在无线lan系统中动态地感测信道的方法及其设备的制造方法

文档序号:9510454
在无线lan系统中动态地感测信道的方法及其设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 下面的描述涉及一种无线通信系统,并且更加特别地,涉及一种用于在无线LAN 系统中动态地感测信道的方法和设备。
【背景技术】
[0002] 随着信息通信技术的最新发展,已经开发了各种无线通信技术。在这样的技术之 中,WLAN是一种基于射频技术允许使用诸如个人数字助理(PDA)、膝上计算机以及便携式 多媒体播放器(PMP)的移动终端在家里、公司中或者在特定服务提供区域中无线互联网接 入的技术。
[0003] 为了克服已经作为WLAN的弱点而指出的有限的通信速度,近来已经引入在扩 展无线网络的覆盖区域时能够提高网络的速度和可靠性的系统的技术标准。例如,IEEE 802. lln支持具有540Mbps的最大数据处理速度的高吞吐量(HT)。此外,已经引入多输入 和多输出(MBTO)技术,对于发送器和接收器这两者其采用多个天线,以便将传输误差最小 化,并且优化数据速率。

【发明内容】

[0004] 技术问题
[0005] 机器对机器(Μ2Μ)通信技术作为下一代通信技术正在讨论当中。在IEEE 802. 11 WLAN系统中,802. 1 lah被发展成用于M2M通信的技术标准。对于M2M通信,能够考虑在其 中大量设备存在的环境下以低速率偶尔发送和接收少量的数据的场景。
[0006] 本发明的目的是为了提供一种包括通过根据情形应用适当的参数确定是否无线 媒质(WM)是忙碌的操作的新回退方案。
[0007] 通过本发明解决的技术问题不限于上述技术问题并且本领域的技术人员可以从 下面的描述中理解其它的技术问题。
[0008] 技术方案
[0009] 为了完成本发明的目的,提供一种用于在无线LAN系统中通过站(STA)执行空闲 信道评估(CCA)的方法,该方法包括:通过STA的物理层(PHY)从较高层接收包括指示CCA 水平类型的参数的请求原语;和确定是否等于或者大于基于参数的值设置的CCA阈值的信 号被感测,其中参数被设置为第一 CCA水平类型用于具有等于或者大于第一信道宽度的信 道宽度的数据单元的传输,其中参数被设置为第二CCA水平类型用于具有等于或者大于第 二信道宽度的信道宽度的数据单元的传输,其中第二信道宽度比第一信道宽度宽,其中为 第二CCA水平类型设置的第二CCA阈值比为第一 CCA水平类型设置的第一 CCA阈值更高。
[0010] 为了完成本发明的其它的目的,提供一种在无线LAN系统中执行CCA的STA,包括: 物理层模块;和较高层模块。物理层模块可以被配置成从较高层接收包括指示CCA水平类 型的参数的请求原语,并且确定是否等于或者大于基于参数的值设置的CCA阈值的信号被 感测。参数可以被设置为第一 CCA水平类型用于具有等于或者大于第一信道宽度的信道宽 度的数据单元的传输。参数可以被设置为第二CCA水平类型用于具有等于或者大于第二信 道宽度的信道宽度的数据单元的传输。第二信道宽度可能比第一信道宽度宽,并且为第二 CCA水平类型设置的第二CCA阈值可以比为第一 CCA水平类型设置的第一 CCA阈值更高。
[0011] 下述可以被应用于本发明的实施例。
[0012] 当参数被设置为第一 CCA水平类型时,当等于或者大于第一 CCA阈值的信号被感 测时可以将包括指示媒质是忙碌的信息的CCA指示原语从物理层发送到较高层,并且当等 于或者大于第一 CCA阈值的信号没有被感测时可以将包括指示媒质是空闲的CCA指示原语 从物理层发送到较高层。
[0013] 当参数被设置为第二CCA水平类型时,当等于或者大于第二CCA阈值的信号被感 测时可以将包括指示媒质是忙碌的信息的CCA指示原语从物理层发送到较高层,并且当等 于或者大于第二CCA阈值的信号没有被感测时可以将包括指示媒质是空闲的CCA指示原语 从物理层发送到较高层。
[0014] 当参数被设置为第一 CCA水平类型时,使用包括第一 CCA阈值的第一 CCA条件在 具有小于第一信道宽度的信道宽度的第一主信道上可以执行第一回退过程。当参数被设置 为第二CCA水平类型时,使用包括第二CCA阈值的第二CCA条件在具有小于第二信道宽度 的信道宽度的第二主信道上可以执行第二回退过程。
