在无线局域网系统中传输和接收数据的方法和设备的制造方法_2

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)。无线电收发器表示与处理器功能连接的单元并且 设计为通过无线网络传输并且接收用于站(STA)的帧。
[0074] "接入点(AP)"可表示集中控制器、基站(BS)、无线接入站、节点B、演进型节点B、中 继器、移动多跳中继-BS(MMR-BS)、基站收发系统(BTS)、站点控制器等,并且可包括其功能 的部分或者全部。
[0075] "终端(即非AP)"可表示无线传输/接收单元(WTRU)、用户设备(UE)、用户终端 (UT)、接入终端(AT)、移动站(MS)、移动终端、用户单元、用户站(SS)、无线设备、移动用户单 元等,并且可包括其功能的部分或者全部。
[0076] 此处,终端可表示能够通信的台式电脑、便携式电脑、平板电脑、无线电话、移动电 话、智能电话、智能手表、智能眼镜、电子书阅读器、移动多媒体播放器(PMP)、掌上游戏机、 导航设备、数码相机、数字多媒体广播(DMB)播放器、数字音频存储器、数字音频播放器、数 字图片存储器、数字图片播放器、数字视屏存储器、数字视屏播放器等。
[0077] 图1为显示用于执行根据本发明的方法的站的实施例的框图。
[0078] 参照图1,站100可包括至少一个处理器110、存储器120、以及与网络相连并配置为 执行通信的网络接口设备130。站100可进一步包括输入接口设备140、输出接口设备150、以 及存储设备160。包含在站100中的部件可通过总线170彼此相连,并然后执行彼此的通信。 [0079] 处理器110可执行存储在存储器120和/或存储设备160中的程序指令。处理器110 可表示中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、或者用于执行根据本发明方法的执行处 理器。存储器120和存储设备160的每一个可执行为易失存储介质和/或非易失存储介质。例 如,存储器12可执行为仅读存储器(ROM)和/或随机访问存储器(RAM)。
[0080]本发明的实施例应用于符合IEEE 802.11协议的WLAN系统,并且还可应用于与符 合IEEE 802.11协议的WLAN系统一样的其它通信系统。
[0081 ] 例如,本发明的实施例可应用于诸如无线个人局域网(WPAN)、无线体域网(WBAN)、 无线宽带网络(WiBro)、或者微波存储全球互通(Wimax)的移动互联网,诸如全球移动通信 系统(GSM)或者码分多址接入(CDMA)的2代(2G)移动通信网络,诸如宽带码分多址接入 (WCDMA)或者CDMA2000的3G移动通信网络,诸如高速下行分组接入(HSDPA)或者高速上行分 组接入(HSUPA)的3.5G移动通信网络,诸如长期演进(LTE)或者LTE-升级版的4G移动通信网 络,或者5G移动通信网络。
[0082]图2为显示符合IEEE 802.11的WLAN系统的配置的实施例的示意图。
[0083] 参照图2,符合IEEE 802.11的WLAN系统可包括至少一个基本服务集(BSS) ASS表 示彼此成功同步并能够彼此通信的站(STA 1,STA 2(AP 1),STA 3,STA 4,STA 5(AP 2), STA 6,STA 7,STA 8)的集合,其并非表示特定区域的概念。
[0084] BSS可划分为中控型BSS以及独立型BSS(IBSS)。此处,BSS 1和BSS 2表示中控型 BSS以及BSS 3表示IBSS。
[0085] BSS 1可包括第一终端STA 1,用于提供分布服务的第一接入点STA 2(AP 1),以及 用于连接多址接入点STA 2(AP 1)以及STA 5(AP 2)彼此的分布系统(DS)。在BSS 1中,第一 接入点STA 2(AP 1)可管理第一终端STA 1。
[0086] BSS 2可包括第三终端STA 3,第四终端STA 4,用于提供分布服务的第二接入点 STA 5(AP 2),以及用于连接多址接入点STA 2(AP 1)以及STA 5(AP 2)彼此的分布系统 (DS)。在BSS 2中,第二接入点STA 5(AP 2)可管理第三终端STA 3以及第四终端STA 4。 [0087] BSS 3表示以ad-hoc模式运行的IBSS。在BSS 3中,不存在用作集中管理实体的接 入点。也就是说,在BSS 3中,终端STA 6、STA 7以及STA 8以分布方式管理。在BSS 3中,所有 终端STA 6、STA 7以及STA 8表示移动终端,并且接入到分布系统(DS)不被许可,因此构成 了自封闭式网络。
[0088] 接入点STA 2(AP 1)以及STA 5(AP 2)可通过无线介质为连接到那儿的终端STA 1、STA 3和STA 4提供至分布系统(DS)的接入。在BSS 1或者BSS 2中终端STA USTA 3以及 STA 4之间的通信通常通过接入点STA 2(AP 1)或者STA 5(AP 2)执行,但是当直接链路在 其间建立时,终端STA USTA 3和STA 4之间的直接通信可被执行。
[0089] 多个中控型BSS可通过分布系统(DS)而彼此连接。通过分布系统(DS)连接的多个 BSS称为扩展服务集(ESS)。包含在ESS中的实体,即STA 1、STA 2(AP 1)、STA 3、STA 4以及 STA 5(AP 2)能够彼此通信,并且在同一ESS中执行无缝通信的同时任意终端STA 1、STA 3 或者STA 4可从单一BSS移动到另一BSS。
[0090] 分布系统(DS)为用于允许一个接入点与另一接入点通信的机制。根据DS,接入点 可为连接到在那管理的BSS的终端传输帧,或者可为已经移动到另一BSS的任意终端传输 帧。进一步地,接入点可传输帧至诸如有线网络的外部网络或者从诸如有线网络的外部网 络接收帧。只要其能够提供在IEEE 802.11协议定义的预定分布服务,此类DS不必是网络并 且不限于其形式。例如,分布系统可以是诸如网状网络的无线网络,或者连接接入点至彼此 的物理结构。
