TWI375418B - A system and method for dynamic adaptation of data rate and transmit power with a beaconing protocol - Google Patents

Description

1375418 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一超寬頻（UWB)媒體存取控制（MAC)協 定。更特定言之，本發明係關於一 UWB MAC增強協定。 本發明亦關於一包含分散式預留協定（DRP)之UWB MAC增 強協定。本發明亦關於任何使用MAC協定之無線系統，其 中裝置發送信標》 【先前技術】 無線個人區域網路（WPAN)意欲用於在長達十米或幾十 米之短鏈路上通訊，且大多數情況下不依賴於所安裝之基 礎結構。然而，諸如藍芽或IEEE 802.15.3之一些現有的 WPAN依賴於諸如"微網協調器"（Piconet Coordinator)之中 央單元。如此使得在無基礎結構可利用之隨意式（ad hoc) 情況下，拓撲管理十分複雜。分散式MAC協定藉由將功能 分散至所有裝置（意即節點）來消除對網路基礎結構的需 要。並無存取點或中央協調器用於分散式無線個人區域網 路（WPAN)。即，分散式WPAN中之所有裝置展現出相同協 定特性且具有相同的硬體/軟體能力。多數WPAN中支持非 同步及同步資料傳輸。而在藍芽及IEEE 802.15.3中，同步 傳輸係藉由微網協調器來組織，其於本發明中以完全分散 之方式得以處理。 目前為標準化而準備之一個MAC協定為多頻OFDM(正交 分頻多工）聯邦（MBOA)，見2004年8月3日的 OFDM Alliance (MBOA) MA C Wireless Medium Access I05747.doc 1375418

Control (MAC) Specification For High Rate Wireless

Persona! Area Networks (WPANs)，萆案 0.61。 根據MBOA標準，所有裝置均要求規則傳送信標1〇5(見 圖1) ’以維持通訊裝置間之協調。信標1〇5為網路提供基 本計時且傳送關於同步預留、睡眠週期等之資訊。所有裝 置，經由信標傳送來宣告其同步傳送時間（airtime)i利用， 藉由接收來自鄰近裝置之信標來識別鄰近裝置之傳送時間 利用’且在傳送/接收資料之前考慮其他裝置之傳送時間 利用。 如此使得分散式M A C協定極其適於隨意式應用及點對點 (peer-to-peer)網路連接。此外，基於分散式mac之裝置的 媒體預留消除了對媒體的感測及碰撞次數。資料通量增加 且網狀網路連接支持性得到顯著改良。 由於媒體預留之分散性，可保證即時流的支持性。極其 有效的即時"IL協定啓用諸如音訊或視訊之即時資料的受控 制之傳遞。資科源可包括諸如有效音訊及視訊的有效資料 供應，及諸如預記錄之事件的經儲存内容。 根據MBOA MAC標準，將時間分成長度為微秒 (psec)的超級訊框1〇〇，其由256個媒體存取槽（mm)組 成，其中每一MAS長度為256微秒。將隐5槽編號成自〇至 ⑸。視褒置或鄰近裝置利用MAS之方式而定來定義若干 槽類型。 裝置週期性地發送信標訊框以宣告其存在、媒體預留、 睡眠週期等。一或若干裝置之信標分組成一或若干連續 105747.doc 1375418 ’’信標週期，，(bp)1〇2(mboa標準的最近版本中，每超級訊 框僅有單一信標週期在通訊建立前，一裝置必須建立 其自身的信標週期或加入至一現有的信標週期。對於每一 仏“週期102而言’某一數目之連續]^入8槽經利用為信標 才曰z、中所有裝置傳送其信標丨〇5❶每一 MAS包含3個信標 槽BP之長度為動態的且經調適成Bp中被佔用之信標槽 的數目》超級訊框1〇〇之起始時間由信標週期1〇1之開始來 確定且經定義為信標週期起始時間（BpST)，且mas槽相對 於此起始時間來編號。 許夕現代通訊系統允許動態調適調變及編碼機制（mcs) 以及傳送功率。共同問題為適當選擇在發送器一側上之 MCS及傳送功率。 本發明解決在傳送器一側上之適當的MCS及傳送（丁X)功 率選擇之問題，且基於信標通訊概念提供一極其強大且有 效的解決方案。 因為無線系統中（且在一定程度上亦為有線系統中）存在 變化的通道條件，所以經常需要調適訄(：!5及/或τχ功率。 通道條件之變化可歸因於相同或不同網路中其他裝置間之 干擾，例如通道衰落係歸因於終端機行動性及發送器與接 收器間之變化的距離等。適當選擇河以及τχ功率的難點 在於，由於接收器必須正確解碼所接收之資料，因此在接 收一側上之通道條件應確定該選擇。然而，發送器大體上 僅知道其自身的通道條件而不知道接收器一側上之通道條 件。解決此問題有兩種基本的方法。 105747.doc 1375418 第;種方法為發送器估計在接收器-側上之通道條件。 此估斤例如可基於自接收器所接收之積極確認的數目’即 錯誤訊框之數目。其亦可基於自接收器所接收之訊框的接 收訊號強度⑽s)或在發送器一側上之該等訊框的訊雜比 (SNR)，其假定發送器至接收器與接收器至發送器方向之 間具有某-通道互惠性（ehanneI咖如。吻）或至少有相關 f生。此等估計方法為可行的’但具有極慢或不十分準確的 缺點。 第二類方法為接收器將關於接收器_側上之通道條件的 明示性反饋發送至發送器，或甚至由該接收器建議则及 TX功率。該方法大體上比估計方法更準確JL更卜另- 方面，明示性反饋產生了比估計方法更多的額外負擔。 【發明内容】 ° 本發明啓用來自接收器之明示性反饋，同時使訊號傳輸 ，額外負擔最小。因此，每—裝置傳送_信標訊框，其中 該信標訊框包括用於正在進行之傳送的反饋，其中裝置為 接收器。此反饋可為對禮及„功率選擇之遞增㈣或 全反饋，或僅包括來自接收器一側之通道資訊。 關於MCS及ΤΧ功率選擇之遞增反饋意謂接收器於鮮 標中指*增加還是減少（或保持不變）資料率（即⑽认丁乂 功率。此增加或減少定義於以下步驟中…旦接收到此指 不，發送器便遵循此建議且藉由—個（或若干）步驟來辦加/ 減少/保持不變戲及/或TX功率。信標包括對於MCS:TX 功率之單獨建議。發送器亦可應用某—形式之滑動平均機 105747.doc (§) ^0418 制且可遵循接收器之建議而僅具有某一延遲。 關於MCS及TX功率之全反饋意謂接收器於其信標内包

