Способ повышения частоты повторного использования пространства в системе беспроводной lan и аппарат для этого

Способ повышения частоты повторного использования пространства в системе беспроводной lan и аппарат для этого

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[1] Настоящее изобретение относится к системе беспроводной связи, и более конкретно, к способу и аппарату для определения, доступна ли соответствующая среда (например, канал), для того, чтобы увеличить частоту пространственного повторного использования в системе беспроводной локальной сети (WLAN).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[2] Хотя предложенный способ передачи сигнала, который изложен ниже, применим к различным типам беспроводной связи, способ передачи сигнала будет описан ниже в контексте WLAN-системы, в качестве примера системы, к которой применимо настоящее изобретение.

[3] Стандарты для технологии беспроводной локальной сети (WLAN) были разработаны как стандарты 802.11 института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE). IEEE 802.11a и b используют нелицензированную полосу на 2,4 ГГц или 5 ГГц. IEEE 802.11b обеспечивает скорость передачи 11 Мбит/с и IEEE 802.11a обеспечивает скорость передачи 54 Мбит/с. IEEE 802.11g обеспечивает скорость передачи 54 Мбит/с посредством применения мультиплексирования с ортогональным разделением частот (OFDM) на 2,4 ГГц. IEEE 802.11n обеспечивает скорость передачи 300 Мбит/с для четырех пространственных потоков посредством применения OFDM с технологией многоканального входа - многоканального выхода (MIMO). IEEE 802.11n поддерживает полосу пропускания канала до 40 МГц и, в этом случае, обеспечивает скорость передачи 600 Мбит/с.

[4] Вышеописанные стандарты WLAN переросли в IEEE 802.11ac, которая использует полосу пропускания до 160 МГц и поддерживает скорость передачи до 1 Гбит/с для 8 пространственных потоков, и стандарты IEEE 802.11ax находятся на рассмотрении.

РАСКРЫТИЕ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА

[5] Целью настоящего изобретения является обеспечить способ и аппарат для эффективного определения, доступна ли соответствующая среда (например, канал), и передачи сигнала на основе определения, для того, чтобы увеличить частоту пространственного повторного использования и таким образом повысить эксплуатационные характеристики системы в системе беспроводной локальной сети (WLAN).

ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ

[6] В одном аспекте настоящего изобретения, способ передачи сигнала на основе определения состояния использования беспроводной среды станцией (STA) в системе беспроводной локальной сети (WLAN) включает в себя прием WLAN-сигнала посредством конкретной беспроводной среды, сравнение силы принятого сигнала WLAN-сигнала с уровнем оценки незанятости канала (CCA), выбираемым между первым CCA-уровнем и вторым CCA-уровнем согласно типу WLAN-сигнала, причем второй CCA-уровень меньше, чем первый CCA-уровень, если сила принятого сигнала для WLAN-сигнала меньше, чем выбранный CCA-уровень, определение конкретной беспроводной среды как доступной, и передачу сигнала STA согласно определению.

[7] Первым CCA-уровнем может быть CCA-уровень для WLAN-сигнала высокоэффективной WLAN (HEW), и вторым CCA-уровнем является CCA-уровень для традиционного WLAN-сигнала прежде HEW WLAN-сигнала.

[8] Если принятым WLAN-сигналом является один из кадра запроса на отправку (RTS) и кадра разрешения на отправку (CTS) в формате традиционного WLAN-сигнала, может быть определено, доступна ли конкретная беспроводная среда, посредством сравнения силы сигнала одного из RTS-кадра и CTS-кадра со вторым CCA-уровнем.

[9] Если принятый WLAN-сигнал является RTS-кадром и сила сигнала RTS-кадра равна или больше, чем второй CCA-уровень, информация вектора распределения сети (NAV) из STA может быть обновлена на основе информации о длительности в отношении RTS-кадра, и если STA не принимает блок данных протокола физического уровня (PPDU) в пределах предварительно определенного периода времени без приема CTS-кадра после приема RTS-кадра, информация NAV может быть возвращена в исходное состояние, и конкретная беспроводная среда может быть определена как доступная.

[10] Способ может дополнительно включать в себя, если PPDU обнаружен в пределах предварительно определенного периода времени без приема CTS-кадра после приема RTS-кадра, определение, относится ли PPDU к базовому набору служб (BSS) STA. Если определено, что PPDU не из BSS STA, и сила принятого сигнала PPDU равна или меньше, чем первый CCA-уровень, конкретная беспроводная среда может быть определена как доступная.

