Способы и системы для обеспечения эффективной работы множества режимов в системе беспроводной локальной сети (wlan)

Способы и системы для обеспечения эффективной работы множества режимов в системе беспроводной локальной сети (wlan)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к беспроводным локальным сетям (Wireless Local Area Network, WLAN). В частности, настоящее изобретение улучшает работу станций (STA) при применении множества режимов в одной области покрытия.

Уровень техники

В настоящее время рассматриваются различные предложения для расширения 802.11n стандарта WLAN 802.11, которое обеспечивает повышение пропускной способности устройств WLAN. Источниками этих предложений являются различные консорциумы организаций-разработчиков беспроводных технологий, в том числе консорциумы EWC, Joint Proposal и WWiSE. Ниже описаны аспекты этих предложений, которые относятся к настоящему изобретению.

Фиг.1 представляет собой иллюстрацию кадра Разрешения на Передачу (Clear to Send, CTS) в качестве кадра MAC-управления согласно стандарту 802.11. Адрес Приемника (Receiver Address, RA) кадра CTS копируется из поля Адреса Передатчика (Transmitter Address, TA) непосредственно предшествующего кадра Запроса на Передачу (Request to Send, RTS), для которого данный кадр CTS является ответом. Величина длительности получается путем вычитания из величины поля Длительность непосредственно предшествующего кадра RTS времени, необходимого для передачи кадра CTS, и Короткого Межкадрового Интервала (Short Inter-Frame Spacing, SIFS). Если вычисленная длительность имеет дробную часть в микросекундах, то она округляется до ближайшего большего целого.

Согласно данной схеме необязательно, чтобы кадр CTS следовал за кадром RTS, как определено в стандарте 802.11e (раздел 7.2.1.2). Он может быть первым кадром, который используется для настройки Вектора (Network Allocation Vector, NAV) Назначения Сети для защиты на уровне MAC последующей передачи. Когда кадр CTS передается в качестве первого кадра инициирующей станцией, CTS может быть адресовано самому себе, и в этом случае на него ссылаются как на CTS-самому-себе (CTS-to-self).

Фиг.2 представляет собой иллюстрацию кадра Завершения Без Конкуренции (Contention Free End, CF-End), который представляет собой управляющий MAC-кадр, который может быть передан точкой доступа в качестве широковещательного кадра для сброса векторов NAV всех станций системы. Данный кадр описан в стандарте 802.11. В этом случае станция, принимающая кадр CF-End с Идентификатором Базового Сервисного Набора Подсистемы (Base Station Subsystem, BSS) (BSSID) Базовой Станции, с которой связана данная станция, сбросит значение своего NAV на 0. В результате сбрасывается любая существующая защита/резервирование среды. Поле Длительность сбрасывается на 0. Как показано на Фиг.2, BSSID представляет собой адрес станции, содержащийся в точке доступа AP. RA представляет собой широковещательный групповой адрес. FCS это Последовательность Проверки Кадра (Frame Check Sequence).

Были сделаны предложения реализовать в стандарте 802.11n поддержку Расширенного Диапазона (Extended Range, ER) путем применения иной схемы модуляции физического уровня (PHY), отличающейся от таковой для Нормального Диапазона (Normal Range, NR), в результате чего, по существу, возникают два режима работы. ER-станции STA передают и принимают, используя PHY-модуляцию Пространственно-Временного Блочного Кода (Space Time Block Code, STBC), тогда как NR-станции STA передают и принимают, используя PHY-модуляцию, отличную от STBC.

В предложении консорциума Joint Proposal для стандарта 802.11n описан подход, согласно которому точка доступа должна поддерживать сеть из станций, работающих в двух режимах, причем этими двумя режимами являются Расширенный Диапазон и Нормальный Диапазон. Вторичный маяк и способ Двойного CTS совместно используются для поддержки Расширенного Диапазона в добавление к Нормальному Диапазону. Вторичный маяк передается посредством набора битов вторичного маяка в маяке, чтобы уведомлять станции, что Время Передачи Целевого Маяка (Target Beacon Transmission Time, TBTT) для этого маяка имеет сдвиг. При защите с Двойным CTS станции начинают Возможность Передачи (Transmission Opportunity, TXOP) посредством RTS, направленного в точку доступа, и точка доступа отвечает посредством первого и второго CTS, разделенных Точечным Межкадровым Промежутком Функции Управления (Point Control Function Inter-Frame Spacing, PIFS). Когда защита с Двойным CTS активна, точка доступа должна защищать STBC TXOP посредством CTS с модуляцией, отличной от STBC, а TXOP с отличной от STBC модуляцией посредством STBC CTS. Кадры защиты должны устанавливать NAV для всего TXOP Управляющие кадры STBC должны использоваться в ответе на кадры STBC, если установлен бит защиты Двойного CTS. В противном случае должны использоваться управляющие кадры с модуляцией, отличной от STBC. PIFS используется в качестве интервала для разделения Двойного CTS для RTS с модуляцией, отличной от STBC.

