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    • 专利摘要:
    本發明是關於一種使用直接鍊結設定(DLS)之點對點通信系統。一行動站台(STA)係藉由發送一訊息向一存取點(AP)(亦即一集中控制器)請求一DLS而建立與其他STA之一直接通訊鍊結，該AP可根據頻道測量接受或拒絕該DLS請求。如果該DLS請求被接受的話，該DLS便會建立，使得該STAs間可互相直接通訊。一個建立好的連結可藉由該AP向該STAs其中之一發送包含DLS切斷請求之訊息將其切斷。該系統可為一Ad hoc網路，其包含複數個STAs而無AP，其中，各該STA維持一跳點(one-hop)及二跳點(two-hop)之STAs的資料庫，並在通知鄰近STAs意欲建立一直接通訊鍊結之後，建立與其他STAs之一直接鍊結。
    公开号:TW201304569A
    申请号:TW101132420
    申请日:2006-01-18
    公开日:2013-01-16
    发明作者:Arty Chandra；Joseph S Levy；Sudheer A Grandhi；Eldad Zeira
    申请人:Interdigital Tech Corp；
    IPC主号:H04W84-00
    专利说明:
    點隊點無線通信系統
    本發明是關於一種無線通信系統，其包含複數個無線站台(STAs)以及一存取點(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(Ad hoc)網路)。本發明尤其是關於一種在該STAs間使用一直接鍊結設定(DLS)以建立資料傳輸
    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(BSS)內的STAs，而是必須總是倚賴AP傳遞資料封包，然而，具有服務品質(QoS)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標準便是關於支援QoS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 802.11e特徵之AP便視為QAP。會需要DLS的原因是因為預計會接收的STA可能處於省電模式下，藉此，該接收的QSTA僅會由具有QoS設備的的AP(亦即QAP)所啟動(亦即喚醒)，DLS會交換在一QSTA中的傳輸器和其他QSTA中之接收器之間的速率集和其他資訊，而DLS訊息亦可用於附加安全資訊元件(IEs)。
    本發明是關於一種使用DLS之點對點通信系統。一行動站台(STA)建立與其他STA之一直接通訊鍊結，其係藉由發送一訊息向一存取點(AP)(亦即一集中控制器)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DLS請求被接受的話，該DLS便會建立，使得該STAs間可互相直接通訊。一個建立好的連結可藉由該AP向該STAs其中之一發送包含DLS切斷請求之訊息將其切斷。該系統可為一Ad hoc網路，其包含複數個STAs而無AP，其中，各該STA維持一跳點(one-hop)及二跳點(two-hop)之STAs的資料庫，並在通知鄰近STAs意欲建立一直接通訊鍊結之後，建立與其他STAs之一直接鍊結。
    此後，專用術語「STTAA」或是「QSTA」，其包含但不限制於，一無線傳輸/接收單元(WTRU)、一使用者設備、一行動站台、一固定或行動用戶單元、一呼叫器、或是其他任何形式可於無線環境中操作之裝置。當此後提到專用術語「AP」或是「QAP」，其包含但不限制於，一基地台、一節點B、一站台控制器、一集中控制器、或是其他任何形式於一無線環境中之介面裝置。
    本發明之特徵可合併於一積體電路(IC)上，或是配置於一包含許多互連元件之電路中。
    本發明使得點對點無線通信系統之QSTAs間資料傳輸之建立更為容易，舉例來說，該點對點無線通信系統可為，使用DLS之無線區域網路(WLAN)或是無線廣域網路(WWAN)。本發明更執行一信號發送程序，用以建立該DLS或切斷該DLS，並以混合協調功能控制頻道存取(HCCA)或是增強分佈頻道存取(EDCA)來執行一資料傳輸。
    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訊媒體之方法和系統」，作者為Sudheer A.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 10之訊息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(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QAP10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104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QAP 10之訊息106中，包含一DLS回應訊框。該QAP 10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訊鍊結110。
    根據本發明，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104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(PHY)速率及/或頻道品質資訊的IE，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QSTA 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IE設定為0的訊息102。
