在无线lan系统中动态地感测信道的方法及其设备的制造方法_4

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上面描述的S1G操作元素支持以下三种类型的BSS。
[0220] 首先,AP能够支持仅由LR STA组成的BSS。在这样的情况下,图18的S1G操作元 素的信道宽度字段的比特B6和B7能够被限于01或者10。即,仅当要通过LR STA使用的 第一主信道的位置被设置为第二主信道的较低侧或较高侧时,第一主信道的位置能够被指 定。
[0221] 第二,AP能够支持仅由HR STA组成的BSS。在这样的情况下,图18的S1G操作元 素的信道宽度字段的比特B6和B7能够被限于00。即,用于LR STA的第一主信道没有被设 置(或者不存在)并且在相对应的BSS中1MHz PPDU传输没有被支持。
[0222] 第三,AP能够支持其中LR STA与HA STA共存的BSS。在这样的情况下,图18的 S1G操作元素的信道宽度字段的比特B6和B7能够被设置为00、01或者11。
[0223] 将会给出当在如上所述的BSS中主信道的带宽被设置为1MHz和/或2MHz时属于 BSS的STA中的回退过程的描述。
[0224] STA在主信道上执行回退过程,并且,当回退计数值(或者回退定时器)达到0时, 能够通过基于回退计数值达到0的时间检查辅助信道的空闲/忙碌状态确定传输带宽。
[0225] 例如,当如没有像仅由HR STA组成的BSS -样配置第一主信道时,STA可以调用 在第二主信道(或者2MHz主信道)上的回退过程。当在回退时隙中第二主信道上的信道 是空闲的,STA将回退定时器值减1。当回退定时器达到0时,STA能够检查是否辅助信道 是空闲的。即,在回退定时器值达到0之后,STA能够对2MHz辅助信道、4MHz辅助信道、或 者8MHz辅助信道执行CCA。STA可以根据对于辅助信道的CCA结果执行包括空闲辅助信道 的 PPDU (例如,2MHz、4MHz、8MHz、或者 16MHz PPDU)传输。
[0226] 例如,当如在仅由LR STA组成的BSS中一样配置第一主信道时,STA可以调用在第 一主信道(或者1MHz主信道)上的回退过程。当在回退时隙中第一主信道上的信道是空 闲的时,STA将回退定时器值减1。当回退定时器达到0时,STA能够检查是否辅助信道是 空闲的。即,在回退定时器值达到0之后,STA能够对1MHz辅助信道、2MHz辅助信道、4MHz 辅助信道或者8MHz辅助信道执行CCA。STA可以根据对于辅助信道的CCA的结果执行包括 空闲状态下的辅助信道的PPDU(例如,1]?抱、21抱、4]\1抱、81抱、或者161抱?^)1])传输。
[0227] 将会给出辅助信道的描述。
[0228] AP能够指定要通过LR STA使用的辅助信道。在发明中,此辅助信道被称为第一辅 助信道。另外,AP能够指定通过HR STA要使用的辅助信道。在本发明中此辅助信道被称 为第二辅助信道。
[0229] 第一辅助信道对应于第二主信道的部分。可以存在多个第二辅助信道,并且可以 分别具有不同的信道带宽。
[0230] 图19图示在主信道和辅助信道之间的关系。
[0231] 第一主信道和第一辅助信道对应于第二主信道的部分。仅可以设置一个第二辅助 信道或者可以设置多个第二辅助信道。当设置多个第二辅助信道时,第二辅助信道可以分 别具有不同的信道带宽(例如,信道带宽1和信道带宽2)。
[0232] 当结合第一主信道和第一辅助信道使得等于第二主信道时,AP能够通知STA仅第 一主信道编号、第二主信道编号以及第二辅助信道编号,并且省略第一辅助信道编号。
