СПОСОБЫ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА КАДРА СТАНЦИЕЙ, РАБОТАЮЩЕЙ В РЕЖИМЕ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ В СИСТЕМЕ БЕСПРОВОДНОЙ ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ПОДДЕРЖКИ
METHODS OF TRANSMITTING AND RECEIVING FRAME BY STATION OPERATING IN POWER SAVING MODE IN WIRELESS LOCAL AREA NETWORK, AND DEVICE FOR SUPPORT THEREOF

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[1] Настоящее изобретение относится к системе беспроводной локальной сети (LAN) и, более конкретно, к способу передачи/приема кадров станцией, работающей в энергосбережения в системе беспроводной LAN, и устройству, поддерживающему его.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[2] С развитием технологии передачи информации, в последнее время были разработаны различные технологии беспроводной связи. В числе прочего, беспроводная локальная сеть (LAN) является технологией, которая обеспечивает возможность беспроводного доступа к Интернету в домашних условиях или на работе или в конкретной области обслуживания с использованием портативного терминала, такого как персональный цифровой помощник (PDA), портативный компьютер или портативный мультимедийный плеер.
[3] IEEE 802.11n является стандартом технологии, который был установлен недавно, чтобы преодолеть ограничение скорости передачи, которое было выявлено как слабое место беспроводной LAN. IEEE 802.11n нацелен на повышение сетевой скорости и надежности и на расширение покрытия беспроводной сети. Более конкретно, система IEEE 802.11n принимает технологию MIMO (множество входов/множество выходов), которая использует множество антенн как в блоке передачи, так и в блоке приема, чтобы оптимизировать скорость данных и минимизировать ошибки передачи при поддержке высокой пропускной способности (НТ) скорости обработки данных вплоть до 540 Мб/с.
[4] В беспроводной системе LAN, станция (STA) поддерживает режим энергосбережения. Станция может предотвращать ненужное потребление мощности путем перехода в спящее состояние. В случае, если имеется трафик, ассоциированный с данными, которые должны быть посланы к STA, которая находится в спящем состоянии, точка доступа (АР) может уведомить STA об этом. STA узнает о существовании трафика, ассоциированного с данными, предусмотренными для передачи к ней, и может запросить, чтобы АР послала их к STA. АР может передать кадр в ответ на запрос STA.
[5] Между тем, если АР может передать только один кадр в ответ на запрос от SRA, которая перешла в активное состояние, это может быть неэффективным с точки зрения обработки трафика. Кроме того, STA переходит между активным состоянием и спящим состоянием более часто, и поэтому эффективность может быть снижена в смысле операции энергосбережения. Соответственно, существует потребность в способе передачи и приема кадра, который может повысить эффективность энергосберегающего режима STA и обеспечить хорошую обработку трафика.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[6] Задачей настоящего изобретения является обеспечить способ передачи и приема кадра, который выполняется станцией (STA), работающей в режиме энергосбережения в системе беспроводной локальной сети, и устройство, поддерживающее его.
[7] В одном аспекте, предложен способ передачи и приема кадра, выполняемый станцией (STA), работающей в режиме энергосбережения в системе беспроводной локальной сети. Способ содержит передачу, к точке доступа (АР), кадра опроса для запроса передачи буферизованного кадра, причем кадр опроса включает в себя поле длительности, указывающее период обслуживания, и прием, от АР, по меньшей мере одного буферизованного кадра в течение периода обслуживания в ответ на кадр опроса.
[8] Способ может дополнительно включать в себя передачу кадра квитирования (АСК) в качестве ответа, чтобы подтвердить прием по меньшей мере одного буферизованного кадра.
[9] Способ может дополнительно включать в себя передачу кадра АСК, прежде чем период обслуживания заканчивается.
[10] Кадр АСК может передаваться в соответствии с последним буферизованным кадром из по меньшей мере одного буферизованного кадра.
[11] Способ может дополнительно включать в себя передачу к АР, кадра пред-опроса для запрашивания передачи буферизованного кадра, прием, от АР, кадра квитирования (АСК) в ответ на кадр пред-опроса и переход в спящий режим после приема кадра АСК.
[12] Кадр пред-опроса может включать в себя поле интервала опрашиваемого периода обслуживания, и поле интервала опрашиваемого периода обслуживания может включать в себя информацию, относящуюся к времени, когда STA передает кадр опроса.
[13] Способ может дополнительно включать в себя переход в активное состояние во время, указанное полем интервала опрашиваемого периода обслуживания, и выполнение соединения для доступа к каналу. Кадр опроса передается, когда право доступа к каналу получено на конкурентной основе.
[14] В другом аспекте, предложено беспроводное устройство для работы в системе беспроводной локальной сети. Беспроводное устройство включает в себя приемопередатчик, передающий и принимающий радиосигнал, и процессор, операционно связанный с передатчиком и сконфигурированный для передачи, к точке доступа (АР), кадра опроса для запрашивания передачи буферизованного кадра, причем кадр опроса включает в себя поле длительности, указывающее период обслуживания, и приема, от АР, по меньшей мере одного буферизованного кадра в течение периода обслуживания в ответ на кадр опроса.
[15] В еще одном аспекте, предложен способ передачи и приема кадра, выполняемый станцией (STA), работающей в режиме энергосбережения в системе беспроводной локальной сети. Способ содержит передачу, к точке доступа (АР), первого кадра опроса для запрашивания передачи буферизованного кадра, прием кадра квитирования (АСК) в ответ на первый кадр опроса и прием от АР по меньшей мере одного буферизованного кадра.
[16] Кадр АСК может включать в себя информацию периода опрашиваемого обслуживания, относящуюся к времени, когда АР начинает передачу по меньшей мере одного буферизованного кадра.
[17] Если информация периода опрашиваемого обслуживания указывает, что немедленно буферизованный кадр должен передаваться, то по меньшей мере один буферизованный кадр может быть принят спустя SIFS (короткий межкадровый интервал) после приема кадра АСК, и способ может дополнительно включать в себя переход в спящее состояние после приема по меньшей мере одного буферизованного кадра.
[18] Если информация опрашиваемого периода обслуживания указывает конкретное время, когда буферизованный кадр должен передаваться, способ может дополнительно включать в себя переход в спящее состояние после приема кадра АСК, переход в активное состояние во время, указанное информацией опрашиваемого периода обслуживания, передачу к АР второго кадра опроса для запрашивания передачи по меньшей мере одного буферизованного кадра, и прием по меньшей мере одного буферизованного кадра в ответ на второй кадр опроса.
[19] Способ может дополнительно включать в себя переход в спящее состояние после приема по меньшей мере одного буферизованного кадра.
[20] Второй кадр опроса может включать в себя поле длительности. Поле длительности может указывать период обслуживания. По меньшей мере один или более буферизованных кадров могут передаваться в течение периода обслуживания.
[21] Посредством способа передачи и приема кадра согласно варианту осуществления настоящего изобретения STA может принимать буферизованный кадр от АР в течение опрашиваемого периода обслуживания множество раз и может переходить в спящее состояние между опрашиваемыми периодами обслуживания и работать так, что потребление мощности может предотвращаться. Кроме того, STA может принимать по меньшей мере один или более буферизованных кадров в течение одного опрашиваемого периода обслуживания, тем самым обеспечивая возможность эффективной передачи и приема данных. Кроме того, АР может передавать буферизованный кадр в течение периода обслуживания, даже без обмена RTS/CTS, чтобы передавать буферизованный кадр, тем самым повышая эффективность передачи и приема кадра.
[22] Посредством способа передачи и приема кадра согласно варианту осуществления настоящего изобретения STA может управлять опрашиваемым периодом обслуживания в соответствии с состоянием передачи буферизованного АР кадра. Это может предотвращать то, что опрашиваемый период обслуживания, инициированный кадром SP-опроса, ненужным образом поддерживается, даже если передача кадра, передаваемого от АР, в действительности не требуется, канал поддерживается ненужным образом занятым, поскольку STA удерживает доступ к каналу. Кроме того, другие STA, расположенные в области покрытия услуги АР и/или STA, могут также получать право доступа к каналу путем настройки NAV в соответствии с действительно настроенным периодом обслуживания. Соответственно, общая пропускная способность системы беспроводной LAN может быть повышена.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[23] Фиг. 1 - вид, иллюстрирующий конфигурацию общей системы беспроводной LAN (локальной системы), в которой может применяться вариант осуществления настоящего изобретения.
[24] Фиг. 2 - вид, иллюстрирующий архитектуру физического уровня системы беспроводной LAN, поддерживаемой IEEE 802.11.
[25] Фиг. 3 и 4 - блок-схемы, иллюстрирующие формат PPDU, используемый в системе беспроводной LAN, в которой может применяться вариант осуществления настоящего изобретения.
[26] Фиг. 5 - блок-схема, иллюстрирующая формат кадра МАС, обеспеченный в системе беспроводной LAN.
[27] Фиг. 6 - блок-схема, иллюстрирующая формат поля управления НТ.
[28] Фиг. 7 - блок-схема, иллюстрирующая формат поля среднего варианта НТ для НТ.
[29] Фиг. 8 - блок-схема, иллюстрирующая формат поля среднего варианта НТ для VHT.
[30] Фиг. 9 - вид, иллюстрирующий пример операции управления электропитанием.
[31] Фиг. 10 - блок-схема, иллюстрирующая пример формата элемента TIM.
[32] Фиг. 11 - вид, иллюстрирующий пример поля управления битовой карты и поля частичной виртуальной битовой карты в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
[33] Фиг. 12 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая пример процедуры ответа АР по протоколу TIM.
[34] Фиг. 13 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая другой пример процедуры ответа АР по протоколу TIM.
[35] Фиг. 14 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая процедуру протокола TIM посредством DTIM.
[36] Фиг. 15 - вид, иллюстрирующий примерный способ передачи и приема кадра на основе процедуры протокола TIM и U-APSD.
[37] Фиг. 16 - блок-схема, иллюстрирующая формат кадра МАС для кадра SP-опроса в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
[38] Фиг. 17 - вид, иллюстрирующий примерный способ передачи и приема кадра посредством STA, работающей в режиме энергосбережения в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.
[39] Фиг. 18 - вид, иллюстрирующий другой пример способа передачи и приема кадра посредством STA, работающей в режиме энергосбережения в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.
[40] Фиг. 19 - вид, иллюстрирующий другой пример способа передачи и приема кадра посредством STA, работающей в режиме энергосбережения в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
[41] Фиг. 20 - вид, иллюстрирующий другой пример способа передачи и приема кадра в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.
[42] Фиг. 21 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая другой примерный способ передачи и приема кадра в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.
[43] Фиг. 22 - диаграмма, иллюстрирующая формат информационного элемента интервала опрашиваемого SP в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
[44] Фиг. 23 - диаграмма, иллюстрирующая формат информационного элемента времени ответа в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
[45] Фиг. 24 - вид, иллюстрирующий примерный способ передачи и приема кадра посредством STA, работающей в режиме энергосбережения в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.
[46] Фиг. 25 - вид, иллюстрирующий другой пример способа передачи и приема кадра посредством STA, работающей в режиме энергосбережения в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.
[47] Фиг. 26 - блок-схема, иллюстрирующая беспроводное устройство, в котором может быть реализован вариант осуществления настоящего изобретения.
ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[48] На фиг. 1 приведен вид, иллюстрирующий конфигурацию общей системы беспроводной LAN (локальной сети), в которой может применяться вариант осуществления настоящего изобретения.
[49] В соответствии с фиг. 1, система беспроводной LAN включает в себя один или более базовых наборов услуг (BSS). BSS является набором станций (STA), которые могут успешно синхронизироваться друг с другом и могут осуществлять связь друг с другом, и не является понятием, указывающим конкретную область.
[50] Инфраструктура BSS включает в себя одну или более не-АР станций (не-АР STA1(21), не-АР STA2(22), не-АР STA3(23), не-АР STA4(24) и не-АР STAa(30)), точку доступа (АР) 10, обеспечивающую услугу распределения, и систему распределения (DS), связывающую множество АР. В инфраструктуре BSS, АР управляет не-АР STA1 BSS.
[51] В противоположность этому, независимый BSS (IBSS) является BSS, работающим в самоорганизующемся (ad-hoc) режиме. IBSS не включает в себя АР и, таким образом, не имеет узла централизованного управления. То есть, в IBSS, все STA могут быть мобильными STA и, ввиду неразрешения доступа к DS, образовывать самостоятельную (автономную) сеть.
[52] STA является любой функциональной средой, которая включает в себя управление доступом к среде (МАС), которое следует стандартам Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) 802.11, и интерфейс физического уровня радиосреды и в широком аспекте включает в себя АР и не-АР станцию.
[53] Не-АР STA представляет собой STA, но не АР, и может также упоминаться как мобильный терминал, беспроводное устройство, беспроводный блок передачи/приема (WTRU), пользовательское оборудование (UE), мобильная станция (MS), мобильный абонентский блок или просто пользователь. В последующем, для простоты, не-АР STA обозначается как STA.
[54] АР является функциональной средой, которая обеспечивает доступ к DS через радиосреду для STA, ассоциированной с АР. В инфраструктуре BSS, включающей в себя АР, коммуникация между STA осуществляется в принципе через АР, но в случае установления прямой линии связи, STA могут выполнять непосредственную связь между собой. АР может также упоминаться как центральный контроллер, базовая станция (BS), узел-В, базовая приемопередающая система (BTS), контроллер станции или управляющая STA.
[55] Множество BSS, включая BSS, показанный на фиг. 1, могут быть соединены друг с другом через систему распределения (DS). Множество BSS, связанных друг с другом через DS, называется расширенным набором обслуживания (ESS). АР и/или STA, включенные в ESS, могут осуществлять связь друг с другом, и в одном ESS STA могут перемещаться от одного BSS к другому BSS при поддержании бесшовной связи.
[56] В системе беспроводной LAN согласно IEEE 802.11 базовым механизмом доступа МАС (управление доступом к среде) является механизм CSMA/CS (множественный доступ с контролем несущей и предотвращением конфликтов). Механизм CSMA/CS также может упоминаться как функция распределенной координации (DCF) IEEE 802.11 MAC, и, в основном, он основан на механизме доступа «слушать, прежде чем говорить». Следуя такому типу механизма доступа, АР и/или STA контролирует радиоканал или среду, прежде чем передавать. Если в результате этого контроля определено, что среда находится в состоянии бездействия (незанятости), инициируется передача кадра через среду. В противном случае, если среда определена как находящаяся в состоянии занятости, АР и/или STA устанавливает отсроченное время для доступа к среде и ожидает, не начиная свою собственную передачу.
[57] Механизм CSMA/CS включает в себя контроль виртуальной несущей в дополнение к контролю физической несущей, при котором АР и/или STA непосредственно контролирует среду. Контроль виртуальной несущей предназначен, чтобы восполнять проблему, которая может возникнуть в связи со средой доступа, такую как проблема скрытого узла. Для контроля виртуальной несущей МАС системы беспроводной LAN использует вектор сетевого распределения (NAV). NAV является значением, посредством которого АР и/или STA, в текущий момент использующие среду или имеющие право использовать среду, информирует другую АР и/или STA о времени, оставшемся до тех пор, когда среда станет доступной. Соответственно, значение, установленное посредством NAV, соответствует периоду, в течение которого использование среды запланировано посредством АР и/или STA, передающими кадр.
