本发明的示范实施例涉及一种用于增加高速率无线通信系统的资源利用并且减少功耗的方法、和用于其的控制设备。
背景技术：
随着已经推进了无线通信系统、并且用于便携式可用高容量多媒体内容的需求已经增加，已经做出许多努力，以增加无线通信系统的数据传输速率。代表性示例是wibro和无线lan，该wibro可以在高速运动期间使用因特网，并且该无线lan可以在低速运动期间实时地观看高质量图像。将示范性地描述无线lan。ieee802.11a/g标准在2.4-ghz或5-ghz频带中通过20-mhz带宽的单一天线来支持54mbps物理层数据速率。ieee802.11n标准支持上至四个天线和40-mhz带宽，并因而支持600mbps物理层数据速率。
作为用于确保更高数据速率的下一代无线lan，正在讨论ieee802.11n标准的下一版本。一般地，将ieee802.11n标准叫做高吞吐量(ht)模式，并且将ieee802.11a/b/g模式叫做传统模式。另一方面，将已在ieee802.11ac/ad中新近讨论的标准叫做甚高吞吐量(vht)模式。
为了以高可靠性来处理高速率数据，与常规技术相比，最近的无线通信系统已经变得更加复杂。作为数据速率改善技术，应用了信道绑定技术，该信道绑定技术对多信道进行绑定，并且在所绑定的信道上传送数据。另外，已经引入了更高阶的调制方案和信道编码方案。除了利用多天线来增加数据速率的技术之外，已经研究并开发了同时向多用户传送数据的技术。由于这种复杂的传送/接收技术，无线通信系统的尺寸增加，并且其电路变得复杂。此外，由于使用比常规技术更宽的带宽来传送数据以便用于高速率数据传送，所以已经增加了数模转换器(dac)、模数转换器(dac)、和调制解调器处理器的所需要的操作频率。在这种技术背景之上，用于动态信道带宽利用技术和高数据速率无线通信系统的省电设计已经成为作为用于有效使用有限频率资源并且减少噪声的接收机优化技术的重要难题。
另外，无线lan在有限的频带处操作。160-mhz带宽(八个20-mhz频带的绑定)是相对而言非常宽的频带。相应地，在支持各种标准的台站(station)之间可能出现干扰和共存问题。因此，需要一种以下技术，该技术通过经由数据帧之前的控制帧向台站通知先前信息来优化接收端，以便以高可靠性来检测多传输模式帧。
技术实现要素：
【技术问题】
本发明的实施例针对一种改善用于物理层和mac层两者处的省电设计的技术并且改善省电技术的效率的传送方法、和用于其的控制设备。
本发明另一实施例针对一种通过根据在下一代无线lan中使用的信道带宽控制adc、dac、和调制解调器处理器的采样速率来改善功耗效率的方法、和用于其的控制设备。
本发明的另一实施例针对一种用于传送包含先前信息的控制帧、以便根据要接收的帧的种类来减少噪声并优化接收端的架构的方法和设备。
【技术解决方案】
根据本发明的实施例，一种用于在无线局域网中接入信道的方法，包括：目的台站在第一带宽上从源台站接收多个请求发送(rts)帧；以及响应于所述多个rts帧，该目的台站在第二带宽上向该源台站传送清除发送(cts)帧，其中该第一带宽包括多个第一20mhz频带，所述多个rts帧的每一个对应于所述多个第一20mhz频带的对应频带，其中该第二带宽包括至少一个第二20mhz频带，其中所述至少一个第二20mhz频带的数目等于或小于所述多个第一20mhz频带的数目，其中所述多个rts帧的每一个包括指示通过其要实际传送所述多个rts帧全部的、所述多个第一20mhz频带的整体带宽的传送模式信息。
根据本发明的另一实施例，一种用于在无线局域网中接入信道的设备，该设备包括：用于在第一带宽上从源台站接收多个请求发送(rts)帧的部件；以及用于响应于所述多个rts帧、在第二带宽上向该源台站传送清除发送(cts)帧的部件，其中该第一带宽包括多个第一20mhz频带，所述多个rts帧的每一个对应于所述多个第一20mhz频带的对应频带，其中该第二带宽包括至少一个第二20mhz频带，其中所述至少一个第二20mhz频带的数目等于或小于所述多个第一20mhz频带的数目，其中所述多个rts帧的每一个包括指示通过其要实际传送所述多个rts帧全部的、所述多个第一20mhz频带的整体带宽的传送模式信息。
根据本发明的另一实施例，一种无线通信系统中的帧传送方法，该无线通信系统具有两个或更多不同的带宽传送模式，该帧传送方法包括：在传送请求帧时，传送被添加到请求帧的信道状态信息或数据帧模式信息；以及在从接收节点接收到相对于包括该信道状态信息或可接收的数据帧模式信息的请求帧的响应帧时，基于在该响应帧中包含的该信道状态信息或该可接收的数据帧模式信息，来生成并传送数据帧。
