中繼選擇和建立的系統和方法

2023-05-10 12:19:11 2

中繼選擇和建立的系統和方法
【專利摘要】特定方法包括在接入點處接收來自一個或多個中繼節點的一條或多條請求消息，這一條或多條請求消息中的每一條請求消息是與站有關的探測請求消息或關聯請求消息。該方法包括基於這一條或多條請求消息來選擇接入點和站之間的通信路徑以及發送指示所選擇的通信路徑的響應消息。
【專利說明】中繼選擇和建立的系統和方法
[0001] I.優先權要求
[0002] 本申請要求於2012年1月24日提交的美國臨時專利申請No. 61/589, 913的優先 權，該臨時申請的內容通過援引全部明確納入於此。
[0003] II.領域
[0004] 本公開一般涉及站和接入點之間的中繼節點的選擇和建立。
[0005] III.相關技術描述
[0006] 技術進步已導致越來越小且越來越強大的計算設備。例如，當前存在各種各樣的 可攜式個人計算設備，包括較小、輕量且易於由用戶攜帶的無線計算設備，諸如可攜式無線 電話、個人數字助理（PDA)以及尋呼設備。更具體地，可攜式無線電話（諸如蜂窩電話和網 際協議（IP)電話）可通過無線網絡傳達語音和數據分組。同樣，此類無線電話可處理可執 行指令，包括可被用於接入網際網路的軟體應用，諸如web瀏覽器應用。由此，這些無線電話 可包括顯著的計算能力。
[0007] -些設備可被配置成經由無線網絡來傳達數據。例如，許多設備被配置成根據使 得能經由接入點進行無線數據交換的電氣和電子工程師協會（IEEE)802. 11規範來操作。 出於解說目的，無線傳感器可通過遵循IEEE802. llah的網絡協議來與接入點進行通信。此 類無線傳感器可具有低佔空比和功率約束。例如，無線傳感器（例如，遵循IEEE802. llah的 設備）可被配置成甦醒相對短的時間段以執行少許測量、經由接入點將測量的結果傳達給 目的地（或將結果傳達給接入點）、並隨後進入睡眠模式達相對長的時間段。如果接入點位 於離無線傳感器相對大的距離處，則該無線傳感器可使用增大的發射功率，由此導致無線 傳感器處增大的功耗。如果接入點位於遠離無線傳感器，則從無線傳感器到接入點的傳輸 時間也會增加。無線傳感器處增大的功耗和增加的傳輸時間（即，增大的介質佔用率）影 響到無線傳感器的性能。相應地，為了改善無線傳感器的性能，可能期望增大無線傳感器的 吞吐量並減小無線傳感器處的能量消耗。
[0008] IV.概述
[0009] 公開了中繼選擇和建立的系統和方法。在特定實施例中，至少一個中繼節點可被 選作站（例如，無線傳感器）和接入點之間的通信路徑的一部分，從而導致站的性能改善。 在一個實施例中，該至少一個中繼節點可被選擇以增大（即，擴展）站的通信範圍。例如， 如果接入點處於站的通信範圍之外並且該至少一個中繼節點處於站的通信範圍內，則站可 經由該至少一個中繼節點向接入點傳送數據。在另一實施例中，該至少一個中繼節點可降 低站處的功耗。例如，如果站到該至少一個中繼節點的距離比到接入點的距離近，則站可以 比向接入點傳送數據低的發射功率來向該至少一個中繼節點傳送數據。在另一實施例中， 與直接從站到接入點的通信路徑相比，包括該至少一個中繼節點的通信路徑的使用可縮短 傳輸時間，從而導致站的吞吐量改善。例如，如果站向位於更靠近該站的中繼節點（例如， 與站和接入點等距，如圖3的仿真結果中所示）發送數據，則從站到接入點的傳輸時間可縮 短。
[0010] 在特定實施例中，一種方法包括在接入點處接收來自一個或多個中繼節點的一條 或多條請求消息，其中該一條或多條請求消息中的每一條請求消息是與站有關的探測請求 消息或關聯請求消息。該方法包括基於該一條或多條請求消息來選擇接入點和站之間的通 信路徑以及發送指示所選擇的通信路徑的響應消息。
[0011] 在特定實施例中，一種方法包括在接入點處接收與站有關的至少兩條請求消息， 其中該至少兩條請求消息中的第一請求消息接收自中繼節點，並且其中該至少兩條請求消 息中的每一條請求消息是與該站有關的探測請求消息或關聯請求消息。該方法包括確定對 應於每條請求消息的數據率以及基於該數據率來選擇接入點和站之間的通信路徑。
[0012] 在特定實施例中，一種方法包括從站發送探測請求消息，其中該探測請求消息包 括站的中繼能力信息，並且其中該探測請求消息包括要連接到接入點的關聯請求。該方法 包括接收來自中繼節點的響應消息，該響應消息指示從站經由該中繼節點到接入點的通信 路徑。
[0013] 在特定實施例中，一種方法包括在中繼節點處接收來自站的探測請求消息，其中 該探測請求消息包括要連接到接入點的關聯請求。該方法進一步包括估計同與站通信有關 的信道質量。該方法還包括向接入點發送經修改的請求消息，其中經修改的請求消息包括 對所估計信道質量的指示。
