专利名称：无线网络中的信道接入方法和布置的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线网络中的信道接入方法和布置(arrangement)。
背景技术：
实施例属于无线通信领域。更具体来说，实施例属于无线发射器与接收器之间的通信协议领域。
发明内容
本发明涉及一种方法，包括通过媒体接入控制子层逻辑生成包括用于定义业务的接入类别的参数记录的帧，其中低功耗站的接入类别包括定义在为所述业务的接入类别所定义的竞争窗口中是最早打开的竞争窗口的竞争窗口的参数记录；以及通过物理层逻辑用前导来封装所述帧以便创建要传送的物理层协议数据单元。本发明涉及一种装置，包括存储器；与所述存储器耦合的媒体接入控制子层逻辑，用于生成包括定义业务的接入类别的参数记录的帧，其中低功耗站的接入类别包括定义在为所述业务的接入类别所定义的竞争窗口中是最早打开的竞争窗口的竞争窗口的参数记录。本发明涉及一种方法，包括通过媒体接入控制子层逻辑接收包括用于定义业务的接入类别的参数记录的帧，其中低功耗站的接入类别包括定义在为所述业务的接入类别所定义的竞争窗口中是最早打开的竞争窗口的竞争窗口的参数记录；以及通过所述媒体接入控制子层逻辑基于所述帧将所述低功耗站的接入类别的参数记录存储在存储器中的管理信息库中。本发明涉及一种装置，包括存储器；与所述存储器耦合的媒体接入控制子层逻辑，用于接收包括用于定义业务的接入类别的参数记录的帧，其中低功耗站的接入类别包括定义在为所述业务的接入类别所定义的竞争窗口中是最早打开的竞争窗口的竞争窗口的参数记录；以及基于所述帧的接收而将所述低功耗站的接入类别的参数记录存储在存储器中的管理信息库中。本发明涉及一种机器可访问产品，包括包含用于定义业务的接入类别的参数记录的介质，其中所述参数记录定义低功耗站的接入类别的参数记录，所述参数记录定义在为所述业务的接入类别所定义的竞争窗口中是最早打开的竞争窗口的竞争窗口。
图I描绘包括多个通信装置的无线网络的实施例，其中所述多个通信装置包括多个固定或移动通信装置；图IA描绘具有用于在无线通信装置之间建立通信的增强型分布式信道接入参数集元素的管理帧的实施例；图IB描绘用于在无线通信装置之间建立通信的增强型分布式信道接入参数集元素的实施例；图IC描绘接入类别参数记录元素的实施例；图ID描绘用于在无线通信装置之间建立通信的增强型分布式信道接入参数集元素的表的实施例；图IE描绘基于图ID中的用于在无线通信装置之间建立通信的增强型分布式信道 接入参数集元素的定时图的实施例；图IF描绘用于在无线通信装置之间建立通信的增强型分布式信道接入参数集元素的备选实施例；图IG描绘用于在无线通信装置之间建立通信的增强型分布式信道接入参数集元素的表的备选实施例；图IH描绘用于在无线通信装置之间建立通信的增强型分布式信道接入参数集元素的备选实施例；图II描绘用于在无线通信装置之间建立通信的增强型分布式信道接入参数集元素的表的备选实施例；图2描绘用于生成、传送、接收和解释具有增强型分布式信道接入参数集元素的帧的设备的实施例；图3描绘用于生成具有增强型分布式信道接入参数集元素的帧的流程图的实施例；以及图4A-B描绘用于如图2所示传送、接收和解释具有包括增强型分布式信道接入参数集元素的帧的通信的流程图的实施例。
具体实施例方式以下是对附图中所描绘的新颖实施例的详细描述。但是，所提供的细节量不是要限制所描述的实施例的预期变化；相反，权利要求和详细描述要涵盖落在由随附权利要求所定义的本教导的精神和范围内的所有修改、等效物和备选。以下详细描述设计成使得本领域技术人员能够了解这些实施例。提到“ 一个实施例”、“实施例”、“实例实施例”、“各种实施例”等时表示，这样描述的本发明的这个(这些)实施例可包括特定特征、结构或特性，但不是每个实施例都一定包括该特定特征、结构或特性。此外，重复使用短语“在一个实施例中”不一定指相同的实施例，但它也可指相同的实施例。除非另外指出，否则如本文所使用的，使用序数形容词“第一”、“第二”、“第三”等来描述共同对象时只是表示所指的是类似对象的不同示例，而不是要暗示这样描述的对象必须要在时间上、空间上、排序上或以任何其它方式按照给定顺序。实施例可定义业务优先级以利于无线通信装置的传输。许多实施例包括用于生成和传送诸如信标帧、关联响应帧、重新关联响应帧和探测响应帧的管理帧的MAC子层逻辑，其中低功耗站的接入类别包括定义在为业务的接入类别定义的竞争窗口中是最早打开的竞争窗口的竞争窗口的参数记录。在一些实施例中，MAC子层逻辑可以将接入类别的参数记录集合存储在存储器中、存储在逻辑中、或以利于帧的传输的另一方式加以存储。一些实施例可接收并检测具有包括接入类别的帧的通信，并将其中一个或多个接入类别的参数集存储在管理信息库中。一些实施例实现电气和电子工程师协会(IEEE)802. 11系统，如IEEE 802. Ilah系统。IEEE 802. 11无线标准定义EDCA (增强型分布式信道接入)，它是划分优先级的载波侦听多址接入/冲突避免(CSMA/CA)接入机制。ffiEE 802. 