括發送器將使用之MCSATX功率的具體建議。由於僅

Mcs之集合經定義於一標準中的，因此每一 MCS可由代 馬（P位元之組合）來表示。所建議之τχ功率位準亦可藉由 代馬（若TX功率疋義於步驟中）或作為一絕對值進行訊號傳

輸一接收到全反饋，發送器便可接受此建議且將MCS 及/或功率改變至建議值。 僅包括來自接收器一側之通道資訊的反饋給予發送器更 的靈活）·生但亦可能為更低效的《通道資訊例如可包括 接收自發送器之封包的RSS或SNR，或封包誤差率(pER)， 或其他相關資訊。—旦接收到通道資訊反饋，發送器便基 於所接收之資汛自身選擇一適當的1^匸8及功率。

在MBOA MAC協定中，一信標含有若干不同類型之資訊 π素（IE)，其中一些將於下文在本發明之詳細描述中描 述。根據本發明，反饋係作為現有IE之部分（其被適當地 重新疋義）而傳送，或在新定義之額外IE中傳送。 在反饋作為現有IE之部分而傳送的情況下，該反饋包括 於所謂的’’分散式預留協定（drp)ie，·中。此DRP_一傳送 之發送器及接收器使用’以於DRP傳送之前預留媒體以及 彼此間告知該傳送在超級訊框中之相關位置。所有裝置必 須解碼包括於其他裝置之信標訊框中之DRpiE，且必須考 2其處所宣告之預留。因為DRpiE已與兩個（單點傳送）或 夕個（夕點傳送）裝置相關，所以其極適於包括反饋資訊。 105747.doc