Фиг.3 иллюстрирует схему из презентации предложения консорциума WWiSE по самоуправляемой защите Расширенного Диапазона, где показаны примеры сигнализации для двухрежимной защиты станций с Нормальным Диапазоном и Расширенным Диапазоном. Сигнальные последовательности 301-305 относятся к Канальному Доступу Усовершенствованной Распределенной Функции Координации (Enhanced Distributed Coordination Function (DCF) Channel Access EDCA), а сигнальная последовательность 306 относится к формату Управляемого HCF Канального Доступа (HCF Controlled Channel Access, HCCA). Точка доступа защищает TXOP на NR STA и ER STA, используя сигнальные последовательности 301-302 соответственно. ER STA защищает свой TXOP в сигнальной последовательности 303. Сигнальная последовательность для 11n NR STA представляется посредством сигнальной последовательности 304, а сигнальная последовательность для унаследованной NR STA представляется посредством сигнальной последовательности 305. В сигнальной последовательности 306 точка доступа защищает TXOP для STA, используя формат HCCA. Как показано, в ответ на RTS от определенных станций точка доступа передает либо CTS в режиме, используемой станцией, которая передала RTS, либо сигнал CTS-to-self в режиме, отличающемся от режима станции, которая передала RTS.

Фиг.4 иллюстрирует новый информационный элемент HT согласно предложенному консорциумом WWiSE Расширенному Диапазону. Точка доступа сигнализирует новые информационные элементы HT в управляющих кадрах, таких как маяк, ответ проверки и т.п., чтобы управлять BSS (например, чтобы обеспечить поддержку Расширенного Диапазона). Новые информационные элементы HT также могут присутствовать во всех маяках и ответах проверки, которые передаются станцией в режиме IBSS. Как показано на Фиг.4, информационные элементы HT содержат такие поля, как Вторичный Маяк, Двойная Защита STBC/CTS и т.п. Согласно предложению консорциума Joint Proposal длина не фиксирована, и размер зависит от количества присутствующих полей. Эти поля должны быть расположены в порядке, показанном на Фиг.4, причем новые поля добавляются с конца существующих полей. Любые поля, неизвестные станции STA, должны игнорироваться.

Ниже изложены некоторые относящиеся к Функции Множественного Опроса Энергосбережения (PSMP) определения из спецификации консорциумов Joint Proposal и EWC. PSMP представляет собой MAC-кадр, который предоставляет временной график, который должен использоваться PSMP-передатчиком и PSMP-приемниками. Временной график начинается непосредственно после передачи кадра PSMP. Передача по Нисходящей Линии (Downlink Transmission, DLT) представляет собой период времени, описываемый кадром PSMP, который предназначен для использования при приеме кадров PSMP-приемниками. Передача по Восходящей Линии (Uplink Transmission, ULT) представляет собой период времени, описываемый кадром PSMP, который предназначен для использования при передаче кадров PSMP-приемником.

Фиг.5 и 6 иллюстрируют форматы информационного элемента PSMP согласно MAC-спецификации консорциума EWC. Фиг.5 иллюстрирует формат набора параметров PSMP, в котором PSMP имеет тип/подтип Кадра Действия Управления (Management Action Frame) и тип широковещательного адреса. Набор параметров PSMP используется для описания DLT и ULT, которые следуют непосредственно после кадра PSMP. Фиг.6 иллюстрирует детали формата информационного элемента STA Info, такие как ID Потока обмена, ID станции, сдвиг и длительность DLT, сдвиг и длительность ULT.

Фиг.7 иллюстрирует последовательность PSMP, состоящую из фазы DLT, за которой следует фаза ULT. Подтверждение Приема Блока с Множеством Идентификаторов Потока Обмена (Multi TID Block ACK, MTBA) используется для передачи Подтверждения Приема Блока (Block ACK) для множества потоков TID.

Существует необходимость в расширении двухрежимной защиты для поддержки работы во множестве режимов. Существующий уровень техники не обеспечивает устойчивости и эффективности в использовании среды, поскольку он не предоставляет механизма для восстановления какой-либо неиспользованной длительности Возможности Передачи (Transmission Opportunity, TXOP), защищенной передачей Двойного CTS. Согласно схеме по существующему уровню техники, если станция STA исчерпывает данные для передачи в течение защищенной TXOP, то среда растрачивается для остатка TXOP. Существует необходимость в предоставлении MAC-сигнализации для сдачи системе остающейся неиспользованной TXOP.