[11] Если CTS-кадр принят после приема RTS-кадра, информация NAV может быть обновлена на основе информации CTS-кадра. Между тем если CTS-кадр принят после приема RTS-кадра, способ может дополнительно включать в себя сравнение силы принятого сигнала CTS-кадра с первым CCA-уровнем, и если сила принятого сигнала CTS-кадра меньше, чем первый CCA-уровень, может быть определено, доступна ли конкретная беспроводная среда, при дальнейшем рассмотрении по меньшей мере одного из того, является ли последовательный PPDU - HEW PPDU, является ли сила принятого сигнала последовательного PPDU большей, чем первый CCA-уровень, и относится ли последовательный PPDU к BSS STA.

[12] Если последовательный PPDU не является HEW PPDU, не относится к BSS STA и имеет силу принятого сигнала, меньшую, чем первый CCA-уровень, конкретная беспроводная среда может быть определена как доступная.

[13] Когда принятый WLAN-сигнал является RTS-кадром, и PPDU принят в пределах предварительно определенного времени, (A) если заголовок физического уровня (PHY) PPDU указывает, что PPDU для STA, или (B) если заголовок PHY из PPDU указывает, что PPDU не для STA, но PPDU имеет силу принятого сигнала, равную или большую, чем первый CCA-уровень, может быть выдан предварительно определенный примитив, и заданный NAV может быть сохранен.

[14] Если заголовок PHY из PPDU указывает, что PPDU не для STA, и PPDU имеет силу принятого сигнала, меньшую, чем первый CCA-уровень, NAV может быть возвращен в исходное состояние, и конкретная беспроводная среда может быть определена как доступная.

[15] Между тем когда принятый WLAN-сигнал является RTS-кадром, и CTS-кадр принят после приема RTS-кадра, (A) если заголовок PHY CTS-кадра указывает, что CTS-кадр для STA, или (B) если заголовок PHY CTS-кадра указывает, что CTS-кадр не для STA, но CTS-кадр имеет силу принятого сигнала, равную или большую, чем первый CCA-уровень, может быть выдан предварительно определенный примитив, и заданный NAV может быть сохранен.

[16] Если заголовок PHY CTS-кадра указывает, что CTS-кадр не для STA, и CTS-кадр имеет силу принятого сигнала, меньшую, чем первый CCA-уровень, NAV может быть возвращен в исходное состояние, и конкретная беспроводная среда может быть определена как доступная.

[17] С другой стороны, если принятый WLAN-сигнал является RTS-кадром, и RTS-кадр не из BSS STA, может быть определено, является ли сила принятого сигнала RTS-кадра меньшей, чем первый CCA-уровень, и если сила принятого сигнала RTS-кадра меньше, чем первый CCA-уровень, конкретная беспроводная среда может быть определена как доступная.

[18] Кроме того, если принятый WLAN-сигнал является RTS-кадром или CTS-кадром для HEW STA, может быть определено, доступна ли конкретная беспроводная среда, посредством сравнения силы принятого сигнала RTS-кадра или CTS-кадра для HEW STA с первым CCA-уровнем.

[19] В другом аспекте настоящего изобретения, STA в WLAN-системе включает в себя приемопередатчик, выполненный с возможностью приема WLAN-сигнала посредством конкретной беспроводной среды, и процессор, соединенный с приемопередатчиком и выполненный с возможностью сравнения силы принятого сигнала WLAN-сигнала с CCA-уровнем, выбранным между первым CCA-уровнем и вторым CCA-уровнем согласно типу WLAN-сигнала, причем второй CCA-уровень ниже, чем первый CCA-уровень, и если сила принятого сигнала WLAN-сигнала меньше, чем выбранный CCA-уровень, определения конкретной беспроводной среды как доступной.

ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ

[20] Согласно настоящему изобретению, частота пространственного повторного использования может быть эффективно увеличена в новой системе беспроводной локальной сети (WLAN).

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[21] Фиг. 1 является схемой, иллюстрирующей примерную конфигурацию системы беспроводной локальной сети (WLAN).

[22] Фиг. 2 является схемой, иллюстрирующей другую примерную конфигурацию WLAN-системы.

[23] Фиг. 3 является схемой для описания механизма функции распределенной координации (DCF) в WLAN-системе.

[24] Фиг. 4 и 5 являются схемами для описания проблем обыкновенного механизма разрешения коллизий.

[25] Фиг. 6 является схемой для описания механизма для решения проблем скрытого узла с использованием кадра запроса на отправку/разрешения на отправку (RTS/CTS).

[26] Фиг. 7 является схемой для описания механизма для решения проблем раскрытого узла с использованием RTS/CTS-кадра.

[27] Фиг. 8 является схемой для описания подробностей способ функционирования с использованием RTS/CTS-кадра.

[28] Фиг. 9 иллюстрирует примерный формат высокоэффективного (HE) блока данных протокола физического уровня (PPDU).

