在无线lan系统的时隙型信道接入中的退避方法和装置的制造方法_3

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来自STA C的传输会不与来自STA B的传输冲突,使得STA C没有必要进入待机模式直到STA B停止传输。在这里,STA C被称为STA B的暴露节点。
[0116]图8是图示RTS(请求发送)和CTS(准备发送)的概念视图。
[0117]为了在上面提及的图7的情形下有效率地利用冲突避免机制,可以使用短信令分组,诸如RTS (请求发送)和CTS (准备发送)。可以通过外围STA监听在两个STA之间的RTS/CTS,使得外围STA可以考虑信息是否在两个STA之间通信。例如,如果要被用于数据传输的STA将RTS帧发送到已经接收数据的STA,则已经接收数据的STA将CTS帧发送给外围STA,并且可以通知外围STA该STA将要接收数据。
[0118]图8(a)示例性地示出用于解决隐藏节点问题的方法。在图8(a)中,假定STA A和STA C中的每个准备将数据发送给STA Bo如果STA A将RTS发送给STA B,则STA B将CTS发送给位于STA B附近的STA A和STA C中的每个。结果,STA C必须等待预定时间直到STA A和STA B停止数据传输,使得防止冲突发生。
[0119]图8(b)示例性地示出用于解决暴露节点的问题的方法。虽然STA C将数据发送给另一个STA(例如,STA D),但是STA C执行在STA A和STA B之间的RTS/CTS传输的监听,使得STA C可以确定没有冲突。即,STA将RTS发送给所有外围STA,并且仅具有要被实际发送的数据的STA A能够发送CTS。STA C仅接收RTS并且不接收STA A的CTS,使得能够识别STA A位于STA C的载波侦听范围的外部。
[0120]功率管理
[0121]如上所述,在STA执行数据传输/接收操作之前WLAN系统不得不执行信道侦听。始终侦听信道的操作引起STA的持续的功率消耗。在接收(Rx)状态和传输(Tx)状态之间在功率消耗方面没有很大的不同。Rx状态的连续保持可能引起功率受限的STA( S卩,由电池操作的STA)的大的负载。因此,如果STA保持Rx待机模式以便持续地侦听信道,则就WLAN吞吐量而言,功率被无效率地耗费,而没有特殊的优势。为了解决在上面提及的问题,WLAN系统支持STA的功率管理(PM)模式。
[0122]STA的PM模式被分类成活跃模式和省电(PS)模式。基本上在活跃模式下操作STA。在活跃模式下操作的STA保持唤醒状态。如果STA处于唤醒状态中,则STA通常可以执行操作使得其能够执行帧传输/接收、信道扫描等。另一方面,在PS模式下操作的STA被配置为从瞌睡状态切换到唤醒状态或者从唤醒状态切换到瞌睡状态。以最小功率操作在睡眠状态中操作的STA,并且不执行帧传输/接收和信道扫描。
[0123]功率消耗的量与其中STA处于睡眠状态中的特定时间成比例地减少,使得响应于减少的功率消耗来增加STA操作时间。然而,不可能在睡眠状态中发送或者接收帧,使得STA不能够强制地操作长的时间段。如果存在要被发送到AP的帧,则在睡眠状态中操作的STA被切换到唤醒状态,使得其在唤醒状态中能够发送/接收帧。另一方面,如果AP具有发送到STA的帧,则处于睡眠状态的STA不能接收该帧并且不能够识别要接收的帧的存在。因此,根据特定时段,STA会需要周期地切换到唤醒状态,以便于识别要发送到STA的帧的存在或者不存在(或者以便于在假定决定要被发送到STA的帧的存在的情况下接收指示帧的存在的信号)。
[0124]图9是图示功率管理(PM)操作的概念图。
[0125]参考图9,AP 210 在步骤(S211、S212、S213、S214、S215、S216)中以预定时间段的间隔将信标帧发送给BSS中存在的STA。信标帧包括TIM信息元素。TIM信息元素包括关于与AP 210相关联的STA的被缓冲的业务,并且包括指示帧要被发送的特定信息。TIM信息元素包括用于指示单播帧的TIM和用于指示多播或者广播帧的递送业务指示映射(DHM)。
