无线LAN系统中共享传输机会时的重传方法及其设备与流程

以下的描述涉及无线通信系统，并且，更加具体地，涉及在提供传输机会(TXOP)共享的无线局域网(WLAN)系统中执行重传的方法及其设备。

背景技术：

虽然如在下文中提出的下行链路帧传输时段可以被在各种类型的无线通信中使用，但WLAN系统将作为本发明可适用于的示例性系统。

WLAN技术的标准已经被开发为为电气与电子工程师协会(IEEE)802.11标准。IEEE 802.11a和b在2.4GHz或者5GHz上使用未经授权的频带。IEEE 802.11b提供11Mbps的传输速率，并且IEEE 802.11a提供54Mbps的传输速率。IEEE 802.11g通过在2.4GHz上应用正交频分复用(OFDM)提供54Mbps的传输速率。IEEE 802.11n通过应用多输入多输出(MIMO)-OFDM提供四个空间流300Mbps的传输速率。IEEE 802.11n支持最大40MHz的信道带宽，并且在这种情况下，提供600Mbps的传输速率。

由于以上描述的WLAN技术的标准最大使用160MHz的带宽，并且支持八个空间流，因此，除了最大支持1Gbit/s速率的IEEE 802.11ac标准之外，正在讨论IEEE 802.11ax标准化。

技术实现要素：

技术问题

本发明提供采用传输机会(TXOP)共享方案，并且在传输机会共享操作期间有效地执行重传，以便改善无线通信系统性能的方法及其设备。

技术方案

按照本发明的一个方面，一种在无线局域网(WLAN)系统中在传输机会(TXOP)共享期间执行重传的方法，该方法包括∶发送包括主接入类别(AC)信息和辅AC信息的初始传输帧；当不存在对初始传输帧的辅AC信息的响应的时候，重新设置辅AC信息的退避定时器值；以及根据重新设置的退避定时器值重传辅AC信息。

当不存在对初始传输帧的主AC信息和辅AC信息的响应的时候，主AC信息的退避定时器值和辅AC信息的退避定时器值可以被重新设置。

辅AC信息的退避定时器值被设置为等于或者大于主AC信息的退避值。为此，辅AC信息的退避定时器值可以被设置为通过将以下的任何一个与主AC信息的退避定时器值相加所获得的值：(a)辅AC信息的当前的退避定时器值，(b)在0至辅AC信息的当前的退避定时器值的范围中选择的任意整数，或者(c)在0至辅AC信息的当前的竞争窗口(CW)的范围中选择的任意整数。

用于主AC信息的传输的第一重试计数器和用于辅AC信息的传输的第二重试计数器可以独立地操作。

当第二重试计数器的值达到预先确定的阈值的时候，辅AC信息可以不再以辅AC格式被重传。

当第一重试计数器的值可以增加预先确定的整数倍的时候，辅重试计数器的值可以加1。

用于发送主AC信息和辅AC信息的初始传输帧可以被以包括PLCP协议数据单元(PPDU)的状态发送。

主AC信息和辅AC信息可以被经由主信道和辅信道以正交频分多址(OFDMA)传输方案发送。

此时，主信道的第一重试计数器和辅信道的第二重试计数器可以独立地操作。

主信道的CCA等级可以被设置为小于辅信道的CCA等级的值。

主AC信息可以被经由(a)主信道或者(b)主信道和辅信道发送，并且主AC信息可以不被仅经由辅信道发送。

主AC信息和辅AC信息可以被用于从特定的接入点(AP)向多个站(STA)发送信息的下行链路多用户(MU)多输入多输出(MIMO)传输，但不受限于此。

按照本发明的另一个方面，在无线局域网(WLAN)系统中操作的站设备，包括：收发信机，该收发信机被配置为在特定的传输机会(TXOP)中发送包括主接入类别(AC)信息和辅AC信息的初始传输帧；和处理器，该处理器被连接到收发信机，并且被配置为当不存在对初始传输帧的辅AC信息的响应的时候，重新设置辅AC信息的退避定时器值，并且允许收发信机去根据重新设置的退避定时器值重传辅AC信息。