[0014] 在特定實施例中，一種裝置包括處理器以及存儲能由該處理器執行的指令的存儲 器。該指令能執行以檢測在接入點處對來自一個或多個中繼節點的一條或多條請求消息的 接收，其中該一條或多條請求消息中的每一條請求消息是與站有關的探測請求消息或關聯 請求消息。該指令進一步能執行以基於這一條或多條請求消息來選擇接入點和站之間的通 信路徑並發起指示所選擇的通信路徑的響應消息的傳送。
[0015] 在特定實施例中，一種裝置包括處理器以及存儲能由該處理器執行的指令的存儲 器。該指令能執行以檢測在接入點處對與站有關的至少兩條請求消息的接收，其中該至少 兩條消息中的第一請求消息接收自中繼節點，並且其中該至少兩條請求消息中的每一條請 求消息是與該站有關的探測請求消息或關聯請求消息。該指令能進一步執行以確定對應於 每條請求消息的數據率以及基於該數據率來選擇接入點和站之間的通信路徑。
[0016] 在特定實施例中，一種裝置包括處理器以及存儲能由該處理器執行的指令的存儲 器。該指令能執行以發起探測請求消息自站的傳送，其中該探測請求消息包括站的中繼能 力信息，並且其中該探測請求消息包括要連接到接入點的關聯請求。該指令能進一步執行 以檢測來自中繼節點的響應消息的接收。該響應消息指示從站經由中繼節點到接入點的通 信路徑。
[0017] 在特定實施例中，一種裝置包括處理器以及存儲能由該處理器執行的指令的存儲 器。該指令能執行以檢測在中繼節點處對來自站的探測請求消息的接收，其中該探測請求 消息包括要連接到接入點的關聯請求。該指令能進一步執行以估計同與站通信有關的信道 質量。該指令能進一步執行以向接入點發送經修改的請求消息，其中經修改的請求消息包 括對所估計信道質量的指示。
[0018] 本公開的其他方面、優點和特徵將在閱讀了整個申請後變得明了，整個申請包括 下述章節：附圖簡述、詳細描述以及權利要求。
[0019] V.附圖簡述
[0020] 圖1是可操作用於在站和接入點之間選擇和建立一個或多個中繼節點的系統的 特定實施例的示圖；
[0021] 圖2是在圖1的系統中在站和接入點之間經由一個或多個中繼節點傳送消息的方 法的特定實施例的示圖；
[0022] 圖3是解說圖1的系統的仿真結果的曲線圖；
[0023] 圖4A和4B是解說圖1的系統的仿真結果的曲線圖；
[0024] 圖5A和5B是解說圖1的系統的仿真結果的曲線圖；以及
[0025] 圖6是可操作用於經由一個或多個中繼節點向接入點傳送消息的站的特定實施 例的框圖。
[0026] VI.詳細描述
[0027] 參照圖1，可操作用於在站和接入點之間選擇和建立一個或多個中繼節點的系統 的特定實施例的示圖被示出並被一般性地指定為1〇〇。系統1〇〇包括與站104並與多個 中繼節點110、120、130、140處於無線通信的接入點102。在特定實施例中，這多個中繼節 點110-140和站104可經由無線通信網絡被無線地耦合至接入點102。例如，無線通信網 絡可以基於電氣電子工程師協會（IEEE)802. llah協議，其中接入點102、多個中繼節點 110-140、和站104是遵循IEEE802. llah的設備。中繼節點110-140(以及可能的站104) 可位於接入點102的通信範圍內。
[0028] 接入點102可包括耦合至處理器116的存儲器112。存儲器112可存儲可由處理 器116執行的指令114。接入點102可包括通信路徑選擇模塊118。例如，通信路徑選擇模 塊118可使用接入點102板載的硬體（例如，電路系統）來實現、可通過處理器116執行指 令114來實現、或者可通過硬體與由處理器116執行的指令114的組合來實現。在特定實 施例中，通信路徑選擇模塊118可被配置成響應於接收到來自中繼節點110-140中的一個 或多個（以及可能直接來自站104)的一條或多條請求消息（其中每條請求消息與站104 相關）而選擇從接入點102到站104的通信路徑。在特定實施例中，所選擇的通信路徑可 包括多個中繼節點110-140中的至少一個中繼節點。
[0029] 這多個中繼節點110-140可包括第一中繼節點110、第二中繼節點120、第三中繼 節點130、以及第四中繼節點140。中繼節點110-140可各自包括處理器和耦合至該處理器 的存儲器。出於解說目的，第二中繼節點120可包括耦合至處理器126的存儲器122。存儲 器122可存儲可由處理器126執行的指令124。中繼節點110-140中的一個或多個可包括 信道估計模塊。例如，第二中繼節點120可包括信道質量估計模塊128。信道質量估計模塊 128可使用第二中繼節點120板載的硬體（例如，電路系統）來實現、可通過處理器126執 行指令124來實現、或者可通過硬體與由處理器126執行的指令124的組合來實現。在特 定實施例中，信道質量估計模塊128可被配置成響應於在第二中繼節點120處接收到來自 站104的探測請求消息而估計與同站104通信相關的信道質量。