[0126]每当信标帧被发送三次,AP 210可以发送DHM—次。在PS模式下操作STAl 220和STA2 222中的每个。每个唤醒间隔,STAl 220和STA2 222中的每个从睡眠状态切换到唤醒状态,使得STAl 220和STA2 222可以被配置为接收通过AP 210发送的??Μ信息元素。每个STA可以基于其自身的本地时钟来计算切换开始时间,在该切换开始时间处,每个STA可以开始切换到唤醒状态。在图9中,假定STA的时钟与AP的时钟相同。
[0127]例如,可以以每个信标间隔,STAl 220能够切换到唤醒状态以接收??Μ元素的方式来配置预定唤醒间隔。因此,当在步骤S211中AP 210首先发送信标帧时STAl 220可以切换到唤醒状态。STAl 220接收信标帧,并且获得??Μ信息元素。如果获得的??Μ元素指示要被发送到STAl 220的帧的存在,则在步骤S221a中STAl 220可以将请求AP 210发送帧的省电轮询(PS-轮询)帧发送到AP 210。在步骤S231中,AP 210可以响应于PS-轮询帧将帧发送到STAl 220。已经接收到帧的STAl 220被重新切换到睡眠状态,并且在睡眠状态中操作。
[0128]当AP210第二次发送信标帧时,获得由另一设备接入介质的忙碌介质状态,在步骤S212中,AP 210可以不以精确的信标间隔发送信标帧并且可以在被延迟的时间处发送信标帧。在这样的情况下,虽然响应于信标间隔,STAl 220被切换到唤醒状态,但是其不接收延迟发送的信标帧,使得在步骤S222中其重新进入睡眠状态。
[0129]当AP 210第三次发送信标帧时,相应的信标帧可以包括通过DHM表示的??Μ元素。然而,因为给出忙碌的介质状态,所以在步骤S213中AP 210处延迟的时间处发送信标帧。STAl 220响应于信标间隔被切换到唤醒状态,并且可以通过由AP 210发送的信标帧来获得DHM。假定通过STAl 220获得的DHM不具有要发送到STAl 220的帧以及存在用于另一 STA的帧。在这样的情况下,STAl 220确认不存在要在STAl 220中接收的帧,并且重新进入睡眠状态,使得STAl 220可以在睡眠状态中操作。在AP 210发送彳目标帧之后,在步骤S232中AP 210将帧发送到相应的STA。
[0130]在步骤S214中AP 210第四次发送信标帧。然而,对于STAl 220来说不可能通过TIM元素的双倍接收来获取关于与STAl 220相关联的缓存的业务的存在的信息,使得STAl220可以调整用于接收TIM元素的唤醒间隔。可替选地,倘若用于STAl 220的唤醒间隔值的协调的信令信息被包含在由AP 210发送的信标帧中,则STAl 220的唤醒间隔值可以被调整。在本示例中,已经被切换以每个信标间隔接收TIM元素的STAl 220可以被切换到每三个信标间隔STAl 220能够从睡眠状态唤醒的另一操作状态。因此,当AP 210在步骤S214中发送第四信标帧并且在步骤S215中发送第五信标帧,STAl 220保持睡眠状态,使得其不能够获得相应的TIM元素。
[0131]当在步骤S216中AP 210第六次发送信标帧时,STAl 220被切换到唤醒状态并且在唤醒状态中操作,使得在步骤S224中STAl 220不能够获得在信标帧中包含的??Μ元素。??Μ元素是指示广播帧的存在的DHM,使得在步骤S234中STAl 220没有将PS-轮询帧发送给AP 210并且可以接收由AP 210发送的广播帧。同时,STA2 230的唤醒间隔可以比STAl220的唤醒间隔更长。因此,STA2 230在AP 210第五次发送信标帧的特定时间S215处进入唤醒状态,使得在步骤S241中SAT2 230可以接收??Μ元素。STA2 230通过??Μ元素识别要被发送到STA2 230的帧的存在,并且在步骤S241a中将PS-轮询帧发送到AP 210以便请求帧传输。在步骤S233中AP 210可以响应于PS-轮询帧将帧发送到STA2 230。
[0132]为了操作/管理如图9中所示的省电(PS)模式,??Μ元素可以包括指示要发送到STA的帧存在或者不存在的TIM,或者指示广播/多播帧的存在或者不存在的DTIM。可以通过??Μ元素的字段设置来实施DHM。
