在无线lan系统中发送和接收支持短mac报头的帧的方法和装置的制造方法_3

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W巧中引入WLAN系统的技术。但是,仅为了说明性目的公 开在上面提及的信息,并且白空间可W是能够主要地仅由许可用户使用的许可带。许可用 户可W是具有权限使用许可带的用户,并且也可W称为许可设备、主用户、责任用户等等。
[0100] 例如,在白空间(W巧中操作的AP和/或STA必须提供用于保护许可用户的功能。 例如,假定在诸如麦克风的许可用户W占用WS带的特定带宽的方式已经使用按规定划分 的频带的特定的WS信道,AP和/或STA不能够使用与对应的WS信道相对应的频带W便保 护许可用户。此外,在许可用户使用被用于当前峽的传输和/或接收的频带的条件下,AP和 /或STA必须停止使用相对应的频带。
[0101] 因此,AP和/或STA必须确定是否使用WS带的特定的频带。换言之,AP和/或 STA必须确定频道中责任用户或者许可用户的存在或者不存在。用于在特定频带中确定责 任用户的存在或者不存在的方案被称为频谱感测方案。能量检测方案、签名检测方案等等 可W被用作频谱感测机制。如果接收信号的强度超过预定值,或者当检测到DTV前导时,AP 和/或STA可W确定责任用户正在使用该频带。
[0102]M2M(机器对机器)通信技术已经作为下一代通信技术被论述。在IE邸 802. 11WLAN系统中用于支持M2M通信的技术标准已经被发展成IE邸802. 11址。M2M通信 指的是包括一个或多个机器的通信方案,或者也可W称为机器型通信(MTC)或者机器对机 器(M2M)通信。在该样的情况下,机器可W是不要求用户的直接操纵和干涉的实体。例如, 不仅包括RF模块的测量计或者售货机,而且能够在没有用户干涉/处理的情况下通过自动 接入网络执行通信的用户设备扣E)(诸如智能电话),可W是该样的机器的示例。M2M通 信可W包括设备对设备值2D)通信,和在设备与应用服务器之间的通信等等。作为在设备 与应用服务器之间的通信的示例,存在在售货机和应用服务器之间的通信,在销售点(P0S) 设备和应用服务器之间的通信,W及在电表、煤气表或者水表与应用服务器之间通信。基 于M2M通信的应用可W包括安全、运输、医疗等等。在考虑到在上面提到的应用示例的情况 下,M2M通信必须支持在包括大量设备的环境下有时候W低速度发送/接收少量的数据的 方法。
[0103] 更加详细地,M2M通信必须支持大量的STA。虽然当前的WLAN系统假设一个AP与 最多2007个STA相关联,但是在M2M通信中最近已经论述了用于支持其中更多的STA(例 女口,大约6000个STA)与一个AP相关联的其它情形的各种方法。此外,所期待的是,用于支 持/请求低传送速率的许多应用存在于M2M通信中。为了平滑地支持许多STA,WLAN系统 可W基于TIM(业务指示映射)识别要向STA发送的数据的存在与否,并且最近已经论述了 用于减小TIM的位图大小的各种方法。此外,所期待的是,具有非常长的传输/接收间隔的 很多业务数据存在于M2M通信中。例如,在M2M通信中,非常少量的数据(例如,电/气/ 水计量)需要W长的间隔(例如,每月)发送。因此,尽管在WLAN系统中与一个AP相关联 的STA的数目增加,但是许多的开发者和公司对能够有效地支持存在其每一个具有在一个 信标时段期间要从AP接收的数据峽的非常少量的STA的情况的WLAN系统进行深入研究。
[0104] 如上所述,WLAN技术正在迅速地发展,并且不仅在上面提到的示例性技术,而且诸 如直接链路设定,介质流吞吐量的改进,高速和/或大规模的初始会话设定的支持,和扩展 带宽和工作频率的支持的其它技术正在深入地发展中。 。…引 介质接入化制