根据本发明的另一实施例，一种无线通信系统中的省电方法，该无线通信系统具有两个或更多不同的带宽传送模式，该省电方法包括：在接收控制帧时，通过将控制帧设置为要在带宽模式之中具有最低采样速率的模式中进行接收、来接收该控制帧；以及在接收到该控制帧之后，通过将数据分组设置为要在具有最高采样速率的模式中进行传送/接收、来传送/接收该数据分组，以便用于该数据分组的传送/接收。
根据本发明的另一实施例，一种无线通信系统中的省电方法，该无线通信系统通过载波感测来传送/接收数据，该省电方法包括：在其中感测载波不必要的打盹(doze)模式中，仅仅向用于释放该打盹模式的定时器供电，并且中断向整个物理层和整个mac层的供电；当需要该载波感测时，仅仅向用于该载波感测所必须的物理层和mac层供电；以及在该载波感测之后，当需要数据传送/接收时，仅仅向用于该数据传送/接收所必须的路径供电。
根据本发明的另一实施例，一种无线通信系统中的省电方法，该无线通信系统具有两个或更多不同的传送模式并且通过载波感测来传送/接收数据，该省电方法包括：在其中感测载波不必要的打盹模式中，仅仅向用于释放该打盹模式的定时器供电，并且中断向整个物理层和整个mac层的供电；当需要该载波感测时，在不同的带宽模式之中具有最低采样速率的模式中，执行该载波感测；以及在该载波感测之后，通过将数据分组设置为要在具有最高数据速率的模式中进行传送/接收、来传送/接收该数据分组，以便用于该数据分组的传送/接收。
【有益效果】
根据本发明的实施例，可以通过根据高速率无线通信系统的帧格式和操作模式选择性地改变台站的采样速率和供电块，来改善功耗效率。另外，可以弥补使用常规mac层的控制的省电模式的不足。可以使用更宽的带宽，并且可以改善要更加复杂的下一代无线lan的功耗效率。
附图说明
图1a和1b是具有三个接收路径的无线通信台站的框图。
图2是根据本发明实施例的省电模式改变中的流程图。
图3是用于帮助理解根据本发明实施例的四个接收模式的操作原理的时序图。
图4是跨层(crosslayer)省电模式2的有限状态机。
图5是用于帮助理解根据本发明实施例的功率控制步骤的时序图。
图6是根据本发明实施例的多信道省电模式中的改变过程的流程图。
图7和8是根据本发明实施例的用于噪声减少和多模式帧共存的时序图。
图9是用于解释在重叠基本服务集(obss)情形中本发明的操作的图。
具体实施方式
下面，将参考附图来更加详细地描述本发明的示范实施例。然而，本发明可以按照不同的形式来实施，并且不应被诠释为限于在这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并将向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。贯穿整个公开中，贯穿本发明的各个图形和实施例中，同样的附图标记指代同样的部分。
本发明涉及一种用于改善用于高速率无线通信系统的功耗效率的方法、和用于其的控制技术。将本发明粗略地划分为三个部分。相应部分可以独立地进行操作或者彼此配合工作。第一部分是三个跨层省电模式，第二部分是用于改善省电模式的效率的传送部分，并且第三部分是使用多信道省电模式(mcps模式)和空间多路复用省电模式(smps模式)的省电技术。
首先，下面将描述一般cmos电路的功耗(p)。对cmos电路的功耗(p)进行建模，如在所示出的等式1中表达的：
【等式1】
其中，pdynamic表示动态功耗，pstatic表示静态功耗，c表示开关总电容，vsig表示电压摆动，vdd表示电源，f0表示操作频率，并且nt表示一个触发器在每个时钟的转变次数。
根据上面的等式1，pdynamic与开关总电容、电压摆动、电源、操作频率、和一个触发器在每个时钟的转变次数成比例。另外，pstatic是通过地或电源的残余电流、热噪声、和由工艺生成的电流所确定的。即，pstatic是在确定功耗时的重要因素，但是pstatic是通过半导体制造工艺和基于工业的技术所确定的，而pdynamic是取决于系统设计而改变的。考虑到系统设计者，减少动态功耗是省电系统设计的目标。
正在讨论的vht模式可以使用八个天线或十六个天线，并且非常有可能支持80-mhz带宽。例如，可以按照接入点使用十六个天线并且台站使用四个天线的这种方式，来应用多用户多天线技术。期望的是，可以使用上至160mhz的带宽来应用多信道传送技术。
因此，vht标准台站具有常规标准台站的天线和带宽的两到八倍。由于增加的天线而导致的传送路径的增加意味着电路和芯片尺寸的增加，这导致功耗的增加。另外，所使用的带宽的增加意味着所需要的操作频率的增加，这也导致了功耗的增加。
在现有的802.11a/b/g/n无线lan标准中，已经将802.11传统(legacy)psm、802.11e自动省电传递(automaticpowersavedelivery，apsd)、802.11n省电多轮询(powersavemultipoll，psmp)、空间多路复用(spatialmultiplexing，sm)省电模式用作省电技术。常规技术具有以下五个问题。