[0133]图10至12是图示已经接收到业务指示映射(??Μ)的STA的详细操作的概念图。
[0134]参考图10,STA从睡眠状态切换到唤醒状态,以便从AP接收包括??Μ的信标帧。STA解释接收到的TIM元素使得其能够识别要发送到STA的缓存的业务的存在或者不存在。在STA与其他STA竞争以接入介质用于PS-轮询帧传输之后,STA可以将用于请求数据帧传输的PS-轮询帧发送给AP。已经接收到由STA发送的PS-轮询帧的AP可以将帧发送给STA。STA可以接收数据帧,并且然后响应于接收的数据帧将ACK帧发送给AP。其后,STA可以重新进入睡眠状态。
[0135]如能够从图10中看到,AP可以根据立即响应方案来操作,使得AP从STA接收PS-轮询帧,并且在预定时间[例如,经过短帧间空隙(SIFS)]之后发送数据帧。相比之下,在SIFS时间期间,已经接收到PS-轮询帧的AP没有准备要被发送到STA的数据帧,使得AP可以根据推迟响应方案来操作,并且在下文中将会参考图11来描述其详细说明。
[0136]图11的STA操作,其中STA从睡眠状态切换到唤醒状态、从AP接收??Μ、以及通过竞争将PS-轮询帧发送到AP,与图10的操作相同。如果已经接收到PS-轮询帧的AP在SIFS时间期间没有准备数据帧,则AP可以将ACK帧发送到STA替代发送数据帧。如果在ACK帧的传输之后准备数据帧,则在这样的竞争完成之后AP可以将数据帧发送到STA。STA可以将指示数据帧的成功接收的ACK帧发送到AP,并且然后可以被转换到睡眠状态。
[0137]图12示出其中AP发送DHM的示例性情况。STA可以从睡眠状态切换到唤醒状态,以便从AP接收包括DTIM元素的信标帧。通过接收到的DTIM,STA可以识别将发送多播/广播帧。在发送包括DTIM的信标帧之后,AP可以在没有发送/接收PS-轮询帧的情况下直接地发送数据(即,多播/广播帧)。当在接收到包括DTIM的信标帧之后STA连续地保持唤醒状态时,STA可以接收数据,并且然后在数据接收完成之后切换回到睡眠状态。
[0138]TIM 结构
[0139]在基于在图9至图12中示出的??Μ(或者DHM)协议的省电(PS)模式的操作和管理方法中,STA可以通过在??Μ元素中包含的STA识别信息来确定要为STA发送的数据帧的存在或者不存在。STA识别信息可以是与当STA与AP相关联时要分配的关联标识符(AID)相关联的特定信息。
[0140]AID被用作一个BSS内的每个STA的唯一 ID。例如,在当前WLAN系统中使用的AID可以被分配给I至2007中的一个。在当前WLAN系统的情况下,用于AID的14个比特可以被分配给通过AP和/或STA发送的帧。尽管AID值可以被指配为最大值16383,但是2008?16383的值可以被设置为保留值。
[0141 ] 根据传统定义的??Μ元素不适合于M2M应用的应用,通过该M2M应用,许多STA (例如,至少2007个STA)与一个AP相关联。如果在没有任何变化的情况下扩展常规TIM结构,则??Μ位图尺寸过多地增加,使得不可能使用传统帧格式来支持扩展的TIM结构,并且扩展的TIM结构不适合于其中考虑到低传输速率的应用的M2M通信。另外,期望的是在一个信标时段期间存在非常少量的均具有Rx数据帧的STA。因此,根据在上面提及的M2M通信的示例性应用,期望的是??Μ位图尺寸被增加并且大多数比特被设置零(O),使得需要有效率地压缩这样的位图的技术。
[0142]在传统位图压缩技术中,从位图的头部省略连续的O的值(其中的每个被设置为零),并且被省略的结果可以被定义为偏移(或者开始点)值。然而,尽管均包括被缓冲的帧的STA在数目上小,但是如果在各个STA的AID值之间存在高的差异,则压缩效率不高。例如,假定要仅被发送到具有10的AID的第一 STA和具有2000的AID的第二 STA的帧被缓冲,则压缩的位图的长度被设置为1990,除了两个边缘部分之外的剩余部分被指配零(O)。如果与一个AP相关联的STA在数目上小,则位图压缩的无效率没有引起严重的问题。然而,如果与一个AP相关联的STA的数目增加,则这样的无效率会劣化整个系统吞吐量。
