專利名稱：包括加速退避功能的wlan發(fā)送調(diào)度器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及載波偵聽多路訪問/沖突避免(CSMA/CA)系統(tǒng)。更具體 地，本發(fā)明涉及終端的發(fā)送調(diào)度器(scheduler)和這樣的系統(tǒng)中的終端。
技術(shù)背景在任何載波偵聽多路訪問/沖突避免(CSMA/CA)網(wǎng)絡(luò)比如無線LAN 中，人們需要能夠控制何時(shí)發(fā)送或不發(fā)送。這通過觀測(cè)所使用的媒體并 且當(dāng)沒有其它人正在使用該媒體時(shí)試圖發(fā)送來完成。在這種類型的訪問方法中的一個(gè)重要功能是退避(back-off )功能。 在CA (沖突避免)系統(tǒng)中，收發(fā)信機(jī)/發(fā)射機(jī)(TX )調(diào)度器的工作是觀測(cè) 所共享的媒體并且基于該觀測(cè)找到本臺(tái)的發(fā)送機(jī)會(huì)。在802. 11網(wǎng)絡(luò)中，即支持并且才艮據(jù)IEEE標(biāo)準(zhǔn)802. 11工作的網(wǎng)絡(luò) 中，收發(fā)信機(jī)/發(fā)射機(jī)TX分配器(即TX調(diào)度器)必須考慮如下方面-來自非802.11臺(tái)(例如微波爐、或者藍(lán)牙設(shè)備)的媒體上的能量 檢測(cè)。-來自其他802.11臺(tái)的發(fā)送。TX分配器構(gòu)成概念上的狀態(tài)機(jī)，其采用上面的實(shí)體作為輸入。通過 使用與各個(gè)事件有關(guān)的時(shí)標(biāo)編譯信道上的物理事件，并且通過檢驗(yàn)由其 他臺(tái)發(fā)送的無線電消息的內(nèi)容，TX分配器決定何時(shí)分派等待傳輸給共享 媒體。IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)定義一組規(guī)則，其嚴(yán)格并且明確地控制臺(tái)何時(shí)可 以訪問該媒體用于傳輸。這組規(guī)則的問題在于判定邏輯變得足夠復(fù)雜以 需要CPU處理，同時(shí)定時(shí)需要足夠苛刻以更適合于硬件處理。判定邏輯的復(fù)雜性已經(jīng)成為802.11芯片制造商僅使用軟件實(shí)現(xiàn)TX 分配器狀態(tài)機(jī)的致命論據(jù)。然而，實(shí)際上，媒體(信道)的時(shí)間過程以許多方式被打斷，這引 起設(shè)計(jì)軟件完成用于傳輸?shù)乃鰳?biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)重問題。 然而，使用軟件實(shí)現(xiàn)狀態(tài)機(jī)的不利方面是因?yàn)?-因?yàn)镃PU必須處理非常高頻的事件，功率消耗增加。 -在CPU上的性能要求增加(要求更高的時(shí)鐘頻率(=更高的功耗) 或者更高級(jí)的CPU (-更昂貴的解決方案))。從上面可以看出，從軟件的角度看這是個(gè)簡(jiǎn)單的任務(wù)，但是中斷可 能十分頻繁地被觸發(fā)，并且存在許多時(shí)間不確定。為了解決上面所述問題，現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)建議將整個(gè)TX調(diào)度器狀態(tài) 機(jī)劃分成兩個(gè)不同的狀態(tài)機(jī) 一個(gè)用軟件執(zhí)行的第一 TX調(diào)度器狀態(tài)機(jī) (FTSM)，其控制和管理一個(gè)用硬件執(zhí)行的笫二 TX調(diào)度器狀態(tài)機(jī) (STSM)。在專利申請(qǐng)WO 01/86434 A2中，示出了一個(gè)狀態(tài)機(jī)，執(zhí)行通信協(xié) 議比如藍(lán)牙協(xié)議。此外，描述了同步時(shí)分雙工(TDD)方案，其中判定和 狀態(tài)轉(zhuǎn)換在特定時(shí)間點(diǎn)上周期地進(jìn)行。該文檔僅描述了同步系統(tǒng)并且不 適合于異步系統(tǒng)，其中異步系統(tǒng)在共享媒體上的沖突避免是必需的。專利申請(qǐng)EP 1333620 A2公開了用于在單個(gè)硬件退避計(jì)數(shù)器中實(shí)現(xiàn) 多個(gè)退避計(jì)數(shù)器的方法。當(dāng)做出狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，軟件或者硬件調(diào)整和比較 退避計(jì)數(shù)器值。然而，所述已知方法和系統(tǒng)的復(fù)雜度相當(dāng)大，因?yàn)樗鼈円髲?fù)雜的 硬件和軟件解決方案，浪費(fèi)許多CPU時(shí)間和電池能量。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明還可以總的描述為整體TX調(diào)度器狀態(tài)機(jī)，該狀態(tài)機(jī)被分解成 兩個(gè)不同的狀態(tài)機(jī) 一個(gè)用軟件執(zhí)行的第一TX調(diào)度器狀態(tài)機(jī)(FTSM)和 一個(gè)用硬件執(zhí)行的第二TX調(diào)度器狀態(tài)機(jī)(STSM)。