11-2007, IEEE Standard forInformation technoIogy-Telecommunications and information exchange betweensystems-Local and metropolitan area networks-Specific requirements—Part 11 Wireless LAN Medium Access Control(MAC)and Physical Layer (PHY)Specifications(http://standards, ieee. org/getieee802/download/802. 11-2007. pdf)。EDCA定义了四种接入类别(AC):背景(BK)、尽力而为(BE)、视频(VI)和语音 (VO)，以便提供应用所需的服务质量(QoS)。具有不同AC的想法是为例如语音和视频应用保证一定等级的等待时间要求。对于诸如低功率站的一些装置，OoS要求可能不是集中在等待时间上，而是集中在该站的低功耗上。例如，电池供电的传感器站可与具有繁重业务的站竞争以向接入点(AP)传送分组。如果两个业务流均映射到相同的接入类别，那么传感器站将有一半时间失去竞争，并且必须在苏醒的状态等待信道变成闲置，这会消耗功率。长的信道接入延迟会增加传感器站的功率消耗，并且对于定义I千兆赫(GHz)或更低信道带宽的诸如IEEE 802. Ilah系统的系统会加剧。作为进一步说明，诸如传感器装置的低供电站可减低功率至睡眠状态，保持在睡眠状态，并在传感器装置有数据要传送时增加功率至苏醒状态。当传感器装置苏醒时，它首先感测信道以查看信道是否闲置。如果信道繁忙，那么传感器装置继续感测信道，直到信道变成闲置为止。这会消耗功率，并且其它站的PPDU传输时间越长，传感器装置的功率消耗就越多。在低于IGHz带宽的操作中，由于与2. 4或5千兆赫(GHz)带宽相比，其带宽更窄并且数据速率小得多，所以物理层协议数据单元(Prou)传输时间可为数十毫秒。根据一个实施例，为例如具有低于IGHz带宽操作的IEEE802. Ilah系统重新定义EDCA，以使得诸如小电池供电的无线装置(例如，传感器)的低功耗站能够利用Wi-Fi来以非常低的功耗连接到互联网。在许多实施例中，当与具有高到中等负载应用(例如，热点或蜂窝卸载)的传统装置共存时，可通过赋予传感器装置比其它业务类型高的优先级、并且在其它实施例中可通过限制PPDU传输时间来减少低占空比站的能量消耗。在一些实施例中，重新定义EDCA接入类别以移除VI和VO接入类别。在一些实施例中，将BK类别与BE类别加以组合。在又一些实施例中，定义新的SS类别以便为低功耗站或传感器站增加类别。其它实施例可重新定义EDCA接入类别以便将低功率站指派给VO类别并将语音业务重新指派给VI类别。在这些实施例中的许多实施例中，可将低功率站指派给VO类别。仍在其它实施例中，除了 BK、BE、VI和VO的现有类别之外，为低功耗装置或传感器装置定义新的SS类别。在这些实施例中，SS参数记录元素值可配置成在其它类别的竞争窗口之前打开竞争窗口。一些实施例可利用无线保真(Wi-Fi)网络的普遍存在，以便在除了其它独特特性之外，启用通常要求非常低功耗的新应用。Wi-Fi —般是指实现IEEE 802. 11-2007和其它有关无线标准的装置。若干实施例包括客户端装置的接入点(AP)和/或AP的客户端装置或站(STA)，例如路由器、交换机、服务器、工作站、笔记本型计算机、移动装置(膝上型计算机、智能电话、平板计算机等)以及传感器、计量器、控件、仪器、监视器、器具等。一些实施例可提供例如室内和/或室外“智能”电网和传感器服务。例如，一些实施例可提供计量站，以用于从计量特定区域内的一个或多个家庭的电、水、气和/或其它公用事业的使用的传感器采集数据，并将这些服务的使用无线传送到计量子站。又一些实施例可从家庭保健、诊所或医院的用于监测患者的保健有关的事件和生命体征(例如，跌倒检测、药瓶监测、体重监测、睡眠窒息、血糖水平、心律等)的传感器采集数据。设计用于这些服务的实施例一般需要比在IEEE802. lln/ac系统中所提供的装置小得多的数据速率和小得多的(超低)功耗。 本文描述的逻辑、模块、装置和接口可执行能以硬件和/或代码实现的功能。硬件和/或代码可包括设计用于实现该功能性的软件、固件、微代码、处理器、状态机、芯片组或其组合。实施例可利于无线通信。一些实施例可包括低功率无线通信，如蓝牙 、无线局域网(WLAN)、无线城域网(WMAN)、无线个域网(WPAN)、蜂窝网络、网络中的通信、消息传递系统和智能装置，以利于这些装置之间的交互。此外，一些无线实施例可并入单个天线，而其它实施例可采用多个天线。例如，多输入和多输出(MIMO)是经由发射器和接收器处的多个天线使用携带信号的无线电信道来改善通信性能。尽管下文描述的一些特定实施例将提到具有特定配置的实施例，但本领域技术人员将意识到，本公开的实施例可有利地利用具有类似问题或难题的其它配置来实现。现在转到图1，示出无线通信系统1000的实施例。无线通信系统1000包括可导线和无线连接至网络1005的通信装置1010。通信装置1010可经由网络1005与多个通信装置1030、1050和1055无线通信。通信装置1010可包括接入点。通信装置1030可包括低功率通信装置，如传感器、消费型电子装置、个人移动装置等。