在无线lan系统中的信道接入的方法和设备的制作方法

在无线lan系统中的信道接入的方法和设备的制作方法
【专利摘要】本发明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系统中接入信道的方法和设备。根据本发明的一个实施例，用于通过无线通信系统的站(STA)执行信道接入的方法包括：从接入点(AP)接收关于不允许流量指示图谱(TIM)模式STA的信道接入的时间窗口的信息的步骤；以及基于时间窗口执行信道接入的步骤。如果STA是非TIM模式STA，则在时间窗口中执行信道接入。如果STA是TIM模式STA，则在排除时间窗口的通过TIM指示的时间间隔中执行信道接入。
【专利说明】在无线LAN系统中的信道接入的方法和设备

【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系统中接入信道的方法和设备。

【背景技术】
[0002]随着信息通信技术的增长，各种无线通信技术正在开发中。在无线通信技术当中，无线局域网(WLAN)技术基于射频技术使用诸如个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、便携式多媒体播放器(PMP)等等能够在家或者在办公室或者特定服务供应区域处进行无线因特网接入。
[0003]为了克服作为WLAN的弱点已经指出的通信速率的限制，最近的技术标准已经引入具有增加的网络速率和可靠性以及扩展的无线网络覆盖的系统。例如，IEEE 802.1ln支持540Mbps或者更高的数据速率的高吞吐量(HT)，并且引入使用用于发射机和接收机两者的多个天线的ΜΙΜ0(多输入多输出)技术，以便于最小化传输误差并且优化数据速率。


【发明内容】

[0004]技术问题
[0005]M2M(机器对机器)通信技术作为下一代通信技术正在讨论当中。在IEEE802.1IWLAN中，IEEE 802.1lah被发展成用于支持M2M通信的技术标准。对于M2M通信，能够考虑其中在具有相当大数目的装置的环境下偶尔以低速度发射/接收少量的数据的场旦
-5^ O
[0006]通过由所有的装置共享的介质执行WLAN系统中的通信。当如在M2M通信中装置的数目增加时，一个装置的信道接入耗费很长的时间，劣化系统性能并且妨碍装置的省电。
[0007]被设计以解决问题的本发明的目的在于用于在没有发出TIM(流量指示图谱)的信号的情况下有效地支持接收数据的装置的操作的新信道接入方法。
[0008]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。
[0009]技术方案
[0010]通过提供一种用于通过无线通信系统的站(STA)执行信道接入的方法能够实现本发明的目的，包括:从接入点(AP)接收关于其中不允许流量指示图谱(TIM)模式STA的信道接入的时间窗口的信息；和基于时间窗口执行信道接入，其中当STA对应于非TIM模式STA时在时间窗口中执行信道接入，并且其中当STA对应于TM模式STA时在除了时间窗口之外的通过TIM指示的时间间隔中执行信道接入。
[0011]在本发明的另一方面中，在此提供一种用于在无线通信系统中通过AP支持STA的信道接入的方法，包括:将关于其中不允许TIM模式STA的信道接入的时间窗口的信息发射给一个或者多个STA ;和基于时间窗口响应于一个或者多个STA的信道接入操作，其中当STA对应于非--Μ模式STA时在时间窗口中执行信道接入，并且其中当STA对应于--Μ模式STA时在除了时间窗口之外的通过TIM指示的时间间隔中执行信道接入。
[0012]在本发明的另一方面中，在此提供一种STA，该STA在无线通信系统中执行信道接入，包括:收发机；和处理器，其中该处理器被配置成，使用收发机从AP接收关于其中不允许TM模式STA的信道接入的时间窗口的信息，并且基于时间窗口执行信道接入，其中当STA对应于非--Μ模式STA时在时间窗口中执行信道接入，并且其中当STA对应于--Μ模式STA时在除了时间窗口之外的通过TIM指示的时间间隔中执行信道接入。
[0013]在本发明的另一方面中，在此提供一种AP，该AP在无线通信系统中支持STA的信道接入，包括:收发器；和处理器，其中该处理器被配置成，使用收发机将关于其中不允许TIM模式STA的信道接入的时间窗口的信息发射给一个或者多个STA并且基于时间窗口响应于一个或者多个STA的信道接入操作，其中当STA对应于非TIM模式STA时在时间窗口中执行信道接入，并且其中当STA对应于TIM模式STA时在除了时间窗口之外的通过--Μ指示的时间间隔中执行信道接入。
[0014]下述可共同地应用于本发明的前述实施例。
[0015]时间窗口可以是其中仅限制性地允许非--Μ模式STA的信道接入的时间窗口。
[0016]当STA执行与AP的关联过程时，可以将指示STA对应于非--Μ模式STA的信息提供给AP。
[0017]可以周期性地设置时间窗口。
[0018]通过用于非--Μ模式STA的信道接入的时间间隔的持续时间和许可开始时间可以指定时间窗口。
[0019]通过特定的定时器可以确定时间间隔的持续时间。
[0020]信道接入可以包括STA的省电(PS)轮询传输。
[0021 ] 时间窗口的起始点可以对应于非--Μ模式STA的目标唤醒时间。
[0022]在时间窗口的起始点之前通过AP可以缓冲用于非--Μ模式STA的下行链路数据。
[0023]在时间窗口期满之后通过AP可以丢弃用于非--Μ模式STA的下行链路数据。
[0024]非--Μ模式STA可以包括传感器类型的STA。
[0025]通过信标帧可以提供关于其中不允许--Μ模式STA的信道接入的时间窗口的信肩、O
[0026]本发明的上面的说明和下面的详细说明是示例性，并且用于在权利要求中公开的本发明的附加解释。
[0027]有益效果
[0028]根据本发明，能够提供一种用于在没有发出TIM(流量指示图谱)的信号的情况下有效地支持接收数据的装置的操作的新信道接入方法。
[0029]本发明的效果不限于上述效果，并且在此没有描述的其它效果从下面的描述中将会对于本领域的技术人员来说变得显而易见。

【专利附图】

【附图说明】
[0030]被包括以提供对本发明进一步的理解的附图图示了本发明的实施例，并且连同描述一起用来解释本发明的原理。在附图中:
[0031]图1图示本发明可应用到的IEEE 802.11系统的示例性配置；
[0032]图2图示本发明可应用到的IEEE 802.11系统的另一示例性配置；
[0033]图3图示本发明可应用到的IEEE 802.11系统的另一示例性配置；
[0034]图4图示WLAN系统的示例性配置；
[0035]图5图示在WLAN系统中的链路设定过程；
[0036]图6图示退避过程；
[0037]图7图示隐藏节点和暴露节点；
[0038]图8 图示 RTS 和 CTS;
[0039]图9图示功率管理操作；
[0040]图10至图12图示已经接收到--Μ的STA的操作；
[0041]图13图示基于组的AID ;
[0042]图14图示非--Μ STA的信道接入机制；
[0043]图15图示根据本发明的实施例的增强型信道接入机制；
[0044]图16图示根据本发明的另一实施例的增强型信道接入机制；
[0045]图17图示根据本发明的实施例的信道接入方法；以及
[0046]图18图示根据本发明的实施例的RF装置的配置。

【具体实施方式】
[0047]现在将在下文中参考附图更加充分地描述本发明，在附图中示出本发明的实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为受到在此阐述的实施例的限制。而是，提供了这些实施例，使得本公开将会是全面和完整，并且将会向本领域的技术人员充分地表达本发明的范围。
[0048]在下面描述的实施例是本发明的要素和特征的组合。除非另作说明，可以选择性的考虑要素或者特征。每个要素或者特征可以在没有与其它要素或者特征结合的情况下实践。此外，本发明的实施例可以通过组合要素和/或特征的部分而构造。可以重新安排在本发明的实施例中描述的操作顺序。任何一个实施例的一些构造可以被包括在另一个实施例中，并且可以以另一个实施例的相应构造来替换。
