基于标识信息分配进行通信的方法和设备的制作方法
【专利摘要】提供了一种由站（STA）执行的无线局域网（WLAN）系统中的基于标识信息分配的通信方法。该方法包括：从接入点（AP）接收标识符分配消息，其中，所述标识符分配消息包括用于所述STA的标识信息和针对开始发送用于所述STA的至少一个业务指示映射（TIM）元素的时间点的TIM偏移信息；在由所述TIM偏移信息所指示的时间点从所述AP接收第一TIM元素；确定所述第一TIM元素是否包括所述标识信息；以及如果所述第一TIM元素包含所述标识信息，则从所述AP接收第一数据帧。
【专利说明】基于标识信息分配进行通信的方法和设备
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种无线局域网(WLAN)系统，更特别地，涉及一种在WLAN系统中基于标识信息分配的站(STA)的通信方法和支持所述方法的设备。
【背景技术】
[0002]随着信息通信技术的发展，最近已开发出各种无线通信技术。在无线通信技术中，无线局域网(WLAN)是可以在家或公司或者提供特定服务的区域中利用诸如个人数字助理(PDA)、膝上型计算机和便携式多媒体播放器(PMP)等便携式终端以无线方式接入互联网的技术。
[0003]IEEE 802.1ln标准是为了克服受限的通信速率(其被认为是WLAN的弱点)而最近引入的技术标准。IEEE 802.1ln标准被设计为提高网络速度和可靠性并扩展无线网络的操作距离。更特别地，IEEE 802.1ln支持高吞吐量(HT) (B卩，数据处理速率高达540Mbps以上)，并且基于在发送机和接收机两侧均使用多个天线的多输入多输出(MMO)技术，以使传输错误最小化，并且优化数据速率。
[0004]WLAN系统支持激活模式和省电模式作为站(STA)的操作模式。激活模式指的是STA在能够发送和接收帧的唤醒状态下操作的操作模式。另一方面，为了不需要接收帧的激活状态的STA的节省电力而支持省电模式。当不是STA可以接入其无线介质的持续时间段时，支持省电模式(PSM)的STA可以通过在休眠模式下操作来避免不必要的耗电。S卩，仅针对可以将帧发送到STA的持续时间段或者STA可以发送帧的持续时间段，STA在唤醒状态下操作。
[0005]在WLAN系统中，接入点(AP)管理将被发送到在省电模式下操作的STA的业务。需要这样一种方法:如果存在将被发送到特定STA的缓冲业务，则AP将缓冲业务的存在报告给STA并且发送帧。此外，需要这样一种方法:STA确定当STA在休眠模式下操作时是否存在针对STA的缓冲业务，并且如果存在针对STA的缓冲业务，则STA过渡到唤醒状态以能够正常地接收帧。
[0006]同样，可以基于能够对STA进行标识的信息来执行将用于缓冲业务的帧发送到在省电模式下操作的STA。同时，在相同的STA标识信息可以被分配给多个STA的WLAN环境中，可以需要这样一种方法:根据特定条件，通过分配新的STA标识信息或者重新定义或改变旧的STA标识信息来执行通信。
【发明内容】
[0007]技术问题
[0008]本发明提供了一种无线局域网(WLAN)系统中的基于向在省电模式下操作的站(STA)分配标识信息的协议的通信方法以及支持所述方法的设备。
[0009]针对问题的方案
[0010]在一个方面，提供了由站(STA)执行的无线局域网(WLAN)系统中的基于标识信息分配的通信方法。该方法包括以下步骤:从接入点(AP)接收标识符分配消息，其中，所述标识符分配消息包括用于所述STA的标识信息和针对开始发送用于所述STA的至少一个业务指示映射(TM)元素的时间点的TIM偏移信息；在由所述TIM偏移信息所指示的时间点从所述AP接收第一 TIM元素；确定所述第一 TIM元素是否包括所述标识信息；以及如果所述第一 TIM元素包含所述标识信息，则从所述AP接收第一数据帧。
[0011 ] 所述标识符分配消息还可以包括--Μ间隔时间，所述--Μ间隔时间指示发送所述至少一个TIM元素的间隔。
