一种增强型动态带宽机制及其收发装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种增强型动态带宽机制及其收发装置，属于无线通信系统技术领 域。
【背景技术】
[0002] 无线通信频谱资源日益稀缺及超高速数据传输速率的需求，毫米波频段超高速无 线通信技术的发展越来越受到关注，成为未来无线通信技术中最具潜力的技术之一。
[0003] 面向超高速无线接入的45GHz频段无线毫米波通信技术能够实现设备间lOGbps 以上超高速无线传输。毫米波与低频段相比，其特点包括：一是可利用的频谱范围宽，信道 容量大；二是易实现窄波束和高增益的天线，因而分辨率高，抗干扰性能好。
[0004] 动态带宽机制是IEEE802.llac中引进的一种传输技术，具体原理为：发起站点 (STA:station)想要进行80MHz带宽的数据传输，则在信道上发送四个20MHz复制格式请 求发送（RTS:request-to_send)帧，并将RTS帧中的动态带宽指示设为Dynamic。响应STA 收到RTS帧，若网络分配矢量值（NAV:networkallocationvector)指示空闲，贝丨」在主信 道及所有CCA在接收RTS帧前的点协调功能帧间距（PIFS:pointcoordinationfunction inter-framespace)内指示空闲的次信道上，发送20MHz或20MHz复制格式的清除发送帧 (CTS:Clear-t〇-send)，并在CTS帧中指示可用信道的带宽，发起STA根据CTS帧中指示的 带宽进行后续数据传输；若响应STA的NAV指示为忙，则不回复CTS帧。该机制允许STA在 整个带宽不可用时，采取包含主20MHz信道在内的子带宽进行传输，提高了频谱利用率。然 而IEEE802.llac的动态带宽机制中，STA不能单独在次信道上传输，即主信道忙、次信道 闲时，不能进行数据传输。
[0005] 发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种增强型动态带宽机制 及其收发装置，通过设置多个NAV计时器，允许STA在第一个子信道不可用时，仍可通过其 他空闲子信道进行传输，进一步提高频谱利用率。
[0006] 技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
[0007] 为了实现本发明所提出的动态带宽机制，物理层信令（SIG:signal)字段中需要 包含DynamicBandwidth、BW和SubBand3个子字段。这些子字段的具体结构及含义描述 如下：
[0008] DynamicBandwidth子字段：指示是否允许采用动态带宽机制，1表示允许采用动 态带宽机制，〇表示不允许采用动态机制；
[0009] BW子字段：指示传输所占用的信道带宽；
[0010] SubBand子字段：指示STA采用动态带宽机制时，传输占用的第一个子信道索引 号。
[0011] 本发明提出一种增强型动态带宽机制，包括发起STA与响应STA两个部分：
[0012] 1)发起STA的操作步骤如下：
[0013] 1. 1)发起STA在整个NBMHz信道上发送N个带宽为BMHz复制格式的RTS帧， RTS的接收地址设为响应STA的MAC地址。RTS帧SIG字段的Dynamic Bandwidth子字段 设为Dynamic，BW子字段设为NB MHz，SubBand子字段设为该NB MHz信道的第一个子信道 的索引号。
[0014] 1. 2)如果发起STA接收到DynamicBandwidth子字段设为Dynamic的CTS帧，贝丨J在 CTS帧中的SubBand子字段所指示的子信道上进行后续数据传输。后续数据的SIG字段的 DynamicBandwidth子字段设为Dynamic，BW子字段设为CTS帧中BW子字段的值，SubBand 子字段设为CTS帧中SubBand子字段的值。
[0015] 1. 3)如果发起STA在CTSTimeout时间内没有接收到任何CTS帧，则重新竞争信 道。CTSTimeout的计算公式如下：
[0016] TCTSTimeout-TSIFS+TaSlotTime+TaPHY_RX_START_ Delay (1)