[0049]被用于本发明的实施例的特定术语被提供以帮助本发明的理解。在本发明的范围和精神内这些特定术语可以以其它的术语来替换。
[0050]在一些情况下，为了防止本发明的概念模糊，已知技术的结构和设备将被省略，或者基于每个结构和设备的主要功能将以框图的形式示出。而且，只要可能，贯穿附图和说明书中将使用相同的附图标记以指示相同的或者类似的部件。
[0051]本发明的实施例能够由对于无线接入系统、电气与电子工程师协会(IEEE)802、3GPP、3GPP LTE、LTE-A和3GPP2中的至少一个公开的标准文献支持。这些文献可以支持未被描述来阐明本发明的技术特征的步骤或部件。此外，能够通过该标准文献来解释在此阐述的所有术语。
[0052]能够在诸如码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、正交频分多址(OFDMA)、单载波频分多址(SC-FDMA)等等的各种无线接入系统中使用在此描述的技术。CDMA可以被实现为诸如通用陆地无线电接入(UTRA)或CDMA2000的无线电技术。TDMA可以被实现为诸如全球移动通信系统(GSM)/通用分组无线电业务(GPRS)/增强型数据速率GSM演进(EDGE)的无线电技术。OFDMA可以被实现为诸如IEEE 802.11 (W1-Fi)、IEEE802.16 (WiMAX)、IEEE 802.20、演进UTRA (E-UTRA)等等的无线电技术。为了清楚起见，此申请集中于IEEE 802.11系统。然而，本发明的技术特征不限于此。
[0053]WLAN系统的配置
[0054]图1图示本发明可应用到的IEEE 802.11系统的示例性配置。
[0055]IEEE 802.11能够由多个组件组成并且根据组件的交互作用提供支持对于较高层透明的STA移动性的WLAN。基本服务集(BSS)可以对应于IEEE 802.1lLAN中的基本组件块。图1示出2个BSS(BSS1和BSS2)，2个BSS中的每一个包括2个STA (被包括在BSSl中的STAl和STA2和被包括在BSS2中的STA3和STA4)作为构件。在图1中，定义BSS的椭圆形指示其中属于相对应的BSS的STA执行通信的覆盖区域。此区域可以被称为基本服务区域(BSA)。当STA移出BSA时，STA不能够在BSA中与其它的STA直接地通信。
[0056]IEEE 802.1lLAN中的最基本的BSS是独立的BSS(IBSS)。例如，IBSS能够具有仅包括2个STA的最小配置。IBSS具有最简单的形式并且对应于在图1中示出的BSS(BSS1或者BSS2)，其中除了 STA之外的组件被省略。当STA能够相互直接地通信时此配置是可能的。这种类型的LAN可以在必要时被配置，而不是被预先地设计和配置，并且可以被称为点对点网络。
[0057]当STA被接通或者切断，或者进入或者退出BSS的覆盖时，能够动态地改变BSS中的STA的成员。为了变成BSS的成员，STA能够使用同步处理加入BSS。为了基于BSS接入所有的服务，STA需要与BSS相关联。关联可以被动态地设置并且可以使用分布系统服务(DSS)。
[0058]图2图示本发明可应用到的IEEE 802.11系统的另一示例性配置。除了图1中的配置之外，图2示出分布系统(DS)、分布系统介质(DSM)和接入点(AP)。
[0059]在LAN中，直接的站对站距离可能受PHY性能限制。虽然在一些情况下此距离限制能够是充分的，但是在一些情况下可能需要其间具有长距离的站之间的通信。DS可以被配置成支持扩展的覆盖。
[0060]DS指的是其中BSS被相互连接的结构。具体地，BSS可以作为由多个BSS组成的网络的扩展的形式的组件存在，而不是如在图1中示出被独立地存在。
[0061]DS是逻辑概念并且可以通过DSM的特性指定。IEEE 802.11在逻辑上区分无线介质(WM)与DSM。逻辑媒介被用于不同的目的并且由不同的组件使用。IEEE 802.11没有限制作为相同的介质或者不同的媒介的媒介。多个媒介在逻辑上相互不同的事实能够解释IEEE 802.1ILAN(DS结构或者其它网络结构)的灵活性。即，IEEE 802.1lLAN能够以各种方式实现并且实现方式的物理特性能够独立地指定相对应的LAN结构。
[0062]DS能够通过提供对于处理到目的地的地址所必需的多个BSS和逻辑服务的无缝集成支持移动装置。
[0063]AP指的是使相关联的STA能够通过丽接入DS并且具有STA功能性的实体。通过AP在BSS和DS之间能够发射数据。例如，图2中示出的STA2和STA3具有STA功能性并且提供使相关联的STA(STA1和STA4)能够接入DS的功能。此外，所有的AP是可寻址的实体，因为它们基本上对应于STA。用于在WM上的通信的AP使用的地址没有必要等于用于在DSM上的通信的AP使用的地址。
[0064]能够总是在未被控制的端口处接收并且通过IEEE 802.1X端口接入实体处理从与AP相关联的STA中的一个发射到AP的STA地址的数据。此外，当被控制的端口被认证时，被发射的数据(或者帧)能够被递送给DS。
[0065]图3图示本发明可应用到的IEEE 802.11系统的另一示例性配置。图3示出除了图2的配置之外的用于提供扩展的覆盖的扩展服务集(ESS)。
[0066]具有任意的大小和复杂性的无线网络可以是由DS和BSS组成。在IEEE 802.11中此类型的网络被称为ESS网络。ESS可以对应于被连接到DS的BSS的集合。然而，ESS没有包括DS。在逻辑链路控制(LLC)层处ESS网络看起来像IBSS网络。属于ESS的STA能够相互通信并且移动STA能够从BSS移向对于LCC透明的另一 BSS (在相同的ESS中)。
[0067]在图3中IEEE 802.11没有定义BSS的相对物理位置并且BSS可以位于如下。BSS能够部分地重叠，其是通常被用于提供连续的覆盖的结构。BSS不可以被在物理上相互连接并且存在对BSS之间的逻辑距离的限制。另外，BSS可以被在物理上位于相同的位置处以便提供冗余。此外，一个(或者多个)IBSS或者ESS网络可以在物理上位于与一个(或者多个ESS)网络相同的空间中。当点对点网络在ESS网络的位置中操作时这可以对应于ESS网络形式，在物理上重叠的IEEE802.11网络通过不同的组织或者两个或者更多个不同的接入被配置并且在相同的位置处需要安全政策。
[0068]图4图示WLAN系统的示例性配置。图4示出基于包括DS的结构的BSS的示例。
[0069]在图4的示例中，BSSl和BSS2构成ESS。在WLAN系统中，STA是根据IEEE 802.11的MAC/PHY规则操作的装置。STA包括APSTA和非AP STA。非AP STA对应于用户直接地处理的装置，诸如膝上型计算机、蜂窝电话等等。在图4的示例中，STA1、STA3以及STA4对应于非AP STA并且STA2和STA5对应于AP STA。
[0070]在下面的描述中，非AP STA可以被称为终端、无线发射/接收单元(WTRU)、用户设备(UE)、移动站(MS)、运动终端、移动订户站(MSS)等等。在其它的无线通信领域中AP对应于基站(BS)、节点B、演进的节点B、基本收发器系统(BTS)、毫微微BS等等。
[0071]链路设定过程
[0072]图5图示一般链路设定过程。
[0073]为了设定对网络的链路并且发射/接收数据，STA需要发现网络，执行认证，建立关联并且经过用于安全的认证过程。链路设定过程可以被称为会话发起过程和会话设定过程。另外，链路设定过程的发现、认证、关联以及安全建立可以被称为关联过程。
[0074]现在将会参考图5描述示例性的链路设定过程。
[0075]在步骤S510中STA可以发现网络。网络发现可以包括STA的扫描操作。S卩，STA需要发现能够参与通信以便于接入网络的网络。STA需要在参与无线网络之前识别可兼容的网络。识别在特定的区域中存在的网络的过程被称为扫描。
[0076]扫描包括主动扫描和被动扫描。
[0077]图5图示包括主动扫描的网络发现操作。执行主动扫描的STA发射探测请求帧，以便于搜索周围的AP同时改变信道，并且等待对探测请求帧的响应。响应器响应于探测请求帧向STA发射探测响应帧。在此，响应器可以是在被扫描的信道的BSS中最终已经发射信标帧的STA。AP对应于BSS中的响应器，因为AP发射信标帧，然而响应器没有被固定在IBSS中，因为在IBSS中STA交替地发射信标帧。例如，已经在信道#1上发射探测请求帧并且已经在信道#1上接收到探测响应帧的STA，可以存储被包括在接收到的探测响应帧中的BSS有关的信息，移动到下一个信道(例如，信道#2)并且以相同的方式执行扫描(即，在信道#2上的探测请求/响应传输和接收)。
