WLAN中一种数据传输方法及装置与流程

本专利申请要求于2016年1月14日递交的第62/278,437号美国临时专利申请案以及于2016年7月18日递交的第62/363,344号美国临时专利申请案的在先申请优先权，前述专利申请案的内容以引入的方式并入本文。缩略语定义HE：高效HE-SIGA：高效信号字段ASU：单用户MU：多用户PPDU：物理层协议数据单元PHY：物理层MAC：媒体接入控制层EDCA：增强型分布式信道访问QoS：服务质量SR：空间复用DL：下行UL：上行NAV：网络分配矢量ACK：应答LGI：长保护间隔STF：短训练字段LTF：长训练字段SIG：信号字段RTS：请求发送信号L-SIG：传统信号字段L-STF：传统短训练字段L-LTF：传统长训练字段RL-SIG：重复传统信号字段SIFS：短帧间间隔TXOP：传输机会SS：模拟场景SLS：系统等级模拟CF：无竞争CF-Poll：无竞争轮询CF-END：无竞争结束
技术领域：
本发明涉及通信
技术领域：
，尤其涉及WLAN中的一种收发方法和装置。
背景技术：
：无线局域网(wirelesslocalareanetwork，简称WLAN)是一种数据传输系统。采用射频(radiofrequency，简称RF)技术替代了局域网形成的旧双绞铜线，使得无线局域网可以采用简单的接入架构允许用户通过所述接入架构实现信息传输的目的。WLAN技术的发展和应用深刻改变了人们的沟通方式和工作方式，给人们带来了前所未有的便利。随着智能终端的广泛应用，对数据网络流量的需求日益增长。WLAN的发展离不开WLAN标准的发展和应用，其中IEEE802.11系列是主要标准，包括802.11、802.11b/g/a、802.11n和802.11ac。除了802.11和802.11b外，其他标准均采用正交频分复用OFDM技术作为核心技术的物理层。技术实现要素：在802.11ax中，传输机会(transmissionopportunity，简称TXOP)持续时间字段包含在SUPPDU、DLMUPPDU或ULMUPPDU的HE-SIGA中，用于替换先前标准中的MAC报头中的持续时间。但是比特数仍然是TBD。TXOP持续时间是站点(STA)使用信道的剩余时间。例如，STA发送1ms的数据包，这1ms不计入STA使用信道的剩余时间内，因为已经使用了1ms。TXOP持续时间表示可供站点使用信道的剩余时间，例如3ms。剩余时间的值有所限制。MAC报头中的持续时间字段有16比特(15个有效比特)，以1μs为单位，其可以指示最大持续时间为32.767ms。在本申请中，我们进一步讨论了一种提高TXOP持续时间指示效率的解决方案。在该方法中，站点生成PPDU，其中PPDU在PPDU的HE-SIGA中携带TXOP字段(TXOP持续时间)，用于向其他站点通知站点使用信道的剩余时间，TXOP字段可以以不同的粒度(单位)表示。PPDU由站点发送。在一示例中，TXOP字段占用7比特，由两个不同的粒度表示。例如，所述两种不同的粒度包括8μs和256μs。附图说明图1示出了TXOP持续时间的指示的实施例；图2示出了选项1、选项2、选项3和固定64μs的性能下降；图3示出了TXOP持续时间的指示的实施例；图4示出了TXOP持续时间的指示的实施例；图5示出了TXOP持续时间的指示的实施例；图6示出了TXOP持续时间的指示的实施例；图7示出了TXOP持续时间的指示的系统；图8示出了TXOP持续时间的指示的装置。具体实施方式EDCA中的TXOP限制AP可以使用EDCA参数集元素设置信道访问策略，其中定义了TXOP限制。TXOP限制在单位32μs中有16比特。每个访问类别的TXOP的默认EDCA参数如表1所示：表1还可以向STA授予包括CF-Poll的子类型的QoS数据帧的TXOP。MAC报头中的QoS字段的8比特TXOP限制子字段中承载TXOP的持续时间。时间范围值为32μs-8160μs。不同国家的TXOP也有不同的规定，例如，日本的4ms。考虑到密集环境中不同BSS之间的效率和公平性，4.08ms-16.32ms是802.11ax中TXOP限制的合理范围。16.32ms可以在级联结构中支持至少一对DLPPDU和ULPPDU。TXOP单位TXOP单元越小，在HE-SIGA中花费越多的比特数。在SUPPDU或DLMUPPDU的HE-SIGA中总共只剩下13或14比特。考虑到空间复用领域和其他潜在的新领域，7-9比特左右可以用于指示TXOP持续时间，例如，非邻近的信道绑定。3-4比特用于SR。2比特用于DLMUPPDU的非邻近的信道绑定。由于第三方STA的NAV扩展，大的TXOP单位会造成性能降低。如图1所示(SLS评估)，我们观察到不论TXOP的长度和TXOP内交换的数据包数量是多少，NAV扩展都不会超过TXOP单位的2倍。IEEESS2(可以在TGax仿真场景文件(11-14-0980)中看到)，32个BSS至64个STA/BSS(32个BSS中共有2048个STA，即每个BSS约有64个STA)，频率复用系数＝4。