[0030] 在特定實施例中，站104可包括行動裝置、相機、多媒體播放器、娛樂單元、導航設 備、個人數字助理（PDA)、可攜式計算機、或其任何組合。在另一特定實施例中，站104可包 括被配置成進行測量並將測量傳送給接入點102的無線傳感器或無線儀表。例如，站104可 以是煙塵探測器、水錶、溫度計、或Wi-Fi設備，其位於遠離接入點102並被配置成以特定時 間間隔向接入點102傳送數據。此外，站104可具有低佔空比，其中站104進入睡眠模式、 斷電模式、或減電模式以降低站104的功耗。
[0031] 在操作期間，站104可廣播或多播請求消息152。請求消息152可包括或對應於探 測請求消息、關聯請求消息、或其組合。例如，請求消息152可由站104在該站104未與接 入點102相關聯時發送。請求消息152可由站104的通信範圍內的中繼節點110-140中的 一個或多個和/或接入點102接收。例如，請求消息152可包括與中繼節點110-140並與 接入點102相對應的一個或多個地址，諸如由中繼節點110-140和接入點102監視的多播 地址。在特定實施例中，請求消息152包括要連接到接入點102的關聯請求並包括站104 的中繼能力信息。例如，中繼能力信息可指示站104是否能夠經由中繼節點110-140中的 一個或多個向接入點102傳送數據。
[0032] 在一個實施例中，接入點102可處於站104的通信範圍內。在此實施例中，接入點 102可選擇不包括中繼節點的到站104的通信路徑，並且響應消息154由接入點102直接發 送給站104.替換地，即使接入點102處於站104的通信範圍內，接入點102的通信路徑選 擇模塊118還是可選擇包括中繼節點110-140中的至少一個（例如，第二中繼節點120)的 到站104的通信路徑。例如，通信路徑選擇模塊118可選擇使站101處的能量消耗最小化、 使站104和接入點102之間的吞吐量數據率最大化、使站104和接入點102之間的傳輸時 間最小化、或其任何組合的通信路徑。在又一實施例中，接入點102可位於站104的通信範 圍之外。在此實施例中，請求消息152可被中繼節點110-140中的一個或多個（例如，第二 中繼節點120)接收到，但不被接入點102接收到。
[0033] 出於解說目的，第二中繼節點120可接收到來自站104的請求消息152。在特定實 施例中，第二中繼節點120的信道質量估計模塊128可被配置成估計與第二中繼節點120 和站104之間的通信有關的信道質量。例如，信道質量估計模塊128可基於根據從站104 發送的請求消息152推導出的信號特性來估計信道質量。在特定實施例中，信號特性包括 信噪比（SNR)、信號幹擾噪聲比（SINR)、收到信號強度指示（RSSI)、調製和編碼方案（MCS)、 或其任何組合。
[0034] 響應於接收到請求消息152,第二中繼節點120可向接入點102發送經修改的請求 消息134。經修改的請求消息134可包括對所估計信道質量的指示。在一些情形中，中繼 節點110-140中的一個以上中繼節點可接收到來自站104的請求消息152,並且中繼節點 110-140中每一個接收到請求消息152的中繼節點可估計信道質量並生成將被發往接入點 102的經修改的請求消息。相應地，作為直接從站104接收請求消息152的補充或替換，接 入點102可從接收到請求消息152的一個或多個中繼節點110-140接收一條或多條經修改 的請求消息。
[0035] 響應於接收到一條或多條請求消息（其包括由中繼節點發送的經修改的請求消 息（例如，經修改的請求消息134)、由站104發送的請求消息152、或兩者），接入點102可 選擇到站104的通信路徑。所選擇的通信路徑可從預期通信路徑集中選擇。出於解說目的， 多個中繼節點110-140中的每一個可對應於預期通信路徑集中的預期通信路徑。預期通信 路徑集還可包括接入點102和站104之間的直接通信路徑。所選擇的通信路徑對應於要用 於在接入點102和站104之間傳送數據的路線。例如，所選擇的通信路徑可以是接入點102 和站104之間的直接路徑（即，不使用任何中繼節點）。在另一示例中，所選擇的通信路徑 可包括多個中繼節點110-140中的一個或多個中繼節點。出於解說目的，所選擇的通信路 徑可包括第二中繼節點120,在此情形中，由站104傳送的數據將被第二中繼節點120接收 並隨後由第二中繼節點120傳送給接入點102。
