择的随机回退计数值执行递减计数，然后开始帧传输。图6示例性地示出STA5的残留回退时间偶然与STA4选择的随机回退计数值相同的情况。在这样的情况下，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。在这样的情况下，STA4和STA5中的每一个增加CW值到两倍，并且STA4或者STA5可以选择随机回退计数值，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，STAl等待预定的时间。在这样的情况下，如果介质返回到空闲状态，则STAl等待DIFS时间，并且然后在残留回退时间的流逝之后开始帧传输。
[0111]STA感测操作
[0112]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，可以向另一 AP和/或另一 STA通知介质可用的剩余时间。因此，NAV值可以对应于其中介质将由被配置以发送相对应帧的AP和/或STA使用的预留的时段。已经接收到NAV值的STA可以在相对应的预留的时段期间禁止介质接入(或信道接入)。例如，NAV可以根据帧的MAC报头的“持续时间”字段的值来设置。
[0113]稳健冲突检测机制已经被提出以降低这样的冲突的概率，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。
[0114]图7是图示隐藏节点和暴露节点的概念图。
[0115]图7 (a)示例性地示出隐藏节点。在图7 (a)中，STA A与STA B通信，并且STA C具有要发送的信息。在图7(a)中，在STA A将信息发送到STA B的条件下，当在数据被发送到STA B之前执行载波感测时，STA C可以确定介质处于空闲状态中。因为在STA C的位置处不可以检测到STA A(S卩，占用介质)的传输，所以确定介质是处于空闲状态下。在这样的情况下，STA B同时接收STA A的信息和STA C的信息，导致冲突的发生。在此，STAA可以被认为是STA C的隐藏节点。
[0116]图7(b)示例性地示出暴露节点。在图7(b)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，可以确定由于STAB的传输导致介质被占用。因此，虽然STA C具有要发送到STA D的信息，但是感测到介质占用的状态，使得STA C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STA A实际上位于STA C的传输范围之外，所以从STA A的观点来看，来自STA C的传输可能不与来自STA B的传输冲突，使得STA C没有必要进入待机模式直到STA B停止传输。在这里，STA C被称为STA B的暴露节点。
[0117]图8是图示RTS(请求发送)和CTS(准备发送)的概念视图。
[0118]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)。可以通过外围STA旁听在两个STA之间的RTS/CTS，使得外围STA可以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，并且可以通知外围STA该STA将要接收数据。
[0119]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STA A和STA C的每一个准备将数据发送给STA Bo如果STA A将RTS发送给STA B，则STA B将CTS发送给位于STA B附近的STA A和STA C中的每一个。结果，STA C必须等待预定的时间直到STA A和STA B停止数据传输，使得防止冲突发生。
[0120]图8 (b)示例性地示出用于解决暴露节点的问题的方法。STA C执行在STA A和STA B之间的RTS/CTS传输的旁听，使得STA C可以确定没有冲突，尽管其将数据发送给另一个STA (例如，STA D)。S卩，STA将RTS发送给所有外围STA，并且仅具有要被实际发送的数据的STA A能够发送CTS。STA C仅接收RTS并且不接收STA A的CTS，使得能够识别STAA位于STA C的载波感测范围的外部。
[0121]功率管理
[0122]如上所述，在STA执行数据发送/接收操作之前WLAN系统不得不执行信道感测。始终感测信道的操作引起STA的持续的功率消耗。在接收(Rx)状态和传输(Tx)状态之间在功率消耗方面没有很大的不同。Rx状态的连续保持可能引起功率受限的STA( S卩，由电池操作的STA)的大的负载。因此，如果STA保持Rx待机模式使得持续地感测信道，则就WLAN吞吐量而言，功率被无效地耗费，而没有特殊的优势。为了解决在上面提及的问题，WLAN系统支持STA的功率管理(PM)模式。