Также существует необходимость в работе последовательности PSMP в многорежимной системе эффективным образом с точки зрения полосы пропускания. Спецификация 802.11n содержит несовместимости с точки зрения допущения только ACK/MTBA в ULT и отсутствия данных для незапланированного PSMP. Кроме того, отсутствует руководство для округления TXOP при защите Двойного CTS для станций, которые неспособны интерпретировать кадр CF-End.

Сущность изобретения

Согласно первому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения предоставлены способ и система для расширения двухрежимной работы в системе WLAN в более общую работу во множестве режимов. Согласно второму предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения предоставлены способ и система для усовершенствования механизмов MAC-защиты при работе во множестве режимов и, в частности, механизмов для поддержки последовательности множества кадров CF-End (каждый из которых передается в формате, подходящем для соответствующего режима), передаваемой точкой доступа, чтобы обеспечить эффективное использование среды, причем данная схема применима также к работе в одном режиме, что является самым простым случаем. Согласно третьему предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения предоставлены способ и система для усовершенствования последовательностей PSMP при работе во множестве режимов.

Краткое описание чертежей

Изобретение станет совершенно понятным из следующего описания предпочтительного варианта осуществления, приведенного в качестве примера и рассматриваемого вместе с сопутствующими чертежами, на которых:

Фиг.1 - иллюстрация кадра CTS согласно стандарту 802.11;

Фиг.2 - иллюстрация формата кадра CF-End согласно стандарту 802.11;

Фиг.3 - схема сигнализации для самоуправляемой защиты расширенного режима согласно предложению консорциума WWiSE;

Фиг.4 - иллюстрация формата управляющего кадра информационного элемента HT;

Фиг.5 - формат набора параметров PSMP;

Фиг.6 - формат информационного элемента PSMP STA Info;

Фиг.7 - иллюстрация последовательности PSMP, состоящей из фазы DLT, за которой следует фаза ULT;

Фиг.8 - иллюстрация примера беспроводной локальной сети, работающей во множестве режимов;

Фиг.9 - иллюстрация формата первичного маяка и формата вторичного маяка, который включает в себя поля идентификаторов первичного и вторичного маяков;

Фиг.10 - иллюстрация формата информационного элемента HT управляющего кадра, который включает в себя идентификаторы первичного и вторичного маяков;

Фиг.11- иллюстрация передачи кадра станцией с использованием защитного TXOP для формата конкретного режима;

Фиг.12 - иллюстрация передачи кадра точкой доступа, защищающей TXOP посредством EDCA;

Фиг.13 - иллюстрация передачи кадра точкой доступа, защищающей TXOP посредством HCCA;

Фиг.14 - иллюстрация последовательности передачи кадра станцией STA, освобождающей неиспользованную TXOP;

Фиг.15 - иллюстрация последовательности передачи кадра точкой доступа, освобождающей неиспользованную TXOP посредством EDCA;

Фиг.16 - иллюстрация последовательности передачи кадра станцией STA, освобождающей неиспользованную TXOP посредством HCCA; и

Фиг.17 - иллюстрация последовательности кадров многорежимной PSMP.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

В использованном здесь значении термин "станция" или "STA" включает в себя, но не ограничивается перечисленным, "беспроводной блок приема/передачи" (WTRU) (ББПП), пользовательское оборудование (User Equipment), мобильную станцию, фиксированную или мобильную абонентскую станцию, пейджер, сотовый телефон, персональный цифровой помощник (Personal Digital Assistant, PDA), компьютер или любой другой тип пользовательских устройств, способных работать в беспроводной среде. В использованном здесь значении термин "базовая станция" включает в себя, но не ограничивается перечисленным, Узел-B (Node-B), локальный контроллер, точку доступа (Access Point, AP) или любой другой тип интерфейсного устройства, способного работать в беспроводной среде.

В использованном здесь значении термин "режим" или "Mode" обозначает особую сетевую линию под уровнем MAC, используемую для связи (передачи и приема), такую как уровень PHY, интерфейс канала, полосу пропускания канала (например, 20 МГц или 40 МГц) и физический канал связи. Следует отметить, что станции в различных режимах, как правило, могут не работать совместно эффективным образом в зоне покрытия BSS, если они не управляются и не защищены механизмами уровня MAC. Настоящее изобретение относится к многорежимной системе (например, BSS), где станции передают и принимают во множестве режимов (более чем одном) в одной и той же зоне покрытия.