并且，通信装置1050和1055可包括传感器、站、接入点、集线器、交换机、路由器、计算机、膝上型计算机、笔记本型计算机、蜂窝电话、智能电话、PDA(个人数字助理)或其它具无线能力的装置。因此，通信装置可以移动或固定。例如，通信装置1010可包括用于计量家庭街区内的耗水量的计量子站。街区内的每个家庭可包括诸如通信装置1030的传感器，并且通信装置1030可与用水量表集成或耦合到用水量表。最初，通信装置1030可向通信装置1010传送关联请求帧以请求与由通信装置1010表示的基础服务集相关联。通信装置1010可以用包括增强型分布式信道接入(EDCA)参数集元素的关联响应巾贞做出响应，EDCA参数集元素包括定义数据业务的接入类别的参数集。在一些实施例中，接入类别包括尽力而为(BE)业务和低功耗站(SS)业务，并且定义接入类别的竞争窗口以便使SS业务的第一竞争窗口在BE业务的竞争窗口之前打开。此后，通信装置1030可以将一个或这两个类别的参数集存储在存储器1031的管理信息库1032中以利于根据业务的接入类别与通信装置1010交互。
一旦通信装置1030与通信装置1010相关联，通信装置1030便可周期性地进入活动状态或苏醒状态以便传送所采集的数据，例如与集成式用水量传感器所监测的用水量有关的数据。一旦进入苏醒状态，通信装置1030可等待DIFS(分布式协调功能(DCF)帧间间隔)时间单元，退避一定数量的时隙以确定对通信装置1010打开竞争时间窗口。然后，通信装置1030可向计量子站的通信装置1010传送一个或多个数据帧以传送与用水量有关的数据。在一些实施例中，物理层协议数据单元传输时间可以是受限制的。例如，PPDU传输时间可限制为小于T毫秒。如果传输长于阈值T毫秒，那么可将分组分段以使得PPDU传输不会消耗过多空中时间(airtime)。在又一些实施例中，通信装置1010可利于数据卸载。例如，作为低功率传感器的通信装置可包括数据卸载方案，以例如经由Wi-Fi、另一通信装置、蜂窝网络等通信，从而达到减少在等待接入到例如计量站时所消耗的功率消耗和/或增加带宽的可用性的目的。从诸如计量站的传感器接收数据的通信装置可包括数据卸载方案，以例如经由Wi-Fi、另一通信装置、蜂窝网络等通信，从而达到减少网络1005的拥挤的目的。网络1005可表示多个网络的互连。例如，网络1005可与诸如互联网的广域网或内部网耦合，并且可互连经由一个或多个集线器、路由器或交换机有线或无线互连的本地装置。在本实施例中，网络1005在通信上耦合通信装置1010、1030、1050和1055。通信装置1010和1030分别包括存储器1011和1031以及媒体接入控制(MAC)子层逻辑1018和1038。存储器1011和1031可包括诸如动态随机存取存储器(DRAM)、只读 存储器(ROM)、缓冲器、寄存器、高速缓存、闪速存储器、硬盘驱动器、固态驱动器等的存储介质。存储器1011和1031可存储帧和/或帧结构或其一部分，例如管理帧结构和增强型分布式信道接入参数集元素，如图1B、F和H中示出的参数集元素1080、1400和1600。此外，存储器1011和1031可包括用于将参数集元素和参数记录的值与接入类别相关的数据，例如图ID、G和I中的表1200、1500和1700中示出的参数值。例如，存储器1011,1031可包括对接入类别(AC) :AC_BK、AC_BE、AC_VI和AC_V0的最小竞争窗口(aCWmin)、最大竞争窗口值(aCWmax)和仲裁帧间间隔数(AIFSN)的值的指示。注意，这些表包括说明性的值，因此实施例可使用这些值和/或其它值。MAC子层逻辑1018、1038可包括用于实现通信装置1010、1030的数据链路层的MAC子层的功能性的逻辑。MAC子层逻辑1018、1038可生成诸如管理帧的帧，而物理层逻辑1019、1039可基于这些帧生成物理层协议数据单元(ProU)。更具体来说，帧构建器1013和1033可生成具有EDCA参数集元素的帧1014、1034，并且物理层逻辑1019、1039的数据单元构建器可以用前导来封装这些帧以生成PPDU而经由诸如收发器(RX/TX) 1020和1040的物理层装置进行传输。通信装置1010、1030、1050和1055均可包括诸如收发器1020和1040的收发器。每个收发器1020、1040包括RF发射器和RF接收器。每个RF发射器将数字数据印刻(impress)到RF频率上以便通过电磁辐射传送数据。RF接收器接收RF频率的电磁能量，并从中提取数字数据。图I可描绘包括具有例如四个空间流的多输入多输出(MIMO)系统在内的多个不同实施例，并且可描绘其中通信装置1010、1030、1050和1055中的一个或多个通信装置包括具有单个天线的接收器和/或发射器的退化系统，包括单输入单输出(SISO)系统、单输入多输出(SMO)系统和多输入单输出(MISO)系统。在许多实施例中，收发器1020和1040实现正交频分复用(OFDM)。OFDM是用于在多个载波频率上编码数字数据的方法。OFDM是作为数字多载波调制方法使用的频分复用方案。利用大量紧密间隔的正交副载波信号来携带数据。将数据划分到若干并行数据流或信道中，每个副载波对应一个数据流或信道。以低符号率的调制方案来调制每个副载波，从而维持与相同带宽中的常规单载波调制方案类似的总数据速率。