СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОСТУПА К КАНАЛУ ЧЕРЕЗ КАДР ПУСТОГО ПАКЕТА ДАННЫХ В СИСТЕМЕ НА ОСНОВЕ БЕСПРОВОДНОЙ LAN
METHOD AND APPARATUS FOR CHANNEL ACCESS VIA NULL DATA PACKET FRAME IN WIRELESS LAN SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
[1] Настоящее изобретение относится к системе беспроводной связи, а более конкретно, к способу и устройству для выполнения доступа к каналу с использованием кадра пустого пакета данных (NDP) в системе на основе беспроводной LAN.
Уровень техники
[2] Вследствие быстрого развития технологий обмена информацией разрабатываются различные системы на основе технологий беспроводной связи. WLAN-технология из числа технологий беспроводной связи обеспечивает возможность беспроводного доступа в Интернет дома или в организациях либо в конкретной области предоставления услуг с использованием мобильных терминалов, таких как персональное цифровое устройство (PDA), переносной компьютер, портативный мультимедийный проигрыватель (PMP) и т.д. на основе радиочастотной (RF) технологии.
[3] Чтобы исключать ограниченную скорость передачи данных, один из недостатков WLAN, последний технический стандарт предлагает усовершенствованную систему, допускающую повышение скорости и надежности сети при одновременном расширении зоны покрытия беспроводной сети. Например, IEEE 802.11n обеспечивает такую скорость обработки данных, чтобы поддерживать максимальную высокую пропускную способность (HT) в 540 Мбит/с. Помимо этого технология со многими входами и многими выходами (MIMO) в последнее время применяется как к передающему устройству, так и к приемному устройству, с тем чтобы минимизировать ошибки при передаче, а также оптимизировать скорость передачи данных.
Подробное описание изобретения
Техническая задача
[4] Технология межмашинной (M2M) связи обсуждается в качестве технологии связи следующего поколения. Технический стандарт для поддержки M2M-связи в WLAN IEEE 802.11 разработан в качестве IEEE 802.11ah. M2M-связь иногда может рассматривать сценарий, допускающий передачу небольшого объема данных на низкой скорости в окружении, включающем в себя большое число устройств.
[5] Связь в WLAN-системе выполняется в среде, совместно используемой посредством всех устройств. Если число устройств увеличивается, как и в случае M2M-связи, трата значительного времени для доступа к каналу одного устройства может неизбежно снижать всю пропускную способность системы и может препятствовать энергосбережению соответствующих устройств.
[6] Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставлять новый формат кадра и новый способ доступа к каналу, чтобы уменьшать не только длительность времени, затраченного для доступа к каналу, но также и потребление мощности устройства.
[7] Следует понимать, что технические задачи, которые должны достигаться посредством настоящего изобретения, не ограничены вышеуказанными техническими задачами, и другие технические задачи, которые не упоминаются в данном документе, должны становиться очевидными из нижеприведенного описания для специалистов в данной области техники, к которой относится настоящее изобретение.
Техническое решение
[8] Задача настоящего изобретения может решаться посредством предоставления способа для выполнения доступа к каналу посредством станции (STA) системы беспроводной связи, включающего в себя: прием конфигурационной информации, связанной, по меньшей мере, с одним временным слотом для доступа к каналу из точки доступа (AP); прием первого кадра из AP в конкретном временном слоте из числа, по меньшей мере, одного временного слота; и инициирование доступа к каналу после приема первого кадра, при этом первый кадр представляет собой кадр пустого пакета данных (NDP).
[9] В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения способ для поддержки доступа к каналу станции (STA) посредством точки доступа (AP) системы беспроводной связи включает в себя: передачу конфигурационной информации, связанной, по меньшей мере, с одним временным слотом для доступа к каналу в STA; передачу первого кадра в STA в конкретном временном слоте из числа, по меньшей мере, одного временного слота; и инициирование доступа к каналу посредством STA после передачи первого кадра, при этом первый кадр представляет собой кадр пустого пакета данных (NDP).
[10] В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения устройство станции (STA), выполненное с возможностью осуществлять доступ к каналу в системе беспроводной связи, включает в себя: приемо-передающее устройство; и процессор, при этом процессор принимает конфигурационную информацию, связанную, по меньшей мере, с одним временным слотом для доступа к каналу из точки доступа (AP) с использованием приемо-передающего устройства, принимает первый кадр из AP в конкретном временном слоте из числа, по меньшей мере, одного временного слота с использованием приемо-передающего устройства и инициирует доступ к каналу после приема первого кадра, при этом первый кадр представляет собой кадр пустого пакета данных (NDP).
[11] В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения устройство точки доступа (AP), выполненное с возможностью поддерживать доступ к каналу станции (STA) в системе беспроводной связи, включает в себя: приемо-передающее устройство; и процессор, при этом процессор передает конфигурационную информацию, связанную, по меньшей мере, с одним временным слотом для доступа к каналу в STA с использованием приемо-передающего устройства, передает первый кадр в STA в конкретном временном слоте из числа, по меньшей мере, одного временного слота с использованием приемо-передающего устройства и инициирует доступ к каналу посредством STA после передачи первого кадра, при этом первый кадр представляет собой кадр пустого пакета данных (NDP).
[12] Нижеприведенное описание может широко применяться к вариантам осуществления настоящего изобретения.
[13] Первый кадр может представлять собой кадр пакетной единицы данных согласно PLCP (протоколу конвергенции физического уровня) (PPDU), включающий в себя короткое обучающее поле (STF), длинное обучающее поле (LTF) и поле сигнала (SIG) без включения поля данных.
[14] Поле SIG может включать в себя поле, указывающее идентификатор (ID) STA, и поле, указывающее присутствие буферизованных данных для STA.
[15] Идентификатор STA может представлять собой идентификатор ассоциирования (AID) или идентификатор частичного ассоциирования (PAID).
[16] Второй кадр может быть передан из AP после того, как первый кадр передан в STA.
[17] Второй кадр может представлять собой кадр данных из AP.
[18] Конфигурационная информация, по меньшей мере, одного временного слота может указывать конфигурационную информацию, связанную с периодом времени, в котором разрешается доступ к каналу STA.
[19] Третий кадр может быть передан из STA в AP после приема первого кадра.
[20] Первый кадр может быть передан, когда AP считывает состояние бездействия канала.
[21] Первый кадр может быть передан посредством AP для STA, чтобы принимать передачу второго кадра.
[22] Следует понимать, что вышеприведенное общее описание и нижеприведенное подробное описание настоящего изобретения являются примерными и пояснительными и имеют намерение предоставлять дополнительное пояснение изобретения согласно формуле изобретения.
Преимущества изобретения
[23] Как очевидно из вышеприведенного описания, варианты осуществления настоящего изобретения предоставляют новый формат кадра и новый способ доступа к каналу, чтобы уменьшать не только затраченное время для доступа к каналу, но также и потребление мощности устройства.
[24] Специалисты в данной области техники должны принимать во внимание, что преимущества, которые могут достигаться с помощью настоящего изобретения, не ограничены тем, что конкретно описано выше, и другие преимущества настоящего изобретения должны более четко пониматься из нижеприведенного подробного описания, рассматриваемого в сочетании с прилагаемыми чертежами.
Краткое описание чертежей
[25] Прилагаемые чертежи, которые включены для того, чтобы обеспечивать дополнительное понимание изобретения, иллюстрируют варианты осуществления изобретения и вместе с описанием служат для того, чтобы пояснять принципы настоящего изобретения.
[26] Фиг. 1 примерно показывает систему IEEE 802.11 согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
[27] Фиг. 2 примерно показывает систему IEEE 802.11 согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения.
[28] Фиг. 3 примерно показывает систему IEEE 802.11 согласно еще одному другому варианту осуществления настоящего изобретения.
[29] Фиг. 4 является концептуальной схемой, иллюстрирующей WLAN-систему.
[30] Фиг. 5 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей процесс установления линии связи для использования в WLAN-системе.
[31] Фиг. 6 является концептуальной схемой, иллюстрирующей процесс отката с возвратом.
[32] Фиг. 7 является концептуальной схемой, иллюстрирующей скрытый узел и незащищенный узел.
[33] Фиг. 8 является концептуальной схемой, иллюстрирующей RTS (запрос на отправку) и CTS (разрешение отправки).
[34] Фиг. 9 является концептуальной схемой, иллюстрирующей операцию управления мощностью.
[35] Фиг. 10-12 являются концептуальными схемами, иллюстрирующими подробные операции станции (STA), принимающей карту индикаторов трафика (TIM).
[36] Фиг. 13 является концептуальной схемой, иллюстрирующей групповой AID.
[37] Фиг. 14 является концептуальной схемой, иллюстрирующей механизм PS-опросов.
[38] Фиг. 15 является концептуальной схемой, иллюстрирующей механизм недиспетчеризованного автоматического обеспечения энергосбережения (U-APSD).
[39] Фиг. 16 является концептуальной схемой, иллюстрирующей коллизию PS-опросов в окружении скрытых узлов.
[40] Фиг. 17 является концептуальной схемой, иллюстрирующей способ доступа к каналу согласно примерному варианту осуществления.
[41] Фиг. 18 является концептуальной схемой, иллюстрирующей формат NDP-кадра согласно примерному варианту осуществления.
[42] Фиг. 19 является концептуальной схемой, иллюстрирующей операцию считывания канала согласно примерному варианту осуществления.
[43] Фиг. 20 является концептуальной схемой, иллюстрирующей способ доступа к каналу с использованием NDP-кадра PS-опроса из точки доступа (AP).
[44] Фиг. 21 является концептуальной схемой, иллюстрирующей способ конкуренции инициирующих кадров согласно примерному варианту осуществления.
[45] Фиг. 22 является концептуальной схемой, иллюстрирующей инициирующий NDP-кадр согласно примерному варианту осуществления.
[46] Фиг. 23 является концептуальной схемой, иллюстрирующей способ инициированного STA доступа к каналу на основе временных слотов согласно примерному варианту осуществления.
[47] Фиг. 24 является концептуальной схемой, иллюстрирующей способ инициированного AP доступа к каналу на основе временных слотов согласно примерному варианту осуществления.
[48] Фиг. 25 является блок-схемой, иллюстрирующей радиочастотное (RF) устройство согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Оптимальный режим осуществления изобретения
[49] Далее приводится подробное описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, примеры которых проиллюстрированы на прилагаемых чертежах. Подробное описание, которое приведено ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, имеет намерение пояснять примерные варианты осуществления настоящего изобретения вместо того, чтобы показывать только варианты осуществления, которые могут быть реализованы согласно настоящему изобретению. Нижеприведенное подробное описание включает в себя конкретные подробности для того, чтобы предоставлять полное понимание настоящего изобретения. Тем не менее, специалистам в данной области техники должно быть очевидным, что настоящее изобретение может быть использовано на практике без этих конкретных подробностей.
[50] Следующие варианты осуществления предлагаются посредством комбинирования составляющих компонентов и характеристик настоящего изобретения согласно предварительно определенному формату. Отдельные составляющие компоненты или характеристики должны считаться необязательными факторами при условии, что нет дополнительных указаний. При необходимости отдельные составляющие компоненты или характеристики могут не комбинироваться с другими компонентами или характеристиками. Помимо этого некоторые составляющие компоненты и/или характеристики могут комбинироваться, с тем чтобы реализовывать варианты осуществления настоящего изобретения. Порядок операций, которые раскрываются в вариантах осуществления настоящего изобретения, может быть изменен. Некоторые компоненты или характеристики любого варианта осуществления при необходимости также могут быть включены в другие варианты осуществления либо могут быть заменены компонентами или характеристиками других вариантов осуществления.
[51] Следует отметить, что конкретные термины, раскрытые в настоящем изобретении, предлагаются для удобства описания и лучшего понимания настоящего изобретения, и использование этих конкретных терминов может быть изменено для других форматов в объеме или сущности настоящего изобретения.
[52] В некоторых случаях известные структуры и устройства опускаются во избежание затруднения понимания принципов настоящего изобретения и важные функции структур и устройств показаны в форме блок-схемы. Идентичные номера ссылок используются на всех чертежах для того, чтобы ссылаться на идентичные или аналогичные части.
[53] Примерные варианты осуществления настоящего изобретения поддерживаются посредством стандартных документов, раскрытых, по меньшей мере, для одной из систем беспроводного доступа, включающих в себя систему по стандарту 802 Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE), систему по стандарту Партнерского проекта третьего поколения (3GPP), систему по стандарту долгосрочного развития 3GPP (LTE), систему по усовершенствованному стандарту LTE (LTE-A) и 3GPP2-систему. В частности, этапы или части, которые не описываются, чтобы понятно раскрывать техническую идею настоящего изобретения в вариантах осуществления настоящего изобретения могут поддерживаться посредством вышеуказанных документов. Вся терминология, используемая в данном документе, может поддерживаться посредством, по меньшей мере, одного из вышеуказанных документов.
[54] Следующие варианты осуществления настоящего изобретения могут применяться ко множеству технологий беспроводного доступа, например, CDMA (множественного доступа с кодовым разделением каналов), FDMA (множественного доступа с частотным разделением каналов), TDMA (множественного доступа с временным разделением каналов), OFDMA (множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов), SC-FDMA (множественного доступа с частотным разделением каналов с одной несущей) и т.п. CDMA может быть осуществлен через технологию беспроводной (или радио-) связи, такую как UTRA (универсальный наземный радиодоступ) или CDMA2000. TDMA может быть осуществлен через технологию беспроводной (или радио-) связи, такую как GSM (глобальная система мобильной связи)/GPRS (общая служба пакетной радиопередачи)/EDGE (развитие стандарта GSM с увеличенной скоростью передачи данных). OFDMA может быть осуществлен через технологию беспроводной (или радио-) связи, такую как стандарт Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20 и E-UTRA (усовершенствованный UTRA). Для понятности, нижеприведенное описание фокусируется на системах IEEE 802.11. Тем не менее, технические признаки настоящего изобретения не ограничены этим.