[0106] 在基于IE邸802. 11的WLAN系统中,MAC(介质接入控制)的基本接入机制是具 有冲突避免(CSMA/CA)机制的载波监听多址接入。CSMA/CA机制,也称为IE邸802. 11MC 的分布协调功能值CF),并且基本上包括"先听后讲"接入机制。根据在上面提及的接入机 巧||,在数据传输之前,AP和/或STA可W在预先确定的时间间隔期间(例如,DCF峽间间隔 值IF巧)执行用于感测RF信道或者介质的空闲信道评估(CCA)。如果确定介质是处于空闲 状态,则通过相对应的介质的峽传输开始。另一方面,如果确定介质处于占用状态,则相对 应的AP和/或STA没有开始其自己的传输,建立用于介质接入的延迟时间(例如,随机退 避时段),并且等待预定时间之后尝试开始峽传输。通过随机退避时段的应用,所期待的是, 在等待不同的时间之后,多个STA将尝试开始峽传输,导致将冲突降到最小。
[0107] 此外,I邸E802. 11MC协议提供混合协调功能(HCF)。HCF基于DCF和点协调功能 (PCF)。PCF指的是基于轮询的同步接入方案,其中W所有接收(Rx)AP和/或STA能够接 收数据峽的方式执行定期的轮询。此外,HCF包括增强的分布信道接入巧DCA)和HCF控制 的信道接入(HCCA)。当由提供商提供给多个用户的接入方案是W竞争为基础时实现邸CA。 基于轮询机制,通过基于无竞争信道接入方案实现肥CA。此外,HCF包括用于改善WLAN的 服务质量怕〇巧的介质接入机制,并且可W在竞争时段(CP)和无竞争时段(CF巧两者中发 送QoS数据。
[010引图6是图示退避过程的概念图。
[0109] 在下文中将会参考图6描述基于随机退避时段的操作。如果占用或者忙碌状态的 介质转换为空闲状态,则STA可W尝试发送数据(或者峽)。作为用于实现最小数目的冲 突的方法,每个STA选择随机退避计数,等待对应于选择的退避计数的时隙时间,并且然后 尝试开始数据传输。随机退避计数具有分组编号(PN)的值,并且可W被设置为0至CW值 中的一个。在该样的情况下,CW指的是竞争窗口参数值。虽然通过CWmin表示CW参数的 初始值,在传输失败的情况下(例如,在没有接收到传输峽的ACK的情况下)初始值可W被 加倍。如果通过CWmax表示CW参数值,则维持CWmax直至数据传输成功,并且同时能够尝 试开始数据传输。如果数据传输成功,则CW参数值被重置为CWmin。优选地,CW、CWmin和 CWmax被设置为2"-1 (该里n= 0、l、2、…)。
[0110] 如果随机退避过程开始操作,则STA连续地监测介质,同时响应于决定的退避计 数值递减计数退避时隙。如果介质被监测为占用状态,则停止递减计数并且等待预定的时 间。如果介质处于空闲状态,则剩余的递减计数重置。
[0111] 如在图6的示例中所示,如果发送到STA3的MAC的分组到达STA3,则STA3确认在 DIFS期间该介质处于空闲状态中,并且可W直接开始峽传输。同时,剩余的STA监测是否介 质处于忙碌状态中,并且等待预定的时间。在预定的时间期间,要发送的数据可能在STAl、STA2和STA5的每一个中出现。如果介质处于空闲状态中,则每个STA等待DIFS时间,并 且然后响应于由每个STA选择的随机退避计数值执行退避时隙的递减计数。图6的示例示 出,STA2选择最低的退避计数值,并且STA1选择最高的退避计数值。目P,在STA2完成退避 计数之后,在峽传输开始时间STA5的残留退避时间比STA1的残留退避时间短。当STA2占 用介质时STA1和STA5中的每一个临时地停止递减计数,并且等待预定的时间。如果STA2 的占用完成,并且介质返回到空闲状态,则STA1和STA5中的每一个等待预定的时间DIFS, 并且重新开始退避计数。目P,在残留退避时隙之后,只要残留退避时间被递减计数,则峽传 输可W开始操作。因为STA5的残留退避时间比STA1的更短,所WSTA5开始峽传输。同时, 在STA2占用介质时,要发送的数据可能出现在STA4中。在该样的情况下,当介质处于空闲 状态时,STA4等待DIFS时间,响应于由STA4选择的随机退避计数值执行递减计数,然后开 始峽传输。图6示例性地示出STA5的残留退避时间偶然与STA4选择的随机退避计数值相 同的情况。在该样的情况下,可能在STA4和STA5之间出现不可期待的冲突。如果冲突在 STA4和STA5之间出现,则STA4和STA5中的每一个没有接收ACK,导致数据传输失败的发 生。在该样的情况下,STA4和STA5中的每一个增加CW值到两倍,并且STA4或者STA5可 W选择随机退避计数值,并且然后执行递减计数。同时,当由于STA4和STA5的传输导致介 质处于占用状态时,STA1等待预定的时间。在该样的情况下,如果介质返回到空闲状态,贝U STA1等待DIFS时间,并且然后在经过残留退避时间之后开始峽传输。 。…]STA威测操作