兩個(gè)狀態(tài)機(jī)之間的功 能劃分是讓最受限的實(shí)時(shí)要求被分配給STSM單元，而所有復(fù)雜的決定和 非時(shí)間緊要的控制被分配給FTSM。 STSM單元包括STSM控制器，STSM控 制器能夠在多個(gè)狀態(tài)中操作和在該多個(gè)狀態(tài)之間切換，所述多個(gè)狀態(tài)包 括四個(gè)基本狀態(tài)，其中一個(gè)狀態(tài)即第一狀態(tài)(狀態(tài)1)出現(xiàn)在退避時(shí)期 Bt。t已經(jīng)耗盡時(shí)，第二狀態(tài)(狀態(tài)2)出現(xiàn)在當(dāng)通信介質(zhì)被表示為忙(BC) 時(shí)，第三狀態(tài)(狀態(tài)3)出現(xiàn)在保護(hù)時(shí)期期間并且第四狀態(tài)(狀態(tài)4)出 現(xiàn)在退避時(shí)期度量或計(jì)數(shù)期間。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供組合的軟件和硬件解決方案，其不如先前 已知的解決方案復(fù)雜，并且其中所述硬件解決方案使得能夠使用較小的 CPU，并且還減少了所需的CPU處理時(shí)間，因此大大降低了功耗。本發(fā)明由獨(dú)立權(quán)利要求1和11中所陳述的特征來定義。優(yōu)選實(shí)施例由所附的附屬權(quán)利要求2-10來定義。
下面的軟件管理的硬件的一個(gè)好處是使得本發(fā)明能夠使用較小的CPU并且減少了所需的CPU處理時(shí)間，因此大大降低了功耗。不復(fù)雜的 硬件解決方案和較小的和/或更簡(jiǎn)單的CPU還將降低每個(gè)單元的生產(chǎn)成本。


圖1示意性示出了無線通信的終端100的框圖。 圖2是示意性示出了包括本發(fā)明的TX調(diào)度器200的實(shí)施例的終端的 框圖。圖3示出了 CCA信號(hào)的例子以及退避時(shí)期和發(fā)送時(shí)期如何被實(shí)時(shí)控制。圖4是示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的狀態(tài)機(jī)控制器之一的操作的 狀態(tài)圖。
具體實(shí)施方式
圖1示意性示出了在任何載波偵聽多路訪問/沖突避免(CSMA/CA) 網(wǎng)絡(luò)比如無線LAN中的無線通信的終端100的框圖。該終端100包括無 線發(fā)射機(jī)(Tx)單元110和無線接收機(jī)(Rx)單元115，兩者都例如通 過公共的轉(zhuǎn)換器和/或?yàn)V波器125被連接到終端天線120。公共收發(fā)信機(jī) 單元可以使用，替代單獨(dú)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)單元。該終端還包括中央處 理器(CPU) 130，其通過數(shù)據(jù)總線控制Tx單元110和Rx單元1l5。該 終端還包括許多其他的終端單元(OTU) 135和功能電路，比如人機(jī)界面 (醒I)、濾波器等等，其中的一些被連接到所述CPU 130和/或由所述 CPU 130所控制。OTU 135將信息饋送到Tx單元110，其在一個(gè)或多個(gè)載波上調(diào)制信 息并且在它饋送到天線120用于通過空中接口傳輸?shù)街辽僖粋€(gè)接收終端 之前放大已調(diào)制的信息信號(hào)。已調(diào)制的信息信號(hào)由天線120接收并且饋 送到用于解調(diào)該信息信號(hào)的Rx單元115。已調(diào)制的信息信號(hào)饋送到OUT 塊135用于進(jìn)一步處理。信息在數(shù)據(jù)分組中傳輸。數(shù)據(jù)分組通過所選信道被發(fā)送。該信道必 須是空閑的并且因此終端100必須觀察來自其它終端的數(shù)據(jù)分組的業(yè)務(wù) 量。如上所述，收發(fā)信機(jī)/發(fā)射機(jī)TX分配器必須考慮以下方面-來自非802.11臺(tái)(例如微波爐、或者藍(lán)牙設(shè)備)的媒體上的能量 檢測(cè)。-來自其他802. 11臺(tái)的發(fā)送。這種類型的訪問方法包括載波偵聽多路訪問/沖突避免(C SMA / CA ) 系統(tǒng)和退避功能。在CSMA/CA系統(tǒng)中，收發(fā)信機(jī)/發(fā)射機(jī)(TX)調(diào)度器的 工作是觀測(cè)所共享的媒體并且基于該觀測(cè)找到本臺(tái)/終端的發(fā)送機(jī)會(huì)。到調(diào)度器的輸入涉及下列源1. 基帶發(fā)射機(jī)/收發(fā)信機(jī)(BB-TX)單元110;2. 基帶接收機(jī)(BB-RX)單元115;3. 網(wǎng)絡(luò)分配矢量(NAV)定時(shí)器單元MO;4. 無線頻率(RF)能量檢測(cè)單元115*。