[55] Структура WLAN-системы
[56] Фиг. 1 примерно показывает систему IEEE 802.11 согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
[57] Структура системы IEEE 802.11 может включать в себя множество компонентов. WLAN, которая поддерживает прозрачную STA-мобильность для верхнего уровня, может предоставляться посредством взаимных операций компонентов. Базовый набор служб (BSS) может соответствовать базовому составляющему блоку в LAN IEEE 802.11. На фиг. 1, показаны два BSS (BSS1 и BSS2), и две STA включаются в каждый из BSS (т.е. STA1 и STA2 включаются в BSS1, а STA3 и STA4 включаются в BSS2). Эллипс, указывающий BSS на фиг. 1, может пониматься как зона покрытия, в которой поддерживают связь STA, включенные в соответствующий BSS. Эта область может называться "базовой зоной обслуживания (BSA)". Если STA перемещается за пределы BSA, STA не может непосредственно обмениваться данными с другими STA в соответствующей BSA.
[58] В LAN IEEE 802.11 самый базовый тип BSS представляет собой независимый BSS (IBSS). Например, IBSS может иметь минимальную форму, состоящую только из двух STA. BSS (BSS1 или BSS2) по фиг. 1, который представляет собой простейшую форму, и в котором опускаются другие компоненты, может соответствовать типичному примеру IBSS. Такая конфигурация является возможной, когда STA могут непосредственно обмениваться данными между собой. Такой тип LAN не диспетчеризуется заранее и может быть выполнен, когда LAN необходима. Она может называться "специализированной сетью".
[59] Членства STA в BSS могут быть динамически изменены, когда STA включается или выключается, или STA входит или выходит из BSS-области. STA может использовать процесс синхронизации для того, чтобы присоединяться к BSS. Чтобы осуществлять доступ ко всем службам BSS-инфраструктуры, STA должна быть ассоциирована с BSS. Такое ассоциирование может быть динамически конфигурировано и может включать в себя использование службы системы распределения (DSS).
[60] Фиг. 2 является схемой, показывающей другую примерную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение. На фиг. 2, такие компоненты, как система распределения (DS), среда системы распределения (DSM) и точка доступа (AP), добавляются в структуру по фиг. 1.
[61] Прямое расстояние между STA в LAN может ограничиваться посредством PHY-производительности. В некоторых случаях такое ограничение расстояния может быть достаточным для связи. Тем не менее, в других случаях может требоваться связь между STA на большое расстояние. DS может быть выполнена с возможностью поддерживать расширенное покрытие.
[62] DS означает структуру, в которой BSS соединяются между собой. В частности, BSS может быть выполнен как компонент расширенной формы для сети, состоящей из множества BSS, вместо независимой конфигурации, как показано на фиг. 1.
[63] DS является логическим понятием и может указываться посредством характеристики DSM. Относительно этого беспроводная среда (WM) и DSM логически отличаются в IEEE 802.11. Соответствующие логические среды используются в различных целях и используются посредством различных компонентов. В определении IEEE 802.11, такие среды не ограничиваются идентичными или различными средами. Гибкость LAN-архитектуры IEEE 802.11 (DS-архитектуры или других сетевых архитектур) может поясняться в том, что множество сред логически отличаются. Иными словами, LAN-архитектура IEEE 802.11 может быть по-разному реализована и может независимо указываться посредством физической характеристики каждой реализации.
[64] DS может поддерживать мобильные устройства посредством предоставления бесшовной интеграции нескольких BSS и предоставления логических служб, необходимых для обработки адреса назначения.
[65] AP означает объект, который предоставляет возможность ассоциированным STA осуществлять доступ к DS через WM и который имеет STA-функциональность. Данные могут перемещаться между BSS и DS через AP. Например, STA2 и STA3, показанные на фиг. 2, имеют STA-функциональность и предоставляют функцию инструктирования ассоциированным STA (STA1 и STA4) осуществлять доступ к DS. Кроме того, поскольку все AP, по сути, соответствуют STA, все AP являются адресуемыми объектами. Адрес, используемый посредством AP для связи по WM, не всегда должен быть идентичным адресу, используемому посредством AP для связи по DSM.
[66] Данные, передаваемые из одной из STA, ассоциированных с AP, на STA-адрес AP, могут всегда приниматься посредством неуправляемого порта и могут обрабатываться посредством объекта доступа к портам IEEE 802.1X. Если управляемый порт аутентифицируется, передаваемые данные (или кадр) могут быть переданы в DS.
[67] Фиг. 3 является схемой, показывающей еще одну другую примерную структуру системы IEEE 802.11, к которой применимо настоящее изобретение. В дополнение к структуре по фиг. 2, фиг. 3 концептуально показывает расширенный набор служб (ESS) для предоставления широкого покрытия.
[68] Беспроводная сеть, имеющая произвольный размер и сложность, может состоять из DS и BSS. В системе IEEE 802.11 такой тип сети называется "ESS-сетью". ESS может соответствовать набору BSS, подключенных к одной DS. Тем не менее, ESS не включает в себя DS. ESS-сеть отличается тем, что ESS-сеть выглядит как IBSS-сеть на уровне управления логической связью (LLC). STA, включенные в ESS, могут обмениваться данными между собой, и мобильные STA могут прозрачно перемещаться в LLC из одного BSS в другой BSS (в пределах того же ESS).
[69] В IEEE 802.11, относительные физические местоположения BSS на фиг. 3 не предполагаются, и возможны все следующие формы. BSS могут частично перекрываться, и эта форма, в общем, используется для того, чтобы предоставлять непрерывное покрытие. BSS не могут физически соединяться, и логические расстояния между BSS не имеют предела. BSS могут быть расположены в идентичной физической позиции, и эта форма может быть использована для того, чтобы предоставлять избыточность. Один или более IBSS или ESS-сетей могут физически находиться в пространстве, идентичном с пространством одной или более ESS-сетей. Это может соответствовать форме ESS-сети в случае, если специализированная сеть работает в местоположении, в котором присутствует ESS-сеть, в случае если сети по стандарту IEEE 802.11 различных организаций физически перекрываются, или в случае если две или более различных политики доступа и безопасности требуются в идентичном местоположении.
[70] Фиг. 4 является схемой, показывающей примерную структуру WLAN-системы. На фиг. 4, показан пример инфраструктурного BSS, включающего в себя DS.
[71] В примере по фиг. 4, BSS1 и BSS2 составляют ESS. В WLAN-системе STA представляет собой устройство, работающее согласно нормативным требованиям по MAC/PHY IEEE 802.11. STA включают в себя AP STA и не-AP STA. Не-AP STA соответствуют таким устройствам, как переносные компьютеры или мобильные телефоны, носимые непосредственно пользователями. На фиг. 4, STA1, STA3 и STA4 соответствуют не-AP STA, и STA2 и STA5 соответствуют AP STA.
[72] В нижеприведенном описании, не-AP STA может называться терминалом, беспроводным приемо-передающим модулем (WTRU), абонентским устройством (UE), мобильной станцией (MS), мобильным терминалом или мобильной абонентской станцией (MSS). AP является принципом, соответствующим базовой станции (BS), узлу B (node-B), усовершенствованному узлу B (e-NB), базовой приемо-передающей системе (BTS) или фемто-BS в других областях техники беспроводной связи.
[73] Процесс установления линии связи
[74] Фиг. 5 является блок-схемой последовательности операций способа, поясняющей общий процесс установления линии связи согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения.
[75] Чтобы давать возможность STA устанавливать установление линии связи в сети, а также передавать/принимать данные по сети, STA должна выполнять установление этой линии связи через процессы обнаружения, аутентификации и ассоциирования сети и должна устанавливать ассоциирование и выполнять аутентификацию для обеспечения безопасности. Процесс установления линии связи также может называться "процессом инициирования сеанса" или "процессом установления сеанса". Помимо этого этап ассоциирования является общим термином для этапов обнаружения, аутентификации, ассоциирования и установления безопасности в процессе установления линии связи.
[76] Процесс установления линии связи описывается со ссылкой на фиг. 5.
[77] На этапе S510 STA может выполнять этап обнаружения сети. Этап обнаружения сети может включать в себя этап STA-сканирования. Иными словами, STA должна выполнять поиск доступной сети, с тем чтобы осуществлять доступ к сети. STA должна идентифицировать совместимую сеть до участия в беспроводной сети. Здесь, процесс для идентификации сети, содержащейся в конкретной области, называется "процессом сканирования".
[78] Схема сканирования классифицируется на активное сканирование и пассивное сканирование.
[79] Фиг. 5 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей этап обнаружения сети, включающий в себя процесс активного сканирования. В случае активного сканирования STA, выполненная с возможностью осуществлять сканирование, передает кадр тестового запроса и ожидает ответа на кадр тестового запроса, так что STA может перемещаться между каналами и одновременно может определять то, какая AP (точка доступа) присутствует в периферийной области. Ответчик передает кадр тестового ответа, выступающий в качестве ответа на кадр тестового запроса, в STA, передающую кадр тестового запроса. В этом случае ответчик может представлять собой STA, которая в завершение передает кадр маякового радиосигнала в BSS сканированного канала. В BSS, поскольку AP передает кадр маякового радиосигнала, AP работает в качестве ответчика. В IBSS, поскольку STA IBSS последовательно передают кадр маякового радиосигнала, ответчик не является постоянным. Например, STA, которая передает кадр тестового запроса на канале #1 и принимает кадр тестового ответа на канале #1, сохраняет ассоциированную с BSS информацию, содержащуюся в принимаемом кадре тестового ответа, и перемещается на следующий канал (например, канал #2), так что STA может выполнять сканирование с использованием идентичного способа (т.е. передачи/приема тестового запроса/ответа на канале #2).
[80] Хотя не показано на фиг. 5, этап сканирования также может быть выполнен с использованием пассивного сканирования. STA, выполненная с возможностью осуществлять сканирование в режиме пассивного сканирования, ожидает кадра маякового радиосигнала при одновременном перемещении из одного канала на другой канал. Кадр маякового радиосигнала представляет собой один из управляющих кадров в IEEE 802.11, указывает присутствие беспроводной сети, предоставляет возможность STA, выполняющей сканирование, выполнять поиск беспроводной сети, и периодически передается таким образом, что STA может участвовать в беспроводной сети. В BSS, AP выполнена с возможностью периодически передавать кадр маякового радиосигнала. В IBSS, STA IBSS выполнены с возможностью последовательно передавать кадр маякового радиосигнала. Если каждая STA для сканирования принимает кадр маякового радиосигнала, STA сохраняет информацию BSS, содержащуюся в кадре маякового радиосигнала, и перемещается на другой канал и записывает информацию о кадре маякового радиосигнала в каждом канале. STA, принимающая кадр маякового радиосигнала, сохраняет ассоциированную с BSS информацию, содержащуюся в принимаемом кадре маякового радиосигнала, перемещается на следующий канал и в силу этого выполняет сканирование с использованием идентичного способа.
[81] При сравнении между активным сканированием и пассивным сканированием, активное сканирование является более преимущественным по сравнению с пассивным сканированием с точки зрения задержки и потребления мощности.
[82] После того как STA обнаруживает сеть, STA может выполнять процесс аутентификации на этапе S520. Процесс аутентификации может называться "первым процессом аутентификации" таким образом, что процесс аутентификации может четко отличаться от процесса установления безопасности этапа S540.
[83] Процесс аутентификации может включать в себя передачу кадра запроса на аутентификацию в AP посредством STA и передачу кадра ответа по аутентификации в STA посредством AP в ответ на кадр запроса на аутентификацию. Аутентификационный кадр, используемый для запроса/ответа по аутентификации, может соответствовать управляющему кадру.
[84] Аутентификационный кадр может включать в себя номер алгоритма аутентификации, порядковый номер транзакции аутентификации, код состояния, текст оклика, помехоустойчивую защитную сеть (RSN), конечную циклическую группу (FCG) и т.д. Вышеуказанная информация, содержащаяся в аутентификационном кадре, может соответствовать некоторым частям информации, допускающей содержание в кадре запроса/ответа по аутентификации, может быть заменена другой информацией или может включать в себя дополнительную информацию.
[85] STA может передавать кадр запроса на аутентификацию в AP. AP может определять то, следует или нет аутентифицировать соответствующую STA, на основе информации, содержащейся в принимаемом кадре запроса на аутентификацию. AP может предоставлять результат аутентификации в STA через кадр ответа по аутентификации.
[86] После того как STA успешно аутентифицирована, процесс ассоциирования может быть выполнен на этапе S530. Процесс ассоциирования может заключать в себе передачу кадра запроса на ассоциирование в AP посредством STA и передачу кадра ответа по ассоциированию в STA посредством AP в ответ на кадр запроса на ассоциирование.
[87] Например, кадр запроса на ассоциирование может включать в себя информацию, ассоциированную с различными характеристиками, интервал прослушивания маяковых радиосигналов, идентификатор набора служб (SSID), поддерживаемые скорости, поддерживаемые каналы, RSN, область мобильности, поддерживаемые функциональные классы, запрос на широковещательную передачу TIM (карты индикаторов трафика), поддержку услуг для межсетевого взаимодействия и т.д.
[88] Например, кадр ответа по ассоциированию может включать в себя информацию, ассоциированную с различными характеристиками, код состояния, идентификатор ассоциирования (AID), поддерживаемые скорости, набор параметров усовершенствованного распределенного доступа к каналу (EDCA), индикатор мощности приема канала (RCPI), индикатор отношения "мощность-принимаемого-сигнала-к-шуму" (RSNI), область мобильности, интервал тайм-аута (время возвращения ассоциирования), перекрывающийся параметр BSS-сканирования, широковещательный TIM-ответ, QoS-карту и т.д.
[89] Вышеуказанная информация может соответствовать некоторым частям информации, допускающей содержание в кадре запроса/ответа по ассоциированию, может быть заменена другой информацией или может включать в себя дополнительную информацию.
[90] После того как STA успешно ассоциирована с сетью, процесс установления безопасности может быть выполнен на этапе S540. Процесс установления безопасности этапа S540 может называться "процессом аутентификации на основе запроса/ответа по ассоциированию с помехоустойчивой защитной сетью (RSNA)". Процесс аутентификации этапа S520 может называться "первым процессом аутентификации", а процесс установления безопасности этапа S540 также может называться просто "процессом аутентификации".