[58] Протокол IEEE 802.11 MAC, вместе с DCF, предоставляет функцию гибридной координации (HCF), которая основана на функции точечной координации (PCF), которая периодически выполняет опрос, так что все принимающие АР и/или STA могут принимать пакеты данных в основанной на опросе схеме синхронизированного доступа с DCF. HCF имеет HCCA (управляемый HCF доступ к каналу), который использует схему неконкурентного доступа к каналу с использованием механизма опроса и EDCA (Расширенный распределенный доступ к каналу), который имеет схему конкурентного доступа для предоставления пакетов данных множеству пользователей. HCF включает в себя механизм доступа к среде для улучшения QoS (качества обслуживания) беспроводной LAN и может передавать QoS данные как в периоде конкуренции (СР), так и в свободном от конкуренции периоде.
[59] Система беспроводной связи не может быть немедленно осведомлена о существовании сети, ввиду характеристик радиосреды, когда STA включает питание и начинает работу. Соответственно, чтобы получить доступ к сети, STA, независимо от ее типа, должна пройти через процесс обнаружения сети. При обнаружении сети посредством процесса обнаружения сети, STA выбирает сеть, чтобы зарегистрироваться, посредством процесса выбора сети. Затем STA регистрируется в выбранной сети и выполняет обмен данными на стороне передачи/стороне приема.
[60] В системе беспроводной LAN, процесс обнаружения сети реализуется как процедура сканирования. Процедура сканирования разделяется на пассивное сканирование и активное сканирование. Пассивное сканирование реализуется на основе маякового кадра, который периодически широковещательно передается посредством АР. В общем, АР в системе беспроводной LAN широковещательно передает маяковый кадр с конкретными интервалами (например, 100 мс). Маяковый кадр включает в себя информацию о BSS, управляемом им. STA пассивно ожидает приема маякового кадра в конкретном канале. При получении информации о сети путем приема маякового кадра, STA завершает процедуру сканирования в конкретном канале. Для STA не требуется передавать отдельный кадр при реализации пассивного сканирования, и пассивное сканирование выполняется, как только принят маяковый канал. Соответственно, пассивное сканирование может снизить общую служебную нагрузку. Однако ему свойственно большое время сканирования, которое увеличивается пропорционально периоду передачи маякового кадра.
[61] Активное сканирование заключается в том, что STA активно широковещательно передает зондирующий кадр запроса в конкретном канале, чтобы запросить, чтобы все АР, принявшие зондирующий кадр запроса, посылали сетевую информацию к STA. При приеме зондирующего кадра запроса АР ожидает в течение случайного времени, чтобы предотвратить конфликт кадров, и затем включает сетевую информацию в зондирующий кадр ответа и затем передает зондирующий кадр ответа к STA. STA принимает зондирующий кадр ответа, чтобы тем самым получить сетевую информацию, и процедура сканирования затем заканчивается. Активное сканирование может выполнить сканирование относительно быстро, но может увеличить общую сетевую служебную нагрузку, ввиду потребности в последовательности кадров, которая образована запросом-ответом.
[62] По окончании процедуры сканирования, STA выбирает сеть согласно конкретному стандарту и затем выполняет процедуру аутентификации вместе с АР. Процедура аутентификации реализуется в двустороннем квитировании. После завершения процедуры аутентификации, STA переходит к процедуре ассоциации весте с АР.
[63] Процедура ассоциации выполняется в двустороннем квитировании. Сначала STA посылает кадр запроса ассоциации к АР. Кадр запроса ассоциации включает в себя информацию о возможностях STA. На основе этой информации АР определяет, разрешить ли ассоциацию с STA. Если определено разрешить ассоциацию, то АР передает кадр ответа ассоциации к STA. Кадр ответа ассоциации включает в себя информацию, указывающую, разрешить ли ассоциацию, и информацию, указывающую причину для разрешения или отклонения ассоциации. Кроме того, кадр ответа ассоциации содержит информацию о возможностях, поддерживаемых посредством АР. Если ассоциация успешно выполнена, нормальный обмен кадрами устанавливается между АР и STA. Если ассоциация безуспешна, процедура ассоциации проводится повторно на основе информации о причине неудачи, включенной в кадр ответа ассоциации, или STA может послать запрос на ассоциацию к другой АР.
[64] Для преодоления предела по скорости, который рассматривается в качестве слабого места в беспроводной LAN, относительно недавно был установлен стандарт IEEE 802.11n. IEEE 802.11n имеет соей целью повысить скорость и надежность сети при расширении покрытия беспроводной сети. Более конкретно, IEEE 802.11n поддерживает высокую пропускную способность (НТ), которая достигает скорости обработки данных до 540 Мб/с, и основан на технологии MIMO, которая использует множество антенн как на передающей сторон, так и на приемной стороне, чтобы оптимизировать скорость данных и минимизировать ошибки передачи.
[65] По мере того как беспроводная LAN расширяется, и появляются более диверсифицированные приложения, использующие беспроводную LAN, возникает потребность в новой беспроводной системе LAN для поддержки более высокой пропускной способности, чем скорость обработки данных, поддерживаемая IEEE 802.11n. Беспроводная система LAN, поддерживающая очень высокую пропускную способность (VHT), является последующей версией беспроводной системы LAN стандарта IEEE 802.11n, которая является новой, предложенной недавно для поддержки пропускной способности более высокой, чем 500 Мб/с для одиночного пользователя и скорости обработки данных более 1 Гб/с для множества пользователей в точке доступа к услуге МАС (SAP).
[66] При дальнейшем усовершенствовании по сравнению с существующей системой беспроводной LAN, поддерживающей 20 МГц или 40 МГц, VHT система беспроводной LAN направлена на поддержание передач в полосе 80 МГц, непрерывно 1600 МГц, прерывисто 160 Мгц и передач с большей шириной полосы. Кроме того, VHT система беспроводной LAN поддерживает 250 QAM (Квадратурная амплитудная модуляция), что превышает максимальную 64 QAM для существующей системы беспроводной LAN.
[67] Поскольку VHT система беспроводной LAN поддерживает способ передачи MU-MIMO (многопользовательский множественный вход/множественный выход) для более высокой пропускной способности, АР может передавать кадр данных одновременно к по меньшей мере одной или более STA, образующих MIMO-пару. Количество парных STA может быть максимально 4, и если максимальное количество пространственных потоков равно восьми, то каждой STA может быть назначено до четырех пространственных потоков.
[68] Со ссылкой на фиг. 1, в системе беспроводной LAN, показанной на чертеже, АР 10 может одновременно передавать данные к группе STA, включающей в себя по меньшей мере одну или более STA среди множества STA 21, 22, 23, 24 и 30, ассоциированных с АР 10. На фиг. 1, в качестве примера, АР выполняет MU-MIMO передачу к STA. Однако в системе беспроводной LAN, поддерживающей TDLS (установка туннелированного прямого канала) или DLS (установка прямого канала) ячеистой сети, STA для передачи данных может послать PPDU к множеству STA с использованием MU-MIMO схемы передачи. Далее описывается пример, где АР передает PPDU к множеству STA с использованием MU-MIMO схемы передачи.
[69] Данные могут передаваться через различные пространственные потоки к каждой STA. Пакет данных, передаваемый посредством АР 10, может упоминаться как PPDU, который генерируется на физическом уровне системы беспроводной LAN и передается, или кадр как поле данных, включенное в PPDU. То есть, PPDU для SU (однопользовательского)-MIMO и/или MU-MIMO или поле данных, включенное в PPDU, может называться MIMO пакетом. В примере настоящего изобретения, предположим, что целевая для передачи группа STA, MU-MIMO-спаренная с АР 10, включает в себя STA1 21, STA2 22, STA3 23 и STA4 24. В данный момент никакой пространственный поток не назначен конкретной STA в целевой для передачи группе STA, так что данные не могут передаваться к конкретной STA. При этом предположим, что STAa 30 ассоциирована с АР, но не включена в целевую для передачи группу STA.
[70] В системе беспроводной LAN идентификатор может быть назначен целевой для передачи группе STA, чтобы поддерживать MU-MIMO передачу, и этот идентификатор обозначается как групповой ID. АР посылает кадр управления групповыми ID, включающий в себя информацию определения группы для назначения групповых ID для STA, поддерживающих MU-MIMO передачу, и соответственно групповые ID назначаются STA перед передачей PPDU. Одной STA может быть назначено множество групповых ID.
[71] Таблица 1 представляет информационные элементы, включенные в кадр управления групповыми ID.
[72]
<b>Таблица 1</b>
Порядок
Информация
1
Категория
2
VHT действие
3
Статус членства
4
Позиция пространственного потока
[73] Поле категории и поле VHT действия сконфигурированы так, что кадр соответствует кадру управления, и чтобы иметь возможность идентифицировать кадр управления групповыми ID, используемыми в системе беспроводной LAN следующего поколения, поддерживающей MU-MIMO.
[74] Как показано в Таблице 1, информация определения группы включает в себя информацию статуса членства, указывающую, имеет ли место принадлежность к конкретному групповому ID, и, в случае принадлежности к групповому ID, информацию, указывающую номер позиции, которой набор пространственных потоков STA соответствует во всех пространственных потоках, соответствующих MU-MIMO передаче.
[75] Поскольку АР управляет множеством групповых ID, информация статуса членства, предоставляемая для одной STA, должна указывать, принадлежит ли STA каждому из групповых ID, управляемых посредством АР. Соответственно, информация статуса членства может быть предоставлена в форме массива подполей, указывающих, принадлежит ли она каждому групповому ID. Информация позиции пространственных потоков указывает позицию каждого группового ID, и, таким образом, может быть предоставлена в форме массива подполей, указывающих позицию набора пространственных потоков, занимаемого STA, по отношению к каждому групповому ID. Кроме того, информация статуса членства и информация позиции пространственных потоков для одного группового ID может быть реализована в одном подполе.
[76] АР, в случае посылки PPDU к множеству STA посредством схемы MU-MIMO передачи, передает PPDU с информацией, указывающей групповой идентификатор (групповой ID) в PPDU в качестве управляющей информации. При приеме PPDU STA верифицирует, является ли она STA-членом целевой для передачи группы STA, путем проверки поля группового ID. Если STA является членом целевой для передачи группы STA, то STA может идентифицировать, каков номер позиции, где набор пространственных потоков, передаваемый к STA, расположен в полном пространственном потоке. PPDU включает в себя информацию о числе пространственных потоков, распределенных принимающей STA, и, таким образом, STA может принимать данные путем обнаружения пространственных потоков, назначенных для нее.
[77] Между тем, TV WS (свободное место) привлекает внимание как новый доступный частотный диапазон в системе беспроводной LAN. TV WS относится к незанятому частотному диапазону, который оставлен, так как аналоговое TV вещание оцифровано в США. Например, TV WS включает в себя полосу от 54 до 598 МГц. Однако это всего лишь пример, и TV WS может быть разрешенным диапазоном, который может быть первым использован лицензированным пользователем. Под лицензированным пользователем понимается пользователь, которому разрешено использовать разрешенный диапазон, и он может упоминаться как лицензированное устройство, первичный (основной) пользователь или как действующий пользователь.
[78] АР и/или STA, работающие в TV WS, должны предоставлять функцию защиты, что касается лицензированного пользователя, и это объясняется тем, что лицензированный пользователь имеет приоритет в использовании TV WS диапазона. Например, если лицензированный пользователь, такой как микрофон, уже использует конкретный WS канал, то есть частотный диапазон, разделенный по протоколу, чтобы иметь некоторую ширину полосы в TV WS диапазоне, АР и/или STA не могут использовать частотный диапазон, соответствующий WS каналу, чтобы защитить лицензированного пользователя. Кроме того, АР и/или STA должны прекратить использование частотного диапазона, если лицензированный пользователь использует частотный диапазон, который используется для передачи и/или приема текущего кадра.
[79] Соответственно, АР и/или STA должны сначала воспринять, доступен ли конкретный частотный диапазон в TV WS диапазоне, иными словами, имеется ли в этом частотном диапазоне лицензированный пользователь. Восприятие того, имеется ли в конкретном частотном диапазоне лицензированный пользователь, обозначается как контроль спектра. В качестве механизма контроля спектра может быть использована схема детектирования энергии или схема детектирования сигнатуры. Если уровень принимаемого сигнала выше, чем предопределенное значение, то определяется, что он используется лицензированным пользователем, или если обнаружена DTV преамбула, то определяется, что он используется лицензированным пользователем.
[80] На фиг. 2 представлен вид, иллюстрирующий архитектуру физического уровня системы беспроводной LAN, поддерживаемой IEEE 802.11.
[81] Физическая (PHY) архитектура IEEE 802.11 включает в себя PLME (узел управления PHY уровня), подуровень 210 PLCP (процедура сходимости физического уровня) и подуровень 200 PMD (зависимый от физической среды). PLME обеспечивает функцию управления физическим уровнем во взаимодействии с MLME (узел управления уровнем МАС). Подуровень 210 PLCP доставляет MPDU (протокольный блок данных МАС), принятый от подуровня 220 МАС, на подуровень PMD в ответ на инструкцию уровня МАС между подуровнем 220 МАС и подуровнем 200 PMD или доставляет кадр, поступающий от подуровня 200 PMD, на подуровень 220 МАС. Подуровень 200 PMD является нижним уровнем PLCP и обеспечивает передачу и прием узла физического уровня между двумя станциями через радиосреду. MPDU, доставляемый подуровнем 220 МАС, обозначается как PSDU (физический сервисный блок данных) в подуровне 210 PLCP. MPDU подобен PSDU, но в случае доставки А-MPDU (агрегированного MPDU), получаемого агрегированием множества MPDU, каждый MPDU может быть отличающимся от каждого PSDU.
[82] Подуровень 210 PLCP добавляет дополнительное поле, включающее в себя информацию, необходимую для приемопередатчика физического уровня при доставке PSDU от подуровня 220 МАС на подуровень 200 PMD. При этом дополнительное поле может включать преамбулу PLCP к PSDU, заголовок PLCP или концевые биты, необходимые для возврата сверточного кодера назад в нулевое состояние. Подуровень 210 PLCP принимает от подуровня МАС параметр TXVECTOR, включающий информацию, необходимую для генерации и передачи PPDU, и управляющую информацию, необходимую для STA, чтобы принимать и анализировать PPDU. Подуровень 210 PLCP использует информацию, включенную в параметр TXVECTOR, при генерации PPDU, включающего PSDU.
[83] Преамбула PLCP играет роль в подготовке приемника для функции синхронизации и антенного разнесения, прежде чем PSDU будет передан. Поле данных может включать биты заполнения к PSDU, сервисное поле, включающее битовую последовательность для инициализации скремблера, и кодированную последовательность, где закодирована добавленная битовая последовательность концевых битов. При этом, в качестве схемы кодирования, в зависимости от схемы кодирования, поддерживаемой STA, принимающей PPDU, может быть выбрано кодирование ВВС (бинарное сверточное кодирование) или кодирование LDPC (проверка четности низкой плотности). Заголовок PLCP включает в себя поле, включающее информацию о PPDU (протокольный блок данных PLCP), подлежащем передаче, что будет описано ниже более подробно со ссылкой на фиг. 3 и 4.