Фиг.8 иллюстрирует пример беспроводной локальной сети, содержащей точку доступа (Access Point, AP), станцию STA1, работающую в Режиме 1, и станцию STA2, работающую в Режиме 2. Для простоты предпочтительные варианты осуществления описаны в контексте двух режимов - Режима 1 и Режима 2. Тем не менее настоящее изобретение применимо также к многорежимной работе, где количество режимов больше двух.

Ниже изложено описание трех предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения. Согласно первому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения предоставлены способ и система для улучшения двухрежимной работы (с модуляцией STBC и модуляцией, отличающейся от STBC) в системе WLAN для обеспечения более общей многорежимной работы. Согласно второму предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения предоставлены способ и система для усовершенствования механизмов MAC-защиты при многорежимной работе и, в частности, механизмов для поддержки последовательности множества кадров CF-End (каждый из которых передается в формате, подходящем для соответствующего режима), передаваемой точкой доступа, чтобы обеспечить эффективное использование среды, причем данная схема применима также к однорежимной работе, что является наиболее простым случаем. Согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения предоставлены способ и система для усовершенствования последовательностей PSMP при многорежимной работе.

Первый вариант осуществления настоящего изобретения относится к определению MAC-механизмов для поддержки многорежимной работы. Примеры применений для многорежимной работы включают в себя: (1) наследованные системы, (2) устройства, поддерживающие новый набор модуляции, (3) устройства, которые могут быть в переходном процессе (новый набор модуляции) до переключения сетей, (4) смешанные сети, поддерживающие множество режимов, и (5) устройства, работающие более чем на одной полосе пропускания/канале.

Согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения точка доступа поддерживает двухрежимную работу посредством двух основных MAC-механизмов: 1) путем передачи маяка/вторичного маяка, за которым следуют данные многоадресной рассылки/широковещания для каждого поддерживаемого режима; и 2) путем поддержки передачи множества кадров CTS, каждый из которых соответствует одному из множества поддерживаемых режимов. Проблемой для многорежимной защиты является то, что защитные кадры CTS должны быть интерпретированы в соответствующем формате режима (модуляции, конфигурации линии и т.п.) каждым из двух объектов, осуществляющих связь. Так, если станция STA использует формат конкретного режима, то защитный кадр CTS должен быть передан и принят в конкретном формате, чтобы обеспечить его распознавание станцией STA.

Фиг.9 представляет собой схему, на которой представлен предпочтительный набор форматов кадра согласно вышеупомянутых MAC-механизмов точки доступа. Первый кадр режима содержит первичный маяк 901, за которым следуют данные 905 многоадресной рассылки/широковещания. Первичный маяк включает в себя Информационный Элемент 903 HT. После определенного периода сдвига передается вторичный кадр режима, который включает в себя вторичный маяк 902 с его Информационным Элементом 904 HT, за которым следуют данные 906 многоадресной рассылки/широковещания. Ссылаясь на Фиг.8, первичный маяк обслуживает станцию STA1 в Режиме 1 (отличающемся от STBC). Вторичный маяк обслуживает станцию STA2, которая использует Режим 2 (STBC). Несмотря на то, что для данного примера Режим 1 и Режим 2 были выровнены относительно первичного маяка и вторичного маяка соответственно, в альтернативном варианте первичный маяк может обслуживать Режим 2, а вторичный маяк может обслуживать Режим 1, в зависимости от параметров системы. В общем, первичный маяк будет обслуживать все станции, использующие Режим 1, тогда как вторичный маяк будет обслуживать все станции, использующие Режим 2. Для многорежимной работы дополнительные вторичные маяки будут обслуживать каждый из режимов, используемых в системе, соответственно.

Во время многорежимной работы точка доступа передает маяк/вторичный маяк и трафик многоадресной рассылки/широковещания в формате, который подходит для каждого поддерживаемого системой режима. В многорежимной системе один из нескольких передаваемых маяков (соответствующих нескольким режимам) идентифицируется как первичный маяк 901. Каждый вторичный маяк 902 может передаваться со сдвигом по времени (относительно первичного маяка 901 или любой иной временной привязки). Временной сдвиг может быть определен на основании системных соображений. Временной сдвиг может быть конфигурируемым системным параметром, который может динамически изменяться точкой доступа. Временной штамп Функции Синхронизации Такта (Timing Synchronization Function, TSF) вторичного маяка 902 должен быть действительным временным штампом. Все другие поля во вторичном маяке 902 предпочтительно идентичны соответствующим полям первичного маяка 901. Данные 906 многоадресной рассылки/широковещания, передаваемые после вторичного маяка 902, предпочтительно идентичны данным 905 многоадресной рассылки/широковещания, передаваемым после первичного маяка 901. Исходя из системных соображений, каждый вторичный маяк 902 включает в себя дополнительные поля и данные, которые уникальны для его режима. Также, исходя из системных соображений, каждый режим может содержать дополнительные поля многоадресной рассылки/широковещания и данные, которые уникальны для его режима.