[91] Например, процесс установления безопасности этапа S540 может включать в себя процесс установления закрытого ключа через четырехстороннее квитирование на основе кадра на основе расширяемого протокола аутентификации по LAN (EAPOL). Помимо этого процесс установления безопасности также может быть выполнен согласно другим схемам обеспечения безопасности, не заданным в стандартах IEEE 802.11.
[92] Развитие WLAN
[93] Чтобы исключать ограничения в скорости WLAN-связи, IEEE 802.11n недавно установлен в качестве стандарта связи. IEEE 802.11n стремится увеличивать скорость работы сети и надежность, а также расширять зону покрытия беспроводной сети. Подробнее, IEEE 802.11n поддерживает стандарт высокой пропускной способности (HT) максимум в 540 Мбит/с и основан на MIMO-технологии, в которой несколько антенн устанавливаются на каждом из передающего устройства и приемного устройства.
[94] В силу широкого использования WLAN-технологии и диверсификации вариантов применения WLAN, имеется потребность в том, чтобы разрабатывать новую WLAN-систему, допускающую поддержку HT, превышающей скорость обработки данных, поддерживаемую посредством IEEE 802.11n. WLAN-система следующего поколения для поддержки стандарта сверхвысокой пропускной способности (VHT) является следующей версией (например, IEEE 802.11ac) WLAN-системы IEEE 802.11n и является одной из WLAN-систем IEEE 802.11, недавно предложенных для того, чтобы поддерживать скорость обработки данных в 1 Гбит/с или более в MAC SAP (точке доступа к службам управления доступом к среде).
[95] Чтобы эффективно использовать радиочастотный (RF) канал, WLAN-система следующего поколения поддерживает передачу по MU-MIMO (многопользовательской системе со многими входами и многими выходами), в которой множество STA может одновременно осуществлять доступ к каналу. В соответствии со схемой MU-MIMO-передачи, AP может одновременно передавать пакеты, по меньшей мере, в одну MIMO-спаренную STA.
[96] Помимо этого в последнее время обсуждается технология для поддержки операций WLAN-системы в незаполненном частотном пространстве. Например, технология для введения WLAN-системы в незаполненном частотном пространстве (в телевизионном WS), таком как бездействующая полоса частот (например, полоса частот на 54~698 МГц), оставшаяся вследствие перехода на цифровое телевидение, обсуждается согласно стандарту IEEE 802.11af. Тем не менее, вышеуказанная информация раскрывается только в качестве иллюстрации, и незаполненное частотное пространство может представлять собой лицензированную полосу частот, допускающую использование главным образом только лицензированным пользователем. Лицензированный пользователь может быть пользователем, который имеет полномочие использовать лицензированную полосу частот, и также может называться лицензированным устройством, первичным пользователем, доминирующим пользователем и т.п.
[97] Например, AP и/или STA, работающая в незаполненном частотном пространстве (WS), должна предоставлять функцию для защиты лицензированного пользователя. Например, при условии что лицензированный пользователь, такой как микрофон, уже использует конкретный WS-канал, выступающий в качестве разделенной полосы частот согласно нормативным требованиям таким образом, что конкретная полоса пропускания занимается в полосе WS-частот, AP и/или STA не могут использовать полосу частот, соответствующую соответствующему WS-каналу, с тем чтобы защищать лицензированного пользователя. Помимо этого AP и/или STA должны прекращать использование соответствующей полосы частот при условии, что лицензированный пользователь использует полосу частот, используемую для передачи и/или приема текущего кадра.
[98] Следовательно, AP и/или STA должны определять то, следует или нет использовать конкретную полосу частот в полосе WS-частот. Другими словами, AP и/или STA должны определять присутствие или отсутствие доминирующего пользователя или лицензированного пользователя в полосе частот. Схема для определения присутствия или отсутствия доминирующего пользователя в конкретной полосе частот называется "схемой считывания спектра". Схема обнаружения энергии, схема обнаружения подписи и т.п. может быть использована в качестве механизма считывания спектра. AP и/или STA могут определять то, что полоса частот используется доминирующим пользователем, если интенсивность принимаемого сигнала превышает предварительно определенное значение, либо когда обнаруживается DTV-преамбула.
[99] Технология M2M (межмашинной) связи обсуждается в качестве технологии связи следующего поколения. Технический стандарт для поддержки M2M-связи разработан в качестве IEEE 802.11ah в WLAN-системе IEEE 802.11. M2M-связь означает схему связи, включающую в себя одну или более машин, или также может называться "машинной связью (MTC)" или "межмашинной (M2M) связью". В этом случае машина может представлять собой объект, который не требует прямой обработки и вмешательства пользователя. Например, не только счетчик или торговый автомат, включающий в себя RF-модуль, но также и абонентское устройство (UE) (к примеру, смартфон), допускающее осуществление связи посредством автоматического осуществления доступа к сети без вмешательства/обработки пользователя, может представлять собой пример таких машин. M2M-связь может включать в себя связь между устройствами (D2D) и связь между устройством и сервером приложений и т.д. В качестве примерной связи между устройством и сервером приложений, связь между торговым автоматом и сервером приложений, связь между кассовым (POS) терминалом и сервером приложений и связь между электрическим счетчиком, газовым счетчиком или счетчиком воды и сервером приложений. Варианты применения связи на основе M2M могут включать в себя безопасность, транспортные перевозки, здравоохранение и т.д. В случае рассмотрения вышеуказанных примеров вариантов применения, M2M-связь должна поддерживать способ для периодической передачи/приема небольшого объема данных на низкой скорости в окружении, включающем в себя большое число устройств.
[100] Подробнее, M2M-связь должна поддерживать большое число STA. Хотя текущая WLAN-система допускает то, что одна AP ассоциирована максимум с 2007 STA, различные способы для поддержки других случаев, в которых гораздо большее число STA (например, приблизительно 6000 STA) ассоциированы с одной AP, в последнее время обсуждаются в M2M-связи. Помимо этого предполагается, что множество вариантов применения для поддержки/запроса низкой скорости передачи присутствуют в M2M-связи. Чтобы безотказно поддерживать множество STA, WLAN-система может распознавать присутствие или отсутствие данных, которые должны быть переданы в STA на основе TIM (карты индикаторов трафика), и в последнее время обсуждаются различные способы для уменьшения размера битовой карты TIM. Помимо этого предполагается, что значительный объем данных трафика, имеющих очень большой интервал передачи/приема, присутствует в M2M-связи. Например, в M2M-связи, очень небольшой объем данных (например, измерение расхода электричества/газа/воды) должен быть передан с длительными интервалами (например, каждый месяц). Следовательно, хотя число STA, ассоциированных с одной AP, увеличивается в WLAN-системе, многие разработчики и компании проводят интенсивное исследование относительно WLAN-системы, которая может эффективно поддерживать случай, в котором имеется очень небольшое число STA, каждая из которых имеет кадр данных, который должен быть принят из AP в течение одного периода маякового радиосигнала.
[101] Как описано выше, WLAN-технология быстро развивается, и интенсивно разрабатываются не только вышеуказанные примерные технологии, но также и другие технологии, такие как установление прямой линии связи, повышение пропускной способности потоковой передачи мультимедиа, высокая скорость и/или поддержка крупномасштабного начального установления сеанса и поддержка расширенной полосы пропускания и рабочей частоты.
[102] Механизм доступа к среде
[103] В WLAN-системе на основе IEEE 802.11, базовый механизм доступа MAC (управления доступом к среде) представляет собой механизм множественного доступа с контролем несущей и с предотвращением коллизий (CSMA/CA). CSMA/CA-механизм называется "функцией распределенной координации (DCF)" MAC IEEE 802.11 и, по сути, включает в себя механизм доступа по принципу "слушай перед тем, как сказать". В соответствии с вышеуказанным механизмом доступа, AP и/или STA могут выполнять оценку состояния канала (CCA) для считывания RF-канала или среды в течение предварительно определенного временного интервала (например, межкадрового DCF-интервала (DIFS)), до передачи данных. Если определено то, что среда находится в состоянии бездействия, начинается передача кадров через соответствующую среду. С другой стороны, если определено то, что среда находится в занятом состоянии, соответствующая AP и/или STA не начинает собственную передачу, устанавливает время задержки (например, период случайного отката с возвратом) для доступа к среде и пытается начинать передачу кадров после ожидания в течение предварительно определенного времени. Через применение периода случайного отката с возвратом, предполагается, что несколько STA должны пытаться начинать передачу кадров после ожидания в течение различных времен, что приводит к минимальной коллизии.
[104] Помимо этого MAC-протокол IEEE 802.11 предоставляет функцию гибридной координации (HCF). HCF основана на DCF и функции точечной координации (PCF). PCF означает схему синхронного доступа на основе опроса, в которой периодический опрос выполняется таким образом, что все приемные (Rx) AP и/или STA могут принимать кадр данных. Помимо этого HCF включает в себя усовершенствованный распределенный доступ к каналу (EDCA) и доступ к каналу под управлением HCF (HCCA). EDCA достигается, когда схема доступа, предоставленная от поставщика множеству пользователей, является конкурентной. HCCA достигается посредством схемы неконкурентного доступа к каналу на основе механизма опроса. Помимо этого HCF включает в себя механизм доступа к среде для повышения качества обслуживания (QoS) WLAN и может передавать данные по QoS как в конкурентный период (CP), так и в неконкурентный период (CFP).
[105] Фиг. 6 является концептуальной схемой, иллюстрирующей процесс отката с возвратом.
n
[106] Далее описываются операции на основе периода случайного отката с возвратом со ссылкой на фиг. 6. Если среда в занятом состоянии или в состоянии занятости переводится в состояние бездействия, несколько STA могут пытаться передавать данные (или кадр). В качестве способа для реализации минимального числа коллизий каждая STA выбирает счетчик времени случайного отката с возвратом, ожидает в течение временного слота, соответствующего выбранному счетчику времени отката с возвратом, и затем пытается начинать передачу данных. Счетчик времени случайного отката с возвратом является псевдослучайным целым числом и может задаваться равным одному из значений 0-CW. В этом случае CW означает значение параметра конкурентного окна. Хотя начальное значение CW-параметра обозначается посредством CWmin, начальное значение может быть удвоено в случае неудачной попытки передачи (например, в случае если ACK кадра передачи не принимается). Если значение CW-параметра обозначается посредством CWmax, CWmax поддерживается до тех пор, пока передача данных не завершится удачно, и одновременно можно пытаться начинать передачу данных. Если передача данных завершена удачно, значение CW-параметра сбрасывается до CWmin. Предпочтительно, CW, CWmin и CWmax задаются равными 2-1 (где n=0, 1, 2,…).
[107] Если начинает работу процесс случайного отката с возвратом, STA непрерывно отслеживает среду при обратном подсчете временного слота отката с возвратом в ответ на определенное значение счетчика времени отката с возвратом. Если среда отслеживается как в занятом состоянии, прекращается обратный подсчет и выполняется ожидание в течение предварительно определенного времени. Если среда находится в состоянии бездействия, перезапускается оставшийся обратный подсчет.
[108] Как показано в примере по фиг. 6, если пакет, который должен быть передан в MAC STA3, поступает в STA3, STA3 определяет то, находится или нет среда в состоянии бездействия в течение DIFS, и может непосредственно начинать передачу кадров. Между тем, оставшиеся STA отслеживают то, находится или нет среда в состоянии занятости, и ожидают в течение предварительно определенного времени. В течение предварительно определенного времени данные, которые должны быть переданы, могут возникать в каждой из STA1, STA2 и STA5. Если среда находится в состоянии бездействия, каждая STA ожидает в течение DIFS-времени и затем выполняет обратный подсчет временного слота отката с возвратом в ответ на значение счетчика времени случайного отката с возвратом, выбранное посредством каждой STA. Пример по фиг. 6 показывает то, что STA2 выбирает наименьшее значение счетчика времени отката с возвратом, а STA1 выбирает наибольшее значение счетчика времени отката с возвратом. Иными словами, после того как STA2 заканчивает подсчет времени отката с возвратом, остаточное время отката с возвратом STA5 во время начала передачи кадров меньше остаточного времени отката с возвратом STA1. Каждая из STA1 и STA5 временно прекращает обратный подсчет в то время, когда STA2 занимает среду, и ожидает в течение предварительно определенного времени. Если занятие STA2 заканчивается, и среда повторно переходит в состояние бездействия, каждая из STA1 и STA5 ожидает в течение предварительно определенного времени DIFS и перезапускает подсчет времени отката с возвратом. Иными словами, после того как обратно подсчитывается оставшийся временной слот отката с возвратом в течение остаточного времени отката с возвратом, может начинать работу передача кадров. Поскольку остаточное время отката с возвратом STA5 меньше остаточного времени отката с возвратом STA1, STA5 начинает передачу кадров. Между тем, данные, которые должны быть переданы, могут возникать в STA4 в то время, когда STA2 занимает среду. В этом случае, если среда находится в состоянии бездействия, STA4 ожидает в течение DIFS-времени, выполняет обратный подсчет в ответ на значение счетчика времени случайного отката с возвратом, выбранное посредством STA4, и затем начинает передачу кадров. Фиг. 6 примерно показывает случай, когда остаточное время отката с возвратом STA5 случайно является идентичным значению счетчика времени случайного отката с возвратом STA4. В этом случае может возникать неожиданная коллизия между STA4 и STA5. Если коллизия возникает между STA4 и STA5, каждая из STA4 и STA5 не принимает ACK, что приводит к возникновению сбоя в передаче данных. В этом случае каждая из STA4 и STA5 увеличивает CW-значение в два раза, и STA4 или STA5 может выбирать значение счетчика времени случайного отката с возвратом и затем выполнять обратный подсчет. Между тем, STA1 ожидает в течение предварительно определенного времени в то время, когда среда находится в занятом состоянии вследствие передачи STA4 и STA5. В этом случае если среда находится в состоянии бездействия, STA1 ожидает в течение DIFS-времени и затем начинает передачу кадров после истечения остаточного времени отката с возвратом.