[29] Фиг. 10 является блок-схемой последовательности операций, иллюстрирующей способ определения, доступен ли соответствующий канал, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

[30] Фиг. 11 является блок-схемой последовательности операций, иллюстрирующей операцию, выполняемую в ответ на прием RTS/CTS-кадра, согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

[31] Фиг. 12 является блок-схемой WLAN-устройств для увеличения частоты пространственного повторного использования.

НАИЛУЧШИЙ РЕЖИМ

[32] Теперь будет сделана подробная ссылка на примерные варианты осуществления настоящего изобретения, примеры которых проиллюстрированы на прилагаемых чертежах. Подробное описание, которое будет дано ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, предназначено для разъяснения примерных вариантов осуществления настоящего изобретения, а не для того, чтобы показать единственные варианты осуществления, которые могут быть реализованы согласно настоящему изобретению.

[33] Нижеследующее описание включает в себя конкретные сведения, для того, чтобы обеспечить полное понимание настоящего изобретения. Однако, специалистам в данной области техники будет понятно, что настоящее изобретение может быть применено на практике без таких конкретных сведений. В некоторых случаях, известные структуры и устройства опущены или показаны в виде блок-схемы, фокусируясь на важных признаках структур и устройств, для того, чтобы не запутать идею настоящего изобретения.

[34] Как описано ранее, дано нижеследующее описание способа и аппарата для увеличения частоты пространственного повторного использования в системе беспроводной локальной сети (WLAN). Для этого первой будет подробно описана WLAN-система, к которой применяется настоящее изобретение.

[35] Фиг. 1 является схемой, иллюстрирующей примерную конфигурацию WLAN-системы.

[36] Как проиллюстрировано на Фиг. 1, WLAN-система включает в себя по меньшей мере один базовый набор служб (BSS). BSS является набором STA, которые имеют возможность осуществления связи друг с другом посредством успешного выполнения синхронизации.

[37] STA является логическим объектом, включающим в себя интерфейс физического уровня между уровнем управление доступом к среде (MAC) и беспроводной средой. STA может включать в себя STA с AP и без AP. Среди STA, портативным терминалом, которым манипулирует пользователь, является STA без AP. Если терминал просто называется STA, STA относится к STA без AP. STA без AP может также называться терминалом, блоком беспроводной передачи/приема (WTRU), пользовательским оборудованием (UE), мобильной станцией (MS), мобильным терминалом или мобильным абонентским блоком.

[38] AP является объектом, который предоставляет доступ к распределительной системе (DS) для ассоциированной STA через беспроводную среду. AP может также называться централизованным контроллером, базовой станцией (BS), Node-B, базовой приемопередающей системой (BTS) или контроллером участка.

[39] BSS может быть разделен на инфраструктурный BSS и независимый BSS (IBSS).

[40] BSS, проиллюстрированный на Фиг. 1, является IBSS. IBSS относится к BSS, который не включает в себя AP. Так как IBSS не включает в себя AP, IBSS не обеспечивается возможность осуществления доступа к DS, и таким образом образуется самостоятельная сеть.

[41] Фиг. 2 является схемой, иллюстрирующей другую примерную конфигурацию WLAN-системы.

[42] BSS, проиллюстрированные на Фиг. 2, являются инфраструктурными BSS. Каждый инфраструктурный BSS включает в себя одну или более STA и одну или более AP. В инфраструктурном BSS, связь между STA без AP в основном проводится посредством AP. Однако, если прямая линия связи установлена между STA без AP, может быть осуществлена прямая связь между STA без AP.

[43] Как проиллюстрировано на Фиг. 2, многочисленные инфраструктурные BSS могут быть взаимно соединены посредством DS. BSS, взаимно соединенные посредством DS, называются расширенным набором служб (ESS). STA, включенные в ESS, могут осуществлять связь друг с другом, и STA без AP внутри одного ESS может перемещаться из одного BSS в другой BSS, притом непрерывно осуществляя связь.

[44] DS является механизмом, который соединяет множество AP друг с другом. DS необязательно является сетью. До тех пор, пока она предоставляет услугу распределения, DS не ограничивается какой-либо конкретной формой. Например, DS может быть беспроводной сетью, такой как ячеистая сеть, или может быть физической структурой, которая соединяет AP друг с другом.

[45] На основе вышеуказанного описание, в дальнейшем разъясняется технология обнаружения коллизий WLAN-системы согласно настоящему изобретению.

[46] Как упомянуто в вышеприведенном описании, передающий конец имеет трудность в выполнении точного обнаружения коллизий в беспроводном окружении, так как в беспроводном окружении на канал воздействуют различные элементы. Для того, чтобы решить данную проблему, в 802.11 была введена DCF (функция распределенной координации), которая соответствует механизму CSMA/CA (множественного доступа с контролем несущей/предотвращения коллизий).