站设备可以作为接入点(AP)或者连接到特定的AP的站操作，并且可以被配置去执行以上描述的方法。

有益效果

根据本发明，当在TXOP共享模式中执行重传时，由于辅接入类别(AC)比主AC被更早发送，因此，有可能防止由于传输失败和频繁的组ID重新设置而造成低效率。

附图说明

图1是图示无线局域网(WLAN)系统的示例性配置的图。

图2是图示WLAN系统的另一个示例性配置的图。

图3是图示WLAN系统中的分布式协调功能(DCF)机制的图。

图4是图示被应用于本发明的一个方面的传输机会(TXOP)共享的概念的图。

图5是图示TXOP共享模式中的重传操作的问题的图。

图6是图示根据本发明的实施例在TXOP共享模式中执行重传的方法的图。

图7是图示使用下行链路帧传输时段实现无线局域网(WLAN)操作方法的设备的图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的示例性实施例，其示例被在附图中图示。在下面将参考附图给出详细说明，其旨在解释本发明的示例性实施例，而不是示出可以根据本发明实现的唯一实施例。

以下的详细说明包括特定的细节以便提供对本发明深入的理解。但是，对本领域的技术人员显而易见的是，无需这样的特定的细节也可以实践本发明。在某些情况下，已知的结构和设备被省略或者围绕结构和设备的重要特征以方框图的形式被示出，以便不使本发明的概念难以理解。

如上所述，以下的描述涉及在提供传输机会(TXOP)共享的无线局域网(WLAN)系统中执行重传的方法及其设备。为此，首先，将详细描述应用本发明的WLAN系统。

图1是图示WLAN系统的示例性配置的图。

如在图1中图示的，WLAN系统包括至少一个基本服务集(BSS)。BSS是一组通过成功地执行同步能够互相通信的STA。

STA是包括媒体访问控制(MAC)层和无线媒介之间的物理层接口的逻辑实体。STA可以包括AP和非AP STA。在STA之中，由用户操纵的便携式终端是非AP STA。如果终端被简称作STA，则STA指的是非AP STA。非AP STA也可以被称为终端、无线发送/接收单元(WTRU)、用户设备(UE)、移动站(MS)、移动终端，或者移动用户单元。

AP是经由无线媒介将对分布系统(DS)的接入提供给相关的STA的实体。AP也可以被称为中央控制器、基站(BS)、节点B、基站收发信机系统(BTS)，或者站点控制器。

BSS可以被划分为基础结构BSS和独立BSS(IBSS)。

在图1中图示的BSS是IBSS。IBSS指的是不包括AP的BSS。因为IBSS不包括AP，所以IBSS不被允许接入DS，并且因此，形成自含式网络。

图2是图示WLAN系统的另一个示例性配置的图。

在图2中图示的BSS是基础结构BSS。每个基础结构BSS包括一个或多个STA和一个或多个AP。在基础结构BSS中，非AP STA之间的通信基本上经由AP进行。但是，如果直接链路被在非AP STA之间建立，则可以执行非AP STA之间的直接通信。

如在图2中图示的，多个基础结构BSS可以经由DS被相互连接。经由DS被相互连接的BSS被称作扩展的服务集(ESS)。包括在ESS中的STA可以互相通信，并且在相同的ESS内的非AP STA可以从一个BSS移动到另一个BSS，同时无缝地执行通信。

DS是相互连接多个AP的机制。DS不必然是网络。只要其提供分布服务，DS不局限于任何特定的形式。例如，DS可以是无线网络，诸如网状网络，或者可以是相互连接AP的物理结构。

