无线通信系统中分配传输时间段的方法和设备及其系统的制作方法

专利名称：无线通信系统中分配传输时间段的方法和设备及其系统的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及一种无线通信系统，具体地说，涉及一种有效地分配无 线网络系统的传输帧周期中的传输时间段的方法和设备及其系统。
背景技术：
随着近来无线通信技术的发展和导致的无线设备的扩展，正在增加对经 由无线链接的高速、高可靠性的数据传输的需求。-故开发以满足该需求的无线局域网(WLAN )包括站(STA ),其为移动数据通信设备；和接入点(AP )， 能够与STA交换数据。位于相同无线服务覆盖区的AP和STA被认为是基本 服务集(BSS)。具体地，改进的WLAN系统通过采用使用多个发送天线和多个接收天线 的多入多出(MIMO)技术以及正交频分复用(OFDM)技术来实现高吞吐 量。在这种WLAN系统中，位于一个无线服务覆盖区中的STA使用AP分配 的无线资源发送或接收数据。AP以阶段资源(phase resource)的形式分配无 线资源，在此使用的术语"阶段资源"是指STA或AP能够发送数据的时间 段。图1示出一般WLAN系统中的传输帧周期的结构。参照图1，在具有系统确定的固定长度的传输帧周期100中，AP发送指 示对整个传输帧周期100的阶段资源分配的MAP (映射)帧110。 MAP帧 110包括下行链路MAP 120，指示AP可发送数据的时间段；和上行链路 MAP 122，指示STA可发送数据的时间段。下行链路MAP120包括STA的 数量字段130和基于STA的数量字段130确定的至少一个STA信息字段132。 类似地，上行链路MAP 122包括STA的数量字段134和根据STA的数量 字段134确定的至少一个STA信息字段136。 STA信息字段132和136每个 都包括STA ID字段140和144,指示分配了下行链路时间段和上行链路时 间段的STA;和时间偏移字段142和146，指示分配给STA的时间偏移。已经分配了 MAP帧110中的时间段的STA在下行链路时间段112中的相应STA信息指示的时间段接收数据，并且在上行链路时间段114中的相应 STA信息指示的时间段发送数据。STA在除了发送MAP帧110的时间段和 MAP帧110指示的时间段之外的其它时间段保持休眠模式。可基于竟争，由 STA访问上行链路时间段114之后的竟争时间段116 。以这种方式，AP估计每个STA在一个传输帧周期100中需要的资源量， 并且才艮据该估计分配上行链;洛时间^:和下行链路时间段。然而，当AP高估 了STA需要的资源量时，浪费了无线资源，降低了数据吞吐性能。在这种情 况下，STA可不使用分配的无线资源。此外，由于已经将此资源分配给特定 STA,因此其它STA不能再使用此资源。当AP低估了 STA需要的资源量时， 在至少下一个传输帧周期之前，STA不能被分配它需要的资源，经历了上行 链路服务的传输延迟和抖动。传输延迟和抖动影响STA需要的服务质量 (QoS)。另外，如果由于STA的分配的资源的缺乏而使STA进入竟争时间 段116,则在竟争时间段，STA不能在休眠模式中操作，浪费能量。因此，在AP通过调度来确定STA需要的上行链路时间段和下行链路时 间段的无线通信系统中，需要一种防止数据吞吐量的减少和STA能量的浪费， 并且准确地分配时间|史的#支术。发明内容为了从本质上至少解决上述问题和/或缺点，并至少提供下述优点，本发 明提供一种在无线通信系统中不减少数据吞吐量的情况下最小化STA能量的 浪费的传输时间段分配方法和设备及其系统。本发明提供一种在无线通信系统中使用多于两个MAP帧灵活地分配 STA需要的传输时间段的方法和设备及其系统。本发明提供一种在无线网络系统中在使用MAP帧将传输时间段分配给 STA之后使用附加MAP帧将下行链路数据和/或上行链路数据的错误恢复所 需的时间段分配给STA的方法和设备及其系统。根据本发明的一方面，提供一种在无线网络系统中分配传输时间段的方 法。所述方法包括在传输帧周期发送将初始下行链路时间段和初始上行链 路时间段的至少一个冲是供给站(STA)的多轮节能(PSMP)帧；在初始下行 链路时间段所述STA接收数据，在初始上行链路时间段所述STA发送数据； 在初始下行链路时间段和初始上行链路时间段之后，在传输帧周期发送提供用于重新发送下行链路数据的附加下行链路时间段的子PSMP帧；以及在传 输帧周期重新发送下行链路数据。根据本发明的另 一方面，提供一种在无线网络系统中接收分配的传输时 间段的方法。所述方法包括在传输帧周期接收通过接入点(AP)提供初始 下行链路时间段和初始上行链路时间段的至少一个的多轮节能(PSMP)帧； 在传输帧周期，在初始下行链路时间段所述AP发送凄t据，在初始上行链路 时间段所述AP接收数据；在初始下行链路时间段和初始上行链路时间段之 后，在传输帧周期接收提供用于重新发送下行链路数据的附加下行链路时间 段的子PSMP帧；以及在传输帧周期重新发送下行链路数据。根据本发明的另 一方面，提供一种在无线网络系统中分配传输时间段的 接入点(AP)设备。