Способ и устройство для энергосбережения в беспроводной локальной сети

Способ и устройство для энергосбережения в беспроводной локальной сети

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Данная заявка испрашивает приоритет по предварительным заявкам США №№ 61/607,481, поданной 6 марта 2012 г., 61/642,231, поданной 3 мая 2012 г., 61/645,957, поданной 11 мая 2012 г., 61/669,492, поданной 9 июля 2012 г., и 61/696,568, поданной 4 сентября 2012 г., содержимое которых включено настоящим по ссылке в данный документ.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Базовый набор служб (BSS) беспроводной локальной сети (WLAN) в инфраструктурном режиме имеет точку доступа (AP) для BSS и одну или несколько станций (STA), ассоциированных с AP. AP обычно имеет доступ или интерфейс к системе распределения (DS) или проводной или беспроводной сети другого типа, которая переносит трафик в BSS или из него. Трафик в STA, который берет начало извне BSS, поступает через AP и доставляется на STA. Трафик, берущий начало от STA к пунктам назначения вне BSS, посылается на AP для доставки на соответствующие пункты назначения. Трафик между STA в пределах BSS может посылаться через AP, где STA источника посылает трафик на AP, и AP доставляет трафик на STA назначения. Такой трафик между STA в пределах BSS представляет собой одноранговый трафик. Такой одноранговый трафик может посылаться непосредственно между STA источника и назначения посредством установки прямой линии связи (DLS), используя DLS по стандарту IEEE 802.11e (Института инженеров по электротехнике и электронике), или установки туннелированной DLS (TDLS) по стандарту IEEE 802.11z. WLAN в режиме независимого BSS не имеет AP, и STA выполняют связь непосредственно друг с другом.

Новый диапазон был распределен в различных странах по всему миру для систем беспроводной связи. Такой диапазон часто очень ограничен по размеру и также по полосе частот каналов. Диапазон может фрагментироваться на доступные каналы и может не быть соседним и может не объединяться для передач с большей полосой частот. Так обстоит дело, например, в диапазоне, распределенном ниже 1 ГГц в некоторых странах. Системы WLAN, например, построенные по стандартам 802.11, могут быть разработаны для работы в таком диапазоне. При условии ограничений такого диапазона, WLAN могут быть способны поддерживать меньшие полосы частот и меньшие скорости передачи данных по сравнению с системами WLAN с высокой пропускной способностью (HT) или с очень высокой пропускной способностью (VHT), например, основанными на стандартах 802.11n или 802.11ac.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Описаны способ и устройство для энергосбережения в беспроводной локальной сети (WLAN). Станция (STA) может принимать параметры, которые ассоциируют STA с конкретной группой STA, и выполнять доступ к каналу в течение периода, который разрешен для группы STA, основываясь на параметрах. STA может принимать информацию, касающуюся слота доступа, который разрешается для группы STA, и выполнять доступ к каналу в течение слота доступа. STA может принимать планирование для пробуждения из спящего состояния и перехода в и из спящего состояния, основываясь на планировании. STA может проводить двусторонние согласования с AP об энергосбережении и способах доступа к среде передачи и параметрах с AP в момент времени ассоциирования или когда они ассоциируются, в течение которых STA может предоставлять информацию, относящуюся к категории STA, типу трафика, требованиям к энергосбережению или т.п.

Наивысший приоритет доступа к каналу может предоставляться STA типа датчика или измерителя. STA может указывать точке доступа (AP), что STA не будет прослушивать карту указания трафика (TIM) или TIM доставки (DTIM) в маячке (маячковом сигнале). AP затем может использовать информацию о состоянии STA для сборки частичной виртуальной битовой карты в элементе TIM для STA в энергосберегающем режиме. Частичная виртуальная битовая карта в TIM может содержать положительные указания трафика для STA в состоянии прослушивания в момент, когда передается кадр, содержащий элемент TIM.

Если AP передает секторизованный маячок, секторизованный маячок может содержать указание, что маячок секторизован, и может указывать период, в течение которого STA, которая принимает секторизованный маячок, разрешается передавать на AP.

STA может принимать параметры, ассоциированные с группой STA, посредством маячка или короткого маячка, так что группе STA разрешается выполнять доступ к каналу в течение определенного периода времени, и другой группе STA не разрешается выполнять доступ к каналу в течение определенного периода времени.