[84] Подуровень 210 PLCP добавляет вышеописанные поля к PSDU, чтобы тем самым генерировать PPDU (протокольный блок данных PLCP), и передает PPDU к принимающей станции через подуровень PMD, и принимающая STA принимает PPDU и получает информацию, необходимую для восстановления данных, из преамбулы PLCP и заголовка PLCP и восстанавливает данные. Подуровень PLCP принимающей станции доставляет на подуровень МАС параметр RXVECTOR, включающий управляющую информацию, содержащуюся в заголовке PLCP и преамбуле PLCP, и может анализировать PPDU и получать данные в состоянии приема.
[85] На Фиг. 3 и 4 представлены диаграммы, иллюстрирующие формат PPDU, используемый в системе беспроводной LAN, в которой может применяться вариант осуществления настоящего изобретения. Далее STA, работающая в унаследованной системе беспроводной LAN, основанной на IEEE 802.11a/b/g, существующих стандартах беспроводной LAN перед IEEE 802.11n, будет упоминаться как унаследованная STA (L-STA). Кроме того, STA, которая может поддерживать НТ в НТ системе беспроводной LAN, основанной на IEEE 802.11n, будет упоминаться как НТ-STA.
[86] Фиг. 3а иллюстрирует формат унаследованного PPDU (L-PPDU), используемого в IEEE 802.11a/b/g, которые являются существующими стандартами системы беспроводной LAN перед IEEE 802.11n. соответственно, в НТ системе беспроводной LAN, к которой применяется стандарт IEEE 802.11n, унаследованная STA (L-STA) может передавать и принимать L-PPDU, имеющий тот же формат.
[87] L-PPDU 310 включает в себя поле L-STF 311, L-STF 312, L-SIG 313 и поле 314 данных.
[88] L-STF 311 используется для захвата синхронизации кадра, сходимости AGC (автоматической регулировки усиления) и грубого захвата частоты.
[89] L-STF 312 используется для сдвига частоты и оценки канала.
[90] Поле L-SIG 313 включает в себя управляющую информацию для демодуляции и декодирования поля 314 данных.
[91] В L-PPDU, поле L-STF 311, L-STF 312, L-SIG 313 и поле 314 данных могут передаваться в указанном порядке.
[92] Фиг. 3b представляет диаграмму, иллюстрирующую НТ-смешанный формат PPDU, который обеспечивает сосуществование L-STA и НТ-STA. НТ-смешанный PPDU 320 включает в себя поле L-STF 321, L-LTF 322, поле L-SIG 323, поле HT-SIG 324, HT-STF 325 и множество HT-LTF 326 и поле 327 данных.
[93] Поле L-STF 321, L-LTF 322 и поле L-SIG 323 являются теми же самыми, что и обозначенные ссылочными позициями 311, 312 и 313, соответственно. Поэтому L-STA, даже принимая НТ-смешанный PPDU 320, может анализировать поле данных посредством L-STF 321, L-LTF 322 и L-SIG 323. Однако L-SIG 323 может дополнительно содержать информацию для оценивания канала, которое должно выполняться, чтобы НТ-STA могла принимать НТ-смешанный PPDU 320 и дешифровать L-SIG 323, HT-SIG 324 и HT-STF 325.
[94] НТ-STA может узнать, что НТ-смешанный PPDU 320 является PPDU, предназначенным для нее, посредством HT-SIG 324, следующего после L-SIG 323, и, основываясь на этом, может демодулировать и декодировать поле 327 данных.
[95] HT-STF 325 может быть использовано для временной синхронизации кадров или сходимости ARU для НТ-STA.
[96] HT-LTF 326 может быть использовано для оценивания канала, чтобы демодулировать поле 327 данных. Поскольку IEEE 802.11n поддерживает SU-MIMO, может иметься множество HT-LTF 326 для каждого поля данных, передаваемого в множестве пространственных потоков.
[97] HT-LTF 326 может состоять из HT-LTF данных, используемых для оценивания канала для пространственного потока, и HT-LTF расширения, дополнительно используемого для полного зондирования канала. Соответственно, число множества HT-LTF 326 может быть равно или больше, чем число передаваемых пространственных потоков.
[98] В НТ-смешанном PPDU 320, L-STF 321, L-STF 322 и поле L-SIG 323 передаются первыми, так что L-STA может принять их, чтобы тем самым получить данные. Затем передается поле НТ-SIG 324 для демодуляции и декодирования данных, переданных для НТ-STA.
[99] Поле НТ-SIG 324 и его предшественники передаются без формирования диаграммы направленности, так что L-STA и НТ-STA могут принимать PPDU, чтобы получать данные, а HT-STF 325, HT-LTF 326 и поле 327 данных, передаваемые после этого, подвергаются передаче радиосигнала посредством предварительного кодирования. Здесь, передается HT-STF 325, и затем передаются множество HT-LTF 326 и поле 327 данных, так что изменение мощности посредством предварительного кодирования может учитываться посредством STA, выполняющей прием посредством предварительного кодирования.
[100] Хотя в НТ системе беспроводной LAN, НТ-STA, использующая 20 МГц, использует 52 поднесущие данных на символ OFDM, L-STA, использующая ту же частоту 20 МГц, может использовать 48 поднесущих на символ OFDM. Чтобы обеспечить обратную совместимость с существующими системами, поле НТ-SIG 324 в НТ-смешанном PPDU 320 декодируется с использованием L-LTF 322, так что поле НТ-SIG 324 образовано из 48Х2 поднесущих данных. Затем HT-STF 325 и HT-LTF 326 состоят из 52 поднесущих на символ OFDM. В результате поле НТ-SIG 324 поддерживается с 1/2, BPSK (двоичная фазовая манипуляция), каждое поле НТ-SIG 324 состоит из 24 битов и, таким образом, передается с всего 48 битами. Иными словами, оценивание канала для поля L-SIG 323 и поля НТ-SIG 324 использует L-LTF 322, и битовый поток, образующий L-LTF 322, представлен уравнением 1. L-LTF 322 состоит из 48 поднесущих данных, кроме DC поднесущей, на символ.
[101] Уравнение 1
[102] Фиг. 3с показывает диаграмму, иллюстрирующую формат НТ-GF («зеленое поле», ранее не использованное) PPDU 330, который может использоваться только посредством HT-STA. HT-GF PPDU 330 включает HT-GF-STF 331, HT-LTF1 332, HT-SIG 333, множество HT-LTF2 334 и поле 335 данных.
[103] HT-GF-STF 331 используется для захвата синхронизации кадров и AGC.
[104] HT-LTF1 332 используется для оценивания канала.
[105] HT-SIG 333 используется для демодуляции и декодирования поля 335 данных.
[106] HT-LTF2 334 используется для оценивания канала для демодуляции поля 335 данных. Аналогичным образом, HT-STA использует SU-MIMO и, таким образом, требует оценивания канала для каждого поля данных, передаваемого в множестве пространственных потоков. Соответственно, может быть сконфигурировано множество HT-LTF 326.
[107] Множество HT-LTF2 334 могут состоять из множества HT-LTF расширения и множества HT-LTF данных, подобно HT-LTF 326 в НТ-смешанном PPDU 320.
[108] Каждое из полей 314, 327 и 335 данных может включать в себя сервисное поле, скремблированный PSDU, концевой бит и бит заполнения. Сервисное поле может быть использовано для инициализации скремблера. Сервисное поле может быть сконфигурировано как 16 битов. В таком случае семь битов могут быть сконфигурированы для инициализации скремблера. Концевое поле может быть сконфигурировано как битовая последовательность, необходимая для возврата сверточного кодера назад в нулевое состояние. Концевое поле может иметь битовый размер, который пропорционален количеству ВСС (двоичный сверточный код) кодеров, используемых для кодирования данных, подлежащих передаче. Более конкретно, оно может быть сконфигурировано, чтобы иметь шесть битов на ВСС отсчет.
[109] На Фиг. 4 представлен вид, иллюстрирующий пример формата PPDU, используемого в системе беспроводной LAN, поддерживающей VHT.
[110] Согласно фиг. 4, PPDU 400 может содержать L-STF 410, L-LTF 420, поле L-SIG 430, поле VHT-SIGA 440, VHT-STF 450, VHT-LTF 460, поле VHT-SIGB 470 и поле 480 данных.
[111] Подуровень PLCP конфигурирующий PHY, добавляет необходимую информацию к PSDU, доставленному от уровня МАС, чтобы генерировать поле 480 данных, добавляет к нему L-STF 410, L-LTF 420, поле L-SIG 430, поле VHT-SIGA 440, VHT-STF 450, VHT-LTF 460 и поле VHT-SIGB 470 или другие поля, чтобы тем самым генерировать PPDU 400, и передает его к одной или более STA через подуровень PMD, образующий PHY. Управляющая информация, необходимая для подуровня PLCP, чтобы генерировать PPDU, и управляющая информация, которая включена в PPDU и передана, чтобы использоваться принимающей STA, чтобы интерпретировать PPDU, предоставляются из параметра TXVECTOR, доставленного от уровня МАС.
[112] L-STF 410 используется для захвата синхронизации кадров, сходимости AGC и грубого захвата частоты.
[113] L-LTF 420 используется для оценивания канала, чтобы демодулировать поле L-SIG 430 и поле VHT-SIGA 440.
[114] Поле L-SIG 430 используется для L-STA, чтобы принимать PPDU 400 и интерпретировать PPDU 400, чтобы получать данные. Поле L-SIG 430 включает в себя подполе скорости, подполе длины, бит четности и концевое поле. Подполе скорости установлено на значение, указывающее битовую скорость для данных, подлежащих передаче в текущее время.
[115] Подполе длины установлено в значение, указывающее октетную длину PSDU, посредством которого уровень МАС посылает запрос для передачи к PHY уровню. При этом параметр, относящийся к информации об октетной длине PSDU, параметр L-LENGTH, определяется на основе параметра, связанного с временем передачи, параметром TXTIME. TXTIME указывает время передачи, определенное для передачи PPDU, включающего в себя PSDU, посредством PHY уровня, соответственно времени передачи, запрашиваемому уровнем МАС для передачи PSDU (физический сервисный блок данных). Соответственно, параметр L-LENGTH является связанным с временем параметром и, таким образом, подполе длины, включенное в поле L-SIG 430, завершает включение информации, связанной с временем передачи.
[116] Поле VHT-SIGA 440 включает в себя информацию управления (или сигнальную информацию), необходимую для STA, принимающих PPDU, чтобы интерпретировать PPDU 400. Поле VHT-SIGA 440 передается в двух OFDM символах. Соответственно, поле VHT-SIGA 440 может быть разделено на поле VHT-SIGA1 и поле VHT-SIGA2. Поле VHT-SIGA1 включает в себя информацию о ширине полосы канала, используемой для передачи PPDU, идентифицирующей информации, относящейся к тому, следует ли использовать STBC (пространственно-временное блочное кодирование), информацию, указывающую одну из схемы SU или MU-MIMO, в которой передается PPDU, информацию, указывающую целевую группу STA для передачи, включающую в себя множество STA, спаренных по схеме MU-MIMO с АР в случае, если схемой передачи является MU-MIMO, и информацию о пространственном потоке, назначенном каждой STA, включенной в целевую группу STA для передачи. Поле VHT-SIGA2 включает в себя информацию, связанную с коротким защитным интервалом (GI).
[117] Информация, указывающая схему MIMO передачи, и информация, указывающая целевую группу STA для передачи, могут быть реализованы как один фрагмент информации указания MIMO и, в качестве примера, могут быть реализованы как групповой ID. Групповой ID может быть установлен как значение, имеющее конкретный диапазон, и в этом диапазоне предопределенное значение указывает схему SU-MIMO передачи, а другие значения могут быть использованы как идентификатор для целевой группы STA для передачи в случае, если PPDU 400 передается по схеме MU-MIMO передачи.
[118] Если групповой ID указывает, что PPDU 400 передается по схеме SU-MIMO передачи, поле VHT-SIGA2 включает в себя информацию указания кодирования, указывающую, является ли схема кодирования, примененная к полю данных, двоичным сверточным кодированием (ВСС) или кодированием с проверкой четности низкой плотности (LDPC), и информацию о схеме модуляции/кодирования (MCS) в канале между передатчиком и приемником. Кроме того, поле VHT-SIGA2 может включать в себя парциальный AID, включающий в себя AID целевой STA для передачи PPDU и/или некоторые битовые последовательности AID.
[119] Если групповой ID указывает, что PPDU 400 передается по схеме MU-MIMO передачи, то поле VHT-SIGA 440 включает в себя информацию указания кодирования, указывающую, является ли схема кодирования, примененная к полю данных, предназначенному для передачи к принимающим STA, спаренным по MU-MIMO, ВСС или LDPC кодированием. В таком случае информация о схеме модуляции/кодирования (MCS) по каждой принимающей STA может быть включена в поле VHT-SIGB 470.
[120] Поле VTH-STF 450 используется для расширения возможностей оценивания ACG в MU-MIMO передаче.
[121] Поле VTH-LTF 460 используется для STA, чтобы оценивать MU-MIMO канал. Поскольку система беспроводной LAN следующего поколения поддерживает MU-MIMO, может быть сконфигурировано столько VTH-LTF 460, каково число пространственных потоков, где передается PPDU 400. Дополнительно, поддерживается полное канальное зондирование, и в случае, если это выполняется, количество VTH-LTF может увеличиваться.
[122] Поле VHT-SIGB 470 включает в себя выделенную управляющую информацию, необходимую для множества STA, спаренных по MU-MIMO, чтобы принимать PPDU 400 для получения данных. Соответственно, если управляющая информация, включенная в PPDU 400, указывает, что принимаемый в текущий момент PPDU 400 передан по MU-MIMO схеме, STA может быть спроектирована, чтобы декодировать поле VHT-SIGB 470. В противном случае, если управляющая информация, включенная в PPDU 400, указывает, что принимаемый в текущий момент PPDU 400 предназначен для одной STA (включая SU-MIMO), STA может быть спроектирована, чтобы не декодировать поле VHT-SIGB 470.
[123] Поле VHT-SIGB 470 может содержать информацию о схеме модуляции/кодирования (MCS) для каждой STA и информацию о согласовании скорости. Кроме того, оно может содержать информацию, указывающую длину PSDU, включенную в поле данных для каждой STA. Информация, указывающая длину PSDU, является информацией, указывающей длину битовой последовательности PSDU, и может реализовывать такую информацию на пооктетной основе. В случае, если PPDU передается по SU-схеме, информация о MCS включается в поле VHT-SIGA 440, так что она может не включаться в поле VHT-SIGB 470. Размер поля VHT-SIGB 470 может варьироваться в зависимости от типа MIMO передачи (MU-MIMO или SU-MIMO) и ширины полосы канала, используемой для передачи PPDU.