[0233] 将会给出如在图19中所示的当主信道和辅助信道被设置时的示例性回退过程的 描述。
[0234] LR STA可以对第一主信道执行信道接入。例如,LR STA能够检查在第一主信道上 的空闲/忙碌状态并且根据被检查的结果调用回退机制。如果第一主信道在回退时隙中是 空闲的,则STA将回退定时器值减1,否则冻结回退定时器(即,保持先前的回退计数值而没 有减少回退定时器)。
[0235] HR STA可以对第二主信道执行信道接入。例如,HR STA能够检查在第二主信道上 的信道空闲/忙碌状态,并且根据被检查的结果调用回退机制。当在回退时隙中第二主信 道是空闲的时STA将回退定时器值减1,否则冻结回退定时器(即,保持先前的回退计数值 而没有减少回退定时器)。
[0236] 在此,当STA对第二主信道执行信道感测时,如果在属于第二主信道的第一主信 道和第一辅助信道中的任意一个中感测到通过其它的STA的信道的使用,则STA需要确定 第二主信道是忙碌的。
[0237] 图20图示STA的示例性的回退过程。
[0238] 图20(a)图示LR STA的回退过程,并且图20(b)图示HR STA的回退过程。在图 20(a)和图20(b)的示例中,假定LR STA和HR STA在相同的时间点开始回退,并且分别选 择7和5作为回退定时器值。
[0239] 参考图20(a),LR STA仅对第一主信道执行信道感测,并且根据信道感测的结果通 过执行回退过程将回退定时器减少到7、6、5、4、3、2以及1。虽然由于另一 BSS的通信导致 第一辅助信道是忙碌的,但是因为LR STA对第一主信道执行信道感测因此回退定时器值达 到0,不论第一辅助信道的使用如何,并且因此允许STA开始传输机会(TX0P)并且能够执行 数据帧。然而,因为当回退定时器达到〇时第一辅助信道是忙碌的,所以LR STA不能够使 用第一辅助信道用于数据帧传输,并且能够仅使用第一主信道发送数据帧(即,使用1MHz 信道带宽的PPDU帧)。其后,LR STA能够从AP接收ACK帧。
[0240] LR STA可以再次执行回退过程以便于另外发送数据。在第一主信道上的信道空闲 状态期间,LR STR已经选择5作为随机回退定时器值并且将回退定时器减少到5、4以及3。 此时,第一主信道由于HR STA的数据帧的传输变成忙碌。因此,LR STA停止回退定时器的 倒计数。一旦HR STA完成数据帧传输和ACK的帧接收,LR STA恢复回退操作,同时第一主 信道是空闲,使得将回退定时器值减少到2和1,直到回退定时器值达到0。当回退定时器 值变成〇时,一旦确定允许STA开始TXOP,STA能够发送数据帧。因为在回退定时器值达到 〇时的时间第一辅助信道是空闲的,所以LR STA能够使用第一主信道和第二辅助信道两者 发送数据帧(即,使用2MHz信道带宽的PPDU帧)。
[0241] 参考图20 (b),HR STA对第二主信道执行信道感测并且通过根据信道感测结果执 行回退过程将回退定时器值减少到5和4。这时,当第二主信道的部分(即,与第一辅助信 道相对应的部分)通过LR STA使用而变成忙碌的时,HR STA停止回退定时器的倒计数。当 第二主信道的另一部分(即,与第一辅助信道相对应的部分)是忙碌的时,即使第二主信道 的部分(即,与第一主信道相对应的部分)变成空闲的,确定第二主信道是忙碌的。因此, 当整个第二主信道不是忙碌的时(即,当整个第二主信道变成空闲时),HR STA恢复回退定 时器的倒计数使得将回退定时器的值减少到3、2以及1。当回退定时器值达到0时,HR STA 一旦确定允许HR STA开始ΤΧ0Ρ就能够发送数据帧。在此,因为第二辅助信道是空闲的,所 以HR STA能够使用第二主信道和第二辅助信道两者发送数据帧(即,4MHz PPDU帧)。
