Способы передачи и приема кадра станцией, работающей в режиме энергосбережения в системе беспроводной локальной сети, и устройство для его поддержки

Способы передачи и приема кадра станцией, работающей в режиме энергосбережения в системе беспроводной локальной сети, и устройство для его поддержки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

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]

Таблица 1
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 мн