[0123]STA的PM模式被分类成活跃模式和省电(PS)模式。基本上在活跃模式下操作STA。在活跃模式下操作的STA保持唤醒状态。如果STA处于唤醒状态，则STA通常可以执行操作使得其能够执行帧发送/接收、信道扫描等等。另一方面，在PS模式下操作的STA被配置为从瞌睡状态切换到唤醒状态，或者反之亦然。以最小功率操作在睡眠模式下操作的STA，并且不执行帧发送/接收和信道扫描。
[0124]功率消耗的量与其中STA处于睡眠状态下的具体时间成比例地减少，使得响应于减少的功率消耗增加STA操作时间。然而，不能够在睡眠状态下发送或者接收帧，使得STA不能够强制地操作长的时间段。如果存在要被发送到AP的帧，则在睡眠状态下操作的STA被切换到唤醒状态，使得其在唤醒状态下能够发送/接收帧。另一方面，如果AP具有发送到STA的帧，则处于睡眠状态的STA不能接收该帧并且不能够识别要接收的帧的存在。因此，根据特定时段STA可能需要周期地切换到唤醒状态，以便于识别要发送到STA的帧的存在或者不存在(或者为了接收指示帧的存在的信号，假定判定要被发送到STA的帧的存在)。
[0125]图9是图示功率管理(PM)操作的概念图。
[0126]参考图9，AP 210在步骤中以预定时段的间隔将信标帧发送给BSS中存在的STA(S211、S212、S213、S214、S215、S216)。信标帧包括TIM信息元素。TIM信息元素包括关于与AP 210相关联的STA的被缓冲的业务，并且包括指示帧要被发送的特定信息。TIM信息元素包括用于指示单播帧的TIM和用于指示多播或者广播帧的传递业务指示映射(DHM)。
[0127]每当信标帧被发送三次，AP 210可以发送DHM—次。在PS模式下操作STAl 220和STA2 222中的每一个。每个唤醒间隔STAl 220和STA2 222中的每一个从睡眠状态切换到唤醒状态，使得STAl 220和STA2 222可以被配置为接收通过AP 210发送的??Μ信息元素。每个STA可以基于其自身的本地时钟计算切换开始时间，在该切换开始时间每个STA可以开始切换到唤醒状态。在图9中，假定STA的时钟与AP的时钟相同。
[0128]例如，可以以每个信标间隔STAl 220能够切换到唤醒状态以接收??Μ元素的方式配置预定的唤醒间隔。因此，当在步骤S211中AP 210首先发送信标帧时STAl 220可以切换到唤醒状态。STAl 220接收信标帧，并且获得??Μ信息元素。如果获得的??Μ元素指示要被发送到STAl 220的帧的存在，则在步骤S221a中STAl 220可以将请求AP 210发送帧的省电轮询(PS轮询)帧发送到AP 210。在步骤S231中AP 210可以响应于PS轮询帧将帧发送到STAl 220。已经接收到帧的STAl 220被重新切换到睡眠状态，并且在睡眠状态下操作。
[0129]当AP210第二次发送信标帧时，获得由另一设备接入介质的忙碌的介质状态，在步骤S212AP 210可以不以精确的信标间隔发送信标帧，并且可以在被延迟的信标帧发送信标帧。在这样的情况下，虽然响应于信标间隔STAl 220被切换到唤醒状态，但是其不接收延迟发送的信标帧，使得在步骤S222中其重新进入睡眠状态。
[0130]当AP 210第三次发送信标帧时，相对应的信标帧可以包括通过DHM表示的??Μ元素。然而，因为给出忙碌的介质状态，所以在步骤S213中AP 210发送信标帧。STAl 220响应于信标间隔被切换到唤醒状态，并且可以通过由AP 210发送的信标帧获得DTIM。假定通过STAl 220获得的DHM不具有要发送到STAl 220的帧，但是存在用于另一 STA的帧。在这样的情况下，STAl 220确认不存在要在STAl 220中接收的帧，并且重新进入睡眠状态，使得STAl 220可以在睡眠状态下操作。在AP 210发送信标帧之后，在步骤S232中AP 210将帧发送到相对应的STA。
[0131]在步骤S214中AP 210第四次发送信标帧。然而，对于STAl 220来说不能够通过TIM元素的两次接收获取关于与STAl 220相关联的缓存的业务的存在的信息，使得STAl220可以调整用于接收TIM元素的唤醒间隔。可替选地，倘若用于STAl 220的唤醒间隔值的协调的信令信息被包含在由AP 210发送的信标帧中，则STAl 220的唤醒间隔值可以被调整。在本示例中，已经被切换以每个信标间隔接收TIM元素的STAl 220可以被切换到每三个信标间隔STAl 220能够从睡眠状态唤醒的另一操作状态。因此，当AP 210在步骤S214中发送第四信标帧并且在步骤S215中发送第五信标帧，STAl 220保持睡眠状态，使得其不能够获得相对应的TIM元素。