将基于以上的说明描述WLAN系统中的退避过程和冲突检测技术。

在无线环境下，由于各种因素影响信道，所以发射机不能精确地执行冲突检测。因此，在802.11中，采用分布式协调功能(DCF)，其是载波监听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)机制。

图3是图示WLAN系统中的退避过程和DCF机制的示意图。

在具有要发送的数据的STA发送该数据之前，DCF在特定的时段(例如，DCF帧间空间(DIFS))期间执行用于感测媒介的空闲信道评估(CCA)。此时，如果媒介空闲，则STA可以使用该媒介发送信号。但是，如果媒介忙碌，则在数个STA已经在等待使用该媒介的假设之下，STA可以在除了DIFS之外进一步等待随机退避时段之后发送数据。此时，随机退避时段允许冲突避免。当假设存在用于发送数据的数个STA的时候，STA随机地具有不同的退避间隔值，并且因此，具有不同的传输时间。当一个STA开始发送数据的时候，其它的STA无法使用该媒介。

现在将简单地描述随机退避时间和过程。

当特定的媒介被从“忙碌”改变为“空闲”的时候，数个STA开始准备发送数据。此时，为了最小化冲突，将发送数据的STA选择随机退避计数，并且等待时隙。随机退避计数是伪随机整数值，并且选择在[0CW]的范围中均匀分布的值中的一个。CW指的是“竞争窗口”。

CW参数具有作为初始值的CWmin值，并且当传输失败的时候，其值加倍。例如，当响应于发送的数据帧没有接收到ACK的时候，可以认为发生冲突。当CW值是CWmax值的时候，CWmax值被保持，直到数据传输成功为止。当数据传输成功的时候，CW值被重新设置为CWmin值。此时，为了实现和操作的方便起见，CW、CWmin和CWmax最好是保持2ⁿ-1。

当随机退避过程开始的时候，STA选择[0CW]范围中的随机退避计数，然后连续地监测媒介，同时退避时隙被递减计数。当媒介被转变为忙碌状态的时候，递减计数被停止，并且当媒介被再次被转变为空闲状态的时候，剩余的退避时隙的递减计数被继续执行。

参考图3，当数个STA具有要发送的数据的时候，因为该媒介在DIFS期间空闲，所以STA3立即发送数据帧，并且剩余的STA等待直到媒介转变为空闲状态为止。由于媒介很长时间是忙碌的，所以数个STA等待机会去使用该媒介。因此，每个STA选择随机退避计数。在图3中，已经选择最小退避计数的STA2发送数据帧。

在STA2的传输结束之后，媒介被再次转变为空闲状态，并且STA继续执行退避时隙的递减计数。在图3中，在STA2之后具有第二最小随机退避计数并且当媒介忙碌时已经暂停递减计数的STA5完成剩余的退避时隙的递减计数，并且开始发送数据帧，但是，因为STA5的随机退避计数等于STA4的随机退避计数，冲突发生。此时，由于两个STA在数据传输之后没有到接收ACK，CW加倍，并且随机退避计数被重新选择。

图4是图示根据本发明的一个方面的TXOP共享的概念的图。

在IEEE 802.11ac标准中，AP可以使用此传输模式以便支持DL-MU-MIMO。在本发明中，以下描述的TXOP模式不仅适用于AP的MU-MIMO操作，而且适用于STA的数据传输。

在此模式中，连接到已经获得EDCA TXOP的EDCF的接入类别(AC)可以变为主AC。当主AC业务被经由MU PPDU发送的时候，在资源允许业务被另外从辅AC包括的时候，TXOP共享是适用的，并且可以支持高达4个STA。

辅AC业务的添加没有增加时间间隔来高于主AC业务传输需要的时间间隔。如果主AC和一个或多个辅AC的队列的帧的目的站点被设置，则在TXOP的一系列下行链路传输之中，主AC队列的帧可以首先被发送到目的站点。针对TXOP共享选择的辅AC、目的站点和传输顺序是实施问题。当共享时，主AC的TXOP限制被应用于TXOP间隔。

