在无线lan系统的中继网络中多播/广播的方法和设备的制造方法_4

文档序号:9292013阅读:来源:国知局
之后,STA可将用于请求数据帧传输的PS轮询帧发送给AP。接收到由STA发送的PS轮询帧的AP可将帧发送给STA。STA可接收数据帧,然后响应于接收的数据帧将ACK帧发送给AP。随后,STA可重新进入睡眠状态。
[0127]从图10可看出,AP可根据立即响应方案来操作,使得AP从STA接收PS轮询帧,并且在逝去预定时间[例如,短帧间空间(SIFS)]之后发送数据帧。相比之下,接收到PS轮询帧的AP在SIFS时间期间不准备将要发送给STA的数据帧,使得AP可根据延期响应方案来操作,这将在下文中参照图11给出其详细描述。
[0128]图11的STA从睡眠状态切换为唤醒状态,从AP接收??Μ,并且通过竞争将PS轮询帧发送给AP的STA操作与图10的那些操作相同。如果接收到PS轮询帧的AP在SIFS时间期间没有准备数据帧,则AP可将ACK帧发送给STA,而非发送数据帧。如果在ACK帧的传输之后准备了数据帧,则在这种竞争完成之后AP可将数据帧发送给STA。STA可将指示数据帧的成功接收的ACK帧发送给AP,并且可转换为睡眠状态。
[0129]图12示出AP发送DHM的示例性情况。STA可从睡眠状态切换为唤醒状态以从AP接收包括DHM元素的信标帧。STA可识别出将通过接收的DHM发送多播/广播帧。在包括DHM的信标帧的传输之后,AP可直接发送数据(S卩,多播/广播帧),而无需发送/接收PS轮询帧。在接收包括DHM的信标帧之后STA继续维持唤醒状态的同时,STA可接收数据,然后在完成数据接收之后切换为睡眠状态。
[0130]TIM 结构
[0131]在基于图9至图12所示的??Μ(或DHM)协议的省电(PS)模式的操作和管理方法中,STA可通过包含在??Μ元素中的STA标识信息来确定是否存在将要针对STA发送的数据帧。STA标识信息可以是与当STA与AP关联时将要分配的关联标识符(AID)关联的特定信息。
[0132]AID用作一个BSS内的各个STA的唯一 ID。例如,用于当前WLAN系统中的AID可被分配给I至2007中的一个。在当前WLAN系统的情况下,用于AID的14比特可被分配给由AP和/或STA发送的帧。尽管AID值可被指派最大值16383,但是2008?16383的值被设定为预留的值。
[0133]根据传统定义的??Μ元素不适合于许多STA (例如,至少2007个STA)与一个AP关联的M2M应用的应用。如果传统TIM结构在没有任何改变的情况下被扩展,则??Μ位图大小过度增加,使得无法利用传统帧格式支持扩展的??Μ结构,并且扩展的??Μ结构不适合于考虑低传输速率的应用的M2M通信。另外,预期到在一个信标周期期间存在各自具有Rx数据帧的非常少量的STA。因此,根据上述M2M通信的示例性应用,预期到??Μ位图大小增大,并且大多数比特被设定为零(O),使得需要能够有效地压缩这种位图的技术。
[0134]在传统位图压缩技术中,从位图的头部省略为O的连续值(所述连续值中的每一个被设定为零),省略的结果可被定义成偏移(或者起始点)值。然而,尽管各自包括缓冲的帧的STA的数量较少,但是如果各个STA的AID值之间的差异较高,则压缩效率不高。例如,假设将要仅发送给AID为10的第一 STA和AID为2000的第二 STA的帧被缓冲,则压缩的位图的长度被设定为1990,两个边缘部分以外的其余部分被指派为零(O)。如果与一个AP关联的STA的数量较少,则位图压缩的效率低不会导致严重的问题。然而,如果与一个AP关联的STA的数量增加,则这种低效率可能使总系统吞吐量劣化。
[0135]为了解决上述问题,AID被分成多个组,使得可利用AID更有效地发送数据。指定的组ID(GID)被分配给各个组。以下将参照图13描述基于这种组分配的AID。
[0136]图13的(a)是示出基于组的AID的概念图。在图13的(a)中,位于AID位图的前部的一些比特可用于指示组ID(GID)。例如,可利用AID位图的前两个比特指定四个GID。如果AID位图的总长度由N比特表示,则这前两个比特(BI和B2)可表示对应AID的GID。