[0242] 从图20的示例中能够获知,LR STA获得ΤΧ0Ρ的可能性高于HR STA获得ΤΧ0Ρ的 可能性。即,虽然LR STA和HR STA分别使用第一主信道和第二主信道执行回退过程,但是 因为整个第二主信道是空闲的可能性低于第一主信道是空闲的可能性,所以与LR STA相比 HR STA具有执行减少回退计数的操作的更少数目的可能性,并且因此HR STA获得ΤΧ0Ρ的 可能性变成低于HR STA获得ΤΧ0Ρ的可能性。即,在LR STA和HR STA的信道接入中的公 平性丧失。
[0243] 为了解决此问题,能够考虑其中LR STA和HR STA仅在第一主信道上执行回退的 方案。例如,LR SR和HR STA两者可以仅支持用于第一主信道的接收能力,并且可以限制 LR STA和HR STA的回退机制使得仅在第一主信道上执行回退机制。
[0244] 例如,在支持 1ΜΗζ、2ΜΗζ、4ΜΗζ、8ΜΗζ、以及 16MHz 信道带宽的 BSS 中,LR STA 和 HR STA两者支持用于1MHz传输的接收性能,并且共同地执行在1MHz信道上的回退机制。当仅 在1MHz信道上执行信道感测时,根据信道感测结果执行回退过程,并且因此回退定时器达 到0,相对应的STA ( 即,LR STA和HR STA中的任意一个)能够一旦确定允许开始ΤΧ0Ρ就 发送数据。在此,不论在回退倒计数期间辅助信道空闲/忙碌状态如何,在相对应的STA的 回退定时器达到0之后,根据辅助信道空闲/忙碌状态,能够确定1MHz、2MHz、4MHz、8MHz或 者16MHz PPDU帧的传输。另外,根据STA的传输能力,在STA的回退定时器达到0之后要 发送的数据帧的带宽可能被限制。
[0245] 即,LR STA和HR STA两者使用第一主信道执行回退机制,并且根据其回退定时器 已经达到0的STA的传输能力和第一辅助信道和第二辅助信道的空闲/忙碌状态来确定数 据传输带宽。
[0246] 然而,根据前述的操作方案,即使允许HR STA开始ΤΧ0Ρ (或者回退定时器已经达 到〇),当所有的辅助信道是忙碌的并且仅第一主信道是空闲的时,不支持仅使用第一主信 道(即,主1MHz信道)的数据传输的HR STA不能够执行数据传输(因为HR STA需要至少 使用第二主信道(即,主2MHz信道)用于数据传输的)。
[0247] 在这样的情况下,HR STA能够再次执行回退过程。在此,通过保持先前的竞争窗 口值,替代将其翻倍,并且在没有改变重传计数的情况下,能够重新执行回退过程,这与由 于冲突导致执行的新回退过程区分。
[0248] 然而,根据此方法,即使HR STA成功地完成回退倒计数HR STA不能够执行信道接 入,尽管能够提供LR STA和HR STA的信道接入中的公平性。
[0249] 为了解决在LR STA和HR STA的信道接入中丧失公平性的问题,如在图20中所 示,能够允许LR STA和HR STA两者支持对于第二主信道的接收能力并且限制LR STA和HR STA的回退机制使得仅在第二主信道中执行回退机制。
[0250] 例如,在支持1ΜΗζ、2ΜΗζ、4ΜΗζ、8ΜΗζ、以及16MHz的信道带宽的BSS中,LR STA和 HR STA共同地支持用于2MHz传输的接收性能,并且在2MHz信道上共同地执行回退机制。 当仅在2MHz信道上执行信道感测并且根据信道感测结果执行回退过程使得允许ΤΧ0Ρ的开 始时(或者当回退定时器达到0时),相对应的STA (LR STA和HR STA中的任意一个)能 够发送数据。在此,当回退定时器达到0时,根据第一主信道、第一辅助信道、以及第二主信 道的空闲/忙碌状态能够发送1MHz或者2MHz PPDU帧。另外,不论在回退倒计数期间第二 主信道的空闲/忙碌状态,在相对应的STA的回退定时器达到0之后,根据第二辅助信道的 空闲/忙碌状态能够确定4MHz、8MHz或者16MHz PPDU帧的传输。另外,根据STA的传输能 力,可以限制在回退定时器达到〇之后要发送的数据帧的带宽。