在图4的示例中，定义包括AC-VO、AC_VI、AC-BE和AC_BK的四个AC，AC_VI是获得TXOP的主AC，并且AC_VO和AC_BE被选择为辅AC。这些帧被分别地发送到STA1、STA2和STA3。在以下的描述中，例如，将描述TXOP共享。

图5是图示TXOP共享模式中重传操作的问题的图。更具体地说，图5图示在传统的IEEE 802.11ac标准中的重传操作的问题。

MU MIMO TXOP共享允许多个辅AC被在主AC上捎带(piggybacked)。可以使用主AC的EDCA参数获得TXOP。在图5中，类似于图4，假设AC_VI是主AC，并且AC_VO和AC_BE被选择为辅AC。

在传统的IEEE 802.11ac标准中，当响应于在TXOP中初始发送的帧没有接收到有效响应的时候，AP对主AC启动指数退避过程，并且对辅AC无需改变CW继续执行退避过程。

当无需改变CW和/或无需重新设置退避定时器值(退避计数器)，对辅AC执行退避过程的时候，一旦重传，辅AC业务可以比主AC业务更早被发送。这可能导致在辅AC业务传输中连续的错误，从而降低系统性能，尤其是，在高度密集的WLAN环境下。

例如，在图5中，假设在初始传输中CW和每个AC的退避计数器(BC)的值如下。

第一步∶AC_VI(CW＝4，BC＝0)，AC_VO(CW＝4，BC＝2)，AC_BE(CW＝8，BC＝4)

如果初始传输失败，在传统的11ac标准中，退避过程可以在以下的设置之下执行。

第二步∶AC_VI(CW＝8，BC＝6)，AC_VO(CW＝4，BC＝2)，AC_BE(CW＝8，BC＝4)

也就是说，在AC_VI(其是主AC)中，CW可以从第一步的4增加为第二步的8，并且6(其是在[0，8]范围中的任意值)可以被选择为BC。对于AC_VO和AC_BE(其是辅AC)，由于CW和BC的值没有被重新设置，所以第一步的BC值被包括而无需改变。因此，在重传中，AC_VO可以比AC_VI更早被发送。

这样的设置可能与对主AC给予传输优先级的传输相反，并且导致辅AC的连续传输失败。

此外，主AC的频繁的变化可能增加组ID变化计数，降低效率。

表1示出表示与组ID管理相关的会员状态和用户位置的方案。

[表1]

在WLAN系统中，多个组ID可以被分配给一个STA。此外，对于每个组ID，AP可以分配相同的用户位置给多个STA。STA可以在相应的STA属于的每个组内仅具有一个用户位置。可以根据会员状态或者用户位置分配组ID。

图6是图示根据本发明的实施例在TXOP共享模式中执行重传的方法的图。

为了与图5结合解决以上描述的问题，在本发明的第一个实施例中，如果响应于TXOP共享模式中的辅AC没有接收到有效响应，则辅AC的退避计数器/定时器(BC)被通过以下方法中的任何一个重新设置。

(1)选项1∶在[0，当前的CW值](包括边界)的范围中均匀分布的假设下，任意选择的整数值被设置为BC。

(2)选项2∶在[当前的BC值，当前的CW值](包括边界)的范围中均匀分布的假设下，任意选择的整数值被设置为BC。

(3)选项3∶在[当前的BC值，当前的CW值的二倍](包括边界)的范围中均匀分布的假设下，任意选择的整数值被设置为BC。

(4)选项4∶在[当前的BC值，当前的CW值+CWmin](包括边界)(也就是说，CW被设置当前的CW+CWmin)的范围中均匀分布的假设下，任意选择的整数值被设置为BC。

