СПОСОБ ДИНАМИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ КАНАЛА В СИСТЕМЕ БЕСПРОВОДНОЙ LAN И СООТВЕТСТВУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
METHOD OF DYNAMIC CONTROLLING CHANNEL IN WIRELESS LAN SYSTEM AND APPROPRIATE DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
[1] Нижеследующее описание относится к системе беспроводной связи и, в частности, к способу и устройству динамического контроля канала в системе беспроводной LAN.
Уровень техники
[2] В связи с развитием технологии передачи информации, были разработаны различные технологии беспроводной связи. Из перечня таких технологий, WLAN является технологией, которая позволяет осуществлять беспроводной доступ к интернету дома, на работе или в конкретных зонах предоставления услуг с использованием мобильного терминала, например, карманного персонального компьютера (PDA), портативного компьютера и портативного мультимедийного проигрывателя (PMP), на основе радиочастотной технологии.
[3] Для преодоления ограничений скорости связи, которое считается слабым местом WLAN, последние технические стандарты предусматривают систему, способную повысить скорость и надежность сети, в то же время расширяя зону покрытия беспроводной сети. Например, IEEE 802.11n поддерживает высокую пропускную способность (HT) с максимальной скоростью обработки данных 540 мбит/с. Кроме того, предложена технология множественных входов и множественных выходов (MIMO), где применяются множественные антенны для передатчика и приемника для минимизации ошибок передачи и для оптимизации скорости передачи данных.
Раскрытие
Техническая задача
[4] Рассматривается технология межмашинной (M2M) связи как технология связи нового поколения. В системах WLAN IEEE 802.11, разрабатывается IEEE 802.11ah как технический стандарт для M2M-связи. Для M2M-связи, можно рассматривать сценарий передачи и приема время от времени малого объема данных с низкой скоростью в окружении, где присутствует большое количество устройств.
[5] Задачей настоящего изобретения является обеспечение новой схемы отсрочки передачи, включающей в себя операцию определения, занята или не занята беспроводная среда (WM), путем применения надлежащего параметра согласно ситуации.
[6] Технические проблемы, разрешаемые настоящим изобретением, не ограничиваются вышеперечисленными техническими проблемами, и специалисты в данной области техники могут понять другие технические проблемы из нижеследующего описания.
Техническое решение
[7] Для осуществления задачи настоящего изобретения, предусмотрен способ осуществления оценки незанятости каналов (CCA) станцией (STA) в системе беспроводной LAN, причем способ включает в себя: прием, посредством физического уровня (PHY) STA, примитив запроса, включающий в себя параметр, указывающий тип уровня CCA, от верхнего уровня; и определение, регистрируется ли сигнал, больший или равный набору порогов CCA, на основании значения параметра, причем параметр устанавливается равным первому типу уровня CCA для передачи блока данных, имеющего ширину канала, большую или равную первой ширине канала, причем параметр устанавливается равным второму типу уровня CCA для передачи блока данных, имеющего ширину канала, большую или равную второй ширине канала, причем вторая ширина канала больше первой ширины канала, причем второй набор порогов CCA для второго типа уровня CCA выше первого набора порогов CCA для первого типа уровня CCA.
[8] Для осуществления другой задачи настоящего изобретения, предусмотрена STA, осуществляющая CCA в системе беспроводной LAN, включающий в себя: модуль физического уровня; и модуль верхнего уровня. Модуль физического уровня может быть выполнен с возможностью приема примитива запроса, включающего в себя параметр, указывающий тип уровня CCA, от верхнего уровня, и определения, регистрируется ли сигнал, больший или равный набору порогов CCA, на основании значения параметра. Параметр может устанавливаться на первый тип уровня CCA для передачи блока данных, имеющего ширину канала, большую или равную первой ширине канала. Параметр может устанавливаться на второй тип уровня CCA для передачи блока данных, имеющего ширину канала, большую или равную второй ширине канала. Вторая ширина канала может превышать первую ширину канала, и второй набор порогов CCA для второго типа уровня CCA может превышать первый набор порогов CCA для первого типа уровня CCA.
[9] Нижеследующее может применяться к вариантам осуществления настоящего изобретения.
[10] Когда параметр установлен равным первому типу уровня CCA, примитив указания CCA, включающий в себя информацию, указывающую, что среда занята, может передаваться от физического уровня на верхний уровень, когда регистрируется сигнал, больший или равный первому порогу CCA, и примитив указания CCA, включающий в себя информацию, указывающую, что среда не занята, может передаваться от физического уровня на верхний уровень, когда сигнал, больший или равный первому порогу CCA, не регистрируется.
[11] Когда параметр установлен равным второму типу уровня CCA, примитив указания CCA, включающий в себя информацию, указывающую, что среда занята, может передаваться от физического уровня на верхний уровень, когда сигнал, больший или равный второму порогу CCA, регистрируется, и примитив указания CCA, включающий в себя информацию, указывающую, что среда не занята, может передаваться от физического уровня на верхний уровень, когда сигнал, больший или равный второму порогу CCA, не регистрируется.
[12] Первый процесс отсрочки передачи может осуществляться на первом первичном канале, ширина канала которого меньше первой ширины канала, с использованием первых условий CCA, включающих в себя первый порог CCA, когда параметр установлен равным первому типу уровня CCA. Второй процесс отсрочки передачи может осуществляться на втором первичном канале, ширина канала которого меньше второй ширины канала с использованием вторых условий CCA, включающих в себя второй порог CCA, когда параметр установлен равным второму типу уровня CCA.
[13] Значение таймера отсрочки передачи первого процесса отсрочки передачи может уменьшаться с каждым слотом отсрочки передачи, когда первый первичный канал не занят, и значение таймера отсрочки передачи второго процесса отсрочки передачи может уменьшаться с каждым слотом отсрочки передачи, когда второй первичный канал не занят.
[14] Блок данных, ширина канала которого больше или равна первой ширине канала, может передаваться, когда возможность передачи (TXOP) разрешена в результате первого процесса отсрочки передачи, и блок данных, ширина канала которого больше или равна второй ширине канала, может передаваться, когда TXOP разрешена в результате второго процесса отсрочки передачи.
[15] Разрешение TXOP в результате первого процесса отсрочки передачи может включать в себя достижение 0 значения таймера отсрочки передачи первого процесса отсрочки передачи, и разрешение TXOP в результате второго процесса отсрочки передачи может включать в себя достижение 0 значения таймера отсрочки передачи второго процесса отсрочки передачи.
[16] Передача блока данных, ширина канала которого больше или равна первой ширине канала, может осуществляться согласно состояниям незанятости одного или более вторичных каналов, когда TXOP разрешена в результате первого процесса отсрочки передачи. Передача блока данных, ширина канала которого больше или равна второй ширине канала, может осуществляться согласно состояниям незанятости одного или более вторичных каналов, когда TXOP разрешена в результате второго процесса отсрочки передачи.
[17] Когда TXOP разрешена в результате второго процесса отсрочки передачи, и один или более вторичных каналов занято, может осуществляться новый процесс отсрочки передачи.
[18] Первый порог CCA может быть равен A дБм, и второй порог CCA может быть равен A+3 дБм.
[19] Первая ширина канала может быть равна W МГц, 2W МГц, 4W МГц или 8W МГц, и вторая ширина канала может быть равна 2W МГц, 4W МГц или 8W МГц.
[20] Примитив запроса может быть примитивом PHY-CONFIG.request.
[21] Примитив PHY-CONFIG.confirm может передаваться от физического уровня на верхний уровень в ответ на примитив PHY-CONFIG.request.
[22] Блоки данных могут представлять собой PPDU (блоки пакетных данных протокола конвергенции физического уровня (PLCP)).
[23] Следует понимать, что вышеприведенное общее описание и нижеследующее подробное описание являются лишь иллюстрацией изобретения и призваны обеспечивать обзор или основу для понимания природы и характера заявленного изобретения.
Положительные результаты изобретения
[24] Согласно настоящему изобретению, можно обеспечивать новые способ и устройство отсрочки передачи, включающие в себя операцию определения, занята или не занята беспроводная среда (WM), путем применения надлежащего параметра.
[25] Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что результаты, которых можно добиться посредством настоящего изобретения, не ограничиваются конкретно описанными выше, и другие преимущества настоящего изобретения будут отчетливо понятны из нижеследующего подробного описания.
Описание чертежей
[26] Прилагаемые чертежи, которые включены для обеспечения дополнительного понимания настоящего изобретения, демонстрируют различные варианты осуществления настоящего изобретения и, совместно с описаниями в этом описании изобретения, служат для объяснения принципа изобретения.
[27] Фиг. 1 – схема, демонстрирующая иллюстративную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение.
[28] Фиг. 2 - схема, демонстрирующая другую иллюстративную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение.
[29] Фиг. 3 – схема, демонстрирующая еще одну иллюстративную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение.
[30] Фиг. 4 – схема, демонстрирующая иллюстративную структуру системы WLAN.
[31] Фиг. 5 демонстрирует процесс установления линии связи в системе WLAN.
[32] Фиг. 6 демонстрирует процесс отсрочки передачи.
[33] Фиг. 7 демонстрирует скрытый узел и открытый узел.
[34] Фиг. 8 демонстрирует RTS и CTS.
[35] Фиг. 9 демонстрирует операцию управления мощностью.
[36] Фиг. 10-12 подробно иллюстрируют операции станции (STA), принявшей TIM.
[37] Фиг. 13 демонстрирует AID на групповой основе.
[38] Фиг. 14 демонстрирует иллюстративную структуру кадра, используемую в IEEE 802.11.
[39] Фиг. 15 демонстрирует иллюстративный формат 1 МГц S1G.
[40] Фиг. 16 демонстрирует иллюстративный короткий формат S1G более 2 МГц.
[41] Фиг. 17 демонстрирует иллюстративный длинный формат S1G более 2 МГц.
[42] Фиг. 18 демонстрирует иллюстративный формат элемента операции S1G.
[43] Фиг. 19 демонстрирует соотношение между первичным каналом и вторичным каналом.
[44] Фиг. 20 демонстрирует иллюстративный процесс отсрочки передачи STA.
[45] Фиг. 21 демонстрирует иллюстративный процесс отсрочки передачи STA согласно настоящему изобретению.
[46] Фиг. 22 – блок-схема, поясняющая операцию передачи с использованием не-непрерывного канала.
[47] Фиг. 23 демонстрирует каналы, доступные для системы беспроводной LAN на 5 ГГц.
[48] Фиг. 24 демонстрирует схему CCA согласно примеру настоящего изобретения.
[49] Фиг. 25 демонстрирует схему CCA согласно дополнительному примеру настоящего изобретения.
[50] Фиг. 26 демонстрирует пример операции CCA согласно типу CCA.
[51] Фиг. 27 демонстрирует другой пример операции CCA согласно типу CCA.
[52] Фиг. 28 демонстрирует другой пример операции CCA согласно типу CCA.
[53] Фиг. 29 демонстрирует иллюстративный способ CCA согласно настоящему изобретению.
[54] Фиг. 30 – блок-схема беспроводного устройства согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Предпочтительные варианты осуществления
[55] Перейдем к подробному рассмотрению иллюстративных вариантов осуществления настоящего изобретения, примеры которых представлены в прилагаемых чертежах. Подробное описание, приведенное ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, призвано пояснять иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения, а не представлять все варианты осуществления, которые можно реализовать согласно изобретению. Нижеследующее подробное описание включает в себя конкретные детали для обеспечения полного понимания настоящего изобретения. Однако специалистам в данной области очевидно, что настоящее изобретение можно осуществлять на практике без таких конкретных деталей.
[56] Описанные ниже варианты осуществления построены путем комбинирования элементов и признаков настоящего изобретения в заранее определенной форме. Элементы или признаки можно рассматривать выборочно, если явно не указано обратное. Каждый из элементов или признаков можно реализовать, не комбинируя его с другими элементами. Кроме того, некоторые элементы и/или признаки можно комбинировать для конфигурирования варианта осуществления настоящего изобретения. Последовательность операций, рассмотренную в вариантах осуществления настоящего изобретения, может изменяться. Некоторые элементы или признаки одного варианта осуществления также могут быть включены в другой вариант осуществления или могут быть заменены соответствующими элементами или признаками другого варианта осуществления.
[57] Конкретные термины используются в нижеследующем описании для лучшего понимания настоящего изобретения. Такие конкретные термины могут принимать другие формы в пределах технического объема или сущности настоящего изобретения.
[58] В ряде случаев, общеизвестные структуры и устройства опущены во избежание затемнения принципов настоящего изобретения, и важные функции структур и устройств могут быть, в основном, проиллюстрированы в форме блок-схем.
[59] Иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения опираются на документы стандартов, раскрытые для, по меньшей мере, одной из системы Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) 802, системы проекта партнерства третьего поколения (3GPP), системы проекта долгосрочного развития систем связи 3GPP (LTE), системы LTE-Advanced (LTE-A) и системы 3GPP2, которые являются системами беспроводного доступа. Таким образом, этапы или части, которые не описаны для наглядного выявления технической сущности настоящего изобретения в вариантах осуществления настоящего изобретения, могут поддерживаться вышеупомянутыми документами. Вся используемая здесь терминология может поддерживаться, по меньшей мере, одним из вышеупомянутых документов.
[60] Нижеследующие варианты осуществления настоящего изобретения можно применять к различным технологиям беспроводного доступа, например, CDMA (множественный доступ с кодовым разделением), FDMA (множественный доступ с частотным разделением), TDMA (множественного доступа с временным разделением), OFDMA (множественный доступ с ортогональным частотным разделением) и SC-FDMA (множественный доступ с частотным разделением с одной несущей). CDMA можно реализовать посредством технологии радиосвязи, например UTRA (универсальный наземный радиодоступ) или CDMA2000. TDMA можно реализовать посредством технологии радиосвязи например GSM (глобальной системы мобильной связи)/GPRS (общей радиослужбы пакетной передачи)/EDGE (повышенные скорости передачи данных развития GSM). OFDMA можно реализовать посредством технологии радиосвязи например, IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802.20, и E-UTRA (усовершенствованный UTRA). Для наглядности, нижеследующее описание, в основном, посвящено системам IEEE 802.11, но технические признаки настоящего изобретения этим не ограничиваются.
[61] Структура системы WLAN
[62] На фиг. 1 показана схема, демонстрирующая иллюстративную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение.
[63] Структура системы IEEE 802.11 может включать в себя множество компонентов. WLAN, которая поддерживает транспарентную мобильность станции (STA) для верхнего уровня может обеспечиваться взаимодействием компонентов. Базовый набор служб (BSS) может соответствовать базовому компонентному блоку в IEEE 802.11 LAN. На фиг. 1 показано два BSS (BSS1 и BSS2), и каждый из BSS включает в себя две STA в качестве своих членов (т.е. STA1 и STA2 включены в BSS1, и STA3 и STA4 включены в BSS2). На фиг. 1, эллипс, указывающий каждый BSS, можно рассматривать как зону покрытия, в которой STA, включенные в BSS, поддерживают связь. Эта зона может именоваться базовой зоной обслуживания (BSA). Если STA перемещается за пределы BSA, STA не может непосредственно осуществлять связь с другими станциями (STA) в BSA.
[64] В LAN IEEE 802.11, наиболее распространенным типом BSS является независимый BSS (IBSS). Например, IBSS может иметь минимальную форму состоящую только из двух STA. BSS (BSS1 или BSS2), показанный на фиг. 1, который является простейшей формой и в котором другие компоненты опущены, может соответствовать типичному примеру IBSS. Такая конфигурация возможна, когда станции (STA) могут непосредственно осуществлять связь друг с другом. Такой тип LAN можно конфигурировать по необходимости, а не предварительно планировать. Эта сеть может именоваться сетью прямого подключения.
[65] Отношения членства станции (STA) в BSS могут динамически изменяться в зависимости от того, включена или выключена STA, и от того, входит ли STA в зону BSS или покидает ее. STA может использовать процесс синхронизации для вступления в BSS. Для осуществления доступа ко всем службам инфраструктуры BSS, STA должна ассоциироваться с BSS. Такая ассоциация может устанавливаться динамически и может предусматривать использование службы системы распространения (DSS).
[66] На фиг. 2 показана схема, демонстрирующая другую иллюстративную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение. Согласно фиг. 2, в структуру, показанную на фиг. 1, добавлены следующие компоненты: система распространения (DS), среда системы распространения (DSM) и точка доступа (AP).
[67] Прямое расстояние между STA в LAN может ограничиваться производительностью физического уровня (PHY). В ряде случаев, такого ограниченного расстояния может быть достаточно для осуществления связи. Однако, в других случаях, может потребоваться связь между станциями (STA) на большом расстоянии. DS можно конфигурировать для поддержки расширенного покрытия.
[68] DS представляет собой структуру, в которой BSS соединены друг с другом. В частности, BSS может быть выполнен как компонент расширенной формы сети, включающий в себя множество BSS, а не независимый компонент, как показано на фиг. 1.
[69] DS является логическим понятием и может задаваться характеристиками DSM. В связи с этим, беспроводная среда (WM) и DSM логически отличаются друг от друга в IEEE 802.11. Соответствующие логические среды используются для различных целей и используются различными компонентами. Согласно IEEE 802.11, такие среды не ограничиваются одной и той же или разными средами. Гибкость архитектуры LAN IEEE 802.11 (архитектуры DS или других сетевых архитектур) можно объяснить тем, что множественные среды логически отличаются друг от друга. Таким образом, архитектура LAN IEEE 802.11 может быть реализована по-разному и может независимо задаваться физическим свойством каждой реализации.
[70] DS может поддерживать мобильные устройства за счет обеспечения неразрывной интеграции множественных BSS и обеспечения логических служб, необходимых для манипулирования адресом назначения.
[71] AP представляет собой объект, который позволяет ассоциированным станциям (STA) осуществлять доступ к DS через WM и которая имеет функциональные возможности STA. Данные могут перемещаться между BSS и DS через AP. Например, STA2 и STA3, показанные на фиг. 2, имеют функциональные возможности STA и обеспечивают функцию предписания ассоциированным станциям (STA) (STA1 и STA4) осуществлять доступ к DS. Кроме того, поскольку все AP соответствуют, в основном, станциям (STA), все AP являются адресуемыми объектами. Адрес, используемый AP (точкой доступа) для осуществления связи на WM, не обязан быть идентичным адресу, используемым AP для осуществления связи на DSM.
[72] Данные, передаваемые от одной из станций (STA), ассоциированных с AP, на STA-адрес AP, всегда могут приниматься неуправляемым портом и могут обрабатываться объектом доступа к порту IEEE 802.1X. Если управляемый порт аутентифицирован, данные (или кадры) передачи могут передаваться на DS.
[73] На фиг. 3 показана схема, демонстрирующая еще одну иллюстративную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение. Помимо структуры, показанной на фиг. 2, фиг. 3 в обобщенном виде демонстрирует расширенный набор служб (ESS) для обеспечения широкого покрытия.
[74] Беспроводная сеть произвольного размера и сложности может быть образована DS и BSS. В системе IEEE 802.11 сеть этого типа именуется сетью ESS. ESS может соответствовать набору BSS, подключенных к одной DS. Однако ESS не включает в себя DS. Сеть ESS отличается тем, что на уровне управления логическим соединением (LLC) сеть ESS рассматривается как сеть IBSS. Станции (STA), входящие в состав ESS, могут осуществлять связь друг с другом, и, на уровне LLC, мобильные STA могут транспарентно переходить из одного BSS в другой BSS (в одном и том же ESS) в LLC.
[75] В отношении относительных физических положений BSS на фиг. 3, IEEE 802.11 не предусматривает никакого размещения, и возможны все нижеследующие размещения. BSS могут частично перекрываться, и эта форма, в общем случае, используется для обеспечения непрерывного покрытия. Кроме того, BSS могут физически не соединяться, и расстояние между BSS не имеет логических ограничений. BSS могут находиться в одной и той же физической позиции, и это позиционное размещение может быть принято для обеспечения избыточности. Один (или, по меньшей мере, один) IBSS или сеть ESS может физически присутствовать в том же месте, что и окна (или, по меньшей мере, одна) сеть ESS. Это может соответствовать форме сети ESS в случае, когда сеть прямого подключения работает в положении, где присутствует сеть ESS, в случае, когда разные организации сетей IEEE 802.11 физически перекрываются, или в случае, когда в одном и том же месте необходимы две или более разные политики доступа и безопасности.
[76] На фиг. 4 показана схема, демонстрирующая иллюстративную структуру системы WLAN. На Фиг. 4 показан пример инфраструктуры BSS, включающей в себя DS.