-9· 1375418 根據本發明，DRPIE經修正以包括河以及/或丁又功率之遞 • 增反饋、全反饋或通道狀態反饋。 . 在反饋於分離1£中傳送的情況下，本發明預知定義了用 於MCS及TX功率之分離IE ’或將兩種反饋整合至單一 ιέ 广 中。額外IE之優點在於，不僅給出用於DRP傳送之反饋， 而且根據MBOA標準，基於隨機存取給出用於第二類資料 傳送的反饋（見下文詳述）。 本發明k供許多額外的優點，該等優點自發明說明、圖 _ 式及申請專利範圍而變得顯而易見。 【實施方式】 普通熟習此項技術者應瞭解以下說明係為說明目的而並 非限制目的而提供。技工人員瞭解存在在本發明之精神及 隨附申請專利範圍内的許多變化。本發明之描述可省略已 知功能及操作之不必要的細節，以使本發明清晰。 分散式MAC協定中’將時間分成超級訊框丨〇〇，如圖^中 φ 说明。在母一超級訊框1 00之開始處存在亦稱為信標週期 (BP)101之信標間隔/相位，其後為資料傳送間隔/相位 102。在大多數普通的超級訊框結構中，超級訊框亦可含 有多於一個的BP。將超級訊框進一步分成某一數目之媒體 • 存取槽（MAS)l〇3 »在BP 101内，將MAS 103再分為某一數 • 目之信標槽1〇4，例如每MAS 103分成3個信標槽。Bp】〇1 含有變化數目的MAS 1 03，即信標槽1 〇4，但不可長於某 一最大長度。信標槽及MAS由保護時間分隔開，以解決同 步不準確及傳送延遲。 105747.doc 10 ⑸5418 bp ιοί之結構經說明於圖2中。在BP 101期間所有處 於主動狀態或標準省電模式t之裝置傳送其在信標槽刚 之-者中的自身的信標201。阶101可含有空信標槽刚以 及特殊用途的槽，例如其在BP之開始202或結尾處。 圖3展不信標訊框201之格式，其必須自右向左來讀取。 信標103之訊框體包含以下欄位及資訊元素（ie)，如圖^中 說明： •槽數301 ; •裝置識別符302 ; • MAC位址303 ;及 •某一數目之資訊元素（IE)3〇4 ; 槽數30 1為傳送信標的槽且表示信標之次序。使用8位元 之槽數欄位大小，可同時支持256個裝置； 裝置ID(識別符）302為一相對較短的m(例如具有“位 兀），其例如得自裝置之48位元（或64位元）的MAC位址（或 隨機選擇），且具有在定址裝置時節省額外負擔之目的。 MAC位址3 03為裝置之48位元（或64位元）的全MAC位 址。 資訊元素（IE)3 04可為不同類型。資訊元素之類型由資訊 凡素識別符（ID)601來識別。本發明中僅更詳細地描述經 修正之分散式預留協定資訊元素（DRPIE)600以及用於MCS 及TX功率反饋之新IE，見圖6。 圖4說明一對其應用本發明之實施例的典型無線個人區 域網路400。該網路包括複數個無線個人通訊裝置4(H。傳 105747.doc 1375418 统方法中，母一裝置40 1可加入至在其無線電範圍402中之 任何隨意式網路，且因此可參與多於一個的Bp。 圖4中所展示的在WPAN 400中之每一無線裝置4〇1可包 括一包括如圖5中所說明之架構的系統。如所示，每一無 4·裝置401可包括一耦接至接收器5〇2的經由無線媒體H0 通訊之天線506。每-裝置401進一步包含處理器5〇3及信 標處理模組504。舉例而言，在一裝置中，處理器5〇3經組 態：自接收器502接收一包括一或多個具有相應信標位置 之資訊兀素的信標訊框201，且使用信標處理模組5〇4處理 該信標訊框201，以確定（例如）信標週期之裝置及其特徵且 將它們儲存於區域儲存器5〇7中。在裝置4〇ι中處理器 503經進一步組態以使用⑽及功率選擇及反饋模組 505來確定某一鏈路之適當的撾以及丁乂功率。 當對裝置彻加電後’其掃描信標2〇】。若掃描後裝置 術未债測到信標加，則裝置·於其準備傳送或接收 p訊框之前發送-信標以建立Βρι〇ι。如此設定抑及 框之參考起始’該參考起始可為經傳送之信標之前 信標槽。所得空槽202可被其他裝置用於熟習此項 技術者所知的任何其他目的中。裝置4〇1於每一連續超級 訊框100之後繼續發送信標丨 信標碰撞。 直至其_到以下描述之 信標訊框包括關於信標週期之長度的資訊。此 可指到（point beyond)最後被佔用的 嬙★ π m 槽那邊。所得信標 槽2〇3亦可用於特殊用途。該用途可為擴展信標週期以容 105747.doc 1375418 納額外裝置。

若裝置则測到一或多個信標2〇1，則其不建立新Bp 101 °裝置而是自所接收之信標2〇1確定其目前的信標組。 該裝置之目前信標組包含在最後的―氣⑶咖丟失信 標）之超級訊框100期間，裝置4〇1自其接收到至少一個信 標訊框201的裝置。裝置4()1接收到位於不同信標週期内 之信標’則其選擇一個(或若干)週期，其中裝置4〇ι在與另 一裝置通訊之前發送其自身的信標。 BP 101之起始與相關超級訊框1〇〇的起始一致且可自 包括於一仏標中之信標槽的數目推斷出。Bp 3〇丨之結尾亦 宣告於一信標中，且由最後被佔用之信標槽給出，或由 MAS加上最終某一數目之特殊用途槽2〇3而給出。 若兩個裝置傳送相同信標槽104中之信標2〇1，則發生信 標碰撞。後者可歸因於該事實：兩個裝置隨機地選擇了 Bp 101中之相同信標位置，或歸因於網狀網路情況下所隱藏 之終端機問題。因為其他裝置不能解碼兩個碰撞之信標， 所以必須要偵測及解決信標碰撞。裝置藉由掃描信標槽以 及藉由解碼其他裝置之信標中的信標週期佔用率資訊元素 (BPOIE)來偵測信標碰撞。BPOIE為每一裝置包括至其信 標中之IE，且BPOIE指示BP 101中之信標槽的佔用率以及 佔用個別信標槽104之裝置的裝置識別符（D]EVID) ^若在另 一裝置的BPOIE中接收到對於信標槽ι〇4之不同於其自身 的DEVID之DEVID，則一裝置偵測到信標碰撞，在該信標 槽1 04中該裝置發送其自身的信標。若偵測到信標碰撞， 105747.doc 13 1375418 則：裝置必須轉摈至-不同的空信標槽。除非須測到信標 碰才里否則該裝置於隨後的超級訊框1〇〇中之相同信標槽 HM中發送其信標2〇】。