所述AP设备包括处理器，产生将分配的初始下行链 路时间段和初始上行链路时间段的至少一个提供给站(STA)的多轮节能(PSMP)帧，并且产生提供用于重新发送下行链路数据的附加下行链路时间 段的子PSMP帧；以及收发器，将PSMP帧发送到STA,在初始下行链路时 间段所述STA接收数据，在初始上行链路时间段所述STA发送数据，在初始 下行链路时间^殳和初始上行链路时间段之后，在传输帧周期发送子PSMP帧， 并且在传输帧周期重新发送在初始下行链路时间段接收的数据。根据本发明的另 一方面，提供一种在无线网络系统中接收分配的传输时 间段的站(STA)设备。所述STA设备包括处理器，分析通过接入点(AP) 提供初始下行链路时间段和初始上行链路时间段的至少 一 个的多轮节能(PSMP )帧，并且在初始下行链路时间段和初始上行链^各时间段之后，分析 提供用于重新发送下行链路数据的附加下行链路时间段的子PSMP帧；以及 收发器，从AP接收PSMP帧，将接收的PSMP帧传递到处理器，在传输帧 周期，在初始下行链路时间段所述AP发送数据，在初始上行链路时间段所 述AP接收数据；并且在传输帧周期重新发送AP在初始下行链路时间段发送 的数据。根据本发明的另一方面，提供一种无线网络系统，所述无线网络系统包 括接入点(AP)，在传输帧周期发送多轮节能(PSMP)帧和子PSMP帧， 所述PSMP帧将初始下行链路时间段和初始上行链路时间段提供给每个站 (STA )，所述子PSMP帧提供用于重新发送下行链路数据的附加下行链路时 间段；以及STA，在传输帧周期，在初始下行链路时间段AP发送数据，在初始上行链路时间段AP接收数据，并且接收下行链路数据的重新发送。


通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加明显，其中图1示出传统WLAN系统中的传输帧周期的结构； 图2A示出根据本发明的WLAN系统的配置；图2B是示出图2A所示的WLAN系统中的AP和每个STA的示例性结 构的框图；图3示出才艮据本发明的传输帧周期的结构；图4是示出根据本发明的阶段资源分配的能量减小效果的描述的时序图；图5示出根据本发明的示例性错误恢复操作；图6是示出根据本发明的AP的操作的流程图；以及图7是示出根据本发明的STA的操作的流程图。
具体实施方式
现将参照附图详细描述本发明的优选实施例。在下面的描述中，为了清 楚简明已经省略了合并于此的已知功能和结构的详细描述。与无线通信系统中的传输时间段分配相关的本发明的主要特征在于提供 多个MAP(映射)帧，以指示在传输帧周期中接入点(AP )分配给每个站(STA ) 的下行链路时间段和上行链路时间段。分配的时间革殳在MAP帧被发送之后立 即开始，并且在传输帧周期，除了第一MAP帧之外的MAP帧被称为"后来 的MAP (子MAP )"。子MAP帧用于下行链路和上行链路数据的错误恢复。 这里，所述错误恢复包括下行链路上发送的数据的重新发送和上行链路上接 收的数据的确认(ACK)的传输，并且可包括其它错误恢复方案。尽管将基于IEEE 802.11标准参照无线局域网(WLAN)系统对本发明 进行详细描述，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的精神和范 围的情况下，阶段资源的分配(本发明的基本方面)还可应用于具有相似技 术需求和信道格式的其它无线通信系统。图2A是示出根据本发明的WLAN系统的配置的示图。参照图2A, AP202和210的每个都连接到有线网络200，多个STA204、 206、 208、 212和214经由IEEE802.il物理(PHY)层和基于媒体访问控制 (MAC)协议的无线链接访问其相关AP202和210，并且通过多个无线信道 发送和接收数据。位于相同无线服务覆盖区220的STA 204至208以及AP 202 组成一个基本服务集(BSS)。位于无线服务覆盖区222的STA212和214以 及AP 210形成另一个BSS。位于每个BSS的STA能够经由相应的AP彼此 交换数据。AP202和210的主要功能包括数据通信的传递、访问另一网络(例 如，有线网络200)、漫游支持、BSS中的同步、能量管理支持和用于支持BSS 中时间约束服务的媒体访问的控制。图2B是示出在图2A示出的WLAN系统中AP和每个STA的示例性结 构的框图。AP和STA都可包括显示器232、处理器234、收发器236、输 入单元238、存储器240、随机存取存储器(RAM) 242、只读存储器(ROM) 244和公共总线230。提供示出的示例性结构仅为了方便。尽管参照图2B在 此描述作为AP和STA的特定元件及其操作，但是示例性描述不限制本发明。参照图2B,连接到天线(未示出)的收发器236接收数据，并将接收的 信号转换成相应的数字数据。处理器234是在操作系统(OS )和包括在ROM 244中的其它程序的控制下操作的控制器，并且处理器234产生的信息和数 据存储在RAM 242中。包括在AP中的处理器234的主要操作包括数据的产生和分析、位于 相同无线服务覆盖区并连接到AP的STA的时间段的分配、指示分配的时间 段的至少一个MAP帧的产生和基于分配的时间段的收发器236的操作模式控 制。具体地说，AP的处理器234通过位于传输帧的第一部分的MAP帧将初 始资源R滅提供或分配给STA。