STA принимает кадр, включающий в себя поле указания подтверждения приема (ACK), которое указывает, что имеется ненулевое значение, содержащееся в поле длительности в заголовке управления доступом к среде передачи (MAC) кадра, и указывает присутствие кадра, который не является кадром ACK или кадром ACK блока.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Более полное понимание можно получить из последующего описания, приведенного в качестве примера вместе с прилагаемыми чертежами, на которых:

фиг. 1A представляет собой схему системы примерной системы связи, в которой может быть реализовано одно или несколько описанных вариантов осуществления;

фиг. 1B представляет собой схему системы примерного беспроводного блока передачи/приема (WTRU), который может использоваться в системе связи, изображенной на фиг. 1A;

фиг. 1C представляет собой схему системы примерной сети радиодоступа и примерной базовой сети, которые могут использоваться в системе связи, изображенной на фиг. 1A;

фиг. 2 изображает пример работы карты указания трафика (TIM) и TIM доставки (DTIM);

фиг. 3 изображает формат кадра для информационного элемента (IE) спецификации трафика (TSPEC);

фиг. 4 изображает пример работы энергосберегающего множественного опроса (PSMP) трех STA;

фиг. 5 изображает примерный формат IE спецификации энергосбережения (PSS);

фиг. 6A-6C изображают альтернативные форматы поля Спецификация трафика в IE PSS;

фиг. 7 изображает примерный формат поля Спецификация управления доступом к среде передачи (MAC) в IE PSS;

фиг. 8 изображает примерный формат для поля Спецификация физического уровня (PHY);

фиг. 9 изображает примерный формат IE ответа энергосбережения (PSR);

фиг. 10A и 10B изображают примерные форматы для поля Спецификация планирования в IE PSR;

фиг. 11A и 11B представляют собой другие примерные форматы поля Спецификация планирования в IE PSR;

фиг. 12 изображает пример деления маячкового интервала и назначение планирования для STA посредством AP;

фиг. 13 представляет собой сигнальную диаграмму примерного процесса энергосбережения посредством двустороннего согласования между AP и STA;

фиг. 14 изображает распределение тонов для режима 1 МГц в стандарте 802.11ah;

фиг. 15 изображает уменьшение отношения пиковой и средней мощности (PAPR) с вариантами осуществления для стандарта 802.11ah с 64-позиционной квадратурной амплитудной модуляцией (QAM);

фиг. 16 изображает примерный формат пакета физического уровня для режима работы 1 МГц в стандарте 802.11ah; и

фиг. 17 изображает примерный формат поля SIG в пакете на фиг. 16.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Фиг. 1A представляет собой схему примерной системы 100 связи, в которой может быть реализован один или несколько описанных вариантов осуществления. Система 100 связи может представлять собой систему множественного доступа, которая предоставляет контент, такой как речь, данные, видео, обмен сообщениями, широковещательная передача и т.д., многочисленным беспроводным пользователям. Система 100 связи может предоставлять возможность многочисленным беспроводным пользователям выполнять доступ к такому контенту посредством совместного использования системных ресурсов, включающих в себя полосу частот беспроводной связи. Например, системы 100 связи могут применять один или несколько методов доступа к каналу, таких как множественный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA), множественный доступ с временным разделением каналов (TDMA), множественный доступ с частотным разделением каналов (FDMA), множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA), множественный доступ с частотным разделением каналов на одной несущей (SC-FDMA) и т.п.

Как показано на фиг. 1A, система 100 связи может включать в себя блоки 102a, 102b, 102c, 102d беспроводной передачи/приема (WTRU), сеть 104 радиодоступа (RAN), базовую сеть 106, коммутируемую телефонную сеть 108 общего пользования (PSTN), Интернет 110 и другие сети 112, хотя понятно, что описанные варианты осуществления рассматривают любое количество WTRU, базовых станций, сетей и/или сетевых элементов. Каждый из WTRU 102a, 102b, 102c, 102d может быть устройством любого типа, выполненным с возможностью работы и/или выполнения связи в беспроводной среде. В качестве примера, WTRU 102a, 102b, 102c, 102d могут быть выполнены с возможностью передачи и/или приема беспроводных сигналов и могут включать в себя пользовательское оборудование (UE), мобильную станцию, стационарный или мобильный абонентский блок, пейджер, сотовый телефон, персональный цифровой помощник (PDA), смартфон, портативный компьютер, нетбук, персональный компьютер, беспроводной датчик, бытовую электронику и т.п.

Системы 100 связи также могут включать в себя базовую станцию 114a и базовую станцию 114b. Каждая из базовых станций 114a, 114b может быть устройством любого типа, выполненным с возможностью беспроводного сопряжения с по меньшей мере одним из WTRU 102a, 102b, 102c, 102d, чтобы способствовать доступу к одной или нескольким сетям связи, таким как базовая сеть 106, Интернет 110 и/или сети 112. В качестве примера, базовыми станциями 114a, 114b может быть приемопередающая станция (BTS), узел B, усовершенствованный узел B (eNode B), домашний узел B, домашний eNode B, контроллер пункта связи, точка доступа (AP), беспроводной маршрутизатор и т.п. Хотя каждая базовая станция 114a, 114b описана как единственный элемент, понятно, что базовые станции 114a, 114b могут включать в себя любое количество соединенных между собой базовых станций и/или сетевых элементов.