第一，唤醒模式台站必须总是处于接收准备(reception-ready)状态中。第二，psm、apsd或psmp方案需要单独的控制信号和大的缓冲器尺寸。第三，mac级别的省电技术需要响应延迟时间。第四，ieee802.11nsm省电模式方案在多天线系统中是有效的，但是单路径电路的功耗效率仍然很低。第五，很可能的是，vht模式将使用80-mhz带宽。在此情况下，adc和dac的采样速率需要为160mhz或更多，这比现有的ieee802.11a/g高四倍。第六，由于功耗与操作频率和电路尺寸成比例，所以必须使得操作频率、触发(toggling)的次数、和操作电路的数目最小化。对此，常规技术达到了极限。
已经在mac层中实行常规的省电技术。然而，如上所述，为了通过改善更加复杂系统的功耗效率来延长便携式台站的电池充电周期，需要一种跨层省电技术，该跨层省电技术通过使用物理层技术来弥补mac层的省电技术的问题。
因此，下面将描述作为本发明第一部分的省电技术。在用于通过使用物理层和mac层的省电模式技术两者来改善功耗效率的本发明的构造中，跨层省电模式(clps模式)将被称作省电模式。
1.跨层省电模式1
在台站的唤醒时段的接收准备状态中，台站通过使得adc或dac和调制解调器处理器的操作频率最小化，来改善动态功耗效率。传统模式使用20mhz的带宽，ht模式可以支持上至40mhz的带宽，并且vht模式可以支持上至80mhz的带宽。由于在传统模式中传送请求发送(request-to-send)帧和清除发送(clear-to-send)帧、使得传统台站也可以接收它们，所以在rts/cts的传送/接收时，adc和dac以40mhz的采样速率来使用操作频率。当数据帧是vht模式时，使用160mhz的采样速率，以便支持上至80mhz的带宽。当数据帧是ht模式时，使用80mhz的采样速率来支持上至40mhz的带宽。当数据帧是传统模式时，在40mhz的采样速率处传送操作频率。可以通过根据数据格式改变采样速率，来改善功耗效率。
为了即使改变了adc和dac的操作频率、也在数字调制解调器中正常地处理基带信号，引入了用于控制rf带阻滤波器带宽并且控制内插器和抽取器的操作频率的过程。本发明的实施例包括一种用于通过请求帧和响应帧(例如，rts和cts)或诸如ack帧之类的控制分组来控制模式的方法、和用于其的控制设备。即，第一跨层省电模式的使用可以通过在传送/接收请求/响应分组以前、在接收准备状态中优化adc、dac和调制解调器处理器的操作频率，来改善动态功耗效率。
下面，将详细地描述这种方法。
在传统/ht/vht混合模式bss中，按照传统模式格式传送和接收诸如请求/响应帧之类的控制信号，以便用于可兼容性。在此情况下，在唤醒模式中处于接收准备状态中的台站通过将adc的采样速率设置为40mhz，来改善功耗效率。
此时，可以重新配置rf中心频率和模拟带阻滤波器。另外，可以重新配置数字滤波器的带阻滤波器。此外，重新配置在接收单元中包括的抽取器的操作频率。
传送单元在将dac的采样速率降低为40-mhz带宽的这种状态中传送rts/cts。另外，在传送单元中，可以如在接收单元中一样地重新配置rf中心频率、模拟带阻滤波器、和数字带阻滤波器。另外，可以重新配置在传送单元中包括的内插器的操作频率。
用于传送和接收请求/响应帧的台站改变为最大可支持的操作频率，以便传送和接收数据分组。当结束传送机会时段时，成功地接收到ack的台站再次改变为省电模式。另外，传送ack并且确认没有重传的台站再次改变为省电模式。可以与传统技术一起地使用上述跨层省电模式1。
2.跨层省电模式2
在唤醒时段的接收准备状态中，在载波感测之前，将功率仅仅供应到载波感测相关块，并且中断其他块的功率。为了用于使用多天线技术的无线通信系统的省电模式操作，在传送和接收rts和cts分组之前，常规sm省电技术启用几个接收路径，并且禁用其他接收路径。在此方法中，必须启用几个接收路径，使得它们处于接收准备状态中。另一方面，当使用根据本发明实施例的跨层省电模式2时，在载波感测之前，将功率仅仅供应到在调制解调器单元的前级处提供的载波感测相关块，并中断到其他块的功率，并然后，在载波感测之后将功率供应到其他块。因此，可以进一步改善功耗效率。另外，常规sm省电技术必须使用rts和cts。然而，根据本发明实施例的跨层省电模式2不需要使用rts和cts。
下面，将更加详细地描述根据本发明实施例的跨层省电模式2。
跨层省电模式2是韩国专利申请第10-2008-0127376号(美国专利申请第12/561076号)的用途发明。此专利申请的跨层省电模式2专注于物理层省电技术，但是本发明被改善为跨层省电模式技术，并且与跨层省电模式1配合工作，以实现性能改善，这将稍后在跨层省电模式3中描述。