[0012]所述方法还可以包括以下步骤:在由所述--Μ间隔信息所指示的时间点过去之后，在接收所述第一 TIM元素的时间点接收第二 TIM元素；确定所述第二 TIM元素是否包括所述标识信息；以及如果所述第二 TIM元素包括所述标识信息，则从所述AP接收第二数据帧。
[0013]所述方法还可以包括以下步骤:接收包括新的标识信息的新的标识符分配消息；接收第三TIM元素；确定所述第三TM元素是否包括所述新的标识信息；以及如果所述第三TM元素包括所述新的标识信息，则从所述AP接收第三数据帧。
[0014]所述新的标识符分配消息还可以包括新的TIM偏移信息，并且可以在由所述新的TIM偏移信息所指示的时间点执行所述第三TM元素的接收。
[0015]所述第一 --Μ元素可以通过被包括在被周期性发送的信标帧中而被发送，并且所述TIM偏移信息可以指示在所述STA接收所述标识符分配消息之后接收所述第一 TIM元素的同时所发送的信标帧的数量。
[0016]所述第二 --Μ元素可以通过被包括在被周期性发送的信标帧中而被发送，并且所述TIM元素可以被发送的所述间隔被设置为所述信标帧的间隔的倍数。
[0017]所述第一 --Μ元素 还可以包括业务类别信息作为指示与所述第一数据帧相关的业务的信息。
[0018]如果所述第一 --Μ元素不包括所述标识信息，则所述STA可以通过转换到休眠状态而操作。
[0019]所述标识符分配消息可以通过响应于关联请求帧被包括在由所述AP发送到所述STA的关联响应帧中而被发送，其中，所述关联请求帧被发送以将所述STA与所述AP关联。
[0020]所述标识信息可以是当所述STA与所述AP关联时所分配的关联ID (AID)。
[0021]在另一个方面，提供了一种无线设备。该设备包括:收发器，其发送和接收无线信号；以及处理器，其操作地连接到所述收发器。所述处理器被配置为:从接入点(AP)接收标识符分配消息，其中，所述标识符分配消息包括用于所述无线设备的标识信息和针对开始发送用于所述无线设备的至少一个业务指示映射(TM)元素的时间点的TIM偏移信息；在由所述TIM偏移信息所指示的时间点从所述AP接收第一 TIM元素；确定所述第一 TIM元素是否包括所述标识信息；以及如果所述第一 TIM元素包括所述标识信息，则从所述AP接收第一数据帧。
[0022]所述处理器还被配置为:从所述AP接收包括新的标识信息的新的标识符分配消息；从所述AP接收第二 TIM元素；确定所述第二 --Μ元素是否包括所述新的标识信息；以及如果所述第二 TIM元素包括所述新的标识信息，则从所述AP接收第二数据帧。
[0023]在另一个方面，提供了一种由STA执行的无线局域网(WLAN)系统中的通信方法。该方法包括以下步骤:发送请求所述AP指示是否存在用于所述STA的缓冲业务的业务指示请求消息，从所述AP接收业务指示响应消息，所述业务指示响应消息包括具有用于具有缓冲业务的至少一个缓冲STA的标识符的标识符字段和用于所述STA和所述AP之间的时间同步的定时器字段，基于所述定时器字段来确定所述STA进入唤醒状态的时间点，在所述时间点所述STA进入所述唤醒状态，并且从所述AP接收用于STA业务的缓冲的数据帧。
[0024]所述定时器字段可以包括:时间戳字段，其指示发送所述业务指示响应消息的时间点；定时器准确度字段，其指示用于定时器同步功能的误差的裕量；以及定时器准确度误差限度字段，其限制误差的所述裕量。
[0025]本发明的有益效果
[0026]由于被分配相同标识信息的两个或更多个站(STA)可以选择性地接收业务指示映射(--Μ)，所以可以在可以按重叠方式分配标识信息的无线局域网(WLAN)环境中基于TIM协议来执行通信。因此，可以在保持唤醒状态的同时防止不具有缓冲业务的STA不必要的功耗。
[0027]如果针对特定STA存在具有高重要性等级的缓冲业务，则可以修改用于所述STA的标识信息并且可以将TIM元素接收间隔修改为短。另一方面，如果存在具有低重要性等级的缓冲业务，则可以将TIM元素接收间隔修改为长。即，可以根据业务的重要性等级动态地执行省电模式操作。