Базовая станция 114a может быть частью RAN 104, которая также может включать в себя другие базовые станции и/или сетевые элементы (не показаны), такие как контроллер базовой станции (BSC), контроллер радиосети (RNC), ретрансляционные узлы и т.д. Базовая станция 114a и/или базовая станция 114b могут быть выполнены с возможностью передачи и/или приема беспроводных сигналов в конкретной географической зоне, которая может упоминаться как сота (не показана). Сота дополнительно может делиться на секторы соты. Например, сота, ассоциированная с базовой станцией 114a, может быть разделена на три сектора. Таким образом, в одном варианте осуществления базовая станция 114a может включать в себя три приемопередатчика, т.е. один для каждого сектора соты. В другом варианте осуществления базовая станция 114a может применять технологию с многими входами и многими выходами (MIMO) и поэтому может использовать многочисленные приемопередатчики для каждого сектора соты.

Базовые станции 114a, 114b могут выполнять связь с одним или несколькими WTRU 102a, 102b, 102c, 102d по радиоинтерфейсу 116, которым может быть любая подходящая линия беспроводной связи (например, радиочастотная (RF), микроволновая, инфракрасная (IR), ультрафиолетовая (UV), видимого света и т.д.). Радиоинтерфейс 116 может быть установлен с использованием любой подходящей технологии радиодоступа (RAT).

Более конкретно, как отмечено выше, системой 100 связи может быть система множественного доступа и может применять одну или несколько схем доступа к каналу, такую как CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA, SC-FDMA и т.п. Например, базовая станция 114a в RAN 104 и WTRU 102a, 102b, 102c могут реализовать радиотехнологию, такую как наземный радиодоступ универсальной системы мобильной связи (UMTS) (UTRA), который может устанавливать радиоинтерфейс 116 с использованием широкополосного CDMA (WCDMA). WCDMA может включать в себя протоколы связи, такие как высокоскоростной пакетный доступ (HSPA) и/или усовершенствованный HSPA (HSPA+). HSPA может включать в себя высокоскоростной пакетный доступ нисходящей линии связи (HSDPA) и/или высокоскоростной пакетный доступ восходящей линии связи (HSUPA).

В другом варианте осуществления базовая станция 114a и WTRU 102a, 102b, 102c могут реализовать радиотехнологию, такую как усовершенствованный наземный радиодоступ UMTS (E-UTRA), который может устанавливать радиоинтерфейс 116, использующий LTE (долгосрочная эволюция) и/или усовершенствованную LTE (LTE-A).

В других вариантах осуществления базовая станция 114a и WTRU 102a, 102b, 102c могут реализовать радиотехнологии, такие как IEEE 802.16 (т.е. WiMAX (общемировая совместимость микроволнового доступа)), CDMA2000, CDMA2000 1X, CDMA2000 EV-DO (усовершенствованная оптимизированная передача данных), Interim Standard (промежуточный стандарт) 2000 (IS-2000), Interim Standard 95 (IS-95), Interim Standard 856 (IS-856), Глобальная система мобильной связи (GSM), EDGE (усовершенствованная передача данных для развития GSM), GSM EDGS (GERAN) и т.п.

Базовой станцией 114b на фиг. 1A может быть беспроводной маршрутизатор, домашний узел B, домашний eNode B или точка доступа, например, и может применять любую подходящую RAT для облегчения возможности беспроводного соединения в локализованной зоне, такой как место расположения предприятия, дом, транспортное средство, студенческий городок и т.п. В одном варианте осуществления базовая станция 114b и WTRU 102c, 102d могут реализовать радиотехнологию, такую как IEEE 802.11, для установления беспроводной локальной сети (WLAN). В другом варианте осуществления базовая станция 114b и WTRU 102c, 102d могут реализовать радиотехнологию, такую как IEEE 802.15, для установления беспроводной персональной сети (WPAN). В еще другом варианте осуществления базовая станция 114b и WTRU 102c, 102d могут использовать сотовую RAT (например, WCDMA, CDMA2000, GSM, LTE, LTE-A и т.д.) для установления пикосоты или фемтосоты. Как показано на фиг. 1A, базовая станция 114b может иметь прямое соединение с Интернетом 110. Таким образом, базовой станции 114b может не требоваться выполнение доступа к Интернету 110 посредством базовой сети 106.