[0078]可以以主动扫描方式执行扫描操作，在图5中未被示出。执行主动扫描的STA等待信标帧同时改变信道。信标帧，IEEE 802.11中管理帧之一，指示无线网络的存在并且被定期地发射到执行扫描的STA以使STA能够发现并且参与无线网络中。AP在BSS中定期地发射信标帧，然而IBSS中的STA在IBSS的情况下交替地发射信标帧。在接收信标帧之后，执行扫描的STA存储关于被包括在信标帧中的BSS的信息，并且记录各个信道中的信标帧信息同时移动到另一信道。已经接收到信标帧的STA可以存储被包括在接收到的信标帧中的与BSS有关的信息，移动到下一个信道并且通过相同的方法在下一个信道上执行扫描。
[0079]将主动扫描与被动扫描进行比较，主动扫描比被动扫描具有更小的延迟和更低的功率消耗的优点。
[0080]在网络的发现之后，在步骤S550中可以在STA上执行认证。此认证过程可以被称为第一认证以与步骤S540的安全设定操作区分，稍后将会加以描述。
[0081]认证包括通过其STA将认证请求帧发射到AP的过程和通过其AP响应于认证请求帧将认证响应帧发射到STA的过程。被用于认证请求/响应的认证帧对应于管理帧。
[0082]认证帧可以包括关于认证算法数目、认证交易序列数目、状态代码、挑战字串、RSN(强健的安全网络)、有限循环群等等的信息。此信息是能够被包括在认证请求/响应帧中的信息的示例并且能够被其它信息替代或者包括附加信息。
[0083]STA可以将认证请求帧发射到AP。AP可以基于被包括在接收到的认证请求帧中的信息确定是否允许STA的认证。AP可以通过认证响应帧将认证处理结果提供给STA。
[0084]在STA的成功认证之后，在步骤S530中可以执行关联。关联包括通过其STA将关联请求帧发射到AP的过程和通过其AP响应于关联请求帧将关联响应帧发射到STA的过程。
[0085]例如，关联请求帧可以包括与各种性能有关的信息和关于信标监听间隔、SSID (服务集标识符)、支持的速率、支持的信道、RSN、移动性域、支持的操作类别、流量指示图谱(TIM)广播请求、交互工作的服务性能等等的信息。
[0086]例如，关联响应帧可以包括与各种性能有关的信息和关于状态代码、AID(关联ID)、支持的速率、EDCA (增强型分布式信道接入)参数集、RCPI (接收信道功率指示符)、RSNI (接收信号噪声指示符)、移动性域、超时间隔(关联恢复时间)、重叠的BSS扫描参数、TIM广播响应、QoS映射等等的信息。
[0087]前述的信息是能够被包括在关联请求/响应帧中的信息的示例并且可以被其它信息替代或者包括附加信息。
[0088]在成功地关联STA与网络之后，在步骤S540中可以执行安全设定过程。安全设定过程S540可以对应于通过RSNA (强健的安全网络关联)请求/响应的认证、认证过程S530的第一认证过程或者认证过程。
[0089]安全设定过程S540可以包括使用EAPOL (局域网扩展认证协议)帧通过四次握手的私人密钥设定过程。另外，可以根据在IEEE 802.11标准中未定义的安全方案执行安全设定过程。
[0090]WLAN 的澝讲
[0091]IEEE 802.1ln最近已经被建立为用于克服对WLAN中的通信速度的限制的技术标准。IEEE 802.1ln旨在增加网络速率和可靠性并且扩展无线网络的覆盖。更加具体地，IEEE802.1ln支持540Mbps或者更高的数据吞吐量的高吞吐量(HT)并且基于使用用于发射机和接收机两者的多个天线的MIMO(多输入和多输出)以优化数据速率同时最小化传输误差。
[0092]随着WLAN的传播和使用WLAN的应用的多样化，对于用于支持比由IEEE 802.1 In支持的数据吞吐量更高的吞吐量的新的WALN系统存在需求。支持非常高的吞吐量(VHT)的下一代WLAN系统对应于IEEE 802.1ln的下一个版本(例如，IEEE 802.1lac)并且是其中MAC服务接入点(SAP)支持IGbps或者更高的数据吞吐量的最新建议的IEEE 802.1lffLAN系统之一。
[0093]为了有效地使用无线电信道，下一代WLAN系统支持其中多个站(STA)同时接入信道的MU-MMO (多用户ΜΜ0)。根据MU-MM0，AP能够将分组同时发射到一个或者多个MMO成对的STA。
[0094]此外，对于在白色空间(whitespace)中的WLAN操作的支持正在讨论当中。例如，在IEEE 802.1laf中论述了在通过模拟TV的数字化引起的诸如空闲频带(例如，54至698MHz)的TV白色空间(TV WS)的WLAN系统的介绍。白色空间是被允许由授权用户优先地使用的带。授权用户指的是被允许使用授权带的用户并且可以被称为授权装置、主要用户、责任用户等等。
[0095]在WS中操作的AP和/或STA需要提供授权用户的保护。例如，当诸如麦克风的授权用户正在使用与在WS带中具有特定的带宽的频带相对应的特定的WS信道时，AP和/或STA必须不能使用与WS信道相对应的频带以便于保护授权用户。另外，当授权用户使用用于当前帧传输和/或接收的频带时，AP和/或STA不需要停止使用频带。
[0096]因此，AP和/或STA需要优先地检查是否WS带中的特定的频带能够被使用，即，是否存在使用频带的授权用户。检查是否存在与特定频带相对应的授权用户被称为频谱感知。能量检测、签名检测等等被用作频谱感测机制。当接收到的信号强度超过预定值时，可以确定授权用户正在使用特定的频带。否则，当DTV前导被检测时，可以确定授权用户正在使用频带。
[0097]论述作为下一代通信技术的M2M (机器对机器)通信技术。在IEEE802.1IWLAN中，IEEE 802.1lah被发展成用于M2M通信的技术标准。M2M通信指的是包括一个或者多个机器的通信方案并且可以被称为MTC (机器型通信)。在此，机器意指不要求人的直接操纵或者干预的实体。例如，机器的示例可以包括诸如被装备有无线通信模块的仪表或者售货机的装置和诸如能够在没有用户操纵/干预的情况下自动接入网络并且执行通信的智能电话的用户设备。M2M通信可以包括装置对装置(D2D)通信、装置和应用服务器之间的通信等等。在装置和应用服务器之间的通信的示例可以包括在售货机和服务器之间的通信、在销售点(POS)装置和服务器之间的通信和在电表、煤气表或者水表与服务器之间的通信。另夕卜，基于M2M的应用可以包括安全、运输、医疗保健等等。考虑到M2M通信的应用的特性，M2M可能需要支持在其中存在非常多的设备的环境下偶尔以低速率的少量数据的传输和接收。
[0098]具体地，M2M通信需要支持大量的STA。尽管假定当前WLAN系统中一个AP与最多2007个STA相关联，对于M2M通信，用于支持其中更多数量的STA (例如，6000个STA)与一个AP相关联的情况的方法正在讨论当中。此外，期待在M2M通信中许多的应用支持/要求低传输速度。为了支持此，论述了用于减少流量指示图谱(TIM)的位图大小的方法，因为STA基于WLAN系统中的TIM要素识别要被发射到其的数据。另外，在M2M通信中期待具有非常长的传输/接收间隔的大量的流量。例如，在电/气/水计量的情况下，有必要非常不频繁地(例如，一个月一次)发射和/或接收非常少量的数据。因此，在WLAN系统中论述了用于有效地支持其中尽管能够与AP相关联的STA的数目非常大但是具有在一个信标间隔期间从AP接收到的数据帧的STA的数目非常小的情况的方法。
[0099]如上所述，除了上述示例以外，WLAN技术正在快速地演进并且用于建立直接链路设定、提高媒介流式传输性能、支持高速和/或大规模的初始会话设定、扩展的带宽以及操作频率等等的技术正在开发。
[0100]介质接入机制