由于无线通信系统的接收端不能预知什么时候将输入信号，所以它在唤醒状态中总是处于接收准备状态中。因而，使得接收单元的动态功耗效率劣化。本发明的实施例使用用于在载波感测之前将功率仅仅供应到载波感测相关块、并且在载波感测之后将功率供应到其他块的常规方法，并且还使用用于在作为mac级别省电模式的打盹模式中中断载波感测相关块的功率的方法。因此，可以进一步改善功耗效率。
图1a和1b是具有三个接收路径的无线通信台站的框图。
图1a和1b图示了多天线系统的示例。省略了用于处理从相应天线接收的信号的相同部分的附图标记。另外，没有分派附图标记的部分与代表性地分派了附图标记的部分执行相同的操作，将省略其重复描述。此外，连接图1a和1b，以形成单幅图。即，将图1a的输出信号输入到图1b，并且在其中图示了这样的输入/输出关系。
在处理从天线接收到的rf信号的rf块100中，仅仅图示了低噪声放大器(lna)101和压控增益放大器(vga)102。lna101在抑制噪声的同时对从天线接收到的信号进行放大，并且vga102对其执行放大操作。rf块100将rf频带信号转换为期望的频带信号，并且通过adc111来将模拟信号转换为数字信号。将数字信号输入到dc消除器112、能量检测器112、自动增益控制器(agc)131、和基于饱和的载波传感器132。dc消除器112从数字信号中消除dc分量。将消除了dc分量的信号输入到i/q信道信号比较器113。将i/q信道信号比较器113的输出信号输入到缓冲器115和信道混合器141。以特定时段为单位来读取输入到缓冲器115的信号，并且将该信号输入到载波频率偏移(cfo)估计器116。cfo相关器116检测并且控制载波频率偏移。
cfo校正器116的输出信号是由fft处理器117所处理的快速傅里叶变换(fft)。即，将时域信号变换为频域信号。通过相位比较器118来对频域信号进行相位比较，并且mimo检测器119将该频域信号检测为基于每个天线、每个频带、或每个流的信号。将由mimo检测器119所检测到的信号输入到解映射器120。解映射器120对基于每个天线、每个频带、或每个流的信号进行解映射。
接收到从adc111输出的数字信号的能量检测器121检测数字信号的能量，并且将它输出到纯(clear)信道评估(cca)122。cca122检测在信道上是否存在信号，并且向mac层通告检测结果。从adc111接收到数字信号的基于饱和的载波传感器132通过检测载波信号来确定饱和还是非饱和，并且向agc131提供信号电平信息。agc131基于从基于饱和的载波传感器132接收到的信号电平信息，来使用所接收到的数字信号以控制lna101和vga102的增益。
其间，接收到i/q信道比较器113的输出信号的信道混合器141对所接收到的信号进行混合。lpf/平均化单元142对所接收到的信号进行低通滤波，并且通过将十进制值(decimalvalue)除以2来计算平均值。将lpf/平均化单元142的输出信号输入到接收信号强度指示符(rssi)传感器123、基于rssi的载波传感器143、自相关器144、和互相关器145。rssi传感器123测量所接收到的信号的rssi，并且将所测量的rssi提供到cca122。当检测到载波信号时，基于rssi的载波传感器143测量所检测到的载波信号的rssi。自相关器144和互相关器145计算相关值。cfo估计器146估计cfo，并且将估计结果提供到帧同步器147。帧同步器147从基于rssi的载波传感器143、互相关器15、基于饱和的载波传感器132、和cfo估计器146接收信号，并且检测帧同步。另外，cfo估计器146向在每个天线处提供的cro校正器117提供所估计的值。基于xcr的载波传感器148计算xcr。
另外，fft处理器117向cfo/相位估计器151提供fft处理后的信息，并且估计cfo和相位。向相位比较器118提供所估计的相位信息。另外，fft处理器117从信道估计器152接收信息，并且执行信道估计。使用在信道估计器152处执行的信道估计信息，mimo检测器119输出基于每个流的信号。
软解映射器执行基于每个流的解映射，并且解交织器对对应的解映射器的输出进行解交织。逆解析器(deparser)将必要信息插入到解交织后的信息，并且解码器对所得到的信号进行解码。然后，解扰器对该信号进行解扰，并且将所解扰的信号传输到mac层。
在图1a和1b的上述架构中，没有图示电源和电源控制器。稍后，将描述电源和电源控制器的操作。另外，通过图1a的虚线所指示出的块150与载波感测相关。在唤醒模式中，将功率仅仅供应到块150。当感测到载波时，将功率供应到其他块。此外，在图1a和1b中，除了mac层之外的部分对应于物理层部分。