RAN 104 может находиться на связи с базовой сетью 106, которая может быть сетью любого типа, выполненной с возможностью предоставления речи, данных, приложений и/или услуг по передаче речи по протоколу Интернета (VoIP) одному или нескольким WTRU 102a, 102b, 102c, 102d. Например, базовая сеть 106 может обеспечивать управление вызовом, услуг тарификации, услуг на основе определения местоположения мобильного устройства, вызов по предоплате, возможность соединения с Интернетом, распределение видео и т.д. и/или выполнять функции обеспечения высокоуровневой безопасности, такие как аутентификация пользователя. Хотя не показаны на фиг. 1A, понятно, что RAN 104 и/или базовая сеть 106 могут быть в непосредственной или косвенной связи с другими RAN, которые применяют эту же RAT, что и RAN 104, или другую RAT. Например, в дополнение к соединению с RAN 104, которая может использовать радиотехнологию E-UTRA, базовая сеть 106 также может находиться на связи с другой RAN (не показана), применяющей радиотехнологию GSM.

Базовая сеть 106 также может служить в качестве шлюза для WTRU 102a, 102b, 102c, 102d для доступа к PSTN 108, Интернету 110 и/или другим сетям 112. PSTN 108 может включать в себя телефонные сети с коммутацией каналов, которые предоставляют простую старую телефонную службу (POTS). Интернет 110 может включать в себя глобальную систему соединенных между собой компьютерных сетей и устройств, которые используют общие протоколы связи, такие как протокол управления передачей (TCP), протокол передачи дейтаграмм пользователя (UDP) и протокол Интернета (IP) в наборе протоколов Интернета TCP/IP. Сети 112 могут включать в себя проводные или беспроводные сети связи, принадлежащие и/или эксплуатируемые другими провайдерами услуг. Например, сети 112 могут включать в себя другую базовую сеть, соединенную с одним или несколькими RAN, которые могут применять эту же RAT, что и RAN 104, или другую RAT.

Некоторые или все из WTRU 102a, 102b, 102c, 102d в системе 100 связи могут включать в себя многорежимные возможности, т.е. WTRU 102a, 102b, 102c, 102d могут включать в себя многочисленные приемопередатчики для выполнения связи с разными беспроводными сетями по разным беспроводным линиям связи. Например, WTRU 102c, показанный на фиг. 1A, может быть выполнен с возможностью выполнения связи с базовой станцией 114a, которая может применять сотовую радиотехнологию, и с базовой станцией 114b, которая может применять радиотехнологию по стандарту IEEE 802.

Фиг. 1B представляет собой схему системы примерного WTRU 102. Как показано на фиг. 1B, WTRU 102 может включать в себя процессор 118, приемопередатчик 120, элемент 122 передачи/приема, громкоговоритель/микрофон 124, клавиатуру 126, дисплей/сенсорную панель 128, несъемную память 130, съемную память 132, источник 134 питания, набор 136 микросхем системы глобального позиционирования (GPS) и другие периферийные устройства 138. Понятно, что WTRU 102 может включать в себя любую субкомбинацию вышеприведенных элементов, в то же время оставаясь согласующейся с вариантом осуществления.

Процессором 118 может быть процессор общего назначения, процессор специального назначения, обычный процессор, процессор цифровой обработки сигналов (DSP), множество микропроцессоров, один или несколько микропроцессоров вместе с ядром DSP, контроллер, микроконтроллер, специализированные интегральные схемы (ASIC), схемы программируемой вентильной матрицы (FPGA), интегральная схема (IC) любого другого типа, конечный автомат и т.п. Процессор 118 может выполнять кодирование сигналов, обработку данных, управление мощностью, обработку ввода/вывода и/или любую другую функциональную возможность, которая позволяет WTRU 102 работать в беспроводной среде. Процессор 118 может быть соединен с приемопередатчиком 120, который может быть соединен с элементом 122 передачи/приема. Хотя фиг.1B описывает процессор 118 и приемопередатчик 120 в виде отдельных компонентов, понятно, что процессор 118 и приемопередатчик 120 могут быть интегрированы вместе в электронный модуль или кристалл.

Элемент 122 передачи/приема может быть выполнен с возможностью передачи сигналов базовой станции (например, базовой станции 114a) или приема сигналов от нее по радиоинтерфейсу 116. Например, в одном варианте осуществления элементом 122 передачи/приема может быть антенна, выполненная с возможностью передачи и/или приема RF-сигналов. В другом варианте осуществления элементом 122 передачи/приема может быть излучатель/обнаружитель, выполненный, например, с возможностью передачи и/или приема IR-, UV-сигналов или сигналов видимого света. В еще другом варианте осуществления элемент 122 передачи/приема может быть выполнен с возможностью передачи и приема как RF-сигналов, так и световых сигналов. Понятно, что элемент 122 передачи/приема может быть выполнен с возможностью передачи и/или приема любой комбинации беспроводных сигналов.

