在无限局域网系统中传输数据的方法和装置的制造方法_3

文档序号:9621336阅读:来源:国知局
机制而共享无线信道并与其它实体竞争接入无线信道。首先,每个通信实体 可在接入无线信道之前检测利用物理信道传感机制以及虚拟信道传感机制的无线信道的 占用状态。
[0090] 物理信道传感机制可通过信道传感实现,所述信道传感检测预定级别或者更高能 量是否出现在无线信道中。当利用物理信道传感机制检测到预定级别或者更高的能量时, 终端可确定无线信道被其它终端占用,并且因此可在等待随机退避期之后再次执行信道传 感。同时,当利用物理信道传感机制检测到能量低于预定级别时,终端可确定无线信道处于 空闲状态,以及然后可接入相应的无线信道并通过无线信道传输信号。
[0091] 通过利用网络分配向量(NAV)计时器而设定预计信道占用时间,可实现虚拟信道 传感机制。在WLAN系统中,一旦传输帧,通信实体可在帧头部的持续时间字段写入完成相 应帧的传输所需的时间。当通过无线信道正常接收特定帧时,通信实体可基于接收帧头部 的持续时间字段中的值而设定它自己的NAV计时器。当在NAV计时器期满之前接收新的帧 时,通信实体可基于新接收到的帧头部的持续时间字段中的值而更新NAV计时器。当NAV 计时器期满时,通信实体可确定无线信道的占用已被释放,而后可竞争接入无线信道。
[0092] 通信实体可支持基于不同调制机制和不同信道编码速率的物理层的多种数据速 率。总的来说,物理层高数据速率能够在短的无线信道占用时间期间传输大量的数据,但是 需要高的信号质量。相反,物理层低数据速率使得即便在低信号质量下仍能够传输数据,但 是需要相对长的无线信道占用时间。
[0093] 由于无线信道的资源在通信实体之间共享,仅当特定通信实体占用无线信道的时 间期间最大数量的数据被传输时,WLAN系统的整体容量可增加。即,当终端以物理层最高 可能数据速率传输数据至AP以及从AP接收数据时,WLAN系统的整体容量可增加。当由于 AP和终端之间的短距离,信号质量足够可靠时,物理层最高数据速率可实现。如果终端远离 AP,物理层数据速率变低,因此导致了 WLAN系统整体容量的降低。
[0094] 在用于为位于大范围区域中多个传感器终端提供通信服务的WLAN系统中,可出 现仅利用单个AP的信号输出,数据无法传输至全部区域的情形。即,可能出现不支持通信 服务的传感器终端。同时,由于低功率传感器终端具有低信号输出,在其中WLAN系统能够 传输上行数据的范围可能进一步缩小。
[0095] 特别地,由于位于AP覆盖范围中的终端显示差的信号质量,终端以低的物理层数 据速率执行与AP的通信。因此,WLAN系统的整体容量大幅降低。进一步地,当利用低的物 理层数据速率时,为了传输相同数量的数据,低功率终端必须被唤醒更长的时间,因此功耗 增大。
[0096] 图9为显示包括中继设备的WLAN系统的示意图。
[0097] 参照图9,主接入点(主-AP :M-AP),第一中继设备R1,第二中继设备R2,以及第 五终端STA 5可形成主BSS。第一中继设备R1,第一终端STA 1,以及第二终端STA 2可形 成第一中继BSS。第二中继设备R2,第三终端STA 3,以及第四终端STA 4可形成第二中继 BSS。中继设备R1和R2可位于在主接入点(M-AP)与终端STA 1、STA 2、STA 3以及STA 4 之间的信号质量衰退的地方。第一中继设备R1可中继在主接入点(M-AP)与第一和第二终 端STA 1以及STA 2之间传输的数据。第二中继设备R2可中继在主接入点(M-AP)与第三 和第四终端STA 3以及STA 4之间传输的数据。即,主接入点(M-AP)的物理区域可通过中 继设备R1和R2扩展。
[0098] 图10为显示中继设备的逻辑配置的框图。
[0099] 参照图10,中继设备可包括用作主接入点(M-AP)的中继终端(R-STA),以及用作 用于扩展区域中的终端的接入点的中继接入点(R-AP)。
[0100] 根据与正常终端一样的过程,中继终端(R-STA)可通过接收信标帧或者从主接入 点(M-AP)传输的探测响应帧而探测主接入点(M-AP)。此后,中继终端(R-STA)可顺序地执 行与探测的主接入点(M-AP)的验证过程以及与M-AP的关联过程。
[0101] 中继终端(R-STA)可中继在主接入点(M-AP)与线端终端之间传输的数据。在此 情形下,中继终端(R-STA)可中继利用4-地址字段传输的数据。所述4-地址字段包括: 指示数据最终目标地址的目标地址(DA)字段,指示产生数据地方的地址的源地址(SA)字 段,指示物理地传输包含数据的帧的通信实体的地址的发送器地址(TA)字段,以及指示物 理地接收包含数据的帧的通信实体的地址的接收器地址(RA)字段。
[0102] 例如,当期望通过中继设备传输数据至线端终端时,主接入点(M-AP)可如下配置 并传输数据帧的头部地址字段。
[0103] -TA字段:主接入点(M-AP)的地址(也就是,MAC地址)
[0104] -RA字段:中继设备的地址(也就是,MAC地址)
[0105] -DA字段:线端终端的地址(也就是,MAC地址)
[0106] -SA字段:主接入点(M-AP)的地址(也就是,MAC地址)
[0107] 中继终端(R-STA)可将从中继接入点(R-AP)接收的数据帧发送至主接入点 (M-AP),并可将从主接入点(M-AP)接收的数据帧发送至中继接入点(R-AP)。