定義了兩種不同的媒體存取方案以供資料傳送：稱為分 散式預留協定(DRP)之基於預留的存取，以及稱為優先通 道存取（PCA)之隨機存取。 DRP存取預知裝置宣告其在所謂的DRP資訊元素 (DRPIE)6G()巾之信標訊框巾的預留。圖6a&6b中展示 DRPIE之兩個替代例62〇及64〇。兩者均基於mb〇a規格之 不同方帛，但{均由定義於本發明中之搁位進行擴展。所 有裝置必須解碼包括於其他裝置之信標中之DRpiE，且必 須考慮其處所宣告之預留。預留通常應用於目前的超級訊 框100 ’其中傳送具有個別DRPIE 6〇〇之信標2〇1。預留可 跨越多重MAS且亦可為週期性的，其中非預留槽在預留部 分之中。可藉由明確地發送專用訊號訊息或可藉由隱含地 僅將一新的DRPIE包括於發送器及接收器之信標中，來在 計劃傳送之發送器與接收器之間協商DRP預留。在兩種情 況下，一旦協商完成，發送器及接收器便將一相應DRpiE 6 0 0包括於其在所有超級訊框1 〇 〇中之個別信標2 〇 1中，在 個別信標201中預留為主動的。如此將告知其他裝置關於 該預留之資訊且於預留時間内圍繞發送器及接收器提供一 自由媒體。 媒體存取之第二類為優先隨機存取（PCA)。此極其類似 於IEEE 802.lie之存取方法係基於裝置之載波感測的。若 105747.doc -14- 1375418 裝置具有需傳送之資料且媒體經感測為空閒，則該裝置於 其孰行所謂的回退（backoff)後可隨機存取該媒體。回退有 益於按時間展開不同裝置之存取，且因此減少了資料訊框 碰撞之可能性6當超級訊框經分槽為MAS 103時，僅允許 裝置存取，即於MAS 103之開始處起始其回退。此外，.裝 置必須考慮DRP預留，其意謂裝置僅可存取具有仍未被 DRP預留之 pcA的 MAS 103。 用於動態MCS選擇（亦稱為"鍵路調適"）及功率控制的方 法、系統及裝置包括一有效的訊號傳輸機制。傳送之接收 器藉由信標訊框201將反饋發送至該傳送之發送器。即使 信標週期101的分組為本發明之較佳實施例，但是此等信 標訊框亦可分組或可不分組成信標週期1〇1 ^反饋可由遞 增反饋、全反饋或通道狀態資訊組成。每一台週期性地發 送信標（例如每6 5毫秒）’如此允許動態調適發送器處之 MCS及TX功率。 以下描述若干實例。提供兩種不同的方法以將反饋資訊 包括於信標中：反饋包括於DRPIE 6〇〇中或反饋於一完全 不同的反饋IE中傳送。 若裝置為該超級訊框1〇〇之資料傳送相位中之將來 DRP傳送之發送器或接收器，則分散式預留協定資訊元素 (DRPIE)600包括於該信標中。在一替代例中，DRpm亦包 括於發送器及接收器之緊鄰者的信標中。 圖6A/6B及圖7A/7B分別說明DRPIE格式之兩種不同的實 例。圖6A/6B說明具有全MCS及TX功率反饋之DRpi^s I05747.doc 15 1375418 式，而圖7A/7B說明具有遞增MCS及TX功率反饋之情況。 在第一實例中，DRPIE如圖6Α中所說明而格式化。 元素ID欄位601識別為DRPIE之資訊元素。 長度攔位602以八位元組之數目給出DRP資訊元素之長 度。該長度用來指示下一 IE之開始。 DRP控制欄位603單獨說明於圖6B中，其且包括以下欄 位： ACK策略欄位63 1定義吾人所要預留之傳送的確認策 略。其如在MAC標頭中般被編碼，除了 11編碼未經使用 外。僅在DRP預留為硬式或軟式類型時解碼ack策略欄 位。 DRP預留類型欄位632指示預留類型且如表i所示來編 碼0 表1-預留類型 001 硬式預留 010 軟式預留 011 專用預留 被預留 100-111 DRP預留優先權633指示吾人所要預留之傳送的優先

權’且於0與7之間取值（包括0與7)。優先權將根據工脏 802.Id附錄Η.2來選擇。 UP/流指數攔位634指示欲使 預留的使用者優先權或資料流 用此DRPIE中經指示之DRp 。流指數識別資料流且用於 105747.doc *16· 1375418 區別發送$與接收II之相同集合間之多個流。

速率攔位604疋義於本發明中以允許接收器給予發送器 關於建議資料率之反饋，即供發送器使用之Mcs。速率欄 位例如可如表2所示來編碼。在信標中，即發送器之 DRPIE中，速率攔位6〇4可設定成個別DRp之個別超級訊框 中（即接收器）之實際所用的資料率。