[109] Операция считывания STA
[110] Как описано выше, CSMA/CA-механизм включает в себя не только механизм физического считывания несущей, в котором AP и/или STA могут непосредственно считывать среду, но также и механизм виртуального считывания несущей. Механизм виртуального считывания несущей может разрешать некоторые проблемы (к примеру, проблему скрытых узлов), встречающиеся при доступе к среде. Для виртуального считывания несущей, MAC WLAN-системы может использовать вектор назначения сети (NAV). Подробнее, посредством NAV-значения, AP и/или STA, каждая из которых в данный момент использует среду или имеет полномочие использовать среду, могут сообщать в другую AP и/или в другую STA относительно оставшегося времени, когда доступна среда. Соответственно, NAV-значение может соответствовать зарезервированному времени, когда среда должна использоваться посредством AP и/или STA, выполненной с возможностью передавать соответствующий кадр. STA, принимающая NAV-значение, может запрещать доступ к среде (или доступ к каналу) в течение соответствующего зарезервированного времени. Например, NAV может задаваться согласно значению поля "длительности" MAC-заголовка кадра.
[111] Предложен механизм надежного обнаружения коллизий для того, чтобы уменьшать вероятность такой коллизии, и по сути, далее приводится его подробное описание со ссылкой на фиг. 7 и 8. Хотя фактический диапазон считывания несущей отличается от дальности передачи, предполагается, что фактический диапазон считывания несущей является идентичным дальности передачи для удобства описания и лучшего понимания настоящего изобретения.
[112] Фиг. 7 является концептуальной схемой, иллюстрирующей скрытый узел и незащищенный узел.
[113] Фиг. 7(a) примерно показывает скрытый узел. На фиг. 7(a), STA A обменивается данными с STA B, и STA C имеет информацию, которая должна быть передана. На фиг. 7(a), STA C может определять то, что среда находится в состоянии бездействия, при выполнении считывания несущей перед передачей данных в STA B при условии, что STA A передает информацию в STA B. Поскольку передача STA A (т.е. занятая среда) не может быть обнаружена в местоположении STA C, определяется то, что среда находится в состоянии бездействия. В этом случае STA B одновременно принимает информацию STA A и информацию STA C, что приводит к возникновению коллизии. Здесь, STA A может считаться скрытым узлом STA C.
[114] Фиг. 7(b) примерно показывает незащищенный узел. На фиг. 7(b), при условии, что STA B передает данные в STA A, STA C имеет информацию, которая должна быть передана в STA D. Если STA C выполняет считывание несущей, определяется то, что среда занята вследствие передачи STA B. Следовательно, хотя STA C имеет информацию, которая должна быть передана в STA D, считывается занятое состояние среды, так что STA C должна ожидать в течение предварительно определенного времени (т.е. в режиме ожидания) до тех пор, пока среда не будет находиться в состоянии бездействия. Тем не менее, поскольку STA A фактически находится за пределами дальности передачи STA C, передача из STA C может не конфликтовать с передачей из STA B с точки зрения STA A, так что STA C избыточно переходит в режим ожидания до тех пор, пока STA B не прекратит передачу. Здесь, STA C называется "незащищенным узлом STA B".
[115] Фиг. 8 является концептуальной схемой, иллюстрирующей RTS (запрос на отправку) и CTS (разрешение отправки).
[116] Чтобы эффективно использовать механизм предотвращения коллизий в вышеуказанной ситуации по фиг. 7, можно использовать короткий служебный пакет, такой как RTS (запрос на отправку) и CTS (разрешение отправки). RTS/CTS между двумя STA может прослушиваться посредством периферийной STA, так что периферийная STA может рассматривать то, передается или нет информация между двумя STA. Например, если STA, которая должна быть использована для передачи данных, передает RTS-кадр в STA, принимающую данные, STA, принимающая данные, передает CTS-кадр в периферийные STA и может сообщать периферийным STA относительно того, что STA собирается принимать данные.
[117] Фиг. 8(a) примерно показывает способ для разрешения проблем скрытого 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, STA B передает CTS в каждую из STA A и STA C, расположенных около STA B. Как результат, STA C должна ожидать в течение предварительно определенного времени до тех пор, пока STA A и STA B не прекратят передачу данных, так что не допускается возникновение коллизии.
[118] Фиг. 8(b) примерно показывает способ для разрешения проблем незащищенного узла. STA C выполняет прослушивание RTS/CTS-передачи между STA A и STA B, так что STA C может не определять коллизию, хотя она передает данные в другую STA (например, STA D). Иными словами, STA B передает RTS во все периферийные STA, и только STA A, имеющая данные, которые должны быть фактически переданы, может передавать CTS. STA C принимает только RTS и не принимает CTS STA A, так что можно распознавать то, что STA A расположена за пределами диапазона считывания несущей STA C.
[119] Управление мощностью
[120] Как описано выше, WLAN-система должна выполнять считывание канала до того, как STA выполняет передачу/прием данных. Операция постоянного считывания канала приводит к постоянному потреблению мощности STA. Нет большой разности в потреблении мощности между состоянием приема (Rx) и состоянием передачи (Tx). Непрерывное поддержание Rx-состояния может приводить к большой нагрузке для STA с ограниченной мощностью (т.е. STA, работающей от аккумулятора). Следовательно, если STA поддерживает режим ожидания Rx, с тем чтобы постоянно считывать канал, мощность потребляется неэффективно без специальных преимуществ с точки зрения пропускной способности WLAN. Чтобы разрешать вышеуказанную проблему, WLAN-система поддерживает режим управления мощностью (PM) STA.
[121] PM-режим STA классифицируется на активный режим и режим энергосбережения (PS). STA по сути работает в активном режиме. STA, работающая в активном режиме, поддерживает состояние активации. Если STA находится в состоянии активации, STA может нормально работать таким образом, что она может выполнять передачу/прием кадров, сканирование каналов и т.п. С другой стороны, STA, работающая в PS-режиме, выполнена с возможностью переключаться из состояния дремоты в состояние активации или наоборот. STA, работающая в состоянии ожидания, работает с минимальной мощностью, и STA не выполняет передачу/прием кадров и сканирование каналов.
[122] Величина потребления мощности уменьшается пропорционально конкретному времени, когда STA остается в состоянии ожидания, так что время работы STA увеличивается в ответ на пониженное потребление мощности. Тем не менее, невозможно передавать или принимать кадр в состоянии ожидания, так что STA не может в обязательном порядке работать в течение длительного периода времени. Если имеется кадр, который должен быть передан в AP, STA, работающая в состоянии ожидания, переключается в состояние активации таким образом, что она может передавать/принимать кадр в состоянии активации. С другой стороны, если AP имеет кадр, который должен быть передан в STA, STA в состоянии ожидания неспособна принимать кадр и не может распознавать присутствие кадра, который должен быть принят. Соответственно, STA, возможно, должна переключаться в состояние активации согласно конкретному периоду, для того чтобы распознавать присутствие или отсутствие кадра, который должен передаваться в STA (либо для того чтобы принимать сигнал, указывающий присутствие кадра при условии, что определяется присутствие кадра, который должен быть передан в STA).
[123] Фиг. 9 является концептуальной схемой, иллюстрирующей операцию управления мощностью (PM).
[124] Со ссылкой на фиг. 9, AP 210 передает кадр маякового радиосигнала в STA, присутствующие в BSS, с промежутками в предварительно определенный период времени на этапах (S211, S212, S213, S214, S215, S216). Кадр маякового радиосигнала включает в себя информационный элемент TIM. Информационный элемент TIM включает в себя буферизованный трафик, связанный с STA, ассоциированными с AP 210, и включает в себя конкретную информацию, указывающую то, что кадр должен быть передан. Информационный элемент TIM включает в себя TIM для указания одноадресного кадра и карту индикаторов доставляемого трафика (DTIM) для указания многоадресного или широковещательного кадра.
[125] AP 210 может передавать DTIM один раз каждый раз, когда кадр маякового радиосигнала передается три раза. Каждая из STA1 220 и STA2 222 работает в PS-режиме. Каждая из STA1 220 и STA2 222 переключается из состояния ожидания в состояние активации каждый интервал активации, так что STA1 220 и STA2 222 могут быть выполнены с возможностью принимать информационный элемент TIM, передаваемый посредством AP 210. Каждая STA может вычислять время начала переключения, в которое каждая STA может начинать переключение в состояние активации на основе собственного локального синхросигнала. На фиг. 9, предполагается, что синхросигнал STA является идентичным синхросигналу AP.
[126] Например, предварительно определенный интервал активации может быть выполнен таким образом, что STA1 220 может переключаться в состояние активации, чтобы принимать TIM-элемент каждый интервал маякового радиосигнала. Соответственно, STA1 220 может переключаться в состояние активации на этапе S221, когда AP 210 в первый раз передает кадр маякового радиосигнала на этапе S211. STA1 220 принимает кадр маякового радиосигнала и получает информационный элемент TIM. Если полученный TIM-элемент указывает присутствие кадра, который должен быть передан в STA1 220, STA1 220 может передавать кадр опроса на предмет энергосбережения (PS-опроса), который запрашивает AP 210 на предмет того, чтобы передавать кадр в AP 210 на этапе S221a. AP 210 может передавать кадр в STA 1 220 в ответ на кадр PS-опроса на этапе S231. STA1 220, принимающая кадр, повторно переключается в состояние ожидания и работает в состоянии ожидания.
[127] Когда AP 210 во второй раз передает кадр маякового радиосигнала, получается состояние занятости среды, в котором к среде осуществляется доступ посредством другого устройства, AP 210 может не передавать кадр маякового радиосигнала в точном интервале маякового радиосигнала и может передавать кадр маякового радиосигнала в задержанное время на этапе S212. В этом случае, хотя STA1 220 переключается в состояние активации в ответ на интервал маякового радиосигнала, она не принимает передаваемый с задержкой кадр маякового радиосигнала, так что она повторно переходит в состояние ожидания на этапе S222.
[128] Когда AP 210 в третий раз передает кадр маякового радиосигнала, соответствующий кадр маякового радиосигнала может включать в себя TIM-элемент, обозначаемый посредством DTIM. Тем не менее, поскольку задается состояние занятости среды, AP 210 передает кадр маякового радиосигнала в задержанное время на этапе S213. STA1 220 переключается в состояние активации в ответ на интервал маякового радиосигнала и может получать DTIM через кадр маякового радиосигнала, передаваемый посредством AP 210. Предполагается, что DTIM, полученная посредством STA1 220, не имеет кадра, который должен быть передан в STA1 220, и имеется кадр для другой STA. В этом случае STA1 220 подтверждает отсутствие кадра, который должен быть принят в STA1 220, и повторно переходит в состояние ожидания, так что STA1 220 может работать в состоянии ожидания. После того как AP 210 передает кадр маякового радиосигнала, AP 210 передает кадр в соответствующую STA на этапе S232.
[129] AP 210 в четвертый раз передает кадр маякового радиосигнала на этапе S214. Тем не менее, для STA1 220 невозможно получать информацию, связанную с присутствием буферизованного трафика, ассоциированного с STA1 220, через двойной прием TIM-элемента, так что STA1 220 может регулировать интервал активации для приема TIM-элемента. Альтернативно, при условии что служебная информация для координации значения интервала активации STA1 220 содержится в кадре маякового радиосигнала, передаваемом посредством AP 210, значение интервала активации STA1 220 может регулироваться. В этом примере, STA1 220, которая переключена с возможностью принимать TIM-элемент каждый интервал маякового радиосигнала, может переключаться в другой рабочий режим, в котором STA1 220 может активироваться из состояния ожидания один раз каждые три интервала маяковых радиосигналов. Следовательно, когда AP 210 передает четвертый кадр маякового радиосигнала на этапе S214 и передает пятый кадр маякового радиосигнала на этапе S215, STA1 220 поддерживает состояние ожидания таким образом, что она не может получать соответствующий TIM-элемент.
[130] Когда AP 210 в шестой раз передает кадр маякового радиосигнала на этапе S216, STA1 220 переключается в состояние активации и работает в состоянии активации, так что STA1 220 неспособна получать TIM-элемент, содержащийся в кадре маякового радиосигнала, на этапе S224. TIM-элемент представляет собой DTIM, указывающую присутствие широковещательного кадра, так что STA1 220 не передает кадр PS-опроса в AP 210 и может принимать широковещательный кадр, передаваемый посредством AP 210, на этапе S234. Между тем, интервал активации STA2 230 может превышать интервал активации STA1 220. Соответственно, STA2 230 переходит в состояние активации в конкретное время S215, когда AP 210 в пятый раз передает кадр маякового радиосигнала, так что STA2 230 может принимать TIM-элемент на этапе S241. STA2 230 распознает присутствие кадра, который должен быть передан в STA2 230, через TIM-элемент и передает кадр PS-опроса в AP 210, с тем чтобы запрашивать передачу кадров, на этапе S241a. AP 210 может передавать кадр в STA2 230 в ответ на кадр PS-опроса на этапе S233.
[131] Чтобы работать/управлять режимом энергосбережения (PS), показанным на фиг. 9, TIM-элемент может включать в себя либо TIM, указывающую присутствие или отсутствие кадра, который должен быть передан в STA, либо DTIM, указывающую присутствие или отсутствие широковещательного/многоадресного кадра. DTIM может быть реализована посредством задания полей TIM-элемента.
[132] Фиг. 10-12 являются концептуальными схемами, иллюстрирующими подробные операции STA, принимающей карту индикаторов трафика (TIM).
[133] Со ссылкой на фиг. 10, STA переключается из состояния ожидания в состояние активации, с тем чтобы принимать кадр маякового радиосигнала, включающий в себя TIM, из AP. STA интерпретирует принимаемый TIM-элемент таким образом, что она может распознавать присутствие или отсутствие буферизованного трафика, который должен передаваться в STA. После того как STA конкурирует с другими STA за то, чтобы осуществлять доступ к среде для передачи кадров PS-опроса, STA может передавать кадр PS-опроса для запроса передачи кадров данных в AP. AP, принимающая кадр PS-опроса, передаваемый посредством STA, может передавать кадр в STA. STA может принимать кадр данных и затем передавать ACK-кадр в AP в ответ на принимаемый кадр данных. После этого STA может повторно переходить в состояние ожидания.