[0251] 即,LR STA和HR STA两者使用第二主信道执行回退机制,并且根据允许开始 ΤΧ0Ρ (或者其回退定时器值已经达到0)的STA的传输能力和第一主信道、第一辅助信道、以 及第二辅助信道的空闲/忙碌状态确定数据传输带宽。
[0252] 根据前述的方法,能够提供LR STA和HR STA的信道接入的公平性。然而,当第一 主信道是空闲的并且第一辅助信道是忙碌的时,甚至意图发送1MHz PPDU帧的LR STA不能 够继续回退倒计数,因为第二主信道是忙碌的。因此,处于空闲状态下的第一主信道的利用 被阻止,并且从整个系统的角度来看劣化了带宽利用的效率。
[0253] 为了解决此问题,本发明提出一种方法,通过该方法,当LR STA使用第一主信道执 行回退过程并且作为回退过程的结果其被允许开始ΤΧΡ0时,即使第二主信道是空闲的,仅 使用第一主信道LR STA发送数据,而不允许使用第二辅助信道。
[0254] 换言之,当通过结合第一主信道和第一辅助信道获得的信道对应于第二主信道 时,当LR STA在第一主信道上执行回退过程并且作为回退过程的结果允许ΤΧ0Ρ开始时(或 者在回退定时器达到0之后),禁止LR STA在第二主信道上发送数据,并且允许在第一主信 道上发送数据。与其中HR STA在第二主信道上执行回退过程以便于在第二主信道上发送 数据的过程相比较,能够将其考虑作为用于解决与在LR STA和HR STA之间的公平性有关 的问题。
[0255] 根据前述的方法,当LR STA意图使用第一主信道和第一辅助信道两者(即,在第 二主信道上)发送数据时,LR STA需要从开始在第二主信道上执行回退过程,而不是在第 一主信道上执行回退过程。
[0256] 图21图示根据本发明的STA的示例性回退过程。
[0257] 如在图21的示例中所示,当LR STA意图使用第一主信道和第一辅助信道两者发 送数据(或者使用2MHz或者更多的信道带宽的PPDU)时,LR STA能够一个接一个地减少 回退定时器值,即使当第一主信道和第二辅助信道两者是空闲的时。
[0258] 如果某个STA具有LR STA和HR STA的能力(例如,如果STA支持通过1ΜΗζ、2ΜΗζ、 4MHz、8MHz、以及16MHz信道带宽的传输),则即使通过在1MHz信道上执行回退过程允许 3丁八开始了乂0?(或者即使回退定时器达到0),3了六也不能够在21抱、4]\版、81抱、或者161抱 信道上执行数据传输。即,在第一主信道上执行回退机制之后,禁止STA使用第二主信道和 第二辅助信道发送数据。
[0259] 简言之,当STA在第一主信道上执行回退过程时,仅定义使用第一主信道发送数 据的操作(或者使用1MHz信道带宽的PPDU)。如果STA在第一主信道和第一辅助信道(即, 第二主信道)上执行回退过程,则当允许开始ΤΧ0Ρ时(或者在回退定时器达到0之后),根 据第二辅助信道的状态,STA能够仅使用第二主信道发送数据帧(或者使用2MHz信道带宽 的PPDU帧),或者使用第二主信道和第二辅助信道两者发送数据帧(或者使用4MHz信道带 宽的PPDU帧)。
