSTA獲取另一個QSTA之MAC位址，其係藉由 12 M303565 叙送應用程式需求。一 DLS發現回應訊框係為了 QAp回應 戎凊求QSTA之MAC位址。一傳統的DLS切斷訊框係修 改為增加一動作攔位，其係為了由該QAP所切斷之DLS所 增加，一個稱為計時器之資訊攔位係包含於該DLS切斷訊 框中’該QAP預期在計時器到期之前，該qSTA將發送該 DLS切斷訊息至該qAP。一個傳統的DLS請求訊框係修改 為包含一額外元件，以發送兩個qSTAs之間最佳化的ΡΗγ 資料率及特定其他頻道特徵。一 DLS測量請求訊框係為了 來自一 QAP至一 QSTA之測量請求，該DLS測量請求訊框 包含另一個QSTA之能力資訊。一 DLS測量回應訊框係為 了由一 QSTA至一 QAP之DLS測量回應，該DLS測量回 應訊框包含測量資訊及另一個QSTA MAC位址。 第2圖所示為一根據本創作之ad hoc網路200方塊圖，其 係包含複數個 QSTAs 12a、12b、12c、12d、12e、12f，用以 支援點對點通信。每該QSTA 12a-12f維持在一跳點或二跳 點内所有QSTAs 12a_12f的資料庫（圖上未示），一跳點 QSTAs係為可互相監聽的QSTAs，且在此後將稱為「鄰居」， 而二跳點QSTAs係為無法直接監聽之QSTAs，但「鄰居」 是可以聽到的。 當該媒體在使用中時，需要通知兩個QSTAs群組，亦即可 監聽傳輸的QSTAs以及可能傳輸和干擾接收的QSTAs。因 此，僅有一傳輸QSTA以及一接收QSTA需要分別通知其鄰 13 M303565 近的QSTAs，轉輪_需要分辨正在使用該媒體之鄰 居，且該鄰料能在無干擾下接收。該魏QSIA需要分辨 正在使用該媒體之_，且該纏無法傳輸。這需要一些握 手機制以便射的實施，但可以產生較好義體效用。