[134] Как можно видеть из фиг. 10, AP может работать согласно схеме немедленного ответа, так что AP принимает кадр PS-опроса из STA и передает кадр данных после истечения предварительно определенного времени (например, короткого межкадрового интервала (SIFS)). В отличие от этого AP, принимающая кадр PS-опроса, не подготавливает кадр данных, который должен быть передан в STA в течение SIFS-времени, так что AP может работать согласно задержанной схеме ответа, и по сути, далее приводится подробное описание означенного со ссылкой на фиг. 11.
[135] Операции STA по фиг. 11, в которых STA переключается из состояния ожидания в состояние активации, принимает TIM из AP и передает кадр PS-опроса в AP через конкуренцию, являются идентичными операциям по фиг 10. Если AP, принимающая кадр PS-опроса, не подготавливает кадр данных в течение SIFS-времени, AP может передавать ACK-кадр в STA вместо передачи кадра данных. Если кадр данных подготавливается после передачи ACK-кадра, AP может передавать кадр данных в STA после завершения такого конкурирования. STA может передавать ACK-кадр, указывающий успешный прием кадра данных в AP, и может переводиться в состояние ожидания.
[136] Фиг. 12 показывает примерный случай, в котором AP передает DTIM. STA могут переключаться из состояния ожидания в состояние активации, с тем чтобы принимать кадр маякового радиосигнала, включающий в себя DTIM-элемент, из AP. STA могут распознавать то, что многоадресный/широковещательный кадр(ы) должен быть передан через принимаемую DTIM. После передачи кадра маякового радиосигнала, включающего в себя DTIM, AP может непосредственно передавать данные (т.е. многоадресный/широковещательный кадр) без передачи/приема кадра PS-опроса. Хотя STA непрерывно поддерживают состояние активации после приема кадра маякового радиосигнала, включающего в себя DTIM, STA могут принимать данные и затем переключаться в состояние ожидания после завершения приема данных.
[137] TIM-структура
[138] В способе управления и администрирования режима энергосбережения (PS) на основе TIM-(или DTIM-) протокола, показанного на фиг. 9-12, STA могут определять присутствие или отсутствие кадра данных, который должен быть передан для STA, через идентификационную информацию STA, содержащуюся в TIM-элементе. Идентификационная информация STA может представлять собой конкретную информацию, ассоциированную с идентификатором ассоциирования (AID), который должен выделяться, когда STA ассоциирована с AP.
[139] AID используется в качестве уникального идентификатора каждой STA в одном BSS. Например, AID для использования в текущей WLAN-системе может выделяться одному из 1-2007. В случае текущей WLAN-системы, 14 битов для AID могут выделяться кадру, передаваемому посредством AP и/или STA. Хотя AID-значение может назначаться максимум в 16383, значения в 2008-16383 задаются в качестве зарезервированных значений.
[140] TIM-элемент согласно унаследованному заданию является несоответствующим для применения M2M-приложения, через которое множество STA (например, по меньшей мере, 2007 STA) ассоциированы с одной AP. Если традиционная TIM-структура расширяется без изменений, размер битовой TIM-карты чрезмерно увеличивается, так что невозможно поддерживать расширенную TIM-структуру с использованием унаследованного формата кадра, и расширенная TIM-структура является неподходящей для M2M-связи, в которой рассматривается применение низкой скорости передачи. Помимо этого предполагается, что имеется очень небольшое число STA, имеющих кадр Rx-данных, в течение одного периода маякового радиосигнала. Следовательно, согласно примерному варианту применения вышеуказанной M2M-связи, предполагается, что размер битовой TIM-карты увеличивается, и большинство битов задается равным нулю (0), так что требуется технология, допускающая эффективное сжатие такой битовой карты.
[141] В унаследованной технологии сжатия битовой карты последовательные значения (каждое из которых задается равным нулю) в 0 опускаются из части заголовка битовой карты, и опущенный результат может задаваться как значение смещения (или начальной точки). Тем не менее, хотя число STA, включающих в себя буферизованный кадр, является небольшим, если существует значительная разность между AID-значениями соответствующих STA, эффективность сжатия является невысокой. Например, при условии что буферизуется кадр, который должен быть передан только в первую STA, имеющую AID 10, и во вторую STA, имеющую AID 2000, длина сжатой битовой карты задается равной 1990, оставшимся частям, за исключением обеих краевых частей, назначается нуль (0). Если число STA, ассоциированных с одной AP, является небольшим, неэффективность сжатия битовой карты не вызывает серьезные проблемы. Тем не менее, если увеличивается число STA, ассоциированных с одной AP, такая неэффективность может снижать полную пропускную способность системы.
[142] Чтобы разрешать вышеуказанные проблемы, AID разделяются на множество групп, так что данные могут более эффективно передаваться с использованием AID. Указанный идентификатор группы (GID) выделяется каждой группе. Далее описываются AID, выделяемые на основе такой группы, со ссылкой на фиг. 13.
[143] Фиг. 13(a) является концептуальной схемой, иллюстрирующей групповой AID. На фиг. 13(a), некоторые биты, расположенные в передней части битовой AID-карты, могут быть использованы для того, чтобы указывать идентификатор группы (GID). Например, можно обозначать четыре GID с использованием первых двух битов битовой AID-карты. Если общая длина битовой AID-карты обозначается посредством N битов, первые два бита (B1 и B2) могут представлять GID соответствующего AID.
[144] Фиг. 13(b) является концептуальной схемой, иллюстрирующей групповой AID. На фиг. 13(b), GID может выделяться согласно позиции AID. В этом случае AID, имеющие идентичный GID, могут быть представлены посредством значений длины и смещения. Например, если GID 1 обозначается посредством смещения A и длины B, это означает то, что AID (A~A+B-1) в битовой карте, соответственно, задаются для GID 1. Например, фиг. 13(b) предполагает то, что AID (1~N4) разделяются на четыре группы. В этом случае AID, содержащиеся в GID 1, обозначаются посредством 1~N1, и AID, содержащиеся в этой группе, могут быть представлены посредством смещения 1 и длины N1. AID, содержащиеся в GID 2, могут быть представлены посредством смещения (N1+1) и длины (N2-N1+1), AID, содержащиеся в GID 3, могут быть представлены посредством смещения (N2+1) и длины (N3-N2+1), и AID, содержащиеся в GID 4, могут быть представлены посредством смещения (N3+1) и длины (N4-N3+1).
[145] В случае использования вышеуказанных групповых AID, доступ к каналу разрешается в различном временном интервале согласно отдельным GID, может разрешаться проблема, вызываемая посредством недостаточного числа TIM-элементов по сравнению с большим числом STA, и одновременно могут эффективно передаваться/приниматься данные. Например, в течение конкретного временного интервала, доступ к каналу разрешается только для STA, соответствующей конкретному групповому доступу, а доступ к каналу для оставшейся STA может ограничиваться. Предварительно определенный временной интервал, в котором разрешается доступ к только конкретной STA, также может называться "окном для ограниченного доступа (RAW)".
[146] Далее описывается доступ к каналу на основе GID со ссылкой на фиг. 13(c). Если AID разделяются на три группы, механизм доступа к каналу согласно интервалу маякового радиосигнала примерно показывается на фиг. 13(c). Первый интервал маякового радиосигнала (или первое RAW) представляет собой конкретный интервал, в который разрешается доступ к каналу для STA, соответствующей AID, содержащемуся в GID 1, и запрещается доступ к каналу STA, содержащихся в других GID. Для реализации вышеуказанной структуры TIM-элемент, используемый только для AID, соответствующих GID 1, содержится в первом кадре маякового радиосигнала. TIM-элемент, используемый только для AID, соответствующих GID 2, содержится во втором кадре маякового радиосигнала. Соответственно, только доступ к каналу для STA, соответствующей AID, содержащемуся в GID 2, разрешается в течение второго интервала маякового радиосигнала (или второго RAW) в течение второго интервала маякового радиосигнала (или второго RAW). TIM-элемент, используемый только для AID, имеющих GID 3, содержится в третьем кадре маякового радиосигнала, так что доступ к каналу для STA, соответствующей AID, содержащемуся в GID 3, разрешается с использованием третьего интервала маякового радиосигнала (или третьего RAW). TIM-элемент, используемый только для AID, имеющих GID 1, содержится в четвертом кадре маякового радиосигнала, так что доступ к каналу для STA, соответствующей AID, содержащемуся в GID 1, разрешается с использованием четвертого интервала маякового радиосигнала (или четвертого RAW). После этого только доступ к каналу для STA, соответствующей конкретной группе, указываемой посредством TIM, содержащейся в соответствующем кадре маякового радиосигнала, может разрешаться в каждом из интервалов маяковых радиосигналов после пятого интервала маякового радиосигнала (или в каждом из RAW после пятого RAW).
[147] Хотя фиг. 13(c) примерно показывает то, что порядок разрешенных GID является периодическим или цикличным согласно интервалу маякового радиосигнала, объем или сущность настоящего изобретения не ограничивается этим. Иными словами, только AID, содержащийся в конкретном GID, может содержаться в TIM-элементе, так что доступ к каналу для STA, соответствующей конкретному AID, разрешается в течение конкретного временного интервала (например, конкретного RAW), а доступ к каналу для оставшейся STA запрещается.
[148] Вышеуказанная схема выделения групповых AID также может называться "иерархической структурой TIM". Иными словами, совокупное AID-пространство разделяется на множество блоков, и может разрешаться доступ к каналу для STA (т.е. STA конкретной группы), соответствующих конкретному блоку, имеющему любое из оставшихся значений, отличных от "0". Следовательно, TIM большого размера разделяется на блоки/группы небольшого размера, STA может легко поддерживать TIM-информацию, и блоки/группы могут легко управляться согласно классу, QoS или использованию STA. Хотя фиг. 13 примерно показывает двухслойный уровень, может быть выполнена иерархическая TIM-структура, состоящая из двух или более уровней. Например, совокупное AID-пространство может быть разделено на множество групп страниц, каждая группа страниц может быть разделена на множество блоков, и каждый блок может быть разделен на множество субблоков. В этом случае согласно расширенной версии по фиг. 13(a), первые N1 битов битовой AID-карты могут представлять идентификатор страницы (т.е. PID), следующие N2 битов могут представлять идентификатор блока, следующие N3 битов могут представлять идентификатор субблока, и оставшиеся биты могут представлять позицию STA-битов, содержащихся в субблоке.
[149] В примерах настоящего изобретения различные схемы для разделения STA (или AID, выделяемых соответствующим STA) на предварительно определенные иерархические единицы групп и управления разделенным результатом могут применяться к вариантам осуществления, тем не менее, схема выделения групповых AID не ограничивается вышеприведенными примерами.
[150] Улучшенный способ доступа к каналу
[151] Фиг. 14 является концептуальной схемой, иллюстрирующей механизм PS-опросов. Подробнее, фиг. 14 является подробным примером механизма PS-опросов, показанного на фиг. 11.
[152] Как описано выше, STA может распознавать присутствие или отсутствие данных, которые должны быть переданы из AP в STA, через TIM-элемент маякового радиосигнала. STA, распознающая присутствие данных, которые должны передаваться в нее, может передавать кадр PS-опроса в AP, с тем чтобы запрашивать данные (т.е. DL-данные) из AP. AP, принимающая кадр PS-опроса, может передавать данные в STA через конкуренцию. Подробнее, AP, выполненная с возможностью пытаться передавать данные, может передавать RTS-кадр в STA, принимающую данные. STA, которая должна быть использована для приема данных, передает CTS-кадр, так что она может указывать то, что STA готова принимать данные. Следовательно, AP может передавать кадр данных в STA и может принимать ACK-кадр. В этом случае AP может передавать только одну служебную единицу данных физического уровня (PSDU) в STA один раз. Следовательно, если имеется большой объем данных, который должен отправляться из AP в STA, AP должна передавать данные через конкуренцию в ответ на новый PS-опрос из STA, так что передача данных может выполняться неэффективно.
[153] Фиг. 15 является концептуальной схемой, иллюстрирующей механизм недиспетчеризованного автоматического обеспечения энергосбережения (U-APSD).
[154] Со ссылкой на фиг. 15, согласно механизму U-APSD (недиспетчеризованного автоматического обеспечения энергосбережения), чтобы использовать U-APSD SP, STA может сообщать в AP относительно запрашиваемой длительности передачи, и AP может передавать кадр в STA для SP. Согласно U-APSD-механизму, STA может одновременно принимать множество PSDU из AP.
[155] Со ссылкой на фиг. 15, STA может распознавать присутствие данных, которые должны быть переданы из STA в AP, через TIM-элемент маякового радиосигнала. STA может распознавать то, что AP имеет данные, которые должны отправляться в нее, через TIM-элемент маякового радиосигнала. Затем, STA может запрашивать AP на предмет того, чтобы передавать при передаче служебных сигналов в AP, которую SP STA начинает посредством передачи инициирующего кадра в AP в требуемое время. AP может передавать ACK в качестве ответа на инициирующий кадр. Затем, AP может передавать RTS в STA через конкуренцию, принимать CTS-кадр из STA и затем передавать данные в STA. Здесь, данные, передаваемые посредством AP, могут состоять из одного или более кадров данных. Когда AP задает период прекращения предоставления услуг (EOSP) последнего кадра данных равным 1 и передает последний кадр данных в STA, STA может распознавать EOSP и завершать SP. Соответственно, STA может передавать ACK, указывающее то, что STA успешно принимает данные. Согласно U-APSD-механизму, STA может начинать SP в требуемое время, чтобы принимать данные и принимать несколько кадров данных в одном SP, в силу этого достигая эффективного приема данных.
[156] Между тем, как показано на фиг. 14 и 15, обмен RTS/CTS-кадрами в течение Tx/Rx-времен данных, с тем чтобы предотвращать возникновение проблемы скрытых узлов, может приводить к большому объему служебной информации на обеих сторонах передачи/приема данных. Помимо этого, как показано на фиг. 15, затрачивается длительный период времени с начального времени, в которое STA передает инициирующий кадр и запрашивает передачу данных в AP, до конечного времени, в которое AP подготавливает данные, которые должны отправляться в STA, передает/принимает RTS/CTS-кадры через конкуренцию для передачи данных и в завершение передает данные, так что может потребляться большая величина мощности STA.