OFDM系统利用若干载波或“音调”来实现包括数据、导频、防护和指零的功能。数据音调用于经由信道之一在发射器与接收器之间传送信息。导频音调用于维持信道，并可提供关于时间/频率和信道跟踪的信息。防护音调可在传输期间插入在诸如短训练字段(STF)和长训练字段(LTF)符号的符号之间，以免造成可能由多路径失真导致的符号间干扰(ISI)。这些防护音调还有助于使信号符合频谱屏蔽(spectral mask)。直接分量(DC， direct component)的指零可用于简化直接转换接收器设计。在一些实施例中，通信装置1010可选地包括如虚线所指示的数字波束形成器(DBF) 1022。DBF 1022将信息信号变换为要施加到天线阵列1024的元件的信号。天线阵列1024是各个可单独激励的天线元件的阵列。施加到天线阵列1024的元件的信号使天线阵列1024辐射一到四个空间信道。如此形成的每个空间信道可将信息携带到通信装置1030、1050和1055中的一个或多个通信装置。类似地，通信装置1030包括收发器1040以从通信装置1010接收信号以及将信号传送到通信装置1010。收发器1040可包括天线阵列1044以及可选的DBF1042。图IA描绘用于在诸如图I中的通信装置1010、1030、1050和1055的无线通信装置之间通信的管理帧1060的实施例。管理帧1060可包括MAC报头1061、帧主体1074和帧校验序列(FCS)字段1076。MAC报头1061可包括帧控制字段1062和其它MAC报头字段1068。帧控制字段1062可以是两个八位组，并且可标识帧的类型和子类型，例如管理类型和例如重新关联响应帧子类型。其它MAC报头字段1068可包括例如一个或多个地址字段、标识字段、控制字段等。在一些实施例(例如实施例)中，管理帧1060可包括帧主体1074。帧主体1074可以是可变数量的八位组，并且可包括数据元素、控制元素、或参数和能力。在本实施例中，帧主体1074包括增强型分布式信道接入(EDCA)参数集元素1080。图IB示出EDCA参数集元素1080的实施例。EDCA参数集元素1080可供接入点(AP)使用，以通过改变默认管理信息库(MIB)属性值来建立策略，在接受新站(STA)或新业务时改变策略，或适应所提供的负载的改变。由非AP STA接收的最新EDCA参数集元素1080可用于更新合适的MIB值。EDCA参数集元素1080可包括诸如下列的字段元素标识符(ID)字段1082，长度字段1086，服务质量(QoS)信息(info)字段1088，保留字段1090，以及包括AC_BE参数记录1092和AC_SS参数记录1094的参数记录元素。元素ID字段1082可以是一个八位组，并且可将元素标识为EDCA参数集元素1080。长度字段1086可以是一个八位组，并且可定义EDCA参数集元素1080的长度。QoS info字段1088可以是一个八位组，并且可包含EDCA参数集更新计数子字段，该子字段最初可设置成0，并且可在每次任一 AC参数发生改变时递增。非AP STA可利用EDCA参数集更新计数子字段来确定EDCA参数集是否发生了改变并要求更新合适的MIB属性。保留字段1090可以是一个八位组，并且可保留用于未来使用。EDCA参数集元素1080还可包括每个接入类别的参数记录,在本实施例中，包括AC_BE参数记录1092和AC_SS参数记录1094。在本实施例中，移除了语音和视频接入类别(AC_VI和AC_V0)。并且，为简化起见，可将AC_BK和AC_BE合并成一个AC_BE。此外，增加了新的传感器接入类别(AC_SS)。参数记录均可包括多个字段，例如在图IC的参数记录元素1100中示出的字段。图ID的接入类别参数表1200中示出各参数记录元素的值，即，AC_BE参数记录1092和AC_SS参数记录1094的接入类别索引/仲裁帧间间隔数(ACI/AIFSN) 1104、编码的竞争窗口最小值/最大值(ECWmin/ECWmax) 1106。注意，在本实施例中，尽力而为接入类别的AIFS N、即AIFSN[AC_BE]可增大为10，以使得在第一轮竞争(假设aCWmin值为15)中竞争时，传感器 业务具有优于尽力而为业务的优先级。传输操作(TXOP)极限1108可指定为单位为例如32ii s的无符号整数，其中首先传送最低有效八位组。TXOP极限1108字段值为0表示，除了可能的请求发送/清除发送(RTS/CTS,request to send/clear to send)交换或到它本身的 CTS之外,对于每个TXOP,可以按任何速率传送单个MAC服务数据单元(MSDU)或MAC管理协议数据单元(MMPDU)。再次参考图1A，在许多实施例中，管理帧1060可包括帧校验序列(FCS)字段1076。FCS字段1076可以是四个八位组，并且可包括添加到短帧1060中以进行错误检测和校正的额外校验和字符。图IE描绘在图ID的表1200中所示出的接入类别的AC_BE和AC_SS传输之间的信道接入关系的定时图1300的实施例。如图所示，传感器STA和热点STA正为了信道彼此竞争。传感器STA具有映射到AC_SS的传感器业务，而热点STA具有映射到AC_BE的尽力而为业务。一旦信道变成闲置，这两个STA便将开始推迟+退避。传感器STA将推迟等于SIFS+2倍时隙的AIFS[AC_SS]，然后退避从CW =