如果需要从STA接收ACK或将重新发送的 数据发送到STA,则处理器234通过在与传输帧的第一 MAP帧相关的序列 持续时间到期之后立即发送的子MAP帧，将传输帧周期中的剩余时间段另外 分配给相应的STA。对于本领域技术人员明显的是术语"...之后立即"实 质上是指预定时间的逝去。在第一 MAP帧指示的下行链路/上行链路时间段到期之后，如果必要， 则可另外发送指示在相同传输帧周期分配的下行链路和/或上行链路时间段 的多个子MAP。子MAP顿指示的下行链路和/或上行链路时间段在子MAP 帧之后。包括在STA中的处理器234的主要才喿作包括数据的产生/分析、传输 帧的产生和基于从传输帧的开始点接收的MAP帧对收发器236的操作模式控 制。处理器234控制收发器236,从而收发器236在每个传输帧的开始点从 AP接收MAP帧，并分析该MAP帧以确定STA自己的STA ID (标识)是否 包括在其中。如果STA自己的STAID包括在MAP帧中，则处理器234将与 STA ID相关的STA信息指示的关于分配的下行链路和上行链路时间段的信 息存储在存储器240中，接着分别在下行链路时间段和上行链路时间段唤醒 收发器236的接收器和发送器，从而接收和/或发送数据。收发器236的接收
如果在从AP接收的数据中存在错误，或者如果STA将接收对于发送到 AP的数据的ACK,则STA的处理器234监控是否在MAP帧指示的整个周 期到期之后立即从AP接收到指示为错误恢复另外分配的资源的子MAP帧， 并且当接收到子MAP帧时，分析接收的子MAP帧。整个周期包括MAP帧 提供的所有时间段。
根据本发明，在随后的上行链路时间段通过ACK确认在MAP帧指示的 下行链路时间段发送的数据。在根据随后的子MAP帧另外分配的上行链路时 间段通过ACK确认在子MAP帧指示的下行链路时间段发送的数据。在这种 情况下，可在根据随后的子MAP帧分配的时间段重新发送需要重新发送的下 行链路和上行链路数据。
类似普通无线通信系统的WLAN系统由于多径衰减、STA间千扰和噪声 可能在发送的数据中出现错误。为了解决这一问题，已经提出了自动重复请 求(ARQ)和混和ARQ (H-ARQ)方案，在所述方案中，接收器将失败的数 据的重新发送请求发送到发送器。在这些方案中，接收器使用ACK以将接收 的数据中是否出现错误通知给发送器。当接收到ACK时，发送器确定接收器 已经成功接收相应数据(即，确认的数据)。然而，当没有接收到ACK时， 发送器确定接收器接收相应数据(即，未确认的数据)失败。因此，当没有 接收到期望的ACK时，发送器重新发送所有未确认的数据。
ARQ和H-ARQ方案不仅可使用一般ACK,还可使用块ACK,其中， 对于各个打包的传输数据，可使用所述一般ACK将数据接收的成功/失败通 知给发送器。在块ACK方案中，发送器连续发送多个包，接着通过块ACK 将接收器是否成功接收到发送的包一起通知给该发送器。STA发送/接收的数据可聚集在一个聚集MAC协议数据单元(A-MPDU ) 中，并且可在相同的下行链路或上行链路时间段将A-MPDU与具有不同通信 流标识符(TSID)的MAC服务数据单元(MSDU) —起发送。块ACK使用 位图表示多个MSDU的接收结果(成功/失败)，这里，位图以 "1 (成功)" 或"0(失败)"来表示第一 MSDU之后所述多个MSDU的成功/失败。块ACK 具有根据确认的MSDU的数量优化的格式和大小。
筒单块ACK可包括发送块ACK的第一 MSDU的序列号和位图。如果 必要，则使用包括以通信标识符(TID)识别的多个位图的多TID块确认 (MTBA)。为了允许传输具有较大尺寸的块ACK， AP分配上行链路时间段 或下行链路时间段。这里，块ACK和一般ACK将被称为ACK。
图3示出才艮据本发明的传输帧周期的结构。尽管在此示出帧与上行链路 时间段和下行链路时间段彼此相邻，但是在实际系统中对于发送和接收切换 和处理可能存在时间间隔。
参照图3，在具有固定长度的传输帧周期300中，AP首先以小于正常比 率集(包括调制方案、编码率和数据率)的基本比率集发送MAP帧310a。 这样使服务覆盖区中的所有STA都能够接收MAP帧310a。在通信的开始， 根据通过AP和STA之间的协商确定的固定时间段(例如，对于互联网协议 语音(VoIP )和运动图像专家组4 (MPEG4 )分别为20ms和10ms )周期地 发送MAP帧310a。通过MAP帧310a的发送来初始化传输帧周期300。
例如，为了指示MAP帧310a的随后的第一下行链路时间段312a和第一 上行链路时间段314a的阶段资源分配，MAP帧310a包括第一下行链路 MAP320a，指示在第一下行链路时间段312a中AP能够发送数据的时间段； 和第一上行链路MAP 322a，指示在第一上行链路时间段314a STA能够发送 数据的时间段。第一下行链路MAP 320a包括STA的数量字段330a和基于 STA的数量字段330a确定的至少一个STA信息字段332a。以相同的方式， 第一上行链路MAP 322a包括STA的数量字段334a和基于STA的数量字段 334a确定的至少一个STA信息字段336a。