[0101]在符合IEEE 802.11的WLAN系统中，MAC(介质接入控制)的基本接入机制是CSMA/CA(利用冲突避免的载波侦听多路接入)机制。CSMA/CA机制也被称为IEEE802.1lMAC的分布式协调功能(DCF)并且基本上采用“先听后说”接入机制。根据这种类型的接入机制，AP和/或STA能够在传输之前在预定的时段(例如，DIFS(DCF帧间间隔))期间执行用于感测无线电信道或者介质的CCA(空闲信道评估)。在确定介质是处于空闲状态作为感测的结果之后，AP和/或STA通过介质开始帧传输。在检测介质是处于被占用的状态之后，AP和/或STA可以设置用于介质接入的延迟(例如，随机退避时段)，等待并且然后试图进行帧传输，而不是开始传输。当应用随机退避时段时，期待多个STA在等待不同的时段之后试图进行帧传输，并且从而能够最小化冲突。
[0102]IEEE 802.1IMAC协议提供HCF (混合协调功能)。HCF是基于DCF和PCF (点协调功能)。PCF指的是定期地轮询所有的接收AP和/或STA使得所有的接收AP和/或STA能够接收数据帧的基于轮询的同步接入方法。另外，HCF具有EDCA(增强分布式信道接入)和HCCA (控制HCF的信道接入)。EDCA对应于基于竞争的接入方案，其中供应商将数据帧提供给多个用户，并且HCCA使用基于无竞争的信道接入方案，该方案使用轮询机制。此外，HCF包括用于改进WALN的QoS (服务质量)的介质接入机制并且能够在竞争时段(CP)和无竞争时段(CFP)两者中发射QoS数据。
[0103]图6图示退避过程。
[0104]将会参考图6给出基于随机退避时段的操作的描述。当处于被占用或者忙碌的状态的介质进入空闲状态时，STA可以试图进行数据(或者帧)传输。在这样的情况下，STA可以分别选择随机退避计数，等待与随机退避计数相对应的时隙时段并且然后试图进行传输以便于最小化冲突。随机退避计数具有伪随机整数值并且可以被确定为在O至CW的范围内的值中的一个。在此，CW是竞争窗口参数。CW参数具有初始值CWmin并且在传输失败的情况下(例如，当用于发射的帧的ACK没有被接收到时)此值可以被翻倍。当CW参数达到CWmax时，则能够试图进行数据传输同时保持CWmax直到数据传输被成功地执行。在成功的数据传输之后，Cffmax被复位为CWmin。CW、Cffmin以及CWmax优选地被设置为2η_1 (η=O, I, 2，…)。
[0105]当随机退避过程开始时，根据被确定的退避计数值在退避时隙倒计数期间STA连续地监测介质。当检测介质是处于被占用的状态时STA停止倒计数并且等待，并且当介质进入空闲状态时恢复剩下的倒计数。
[0106]在图6的示例中，在要在STA3的MAC处发射的分组到达之后，STA3可以确认对于DIFS介质是处于空闲状态并且立即发射帧。剩余的STA监测介质是处于忙碌状态并且等待。在监测和等待期间，在STA1、STA2、以及STA3中可以生成要被发射的数据。在这样的情况下，在监测介质是处于空闲状态之后各个STA能够等待DIFS并且然后根据这样所选择的随机退避计数值倒计数退避时隙。在图6的示例中，STA2选择最小的退避计数值并且STAl选择最大的退避计数值。即，当STA2完成退避计数并且开始帧传输时，STA5的剩余退避时间小于STAl的剩余退避时间。当STA2占用介质时，STAl和STA5停止倒计数并且等待。当STA2的介质的占用结束并且介质变成空闲状态时，STAl和STA5在等待DIFS之后恢复倒计数。即，在与剩余退避时间相对应的剩余退避时隙被倒计数之后，STAl和STA5能够开始帧传输。因为STA5的剩余退避时间小于STAl的剩余退避时间，所以STA5开始帧传输。当STA2占用介质时，在STA4中可以生成要被发射的数据。当介质变成空闲状态时，STA4可以等待DIFS，根据这样选择的随机退避计数值执行倒计数并且开始帧传输。图6示出其中STA5的剩余退避时间与STA4的随机退避计数值偶然地一致的情况。在这样的情况下，STA4和STA5可能冲突。当冲突出现时，STA4和STA5两者都不能够接收ACK并且从而数据传输失败。在此，STA4和STA5能够翻倍CW，选择随机退避计数值并且执行倒计数。在其中由于STA4和STA5的传输介质被占用的时段期间STAl可以待命，当介质变成空闲时等待DIFS，并且然后在剩余退避时间流逝之后开始帧传输。
[0107]感测STA的操作
[0108]如上所述，CSMA/CA机制包括除了通过其AP和/或STA直接感测介质的物理载波感测之外的虚拟载波感测。虚拟载波感测解决在介质接入中可能生成的问题，诸如隐藏节点问题。对于虚拟载波感测，WLAN系统的MAC能够使用网络分配向量(NAV)。NAV是值，通过其正在使用介质或者具有使用介质的权利的AP和/或STA，指示在介质变成对于其它的AP和/或STA来说可用的之前的剩下时间。因此，被设置为NAV的值对应于其中介质被调度以被发射相对应的帧的AP和/或STA使用的时段，并且防止接收NAV值的STA在相对应的时段期间接入介质。例如，根据帧的MAC报头的“持续时间”字段的值能够设置NAV。
[0109]为了减少冲突的可能性，强健的冲突机制已经被引入。现在将会参考图7和图8描述强健的冲突机制。为了便于描述，假定实际载波感测范围对应于传输范围，尽管它们可能不相互对应。
[0110]图7图示隐藏节点和暴露节点。
[0111]图7(a)图示示例性的隐藏节点并且示出其中STA A和STA B相互通信并且STA C具有要被发射的信息的情况。具体地，STA C可以确定在将数据发射到STA B之前在载波感测期间介质处于空闲中，尽管STA A将信息发射到STA B。这是因为STA C可能在STA C的位置中没有感测STA A的传输。在这样的情况下，STA B同时接收STA A和STA C的信息，并且从而冲突出现。在此，STA A能够被视为STA C的隐藏节点。
[0112]图7(b)图示示例性的暴露节点并且示出其中STA B将数据发射到STA A并且STAC具有要被发射到STA D的信息的情况。在这样的情况下，STA C可以使用载波感测确定由于STA B的传输介质被占用。因此，STA C需要等待直到介质变成空闲的，因为即使当STAC具有要被发射到STA D的信息时感测到了介质被占用的状态。然而，因为STA A位于STAC的传输范围外，所以来自于STA C的传输和来自于STA B的传输可能没有冲突。因此，STAC没有必要地等待直到STA B停止传输。在此，STA C能够被视为STA B的暴露节点。
[0113]图8图示RTS (请求发送)和CTS (清除发送)。
[0114]为了在如在图7中所示的示例性情形中有效地使用冲突避免机制，诸如RTS和CTS的短信令分组能够被使用。两个STA之间的RTS/CTS可以被用于相邻的STA以通过旁听(overheard) RTS/CTS考虑两个STA之间的信息传输。例如，当打算发射数据的STA将RTS帧发射到将会接收数据的STA时，接收数据的STA能够向邻近的STA通知STA将会通过将CTS帧发射到邻近的STA来接收数据。
[0115]图8 (a)图示用于解决隐藏节点问题的示例性方法并且示出其中STA A和STA C两者都试图将数据发射到STA B的情况。当STA A将RTS发送到STA B时，STA B将CTS发射到STA A和STA C两者。因此，STA C等待直到STA A和STA B的数据传输被完成，并且从而能够避免冲突。
[0116]图8(b)图示用于解决暴露节点问题的示例性方法。STA C可以通过旁听在STA A和STA B之间的RTS/CTS传输来确定即使当STA C将数据发射到其它STA(例如，STA D)时没有出现冲突。具体地，STA B将RTS发射到所有邻近的STA并且将CTS仅发射到STA B将会实际地发送数据的STA A。因为STA C已经接收到RTS但是还没有接收STA A的CTS，所以STA C能够识别STA A位于STA C的载波感测范围外。
[0117]功率管理
[0118]如上所述，在WLAN系统中STA需要在传输/接收之前执行信道感测。连续的信道感测引起STA的连续功率消耗。在接收状态下的功率消耗与传输状态下的功率消耗相似，并且从而接收状态的保持是对有限功率的STA( S卩，电池供电的STA)的很大负担。因此，当STA保持接收等待状态以连续地感测信道时，在WLAN吞吐量方面STA低效率地消耗功率。为了解决这样的问题，WLAN系统支持STA功率管理(PM)模式。
