在无线lan系统中基于分组的数据收发方法和支持该方法的设备的制作方法
【专利摘要】提供一种在无线LAN系统中通过站(STA)执行的数据收发方法。该方法包括：从接入点接收信道接入信息元素，所述信道接入信息元素包含STA组信息和信道接入间隔信息，所述STA基于STA组信息确定由信道接入间隔信息指定的信道接入间隔是否用于STA；和如果信道接入间隔是用于STA则在信道接入间隔期间向/从所述接入点收发数据。
【专利说明】在无线LAN系统中基于分组的数据收发方法和支持该方法的设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无线通信，并且更加具体地，涉及一种在无线WLAN系统中基于站(STA)分组的数据收发方法以及支持该方法的设备。
【背景技术】
[0002]随着信息通信技术的发展，近来已经开发了各种的无线通信技术。其中，无线局域网(WLAN)是在家庭或者公司处，或者在特定的服务区中，允许使用诸如个人数字助理(PDA)、膝上型电脑、便携式多媒体播放器(PMP)等的手持终端无线接入因特网的技术。
[0003]不同于用于使用2GHz和/或5GHz频带的20/40/80/160/80+80MHz带宽支持高吞吐量(HT)和超高吐吞量(VHT)的现有的无线LAND系统，能够在小于IGHz的频带处操作的无线LAN系统被建议。如果在小于IGHz的频带处操作无线LAN系统，则与现有的LAN系统相比较可能扩大通过接入点AP的服务覆盖。因此，一个AP管理更多个STA。
[0004]如果与AP相关联的STA的数目被大大地增加，则在省电模式下操作的STA的收发协议的流量指示映射(TIM)协议和在STA的信道接入操作中可能出现问题。因此，存在对于其中非常多的STA共存的无线LAN系统有效地接近信道以收发数据的方法的需求。
【发明内容】
[0005]要解决上述问题的本发明提供一种在无线局域网系统中基于分组的数据收发方法和支持该方法的设备。
[0006]在一个方面中，提供一种用于在无线局域网系统中发送和接收数据的方法。通过站(STA)执行的方法包括:从接入点(AP)接收信道接入信息元素,该信道接入信息元素包括STA组信息和信道接入时段信息；基于STA组信息确定由信道接入时段信息指定的信道接入时段是否用于STA ；以及如果信道接入时段是用于STA则在信道接入时段期间与AP通?目。
[0007]该方法可以进一步包括，当STA与AP相关联时从AP接收关联标识符(AID)的指配。
[0008]确定由信道接入时段信息指定的信道接入时段是否用于STA的步骤可以包括，确定由STA组信息标识符指示的STA组标识是否识别STA属于的STA组。
[0009]STA组标识可以包括被包括在AID中的至少一个比特序列。
[0010]STA组标识可以包括AID的最高有效位(MSB) 2个比特。
[0011]信道接入信息元素可以进一步包括子组信息。确定由信道接入时段信息指定的信道接入时段是否用于STA的步骤可以包括确定由STA组信息指示的STA组标识是否识别STA属于的STA组，和确定由子组信息指定的至少一个子组索引是否包括识别STA属于的STA组的子组索引。
[0012]STA组标识可以包括被包括在AID的比特序列中的至少一个比特序列，并且子组索引可以包括除了 AID的比特序列当中用于STA组标识的至少一个比特序列之外的剩余的至少一个比特序列。
[0013]STA组标识可以包括AID的MSB2个比特，并且子组索引可以包括在MSB2个比特之后的3个比特。
[0014]信道接入时段信息可以包括指示当信道接入时段开始时的时间点的信道接入时段开始字段和指示信道接入时段的持续时间的信道接入时段持续时间字段。
[0015]与AP通信的步骤可以包括在由信道接入时段开始字段指示的时间点处进入唤醒状态；在由信道接入时段持续时间字段指示的信道接入时段的持续时间期间与AP交换数据；以及当信道接入时段的持续时间终止时进入睡眠状态。