选择的随机数。在该实例中，我们假设传感器STA选择随机数为3。另一方面，热点STA将首先推迟等于SIFS+10倍时隙的AIFS [AC_BE]，然后开始退避。但是，由于传感器STA的推迟+退避总是小于AIFS[AC_BE]，所以传感器STA将总是赢得第一轮竞争。此外，对于其中传感器业务的占空比非常低(例如，每几分钟一次分组传输)的情形，向AC_SS提供最高优先级不会显著妨碍AC_BE应用，并且效果可忽略不计。此外，如果PPDU传输时间⑴过长(例如，T > 5毫秒)，那么传感器STA必须等待过长时间而无法接入该信道。例如，对于低于IMbps的数据速率，在分组大小为几百字节的情况下很容易就会具有非常长的PPDU传输时间。根据许多实施例，PPDU传输时间可受限制，以使得传感器STA不需要等待过长时间使信道变成闲置，这将节省传感器STA的功率消耗。图IF和IG示出EDCA参数集元素1400和包括EDCA参数集元素1400的参数记录元素的值的接入类别参数表1500的备选实施例。根据本实施例，用于向传感器装置提供最高优先级或使其具有第一打开竞争窗口的另一方式是使用现有EDCA参数集中的所有四个接入类别，但在接入类别与具有修改的EDCA参数的业务类型之间具有不同的映射。EDCA参数集元素1400可包括诸如下列的字段元素标识符(ID)字段1402，长度字段1406，服务质量(QoS)信息(info)字段1408，保留字段1410，以及包括AC_BK参数记录1412、AC_BE参数记录1414、AC_VI参数记录1416和AC—W参数记录1418的参数记录元素。AC_BK参数记录1412、AC_BE参数记录1414、AC_VI参数记录1416和AC_V0参数记录1418可包括如在图IG的表1500中示出的那些值的值。元素ID字段1402可以是一个八位组，并且可将元素标识为EDCA参数集元素1400。长度字段1406可以是一个八位组，并且可定义EDCA参数集元素1400的长度。QoSinfo字段1408可以是一个八位组，并且可包含EDCA参数集更新计数子字段。并且，保留字段1410可以是一个八位组，并且可保留用于将来使用。图IH和II示出EDCA参数集元素1600和包括EDCA参数集元素1600的参数记录元素的值的接入类别参数表1700的备选实施例。根据本实施例，用于向传感器装置提供最高优先级或使其具有第一打开竞争窗口的另一方式是在现有接入类别表中增加新的传感器接入类别(AC_SS)，并具有不同的EDCA参数。 EDCA参数集元素1600可包括诸如下列的字段元素标识符(ID)字段1602，长度字段1606，服务质量(QoS)信息(info)字段1608，保留字段1610，以及包括AC_BK参数记录1612、AC_BE参数记录1614、AC_VI参数记录1616、AC_V0参数记录1618和AC_SS参数记录1620的参数记录元素。AC_BK参数记录1612、AC_BE参数记录1614、AC_VI参数记录1616、AC_V0参数记录1618和AC_SS参数记录1620可包括如在图II的表1700中示出的那些值的值。元素ID字段1602可以是一个八位组，并且可将元素标识为EDCA参数集元素1600。长度字段1606可以是一个八位组，并且可定义EDCA参数集元素1600的长度。QoSinfo字段1608可以是一个八位组，并且可包含EDCA参数集更新计数子字段。并且，保留字段1610可以是一个八位组，并且可保留用于将来使用。注意，表1200、1500和1700中示出的值是为了说明的目的，它们也可以是其它值。图2描绘用于生成、传送、接收和解释帧中的增强型分布式信道接入(EDCA)参数集元素的设备的实施例。该设备包括与媒体接入控制(MAC)子层逻辑201耦合的收发器200。MAC子层逻辑201可确定帧，并且物理层(PHY)逻辑250可通过用前导封装该帧来确定PPDU以经由收发器200传送。在许多实施例中，MAC子层逻辑201可包括帧构建器202，以用于生成诸如具有如图IA-I所示的EDCA参数集元素1080、1400和1600的管理帧1060之一的帧(MPDU)。EDCA参数集元素可包括指示设备所在的接入点的业务优先级的数据。诸如通信装置1010的接入点和诸如图I中的通信装置1030的站可将EDCA参数集元素1080、1400和1600及值保存在诸如图I中示出的管理信息库(MIB) 1032的存储器中。PHY逻辑250可包括数据单元构建器203。数据单元构建器203可确定用于封装MPDU以生成PPDU的前导。在许多实施例中，数据单元构建器203可基于通过与目的地通信装置交互而选择的通信参数来创建前导。收发器200包括接收器204和发射器206。发射器206可包括编码器208、调制器210,OFDM 212和DBF 214中的一个或多个。发射器206的编码器208接收预定从MAC子层逻辑202传送的数据，并利用例如二进制卷积编码(BCC)、低密度奇偶校验编码(LDPC)和/或诸如此类的技术来编码数据。调制器210可从编码器208接收数据，并且可通过例如将所接收的数据块映射到选定频率的正弦波的对应的离散幅度集合或正弦波的离散相位集合或相对于正弦波的频率的离散频移集合中而将所接收的数据块印刻到选定频率的正弦波上。