(5)选项5∶在[0，当前的CW值+CWmin](包括边界)(也就是说，CW被设置当前的CW+CWmin)的范围中均匀分布的假设下，任意选择的整数值被设置为BC。

(6)选项6∶在[当前的CW值，当前的CW值+CWmin](包括边界)(也就是说，CW被设置当前的CW+CWmin)的范围中均匀分布的假设下，任意选择的整数值被设置为BC。

在选项1的情况下，由于重新设置值具有从0开始的范围，所以辅AC的BC值可以被随机地重新设置为小于主AC的BC值的值。如果BC被以任何概率在以上的范围内重新设置，则其中传输错误连续发生的概率可以被降低。选项2和3是有利的，其中可以设置大于当前的BC值的BC值。

在本发明的第二个实施例中，辅AC的BC没有被独立地设置，而是根据主AC的BC值被重新设置。例如，辅AC的BC值可以被通过以下选项中的任何一个设置。

(1)选项1∶主AC的退避定时器值+当前的辅AC的退避定时器值。

(2)选项2∶主AC的退避定时器值+从[0，当前的辅AC的退避定时器值]的范围中选择的任意整数。

(3)选项3∶主AC的退避定时器值+从[0，当前的辅AC的CW]的范围中选择的任意整数。

(4)选项4∶主AC的退避定时器值+从[0，当前的辅AC的CW+CWmin]的范围中选择的任意整数。

(5)选项5∶主AC的退避定时器值+从[0，当前的辅AC的CW值的二倍]的范围中选择的任意整数。

(6)选项6∶主AC的退避定时器值+从[当前的BC，当前的辅AC的CW]的范围中选择的任意整数。

(7)选项7∶主AC的退避定时器值+从[当前的BC，当前的辅AC的CW+CWmin]的范围中选择的任意整数。

(8)选项8∶主AC的退避定时器值+从[当前的BC，当前的辅AC的CW值的二倍]的范围中选择的任意整数。

(9)选项9∶主AC的退避定时器值+从[当前的CW，当前的辅AC的CW+CWmin]的范围中选择的任意整数。

(10)选项10∶主AC的退避定时器值+从[当前的CW，当前的辅AC的CW值的二倍]的范围中选择的任意整数。

在本发明的第三个实施例中，如果当前的辅AC的BC值大于新近设置的主BC的BC值，BC不被重新设置，并且当当前的辅AC的BC值小于新近设置的主BC的BC值的时候，辅AC的BC值被根据第一个实施例或者第二个实施例重新设置。

根据以上描述的本发明的实施例，有可能最小化分配给一个UE的组的数目，以提高组ID的限制数目(例如，最大63)的使用效率，并且限制不必要的组ID变化计数。

本发明的另一个方面是解决在以上描述的TXOP共享模式中当重试计数器在主AC和辅AC中共同操作的时候引起的问题。

如果每当辅AC业务被重传时重试计数器通过TXOP共享增加，则无需尝试主AC的传输，可以仅发送辅AC，然后，根据情形，业务传输可以结束。更具体地说，在参考图5描述的传统的TXOP共享模式中，如果AC_VO或者AC_BE的BC没有被重新设置，并且因此比AC_VI更早地被发送，则由于AC_VO/AC_BE的连续重传失败，AC_VI(其是主AC)可以不被重传。

因此，在本发明的一个实施例中，主AC的重试计数器和辅AC的重试计数器被独立地管理。

更具体地说，在辅AC的重试计数器被定义之后，每当执行辅AC的重传时，计数器加1。如果计数器达到特定的阈值(例如，2或者4)，则AP可以不再尝试以辅AC格式对应于辅AC的业务的传输。也就是说，如果辅AC的重试计数器等于或者大于特定的阈值，则辅AC的重传可以被暂停，以便尝试主AC的重传。

作为另一个示例，如果每当执行主AC的重传时，重试计数器加1，则当辅AC被重传的时候，PDU的重试计数器可以增加预先确定的标度值(scaling value)。例如，如果辅AC的重传被执行两次(或者三次)，则重试计数器可以加1。