[0260] 虽然图20和图21示出STA发送最大4MHz带宽的数据单元(或者PPDU),但是本 发明不限于此,并且本发明的原理能够被应用于高达8MHz带宽的PPDU或者具有大于8MHz 的信道带宽的PPDU的传输,如在图19中所示。例如,当在第一主信道(或者1MHz主信道) 上执行第一回退过程并且作为第一回退过程的结果允许开始ΤΧ0Ρ时,允许STA仅执行1MHz PPDU的传输(即,2MHz或者更多的PPDU没有被发送)。另外,当在第二主信道(或者2MHz 主信道)上执行第二回退过程并且作为第二回退过程的结果允许其开始ΤΧ0Ρ时,根据就在 ΤΧ0Ρ的开始之前的PIFS (点协调功能(PCF)帧间空间)间隔的第二辅助信道(2MHz、4MHz、 以及8MHz第二辅助信道)的空闲状态,STA能够发送2MHz PH)U(仅当2MHz第二主信道 是空闲的时)、4MHz PH)U(仅当2MHz第二主信道和2MHz第二辅助信道两者是空闲的时)、 8MHz PH)U(当2MHz第二主信道、2MHz第二辅助信道、以及4MHz第二辅助信道都是空闲的 时)、或者16MHz PH)U (当2MHz第二主信道、2MHz第二辅助信道、4MHz第二辅助信道、以及 8MHz第二辅助信道都是空闲的时)。
[0261] CCA 阈倌
[0262] 在本发明中,当STA在第一主信道和第二主信道上执行回退过程时,根据CCA阈值 (或者CCA功率阈值)确定是否信道是空闲或者忙碌的CCA操作被确定。例如,当从信道检 测到的接收信号的强度超过CCA阈值时,能够确定相对应的信道是忙碌的。较高的CCA阈 值能够被视为很少地保护其它信号(即,与从其它的装置发送的信号的冲突的概率高)并 且低的CCA阈值能够被视为进一步保护其它信号(即,与从其它的装置发送的信号的冲突 的概率)。
[0263] LR STA和HR STA具有不同的使用场景。LR STA想要以低功率提供较长的距离服 务,并且相比于功率消耗HR STA想要获得更高的吞吐量。因为LR STA和HR STA促进矛盾 的目的,所以变成用于确定是否在LR STA和HR STA中信道(或者媒质)是空闲/忙碌的 标准的CCA阈值需要根据其中CCA阈值被使用的环境而改变。
[0264] 因此,本发明提出两个或者更多个CCA阈值的定义。例如,LR CCA阈值和HR CCA 阈值被单独地定义,并且HR CCA阈值能够被设置为比LR CCA阈值高。当小于HR CCA阈值 并且大于LR CCA阈值的信号被检测时,即使当信号被检测到时,使用HR CCA阈值的STA确 定相对应的信道不是忙碌的(即,信道是空闲的),然而当信号被检测时使用LR CCA阈值 的STA确定相对应的信道是忙碌的。与使用LR CCA阈值的STA相比较,使用HR CCA阈值 的STA能够被视为较少地保护从其它的装置发送的信号。因此,使用HR CCA阈值的STA需 要将服务范围设置为比使用LR CCA阈值的STA设置的服务范围更窄。
[0265] 本发明假定STA使用HR CCA阈值作为CCA阈值(或者作为默认值)。当通过干 扰信号阻止STA的服务时,STA能够将用于请求HR CCA禁止的管理帧发送给AP。一旦接收 用于请求HR CCA禁止的管理帧,AP能够将用于命令HR CCA禁止的管理帧广播给属于S1G BSS的所有的STA。一旦接收用于命令HR CCA禁止的管理帧,STA将CCA阈值从HR CCA阈 值变成LR CCA阈值。
[0266] 当不同的BSS的一些或者全部BSA重叠并且BSS在相同的信道上操作时,这样的 BSS被称为0BSS。当在其中0BSS存在的环境中从相邻的BSS的AP中接收命令HR CCA禁 止的管理帧时,相对应的STA将CCA阈值变成LR CCA阈值。尽管STA可以使用被改变的LR CCA阈值,但是LR CCA阈值没有被连续地应用,因为当发送HR CCA禁止管理帧的相邻BSS 的AP不再提供服务时STA不需要使用LR CCA阈值。