表2-不同MCS之資料率及其位元碼 速率（Mb/s) 位元碼 值 53.3 00000000 0 80 00000001 1 106.7 00000010 2 160 00000011 3 200 00000100 4 320 00000101 5 400 00000110 6 480 00000111 7 被預留 00001000-11111111 8-15 TX功率位準攔位605定義於本發明中以允許接收器給予 發送器關於發送器將使用之建議的TX功率位準的反饋。 TX功率位準可以類似於8位元組合之資料率的方式編竭。 在信標t ’即發送器之DRPIE中，TX功率位準欄位6〇5可 設定成個別DRP之個別超級訊框中之（即接收器）實際所用 的資料率。 105747.doc 1375418 若裝置為DRP傳送之發送器，則目標/源DEVID欄位606 設定成接收器、多點傳送組或廣播之DEVID ;且若裝置為 DRP傳送之接收器，則該欄位設定成發送器之DEVID。僅 在預留為硬式或軟式時解碼目標DEVID。

DRP預留607含有關於預留時間之資訊，即超級訊框内 之時槽之資訊。此攔位之編碼係根據MBOA MAC，即此規 格之更新。編碼該預留之具體方法不影響本發明之本質。 對於相同的DRP控制及目標/源DEVID，DRPIE可含有多個 DRP預留欄位 607.1 ........ 607.N。 圖7A及7B中之第二替代例中，反饋作為DRPIE中之遞增 反饋而給出。速率701及TX功率702欄位進入DRP控制攔 位以說明反饋資訊亦可位於其中。兩個攔位例如可為經單 一或幾個位元之長度，以指示速率（即TX功率）應增加還是 應減少。在圖7B之實例中，速率701及TX功率702欄位具 有兩位元之長度，它們根據表3編碼。

表3-速率701及TX功率7〇2欄位之編碼 00 不改變 01 減少 10 增加 11 被預留

TX功率（位準變化）攔位亦可具有多於2位元之長度，且 不僅編碼來減少或增加位準，而且亦編碼來（指示）減少或 增加多少位準。TX功率攔位編碼之該替代實例如表4所 105747.doc 1375418 yf\ 〇 表4_τχ功率棚位編碼之替代編碼 值 (b3-b0) 功率位準變化 (TxPowerStep (ΤΧ功率步驟）中） 1000-1101 被預留 1110 -2 1111 -1 0000 未改變 0001 + 1 0010 + 2 0011-0111 被預留 接收器確定資料率（即MCS及ΤΧ功率）是否必須沿一方向 或另一方向改變’且在速率701及ΤΧ功率702攔位給予發 送器一建議。在信標中，即發送器之DRPIE中，速率7〇1 及ΤΧ功率702欄位可經設定以指示發送器實際上如何改變 資料率及ΤΧ功率’或該等欄位不可使用且例如設定為 零。

在全反饋與遞增反饋之所述實施例中，在僅定義了關於 兩個參數中之一個參數的反饋之情況下，可僅包括兩個搁 位速率或ΤΧ功率位準/ΤΧ功率中之一個欄位。 速率及ΤΧ功率位準欄位總可包括於一 DRPIE中或可成為 可選的。後者可能要求不同地定義其在DRPIE中之位置。 應提及圖6Α/6Β及圖7Α/7Β中所示之DRPIE僅為說明性的。 105747.doc -19· 1375418 亦可能有包括速率及τχ功率位準建議之不同方法。 在DRPIE之第三實施例中包括關於接收器處之通道狀態 之資訊。該通道狀態資訊例如可自接收訊號強度（RSS)、 訊雜比（SNR)及封包誤差比（PER)之集合中選出。