[47] Фиг. 3 является схемой для описания механизма DCF в WLAN-системе.

[48] DCF выполняет CCA (оценку незанятости канала) для контроля среды во время конкретного периода (например, межкадрового пространства DCF (DIFS)) до того, как STA, имеющие данные для передачи, передают данные. В этом случае, если среда свободна, STA может передать сигнал с использованием свободной среды. И наоборот, если среда занята, STA может переслать данные после ожидания произвольного периода отсрочки в дополнение к DIFS при предположении, что несколько STA находятся в режиме ожидания, для того, чтобы использовать занятую среду. В этом случае, произвольный период отсрочки обеспечивает STA возможность предотвращения коллизий друг с другом. В частности, предполагая, что есть множество STA, которые предназначены для передачи данных, каждая из STA может иметь стохастически разное значение периода отсрочки. Соответственно, каждая из STA может иметь разное время передачи. Если STA инициирует передачу с использованием среды, другие STA не могут использовать среду.

[49] В нижеследующем описании кратко разъясняются произвольное время отсрочки и произвольная процедура отсрочки.

[50] Если конкретная беспроводная среда переключается с занятого состояния на свободное состояние, множество STA начинают подготовку для пересылки данных. В этом случае, для того, чтобы минимизировать коллизии, каждая из STA, которые предназначены для передачи данных, выбирает произвольный отсчет отсрочки и затем находится в режиме ожидания до соответствующего временного слота. Произвольный отсчет отсрочки является псевдопроизвольным целым значением и определяется, как одно из значений, равномерно распределенных в диапазоне [0 CW]. CW означает окно конкуренции.

[51] Хотя параметр CW имеет начальное значение CWmin, это значение может быть удвоено в случае сбоя передачи. Например, когда STA не удается принять ACK в ответ на переданный кадр данных, STA может решить, что произошла коллизия. Когда значение CW достигает максимального значения CWmax, значение CWmax сохраняется пока передача данных не выполнится успешно. Если передача данных успешна, значение CW возвращается в исходное состояние в значение CWmin. В этом случае, для удобства реализации и операции, предпочтительно, чтобы CW, CWmin и CWmax были заданы, чтобы сохранить 2ⁿ-1.

[52] Между тем если инициирована произвольная процедура отсрочки, STA постоянно осуществляет мониторинг среды во время обратного отсчета слота отсрочки после осуществления выбора произвольного отсчета отсрочки в диапазоне [0 CW]. Во время обратного отсчета, если среда входит в занятое состояние, STA останавливает обратный отсчет и находится в режиме ожидания. В дальнейшем, если среда входит в свободное состояние, STA возобновляет остальной обратный отсчет слота отсрочки.

[53] Обращаясь к Фиг. 3, когда есть множество STA, которые предназначены для пересылки данных, STA 3 пересылает данные сразу же, так как среда была в свободном состоянии для DIFS. Однако, остальные STA находятся в режиме ожидания, пока среда не войдет в свободное состояние. Так как среда была в занятом состоянии некоторое время, несколько STA осуществляют мониторинг среды, для того, чтобы использовать ее, и таким образом каждая из STA выбирает произвольный отсчет отсрочки. Фиг. 3 иллюстрирует случай, когда STA 2, которая выбирает наименьший отсчет отсрочки, передает кадр данных.

[54] После того, как STA 2 завершает передачу, среда снова находится в свободном состоянии, и тогда STA возобновляют остановленный обратный отсчет в отношении интервала отсрочки. На Фиг. 3, остановив обратный отсчет на некоторое время, так как среда была в занятом состоянии, STA 5, имеющая второе наименьшее значение отсчета отсрочки (меньшее, чем у STA 2), начинает передачу кадра данных после выполнения остающегося обратного отсчета слота отсрочки. Однако, происходит коллизия, так как оно случайным образом перекрывается со значением произвольного отсчета отсрочки для STA 4. В этом случае, так как обеим из двух STA не удается принять ACK-ответ, они снова выбирают значения произвольного отсчета отсрочки после удвоения CW.

[55] Как описано выше, самым основным из CSMA/CA является контроль несущей. Терминал может использовать как физический контроль несущей, так и виртуальный контроль несущей, для того, чтобы определить, находится ли DCF-среда в занятом или свободном состоянии. Физический контроль несущей выполняется посредством обнаружения энергии или обнаружения преамбулы на физическом уровне (PHY). Например, если измерен уровень напряжения на принимающем конце, или если определено, что считана преамбула, терминал может определить, что среда находится в занятом состоянии. Целью виртуального контроля несущей является препятствие другим STA в передаче данных посредством конфигурирования NAV (вектора распределения сети), и это выполняется с использованием значения поля "длительность" в MAC-заголовке. Более того, надежный механизм обнаружения коллизий был введен для того, чтобы снизить вероятность коллизий. Причина для введения может быть проверена посредством нижеследующих двух примеров. Для удобства, диапазон контроля несущей предполагается равным диапазону передачи.