[77] В примере, приведенном на фиг. 4, BSS1 и BSS2 составляют ESS. В системе WLAN, STA является устройством, работающим согласно предписанию IEEE 802.11 в отношении MAC (уровня управления доступом к среде)/PHY (физического уровня). Станции (STA) включают в себя станции AP-STA и станции не-AP-STA. Не-AP STA соответствуют таким устройствам, как портативные компьютеры или мобильные телефоны, которыми, в общем случае, непосредственно распоряжаются пользователями. В примере, приведенном на фиг. 4, STA 1, STA 3 и STA 4 соответствуют не-AP STA, и STA 2 и STA 5 соответствуют AP STA.
[78] В нижеследующем описании, не-AP STA может именоваться терминалом, беспроводным приемопередающим блоком (WTRU), пользовательским оборудованием (UE), мобильной станцией (MS), мобильным терминалом или мобильной абонентской станцией (MSS). AP это понятие, соответствующее базовой станции (BS), Node-B, усовершенствованному Node-B (e-NB), базовой приемопередающей системе (BTS), или фемто-BS в других областях беспроводной связи.
[79] Многоуровневая структура
[80] Работу STA в системе беспроводной LAN можно описать применительно к многоуровневой структуре. Многоуровневая структура в конфигурации устройства может быть реализована процессором. Например, процессор устройства STA, которое будет описано ниже, может включать в себя множество уровневых модулей, соответствующих множеству уровневых структур, которые будут описаны ниже. Например, процессор может включать в себя модуль физического (PHY) уровня и модуль верхнего уровня (например, MAC). Приемопередатчик устройства STA может быть выполнен с возможностью выполнения всех или некоторых функций уровня PHY из множества уровней, которые будут описаны ниже, и процессор может быть выполнен с возможностью выполнения всех или некоторых (других) функций уровня PHY и/или всех или некоторых функций верхнего уровня (например, уровня MAC), чем уровень PHY.
[81] Например, в документе стандарта 802.11 в основном описан подуровень MAC и физический (PHY) уровень на канальном уровне (DLL). Уровень PHY может включать в себя объект PLCP (процедуры конвергенции физического уровня), объект PMD (зависимого от физической среды) и пр. Подуровень MAC и уровень PHY соответственно включают в себя объекты управления, которые, соответственно, именуются MLME (объектом управления подуровня MAC) и PLME (объект управления физического уровня). Эти объекты обеспечивают интерфейс службы уровневого управления, через который действует функция уровневого управления.
[82] Для обеспечения точной работы MAC, на каждой STA присутствует SME (объект управления станции). SME является объектом, не зависящим от уровня, который присутствует в отдельной плоскости управления или может рассматриваться как сторонний. Хотя функции SME не описаны подробно в описании изобретения, SME можно рассматривать как выполняющий функции сбора зависящих от уровня статуй из различных уровневых объектов управления (LME), установления зависящих от уровня параметров на аналогичные значения и пр. SME может выполнять такие функции со стороны нормальных системных объектов управления и реализовать стандартный протокол управление, в целом.
[83] Вышеупомянутые объекты взаимодействуют различными способами. Например, объекты могут взаимодействовать, обмениваясь между собой примитивами GET/SET. Примитив означает набор элементов параметров, относящихся к конкретной цели. Примитив XX-GET.request используется для запрашивания значения данного атрибута MIB (информации атрибута на основе информации управления). Примитив XX-GET.confirm используется для возврата надлежащего значения информации атрибута MIB в случае статуса “успех” и для возврата указания ошибки в поле статуса в противном случае. Примитив XX-SET.request используется для запрашивания присвоения указанному атрибуту MIB данного значения. Когда атрибут MIB относится к конкретной операции, это представляет запрос выполнения операции. Примитив XX-SET.confirm используется для подтверждения присвоения указанному атрибуту MIB запрашиваемого значение в случае статуса “успех” и для возврата состояния ошибки в поле статуса в противном случае. Когда атрибут MIB относится к конкретной операции, это подтверждает осуществление соответствующей операции.
[84] Кроме того, MLME и SME могут обмениваться между собой различными примитивами MLME_GET/SET через MLME_SAP (обслуживающую точку доступа). Кроме того, PLME и SME могут обмениваться между собой различными примитивами PLME_GET/SET через PLME_SAP, а между MLME и PLME – через MLME-PLME_SAP.
[85] Процесс установления линии связи
[86] Фиг. 5 демонстрирует общий процесс установления линии связи.
[87] Для установления линии связи в отношении сети и передачи/приема данных по сети, STA должна осуществлять обнаружение и аутентификацию сети, устанавливать ассоциацию и осуществлять процедуру аутентификации для безопасности. Процесс установления линии связи также могут именоваться процессом инициирования сеанса или процессом установления сеанса. Кроме того, этапы обнаружения, аутентификации, ассоциирования и настройки безопасности в процессе установления линии связи можно совместно называть этапом ассоциирования в общем смысле.
[88] Далее, иллюстративный процесс установления линии связи будет описан со ссылкой на фиг. 5.
[89] На этапе S510, STA может осуществлять операцию обнаружение сети. Операция обнаружения сети может включать в себя операцию сканирования станции (STA). Таким образом, станции STA нужно искать доступную сеть для осуществления доступа к сети. Станции STA нужно идентифицировать совместимую сеть, прежде чем подключиться к беспроводной сети. Процесс идентификации сети, содержащейся в конкретном районе, именуется здесь сканированием.
[90] Операция сканирования подразделяется на активное сканирование и пассивное сканирование.
[91] На фиг. 5 показан пример операции обнаружения сети, включающей в себя процесс активного сканирования. В случае активного сканирования, STA, выполненная с возможностью осуществлять сканирование, передает кадр пробного запроса и ожидает ответа на кадр пробного запроса, для переключения между каналами и поиск близлежащих AP. Ответчик передает кадр пробного ответа на STA, передавшую кадр пробного запроса, в ответ на кадр пробного запроса. При этом ответчиком может быть последняя STA, передавшая кадр маяка в BSS сканированного канала. В BSS, AP передает кадр маяка, и, таким образом AP играет роль ответчика. В IBSS, станции (STA) в IBSS по очереди передают кадр маяка, и, таким образом, ответчик не является фиксированным. Например, STA, передавшая кадр пробного запроса на канале #1 и принявшая кадр пробного ответа на канале #1, может сохранять информацию, относящуюся к BSS, которая содержится в принятом кадре пробного ответа и переходить к следующему каналу (например, каналу #2) для осуществления сканирования (т.е. передачи/приема пробного запроса/ответа на канале #2) таким же образом.
[92] Хотя это не показано на фиг. 5, сканирование может осуществляться в режиме пассивное сканирование. При осуществлении операции пассивного сканирования, STA, чтобы осуществлять сканирование, ожидает кадра маяка, переходя с одного канала на другой. Кадр маяка, который является одним из кадров управления в IEEE 802.11, периодически передается для информирования о наличии беспроводной сети и позволяет STA, осуществляющей сканирование, находить беспроводную сеть и участвовать в беспроводной сети. В BSS, AP периодически передает кадр маяка. В IBSS, станции (STA) из IBSS по очереди передают кадр маяка. Когда STA, осуществляющая сканирование, принимает кадр маяка, STA сохраняет информацию о BSS, содержащуюся в кадре маяка, и переходит к следующему каналу. Таким образом, STA записывает информацию кадра маяка, принятую на каждом канале. Приняв кадр маяка, STA, сохраняет информацию, относящуюся к BSS, содержащуюся в принятом кадре маяка, и затем переходит к следующему каналу и осуществляет сканирование вышеописанным образом.
[93] Если сравнивать активное сканирование и пассивное сканирование, активное сканирование имеет преимущество перед пассивным сканированием в отношении задержки и энергопотребления.
[94] Когда STA обнаруживает сеть, STA может осуществлять аутентификацию на этапе S520. Этот процесс аутентификации может именоваться первой аутентификацией, которая явно отличается от операции настройки безопасности, осуществляемой на этапе S540, который будет описан ниже.
[95] Процесс аутентификации может включать в себя передачу, посредством STA, кадра запроса аутентификации на AP и передачу, посредством AP, кадра ответа аутентификации на STA в ответ на кадр запроса аутентификации. Кадр аутентификации, используемый в передаче запроса/ответа аутентификации, может соответствовать кадру управления.
[96] Кадр аутентификации может содержать информацию о номере алгоритма аутентификации, порядковом номере транзакции аутентификации, коде статуса, тексте вызова, сети повышенной безопасности (RSN), конечной циклической группе и т.д. Эта информация, которая является примером информации, которая может содержаться в кадре запроса/ответа аутентификации, может быть заменена другой информацией или включать в себя дополнительную информацию.
[97] STA может передавать кадр запроса аутентификации на AP. AP может определять, аутентифицировать ли STA, на основании информации, содержащейся в принятом кадре запроса аутентификации. AP может сообщать результат аутентификации на STA в кадре ответа аутентификации.
[98] После успешной аутентификации STA, на этапе S530 может проводиться процесс ассоциирования. Процесс ассоциирования может включать в себя этапы передачи, посредством STA, кадра запроса ассоциирования на AP и, в ответ, передачи, посредством AP, кадра ответа ассоциирования на STA.
[99] Например, кадр запроса ассоциирования может включать в себя информацию, связанную с различными возможностями, интервал прослушивания маяка, идентификатор набора служб (SSID), поддерживаемые скорости, поддерживаемые каналы, RSN, область мобильности, поддерживаемые классы работы, широковещательный запрос карты указания трафика (TIM), служебные возможности взаимодействия, и т.д.
[100] Например, кадр ответа ассоциирования может включать в себя информацию, связанную с различными возможностями, код статуса, идентификатор ассоциации (AID), поддерживаемые скорости, набор параметров расширенного распределенного доступа к каналу (EDCA), индикатор отношения сигнал-шум принятого сигнала (RSNI), область мобильности, интервал перерыва (время возврата ассоциации), параметр сканирования наложения BSS, ответ на широковещательный запрос TIM, карту QoS, и т.д.
[101] Вышеупомянутая информация, которая соответствует некоторым частям информации, которые могут содержаться в кадре запроса/ответа ассоциирования, может быть заменена другой информацией или включать в себя дополнительную информацию.
[102] После успешного ассоциирования STA с сетью, на этапе S540 может осуществляться процесс настройки безопасности. Процесс настройки безопасности, осуществляемый на этапе S540, может именоваться процессом аутентификации на основании запроса/ответа ассоциации сети повышенной безопасности (RSNA). Процесс аутентификации, осуществляемый на этапе S520, может именоваться первым процессом аутентификации, и процесс настройки безопасности, осуществляемый на этапе S540 может именоваться просто процессом аутентификации.
[103] Процесс настройки безопасности, осуществляемый на этапе S540, может включать в себя, например, процесс осуществления установления личного ключа на основании 4-стороннего квитирования посредством кадра расширяемого протокола аутентификации по LAN (EAPOL). Кроме того, процесс настройки безопасности может осуществляться с использованием другой схемы безопасности, не заданной в стандартах IEEE 802.11.
[104] Развитие WLAN
[105] Стандарты WLAN IEEE 802.11 обеспечивают скорость передачи 11 Мбит/с (IEEE 802.11b) или 54 Мбит/с (IEEE 802.11a) с использованием нелицензированной полосы на частоте 2.4 ГГц или 5 ГГц. IEEE 802.11g обеспечивает скорость передачи 54 Мбит/с с использованием OFDM на частоте 2.4 ГГц.
[106] Для преодоления ограничения скорости связи WLAN, недавно был установлен IEEE 802.11n в качестве стандарта связи. IEEE 802.11n призван повышать скорость и надежность сети, а также расширять зону покрытия беспроводной сети. В частности, IEEE 802.11n поддерживает высокую пропускную способность (HT) при максимальной скорости обработки данных 540 Мбит/с, и основан на технологии множественных входов и множественных выходов (MIMO) в которой множественные антенны используются на передатчике и на приемнике. Таким образом, IEEE 802.11n обеспечивает скорость передачи 300 Мбит/с для 4 пространственных потока с использованием MIMO-OFDM. IEEE 802.11n поддерживает полосу канала до 40 МГц. В этом случае обеспечивается скорость передачи 600 Мбит/с.
[107] С распространением технологии WLAN и диверсификацией применений WLAN, возникла необходимость в разработке новой системы WLAN, способной поддерживать более высокую пропускную способность, чем скорость обработки данных, поддерживаемая стандартом IEEE 802.11n. Система WLAN нового поколения для поддержки очень высокой пропускной способности (VHT) является следующей версией (например, IEEE 802.11ac) системы WLAN IEEE 802.11n и является одной из IEEE 802.11 систем WLAN, недавно предложенных для поддержки скорости обработки данных, большей или равной 1 Гбит/с на обслуживающей точке доступа MAC (MAC SAP). Для этого, системы VHT обеспечивают полосу канала 80 МГц или 160 МГц и до 8 пространственных потоков. В случае реализации полосы канала 160 МГц, 8 пространственных потоков, 256 QAM (квадратурной амплитудной модуляции) и короткого защитного интервала (короткого GI), обеспечивается скорость передачи до 6.9 Гбит/с.
[108] Для эффективного использования радиочастотного канала, система WLAN нового поколения поддерживает многопользовательскую схему передачи с множественными входами и множественными выходами (MU-MIMO), в которой множество станций (STA) может одновременно осуществлять доступ к каналу. В соответствии со схемой передачи MU-MIMO, AP может одновременно передавать пакеты на, по меньшей мере, одну сопряженную с MIMO STA.
[109] Кроме того, рассматривается технология для поддержки операций системы WLAN в свободном частотном диапазоне. Например, технология для внедрения системы WLAN в частотный диапазон, свободный от телевизионного сигнала (TV WS), например, полосу частот (например, полосу от 54 МГц до 698 МГц), оставшуюся незанятой вследствие перехода с аналогового телевидения к цифровому телевидению, рассмотрена в рамках стандарта IEEE 802.11af. Однако это просто иллюстративный пример, и свободный частотный диапазон можно рассматривать как лицензированную полосу, которую, в основном, использует лицензированный пользователь. Лицензированный пользователь это пользователь, которому разрешено использовать лицензированную полосу, и также может именоваться лицензированным устройством, основным пользователем, ответственным пользователем и т.п.
[110] Например, AP и/или STA, работающая в свободном частотном диапазоне (WS), должна обеспечивать функцию защиты лицензированного пользователя. Например, в случае, когда лицензированный пользователь, например микрофон, уже использует конкретный канал WS, который находится в полосе частот, разделенной согласно предписанию иметь конкретную ширину полосы в полосе WS, AP и/или STA не разрешено использовать полосу частот, соответствующую каналу WS, для защиты лицензированного пользователя. Кроме того, AP и/или STA должна прекратить использование полосы частот для передачи и/или приема текущего кадра, когда лицензированный пользователь использует эту полосу частот.
[111] Соответственно, AP и/или STA нужно предварительно проверить, возможно ли использование конкретной полосы частот в полосе WS, а именно, работает ли лицензированный пользователь в полосе частот. Проверка, работает ли лицензированный пользователь в конкретной полосе частот, именуется контролем спектра. В качестве механизмов контроля спектра используются схема обнаружения энергии, схема обнаружения сигнатуры и пр. AP и/или STA может определить, что лицензированный пользователь использует конкретную полосу частот, если интенсивность принятого сигнала превышает заранее определенное значение, или при обнаружении преамбулы DTV.
[112] Технология межмашинной (M2M) связи рассмотрена как технология связи нового поколения. Также разрабатывается технический стандарт IEEE 802.11ah для поддержки M2M-связи в системе WLAN IEEE 802.11. M2M-связь, которая представляет схему связи с участием одной или более машин, также может именоваться связью машинного типа (MTC) или межмашинной (M2M) связью. При этом машина может представлять объект, который не требует непосредственной манипуляции или вмешательства пользователя. Например, не только счетчик или торговый автомат, оборудованный модулем беспроводной связи, но и пользовательское оборудование, например, смартфон, способный осуществлять связь, автоматически осуществляя доступ к сети без манипуляции/вмешательства со стороны пользователя, может быть примером машин. M2M-связь может включать в себя связь между двумя устройствами (D2D) и связь между устройством и сервером приложений. В качестве примеров связи между устройством и сервером приложений можно указать: связь между торговым автоматом и сервером приложений, связь между устройством торговой точки (POS) и сервером приложений и связь между электрическим счетчиком, газовым счетчиком или водяным счетчиком и сервером приложений. Приложения на основе M2M-связи могут включать в себя приложения безопасности, транспортировки и здравоохранения. Рассматривая характеристики вышеупомянутых примеров приложений, M2M-связь должна поддерживать нерегулярную/ый передачу/прием малого объема данных с низкой скоростью в окружении, включающем в себя большое количество устройств.
[113] В частности, M2M-связь должна поддерживать большое количество станций (STA). Хотя современная система WLAN предполагает, что одна AP ассоциирована с до 2007 станциями (STA), в отношении M2M-связи были рассмотрены различные способы поддержки других случаев, в которых гораздо больше станций (STA) (например, около 6000 станций (STA)) ассоциированы с одной AP. Кроме того, предполагается, что будет существовать много приложений, поддерживающих/требующих низкую скорость переноса в M2M-связи. Чтобы гладко поддерживать большое количество станций (STA), STA в системе WLAN может распознавать наличие или отсутствие данных, подлежащих передаче на них, на основании карты указания трафика (TIM), и рассматривалось несколько способов уменьшения размера битовой карты TIM. Кроме того, предполагается, что будет большой объем данных трафика, имеющих очень длинный интервал передачи/приема в M2M-связи. Например, в M2M-связи, очень малый объем данных, например, измерения электричества/газа/воды требуется передавать и принимать с большими интервалами (например, каждый месяц). Соответственно, были рассмотрены способы эффективной поддержки случая, когда очень малое количество станций (STA) имеет кадр данных для приема от AP в течение одного периода маяка, в то время как количество станций (STA), подлежащих ассоциированию с одной AP, возрастает в системе WLAN.
[114] Как описано выше, технология WLAN быстро развивается, и разрабатываются не только вышеупомянутые иллюстративные методы, но и другие методы непосредственного установления линии связи, повышения пропускной способности для медиапотока, поддержки высокоскоростного и/или крупномасштабного первоначального установления сеанса и поддержки увеличенной ширины полосы и рабочей частоты.
[115] Механизм доступа к среде
[116] В системе WLAN на основе IEEE 802.11, базовым механизмом доступа уровня управления доступом к среде (MAC) является механизм множественного доступа с контролем несущей и предотвращением конфликтов (CSMA/CA). Механизм CSMA/CA, который также называется функцией распределенного координирования (DCF) MAC IEEE 802.11, в основном, применяет механизм доступа "с прослушиванием перед разговором". В соответствии с этим механизмом доступа, AP и/или STA может осуществлять оценка незанятости каналов (CCA), состоящую в контроле радиочастотного канала или среды в течение заранее определенного интервала времени (например, межкадрового промежутка DCF (DIFS)), до передачи данных. Когда в ходе контроля установлено, что среда находится в состоянии незанятости, начинается передача кадра через среду. С другой стороны, когда в ходе контроля установлено, что среда находится в занятом состоянии, AP и/или STA не начинает передачу, но устанавливает время задержки (например, период случайного отсрочки передачи) для доступа к среде, и пытается осуществлять передачу кадра, выждав в течение периода. Применение периода случайного отсрочки передачи основано на предположении, что множественные станции (STA) будут выжидать разное время, прежде чем попытаться начать передачу кадра, что приведет к минимизации конфликтов.
[117] Кроме того, протокол MAC IEEE 802.11 обеспечивает функцию гибридного координирования (HCF). HCF основана на DCF и функции точечного координирования (PCF). PCF относится к схеме синхронного доступа на основе опроса, в которой периодически выполняется опрос, чтобы все приемные AP и/или STA могли принять кадр данных. Кроме того, HCF включает в себя расширенный распределенный доступ к каналу (EDCA) и управляемый доступ к каналу HCF (HCCA). EDCA достигается, когда схема доступа, предоставляемая множественным пользователям поставщиком, основана на состязании. HCCA достигается в бессостязательной схеме доступа к каналу, которая применяет механизм опроса. Кроме того, HCF включает в себя механизм доступа к среде для повышения качество обслуживания (QoS) WLAN и может передавать данные QoS в течение как периода состязания (CP), так и периода без состязания (CFP).
[118] Фиг. 6 демонстрирует процесс отсрочки передачи.
