定向信标发送和接收活动指示制造技术

无线定向通信由无线mesh网络中的节点在毫米波(mmW)波段中执行。信标帧被配置为合并活动指示符，该活动指示符在mmW上发信号通知活动和非活动通信方向，并带有针对每个相应通信方向(发送或接收)的标志。活动指示符用于增强路由和波束选择，以便获得受到较少干扰和/或对其它站产生较少干扰的连接。活动指示符也可以或替代地用于改善与接入点(AP)或站(STA)或mesh站(MSTA)的连接的选择，以减少干扰，或选择要利用给定AP、STA或MSTA中的哪个波束。可以基于活动指示符来发起分布式干扰和资源协调和/或对分布式干扰和资源协调进行重新路由确定。

Directional beacon sending and receiving activity indication

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】定向信标发送和接收活动指示相关申请的交叉引用本申请主张并受益于对2017年12月12日提交的序列号为62/597,484的美国临时专利申请的优先权，其通过引用全部并入本文。关于联邦政府赞助的开发研究的声明不适用计算机程序附录的通过引用合并不适用受版权保护的资料的通知本专利文档中的资料的一部分可以根据美国和其他国家的版权法受到版权保护。版权所有者不反对任何人按照本专利文档或专利公开登载在专利商标局公众可获得的文件或记录中那样传真复制本专利文档或专利公开，但在其他方面保留所有版权。版权所有者据此不放弃其使本专利文档保密的任何权利，包括但不限于其依据37.C.F.R.§1.14的权利。
本公开的技术一般涉及站之间的定向无线通信，并且特别地涉及每个通信方向上的活动指示符，使得可以减少网络中的干扰。
技术介绍
由于对更高的流量容量的需要，因此毫米波长(mm波或mmW)制式的无线网络正变得越来越重要。为了满足对更高流量容量的这种需要，网络运营商已经开始接受密集化的理念。目前的低于6GHz的无线技术已经不足以应对数据的高需求。一个简单的替代是利用30-300GHz频段(也被称为毫米波频段(mmW))中的更多频谱。通常启用mmW的无线系统需要正确处理高频段的信道损耗和传播特征。高自由空间路径损耗、高穿透、反射和衍射损耗会降低可用的多样性并限制非视线通信(NLOS)。波长为mmW的小波长使得实用尺寸的高增益电子可转向定向天线能够被使用。该技术可以提供足够的阵列增益来克服路径损耗并确保在接收者处的高信噪比(SNR)。使用在密集的部署环境中的定向mesh网络(网状网络)和mmW频段为实现节点间的可靠通信和克服视线信道限制提供了有效的方法。在一个区域内启动的通信节点(站)将寻找要发现的邻居节点和要加入的网络。节点初始接入网络的处理包括扫描邻居节点和发现所有活动的本地节点。这可以通过新节点搜索特定的网络/网络列表以加入，或通过新节点发送广播请求以加入任何一个已经建立的、将接受新节点的网络来执行。连接到mesh网络的节点需要发现所有的邻居节点，以决定到达网关/端口mesh网络节点的最佳方式以及这些邻居节点中每个节点的能力。新节点在特定的时间段内检测每个信道是否有可能的邻居节点。如果在该特定时间后没有检测到活动节点，则该节点移动到下一个信道。当检测到一个节点时，新节点需要收集足够的可用信息来配置自身(其PHY层)，以便在监管域中进行操作。在mm波通信中，由于有定向传输，这一任务更加具有挑战性。这个处理中的挑战可以总结为以下：(a)获得周围节点ID的认知；(b)获得波束成形的最佳传输图案的认知；(c)在扩展的时间段保持整个网络处于同步状态；(d)克服由于碰撞和听不清导致的信道接入问题；(e)由于阻塞和反射导致的信道损伤。因此，寻求改进的邻居发现方法以克服上述问题中的一些问题或全部问题，以实现mm波设备到设备(D2D)和mesh网络技术的普及。然而，现有的mesh组网技术解决的是以广播模式运行的网络的mesh网络发现方案，但基本上没有针对具有定向无线通信的网络。相应地，存在对在无线通信网络中增强的同步和波束成形机制的需求。本公开满足了这种需求并提供了比以往技术更多的优点。
技术实现思路