[56] Фиг. 4 и 5 являются схемами для описания проблем обыкновенного механизма разрешения коллизий.

[57] Конкретно, Фиг. 4 является схемой для разъяснения проблем скрытого узла. В настоящем примере, STA A и STA B осуществляют связь друг с другом, и STA C имеет информацию, которая должна быть передана. В частности, хотя STA A передает информацию на STA B, при выполнении контроля несущей в среде перед передачей данных на STA B, STA C не может обнаружить передачу сигнала из STA A, так как STA C находится вне диапазона передачи STA A. В результате, STA C может определить, что среда находится в свободном состоянии. В этом случае, STA B одновременно принимает информацию и от STA A, и от STA C, и таким образом происходит коллизия. Здесь, STA A может считаться скрытым узлом STA C.

[58] С другой стороны, Фиг. 5 является схемой для разъяснения проблем раскрытого узла. На Фиг. 5, STA B передает данные на STA A. В этом случае, STA C выполняет контроль несущей и затем определяет, что среда находится в занятом состоянии, благодаря информации, переданной из STA B. В результате, даже если STA C намеревается передать данные на STA D, так как среда опознана как занятая, STA C необязательно должна находиться в режиме ожидания, пока среда не станет свободной. Другими словами, даже если STA A находится вне диапазона CS для STA C, STA A может не позволить STA C передать информацию. Здесь, STA C может считаться раскрытым узлом STA B.

[59] Чтобы эффективно использовать механизм предотвращения коллизий в вышеупомянутых ситуациях, может быть введен короткий пакет сигнализации, такой как RTS (запрос на отправку), CTS (разрешение на отправку) или подобный. Согласно короткому пакету сигнализации, соседние STA могут подслушать, передается ли информация между двумя STA. Другими словами, если STA, которая намеревается передать данные, передает RTS-кадр на STA, которая будет принимать данные, принимающая STA может уведомить соседние STA, что она будет принимать данные в порядке передачи CRS-кадра на соседние STA.

[60] Фиг. 6 является схемой для описания механизма для решения проблем скрытого узла с использованием RTS/CTS-кадра.

[61] Обращаясь к Фиг. 6, и STA A, и STA C, намереваются передать данные на STA B. Если STA A передает RTS на STA B, STA B передает CTS как STA A, так и STA C, размещенным рядом с STA B. Следовательно, STA C находится в режиме ожидания пока и STA A, и STA B не завершат передачу данных, и таким образом может быть предотвращена коллизия.

[62] Фиг. 7 является схемой для описания механизма для решения проблем раскрытого узла с использованием RTS/CTS-кадра.

[63] Обращаясь к Фиг. 7, подслушав передачу RTS/CTS между STA A и STA B, STA C, может узнать, что коллизия не происходит, даже если STA C передает данные на STA D. В частности, STA B передает RTS на все соседние STA, но передает CTS только на STA A, на которую STA B будет фактически передавать данные. Так как STA C принимает RTS кроме CTS от STA A, STA C может распознать, что STA A находится вне диапазона CS для STA C.

[64] Фиг. 8 является схемой для описания подробностей способ функционирования с использованием RTS/CTS-кадра.

[65] Обращаясь к Фиг. 8, после DIFS (распределенного IFS), передающая STA может передать RTS-кадр принимающей STA, на которую передающая STA будет передавать сигнал. Приняв RTS-кадр, принимающая STA может передать CTS передающей STA после SIFS (короткого IFS). После приема CTS от принимающей STA, передающая STA может передать данные после SIFS, как показано на Фиг. 8. После приема данных, принимающая STA может передать ACK-ответ в ответ на данные, принятые после SIFS.

[66] Между тем среди соседних STA, кроме вышеупомянутых передающей и принимающей STA, STA, которая принимает RTS/CTS передающей STA, может определить, занята ли среда или нет, согласно приему RTS/CTS, как описано выше со ссылкой на Фиг. 6 и 7. И STA может сконфигурировать NAV (вектор распределения сети) на основе состояния среды. Если длительность NAV заканчивается, STA может выполнить процедуру разрешения конкуренции, описанную выше со ссылкой на Фиг. 3, после DIFS.

[67] Как описано выше, 802.11 STA определяет, передать ли сигнал по каналу, посредством проверки состояния (свободно или занято) канала согласно правилу CCA. В 802.11c, например, STA использует CCA-уровни первичного канала и вторичного канала. Если сила сигнала, принятого по каналу, равна или меньше, чем CCA-уровень канала, STA передает сигнал по каналу, определяя, что канал свободен.