[119] Далее, со ссылкой на фиг. 6, будут описаны операции на основе периода случайного отсрочки передачи. Если среда переходит из состояния задействованности или занятости в состояние незанятости, несколько станций (STA) могут попытаться передать данные (или кадры). Согласно способу минимизации конфликтов, каждая STA выбирает счетчик случайного отсрочки передачи, ожидает в течение времени слота, соответствующего выбранному счетчику отсрочки передачи, и затем пытается начать передачу. Счетчик случайного отсрочки передачи имеет псевдослучайное целочисленное значение и может принимать значение в диапазоне от 0 до CW. При этом CW является значением параметра окна состязания. Хотя параметру CW присваивается начальное значение CWmin, начальное значение может удваиваться в случае неудачной передачи (например, если ACK кадра передачи не принят). Если значение параметра CW равно CWmax, CWmax поддерживается, пока передача данных не увенчается успехом, и одновременно можно пытаться передавать данные. В случае успешной передачи данных, значение параметра CW переустанавливается на CWmin. Предпочтительно, значения CW, CWmin и CWmax задаются равными 2n-1 (где n=0, 1, 2, …).
[120] С началом процесса случайного отсрочки передачи, STA непрерывно отслеживает среду, отсчитывая в обратном порядке слот отсрочки передачи согласно определенному значению счетчика отсрочки передачи. Если среда отслеживается как находящаяся в занятом состоянии, STA останавливает обратный отсчет и ожидает заранее определенное время. Если среда находится в состоянии незанятости, оставшийся обратный отсчет возобновляется.
[121] В примере, приведенном на фиг. 6, если пакет, который должна передать STA3, достигает MAC STA3, STA3 может подтвердить, что среда находится в состоянии незанятости в DIFS и сразу же передать кадр. Между тем, другие станции (STA) отслеживают состояние занятости среды и работают в дежурном режиме. В ходе работы STA3, каждая из STA1, STA2 и STA5 может иметь данные, подлежащие передаче. Если отслеживается состояние незанятости среды, каждая из STA1, STA2 и STA5 ожидает время DIFS и затем осуществляет обратный отсчет слота отсрочки передачи согласно выбранному ими значению счетчика случайного отсрочки передачи. В примере, приведенном на фиг. 6, STA2 выбирает наименьшее значение счетчика отсрочки передачи, и STA1 выбирает наибольшее значение счетчика отсрочки передачи. Таким образом, когда STA2 начинает передачу данных по завершении отсчета отсрочки передачи, оставшееся время отсрочки передачи STA5 короче, чем оставшееся время отсрочки передачи STA1. Каждая из STA1 и STA5 временно останавливает обратный отсчет и ожидает, пока STA2 занимает среду. Когда STA2 перестает занимать среду, и среда возвращается в состояние незанятости, каждая из STA1 и STA5 ожидает заранее определенное время DIFS, и начинает с начала отсчет отсрочки передачи. Таким образом, после слота оставшегося отсрочки передачи, в ходе обратного отсчета оставшегося времени отсрочки передачи, может начинаться передача кадра. Поскольку оставшееся время отсрочки передачи STA5 короче, чем у STA1, STA5 начинает передачу кадра. Между тем, STA4 может получать данные, подлежащие передаче, пока STA2 занимает среду. В этом случае, когда среда находится в состоянии незанятости, STA4 может ожидать время DIFS, осуществлять обратный отсчет согласно значению счетчика случайного отсрочки передачи, выбранному станцией STA4, и затем начинать передачу кадра. Фиг. 6 в порядке примера демонстрирует случай, когда оставшееся время отсрочки передачи STA5 случайно оказывается равным значению счетчика случайного отсрочки передачи STA4. В этом случае, между STA4 и STA5 может происходить конфликт. Если между STA4 и STA5 возникает конфликт, ни STA4, ни STA5 не принимает ACK, и, соответственно, передачи данных не происходит. В этом случае, каждая из STA4 и STA5 может удваивать значение CW, выбирать значение счетчика случайного отсрочки передачи и затем осуществлять обратный отсчет. Между тем, STA1 ожидает, пока среда находится в занятом состоянии вследствие передачи, осуществляемой STA4 и STA5. В этом случае, когда среда возвращается в состояние незанятости, STA1 ожидает время DIFS и затем начинает передачу кадра по истечении оставшегося времени отсрочки передачи.
[122] Операция контроля STA
[123] Как описано выше, механизм CSMA/CA включает в себя не только контроль физической несущей, посредством которого AP и/или STA непосредственно контролируют среду, но и контроль виртуальной несущей. Контроль виртуальной несущей осуществляется для решения некоторых проблем (например, проблемы скрытого узла), встречающихся при осуществлении доступа к среде. При контроле виртуальной несущей, MAC системы WLAN может использовать вектор сетевого выделения (NAV). Посредством значения NAV, AP и/или STA, которая использует среду или имеет право использовать среду, указывает, для другой AP и/или другой STA, оставшееся время, пока среда не станет доступной. Соответственно, значение NAV может соответствовать зарезервированному периоду, в течение которого AP и/или STA использует среду для передачи кадра. STA, принявшей значение NAV, доступ к среде может быть запрещен в течение соответствующего периода. Например, NAV можно задавать согласно значению поля длительности в заголовке MAC кадра.
[124] Для снижения вероятности такого конфликта был предложен надежный механизм обнаружения конфликтов. Далее, этот механизм будет описан со ссылкой на фиг. 7 и 8. Фактический диапазон контроля несущей может не быть идентичным диапазону передачи, но для простоты описания, предположим, что фактический диапазон контроля несущей идентичен диапазону передачи.
[125] Фиг. 7 демонстрирует скрытый узел и открытый узел.
[126] На фиг. 7(a) в порядке примера показан скрытый узел. Согласно фиг. 7(a), STA A осуществляет связь со STA B, и STA C имеет информацию, подлежащую передаче. В частности, когда STA C осуществляет контроль несущей до передачи данных на STA B, STA C может определить, что среда находится в состоянии незанятости даже в ситуации, когда STA A передает информацию на STA B. Дело в том, что передача, осуществляемая станцией STA A (т.е. занятая среда) может не регистрироваться в положении STA C. В этом случае, конфликт может происходить, поскольку STA B одновременно принимает информацию STA A и информацию STA C. В этом случае, STA A можно рассматривать как скрытый узел STA C.
[127] На фиг. 7(b) в порядке примера показан открытый узел. Согласно фиг. 13(b), STA C имеет информацию, подлежащую передаче на STA D в ситуации, когда STA B передает данные на STA A. В этом случае, STA C может осуществлять контроль несущей и определять, что среда занята, вследствие передачи STA B. Таким образом, хотя STA C имеет информацию, подлежащую передаче на STA D, STA C должна ждать, пока среда не возвратится в состояние незанятости, поскольку обнаружено занятое состояние среды. Однако, поскольку STA A фактически располагается вне диапазона передачи STA C, передача от STA C может не конфликтовать с передачей от STA B ввиду STA A, и STA C без необходимости ожидания, пока STA B остановит передачу. В этом случае, STA C можно рассматривать как открытый узел STA B.
[128] Фиг. 8 демонстрирует RTS и CTS.
[129] Чтобы эффективно использовать механизм предотвращения конфликтов в иллюстративной ситуации, показанной на фиг. 7, можно использовать короткие пакеты сигнализации, например RTS (запрос отправки) и CTS (разрешение отправки). RTS/CTS между двумя станциями (STA) могут случайно перехватываться близлежащей(ими) STA, что позволяет близлежащей(им) STA судить о том, передается ли информация между двумя станциями (STA). Например, если STA, намеревающаяся передать данные, передает кадр RTS на другую STA, которой предстоит принять данные, STA, намеревающаяся принять данные, может передать кадр CTS на близлежащие станции (STA), таким образом, информируя близлежащие станции (STA), что STA собирается принимать данные.
[130] Фиг. 8(a) в порядке примера демонстрирует способ решения проблемы скрытого узла. Способ предполагает ситуации, в которой обе STA A и STA C пытаются передать данные на STA B. Если STA A передает RTS на STA B, STA B передает CTS на STA A и STA C, расположенные вокруг STA B. В результате, STA C ожидает, пока STA A и STA B не остановит передачу данных, что позволяет избежать конфликта.
[131] Фиг. 8(b) в порядке примера демонстрирует способ решения проблемы открытого узла. STA C может случайно перехватывать передачу RTS/CTS между STA A и STA B, таким образом, определяя, что конфликта не произойдет, если она передаст данные на другую STA (например, STA D). Таким образом, STA B может передавать RTS на все близлежащие станции (STA), и передавать CTS только на STA A, которая фактически имеет данные для передачи. Поскольку STA C принимает только RTS, но не может принять CTS STA A, STA C может придти к заключению, что STA A располагается вне диапазона контроля несущей STA C.
[132] Управление мощностью
[133] Как описано выше, станции (STA) в системе WLAN должны осуществлять контроль канала до осуществления операций передачи/приема. Постоянное осуществление контроля канала обуславливает устойчивое энергопотребление станции (STA). Не существует большой разницы в энергопотреблении между состоянием приема и состоянием передачи, и непрерывное поддержание состояния приема может приводить к большой нагрузке на станции (STA), имеющие ограниченную мощность (т.е. работающие от батареи). Таким образом, если STA поддерживает дежурный режим приема, чтобы постоянно контролировать канал, мощность неэффективно расходуется без особых преимуществ в отношении пропускной способности WLAN. Для решения этой проблемы, система WLAN поддерживает режим управления мощностью (PM) станции (STA).
[134] Режим PM станции (STA) подразделяется на активный режим и энергосберегающий (PS) режим. STA, в основном, работает в активном режиме. STA, работающая в активном режиме, поддерживает состояние бодрствования. Когда STA находится в состоянии бодрствования, STA может нормально осуществлять передачу/прием кадра, сканирование канала и т.п. С другой стороны, STA в режиме PS работает, переключаясь между состоянием сна (или состоянием дремоты) и состоянием бодрствования. STA в состоянии сна работает с минимальной мощностью и не осуществляет ни передачу/прием кадра, ни сканирование канала.
[135] По мере того, как время, в течение которого STA работает в состоянии сна, возрастает, энергопотребление станции (STA) снижается, и, соответственно, время работы STA возрастает. Однако, поскольку в состоянии сна не разрешено передавать и принимать кадр, STA, безусловно, не может работать в состоянии сна долгое время. Когда STA, работающая в состоянии сна, имеет кадр, подлежащий передаче на AP, она может переключаться в состояние бодрствования для передачи/приема кадра. С другой стороны, когда AP имеет кадр для передачи на STA, которая находится в состоянии сна, STA не может ни принимать кадр, ни распознавать наличие кадра. Соответственно, для распознавания наличия или отсутствия кадра, подлежащего передаче на STA (или для приема кадра, если кадр присутствует), STA может потребоваться переходить в состояние бодрствования с конкретной периодичностью.
[136] Фиг. 9 демонстрирует операцию управления мощностью.
[137] Согласно фиг. 9, AP 210 передает кадр маяка на станции (STA), присутствующие в BSS, с заранее определенными интервалами времени (S211, S212, S213, S214, S215 и S216). Кадр маяка включает в себя информационный элемент карты указания трафика (TIM). Информационный элемент TIM содержит информацию, указывающую, что AP 210 буферизовала трафик для станций (STA), ассоциированных с AP 210, и что кадр будет передаваться. Элемент TIM включает в себя TIM, используемую для информирования о кадре индивидуальной адресации, и карту указания доставки трафика (DTIM), используемую для информирования о мультивещательном или широковещательном кадре.
[138] AP 210 может передавать DTIM один раз за три передачи кадра маяка. STA1 220 и STA2 222 являются STA, работающими в режиме PS. Каждая из STA1 220 и STA2 222 может переключаться из состояния сна в состояние бодрствования в каждом интервале пробуждения заранее определенного периода для приема элемента TIM, передаваемого посредством AP 210. Каждая STA может вычислять время переключения для переключения в состояние бодрствования, на основании своей собственной локальной тактовой частоты. В примере, приведенном на фиг. 15, предполагается, что тактовая частота станции (STA) совпадает с тактовой частотой AP.
[139] Например, заранее определенный интервал пробуждения можно задавать таким образом, чтобы STA1 220 могла переходить в состояние бодрствования в каждом интервале маяка для приема элемента TIM. Соответственно, когда AP 210 передает кадр маяка в первый раз (S211), STA1 220 можно устанавливать на переключение в состояние бодрствования (S221). Таким образом, STA1 220 может принимать кадр маяка и получать элемент TIM. Если полученный элемент TIM указывает наличие кадра, подлежащего передаче на STA1 220, STA1 220 может передавать кадр энергосберегающего (PS) опроса, который запрашивает передачу кадра, на AP 210 (S221a). В ответ на кадр PS-опроса, AP 210 может передавать кадр на STA 1 220 (S231). По завершении приема кадра, STA1 220 переключается обратно в состояние сна для работы в состоянии сна.
[140] Когда AP 210 передает кадр маяка во второй раз, среда находится в состоянии занятости, в котором доступ к среде осуществляет другое устройство, и, соответственно, AP 210 может не передавать кадр маяка в правильном интервале маяка, но может передавать кадр маяка с задержкой по времени (S212). В этом случае, STA1 220 переключается в состояние бодрствования в соответствии с интервалом маяка, но не принимает кадр маяка, передача которого задерживается, и, таким образом, переключается обратно в состояние сна (S222).
[141] Когда AP 210 в третий раз передает кадр маяка, кадр маяка может включать в себя элемент TIM, установленный на DTIM. Однако, поскольку среда находится в состоянии занятости, AP 210 передает кадр маяка с задержкой по времени (S213). STA1 220 может переключаться в состояние бодрствования в соответствии с интервалом маяка и получать DTIM в кадре маяка, передаваемом посредством AP 210. Предполагается, что DTIM, полученная станцией STA1 220, указывает отсутствие кадра, подлежащего передаче на STA1 220, но присутствие кадра для другой STA. В этом случае, STA1 220 может подтверждать, что кадр для приема отсутствует, и переключаться обратно в состояние сна, чтобы работать в состоянии сна. После передачи кадра маяка, AP 210 передает кадр на соответствующую STA (S232).
[142] AP 210 в четвертый раз передает кадр маяка (S214). STA1 220 может регулировать интервал пробуждения для приема элемента TIM, поскольку ей не удалось получить информацию, указывающую присутствие буферизованного трафика для STA1 220 в двух предыдущих операциях приема элемента TIM. Альтернативно, при условии, что информация сигнализации для регулировки значения интервала пробуждения STA1 220 содержится в кадре маяка, передаваемом посредством AP 210, можно регулировать значение интервала пробуждения STA1 220. В этом примере, STA1 220 можно устанавливать на переключение в состояние бодрствования один раз за каждые три интервала маяка для приема элемента TIM, вместо установки на переключение между рабочими состояниями в каждом интервале маяка. Таким образом, когда AP 210 в пятый раз передает кадр маяка (S215) после четвертой передачи кадра маяка (S214), STA1 220 остается в состоянии сна и, таким образом, не может получить соответствующий элемент TIM.
[143] Когда AP 210 в шестой раз передает кадр маяка (S216), STA1 220 может переключаться в состояние бодрствования и получать элемент TIM, содержащийся в кадре маяка (S224). Поскольку элемент TIM, является DTIM, указывающим присутствие широковещательного кадра, STA1 220 может принимать широковещательный кадр, передаваемый посредством AP 210, не передавая кадр PS-опроса на AP 210 (S234). Между тем, интервал пробуждения, установленный для STA2 230, может быть длиннее, чем интервал пробуждения STA1 220. Соответственно, STA2 230 переключается в состояние бодрствования в момент времени (S215), когда AP 210 в пятый раз передает кадр маяка, что позволяет STA2 230 принять элемент TIM (S241). STA2 230 может распознавать присутствие кадра, подлежащего передаче на нее, посредством элемента TIM и передавать кадр PS-опроса на AP 210 для запрашивания передачи кадра (S241a). AP 210 может передавать кадр на STA2 230 в ответ на кадр PS-опроса (S233).
[144] Чтобы оперировать/управлять режимом PS, как показано на фиг. 9, элемент TIM включает в себя TIM, указывающую наличие или отсутствие кадра, подлежащего передаче на STA, или DTIM, указывающую наличие или отсутствие широковещательного/мультивещательного кадра. DTIM можно реализовать посредством установления поля для элемента TIM.
[145] На фиг. 10-12 подробно показаны операции STA, принявшей TIM.
[146] Согласно фиг. 10, STA переключается из состояния сна в состояние бодрствования для приема кадра маяка, включающего в себя TIM, от AP. STA может распознавать наличие буферизованного трафика, подлежащего передаче на нее, интерпретируя принятый элемент TIM. После того, как STA состязается с другими станциями (STA) для осуществления доступа к среде для передачи кадра PS-опроса, STA может передавать кадр PS-опроса на AP для запрашивания передачи кадра данных. AP, приняв кадр PS-опроса, передаваемый от STA, может передавать кадр данных на STA. STA может принимать кадр данных и передавать кадр ACK на AP в ответ на принятый кадр данных. После этого STA может возвращаться в состояние сна.
[147] Как показано на фиг. 10, AP может работать в режиме немедленного ответа, в котором AP передает кадр данных, по истечении заранее определенного времени (например, короткого межкадрового промежутка (SIFS)) после того, как AP принимает кадр PS-опроса от STA. Однако AP может работать в режиме отложенного ответа, если AP не удается подготовить кадр данных, подлежащий передаче на STA в течение времени SIFS после приема кадра PS-опроса, что будет описано подробно со ссылкой на фиг. 11.
[148] В примере, приведенном на фиг. 11, операции станции (STA) при переключении из состояния сна в состояние бодрствования, приема TIM от AP и передача кадра PS-опроса на AP посредством состязания идентичны операциям в примере, приведенном на фиг. 10. Если AP, принявшей кадр PS-опроса, не удается подготовить кадр данных в течение времени SIFS, AP может передавать кадр ACK на STA вместо того, чтобы передавать кадр данных. Если кадр данных подготовлен после передачи кадра ACK, AP может участвовать в состязании и передавать кадр данных на STA. STA может передавать кадр ACK, указывающий успешный прием кадра данных на AP, и затем переключаться в состояние сна.
[149] Фиг. 12 демонстрирует иллюстративный случай, когда AP передает DTIM. Станции (STA) могут переключаться из состояния сна в состояние бодрствования, для приема кадра маяка, включающего в себя элемент DTIM, от AP. Станции (STA) могут распознавать, посредством принятой DTIM, что мультивещательный/широковещательный кадр будет передаваться. После передачи кадра маяка, включающего в себя DTIM, AP может сразу же передавать данные (т.е., мультивещательный/широковещательный кадр), не передавая/принимая кадр PS-опроса. Хотя станции (STA) продолжают поддерживать состояние бодрствования даже после приема кадра маяка, включающего в себя DTIM, станции (STA) могут принимать данные и затем переходить обратно в состояние сна по завершении приема данных.
[150] Структура TIM
[151] Согласно способу работы и управления в энергосберегающем (PS) режиме на основе протокола TIM (или DTIM) представленный на фиг. 9-12, STA может определять наличие или отсутствие кадра данных, подлежащего передаче на нее, посредством информации идентификации STA, содержащейся в элементе TIM. Информация идентификации STA может представлять собой конкретную информацию, связанную с идентификатором ассоциации (AID), подлежащим выделению, когда STA ассоциирована с AP.
[152] AID используется в качестве уникального ID каждой STA в BSS. Например, в современной системе WLAN, идентификатору AID может присваиваться значение от 1 до 2007. В современной системе WLAN, 14 битов для AID может выделяться кадру, передаваемому с AP и/или STA. Хотя AID может присваиваться любое значение до 16383, значения от 2008 до 16383 задаются как зарезервированные значения.
[153] Элемент TIM согласно традиционному определению непригоден для применения M2M, в котором большое количество станций (STA) (например, по меньшей мере, 2007 STA) ассоциировано с одной AP. Если традиционная структура TIM расширяется без какого-либо изменения, размер битовой карты TIM может чрезмерно возрастать. Соответственно, может оказаться невозможным поддерживать расширенную структуру TIM с использованием традиционного формата кадра, и расширенная структура TIM непригодна для M2M-связи, в которой рассматривается применение низкой скорости переноса. Кроме того, предполагается, что количество станций (STA), принявших кадр данных в течение одного периода маяка, очень мало. Таким образом, ввиду вышеупомянутого иллюстративного применения M2M-связи, предполагается, что битовая карта TIM будет иметь большой размер, причем во многих случаях большинство битов задано равными нулю (0). Таким образом, существует потребность в технологии, способной эффективно сжимать битовую карту.