[124] Поле 480 данных включает в себя данные, предназначенные для передачи к STA. Поле 480 данных включает в себя сервисное поле для инициализации скремблера и PSDU (сервисный блок данных PLCP), где MPDU (протокольный блок данных МАС) доставляется на уровне МАС, концевое поле, включающее в себя битовую последовательность, необходимую для возврата сверточного кодера назад в нулевое состояние, и заполняющие биты для нормализации длины поля данных. В случае MU-передачи, поле 480 данных, передаваемое к каждой STA, может включать в себя блок данных, предназначенный для передачи, и блок данных может быть агрегированным MPDU (A-MPDU).
[125] В системе беспроводной LAN, как показано на фиг. 1, в случае, если АР пытается послать данные к STA1 21, STA2 22 и STA3 23, PPDU может быть передан к группе STA, включающей в себя STA1 21, STA2 22, STA3 23 и STA4 24. В таком случае, как показано на фиг. 4, никакой пространственный поток может не назначаться для STA4 24, и конкретное количество пространственных потоков назначается для каждой из STA1 21, STA2 22 и STA3 23, и данные могут передаваться соответствующим образом. В примере, проиллюстрированном на фиг. 4, один пространственный поток может быть назначен для STA1 21, три - для STA2 22 и два - для STA3 23.
[126] На фиг. 5 показана диаграмма, иллюстрирующая формат МАС кадра, обеспечиваемого в системе беспроводной LAN. МАС кадр может быть MPDU (в случае доставки на PHY-уровне, PSDU), включенным в поле данных вышеописанного PPDU.
[127] Согласно фиг. 5, МАС кадр 500 включает в себя поле 510 управления кадра, поле 520 длительности/ID, поле 531 адреса 1, поле 532 адреса 2, поле 533 адреса 3, поле 540 управления последовательности, поле 534 адреса 4, поле 550 управления QoS, поле 560 управления НТ, тело 570 кадра и поле 580 FCS (последовательности проверки кадра).
[128] Поле 510 управления кадра включает в себя информацию о характеристиках кадра. Поле управления кадра может содержать информацию версии протокола, указывающую версию стандартов беспроводной LAN, поддерживаемых кадром 500, и информацию о типе и подтипе для идентификации функции кадра.
[129] Поле 520 длительности/ID может быть реализовано так, чтобы иметь разные значения в зависимости от типа и подтипа МАС кадра 500. Если тип и подтип МАС кадра 500 соответствуют кадрам PS-опроса для работы в режиме энергосбережения, поле 520 длительности/ID может быть сконфигурировано, чтобы включать AID STA, которая послала МАС кадр 500. В других случаях поле 520 длительности/ID может быть сконфигурировано, чтобы иметь конкретное значение длительности в зависимости от типа и подтипа МАС кадра 500. Если МАС кадр 500 является MPDU, включенным в формат A-MPDU, поле 520 длительности/ID, включенное в МАС заголовок каждого MPDU, может быть реализовано так, чтобы иметь то же самое значение.
[130] Поля от поля 531 адреса 1 до поля 534 адреса 4 могут быть сконфигурированы, чтобы реализовывать конкретные поля среди поля BSSID, указывающего BSSID, поля SA, указывающего адрес источника (SA), поле DA, указывающее адрес получателя (DA), поле ТА (адрес передачи), указывающее адрес передающей STA, и поле RA (адрес приема), указывающее адрес принимающей STA. При этом поле адреса, реализованное как поле ТА, может быть установлено как сигнализированное шириной полосы значение ТА, и в таком случае поле ТА может указывать, что кадр содержит дополнительную информацию в скремблирующей последовательности. Сигнализированное шириной полосы значение ТА может быть представлено в МАС-адресе STA, передающей кадр, но индивидуальный/групповой бит, включенный в МАC-адрес, может быть установлен как предопределенное значение, например 1.
[131] Поле 540 управления последовательности сконфигурировано, чтобы включать в себя номер последовательности и номер фрагмента. Номер последовательности может указывать номер последовательности, назначенный для МАС-кадра 500. Номер фрагмента может указывать номер каждого фрагмента в МАС-кадре 500.
[132] Поле 550 управления QoS включает в себя информацию, относящуюся к QoS.
[133] Поле 560 управления НТ включает в себя управляющую информацию, относящуюся к схеме передачи/приема высокой пропускной способности (НТ) и/или к схеме передачи/приема очень высокой пропускной способности (VHT). Реализация поля 560 управления НТ описана более детально ниже.
[134] Тело 570 кадра может включать в себя данные, которые принимающая STA и/или АР намеревается передавать. Тело 570 кадра может включать в себя кадр управления, кадр администрирования, кадр действия и/или кадр данных с компонентом тела, за исключением МАС-заголовка и FCS. В случае, если МАС-кадр 500 является кадром администрирования и/или кадром действия, информационные элементы, содержащиеся в кадре администрирования и/или кадре действия, могут быть реализованы в теле 570 кадра.
[135] Поле 580 FCS включает в себя битовую последовательность для CRC.
[136] Далее вышеописанное поле управления НТ описано более детально со ссылками на чертежи.
[137] На фиг. 6 показана диаграмма, иллюстрирующая формат поля управления НТ.
[138] Согласно фиг. 6, поле 560 управления НТ включает в себя поле 561 варианта VHT, среднее поле 562 управления НТ, поле 563 ограничения АС и поле 564 RDG/больше PPDU.
[139] Поле 561 варианта VHT указывает, имеет ли поле 560 управления НТ формат поля управления НТ для VHT или формат поля управления НТ для НТ. В качестве примера, поле 561 варианта VHT может быть реализовано как поле, имеющее длину одного бита, и, в зависимости от значения, может указываться, реализовано ли среднее поле 562 управления НТ, чтобы иметь формат для НТ или формат для VHT.
[140] Среднее поле 562 управления НТ может быть реализовано, чтобы иметь различный формат в зависимости от указания поля 561 варианта VHT. Конкретная реализация среднего поля 562 управления НТ будет описана ниже более детально.
[141] Поле 563 ограничения АС указывает, ограничена ли отображенная АС (категория доступа) кадра данных RD (обратного направления) одиночной АС.
[142] Поле 564 RDG/больше PPDU может интерпретироваться различными путями в зависимости от того, передается ли поле инициатором RB или ответчиком RD. При передаче инициатором RB, если поле RDG/больше PPDU установлено как '1', то это может интерпретироваться, что имеется RDG и это может быть определено полем длительности/ID. При посылке ответчиком RD, если поле RDG/больше PPDU установлено как '0', то это может интерпретироваться, что PPDU, включающий его в себя, указывает последний кадр в качестве передаваемого RD ответчиком. Если поле RDG/больше PPDU установлено как 1, то это может пониматься как то, что после включающего его PPDU должен передаваться другой PPDU.
[143] На фиг. 7 показана диаграмма, иллюстрирующая формат среднего поля варианта НТ для НТ.
[144] Согласно фиг. 7, среднее поле 700 варианта НТ для НТ включает в себя подполе 710 управления адаптации канала, подполе 720 позиции калибровки, подполе 730 последовательности калибровки, подполе 740 CSI (информации состояния канала)/управления и подполе 750 NDP (пакет нулевых данных).
[145] Подполе 710 управления адаптации канала может включать в себя подполе 711 TRQ (запроса обучения), подполе 712 MAI (запрос MCS или указание ASEL (выбор антенны)), подполе 713 MFSI (идентификатор последовательности обратной связи MCAS) и подполе 714 MFB/ASELC (обратная связь MSC и команда/данные ASEL).
[146] Подполе 711 TRQ включает в себя информацию для запрашивания того, чтобы зондирующий ответчик посылал кадр зондирования. Подполе 712 MAI может содержать информацию индикации для запрашивания обратной связи MCS или информации, указывающей, что подполе 714 MFB/ASELC содержит информацию указания выбора антенны. Подполе 712 MAI включает в себя бит индикации запроса MCS (MRQ) и может содержать подполе MSI (идентификатор последовательности MRQ), имеющее номер последовательности, который обеспечивает возможность идентификации MRQ. Путем установки значения этого подполя может указываться, запрашивается ли обратная связь MCS. Подполе 713 MFSI может быть установлено как принятое значение MSI, включенного в кадр, относящийся к информации MFB. Подполе 714 MFB/ASELC содержит информацию MFB или информацию указания выбора антенны.
[147] Подполе 720 позиции калибровки и подполе 730 последовательности калибровки включают в себя позицию калибровочной последовательности обмена зондирования и идентификационную информацию калибровочной последовательности.
[148] Подполе 740 CSI указывает информацию, обозначающую тип обратной связи.
[149] Подполе 750 оповещения NDP может быть установлено как информация указания оповещения NDP, указывающая, что NDP должен посылаться после PPDU, передаваемого в текущий момент. Подполе 750 оповещения NDP может быть сконфигурировано, чтобы иметь размер в один бит, и при приеме PPDU, STA может верифицировать, является ли PPDU кадром NDPA, через значение подполя 750 оповещения NDP.
[150] На фиг. 8 показана диаграмма, иллюстрирующая формат среднего поля варианта НТ для VHT.
[151] Согласно фиг. 8, среднее поле 800 варианта НТ для VHT включает в себя подполе 810 MRQ, подполе 820 MSI, подполе 830 MFSI/GID-L, подполе 840 MFB, подполе 850 GID-H, подполе 860 типа кодирования, подполе 870 типа FB Tx, подполе 880 незапрошенного MFB.
[152] Подполе 810 MRQ указывает, следует ли запросить обратную связь MCS. Если подполе 810 MRQ установлено в 1, то тем самым может быть реализовано, что обратная связь MCS запрашивается.
[153] Подполе 820 MSI включает в себя, если подполе 810 MRQ указывает запрос обратной связи MCS, номер последовательности для идентификации конкретного запроса.
[154] Подполе 880 незапрошенного MFB может указывать, отвечает ли включенная информация MFB на MRQ. Если подполе 880 незапрошенного MFB установлено на 1, то включенная информация MFB может быть реализована как ответ на MRQ. Если подполе 880 незапрошенного MFB установлено на 0, то включенная информация MFB может быть реализована как не являющаяся ответом на MRQ.
[155] Подполе 830 MFSI/GID-L может толковаться различными путями в зависимости от конфигурации подполя 880 незапрошенного MFB. Если подполе 880 незапрошенного MFB указывает, что включенная информация MFB является ответом на MRQ, то оно может включать в себя принятое значение MSI, содержащееся в кадре, относящемся к информации MFB. Если подполе 880 незапрошенного MFB указывает, что включенная информация MFB не является ответом на MRQ, то оно может включать в себя младшие три бита, образующие групповой ID для PPDU, относящегося к незапрошенной информации MFB.
[156] Подполе 840 MFB может включать в себя рекомендованную информацию MFB. Подполе 840 MFB может содержать подполе 841 VHT N_STS, подполе 842 MCS, подполе 843 BW, подполе 844 SNR. Подполе 841 VHT N_STS указывает число рекомендованных пространственных потоков. Подполе 842 MCS указывает рекомендованную MCS (схему модуляции кодирования). Подполе 843 BW указывает информацию ширины полосы, относящуюся к рекомендованной MCS. Подполе 844 SNR указывает среднее значение SNR по пространственному потоку и поднесущей данных.
[157] Подполе 850 GID-H может включать в себя старшие три бита, составляющие групповой ID PPDU, относящегося к незапрошенной информации MFB, если подполе 880 незапрошенного MFB указывает, что информация MFB не является ответом на MRQ, и MFB оценивается из PPDU для MU-передачи и приема. Если MFB оценивается из PPDU для SU-передачи и приема, то подполе 850 GID-H может включать в себя битовую последовательность, установленную как 1.
[158] Подполе 860 типа кодирования, в случае, если подполе 880 незапрошенного MFB указывает, что информация MFB не является ответом на MRQ, может включать в себя информацию кодирования (BCC или LDPC) кадра, где оценивалась незапрошенная информация MFB.
[159] Подполе 870 типа FB Tx может быть сконфигурировано, чтобы указывать тип передачи оцениваемого PPDU. То есть оно может указывать, подвергался ли оцениваемый PPDU формированию луча.
[160] То, является ли поле 561 варианта VHT разделенным на поле управления НТ для VHT и поле управления НТ для HT, может быть сделано на основе управляющей информации, включенной в среднее поле 562 управления НТ.
[161] Между тем, система беспроводной LAN следующего поколения поддерживает схему MU-MIMO (многопользовательский режим с множеством входов/множеством выходов), в которой множество STA одновременно получают доступ к каналу, чтобы эффективно использовать радиоканал. В соответствии со схемой MU-MIMO передачи, АР может одновременно передавать пакеты к одной или более STA, образующих MIMO-пару.
[162] Постоянный контроль канала для передачи и приема кадра вызывает в STA непрерывное потребление мощности. Потребление мощности в состоянии приема имеет небольшое различие с потреблением мощности в состоянии передачи, так что поддержание состояния приема обуславливает в STA с питанием от батареи потребление относительно большой мощности. Соответственно, если в системе беспроводной LAN STA выполняет контроль канала при непрерывном поддержании состояния ожидания приема, может возникнуть неэффективное потребление мощности, не приводя к конкретному повышению пропускной способности беспроводной LAN, и, следовательно, это является нежелательным с точки зрения управления электропитанием.
[163] Для решения этой проблемы, система беспроводной LAN поддерживает режим управления электропитанием (РМ) для STA. Режим управления электропитанием STA на активный режим и режим энергосбережения (PS). STA работает в основном в активном режиме. STA, работающая в активном режиме, поддерживает активное состояние. То есть, STA остается в состоянии, в котором она способна выполнять обычную операцию, такую как передача и прием кадра или контроль канала.
[164] При обычной операции, STA переходит между спящим состоянием и активным состоянием. В спящем состоянии STA работает с минимальной мощностью и не принимает радиосигналов, включая кадры данных от АР. Кроме того, в спящем состоянии, STA не выполняет контроль канала.
[165] Когда STA работает по возможности долго, потребление мощности снижается, так что рабочий период STA увеличивается. Однако поскольку передача и прием кадра невозможны в спящем состоянии, она не может оставаться в таком рабочем состоянии без всяких условий. В случае, если имеется кадр для передачи от STA, функционирующей в спящем режиме, STA переходит в активное состояние, чтобы иметь возможность принимать кадры. Однако в случае, если АР имеет кадр для передачи к STA, функционирующей в спящем режиме, STA не может ни принять кадр, ни быть оповещенной о существовании кадра для STA. Соответственно, STA может потребовать операции, чтобы быть оповещенной о наличии кадра для передачи к STA и, при его наличии, для перехода в активное состояние в конкретный период, чтобы принимать кадр. Это описано ниже со ссылкой на фиг. 9.
[166] Фиг. 9 иллюстрирует пример операции управления электропитанием.
[167] Согласно фиг. 9, АР 910 посылает маяковый кадр к STA в BSS с постоянным периодом (S910). Маяковый кадр включает в себя информационный элемент TIM (карта указания трафика). Элемент TIM включает в себя информацию, указывающую, что АР 910 буферизует буферизуемый кадр (или буферизуемый блок, BU) для STA, ассоциированных с АР 910, и что кадр должен быть передан. Элемент TIM включает в себя TIM, используемую для указания кадра одноадресной передачи, и DTIM (карта указания трафика доставки), используемую для указания кадра многоадресной передачи или широковещательной передачи.