[0036] 接入點102的通信路徑選擇模塊118可基於與一條或多條請求消息相對應的一個 或多個數據率來將預期通信路徑選作所選擇的通信路徑。這一個或多個數據率可包括一個 或多個中繼節點110-140中每一個中繼節點與站104之間的數據率。另外，接入點102可 估計與每一條接收到的請求消息相關聯的信道質量。例如，當接入點102接收到來自站104 的請求消息152時，接入點102可使用信道質量估計模塊117來估計同直接與站104通信 相關聯的信道質量。附加或替換地，當接入點102接收到來自第二中繼節點120的經修改 的請求消息134時，接入點102可使用信道質量估計模塊117來估計同與第二中繼節點120 通信相關聯的信道質量。
[0037] 在一個實施例中，所選擇的通信路徑可以是導致接入點102和站104之間的吞吐 量最大的預期通信路徑。例如，所選擇的通信路徑可被選擇為包括中繼節點110-140當中 提供最大吞吐量的至少一個中繼節點。在另一實施例中，該通信路徑可以是導致站104處 能量消耗最低的預期通信路徑。例如，該通信路徑可被選擇為包括中繼節點110-140當中 使站104的能量消耗最小化的至少一個中繼節點。在又一實施例中，該通信路徑可以是提 供站104和接入點102之間的最小傳輸時間的預期通信路徑。例如，該通信路徑可被選擇 為包括中繼節點110-140當中使傳輸時間最小化的至少一個中繼節點。
[0038] 在選擇通信路徑（例如，改善站104的性能的最佳通信路徑）之後，接入點102可 發送指示所選擇的通信路徑的響應消息136。在特定實施例中，如果從接入點102到站104 的直接路徑改善站104的性能，則響應消息136可被直接發送給站104。然而，如果經由一個 或多個中繼節點（例如第二中繼節點120)的通信路徑改善站104的性能，則響應消息136 可被發送給第二中繼節點120。第二中繼節點120可隨後將響應消息136發送給站104。響 應消息136可被發送給與作為所選擇的通信路徑的一部分的中繼節點（例如，第二中繼節 點120)相關聯的地址（例如，單播地址）或者在所選擇的通信路徑是直接至站104時發送 給站104的地址（例如，單播地址）。
[0039] 在接入點102處選擇通信路徑可包括為站104和接入點102之間的每一條預期通 信路徑計算數據率。在特定實施例中，通信路徑選擇模塊118可被配置成為站104和接入 點102之間的預期通信路徑集中的每一條預期通信路徑計算合計數據率倒數。例如，針對 間接預期通信路徑（即，經由至少一個中繼節點110-140)的合計數據率倒數可等於該間接 預期通信路徑的每一跳的數據率倒數的總和。可選擇具有最低數據率倒數的特定預期通信 路徑。
[0040] 出於解說目的，為了達成最大吞吐量（即，使介質佔用率最小化），可基於數據率 倒數來選擇滿足下式的特定通信路徑：
[0041] 對於所有η而言，+ 最小，其中R(l，η)表示對應於站104和中繼節點 R(l,n) R(2,n) η(例如，第二中繼節點120)之間的跳躍的數據率，並且R(2, η)表示對應於中繼節點η和接 入點102之間的跳躍的數據率。然而，如果的每一個值都大於1/R(即，對應 於從站104到接入點102的直接路徑的數據率的倒數），則該直接路徑可被選作通信路徑。 應注意，通信路徑可包括站104和接入點102之間的一個以上中繼節點（例如，k個中繼節 點）。在此情形中，可基於數據率倒數來選擇滿足下式的通信路徑：
[0042] 對於站104和接入點102之間的k個中繼節點而言， 1 1 I 曰 + 'Λ(2,η) + …+ i?(A +1，《)]取小。
[0043] 在接入點102處選擇通信路徑可以附加地或者替換地包括為從站104到站104和 接入點102之間的預期通信路徑集中的每一條預期通信路徑中的每一個中繼節點的跳躍 計算數據率，並且選擇具有計算出的最高數據率的特定預期通信路徑。出於解說目的，當站 104到每一個中繼節點的發射功率相等時，為了使站104的能量消耗最小化（即，由於能量 消耗與數據率直接相關），通信路徑選擇模塊118可選擇滿足下式的通信路徑：
[0044] 對於所有η而言，R(l，η)最大，其中R(l，η)表示對應於站104和中繼節點η(例 如，第二中繼節點120)之間的跳躍的數據率。通信路徑選擇模塊118可通過比較關於中繼 節點110-140中每一個中繼節點的數據率來確定最大數據率。然而，如果R(l，η)對於所有 η的每一個值都小於值R(其對應於直接路徑的數據率），則通信路徑選擇模塊118可以選 擇從接入點102到站104的直接路徑。
[0045] 當站104到每一個中繼節點的發射功率變化時，站104向特定中繼節點η傳送一 個比特的能量消耗可由下式表示：
[。。46] ftl·爾耗=TX，wer * ^其中Τχ-Ρ〇暫是發射功率，並且RQ，n)是針 對特定中繼節點η的發射數據率。