[0132]当在步骤S216中AP 210第六次发送信标帧时，STAl 220被切换到唤醒状态并且在唤醒状态下操作，使得在步骤S224中STAl 220不能够获得被包含在信标帧中的??Μ元素。??Μ元素是指示广播帧的存在的DHM，使得在步骤S234中STAl 220没有将PS轮询帧发送给AP 210并且可以接收由AP 210发送的广播帧。同时，STA2 230的唤醒间隔可以比STAl 220的唤醒间隔更长。因此，STA2 230在AP 210第五次发送信标帧的特定的时间S215进入唤醒状态，使得在步骤S241中SAT2 230可以接收??Μ元素。STA2 230通过??Μ元素识别要被发送到STA2 230的帧的存在，并且在步骤S241a中将PS轮询帧发送到AP 210以便请求帧传输。在步骤S233中AP 210可以响应于PS轮询帧将帧发送到STA2 230。
[0133]为了操作/管理如图9中所示的省电(PS)模式，??Μ元素可以包括指示要发送到STA的帧存在或者不存在的TIM，或者指示广播/多播帧的存在或者不存在的DTIM。可以通过??Μ元素的字段设置来实施DHM。
[0134]图10至12是图示已经接收到业务指示映射(??Μ)的STA的详细操作的概念图。
[0135]参考图10，STA从睡眠状态切换到唤醒状态，使得从AP接收包括??Μ的信标帧。STA解释接收到的TIM元素使得其能够识别要发送到STA的缓存的业务的存在或者不存在。在STA与其它的STA竞争以接入介质用于PS轮询帧传输之后，STA可以将用于请求数据帧传输的PS轮询帧发送给AP。已经接收到由STA发送的PS轮询帧的AP可以将帧发送给STA。STA可以接收数据帧，并且然后响应于接收的数据帧将ACK帧发送给AP。其后，STA可以重新进入睡眠状态。
[0136]如能够从图10中看到，AP可以根据立即响应方案操作，使得AP从STA接收PS轮询帧，并且在预定的时间[例如，短帧间间隔(SIFS)]的流逝之后发送数据帧。相反地，在SIFS时间期间已经接收到PS轮询帧的AP没有准备要被发送到STA的数据帧，使得AP可以根据延期响应方案操作，并且在下文中将会参考图11描述其详细描述。
[0137]图11的STA操作，其中STA从睡眠状态切换到唤醒状态、从AP接收??Μ，并且通过竞争将PS轮询帧发送到AP，与图10的操作相同。如果已经接收到PS轮询帧的AP在SIFS时间期间没有准备数据帧，则AP可以将ACK帧发送到STA替代发送数据帧。如果在ACK帧的传输之后准备数据帧，在这样的竞争完成之后AP可以将数据帧发送到STA。STA可以将包括数据帧的成功接收的ACK帧发送到AP，并且然后可以被转换到睡眠状态。
[0138]图12示出其中AP发送DHM的示例性情况。STA可以从睡眠状态切换到唤醒状态，使得从AP接收包括DTIM元素的信标帧。通过接收到的DTIM，STA可以识别将会发送多播/广播帧。在发送包括DTIM的信标帧之后，AP可以在没有发送/接收PS轮询帧的情况下直接地发送数据(即，多播/广播帧)。当在接收到包括DTIM的信标帧之后STA连续地保持唤醒状态时，STA可以接收数据，并且然后在数据接收完成之后切换回到睡眠状态。
[0139]TIM 结构
[0140]在基于在图9至图12中示出的??Μ(或者DHM)协议的省电(PS)模式的操作和管理方法中，STA可以通过被包含在TIM元素中的STA识别信息确定要为STA发送的数据帧的存在或者不存在。STA识别信息可以是与当STA与AP相关联时要分配的关联标识符(AID)相关联的特定信息。
[0141]AID被用作一个BSS内的每个STA的唯一的ID。例如，在当前WLAN系统中使用的AID可以被分配给I至2007中的一个。在当前WLAN系统的情况下，用于AID的14个比特可以被分配给通过AP和/或STA发送的帧。尽管AID值可以被指配为最大值16383，但是2008?16383的值可以被设置为保留值。
[0142]根据传统定义的TM元素不适合于M2M应用的应用，通过该M2M应用许多的STA (例如，至少2007个STA)与一个AP相关联。如果在没有任何变化的情况下扩展常规TIM结构，则TIM位图大小过多地增加，使得不能够使用传统帧格式支持扩展的TIM结构，并且扩展的TIM结构不适合于其中考虑到低传输速率的应用的M2M通信。另外，预期在一个信标时段期间存在非常少量的均具有Rx数据帧的STA。因此，根据在上面提及的M2M通信的示例性应用，预期TIM位图大小被增加并且大多数比特被设置零(O)，使得需要有效地压缩这样的位图的技术。
[0143]在传统位图压缩技术中，从位图的头部省略连续的O的值(其中的每一个被设置为零)，并且被省略的结果可以被定义为偏移(或者开始点)值。然而，尽管均包括被缓冲的帧的STA在数目上小，但是如果在相应的STA的AID值之间存在大的不同，则压缩效率不高。例如，假定要仅被发送到具有10的AID的第一 STA和具有2000的AID的第二 STA的帧被缓冲，则压缩的位图的长度被设置为1990，除了两个