STA信息字段332a和336a的每个都包括STA ID字段340a和344a， 指示在第一下行链路时间段312a和第一上行链路时间段314a中被分配了时 间段的STA;时间偏移字段342a和346a，指示分配给STA的时间段的开始； 和持续时间字段343a和348a,指示分配的时间段的长度。STA ID字段340a和344a的每个都包括每个STA的至少一个相关身4分(AID )部分和给予每个 STA的至少一个^5更件地址(即、MAC地址)部分。将指示用于广播/多播数 据的时间段的STAID设置成特定值，例如，"0"。时间偏移字段342a和346a 的每个都以多个预定时间单元(例如，4ps)指示从MAP帧310a到相应时间 段的开始的间隔。持续时间字段343a和348a的每个都以多个预定时间单元 (例如，16ps)指示从时间段的开始到结束的间隔(即，指示时间段的长度)。
MAP帧310a的第 一下行链路MAP 320a和第 一上行链路MAP 322a代表 首先分配给每个STA的下行链路时间段和上行链路时间段，并且可根据AP 期望发送的数据量和AP将发送的期望数据量来确定第一下行链路MAP 320a 和第 一上行链路MAP 322a。在这种情况下，AP确定第 一上行链路MAP 322a， 从而第一上行链路MAP 322a包括当接收在第 一上行链路时间段314a发送的 数据时发送成功和失败的通知所需的资源。在MAP帧310a被分配了阶段资 源的STA在第一下行链路时间段312a中的相应STA信息332a指示的时间段 接收数据，并且在第一上行链路时间段314a中的相应STA信息336a指示的 时间段发送数据。下行链路和上行链路数据可包括包含净荷和ACK的一个或 多个A-MPDU和/或MPDU。 STA在发送MAP帧310a的时间段和在除了 MAP 帧310a指示的时间段之外的其它时间段保持休眠模式。
每个STA在第一下行链路时间段312a的分配的时间段接收数据，并且 使用包括在接收的数据中的错误校正代码来确定接收的数据中是否存在错 误。例如，每个STA确定包括在A-MPDU中的每个MSDU中是否存在错误。 以ACK的形式在第一上行链路时间段314a的分配的时间段发送确定结果和 上行链路数据。为了重新接收在第一下行链路时间段312a接收的失败的数据， 并且接收在第一下行链路时间段312a发送的数据的ACK, STA监控MAP帧 310a指示的所有时间段(即，下行链路时间段弁l 312a和上行链路时间段弁l 314a)到期之后子MAP帧310b的接收。在子MAP帧310b指示的第二下行 链路时间段312b和第二上行链路时间段314b的分配的时间段，STA转换到 激活模式。
为了重新发送在第一上行链路时间段314a发送的具有错误的数据并且 发送指示在第一上行链路时间段314a接收的数据的成功接收的ACK， AP通 过发送子MAP帧310b将用于错误恢复的附加资源(即，第二下行链路时间 段312b)分配给STA。以相同的方式，AP使用包括在接收的数据中的纠错代码来确定接收的数据中是否存在错误。如果在第一下行链路时间段314a接 收的数据中存在错误，则AP可通过子MAP帧310b将第二上行链路时间段 314b分配给STA，以允许数据的重新发送。
也就是说，子MAP帧310b包括第二下行链路MAP 320b和第二上行链 路MAP 322b，用于指示随后的第二下行链路时间段312b和第二上行链路时 间段314b的阶段资源分配。类似地，可将子MAP帧310b以基本比率集一起 发送。第二下行链路MAP 320b包括STA的数量字段330b和基于STA的数 量字段330b确定的至少一个STA信息字段332b。 STA信息字段332b包括 STA ID字段340b，指示在第二下行链路时间段312b分配了时间段的STA; 时间偏移字段342b，指示分配给STA的时间段的开始；和持续时间字段343b， 指示分配的时间段的长度。上面已经描述了 STA信息字段332b的元素，第 二上行链路MAP 322b与第二下行链路MAP 320b的结构相同，因此将省略 其详细描述。通过子MAP帧310b分配了阶段资源的STA在第二下行链路时 间段312b和第二上行链路时间段314b的相应STA信息332b指示的时间段 与AP交换数据和ACK。
尽管没有示出，但是如果仍然另外需要附加资源分配，则多个子MAP 帧和基于所述子MAP帧的上行链路时间段或下行链路时间段可被另外包括 在传输帧周期300中。使用能够附有一个或多个子帧的MAP帧的传输方案被 称为多轮节能(PSMP)方案，MAP帧310a和子MAP帧310b分别被称为 PSMP帧和子PSMP帧。PSMP帧和子PSMP帧的每个都跟随着由相应(子) PSMP帧指示的至少一个下行链路时间段或上行链路时间段， 一个(子)PSMP 帧和相应指示的时间段被称为(子)PSMP序列。换句话说，通过发送PSMP 帧来初始化一个PSMP序列，并且STA仅在以PSMP帧开始的PSMP序歹'J中 的PSMP帧指示的时间段醒来，从而最小化能量消耗。
可基于竟争由STA访问最后序列持续时间之后的竟争时间段316。