Фиг.10 представляет собой иллюстрацию предпочтительного формата для информационного элемента 1000 HT, соответствующего информационным элементам 903, 904 HT. Информационный элемент 1000 HT содержит следующие поля: ID 1001 элемента, длина 1002, ID 1003 управляющего канала, сдвиг 1004 канала расширения, рекомендуемый набор 1005 ширины передачи, режим 1006 RIFS, только 1007 управляемый доступ, степень детализации 1008 интервала обслуживания, режим 1009 работы, Базовая Схема 1011 Модуляции и Кодирования STBC, допустимая защита 1013 L-SIG и набор 1016 Базовой Схемы Модуляции и Кодирования. Эти поля соответствуют предложенному формату информационного элемента HT управления, показанному на Фиг.4. Согласно настоящему изобретению поле 1012 многорежимной защиты и поле 1014 ID маяка включены в состав для поддержки многорежимной работы. В качестве примера двухрежимной работы поле 1014 ID маяка может содержать один бит, причем если информационный элемент HT имеет значение 0, то он является первичным маяком, а если его значение равно 1, то он является вторичным маяком. Тем не менее, для многорежимной работы размер однобитного информационного элемента увеличивается до подходящего, чтобы обеспечить возможность идентификации всех существующих режимов сверх первичного режима. Как показано на Фиг.10, поле 1014 ID маяка отмечено битами B9-Bk, где k выбирается на основании количества поддерживаемых режимов. Например, в системе, где используется 16 режимов, выбирается поле ID маяка из 4 битов (B9-B12, k=12).

Фиг.11 представляет собой иллюстрацию примера схемы 1100 сигнализации для многорежимной системы, использующей n режимов, которая включает в себя точку доступа и станцию STA2, которая работает в режиме 2 и защищает TXOP. Точкой доступа предоставляется индикация о том, что система поддерживает многорежимную защиту TXOP. Предпочтительным механизмом для индикации является сигнализация точкой доступа поля/бита защиты множества CTS в новом информационном элементе HT Многорежимная Защита 1012, как показано на фиг.10. В случае если поле/бит многорежимной защиты CTS устанавливается точкой доступа и принимается станцией STA2, TXOP начинается станцией STA2, когда кадр 1101 RTS в режиме 2 передается точке доступа. Ответом от точки доступа будет посылка множества кадров 1102-1105 CTS и CTS-to-self в форматах, соответствующих режимам, например, модуляции, конфигурации линии и т.п., так что станции, работающие в других режимах, будут уведомлены, что TXOP была зарезервирована/защищена для станций режима 2, таких как станция STA2.

Как показано на Фиг.11, точка доступа передает кадр 1102 CTS в режиме, который используется для защищенной станцией TXOP. Так, станция STA является станцией STA2, которая инициировала TXOP в режиме 2, и кадр 1102 CTS режима 2 в ответном кадре множества CTS расположен в первой позиции. Альтернативно, позиция для кадра CTS этого режима может быть последней, либо она может быть определена системой на основании приоритетов, присвоенных режимам. Точка доступа также передает множество кадров 1108-1105 CTS-to-Self во всех режимах за исключением режима, который используется для TXOP, защищенной станцией STA, то есть CTS-to-Self Mode 1, CTS-to-Self Mode 3... CTS-to-Self Mode n. Относительный порядок этих кадров CTS-to-Self может быть произвольным, либо он может определяться, исходя из системных соображений, на основании присвоенных режимам приоритетов.

Множество кадров 1102-1105 CTS/CTS-to-Self разделяется посредством PIFS, SIFS (как показано) или иным интервалом, таким как Уменьшенный Межкадровый Интервал (Reduced Inter Frame Spacing, RIFS), что определяется на основании других системных факторов. После того как множество кадров 1102-1105 CTS/CTS-to-self полностью передаются, начинается TXOP 1106 Режима 2.