[0091] 在中控型BSS中的每个终端(STA)可与接入点(AP)相关联。当与接入点(AP)关联 时,终端(STA)可传输并接收数据。
[0092]图3为显示在中控型BSS中执行的终端关联过程的流程图。
[0093] 参照图3,在中控型BSS中执行的STA关联过程可主要划分为探测AP的步骤(探测步 骤),对探测到的AP执行验证的步骤(验证步骤),以及与验证已被执行的AP的关联步骤(关 联步骤)。
[0094]终端(STA)利用被动扫描方法或者主动扫描方法可首先探测相邻AP。当使用被动 扫描方法时,终端(STA)可通过监听(overhearing)从AP传输的信标而探测相邻AP。当使用 主动扫描方法时,STA可通过传输探测请求帧并从AP接收响应于探测请求帧的探测响应帧 而探测相邻AP。
[0095]当检测到相邻AP时,STA可执行与每个检测到的AP的验证执行步骤。在此情形下, STA可执行与多个AP的验证执行步骤。符合IEEE 802.11协议的验证算法可划分为用于彼此 交换两个验证帧的开放系统算法以及用于彼此交换四个验证帧的共享密钥算法。
[0096]基于符合IEEE 802.11协议的验证算法,STA可传输验证请求帧并从每个AP接收响 应于验证请求帧的验证响应帧,从而完成与每个AP的验证。
[0097]当验证已被完成时,STA可执行与AP的关联步骤。在此情形下,STA可从已与其执行 验证的AP中选择单个AP,并且可执行与选择AP的关联步骤。即,STA可传输关联请求帧至选 择的AP,并从选择的AP接收响应于关联请求帧的关联响应帧,从而完成与选择AP的关联。 [0098] WLAN系统表示在其中符合IEEE 802.11协议的多个通信实体可在无线连接状态下 彼此交换数据的局域网。
[0099] 图4为显示WLAN系统的中控型BSS的示意图。
[0100] 参照图4,中控型BSS可包括单个接入点(AP)和多个终端STA 1和STA 2AP可按照 广播的方式传输包含其为唯一标识符的服务集ID(SSID)的信标帧。该信标帧可提供与AP的 出现以及关联有关的信息至与AP不关联的终端,并且可通知与AP关联的终端传输至特定终 端的数据的出现。
[0101] 与AP不关联的每个终端可利用被动扫描方法或者主动扫描方法探测AP,并可从探 测到的AP获得关联信息。在被动扫描方法的情形中,终端可通过从AP接收信标帧而探测AP。 当使用主动扫描方法时,终端可通过传输探测请求帧并从AP接收响应于探测请求帧的探测 响应帧而探测AP。
[0102] 基于从信标帧或者探测响应帧获得的关联信息,与AP不关联的每个终端可尝试与 特定AP执行验证。验证成功的终端可传输关联请求帧至相应的AP,以及已接收关联请求帧 的AP可传输包含终端AID的关联响应帧至终端。通过上述过程,终端可与AP关联。
[0103] 图5为显示分层AID结构的实施例的框图。
[0104]参照图5,在IEEE 802.11协议中,具有分层结构的AID可用于高效地管理多个终 端。为单个终端分配的AID可包括寻呼ID、块索引、子块索引、以及终端比特索引(STA比特索 引)。终端属于的组(即寻呼组、块组、或者子块组)可利用与个别字段相关的信息而被识别。
[0105] 图6为显示传输指示图(TIM)信元(IE)的结构的实施例的框图。
[0106] 参照图6,??Μ IE可包括元素 ID字段、长度字段、传输指示消息(DHM)计数字段、 DTIM周期字段、位图控制字段、以及部分虚拟位图字段。即,当待传输至终端的数据缓存在 AP中时,??Μ IE包括指示终端的AID相应的比特所需的信息,并且该信息可编码至位图控制 字段以及部分虚拟位图字段中。
[0107] 图7为显示基于块编码的??Μ的结构的实施例的框图。
[0108] 参照图7,在IEEE 802.11协议中,??Μ可基于块编码。单个编码块可包括块控制字 段、块偏移字段、块位图字段、以及至少一个子块字段。
[0109] 块控制字段可表示TIM的编码模式。即,块控制字段可表示块位图模式、单个AID模 式、偏移+长度+位图(OLB)模式、或者逆位图模式。块偏移字段可表示编码块的偏移。块位图 字段可表示指示在其中AID比特被设置的子块位置的位图。子块位图字段可表示指示在子 块中AID位置的位图。
[0110] 图8为显示数据传输/接收方法的实施例的流程图。
[0111] 参照图8,接入点(AP)可按照广播的方式传输包含TIM IE的信标帧。以节电模式 (PSM)运行的终端(STA)可在信标周期的间隔被唤醒并可接收信标帧,在信标周期中DHM计 数变为0。终端(STA)配置为,当包含在接收的信标帧中的??Μ中对应其AID的比特被设置为 "1"时,传输省电轮询(PS-Po 11)帧至AP,从而通知AP终端(STA)准备接收数据。一旦接收到 PS-Po 11帧,AP可传输数据帧至相应的STA。
[0112] 在WLAN系统中,通信实体(即接入点、终端等)基于载波检测多址接入(CSM)/碰撞 避免(CA)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。
[0113] 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。
[0114] 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。
[0115] 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。
[0116]由于无线信道
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