[0015] 当第一主信道是空闲的时每个回退时隙可以减少第一回退过程的回退定时器值, 并且当第二主信道是空闲的时每个回退时隙可以减少第二回退过程的回退定时器值。
[0016] 当作为第一回退过程的结果传输机会(ΤΧ0Ρ)被允许时,具有等于或者大于第一 信道宽度的信道宽度的数据单元可以被发送,并且当作为第二回退过程的结果ΤΧ0Ρ被允 许时,具有等于或者大于第二信道宽度的信道宽度的数据单元可以被发送。
[0017] 作为第一回退过程的结果的ΤΧ0Ρ的允许可以包括第一回退过程的回退定时器值 到达0,并且作为第二回退过程的结果的ΤΧ0Ρ的允许可以包括第二回退过程的回退定时器 值到达0。
[0018] 当作为第一回退过程的结果ΤΧ0Ρ被允许时,根据一个或者多个辅助信道的空闲 状态可以执行具有等于或者大于第一信道宽度的信道宽度的数据单元的传输。当作为第二 回退过程的结果ΤΧ0Ρ被允许时,根据一个或者多个辅助信道的空闲状态可以执行具有等 于或者大于第二信道宽度的信道宽度的数据单元的传输。
[0019] 当作为第二回退过程的结果ΤΧ0Ρ被允许并且一个或者多个辅助信道是忙碌的 时,可以执行新回退过程。
[0020] 第一 CCA阈值可以是A dBm并且第二CCA阈值可以是A+3dBm。
[0021] 第一信道宽度可以是W MHz、2W MHz、4W MHz或者8W MHz并且第二信道宽度可以 是 2W MHz、4W MHz 或者 8W MHz。
[0022] 请求原语可以是PHY-CONFIG. request原语。
[0023] 可以响应于PHY-CONFIG. request原语将PHY-CONFIG. confirm原语从物理层发送 到较高层。
[0024] 数据单元可以是PPDU (物理层会聚协议(PLCP)分组数据单元)。
[0025] 要理解的是,前述总体描述和下面的详细描述仅是本发明的示例性的,并且旨在 为理解如所主张的本发明的本质和特征提供概述或者框架。
[0026] 有益效果
[0027] 根据本发明,能够提供包括通过应用适当的参数确定是否无线媒质(WM)是忙碌 的或者空闲的操作的新回退方法和设备。
[0028] 本领域的技术人员将会理解,通过本发明能够实现的作用不限于在上面已经被特 别地描述的那些,并且从下面的详细描述中将会更加清楚地理解本发明的其它优点。
【附图说明】
[0029] 附图被包括以提供对本发明进一步的理解,其图示本发明的各种实施例,并且与 本说明书中的描述一起用于解释本发明的原理。
[0030] 图1是示出本发明可适用于的IEEE 802. 11系统的示例性结构的示意图。
[0031] 图2是示出本发明可适用于的IEEE 802. 11系统的另一个示例性结构的示意图。
[0032] 图3是示出本发明可适用于的IEEE 802. 11系统的又一个示例性结构的示意图。
[0033] 图4是示出WLAN系统的示例性结构的示意图。
[0034] 图5图示在WLAN系统中的链路设定过程。
[0035] 图6图示回退过程。
[0036] 图7图示隐藏节点以及暴露节点。
[0037] 图8图示RTS以及CTS。
[0038] 图9图示功率管理操作。
[0039] 图10至图12详细地图示已经接收??Μ的站(STA)的操作。
[0040] 图13图示基于组的AID。
[0041] 图14图示在IEEE 802. 11中使用的示例性帧结构。
[0042] 图15图示示例性的S1G 1MHz格式。
[0043] 图16图示超过S1G 2MHz的示例性短格式。
[0044] 图17图示超过S1G 2MHz的示例性长格式。
[0045] 图18图示S1G操作要求的示例性格式。
[0046] 图19图示在主信道和辅助信道之间的关系。
[0047] 图20图示STA的示例性回退过程。
[0048] 图21图示根据本发明的STA的示例性回退过程。
[0049] 图22是用于解释使用非连续的信道的传输操作的框图。
[0050] 图23图示可用于在5GHz处的无线LAN的信道。
[0051] 图24图示根据本发明的示例的CCA方案。
[0052] 图25图示根据本发明的附加示例的CCA方案。
[0053] 图26图示根据CCA类型的CCA操作的示例。
[0054] 图27图示根据CCA类型的CCA操作的另一示例。
[0055] 图28图示根据CCA类型的CCA操作的另一示例。