[168] АР 910 передает DTIM один раз в каждые три маяковых кадра передачи.
[169] STA1 921 и STA2 922 являются STA, работающими в режиме PS. STA1 921 и STA2 922 переходят из спящего состояния в активное состояние в каждый интервал активизации конкретного периода, так что STA могут принимать элемент TIM, передаваемый от АР 910.
[170] Конкретный интервал активизации может быть сконфигурирован так, что STA1 921 может переходить в активное состояние в каждый маяковый интервал, чтобы принимать элемент TIM. Соответственно, когда АР 910 впервые передает маяковый кадр (S911), STA1 921 переходит в активное состояние (S921). STA1 921 принимает маяковый кадр и получает элемент TIM. В случае, когда полученный элемент TIM указывает, что буферизуемый кадр для передачи к STA1 921 буферизован, STA1 921 передает кадр PS-опроса к АР 910, чтобы запросить АР 910 передать кадр (S921а). В ответ на кадр PS-опроса АР 910 передает кадр к STA1 921 (S931). После того как кадр полностью принят, STA1 921 возвращается в спящее состояние.
[171] Когда АР 910 передает второй маяковый кадр, поскольку среда занята, например, если другое устройство получает доступ к среде, АР 910 не может послать маяковый кадр в точном маяковом интервале и может отложить передачу маякового кадра (S912). В таком случае STA1 921 возвращает свой рабочий режим в активное состояние согласно маяковому интервалу, но не может принять отложенный маяковый кадр, так что STA1 921 снова переключается в спящее состояние (S922).
[172] Когда АР 910 посылает третий маяковый кадр, маяковый кадр может включать в себя элемент TIM, который посылается как DTIM. Однако, поскольку среда занята, передача посредством АР 910 маякового кадра откладывается (S913). STA1 921 переключается в активное состояние в соответствии с маяковым интервалом и может получить DTIM через маяковый кадр, переданный посредством АР 910. DTIM, полученная STA1 921, указывает, что нет кадра для передачи к STA1 921, и что есть кадр для другой STA. Соответственно, STA1 921 возвращается в спящее состояние. АР 910, после передачи маякового кадра, посылает кадр к STA (S932).
[173] АР 910 посылает четвертый маяковый кадр (S914). Однако STA1 921 не может получить информацию, указывающую, что буферизуемый кадр для нее остается буферизованным на протяжении предыдущего двойного приема элемента TIM, и, таким образом, STA1 921 может настроить интервал активизации для приема элемента TIM. Или, если маяковый кадр, переданный АР 910, включает в себя информацию сигнализации для настройки значения интервала активизации STA1 921, значение интервала активизации STA1 921 может быть настроено. В этом примере STA1 921 может изменить свою конфигурацию таким образом, что переход в рабочее состояние для приема элемента TIM выполняется на каждые три маяковых интервала, а не на каждый маяковый интервал. Соответственно, STA1 921 остается в спящем состоянии после того, как АР 910 посылает четвертый маяковый кадр (S914) и когда АР 910 посылает пятый маяковый кадр (S915), и, таким образом, не может получить элемент TIM.
[174] Когда АР 910 посылает шестой маяковый кадр (S916), STA1 921 переключается в активное состояние и получает элемент TIM, включенный в маяковый кадр (S924). Элемент TIM представляет собой DTIM, указывающую, что имеется кадр широковещательной передачи, так что STA1 921 не передает кадр PS-опроса к АР 910 и принимает кадр широковещательной передачи, переданный посредством АР 910 (S934).
[175] Между тем, интервал активизации, сконфигурированный в STA2 922, может иметь более длинный период, чем таковой для STA1 921. Соответственно, когда АР 910 посылает пятый маяковый кадр (S915), STA2 922 может переключиться в активное состояние, чтобы принимать элемент TIM (S925). STA2 922 оповещается, что имеется кадр для передачи к ней, через элемент TIM, и чтобы запросить передачу, посылает кадр PS-опроса к АР 910 (S925а). АР 910 посылает кадр к STA2 922 в ответ на кадр PS-опроса (S933).
[176] Чтобы работать в режиме энергосбережения, как показано на фиг. 9, элемент TIM включает в себя TIM, указывающую, имеется ли кадр для передачи к STA, или DTIM, указывающую, имеется ли кадр для широковещательной/многоадресной передачи. DTIM может быть реализована путем конфигурирования поля элемента TIM.
[177] На фиг. 10 показана диаграмма, иллюстрирующая пример формата элемента TIM.
[178] Согласно фиг. 10, элемент TIM 1000 включает в себя поле 1010 ID элемента, поле 1020 длины, поле 1030 счета DTIM, поле 1040 периода DTIM, поле 1050 управления битовой карты и поле 1060 парциальной виртуальной битовой карты.
[179] Поле 1010 ID элемента указывает, что информационный элемент является элементом TIM. Поле 1020 длины указывает полную длину, включая самого себя и последующие поля. Максимальное значение может быть 255 и может быть установлено в октетах.
[180] Поле 1030 счета DTIM указывает, является ли текущий элемент TIM DTIM, и если только он не DTIM, указывает число оставшихся TIM до тех пор, пока не будет передана DTIM. Поле 1040 периода DTIM указывает период, с которым передается DTIM, и период, с которым передается DTIM, может быть установлен как кратное счета передачи маякового кадра.
[181] Поле 1050 управления битовой карты и поле 1060 парциальной виртуальной битовой карты указывают, буферизует ли конкретная STA буферизуемый кадр. Первый бит в поле 1050 управления битовой карты указывает, имеется ли кадр широковещательной/многоадресной передачи, подлежащий передаче. Остальные биты установлены, чтобы указывать значение сдвига, чтобы интерпретировать последующее поле 1060 парциальной виртуальной битовой карты.
[182] Поле 1060 парциальной виртуальной битовой карты установлено на значение, указывающее, имеется ли буферизуемый кадр для передачи к каждой STA. Оно может быть установлено в форме битовой карты, где битовая карта, соответствующая значению AID конкретной STA, установлена в 1. В соответствии с порядком AID, распределение может быть выполнено от 1 до 2007, и в качестве примера, если четвертый бит установлен как 1, это означает, что в АР буферизован трафик, который должен быть передан к STA, у которой AID равен 4.
[183] Между тем, в случае, когда биты, установленные как последовательные 0, встречаются часто в конфигурировании битовой последовательности поля 360 парциальной виртуальной битовой карты, использование всей битовой последовательности в конфигурировании битовой карты может быть неэффективным. Для этого поле 1050 управления битовой карты может содержать информацию смещения для поля 1060 парциальной виртуальной битовой карты.
[184] Фиг. 11 иллюстрирует пример поля управления битовой карты и поля парциальной виртуальной битовой карты в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
[185] Согласно фиг. 11, последовательность битовой карты, образующая поле 1060 парциальной виртуальной битовой карты, указывает, включает ли STA, имеющая AID, соответствующий индексу битовой карты, буферизованный кадр. Последовательность битовой карты образует информацию указания на AID от 0 до 2007.
[186] Последовательность битовой карты может иметь последовательные 0 от первого бита до k-го бита. Далее, последовательные 0 могут быть установлены от другого 1-го бита до последнего бита. Это указывает, что STA, которым назначены AID от 0 до k, и STA, которым назначены от 1 до 2007, не имеют никакого буферизованного кадра. Как таковая, последовательность последовательных нулей от 0 до k-го в ранней части последовательности битовой карты может быть предусмотренной информацией смещения, а последовательность 0 в последней части может быть опущена, тем самым сокращая размер элемента TIM.
[187] Для этого поле 1050 управления битовой карты может включать в себя подполе 1051 смещения битовой карты, которое содержит информацию смещения последовательности последовательных нулей в последовательность битовой карты. Подполе 1051 смещения битовой карты может быть установлено, чтобы указывать k, а поле 1060 парциальной виртуальной битовой карты может быть установлено, чтобы включать от (k+1)-го бита до (l-1)-го бита исходной последовательности битовой карты
[188] Детальная процедура ответа STA, которая приняла элемент TIM, описана со ссылкой на фиг. 12-14.
[189] Фиг. 12 является блок-схемой последовательности операций примера процедуры ответа АР в протоколе TIM.
[190] Согласно фиг. 12, STA 1220 переключает свой рабочий режим из спящего состояния в активное состояние, чтобы принимать маяковый кадр, включающий в себя TIM, от АР 1210 (S1210). STA 1220 может быть осведомлена, что имеется буферизованный кадр для передачи к ней, путем интерпретирования принятого элемента TIM.
[191] STA 1220 конкурирует с другими STA за доступ к среде, чтобы передавать кадр PS-опроса (S1220), и посылает кадр PS-опроса к АР 1210 для запрашивания передачи кадра данных (S1230).
[192] При приеме кадра PS-опроса, переданного от STA 1220, АР 1210 посылает кадр к STA 1220 (S1240). STA 1220 принимает кадр данных и в ответ передает кадр АСК (квитирования) к АР 1210 (S1250). Затем STA переключает свой рабочий режим назад в спящее состояние (S1260).
[193] Как показано на фиг. 12, АР может передавать данные в конкретное время после приема кадра PS-опроса, вместо того чтобы передавать кадр данных непосредственно после приема кадра PS-опроса от STA.
[194] На фиг. 13 показана последовательность операций, иллюстрирующая другой пример процедуры ответа АР по протоколу TIM.
[195] Согласно фиг. 13, STA 1320 переключает свое рабочий режим из спящего состояния в активное состояние, чтобы принимать маяковый кадр, включающий в себя TIM, от АР 1310 (S1310). STA 1320 может быть осведомлена, что имеется буферизованный кадр для передачи к ней, путем интерпретирования принятого элемента TIM.
[196] STA 1320 конкурирует с другими STA за доступ к среде, чтобы передавать кадр PS-опроса (S1320) и посылает кадр PS-опроса к АР 1310 для запрашивания передачи кадра данных (S1330).
[197] В случае, если, несмотря на прием кадра PS-опроса, АР 1310 не может подготовить кадр данных для конкретного временного интервала, АР 1310, вместо немедленной передачи кадра данных, посылает кадр АСК к STA 1320 (S1340). Это является функцией отложенного ответа, отличной от этапа S1240, на котором АР 1210, показанная на фиг. 12, посылает кадр данных к STA 1220 непосредственно в ответ на кадр PS-опроса.
[198] АР 1310, если кадр данных готов после передачи кадра АСК, выполняет конкуренцию (S1350) и затем посылает кадр данных к STA 1320 (S1360).
[199] STA 1320 посылает кадр АСК к АР 1310 в ответ на прием кадра данных (S1370) и переключает свой рабочий режим в спящее состояние (S1380).
[200] Если АР посылает DTIM к STA, то процедура протокола TIM, которая выполняется после этого, может отличаться.
[201] На фиг. 14 показана последовательность операций, иллюстрирующая процедуру протокола TIM посредством DTIM.
[202] Согласно фиг. 14, STA 1420 переключает свой рабочий режим из спящего состояния в активное состояние, чтобы принимать маяковый кадр, включающий в себя элемент TIM (S1410). STA 1420 могут быть осведомлены, что имеется кадр многоадресной/ широковещательной передачи, который должен передаваться, посредством принятой DTIM.
[203] АР 1410 посылает кадр многоадресной/широковещательной передачи после передачи маякового кадра, включающего в себя DTIM (S1410). STA 1420 переключают свое рабочее состояние в спящее состояние после приема кадра многоадресной/широковещательной передачи, переданного посредством АР 1410.
[204] В способе работы в режиме энергосбережения на основе протокола TIM, описанного со ссылками на фиг. 9-14, STA могут верифицировать, имеется ли буферизованный кадр для передачи, вследствие буферизованного трафика через информацию идентификации STA, включенную в элемент TIM. Информация идентификации STA может быть информацией, ассоциированной с AID (идентификатор ассоциации), который является идентификатором, назначенным, когда STA ассоциируется с АР. Информация идентификации STA может быть сконфигурирована, чтобы непосредственно указывать AID STA, имеющих буферизованный кадр, или может быть конфигурирована по типу битовой карты, в которой порядок битов, соответствующий значению AID, установлен как конкретное значение. STA могут быть оповещены, что имеется кадр, буферизованный для них, если информация идентификации STA указывает их AID.
[205] Между тем, операция управления электропитанием на основе APSD (автоматическая энергосберегающая доставка) также может быть предоставлена, чтобы обеспечивать сбережение мощности станции.
[206] АР, которая может поддерживать APSD, сигнализирует, что APSD может поддерживаться, через использование подполя APSD, включенного в поле информации о возможностях кадра ответа ассоциации, кадра ответа зондирования и маякового кадра. STA, которая может поддерживать APSD, использует поле управления электропитанием, которое включено в поле управления кадра, чтобы указывать, работает ли она в активном режиме или в режиме энергосбережения.
[207] APSD является механизмом для доставки данных нисходящей линии и буферизуемого кадра управления к STA, которая работает в режиме энергосбережения. В кадре, который передается STA, которая остается в режиме энергосбережения и использует APSD, бит управления электропитанием поля управления кадра установлен на 1, и посредством этого буферизация может происходить в АР.
[208] APSD определяет два механизма доставки, такие как U-APSD (незапланированная APSD) и S-APSD (запланированная APSD). STA может использовать U-APSD, так что часть или весь ее BU (буферизуемый блок) доставляется в течение незапланированного SP (периода обслуживания). STA может использовать S-APSD, так что часть или весь ее BU доставляется в течение незапланированного SP.
[209] STA, использующая U-APSD, может не принять кадр, переданный посредством АР в течение периода обслуживания, из-за помех. Хотя АР может не контролировать помехи, однако АР может определить, что STA не смогла точно принять кадр. Значение возможности сосуществования U-APSD позволяет STA информировать о запрашиваемой длительности передачи к АР, так что она может использоваться в качестве периода обслуживания для U-APSD. АР может передать кадр в течение периода обслуживания и, соответственно, может повысить возможность приема кадра, когда STA находится под влиянием помех. Кроме того, U-APSD может снизить возможность неуспеха приема кадра, переданного от АР, в течение периода обслуживания.
[210] STA передает к АР кадр запроса ADDTS (добавления потока трафика), включающий в себя элемент сосуществования U-APSD. Элемент сосуществования U-APSD может включать в себя информацию о запрашиваемом периоде обслуживания.
[211] АР обрабатывает запрашиваемый период обслуживания и в ответ на кадр запроса ADDTS может послать кадр ответа ADDTS. Кадр запроса ADDTS может включать в себя код состояния. Код состояния может указывать информацию ответа о запрашиваемом периоде обслуживания. Код состояния может указывать, разрешен ли запрашиваемый период обслуживания, и если запрашиваемый период обслуживания отклонен, то может дополнительно указать причину отказа.
[212] Если запрашиваемый период обслуживания разрешен АР, то АР может послать кадр к STA в течение периода обслуживания. Длительность периода обслуживания может быть специфицирована элементом сосуществования U-APSD, включенным в кадр запроса ADDTS. Начало периода обслуживания может быть временем, когда АР нормально принимает кадр запуска, передаваемый от STA.
[213] STA может перейти в спящее состояние, если период обслуживания U-APSD истекает.