[0028]可以通过提供用于省电模式操作的定时同步请求/响应过程来避免STA的不必要功耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1是示出可以应.用本发明的实施方式的WLAN系统的配置的示图。
[0030]图2是示出IEEE 802.11支持的WLAN系统的PHY架构的示图。
[0031]图3是示出WLAN系统中使用的PPDU格式的示例的示图。
[0032]图4示出电力管理操作的示例。
[0033]图5示出在--Μ协议中AP的响应过程的示例。
[0034]图6示出在--Μ协议中AP的响应过程的另一示例。
[0035]图7示出基于DHM的--Μ协议的过程。
[0036]图8示出根据本发明的实施方式的AID分配管理帧的格式。
[0037]图9是根据本发明实施方式的基于AID分配方法的STA的通信方法的示例的流程图。
[0038]图10示出根据本发明实施方式的AID分配管理帧格式和AID分配信息元素格式。
[0039]图11是呈现根据本发明实施方式的支持M2M的WLAN系统中的SU传输的PPDU格式的框图。
[0040]图12是呈现根据本发明实施方式的支持M2M的WLAN系统中的MU传输的PPDU格式的框图。
[0041]图13示出根据本发明实施方式的业务指示请求帧。
[0042]图14示出根据本发明实施方式的业务指示响应帧。
[0043]图15不出TSF定时器准确度信息兀素。[0044]图16示出根据本发明实施方式的修改后的时间戳字段格式。
[0045]图17是示出根据本发明实施方式的短信标帧的格式的框图。
[0046]图18是根据本发明实施方式的无线设备的框图。
【具体实施方式】
[0047]图1是示出可以应用本发明的实施方式的WLAN系统的配置的示图。
[0048]WLAN系统包括一个或更多个基本服务集(BSS)。BSS是可以通过成功的同步彼此通信的站(STA)的集。BSS不是指示特定区域的概念。
[0049]基础设施BSS包括一个或更多个非AP STA (STA1、STA2、STA3、STA4和STA5)、提供分发服务的AP (接入点)、以及连接多个AP的分发系统(DS)。在基础设施BSS中，AP管理BSS的非AP STA。
[0050]另一方面，独立BSS (IBSS)在Ad-Hoc模式下操作。因为IBSS不包括AP，所以IBSS不具有执行管理功能的集中管理实体。即，在IBSS中，以分发方式管理非AP STA。在IBSS中，所有的STA均可以由移动STA构成。因为所有的STA都不被允许接入DS，所以所有的STA形成自包含网络。
[0051]STA是包括介质访问控制(MAC)和无线介质物理层接口的特定功能介质，所述无线介质物理层接口满足电气与电子工程师协会(IEEE) 802.11标准。下面，STA表示AP和非 AP STA 二者。
[0052]非AP STA是不是AP的STA。非AP STA还可以被称为移动终端、无线装置、无线发送/接收单元(WTRU)、用户装备(UE)、移动站(MS)、移动订户单元或简称为用户。为了方便解释，下面将非AP STA称为STA。
[0053]AP是通过用于与AP相关联的STA的无线介质向DS提供连接的功能实体。尽管原理上经由AP来执行包括AP的基础设施BSS中的STA之间的通信，但当设置了直接链路时，STA也可执行直接通信。AP还可以被称为中央控制器、基站(BS)、节点B、基站收发器系统(BTS)、站点控制器等。
[0054]可以通过使用DS来将包括BSS的多个基础设施BSS互连。扩展服务集(ESS)是通过使用DS连接的多个BSS。ESS中包括的AP和/或STA可以彼此通信。在相同的ESS中，STA可以从一个BSS移动到另一 BSS，同时执行无缝通信。
[0055]在图1中，可向STA 21、22、23、24和25中的每一个分配关联10(么10)，同时5丁八3与AP 10相关联。AID唯一地用在一个BSS中。例如，在当前WLAN系统中，AID可以被给予值I至2007中的任何一个。在这种情况下，针对AID，可以向被AP和/或STA发送的帧分配14比特，并且AID值可被给予高达16383。在这种情况下，2008至16383可以被保留。