在下文中，将描述在以上描述的TXOP共享模式中将重传方法应用于OFDMA方案。针对DL MU-MIMO定义的以上描述的重传方法类似地可适用于OFDMA。

接入点(AP)可以在主信道和一个或多个辅信道中使用OFDMA。主信道的CCA等级值可以小于辅信道的CCA等级值。假设EDCA退避机制/协议仅被应用于主信道。

根据本发明的一个实施例的AP可以定义辅信道的重试计数器，然后每当经由辅信道执行重传时，计数器加1。如果计数器达到特定的阈值(例如，2或者4)，则AP可以不再尝试经由辅信道STA的业务的重传。

作为另一个实施例，如果每当经由主信道执行重传时，重试计数器加1，当经由辅信道执行重传的时候，PDU的重试计数器可以增加预先确定的标度值。例如，如果重传被经由辅信道执行两次(或者三次)，则辅信道的重试计数器可以加1。

现在将描述当以上描述的TXOP共享方法被应用于OFDMA方案的时候信道和AC之间的映射关系。

AP可以在一个主信道和一个或多个(例如，三个)辅信道中使用OFDMA。此外，主信道的CCA等级值可以小于辅信道的CCA等级值。

使用11ac TXOP共享的一些概念，可以使用与TXOP共享相同的方法选择主AC和辅AC。此时，作为经由辅AC发送数据的STA的数目，大于辅信道数目的值不可以被选择。例如，当辅信道的数目是3个的时候，用于经由辅AC发送数据的STA的最大数目是3个。

如上所述，选择的主/辅AC业务可以使用OFDMA被经由主/辅信道发送。此时，主AC业务可以被经由主信道或者主信道和辅信道发送。也就是说，主AC业务可以不仅经由辅信道发送。

由于主信道的CCA等级值小于辅信道的CCA等级值，所以具有相对好的空闲度(clearness)的信道可以被优先地选择并被用于传输，并且同时，至少主信道始终被用于传输。因此，主AC的业务可以被分配给这样的信道。

图7是图示在以上描述的TXOP共享模式中实现重传方法的设备的图。

图7的无线设备800可以对应于以上描述的特定的STA，并且无线设备850可以对应于以上描述的AP。

STA可以包括处理器810、存储器820和收发信机830，并且AP 850可以包括处理器860、存储器870和收发信机880。收发信机830和880可以发送和接收无线电信号，并且可以被在IEEE 802.11/3GPP的物理层上执行。处理器810和860可以被在物理层和/或MAC层上执行，并且被连接到收发信机830和880。处理器810和860可以执行以上描述的干扰控制过程。

处理器810和860和/或收发信机830和880可以包括专用集成电路(ASIC)、其它的芯片组、逻辑电路和/或数据处理器。存储器820和870可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、存储卡、存储介质和/或其它的存储单元。当一个实施例被作为软件实现的时候，以上描述的方法可以被体现为用于执行以上描述的功能的模块(例如，过程、功能)实施。该模块可以被存储在存储器820和870中，并且可以由处理器810和860执行。存储器820和870可以被布置在处理器810和860的内部或者外面，并且可以被通过公知的装置连接到处理器810和860。

本发明的示例性实施例的详细说明已经给出，以允许本领域技术人员实现和实践本发明。虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但本领域技术人员将理解，不脱离在所附的权利要求中描述的本发明的精神或者范围，可以在本发明中进行各种修改和变化。因此，本发明不应该被局限于在此处描述的特定的实施例，而是应该被给予符合在此处公开的原理和新颖特征的最宽的范围。

工业实用性

虽然假设本发明被应用于基于IEEE 802.11的无线局域网(WLAN)系统，但是本发明不受限于此。本发明可适用于采用无线设备之间的TXOP共享的各种无线系统。