[154] В традиционной технологии сжатия битовой карты, последовательность нулей исключается из передней части битовой карты для задания значения смещения (или начальной точки). Однако эффективность сжатия невысока в случае, когда количество станций (STA), включающих в себя буферизованный кадр мало, но существует большая разность между значениями AID станций (STA). Например, в случае, когда кадр, подлежащий передаче только на станции (STA), AID которых заданы равными 10 и 2000, буферизуется, длина сжатой битовой карты равна 1990, но все части битовой карты, отличные от обеих концевых частей, заданы равными нулю (0). Если количество станций (STA), ассоциированных с одной AP, мало, неэффективность сжатия битовой карты может не представлять серьезной проблемы. Однако если количество станций (STA), ассоциированных с одной AP, возрастает, такая неэффективность может снижать производительность системы в целом.
[155] Для решения этой проблемы, AID можно разделить на множество групп, чтобы данные можно было более эффективно передавать с AID. Каждой группе выделяется определенный ID группы (GID). Далее, AID, выделяемые на групповой основе, будут описано со ссылкой на фиг. 20.
[156] На фиг. 13(a) показана схема, демонстрирующая иллюстративный AID, выделяемый на групповой основе. Согласно фиг. 13(a), некоторые биты, расположенные в передней части битовой карты AID, можно использовать для указания ID группы (GID). Например, первые два бита битовой карты AID можно использовать для указания четырех GID. Если полная длина битовой карты AID равна N битам, первые два бита (B1 и B2) могут представлять GID соответствующего AID.
[157] На фиг. 13(b) показана схема, демонстрирующая другой иллюстративный AID, выделяемый на групповой основе. Согласно фиг. 13(b), GID могут выделяться согласно позиции AID. В этом случае, AID, имеющие один и тот же GID, можно представить значением смещения и длины. Например, если GID 1 обозначен смещением A и длиной B, это означает, что AID от A до A+B-1 на битовой карте заданы равными GID 1. Например, фиг. 13(b) предполагает, что AID от 1 до N4 делятся на четыре группы. В этом случае, AID, принадлежащие GID 1, обозначены от 1 до N1, и могут быть представлены смещением 1 и длиной N1. AID, принадлежащие GID 2, могут быть представлены смещением N1+1 и длиной N2-N1+1, AID, принадлежащие GID 3, могут быть представлены смещением N2+1 и длиной N3-N2+1, и AID, принадлежащие GID 4, могут быть представлены смещением N3+1 и длиной N4-N3+1.
[158] Если AID, выделяемые на групповой основе, введены, доступ к каналу может быть разрешен в разных интервалах времени согласно GID. Таким образом, можно решить проблему недостатка элементов TIM для большого количества станций (STA) и одновременно можно эффективно осуществлять передачу/прием данных. Например, в конкретном интервале времени, доступ к каналу разрешен только станции(ям) (STA), соответствующей(им) конкретной группе, и остальным STA доступ к каналу может быть ограничен. Заранее определенный интервал времени, в котором только конкретной(ым) станции(ям) (STA) разрешено осуществлять доступ к каналу, может именоваться окном ограниченного доступа (RAW).
[159] Далее, со ссылкой на фиг. 13(c), будет описан доступ к каналу на основании GID. Фиг. 13(c) демонстрирует иллюстративный механизм доступа к каналу согласно интервалам маяка, где AID разделены на три группы. Первый интервал маяка (или первое RAW) это интервал, в котором STA, соответствующей AID, принадлежащему GID 1 разрешен доступ к каналу, и станциям (STA), принадлежащим другим GID, доступ к каналу не разрешен. Для реализации этого механизма, элемент TIM, используемый только для AID, соответствующих GID 1, содержится в первом кадре маяка. Элемент TIM, используемый только для AID, соответствующих GID 2, содержится во втором кадре маяка. Соответственно, доступ к каналу разрешен только для STA, соответствующей AID, принадлежащим GID 2 во втором интервале маяка (или втором RAW). Элемент TIM, используемый только для AID, соответствующих GID 3, содержится в третьем кадре маяка. Соответственно, доступ к каналу разрешен только для STA, соответствующей AID, принадлежащим GID 3 в третьем интервале маяка (или третьем RAW). Элемент TIM, используемый только для AID, соответствующих GID 1, содержится в четвертом кадре маяка. Соответственно, доступ к каналу разрешен только для STA, соответствующей AID, принадлежащим GID 1 в четвертом интервале маяка (или четвертом RAW). После этого, только доступ к каналу STA, соответствующей конкретной группе, указанной TIM, содержащейся в соответствующем кадре маяка, может быть разрешен в каждом из интервалов маяка после пятого интервала маяка (или в каждом из RAW после пятого RAW).
[160] Хотя фиг. 13(c) в порядке примера демонстрирует случай, когда порядок разрешенных GID является периодическим или циклическим согласно интервалам маяка, варианты осуществления настоящего изобретения не ограничиваются этим. Таким образом, только AID, принадлежащего(их) конкретному(ым) GID может содержаться в элементе TIM, благодаря чему, доступ к каналу STA может быть разрешен только в конкретном интервале времени (например, конкретном RAW), и доступ к каналу другой(их) STA может быть не разрешен.
[161] Схема выделения AID на групповой основе как описано выше также может именоваться иерархической структурой TIM. Таким образом, все пространство AID можно разделить на множество блоков, и только станции(ям) (STA), соответствующей(им) конкретному блоку, имеющему значение, отличное от 0 (а именно, станции(ям) (STA) конкретной группы) может быть разрешено осуществлять доступ к каналу. Деление TIM большого размера на малые блоки/группы, как описано выше, может позволять STA легко поддерживать информацию TIM и также облегчать управление блоками/группами согласно классу, качеству обслуживания (QoS) или цели STA. Хотя фиг. 13 демонстрирует 2-уровневую иерархическая структура, TIM может быть выполнена с возможностью иметь иерархическую структуру, имеющую два или более уровней. Например, все пространство AID можно разделить на множество пейдж-групп, и пейдж-группу можно разделить на множество блоков, и каждый блок можно разделить на множество подблоков. В этом случае, в качестве расширенной версии примера, приведенного на фиг. 13(a), битовая карта AID может быть сконфигурирована таким образом, что первые N1 битов представляют ID страницы (т.е. PID), следующие N2 битов указывают ID блока, следующие N3 битов после N2 битов представляют ID подблока, и другие биты представляют битовую позицию STA в подблоке.
[162] В описанных ниже вариантах осуществления настоящего изобретения, могут быть приняты различные способы деления STA (или AID, выделенных станциям STA) на заранее определенные иерархические группы и управления группами, и схема выделения AID на групповой основе не ограничивается вышеприведенными примерами.
[163] Структура кадра
[164] Фиг. 14 демонстрирует иллюстративную структуру кадра, используемую в IEEE 802.11.
[165] Формат кадра PPDU (блока пакетных данных протокола конвергенции физического уровня (PLCP)) может состоять из STF (короткого обучающего поля), LTF (длинного обучающего поля), поля сигнала (SIG) и поля "данные". Базовый формат кадра PPDU (например, не-HT (высокой пропускной способности)) может состоять из L-STF (Legacy-STF), L-LTF (Legacy-LTF), поля SIG и поля "данные". Кроме того, дополнительное STF, LTF и поле SIG может быть включено между полем SIG и полем "данные" согласно типу формата кадра PPDU (например, формату PPDU HT-mixed, формату PPDU HT-Greenfield, формату PPDU VHT (очень высокая пропускная способность) и пр.).
[166] STF представляет собой сигнал для обнаружения сигнала, AGC (автоматической регулировки усиления), выбора разнесения, точной синхронизации и пр., и LTF представляет собой сигнал для оценки канала, оценки расхождения по частоте и пр. STF и LTF можно именовать преамбулой PCLP, которая представляет собой сигнал для синхронизации физических уровней OFDM и оценки канала.
[167] Поле SIG может включать в себя поле скорости и поле длины. Поле скорости может включать в себя информацию о модуляции данных и скорости кодирования. Поле длины может включать в себя информацию о длине данных. Кроме того, поле SIG может включать в себя бит четности и концевой бит SIG.
[168] Поле "данные" может включать в себя поле "услуга", PSDU (блок служебных данных PLCP) и концевой бит PPDU и также, при необходимости, может включать в себя бит заполнения. Некоторые биты поля "услуга" могут использоваться для синхронизации дескремблера на приемнике. PSDU соответствует PDU (протокольному блоку данных) MAC, заданному на уровне MAC, и может включать в себя данные, генерируемые/используемые на верхнем уровне. Концевой бит PPDU может использоваться для возврата кодера к статусу 0. Бит заполнения может использоваться для регулировки длины поля "данные" до заранее определенной величины.
[169] Заголовок MAC включает в себя поле "управление кадра", поле "длительность/ID" и поле адреса. Поле "управление кадра" может включать в себя информацию управления, необходимую для передачи/приема кадра. Поле "длительность/ID" можно задать равным времени для передачи соответствующего кадра. Подробное описание подполей "управление последовательностью", "управление QoS" и "управление HT" заголовка MAC можно найти в IEEE 802.11-2012.
[170] Поле "управление кадра" заголовка MAC может включать в себя подполя "версия протокола", "тип", "подтип", "в DS", "из DS", "еще фрагмент", "повторная попытка", "управление мощностью", "еще данные", "защищенный кадр" и "порядок". Подробное описание подполей "управление кадра" можно найти в IEEE 802.11-2012.
[171] Формат кадра "пакет пустых данных" (NDP) означает формат кадра, который не включает в себя пакет данных. Таким образом, формат кадра NDP означает формат кадра, который включает в себя только часть заголовка PLCP (т.е. STF, LTF и поле SIG) нормального формата PPDU и не включает в себя оставшуюся часть (т.е. поле "данные"). Формат кадра NDP также может именоваться коротким формат кадра.
[172] Формат кадра S1G
[173] Для поддержки таких применений, как M2M, IoT (интернет вещей), интеллектуальная сеть и пр., требуется дальнодействующая маломощная связь. Для этого, рассматривается применение связи с использованием полос каналов 1 МГц/ 2 МГц/ 4 МГц/ 8 МГц/ 16 МГц в субгигагерцевом (S1G) частотном диапазоне (например, от 902 до 928 МГц).
[174] В качестве форматов S1G PPDU задано три типа форматов. Таким образом, задаются короткий формат, используемый в полосах более 2 МГц S1G, длинный формат, используемый в полосах более 2 МГц S1G, и формат, используемый в полосе 1 МГц S1G.
[175] Фиг. 15 демонстрирует иллюстративный формат 1 МГц S1G.
[176] Формат 1 МГц S1G может использоваться для 1 МГц SU (однопользовательской) передачи PPDU.
[177] Хотя формат 1 МГц S1G, показанный на фиг. 15, состоит из STF, LTF1, SIG, LTF2-LTFN и поля "данные", аналогично формату поля Green, заданному в IEEE 802.11n, время передачи преамбулы формата 1 МГц S1G увеличивается более, чем вдвое согласно повторению, по сравнению с форматом поля Green.
[178] Хотя STF на фиг. 15 имеет такую же периодичность, как STF (длина 2 символа) в PPDU для полос 2 МГц или более, STF повторяется дважды (rep2) во временной области, чтобы иметь длину 4 символа (например, 160 мкс), и к нему можно применять повышение мощности 3 дБ.
[179] LTF1, показанное на фиг. 5, задается ортогональным LTF1 (длина 2 символа) в PPDU для полос 2 МГц или более в частотной области и может иметь длину 4 символа за счет двукратного повторения во временной области. LTF1 может включать в себя DGI (двойной защитный интервал), LTS (длинную обучающую последовательность), LTS, GI (защитный интервал), LTS, GI и LTS.
[180] Поле SIG, показанное на фиг. 15, может повторно кодироваться, и к нему применяются самая низкая MCS (схема модуляции и кодирования) (т.е. BPSK (двоичная фазовая манипуляция)) и повторяющееся кодирование (rep2). Поле SIG может быть сконфигурировано таким образом, что скорость становится 1/2 и может задаваться как длина 6 символов.
2
LTF
[181] Поля с LTF по LTFN, показанные на фиг. 15, могут быть включены только в случае MIMO, и каждое LTF может иметь длину 1 символ.
[182] Фиг. 16 демонстрирует иллюстративный короткий формат S1G 2 МГц или более.
[183] Короткий формат S1G 2 МГц или более может использоваться для SU передачи с использованием PPDU 2 МГц, 4 МГц, 8 МГц и 16 МГц.
[184] STF, показанное на фиг. 16, может иметь длину 2 символа.
[185] LTF1, показанное на фиг. 16, может иметь длину 2 символа и включать в себя DGI, LTS и LTS.
[186] Поле SIG, показанное на фиг. 16, может иметь длину 2 символа. К полю SIG в качестве MCS можно применять QPSK (квадратную PSK), BPSK и пр.
2
LTF
[187] Каждое из полей с LTF по LTFN, показанных на фиг. 16, может иметь длину 1 символ.
[188] Фиг. 17 демонстрирует иллюстративный длинный формат S1G 2 МГц или более.
[189] Длинный формат S1G 2 МГц или более может использоваться для MU передачи и SU направленной передачи с использованием PPDU 2 МГц, 4 МГц, 8 МГц и 16 МГц. Длинный формат S1G 2 МГц или более может включать в себя общий участок, передаваемый во всех направлениях, и участок данных, к которому применяется формирование диаграммы направленности.
[190] STF, показанное на фиг. 17, может иметь длину 2 символа.
[191] LTF1, показанное на фиг. 17, может иметь длину 2 символа и включать в себя DGI, LTS и LTS.
[192] Поле SIG-A (SIGNAL-A), показанное на фиг. 17, может иметь длину 2 символа. В качестве MCS можно применять QPSK, BPSK и т.п.
[193] D-STF (короткое обучающее поле для данных), показанное на фиг. 17, может иметь длину 1 символ.
1
LTF
[194] D-LTF (длинное обучающее поле для данных), показанное на фиг. 17, то есть, каждое из D-LTF по D-LTFN может иметь длину 1 символ.
[195] Поле SIG-B (SIGNAL-B), показанный на фиг. 17, может иметь длину 1 символ.
[196] Механизм доступа к каналу в BSS, поддерживающем полосы каналов 1 МГц и 2 МГц или более
[197] Настоящее изобретение предлагает механизм доступа к каналу, в частности, механизм отсрочки передачи в BSS, поддерживающем полосу канала 1 МГц и полосы каналов 2 МГц или более.
[198] STA, принадлежащие BSS, осуществляют механизм отсрочки передачи с использованием первичного канала. Таким образом, STA могут определять, свободен ли соответствующий канал (или среда), осуществляя CCA и т.п. на первичном канале. Первичный канал задается как общий канал для всех STA, принадлежащих BSS, и может использоваться для передачи базового сигнала, например маяка. Кроме того, первичный канал можно представить как канал, в основном используемый для передачи блока данных (например, PPDU). Когда полоса канала, используемая станцией (STA) для передачи данных, шире полосы первичного канала, канал, отличный от первичного канала в соответствующем канале именуется вторичным каналом.
[199] Хотя первичный канал имеет только один размер полосы в традиционных системах беспроводной LAN, первичный канал может иметь две разные полосы согласно возможностям STA в усовершенствованных системах беспроводной LAN. Настоящее изобретение предлагает механизм отсрочки передачи в таких многоканальных окружениях.
[200] Например, STA типа датчика может поддерживать полосу канала (только) 1 МГц или 2 МГц для снижения сложности ее реализации. Однако, STA типа IoT и M2M требуют более высокой пропускной способности и, таким образом, STA могут поддерживать полосу канала (только) 2 МГц, 4MH, 8 МГц или 16 МГц для поддержки более высокой пропускной способности.
[201] В настоящем изобретении, STA, поддерживающие полосу канала 1 МГц или 2 МГц именуются низкоскоростными (LR) STA, и STA, поддерживающие полосы каналов 2 МГц, 4 МГц, 8 МГц или 16 МГц, именуются высокоскоростными (HR) STA. Кроме того, предполагается, что первичный канал LR STA имеет полосу канала 1 МГц и первичный канал HR STA имеет полосу канала 2 МГц.
[202] Ниже приведено описание механизма отсрочки передачи STA в многоканальном окружении, в котором первичный канал имеет две полосы каналов согласно возможностям STA.
[203] AP может указывать, что первичный канал должен использоваться LR STA через кадр маяка и т.п. Этот первичный канал именуется в настоящем изобретении первым первичным каналом. Кроме того, AP может указывать, что первичный канал должен использоваться HR STA. Этот первичный канал именуется в настоящем изобретении вторым первичным каналом. Например, первый первичный канал может соответствовать первичному каналу, имеющему полосу 1 МГц, и второй первичный канал может соответствовать первичному каналу, имеющему полосу 2 МГц.
[204] Фиг. 18 демонстрирует иллюстративный формат элемента операции S1G.
[205] Элемент операции S1G, показанный на фиг. 18, может доставляться на STA, принадлежащие BSS, через кадр маяка, кадр пробного ответа и т.п. Соответственно, можно задавать набор каналов BSS S1G.
[206] Формат элемента операции S1G может включать в себя поле ID элемента, поле длины, поле информации операции S1G и поле базовой S1G-MCS и набора NSS (номеров пространственных потоков).
[207] Поле ID элемента операции S1G может устанавливаться равным значению, указывающему, что соответствующий информационный элемент является элементом операции S1G.
[208] Поле длины элемента операции S1G может устанавливаться равным значению, указывающему длины последующих полей.
[209] Поле информации операции S1G элемента операции S1G может включать в себя поле ширины канала и поле номера первичного канала.
[210] Например, биты с 0 по 5 (B0 - B5) поля ширины канала можно задать равными значению, указывающему одну из 1 МГц, 2 МГц, 4 МГц, 8 МГц и 16 МГц. Биты 6 и 7 (B6 и B7) поля ширины канала можно задать равными значению, указывающему положение первого первичного канала. Например, 00 может указывать отсутствие первого первичного канала, 01 может указывать нижнюю сторону второго первичного канала, 10 может указывать верхнюю сторону второго первичного канала, и 11 может быть зарезервирован.
[211] Поля ширины канала B0 - B5 могут быть сконфигурированы следующим образом. B0 можно задать равным 1, когда BSS S1G разрешает передачу PPDU в полосе 1 МГц. B1 можно задать равным 1, когда BSS S1G разрешает передачу PPDU в полосе 2 МГц. B2 можно задать равным 1, когда BSS S1G разрешает передачу PPDU в полосе 4 МГц. B3 можно задать равным 1, когда BSS S1G разрешает передачу PPDU в полосе 8 МГц. B4 можно задать равным 1, когда BSS S1G разрешает передачу PPDU в полосе 16 МГц. B5 может указывать положение первичного канала шириной 1 МГц (например, B5 указывает нижнюю сторону первичного канала шириной 2 МГц, когда задан равным 0, и указывает верхнюю сторону первичного канала шириной 2 МГц, когда задан равным 1).
[212] Здесь, первый первичный канал соответствует части второго первичного канала. Таким образом, первый первичный канал присутствует во втором первичном канале. Кроме того, полоса первого первичного канала меньше полосы второго первичного канала. Например, второй первичный канал (или первичный канал шириной 2 МГц) может включать в себя первый первичный канал (или первичный канал шириной 1 МГц), и первый первичный канал может располагаться в одном из верхнего 1 МГц и нижнего 1 МГц в полосе 2 МГц второго первичного канала.
[213] Номер первичного канала может устанавливаться равным значению, указывающему номер канала второго первичного канала.
[214] Как описано выше, положения второго первичного канала и первого первичного канала (если присутствуют) можно задавать на частотах согласно полю ширины канала и номеру первичного канала поля информации операции S1G.
[215] Базовая S1G-MCS и набор NSS элемента операции S1G может включать в себя поле максимальной S1G-MCS для 1 пространственного потока (Max SIG-MCS для 1 SS), поле максимальной S1G-MCS для 2 SS (Max SIG-MCS для 2 SS), поле максимальной S1G-MCS для 3 SS (Max SIG-MCS для 3 SS) и поле максимальной S1G-MCS для 4 SS (Max SIG-MCS для 4 SS). Поле максимальной S1G-MCS для N SS (N=1, 2, 3 или 4) может устанавливаться равным значению, указывающему индекс для максимальной MCS, поддерживаемой для N SS.
[216] AP может поддерживать следующие BSS трех типов с использованием элемента операции S1G описанный выше со ссылкой на фиг. 18.
[217] Во-первых, AP может поддерживать BSS, состоящий только из LR STA. В этом случае, биты B6 и B7 поля ширины канала элемента операции S1G, показанного на фиг. 18, могут ограничиваться 01 или 10. Таким образом, положение первого первичного канала можно указать только, когда положение первого первичного канала, подлежащего использованию LR STA, устанавливается на нижнюю сторону или верхнюю сторону второго первичного канала.
[218] Во-вторых, AP может поддерживать BSS, состоящий только из HR STA. В этом случае, биты B6 и B7 поля ширины канала элемента операции S1G, показанного на фиг. 18, могут ограничиваться 00. Таким образом, первый первичный канал для LR STA не установлен (или не присутствует), и передача PPDU в полосе 1 МГц не поддерживается в соответствующем BSS.
[219] В-третьих, AP может поддерживать BSS в котором сосуществуют LR STA и HR STA. В этом случае, биты B6 и B7 поля ширины канала элемента операции S1G, показанного на фиг. 18, можно задать равными 00, 01 или 11.
[220] Ниже приведено описание процесса отсрочки передачи на STA, принадлежащей BSS, когда полоса первичного канала установлена равной 1 МГц и/или 2 МГц в BSS, как описано выше.
[221] STA осуществляет процесс отсрочки передачи на первичном канале, и когда значение счетчика отсрочки передачи (или таймер отсрочки передачи) достигает 0, может определять ширину полосы передачи путем проверки статуса незанятости/занятости вторичного канала на основании времени, когда значение счетчика отсрочки передачи достигает 0.
[222] Например, когда первый первичный канал не установлен, как в BSS, состоящем только из HR STA, STA может вызывать процесс отсрочки передачи на втором первичном канале (или первичный канал шириной 2 МГц). Когда канал на втором первичном канале не занят в слоте отсрочки передачи, STA уменьшает таймер отсрочки передачи на единицу. Когда таймер отсрочки передачи достигает 0, STA может проверять, свободны ли вторичные каналы. Таким образом, STA может осуществлять CCA для вторичного канала шириной 2 МГц, вторичного канала шириной 4 МГц или вторичного канала шириной 8 МГц после того, как таймер отсрочки передачи достигает 0. STA может осуществлять передачу PPDU (например, PPDU 2 МГц, 4 МГц, 8 МГц или 16 МГц), включающую в себя вторичный канал в состоянии незанятости согласно результату CCA для вторичного канала.
[223] Например, когда первый первичный канал установлен, как в BSS, состоящем только из LR STA, STA может вызывать процесс отсрочки передачи на первом первичном канале (или первичном канале шириной 1 МГц). Когда канал на первом первичном канале не занят в слоте отсрочки передачи, STA уменьшает таймер отсрочки передачи на единицу. Когда таймер отсрочки передачи достигает 0, STA может проверять, свободны ли вторичные каналы. Таким образом, STA может осуществлять CCA для вторичного канала шириной 1 МГц, вторичного канала шириной 2 МГц, вторичного канала шириной 4 МГц или вторичного канала шириной 8 МГц после того, как таймер отсрочки передачи достигает 0. STA может осуществлять передачу PPDU (например, PPDU 1 МГц, 2 МГц, 4 МГц, 8 МГц или 16 МГц), включающую в себя вторичный канал в состоянии незанятости согласно результату CCA для вторичного канала.
[224] Ниже приведено описание вторичных каналов.
[225] AP может указывать вторичный канал, подлежащий использованию LR STA. В настоящем изобретении, этот вторичный канал именуется первым вторичным каналом. Кроме того, AP может указывать вторичный канал, подлежащий использованию HR STA. Этот вторичный канал именуется в настоящем изобретении вторым вторичным каналом.
[226] Первый вторичный канал соответствует части второго первичного канала. Может присутствовать множество вторых вторичных каналов, и они могут, соответственно, иметь разные полосы каналов.
[227] фиг. 19 демонстрирует соотношение между первичным каналом и вторичным каналом.
[228] Первый первичный канал и первый вторичный канал соответствуют части второго первичного канала. Может устанавливаться только один вторичный канал или может устанавливаться множество вторичных каналов. Когда установлено множество вторичных каналов, вторичные каналы могут, соответственно, иметь разные полосы каналов (например, ChannelBandwidth1 и ChannelBandwidth2).
[229] Когда первый первичный канал и первый вторичный канал связаны так, чтобы быть равными второму первичному каналу, AP может сообщать STA только номер первого первичного канала, номер второго первичного канала и номер второго вторичного канала, и опускать номер первого вторичного канала.
[230] Ниже приведено описание иллюстративного процесса отсрочки передачи, когда первичные каналы и вторичные каналы установлены, как показано на фиг. 19.
[231] LR STA может осуществлять доступ к каналу на первом первичном канале. Например, LR STA может проверять статус незанятости/занятости канала на первом первичном канале и вызывать механизм отсрочки передачи согласно результату проверки. STA уменьшает таймер отсрочки передачи на 1, когда первый первичный канал не занят в слоте отсрочки передачи, и останавливает таймер отсрочки передачи в противном случае (то есть, поддерживает предыдущее значение счетчика отсрочки передачи, не уменьшая таймер отсрочки передачи).
[232] HR STA может осуществлять доступ к каналу на втором первичном канале. Например, HR STA может проверять статус незанятости/занятости канала на втором первичном канале и вызывать механизм отсрочки передачи согласно результату проверки. STA уменьшает таймер отсрочки передачи на 1 когда второй первичный канал не занят в слоте отсрочки передачи, и останавливает таймер отсрочки передачи в противном случае (то есть, поддерживает предыдущее значение счетчика отсрочки передачи, не уменьшая таймер отсрочки передачи).
[233] Здесь, когда STA осуществляет контроль канала на втором первичном канале, STA необходимо определить, что второй первичный канал занят, если использование канала другой станцией (STA) регистрируется в любом из первого первичного канала и первого вторичного канала, принадлежащих второму первичному каналу.
[234] Фиг. 20 демонстрирует иллюстративный процесс отсрочки передачи STA.
[235] Фиг. 20(a) демонстрирует процесс отсрочки передачи LR STA, и фиг. 20(b) демонстрирует процесс отсрочки передачи HR STA. В примерах, показанных на фиг. 20(a) и 20(b), предполагается, что LR STA и HR STA запускают отсрочку передачи одновременно и, соответственно, выбирают 7 и 5 в качестве значения таймера отсрочки передачи.
[236] Согласно фиг. 20(a), LR STA осуществляет контроль канала только на первом первичном канале и уменьшает таймер отсрочки передачи до 7, 6, 5, 4, 3, 2 и 1 путем выполнения процесса отсрочки передачи согласно результату контроля канала. Хотя первый вторичный канал занят вследствие связи другого BSS, таймер отсрочки передачи достигает 0 независимо от использования первого вторичного канала, поскольку LR STA осуществляет контроль канала на первом первичном канале, и, таким образом, LR STA разрешается начать возможность передачи (TXOP), и она может передавать кадр данных. Однако, поскольку первый вторичный канал занят, когда таймер отсрочки передачи достигает 0, LR STA не может использовать первый вторичный канал для передачи кадра данных и может передавать кадр данных (т.е. кадр PPDU с использованием полосы канала 1 МГц), используя только первый первичный канал. Затем LR STA может принимать кадр ACK от AP.
[237] LR STA может повторно осуществлять процесс отсрочки передачи для дополнительной передачи данных. LR STA выбирает 5 в качестве значения таймера отсрочки передачи и уменьшает таймер отсрочки передачи до 5, 4 и 3 в состоянии незанятости канал на первом канале первичности. В это время, первый первичный канал становится занятым вследствие передачи кадра данных HR STA. Соответственно, LR STA останавливает обратный отсчет таймера отсрочки передачи. По завершении передачи кадра данных и приема кадр ACK HR STA, LR STA возобновляет процесс отсрочки передачи, пока первый первичный канал не занят, для снижения таймером отсрочки передачи значения 2 и 1, пока значение таймера отсрочки передачи не достигнет 0. Когда значение таймера отсрочки передачи становится равным 0, STA может передавать кадр данных, определив, что STA разрешено начинать TXOP. Поскольку первый вторичный канал не занят во время, когда таймер отсрочки передачи достигает 0, LR STA может передавать кадр данных (т.е. кадр PPDU с использованием полосы канала 2 МГц), используя первый первичный канал и второй вторичный канал.
[238] Согласно фиг. 20(b), HR STA осуществляет контроль канала на втором первичном канале и уменьшает таймер отсрочки передачи до 5 и 4 путем выполнения процесса отсрочки передачи согласно результату контроля канала. В это время, когда часть (т.е. часть, соответствующая первому вторичному каналу) второго первичного канала становится занятой по причине использования станцией LR STA, HR STA останавливает обратный отсчет таймера отсрочки передачи. Когда другая часть (т.е. часть, соответствующая первому первичному каналу) второго первичного канала занята даже если часть (т.е. часть, соответствующая первому вторичному каналу) второго первичного канала становится незанятой, принимается решение, что вторичный первичный канал занят. Соответственно, когда весь второй первичный канал не занят (то есть, когда весь второй канал первичности становится незанятым), HR STA возобновляет обратный отсчет таймера отсрочки передачи для уменьшения значения таймера отсрочки передачи до 3, 2 и 1. Когда таймер отсрочки передачи достигает 0, HR STA может передавать кадр данных, определив, что HR STA разрешено начинать TXOP. Здесь, поскольку второй вторичный канал не занят, HR STA может передавать кадр данных (т.е. кадр PPDU 4 МГц) с использованием второго первичного канала и второго вторичного канала.
[239] Из примеров, приведенных на фиг. 20, можно понять, что вероятность получения TXOP станцией LR STA выше вероятности получения TXOP станцией HR STA. Таким образом, хотя LR STA и HR STA осуществляют процесс отсрочки передачи, соответственно, с использованием первого первичного канала и второго первичного канала, HR STA имеет меньше возможностей для осуществления операций уменьшения счетчика отсрочки передачи, чем LR STA и, таким образом вероятность получения TXOP станцией HR STA становится ниже, чем вероятность получения TXOP станцией LR STA, поскольку вероятность того, что весь второй первичный канал не занят ниже, чем вероятность того, что первый первичный канал не занят. Таким образом, равноправие LR STA и HR STA в доступе к каналу утрачивается.
[240] Для решения этой проблемы, можно рассмотреть схему, в которой обе LR STA и HR STA осуществляют отсрочку передачи только на первом первичном канале. Например, обе LR STA и HR STA могут поддерживать только возможности приема для первого канала первичности, и механизмы отсрочки передачи LR STA и HR STA могут быть ограничены таким образом, что механизм отсрочки передачи осуществляются только на первом первичном канале.
[241] Например, в BSS, поддерживающем полосы каналов 1 МГц, 2 МГц, 4 МГц, 8 МГц и 16 МГц, обе LR STA и HR STA поддерживают возможности приема для передачи в полосе 1 МГц и совместно осуществляют механизм отсрочки передачи на канале шириной 1 МГц. Когда контроль канала осуществляется только на канале шириной 1 МГц, процесс отсрочки передачи выполняется согласно результату контроля канала, и, таким образом, таймер отсрочки передачи достигает 0, соответствующая STA (т.е. любая из LR STA и HR STA) может передавать данные, определив, что STA разрешено начинать TXOP. Здесь, передача кадра PPDU 1 МГц, 2 МГц, 4 МГц, 8 МГц или 16 МГц может определяться согласно состояниям незанятости/занятости вторичных каналов после того, как таймер отсрочки передачи соответствующей STA достигает 0 независимо от состояний незанятости/занятости вторичных каналов в ходе обратного отсчета отсрочки передачи. Кроме того, полоса кадра данных, подлежащего передаче после того, как таймер отсрочки передачи STA достигает 0, может ограничиваться согласно возможностям передачи STA.
[242] Таким образом, обе LR STA и HR STA осуществляют механизм отсрочки передачи с использованием первого первичного канала, и полоса передачи данных определяется согласно возможностям передачи STA, чей таймер отсрочки передачи достиг 0, и состояниям незанятости/занятости первого вторичного канала и второго вторичного канала.
[243] Однако, согласно вышеупомянутой схеме работы, HR STA, для которой передача данных с использованием только первого первичного канала (т.е. первичного канала шириной 1 МГц) не поддерживается, не может осуществлять передачу данных, когда все вторичные каналы заняты, и только первый первичный канал не занят, даже если HR STA разрешено начинать TXOP (или таймер отсрочки передачи достиг 0) (поскольку HR STA нужно использовать для передачи данных, по меньшей мере, второй первичный канал (т.е. первичный канал шириной 2 МГц)).
[244] В этом случае, HR STA может повторно осуществлять процесс отсрочки передачи. Здесь, процесс отсрочки передачи может повторно осуществляться за счет поддержания предыдущего значения окна состязания вместо его удвоения и без изменения счетчика повторной передачи, в отличие от нового процесса отсрочки передачи, осуществляемого вследствие конфликта.
[245] Однако, согласно этому способу, HR STA не может осуществлять доступ к каналу, даже если HR STA успешно заканчивает обратный отсчет отсрочки передачи, хотя может обеспечиваться равноправие LR STA и HR STA в доступе к каналу.
[246] Для решения проблемы утраты равноправия в доступе к каналу для LR SRA и HR STA, как показано на фиг. 20, можно позволить обеим LR STA и HR STA поддерживать возможности приема для второго первичного канала и ограничивать механизм отсрочки передачи LR STA и HR STA таким образом, чтобы механизм отсрочки передачи осуществлялся только во втором первичном канале.
[247] Например, в BSS, поддерживающем полосы каналов 1 МГц, 2 МГц, 4 МГц, 8 МГц и 16 МГц, обе LR STA и HR STA совместно поддерживают возможности приема для передачи в полосе 2 МГц и совместно осуществляют механизм отсрочки передачи на канале шириной 2 МГц. Когда контроль канала осуществляется только на канале шириной 2 МГц, и процесс отсрочки передачи осуществляется согласно результату контроля канала, чтобы разрешить начало TXOP (или когда таймер отсрочки передачи достигает 0), соответствующая STA (любая из LR STA и HR STA) может передавать данные. Здесь, когда таймер отсрочки передачи достигает 0, кадр PPDU 1 МГц или 2 МГц может передаваться согласно состояниям незанятости/занятости первого первичного канала, первого вторичного канала и второго первичного канала. Кроме того, передача кадра PPDU 4 МГц, 8 МГц или 16 МГц может определяться согласно состоянию незанятости/занятости второго вторичного канала после того, как таймер отсрочки передачи соответствующей STA достигает 0, независимо от состояния незанятости/занятости второго вторичного канала в ходе обратного отсчета отсрочки передачи. Кроме того, полоса кадра данных, подлежащего передаче после того, как таймер отсрочки передачи STA достигает 0, может ограничиваться согласно возможностям передачи STA.
[248] Таким образом, обе LR STA и HR STA осуществляют механизм отсрочки передачи с использованием второго первичного канала, и полоса передачи данных определяется согласно возможностям передачи STA, которой разрешено начинать TXOP (или чей таймер отсрочки передачи достиг 0) и состояниям незанятости/занятости первого первичного канала, первого вторичного канал и второго вторичного канала.
[249] Согласно вышеупомянутому способу, может обеспечиваться равноправие LR STA и HR STA в доступе к каналу. Однако, когда первый первичный канал не занят, и первый вторичный канал занят, даже LR STA, которая намеревается передавать кадр PPDU 1 МГц, не может продолжать обратный отсчет отсрочки передачи, поскольку второй первичный канал занят. Следовательно, использование первого первичного канала в состоянии незанятости блокируется, что снижает эффективность использования полосы с точки зрения системы в целом.
[250] Для решения вышеупомянутых проблем, настоящее изобретение предлагает способ, согласно которому LR STA передает данные с использованием только первого первичного канала, не имея разрешения использовать второй вторичный канал, даже если второй вторичный канал не занят, когда LR STA осуществляет процесс отсрочки передачи с использованием первого первичного канала, и разрешения начинать TXPO в результате процесса отсрочки передачи.
[251] Другими словами, когда канал, полученный связыванием первого первичного канала и первого вторичного канала, соответствует второму первичному каналу, станции LR STA запрещено передавать данные на втором первичном канале и разрешено передавать данные на первом первичном канале, когда LR STA осуществляет процесс отсрочки передачи на первом первичном канале, и разрешено начинать TXOP в результате процесса отсрочки передачи (или после того, как время отсрочки передачи достигает 0). Это можно рассматривать как минимальную меру для решения проблемы в отношении равноправия между LR STA и HR STA, по сравнению с процедурой, в которой HR STA осуществляет процесс отсрочки передачи на втором первичном канале для передачи данных на втором первичном канале.
[252] Согласно вышеупомянутому способу, когда LR STA пытается передавать данные с использованием первого первичного канала и первого вторичного канала (то есть, на втором первичном канале), LR STA нужно осуществлять процесс отсрочки передачи на втором первичном канале с начала, вместо осуществления процесса отсрочки передачи только на первом первичном канале.
[253] Фиг. 21 демонстрирует иллюстративный процесс отсрочки передачи STA согласно настоящему изобретению.
[254] Как показано в примере, приведенном на фиг. 21, когда LR STA намеревается передавать данные (или PPDU с использованием полос каналов 2 МГц или более) с использованием первого первичного канала и первого вторичного канала, LR STA может уменьшать значение таймера отсрочки передачи на единицу, только когда первый первичный канал и второй вторичный канал не заняты.
[255] Если определенная STA имеет обе возможности LR STA и HR STA (например, если STA поддерживает передачу через полосы каналов 1 МГц, 2 МГц, 4 МГц, 8 МГц и 16 МГц), STA не может осуществлять передачу данных на каналах 2 МГц, 4 МГц, 8 МГц и 16 МГц, даже если STA разрешено начинать TXOP, осуществляя процесс отсрочки передачи на канале шириной 1 МГц (или даже если таймер отсрочки передачи достигает 0). Таким образом, после осуществления механизма отсрочки передачи на первом первичном канале, STA запрещается передавать данные с использованием второго первичного канала и второго вторичного канала.
[256] Короче говоря, когда STA осуществляет процесс отсрочки передачи на первом первичном канале, задается только операция передачи данных (или PPDU с использованием полосы канала 1 МГц) с использованием первого первичного канала. Если STA осуществляет процесс отсрочки передачи на первом первичном канале и первом вторичном канале (т.е. втором первичном канале), STA может передавать кадр данных (или кадр PPDU с использованием полосы канала 2 МГц) с использованием только второго первичного канала или передавать кадр данных (или кадр PPDU с использованием полосы канала 4 МГц) с использованием второго первичного канала и второго вторичного канала согласно состоянию второго вторичного канала, когда разрешено начать TXOP (или после того, как таймер отсрочки передачи достигает 0).
[257] Хотя фиг. 20 и 21 показано, что STA передает блок данных (или PPDU) в полосе до 4 МГц, настоящее изобретение не ограничивается этим, и принцип настоящего изобретения можно применять к передаче PPDU в полосе до 8 МГц или PPDU, имеющего размер полосы канала более 8 МГц, как показано на фиг. 19. Например, когда STA осуществляет первый процесс отсрочки передачи на первом первичном канале (или первичном канале шириной 1 МГц), и ей разрешено начинать TXOP в результате первого процесса отсрочки передачи, STA разрешается осуществлять передачу только PPDU 1 МГц (т.е. PPDU 2 МГц или более не передаются). Кроме того, когда STA осуществляет второй процесс отсрочки передачи на втором первичном канале (или первичном канале шириной 2 МГц), и ей разрешено начинать TXOP в результате второго процесса отсрочки передачи, STA может передавать PPDU 2 МГц (когда не занят только первичный канал шириной 2 МГц), PPDU 4 МГц (когда не заняты второй первичный канал шириной 2 МГц и второй вторичный канал шириной 2 МГц), PPDU 8 МГц (когда не заняты второй первичный канал шириной 2 МГц, второй вторичный канал шириной 2 МГц и второй вторичный канал шириной 4 МГц) или PPDU 16 МГц (когда не заняты второй первичный канал шириной 2 МГц, второй вторичный канал шириной 2 МГц, второй вторичный канал шириной 4 МГц и второй вторичный канал шириной 8 МГц) согласно состояниям незанятости вторых вторичных каналов (вторых вторичных каналов шириной 2 МГц, 4 МГц и 8 МГц) для интервала PIFS (межкадрового пространства функции точечного координирования (PCF)) непосредственно перед началом TXOP.
[258] Порог CCA
[259] в настоящем изобретении, когда STA осуществляет процесс отсрочки передачи на первом первичном канале и втором первичном канале, операция CCA определения, занят или не занят канал, осуществляется согласно порогу CCA (или порогу мощности CCA). Например, когда интенсивность принятого сигнала, зарегистрированная на канале, превышает порог CCA, соответствующий канал может определяться как занятый. Высокий порог CCA можно рассматривать как более слабую защиту от других сигналов (т.е. вероятность конфликта с сигналами, передаваемыми от других устройств высока), и низкий порог CCA можно рассматривать как более сильную защиту от других сигналов (т.е. вероятность конфликта с сигналами, передаваемыми от других устройств).
[260] LR STA и HR STA имеют разные сценарии использования. LR STA хочет предоставлять услуги на большем расстоянии с низкой мощностью, и HR STA хочет получить более высокую пропускную способность, чем потребляемая мощность. Поскольку LR STA и HR STA преследуют противоречащие друг другу цели, порог CCA, который становится стандартом для определения, занят или не занят канал (или среда) на LR STA и HR STA, необходимо изменять согласно окружению, в котором используется порог CCA.
[261] Соответственно, настоящее изобретение предлагает задавать два или более порогов CCA. Например, порог LR CCA и порог HR CCA задаются по отдельности, и порог HR CCA можно установить выше порога LR CCA. Когда регистрируется сигнал ниже порога HR CCA и выше порога LR CCA, STA, использующая порог HR CCA, определяет, что соответствующий канал не занят (т.е. канал не занят), даже когда сигнал регистрируется, тогда как STA, использующая порог LR CCA, определяет, что соответствующий канал занят, когда сигнал регистрируется. Использование станцией STA порога HR CCA можно рассматривать как более слабую защиту от сигналов, передаваемых от других устройств, по сравнению с использованием станцией STA порога LR CCA. Соответственно, STA, использующей порог HR CCA, необходимо устанавливать зону обслуживания, более узкую, чем зона обслуживания STA, использующей порог LR CCA.
[262] Настоящее изобретение предполагает, что STA используют порог HR CCA в качестве порога CCA (или как значение, принятое по умолчанию). Когда сигнал помехи препятствует обслуживанию STA, STA может передавать на AP кадр управления для запрашивания запрещения HR CCA. Приняв кадр управления для запрашивания запрещения HR CCA, AP может рассылать кадр управления для упорядочения запрещения HR CCA на все STA, принадлежащие BSS S1G. Приняв кадр управления для упорядочения запрещения HR CCA, STA изменяют порог CCA от порога HR CCA к порогу LR CCA.
[263] Когда некоторые или все BSA разных BSS перекрываются, и BSS действуют на одном и том же канале, такие BSS называются OBSS. Когда кадр управления для упорядочения запрещения HR CCA принимается от AP соседнего BSS в окружении, в котором присутствуют OBSS, соответствующие STA изменяют порог CCA на порог LR CCA. Хотя STA могут использовать измененный порог LR CCA, порог LR CCA применяется не непрерывно, поскольку STA не требуется использовать порог LR CCA, когда AP соседнего BSS, отправившая кадр управления запрещением HR CCA, больше не предоставляет услуги.
[264] Соответственно, приняв кадр управления для упорядочения запрещения HR CCA, STA могут изменять порог CCA от порога HR CCA к порогу LR CCA и применять порог LR CCA в течение заранее определенного времени (например, перерыва в запрещении HR CCA). После перерыва в запрещении HR CCA, порог CCA меняется на порог HR CCA. Соответственно, если порог CCA необходимо непрерывно изменять на порог LR CCA, кадр управления для упорядочения запрещения HR CCA нужно непрерывно передавать в интервале, меньшем перерыва в запрещении HR CCA.
[265] Кадр управления запросом запрещения HR CCA может включать в себя информацию, указывающую время, к которому применяется запрещение HR CCA (например, начальное время запрещения HR CCA, перерыв в запрещении HR CCA и пр.). Таким образом, когда сигнал помехи препятствует обслуживанию определенной STA, информация о начальном времени запрещения HR CCA и перерыве в запрещении HR CCA, которая указывает период, в котором генерируется сигнал помехи, может быть включена в кадр управления запросом запрещения HR CCA для запрашивания запрещения HR CCA в течение периода.
[266] Кроме того, когда AP передает кадр управления для упорядочения запрещения HR CCA, для запрещения HR CCA в течение конкретного периода, такая информация, как начальное время запрещения HR CCA и перерыв в запрещении HR CCA, которая указывает конкретный период, может быть включена в кадр управления для упорядочения запрещения HR CCA.
[267] Приняв кадр управления запрещением HR CCA, включающий в себя начальное время запрещения HR CCA и перерыв в запрещении HR CCA, STA могут изменять порог CCA от порога HR CCA к порогу LR CCA и применять порог LR CCA только в течение периода, указанного начальным временем запрещения HR CCA и перерывом в запрещении HR CCA. STA могут непрерывно использовать первоначальный порог HR CCA в течение незаданного периода.
[268] Когда AP или STA, принявшая кадр управления запрещением HR CCA, переходит на другой канал, запрещение HR CCA не применяется к новому каналу. Это означает, что сигнализация для запрещения HR CCA осуществляется поканально. Когда AP осуществляет переключение канала, приняв кадр управления запрещением HR CCA, и STA осуществляет сканирование на другом канале, приняв кадр управления запрещением HR CCA, предыдущая сигнализация для запрещения HR CCA игнорируется, и доступ к каналу может осуществляться с использованием порога HR CCA.
[269] Схема динамической CCA
[270] Для достижения высокой пропускной способности (например совокупной пропускной способности выше 1 Гбит/с, которая может обеспечиваться BSS системы VHT IEEE 802.11ac) улучшенных систем беспроводной LAN в фактическом окружении, множественным не-AP STA необходимо одновременно использовать каналы. Для этого, AP STA может использовать SDMA (множественный доступ с пространственным разделением) или MU-MIMO. Таким образом, множественным не-AP STA и AP-STA разрешено одновременно осуществлять передачу и прием.
[271] Кроме того, для поддержки расширенной полосы канала (например, полосы канала 160 МГц системы VHT), унаследованные STA, например, STA IEEE 802.11a/n могут работать в различных позициях в частотном диапазоне, что затрудняет отыскание непрерывных каналов шириной 160 МГц, которые не используются унаследованными STA. Соответственно, необходимо объединять не-непрерывные каналы, чтобы использовать объединенные каналы в качестве расширенной полосы канала.
[272] На фиг. 22 показана блок-схема, демонстрирующая операцию передачи с использованием не-непрерывных каналов.
[273] Согласно фиг. 22, на передающей стороне, которая осуществляет не-непрерывную передачу (TX), выходной сигнал опорного генератора Оп. ген. проходит через петли фазовой синхронизации (PLL) и умножается на выходные сигналы двух цифроаналоговых преобразователей DAC-1 и DAC-2. Результат умножения выходного сигнала DAC-1 и выходного сигнала опорного генератора через PLL можно суммировать с результатом умножения выходного сигнала DAC-2 и выходным сигналом опорного генератора через PLL и передавать по беспроводной среде. Здесь, выходной сигнал DAC-1 может соответствовать первому сегменту 0 полосы канала 160 МГц, и выходной сигнал DAC-2 может соответствовать второму сегменту 1 полосы канала 160 МГц. Для осуществления связи с принимающей стороной, которая осуществляет непрерывный прием (RX), передающая сторона, которая осуществляет не-непрерывную TX, может располагать два ее частотных сегмента друг за другом.
[274] Фиг. 23 демонстрирует каналы, доступные для систем беспроводной LAN в полосе 5 ГГц.
[275] Поскольку требования к передаче данных большой емкости (например, мультимедийной передаче с высоким качеством изображения) возрастают, рассматривается расширение нелицензированных полос, доступных для систем беспроводной LAN. На Фиг. 23 показаны положения доступных на данный момент каналов и новых каналов, которые будут доступны в дальнейшем, системы IEEE 802.11ac на частотах в полосе 5 ГГц.
[276] Доступные на данный момент каналы включают в себя UNII (нелицензируемая национальная информационная инфраструктура)-1, UNII-2, UNII-3 и UNII3. UNII-1 также именуется UNII Low и задается как находящаяся в полосе от 5150 Гц до 5250 Гц. UNII-2 включает в себя часть, именуемую UNII Mid и находящуюся в полосе от 5250 Гц до 5350 Гц, и часть, именуемую UNII-2e или UNII-Worldwide и находящуюся в полосе от 5470 Гц до 5725 Гц. UNII-3 также именуется UNII-Upper и задается как находящаяся в полосе от 5725 Гц до 5825 Гц.
[277] Как показано на фиг. 23, с учетом вновь добавленных каналов в полосе в пределах от 5350 МГц до 5470 МГц и полосе в пределах от 5825 МГц до 5925 МГц, количество доступных каналов шириной 80 МГц возрастает с 6 до 9. Кроме того, количество доступных каналов шириной 160 МГц возрастает с 2 до 4.
[278] Чтобы эффективно поддерживать постепенно увеличивающийся объем данных, становится важным повышение эффективности протокола беспроводной LAN помимо расширения доступных нелицензированных полос системы беспроводной LAN. В частности, в окружении, в котором сосредоточено много AP, важно повышать коэффициент усиления за счет пространственного повторного использования.
[279] Настоящее изобретение предлагает схему динамической CCA для максимизации эффективности использования беспроводной среды в CSMA/CA, в основном, применяемой системой беспроводной LAN.
[280] Хотя нижеследующее описание сосредоточено на примере использования полос каналов 20 МГц, 40 МГц, 80 МГц и 160 МГц в диапазоне 5 ГГц, тот же принцип в равной степени применим к операции использования разных полос каналов (2 МГц, 4 МГц, 8 МГц, 16 МГц и пр.) в другом диапазоне (например, в S1G диапазоне). В нижеследующем примере, минимальная полоса первичного канала обозначается W МГц. W может быть равна 20 в системе беспроводной LAN, работающей в диапазоне 5 ГГц и W может быть равна 2 в системе беспроводной LAN, работающей в S1G диапазоне. Операция отсрочки передачи, включающая в себя схему CCA, предложенную настоящим изобретением, можно применять к случаю, когда минимальная полоса первичного канала равна 1 (т.е. W=1), как в вышеупомянутом примере настоящего изобретения.
[281] Схема динамической CCA, предложенная настоящим изобретением, может включать в себя изменение параметра CCA для каждого BSS. Кроме того, схема динамической CCA, предложенная настоящим изобретением, может включать в себя применение параметра CCA (или состояния CCA) согласно ширине канала блока данных (PPDU), подлежащего передаче.
[282] Операция CCA может означать операцию определения, что конкретный рабочий канал занят другой станцией (STA), когда регистрируется принимаемая мощность более A дБм (например, регистрируется начало PPDU более A дБм) на конкретном рабочем канале. На рабочем канале, определенном как занятый согласно результату CCA, STA останавливает осуществляемый на данный момент процесс отсрочки передачи (т.е. обратный отсчет счетчика отсрочки передачи) и ожидает, пока соответствующий рабочий канал не определится как не занятый из результата CCA.
[283] Описаны традиционная операция CCA и операция отсрочки передачи. Все STA могут осуществлять процесс отсрочки передачи на первичном канале шириной W МГц по умолчанию. Таким образом, таймер отсрочки передачи устанавливается в пределах от 0 до CWmin, и, когда первичный канал шириной W МГц определяется как не занятый из результата CCA в отношении первичного канала шириной W МГц в течение времени слота отсрочки передачи, таймер отсрочки передачи уменьшается на единицу.
[284] STA, чей таймер отсрочки передачи достиг 0, может передавать кадр данных на соответствующем канале. Здесь, STA может сначала передавать кадр RTS и передавать кадр данных, приняв кадр CTS от STA назначения. В противном случае, STA может непосредственно передавать кадр данных на STA назначения, не обмениваясь кадром RTS и кадром CTS.
[285] Когда STA, отличная от STA назначения, принимает кадр RTS, кадр CTS и кадр данных или кадр ACK, доступ к каналу откладывается путем установления значение NAV во избежание одновременной передачи (или конфликта) STA на соответствующем канале. Время отсрочки передачи не уменьшается в течение времени, на которое установлено значение NAV, даже когда соответствующий канал определяется как не занятый из результата CCA.
[286] Здесь, согласно операции CCA настоящего изобретения, когда принимается решение, что беспроводную среду (WM) занимают другие STA, отсрочку передачи можно продолжать, увеличивая полосу первичного канала.
[287] Таким образом, STA (т.е. третьи STA или сторонние STA), принявшие (в качестве служебной нагрузки) кадр RTS или кадр CTS, переданный от конкретной STA, может оценивать время пользования каналом конкретной STA через поле длительности кадра RTS или кадр CTS и устанавливать NAV. Здесь, сторонние STA могут увеличивать полосу первичного канала, осуществлять CCA и продолжать отсрочку передачи.
[288] Например, сторонние STA могут увеличивать полосу первичного канала вдвое и осуществлять CCA. В этом случае, параметр CCA первичный канал может изменяться. Например, когда полоса первичного канала удваивается, и осуществляется CCA, порог CCA может увеличиваться на 3 дБм. Сторонние STA могут продолжать процесс отсрочки передачи с использованием измененного параметра CCA.
[289] Когда полоса первичного канала, которая является целью отсрочки передачи (или CCA), равна W МГц, процесс отсрочки передачи можно понимать как процесс отсрочки передачи (или CCA) для передачи блока данных (т.е. PPDU), имеющего ширину канала W МГц (или более). При передаче блока данных, имеющего ширину канала W МГц (или более), состояние занятости/незанятости канала определяется на основании порога CCA A дБм на первичном канале шириной W МГц, и процесс отсрочки передачи может осуществляться согласно состоянию занятости/незанятости канала. При передаче блока данных, имеющего ширину канала 2W МГц (или более), состояние занятости/незанятости канала определяется на основании порога CCA A+3 дБм на первичном канале шириной 2W МГц, и процесс отсрочки передачи может осуществляться согласно состоянию занятости/незанятости канала.
[290] Например, первичный канал шириной 20 МГц может определяться как занятый, когда CCA осуществляется с использованием порога CCA, равного A дБм для первичного канала шириной 20 МГц, тогда как первичный канал шириной 40 МГц может определяться как не занятый, когда CCA осуществляется с использованием порога CCA, равного A+3 дБм для первичного канала шириной 40 МГц. Если STA определяет, что первичный канал шириной 40 МГц не занят, осуществляя CCA для первичного канала шириной 40 МГц с использованием порога CCA, равного A+3 дБм, STA может уменьшать таймер отсрочки передачи на единицу. Здесь, когда таймер отсрочки передачи достигает 0, STA нужно передавать кадр данных, используя (или включая) первичный канал шириной 40 МГц. Таким образом, STA нужно передавать блок данных (например PPDU) с использованием канала шириной 40 МГц или более. Когда STA осуществляет отсрочку передачи для первичного канала шириной 40 МГц с использованием порога CCA, равного A+3 дБм, STA запрещается передавать PPDU, имеющий ширину канала менее 40 МГц даже в ходе TXOP. Таким образом, STA осуществляет процесс отсрочки передачи с использованием порога CCA, равного A дБм на первичном канале шириной 20 МГц для передачи блока данных, имеющего ширину канала более 20 МГц, и осуществляет процесс отсрочки передачи с использованием порога CCA, равного A+3 дБм на первичном канале шириной 40 МГц для передачи блока данных, имеющего ширину канала более 40 МГц.
[291] Если первичный канал шириной 40 МГц занят, даже когда процесс отсрочки передачи осуществляется с использованием порога CCA, равного A+3 дБм на первичном канале шириной 40 МГц, STA может использовать первичный канал, имеющий удвоенную полосу канала, и осуществлять процесс отсрочки передачи с использованием параметра CCA, соответствующего порогу CCA плюс 3 дБм (т.е. A+6 дБм). Например, если первичный канал шириной 80 МГц определяется как не занятый, когда CCA осуществляется с использованием порога CCA, равного A+6 дБм на первичном канале шириной 80 МГц, таймер отсрочки передачи может уменьшаться на единицу. Когда таймер отсрочки передачи достигает 0, соответствующей STA нужно передавать кадр данных, используя (или включая) первичный канал шириной 80 МГц. Когда STA осуществляет отсрочку передачи с использованием порога CCA, равного A+6 дБм для первичного канала шириной 80 МГц, STA запрещается передавать PPDU, имеющий ширину канала менее 80 МГц для TXOP. Таким образом, STA осуществляет процесс отсрочки передачи с использованием порога CCA, равного A дБм на первичном канале шириной 20 МГц для передачи блока данных, имеющего ширину канала более 20 МГц, осуществляет процесс отсрочки передачи с использованием порога CCA, равного A+3 дБм на первичном канале шириной 40 МГц для передачи блока данных, имеющего ширину канала более 40 МГц и осуществляет процесс отсрочки передачи с использованием порога CCA, равного A+6 дБм на первичном канале шириной 80 МГц для передачи блока данных, имеющего ширину канала более 80 МГц.
[292] Если первичный канал шириной 80 МГц занят, даже когда процесс отсрочки передачи осуществляется с использованием порога CCA, равного A+6 дБм на первичном канале шириной 80 МГц, STA может использовать первичный канал, имеющий удвоенную полосу канала, и осуществлять процесс отсрочки передачи с использованием параметра CCA, соответствующего порогу CCA плюс 3 дБм (т.е. A+9 дБм). Например, если первичный канал шириной 160 МГц определяется как не занятый, когда CCA осуществляется с использованием порога CCA, равного A+9 дБм на первичном канале шириной 160 МГц, таймер отсрочки передачи может уменьшаться на единицу. Когда таймер отсрочки передачи достигает 0, соответствующей STA нужно передавать кадр данных, используя (или включая) первичный канал шириной 160 МГц. Когда STA осуществляет отсрочку передачи с использованием порога CCA, равного A+9 дБм для первичного канала шириной 160 МГц, STA запрещается передавать PPDU, имеющий ширину канала менее 160 МГц для TXOP. Таким образом, STA осуществляет процесс отсрочки передачи с использованием порога CCA, равного A дБм на первичном канале шириной 20 МГц для передачи блока данных, имеющего ширину канала более 20 МГц, осуществляет процесс отсрочки передачи с использованием порога CCA, равного A+3 дБм на первичном канале шириной 40 МГц для передачи блока данных, имеющего ширину канала более 40 МГц, осуществляет процесс отсрочки передачи с использованием порога CCA, равного A+6 дБм на первичном канале шириной 80 МГц для передачи блока данных, имеющего ширину канала более 80 МГц и осуществляет процесс отсрочки передачи с использованием порога CCA, равного A+9 дБм на первичном канале шириной 160 МГц для передачи блока данных, имеющего ширину канала более 160 МГц.
[293] Причина, по которой порог CCA увеличивается на 3 дБм, когда полоса первичного канала, на котором STA осуществляет CCA, удваивается, состоит в следующем. Когда мощность передачи STA однородна, мощность в расчете на единицу полосы уменьшается в два раза, если ширина канала передачи PPDU удваивается. Соответственно, когда полоса канала передачи PPDU удваивается, уровень помехи, применяемый к другим STA, уменьшается в два раза и, таким образом, фактический уровень помехи, применяемый к другим STA, не изменяется, даже когда порог CCA удваивается (то есть, увеличивается на 3 дБм).
[294] например, когда уровень помехи, обусловленный STA, которая использует мощность P для передачи PPDU W МГц, равен X дБм, уровень помехи, обусловленный STA, которая использует мощность P для передачи PPDU 2W МГц, может рассматриваться как X-3 дБм. CCA это операция обнаружения наличия сигналов помехи, обусловленных другими STA на канале. Когда сигнал, имеющий уровень помехи выше порога CCA, регистрируется на канале, беспроводная среда (WM) определяется как занятая другой станцией (STA) и, таким образом, порог CCA первой STA можно рассматривать как относящийся к уровню помехи, обусловленному передачей PPDU второй STA. Применение порога CCA, равного A дБм, первой STA к передаче PPDU W МГц означает, что соответствующий канал определяется как занятый, когда уровень помехи, обусловленный передачей PPDU W МГц второй STA, выше A дБм. Применение порога CCA, равного A дБм, первой STA к передаче PPDU 2W МГц означает, что соответствующий канал определяется как занятый, даже когда уровень помехи, обусловленный передачей PPDU 2W МГц второй STA, наблюдается как значение, большее A дБм. Таким образом, использование порога CCA, равного A дБм для передачи PPDU W МГц и передачи PPDU 2W МГц можно интерпретировать как применение половины порога CCA, с учетом того, что передача PPDU 2W МГц обуславливает уровень помехи, соответствующий половине уровня помехи передачи PPDU W МГц. Таким образом, если порог CCA не увеличивается, даже когда канал передачи первой STA расширяется, первой STA нужно определять соответствующий канал как занятый, даже с пониженным уровнем помехи. Кроме того, когда процесс отсрочки передачи осуществляется на основании операции CCA с использованием такого порога CCA, возможности для получения TXOP уменьшаются. Соответственно, когда полоса канала PPDU, подлежащего передаче, увеличивается, порог CCA также нужно увеличивать для предотвращения дисбаланса вероятности получения TXOP.
[295] Соответственно, когда конкретная STA пытается передавать PPDU W МГц или более, STA может определять, присутствуют ли передачи PPDU других STA на соответствующем канале, используя A дБм в качестве порога CCA. Когда конкретная STA пытается передавать PPDU 2W МГц или более, STA может определять, присутствуют ли передачи PPDU других STA на соответствующем канале, используя A+3 дБм в качестве порога CCA.
[296] Фиг. 24 демонстрирует схему CCA согласно примеру настоящего изобретения.
[297] STA1 и STA4, имеющие данные для передачи, могут осуществлять процессы отсрочки передачи на первичном канале шириной 20 МГц. Здесь, предполагается, что порог CCA равен A дБм на первичном канале шириной 20 МГц. Таким образом, STA1 и STA4 могут останавливать обратный отсчет таймера отсрочки передачи определив, что значение результата CCA указывает состояние занятости канала, когда присутствует сигнал, принятый с мощностью A дБм или более. Поскольку STA1 и STA4 случайным образом выбирают начальные значения разных таймеров отсрочки передачи, предполагается, что таймер отсрочки передачи STA1 первым достигает 0. Соответственно, STA1 может осуществлять передачу и прием кадра с использованием первичного канала шириной 20 МГц. Например, STA1 может передавать RTS на STA2, которая является STA назначения, и STA2 может в ответ отправлять на STA1 CTS, приняв RTS. Соответственно, STA1 может передавать A-MPDU (данные) на STA2, и STA2 может передавать кадр ACK блока на STA1 в ответ на A-MPDU.
[298] STA4 определяет, что значение результата CCA в отношении первичного канала шириной 20 МГц указывает состояние занятости канала вследствие передачи и приема кадров станцией STA1. Соответственно, STA4 может увеличивать полосу первичного канала (т.е. до ширины 80 МГц первичного канала), увеличивать порог CCA на 6 дБм (т.е. A+6 дБм) и возобновлять отсрочку передачи. Процесс отсрочки передачи согласно увеличенному порогу CCA может осуществляться таким образом, что обратный отсчет таймера отсрочки передачи осуществляется на основании интенсивности принятого сигнала на всем первичном канале шириной 80 МГц, или обратный отсчет таймера отсрочки передачи осуществляется на основании интенсивности принятого сигнала на части первичного канала шириной 80 МГц. По завершении процесса отсрочки передачи для первичного канала шириной 80 МГц, STA4 может осуществлять передачу и прием кадра с использованием первичного канала шириной 80 МГц после того, как таймер отсрочки передачи достигает 0. Например, STA4 может передавать RTS на STA3, и STA3 может в ответ отправлять CTS на STA4. Соответственно, STA4 может передавать A-MPDU (данные) на STA3, и STA3 может передавать кадр ACK блока на STA4 в ответ на A-MPDU.
[299] Затем STA4 может вновь начинать отсрочку передачи на первичном канале шириной 20 МГц. Здесь, отсрочка передачи может осуществляться, пока порог CCA на первичном канале шириной 20 МГц уменьшен на 6 дБм относительно порога CCA для первичного канала шириной 80 МГц (то есть, A дБм).
[300] В примере, приведенном на фиг. 24, CTS и кадр ACK блока, передаваемые станцией STA3, могут препятствовать связи между STA1 и STA2. Для решения этой проблемы, конкретная STA может запрашивать другие STA осуществлять динамическую CCA.
[301] Фиг. 25 демонстрирует схему CCA согласно дополнительному примеру настоящего изобретения.
[302] В примере, приведенном на фиг. 25, STA3 может оценивать время пользования каналом STA1 и STA2 через поля "длительность", включенные в кадры RTS/CTS, которыми обмениваются STA1 и STA2. Если STA3 является AP, STA3 может сообщать всем STA, принадлежащим ее BSS, что STA3 определила, что первичный канал шириной 80 МГц не занят, из результата CCA. Кадр, используемый конкретной STA для информирования других STA о результате ее CCA, может именоваться кадром управления CCA. Для передачи кадра управления CCA, STA3 может осуществлять процесс отсрочки передачи на первичном канале шириной 80 МГц (т.е. первичном канале шириной 80 МГц, определенном как не занятый из результата CCA) и передавать кадр управления CCA с использованием первичного канала шириной 80 МГц, когда таймер отсрочки передачи достигает 0. STA, принявшая кадр управления CCA, может изменять свой параметр CCA на основании информации длительности динамической CCA, информации полосы CCA, информации порогового уровня CCA и пр., включенных в кадр управления CCA и возобновлять процесс отсрочки передачи на основании измененного параметра CCA.
[303] Здесь, информация длительности динамической CCA указывает, что STA, принадлежащим BSS AP (например, STA3), необходимо осуществлять доступ к каналу с использованием измененных параметров CCA в течение времени, указанного значением длительности. Информация полосы CCA указывает полосу CCA, которую должна использовать STA на протяжении длительности динамической CCA. Информация порогового уровня CCA указывает пороговый уровень CCA, используемый STA на протяжении длительность динамической CCA. Таким образом, когда сигнал, превышающий пороговый уровень CCA в полосе CCA, регистрируется на протяжении длительности CCA, указанной в кадре управления CCA, беспроводная среда соответствующей полосы может определяться как занятая.
[304] После приема кадра управления CCA и выполнения доступа к каналу на основании измененного параметра CCA для указанной длительности CCA, STA может восстанавливать первоначальный параметр CCA и возобновлять доступ к каналу по истечении указанной длительности CCA.
[305] Кроме того, когда CCA осуществляется на основании увеличенного порога CCA в увеличенной полосе первичного канала, и процесс отсрочки передачи осуществляется в примерах настоящего изобретения, способ определения, занята или не занята беспроводная среда (WM) на основании увеличенного порога CCA в увеличенной полосе первичного канала, можно реализовать по-разному.
[306] В качестве первого примера, когда порог CCA для первичного канала шириной 40 МГц устанавливается с повышением на 3 дБм (например, A+3 дБм) относительно порога CCA (например, A дБм) для первичного канала шириной 20 МГц, и осуществляется процесс отсрочки передачи, занята или не занята соответствующая беспроводная среда, может определяться путем сравнения интенсивности принятого сигнала на всем первичном канале шириной 40 МГц с порогом CCA (например, A+3 дБм). Например, когда интенсивность принятого сигнала на всем первичном канале шириной 40 МГц превышает порог CCA (например A+3 дБм), беспроводная среда может определяться как занятая.
[307] В качестве второго примера, занята или не занята беспроводная среда, может определяться путем сравнения интенсивности принятого сигнала с порогом CCA на основании только части первичного канала шириной 40 МГц. Например, когда интенсивность принятого сигнала на канале шириной 20 МГц, который составляет часть первичного канала шириной 40 МГц, превышает порог CCA (например, A+3 дБм), соответствующая беспроводная среда может определяться как занятая.
[308] Согласно второму примеру, полоса канала, отобранная для определения состояния занятости/незанятости канала, не изменяется в процессе отсрочки передачи STA (то есть, CCA для первичного канала шириной 20 МГц и CCA для первичного канала шириной 40 МГц осуществляются на основании интенсивности принятого сигнала на канале шириной 20 МГц), что позволяет упростить реализацию. Однако, с точки зрения протокола MAC, генерируются дополнительные соображения.
[309] Например, когда передача PPDU осуществляется по истечении таймера отсрочки передачи (т.е. по получении TXOP), состояние канала проверяется только для части (например, канала шириной 20 МГц) всего канала (например, канала шириной 40 МГц), используемого для фактической передачи PPDU, а не всего канала, в процессе отсрочки передачи, что не позволяет подтвердить, что весь канал для фактической передачи PPDU не занят. В соответствии с обстоятельствами, PPDU может не передаваться, даже когда TXOP получен по истечении таймера отсрочки передачи. Например, когда оставшийся канал шириной 20 МГц (например, вторичный канал шириной 20 МГц) занят для PIFS непосредственно до фактической передачи PPDU по истечении таймера отсрочки передачи, PPDU может не передаваться на канале шириной 40 МГц. Таким образом, когда оставшийся канал шириной 20 МГц (например, вторичный канал шириной 20 МГц) не занят для PIFS непосредственно до фактической передачи PPDU по истечении таймера отсрочки передачи, PPDU может передаваться на канале шириной 40 МГц. Соответственно, даже когда TXOP получается по истечении таймера отсрочки передачи путем осуществления процесс отсрочки передачи на основании только части канала шириной 40 МГц, фактическая передача PPDU не осуществляется, и, таким образом, осуществление нового процесса отсрочки передачи может не требоваться.
[310] При осуществлении нового процесса отсрочки передачи, STA может осуществлять процесс отсрочки передачи без увеличения (или изменения) параметра окно состязания, используемого для предыдущего отсрочки передачи.
[311] В примерах настоящего изобретения, операция осуществления процесса отсрочки передачи на основании более высокого порога CCA для передачи блока данных, имеющего увеличенную ширину канала, не имеет ограничений, благодаря чему операция осуществляется только когда беспроводная среда определяется как занятая из результата CCA на основании более низкого порога CCA, когда нужно передавать блок данных, имеющий более узкий канал. Таким образом, схема отсрочки передачи, предложенная настоящим изобретением, отличается тем, что процесс отсрочки передачи задается с использованием условий CCA (например, порога CCA) для ширины канала каждого блока данных, подлежащего передаче (или ширины канала каждого первичного канала, на котором осуществляется CCA или отсрочка передачи). Например, когда передается блок данных, имеющий первую ширину канала (например, W МГц) или более, можно задать операцию осуществления первого процесса отсрочки передачи с использованием первых условий CCA (например, устанавливая порог CCA на A дБм) на первом первичном канале, соответствующем W МГц или его части. Когда TXOP разрешена в результате первого процесса отсрочки передачи, может передаваться блок данных, имеющий первую ширину канала или более. Когда передается блок данных, имеющий третью ширину канала (например, 2W МГц) или более, можно задать операцию осуществления второго процесса отсрочки передачи с использованием вторых условий CCA (например, устанавливая порог CCA на A+3 дБм) на втором первичном канале, соответствующем 2W МГц или его части, поскольку процесс отсрочки передачи отличается от первого процесса отсрочки передачи. Когда TXOP разрешена в результате второго процесса отсрочки передачи, может передаваться блок данных, имеющий третью ширину канала или более.
[312] Для применения схемы CCA, предложенной настоящим изобретением, необходимо задать примитив, предписывающий, посредством MAC STA, физическому уровню PHY изменять параметр CCA. Для этого, настоящее изобретение вновь добавляет PHYCONFIG_VECTOR, включающий в себя CCA_CHANNEL_LIST и CCA_LEVEL_TYPE в примитив PHY-CONFIG.request (запрос конфигурации физического уровня). Таблица 1 демонстрирует пример определения примитива PHY-CONFIG.request, и таблица 2 демонстрирует пример определения примитива PHY-CONFIG.confirm (подтверждение конфигурации физического уровня).
[313]
Таблица 1
PHY-CONFIG.requestфункцияЭтот примитив позволяет подуровню MAC запрашивать локальный объект PHY для конфигурирования PHY.Семантика служебного примитиваПримитив обеспечивает следующий параметр:PHY-CONFIG.request(PHYCONFIG_VECTOR)При генерацииЭтот примитив генерируется подуровнем MAC для локального объекта PHY, когда он желает изменить конфигурацию PHY.Результат полученияРезультатом получения этого примитива уровнем PHY является применение параметров, снабженных примитивом, и конфигурирование PHY для будущей операции.
[314]
Таблица 2
PHY-CONFIG.confirmФункцияЭтот примитив выдается уровнем PHY на локальный объект MAC для подтверждения, что PHY применил параметры, обеспеченные в примитиве PHY-CONFIG.request.Семантика служебного примитиваСемантика примитива такова:PHY-CONFIG.confirmЭтот примитив не имеет параметров.При генерацииЭтот примитив выдается уровнем PHY на объект MAC, когда PHY принимает и успешно применяет параметры в примитиве PHY-CONFIG.request.Результат полученияРезультат получения этого примитива уровнем MAC не задан.
[315] В таблице 3 приведено описание иллюстративного PHYCONFIG_VECTOR, включающего в себя CCA_CHANNEL_LIST и CCA_LEVEL_TYPE, который включен в примитив PHY-CONFIG.request и вновь задан согласно настоящему изобретению.
[316]
Таблица 3
Параметр
Соответствующий вектор
Значение
ACTIVE_RXCHAIN_SET
PHYCONFIG_VECTOR
Параметр ACTIVE_RXCHAIN_SET указывает, какие приемные цепи доступных приемных цепей активны. Длина поля равна 8 битам. 1 в битовой позиции n указывает, что используется приемная цепь под номером n. Самое большее 4 бита из 8 можно задавать равными 1.
OPERATING_CHANNEL
PHYCONFIG_VECTOR
Действующий канал, сконфигурированный для использования на PHY.
CHANNEL_OFFSET
PHYCONFIG_VECTOR
Перечислительный тип:CH_OFFSET_NONE указывает работу на 20 МГц HT STA.CH_OFFSET_ABOVE указывает работу на 40 МГц, где вторичный канал выше первичного.CH_OFFSET_BELOW указывает работу на 40 МГц, где вторичный канал ниже первичного.
ANT-CONFIG
PHYCONFIG_VECTOR
Указывает, какую(ие) конфигурацию(и) антенн нужно использовать при приеме пакетов, и какую
конфигурацию нужно использовать при переключении конфигураций в ходе приема пакета. Значения зависят от реализации.
GROUP_ID_MANAGEMENT
PHYCONFIG_VECTOR
Параметр GROUP_ID_MANAGEMENT указывает статус членства и позицию STA для каждого из ID группы.
PARTIAL_AID_LIST_GID00
PHYCONFIG_VECTOR
Параметр PARTIAL_AID_LIST_GID00 включает в себя список частичных AID, назначенным получателем которых является STA, связанных с ID группы 0.
PARTIAL_AID_LIST_GID63
PHYCONFIG_VECTOR
Параметр PARTIAL_AID_LIST_GID63 включает в себя список частичных AID, назначенным получателем которых является STA, связанных с ID группы 63.
LISTEN_TO_GID00
PHYCONFIG_VECTOR
Значение "истина" указывает PHY не отфильтровывать PPDU с полем GROUP_ID, имеющим значение 0.
LISTEN_TO_GID63
PHYCONFIG_VECTOR
Значение "истина" указывает PHY не отфильтровывать PPDU с полем GROUP_ID, имеющим значение 63.
CCA_CHANNEL_LIST
PHYCONFIG_VECTOR
Указывает, какие каналы сообщаются в параметре channel-list в примитиве PHY-CCA.indication, генерируемый STA.
CCA_LEVEL_TYPE
PHYCONFIG_VECTOR
Указывает, какой тип уровня CCA применяется для сообщения примитива PHY-CCA.indication, генерируемого STA.
[317] PHYCONFIG_VECTOR, соответствующий CCA_CHANNEL_LIST, указывает список каналов, о которых уровень MAC STA хочет сообщать с уровня PHY через примитив PHY-CCA.indication. Например, когда STA рассматривает передачу PPDU 40 МГц на основании порога CCA, увеличенного на 3 дБ согласно схеме динамической CCA, предложенной настоящим изобретением, STA требует информацию CCA о каналах шириной 40 МГц, 80 МГц и 160 МГц и не требует информации о канале шириной 20 МГц. Соответственно, можно задавать набор каналов, не включающий в себя первичный канал шириной 20 МГц, с использованием CCA_CHANNEL_LIST, вызывать примитив PHY-CONFIG.request и доставлять примитив PHY-CONFIG.request на уровень PHY. Приняв PHYCONFIG_VECTOR, соответствующий CCA_CHANNEL_LIST, формирующий уровень MAC, уровень PHY ограничивает целевые каналы CCA, сообщаемые через примитив PHY-CCA.indication, набором каналов, указанным в CCA_CHANNEL_LIST.
[318] Согласно схеме CCA, предложенной настоящим изобретением, STA может изменять пороги CCA. Таким образом, можно задавать один или более других порогов CCA, и STA может использовать PHYCONFIG_VECTOR, соответствующий CCA_LEVEL_TYPE для задания нужного порога CCA на уровне PHY. Например, может задаваться множество типов порог CCA, например, тип 1, тип 2, тип 3, тип 4, ..., и информация о типе, который STA хочет использовать, может кодироваться как CCA_LEVEL_TYPE. Согласно схеме CCA, предложенной настоящим изобретением, когда порог CCA типа 1 равен A дБм, пороги CCA типа 2, типа 3 и типа 4 можно, соответственно, задавать равными A+3 дБм, A+6 дБм и A+9 дБм. Кроме того, порог CCA одного типа может состоять из набора порогов CCA. Например, порог CCA типа 1 может задаваться как набор порогов CCA, включающий в себя порог CCA для PPDU, имеющего ширину канала W МГц, порог CCA для PPDU, имеющего ширину канала 2W МГц, порог CCA для PPDU, имеющего ширину канала 4W МГц, порог CCA для PPDU, имеющего ширину канала 6W МГц, и т.д. После приема PHYCONFIG_VECTOR, соответствующего CCA_LEVEL_TYPE, от уровня MAC, порог CCA, сообщаемый через примитив PHY-CCA.indication, определяется на уровне PHY на основании соответствующего типа CCA.
[319] Таблица 4 демонстрирует пример определения примитива PHY-CCA.indication.
[320]
Таблица 4
PHY-CCA.indicationФункцияЭтот примитив позволяет уровню PHY указывать локальный объект MAC текущего состояния среды и обеспечивать наблюдаемые значения IPI, когда сообщение IPI включено.Семантика служебного примитиваПримитив обеспечивает следующие параметры:PHY-CCA.indication(STATE,IPI-REPORT,channel-list)Параметр STATE может иметь одно из двух значений: BUSY или IDLE. Параметр имеет значение BUSY, если при оценке канала(ов) уровнем PHY определяется, что канал(ы) недоступны. В противном случае, параметр имеет значение IDLE.Параметр IPI-REPORT присутствует, если dot11RadioMeasurementActivated равно "истина", и если сообщение IPI включено параметром IPI-STATE. Параметр IPI-REPORT обеспечивает набор значений IPI в течение
интервала времени. Набор значений IPI может использоваться подуровнем MAC в целях радиоизмерений. Набор значений IPI содержит недавние значения, наблюдаемые объектом PHY, после генерации самого недавнего примитива PHYTXEND.confirm, PHY-RXEND.indication, PHY-CCARESET.confirm или PHY-CCA.indication, возникшего последним.Когда STATE равен IDLE, или когда, для типа PHY в ходе эксплуатации, CCA определяется единичным каналом, параметр channel-list отсутствует. В противном случае, он несет набор, указывающий, какие каналы заняты. Параметр channel-list в примитиве PHY-CCA.indication, генерируемом STA, содержит, самое большее, единичный элемент. Нижеследующая таблица задает члены этого набора.При генерацииЭтот примитив генерируется во время CCA, когда происходит изменение статуса канала(ов) от "канал не занят" к "канал занят" или от "канал занят" к "канал не занят", или когда элементы параметра channel-list изменяются; в противном случае этот примитив генерируется, когда статус канала(ов) изменяется от "канал не занят" к "канал занят" или от "канал занят" к "канал не занят", или когда элементы параметра channel-list изменяются. Это включает в себя период времени, когда PHY принимает данные. Обратимся к конкретным деталям PHY в отношении поведения CCA для данного PHY.Если STA является HT STA, но не VHT STA, и ширина действующего канала равна 20 МГц, PHY поддерживает указание "канал занят" до истечения периода, указанного полем LENGTH, где поле LENGTH находится- в пригодном поле SIGNAL, если формат PPDU является NON_HT- в пригодном поле HT-SIG, если формат PPDU является HT_MF или HT_GFЕсли STA является HT STA, но не VHT STA, и ширина действующего канала равна 40 МГц, PHY поддерживает указание "канал занят" до истечения периода, указанного полем LENGTH, где поле LENGTH находится- в пригодном поле SIGNAL, если формат PPDU является NON_HT, и PPDU принимается в первичном канале шириной 20 МГц- в пригодном поле HT-SIG, если формат PPDU является HT_MF или HT_GF при условии, что PPDU является либо PPDU 20 МГц, принятым на первичном канале, либо PPDU 40 МГцРезультат полученияРезультат получения этого примитива уровнем MAC не задан.
[321] В таблице 5 показаны элементы параметра channel-list, включенного в примитив PHY-CCA.indication.
[322]
Таблица 5
Элементы channel-list
Смысловое значение
Primary
Для HT STA, которая не является VHT STA, указывает, что первичный канал шириной 20 МГц занят.Для VHT STA, указывает, что первичный канал шириной 20 МГц занят.
Secondary
Для HT STA, которая не является VHT STA, указывает, что вторичный канал занят.Для VHT STA, указывает, что вторичный канал шириной 20 МГц занят.
secondary40
Указывает, что вторичный канал шириной 40 МГц занят.
secondary80
Указывает, что вторичный канал шириной 80 МГц занят.
[323] Согласно схеме динамической CCA, предложенной настоящим изобретением, может задаваться два или более типов CCA. Набор порогов CCA (т.е. порог CCA, заданный для каждой ширины канала) может задаваться для одного типа CCA, и разные наборы порогов CCA могут задаваться для разных типов CCA.
[324] Кроме того, порог CCA для обнаружения преамбулы и порог CCA для регистрации энергии могут по отдельности задаваться для одного типа CCA. Порог CCA обнаружения преамбулы соответствует значению интенсивности сигнала STF, LTF и поля SIG, соответствующих преамбуле PLCP. Когда интенсивность сигнала преамбулы превышает заранее определенный порог, можно обнаруживать наличие пригодного сигнала 802.11 путем приема преамбулы. Порог CCA регистрации энергии используется для обнаружения канала, который используется, когда интенсивность конкретного сигнала превышает заранее определенный порог в состоянии, когда преамбула не принята.
[325] Фиг. 26 демонстрирует иллюстративная операция CCA согласно типу CCA.
[326] В примере, приведенном на фиг. 26, порог CCA обнаружения преамбулы устанавливается равным -80 дБм, и порог CCA регистрации энергии устанавливается равным -60 дБм в CCA типа 1, тогда как порог CCA обнаружения преамбулы устанавливается равным -70 дБм, и порог CCA регистрации энергии устанавливается равным -50 дБм в CCA типа 2.
[327] Когда задано множество типов CCA, STA может изменять соответствующий тип CCA на тип CCA, установленный AP путем приема кадра маяка, кадра пробного ответа и кадра управления (например, кадра управления CCA), передаваемых от AP. Альтернативно, STA может самостоятельно изменять тип CCA согласно окружению, в котором на данный момент работает STA.
[328] Операция изменения типа CCA STA включает в себя вызов вышеупомянутого примитива PHY-CONFIG.request. Таким образом, уровень MAC STA может передавать примитив PHY-CONFIG.request, включающий в себя PHYCONFIG_VECTOR, на уровень PHY. PHYCONFIG_VECTOR включает в себя параметр CCA_LEVEL_TYPE, и значение параметра CCA_LEVEL_TYPE можно задать равным типу 1 CCA или типу 2 CCA.
[329] Фиг. 26 демонстрирует пример, в котором, когда передающая STA передает PPDU (т.е. PLCP и PSDU), принимающая STA осуществляет CCA на PHY для сообщения примитива PHY-CCA.indication на MAC. В примере, приведенном на фиг. 26, пунктирная линия указывает интенсивность сигнала, зарегистрированную принимающей STA.
[330] В нижней части фиг. 26, статус канала с использованием типа 1 CCA указывает состояние канала, определенное, когда принимающая STA осуществляет CCA с использованием типа 1 CCA, и статус канала с использованием типа 2 CCA указывает состояние канала, определенное, когда принимающая STA осуществляет CCA с использованием типа 2 CCA.
[331] Рассмотрим случай, когда STA определяет состояние канала с использованием порога CCA обнаружения преамбулы. В этом случае, интенсивность сигнала преамбулы принятого сигнала превышает порог CCA обнаружения преамбулы типа 1 CCA, но меньше порога CCA обнаружения преамбулы типа 2 CCA. Соответственно, состояние канала “занятый” сообщается, когда используется тип 1 CCA, тогда как состояние канала “незанятый” сообщается, когда используется тип 2 CCA.
[332] Фиг. 27 демонстрирует другую иллюстративную операцию CCA согласно типу CCA.
[333] На фиг. 27 показан случай, когда принимающая STA успешно принимает PLCP PPDU, и интенсивность принятого сигнала превышает порог CCA обнаружения преамбулы типа 1 CCA и порог CCA обнаружения преамбулы типа 2 CCA. В этом случае, состояние канала “занятый” сообщается, когда используются тип 1 CCA и тип 2 CCA.
[334] Фиг. 28 демонстрирует другую иллюстративную операцию CCA согласно типу CCA.
[335] На фиг. 28 показан случай, когда тип 1 CCA меняется на тип 2 CCA согласно вызову примитива PHY-CONFIG.request, тогда как принимающая STA осуществляет операцию CCA с использованием типа 1 CCA.
[336] Принимающая STA успешно принимает PLCP PPDU и определяет состояние канала с использованием порога CCA обнаружения преамбулы. Поскольку интенсивность принятого сигнала выше порога CCA обнаружения преамбулы, состояние канала сообщается как “занятый”. Здесь, тип CCA STA может изменяться от типа 1 CCA к типу 2 CCA. В этом случае, результат определения состояния канала заметно изменяется согласно тому, когда и/или как принимающая STA применяет измененный тип CCA. Соответственно, настоящее изобретение предлагает детальное правило в отношении изменения типа CCA принимающей STA.
[337] В примере, приведенном на фиг. 28, когда принимающая STA изменяет тип CCA от типа 1 CCA к типу 2 CCA и затем применяет порог CCA регистрации энергии, состояние канала может сообщаться как “незанятое”, поскольку интенсивность принятого сигнала меньше порога CCA регистрации энергии CCA типа 2.
[338] Когда принимающая STA изменяет тип CCA от типа 1 CCA к типу 2 CCA и затем применяет порог CCA обнаружения преамбулы в примере, приведенном на фиг. 28, состояние канала может сообщаться как “занятый”, поскольку интенсивность принятого сигнала выше порога CCA обнаружения преамбулы CCA типа 2.
[339] Как описано выше, порог CCA обнаружения преамбулы служит для обнаружения использования пригодного сигнала 802.11 путем приема преамбулы PLCP, когда интенсивность сигнала STF, LTF и поля SIG, соответствующего преамбуле PLCP, превышает заранее определенный порог. Соответственно, настоящее изобретение предлагает правило применения порога CCA регистрации энергии измененного типа CCA, когда принимающая STA не обнаруживает использования пригодного сигнала 802.11 после изменения типа CCA. Таким образом, когда принимающая STA обнаруживает использование пригодного сигнала 802.11 после изменения типа CCA, применяется порог CCA обнаружения преамбулы измененного типа CCA.
[340] Кроме того, настоящее изобретение предлагает способ применения порога CCA обнаружения преамбулы измененного типа CCA, вместо ее порога CCA регистрации энергии, когда тип CCA изменяется в состоянии, когда STA обнаруживает использование пригодного сигнала 802.11. Для этого, принимающей STA нужно все время сохранять интенсивность сигнала PLCP при приеме PLCP, что приводит к усложнению реализации принимающей STA. Однако STA может определять и сообщать более точное состояние канала путем применения вновь измененного типа CCA.
[341] Альтернативно, для упрощения реализация STA, настоящее изобретение предлагает способ задержки применения изменения типа CCA, пока состояние канала не станет состоянием незанятости, без изменения типа CCA, когда текущее состояние канала является "занят", после приема запроса на изменение типа CCA через примитив PHY-CONFIG.request. Таким образом, примитив PHY-CONFIG.request для запрашивания изменения типа CCA принимается и изменения типа CCA применяется, когда состояние канала является "не занят". Если состояние канала является "не занят", когда принимается примитив PHY-CONFIG.request для запрашивания изменения типа CCA, изменение типа CCA можно применять напрямую.
[342] Альтернативно, когда STA запрашивает изменение типа CCA через примитив PHY-CONFIG.request, STA может ограничиваться таким образом, что STA вызывает примитив PHY-CONFIG.request только когда состояние канала является "не занят". Таким образом, когда текущее состояние канала является "занят", STA не может запрашивать на изменение типа CCA через примитив PHY-CONFIG.request.
[343] Кроме того, разные пороги CCA могут быть заранее заданными, и уровень PHY может сообщать состояние канала, к которому применен каждый порог CCA, на уровень MAC, через примитив PHY-CCA.indication. В этом случае, изменение типа CCA через примитив PHY-CONFIG.request не запрашивается, и уровень PHY может задавать множество порогов CCA в качестве нескольких типов, например, типа 1, типа 2, типа 3 и типа 4, сравнивать порог CCA, заданный для каждого типа, с интенсивностью сигнала и сообщать примитив PHY-CCA.indication уровню MAC, когда интенсивность сигнала превышает порог CCA. Здесь, примитив PHY-CCA.indication может включать в себя информацию, указывающую тип, в отношении соответствующей информации статуса CCA.
[344] Для этого, настоящее изобретение предлагает добавление поля, указывающего тип CCA, к примитиву PHY-CCA.indication.
[345] Таблица 6 демонстрирует пример определения примитива PHY-CCA.indication.
[346]
Таблица 6
PHY-CCA.indicationФункцияЭтот примитив позволяет уровню PHY указывать локальный объект MAC текущего состояния среды и обеспечивать наблюдаемые значения IPI, когда сообщение IPI включено.Семантика служебного примитиваПримитив обеспечивает следующие параметры:PHY-CCA.indication(STATE,IPI-REPORT,channel-list
<u>CCA-Type</u>)...
[347] В таблице 6, примитив PHY-CCA.indication дополнительно включает в себя поле CCA-Type. Поле CCA-Type указывает CCA-Type, на котором базируется информация состояния и списка каналов, сообщаемая через примитив PHY-CCA.indication.
[348] Помимо способа добавления поля CCA-Type к примитиву PHY-CCA.indication, настоящее изобретение предусматривает способ повторного задания примитива PHY-CCA.indication для каждого типа CCA применительно к реализации STA. Таким образом, примитив PHY-CCA1.indication, примитив PHY-CCA2.indication, примитив PHY-CCA3.indication и примитив PHY-CCA4.indication можно, соответственно, задавать для CCA типа 1, типа 2, типа 3 и типа 4. В этом случае, примитив PHY-CCA{n}.indication, заданный для вновь заданного CCA-Type{n}, не включает в себя поле CCA-Type.
[349] STA может сбрасывать информацию статуса CCA уровня PHY в случае, когда значение NAV (вектор сетевого выделения) для контроля виртуальной несущей сбрасывается на уровне MAC. Когда STA задает порог CCA для каждого типа CCA на уровне PHY, как в настоящем изобретении, может использоваться примитив PHY-CCARESET.request для сброса информация статуса CCA уровня PHY. Настоящее изобретение предлагает включение информации типа CCA в примитив PHY-CCARESET.request.
[350] Таблица 7 демонстрирует пример определения примитива PHY-CCARESET.request.
[351]
Таблица 7
PHY-CCARESET.requestФункцияЭтот примитив позволяет подуровню MAC запрашивать у локального объекта PHY сброс конечного автомата CCA и включать и отключать сообщение IPI посредством параметра IPI-STATE.Семантика служебного примитиваПримитив обеспечивает следующий параметр:PHY-CCARESET.request(IPI-STATE,
<u>CCA-Type</u>)Параметр IPI-STATE присутствует, если dot11RadioMeasurementActivated
равно "истина". Параметр IPI-STATE может иметь одно из двух значений: IPI-ON или IPI-OFF. Значение параметра равно IPI-ON, когда подуровень MAC запрашивает объект PHY для сообщения значений IPI, когда PHY не принимает и не передает MPDU. IPI-ON включает сообщение IPI в объекте PHY. IPI-OFF отключает сообщение IPI в объекте PHY.При генерацииЭтот примитив генерируется подуровнем MAC для локального объекта PHY в конце таймера NAV и в момент времени, указанный в механизме CS после границы каждого слота MAC, который описан в соотношениях временного режима DCF и получения EDCA TXOP. Этот запрос может использоваться некоторыми реализациями PHY, которые могут синхронизировать разнесение антенн с временными режимами слотов.Результат полученияРезультатом получения этого примитива объектом PHY является сброс таймеров CS/CCA PHY в состояние, пригодное для конца принятого кадра и инициирование нового цикла оценивания CCA. Если параметр IPI-STATE равен IPI-ON, объект PHY собирает значения IPI, когда он не передает и не принимает, и передает эти значения на подуровень MAC с использованием параметра IPI-REPORT.
[352] Таблица 7 демонстрирует, что примитив PHY-CCARESET.request включает в себя поле CCA-Type. Поле CCA-Type указывает тип CCA, к которому применяется примитив PHY-CCARESET.request.
[353] Когда STA задает порог CCA для каждого типа CCA на уровне PHY, тип CCA, который будет фактически использоваться на уровне PHY, может определяться согласно типу CCA, фактически поддерживаемому BSS, которому принадлежит STA. Для этого, может задаваться примитив PHY-CCATYPESET.request. Параметры, включенные в примитив PHY-CCATYPESET.request, могут включать в себя значение, указывающее “активный” или “неактивный” для каждого типа CCA. Примитив PHY-CCATYPESET.request является примитивом, доставляемым с уровня MAC на уровень PHY STA, и уровень PHY STA может сообщать информацию статуса CCA на уровень MAC через примитив PHY-CCA{n}.indication только для типа CCA {n}, заданного равным “активным”, после приема примитива PHY-CCATYPESET.request. Для CCA-Type{n}, заданного равным “неактивным”, уровень PHY может не сообщать информацию статуса CCA на уровень MAC через примитив PHY-CCA{n}.indication.
[354] На фиг. 29 показана блок-схема операций, демонстрирующая способ CCA согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
[355] Уровень PHY (или модуля уровень PHY) STA может принимать примитив запроса (например, примитив PHY-CONFIG.request таблицы 1), включающий в себя параметр (например, параметр CCA_LEVEL_TYPE таблицы 3), который указывает тип уровня CCA, от верхнего уровня (например, уровня MAC) на этапе S2910.
[356] При этом, параметр, указывающий тип уровня CCA, может устанавливаться на первый тип уровня CCA для передачи блока данных (например, PPDU), имеющего первую ширину канала или более, и на второй тип уровня CCA для передачи блока данных, имеющего вторую ширину канала, превышающую первую ширину канала. Первый набор порогов CCA для второго типа уровня CCA может быть выше второго набора порогов CCA для первого типа уровня CCA. Например, первый порог CCA для первичного канала шириной W МГц можно задать равным A дБм для передачи блока данных, имеющего первую ширину канала или более, тогда как второй порог CCA для первичного канала шириной W МГц можно задать равным A+3 дБм для передачи блока данных, имеющего вторую ширину канала или более.
[357] На этапе S2920 можно определить, регистрируется ли сигнал, интенсивность которого превышает порог CCA (например, первый или второй порог CCA), установленный на основании значения параметра, обеспеченного верхний уровнем.
[358] На этапе S2930 можно передавать, на верхний уровень, информацию (например, примитив указания CCA), указывающую, что соответствующая среда занята, когда сигнал, интенсивность которого превышает порог CCA, регистрируется, и в противном случае указывающую, что среда не занята.
[359] STA может осуществлять процесс отсрочки передачи, включающий в себя операцию CCA этапов S2910 - S2930.
[360] В частности, для передачи блока данных, имеющего первую ширину канала или более (например, PPDU, имеющий ширину канала W МГц или более), STA может осуществлять первый процесс отсрочки передачи с использованием первых условий CCA (например, набора порогов CCA типа 1 (т.е. набора порогов CCA, заданного как A дБм, для обнаружения PPDU W МГц, A+3 дБм для обнаружения PPDU 2W МГц, A+6 дБм для обнаружения PPDU 4W МГц и A+9 дБм для обнаружения PPDU 8W МГц)) на первом первичном канале, ширина канала которого меньше первой ширины канала (например, первичный канал шириной W МГц или первичный канал, соответствующий части W МГц).
[361] Для передачи блока данных, имеющего вторую ширину канала или более (например, PPDU, имеющего ширину канала более 2W МГц, 4W МГц или 8W МГц), STA может осуществлять второй процесс отсрочки передачи с использованием вторых условий CCA (например, устанавливая порог CCA типа 2 (т.е. набор порогов CCA, заданный как A+3 дБм для обнаружения PPDU W МГц, A+6 дБм для обнаружения PPDU 2W МГц, A+9 дБм для обнаружения PPDU 4W МГц и A+12 дБм для обнаружения PPDU 8W МГц)) на втором первичном канале, ширина канала которого меньше второй ширины канала (например, первичном канале шириной 2W МГц или первичном канале шириной W МГц).
[362] Когда STA разрешено получать TXOP в результате первого процесса отсрочки передачи, STA может передавать блок данных, имеющий первую ширину канала или более (например, PPDU, имеющий W МГц или более).
[363] Когда STA разрешено получать TXOP в результате второго процесса отсрочки передачи, STA может передавать блок данных, имеющий первую ширину канала или более (например, PPDU, имеющий ширину канала более 2W МГц, 4W МГц или 8W МГц).
[364] Хотя иллюстративный способ, описанный со ссылкой на фиг. 29, обозначается как последовательность операций для наглядности описания, порядок выполнения этапов не ограничивается им, и этапы могут осуществляться одновременно или, при необходимости, в другом порядке. Кроме того, для реализации способа, предложенного настоящим изобретением, не все этапы, представленные на фиг. 29, необходимы.
[365] Согласно способу настоящего изобретения, представленному на фиг. 29, вышеупомянутые различные варианты осуществления настоящего изобретения могут независимо применяться, или два или более из них могут применяться одновременно.
[366] На фиг. 30 показана блок-схема беспроводного устройства согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
[367] STA 10 может включать в себя процессор 11, память 12 и приемопередатчик 13. Приемопередатчик 13 может передавать/принимать RF сигналы и реализовать физический уровень, например, согласно IEEE 802. Процессор 11 может реализовать физический уровень и/или уровень MAC согласно IEEE 802 за счет подключения к приемопередатчику 13. Процессор 11 может включать в себя модуль 11a PHY и модуль 11b верхнего уровня (например, модуль MAC). Процессор 11 может быть выполнен с возможностью осуществления операций согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения. Кроме того, модуль, реализующий операции согласно вышеупомянутым различным вариантам осуществления настоящего изобретения, могут храниться в памяти 12 и выполняться процессором 11. Память 12 может быть включена в процессор 11 или обеспечена вне процессора 11 и подключена к процессору 11 известными средствами.
[368] STA 10, показанная на фиг. 30, может быть выполнена с возможностью осуществления операции CCA, предложенной настоящим изобретением в системе беспроводной LAN. Модуль PHY может быть выполнен с возможностью приема примитива запроса, включающего в себя параметр, указывающий тип уровня CCA, от модуля MAC и определения, регистрируется ли сигнал, превышающий порог CCA, установленный на основании параметра. Параметр может устанавливаться на первый тип уровня CCA для передачи блока данных, имеющего первую ширину канала или более, и устанавливаться на второй тип уровня CCA для передачи блока данных, имеющего вторую ширину канала или более. Здесь, вторая ширина канала может превышать первую ширину канала, и второй набор порогов CCA для второго типа уровня CCA может превышать первый набор порогов CCA для первого типа уровня CCA.
[369] Детальная конфигурация вышеупомянутого устройства может быть реализована таким образом, что вышеупомянутые различные варианты осуществления настоящего изобретения могут независимо применяться, или два или более из них могут применяться одновременно, и избыточное описание для наглядности опущено.
[370] Варианты осуществления настоящего изобретения могут достигаться различными средствами, например, аппаратными, программно-аппаратными, программным или их комбинацией.
[371] В аппаратной конфигурации, способы согласно вариантам осуществления настоящего изобретения могут достигаться посредством одной или более специализированных интегральных схем (ASIC), цифровых сигнальных процессоров (DSP), устройств цифровой обработки сигнала (DSPD), программируемых логических устройств (PLD), вентильных матриц, программируемых пользователем (FPGA), процессоров, контроллеров, микроконтроллеров, микропроцессоров и т.д.
[372] В программно-аппаратной или программной конфигурации, варианты осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы в форме модуля, процедуры, функции и т.д. Например, программный код может храниться в блоке памяти и выполняться процессором. Блок памяти может находиться внутри или вне процессора и может передавать данные на и принимать данные от процессора различными известными средствами.
[373] Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения приведено для того, чтобы специалисты в данной области техники могли понять и реализовать настоящее изобретение. Хотя настоящее изобретение описано в отношении предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, специалисты в данной области техники могут предложить многочисленные модификации и изменения настоящего изобретения, не выходя за рамки сущности и существенных характеристик настоящего изобретения. Таким образом, настоящее изобретение не призвано ограничиваться раскрытыми здесь вариантами осуществления, но соответствует самому широкому диапазону, согласующемуся с раскрытыми здесь принципами и новыми признакам.
Промышленная применимость
[374] Хотя вышеупомянутые различные варианты осуществления настоящего изобретения были описаны на основании IEEE 802.11, варианты осуществления в равной степени применимы к различным системам мобильной связи.