与常规技术的差异如下：
1)4级跨层省电模式无线通信系统具有四个状态：打盹状态、在唤醒模式的rts/cts接收之前的状态、在数据接收之前在唤醒模式的rts/cts接收之后的状态、和数据接收状态。根据本发明的实施例，根据四种接收状态来对省电模式进行优化。即，在打盹模式中，关断除了mac定时器之外的所有块。在唤醒模式中，仅仅接通几个路径(一个或多于两个)的载波感测块。在rts/cts接收之后，接通几个路径的其他块。在数据接收时，接通所有路径的所有块。
2)本发明的实施例涉及使用物理层的省电技术和mac层的省电技术两者的跨层省电技术，与传统单层省电技术相比，该跨层省电技术可以改善功耗效率。
图2是根据本发明实施例的省电模式改变中的流程图。
在步骤200处，无线lan装置确定它是否处于唤醒状态中。如果是，则无线lan装置前进到步骤206；否则，无线lan装置前进到步骤202。在步骤202处，无线lan装置确定是否终止定时器。如果是，则无线lan装置前进到步骤206；否则，无线lan装置前进到步骤204，以关断所有块的功率，并且返回到步骤200。
当无线lan装置处于步骤200处时，或者当无线lan装置从步骤202前进到步骤206时，仅仅向一个或两个接收部分载波感测块供电。当无线lan装置由于定时器的终止而觉醒、或者它处于唤醒模式中时，它处于载波感测之前。因而，它处于上述第二接收状态(即，rts/cts接收之前的状态)中。
在将功率仅仅供应到载波感测块之后，无线lan装置前进到步骤208，以确定是否在预定时间内执行载波感测。当执行载波感测时，无线lan装置前进到步骤210；否则，无线lan装置前进到步骤206。
当执行载波感测时，无线lan装置前进到步骤210，以将功率供应到接收路径的剩余块。然后，无线lan装置前进到步骤212，以确定是否可以使用分组类别(category)。即，无线lan装置确定是否可以使用分组种类信息。当确定可以使用诸如rts/cts之类的分组类别时，无线lan装置前进到步骤214；否则，无线lan装置前进到步骤216。
在步骤214处，无线lan装置确定所接收到的分组类别是否是rts/cts分组。当确定出所接收到的分组类别是rts/cts分组时，无线lan装置前进到步骤218，以根据流的数目来将功率供应到接收路径的对应块。
另一方面，当在步骤214处确定出所接收到的分组类别不是rts/cts分组时，或者当在步骤212处确定出不能使用分组类别时，无线lan装置前进到步骤216，以将功率供应到所有接收路径的块。
总之，在打盹模式中，中断供应到所有块的功率，直到终止定时器为止。当终止定时器时，将功率仅仅供应到用于载波感测所必须的路径和对应的载波感测块。当在唤醒模式中执行载波感测时，将功率供应到用于载波感测的对应路径的其他块。当可以使用分组种类信息并且所接收到的分组是rts/cts时，可以接通更多的路径，以便改善数据分组的载波感测结果。当不能使用分组种类信息时，或者当所接收到的分组是数据分组时，接通所有的路径。
图3是用于帮助理解根据本发明实施例的四个接收模式的操作原理的时序图。
在打盹模式300中，接收机的所有块处于关断状态310中。将唤醒模式310划分为三种情况。第一状态311是其中将功率仅仅供应到与用于载波感测的一个或两个接收路径对应的载波感测块的状态。在状态312中，检测所接收到的分组类别或者分组接收，并且将功率供应到与一个或两个接收路径对应的块。即，当接收到rts(321)帧时，将功率仅仅供应到用于接收rts帧的块。在状态313中，当接收到数据帧323时，将功率再次供应到与接收路径对应的所有块。在接收到所有的数据帧之后，状态改变到状态314，其中将功率仅仅供应到用于载波感测的块。在此状态中，可以接收诸如ack帧324之类的帧。当接收到ack帧并然后在预定时间中没有检测到信号时，即，直到终止预设定时器为止，无线lan装置再次进入打盹模式300，以关断所有块。
即，如上面参考图3所描述的，对应台站可以在依次地传送并接收rts、cts、数据、和ack帧的这种情形中，操作在打盹模式或唤醒模式中。在唤醒模式中，可以根据唤醒模式中的载波感测和帧的种类，来确定是否向内部接收块供应功率和时钟。
图4是跨层省电模式2的有限状态机。
在图4中，空闲状态410是指初始状态和/或待机状态和/或断电状态之中的一个或所有状态。当在空闲状态410中通电时，开始状态411开始。当在载波感测(cs)状态412中感测载波时，它进入启用附加无线电状态413。然后，它改变到agc状态414，该agc状态414通过计数器值来控制所接收的信号的增益。在agc状态414中，控制所接收的信号的增益。当控制所接收的信号的增益时，它通过使用短前导码来改变到cfo估计状态415。当粗略地完成cfo估计时，它改变到同步状态416，以用于从该系统提供的信号(即，帧)的同步。当获取到同步时，它通过使用长前导码来改变到cfo估计状态417。即，在cfo估计状态415和同步状态416中，补偿cfo，并且获取时间同步。