[0143]为了解决在上面提及的问题,AID被划分为多个组使得能够使用AID来更加有效率地发送数据。指定的组ID(GID)被分配给每个组。在下文中参考图13来描述在这样的组的基础上分配的AID。
[0144]图13(a)是图示基于组的AID的概念图。在图13(a)中,位于AID位图的前部分的一些比特可以被用于指示组ID(GID)。例如,可以使用AID位图的前两个比特来指定四个GIDo如果通过N个比特来表示AID位图的总长度,则前两个比特(BI和B2)可以表示相应的 AID 的 GID0
[0145]图13(b)是图示基于组的AID的概念图。在图13(b)中,根据AID的位置可以分配GID。在这样的情况下,通过偏移和长度值可以表示具有相同GID的AID。例如,如果通过偏移A和长度B来表示GID 1,则这意指位图上的AID (A?A+B-1)分别被设置为GID I。例如,图13(b)假定AID(1?N4)被划分为四个组。在这样的情况下,通过I?NI来表示在GID I中包含的AID,并且通过偏移I和长度NI可以表示在此组中包含的AID。通过偏移(N1+1)和长度(N2-N1+1)可以表示在GID 2中包含的AID,以及通过偏移(N2+1)和长度(N3-N2+1)可以表示在GID 3中包含的AID,以及通过偏移(N3+1)和长度(N4-N3+1)可以表示在GID 4中包含的AID。
[0146]在使用前述的基于组的AID的情况下,根据单独的GID在不同的时间间隔中允许信道接入,能够解决通过与大量的STA相比较的数量不充足的TIM元素引起的问题并且同时能够有效率地发送/接收数据。例如,在特定时间间隔期间,仅对于与特定组相对应的STA允许信道接入,并且对于剩余的STA的信道接入会被限制。其中允许仅对于特定STA的接入的预定时间间隔也可以被称为受限的接入窗口(RAW)。
[0147]在下文中将会参考图13 (C)来描述基于GID的信道接入。如果AID被划分为三个组,则在图13(c)中示例性地示出根据信标间隔的信道接入介质。第一信标间隔(或者第一RAW)是其中允许对于与在GID I中包含的AID相对应的STA的信道接入,并且不允许在其他GID中包含的STA的信道接入的特定间隔。为了实现上面提及的结构,在第一信标帧中包含仅被用于与GID I相对应的AID的??Μ元素。在第二信标帧中包含仅被用于与GID 2相对应的AID的TIM元素。因此,在第二信标间隔(或者第二 RAW)期间仅允许对于与GID2中包含的AID相对应的STA的信道接入。在第三信标帧中包含仅用于具有GID 3的AID的??Μ元素,使得使用第三信标间隔(或者第三RAM)允许对与在GID 3中包含的AID相对应的STA的信道接入。在第四信标帧中包含仅被用于均具有GID I的AID的TIM元素,使得使用第四信标间隔(或者第四RAW)来允许对于与在GID I中包含的AID相对应的STA的信道接入。其后,在继第五信标间隔之后的信标间隔中的每个中(或者在继第五RAM之后的RAW中的每个中)可以仅允许对于与通过在相应的信标帧中包含的TIM指示的特定组相对应的STA的信道接入。
[0148]尽管图13(c)示例性地示出根据信标间隔,被允许的GID的顺序是周期的或者循环的,但是本发明的范围或者精神不限于此。即,仅被包含在特定GID中的AID可以被包含在TIM元素中,使得在特定时间间隔(例如,特定RAW)期间允许对与特定AID相对应的STA的信道接入,并且不允许对于剩余的STA的信道接入。
[0149]前述的基于组的AID分配方案也可以被称为??Μ的分级结构。即,总的AID空间被划分为多个块,并且可以允许对于与具有除了 “O”之外的剩余值中的任意一个的特定块相对应的STA (即,特定组的STA)的信道接入。因此,如果大尺寸的TIM被划分为小尺寸的块/组,则STA能够容易地保持??Μ信息,并且根据STA的分类、QoS或者用途可以容易地管理
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