[0016]在另一方面中，提供一种在无线局域网系统中操作的无线设备。无线设备包括收发器，该收发器被配置成发送和接收无线电信号；和处理器，该处理器可操作地连接收发器并且被配置成从接入点(AP)接收信道接入信息元素,该信道接入信息元素包括站(STA)组信息和信道接入时段信息；基于STA组信息确定由信道接入时段信息指定的信道接入时段是否用于无线设备；如果信道接入时段是用于无线设备则在信道接入时段期间与AP通信。
[0017]基于STA分组的信道接入方法能够基于STA的AID执行STA分组以将信道接入时段作为STA组进行分组使得信道接入时段被指配给STA组。每个STA组或者每个STA子组可以在被指配给每个STA组或者每个STA子组的信道接入时段期间与AP交换数据。因此，具有大量的STA的无线LAN系统能够通过STA组有效地交换数据。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是图示本发明的实施例可以应用到的一般无线局域网(WLAN)系统的配置的视图。
[0019]图2是图示电力管理操作的示例的视图。
[0020]图3是图示TIM元素格式的示例的框图。
[0021]图4是图示根据 本发明的实施例的位图控制字段和部分虚拟位图字段的示例的视图。
[0022]图5是图示在TIM协议中的AP的响应过程的示例的流程图。
[0023]图6是图示在TIM协议中的AP的响应过程的另一示例的流程图。
[0024]图7是图示通过 DHM的--Μ协议的过程的流程图。
[0025]图8是图示建立TDLS直接链路的信令过程的图。
[0026]图9是图示根据本发明的实施例的STA分组方法的示例的图。
[0027]图10是图示根据本发明的实施例的STA分组方法的另一示例的图。
[0028]图11是图示根据本发明的实施例的STA分组的另一示例的图。
[0029]图12是图示根据本发明的实施例的基于STA分组的信道接入方法的示例的图。
[0030]图13是图示根据本发明的实施例的组指配信息元素格式的示例的框图。
[0031]图14是图示根据本发明的实施例的组指配信息元素格式的另一示例的框图。
[0032]图15是图示根据本发明的实施例的信道接入方法的示例的图。
[0033]图16是图示根据本发明的实施例的信道接入方法的另一示例的图。
[0034]图17是图示信道接入信息元素格式的示例的框图。[0035]图18是图示根据本发明的实施例的信道接入方法的示例的图。
[0036]图19是图示根据本发明的实施例的信道接入信息元素格式的另一示例的框图。
[0037]图20是图示根据本发明的实施例的信道接入方法的另一示例的图。
[0038]图21是图示根据本发明的实施例的信道接入方法的另一示例的图。
[0039]图22是图示根据本发明的无线设备的框图。
【具体实施方式】
[0040]图1是图示本发明的实施例可以应用到的一般无线局域网(WLAN)系统的配置的图。
[0041]参考图1，WLAN系统包括一个或多个基本服务集合(BSS)。BSS是可以彼此成功地同步，并且可以互相通信的站的集合(STA)，并且不是指示特定区域的概念。
[0042]基础结构BSS包括一个或多个非接入点(AP)站(非AP STAl (21)、非APSTA2(22)、非AP STA3(23)、非AP STA4(24)和非AP STAa(30))，提供分布服务的AP10，和链接多个AP的分布系统(DS)。在基础结构BSS中，AP管理BSS的非AP STA。
[0043]相比之下，单独的BSS(IBSS)是在ad-hoc模式中操作的BSS。IBSS不包括AP，并且因此，缺少集中管理实体。也就是说，在IBSS中，非AP STA被以分布方式管理。在IBSS中，所有STA可以是移动STA，并且由于不许可接入DS，导致构成自含的网络。
[0044]STA是包括媒体访问控制(MAC)、以及用于无线电介质(其遵循电气与电子工程师协会(IEEE) 802.11标准)的物理层接口的任何功能实体，并且在宽广的概念上包括AP和非AP站。
[0045]非AP STA是不是AP的STA，并且也可以称为移动终端、无线设备、无线发送/接收单元(WTRU)、用户设备(UE)、移动站(MS)、移动订户单元或者简单的用户。在下文中，为了容易描述，非AP STA表示STA。