[0119]STA PM模式被分类成主动模式和省电(PS)模式。STA基本上在主动模式下操作。在主动模式下操作的STA保持唤醒状态。唤醒状态是其中诸如帧传输/接收、信道扫描等等的正常操作能够被执行的状态。在PS模式下操作的STA在睡眠状态(或者小睡状态)和唤醒状态之间切换。在睡眠状态下操作的STA以最小的功率操作并且没有执行帧扫描也没有执行帧传输/接收。
[0120]当STA长时间在睡眠状态下操作时，功耗减少并且从而STA的操作时段增加。然而，因为在睡眠状态下不能够执行帧传输和接收，所以STA不能够在睡眠状态下长时间无条件地操作。当在睡眠状态下操作的STA具有要被发射到AP的帧时，STA能够切换到唤醒状态并且发射帧。当AP具有要被发射到STA的帧时，在睡眠状态下的STA不能够接收帧并且甚至不能够识别要接收的帧的存在。因此，STA可能需要在特定的间隔切换到唤醒状态以便于识别要被发射的帧的存在(或者当帧存在时接收帧)。
[0121]图9图示功率管理操作。
[0122]参考图9，AP 210在预定的间隔将信标帧发射到BSS中的STA(S211、S212、S213、S214、S215以及S216)。信标帧包括--Μ信息元素(IE)0 TIM IE包括指示为与AP 210相关联的STA的缓冲的流量存在并且AP 210将会发射帧的信息。TIM元素包括被用于指示单播帧的TIM和被用于指示多播或者广播帧的递送流量指示图谱(DTIM)。
[0123]为了三次信标帧传输，AP 210可以发射DHM。STA1220和STA2222在PS模式下操作。STA1220和STA2222可以被配置成在预定的唤醒间隔从睡眠状态切换到唤醒状态以接收从AP 210发射的--Μ元素。各个STA可以基于其本地时钟信号计算时间以切换到唤醒状态。在图9的示例中，假定STA时钟信号与AP时钟信号一致。
[0124]例如，预定的唤醒间隔可以被设置使得在信标间隔STA1220切换到唤醒状态以接收TM元素。因此，当AP 210首次发射信标帧时STA1220能够切换到唤醒状态(S211)。STA1220能够接收信标帧并且获取--Μ元素。当获取的--Μ元素指示要被发射到STA1220的帧的存在时，STA1220可以将用于请求帧传输的PS-轮询帧发射到AP 210(S221a)。AP210可以响应于PS轮询帧将帧发射到STA1220(S231)。完成帧接收之后，STA1220切换到睡眠状态。
[0125]在AP 210的第二信标帧传输中，AP 210的信标帧传输可能被延迟，因为AP 210由于其中其它的装置接入介质的忙碌的介质状态在正确的信标间隔不可以发射信标帧(S212)。在这样的情况下，STA1220与信标间隔同步切换到唤醒状态。然而，在STA1220不能够接收延迟的信标帧以后，其返回到睡眠状态(S222)。
[0126]当AP 210发射第三信标帧时，信标帧可以包括被设置为DHM的--Μ元素。然而，由于忙碌的介质状态AP 210延迟信标帧传输(S213)。STA1220可以与信标间隔同步切换到唤醒状态并且可以通过从AP 210发射的信标帧获取DHM。假定通过STA1220获取的DTM指示不存在要被发射到STA1220的帧并且用于另一 STA的帧存在。在这样的情况下，STA1220可以确认不存在要接收的帧并且返回到睡眠状态。在发射信标帧之后AP 210将帧发射到相对应的STA(S232)。
[0127]AP 210发射第四信标帧(S214)。因为STA1220不能够通过接收--Μ元素两次获取指示存在为此被缓冲的流量的信息，所以STA1220可以调节用于--Μ元素接收的唤醒间隔。否则，当从AP 210发射的信标帧包括用于调节STA1220的唤醒间隔的信令信息时，能够调节STA1220的唤醒间隔。在图9的示例中，为了 --Μ元素接收，STA1220可以被配置成切换操作模式使得STA1220每三个信标间隔唤醒替代在每个信标间隔切换操作模式。因此，在AP 210发射第四信标帧(S214)之后，STA1220不能够获取相对应的--Μ元素，因为当AP210发射第五信标帧时STA1220保持睡眠状态(S215)。
[0128]当AP 210发射第六信标帧(S216)时，STA1220可以切换到唤醒状态并且获取被包括在信标帧中的TM元素(S224)。因为--Μ元素是指示广播帧的存在的DTIM，所以STA1220在没有将PS轮询帧发射到AP 210的情况下可以接收从AP 210发射的广播帧(S234)。其间，可以为STA2230设置比STA1220的唤醒间隔长的唤醒间隔。因此，当AP 210发射第五信标帧(S215)时，STA2230可以切换到唤醒状态以接收--Μ元素(S241)。STA2230可以通过--Μ元素识别要被发射到其的帧存在并且将PS轮询帧发射到AP 210以请求帧传输(S241a)。AP 210可以响应于PS轮询帧将帧发射到STA2230 (S233)。
[0129]对于省电模式的管理，如在图9中所示，TIM元素包括指示要被发射到STA的帧的存在的TIM或者指示广播/多播帧的存在的DTIM。可以通过设置TIM元素的字段实现DTIM0
[0130]图10至图12图示接收--Μ的STA的操作。
[0131]参考图10，STA可以从睡眠状态切换到唤醒状态以便于从AP接收包括--Μ的信标帧并且通过分析接收到的--Μ元素识别要被发射到其的被缓冲的流量的存在。STA可以在与其它的STA为PS轮询帧传输的介质接入竞争之后将PS轮询帧发射到AP以请求数据帧传输。在从STA接收PS轮询帧之后，AP可以发射数据帧。STA可以接收帧并且将ACK帧发射到AP。然后，STA可以返回到睡眠状态。
[0132]如在图10中所示，AP可以根据立即响应模式操作，在该立即响应模式中，AP在从当从STA接收到PS轮询帧时的预定时间(例如，短的帧间间隔(SIFS))的流逝之后发射数据帧。当AP在接收PS轮询帧之后为了 SIFS不能够准备数据帧时，AP可以在推迟响应模式下操作，现在将会参考图11进行描述。
[0133]在图11的示例中，STA从睡眠状态切换到唤醒状态以从AP接收--Μ并且通过竞争将PS轮询帧发射到AP的操作与图10的示例中的操作相同。当AP不能够为SIFS准备数据帧时，尽管AP已经接收到PS轮询帧，AP可以向STA发射ACK帧替代数据帧。在ACK帧传输之后准备数据帧后，AP可以在竞争之后将数据帧发射到STA。STA可以将指示数据帧的成功接收的ACK帧发射到AP并且被切换到睡眠状态。
[0134]图12图示其中AP发射DHM的示例。STA可以从睡眠状态切换到唤醒状态以便于从AP接收包括DTIM的信标帧。STA通过接收到的DTIM可以知道多播/广播帧的传输。在发射包括DHM的信标帧之后，AP可以在没有发射/接收PS轮询帧的情况下立即发射数据(即，多播/广播帧)。在接收包括DTIM的信标帧之后，STA可以在唤醒状态下接收数据并且可以在完成数据接收之后返回到睡眠状态。
[0135]TIM 结构
[0136]在参考图9至图12描述的基于--Μ(DHM)协议管理省电模式的方法中，STA可以通过被包括在TM元素中的STA识别信息检查要被发射到其的数据帧是否存在。STA识别信息可以是与在与AP的关联期间被分配给STA的关联标识符(AID)有关的信息。
[0137]AID被用作关于一个BSS中的每个STA的唯一的标识符。例如，在当前WLAN系统中AID能够被分配给在I至2007的范围中的值中的一个。在当前WLAN系统中，可以为AID将14个比特分配给通过AP和/或STA发射的帧。虽然AID值可以被分配高至16383，但是可以将2008至16383设置被保留值。
[0138]根据传统定义的--Μ元素不适合于其中大量(例如，2007个或者更多)的STA与一个AP相关联的M2M应用。当现有的--Μ结构被扩展时，TM位图的大小过多地增加并且从而通过现有的帧格式不能够支持。另外，考虑到低传输速率应用，扩展的TIM结构不适合于M2M通信。此外，期待在M2M通信中在一个信标间隔已经接收到数据帧的STA的数目非常小。因此，考虑到如上所述的M2M通信的应用，因为尽管--Μ位图的大小在增加但是在很多情况下大多的比特具有O的值，所以需要有效地压缩位图的技术。