所述輸入由純信道評(píng)估(CCA )單元145來處理，其產(chǎn)生CCA信號(hào)， 該信號(hào)饋送到TX調(diào)度器15 0和CPU 130的控制中的退避功能并且由TX 調(diào)度器150和CPU 130的控制中的退避功能進(jìn)行處理。這些輸入根據(jù)由IEEE 802. 11標(biāo)準(zhǔn)定義的一組規(guī)則來處理，其規(guī)則 嚴(yán)格并且明確地控制臺(tái)何時(shí)可以訪問該媒體用于傳輸，即當(dāng)Tx單元可以 依次發(fā)送數(shù)據(jù)分組時(shí)的時(shí)刻。TX調(diào)度器150通常被實(shí)現(xiàn)為軟件狀態(tài)機(jī)。 這組規(guī)則的問題在于需要復(fù)雜處理，其要求許多CPU處理，這消耗了大 量CPU時(shí)間和電池能量。而且，信道業(yè)務(wù)量和噪聲情況(由RF能量檢測(cè) 所檢測(cè)的)引起CPU處理的永久中斷。在圖2中，示出了包括所發(fā)明的Tx調(diào)度器200的實(shí)施例的終端，在 圖1中表示為150。所述Tx調(diào)度器可以描述為包括兩個(gè)不同的狀態(tài)機(jī)的 狀態(tài)機(jī) 一個(gè)在終端CPU 130中用軟件程序?qū)崿F(xiàn)的第一TX調(diào)度器狀態(tài)機(jī) (FTSM) 230a和一個(gè)用硬件邏輯電路實(shí)現(xiàn)的第二 TX調(diào)度器狀態(tài)機(jī) (STSM)單元230b。兩個(gè)狀態(tài)機(jī)之間的功能劃分使得讓最受限的實(shí)時(shí)要 求被分配給STSM 230b單元，而所有復(fù)雜的決定和非時(shí)間緊要的控制被 分配給FTSM 230a。本發(fā)明包括純信道評(píng)估(CCA)單元245，其憑借從下列源的一個(gè)或 多個(gè)中獲得的輸入產(chǎn)生CCA信號(hào)給STSM單元250:1. 基帶發(fā)射機(jī)(BB-TX)單元210;2. 基帶接收機(jī)(BB-RX)單元215;3. NAV定時(shí)器單元240;4. 無線頻率(RF)能量檢測(cè)單元215*。在一個(gè)時(shí)段期間在CCA信號(hào)的時(shí)間上的幅度變化的例子示出在圖3
中。當(dāng)CCA信號(hào)電平為高時(shí)，所選的信道為空閑，并且當(dāng)所述電平為低 時(shí)，信道為忙。每次信道狀態(tài)從忙變?yōu)榭臻e時(shí)，啟動(dòng)保護(hù)時(shí)期DIFS，在 圖3中表示為DIF。當(dāng)保護(hù)時(shí)期DIFS (分配的幀間間隔)結(jié)束時(shí)，退避 時(shí)期開始并且運(yùn)行直到它完成，或者如果它由信道基帶中的無線頻率信號(hào)的檢測(cè)所中斷。在總的退避時(shí)期Bt。t已經(jīng)耗盡之后，終端應(yīng)當(dāng)已經(jīng)開始來發(fā)送數(shù)據(jù)分組。在表示為10、 20、 30和40的時(shí)間間隔期間，CCA功 能將表示信道忙(BC)。在表示為15、 25、 35和45的時(shí)間間隔期間， CCA功能將表示信道空閑(NB)。每次CCA信號(hào)從忙轉(zhuǎn)換到空閑時(shí)，DIFS 保護(hù)時(shí)期開始并且當(dāng)所述時(shí)期耗盡時(shí)，總的退避時(shí)期的計(jì)數(shù)(或度量) 開始。然而，如圖3所示，總的退避時(shí)期的計(jì)數(shù)可以通過CCA信號(hào)從空 閑切換到忙來中斷?？偟耐吮軙r(shí)期的計(jì)數(shù)在它上次被停止的值上開始。 退避時(shí)期直到它結(jié)束在總的退避時(shí)期值時(shí)才將被重新裝載到它的開始 值。Bl、 B2、 B3和B4表示總的退避時(shí)期即B1+B2+B3+B4的子時(shí)期或子 間隔，退避子時(shí)期Bi的總和在這個(gè)例子中將得到總的退避時(shí)期Bt。t。更 具體地，這可以描述為i:Bi-Bt。t。當(dāng)表示總的退避時(shí)期時(shí)，如果在將 要傳輸?shù)陌l(fā)射機(jī)隊(duì)列中存在任何數(shù)據(jù)幀或數(shù)據(jù)分組的話，基帶發(fā)射機(jī)將 接收發(fā)射信號(hào)。在傳輸時(shí)期50期間，所述分組被傳送，并且信道忙。當(dāng) 傳輸完成時(shí)，CCA功能將從忙變?yōu)榭臻e，并且將開始新序列的保護(hù)時(shí)期和 退避時(shí)期，不管是否有任何分組要傳送。根據(jù)本發(fā)明的調(diào)度器將根據(jù)所 描述的原理連續(xù)運(yùn)行。根據(jù)本發(fā)明，退避時(shí)期Bt。t和保護(hù)時(shí)期DIFS憑借硬件邏輯電路來建 立，現(xiàn)在將參照?qǐng)D2加以描述。