[0046]AP是经由与AP关联的STA的无线电介质提供接入DS的功能实体。在包括AP的基础结构BSS中，在STA之间的通信原则上经由AP实现，但是，在建立直接链接的情况下，STA可以在彼此之间执行直接通信。AP也可以称为中央控制器、基站(BS)、节点B、BTS(基站收发器系统)、站点控制器或者管理STA。
[0047]包括在图1中示出的BSS的多个BSS可以经由分布系统(DS)相互连接。经由DS互相链接的多个BSS称为扩展的服务集合(ESS)。包括在ESS中的AP和/或STA可以互相通信，并且在相同的ESS中，STA可以从一个BSS行进到另一个BSS，同时保持无缝通信。
[0048]在根据IEEE802.11的WLAN系统中，媒体访问控制(MAC)的基本接入机制是具有竞争避免(CSMA/CS)机制的载波监听多路访问。CSMA/CS机制也称为IEEE802.1lMAC的分布协调功能(DCF)，并且基本上，其采用“先听后讲”接入机制。遵循这样的接入机制类型，AP和/或STA在传输之前感测无线电信道或者介质。如果作为感测的结果，该介质被确定为处于空闲状态之中，则经由该介质启动帧传输。相反地，如果感测到该介质处于占有状态之中，则AP和/或STA设置用于介质接入的延迟时间，并且等待而无需开始其自己的传输。
[0049]除了其中AP和/或STA直接感测介质的物理载波感测之外，CSMA/CS机制包括虚拟载波感测。该虚拟载波感测将补偿与介质接入相关联可能出现的问题，诸如隐藏节点问题。为了虚拟载波感测，WLAN系统的MAC使用网络分配矢量(NAV)。NAV是一个值，通过其AP和/或STA当前使用介质，或者具有通知其它AP和/或STA在介质变为可用的以前剩余的时间使用该介质的权限。因此，由NAV设置的值对应于一个时段，在其期间该介质的使用由发送帧的AP和/或STA调度。
[0050]IEEE802.1IMAC协议与DCF —起提供混合协调功能(HCF)，其是基于周期地执行轮询使得所有接收AP和/或STA可以在具有DCF的基于轮询的同步接入方案中接收数据分组的点协调功能(PCF)。HCF具有增强的分布信道接入(EDCA)，其具有用于给多个用户提供数据分组的基于竞争的接入方案，和HCCA (HCF控制的信道接入)，其使用使用轮询机制的基于无竞争的信道接入方案。HCF包括用于提高WLAN的服务质量(QoS)的介质接入机制，并且可以在竞争周期(CP)和无竞争周期(CFP)两者中发送QoS数据。
[0051]在无线通信系统中，当STA加电并且开始操作时，由于无线电介质的特性，导致STA不能立即知道网络的存在。因此，为了接入网络，无论其是什么类型，STA将经历网络发现处理。当经由网络发现处理发现网络时，STA经由网络选择处理选择网络以预订。此后，STA预订所选择的网络，并且在发送端/接收端处执行数据交换。
[0052]在WLAN系统中，该网络发现处理被实现为扫描过程。该扫描过程可分成被动扫描和主动扫描。基于由AP周期地广播的信标帧实现被动扫描。通常，在WLAN系统中AP以特定的间隔(例如，100msec)广播信标帧。信标帧包括有关由其管理的BSS的信息。STA被动地等待在特定的信道处接收信标帧。当通过接收信标帧获得关于网络的信息时，STA终止在特定的信道处的扫描过程。STA不需要在实现被动扫描时发送单独的帧，并且一旦接收到信标帧，更合适完成被动扫描。因此，被动扫描可以降低整个开销。但是，其遭受与信标帧的传输周期成比例增加的扫描时间。
[0053]主动扫描是STA在特定的信道处主动地广播探测请求帧，以请求所有AP去接收探测请求帧发射网络信息到STA。当接收探测请求帧时，AP等待随机时间以便防止帧冲突，并且然后在探测响应帧中包括网络信息，然后将探测响应帧发送到STA。STA接收探测响应帧，从而获得网络信息，并且然后结束扫描过程。主动扫描可以使扫描相对迅速地完成，但是，由于需要来自请求-响应的帧序列，导致可能增加整个网络开销。