[0267] 因此,一旦接收用于命令HR CCA禁止的管理帧,STA能够将CCA阈值从HR CCA阈 值变成LR CCA阈值,并且在预先确定的时间(例如,HR CCA禁止超时)内应用LR CCA阈 值。在HR CCA禁止超时之后,STA阈值变成HR CCA阈值。因此,如果STA阈值需要被连续 地变成LR CCA阈值,则用于命令HR CCA禁止的管理帧需要以小于HR CCA禁止超时的间隔 被连续地发送。
[0268] HR CCA禁止请求管理帧可以包括指定HR CCA禁止被应用到的时间(例如,HR CCA 禁止开始时间、HR CCA禁止超时等等)的信息。即,当通过干扰信号阻止某个STA的服务 时,关于指示干扰信号被产生的时段的HR CCA禁止开始时间和HR CCA禁止超时的信息能 够被包括在HR CCA禁止请求管理帧中,以便于在该时段内请求HR CCA禁止。
[0269] 另外,当AP发送用于命令HR CCA禁止的管理帧时,为了 HR CCA禁止指定的时间 段,指示该特定时段的诸如HR CCA禁止开始时间和HR CCA禁止超时的信息能够被包括在 用于命令HR CCA禁止的管理帧中。
[0270] 一旦接收包括HR CCA禁止开始时间和HR CCA禁止超时的HR CCA禁止管理帧,STA 能够仅在通过HR CCA禁止开始时间和HR CCA禁止超时指定的时段内将CCA阈值从HR CCA 阈值变成LR CCA阈值。在未被指定的时段中,STA能够连续地使用最初的HR CCA阈值。
[0271] 当已经接收HR CCA禁止管理帧的AP或者STA移动到另一信道时,HR CCA禁止没 有被应用于新信道。这意指按照每个信道执行用于HR CCA禁止的信令。当一旦接收HR CCA 禁止管理帧AP执行信道切换,并且一旦接收HR CCA禁止管理帧STA在其它的信道上扫描 时,忽略用于HR CCA禁止的先前的信令,并且能够使用HR CCA阈值执行信道接入。
[0272] 动杰 CCA
[0273] 为了在实际环境中实现增强型无线LAN系统的高吞吐量(例如,通过IEEE 802. llac VHT系统的BSS能够提供的高于lGbps的聚合的吞吐量),多个非AP STA需要同 时使用信道。为此,AP STA能够使用SDMA (空分多址)或者MU-M頂0。即,允许多个非AP STA和AP STA同时执行发送和接收。
[0274] 另外,为了支持扩展的信道带宽(例如,VHT系统的160MHz信道带宽),诸如IEEE 802. lla/n STA的传统的STA可以在频带中的各种位置处操作,并且因此难以找到传统STA 没有使用的连续的160MHz信道。因此,有必要聚合非连续的信道以便使用聚合的信道作为 扩展的信道带宽。
[0275] 图22是图示使用非连续的信道的传输的框图。
[0276] 在图22中,在执行非连续的传输(TX)的发送侧,参考振荡器Ref. Osc.的输出经 过相锁环(PLL)并且被乘以两个数字-模拟转换器(DAC)的输出。经由PLL的参考振荡器 的输出和DAC-1的输出的乘法的结果能够被添加到经由PLL的参考振荡器的输出和DAC-2 的输出的乘法的结果,并且在无线媒质上被发送。在此,DAC-1的输出能够对应于160MHz信 道带宽的第一分段〇,并且DAC-2的输出能够对应于160MHz信道带宽的第二分段1。为了 与执行非连续接收(RX)的接收侧通信,执行非连续的TX的发送侧能够将其两个频率分段 位于彼此靠近。
[0277] 图23图示在5GHz带中的用于WLAN系统的信道。
[0278] 随着对于大容量数据传输(例如,高清晰度的多媒体传输)的需求增长,可用于无 线LAN系统的未经许可的带的扩展正在讨论当中。图23
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