当使用长前导码来很好地完成cfo估计时，它改变到信号字段解码状态418。在信号字段解码状态418中，执行信号解码。当有效地完成了信号解码时，它改变到数据解码状态419。当完成数据解码时，它改变到结束状态420，并且再次改变到空闲状态410。
当在cs感测状态412中没有检测到载波时，连续地维持载波感测状态。当自动增益控制在agc状态414中失败时，它改变到空闲状态210。作为改变到空闲状态的其他情况，存在以下情况。第一情况是以下情况，其中在使用长前导码的cfo估计状态417中，粗略cfo估计是不可能的。第二情况是以下情况，其中在同步状态416中，同步是不可能的。第三情况是以下情况，其中在使用长前导码的cfo估计状态417中，精确cfo估计是不可能的。第四情况是以下情况，其中在信号字段解码状态418中信号字段解码失败。
在图2的有限状态机中，在它维持cs状态的同时，通过使用用于中断向与所有随后状态对应的子块供应功率和时钟的方法来使得功耗最小化。通过使用这种状态改变，可以应用载波感测方法和非载波感测方法。
其间，甚至在打盹模式或睡眠(sleep)模式中也继续维持空闲状态410。在打盹模式中，关断载波感测块，并且所述载波感测块处于空闲状态中。然后，当终止mac层的定时器并且它改变到唤醒模式时，它经历开始状态411，并且等待直到在载波感测状态412中感测到载波为止。此时，仅仅接通在该台站的接收端之中的载波感测块。因而，可以改善功耗效率。在载波感测之后，接通对应路径的所有块，以处理信号。
图5是用于帮助理解根据本发明实施例的功率控制步骤的时序图。
如图5所图示的，根据本发明实施例的接收机在唤醒模式500和打盹模式510中共存。在唤醒模式500中，在物理层省电定时(phyps定时)中将它划分为载波感测时段cp和载波非感测时段非cp(non-cp)。在感测到载波的时间点501处，载波感测时段cp结束，并且在载波非感测时段非cp期间正在感测载波感测之后的分组1521。在打盹模式中，中断所有块的功率。将这个时段叫做打盹时段dp。
这样，在物理层中，不向没有供应功率的物理层块提供时钟，以便减少载波感测时段cp中的功耗。这可以通过图5所图示的物理层省电时钟(phyps时钟)和物理层载波感测有效信息(phycs有效)来确认。
其间，在mac层中，仅仅从用于载波感测所必须的载波感测时段(cp)供应省电时钟(macps时钟)。为了检测载波感测，它可以根据mac载波感测有效(maccs有效)信息来确认。维持这些时段，一直到打盹模式开始的时间点。
如上所述，与其中独自地使用mac层或物理模式的情况相比，mac层和物理层的省电模式配合工作，以确保有效的功耗效率。
3.跨层省电模式3
根据本发明实施例的跨层省电模式3是跨层省电模式1和跨层省电模式2的混合模式。在跨层模式1中，通过跨层模式2的载波感测结果来控制跨层模式1，而无需借助于请求/响应帧和ack帧。故此，与跨层模式1相比，可以通过减少用于由于跨层模式2而导致的帧间间隔(ifs)时间(16us)和载波感测时间(大约2us)的动态功耗，来改善功耗效率。与其中在跨层省电模式1中使用rts/cts的情况不同，跨层省电模式3可以通过载波感测结果来改变省电模式，而无需rts/cts。
根据上述跨层省电模式1，rf单元以40mhz的采样速率来将穿过20-mhz带阻滤波器的信号转换为数字信号，并且对载波进行感测。
另外，在通过跨层省电模式2来感测载波之后，操作除了载波感测之外的块。
当按照这种方式来接收分组时，使用最大采样速率来操作无线lan系统的接收机。
此时，当可以通过请求/响应帧来预先地知道要接收的数据分组的种类时，可以根据所接收到的分组的模式来确定采样速率，而不是最大采样速率。
另外，在以上过程期间，包括以下处理，该处理用于改变内插器和抽取器的操作频率，并且重新配置rf模拟带阻滤波器和数字带阻滤波器。
在根据本发明第三实施例的方法中，可以将用于处理基带信号的调制解调器单元的采样速率优化为对应模式。
上面已经描述了跨层省电模式的配置和操作。作为本发明的第二部分，将描述用于改善上述跨层省电模式的效率的传送方法。
要由接收端接收的帧的信息被包括在请求帧或响应帧中，并然后被传送。因而，接收端可以在被优化为对应带宽的状态中进行等待。即，一起通知请求/响应帧(例如，rts/cts帧)之后所要传送的数据帧的下一传送模式信息。因而，将接收模式(诸如，模拟/数字滤波器设置、rf中心频率设置、或操作频率采样速率)优化为要接收的帧的种类，由此改善吞吐量并且改善功耗效率。
1)在此情况下，所需要的性能指标值和传送流数目如下。