[214] Между тем, по мере того как появляются различные коммуникационные службы, такие как интеллектуальная сеть и е-здравоохранение, или повсеместные службы, внимание привлекает М2М («от машины к машине»), чтобы поддерживать такие службы. Датчик для контроля температуры и влажности, камера, бытовые приборы, такие как TV, или крупные машины, включая заводское технологическое оборудование или транспортное средство, могут быть элементом системы М2М. Элементы, образующие систему М2М, могут передавать и принимать данные на основе связи WLAN. В случае, если устройства системы М2М поддерживают WLAN и конфигурируют сеть, система далее упоминается как М2М система беспроводной LAN.
[215] Поддерживающая М2М система беспроводной LAN может использовать частотный диапазон 1 ГГц или более, а использованием низкого частотного диапазона может вызвать расширение покрытия обслуживанием. Соответственно, количество беспроводных устройств, расположенных в области покрытия обслуживанием, может быть большим, чем количество беспроводных устройств в существующей системе беспроводной LAN. Дополнительно, поддерживающая М2М система беспроводной LAN имеет следующие признаки.
[216] 1) Множество STA: М2М предполагает, что, в отличие от существующих сетей, большое количество STA присутствуют в BSS. Это объясняется тем, что учитываются сенсоры, установленные в доме или офисе, а также собственные устройства индивидуальных лиц. Соответственно, значительное количество STA может быть связано с одной АР.
[217] 2) Низкая нагрузка трафика на STA: Поскольку М2М-терминал имеет структуру трафика, предполагающую сбор окружающей информации и оповещение, не требуется частая отсылка, и количество информации относительно мало.
[218] 3) Ориентированная на восходящую линию коммуникация: М2М имеет структуру приема команды главным образом по нисходящей линии, выполнения действия и сообщения результирующих данных по восходящей линии. Основные данные посылаются в основном по восходящей линии и поэтому поддерживающая М2М система становится ориентированной на восходящую линию.
[219] 4) Управление электропитанием STA: М2М-терминал в основном получает питание от батареи, и во многих случаях является затруднительным выполнять частую подзарядку. Соответственно, для минимизации потребления ресурса батареи требуется способ управления электропитанием.
[220] Функция автоматического восстановления: Для человека бывает затруднительно манипулировать устройством, образующим М2М-систему, в конкретных обстоятельствах, и поэтому такое устройство требует функции автоматического восстановления.
[221] В соответствии со структурой сервер/клиент в обычной системе беспроводной LAN, клиент, такой как STA, посылает запрос на информацию на сервер, и сервер посылает информацию в ответ на запрос к STA. При этом сервер, который предоставил информацию, может рассматриваться как машина, которая механически собирает и предоставляет информацию, а сторона, которая приняла информацию, может быть пользователем, использующим клиент. Ввиду такой структурной особенности, ориентированная на нисходящую линию технология коммуникации главным образом разрабатывалась в существующих системах беспроводной LAN.
[222] В противоположность этому, в поддерживающей М2М системе беспроводной LAN применяется структура, противоположная описанной выше. Иными словами, клиент, машина, собирает и предоставляет информацию, а пользователь, управляющий сервером, может запрашивать информацию. То есть в поддерживающей М2М системе беспроводной LAN, М2М-сервер выдает команду, относящуюся к измерению в окружающей среде, к М2М-STA, и М2М-STA выполняет операцию по команде и сообщает собранную информацию серверу в общем коммуникационном потоке. В отличие от предшествующего, пользователь получает доступ к сети на стороне сервера, и коммуникационный поток идет в противоположном направлении. Это является структурной особенностью поддерживающей М2М системы беспроводной LAN.
[223] В вышеописанной среде беспроводной LAN, может быть обеспечен механизм энергосбережения, который препятствует ненужному поддержанию STA в активном состоянии, и если выявлено, что имеется буферизованный кадр, позволяет STA переключаться в активное состояние, чтобы принимать буферизованный кадр.
[224] Передача и прием кадра посредством STA на основе механизма энергосбережения может выполняться на основе протокола TIM, как показано на фиг. 9-14. В соответствии с протоколом TIM, АР посылает кадр данных после приема кадра PS-опроса от STA, и в этом случае АР может передать один буферизованный кадр, то есть PSDU, в ответ на кадр PS-опроса. Между тем, АР, передающая только один буферизованный кадр в ответ на кадр PS-опроса, в среде, где имеется высокий буферизованный трафик для STA, является неэффективной с точки зрения обработки трафика.
[225] Для решения вышеуказанных проблем, U-APSD может применяться к способу передачи и приема кадра на основе протокола TIM. STA может принимать по меньшей мере один или более предназначенных для нее кадров от АР в течение периода обслуживания.
[226] На фиг. 15 показан вид, иллюстрирующий примерный способ передачи и приема кадра на основе протокола TIM и U-APSD.
[227] Согласно фиг. 15, STA, которая находится в спящем состоянии, переходит в активное состояние, чтобы принимать элемент TIM (S1511).
[228] STA принимает элемент TIM (S1512). Элемент TIM может передаваться включенным в маяковый кадр. При приеме элемента TIM, терминал может определить, буферизован ли для него буферизуемый кадр на основе AID STA, и включена ли в элемент TIM последовательность битовой карты поля парциальной виртуальной битовой карты.
[229] Если идентифицировано, что имеется буферизованный кадр, STA возвращается в спящее состояние (S1513).
[230] В момент, когда желательна передача буферизованного кадра, STA переключается в активное состояние и получает право доступа к каналу на конкурентной основе (S1521). STA получает право доступа к каналу и передает кадр запуска, чтобы уведомить, что период обслуживания для STA инициирован (S1522).
[231] АР передает кадр АСК к STA в ответ на кадр запуска (S1523).
[232] АР может выполнить процедуру обмена RTS/CTS, чтобы передать буферизованный кадр в периоде обслуживания. АР получает право доступа к каналу на конкурентной основе, чтобы послать кадр RTS (S1531). АР передает кадр RTS к STA (S1532), и STA посылает кадр CTS к АР в ответ на это (S1533).
[233] АР передает кадр данных, относящийся к по меньшей мере буферизованному кадру после обмена RTS/CTS по меньшей мере один раз или более (S1541, S1542 и S1543). Если АР выполняет последнюю передачу кадра с (EOSP) в поле QoS услуги кадра, установленным как '1', STA может затем принять последний кадр и может узнать, что период обслуживания должен быть закончен.
[234] STA посылает кадр АСК к АР в ответ на по меньшей мере один принятый кадр, когда период обслуживания завершен (S1550). При этом кадр АСК может быть АСК блока, подтверждением приема для множества кадров. STA, которая передала кадр АСК, переходит в спящее состояние (S1560).
[235] При способе передачи/приема кадра, описанном выше со ссылкой на фиг. 15, STA может начать период обслуживания в желательное время и может принять по меньшей мере один или более кадров в течение одного периода обслуживания. Соответственно, эффективность в свете обработки трафика может быть повышена.
[236] Между тем, в вышеописанном способе передачи/приема кадра обмен кадрами RTS/CTS, требуемый при передаче данных, чтобы предотвратить проблему скрытого узла, приводит к высокой служебной нагрузке на передачу данных. Кроме того, в U-APSD, требуется некоторое время после того, как STA посылает кадр запуска для запроса, чтобы АР посылала данные, и затем АР подготавливает данные для посылки и затем выполняет конкуренцию для передачи данных. Поскольку STA может ненужным образом поддерживать активное состояние в течение этого времени, эффективность энергосбережения может быть снижена.
[237] Соответственно, настоящее изобретение предлагает способ, чтобы более эффективно передавать кадр данных, который подготовлен для передачи к STA посредством АР заранее, начиная период обслуживания в запланированное время между АР и STA, когда STA принимает данные от АР.
[238] Для этого в настоящем изобретении предлагается кадр SP (период обслуживания)-опроса.
[239] На фиг. 16 показана диаграмма, иллюстрирующая формат МАС-кадра для кадра SP-опроса в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
[240] Согласно фиг. 16, кадр 1600 SP-опроса может включать в себя поле 1610 управления кадра, поле 1620 длительности, поле 1630 BSSID(RA), поле 1640 ТА, тело 1650 кадра и поле 1660 FCS.
[241] Поле 1610 управления кадра может указывать, что кадр является кадром SP-опроса.
[242] Поле 1620 длительности может указывать длительность опрашиваемого периода обслуживания, инициированного кадром 1600 SP-опроса. Поле 1620 длительности может быть основой для конфигурирования вектора сетевого распределения (NAV) другой STA, которая не посылала кадр 1600 SP-опроса.
[243] Поле 1630 BSSID(RA) может включать в себя идентификационную информацию АР или идентификационную информацию BSS под управлением АР, ассоциированной с STA. Идентификационная информация может быть BSSID.
[244] Поле 1640 ТА может включать идентификационную информацию STA, которая передала кадр 1600 SP-опроса. Идентификационная информация может представлять собой МАС-адрес STA. Идентификационная информация может включать в себя AID STA.
[245] Тело 1650 кадра может содержать поле опрашиваемого интервала периода обслуживания (опрашиваемого SP-интервала). Поле опрашиваемого периода обслуживания может включать в себя информацию, относящуюся к опрашиваемому SP-интервалу, который является интервалом между тем, когда период обслуживания, инициированный кадром 1600 SP-опроса, истекает, и тем, когда инициируется следующий период обслуживания. Поле опрашиваемого SP может включать в себя информацию, относящуюся к времени, когда кадр 1600 SP-опроса передается, и затем передается следующий кадр SP-опроса.
[246] Поле 1660 FCS может включать в себя последовательность для CRC.
[247] Поле опрашиваемого SP, указывающее интервал между периодами обслуживания и/или интервал в передаче между кадрами SP-опроса, может быть установлен, чтобы указывать, что интервалом является 0 и/или нуль. Это может указывать, что опрашиваемый период обслуживания инициирован кадром SP-опроса, переданным STA, и по меньшей мере один или более кадров должны передаваться от АР в течение периода обслуживания. Кроме того, поле, установленное таким образом, может указывать, что не учитывается, что после опрашиваемого периода обслуживания, инициированного кадром SP-опроса, опрашиваемый период обслуживания инициируется снова, чтобы передавать и принимать буферизованный кадр.
[248] Способ передачи/приема кадра посредством режима энергосбережения STA, основанный на вышеописанном кадре SP-опроса, может быть разделен на механизм немедленного SP-опроса и механизм отложенного SP-опроса, в зависимости от АР, которая приняла кадр SP-опроса.
[249] На фиг. 17 показан вид, иллюстрирующий примерный способ передачи и приема кадра посредством STA, работающей в режиме энергосбережения, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. Способ передачи и приема кадра, показанный на фиг. 17, может быть примером способа передачи и приема кадра согласно механизму немедленного SP-опроса.
[250] Согласно фиг. 17, STA, которая находится в спящем состоянии, переходит в активное состояние, чтобы принимать элемент TIM (S1710).
[251] STA принимает элемент TIM (S1720). Элемент TIM может передаваться включенным в маяковый кадр. При приеме элемента TIM, терминал может определить, буферизован ли для него буферизуемый кадр, на основе AID STA, и включена ли в элемент TIM последовательность битовой карты поля парциальной виртуальной битовой карты.
[252] Если идентифицировано, что буферизуемый кадр буферизуется, STA получает право доступа к каналу на конкурентной основе и может послать запрос на передачу буферизованного кадра к АР через передачу кадра SP-опроса (S1730).
[253] При приеме кадра SP-опроса, АР передает по меньшей мере один или более буферизованных кадров к STA после SIFS (S1741, S1742 и S1743). В таком случае АР может непрерывно передавать множество буферизованных кадров в течение опрашиваемого периода обслуживания.
[254] В случае, если конкретный опрашиваемый период обслуживания не сконфигурирован посредством отдельной сигнализации между АР и STA, значение EOSP может быть установлено в 1 в последнем буферизованном кадре, который передается от АР к STA в течение опрашиваемого периода обслуживания. Посредством этого, опрашиваемый период обслуживания между STA и АР может истечь.
[255] Напротив, конкретный опрашиваемый период обслуживания может быть сконфигурирован через отдельную сигнализацию между АР и STA. Для этого может применяться поле длительности кадра SP-опроса, передаваемого от STA. В этом случае опрашиваемый период обслуживания может инициироваться в момент, когда STA посылает кадр SP-опроса или когда АР принимает кадр SP-опроса. Опрашиваемый период обслуживания может быть сконфигурирован в течение периода времени, указанного полем длительности от времени инициирования. АР может послать буферизованный кадр в соответствии с длительностью опрашиваемого периода обслуживания. STA может принимать буферизованный кадр в соответствии с длительностью опрашиваемого периода обслуживания.
[256] STA может послать кадр АСК к АР (S1750). STA переходит в спящее состояние после передачи кадра АСК (S1760). Кадр АСК может быть послан в момент, когда опрашиваемый период обслуживания истекает.
[257] На фиг. 18 показан вид, иллюстрирующий примерный способ передачи и приема кадра посредством STA, работающей в режиме энергосбережения, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. Способ передачи и приема кадра, показанный на фиг. 18, основан на механизме отложенного SP-опроса.
[258] Согласно фиг. 18, STA, которая находится в спящем состоянии, переходит в активное состояние, чтобы принимать элемент TIM (S1811).
[259] STA принимает элемент TIM (S1812). Элемент TIM может передаваться включенным в маяковый кадр. При приеме элемента TIM, терминал может определить, буферизован ли для него буферизуемый кадр, на основе AID STA, и включена ли в элемент TIM последовательность битовой карты поля парциальной виртуальной битовой карты.
[260] Если идентифицировано, что буферизуемый кадр буферизуется, STA получает право доступа к каналу на конкурентной основе (S1821) и может послать запрос на передачу буферизованного кадра к АР через передачу кадра SP-опроса (S1822). Когда передается кадр SP-опроса, может быть инициирован первый опрашиваемый период обслуживания.
[261] Между тем, АР, после приема кадра SP-опроса, может не послать буферизованный кадр к STA в пределах SIFS. В этом случае АР передает кадр АСК после приема кадра SP-опроса (S1823).
[262] При приеме кадра АСК в ответ на переданный кадр SP-опроса, STA может распознать, что АР не может послать буферизованный кадр. В этом случае первый опрашиваемый период обслуживания, который был инициирован передачей кадра SP-опроса, может истечь. STA принимает кадр АСК и переходит в спящее состояние (S1824).
[263] Между тем, STA переходит в активное состояние во время, указанное полем опрашиваемого SP интервала кадра SP-опроса (S1831), и получает право доступа к каналу на конкурентной основе (S1832).
[264] При получении права доступа к каналу, STA запрашивает, чтобы АР посылала кадр, посредством передачи кадра SP-опроса (S1833). Второй опрашиваемый период обслуживания начинается посредством передачи кадра SP-опроса.