再次參照?qǐng)D2，本發(fā)明包括純信道評(píng)估(CCA)電路245，用于產(chǎn)生 CCA信號(hào)給STSM單元230b的第二 TX調(diào)度器狀態(tài)機(jī)(STSM )控制器255， STSM單元230b包括第一和第二計(jì)數(shù)器和STSM控制器255，其中第一和 第二計(jì)數(shù)器被連接到STSM控制器255的單獨(dú)輸入端。因此，來自兩個(gè)計(jì) 數(shù)器260、 265的輸出信號(hào)饋送到STSM控制器255。狀態(tài)機(jī)分別根據(jù)在 控制總線270a和270b上的控制信號(hào)控制每個(gè)計(jì)數(shù)器。如圖所示，每個(gè) 控制信號(hào)通過控制總線饋送到控制信號(hào)所指的計(jì)數(shù)器260、 265的與門 261、 266，其中每個(gè)與門261、 266連接到每個(gè)計(jì)數(shù)器260、 265的輸入 端?？刂菩盘?hào)將作為停止和使能信號(hào)工作，分別停止時(shí)鐘信號(hào)262或者 使時(shí)鐘信號(hào)262直到計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器還僅在終端的啟動(dòng)上由FTSM 230a
通過控制總線271a和271b來控制。第一計(jì)數(shù)器261用于測(cè)量預(yù)定保護(hù)時(shí)期(DIFS)，并且一旦CCA功 能發(fā)信號(hào)'信道忙，就使用它的開始值重新裝栽。這個(gè)計(jì)數(shù)器在下面的 說明中還表示為保護(hù)時(shí)期計(jì)數(shù)器(GPC) 261。 STSMC ( 255 )能夠產(chǎn)生重 新裝栽信號(hào)給重新裝載值單元(275 )，重新裝載值單元能夠通過總線272 重新裝載和激活GPC ( 260 )。第二計(jì)數(shù)器266用作退避計(jì)數(shù)器，并且一旦GPC 260達(dá)到零就向下 計(jì)數(shù)到零。第二計(jì)數(shù)器266在信道忙狀態(tài)時(shí)不被重新裝載。第二計(jì)數(shù)器 261在下面的說明中還表示為退避時(shí)期計(jì)數(shù)器(BPC)。這個(gè)計(jì)數(shù)器的缺 省值可以被設(shè)置為零。當(dāng)非零(單個(gè)計(jì)數(shù)器)時(shí)，將僅向下計(jì)數(shù)。STSM控制器255根據(jù)信道/媒體是空閑還是忙將處于不同狀態(tài)。如 果信道空閑，即信道從發(fā)送的其它終端或微波源釋放并且CCA信號(hào)表示 空閑，則STSM控制器(STSMC) 255可能是三個(gè)狀態(tài)之一，等待保護(hù)、 等待退避或者空閑信道狀態(tài)。STSM將停留在第一狀態(tài)，也被叫空閑狀態(tài)， 只要信道上沒有其他活動(dòng)。如果一個(gè)數(shù)據(jù)分組或者數(shù)據(jù)幀準(zhǔn)備通過基帶 信道傳送的話，則它將沒有任何特定時(shí)延地被傳送。然而，如果信道由 另外的終端發(fā)送所占用，即信道忙并且CCA信號(hào)表示忙，則STSM控制器 255將進(jìn)入它的等待空閑狀態(tài)。當(dāng)STSMC 255接收到表示忙信道的CCA信號(hào)時(shí)，STSMC 255從空閑 信道狀態(tài)變?yōu)榈诙顟B(tài)，即等待空閑狀態(tài)。在這個(gè)第二狀態(tài)中，STSMC 255 將監(jiān)控CCA信號(hào)。STSMC 255將停留在第二狀態(tài)，只要CCA信號(hào)表示忙 信道(BC )。當(dāng)CCA信號(hào)從BC切換到非忙(NB)時(shí)，STSMC 255從等待空閑狀態(tài)變 為第三狀態(tài)，即等待保護(hù)狀態(tài)，并且設(shè)置保護(hù)時(shí)期計(jì)數(shù)器控制信號(hào)，通 過控制總線270a開始計(jì)數(shù)，引起保護(hù)時(shí)期計(jì)數(shù)器(GPC) 260運(yùn)行。如 果該計(jì)數(shù)器2 6 0沒有被中斷，則在停止和產(chǎn)生流逝保護(hù)時(shí)期信號(hào)給STSMC 255之前，計(jì)數(shù)器260被設(shè)置為運(yùn)行保護(hù)時(shí)期的長(zhǎng)度，也稱作DIFS。如果CCA信號(hào)從NB切換到BC，則STSMC 255將從笫三狀態(tài)即等待 保護(hù)狀態(tài)改變?yōu)榈诙顟B(tài)即等待空閑狀態(tài)，并且STSMC 255將通過控制 總線270a設(shè)置GPC控制信號(hào)來停止計(jì)數(shù)，引起保護(hù)時(shí)期計(jì)數(shù)器260停止 計(jì)數(shù)。此外，STSMC 255將轉(zhuǎn)發(fā)控制信號(hào)給重新裝載值單元275來重新 裝載保護(hù)時(shí)期計(jì)數(shù)器260到保護(hù)時(shí)期的開始值上。 STSMC 255停留在第二狀態(tài)直到CCA信號(hào)從BC切換到NB。 