Кроме того, хотя элемент 122 передачи/приема показан на фиг. 1B в виде единственного элемента, WTRU 102 может включать в себя любое количество элементов 122 передачи/приема. Более конкретно, WTRU 102 может применять технологию MIMO. Таким образом, в одном варианте осуществления WTRU 102 может включать в себя два или более элементов 122 передачи/приема (например, многочисленные антенны) для передачи и приема беспроводных сигналов по радиоинтерфейсу 116.

Приемопередатчик 120 может быть выполнен с возможностью модуляции сигналов, которые должны передаваться элементом 122 передачи/приема, и с возможностью демодуляции сигналов, которые принимаются элементом 122 передачи/приема. Как отмечено выше, WTRU 102 может иметь многорежимные возможности. Таким образом, приемопередатчик 120 может включать в себя многочисленные приемопередатчики для предоставления возможности WTRU 102 выполнять связь посредством многочисленных RAT, таких как, например, UTRA и IEEE 802.11.

Процессор 118 в WTRU 102 может быть связан с и может принимать данные пользовательского ввода от громкоговорителя/микрофона 124, клавиатуры 126 и/или дисплея/сенсорной панели 128 (например, блока отображения на жидкокристаллическом дисплее или блока отображения на органических светоизлучающих диодах (OLED)). Процессор 118 также может выводить пользовательские данные на громкоговоритель/микрофон 124, клавиатуру 126 и/или дисплей/сенсорную панель 128. Кроме того, процессор 118 может обращаться к информации в подходящей памяти любого типа и сохранять данные в ней, такой как несъемная память 130 и/или съемная память 132. Несъемная память 130 может включать в себя оперативное запоминающее устройство (RAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), жесткий диск или запоминающее устройство памяти любого другого типа. Съемная память 132 может включать в себя карту модуля идентификации абонента (SIM), карту памяти «Memory stick», карту памяти SD (Secure digital) и т.п. В других вариантах осуществления процессор 118 может обращаться к информации в памяти и сохранять данные в памяти, которая физически не расположена в WTRU 102, например, на сервере или домашнем компьютере (не показан).

Процессор 118 может принимать энергию от источника 134 питания и может быть выполнен с возможностью распределения и/или управления подачей энергии на другие компоненты в WTRU 102. Источником 134 питания может быть любое подходящее устройство для питания WTRU 102. Например, источник 134 питания может включать в себя одну или несколько галетных сухих батарей (например, никель-кадмиевая (NiCd), никель-цинковая (NiZn), никель-металлогидридная (NiMH), ионно-литиевая (Li-ion) и т.д.) солнечные элементы, топливные элементы и т.п.

Процессор 118 также может соединен с набором 136 микросхем GPS, который может быть выполнен с возможностью предоставления информации о местоположении (например, долгота и широта), касающейся текущего местоположения WTRU 102. В дополнение или вместо информации от набора 136 микросхем GPS WTRU 102 может принимать информацию о местоположении по радиоинтерфейсу 116 от базовой станции (например, базовых станций 114a, 114b) и/или определять свое местоположение, основываясь на хронировании сигналов, принимаемых от двух или более ближайших базовых станций. Понятно, что WTRU 102 может получать информацию о местоположении посредством любого подходящего способа определения местоположения, в то же время оставаясь совместимым с вариантом осуществления.

Процессор 118 может дополнительно быть соединен с другими периферийными устройствами 138, которые могут включать в себя один или несколько программных и/или аппаратных модулей, которые обеспечивают дополнительные признаки, функциональные возможности и/или возможность проводного или беспроводного соединения. Например, периферийные устройства 138 могут включать в себя акселерометр, электронный компас, спутниковый приемопередатчик, цифровую камеру (для фотографий или видео), порт универсальной последовательной шины (USB), вибрационное устройство, телевизионный приемопередатчик, микрогарнитуру, модуль Bluetooth®, радиоблок с частотной модуляцией (FM), цифровой проигрыватель музыки, медиаплеер, модуль проигрывателя видеоигр, браузер Интернета и т.п.