[0047] 應注意，數據率可基於有效載荷數據率，有效載荷數據率從發送自中繼節點 110-140的經修改的請求消息134推導出。替換地，數據率可基於針對經修改的請求消息 134的媒體接入控制（MAC)層吞吐量。
[0048] 在選擇通信路徑之後，接入點102可經由對應於所選擇的通信路徑的中繼節點 (例如，經由第二中繼節點120)向站104發送響應消息136。替換地，如果所選擇的通信路 徑是直接通信路徑，則接入點102可直接向站104發送響應消息136。第二中繼節點120可 隨後將響應消息136 (或指示所選擇的通信路徑的另一響應消息）發送給站104。
[0049] 參照圖2,在站和接入點之間經由一個或多個中繼節點傳送消息的方法的特定 實施例的示圖被公開並被一般性地指定為200。在圖2中，示出圖1的站104、中繼節點 110-130、和接入點102。
[0050] 在第一時間，在208處，站104可發送請求消息（例如，探測請求消息或另一關聯 請求消息）。例如，站104可將請求消息發送給與一個或多個中繼節點相關聯（例如，由一 個或多個中繼節點監視）的多播地址，該一個或多個中繼節點諸如在站104的通信範圍內 的第一中繼節點110、第二中繼節點120、和第三中繼節點130(圖1的第四中繼節點140可 能在站104的通信範圍之外）。該多播地址可與接入點相關聯（例如，由接入點監視）。在 特定實施例中，請求消息可包括站104的中繼能力信息以及要連接到接入點102的關聯請 求。例如，當站104轉移出睡眠模式或轉移出減電模式並且站104希望加入網絡（例如，遵 循IEEE802. llah的網絡）時，可從站104發送請求消息。請求消息可指示站104被配置成 經由一個或多個中繼節點與接入點102通信。例如，該請求消息可設置中繼欄位的一個或 多個中繼位。此外，該請求消息可包括指示站104的其他能力信息（諸如自適應速率控制 能力和多天線配置）的一個或多個位。
[0051] 在一些情形中，在210處，該請求消息可直接由接入點102接收。例如，如果接入 點102處於站104的通信範圍內，則接入點102可接收到該請求消息。
[0052] 響應於接收到請求消息，中繼節點110-130中的一個或多個中繼節點可分別在 212、214、和216處將與站104有關的請求消息發送給接入點102。例如，請求消息1、2、3可 分別從第一中繼節點110、第二中繼節點120、和第三中繼節點130發送。在特定實施例中， 請求消息1、2、3中的每一個是基於從站104接收到的請求消息的經修改的請求消息。例 如，經修改的請求消息可包括對同與站104通信的對應中繼節點有關的所估計信道質量的 指示。出於解說目的，第一中繼節點110可基於從接收自站104的請求消息推導出的信號 特性來估計同站和第一中繼節點110之間的通信有關的信道質量。信號特性可包括信噪比 (SNR)、信號幹擾噪聲比（SINR)、收到信號強度指示（RSSI)、調製和編碼方案（MCS)、或其任 何組合。因此，中繼節點110-130中的每一個中繼節點可向接入點102提供信道質量信息 以使得接入點102能夠選擇用於站104的通信路徑。
[0053] 方法200還可包括在218處選擇到站104的通信路徑。例如，選擇到站104的通 信路徑可包括選擇從接入點102到站104的直接路徑或選擇經由中繼節點110-130中的一 個或多個中繼節點到站104的通信路徑。在特定實施例中，選擇到站的通信路徑可包括確 定與分別從中繼節點110-130接收到的經修改的請求消息1、2、3相對應的數據率。例如， 接入點102的通信路徑選擇模塊（諸如圖1的通信路徑選擇模塊118)可確定關於每一個 經修改的請求消息1、2、3的數據率以及對應於直接與站104通信（S卩，無中繼節點的直接 通信路徑）的數據率並將它們進行比較。在特定實施例中，通信路徑選擇模塊可選擇預期 通信路徑集當中在站104處提供最低能量消耗的特定通信路徑。在另一特定實施例中，通 信路徑選擇模塊可選擇預期通信路徑集當中在接入點102和站104之間提供最大吞吐量速 率的特定通信路徑。在另一特定實施例中，通信路徑選擇模塊可選擇預期通信路徑集當中 在接入點102和站104之間提供最小傳輸時間的特定通信路徑。在又一實施例中，通信路 徑選擇模塊可選擇預期通信路徑集當中提供低能量消耗、大吞吐量速率、和/或低傳輸時 間的組合的特定通信路徑。
[0054] 如果選擇了直接通信路徑，則方法200可包括在220處將響應消息從接入點102 發送給站104。例如，接入點102可（例如基於所確定的數據率）確定到站104的直接通信 路徑改善站104的性能（例如，提供低功耗、高吞吐量、或低傳輸時間），並且接入點102可 將響應消息傳送給站104。