[0054]当结束扫描过程时，STA在每个特定的标准本身上选择网络，并且然后与AP同时执行验证过程。该验证过程以双向握手实现。当完成验证过程时，STA与AP—起继续进行关联过程。
[0055]该关联过程以双向握手执行。首先，STA将关联请求帧发射到AP。该关联请求帧包括关于STA的能力的信息。基于该信息，AP确定是否允许与STA相关联。当确定是否允许关联时，AP将关联响应巾贞发送到STA。该关联响应巾贞包括指不是否允许关联的/[目息，和指示允许关联或者关联失败的理由的信息。该关联响应巾贞进一步包括有关由AP可支持的能力的信息。在成功地完成关联的情况下，在AP和STA之间完成正常帧交换。在关联失败的情况下，基于关于包括在关联响应帧中的失败理由的信息，再试关联过程，或者STA可以将用于关联的请求发射到其它AP。
[0056]为了克服在WLAN中被认为是弱点的速度限制，近年来已经相关地建立了IEEE802.llnoIEEE802.1ln目的在于提高网络速度和可靠性，同时扩展无线网络覆盖范围。更具体地说，IEEE802.1 In支持达到数据处理速度高达540Mbps的高吞吐量(HT)，并且基于MIMO(多输入和多输出)技术，其在发送端和接收端两者处采用多个天线，以便优化数据速度，并且将传输误差最小化。
[0057]由于WLAN扩展，并且使用WLAN显露更加多样化的应用，出现用于支持比由IEEE802.1ln支持的数据处理速度高的吞吐量的新的WLAN系统的需要。支持非常高吞吐量(VHT)的WLAN系统是IEEE802.1ln WLAN系统的后续版本，其是近来提出的在MAC服务接入点(SAP)中对于单个用户支持500Mbps以上吞吐量，和对于多个用户支持IGpbs以上数据处理速度的新的WLAN系统。
[0058]对支持20MHz或者40MHz的现有的WLAN系统进一步改进，VHT WLAN系统意欲支持80MHz、连续的160MHz、非连续的160MHz频带传输和/或更高的带宽传输。此外，VHT WLAN系统支持250正交调幅(QAM)，其超过现有的WLAN系统的64QAM的最大值。
[0059]由于VHT WLAN系统支持用于更高吞吐量的多用户多输入多输出(MU-MMO)传输方法，AP可以同时地将数据帧发送到至少一个或多个MMO成对的STA。成对的STA的数目可以最大地是4，并且当空间流的最大数是八时，每个STA可以被分配达到四个空间流。
[0060]参考回到图1，在附图示出的WLAN系统中，APlO可以同时地将数据发送到在与APlO相关联的多个STA21、22、23、24和30之中包括至少一个或多个STA的STA组。在图1中，举例来说，AP进行到STA的MU-MMO传输。但是，在支持隧道直接链接建立(TDLS)或者直接链接建立(DLS)或者网状网络的WLAN系统中，发送数据的STA可以使用MU-MMO传输方案将物理层收敛过程(PLCP)协议数据单元(prou)发射到多个STA。在下文中，描述其中根据MU-MMO传输方案AP将PPDU发送到多个STA的示例。
[0061]数据可以经由不同的空间流发送到每个STA。由APlO发送的数据分组可以称为PPDU,其被在WLAN系统的物理层处产生并且发送，或者作为被包括在PPDU中的数据字段的帧。也就是说，用于单用户多输入多输出(SU-MMO)和/或MU-MMO的PPDU或者包括在PPDU中的数据字段可以称作MMO分组。在它们之中，用于MU的PPDU可以称作MU分组。在本发明的示例中，假设与APlO成对的传输目标STA组MU-MMO包括STA121、STA222、STA323和STA424。此时，没有空间流被分配给在传输目标STA组中特定的STA，使得没有数据可以被发送到特定的STA。同时，假设STAa30与AP相关联，但是不被包括在传输目标STA组中。
[0062]在WLAN系统中，标识符可以被指配给传输目标STA组以便支持MU-MMO传输，并且此标识符表示组ID。AP发射包括用于将组ID分配给支持MU-MMO传输的STA的组定义信息的组ID管理帧并且因此在PPDU传输之前组ID被指配给STA。一个STA可以被指配多个组ID。