20MHz@5GHz(在5GHz非授权频段，带宽为20MHz)，2Tx2R，其中T是发射天线数的简称，R是接收天线数的简称。全缓冲，2msTXOP，RTS关闭。CF-END关闭表2CF-END启用表3考虑到802.11ax中的当前参数配置，4μs-32μs适用于最小TXOP单位。最大符号持续时间为16μs数据符+LGI。HE-STF的最大符号持续时间应为8μs，HE-LTF+LGI的最大符号持续时间为16μs。802.11ax的固定前导负荷为32μs。PPDU(L-STF+L-LTF+L-SIG+RL-SIG+HE-SIGA)多等级TXOP指示短TXOP用小TXOP单位，长TXOP用大TXOP单位，从而保持相对损耗相近。例如，长度小于128μs的TXOP使用4μs的TXOP单位，而长度大于896μs的TXOP使用256μs的TXOP单位。如果剩余时间大于68μs(CF-END+SIFS)，则可以通过发送CF-END来缓解NAV扩展。本申请公开了一种用于在HE-SIGA中指示TXOP持续时间的方法。为了在性能和开销之间实现折衷，使用6或7比特用于多等级指示。表4示出示例1(选项1)：共有7比特。2比特指示TXOP单位：4μs/8μs/16μs/256μs。表4B1B2B3-B7TXOP范围单位0000000-111110μs-124μs4μs0100000-11111128μs-376μs8μs1000000-11111384μs-880μs16μs1100000-11111896μs-8832μs256μs表5示出示例2(选项2)：共有7比特，其中2比特指示TXOP单位：8μs/16μs/32μs/512μs。表5简化方案表6示出示例3(选项3)：共有6比特，其中1比特指示TXOP单位：16μs/512μs。表6B1B2-B6TXOP范围单位000000-111110μs-496μs16μs100000-11111512μs-16384μs512μs比较前三个示例(选项)的表现：图7示出另一个示例，共有6比特：其中2比特指示TXOP单位：8μs/16μs/32μs/512μs。表7B1B2B3-B6TXOP范围单位000000-11110μs-120μs8μs010000-1111128μs-368μs16μs100000-1111384μs-864μs32μs110000-1111896μs-8576μs512μs图8示出另一个示例，共有6比特：其中2比特指示TXOP单位：16μs/16μs/32μs/512μs。表8图9示出另一个示例，共有6比特：其中2比特指示TXOP单位：16μs/16μs/16μs/512μs。表9B1B2B3-B6TXOP范围单位000000-11110μs-240μs16μs010000-1111256μs-496μs16μs100000-1111512μs-752μs16μs110000-1111768μs-8448μs512μs表10示出示例4：共有7比特，固定64μs粒度。表10B1-B7TXOP范围单位0000000-11111110μs-8128μs64μs表11示出示例5：共有7比特。2比特指示TXOP单位：4μs/16μs/64μs/256μs。表11B1B2B3-B7TXOP范围单位0000000-111110μs-124μs4μs0100000-11111128μs-624μs16μs1000000-11111640μs-624μs64μs1100000-111112688μs-10624μs256μs表12示出示例6：共有7比特。2比特指示TXOP单位：8μs/16μs/32μs/256μs。表12B1B2B3-B7TXOP范围单位0000000-111110μs-248μs8μs0100000-11111256μs-752μs16μs1000000-11111768μs-1760μs32μs1100000-111111792μs-9728μs256μs表13示出示例7：共有7比特。2比特指示TXOP单位：8μs/16μs/64μs/256μs。表13B1B2B3-B7TXOP范围单位0000000-111110μs-248μs8μs0100000-11111256μs-752μs16μs1000000-11111768μs-2752μs64μs1100000-111112816μs-10752μs256μs表14示出示例8：共有7比特。2比特指示TXOP单位：8μs/16μs/64μs/512μs。表14B1B2B3-B7TXOP范围单位0000000-111110μs-248μs8μs0100000-11111256μs-752μs16μs1000000-11111768μs-2752μs64μs1100000-111112816μs-18688μs512μs表15示出示例9：共有7比特。2比特指示TXOP单位：8μs/32μs/128μs/512μs。表15B1B2B3-B7TXOP范围单位0000000-111110μs-248μs8μs0100000-11111256μs-1248μs32μs1000000-111111280μs-5248μs128μs1100000-111115376μs-21248μs512μs表16示出示例10：共有7比特。