Множество кадров CTS/CTS-to-Self, передаваемых точкой доступа в ответ на кадр RTS, применимы в следующих случаях. Когда BSS вместе с точкой доступа осуществляет связь в многорежимном формате, используя сигналы множества CTS, отчет каждой станции содержит один кадр CTS в формате, соответствующем его режиму работы. Альтернативно, каждой станции может быть разрешено отвечать множеством кадров CTS, что в особенности полезно в сценарии с Независимым Базовым Сервисным Набором (Independent Basic Service Set, IBSS) (то есть, когда точка доступа отсутствует и все станции STA являются одноранговыми узлами) или в сценарии смешанной сети. В таком случае выбранная станция STA исполняет роль точки доступа путем передачи множества кадров CTS. В противном случае координирование ответа CTS от нескольких станций будет сложным.

Фиг.12 представляет собой иллюстрацию примера схемы 1200 сигнализации точки доступа, защищающей TXOP Режима 2 посредством EDCA, что соответствует двойной сигнальной последовательности 301 защиты с Фиг.3. Так, точка доступа инициирует TXOP Режима 2 для самой себя, начиная с множества кадров 1201-1203 CTS-to-self во всех режимах, за исключением Режима 2. Как и в случае с Фиг.11, последовательность этих кадров CTS-to-Self может быть произвольной, либо она может определяться, исходя из системных соображений и соображений реализации, на основании присвоенных режимам приоритетов. Далее, точка доступа передает кадр 1204 RTS Режима 2, который содержит конкретную информацию адреса станции STA, которая адресована, например, конкретно станции STA2. В ответ станция STA2 передает кадр 1205 CTS Режима 2, который обеспечивает возможность начаться кадру 1206 TXOP Режима 2 от точки доступа, причем точка доступа передает данные в Режиме 2.

Фиг.13 представляет собой иллюстрацию примера схемы 1300 сигнализации точки доступа, защищающей TXOP Режима 2 посредством HCCA, что соответствует сигнальной последовательности 306 двойной защиты с Фиг.3. Когда точка доступа устанавливает и передает поле/бит 1012 защиты с множеством CTS, точка доступа защищает TXOP в заданном режиме посредством множества кадров 1307-1310 CTS-to-self, которые передаются в форматах, соответствующих режимам, например, модуляции, конфигурации линии и т.п., за исключением режима, который используется для TXOP, защищаемой точкой доступа, которая в данном примере работает в Режиме 2. Порядок множества кадров 1307-1310 CTS-to-Self, соответствующих множеству режимов, может быть произвольным, либо он может быть определен с учетом системных соображений и соображений реализации, на основании присвоенных режимам приоритетов. Множество кадров 1307-1310 CTS/CTS-to-Self разделяются посредством PIFS, SIFS (как показано) или иным интервалом, таким как Уменьшенный Межкадровый Интервал (Reduced Inter Frame Spacing, RIFS), что определяется на основании других системных факторов.

Как показано на Фиг.13, за множеством кадров 1307-1310 CTS-to-self следует кадр 1311 CF-poll согласно протоколу HCCA, передаваемый в режиме, который используется для TXOP, через интервал SIFS, PIFS или иного временного промежутка, такого как RIFS, что определяется на основании системных факторов. В данном примере TXOP 1312 предназначен для Режима 2, и соответственно кадр 1311 CF-Poll предназначен для Режима 2.

В этом варианте осуществления многорежимной защиты TXOP, где TXOP для станции STA защищена, станция STA должна ожидать начала своей передачи до тех пор, когда будет передано множество кадров CTS или CTS-to-Self от точки доступа. Для этой цели следующие предпочтительные процедуры рассматриваются либо в отдельности, либо в различных комбинациях. Предпочтительно время, необходимое точке доступа для передачи множества кадров CTS/CTS-to-Self, должно быть известно станциям STA в системе. Одним из примеров возможных подходов является включение данной информации в поле нового информационного элемента 1000 HT, передаваемого точкой доступа. Альтернативно, станция STA не начинает передачи до того, как она получит ответ CTS на свой запрос RTS, и если такой ответ CTS приходит в последнюю очередь, то заблаговременной передачи точного времени не требуется. Согласно еще одному подходу можно основываться на восприятии носителя до передачи, то есть даже после приема CTS станции STA придется ожидать, если среда все еще занята кадрами CTS других режимов.

Альтернативно, если все станции STA способны передавать и принимать в одном общем формате, то даже если они в нормальном режиме осуществляют связь в определенном режиме, то этот формат общего режима предпочтительно используется для передачи управляющих кадров защиты, таких как RTS и CTS. Модуляция, используемая для передачи управляющих кадров, как правило, имеет базовую скорость в заданном режиме. Более высокие скорости в каждом режиме используются для передачи данных. Также возможно, что станция STA будет поддерживать базовые скорости во всех режимах, а более высокие скорости - только в одном предпочтительном/особом режиме. В этом случае обмена одним кадром RTS и одним кадром CTS между осуществляющими связь устройствами в этом общем формате будет достаточно, чтобы установить защиту в многорежимной системе.

