在无线lan系统中交换用于低功率设备的帧的方法及其装置的制造方法_4

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?Μ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??Μ元素。
[0133]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下操作,使得在步骤S224中STAl 220不能够获得被包含在信标帧中的??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STAl 220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的时间S215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AP210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。
[0134]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??Μ,或者指示广播/多播帧的存在或者不存在的DHM。可以通过??Μ元素的字段设置来实施DHM。
[0135]图10至12是图示已经接收到业务指示映射(??Μ)的站(STA)的详细操作的概念图。
[0136]参考图10,STA从睡眠状态切换到唤醒状态,使得从AP接收包括??Μ的信标帧。STA解释接收到的??Μ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STA0 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。
[0137]如能够从图10中看到,AP可以根据立即响应方案操作,使得AP从STA接收PS-轮询帧,并且在预定的时间[例如,短帧间间隔(SIFS)]的经过之后发送数据帧。相反地,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可以根据延期响应方案操作,并且在下文中将参考图11给出其详细描述。
[0138]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,并且通过竞争将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可以将包括数据帧的成功接收的ACK帧发送到AP,并且然后可以被转变到睡眠状态。
[0139]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,使得从AP接收包括DHM元素的信标帧。通过接收到的DHM,STA可以识别将发送多播/广播帧。在发送包括DHM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DHM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。
[0140]TIM 结构
[0141]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可以通过被包含在??Μ元素中的STA识别信息确定要为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。
[0142]AID被用作一个BSS内的每个STA的唯一的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至16383的值可以被设置为保留值。
[0143]根据传统定义的??Μ元素不适合于M2M应用的应用,通过该M2M应用许多的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位图大小过多地增加,使得不能够使用传统帧格式支持扩展的??Μ结构,并且扩展的??Μ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,预期在一个信标时段期间存在非常少量的均具有接收(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,预期??Μ位图大小被增加并且大多数比特被设置零(O),使得需要能够有效率地压缩这样的位图的技术。
[0144]在传统位图压缩技术中,从位图的头部省略连续的O的值(其中的每一个被设置为零),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,但是如果在相应的STA的AID值之间存在大的不同,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,并且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,则这样的无效率可能劣化整个系统吞吐量。
[0145]为了解决在上面提及的问题,AID可以被划分为多个组使得能够使用AID更加有效率地发送数据。指定的组ID(GID)可以被分配给每个组。在下文中参考图13描述基于这样的分组分配的AID。
[0146]图13(a)是图示基于组的AID的示例的概念图。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,能够使用AID位图的前两个比特指定四个GID。如果通过N个比特表示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
[0147]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 (I?N4)被划分为四个组。在这样的情况下,通过I?NI表示被包含在GID I中的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,并且通过偏移(N2+1)和长度(N3-N2+1)可以表示在GID 3中包含的AID,并且通过偏移(N3+1)和长度(N4-N3+1)可以表示在GID 4中包含的AID。