[0055] 如果選擇了經由中繼節點的通信路徑，則方法200可包括在222處將響應消息從 接入點102發送給所選擇的中繼節點。例如，接入點102可選擇經由第二中繼節點120到 站104的特定路徑並將響應消息傳送給第二中繼節點120。
[0056] 在特定實施例中，該響應消息包括關聯響應信息。例如，該響應消息可準許站104 連接至接入點102或與接入點102相關聯，並且可包括接入點102的配置信息，該配置信息 可使得站104能夠連接至站。
[0057] 方法200還包括在224將響應消息從所選擇的中繼節點發送給站104。例如，第二 中繼節點120可將響應消息發送給站104。在特定實施例中，該響應消息可包括關聯響應信 息以及關於將由站104用於傳送數據的初始MCS的信息。例如，第二中繼節點120可向站 104指示站104可用來向第二中繼節點120傳送數據的初始MCS。
[0058] 圖3、4A、4B、5A、和5B描繪了表示被執行以選擇包括站（例如，圖1的站104)和接 入點（例如，圖1的接入點102)之間的至少一個中繼節點的通信路徑的多個仿真的各種統 計數據。
[0059] 圖3是用於傳送具有256位元組的分組大小的第一數據分組和具有512位元組的分 組大小的第二數據分組的傳輸時間（以毫秒（ms)計）對距離（以米（m)計）的圖形解說 302。在第一 304情形中，256位元組分組從站104直接傳送給接入點102 (即，一跳）。在第 二306情形中，512位元組分組從站104傳送給接入點102 (即，一跳）。
[0060] 如圖3中所示，當接入點位於離站104在約500m到約600m之間時，以單跳（S卩，直 接從站104向接入點102)傳送第二數據分組（即，512位元組）花費約31秒。然而，當選擇 包括位於離站104約300m的中繼節點（諸如圖1的第二中繼節點120)的通信路徑時，傳輸 時間約為4. 5s ( SP，對於第一跳）。因此，使用兩個300m跳躍達到600m的總傳輸時間約為 9s ( S卩，對於每一跳4. 5s x2 = 9s)此外，站104的能量消耗可減少，這是因為站104到中繼 節點的距離（即，300m)比到接入點102的距離（即，600m)近。通過使用中繼節點在站104 處達成的能量降低可以是第二數據分組直接傳送給接入點102時的約1/7 (即，31s/4. 5s = 7)，因為能量消耗與傳輸時間成比例（相似的分析適用於256位元組分組）。
[0061] 圖4A和4B分別是用於在使用中繼節點時以及在不使用任何中繼節點（S卩，直接 地）時從站（例如，圖1的站104)向接入點（例如，圖1的接入點102)傳送具有256位元組 大小的分組的傳輸時間和能量消耗的圖形解說。類似地，圖5A和5B分別是用於傳送具有 512位元組大小的分組的傳輸時間和能量消耗的圖形解說。
[0062] 圖44、48、5八、和58的仿真參數包括具有兩個天線的接入點以及具有單個天線的 站。仿真的噪聲水平被設為5分貝（5B)。MCS-SNR參數被設為小於1 %分組差錯率（PER)， 其類似於IEEE802. 11η20ΜΗζ信道D曲線。數據分組（即，256位元組分組和512位元組分組） 的PHY前置碼為6個碼元。下表概述了仿真配置。
[0063]
【權利要求】
1. 一種方法，包括： 在接入點處接收來自一個或多個中繼節點的一條或多條請求消息，其中所述一條或多 條請求消息中的每一條請求消息是與站有關的探測請求消息或關聯請求消息； 基於所述一條或多條請求消息來選擇所述接入點和所述站之間的通信路徑；以及 發送指示所選擇的通信路徑的響應消息。
2. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所選擇的通信路徑包括至少一個中繼節點， 並且所述響應消息被發送給所述至少一個中繼節點。
3. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所選擇的通信路徑不包括中繼節點，並且所 述響應消息被直接發送給所述站。
4. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所選擇的通信路徑是基於對應於所述一條 或多條請求消息的一個或多個數據率來選擇的。
5. 如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述一個或多個數據率包括所述一個或多 個中繼節點中每一個中繼節點與所述站之間的數據率。
6. 如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所選擇的通信路徑是基於所述一個或多個 中繼節點中提供所述接入點和所述站之間的增大的吞吐量的至少一個中繼節點來選擇的。