因為將以 與前兩個實施例類似的方式執行DRPIE中之通道狀態資訊 之包括物（RSS、SNR或PER而並非或除了速率及TX功 率），所以本文未包括除圖6及圖7之外的圖。 在本發明實例之第二集合中，反饋資訊不作為DRPIE之 部分傳送，而是作為一或若干分離的資訊元素傳送。在其 自身IE中之傳送鏈路反饋具有以下優點，反饋不僅為DRP 流（如DRPIE的情況）給出，而且為PCA流給出。以下描述 於單一鏈路反饋IE(LFIE)中發送反饋之情況。類似實例可 包括何時包括例如一速率IE及一 TX功率IE之若干IE。以下 實例在接收器發送至發送器之反饋的類別（全、遞增反饋 或通道狀態）方面又有不同。 在本發明之第四實例中，鏈路反饋IE(LFIE)800包括於 接收器之信標中，以給予發送器關於資料率/MCS及/或TX 功率之適當選擇的反饋。圖8中展示LFIE 800之可能結 構。LFIE包含以下欄位： 元素ID攔位801識別作為LFIE之資訊元素。 長度欄位802以八位元組.之數目給出DRP資訊元素之長 度。該長度經使用以指示下一 IE之開始。 TX/RX DEVID攔位8 03指示通訊夥伴之DEVID。接收器 將發送器之DEVID包括於其信標中，即LFIE中。發送器亦 105747.doc -20- (§) 1375418 可將該LFIE包括於其信標中，以指示其實際所用之速率及 TX功率，在此情況下DEVID經設定成接收器之DEVID。 TX功率位準欄位804例如以8位元編碼TX功率位準。該 欄位指示在接收器LFIE的情況下所建議之值，及在發送器 LFIE的情況下實際使用之值。 速率欄位805包括建議資料率，即發送器將使用之 MCS。速率欄位例如可如表2所示而編碼。在信標中，即 發送器之LFIE中，速率攔位805可設定成個別流之個別超 級訊框中之（即接收器）實際所用的資料率。 UP/流指數攔位806指示給予其反饋之流的使用者優先權 (尤其用於PCA)或流指數（尤其用於DRP)。若發送器與接收 器裝置之某一集合之間的所有流使用相同速率及TX功率 (因為其均於相同鏈路上傳送），則UP/流指數攔位806亦可 省略，即移除。 欄位次序亦可不同，或攔.位可被移除，或額外欄位可被 添加。舉例而言，圖11描繪LFIE格式800之一實例，其包 括元素ID攔位801、長度欄位802及至少一個鏈路欄位 1 100。圖12描繪鏈路欄位1100，其含有速率欄位805、TX 功率位準攔位804及一 DevAddr(裝置位址）欄位1200，該 DevAddr欄位1200包括為其提供反饋之源裝置的資訊。 鏈路反饋之第五實例亦藉由LFIE來傳送，但在LFIE中給 出遞增建議而並非全建議。圖9中展示根據本發明之LFIE 之一可能的第一結構。與先前實施例相比，元素ID 80 1、 長度802、TX/RX DEVID 803及UP/流指數806欄位不變。 105747.doc -21 - (§) 1375418 與圖8相比’ UP/流指數806被置放於圖9中之LFIE内之不同 位置處，但如先前所述，可不同地定義lfie内之攔位的次 序’且甚至可不需要UP/流指數。具有遞增反饋之LFIE之 一可能的第二結構亦將為展示於圖11及圖丨2中之該者。 第四實例之不同在於速率901及TX功率902攔位含有相 關反饋’意即速率及/或TX功率是否應增加、減少或保持 不變。它們例如可根據表3或表4來編碼。 在第六實例中’鏈路反饋亦藉由lfie傳送，但該LFIE不 包括速率及TX功率’而包括通道狀態資訊。此通道狀態 資訊例如可自接收訊號強度（RSS)、訊雜比（SNR)、雜訊位