[0139]已经提供从位图的前部分省略连续的Os并且定义该部分作为偏移(或者开始点)值的方法作为位图压缩技术。然而，当在STA的AID值之间存在大的差同时为其缓冲的帧存在的STA的数目小时，编码效率不高。例如，当仅要被发射到仅分别具有10和2000的AID的两个STA的帧被缓冲时，除了与两端相对应的比特之外的相对应的位图的所有比特是0，尽管压缩的位图具有1990的长度。虽然当能够与一个AP相关联的STA的数目小时位图压缩的低效率不明显，当STA的数目增加时位图压缩低效率可能劣化系统性能。
[0140]为了解决此，AID可以被划分为组并且可以执行有效的数据传输。被指定的组ID(GID)被分配给各个组。现在将会参考图13描述基于组分配的AID。
[0141]图13(a)图示基于组分配的示例性的AID。在图13(a)的示例中，AID位图的一些前面的比特可以被用于表示GID。例如，使用AID位图的前面的2个比特能够表示4个GID。当AID位图具有N个比特的长度时，前2个比特(BI和B2)表示相对应的AID的GID。
[0142]图13(b)图示基于组分配的另一示例性的AID。在图13(b)的示例中，可以取决于AID位置分配GID。在此，通过偏移和长度可以表示使用相同GID的AID。例如，当通过偏移A和长度B表示GID I时，在位图中AID A至A+B-1对应于GID I。在图13(b)的示例中，假定I至N4个AID被划分为4个组。在这样的情况下，与GID I相对应的AID是I至NI并且可以通过偏移I和长度NI表示。可以通过偏移N1+1和长度N2-N1+1表示与GID 2相对应的AID，可以通过偏移N2+1和长度N3-N2+1表示与GID 3相对应的AID，并且可以通过偏移N3+1和长度N4-N3+1表示与GID 4相对应的AID。
[0143]基于组分配的AID根据GID在不同的间隔中允许信道接入，以解决针对大量的STA的TIM元素缺乏并且实现有效的数据传输和接收。例如，在特定的间隔中能够仅许可与特定组相对应的STA的信道接入，并且在限制其它的STA。其中仅许可特定的STA的信道接入的预定间隔可以被称为限制接入窗口(RAW)。
[0144]现在将会参考图13(c)描述根据GID的信道接入。图13(c)图示当AID被划分为3个组时根据信标间隔的信道接入机制。在第一信标间隔(或者第一 RAW)中，与属于GIDI的AID相对应的STA的信道接入被许可并且与其它的GID相对于的STA的信道接入没有被许可。为了实现此，第一信标包括仅用于与GID I相对应的AID的--Μ元素。第二信标包括仅用于与GID 2相对应的AID的--Μ元素并且从而在第二信标间隔(或者第二 RAW)中仅许可与属于GID 2的AID相对应的STA的信道接入。第三信标包括仅用于与GID 3相对应的AID的--Μ元素并且从而在第三信标间隔(或者第三RAW)中仅许可与属于GID 3的AID相对应的STA的信道接入。第四信标包括仅用于与GID I相对应的AID的--Μ元素并且从而在第四信标间隔(或者第四RAW)中仅许可与属于GID I的AID相对应的STA的信道接入。在第五和后续的信标间隔(或者第五和后续RAW)中可以仅许可属于通过被包括在相对应的信标帧中的--Μ指示的特定组的STA的信道接入。
[0145]虽然图13(c)图示根据信标间隔的循环或者周期顺序的GID，但是本发明不限于此。S卩，仅与特定的GID相对应的AID可以被包括在--Μ要素中使得在特定的间隔(例如，特定的RAW)中仅许可与AID相对应的STA的信道接入并且限制其它的STA的信道接入。
[0146]前述的基于组的AID分配方案也可以被称为分层TIM结构。即，所有的AID可以被划分为多个块并且仅可以许可与具有非零值的特定块相对应的STA(即，特定组中的STA)的信道接入。因此，大的--Μ被划分为小块/组以允许STA容易地保持--Μ信息并且根据STA的分类、QoS或者用途容易地管理块/组。虽然图13图示2级的层，但是可以以两个或者更多个级配置分层TIM。例如，能够将所有的AID划分为多个寻呼组，将各个寻呼组划分为多个块并且将各个块划分为多个子块。在这样的情况下，AID位图中的前面的NI个比特能够表示寻呼ID(即，PID)，接下来的N2个比特能够表示块ID，接下来的N3个比特能够表示子块ID并且剩下的比特能够表示相对应的子块中的STA比特位置，作为图13(a)的示例的扩展。
[0147]在下面将会描述的本发明的实施例中，用于将STA (或者分别被分配给STA的AID)划分为预定的分层组并且管理被划分的STA的各种方法是可应用的并且基于组的AID分配不限于前述示例。
[0148]增强型信道接入方案
[0149]本发明建议一种用于在没有TIM信令的情况下有效地支持从AP接收数据的STA使得改进WLAN系统中STA的信道接入操作的方法。
[0150]图14图示非--Μ STA的信道接入机制。
[0151]如在图14中所示，STA可以通过诸如关联或者谈判的管理操作向AP发出其存在的信号并且通知AP关于下行链路传输的优先权。例如，通过在STA和AP之间的关联请求/响应过程、探测请求/响应过程等等可以执行此信息的指示和确认。
[0152]关于下行链路传输的STA的优先权可以包括通过TIM识别下行链路数据的存在或者不存在并且根据识别结果接收下行链路数据的方法和在没有使用TIM的情况下接收下行链路数据的方法。例如，假定仪表或者传感器类型的STA(在本说明书中被称为S-STA)以固定的间隔(例如，一个月)操作使得STA在长时间内保持在睡眠模式下并且然后根据应用的特性(例如，气量计报告)在短时间内唤醒以执行信道接入以最小化功耗。
[0153]AP将--Μ信息提供给STA以便于通过允许STA仅在通过--Μ指示的时间资源中执行信道接入来改进资源利用效率。然而，因为仅在非常短的时间内存在用于前述的S-STA的下行链路数据，所以对于通过各个信标从AP到S-STA的TIM信息的传输的信令开销可能引起网络资源利用的低效率。因此，对于S-STA，不存在为--Μ信令开销向AP发出数据缓冲状态的信号的需求。其中STA在没有通过TIM的指示的情况下操作的模式可以被称为非TIM模式并且其中STA利用通过--Μ的指示的操作的模式可以被称为--Μ模式。
[0154]如在图14中所示，AP存储要被发射到非TIM STA的下行链路数据直到从非TIMSTA接收PS轮询。因为非TIM STA能够在没有被TIM限制的情况下发射PS轮询，所以非TIM STA能够在任意的时间将PS轮询发射到AP。在从非--Μ STA接收PS轮询之后，AP可以将用于非TM STA的被存储的下行链路数据发射到非--Μ STA并且从非--Μ STA接收ACK 帧。
[0155]因为AP不能够知道当S_STA(或者非--Μ STA)将会发射PS轮询时的时间，所以在从当在与S-STA的谈判/关联期间接收到关于TIM信令的优先权信息(例如，指示在没有TIM信令的情况下将会执行PS轮询操作的信息)时或者当用于S-STA的下行链路数据被生成时到当下行链路数据被发射到S-STA时的时段中AP需要准备并且存储下行链路数据。虽然每个S-STA的数据量小，但是当根据各种类型和时段接入信道的S-STA的数目大时用于所有的S-STA的数据的缓冲和/或管理可能是系统或者AP的大负担。
[0156]因此，本发明建议用于S-STA (或者非--Μ STA)的新信道接入方法(具体地，新PS轮询机制)以便于克服前述的低效率。
[0157]实施例1
[0158]本实施例提供一种方法，通过该方法S-STA (或者非--Μ STA)和AP的PS轮询传输时序和/或传输间隔基于传输时序和/或传输间隔管理下行链路数据。因此，AP不需要在长时间内保持S-STA的数据并且从而能够更加有效地使用AP的缓冲器/存储器资源。
[0159]图15图示根据本发明的实施例的增强型信道接入机制。
[0160]参考图15，S-STA (或者非--Μ STA)可以通过与AP的管理过程(例如，关联请求/响应过程、探测请求/响应过程等等)基于TIM信令与AP谈判关于PS轮询传输的优先权。在此，S-STA可以与AP谈判PS轮询传输时序和传输间隔中的至少一个同时通知AP S-STA将会在不是基于TM的模式(即，非IM模式)下操作。S卩，S-STA可以通过特定的管理帧与AP交换关于PS轮询传输时序和/或传输间隔的信息。
[0161]基于其应用特性(例如，报告速率和信道接入速率)通过S-STA可以确定关于PS轮询传输时序和/或传输间隔的信息并且将其发出信号到AP。否则，AP可以基于网络负载和状态确定关于PS轮询传输时序和/或传输间隔的信息并且发出该信息的信号到S-STA。