Во всех вышеупомянутых механизмах защиты для многорежимной работы используемые кадры защиты (то есть RTS, CTS) предпочтительно устанавливают NAV для всей защищаемой TXOP.

Второй предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения предоставляет MAC-механизмы для поддержки эффективного использования среды при многорежимной работе путем освобождения неиспользованных частей защищенной TXOP. Фиг.14-16 иллюстрируют примеры сигнальных последовательностей того, как может использоваться передача множества кадров CF-End для освобождения неиспользованной TXOP, так чтобы повысить эффективность использования среды.

Фиг.14 иллюстрирует пример станции STA, освобождающей неиспользованную TXOP в Режиме 2. Как и в сигнальной последовательности с Фиг.11, станция STA2 передает RTS 1401 Режима 2, точка доступа отвечает множеством кадров 1402-1405 CTS/CTS-to-self и TXOP станции STA2 начинается в Режиме 2. Однако в этом варианте осуществления станция STA2 распознает, что до конца кадра 1406 TXOP больше нет данных, доступных для передачи. Тогда, станция STA2 передает один кадр 1416 End of Data, который может быть в формате кадра CF-End. Точка доступа отвечает множеством кадров 1407-1409 CF-End во всех режимах. После того как все кадры CF-End передаются, неиспользованная часть 1406 TXOP освобождается из среды, и может начаться новый процесс защиты TXOP, инициированный другой станцией STA или точкой доступа для его передачи по среде.

Фиг.15 представляет собой иллюстрацию примера сигнальной последовательности точки доступа, освобождающей неиспользованную TXOP в течение EDCA в Режиме 2, в качестве расширения сигнальной последовательности, показанной на Фиг.12. Точка доступа передает множество кадров 1521-1523 CTS-to-self, за которыми следует кадр 1524 RTS Режима 2, чтобы запросить защиту TXOP Режима 2. Станция STA2 отвечает кадром 1525 CTS Режима 2, обеспечивая возможность точке доступа начать свой кадр 1506 TXOP в Режиме 2. В течение кадра 1506 TXOP точка доступа распознает, что данных для передачи больше нет, и соответственно она передает кадр 1526 End of Data, который может быть в формате кадра CF-End. Далее, точка доступа передает множество кадров 1527-1529 CF-End во всех режимах, чтобы уведомить все станции STA, что точка доступа завершила свою передачу Режима 2 в текущем кадре TXOP 1506. Кадр 1506 TXOP тогда округляется, и неиспользованная часть кадра 1506 TXOP освобождается для доступа другой станции STA или точки доступа в ином режиме. Защита освобожденной TXOP выполняется согласно многорежимным процедурам, описанным выше.

Фиг.16 представляет собой иллюстрацию примера сигнальной последовательности станции STA, освобождающей неиспользованную TXOP в течение HCCA в Режиме 2 в качестве расширения сигнальной последовательности, показанной на Фиг.13. Точка доступа передает множество кадров 1601-1604 CTS-to-self во всех режимах за исключением режима защиты TXOP, которым в данном случае является Режим 2. Кадр 1605 CF-Poll Режима 2 передается, и начинается кадр 1606 TXOP Режима 2 для станции STA2. В течение кадра 1606 TXOP станция STA2 распознает, что ее данные передачи исчерпались, так что она передает кадр 1612 End of Data. Точка доступа уведомляет другие станции STA во всех режимах, используя множество кадров CF-End в соответствующих режимах. Тогда остающаяся часть TXOP освобождается.

Как показано на Фиг.14-16, точка доступа последовательно передает множество кадров CF-End в Протокольных Блоках Данных MAC (MAC Protocol Data Units, MPDUs) посредством форматов передачи (модуляции, конфигурации линии и т.п.), соответствующих поддерживаемым точкой доступа режимам. Между кадрами CF-End вставляются временные интервалы SIFS (либо другие интервалы, которые определяются на основании системных факторов).