鄰近QSTAs在相互之間發送信號以經由能力訊息報告能 力’該能力訊息可在當- QSTA電源啟動時作為初始程序的 一部份，該能力訊息可週期性地或藉由任一 Q s TA的一些活 動或非活_事件觸發，或是亦可作為由該Qsms之^ 所初始的資訊請求信號之回應。 -個新的QSTA可發送-錢訊息給鄰居以要求主動傳 輸，該新的QSTA可被動地掃瞄該頻道並接著發送封包，在 接收該請求之後，任何主動脫離的qSTA可將該資訊發送回 給該新的QSTA，該QSTAs在回應之前會遵循一隨機的後 退機制’一旦该新的QSTA獲取該資訊，則該新的qsta便 使用此資訊進行資源分配最佳化，以開始一個新的應用程 式。 〜 舉例來說，在第2圖中的Adhoc網路200中，該QSTA 12a 及該QSTA 12b想要互相通信，在QSTA 12a及QSTA 12b 之間執行^^應用程式之前’ QSTA 12a及QSTA 12b其中之一 或兩者，必須藉由發送關於該應用程式之訊息2〇2通知鄰 居，該訊息202可以使用廣播發送及/或傳播至二跳點 14 M303565 QSTAs。或者，該訊息202可包含一封包指向特定的 QSTAs，在通知意欲通信之鄰近qstAs之後，該QSTA 12a 及該QSTA 12b可藉由交換訊息204進行通信，而不會受到 任何干擾。 在該QSTA 12a、12b之間通信的資訊，可包含但不限制於， 頻寬需求、傳輸QSTA和接收QSTA之識別、頻帶、較佳調 變模式、子載波、ΜΙΜΟ致能碼等等。此資訊較佳地應該在 DLS建立期間通信，然而，其亦可在DLS通信期間通信， 以便更新像是較佳調變之類的特定參數，。此資訊可因應另 一個QSTA的請求而重新發送，該qSTAs可要求此資訊以 便更新其數據或是開始一個新的應用程式。 某些服務或應用程式可能具有高於其他的優先權，藉此，如 果需要的話，他們可以中斷其他服務，此類服務的例子便是 用於急救呼叫(911)之網際網路語音協定(v〇Ip)。此中斷可藉 由在其他傳輸QSTAs間之訊息交換來執行，以便終止其服 務，或是藉由訊息交換以重新協商頻寬、子載波、頻帶等等 來執行。 、、 第3圖所示為根據本創作之一網路3〇 個雜心脱-QAP14。與第2圖之Adh〇c ^^ 類似，每該QSTAs 12a]2f維持所有Qsms之資料庫，呈 中，每該QSTA .以可直接通信與其通信，且每該Qsm 15 M303565 12a-12f可透過該QAP 14通信，該QAP 14可透過該QAP 14 提供有效的QSTAs之資料庫。 每該QSTAs 12a-12f係連接至該qap 14，然而，所有的流 量並不需要由QAP14產生或是流過該qap14，因此，兩個 QSTAs可直接互相通信而不需要發送該流量流過該 14。此私序可藉由泫qap 14及一分佈控制進行控制，該分 佈控制係類似於上述第2圖所描述之非ap實施例。 在由該QAP 14所控制之程序中，舉例來說，一 qSTA 意欲與一 QSTA 12b通信，該qSTA 12a發送一訊息3〇2至 該=AP 14，其包含至少下列其中之一：一目標^、一需求 頻寬、頻道資訊、一至該目標之直接跳點等等。根據在訊息 302中所提供之資訊，該QAp 14決定是否讓該兩個qstAs 12a 12b直接通，或疋需要透過該qap μ通信。該qap 14可根據兩QSTAs 12a、12b之間的信號強度、目前的網路 負載、QAP Η的活動力、兩個QSTAs 12a、既之能力等等 來做出決定。該QAP 14可根據f求發送—訊息綱用以連 接其包g为派資源之分配資訊(例如、一特定時間、子載 波、或是天線），並指示何者是有效的。接著，便在該qstAs 12a及12b之間建立一直接通信鏈結。

在訊息304中的分派資訊會被送至該QSTA 12a及QSTA 必’其他qSTAs亦可通知有直接通信鍵結郷，以 便讓他們知道資源正在使用中。該Qsms以必可藉由廣 16 M303565 播該訊息304至所有QSTAs 12a-12f而得知，或是藉由向所 有QSTAs 12a-12f請求監控該QAP 14以便獲得訊息3〇4而 得知，即便其並非給他們使用，此可預防其他qSTAs 12a_l2f ： 使用相同的資源。 儘官本創作之特徵和元件皆於實施例中以特定組合方式所 描，，但實施例中每一特徵或元件能獨自使用，而不需與較 φ ❻貫施方叙其他概或元件組合，或是與/*與本創作之 其他特徵和元件做不同之組合。儘管本創作已經透過較佳每 施例描述，其他不脫附本創料請專利顧之變型，對孰^ 此技蟄之人士來說還是顯而易見的。 、 17 M303565 圖式簡單說明 藉由下文中一較佳實施例之描述、所給予的範例，並參照對 應的圖式，本創作可獲得更詳細地暸解，其中： 第1圖所示為-根據本創作之無線通信系統方塊圖，其包人 複數個 QSTAs 及一QAp ; ’、 3

第2圖所示為一根據本創作之Ad hoc網路方塊圖，其包含 複數個STAs以支援點對點通信；以及 3 第3圖所示為一根據本創作之方塊圖，其包含複數個STAs 及一 AP，用以支援點對點通信。 元件符號說明 100 無線通信系統 200、300 網路

202 204 302、304 306 QAP DLS QSTA 應用程式之訊息 交換訊息 訊息 直接通信鏈結 具有服務品質設備的的存取點 直接鏈結設定 服務品質設備的行動站台 18