[0063]表1在下面表示包括在组ID管理帧中的信息元素。
[0064]表1
[0065]
【权利要求】
1.一种在无线局域网系统中发送和接收数据的方法，由站(STA)执行的所述方法包括: 从接入点(AP)接收信道接入信息元素，所述信道接入信息元素包括STA组信息和信道接入时段信息； 基于所述STA组信息确定由所述信道接入时段信息指定的所述信道接入时段是否用于所述STA;以及 如果所述信道接入时段是用于所述STA，则在所述信道接入时段期间与所述AP通信。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括: 当所述STA与所述AP相关联时从所述AP接收关联标识符(AID)的指配。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述确定由信道接入时段信息指定的所述信道接入时段是否用于所述STA的步骤包括: 确定由所述STA组信息指示的STA组标识是否识别所述STA属于的STA组。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述STA组标识包括被包括在所述AID中的至少一个比特序列。
5.根据权利要求4所 述的方法，其中，所述STA组标识包括所述AID的最高有效位(MSB) 2个比特。
6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述信道接入信息元素进一步包括子组信息，并且 其中，所述确定由所述信道接入时段信息指定的所述信道接入时段是否用于所述STA的步骤包括: 确定由所述STA组信息指示的STA组标识是否识别所述STA属于的STA组；和确定由所述子组信息指定的至少一个子组索引是否包括识别所述STA属于的STA组的子组索引。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述STA组标识包括被包括在所述AID的比特序列中的至少一个比特序列，并且所述子组索引包括除了所述AID的比特序列当中的用于所述STA组标识的至少一个比特序列之外的剩余的至少一个比特序列。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述STA组标识包括所述AID的MSB2个比特，并且所述子组索引包括在所述MSB2个比特之后的3个比特。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述信道接入时段信息包括: 信道接入时段开始字段，所述信道接入时段开始字段指示所述信道接入时段什么时候开始的时间点，和 信道接入时段持续时间字段，所述信道接入时段持续时间字段指示所述信道接入时段的持续时间。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述与所述AP通信的步骤包括: 在由所述信道接入时段开始字段指示的时间点处进入唤醒状态； 在由所述信道接入时段持续时间字段指示的信道接入时段的持续时间期间与所述AP交换数据；以及 当所述信道接入时段的持续时间终止时进入睡眠状态。
11.一种在无线局域网系统中操作的无线设备，所述无线设备包括:收发器，所述收发器被配置成发送和接收无线电信号；和处理器，所述处理器可操作地连接所述收发器并且被配置成: 从接入点(AP)接收信道接入信息元素，所述信道接入信息元素包括站(STA)组信息和信道接入时段信息； 基于所述STA组信息确定由所述信道接入时段信息指定的所述信道接入时段是否用于所述无线设备；并且 如果所述信道接入时段是用于所述无线设备，则在所述信道接入时段期间与所述AP通信。
【文档编号】H04B7/26GK103959680SQ201280058053
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年11月26日 优先权日:2011年11月24日
【发明者】石镛豪, 朴钟贤, 柳向善 申请人:Lg电子株式会社