Ниже перечислены дополнительные примеры условных случаев (имеющих место по отдельности или в сочетании друг с другом), когда для освобождения защищенной TXOP применим этот вариант осуществления):

a. После приема MAC-сигнала End-of-Data от станции STA, как показано на Фиг.14, (или, например, кадра QoS-NULL вместе с ответом ACK от точки доступа), которая начала TXOP;

b. После приема MAC-сигнала End-of-Data от станции STA (или, например, кадра QoS-NULL вместе с ответом ACK от точки доступа), которая начала TXOP, вместе с тем, что точка доступа больше не имеет данных для передачи;

c. Если станция, которая начала TXOP, просто перестала передавать данные;

d. Если станция, которая начала TXOP, просто перестала передавать данные, и точка доступа определяет это каким-либо средством (таким как Восприятие Носителя), и вместе с тем точка доступа не имеет каких-либо данных для передачи;

e. После какой-либо процедуры восстановления среды. То есть, когда точка доступа восстановила среду, и она может передавать кадры CF-End, чтобы обеспечить станциям доступ к среде;

f. Если точка доступа инициировала TXOP, завершила передачу по нисходящей линии связи и не принимает каких-либо передач по восходящей линии связи;

g. Если точка доступа инициировала TXOP в EDCA, завершила передачу по нисходящей линии связи и не ожидает каких-либо дополнительных передач (например, посредством сигнала End-of-Data (как показано на Фиг.15), или кадра QoS-NULL вместе с ответом ACK от точки доступа);

f. Если точка доступа инициировала TXOP в HCCA с CF-Poll, завершила передачу по нисходящей линии связи и не ожидает каких-либо передач по восходящей линии связи;

i. Если точка доступа инициировала TXOP в HCCA с CF-Poll и принимает MAC-сигнал End-of-Data от станции STA, как показано Фиг.16 (или, например, кадр QoS-NULL с ответом ACK от точки доступа), и точка доступа завершила передачу по нисходящей линии связи.

Множество кадров CF-End, которые передаются точкой доступа, предпочтительно должны удовлетворять требованиям следующих правил по отдельности или в сочетании:

a. Множество кадров CF-End будут переданы только в том случае, если они могут быть переданы до того, как истекает срок текущей TXOP. Это определяется точкой доступа путем оценивания остающейся части TXOP и сравнения времени, требуемого для передачи всех кадров CF-End;

b. Если все кадры CF-End не могут быть переданы до истечения текущей TXOP, то передается максимальное количество этих кадров, которое можно передать до истечения текущей TXOP;

c. В некоторых случаях и при некоторых системных условиях, даже если все или некоторые из множества кадров CF-End не могут быть переданы до истечения текущей TXOP, все они будут переданы, даже если некоторые или все из них должны быть переданы вне TXOP.

Множество кадров CF-End, передаваемых точкой доступа, предоставляют возможность всем другим устройствам в системе обновить свои NAV и избежать потенциальной растраты или неэффективного использования среды. Множество кадров CF-End от точки доступа разделяются интервалом SIFS или иным временным промежутком, таким как RIFS, как определено на основании других системных факторов. В зависимости от опций могут применяться следующие варианты механизма и порядка передачи множества кадров CF-End (включая двойные кадры CF-End, если речь идет о двухрежимных системах), передаваемых точкой доступа, чтобы освободить TXOP:

a. Множество кадров CF-End может передаваться в порядке приоритета, определяемого конфигурацией системы, которая также может изменяться динамическим образом, причем приоритет соответствует приоритету, назначенному поддерживаемым системой режимам;

b. Первый кадр CF-End соответствует режиму текущей TXOP, а остальные кадры CF-End соответствуют другим режимам;

c. Порядок множества кадров CF-End, соответствующих поддерживаемым системой режимам, может быть произвольным;

d. Передается только один кадр CF-End в формате, соответствующем режиму текущей TXOP, и в этом случае среда будет открыта для всех станций, работающих в этом режиме, до тех пор, пока не истечет срок защиты для этого режима, что дает приоритет станциям, работающим в режиме этой TXOP;

e. Если все станции могут передавать и принимать один общий формат режима (даже если в нормальном режиме они осуществляют связь в особом режиме), то общий формат режима должен использоваться для передачи одного единственного кадра CF-End, которого будет достаточно для обновления NAV всех станций во всех режимах.

Следующий пример описан со ссылкой на применение двухрежимной системы, где двойные кадры CF-End обеспечивают функциональную возможность ER/NR, один кадр CF-End передается в ER (модуляция STBC), а другой кадр CF-End передается в NR (модуляция, отличающаяся от STBC). Ниже описан один возможный вариант осуществления этого примера. Если активирована защита с двойным CTS (то есть, если точкой доступа передаются STBC и отличные от STBC кадры CTS, когда в системе активирована защита с двойным CTS, что, как правило, указывается маяком), станция STA получает TXOP и, далее, передает все кадры для передачи, то станция STA может указать "Конец передачи" или "К