[68] Система 802.11a/g имеет нижеследующие требования CCA.

[69] Начало действительной OFDM-передачи с силой принятого сигнала на приемнике, которая равна или больше, чем минимальная модуляция и чувствительность к скорости кодирования (-82 дБм для разнесения каналов 20 МГц, -85 дБм для разнесения каналов 10 МГц, и -88 дБм для разнесения каналов 5 МГц) предписывает CS/CCA указывать "занято" с вероятностью, большей, чем 90%, в пределах 4 мкс для разнесения каналов 20 МГц, 8 мкс для разнесения каналов 10 МГц, и 16 мкс для разнесения каналов 5 МГц.

[70] Если часть с преамбулой сигнала отсутствует, приемник может определить среду как занятую посредством любого сигнала CCA на 20дБ выше минимальной модуляции и чувствительности к скорости кодирования (-62 дБм для разнесения каналов 20 МГц, -65 дБм для разнесения каналов 10 МГц, и -68 дБм для разнесения каналов 5 МГц).

[71] Между тем операция PHY выполняется, как следует ниже, для правила CCA.

[72] Если переданная физическая преамбула принята, PHY уровень может измерить силу принятого сигнала. Эта операция может быть известна уровню MAC посредством примитива PHY-CCA.indication. Так как сигнал принят до приема точного блока данных протокола физического уровня(PPDU), может быть выдан примитив PHY-CCA.indication(BUSY). Информация о силе принятого сигнала (например, параметр индикатора силы принятого сигнала (RSSI)) может быть сообщена уровню MAC посредством RXVECTOR.

[73] После того, как выдан примитив PHY-CCA.indication, объект PHY может принять обучающие символы и осуществить поиск сигнала.

[74] Если заголовок PHY был принят успешно, может быть выдан примитив PHY-RXSTART.indication.

[75] Между тем CCA-чувствительность для операционного класса, требующего обнаружение энергии при CCA (CCA-ED), задается, как следует в системе 802.11ac.

[76] После приема сигнала выше CCA-ED уровня, который задан как dot11OFDMEDThreshold для первичного канала 20 МГц и вторичного канала 20 МГц, dot11OFDMEDThreshold+3дБ для вторичного канала 40 МГц, и dot11OFDMEDThreshold+6 дБ для вторичного канала 80 МГц, CCA-ED может представлять канал как занятый.

[77] Пороги CCA-ED для операционных классов, требующих CCA-ED, могут быть основаны на предварительно определенных опорных значениях стандартов.

[78] Таблица 1 ниже приводит список CCA-чувствительностей сигнала, занимающего первичный канал 20-МГц.

[79] Таблица 1

Ширина операционного класса	Условия
20 МГц, 40 МГц, 80 МГц, 160 МГц, или 80+80 МГц	Запуск 20 МГц NON_HT PPDU (как задано в 18.3.10.6 стандарта 802.11ac).Запуск HT PPDU (при условиях, заданных в 20.3.21.5 стандарта 802.11ac).Запуск 20 МГц VHT PPDU в первичном канале 20 МГц при -82 дБм или выше
40 МГц, 80 МГц, 160 МГц, или 80+80 МГц	Запуск 40 МГц не HT дубликата или VHT PPDU в первичном канале 40 МГц при -79 дБм или выше.Запуск HT PPDU (при условиях, заданных в 20.3.21.5 стандарта 802.11ac).
80 МГц, 160 МГц, или 80+80 МГц	Запуск 80 МГц не HT дубликата или VHT PPDU в первичном канале 80 МГц при -76 дБм или выше.
160 МГц или 80+80 МГц	Запуск 160 МГц или 80+80 МГц не HT дубликата или VHT PPDU при -73 дБм или выше

[80] Между тем система 802.11ah имеет нижеследующие критерии CCA.

[81] [Таблица 2]

Ширина операционного канала	Условия
2 МГц, 4 МГц, 8 МГц, 16 МГц	Запуск 2 МГц SIG PPDU в первичном канале 2 МГц при -92 дБм или выше
4 МГц, 8 МГц, 16 МГц	Запуск 4 МГц SIG PPDU в первичном канале 4 МГц при -89 дБм или выше
8 МГц, 16 МГц	Запуск 8 МГц SIG PPDU в первичном канале 8 МГц при -86 дБм или выше
16 МГц	Запуск 16 МГц SIG PPDU при -83 дБм или выше

[82] Таблица 3

Ширина операционного канала	Условия
2 МГц, 4 МГц, 8 МГц, 16 МГц	Запуск 2 МГц SIG PPDU в первичном канале 2 МГц при -89 дБм или выше
4 МГц, 8 МГц, 16 МГц	Запуск 4 МГц SIG PPDU в первичном канале 4 МГц при -86 дБм или выше.
8 МГц, 16 МГц	Запуск 8 МГц SIG PPDU в первичном канале 8 МГц при -83 дБм или выше
16 МГц	Запуск 16 МГц SIG PPDU при -80 дБм или выше

[83] Теперь будет дано описание компромиссного соотношения между чувствительностью и пространственным повторным использованием приемника.