準（N)及封包誤差比（PER)之集合選出。因為RSS、SNr、N 或PER攔位將完全替代LFIE中之速率及τχ功率欄位（具有 不同的欄位長度），所以本文未包括除圖8及圖9之外的 圖。以通道/鏈路狀態資訊（在DRPIE或一分離的ΙΕ中）的形 式給出反饋之優點在於’接收器無需具有任何關於在發送 器一側上ΤΧ參數之資訊。發送器將基於來自接收器之通 道狀態反饋自動確定速率/MCS及ΤΧ功率。在接收器向發 送器發送明示式建議的實施例中，接收器例如可需要關於 發送器所使用之ΤΧ功率的ΤΧ參數之一些資訊，以確定對 發送器之建議值。尤其對於ΤΧ功率之全MCS及τχ功率建 議而言，此係發送器亦於其信標中包括目前Τχ功率之原 因。 任何或所有先前實例之組合為可能的。此例如可意謂， 啦送器信標中之全反饋及接收器信標中之遞增反饋或速 J05747.doc • 22· 1375418 率、τχ功率及通道狀態參數之任何組合β 裝置可使用鏈路反饋IE來建議傳送器使用最佳的資料 率’（例如）以增加通量及/或減少FER(訊框誤差率）。鍵路 反饋IE中之速率應說明成傳送器對於此特定鏈路應使用之 最大資料率以致FER具有可接受的值。傳送器可不遵猶此 建議。 接收器可藉由將一 LFIE包括於其信標中來建議該傳送器 將使用之功率改變。 最終，以下給出一說明性實例，其說明接收器如何可確 定用於發送器之適當速率或TX功率建議。接收器可基於 不同標準選擇速率及/或TX功率，該等標準之實例為資料 通量、封包延遲、封包誤差率等❶該確定之典型基礎為資 料通量。資料通量主要取決於經選擇以用於傳送iMCS& 重傳送之數目。此係說明於圖i 〇中以用於根據標準IEEE 802.11a之無線區域網（WLAN)之實例。類似的圖可經獲取 以用於UWB實體層。 圖10展不了資料通量為訊雜比（SNR)之函數，在圖10中 s玄訊雜比在數學上表示為在IEEE 8〇2.113中，存 在 δ種分別具有 6、9、12、18、24、36、48及 54 Mbit/s(兆 位/秒）之資料率的不同河以。實體層上可達成之資料率愈 向’傳送便愈不穩固。較低穩固性意謂可達成之通量於較 向SNR下時下降，如可自圖丨〇描繪的。以資料率為6 Mbit/s之最低曲線為例，SNR降到約4 之位準以下時通 里下降。對於54 Mbit/s之最高資料率而言，通量在約23 105747.doc •23- 1375418 dB之SNR下已下降。通量之下降歸因於無法再藉由某一 MCS可靠地傳送資料時必須執行之重傳。 ^ 最大化通量之策略將為，在兩個鄰近MCSi交又點（意 即於某一 SNR位準）轉換Mcs/資料率。所得通量對snr將 為圖10中所有曲線之包絡，意即在一給定SNR處為所有曲 線的最大值。某一MCS/資料率因此將用於一預定SNR間隔 中。接收器僅必須計算目前SNR且自其區域儲存器中之一 表袼讀取適當MCS/資料率。 此僅為接收器如何可獲取一建議以將其作為反饋給予發 送器之實例。丁X功率位準例如可基於PER、RSS或亦基於 SNR，以一類似方式確定。發送器可僅使用接收器已建議 之MCS及TX功率，或可執行最佳Mcs& τχ功率之自身估 計且僅將接收器之該建議用作進行其確定之一項輸入。 雖然已說明及描述了本發明之實例，但是熟習此項技術 者應瞭解，此處描述之管理訊框、裝置架構及方法為說明 性的且可進行不同改變及修改，且可在不背離本發明之真 正範嘴的情況下用均等物取代其元件。除此之外，可不背 離其中心範疇進行許多修改以使得本發明之教示適應於特 定情況。因此，希望本發明不限於經涵蓋以執行本發明之 作為最佳模式而揭示之特定實施例，本發明而是包括在申 請專利範圍内之所有實施例的。 【圖式簡單說明】 圖1說明一.總體的超級訊框之布局； 圖2說明信標週期之結構； 105747.doc 24 ^ 1375418 圖3說明信標訊框之格式； 圖4說明根據本發明操作之裝置的無線網路； 圖5說明根據本發明之装置的一些建置組塊； 圖6A說明分散式預留協定資訊元素（DrPIe)格式之第一 實例； 圖6B說明DRPIE内之DRP控制欄位之第一實例； 圖7 A說明分散式預留協定資訊元素格式之第二實例’ 圖7B說明DRPIE内之DRP控制欄位之第二實例； 圖8說明鏈路反饋資訊元素（LFIE)格式之第一實例； 圖9說明鏈路反饋資訊元素（LFIE)格式之第二實例； 圖10說明資料率與訊雜比之間的關係之實例； 圖11說明鏈路反饋資訊元素（LFIE)格式之第三實例；及 圖12說明一鏈路欄位之格式。 【主要元件符號說明】 100 超級訊框 101 信標週期 102 資料傳送間隔/相位 103 媒體存取槽 104 信標槽 201 1吕標訊框/信標 202 "ίέ標週期之開始 203 t標週期之結尾 DEVID 1-9 裝置識別符1-9 301 槽數欄位 105747.doc •25· 1375418