[0056]在基于IEEE 802.11的WLAN系统中，介质访问控制(MAC)的基本接入机制是避免冲突的载波侦听多址(CSMA/CA)机制。CSMA/CA机制还被称为IEEE 802.1lMAC的分布式协调功能(DCF)，并且基本上采用“说前先听”接入机制。在这种类型的接入机制中，AP和/或STA在开始传输之前侦听无线信道或介质。作为侦听的结果，如果确定介质为空闲状态，则通过使用该介质开始帧传输。否则，如果侦听到介质为占用状态，则AP和/或STA不开始其传输，而是设置并且等待用于介质访问的延迟持续时间。
[0057]CSMA/CA机制除了物理载波侦听之外还包括虚拟载波侦听，在物理载波侦听中，AP和/或STA直接侦听介质。虚拟载波侦听被设计为对在介质访问中可能发生的问题(例如，隐藏节点问题)进行补偿。针对虚拟载波侦听，WLAN系统的MAC使用网络分配矢量(NAV)。NAV是由当前使用介质或者具有使用介质的权限的AP和/或STA发送到另一 AP或另一 STA以指示介质返回到可用状态之前的剩余时间的值。因此，设置为NAV的值对应于为发送相应帧的AP和/或STA使用介质而保留的时段。
[0058]IEEE 802.11 MAC协议与DCF —起基于点协调功能(PCF)提供混合协调功能(HCF)，在所述点协调功能中，接收AP或接收STA或者二者通过使用DCF和基于轮询的同步接入方案周期性地对数据帧进行轮询。HCF包括:增强分布式信道接入(EDCA)，其中，提供者使用用于向多个用户提供数据帧的接入方案作为基于竞争的方案；和HCF受控信道接入(HCCA)，其采用使用轮询机制的基于非竞争信道接入方案。HCF包括改善WLAN的服务质量(QoS)的介质访问机制，并且在竞争时段(CP)和无竞争时段(CFP) 二者中可以发送QoS数据。
[0059]图2是示出IEEE 802.11支持的WLAN系统的PHY架构的示图。
[0060]IEEE 802.11的PHY架构包括PHY层管理实体(PLME)、物理层会聚过程(PLCP)子层210和物理介质相关(PMD)子层200。PLME与MAC层管理实体(MLME)相关联地提供物理层的管理功能。PLCP子层210根据MAC子层220和PMD子层200之间的MAC层的指令将从MAC子层220接收的MAC协议数据单元(MPDU)传送给PMD子层200或者将从PMD子层200接收到的帧传送给MAC子层220。作为PLCP子层的PMD子层200能够通过无线介质在两个STA之间进行物理实体的发送和接收。由MAC子层220发送的MPDU被称为PLCP子层210中的物理服务数据单元(PSDU)。MPDU与PSDU类似，但如果聚集了多个MPDU的聚集MPDU (A-MPDU)被传送，则各MPDU和各PSDU可以彼此不同。
[0061]在将从MAC子层220接收到的PSDU传送给PMD子层200的处理中，PLCP子层210将包括物理收发器所必需的信息的补充子字段添加到PSDU。添加到PSDU的字段可以包括将PLCP前同步码、PLCP报头和卷积编码器恢复为O状态所需的尾比特。PLCP子层210从MAC子层220接收TXVECT0R参数，该TXVECT0R参数包括为产生和发送物理层会聚过程(PLCP)协议数据单元(ProU)所需的控制信息以及接收STA接收和解释PPDU所需的控制信息。PLCP子层210使用TXVECT0R参数中包括的信息以产生包括PSDU的PPDU。
[0062]PLCP前同步码使得接收机能够在PSDU被发送之前准备同步功能和天线分集。数据字段可以包括填充比特，服务字段包括用于重置加扰器的比特序列和编码序列，在所述编码序列中，以PSDU对具有添加到其的尾比特的比特序列进行了编码。这里，根据接收PPDU的STA所支持的编码方案，编码方案可以是二进制卷积编码(BCC)编码方案或低密度奇偶校验(LDPC)编码方案。PLCP报头包括具有关于将被发送的PLCP协议数据单元(PH)U)的信息的字段。稍后将参照图3更详细地描述PLCP报头。