应该注意在不脱离本发明的精神和范围的情况下，图3中示出的MAP 帕310a和子MAP帧310b的元素和所述元素的排列可进行改变。例如，MAP 帧310a和子MAP帧310b的每个都包括 一个STA ID字段、用于下行链路 传输的时间偏移和持续时间字段、以及用于上行链路传输的时间偏移字段和 持续时间字段。在这种情况下，如果没有时间段被分配给上行链路和下行链 路，则相应持续时间字段被设置为空(0)。另外，MAP帧310a和子MAP帧310b可包括用于指示是否将跟随着子MAP帧或另 一子MAP帧的字段。STA 分析子MAP帧中的字段，以确定该子MAP帧是否是当前传输帧周期中的最 后子MAP帧。
图4是示出根据本发明的阶段资源分配的能量减小效果的描述的时序图。
参照图4的示图(a),传输帧周期400包括MAP帧410a、第一下行链 路时间段412a、第一上行链路时间段414a、子MAP帧410b和第二下行链路 时间段412b。 MAP帧410a提供第一下行链路时间段412a和第一上行链路时 间段414a的阶段资源分配。
参照图4的示图(b),在时间段420接收到MAP帧410a后切换到休眠 模式以后，STA在MAP帧410a指示的第一下行链路时间段412a中的分配的 时间段422醒来，并且从AP接收下行链路数据。在时间段422到期时切换 回休眠模式以后，STA保持l木眠状态直到MAP帧410a指示的第一上行链路 时间段414a中的分配的时间段424。在时间段424, STA将下行链路数据的 肯定ACK发送到AP。肯定ACK表示STA已经正常接收到所有下行链路数 据。这里，STA没有上行链路数据发送，STA不需要监控用于错误恢复的子 MAP帧410b。
参照图4的示图(c),在时间段430接收到MAP帧410a后切换到休眠 模式以后，STA在MAP帧410a指示的第一下行链路时间段412a中的分配的 时间段432醒来，并且从AP接收下行链路数据。在时间段432到期时切换 回休眠模式以后，STA保持休眠状态直到MAP帧410a指示的第一上行链路 时间段414a中的分配的时间段434。在时间段434, STA将下行链路的否定 ACK (NACK)和上行链路数据一起发送到AP。 NACK是指示下行链路数据 损坏的ACK。例如，NACK是这样的位图仅有映射到损坏的MSDU的比 特被设置为"O(失败)"。因此，STA监控子MAP帧410b的接收，以使被 分配用于重新发送未确认的下行链路数据和用于接收上行链路数据的ACK 的资源。
也就是说，STA在时间段436醒来，并且监控子MAP帧410b的接收。 当接收到子MAP帧410b时，STA转换回休眠状态并等待直到子MAP帧410b 指示的第二下行链路时间段414b中的时间段438。在时间段438， STA从AP 接收重新发送的数据和ACK。尽管没有示出，但是可以在传输帧周期400到期之前，分配映射到一个或多个附加MAP帧的时间段。
图5示出根据本发明的示例性错误恢复操作。这里，在AP502的服务覆 盖区，两个STA ( STA1 504和STA2 506 )彼此进行通信。
参照图5 ， AP 502在传输帧时间段的开始发送MAP帧510a。 MAP帧510a 提供在第一下行链路时间段512分配给STA1 504和STA2 506的时间段，和 在第一上行链路时间段514分配给STA1 504和STA2 506的时间段。在发送 MAP帧510a之后，AP502首先将下行链路数据512a发送到STA1 504,其后， 将下行链路数据512b发送到STA2 506。这里，发送到STA2 506的下行链路 数据512b在传输期间被部分损坏。
当从AP 502接收到下行链路数据512a时，STA1 504在MAP帧51 Oa指 示的第一上行链路时间段514的时间段522将上行链路数据522a和下行链路 数据512a的肯定的ACK522b发送到AP502。这里，由于其中还有剩余的排 队数据524 STA1 504在时间段522将数据和请求发送排队数据524所需的附 加资源的资源请求(RR)消息一起发送。
在从AP 502接收到失败的下行链路数据512b之后，STA2 506在MAP
下行链路数据512b的否定ACK 532b发送到AP 502。由于STA2 506没有任 何剩余的排队数据，因此STA2 506在时间段532不发送RR消息。在传输期 间来自STA2 506的上行链路数据532a被部分损坏。
响应于来自STA1 504的包括RR消息的上行链路数据522a和来自STA2 506的损坏的上行《连^各lt据532a和NACK 532b,子MAP帧510b指示第二下 行链路时间段516中到达STA1 504的ACK 516a，以及到达STA2 506的重新 发送数据516b和NACK 516c的下行链路时间段，用于来自STA1504的上行 链路数据526a的时间段526，以及用于来自STA2 506的上行链路数据534a 和ACK 534b的时间段534。因此，在子MAP帧51 Ob指示的时间段中，AP 502 与STA 504和STA 506交换数据和控制消息(ACK )。也就是说，如果AP 502 接收到对于发送到STA2 506的下行链路数据512b的NACK，或者最差地接 收ACK失败，则AP 502通过子MAP帧510b分配用于重新发送下行链路数 据512b的资源。