一种具有相关联的编程的无线通信电路(站、节点)，被配置为与其他无线通信站(节点)进行无线通信，该无线通信包括具有多个天线图案扇区的定向毫米波(mmW)通信，其中每个扇区具有不同的传输方向。传输各种形式的信标帧，这些信标帧合并了活动指示符，该指示符发信号通知具有活动数据传输的通信方向。在至少一个实施例中，这些活动指示符包括用于每个相应的通信方向的标识符(或字段)，以指示该方向是否经历活动发送或接收。这些站利用活动指示符来改进对预期连接的选择，以便获得受到较少干扰和/或对其它站产生较少干扰的连接。当选择到接入点(AP)或站(STA)或mesh站(MSTA)的通信连接时，活动指示符也可以或替代地被利用以在网络中获得更少的干扰。当从给定接入点(AP)或站(STA)或mesh站(MSTA)选择通信波束时，活动指示符也可以或替代地被利用以在网络中获得更少的干扰。此外，活动指示符还可以或替代地用作通过在潜在的高干扰的方向上交换消息来执行分布式干扰和资源协调的基础，以在mesh网络中优化整体通信并在节点之间产生较少的干扰。更进一步，每当存在频谱拥塞较少或受到较少干扰的替代通信路由时，活动指示符可以用作通过其他节点或通信波束重新路由数据的基础。本公开中利用了其意义一般如下所述那样被利用的若干个术语。A-BFT：关联波束成形训练时段是在信标中宣布的时段，其用于加入网络的新站的BF训练和关联。AP：接入点是包含一个站(STA)的实体，并且经由用于关联的STA的无线介质(WM)提供对分发服务的接入。波束成形(BF)：一种不使用全向天线模式或准全向天线模式的定向传输。波束成形是在传输者上用于提高在接收者处的接收信号功率或信噪比(SNR)。BI：信标间隔是表示信标发送时间之间的时间的循环超帧时段。BRP：BF细化协议；BF协议使得能够进行接收者训练并迭代地训练传输者和接收者侧以实现最佳可能定向通信。BSS：基本服务集是已经与网络中的AP成功同步的一组站(STA)。BSSID：基本服务集标识符。BHI：信标头间隔，包含信标传输间隔(BTI)和关联波束成形训练期(A-BFT)。BTI：信标传输间隔，是指连续的信标传输之间的间隔。CBAP：基于竞争的接入时段；是定向多吉比特(DMG)BSS的数据传输间隔(DTI)内的时间段，其中使用基于竞争的增强分布式信道接入(EDCA)。D2D：设备到设备通信，它是两个无线节点之间的直接通信，而无需横跨接入点。DTI：数据传输间隔；是允许完全BF训练、然后进行实际数据传递的时段。DTI可以包括一个或多个服务时段(SP)和基于竞争的接入时段(CBAP)。MAC地址：介质访问控制(MAC)地址。MBSS：Mesh基础业务集；是指形成由mesh站(MSTA)组成的自成网络并且可作为分发系统(DS)的基础业务集(BSS)。MCS：调制和编码方案；是可以转换为PHY层数据速率的索引。MSTA：Mesh站(MSTA)；是实施mesh设施的站(STA)。在meshBSS中运行的MSTA可以为其他MSTA提供分发服务。全向：是非定向天线传输模式。准全向：是可获得最宽波束宽度的定向多吉比特(DMG)天线操作模式。接收扇区扫描(sweep)(RXSS)：从不同定向扇区接收扇区扫描(SSW)帧，其中在连续接收之间执行扫描。SLS：扇区级扫描阶段：BF训练阶段可包括多达四个部分：用于训练发起者的发起者扇区扫描(ISS)、用于训练响应者链路的响应者扇区扫描(RSS)(诸如使用SSW反馈和SSWACK)。S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于mesh网络中的无线通信的装置，包括：/n(a)无线通信电路，所述无线通信电路被配置为利用具有多个天线图案扇区的定向毫米波(mmW)通信与其他无线通信站进行无线通信，其中每个扇区具有不同的传输方向；/n(b)位于被配置为在mesh网络上操作的站中的、耦合到所述无线通信电路的处理器；/n(c)存储可由处理器执行的指令的非暂态存储器；以及/n(d)其中，在由处理器执行所述指令时，执行包括以下的步骤：/n(i)在全部或选择的方向上向网络中的其它节点传输帧，以用于广播网络信息、波束成形或其它目的；以及/n(ii)将活动指示符合并到传输的帧中，其中所述活动指示符提供对在发送、接收或发送和/或接收中哪些通信方向具有活动的数据活动的指示。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171212 US 62/597,484;20180314 US 15/921,3971.一种用于mesh网络中的无线通信的装置，包括：
(a)无线通信电路，所述无线通信电路被配置为利用具有多个天线图案扇区的定向毫米波(mmW)通信与其他无线通信站进行无线通信，其中每个扇区具有不同的传输方向；
(b)位于被配置为在mesh网络上操作的站中的、耦合到所述无线通信电路的处理器；
(c)存储可由处理器执行的指令的非暂态存储器；以及
(d)其中，在由处理器执行所述指令时，执行包括以下的步骤：
(i)在全部或选择的方向上向网络中的其它节点传输帧，以用于广播网络信息、波束成形或其它目的；以及
(ii)将活动指示符合并到传输的帧中，其中所述活动指示符提供对在发送、接收或发送和/或接收中哪些通信方向具有活动的数据活动的指示。