[0056] 图29图示根据本发明的示例性CCA方法。
[0057] 图30是根据本发明的实施例的无线设备的框图。
【具体实施方式】
[0058] 现在将详细地参考本发明的示例性实施例,其示例在附图中图示。该详细说明将 在下面参考附图给出,其意欲解释本发明的示例性实施例,而不是呈现能够根据本发明实 现的所有实施例。以下的详细说明包括特定的细节以便提供本发明的全面理解。然而,对 于本领域技术人员来说显而易见,本发明可以无需这些特定细节来实践。
[0059] 通过以预定的形式组合本发明的元件和特征来构造下面描述的实施例。元件或者 特征可以被视为是可选择的,除非另有明文规定。在没有与其它元件相组合的情况下能够 实现元件或者特征中的每一个。另外,一些元件和/或特征可以被组合以构造本发明的实 施例。在本发明的实施例中论述的操作的序列可以被改变。一个实施例的一些元件或者特 征也可以被包括在另一实施例中,或者可以被另一实施例的相应的元件或者特征替代。
[0060] 为了更好地理解本发明在下面的描述中采用特定术语。在本发明的技术范围或者 精神的情况下,这样的特定术语可以采用其它形式。
[0061] 在一些情况下,公知的结构和设备被省略,以免使本发明的概念难以理解,并且结 构和设备的重要功能可以主要以框图的形式图示。
[0062] 本发明的示例性实施例由对于作为无线接入系统的电气与电子工程师协会 (IEEE) 802系统、第三代合作伙伴计划(3GPP)系统、3GPP长期演进(LTE)系统、高级 LTE(LTE-A)系统和3GPP2系统中的至少一个公开的标准文献支持。即,在本发明的实施例 中没有描述来清楚展现本发明的技术精神的步骤或者部分可以由以上的文献支持。在此处 使用的所有术语可以由前面提到的文献中的至少一个来支持。
[0063] 本发明的以下的实施例例如能够适用于诸如CDMA(码分多址)、FDMA(频分多址)、 TDMA(时分多址)、0FDMA(正交频分多址)以及SC-FDMA(单载波频分多址)的各种无线 接入技术。CDMA可以通过诸如UTRA(通用陆上无线电接入)或者CDMA2000的无线电技 术来实现。TDMA可以通过诸如GSM(全球移动通信系统)/GPRS (通用分组无线电服务)/ H)GE (用于GSM演进的增强数据速率)的无线电技术来实现。0FDMA可以通过诸如IEEE 802. 11 (Wi-Fi)、IEEE 802. 16(WiMAX)、IEEE 802. 20 和 E-UTRA(演进的 UTRA)的无线电技 术来实现。为了清楚,以下的描述主要地集中于IEEE 802. 11系统,但是本发明的技术特征 不受限于此。
[0064] WLAN系统的结构
[0065] 图1是示出本发明可适用于的IEEE 802. 11系统的示例性结构的示意图。
[0066] IEEE 802. 11系统的结构可以包括多个组件。对于较高层支持透明STA移动性的 WLAN可以通过在组件之间交互来提供。基本服务集(BSS)可以对应于在IEEE 802. 11 LAN 中的基本组件块。在图1中,示出两个BSS(BSS1和BSS2),并且BSS中的每个包括作为其成 员的两个STA ( 即,STA1和STA2包括在BSS1中,以及STA3和STA4包括在BSS2中)。在图 1中,指示每个BSS的椭圆形可以被理解为其中包括在BSS中的STA保持通信的覆盖区域。 这个区域可以称为基本服务区域(BSA)。如果STA移动到BSA以外,则STA不能直接与在 BSA内的其它STA通信。
[0067] 在IEEE 802. 11 LAN中,最基本型的BSS是独立BSS(IBSS)。例如,IBSS可以具 有仅由两个STA组成的最小形式。图1的BSS(BSS1或者BSS2)可以对应于IBSS的典型示 例,其是最简单的形式,并且其中其它组件被省略。当STA能够互相直接通信时,这样的配 置是可能的。这种类型的LAN可以在LAN是必要时被配置,而不是被预先调度。此网络可 以称为自组织网络。
[0068] 在BSS中的STA的成员资格可以根据STA接通还是关闭以及STA进入还是离开BSS 区域而动态地变化。STA可以使用同步过程加入BSS以成为BSS的成员。为了接入BSS基 础结构的所有服务,STA将与BSS相关联。这样的关联可以动态地建立,并且可以涉及分布 式系统服务(DSS)的使用。