在从STA 504和STA 506接收了上行链路数据526a和534a之后，AP 502 通过第二子MAP帧510c分配用于传输上行链路数据526a和534a的ACK518a和518b的时间段518。 STA504和STA506在第二子MAP帧510c指示 的时间段518接收上行链^各数据526a和534a的ACK 518a和518b。 MAP帧 310a、第一子MAP帧510b和第二子MAP帧510c以及与其相关的所有下行 链路和上行链路时间段都在一个传输帧周期500内。
图6是示出根据本发明的AP的搡作的流程图。这里，为了简单，AP仅 与一个STA进行通信。
参照图6 ，在步骤602， AP通过发送指示分配给当前传输帧周期的时间 段的MAP帧来初始化当前传输帧周期。在步骤604， AP在MAP帧指示的时 间段将下行链路数据发送到STA。如果不存在发送到STA的下行链路数据， 则MAP帧不包括将分配给STA的下行链路时间段。在这种情况下，省略了 步骤604。
在步骤606 ， AP在MAP帧指示的时间段确定是否从STA接收到上行链 路数据。如果不存在MAP帧分配给STA的时间段，则AP进行到步骤610。 然而，如果从STA接收到上行链路数据，则AP进行到步骤608,其中，AP 分配用于传输上行链路数据的ACK的下行链路时间段，接着进行到步骤610。
在步骤610, AP确定步骤604发送的下行链路数据的ACK在步骤606 是否被接收到。如果接收的ACK是肯定ACK，则AP进行到步骤614。然而， 如果接收的ACK不是肯定ACK而是否定NACK，则AP在步骤612分配重 新发送下行链路数据的下行链路时间段，接着进行到步骤614。
在步骤614， AP确定在步骤606是否从STA接收到RR消息。如果没有 接收到RR消息，则AP进行到步骤618，确定在当前传输帧周期是否需要附 加资源分配。然而，如果在步骤614接收到RR消息，则在步骤616, AP分 配RR消息请求的资源，即，上行链路时间段，接着进行到步骤618。
在步骤618， AP确定是否存在在当前传输帧时间段另外分配的任何资源。 如果在步骤608、612和616中的任何一个分配了资源，则AP进行到步骤620， 其中，AP产生指示在步骤608、612和616中的至少一个分配的资源的子MAP 帧，在该MAP帧指示的时间段到期之后发送子MAP帧，接着返回步骤604。 然而，如果在当前传输帧时间段没有另外分配的资源，则AP进行到步骤622， 其中，AP等待直到下一传输帧周期的开始点(即，MAP的下一传输时间段)， 接着返回步骤602。
图7是示出根据本发明的STA的操作的流程图。参照图7，在步骤702,当从AP接收到MAP时，STA识别当前传输帧
MAP帧指示下行链路时间段，则STA在步骤704确定在下行链路时间段是 否成功接收到下行链路数据。如果没有指示下行链路时间段，则STA进行到 步骤706。如果没有成功接收到下行链路数据，则STA进行到步骤714，其 中，STA准备接收子MAP帧，从而被分配重新接收下行链路数据的下行链 路时间段，接着进行到步骤706。否则，STA直接进行到步骤706。此时，在 随后的上行链路时间段发送下行链路数据的ACK。
在步骤706， STA确定是否需要接收在MAP帧分配的上行链路时间段发 送的上行链路数据的ACK。如果STA发送上行链路数据，则STA进行到步 骤716,其中，STA准备接收子MAP帧，从而被分配用于接收上行链路数据 的ACK的下行链路时间段，接着进行到步骤708。否则，STA直接进行到步 骤708。
在步骤708， STA确定在MAP帧分配的上行链路时间段是否发送了 RR 消息。如果发送了RR消息，则STA进行到步骤718,其中，STA准备接收 子MAP帧，从而被分配RR消息请求的资源，接着进行到步骤710。否则， STA直接进行到步骤710。
在步骤710， STA确定是否设置了子MAP帧的接收，即，STA是否应该 重新接收下行链路数据，是否应该接收上行链路数据的ACK或是否请求附加 资源。如果没有设置子MAP帧的接收，则在步骤712， STA等待直到下一传 输帧周期的开始点(即，MAP帧的下一传输时间段)，确定在当前传输帧周 期不需要附加资源，接着返回步骤702。然而，如果设置了子MAP帧的接收， 则STA进行到步骤720。
在步骤720， STA监控在MAP帧指示的整个周期到期之后从AP接收到 子MAP帧。当接收到子MAP帧时，STA返回步骤704，并在子MAP帧指 示的随后的时间段执行上述处理。
从上述描述可以理解，AP仅通过第一MAP帧分配最少的资源，以最小 化资源的任何高估，并且如果STA需要附加资源，则AP立即通过子MAP 帧分配在相同传输帧周期请求的上行链路资源，从而消除了 QoS降低的原因 (诸如延迟和抖动)。另外，STA最大化休眠模式保持时间，而不必要长时间 监控，从而减小STA的能耗。尽管已经参照本发明的特定实施例显示并描述了本发明，但是本领域的 技术人员将理解，在不脱离权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下， 可以对其进行形式和细节的各种改变。
权利要求