-当传送信号的流数目小于接收天线的数目时，不必使用所有的多天线，并且可以根据所需要的性能指标值来选择要使用的天线的数目。所需要的性能指标可以包括内容类别或链接性能值(例如，信噪比或信道变化)。
2)传送分组模式、要使用的信道带宽、和传送传送方法如下。
-在接收到请求/响应分组之后，可以使用所优化的用于对应分组模式的操作频率，而无需改变到接收机可以支持的最大操作频率。
-另外，由于可以应用用于所接收的信号的最优滤波器，所以可以改善接收端的检测可靠性。
-另外，可以在传送机会时段期间执行绿色字段(greenfield)模式操作。
结果，可以改善吞吐量和功耗效率。
下面，将描述用于预先通告用于传送的信息的方法。假设第一节点与第二节点彼此通信。第一节点或第二节点可以基于请求帧或响应帧的动态信道带宽分配可支持比特(例如，1比特值)，来确定对方节点是否包括信道状态信息或数据帧模式信息。
如在以下实施例中一样，可以将请求/响应帧的传送模式信息包括在请求/响应帧中，并且进行传送。然而，应该注意到，本发明不限于以下实施例，并且可以通过使用用于保持请求/响应帧的保留比特，在维持常规标准和兼容性的同时，实现本发明。
1)物理层的服务字段
2)mac报头的持续时间字段
3)mac报头的帧控制字段
例如，可以使用服务字段或持续时间字段中的两个比特，来设置四种带宽支持模式。可以如下地划分四种带宽支持模式。
00：20mhz，
01：40mhz，
10：80mhz，
11：160mhz
可以使用在请求/响应帧中包括的下一帧的信息，以便用于噪声减少和多模式帧共存(20/40/80/160mhz带宽或传统/ht/vht模式)，而不是用于省电模式。
图7和8是根据本发明实施例的用于噪声减少和多模式帧共存的时序图。
首先，参考图7，在数据帧传送之前，向整个80-mhz频带传送其中绑定了四个20-mhz带宽rts的帧711，以便向节点1和节点2传送20-mhz带宽数据帧。这样，通过设置支持相邻20/40/80mhz带宽的各个节点的网络分配向量(nav)值、而不是其自己的帧，节点1处于待机状态中。另一方面，被识别为其自己帧的节点2基于在其中绑定了四个rts的帧711中设置的带宽值，来改变接收端的中心频率和滤波器，并且在20-mhz频带上传送cts帧712。接收到cts帧712的节点1传送20-mhz带宽数据帧713。被重新配置为适于接收数据帧713的节点2接收数据帧713，并然后，当正确地恢复了所接收的数据帧时，传送ack帧714。
图8图示了基于信道带宽来划分的图7的上述实施例。即，在80-mhz带宽上传送rts帧811、812、813和814。通过使用被设置为rts帧811、812、813和814)的带宽信息值，当传送或接收作为20-mhz带宽模式的cts帧821、数据帧831、和ack帧841m时，可以减少噪声和功耗。
图9是用于解释在重叠基本服务集(obss)情形中本发明的操作的图。在bss1中，当ap1传送rts帧以便向台站sta传送数据时，基于已知包括了支持上至80mhz的频带的台站的假设，来同时地传送四个20-mhz频带rts。此时，当bss2传送40-mhz频带信号时，ap1不知道干扰信号是否存在。
此时，台站通过除了由干扰信号所影响的频带之外的40-mhz频带来传送cts，并且ap1通过经由其接收到cts的40-mhz频带来传送数据帧。此时，台站必须能够区分出干扰信号和要接收的信号。由于ap具有它们固有的bss标识(bssid)，所以可以基于在mac报头中包括的bssid，来确定所接收到的分组是从其中包括该台站的bss输出的分组、还是从外部bss输出的分组。区分干扰信号，并且在其中从由rts所确认的频带中排除干扰信号区域的频带上传送cts。ap1可以在接收到cts的频带上传送数据。另外，可以通过以上过程来使得所占用的带宽最小化。可以有效地使用频率资源，并且可以改善功耗效率。
最后，本发明的实施例包括要用作下一代无线lan技术的多信道传送方法的省电模式。下一代无线lan技术使用比现有的20-mhz或40-mhz带宽宽四倍或两倍的80-mhz带宽来传送数据。因而，可以将吞吐量增加两倍到四倍。然而，随着adc和dac的采样速率增加，功耗也增加。另外，由于调制解调器处理器使用高操作频率，所以使得动态功耗效率劣化。然而，台站不需要总是使用高采样频率，并且可以根据所使用的模式和分组的种类，使用恰当的采样速率，来改善功耗效率。
用于常规空间多路复用方案的省电模式通过在接收rts/cts之前、接通几个接收路径并关断其他路径，来改善功耗效率。然而，根据本发明实施例的用于多信道方案的省电模式使用可以在接收rts/cts之前接收传统模式分组的采样速率，并且在接收到rts/cts之后，根据对应的模式分组或所使用的模式，来控制采样速率。当可以在rts/cts分组上传送下一数据帧的种类或要使用的模式信息时，控制设备可以改变到对应模式，并且如果不是这样，则控制设备控制用于由对应台站所支持的模式的最大采样速率。