[0069] 图2是示出本发明可适用于的IEEE 802. 11系统的另一个示例性结构的示意图。 在图2中,诸如分布式系统(DS)、分布式系统媒质(DSM)和接入点(AP)的组件被增加到图 1的结构。
[0070] 在LAN中直接STA到STA距离会受物理层(PHY)性能的限制。在一些情况中,这 样的被限制的距离对于通信会是足够的。然而,在其它情况下,经长距离在STA之间的通信 会是必要的。DS可以被配置为支持扩展的覆盖。
[0071] DS指的是BSS相互连接的结构。具体地,BSS可以被配置为包括多个BSS的扩展 形式的网络的组件,而不是如图1所示独立地呈现。
[0072] DS是一个逻辑概念,并且可以由DSM的特征指定。在这点,无线媒质(WM)和DSM 在IEEE 802. 11中逻辑上相互区分。各个逻辑媒质用于不同的目的,并且由不同的组件使 用。根据IEEE 802. 11,这样的媒质不局限于相同的或者不同的媒质。通过多个媒质逻辑上 相互不同的事实能够解释IEEE 802. 11 LAN架构(DS架构或者其它网络架构)的灵活性。 艮口,IEEE 802. 11 LAN架构能够以不同方式实现,并且可以由每个实施例的物理属性独立地 指定。
[0073] DS可以通过提供多个BSS的无缝集成并且提供为操纵到目的地的地址所需要的 逻辑服务来持移动设备。
[0074] AP指的是使得相关联的STA能够通过丽接入DS并且具有STA功能的实体。数 据可以通过AP在BSS和DS之间移动。例如,在图2中示出的STA2和STA3具有STA功能, 并且提供使相关联的STA(STA1和STA4)接入DS的功能。另外,由于所有AP基本上对应于 STA,所有AP是可寻址的实体。由AP用于在丽上通信使用的地址不需要与由AP用于在 DSM上通信使用的地址相同。
[0075] 从与AP相关联的STA中的一个发送到AP的STA地址的数据可以始终由不受控制 的端口接收,并且可以由IEEE 802. IX端口接入实体处理。如果受控制的端口被验证,则传 输数据(或者帧)可以被发送到DS。
[0076] 图3是示出本发明可适用于的IEEE 802. 11系统的又一个示例性结构的示意图。 除了图2的结构之外,图3概念地示出用于提供宽的覆盖的扩展的服务集(ESS)。
[0077] 可以通过DS和BSS构成具有任意大小和复杂度的无线网络。在IEEE 802. 11系 统中,这种类型的网络被称为ESS网络。ESS可以对应于连接到一个DS的BSS集合。然而, ESS不包括DS。ESS网络特征在于在逻辑链路控制(LLC)层中ESS网络被视为IBSS网络。 包括在ESS中的STA可以互相通信,并且移动STA在LLC中从一个BSS到另一个BSS (在相 同的ESS内)透明地可移动。
[0078] 关于在图3中的BSS的相对物理位置,IEEE 802. 11没有假定任何布置,并且所有 下面的布置是可能的。BSS可以部分地重叠,并且此位置布置通常用于提供连续的覆盖。另 外,BSS可以不物理地连接,并且在BSS之间的距离逻辑上没有被限制。BSS可以位于相同 的物理位置,并且此位置布置可以被采用以提供冗余。一个(或者至少一个)IBSS或者ESS 网络可以物理地存在于与一个(或者至少一个)ESS网络相同的一个空间中。这可以对应 于在自组织网络在ESS网络存在的位置中操作的情况下、在不同组织的IEEE 802. 11网络 在物理上重叠的情况下、或者在相同的位置中需要两个或者更多个不同的接入或者安全政 策的情况下所采用的ESS网络形式。
[0079] 图4是示出WLAN系统的示例性结构的示意图。图4示出包括DS的示例性的基础 结构BSS。
[0080] 在图4的示例中,BSS1和BSS2构成ESS。在WLAN系统中,STA是根据IEEE 802. 11 的MAC (媒质接入控制)/PHY (物理)规则操作的设备。STA包括AP STA和非AP STA。非 AP STA对应于通常直接由用户操纵的设备,诸如膝上计算机或者移动电话。在图4的示例 中,STA 1、STA 3和STA 4对应于非AP STA,并且STA 2和STA 5对应于AP STA。
[0081] 在以下描述中,非AP STA可以称作终端、无线发送/接收单元(WTRU)、用户设备 (UE)、移动站(MS)、移动终端或者移动订户站(MSS)。AP在其它无线通信领域中是对应于基 站(BS)、节点-B、演进的节点-B(e-NB)、基站收发器系统(BTS)或者毫微微BS的概念。