[265] Между тем, АР может предварительно воспринять время, когда STA намеревается инициировать второй опрашиваемый период обслуживания, через поле опрашиваемого SP-интервала принятого кадра SP-опроса. В качестве примера, в случае, если поле опрашиваемого SP-интервала указывает интервал между двумя опрашиваемыми периодами обслуживания, можно узнать время, когда STA намеревается инициировать второй опрашиваемый период обслуживания и принимает буферизованный кадр, путем интерпретации поля опрашиваемого SP- интервала кадра SP-опроса на этапе S1822. В качестве другого примера, если поле опрашиваемого SP-интервала указывает интервал, когда STA, которая уже передала кадр SP-опроса, намеревается передать последующий кадр SP-опроса, АР может знать время, в которое STA намеревается послать кадра SP-опроса, путем анализа поля опрашиваемого SP-интервала, включенного в кадр SP-опроса, на этапе S1822. Однако фиг. 18 иллюстрирует опрашиваемый SP интервал, когда предполагается, что поле опрашиваемого SP-интервала указывает время, когда предполагается послать следующий кадр SP-опроса.
[266] Соответственно, АР может подготовить буферизованный кадр, подлежащий передаче к STA, после приема кадра SP-опроса. АР может передать один или более буферизованных кадров к STA в течение второго опрашиваемого периода обслуживания спустя SIFS после приема кадра SP-опроса (S1841, S1842, S1843).
[267] Длительность второго опрашиваемого периода обслуживания, инициированного посредством STA, передающей кадр SP-опроса (S1833), может быть определена как длительность опрашиваемого периода, описанного выше со ссылкой на фиг. 17. То есть опрашиваемая длительность может быть завершена посредством АР, посылающей буферизованный кадр, включающий в себя поле EOSP, установленное в 1. Либо вторая опрашиваемая длительность может быть определена посредством длительности, указанной полем длительности кадра SP-опроса, переданного посредством STA на этапе S1833.
[268] STA принимает по меньшей мере один или более кадров от АР и в ответ передает кадр АСК (S1844). Кадр АСК, переданный посредством STA, может быть АСК блока, как ответ, чтобы подтвердить прием по меньшей мере одного или более буферизованных кадров. STA может перейти в спящее состояние после передачи кадра АСК (S1850).
[269] Хотя на фиг. 18 второй опрашиваемый период обслуживания истекает после того, как STA посылает кадр АСК, второй опрашиваемый период обслуживания может быть завершен непосредственно перед тем, как STA посылает кадр АСК. То есть, STA может быть сконфигурирована, чтобы передавать кадр АСК к АР, когда заканчивается второй опрашиваемый период обслуживания.
[270] В способе передачи и приема кадра, показанном на фиг. 18, АР в течение первого опрашиваемого периода обслуживания передает кадр АСК в ответ на кадр SP-опроса STA. Соответственно, в течение первого опрашиваемого периода обслуживания выполняется способ передачи и приема кадра на основе отложенного SP-опроса. В течение второго опрашиваемого периода обслуживания АР передает по меньшей мере один буферизованный кадр в ответ на кадр SP-опроса STA. Соответственно, в течение второго опрашиваемого периода обслуживания выполняется способ передачи и приема кадра на основе немедленного SP-опроса.
[271] Между тем, поскольку период, в течение которого одна STA может занимать канал, ограничен, имеется ограничение на количество данных, которые могут быть посланы от АР к STA в течение одного опрашиваемого периода обслуживания. Соответственно, интенсивный трафик, буферизованный для STA, может сделать трудной обработку всех буферизованных кадров путем посылки буферизованных кадров в течение одного опрашиваемого периода обслуживания. В таком случае буферизованный трафик может обрабатываться путем возобновления опрашиваемого периода обслуживания. Время начала последующего опрашиваемого периода обслуживания может сигнализироваться посредством поля опрашиваемого SP-интервала кадра SP-опроса, который запускает непосредственно перед этим опрашиваемый период обслуживания. Это описано ниже более детально со ссылкой на чертежи.
[272] На фиг. 19 показан вид, иллюстрирующий другой пример способа передачи и приема кадра посредством STA, работающей в режиме энергосбережения, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
[273] Согласно фиг. 19, STA переходит из спящего состояния в активное состояние, чтобы принимать элемент TIM (S1911).
[274] STA принимает элемент TIM (S1912). Элемент TIM может передаваться включенным в маяковый кадр. При приеме элемента TIM, терминал может определить, буферизован ли для него буферизуемый кадр на основе AID STA, и включена ли в элемент TIM последовательность битовой карты поля парциальной виртуальной битовой карты.
[275] Если идентифицировано, что буферизуемый кадр буферизуется, STA получает право доступа к каналу на конкурентной основе (S1921) и может послать запрос на передачу буферизованного кадра к АР через передачу кадра SP-опроса (S1922). Посредством передачи кадра SP-опроса может быть инициирован первый опрашиваемый период обслуживания.
[276] Между тем, АР, спустя SIFS после приема кадра SP-опроса, может не послать буферизованный кадр к STA. В этом случае АР передает кадр АСК после приема кадра SP-опроса (S1923).
[277] При приеме кадра АСК в ответ на переданный кадр SP-опроса, STA может распознать, что АР не может послать буферизованный кадр. В этом случае первый опрашиваемый период обслуживания, инициированный передачей кадра SP-опроса, может быть завершен. STA посылает кадр АСК и переходит в спящее состояние (S1924).
[278] Между тем, STA переходит в активное состояние во время, указанное полем опрашиваемого SP интервала кадра SP-опроса(S1931) и получает право доступа к каналу на конкурентной основе (S1932).
[279] При получении права доступа к каналу, STA запрашивает, чтобы АР посылала кадр, посредством передачи кадра SP-опроса (S1933). Второй опрашиваемый период обслуживания начинается посредством передачи кадра SP-опроса.
[280] АР принимает кадр SP-опроса и может послать по меньшей мере один буферизованный кадр к STA в течение второго опрашиваемого периода обслуживания (S1941 и S1942). В этом примере второй опрашиваемый период обслуживания предполагается имеющим такую длину, что АР может послать буферизованный кадр к STA дважды.
[281] Даже если АР имеет больше трафика, буферизованного для STA, чем количество трафика, которое может быть обработано путем отсылки буферизованного кадра два раза, АР не может превысить два раза в передаче буферизованного кадра. Соответственно, АР требуется информировать STA, что имеются еще данные для передачи к STA. Это может сигнализироваться посредством поля MD (больше данных) поля управления кадра в кадре.
[282] АР может выполнить передачу с полем MD второго буферизованного кадра, посланного на этапе S1942, установленным как 1, чтобы сигнализировать для STA, что все еще имеются данные для передачи. STA может узнать, что АР имеет данные для передачи, путем приема второго буферизованного кадра и идентификации поля MD поля управления кадра.
[283] STA посылает кадр АСК к АР в качестве ответа, чтобы подтвердить прием буферизованного кадра, принятого в течение второго опрашиваемого периода обслуживания (S1943). Если второй опрашиваемый период обслуживания истекает, она переходит в спящее состояние (S1944).
[284] STA может запросить, чтобы буферизованный кадр был послан, вновь путем посылки кадра SP-опроса. Для этого STA переходит в активное состояние во время, указанное полем опрашиваемого SP интервала, переданного на этапе S1933 (S1951), и получает право доступа к каналу на конкурентной основе (S1952).
[285] При получении права доступа к каналу, STA запрашивает, чтобы АР посылала буферизованный кадр, посредством кадра SP-опроса (S1953). Посредством передачи кадра SP-опроса инициируется третий опрашиваемый период обслуживания.
[286] АР может послать буферизованный кадр к STA в течение инициированного второго опрашиваемого периода обслуживания спустя SIFS после приема кадра SP-опроса (S1954). При этом АР может послать остающийся буферизованный кадр, который не был передан в течение второго опрашиваемого периода обслуживания.
[287] STA посылает кадр АСК в ответ на буферизованный кадр, принятый от АР (S1955), и переходит в спящее состояние (S1956).
[288] В способе передачи и приема кадра, показанном на фиг. 19, АР в течение первого опрашиваемого периода обслуживания передает кадр АСК в ответ на кадр SP-опроса STA. Соответственно, в течение первого опрашиваемого периода обслуживания выполняется способ передачи и приема кадра на основе отложенного SP-опроса. В течение второго опрашиваемого периода обслуживания и третьего опрашиваемого периода обслуживания АР передает по меньшей мере один буферизованный кадр в ответ на кадр SP-опроса STA. Соответственно, в течение второго опрашиваемого периода обслуживания и третьего опрашиваемого периода обслуживания выполняется способ передачи и приема кадра на основе немедленного SP-опроса.
[289] В соответствии со способом передачи и приема кадра, показанном на фиг. 17-19, STA может принимать маяковый кадр от АР в течение множества отсчетов опрашиваемого периода обслуживания, и переходить в спящее состоянием между опрашиваемыми периодами обслуживания, так что может предотвращаться потребление мощности. Кроме того, STA может принимать по меньшей мере один или более буферизованных кадров в течение опрашиваемого периода обслуживания, тем самым обеспечивая эффективную передачу и прием данных. Кроме того, поскольку АР может послать буферизованный кадр в течение периода обслуживания, даже не выполняя обмен RTS/CTS, чтобы передать буферизованный кадр, эффективность передачи и приема может быть дополнительно повышена.
[290] Когда STA получает буферизованный кадр от АР на основе способа передачи и приема кадра согласно вышеописанным вариантам осуществления, может потребоваться устройство для предотвращения конфликта с кадрами, передаваемыми и принимаемыми другими STA. Для этой цели другие STA могут конфигурировать NAV (вектор сетевого распределения) на основе кадра SP-опроса, передаваемого от STA.
[291] Фиг. 20 иллюстрирует другой пример способа передачи и приема кадра в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. В примере, показанном на фиг. 20, предполагается, что STA1 и STA3 расположены в области покрытия обслуживанием АР, а STA2 расположена в области покрытия STA1.
[292] Согласно фиг. 20, STA1 переходит в активное состояние, чтобы принимать элемент TIM (S2010), и STA1 принимает элемент TIM (S2010).
[293] Если верифицировано, что буферизуемый кадр буферизуется, на основе элемента TIM, то STA передает кадр SP-опроса к АР (S2030).
[294] АР может послать буферизованный кадр к STA в течение опрашиваемого периода обслуживания, инициированного передачей кадра SP-опроса(S2041 и S2042).
[295] Если опрашиваемый период обслуживания истекает, то STA1 передает кадр АСК к АР (S2050) и переходит в спящее состояние.
[296] Поскольку STA2 находится вне области покрытия АР, STA2 не может принять кадр, переданный от АР. В противоположность этому, STA1 расположена в области покрытия и, следовательно, может приниматься кадр, переданный от STA1. STA2 может прослушивать кадр SP-опроса, переданный от STA1 (S2071). Соответственно, STA2 верифицирует длительность опрашиваемого периода обслуживания через поле длительности кадра SP-опроса и может конфигурировать NAV в течение этой длительности (S2072). Поскольку NAV сконфигурирован посредством STA2, может предотвращаться конфликт между STA1 и STA2.
[297] STA3 расположена в области покрытия АР и, следовательно, может принимать кадр, принимаемый АР. В противоположность этому, поскольку STA3 расположена вне области покрытия STA1, STA3 не может принимать кадр, переданный от STA1. В этом случае STA3 может прослушивать буферизованные кадры, передаваемые от AР (S2081 и S2082).
[298] STA3 может конфигурировать NAV на основе информации о длительности, содержащейся в МАС-заголовке и/или преамбуле буферизованного кадра, переданного от АР (S2091 и S2092). Соответственно, может предотвращаться конфликт между STA3 и АР.
[299] В случае, если АР имеет малый объем буферизованного трафика, и, следовательно, длительность опрашиваемого периода обслуживания, действительно инициируемого посредством STA, велика, АР может обрабатывать весь буферизованный трафик за малое количество передач буферизованного кадра, в то время как STA может оставаться имеющей доступ к каналу в течение длительности опрашиваемого периода обслуживания. Это не благоприятно с точки зрения эффективности радиорерсурсов и эффективности потребления мощности STA. Для предотвращения этого, существует необходимость в способе, позволяющем STA вынужденно завершать опрашиваемый период обслуживания, определенный полем длительности кадра SP-опроса, передаваемого от STA, даже если опрашиваемый период обслуживания не завершен, чтобы тем самым повысить функциональные возможности, связанные с эффективностью.
[300] На фиг. 21 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая другой примерный способ передачи и приема кадра в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
[301] Согласно фиг. 21, STA1 переходит из спящего состояния в активное состояние, чтобы принимать элемент TIM (S2111) и принимает элемент TIM (S2112)
[302] Если идентифицировано, на основе элемента TIM, что буферизуемый кадр буферизуется, STA получает право доступа к каналу на конкурентной основе (S2121) и посылает кадр SP-опроса к АР (S32122). Посредством кадра SP-опроса, переданного STA1, инициируется опрашиваемый период обслуживания.
[303] STA2 находится вне области покрытия АР и, следовательно, не может принять кадр, переданный от АР. В противоположность этому, поскольку STA2 расположена в области покрытия STA1, STA2 может принимать кадр, переданный от STA1. STA2 может прослушивать кадр SP-опроса, переданный от STA1 (S2123). Соответственно, STA2 может идентифицировать длительность опрашиваемого периода обслуживания через поле длительности кадра SP-опроса и может конфигурировать NAV в течение этой длительности
[304] АР принимает кадр SP-опроса и посылает буферизованный кадр к STA в течение инициированного опрашиваемого периода обслуживания (S2131).
[305] STA1 принимает буферизованный кадр от АР и при идентификации, что АР не посылает больше буферизованный кадр, передает кадр АСК к АР в качестве ответа, чтобы подтвердить прием принятого буферизованного кадра (S2132). Затем STA1 широковещательно передает кадр окончания конкуренции (CF), чтобы произвольно завершить опрашиваемый период обслуживания (S2133).
[306] При произвольном завершении опрашиваемого периода обслуживания путем передачи кадра конца CF, STA1 переходит в спящее состояние (S2134).
[307] Поскольку STA3 находится в области покрытия обслуживанием АР, STA 3 может принимать кадр, переданный от АР. В противоположность этому, поскольку STA3 находится вне области покрытия STA1, STA3 не может принимать кадр, переданный от STA1. В этом случае STA3 может прослушивать буферизованный кадр, переданный от АР (S2135).
[308] STA3 может конфигурировать NAV в течение периода, когда передается буферизованный кадр, на основе информации о длительности, содержащейся в МАС-заголовке и/или преамбуле буферизованного кадра АР.
[309] Поскольку STA2 находится в области покрытия STA1, STA2 может принимать кадр конца CF, переданный от STA1 (S2136). При приеме кадра конца CF, STA2 может завершить NAV, сконфигурированный согласно полю длительности кадра SP-опроса, если прием кадра конца CF завершен. Соответственно, STA2 может пытаться получить доступ каналу, если период обслуживания действительно закончен.
[310] Посредством способа передачи и приема кадра согласно фиг. 21, STA может управлять опрашиваемым периодом обслуживания согласно состоянию передачи буферизованного кадра АР. Это может предотвратить состояние, когда, так как опрашиваемый период обслуживания, инициированный кадром SP-опроса, ненужным образом поддерживается, даже если передача буферизованного кадра от АР в текущий момент не требуется, STA поддерживает право доступа к каналу, так что канал ненужным образом занимается. Кроме того, другие STA, которые находятся в зоне обслуживания STA и/или АР, могут также получить право доступа к каналу путем настройки NAV в соответствии с текущим настроенным периодом обслуживания. Соответственно, общая пропускная способность системы беспроводной LAN может быть повышена.