调制器210的输出馈送到正交频分复用器(OFDM) 212，OFDM 212将来自调制器210的经过调制的数据印刻到多个正交副载波上。并且，0FDM212的输出可馈送到数字波束形成器(DBF) 214以形成多个空间信道并独立地操纵每个空间信道以使传送到多个用户终端中的每个终端的信号功率以及从多个用户终端中的每个终端接收的信号功率最大化。收发器200还可包括连接到天线阵列218的双工器216。因此，在该实施例中，使用单个天线阵列来进行传输和接收。当传输时，信号经过双工器216，并利用向上转换的信息承载信号来驱动天线。在传输期间，双工器216防止要传送的信号进入接收器204。当接收时，由天线阵列接收的信息承载信号经过双工器216以便将信号从天线阵列递送到接收器204。然后，双工器216防止接收的信号进入发射器206。因此，双工器216作为交换器操作以便将天线阵列元件交替地连接到接收器204和发射器206。 天线阵列218将信息承载信号辐射到可通过接收器的天线接收的电磁能量的时变、空间分布。然后，接收器可提取所接收的信号的信息。收发器200可包括用于接收、解调和解码信息承载信号的接收器204。接收器204可包括DBF 220,OFDM 222、解调器224和解码器226中的一个或多个。接收的信号从天线元件218馈送到数字波束形成器(DBF) 220。DBF 220将N个天线信号变换为L个信息信号。DBF 220的输出馈送到OFDM 222。OFDM 222从信息承载信号调制到其上的多个副载波提取信号信息。解调器224解调所接收的信号，从而从接收的信号中提取信息内容以便产生未解调的信息信号。并且，解码器226解码来自解调器224的接收的数据，并将解码信息MPDU传送到MAC子层逻辑201。本领域技术人员将意识到，收发器可包括图2中未示出的众多额外的功能，并且接收器204和发射器206可以是不同的装置，而不是封装为一个收发器。例如，收发器的实施例可包括动态随机存取存储器(DRAM)、基准振荡器、滤波电路、同步电路、交错器和解交错器，并且还可能包括多个频率转换级和多个放大级等。此外，如图2所示的一些功能可集成在一起。例如，数字波束形成可与正交频分复用集成在一起。MAC子层逻辑201可分析MPDU以确定帧的特定类型并标识EDCA参数集元素。MAC子层逻辑201可确定EDCA参数集元素的QoS info字段值以确定EDCA参数集元素中的信息是否发生了改变，从而要求更新MIB。例如，如果自上次更新MIB以来EDCA参数集更新计数子字段中的计数发生了改变，那么MAC子层逻辑201可确定应当更新MIB。另一方面，如果计数未发生改变，那么无需更新MIB，并且可丢弃EDCA参数集元素。在一些实施例中，MPDU可包括诸如定义PPDU阈值传输时间的信息元素的元素。在这些实施例中，PPDU传输时间可限制为小于例如T毫秒。如果PPDU的传输长于该阈值T毫秒，那么MAC子层逻辑201可将分组分段，以使得一次PPDU传输不会消耗比例如T毫秒的PPDU阈值传输时间更多的空中时间。图3描绘用于生成或以其它方式确定具有EDCA参数集元素(例如，图1A-I中描述的EDCA参数集元素1080、1400和1600)的管理帧的流程图300的实施例。流程图300从媒体接入控制(MAC)子层逻辑确定管理帧的MAC报头(要素305)开始。MAC子层逻辑可确定EDCA参数集元素，这包括确定传感器和/或其它低功率装置的参数记录元素(要素310)。例如，MAC子层逻辑可访问存储器以检索EDCA参数记录集元素的元素结构，并为这些元素指派诸如AIFSN、aCffmin和aCWmax的值以便为低功耗装置或传感器建立在其它接入类别的竞争窗口之前打开的竞争窗口。在许多实施例中，低功耗装置或传感器的竞争窗口在另一接入类别的竞争窗口打开之前关闭。对于其中低功耗装置或传感器为低占空比的情形，由低占空比装置引起的干扰和等待时间可能不存在、可忽略或以其它方式可由其它接入类别中的装置容忍。在又一些实施例中，低功耗装置或传感器的AIFSN可小于其它接入类别的AIFSN。并且，在又一些实施例中，可以其它方式为低功耗装置或传感器赋予接入类别的最高优先级。
MAC子层逻辑可确定管理帧主体帧的其它元素(要素325)。在许多实施例中，确定这些字段可包括从存储介质中检索这些字段以包含在帧中。在又一些实施例中，要包含在这些字段中的值可存储在诸如只读存储器、随机存取存储器、高速缓存、缓冲器、寄存器等的存储介质中。在其它实施例中，这些字段中的一个或多个字段可硬编码到MAC子层逻辑、PHY逻辑中，或者可以其它方式用于插入到帧中。在另一些其它实施例中，MAC子层逻辑可基于对每个字段的值的指示的访问而生成这些字段的值。在确定短帧的其它部分之后，MAC子层逻辑可确定帧校验序列(FCS)字段值(要素335)以提供由接收装置接收的位序列中的错误校正。图4A-B描绘用于传送、接收和解释具有EDCA参数集元素(例如，图IA-I中描述的EDCA参数集元素1080、1400和1600)的管理帧的通信的流程图400和450的实施例。参考图4A，流程图400可从接收来自帧构建器的包括EDCA参数集元素的帧开始。