然而，如果CCA信號(hào)在整個(gè)保護(hù)時(shí)期期間保持表示NB，則GPC260 產(chǎn)生流逝保護(hù)時(shí)期信號(hào)給STSMC 255，如上所述，表示DIFS時(shí)期已經(jīng)耗 盡。當(dāng)該保護(hù)時(shí)期已經(jīng)耗盡時(shí)，STSMC 255切換到下一個(gè)第四狀態(tài)，即 等待退避狀態(tài)。只要BPC控制信號(hào)表示計(jì)數(shù)并且計(jì)數(shù)器265還沒有達(dá)到 它的表示退避時(shí)期結(jié)束的停止值，STSMC 255還通過控制總線270b設(shè)置 退避時(shí)期計(jì)數(shù)器控制信號(hào)，來使退避時(shí)期計(jì)數(shù)器(BPC) 265計(jì)數(shù)開始并 且保持它運(yùn)行。如果CCA信號(hào)從NB切換到BC ， STSMC 255將BPC控制信號(hào)從計(jì)數(shù) 切換到停止計(jì)數(shù)。如果BPC 265沒有被中斷，則BPC 265將運(yùn)行整個(gè)退避時(shí)期。當(dāng)退 避時(shí)期的結(jié)束到達(dá)時(shí)，BPC 265產(chǎn)生表示退避時(shí)期結(jié)束的流逝退避時(shí)期 信號(hào)給STSMC 255。當(dāng)流逝退避時(shí)期信號(hào)表示退避時(shí)期完成并且流逝保護(hù)時(shí)期信號(hào)表示 保護(hù)時(shí)期結(jié)束并且CCA信號(hào)表示NB時(shí)，STSMC 255產(chǎn)生表示退避空閑的 信號(hào)給發(fā)送控制轉(zhuǎn)換器280。如果由CPU 230a控制的發(fā)送控制轉(zhuǎn)換器280 被設(shè)置為允許發(fā)信號(hào)由發(fā)送單元110、 210所接收，則STSMC 255能夠發(fā) 信號(hào)給發(fā)送單元IIO、 210來發(fā)送排隊(duì)等待的數(shù)據(jù)信息。如果沒有數(shù)據(jù)信 息要被傳輸?shù)脑?，由CPU 230a控制的發(fā)送控制轉(zhuǎn)換器280被設(shè)置以阻滯 所述發(fā)信號(hào)到發(fā)送單元110、 210。然而，如果CCA信號(hào)在退避時(shí)期期間變?yōu)槊Σ⑶褺PC 265正在運(yùn)行， 則STSMC 255從第四狀態(tài)返回第二狀態(tài)，即等待空閑狀態(tài)。STSMC 255 將通過設(shè)置BPC控制信號(hào)為停止計(jì)數(shù)來中斷退避計(jì)數(shù)器265來臨時(shí)中斷 BPC 265。不同于GPC 260， BPC 265在計(jì)數(shù)中斷時(shí)不被重新裝栽。BPC 265 保存(和/或存儲(chǔ))中斷時(shí)刻的計(jì)數(shù)器值。當(dāng)BPC控制信號(hào)由STSMC 255 切換到開始計(jì)數(shù)時(shí)，這個(gè)中斷計(jì)數(shù)器值是BPC的開始值。然而，BPC控 制信號(hào)不將切換到開始計(jì)數(shù)，直到STSMC 255再次是第四狀態(tài)即等待退 避為止。STSMC 255必須通過并且執(zhí)行第三狀態(tài)，即等待保護(hù)狀態(tài)，并 且GPC 260必須產(chǎn)生流逝保護(hù)時(shí)期信號(hào)給STSMC 255，如上所述，表示 保護(hù)時(shí)期DIFS已經(jīng)耗盡。
控制轉(zhuǎn)換器280，其將運(yùn)送信號(hào)給發(fā)射機(jī)110進(jìn)行發(fā)送或者阻滯該信號(hào)。 STSMC 255返回空閑狀態(tài)，即第一狀態(tài)，在該狀態(tài)下STSMC監(jiān)控CCA信號(hào)。在上面描述的本發(fā)明的實(shí)施例中，TX調(diào)度器僅被描述為服務(wù)將要通 過通信介質(zhì)傳送的一個(gè)單個(gè)隊(duì)列的數(shù)據(jù)幀或者分組。然而，在另外的實(shí) 施例中，其中必須傳送N個(gè)不同的數(shù)據(jù)分組隊(duì)列，對(duì)于每個(gè)要服務(wù)的隊(duì) 列來說僅增加一個(gè)STSM單元230b并且連接每個(gè)STSM單元到CPU。 CPU 將被升級(jí)來接收和設(shè)置每個(gè)STSM單元的所描述的控制信號(hào)。在圖4中，狀態(tài)圖示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中的STSMC 255的操作。 在這個(gè)例子中，當(dāng)STSMC 255處于它的空閑信道(空閑信道)狀態(tài) 即狀態(tài)1時(shí)，操作開始。在空閑信道狀態(tài)下，STSMC等待和監(jiān)控來自CCA 單元145、 245的CCA信號(hào)。當(dāng)接收到表示忙信道的CCA信號(hào)時(shí)，STSMC 255變成等待空閑狀態(tài)即狀態(tài)2。