Фиг. 1C представляет собой схему примерной системы RAN 104 и базовой сети 106 согласно варианту осуществления. Как отмечено выше, RAN 104 может применять радиотехнологию UTRA для выполнения связи с WTRU 102a, 102b, 102c по радиоинтерфейсу 116. RAN 104 также может находиться на связи с базовой сетью 106. Как показано на фиг. 1C, RAN 104 может включать в себя узлы B 140a, 140b, 140c, каждый из которых может включать в себя один или несколько приемопередатчиков для выполнения связи с WTRU 102a, 102b, 102c по радиоинтерфейсу 116. Каждый из узлов B 140a, 140b, 140c может ассоциироваться с конкретной сотой (не показана) в RAN 104. RAN 104 также может включать в себя RNC 142a, 142b. Понятно, что RAN 104 может включать в себя любое количество узлов B и RNC, в то же время оставаясь совместимой с вариантом осуществления.

Как показано на фиг. 1C, узлы B 140a, 140b могут быть на связи с RNC 142a. Дополнительно, узел B 140c может быть на связи с RNC 142b. Узлы B 140a, 140b, 140c могут выполнять связь с соответствующими RNC 142a, 142b при помощи интерфейса Iub. RNC 142a, 142b могут быть на связи друг с другом при помощи интерфейса Iur. Каждый из RNC 142a, 142b может быть выполнен с возможностью управления соответствующими узлами B 140a, 140b, 140c, к которым он подсоединен. Кроме того, каждый из RNC 142a, 142b может быть выполнен с возможностью выполнения или поддержки других функциональных возможностей, таких как управление мощностью по внешней цепи, управление нагрузкой, управление допуском, планирование пакетов, управление передачей обслуживания, макроразнесение, функции обеспечения безопасности, шифрование данных и т.п.

Базовая сеть 106, показанная на фиг. 1C, может включать в себя медиашлюз (MGW) 144, центр 146 коммутации мобильной связи (MSC), обслуживающий узел 148 поддержки пакетной радиосвязи общего назначения (GPRS) (SGSN) и/или шлюзовой узел 150 поддержки GPRS (GGSN). Хотя каждый из вышеприведенных элементов описывается как часть базовой сети 106, понятно, что любой один из этих элементов может принадлежать и/или эксплуатироваться объектом, отличным от оператора базовой сети.

RNC 142a в RAN 104 может быть соединен с MSC 146 в базовой сети 106 посредством интерфейса IuCS. MSC 146 может быть соединен с MGW 144. MSC 146 и MGW 144 могут обеспечивать для WTRU 102a, 102b, 102c доступ к сети с коммутацией каналов, такой как PSTN 108, чтобы способствовать выполнению связи между WTRU 102a, 102b, 102c и традиционными устройствами по наземным линиям.

RNC 142a в RAN 104 также может быть соединен с SGSN 148 в базовой сети 106 посредством интерфейса IuPS. SGSN 148 может быть соединен с GGSN 150. SGSN 148 и GGSN 150 могут обеспечивать для WTRU 102a, 102b, 102c доступ к сетям с коммутацией пакетов, такой как Интернет 110, чтобы способствовать выполнению связи между WTRU 102a, 102b, 102c и IP-устройствами.

Как отмечено выше, базовая сеть 106 также может быть соединена с сетями 112, которые могут включать в себя другие проводные или беспроводные сети, которые принадлежат и/или эксплуатируются другими провайдерами услуг.

Рабочая группа (TG) IEEE 802.11ah была организована для разработки решений для поддержки систем WiFi в субгигагерцовом диапазоне. Последующие случаи использования были приняты TG 802.11ah: датчики и измерители (случай 1 использования), данные датчика и измерителя транспортной инфраструктуры (случай 2 использования) и WiFi расширенного диапазона для разгрузки сотовой сети (случай 3 использования).

В 802.11ah один из случаев использования являются измерители и датчики, в котором до 6000 STA может поддерживаться в одном BSS. Устройства, такие как интеллектуальные измерители и датчики, имеют очень разные требования, относящиеся к поддерживаемому трафику восходящей линии связи и нисходящей линии связи. Например, датчики и измерители могут быть выполнены с возможностью периодической загрузки своих данных на сервер, которые, наиболее вероятно, представляют собой трафик восходящей линии связи. Датчики и измерители могут запрашиваться или конфигурироваться сервером. Когда сервер запрашивает или конфигурирует датчик и измеритель, может требоваться, чтобы запрашиваемые данные поступали в пределах интервала установки, и может требоваться, чтобы подтверждение для любой выполняемой конфигурации поступало в течение некоторого интервала. Эти типы моделей трафика сильно отличаются от традиционных моделей трафика, предполагаемых для систем WLAN.

Механизмы энергосбережения были определены в системах 802.11. Станция (STA) может переходить между активном состоянием и спящим состоянием (состоянием ожидания) для энергосбережения. AP осведомлена об энергосберегающем режиме STA и буферизует трафик для STA в спящем состоянии и может уведомлять STA, используя карту указания трафика (TIM) или TIM доставки (DTIM) в кадре маячка или короткого маячка. TIM указывается с использованием битовой карты идентификатора ассоциирования (AID) или частичной виртуальной битовой карты. STA может определить, что буферизованные данные предназначены для нее посредством приема и интерпретирования TIM.