[0063]PLCP子层210通过将所述字段添加到PSDU来产生PPDU，并且经由PMD子层200将产生的PPDU发送给接收STA。接收STA接收prou，从PLCP前同步码和PLCP报头中获得恢复数据所需的信息，并且恢复数据。接收STA的PLCP子层将TXVECT0R参数(所述TXVECT0R参数包括PLCP前同步码和PLCP报头中所包括的控制信息)传送给MAC子层，使得MAC子层可以解释PTOU，并且在接收状态下获得数据。
[0064]WLAN系统支持更连续的160MHz频带以及不连续的80+80MHz频带的发送信道，以支持更高的吞吐量。此外，WLAN系统支持多用户-多输入多输出(MU-MMO)传输方案。在支持MU-MMO传输方案的WLAN系统中，尝试发送数据的AP或STA或者二者可以将数据包同时发送给一个或更多个MU-MMO成对接收STA。
[0065]回头参照图1，在WLAN系统(例如，如图1所述的WLAN系统)中，AP 10可以将数据同时发送给与其相关联的多个STA21、22、23、24和30中的包括至少一个STA的STA组。图1中示出了 AP执行到STA的MU-MMO传输的示例。然而，在支持隧道直接链路建立(TDLS )、直接链路建立(DLS)的WLAN系统或网状网络中，尝试发送数据的STA可以通过使用MU-MMO传输方案将PPDU发送给多个STA。下面将描述AP根据MU-MMO传输方案将PPDU发送给多个STA的示例。
[0066]可以通过不同的空间流来发送分别发送给各STA的数据。由AP 10发送的数据包可以是由WLAN系统的物理层产生和发送的PPDU或者PPDU中包括的数据字段，并且所述数据字段可以被称为帧。即，用于SU-MMO或MU-MMO或者二者的PPDU中所包括的数据字段可以被称为MMO包。在本发明的示例中，假定与AP IOMU-MIMO配对的目标传输STA组包括STAl 2USTA2 22、STA3 23和STA4 24。这里，因为空间流没有被分配给特定STA，所以可以不将数据发送给目标传输STA组中的特定STA。同时，假定STA5 25与AP 10相关联，但没有包括在目标传输STA组中。
[0067]为了支持WLAN系统中的MU-MIMO传输,可以向目标传输STA组分配标识符,并且所述标识符可以被称为组ID。AP将包括组定义信息的组ID管理帧发送给支持MU-MMO传输的STA，以向STA分配组ID。在PPDU传输之前基于组ID管理帧向STA分配组ID。可以向一个STA分配多个组ID。
[0068]下面的表I示出组ID管理帧中包括的信息元素。
[0069][表 I]
【权利要求】
1.一种无线局域网(WLAN)系统中的基于标识信息分配的通信方法，该方法包括以下步骤: 站(STA)从接入点(AP)接收标识符分配消息，其中，所述标识符分配消息包括用于所述STA的标识信息和针对开始发送用于所述STA的至少一个业务指示映射(--Μ)元素的时间点的TIM偏移信息； 所述STA在由所述TIM偏移信息所指示的时间点从所述AP接收第一 TIM元素； 所述STA确定所述第一 TIM元素是否包括所述标识信息；以及 如果所述第一 TM元素包含所述标识信息，则所述STA从所述AP接收第一数据帧。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述标识符分配消息还包括TIM间隔时间，所述TIM间隔时间指示发送所述至少一个--Μ元素的间隔，并且所述方法还包括以下步骤: 在由所述TM间隔信息所指示的时间点过去之后，所述STA在接收所述第一 TIM元素的时间点接收第二 TIM元素； 所述STA确定所述第二 TIM元素是否包括所述标识信息；以及 如果所述第二 TIM元素包括所述标识信息，则所述STA从所述AP接收第二数据帧。