[311] В вышеописанных различных способах передачи и приема кадра информация, относящаяся к опрашиваемому SP-интервалу, сигнализируется, путем включения в поле опрашиваемого SP-интервала кадра SP-опроса, передаваемого от STA. Между тем, для того чтобы АР и STA совместно использовали опрашиваемый SP-интервал, может быть предложен способ для АР, чтобы сигнализировать STA информацию, относящуюся к опрашиваемому SP-интервалу. Для этого предусмотрен информационный элемент опрашиваемого SP-интервала, содержащий информацию, относящуюся к опрашиваемому SP-интервалу.
[312] На фиг. 22 показана диаграмма, иллюстрирующая формат информационного элемента опрашиваемого SP-интервала в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
[313] Согласно фиг. 22, информационный элемент 2200 опрашиваемого SP-интервала включает в себя поле 2210 ID элемента, поле 2220 длины и поле 2230 опрашиваемого SP-интервала.
[314] Поле 2210 ID элемента может быть сконфигурировано, чтобы указывать, что информационный элемент является информационный элементом опрашиваемого SP-интервала.
[315] Поле 2220 длины может быть сконфигурировано, чтобы указывать длину поля 2230 опрашиваемого SP-интервала.
[316] Поле 2230 опрашиваемого SP-интервала может быть сконфигурировано, чтобы указывать интервал после окончания конкретного опрашиваемого периода обслуживания и до начала следующего опрашиваемого периода обслуживания. Или поле 2230 опрашиваемого SP-интервала может быть сконфигурировано, чтобы указывать интервал между передачей конкретного кадра SP-опроса и передачей последующего кадра SP-опроса.
[317] Поле информационного элемента опрашиваемого SP-интервала может быть включено в кадр ответа ассоциации и/или кадр ответа зондирования, переданный от АР. При приеме кадра ответа ассоциации и/или кадра ответа зондирования, STA посылает кадр SP-опроса в соответствии с опрашиваемым SP-интервалом, указанным полем информационного элемента опрашиваемого SP-интервала, чтобы инициировать опрашиваемый период обслуживания.
[318] Посредством способа АР сигнализации к STA с информацией об опрашиваемом периоде обслуживания может быть определен другой информационный элемент. Информационный элемент времени ответа предложен ниже в качестве информационного элемента для этой цели.
[319] На фиг. 23 представлена диаграмма, иллюстрирующая формат информационного элемента времени ответа в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
[320] Согласно фиг. 23, информационный элемент 2300 времени ответа включает в себя поле 2310 ID элемента, поле 2320 длины, поле 2330 типа кадра и поле 2340 времени ответа.
[321] Поле 2310 ID элемента может быть сконфигурировано, чтобы указывать, что информационный элемент является информационным элементом 2300 времени ответа.
[322] Поле 2320 длины может быть сконфигурировано, чтобы указывать длину поля 2340 времени ответа и поля 2330 типа кадра, которые включены далее.
[323] Поле 2330 типа кадра может включать в себя подполе 2331 типа и поле 2332 подтипа. Подполе 2331 типа может указывать тип кадра, то есть, является ли кадр кадром администрирования, кадром управления и/или кадром данных. Поле 2332 подтипа может указывать подтип каждого типа кадра.
[324] Поле 2340 времени ответа может включать в себя информацию об ожидаемом времени ответа для каждого типа кадра, который предполагается для передачи посредством АР в качестве ответа на кадр SP-опроса, переданный посредством STA.
[325] Информационные элементы, показанные на фиг. 22 и 23, могут передаваться включенными в кадр ответа ассоциации в течение процедуры ассоциирования между АР и STA или включенными в кадр ответа зондирования в течение процедуры сканирования. Сигнализация информационного элемента в течение процедуры ассоциирования и/или процедуры сканирования может предназначаться для оповещения об опрашиваемом SP-интервале между АР и STA. Соответственно, STA может послать кадр SP-опроса и затем снова послать кадр SP-опроса согласно опрашиваемому SP-интервалу, указанному в информационном элементе времени ответа и/или информационном элементе опрашиваемого SP-интервала, чтобы тем самым инициировать опрашиваемый период обслуживания, и АР может послать по меньшей мере один буферизованный кадр к STA в течение периода обслуживания, инициированного STA.
[326] Между тем, опрашиваемый SP-интервал согласно информационным элементам, показанным на фиг. 22 и 23, может быть базовым интервалом, запланированным между STA и АР. То есть, даже если опрашиваемый SP-интервал запланирован путем передачи информационных элементов посредством процедуры ассоциации и/или процедуры сканирования, в случае, если STA выполняет передачу с информацией, относящейся к опрашиваемому SP-интервалу, установленному как конкретное значение, включенное в кадр SP-опроса, STA и АР могут выполнять процедуру передачи и приема кадра на основе информации, относящейся к опрашиваемому SP-интервалу, указанной в кадре SP-опроса.
[327] Дополнительно, информация, относящаяся к опрашиваемому SP-интервалу, такая как информационные элементы, показанные на фиг. 22 и 23, может передаваться посредством АР и, таким образом, может сигнализироваться. АР посылает кадр АСК в ответ на кадр SP-опроса STA.
[328] Кадр SP-опроса может иметь формат, показанный на фиг. 16, и длительность опрашиваемого периода обслуживания, инициированного кадром SP-опроса, может быть определена полем длительности кадра SP-опроса. В противоположность этому, в данном варианте осуществления, кадр SP-опроса может не содержать поля опрашиваемого SP-интервала.
[329] Кадр АСК может включать в себя информацию, относящуюся к опрашиваемому SP-интервалу. Например, кадр АСК может содержать информационный элемент, имеющий формат, показанный на фиг. 22 или фиг. 23. В случае включения информационного элемента опрашиваемого SP-интервала, показанного на фиг. 22, поле опрашиваемого SP-интервала может указывать время, когда, после передачи кадра АСК, АР намеревается инициировать передачу буферизованного кадра, то есть время, когда предполагается начать опрашиваемый период обслуживания. В случае включения информационного элемента времени ответа, показанного на фиг. 23, поле времени ответа может указывать время, когда, после передачи кадра АСК, АР намеревается инициировать передачу буферизованного кадра, то есть время, когда предполагается начать опрашиваемый период обслуживания. В соответствии с информацией, относящейся к опрашиваемому SP-интервалу, способ передачи и приема кадра может быть основан на немедленном SP-опросе или на отложенном SP-опросе. Далее это описано более детально со ссылками на чертежи.
[330] На фиг. 24 показан вид, иллюстрирующий примерный способ передачи и приема кадра посредством STA, работающей в режиме энергосбережения, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.
[331] Согласно фиг. 24, STA переключается из спящего состояния в активное состояние, чтобы принимать элемент TIM (S2410).
[332] STA принимает элемент TIM (S2420). Элемент TIM может передаваться включенным в маяковый кадр. При приеме элемента TIM, терминал может определить, буферизован ли для него буферизуемый кадр, на основе AID STA, и включена ли в элемент TIM последовательность битовой карты поля парциальной виртуальной битовой карты.
[333] Если идентифицировано, что буферизованный кадр буферизуется, STA получает право доступа к каналу на конкурентной основе (S2430) и может послать запрос на передачу буферизованного кадра к АР через передачу кадра SP-опроса (S2440).
[334] При приеме кадра SP-опроса от STA, АР может послать по меньшей мере один PPDU к STA в ответ на кадр SP-опроса. В ответ на кадр SP-опроса АР может передать кадр АСК (S2450). Кадр АСК может содержать информацию, относящуюся к опрашиваемому SP-интервалу. В этом примере информация, относящаяся к опрашиваемому SP-интервалу, может быть сконфигурирована, чтобы указывать, что АР намеревается передать буферизованный кадр немедленно вслед за передачей кадра АСК. В этом случае, в качестве примера, поле опрашиваемого SP-интервала или поле времени ответа устанавливается как 0, чтобы позволить АР немедленно посылать буферизованный кадр без конфигурирования опрашиваемого SP-интервала.
[335] АР посылает по меньшей мере один буферизованный кадр к STA спустя SIFS после передачи кадра АСК (S2461, S2462 и S2463). АР может послать к STA множество PPDU, включая по меньшей мере один буферизованный кадр и кадр АСК, в течение опрашиваемого периода обслуживания, инициированного кадром SP-опроса.
[336] STA принимает кадр АВСК от АР и может идентифицировать время, когда АР намеревается передать буферизованный кадр, на основе включенной информации опрашиваемого SP-интервала. В настоящем примере, поскольку информация опрашиваемого SP-интервала установлена в 0, STA может определить, что АР намеревается передать буферизованный кадр после кадра АСК. Соответственно, STA поддерживает активное состояние после приема кадра АСК, при этом ожидая приема буферизованного кадра.
[337] При приеме последнего буферизованного кадра из по меньшей мере одного буферизованного кадра, переданного от АР, STA может послать кадр АСК в качестве ответа, чтобы подтвердить прием буферизованного кадра (S2470). Или STA может послать кадр АСК в соответствии с истечением длительности опрашиваемого периода обслуживания, указанного полем длительности кадра SP-опроса.
[338] После отсылки кадра АСК STA переходит в спящее состояние (S2480).
[339] На фиг. 25 показан вид, иллюстрирующий другой примерный способ передачи и приема кадра посредством STA, работающей в режиме энергосбережения, в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения.
[340] Согласно фиг. 25, STA переходит из спящего состояния в активное состояние, чтобы принимать элемент TIM (S2511).
[341] STA принимает элемент TIM (S2512). Элемент TIM может передаваться включенным в маяковый кадр. При приеме элемента TIM, терминал может определить, буферизован ли для него буферизуемый кадр, на основе AID STA, и включена ли в элемент TIM последовательность битовой карты поля парциальной виртуальной битовой карты.
[342] Если идентифицировано, что буферизованный кадр буферизуется, STA получает право доступа к каналу на конкурентной основе (S2521) и может послать запрос на передачу буферизованного кадра к АР через передачу кадра SP-опроса (S2522). Когда передается кадр SP-опроса, может быть инициирован первый опрашиваемый период обслуживания.
[343] В ответ на кадр SP-опроса АР может послать по меньшей мере один PPDU к STA. В ответ на кадр SP-опроса АР может передать кадр АСК (S2523). Кадр АСК может содержать информацию, относящуюся к опрашиваемому SP-интервалу. В этом примере информация, относящаяся к опрашиваемому SP-интервалу, может указывать время, когда АР намеревается передать буферизованный кадр к STA отдельно от опрашиваемого периода обслуживания, инициированного кадром SP-опроса. В качестве примера, поле опрашиваемого SP-интервала или поле времени ответа может быть установлено как значение, указывающее время, когда АР намеревается инициировать передачу буферизованного кадра, или время, когда предполагается инициировать новый опрашиваемый период обслуживания.
[344] STA принимает кадр АСК от АР и может идентифицировать время, когда АР намеревается передать буферизованный кадр, на основе включенной информации опрашиваемого SP-интервала. Соответственно, STA может перейти в спящее состояние после приема кадра АСК (S2524). В этом случае первый опрашиваемый период обслуживания, инициированный передачей кадра SP-опроса, может быть окончен.
[345] STA переходит в активное состояние во время, указанное информацией опрашиваемого SP-интервала, содержащейся в кадре АСК (S2531), и получает право доступа к каналу на конкурентной основе (S2532).
[346] При получении права доступа к каналу STA запрашивает, чтобы АР посылала кадр, посредством передачи кадра SP-опроса (S2533). Второй опрашиваемый период обслуживания инициируется передачей кадра SP-опроса.
[347] АР может послать один или более буферизованных кадров к STA в течение инициированного второго опрашиваемого периода обслуживания спустя SIFS после приема кадра SP-опроса (S2541, S2542 и S2543).
[348] Длительность второго опрашиваемого периода обслуживания, инициированного посредством STA, передающей кадр SP-опроса (S2533), может быть определена как длительность опрашиваемого периода, описанного выше в связи с фиг. 24. То есть опрашиваемая длительность может быть завершена посредством АР, передающей буферизованный кадр, содержащий поле EOSP, установленное как 1. Или вторая опрашиваемая длительность может быть определена длительностью поля длительности кадра SP-опроса, переданного STA на этапе S2533.
[349] STA принимает один или более кадров от АР и посылает кадр АСК в ответ на это (S2544). Кадр АСК, посланный STA, может быть АСК блока в качестве ответа, чтобы подтвердить прием по меньшей мере одного или более буферизованных кадров. STA, после отсылки кадра АСК, может перейти в спящее состояние.
[350] На фиг. 26 показана блок-схема, иллюстрирующая беспроводное устройство, в котором может быть реализован вариант осуществления настоящего изобретения.
[351] Согласно фиг. 26, беспроводное устройство 2600 содержит процессор 2610, память 2620 и приемопередатчик 2630.
[352] Приемопередатчик 2630 передает и/или принимает радиосигналы и реализует физический уровень IEEE 82.11.
[353] Процессор 2610 операционно связан с приемопередатчиком 2630 и может быть сконфигурирован, чтобы передавать и принимать элемент TIM, чтобы определять, буферизован ли для него буферизуемый кадр. Процессор 2610 может быть сконфигурирован для передачи кадра SP-опроса. Процессор 2610 может быть сконфигурирован для передачи и/или приема по меньшей мере одного буферизованного кадра в течение периода обслуживания, инициированного посредством кадра SP-опроса. Процессор 2610 может быть сконфигурирован для переключения между активным состоянием и/или спящим состоянием в зависимости от передачи и приема элемента TIM и буферизованного кадра. Процессор 2610 может быть сконфигурирован для установления опрашиваемого периода обслуживания в течение процедуры ассоциации и/или процедуры сканирования. Процессор 2610 может быть сконфигурирован для реализации варианта осуществления настоящего изобретения, как описано выше со ссылками на фиг. 16-25.
[354] Процессор 2610 и/или приемопередатчик 2630 могут включать в себя специализированную интегральную схему (ASIC) или чипсет, логическую схему и/или устройство обработки данных. Если вариант осуществления реализован в программном обеспечении, вышеописанные схемы могут быть реализованы в модулях (процессах или функциях) для выполнения вышеописанных операций. Модули могут быть сохранены в памяти 2620 и могут исполняться процессором 2610. Память 2620 может быть включена в процессор 2610 или может находиться вне процессора 2610 и может быть операционно связана с процессором 2610 с помощью известных средств.
[355] В вышеописанных примерных системах, хотя были описаны способы на основе блок-схем последовательностей операций с использованием ряда этапов или блоков, настоящее изобретение не ограничено последовательностью этих этапов, и некоторые из этапов могут выполняться в других последовательностях из остальных этапов или могут выполняться одновременно с остальными этапами. Более того, специалисту в данной области техники должно быть понятно, что этапы, показанные на блок-схемах последовательностей операций, не являются исключающими и могут включать в себя другие этапы, или один или более этапов блок-схем последовательностей операций могут быть удалены, не оказывая влияния на объем настоящего изобретения.