[0137]图13的(b)是示出基于组的AID的概念图。在图13的(b)中,GID可根据AID的位置来分配。在这种情况下,具有相同GID的AID可通过偏移和长度值来表示。例如,如果GID I由偏移A和长度B表示,则这意味着位图上的AID (A?A+B-1)分别被设定为GID I。例如,图13的(b)假设AID (I?N4)被分成四组。在这种情况下,包含在GID I中的AID由I?NI表示,包含在该组中的AID可通过偏移I和长度NI来表示。包含在GID 2中的AID可通过偏移(N1+1)和长度(N2-N1+1)来表示,包含在GID 3中的AID可通过偏移(N2+1)和长度(N3-N2+1)来表示,包含在GID 4中的AID可通过偏移(N3+1)和长度(N4-N3+1)来表不。
[0138]在使用上述基于组的AID的情况下,根据单独的GID在不同的时间间隔中允许信道接入,由于与大量STA相比TIM元素的数量不足引起的问题可被解决,同时可有效地发送/接收数据。例如,在特定时间间隔期间,仅针对与特定组对应的STA允许信道接入,对剩余STA的信道接入可受到限制。仅允许对特定STA的接入的预定时间间隔也可被称作限制接入窗口(RAW)。
[0139]以下将参照图13的(C)描述基于GID的信道接入。如果AID被分成三组,则根据信标间隔的信道接入机制被示例性地示出于图13的(C)中。第一信标间隔(或第一 RAW)是允许到与包含在GID I中的AID对应的STA的信道接入,不允许包含在其它GID中的STA的信道接入的特定间隔。对于上述结构的实现,仅用于与GID I对应的AID的??Μ元素被包含在第一信标帧中。仅用于与GID 2对应的AID的??Μ元素被包含在第二信标帧中。因此,在第二信标间隔(或第二 RAW)期间仅允许到与包含在GID 2中的AID对应的STA的信道接入。仅用于具有GID 3的AID的??Μ元素被包含在第三信标帧中,使得利用第三信标间隔(或第三RAW)允许到与包含在GID 3中的AID对应的STA的信道接入。仅用于各自具有GID I的AID的??Μ元素被包含在第四信标帧中,使得利用第四信标间隔(或第四RAW)允许到与包含在GID I中的AID对应的STA的信道接入。随后,在第五信标间隔之后的各个信标间隔中(或者在第五RAW之后的各个RAW中)可仅允许到与包含在对应信标帧中的??Μ所指示的特定组对应的STA的信道接入。
[0140]尽管图13的(C)示例性地示出所允许的GID的顺序根据信标间隔是周期性的或循环的,但是本公开的范围或精神不限于此。即,仅包含在特定GID中的AID可被包含在??Μ元素中,使得在特定时间间隔(例如,特定RAW)期间允许到与该特定AID对应的STA的信道接入,不允许到其余STA的信道接入。
[0141]上述基于组的AID分配方案也可被称作??Μ的分级结构。S卩,总AID空间被分成多个块,可允许到与具有“O”以外的其余值中的任一个的特定块对应的STA (即,特定组的STA)的信道接入。因此,大尺寸的??Μ被分成小尺寸的块/组,STA可容易地维持??Μ信息,并且块/组可根据STA的类别、QoS或用途来容易地管理。尽管图13示例性地示出2级别的层,但是可配置由两个或更多级别组成的分级TIM结构。例如,总AID空间可被分成多个寻呼组,各个寻呼组可被分成多个块,各个块可被分成多个子块。在这种情况下,根据图13的(a)的扩展版本,AID位图的前NI比特可表示寻呼ID(即,PID),接下来的N2比特可表示块ID,接下来的N3比特可表示子块ID,其余比特可表示包含在子块中的STA比特的位置。
[0142]在本公开的示例中,将STA(或者分配给各个STA的AID)分成预定的分级组单元并且管理所分成的结果的各种方案可被应用于实施方式,然而,基于组的AID分配方案不限于上述示例。
[0143]帧格式
[0144]图14是说明IEEE 802.11系统中所使用的示例性帧格式的示图。
[0145]物理层会聚协议(PLCP)分组数据单元(ProU)帧格式可包括短训练字段(STF)、长训练字段(LTF)、信号(SIG)字段和数据字段。最基本(例如,非HT) PPDU帧格式可由传统STF(L-STF)字段、传统LTF(L-LTF)字段、SIG字段和数据字段组成。另外,根据PPDU帧格式类型(例如,HT混合格式PPDU、HT-greenfield格式PPDU、VHT PPDU等),最基本PPDU帧格式还可在SIG字段和数据字段之间包括附加字段(S卩,STF、LTF和SIG字段)。
[0146]STF是用于信号检测、自动增益控制(AGC)、分集选择、精确时间同步等的信号。LTF是用于信道估计、频率误差估计等的信号。STF和LTF之和可被称作PCLP前导码。PLCP前导码可被称作用于OFDM物理层的同步和信道估计的信号。