[157] Например, в окружении скрытых узлов, может быть предусмотрена STA, которая не может выполнять прослушивание кадров PS-опроса, отправляемых из других STA, и кадры PS-опроса могут быть одновременно переданы из множества STA, так что может возникать неожиданная коллизия между кадрами PS-опроса. Кроме того, в окружении, в котором большое число STA может быть ассоциировано с одной AP, аналогично M2M-связи, может чаще возникать проблема скрытых узлов. Хотя используется унаследованный способ обмена CTS/RTS-кадрами для разрешения проблемы скрытых узлов, потребление мощности, вызываемое посредством передачи/приема (Tx/Rx) CTS/RTS-кадров, может приводить к большой нагрузке в случае STA с низким уровнем мощности и т.д., подходящей для M2M-связи.
[158] Чтобы разрешать эту проблему, нижеприведенное описание раскрывает новый способ для обеспечения возможности STA, работающей в PS-режиме, выполнять доступ к каналу.
[159] С этой целью настоящее изобретение предоставляет схему работы на основе временных слотов, когда STA выполняет операцию доступа к каналу (например, когда STA передает кадр PS-опроса в AP). Например, период времени, соответствующий временному слоту, может превышать Tx-время кадра PS-опроса. В настоящем изобретении, период считывания канала STA может устанавливаться в единицах временных слотов, больших времени PS-опроса, так что можно разрешать проблему в том, что кадр PS-опроса другой STA не может прослушиваться в окружении скрытых узлов. Помимо этого STA настоящего изобретения выполняет считывание канала только в некоторых временных отрезках вместо всего временного слота, так что может уменьшаться потребление мощности STA, и одновременно может эффективно выполняться считывание канала. Настоящее изобретение предлагает способ для использования пустого пакета данных (NDP). Например, NDP-кадр может быть использован в ассоциации с доступом к DL-каналу или доступом к UL-каналу.
[160] Операция доступа к каналу на основе временных слотов
[161] Фиг. 16 является концептуальной схемой, иллюстрирующей коллизию PS-опросов в окружении скрытых узлов.
[162] В примере по фиг. 16, предполагается, что AP имеет кадр данных для STA1 и кадр данных для STA2. Помимо этого предполагается, что каждая из STA1 и STA2 соответствует скрытому узлу, т.е. STA1 представляет собой скрытый узел STA2, а STA2 представляет собой скрытый узел STA1.
[163] На фиг. 16, через TIM-элемент кадра маякового радиосигнала, отправленного из AP, присутствие буферных DL-данных может быть передано в служебных сигналах в STA1 и STA2. Следовательно, каждая из STA1 и STA2 может передавать кадр PS-опроса через конкуренцию. Подробнее, каждая из STA1 и STA2 ожидает в течение предварительно определенного времени, соответствующего DIFS, выполняет считывание канала, при одновременном ожидании в течение временного слота отката с возвратом, соответствующего произвольному значению счетчика времени отката с возвратом (т.е. до тех пор, пока таймер не истечет отката с возвратом), и затем передает кадр PS-опроса, если канал находится в режиме бездействия. На фиг. 16, предполагается, что произвольное значение таймера отката с возвратом STA1 задается равным 4, и произвольное значение таймера отката с возвратом STA2 задается равным 6. В этом случае поскольку таймер отката с возвратом STA2 истекает раньше STA2, STA1 может передавать кадр PS-опроса раньше STA2. Если кадр PS-опроса STA1 успешно применен к AP, AP может передавать буферизованный кадр данных для STA1. Между тем, поскольку STA2 представляет собой скрытый узел STA1, STA1 не может выполнять прослушивание кадра PS-опроса, применяемого к AP. Следовательно, определяется то, что STA2 находится в состоянии бездействия в то время, когда STA1 передает кадр PS-опроса, так что STA2 непрерывно управляет собственным таймером отката с возвратом без прерывания. Как результат, если истекает таймер отката с возвратом STA2, STA2 также может передавать кадр PS-опроса в AP. Следовательно, как показано на фиг. 16, кадр PS-опроса STA1 может конфликтовать с кадром PS-опроса STA2.
[164] Чтобы разрешать вышеуказанную проблему, показанную на фиг. 16, один или более временных слотов назначаются STA, а доступ к каналу (например, Tx/Rx-операция PS-опроса) может выполняться в некоторых частях одного или более временных слотов. Один или более временных слотов могут соответствовать окну (например, RAW) для осуществления доступа строго посредством соответствующей STA. В соответствии с настоящим изобретением, AP может предоставлять STA с конфигурацией одного или более временных слотов, содержащихся в RAW. Помимо этого STA для использования в одном временном слоте из числа одного или более временных слотов, содержащихся в RAW, может выполнять ассоциированную операцию конкурентного доступа к каналу с использованием NDP-кадра.
[165] Например, в случае использования одного или более временных слотов, предложенных посредством настоящего изобретения, длина одного временного слота может превышать Tx-время PS-опроса (или длину кадра PS-опроса). Одновременно или независимо от вышеприведенного описания, временной слот может соответствовать времени бездействия канала, необходимому, когда STA уменьшает таймер отката с возвратом. Помимо этого AP может успешно принимать кадр PS-опроса в длине единицы в один временной слот, так что она может передавать ответный кадр (например, ACK-кадр) в ответ на кадр PS-опроса. В этом случае имеется очень высокая вероятность того, что другие STA, соответствующие скрытым узлам, могут выполнять прослушивание вышеуказанного ответного кадра (т.е. ответного кадра на кадр PS-опроса STA) принимаемого из AP, так что можно распознавать то, что соответствующий канал занимается. Соответственно, другие STA не могут уменьшать свои таймеры отката с возвратом, так что они могут предотвращать возникновение коллизии PS-опросов.
[166] Фиг. 17 является концептуальной схемой, иллюстрирующей способ доступа к каналу согласно примерному варианту осуществления.
[167] Способ доступа к каналу по фиг. 17 также может быть представлен посредством схемы на основе конкуренции PS-опросов в случае скрытых узлов. Помимо этого, хотя временной слот по фиг. 17 примерно соответствует временному слоту отката с возвратом, объем или сущность настоящего изобретения не ограничивается этим. Например, один временной слот по фиг. 17 может соответствовать одному временному слоту, составляющему RAQ, выделяемый каждой STA.
[168] На фиг. 17, предполагается, что AP имеет кадр данных для STA1 и кадр данных для STA2. Помимо этого каждая из STA1 и STA2 может соответствовать скрытому узлу, т.е. STA1 представляет собой скрытый узел STA2, а STA2 представляет собой скрытый узел STA1.
[169] На фиг. 17, через TIM-элемент кадра маякового радиосигнала, отправленного из AP, присутствие буферных DL-данных может быть передано в служебных сигналах в STA1 и STA2. Следовательно, каждая из STA1 и STA2 может передавать кадр PS-опроса через конкуренцию. На фиг. 17, при условии что таймер отката с возвратом STA1 задается равным 1, а таймер отката с возвратом STA2 задается равным 2, STA1 может передавать кадр PS-опроса раньше STA2. Если кадр PS-опроса STA1 успешно применен к AP, AP может передавать ACK-кадр в STA1. Поскольку STA2 представляет собой скрытый узел STA1, STA2 не может выполнять прослушивание кадра PS-опроса STA1, так что это означает то, что канал находится в состоянии бездействия в течение передней части (т.е. это время соответствует не только длине кадра PS-опроса STA1, но также и к SIFS) временного слота. Тем не менее, если AP передает ACK-кадр после истечения короткого времени (например, SIFS) после завершения передачи PS-опроса посредством STA1, STA2 может выполнять прослушивание ACK-кадра, передаваемого из AP, и это означает то, что канал STA2 занимается. Соответственно, во временном слоте (или во временном слоте, в котором передан кадр PS-опроса), в котором STA1 выполняет доступ к каналу, STA2 не передает кадр PS-опроса без задействования собственного таймера отката с возвратом, что приводит к предотвращению коллизии кадров PS-опроса.
[170] Кроме того, длина временного слота, предложенного посредством настоящего изобретения, может быть задана посредством следующего уравнения 1.
[171] уравнение 1
S
PS-Poll
CCA_Response
T=T+SIFS+T+2*PD
S
PS-Poll
CCA_Response
[172] В уравнении 1, T может обозначать временной слот, и T может обозначать время передачи кадра PS-опроса. T может обозначать время CCA-обнаружения, когда AP передает ответный кадр на кадр PS-опроса. PD может обозначать значение задержки на распространение по радиоинтерфейсу (APD).
S
[173] В соответствии с дополнительным примером настоящего изобретения может исключаться время, необходимое для приема ответного кадра, когда определяется временной слот. Иными словами, временной слот (T) может определяться посредством следующего уравнения 2.
[174] уравнение 2
S
PS-Poll
T=T+PD
[175] Если временной слот устанавливается, как показано в уравнении 2, то это означает то, что STA не ожидает прием ответного кадра на передачу кадра PS-опроса. Соответственно, может минимизироваться потребление мощности STA и затраченная длительность для конкурентной операции PS-опроса.
[176] Операция доступа к каналу через передачу NDP-кадров посредством STA
[177] В соответствии с дополнительным примером настоящего изобретения предлагается способ для использования нового кадра, включающего в себя укороченный кадр (например, кадр PS-опроса), используемый для доступа к каналу, с тем чтобы реализовывать более эффективные операции доступа к каналу. Соответственно, также уменьшается временной слот, заданный так, как описано выше, так что также может уменьшаться затраченная длительность для процесса конкуренции.
[178] Фиг. 18 является концептуальной схемой, иллюстрирующей формат NDP-кадра согласно примерному варианту осуществления.
[179] Фиг. 18(a) показывает унаследованный базовый формат кадра пакетной единицы данных на основе протокола конвергенции физического уровня (PLCP) (PPDU).
[180] Унаследованный формат PPDU-кадра может включать в себя короткое обучающее поле (STF), длинное обучающее поле (LTF), поле сигнала (SIG) и поле данных. Большая часть базового (например, не-HT) формата PPDU-кадра может состоять из унаследованного STF-поля (L-STF), унаследованного LTF-поля (L-LTF), поля SIG и поля данных. Помимо этого самый базовый формат PPDU-кадра дополнительно может включать в себя дополнительные поля (т.е. поле STF, LTF и SIG) между полем SIG и полем данных согласно типам форматов PPDU-кадра (например, PPDU в HT-смешанном формате, PPDU в формате HT "с нуля", VHT PPDU и т.п.).
[181] STF представляет собой сигнал для обнаружения сигналов, автоматической регулировки усиления (AGC), выбора разнесения, точной временной синхронизации и т.д. LTF представляет собой сигнал для оценки канала, оценка ошибок по частоте и т.д. Сумма STF и LTF может называться "PCLP-преамбулой". PLCP-преамбула может называться "сигналом для синхронизации и оценки канала физического OFDM-уровня".
[182] Поле SIG может включать в себя поле скорости, поле длины и т.д. Поле скорости может включать в себя информацию, связанную со скоростью модуляции и кодирования данных. Поле длины может включать в себя информацию, связанную с длиной данных. Кроме того, поле SIG может включать в себя поле четности, концевой SIG-бит и т.д.
[183] Поле данных может включать в себя служебное поле, служебную единицу данных PLCP (PSDU) и концевой PPDU-бит. При необходимости поле данных дополнительно может включать в себя дополняющий бит. Некоторые биты служебного поля могут быть использованы для того, чтобы синхронизировать модуль дескремблирования приемного устройства. PSDU может соответствовать MAC PDU (протокольной единице данных), заданной на MAC-уровне, и может включать в себя данные, сформированные/использованные на верхнем уровне. Концевой PPDU-бит может обеспечивать возможность кодеру возвращаться в состояние нуля (0). Дополняющий бит может быть использован для того, чтобы регулировать длину поля данных согласно предварительно определенной единице.
[184] Фиг. 18(b) примерно показывает унаследованный формат кадра PS-опроса.
[185] Со ссылкой на фиг. 18(b), унаследованный кадр PS-опроса задается как формат MAC-кадра и может соответствовать управляющему кадру согласно категориям кадра. MAC-кадр, по сути, может состоять из MAC-заголовка, тела кадра и контрольной последовательности кадра. MAC-кадр состоит из MAC PDU, так что он может быть передан или принят через PSDU части данных формата PPDU-кадра по фиг. 18(a).
[186] В примере по фиг. 18(b), формат кадра PS-опроса может состоять из поля управления кадрами, поля AID, поля BSSID (RA (адрес приема)), адреса передачи (TA) и поля FCS. Поле управления кадрами может включать в себя управляющую информацию, необходимую для передачи/приема кадров. Полю AID может иметь AID-значение, выделяемое для STA, выполненной с возможностью передавать кадр PS-опроса. Поле BSSID(RA) может соответствовать AP-адресу, и поле TA может соответствовать адресу STA, выполненной с возможностью передавать кадр. В этом случае MAC-заголовок может состоять из поля управления кадрами, поля AID, поля BSSID(RA) и поля TA. Иными словами, формат кадра PS-опроса может состоять только из MAC-заголовка и FCS без включения тела кадра.
[187] Поле управления кадрами может включать в себя поле версии протокола, поле типа, поле подтипа, поле To DS, поле From DS, поле дополнительного фрагмента (MF), поле повторной передачи, поле управления мощностью (PM), поле дополнительных данных (MD), поле защищенного кадра (PF) и поле команды.
[188] Фиг. 18(c) показывает формат NDP-кадра, предложенный посредством настоящего изобретения. NDP-кадр может представлять структуру кадра, имеющую пакет данных. Иными словами, NDP-кадр может представлять формат кадра, который включает в себя начальную часть PLCP-преамбулы и поле SIG по фиг. 18(a) без включения оставшихся частей (т.е. поля данных). В ассоциации с кадром, передаваемым из STA в AP, и с другим кадром, передаваемым из AP в STA для доступа к каналу, используется формат NDP-кадра, показанный на фиг. 18(c), так что вариант осуществления настоящего изобретения может уменьшать время задержки при одновременном снижении потребляемой мощности STA.