當(dāng)CCA信號(hào)從BC變到NB時(shí)，STSMC變 成wait- guard狀態(tài)即狀態(tài)3，通過設(shè)置GPC控制信號(hào)為開始計(jì)數(shù)來啟 動(dòng)保護(hù)時(shí)期計(jì)數(shù)器260。在狀態(tài)3中，STSMC連續(xù)監(jiān)控CCA信號(hào)和來自用 于流逝保護(hù)時(shí)期信號(hào)的GPC 260的輸出。如果在流逝保護(hù)時(shí)期信號(hào)被設(shè) 置之前CCA信號(hào)變?yōu)锽C，則GPC 260停止并且被重新裝載并且STSMC返 回到狀態(tài)2。當(dāng)CCA信號(hào)從BC變?yōu)镹B并且新的保護(hù)時(shí)期開始時(shí)，STSMC返回到 狀態(tài)3。如果CCA信號(hào)在流逝保護(hù)時(shí)期信號(hào)被設(shè)置并且STSMC 255接收 到流逝保護(hù)時(shí)期信號(hào)之前沒有變?yōu)锽C，則保護(hù)時(shí)期結(jié)束。STSMC現(xiàn)在變 為等待退避狀態(tài)即狀態(tài)4，并且設(shè)置BPC控制信號(hào)來開始計(jì)數(shù)。在狀態(tài)4 中，STSMC連續(xù)監(jiān)控CCA信號(hào)，以及來自用于流逝退避時(shí)期信號(hào)的BPC 265 的輸出。如果CCA信號(hào)在退避時(shí)期期間突然表示BC，則STSMC從等待退 避狀態(tài)即狀態(tài)4變?yōu)榈却臻e狀態(tài)即狀態(tài)2， BPC 265停止在當(dāng)前計(jì)數(shù)器 退避時(shí)期值上(其表示剩余時(shí)間直到退避時(shí)期結(jié)束)，其中當(dāng)開始計(jì)數(shù) 信號(hào)再次被接收時(shí)(當(dāng)STSMC返回狀態(tài)4時(shí))它將啟動(dòng)，并且GPC 260 被重新裝載。當(dāng)CCA信號(hào)從BC變?yōu)镹B時(shí)，并且新的保護(hù)時(shí)期開始時(shí)， STSMC從等待空閑變?yōu)榈却Ｗo(hù)狀態(tài)即狀態(tài)3。如果在流逝保護(hù)時(shí)期信號(hào) 被設(shè)置之前STSMC 255處于狀態(tài)3并且沒有接收CCA信號(hào)-BC，那么STSM 控制器將進(jìn)入狀態(tài)4并且將開始從當(dāng)前計(jì)數(shù)器退避時(shí)期值計(jì)數(shù)的退避時(shí) 期。
當(dāng)STSMC 255在它的等待退避狀態(tài)下接收到流逝退避時(shí)期信號(hào)時(shí)， 退避時(shí)期結(jié)束，STSMC 255從等待退避狀態(tài)變成空閑狀態(tài)即狀態(tài)1，并且 STSMC 255發(fā)信號(hào)退避空閑給控制轉(zhuǎn)換器280用于通過發(fā)射機(jī)110、 210 來發(fā)送所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)分組或數(shù)據(jù)幀。STSMC 255將在空閑信道狀態(tài)即狀 態(tài)1下備用，直到CCA信號(hào)從NB變?yōu)锽C并且所描述的操作步驟再次被 執(zhí)行為止。根據(jù)本發(fā)明，上面描述的STSMC的操作可以依據(jù)硬件邏輯電路來完 成，其中操作步驟中所描述的度量被編碼。FTSM中所需的軟件代碼被裝 載或者編程并且存儲(chǔ)到數(shù)字存儲(chǔ)器中，微處理器、CPU、數(shù)字處理器等等 可以從該存儲(chǔ)器訪問所述代碼。對(duì)于本領(lǐng)的技術(shù)人員來說，STSMC 255可以依據(jù)編程語(yǔ)言VHDL (虛擬硬件描述語(yǔ)言)和實(shí)現(xiàn)邏輯電路的相應(yīng)實(shí)現(xiàn)工具來設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。作為例子，才艮據(jù)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)STSMC 255的VHDL代碼可以寫成以下 形式C3S6 state is when idle => if (busy = T) or (backoff—cntr/= 0》then state<- wait—free; guard一cntr <= unsigned2int(guard一reload); end If; —when wait—free =>guard—cntr <= unsigned2int(guard—reload);if busy = '0' then state <= wait一guard; end if;when wait—guard =>if busy = T then state<= wait—free; guard—cntr <= unsigned2lnt(guard一reload);elsif guard一crUr = 0 then state <= wait—backoff;elseguard—cntr <= guard—cntr -1; end If;when wait—backoff => if busy = T then state wait—free; guard—cntr <= unsigned2int(guard—reload);elsif backoff—cntr = 0 then state <= idle;通過使用根據(jù)所描述的本發(fā)明的發(fā)送調(diào)度器，其中STSMC被設(shè)計(jì)成