1. 一种在无线网络系统中分配具有预设持续时间的传输帧周期中的传输时间段的方法，所述方法包括步骤在传输帧周期发送多轮节能(PSMP)帧，所述PSMP帧提供分配给站(STA)的初始下行链路时间段和初始上行链路时间段的至少一个；在初始下行链路时间段将数据发送到所述STA，在初始上行链路时间段从所述STA接收数据；在初始下行链路时间段和初始上行链路时间段之后，在传输帧周期发送提供用于重新发送下行链路数据和上行链路数据中的至少一个的附加时间段的子PSMP帧；以及在传输帧周期重新发送下行链路数据和上行链路数据中的至少一个。
2、 如权利要求l所述的方法，其中，子PSMP帧提供传输确认(ACK) 的附加下行链路时间段，所述ACK指示成功接收在初始上行链路时间段发送 的上行链路数据。
3、 如权利要求2所述的方法，还包括在至少一个子PSMP帧提供的下 行链路时间段发送ACK。
4、 如权利要求l所述的方法，其中，能够在一个传输帧周期内发送多个 子PSMP帧。
5、 如权利要求l所述的方法，还包括在PSMP帧提供的初始上行链路 时间段从STA接收ACK，所述ACK指示成功接收在PSMP帧提供的初始下 行链路时间段发送的数据。
6、 如权利要求l所述的方法，其中，子PSMP帧提供为了重新发送刚好 在相应子PSMP帧传输之前的上行链路时间段失败的上行链路数据而分配的 附加上行链路时间段。
7、 如权利要求l所述的方法，其中，子PSMP帧包括 所述STA的标识符(ID);开始偏移，指示子PSMP帧提供的每个时间段的开始点；以及 持续时间字段，指示子PSMP帧提供的每个时间段的长度。
8、 如权利要求l所述的方法，其中，PSMP帧指示的时间段和至少一个 子PSMP帧指示的时间段被包括在具有固定长度的一个传输帧周期中。
9、 如权利要求1所述的方法，其中，ACK包括指示成功接收至少一个 数据单元的位图。
10、 一种在无线网络系统中接收在具有预设持续时间的传输帧周期中分 配的传输时间段的方法，所述方法包括步骤在传输帧周期接收通过接入点(AP)提供初始下行链路时间段和初始上 行链路时间段的至少一个的多轮节能(PSMP)帧；在传输帧周期，在初始下行链路时间段所述AP发送数据，在初始上行 链路时间段所述AP接收数据；在初始下行链路时间段和初始上行链路时间段之后，在传输帧周期接收 提供用于重新发送下行链路数据的附加下行链路时间段的子PSMP帧；以及在传输帧周期重新发送下行链路数据。
11、 如权利要求IO所述的方法，其中，能够在一个传输帧周期内发送多 个子PSMP帧。
12、 如权利要求10所述的方法，其中，在初始上行链路时间段将确认 (ACK)发送到AP,所述ACK指示成功接收在MAP帧指示的下行链路时间段接收的数据。
13、 如权利要求11所述的方法，其中，ACK包括指示成功接收至少一 个数据单元的位图。
14、 如权利要求IO所述的方法，其中，子PSMP帧提供为了重新发送刚 好在相应子PSMP帧传输之前的上行链路时间段失败的上行链路数据而分配 的附加上行链路时间段。
15、 如权利要求IO所述的方法，还包括如果刚好在相应子PSMP帧的 开始之前的下行链路时间段接收的下行链路数据的接收中存在错误，或者如 果刚好在相应子PSMP帧的开始之前的上行链路时间段存在发送的上行链路 数据，则监控子PSMP帧。
16、 如权利要求IO所述的方法，其中，子PSMP帧包括 所述站(STA)的标识符(ID);开始偏移，指示子PSMP帧提供的每个时间段的开始点；以及 持续时间字段，指示子PSMP帧提供的每个时间段的长度。
17、 如权利要求IO所述的方法，其中，PSMP帧提供的所有时间段和子 PSMP帧提供的所有时间段被包括在具有固定长度的一个传输帧周期中。
18 、 一种在无线网络系统中分配具有预设持续时间的传输帧周期中的传输时间段的接入点(AP)设备，所述设备包括处理器，产生多轮节能(PSMP)帧，所述PSMP帧提供分配给站(STA) 的初始下行链路时间段和初始上行链路时间段的至少 一个，并且产生提供用 于重新发送下行链路数据的附加下行链路时间段的子PSMP帧；以及收发器，将PSMP帧发送到STA,在初始下行链路时间段所述STA接收 数据，在初始上行链路时间段所述STA发送数据，在初始下行链路时间段和 初始上行链路时间段之后，所述收发器在传输帧周期发送子PSMP帧，并且 在传输帧周期重新发送在初始下行链路时间段接收的数据。
19、 如权利要求18所述的AP设备，其中，子PSMP帧提供用于传输确 认(ACK)的附加下行链路时间段，所述ACK指示成功接收在初始上行链 路时间段发送的上行链路数据。
20、 如权利要求19所述的方法，其中，在至少一个子PSMP帧提供的下 行链路时间段发送ACK。
21、 如权利要求18所述的方法，其中，能够在一个传输帧周期内发送多 个子PSMP帧。
22、 如权利要求18所述的AP设备，其中，收发器在PSMP帧提供的上 行链路时间段从STA接收ACK，所述ACK指示成功接收在PSMP帧提供的 初始下行链路时间段发送的数据。
23、 如权利要求22所述的AP设备，其中，ACK包括指示成功接收至 少一个数据单元的位图。
24、 如权利要求18所述的AP设备，其中，子PSMP帧还提供为了重新 发送刚好在相应子PSMP帧传输之前的上行链路时间賴:接收的具有错误的上 行链路数据的上行链路时间段。
25、 如权利要求18所述的AP设备，其中，子PSMP帧包括 所述STA的标识符(ID);开始偏移，指示子PSMP帧提供的每个时间段的开始点；以及 持续时间字段，指示子PSMP帧提供的每个时间段的长度。