通信装置的MAC子层逻辑可将该帧生成为管理帧以便传送到接入点，并且可将帧作为MPDU传递到数据单元构建器，数据单元构建器将数据变换为可传送到接入点的分组。数据单元构建器可生成前导以便封装PSDU(来自帧构建器的MPDU)以形成PPDU用于传输(要素405)。在一些实施例中，可在PPDU中封装多于一个MPDU。在许多实施例中，如果PPDU的传输将花费长于用于传送PPDU的阈值传输时间的时间，那么物理层逻辑可将PPDU分段。然后，可将PPDU传送到物理层装置，例如图2中的发射器206或图I中的收发器1020、1040，以使得可以将PPDU转换为通信信号(要素410)。然后，发射器可经由天线来传送通信信号(元素415)。参考图4B，流程图450从接入点的接收器(例如，图2中的接收器204)经由一个或多个天线(例如，天线阵列218的天线元件)接收通信信号(元素455)开始。接收器可根据前导中所描述的过程将通信信号转换为MPDU(要素460)。更具体来说，所接收的信号从这一个或多个天线馈送到DBF (如DBF 220)。DBF将天线信号变换为信息信号。DBF的输出馈送到OFDM(如OFDM 222)。OFDM从信息承载信号调制到其上的多个副载波提取信号信息。然后，解调器(如解调器224)经由例如BPSK、16-QAM、64-QAM、256-QAM、QPSK或SQPSK解调信号信息。并且，解码器(如解码器226)经由例如BCC或LDPC解码来自解调器的信号信息以提取MPDU (要素460)，并将MPDU传送到MAC子层逻辑(如MAC子层逻辑202)(要素 465)οMAC子层逻辑可确定来自MPDU的EDCA参数集元素的QoS info字段的值(要素470)。例如，MAC子层逻辑可确定QoS info值是否指示EDCA参数集元素已经更新或这是否是为该关联所接收的第一 EDCA参数集元素。如果元素进行了更新或是从AP接收的第一元素，那么可从MPDU确定来自EDCA参数集元素的值的剩余部分，并使用其来更新管理信息库。另一个实施例作为用于实现参考图1-4所描述的系统和方法的程序产品来实现。一些实施例可采用全硬件实施例、全软件实施例、或包含硬件和软件要素的实施例的形式。一个实施例以软件来实现，软件包括但不限于固件、常驻软件、微代码等。此外，实施例可采用可从计算机可用或计算机可读介质访问的计算机程序产品(或机器可访问产品)的形式，计算机可用或计算机可读介质提供程序代码以便供计算机或任何指令执行系统使用或结合计算机或任何指令执行系统使用。出于本描述的目的，计算机可用或计算机可读介质可以是可包含、存储、传送、传播或运输该程序以便供指令执行系统、设备或装置使用或结合指令执行系统、设备或装置使用的任何设备。介质可以是电、磁、光、电磁、红外或半导体系统(或设备或装置)。计算机可读介质的实例包括半导体或固态存储器、磁带、可移动计算机盘、随机存取存储器(RAM)、只读存 储器(ROM)、硬磁盘和光盘。光盘的现有实例包括致密盘只读存储器(⑶-ROM)、读/写致密盘(CD-R/W)和 DVD。适合存储和/或执行程序代码的数据处理系统将包括直接或通过系统总线间接耦合到存储器元件的至少一个处理器。存储器元件可包括在程序代码实际执行期间所采用的本地存储器、大容量存储设备以及提供对至少一些程序代码的临时存储以便减少在执行期间必须从大容量存储设备检索代码的次数的高速缓存存储器。上文描述的逻辑可以是集成电路芯片的设计的一部分。芯片设计以图形计算机编程语言创建，并存储在计算机存储介质(例如，盘、带、物理硬盘驱动器或虚拟硬盘驱动器(例如，在存储接入网络中))中。如果设计者没有制作芯片或用于制作芯片的光刻掩模，那么设计者通过物理手段(例如，通过提供存储该设计的存储介质的副本)或以电子方式(例如，通过互联网)将所得设计直接或间接传送到这些实体。然后，将所存储的设计转换为适于制作的格式(例如，⑶SII)。所得集成电路芯片可通过制作者以未加工晶片的形式(即，作为具有多个未封装芯片的单个晶片)、作为裸管芯或以封装形式分布。在后一情形中，将芯片安装在单芯片封装(例如，塑料载体，其中导线附连到母板或其它高级载体)或多芯片封装(例如，具有表面互连或埋入式互连中的任一者或两者的陶瓷载体)中。然后，在任何情况下，将芯片与其它芯片、离散电路元件和/或其它信号处理装置集成以作为(a)诸如母板的中间产品或(b)最终产品的一部分。得益于本公开的本领域技术人员将明白，本公开预期用于无线通信的信道接入的方法和布置。将了解，详细描述和附图中示出和描述的实施例的形式只是视为是实例。要广义地解释随附权利要求以便涵盖所公开的实例实施例的所有改变。
权利要求
1.一种方法，包括 通过媒体接入控制子层逻辑生成包括用于定义业务的接入类别的参数记录的帧，其中低功耗站的接入类别包括定义在为所述业务的接入类别所定义的竞争窗口中是最早打开的竞争窗口的竞争窗口的参数记录；以及 通过物理层逻辑用前导来封装所述帧以便创建要传送的物理层协议数据单元。
2.如权利要求I所述的方法，还包括通过天线来传送由所述前导封装的所述帧。
3.如权利要求I所述的方法，还包括通过所述媒体接入控制子层逻辑来将所述帧的至少一部分存储在存储器中。
4.如权利要求I所述的方法，其中生成所述帧包括生成定义用于传送所述物理层协议数据单元的阈值传输时间的帧。