在四個(gè)所描述的基本狀態(tài)中工作，可以本質(zhì)上減少操作終端設(shè)備的CPU的軟件，由此大大減少終端功耗。例如，容易理解需要很強(qiáng)大的并且功率消耗大的CPU來在單個(gè)硬件退避計(jì)數(shù)器中執(zhí)行實(shí)現(xiàn)多個(gè)退避計(jì)數(shù)器的 已知方法，如先前公開的EP 1333620。在所述現(xiàn)有技術(shù)文檔中的必需硬 件電路與本發(fā)明所提供的硬件電路相比要復(fù)雜的多，這是因?yàn)楸景l(fā)明的 硬件電路要求僅四個(gè)基本狀態(tài)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在某些方面特別是在終端的啟動(dòng)上第一 發(fā)送調(diào)度器狀態(tài)機(jī)(FTSM， CPU， 231)能夠控制和管理第二發(fā)送調(diào)度器 狀態(tài)機(jī)(STSM)單元230b。然而，在優(yōu)選實(shí)施例中，STSM控制器(STSMC， 255 )運(yùn)行而沒有FTSM 231的任何干擾。本發(fā)明并不限于上面所描述的優(yōu)選實(shí)施例?？梢允褂酶鞣N選擇、修 改和相當(dāng)?shù)膶?shí)施例。作為例子，如果一個(gè)或多個(gè)其他狀態(tài)被添加到根據(jù) 本發(fā)明的狀態(tài)機(jī)STSMC，這樣的操作將被視作簡(jiǎn)單修改并且得到在本發(fā)明 的范圍內(nèi)的可能的實(shí)施例。因此，上面的實(shí)施例不應(yīng)當(dāng)被當(dāng)作限制由所 附權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種終端設(shè)備的發(fā)送調(diào)度器，該終端設(shè)備能夠發(fā)送和/或接收載波偵聽多路訪問/沖突避免(CSMA/CA)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)信息，所述終端設(shè)備包括中央處理器(CPU)、以及用于存儲(chǔ)由CPU執(zhí)行的軟件程序的軟件程序存儲(chǔ)器裝置、用于通過通信介質(zhì)比如無線電頻率信道發(fā)送數(shù)據(jù)信息的發(fā)送單元(110，210)、以及用于通過所述網(wǎng)絡(luò)中的通信介質(zhì)比如無線電頻率信道接收數(shù)據(jù)信息的接收單元，其中發(fā)送調(diào)度器被劃分成兩個(gè)不同的狀態(tài)機(jī)，一個(gè)第一發(fā)送調(diào)度器狀態(tài)機(jī)(FTSM，CPU，231)和一個(gè)用硬件邏輯電路實(shí)現(xiàn)的第二發(fā)送調(diào)度器狀態(tài)機(jī)(STSM)單元(230b)，其中兩個(gè)狀態(tài)機(jī)單元之間的功能劃分使得最受限的實(shí)時(shí)要求被分配給STSM單元，而所有復(fù)雜的決定和非時(shí)間緊要的控制被分配給FTSM，其特征在于STSM單元(230b)包括STSM控制器(255)，該STSM控制器能夠在四個(gè)基本狀態(tài)中操作和在該四個(gè)基本狀態(tài)之間切換，其中一個(gè)狀態(tài)即第一狀態(tài)(狀態(tài)1)出現(xiàn)在總的退避時(shí)期已經(jīng)耗盡時(shí)，第二狀態(tài)(狀態(tài)2)出現(xiàn)在當(dāng)通信介質(zhì)被表示為忙(BC)時(shí)，第三狀態(tài)(狀態(tài)3)出現(xiàn)在保護(hù)時(shí)期(DIFS)期間和第四狀態(tài)(狀態(tài)4)出現(xiàn)在每個(gè)退避時(shí)期計(jì)數(shù)期間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)送調(diào)度器，其特征在于STSM控制器(STSMC， 255 )運(yùn)行而沒有FTSM ( 231 )的任何干擾。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的發(fā)送調(diào)度器，其特征在于STSM單元包括笫一 計(jì)數(shù)器即保護(hù)時(shí)期計(jì)數(shù)器(260 )，用于度量預(yù)定保護(hù)時(shí)期DIFS和當(dāng)保 護(hù)時(shí)期已經(jīng)耗盡時(shí)將信號(hào)饋送到STSMC。