2比特指示TXOP单位：8μs/32μs/64μs/512μs。表16B1B2B3-B7TXOP范围单位0000000-111110μs-248μs8μs0100000-11111256μs-1248μs32μs1000000-111111280μs-3264μs64μs1100000-111113328μs-19200μs512μs表17示出示例11：共有7比特。2比特指示TXOP单位：8μs/8μs/8μs/256μs。表17B1B2B3-B7TXOP范围单位0000000-111110μs-248μs8μs0100000-11111256μs-504μs8μs1000000-11111512μs-760μs8μs1100000-11111768μs-8704μs256μsACK/BA/MBA的TXOP持续时间HE-SIGA中的TXOP持续时间字段还可以指示紧跟在数据PPDU之后的ACK/BA/MBA的持续时间，如图3所示。我们可以使用7比特来指示1ms，单位为8μs，这可以覆盖大多数具有低MCS的ACK/BA/MBA帧。表18B1-B7TXOP范围单位0000000-11111110μs-1016μs8μs或者，再例如：表19B1-B7TXOP范围单位0000000-11111110μs-2032μs16μs示例12如表20所示，示例11已经公开了示例12，排除了表17中的条目11111。HE-SIGA中的TXOP可以使用两种粒度的7个比特，一种是小粒度，另一种是大粒度。例如，小粒度使用8μs表示TXOP范围为0-760μs，96个条目；大粒度使用256μs表示TXOP范围为768-8448μs，31个条目。2比特指示TXOP单位：8μs/8μs/8μs/256μs。表20B1B2B3-B7TXOP范围单位0000000-111110μs-248μs8μs0100000-11111256μs-504μs8μs1000000-11111512μs-760μs8μs1100000-11110768μs-8448μs256μsMAC报头中的持续时间字段是以1μs为单位，因此在MAC报头中的持续时间与HE-SIGA中的TXOP之间将存在准确度差异。为了避免HE-SIGA中的TXOP大于MAC报头中的持续时间的过度保护的问题，HE-SIGA中的TXOP字段指示的有效持续时间信息应是小于或等于HEPPDU中MAC报头中的持续时间字段(Durationfield)指示的最大可行持续时间信息。然后，HE-SIGA中的TXOP总是小于具有delta_T的MAC报头中的确切持续时间，如图4所示，依赖于所使用的粒度。这将导致欠保护问题，即HE-SIGA中的TXOP无法覆盖MAC报头中的确切持续时间。为了避免欠保护的问题，我们增加了以下规则：(1)假设TXOP持有者发送请求帧(例如，帧0)，其中HE-SIGA中的TXOP为值PHT_0。TXOP响应者应发送不超过PHT_0-SIFS_time的响应帧(例如，帧1)，以避免TXOP持有者的响应帧的接收受到OBSSSTA的干扰。OBSSSTA只对来自TXOP持有者的请求帧中的TXOP字段进行解码，并设置NAV为PHT_0，如图5所示。(2)假设TXOP持有者从TXOP响应者接收响应帧，其中HE-SIGA中的TXOP为值PHT_1。如果TXOP持有者发送到相同的TXOP响应者，则应该发送不超过PHT_1-SIFS_time的其他请求帧(例如，帧2)，以避免TXOP响应者处的请求帧(帧2)的接收受到OBSSSTA的干扰。BSSSTA只对来自TXOP响应者的响应帧中的TXOP字段进行解码，并设置NAV为PHT1，如图6所示。注意：这两条规则适用于上述TXOP编码的所有示例。实施例的方案适用于WLAN网络系统。以下是实施例提供的无线局域网中的方法的适用场景示意图。如下图7所示，WLAN网络系统可以包括接入站101和至少一个站102。在WLAN网络系统中，一些站点(非AP站或AP)可以作为TXOP持有者工作，其他站可以作为响应者工作，如图4、图5或图6所示。接入点(accesspoint，简称AP)也可以称为无线接入点、桥接器或热点等，并且可以是接入服务器或通信网络。站点(station，简称STA)也可以称为用户，还可以是无线传感器、无线通信终端或移动终端，例如，支持WiFi通信功能的移动电话(或称为“蜂窝”电话)和具有无线通信功能的计算机。例如，该站点可以是便携式、口袋式、手持式、计算机内置、可穿戴或车载无线通信装置，支持WiFi通信功能，并且通过无线接入交换例如语音和数据的通信数据。本领域技术人员知道，一些通信设备可以包括上述STA和AP的两种功能。实施例对此不做限定。图8示出了根据实施例中提供的数据传输装置(例如，接入点、站或芯片等)的示意图。如下图8所示，数据传输装置1200可以实现为总线1201的通用总线架构。根据数据传输装置1200的特定应用和总体设计约束，总线1201可以包括任何数量的互连总线和桥接器。