[0082] 层结构
[0083] 在层结构方面能够描述在无线LAN系统中STA的操作。通过处理器能够实现装置 配置中的层结构。例如,稍后将会描述的STA装置的处理器可以包括与稍后将会描述的多 个层结构相对应的多个层模块。例如,处理器能够包括物理(PHY)层模块和较高层(例如, MAC)模块。STA装置的收发器可以被配置成执行来自于下面将会描述的多个层当中的PHY 层的全部或者一些功能,并且处理器可以被配置成执行PHY层的全部或者一些(其它的) 功能和/或PHY层的上层(例如,MAC层)的全部或者一些功能。
[0084] 例如,802. 11标准文献主要描述在数据链路层(DLL)上的MAC子层和物理(PHY) 层。PHY层可以包括PLCP (物理层会聚过程)实体、PMD (物理媒质依赖)实体等等。MAC子 层和PHY层分别包括分别被称为MLME (MAC子层管理实体)和PLME (物理层管理实体)的 管理实体。这些实体提供层管理服务接口,通过其层管理功能被操作。
[0085] 为了提供精确的MAC操作,在各个STA中存在SME (站管理实体)。SME是在单独 的管理面上存在的层独立的实体或者能够被视为在一侧的层无关的实体。虽然在本说明 书中没有详细地描述SME的功能,但是SME能够被考虑以执行收集来自于各种层管理实体 (LME)的层独立的状态、将层特定的参数设置为相似值等等的功能。SME能够代表正常的系 统管理实体执行这些功能并且通常实现标准管理协议。
[0086] 前述的实体以各种方式交互。例如,实体能够通过在其间交换GET/SET原语交互。 原语指的是与特定用途有关的参数的要求的集合。XX-GET. request原语被用于请求给定的 MIB属性(基于管理信息的属性信息)的值。在"成功"的状态的情况下XX-GET. confirm原 语被用于返回适当的MIB属性信息值,否则返回状态字段中的错误指示。XX-SET. request 原语被用于请求被设置为给定值的被指示的MIB。当MIB属性指的是特定的操作时,此表示 用于操作的执行的请求。XX-SET. confirm原语被用于确认在"成功"的状态的情况下被指 示的MIB属性已经被设置为被请求的值,并且否则返回状态字段中的错误条件。当MIB属 性指的是特定操作时,此确认已经执行了相对应的操作。
[0087] 另外,MLME和SME能够在其间通过MLME_SAP (服务接入点)交换各种MLME_GET/ SET原语。此外,能够通过PLME_SAP在PLME和SME之间并且通过PLME_SAP在PLME和MLME 之间交换各种PLME_GET/SET原语。
[0088] 链路设宙讨稈
[0089] 图5图示通常的链路设立过程。
[0090] 为了设立相对于网络的链路并且通过网络发送/接收数据,STA应当执行网络发 现和验证,建立关联,并且执行用于安全的验证过程。链路设定过程也可以称为会话启动过 程或者会话设定过程。此外,链路设定过程中的发现、验证、关联和安全设定步骤在通常意 义下可以被统称为关联步骤。
[0091] 在下文中,将会参考图5描述示例性的链路设立过程。
[0092] 在步骤S510中,STA可以执行网络发现操作。网络发现操作可以包括STA的扫描 操作。即,STA需要搜索可用的网络以便接入网络。STA需要在参与无线网络之前识别兼容 的网络。在此处,识别在特定区域中包含的网络的过程被称为扫描。
[0093] 扫描操作被划分为主动扫描和被动扫描。
[0094] 图5示例性地示出包括主动扫描过程的网络发现操作。在主动扫描的情况下,配 置为执行扫描的STA发送探测请求帧,并且等待对探测请求帧的响应,以便在信道之间移 动并且搜索附近的AP。响应器响应于探测请求帧发送探测响应帧到已经发送探测请求帧 的STA。在此处,响应器可以是在扫描的信道的BSS中已经发送信标帧的最后STA。在BSS 中,AP发送信标帧,并且从而AP用作响应器。在IBSS中,在IBSS内的STA轮流发送信标 帧,并且因此,响应器没有被固定。例如,已经在信道#1上发送探测请求帧并且已经在信道 #1上接收探测响应帧的STA可以存储在接收的探测响应帧中包含的BSS相关信息,并且移
再多了解一些
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