7. 如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所選擇的通信路徑選自預期通信路徑集，其 中所述一個或多個中繼節點中的每一個中繼節點對應於所述預期通信路徑集中的預期通 信路徑，並且所選擇的通信路徑與所述預期通信路徑集的其他通信路徑相比利用所述站的 較少能量進行數據傳輸。
8. 如權利要求7所述的方法，其特徵在於，與特定通信路徑相關聯的所述站的能量消 耗被估計為所述站對所述特定通信路徑的特定中繼節點的發射功率與對所述特定中繼節 點的發射數據率的倒數的乘積。
9. 如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所選擇的通信路徑選自預期通信路徑集，其 中所述一個或多個中繼節點中的每一個中繼節點對應於所述預期通信路徑集中的預期通 信路徑，並且所選擇的通信路徑與所述預期通信路徑集的其他通信路徑相比利用所述站和 所述接入點之間的較少傳輸時間。
10. 如權利要求4所述的方法，其特徵在於，選擇所述通信路徑包括： 為所述站和所述接入點之間的預期通信路徑集中的每一條預期通信路徑計算合計數 據率倒數，其中間接預期通信路徑的合計數據率倒數等於所述間接預期通信路徑的每一跳 的數據率倒數的總和， 其中所選擇的通信路徑是所述預期通信路徑集中具有最低合計數據率倒數的特定預 期通信路徑。
11. 如權利要求4所述的方法，其特徵在於，選擇所述通信路徑包括： 為從所述站到所述站和所述接入點之間的預期通信路徑集中每一條預期通信路徑的 每一個中繼節點的跳躍計算數據率， 其中所選擇的通信路徑是所述預期通信路徑集中具有計算出的最高數據率的特定預 期通信路徑。
12. 如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述一個或多個數據率對應於所述一條或 多條請求消息的有效載荷數據率。
13. 如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述一個或多個數據率對應於所述一條或 多條請求消息的媒體接入控制（MAC)層吞吐量。
14. 如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述一個或多個數據率是基於所述一條或 多條請求消息的信號特性來確定的，並且所述信號特性包括信噪比（SNR)、信號幹擾噪聲比 (SINR)、收到信號強度指示（RSSI)、調製和編碼方案（MCS)、或其任何組合。
15. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，進一步包括接收來自所述站的多播請求消 息，其中所述多播請求消息被定址到與所述一個或多個中繼節點和所述接入點相關聯的多 播地址，並且所選擇的通信路徑是至少部分地基於所述多播請求消息來選擇的。
16. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，響應於所述一個或多個中繼節點在與所述 一個或多個中繼節點和所述接入點相關聯的多播地址從所述站接收到多播請求消息，通過 單播從所述一個或多個中繼節點向所述接入點傳送所述一條或多條請求消息。
17. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所選擇的通信路徑基於電氣和電子工程師 協會（IEEE)802. llah協議並且所述站是遵循IEEE802. llah的設備。
18. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述響應消息進一步指示將由所述站在傳 送數據時使用的初始調製和編碼方案（MCS)。
19. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述一條或多條請求消息響應於所述站從 睡眠模式甦醒或者響應於所述站上電而被發送。
20. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，進一步包括直接從所述站接收請求消息， 其中直接從所述站接收的請求消息包括所述站的中繼能力信息，並且所選擇的通信路徑是 進一步基於所述請求消息來選擇的。
21. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述一條或多條請求消息中的特定請求消 息接收自特定中繼節點，其中所述特定請求消息包括與所述特定中繼節點和所述站之間的 通信有關的信道質量估計，並且所選擇的通信路徑是至少部分地基於所述信道質量估計來 選擇的。