[189] Например, STA может использовать NDP-кадр, предложенный посредством настоящего изобретения вместо использования кадра PS-опроса, который должен быть передан в AP. Иными словами, тогда как унаследованный кадр PS-опроса является идентичным управляющему MAC-кадру, который передается через PSDU поля данных, настоящее изобретение при необходимости может использовать NDP PS-опрос, не включающий в себя PDSU. Подробнее, как показано в вышеуказанном варианте осуществления, разрешается передача PS-опроса в одном временном слоте (т.е. одном временном слоте из числа RAW) из числа одного или более временных слотов (например, RAW), которые должны устанавливаться посредством AP для конкретной STA. В этом случае NDP PS-опрос, предложенный посредством настоящего изобретения, может быть использован в качестве кадра PS-опроса, который должен быть передан.
[190] В случае если формат NDP-кадра конфигурируется так, как показано на фиг. 18(c), поле данных (например, управляющий MAC-кадр по фиг. 18(b)) по фиг. 18(a) не включается в формат NDP-кадра, так что информация, соответствующая полю управления кадрами PSDU (т.е. MAC-кадру), не содержится в нем. Тем не менее, минимальный объем управляющей информации должен содержаться в NDP-кадре, с тем чтобы передавать/принимать NDP-кадр. С этой целью настоящее изобретение предоставляет способ для включения вышеуказанной информации в поле SIG по фиг. 18(c).
[191] Иными словами, как описано выше, NDP-кадр может включать в себя только поле STF, LTF и SIG. В этом случае каждое из STF и LTF может состоять из сигнала (или последовательности) оценки канала, необходимого для декодирования поля SIG. Поле SIG может включать в себя множество подполей. Например, поле SIG может включать в себя подполе типа, подполе AID, подполе BSSID, подполе контроля циклическим избыточным кодом (CRC) и т.д. Помимо этого поле SIG может включать в себя дополнительные подполя, а также четыре подполя, и порядок подполей является только примерным, а не ограничивающим.
[192] Подполе типа используется для того, чтобы интерпретировать поле SIG NDP-кадра, и может задаваться равным конкретному значению, указывающему использование соответствующего NDP-кадра. Например, если поле типа имеет предварительно определенное значение, это может указывать то, что соответствующий NDP-кадр представляет собой NDP-кадр PS-опроса. Другими словами, поле SIG NDP-кадра может представлять собой модифицированное поле SIG, отличающееся от унаследованного поля SIG (т.е. состоящее из поля скорости и поля длины), и может указывать то, представляет соответствующее поле SIG собой унаследованное поле SIG или модифицированное поле SIG, с использованием поля типа, выступающего в качестве первого подполя поля SIG.
[193] Подполе AID может соответствовать SID STA, выполненной с возможностью передавать NDP-кадр. Подполе AID может быть выполнено с возможностью указывать идентификатор группы (или PID), описанный на фиг. 13. Помимо этого подполе AID может соответствовать частичному AID (PAID), заданному в качестве сокращенной формы AID. Помимо этого подполе AID может соответствовать предварительно определенному значению идентификатора (например, новому AID-формату или результирующему значению, полученному посредством хэширования унаследованного AID) для идентификации соответствующей STA. AP, принимающая NDP-кадр PS-опроса, может распознавать то, какая STA использована для передачи кадра PS-опроса, на основе AID (или PAID).
[194] Подполе BSSID может соответствовать BSSID AP, включающей в себя STA, передающую NDP-кадр. Помимо этого подполе BSSID может соответствовать частичному BSSID (PBSSID), заданному в качестве сокращенного формата BSSID. Помимо этого подполе BSSID может соответствовать предварительно определенному значению идентификатора (например, новому AID-формату или результирующему значению, полученному посредством хэширования унаследованного AID) для идентификации соответствующей AP. Подполе BSSID может указывать адрес приема (RA) NDP-кадра.
[195] Подполе CRC может быть использовано для того, чтобы обнаруживать ошибки поля SIG NDP-кадра.
[196] Далее подробно описывается способ для обеспечения возможности STA передавать NDP-кадр PS-опроса с использованием вышеуказанного NDP-кадра согласно настоящему изобретению.
[197] STA может передавать NDP-кадр PS-опроса в одном из множества временных слотов, разрешенных таким образом, что STA может выполнять доступ к каналу. AP, принимающая NDP-кадр PS-опроса, может определять то, следует или нет отвечать на NDP-кадр PS-опроса, через подполе BSSID (или PBSSID) поля SIG. В качестве ответа на NDP-кадр PS-опроса, AP может передавать ACK-кадр или может передавать буферизованный кадр данных для соответствующей STA.
[198] Случай, в котором AP передает ACK-кадр, хотя буферизованные данные для соответствующей STA присутствуют или отсутствуют, может вызывать затруднение при немедленной передаче кадра данных после истечения SIFS при приеме NDP-кадра PS-опроса. Если буферизованные данные для STA не присутствуют, бит дополнительных данных (MD) поля управления кадрами ACK-кадра, передаваемого из AP в STA, может задаваться равным нулю (0). Альтернативно, в случае если буферизованные данные для STA присутствуют, и передается ACK-кадр, MD-бит может задаваться равным 1.
[199] Улучшенная операция считывания канала
[200] Согласно операции доступа к каналу на основе временных слотов (см. фиг. 17), предложенной посредством настоящего изобретения, если канал находится в состоянии бездействия в течение временного слота, STA последовательно уменьшает таймер отката с возвратом. Если истекает таймер отката с возвратом, STA может выполнять операцию доступа к каналу (например, передачу кадра PS-опроса или NDP-кадра PS-опроса). В этом случае операция для непрерывного выполнения считывания канала в течение всего временного слота может повышать потребление мощности STA. Следовательно, настоящее изобретение предлагает способ для предоставления возможности STA выполнять считывание канала только в некоторых частях временного слота.
[201] Например, если считывание канала выполняется только в некоторых частях начальной части или последней части единицы в один временной слот, можно определять то, находится канал в занятом состоянии или в состоянии бездействия в течение всего времени соответствующей единицы в один временной слот. Иными словами, время считывания канала (или время CCA-обнаружения) может задаваться равным некоторым частям начальной или последней части единицы в один временной слот. Другими словами, операция для выполнения считывания канала посредством STA может задаваться для границы временного слота.
[202] Фиг. 19 является концептуальной схемой, иллюстрирующей операцию считывания канала согласно примерному варианту осуществления.
[203] Пример по фиг. 19 может предполагать ситуацию, идентичную ситуации, показанной на фиг. 17. Иными словами, каждая из STA1 и STA1 может распознавать присутствие собственных данных на основе TIM-элемента кадра маякового радиосигнала AP, каждая из STA1 и STA2 может соответствовать скрытому узлу (т.е. STA1 представляет собой скрытый узел STA2, а STA2 представляет собой скрытый узел STA1). После истечения первого временного слота после того, как сначала истекает таймер отката с возвратом STA1, может передаваться PS-опрос (или NDP PS-опрос).
[204] В этом случае STA2 может выполнять считывание канала (например, CCA) только в некоторых частях последней части временного слота, определять то, канал является занятым или находится в состоянии бездействия в единицах временных слотов, и за счет этого определять то, должен или нет работать таймер отката с возвратом.
[205] Подробнее, STA2 выполняет CCA в последней части первого временного слота и определяет состояние бездействующего канала, так что она запускает таймер отката с возвратом. После этого, хотя STA2 не выполняет CCS в течение периода передачи (или большей части периода передачи) кадра PS-опроса (или NDP PS-опроса), отправленного из STA1 во втором временном слоте, STA2 может выполнять CCA в последней части второго временного слота. Иными словами, если STA1 представляет собой скрытый узел STA2, хотя STA2 непрерывно выполняет CCA во всей единице в один временной слот, невозможно выполнять прослушивание кадра PS-опроса (или NDP PS-опроса) STA1 таким образом, что не допускается работа необязательного CCA, что приводит к уменьшению потребления мощности STA2. Помимо этого при условии, что STA1 не может выполнять прослушивание, STA1 может передавать кадр PS-опроса (или NDP PS-опроса), и ACK-кадр AP, выполненной с возможностью отвечать на кадр PS-опроса, может быть обнаружен через CCA посредством STA2, так что можно распознавать то, что STA1 занимает этот канал в соответствующем временном слоте. Если STA1 не передает кадр PS-опроса (или NDP PS-опроса), отсутствует ответ (т.е. ACK-кадр или кадр данных) AP. Следовательно, с точки зрения STA2, хотя STA1 выполняет CCA только в некоторых частях последней части одного временного слота, можно корректно определять то, представляет собой текущее состояние в соответствующем временном слоте занятое состояние или состояние бездействия.
[206] Операция доступа к каналу через передачу NDP-кадров AP
[207] Вышеуказанные примеры раскрывают способ доступа к каналу с использованием NDP-кадра (или NDP-кадра PS-опроса), который должен быть передан из STA в AP. Помимо этого настоящее изобретение предоставляет операцию доступа к каналу с использованием NDP-кадра, который должен быть передан из AP в STA.
[208] Например, если присутствуют буферизованные данные (например, буферизуемая единица (BU)), которые должны передаваться из AP в STA, может передаваться NDP-кадр, который сообщает STA относительно присутствия буферизованных данных. Другими словами, AP может активно выполнять опрос, чтобы передавать буферизованный кадр в STA, и эта операция может рассматриваться в качестве кадра PS-опроса, который должен быть передан посредством AP. Тем не менее, объем или сущность настоящего изобретения не ограничивается только посредством вышеуказанных названий, и кадр PS-опроса из AP согласно настоящему изобретению может указывать NDP-кадр, который передается из AP в STA, чтобы сообщать STA относительно присутствия BU.
[209] NDP-кадр PS-опроса от SP может включать в себя идентификатор (например, AID или PAID) целевой STA, в которую передается соответствующий кадр. Помимо этого конкретная информация, указывающая присутствие буферизованных данных (например, BU), также может быть включена в NDP-кадр PS-опроса. Объем или сущность настоящего изобретения не ограничивается этим, и дополнительная информация также может быть включена в вышеуказанную примерную информацию.
[210] Если STA, указывающая назначение NDP-кадра PS-опроса, начинающегося с AP, находится в состоянии активации, STA, принимающая NDP-кадр PS-опроса, может передавать ACK-кадр в ответ на NDP-кадр PS-опроса в AP, так что STA может сообщать в AP относительно того, что STA уже пробуждена. Затем, AP может немедленно передавать буферизованный кадр в соответствующую STA (т.е. в STA, выполненную с возможностью отвечать на кадр PS-опроса, принимаемый из AP).
[211] Между тем, если STA, выступающая в качестве назначения NDP-кадра PS-опроса из AP, находится в состоянии ожидания, соответствующая STA может не отвечать на NDP-кадр PS-опроса. AP, которая не принимает ответ на NDP-кадр PS-опроса, начинающийся с AP, из STA, может передавать NDP-кадр PS-опроса в другую STA.
[212] Фиг. 20 является концептуальной схемой, иллюстрирующей способ доступа к каналу с использованием NDP-кадра PS-опроса из точки доступа (AP).
[213] На фиг. 20, STA1 и STA2 представляют собой скрытые узлы (т.е. STA1 представляет собой скрытый узел STA2, а STA2 представляет собой скрытый узел STA1), и предполагается, что присутствуют данные (или BU), которые должны передаваться из AP в каждую STA. Например, в то время как AP передает NDP-кадр PS-опроса в STA1, поскольку STA1 находится в состоянии ожидания, STA1 не может формировать ответ на NDP-кадр PS-опроса. AP, не принимающая ответ из STA1, может передавать NDP-кадр PS-опроса в STA2.
[214] STA2 в состоянии активации может принимать NDP-кадр PS-опроса из AP, так что STA2 может начинать операцию доступа к каналу. Например, STA2 может принимать данные из AP через конкуренцию. Как показано на фиг. 20, STA2 может формировать ACK-кадр, соответствующий ответу на NDP-кадр PS-опроса из AP, так что STA2 может передавать ACK-кадр в AP. AP, подтверждающая, что STA2 допускает прием BU, может передавать BU (т.е. буферизованные данные) в STA2. После того как STA2 успешно принимает кадр данных из AP, STA2 может передавать ответный кадр (например, ACK-кадр) в AP.
[215] В примере по фиг. 20, конкретный момент времени, в который AP передает NDP-кадр PS-опроса в STA, может быть конкретным временем, в которое STA должна активироваться. Альтернативно, когда, по меньшей мере, один временной слот (например, RAW) выделяется посредством каждой AP STA1 и STA2, кадр PS-опроса из AP может быть передан в единице временного слота (или на границе временного слота) аналогично операции, в которой STA выполняет считывание канала на основе временного слота (или на границе временного слота) либо передает кадр PS-опроса на основе временного слота (или на границе временного слота). Помимо этого NDP-кадр PS-опроса из AP может быть передан в STA, когда текущий канал AP находится в состоянии бездействия.
[216] Инициирующий кадр на основе временных слотов
[217] Вышеуказанные примеры примерно раскрывают способы для использования кадра PS-опроса, состоящего из NDP-кадра, когда STA передает кадр PS-опроса в AP. Далее подробно описывается способ для предоставления возможности STA запрашивать передачу данных из AP с использованием инициирующего кадра согласно варианту осуществления.
[218] STA может распознавать присутствие или отсутствие буферизованного кадра, который должен приниматься посредством STA, через TIM-элемент, содержащийся в кадре маякового радиосигнала. Чтобы принимать буферизованный кадр посредством STA, кадр PS-опроса может быть передан в AP, или может использоваться период предоставления услуг (SP), инициированный через передачу инициирующего кадра. Если STA поддерживает диспетчеризованное или недиспетчеризованное APSD, операция для предоставления возможности STA передавать инициирующий кадр вместо кадра PS-опроса в AP может считаться более эффективной.