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3的發(fā)送調(diào)度器，其特征在于STSM單元包括 第二計(jì)數(shù)器即退避時(shí)期計(jì)數(shù)器(265 )，用于度量預(yù)定的退避時(shí)期(Bt。t) 和當(dāng)退避時(shí)期已經(jīng)耗盡時(shí)將信號(hào)饋送到STSMC。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的發(fā)送調(diào)度器，其特征在于STSM單元連接到純 信道分配(CCA)單元(145， 245 )，該CCA單元能夠監(jiān)控通信介質(zhì)并且 產(chǎn)生表示介質(zhì)忙(BC)或者空閑(NB)的純信道分配(CCA)信號(hào)，并且 傳送所述CCA信號(hào)給STSM控制器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l-5的任何一項(xiàng)的發(fā)送調(diào)度器，其特征在于CCA單 元能夠處理由下列單元產(chǎn)生的下列輸入的至少之一a.基帶發(fā)射機(jī)(BB-TX)單元(210);b. 基帶接收機(jī)(BB-RX)單元(215);c. NAV定時(shí)器單元(240 );d. 無線電頻率(RF)能量檢測(cè)單元(n5*)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6的任何一項(xiàng)的發(fā)送調(diào)度器，其特征在于FTSM (231 )使用程序軟件實(shí)現(xiàn)，該軟件包括由CPU ( 230a )可執(zhí)行的并且可存儲(chǔ)在程序軟件存儲(chǔ)器中的程序軟件代碼。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3-7的任何一項(xiàng)的發(fā)送調(diào)度器，其特征在于STSMC (255 )能夠產(chǎn)生重新裝載信號(hào)給重新裝載值單元(275 )，該單元能夠重新裝載和激活GPC ( 260 )。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8的任何一項(xiàng)的發(fā)送調(diào)度器，其特征在于如果由 CPU( 230a )控制的發(fā)送控制轉(zhuǎn)換器(280 )被設(shè)置成允許由發(fā)送單元(110, 210)來接收信令，則STSMC ( 255 )能夠發(fā)信號(hào)給發(fā)送單元(110， 210) 來發(fā)送排隊(duì)的數(shù)據(jù)信息。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的發(fā)送調(diào)度器，其特征在于如果沒有任何數(shù)據(jù) 信息要傳輸，則由CPU ( 230a)控制的發(fā)送控制轉(zhuǎn)換器(280 )被設(shè)置成 阻滯所述發(fā)信號(hào)給發(fā)送單元(110， 210)。
11. 一種終端設(shè)備，該終端設(shè)備能夠發(fā)送和/或接收載波偵聽多路訪 問/沖突避免(CSMA/CA)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)信息，所述終端設(shè)備包括中央處 理器(CPU)、以及用于存儲(chǔ)由CPU執(zhí)行的軟件程序的軟件程序存儲(chǔ)器裝 置、用于通過所述網(wǎng)絡(luò)中的通信介質(zhì)比如無線電頻率信道發(fā)送數(shù)據(jù)信息 的發(fā)送單元(110)、以及用于通過通信介質(zhì)比如無線電頻率信道接收數(shù) 據(jù)信息的接收單元，其特征在于該終端設(shè)備包括根據(jù)權(quán)利要求i-io的任 何一項(xiàng)的發(fā)送調(diào)度器。
全文摘要
本發(fā)明可以總的描述為整體發(fā)送(TX)調(diào)度器狀態(tài)機(jī)，該狀態(tài)機(jī)被分解成兩個(gè)不同的狀態(tài)機(jī)一個(gè)用軟件執(zhí)行的第一TX調(diào)度器狀態(tài)機(jī)(FTSM)和一個(gè)用硬件執(zhí)行的第二TX調(diào)度器狀態(tài)機(jī)(STSM)，其工作在四種不同的基本狀態(tài)下。兩個(gè)狀態(tài)機(jī)之間的功能劃分使得最受限的實(shí)時(shí)要求被分配給STSM，而所有復(fù)雜的決定和非時(shí)間緊要的控制被分配給FTSM。本發(fā)明還涉及包括所發(fā)明的發(fā)送調(diào)度器的終端。
文檔編號(hào)H04L12/413GK101156381SQ200680008344
公開日2008年4月2日 申請(qǐng)日期2006年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月14日
發(fā)明者O·弗里茨, P·康拉松 申請(qǐng)人:納諾無線股份公司