[0148]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,在特定的时间间隔期间,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的信道接入可能被限制。如上所述,其中允许仅对于特定的STA接入的预定时间间隔也可以被称为限制接入窗口(RAW)。
[0149]在下文中将参考图13(c)描述基于GID的信道接入。在图13(c)中示例性地示出当AID被划分为三个组时根据信标间隔的信道接入介质。第一信标间隔(或者第一 RAW)是其中允许对于与被包含在GIDl中的AID相对应的STA的信道接入,并且不允许被包含在其他GID中的STA的信道接入的特定间隔。为了在上面提及的结构的实现,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,并且在第二信标帧中包含仅被用于与GID 2相对应的AID的??Μ元素。因此,在第二信标间隔(或者第二 RAW)期间仅允许对于与GID 2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,使得在第三信标间隔(或者第三RAM)期间允许对与在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??Μ元素,使得在第四信标间隔(或者第四RAW)期间允许对于与在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每个信标间隔中(或者继第五信标帧之后的每个RAW)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。
[0150]尽管图13(c)示例性地示出根据信标间隔允许的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??Μ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。
[0151]前述的基于组的AID分配方案也可以被称为分级结构的??Μ。S卩,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??Μ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块/组。尽管图13示例性地示出2级的层,但是可以配置由两个或者更多个级别组成的分级的??Μ结构。例如,总的AID空间可以被划分为多个寻呼组,每个寻呼组可以被划分为多个块,并且每个块可以被划分为多个子块。在这样的情况下,根据图13(a)的扩展版本,AID位图的前NI个比特可以表示寻呼ID(即,PID),并且接下来的N2个比特可以表示块ID,接下来的N3个比特可以表示子块ID,并且剩余的比特可以表示被包含在子块中的STA比特的位置。
[0152]在本发明的示例中,用于将STA (或者被分配给相应的STA的AID)划分成预定的分级组单元,并且管理划分的结果的各种方案可以被应用于实施例,然而,基于组的AID分配方案不限于上述示例。
[0153]帧格式
[0154]图14是用于解释在IEEE 802.11系统中使用的示例性帧格式的图。
[0155]物理层会聚协议(PLCP)分组数据单元(Prou)帧格式可以包括短训练字段(STF)、长训练字段(LTF)、信号(SIG)字段、以及数据字段。最基本的(例如,非HT) PPDU帧格式可以由传统STF(L-STF)字段、传统LTF(L-LTF)字段、SIG字段、以及数据字段组成。另外,根据PPDU帧格式类型(例如,HT混合格式prou、HT未开发格式prou、VHT ppdu等等),最基本的PPDU帧格式可以进一步包括在SIG字段和数据字段之间的附加的字段(S卩,STF、LTF以及SIG字段)。
[0156]STF是用于信号检测、自动增益控制(AGC)、分集选择、精确的时间同步等等的信号。LTF是用于信道估计、频率误差估计等等的信号。STF和LTF的总和可以被称为PCLP前导。PLCP前导可以被称为用于OFDM物理层的同步和信道估计的信号。
[0157]SIG字段可以包括速率字段、长度字段等等。速率字段可以包括关于数据调制和编译速率的信息。长度字段可以包括关于数据长度的信息。此外,SIG字段可以包括奇偶字段、SIG尾部比特等等。
[0158]数据字段可以包括服务字段、PLCP服务数据单元(PSDU)、以及PPDU尾部比特。如有必要,数据字段可以进一步包括填充比特。服务字段中的一些比特可以被用于同步接收器的解扰器。PSDU可以对应于在MAC层处定义的MAC H)U,并且包括在较高层中产生/使用的数据。PPDU尾部比特可以允许将编码器返回到零(O)状态。填充比特可以被用于根据预定的单元调节数据字段的长度。
[0159]MAC报头可以包括帧控制字段、持续时间/ID字段、地址字段等。帧控制字段可以包括用于帧发送/接收所必备的控制信息。持续时间/ID字段可以被建立为用于发送相应的帧等的特定时间等等。对于MAC报头参考的序列控制、QoS控制和HT控制子字段的详细描述,可以参考IEEE 802.11-2012文献。
[0160]MAC报头的帧控制字段可以包括协议版本、类型、子类型、到DS、来自DS、更多分段、重试、功率管理、更多数据、保护的帧、以及顺序子字段。对于帧控制字段的各个子字段的详细描述,参考IEEE 802.11-2012标准文献。
[0161]另一方面,空数据分组(NDP)帧格式可以指示不具有数据分组的帧格式。S卩,NDP帧包括常规的PPDU格式的PLCP报头部分(即,STF、LTF、以及SIG字段),而其不包括剩余部分(即,数据字段)。NDP帧可以被称为短帧格式。
[0162]APSD 机制
[0163]支持自动省电递送(APSD)的接入点(AP)可以使用包括在诸如信标帧、探测响应帧、或者关联的响应帧(或者重新关联的响应帧)的性能信息字段中的APSD子字段执行指示AP支持APSD的信息的信令。能够支持APSD的STA可以使用在帧的FC字段中包含的功率管理字段指示是否在激活模式中或者在PS模式下操作。
[0164]APSD是其中在PS模式下操作的STA能够发送DL数据和可缓冲的管理帧的机制。通过采用APSD的在PS模式下操作的STA发送的帧的FC比特的功率管理比特被设置为1,使得AP缓冲可以被触发。
[0165]APSD定义两个递送机制,即,未调度的APSD (U-APSD)和调度的APSD (S-AP
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