[0162]另外，由S-STA和AP中的一个发出信号到另一个的关于PS轮询传输时序和/或传输间隔的信息可以通过另一个校正(或者更新)并且然后返回。例如，当S-STA确定关于PS轮询传输时序和/或传输间隔的信息并且通过预定的请求帧将该信息发射到AP时，AP可以考虑到网络负载等等生成校正的信息并且通过预定的响应帧将校正的信息发出信号到S-STA。否则，当AP确定关于PS轮询传输时序和/或传输间隔的信息并且通过预定的请求帧将该信息发射到S-STA时，STA可以考虑到其应用特征等等生成校正的信息并且通过预定的响应帧将校正的信息发出信号到AP。
[0163]当在AP和S-STA之间PS轮询可发射的时序和/或传输间隔被预定时，如上所述，S-STA可以基于PS轮询传输时序和/或传输间隔将PS轮询发射到AP。在此，因为S-STA需要经历对于介质的竞争以便于发射PS轮询，所以应理解S-STA试图在相对应的时序进行传输。即，PS轮询传输/接收可能不在执行在预定的传输时序/间隔中/处执行。将会给出当PS轮询可发射的(或者可允许的传输)时序/间隔被预定时的AP和S-STA的操作的描述。
[0164]AP可以在STA (例如，S-STA或者非--Μ STA)的预定的PS轮询可发射的时序之前准备数据并且在从STA成功地接收PS轮询之后将被准备的数据发射到STA。在此，因为AP由于用于PS轮询传输的介质竞争在可发射的时序可能没有精确地接收PS轮询，所以AP可以准备具有裕量的数据。另外，其中AP准备数据的时间可以包括其中AP从服务器接收要被发射到STA的数据并且缓冲数据的时间。如果AP由于数据准备时间的缺乏不能够立即将数据发射到STA，尽管从STA已经接收到PS轮询，AP可以首先将用于PS轮询的ACK帧发射到STA并且然后通过竞争将数据发射到STA(参考图11)。根据本发明，AP能够在预定的特定时序之前准备和缓冲数据替代从与STA的关联/谈判连续地缓冲数据，并且从而对AP的负担被减少。
[0165]STA(例如，S-STA或者非--Μ STA)可以在预定的PS轮询可发射的时序/间隔通过竞争将PS轮询发射到AP。因为在很多情况下在长的间隔中S-STA是处于睡眠(或者小睡)模式下，所以S-STA可以被配置成在预定的PS轮询可发射的时序/间隔唤醒并且通过竞争将PS轮询发射到AP。鉴于此，STA的PS轮询的可发射的时序可以对应于STA的目标唤醒时间。
[0166]如上所述，即使当STA在预定的时间唤醒并且试图进行PS轮询传输时，当介质被另一 STA连续地占用时STA可能连续地不能发射PS轮询。特别地，当在没有基于TM的情况下STA发射PS轮询时，即使当STA在预定的PS轮询可发射的时间操作时不能够消除另一 STA在相对应的时间占用介质的可能性。因此，如果STA的PS轮询传输在多次尝试之后失败，则没有被限制的PS轮询传输尝试可能引起STA的过多的功率消耗。
[0167]为了解决此问题，本发明建议与STA (例如，S-STA或者非--Μ STA)的PS轮询传输或者信道接入有关的特定定时器(例如，PS轮询可发射的定时器或者信道接入许可定时器)的定义和利用。特定定时器可以被定义以在从前述的PS轮询可发射的时间到预定的边界的间隔操作。在特定定时器的操作期间，STA可以试图进行PS轮询传输并且AP可以期待来自于STA的PS轮询传输。即，PS轮询传输时间没有被固定并且其中许可STA发射PS轮询(即，接入信道)的时间窗口(或者间隔)被定义(或者被限制)。因此，STA能够在PS轮询可发射的时间和通过定时器定义的间隔执行基于竞争的PS轮询传输。
[0168]可以为AP和STA两者设置定时器。
[0169]另外，STA可以在预定的PS轮询传输时间开始的定时器的期满之后进入小睡状态并且在下一个PS轮询可发射的时间(或者基于PS轮询传输间隔确定的下一个可发射的时间)唤醒以在间隔期间尝试PS轮询传输。
[0170]AP可以在预定的PS轮询传输时间(或者在其之前)准备和缓冲用于STA的数据并且在PS轮询传输时间开始的定时器的期满之后丢弃被缓冲的数据。
[0171]当STA的唤醒间隔非常长时，STA可以在没有监听来自于AP的信标的情况下在长时间内在小睡模式下操作，并且从而由于时钟漂移等等可能没有获得在AP和STA之间的时序同步。在这样的情况下，虽然在确定许可其PS轮询传输之后STA将PS轮询发射到AP，因为AP在相对应的时间窗口的期满之后已经丢弃数据所以STA不可以成功地接收数据。SP，当STA的PS轮询传输许可时间窗口被严格地应用时，不可以正确地执行STA的信道接入或者数据传输和接收。因此，即使当定义PS轮询可发射的时间窗口的定时器期满时，可以在任意的时间许可STA的PS轮询传输。另外，当STA的唤醒间隔非常长时，因为即使当定时器期满时可以执行STA的PS轮询传输，所以AP可以在没有丢弃其的情况下保持用于STA的数据。然而，甚至在定时器的期满之后许可STA的PS轮询传输的方法可以被理解为与设置STA的PS轮询传输时间(或者唤醒时间)和PS轮询传输(或者信道接入)许可时间窗口的方法分离的方法，根据特定定时器定义(或者限制)或者作为特殊方法。
[0172]AP和STA可以通过诸如谈判/关联过程的管理操作预定前述的PS轮询传输(或者信道接入)许可时间窗口或者定时器的长度。
[0173]实施例2
[0174]本实施例建议用于单独地设置S-STA (或者非--Μ STA)的信道接入(或者PS轮询传输)许可时间窗口和不同类型的STA(或者TIM STA)的信道接入(或者PS轮询传输)许可时间窗口的方法。因此，可以确保诸如S-STA(或者非TIM STA)的PS轮询传输/接收的信道接入。
[0175]图16图示根据本发明的另一实施例的增强型信道接入机制。
[0176]如在图16中所示，当特定信标间隔(在两个连续的信标之间的时间窗口)包括S-STA(或者非--Μ STA)的PS轮询传输(或者信道接入)许可时间时，AP可以将包括关于S-STA(或者非TIM STA)的PS轮询传输(或者信道接入)许可时间窗口和不同类型的STA (或者--Μ STA)的PS轮询传输(或者信道接入)许可时间窗口的单独的设置的信息的信标信号发射到STA。另外或者可替选地，使用关于STA的关联请求/响应、谈判请求/响应和探测请求/响应帧在管理操作期间，AP可以向STA发出关于时间窗口的单独的设置的信息的信号，其表示各个信标间隔内的特定时间窗口被限于S-STA(或者非TIM STA)的PS轮询传输(或者信道接入)许可间隔并且另一时间窗口被限于不同类型的STA(或者--ΜSTA)的PS轮询传输(或者信道接入)许可间隔。
[0177]在此，时间窗口的单独设置指的是时间窗口的设置使得不许可S_STA(或者非TIMSTA)和不同类型的STA(或者--Μ STA)在相同的时间窗口内接入信道。换言之，在特定的时间窗口中仅S-STA (或者非TMSTA)能够执行信道接入并且不同类型的STA (或者--Μ STA)不能够执行信道接入，然而在另一时间窗口中仅不同类型的STA(或者--Μ STA)能够执行信道接入并且S-STA(或者非--Μ STA)不能够执行信道接入。
[0178]关于时间窗口的单独设置的信息可以包括通知TIM STA其中不许可信道接入的时间窗口的方法、通知TM STA其中许可信道接入的时间窗口的方法、通知非TM STA其中不许可信道接入的时间窗口的方法以及通知非TIM STA其中许可信道接入的时间窗口的方法中的一个或者多个。
[0179]当其中对于第一类型STA(例如，S-STA或者非--Μ STA)许可并且对于第二类型STA(例如，除了 S-STA或者--Μ STA之外的STA)不许可信道接入的时间窗口被设置时，AP可以将时间窗口的时序和时段(或者间隔)信息提供给特定的STA并且发出是否仅在基于时序和时段设置的时间窗口内许可特定STA的PS轮询(或者信道接入)的信号。例如，AP能够通过诸如谈判/关联过程的管理操作通知第二类型的STA在用于第一类型的STA的时间窗口中不许可信道接入(或者在特定的信标间隔在除了用于第一类型的STA的时间窗口之外的时间窗口中许可信道接入)。