5.如权利要求I所述的方法，其中生成所述帧包括生成帧，其中所述低功耗站的接入类别的参数记录定义所述业务的接入类别中的最高业务优先级。
6.如权利要求I所述的方法，其中生成所述帧包括生成定义所述低功耗站的接入类别的帧，所述低功耗站的接入类别具有低于所述业务的接入类别中的尽力而为接入类别的仲裁帧间间隔数的仲裁帧间间隔数设置。
7.一种装置，包括 存储器； 与所述存储器耦合的媒体接入控制子层逻辑，用于生成包括定义业务的接入类别的参数记录的帧，其中低功耗站的接入类别包括定义在为所述业务的接入类别所定义的竞争窗口中是最早打开的竞争窗口的竞争窗口的参数记录。
8.如权利要求7所述的装置，还包括与所述媒体接入控制逻辑耦合以传送所述帧的发射器。
9.如权利要求9所述的装置，还包括与所述发射器耦合以传送所述帧的天线。
10.如权利要求7所述的装置，其中所述媒体接入控制子层逻辑与所述存储器耦合以存储所述帧的至少一部分。
11.如权利要求7所述的装置，其中所述媒体接入控制逻辑包括用于生成所述帧以定义用于传送所述物理层协议数据单元的阈值传输时间的逻辑。
12.如权利要求7所述的装置，其中所述媒体接入控制逻辑包括用于生成所述帧以定义在所定义的接入类别中具有最高业务优先级的低功耗站的接入类别的逻辑。
13.如权利要求7所述的装置，其中所述媒体接入控制逻辑包括用于生成所述帧以定义具有低于尽力而为接入类别的仲裁帧间间隔数的仲裁帧间间隔数设置的接入类别的逻辑。
14.一种方法,包括 通过媒体接入控制子层逻辑接收包括用于定义业务的接入类别的参数记录的帧，其中低功耗站的接入类别包括定义在为所述业务的接入类别所定义的竞争窗口中是最早打开的竞争窗口的竞争窗口的参数记录；以及 通过所述媒体接入控制子层逻辑基于所述帧将所述低功耗站的接入类别的参数记录存储在存储器中的管理信息库中。
15.如权利要求14所述的方法，还包括通过天线来接收由前导封装的帧。
16.如权利要求14所述的方法，还包括通过所述媒体接入控制子层逻辑来将在所述帧中定义的用于传送物理层协议数据单元的阈值传输时间存储在存储器中。
17.如权利要求14所述的方法，还包括确定所述低功耗站的接入类别的参数记录在所述业务的接入类别中定义最高业务优先级。
18.如权利要求14所述的方法，还包括确定所述帧定义仲裁帧间间隔数设置为2的低功耗站的接入类别。
19.如权利要求14所述的方法，其中确定所述帧定义最小竞争窗口设置为(aCffmin+l)/2-l的低功耗站的接入类别。
20.如权利要求14所述的方法,其中确定所述巾贞定义最大竞争窗口设置为aCWmax的低功耗站的接入类别。
21.一种装置，包括 存储器； 与所述存储器耦合的媒体接入控制子层逻辑，用于接收包括用于定义业务的接入类别的参数记录的帧，其中低功耗站的接入类别包括定义在为所述业务的接入类别所定义的竞争窗口中是最早打开的竞争窗口的竞争窗口的参数记录；以及基于所述帧的接收而将所述低功耗站的接入类别的参数记录存储在存储器中的管理信息库中。
22.如权利要求21所述的装置，还包括与所述媒体接入控制逻辑耦合以接收所述帧的接收器。
23.如权利要求22所述的装置，还包括与所述接收器耦合以接收所述帧的天线。
24.如权利要求21所述的装置，其中所述媒体接入控制逻辑包括用于将在所述帧中定义的用于传送物理层协议数据单元的阈值传输时间存储在所述存储器中的逻辑。
25.如权利要求21所述的装置，其中所述媒体接入控制逻辑包括用于确定在所述业务的接入类别中定义最高业务优先级的所述低功耗站的接入类别的参数记录的逻辑。
26.如权利要求21所述的装置，其中所述媒体接入控制逻辑包括用于确定所述帧定义仲裁帧间间隔数设置为2的低功耗站的接入类别的逻辑。
27.如权利要求21所述的装置，其中所述媒体接入控制逻辑包括用于确定所述帧定义最小竞争窗口设置为(aCWmin+l)/4-l的低功耗站的接入类别的逻辑。
28.—种机器可访问产品,包括 包含用于定义业务的接入类别的参数记录的介质，其中所述参数记录 定义低功耗站的接入类别的参数记录，所述参数记录定义在为所述业务的接入类别所定义的竞争窗口中是最早打开的竞争窗口的竞争窗口。
29.如权利要求28所述的机器可访问产品，其中所述介质还包括用于传送物理层协议数据单元的阈值传输时间。
30.如权利要求28所述的机器可访问产品，其中所述低功耗站的接入类别的参数记录定义具有低于尽力而为接入类别的仲裁帧间间隔数的仲裁帧间间隔数设置的接入类别。
全文摘要
实施例可定义业务优先级以利于无线通信装置的传输。许多实施例包括用于生成和传送诸如信标帧、关联响应帧、重新关联响应帧和探测响应帧的管理帧的MAC子层逻辑，其中低功耗站或传感器站的接入类别包括定义在为业务的接入类别所定义的竞争窗口中是最早打开的竞争窗口的竞争窗口的参数记录。在一些实施例中，MAC子层逻辑可将接入类别的参数记录集存储在存储器中、存储在逻辑中、或以利于帧的传输的另一方式加以存储。一些实施例可接收和检测包括接入类别的帧的通信，并将其中一个或多个接入类别的参数集存储在管理信息库中。
文档编号H04W80/02GK102740497SQ20121011507
公开日2012年10月17日 申请日期2012年4月13日 优先权日2011年4月15日
发明者E·H·祁, M·帕克 申请人:英特尔公司