[0108] 当中继终端(R-STA)以及主接入点(M-AP)彼此关联并且获得传输路径时,中继接 入点(M-AP)可周期地传输包含与主接入点(M-AP)的标识符相同的标识符(SSID)的信标 帧。此外,中继接入点(R-AP)可响应于来自线端终端的探测请求帧而传输探测响应帧,响 应于来自线端终端的验证请求帧而传输验证响应帧,以及响应于来自线端终端的关联请求 帧而传输关联响应帧。即,中继接入点(R-AP)可执行与主接入点(M-AP)同样的功能。
[0109] 位于中继设备附近的线端终端可关联(associated)至位于距线端终端比距主接 入点(M-AP)更近的中继-AP(R-AP),并可保证高信号质量,因此能够使得数据以高物理层 数据速率传输。
[0110] 中继接入点(R-AP)可生成包括指示符的信标帧并可传输生成的信标帧,所述指 示符指示R-AP本身为用于中继在主接入点(M-AP)与线端终端之间传输的数据的通信实 体。此类指示符可利用信标帧中的一个比特或者利用主接入点(M-AP)的地址字段而被定 义。
[0111] 中继接入点(R-AP)可按照与中继终端(R-STA)相同的方式利用4-地址字段而 向线端终端传输数据帧。可选地,当SA字段与TA字段相同时,中继接入点(M-AP)可利用 3-地址字段(SA = TA,RA以及DA)而向线端终端传输数据帧。可选地,中继接入点(M-AP) 可利用2-地址字段(RA、TA)而向线端终端传输数据帧。当数据帧通过3-地址字段(SA = TA、RA、DA)或2-地址字段(RA、ΤΑ)从线端终端被接收时,中继接入点(R-AP)可向中继终 端(R-STA)传输相应的数据帧。
[0112] 图11为显示根据本发明实施例的数据传输方法的流程图。
[0113] 参照图11,主接入点(Μ-ΑΡ)可服务主-BBS(M-BBS),并且中继设备R可属于 Μ-BBS。中继设备R可服务中继-BBS (R-BBS),并且第一终端STA 1和第二终端STA 2可属 于 R-BSS。
[0114] 当主接入点(M-AP)的验证过程被完成时,中继设备R可执行关联过程。也就是说, 中继设备R可传输关联请求帧至主接入点(M-AP) (S100)。此处,关联请求帧可包括指示符, 所述指示符请求属于R-BSS的终端的AID资源的分配。
[0115] 当关联请求帧从中继设备R被接收时,主接入点(M-AP)可获得包括在关联请求帧 内的指示符,并可随后判定属于基于指示符的R-BSS的终端的AID资源分配请求。因此,主 接入点(M-AP)可向中继设备R传输关联相应帧,所述关联相应帧包括属于R-BSS的终端的 被用于分配AID的参考AID (S110)。此处,参考AID表示中继设备R的AID。同时,参照上 述图5,当AID被分层地配置时,参考AID可基于寻呼ID、基于块索引或基于子块索引被设 置。
[0116] 当关联响应帧从主接入点(M-AP)被接收时,基于被包括在关联响应帧内的参考 AID,中继设备R可向属于R-BSS的第一终端STA 1和第二终端STA 2分配AID (S120)。例 如,当参考AID基于寻呼ID被设置时,在由参考AID指示的寻呼ID范围内,中继装置R可向 属于R-BSS的第一终端STA 1和第二终端STA 2分配不同的AID。当参考AID基于块索引 被设置时,在由参考AID指示的块索引范围内,中继装置R可向属于R-BSS的第一终端STA 1和第二终端STA 2分配不同的AID。当参考AID基于子块索引被设置时,在由参考AID指 示的子块索引范围内,中继装置R可向属于R-BSS的第一终端STA 1和第二终端STA 2分 配不同的AID。
[0117] 图12为显示基于寻呼ID指定的AID的实施例的框图。
[0118] 参照图12,主接入点(M-AP)可基于寻呼ID指定属于R-BSS的通信实体的AID的 范围。例如,主接入点(M-AP)可分配"11 00000 000 000b"为中继设备R的AID。在这种 情况下,中继设备R可在由其自己的AID指示的寻呼ID (也就是,寻呼ID组3 (11b))的范 围内分配AID至属于R-BSS的终端的。就是说,中继设备R可在"11 00000 000 001b"至 "11 11111 111 111b"的范围内分配AID至属于R-BSS的终端。同时,主接入点(M-AP)可 在寻呼ID组0至2 (00b、01b、10b)的范围内分配AID至属于M-BSS的其它通信实体(例如, 中继设备、终端等等)。根据这种配置,构成无线局域网系统的通信实体可利用AID被鉴定, 所述AID为唯一标识符。
[0119] 图13为显示基于块索引指定的AID的实施例的框图。
[0120] 参照图13,主接入点(M-AP)可基于块索引指定属于R-BSS的通信实体的AID的范 围。例如,主接入点(M-AP)可分配"00 00001 000 000b"为中继设备R的AID。在这种情 况下,中继设备R可在由其自己的AID指示的块索引的范围内分配AID至属于R-BSS的终 端。就是说,中继设备R可在"00 00001 〇〇〇 〇〇lb"至"00 00001 111 111b"的范围内分 配AID至属于R-BSS的终端。
[0121] 图14为显示基于子块索引指定的AID的实施例的框图。
[0122] 参照图14,主接入点(M-AP)可基于子块
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