STA экономит энергию посредством входа в спящее состояние и пробуждается для прослушивания маячка или короткого маячка. STA проверяет TIM для определения, выполнила ли AP буферизацию кадров для STA. STA может послать кадр управления PS-опроса на AP для извлечения буферизованных кадров с AP. STA в WLAN может использовать механизм случайной отсрочки передачи перед передачей кадра PS-опроса, когда многочисленные STA буферизовали кадры на AP. Фиг. 2 изображает пример работы TIM и DTIM.

В BSS, работающим под функцией распределенной координации (DCF) или во время периода состязания (CP) BSS, используя функцию точечной координации (PCF), при определении, что данные буферизуются в данный момент для STA в AP, STA, работающая в энергосберегающем (PS) режиме, может передавать короткий кадр PS-опроса на AP, которая может отвечать данными немедленно, или подтверждать прием кадра PS-опроса и отвечать данными позднее. Если TIM, указывающая буферизованные данные, посылается во время бессостязательного периода (CFP), опрашиваемая без состязания (CF) STA, работающая в PS-режиме, может не посылать кадр PS-опроса, но остается активной до тех пор, пока буферизованные данные не будут приняты (или не будет завершен CFP).

При каждом маячковом интервале AP может собирать частичную виртуальную битовую карту, содержащую состояние буфера на пункт назначения для STA в PS-режиме, и может указывать в поле TIM кадра маячка. В каждом маячковом интервале AP с возможностью автоматической энергосберегающей доставки (APSD) может собирать частичную виртуальную битовую карту, содержащую состояние буфера категорий доступа (AC), ориентированных не на доставку (если существует по меньшей мере одна AC, ориентированная не на доставку) на пункт назначения для STA в PS-режиме, и может рассылать ее в поле TIM кадра маячка. Когда все AC ориентированы на доставку, AP с возможностью APSD может собирать частичную виртуальную битовую карту, содержащую состояние буфера для всех AC на пункт назначения. Если разрешена гибкая многоадресная услуга (FMS), AP может включать элемент Описатель FMS в каждый кадр маячка. Элемент Описатель FMS может указывать адресованные группой FMS кадры, которые AP буферизует.

Максимальная длина информационного элемента (IE) в современных стандартах 802.11 составляет 256 байтов. Следовательно, этот максимальный размер IE устанавливает ограничение на количество STA, которые могут поддерживаться в TIM, так как TIM использует битовую карту для сигнализации STA буферизованных данных посредством отображения AID STA на биты в битовой карте. В дополнение к полю битовой карты TIM также содержит другие информационные поля (например, число DTIM, период DTIM и управление битовой картой). Поэтому максимальный размер поля битовой карты в TIM дополнительно ограничивается 251 байтом.

Кроме того, для текущих максимальных 2007 AID наихудший случай (т.е. полная битовая карта) требует 2007 битов, т.е. 2007/8=251 байтов, что достигает максимального размера поля битовой карты в TIM. Поэтому текущая TIM с ее структурой битовой карты может не удовлетворять функциональным требованиям 802.11ah поддержки большого количества STA свыше 2007.

Кроме того, длина TIM увеличивается с увеличением количества поддерживаемых STA, основываясь на текущей структуре TIM, заданной в стандартах 802.11. Например, при максимальных 2007 STA битовая карта наихудшего случая в TIM составляет 251 байтов. Если максимальное количество станций увеличивается до значительно большего количества, скажем 6000, тогда битовая карта наихудшего случая будет составлять 6000/8=750 байтов. Такая TIM большого размера увеличивает издержки TIM на передачу маячка, которые представляют собой крайне недопустимый уровень, особенно в системах 802.11ah, где полоса частот канала (например, 1 МГц, 2 МГц, до 8 МГц) значительно меньше, чем в других системах 802.11 (например, 802.11n/11ah).

Стандарты 802.11e включают в себя расширение энергосберегающего режима стандарта 802.11, определенного как автоматическая энергосберегающая доставка (APSD). Если AP поддерживает APSD, STA с возможностью 802.11e могут выбирать способ доставки кадров, буферизованных на AP, между нормальным энергосберегающим режимом и APSD. Различие между нормальным энергосберегающим режимом по стандарту 802.11 и APSD заключается в том, что с APSD STA находится в активном режиме во время периода обслуживания (SP) вместо нахождения в активном режиме от перехода в активное состояние для приема маячка до возврата в спящее состояние после приема подтверждения приема последнего кадра, буферизованного на AP. Два типа SP определены в APSD: незапланированная APSD (U-APSD) и запланированная (S-APSD). U-APSD определяется для STA, выполняющих доступ к каналу, используя улучшенный распределенный доступ к каналу (EDCA), тогда как S-APSD определяется для обоих механизмов доступа, EDCA и управляемого доступа к каналу с помощью функции гибридной координации (HCF) (HCCA).