[0113] 如上所述,CSMA/CA机制不仅包括AP和/或STA能够直接地感测介质的物理载波 感测介质,而且包括虚拟载波感测机制。虚拟载波感测机制能够解决在介质接入中遇到的 一些问题(诸如隐藏节点问题)。对于虚拟载波感测,WLAN系统的MAC能够利用网络分配 矢量(NAV)。更加详细地,借助于NAV值,其中的每一个当前使用介质或者具有使用介质权 限的AP和/或STA,可W向另一AP和/或另一STA通知介质可用的剩余时间。因此,NAV 值可W对应于其中介质将由被配置W发送相对应峽的AP和/或STA使用的预留的时段。已 经接收到NAV值的STA可W在相对应的预留的时段期间禁止介质接入(或信道接入)。例 女口,NAV可W根据峽的MAC报头的"持续时间"字段的值来设置。
[0114] 稳健冲突检测机制已经被提出W降低该样的冲突的概率,并且将会参考图7和8 描述其详细描述。尽管实际的载波感测范围不同于传输范围,但是为了描述方便并且更好 地理解本发明假定实际感测范围与传输范围相同。
[0115] 图7是图示隐藏节点和暴露节点的概念图。
[0116] 图7(a)示例性地示出隐藏节点。在图7(a)中,STAA与STAB通信,并且STAC 具有要发送的信息。在图7(a)中,在STAA将信息发送到STAB的条件下,当在数据被发 送到STAB之前执行载波感测时,STAC可W确定介质处于空闲状态中。因为在STAC的 位置处不可W检测到STAA(即,占用介质)的传输,所W确定介质是处于空闲状态下。在 该样的情况下,STAB同时接收STAA的信息和STAC的信息,导致冲突的发生。在此,STA A可W被认为是STAC的隐藏节点。
[0117] 图7化)示例性地示出暴露节点。在图7化)中,在STA B将数据发送给STA A的 条件下,STA C具有要发送到STA D的信息。如果STA C执行载波感测,可W确定由于STA B的传输导致介质被占用。因此,虽然STAC具有要发送到STAD的信息,但是感测到介质 占用的状态,使得STAC必须等待预定的时间(即,待机模式)直到介质处于空闲状态。然 而,因为STAA实际上位于STAC的传输范围之外,所W从STAA的观点来看,来自STAC 的传输可能不与来自STAB的传输冲突,使得STAC没有必要进入待机模式直到STAB停 止传输。在该里,STAC被称为STAB的暴露节点。
[0118] 图8是图示RTS(请求发送)和CTS(准备发送)的概念视图。
[0119]为了在上面提及的图7的情形下有效地利用冲突避免机制,能够使用短信令分 组,诸如RTS(请求发送)和CTS(准备发送)。可W通过外围STA旁听在两个STA之间的 RTS/CTS,使得外围STA可W考虑信息是否在两个STA之间通信。例如,如果要被用于数据 传输的STA将RTS帧发送到已经接收数据的STA,则已经接收数据的STA将CTS帧发送给外 围STA,并且可W通知外围STA该STA将要接收数据。
[0120] 图8(a)示例性地示出用于解决隐藏节点问题的方法。在图8(a)中,假定STAA 和STAC的每一个准备将数据发送给STAB。如果STAA将RTS发送给STAB,则STAB将 CTS发送给位于STAB附近的STAA和STAC中的每一个。结果,STAC必须等待预定的时 间直到STAA和STAB停止数据传输,使得防止冲突发生。
[0121] 图8化)示例性地示出用于解决暴露节点的问题的方法。STAC执行在STAA和 STAB之间的RTS/CTS传输的旁听,使得STAC可W确定没有冲突,尽管其将数据发送给另 一个STA(例如,STAD)。即,STA将RTS发送给所有外围STA,并且仅具有要被实际发送
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