[0017] 其中，TCTSTim_t表示CTSTimeout的时间长度，T SIFS表示SIFS的时间长度，TaS1(rtTime 表不一个时隙的时间长度，TaPHY_KX_STAKT_Delay表不开始接收延迟。
[0018] 2)响应STA的操作步骤如下：
[0019] 2. 1)响应STA接收到DynamicBandwidth子字段设为Dynamic的RTS帧后，检 测其N个子信道的NAV值，NAV为0的子信道索引号构成集合T，T= {n|NAV(n) = 0， 1 <n<N}，TgU;把集合T中连续的子信道索引组成集合Fj，1 <j<e，e为连续子 信道集的个数^U... nFe=0;在T的子集Fj中，选取元素个 数最多的子集h组成集合r，最大元素个数为L_，元素个数为L_的子集个数为s，即
[ = …合中第一个信道索引号记为4start，最后一个信道索引 号为fi.end0
[0020] 2. 2)若r不是空集，响应STA在r= {心1中任选一个元素FA，根据STA 自身所能支持的发送带宽，从fi.start开始到fyend结束，选取fystart到fpsup的连续 子信道进行复制格式的CTS帧发送，其中fVsup表示站点在&信道集中所支持的最后一个 信道的索引号，fi.sup彡fi.end，L=fi.sup-fi.start表示站点在信道集中所支持的信 道带宽数，1彡L彡L_。响应STA将CTS帧中SIG字段的DynamicBandwidth子字段设为 Dynamic，BW子字段设为LBMHz，SubBand子字段设为fVstart。
[0021] 2. 3)若r是空集，接收STA不回复CTS。
[0022] 接入点（AP:accesspoint)建立带宽为NB(N彡2)MHz的基本服务集（BSS:basic serviceset)，该NBMHz信道包含N个连续的BMHz子信道，将整个子信道索引号的集合记 为U。本发明为每个子信道均设置一个NAV计时器，用NAV(n)来指示第n个子信道的NAV 值，其中1 <n<N。所述NAV(n)的具体更新过为：STA接收到通过第n个子信道或者其 他包含第n个子信道的信道带宽传输的帧，若该帧中的接收地址与自身的媒体介入控制层 (MAC:mediaaccesscontrol)地址不同且该帧承载的时长字段大于目前的NAV(n)值，贝1J STA按照该帧承载的时长字段更新NAV(n)值；除上述情况外，其他情况不更新NAV(n)值。
[0023] 本发明还提出一种支持上述增强型动态带宽机制的收发装置，包括发送端和接收 端，所述发送端在整个NBMHz信道上同时发送N个带宽为BMHz的复制格式RTS帧，并根 据接收到的CTS帧中指示的带宽信息进行后续数据传输；所述接收端接收到RTS帧后，根据 每个子信道上的NAV值，在子信道NAV值为0且连续子信道个数最多的子信道集中回复CTS帧，并在CTS帧中指示该子信道集带宽。
[0024] 有益效果：本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：接收端STA根据多个 NAV计时器的信息，动态选择可以传输的信道。当主信道忙时，STA可以在单独的次信道上 进行传输，而不必放弃传输，提高了频谱利用率。
【附图说明】
[0025] 图1为本发明的动态带宽机制流程图；
[0026] 图2为本发明实施例中采用的SIG字段；
[0027]图3为本发明实施例中接收端只有主信道可用示意图；
[0028]图4为本发明实施例中接收端只有次信道可用示意图；
[0029]图5为本发明实施例中接收端主、次信道均可用示意图；
[0030]图6为本发明实施例中接收端主、次信道均不可用示意图。
【具体实施方式】
[0031] 下面以毫米波无线局域网（IEEE802.llaj)为例，结合附图对本发明一种新型动 态带宽机制及收发装置的【具体实施方式】作进一步详细说明。应理解这些实施例仅用于说明 本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各 种等价形式的修改均落于本申请所附权利。
[0032]IEEE802.llaj系统中，STA支持动态带宽