总线1201耦合各种电路，包括处理器1202、存储介质1203和总线接口1204。关于总线1201，数据传输装置1200使用总线接口1204通过总线1201连接到网络适配器1205等。如图8所示，网络适配器1205可以用于实现无线局域网中物理层的信号处理功能，并通过天线1207发送和接收射频信号。用户接口1206可以连接用户终端，例如，键盘、显示器、鼠标或操纵杆等。总线1201还可以连接到各种其他电路，例如，定时源、外围设备、电压调节器、电源管理电路等。这在本领域中是公知的，将不再详细描述。数据传输设备1200还可以被配置为通用处理系统，其中包括提供处理器功能的一个或多个微处理器以及提供至少存储介质1203的外部存储器，所有这些组件都通过外部总线系统进行通信。该结构与其他支持电路相连。或者，数据传输设备1200可以使用ASIC(application-specificintegratedcircuit，简称ASIC)来实现，ASIC包括处理器1202、总线接口1204、用户接口1206以及集成在单个芯片中的存储介质1203的至少一部分。或者，数据传输设备1200可以使用下列中的一个或多个来实现：FPGA(fieldprogrammablegatearray，简称)、PLD(programmablelogicdevice，简称PLD)、控制器、状态机、门逻辑、分立硬件组件、任何其他合适的电路或能够执行贯穿本公开描述的各种功能的电路的任何组合。处理器1202负责管理总线和通用处理(包括执行存储在存储介质1203上的软件)。可以使用一个或多个通用处理器和/或专用处理器来实现处理器1202。处理器的示例包括微处理器、微控制器、DSP处理器和能够执行软件的其他电路。软件应广义地理解为表示指令、数据或其任何组合，无论是指软件、固件、中间件、微代码或硬件描述语言等。所示存储介质1203与处理器1202分离，然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，存储介质1203或其任何部分可以位于数据传输设备1200的外部。例如，存储介质1203可以包括传输线、数据调制的载波波形和/或与无线节点分离的计算机器件，所有这些组件都可以由处理器1202通过总线接口1204访问。或者，存储介质1203或其任何部分可以集成到处理器1202中，可以是例如缓存和/或通用寄存器。处理器1202可以执行上述实施例，这里将不再赘述。本领域普通技术人员可以理解的是，实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序相关的硬件来完成，所述程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而所述存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。实施例可以应用于无线局域网中，包括但不限于802.11a、802.11b、802.11g、802.11n和802.11ac所代表的WiFi系统以及下一代WiFi系统和无线局域网系统。当然，它可以应用于其他可能的无线网络。下面提供了由简单语言描述提供的多个实施例：1、一种用于无线通信的信息传输方法，包括：发送站点生成PPDU，其中在PPDU的HE-SIGA中携带TXOP字段，该TXOP字段用于向其他站通知站点使用信道的剩余时间，该TXOP字段可以采用不同的粒度指示；发送PPDU。2、一种用于无线通信的信息传输方法，包括：接收发送站点生成的PPDU，其中在PPDU的HE-SIGA中携带TXOP字段，用于向其他站点通知站点使用信道的剩余时间，该TXOP字段可以根据不同的粒度指令执行；根据接收到的PPDU发送TXOP响应帧。3、根据实施例1或2所述的方法，TXOP字段通过两个不同的粒度指示。4、根据实施例3所述的方法，TXOP字段通过8μs和256μs两个粒度指示。5、根据实施例4所述的方法，TXOP字段长度为7比特，包括128个值，其中96个值由8μs粒度表示，所表示的TXOP范围是0到760微秒；31个值由256μs粒度表示，所表示的TXOP范围为768μs-8448μs。6、根据实施例2所述的方法，还包括：TXOP响应帧的TXOP长度应小于或等于从站的初始帧(TXOP始发站)中的TXOP字段表示的值中减去SIFS时间之后剩余的长度。7、根据实施例1所述的方法，如果新TXOP发送帧的目的地地址与发送先前TXOP响应帧的站的发送地址匹配，则该站点发送新的TXOP发起帧，新的TXOP发送帧应小于或等于SIFS时间减去TXOP响应帧中TXOP字段表示的值之后剩余的长度。8、根据实施例2所述的方法，在接收到发送站点发送的PPDU之后，回复ACK或BA，ACK或BA包括采用指示的粒度的持续时间字段，持续时间字段用于向其他站点指示待所述其他站点使用的信道的时间。9、一种通信设备，包括存储器和处理器，用于执行1、3-5和7中的方法。10、一种通信设备，包括存储器和处理器，用于执行2、3-5和8中的方法。当前第1页1 2 3