本发明的实施例可以支持连续多信道传送方案和不连续多信道传送方案两者。即，当多信道是连续的时，它在采样速率的增加/减少的情况下进行操作。然而，当多信道是不连续的时，可以通过确定是否使用不连续路径，来改善功耗效率。
图6是根据本发明实施例的多信道省电模式中的改变过程的流程图。
在步骤600处，无线lan接收机确定它是否处于唤醒状态中。如果是，则无线lan接收机前进到步骤606；否则，无线lan接收机前进到步骤602。在步骤602处，无线lan接收机确定是否终止定时器。如果是，则无线lan接收机前进到步骤606；否则，无线lan接收机前进到步骤604，以关断所有块的功率，并且返回到步骤600。
当无线lan接收机处于步骤600处时，或者当无线lan接收机从步骤602前进到步骤606时，仅仅向一个或两个接收部分载波感测块供电。此时，无线lan接收机操作在传统模式的采样速率处。当无线lan接收机由于定时器的终止而觉醒、或者它处于唤醒模式中时，它处于载波感测之前。因而，它处于上述第二接收状态(即，rts/cts接收之前的状态)中。
在将功率仅仅供应到载波感测块之后，无线lan接收机前进到步骤608，以确定是否在预定时间内执行载波感测。当执行载波感测时，无线lan接收机前进到步骤610；否则，无线lan接收机前进到步骤606。
当执行载波感测时，无线lan接收机前进到步骤610，以将功率供应到接收路径的剩余块。此时，采样速率可以使用传统模式的采样速率。这样，减少了采样速率，并因此，减少了功耗。然后，无线lan接收机前进到步骤612，以确定是否可以使用分组类别。即，无线lan接收机确定是否可以使用分组种类信息。当确定出可以使用诸如rts/cts之类的分组类别时，无线lan接收机前进到步骤614；否则，无线lan接收机前进到步骤616。
在步骤614处，无线lan接收机确定所接收到的分组类别是否是rts/cts分组。当确定出所接收到的分组类别是rts/cts分组时，无线lan接收机前进到步骤618，以根据流的数目来将功率供应到接收路径的对应块。
另一方面，当在步骤614处确定出所接收到的分组类别不是rts/cts分组时，或者当在步骤612处确定出不能使用分组类别时，无线lan接收机前进到步骤616，以将功率供应到所有接收路径的块。
然后，无线lan接收机前进到步骤620，以确定是否可以使用模式信息。按照上述方式来传送模式信息。当不能使用模式信息时，无线lan接收机前进到步骤622，以操作在接收机可以支持的最大数据速率处。
另一方面，当可以使用模式信息时，无线lan接收机前进到步骤624，以确定当前模式是否是传统模式。当在步骤624处确定出当前模式是传统模式时，无线lan接收机前进到步骤626，以操作在传统模式的采样速率处。当在步骤624处确定出当前模式不是传统模式时，无线lan接收机前进到步骤628，以确定当前模式是否是ht模式。当确定出当前模式是ht模式时，无线lan接收机前进到步骤630，以操作在与ht模式对应的采样速率处。
然而，当在步骤624和628处确定出当前模式既不是传统模式又不是ht模式时，当前模式是vht模式。因此，无线lan接收机前进到步骤632，以确定是否不间断地接收数据流。当确定出不间断地接收数据流时，无线lan接收机前进到步骤634，以操作在vht模式的采样速率处。然而，当确定出并非不间断地接收数据流时，无线lan接收机前进到步骤636，以执行多信道省电操作。
图6图示了根据上述四个接收状态的省电模式的改变顺序。即，在打盹模式中，关断所有块，直到终止定时器为止。当终止定时器时，将功率仅仅供应到用于载波感测所必须的路径和对应的载波感测块。此时，由于在传统模式中传送rts/cts，所以设置了用于传统模式的操作频率。当在唤醒模式中执行载波感测时，将功率供应到用于载波感测的对应路径的其他块。当可以使用分组种类信息并且所接收到的分组是rts/cts时，可以接通更多的路径，以便改善数据分组的载波感测结果。当不能使用分组种类信息时，或者当所接收到的分组是数据分组时，接通所有的路径。此时，对应台站改变到最大可支持操作频率，使得它可以处理任何种类的分组。在其中可以使用分组种类信息并因而分组是rts/cts分组的情况下，当可以使用模式信息时，它改变到适于对应模式的采样速率。当不能使用模式信息时，对应台站改变到最大可支持采样速率，使得它可以处理任何模式的分组。当模式是vht模式的分组时，可以不向用于不连续信道的路径供应功率和时钟，该不连续信道被用作用于多信道传送的上述省电模式。
【工业实用性】
可以在无线lan系统等中使用本发明。