26、 如权利要求18所述的AP设备，其中，PSMP帧提供的所有时间段 和子PSMP帧提供的所有时间段被包括在具有固定长度的一个传输帧周期 中。
27、 一种在无线网络系统中接收具有预设持续时间的传输帧周期中的分 配的传输时间段的站(STA)设备，所述设备包括处理器，分析通过接入点(AP)提供初始下行链路时间段和初始上行链 路时间段的至少一个的多轮节能(PSMP)帧，并且在初始下行链路时间段和 初始上行链路时间段之后，分析提供用于重新发送下行链路数据的附加下行 链路时间段的子PSMP帧；以及收发器，从AP接收PSMP帧，将接收的PSMP帧传递到处理器，在传 输帧周期，在初始下行链路时间段所述AP发送数据，在初始上行链路时间 段所述AP接收数据，并且所述收发器在传输帧周期重新发送AP在初始下行 链路时间段发送的数据。
28、 如权利要求27所述的方法，其中，能够在一个传输帧周期内发送多 个子PSMP帧。
29、 如权利要求27所述的STA设备，其中，收发器在PSMP帧指示的 上行链路时间段将ACK发送到AP，所述ACK指示成功接收在PSMP帧指 示的下行链路时间段接收的数据。
30、 如权利要求29所述的STA设备，其中，ACK包括指示成功接收至 少一个数据单元的位图。
31、 如权利要求27所述的STA设备，其中，子PSMP帧提供为了重新 发送刚好在相应子PSMP帧传输之前的上行链路时间段的上行链路数据的上 行链路时间段。
32、 如权利要求27所述的STA设备，其中，如果刚好在相应子PSMP 帧的开始之前的下行链路时间段接收的下行链路数据的接收中存在错误，或 者如果刚好在相应子PSMP帧的开始之前的上行链路时间段存在发送的上行 链路数据，则处理器控制收发器使其监控子PSMP帧。
33、 如权利要求27所述的STA设备，其中，子PSMP帧包括 所述站(STA)的标识符(ID);开始偏移，指示子PSMP帧提供的每个时间段的开始点；以及 持续时间字段，指示子PSMP帧提供的每个时间段的长度。
34、 如权利要求27所述的STA设备，其中，PSMP帧提供的所有时间 段和子PSMP帧提供的所有时间段被包括在具有固定长度的一个传输帧周期 中。
35、 一种具有预设持续时间的传输帧周期的无线网络系统，包括 接入点(AP)，在传输帧周期发送多轮节能(PSMP)帧和子PSMP帧，所述PSMP帧将初始下行链路时间段和初始上行链路时间段提供给每个站 (STA )，所述子PSMP帧提供用于重新发送下行链路数据的附加下行链路时 间^殳；以及STA,在传输帧时间段，在初始下行链路时间段AP发送数据，在初始 上行链路时间段AP接收数据，并且接收下行链路数据的重新发送。
36、 如权利要求35所述的无线网络系统，其中，AP发送指示成功接收 上行链路数据的确认(ACK)。
37、 如权利要求36所述的STA设备，其中，ACK包括指示成功接收至 少一个数据单元的位图。
38、 如权利要求35所述的无线网络系统，其中，STA在子PSMP帧指 示的下行链路时间段接收确认(ACK)。
39、 如权利要求35所述的无线网络系统，其中，在PSMP帧提供的上行 链路时间段，STA将确认(ACK )发送到AP,所述ACK指示成功接收在PSMP 帧提供的下行链路时间段接收的数据。
40、 如权利要求35所述的无线网络系统，其中，每个子PSMP帧提供为 了重新发送刚好在相应子PSMP帧传输之前的上行链路时间段初始接收的上 行链路数据的上行链路时间段。
41、 如权利要求35所述的无线网络系统，其中，如果刚好在相应子PSMP 帧的开始之前的下行链路时间段接收的下行链路数据的接收中存在错误，或 者如果刚好在相应子PSMP帧的开始之前的上行链路时间段存在发送的上行 链路数据，则STA监控子PSMP帧。
42、 如权利要求35所述的无线网络系统，其中，子PSMP帧包括 所述STA的标识符(ID);开始偏移，指示子PSMP帧提供的每个时间段的开始点；以及 持续时间字段，指示子PSMP帧提供的每个时间段的长度。
43、 如权利要求35所述的无线网络系统，其中，PSMP帧提供的所有时 间段和子PSMP帧提供的所有时间段被包括在具有固定长度的一个传输帧周 期中。
44、如权利要求35所述的无线网络系统，其中，在一个传输帧周期内发送多个子PSMP帧。
全文摘要
提供一种在无线网络系统中分配传输时间段的设备和方法。接入点(AP)发送PSMP帧和至少一个子PSMP帧，所述PSMP帧指示分配给每个站(STA)的下行链路时间段和上行链路时间段，所述子PSMP帧指示用于重新发送下行链路数据和传输指示成功接收上行链路数据的ACK中的至少一个而分配的下行链路时间段。在PSMP帧指示的下行链路时间段和上行链路时间段与AP交换数据之后，STA接收每个子PSMP帧，并且在每个子PSMP帧指示的下行链路时间段执行重新发送的下行链路数据的接收和ACK的接收中的至少一个。
文档编号H04B7/26GK101288250SQ200680038377
公开日2008年10月15日 申请日期2006年10月17日 优先权日2005年10月18日
发明者张景训, 朴钟爱, 李东俊, 金泳秀, 黄孝善 申请人:三星电子株式会社