    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 10之訊息112中包含一DLS發現請求訊框，如果該QAP 10發現該QSTA 12b，則該QAP 10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 10便會在該訊息114中，包含該DLS發現回應訊框及一指示，其係指示無法定位該QSTA 12b。此程序係在該DLS建立之前執行。
    請參照第1圖，在DLS建立之前或之後，可以更進一步交換額外的資訊。該QAP 10可選擇性地在發送至該QSTA 12a之訊息116中，包含一DLS測量請求封包，已變請求一頻道品質測量。該訊息116亦可包含關於QSTA 12b執行一頻道品質測量之能力資訊，該能力資訊，可包含但不限制於：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(MIMO))、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QAP 10之訊息118中包含一測量回應封包的方式回應該訊息116，該訊息118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(RSSI)、QSTA 12a至QSTA 12b之間的頻道品質指標(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 10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。各該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(一資料封包或是一確認(ACK)封包)時重新設定，該計時器是用以終止該DLS，其係由於一鍊結失效或是應用程式完成。如果在計時器到期前未接收到封包，或是一應用程式已經完成，則該QSTA 12a、12b會藉由在發送給QAP 10之訊息120a、120b中包含一DLS切斷封包來開始一DLS切斷程序。在該DLS切斷程序完成之後，所有由QSTAs 12a、12b所發送之封包會由該QAP 10處理。
    QSTAs 12a、12b可發送該DLS切斷封包至該QAP 10，一旦該DLS切斷訊息120由QSTAs 12a、12b其中之一發送的話，該QAP 10將轉送該DLS切斷訊息至QSTAs 12a、12b之中的另一個。該DLS切斷程序可以任何存取方法實施(例如：一分派資源配置、一管理資源配置、HCCA、或EDCF)。
    根據本發明，該QAP 10可藉由將包含一切斷動作欄位之一DLS回應訊息108，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欄位，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DLS請求訊息，則該QAP 10可發送一DLS回應訊息給該QSTAs 12a及12b。該DLS初始訊息係為本發明所引入的一種新的訊息，其係允許該QAP 10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，以便由該QAP 10初始一DLS，而非產生一新的DLS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IEEE 802.11e標準所定義之存取機制的資料傳輸，像是HCCA或是EDCF。
    本發明提供數種動作訊框格式以供DLS管理。一動作欄位，在該分類欄位之後立即區別該格式，關於各該訊框格式之該動作欄位值係定義於表1中。
    附加的動作欄位值係根據本發明定義。一DLS發現請求訊框係為了QSTA獲取另一個QSTA之MAC位址，其係藉由發送應用程式需求。一DLS發現回應訊框係為了QAP回應該請求QSTA之MAC位址。一傳統的DLS切斷訊框係修改為增加一動作欄位，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欄位係包含於該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PHY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圖所示為一根據本發明之AD hoc網路200方塊圖，其係包含複數個QSTAs 12a、12b、12c、12d、12e、12f，用以支援點對點通訊。各該QSTA 12a-12f維持在一跳點或二跳點內所有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需要分別通知其鄰近的QSTAs，該傳輸QSTA需要分辨正在使用該媒體之鄰居，且該鄰居不能在無干擾下接收。該接收QSTA需要分辨正在使用該媒體之鄰居，且該鄰居無法傳輸。這需要一些握手機制以便適當的實施，但可以產生較好的整體媒體效用。
    鄰近QSTAs在相互之間發送信號以經由能力訊息報告能力，該能力訊息可在當一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QSTA的一些活動或非活動的事件觸發，或是亦可作為由該QSTAs之其一所初始的資訊請求信號之回應。