302 裝置識別符欄位 303 MAC位址攔位 304 資訊元素欄位 400 無線個人區域網路 401 無線個人通訊裝置 502 接收器 503 處理器 504 信標處理模組 505 MSC及/或傳送功率選擇及反饋模組 506 天線 507 區域儲存器 600 分散式預留協定資訊元素 601 元素ID櫊位 602 長度欄位 603 DRP控制欄位 604 速率欄位 605 傳送功率位準欄位 606 目標/源DEVID欄位 607.1-607.N DRP預留攔位 631 ACK策略欄位 632 DRP預留類型欄位 633 DRP預留優先權欄位 634 UP/流指數欄位 701 速率棚位 105747.doc •26- 1375418

702 800 801 802 803 804 805 806 901 902 1100 1200 TX功率攔位 鍵路反饋資訊元素 元素ID攔位 長度欄位 TX/RX DEVID攔位 TX功率位準欄位 速率攔位 UP/流指數欄位 速率欄位 TX功率欄位 鏈路欄位

DevAddr(裝置位址）攔位

105747.doc

Claims (1)

1. 第094136202號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(101年1月） ―年/月滅修正替換頁 十、申請專利範圍： 1_ 一種在一包括複數個裝置之分散式通訊網路中動態地選 擇一資料率及—傳送（τχ)功率之至少一者的方法其包 含以下步驟： 在接故裝置處，將時間分成一至少一個超級訊框之 序列； 在該接收裝置處，將反饋包括於一信標中，使得之一 分散式預留協定資訊元素（DRPIE)於該信標中被修改成 包含至少一反饋攔位，該反饋包含關於該資料率及該傳 送功率之至少一者之選擇的資訊； 在該接收裝置處，傳送該超級訊框中包含被修改之該 DRPIE的該信標，其中該反饋係指定於經修改之該 DRPIE的該反饋攔位中，且用於至少該接收|置之未= 預留係指定於經修改之該DRpiE的一預留欄位中；及 在-傳送裝置處’至少部分地基於來自該接收裝置中 該反饋以選擇該資料率及該傳送功率之至少一者^其 Γ收裝置與該傳送裝置之每—㈣該分散式通訊網: 中任一裝置。 2·如請求項!之方法’其中該反饋進一步包含以 之至少一項：一全反饋’其包含該資料率之-建議位準 及該TX功率之一建議位準的至少一 包含該資料率及該TX功率之至少一者的建^反饋，其 鏈路反饋之狀態或品質；及天線之數目或二目關改變； 饋之引導。 —線波束反 105747-I010I20,doc 1375418 ._ 1 i W年/—㈣修正替換頁 3. 如請求項2之方法’其中鏈路反饋之該狀態或品質進一 步包含以下諸項中之至少一項： 訊雜比（SNR); 接收訊號強度（RSS); 雜訊位準（N); 封包誤差率； 位元誤差率；及 路徑損耗。 4. 如研求項1之方法，其進一步包含以下步驟： 將關於目前、過去或將來之傳送參數之資訊包括於該 信標中；及 至少部分地基於該資訊以確定該資料率及該TX功率之 至少一者的建議。 5. 如請求項4之方法，其中該等傳送參數進一步包含以下 諸項中之至少一項：TX功率、資料率、調變機制、編碼 機制、天線之數目、多輸入多輸出（ΜΙΜΟ)或波束引導參 數、一特徵化該目前/過去/將來之傳送的參數。 6. 如明求項4之方法，其中在一超級訊框中之裝置的信標 分組成至少—個信標週期（ΒΡ)。 7. 如明求項1之方法，其中該反饋在該信標之一分離的資 訊元素中傳送。 8. 如咕求項7之方法，其中該信標之該分離的資訊元素係 選自以下各項組成之群： 鏈路反饋資訊元素（LFIE)，其包含自該組選項中選出. 105747-1010120.doc 1375418 卜年/月娜正替換頁 之反饋 ； (______ 功率控制資訊元素（PCIE)，其包含關於該瓜力率之全 反饋或遞增反饋； 速率控制資訊元素（RCIE)或鏈路調適資訊元素 (LAIE) ’其包含關於該資料率、一調變機制及—編碼機 制之至少一者的反饋；^ ΜΙΜΟ資訊元素⑽Μ〇Ι_束形成資訊元素⑽叫， 其包含關於天線之該數目或天線波束引導之反饋；及 先則選項之一組合。 9.如請求項4之方法，其中該資訊作為該信標之一現有的 資訊元素（IE)之部分而傳送。 1〇·如請求項9之方法，其中該信標之該現有的m為—分散 式預留協定資訊元素（DRPIE)，其亦用於為一將來之 送預留媒體。 胃 11. 如請求項4之方法，其中該資訊在該信標之一分離 訊元素中傳送。 12. 如叫求項1之方法，其中該資料率及該τχ功率之至少一 者定義於步驟中’且其值編碼為位元組合。 13. 如請求項2之方法’其中該遞增反饋作為一位元組合而 給定，其至少指示以下任一者： 該資料率及該ΤΧ功率之至少一者應增加；或 該資料率及該ΤΧ功率之至少一者應減少； 且該資料率及該τχ功率之至少一者不應被改變。 14. 如請求項13之方法，纟中該遞增反馈亦包括該資料率及 105747-1010120.doc 15. _____ W替換頁 _ _… 該TX力率之至少_者應改變多少分別為多少之步驟。 如=求項5之方法’其中該資料率及該ΤΧ功率之至少-者定義於步驟中，且其值編碼為位元組合。 16. 如請求項1之方法’其中該在-信標中之反饋由用於所 有鏈路之反饋組成，該裝置在該等鏈路上為一資料接收 器。 17. 一種無線裝置，其可操作於-分散式通訊網路上，且包 含： 一傳送器，其用於傳送自身裝置信標及資料； 一接收器，其能夠經由一無線媒體通訊； 一處理器； 一信標處理模組； 一區域儲存器； 其中該處理器經組態以自該接收器接收一信標訊框， 該信標訊框包含與一資料率及一傳送功率之至少一者的 選擇相關之反饋，該處理器另替一特定鏈路選擇該 率及該傳送功率之至少—者，其中該反饋係指定於經修 改之-DRPIE的-反饋搁位中’且未來預留係指定於經 修改之該DRPIE的一預留欄位中。 18. 如請求項17之無線裝置，其中該信標處理模組處理該信 標訊框以較另-裝置之至少―個特性，且將其儲存於 該區域儲存器中。 19. 如請求項17之無線裝置，其中該裝置藉由以下步驟來偵 測信標碰撞： 105747-1010120.doc -4- 1375418 掃描信標槽，·以及 解碼其他裝置傳送之作 元素(卿E)。 ⑷的-信標週期佔用率資訊 20. 如請t項17之無線裝置’其中該處理器有效地搞接至 該#標處理模組，且經組態以將媒體分成至少-個包 含一經分槽的信標通訊週期及—資料傳送週期之超級訊 框的-序列，以處理其處分郜接收到之信標及資料，且 格式化及控制自身作垆b ή & ’次μ 曰豸乜標及自身資料以待分別於其處傳 送； 該接收及傳輪器，且因此經組態以於該經分槽的信 標通訊週期中分別控制信標之接收及傳送，且於該資料 傳送週期中分別控制資料率及ΤΧ功率。 105747-1010120.doc