[84] Если чувствительность приемника увеличивается, приемник не может быть активным при доступе к каналу. Вследствие этого, бездействие STA может уменьшить частоту пространственного повторного использования. Соответственно, в системе IEEE 802.11ah предлагается, что если STA в пределах того же BSS, что и BSS конкретной STA, использует соответствующий канал, конкретная STA не может использовать канал, тогда как если STA в пределах BSS, отличного от BSS конкретной STA, использует канал, конкретная STA может использовать канал. Конкретная STA может определить, относится ли сигнал к тому же BSS, посредством проверки, совпадает ли PBSSID с PBSSID конкретной STA на UL, и посредством проверки, совпадает ли BSS с BSS конкретной STA посредством COLOR на DL.

[85] Способ увеличения пространственной эффективности в новой WLAN-системе (например, системе IEEE 802.11ax) будет описан ниже на основе вышеуказанного описания.

[86] В основном, частота пространственного повторного использования может быть увеличена посредством использования CCA-уровня, более высокого, чем в традиционной системе, для 11ax-кадра, даже в 11ax (высокоэффективной WLAN (HEW)). Вследствие этого, пока не указано иначе, предполагается, что CCA-уровень (первый CCA-уровень) для HEW выше, чем CCA-уровень, используемый в традиционной системе. Однако, так как традиционные STA должны поддерживаться в HEW, второй CCA-уровень также должен быть использован для передач PPDU традиционных STA. Соответственно, вариант осуществления настоящего изобретения предлагает, что два или более CCA-уровней используются выборочно согласно типу WLAN-сигнала. Например, если переданным кадром является HEW-кадр, выборочно может быть использован первый CCA-уровень. Если переданным кадром является традиционный кадр, выборочно может быть использован второй CCA-уровень.

[87] На основе вышеуказанного описания будет дано описание способа для приема традиционного кадра или 11ax-кадра на основе двух CCA-уровней (первого и второго уровней CCA).

[88] Фиг. 9 иллюстрирует примерный формат HE PPDU.

[89] На Фиг. 9, HE обучающими символами могут быть HE-STF/HE-LTF. Как в случае с форматом HE PPDU, проиллюстрированным на Фиг. 9, когда STA принимает L-STF, STA измеряет RSSI и определяет, занят ли канал или свободен, на основе традиционного CCA-уровня (например, -82 дБм при 20 МГц). Если канал занят, STA указывает MAC, что канал занят, посредством PHY-CCA.indication, и принимает обучающие символы (т.е. L-LTF) и L-SIG. Если STA успешно принимает L-SIG (биты четности являются действительными), STA определяет, является ли PPDU - HE PPDU, согласно правилу автоматического обнаружения PPDU, которое задано в стандарте. Если PPDU является традиционным PPDU, STA удерживает CCA как "занятую" и затем декодирует остающийся кадр.

[90] Если PPDU является HE PPDU, STA определяет, занят ли канал или свободен, на основе HE CCA-уровня. Например, если RSSI принятого сигнала выше, чем как традиционный CCA-уровень, так и HE CCA-уровень, STA удерживает CCA как "занято" и декодирует остающийся кадр. Если RSSI выше, чем традиционный CCA-уровень, и ниже, чем HE CCA-уровень, STA изменяет CCA на "свободно". RSSI может быть значением, которое было измерено ранее в L-STF и затем сохранено, или вновь измененным значением. Если RSSI ниже, чем HE CCA-уровень, STA может задать "свободно" в указании CCA и передает указание CCA в MAC, или включить измеренный RSSI в RXSTART.Indication и передать RXSTART.Indication в MAC. Может быть использован способ задания CCA как "занято" или "свободно" на основе информации цвета BSS (информации BSS ID, посредством которого может быть определено, является ли BSS идентичным BSS STA), включенной в HE-SIG A. Если STA определяет, что BSS совпадает с BSS STA, посредством проверки цвета BSS/BSS ID, заданного в HE-SIG A, STA задает CCA как "занято", даже если RSSI ниже, чем HE CCA-уровень. То есть, в случае другого BSS, если измеренный RSSI меньше, чем HE CCA-уровень, STA удерживает CCA как "свободно", и если измеренный RSSI выше, чем HE CCA-уровень, STA удерживает CCA как "занято", как описано выше. STA функционирует, как описано выше, согласно тому, имеет ли CCA значение "занято" или "свободно".