22. -種裝置，包括： 處理器；以及 存儲指令的存儲器，所述指令能由所述處理器執行以： 檢測接入點處對來自一個或多個中繼節點的一條或多條請求消息的接收，其中所述一 條或多條請求消息中的每一條請求消息是與站有關的探測請求消息或關聯請求消息； 基於所述一條或多條請求消息來選擇所述接入點和所述站之間的通信路徑；以及 發起指示所選擇的通信路徑的響應消息的傳送。
23. 如權利要求22所述的裝置，其特徵在於，所選擇的通信路徑是基於對應於所述一 條或多條請求消息的一個或多個數據率來選擇的。
24. 如權利要求23所述的裝置，其特徵在於，所述一個或多個數據率是基於對應於所 述一條或多條請求消息中每一條請求消息的有效載荷數據率來確定的。
25. 如權利要求23所述的裝置，其特徵在於，所述一個或多個數據率是基於對應於所 述一條或多條請求消息中每一條請求消息的媒體接入控制（MAC)層吞吐量速率來確定的。
26. 如權利要求22所述的裝置，其特徵在於，所述接入點基於電氣和電子工程師協會 (IEEE)802. llah協議來通信並且所述站是遵循IEEE802. llah的設備。
27. 如權利要求22所述的裝置，其特徵在於，所述響應消息進一步指示將由所述站用 於通信的初始調製和編碼方案（MCS)。
28. 如權利要求22所述的裝置，其特徵在於，所述指令進一步能由所述處理器執行以 檢測直接從所述站接收的請求消息的接收，其中直接從所述站接收的所述請求消息包括所 述站的中繼能力信息。
29. 如權利要求28所述的裝置，其特徵在於，直接從所述站接收的所述請求消息是通 過與所述接入點相關聯且與所述一個或多個中繼節點相關聯的多播地址接收的，並且所述 響應消息被傳送給與所述一個或多個中繼節點中的特定中繼節點相關聯或與所述站相關 聯的單播地址。
30. 如權利要求22所述的裝置，其特徵在於，所述處理器被集成到行動裝置、相機、多 媒體播放器、娛樂單元、導航設備、個人數字助理（PDA)、可攜式計算機、或其任何組合中。
31. 如權利要求22所述的裝置，其特徵在於，所述一條或多條請求消息中的特定請求 消息接收自特定中繼節點，並且所述特定請求消息包括與所述特定中繼節點和所述站之間 的通信有關的信道質量估計。
32. -種設備，包括： 用於在接入點處接收來自一個或多個中繼節點的一條或多條請求消息的裝置，其中 所述一條或多條請求消息中的每一條請求消息是與站有關的探測請求消息或關聯請求消 息； 用於基於所述一條或多條請求消息來選擇所述接入點和所述站之間的通信路徑的裝 置；以及 用於傳送指示所選擇的通信路徑的響應消息的裝置。
33. 如權利要求32所述的設備，其特徵在於，所述通信路徑是基於對應於所述一條或 多條請求消息的一個或多個數據率來選擇的。
34. 如權利要求33所述的設備，其特徵在於，所述一個或多個數據率是基於對應於所 述一條或多條請求消息中每一條請求消息的有效載荷數據率、基於對應於所述一條或多條 請求消息中每一條請求消息的媒體接入控制（MAC)層吞吐量速率、或其組合來確定的。
35. 如權利要求32所述的設備，其特徵在於，所述響應消息進一步指示將由所述站用 於通信的初始調製和編碼方案（MCS)。
36. 如權利要求32所述的設備，其特徵在於，所述一條或多條請求消息中的特定請求 消息接收自特定中繼節點，其中所述特定請求消息包括與所述特定中繼節點和所述站之間 的通信有關的信道質量估計，並且所述用於選擇通信路徑的裝置至少部分地基於所述信道 質量估計來選擇所選擇的通信路徑。
37. -種包括指令的計算機可讀存儲設備，所述指令在由處理器執行時使得所述處理 器執行操作，所述操作包括： 檢測在接入點處對來自一個或多個中繼節點的一條或多條請求消息的接收，其中所述 一條或多條請求消息中的每一條請求消息是與站有關的探測請求消息或關聯請求消息； 基於所述一條或多條請求消息來選擇所述接入點和所述站之間的通信路徑；以及 發起指示所選擇的通信路徑的響應消息的傳送。
38. 如權利要求37所述的計算機可讀存儲設備，其特徵在於，所選擇的通信路徑是基 於對應於所述一條或多條請求消息的一個或多個數據率來選擇的。
39. 如權利要求37所述的計算機可讀存儲設備，其特徵在於，所述響應消息進一步指 示將由所述站在傳送數據時使用的初始調製和編碼方案（MCS)。
40. 如權利要求37所述的計算機可讀存儲設備，其特徵在於，所述一條或多條請求消 息中的特定請求消息接收自特定中繼節點，其中所述特定請求消息包括與所述特定中繼節 點和所述站之間的通信有關的信道質量估計，並且所選擇的通信路徑是至少部分地基於所 述信道質量估計來選擇的。
【文檔編號】H04W84/12GK104067669SQ201380006250
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年1月18日 優先權日:2012年1月24日
【發明者】S·莫林, Z·全, S·P·阿伯拉翰, H·薩姆帕斯 申請人:高通股份有限公司