Claims (1)

1. M303565 十、申請專利範圍： 1. 一種無線通信系統，其包含： (a) 至少一存取點；、 (b) —第一站台，其與該存取點通信；以及

   (c) 一第二站台，其與該存取點通信，該第二站台發送一 直接鏈結設定請求至該存取點，用以設定至該第一站台的— 直接通彳§鍵結’其中该存取點轉送该直接鍵結設定請求至該 第一站台，且該存取點發送一直接鏈結設定回應至該第二站 台，以指示是否可接收該直接鏈結設定請求。 2·如申請專利範圍1項所述的無線通信系統，其中該直接 鏈結設定回應是根據該第一和第二站台之間所交換的信號 強度。 〜 3·如申請專利範圍1項所述的無線通信系統，其中該直接 鏈結設定回應是根據該存取點的目前負載活動力。 4·如申請專利範圍1項所述的無線通信系統，其中該直接 鏈結設定回應是根據該第一和第二站台的能力。 5·如申請專利朗1項所賴無線通m其中該直接 鏈結設如應是根據舰品f，f料封包是在一: 站台間的該頻道上交換。 一 11申5項所述的無線通信系統，其中該頻道 專利範圍1項所述的無線通信系統，其中該直接 …又明應是根據—頻道的干_級’資料封包係在該第 19 M303565 一和第二站台間的該頻道上交換。 &如申請專利範圍丨項所述的無線通信系統，其 鏈結設定請求包含至少下列其中之—：—鱗隼、、^賴 台的能力、以及該第—站台和該第二站台的媒體存 址0 9·如申請專利範u丨項所述的無線通信系統，其中該存取 點發送-測量請求至該第二站台，用以測量該第—站台^續 第二站台間的一頻道狀況，且該第二站台發送具有—測量結 果的一回應至該存取點，使得該存取點根據該測量結果 疋否接受該直接鏈結設定。 10·如申請專利範圍丨項所述的無線通信系統，其中該第二 站台發送一訊息至該存取點，用以在該第二站台發送該直接 鏈結設定請求至該存取點前搜尋該第一站台，且僅在如果該 第二站台接收來自該存取點的該第一站台相關資訊，該第二 站台發送該直接鏈結設定請求至該存取點。 11·如申請專利範圍1項所述的無線通信系統，其中該第一 站台在該直接鏈結設定請求中，包含該第一站台和該第二站 台間一最佳化速率及頻道品質資訊。 12·如申請專利範圍11項所述的無線通信系統，其中該資 訊由該第一站台和該第二站台間的一前次傳輸而獲得。 13·如申請專利範圍11項所述的無線通信系統，其中該資 訊是經由監控來自該第二站台的傳輸而獲得。 14·如申請專利範圍1項所述的無線通信系統，其中當該存 取點可在該第一和該第二站台間經由該存取點促進傳輸而 20 M303565 提供一較高的總體效能，而非允許在該第一和第二站台之直 接通信時，該存取點是配置以拒絕該直接鏈結設定請求。 15. 如申請專利範圍1項所述的無線通信系統，其中該存取 點配置以拒絕該直接鏈結設定請求，以保護在該第〆和該第 二站台之間的通信。 16. 如申請專利範圍1項所述的無線通信系統，其中各該第 一和第二站台包含一計時器，且各該第一和第二站台是配置

   以開始一直接鏈結設定切斷程序，其由該存取點在該計時器 到期前完成。 17·如申請專利範圍16項所述的無線通信系統，其中該計 時器因應接收一封包而重新設定。 18·如申請專利範圍！項所述的無線通信系統，其中該第二 站ί在實施直接鏈結設定歧善一龍率及—封包錯誤率 之·送—測量封包至該第-站台及該存取點。 19.曰如申請專利範圍第18項所述的無線通料統，其中該 測量封包為下列其中之—：一頻道品質指示器、 強度指示11、錢—干_量。 21