[91] Выше было описано, что в случае, когда STA определяет, что принятым PPDU является традиционный PPDU, STA использует традиционный CCA-уровень, и если RSSI выше, чем традиционный CCA-уровень, STA задает или удерживает CCA как "занято". Однако, несмотря на традиционный PPDU, STA может использовать HE CCA-уровень в зависимости от того, совпадает ли BSS традиционного PPDU с BSS STA, чтобы тем самым увеличить частоту пространственного повторного использования. Например, если PPDU является традиционным PPDU, и традиционный PPDU является пакетом из BSS STA, STA задает или удерживает CCA как "занято" посредством постоянного применения традиционного CCA-уровня. Если традиционный PPDU является пакетом из другого BSS (т.е. OBSS), STA определяет, имеет ли CCA значение "свободно" или "занято", посредством применения HE CCA-уровня. Если STA определяет, что CCA имеет значение "свободно", STA может выполнить пространственное повторное использование/повторное использование канала во время периода передачи соответствующего кадра или длительности возможности передачи (TXOP), указанной кадром. Этот способ применим к полученным способам, упомянутым в настоящем изобретении.

[92] Если по меньшей мере одно из адреса приемника (RA, адреса 1) и адреса отправителя (SA, адреса 2) блока данных протокола MAC (MPDU) (например, MAC-заголовка) в традиционном кадре совпадает с BSSID для AP/BSS, которому принадлежит STA, STA определяет, что BSS традиционного кадра является ее BSS. В случае 11ac UL PPDU, если частичный AID HE-SIG A совпадает с BSSID (например, 9 младших битов (LSB)) AP/BSS, который принадлежит STA, STA определяет, что STA/AP в пределах своей BSS передала пакет. Для традиционного PPDU, пространственное повторное использование может быть выполнено одним из двух способов, которые заданы выше.

[93] Между тем когда передается 11ax PPDU, PPDU может быть защищен с использованием RTS/CTS-кадра, как описано выше. Однако, так как RTS/CTS-кадр является традиционным кадром, частота пространственного повторного использования может быть ниже в вышеописанном варианте осуществления, чем в случае передачи, свободной от RTS/CTS.

[94] Например, если соответствующий PPDU из OBSS, и измеренный уровень сигнала PPDU находится между 11ax CCA-уровнем и традиционным CCA-уровнем, соответствующая среда может быть задана как занятая посредством вектора распределения сети (NAV) в присутствии RTS/CTS-кадра, тогда как среда может быть определена как свободная в отсутствии RTS/CTS-кадра, таким образом обеспечивая возможность пространственного повторного использования, так как измеренный уровень сигнала не удовлетворяет 11ax CCA-уровню.

[95] Чтобы избежать вышеописанной проблемы, вариант осуществления настоящего изобретения предлагает нижеследующий способ в случае, когда PPDU, переданным во время интервала TXOP, сконфигурированного RTS/CTS-кадром, является 11ax PPDU.

[96] Фиг. 10 является блок-схемой последовательности операций, иллюстрирующей способ определения, доступен ли соответствующий канал, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

[97] Если 11ax PPDU передается во время интервала TXOP, указанного RTS/CTS-кадром, канал может быть определен как свободный или занятый посредством применения 11ax CCA-уровня (первого CCA-уровня), независимо от NAV, заданного RTS/CTS-кадром, в варианте осуществления.

[98] Конкретно, как проиллюстрировано на Фиг. 9, STA может сначала определить, является ли сила принятого сигнала соответствующего PPDU равной или большей, чем 11ax CCA-уровень (S910). Если сила принятого сигнала PPDU равна или больше, чем 11ax CCA-уровень, STA может определить соответствующую среду как занятую (S920).

[99] Если сила принятого сигнала PPDU меньше, чем 11ax CCA-уровень, STA может дополнительно определить, относится ли PPDU к BSS, которому принадлежит STA в варианте осуществления (S930). STA может определить, является ли PPDU для STA в вышеописанном способе. Если STA определяет, что PPDU относится к BSS, STA может определить среду как занятую (S920).

[100] Если сила принятого сигнала PPDU меньше, чем 11ax CCA-уровень, и PPDU не относится к BSS STA, STA может определить среду как свободную без необходимости сравнения силы принятого сигнала PPDU с традиционным CCA-уровнем (S940). Если среда определена как свободная, частота пространственного повторного использования может быть эффективно увеличена, по сравнению с обыкновенной технологией.

[101] Фиг. 11 является блок-схемой последовательности операций, иллюстрирующей операцию, выполняемую в ответ на прием RTS/CTS-кадра, согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

[102] Как описано выше, если HEW(11ax) STA принимает HEW PPDU (т.е. 11ax PPDU), HEW(11ax) STA может определить, до