При U-APSD STA устанавливает категорию доступа (AC) как ориентированную на триггер или ориентированную на доставку. Могут буферизоваться блоки служебных данных MAC (MSDU) от ориентированной на доставку AC. STA пробуждается и передает кадр триггера на AP для извлечения буферизованных MSDU или кадров управления во время незапланированного периода обслуживания. Если нет незапланированного периода обслуживания (SP), выполняющегося в данный момент, незапланированный SP начинается, когда AP принимает кадр триггера от STA, который представляет собой данные качества обслуживания (QoS) или пустой кадр QoS, ассоциированный с AC, которую STA сконфигурировала ориентированной на триггер. Незапланированный SP заканчивается после того, как AP выполнит попытку передачи по меньшей мере одного MSDU или блока данных протокола MAC (MPDU), ассоциированного с ориентированной на доставку AC и предназначенной для STA. Пустые кадры QoS представляют собой заменители в U-APSD PS-опросов в стандартном энергосберегающем режиме, дающие возможность STA запрашивать доставку кадров, буферизованных на AP, даже если STA не имеет кадра данных для передачи по восходящей линии связи.

При S-APSD STA сначала ассоциируется с AP. В зависимости от AC конкретного потока трафика (TS) STA может запросить запланированный управляемый доступ к каналу или доступ к каналу на основе состязания посредством посылки кадра запроса ADDTS (добавить поток трафика), включающего в себя спецификации трафика (TSPEC), на AP. Фиг. 3 изображает формат кадра для IE TSPEC. AP может отвечать кадром ответа ADDTS, включающем в себя IE планирования, если AP может вместить TS.

Механизм энергосберегающего множественного опроса (PSMP) был введен в 802.11n. В PSMP единственный кадр PSMP может использоваться для планирования многочисленных STA. Это может быть эффективным, где STA периодически передают небольшое количество данных.

Потребление мощности уменьшается посредством обеспечения планирования восходящей линии связи (UL) и нисходящей линии связи (DL) в начале фазы PSMP, так что каждая STA может отключать свои приемники до тех пор, когда они будут необходимы в фазе DL, и передавать, когда запланировано во время фазы UL без выполнения оценки занятости канала (CCA). Фиг. 4 изображает пример работы PSMP трех STA.

Энергосбережение может достигаться посредством двусторонних согласований между STA и AP. STA и AP могут обмениваться сообщениями для обмена параметрами энергосбережения и конфигурирования планирования энергосбережения и ожидания.

В одном варианте осуществления один единообразный информационный элемент (IE) может определяться для рассмотрения аспектов энергосбережения. Ниже в данном документе единообразный IE ссылаться на «IE спецификации энергосбережения (PSS)». STA может посылать IE PSS на AP в кадре запроса на зондирование, кадре запроса на ассоциирование или т.п. С IE PSS один цикл обмена пакетами между STA и AP может быть достаточным для конфигурирования планирования энергосбережения и ожидания.

Фиг. 5 изображает примерный формат IE 500 PSS. IE 500 PSS может иметь следующие поля: поля ID 502 элемента, Длина 504, MAP 506, Спецификация 508 трафика, Спецификация 510 MAC, Спецификация 512 PHY и Другая необязательная информация 514.

Поле 502 ID элемента устанавливается на ID, идентифицирующий, что он является IE PSS. Поле 504 Длина указывает длину в октетах в остальной части IE. Поле 506 MAP представляет собой информацию, содержащуюся в IE PSS. Поле 508 Спецификация трафика представляет собой спецификацию моделей трафика восходящей линии связи и нисходящей линии связи. Поле 510 Спецификация MAC представляет собой спецификацию параметров и предпочтений MAC, относящихся к энергосбережению. Поле 512 Спецификация PHY представляет собой спецификацию параметров и предпочтений PHY, относящихся к энергосбережению. Поле 514 Другая необязательная информация включает в себя другую информацию, которая относится к энергосбережению, такую как длительность, в течение которой, как ожидается, спецификации энергосбережения являются действительными, начинающиеся в конце кадра, содержащего IE 500 PSS. Поле 508 Спецификация трафика может включать в себя разную информацию в зависимости от реализации. Поле 508 Спецификация трафика связано с моделями трафика и случаем использования, который STA мо