[0147]SIG字段可包括RATE字段、LENGTH字段等。RATE字段可包括关于数据调制和编码速率的信息。LENGTH字段可包括关于数据长度的信息。另外,SIG字段可包括奇偶校验字段、SIG尾比特等。
[0148]数据字段可包括服务字段、PLCP服务数据单元(PSDU)和PPDU尾比特。如果需要,数据字段还可包括填充比特。SERVICE字段的一些比特可用于同步接收机的解扰器。PSDU可对应于MAC层中定义的MAC roU(协议数据单元),可包括在高层中生成/使用的数据。PPDU尾比特可允许编码器返回到零(O)状态。填充比特可用于根据预定单元来调节数据字段的长度。
[0149]MAC PDU可根据各种MAC帧格式来定义,基本MAC帧由MAC头、帧主体和帧校验序列组成。MAC帧由MAC PDU组成,使得它可通过PPDU帧格式的数据部分的PSDU来发送/接收。
[0150]MAC头可包括帧控制字段、持续时间/ID字段、地址字段等。帧控制字段可包括帧发送/接收所需的控制信息。持续时间/ID字段可被建立为用于发送对应帧等的特定时间。四个地址字段(地址1、地址2、地址3、地址4)可指示基本服务集标识符(BSSID)、源地址(SA)、目的地地址(DA)、发送机地址(TA)、接收机地址(RA)等。根据格式类型可仅包括四个地址字段当中的一些部分。
[0151 ]例如,“地址I ”字段可被设定为与被配置为接收对应MAC帧的接收机的接收机地址(RA)对应的特定值,“地址2”字段可被设定为与被配置为发送对应MAC帧的发送机的发送机地址(TA)对应的特定值。
[0152]如果使用三个地址字段,则“地址I”字段可被设定为RA,“地址2”字段可被设定为TA。“地址3”字段可被设定为BSSID。在下行链路(DL)的情况下(即,“从DS”的情况下),“地址3”字段可被设定为对应MAC帧的源地址(SA)。在上行链路(UL)的情况下(即,“至DS”的情况下),“地址3”字段可被设定为对应MAC帧的目的地地址(DA)。
[0153]如果使用全部这四个地址字段,则“地址I ”字段可被设定为RA,“地址2”字段可被设定为TA,“地址3”字段可被设定为DA,“地址4”字段可被设定为SA0
[0154]各个地址字段(地址1、地址2、地址3或地址4)的值可被设定为由48比特组成的以太网MAC地址。
[0155]另一方面,空数据分组(NDP)帧格式可指示没有数据分组的帧格式。S卩,NDP帧包括一般PPDU格式的PLCP头部(S卩,STF,LTF和SIG字段),而它不包括其余部分(即,数据字段)。NDP帧可被称作短帧格式。
[0156]中继协议
[0157]用于扩展网络覆盖的中继器可被引入诸如M2M和智能电网的通信环境。由于在M2M和智能电网环境中使用低成本、低复杂度和低功率装置,所以复杂的中继协议不适合。因此,本公开所提出的简化的中继协议限于两跳中继操作。如果中继协议的范围限于简化的两跳中继操作,则中继帧转发可被简化。
[0158]对于其它STA而言,中继器可充当AP。S卩,STA可将中继器视为AP并且可执行链路建立,使得中继器可被称作中继AP。然而,中继器没有直接连接到分布式系统(DS)。因此,为了实现中继器与DS之间的连接,中继器必须用作STA。S卩,从直接连接至DS的AP的角度看,中继器可对应于多个STA中的一个,使得中继器可被称作中继STA。例如,中继器可逻辑上被理解为由中继AP和中继STA组成的实体。
[0159]尽管以下描述将从中继操作的角度公开中继AP和中继STA,但是当然必须理解,中继AP和中继STA可包括相同的单一中继实体。
[0160]另外,为了在中继AP和中继STA之间区分,直接连接至DS的AP可被称作门户AP和根AP。
[0161]从链路建立的角度看,STA、中继器和根AP操作可总结如下。
[0162]STA可通过主动/被动扫描搜索中继AP。例如,如果STA将探测请求帧发送给中继AP,则中继AP可按照与一般AP中相同的方式将探测响应帧发送给STA。另外,由于中继AP按照与AP中相同的方式发送信标帧,所以STA可通过被动扫描搜索中继AP。
[0163]如果STA搜索到多个中继APJlj STA可选择具有最高链路质量的一个中继AP,以使得STA可与对应中继AP关联。如果各个STA可连接到根AP,则它可直接与对应根AP关耳关。
[0164]另一方面,尽管中继器对于另一 STA而言用作AP,但是中继器必须穿过根AP以连接到DS。S卩,中继STA可搜索根AP,并且
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