[219] Между тем, когда множество STA одновременно передает инициирующие кадры в AP, инициирующие кадры STA, соответствующих скрытым узлам, могут конфликтовать между собой. Чтобы разрешать вышеуказанную проблему, аналогично схеме доступа к каналу на основе временных слотов для использования в передаче кадров PS-опроса по фиг. 17, может использоваться способ для выделения одного или более временных слотов (например, RAW) для STA и передачи инициирующего кадра в одном из временных слотов.
[220] В этом случае длина единицы в один временной слот может превышать время передачи инициирующего кадра. Помимо этого один временной слот также может соответствовать единице времени бездействия канала, необходимой для уменьшения таймера отката с возвратом во время процесса конкуренции. В этом случае если AP успешно принимает инициирующий кадр и передает ответный кадр на инициирующий кадр, хотя другие STA, соответствующие скрытым узлам, не могут выполнять прослушивание, другие STA могут выполнять прослушивание ответного кадра, отправленного из AP, так что они могут распознавать занятое состояние канала. Следовательно, таймер отката с возвратом может не начинать работать в течение вышеуказанного временного слота.
[221] Фиг. 21 является концептуальной схемой, иллюстрирующей способ конкуренции инициирующих кадров согласно примерному варианту осуществления.
[222] Со ссылкой на фиг. 21, AP имеет кадр данных для STA1 и STA2 и может сообщать в STA1 и STA2 относительно присутствия кадра данных через TIM-элемент кадра маякового радиосигнала. STA1 и STA2 могут соответствовать скрытым узлам и могут пытаться выполнять доступ к каналу на основе конкуренции. Помимо этого, если таймер отката с возвратом STA1 задается равным 1, а таймер отката с возвратом STA2 задается равным 2, STA1 может сначала передавать инициирующий кадр. Если инициирующий кадр из STA1 успешно применяется к AP, AP может передавать ACK-кадр для STA1. Между тем, поскольку STA2 представляет собой скрытый узел, STA2 не может выполнять прослушивание инициирующего кадра, отправленного из STA1, и может определять то, что канал находится в состоянии бездействия. Тем не менее, STA2 может принимать ACK-кадр из AP, так что STA2 может определять занятое состояние канала. Соответственно, с точки зрения STA2, поскольку таймер отката с возвратом STA2 не работает в течение конкретного времени, в которое STA1 занимает канал, инициирующий кадр не передается в следующем временном слоте, так что может предотвращаться возникновение коллизии между инициирующими кадрами.
[223] Чтобы поддерживать механизм разрешения конфликтов инициирующего кадра, временной слот может быть представлен посредством следующего уравнения 3.
[224] уравнение 3
S
Triggerl
CCA_Response
T=T+SIFS+T+2*PD
S
Trigger
CCA_Response
[225] В уравнении 3, T является временным слотом. T является временем передачи инициирующего кадра. T является временем CCA-обнаружения, когда AP передает ответный кадр на инициирующий кадр. PD является значением задержки на распространение по радиоинтерфейсу (APD).
S
[226] В другом примере настоящего изобретения может исключаться предварительно определенное время, необходимое для приема ответного кадра, когда определяется временной слот. Иными словами, временной слот (T) может определяться посредством следующего уравнения 4.
[227] уравнение 4
S
PS-Poll
T=T+PD
[228] Случай, в котором временной слот устанавливается, как показано в уравнении 4, может считаться примерным случаем, в котором STA передает инициирующий кадр и затем не принимает ответный кадр на инициирующий кадр. Следовательно, может минимизироваться потребление мощности STA и затраченное время для операции конкурентного инициирования.
[229] Кроме того, хотя настоящее изобретение может разрешать проблему скрытых узлов через операцию передачи инициирующего кадра на основе временных слотов, как описано выше, потребление мощности STA и длительность, необходимая для конкуренции, могут неизбежно увеличиваться, когда устанавливается длинный временной слот. Соответственно, настоящее изобретение предлагает способ для дополнительного уменьшения времени передачи инициирующего кадра.
[230] Фиг. 22 является концептуальной схемой, иллюстрирующей инициирующий NDP-кадр согласно примерному варианту осуществления.
[231] Со ссылкой на фиг. 22, хотя унаследованный инициирующий кадр задается как MAC-кадр, который должен быть передан в PSDU части данных PPDU-кадра, настоящее изобретение предлагает формат инициирующего кадра, имеющий PDSU (т.е. NDP-форму). Инициирующий NDP-кадр может включать в себя только поле STF, LTF и SIG. Каждое STF и LTF может состоять из последовательности оценки канала, необходимой для декодирования поля SIG.
[232] Поле SIG может включать в себя следующие 6 подполей. Тем не менее, объем или сущность настоящего изобретения не ограничивается этим, и также могут задаваться дополнительные подполя.
[233] Подполе типа может быть использовано для того, чтобы выполнять интерпретацию SIG NDP-кадра, и может указывать то, что соответствующий NDP-кадр представляет собой инициирующий кадр.
[234] Подполе периода прекращения предоставления услуг (EOSP) может указывать то, указывает инициирующий кадр начало или конец SP.
[235] Подполе категории доступа (AC) может указывать информацию категории доступа инициированного SP.
[236] Подполе AID может соответствовать SID STA, выполненной с возможностью передавать инициирующий NDP-кадр. Подполе AID может быть выполнено с возможностью указывать частичный AID (PAID), идентификатор группы и т.п. Помимо этого подполе AID может соответствовать предварительно определенному значению идентификатора (например, новому AID-формату или результирующему значению, полученному посредством хэширования унаследованного AID) для идентификации соответствующей STA. AP, принимающая инициирующий NDP-кадр может распознавать то, какая STA использована для передачи инициирующего кадра, на основе AID (или PAID).
[237] Подполе BSSID может соответствовать BSSID AP, включающей в себя STA, передающую инициирующий NDP-кадр. Помимо этого подполе BSSID может соответствовать частичному BSSID (PBSSID), заданному в качестве сокращенного формата BSSID. Помимо этого подполе BSSID может соответствовать предварительно определенному значению идентификатора (например, новому AID-формату или результирующему значению, полученному посредством хэширования унаследованного AID) для идентификации соответствующей AP.
[238] Подполе CRC может быть использовано для того, чтобы обнаруживать ошибки поля SIG инициирующего NDP-кадра.
[239] Далее подробно описывается способ для обеспечения возможности STA передавать инициирующий NDP-кадр с использованием вышеуказанного NDP-кадра согласно настоящему изобретению.
[240] STA может передавать инициирующий NDP-кадр в одном из множества временных слотов, разрешенных таким образом, что STA может выполнять доступ к каналу. AP, принимающая инициирующий NDP-кадр, может определять то, следует или нет отвечать на инициирующий NDP-кадр, через подполе BSSID (или PBSSID) поля SIG. В качестве ответа на NDP-кадр PS-опроса, AP может передавать ACK-кадр или может передавать буферизованный кадр данных для соответствующей STA.
[241] Случай, в котором AP передает ACK-кадр, хотя буферизованные данные для соответствующей STA присутствуют или отсутствуют, может вызывать затруднение при немедленной передаче кадра данных после истечения SIFS при приеме инициирующего NDP-кадра. Если буферизованные данные для STA не присутствуют, бит дополнительных данных (MD) поля управления кадрами ACK-кадра, передаваемого из AP в STA, может задаваться равным нулю (0). Альтернативно, в случае если буферизованные данные для STA присутствуют, и передается ACK-кадр, MD-бит может задаваться равным 1.
[242] Чтобы дополнительно уменьшать потребление мощности STA, STA может быть выполнена с возможностью передавать инициирующий кадр в предварительно определенное время.
[243] Помимо этого при использовании инициирующего NDP-кадра, поскольку NDP-кадр составляется с использованием наименьшей схемы модуляции и кодирования (MCS), предполагается, что частота ошибок по блокам (BER) имеет низкий уровень.
[244] Фиг. 23 является концептуальной схемой, иллюстрирующей способ инициированного STA доступа к каналу на основе временных слотов согласно примерному варианту осуществления.
[245] На этапе S2310 первая STA (например, AP) может передавать конфигурационную информацию временных слотов во вторую STA (например, не-AP STA). Конфигурационная информация временных слотов может указывать конфигурационную информацию, по меньшей мере, одного временного слота (например, RAW), разрешенного для второй STA, пытающейся выполнять доступ к каналу. Конфигурационная информация временных слотов может быть передана через кадр маякового радиосигнала. Подробное описание конфигурации временного слота является идентичным подробному описанию примеров настоящего изобретения, и по сути, подробное описание означенного опускается в данном документе для ясности.
[246] На этапе S2320 вторая STA может передавать первый кадр в первую STA. В этом случае первый кадр может представлять собой кадр PS-опроса или инициирующий кадр. Помимо этого первый кадр может представлять собой NDP-кадр. Первый кадр может быть передан в одном из временных слотов согласно схеме на основе конкуренции или схеме на основе отката с возвратом. Подробное описание не только способа для определения момента времени передачи первого кадра, но также и подробного формата первого кадра является идентичным подробному описанию примеров настоящего изобретения, и по сути, подробное описание означенного опускается в данном документе для ясности.
[247] На этапе S2330 первая STA может передавать второй кадр, соответствующий ответу на первый кадр, во второй кадр. Второй кадр может представлять собой ACK-кадр для кадра PS-опроса или инициирующего кадра. В случае схемы немедленной передачи данных, также может немедленно передаваться кадр данных.
[248] Фиг. 24 является концептуальной схемой, иллюстрирующей способ инициированного AP доступа к каналу на основе временных слотов согласно примерному варианту осуществления.
[249] Этап S2410 по фиг. 24 является идентичным этапу S2310 по фиг. 23, и по сути, идентичные части опускаются в данном документе для удобства описания.
[250] На этапе S2420 первая STA (например, AP) может передавать первый кадр, включающий в себя информацию для доступа к каналу второй STA, во вторую STA (например, не-AP STA). На фиг. 24, первый кадр может представлять собой NDP-кадр, передаваемый посредством первой STA. Помимо этого первый кадр может включать в себя конкретную информацию, указывающую присутствие AID (или PAID) второй STA или присутствие буферизованных данных (или BU) для второй STA. Подробное описание не только способа для определения момента времени передачи первого кадра, но также и подробного формата первого кадра является идентичным подробному описанию примеров настоящего изобретения, и по сути, подробное описание означенного опускается в данном документе для ясности.
[251] На этапе S2420 операция доступа к каналу второй STA может быть инициирована на основе первого кадра, отправленного во вторую STA.
[252] На этапе S2430 первая STA может передавать второй кадр (например, кадр данных) во вторую STA. Хотя не показано на фиг. 24, вторая STA может передавать ответный кадр (например, ACK-кадр) на первый кадр в первую STA, как показано в примере по фиг. 20.
[253] Вышеописанные различные варианты осуществления настоящего изобретения могут независимо применяться, либо два или более вариантов осуществления могут одновременно применяться.
[254] Фиг. 25 является блок-схемой, иллюстрирующей радиочастотное (RF) устройство согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
[255] Со ссылкой на фиг. 25, AP 10 может включать в себя процессор 11, запоминающее устройство 12 и приемо-передающее устройство 13. STA 20 может включать в себя процессор 21, запоминающее устройство 22 и приемо-передающее устройство 13. Приемо-передающие устройства 13 и 23 могут передавать/принимать радиочастотные (RF) сигналы и могут реализовывать физический уровень согласно системе IEEE 802. Процессоры 11 и 21 соединяются с приемо-передающими устройствами 13 и 21, соответственно, и могут реализовывать физический уровень и/или MAC-уровень согласно системе IEEE 802. Процессоры 11 и 21 могут быть выполнены с возможностью осуществлять операции согласно вышеописанным вариантам осуществления настоящего изобретения. Модули для реализации работы AP и STA согласно вышеописанным различным вариантам осуществления настоящего изобретения сохраняются в запоминающих устройствах 12 и 22 и могут быть реализованы посредством процессоров 11 и 21. Запоминающие устройства 12 и 22 могут быть включены в процессоры 11 и 21 или могут быть установлены за пределами процессоров 11 и 21 таким образом, что они соединяются посредством известных средств с процессорами 11 и 21.
[256] Общая конфигурация AP и STA может быть реализована таким образом, что вышеописанные различные варианты осуществления настоящего изобретения могут независимо применяться, либо два или более вариантов осуществления этого могут одновременно применяться, и повторное описание опускается для ясности.
[257] Вышеописанные варианты осуществления могут быть реализованы посредством различных средств, например, посредством аппаратных средств, микропрограммного обеспечения, программного обеспечения или комбинации вышеозначенного.
[258] В аппаратной конфигурации способ согласно вариантам осуществления настоящего изобретения может быть реализован посредством одной или более специализированных интегральных схем (ASIC), процессоров цифровых сигналов (DSP), устройств обработки цифровых сигналов (DSPD), программируемых логических устройств (PLD), программируемых пользователем вентильных матриц (FPGA), процессоров, контроллеров, микроконтроллеров или микропроцессоров.
[259] В микропрограммной или программной конфигурации способ согласно вариантам осуществления настоящего изобретения может быть реализован в форме модулей, процедур, функций и т.д., выполняющих вышеописанные функции или операции. Программный код может быть сохранен в запоминающем устройстве и выполнен посредством процессора. Запоминающее устройство может находиться внутри или за пределами процессора и может передавать и принимать данные в/из процессора через различные известные средства.
[260] Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения приведено для того, чтобы давать возможность специалистам в данной области техники реализовывать и осуществлять на практике изобретение. Хотя изобретение описано в отношении предпочтительных вариантов осуществления, специалисты в данной области техники должны принимать во внимание, что различные модификации и изменения могут вноситься в настоящее изобретение без отступления от сущности или объема изобретения, описанного в прилагаемой формуле изобретения. Соответственно, изобретение не должно ограничиваться конкретными вариантами осуществления, описанными в данном документе, а должно удовлетворять самому широкому объему, согласованному с принципами и новыми признаками, раскрытыми в данном документе.
Промышленная применимость
[261] Хотя вышеуказанные различные варианты осуществления настоящего изобретения описаны на основе системы IEEE 802.11, варианты осуществления могут применяться таким же образом к различным системам мобильной связи.