[0180]通过在AP和STA之间的诸如谈判/关联的管理操作可以预定如上所述的本发明建议的其中仅为特定类型的STA许可信道接入(或者PS轮询传输)的时序的信令、定时器(或者间隔的长度)和/或特定时间窗口的位置。
[0181]图17图示根据本发明的实施例的信道接入方法。
[0182]在步骤S1710中AP可以将关于其中不许可TIM STA的接入的时间窗口(或者其中仅许可非TM STA的接入的时间窗口)的配置的信息提供给一个或者多个STA。可以周期性地设置时间窗口。另外，通过起始点和间隔(或者定时器)可以指定时间窗口。
[0183]在步骤S1720中来自于一个或者多个STA当中的非TIM STA可以在时间窗口内执行信道接入(例如，PS轮询传输)。例如，当非TM STA像S-STA—样在长的睡眠间隔操作时，非--Μ STA能够在时间窗口的起始点唤醒并且执行信道接入。因此，时间窗口可以被视为其中仅限制性地许可非TM STA的接入的窗口。AP可以在用于非TM STA的信道接入的时间窗口之前缓冲用于非TM STA的数据并且在时间窗口的期满之后丢弃数据。
[0184]在步骤S1730中来自于一个或者多个STA当中的--Μ STA可以在除了时间窗口之外的时段中的通过其TIM指示的间隔执行信道接入。
[0185]在图17中图示的信道接入方法中，可以独立地应用本发明的前述的各种实施例或者可以同时应用其两个或者多个。
[0186]图18是图示根据本发明的实施例的RF装置的配置的框图。
[0187]AP 10可以包括处理器11、存储器12以及收发器13。STA 20可以包括处理器21、存储器22以及收发器23。例如，收发器13和23可以发射/接收RF信号并且根据IEEE802标准实现物理层。处理器11和21可以被连接到收发器13和23并且根据IEEE 802标准实现物理层和/或MAC层。处理器可以被配置成根据本发明的前述实施例执行操作。用于根据本发明的前述实施例实现AP和STA的操作的模块可以被存储在存储器12和22中并且通过处理器11和21执行。存储器12和22可以被包括在处理器11和21中或者被提供到处理器11和21的外部并且通过已知的装置被连接到处理器11和21。
[0188]AP和STA的详细配置可以被实现使得可以独立地应用本发明的前述的各种实施例或者两个或者更多个实施例能够被同时应用并且，为了清楚起见省略多余部分的描述。
[0189]通过各种手段，例如，硬件、固件、软件或者其组合能够实现本发明的实施例。
[0190]当使用硬件实现本发明的实施例时，使用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSro)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器等等中的至少一个可以来实现实施例。
[0191]在固件或者软件配置中，可以以模块、过程、函数等等的形式来实现本发明的实施例。例如，软件代码可以存储在存储单元中并且通过处理器来执行。存储单元位于处理器内部或外部，并且可以经由各种公知装置将数据发射到处理器并且从处理器接收数据。
[0192]本领域内的技术人员将会理解，在不偏离本发明的精神和必要特性的情况下，可以以除了在此阐述的那些方式之外的其它特定方式来执行本发明。因此，在所有方面将上面的实施例解释为描述性的，而不是限制性的。应当通过所附的权利要求和它们的合法等同内容而不是通过上面的描述来确定本发明的范围，并且在所附的权利要求的含义和等同范围内的所有改变意欲被涵盖在其中。
[0193]工业实用性
[0194]虽然本发明的上述实施例集中于IEEE 802.11，但是它们以相同的方式可应用于各种移动通信系统。
【权利要求】
1.一种用于通过无线通信系统的站(STA)执行信道接入的方法，包括: 从接入点(AP)接收关于其中不允许流量指示图谱(TIM)模式STA的信道接入的时间窗口的信息；以及 基于所述时间窗口执行信道接入， 其中，当所述STA对应于非TIM模式STA时，在所述时间窗口中执行信道接入，以及其中，当所述STA对应于所述TIM模式STA时，在除了所述时间窗口之外的通过所述TM指示的时间间隔中执行信道接入。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述时间窗口是其中仅限制性地允许所述非TIM模式STA的信道接入的时间窗口。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述STA执行与所述AP的关联过程时，将指示所述STA对应于所述非TIM模式STA的信息提供给所述AP。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，周期性地设置所述时间窗口。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，由用于所述非TIM模式STA的信道接入的时间间隔的持续时间和许可开始时间指定所述时间窗口。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，通过特定的定时器确定所述时间间隔的持续时间。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述信道接入包括所述STA的省电(PS)轮询传输。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述时间窗口的起始点对应于所述非TIM模式STA的目标唤醒时间。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述时间窗口的起始点之前，通过所述AP缓冲用于所述非TIM模式STA的下行链路数据。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述时间窗口期满之后，通过所述AP丢弃用于所述非TIM模式STA的下行链路数据。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述非TIM模式STA包括传感器类型的STA。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，通过信标帧提供关于其中不允许所述TIM模式STA的信道接入的所述时间窗口的信息。
13.一种用于在无线通信系统中通过AP支持STA的信道接入的方法，包括: 将关于其中不允许TIM模式STA的信道接入的时间窗口的信息发射给一个或者多个STA ;以及 基于所述时间窗口响应于所述一个或者多个STA的信道接入操作， 其中，当所述STA对应于非TIM模式STA时，在所述时间窗口中执行信道接入，以及其中，当所述STA对应于所述TIM模式STA时，在除了所述时间窗口之外的由所述TM指示的时间间隔中执行信道接入。
14.一种STA，所述STA在无线通信系统中执行信道接入，包括: 收发机；以及 处理器， 其中，所述处理器被配置成使用所述收发机从AP接收关于其中不允许TIM模式STA的信道接入的时间窗口的信息，并且基于所述时间窗口执行信道接入， 其中，当所述STA对应于非TIM模式STA时，在所述时间窗口中执行信道接入，以及其中，当所述STA对应于所述TIM模式STA时，在除了所述时间窗口之外的通过所述TM指示的时间间隔中执行信道接入。
15.一种AP，所述AP在无线通信系统中支持STA的信道接入，包括: 收发器；以及 处理器， 其中，所述处理器被配置成使用所述收发机将关于其中不允许TIM模式STA的信道接入的时间窗口的信息发射给一个或者多个STA,并且基于所述时间窗口响应于所述一个或者多个STA的信道接入操作， 其中，当所述STA对应于非TIM模式STA时，在所述时间窗口中执行信道接入，以及其中，当所述STA对应于所述TIM模式STA时，在除了所述时间窗口之外的通过所述TM指示的时间间隔中执行信道接入。
【文档编号】H04W74/08GK104205984SQ201380015998
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2013年3月25日 优先权日:2012年3月23日
【发明者】崔镇洙, 金丁起, 石镛豪, 韩承希, 郭真三 申请人:Lg 电子株式会社