2.如权利要求1所述的装置，其中所述活动指示符包括一个或多个比特，所述一个或多个比特表示帧方向是被活动的发送和/或接收占用的或是未被占用的。


3.如权利要求1所述的装置，其中所述指令在由处理器执行时还执行包括以下的步骤：将所述活动指示符作为节点被配置为进行通信的每个方向的活动的映射进行广播。


4.如权利要求1所述的装置，其中所述指令在由处理器执行时还执行包括以下的步骤：利用来自所述活动指示符的信息来选择在mesh网络中受到较少干扰或者将对其它站带来较少干扰的连接。


5.如权利要求4所述的装置，其中所述指令在由处理器执行时还执行包括以下的步骤：通过决定要连接到哪个接入点(AP)或站(STA)或mesh站(MSTA)来执行所述对连接的选择。


6.如权利要求4所述的装置，其中所述指令在由处理器执行时还执行包括以下的步骤：通过决定要连接到来自相同接入点(AP)或站(STA)或mesh站(MSTA)的哪个波束来执行所述对连接的选择。


7.如权利要求1所述的装置，其中所述指令在由处理器执行时还执行包括以下的步骤：在发起分布式干扰和资源协调时通过在潜在的高干扰的方向上交换消息来利用来自所述活动指示符的信息，以在mesh网络中优化整体通信并在节点之间产生较少的干扰。


8.如权利要求1所述的装置，其中所述指令在由处理器执行时还执行包括以下的步骤：每当存在频谱拥塞较少或受到较少干扰的替代通信路由时，在通过其他节点或通信波束重新路由数据时利用来自所述活动指示符的信息。


9.如权利要求1所述的装置，其中所述活动指示符被用来发信号通知定向毫米波(mmW)通信协议上的哪些通信方向具有活动的数据传输。


10.如权利要求9所述的装置，其中所述无线通信电路还被配置为利用低于6GHz无线通信与其它无线通信站进行无线通信，并经低于6GHz无线通信传送mmW方向的所述方向指示符。


11.一种用于mesh网络中的无线通信的装置，包括：
(a)无线通信电路，所述无线通信电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·阿布欧埃尔首德，迫田和之，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP