СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ/ПРИЕМА КАДРА В СООТВЕТСТВИИ С ЕГО ШИРИНОЙ ПОЛОСЫ В СИСТЕМЕ WLAN
METHOD AND DEVICE FOR TRANSMITTING/RECEIVING FRAME IN ACCORDANCE WITH ITS BANDWIDTH IN WLAN

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[1] Нижеследующее описание относится к системе беспроводной связи и, в частности, к способу и устройству для осуществления передачи и приема кадра согласно ширине полосы в системе Беспроводной Локальной Сети (Wireless Local Access Network, WLAN) Доступа.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[2] В связи с быстрым развитием технологий связи и передачи информации разрабатываются системы различных технологий беспроводной связи. Технология WLAN среди технологий беспроводной связи позволяет осуществлять беспроводной доступ к Интернету дома или на предприятиях, или в особой зоне предоставления услуг с использованием мобильных терминалов, таких как Персональный Цифровой Помощник (Personal Digital Assistant, PDA), портативный компьютер, Переносной Мультимедийный Проигрыватель (Portable Multimedia Player, PMP), и т.д. на основе Радиочастотной (RF) технологии.
[3] Одним из преимуществ WLAN является устранение ограничения скорости связи, с этой целью в недавнем техническом стандарте предложена усовершенствованная система, способная повышать скорость и надежность сети при одновременном расширении зоны покрытия беспроводной сети. Например, стандарт Института Инженеров по Электронике и Электротехнике (IEEE) 802.11n позволяет скорости обработки данных поддерживать максимальную высокую пропускную способность (HT) в 540 Мбит/с. Кроме того, технология Множества Входов и Множества Выходов (Multiple Input and Multiple Output, MIMO) была недавно применена как к передатчику, так и к приемнику для минимизации ошибок передачи, а также оптимизации скорости передачи данных.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА
[4] Технология межмашинной (Machine to Machine, M2M) связи обсуждается в качестве технологии связи следующего поколения. Технический стандарт для поддержки M2M-связи в WLAN IEEE 802.11 разрабатывался в качестве IEEE 802.11ah. M2M-связь может учитывать сценарий, при котором возможно обмениваться небольшим количеством данных нечасто на низкой скорости в окружении, включающем в себя большое количество устройств.
[5] Задача настоящего изобретения состоит в предоставлении схемы для предотвращения растраты ресурсов и правильного выполнения переключения между кадрами посредством ожидания ответного кадра или откладывания доступа к каналу с учетом типа ответного кадра и/или ширины полосы канала.
[6] Следует понимать, что технические задачи, которые необходимо решить посредством настоящего изобретения, не ограничены вышеупомянутыми техническими задачами, и что другие технические задачи, которые не упомянуты в данном документе, будут очевидны из последующего описания среднему специалисту в данной области техники, к которой относится настоящее изобретение.
ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ
[7] Задача настоящего изобретения может быть решена посредством предоставления способа выполнения процесса ответа в системе беспроводной локальной сети (WLAN) доступа, включающего в себя этапы, на которых передают кадр, требующий ответного кадра, во вторую станцию (STA) посредством первой STA; и ожидают ответного кадра в течение интервала ACKTimeout (Время Ожидания ACK) посредством первой STA. Интервал ACKTimeout может устанавливаться в различные значения согласно типу ширины полосы канала преамбулы кадра. Ширина полосы канала преамбулы ответного кадра может быть установлена в значение, равное типу ширины полосы канала преамбулы кадра.
[8] В другом варианте выполнения настоящего изобретения предоставлена станция (STA) для выполнения процесса ответа в системе беспроводной локальной сети (WLAN) доступа, включающая в себя приемопередатчик и процессор. Процессор может быть выполнен с возможностью передачи кадра, требующего ответного кадра, во вторую STA через приемопередатчик и ожидания ответного кадра в течение интервала ACKTimeout. Интервал ACKTimeout может устанавливаться в различные значения согласно типу ширины полосы канала преамбулы кадра. Ширина полосы канала преамбулы ответного кадра может быть установлена в значение, равное типу ширины полосы канала преамбулы кадра.
[9] Нижеследующее может быть применено среди всех упомянутых вариантов осуществления настоящего изобретения.
[10] Если тип ширины полосы канала преамбулы кадра является типом преамбулы на 1 МГц, то интервал ACKTimeout может быть вычислен на основе значения aPHY-RX-START-Delay для преамбулы на 1 МГц. Значение aPHY-RX-START-Delay может указывать время задержки, пока не будет выпущено PHY-RXSTART.indication. PHY-RXSTART.indication может представлять собой начало приема Блока (Packet Data Unit, PPDU) Пакетных Данных Процедуры (Physical Layer Convergence Procedure, PLCP) Конвергенции Физического Уровня, имеющего допустимый заголовок PLCP.
[11] Если тип ширины полосы канала преамбулы кадра является типом преамбулы на 2 МГц или более, то интервал ACKTimeout может быть вычислен на основе значения aPHY-RX-START-Delay для преамбулы на 2 МГц или более. aPHY-RX-START-Delay может указывать время задержки, пока не будет выпущено PHY-RXSTART.indication. PHY-RXSTART.indication может представлять собой начало приема Блока (PPDU) Пакетных Данных Процедуры (Physical Layer Convergence Procedure, PLCP) Конвергенции Физического уровня, имеющего допустимый заголовок PLCP.
[12] Если кадр имеет тип преамбулы на 2 МГц или более, то ответный кадр может иметь тип, отличающийся от типа преамбулы на 1 МГц.
[13] Если кадр имеет тип преамбулы на 2 МГц или более, то ответный кадр может иметь тип преамбулы на 2 МГц.
[14] Если кадр имеет тип преамбулы на 1 МГц или более, то ответный кадр может иметь тип преамбулы на 1 МГц.
[15] Если ответный кадр принят в течение интервала ACKTimeout, то может быть определено, что передача кадра является успешной.
[16] Если ответный кадр не принят в течение интервала ACKTimeout, то может быть определено, что передача кадра является безуспешной, и процедура отсрочки передачи выполняется посредством первой STA, когда интервал ACKTimeout закончен.
[17] Кадр может быть одним из кадра данных, кадра Запроса на Отправку (Request To Send, RTS) и кадра Опроса при Экономии Мощности (Power Save-Poll, PS-Poll (Опроса при PS)).
[18] Ответный кадр может быть одним из кадра Подтверждения (ACK), кадра Разрешения Отправки (Clear To Send, CTS) и кадра данных.
[19] STA может быть STA, функционирующей в полосе частот Ниже 1 ГГц (S1G).
[20] Следует понимать, что как предшествующее общее описание, так и последующее подробное описание настоящего изобретения являются примерными и пояснительными и предназначены для предоставления дополнительного объяснения заявляемого изобретения.
ПРЕИМУЩЕСТВЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
[21] Согласно настоящему изобретению может быть предотвращена растрата ресурсов, и переключение между кадрами может быть выполнено правильно посредством предоставления способа и устройства для ожидания ответного кадра или откладывания доступа к каналу с учетом типа ответного кадра и/или ширины полосы канала.
[22] Специалистам в данной области техники должно быть понято, что упомянутые результаты, которые могут быть достигнуты с помощью настоящего изобретения, не ограничиваются тем, что было в частности описано выше, и что другие преимущества настоящего изобретения станут более ясно поняты из последующего подробного описания, рассматриваемого совместно с сопроводительными чертежами.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[23] На сопроводительных чертежах, которые включены в данный документ для предоставления дополнительного понимания настоящего изобретения и которые совместно с описанием служат объяснению принципа действия изобретения, изображены варианты осуществления настоящего изобретения.
[24] На Фиг. 1 в качестве примера показана система IEEE 802.11 согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
[25] На Фиг. 2 в качестве примера показана система IEEE 802.11 согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.
[26] На Фиг. 3 в качестве примера показана система IEEE 802.11 согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения.
[27] На Фиг. 4 показана концептуальная схема, изображающая систему WLAN.
[28] На Фиг. 5 показана блок-схема последовательности операций, изображающая процесс установки линии связи для использования в системе WLAN.
[29] На Фиг. 6 показана концептуальная схема, изображающая процедуру отсрочки передачи.
[30] На Фиг. 7 показана концептуальная схема, изображающая невидимый узел и видимый узел.
[31] На Фиг. 8 показана концептуальная схема, изображающая RTS (Запрос на Отправку) и CTS (Разрешение Отправки).
[32] На Фиг. 9 показана схема для объяснения примерной структуры кадра, используемой в системе IEEE 802.11.
[33] На Фиг. 10 показана схема, изображающая примерный формат S1G на 1 МГц.
[34] На Фиг. 11 показана схема, изображающая примерный короткий формат S1G на частоте большей или равной 2 МГц.
[35] На Фиг. 12 показана схема, изображающая примерный длинный формат S1G на частоте большей или равной 2 МГц.
[36] На Фиг. 13 показана схема для объяснения процедуры ACK.
[37] На Фиг. 14 показана схема для объяснения того, предусмотрена ли последовательность обмена кадрами согласно настоящему изобретению.
[38] На Фиг. 15 показана схема для объяснения одного примера настоящего изобретения с использованием поля типа ответного кадра поля SIG заголовка PLCP.
[39] На Фиг. 16 показана схема для объяснения одного примерного способа настоящего изобретения.
[40] На Фиг. 17 показана блок-схема беспроводного устройства согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
ЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[41] Теперь подробно будут приведены предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, примеры которых изображены на сопроводительных чертежах. Подробное описание, которое будет дано ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи, предназначено для объяснения примерных вариантов осуществления настоящего изобретения, а не для изображения единственных вариантов осуществления, которые могут быть реализованы согласно настоящему изобретению. Последующее подробное описание содержит конкретные подробности для предоставления исчерпывающего понимания настоящего изобретения. Несмотря на это специалистам в уровне техники должно быть очевидно, что настоящее изобретение может быть осуществлено без таких конкретных подробностей.
[42] Следующие варианты осуществления выполнены посредством объединения составляющих компонентов и характеристик настоящего изобретения согласно предварительно определенному формату. Если отсутствуют какие-либо дополнительные комментарии, то отдельные составляющие компоненты или характеристики следует рассматривать в качестве необязательных факторов. При необходимости отдельные составляющие компоненты или характеристики не могут быть объединены с другими компонентами или характеристиками. Кроме того, некоторые составляющие компоненты и/или характеристики могут быть объединены для реализации упомянутых вариантов осуществления настоящего изобретения. Порядок действий, которые раскрыты в вариантах осуществления настоящего изобретения, может быть изменен. Некоторые компоненты или характеристики любого варианта осуществления могут также быть включены в другие варианты осуществления или могут быть заменены на компоненты или характеристики других вариантов осуществления по мере необходимости.
[43] Следует отметить, что конкретные термины, раскрытые в настоящем изобретении, предложены для удобства описания и лучшего понимания настоящего изобретения, и использование этих конкретных терминов может быть изменено на другие форматы в пределах технического объема или сущности настоящего изобретения.
[44] В некоторых случаях хорошо известные структуры и устройства опущены для того, чтобы не затруднять понимание настоящего изобретения, и важные функции структур и устройств изображены в виде блок-схем. Одинаковые ссылочные позиции используются по всему описанию для обозначения одинаковых или подобных частей.
[45] Примерные варианты осуществления настоящего изобретения опираются на стандартные документы, раскрытые по меньшей мере для одной из систем беспроводного доступа, включающих в себя систему Института Инженеров по Электронике и Электротехнике (Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE) 802, систему Проекта Партнерства 3-его Поколения (3rd Generation Partnership Project, 3GPP), систему Долгосрочного Развития (Long Term Evolution, LTE) 3GPP, систему Усовершенствованного LTE (LTE-Advanced, LTE-A) и систему 3GPP2. В частности этапы или части, которые не описаны для явного раскрытия технической идеи настоящего изобретения, в вариантах осуществления настоящего изобретения могут быть подкреплены вышеупомянутыми документами. Вся терминология, используемая в данном документе, может опираться по меньшей мере на один из вышеупомянутых документов.
[46] Нижеследующие варианты осуществления настоящего изобретения могут быть применены ко множеству технологий беспроводного доступа, например, CDMA (Code Division Multiple Access (Множественный Доступ с Кодовым Разделением)), FDMA (Frequency Division Multiple Access (Множественный Доступ с Частотным Разделением)), TDMA (Time Division Multiple Access (Множественный Доступ с Временным Разделением)), OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access (Множественный Доступ с Ортогональным Частотным Разделением)), SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access (Множественный Доступ с Частотным Разделением с Одной Несущей) и т.п. CDMA может быть воплощен посредством беспроводной (или радио) технологии, такой как UTRA (Universal Terrestrial Radio Access (Универсальный Наземный Радио Доступ)) или CDMA2000. TDMA может быть воплощен посредством беспроводной (или радио) технологии, такой как GSM (Global System for Mobile conmiunication (Глобальная Система для Мобильной Связи))/GPRS (General Packet Radio Service (Услуга Пакетной Радиосвязи Общего Назначения)/EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution (Развитие Стандарта GSM с Увеличенной Скоростью Передачи Данных)). OFDMA может быть воплощен посредством беспроводной (или радио) технологии, такой как технология Института Инженеров по Электронике и Электротехнике (IEEE) 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20 и E-UTRA (Evolved UTRA (Усовершенствованный UTRA)). Для ясности, последующее описание сосредоточено на системах IEEE 802.11. Однако технические признаки настоящего изобретения не ограничиваются ею.
[47] СТРУКТУРА СИСТЕМЫ WLAN
[48] На Фиг. 1 в качестве примера показана система IEEE 802.11 согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
[49] Структура системы IEEE 802.11 может включать в себя множество компонентов. WLAN, которая поддерживает прозрачную мобильность STA для более высокого уровня, может быть снабжена взаимными действиями компонентов. Базовый Набор Служб (Basic Service Set, BSS) может соответствовать базовому составляющему блоку в LAN IEEE 802.11. На Фиг. 1 изображено два BSS (BSS1 и BSS2), и в каждом из BSS содержится две STA (т.е. STA1 и STA2 содержатся в BSS1, а STA3 и STA4 содержатся в BSS2). Под эллипсом, указывающим BSS На Фиг. 1, можно понимать область покрытия, в которой станции (STA), включенные в соответствующий BSS, поддерживают связь. Данная область может быть обозначена в качестве Базовая Области Обслуживания (Basic Service Area, BSA). Если некоторая STA покидает BSA, то данная STA не может напрямую осуществлять связь с другими STA в соответствующей BSA.
[50] В LAN IEEE 802.11 самым базовым типом BSS является Независимый BSS (Independent BSS, IBSS). Например, IBSS может обладать минимальной формой, состоящей только из двух станций (STA). BSS (BSS 1 или BSS2) на Фиг. 1, который является самой простой формой и в котором опущены другие компоненты, может соответствовать характерному примеру IBSS. Такая конфигурация возможна, когда станции (STA) могут напрямую осуществлять связь друг с другом. Такой тип LAN не является предварительно запланированным и может конфигурироваться, когда необходима LAN. Вышеупомянутое может упоминаться в качестве самоорганизующейся сети.
[51] Членства STA в BSS могут динамически изменяться, когда STA включается или выключается или STA входит в или покидает зону BSS. STA может использовать процесс синхронизации для присоединения к BSS. Для осуществления доступа ко всем услугам инфраструктуры BSS STA должна быть присоединена к BSS. Такое присоединение может динамически конфигурироваться и может включать в себя использование Службы Распределительной Системы (Distribution System Service, DSS).
[52] На Фиг. 2 показана схема, изображая другую примерную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение. На Фиг. 2 к структуре с Фиг. 1 добавлены такие компоненты, как Распределительная Система (Distribution System, DS), Среда Распределительной Системы (Distribution System Medium, DSM) и Точка Доступа (Access Point, AP).
[53] Прямое расстояние от STA до STA в LAN может быть ограничено функционированием PHY (физического уровня). В некоторых случаях для осуществления связи такого ограничения расстояния может быть достаточно. Однако, в других случаях, может быть необходима связь между станциями STA на большом расстоянии. DS может быть выполнена с возможностью поддержки расширенного покрытия.
[54] DS обозначает структуру, в которой наборы BSS соединены друг с другом. В частности, BSS может быть сконфигурирован в качестве компонента расширенной формы сети, состоящей из множества BSS вместо независимой конфигурации, показанной на Фиг. 1.
[55] DS является логическим понятием и может обуславливаться характеристикой DSM. Относительно этого Беспроводная Среда (Wireless Medium, WM) и DSM логически различны в IEEE 802.11. Соответствующие логические среды используются для различных целей и используются различными компонентами. В определении IEEE 802.11 такие среды не ограничиваются одной и той же или различными средами. Гибкость архитектуры LAN IEEE 802.11 (архитектуры DS или других сетевых архитектур) может быть объяснена тем, что множество сред логически различны. То есть, архитектура LAN IEEE 802.11 может быть реализована по-разному и может независимо обуславливаться физической характеристикой каждого варианта реализации.
[56] DS может поддерживать мобильные устройства посредством обеспечения бесшовной интеграции множества BSS и предоставления логических служб, необходимых для осуществления обработки от адреса до получателя.
[57] AP относится к объекту, который предоставляет возможность присоединенным STA осуществлять доступ к DS через WM, и который обладает функциональностью STA. Данные могут перемещаться между BSS и DS через AP. Например, STA2 и STA3, изображенные На Фиг. 2, обладают функциональностью STA и предоставляют функцию, дающую основание присоединенным STA (STA1 и STA4) осуществлять доступ к DS. Кроме того, так как все AP соответствуют в основном станциям (STA), все AP являются адресуемыми объектами. Адресу, используемому AP для связи в WM, не обязательно всегда быть идентичным адресу, используемому AP для связи в DSM.
[58] Данные, передаваемые от одной из станций (STA), присоединенных к AP, на некоторый адрес STA данной AP, могут всегда быть приняты неуправляемым портом и могут быть обработаны объектом доступа к порту IEEE 802.1X. Если управляемый порт аутентифицирован, то данные (или кадр) передачи могут быть переданы в DS.
[59] На Фиг. 3 показана схема, изображающая еще одну примерную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение. В дополнение к структуре с Фиг. 2 на Фиг. 3 концептуально показан Расширенный Набор Служб (Extended Service Set, ESS) для предоставления широкого покрытия.
[60] Беспроводную сеть, имеющую произвольный размер и сложность, могут составлять DS и Базовые Наборы (BSS) Служб. В системе IEEE 802.11 такой тип сети относится к сети ESS. ESS может соответствовать набору Базовых Наборов (BSS) Служб, соединенных с одной DS. Однако ESS не включает в себя DS. Сеть ESS отличается тем, что сеть ESS проявляет себя в качестве сети IBSS на уровне Управления Логическим Каналом (Logical Link Control, LLC). STA, включенные в ESS, могут осуществлять связь друг с другом, и мобильные STA прозрачно подвижны в LLC от одного BSS до другого BSS (внутри одного и того же ESS).
[61] В IEEE 802.11 взаимные физические местоположения Базовых Наборов (BSS) Служб на Фиг. 3 не принимаются как должные, и все нижеследующие формы являются возможными. BSS могут частично перекрываться, и данная форма в общем случае используется для обеспечения непрерывного покрытия. BSS могут быть не соединены физически, и логические расстояния между Базовыми Наборами (BSS) Служб не имеют ограничений. BSS могут располагаться в одном и том же физическом местоположении, и данная форма может использоваться для обеспечения резервирования. Один или более IBSS или сетей ESS могут быть физически расположены в одном и том же пространстве, что и одна или более сетей ESS. Это может соответствовать форме сети ESS в случае, когда самоорганизующаяся сеть функционирует в местоположении, в котором присутствует сеть ESS, когда сети IEEE 802.11 различных организаций физически перекрываются, или когда в одном и том же местоположении необходимы две или более различных политик доступа и безопасности.
[62] На Фиг. 4 показана схема, изображая примерную структуру системы WLAN. На Фиг. 4 показан пример BSS инфраструктуры, включающей в себя DS.
[63] В примере на Фиг. 4 BSS1 и BSS2 составляют ESS. В системе WLAN STA является устройством, функционирующим согласно MAC/PHY-регулированию стандарта IEEE 802.11. Станции (STA) включают в себя станции (STA) AP и станции (STA) не-AP. Станции (STA) не-AP соответствуют таким устройствам, как портативные компьютеры или мобильные телефоны, управляемые непосредственно пользователями. На Фиг. 4 STA1, STA3 и STA4 соответствуют станциям (STA) не-AP, а STA2 и STA5 соответствуют станциям (STA) AP.
[64] В последующем описании станции (STA) не-AP могут обозначать терминал, Блок Беспроводной Передачи/Приема (Wireless Transmit/Receive Unit, WTRU), Пользовательское Оборудование (User Equipment, UE), Мобильную Станцию (Mobile Station, MS), мобильный терминал или Мобильную Абонентскую Станцию (Mobile Subscriber Station, MSS). AP является понятием, соответствующим Базовой Станции (Base Station, BS), Узлу-B (Node-B), Усовершенствованному Узлу-B (evolved Node-B, e-NB), Базовой Приемопередающей Системе (BTS) или фемто-BS в других областях беспроводной связи.
[65] УРОВНЕВАЯ СТРУКТУРА
[66] В системе WLAN функционирование AP и/или STA в настоящем изобретении может быть описано с точки зрения уровневой структуры. Уровневая структура с точки зрения конфигурации устройства может быть реализована процессором. AP или STA может иметь множество уровневых структур. Например, спецификации стандарта 802.11 главным образом рассматривают подуровень Управления Доступа к Среде (Medium Access Control, MAC) Канального Уровня (Data Link Layer, DLL) и Физического (Physical, PHY) уровня. PHY-уровень может включать в себя объект Протокола Конвергенции Физического Уровня (Physical Layer Convergence Protocol, PLCP) и Зависящий от Физической Среды (Physical Medium Dependent, PMD) объект. MAC-подуровень и PHY-уровень концептуально включают в себя объекты администрирования, называемые соответственно Объектом Администрирования MAC-Подуровнем (MAC Sublayer Management Entity, MLME) и Объектом Администрирования PHY-Уровнем (PHY Layer Management Entity, PLME). Эти объекты обеспечивают интерфейсы служб администрирования уровнями, через которые могут быть задействованы функции администрирования уровнями.
[67] Для обеспечения правильного функционирования MAC-уровня внутри каждой AP и STA присутствует Объект Администрирования Станции (Station Management Entity, SME). SME является независимым от уровня объектом, который может рассматриваться в качестве находящегося в отдельной плоскости администрирования или в качестве находящегося в стороне. Точные функции SME не описываются подробно, однако, в целом, данный объект может рассматриваться в качестве ответственного за такие функции, как сбор информации о зависимых от уровня статусах от различных Объектов Администрирования Уровнем (Layer Management Entities, LME) и схожим образом установление значений конкретных для уровня параметров. SME может обычно выполнять такие функции от имени общих объектов администрирования системой и может реализовать стандартные протоколы администрирования.
[68] Предшествующие объекты взаимодействуют различными способами. Например, объекты могут взаимодействовать друг с другом через обмен примитивами GET/SET (ПОЛУЧИТЬ/УСТАНОВИТЬ). Примитив XX-GET.request (запрос.ПОЛУЧИТЬ-XX) используется для запрашивания значения заданного MIB-атрибута (информации основанного на информации администрирования атрибута). Примитив XX-GET.confirm (подтверждение.ПОЛУЧИТЬ-XX) возвращает подходящее значение MIB-атрибута, если Статус (Status) = «успешно», и в противном случае возвращает указание ошибки в поле статуса. Примитив XX-SET.request (запрос.УСТАНОВИТЬ-XX) используется для запрашивания того, чтобы указанный MIB-атрибут был установлен в заданное значение. Если MIB-атрибут подразумевает конкретное действие, тогда он запрашивает выполнение данного действия. Примитив XX-SET.confirm (подтвержедение.УСТАНОВИТЬ-XX) подтверждает, что указанный MIB-атрибут оказался установленным в запрашиваемое значение, если Статус (Status) = «успешно», и в противном случае примитив XX-SET.comfirm возвращает состояние ошибки в поле статуса. Если MIB-атрибут подразумевает конкретное действие, тогда он подтверждает то, что действие было выполнено.
[69] MLME и SME могут обмениваться различными примитивами MLME_GET/SET (ПОЛУЧИТЬ/УСТАНОВИТЬ_MLME) через MLME_SAP (Точка Доступа к Службам). Кроме того, может осуществляться обмен различными примитивами PLME_GET/SET (ПОЛУЧИТЬ/УСТАНОВИТЬ_PLME) между PLME и SME через PLME_SAP и между MLME и PLME через MLME-PLME_SAP.
[70] ПРОЦЕСС УСТАНОВКИ ЛИНИИ СВЯЗИ
[71] На Фиг. 5 показана блок-схема последовательности операций, объясняющая общий процесс установки линии связи согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения.
[72] Для того, чтобы позволить STA осуществлять установку линии связи в сети, а также передавать/принимать данные по сети, STA должна выполнить такую установку линии связи посредством процессов обнаружения, аутентификации и присоединения к сети, и должна осуществить присоединение и выполнить соответствующую безопасности аутентификацию. Процесс установки линии связи может также упоминаться в качестве процесса инициирования сеанса или процесса установки сеанса. Кроме того, этап присоединения является общим обозначением для этапов обнаружения, аутентификации, присоединения и установки безопасности в процессе установки линии связи.
[73] Процесс установки линии связи описывается со ссылкой на Фиг. 5.
[74] На этапе S510 STA может выполнять действие по обнаружению сети. Действие по обнаружению сети может включать в себя действие сканирования STA. То есть, STA должна осуществлять поиск доступной сети с целью осуществления доступа к сети. STA должна идентифицировать совместимую сеть прежде, чем участвовать в беспроводной сети. В данном случае процесс для идентификации сети, содержащейся в конкретной зоне, упоминается в качестве процесса сканирования.
[75] Схема сканирования разделена на активное сканирование и пассивное сканирование.
[76] На Фиг. 5 показана блок-схема последовательности операций, изображающая действие по обнаружению сети, включающее в себя процесс активного сканирования. В случае активного сканирования STA, выполненная с возможностью выполнения сканирования, передает кадр зондирующего запроса и ожидает ответ на кадр зондирующего запроса, так что STA может осуществлять переходы между каналами и в то же время может определять, какая AP (Точка Доступа) присутствует в периферийной зоне. Отвечающее устройство передает ответный кадр на зондирование, действующий в качестве ответа на кадр зондирующего запроса, в STA, которая передала кадр зондирующего запроса. В данном случае, отвечающее устройство может быть STA, которая в конце концов передала маяковый кадр в BSS отсканированного канала. В BSS, так как AP передает маяковый кадр, AP функционирует в качестве отвечающего устройства. В IBSS, так как станции (STA) IBSS последовательно передают маяковый кадр, отвечающее устройство не является постоянным. Например, STA, которая передала кадр зондирующего запроса в Канале #1 и приняла ответный кадр на зондирование в Канале #1, сохраняет связанную с BSS информацию, содержащуюся в принятом ответном кадре на зондирование, и осуществляет переход на следующий канал (например, Канал #2), таким образом STA может выполнять сканирование с использованием одного и того же способа (то есть, передачу/прием зондирующего запроса/ответа на зондирование в Канале #2).
[77] Хотя на Фиг. 5 и не показано, действие сканирования может также быть выполнено с использованием пассивного сканирования. STA, выполненная с возможностью выполнения сканирования в пассивном режиме сканирования, ожидает маякового кадра с одновременным переходом от одного канала на другой канал. Маяковый кадр является одним из кадров администрирования в IEEE 802.11, указывает присутствие беспроводной сети, предоставляет возможность STA выполнять сканирование для поиска беспроводной сети и периодически передается таким образом, чтобы STA могла участвовать в беспроводной сети. В BSS AP выполнена с возможностью периодической передачи маякового кадра. В IBSS станции (STA) IBSS выполнены с возможностью последовательной передачи маякового кадра. Если каждая STA для сканирования принимает маяковый кадр, то такая STA сохраняет BSS-информацию, содержащуюся в маяковом кадре, и переходит на другой канал и записывает информацию маякового кадра в каждом канале. STA, принявшая маяковый кадр, сохраняет связанную с BSS информацию, содержащуюся в принятом маяковом кадре, переходит на следующий канал, и таким образом выполняет сканирование с использованием того же самого способа.
[78] При сравнении активного сканирования и пассивного сканирования активное сканирование более преимущественно в отличие от пассивного сканирования с точки зрения задержки и потребления мощности.
[79] После того, как STA обнаруживает сеть, STA может выполнить процесс аутентификации на этапе S520. Процесс аутентификации может упоминаться в качестве начального процесса аутентификации таким образом, что данный процесс аутентификации можно было бы явно отличить от процесса установки безопасности на этапе S540.
[80] Данный процесс аутентификации может включать в себя передачу кадра запроса аутентификации в AP станцией (STA), и передачи ответного кадра на аутентификацию в STA Точкой Доступа (AP) в ответ на кадр запроса аутентификации. Аутентификационный кадр, используемый для запроса аутентификации/ответа на аутентификацию, может соответствовать кадру администрирования.
[81] Аутентификационный кадр может включать в себя номер алгоритма аутентификации, порядковый номер транзакции аутентификации, код состояния, текст вызова процедуры аутентификации «вызов-ответ», Сеть Повышенной Безопасности (Robust Security Network, RSN), Конечную Циклическую Группу (Finite Cyclic Group, FCG) и т.д. Вышеупомянутая информация, содержащаяся в аутентификационном кадре, может соответствовать некоторым частям информации, способной содержаться в кадре запроса аутентификации/ответа на аутентификацию, может быть заменена на другую информацию или может включать в себя дополнительную информацию.
[82] STA может передать кадр запроса аутентификации в AP. AP может принимать решение, аутентифицировать ли соответствующую STA, на основе информации, содержащейся в принятом кадре запроса аутентификации. AP может предоставить результат аутентификации в STA через ответный кадр на аутентификацию.
[83] После того, как STA успешно аутентифицирована, на этапе S530 может быть выполнен процесс присоединения. Процесс присоединения может включать в себя передачу кадра запроса на присоединение в AP станцией (STA) и передачу ответного кадра на присоединение в STA Точкой Доступа (AP) в ответ на кадр запроса на присоединение.
[84] Например, кадр запроса на присоединение может включать в себя информацию, относящуюся к различным возможностям, интервалу прослушивания маякового сигнала, Идентификатору Набора Служб (Service Set Identifier, SSID), поддерживаемым скоростям, поддерживаемым каналам, RSN, домену мобильности, поддерживаемым операционным классам, широковещательному запросу TIM (Traffic Indication Map (Карта Указания Трафика)), возможности взаимодействия служб и т.д.
[85] Например, ответный кадр на присоединение может включать в себя информацию, относящуюся к различным возможностям, коду состояния, Идентификатору Присоединения (Association ID, AID), поддерживаемым скоростям, набору параметров Расширенного Распределенного Доступа к Каналу (Enhanced Distributed Channel Access, EDCA), Указателю Принимаемой Мощности Канала (Received Channel Power Indicator, RCPI), Указателю Принимаемого Сигнала к Шуму (Received Signal to Noise Indicator, RSNI), зоне мобильности, интервалу времени ожидания (время на возвращение присоединения), параметру сканирования перекрывающихся BSS, широковещательному TIM-ответу, QoS-карте и т.д.
[86] Вышеупомянутая информация может соответствовать некоторым частям информации, способной содержаться в кадре запроса на присоединение/ответном кадре на присоединение, может быть заменена на другую информацию или может включать в себя дополнительную информацию.
[87] После того, как STA успешно присоединена к сети, на этапе S540 может быть выполнен процесс установки безопасности. Процесс установки безопасности Этапа S540 может упоминаться в качестве процесса аутентификации на основе запроса/ответа на Присоединение к Сети Повышенной Безопасности (Robust Security Network Association, RSNA). Процесс аутентификации этапа S520 может упоминаться в качестве начального процесса аутентификации, а процесс установки безопасности Этапа S540 может также просто упоминаться в качестве процесса аутентификации.
[88] Например, процесс установки безопасности Этапа S540 может включать в себя процесс установки с закрытым ключом посредством четырехстороннего квитирования на основе кадра Расширяемого Протокола Аутентификации по LAN (Extensible Authentication Protocol over LAN, EAPOL). Кроме того, процесс установки безопасности может также быть выполнен согласно другим схемам безопасности, не заданным в стандартах IEEE 802.11.
[89] РАЗВИТИЕ WLAN
[90] Для того, чтобы избавиться от ограничения скорости связи WLAN, в качестве стандарта связи недавно был установлен стандарт IEEE 802.11n. IEEE 802.11n нацелен на увеличение скорости и надежности в сети, а также на расширение зоны покрытия беспроводной сети. Более подробно, стандарт IEEE 802.11n поддерживает Высокую Пропускную Способность (High Throughput, HT) с максимумом в 540 Мбит/с и основан на технологии MIMO, в которой на каждом из передатчика и приемника устанавливается множество антенн.
[91] С широким использованием технологии WLAN и разнообразием применений WLAN, существует потребность в разработке новой системы WLAN, способной поддерживать HT выше поддерживаемой в IEEE 802.11n скорости обработки данных. Система WLAN следующего поколения для поддержки Очень Высокой Пропускной Способности (Very High Throughput, VHT) является следующей версией (например, IEEE 802.11ac) системы WLAN стандарта IEEE 802.11n и является одной из систем WLAN стандарта IEEE 802.11, недавно предложенной для поддержки скорости обработки данных в 1 Гбит/с или более в MAC SAP (Medium Access Control Service Access Point (Точке Доступа к Службам Управления Доступом к Среде)).
[92] Для эффективного использования радиочастотного (RF) канала система WLAN следующего поколения поддерживает передачу MU-MIMO (Множество Входов Множество Выходов для Множества Пользователей), в которой множество станций (STA) может одновременно осуществлять доступ к каналу. В соответствии со схемой передачи MU-MIMO Точка Доступа (AP) может одновременно передавать пакеты по меньшей мере в одну MIMO-спаренную STA.
[93] Кроме того, недавно была обсуждена технология для поддержки функционирования системы WLAN в незанятой области. Например, технология для введения системы WLAN в незанятую область (TV WS), такую как свободная полоса частот (например, полоса в 54~698 МГц), оставленную по причине того, что переход на цифровое телевидение обсуждался под управлением стандарта IEEE 802.11af. Однако вышеупомянутая информация раскрывается только в иллюстративных целях, и незанятая область может представлять собой лицензируемую полосу, которая прежде всего может использоваться только лицензированным пользователем. Лицензированный пользователь может быть пользователем, который авторизован на использование лицензируемой полосы, а также может упоминаться в качестве лицензированного устройства, первичного пользователя, официального пользователя и т.п.
[94] Например, AP и/или STA, функционирующие в незанятой области (WS), должны обеспечить функцию для защиты лицензированного пользователя. Например, исходя из предположения, что лицензированный пользователь, такой как микрофон, уже использовал конкретный канал WS, выступающий в качестве поделенной полосы частот согласно регламенту, таким образом, что конкретная ширина полосы оказалась занятой из полосы WS, то AP и/или STA не могут использовать полосу частот, соответствующую упомянутому соответствующему каналу WS, с целью защиты лицензированного пользователя. Кроме того, AP и/или STA должны прекратить использование соответствующей полосы частот на том условии, что лицензированный пользователь использует полосу частот, используемую для передачи и/или приема текущего кадра.
[95] Поэтому, AP и/или STA должны определять, использовать ли конкретную полосу частот полосы WS. Другими словами, AP и/или STA должны определить присутствие или отсутствие официального пользователя или лицензированного пользователя в данной полосе частот. Схема для определения присутствия или отсутствия официального пользователя в конкретной полосе частот упоминается в качестве схемы прослушивания спектра. Схема обнаружения энергии, схема обнаружения подписи и им подобные могут использоваться в качестве механизма прослушивания спектра. AP и/или STA могут определить, что полоса частот в настоящий момент используется официальным пользователем, если интенсивность принятого сигнала превышает предварительно определенное значение, или когда обнаружена преамбула DTV.
[96] В качестве технологии связи следующего поколения была рассмотрена технология M2M (Machine to Machine (Межмашинной)) связи. В системе WLAN IEEE 802.11 в качестве технического стандарта для поддержки M2M-связи был разработан стандарт IEEE 802.11ah. M2M-связь относится к схеме связи, включающей в себя одну или более машин, или может также упоминаться в качестве Связи Машинного Типа (Machine Type Communication, MTC) или связи От Машины К Машине (Machine To Machine, M2M). В данном случае, машина может быть объектом, которому не требуется прямого управления и вмешательства пользователя. Например, не только счетчик или торговый автомат, включающий в себя RF-модуль, но также и пользовательское оборудование (UE) (такое как смартфон), способное реализовывать связь посредством автоматического осуществления доступа к сети без вмешательства/управления пользователя, может быть примером таких машин. M2M-связь может включать в себя связь От Устройства К Устройству (Device-to-Device, D2D) и связь между устройством и сервером приложений и т.д. В качестве примерной связи между устройством и сервером приложений может выступать связь между торговым автоматом и сервером приложений, связь между кассовым (Point of Sale, POS) устройством и сервером приложений и связь между электрическим счетчиком, газовым счетчиком или счетчиком расхода воды и сервером приложений. Приложения основанной на M2M связи могут включать в себя обеспечение безопасности, перевозку, здравоохранение и т.д. В случае рассмотрения вышеупомянутых примеров приложений M2M-связь должна поддерживать способ передачи/приема небольшого количества данных время от времени на низкой скорости в окружении, включающем в себя большое количество устройств.
[97] Более подробно, M2M-связь должна поддерживать большое количество станций (STA). Несмотря на то, что текущая система WLAN предполагает, что к одной AP присоединено максимум 2007 Станций (STA), в M2M-связи в последнее время обсуждаются различные способы поддержания других случаев, в которых к одной AP присоединено намного больше станций (STA) (например, приблизительно 6000 станций (STA)). Кроме того, ожидается присутствие в M2M-связи множества приложений, которые поддерживают/которым требуется низкая скорость передачи. Для плавного поддержания множества станций (STA) система WLAN может распознавать присутствие или отсутствие данных, которые следует передать в STA, на основе TIM (Traffic Indication map (Карты Указания Трафика)), и в последнее время обсуждаются различные способы сокращения размера битовой карты TIM. Кроме того, ожидается присутствие в M2M-связи много данных трафика, имеющих очень длинный интервал передачи/приема. Например, в M2M-связи необходимо передавать очень малое количество данных (например, показания расхода электричества/газа/воды) через длинные интервалы (например, каждый месяц). Поэтому, несмотря на то, что количество станций (STA), присоединенных к AP, увеличивается в системе WLAN, многие разработчики и компании в настоящее время проводят интенсивное исследование относительно системы WLAN, которая могла бы эффективно обслуживать случай, в котором присутствует очень малое количество станций (STA), каждая из которых имеет кадр данных, который следует принять от AP в течение одного периода маякового сигнала.
[98] Как описано выше, технология WLAN быстро развивается, и в настоящее время интенсивно развиваются не только вышеупомянутые примерные технологии, но также и другие технологии, такие как установка прямой линии связи, повышение пропускной способности потоковой передачи медиа-содержимого, повышение высокой скорости и/или поддержка установки крупномасштабного начального сеанса, и поддержка расширенной ширины полосы и рабочей частоты.
[99] МЕХАНИЗМ ДОСТУПА К СРЕДЕ
[100] В основанной на стандарте IEEE 802.11 системе WLAN базовым механизмом доступа MAC (Medium Access Control (Управления Доступом к Среде)) является механизм Множественного Доступа с Прослушиванием Несущей с Предотвращением Конфликтов (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance, CSMA/CA). Механизм CSMA/CA упоминается в качестве Функции Распределенной Координации (Distributed Coordination Function, DCF) MAC IEEE 802.11, и в основном включает в себя механизм доступа «Слушай Прежде, Чем Говорить». В соответствии с вышеупомянутым механизмом доступа AP и/или STA могут выполнять Оценку Свободного Канала (Clear Channel Assessment, CCA) для прослушивания RF-канала или среды в течение предварительно определенного временного интервала (например, Межкадрового Промежутка DCF (DCF Inter-Frame Space, DIFS)), до передачи данных. Если определено, что среда находится в состоянии незанятости, то начинается передача кадра через данную соответствующую среду. С другой стороны, если определено, что среда находится в состоянии занятости, то соответствующая AP и/или STA не начинают свою собственную передачу, устанавливают время задержки (например, произвольный период отсрочки передачи) для доступа к среде и пытаются начать передачу кадра после ожидания в течение предварительно определенного времени. Посредством применения произвольного периода отсрочки передачи ожидается, что множество станций (STA) попытается начать передачу кадра после ожидания в течение различного времени, приводя в результате к минимальным конфликтам.
[101] Кроме того, протокол MAC IEEE 802.11 обеспечивает Функцию Гибридной Координации (Hybrid Coordination Function, HCF). HCF основана на DCF и Функции Централизованной Координации (Point Coordination Function, PCF). PCF относится к схеме основанного на опросе синхронного доступа, в которой периодический опрос исполняется таким образом, что все принимающие (Rx) Точки Доступа (AP) и/или станций (STA) могут принимать кадр данных. Кроме того, HCF включает в себя Усовершенствованный Распределенный Доступ к Каналу (Enhanced Distributed Channel Access, EDCA) и Управляемый HCF Доступ к Каналу (HCF Controlled Channel Access, HCCA). EDCA достигается, когда схема доступа, предоставляемая от поставщика множеству пользователей, основана на конкуренции. HCCA осуществляется посредством схемы основанного на отсутствии конкуренции доступа к каналу, основанной на механизме опроса. Кроме того, HCF включает в себя механизм доступа к среде для повышения Качества Обслуживания (Quality of Service, QoS) WLAN, и может передавать данные QoS как в Период с Конкуренцией (Contention Period, CP), и в Период без Конкуренции (Contention Free Period, CFP).
[102] На Фиг. 6 показана концептуальная схема, изображающая процедуру отсрочки передачи.
n
[103] Далее со ссылкой на Фиг. 6 будут описаны действия, основанные на произвольном периоде отсрочки передачи. Если среда в состоянии занятости или занятия переходит в состояние незанятости, то несколько станций (STA) могут попытаться передать данные (или кадр). В качестве способа реализации минимального количества конфликтов, каждая STA выбирает произвольный отсчет для отсрочки передачи, ожидает в течение некоторого временного слота, соответствующего выбранному отсчету для отсрочки передачи и затем пытается начать передачу данных. Произвольный отсчет для отсрочки передачи является псевдослучайным целым числом и может быть установлен в одно из значений от 0 до CW. В данном случае CW обозначает значение параметра Окна Конкурентного Доступа (Contention Window). Несмотря на то, что начальное значение параметра CW обозначено как CWmin, начальное значение может быть удвоено в случае безуспешной передачи (например, в случае, при котором не принято ACK кадра передачи). Если значение параметра CW обозначено как CWmax, то CWmax поддерживается, пока передача данных не станет успешной, и в то же время возможно попытаться начать передачу данных. Если передача данных была успешной, то значение параметра CW сбрасывается в CWmin. Предпочтительно, CW, CWmin и CWmax устанавливаются в 2 -1 (где n=0, 1, 2, …).
[104] Если начато действие процедуры произвольной отсрочки передачи, то STA постоянно наблюдает за средой при одновременном обратном отсчете временного слота отсрочки передачи в ответ на выбранное значение отсчета для отсрочки передачи. Если наблюдение показывает, что среда находится в состоянии занятости, то обратный отсчет останавливается и ожидает в течение предварительно определенного времени. Если среда находится в состоянии незанятости, то заново запускается оставшийся обратный отсчет.
[105] Как показано в примере на Фиг. 6, если подлежащий передаче на MAC уровень STA3 пакет прибывает в STA3, STA3 определяет, находится ли среда в состоянии незанятости в течение DIFS и может непосредственно начать передачу кадра. Тем временем, оставшиеся STA наблюдают за тем, находится ли среда в состоянии занятости, и ожидают в течение предварительно определенного времени. В течение предварительно определенного времени подлежащие передаче данные могут появляться в каждой из STA1, STA2, и STA5. Если среда находится в состоянии незанятости, то каждая STA ожидает в течение времени DIFS и затем выполняет обратный отсчет временного слота отсрочки передачи в ответ на произвольное значение отсчета для отсрочки передачи, выбранное каждой STA. В примере на Фиг. 6 показано, что STA2 выбирает самое маленькое значение отсчета для отсрочки передачи, а STA1 выбирает самое большое значение отсчета для отсрочки передачи. То есть, после того, как STA2 закончит осуществление отсчета для отсрочки передачи, остаточное время для отсрочки передачи STA5 во время начала передачи кадра окажется меньше остаточного времени для отсрочки передачи STA1. Каждая из STA1 и STA5 на время останавливает обратный отсчет, в то время как STA2 занимает среду и ожидает наступление предварительно определенного времени. Если занятие STA2 закончено и среда повторно входит в состояние незанятости, то каждая из STA1 и STA5 ожидает в течение предварительно определенного времени DIFS и повторно начинает отсчет для отсрочки передачи. То есть, после оставшегося временного слота для отсрочки передачи, пока остаточное время для отсрочки передачи отсчитывается в обратном порядке, может начаться функционирование передачи кадра. Так как остаточное время для отсрочки передачи STA5 короче остаточного времени для отсрочки передачи STA1, STA5 начинает передачу кадра. Тем временем, подлежащие передаче данные могут появиться в STA4 в то время, когда STA2 занимает среду. В данном случае, если среда находится в состоянии незанятости, то STA4 ожидает в течение времени DIFS, выполняет обратный отсчет в ответ на произвольное значение отсчета для отсрочки передачи, выбранное станцией STA4, и затем начинает передачу кадра. На Фиг. 6 в качестве примера показан случай, при котором остаточное время для отсрочки передачи STA5 случайно идентично произвольному значению отсчета для отсрочки передачи STA4. В данном случае, между STA4 и STA5 может возникнуть неожиданный конфликт. Если конфликт возникает между STA4 и STA5, то каждая из STA4 и STA5 не принимает ACK, что в результате приводит к возникновению безуспешной передаче данных. В данном случае, каждая из STA4 и STA5 увеличивает значение CW в два раза, и STA4 или STA5 может выбрать произвольное значение отсчета для отсрочки передачи и затем выполнить обратный отсчет. Тем временем, STA1 ожидает в течение предварительно определенного времени, в то время как среда находится в состоянии занятости в течение передачи STA4 и STA5. В данном случае, если среда находится в состоянии незанятости, то STA1 ожидает в течение времени DIFS, и затем начинает передачу кадра после истечения остаточного времени для отсрочки передачи.
[106] ДЕЙСТВИЕ STA ПО ПРОСЛУШИВАНИЮ
[107] Как описано выше, механизм CSMA/CA включает в себя не только механизм физического прослушивания несущей, в котором AP и/или STA могут напрямую прослушивать среду, но также и механизм виртуального прослушивания несущей. Механизм виртуального прослушивания несущей может решить некоторые проблемы (такие как проблема невидимого узла), встречаемые при доступе к среде. Для виртуального прослушивания несущей на MAC-уровне системы WLAN может использоваться Вектор Выделения Сети (Network Allocation Vector, NAV). Более подробно, посредством значения NAV AP и/или STA, каждая из которых в настоящее время использует среду или авторизована на использование среды, могут сообщить другой AP и/или другой STA об оставшемся времени, в которое среда доступна. Соответственно, значение NAV может соответствовать зарезервированному времени, в течение которого среда будет использоваться Точкой Доступа (AP) и/или станцией (STA), выполненной с возможностью передачи соответствующего кадра. STA, принявшая значение NAV, может запретить доступ к среде (или доступ к каналу) в течение соответствующего зарезервированного времени. Например, NAV может быть установлен согласно значению поля «продолжительности» MAC-заголовка кадра.
[108] Для уменьшения вероятности конфликтов был предложен механизм надежного обнаружения конфликтов, и как таковое его подробное описание будет далее приведено со ссылкой на Фиг. 7 и 8. Несмотря на то, что фактическая дальность прослушивания несущей отличается от дальности передачи, предполагается, что фактическая дальность прослушивания несущей идентична дальности передачи для удобства описания и лучшего понимания настоящего изобретения.
[109] На Фиг. 7 показана концептуальная схема, изображающая невидимый узел и видимый узел.
[110] На Фиг. 7(a) в качестве примера показан невидимый узел. На Фиг. 7(a) STA A осуществляет связь с STA B, и STA C имеет подлежащую передаче информацию. На Фиг. 7(a) STA C может определить, что среда находится в состоянии незанятости, выполняя прослушивания несущий прежде, чем передать данные в STA B, при условии того, что STA A передает информацию в STA B. Так как передача STA A (то есть, при занятии среды) не может быть обнаружена в местоположении STA C, то определяется, что среда находится в состоянии незанятости. В данном случае, STA B одновременно принимает информацию от STA A и информацию от STA C, что в результате приводит к возникновению конфликта. В данном случае, STA A может считаться невидимым узлом для STA C.
[111] На Фиг. 7(b) в качестве примера показан видимый узел. На Фиг. 7(b) при том условии, что STA B передает данные в STA A, STA C имеет подлежащую передаче в STA D информацию. Если STA C выполняет прослушивание несущей, то определяется, что среда занята вследствие передачи STA B. Поэтому, несмотря на то, что STA C имеет подлежащую передаче в STA D информацию, распознается состояние занятия среды, так что STA C необходимо ожидать в течение предварительно определенного времени (то есть, находится в ждущем режиме), пока среда не придет в состояние незанятости. Однако, поскольку STA A фактически располагается за пределами дальности передачи STA C, передача от STA C может не конфликтовать с передачей от STA B с точки зрения STA A, так что STA C излишне входить в ждущий режим до того момента, пока STA B не остановит передачу. В данном случае STA C выступает в роли видимого узла для STA B.
[112] На Фиг. 8 показана концептуальная схема, изображающая RTS (Request To Send (Запрос на Отправку)) и CTS (Clear To Send (Разрешение Отправки)).
[113] Для эффективного использования механизма предотвращения конфликтов в вышеупомянутой ситуации на Фиг. 7, можно использовать короткий сигнальный пакет, такой как RTS (запрос на отправку) и CTS (разрешение отправки). RTS/CTS между двумя STA могут быть перехвачены периферийной(ыми) станцией(ями) (STA), так что периферийная(ые) станция(ии) (STA) может(могут) принимать во внимание то, осуществляется ли обмен информацией между упомянутыми двумя STA. Например, если STA, которая должна использоваться для передачи данных, передает кадр RTS в STA, принявшую данные, то данная STA, принявшая данные, передает кадр CTS в периферийные станции (STA) и может сообщить периферийным станциям (STA), что данная STA собирается принимать данные.
[114] На Фиг. 8(a) в качестве примера показан способ решения проблем невидимого узла. На Фиг. 8(a) предполагается, что каждая из STA A и STA C готова передавать данные в STA B. Если STA A передает RTS в STA B, то STA B передает CTS в каждую из STA A и STA C, расположенных в близи STA B. В результате STA C должна ожидать в течение предварительно определенного времени, пока STA A и STA B не остановят передачу данных с целью предотвращения возникновения конфликта.
[115] На Фиг. 8(b) в качестве примера показан способ решения проблем видимого узла. STA C выполняет перехват передачи RTS/CTS между STA A и STA B, так чтобы STA C могла определить отсутствие конфликта несмотря на то, что она передает данные в другую STA (например, STA D). Таким образом, STA B передает RTS всем периферийным станциям (STA), и только STA, имеющая данные, подлежащие фактической передаче, может передать CTS. STA C только принимает RTS и не принимает CTS от STA A, так что можно распознать, что STA A расположена за пределами дальности прослушивания несущей STA C.
[116] СТРУКТУРА КАДРА
[117] На Фиг. 9 приведена схема для объяснения примерной структуры кадра, используемой в системе IEEE 802.11.
[118] Формат кадра Блока (PPDU) Пакетных Данных Протокола Конвергенции Физического Уровня (Physical Layer Convergence Protocol (PLCP) Packet Data Unit (PPDU)) может включать в себя Короткое Обучающее Поле (Short Training Field, STF), Длинное Обучающее Поле (Long Training Field, LTF), поле Сигнал (Signal, SIG) и поле данных (DATA (ДАННЫЕ)). Самый фундаментальный формат кадра PPDU (например, не-Высокой Пропускной Способности (High Throughput, HT)) может включать в себя только Унаследованный-STF (Legacy-STF, L-STF), Унаследованный-LTF (Legacy-LTF, L-LTF), поле SIG и поле DATA. Дополнительное (или другого типа) поле STF, LTF и SIG может быть включено между полем SIG и полем ДАННЫЕ согласно типу формата кадра PPDU (например, PPDU в формате смешанной HT, PPDU в формате неосвоенной HT, PPDU Очень Высокой Пропускной Способности (Very High Throughput, VHT) и т.д.).
[119] STF является полем для сигналов для обнаружения сигнала, Автоматического Управления Усилением (Automatic Gain Control, AGC), выбора разнесения, точной временной синхронизации и т.д. LTF является полем для сигналов для оценки канала, оценки погрешности частоты и т.д. Как STF, так и LTF могут упоминаться в качестве преамбулы PCLP. Преамбула PLCP может быть сигналом для синхронизации физического уровня OFDM и оценки канала.
[120] Поле SIG может включать в себя поле Скорость (Rate) и поле Длина (Length). Поле Скорость может включать в себя информацию о скорости кодирования и модуляции данных. Поле Длина может включать в себя информацию о длине данных. Дополнительно, поле SIG может включать в себя бит четности, бит концевой части SIG и т.д.
[121] Поле ДАННЫЕ может включать в себя поле Служебные (Service), Блок (PSDU) Служебных Данных PLCP (PLCP Service Data Unit, PSDU) и бит концевой части PPDU и может при необходимости дополнительно включать в себя бит заполнения (PAD). Некоторые биты поля Служебные могут использоваться для синхронизации дескремблера в приемнике. PSDU может соответствовать Блоку Пакетных Данных (Packet Data Unit, PDU) MAC-уровня, заданному на MAC-уровне, и включать в себя данные, генерируемые/используемые на более высоком уровне. Бит концевой части PPDU может использоваться для возвращения кодера в состояние 0. Бит PAD может использоваться для регулировки длины поля данных до предварительно определенного блока.
[122] Заголовок MAC включает в себя поле Управление Кадром (Frame Control), поле Продолжительность/Идентификатор (Duration/ID), поле Адрес (Address) и т.д. Поле Управление Кадром может включать в себя информацию управления, необходимую для передачи/приема кадра. Поле Продолжительность/Идентификатор может быть установлено в некоторое время для передачи соответствующего кадра. Более подробное описание подполей Управление Последовательностью (Sequence Control), Управление QoS (QoS Control) и Управление HT (HT Control) заголовка MAC приведено спецификации стандарта IEEE 802.11-1012.
[123] Поле Управление Кадром MAC-заголовка может включать в себя подполя Тип Версии Протокола (Protocol Version Type), Подтип (Subtype), в DS (To DS), от DS (From DS), Еще Фрагмент (More Fragment), Повторная Попытка (Retry), Управление Мощностью (Power Management), Еще Данные (More Data) и Порядок Защищенного Кадра (Protected Frame Order). Описание поля Управления Кадром и подполей поля Управления Кадром приведено в спецификации стандарта IEEE 802.11-1012.
[124] При этом, формат кадра Пакета с Нулевыми Данными (Null-Data Packet, NDP) обозначает формат кадра, который не включает в себя пакета данных. То есть, кадр NDP включает в себя только заголовок PLCP (то есть поле STF, LTF и SIG) в формате обычного PPDU и не включает в себя другую часть (то есть поле данных). Кадр NDP может также упоминаться в качестве формата короткого кадра.
[125] ФОРМАТ КАДРА S1G
[126] Для поддержки таких приложений, как M2M, Интернет Вещей (Internet of Things, IoT), умная сеть и т.д., необходима связь с малой мощностью и большой дальностью. С этой целью в настоящее время обсуждается протокол связи, использующий ширину полосы канала на 1 МГц/2 МГц/4 МГц/8 МГц/16 МГц в полосе частот на 1 ГГц или ниже (Sub 1GHz: S1G) (например, 902-928 МГц).
[127] Для PPDU S1G задано три типа форматов: короткий формат, используемый в ширине полосы S1G, большей или равной 2 МГц, длинный формат, используемый в ширине полосы S1G, большей или равной 2 МГц, и формат, используемый в ширине полосы S1G на 1 МГц.
[128] На Фиг. 10 показана схема, изображающая примерный формат S1G на 1 МГц.
[129] Формат S1G на 1 МГц может использоваться для Однопользовательской (SU) передачи PPDU на 1 МГц.
LTF
[130] Подобно Неосвоенному (Green-field) формату, заданному в IEEE 802.lln, формат S1G на 1 МГц, изображенный на Фиг. 10, включает в себя поля STF, LTF1, SIG, LTF2-LTFN и Данные. Однако, время передачи части преамбулы формата S1G на 1 МГц увеличено в два или более раз через повторение, по сравнению с Неосвоенным (Green-field) форматом.
[131] Несмотря на то, что поле STF на Фиг. 10 имеет ту же самую периодичность что и STF (длина в 2 символа) PPDU в ширине полосы на 2 МГц или выше, поле STF дважды повторяется (rep2) во времени и таким образом имеет длину в 4 символа (например, 160 мкс). Может быть применено усиление мощности на 3 дБ.
[132] Поле LTF1 на Фиг. 10 выполнено ортогональным к полю LTF1 (имеющему длину в 2 символа) PPDU в ширине полосы на 2 МГц или выше в частотной области и может быть повторено дважды во времени, чтобы иметь длину в 4 символа. Поле LTF1 может включать в себя подполя Двойной Защитный Интервал (Double Guard Interval, DGI), Длинная Обучающая Последовательность (Long Training Sequence, LTS), LTS, Защитный Интервал (Guard Interval, GI), LTS, GI и LTS.
[133] Поле SIG на Фиг. 15 может повторно кодироваться. К полю SIG может быть применена самая низшая Схема Модуляции и Кодирования (Modulation and Coding Scheme, MCS) (то есть Двоичная Фазовая Манипуляция (Binary Phase Shift Keying, BPSK)) и кодирование с повторением (rep2). Поле SIG может быть выполнено так, чтобы иметь скорость в 1/2, и задано длину в 6 символов.
LTF
[134] Поля с LTF2 по LTFN на Фиг. 10 могут быть включены в случай MIMO. Каждое поле LTF может быть длиною в один символ.
LTF
[135] В формате преамбулы PPDU на 1 МГц на Фиг. 10 поля STF, LTF1, SIG и LTF2-LTFN соответствуют всеобщей части, передаваемой в каждом направлении, и передаются без формирования луча так, чтобы все станции (STA) могли принять данные поля.
[136] На Фиг. 11 показан примерный короткий формат S1G на частоте большей или равной 2 МГц.
[137] Короткий формат S1G на частоте большей или равной 2 МГц, может использоваться для SU-передачи в PPDU на 2 МГц, 4 МГц, 8 МГц или 16 МГц.
[138] Поле STF на Фиг. 11 может иметь длину в 2 символа.
[139] Поле LTF1 на Фиг. 11 может иметь длину в 2 символа и включать в себя DGI, LTS и LTS.
[140] Поле SIG на Фиг. 11 может быть подвергнуто Квадратурной PSK (Quadrature PSK, QPSK), BPSK и т.д., в качестве MCS.
LTF
[141] Каждый из полей с LTF2 по LTFN на Фиг. 11 может быть длиною в один символ.
[142] На Фиг. 12 показан пример длинного формата S1G на частоте большей или равной 2 МГц.
[143] Длинный формат S1G на частоте большей или равной 2 МГц может использоваться для MU-передачи и SU-передачи с формированием луча в PPDU на 2 МГц, 4 МГц, 8 МГц или 16 МГц. Длинный формат S1G на частоте большей или равной 2 МГц может включать в себя всеобщую часть, передаваемую по всевозможным направлениям так, чтобы все станции (STA) могли принимать данный формат, и часть данных, подверженную формированию луча так, чтобы конкретные станции (STA) могли принять данный формат.
[144] В длинном формате SIG на частоте большей или равной 2 МГц всеобщая часть может включать в себя поля STF, LTF1 и Сигнал-A (SIG-A).
[145] Поле STF на Фиг. 12 может иметь длину в 2 символа.
[146] Поле LTF1 на Фиг. 12 может иметь длину в 2 символа и включать в себя DGI, LTS и LTS.
[147] Поле SIG-A на Фиг. 12 может быть подвергнуто QPSK, BPSK и т.д. в качестве MCS и иметь длину в 2 символа.
[148] В длинном формате SIG на частоте большей или равной 2 МГц часть данных может включать в себя поля Короткое Обучающее Поле для Данных (Short Training Field for Data, D-STF), Длинное Обучющее Поле для Данных (Long Training Field for Data, STF-L), Сигнал-B (SIG-B) и Данные. Часть данных в формате PPDU на Фиг. 12 может упоминаться в качестве MU-части. В этом смысле, D-STF может упоминаться в качестве MU-STF, а D-LTF может упоминаться в качестве MU-LTF.
[149] Поле D-STF на Фиг. 12 может иметь длину в один символ.
LTF
[150] Каждое подполе поля D-LTF на Фиг. 12, то есть каждое из с D-LTF1 по D-LTFN, может иметь длину в один символ.
[151] Поле SIG-B на Фиг. 12 может иметь длину в один символ.
[152] Теперь более подробно будет описано каждое поле формата преамбулы PPDU SIG на частоте большей или равной 2 МГц, как описано выше.
[153] Во всеобщей части поля STF, LTF1, SIG-A могут передаваться в качестве одного потока по отношению к соответствующим поднесущим. Это может быть обозначено следующим образом.
[154] [Уравнение 1]
k
TX
k
k
k
k
[155] В Уравнении 1 k обозначает индекс поднесущей (или тональной частоты), x обозначает сигнал, передаваемый на поднесущей k, и N обозначает количество передающих антенн. Q обозначает вектор столбца для кодирования (например, пространственного отображения) сигнала, передаваемого на поднесущей k, и d указывает ввод данных в кодер. В Уравнении 1 к Q может быть применена Задержка с Циклическим Сдвигом (Cyclic Shift Delay, CSD) во временной области. CSD во временной области указывает поворот фазы или сдвиг фазы в частотной области. Соответственно, Q может включать в себя значение сдвига фаза на тональной частоте k, сгенерированного посредством CSD во временной области.
[156] Когда используется изображенный на Фиг. 12 формат кадра, то поля STF, LTF1, SIG-A могут быть приняты всеми станциями (STA), и каждая из станций (STA) может декодировать поле SIG-A через оценку канала на основе полей STF и LTF1.
[157] Поле SIG-A может включать в себя информацию о длине/продолжительности, ширине полосы канала, количестве пространственных потоков и т.д. Поле SIG-A имеет длину в два OFDM-символа. Один OFDM-символ использует модуляцию BPSK по отношению к 48 тональным частотам данных, и поэтому на одном OFDM-символе может переноситься 24 бита информации. Затем, поле SIG-A может включать в себя информацию в 48 битов.
[158] В следующей Таблице 1 показано примерное распределение битов поля SIG-A для каждого из SU-кадра и MU-кадра.
[159] [Таблица 1]
Таблица 1
SU
MU
Указание SU/MU
1
1
Длина/Продолжительность
9
9
MCS
4
BW
2
2
Агрегирование
1
STBC
1
1
Кодирование
2
5
SGI
1
1
GID
6
Nsts
2
8
PAID
9
Указание ACK
2
2
Зарезервировано
3
3
CRC
4
4
Концевая часть
6
6
Всего
48
48
[160] В Таблице 1 поле Указание SU/MU (SU/MU Indication) используется для отличия формата SU-кадра от формата MU-кадра.
[161] Поле Длина/Продолжительность (Length/Duration) указывает количество OFDM-символов (то есть продолжительность) или количество байтов (то есть длину) кадра. В SU-кадре, когда значение поля Агрегирования (Aggregation) принимает значение 1, поле Длина/Продолжительность интерпретируется в качестве поля Продолжительность (Duration). Тем временем, когда значение поля Агрегирования принимает значение 0, поле Длина/Продолжительность интерпретируется в качестве поля Длина (Length). В MU-кадре, так как поле Агрегирования не задано, а MU-кадр выполнен так, чтобы всегда применять агрегирование, поле Длина/Продолжительность интерпретируется в качестве поля Продолжительность.
[162] Поле MCS указывает MCS, используемую для передачи PSDU. Поле MCS передается только через поле SIG-A в SU-кадре. Если другие станции (STA) (то есть сторонние станции (STA) (также называемые третьими станциями (STA)), которые не связаны напрямую с передачей/приемом между двумя станциями (STA)) принимают SU-кадр, то продолжительность в настоящее время принятого SU-кадра (то есть SU-кадра с формированием луча, в котором поле Агрегирование установлено в 0) может быть вычислена на основе значения длины поля Длина/Продолжительность и значения поля MCS. Тем временем, поле MCS MU-кадра включено не в поле SIG-A, а в поле SIG-B, несущее особую для пользователя информацию, и MCS может независимо применяться к каждому пользователю.
[163] Поле BW указывает ширину полосы канала передаваемого SU-кадра или MU-кадра. Например, поле BW может быть установлено в значение, указывающее одно из 2 МГц, 4 МГц, 8 МГц, 16 МГц и 8+8 МГц.
[164] Поле Агрегирование (Aggregation) указывает, агрегированы ли блоки PSDU в виде Агрегированного MAC-PDU (Aggregation MAC PDU) (то есть A-MPDU). Если поле Агрегирование установлено в 1, то оно указывает, что блоки PSDU агрегированы в виде A-MPDU и происходит их передача. Если поле Агрегирование установлено в 0, то оно представляет собой то, что блоки PSDU передаются не агрегированными. В MU-кадре, так как блоки PSDU всегда передаются в виде A-MPDU, не нужно сигнализировать поле Агрегирование, и поэтому поле Агрегирование не включено в поле SIG-A.
[165] Поле Пространственно-Временное Блочное Кодирование (Space-Time Block Coding, STBC) указывает, применяется ли STBC к SU-кадру или MU-кадру.
[166] Поле Кодирование (Coding) указывает схему кодирования, используемую для SU-кадра или MU-кадра. Для SU-кадра может использоваться Двоичный Сверточный Код (Binary Convolutional Code, BCC) или схема с Малой Плотностью Проверок на Четность (Low Density Parity Check, LDPC). В MU-кадре может применяться независимая схема кодирования на пользователя и, для поддержания данной схемы, поле Кодирование может быть задано размером в 2 бита или более.
[167] Поле Короткий Защитный Интервал (Short Guard Interval, SGI) указывает, используется ли SGI для передачи PSDU SU-кадра или MU-кадра. Если SGI используется для MU-кадра, то оно может указывать, что SGI совместно применяется ко всем пользователям, принадлежащим группе MU-MIMO.
[168] Поле Идентификатор Группы (Group Identifier, GID) указывает информацию о MU-группе в MU-кадре. В SU-кадре, так как не нужно задавать группу пользователей, поле GID не включено в поле SIG-A.
[169] Поле количество пространственных/временных потоков (number-of-space/time-streams, Nsts) указывает количество пространственных потоков в SU-кадре или MU-кадре. В MU-кадре поле Nsts указывает количество пространственных потоков для каждой из станций (STA), принадлежащих MU-группе и для этой цели необходимо 8 битов. В частности, в одну MU-группу может быть включено максимум четыре пользователя, и каждому пользователю может быть передано максимум четыре пространственных потока. Для корректного подержания вышеупомянутого необходимо 8 битов.
[170] Поле частичный AID (partial AID, PAID) указывает идентификатор (ID) STA для идентификации принимающей STA в SU-кадре. В кадре восходящей линии (UL) связи (UL-кадре) значение PAID может состоять из части Идентификатора Базового набора Служб (Basic Service Set ID, BSSID). В кадре нисходящей линии (DL) связи (DL-кадре) значение PAID может быть установлено в результирующее значение хэширования AID некоторой STA. Например, BSSID может иметь длину в 48 битов, AID может иметь длину в 16 битов, и PAID может иметь длину в 9 битов.
[171] Альтернативно, в UL-подкадре PAID может быть установлен в результирующее значение хэширования части BSSID, а в DL-подкадре PAID может быть установлен в результирующее значение хэширования части AID и части BSSID.
[172] Поле Указание Подтверждения (Acknowledgement (ACK) Indication) Таблицы 1 указывает тип ACK, передаваемого после SU-кадра или MU-кадра. Например, если поле Указание ACK установлено в 00, то оно может указывать обычное ACK, а если оно установлено в 01, то оно может указывать ACK блока. Если поле Указание ACK установлено в 10, то это может указывать отсутствие ACK. Следует отметить, что тип ACK не всегда ограничен тремя типами и может быть подразделен на более чем три типа согласно атрибутам ответного кадра.
[173] Несмотря на то, что не указано в Таблице 1, поле SIG может включать в себя поле Указание DL/UL (DL/UL Indication) (например, размером в 1 бит) для явного указания, является ли соответствующий кадр DL-кадром или UL-кадром. Поле Указание DL/UL может быть задано только в SU-поле и не может быть задано в MU-кадре, так что может быть предварительно определено, что MU-кадр всегда используется только в качестве DL-кадра. Альтернативно, поле Указание DL/UL может быть включено независимо от SU-кадра или MU-кадра.
[174] Тем временем, в изображенном на Фиг. 12 MU-кадре поле SIG-B может включать в себя особую для пользователя информацию. В Таблице 2 в качестве примера показаны поля, составляющие поле SIG-B в MU-кадре. В Таблице 2 также в качестве примера показаны различные параметры, применяемые к PPDU в ширине полосы на 2, 4, 8 или 16 МГц.
[175] [Таблица 2]
Таблица 2
BW
на 2 МГц
на 4 МГц
8 МГц
16 МГц
MCS
4
4
4
4
Концевая часть
6
6
6
6
CRC
8
8
8
8
Зарезервировано
8
9
11
11
Всего
26
27
28
29
[176] В Таблице 2, поле MCS указывает на значение MCS для PPDU, переданного в виде MU-кадра каждому пользователю.
[177] Поле Концевая Часть (Tail) может использоваться для возвращение кодера в состояние 0.
[178] Поле Циклическая Проверка Избыточности (Cyclic Redundancy Check, CRC) может использоваться для обнаружения ошибок в STA, которая принимает MU-кадр.
[179] СХЕМА ВЫБОРА ШИРИНЫ ПОЛОСЫ ДЛЯ НЕМЕДЛЕННОГО ОТВЕТНОГО КАДРА S1G
[180] Настоящее изобретение предлагает способ выбора ширины полосы немедленного ответного кадра в системе WLAN, функционирующей в полосе частот S1G (например, с 902 по 928 МГц).
[181] Когда передающая STA передает кадр управления или кадр данных и принимающая STA, которая приняла данный кадр данных, передает ответный кадр в передающую STA после Короткого Межкадрового Промежутка (Short Inter Frame Space, SIFS), ответный кадр упоминается в качестве немедленного ответного кадра.
[182] SIFS определен в виде значения aRxRFDelay + aRxPLCPDelay + aMACProcessingDelay + aRxTxTurnaroundTimer. aRxRFDelay указывает задержку радиочастотного распространения. aRxPLCPDelay указывает задержку приема PLCP, а aMACProcessingDelay указывает задержку обработки для обработки событий на MAC-уровне. aRxTxTumaroundTimer указывает время реверсирования, необходимое для переключения с режима приема (Rx) на режим передачи (Tx).
[183] Приведенная в качестве примера схема немедленного ответа может функционировать следующим образом. Передающая STA может передать кадр данных, и принимающая STA, которая успешно приняла кадр данных, может передать кадр ACK после SIFS. Передающая STA может передать кадр RTS, и принимающая STA может передать кадр CTS после SIFS в качестве ответа на кадр RTS. Кроме того, передающая STA может передать кадр Опроса при Экономии Мощности (Power Save-Poll) (Опроса при PS), и принимающая STA может передать кадр ACK или буферизированный кадр данных после SIFS в качестве ответа на кадр Опроса при PS.
[184] Теперь в качестве примера более подробно будет описана процедура ACK относительно схемы немедленного ответа.
[185] На Фиг. 13 схема показана для объяснения процедуры ACK.
[186] После передачи MPDU, который требует кадра ACK в качестве ответа, STA ожидает в течение интервала ACKTimeout. ACKTimeout может быть определен на основе значение aSIFSTime+aSlotTime+aPHY-RX-START-Delay и начинается в значении примитива PHYTXEND.confirm. В данном случае, aSIFSTime указывает номинальное время, необходимое, когда на MAC-уровне и PHY-уровне принимается последний символ кадра по воздушному интерфейсу, обрабатывается кадр и передается первый символ самого раннего ответного кадра, доступного по воздушному интерфейсу. aSlotTime является единицей измерения времени, используемой на MAC-уровне для задания Межкадрового Промежутка Функции Централизованной Координации (Point Coordination Function (PCF) Interframe Space (PIFS)) и DIFS. aPHY-RX-START-Delay указывает время задержки до момента времени, когда будет выпущен примитив PHY-RXSTART.indication. Примитив PHY-RXSTART.indication является примитивом, через который с PHY-уровня сообщается на локальный MAC-уровень о том, что PLCP начинает принимать PPDU, имеющий допустимый заголовок PLCP.
[187] На Фиг. 13 ACKTimeout упрощено следующим образом: ACKTimeout=SIFS+Временной Слот+PHY-RXSTART-Delay. Таким образом, ACKTimeout может быть временем, необходимым для STA, которая приняла кадр данных, чтобы передать кадр ACK после SIFS и может быть вычислен с учетом временного слота.
[188] Временной слот определяется в качестве значения aCCATime+aRxTxTurnaroundTime+aAirPropagationTime+aMACProcessingDelay. aCCATime указывает максимальное время, в течение которого STA способна осуществлять доступ к среде через каждый временной слот для определения того, находится ли среда в состоянии занятости или в состоянии незанятости согласно механизму CCA. aRxTxTurnaroundTimer указывает время реверсирования, необходимое для переключения с режима Rx (приема) на режим Tx (передачи). aAirPropagationTime указывает двойное время для времени, затраченного на распространение сигнала на максимальное расстояние с самой удаленной доступной STA среди синхронизированных по временному слоту станций (STA). aMACProcessingDelay указывает на задержку обработки для обработки событий на MAC-уровне.
[189] Среди коэффициентов для определения ACKTimeout коэффициент PHY-RX-START-Delay является временем для подтверждения того, был ли успешно запущен немедленный ответный кадр, такой как кадр ACK, и в целом учитывает время, затраченное на декодирование поля SIG заголовка PLCP.
[190] Другими словами, максимальное время на передачу заголовка PLCP кадра ACK, переданного принимающей STA, в передающую STA при условии того, что передающая STA передает кадр Данных и принимающая STA успешно приняла этот кадр Данных, используется в качестве ACKTimeout.
[191] Если никакого примитива PHY-RXSTART.indication не появилось в течение интервала ACKTimeout, то STA приходит к выводу о том, что передача MPDU оказалась безуспешной и задействует процедуру отсрочки передачи после истечения интервала ACKTimeout.
[192] Если примитив PHY-RXSTART.indication появляется в течение интервала ACKTimeout, то STA может ожидать примитива PHYRXEND.indication для определения того, успешна ли передача MPDU. Примитив PHYRXEND.indication является примитивом, через который с PHY-уровня сообщается на MAC-уровень о том, что прием текущего PSDU завершен.
[193] Если распознан допустимый кадр ACK, переданный принимающей STA, соответствующий примитиву PHYRXEND.indication, то он может быть интерпретирован в качестве успешного ACK. Затем, может быть разрешено продолжение последовательности кадров, или она может быть закончена без повторений согласно схеме, подходящей для конкретной находящейся в действии последовательности кадров.
[194] Если распознаны другие кадры, включающие в себя другой допустимый кадр, то это интерпретируется как безуспешная передача MPDU. В данном случае, STA необходимо задействовать процедуру отсрочки передачи в примитиве PHY-RXEND.indication, и она может обрабатывать принятый кадр. В качестве исключения, если распознан допустимый, переданный принимающей стороной кадр данных кадра Опроса при PS, то это может быть интерпретировано в качестве успешного ACK для кадра Опроса при PS.
[195] Вкратце, STA, которая передала кадр данных, ожидает ACK, подлежащий передаче от STA, которая принимает упомянутый кадр данных, расценивает передачу данного кадра данных как безуспешную, когда примитив PHY-RXSTART.indication не сгенерирован в течение интервала ACKTimeout, и затем и выполняет процедуру восстановления (то есть процесс повторного выполнения процедуры отсрочки передачи и попытки повторной передачи упомянутого кадра данных).
[196] Как изображено на Фиг. 13, PHY-RX-START-Delay учитывается при определении значения ACKTimeout. PHY-RX-START-Delay может быть различным согласно ширине полосы канала кадра. Например, PHY-RX-START-Delay в формате кадра S1G на 1 МГц, как показано на Фиг. 10, и PHY-RX-START-Delay в формате кадра S1G на частоте большей или равной 2 МГц, как показано на Фиг. 11 или Фиг. 12, могут быть различными.
[197] Для сравнения длины PHY-RX-START-Delay согласно ширине полосы канала, предполагается, как это описано выше, что PHY-RX-START-Delay является временем, затраченным на декодирование поля SIG заголовка PLCP.
[198] В случае PPDU на 1 МГц поля STF, LTF1 и SIG заголовка PLCP включают в себя всего 14 OFDM-символов. Предполагая, что временной слот одного OFDM-символа составляет примерно 40 мкс, тогда PHY-RX-START-Delay для PPDU на 1 МГц составляет приблизительно 560 мкс (=14×40 мкс).
[199] В случае PPDU на частоте большей или равной 2 МГц (то есть 2, 4, 8 или 16 МГц), поля STF, LTF1 и SIG-A заголовка PLCP включают в себя всего 6 OFDM-символов. Соответственно, PHY-RX-START-Delay для PPDU на 2 МГц составляет приблизительно 240 мкс (=6×40 мкс).
[200] Поэтому ACKTimeout должно устанавливаться по-разному согласно тому, передан ли немедленный ответный кадр в PPDU на 1 МГц или PPDU на частоте большей или равной 2 МГц. Например, если немедленный ответный кадр, переданный принимающей STA, представляет собой PPDU на 1 МГц, то ACKTimeout передающей STA должно быть намного больше PPDU на частоте большей или равной 2 МГц.
[201] Если независимо от ширины полосы канала немедленного ответного кадра используется одно фиксированное значение ACKTimeout, то PHY-RX-START-Delay должна быть установлена по меньшей мере в 560 мкс (или 56O мкс + запас на задержку) в качестве значения по умолчанию. В данном случае, если немедленный ответный кадр, переданный принимающей STA, является PPDU на частоте большей или равной 2 МГц, то ACKTimeout не проблематично, потому что ACKTimeout установлено из учета 560 мкс, которых необходимо, когда передающая STA декодирует поля, включающие в себя поле SIG немедленного ответного кадра. Однако если немедленный ответный кадр, переданный принимающей STA, является PPDU на 1 МГц, то ACKTimeout устанавливается из дополнительного учета ненужных 320 мкс в дополнение ко времени, которое необходимо передающей STA для декодирования полей, включающих в себя поле SIG немедленного ответного кадра. Затем, затраты времени или ненужная временная задержка, соответствующие приблизительно 320 мкс, возникают в процедуре восстановления (или процедуре отсрочки передачи) после безуспешной передачи передающей STA, и таким образом возникает проблема неэффективности с точки зрения полной пропускной способности и потребления энергии.
[202] Для сведения, исходя из предположения, что один временной слот для отсрочки передачи в процедуре отсрочки передачи составляет 52 мкс, так как ненужные служебные данные 320 мкс соответствуют приблизительно 6-тикратной разности в таймере отсрочки передачи (или в значении отсчета для отсрочки передачи), то данная разница во времени может быть интерпретирована как значительная задержка с точки зрения эффективности доступа к каналу актуальной STA.
[203] Поэтому настоящее изобретение предлагает схему выбора ширины полосы канала немедленного ответного кадра в системе, поддерживающей два или более типов ширин полосы канала, и процедуру немедленного ответа на основе способа выбора ширины полосы канала.
[204] В настоящем изобретении поддержание ширины полосы канала двух или более типов означает, что информационные биты, способные передаваться в течение единичного интервала времени (например, продолжительности одного OFDM-символа) для каждой ширины полосы канала, когда предполагается одна и та же MCS, отличаются, или что продолжительность единичного интервала времени (например, продолжительность одного OFDM-символа) для каждой ширины полосы канала одинакова. Поэтому, когда ширина полосы канала 20 МГц понижается до 1/10 или 1/20, то это не включено в случай поддержки ширин полосы канала двух или более типов.
[205] Кроме того, в настоящем изобретении, кадр, который запускает немедленный ответный кадр, упоминается в качестве кадра немедленного запуска. Кадр немедленного запуска может включать в себя, например, кадр данных, имеющий обычную политику ACK, кадр RTS и кадр Опроса при PS, как в вышеупомянутом примере. В данном случае, немедленный ответный кадр может соответствовать кадру ACK, кадру CTS или кадру данных.
[206] STA, которая передает кадр немедленного запуска, может установить таймер немедленного ответа, начинающий свое действие при завершении передачи кадра немедленного запуска. То есть передающая STA может приводить в действие таймер немедленного ответа в течение времени aSIFSTime + aSlotTime + PHY-RX-START-Delay, начинающегося с момента появления примитива PHY-TXEND.confirm после завершения передачи кадра немедленного запуска.
[207] Если никакого примитива PHY-RXSTART.indication не сгенерировано, пока не истекло время ожидания в таймере немедленного ответа, то передающая STA может сделать вывод о том, что немедленный ответный кадр не передан принимающей STA, и выполнить процедуру восстановления (или процедуру отсрочки передачи).
[208] Кадр немедленного запуска передается в виде одного из двух или более блоков PPDU, имеющих различные значения PHY-RX-START-Delay согласно ширине полосы канала, как описано ранее.
[209] Например, предполагается, что PPDU, использующий первую ширину полосы канала (например, на 1 МГц), имеет A в качестве значения PHY-RX-START-Delay, а PPDU, использующий вторую ширину полосы канала, третью ширину полосы канала и т.д. (например, на 2 МГц, 4 МГц и т.д.) имеет B в качестве значения PHY-RX-START-Delay. Предполагается, что A и B устанавливаются в различные значения, и A больше B.
[210] Согласно настоящему изобретению с точки зрения принимающей STA, ширину полосы канала PPDU, который следует использовать в качестве немедленного ответного кадра, нужно определять так, чтобы значение PHY-RX-START-Delay, определенное на основе PPDU, который следует использовать в качестве немедленного ответного кадра, было равно или меньше значения PHY-RX-START-Delay, определенного на основе PPDU принятого кадра немедленного запуска.
[211] Например, если передающая STA передает кадр немедленного запуска с использованием первой ширины полосы канала, то принимающая STA может передать немедленный ответный кадр с использованием первой ширины полосы канала.
[212] Кроме того, когда передающая STA передает кадр немедленного запуска с использованием второй ширины полосы канала или третьей ширины полосы канала, то принимающая STA не должна использовать первую ширину полосы канала при передаче немедленного ответного кадра. С точки зрения принимающей STA ширина полосы канала PPDU, который следует использовать в качестве немедленного ответного кадра, должна быть определена так, чтобы значение PHY-RX-START-Delay, определенное на основе PPDU, который следует использовать в качестве немедленного ответного кадра, была равной или меньше B, которое является значением PHY-RX-START-Delay, определенным на основе PPDU принятого кадра немедленного запуска. Если передающая STA передает кадр немедленного запуска с использованием второй ширины полосы канала или третьей ширины полосы канала, то не существует каких-либо проблем, когда принимающая STA передает немедленный ответный кадр с использованием второй ширины полосы канала или третьей ширины полосы канала, потому что значение PHY-RX-START-Delay равно B. Однако если принимающая STA передает немедленный ответный кадр с использованием PPDU первой ширины полосы канала, то значение PHY-RX-START-Delay принимает значение A, которое больше B.
[213] Дополнительно, если немедленный ответный кадр передается с использованием PPDU ширин полосы канала (например, второй ширины полосы канала, третьей ширины полосы канала и т.д.), имеющих одно и то же значение PHY-RX-START-Delay, то ширина полосы канала немедленного ответного кадра должна быть равной или меньше ширины полосы канала кадра немедленного запуска.
[214] Если вышеупомянутое правило применяется, когда принимающая STA выбирает ширину полосы канала немедленного ответного кадра, то передающая STA, которая передала кадр немедленного запуска, устанавливает значение времени ожидания немедленного ответа таймера немедленного ответа в aSIFSTime+aSlotTime+aPHY-RX-START-Delay. aPHY-RX-START-Delay устанавливается в значение aPHY-RX-START-Delay кадра немедленного запуска, переданного передающей STA. Это означает, что значение времени ожидания немедленного ответа может меняться в зависимости от ширины полосы канала кадра немедленного запуска, переданного передающей STA.
[215] Далее будет описан пример применения процедуры немедленного ответа, определенной в настоящем изобретении для системы WLAN S1G (или системы, соответствующей стандартам IEEE 802.11ah).
[216] После передачи MPDU, который требует кадра ACK в качестве ответа, STA ожидает в течение интервала ACKTimeout. ACKTimeout может быть определен на основе значения aSIFSTime+aSlotTime+aPHY-RX-START-Delay и начинается в значении примитива PHY-TXEND.confirm.
[217] В данном случае aPHY-RX-START-Delay определяется параметром CH_BANDWIDTH (или тип преамбулы) у TXVECTOR. Если параметр CH_BANDWIDTH у TXVECTOR соответствует (продублированной) 1 МГц, то aPHY-RX-START-Delay устанавливается в 601 мкс. Если параметр CH_BANDWIDTH у TXVECTOR соответствует (продублированным) 2 МГц/4 МГц/8 МГц/16 МГц, то aPHY-RX-START-Delay устанавливается в 281 мкс.
[218] STA S1G, которая передает кадр управления (то есть ответный кадр) в ответ на кадр, переданный через PPDU S1G, может быть сконфигурирована так, чтобы одна и та же ширина полосы канала в качестве ширины полосы канала, указанной параметром CH_BAND WIDTH у RXVECTOR кадра, который вызывает ответный кадр, указывалась параметром CH_BAND WIDTH у TXVECTOR.
[219] Кроме того, STA S1G не разрешено передавать преамбулу на 1 МГц в качестве ответа на преамбулу на частоте большей или равной 2 МГц (преамбула на >=на 2 МГц).
[220] На Фиг. 14 показана схема для объяснения, предусмотрена ли последовательность обмена кадрами согласно настоящему изобретению.
[221] На Фиг. 14 изображено действие приема кадра ACK после передачи кадра данных. На Фиг. 14(a) изображен случай, в котором предусмотрен прием кадра ACK, а на Фиг. 14(b) изображен случай, в котором не предусмотрен прием кадра ACK.
[222] Как показано на Фиг. 14(a), предусмотрен прием кадра ACK продублированного PPDU на 2 МГц после того, как передан кадр данных PPDU на 4 МГц. Кроме того, предусмотрен прием кадра ACK PPDU на 2 МГц после того, как передан кадр данных PPDU на 2 МГц. Также предусмотрен прием кадра ACK PPDU на 1 МГц после того, как передан кадр данных PPDU на 1 МГц.
[223] Тем временем, как изображено на Фиг. 14(b), не предусмотрен прием кадра ACK продублированного PPDU на 1 МГц после того, как передан кадр данных PPDU на 4 МГц. Кроме того, не предусмотрен прием кадра ACK продублированного PPDU на 1 МГц после того, как передан кадр данных PPDU на 2 МГц.
[224] STA, которая передала кадр данных ширины полосы канала на 2 МГц или на 4 МГц, ожидает PPDU, имеющий преамбулу ширины полосы канала на 2 МГц в качестве ответного кадра на кадр данных, рассматривает aPHY-RX-START-Delay приблизительно в 281 мкс для вычисления значения времени ожидания и принимает и обрабатывает ответный кадр.
[225] Если ответный кадр PPDU, имеющий преамбулу ширины полосы канала на 1 МГц, принят в ответ на кадр данных ширины полосы канала на 4 МГц или на 2 МГц, как изображено на Фиг. 14 (b), то значение времени ожидания для правильного декодирования ответного кадра должно быть вычислено на основе aPHY-RX-START-Delay приблизительно в 601 мкс. Однако, так как передающая STA вычисляет значение времени ожидания на основе aPHY-RX-START-Delay приблизительно в 281 мкс и принимает и обрабатывает ответный кадр, то передающая STA не может правильно принять ответный кадр.
[226] В предшествующих различных примерах настоящего изобретения такие значения aPHY-RXSTART-Delay, как 601 мкс или 281 мкс, являются лишь примерными и приведены лишь только для ясности описания. Поэтому объем настоящего изобретения не ограничен таким конкретным числом.
[227] МЕХАНИЗМ VCS
[228] Механизм Прослушивания Несущей (Carrier Sense, CS) используется для доступа к каналу и относится к действию определения состояние занятости/незанятости соответствующего канала.
[229] Существующая схема конфигурации NAV определяет, что канал в настоящее время используется другой STA в течение предписанной продолжительности, на основе поля продолжительности кадра, принятого какой-либо STA от другой STA, и выполняет некоторое действие (то есть доступ к среде не предпринимается в течение предписанной продолжительности) согласно определенному результату. Данное действие может упоминаться в качестве механизма Виртуального CS (Virtual CS, VCS), потому что соответствующая среда представляется определенной как занятая в результате выполнения CS (даже при том, что среда физически находится в состоянии незанятости) по сравнению с определением того, занята ли среда, посредством выполнения физического CS.
[230] Например, сторонние станции (STA), кроме STA-получателя принимаемого кадра, определяет, что принятый кадр имеет ошибку, когда значение CRC принятого кадра недопустимо. Станции (STA), которые принимают кадр, имеющий ошибку, могут ожидать в течение Расширенного Межкадрового Промежутка (Extended Inter-Frame Space, EIFS) и затем возобновляют процедуру отсрочки передачи, когда канал находится в состоянии незанятости. В целом, EIFS вычисляется на основе aSIFSTime+DIFS+ACKTxTime.
[231] В данном случае, ACKTxTime указывает время, необходимое STA для передачи кадра ACK. Согласно вышеописанной схеме выбора ширины полосы ответного кадра, предложенной в настоящем изобретении, ширина полосы канала кадра ACK определяется в зависимости от ширины полосы канала кадра (например, кадра немедленного запуска), который задействует кадр ACK. Например, если кадр немедленного запуска имеет тип преамбулы на 2 МГц или более, то немедленный ответный кадр не предусматривает тип преамбулы на 1 МГц. Кроме того, тип ширины полосы канала преамбулы немедленного ответного кадра выполнен так, чтобы быть одним и тем же, что и тип ширины полосы канала преамбулы кадра немедленного запуска.
[232] Поэтому после приема ошибочного кадра сторонним станциям (STA) необходимо подтвердить ширину полосы канала принятого кадра для того, чтобы отложить доступ к каналу в течение EIFS. Если PPDU, принятый через первую ширину полосы канала, имеет ошибку, то ACKTxTime для EIFS вычисляется посредством предположения значения aPHY-RX-START-Delay для той же самой ширины полосы канала, что и для первой ширины полосы канала (как описано выше, aPHY-RX-START-Delay является временем для идентификации того, был ли немедленный ответный кадр, такой как кадр ACK, успешно запущен, и обычно учитывает время, затрачиваемое на декодирование поля SIG заголовка PLCP).
[233] Это происходит потому, что кадр ACK для PPDU, принятого через первую ширину полосы канала, также передается с использованием первой ширины полосы канала, и значение aPHY-RX- START-Delay для первой ширины полосы канала должно быть применено к кадру ACK. Если вторая ширина полосы канала или третья ширина полосы канала, кроме первой ширины полосы канала, имеет ошибку, то ACKTxTime для EIFS вычисляется посредством предположения значения aPHY-RX-START-Delay для второй ширины полосы канала или третьей ширины полосы канала.
[234] Если значение CRC принятого кадра допустимо, то сторонние станции (STA), кроме STA-получателя принимаемого кадра, определяют, что принятый кадр не имеет ошибок. Станции (STA), которые приняли безошибочный кадр, устанавливают NAV в течение некоторого времени, соответствующего значению, указанному полем продолжительности, включенном в MAC-заголовок принятого кадра. Поле продолжительности MAC-заголовка в любом кадре устанавливается в значение, указывающее время передачи кадра для защиты кадра(ов), которые должны быть переданы впоследствии.
[235] Тем временем, такой кадр, как короткий MAC-кадр не включает в себя поле продолжительности в MAC-заголовке с целью уменьшения служебных данных MAC-заголовка. Соответственно, схема для установки NAV, использующая поле продолжительности, как описано выше, не может быть применена.
[236] В любом случае, там, где принимается короткий MAC-кадр или принимается обычный MAC-кадр, информация о передаваемом(ым) впоследствии кадре(ах) должна быть передана через часть, отличающуюся от MAC-заголовка для того, чтобы STA правильно установила значение NAV.
[237] В отличие от существующего механизма VCS для установки значения NAV на основе поля продолжительности принятого кадра, механизм VCS, предложенный в настоящем изобретении, функционирует на основе особой информации, отличающейся от поля продолжительности. Поэтому значение, которое устанавливается на основе особой информации принятого кадра, как предложено в настоящем изобретении (то есть значение, установленное в целях, подобных существующему значению NAV), упоминается в качестве «значения длительности времени VCS» в том, что данное значение является продолжительностью времени, в течение которого канал определяется как находящийся в состоянии занятости в результате VCS. Однако концепция значения длительности VCS, предложенная в настоящем изобретении, не исключает установку значения NAV на основе информации, отличающейся от поля продолжительности.
[238] Например, значение NAV (или значение длительности VCS) может быть установлено с использованием поля типа ответного кадра (данное поле может упоминаться в качестве параметра указания ACK или параметра указания ответа) в поле SIG PLCP любого кадра. Например, так как тип последующего кадра может быть известен согласно указанию параметра типа ответного кадра любого кадра, то если кадр включает в себя поле продолжительности, тогда может быть предположено значение поля продолжительности, и значение NAV (или значение длительности VCS) может быть определено на основе предположенного значения. Очевидно, что значение поля продолжительности не обязательно должно быть предсказанным/предположенным и используется для оказания помощи в понимании настоящего изобретения по сравнению с существующим механизмом конфигурации NAV.
[239] Параметр типа ответного кадра может быть выполнен с возможностью указания одного из типов, таких как Без Ответа (No Response), Контрольный Ответ с NDP (NDP Control Response), Обычный Контрольный Ответ (Normal Control Response), Длинный Ответ (Long response) и т.д.
[240] На Фиг. 15 показана схема для объяснения одного примера настоящего изобретения с использованием поля типа ответного кадра поля SIG заголовка PLCP.
[241] В примере на Фиг. 15 поле типа ответного кадра (или параметр указания ответа) из информации, включенной в поле SIG заголовка PLCP кадра Данных, может быть установлено в значение, указывающее любое из следующего: Без Ответа, Контрольный Ответ с NDP, Обычный Контрольный Ответ, Длинный Ответ; согласно типу кадра ACK, который передан вслед за кадром Данных.
[242] Если тип ответного кадра является типом Без Ответа, то может быть оценено/предположено, что значение поля продолжительности MAC-заголовка принятого кадра будет равно 0, если таковое имеется. Соответственно, если значение параметра указания ответа указывает тип Без Ответа, то значение NAV (или значение длительности VCS) устанавливается в 0.
[243] Если тип ответного кадра является типом Контрольный Ответ с NDP, то может быть оценено/предположено, что значение поля продолжительности MAC-заголовка принятого кадра будет значением времени передачи заголовка PLCP+SIFS (время передачи заголовка PLCP плюс SIFS), если таковое имеется. Так как кадр NDP указывает кадр, составленный только из заголовка PLCP, то время передачи заголовка PLCP может быть выражено в виде времени передачи кадра NDP (то есть, NDPTxTime). Поэтому если значение параметра указания ответа указывает тип Контрольный Ответ с NDP, то значение NAV (или значение длительности VCS) устанавливается в NDPTxTime+aSIFSTime.
[244] Если тип ответного кадра представляет собой тип Обычный Контрольный Ответ, то оценивается/предполагается, что значение поля продолжительности MAC-заголовка принятого кадра будет значением времени передачи CTS/ACK/ACK блока + SIFS (время передачи CTS/ACK/ACK блока плюс SIFS), если таковое имеется. Так как передача кадра CTS/ACK/ACK блока соответствует обычному кадру, то время передачи CTS/ACK/ACK блока может быть выражено в виде обычного времени передачи кадра (то есть, NoramlTxTime). Поэтому, если значение параметра указания ответа указывает тип Обычный Контрольный Ответ, то значение NAV (или значение длительности VCS) устанавливается в NormalTxTime+aSIFSTime.
[245] Если тип ответного кадра представляет собой тип Длинный Ответ, то оценивается/предполагается, что значение поля продолжительности MAC-заголовка принятого кадра будет значением времени передачи максимального PPDU+SIFS (время передачи MAX_PPDU плюс SIFS), если таковое имеется, для указания любого ответного кадра. Соответственно, если значение параметра указания ответа указывает тип Длинный Ответ, то значение NAV (или значение длительности VCS) устанавливается в MaxPPDUTxTime+aSIFSTime.
[246] По такому принципу, несмотря на то, что тип кадра, который следует передать впоследствии, может быть оценен/предположен через информацию о типе ответного кадра, включенную в принятый кадр, длительность времени передачи ответного кадра должна быть определена для сторонней STA с целью правильной установки значения NAV (или значения длительности VCS). Это происходит потому, что время передачи каждого кадра различно согласно ширине полосы канала.
[247] В частности, для того чтобы сторонняя STA установила значение NAV (или значение длительности VCS), должны быть определены правильно длительность времени передачи части MPDU ответного кадра и длительность времени передачи части преамбулы ответного кадра.
[248] Длительность времени передачи части MPDU ответного кадра определяется на основе типа ответного кадра поля SIG PLCP принятого кадра. Например, если тип ответного кадра указывает любой тип из следующих: Без ответа, Контрольный Ответ с NDP, Обычный Контрольный Ответ и Длинный Ответ; то значение MPDU определяется согласно указанному типу.
[249] Длительность времени передачи части преамбулы ответного кадра определяется шириной полосы канала. Например, в типе преамбулы ширины полосы канала на 1 МГц и типе преамбулы ширины полосы канала на частоте большей или равной 2 МГц, длительность времени части преамбулы ответного кадра определяется по-другому/отдельно (см. Фиг. 10-12). Кроме того, ширина полосы канала ответного кадра определяется шириной полосы канала кадра, принятого сторонней STA.
[250] Следовательно, значение NAV (или значение длительности VCS), установленное сторонней STA определяются шириной полосы канала ответного кадра (или типом преамбулы ответного кадра, определенного согласно ширине полосы канала принятого кадра) и значением поля типа ответного кадра (или значением параметра указания ответа), включенным в заголовок PLCP принятого кадра. Другими словами, тип ответного кадра определяется на основе значения поля типа ответного кадра (или значения параметра указания ответа), включенного в заголовок PLCP кадра, принятого сторонней STA, длина/тип преамбулы в типе ответного кадра определяется шириной полосы канала принятого кадра, а значение NAV (или значение длительности VCS), включающее в себя время, необходимое для передачи ответного кадра, может быть определено на основе ширины полосы канала и значения типа ответного кадра. Затем, сторонняя STA может правильно установить значение NAV (или значение длительности VCS), не различая типы принятых кадров (например, короткий MAC-кадр или другие кадры (то есть кадр без поля продолжительности или кадр с полем продолжительности)).
[251] В реализации вышеописанного механизма VCS STA может намечать протокол с использованием одного параметра (например, значения NAV (или значения длительности VCS)) или намечать протокол, различаемый по отдельному параметру согласно информации (например, полю продолжительности MAC-заголовка или полю типа ответного кадра заголовка PLCP), используемой в качестве основы для определения значения длительности VCS. В предшествующем примере настоящего изобретения несмотря на то, что для реализации механизма VCS используется один параметр (то есть значение NAV или значение длительности VCS), в упомянутый вариант осуществления настоящего изобретения включен случай, в котором значение NAV устанавливается на основе значения поля продолжительности как и в традиционной схеме, а дополнительное значение длительности VCS устанавливается на основе значения поля типа ответного кадра (также на основе ширины полосы канала).
[252] СХЕМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТОРОННЕЙ STA
[253] В таком кадре, как короткий MAC-кадр, в части поля Адрес Приемника (Receiver Address, RA) и поля Адрес Передатчика (Transmitter Address, TA) вместо MAC-адреса может использоваться поле AID (AID является локальным идентификатором (ID), назначенным AP присоединенной STA) с целью уменьшения служебных данных MAC-заголовка. Например, MAC-заголовок короткого MAC-кадра UL, переданного от STA в AP, включает в себя MAC-адрес AP в поле RA (например, поле Адрес 1 (A1)) и включает в себя AID станции (STA) в поле TA (например, поле Адрес 2 (A2)). Напротив, MAC-заголовок короткого MAC-кадра DL, переданного от AP в STA, включает в себя AID станции (STA) в поле RA (или поле A1) и включает в себя MAC-адрес станции (STA) в поле TA (или поле A2). Так как MAC-адрес задается длиною в 6 байтов и AID задается длиною в 2 октета, то служебные данные MAC-заголовка, соответствующие разности в длине, могут быть уменьшены.
[254] То устанавливают ли станции (STA), которые приняли короткий MAC-кадр, значения NAV (или значения длительности VCS), определяется согласно тому, являются ли станции (STA) станциями-получателями (STA-получателями) соответствующего кадра. Сторонние станции (STA), кроме станций-получателей (STA-получателей), расценивают принятый кадр как безошибочный кадр, когда значение CRC принятого кадра допустимо и станции (STA), которые приняли безошибочный кадр, устанавливают значения NAV (или значения длительности VCS).
[255] Если STA принимает кадр, то необходимо определить, является ли данная STA станцией-получателем (STA-получателем) данного кадра.
[256] Если RA короткого MAC-кадра, принятого STA, состоит из MAC-адреса, то STA сравнивает RA со своим MAC-адресом. Если адреса равны, то STA может решить, что она является STA-получателем, а иначе STA может определить, что она является сторонней STA.
[257] Если RA короткого MAC-кадра, принятого STA, состоит из AID, то STA сравнивает RA со своим AID. Если адреса отличаются, то STA может решить, что она является сторонней STA.
[258] При этом, если RA короткого MAC-кадра, принятого STA, состоит из AID, то STA не следует определять, что она является STA-получателем, даже при том, что RA равен AID данной STA в результате сравнения. Это вызвано тем, что даже когда значения AID равны, если Точки Доступа (AP), которые выделяют значения AID, отличаются, то станции-получатели (STA-получатели) кадра могут отличаться. Соответственно, если RA короткого MAC-кадра, принятого STA, состоит из AID, то STA сравнивает RA со своим AID. Если адреса равны, то STA сравнивает TA короткого MAC-кадра с MAC-адресом AP, к которой она присоединена. Если TA короткого MAC-кадра, принятого STA, равен MAC-адресу AP, к которой присоединена данная STA, то STA может определить, что она является STA-получателем, а иначе STA может определить, что она является сторонней STA.
[259] Если STA принимает короткий MAC-кадр в состоянии, в котором данная STA не присоединена к каким-либо AP (то есть в состоянии до присоединения), то вышеупомянутая схема определения, является ли STA STA-получателем или сторонней STA, на основе значение RA, составленного из AID, и значения TA, составленного из MAC-адреса, не применяется. Это вызвано тем, что AP не может передать короткий MAC-кадр (то есть MAC-кадр, в котором либо поле RA, либо поле TA составлено из AID) в STA, к которой не присоединена AP. Соответственно, если STA принимает короткий MAC-кадр в состоянии до присоединения, то данная STA должна определить, что она не является STA-получателем, а является сторонней STA.
[260] Таким образом, если STA, которая приняла кадр, определяет, что она является сторонней STA, данная STA может установить значение NAV (или значение длительности VCS) согласно особому полю принятого кадра, как описано в настоящем изобретении.
[261] Дополнительно, даже когда какой-либо STA следует определить, является ли она STA, которой следует передать немедленный ответный кадр (например, кадр ACK, передаваемый в ответ на короткий MAC-кадр данных), может быть применена вышеописанная схема определения сторонней STA. Например, если RA короткого MAC-кадра данных, принятого некоторой STA, равен AID данной STA, то эта STA может дополнительно сравнить TA с MAC-адресом AP, к которой присоединена данная STA, и определить, что она является STA-получателем только тогда, когда адреса равны. Затем данная STA может передать немедленный ответный кадр.
[262] То есть в случае, в котором RA принятого короткого MAC-кадра соответствует AID, STA сравнивает RA со своим AID. Если RA равен AID данной STA, то эта STA сравнивает TA с MAC-адресом. STA определяет, что она является STA-получателем и передает немедленный ответный кадр, такой как кадр ACK, только тогда, когда TA принятого короткого MAC-кадра равен MAC-адресу AP, к которой присоединена данная STA.
[263] На Фиг. 16 показана схема для объяснения примерного способа настоящего изобретения.
[264] В примере на Фиг. 16, действие первой STA (STA1) относится к вышеописанной схеме выбора ширины полосы (или процедуре ответа) для немедленного ответного кадра S1G настоящего изобретения. Кроме того, в примере на Фиг. 16 действие третьей STA (STA3) относится к механизму VCS настоящего изобретения. Действия данных станций (STA) можно понимать как отдельные действия, несмотря на то, что для удобства описания их описание приведено со ссылкой на один чертеж.
[265] На этапе S1610 первая STA (STA1) может передать кадр во вторую STA (STA2). Данный кадр может быть кадром немедленного запуска, переданным схемой немедленного ответа. STA2, которая приняла кадр от STA1, может передать ответный кадр (например, немедленный ответный кадр).
[266] В данном случае тип ширины полосы канала ответного кадра, переданного STA2, может быть выполнен так, чтобы быть тем же самым, что и тип ширины полосы канала кадра, переданного STA1. Если кадр, переданный STA1, имеет тип преамбулы на 2 МГц или более, то ответный кадр, передаваемый STA2, может быть ограничен типом, отличным от типа преамбулы на 1 МГц (то есть тип преамбулы на 1 МГц не предусмотрен).
[267] Дополнительно, на этапе S1610 STA1 может ожидать передачу STA2 ответного кадра в течение интервала ACKTimeout. Интервал ACKTimeout определяется в качестве различных значений согласно типу ширины полосы канала преамбулы кадра. Другими словами, так как ширина полосы канала преамбулы ответного кадра отличается согласно ширине полосы канала преамбулы кадра, то интервал ACKTimeout может быть установлен с учетом ширины полосы канала преамбулы кадра.
[268] На этапе S1620 STA1 может принять ответный кадр от STA2. Если ответный кадр принят внутри интервала ACKTimeout, то определяется, что кадр был успешно передан, а иначе определяется, что передача кадра является безуспешной. Если интервал ACKTimeout истек, STA1 может выполнить процедуру отсрочки передачи (не изображено).
[269] При этом, как показано на этапе S1630, сторонняя STA (например, STA3) может принять кадр, переданный другой STA (например, STA1) в другую STA (например, STA2).
[270] На этапе S1640 STA3 может принять значение NAV (или значение длительности VCS) на основе параметра указания ответа (или поля типа ответного кадра) и/или тип ширины полосы канала принятого кадра. STA3 может отложить доступ к каналу в течение некоторого времени, соответствующего значению NAV (или значению длительности VCS).
[271] Тип ширины полосы канала указывает тип ширины полосы канала ответного кадра. Тип ширины полосы канала ответного кадра может быть установлен тем же самым, что и тип ширины полосы канала кадра (например, кадра, переданного от STA1 в STA2).
[272] Например, значение NAV (или значение длительности VCS) в основном определяется согласно тому, какой тип ответа из Без Ответа, Обычный Ответ, Ответ с NDP и Длинный Ответ указывает параметр указания ответа. Дополнительно, значение NAV (или значение длительности VCS) может быть в частности определено согласно ширине полосы канала.
[273] Несмотря на то, что примерный способ, изображенный на Фиг. 16, представлен в виде последовательности этапов для простоты описания, порядок этапов этим не ограничен. При необходимости некоторые этапы могут выполняться в одно и то же время или в различном порядке. Дополнительно, все этапы, изображенные на Фиг. 16, не являются обязательно необходимыми для реализации предложенного способа настоящего изобретения.
[274] Способ настоящего изобретения, изображенный на Фиг. 16, может быть выполнен посредством реализации вышеупомянутых различных вариантов осуществления настоящего изобретения по отдельности или в сочетании двух или более из них.
[275] На Фиг. 17 показана блок-схема беспроводного устройства согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
[276] STA 10 может включать в себя процессор 11, запоминающее устройство 12 и приемопередатчик 13. Приемопередатчик 13 может передавать/принимать беспроводной сигнал, например, реализовывать физический уровень системы IEEE 802. Процессор 11 соединен с приемопередатчиком 13 и реализует физический уровень и/или MAC-уровень системы IEEE 802. Процессор 11 может быть сконфигурирован с возможностью выполнения действий согласно предшествующим различным вариантам осуществления настоящего изобретения. Дополнительно, модуль для выполнения действий согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения может храниться в запоминающем устройстве 12 и исполняться процессором 11. Запоминающее устройство 12 может быть расположено внутри или за пределами процессора 11 и соединено с процессором 11 с помощью известных средств.
[277] На Фиг. 17 STA 10 согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения может быть сконфигурирована с возможностью выполнения процесса ответа. Процессор 11 может быть выполнен с возможностью передачи кадра, требующего ответного кадра, в другую STA через приемопередатчик 13. Процессор 11 может быть выполнен с возможностью ожидания ответного кадра в течение интервала ACKTimeout. Интервал ACKTimeout может устанавливаться в различные значения согласно типу ширины полосы канала преамбулы кадра.
[278] STA 10 на Фиг. 17 согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения может быть сконфигурирована с возможностью выполнения VCS. Процессор 11 третьей STA может быть сконфигурирован с возможностью приема кадра, переданного от первой STA во вторую STA, через приемопередатчик 12. Процессор 11 может быть сконфигурирован с возможностью определения значения длительности VCS на основе либо параметра указания ответа, либо типа ширины полосы канала. Процессор 11 может быть выполнен с возможностью откладывания доступа к каналу, осуществляемого третьей STA, в течение некоторого времени, соответствующего значению длительности VCS.
[279] Конкретная конфигурация вышеописанного устройства может быть реализована так, чтобы различные вышеупомянутые варианты осуществления настоящего изобретения могли применяться независимо, либо два или более из них могли применяться одновременно. Повторное описание опущено для ясности.
[280] Варианты осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы с помощью различных средств, например, посредством аппаратного обеспечения, встроенного микропрограммного обеспечения, программного обеспечения или их сочетания.
[281] При конфигурации с аппаратным обеспечением способы согласно вариантам осуществления настоящего изобретения могут реализовываться посредством одной или более Специализированных Интегральных Схемам (Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Цифровых Сигнальных Процессоров (Digital Signal Processor, DSP), Устройств Цифровой Обработки Сигналов (Digital Signal Processing Device, DSPD), Программируемых Логических Устройств (Programmable Logic Device, PLD), Программируемых Вентильных Матриц (Field Programmable Gate Array, FPGA), процессоров, контроллеров, микроконтроллеров или микропроцессоров.
[282] При конфигурации со встроенным микропрограммным обеспечением или программным обеспечением способ согласно вариантам осуществления настоящего изобретения может быть реализован в виде модулей, процедур, функций и т.д., выполняющих вышеописанные функции или действия. Код программного обеспечения может храниться в блоке запоминающего устройства и исполняться процессором. Блок запоминающего устройства может быть расположен внутри или во вне процессора и может передавать и принимать данные в и от процессора посредством различных известных средств.
[283] Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения было приведено для предоставления специалистам в данной области техники возможности реализации и практического применения настоящего изобретение. Несмотря на то, что изобретение было описано со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления, специалисты в данной области техники смогут понять, что без отступления от сущности или объема изобретения, описанного в прилагаемой формуле изобретения, в настоящее изобретение могут быть внесены различные модификации и изменения. Соответственно, изобретение не должно быть ограничено конкретными вариантами осуществления, описанными в данном документе, а должно получить самый широкий объем в соответствии с принципами действия и новыми признаками, раскрытыми в данном документе.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
[284] В то время как различные варианты осуществления настоящего изобретения были описаны в контексте системы IEEE 802.11, настоящее изобретение также применимо к различным системам мобильной связи по той же самой схеме.