    一個新的QSTA可發送一廣播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，一旦該新的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Ad hoc網路200中，該QSTA 12a及該QSTA 12b想要互相通訊，在QSTA 12a及QSTA 12b之間執行一應用程式之前，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202通知鄰居，該訊息202可以使用廣播發送及/或傳播至二跳點QSTAs。或者，該訊息202可包含一封包指向特定的QSTAs，在通知意欲通訊之鄰近QSTAs之後，該QSTA 12a及該QSTA 12b可藉由交換訊息204進行通訊，而不會受到任何干擾。
    在該QSTA 12a、12b之間通訊的資訊，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、MIMO致能碼等等。此資訊較佳地應該在DLS建立期間通訊，然而，其亦可在DLS通訊期間通訊，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(VoIP)。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圖所示為根據本發明之一網路300方塊圖，其包含複數個QSTAs 12a-12f及一QAP 14。與第2圖之Ad hoc網路200類似，各該QSTAs 12a-12f維持所有QSTAs之資料庫，其中，各該QSTA 12a-12f可直接通訊與其通訊，且各該QSTA 12a-12f可透過該QAP 14通訊，該QAP 14可透過該QAP 14提供有效的QSTAs之資料庫。
    各該QSTAs 12a-12f係連接至該QAP 14，然而，所有的流量並不需要由QAP 14產生或是流過該QAP 14，因此，兩個QSTAs可直接互相通訊而不需要發送該流量流過該QAP 14。此程序可藉由該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 12a意欲與一QSTA 12b通訊，該QSTA 12a發送一訊息302至該QAP 14，其包含至少下列其中之一：一目標ID、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直接通訊，或是需要透過該QAP 14通訊。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 14的活動力、兩個QSTAs 12a、12b之能力等等來做出決定。該QAP 14可根據需求發送一訊息304用以連接，其包含分派資源之分配資訊(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之間建立一直接通訊鍊結。
    在訊息304中的分派資訊會被送至該QSTA 12a及QSTA 12b，其他QSTAs 12c-12f亦可通知有直接通訊鍊結306，以便讓他們知道資源正在使用中。該QSTAs 12c-12f可藉由廣播該訊息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304而得知，即便其並非給他們使用，此可預防其他QSTAs 12a-12f使用相同的資源。
    儘管本發明之特徵和元件皆於實施例中以特定組合方式所描述，但實施例中每一特徵或元件能獨自使用，而不需與較佳實施方式之其他特徵或元件組合，或是與/不與本發明之其他特徵和元件做不同之組合。儘管本發明已經透過較佳實施例描述，其他不脫附本發明申請專利範圍之變型，對熟習此技藝之人士來說還是顯而易見的。
    100‧‧‧無線通信系統
    200、Ad hoc network‧‧‧點對點網路
    202、204、302、304‧‧‧訊息
    306‧‧‧直接通訊鍊結
    AP‧‧‧存取點
    DLS‧‧‧直接鍊結設定
    QAP‧‧‧支援IEEE 802.11e特徵之AP
    QoS‧‧‧服務品質
    QSTA‧‧‧具有QoS設備的STA
    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，本發明可獲得更詳細地瞭解，其中：第1圖所示為一根據本發明之無線通信系統方塊圖，其包含複數個QSTAs及一QAP；第2圖所示為一根據本發明之Ad hoc網路方塊圖，其包含複數個STAs以支援點對點通訊；以及第3圖所示為一根據本發明之方塊圖，其包含複數個STAs及一AP，用以支援點對點通訊。
    100‧‧‧無線通信系統
    AP‧‧‧存取點
    DLS‧‧‧直接鍊結設定
    QAP‧‧‧支援IEEE 802.11e特徵之AP
    QoS‧‧‧服務品質
    OSTA‧‧‧具有QoS設備的STA
    权利要求:
    Claims (4)
    [1] 建立一直接通信會話的裝置，該裝置包括：由一第一非存取點站台傳輸一起始訊息至一第二非存取點站台，以建立與該第二非存取點站台的一直接通信鍊結，其中該起始訊息包括一應用資訊，該應用資訊包括一服務優先權，其中該服務優先權指示一應用，該應用可中斷一進行中的應用；接收一回應訊息；以及直接與該第二非存取點站台通信。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該起始訊息包括該第一非存取點站台之能力資訊。
    [3] 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該起始訊息包括一發現資訊。
    [4] 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該回應訊息包括該第二非存取點站台之能力資訊。
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    法律状态:
    优先权:
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