3.根据权利要求2所述的方法，该方法还包括以下步骤: 所述STA接收包括新的标识信息的新的标识符分配消息； 所述STA接收第三--Μ元素； 所述STA确定所述第三TIM元素是否包括所述新的标识信息；以及 如果所述第三TM元素包括所述新的标识信息，则所述STA从所述AP接收第三数据帧。
4.根据权利要求3所述的方法， 其中，所述新的标识符分配消息还包括新的TIM偏移信息，并且 其中，在由所述新的TIM偏移信息所指示的时间点执行所述第三TM元素的接收。
5.根据权利要求4所述的方法， 其中，所述第一 TIM元素通过被包括在被周期性发送的信标帧中而被发送，并且其中，所述TIM偏移信息指示在所述STA接收所述标识符分配消息之后接收所述第一TIM元素的同时所发送的信标帧的数量。
6.根据权利要求5所述的方法，其中， 其中，所述第二 TIM元素通过被包括在被周期性发送的信标帧中而被发送，并且 其中，所述TIM元素被发送的所述间隔被设置为所述信标帧的间隔的倍数。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一TIM元素还包括业务类别信息作为指示与所述第一数据帧相关的业务的信息。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，如果所述第一TIM元素不包括所述标识信息，则所述STA通过转换到休眠状态而操作。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述标识符分配消息通过响应于关联请求帧被包括在由所述AP发送到所述STA的关联响应帧中而被发送，其中，所述关联请求帧被发送以将所述STA与所述AP关联。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述标识信息是当所述STA与所述AP关联时所分配的关联ID (AID)0
11.一种无线设备，该无线设备包括: 收发器，其发送和接收无线信号；以及 处理器，其操作地连接到所述收发器，其中，所述处理器被配置为: 从接入点(AP)接收标识符分配消息，其中，所述标识符分配消息包括用于所述无线设备的标识信息和针对开始发送用于所述无线设备的至少一个业务指示映射(TIM)元素的时间点的TIM偏移信息； 在由所述TIM偏移信息所指示的时间点从所述AP接收第一 TIM元素； 确定所述第一 TIM元素是否包括所述标识信息；以及 如果所述第一 TIM元素包括所述标识信息，则从所述AP接收第一数据帧。
12.根据权利要求11所述的无线设备，其中，所述处理器还被配置为: 从所述AP接收包括新的标识信息的新的标识符分配消息； 从所述AP接收第二 --Μ元素； 确定所述第二 TIM元素是否包括所述新的标识信息；以及 如果所述第二 TIM元素包括所述新的标识信息，则从所述AP接收第二数据帧。
13.一种无线局域网(WLAN)系统中的通信方法，该方法包括以下步骤: STA发送请求所述AP指示是否存在 用于所述STA的缓冲业务的业务指示请求消息，所述STA从所述AP接收业务指示响应消息，所述业务指示响应消息包括具有用于具有缓冲业务的至少一个缓冲STA的标识符的标识符字段和用于所述STA和所述AP之间的时间同步的定时器字段， 所述STA基于所述定时器字段来确定所述STA进入唤醒状态的时间点， 在所述时间点所述STA进入所述唤醒状态，并且 所述STA从所述AP接收用于STA业务的缓冲的数据帧。
14.根据权利要求13所述的方法， 其中，所述定时器字段包括: 时间戳字段，其指示发送所述业务指示响应消息的时间点； 定时器准确度字段，其指示用于定时器同步功能的误差的裕量；以及 定时器准确度误差限度字段，其限制误差的所述裕量。
【文档编号】H04W28/02GK103430601SQ201280013556
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2012年1月16日 优先权日:2011年1月16日
【发明者】金银善, 石镛豪, 朴钟贤, 柳向善 申请人:Lg电子株式会社